KR20220115247A - Autonomous mobile robot and its control method - Google Patents

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KR20220115247A
KR20220115247A KR1020210019004A KR20210019004A KR20220115247A KR 20220115247 A KR20220115247 A KR 20220115247A KR 1020210019004 A KR1020210019004 A KR 1020210019004A KR 20210019004 A KR20210019004 A KR 20210019004A KR 20220115247 A KR20220115247 A KR 20220115247A
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KR
South Korea
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movement
destination
elevator
autonomous driving
obstacle
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Application number
KR1020210019004A
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Korean (ko)
Inventor
안계운
정영진
이범준
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

Disclosed are an autonomous mobile robot (AMR) and a control method thereof. According to an embodiment of the present invention, the AMR used for transporting parts in a factory comprises: a communication unit for receiving a task command for transporting parts through a wireless communication network; a LIDAR for propagating a laser signal and analyzing the reflected signal to detect the coordinates of nearby obstacles; a driving unit for generating a driving force for movement through at least one motor; a storage unit for standardizing and storing movement paths for transporting the parts and size information for the ID of each of the parts to be mounted; and a control unit which generates the movement paths including one or more way points (WPs) from a starting point to the final destination based on the coordinate system of a factory map, generates a virtual destination if an obstacle located at the WPs is identified through the LIDAR during movement, and controls avoidance movement to a safe area. Therefore, the parts can be supplied in the right place at the right time.

Description

자율주행로봇 및 그 제어 방법{AUTONOMOUS MOBILE ROBOT AND ITS CONTROL METHOD}Autonomous driving robot and its control method {AUTONOMOUS MOBILE ROBOT AND ITS CONTROL METHOD}

본 발명은 자율주행로봇 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘리베이터와 같은 협소공간 내 이동을 위한 자율주행로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an autonomous driving robot and a control method thereof, and more particularly, to an autonomous driving robot for movement in a narrow space such as an elevator, and a control method thereof.

일반적으로 스마트 팩토리(Smart Factory) 기반 차량 공장에서는 자동화 공정을 복수의 작업장으로 모듈화하고 각각 다양한 파트의 부품을 조립한다. 또한 각 작업장에 유연한 부품 이송을 위하여 자율주행로봇(Autonomous mobile robot, AMR)을 운용하고 있다. In general, in a smart factory-based vehicle factory, the automation process is modularized into a plurality of workshops, and parts of various parts are assembled respectively. In addition, an autonomous mobile robot (AMR) is being operated for flexible parts transfer to each workshop.

이러한 자동화 공정에서 작업 중 부품 공급이 중단되는 것은 라인 정지를 유발하여 수율에 악영향을 주므로 AMR의 원활한 운용으로 적시 적소에 부품을 공급하는 것이 매우 중요하다.In this automated process, interruption of supply of parts during operation causes line stoppage and adversely affects yield, so it is very important to supply parts at the right time and place through smooth operation of AMR.

도 6은 종래의 자율주행로봇(AMR)의 이동 시 발생되는 다양한 사례를 나타낸다.6 shows various examples that occur when a conventional autonomous driving robot (AMR) moves.

도 6(A)를 참조하면, 종래의 AMR은 부품 이송을 위해 출발지와 목적지를 설정 하고 이동경로를 따라 목적지로 이동한다. 이 때, AMR은 센서를 통해 주변을 탐지하면서 이동경로에 설정된 경유 목적지(Way Point, WP)를 따라 이동한다. 그리고 이동 중 WP1, WP2 사이의 링크 구간에 존재하는 장애물을 회피할 수 있다.Referring to FIG. 6(A), the conventional AMR sets a departure point and a destination for parts transfer and moves to the destination along the movement path. At this time, the AMR moves along the waypoint (Way Point, WP) set in the movement route while detecting the surroundings through the sensor. In addition, it is possible to avoid obstacles existing in the link section between WP1 and WP2 during movement.

하지만, 도 6(B)를 참조하면, AMR은 상기 이동경로상에 반드시 거쳐야 하는 WP1 혹은 최종 목적지 상에 장애물이 존재하는 경우(즉, WP/최종 목적지를 장애물이 점유하고 있는 상태) 해당 목적지 주변을 배외하거나 정지하는 등의 이상거동 현상을 보이며 해당 목적지까지 도달하지 못하거나 지연되는 단점이 있다. 이로 인하여 AMR의 이동불가 상황에서는 알람을 발생하고 작업불가 상태로 변경하여 사람(운용자)의 개입을 통한 에러 해제 및 이동경로의 재설정 등이 요구되는 문제점이 있다.However, referring to FIG. 6(B) , the AMR indicates that when there is an obstacle on the WP1 or the final destination that must be passed on the movement path (ie, the state in which the obstacle occupies the WP/final destination) around the corresponding destination There is a disadvantage of not being able to reach the destination or being delayed by showing abnormal behavior such as avoiding or stopping. For this reason, there is a problem in that an alarm is generated in a situation in which the movement of the AMR is impossible, and the operation is not possible, so that an error cancellation and reset of the movement route are required through the intervention of a human (operator).

또한, 도 6(C)를 참조하면, 층간 이동이 필요한 빌딩형 공장에서는 부품 이송 시 엘리베이터 내의 협소공간에 설정된 WP2를 장애물 점유하고 있으면, AMR이 탑승하지 못하고 정지되어 부품을 이송하기 어려운 문제점이 있다.In addition, referring to FIG. 6(C), in a building-type factory that requires inter-floor movement, if an obstacle occupies the WP2 set in a narrow space in the elevator when transferring parts, the AMR stops boarding and it is difficult to transfer parts. There is a problem. .

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this background section are prepared to promote understanding of the background of the invention, and may include matters that are not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.

본 발명의 실시 예는 협소공간을 이동 시 라이다(LiDAR)를 통해 목적지에 위치한 장애물이 확인되면 가상 목적지를 생성하여 안전한 영역으로 회피 이동하는 자율주행로봇 및 그 제어 방법을 제공 하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide an autonomous driving robot that avoids moving to a safe area by creating a virtual destination when an obstacle located at the destination is identified through LiDAR when moving in a narrow space and a control method thereof.

본 발명의 일 측면에 따르면, 공장의 부품이송에 운용되는 자율주행로봇(Autonomous mobile robot, AMR)은, 무선 통신망을 통해 부품이송을 위한 작업지령을 수신하는 통신부; 레이저 신호를 전파하고 반사되는 신호를 분석하여 주변의 장애물 위치좌표를 탐지하는 라이다; 적어도 하나의 모터를 통해 이동을 위한 구동력을 발생하는 구동부; 상기 부품이송을 위한 이동경로와 탑재되는 부품 ID별 크기 정보를 규격화하여 저장하는 저장부; 및 공장맵(MAP)의 좌표계를 기반으로 출발지로부터 최종 목적지까지 하나 이상의 경유 목적지(Way Point, WP)를 포함하는 이동경로를 생성하고, 이동 시 상기 라이다를 통해 상기 경유 목적지에 위치한 장애물이 확인되면 가상 목적지를 생성하여 안전한 영역으로의 회피 이동을 제어하는 제어부;를 포함한다.According to one aspect of the present invention, an autonomous mobile robot (AMR) operated for transferring parts in a factory includes: a communication unit for receiving a work command for transferring parts through a wireless communication network; LiDAR that propagates the laser signal and analyzes the reflected signal to detect the location coordinates of the surrounding obstacles; a driving unit for generating a driving force for movement through at least one motor; a storage unit for standardizing and storing the movement path for transferring the parts and size information for each part ID to be mounted; And on the basis of the coordinate system of the factory map (MAP), a movement route including one or more waypoints (Way Point, WP) is generated from the starting point to the final destination, and obstacles located at the waypoint destination are checked through the lidar when moving. and a control unit for controlling the avoidance movement to a safe area by creating a virtual destination when it is done.

또한, 상기 AMR은 레이저, 카메라 및 위치측정센서 중 적어도 하나를 포함하며, 자율주행을 위한 주변 환경 탐지를 보조 및 상기 공장맵의 좌표계에 맞는 위치정보를 생성하는 보조 센서부를 더 포함할 수 있다.In addition, the AMR may include at least one of a laser, a camera, and a position measurement sensor, and may further include an auxiliary sensor unit that assists in detecting a surrounding environment for autonomous driving and generates position information suitable for the coordinate system of the factory map.

또한, 상기 구동부는 구동륜을 전진 방향 또는 후진 방향으로 구동하는 제1 모터와 상기 구동륜의 진행 방향을 좌우로 회전시키는 제2 모터를 포함할 수 있다.In addition, the driving unit may include a first motor for driving the driving wheel in a forward direction or a reverse direction and a second motor for rotating the driving wheel in a left and right direction.

또한, 상기 부품 ID별 크기 정보는 해당 부품이나 그 부품을 수용하는 포장, 용기 및 팔레트의 전체 규격을 포함할 수 있다.In addition, the size information for each part ID may include the entire specification of the corresponding part or packaging, container, and pallet for accommodating the part.

또한, 상기 제어부는 상기 작업지령으로 수신된 부품 ID에 매칭된 부품의 크기 정보를 상기 저장부에 조회하여 본체의 주변에 상기 부품의 크기 정보에 맞는 가상의 안전 영역(Safe Area, SA)을 설정할 수 있다.In addition, the control unit sets a virtual safe area (SA) in the vicinity of the main body that matches the size information of the part by inquiring into the storage unit the size information of the part matched with the part ID received as the work command. can

또한, 상기 제어부는 상기 안전 영역을 고려한 상기 이동경로를 따라 이동하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.In addition, the control unit may control the driving unit to move along the movement path in consideration of the safety area.

또한, 상기 제어부는 엘리베이터 내부에 설정된 상기 경유 목적지(WP)에 장애물이 존재하면, 이동 불가한 것으로 판정하고 중앙의 탑승위치 계산점을 기준으로 상기 안전영역(SA)을 고려한 가상 목적지와 회피 이동경로를 생성할 수 있다.In addition, the control unit determines that if there is an obstacle in the transit destination (WP) set inside the elevator, it is impossible to move, and based on the central boarding position calculation point, the virtual destination and the avoidance movement path considering the safety area (SA) can create

또한, 상기 제어부는 상기 공장맵의 좌표계를 기반으로 상기 회피 이동경로를 이용한 장애물 회피가 가능한지 미리 시뮬레이션 하여 접촉 예측으로 인한 안전한 이동이 불가하면 이동불가 판정 후 대기시킬 수 있다.In addition, the control unit simulates in advance whether obstacle avoidance using the avoidance movement path is possible based on the coordinate system of the factory map.

또한, 상기 제어부는 상기 회피 이동경로로 장애물을 회피할 수 있는 안전한 이동이 가능하면 상기 엘리베이터 내부의 상기 가상 목적지로의 이동을 제어할 수 있다.In addition, the control unit may control the movement to the virtual destination inside the elevator if it is possible to safely move to avoid obstacles in the avoidance movement path.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 공장의 부품이송에 운용되는 자율주행로봇(Autonomous mobile robot, AMR) 제어 방법은, a) 작업지령을 수신하면 공장맵(MAP)의 좌표계를 기반으로 출발지로부터 최종 목적지까지 하나 이상의 경유 목적지(Way Point, WP)를 포함하는 이동경로를 생성하는 단계; b) 상기 경유 목적지(WP)가 엘리베이터의 내부인 경우 위치정보를 확인하여 상기 엘리베이터의 대기지점에서 대기하는 단계; c) 상기 엘리베이터의 도어 오픈 시 라이다를 이용하여 내부의 협소공간을 탐색하는 단계; 및 d) 상기 경유 목적지(WP)에 위치한 장애물이 확인되면 가상 목적지를 생성하여 상기 협소공간 내 안전한 영역으로 회피 이동하는 단계;를 포함한다.On the other hand, according to an aspect of the present invention, the autonomous driving robot (Autonomous mobile robot, AMR) control method operated for the transport of parts in a factory, a) upon receiving a work command, based on the coordinate system of the factory map (MAP) Generating a movement route including one or more transit destinations (Way Point, WP) to the final destination; b) checking the location information when the via destination (WP) is inside the elevator and waiting at the waiting point of the elevator; c) searching for a narrow space inside the elevator using a lidar when the elevator door is opened; and d) when an obstacle located in the via destination (WP) is identified, creating a virtual destination and moving to avoid moving to a safe area in the narrow space.

또한, 상기 a) 단계는, 상기 작업 지령으로 수신된 부품 ID에 매칭된 부품의 크기 정보를 고려하여 본체의 주변에 상기 부품의 크기 정보에 맞는 가상의 안전 영역(Safe Area, SA)을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in step a), setting a virtual safe area (SA) suitable for the size information of the part around the main body in consideration of the size information of the part matched with the part ID received as the work command. may include steps.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 엘리베이터의 제어기(PLC)와 무선통신을 연결하여 엘리베이터 동작정보를 수집하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, step b) may include collecting elevator operation information by connecting a controller (PLC) of the elevator and wireless communication.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 엘리베이터 내부에 설정된 경유 목적지(WP)에 상기 장애물이 존재하면 이동 불가한 것으로 판정하고 중앙의 탑승위치 계산점을 기준으로 상기 안전영역(SA)을 고려한 가상 목적지와 그에 따른 회피 이동경로를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in step d), if the obstacle is present in the transit destination (WP) set inside the elevator, it is determined that movement is impossible, and the virtual destination considering the safety area (SA) based on the central boarding position calculation point and its It may include the step of generating an avoidance movement path according to the.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 공장맵의 좌표계를 기반으로 가상 목적지에 따른 회피 이동경로를 이용하여 장애물 회피가 가능한지 미리 시뮬레이션 하는 단계; 상기 시뮬레이션 결과 접촉 예측으로 인한 이동불가로 판정되면 다음 엘리베이터 도착을 대기하는 단계; 혹은 상기 회피 이동경로를 이용하여 상기 장애물을 회피할 수 있는 것으로 판정되면 안전한 이동경로를 따라 엘리베이터 내부로 이동하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the step d) may include: simulating in advance whether obstacle avoidance is possible using an avoidance movement path according to a virtual destination based on the coordinate system of the factory map; waiting for the arrival of the next elevator if it is determined that movement is impossible due to contact prediction as a result of the simulation; Alternatively, if it is determined that the obstacle can be avoided using the avoidance movement path, moving into the elevator along a safe movement path; may include.

또한, 상기 d) 단계 이후에, e) 통로의 협소공간을 이동 시 상기 이동경로에 설정된 경유 목적지에 장애물이 존재하면 가상 목적지를 생성에 따른 회피 이동경로를 설정하여 이동하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after step d), e) when moving through the narrow space of the passage, if there is an obstacle in the via destination set in the movement route, the method may further include the step of setting an avoidance movement route according to the creation of a virtual destination and moving it. have.

또한, 상기 e) 단계는, 상기 협소공간 내 이동 장애물이 존재하는 경우 상기 라이다를 통해 상기 이동 장애물의 위치좌표, 방향 및 속도를 고려하여 액티브한 가변 목적지 생성에 따른 회피경로를 설정하여 이동하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in step e), when there is a moving obstacle in the narrow space, setting an avoidance route according to the active variable destination creation in consideration of the position coordinates, direction and speed of the moving obstacle through the lidar and moving may include steps.

본 발명의 실시 예에 따르면, 부품이송을 위한 이동경로상의 목적지에 장애물이 존재하더라도 AMR 스스로가 가상 목적지 생성에 따른 회피 이동경로를 설정하여 계속 이동할 수 있어 적시 적소에 부품을 공급할 수 있는 효과 있다.According to an embodiment of the present invention, even if there is an obstacle in the destination on the moving path for moving parts, the AMR itself can set the avoidance moving path according to the virtual destination creation and continue to move, so that it is possible to supply the parts at the right time.

또한, AMR의 가변 목적지 설정에 따른 회피 이동제어로 이동불가 상황을 예방함으로써 에러 해제 및 이동경로의 재설정 업무 경감에 따른 안정적인 운용 및 그 운용 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to prevent the impossible situation by avoiding movement control according to the variable destination setting of the AMR, thereby improving the stable operation and the operation efficiency according to the reduction of the task of clearing the error and resetting the movement route.

그리고, 엘리베이터 및 좁은 통로의 협소공간에서 AMR 스스로가 액티브한 회피 이동경로를 생성함으로써 거동의 유연함과 다른 이동체들과의 충돌 방지 및 트래픽(traffic) 문제를 줄이는 효과를 기대할 수 있다.In addition, by generating an active avoidance movement path by AMR itself in a narrow space of an elevator and a narrow passage, it can be expected to have the effect of flexibility of movement, prevention of collision with other moving objects, and reduction of traffic problems.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇이 적용된 차량 공장 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇(AMR)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 협소공간에서의 가상 목적지 생성 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 좁은 통로의 협소공간을 이동 시 자율주행로봇 제어 방법을 나타낸다.
도 6은 종래의 자율주행로봇(AMR)의 이동 시 발생되는 다양한 사례를 나타낸다.
1 schematically shows a vehicle factory system to which an autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram schematically showing the configuration of an autonomous driving robot (AMR) according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart schematically illustrating a method for controlling an autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a method for generating a virtual destination in a narrow space according to an embodiment of the present invention.
5 shows a method for controlling an autonomous driving robot when moving in a narrow space of a narrow passage according to an embodiment of the present invention.
6 shows various examples occurring when a conventional autonomous driving robot (AMR) moves.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. In addition, terms such as “…unit”, “…group”, and “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. have.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.Throughout the specification, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms.

명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.Throughout the specification, when an element is referred to as 'connected' or 'connected' to another element, it may be directly connected to or connected to the other element, but another element may exist in between. It should be understood that there may be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is 'directly connected' or 'directly connected' to another element, it should be understood that there is no other element in the middle.

명세서 전체에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Throughout the specification, terms used are merely used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

명세서 전체에서, '포함한다', '가진다' 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, terms related to 'comprising', 'having', etc. are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, but one or more other features. It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as being consistent with the contextual meaning of the related art, and shall not be construed in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined herein.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇 및 그 제어 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.Now, an autonomous driving robot and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇이 적용된 차량 공장 시스템을 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a vehicle factory system to which an autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 공장 시스템은 자동화된 차량 공장에서 부품을 이송하는 자율주행로봇(Autonomous mobile robot, AMR)(10) 및 복수의 AMR(10)을 운용하며 작업장 별 부품 이송에 필요한 작업지령을 할당하는 관제 서버(20)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a vehicle factory system according to an embodiment of the present invention operates an autonomous mobile robot (AMR) 10 that transfers parts in an automated vehicle factory and a plurality of AMRs 10 and operates a workshop It includes a control server 20 for allocating work commands necessary for the transfer of individual parts.

상기 차량 공장은 복수의 층으로 부품창고와 생산라인이 배치된 빌딩형 스마트 팩토리(Smart Factory)를 가정한다.The vehicle factory assumes a building-type smart factory in which a parts warehouse and a production line are arranged on a plurality of floors.

AMR(10)은 부품을 픽업해 출발지(부품창고)로부터 목적지(작업장)까지 이동하며, 이동 중 센서를 통해 주변을 탐지하면서 장애물을 회피한다.The AMR 10 picks up parts and moves from the origin (parts warehouse) to the destination (workshop), and avoids obstacles while detecting the surroundings through sensors during movement.

관제 서버(20)는 MES(Manufacturing Execution System) 혹은 중앙 컴퓨팅 시스템으로 구성되어 스마트 공장 내 전체공정의 작업상태와 AMR(10)의 운용 상태를 관리한다.The control server 20 is composed of a Manufacturing Execution System (MES) or a central computing system to manage the operation state of the entire process in the smart factory and the operation state of the AMR 10 .

도 1을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 공장 시스템의 AMR 운용 방법을 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 1 , an AMR operation method of a vehicle factory system according to an embodiment of the present invention will be described as follows.

관제 서버(20)는 작업장 단말기로부터 부품 이송 요청을 수신하면(S1), 해당 부품 이송에 필요한 AMR(10)을 선택하여 대상 부품 ID와 목적지 지정에 따른 작업지령을 할당한다(S2).When the control server 20 receives a part transfer request from the workshop terminal (S1), it selects the AMR 10 required for the part transfer and assigns a target part ID and a work command according to the destination designation (S2).

이 때, AMR(10)은 상기 작업지령에 따른 부품이 탑재되면 출발지(예; B1/부품창고)로부터 최종 목적지(예; 1F/①작업장)까지 하나 이상의 경유 목적지(Way Point, WP)를 설정 하고 저장된 공장맵(MAP)을 활용한 이동경로를 계산하여 스스로 이동한다(S3). 이하, 본 발명의 실시 예에서 목적지는 이동경로에 설정된 최종 목적지와 경유 목적지(WP)를 포함하며, 이들을 통칭하는 의미를 갖는다. 여기서, 상기 WP는 차량 공장맵(MAP)의 좌표계 기반 이동경로상에서 AMR(10)의 자율주행 중 반드시 거쳐가야 하는 기준좌표를 의미할 수 있다. 예컨대, WP는 이동경로의 전환점이 되는 코너, 교차로 및 엘리베이터 등에 설정될 수 있다. At this time, the AMR 10 sets one or more waypoints (Way Point, WP) from the starting point (eg, B1/ parts warehouse) to the final destination (eg, 1F/① workshop) when the parts according to the work command are loaded. and calculates a movement route using the stored factory map (MAP) and moves by itself (S3). Hereinafter, in an embodiment of the present invention, the destination includes the final destination set in the movement route and the transit destination (WP), and has the meaning of collectively calling them. Here, the WP may mean a reference coordinate that must be passed during autonomous driving of the AMR 10 on the coordinate system-based movement path of the vehicle factory map (MAP). For example, the WP may be set at a corner, an intersection, an elevator, and the like, which is a turning point of a movement route.

AMR(10)은 엘리베이터를 통해 1층(1F)으로 올라가 이동하여 최종 목적지(①작업장)에 도달하면 작업자에게 부품 수령을 요청한다(S4). The AMR 10 goes up to the first floor (1F) through the elevator and moves to the final destination (① workshop) and requests the worker to receive the parts (S4).

AMR(10)은 남은 배송 목적지가 더 존재하면 다음 목적지로 이동하여 부품을 배송할 수 있으며 배송이 완료되면 부품창고로 복귀하여 다음 작업을 대기/충전한다(S5).The AMR 10 may move to the next destination and deliver parts if there are more remaining delivery destinations, and when delivery is complete, return to the parts warehouse to wait/charge the next operation (S5).

한편, 앞서 설명한 것과 같이 종래의 AMR은 이동 중 목적지에 장애물이 존재하면 해당 지속적인 회피동작을 진행하여 목적지 주변을 배외하거나 정지하는 이상거동 현상으로 부품 이송이 지연되거나 이송이 불가 에러를 알람하는 문제점이 존재하였다.On the other hand, as described above, the conventional AMR has a problem in that, if there is an obstacle at the destination during movement, the corresponding continuous avoidance operation is performed to avoid or stop around the destination. existed.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 AMR(10)은 협소공간을 이동 시 라이다(LiDAR)를 통해 목적지에 위치한 장애물이 확인되면 가상 목적지를 생성하여 안전한 영역으로 회피 이동하는 제어하는 것을 목적으로 한다.In order to solve this problem, the AMR 10 according to an embodiment of the present invention generates a virtual destination when an obstacle located at the destination is identified through LiDAR when moving in a narrow space and moves to avoid moving to a safe area. aim to do

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇(AMR)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram schematically showing the configuration of an autonomous driving robot (AMR) according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 AMR(10)은 통신부(11), 라이다(12), 보조 센서부(13), 구동부(14), 저장부(15) 및 제어부(16)를 포함한다. 이 밖에도 AMR(10)은 충방전 가능한 배터리, 작동상태를 표시하는 디스플레이(HMI) 및 부품 픽업을 위한 승하강 액추에이터를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the AMR 10 according to an embodiment of the present invention includes a communication unit 11 , a lidar 12 , an auxiliary sensor unit 13 , a driving unit 14 , a storage unit 15 , and a control unit 16 . ) is included. In addition, the AMR 10 may further include a chargeable/dischargeable battery, a display (HMI) for displaying an operating state, and an elevating actuator for picking up parts.

통신부(11)는 무선 통신망을 통해 관제 서버(20)와 연결되어 데이터를 송수신한다. 또한, 통신부(11)는 작업장 단말기 및 엘리베이터 제어기(Programmable Logic Controller, PLC)와 상태 데이터를 송수신할 수 있다. 상기 무선 통신망은 이동통신(LTE/5G) 및 무선랜(WiFi) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The communication unit 11 is connected to the control server 20 through a wireless communication network to transmit and receive data. In addition, the communication unit 11 may transmit/receive status data to and from a workshop terminal and an elevator controller (Programmable Logic Controller, PLC). The wireless communication network may include at least one of mobile communication (LTE/5G) and wireless LAN (WiFi).

라이다(12)는 AMR(10)의 주변에 레이저 신호를 전파하고 반사되는 신호를 분석하여 주변의 장애물 위치좌표를 탐지한다. The lidar 12 propagates the laser signal around the AMR 10 and analyzes the reflected signal to detect the position coordinates of the surrounding obstacle.

라이다(12)는 엘리베이터나 폭이 좁은 통행로의 협소공간에서 장애물의 위치와 이를 회피하여 AMR(10)의 거동 가능한 영역(면적)을 탐지할 수 있다.The lidar 12 may detect the location of an obstacle in a narrow space of an elevator or a narrow passageway and a movable area (area) of the AMR 10 by avoiding it.

보조 센서부(13)는 레이저, 카메라 및 위치측정센서 중 적어도 하나를 포함하며, 자율주행을 위한 주변 환경 탐지를 보조 및 공장맵(MAP) 좌표계에 맞는 위치정보를 생성한다. 상기 위치측정센서는 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 방식으로 생성된 공장맵(MAP)과 그 좌표계를 생성할 수 있다. 또한, 고정밀 DGPS, 복수의 AP를 이용한 삼각측정법 및 패스플래닝(Path Planning) 중 적어도 하나를 활용하여 자신의 실시간 위치정보를 측정할 수 있다.The auxiliary sensor unit 13 includes at least one of a laser, a camera, and a position measurement sensor, and generates position information suitable for the detection of the surrounding environment for autonomous driving and the factory map (MAP) coordinate system. The position measuring sensor may generate a factory map (MAP) and its coordinate system generated by a SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) method. In addition, it is possible to measure its own real-time location information by using at least one of high-precision DGPS, triangulation using a plurality of APs, and path planning.

구동부(14)는 적어도 하나의 모터를 통해 AMR(10)의 이동을 위한 구동력을 발생한다.The driving unit 14 generates a driving force for moving the AMR 10 through at least one motor.

구동부(14)는 AMR(10)의 구동륜을 전진 방향 또는 후진 방향으로 구동하는 제1 모터와 상기 구동륜의 진행 방향(조향 각도)을 좌우로 회전시키는 제2 모터를 포함한다.The driving unit 14 includes a first motor for driving the driving wheels of the AMR 10 in a forward direction or a reverse direction, and a second motor for rotating the driving wheels in a moving direction (steering angle) left and right.

저장부(15)는 본 발명의 실시 예에 따른 AMR(10)의 이동 제어를 위한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하고, 그 운용에 따라 생성되는 정보를 저장한다.The storage unit 15 stores various programs and data for movement control of the AMR 10 according to an embodiment of the present invention, and stores information generated according to its operation.

저장부(15)는 AMR(10)의 부품이송을 위한 이동경로와 탑재되는 부품 ID(코드)별 크기 정보를 규격화하여 저장할 수 있다. 여기서, 상기 크기 정보는 해당 부품을 수용하는 포장, 용기(캐리어) 및 팔레트 등의 전체 규격을 포함할 수 있다.The storage unit 15 may standardize and store the movement path for the component transfer of the AMR 10 and size information for each mounted component ID (code). Here, the size information may include overall specifications such as packaging, containers (carriers), and pallets for accommodating the corresponding parts.

제어부(16)는 본 발명의 실시 예에 따른 AMR(10)의 제어를 위한 상기 각부의 전반적인 동작을 제어하는 중앙처리장치로 구성된다.The control unit 16 is configured as a central processing unit that controls the overall operation of each unit for controlling the AMR 10 according to an embodiment of the present invention.

제어부(16)는 통신부(11)를 통해 작업지령을 수신하면 작업장 ID와 부품 ID를 확인한다.When the control unit 16 receives a work command through the communication unit 11 , the control unit 16 checks the workshop ID and the part ID.

제어부(16)는 공장맵(MAP)의 좌표계를 기반으로 출발지인 부품창고로부터 최종 목적지인 작업장까지 복수의 WP를 포함하는 이동경로를 생성하여 저장부(15)에 저장한다. 이 때, 제어부(16)는 상기 작업지령으로 수신된 부품 ID에 매칭된 부품 크기 정보를 저장부(15)에 조회하여 본체의 주변에 상기 부품 크기 정보에 맞는 가상의 안전 영역(Safe Area, SA)을 설정할 수 있다.The control unit 16 generates a movement path including a plurality of WPs from the parts warehouse, which is the starting point, to the workshop, which is the final destination, based on the coordinate system of the factory map (MAP), and stores it in the storage unit 15 . At this time, the control unit 16 inquires the storage unit 15 for part size information matched with the part ID received as the work command, and a virtual safe area (SA) that matches the part size information around the body. ) can be set.

그리고, 제어부(16)는 상기 안전 영역을 고려한 이동경로를 따라 이동하도록 구동부(14)를 제어한다.Then, the control unit 16 controls the driving unit 14 to move along the movement path in consideration of the safety area.

이 때, 제어부(16)는 AMR(10)의 협소공간을 이동 시 라이다(12)를 통해 목적지에 위치한 장애물이 확인되면 가상 목적지를 생성하여 안전한 영역으로 회피 이동하는 제어 알고리즘을 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, when an obstacle located at the destination is identified through the lidar 12 when moving the narrow space of the AMR 10, the control unit 16 creates a virtual destination and performs a control algorithm to avoid moving to a safe area. do it with

이러한 제어 알고리즘을 위하여 제어부(16)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다. For such a control algorithm, the control unit 16 may be implemented as one or more processors operating according to a set program, and the set program is programmed to perform each step of the autonomous driving robot control method according to an embodiment of the present invention. can

다만, 제어부(16)를 포함하는 상기 각부의 구성은 기능별 세부구성으로 하나의 AMR(10)에 통합될 수 있는바, 이하 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇 제어 방법을 설명함에 있어서, 각 단계의 주체를 AMR(10)로 하여 설명하기로 한다.However, the configuration of each part including the control unit 16 may be integrated into one AMR 10 as a detailed configuration for each function. The subject of the step will be described as the AMR 10 .

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart schematically illustrating a method for controlling an autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 협소공간에서의 가상 목적지 생성 방법을 나타낸다.4 illustrates a method for generating a virtual destination in a narrow space according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행로봇 제어 방법은 도 1의 상기 S3단계 내지 S4단계 구체화한 시나리오를 가정하여 설명하도록 한다.3 and 4 , the autonomous driving robot control method according to an embodiment of the present invention will be described assuming the scenario embodied in steps S3 to S4 of FIG. 1 .

AMR(10)은 관제 서버(20)로부터 작업지령을 수신하면 출발지(예; B1/부품창고)로부터 최종 목적지(예; 1F/①작업장)까지 하나 이상의 WP를 포함하는 이동경로를 생성하며, 상기 이동경로에 따른 다음 WP로 이동한다(S31).When the AMR 10 receives a work command from the control server 20, it generates a movement route including one or more WPs from the origin (eg, B1/ parts warehouse) to the final destination (eg, 1F/① workshop), and the It moves to the next WP according to the movement path (S31).

AMR(10)은 다음 WP가 엘리베이터의 내부인 경우 위치정보를 확인하여 엘리베이터 대기지점에서 대기한다(S32). 이 때, AMR(10)은 엘리베이터 제어기(PLC)와 통신을 연결하여 동작정보를 수집할 수 있다.The AMR 10 waits at the elevator waiting point by checking the location information when the next WP is inside the elevator (S32). At this time, the AMR 10 may collect operation information by connecting communication with the elevator controller (PLC).

AMR(10)은 엘리베이터 도어 오픈 시 라이다(12)를 이용하여 엘리베이터 내부의 협소공간을 탐색한다(S33). 이 때, AMR(10)은 라이다(12)를 통해 엘리베이터 내부에 레이저 신호를 전파하여 파악된 장애물 위치좌표와 WP의 중첩여부를 비교한다.The AMR 10 searches for a narrow space inside the elevator using the lidar 12 when the elevator door is opened (S33). At this time, the AMR 10 compares the overlap of the obstacle position coordinates and the WP determined by propagating the laser signal inside the elevator through the lidar 12 .

AMR(10)은 엘리베이터 내부에 설정된 WP에 상기 장애물이 존재하면(S34; 예), 엘리베이터 내부로 이동 불가한 것으로 판정하고 중앙의 탑승위치 계산점을 기준으로 안전영역(SA)을 고려한 가상 WP와 그에 따른 회피 이동경로를 생성한다(S35). If the obstacle exists in the WP set inside the elevator (S34; Yes), the AMR 10 determines that it is impossible to move inside the elevator, and the virtual WP considering the safety area SA based on the central boarding position calculation point and the Then, an avoidance movement path is generated (S35).

이 때, AMR(10)은 공장맵의 좌표계를 기반으로 상기 회피 이동경로를 이용해 장애물 회피가 가능한지 미리 시뮬레이션 하여 접촉(충돌) 예측으로 인한 안전한 이동이 불가하면(S36; 아니오), 이동불가로 판정하고 다음 엘리베이터 도착을 대기한다(S37).At this time, the AMR 10 simulates in advance whether obstacle avoidance is possible using the avoidance movement path based on the coordinate system of the factory map. and waits for the next elevator to arrive (S37).

반면, AMR(10)은 상기 회피 이동경로를 이용하여 장애물을 회피할 수 있는 안전한 이동이 가능하면(S36; 예), 안전한 이동경로를 따라 엘리베이터 내부로 이동한다(S38).On the other hand, if a safe movement capable of avoiding an obstacle is possible using the avoidance movement path (S36; Yes), the AMR 10 moves into the elevator along the safe movement path (S38).

또한, 상기 S34 단계에서, AMR(10)은 엘리베이터 내부에 설정된 WP에 상기 장애물이 존재하지 않으면(S34; 아니오), 안전하므로 엘리베이터 내부로 이동할 수 있다(S38).In addition, in the step S34, if the obstacle does not exist in the WP set inside the elevator (S34; No), it is safe, so it can move into the elevator (S38).

이후, 도 3에서는 생략되었으나, AMR(10)은 엘리베이터 제어기(PLC)이 목적 이동층(F1)을 전달하는 단계, 상기 목적 이동층 도착상태 확인 및 도어 열림을 확인하는 단계를 수행 후 엘리베이터에서 나와 최종 목적지로 이동하는 단계를 더 수행할 수 있다.After that, although omitted in FIG. 3, the AMR 10 comes out of the elevator after performing the steps of the elevator controller (PLC) delivering the destination moving floor F1, confirming the arrival state of the destination moving floor, and confirming the door open. A further step of moving to the final destination may be performed.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and various other modifications are possible.

예컨대, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 좁은 통로의 협소공간을 이동 시 자율주행로봇 제어 방법을 나타낸다.For example, FIG. 5 shows a method for controlling an autonomous driving robot when moving in a narrow space of a narrow passage according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 AMR(10)은 엘리베이터뿐만 아니라 구조물 사이의 좁은 통로의 협소 공간을 이동 시 이동경로에 설정된 기존 WP에 장애물이 존재하면 가상 WP를 생성을 통한 회피 이동경로로 이동할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the AMR 10 according to an embodiment of the present invention creates a virtual WP when an obstacle exists in the existing WP set in the movement path when moving the narrow space of the narrow passage between the structures as well as the elevator. You can move along the path.

또한, AMR(10)은 협소공간 내 사람(이동체)과 같은 이동 장애물이 존재하는 경우 라이다(12)를 통해 이동 장애물의 위치좌표, 방향 및 속도를 고려하여 액티브한 가변 WP의 생성으로 회피 이동할 수 있다.In addition, when a moving obstacle such as a person (moving object) exists in a narrow space, the AMR 10 takes into account the position coordinates, direction, and speed of the moving obstacle through the lidar 12 to avoid moving by generating an active variable WP. can

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 설정된 이동경로상의 목적지에 장애물이 존재하더라도 AMR 스스로가 가상 목적지 생성에 따른 회피 이동경로를 설정하여 계속 이동할 수 있어 적시 적소에 부품을 공급할 수 있는 효과 있다.As such, according to an embodiment of the present invention, even if an obstacle exists in the destination on the set movement path, the AMR itself can set the avoidance movement path according to the creation of the virtual destination and continue to move, thereby supplying parts to the right place at the right time.

또한, AMR의 가변 목적지 설정에 따른 회피 이동제어로 이동불가 상황을 예방함으로써 에러 해제 및 이동경로의 재설정 업무 경감에 따른 안정적인 운용 및 그 운용 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to prevent the impossible situation by avoiding movement control according to the variable destination setting of the AMR, thereby improving the stable operation and the operation efficiency according to the reduction of the task of clearing the error and resetting the movement route.

또한, 엘리베이터 및 좁은 통로의 협소공간에서 AMR 스스로가 액티브한 회피 이동경로를 생성함으로써 거동의 유연함과 다른 이동체들과의 충돌 방지 및 트래픽(traffic) 문제를 줄이는 효과를 기대할 수 있다.In addition, by creating an active avoidance movement path by AMR itself in a narrow space of an elevator and a narrow passage, it can be expected to have the effect of flexibility in behavior, prevention of collision with other moving objects, and reduction of traffic problems.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method described above, but a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium in which the program is recorded, etc. Also, such an implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiment.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.

10: 자율주행로봇(AMR)
11: 통신부
12: 라이다
13: 보조 센서부
14: 구동부
15: 저장부
16: 제어부
20: 관제 서버
10: Autonomous Driving Robot (AMR)
11: Ministry of Communications
12: Lidar
13: auxiliary sensor unit
14: drive unit
15: storage
16: control unit
20: control server

Claims (16)

공장의 부품이송에 운용되는 자율주행로봇(Autonomous mobile robot, AMR)에 있어서,
무선 통신망을 통해 부품이송을 위한 작업지령을 수신하는 통신부;
레이저 신호를 전파하고 반사되는 신호를 분석하여 주변의 장애물 위치좌표를 탐지하는 라이다;
적어도 하나의 모터를 통해 이동을 위한 구동력을 발생하는 구동부;
상기 부품이송을 위한 이동경로와 탑재되는 부품 ID별 크기 정보를 규격화하여 저장하는 저장부; 및
공장맵(MAP)의 좌표계를 기반으로 출발지로부터 최종 목적지까지 하나 이상의 경유 목적지(Way Point, WP)를 포함하는 이동경로를 생성하고, 이동 시 상기 라이다를 통해 상기 경유 목적지에 위치한 장애물이 확인되면 가상 목적지를 생성하여 안전한 영역으로의 회피 이동을 제어하는 제어부;
를 포함하는 자율주행로봇.
In an autonomous mobile robot (AMR) operated for transferring parts in a factory,
a communication unit for receiving a work command for transferring parts through a wireless communication network;
Lidar that propagates the laser signal and analyzes the reflected signal to detect the location coordinates of the surrounding obstacles;
a driving unit for generating a driving force for movement through at least one motor;
a storage unit for standardizing and storing the movement path for the part transfer and size information for each part ID to be mounted; and
Based on the coordinate system of the factory map (MAP), a movement route including one or more waypoints (Way Point, WP) is generated from the starting point to the final destination, and when an obstacle located at the route destination is identified through the lidar during movement, a control unit for controlling the avoidance movement to a safe area by creating a virtual destination;
self-driving robots, including
제1항에 있어서,
레이저, 카메라 및 위치측정센서 중 적어도 하나를 포함하며, 자율주행을 위한 주변 환경 탐지를 보조 및 상기 공장맵의 좌표계에 맞는 위치정보를 생성하는 보조 센서부를 더 포함하는 자율주행로봇.
According to claim 1,
An autonomous driving robot comprising at least one of a laser, a camera, and a position measuring sensor, and further comprising an auxiliary sensor unit that assists in detecting a surrounding environment for autonomous driving and generates position information suitable for the coordinate system of the factory map.
제1항에 있어서,
상기 구동부는
구동륜을 전진 방향 또는 후진 방향으로 구동하는 제1 모터와 상기 구동륜의 진행 방향을 좌우로 회전시키는 제2 모터를 포함하는 자율주행로봇.
According to claim 1,
the driving unit
An autonomous driving robot comprising: a first motor for driving a driving wheel in a forward direction or a reverse direction; and a second motor for rotating the driving wheel in a left and right direction.
제1항에 있어서,
상기 부품 ID별 크기 정보는
해당 부품이나 그 부품을 수용하는 포장, 용기 및 팔레트의 전체 규격을 포함하는 자율주행로봇.
According to claim 1,
The size information for each part ID is
An autonomous robot that includes the full dimensions of the part or the packaging, container and pallet that accommodates the part.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 작업지령으로 수신된 부품 ID에 매칭된 부품의 크기 정보를 상기 저장부에 조회하여 본체의 주변에 상기 부품의 크기 정보에 맞는 가상의 안전 영역(Safe Area, SA)을 설정하는 자율주행로봇.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
the control unit
An autonomous driving robot that inquires the storage unit for size information of a part matched with the part ID received as the work command, and sets a virtual safe area (SA) in the vicinity of the main body that matches the size information of the part.
제5항에 있어서,
상기 제어부는
상기 안전 영역을 고려한 상기 이동경로를 따라 이동하도록 상기 구동부를 제어하는 자율주행로봇.
6. The method of claim 5,
the control unit
An autonomous driving robot that controls the driving unit to move along the movement path in consideration of the safety area.
제5항에 있어서,
상기 제어부는
엘리베이터 내부에 설정된 상기 경유 목적지(WP)에 장애물이 존재하면, 이동 불가한 것으로 판정하고 중앙의 탑승위치 계산점을 기준으로 상기 안전 영역(SA)을 고려한 가상 목적지와 회피 이동경로를 생성하는 자율주행로봇.
6. The method of claim 5,
the control unit
When an obstacle exists in the transit destination (WP) set inside the elevator, it is determined that movement is impossible and based on the central boarding position calculation point, an autonomous driving robot that creates a virtual destination and an avoidance movement path in consideration of the safety area (SA) .
제7항에 있어서,
상기 제어부는
상기 공장맵의 좌표계를 기반으로 상기 회피 이동경로를 이용한 장애물 회피가 가능한지 미리 시뮬레이션 하여 접촉 예측으로 인한 안전한 이동이 불가하면 이동불가 판정 후 대기시키는 자율주행로봇.
8. The method of claim 7,
the control unit
Based on the coordinate system of the factory map, it is simulated in advance whether obstacle avoidance using the avoidance movement path is possible, and if safe movement is impossible due to contact prediction, the autonomous driving robot waits after determining that movement is impossible.
제8항에 있어서,
상기 제어부는
상기 회피 이동경로로 장애물을 회피할 수 있는 안전한 이동이 가능하면 상기 엘리베이터 내부의 상기 가상 목적지로 이동 제어하는 자율주행로봇.
9. The method of claim 8,
the control unit
An autonomous driving robot that controls movement to the virtual destination inside the elevator when a safe movement capable of avoiding obstacles is possible in the avoidance movement path.
공장의 부품이송에 운용되는 자율주행로봇(Autonomous mobile robot, AMR) 제어 방법에 있어서,
a) 작업지령을 수신하면 공장맵(MAP)의 좌표계를 기반으로 출발지로부터 최종 목적지까지 하나 이상의 경유 목적지(Way Point, WP)를 포함하는 이동경로를 생성하는 단계;
b) 상기 경유 목적지(WP)가 엘리베이터의 내부인 경우 위치정보를 확인하여 상기 엘리베이터의 대기지점에서 대기하는 단계;
c) 상기 엘리베이터의 도어 오픈 시 라이다를 이용하여 내부의 협소공간을 탐색하는 단계; 및
d) 상기 경유 목적지(WP)에 위치한 장애물이 확인되면 가상 목적지를 생성하여 상기 협소공간 내 안전한 영역으로 회피 이동하는 단계;
를 포함하는 자율주행로봇 제어 방법.
In a method for controlling an autonomous mobile robot (AMR) operated for transferring parts in a factory,
a) generating a movement route including one or more waypoints (Way Point, WP) from a starting point to a final destination based on a coordinate system of a factory map (MAP) when receiving a work command;
b) when the via destination (WP) is inside the elevator, checking the location information and waiting at the waiting point of the elevator;
c) searching for a narrow space inside the elevator using a lidar when the elevator door is opened; and
d) generating a virtual destination when an obstacle located in the via destination (WP) is identified and moving to avoid moving to a safe area in the narrow space;
A method of controlling an autonomous driving robot comprising a.
제10항에 있어서,
상기 a) 단계는,
상기 작업 지령으로 수신된 부품 ID에 매칭된 부품의 크기 정보를 고려하여 본체의 주변에 상기 부품의 크기 정보에 맞는 가상의 안전 영역(Safe Area, SA)을 설정하는 단계를 포함하는 자율주행로봇 제어 방법.
11. The method of claim 10,
Step a) is,
and setting a virtual safe area (SA) suitable for the size information of the part around the main body in consideration of the size information of the part matched with the part ID received as the work command. Way.
제10항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 엘리베이터의 제어기(PLC)와 무선통신을 연결하여 엘리베이터 동작정보를 수집하는 단계를 포함하는 자율주행로봇 제어 방법.
11. The method of claim 10,
Step b) is,
and collecting elevator operation information by connecting a controller (PLC) of the elevator and wireless communication.
제11항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 엘리베이터 내부에 설정된 경유 목적지(WP)에 상기 장애물이 존재하면 이동 불가한 것으로 판정하고 중앙의 탑승위치 계산점을 기준으로 상기 안전 영역(SA)을 고려한 가상 목적지와 그에 따른 회피 이동경로를 생성하는 단계를 포함하는 자율주행로봇 제어 방법.
12. The method of claim 11,
Step d) is,
Determining that movement is impossible if the obstacle exists in the transit destination (WP) set inside the elevator, and generating a virtual destination in consideration of the safety area (SA) and an avoidance movement route accordingly based on the central boarding position calculation point A method of controlling an autonomous driving robot comprising a.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 공장맵의 좌표계를 기반으로 가상 목적지에 따른 회피 이동경로를 이용하여 장애물 회피가 가능한지 미리 시뮬레이션 하는 단계;
상기 시뮬레이션 결과 접촉 예측으로 인한 이동불가로 판정되면 다음 엘리베이터 도착을 대기하는 단계; 혹은
상기 회피 이동경로를 이용하여 상기 장애물을 회피할 수 있는 것으로 판정되면 안전한 이동경로를 따라 엘리베이터 내부로 이동하는 단계;
를 포함하는 자율주행로봇 제어 방법.
14. The method according to any one of claims 10 to 13,
Step d) is,
simulating in advance whether obstacle avoidance is possible using an avoidance movement path according to a virtual destination based on the coordinate system of the factory map;
waiting for the arrival of the next elevator if it is determined that movement is impossible due to contact prediction as a result of the simulation; or
If it is determined that the obstacle can be avoided using the avoidance movement path, moving into the elevator along a safe movement path;
A method of controlling an autonomous driving robot comprising a.
제10항에 있어서,
e) 통로의 협소공간을 이동 시 상기 이동경로에 설정된 경유 목적지에 장애물이 존재하면 가상 목적지를 생성에 따른 회피 이동경로를 설정하여 이동하는 단계를 더 포함하는 자율주행로봇 제어 방법.
11. The method of claim 10,
e) When moving through a narrow space of the passage, if there is an obstacle in the passing destination set in the movement path, setting an avoidance movement path according to the creation of the virtual destination and moving the autonomous driving robot control method further comprising the step of moving.
제15항에 있어서,
상기 e) 단계는,
상기 협소공간 내 이동 장애물이 존재하는 경우 상기 라이다를 통해 상기 이동 장애물의 위치좌표, 방향 및 속도를 고려하여 액티브한 가변 목적지 생성에 따른 회피경로를 설정하여 이동하는 단계를 포함하는 자율주행로봇 제어 방법.
16. The method of claim 15,
Step e) is,
Controlling an autonomous driving robot comprising the step of setting and moving an avoidance route according to the creation of an active variable destination in consideration of the positional coordinates, direction, and speed of the moving obstacle through the lidar when there is a moving obstacle in the narrow space Way.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116820111A (en) * 2023-08-31 2023-09-29 山东富锐光学科技有限公司 Obstacle avoidance control method and device based on laser radar area configuration
WO2024117451A1 (en) * 2022-11-28 2024-06-06 엘지전자 주식회사 Method for controlling cloud server communicable with plurality of robots

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