KR20240106418A - Smart farm integrated management system using self-driving follower robot - Google Patents

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KR20240106418A
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이상철
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Abstract

자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템이 제공된다. 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템은 UWB(Ultra-Wideband) 모바일 앵커를 부착하고 스마트팜 내부에 설치된 고정형 앵커 또는 사용자에 부착된 태그와 통신하며 이동하는 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇, 상기 자율주행 추종 로봇에 부착된 UWB 모바일 앵커 및 스마트팜 내부에 설치된 고정형 앵커로부터 수신한 센서 데이터로부터 상기 자율주행 추종 로봇의 위치를 측정하는 측위 서버, 상기 자율주행 추종 로봇의 위치 및 정보를 출력하는 제어 인터페이스를 제공하고, 상기 제어 인터페이스를 통해 상기 자율주행 추종 로봇의 제어 명령을 제공받는 관리 서버, 및 상기 측위 서버에 의해 측정된 상기 자율주행 추종 로봇의 위치, 상기 자율주행 추종 로봇의 상태 및 상기 관리 서버로 제공된 제어 명령에 기초하여 상기 자율주행 추종 로봇의 주행을 제어하는 제어 서버를 포함한다.A smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot is provided. The smart farm integrated management system using self-driving tracking robots includes at least one self-driving tracking robot that attaches a UWB (Ultra-Wideband) mobile anchor and moves while communicating with a fixed anchor installed inside the smart farm or a tag attached to the user. A positioning server that measures the location of the self-driving tracking robot from sensor data received from the UWB mobile anchor attached to the self-driving tracking robot and the fixed anchor installed inside the smart farm, and a control that outputs the location and information of the self-driving tracking robot A management server that provides an interface and receives control commands of the self-driving tracking robot through the control interface, and the location of the self-driving tracking robot measured by the positioning server, the status of the self-driving tracking robot, and the management. It includes a control server that controls the driving of the self-driving tracking robot based on control commands provided to the server.

Description

자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템{SMART FARM INTEGRATED MANAGEMENT SYSTEM USING SELF-DRIVING FOLLOWER ROBOT}Smart farm integrated management system using self-driving following robot {SMART FARM INTEGRATED MANAGEMENT SYSTEM USING SELF-DRIVING FOLLOWER ROBOT}

본 발명은 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 UWB(Ultra-wideband) 센서를 이용하여 스마트팜 내부의 위치를 측정하고 단독 또는 다른 UWB 태그를 추종하여 이동할 수 있는 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot. More specifically, it uses a UWB (Ultra-wideband) sensor to measure the location inside the smart farm and move it alone or by following another UWB tag. This is about a smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot.

최근 자율주행 로봇이 다양한 산업 현장에서 물품의 이송 등의 목적을 위하여 사용되고 있으며, 이들은 주행 및 동작을 위한 각각의 센서를 구비하여 사용자의 적극적인 개입 없이 자율적으로 주행 및 동작을 수행할 수 있다. 정보기술을 접목하여 지능화된 농장인 스마트팜(smart farm)에도 이러한 자율주행 로봇이 적극적으로 도입되고 있다.Recently, self-driving robots have been used in various industrial fields for purposes such as transporting goods, and they are equipped with individual sensors for driving and movement, so they can drive and move autonomously without active intervention from the user. These self-driving robots are also being actively introduced into smart farms, which are intelligent farms that incorporate information technology.

특히 초광대역(UWB, Ultra-wideband) 기술은 고주파수에서 전파를 통해 작동하는 단거리 무선 통신 프로토콜로, 매우 정밀한 공간 인식과 방향성을 특징으로 한다.In particular, ultra-wideband (UWB) technology is a short-range wireless communication protocol that operates through radio waves at high frequencies and is characterized by very precise spatial recognition and directionality.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 UWB(Ultra-wideband) 센서를 이용하여 스마트팜 내부의 위치를 측정하고 단독 또는 다른 UWB 태그를 추종하여 이동할 수 있는 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem that the present invention aims to solve is to measure the location inside the smart farm using a UWB (Ultra-wideband) sensor and to provide an integrated smart farm management system using a self-driving tracking robot that can move alone or by following other UWB tags. It is provided.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템은 UWB(Ultra-Wideband) 모바일 앵커를 부착하고 스마트팜 내부에 설치된 고정형 앵커 또는 사용자에 부착된 태그와 통신하며 이동하는 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇, 상기 자율주행 추종 로봇에 부착된 UWB 모바일 앵커 및 스마트팜 내부에 설치된 고정형 앵커로부터 수신한 센서 데이터로부터 상기 자율주행 추종 로봇의 위치를 측정하는 측위 서버, 상기 자율주행 추종 로봇의 위치 및 정보를 출력하는 제어 인터페이스를 제공하고, 상기 제어 인터페이스를 통해 상기 자율주행 추종 로봇의 제어 명령을 제공받는 관리 서버, 및 상기 측위 서버에 의해 측정된 상기 자율주행 추종 로봇의 위치, 상기 자율주행 추종 로봇의 상태 및 상기 관리 서버로 제공된 제어 명령에 기초하여 상기 자율주행 추종 로봇의 주행을 제어하는 제어 서버를 포함한다.The smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot according to an embodiment of the present invention to solve the above-described technical problems is equipped with a UWB (Ultra-Wideband) mobile anchor and a fixed anchor installed inside the smart farm or attached to the user. Positioning measures the position of the autonomous driving tracking robot from sensor data received from at least one autonomous driving tracking robot that moves while communicating with a tag, a UWB mobile anchor attached to the autonomous driving tracking robot, and a fixed anchor installed inside a smart farm. A server, a management server that provides a control interface for outputting the location and information of the self-driving tracking robot, a management server that receives control commands of the self-driving tracking robot through the control interface, and the autonomous driving measured by the positioning server It includes a control server that controls the driving of the autonomous tracking robot based on the location of the tracking robot, the state of the autonomous tracking robot, and a control command provided to the management server.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어 서버는, 상기 스마트팜 내부의 작업 공간 정보를 저장하되, 상기 작업 공간 정보는 작업 공간의 번호 및 평면도 형상에 관한 메타데이터를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇은 상기 작업 공간의 번호가 할당되어 작업 공간이 지정될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the control server stores workspace information within the smart farm, wherein the workspace information includes metadata about the number and floor plan shape of the workspace, and the at least one autonomous The driving tracking robot may be assigned a work space number and be assigned a work space.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어 인터페이스는, 상기 평면도 형상에 관한 메타데이터에 따라 출력된 스마트팜 작업 공간 내에서 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇의 위치를 실시간으로 갱신하여 출력할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the control interface may update and output the position of the at least one self-driving tracking robot in real time within the output smart farm workspace according to metadata about the shape of the floor plan.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어 서버는, 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇과 상기 사용자에 부착된 태그와의 상대 좌표를 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇이 상기 사용자에 부착된 태그를 추종하도록 제어할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the control server uses relative coordinates between the at least one self-driving tracking robot and the tag attached to the user to attach the at least one self-driving tracking robot to the user. It can be controlled to follow .

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 관리 서버는 상기 제어 인터페이스를 통해 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇의 호출 명령 또는 상기 사용자에 부착된 태그에 대한 추종 명령을 제공받고, 상기 제어 서버는 상기 호출 명령 및 상기 추종 명령에 따라 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇을 제어할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the management server receives a call command for the at least one self-driving tracking robot or a follow command for a tag attached to the user through the control interface, and the control server receives the call command. And the at least one self-driving tracking robot can be controlled according to the tracking command.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예에 따른 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템은 UWB 센서를 통해 얻어진 정확한 위치 측정 결과에 기반하여 자율주행 추종 로봇의 동작을 제어할 수 있다.The smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot according to an embodiment of the present invention can control the operation of the self-driving tracking robot based on accurate position measurement results obtained through a UWB sensor.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템에서 자율주행 추종 로봇의 동작의 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템에서 제어 서버 및 관리 서버의 동작을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a diagram illustrating a smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the operation of a self-driving tracking robot in a smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining the operation of the control server and management server in the smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot according to an embodiment of the present invention.

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 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. One component is said to be “connected to” or “coupled to” another component when it is directly connected or coupled to another component or with an intervening other component. Includes all cases. On the other hand, when one component is referred to as “directly connected to” or “directly coupled to” another component, it indicates that there is no intervening other component. “And/or” includes each and every combination of one or more of the mentioned items.

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 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements. or does not rule out addition.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a diagram illustrating a smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템은, 적어도 하나 이상의 자율주행 추종로봇(101-1~101-n), 제어 서버(110), 측위 서버(120) 및 관리 서버(130) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot according to an embodiment of the present invention includes at least one self-driving tracking robot (101-1 to 101-n), a control server 110, and positioning. It may include a server 120 and a management server 130.

적어도 하나 이상의 자율주행 추종로봇(101-1~101-n)은 UWB 모바일 앵커를 부착하고 스마트팜 내부에 설치된 고정형 앵커(10) 또는 사용자에 부착된 태그(20)와 통신하며 이동할 수 있다.At least one autonomous follower robot (101-1 to 101-n) can attach a UWB mobile anchor and move while communicating with the fixed anchor (10) installed inside the smart farm or the tag (20) attached to the user.

구체적으로, 자율주행 추종로봇(101-1)은 스마트팜 내부에서 이동하기 위한 구동부, 스마트팜 운영에 필요한 화물을 적재하기 위한 적재부, 고정형 앵커(10), 태그(20) 및 게이트웨이(140)와 통신하기 위한 통신부 및 각 구성을 제어하기 위한 제어부 등을 포함할 수 있다.Specifically, the self-driving follower robot (101-1) includes a driving unit for moving within the smart farm, a loading unit for loading cargo required for smart farm operation, a fixed anchor (10), a tag (20), and a gateway (140). It may include a communication unit for communicating with and a control unit for controlling each configuration.

자율주행 추종로봇(101-1)은 예를 들어, TDoA(Time Difference of Arrival)을 이용하여 둘 이상의 앵커(10) 사이의 UWB 전파의 도달 시간 차이를 이용하여 거리를 측정할 수 있다. 또는, 자율주행 추종로봇(101-1)은 TWR(Two Way Ranging)을 이용하여 하나의 앵커(10) 또는 태그(20)와 1:1 통신을 수행할 수 있다. 이를 위하여 자율주행 추종로봇(101-1)에는 UWB 전파를 송수신하기 위한 UWB 모바일 앵커가 구비될 수 있다. 또한 자율주행 추종로봇(101-1)은 LOS(Line-of-Sight)와 NLOS(Non-Line-of-Sight) 신호를 구분하여 측위 서버(130) 또는 게이트웨이(140)에 전송할 수 있다.For example, the autonomous tracking robot 101-1 may measure the distance using the difference in arrival time of UWB radio waves between two or more anchors 10 using Time Difference of Arrival (TDoA). Alternatively, the autonomous tracking robot 101-1 may perform 1:1 communication with one anchor 10 or tag 20 using Two Way Ranging (TWR). To this end, the autonomous follower robot 101-1 may be equipped with a UWB mobile anchor for transmitting and receiving UWB radio waves. Additionally, the autonomous tracking robot 101-1 can distinguish between Line-of-Sight (LOS) and Non-Line-of-Sight (NLOS) signals and transmit them to the positioning server 130 or gateway 140.

자율주행 추종 로봇(101-1)은 제어 서버(110)로부터 제공받은 제공 명령에 따라 동작할 수 있다. 자율주행 추종 로봇(101-1)은 제어 서버(110)로부터 이동 경로를 제공받고, 이에 따라 스마트팜 내부를 이동할 수 있다. 자율주행 추종 로봇(101-1)은 제어 서버(110)로부터 스마트팜 내부의 작업 공간이 지정되어 해당 작업 공간에 제한하여 이동할 수도 있다. 또한 자율주행 추종 로봇(101-1)은 제어 서버(110)로부터 작업대로 배차 명령을 제공받아 하우스(300)로 내부로 이동할 수 있으며, 출차 명령을 제공받아 선별장(200)으로 이동할 수 있다.The self-driving tracking robot 101-1 may operate according to commands received from the control server 110. The self-driving tracking robot 101-1 receives a movement path from the control server 110 and can move within the smart farm accordingly. The self-driving tracking robot 101-1 may be limited to a workspace within the smart farm designated by the control server 110 and may move within the workspace. In addition, the self-driving tracking robot 101-1 can receive a dispatch command from the control server 110 to the workbench and move inside to the house 300, and can move to the sorting area 200 by receiving an exit command.

자율주행 추종 로봇(101-1)은 스마트팜 내부의 작업자에 부착된 태그(20)를 추종하여 이동할 수 있다. 즉, 작업자가 스마트팜 내부의 작업대에서 농산물을 수확하면, 자율주행 추종 로봇(101-1)은 해당 작업자의 태그(20)를 인식하여 작업자를 추종 이동할 수 있다. 한편, 자율주행 추종 로봇(101-1)의 미리 지정된 무게로 화물이 적재되면, 자율주행 추종 로봇(101-1)은 화물을 하역하도록 태그(20)의 추종을 중단하고 자동으로 선별장으로 향할 수 있다.The self-driving tracking robot 101-1 can move by following the tag 20 attached to the worker inside the smart farm. That is, when a worker harvests agricultural products at a workbench inside a smart farm, the self-driving tracking robot 101-1 can recognize the worker's tag 20 and follow the worker. On the other hand, when cargo is loaded with a predetermined weight of the autonomous driving tracking robot (101-1), the autonomous driving tracking robot (101-1) can stop following the tag 20 and automatically head to the sorting area to unload the cargo. there is.

측위 서버(120)는 자율주행 추종 로봇(101-1)에 구비된 UWB 스마트 앵커가 고정형 앵커(10) 또는 태그(20)의 통신하여 제공한 센서 데이터에 따라 자율주행 추종 로봇(101-1)의 스마트팜 내부의 위치를 측정할 수 있다. 측위 서버(120)는 자율주행 추종 로봇(101-1)의 위치를 지속적으로 측정하고, 그 결과인 좌표 정보를 제어 서버(110)에 전송할 수 있다. 이와 함께, 측위 서버(120)는 스마트팜 내부의 작업자의 태그(20)와 고정형 앵커(10)와의 통신 결과를 이용하여 태그(20)의 위치 또한 측정할 수 있다. 측위 서버(120)로부터 제공된 위치 정보는 예를 들어, 스마트팜 내부에서 2차원 좌표 형태를 가질 수 있다.The positioning server 120 connects the autonomous driving tracking robot 101-1 according to sensor data provided by the UWB smart anchor provided in the autonomous driving tracking robot 101-1 through communication from the fixed anchor 10 or the tag 20. The location inside the smart farm can be measured. The positioning server 120 may continuously measure the position of the autonomous tracking robot 101-1 and transmit the resulting coordinate information to the control server 110. In addition, the positioning server 120 can also measure the location of the tag 20 using the result of communication between the worker's tag 20 and the fixed anchor 10 within the smart farm. For example, the location information provided from the positioning server 120 may have the form of two-dimensional coordinates within a smart farm.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 측위 서버(120)는 딥 러닝(deep learning), 특히 UWB NLOS/LOS의 구분을 위한 전이학습을 이용하여 자율주행 추종로봇(101-1)의 위치를 측정할 수 있으며, 이를 통해 위치 정보 측정의 정확도가 향상될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the positioning server 120 can measure the position of the autonomous tracking robot 101-1 using deep learning, especially transfer learning for distinction between UWB NLOS/LOS. Through this, the accuracy of location information measurement can be improved.

관리 서버(120)는 자율주행 추종 로봇(101-1)의 위치 및 정보를 출력하는 제어 인터페이스를 생성하여 관리자에 제공할 수 있다. 관리 서버(120)는 제어 인터페이스를 통해 관리자로부터 자율주행 추종 로봇(101-1)의 제어 명령을 제공받을 수 있다. 상기 제어 명령은 예를 들어 자율주행 추종 로봇(101-1)을 선별장 또는 스마트팜 내부의 특정 장소로 호출하는 명령이거나, 특정한 사용자의 태그(20)를 추종하게 하는 명령일 수 있다.The management server 120 may create a control interface that outputs the location and information of the self-driving tracking robot 101-1 and provide the control interface to the manager. The management server 120 may receive control commands for the autonomous driving tracking robot 101-1 from the administrator through a control interface. For example, the control command may be a command to call the self-driving tracking robot 101-1 to a specific place inside a sorting area or smart farm, or it may be a command to follow a specific user's tag 20.

제어 인터페이스는 예를 들어 자율주행 추종 로봇(101-1)의 스마트팜 내부의 실시간 위치, 이동 경로 등을 표시할 수 있다. 또한 상기 제어 인터페이스는 자율주행 추종 로봇(101-1)의 상태, 작업량을 출력하고, 이에 따른 제어 명령을 수신하여 제어 서버(110)로 제공할 수 있다.For example, the control interface can display the real-time location and movement path of the autonomous tracking robot 101-1 inside the smart farm. Additionally, the control interface can output the status and workload of the self-driving tracking robot 101-1, receive control commands accordingly, and provide them to the control server 110.

제어 서버(110)는 측위 서버(130)로부터 측정된 자율주행 추종 로봇(101-1)의 위치, 자율주행 추종 로봇(101-1)의 현재 상태 및 관리 서버(120)를 통해 제공받은 제어 명령에 기초하여 자율주행 추종 로봇(101-1)의 주행을 제어할 수 있다.The control server 110 provides the location of the self-driving tracking robot 101-1 measured from the positioning server 130, the current state of the self-driving tracking robot 101-1, and the control command provided through the management server 120. Based on this, the driving of the autonomous tracking robot 101-1 can be controlled.

제어 서버(110)에 의해 제어되는 자율주행 추종 로봇(101-1)의 동작과 관련하여 도 2를 이용하여 설명한다.The operation of the self-driving tracking robot 101-1 controlled by the control server 110 will be described using FIG. 2.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템에서 자율주행 추종 로봇의 동작의 예시를 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a diagram illustrating an example of the operation of a self-driving tracking robot in a smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 자율주행 추종 로봇(101)이 선별장(200)과 하우스(300) 사이를 이동하는 설정된 이동 경로(160)에 따라 이동하는 것이 도시된다. 이러한 이동 경로(160)는 사용자의 설정에 따라 동일한 왕복 경로를 사용하는 원웨이(one-way) 방식과 왕복 시 구분된 경로를 사용하는 투웨이(two-way) 방식을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the self-driving tracking robot 101 is shown moving along a set movement path 160 between the sorting area 200 and the house 300. This movement path 160 may include a one-way method that uses the same round-trip path and a two-way method that uses separate paths during the round trip, depending on the user's settings.

자율주행 추종 로봇(101)은 복수의 고정형 앵커(10-1, 10-2) 사이에서 UWB 통신을 통해 센서 데이터를 획득하고, 그 결과를 게이트웨이(140)를 통해 측위 서버(120)로 전송할 수 있다. 예를 들어 자율주행 추종 로봇(101)에 부착된 UWB 모바일 앵커는 고정형 앵커(10-1)와 통신 결과를 이용하여 측정된 거리(a)와 고정형 앵커(10-2)와 통신 결과를 이용하여 측정된 거리(b)를 게이트웨이(140)를 통해 측위 서버(120)로 전송할 수 있다. 측위 서버(120)는 자율주행 추종 로봇(101)으로부터 제공된 센서 데이터를 이용하여 자율주행 추종 로봇(101)의 스마트팜 내부의 위치에 관한 좌표 정보를 얻을 수 있다.The autonomous driving tracking robot 101 can acquire sensor data through UWB communication between a plurality of fixed anchors 10-1 and 10-2, and transmit the results to the positioning server 120 through the gateway 140. there is. For example, the UWB mobile anchor attached to the autonomous tracking robot 101 uses the distance (a) measured using the communication result with the fixed anchor (10-1) and the communication result with the fixed anchor (10-2). The measured distance (b) can be transmitted to the positioning server 120 through the gateway 140. The positioning server 120 can obtain coordinate information about the location of the autonomous driving tracking robot 101 inside the smart farm using sensor data provided from the autonomous driving tracking robot 101.

자율주행 추종 로봇(101)은 하우스(300)의 작업자에 부착된 태그(20)를 추종하도록 제어 서버(110)로부터 제어 명령을 제공받을 수 있다. 이 경우 자율주행 추종 로봇(101)은 태그(20)와 UWB 통신한 결과를 측위 서버(120)에 제공하고, 측위 서버(120)는 이를 통해 측정된 태그(20)와 자율주행 추종 로봇(101) 사이의 상대적 거리를 이용하여 자율주행 추종 로봇(101)의 이동을 제어할 수 있다.The autonomous driving tracking robot 101 may receive control commands from the control server 110 to follow the tag 20 attached to the worker of the house 300. In this case, the autonomous driving tracking robot 101 provides the results of UWB communication with the tag 20 to the positioning server 120, and the positioning server 120 provides the tag 20 and the autonomous driving tracking robot 101 measured through this. ) The movement of the autonomous tracking robot 101 can be controlled using the relative distance between them.

한편, 제어 서버(110)는 하나의 자율주행 추종 로봇(101)이 스마트팜 내부에서 이동하는 다른 자율주행 추종 로봇과 근접하는 경우, 작업 공간의 메타데이터에 따라 산출된 주변 공간의 상황, 인접한 자율주행 추종 로봇의 대 수 및 경로 상의 목표 지점까지의 거리에 기초하여 자율주행 추종 로봇(101)의 동작을 제어할 수 있다.Meanwhile, when one self-driving tracking robot 101 is close to another self-driving tracking robot moving inside a smart farm, the control server 110 monitors the situation of the surrounding space calculated according to the metadata of the work space and the adjacent autonomous robot. The operation of the autonomous driving tracking robot 101 can be controlled based on the number of driving tracking robots and the distance to the target point on the path.

또한, 도 2는 관리 서버(130)에 의해 생성된 제어 인터페이스의 일부와 유사할 수 있다. 즉, 관리 서버(130)는 작업 공간의 평면도 형상에 관한 메타데이터를 이용하여 도 2와 같이 자율주행 추종 로봇(101)의 실시간 위치가 출력되도록 제어 인터페이스를 생성하여 사용자에게 출력할 수 있다. 한편, 자율주행 로봇(101)은 제어 서버(110)에 의해 하우스(300) 내부의 특정 영역(301)에 대해서는 진입하지 않도록 설정될 수 있다.2 may also be similar to a portion of a control interface created by management server 130. That is, the management server 130 can use metadata about the floor plan shape of the work space to create a control interface to output the real-time location of the self-driving tracking robot 101 as shown in FIG. 2 and output it to the user. Meanwhile, the self-driving robot 101 may be set by the control server 110 not to enter a specific area 301 inside the house 300.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템에서 제어 서버 및 관리 서버의 동작을 설명하기 위한 도면이다.Figure 3 is a diagram for explaining the operation of the control server and management server in the smart farm integrated management system using a self-driving tracking robot according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 3을 참조하면, 제어 서버(110)는 자율주행 추종 로봇(101-1)의 동작 제어를 위한 복수의 데이터베이스(150)를 관리할 수 있다. 이러한 데이터베이스(150)에는 자율주행 로봇 정보(151), 작업 공간 정보(152), 자율주행 로봇 위치 정보(153), 회원 정보(154), 경로 정보(155), 사용자용 태그 정보, 사용자용 태그의 위치 정보(157) 및 고정형 앵커 정보(158)가 포함될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 3, the control server 110 may manage a plurality of databases 150 for controlling the operation of the self-driving tracking robot 101-1. This database 150 includes self-driving robot information 151, work space information 152, self-driving robot location information 153, member information 154, route information 155, user tag information, and user tag. Location information 157 and fixed anchor information 158 may be included.

자율주행 로봇 정보(151)는 예를 들어 자율주행 로봇의 일련번호, 이동하도록 설정된 공간번호, 모델명, 작동 상태, 하나 이상의 모바일 앵커의 정보, 추종 태그 번호 및 이동 경로 번호를 포함할 수 있다. 제어 서버(110)는 사용자로부터 제공된 제어 명령에 기초하여 자율주행 로봇 정보(151)에서 공간번호, 추종 태그 번호 및 이동 경로 번호를 설정할 수 있다.The self-driving robot information 151 may include, for example, the serial number of the self-driving robot, a space number set to move, a model name, an operating state, information on one or more mobile anchors, a tracking tag number, and a movement path number. The control server 110 may set the space number, tracking tag number, and movement path number in the self-driving robot information 151 based on the control command provided by the user.

작업 공간 정보(152)는 하우스(300) 내부 등이 구획된 공간의 번호, 공간 이름, 작업 공간의 평면도 형상에 따른 가로 폭 및 세로 폭 길이 정보 등과 관련된 메타데이터를 포함할 수 있다. 관리 서버(130)는 작업 공간 정보(152)에 포함된 평면도 형상, 즉 작업 공간의 이미지 소스를 이용하여 자율주행 로봇(101-1)의 현재 위치를 도시하는 제어 인터페이스를 구성할 수 있다.The work space information 152 may include metadata related to the space number, space name, and horizontal and vertical width information according to the floor plan shape of the work space, etc., inside the house 300. The management server 130 may configure a control interface showing the current location of the self-driving robot 101-1 using the floor plan shape included in the work space information 152, that is, the image source of the work space.

자율주행 로봇 위치 정보(153)는 위치 정보의 일련 번호, 해당 로봇의 일련번호, 자율주행 로봇(101-1)이 위치한 구역 번호, 위치의 스마트팜 내부에서의 X 및 Y 좌표 정보, 로봇의 현재 상태 및 기록 시간 등을 포함할 수 있다.Self-driving robot location information 153 includes the serial number of the location information, the serial number of the robot, the zone number where the self-driving robot (101-1) is located, the X and Y coordinate information within the smart farm of the location, and the current status of the robot. It may include status and recording time.

회원 정보(154)는 관리 서버(130)에 의해 생성된 제어 인터페이스에 접속하기 위한 회원 정보에 관한 것일 수 있으며, 회원의 개인 정보, 아이디 및 비밀번호에 관한 정보를 포함할 수 있다.The member information 154 may be related to member information for accessing the control interface created by the management server 130, and may include information about the member's personal information, ID, and password.

경로 정보(155)는 자율주행 로봇(101-1)이 이동하도록 설정된 경로에 관한 정보일 수 있으며, 경로를 구분하기 위한 경로의 일련번호, 이름, 경로의 작업장의 평면도 상에서의 X 및 Y 좌표, 경로가 위치하는 공간의 번호 등을 포함할 수 있다.The route information 155 may be information about the route set for the self-driving robot 101-1 to move, including the serial number and name of the route to distinguish the route, the X and Y coordinates on the floor plan of the workplace of the route, It may include the number of the space where the path is located.

한편, 본 발명의 실시예에서, 제어 서버(110)는 경로 정보 생성을 위해 자율주행 로봇(101-1)과 고정형 앵커(10) 사이의 최초 통신 결과를 이용할 수 있다. 즉, 제어 서버(110)는 스마트 팜 내부를 자율주행 로봇(101-1)이 최초 주행하여 센서 데이터를 얻고, 그 값을 저장하였다가 자율주행 로봇(101-1)이 해당 경로에 따라 이동할 때 얻어지는 센서 데이터가 저장된 값과 일치하는지 여부를 이용하여 자율주행 로봇(101-1)이 올바른 경로를 따라 이동하고 있는지를 판단할 수 있다.Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the control server 110 may use the initial communication result between the self-driving robot 101-1 and the fixed anchor 10 to generate route information. That is, the control server 110 obtains sensor data when the autonomous robot 101-1 first runs inside the smart farm, stores the value, and then when the autonomous robot 101-1 moves along the path. It can be determined whether the self-driving robot 101-1 is moving along the correct path using whether the obtained sensor data matches the stored value.

사용자용 태그 정보(156)는 사용자에 부착된 태그(20)의 일련 번호, 해당 사용자가 작업하는 공간의 번호, 사용자용 태그(20)의 아이디 또는 상태를 포함할 수 있다. 자율주행 로봇 정보(151)에 포함되는 추종 태그 번호는 태그 정보(156)에 포함된 태그(20)의 일련 번호에 따라 설정될 수 있다.The user tag information 156 may include the serial number of the tag 20 attached to the user, the number of the space where the user works, and the ID or status of the user tag 20. The tracking tag number included in the self-driving robot information 151 may be set according to the serial number of the tag 20 included in the tag information 156.

사용자용 태그의 위치 정보(157)는 사용자에 부착된 태그(20)의 일련 번호, 태그(20)의 작업장의 평면도 상에서의 X 및 Y 좌표, 상태 정보 및 기록 시간 등을 포함할 수 있다. 자율주행 로봇(101-1)은 사용자용 태그의 위치 정보(157)에서 설정된 상태 정보가 유효 상태일 때만 해당 태그를 추종하도록 설정될 수 있다.The location information 157 of the user tag may include the serial number of the tag 20 attached to the user, the X and Y coordinates of the tag 20 on the floor plan of the workplace, status information, and recording time. The self-driving robot 101-1 may be set to follow the corresponding tag only when the status information set in the location information 157 of the user tag is valid.

마지막으로 고정형 앵커 정보(158)는 고정형 앵커의 일련 번호, 고정형 태그가 위치한 공간 번호, 고정형 앵커의 상태, 설치 위치의 좌표 정보 등을 포함할 수 있다. 제어 서버(110)는 고정형 앵커의 위치 정보를 이용하여 자율주행 로봇(101-1) 및 사용자용 태그(20)의 위치를 측정할 수 있으며, 구체적으로 둘 이상의 고정형 앵커(10-1, 10-2)의 스마트팜 내부의 위치 좌표와 UWB 통신으로 얻어진 센서 데이터를 이용하여 자율주행 로봇(101-1) 및 사용자용 태그(20)의 위치를 측정할 수 있다.Lastly, the fixed anchor information 158 may include the serial number of the fixed anchor, the space number where the fixed tag is located, the status of the fixed anchor, and coordinate information of the installation location. The control server 110 can measure the positions of the self-driving robot 101-1 and the user tag 20 using the location information of the fixed anchors, and specifically, two or more fixed anchors 10-1, 10- The positions of the self-driving robot 101-1 and the user tag 20 can be measured using the location coordinates inside the smart farm in 2) and sensor data obtained through UWB communication.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

100: 시스템 110: 제어 서버
120: 측위 허버 130: 관리 서버
150: 게이트웨이100: System 110: Control Server
120: Positioning hub 130: Management server
150: gateway

Claims (5)

UWB(Ultra-Wideband) 모바일 앵커를 부착하고 스마트팜 내부에 설치된 고정형 앵커 또는 사용자에 부착된 태그와 통신하며 이동하는 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇;
상기 자율주행 추종 로봇에 부착된 UWB 모바일 앵커 및 스마트팜 내부에 설치된 고정형 앵커로부터 수신한 센서 데이터로부터 상기 자율주행 추종 로봇의 위치를 측정하는 측위 서버;
상기 자율주행 추종 로봇의 위치 및 정보를 출력하는 제어 인터페이스를 제공하고, 상기 제어 인터페이스를 통해 상기 자율주행 추종 로봇의 제어 명령을 제공받는 관리 서버; 및
상기 측위 서버에 의해 측정된 상기 자율주행 추종 로봇의 위치, 상기 자율주행 추종 로봇의 상태 및 상기 관리 서버로 제공된 제어 명령에 기초하여 상기 자율주행 추종 로봇의 주행을 제어하는 제어 서버를 포함하는,
자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템.At least one self-driving tracking robot that attaches a UWB (Ultra-Wideband) mobile anchor and moves while communicating with a fixed anchor installed inside a smart farm or a tag attached to a user;
A positioning server that measures the position of the autonomous driving tracking robot from sensor data received from a UWB mobile anchor attached to the autonomous driving tracking robot and a fixed anchor installed inside the smart farm;
a management server that provides a control interface that outputs the location and information of the autonomous driving tracking robot, and receives control commands of the autonomous driving tracking robot through the control interface; and
Comprising a control server that controls the driving of the self-driving tracking robot based on the position of the self-driving tracking robot measured by the positioning server, the state of the self-driving tracking robot, and a control command provided to the management server,
Smart farm integrated management system using self-driving tracking robots. 제 1 항에 있어서,
상기 제어 서버는, 상기 스마트팜 내부의 작업 공간 정보를 저장하되,
상기 작업 공간 정보는 작업 공간의 번호 및 평면도 형상에 관한 메타데이터를 포함하고,
상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇은 상기 작업 공간의 번호가 할당되어 작업 공간이 지정되는,
자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템.According to claim 1,
The control server stores workspace information within the smart farm,
The work space information includes metadata about the number and floor plan shape of the work space,
The at least one self-driving tracking robot is assigned a work space number and is assigned a work space,
Smart farm integrated management system using self-driving tracking robots. 제 2항에 있어서,
상기 제어 인터페이스는,
상기 평면도 형상에 관한 메타데이터에 따라 출력된 스마트팜 작업 공간 내에서 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇의 위치를 실시간으로 갱신하여 출력하는,
자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템.According to clause 2,
The control interface is,
Updating and outputting in real time the position of the at least one self-driving tracking robot within the smart farm workspace output according to the metadata regarding the shape of the floor plan,
Smart farm integrated management system using self-driving tracking robots. 제 1항에 있어서,
상기 제어 서버는,
상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇과 상기 사용자에 부착된 태그와의 상대 좌표를 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇이 상기 사용자에 부착된 태그를 추종하도록 제어하는,
자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템.According to clause 1,
The control server is,
Controlling the at least one self-driving tracking robot to follow a tag attached to the user using relative coordinates between the at least one self-driving tracking robot and the tag attached to the user,
Smart farm integrated management system using self-driving tracking robots. 제 1항에 있어서,
상기 관리 서버는 상기 제어 인터페이스를 통해 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇의 호출 명령 또는 상기 사용자에 부착된 태그에 대한 추종 명령을 제공받고,
상기 제어 서버는 상기 호출 명령 및 상기 추종 명령에 따라 상기 적어도 하나 이상의 자율주행 추종 로봇을 제어하는,
자율주행 추종 로봇을 이용한 스마트팜 통합 관리 시스템.
According to clause 1,
The management server receives a command to call the at least one self-driving tracking robot or a command to follow a tag attached to the user through the control interface,
The control server controls the at least one autonomous follower robot according to the call command and the follow command,
Smart farm integrated management system using self-driving tracking robots.
KR1020220189246A 2022-12-29 Smart farm integrated management system using self-driving follower robot KR20240106418A (en)

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