KR20230058957A - 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템 및 방법 - Google Patents

온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법이 제공된다. 상기 방법은 온실환경에서의 이동로봇의 이동을 위한 2D 점유격자지도 이미지를 생성하는 단계; 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 가상 장애물 정보를 생성하는 단계; 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 레일 영역 및 평지 영역을 설정하는 단계; 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 이동로봇의 상기 레일 영역으로의 진입을 위한 레일 접근 포인트를 설정하는 단계; 및 상기 가상 장애물 정보, 레일 영역과 평지 영역 및 레일 접근 포인트가 설정된 2D 점유격자지도 이미지를 기반으로 상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PLANNING GLOBAL PATH FOR MOBILE ROBOT IN GREENHOUSE}
본 발명은 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 십 수년에 걸쳐 IoT 기반의 스마트팜 재배 시스템이 온실환경에 적용되고 있다. 이러한 스마트팜 재배 시스템을 통해 작물 재배의 자동화, 작물 생육관리, 방제관리, 양액관리, 유통의 전산화 등이 이루어지고 있다.
또한, 작물 재배 및 생산 관리의 완전 무인 자율화를 위하여, 자율주행 기반 이송대차, 작물 생육 모니터링 로봇, 수확 로봇 및 방제 로봇 등이 개발 또는 상용화 단계에 있다.
온실 내 다양한 서비스를 제공하는 이동로봇의 기초적인 기능으로써 전역경로계획은 필수 기능이다. 토마토, 파프리카와 같은 작물을 위한 재배온실의 경우, 온수 파이프를 통해 난방을 하므로 작물 베드 사이에 U자형 난방 레일이 존재한다.
이러한 U자형 난방 레일의 특징적인 구조와 난방 레일로의 안전한 도킹 및 언도킹을 위하여, 일반적인 실내환경에서의 경로계획인 아닌 온실 구조를 고려한 특수한 경로계획 방법이 필요한 실정이다.
등록특허공보 제10-2188482호(2020.12.02)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 파이프 난방 레일이 존재하는 온실환경에서의 평지 및 레일의 전 영역에 대한 자율주행이 가능한 주행경로 계획을 생성 및 제공하는, 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또다른 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따른 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법은 온실환경에서의 이동로봇의 이동을 위한 2D 점유격자지도 이미지를 생성하는 단계; 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 가상 장애물 정보를 생성하는 단계; 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 레일 영역 및 평지 영역을 설정하는 단계; 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 이동로봇의 상기 레일 영역으로의 진입을 위한 레일 접근 포인트를 설정하는 단계; 및 상기 가상 장애물 정보, 레일 영역과 평지 영역 및 레일 접근 포인트가 설정된 2D 점유격자지도 이미지를 기반으로 상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 레일 영역 및 평지 영역을 설정하는 단계는, 복수의 작물 베드와 상기 작물 베드를 소정의 형태로 감싸는 파이프 난방을 위한 레일이 설치된 폐쇄 루프 형태의 레일 영역과, 상기 레일 영역 이외의 평지 영역을 포함하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 가상 장애물 정보를 생성하는 단계는, 상기 온실환경에 존재하는 작물 베드를 그룹화하는 단계; 및 상기 그룹별 작물 베드를 바운딩 처리하여 상기 이동로봇이 이동 불가한 가상 장애물 정보로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 이동로봇의 레일 영역으로의 진입을 위한 레일 접근 포인트를 설정하는 단계는, 상기 그룹별 작물 베드 사이의 라인으로 이동로봇의 진입 및 이동을 위한 레일 접근 포인트를 상기 평지 영역 상에 설정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계는, 상기 이동로봇의 레일 영역 및 평지 영역에서 최단거리를 주행하도록 하는 주행경로 계획을 생성하는 단계; 및 평지 영역과 레일 영역 간의 이동을 위한 경로점과, 최종 목표 지점을 나타내는 경로점 및 그 외 일반적인 경로점을 포함하는 경로점 리스트를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계는, 상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력하는 단계; 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 평지 영역인 경우, 상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계는, 상기 평지 영역에서 최단거리를 주행하되, 상기 레일 영역 전체는 장애물 영역으로 설정되도록 상기 주행경로 계획을 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역인 경우, 상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계는, 상기 레일 영역 내에서 최단거리를 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역이되, 기 생성된 주행경로 계획 내 경로점이 평지 영역에 존재하는 경우, 상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계는, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보와 각각 최근접한 레일 접근 포인트를 제1 및 제2 경유점으로 생성하고, 상기 현재 위치 정보에서 제1 경유점 및 제2 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 각각 평지 영역 및 레일 영역 중 어느 하나인 경우, 상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계는, 상기 레일 영역에 위치하는 현재 위치 정보 또는 목표 위치 정보와 가장 근접한 레일 접근 포인트를 경유점으로 생성하고, 상기 현재 위치 정보에서 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템은 이동로봇과 데이터를 송수신하는 통신모듈, 상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 이동로봇의 이동을 위한 2D 점유격자지도 이미지를 생성하고, 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 가상 장애물 정보, 레일 영역, 평지 영역 및 레일 접근 포인트를 설정하고, 상기 가상 장애물 정보, 레일 영역과 평지 영역 및 레일 접근 포인트가 설정된 2D 점유격자지도 이미지를 기반으로 상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 프로세서를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 가상 장애물 정보로 생성된 복수의 작물 베드와, 상기 작물 베드를 소정의 형태로 감싸는 파이프 난방을 위한 레일이 설치된 폐쇄 루프 형태의 레일 영역과, 상기 레일 영역 이외의 평지 영역을 포함하는 상기 2D 점유격자지도 이미지를 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 작물 베드를 그룹별로 구분하고, 그룹별 작물 베드 사이의 라인으로 이동로봇의 진입 및 이동을 위한 레일 접근 포인트를 상기 평지 영역 상에 설정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력받음에 따라, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하되, 상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 평지 영역인 경우, 상기 평지 영역에서 최단거리를 주행하되, 상기 레일 영역 전체는 장애물 영역으로 설정되도록 상기 주행경로 계획을 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력받음에 따라, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하되, 상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역인 경우, 상기 레일 영역 내에서 최단거리를 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력받음에 따라, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하되, 상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역이되, 기 생성된 주행경로 계획 내 경로점이 평지 영역에 존재하는 경우, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보와 각각 최근접한 레일 접근 포인트를 제1 및 제2 경유점으로 생성하고, 상기 현재 위치 정보에서 제1 경유점 및 제2 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력받음에 따라, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하되, 상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 각각 평지 영역 및 레일 영역 중 어느 하나인 경우, 상기 레일 영역에 위치하는 현재 위치 정보 또는 목표 위치 정보와 가장 근접한 레일 접근 포인트를 경유점으로 생성하고, 상기 현재 위치 정보에서 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법을 실행하며, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 이동로봇을 위한 평지 및 레인 간의 주행 전환을 위한 안전한 주행경로를 생성할 수 있다.
또한, 기존의 2D 점유격자지도에 가상의 장애물, 레일 접근 포인트, 레일 영역 정보를 추가하는 맵 에디터 형태로 실시 가능하여, 파이프 난방을 위한 U자형 레일에서의 안전한 주행이 가능하도록 할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 온실환경의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 2는 온실환경에서의 파이프 난방 레일 구조의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행경로 계획 생성 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행경로 계획 생성 방법의 순서도이다.
도 5는 매핑 시뮬레이션 환경 및 매핑 후 저장된 2D 점유격자지도 이미지의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 6은 가상 장애물 정보 생성 전의 2D 점유격자지도 이미지를 이용한 주행경로 계획을 실시한 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 가상 장애물 정보 생성 후의 2D 점유격자지도 이미지를 이용한 주행경로 계획을 실시한 예시를 도시한 도면이다.
도 8은 레일 영역을 설정하는 일 예시를 도시한 도면이다.
도 9는 레일 접근 포인트를 설정하는 일 예시를 도시한 도면이다.
도 10은 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 평지 영역인 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다.
도 12는 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역인 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다.
도 13은 이동로봇의 현재 위치 정보는 평지 영역이고, 목표 위치 정보는 레일 영역인 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다.
도 14는 이동로봇의 현재 위치 정보는 레일 영역이고, 목표 위치 정보는 평지 영역인 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다.
도 15는 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역이되, 기 생성된 주행경로 계획이 내 경로점이 평지 영역에 존재하는 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 온실환경의 일 예시를 도시한 도면이다. 도 2는 온실환경에서의 파이프 난방 레일 구조의 일 예시를 도시한 도면이다.
토마토나 파프리카와 같은 작물을 재배하기 위한 온실의 경우, 일반적인 실내 환경과는 달리 파이프 난방을 위한 연결된 레일이 존재한다(도 1 참조). 이러한 온실을 주행하는 이동로봇은 온실 내 평지뿐만 아니라 레일 위로의 주행이 가능해야 한다(도 2 참조).
한편, 실내 이동로봇을 위한 일반적인 경로 계획 방법은 온실 내 레일의 존재로 인하여 곧바로 적용할 수 없는 문제가 있다. 예를 들어, 경로 계획을 위해서는 이동로봇의 현재 위치 및 목표 위치뿐만 아니라, 이동로봇이 레일 위로 진입할 중간 경로점(waypoint)의 위치가 지정되어야 한다. 즉, 레일 연결 구조의 특징으로 인해, 반드시 진입한 레일의 위치로 돌아와야만 평지로 빠져나갈 수 있다. 또한, 이동로봇이 레일 영역으로 진입했을 경우 회전 모션이 불가능하며, 직진 또는 후진의 병진속도 제어만 가능하다.
본 발명은 이러한 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법에 관한 것으로, 특히 파이프 난방 레일이 존재하는 온실(예를 들어, 토마토, 파프리카 재배온실 등)에서 이동로봇의 평지 및 레일의 전영역 주행이 가능한 주행경로 계획을 생성 및 제공한다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템(100, 이하 주행경로 계획 생성 시스템)에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행경로 계획 생성 시스템(100)의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주행경로 계획 생성 시스템(100)은 통신모듈(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.
통신모듈(110)은 이동로봇과 데이터를 송수신한다. 즉, 통신모듈(110)은 이동로봇의 소정의 센서(예를 들어, LiDAR 센서)를 통해 수집된 센싱 정보를 수신하여 이를 기반으로 2D 점유격자지도(2D Grid Map) 이미지를 생성하고, 2D 점유격자지도 이미지에 주행경로 계획을 생성 및 추가하여 이동로봇으로 제공한다.
메모리(120)에는 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하기 위한 프로그램이 저장되며, 프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행시킨다. 여기에서, 메모리(120)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다.
예를 들어, 메모리(120)는 콤팩트 플래시(compact flash; CF) 카드, SD(secure digital) 카드, 메모리 스틱(memory stick), 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive; SSD) 및 마이크로(micro) SD 카드 등과 같은 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD) 등과 같은 마그네틱 컴퓨터 기억 장치 및 CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 광학 디스크 드라이브(optical disc drive) 등을 포함할 수 있다.
프로세서(130)는 온실환경 내에서의 이동로봇의 이동을 위한 2D 점유격자지도 이미지를 생성하여 이동로봇으로 제공하고, 2D 점유격자지도 이미지를 기반으로 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하여 이동로봇으로 제공한다.
이하에서는 도 4 내지 도 15을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행경로 계획 생성 방법의 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주행경로 계획 생성 방법은, 온실환경에서의 이동로봇의 이동을 위한 2D 점유격자지도 이미지를 생성하는 단계(S110)와, 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 가상 장애물 정보를 생성하는 단계(S120)와, 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 레일 영역 및 평지 영역을 설정하는 단계(S130)와, 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 이동로봇의 레일 영역으로의 진입을 위한 레일 접근 포인트를 설정하는 단계(S140)와, 가상 장애물 정보, 레일 영역과 평지 영역 및 레일 접근 포인트가 설정된 2D 점유격자지도 이미지를 기반으로 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계(S150)를 포함하여 실시된다.
한편, 도 4에 도시된 각 단계들은 전술한 주행경로 계획 생성 시스템(100)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 매핑 시뮬레이션 환경 및 매핑 후 저장된 2D 점유격자지도 이미지의 일 예시를 도시한 도면이다.
본 발명에서는 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 맵 에디터를 제공한다. 먼저, 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 2D 점유격자지도 이미지를 생성한다(S110).
생성된 2D 점유격자지도 이미지에서 경로 계획을 수행하면, 실제 로봇이 주행할 수 없는 경로가 생성될 수 있다. 따라서, 맵 에디터를 이용하여 가상의 장애물을 설정하여 이동 불가한 영역(예를 들어, 도 2의 작물 베드 영역)을 지정해주어야 한다.
또한, 이동로봇의 레일 영역과 평지 영역 간의 자유로운 전환을 맵 에디터를 통해 추가적인 정보로 레일 접근 포인트와 레일 영역을 설정해 주어야 한다.
도 6은 가상 장애물 정보 생성 전의 2D 점유격자지도 이미지를 이용한 주행경로 계획을 실시한 예시를 도시한 도면이다. 도 7은 가상 장애물 정보 생성 후의 2D 점유격자지도 이미지를 이용한 주행경로 계획을 실시한 예시를 도시한 도면이다.
S110 단계인 매핑 단계에서 저장된 2D 점유격자지도만을 이용하여 전역경로계획을 실시하면 도 6과 같이, 실제로 이동로봇이 이동할 수 없는 경로가 생성된다. 즉, 각 레일과 레일 사이에는 작물 베드가 설치되어 있는데, 2D Laser Scanner 센서의 설치 위치에 따라 작물 베드 감지가 되지 않는 경우가 있을 수 있으며, 이 영역은 실제 이동로봇이 이동할 수 없는 공간이다. 따라서, 맵 에디터를 통해 작물 베드 주위로 가상의 장애물을 설정하여 경로가 생성되지 않도록 해야 한다.
즉, 본 발명의 일 실시예는 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 가상 장애물 정보를 생성해야 하며(S120), 이를 위해 온실환경에 존재하는 작물 베드를 그룹화하고, 그룹별 작물 베드를 바운딩 처리하여 이동로봇이 이동 불가한 가상 장애물 정보로 생성한다. 도 7을 참조하면, 소정의 그룹별로 구분된 작물 베드 주위를 사각형 바운더리(boundary)로 바운딩 처리하여 가상 장애물 정보로 생성하면, 이동로봇이 가상 장애물 정보를 가로지르는 경로는 생성되지 않는다.
도 8은 레일 영역을 설정하는 일 예시를 도시한 도면이다.
다음으로, 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 레일 영역 및 평지 영역을 설정한다(S130). S130 단계에서는 현재 이동로봇의 위치가 평지 영역인지 레일 영역인지를 확인할 수 있도록 영역을 구분 설정한다.
일 실시예로, 레일 영역은 복수의 작물 베드와, 작물 베드를 소정의 형태로 감싸는 파이프 난방을 위한 레일을 포함하며, 폐쇄 루프(Closed-loop)를 이루도록 형성된다. 그리고 레일 영역 이외의 영역은 평지 영역으로 설정한다.
도 9는 레일 접근 포인트를 설정하는 일 예시를 도시한 도면이다.
다음으로, 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 이동로봇의 레일 영역으로의 진입을 위한 레일 접근 포인트(Rail Access Point)를 설정한다(S140).
이동로봇의 현재 위치와 목표 지점의 위치가 모두 평지 상에 존재한다면, 일반적인 최단거리 주행경로 계획을 수행하면 되지만, 목표 지점의 위치가 레일 영역에 존재한다면, 중간에 레일 접근 포인트를 경유하여 레일 위로 정확히 도킹할 수 있는 주행경로 계획이 필요하다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예는 그룹별 작물 베드 사이의 라인으로 이동로봇의 진입 및 이동을 위한 레일 접근 포인트를 도 9와 같이 평지 영역 상에 설정하여 안전한 경로를 생성할 수 있도록 한다.
이와 같이 가상 장애물 정보, 레일 영역과 평지 영역, 그리고 레일 접근 포인트가 2D 점유격자지도 이미지 상에 설정되면, 해당 2D 점유격자지도 이미지를 기반으로 이동로봇의 주행경로 계획을 생성한다(S150).
도 10은 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에서의 온실의 주행 환경의 경우, 파이프 난방을 위한 레일이 존재하는데, 이러한 레일의 존재로 인하여 일반적인 실내 환경용 경로 계획을 바로 적용하는 데는 무리가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 레일이 존재하는 온실환경을 위한 특수한 경로 계획법을 제공한다.
일 실시예로, 이동로봇의 레일 영역 및 평지 영역에서의 최단거리를 주행하도록 하는 주행경로 계획을 생성한다. 그리고, 평지 영역과 레일 영역 간의 이동을 위한 경로점(TRANSITION_G_TO_R, TRANSITION_R_TO_G)과, 최종 목표 지점을 나타내는 경로점(FINAL_GOAL) 및 그 외 일반적인 경로점(NORMAL)을 포함하는 경로점 리스트를 생성한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서 2D 점유격자지도 이미지를 이용한 점대점(Point-to-Point) 경로 계획은 기존의 최단거리 경로 계획 알고리즘(Distance Transform, Dijkstra, A*, Rapidly exploring Random Tree 등) 중 어느 것을 적용하여도 무방하다. 단, 경로계획의 결과인 경로점(Waypoint) 리스트는 위치 정보뿐만 아니라 다음 표 1과 같은 4개의 타입 중 어느 하나의 속성이 지정되어야 한다.
경로점(Waypoint) 타입 설명
NORMAL 일반적인 waypoint
TRANSITION_G_TO_R 평지
Figure pat00001
레일 이동 waypoint (RAP)
TRANSITION_R_TO_G 레일
Figure pat00002
평지 이동 waypoint (RAP)
FINAL_GOAL 최종 목표 지점
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 주행경로는 로봇의 현재 위치와 최종 목표지점의 위치의 평지/레일 영역 여부와, 평지 및 레일 간 전환(Transition) 여부에 따라 다음 표 2와 같은 5가지 타입으로 구분될 수 있다.
레일영역
(현재 로봇위치)
레일영역
(목표지점)
Transition 여부 주행경로 타입
No No No PATH_G_TO_G
Yes Yes No PATH_R_TO_R
No Yes Yes PATH_G_TO_R
Yes No Yes PATH_R_TO_G
Yes Yes Yes PATH_R_TO_G_TO_R
이때, 이동로봇의 현재 위치와 목표 위치가 레일 영역에 존재하는지 여부는, 맵 에디터에서 설정한 레일 영역을 참조하여 직접적으로 결정된다.또한, Transition 여부는, 기본적으로 이동로봇의 현재 위치와 목표 지점의 영역이 상이(평지 영역 또는 레일 영역)할 때 Transition이 있는 것으로 판단한다. 단, 이동로봇의 현재 위치와 목표 지점이 모두 레일 영역으로 동일한 경우, 기 생성된 주행경로 계획에서의 경로점 중 어느 하나라도 평지 영역에 속한다면 Transition이 있는 것으로 판단한다.
또한, Transition이 없는 경우, 로봇의 현재 위치에서 목표 위치로의 최단 경로를 주행경로 계획으로 생성하며, Transition이 1회인 경우에는 로봇의 현재 위치에서 경로점, 그리고 경로점에서 목표 위치로의 경로를 주행경로 계획으로 생성한다. 마지막으로, Transition이 2회인 경우에는 로봇의 현재 위치에서 제1 경로점, 그리고 제1 경로점에서 제2 경로점, 제2 경로점에서 목표 위치로의 경로를 주행경로 계획으로 생성한다.
이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 과정은 도 10을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력한다(S210).
다음으로, 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 판단한다(S220).
그리고 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 주행경로 계획을 생성한다.
도 11은 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 평지 영역인 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다.
이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 평지 영역에 속할 경우(PATH_G_TO_G)에는 일반적인 최단거리 경로 계획을 따른다(S280, 도 11의 (a)).
다만, 이 경우 이용하는 2D 점유격자지도 이미지 상의 레일 영역 전체는 장애물 영역으로 설정되도록 주행경로 계획을 생성한다(S230). 만약, 레일 영역을 장애물 영역으로 간주하지 않을 경우, 도 11의 (b)와 같이 레일 구조의 특성상 불가능한 경로가 생성되게 된다.
도 12는 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역인 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다.
이동로봇의 현재 위치 정보와 목표 위치 정보가 모두 레일 영역에 속할 경우(PATH_R_TO_R)에는 일반적인 최단거리 경로 계획을 따른다(S280). 다만, 생성된 각 경로점 중 어느 하나라도 평지 영역에 속한다면, 이 경로 타입은 중간에 평지 영역을 거쳐가는 타입인 PATH_R_TO_G_TO_R 타입이 된다.
도 13은 이동로봇의 현재 위치 정보는 평지 영역이고, 목표 위치 정보는 레일 영역인 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다. 도 14는 이동로봇의 현재 위치 정보는 레일 영역이고, 목표 위치 정보는 평지 영역인 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다.
일 실시예로, 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 각각 평지 영역 및 레일 영역 중 어느 하나인 경우에는, 레일 영역에 위치하는 현재 위치 정보 또는 목표 위치 정보와 가장 근접한 레인 접근 포인트를 경유점으로 생성하고(S250), 현재 위치 정보에서 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 주행경로 계획을 생성할 수 있다(S270, S280).
도 13을 참조하면, 이동로봇의 현재 위치 정보는 평지 영역이고, 목표 위치 정보는 레일 영역인 경우(PATH_G_TO_R)에는, 목표 위치 정보에서 가장 근접한 레일 접근 포인트를 선정한 후, '현재 위치→레일 접근 포인트→목표 위치'로 경로를 2번 생성한 후 병합한다(S270). 이때, 선정된 레일 접근 포인트는 TRANSITION_G_TO_R 속성을 부여받는다.
도 14를 참조하면, 이동로봇의 현재 위치 정보는 레일 영역이고, 목표 위치 정보는 평지 영역인 경우(PATH_R_TO_G)에는, 현재 위치 정보에서 가장 근접한 레일 접근 포인트를 선정한 후, '현재 위치→레일 접근 포인트→목표 위치'로 경로를 2번 생성한 후 병합한다(S270). 이때, 선정된 레일 접근 포인트는 TRANSITION_R_TO_G 속성을 부여받는다.
도 15는 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역이되, 기 생성된 주행경로 계획이 내 경로점이 평지 영역에 존재하는 경우 주행경로 계획을 나타낸 것이다.
이동로봇의 현재 위치와 목표 위치가 모두 레일 영역에 존재하지만, 최초 생성한 주행경로 계획에서의 경로점이 평지 영역을 포함할 경우, 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보와 각각 최근접한 레일 접근 포인트를 제1 및 제2 경유점으로 생성한다(S260). 그리고 현재 위치 정보에서 제1 경유점 및 제2 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 주행경로 계획을 생성할 수 있다(S270, S280).
즉, 현재 위치 정보에서 가장 가까운 RAP1(TRANSITION_R_TO_G), 목표 위치 정보에서 가장 가까운 RAP2(TRANSITION_G_TO_R)을 경로점으로 설정하고, '현재 위치→레일 접근 포인트1, 레일 접근 포인트 1→레일 접근 포인트 2, 레일 접근 포인트 2→목표 위치'의 총 3번의 경로를 생성한 후 병합하여(S270) 최종 주행경로 계획으로 생성할 수 있다(S280).
한편, 상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S280은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 한편, 도 4 내지 도 15의 내용은 도 3의 주행경로 계획 생성 시스템(100)의 내용에도 적용될 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 주행경로 계획 생성 시스템
110: 통신모듈
120: 메모리
130: 프로세서

Claims (17)

  1. 컴퓨터에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    온실환경에서의 이동로봇의 이동을 위한 2D 점유격자지도 이미지를 생성하는 단계;
    상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 가상 장애물 정보를 생성하는 단계;
    상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 레일 영역 및 평지 영역을 설정하는 단계;
    상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 이동로봇의 상기 레일 영역으로의 진입을 위한 레일 접근 포인트를 설정하는 단계; 및
    상기 가상 장애물 정보, 레일 영역과 평지 영역 및 레일 접근 포인트가 설정된 2D 점유격자지도 이미지를 기반으로 상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계를 포함하는,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 레일 영역 및 평지 영역을 설정하는 단계는,
    복수의 작물 베드와 상기 작물 베드를 소정의 형태로 감싸는 파이프 난방을 위한 레일이 설치된 폐쇄 루프 형태의 레일 영역과, 상기 레일 영역 이외의 평지 영역을 포함하도록 설정되는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 가상 장애물 정보를 생성하는 단계는,
    상기 온실환경에 존재하는 작물 베드를 그룹화하는 단계; 및
    상기 그룹별 작물 베드를 바운딩 처리하여 상기 이동로봇이 이동 불가한 가상 장애물 정보로 생성하는 단계를 포함하는,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 이동로봇의 레일 영역으로의 진입을 위한 레일 접근 포인트를 설정하는 단계는,
    상기 그룹별 작물 베드 사이의 라인으로 이동로봇의 진입 및 이동을 위한 레일 접근 포인트를 상기 평지 영역 상에 설정하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계는,
    상기 이동로봇의 레일 영역 및 평지 영역에서 최단거리를 주행하도록 하는 주행경로 계획을 생성하는 단계; 및
    평지 영역과 레일 영역 간의 이동을 위한 경로점과, 최종 목표 지점을 나타내는 경로점 및 그 외 일반적인 경로점을 포함하는 경로점 리스트를 생성하는 단계를 포함하는,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 단계는,
    상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력하는 단계;
    상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하는 단계;
    상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계를 포함하는,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 평지 영역인 경우,
    상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계는,
    상기 평지 영역에서 최단거리를 주행하되, 상기 레일 영역 전체는 장애물 영역으로 설정되도록 상기 주행경로 계획을 생성하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역인 경우,
    상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계는,
    상기 레일 영역 내에서 최단거리를 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역이되, 기 생성된 주행경로 계획 내 경로점이 평지 영역에 존재하는 경우,
    상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계는,
    상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보와 각각 최근접한 레일 접근 포인트를 제1 및 제2 경유점으로 생성하고, 상기 현재 위치 정보에서 제1 경유점 및 제2 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 각각 평지 영역 및 레일 영역 중 어느 하나인 경우,
    상기 확인 결과에 기초한 주행경로 타입에 따른 상기 주행경로 계획을 생성하는 단계는,
    상기 레일 영역에 위치하는 현재 위치 정보 또는 목표 위치 정보와 가장 근접한 레일 접근 포인트를 경유점으로 생성하고, 상기 현재 위치 정보에서 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 방법.
  11. 온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템에 있어서,
    이동로봇과 데이터를 송수신하는 통신모듈,
    상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및
    상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 이동로봇의 이동을 위한 2D 점유격자지도 이미지를 생성하고, 상기 2D 점유격자지도 이미지 상에서의 가상 장애물 정보, 레일 영역, 평지 영역 및 레일 접근 포인트를 설정하고, 상기 가상 장애물 정보, 레일 영역과 평지 영역 및 레일 접근 포인트가 설정된 2D 점유격자지도 이미지를 기반으로 상기 이동로봇의 주행경로 계획을 생성하는 프로세서를 포함하는,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 가상 장애물 정보로 생성된 복수의 작물 베드와, 상기 작물 베드를 소정의 형태로 감싸는 파이프 난방을 위한 레일이 설치된 폐쇄 루프 형태의 레일 영역과, 상기 레일 영역 이외의 평지 영역을 포함하는 상기 2D 점유격자지도 이미지를 생성하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 작물 베드를 그룹별로 구분하고, 그룹별 작물 베드 사이의 라인으로 이동로봇의 진입 및 이동을 위한 레일 접근 포인트를 상기 평지 영역 상에 설정하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력받음에 따라, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하되,
    상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 평지 영역인 경우, 상기 평지 영역에서 최단거리를 주행하되, 상기 레일 영역 전체는 장애물 영역으로 설정되도록 상기 주행경로 계획을 생성하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력받음에 따라, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하되,
    상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역인 경우, 상기 레일 영역 내에서 최단거리를 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력받음에 따라, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하되,
    상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 모두 레일 영역이되, 기 생성된 주행경로 계획 내 경로점이 평지 영역에 존재하는 경우, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보와 각각 최근접한 레일 접근 포인트를 제1 및 제2 경유점으로 생성하고, 상기 현재 위치 정보에서 제1 경유점 및 제2 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 이동로봇의 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보를 입력받음에 따라, 상기 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 상기 레일 영역 상에 존재하는지 여부를 확인하되,
    상기 확인 결과 현재 위치 정보 및 목표 위치 정보가 각각 평지 영역 및 레일 영역 중 어느 하나인 경우, 상기 레일 영역에 위치하는 현재 위치 정보 또는 목표 위치 정보와 가장 근접한 레일 접근 포인트를 경유점으로 생성하고, 상기 현재 위치 정보에서 경유점을 경유하여 목표 위치 정보로 주행하도록 하는 상기 주행경로 계획을 생성하는 것인,
    온실환경에서의 이동로봇의 자율주행을 위한 주행경로 계획 생성 시스템.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102188482B1 (ko) 2019-10-28 2020-12-08 경북대학교 산학협력단 빠르고 안전한 로봇 주행을 위한 진화적인 온실배치 최적화 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102188482B1 (ko) 2019-10-28 2020-12-08 경북대학교 산학협력단 빠르고 안전한 로봇 주행을 위한 진화적인 온실배치 최적화 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102616776B1 (ko) * 2023-08-21 2023-12-21 주식회사 랑데뷰 자율주행 가능한 대차 로봇

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