WO2024075959A1 - 로봇, 서버 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예에 따라, 서버와 통신하는 로봇의 제어 방법은, 복수개의 영역으로 구성된 맵을 주행하는 단계와, 임의의 영역에 진입하기 전, 상기 서버에게 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 상기 임의의 영역에서 이동할 차선 정보에 대한 요청을 전송하는 단계와, 그리고 상기 서버로부터, 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 수신하는 단계를 포함한다.

Description

로봇, 서버 및 그 제어 방법

본 발명은 로봇(robot)에 관한 것이다. 특히, 클라우드 환경에서, 복수개의 로봇이 주행하는 경로의 기초가 되는 맵(map)을 실시간으로 변경하는 알고리즘에 대한 것이다.

코로나 (COVID-19) 팬더믹 (pandemic) 등의 영향으로 다양한 환경에서 사람 대신 로봇(robot)으로 대체하는 사업장이 증가하고 있다.

예를 들어, 로봇의 본체 뒤에 대량의 물건을 적재해 목적지로 운반하는데 특화된 물류 로봇 등이 사용되고 있다. 그리고, 정해진 동선을 따라 이동하는 무인운반차(AGV, Automated Guided Vehicle) 및 스스로 경로를 찾아 이동하는 자율주행로봇(AMR, Autonomous Mobile Robot) 등에 대한 연구가 지속적으로 이루어 지고 있는 실정이다.

다만, 종래 기술에 의하면, 물류센터에서 로봇이 정해진 동선을 따라 이동하도록 설계되어 있는데, 통상적으로 2개의 차선을 통해 로봇이 물류센서를 이동하도록 한다.

그러나, 물류센터에는 적재된 짐들이 많이 존재하기 때문에, 로봇이 언제나 2개의 차선으로 이동하도록 설계할 경우, 예상치 못하게 로봇이 적재된 짐과 충돌하는 사고가 발생할 수 있고, 로봇의 목적지 도달 시간이 지연되는 문제점이 존재한다.

본 발명은, 전술한 문제점들을 해결하고자 하며, 물류센터의 좁은 공간(예를 들어, 2대의 로봇이 교행할 수 있는 공간 등)에서, 특정 영역에 한해 로봇이 2대 이상 교행하는 경우에 사용한 맵과 로봇이 1대만 주행할 때의 맵을 나눠서 관리하고, 상황에 따라 다이나믹(dynamic)하게 또는 적응적으로(adaptive) 전술한 맵 중 특정 맵을 교차 사용하는 알고리즘을 제안한다.

물론, 당업자는 당해 명세서 전체를 참조하여 또 다른 실시예를 구현하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.

본 발명의 일실시예에 의한 서버의 제어 방법은, 적어도 하나의 로봇이 이동할 수 있는 맵을 생성하는 단계와, 상기 생성된 맵을 적어도 하나 이상의 영역으로 식별하는 단계와, 상기 적어도 하나의 로봇으로부터 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 상기 적어도 하나의 로봇이 이동할 차선 정보에 대한 요청을 수신하는 단계와, 그리고 상기 요청을 전송한 로봇에게, 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 전송하는 단계를 포함한다.

상기 제어 방법은, 예를 들어, 상기 맵을 이용하는 모든 로봇으로부터 위치 정보 및 목적지 정보를 수신하는 단계를 더 포함한다.

상기 제어 방법은, 예를 들어, 상기 수신된 위치 정보 및 목적지 정보에 기초하여, 상기 요청을 전송한 로봇이 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 여부 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 결정하는 단계를 더 포함한다.

상기 제어 방법은, 상기 요청을 전송한 로봇이 상기 임의의 영역에서 혼자 주행할 것으로 판단된 경우, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성하는 단계를 더 포함한다.

상기 제어 방법은, 상기 임의의 영역에서, 상기 요청을 전송한 로봇 이외에 다른 로봇도 함께 주행할 것으로 판단된 경우, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일실시예에 의한 서버는, 적어도 하나의 로봇이 이동할 수 있는 맵을 생성하고, 상기 생성된 맵을 적어도 하나 이상의 영역으로 식별하는 컨트롤러와, 그리고 상기 적어도 하나의 로봇으로부터 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 상기 적어도 하나의 로봇이 이동할 차선 정보에 대한 요청을 수신하고, 상기 요청을 전송한 로봇에게, 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 전송하는 네트워크 인터페이스를 포함한다.

상기 네트워크 인터페이스는, 예를 들어, 상기 맵을 이용하는 모든 로봇으로부터 위치 정보 및 목적지 정보를 수신한다.

상기 컨트롤러는, 예를 들어, 상기 수신된 위치 정보 및 목적지 정보에 기초하여, 상기 요청을 전송한 로봇이 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 여부 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 결정한다.

상기 컨트롤러는, 예를 들어, 상기 요청을 전송한 로봇이 상기 임의의 영역에서 혼자 주행할 것으로 판단된 경우, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성한다.

상기 컨트롤러는, 예를 들어, 상기 임의의 영역에서, 상기 요청을 전송한 로봇 이외에 다른 로봇도 함께 주행할 것으로 판단된 경우, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성한다.

본 발명의 일실시예에 의한 서버와 통신하는 로봇의 제어 방법은, 복수개의 영역으로 구성된 맵을 주행하는 단계와, 임의의 영역에 진입하기 전, 상기 서버에게 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 상기 임의의 영역에서 이동할 차선 정보에 대한 요청을 전송하는 단계와, 그리고 상기 서버로부터, 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 수신하는 단계를 포함한다.

상기 제어 방법은, 상기 맵내 현재의 위치 정보 및 목적지 정보를 상기 서버로 전송하는 단계를 더 포함한다.

상기 제어 방법은, 상기 임의의 영역의 상태에 따라, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 주행하는 단계를 더 포함한다.

상기 제어 방법은, 상기 임의의 영역의 상태에 따라, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 주행하는 단계를 더 포함한다.

상기 임의의 영역의 상태는, 예를 들어 상기 임의의 영역에서 동시에 주행 또는 정차할 로봇의 개수에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의한 서버와 통신하는 로봇은, 복수개의 영역으로 구성된 맵을 주행하도록 제어하는 컨트롤러와, 그리고 임의의 영역에 진입하기 전, 상기 서버에게 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 상기 임의의 영역에서 이동할 차선 정보에 대한 요청을 전송하고, 상기 서버로부터, 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 수신하는 네트워크 인터페이스를 포함한다.

상기 네트워크 인터페이스는, 예를 들어, 상기 맵내 현재의 위치 정보 및 목적지 정보를 상기 서버로 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는, 예를 들어, 상기 임의의 영역의 상태에 따라, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는, 예를 들어, 상기 임의의 영역의 상태에 따라, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 임의의 영역의 상태는, 예를 들어, 상기 임의의 영역에서 동시에 주행 또는 정차할 로봇의 개수에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 물류센터내에서도 특히 좁은 지역에서 로봇이 서버와의 통신을 통해 맵내 특정 영역을 보다 신속하게 통과할 수 있는 기술적 효과가 기대된다.

나아가, 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 로봇이 물류센터 내부 이동시 적재된 짐과 충돌할 가능성을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래 기술에 따라 확정 및 고정된 차선만을 이용하는 로봇의 주행 경로와 관련된 맵을 도시하고 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 로봇의 외관 및 도 1에 도시된 차선 이용시 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 2에 도시된 로봇의 내부 구성요소들을 도시한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 수정된 맵을 도시하고 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 로봇과 통신하는 서버의 일예를 도시하고 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 로봇이 주행하는 전체맵을 복수개의 영역으로 세분화한 것을 도시하고 있다.

그리고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 로봇이 특정 영역에서 맵 정보를 스윗칭하는 프로세스를 도시하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 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.

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.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 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.

도 1은 종래 기술에 따라 확정 및 고정된 차선만을 이용하는 로봇의 주행 경로와 관련된 맵을 도시하고 있다.

종래 기술에 의하면, 물류센터 등 좁은 공간(2대의 로봇이 교행할 수 있는 공간)에서 로봇(130)이 교행하기 위해 로봇(130)을 위 아래 양쪽 끝(110, 120)의 차선에서 주행하도록, 맵(지도)을 생성하고 있다.

즉, 종래 기술에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 2차선 도로(110, 120)를 생성해 놓으면, 로봇은 무조건 위의 차선(110) 또는 아래 차선(120)으로 이동해야만 한다.

그러나, 특정 영역에서 로봇이 한대만 주행하는 경우에도, 양쪽 끝(110, 120)에서 주행하도록 설계하는 것이 여러 문제점이 발생한다. 이와 관련된 문제점을 이하 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 하겠다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 로봇의 외관 및 도 1에 도시된 차선 이용시 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 로봇(200)은 캐리어(210) 등을 부착하여, 물류센터내 짐들을 임의의 위치로 이동시키는 것이 가능하다.

다만, 도 2에 도시된 바와 같이, 물류센터에는 이동 경로에 수많은 짐(220)이 쌓여져 있다. 따라서, 로봇이 도 1에 도시된 양쪽 끝 차선(110, 120)만을 이용할 경우, 도 2에 도시된 짐(220)과 충돌할 가능성이 높아지는 문제점이 발생한다.

통상적으로 물류 창고는 복도 끝쪽에 다른 물품들을 많이 올려 두기 때문에, 로봇이 임의의 영역에서 한대만 이동하고 있는 특수한 상황에서는, 복도의 끝이 아닌 가운에 새로운 차선으로 로봇을 이동시켜 주행하는 것이 바람직할 것이다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 의하면, 물류센터의 각 영역에 로봇이 몇 대 주행하는지 판단하고, 임의의 영역에서 한 대의 로봇만 이동하게 되는 경우, 복도 중앙을 이용할 수 있는 맵으로 스위칭 하도록 설계한다.

이를 구현하기 위한 도 2에 도시된 로봇(200)의 구체적인 세부 구성요소들에 대해서는, 이하 도 3에서 상세히 설명하도록 하겠다.

도 3은 도 2에 도시된 로봇의 내부 구성요소들을 도시한 블록도이다.

도 3에 도시된 로봇은 통신 기술(예를 들어, 5G 등)을 통해 서버와 연결될 수 있고, 필요한 정보를 서버로 전송 및 요청해서 사용자에게 제공할 수가 있다.

흡입부(70)는, 로봇 주변의 공기를 흡입하고, 미세먼지 등을 검출하는 역할을 수행한다.

나아가, 로봇은 사용자로부터 직접 명령을 수신할 수 있다. 예를 들어, 로봇에 구비된 디스플레이부(152)를 터치하는 입력 또는 음성 입력 등을 통해 사용자로부터 명령을 직접 수신할 수 있다.

물론, 로봇에서 발생한 이벤트를 음성으로 출력하는 음성 출력부(151) 및 전술한 디스플레이부(152)를 이벤트 출력부(150)로 명명할 수도 있다.

음성 입력된 경우에, 로봇은 사용자가 발화한 기동어에 응답해 음성인식 기능이 활성화되고, 사용자로부터 수신된 음성 명령은 로봇에 설치된 AI 프로세서 또는 5G 통신 기술을 통해 연결된 서버로 전달되고, 인식되어 사용자가 요구한 특정 명령을 수행할 수 있도록 동작한다.

로봇은 3D Depth 센서, RGB 카메라, 주행거리 추정 가능한 Odometry(휠 엔코더, 자이로 센서 등)를 포함한 로봇으로서, 영역 내 공간에서 이동이 자유로운 자율 이동로봇으로 정의될 수도 있다.

프로세서(110)는 로봇의 하드웨어 중 배터리 등을 포함하는 전원 공급부(60), 각종 센서들을 포함하는 장애물 인식부(180) 및 복수의 모터 및 휠을 포함하는 주행 구동부(130)를 관리하는 마이컴을 포함할 수 있다.

또한, 프로세서(110)는 로봇의 하드웨어 모듈 전체 시스템을 관리하는 기능을 수행하는 AP(Application Processor)를 포함할 수 있다. 상기 AP는 각종 센서들을 통해 획득된 위치 정보를 이용하여 주행을 위한 응용 프로그램 이동과 사용자 입출력 정보를 마이컴 측으로 전송하여 모터 등의 이동을 수행하도록 한다. 또한, 사용자 입력부(140), 영상 획득부(160), 위치 인식부(170) 등이 AP에 의해 관리될 수 있다.

또한, 프로세서(110)는 AI 프로세서를 포함할 수 있다. AI 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램을 이용하여 신경망을 학습할 수 있다. 특히, AI 프로세서는 로봇 주변의 데이터를 인식하기 위한 신경망을 학습할 수 있다. 여기서 신경망은 신경망 모델에서 발전한 딥러닝 모델을 포함할 수 있다. 딥 러닝 모델에서 복수의 네트워크 노드들은 서로 다른 레이어에 위치하면서 컨볼루션(convolution) 연결 관계에 따라 데이터를 주고 받을 수 있다. 신경망 모델의 예는 심층 신경망(DNN, deep neural networks), 합성곱 신경망(CNN, convolutional deep neural networks), 순환 신경망(RNN, Recurrent Boltzmann Machine), 제한 볼츠만 머신 (RBM, Restricted Boltzmann Machine), 심층 신뢰 신경망(DBN, deep belief networks), 심층 Q-네트워크(Deep Q-Network)와 같은 다양한 딥 러닝 기법들을 포함하며, 컴퓨터비젼, 음성인식, 자연어처리, 음성/신호처리 등의 분야에 적용될 수 있다.

상기 로봇은 AI 프로세서를 통한 딥러닝 모델을 적용함으로써, 음성 인식, 사물 인식, 위치 인식, 장애물 인식 및/또는 이동 제어 중 적어도 하나의 기능을 구현할 수 있다. 또한, 상기 로봇은 통신부를 통해 외부 서버로부터 AI 프로세싱 결과를 수신함으로써, 전술한 적어도 하나의 기능을 구현할 수도 있다.

전원 공급부(60)는 배터리 드라이버(battery Driver) 및 리튬-이온 배터리(Li-Ion Battery)를 포함할 수 있다. 배터리 드라이버는 리튬-이온 배터리의 충전과 방전을 관리할 수 있다. 리튬-이온 배터리는 로봇의 이동을 위한 전원을 공급할 수 있다. 리튬-이온 배터리는 24V/102A 리튬-이온 배터리 2개를 병렬로 연결하여 구성될 수 있다.

통신부(미도시)는 외부입력으로부터의 신호/데이터를 수신하는 구성뿐 아니라, 로봇의 설계 방식에 따라서, 무선 통신을 위한 무선통신모듈(미도시)이나 방송신호의 튜닝을 위한 튜너(미도시)와 같은 다양한 부가적인 구성을 더 포함할 수 있다. 통신부)는 외부장치로부터 신호를 수신하는 것 이외에도, 로봇의 정보/데이터/신호를 외부장치에 전송할 수도 있다. 즉, 통신부는 외부장치의 신호를 수신하는 구성으로만 한정할 수 없으며, 양방향 통신이 가능한 인터페이스(interface)로 구현될 수 있다. 통신부는 복수의 제어장치로부터 UI를 선택하기 위한 제어신호를 수신할 수 있다. 통신부는 무선랜 (WiFi), 블루투스(Bluetooth), IR(Infrared), UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee) 등 공지의 근거리 무선통신을 위한 통신모듈로 구성되거나, 3G, 4G, LTE, 5G 등의 이동통신 모듈로 구성될 수 있으며, 유선통신을 위한 공지의 통신포트로 구성될 수도 있다. 통신부는 UI를 선택하기 위한 제어신호 이외에, 디스플레이의 조작을 위한 명령, 데이터의 송수신 등 다양한 목적으로 활용될 수 있다.

주행 구동부(130)는 휠 모터(131), 구동 바퀴(61) 등을 포함할 수 있다. 휠 모터(131)는 로봇의 주행을 위한 복수개의 바퀴를 이동시킬 수 있다. 회전 모터는 로봇의 메인 바디 또는 로봇의 헤드부의 좌우 회전, 상하 회전을 위해 이동되거나 로봇의 바퀴의 방향 전환 또는 회전을 위하여 이동될 수 있다.

한편, 특정 기능이 수행되도록 프로그램된 로봇의 경우, 상기 특정 기능을 수행하기 위한 주행 이동부의 추가적인 기능이 제공될 수 있다.

사용자 입력부(140)는 사용자의 조작 및 입력에 따라서 기 설정된 다양한 제어 커맨드 또는 정보를 프로세서(110)에 전달한다. 사용자 입력부(140)는 디스플레이장치 외측에 설치된 메뉴 키(menu-key) 또는 입력 패널(panel)이나, 로봇과 분리 이격된 리모트 컨트롤러(remote controller) 등으로 구현될 수 있다. 또는, 사용자 입력부(140)는 디스플레이부(미도시)와 일체형으로 구현될 수 있는 바, 디스플레이부가 터치스크린(touchscreen)인 경우에 사용자는 디스플레이부에 표시된 입력메뉴(미도시)를 터치함으로써 기 설정된 커맨드를 프로세서(110)에 전달할 수 있다.

사용자 입력부(140)는 영역 내를 감지하는 센서를 통하여 사용자의 제스처를 감지하여 사용자의 명령을 프로세서(110)로 전달할 수 있으며, 사용자의 음성명령을 프로세서(110)로 전달하여 동작 및 설정을 수행할 수도 있다.

영상 획득부(160)는 2D 카메라(161) 및 RGBD 카메라(162)를 포함할 수 있다. 2D 카메라(161)는 2차원 영상을 기반으로 사람 또는 사물을 인식하기 위한 센서일 수 있다. RGBD 카메라(Red, Green, Blue, Distance, 162)는, RGBD 센서들을 갖는 카메라 또는 다른 유사한 3D 이미징 디바이스들로부터 획득되는 깊이(Depth) 데이터를 갖는 캡처된 이미지들을 이용하여 사람 또는 사물을 추적하기 위한 센서일 수 있다.

위치 인식부(170)는 라이더(Lidar, 171) 및 SLAM 카메라(172)를 포함할 수 있다. SLAM 카메라(Simultaneous Localization And Mapping 카메라, 172)는 동시간 위치 추적 및 지도 작성 기술을 구현할 수 있다. 로봇은 SLAM 카메라(172)를 이용하여 주변 환경 정보를 추적하고 얻어진 정보를 가공하여 임무 수행 공간에 대응되는 지도를 작성함과 동시에 자신의 절대 위치를 추정할 수 있다. 라이더(Light Detection and Ranging : Lidar, 171)는 레이저 레이더로서, 레이저 빔을 조사하고 에어로졸에 의해 흡수 혹은 산란된 빛 중 후방 산란된 빛을 수집, 분석하여 위치 인식을 수행하는 센서일 수 있다. 위치 인식부(170)는 라이더(171) 및 SLAM 카메라(172) 등으로부터 수집되는 센싱 데이터를 처리 및 가공하여 로봇의 위치 인식과 장애물 인식을 위한 데이터 관리를 담당할 수 있다.

장애물 인식부(180)는 IR 리모콘 수신부(181), USS(182), Cliff PSD(183), ARS(184), Bumper(185) 및 OFS(186)를 포함할 수 있다. IR 리모콘 수신부(181)는 로봇을 원격 조정하기 위한 IR(Infrared) 리모콘의 신호를 수신하는 센서를 포함할 수 있다. USS(Ultrasonic sensor, 182)는 초음파 신호를 이용하여 장애물과 로봇 이의 거리를 판단하기 위한 센서를 포함할 수 있다. Cliff PSD(183)는 360도 전방향의 로봇 주행 범위에서 낭떠러지 또는 절벽 등을 감지하기 위한 센서를 포함할 수 있다. ARS(Attitude Reference System, 184)는 로봇의 자세를 추적할 수 있는 센서를 포함할 수 있다. ARS(184)는 로봇의 회전량 추적을 위한 가속도 3축 및 자이로 3축으로 구성되는 센서를 포함할 수 있다. Bumper(185)는 로봇과 장애물 사이의 충돌을 감지하는 센서를 포함할 수 있다.

Bumper(185)에 포함되는 센서는 360도 범위에서 로봇과 장애물 사이의 충돌을 감지할 수 있다. OFS(Optical Flow Sensor, 186)는 로봇의 주행 시 헛바퀴가 도는 현상 및 다양한 바닥 면에서 로봇의 주행거리를 측정할 수 있는 센서를 포함할 수 있다.

특히, 본 발명은, 도 6에 도시된 바와 같이, 우선 전체 맵을 복수개의 영역(area)으로 분할한다. 그리고, 로봇이 연속하는 제1 영역에서 제2 영역으로 이동할 때마다, 이를 서버(예를 들어, area switcher)에게 알리고, 서버(area switcher)는 해당 로봇에게 해당 영역내에서 이동시, 1차선 도로(예를 들어, 도 4)를 이용할지 또는 2차선 도로(예를 들어, 도 1)를 이용할지 여부에 대한 커맨드를 전송하도록 설계된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 수정된 맵을 도시하고 있다.

종래 기술에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 영역과 관계 없이 하나의 맵에서 모두 동일하고 고정된 2차선의 도로만 로봇이 주행하도록 설계되어 있었다.

반면, 본 발명의 일실시예에 의하면, 도 1에 도시된 2차선 도로 뿐만 아니라, 도 4에 도시된 1차선(410) 도로를 상황에 따라 로봇이 주행할 수 있도록 설계된다. 420번은 POI(Point of interest)로, 로봇이 잠시 대기할 수 있는 지점을 의미한다. 한편, 본 발명을 구현하기 위해서는, 특정 상황에서 로봇과 서버과 통신하는 프로세스가 매우 중요한데, 이와 관련된 보다 구체적인 실시예는 이하 도 5에서 서술하겠다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 로봇과 통신하는 서버의 일예를 도시하고 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 임의의 맵(예를 들어, 물류센터 등)내에서 주행하는 로봇이 복수개(510, 520, 530, 540) 존재하는 것으로 가정한다.

그리고, 이 때, 각 로봇들(510, 520, 530, 540)은 서버의 일예인 영역 스위처(500)에 양방향 통신을 수행하도록 설계된다.

서버의 주요 기능 중 하나는, 로봇이 맵내 임의의 영역에서 다른 영역으로 넘어갈 수 있는 허가증을 발행한다. 따라서, 허가를 받지 못한 로봇은 해당 영역으로 이동하지 못하고, 대기하도록 설계된다.

나아가, 서버는, 임의의 영역에 진입할 허가를 받은 로봇이 사용 할 도로를 지정하고 알려주는 역할을 한다. 여기서의 도로는, 예를 들어, 도 1에 도시된 2차선 도로 또는 도 4에 도시된 1차선 도로에 해당한다.

그리고, 서버는, 모든 로봇들(510, 520, 530, 540)의 이동 흐름을 모두 파악하여, 최적의 플로우(flow)를 이끌어내는 역할을 수행한다. 이를 구현하기 위하여, 서버는 로봇에게 특정 영역 진입에 대한 허가증을 발행하거나 또는 발생하지 않음으로써 대기하도록 한다.

나아가, 본 발명의 다른 일특징 중 하나는, 하나의 맵 내에서도 영역별로 2차선 도로와 1차선 도로가 자동 스윗칭 되도록 한다. 특히, 동일한 영역도 상황에 따라, 스윗칭되는 차선 정보가 달라진다. 예를 들어, 로봇이 2대 이상 교행할 수 있는 영역에서는 2차선 도로를 사용하도록 하고, 반면, 로봇이 한 대만 주행하는 영역에서는, 1차선 도로를 사용하도록 설계된다.

물론, 당해 명세서에서는, 임의의 영역에서1차선 또는 2차선 도로만을 사용할 수 있다고 설명하였으나, 3차선, 4차선 도로 등으로 확장될 수 있고, 1차선 도로도 반드시 차선 중앙으로만 한정되지 않고, 당업자의 필요에 따라 다르게 설계 변경 가능하다.

한편, 본 발명을 서버 및 로봇 각각의 관점에서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 서버의 관점에서 설명하겠다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 서버(예를 들어, 도 5에 도시된 500번)의 컨트롤러는, 적어도 하나의 로봇(510, 520, 530, 540)이 이동할 수 있는 맵을 생성한다.

나아가, 서버의 컨트롤러는, 상기 생성된 맵을 적어도 하나 이상의 영역으로 식별하고, 이와 관련해서는 도 6에서 보다 상세히 후술하겠다.

그리고, 서버의 네트워크 인터페이스는, 적어도 하나의 로봇으로부터 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 상기 적어도 하나의 로봇이 이동할 차선 정보에 대한 요청을 수신하고, 상기 요청을 전송한 로봇에게, 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 전송하도록 설계된다.

한편, 서버의 네트워크 인터페이스는, 상기 맵(예를 들어, 특정 물류센터)을 이용하는 모든 로봇으로부터 위치 정보 및 목적지 정보를 수신하도록 설계된다. 이와 같이 설계하는 이유는, 임의의 영역에서 특정 로봇이 1차선 또는 2차선 도로 중 어느 것을 사용하는 것이 주행 속도 및 안정성 등의 면에서 유리한지 판단하기 위함이다. 이와 관련된 보다 구체적인 실시예는, 이하 도 6에서 설명하도록 하겠다.

따라서, 서버의 컨트롤러는, 상기 수신된 위치 정보 및 목적지 정보에 기초하여, 상기 요청을 전송한 로봇이 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 여부 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 결정한다.

예를 들어, 상기 요청을 전송한 로봇이 상기 임의의 영역에서 혼자 주행할 것으로 판단된 경우, 서버의 컨트롤러는, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성한다.

반면, 상기 임의의 영역에서, 상기 요청을 전송한 로봇 이외에 다른 로봇도 함께 주행할 것으로 판단된 경우, 서버의 컨트롤러는, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성한다.

이제, 로봇의 관점에서 설명하겠다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 로봇(510, 520, 530, 540) 역시 서버(500)와 통신하도록 설계된다.

우선, 임의의 로봇(510)의 컨트롤러는, 복수개의 영역으로 구성된 맵을 주행하도록 제어한다. 복수개의 영역으로 구성된 맵에 대해서는, 이하 도 6에서 보다 상세히 설명하겠다.

로봇(510)의 네트워크 인터페이스는, 임의의 영역에 진입하기 전, 서버(500)에게 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 상기 임의의 영역에서 이동할 차선 정보에 대한 요청을 전송한다.

그리고, 로봇(510)의 네트워크 인터페이스는, 서버(500)로부터, 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 수신하도록 설계된다.

로봇(510)의 네트워크 인터페이스는, 상기 맵내 현재의 위치 정보 및 목적지 정보를 서버(500)로 전송한다.

로봇의 컨트롤러는, 상기 임의의 영역의 상태에 따라, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 주행하도록 제어한다.

반면, 로봇의 컨트롤러는, 상기 임의의 영역의 상태에 따라, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 주행하도록 제어한다.

상기 임의의 영역의 상태는, 예를 들어 상기 임의의 영역에서 동시에 주행 또는 정차할 로봇의 개수에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다. 이와 관련된 보다 구체적인 실시예는 이하 도 6에서 설명하도록 하겠다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 로봇이 주행하는 전체맵을 복수개의 영역으로 세분화한 것을 도시하고 있다.

도 6은 하나의 맵을 6개의 영역(Area 0, Area 1, Area 2, Area 3, Area 4, Area 5)으로 나눈 것을 예시하고 있다. 물론, 당업자의 필요에 따라 다른 개수로 맵을 분류할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 로봇은, 각 영역(area)를 넘나들 때 마다 서버(ex: area switcher)의 허가를 받아야 한다.

로봇은 영역 변경(Area switching)이 필요할 때, 서버에게 자기가 가고자 하는 최종 목적지를 전달한다(예를 들어, area 5에 있는 POI 33).

따라서, 서버는 모든 로봇들의 최종 목적지를 알고 있기에, 전체 플로우를 조정할 수가 있다.

보다 구체적인 예를 들어 설명하도록 하겠다.

Area 0에 1번 로봇이 존재하고, 최종 목적지가 Area 3인 것으로 서버에 보고한 것으로 가정한다. 그리고, Area 2에 있는 2번 로봇의 최종 목적지는 Area 1인 것으로 서버에 보고한 것으로 가정한다.

그리고, Area 1에는 2대의 로봇이 이미 정차해 있는 것으로, 서버에 보고된 것으로 가정한다.

이 경우, 서버는 1번 로봇에게 우선 패스(pass)를 부여하도록 설계된다. 그 이유는, 1번 로봇은 Area 1에 머물지 않고 Area 2까지 지나갈 것이라는 점을 서버가 이미 알고 있기 때문이다.

반면, 2번 로봇은 Area 1에 정차할 것이기에, 2번 로봇이 먼저 Area 1에 진입하면, 이로 인해 1번 로봇이 Area 1을 거쳐 Area 3에 이동하는데 장애가 발생할 가능성을 고려한 설계이다.

그리고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 로봇이 특정 영역에서 맵 정보를 스윗칭하는 프로세스를 도시하고 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 주요 특징 중 하나는, 맵에서 최초 구성된 차선 정보(예를 들어, 2차선)만 획일적으로 사용하지 않고, 맵내 특정 영역별로 해당 시점의 상황에 따라 차선 정보를 1차선 도로(도 7의 (a)) 또는 2차선 도로(도 7의 (b))를 적응적으로 선택하는 것이다.

이와 같이 설계할 경우, 다음과 같은 다수의 기술적 효과들이 기대된다.

첫째, 본 발명의 일실시예에 의하면, 로봇의 효율적 이동이 가능하다.

한 대의 로봇만 특정 영역(area)을 이동할 경우, 도 7의 (b)에 도시된 2차선 도로를 사용하여 위쪽 끝이나 아래쪽 끝에서 로봇이 이동할 필요가 없고, 길의 중앙(도 7의 (a))에서 이동해야 양쪽 끝에 놓여진 장애물들의 구애를 받지 않고 이동할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 다수의 로봇에 대한 통제가 가능하다.

모든 로봇은 맵내 영역(area)이 바뀔 때마다, 서버(ex: area switcher)에게 문의하여 해당 영역으로 바로 진입해도 되는지 그리고, 어떤 차선을 이용하면 되는지 문의하도록 설계된다. 이 때, 서버는 전체 로봇의 상황을 파악한 후, 필요한 경우 로봇이 해당 영역에 바로 진입하지 않고 멈추게 하여, 전체 로봇의 이동 흐름을 원활하게 만들 수 있는 기술적 효과가 있다.

셋째, 본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 이동 경로를 다양화할 수 있다.

당해 명세서에서는, 각 영역별로 2차선 도로의 지도 하나와, 또는 가운데를 지나는 1차선 도로의 지도 하나 중 어느 하나를 선택한다고 예시적으로 설명하였으나, 상황별로 3개 이상의 도로에 대한 옵션을 추가하고, 날짜별 로봇의 개수 등 상황에 따라, 도로를 다이나믹하게 구성하는 방법도 가능하다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 실시를 위한 다양한 형태(실시예들)에 대해서, 이전 목차에서 충분히 설명하였다.

본 발명은 다양한 타입의 로봇들에 적용 가능하기 때문에, 산업상 이용가능성이 인정된다.

Claims (20)

1. 서버의 제어 방법에 있어서,

   적어도 하나의 로봇이 이동할 수 있는 맵을 생성하는 단계;

   상기 생성된 맵을 적어도 하나 이상의 영역으로 식별하는 단계;

   상기 적어도 하나의 로봇으로부터 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 상기 적어도 하나의 로봇이 이동할 차선 정보에 대한 요청을 수신하는 단계; 그리고

   상기 요청을 전송한 로봇에게, 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 전송하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버의 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 맵을 이용하는 모든 로봇으로부터 위치 정보 및 목적지 정보를 수신하는 단계

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서버의 제어 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 수신된 위치 정보 및 목적지 정보에 기초하여, 상기 요청을 전송한 로봇이 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 여부 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 결정하는 단계

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서버의 제어 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 요청을 전송한 로봇이 상기 임의의 영역에서 혼자 주행할 것으로 판단된 경우,

   상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성하는 단계

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서버의 제어 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 임의의 영역에서, 상기 요청을 전송한 로봇 이외에 다른 로봇도 함께 주행할 것으로 판단된 경우,

   상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성하는 단계

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서버의 제어 방법.
6. 서버에 있어서,

   적어도 하나의 로봇이 이동할 수 있는 맵을 생성하고, 상기 생성된 맵을 적어도 하나 이상의 영역으로 식별하는 컨트롤러; 그리고

   상기 적어도 하나의 로봇으로부터 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 상기 적어도 하나의 로봇이 이동할 차선 정보에 대한 요청을 수신하고,

   상기 요청을 전송한 로봇에게, 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 전송하는 네트워크 인터페이스

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버.
7. 제6항에 있어서,

   상기 네트워크 인터페이스는,

   상기 맵을 이용하는 모든 로봇으로부터 위치 정보 및 목적지 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 서버.
8. 제7항에 있어서,

   상기 컨트롤러는,

   상기 수신된 위치 정보 및 목적지 정보에 기초하여, 상기 요청을 전송한 로봇이 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 여부 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 서버.
9. 제8항에 있어서,

   상기 컨트롤러는,

   상기 요청을 전송한 로봇이 상기 임의의 영역에서 혼자 주행할 것으로 판단된 경우,

   상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성하는 것을 특징으로 하는 서버.
10. 제9항에 있어서,

    상기 컨트롤러는,

    상기 임의의 영역에서, 상기 요청을 전송한 로봇 이외에 다른 로봇도 함께 주행할 것으로 판단된 경우,

    상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 이용하도록 제어하는 커맨드를 생성하는 것을 특징으로 하는 서버.
11. 서버와 통신하는 로봇의 제어 방법에 있어서,

    복수개의 영역으로 구성된 맵을 주행하는 단계;

    임의의 영역에 진입하기 전, 상기 서버에게 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 상기 임의의 영역에서 이동할 차선 정보에 대한 요청을 전송하는 단계; 그리고

    상기 서버로부터, 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 수신하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇의 제어 방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 맵내 현재의 위치 정보 및 목적지 정보를 상기 서버로 전송하는 단계

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇의 제어 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 임의의 영역의 상태에 따라,

    상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 주행하는 단계

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇의 제어 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 임의의 영역의 상태에 따라,

    상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 주행하는 단계

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇의 제어 방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 임의의 영역의 상태는,

    상기 임의의 영역에서 동시에 주행 또는 정차할 로봇의 개수에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇의 제어 방법.
16. 서버와 통신하는 로봇에 있어서,

    복수개의 영역으로 구성된 맵을 주행하도록 제어하는 컨트롤러; 그리고

    임의의 영역에 진입하기 전, 상기 서버에게 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 상기 임의의 영역에서 이동할 차선 정보에 대한 요청을 전송하고,

    상기 서버로부터, 상기 임의의 영역에 진입할 수 있는 허가 및 해당 영역에서 이동할 차선 정보를 수신하는 네트워크 인터페이스

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇.
17. 제16항에 있어서,

    상기 네트워크 인터페이스는,

    상기 맵내 현재의 위치 정보 및 목적지 정보를 상기 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇.
18. 제17항에 있어서,

    상기 컨트롤러는,

    상기 임의의 영역의 상태에 따라, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치한 1개의 차선을 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇.
19. 제18항에 있어서,

    상기 컨트롤러는,

    상기 임의의 영역의 상태에 따라, 상기 맵의 상기 임의의 영역내 중앙에 위치하지 않은 2개의 차선 중 어느 하나를 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇.
20. 제19항에 있어서,

    상기 임의의 영역의 상태는,

    상기 임의의 영역에서 동시에 주행 또는 정차할 로봇의 개수에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 서버와 통신하는 로봇.

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