KR20220127461A - 창고 자산 관리 시스템, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법, 창고 자산 관리 시스템용 자산 추적용 단말기 및 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇 - Google Patents

창고 자산 관리 시스템, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법, 창고 자산 관리 시스템용 자산 추적용 단말기 및 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지 하베스팅 및 정확하게 측위할 수 있는 창고 자산 관리 시스템, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법, 창고 자산 관리 시스템용 자산 추적용 단말기 및 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇에 관한 것으로, 창고 내에 이동 가능하게 배치되며 에너지 하베스팅을 위하여 레일로부터 공급받은 전력을 RF에너지로 변환 및 전송하고 비콘 신호를 수신하는 적어도 3개의 물류 로봇과. 상기 창고 내에 위치한 물품과 함께 배치되며 상기 물류 로봇으로 상기 RF에너지와 주파수가 다른 비콘 신호를 전송하며 상기 RF에너지를 수신하여 전기 에너지로 변환하여 사용하는 자산 추적용 단말기와, 상기 물류 로봇과 통신하여 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 파악하는 물류 서버를 포함한다.

Description

창고 자산 관리 시스템, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법, 창고 자산 관리 시스템용 자산 추적용 단말기 및 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇{Warehouse management system, Positioning method of the same, Tracking device for Warehouse management system and Logistic robot for Warehouse management system}
본 발명은 창고 자산 관리 시스템, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법, 창고 자산 관리 시스템용 자산 추적용 단말기 및 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇에 관한 것이다.
실시간 위치 추적 시스템(RTLS; real time location system)이란 실시간으로 사물의 위치 정보 측위를 통해 다양한 서비스를 제공하는 시스템을 말한다. RTLS 시스템은 물류, 헬스케어, 생산시설 등 사물인터넷(Internet of Things; IoT)과 관련된 다양한 분야에서 활용되고 있다.
통상적으로 '실시간 위치 추적 시스템'(RTLS)은 근거리 및 실내와 같은 제한된 공간에서의 위치 확인 및 위치 추적 시스템을 통칭하고 특히 주로 제한된 공간에서 활용되므로 실내 위치 추적 서비스(Indoor Positioning System; IPS)라고도 불린다.
실내 물류창고에 다양하고 많은 제품과 자재들을 적재하는 경우 어떤 물건이 어떤 위치에 보관되어 있는지를 제대로 확인하지 못하면 시간과 비용, 인력 측면에서 큰 손실을 피할 수 없다. 따라서 많은 기업들이 물류 창고를 효율적으로 관리하기 위해 많은 비용을 투자하고 있는데, 실시간 위치 추적 시스템(RTLS)을 실내 물류창고 관리시스템에 적용하면 물건들이 적재 보관되어 있는 현재의 정확한 위치를 실시간으로 파악할 수 있고, 지게차 등의 이송장치를 사용해서 물건을 적재하거나 반출, 이동하는 것도 모두 관리할 수 있는 장점이 있을 것이다.
그러나 지금까지는 실내 물류창고 관리 시스템에 적합하게 개발된 완벽한 수준의 실시간 위치 추적 시스템이 없어서 창고 내 물건의 적재위치를 정확하게 파악하기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 에너지 하베스팅 및 정확하게 측위할 수 있는 창고 자산 관리 시스템, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법, 창고 자산 관리 시스템용 자산 추적용 단말기 및 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇에 관한 것이다. 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일측면은, 에너지 하베스팅을 위하여 레일로부터 공급받은 전력을 RF에너지로 변환 및 전송하고, 비콘 신호를 수신하는 적어도 3개의 물류 로봇과. 상기 창고 내에 위치한 물품과 함께 배치되며 상기 물류 로봇으로 상기 RF에너지와 주파수가 다른 비콘 신호를 전송하며 상기 RF에너지를 수신하여 전기 에너지로 변환하여 사용하는 자산 추적용 단말기와, 상기 물류 로봇과 통신하여 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 파악하는 물류 서버를 포함하는, 창고 자산 관리 시스템을 제공한다.
상기 물류 서버는, 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 각각 측정한 상기 자산 추적용 단말기의 비콘의 신호강도와, 상기 자산 추적용 단말기가 측정한 RF에너지의 신호강도를 이용하여, 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 추정할 수 있다.
상기 물류 서버는, 삼각측량법으로 상기 각각의 비콘의 신호강도로부터 상기 자상 추적용 단말기의 제1 위치 영역을 추정하며, 삼각측량법으로 상기 각각의 RF에너지의 신호강도로부터 상기 자산 추적용 단말기의 제2 위치 영역을 추정하며, 상기 제1 위치 영역과 상기 제2 위치 영역이 교차하는 영역을 상기 자산 추적용 단말기의 최종적인 위치 영역으로 추정할 수 있다.
적어도 3개의 물류 로봇이 순차적으로 RF에너지를 전송하고 상기 자산 추적용 단말기로부터 상기 RF에너지의 신호강도를 수신할 수 있다.
상기 물류 서버는 측위를 위하여 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 하나씩 RF에너지를 전송하고 상기 자산 추적용 단말기로부터 상기 RF에너지의 신호강도를 수신하도록 상기 적어도 3개의 물류 로봇을 제어할 수 있다.
상기 물류 서버는, 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 각각 측정한 상기 자산 추적용 단말기의 비콘 신호의 도달각으로 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 추정할 수 있다.
상기 물류 서버는, 삼각측량법으로 상기 비콘의 신호강도로부터 상기 자산 추적용 단말기의 제1 위치 영역을 추정하며, 삼각측량법으로 상기 RF에너지의 신호강도로부터 상기 자산 추적용 단말기의 제2 위치 영역을 추정하며, AoA측위 방법으로 상기 비콘 신호의 도달각으로 상기 자산 추적용 단말기의 제3 위치 영역을 추정하며. 상기 제1 위치 영역, 상기 제2 위치 영역 및 상기 제3 위치 영역이 교차하는 영역을 상기 자산 추적용 단말기의 최종적인 위치 영역으로 추정할 수 있다.
상기 자산 추적용 단말기는 온도 센서를 더 포함하며, 상기 물류 서버는 상기 자산 추적용 단말기로부터 온도 정보를 수신하여 화재 여부를 판단할 수 있다
상기 물류 로봇은 화재 감지부를 더 포함하며, 상기 물류 서버는 상기 물류 로봇으로부터 수신한 화재 정보를 이용하여 화재 여부를 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 창고에 배치된 물품과 함께 배치되며 비콘 신호를 전송하는 자산 추적용 단말기와, 상기 자산 추적용 단말기로 비콘 신호를 수신하며 상기 자산 추적용 단말기로 RF에너지를 전송하는 적어도 3개의 물류 로봇과, 상기 물류 로봇과 통신하여 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 파악하는 물류 서버를 포함하는, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법에 있어서, 제1 측위 방법, 제2 측위 방법, 제3 측위 방법을 수행하여 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 파악하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 측위 방법은, (1-1) 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 상기 자산 추적용 단말기로부터 각각 수신한 비콘의 신호로 비콘의 신호강도를 측정하는 단계; 및 (1-2) 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 상기 비콘의 신호강도를 상기 물류 서버로 각각 전송하는 단계; 를 포함하며, 상기 제2 측위 방법은, (2-1) 상기 자산 추적용 단말기가 상기 적어도 3개의 물류 로봇 중 어느 하나로부터 RF에너지를 수신하는 단계; (2-2) 상기 자산 추적용 단말기가 상기 RF에너지의 신호강도를 측정하는 단계; (2-3) 상기 자산 추적용 단말기가 상기 어느 한 물류 로봇로 상기 RF에너지의 신호강도를 전송하는 단계; (2-4) 상기 어느 한 물류 로봇이 상기 RF에너지의 신호강도를 상기 물류 서버로 전송하는 단계; 및 (2-5) 상기 2-1 내지 2-4를 상기 적어도 3개의 물류 로봇의 개수만큼 반복하는 단계; 를 포함하며, (2-6) 상기 물류 서버가 삼각측량법으로 상기 각각의 RF에너지의 신호강도로부터 상기 자산 추적용 단말기의 제2 위치 영역을 추정하는 단계; 상기 제3 측위 방법은, 상기 물류 서버가 상기 제1 위치 영역과 상기 제2 위치 영역이 교차하는 영역을 상기 자산 추적용 단말기의 최종적인 위치 영역으로 추정하는 단계를 포함하는, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법을 제공한다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 창고 내의 물품과 함께 위치할 수 있는 단말기 바디부와, 상기 단말기 바디부에 위치하며 물류 로봇으로 비콘 신호를 전송하는 단말기 비콘부와, 상기 단말기 바디부에 위치하며 상기 물류 로봇으로부터 RF에너지를 수신하여 전기 에너지로 변환하여 저장하는 무선 충전부와, 상기 단말기 바디부에 위치하며 상기 무선 충전부의 전기 에너지의 충전량을 파악하고, 위치를 파악할 수 있도록 신호를 상기 단말기 비콘부를 통해 상기 물류 로봇으로 전송하는 단말기 제어부를 포함하는, 자산 추적용 단말기를 제공한다.
상기 무선 충전부는, 상기 RF에너지를 수신하고 전기 에너지로 변환하는 RF 수신부와, 변환된 상기 전기 에너지를 저장 및 공급하는 커패시터부를 포함할 수 있다.
상기 단말기 제어부는 상기 단말기 바디부의 측위를 위하여 상기 물류 로봇으로부터 수신한 RF에너지의 신호강도를 측정하고 상기 물류 로봇으로 전송하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 창고에 배치된 물품과 함께 배치되며 비콘 신호를 전송하는 자산 추적용 단말기로부터 이격되는 이동 가능한 로봇 바디부와, 상기 로봇 바디부에 구비되며 상기 로봇 바디부를 이동시키는 구동부와, 상기 로봇 바디부에 구비되며 에너지를 수신 및 공급하는 전원부와, 상기 로봇 바디부에 구비되며 상기 복수의 자산 추적용 단말기로부터 신호를 수신하는 로봇 비콘부와, 상기 로봇 바디부에 구비되며 상기 자산 추적용 단말기의 에너지 하베스팅을 위하여 상기 자산 추적용 단말기로 RF에너지를 전송하는 RF 송신부와, 외부의 물류 서버와 통신하는 로봇 통신부와, 상기 로봇 바디부에 구비되며 상기 복수의 자산 추적용 단말기의 충전 상태를 파악하고, 충전이 필요한 어느 자산 추적용 단말기로 이동하여 RF에너지를 전송하도록 제어하는 로봇 제어부를 포함하는, 물류 로봇을 제공한다.
상기 로봇 제어부는 상기 자산 추적용 단말기의 전력 충전량에 대한 비콘 신호를 수신하고, 상기 자산 추적용 단말기의 충전이 필요한 시점인 충전 필요 시점을 예측하고, 상기 충전 필요 시점에 상기 자산 추적용 단말기로 이동하여 RF에너지를 전송하도록 제어할 수 있다.
상기 로봇 제어부는 복수 시점에서의 상기 자산 추적용 단말기의 전력 충전량 수신하고, 상기 복수 시점의 전력 충전량을 빅데이터 분석하여, 상기 자산 추적용 단말기의 충전이 필요한 시점을 예측하여 상기 자산 추적용 단말기로 이동하도록 제어할 수 있다.
상기 로봇 제어부는 복수의 자산 추적용 단말기의 충전 수준을 파악하고, 어느 한 자산 추적용 단말기의 충전이 필요하다고 판단하면, 충전이 필요한 상기 어느 한 자산 추적용 단말기로 이동하도록 제어할 수 있다.
상기 물류 로봇이 레일을 따라 이동하도록, 상기 구동부는 상기 로봇 바디부를 상기 레일에 이동 가능하게 결합할 수 있다.
상기 로봇 제어부는, 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 파악하기 위하여, 상기 자산 추적용 단말기의 비콘의 신호강도를 측정하여 상기 물류 서버로 전송하며, 상기 자산 추적용 단말기가 측정한 RF에너지의 신호강도를 수신하여 상기 물류 서버로 전송할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기 및 이를 포함하는 창고 자산 관리 시스템은 에너지 하베스팅을 이용하여, 장기간 지속적인 사용이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기 및 이를 포함하는 창고 자산 관리 시스템은 메인 배터리를 제외할 수 있어, 무게 및 원가를 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기 및 이를 포함하는 창고 자산 관리 시스템은 정확한 위치 추정이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기 및 이를 포함하는 창고 자산 관리 시스템은 화재를 조기에 감지하여, 화재로 인한 피해를 예방할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템의 위치 추정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템의 위치 추정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템의 위치 추정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기, 물류 로봇, 물류 서버를 포함하는 창고 자산 관리 시스템의 위치 추정을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 개시의 다양한 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시의 다양한 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 다양한 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
본 개시의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 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.
본 개시의 다양한 실시예에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 실시예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 다양한 실시예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 개시의 다양한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시의 다양한 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 다양한 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 다양한 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서 시스템은 장치들의 구성, 이들 장치들의 작동 방법, 장치들의 작동 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램이 기록된 매체 중 적어도 어느 하나이거나, 이들 중 일부, 또는 이들 모두일 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 창고 자산 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 실시예에서 창고(10)는 실내/실외로 제한하지 않으며, 물건이 적치된 장소를 지칭한다.
창고(10)는 일정한 공간을 가지며, 물품(20)을 내부에 보관한다. 물품(20)은 파레트에 적치되거나, 박스에 담겨 창고(10) 내에서 특정한 위치에 존재하게 된다. 따라서 창고(10) 내의 물품(20)의 위치, 수량 등을 파악하는 것이 매우 중요하다.
본 실시예에 따른 창고 자산 관리 시스템은, 자산 추적용 단말기(100)와, 물류 로봇(210, 220, 230)을 포함한다. 창고 자산 관리 시스템은 물류 서버(300)를 더 포함할 수 있다. 이하에서 자산 추적용 단말기(100), 물류 로봇(210, 220, 230) 및 물류 서버(300)에 대해 간략히 설명하고, 상세한 설명은 나중에 한다.
자산 추적용 단말기(100)는 자산에 부착되거나, 박스 등에 함께 담겨 물품(20)과 동일 또는 유사한 위치에 존재할 수 있다. 예를 들어, 자산 추적용 단말기(100)는 물품(20)의 외부 표면에 부착되어 함께 창고(10) 내에 위치할 수 있다. 또는 자산 추적용 단말기(100)는 물품(20)이 보관된 케이스(예컨대, 상자, 케이지)에 물품(20)과 함께 위치할 수 있다. 따라서 자산 추적용 단말기(100)는 물품(20)과 함께 위치하므로, 물류 서버(300)가 물품(20)의 현재 위치를 파악할 수 있다. 이를 위하여, 자산 추적용 단말기(100)는 비콘 모듈을 포함할 수 있다.
물류 로봇(210, 220, 230)은 창고(10) 내에 설치되며, 자산 추적용 단말기(100)로부터 데이터 또는 신호를 수신할 수 있다. 이를 위하여, 물류 로봇(210, 220, 230)은 비콘 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 물류 로봇(210, 220, 230)은 자산 추적용 단말기(100)로부터 수신한 데이터, 신호, 신호강도 중 적어도 어느 하나를 물류 서버(300)로 전송한다.
여기서 신호강도는 (RSS: Received Signal Strength) 또는 (RSSI: Received Signal Strength Indicator)일 수 있다.(일부 혼용되므로, 넓게 기재함)
또한, 물류 로봇(210, 220, 230)은 자산 추적용 단말기(100)로 RF에너지를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 물류 로봇(210, 220, 230)은 자산 추적용 단말기(100)로 RF에너지를 전송하는 RF송신부를 포함한다.
또한, 물류 로봇(210, 220, 230)은 창고(10)내의 화재를 감지할 수 있다. 이를 위하여, 물류 로봇(210, 220, 230)은 화재 감지부(219)를 포함할 수 있다. 예컨대, 화재 감지부(219)는 열감지기, 연기감지기, 열/연기 복합감지기, 열화상 카메라 등을 포함할 수 있다.
이러한 물류 로봇(210, 220, 230)은 창고(10) 내에서 이동 가능하다. 보다 상세히, 물류 로봇(210, 220, 230)은 창고(10)에서 정해진 궤도를 따라 이동할 수 있다. 예컨대, 물류 로봇(210, 220, 230)은 창고(10)에 설치된 레일(30)에 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 레일(30)은 도시된 바와 같이 창고(10) 내에 설치되며, 물품(20)의 상부에 설치될 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 물류 로봇(210, 220, 230)은 바퀴를 구비하여 창고(10) 내를 이동할 수도 있다.
물류 서버(300)는 물류 로봇(210, 220, 230)과 통신하며, 창고 자산 관리 시스템의 전반적인 제어를 담당할 수 있다. 예컨대, 물류 서버(300)는 물류 로봇(210, 220, 230)으로부터 자산 추적용 단말기(100)의 데이터를 수신하여, 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 파악하고, 이를 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 물류 서버(300)는 창고(10) 내의 화재 여부를 자산 추적용 단말기(100) 또는 물류 로봇(210, 220, 230)으로부터 신호를 수신하고, 이를 관리자에게 알릴 수 있다.
도 2는 창고 자산 관리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 특히 도 2의 (a)은 자산 추적용 단말기(100)를 개략적으로 도시한 블록도이다. 본 실시예에 따른 자산 추적용 단말기(100)는 단말기 바디부(101), 단말기 비콘부(102), 무선 충전부 및 단말기 제어부(105)를 포함한다.
단말기 바디부(101)는 자산 추적용 단말기(100)의 전체적인 외형을 이루며, 창고(10) 내 보관되는 물품(20)과 함께 위치할 수 있다. 즉 단말기 바디부(101)는 물품(20)의 외부에 부착되거나, 물품(20)이 담긴 케이지 등에 물품(20)과 함께 보관된다. 그리고 단말기 바디부(101)는 물품(20)의 이동 시 물품(20)과 함께 이동할 수 있다. 따라서 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 파악하면, 물품(20)의 위치를 파악할 수 있다.
이러한 단말기 바디부(101)는 물품(20)에 부착되었을 때, 다른 물품(20)이나 케이지에 부딪쳐 분리되는 것을 방지하기 위하여, 납작한 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디부(101)는 플레이트 형태이며, 그 두께는 0.5mm~5mm 사이일 수 있다. 이때 단말기 바디부(101)는 카드나 코인 형태로 이루어질 수 있다. 물론 단말기 바디부(101)의 형태를 이에 한정하는 것은 아니며, 다양한 모양으로 이루어질 수 있다.
단말기 비콘부(102)는 근거리에 위치한 중계 단말기를 자동을 인식하여 데이터를 무선으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말기 비콘부(102)는 비콘 모듈을 포함할 수 있다.
비콘(beacon) 모듈은 근거리에 있는 중계 단말기 또는 스마트 기기를 자동으로 인식하여 필요한 데이터를 전송할 수 있는 무선 통신 장치이다. 블루투스 비콘(Bluetooth Beacon)이라고도 한다. 근거리 무선 통신인 NFC가 10cm 이내의 근거리에서만 작동하는 반면, 비콘은 최대 50m 거리에서 작동할 수 있다.
이러한 비콘은 일방적 신호를 항상 일정한 데이터를 송출하기 때문에 위치를 추적할 수 있다.
무선 충전부는 소정 거리 이격된 에너지 발신기로부터 무선으로 RF에너지를 수신하여 저장하며, 자산 추적용 단말기(100)의 각 구성요소로 에너지를 공급할 수 있다. 이러한 무선 충전부는 RF 수신부(103), 커패시터부(104)를 포함한다. 이때, 에너지 발신기는 물류 로봇(210, 220, 230)의 RF송신부일 수 있다.
RF 에너지 하베스팅 기술은 송신기에서 방사되는 RF 대역의 신호들을 수집하여 전력으로 변환해 주는 대표적인 기술이다. RF 신호는 주로 ISM 대역인 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz 대역을 사용한다.
자산 추적용 단말기(100)는 RF 에너지 하베스팅 기술을 통해서 전력을 얻어, 전원 문제를 해결할 수 있다. 즉, 자산 추적용 단말기(100)는 RF에너지를 에너지원으로 사용하기 때문에, 에너지 발신기로부터 소정의 거리로 이격되었어도 에너지를 수신하여 사용할 수 있다.
이로 인하여, 자산 추적용 단말기(100)는 장기간 지속적인 사용이 가능하다. 또한, 자산 추적용 단말기(100)는 후술하는 바와 같이 슈퍼 커패시터를 포함하고 주 전력으로 사용되는 배터리를 제외할 수 있어, 무게 및 원가를 절감할 수 있다.
무선 충전부는 전술한 바와 같이 수신한 RF에너지를 하베스팅하는 RF 수신부(103)과, 에너지를 저장 및 공급하는 커패시터부(104)를 포함한다.
RF 수신부(103)는 RF에너지를 수신하고 전기 에너지로 변환하여 단말기 제어부(105) 등으로 전력을 전달한다. 이때, 변환된 전력은 커패시터부(104)로 전송되어 임시로 저장된 후 자산 추적용 단말기(100)의 구성요소로 전송된다.
이러한 RF 수신부(103)는 매칭소자, 정류소자, DC-DC컨버터를 포함한다. 이때, RF 수신부(103)은 단말기 제어부(105)로 수신한 RF에너지의 신호강도를 단말기 제어부(105)로 전송할 수 있다. 단말기 제어부(105)는 RF에너지의 신호강도를 물류 로봇(210, 220, 230)으로 전송할 수 있다.
커패시터부(104)는 슈퍼 커패시터(Super capacitor)를 포함한다. 슈퍼 커패시터(Super capacitor)는 축전용량이 대단히 큰 커패시터로 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면으로의 단순한 이온 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용한다.
이러한, 슈퍼 커패시터는 급속 방충전이 가능하고 높은 충방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명 특성으로 서브배터리나 배터리 대체용으로 사용된다. 보다 상세히 설명하면, 자산 추적용 단말기(100)는 커패시터부(104)를 메인 전력원으로 한다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 슈퍼 커패시터는 주 전력원으로 사용되는 배터리를 대신하므로, 장기간 지속적인 사용이 가능하며, 무게 및 원가를 절감할 수 있다.
단말기 제어부(105)는 단말기 바디부(101)에 위치하며, 자산 추적용 단말기(100)의 전반적인 제어를 담당한다.
보다 상세히 설명하면, 단말기 제어부(105)는 단말기 비콘부(102)를 통해 데이터를 외부로 전송할 수 있다. 여기서 외부는 물류 로봇(210, 220, 230)일 수 있다.
이때, 단말기 제어부(105)는 여러 데이터를 전송할 수 있으며, 특히 무선 충전부의 전기 에너지 충전량 또는 잔여량을 파악하고, 이를 외부로 전송할 수 있다.
보다 상세히, 단말기 제어부(105)는 전기 에너지 충전량 또는 잔여량을 단말기 비콘부(102)를 통해 물류 로봇(210, 220, 230)으로 전송할 수 있다. 즉, 단말기 제어부(105)는 커패시터부(104)의 현재 전압을 파악하여, 이를 비콘 모듈을 통해 물류 로봇(210, 220, 230)으로 전송한다. 물류 로봇(210, 220, 230)은 수신한 충전량 데이터에 따라 자산 추적용 단말기(100)의 충전 여부를 결정한다.
단말기 제어부(105)는 물품(20)의 수량, 상태 등에 대한 정보도 함께 물류 로봇(210, 220, 230)으로 전송하게 할 수도 있다.
또한, 단말기 제어부(105)는 RF에너지의 신호강도를 측정하고, 이를 물류 로봇(210, 220, 230)으로 전송하게 제어할 수 있다. 그리고 물류 로봇(210, 220, 230)은 이를 물류 서버(300)로 전송한다. 물류 서버(300)는 신호강도를 이용하여 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 파악할 수 있다. 이때, 신호강도는 RF에너지의 신호강도를 포함한다.
한편, 자산 추적용 단말기(100)는 단말기 바디부(101)에 구비되며, 온도를 센싱하는 온도 센서(106)를 더 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이 물류 서버(300)는 자산 추적용 단말기(100)에서 측정된 온도를 수신하고, 화재여부를 판단할 수 있다. 이에 대한 상세하 설명은 나중에 한다.
도 2의 (b)를 참조하면, 물류 로봇(210, 220, 230)은 전술한 바와 같이 창고(10) 내에 설치되며, 물품(20)의 상태를 센싱하여 물류 서버(300)로 전송한다.
설명에 앞서, 전술한 자산 추적용 단말기(100)는 물품(20)마다 또는 동일 종류의 물품(20)마다 구비된다. 따라서 자산 추적용 단말기(100)는 창고(10) 내 복수로 물품(20)과 함께 배치된다. 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 파악하면, 해당하는 물품(20)의 위치를 파악할 수 있다. 또한, 위치뿐만 아니라 수량, 상태 등 각종 정보도 파악할 수 있다.
또한, 물류 로봇(210, 220, 230)도 도 1에 도시된 바와 같이 복수로 배치되어, 물품(20)의 위치 및 상태를 파악할 수 있다. 이러한 물류 로봇(210, 220, 230)은 로봇 바디부(211), 로봇 비콘부(212), 구동부(214), RF 송신부(213), 통신부 및 로봇 제어부(216)를 포함한다.
로봇 바디부(211)는 자산 추적용 단말기(100)로부터 이격되어 이동가능하다. 즉, 로봇 바디부(211)는 창고(10) 내를 이동한다. 이때 도시된 바와 같이 로봇 바디부(211)는 창고(10) 내에 설치된 레일(30)을 따라 이동할 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 로봇 바디부(211)는 창고(10) 내를 정해진 궤도에 따라 이동하거나, 자율주행으로 정해진 궤도 없이 이동할 수도 있다.
구동부(214)는 로봇 바디부(211)에 구비되며, 로봇 바디부(211)를 이동시킬 수 있다. 즉, 물류 로봇(210, 220, 230)이 레일(30)을 따라 이동하도록, 구동부(214)는 로봇 바디부(211)를 레일(30)에 이동 가능하게 결합할 수 있다. 예를 들어, 구동부(214)는 모터 등을 포함한다. 또한, 구동부(214)는 레일(30)과 접촉하여 이동하는 기어나 바퀴 등을 포함할 수 있다.
전원부(215)는 로봇 바디부(211)에 구비되며, 에너지를 수신 및 공급할 수 있다. 일예로, 전원부(215)는 레일(30)에 설치된 전선으로부터 전기 에너지를 수신하고, 각 구성요소로 전기 에너지를 전달할 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 전술한 바와 다르게 전원부(215)는 배터리를 포함하여 이동 시 무선 상태일 수도 있다.
로봇 비콘부(212)는 로봇 바디부(211)에 구비되며, 복수의 자산 추적용 단말기(100)로부터 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 로봇 비콘부(212)는 자산 추적용 단말기(100)에서 발신한 신호를 수신하고, 이를 물류 서버(300)로 전송할 수 있다. 여기서 신호는 데이터를 포함할 수 있다.
비콘은 신호를 전송할 수 있기 때문에, 비콘의 출력 신호 세기 또는 신호강도를 이용하여, 비콘과 단말기 사이의 거리를 추정할 수 있다. 따라서 물류 로봇(210, 220, 230)을 통해 비콘의 신호를 이용하여, 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 추정한다. 또한, 물류 로봇(210, 220, 230)이 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 추정하는 방법은 나중에 설명한다.
한편, 물류 로봇(210, 220, 230)은 물류 서버(300)와 통신을 로봇 통신부를 포함한다. 로봇 통신부는 무선 통신부(218) 및 유선 통신부(217) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 도 2에 물류 로봇(210, 220, 230)이 무선/유선 통신부(217)를 모두 포함한 것으로 도시되었으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 무선 통신부(218)는 WiFi, LTE, 5G, Sigfox IoT Network등을 포함할 수 있다. 유선 통신부(217)는 TLC 모뎀을 포함할 수 있다.
물류 로봇(210, 220, 230)은 보다 정확한 통신을 위하여, 유선 통신을 메인으로 하며, 무선 통신을 보조로 하여 물류 서버(300)와 통신한다. 보다 상세히, 물류 로봇(210, 220, 230)은 유선 통신부(217)를 메인으로 하여 서버와 통신하고, 비상 시 무선 통신부(218)를 이용하여 서버와 통신할 수 있다. 여기서 서버는 물류 서버(300)이다. 비상시는 유선 통신부(217)가 작동되지 않는 상황일 수 있다.
RF 송신부(213)는 로봇 바디부(211)에 구비되며, 자산 추적용 단말기(100)의 에너지 하베스팅을 위하여, 자산 추적용 단말기(100)로 RF에너지를 전송할 수 있다. 보다 구체적으로 RF 송신부(213)는 전술한 자산 추적용 단말기(100)의 RF 수신부(103)로 RF 대역의 신호를 전송한다.
로봇 제어부(216)는 로봇 바디부(211) 내에 구비되면, 전반적인 물류 로봇(210, 220, 230)의 동작을 제어한다. 특히, 로봇 제어부(216)는 자산 추적용 단말기(100)의 충전 상태를 파악하고, 충전이 필요한 어느 자산 추적용 단말기(100)로 이동하여 RF 에너지를 전송하도록 제어할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 나중에 도 3을 참조하여 설명한다.
한편, 물류 로봇(210, 220, 230)은 창고(10) 내 화재를 감지하기 위하여, 화재 감지부(219)를 더 포함할 수 있다. 화재 감지부(219)는 열감지기, 연기감지기, 열/연기 복합감지기, 열화상 카메라 등을 포함할 수 있다. 물론 화재 감지기를 이에 한정하는 것은 아니다.
화재 감지부(219)는 창고(10)의 화재 여부를 센싱하여 로봇 제어부(216)로 전송한다. 로봇 제어부(216)는 무선 통신부(218) 또는 유선 통신부(217)를 통해 센싱한 화재 감지 여부를 물류 서버(300)로 전송할 수 있다. 물류 서버(300)는 수신한 센싱 정보로 화재 여부를 판단할 수 있다. 이때, 물류 서버(300)는 다수의 자산 추적용 단말기(100)의 신호를 취합하여, 화재 여부를 판단한다. 그리고 화재 발생 시, 물류 서버(300)는 물류 로봇(210, 220, 230)으로 화재 진압을 요청할 수 있다.
이때, 물류 로봇(210, 220, 230)은 화재를 진압하기 위하여, 소화부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 물류 로봇(210, 220, 230)은 화재를 진압하기 위하여, 소화분말/소화액을 비롯하여, 소화분말/소화액을 분사하는 소화부를 포함할 수 있다. 물류 로봇(210, 220, 230)은 물류 서버(300)로부터 화재 진압 명령을 수신하면, 화재 발생 지역으로 이동하여 소화부를 가동하여 화재를 진압할 수 있다.
화재 감지 및 진압 방법에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.
한편, 물류 서버(300)는 물류 로봇(210, 220, 230)과 통신하며, 물류 로봇(210, 220, 230)으로부터 자산 추적용 단말기(100)의 데이터를 수신하여, 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 파악하고, 이를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한 물류 서버(300)는 자산 추적용 단말기(100) 또는 물류 로봇(210, 220, 230)으로부터 물품(20)의 상태를 주기적으로 수신하고, 이를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 물류 서버(300)는 창고(10) 내의 화재 여부를 자산 추적용 단말기(100) 또는 물류 로봇(210, 220, 230)으로부터 신호를 수신하고, 이를 관리자에게 알릴 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 나중에 한다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자산 추적용 단말기(100)의 충전 방법 또는 물류 로봇(210, 220, 230)의 에너지 하베스팅 방법 중 하나를 개략적으로 도시한 순서도이다.
보다 상세히 설명하면, 도 3은 자산 추적용 단말기(100)의 충전 방법 또는 물류 로봇(210, 220, 230)의 에너지 하베스팅 방법 중 초기 충전 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
자산 추적용 단말기(100)는 물품(20)과 함께 있는 상태이다. 그리고 물류 로봇(210, 220, 230)은 창고(10) 내를 순회하는 상태이다.
복수의 자산 추적용 단말기(100)는 무선 충전부, 보다 상세히 커패시터부(104)의 전압 정보를 물류 로봇(210, 220, 230)으로 각각 전송하는 전압 정보 전송 단계를 수행한다. 여기서 전압 정보는 커패시터부(104)의 전압을 지칭한다. 이때, 자산 추적용 단말기(100)는 단말기 비콘부(102)를 이용하여, 커패시터부(104)의 전압 정보를 전송한다.
물류 로봇(210, 220, 230)은 자산 추적용 단말기(100)의 전압 정보로 각각의 자산 추적용 단말기(100)의 충전 수준을 파악하는 충전 수준 파악 단계를 수행한다. 이때, 어느 한 자산 추적용 단말기(100)의 충전 수준이 기 설정된 수준 이하이거나 충전이 필요하다고 판단되면, 물류 로봇(210, 220, 230)은 충전이 필요한 자산 추적용 단말기(100)로 이동하는 이동 단계를 수행한다.
그리고 물류 로봇(210, 220, 230)은 충전이 필요한 자산 추적용 단말기(100)로 RF에너지를 전송한다.
한편, 로봇 제어부(216)는 자산 추적용 단말기(100)의 전력 충전량에 대한 데이터(전압 정보)를 수신하고, 자산 추적용 단말기(100)의 충전이 필요한 시점인 충전 필요 시점을 예측하고, 상기 충전 필요 시점에 자산 추적용 단말기(100)로 이동하여 RF에너지를 전송하도록 제어할 수 있다.
보다 구체적으로 로봇 제어부(216)는 제1 시점의 자산 추적용 단말기(100)의 전력 충전량과, 일정 시간이 흐른 후 제2 시점의 자산 추적용 단말기(100)의 전략 충전량을 비교하여, 자산 추적용 단말기(100)의 시간당 에너지 사용량을 계산한다.
그리고, 로봇 제어부(216)는 충전이 필요한 시점을 예측하고, 해당 시점에 자산 추적용 단말기(100)로 이동하여 RF에너지를 전송하도록 제어한다.
이때, 로봇 제어부(216)는 복수 시점에서의 자산 추적용 단말기(100)의 전력 충전량을 수신하고, 전력 충전량을 빅데이터 분석하여, 자산 추적용 단말기(100)의 충전이 필요한 보다 정확한 시점을 추정할 수 있다. 이로 인해, 충전이 필요한 시점을 보다 정확하게 찾아낼 수 있고, 자산 추적용 단말기(100)의 안정적인 운용을 가능케 한다.
도 4 내지 도 10은 자산 추적용 단말기(100)를 측위하는 방법을 개략적으로 도시한 도면들이다. 본 실시예에서, 복수의 자산 추적용 단말기(100) 중, 물품(20)과 함께한 어느 하나의 위치를 측정하는 시스템 및 방법을 설명한다.
본 실시예의 설명에 앞서, 하나의 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 측정하기 위하여, 적어도 3개의 물류 로봇(210, 220, 230)이 필요하다. 즉, 창고 자산 관리 시스템은 물품(20)과 함께한 자산 추적용 단말기(100), 창고(10) 내 배회하는 적어도 3개의 물류 로봇(210, 220, 230) 및, 물류 서버(300)를 포함한다. 이하에서 3개의 물류 로봇(210, 220, 230)을 편의상 제1 물류 로봇(210), 제2 물류 로봇(220) 및 제3 물류 로봇(230)이라 칭한다.
본 실시예에서, 물류 서버(300)는 서로 주파수가 다른 신호의 강도를 이용하여 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 측정할 수 있다. 예를 들어, 창고 자산 관리 시스템 및 측위 방법은 물류 로봇(210, 220, 230)이 측정한 자산 추적용 단말기(100)의 비콘의 신호강도와, 자산 추적용 단말기(100)가 측정한 RF에너지의 신호강도를 이용하여 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 추정할 수 있다.
물류 로봇(210, 220, 230)이 측정한 비콘의 신호강도를 이용하여 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 추정하는 방법을 제1 측위 방법이라 하고, 자산 추적용 단말기(100)가 측정한 RF에너지의 신호강도를 이용하여 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 추정하는 방법을 제2 측위 방법이라 한다. 그리고, 제1 측위 방법과 제2 측위 방법을 종합하여 최종적으로 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 추정하는 방법을 제3 측위 방법이라 한다.
제1 측위 방법과 제2 측위 방법은 순차적으로 수행되거나 동시에 수행될 수 있다. 그리고 제3 측위 방법은 제1 측위 방법 및 제2 측위 방법이 수행된 후 수행된다. 이때, 물류 로봇(210, 220, 230)들은 제1 측위 방법과 제2 측위 방법에서 다른 위치에서 측위 방법을 수행할 수 있다. 또는 동일한 위치에서 수행할 수도 있다.
보다 상세히, 제1 측위 방법으로, 물류 서버(300)는 자산 추적용 단말기(100)가 적어도 3개의 물류 로봇(210, 220, 230)으로 전송하는 비콘의 신호강도를 수신하고, 삼각측량법을 이용하여 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 산출할 수 있다. 이때, 비콘의 대역은 2.4GHz이다.
그리고 제2 측위 방법으로, 자산 추적용 단말기(100)는 적어도 3개의 물류 로봇(210, 220, 230)으로부터 수신한 RF에너지의 신호강도를 수신한 물류 로봇(210, 220, 230)으로 전송한다. 물류 로봇(210, 220, 230)은 RF에너지의 신호강도를 물류 서버(300)로 전달한다. 이 과정을 물류 로봇(210, 220, 230)의 개수만큼 반복한다. 물류 서버(300)는 수신한 RF에너지의 신호강도로 삼각측량법을 이용하여 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 산출한다. 이때, RF에너지의 대역은 900MHz이다.
제3 측위 방법으로, 물류 서버(300)는 제1 측위 방법에 의해 산출된 자산 추적용 단말기(100)의 위치 추정 영역(310)과, 제2 측위 방법에 의해 산출된 자산 추적용 단말기(100)의 위치 추정 영역(320)의 교집합 또는 인접한 영역을 산출하여, 최종적인 자산 추적용 단말기(100)의 위치 영역(330)을 추정한다.
이로 인해, 보다 정확하게 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 측정할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여 제1 측위 방법을 보다 상세히 설명하면, 자산 추적용 단말기(100)는 비콘 신호를 물류 로봇(210, 220, 230)으로 전송한다. 물류 로봇(210, 220, 230)은 자산 추적용 단말기(100)로부터 수신한 비콘의 신호강도를 측정한다(1-1). 그리고 물류 로봇(210, 220, 230)은 측정한 비콘의 신호강도를 물류 서버(300)로 전송한다(1-2).
이때, 적어도 3개의 물류 로봇(210, 220, 230)이 위 과정을 각각 수행한다. 이하에서 적어도 3개의 물류 로봇(210, 220, 230)은 편의상 제1 물류 로봇(210), 제2 물류 로봇(220), 제3 물류 로봇(230)이라 한다.
제1 물류 로봇(210)은 비콘의 신호강도를 물류 서버(300)로 전송한다. 그리고 제2 물류 로봇(220)은 비콘의 신호강도를 물류 서버(300)로 전송한다. 제3 물류 로봇(230)은 비콘의 신호강도를 물류 서버(300)로 전송한다. 즉, 각각의 제1 내지 제3 물류 로봇(230)은 각각 수신한 비콘의 신호강도를 물류 서버(300)로 전송한다.
이때, 신호강도 측정 및 전송은 순차적으로 진행될 수 있다. 즉, 물류 로봇(210, 220, 230)들은 순차적으로 신호강도를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 물류 로봇(210), 제2 물류 로봇(220), 제3 물류 로봇(230) 순으로 측정한 신호강도를 물류 서버(300)로 전송할 수 있다.
또는 신호강도 측정 및 전송은 동시 다발적으로 진행될 수도 있다. 즉, 제1 물류 로봇(210) 내지 제3 물류 로봇(230)은 자산 추적용 단말기(100)로부터 비콘 신호를 수신하고, 강도를 측정하여 물류 서버(300)로 전송할 수 있다.
물류 서버(300)는 삼각측량법을 이용하여 제1 내지 제3 물류 로봇(230)으로 수신한 비콘의 신호강도로 자산 추적용 단말기(100)가 존재하는 영역을 추정한다(1-3). 보다 상세히, 물류 서버(300)는 삼각측량법을 이용하여 적어도 3개의 비콘의 신호강도로부터 자산 추적용 단말기(100)의 위치 영역을 추정한다. 이때, 위치 영역을 제1 위치 영역(310)이라 한다.
도 6 및 도 7을 참조하여 제2 측정 방법을 보다 상세히 설명하면, 자산 추적용 단말기(100)는 제1 물류 로봇(210)으로부터 RF에너지를 수신한다(2-1). 그리고 자산 추적용 단말기(100)는 수신한 RF에너지의 신호강도를 각각 측정한다(2-2). 예를 들어, 자산 추적용 단말기(100)는 제1 물류 로봇(210)으로부터 수신한 RF에너지의 신호강도를 측정한다.
자산 추적용 단말기(100)는 RF에너지의 신호강도를 단말기 비콘부(102)를 이용하여 제1 물류 로봇(210)으로 전송한다(2-3). 그리고, 제1 물류 로봇(210)은 물류 서버(300)로 수신한 RF에너지의 신호강도를 전송한다(2-4).
이 과정이 제2 물류 로봇(220) 및 제3 물류 로봇(230)에서 순차적으로 수행된다. 즉, 위 2-1 내지 2-4를 물류 로봇(210, 220, 230)의 개수만큼 반복한다(2-5).
예를 들어, 제1 물류 로봇(210)이 측위를 위하여 RF에너지를 전송하면, 제2 물류 로봇(220) 및 제3 물류 로봇(230)은 RF에너지를 전송하지 않는다. 그리고 제1 물류 로봇(210)이 RF에너지의 신호강도를 물류 서버(300)로 전송한다. 그 다음, 제2 물류 로봇(220) 및 제3 물류 로봇(230) 순으로 전술한 과정을 수행한다.
이때, 물류 서버(300)는 어느 하나의 물류 로봇(210, 220, 230)이 위 과정을 수행하도록 지시하며, 다른 물류 로봇(210, 220, 230)이 RF에너지를 전송 및 RF에너지의 신호강도를 전송하지 못하도록 지시한다(2-0). 물류 서버(300)는 측위를 위하여 적어도 3개의 물류 로봇(210, 220, 230)이 하나씩 RF에너지를 전송하고 상기 자산 추적용 단말기(100)로부터 상기 RF에너지의 신호강도를 수신하도록 물류 로봇(210, 220, 230)을 제어할 수 있다.
보다 상세히, 도시된 바와 같이 물류 서버(300)는 제1 내지 제3 물류 로봇(230)으로 측위 지시를 전송한다. 그리고 제1 물류 로봇(210) 내지 제3 물류 로봇(230)은 측위 지시에 따라 순차적으로 RF에너지를 전송하고, 자산 추적용 단말기(100)가 측정한 RF에너지의 신호강도를 수신하여 물류 서버(300)로 전송한다.
물류 서버(300)는 삼각측량법을 이용하여 적어도 3개의 RF에너지의 신호강도로부터 자산 추적용 단말기(100)의 위치 영역(320)을 추정한다(2-6). 이때 위치 영역을 제2 위치 영역(320)이라 한다.
도 8을 참조하여 제3 측위 방법을 설명하면, 물류 서버(300)는 제1 측위 방법과 제2 측위 방법의 추정 결과를 종합하여, 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 추정할 수 있다.
제3 측위 방법에 대해 보다 상세히 설명하면, 물류 서버(300)는 제1 위치 영역과 제2 위치 영역이 교차하는 영역을 자산 추적용 단말기(100)의 최종적인 위치 영역(330)이라 추정한다. 또는 물류 서버(300)는 제1 위치 영역과 제2 위치 영역의 최소 거리의 중간 지점을 자산 추적용 단말기(100)의 최종적인 위치 영역이라 추정한다.
도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 창고 자산 관리 시스템 및 위치 측위 방법을 설명한다. 본 실시예에 따르면, 전술한 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 측정하는 시스템 및 방법과 중복되는 부분이 있다. 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 보다 상세히 설명하면, 제1 측위 방법, 제2 측위 방법은 동일하므로 생략한다.
본 실시예에 따르면 제1 측위 방법, 제2 측위 방법 및 AoA측위 방법을 조합하여, 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 결정한다.
AoA측위 방법은 위치 추정 기법으로 비콘 신호 또는 Wi-Fi를 이용한 AoA(angle of arrival) 기반 방법이다. AoA측위 방법은 자산 추적용 단말기(100)가 비콘 신호를 전송했을 때, 각각의 물류 로봇(210, 220, 230)은 로봇 비콘부(212)의 안테나 배열에 들어오는 신호의 위상을 분석하여 신호가 들어오는 도달각(AoA)를 찾는다.
AoA측위 방법을 보다 상세히 설명하면, 물류 로봇(210, 220, 230)은 자산 추적용 단말기(100)의 비콘 신호를 수신하고, 도달각(AoA)을 측정한다. 그리고 측정된 도달각을 물류 서버(300)로 전송한다. 이 과정이 제1 물류 로봇(210) 내지 제3 물류 로봇(230)이 각각 수행한다.
물류 서버(300)는 제1 물류 로봇(210) 내지 제3 물류 로봇(230)으로부터 수신한 각각의 도달각으로, 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 추정한다. 보다 상세히, 물류 서버(300)는 각각의 물류 로봇(210, 220, 230)이 획득한 신호의 AoA 값들을 기반으로 자산 추적용 단말기(100)가 위치할 것으로 예상되는 영역을 반복적으로 중복시키며 자산 추적용 단말기(100)의 위치 영역(360)를 추정한다.
이때, 전술한 제1 측위 방법, 제2 측위 방법 및 AoA측위 방법은 순차적으로 수행되거나 병렬적으로 수행된다.
최종적인 자산 추적용 단말기(100)의 위치를 추정하기 위하여, 물류 서버(300)는 삼각측량법으로 비콘의 신호강도로부터 자산 추적용 단말기(100)의 제1 위치 영역을 추정하며, 삼각측량법으로 상기 RF에너지의 신호강도로부터 상기 자산 추적용 단말기(100)의 제2 위치 영역을 추정하며, AoA측위 방법으로 상기 비콘 신호의 도달각으로 상기 자산 추적용 단말기(100)의 제3 위치 영역(360)을 추정한다.
그리고, 물류 서버(300)는 제1 위치 영역, 제2 위치 영역 및 제3 위치 영역이 교차하는 영역을 상기 자산 추적용 단말기(100)의 최종적인 위치 영역(370)으로 추정한다.
또는 제1 위치 영역(310)과, 제2 위치 영역(320)으로 먼저 자산 추적용 단말기(100)의 위치 영역(330)을 추정하고, 제3 위치 영역(360)과 교차하는 위치 영역(370)을 추정할 수도 있다.
한편, 이상으로 설명한 물류 서버(300)는 서버, 자산 추적용 단말기(100)는 비콘 단말기, 물류 로봇(210, 220, 230)은 중계기가 될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 자산 추적용 단말기(100)는 온도를 주기적으로 센싱하여 물류 로봇(210, 220, 230)으로 전송한다. 물류 로봇(210, 220, 230)은 복수의 자산 추적용 단말기(100)로부터 수신한 온도 정보를 물류 서버(300)로 전송한다. 물류 서버(300)는 복수의 자산 추적용 단말기(100)로부터 수신한 온도 정보를 취합하여, 화재 발생 여부를 판단한다.
예를 들어, 물류 서버(300)는 특정 자산 추적용 단말기(100)로부터 수신한 온도 정보가 지속적으로 높은 경우, 화재가 발생했다고 판단할 수 있다.
다른 예로, 물류 서버(300)는 특정 지역에 위치한 자산 추적용 단말기(100)로부터 동시 다발적으로 높은 온도 정보를 수신한 경우, 그 지역에 화재가 발생했다고 판단할 수 있다.
화재가 발생한 경우, 물류 서버(300)는 물류 로봇(210, 220, 230)에게 화재를 진압하도록 명령할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 물류 로봇(210, 220, 230)은 화재감지부를 이용하여 창고(10) 내 화재를 감지할 수 있다. 이때, 물류 로봇(210, 220, 230)의 화재 여부는 자산 추적용 단말기(100)의 경우보다 정확할 수 있다.
그리고 물류 로봇(210, 220, 230)은 물류 서버(300)로 화재감지부에서 센싱한 화재 정보를 물류 서버(300)로 전송한다.
물류 서버(300)는 복수의 물류 로봇(210, 220, 230)으로부터 수신한 화재 정보를 취합하여, 화재 발생 여부를 판단한다.
예를 들어, 물류 서버(300)는 특정 물류 로봇(210, 220, 230)로부터 수신한 화재 정보를 지속적으로 수신한 경우, 화재가 발생했다고 판단할 수 있다.
다른 예로, 물류 서버(300)는 특정 지역에 위치한 물류 로봇(210, 220, 230)으로부터 동시 다발적으로 화재 정보를 수신한 경우, 그 지역에 화재가 발생했다고 판단할 수 있다.
화재가 발생한 경우, 물류 서버(300)는 물류 로봇(210, 220, 230)에게 화재를 진압하도록 명령할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
창고 : 10
물품 : 20
레일 : 30
자산 추적용 단말기 : 100
물류 로봇 : 210, 220, 230
물류 서버 : 300

Claims (19)

  1. 창고 내에 이동 가능하게 배치되며, 에너지 하베스팅을 위하여 레일로부터 공급받은 전력을 RF에너지로 변환 및 전송하고, 비콘 신호를 수신하는 적어도 3개의 물류 로봇;
    상기 창고 내에 위치한 물품과 함께 배치되며, 상기 물류 로봇으로 상기 RF에너지와 주파수가 다른 비콘 신호를 전송하며, 상기 RF에너지를 수신하여 전기 에너지로 변환하여 사용하는 자산 추적용 단말기; 및
    상기 물류 로봇과 통신하여, 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 파악하는 물류 서버;
    를 포함하는, 창고 자산 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 물류 서버는, 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 각각 측정한 상기 자산 추적용 단말기의 비콘의 신호강도와, 상기 자산 추적용 단말기가 측정한 RF에너지의 신호강도를 이용하여, 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 추정하는, 창고 자산 관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 물류 서버는,
    삼각측량법으로 상기 각각의 비콘의 신호강도로부터 상기 자상 추적용 단말기의 제1 위치 영역을 추정하며,
    삼각측량법으로 상기 각각의 RF에너지의 신호강도로부터 상기 자산 추적용 단말기의 제2 위치 영역을 추정하며,
    상기 제1 위치 영역과 상기 제2 위치 영역이 교차하는 영역을 상기 자산 추적용 단말기의 최종적인 위치 영역으로 추정하는, 창고 자산 관리 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    적어도 3개의 물류 로봇이 순차적으로 RF에너지를 전송하고 상기 자산 추적용 단말기로부터 상기 RF에너지의 신호강도를 수신하는, 창고 자산 관리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 물류 서버는 측위를 위하여 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 하나씩 RF에너지를 전송하고 상기 자산 추적용 단말기로부터 상기 RF에너지의 신호강도를 수신하도록 상기 적어도 3개의 물류 로봇을 제어하는, 창고 자산 관리 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 물류 서버는, 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 각각 측정한 상기 자산 추적용 단말기의 비콘 신호의 도달각으로 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 추정하는, 창고 자산 관리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 물류 서버는,
    삼각측량법으로 상기 비콘의 신호강도로부터 상기 자산 추적용 단말기의 제1 위치 영역을 추정하며,
    삼각측량법으로 상기 RF에너지의 신호강도로부터 상기 자산 추적용 단말기의 제2 위치 영역을 추정하며,
    AoA측위 방법으로 상기 비콘 신호의 도달각으로 상기 자산 추적용 단말기의 제3 위치 영역을 추정하며.
    상기 제1 위치 영역, 상기 제2 위치 영역 및 상기 제3 위치 영역이 교차하는 영역을 상기 자산 추적용 단말기의 최종적인 위치 영역으로 추정하는, 창고 자산 관리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자산 추적용 단말기는 온도 센서를 더 포함하며,
    상기 물류 서버는 상기 자산 추적용 단말기로부터 온도 정보를 수신하여 화재 여부를 판단하는, 창고 자산 관리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 물류 로봇은 화재 감지부를 더 포함하며,
    상기 물류 서버는 상기 물류 로봇으로부터 수신한 화재 정보를 이용하여 화재 여부를 판단하는, 창고 자산 관리 시스템.
  10. 창고에 배치된 물품과 함께 배치되며 비콘 신호를 전송하는 자산 추적용 단말기와, 상기 자산 추적용 단말기로 비콘 신호를 수신하며 상기 자산 추적용 단말기로 RF에너지를 전송하는 적어도 3개의 물류 로봇과, 상기 물류 로봇과 통신하여 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 파악하는 물류 서버를 포함하는, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법에 있어서,
    제1 측위 방법, 제2 측위 방법, 제3 측위 방법을 수행하여 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 파악하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 측위 방법은,
    (1-1) 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 상기 자산 추적용 단말기로부터 각각 수신한 비콘의 신호로 비콘의 신호강도를 측정하는 단계; 및
    (1-2) 상기 적어도 3개의 물류 로봇이 상기 비콘의 신호강도를 상기 물류 서버로 각각 전송하는 단계; 를 포함하며,
    상기 제2 측위 방법은,
    (2-1) 상기 자산 추적용 단말기가 상기 적어도 3개의 물류 로봇 중 어느 하나로부터 RF에너지를 수신하는 단계;
    (2-2) 상기 자산 추적용 단말기가 상기 RF에너지의 신호강도를 측정하는 단계;
    (2-3) 상기 자산 추적용 단말기가 상기 어느 한 물류 로봇로 상기 RF에너지의 신호강도를 전송하는 단계;
    (2-4) 상기 어느 한 물류 로봇이 상기 RF에너지의 신호강도를 상기 물류 서버로 전송하는 단계; 및
    (2-5) 상기 2-1 내지 2-4를 상기 적어도 3개의 물류 로봇의 개수만큼 반복하는 단계; 를 포함하며,
    (2-6) 상기 물류 서버가 삼각측량법으로 상기 각각의 RF에너지의 신호강도로부터 상기 자산 추적용 단말기의 제2 위치 영역을 추정하는 단계;
    상기 제3 측위 방법은,
    상기 물류 서버가 상기 제1 위치 영역과 상기 제2 위치 영역이 교차하는 영역을 상기 자산 추적용 단말기의 최종적인 위치 영역으로 추정하는 단계를 포함하는, 창고 자산 관리 시스템의 측위 방법.
  11. 창고 내의 물품과 함께 위치할 수 있는 단말기 바디부;
    상기 단말기 바디부에 위치하며, 물류 로봇으로 비콘 신호를 전송하는 단말기 비콘부;
    상기 단말기 바디부에 위치하며, 상기 물류 로봇으로부터 RF에너지를 수신하여 전기 에너지로 변환하여 저장하는 무선 충전부; 및
    상기 단말기 바디부에 위치하며, 상기 무선 충전부의 전기 에너지의 충전량을 파악하고, 위치를 파악할 수 있도록 신호를 상기 단말기 비콘부를 통해 상기 물류 로봇으로 전송하는 단말기 제어부;
    를 포함하는, 창고 자산 관리 시스템용 자산 추적용 단말기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 무선 충전부는,
    상기 RF에너지를 수신하고 전기 에너지로 변환하는 RF 수신부; 및
    변환된 상기 전기 에너지를 저장 및 공급하는 커패시터부를 포함하는, 창고 자산 관리 시스템용 자산 추적용 단말기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 단말기 제어부는 상기 단말기 바디부의 측위를 위하여 상기 물류 로봇으로부터 수신한 RF에너지의 신호강도를 측정하고 상기 물류 로봇으로 전송하도록 제어하는, 창고 자산 관리 시스템용 자산 추적용 단말기.
  14. 창고에 배치된 물품과 함께 배치되며 비콘 신호를 전송하는 자산 추적용 단말기로부터, 이격되는 이동 가능한 로봇 바디부;
    상기 로봇 바디부에 구비되며, 상기 로봇 바디부를 이동시키는 구동부;
    상기 로봇 바디부에 구비되며, 에너지를 수신 및 공급하는 전원부;
    상기 로봇 바디부에 구비되며, 상기 복수의 자산 추적용 단말기로부터 신호를 수신하는 로봇 비콘부;
    상기 로봇 바디부에 구비되며, 상기 자산 추적용 단말기의 에너지 하베스팅을 위하여 상기 자산 추적용 단말기로 RF에너지를 전송하는 RF 송신부;
    외부의 물류 서버와 통신하는 로봇 통신부; 및
    상기 로봇 바디부에 구비되며, 상기 복수의 자산 추적용 단말기의 충전 상태를 파악하고, 충전이 필요한 어느 자산 추적용 단말기로 이동하여 RF에너지를 전송하도록 제어하는, 로봇 제어부;
    를 포함하는, 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇.
  15. 제 14 항에 있어서
    상기 로봇 제어부는 상기 자산 추적용 단말기의 전력 충전량에 대한 비콘 신호를 수신하고, 상기 자산 추적용 단말기의 충전이 필요한 시점인 충전 필요 시점을 예측하고, 상기 충전 필요 시점에 상기 자산 추적용 단말기로 이동하여 RF에너지를 전송하도록 제어하는, 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 로봇 제어부는 복수 시점에서의 상기 자산 추적용 단말기의 전력 충전량 수신하고, 상기 복수 시점의 전력 충전량을 빅데이터 분석하여, 상기 자산 추적용 단말기의 충전이 필요한 시점을 예측하여 상기 자산 추적용 단말기로 이동하도록 제어하는, 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 로봇 제어부는 복수의 자산 추적용 단말기의 충전 수준을 파악하고, 어느 한 자산 추적용 단말기의 충전이 필요하다고 판단하면, 충전이 필요한 상기 어느 한 자산 추적용 단말기로 이동하도록 제어하는, 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 물류 로봇이 레일을 따라 이동하도록, 상기 구동부는 상기 로봇 바디부를 상기 레일에 이동 가능하게 결합하는, 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 로봇 제어부는, 상기 자산 추적용 단말기의 위치를 파악하기 위하여, 상기 자산 추적용 단말기의 비콘의 신호강도를 측정하여 상기 물류 서버로 전송하며, 상기 자산 추적용 단말기가 측정한 RF에너지의 신호강도를 수신하여 상기 물류 서버로 전송하는, 창고 자산 관리 시스템용 물류 로봇.
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