KR20230057876A

KR20230057876A - 무인 배송 시스템

Info

Publication number: KR20230057876A
Application number: KR1020210142152A
Authority: KR
Inventors: 최재원
Original assignee: 주식회사 와트
Priority date: 2021-10-22
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2023-05-02
Also published as: KR102624415B1

Abstract

본 발명은 물품을 무인으로 배송하는 시스템에 관한 것으로 복수의 설정된 영역에 무인적재함과 배송로봇을 구비하여, 배송기사가 무인적재함에 물품을 적재하면 무인적재함에 적재된 물품을 배송로봇이 자율주행하면서 설정된 영역에서 배송을 하고, 관제서버를 통해 복수의 설정된 영역 내의 무인적재함과 배송로봇을 모니터링 하여 효율적이고 신속한 물품 배송이 자동으로 이루어지는 효과를 달성할 수 있다.

Description

무인 배송 시스템{Unmanned Delivery System}

본 발명은 무인 배송 시스템에 관한 것이다.

최근 인터넷을 통한 전자상거래, 티브이 홈쇼핑 및 통신판매와 같은 온라인상의 상품판매량이 급격히 증가되는 추세에 있다. 이 때문에 물품을 구매자에게 배송해주는 택배 이용량이 급증하고 있다.

종래에는 물품을 배송을 할 때 배송기사를 통해 배송을 하게 되는데 인건비 등의 이유로 한 명의 배송기사가 아파트 단지 전체나 넓은 구역을 관할하여 배송을 하거나 물품을 회수한다.

이 때문에 오히려 발송지역과 도착지역 사이를 이동하는 시간 보다 배송지 근처에서 배송기사가 도착지로 배송을 하는 시간(예를 들어 아파트 단지에서 각 세대에 배송하는 시간)이 더욱 오래 걸려 배송이 지연되고 이에 따라 물품배송업체에 민원이 발생되는 등의 문제가 발생되고 있다.

또한, 최근 안전을 이유로 배송차량이 지상을 다니지 못하도록 하는데 지하주차장의 높이가 낮아 배송차량이 진입할 수 없어 배송기사가 카트에 물품을 실고 배송을 해야되는 문제가 있어 이를 해결하기 위한 방안이 필요한 실정이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 종래의 문제를 적어도 하나 해결하기 위해 새로운 형태의 배송 시스템을 제안한다.

적어도 일정 구역 내의 물품 배송을 사람이 아닌 자율주행 로봇에 의해 달성하는 무인 배송 시스템을 제공한다.

또한, 다수 배송 구역에 대해 각 구역마다 적어도 하나의 무인 적재함 및 자율주행 로봇을 두고 무인 배송을 실행하면서, 모든 구역에 대한 배송을 관제 서버를 통해 중앙 관리할 수 있는 방식의 무인 배송 시스템을 제공한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 의한 무인 배송 시스템은 제1 설정영역에 구비되고, 물품이 보관되는 보관부와, 상기 물품의 도착지 정보를 획득하는 정보획득부를 포함하는 무인적재함; 상기 제1 설정영역에 대한 배송을 담당하며, 호출명령에 따라 상기 무인적재함에 도킹되어, 상기 무인적재함으로부터 출고되는 상기 물품을 전달받아 설정된 배송영역 내에서 상기 도착지로 배송하는 배송로봇; 및 상기 무인적재함 또는 배송로봇과 무선통신으로 교신하며, 상기 제1 설정영역에서의 물품의 배송 상태를 모니터링하는 관제서버를 포함한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 무인적재함 또는 관제서버는 상기 물품의 도착지 정보에 기초하여 상기 무인적재함에 입고된 복수의 물품에 대한 배송 스케쥴을 작성한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 제2 내지 제n 설정영역에 대한 배송을 담당하도록 제2 내지 제n 무인적재함과 배송로봇이 추가로 포함되고, 상기 관제서버는 상기 제2 내지 제n의 무인적재함 및 배송로봇과 무선통신하며 상기 제2 내지 제n 설정영역에서의 물품의 배송 상태를 추가로 모니터링 한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 배송로봇은: 복수개로 구비되며, 상기 복수의 배송로봇은 상기 물품의 다양한 크기에 대응되도록 각각 다른 크기의 물품수용공간을 가진다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 관제서버는 저장된 상기 도착지 정보를 기초로 상기 제1 설정영역 내의 상기 배송로봇으로 상기 호출명령을 전송한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 정보획득부는: 상기 물품의 크기를 포함하는 물품 속성 정보를 추가로 획득하고, 상기 관제서버는: 상기 복수의 배송로봇 중에서 출고되는 상기 물품 크기에 맞는 상기 배송로봇에 상기 호출명령을 전송한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 배송로봇은: 도킹성공신호를 수신하면 상기 무인적재함으로 상기 물품의 배출명령을 전송한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 배송로봇은: 상기 무인적재함으로부터 상기 물품을 수령하면 물품수령완료 여부를 상기 관제서버로 전송하고, 상기 관제서버는: 상기 물품수령완료 시간을 저장한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 배송로봇은: 제1 카메라를 포함하고, 상기 물품을 상기 배송지에 배송완료하면 상기 제1 카메라를 통해 배송완료된 상기 물품을 촬영하여 이미지로 저장하고 상기 이미지를 상기 관제서버 또는 물품배송업체에 전송한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 배송로봇과 상기 관제서버는: 배터리의 상태, 고장여부 중 적어도 하나를 송수신한다.

전술한 본 발명의 과제 해결수단 중 어느 하나에 의하면, 복수의 설정된 영역에 무인적재함과 배송로봇을 구비하여, 배송기사가 무인적재함에 물품을 적재하면 무인적재함에 적재된 물품을 배송로봇이 자율주행하면서 설정된 영역에서 배송을 하고, 관제서버를 통해 복수의 설정된 영역 내의 무인적재함과 배송로봇을 모니터링 하여 효율적이고 신속한 물품 배송이 자동으로 이루어지는 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 배송 시스템에서 무인적재함과 배송로봇이 관제서버와 연동되는 모습을 계략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 배송 시스템의 무인적재함의 구성을 계략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 배송 시스템에서 무인적재함과 배송로봇이 관제서버와 연동하여 물품을 배송하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 배송 시스템의 무인적재함 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 배송 시스템의 무인적재함 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 배송 시스템의 무인적재함 내부에 구비된 전달부를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 배송 시스템의 무인적재함에서 물품이 출고되어 배송로봇으로 이동하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 배송 시스템의 배송로봇의 구성을 계략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 배송 시스템의 배송로봇에서 다관절 로봇암을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 배송 시스템에서 제1 컨베이어 벨트의 측면에 구비된 센서를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 배송 시스템에서 하나의 관제서버가 복수의 설정역역에 각각 설치된 무인적재함과 배송로봇을 관리하는 모습을 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

“제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

“및/또는”이라는 용어는 그 대상이 되는 복수 항목들의 여하한 조합의 경우를 모두 포함하기 위해 사용된다. 예컨대, “A 및/또는 B”는 “A”, “B”, “A 및 B” 등 3 가지 경우를 모두 포함하는 의미이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 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 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조들이 기판, 각층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. “상/위” 또는 “하/아래”에 대한 기준은 편의상 도면에 도시된 모습을 기준으로 하며, 구성요소들 간의 상대적인 위치 관계를 편의상 나타내기 위해 사용될 뿐, 실제 구성요소들의 위치를 한정하는 것으로 이해되서는 안 된다. 예컨대, “위 B”는 달리 언급되지 않거나 또는 A나 B의 속성 상 A가 B 위에 위치되지 않으면 안되는 경우가 아니라면, 도면 상에서 A 위에 B가 도시되어 있음을 나타내는 것일 뿐이며, 실제 실시 제품 등에서는 B가 A 밑에 위치할 수도 있고, B와 A가 옆으로 좌우 배치될 수도 있는 것이다.

또한, 도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.

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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 의한 무인 배송 시스템은 무인적재함(100), 관제서버(130) 및 배송로봇(200)을 포함한다. 무인적재함(100)과 배송로봇(200)의 구성에 대한 부분은 후술하며, 이하에서는 무인적재함(100)과 배송로봇(200)이 관제서버(130)와 연동되면서 물품(10)을 자동으로 배송하는 과정에 대해 설명한다.

무인적재함(100), 관제서버(130) 및 배송로봇(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 무선 통신망을 통해 서로 통신한다.

무인적재함(100)은 도 2 및 도 3을 참조하면 물품(10)이 보관되는 보관부(110)와 물품(10)의 도착지 정보를 획득하는 정보획득부(122)를 포함한다. 정보획득부(122)는 물품(10)의 크기와 중량을 포함하는 물품(10) 속성 정보를 추가로 획득한다. 본 실시예에서 정보획득부는 카메라를 포함할 수 있으며, 중량을 획득하는 중량센서가 추가로 포함될 수 있다. 예시적으로, 카메라에 의한 정보획득은 물품에 부착된 운송장의 QR코드, 바코드 등의 인식기술이 이용될 수 있다.

본 실시예에서 정보획득부(122)는 카메라나 소정의 센서 등을 이용하여 정보를 획득하는 것으로 기술하지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 정보획득부(122)는 관제서버(130)로부터 필요한 정보를 무선통신으로 송신받아 획득하는 것일 수 있다.

무인적재함(100)은 물품(10)이 입고될 때 배송을 위한 도착지 정보를 관제서버(130)로 전송할 수 있다. 관제서버(130)는 도착지 정보를 무인적재함(100)에서 배송할 물품(10)을 출고하여 배송로봇(200)에 전달할 때 전송할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예컨대, 도착지 정보는 무인적재함(100)에서 직접 배송로봇(200)으로 전송할 수도 있다.

무인적재함(100)에 입고된 물품(10)들에 대하여, 배송 스케쥴을 작성할 수 있는데, 배송 스케쥴은 무인적재함(100)에서 자체적으로 작성할 수 있으며, 작성된 배송 스케쥴은 관제서버(130)로 전송할 수 있다. 또한, 배송 스케쥴은 반드시 무인적재함(100)에서 작성될 필요는 없으며, 관제서버(130)에서 무인적재함(100)에 입고된 물품(10) 정보에 기초해, 또는 무인적재함(100)에 입고되기 전이라도 발송된 물품(10) 정보에 기초해 작성하고 이를 무인적재함(100)으로 전송할 수도 있다.

이와 같은 배송스케쥴은 물품(100)의 도착지 정보에 기초하여 배송로봇(200)의 배송을 위한 전체 주행 거리를 최소화하도록 작성될 수 있다. 그리고, 이때 특정 물품(10)의 배송 시간이 정해져 있는 경우 해당 물품(10)의 특정 배송 시간을 고려해 작성될 수 있고, 또한, 배송 구역 내의 도로 사용 상태(예컨대, 공사로 인한 도로 사용 불가 상태)를 함께 고려하여 작성될 수 있다. 여기서, 상기 도로 사용 상태에 관한 정보는 해당 영역을 관할하는 행정관리청 또는 관리소 등으로부터 관제서버로 전송될 수 있다.

무인적재함(100)은 관제서버(130)로 배송로봇(200)의 호출을 요청하고, 관제서버(130)는 배송로봇(200)에 호출 요청을 한 무인적재함(100)과 가장 근접한 위치에 있는 배송로봇(200)에 호출명령을 하여 호출된 무인적재함(100)으로 배송로봇(200)이 이동되도록 한다. 또한, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 무인적재함(100)으로부터 직접 배송로봇(200)에 호출명령을 송출할 수 있음은 당연하다.

한편, 배송 구역 전체를 제1 내지 제n 영역으로 설정하고, 각 영역마다 해당 영역의 배송을 담당할 적어도 하나씩의 무인적재함(100) 및 배송로봇(200)을 구비할 수 있으며, 전체 무인적재함(100) 및 배송로봇(200)과 물품의 배송 상태를 하나의 관제서버(130)에서 모니터링하며 관리할 수 있다.

구체적으로 모니터링은 무인적재함(100)의 물품 적재 상태 정보를 포함하며, 배송로봇(200)의 배터리 충전량 등 배터리 상태 정보, 배송중 또는 대기중 여부 등등의 워크 상태 정보 등을 포함한다.

예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이 하나의 관제서버(130)가 101동 내지 104동에 각각 구비된 복수의 무인적재함(100)과 연동되고 단지내에서 이동하여 물품(10)을 배송하는 배송로봇(200)과도 연동되어 무인적재함(100)과 배송로봇(200)을 통합 관리하여 효율적인 물품배송이 될 수 있도록 할 수 있다.

이 경우 관제서버(130)가 무인적재함(100)과 배송로봇(200)을 컨트롤 할 수 있도록 함으로써 예시적으로 101동을 관할하는 배송로봇(200)이 고장나거나 배터리 부족상태인 경우 또는 101동에 배송물량이 많은 경우에 배송할 물품이 적어 여유가 있는 102동 배송로봇(200)에 101동 무인적재함(100)의 물품(10)을 배송하도록 호출명령을 할 수 있다.

배송로봇(200)은 관제서버(130) 또는 무인 적재함(100)의 호출명령을 받으면 이동하여 호출 요청을 한 무인적재함(100)에 도킹된다. 배송로봇(200)은 관제서버(130)로부터 호출명령을 받을 때 도킹해야할 무인적재함(100)까지의 위치정보와 경로정보를 전송받을 수 있다.

배송로봇(200)이 도킹되어 대기하고 있는 상태에서는 충전모듈(미도시)과 스스로 결합하여 충전될 수 있다. 배송로봇(200)이 스스로 충전모듈과 결합하여 충전하는 방식은 현재 시판되고 있는 로봇 청소기와 동일한 기술을 적용할 수 있으며, 상세한 설명은 생략한다.

배송로봇(200)은 무인적재함(100)으로부터 출고되는 물품(10)을 전달받아 설정된 배송영역 내에서 도착지로 배송한다. 설정된 배송영역은 예컨대 아파트 단지나 행정구역내에서 설정된 영역 중 적어도 하나의 구역일 수 있다.

배송로봇(200)은 하나의 무인적재함(100)에 대해 복수개로 구비될 수 있는데, 다양한 크기의 물품(10)에 대응하기 위해 대형 배송로봇(200)만으로 구비할 수 있지만 물품(10)의 크기에 관계없이 대형 배송로봇(200)으로 배송을 하게 되면 배송하면서 전력소비가 많아지고 물품(10)을 수용하는 공간이 낭비되기 때문에 바람직하지 않다.

이러한 문제를 해결하기 위해 복수의 배송로봇(220)은 물품(10)의 다양한 크기에 대응되도록 소형, 중형, 대형 배송로봇(220)으로 적어도 3개 이상 구비될 수 있으며, 소형, 중형, 대형 배송로봇(200)은 한 세트로 구성될 수 있으며, 아파트 단지의 동마다 한 세트씩 구비될 수 있다.

관제서버(130)는 무인적재함(100)으로부터 동일한 배송지에 배송할 물품(10)이 여러 개라고 수신받으면 관제서버는(130)은 다수의 물품(10)을 한번에 수용하여 배송지로 배송하도록 대형 배송로봇(200)에 호출명령을 전송할 수 있다.

배송로봇(200)이 소형, 중형, 대형으로 구비됨에 따라 관제서버(130) 또는 무인적재함(100)은 출고되는 물품(10) 크기에 맞는 배송로봇(200)에 호출명령을 전송할 수 있다.

또한, 상기의 정보획득부(122)를 통해 출고되는 물품(10)의 중량이 부피에 비해 무겁다고 판단되면 무인적재함(100)은 관제서버(130)에 물품의 중량에 대한 정보를 전송하고, 관제서버(130) 또는 무인적재함(100)은 물품(10)의 크기가 아닌 중량에 맞는 배송로봇(200)에 호출명령을 전송할 수 있다. 즉, 물품(10)이 크기에 비해 중량이 상당히 무거운 경우 소형 배송로봇(200)이 아니라 대형 배송로봇(200)이 호출될 수 있다.

배송로봇(200)은 무인적재함(100)에 도킹되었을 때 도킹 성공 여부를 무인적재함(100)으로 전송하여 출고되는 물품(10)을 전달받을 준비가 되었다는 상태를 무인적재함(100)으로 전송한다.

또한, 배송로봇(200)은 무인적재함(100)으로부터 물품(10)을 수령하면 물품(10) 수령 여부를 관제서버(130)로 전송하고 관제서버(130)는 무인적재함(100)에 물품(10) 수령 여부를 전송한다. 물품(10)수령 완료 여부를 관제서버(130)를 거쳐 무인적재함(100)에 전송되도록 함으로써 관제서버(130)는 배송로봇이 물품수령 완료 시간을 저장하고 도착지까지의 경로에 따른 도착 예정시간을 계산하여 예정된 도착시간에 배송완료가 되지 않을 경우 돌발상황(배송로봇 고장, 장애물에 의한 배송지연)으로 인지하여 관리자(아파트 경비원 등) 단말기로 연락을 하여 조치될 수 있도록 할 수 있다.

배송로봇(200)은 무인적재함(100)으로부터 물품(10)을 수령하여 설정된 배송영역 내에서 자율 주행하여 물품(10)을 도착지에 배송완료하면 배송로봇(200)에 구비된 카메라를 통해 배송완료된 물품(10)을 촬영(현관문앞에 위치된 물품(10)을 촬영하여 배송완료를 인증함)하여 이미지로 저장하고 이미지를 관제서버(130)로 전송하고 관제서버는 물품배송업체에 배송완료 메세지를 전송한다. 물품배송업체는 예컨데 택배회사일 수 있다. 촬영시에는 배송된 물품(10)과 도착지(현관 전체 또는 세대의 호수)가 보이도록 촬영 할 수 있다. 여기서, 배송로봇(200)은 자율주행을 위해 담당 배송 영역에 대한 맵정보와 자율주행 기술에서 잘 알려진 장애물 감지 센서 등을 구비할 수 있다.

실시예에 따라 배송로봇(200)은 자율주행 대신 관제서버(130)에 의해 무인적재함(100)에서 도착지로 원격조종되는 방식으로 이동할 수 있으며, 이 경우 관제서버(130)에 설정된 배송영역의 지도데이터와 도착지까지의 경로정보가 구비되고 배송로봇은 통신망을 통해 전진, 후진, 좌회전, 우회전 이동명령을 받아 도착지로 이동될 수 있다.

이미지를 전달받은 관제서버(130)는 이미지를 저장하고, 배송완료 메세지를 고객에게 문자메세지로 전송할 수 있다.

배송로봇(200)은 고장여부 및 배송로봇(200)의 워크 상태(배송중, 충전중, 대기중 등)가 업데이트 될 때 마다 관제서버(130)에 전송 될 수 있으며, 또한 배터리의 상태가 실시간으로 관제서버(130)에 전송될 수 있다.

이를 통해 관제서버(130)는 현재 배송가능한 배송로봇(200)의 상태를 파악하여 배송가능한 배송로봇(200)에 호출명령을 전송할 수 있다.

무인적재함(100)은 물품(10)의 도착지를 획득할 수 없는 상태(운송장 파손, 식별불가 또는 유실)인 경우 관리자(아파트 경비원 등)를 호출하여 도착지 정보를 수동으로 입력받아 도착지 정보를 획득할 수 있다. 정보를 획득한 다음에 관리자가 물품(10)을 입고시키면 물품(10)의 크기 및 중량은 카메라 및 중량센서를 통해 획득할 수 있다.

다음으로 도 4 내지 도 8을 참조하여 무인 배송 시스템에 포함된 무인적재함(100)의 구조에 대해 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인적재함(100)의 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인적재함(100)의 사시도이다.

도 4 및 5를 참조하면, 무인적재함(100)은 보관부(110) 및 전달부(120)를 포함할 수 있다.

보관부(110)는 제 1 컨베이어 벨트(111) 및 센서(112)를 포함할 수 있다.

제 1컨베이어 벨트(111)는 전달부(120)측에 헤드풀리(미도시)와 반대측에 테일풀리(미도시)가 구비되어 헤드풀리와 테일 풀리 사이에 벨트부(113)가 설치된다. 테일풀리의 하부에는 구동모터(115)가 구비되고 테일풀리와 구동모터(115)는 팬벨트(114)로 연결되어 테일풀리에 동력을 제공한다.

전달부(120)는 제 2 컨베이어 벨트로 구성된 하면(121), 정보획득부(122) 및 배출부(123)를 포함할 수 있다. 다만 위 구성 요소들(110 내지 120)은 무인적재함(100)에 의하여 제어될 수 있는 구성요소들을 예시적으로 도시한 것일 뿐이다.

보관부(110)는 후술하는 바와 같이 물품(10)을 이동시키는 기능을 겸하는 보관함으로서, 복수의 층으로 구성될 수 있다.

보관부(110)는 각 층마다 물품(10)의 보관이 가능한 제 1 컨베이어 벨트(111)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 컨베이어 벨트(111)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 일측의 적어도 일부가 개방되어 있을 수 있다.

예를 들어, 보관부(110)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 3개의 층으로 구성될 수 있다. 3개의 층으로 구성된 보관부(110)는 각 층마다 제 1-1 컨베이어 벨트(111a), 제 1-2 컨베이어 벨트 (111b) 및 제 1-3 컨베이어 벨트(111c)를 포함할 수 있고, 제 1-1 컨베이어 벨트 (111a) 내지 제 1-3 컨베이어 벨트 (111c)에 복수의 물품(10)을 수용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 보관부(110)는 기존 무인 택배 보관함과 달리 적어도 일부가 개방된 제 1 컨베이어 벨트 (111)로 구성되어 사이즈에 제약 없이 보다 많은 수의 물품(10)을 수용할 수 있다.

본 발명에 따른 보관부(110)의 제 1 컨베이어 벨트 (111)는 수평 방향으로 이동 가능한 제 1 컨베이어 벨트로 구성될 수 있다. 제 1 컨베이어 벨트 (111)의 상면, 즉, 물품(10)이 안착되는 면은 물품(10)을 연속적으로 이동시킬 수 있는 띠 모양의 제 1 컨베이어 벨트로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 컨베이어 벨트 (111)에 안착된 물품(10)은 제 1 컨베이어 벨트의 구동에 따라 좌측 또는 우측 방향으로 운반될 수 있다.

본 발명에 따르면, 보관부(110)의 제 1 컨베이어 벨트의 길이나 너비를 조정함으로써 보관 공간의 사이즈를 조정할 수 있다. 보관부(110)의 복수개의 제 1 컨베이어 벨트를 다양한 방식으로 배치하여 보관 공간의 형태를 다양하게 변형시킬 수 있다.

보관부(110)는 제 1 컨베이어 벨트 (111)에 보관된 물품(10)을 감지하는 센서(112)를 포함할 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 3개의 층으로 구성된 보관부(110)는 각 층마다 제 1 컨베이어 벨트(111)의 일측에 센서를 포함할 수 있다. 제 1-1 컨베이어 벨트(111a)에는 제 1 센서(112a)가 포함되고, 제 1-2 컨베이어 벨트(111b)에는 제 2 센서(112b)가 포함되고, 제 1-3 컨베이어 벨트 (111c)에는 제 3 센서(112c)가 포함될 수 있다.

제 1 센서(112a) 내지 제 3 센서(112c)는 도 11에 도시된 바와 같이 적외선 센서부(300, 310)가 복수개로 설정된 간격으로 설치될 수 있다. 설정된 간격은 약 2~5cm일 수 있다. 적외선 센서부(300, 310)는 제1 컨베이어(111)의 진행방향과 수직된 방향으로 적외선을 조사하는 발광부(300)와 발광부(300)에서 조사된 적외선을 수광하는 수광부(310)를 포함한다. 제1 컨베이어(111)에 물품(10)이 위치되면 물품(10)이 위치되는 영역은 물품(10)에 방해를 받아 수광부(310)가 발광부(300)에서 조사된 적외선을 수광하지 못하기 때문에 무인적재함(100)은 제1 컨베이어(111)상의 물품(10)의 크기, 물품(10) 사이의 간격 및 각 층에 구비된 제1 컨베이어(111) 상에 물품(10)을 추가로 수용 가능한 공간이 어느 정도인지 정확하게 파악하는 것이 가능하다.

예를 들어, 보관부(110)는 제 1 센서(112a)를 통해 제 1-1 컨베이어 벨트 (111a)에 안착된 물품(10)을 감지할 수 있다. 다른 예를 들어, 보관부(110)는 제 2 센서(112b)를 통해 제 1-2 컨베이어 벨트(111b)에 보관중인 물품(10)의 무게를 확인할 수 있다. 보관부(110)는 확인된 물품(10)의 무게를 통해 제 1-2 컨베이어 벨트(111b)에 보관 중인 물품(10)의 개수 및 여유 공간의 여부를 확인할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 보관부(110)는 제 3 센서(112c)를 통해 제 1-3 컨베이어 벨트 (111c)에 물품(10)의 유무를 확인할 수 있다.

전달부(120)는 보관부(110)의 일측에 형성될 수 있다. 예를 들어, 전달부(120)는 직육면체 또는 정육면체의 형상일 수 있고, 내부에 일정 규격의 물품(10)을 수용할 수 있는 공간을 형성할 수 있다.

전달부(120)는 복수의 제 1 컨베이어 벨트(111)의 각 층으로 상하 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 전달부(120)는 보관부(110)의 일측 프레임을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.

전달부(120)는 보관부(110)의 일측 프레임을 따라 상하 방향으로 이동하며 복수의 제 1 컨베이어 벨트(111)에 보관중인 물품(10)을 전달받을 수 있다.

전달부(120)는 보관부(110)의 각 층의 제 1 컨베이어 벨트(111)로부터 전달된 물품(10)을 외부로 배출할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전달부를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 6의 (a)를 참조하면, 전달부(120)는 하면(121) 및 정보획득부(122)를 포함할 수 있다.

전달부(120)의 하면(121)은 수평 방향으로 이동 가능한 제 2 컨베이어 벨트(125)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전달부(120)의 하면(121)을 연속적으로 이동 가능한 띠 모양의 제 2 컨베이어 벨트(125)로 형성할 수 있다.

예를 들어, 전달부(120)는 보관부(110)의 일측 프레임을 따라 제 1-1 컨베이어 벨트(111a)으로 이동할 수 있다. 제 1-1 컨베이어 벨트(111a)으로 이동한 전달부(120)는 제 2 컨베이어 벨트(125)를 제 1-1 컨베이어 벨트(111a)의 제 1 컨베이어 벨트와 대응되도록 위치시키고, 제 1-1 컨베이어 벨트(111a)의 제 1 컨베이어 벨트에 의해 이동되는 물품(10)을 제 2 컨베이어 벨트(125)를 통해 전달받을 수 있다. 예를 들어, 전달부(120)가 제 1-1 컨베이어 벨트(111a)에 이동될 때 제 2 컨베이어 벨트(125)는 제 1 컨베이어 벨트와 동일한 높이에 위치하고, 제 1 컨베이어 벨트와 제 2 컨베이어 벨트(125)는 서로 간섭되지 않을 정도로 떨어져 위치할 수 있다.

전달받은 물품(10)은 제 2 컨베이어 벨트(125)를 통해 수평 방향으로 이동될 수 있다.

즉, 전달부(120)는 보관부(110)의 일측 프레임을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있고, 하면(121)의 제 2 컨베이어 벨트(125)를 통해 각 제 1 컨베이어 벨트(111)에 보관중인 물품(10)을 전달받을 수 있다.

예를 들어, 전달부(120)는 양측에 레일(124)을 포함할 수 있다. 전달부(120)는 양측에 형성된 레일(124)을 통해 보관부(110)의 일측 프레임을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 전달부(120)는 양측의 레일(124)을 통해 보관부(110)의 일측 프레임과 결합할 수 있고, 일측 프레임에 결합한 전달부(120)는 레일(124)을 통해 상하 방향으로 이동하여 보관부(110)의 제 1 컨베이어 벨트(111)로 이동할 수 있다.

본 발명은 제 1 컨베이어 벨트(111)의 이동 속도와 제 2 컨베이어 벨트(125)의 이동 속도를 다르게 제어하여 제 1 컨베이어(111)에 위치된 물품 중 하나를 제 2 컨베이어 벨트(125)로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제 2 컨베이어 벨트(125)의 이동 속도를 제 1 컨베이어 벨트(111)의 이동 속도보다 빠르게 하면, 제 2 컨베이어 벨트(125)의 이동 속도와 제 1 컨베이어 벨트(111)의 이동 속도 차이를 통해 보관부(110)에 있는 복수의 물품(10) 중 한 개의 물품(10)만이 전달부(120)로 위치될 수 있다.

또한, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 전달부(120)는 내부의 상면에 정보획득부(122)를 포함할 수 있다. 정보획득부(122)는 제 1 컨베이어 벨트로부터 전달받아 전달부(120)의 내부로 수용된 물품(10)을 촬영할 수 있다. 정보획득부(122)는 상기에 언급한 바와 같이 카메라를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면 제어부(150)는 정보획득부(122)에 의해 촬영된 이미지를 메모리(160)에 저장한다. 메모리(160)에 저장된 이미지를 통해 물품(10)의 도착지 정보 및 물품(10)의 크기 등을 파악할 수 있다. 예컨대, 상기 이미지는 바코드, QR코드 등을 포함하여 상시 코드 인식을 통해 도착지 정보 등을 획득하고, 소정의 이미지 프로세싱기법에 의해 물품의 크기 등 속성 정보를 획득할 수 있다.

또한, 제어부(150)는 배송로봇(200)과 통신하기 위한 통신수단(170)을 추가로 포함한다.

따라서, 본 발명에 따른 무인적재함(100)은 정보획득부(122)를 통해 물품(10)의 도착지 정보 및 물품(10)의 크기를 확인할 수 있고, 물품(10)의 도착지 정보 및 물품(10)의 크기에 기초하여 물품(10)을 분류할 수 있다.

도 6의 (b)를 참조하면, 전달부(120)는 일측 및 타측이 모두 개방되어 있을 수 있다. 예를 들어, 전달부(120)는 보관부(110)를 향하는 일측이 개방되어 제 1 컨베이어 벨트(111)에 보관된 물품(10)을 제 1 컨베이어 벨트로부터 전달받거나, 타측이 개방되어 내부에 수용된 물품(10)을 외부로 배출할 수 있다.

전달부(120)는 타측에 배출부(123)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배출부(123)는 전달부(120)의 타측이 개방된 면일 수 있다. 다른 예를 들어, 배출부(123)는 전달부(120)의 타측이 개폐 가능하도록 형성될 수도 있다. 배출부(123)는 제 1 컨베이어 벨트로부터 전달된 물품(10)을 출고하거나 입고할 수 있다.

물품(10)을 입고할 경우에는 택배기사가 물품(10)을 전달부(120)의 타측으로 입고 시킬 수 있다. 이 경우 물품(10)의 도착지 정보 획득은 입고시에 이루어질 수 있다.

실시예에 따라 물품(10)을 입고할 때 택배기사가 물품(10)을 보관부(110)의 제 1 컨베이어 벨트(111)에 직접 올려놓을 수 있는데 이 경우 물품(10)의 도착지 정보는 정보획득부(122)에서 물품(10) 출고시에 획득될 수 있다.

물품(10)을 출고 할 경우 전달부(120)의 타측에는 배송로봇(200)이 결합될 수 있다. 예를 들어, 전달부(120)는 일측의 보관부(110)로부터 전달받은 물품(10)을 타측의 배송로봇(200)으로 배출할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인적재함(100)을 이용하여 물품(10)을 배출하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.

도 7을 참조하면, 제어부는 제 1-2 컨베이어 벨트(111b)에 보관중인 물품(10)을 전달부(120)로 전달하도록 할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제 1-3 컨베이어 벨트(111c)의 일측에 대기중인 전달부(120)를 보관부(110)의 일측 프레임을 따라 제 1-2 컨베이어 벨트(111b)로 상향 이동시킬 수 있다.

제어부는 제 1-2 컨베이어 벨트(111b)에 보관중인 물품(10)을 제 1 컨베이어 벨트를 통해 전달부(120)로 전달하도록 할 수 있다.

도 8을 참조하면, 배송로봇(200)은 전달부(120)의 타측에 결합될 수 있다.

제어부는 전달부(120)로 전달된 물품(10)을, 사용자의 개입 없이, 배송로봇(200)으로 배출하도록 할 수 있다.

예를 들어, 제어부는 전달부(120)의 내부에 수용된 물품(10)을 하면(121)의 제 2 컨베이어 벨트(125)를 통해 배송로봇(200)으로 배출하도록 할 수 있다.

다음으로 도 9 및 도 10을 참조하여 무인 배송 시스템에 포함된 배송로봇(200)을 설명하도록 한다.

배송로봇(200)은 하우징(210), 구동바퀴(220), 배터리(230), 통신부(240), 기압센서(250), 위치센서(260), 제어모듈(270), 메모리부(235) 및 제1 카메라(280)를 포함한다.

하우징(210)은 물품(10)을 수용하는 수용공간(211)이 형성된다. 수용공간(211)의 하부에는 도면에 도시되지는 않았지만 물품(10)을 수용공간(211) 내부로 깊숙히 수용될 수 있도록 바닥에 제3 컨베이어(미도시)가 구비될 수 있다.

구동바퀴(220)는 하우징(210)의 양측에 구비되며, 구동바퀴(220)의 전방 또는 후방에 보조바퀴(221)가 구비된다. 구동바퀴(220)에는 도면에 도시되지는 않았지만 구동모터가 구동바퀴(220)에 각각 독립적으로 구비되어 한 쌍의 구동모터의 회전수를 별도로 제어하여 배송로봇(200)을 선회시킬 수 있다.

배터리(230)는 도면에 도시되지는 않았지만 하우징(210)의 하부에 구비되며, 이를 통해 배송로봇(200)의 무게중심을 낮춰 이동의 안정감을 향상시키는 효과를 달성할 수 있다.

통신부(240)는 하우징(210)의 상부에 설치되고, 무인적재함(100)과 통신하기 위해 구비된다. 통신부(240)는 LTE, 5G 모듈 일 수 있다. 기압센서(250)는 배송로봇(200)의 고도를 측정하기 위해 구비된다.

위치센서(260)는 배송로봇(200)의 위치를 파악하기 위해 구비된다.

제어모듈(270)은 배송로봇(200)을 제어하기 위해 하우징(210) 내부에 구비되며, 기압센서(250)를 통해 배송로봇(200)의 고도, 구체적으로 배송로봇(200)이 현재 지면에서 몇m 높이에 있는지 판단할 수 있다. 본 실시예에서는 제어모듈(270)은 기압센서(250)를 통해 배송로봇(200)이 건물의 몇 층에 있는지 판단하는 것이 가능하다.

또한, 제어모듈(270)은 위치센서(260)를 통해 배송로봇(200)의 현재 위치를 판단한다. 위치센서(260)는 GPS센서일 수 있다.

또한, 제어모듈(270)은 설정된 배송영역 내의 맵정보를 메모리부(235)에 저장하여 위치센서(260)를 통해 현재위치를 파악하고 도착지로 자율주행한다.

맵정보는 아파트 단지내 지도 정보나 행정구역내에서 설정된 영역(지적편집도를 통해 분할된 영역)이 포함된 지도 정보일 수 있다.

메모리부(235)는 상기에 언급한 바와 같이 설정된 배송영역내의 맵정보를 저장하고, 제1카메라(280)를 통해 쵤영된 이미지를 저장한다.

제1 카메라(280)는 하우징(210)에 설치되고, 물품(10)을 도착지에 배송완료하면 배송완료된 물품(10)을 촬영한다.

또한, 배송로봇(200)은 다관절 로봇암(290)을 추가로 포함할 수 있다.

다관절 로봇암(290)은 하우징(210)에 설치되며, 승강기 버튼을 누르거나 출입문 버튼을 누르는 역할을 수행한다.

다관절 로봇암(290)은 끝단에 승강기 버튼 또는 자동문 스위치를 누를 수 있는 팁부(291)가 구비되며, 팁부(291)에는 제2 카메라(293)가 설치된다.

다관절 로봇암(290)은 제어모듈(270)에 의해 제어되며, 제2 카메라(293)를 통해 승강기 버튼 등이 촬영되면 이미지화 되고, 이미지에서 버튼을 인식하여 도착지 층의 버튼을 누를 수 있도록 다관절 로봇암(290)을 제어한다.

실시예에 따라 상기에 제2 카메라(293)는 상기에 언급한 제1 카메라(280)가 고장 또는 파손되어 작동불능일 경우 배송완료된 물품(10)을 촬영할 수 있다.

또한, 제어모듈(270)은 머신러닝을 통해 다관절 로봇암(290)이 버튼을 누르는 정확도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 물품
100: 무인적재함
110: 보관부
111: 제1 컨베이어 벨트
111a: 제1-1 컨베이어 벨트
111b: 제1-2 컨베이어 벨트
111c: 제1-3 컨베이어 벨트
112: 센서
112a: 제1 센서
112b: 제2 센서
112c: 제3 센서
113: 벨트부
114: 펜벨트
115: 구동모터
120: 전달부
121: 하면
122: 정보획득부
123: 배출부
124: 레일
125: 제2 컨베이어 벨트
130: 관제서버
150: 제어부
160: 메모리
170: 통신수단
200: 배송로봇
210: 하우징
211: 수용공간
220: 구동바퀴
221: 보조바퀴
230: 배터리
235: 메모리부
240: 통신부
250: 기압센서
260: 위치센서
270: 제어모듈
280: 제1 카메라
290: 다관절 로봇암
291: 팁부
293: 제2 카메라
300: 발광부
310: 수광부

Claims

제1 설정영역에 구비되고, 물품이 보관되는 보관부와, 상기 물품의 도착지 정보를 획득하는 정보획득부를 포함하는 무인적재함;
상기 제1 설정영역에 대한 배송을 담당하며, 호출명령에 따라 상기 무인적재함에 도킹되어, 상기 무인적재함으로부터 출고되는 상기 물품을 전달받아 설정된 배송영역 내에서 상기 도착지로 배송하는 배송로봇; 및
상기 무인적재함 또는 배송로봇과 무선통신으로 교신하며, 상기 제1 설정영역에서의 물품의 배송 상태를 모니터링하는 관제서버
를 포함하는,
무인 배송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 무인적재함 또는 관제서버는 상기 물품의 도착지 정보에 기초하여 상기 무인적재함에 입고된 복수의 물품에 대한 배송 스케쥴을 작성하는 무인 배송 시스템.
제1항에 있어서,
제2 내지 제n 설정영역에 대한 배송을 담당하도록 제2 내지 제n 무인적재함과 배송로봇이 추가로 포함되고,
상기 관제서버는 상기 제2 내지 제n의 무인적재함 및 배송로봇과 무선통신하며 상기 제2 내지 제n 설정영역에서의 물품의 배송 상태를 추가로 모니터링 하는
무인 배송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배송로봇은:
복수개로 구비되며, 상기 복수의 배송로봇은 상기 물품의 다양한 크기에 대응되도록 각각 다른 크기의 물품수용공간을 가지는,
무인 배송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 관제서버는 저장된 상기 도착지 정보를 기초로 상기 제1 설정영역 내의 상기 배송로봇으로 상기 호출명령을 전송하는,
무인 배송 시스템
제5항에 있어서,
상기 정보획득부는:
상기 물품의 크기를 포함하는 물품 속성 정보를 추가로 획득하고,
상기 관제서버는:
상기 복수의 배송로봇 중에서 출고되는 상기 물품 크기에 맞는 상기 배송로봇에 상기 호출명령을 전송하는,
무인 배송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배송로봇은:
도킹성공신호를 수신하면 상기 무인적재함으로 상기 물품의 배출명령을 전송하는,
무인 배송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배송로봇은:
상기 무인적재함으로부터 상기 물품을 수령하면 물품수령완료 여부를 상기 관제서버로 전송하고,
상기 관제서버는:
상기 물품수령완료 시간을 저장하는,
무인 배송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배송로봇은:
제1 카메라를 포함하고,
상기 물품을 상기 배송지에 배송완료하면 상기 제1 카메라를 통해 배송완료된 상기 물품을 촬영하여 이미지로 저장하고 상기 이미지를 상기 관제서버 또는 물품배송업체에 전송하는,
무인 배송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배송로봇과 상기 관제서버는:
배터리의 상태, 고장여부 중 적어도 하나를 송수신하는,
무인 배송 시스템.