KR20230140869A - Driving control system for AGV using Ultra Wide Band - Google Patents

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KR20230140869A
KR20230140869A KR1020220039662A KR20220039662A KR20230140869A KR 20230140869 A KR20230140869 A KR 20230140869A KR 1020220039662 A KR1020220039662 A KR 1020220039662A KR 20220039662 A KR20220039662 A KR 20220039662A KR 20230140869 A KR20230140869 A KR 20230140869A
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김상조
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주식회사 남경테크윈
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Abstract

본 발명은 무인운반차의 위치 및 방위를 검출함으로써 무인운반차에 대한 위치추정의 정밀도와 주행 안정성을 향상할 수 있는 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템은, 무인운반차(100), 무인운반차 위치 검출을 위한 태그(110) 및 앵커(210), 관제 서버(300)를 포함하며, 태그(110)는 제1 태그(112) 및 제2 태그(114)로 구성해 서로의 위치 비교를 통해 상기 무인운반차(100)의 위치 및 전후 방향을 판단하고, 방위를 판단한다.
이에 따라, 무인운반차의 이동을 추적하지 않고도 전후 및 방위를 바로 판단함으로써 무인운반차의 충돌을 위험을 방지하고, 주행 경로 내로의 진입 시간을 단축할 수 있다. The present invention relates to a driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB, which can improve the accuracy of position estimation and driving stability for an unmanned guided vehicle by detecting the position and orientation of the unmanned guided vehicle.
The driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB according to the present invention includes an unmanned guided vehicle (100), a tag (110) and anchor (210) for detecting the location of the unmanned guided vehicle, and a control server (300). 110 is composed of a first tag 112 and a second tag 114, and determines the position and forward/backward direction of the unmanned guided vehicle 100 by comparing their positions, and determines the direction.
Accordingly, by immediately determining the front, rear and direction without tracking the movement of the unmanned guided vehicle, it is possible to prevent the risk of collision with the unmanned guided vehicle and shorten the entry time into the driving path.

Description

UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템{Driving control system for AGV using Ultra Wide Band}Driving control system for AGV using Ultra Wide Band}

본 발명은 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 UWB(Ultra Wide Band) 통신 장치를 이용하여 무인운반차의 위치 및 방위를 검출함으로써 무인운반차에 대한 위치추정의 정밀도를 향상할 수 있는 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB, and more specifically, to estimate the position of an unmanned guided vehicle by detecting the position and orientation of the unmanned guided vehicle using a UWB (Ultra Wide Band) communication device. This relates to a driving control system for unmanned guided vehicles using UWB that can improve precision.

최근 생산 현장의 자동화 및 무인화 추진에 따라 부품이나 제품 이송에 무인운반차(AGV; Automated Guided Vehicle)가 많이 적용되고 있다. Recently, with the push for automation and unmanned production sites, automated guided vehicles (AGVs) are being widely used to transport parts and products.

일반적으로 무인운반차는 레일 궤도를 따라 주행하거나, 마그네틱, 레이저와 같은 가이드 라인을 인식하여 지정된 경로를 따라 주행한다. 이러한 무인운반차 시스템에서는 가이드 라인의 시공에 따른 설치비용이 증가하고, 경로 변경이나 새로운 목적지의 증설이 용이하지 않으며, 무인반송시스템의 위치 파악에 대한 구체적 정보를 얻는데 한계를 갖는 문제점들이 있었다. In general, unmanned guided vehicles drive along rail tracks or travel along designated paths by recognizing guide lines such as magnetic or laser. In this unmanned guided vehicle system, there were problems such as increased installation costs due to the construction of guidelines, difficulty in changing routes or expansion of new destinations, and limitations in obtaining specific information about the location of the unmanned guided vehicle system.

이에 대한민국 등록특허 10-1812088(스마트 팩토리 구현을 위한 원격제어방식의 무인반송시스템)에서는 스테레오 비전 카메라와 RFID 근거리 통신을 기반으로 이동방향을 추정 유도하여 자율주행이 가능한 무인운반차를 공지하고 있다. Accordingly, Republic of Korea Patent No. 10-1812088 (Remote Control Unmanned Transport System for Smart Factory Implementation) discloses an unmanned guided vehicle capable of autonomous driving by estimating the direction of movement based on a stereo vision camera and RFID short-range communication.

이러한 자율주행이 가능한 무인운반차는 이동 구역 및 경로 내에서 충돌 없이 이동되어야 함은 물론, 이송물의 반입, 반출을 위해 정확한 위치에 정차되어야 하므로 정확한 위치 정보가 요구된다. Such unmanned guided vehicles capable of autonomous driving must not only move without collision within the movement area and route, but also must stop at an accurate location for the loading and unloading of transported goods, so accurate location information is required.

그런데 상술한 등록특허를 포함한 종래의 무인운반차에서는 설정된 주행경로를 따라 이동하는 중에 실시간으로 위치를 추적하고, 이러한 위치의 이동 방향을 통해 무인운반차의 주행 방향을 추정하고 있다. However, in conventional unmanned guided vehicles, including those in the above-mentioned registered patent, the position is tracked in real time while moving along a set driving path, and the driving direction of the unmanned guided vehicle is estimated based on the moving direction of this position.

따라서, 무인운반차의 주행 방향을 파악하기 위해서는 적어도 두 시점의 위치 정보가 필요하므로, 무인운반차의 초기 가동시에 방향 추정으로부터 주행경로 내로의 진입을 위한 방향 전환 및 이동에 따른 지연이 발생하는 문제점이 있었다. Therefore, in order to determine the driving direction of the unmanned guided vehicle, location information from at least two points in time is required, so delays occur due to direction changes and movements from direction estimation to entry into the driving path during the initial operation of the unmanned guided vehicle. There was a problem.

한국 등록특허공보 제1812088호Korean Patent Publication No. 1812088

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무인운반차에 대한 위치추정의 정밀도를 향상한 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above, and its purpose is to provide a driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB that improves the accuracy of position estimation for the unmanned guided vehicle.

또한, 본 발명은 무인운반차의 초기 가동시 신속한 방위 파악 및 주행경로 내로의 진입이 가능한 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Additionally, the purpose of the present invention is to provide a driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB that is capable of quickly determining the direction and entering the driving path upon initial operation of the unmanned guided vehicle.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템은, 주행 공간에서 이동하는 무인운반차; 상기 무인운반차에 설치되며, UWB 기반의 통신을 수행하는 태그; 상기 주행 공간의 벽면 측에 설치되며, 상기 태그와의 UWB 통신을 통해 상기 태그와의 거리를 계산하는 복수의 앵커; 및 상기 앵커의 거리 계산 결과를 포함한 데이터의 송수신을 위한 통신 중계 시스템 및 관제를 위한 유저 인터페이스가 탑재되며, 상기 앵커로부터의 데이터를 이용한 삼각측량법을 통해 상기 태그의 위치를 추정하여 맵상에 표시하는 관제 서버를 포함한다. To achieve the above object, a driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB according to an embodiment of the present invention includes: an unmanned guided vehicle moving in a driving space; A tag installed on the unmanned guided vehicle and performing UWB-based communication; a plurality of anchors installed on a wall of the driving space and calculating a distance to the tag through UWB communication with the tag; And a communication relay system for transmitting and receiving data including the distance calculation result of the anchor and a user interface for control are installed, and a control system that estimates the location of the tag through triangulation using data from the anchor and displays it on the map. Includes servers.

여기서, 상기 태그는 서로 이격 설치되는 제1 태그 및 제2 태그를 포함하고, 상기 관제 서버는 상기 제1 태그와 제2 태그의 위치 비교를 통해 상기 무인운반차의 위치 및 전후 방향을 판단하는 것을 특징으로 한다. Here, the tag includes a first tag and a second tag installed to be spaced apart from each other, and the control server determines the location and front/back direction of the unmanned guided vehicle by comparing the positions of the first tag and the second tag. It is characterized by

그리고, 상기 관제 서버는 상기 제1 태그의 좌표와 제2 태그의 좌표를 연결한 직선의 기울기를 통해 상기 무인운반차의 방위를 판단하는 것을 특징으로 한다. In addition, the control server is characterized in that it determines the direction of the unmanned guided vehicle through the slope of a straight line connecting the coordinates of the first tag and the coordinates of the second tag.

나아가, 상기 관제 서버는 상기 제1 태그의 좌표와 제2 태그의 추정 위치 좌표를 연결한 직선이 설정 경로와 일직선 상이 되도록 상기 무인운반차의 주행을 유도하는 것을 특징으로 한다. Furthermore, the control server is characterized in that it guides the driving of the unmanned guided vehicle so that a straight line connecting the coordinates of the first tag and the estimated position coordinates of the second tag is in line with the set path.

또한, 상기 태그 및 상기 앵커 간에는 상기 태그로부터의 데이터 송신을 시작으로 세 번의 데이터 송수신이 이루어지며, 상기 송수신 시간을 이용한 ToF(Time of Flight) 방식을 통해 상기 태그와 앵커 사이의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다. In addition, three data transmissions and receptions occur between the tag and the anchor, starting with data transmission from the tag, and the distance between the tag and the anchor is calculated through a Time of Flight (ToF) method using the transmission and reception time. It is characterized by

추가로, 상기 주행 공간의 경로 상에 설치되는 금속의 랜드 마크와, 상기 무인운반차에 구비되어 상기 랜드 마크를 인식하는 마크 센서가 더 구비되며, 상기 무인운반차는 상기 랜드 마크가 인식되면 기 설정된 제어에 따라 저속 주행 또는 정지됨을 특징으로 한다. In addition, a metal landmark installed on the path of the driving space and a mark sensor provided on the unmanned guided vehicle to recognize the landmark are further provided, and the unmanned guided vehicle detects the landmark when the landmark is recognized. It is characterized by running at low speed or stopping depending on control.

본 발명에 따른 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. According to the driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB according to the present invention, the following effects can be obtained.

본 발명에서는 UWB 기반의 통신을 수행하는 태그 및 앵커를 통해 무인운반차의 위치를 검출한다. In the present invention, the location of an unmanned guided vehicle is detected through a tag and anchor that perform UWB-based communication.

UWB는 기반 측위는 다중 결로 해상도가 높고 장애물 투과율이 높으며, 정지된 위치의 검출 시에는 센티미터 단위의 낮은 오차를 가지므로, 정밀 주행 제어가 가능한 효과가 있다. UWB-based positioning has high resolution of multiple condensation and high obstacle penetration rate, and has a low error in the centimeter unit when detecting a stationary position, enabling precise driving control.

그리고 본 발명에서는 서로 이격 설치되는 제1 태그 및 제2 태그의 위치 비교를 통해 상기 무인운반차의 위치 및 전후 방향을 판단해, 무인운반차의 최초 가동 시 상기 무인운반차의 이동을 추적 모니터링을 하지 않더라도 상기 무인운반차의 전후 방향을 바로 판단하는 것이 가능하다. In addition, in the present invention, the position and front/back direction of the unmanned guided vehicle are determined by comparing the positions of the first tag and the second tag installed spaced apart from each other, and the movement of the unmanned guided vehicle is tracked and monitored when the unmanned guided vehicle is first operated. Even if this is not done, it is possible to immediately determine the forward and backward directions of the unmanned guided vehicle.

따라서, 무인운반차의 장시간 정지 및 전원 차단 후 재가동 시에도 무인운반차의 충돌을 위험을 방지하고, 주행 경로 내로의 진입 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다. Therefore, there is an effect of preventing the risk of collision of the unmanned guided vehicle and shortening the entry time into the driving path even when the unmanned guided vehicle is restarted after being stopped for a long time and turned off.

또한, 본 발명에서는 상기 제1 태그의 좌표와 제2 태그의 좌표를 연결한 직선의 기울기를 통해 상기 무인운반차의 방위를 판단하고, 상기 제1 태그의 좌표와 제2 태그의 좌표를 연결한 직선이 설정 경로와 일직선 상이 되도록 상기 무인운반차의 주행을 유도한다. In addition, in the present invention, the direction of the unmanned guided vehicle is determined through the slope of a straight line connecting the coordinates of the first tag and the coordinates of the second tag, and the coordinates of the first tag and the coordinates of the second tag are connected. The unmanned guided vehicle is guided to run so that the straight line is aligned with the set path.

따라서, 무인운반차가 균형있게 안정적인 주행이 가능해지는 효과가 있다. Therefore, there is an effect of enabling the unmanned guided vehicle to run in a balanced and stable manner.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템의 구성을 보여주는 평면 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인운반차의 구성을 보여주는 평단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인운반차의 구성을 보여주는 정단면도. 1 is a plan schematic diagram showing the configuration of a driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan cross-sectional view showing the configuration of an unmanned guided vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a front cross-sectional view showing the configuration of an unmanned guided vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템에 대한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참고하여 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템의 구성을 보여주는 평면 개략도, 도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인운반차의 구성을 보여주는 평단면도 및 정단면도이다. Figure 1 is a plan schematic diagram showing the configuration of a driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB according to an embodiment of the present invention, and Figures 2 and 3 each show the configuration of an unmanned guided vehicle according to an embodiment of the present invention. It is a horizontal cross-sectional view and a vertical cross-sectional view.

본 발명의 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이 크게 무인운반차(100), 무인운반차 위치 검출을 위한 태그(110) 및 앵커(210), 관제 서버(300)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB of the present invention largely includes an unmanned guided vehicle 100, a tag 110 and anchor 210 for detecting the unmanned guided vehicle location, and a control server ( 300).

먼저, 무인운반차(100)는 구동 바퀴(131, 132)가 구비된 카트, 차량 등의 형태로 이루어진다. First, the unmanned guided vehicle 100 is in the form of a cart or vehicle equipped with driving wheels 131 and 132.

구체적으로, 상기 무인운반차(100)는 무인운반차(100)의 작동을 제어하기 위한 PLC(120), 관제 서버(300)와의 데이터 송수신을 위한 통신부(140), 무인운반차(100)를 구동시키는 구동 모터(123, 134) 및 모터 콘트롤러(136), 주행 제어를 위한 주행 공간의 정보를 수집하는 장애물 센서(150) 및 마크 센서(163, 164)를 포함한다. Specifically, the unmanned guided vehicle 100 includes a PLC 120 for controlling the operation of the unmanned guided vehicle 100, a communication unit 140 for transmitting and receiving data with the control server 300, and an unmanned guided vehicle 100. It includes driving motors 123 and 134 and a motor controller 136, and an obstacle sensor 150 and mark sensors 163 and 164 that collect information on the driving space for driving control.

여기서, 상기 구동 바퀴(131, 132)는 각각의 구동 모터(123, 134)에 연결되어 개별적으로 조향 및 구동된다. 따라서, 상기 무인운반차(100)의 편하중에 따라서나 곡선 구간이나 코너 주행 등 상기 무인운반차(100)의 주행 상황에 따라 각 구동 바퀴(131, 132)의 조향 및 구동 속도가 다르게 제어됨으로써 안정적인 주행을 가능하게 한다. Here, the driving wheels 131 and 132 are connected to respective driving motors 123 and 134 and are individually steered and driven. Therefore, the steering and driving speed of each driving wheel 131 and 132 are controlled differently depending on the unbalanced load of the unmanned guided vehicle 100 or the driving situation of the unmanned guided vehicle 100, such as a curved section or corner driving, to ensure stable operation. Makes driving possible.

그리고, 장애물 센서(150)는 상기 무인운반차(100)의 전방에 설치된다. 상기 장애물 센서(150)는 상기 무인운반차(100)의 전방측을 촬영하는 포토센서로 이루어지며, 촬영 이미지를 분석하여 장애물을 인식한다. 다시 말해, 상기 장애물 센서(150)는 촬영 장치를 통해 획득된 영상 또는 이미지를 분석하여 장애물의 위치 및 거리를 검출한다. And, the obstacle sensor 150 is installed in front of the unmanned guided vehicle 100. The obstacle sensor 150 is composed of a photo sensor that photographs the front side of the unmanned guided vehicle 100, and recognizes obstacles by analyzing the photographed image. In other words, the obstacle sensor 150 detects the location and distance of the obstacle by analyzing an image or image acquired through a photographing device.

따라서, 상기 무인운반차(100)는 상기 장애물 센서(150)에서 수집된 장애물과의 거리와 현재 주행 속도의 조합을 통해 감속이나 급정거하도록 제어된다. Accordingly, the unmanned guided vehicle 100 is controlled to decelerate or come to a sudden stop through a combination of the distance to the obstacle collected by the obstacle sensor 150 and the current driving speed.

추가로, 상기 무인운반차(100)의 후진 운행시 장애물을 인식하기 위해서, 상기 장애물 센서(150)는 상기 무인운반차(100)의 후방에 더 설치될 수 있다. Additionally, in order to recognize obstacles when the unmanned guided vehicle 100 travels backwards, the obstacle sensor 150 may be further installed at the rear of the unmanned guided vehicle 100.

한편, 상기 주행 공간의 경로 상에는 복수의 금속 랜드 마크(260)가 구비된다. 상기 금속 랜드 마크(260)는 상기 주행 공간의 특정 위치를 표시하는 것으로써, 곡선 구간 진입부, 주행로 폭이 좁아지는 구간 진입부, 이송물의 반입/반출 장소 등에 설치될 수 있다. Meanwhile, a plurality of metal landmarks 260 are provided on the path of the driving space. The metal landmark 260 indicates a specific location in the driving space and may be installed at an entrance to a curved section, an entrance to a section where the travel road width is narrowed, or a place for carrying in/out of conveyed goods.

그리고, 상기 무인운반차(100)에 설치된 상기 마크 센서(163, 164)는 상기한 랜드 마크(260)를 인식하고, 상기 무인운반차(100)는 인식된 랜드 마크(260)에 따라 제어 된다. 즉, 상기 무인운반차(100)는 각각의 랜드 마크 별 기 설정된 제어 따라 저속 주행 또는 정지한다. And, the mark sensors 163 and 164 installed on the unmanned guided vehicle 100 recognize the landmark 260, and the unmanned guided vehicle 100 is controlled according to the recognized landmark 260. . That is, the unmanned guided vehicle 100 runs or stops at a low speed according to preset controls for each landmark.

그리고, 본 발명에서는 무인운반차가 기본적으로 인식 가이드가 없이 자율주행하는 것으로 예를 들었으나, 때에 따라서는 인식 가이드를 추가하여 구성될 수도 있다. In addition, in the present invention, an example is given in which an unmanned guided vehicle basically drives autonomously without a recognition guide, but in some cases, it may be configured by adding a recognition guide.

이를 위해, 상기 무인운반차(100)에는 가이드 센서(170)가 더 구비된다. For this purpose, the unmanned guided vehicle 100 is further equipped with a guide sensor 170.

상기 가이드 센서(170)는 상기 무인운반차(100)의 전방에 설치되며, 도면에는 도시하지 않았지만 주행 공간의 바닥에 주행 경로를 따라 설치된 마그넷 레일을 인식한다. 이에 상기 무인운반차(100)는 상기 가이드 센서(170)가 탐지하는 상기 마그넷 레일의 경로를 따라 주행하도록 제어될 수 있다. The guide sensor 170 is installed in the front of the unmanned guided vehicle 100, and although not shown in the drawing, recognizes a magnet rail installed along the travel path on the floor of the travel space. Accordingly, the unmanned guided vehicle 100 can be controlled to travel along the path of the magnet rail detected by the guide sensor 170.

한편, 상술한 무인운반차(100)는 관제 서버(300)와의 통신을 통해 무인으로 운행되며, 기 설정대로 운행이 이루어지고 있는지의 확인 및 주행 제어를 위해 실시간으로 이동하는 위치의 추적이 요구된다. Meanwhile, the above-described unmanned guided vehicle 100 operates unmanned through communication with the control server 300, and real-time tracking of the moving position is required to confirm whether the operation is performed according to preset settings and to control the operation. .

이를 위해, 상기 무인운반차(100)에는 위치 인식에 필요한 태그(110)가 구비된다. For this purpose, the unmanned guided vehicle 100 is equipped with a tag 110 necessary for location recognition.

상기 태그(110)는 무인운반차(100)에 고정 설치되며, UWB(Ultra Wide Band, 이하 'UWB'라 함) 기반의 통신을 수행한다. 즉, 다른 기기와의 통신을 통해 자신의 위치를 검출 할 수 있도록 데이터를 제공한다. The tag 110 is fixedly installed on the unmanned guided vehicle 100 and performs communication based on UWB (Ultra Wide Band, hereinafter referred to as 'UWB'). In other words, it provides data so that its location can be detected through communication with other devices.

그리고 상기 태그(110)와의 데이터 송수신을 통해 상기 태그(110)의 위치를 검출하기 위해서는 상기 주행 공간에 고정된 앵커(210)가 필요하다. In order to detect the position of the tag 110 through data transmission and reception with the tag 110, an anchor 210 fixed to the driving space is required.

상기 앵커(210)는 상기 주행 공간의 벽면 측에 설치된다. 상기 앵커(210)는 적어도 3개 이상으로 구비됨이 바람직하다. The anchor 210 is installed on the wall side of the driving space. It is preferable that at least three anchors 210 are provided.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 주행 공간의 벽면에는 복수의 앵커(210)가 설치되며, 한 쌍 씩 서로 마주 보도록 설치된다. 여기서, 상기 앵커(210)는 통신의 방해를 최소화하기 위해 바닥으로부터 일정한 높이에 설치됨이 바람직하며, 복수의 앵커(210)가 서로 동일한 높이 상에 설치된다. As shown in FIG. 1, a plurality of anchors 210 are installed on the wall of the driving space, and each pair is installed to face each other. Here, the anchor 210 is preferably installed at a certain height from the floor to minimize communication interference, and a plurality of anchors 210 are installed at the same height.

상기 앵커(210)는 상기 태그(110)와의 UWB 통신을 통해 상기 태그(110)와의 거리를 계산한다. The anchor 210 calculates the distance to the tag 110 through UWB communication with the tag 110.

이때, 상기 태그(110) 및 상기 앵커(210) 간에는 상기 태그(110)로부터의 데이터 송신을 시작으로 세 번의 데이터 송수신이 이루어진다. 즉, 1차로 상기 태그(110)에서 데이터를 송신하여 상기 앵커(210)에서 수신, 2차로 상기 앵커(210)에서 데이터를 송신하여 상기 태그(110)에서 수신, 3차로 상기 태그(110)에서 데이터를 송신하여 상기 앵커(210)에서 수신하는 것으로 데이터의 송수신이 이루어진다. At this time, three data transmissions and receptions occur between the tag 110 and the anchor 210, starting with data transmission from the tag 110. That is, first, data is transmitted from the tag 110 and received by the anchor 210, secondly, data is transmitted from the anchor 210 and received by the tag 110, and thirdly, data is transmitted from the tag 110. Data transmission and reception is accomplished by transmitting data and receiving it at the anchor 210.

그리고, 세 번의 데이터 송수신 시간을 이용한 ToF(Time of Flight) 방식을 통해 상기 태그(110)와 앵커(210) 사이의 거리가 계산된다. Then, the distance between the tag 110 and the anchor 210 is calculated through a Time of Flight (ToF) method using three data transmission and reception times.

UWB 통신 기반에서는 상기 태그와 앵커 간에 세 개의 메시지-Poll, Response, Final-이 교환되며, 태그 및 앵커 타임 스탬프(TSP, TRR, TSF, TRP, TSR, TRF)를 기반으로 다음과 같이 계산된다. Based on UWB communication, three messages - Poll, Response, and Final - are exchanged between the tag and anchor, based on tag and anchor time stamps (T SP , T RR , T SF, T RP , T SR , T RF ). It is calculated as follows:

상술한 바와 같이 앵커(210)에서 계산된 상기 태그(110)와의 거리 계산 결과를 포함한 데이터는 관제 서버(300)로 전송된다. As described above, data including the distance calculation result from the anchor 210 to the tag 110 is transmitted to the control server 300.

상기 관제 서버(300)는 상기 앵커(210)의 거리 계산 결과를 포함한 데이터의 송수신을 위한 통신 중계 시스템 및 관제를 위한 유저 인터페이스가 탑재되어 있다. The control server 300 is equipped with a communication relay system for transmitting and receiving data including the distance calculation result of the anchor 210 and a user interface for control.

상기 관제 서버(300)는 상기 태그(110)의 기기 정보, 상기 앵커(210)의 기기 정보, 상기 앵커(210)의 거리 계산 결과 등의 데이터를 수신한다. 그리고, 상기 앵커(210)로부터의 데이터를 이용한 삼각측량법을 통해 상기 태그(110)의 위치를 추정한다. The control server 300 receives data such as device information of the tag 110, device information of the anchor 210, and distance calculation results of the anchor 210. Then, the location of the tag 110 is estimated through triangulation using data from the anchor 210.

즉, 복수의 앵커(210)로부터 각각의 거리 계산 결과를 수신하고, 각 앵커(210)의 고정 좌표에서 상기 태그(110)까지의 거리를 기반으로 상기 태그(110)의 위치를 계산하여 좌표를 구한다. That is, each distance calculation result is received from a plurality of anchors 210, the position of the tag 110 is calculated based on the distance from the fixed coordinates of each anchor 210 to the tag 110, and the coordinates are calculated. Save.

이때, 상기 관제 서버(300)는 이동편균필터(Moving Average Filter) 및 저주파통과필터(Low Pass Filter)를 적용하여 노이즈를 줄이고 오차를 보정함으로써 보다 정밀한 태그의 위치 좌표를 검출 한다. At this time, the control server 300 applies a moving average filter and a low pass filter to reduce noise and correct errors to detect more precise location coordinates of the tag.

그리고, 상기 검출된 상기 태그(110)의 추정 위치를 유저 인터페이스를 구성하는 맵상에 표시한다. Then, the estimated location of the detected tag 110 is displayed on a map constituting the user interface.

한편, 상기 태그(110)는 서로 이격 설치되는 제1 태그(112) 및 제2 태그(114)를 포함한다. Meanwhile, the tag 110 includes a first tag 112 and a second tag 114 that are installed spaced apart from each other.

여기서, 상기 제1 태그(112)는 상기 제2 태그(114)보다 상대적으로 전방에 위치한다. 그리고, 상기 관제 서버(300)는 상기 제1 태그(112)와 제2 태그(114)의 위치 비교를 통해 상기 무인운반차(100)의 위치 및 전후 방향을 판단한다. Here, the first tag 112 is located relatively ahead of the second tag 114. In addition, the control server 300 determines the location and front/back direction of the unmanned guided vehicle 100 by comparing the positions of the first tag 112 and the second tag 114.

더불어, 상기 관제 서버(300)는 상기 제1 태그(112)의 좌표와 제2 태그(114)의 좌표를 연결한 직선의 기울기를 통해 상기 무인운반차(100)의 방위를 판단한다. In addition, the control server 300 determines the direction of the unmanned guided vehicle 100 through the slope of a straight line connecting the coordinates of the first tag 112 and the coordinates of the second tag 114.

그리고, 상기 제1 태그(112)와 제2 태그(114)의 위치 비교를 통해 판단한 무인운반차(100)의 전후 방향과, 상기 제1 태그(112)의 좌표와 제2 태그(114)의 좌표를 연결한 직선의 기울기를 조합하여 상기 무인운반차(100)의 전방이 어느 방위를 향하고 있는지를 판단한다. In addition, the front and rear direction of the unmanned guided vehicle 100 determined by comparing the positions of the first tag 112 and the second tag 114, the coordinates of the first tag 112, and the second tag 114 By combining the slopes of the straight lines connecting the coordinates, it is determined which direction the front of the unmanned guided vehicle 100 is facing.

따라서, 상기 무인운반차(100)의 최초 가동 시 상기 무인운반차(100)의 이동을 추적 모니터링 하지 않더라도 상기 무인운반차(100)의 전후 방향을 바로 판단하는 것이 가능하다. Therefore, when the unmanned guided vehicle 100 is first operated, it is possible to immediately determine the forward and backward directions of the unmanned guided vehicle 100 even if the movement of the unmanned guided vehicle 100 is not tracked and monitored.

그리고 상기 관제 서버(300)는 상기 제1 태그(112)의 좌표와 제2 태그(114)의 추정 위치 좌표를 연결한 직선이 설정 경로와 일직선 상이 되도록 상기 무인운반차(100)의 주행을 유도한다. 즉, 상기 무인운반차(100)의 차체가 상기 설정 경로와 일직선을 유지하면서 주행하도록 유도된다. And the control server 300 guides the unmanned guided vehicle 100 to run so that the straight line connecting the coordinates of the first tag 112 and the estimated position coordinates of the second tag 114 is in line with the set path. do. That is, the body of the unmanned guided vehicle 100 is guided to run while maintaining a straight line with the set path.

따라서, 상기 무인운반차(100)의 차체 및 구동 바퀴(131, 132)에 가해지는 하중이 균일하게 분산되고, 하중의 쏠림으로 차체가 이동하여 경로를 벗어나려는 경향을 방지해 무인운반차(100)가 균형있게 안정적인 주행이 가능해진다. Therefore, the load applied to the body and driving wheels 131 and 132 of the unmanned guided vehicle 100 is uniformly distributed, and the tendency of the vehicle body to move and deviate from the path due to concentration of load is prevented, thereby preventing the unmanned guided vehicle 100 from moving off the path. ) becomes possible for balanced and stable driving.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these examples. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of the present invention.

100 : 무인운반차 110 : 태그
112 : 제1 태그 114 : 제2 태그
120 : PLC 133, 134 : 구동 바퀴
136 : 모터 콘트롤러 140 : 통신부
150 : 장애물 센서 163, 164 : 마크 센서
170 : 가이드 센서 210 : 앵커
260 : 랜드 마크 300 : 관제 서버100: Unmanned guided vehicle 110: Tag
112: first tag 114: second tag
120: PLC 133, 134: Driving wheel
136: motor controller 140: communication unit
150: obstacle sensor 163, 164: mark sensor
170: Guide sensor 210: Anchor
260: Landmark 300: Control server

Claims (5)

주행 공간에서 이동하는 무인운반차(100);
상기 무인운반차(100)에 설치되며, UWB 기반의 통신을 수행하는 태그(110);
상기 주행 공간의 벽면 측에 설치되며, 상기 태그(110)와의 UWB 통신을 통해 상기 태그(110)와의 거리를 계산하는 복수의 앵커(210); 및
상기 앵커(210)의 거리 계산 결과를 포함한 데이터의 송수신을 위한 통신 중계 시스템 및 관제를 위한 유저 인터페이스가 탑재되며, 상기 앵커(210)로부터의 데이터를 이용한 삼각측량법을 통해 상기 태그(110)의 위치를 추정하여 맵상에 표시하는 관제 서버(300)를 포함하며;
상기 태그(110)는 서로 이격 설치되는 제1 태그(112) 및 제2 태그(114)를 포함하고, 상기 관제 서버(300)는 상기 제1 태그(112)와 제2 태그(114)의 위치 비교를 통해 상기 무인운반차(100)의 위치 및 전후 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템. Unmanned guided vehicle (100) moving in a driving space;
A tag 110 installed on the unmanned guided vehicle 100 and performing UWB-based communication;
A plurality of anchors 210 installed on the wall of the driving space and calculating the distance to the tag 110 through UWB communication with the tag 110; and
A communication relay system for transmitting and receiving data including the distance calculation result of the anchor 210 and a user interface for control are installed, and the location of the tag 110 is determined through triangulation using data from the anchor 210. It includes a control server 300 that estimates and displays on the map;
The tag 110 includes a first tag 112 and a second tag 114 installed to be spaced apart from each other, and the control server 300 determines the positions of the first tag 112 and the second tag 114. A driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB, characterized in that the position and front/back direction of the unmanned guided vehicle (100) are determined through comparison. 제 1 항에 있어서,
상기 관제 서버(300)는 상기 제1 태그(112)의 좌표와 제2 태그(114)의 좌표를 연결한 직선의 기울기를 통해 상기 무인운반차(100)의 방위를 판단하는 것을 특징으로 하는 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템. According to claim 1,
The control server 300 determines the direction of the unmanned guided vehicle 100 through the slope of a straight line connecting the coordinates of the first tag 112 and the coordinates of the second tag 114. Driving control system for unmanned guided vehicles using . 제 2 항에 있어서,
상기 관제 서버(300)는 상기 제1 태그(112)의 좌표와 제2 태그(114)의 추정 위치 좌표를 연결한 직선이 설정 경로와 일직선 상이 되도록 상기 무인운반차(100)의 주행을 유도하는 것을 특징으로 하는 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템. According to claim 2,
The control server 300 guides the unmanned guided vehicle 100 to run so that the straight line connecting the coordinates of the first tag 112 and the estimated position coordinates of the second tag 114 is in line with the set path. A driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB, characterized in that: 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 태그(110) 및 상기 앵커(210) 간에는 상기 태그(110)로부터의 데이터 송신을 시작으로 세 번의 데이터 송수신이 이루어지며, 상기 송수신 시간을 이용한 ToF(Time of Flight) 방식을 통해 상기 태그(110)와 앵커(210) 사이의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템. The method according to any one of claims 1 to 3,
Between the tag 110 and the anchor 210, data is transmitted and received three times, starting with data transmission from the tag 110, and the tag 110 is transmitted through a Time of Flight (ToF) method using the transmission and reception time. ) A driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB, characterized in that it calculates the distance between the anchor 210 and the anchor 210. 제 4 항에 있어서,
상기 주행 공간의 경로 상에 설치되는 금속의 랜드 마크(260)와, 상기 무인운반차(100)에 구비되어 상기 랜드 마크(260)를 인식하는 마크 센서(163, 164)가 더 구비되며,
상기 무인운반차(100)는 상기 랜드 마크(260)가 인식되면 기 설정된 제어에 따라 저속 주행 또는 정지됨을 특징으로 하는 UWB를 이용한 무인운반차의 주행제어 시스템. According to claim 4,
A metal landmark 260 installed on the path of the driving space and mark sensors 163 and 164 provided on the unmanned guided vehicle 100 to recognize the landmark 260 are further provided,
A driving control system for an unmanned guided vehicle using UWB, wherein the unmanned guided vehicle 100 runs at a low speed or stops according to preset control when the landmark 260 is recognized.
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