KR20230016887A - 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템 및 이를 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법 - Google Patents

이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템 및 이를 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 카트 시스템 및 이를 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카트가 이동 표적의 위치와 이동 방향을 인식하여 이동 표적을 자동으로 추적 이동할 수 있는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템 및 이를 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법에 관한 것이다.

Description

이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템 및 이를 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법{SYSTEM FOR AUTOMATICALLY TRACKING MOVING TARGET AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 스마트 카트 시스템 및 이를 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카트가 이동 표적의 위치와 이동 방향을 인식하여 이동 표적을 자동으로 추적 이동할 수 있는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템 및 이를 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법에 관한 것이다.
인터넷 및 모바일 쇼핑의 확산으로 인하여 택배 수요가 급증하고 있다. 택배기사는 다량의 택배 물건을 차량으로 특정 아파트 등 일정 지역에까지 운반후 물건을 차량에서 하역하고 각 가정에 손수 운반하여 배송하여야 한다. 이때, 택배기사는 다수의 물건을 동시에 운반하여야 하기 때문에 카트를 이용하기도 한다. 또한, 캠핑이나 차박의 유행으로 인하여 텐트, 의자, 타프 등 캠핑용 짐을 운반하여야 하는 일이 빈번하게 발생하고, 이때 카트가 많이 사용된다. 일반적인 카트는 물건을 실을 수 있는 편평한 판 형태의 본체와, 본체 일측에 수직으로 연장되는 손잡이를 구비하고, 본체 하부에 휠가 구비되어 본체에 다수의 물건을 올려놓은 상태에서 손잡이를 밀어 이동시킴에 따라 다수의 물건을 비교적 손쉽게 이동 가능하게 구성된다. 그런데, 이러한 통상의 카트는 사용자가 직접 손으로 밀어서 이동시켜야 하기 때문에 힘이 들뿐만 아니라, 사용자가 물건을 들고 있는 경우와 같이 손을 사용할 수 없는 상황에서는 카트를 이동시키기 어려운 단점이 있다. 또한, 적재량이 많은 경우 큰 하중으로 인하여 카트를 이동시키기 어렵다는 단점이 존재한다.
대한민국 등록특허 10-1751811 대한민국 등록특허 10-2240688
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 카트의 단점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 사용자가 소지한 스마트태그를 인식하여 별도의 조작 없이 자동으로 이동 표적을 추적하여 이동할 수 있는 스마트 카트 시스템 및 이를 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템은, 표적(1)인 사용자가 소지하며 RF 신호를 송신하도록 내부에 RF송신부(130)가 내장된 스마트태그(100)와; 상기 스마트태그(100)의 RF송신부(130)로부터 송신되는 RF 신호를 각각 수신하기 위한 제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230)가 구비되고, 상기 RF송신부(130)와 제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230) 간의 통신을 기초로 표적(1)의 이동 거리 및 방향을 감지함에 따라 상기 표적(1)을 따라 자동으로 추적 이동가능한 카트(200)를 포함한다.
여기서, 상기 카트(200)는, 물건을 적재하도록 편평한 판부재로 구성되며 일측에 손잡이가 구비되고 하측에 휠(212)이 구비된 본체(210)와; 상기 본체(210)에 구비되며, 상기 제1RF수신부(220), 제2RF수신부(230) 및 카트(200)의 전체 작동을 제어하기 위한 카트제어부(280)가 실장된 PCB(240)와; 상기 휠(212)에 내장되는 휠모터(255)와; 상기 휠모터(255)를 회전 및 조향 구동시키기 위한 휠모터구동부(250)와; 작동 전원을 공급하기 위한 전원공급부(260)를 포함한다.
여기서, 상기 제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)는 상기 카트(200)의 본체(210) 전방측에 배치되고, 상기 제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)는 전방 상측을 향하도록 경사지게 배치되며, 상기 PCB(240)의 경사각은 0°내지 5°인 것이 바람직하다.
한편, 상기 카트제어부(280)는, 상기 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)와 상기 카트(200)에 내장된 제1RF수신부(220) 또는 제2RF수신부(230) 간의 RF 신호 통신을 통하여 얻어진 데이터를 기초로 TWR 방식으로 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리를 측정하는 거리산출모듈(282)과; 상기 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)에서 송출된 RF 신호가 카트(200)에 내장된 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)에 입사되는 위상차 데이터를 기초로 PDOA 방식으로 표적(1)의 방향각을 산출하는 방향각산출모듈(283)과; 상기 거리산출모듈(282)에 의해 측정된 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리 측정값을 기초로 표적(1)의 이동 거리를 산출하고, 표적(1)의 이동 여부를 판단하는 이동여부판단모듈(284)과; 카트(200)가 표적(1)을 따라 이동되도록, 산출된 이동 거리 및 방향각에 상응하게 카트(200)의 휠모터(255)를 제어하는 휠모터제어모듈(286)을 포함한다.
여기서, 상기 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 거리는 일정한 시간 간격으로 반복 측정되며, 상기 이동여부판단모듈(284)은 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 기존 거리 측정값과 현재 거리 측정값의 차이를 계산하여 이동 거리를 산출하고, 기존 거리 측정값 보다 현재 거리 측정값이 크면 표적(1)이 이동한 것으로 판단된다.
또한, 상기 스마트태그(100)에는 제1가속도센서(150)가 추가로 구비되고; 상기 카트(280)의 방향각산출모듈(283)은 상기 제1가속도센서(150)로부터 측정되어 전달된 누적 측위 데이터의 분석에 의해 표적(1)의 진행방향을 추정하고, 상기 제1가속도센서(150)로부터 실시간으로 전달되는 측위 데이터를 추정된 표적(1)의 진행방향과 비교 분석하여, 비교 결과 추정된 표적(1)의 진행방향과 다른 방향으로 이동하는 스마트태그(100)의 움직임을 제외하고 추정된 표적(1)의 진행방향과 일치하는 방향으로 이동할때 측정된 스마트태그(100)의 각도값을 표적(1)의 방향각으로 산출된다.
한편, 본 발명에 따른 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템을 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법은, 표적(1)인 사용자가 소지한 스마트태그(100)가 활성화되는 단계(S1)와; 상기 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)와 상기 카트(200)에 내장된 제1RF수신부(220) 또는 제2RF수신부(230) 간의 RF 신호 통신을 통하여 얻어진 데이터를 기초로 TWR 방식으로 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리가 측정되고, 상기 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)에서 송출된 RF 신호가 카트(200)에 내장된 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)에 입사되는 위상차 데이터를 기초로 PDOA 방식으로 표적(1)의 방향각이 산출되는 단계(S2)와; 상기 거리산출모듈(282)에 의해 측정된 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리 측정값을 기초로 표적(1)의 이동 거리가 산출되고, 표적(1)의 이동 여부가 판단되는 단계(S3)와; 산출된 이동 거리 및 방향각에 상응하게 상기 카트(200)가 표적(1)을 따라 이동되도록 제어하는 단계(S4)를 포함한다.
여기서, 상기 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 거리는 일정한 시간 간격으로 반복 측정되며, 상기 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 기존 거리 측정값과 현재 거리 측정값의 차이를 계산하여 이동 거리가 산출되고, 기존 거리 측정값 보다 현재 거리 측정값이 크면 표적(1)이 이동한 것으로 판단된다.
그리고, 상기 카트(200)가 표적(1)을 추적 이동시 미리 설정된 추적 이격 거리에 도달한 경우 카트(200)를 정지시킨다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카트는 자동으로 별도의 조작 없이 자동으로 이동 표적을 추적하여 이동할 수 있다는 탁월한 장점을 갖는다.
도 1 은 본 발명에 따른 스마트 카트 시스템의 전체 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 스마트 카트 시스템의 스마트태그 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 스마트 카트 시스템의 카트 구성도,
도 4 는 본 발명에 따른 스마트 카트 시스템의 카트 제어 계통도,
도 5 는 본 발명에 따른 표적의 진행 방향과 스마트태그의 움직임을 기초로 한 방향각 오차 개선 방법을 설명하기 위한 도표,
도 6 은 제1RF수신부와 제2RF수신부의 설치 위치에 따른 스마트태그와 카트의 거리 및 방향각 측정 신뢰도를 알아보기 위한 실험 조건 설계도,
도 7 은 제1RF수신부와 제2RF수신부를 카트의 전방측에 배치한 경우의 실험 결과 그래프,
도 8 은 제1RF수신부와 제2RF수신부를 카트의 중간에 배치한 경우의 실험 결과 그래프,
도 9 는 제1RF수신부와 제2RF수신부를 카트의 후방측에 배치한 경우의 실험 결과 그래프,
도 10 은 제1RF수신부와 제2RF수신부의 배향각에 따른 거리 및 방향각 측정 신뢰도를 알아보기 위한 실험 조건 설계도,
도 11 은 제1RF수신부와 제2RF수신부가 실장된 PCB의 경사각이 0°인 경우의 거리 및 배향각 측정 결과 그래프,
도 12 은 제1RF수신부와 제2RF수신부가 실장된 PCB의 경사각이 5°인 경우의 거리 및 배향각 측정 결과 그래프,
도 13 은 제1RF수신부와 제2RF수신부가 실장된 PCB의 경사각이 10°인 경우의 거리 및 배향각 측정 결과 그래프,
도 14 는 제1RF수신부와 제2RF수신부가 실장된 PCB의 경사각이 15°인 경우의 거리 및 배향각 측정 결과 그래프,
도 15 은 본 발명에 카트의 이동 표적 자동 추적 알고리즘을 나타낸 플로우차트이다.
이하, 본 발명에 따른 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템 및 이를 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템은 스마트태그(100)와 카트(200)를 포함한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 스마트태그(100)는 표적(1)인 사용자가 소지하는 RF 신호 송신기이다. 상기 스마트태크(100)는 사용자의 주머니에 넣어 소지하거나 일측에 스트랩을 연결하여 벨트나 바지의 벨트고리 또는 허리춤 등 다양한 부분에 연결하여 소지할 수 있도록 구성된다.
도 2 에는 상기 스마트태크(100)의 분해도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 스마트태크(100)는 좌우로 반분되는 하우징(110)을 구비하며, 상기 하우징(110)의 일측 반부 전면에는 작동 개시 및 중지를 위한 버튼(112)이 구비되며, 상기 버튼(112)은 투과창으로 구성되어 작동시 내부에 구비된 LED 불빛이 투과되도록 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 하우징(110)의 내측에는 작동 전원을 공급하기 위한 배터리(120)와, 스마트태크(100)와 카트(200) 사이의 거리를 측정하기 위해 RF신호를 카트(200)로 전송하는 RF안테나 및 송신회로를 포함하는 RF송신부(130)와, 스마트태크(100)의 전체 작동을 제어하기 위한 태그제어부(140)가 구비된다. 상기 태그제어부(140)는 상기 버튼(112)의 누름 및 해제에 따라 전원 공급 및 중단을 제어하고, RF 신호를 생성하여 상기 RF송신부(130)에서 카트(200)로 RF신호를 송신하도록 제어한다.
상기 카트(200)는 물건을 적재하여 이동시키는 운송수단으로서, 일반적인 통상의 카트와 마찬가지로, 도 3 에 도시된 바와 같이 편평한 판부재로 구성되어 물건을 적재하고 하측에 이동을 위한 휠(212)이 구비된 본체(210)와, 상기 본체(210)의 일측에 설치되는 손잡이(220)를 구비하며, 상기 손잡이(220)는 필요에 따라 절첩 가능하게 구성된다.
한편, 본 발명에 따른 카트(200)는 상기 스마트태그(100)와 연동되어 표적(1)의 이동 여부를 판단하고, 이동 거리 및 방향을 인식하여 자동으로 표적(1)을 추적함으로써 별도의 조작 없이 표적(1)인 사용자를 따라 자동으로 이동될 수 있도록 구성된다. 도 3 에는 이러한 작용을 위한 본 발명에 따른 카트(200)의 분해도가 도시되고, 도 4 에는 본 발명에 따른 카트(200)의 제어 계통도가 도시된다.
도시된 바와 같이, 상기 카트(200)에는 제1RF수신부(220), 제2RF수신부(230), 휠모터(255), 휠모터구동부(250), 전원공급부(260), 초음파센서(270) 및 카트제어부(280)를 포함한다.
상기 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)는 PCB(240)에 실장 또는 인쇄되어 상기 스마트태그(100)의 RF송신부(130)로부터 전달되는 RF신호를 수신하기 위한 안테나 및 수신회로를 포함한다. 그리고, 상기 휠모터(255)는 상기 휠(212) 내부에 BLDC 모터가 내장된 인휠모터로서 별도의 구동축이나 조향장치 없이 휠(212)의 회전 및 조향 구동이 가능하며, 상기 휠모터구동부(250)는 후술하는 카트제어부(280)의 제어명령에 따라 상기 휠모터(255)를 구동시키는 회로가 내장된 구동장치이다. 여기서, 상기 휠모터(255)는 카트(200)의 전방(진행방향의 선두 부분으로서 여기서는 손잡이(220)가 구비된 측을 후방으로, 그 타측을 전방으로 정의한다) 하측 좌우 양측에 구비된 휠(212)의 내부에 각각 구비되며, 상기 좌우 휠(212) 구동을 개별적으로 제어하기 위해 상기 휠모터구동부(250) 또한 좌우 각 1개씩 총 2개가 구비된다. 전원공급부(260)는 카트(200)의 전체 작동을 위한 전원을 공급하는 배터리와 전원회로를 포함한다. 그리고, 상기 카트제어부(280)는 카트(200)의 전체 작동을 제어하는 메인 컨트롤러와 제어회로를 포함한다.
상기한 휠모터구동부(250)와 전원공급부(260)는, 도 3 에 도시된 바와 같이, 카트(200)의 본체(210) 전방측 하부에 고정 장착되는 것이 바람직하고, 상기 제1RF수신부(220), 제2RF수신부(230) 및 카트제어부(280) 또한 카트(200)의 본체(210) 전방측 하부에 장착되되 상기 스마트태그(100)와의 원활한 통신을 위하여 전방측을 향하도록 배치되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 카트(200)의 본체(210) 가장자리 둘레 부분에는 통상 마감프레임(214)이 구비되는바, 상기 제1RF수신부(220), 제2RF수신부(230) 및 카트제어부(280)가 실장된 PCB(240)가 상기 마감프레임(214)의 전방측 내벽에 고정 장착되어, 상기 제1RF수신부(220), 제2RF수신부(230)가 전방측을 향하도록 배치되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 상기 제1RF수신부(220), 제2RF수신부(230)가 상기 스마트태그(100)의 방향을 지향하도록, 상기 제1RF수신부(220), 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)가 대체로 전방 상측을 향하여 경사지게 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 배치 방법과 효과에 대해서는 추후 보다 상세히 설명한다.
추가적으로, 상기 카트(200)의 본체(210) 전방측, 보다 구체적으로, 상기 마감프레임(214)의 전방측 중앙 및 좌우 모서리 부분에는 각각 초음파센서(270)가 추가로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 초음파센서(270)는 송신부와 수신부를 구비하여, 송신부로부터 송신된 초음파가 물체에 충돌후 되돌아오는 것을 수신부에서 수신함에 따라 카트(200)의 진행중 장애물을 감지하는 기능을 수행한다.
한편, 상기 카트제어부(280)는 상기 제1RF수신부(220), 제2RF수신부(232)로부터 전달된 RF신호를 기초로 표적(1)의 이동 여부, 이동 거리 및 방향을 판단하고 이에 따라 카트(200)의 작동을 제어한다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 카트제어부(280)는 거리산출모듈(282), 방향각산출모듈(283), 이동여부판단모듈(284) 및 휠모터제어모듈(286)을 포함한다.
거리산출모듈(282)은 표적(1)과 카트(200) 간의 거리를 산출하는 모듈이다. 본 발명에 있어서 표적(1)과 카트(200) 간의 거리는 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리로 측정될 수 있으며 이는 TWR(TWO-WAY RANGING) 방식으로 측정된다. TWR 방식의 거리 측정법은 2개의 디바이스 간의 통신을 이용하는 방법으로, 두 디바이스 간 UWB(ULTRA WIDE BAND; 초광대역) RF신호의 TOF(TIME OF FLIGHT; 전파시간)를 측정하고, 해당 RF신호의 왕복 소요 시간에 광속(빛의 속도)을 곱한 후 2로 나눔에 따라 두 디바이스 간의 거리를 측정할 수 있다. TWR 방식 거리 측정법은 통상 모바일 태그와 고정된 비콘 사이의 거리 측정시 사용된다. 본 발명에서는 이동하는 두 디바이스, 즉, 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 거리를 측정하는데 이를 응용한 것으로, 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)와 카트(200)에 구비된 제1RF수신부(220) 또는 제2RF수신부(230) 간의 통신을 통하여 얻어진 데이터를 기초로 거리산출모듈(282)에서 TWR 방식으로 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리를 측정한다. 이러한 TWR 거리 측정법은 이미 공지된 방법으로서 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 다만, 일반적인 TWR 방식 거리 측정법에서는 서로 다른 2개의 디바이스 간의 통신에 의해 거리를 측정하는데, 본 발명에 따른 카트(200)에는 2개의 RF수신부(제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230))를 포함하는바, 상기 거리산출모듈(282)은 두개의 RF수신부 중 어느 하나로부터 측정된 TOF 데이터를 기초로 거리를 산출할 수도 있고, 제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230) 각각으로 부터 측정된 TOF 데이터의 평균치를 기초로 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리를 산출할 수도 있다.
방향각산출모듈(283)은 표적(1)이 이동한 방향을 탐지하기 위하여 카트(200)를 기준으로 한 표적(1)의 방향각을 산출하는 모듈로서, 본 발명에서 표적(1)의 각도는 카트(200)를 기준으로 한 스마트태그(100)의 각도로 측정될 수 있다. 그리고, 본 발명에 있어서 상기 스마트태그(100)의 각도는 PDOA(PHASE DIFFERENCE OF ARRIVAL) 방식으로 측정된다. PDOA 방식 각도 측정법은 서로 일정 간격 이격된 2개의 안테나에 각각 입사하는 RF신호의 위상 차이를 이용하여 RF신호를 송출하는 디바이스의 방향(각도)을 탐지하는 기술이다. 본 발명에서는 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)에서 RF신호를 송출하고, 카트(200)에 구비된 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)에 입사되는 RF신호의 위상차 데이터를 기초로 방향각산출모듈(283)에서 스마트태그(100)의 각도를 산출한다. PDOA 방식에 따른 구체적인 각도 측정법은 이미 공지된 것으로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
한편, 사용자가 소지한 스마트태그(100)는 사용자가 실제로 위치 이동을 하지 않은 상태에서 몸만 움직인다던가 스마트태크(100)를 손에 쥐거나 팔 등 다른 신체부위에 체결한 상태로 손이나 팔을 움직이는 경우 스마트태그(100)의 이동 방향과 실제 사용자인 표적(1)의 이동 방향 사이에는 큰 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차를 줄이기 위하여, 본 발명에서는 스마트태그(100)에 추가로 구비된 제1가속도센서(150)와 카트(200)에 내장된 제2가속도센서(290)를 이용하여 표적(1)의 진행 방향과 일치하지 않는 방향으로 움직이는 스마트태그(100)로부터 측정된 각도값을 제외하고 최종적으로 표적(1)의 방향각을 산출한다.
구체적으로 예를 들면, 표적(1)의 진행방향은 스마트태그(100)에 내장된 제1가속도센서(150) 또는 카트(200)에 내장된 제2가속도센서(290)에 의해 측정된 누적 측위 데이터를 기초로 점진적으로 증가하는 일정한 경향성(방향성)을 파악하여 감지할 수 있다. 스마트태그(100)가 전후좌우 및 상하로 움직일 수 있으나 표적(1)이 진행하는 경우 연속적으로 측정된 누적 데이터를 분석하면 일정한 방향으로 점진적으로 이동하는 경향성을 파악할 수 있는바, 이를 표적(1)의 실제 진행방향으로 추정할 수 있다. 또한, 카트(200)에 내장된 제2가속도센서(290)에서 측정된 누적 측위 데이터를 기초로 점진적으로 증가하는 일정한 경향성을 파악함으로써 표적(1)의 진행방향을 추정할 수 있다. 이러한 표적(1)의 진행방향 추정은 카트제어부(280)의 방향각산출모듈(283)에서 제1가속도센서(150) 또는 제2가속도센서(290)로부터 측정되어 전달된 누적 측위 데이터의 분석에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 이러한 표적(1)의 진행방향 추정 방법은 필요에 따라 선택적으로 채용 가능하다 할 것이다.
한편, 상기 방향각산출모듈(283)은 스마트태그(100)에 내장된 제1가속도센서(150)로부터 실시간으로 전달되는 측위 데이터를 위에서 추정된 표적(1)의 진행방향과 비교 분석하고, 비교 결과 추정된 표적(1)의 진행방향과 다른 방향으로 이동하는 스마트태그(100)의 움직임을 제외하고 추정된 표적(1)의 진행방향과 일치하는 방향으로 이동할때 측정된 스마트태그(100)의 각도값을 표적(1)의 방향각으로 산출한다. 예컨대, 도 5 에 도시된 바와 같이, 표적(1)의 추정된 진행방향이 도면에서 Y축 방향인 경우, 카트(200)에서 스마트태그(100)의 제1가속도센서(150)로부터 실시간 전달받는 측위 데이터 중 추정된 표적(1)의 진행방향과 다른 방향으로 움직일때 측정된 스마트태그(100)의 각도 a, b, c 는 제외하고, 표적(1)의 추정된 진행방향인 Y축 방향으로 스마트태그(100)가 움질일때 측정된 스마트태그(100)의 각도 d 만 취하여 최종적으로 표적(1)의 방향각으로 산출한다. 이러한 방법으로 표적(1)의 방향각 오차를 줄일 수 있다.
이동여부판단모듈(284)은 상기 거리산출모듈(282)에 의해 측정된 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리 측정값을 기초로 표적(1)의 이동 거리를 산출하고 표적(1)의 실제 이동 여부를 판단한다. 즉, 본 발명에서는 표적(1)인 사용자가 소지한 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리를 감지함에 따라 표적(1)의 이동 거리 및 이동 여부를 판단하는 바, 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 거리는 일정한 시간 간격으로 반복 측정되며, 현재 측정된 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 거리를 직전에 측정된 기존 거리와 비교하면 표적(1)의 이동 거리와 이동 여부를 판정할 수 있다. 예컨대, 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 기존(직전) 거리 측정값과 현재 거리 측정값의 차이를 계산하여 이동 거리를 산출하고, 기존 거리 측정값 보다 현재 거리 측정값이 크면 표적(1)이 이동한 것으로 판단할 수 있다.
휠모터제어모듈(286)은 상기와 같이 산출된 표적(1)의 이동 거리와 방향각을 기초로 카트(200)에 구비된 휠모터(255)를 제어한다. 보다 구체적으로, 상기 휠모터제어모듈(286)은 좌우측 휠에 인접 배치된 2개의 휠모터구동부(250)에 각각 표적(1)의 이동 거리와 방향각 데이터에 상응하는 제어신호를 전달하고, 상기 휠모터구동부(250)에서는 상기 제어신호를 근거로 좌우 양측 휠모터(255)의 회전 및 조향 구동을 통하여 카트(200)가 표적(1)이 이동한 거리 및 방향을 따라 추적 이동케 한다.
한편, 위에서 이미 언급한 바와 같이, 상기 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)의 설치 위치 및 배향 각도는 표적(1)의 이동 거리 및 방향각 계산 결과에 큰 영향을 미치는 요인이다. 구체적으로, 상기 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)는 카트(200)의 전방측에 설치되고, 설치 배향각은 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 전방 상측에 배치된 스마트태그(100)를 바라보도록 가상의 수직축을 기준으로 약 1 내지 5°정도로 상향 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.
도 6 에는 이러한 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)의 설치 위치 및 배향에 따른 스마트태그(100)와의 거리 및 방향각 측정 신뢰도를 알아보기 위하여 실시한 실험 조건이 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 실험에서는 스마트태그(100)를 카트(200)로부터 전방 직선 거리 2mm 떨어진 위치의 0.9m 높이에 배치하고, 상기 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)를 카트(200)의 전방측(A), 중간부(B) 및 후방(C)에 배치한 상태에서 상기 스마트태그(100)와의 거리와 방향각을 측정하였다. 이때, 상기 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)의 각도는 수직으로 배치, 즉, 가상의 수직축으로부터의 각도 0°로 배치하였고, 좌우 각도 또한 가상의 수평축으로부터 O°로 배치하여, 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 정면을 향하도록 하였으며, 동일한 스마트태그(100)에 대해 100msec 시간 간격으로 100회에 걸쳐 스마트태그(100)와의 거리 및 각도를 측정하였다. 여기서, 거리의 허용오차는 거리 측정 최소값으로부터 10cm, 방향각의 허용오차는 방향각 최소값으로부터 5°로 설정하였다.
도 7 에는 상기 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)를 카트(200)의 전방측(A)에 배치한 경우의 실험 결과 그래프가 제시된다. 도 7 의 (a)에 도시된 바와 같이, 거리 측정 실험에서는 측정값들이 195m 내지 205cm 사이로 측정되어 허용오차 이내인 것으로 나타났다. 또한, 도 7 의 (b)에 도시된 바와 같이, 방향각 측정 실험에서도 측정값들이 0°내지 2°사이로 측정되어, 허용오차 이내인 것으로 나타났다.
도 8 에는 상기 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)를 카트(200)의 중간(B)에 배치한 경우의 실험 결과 그래프가 제시된다. 도 8 의 (a)에 도시된 바와 같이, 거리 측정 실험에서는 측정값들이 208cm 내지 225cm 사이로 측정되어 10cm의 허용오차를 벗어난 것으로 나타났다. 실제 거리 오차는 최대 25cm로 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)를 카트(200)의 전방측에 배치한 경우에 비해 더 큰 오차를 나타내는 것으로 나타났다. 한편, 도 8 의 (b)에 도시된 바와 같이, 방향각 측정 실험에서는 측정값들이 -3°내지 2°사이로 측정되어 허용오차인 5°이내인 것으로 나타났다.
도 9 에는 상기 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)를 카트(200)의 후방측(C)에 배치한 경우의 실험 결과 그래프가 제시된다. 도 9 의 (a)에 도시된 바와 같이, 거리 측정 실험에서는 측정값들이 225cm 내지 247cm 사이로 측정되어 10cm의 허용오차를 벗어난 것으로 나타났다. 실제 거리 오차는 최대 47cm로 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)를 카트(200)의 전방측 및 중간에 배치한 경우에 비해 더욱 큰 오차를 나타내는 것으로 나타났다. 한편, 도 9 의 (b)에 도시된 바와 같이, 방향각 측정 실험에서도 측정값들이 -17°내지 11°사이로 측정되어 허용오차를 벗어난 것으로 나타났다.
그 다음, 도 10 에는 상기 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)의 배향각에 따른 거리 및 방향각 측정 신뢰도를 알아보기 위한 실험 조건이 제시된다. 도시된 바와 같이, 본 실험에서는 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)를 카트(200)의 전방측에 배치한 상태에서 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)를 상측이 가상의 수직축(V)으로부터 후방측으로 경사지게 배치하여 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 전방 상측을 대향하도록 배치하였으며, 가상의 수직축(V)으로부터 경사진 각도를 각각 달리함에 따라, 경사 각도에 따른 거리 및 방향각 측정 신뢰도를 알아보고자 하였다. 본 실험에서도 마찬가지로 상기 카트(200)로부터 전방 직선 거리 2mm 떨어진 위치의 0.9m 높이에 배치된 동일한 스마트태그(100)에 대해 100msec 시간 간격으로 100회에 걸쳐 스마트태그(100)와의 거리 및 각도를 측정하였고, 거리의 허용오차는 거리 측정 최소값으로부터 10cm, 방향각의 허용오차는 방향각 최소값으로부터 5°로 설정하였다.
도 11 에는 도 10 의 (a)와 같이 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)와 가상의 수직축(V)이 이루는 경사각이 0°인 경우, 즉, PCB(240)가 완전 정면을 바라보도록 배치된 경우의 거리 및 배향각 측정 결과가 제시된다. 도 11 의 (a)에 도시된 바와 같이, 거리 측정 실험에서는 측정값들이 195m 내지 204cm 사이로 측정되어 허용오차 10cm 이내인 것으로 나타났다. 실제거리 오차는 최대 5cm로 신뢰할 수 있는 수준인 것으로 나타났다. 또한, 도 11 의 (b)에 도시된 바와 같이, 방향각 측정 실험에서도 측정값들이 0°내지 2°사이로 측정되어 허용오차 범위 이내인 것으로 나타났다.
도 12 에는 도 10 의 (b)와 같이 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)와 가상의 수직축(V)이 이루는 경사각이 5°인 경우의 거리 및 배향각 측정 결과가 제시된다. 도 12 의 (a)에 도시된 바와 같이, 거리 측정 실험에서는 측정값들이 195m 내지 205cm 사이로 측정되어 허용오차 10cm 이내인 것으로 나타났다. 실제거리 오차는 최대 5cm로 신뢰할 수 있는 수준인 것으로 나타났다. 또한, 도 12 의 (b)에 도시된 바와 같이, 방향각 측정 실험에서도 측정값들이 -2°내지 2°사이로 측정되어 허용오차 범위 이내인 것으로 나타났다.
도 13 에는 도 10 의 (c)와 같이 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)와 가상의 수직축(V)이 이루는 경사각이 10°인 경우의 거리 및 배향각 측정 결과가 제시된다. 도 13 의 (a)에 도시된 바와 같이, 거리 측정 실험에서는 측정값들이 195m 내지 203cm 사이로 측정되어 허용오차 10cm 이내인 것으로 나타났다. 실제거리 오차는 최대 5cm로 신뢰할 수 있는 수준인 것으로 나타났다. 또한, 도 13 의 (b)에 도시된 바와 같이, 방향각 측정 실험에서도 측정값들이 0°내지 5°사이로 측정되어 허용오차 범위 이내인 것으로 나타났다.
도 14 에는 도 10 의 (d)와 같이 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)와 가상의 수직축(V)이 이루는 경사각이 15°인 경우의 거리 및 배향각 측정 결과가 제시된다. 도 14 의 (a)에 도시된 바와 같이, 거리 측정 실험에서는 측정값들이 192m 내지 202cm 사이로 측정되어 허용오차 10cm 이내인 것으로 나타났다. 실제거리 오차는 최대 8cm로 신뢰할 수 있는 수준인 것으로 나타났다. 한편, 도 14 의 (b)에 도시된 바와 같이, 방향각 측정 실험에서는 측정값들이 4°내지 10°사이로 측정되어 허용오차 범위를 벗어난 것으로 나타났다.
도시되지는 않았으나, 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)와 가상의 수직축(V)이 이루는 경사각이 20°인 경우에는 거리와 방향각 측정값들이 모두 허용오차 범위를 벗어난 것으로 나타났다.
이러한 실험 결과를 통하여, 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)가 후방측에 배치될 수록 거리 및 각도의 오차가 커지고, PCB(240)의 경사각이 커질수록 거리 및 각도의 오차가 커지는 것을 알 수 있다. 따라서, 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)가 카트(200)의 전방측에 배치되는 것이 바람직하고, 실제 거리 오차는 거리 캘리브레이션을 통해 수정이 가능하므로 PCB(240)의 경사각은 0°내지 5°인 것이 바람직하다.
도 15 에는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템에서 카트(200)가 표적을 자동으로 추적하는 방법이 플로우차트로 제시된다. 이하, 도 15 를 참조로 본 발명에 따른 카트의 이동 표적 자동 추적 방법을 설명한다.
먼저, 사용자는 스마트태그(100)를 허리 부분에 부착 또는 체결하거나 주머니 등에 소지하며, 스마트태그(100) 전면의 버튼(112)을 눌러 전원을 켜고 스마트태그(100)를 활성화(S1)시킨다.
스마트태그(100)가 활성화되면, 카트제어부(280)의 거리산출모듈(282)과 방향각산출모듈(283)은 각각 TWR 및 PDOA 방식으로 카트(200)와 표적(1), 즉, 스마트태그(100) 간의 거리 및 방향각을 산출(S2)한다. 이러한 거리 및 방향각은 일정 시간 간격을 두고 주기적으로 측정된다. 다만, 후술하는 바와 같이 스마트태그(200)가 표적(1)이 이동한 만큼 따라가기 위해서는 기존 위치로부터 이동 거리 및 방향각의 변화를 알아야 하는바, 주기적으로 측정된 거리 및 방향각은 저장부(288)에 저장되며 추후 이동 거리 판단시 참조되고, 만일 거리 및 방향각을 최초 측정한 경우에는 거리 및 방향각 변화를 산출할 수 있도록 한번 더 거리와 방향각을 측정하여 저장한다.
그 다음, 카트제어부(280)의 이동여부판단모듈(284)은 상기 거리산출모듈(282)에서 산출된 거리 측정값을 기초로 표적(1)의 이동 거리와 이동 여부를 판단(S3)한다. 위에서 이미 언급한 바와 같이, 표적(1)의 이동 여부는 현재 측정된 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 거리를 직전에 측정된 기존 거리와 비교하여, 기존 거리 측정값 보다 현재 거리 측정값이 크면 표적(1)이 이동한 것으로 판단할 수 있다.
위와 같이 표적(1)의 이동 여부를 판단하여, 표적(1)이 이동되지 않은 것으로 판단되는 경우에는 다시 표적(1)과 추진체(200)간 거리 및 방향각 산출 단계로 돌아가 동일한 과정을 반복하고, 표적(1)이 이동된 것으로 판단되는 경우에는 산출된 이동 거리와 방향각을 기초로 카트(200)의 이동을 제어(S4)한다. 보다 구체적으로, 휠모터제어모듈(286)은 거리산출모듈(282) 및 방향각산출모듈(283)로부터 산출된 표적(1)의 이동 거리 및 방향각 정보를 기초로 휠모터(255)의 회전 및 조향 구동을 제어하여 카트(200)를 해당 방향 및 거리 만큼 이동시킨다. 이러한 방법으로 카트(200)가 자동으로 표적(1)을 따라 이동할 수 있다.
추가적으로, 카트(200)에 미리 추적 이격 거리가 설정된 경우, 현재 표적(1)과 카트(200) 간의 거리값을 미리 설정된 추적 이격 거리와 비교하여 카트(200)가 추적 이격 거리에 도달한 경우 휠모터(255)를 정지시켜 카트(200)의 이동을 정지(S5)시키고, 추적 이격 거리에 도달하지 않은 경우에는 추적 이격 거리에 도달할때 까지 휠모터(255)를 가동시켜 설정된 추적 이격 거리를 유지하도록 한다. 한편, 위에서 언급한 바와 같이, 카트(200)에는 초음파센서(270)이 구비되어 있으므로, 상기 초음파(270)에서 장애물이 있는 것으로 감지되는 경우 카트(200)가 멈추도록 할 수 있고, 별도의 추적 이격 거리를 미리 설정할 필요없이 상기 초음파센서(270)에 의해 표적(1)이 감지되는 경우 카트(200)가 멈추도록 하여 표적(1)가 카트(200)가 적정 추적 이격 거리를 유지하도록 할 수도 있다.
카트(200)가 목적한 위치에 도달하거나 이동이 필요치 않은 경우 또는 수동 조작이 필요한 경우에는 스마트태그(100)의 버튼(112)을 눌러 스마트태그(100)를 비활성화 시키고, 카트(200)를 수동 조작하거나 보관할 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
1 : 표적 100 : 스마트태그
110 : 하우징 112 : 버튼
120 : 배터리 130 : RF송신부
140 : 태그제어부 150 : 제1가속도센서
200 : 카트 210 : 본체
212 : 휠 214 : 마감프레임
220 : 제1RF수신부 230 : 제2RF수신부
240 : PCB 250 : 휠모터구동부
260 : 전원공급부 270 : 초음파센서
280 : 카트제어부 282 : 거리산출모듈
283 : 방향각산출모듈 284 : 이동여부판단모듈
286 : 휠모터제어모듈 288 : 저장부

Claims (11)

  1. 표적(1)인 사용자가 소지하며 RF 신호를 송신하도록 내부에 RF송신부(130)가 내장된 스마트태그(100)와;
    상기 스마트태그(100)의 RF송신부(130)로부터 송신되는 RF 신호를 각각 수신하기 위한 제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230)가 구비되고, 상기 RF송신부(130)와 제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230) 간의 통신을 기초로 표적(1)의 이동 거리 및 방향을 감지함에 따라 상기 표적(1)을 따라 자동으로 추적 이동가능한 카트(200)를 포함하는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트(200)는,
    물건을 적재하도록 편평한 판부재로 구성되며 일측에 손잡이가 구비되고 하측에 휠(212)이 구비된 본체(210)와;
    상기 본체(210)에 구비되며, 상기 제1RF수신부(220), 제2RF수신부(230) 및 카트(200)의 전체 작동을 제어하기 위한 카트제어부(280)가 실장된 PCB(240)와;
    상기 휠(212)에 내장되는 휠모터(255)와;
    상기 휠모터(255)를 회전 및 조향 구동시키기 위한 휠모터구동부(250)와;
    작동 전원을 공급하기 위한 전원공급부(260)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)는 상기 카트(200)의 본체(210) 전방측에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1RF수신부(220) 및 제2RF수신부(230)가 실장된 PCB(240)는 전방 상측을 향하도록 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 PCB(240)의 경사각은 0°내지 5°인 것을 특징으로 하는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 카트제어부(280)는,
    상기 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)와 상기 카트(200)에 내장된 제1RF수신부(220) 또는 제2RF수신부(230) 간의 RF 신호 통신을 통하여 얻어진 데이터를 기초로 TWR 방식으로 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리를 측정하는 거리산출모듈(282)과;
    상기 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)에서 송출된 RF 신호가 카트(200)에 내장된 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)에 입사되는 위상차 데이터를 기초로 PDOA 방식으로 표적(1)의 방향각을 산출하는 방향각산출모듈(283)과;
    상기 거리산출모듈(282)에 의해 측정된 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리 측정값을 기초로 표적(1)의 이동 거리를 산출하고, 표적(1)의 이동 여부를 판단하는 이동여부판단모듈(284)과;
    카트(200)가 표적(1)을 따라 이동되도록, 산출된 이동 거리 및 방향각에 상응하게 카트(200)의 휠모터(255)를 제어하는 휠모터제어모듈(286)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 거리는 일정한 시간 간격으로 반복 측정되며, 상기 이동여부판단모듈(284)은 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 기존 거리 측정값과 현재 거리 측정값의 차이를 계산하여 이동 거리를 산출하고, 기존 거리 측정값 보다 현재 거리 측정값이 크면 표적(1)이 이동한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스마트태그(100)에는 제1가속도센서(150)가 추가로 구비되고;
    상기 카트(280)의 방향각산출모듈(283)은 상기 제1가속도센서(150)로부터 측정되어 전달된 누적 측위 데이터의 분석에 의해 표적(1)의 진행방향을 추정하고, 상기 제1가속도센서(150)로부터 실시간으로 전달되는 측위 데이터를 추정된 표적(1)의 진행방향과 비교 분석하여, 비교 결과 추정된 표적(1)의 진행방향과 다른 방향으로 이동하는 스마트태그(100)의 움직임을 제외하고 추정된 표적(1)의 진행방향과 일치하는 방향으로 이동할때 측정된 스마트태그(100)의 각도값을 표적(1)의 방향각으로 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템.
  9. 제 1 항에 따른 이동 표적 자동 추적 기능을 갖는 스마트 카트 시스템을 이용한 카트의 이동 표적 자동 추적 방법으로서,
    표적(1)인 사용자가 소지한 스마트태그(100)가 활성화되는 단계(S1)와;
    상기 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)와 상기 카트(200)에 내장된 제1RF수신부(220) 또는 제2RF수신부(230) 간의 RF 신호 통신을 통하여 얻어진 데이터를 기초로 TWR 방식으로 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리가 측정되고, 상기 스마트태그(100)에 내장된 RF송신부(130)에서 송출된 RF 신호가 카트(200)에 내장된 제1RF수신부(220)와 제2RF수신부(230)에 입사되는 위상차 데이터를 기초로 PDOA 방식으로 표적(1)의 방향각이 산출되는 단계(S2)와;
    상기 거리산출모듈(282)에 의해 측정된 스마트태그(100)와 카트(200) 간의 거리 측정값을 기초로 표적(1)의 이동 거리가 산출되고, 표적(1)의 이동 여부가 판단되는 단계(S3)와;
    산출된 이동 거리 및 방향각에 상응하게 상기 카트(200)가 표적(1)을 따라 이동되도록 제어하는 단계(S4)를 포함하는 카트의 이동 표적 자동 추적 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 거리는 일정한 시간 간격으로 반복 측정되며, 상기 스마트태그(100)와 카트(200) 사이의 기존 거리 측정값과 현재 거리 측정값의 차이를 계산하여 이동 거리가 산출되고, 기존 거리 측정값 보다 현재 거리 측정값이 크면 표적(1)이 이동한 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는 카트의 이동 표적 자동 추적 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 카트(200)가 표적(1)을 추적 이동시 미리 설정된 추적 이격 거리에 도달한 경우 카트(200)를 정지시키는 것을 특징으로 하는 카트의 이동 표적 자동 추적 방법.
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KR101751811B1 (ko) 2017-01-19 2017-06-28 황희준 추적이동식 카트 로봇 시스템
KR102240688B1 (ko) 2020-01-29 2021-04-14 울산과학기술원 영화관의 자율주행 스마트 카트

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101751811B1 (ko) 2017-01-19 2017-06-28 황희준 추적이동식 카트 로봇 시스템
KR102240688B1 (ko) 2020-01-29 2021-04-14 울산과학기술원 영화관의 자율주행 스마트 카트

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