WO2026014653A1 - 이동 로봇 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

이동 로봇 제어 방법 및 시스템

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WO2026014653A1
WO2026014653A1 PCT/KR2025/004097 KR2025004097W WO2026014653A1 WO 2026014653 A1 WO2026014653 A1 WO 2026014653A1 KR 2025004097 W KR2025004097 W KR 2025004097W WO 2026014653 A1 WO2026014653 A1 WO 2026014653A1
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WO
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mobile robot
rail
tag
mobile
rotation
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PCT/KR2025/004097
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English (en)
French (fr)
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김현근
박창우
권재운
김동언
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Naver Corp
Original Assignee
Naver Corp
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Publication date
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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/646—Following a predefined trajectory, e.g. a line marked on the floor or a flight path
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/243—Means capturing signals occurring naturally from the environment, e.g. ambient optical, acoustic, gravitational or magnetic signals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/244—Arrangements for determining position or orientation using passive navigation aids external to the vehicle, e.g. markers, reflectors or magnetic means
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    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/644—Optimisation of travel parameters, e.g. of energy consumption, journey time or distance
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2107/00—Specific environments of the controlled vehicles
    • G05D2107/70—Industrial sites, e.g. warehouses or factories

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for controlling a mobile robot equipped on a mobile platform.
  • a mobile platform is a system that transports specific items loaded onto a transport vehicle to a specific location.
  • Mobile platforms can be used, for example, in logistics facilities.
  • the present invention relates to a mobile robot control method and system for controlling a mobile robot included in a mobile platform.
  • the present invention relates to a method and system for controlling a mobile robot capable of performing positioning and motion control of a mobile robot moving along a plurality of rails.
  • the present invention relates to a method and system for controlling a mobile robot for controlling a change of direction of the mobile robot on a rail.
  • a method for controlling a mobile robot is a method for controlling a mobile robot moving in a first direction or a second direction perpendicular to the first direction on a mobile platform including a plurality of rails, the method comprising the steps of: specifying a movement path of the mobile robot so that the mobile robot moves to a destination; and controlling the movement of the mobile robot so that the mobile robot moves in the first direction or the second direction along the movement path and reaches the destination.
  • the step of controlling the movement of the mobile robot may include the step of sensing a tag located along the first direction or the second direction in the mobile robot when there is an intersection area on the movement path where a direction change occurs from one of the first direction and the second direction to the other.
  • a mobile robot control system is a mobile robot control system that moves in a first direction or a second direction perpendicular to the first direction on a mobile platform including a plurality of rails, wherein a control unit of the system specifies a movement path of the mobile robot so that the mobile robot moves to a destination, and controls the movement of the mobile robot so that the mobile robot moves in the first direction or the second direction along the movement path and reaches the destination, and when an intersection area exists on the movement path where a direction change occurs from one of the first direction and the second direction to the other, the mobile robot can be controlled to sense a tag located along the first direction or the second direction.
  • a program according to the present invention is a program stored in a computer-readable medium that is executed by one or more processes in an electronic device, wherein the program includes commands for controlling a mobile robot that moves in a first direction or a second direction perpendicular to the first direction on a mobile platform that includes a plurality of rails, and the commands may include commands for performing a step of specifying a movement path of the mobile robot so that the mobile robot moves to a destination, and a step of controlling the movement of the mobile robot so that the mobile robot moves in the first direction or the second direction along the movement path and reaches the destination.
  • a method and system for controlling a mobile robot according to the present invention are for controlling a mobile robot moving in a first direction or a second direction perpendicular to the first direction on a mobile platform including a plurality of rails, and can specify a movement path of the mobile robot so that the mobile robot moves to a destination, and control the movement of the mobile robot so that the mobile robot moves in the first direction or the second direction along the movement path and reaches the destination.
  • the mobile platform of the present invention is configured simply by increasing the degree of freedom of the rail structure, so that it can be installed even in a relatively narrow space, and various robot services, such as transporting goods, can be provided through the mobile robot.
  • the method and system for controlling a mobile robot according to the present invention can sense a tag located along the first direction or the second direction in the case where an intersection area exists on the movement path where a direction change occurs from one of the first direction and the second direction to the other, in the mobile robot.
  • the position of the mobile robot can be determined based on tag sensing, and the mobile robot can be accurately positioned in the intersection area. Therefore, in the present invention, the mobile robot can safely rotate and change direction from one of the first direction and the second direction to the other.
  • Figure 1a is a conceptual diagram illustrating a mobile platform according to the present invention.
  • Figure 1b is a conceptual diagram for explaining a mobile robot control system according to the present invention.
  • Figure 1c is a conceptual diagram for explaining the goods transport service of a mobile robot provided on a mobile platform according to the present invention.
  • FIG. 2a, FIG. 2b, FIG. 2c, FIG. 2d, FIG. 2e, FIG. 2f, FIG. 2g, FIG. 2h and FIG. 2i are conceptual diagrams for explaining a mobile platform according to the present invention.
  • Figure 3 is a conceptual diagram for explaining a tag equipped on a mobile platform in the present invention.
  • Figures 4a and 4b are conceptual diagrams for explaining tag sensing in the present invention.
  • Figure 5 is a flowchart for explaining a method for controlling a mobile robot according to the present invention.
  • Figures 6a and 6b are conceptual diagrams for explaining a method of controlling a mobile robot in the present invention.
  • Figure 7 is a conceptual diagram for explaining a method for generating a movement path of a mobile robot in the present invention.
  • Figures 8a and 8b are conceptual diagrams for explaining a method for controlling a robot arm of a mobile robot in the present invention.
  • a mobile platform (100) may be configured to include at least one of a plurality of rails (110, 120), a mobile robot (130), and a tag (150).
  • the mobile robot (130) may perform a role of transporting an item while moving along the plurality of rails (110, 120).
  • the mobile robot (130) may be longitudinal (longitudinal direction) or transverse (lateral direction) along the rails (110, 120), and may be capable of turning for a direction change in an intersection area where the rails intersect. At this time, it is very important that the mobile robot (130) is accurately positioned in the intersection area, and in the present invention, by recognizing a tag, the mobile robot (130) can be controlled to change direction while being accurately positioned in the intersection area.
  • the communication unit (210) may be configured to enable communication with at least one of the mobile robot (130) and the cloud server (20). For example, the communication unit (210) may transmit a control command to the mobile robot (130).
  • the communication method of the communication unit (210) may be at least one of wired communication and wireless communication, and may support various communication methods depending on the communication standards of the communicating device or server.
  • the storage unit (220) may store various information for controlling the mobile robot (130) in the present invention.
  • the storage unit (220) may be provided in the robot control system (200) itself.
  • at least a portion of the storage unit may refer to at least one of a cloud server and a database.
  • the storage unit (220) may be sufficient as long as it stores information necessary for robot control according to the present invention, and it can be understood that there are no restrictions on physical space.
  • the storage unit, cloud server, or database will not be separately distinguished, and will all be referred to as the storage unit.
  • the control unit (230) may be configured to perform control on the mobile robot (130).
  • the control unit (230) may transmit a control command to the mobile robot (130) so that the mobile robot (130) moves in a first direction or a second direction along the rail.
  • first direction corresponds to the longitudinal direction of the longitudinal rails (601, 603, 605), and may be named “first direction” or “vertical direction”, “longitudinal direction” or “column direction”, etc.
  • the “second direction” corresponds to the longitudinal direction of the transverse rail (602, 604, 606), and may be named “second direction”, “transverse direction”, “horizontal direction”, or “row direction”.
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) to change direction on the rail when the mobile robot (130) needs to change direction from one of the first direction or the second direction to another direction. More specifically, the control unit (230) can control the driving drive unit (131) of the mobile robot (130) to rotate the cross-shaped rail when the mobile robot (130) is docked on the cross-shaped rail.
  • control unit (230) can determine the position of the mobile robot (130) based on the relative distance between the tag equipped on the mobile platform (100) and the mobile robot (130) and control the mobile robot (130) to accurately dock with the cross-shaped rail.
  • the control unit (230) can activate a camera (upper camera or loading tray camera (133d1 and 133d2) equipped on the mobile robot (130) to control the tag located in the moving direction of the mobile robot (130) to be recognized.
  • the control unit (230) can perform detailed control based on the tag recognition result so that the mobile robot (130) is accurately docked with the cross-shaped rail (120).
  • the mobile platform (100) of the present invention can be configured to enable the rotation of the mobile robot (130) while the hooking projection (132c3) of the mobile robot (130) is hooked to the cross-shaped rail (120) of the mobile platform (100). Therefore, precise control of the mobile robot (130) is very important in the present invention.
  • the structure of the mobile platform of the present invention will be first described with reference to the attached drawings, and a method of controlling the mobile robot (130) on the mobile platform (100) will be described in more detail.
  • FIG. 1C is a conceptual diagram for explaining an item transport service of a mobile robot provided on a mobile platform according to the present invention.
  • FIGS. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, and 2I are conceptual diagrams for explaining a mobile platform according to the present invention
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a tag provided on a mobile platform in the present invention
  • FIGS. 4A and 4B are conceptual diagrams for explaining tag sensing in the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining a method for controlling a mobile robot according to the present invention
  • FIGS. 6A and 6B are conceptual diagrams for explaining a method for controlling a mobile robot in the present invention
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a method for generating a movement path of a mobile robot in the present invention
  • FIGS. 8A and 8B are conceptual diagrams for explaining a method for controlling a robot arm of a mobile robot in the present invention
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining a method for transporting items of a mobile robot in the present invention.
  • the mobile platform (100) according to the present invention is capable of loading and storing items (G), and the mobile robot (130) can perform the task of transporting items from a specific location to another location.
  • the mobile platform (100) of the present invention can be applied to logistics facilities requiring the loading of items, etc.
  • Items loaded onto the mobile platform (100) may be in the form of boxes having a certain volume, such as parcels. These items may be placed at specific locations on a shelf (101) made of a profile structure.
  • the shelf (101) may be formed to have a structure extending in the longitudinal and transverse directions with respect to the ground.
  • the transverse and longitudinal directions may refer to the Y-axis direction and the Z-axis direction, respectively, as illustrated in FIG. 1A.
  • a plurality of tags e.g., April Tags, barcodes, or QR codes
  • location information of the shelf (101) recorded thereon may be attached to the ends of the transverse and longitudinal structures of the shelf (101).
  • the items to be loaded can be placed on a loading tray (102) and placed at a specific location on the shelf (101).
  • the shelf (101) can be equipped with a loading tray holder (103) that provides a seating space for the loading tray (102) at each location where the loading tray (102) is located.
  • the user of the mobile platform (100) can place items that need to be transported on the loading tray (102) and place them on the loading tray holder (103) at a specific location.
  • items placed on the loading tray holder (103) of the shelf (101) may be moved from the loading tray holder (103) to the ground robot (140) while being contained in the loading tray (102), and may be transported to the delivery destination by the ground robot (140).
  • the ground robot (140) may be provided with an item receiving space of the loading tray (102).
  • a plurality of ground robots (140) may be provided, and may be configured to be individually movable along the ground.
  • a moving platform (100) may also be provided at the delivery destination where the items are transported by the ground robot (140), and may be configured to transport the items received by the ground robot (140) to a preset specific location, such as an item storage facility provided at the delivery destination.
  • the mobile platform (100) of the present invention includes a rail (110, 120) forming a movement path and a mobile robot (130) that picks up the loaded tray (102) while moving along the rail (110, 120) and moves it to another position.
  • the rails (110, 120) forming the movement path of the mobile robot (130) may be installed on one side of the shelf (101).
  • the loading tray holders (103) of the shelf (101) may be exposed and arranged between the rails (110, 120).
  • the structure of the shelf (101) and the rails (110, 120) is not limited to the vertical structure illustrated in the drawings of the present invention, and may be formed to have a horizontal structure or a form in which a vertical structure and a horizontal structure are combined.
  • the structure of the ground robot (140) and the structures related to picking up the loading tray (102) of the mobile robot (130) may be implemented in a correspondingly modified form.
  • the mobile platform (100) of the present invention may include a plurality of straight rails (110) and cross-shaped rails (120) to increase the degree of freedom of the rail structure forming the movement path of the mobile robot (130).
  • a plurality of straight rails (110) and a cross-shaped rail (120) can be combined to form a single movement path along which a mobile robot (130) can move.
  • the plurality of straight rails (110) can be spaced apart from each other with the cross-shaped rail (120) as the center.
  • the plurality of straight rails (110) and the cross-shaped rails (120) can be fixedly installed on one side of a shelf (101).
  • the shelf (101) can form a loading space for items except for the portion where the straight rails (110) and the cross-shaped rails (120) are installed.
  • a plurality of linear rails (110) may extend in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction based on an intersection area where the movement paths of the mobile robots (130) intersect. That is, among the plurality of linear rails (110), adjacent linear rails (110) may be arranged to form a right angle with each other.
  • the first direction and the second direction may refer to the Z-axis direction and the Y-axis direction illustrated in FIG. 2A, respectively.
  • the cross-shaped rail (120) in the moving platform (100) of the present invention may include a fixed plate (121) and a direction-changing rail (122).
  • the cross-shaped rail (120) may be formed to have an overall cross shape.
  • the fixed plate (121) may be positioned in an intersection area where the moving paths intersect, and may be formed to maintain a fixed state without a rotatable structure.
  • a rotation center (121a) that is combined with a direction-changing rail (122) to form a rotation axis may be formed on the fixed plate (121).
  • the rotation center may be formed to protrude from one surface facing the direction-changing rail (122).
  • the fixed plate (121) may be provided with a plurality of stoppers (121b) spaced apart from each other at a predetermined interval within the rotation center (121a).
  • the plurality of stoppers (121b) may include a first stopper (121b1), a second stopper (121b2), a third stopper (121b3), and a fourth stopper (121b4) spaced apart from each other at 90 degrees at the center of the cross rail (120).
  • a further description of the plurality of stoppers (121b) will be provided later along with other related configurations.
  • the direction change rail (122) may be formed to be rotatable with respect to the fixed plate (121).
  • a cross roller bearing (124) for the rotation of the direction change rail (122) may be provided between the fixed plate (121) and the direction change rail (122).
  • the direction change rail (122) may form a movement path connected to the linear rail (110). That is, the direction change rail (122) may be formed to have a cross shape, and may be configured to form a movement path selectively connected to the linear rail (110) extending in either of the first direction and the second direction.
  • the direction changing rail (122) may include a base portion (122b), a protrusion portion (122c), and a cover portion (122d).
  • the base portion (122b) may be arranged to face the fixed plate (121)
  • the protrusion portion (122c) may be formed to protrude from both sides of the base portion (122b)
  • the cover portion (122d) may be arranged to extend inward from the protrusion portion (122c) and be level with the base portion (122b). That is, the direction changing rail (122) may be formed to have a C-shaped cross-section.
  • a plurality of straight rails (110) they may be formed to have a C-shaped cross-section as illustrated in the drawings of the present invention, and may be formed to be engaged with the mobile module (131).
  • one end (122f) of the direction change rail (122) may be formed to be rounded outward.
  • one end (112f) of the straight rail (110) facing one end (112f) of the direction change rail (122) may be formed to be rounded inward, thereby forming a more stable structure in a state where the movement paths of the straight rail (110) and the cross rail (120) are connected to each other.
  • the fixed plate (121) of the present invention is illustrated as having a cross shape corresponding to the direction changing rail (122), but is not limited to the cross shape, and may be formed in another shape that is fixed without rotation as a counterpart for the rotation of the direction changing rail (122).
  • the fixed plate (121) may be installed fixedly on one side of the shelf (101) in a form in which the remaining parts except for the parts necessary for the rotation of the direction changing rail (122) are removed.
  • the mobile platform (100) may include a mobile robot (130) capable of traveling along a straight rail (110) or a direction-changing rail (122). As illustrated in FIG. 2c, the mobile robot (130) may be configured to include a mobile module (or traveling drive unit, 131), a rotation module (or rotation drive unit, 132), and a robot arm (or joint drive unit, 133).
  • a mobile module or traveling drive unit, 131
  • a rotation module or rotation drive unit, 132
  • robot arm or joint drive unit, 133
  • the mobile module (131) of the mobile robot (130) of the present invention can travel along at least one of a straight rail (110) or a direction-changing rail (122). That is, the mobile module (131) can perform the travel function of the mobile robot (130) on the rail forming the travel path.
  • the mobile module (131) in the present invention may include a driving drive unit (131a) and a plurality of wheels (131b, 131c, 131d), and may be formed to engage with at least one of a straight rail (110) or a direction-changing rail (122).
  • the driving drive unit (131a) may be configured to provide driving force for driving, and may be mounted on the mobile module (131).
  • the driving drive unit (131a) may be configured as a motor, and the driving drive unit (131a) may provide driving force to a plurality of wheels (131b, 131c, 131d) provided on the mobile module (131), so that the wheels may be rotatable while being grounded on at least one surface of the direction-changing rail (122) or the straight rail (110).
  • the first wheel (131b) may be connected to the driving drive unit (131a) to transmit driving force from the driving drive unit (131a).
  • the first wheel (131b) may be formed to contact one side of the turning rail (122) and/or the straight rail (110).
  • the first wheel (131b) may be equipped with a second driving pulley (131b2), a third driving pulley (131b3), and a driving roller (131b4).
  • the second driving pulley (131b2) can be connected to the first driving pulley (131a1) by a first driving pulley belt (131a2) to transmit the rotational power of the driving drive unit (131a).
  • the third driving pulley (131b3) may be connected to the rotational axis of the second driving pulley (131b2) to receive rotational force from the second driving pulley (131b2).
  • the third driving pulley (131b3) may be formed to mesh with the second driving pulley belt (131b1) to rotate the second driving pulley belt (131b1).
  • the second driving pulley belt (131b1) may be formed to contact one side of the direction change rail (122) and/or the straight rail (110).
  • the driving roller (131b4) may be formed to be rotatable while in contact with the driving second pulley belt (131b1).
  • the driving roller (131b4) may be formed to mesh with the driving second pulley belt (131b1) like the driving third pulley (131b3).
  • the driving roller (131b4) may be provided in multiple numbers and arranged to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the mobile module (131).
  • the first wheel (131b) may be configured with a structure similar to a caterpillar.
  • the first wheel (131b) may be additionally equipped with devices, such as idlers, for controlling the tension of the second drive pulley belt (131b1), thereby controlling the ground contact force.
  • the second wheel (131c) and the third wheel (131d) may be formed to be grounded, together with the first wheel (131b), on at least one side of the turning rail (122) or the straight rail (110). That is, the first to third wheels (131d) may be formed to be rotatable while being grounded on one side of the turning rail (122) and/or the straight rail (110).
  • the mobile module (131) may be equipped with a driving wheel base (131f) that provides a space in which the second wheel (131c) and the third wheel (131d) are mounted.
  • the driving wheel base (131f) may be formed to be spaced at a constant distance from the mobile module body (131e).
  • the second wheel (131c) may be formed to be able to adjust its relative gap with the first wheel (131b).
  • the second wheel (131c) may be mounted on a driving wheel base (131f), and the driving wheel base (131f) may be provided with a second wheel gap adjustment member (131c1) that is connected to a mobile module body (131e) and moves the driving wheel base (131f) closer to or farther away from the mobile module body (131e).
  • the third wheel (131d) may be formed so as to be able to adjust the degree of lateral protrusion.
  • the third wheel (131d) may be mounted on a driving wheel base (131f) together with the second wheel (131c).
  • the third wheel (131d) may be formed so as to be able to move laterally on the driving wheel base (131f), and the driving wheel base (131f) may be provided with a third wheel gap adjustment member (131d1) that is connected to the driving wheel base (131f) and is formed so as to be able to adjust the lateral position of the third wheel (131d).
  • the mobile module (131) may be configured to be movable by using a magnet while in contact with the linear rail (110) and the direction change rail (122).
  • the rotation module (132) of the mobile robot (130) of the present invention is coupled to the mobile module (131) so as to be relatively rotatable, and can be configured to rotate the mobile module (131) and the direction change rail (122) engaged with the mobile module (131) together when the mobile robot (130) is docked to the cross rail (120) or the fixed plate (121).
  • the “state of being docked to the fixed plate (121)” can be understood as a state in which the rotational motion of a part of the mobile robot (130) is restricted while it is positioned on the cross rail (120) or the fixed plate (121).
  • the part of the mobile robot (130) whose rotation is restricted can be the rotation module (132).
  • the operation of restricting the rotation of the rotation module (132) can be implemented by a structure in which a part of the rotation module (132) is caught on the fixed plate (121).
  • the rotation module (132) may be configured to be restricted from rotating by being caught on the fixed plate (121) during relative rotation, and after the rotation is restricted, the mobile module (131) and the direction change rail (122) interlocked with the mobile module (131) may be rotated together. Furthermore, a cross roller bearing (132d) for the rotation module may be provided between the relative rotating rotation module (132) and the mobile module (131).
  • the rotation module (132) may include a rotation drive unit (132a), a worm gear unit (132b), and a rotation base unit (132c).
  • the rotation drive unit (132a) may be formed to be mounted on the mobile module (131) and provide a driving force required for the rotation of the worm gear unit (132b).
  • the rotation drive unit (132a) may be mounted on the mobile module body (131e) of the mobile module (131).
  • the rotational drive unit (132a) may be formed of a motor that generates rotational force. Furthermore, the rotational drive unit (132a) may be equipped with a first rotational pulley (132a1) that receives rotational force from the rotational drive unit (132a) and is used as a driving force required for the rotation of the worm gear unit (132b).
  • the worm gear unit (132b) may be rotatably installed on the mobile module (131). Specifically, the worm gear unit (132b) may be formed to rotate around a first rotation axis (132b1). In addition, the worm gear unit (132b) may be connected to the rotation drive unit (132a) so as to receive driving force from the rotation drive unit (132a).
  • a second pulley for rotation may be connected to the worm gear unit (132b).
  • the second pulley for rotation (132b2) may be configured to rotate together with the worm gear unit (132b) about the first rotation axis (132b1).
  • the second pulley for rotation (132b2) may be connected to the first pulley for rotation (132a1) by a pulley belt (132a2) for rotation so as to receive the rotational force of the drive unit for rotation (132a).
  • the rotary base unit (132c) may be provided with a worm wheel (132c2) that engages with the worm gear unit (132b). Furthermore, the rotary base unit (132c) may be configured to be restricted from rotating by being caught by a fixed plate (121) when rotating by a predetermined angle while docked to a cross rail (120). The worm wheel (132c2) may be configured to rotate around a second rotation axis (132c2a).
  • the rotary base unit (132c) may have a rotary base unit body (132c1), and the worm wheel (132c2) may be formed on the rotary base unit body (132c1).
  • the robot arm (133) of the mobile robot (130) may be mounted on the rotary base unit (132c).
  • the robot arm (133) may be formed on the rotary base unit body (132c1) of the rotary base unit (132c).
  • a plurality of stoppers (121b) provided on the fixed plate (121) are each formed to protrude from one surface facing the rotating base unit (132c) and can be spaced apart from each other at a certain interval.
  • the mobile robot (130) may further include a plurality of hooking protrusions (132c3).
  • the plurality of hooking protrusions (132c3) may be provided on the rotary base unit (132c).
  • the rotary base unit (132c) may be provided with a hooking protrusion base (132c4) that forms a mounting space for the plurality of hooking protrusions (132c3).
  • the hooking protrusion base (132c4) may be positioned at a predetermined distance from the rotary base unit body (132c1), and the hooking protrusion base (132c4) may be coupled to the rotary base unit body (132c1) at a predetermined distance from the rotary base unit body (132c1) by a plurality of extension members (132c5).
  • a plurality of catch protrusions (132c3) may be arranged between two adjacent stoppers (121b) among a plurality of stoppers (121b) when the mobile robot (130) is docked to the cross rail (120).
  • the plurality of catch protrusions (132c3) may be arranged so that the mobile robot (130) passes between the two stoppers (121b) when moving in the first direction or the second direction, and is caught by one of the two stoppers (121b) when the rotary base unit (132c) rotates by a predetermined angle.
  • the plurality of catch protrusions (132c3) are arranged between two adjacent stoppers (121b) among the plurality of stoppers (121b), and may include first to fourth catch protrusions (132c3a, 132c3b, 132c3c, 132c3d) formed to be movable in the first direction or the second direction.
  • first rotation axis (132b1) of the worm gear unit (132b) and the second rotation axis (132c2a) of the worm wheel (132c2) may be formed to be orthogonal to each other.
  • first rotation axis (132b1) and the second rotation axis (132c2a) may be formed to form rotation axes that are arranged parallel to each other rather than having a structure that is orthogonal to each other.
  • the worm gear unit (132b) and the worm wheel (132c2) may be formed of gears having a structure other than the general worm gear structure in which the rotation axes of each are orthogonal to each other.
  • the robot arm (133) of the present invention can perform a function of picking up an item (G).
  • the robot arm (133) can be configured to pick up a loading tray (102) containing the item (G) when the mobile robot (130) is moved to a specific location by the mobile module (131).
  • the robot arm (133) can be configured as a SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) structure having a plurality of rotation axes perpendicular to the ground, and can be mounted on a rotation module (132).
  • SCARA Selective Compliance Articulated Robot Arm
  • the robot arm (133) of the present invention may be provided with a loading gripper drive unit (134) for picking up the loading tray (102).
  • the robot arm (133) may be mounted on the loading tray (102) by docking the loading gripper drive unit (134) to a docking slot of the loading tray (102).
  • the robot arm (133) of the present invention may be equipped with a first camera (or upper camera, 133d1) and a second camera (or loading tray camera, 133d2), and at least one of the first camera (133D1) or the second camera (133d2) may perform a task of recognizing a tag.
  • the tag may be attached to a shelf (101), a loading tray (102), a ground robot (140), etc., and may include various pieces of information related to the operation of the mobile platform (100).
  • a tag containing location information of the shelf (101) can be attached to the shelf (101), and the first camera (133d1) and the second camera (133d2) provided on the robot arm (133) can recognize the tag and determine the relative location of the mobile robot (130) running on the rail of the shelf (101).
  • the second camera (133d2) may be configured to recognize information related to the loading tray (102).
  • the information related to the loading tray (102) may include location information of the loading tray (102) and information about the item (G) contained in the loading tray (102).
  • the tag may be attached to the loading tray (102) on which location information of the loading tray (102) and information about the item (G) contained in the loading tray (102) are recorded.
  • first camera (133d1) and the second camera (133d2) of the present invention are installed on the robot arm (133) so as to be rotatable, so as to easily recognize tags attached to both ends of the shelf (101) in the horizontal and vertical directions.
  • the mobile robot (130) can travel along a movement path formed by at least one of a straight rail (110) or a cross-shaped rail (120), and can perform a task of rotating the direction-changing rail (122) while docked to the cross-shaped rail (120) or the direction-changing rail (122).
  • the mobile robot (130) when describing a process in which a mobile robot (130) rotates counterclockwise in an intersection area of a movement path, the mobile robot (130) may be positioned in a docked state while being positioned at the center of a cross-shaped rail (120) or a direction change rail (122) while moving in the first direction, meaning the Z-axis direction.
  • the docked state of the mobile robot (130) may mean a state in which a rotational motion of a part of the mobile robot (130) is restricted while the mobile robot (130) is placed on the cross-shaped rail (120) or the fixed plate (121).
  • docking of the mobile robot (130) can be achieved by the mobile robot (130) having a plurality of catch protrusions (132c3) positioned between two adjacent stoppers (121b) among the plurality of stoppers (121b) provided on the fixed plate (121) being caught by one of the two stoppers (121b) when the mobile robot (130) rotates at a predetermined angle.
  • the plurality of catch protrusions (132c3) can be provided on the rotation base unit (132c) of the rotation module (132).
  • the plurality of catch protrusions (132c3) can be configured to pass between two adjacent stoppers (121b) among the plurality of stoppers (121b) while the mobile robot (130) moves in the first or second direction.
  • the plurality of catch protrusions (132c3) may be configured to allow the movement of the mobile robot (130) by passing through the space formed by the gap between the two stoppers (121b) when moving in the first direction or the second direction.
  • the rotation may be restricted by being caught on one end of one of the two stoppers (121b).
  • the mobile robot (130) is configured to rotate the direction change rail (122) of the cross-shaped rail (120).
  • the rotation module (132) of the mobile robot (130) may be configured to be restricted from rotation by being caught on the fixed plate (121) in the docked state of the mobile robot (130). Thereafter, the rotation module (132) may be configured to rotate the mobile module (131) and the direction change rail (122) engaged with the mobile module (131) together in the restricted rotation state.
  • the rotation module (132) may include the rotation drive unit (132a), the worm gear unit (132b), and the rotation base unit (132c) described above.
  • the rotation base unit (132c) may include a worm wheel (132c2) that is engaged with the worm gear unit (132b).
  • the worm gear unit (132b) may be configured to move along the outer circumference of the worm wheel (132c2) when the mobile robot (130) is docked to the direction change rail (122) and the rotation of the worm wheel (132c2) is restricted, thereby rotating the mobile module (131) and the direction change rail (122) that is engaged with the mobile module (131) together.
  • the worm gear unit (132b) is shown rotating counterclockwise with the worm wheel (132c2) as the rotation axis while the rotation is restricted.
  • the worm gear unit (132b) rotatably installed on the mobile module (131) of the mobile robot (130) can be configured to rotate the mobile module (131) and the direction change rail (122) engaged with the mobile module (131) together in the counterclockwise direction.
  • the mobile robot (130) rotates 90 degrees counterclockwise from the state before the initial rotation, thereby changing direction to the second direction.
  • Fig. 2i shows an example of a process of rotating clockwise in an intersection area of a movement path of a mobile robot (130).
  • the mobile robot (130) illustrated in Fig. 2i rotates in a direction opposite to that of the mobile robot (130) illustrated in Fig. 2h when changing directions, and a detailed description thereof will be omitted as it overlaps with the description in Fig. 2h.
  • the mobile robot (130) is placed in a docked state at the center of the cross rail (120) or the direction change rail (122) while moving in the first direction.
  • the rotation base unit (132c) of the rotation module (132) rotates clockwise
  • the worm wheel (132c2) provided on the rotation base unit (132c) also rotates clockwise by a predetermined angle and is then caught on the fixed plate (121) so that the rotation is restricted.
  • the mobile robot (130) is placed in a docking state on the cross-shaped rail (120) or the fixed plate (121), and then the direction change rail (122) of the cross-shaped rail (120) is rotated clockwise.
  • the rotation base unit (132c) is rotated clockwise by a predetermined angle, and its rotation is limited
  • the worm gear unit (132b) rotates clockwise with the worm wheel (132c2) as the rotation axis.
  • the worm gear unit (132b) is configured to rotate the mobile module (131) and the direction change rail (122) engaged with the mobile module (131) together in the clockwise direction.
  • the rotation base unit (132c) is configured to not rotate together with the mobile module (131) while the direction of the mobile robot (130) is changed, and to maintain a state in which rotation is restricted.
  • the robot arm mounted on the rotation module (132) can be configured to not rotate together with the mobile module (131) while the direction of the mobile robot (130) is changed, and to maintain a state in which rotation is restricted.
  • the robot arm (133) mounted on the rotation module can stably maintain a horizontally arranged state on the mobile robot (130), and thus stably perform its main function of picking up the item (G).
  • the mobile robot (130) can move along the movement path connected by a single line, and can be switched in the first direction or the second direction at the intersection area of the movement path. Accordingly, it becomes possible to design the movement path of the mobile robot (130) more simply, thereby increasing the degree of freedom of the rail structure composed of the straight rail (110) and the cross-shaped rail (120).
  • the direction changing rail (122) of the cross-shaped rail (120) through which the movement path of the mobile robot (130) is changed to the first direction or the second direction is formed to have a cross shape
  • the mobile robot (130) is configured to rotate the direction changing rail (122) while docked to the cross-shaped rail (120) or the fixed plate (121). Accordingly, the mobile platform (100) can more effectively change the movement path of the mobile robot (130) in a manner in which the mobile robot (130) rotates the direction changing rail (122) of the cross-shaped rail (120) without separately having a configuration for actually rotating the direction changing rail (122).
  • the direction change rail (122) is rotated and the movement path of the mobile robot (130) is changed, the movement path in the intersection area is not blocked and remains connected, making it possible to simultaneously operate multiple mobile robots (130) moving along the movement path on the mobile platform (100).
  • the moving platform (100) may include a plurality of tags (150).
  • Each of the plurality of tags (150) may be matched to a plurality of linear rails (110).
  • the tag (150) may include at least one of i) April Tag, ii) bar code, and iii) QR code.
  • the present invention will be described assuming that the type of tag attached to the moving platform (100) is April Tag.
  • “Tag” is a 2D bar code system widely used in computer vision and robotics, and may mean a visual tag that can be quickly and accurately detected in an image captured by a camera.
  • the tag (150) of the present invention is configured in a square shape, has a unique binary pattern, and the control unit can detect the pattern to recognize the identity of the tag and calculate the position and direction of the tag.
  • a plurality of tags (150) may be positioned at each end of the matched straight rails (110).
  • the plurality of tags (150) may be positioned in areas corresponding to both ends (or either one of the both ends) of the plurality of straight rails.
  • tags (151, 153, 155) matched to each of the transverse rails (111, 113, 115) may be positioned at each end of the longitudinal rails (110) extending in the first direction
  • tags (112, 114) matched to each of the transverse rails (112, 114) may be positioned at each end of the transverse rails (112, 114) extending in the second direction.
  • Each of the plurality of tags (150) may include information about a matching linear rail (110). That is, the plurality of tags (150) may include information about the linear rail on which the tag is located.
  • information about the straight rail may vary.
  • information about the straight rail may include information about whether the straight rail is a longitudinal rail extending along the first direction, information about whether the straight rail is a transverse rail extending along the second direction, and information about which axis the straight rail corresponds to.
  • the plurality of longitudinal rails (111, 113, 115) are the first longitudinal rail (111), the second longitudinal rail (113), and the third longitudinal rail (115).
  • the tags (151, 153, 155) located at one end of each of the first longitudinal rail (111), the second longitudinal rail (113), and the third longitudinal rail (115) may include information about which longitudinal rail each of the corresponding rails is.
  • the robot control system (200) through sensing of the mobile robot (130) for at least one of a plurality of tags (150), it is possible to specify the type of rail on which the mobile robot (130) is positioned (whether it is a horizontal rail or a vertical rail), the number of the rail on which the mobile robot (130) is positioned, the point on which the mobile robot (130) is positioned on the rail, and the degree of rotation of the mobile robot (130).
  • the tag (150) of the present invention has a total of eight tags, including four large tags and four small tags, and a 12-bit number is encoded for each tag to include various information for controlling the mobile robot (130).
  • the information included in the tag may be various, such as i) horizontal/vertical axis information of the rail on which the mobile robot (130) is currently located, ii) distance information to the tag (150) attached to the axis on which the mobile robot (130) is located, iii) 3D coordinate values for each tag, and iv) CRC (Cyclic redundancy Check) tag value for error detection.
  • the “tag value” is a tag for determining whether the tag is recognized incorrectly, and can be understood as a tag value entered by performing an XOR operation on seven 12-bit tag values excluding the CRC tag.
  • the robot control system can detect a tag recognition error by checking whether the recognized CRC tag value and the tag value calculated using 7 tags are the same.
  • control unit (230) can improve the tag recognition accuracy by correcting the camera distortion of the cameras (133d1, 133d2) of the mobile robot (130). Specifically, the control unit (230) can recognize a plurality of reference tag images using the cameras (133d1, 133d2) of the mobile robot (130) and extract the tag value and corner coordinates of the tag from the recognized images. The control unit (230) can use the extracted information to extract the internal parameter information of the camera and perform camera distortion correction (or camera calibration) to improve the tag recognition accuracy.
  • the robot control system (200) can recognize the X, Y, Z axis movement direction or the ROLL, PITCH, YAW axis rotation direction of the three-dimensional coordinate system of the tag by using the information included in the tag (150), and can measure the distance from the mobile robot (130) to the tag in the X, Y, Z axis direction and the ROLL, PITCH, YAW axis rotation angle of the mobile robot (130).
  • control unit (230) can control the movement and rotation of the mobile robot (150) by using the position of the mobile robot (130) in the X, Y, and Z axes with respect to the measured tag (150) and the rotation angles of the ROLL, PITCH, and YAW axes.
  • the control unit (230) can control the mobile robot (150) to move in at least one direction among the longitudinal direction and the transverse direction by using the tag (150). Specifically, the control unit can detect the information of the tag with the installed camera (133d1, 133d2) of the mobile robot (150), measure the distance between the mobile robot (150) and the tag, and control the mobile robot (130) to move to the target position.
  • control unit (230) can measure the distance between the mobile robot (150) and the tag using the triangulation principle.
  • the “triangulation principle” is a principle that can calculate the distance between the mobile robot and the tag (150) using the internal parameters of the camera (e.g., focal length, sensor size, etc.), the actual size of the tag, and the size of the tag observed in the image captured by the camera.
  • the distance (D) between the mobile robot (130) and the tag (150) can be expressed as in [Mathematical Formula 1] below.
  • W is the actual size of the tag
  • w is the size of the tag measured using the corner coordinates of the tag recognized in the camera image
  • f can be understood as the focal length, which is an internal camera parameter measured by performing camera distortion correction.
  • control unit (230) can measure the distance between the mobile robot (130) and the tag (150) using the PnP (Perspective-n-Point) algorithm.
  • the PnP algorithm is an algorithm that calculates the position of the camera using the coordinates of n points in 3D space and the coordinates of the points projected onto a 2D image, and the control unit (230) can calculate the position of the mobile robot (130) using the PnP algorithm and calculate the distance vector from the center of the tag to the cameras (133d1, 133d2) of the mobile robot (130).
  • the control unit (230) can control the mobile robot (150) to rotate in at least one direction among the longitudinal direction and the transverse direction by using the tag (150).
  • the control unit (230) can detect the information of the tag using the installed cameras (133d1, 133d2) of the mobile robot (150), measure the angle at which the mobile robot (130) rotates, and control the mobile robot (130) to rotate in a target direction.
  • the control unit (230) can measure the angle at which the mobile robot (130) rotates by using the PnP (Perspective-n-Point) algorithm.
  • control unit (230) can measure the rotation angle of the mobile robot (130) using the internal parameters of the camera (e.g., focal length, sensor size, etc.), the actual size of the tag, and the size of the tag observed in the image captured by the camera, using a method using the PnP algorithm.
  • the internal parameters of the camera e.g., focal length, sensor size, etc.
  • control unit (150) can extract the corner coordinates of the tag (150) recognized by the camera (133d1, 133d2) of the mobile robot (130) and use the PnP algorithm for the information of the extracted tag. Furthermore, the control unit (230) can convert the rotation vector of the mobile robot (130) calculated by the PnP algorithm into a rotation matrix to measure the plane angle between the mobile robot (130) and the tag (150). Accordingly, the control unit (230) can control the mobile robot (130) to rotate to a target state using the measured ROLL, PITCH, and YAW axis rotation angles of the mobile robot (130).
  • the mobile robot (130) may be equipped with multiple cameras (133d1 and 133d2).
  • the control unit (230) may control the tag (150) to be sensed by at least one of the multiple cameras (133d1 and 133d2) equipped on the mobile robot (130).
  • the control unit (230) can activate a specific camera among the plurality of cameras (133d1 and 133d2) depending on which direction the mobile robot (130) moves in among the first direction and the second direction, and control the tag to be sensed.
  • the plurality of cameras (133d1 and 133d2) can be provided in the mobile robot (130) so as to facilitate sensing of a tag located in either the first direction or the second direction. That is, the control unit (230) can activate a specific camera so that a tag located in front of the mobile robot (130) is sensed depending on which direction the mobile robot (130) moves in among the first direction and the second direction.
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) so that a tag (155) located in the first direction is sensed by a first camera (ex: upper camera, 133d1) among the plurality of cameras.
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) so that a tag (152) located in the second direction is sensed by a second camera (ex: upper camera, 133d2) among the plurality of cameras.
  • a process may be performed in which a movement path of a mobile robot is specified so that the mobile robot moves to a destination (S410, see FIG. 4).
  • the control unit (230) can generate a movement path of the mobile robot (130) on its own, or can generate a movement path from a server (e.g., cloud server, 20).
  • a server e.g., cloud server, 20
  • the entity that generates the movement path is not specifically distinguished, and the following description will be unified as the control unit (230).
  • at least some functions of the mobile robot control system (200) according to the present invention can be performed by the cloud server (20), and thus, in the present invention, the mobile robot control system (200) and the cloud server (20) can be used interchangeably.
  • a process of controlling the movement of a mobile robot so that the mobile robot moves in a first direction or a second direction along a movement path and reaches a destination can be performed (S420, see FIG. 4).
  • the “first direction” can be understood to correspond to the longitudinal direction of the longitudinal rails (601, 603, 605).
  • the direction of movement of the mobile robot (130) moving on the longitudinal rails (601, 603, 605) can be referred to as the “first direction” or “vertical direction”, “longitudinal direction” or “column direction”.
  • the “second direction” can be understood to correspond to the longitudinal direction of the transverse rail (602, 604, 606).
  • the direction of movement of the mobile robot (130) moving on the transverse rail (602, 604, 606) can be named “second direction,” “transverse direction,” “horizontal direction,” or “row direction.”
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) to move in a first direction or a second direction depending on whether the type of rail included in the movement path is a longitudinal rail or a longitudinal rail. As illustrated in (a) of FIG. 6A, the control unit (230) can control the mobile robot (130) to move in a first direction (longitudinal direction) on a longitudinal rail (605) included in the movement path (610), and can control the mobile robot (130) to move in a second direction (transverse direction) on a transverse rail (606) included in the movement path (610).
  • control unit (230) can control the movement direction of the mobile robot (130) to be changed from one of the first direction and the second direction to the other based on the occurrence of a direction change event (or rotation event) of the mobile robot (130) moving in one of the first and second directions.
  • intersection area (C) the area where the longitudinal rail (605) and the transverse rail (606) intersect may be referred to as an intersection area (C).
  • the mobile robot (130) is moving in either the first or second direction and the intersection area (C) appears, it needs to change direction to the other direction, and this situation may be referred to as a “direction change event (or rotation event)” in the present invention.
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) to change direction in the intersection area based on the occurrence of a direction change event.
  • the moving platform (100) of the present invention includes a straight rail (110) and a cross-shaped rail (120), and the cross-shaped rail (120) can be configured to be rotatable.
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) so that the mobile robot (130) docks onto the cross-shaped rail (120).
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) so that the direction of the mobile robot (130) changes by rotating the cross-shaped rail (120) while the mobile robot (130) is docked onto the cross-shaped rail (120).
  • “docking of the mobile robot (130) and the cross-shaped rail (120)” may mean a state in which the rotational motion of a portion of the mobile robot (130) is restricted while the mobile robot (130) is positioned on the cross-shaped rail (120) or the fixed plate (121).
  • the portion of the mobile robot (130) whose rotation is restricted may be the rotation module (132).
  • the operation in which the rotation of the rotation module (132) is restricted may be implemented by a structure in which a portion of the rotation module (132) is caught on the fixed plate (121).
  • the mobile robot (130) and the cross-shaped rail (120) may be configured to be hooked to each other.
  • the mobile robot (130) may include a plurality of hooking projections (132c3), and the cross-shaped rail (120) may include a stopper (121b) on which the hooking projections (132c3) are hooked.
  • the hooking projections (132c3) of the mobile robot (130) are hooked to the stoppers (121b) of the cross-shaped rail, the rotation of the rotation module (132) of the mobile robot (130) is restricted, and this state may be referred to as “docking,” “hooking,” “parking,” and “alignment.”
  • the mobile robot (130) can be controlled so that the hooking projection (132c3) of the mobile robot (130) is hooked to the stopper (121b).
  • a plurality of stoppers (121b) may be arranged at regular intervals to form a space through which a catch protrusion (132c3) of a mobile robot (130) can pass.
  • the control unit (230) may control the catch protrusion (132c3) of the mobile robot (130) to pass through the plurality of stoppers (121b) of the cross-shaped rail (120) when the mobile robot (130) moves straight in the intersection area.
  • the control unit (230) may control the mobile robot (130) to catch the catch protrusion (132c3) of the mobile robot (130) on the stopper (121b) of the cross-shaped rail (120) when a direction change event of the mobile robot (130) occurs in the intersection area.
  • the mobile robot (130) In order for the hooking projection of the mobile robot (130) to be hooked on the stopper of the cross-shaped rail (120), the mobile robot (130) must be positioned in the correct docking area, and errors may occur in the position control of the mobile robot (130) due to external factors such as the weight of the item loaded on the mobile robot (130), slippage between the mobile robot (130) and the rail, or backlash of the gear. Therefore, in the present invention, in a situation where docking is required, a tag provided on the mobile platform (100) can be used to precisely and accurately control the mobile robot (130) so that the hooking projection of the mobile robot (130) is accurately hooked on the stopper of the cross-shaped rail (120) and docked.
  • control unit (230) can control the mobile robot (130) so that a tag located along the first direction or the second direction based on the intersection area is sensed.
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) so that a tag (T5) located at one end of the rail on which the mobile robot (130) is located is sensed. That is, the control unit (230) can control the mobile robot (130) so that a tag (T5) located at the front of the mobile robot (130) is sensed.
  • the tag (T5) located at the front of the mobile robot (130) may be a tag matched to the rail (605) on which the mobile robot (130) is located.
  • control unit (230) can control the mobile robot (130) to recognize a specific tag (T5) by activating a camera equipped in the mobile robot (130).
  • control unit (230) can control either the first camera (e.g., an upper camera) or the second camera (e.g., a loading tray camera) to be activated depending on the movement direction of the mobile robot (130), so that the tag (T5) located in the movement direction of the mobile robot (130) can be sensed.
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) to accurately dock on the cross-shaped rail (120) located in the intersection area (C) based on tag recognition.
  • the control unit (230) can perform positioning of the mobile robot (130) based on tag recognition.
  • the control unit (230) can check the relative distance between the recognized tag (T5) and the mobile robot (130) and determine the location of the mobile robot (130) based on the relative distance.
  • the control unit (230) can also determine the relative location of the mobile robot (130) and the cross-shaped rail (120) based on the relative distance between the tag (T5) and the mobile robot (130).
  • control unit (230) can obtain distance information about the distance that the mobile robot (130) is from the sensed tag from the sensing information sensed through tag sensing located in the moving direction of the mobile robot (130). Furthermore, the control unit (230) can specify the location of the mobile robot (130) on a specific rail based on the distance information.
  • the control unit (230) can control the movement of the mobile robot (130) based on a specific location of the mobile robot (130) so that the mobile robot (130) moves in a specific direction along a straight rail and parks at a rotational intersection in an intersection area where a cross-shaped rail is located.
  • the control unit (230) can update the position of the mobile robot (130) on the straight rail through specific tag sensing until the mobile robot (130) completes parking at the rotary intersection. In addition, the control unit (230) can complete parking at the rotary intersection when the mobile robot (130) is positioned at the correct position of the rotary intersection.
  • control unit (230) can move the position of the mobile robot (130) based on the relative distance between the recognized tag (T5) and the mobile robot (130), so that the mobile robot (130) is located at the center of the cross-shaped rail (120) located in the intersection area (C) and docked.
  • the control unit (230) can specify coordinate information of the mobile robot (130) from the tag (T5) and control the mobile robot (130) to be accurately positioned in the intersection area.
  • the control unit (230) can specify Z-axis position coordinate information of the mobile robot (130) based on the relative distance between the tag (T5) and the mobile robot (130), and the control unit (230) can control the mobile robot (130) to be accurately positioned in the intersection area based on the Z-axis position coordinate information.
  • control unit (230) can control the mobile robot (130) to park (or dock) in a state where the hooking projection (132c3) of the mobile robot (130) is hooked to the stopper (121b) of the cross-shaped rail (120) based on the position of the mobile robot (130).
  • the control unit (230) can move the mobile robot (130) so that the hook projection (132c3) of the mobile robot (130) is hooked to the stopper (121b) of the cross-shaped rail (120) located in the intersection area based on the recognized tag (T5).
  • control unit (230) can move the mobile robot (130) so that the catch (132c3) of the mobile robot (130) is positioned in an area corresponding to the stopper (121b) of the cross-shaped rail (120) based on the relative distance between the tag (T5), the mobile robot (130) and the cross-shaped rail (120) located in the intersection area.
  • the control unit (230) can move the mobile robot (130) so that the mobile robot (130) is positioned in the center of the intersection area (or the cross-shaped rail).
  • the control unit (230) can control the mobile robot (130) so that the rotation module (132) of the mobile robot (130) rotates by a predetermined angle so that the hooking protrusion (132c3) of the mobile robot (130) is hooked to the stopper (121b) of the cross-shaped rail (120) when the hooking protrusion (132c3) of the mobile robot (130) is located in an area corresponding to the stopper (121b) of the cross-shaped rail (120).
  • control unit (230) can control the position and operation of the mobile robot (130) using the tag (T5) so that the mobile robot (130) and the cross-shaped rail are interlocked with each other. In this way, when the mobile robot (130) is docked to the cross-shaped rail (120), the rotation of the rotation module (132) of the mobile robot (130) can be restricted.
  • the control unit (230) can rotate the mobile robot (130) from the first direction to the second direction based on the completion of parking of the mobile robot (130).
  • the control unit (230) can be performed while the mobile robot (130) is docked to a cross-shaped rail (120) corresponding to a rotational intersection.
  • the cross rail (120) included in the mobile platform (100) of the present invention may include a fixed plate (121) arranged in a cross area, and a direction change rail (122) formed to be rotatable with respect to the fixed plate (121) and forming a movement path connected to the linear rail.
  • the "* change rail (122) is formed to be rotatable with respect to the fixed plate (121), and the fixed plate (121) may include a stopper (121b) on which a hook projection (132c3) of the mobile robot (130) is hooked.
  • the mobile robot (130) may include a mobile module (131) that is formed to be capable of traveling while grounded on a rail, and a rotation module (132) that is coupled to the mobile module so as to be able to rotate relative to the mobile module.
  • the rotation of the rotation module (132) may be restricted.
  • the control unit (230) can receive sensing information based on the tag being sensed by the camera (133d1, 133d2) of a specific mobile robot (130).
  • the control unit (230) can specify the starting position of the mobile robot (130) based on the sensing information (e.g., whether the rail on which the mobile robot (130) is located is a horizontal rail or a vertical rail, and which rail it is and at which point on the rail it is located, etc.).
  • the method for specifying the starting position of the mobile robot (130) using the sensing information sensed by the tag is the same as described above, and therefore, detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the control unit (230) can control the robot arm (133) to recognize the loading tray (102) and attach the loading gripper drive unit (134) to the loading tray (102). Furthermore, the control unit (230) can move the loading tray (102) attached to the robot arm (133) to a specific position, and repeat the process of detaching the loading tray from the target position, thereby performing an item loading operation.
  • the robot control system (200) can apply power to the mobile robot (130) to perform an item loading task (S911). Furthermore, when power is applied to the mobile robot (130), the robot control system (200) can initialize the drive unit of the mobile robot (130) (S912). Specifically, when the drive unit is initialized, the control unit (230) rotates the robot arm (133) and the loading gripper drive unit (134) in the same direction, and when the robot arm (133) stops at a specific location due to mechanical interference, and the torque increases above a certain level, the location can be specified as the initial point.
  • the robot control system (200) can input a target position to the mobile robot (130) so that the mobile robot (130) located at the initial point can perform the task of loading goods (S913).
  • control unit (230) can move the mobile robot (130) that has received the target location to the target location (S914).
  • control unit (230) can move the robot arm (133) to fix the mobile module (131) to the rail (110, 120) and fasten the loading gripper drive unit (134) to the target loading tray (S915).
  • control unit (230) can recognize the target loading tray (102) to load an item, and control the posture of the loading gripper driving unit (134) to dock the loading gripper to the docking slot of the loading tray (102) of the target item (S916).
  • the control unit (230) can recognize information related to the loading tray (102) using the second camera (or loading tray camera, 133d2) mounted on the robot arm (133).
  • “information related to the loading tray (102)” can include various information such as i) information about the item contained in the loading tray, and ii) location information of the loading tray (102).
  • the loading tray (102) can be provided with a fixing bracket capable of attaching the tag on which the location information of the loading tray (102) and information about the item contained in the loading tray (102) are recorded.
  • control unit (230) can recognize a tag attached to the fixed bracket using the second camera (133d2). Furthermore, if the information of the recognized tag matches the target information, the control unit (230) can perform a tray fastening operation.
  • the tray fastening operation can be understood as the control unit (230) docking the loading gripper of the robot arm (133) to the docking slot of the loading tray (102).
  • control unit (230) can measure the distance and the fastening entry angle between the loading gripper drive unit (134) and the loading tray (102) using the tag attached to the loading tray (102) and the second camera (133d2) to perform the tray fastening operation.
  • control unit (230) can recognize the X, Y, Z axis movement direction or the ROLL, PITCH, YAW axis rotation direction of the three-dimensional coordinate system of the tag using the information included in the tag, and measure the distance in the X, Y, Z axis direction from the loading gripper drive unit (134) to the loading tray (102) and the ROLL, PITCH, YAW axis rotation angle of the loading gripper drive unit (134).
  • control unit can measure the position of the loading gripper drive unit (134) in the X, Y, and Z axes and the rotation angles of the ROLL, PITCH, and YAW axes with respect to the tag (150) and the second camera (133d2) installed in the mobile robot (130), and control the movement and rotation of the loading gripper drive unit (134).
  • the control unit (230) of the present invention can measure the distance and rotation angle between the loading gripper drive unit (134) and the loading tray (102) using a PnP (Perspective-n-Point) algorithm using tags and cameras, similar to the method used when the mobile robot (130) is driven.
  • the PnP algorithm is an algorithm that calculates the position of the camera using the coordinates of n points in 3D space and the coordinates of the points projected onto a 2D image.
  • control unit (230) can calculate the position of the loading gripper drive unit (134) and calculate the distance vector and rotation vector from the center of the tag to the second camera (133d2) of the mobile robot (130) using the internal parameters of the camera (e.g., focal length, sensor size, etc.), the actual size of the tag, and the size of the tag observed in the image captured by the camera) using the PnP algorithm.
  • the internal parameters of the camera e.g., focal length, sensor size, etc.
  • control unit (230) can measure the distance in the X, Y, and Z axes from the loading gripper drive unit (134) to the loading tray (102) and the ROLL, PITCH, and YAW axes rotation angles of the loading gripper drive unit (134) using the above calculated values. Furthermore, the control unit (230) can perform a tray locking operation by controlling the distance and locking entry angle so that the loading gripper is docked to the docking slot of the loading tray (102) (S917).
  • control unit (230) can control the shape and position of the robot arm (133) to stably move an object for the dynamic stability of the mobile platform (100) and the mobile robot (130) when the mobile robot (130) is driving.
  • control unit (230) can control the shape of the robot arm (133) when the mobile robot (130) moves in a straight line or rotates on the rail (110, 120) of the mobile platform (100), thereby ensuring the dynamic stability of the mobile platform (100) and the mobile robot (130).
  • the moment of inertia value of the mobile robot (130) may vary depending on the shape of the robot arm (133).
  • vibration may be induced in the mobile robot (130) and the mobile platform (100) or a high torque (or rotational force) may be applied to the rotation module (132) due to the change in the moment of inertia of the mobile robot (130).
  • the “moment of inertia value of the mobile robot (130)” is a physical quantity indicating the degree to which the robot arm (133) loaded with an item resists rotation when the mobile robot (130) moves linearly or rotates, and it can be understood that the moment of inertia value of the robot arm (133) increases as it moves away from the rotation axis of the rotation module (132).
  • control unit (230) can control the shape of the robot arm (133) when the mobile robot (130) moves in a straight line or rotates, thereby reducing the moment of inertia value of the mobile robot (130), and can secure the dynamic stability of the mobile platform (100) and the mobile robot (130) along with vibration suppression.
  • the center of mass (810) of the robot arm (133) is far from the rotation axis (830) of the rotation module (132), so that the moment of inertia of the mobile robot (130) may have a relatively large value. Accordingly, when the mobile robot (130) moves in a straight line or rotates by the control unit (230), the moment of inertia may have a large value, causing vibration and applying a high torque to the rotation module (132), so that the dynamic stability of the mobile platform (100) and the mobile robot (130) may deteriorate.
  • control unit (230) can control the position of the robot arm (133) when the mobile robot (130) is docked to the direction change rail (122) of the mobile platform (100) and rotates, thereby ensuring the dynamic stability of the mobile platform (100) and the mobile robot (130).
  • the torque applied to the rotation module (132) may vary depending on the position of the robot arm (133).
  • an excessive load may be applied to the rotation module (132)
  • a high torque may be applied to the rotation module (132), which may deteriorate the dynamic stability of the mobile platform (100) and the mobile robot (130).
  • control unit (230) of the present invention can control the position of the robot arm (133) so that the torque generated by gravity acting on the robot arm (133) and the torque acting on the rotation module (132) when the mobile robot (130) is docked to the direction change rail (122) of the mobile platform (100) and rotates in a vertical or horizontal direction act in opposite directions.
  • the control unit (230) can cancel out the torque acting in opposite directions on the rotation module (132), thereby reducing the load applied to the rotation module (132), and perform the rotational motion of the mobile robot (130) with a small torque, thereby ensuring the dynamic stability of the mobile platform (100) and the mobile robot (130) along with vibration suppression.
  • control unit (230) can move the robot arm (133) to separate the loading tray (102) from the loading gripper drive unit (134) of the mobile robot (130) located at the target (S919).
  • control unit (230) can perform the tray fastening operation in the reverse direction to separate the loading gripper from the docking slot of the loading tray (102) (S920).
  • control unit (230) can control the mobile robot (130) to be aligned to the initial position so as to perform the next item loading task by initializing the drive unit for the mobile robot (130) again (S921).
  • a method and system for controlling a mobile robot are for controlling a mobile robot moving in a first direction or a second direction perpendicular to the first direction on a mobile platform including a plurality of rails, and a movement path of the mobile robot is specified so that the mobile robot moves to a destination, and the movement of the mobile robot can be controlled so that the mobile robot moves in the first direction or the second direction along the movement path and reaches the destination.
  • the mobile platform of the present invention is configured simply by increasing the degree of freedom of the rail structure, so that it can be installed even in a relatively narrow space, and various robot services, such as transporting goods, can be provided through the mobile robot.
  • the mobile robot control method and system according to the present invention can sense a tag located along the first direction or the second direction in the case where an intersection area exists on the movement path where a direction change occurs from one of the first direction and the second direction to the other.
  • the location of the mobile robot can be identified based on tag sensing, and the mobile robot can be accurately positioned in the intersection area. Therefore, in the present invention, the mobile robot can safely rotate and change direction.
  • the method and system for controlling a mobile robot according to the present invention are for controlling a mobile robot moving in a first direction or a second direction perpendicular to the first direction on a mobile platform including a plurality of rails, wherein a movement path of the mobile robot is specified so that the mobile robot moves to a destination, and the movement of the mobile robot can be controlled so that the mobile robot moves in the first direction or the second direction along the movement path and reaches the destination.
  • the mobile platform of the present invention is configured simply by increasing the degree of freedom of the rail structure, so that it can be installed even in relatively narrow spaces, and various robot services, such as transporting goods, can be provided through the mobile robot.
  • the mobile robot control method and system according to the present invention can sense a tag located along the first direction or the second direction in the case where an intersection area exists on the movement path where a direction change occurs from one of the first direction and the second direction to the other.
  • the location of the mobile robot can be identified based on tag sensing, and the mobile robot can be accurately positioned in the intersection area. Therefore, in the present invention, the mobile robot can safely rotate and change direction.
  • the present invention discussed above can be implemented as a program that is executed by one or more processes on a computer and can be stored on a medium that can be read by the computer.
  • the present invention discussed above can be implemented as computer-readable code or instructions on a program-recorded medium. That is, the various control methods according to the present invention can be provided in the form of programs, either integrated or individually.
  • computer-readable media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system.
  • Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid-state disk drives (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAMs, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, and optical data storage devices.
  • the computer-readable medium may include a storage device and may be a server or cloud storage device accessible via communication.
  • the computer may download the program according to the present invention from the server or cloud storage device via wired or wireless communication.
  • the computer described above is an electronic device equipped with a processor, i.e., a CPU (Central Processing Unit), and there is no particular limitation on its type.
  • a processor i.e., a CPU (Central Processing Unit)
  • CPU Central Processing Unit

Landscapes

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Abstract

본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법은, 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇을 제어하는 방법으로, 상기 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로가 특정되는 단계 및 상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계는, 상기 이동 경로 상에, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어지는 교차 영역이 존재하는 경우, 상기 이동 로봇에서, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향을 따라 위치한 태그를 센싱하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

이동 로봇 제어 방법 및 시스템
본 발명은 이동 플랫폼에 구비된 이동 로봇을 제어하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
이동 플랫폼은 이송 수단에 특정 물품을 실은 상태에서 적재된 물품을 특정 위치로 이송시키도록 이루어지는 시스템을 의미한다. 이동 플랫폼은 예를 들어, 물류 시설에 적용되어 사용될 수 있다.
종래의 이동 플랫폼에는 레일 구조를 이용하여 물품 이송 수단의 이동 경로를 형성하는 기술들이 개발된 바 있다. 이러한 레일 구조는 물품의 적재 공간을 형성하는 프로파일 구조물로 이루어지는 선반에 설치되도록 이루어질 수 있다. 또한, 레일 구조로 이루어지는 물품 이송 수단의 경로에는 교차하는 지점들이 형성될 수 있으며, 교차하는 지점들에서 물품 이송 수단의 방향을 전환시키는 메커니즘이 요구될 수 있다.
이러한 이동 플랫폼에서는 이동 로봇에 대한 정확한 측위 및 동작 제어가 매우 중요하다. 이동 로봇에 구비된 모터 앤코더 값을 이용하여 측위 및 동작 제어를 수행하는 방법이 존재하나, 모터와 레일 사이의 밀림 또는 기어의 백래쉬 등에 의해 오차가 발생할 수 있다.
이에, 이동 플랫폼에서 이동 로봇의 정확한 측위 및 동작 제어에 대한 니즈가 여전히 존재한다.
본 발명은 이동 플랫폼에 포함된 이동 로봇을 제어하는 이동 로봇 제어 방법 및 시스템에 대한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 복수의 레일을 따라 이동하는 이동 로봇의 측위 및 동작 제어를 수행할 수 있는 이동 로봇 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 레일 상에서 이동 로봇의 방향 전환을 제어하는 이동 로봇 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법은, 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇을 제어하는 방법으로, 상기 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로가 특정되는 단계 및 상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계는, 상기 이동 경로 상에, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어지는 교차 영역이 존재하는 경우, 상기 이동 로봇에서, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향을 따라 위치한 태그를 센싱하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 시스템은, 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇 제어 시스템으로, 상기 시스템의 제어부는, 상기 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로를 특정하고, 상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어하며, 상기 이동 경로 상에, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어지는 교차 영역이 존재하는 경우, 상기 이동 로봇에서, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향을 따라 위치한 태그를 센싱하도록 상기 이동 로봇을 제어할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 프로그램은, 전자기기에서 하나 이상의 프로세스에 의하여 실행되는 컴퓨터로 판독될 수 있는 매체에 저장된 프로그램으로서, 상기 프로그램은, 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇을 제어하는 명령어들을 포함하고, 상기 명령어들은, 상기 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로가 특정되는 단계 및 상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계를 수행하는 명령어들을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법 및 시스템은, 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇을 제어하기 위한 것으로, 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로를 특정하고, 상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어할 수 있다. 이를 통해 본 발명에서 이동 플랫폼은 레일 구조의 자유도를 높여 간결하게 구성되어 상대적으로 좁은 공간에서도 설치될 수 있으며, 이동 로봇을 통해 물품 운반 등과 같은 다양한 로봇 서비스를 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법 및 시스템은, 상기 이동 경로 상에, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어지는 교차 영역이 존재하는 경우, 상기 이동 로봇에서, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향을 따라 위치한 태그를 센싱할 수 있다. 본 발명에서는 태그 센싱에 기반하여 이동 로봇의 위치를 파악하고, 이동 로봇을 교차 영역에 정확하게 위치시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이동 로봇이 안전하게 회전하여, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어질 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 이동 플랫폼을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1c는 본 발명에 따른 이동 플랫폼에서 제공되는 이동 로봇의 물품 이송 서비스를 설명하기 위한 개념도이다
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d, 도 2e, 도 2f, 도 2g, 도 2h 및 도 2i는 본 발명에 따른 이동 플랫폼을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 3은 본 발명에서 이동 플랫폼에 구비된 태그를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에서의 태그 센싱을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에서 이동 로봇을 제어하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 7은 본 발명에서 이동 로봇의 이동 경로 생성 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에서 이동 로봇의 로봇 암 제어 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 9는 본 발명에서 이동 로봇의 물품 운반 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 이동 플랫폼 포함된 이동 로봇에 대한 측위 및 제어를 수행하기 위한 이동 로봇 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다. 도 1a에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 이동 플랫폼(100)은 복수의 레일(110, 120), 이동 로봇(130) 및 태그(150) 중 적어도 하나를 포함하도록 이루어질 수 있다. 본 발명에서 이동 로봇(130)은 이동 로봇(130)은 복수의 레일(110, 120)을 따라 이동하면서 물품을 운반하는 역할을 수행할 수 있다. 이동 로봇(130)은 레일(110, 120)을 따라 종 방향(종축 방향) 또는 횡 방향(횡축 방향)일 수 있으며, 레일이 교차하는 교차 영역에서 방향 전환을 위한 회전이 가능할 수 있다. 이때, 이동 로봇(130)이 교차 영역에 정확하게 위치하는 것이 매우 중요하며, 본 발명에서는 태그(Tag)를 인식하여, 이동 로봇(130)이 교차 영역에 정확하게 위치한 상태에서 방향 전환이 이루어지도록 제어할 수 있다.
도 1b에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 시스템(200)은 이동 플랫폼(100)에 포함된 레일에서 이동하는 이동 로봇(130)에 대한 제어를 수행하도록 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 로봇 제어 시스템(200)은, 통신부(210), 저장부(220) 및 제어부(230) 중 적어도 하나를 포함하도록 이루어질 수 있다.
통신부(210)는 이동 로봇(130) 및 클라우드 서버(20) 중 적어도 하나와 통신이 가능하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 통신부(210)는 이동 로봇(130)으로 제어 명령을 전송할 수 있다. 통신부(210)의 통신 방식은 유선 통신 및 무선 통신 중 적어도 하나일 수 있으며, 통신하는 디바이스 또는 서버의 통신 규격에 따라 다양한 통신 방식을 지원할 수 있다.
저장부(220)는 본 발명에서 이동 로봇(130)을 제어하기 위한 다양한 정보가 저장되어 존재할 수 있다. 본 발명에서 저장부(220)는 로봇 제어 시스템(200) 자체에 구비될 수 있다. 이와 다르게, 저장부의 적어도 일부는 클라우드 서버 및 데이터베이스 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 즉, 저장부(220)는 본 발명에 따른 로봇 제어를 위하여 필요한 정보가 저장되는 공간이면 충분하며, 물리적인 공간에 대한 제약은 없는 것으로 이해될 수 있다. 이하에서는, 저장부, 클라우드 서버 또는 데이터베이스를 별도로 구분하지 않고, 모두 저장부로 표현하도록 한다.
제어부(230)는 이동 로봇(130)에 대한 제어를 수행하도록 이루어질 수 있다. 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 레일을 따라 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동하도록, 이동 로봇(130)으로 제어 명령을 전송할 수 있다.
본 발명에서 “제1 방향”은 종축 레일(601, 603, 605)의 길이 방향에 대응되며, “제1 방향' 또는 “수직 방향”, “종축 방향” 또는 “열 방향” 등으로 명명될 수 있다.
그리고 본 발명에서 “제2 방향”은 횡축 레일(602, 604, 606)의 길이 방향에 대응되며, “제2 방향”, “횡축 방향” 또는 “수평 방향” 또는 “행 방향”으로 명명할 수 있다.
제어부(230)는 이동 로봇(130)이, 제1 방향 또는 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 방향으로의 방향 전환이 필요한 경우, 이동 로봇(130)이 레일 위에서 방향을 전환하도록 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 십자형 레일에 도킹된 상태에서, 십자형 레일이 회전되도록 이동 로봇(130)의 주행 구동부(131)를 제어할 수 있다.
이 경우, 제어부(230)는 이동 플랫폼(100)에 구비된 태그와 이동 로봇(130) 간의 상대 거리에 기반하여, 이동 로봇(130)의 위치를 파악하고 이동 로봇(130)이 십자형 레일이 정확하게 도킹되도록 제어할 수 있다. 제어부(230)는 이동 로봇(130)에 구비된 카메라(상부 카메라 또는 적재 트레이 카메라(133d1 및 133d2)를 활성화하여, 이동 로봇(130)의 이동 방향에 위치한 태그가 인식되도록 제어할 수 있다. 제어부(230)는 태그 인식 결과에 기반하여, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120)에 정확하게 도킹되도록 세밀한 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 이동 플랫폼(100)은, 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가 이동 플랫폼(100)의 십자형 레일(120)에 걸림된 상태에서 이동 로봇(130)의 회전이 가능하도록 이루어질 수 있다. 이에, 본 발명에서는 이동 로봇(130)의 정확한 제어가 매우 중요하다. 이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명의 이동 플랫폼 구조를 먼저 설명하고, 이동 플랫폼(100)에서 이동 로봇(130)을 제어하는 방법에 대해 보다 자세하게 설명하도록 한다.
도 1c는 본 발명에 따른 이동 플랫폼에서 제공되는 이동 로봇의 물품 이송 서비스를 설명하기 위한 개념도이다. 도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d, 도 2e, 도 2f, 도 2g, 도 2h 및 도 2i는 본 발명에 따른 이동 플랫폼을 설명하기 위한 개념도들이고, 도 3은 본 발명에서 이동 플랫폼에 구비된 태그를 설명하기 위한 개념도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에서의 태그 센싱을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에서 이동 로봇을 제어하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이고, 도 7은 본 발명에서 이동 로봇의 이동 경로 생성 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명에서 이동 로봇의 로봇 암 제어 방법을 설명하기 위한 개념도들이며, 도 9는 본 발명에서 이동 로봇의 물품 운반 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1c에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 이동 플랫폼(100)은 물품(G)의 적재 및 보관이 가능하며, 이동 로봇(130)은 물품을 특정 위치에서 다른 위치로 이송하는 작업을 수행할 수 있다. 본 발명의 이동 플랫폼(100)은 물품의 적재가 필요한 물류 시설 등에 적용될 수 있다.
이동 플랫폼(100)에 적재되는 물품은 택배물과 같이 일정 부피를 갖는 박스 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 물품들은 프로파일 구조물로 만들어지는 선반(101)의 특정 위치에 배치될 수 있다. 선반(101)은 지면에 대하여 종축 방향 및 횡축 방향으로 연장된 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 여기에서, 횡축 방향과 종축 방향은 각각 도 1a에 도시된 Y축 방향과 Z축 방향을 의미할 수 있다. 이때, 선반(101)의 횡축 방향 및 종축 방향 구조 끝단에는 선반(101)의 위치 정보가 기록된 복수의 태그(예를 들면, April Tag, 바코드(barcode) 또는 QR 코드)가 부착될 수 있다.
한편, 적재되는 물품들은 각각 적재 트레이(102)에 담겨 선반(101)의 특정 위치에 배치될 수 있다. 선반(101)에는 적재 트레이(102)가 위치하는 곳마다 적재 트레이(102)의 안착 공간을 제공하는 적재 트레이 거치대(103)가 구비될 수 있다. 또한, 이동 플랫폼(100) 사용자는 이송이 필요한 물품들을 적재 트레이(102)에 담아 특정 위치의 적재 트레이 거치대(103)에 올려둘 수 있다.
도 1c에 도시된 것과 같이, 선반(101)의 적재 트레이 거치대(103)에 배치되는 물품들은 적재 트레이(102)에 담긴 채로 적재 트레이 거치대(103)에서 지상로봇(140)으로 옮겨지고, 지상로봇(140)에 의해 배송 목적지로 운반되도록 이루어질 수 있다. 지상로봇(140)에는 적재 트레이(102)의 물품 수용공간이 구비될 수 있다. 또한, 지상로봇(140)은 복수로 구비될 수 있으며, 지면을 따라 각각 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 이동 플랫폼(100)은 지상로봇(140)에 의해 물품이 운반되는 배송 목적지에도 마련되어, 지상로봇(140)에 의해 전달받은 물품을 배송 목적지에 마련된 물품 보관 설비 등과 같이 기 설정된 특정 위치로 이송하도록 이루어질 수 있다.
이와 같이, 선반(101)의 특정 위치에 배치되는 적재 트레이 거치대(103)의 놓인 적재 트레이(102)를 지상로봇(140)으로 옮기거나, 선반(101)의 특정 위치에 놓인 적재 트레이(102)를 선반(101)의 다른 위치로 옮기는 작업의 수행을 위하여, 본 발명의 이동 플랫폼(100)은 이동 경로를 형성하는 레일(110,120)과 레일(110,120)을 따라 이동하면서 적재 트레이(102)를 픽업하고, 다른 위치로 이동하는 이동 로봇(130)을 포함한다.
여기에서, 이동 로봇(130)의 이동 경로를 형성하는 레일(110,120)은 선반(101)의 일측에 설치될 수 있다. 선반(101)의 적재 트레이 거치대(103)는 레일(110,120) 사이 사이에 노출되게 배치될 수 있다. 한편, 선반(101)과 레일(110,120)의 구조는 본 발명의 도면에 도시된 수직형 구조로 한정되는 것은 아니며, 수평형 구조 또는 수직형 구조와 수평형 구조가 조합된 형태를 갖도록 형성될 수도 있다. 선반(101)과 레일(110,120)이 수평형 구조로 이루어질 경우, 지상로봇(140)의 구조와, 이동 로봇(130)의 적재 트레이(102)를 픽업하는 것과 관련 구조들도 이에 대응되게 변형된 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 이동 플랫폼(100)은 이동 로봇(130)의 이동 경로를 형성하는 레일 구조의 자유도를 높이기 위하여, 복수의 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)을 포함할 수 있다.
도 2a에 도시된 것 같이, 복수의 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)은 서로 조합되어 이동 로봇(130)이 이동 가능한 하나의 이동 경로를 형성할 수 있다. 복수의 직선형 레일(110)은 십자형 레일(120)을 중심으로 각각 이격 배치될 수 있다. 복수의 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)은 선반(101)의 일측에 고정되게 설치될 수 있다. 여기서, 선반(101)은 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)이 설치되는 부분을 제외하고 물품의 적재공간을 형성할 수 있다.
본 발명의 이동 플랫폼(100)에서 복수의 직선형 레일(110)은 이동 로봇(130)의 이동 경로가 교차하는 교차 영역을 기준으로 제1 방향과, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 연장될 수 있다. 즉 복수의 직선형 레일(110) 중 서로 인접하는 직선형 레일(110)들은 서로 직각을 이루도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 방향과 제2 방향은 각각 도 2a에 도시된 Z축 방향과 Y축 방향을 의미할 수 있다.
한편, 도 2b에 도시된 것과 같이, 본 발명의 이동 플랫폼(100)에서 십자형 레일(120)은 고정 플레이트(121)와 방향 전환 레일(122)을 포함할 수 있다. 십자형 레일(120)은 전체적으로 십자 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 여기에서, 고정 플레이트(121)는 상기 이동 경로가 교차하는 교차 영역에 배치되며, 회전 가능한 구조 없이 고정된 상태를 유지하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 고정 플레이트(121)에는 방향 전환 레일(122)과 결합되어 회전축을 형성하는 회전중심부(121a)가 형성될 수 있다. 회전 중심부는 방향 전환 레일(122)과 마주하는 일면에서 돌출 형성될 수 있다.
한편, 고정 플레이트(121)는 상기 회전중심부(121a) 내에 일정 간격을 두고 서로 이격 배치되는 복수의 스토퍼(121b)를 구비할 수 있다. 또한, 복수의 스토퍼(121b)는, 십자형 레일(120)의 중심부에 90도마다 이격 배치되는 제1 스토퍼(121b1), 제2 스토퍼(121b2), 제3 스토퍼(121b3) 및 제4 스토퍼(121b4)를 포함할 수 있다. 복수의 스토퍼(121b)에 대한 추가적인 설명은 이와 관련된 다른 구성들과 함께 후술하기로 한다.
한편, 방향 전환 레일(122)은 고정 플레이트(121)에 대하여 회전 가능하게 형성될 수 있다. 고정 플레이트(121)와 방향 전환 레일(122) 사이에는, 방향 전환 레일(122)의 회전을 위한 크로스 롤러 베어링(124)이 구비될 수 있다. 또한, 방향 전환 레일(122)은 직선형 레일(110)과 연결되는 이동 경로를 형성할 수 있다. 즉, 방향 전환 레일(122)은 십자 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 직선형 레일(110)과 선택적으로 연결되는 이동 경로를 형성하도록 이루어질 수 있다.
또한, 방향 전환 레일(122)은 베이스부(122b), 돌출부(122c) 및 커버부(122d)를 포함할 수 있다. 여기에서, 베이스부(122b)는 고정 플레이트(121)와 마주하도록 배치될 수 있고, 돌출부(122c)는 베이스부(122b)의 양측에서 돌출되게 형성될 수 있으며, 커버부(122d)는 상기 돌출부(122c)에서 내측으로 연장되어 베이스부(122b)와 수평을 이루도록 배치될 수 있다. 즉, 방향 전환 레일(122)은 C 형상(C shape)의 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 직선형 레일(110)의 경우에도 본 발명의 도면들에 도시된 바와 같이 C 형상(C shape)의 단면을 갖도록 형성되어, 모바일 모듈(131)과 맞물리게 형성될 수 있다.
한편, 방향 전환 레일(122)의 일단부(122f)는 외측으로 라운드지게 형성될 수 있다. 또한, 방향 전환 레일(122)의 일단부(112f)과 마주하는 직선형 레일(110)의 일단부는 내측으로 라운드지게 형성되어, 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)의 이동 경로가 서로 연결된 상태에서 보다 안정된 형태의 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 고정 플레이트(121)는 방향 전환 레일(122)과 대응되어 십자 형상을 갖도록 도시되었으나, 십자 형상에 한정되는 것은 아니며, 방향 전환 레일(122)의 회전을 위한 상대물로서 회전 없이 고정된 형태를 갖는 다른 형상으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 고정 플레이트(121)는 방향 전환 레일(122)의 회전을 위해 필요한 부분들을 제외한 나머지 부분들은 제거된 형태로 선반(101)의 일측에 고정되게 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 이동 플랫폼(100)은 직선형 레일(110) 또는 방향 전환 레일(122)을 따라 주행 가능하는 이동 로봇(130)을 포함할 수 있다. 도 2c에 도시된 것 같이, 이동 로봇(130)은 모바일 모듈(또는 주행 구동부, 131), 회전 모듈(또는 회전 구동부, 132) 및 로봇 암(또는 관절 구동부, 133)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 이동 로봇(130)의 모바일 모듈(131)은 직선형 레일(110) 또는 방향 전환 레일(122) 중 적어도 하나를 따라 주행 가능할 수 있다. 즉, 모바일 모듈(131)은 상기 이동 경로를 형성하는 레일 상에서 이동 로봇(130)의 주행 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 도 2d 및 도 2e에 도시된 것과 같이, 본 발명에서 모바일 모듈(131)은 주행용 구동 유닛(131a)과 복수의 바퀴(131b, 131c, 131d)를 포함할 수 있고, 직선형 레일(110) 또는 방향 전환 레일(122) 중 적어도 하나와 맞물리게 형성될 수 있다. 여기에서, 주행용 구동 유닛(131a)은 구동을 위한 구동력을 제공하도록 이루어질 수 있으며, 모바일 모듈(131)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 주행용 구동 유닛(131a)은 모터로 이루어질 수 있고, 주행용 구동 유닛(131a)은 모바일 모듈(131)에 구비된 복수의 바퀴(131b, 131c, 131d)에 구동력을 제공하여, 방향 전환 레일(122) 또는 직선형 레일(110)중 적어도 하나의 일면에 각각 접지된 상태에서 회전 가능하도록 이루어질 수 있다.
구체적으로, 제1 휠(131b)은 주행용 구동 유닛(131a)으로부터 구동력을 전달하도록 주행용 구동 유닛(131a)과 연결될 수 있다. 제1 휠(131b)은 방향 전환 레일(122) 및/또는 직선형 레일(110)의 어느 일면에 접지되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 휠(131b)은 주행용 제2 풀리(131b2)와 주행용 제3 풀리(131b3) 및 주행용 롤러(131b4)를 구비할 수 있다.
주행용 제2 풀리(131b2)는 주행용 제1 풀리 벨트(131a2)에 의해 상기 주행용 제1 풀리(131a1)와 연결되어 주행용 구동 유닛(131a)의 회전력을 전달받도록 이루어질 수 있다.
주행용 제3 풀리(131b3)는 주행용 제2 풀리(131b2)의 회전축과 연결되어 주행용 제2 풀리(131b2)로부터 회전력을 전달받도록 이루어질 수 있다. 또한, 주행용 제3 풀리(131b3)는 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)와 맞물리게 형성되어, 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)를 회전시키도록 이루어질 수 있다. 여기서, 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)는 방향 전환 레일(122) 및/또는 직선형 레일(110)의 어느 일면에 접하도록 형성될 수 있다.
주행용 롤러(131b4)는 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)와 접지된 상태로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 주행용 롤러(131b4)는 주행용 제3 풀리(131b3)와 같이 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)와 맞물리게 형성될 수 있다. 또한, 주행용 롤러(131b4)는 복수로 구비되어 모바일 모듈(131)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다.
이와 같이, 제1 휠(131b)은 무한궤도(Caterpillar)와 유사한 구조로 이루어질 수 있다. 또한 제1 휠(131b)에는 아이들러와 같이 주행용 제2 풀리 벨트(131b1)의 장력을 조절하는 장치들이 추가적으로 구비되어, 접지력을 조절하도록 이루어질 수 있다.
한편, 제2 휠(131c)과 제3 휠(131d)은, 제1 휠(131b)과 함께 방향 전환 레일(122) 또는 직선형 레일(110)증 적어도 하나의 어느 일면에 각각 접지되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 휠(131d)은 방향 전환 레일(122) 및/또는 직선형 레일(110)의 어느 일면에 각각 접지된 상태에서 회전 가능하도록 이루어질 수 있다. 또한, 모바일 모듈(131)은 제2 휠(131c)과 제3 휠(131d)이 장착되는 공간을 제공하는 주행용 휠 베이스(131f)를 구비할 수 있다. 주행용 휠 베이스(131f)는 모바일 모듈 바디(131e)로부터 일정 간격으로 이루도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 휠(131c)은 제1 휠(131b)과의 상대 간격을 조절 가능하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 휠(131c)은 주행용 휠 베이스(131f)에 장착될 수 있으며, 주행용 휠 베이스(131f)에는 모바일 모듈 바디(131e)와 체결되어, 주행용 휠 베이스(131f)를 모바일 모듈 바디(131e)와 가까워지거나 멀어지게 이동시키도록 이루어지는 제2 휠 간극 조절 부재(131c1)가 구비될 수 있다.
한편, 제3 휠(131d)은 측방향으로의 돌출 정도를 조절 가능하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 휠(131d)은 제2 휠(131c)과 함께 주행용 휠 베이스(131f)에 장착될 수 있다. 여기에서, 제3 휠(131d)은 주행용 휠 베이스(131f) 상에서 측방향으로 이동 가능하게 형성될 수 있으며, 주행용 휠 베이스(131f)에는 주행용 휠 베이스(131f)에 체결되어 제3 휠(131d)의 측방향으로의 위치를 조절 가능하도록 형성되는 제3 휠 간극 조절 부재(131d1)가 구비될 수 있다.
나아가, 모바일 모듈(131)은 자석을 이용하여, 직선형 레일(110)과 방향 전환 레일(122)에 각각 맞닿은 상태로 이동 가능하도록 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)은 모바일 모듈(131)에 상대 회전 가능하게 결합되며, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121)에 도킹된 상태에서 모바일 모듈(131)과 모바일 모듈(131)에 맞물린 방향 전환 레일(122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다. 여기에서, “고정 플레이트(121)에 도킹된 상태”는 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121) 상에 위치한 상태에서 그 일부에 대한 회전 동작이 제한된 상태로 이해될 수 있다. 상기 도킹 상태에서 이동 로봇(130)의 회전이 제한되는 부분은 상기 회전 모듈(132)이 될 수 있다. 또한, 회전 모듈(132)의 회전이 제한되는 동작은 회전 모듈(132)의 일부가 고정 플레이트(121)에 걸림되는 구조에 의해 구현될 수 있다.
도 2f 및 도 2g를 참조하면, 구체적으로, 회전 모듈(132)은 상대 회전 시에 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되고, 회전이 제한된 이후에는 모바일 모듈(131)과 모바일 모듈(131)과 맞물린 방향 전환 레일(122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다. 나아가, 상대 회전하는 회전 모듈(132) 및 모바일 모듈(131) 사이에는 회전 모듈용 크로스 롤러 베이링(132d)이 구비될 수 있다.
한편, 회전 모듈(132)은 회전용 구동 유닛(132a), 웜기어 유닛(132b) 및 회전 베이스 유닛(132c)을 포함할 수 있다. 여기에서, 회전용 구동 유닛(132a)은 모바일 모듈(131)에 장착되어 웜기어 유닛(132b)의 회전에 필요한 구동력을 제공하도록 형성될 수 있다. 회전용 구동 유닛(132a)은 모바일 모듈(131)의 모바일 모듈 바디(131e) 상에 장착될 수 있다.
회전용 구동유닛(132a)은 회전력을 발생시키는 모터로 이루어질 수 있다. 나아가, 회전용 구동 유닛(132a)에는 회전용 구동 유닛(132a)으로부터 웜기어 유닛(132b)의 회전에 필요한 구동력으로 사용되는 회전력을 전달받는 회전용 제1 풀리(132a1)가 구비될 수 있다.
한편, 웜기어 유닛(132b)은 모바일 모듈(131) 상에서 회전 가능하게 설치될 수 있다. 구체적으로, 웜기어 유닛(132b)은 제1 회전축(132b1)을 중심으로 회전되도록 형성될 수 있다. 또한, 웜기어 유닛(132b)은 회전용 구동 유닛(132a)으로부터 구동력을 전달받도록 회전용 구동 유닛(132a)과 연결될 수 있다.
한편, 웜기어 유닛(132b)에는 웜기어 유닛(132b)에는 회전용 제2 풀리(132b2)가 연결될 수 있다. 회전용 제2 풀리(132b2)는 상기 제1 회전축(132b1)을 중심으로 웜기어 유닛(132b)과 함께 회전되도록 이루어질 수 있다. 여기에서, 회전용 제2 풀리(132b2)는 상기 회전용 제1 풀리(132a1)와 회전용 풀리 벨트(132a2)에 의해 연결되어 회전용 구동 유닛(132a)의 회전력을 전달받도록 형성될 수 있다.
한편, 회전 베이스 유닛(132c)은 웜기어 유닛(132b)과 맞물리는 웜휠(132c2)을 구비할 수 있다. 나아가, 회전 베이스 유닛(132c)은 십자형 레일(120)에 도킹된 상태에서 소정 각도만큼 회전 시에 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어질 수 있다. 웜휠(132c2)은 제2 회전축(132c2a)을 중심으로 회전되게 형성될 수 있다.
또한, 회전 베이스 유닛(132c)은 회전 베이스 유닛 바디(132c1)를 구비할 수 있으며, 웜휠(132c2)은 상기 회전 베이스 유닛 바디(132c1) 상에 형성될 수 있다. 나아가, 이동 로봇(130)의 로봇 암(133)은 회전 베이스 유닛(132c)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 로봇 암(133)은 회전 베이스 유닛(132c)의 회전 베이스 유닛 바디(132c1) 상에 형성될 수 있다.
한편, 고정 플레이트(121)에 구비되는 복수의 스토퍼(121b)는 상기 회전 베이스 유닛(132c)과 마주하는 일면에서 각각 돌출 형성되며, 일정 간격을 두고 서로 이격 배치될 수 있다.
또한, 이동 로봇(130)은 복수의 걸림 돌기(132c3)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 걸림 돌기(132c3)는 회전 베이스 유닛(132c)에 구비될 수 있다. 회전 베이스 유닛(132c)에는 복수의 걸림 돌기(132c3)의 장착 공간을 형성하는 걸림 돌기 베이스(132c4)가 구비될 수 있다. 걸림 돌기 베이스(132c4)는 회전 베이스 유닛 바디(132c1)로부터 일정 거리 이격되게 배치될 수 있으며, 걸림 돌기 베이스(132c4)는 복수의 연장부재(132c5)에 의해 회전 베이스 유닛 바디(132c1)로부터 일정 거리 이격된 상태로 회전 베이스 유닛 바디(132c1)에 결합될 수 있다.
또한, 복수의 걸림 돌기(132c3)는 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120)에 도킹된 상태에서 복수의 스토퍼(121b) 중 인접하는 두 스토퍼(121b) 사이에 배치될 수 있다. 여기에서, 복수의 걸림 돌기(132c3)는 이동 로봇(130)이 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동 시에는 상기 두 스토퍼(121b) 사이를 통과하고, 회전 베이스 유닛(132c)이 소정 각도만큼 회전 시에는 상기 두 스토퍼(121b) 중 어느 하나에 걸림되도록 이루어질 수 있다. 나아가, 복수의 걸림 돌기(132c3)는 복수의 스토퍼(121b) 중 인접하는 두 스토퍼(121b) 사이에 배치되며, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로는 이동 가능하게 형성되는 제1 내지 제4 걸림 돌기(132c3a,132c3b,132c3c,132c3d)를 포함할 수 있다.
한편, 웜기어 유닛(132b)의 제1 회전축(132b1)과 웜휠(132c2)의 제2 회전축(132c2a)은 서로 직교하도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 회전축(132b1)과 제2 회전축(132c2a)은 서로 직교하는 구조가 아닌 서로 나란하게 배치되는 회전축을 형성하도록 이루어질 수도 있다. 즉 웜기어 유닛(132b)과 웜휠(132c2)은 각각의 회전축이 서로 수직하는 일반적인 웜기어 구조가 아닌 다른 구조의 기어로 이루어질 수도 있다.
한편, 본 발명의 로봇암(133)은 물품(G)을 픽업하는 기능을 수행할 수 있다. 로봇 암(133)은 모바일 모듈(131)에 의해 이동 로봇(130)이 특정 위치로 이동된 상태에서 물품(G)이 담긴 적재 트레이(102)를 픽업 가능하도록 이루어질 수 있다. 여기에서, 로봇암(133)은 지면에 수직한 복수의 회전축을 갖는 SCARA(Selective Compliance Articulated Robot Arm) 구조로 이루어질 수 있으며, 회전 모듈(132)에 장착될 수 있다.
한편, 본 발명의 로봇 암(133)에는 적재 트레이(102)의 픽업을 위한 적재 그립퍼 구동부(134)가 마련될 수 있다. 상기 로봇 암(133)은 적재 그립퍼 구동부(134)를 적재 트레이(102)의 도킹 슬롯에 도킹시켜, 적재 트레이(102)에 장착될 수 있다.
한편, 본 발명의 로봇 암(133)에는 제1 카메라(또는 상부 카메라, 133d1)와 제2 카메라(또는 적재 트레이 카메라, 133d2)가 구비될 수 있고, 제1 카메라(133D1) 또는 제2 카메라(133d2)중 적어도 하나 이상은 태그를 인식하는 작업을 수행할 수 있다. 상기 태그는 선반(101), 적재 트레이(102), 지상로봇(140) 등에 부착되어, 이동 플랫폼(100)의 운영과 관련된 여러 가지 정보들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 선반(101)에는 선반(101)의 위치 정보들이 기록된 태그가 부착될 수 있고, 로봇 암(133)에 구비된 제1 카메라(133d1) 및 제2 카메라(133d2)는 상기 태그를 인식하여, 선반(101)의 레일에서 주행하는 이동로봇(130)의 상대적인 위치를 특정할 수 있다.
또한, 제2 카메라(133d2)는 적재 트레이(102)와 관련된 정보들을 인식 가능하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 적재 트레이(102)와 관련된 정보들은 적재 트레이(102)의 위치 정보, 적재 트레이(102)에 담긴 물품(G)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 적재 트레이(102)에는 적재 트레이(102)의 위치 정보, 적재 트레이(102)에 담긴 물품(G)에 관한 정보들이 기록된 상기 태그가 부착될 수 있다.
나아가, 본 발명의 제1 카메라(133d1) 및 제2 카메라(133d2)는 각각 회전 가능하도록 로봇암(133)에 설치되어, 선반(101)의 수평 및 수직 방향의 양 끝단에 부착된 태그를 용이하게 인식할 수 있다.
본 발명에서 이동 로봇(130)은 직선형 레일(110) 또는 십자형 레일(120) 중 적어도 하나에 의해 형성되는 이동 경로를 따라 주행 가능하며, 십자형 레일(120) 또는 방향 전환 레일(122)에 도킹된 상태에서 방향 전환 레일(122)을 회전시키는 작업을 수행할 수 있다.
일 예로서, 도 2h를 참조하여, 이동 로봇(130)이 이동 경로의 교차 영역에서 반시계 방향으로 회전하는 과정을 설명하면, 이동 로봇(130)은 Z축 방향을 의미하는 상기 제1 방향으로 이동하는 중에 십자형 레일(120) 또는 방향 전환 레일(122)의 중앙부에 위치하면서 도킹된 상태에 위치할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이, 이동 로봇(130)의 도킹된 상태는 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121) 상에 놓인 상태에서 이동 로봇(130)의 일부에 대한 회전 동작이 제한된 상태를 의미할 수 있다. 이때, 이동 로봇(130)의 도킹은, 이동 로봇(130)의 소정 각도 회전 시에 고정 플레이트(121)에 구비되는 복수의 스토퍼(121b) 중 인접하는 두 스토퍼(121b) 사이에 위치하는 이동 로봇(130)의 복수의 걸림 돌기(132c3)가 상기 두 스토퍼(121b) 중 어느 하나에 걸림됨에 따라 이루어질 수 있다. 여기서 상기 복수의 걸림 돌기(132c3)는 회전 모듈(132)의 회전 베이스 유닛(132c)에 마련될 수 있다. 또한, 상기 복수의 걸림 돌기(132c3)는 상기 제1 또는 제2 방향으로 이동 로봇(130)이 이동하는 중에는 복수의 스토퍼(121b) 중 인접하는 상기 두 스토퍼(121b) 사이를 통과하도록 이루어질 수 있다. 즉, 복수의 걸림 돌기(132c3)는 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동 시에는 상기 두 스토퍼(121b) 사이의 간격에 의해 형성되는 공간을 통과하여, 이동 로봇(130)의 주행을 허용하도록 이루어질 수 있다. 반면에, 이동 로봇(130)의 방향 전환 시에는 상기 두 스토퍼(121b) 중 어느 하나의 일단부에 걸림되어 회전이 제한될 수 있다.
도 2h의 (a)에 도시된 것과 같이, 회전 모듈(132)의 회전 베이스 유닛(132c)이 시계 방향으로 회전될 때, 회전 베이스 유닛(132c)에 구비되는 웜휠(132c2)도 함께 시계 방향으로 소정 각도 회전한 다음 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 2h의 (b)에 도시된 것과 같이, 상기 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121) 상에서 이동 로봇(130)이 도킹 상태에 놓인 이후에는, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)을 회전시키도록 이루어진다. 예를 들어, 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)은, 이동 로봇(130)의 도킹된 상태에서 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어질 수 있다. 이후 회전 모듈(132)은 회전이 제한된 상태에서 모바일 모듈(131)과 모바일 모듈(131)에 맞물린 방향 전환 레일(122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 회전 모듈(132)은 위에서 설명한 회전용 구동유닛(132a), 웜기어 유닛(132b) 및 회전 베이스 유닛(132c)을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 회전 베이스 유닛(132c)에는 웜기어 유닛(132b)과 맞물리는 웜휠(132c2)을 포함할 수 있다. 여기에서, 웜기어 유닛(132b)은, 이동 로봇(130)이 방향 전환 레일(122)에 도킹되어 상기 웜휠(132c2)의 회전이 제한된 상태에서, 웜휠(132c2)의 외주를 따라 이동하여 모바일 모듈(131)과 모바일 모듈(131)과 맞물린 상기 방향 전환 레일(122)을 함께 회전시키도록 이루어질 수 있다.
도 2h의 (b)에서는 회전 베이스 유닛(132c)이 반시계 방향으로 소정 각도 회전된 이후 회전이 제한된 상태에서, 웜기어 유닛(132b)이 웜휠(132c2)을 회전축으로 하여 반시계 방향으로 회전하는 모습을 보이고 있다. 이때, 이동 로봇(130)의 모바일 모듈(131) 상에 회전 가능하게 설치되는 웜기어 유닛(132b)은 모바일 모듈(131)과 모바일 모듈(131)에 맞물인 방향 전환 레일(122)을 함께 반시계 방향으로 회전시키도록 이루어질 수 있다.
마지막으로, 도 2h의 (c)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(130)은 처음 회전되기 전 상태에서 반시계 방향으로 90도 회전하여, 상기 제2 방향으로 방향이 전환된다.
한편, 도 2i는 이동 로봇(130)의 이동 경로의 교차 영역에서 시계 방향으로 회전하는 과정의 일 예를 보이고 있다. 참고로, 도 2i에 도시된 이동 로봇(130)은 방향 전환 시에 회전하는 방향이 도 2h에 도시된 이동 로봇(130)과 반대로 이루어지며, 이와 관련된 상세한 설명은 도 2h에서 설명한 내용과 중복되어 생략하기로 한다.
도 2i의 (a)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(130)은 상기 제1 방향으로 이동하는 중에 십자형 레일(120) 또는 방향 전환 레일(122)의 중앙부에 위치하여 도킹된 상태에 놓이게 된다. 이때, 회전 모듈(132)의 회전 베이스 유닛(132c)이 시계 방향으로 회전되고, 회전 베이스 유닛(132c)에 구비되는 웜휠(132c2)도 함께 시계 방향으로 소정 각도 회전한 이후 고정 플레이트(121)에 걸림되어 회전이 제한되도록 이루어진다.
다음으로, 도 2i의 (b)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(130)은 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121) 상에서 도킹 상태에 놓인 다음, 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)을 시계 방향으로 회전시키도록 이루어진다. 여기서, 회전 베이스 유닛(132c)이 시계 방향으로 소정 각도 회전된 이후 그 회전이 제한된 상태에서, 웜기어 유닛(132b)이 웜휠(132c2)을 회전축으로 하여 시계 방향으로 회전한다. 이때, 웜기어 유닛(132b)은 모바일 모듈(131)과 모바일 모듈(131)에 맞물인 방향 전환 레일(122)을 함께 시계 방향으로 회전시키도록 이루어진다.
마지막으로, 도 2i의 (c)에 도시된 바와 같이 이동 로봇(130)은 처음 회전되기 전 상태에서 시계 방향으로 90도 회전하여, 상기 제2 방향으로 방향이 전환되도록 이루어진다.
한편, 도 2h 및 도 2i를 참조하면, 이동 로봇(130)의 방향이 전환되는 동안 회전 베이스 유닛(132c)은 모바일 모듈(131)과 함께 회전하지 않고, 회전이 제한된 상태를 유지하도록 이루어진다. 이에 따라, 이동 로봇(130)의 방향이 전환되는 동안 회전 모듈(132)에 장착된 로봇암은 모바일 모듈(131)과 함께 회전하지 않고, 회전이 제한된 상태를 유지하도록 형성될 수 있다. 나아가, 회전 모듈에 장착되는 로봇 암(133)은 이동 로봇(130) 상에서 수평 배치된 상태를 안정적으로 유지하여, 물품(G)을 픽업하는 주요 기능을 안정적으로 수행할 수 있다.
위에서 설명한 이동 플랫폼(100)의 구성에 의하면, 이동 로봇(130)은 하나의 선들로 연결된 상기 이동 경로를 따라 이동 가능하며, 이동 경로의 교차 영역에서는 제1 방향 또는 제2 방향으로 전환 가능하도록 이루어진다. 이에 따라, 이동 로봇(130)의 이동 경로를 보다 간결하게 디자인하는 것이 가능해져, 직선형 레일(110)과 십자형 레일(120)로 이루어지는 레일 구조의 자유도를 보다 높일 수 있다.
또한, 이동 로봇(130)의 이동 경로가 제1 방향 또는 제2 방향으로 전환되는 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)이 십자 형상을 갖도록 형성되며, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121)에 도킹된 상태에서 방향 전환 레일(122)을 회전시키도록 이루어진다. 이에 따라, 이동 플랫폼(100)은, 방향 전환 레일(122)을 실질적으로 회전시키기 위한 구성을 별도로 구비하지 않고, 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)을 이동 로봇(130)이 회전시키는 방식으로 이동 로봇(130)의 이동 경로를 보다 효과적으로 전환시킬 수 있다. 아울러, 방향 전환 레일(122)이 회전되어 이동 로봇(130)의 이동 경로가 전환된 다음에도 교차 영역에서의 상기 이동 경로가 차단되지 않고 연결된 상태를 유지하여, 이동 플랫폼(100)에서 상기 이동 경로를 따라 이동하는 이동 로봇(130)을 동시에 여러 대 운용하는 것이 가능해진다.
한편, 이동 플랫폼(100)은 복수의 태그(150)를 포함할 수 있다. 복수의 태그(150) 각각은, 복수의 직선형 레일(110)에 매칭될 수 있다.
본 발명에서 태그(150)는 i) April Tag, ii) 바코드(Bar Code), iii) QR 코드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 이동 플랫폼(100)에 부착된 태그의 종류를 Aprill Tag로 가정하여 설명하도록 한다. 여기에서, “Tag”는 컴퓨터 비전 및 로봇 공학에서 널리 사용되는 2D 바코드 시스템으로, 카메라로 촬영한 영상에서 빠르고 정확하게 검출될 수 있는 시각적 태그를 의미할 수 있다. 본 발명의 태그(150)는 정사각형 형태로 구성되어, 고유한 이진수 패턴을 가지며, 제어부는 상기 패턴을 검출하여 태그의 신원을 인식하고 태그의 위치 및 방향을 계산할 수 있다.
복수의 태그(150)는, 매칭된 직선형 레일(110) 각각의 일단에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같이, 복수의 태그(150)는 복수의 직선형 레일 양 끝단(또는 양 끝단 중 어느 하나)에 대응되는 영역에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 방향을 따라 연장된 종축 레일(110)의 일단에는, 상기 횡축 레일(111, 113, 115) 각각에 매칭된 태그들(151, 153. 155)이 위치하고, 제2 방향을 따라 연장된 횡축 레일(112, 114)의 일단에는 상기 횡축 레일(112, 114) 각각에 매칭된 태그들(112, 114)이 위치할 수 있다.
복수의 태그(150) 각각은 매칭된 직선형 레일(110)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 태그(150)는, 태그가 위치한 직선형 레일에 대한 정보를 포함할 수 있다.
여기에서 직선형 레일에 대한 정보는, 다양할 수 있다. 예를 들어, 직선형 레일에 대한 정보는, 직선형 레일이 제1 방향을 따라 연장된 종축 레일인지, 상기 직선형 레일이 상기 제2 방향을 따라 연장된 횡축 레일인지에 대한 정보와, 상기 직선형 레일이 몇 번째 축에 해당하는 레일인지에 대한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 3에서 확대된 태그가 위치한 방향을 기준으로, 복수의 종축 레일(111, 113, 115)을 첫번째 종축 레일(111), 두번째 종축 레일(113), 세번째 종축 레일(115)이라고 가정하자. 첫번째 종축 레일(111), 두번째 종축 레일(113), 세번째 종축 레일(115) 각각의 일단에 위치한 태그(151, 153, 155)에는, 해당 레일들이, 몇 번째 종축 레일인지에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 로봇 제어 시스템(200)에서는, 복수의 태그(150) 중 적어도 하나에 대한 이동 로봇(130)의 센싱을 통해, 이동 로봇(130)이 위치하는 레일의 타입(횡축 레일인지 종축 레일인지), 이동 로봇(130)이 위치하는 레일이 몇 번째 레일인지, 이동 로봇(130)이 해당 레일에서 어느 지점에 위치하는지, 그리고 이동 로봇(130)의 회전 정도가 어느 정도인지를 특정할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 크기가 다른 복수의 태그를 함께 사용하여, 단일 태그 사용 시 발생하는 오류를 줄이고, 태그의 위치 및 방향 계산 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 3에 도시된 것 같이, 본 발명의 태그(150)는 4개의 큰 태그와 4개의 작은 태그를 포함해 총 8개의 태그가 존재하며, 각 태그별로 12-bit의 숫자가 인코딩 되어 이동 로봇(130)을 제어하기 위한 여러 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 태그에 포함된 정보는 i) 이동 로봇(130)이 현재 위치한 레일의 횡축/종축 정보, ii) 이동 로봇(130)이 위치한 축에 부착된 태그(150)까지 거리 정보, iii) 태그 별 3차원 좌표값, iv) 오류 탐지를 위한 CRC(Cyclic redundancy Check) 태그 값 등 다양할 수 있다. 여기에서, “태그 값”은 태그의 오인식 여부를 판단하기 위한 태그로서, CRC 태그를 제외한 7개의 12-bit 태그 값을 XOR 연산하여, 기입된 태그 값으로 이해될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 이동 로봇(130)의 제1 카메라(133d1) 또는 제2 카메라(133d2)가 태그를 인식한 경우, 로봇 제어 시스템은 인식한 CRC 태그 값과, 7개의 태그를 이용해 연산한 태그 값이 같은 지 확인하여, 태그 인식 오류를 검출할 수 있다.
또한, 제어부(230)는 이동 로봇(130)의 카메라(133d1, 133d2)의 카메라 왜곡을 보정하여, 태그 인식 정밀도를 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(230)은 이동 로봇(130)의 카메라(133d1, 133d2)를 이용하여, 복수 장의 레퍼런스 태그 이미지를 인식하고, 인식된 이미지로부터 태그의 태그 값 및 코너 좌표를 추출할 수 있다. 제어부(230)는 상기 추출된 정보를 이용하여, 카메라의 내부 파라미터 정보를 추출할 수 있고, 카메라 왜곡 보정(또는 카메라 캘리브레이션)을 진행하여 태그 인식 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 로봇 제어 시스템(200)은 태그(150)에 포함된 정보를 이용하여, 태그의 3차원 좌표계의 X, Y, Z 축 이동 방향, 또는 ROLL, PITCH, YAW 축 회전 방향을 인식하고, 이동 로봇(130)으로부터 태그까지 X, Y, Z 축 방향의 거리 및 이동 로봇(130)의 ROLL, PITCH, YAW 축 회전 각도를 측정할 수 있다.
나아가, 제어부(230)는 측정한 태그(150)에 대한 이동 로봇(130)의 X, Y, Z 축 방향의 위치 및 ROLL, PITCH, YAW 축 회전 각도를 이용하여, 이동 로봇(150)의 이동 및 회전을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 제어부(230)는 태그(150)를 이용하여, 이동 로봇(150)이 종축 방향 또는 횡축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 이동 로봇(150)의 장치된 카메라(133d1, 133d2)로 태그의 정보를 검출하여, 이동 로봇(150)과 태그 사이 거리를 측정하고, 이동 로봇(130)이 목표하는 위치로 이동하도록 제어할 수 있다,
예를 들어, 제어부(230)는 삼각 측량 원리를 이용하여, 이동 로봇(150)과 태그 사이 거리를 측정할 수 있다. 여기에서, “삼각 측량 원리”는 카메라의 내부 파라미터(예를 들어 초점 거리, 센서 크기 등), 태그의 실제 크기, 카메라가 촬영한 이미지에서 관측한 태그의 크기를 이용하여, 이동 로봇과 태그(150) 사이의 거리를 계산할 수 있는 원리로서, 이동 로봇(130)과 태그 사이(150)의 거리(D)는 아래의 [수학식 1] 과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
여기에서, W는 태그의 실제 크기이고, w는 카메라 이미지에서 인식된 태그의 코너 좌표를 이용해 측정한 태그의 크기이며, f는 카메라 왜곡 보정을 수행하여 측정한 카메라 내부 파라미터인 초점 거리로 이해될 수 있다.
또 다른 예로서, 제어부(230)는 PnP(Perspective-n-Point) 알고리즘을 사용하여, 이동 로봇(130)과 태그(150) 사이 거리를 측정할 수 있다. 여기에서, PnP 알고리즘은 3D 공간의 n개의 점의 좌표와 상기 점들이 2D 이미지에 투영된 좌표를 이용하여, 카메라의 위치를 계산하는 알고리즘으로, 제어부(230)는 PnP 알고리즘을 이용하여, 이동 로봇(130)의 위치를 계산하고, 태그 중심에서 이동 로봇(130)의 카메라(133d1, 133d2)까지의 거리 벡터를 계산할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 제어부(230)는 태그(150)를 이용하여, 이동 로봇(150)이 종축 방향 또는 횡축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(230)는 이동 로봇(150)의 장치된 카메라(133d1, 133d2)로 태그의 정보를 검출하여, 이동 로봇(130)이 회전한 각도를 측정하고, 이동 로봇(130)이 목표하는 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(230)는 PnP(Perspective-n-Point) 알고리즘을 사용하여, 이동 로봇(130)이 회전한 각도를 측정할 수 있다.
앞서 설명한 거리 측정 방법과 같이, 제어부(230)는 PnP 알고리즘을 이용한 방법으로, 카메라의 내부 파라미터(예를 들어 초점 거리, 센서 크기 등), 태그의 실제 크기, 카메라가 촬영한 이미지에서 관측한 태그의 크기를 이용하여, 이동 로봇(130)의 회전 각도를 측정할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 이동 로봇(130)의 카메라(133d1, 133d2)에서 인식된 태그(150)의 코너 좌표를 추출하고, 추출된 태그의 정보에 PnP 알고리즘을 이용할 수 있다. 나아가, 제어부(230)는 PnP 알고리즘에서 계산된 이동 로봇(130)의 회전 벡터를 회전 행렬로 변환하여, 이동 로봇(130)과 태그(150) 사이의 평면 각도를 측정할 수 있다. 이에, 제어부(230)는 측정된 이동 로봇(130)의 ROLL, PITCH, YAW 축 회전 각도를 이용하여, 이동 로봇(130)이 목표로 하는 상태로 회전하도록 제어할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 것과 같이, 이동 로봇(130)에는 복수의 카메라(133d1 및 133d2)가 구비될 수 있다. 제어부(230)는 이동 로봇(130)에 구비된 복수의 카메라(133d1 및 133d2) 중 적어도 하나에 의해 태그(150)가 센싱되도록 제어할 수 있다.
제어부(230)는 이동 로봇(130)이 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 방향으로 이동하는지에 따라, 복수의 카메라(133d1 및 133d2) 중 특정 카메라를 활성화하여, 태그가 센싱되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 복수의 카메라(133d1 및 133d2)는 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 하나에 위치한 태그의 센싱이 용이하도록, 이동 로봇(130)에 구비될 수 있다. 즉, 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 방향에 따라 이동하는지에 따라, 이동 로봇(130)의 정면에 위치하는 태그가 센싱되도록 특정 카메라를 활성화시킬 수 있다.
예를 들어, 도 4a에 도시된 것과 같이, 이동 로봇(130)이 제1 방향(종 방향 또는 수직 방향)으로 이동하는 상태에서 제어부(230)는, 복수의 카메라 중 제1 카메라(ex: 상부 카메라, 133d1)에 의해, 제1 방향에 위치하는 태그(155)가 센싱되도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다. 이와 달리, 도 4b에 도시된 것과 같이, 이동 로봇(130)이 제2 방향(횡 방향 또는 수평 방향)으로 이동하는 상태에서 제어부(230)는, 복수의 카메라 중 제2 카메라(ex: 상부 카메라, 133d2)에 의해, 제2 방향에 위치하는 태그(152)가 센싱되도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다.
이하에서는 이동 로봇(130)의 태그 센싱에 기반하여, 이동 플랫폼(100)에서 이동 로봇(130)을 위치를 파악하고, 이동 로봇(130)을 종 방향/횡 방향 이동 및 회전을 제어하는 방법에 대해 보다 자세하게 설명하도록 한다.
본 발명에서는 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 이동 로봇의 이동 경로가 특정되는 과정이 진행될 수 있다(S410, 도 4 참조).
제어부(230)는 자체적으로 이동 로봇(130)의 이동 경로를 생성하거나, 서버(ex: 클라우드 서버, 20)로부터 이동 경로를 생성할 수 있다. 본 발명에서는 이동 경로를 생성하는 주체에 대해서는 특별히 구분하지 않으며, 이하에서는 제어부(230)로 통일하여 설명하도록 한다. 다만 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 시스템(200)의 적어도 일부 기능은 클라우드 서버(20)에 의해 이루어질 수 있으며, 이에 본 발에서는 이동 로봇 제어 시스템(200)과 클라우드 서버(20)를 혼용하여 사용할 수 있다.
제어부(230)는 이동 로봇(130)의 이동이 필요한 경우, 복수의 레일 중 적어도 하나를 포함하는 이동 로봇(130)의 이동 경로(610)를 특정할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 (a)에 도시된 것과 같이, 이동 로봇(130)이 제1 위치에서, 상기 제1 위치와는 다른 제2 위치(A)까지 이동해야 된다고 가정하자. 제어부(230)는 제1 내지 제3 종축 레일(601, 603, 605) 중 제3 종축 레일(605) 및 제1 내지 제3 횡축 레일(602, 604, 606) 중 제3 횡축 레일(606)이 포함되는 이동 경로(610)를 특정할 수 있다.
제어부(230)는 다양한 정보를 고려하여 이동 로봇(130)의 이동 경로를 특정할 수 있다. 제어부(230)는 특정 이동 로봇(130)과는 다른 이동 로봇을 고려하여, 특정 이동 로봇(130)의 이동 경로를 특정할 수 있다. 나아가 제어부(230)는 특정 이동 방향으로 방향 전환을 고려하여 이동 경로를 특정할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(230)는 교차 영역에서 이동 로봇(130)의 방향 전환이 최소가 되도록 이동 로봇(130)의 이동 경로를 특정할 수 있다. 예를 들어, 제1 경로의 이동 경로가 제2 경로의 이동 경로보다 더 길 더라도 교차 영역에서 방향 전환이 적게 이루어지면, 제어부(230)는 제1 경로를 이동 로봇(130)의 이동 경로로 특정할 수 있다. 이동 로봇(130)의 이동 경로 생성과 관련된 자세한 내용은 후술하도록 한다.
본 발명에서는 이동 경로를 따라, 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동하며 이동 로봇이 목적지까지 도달하도록, 이동 로봇의 이동을 제어하는 과정이 진행될 수 있다(S420, 도 4 참조).
본 발명에서 “제1 방향”은 종축 레일(601, 603, 605)의 길이 방향에 대응되는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명에서는 종축 레일(601, 603, 605) 상에 이동하는 이동 로봇(130)의 이동 방향을 “제1 방향' 또는 “수직 방향”, “종축 방향” 또는 “열 방향” 등으로 명명할 수 있다.
그리고 본 발명에서 “제2 방향”은 횡축 레일(602, 604, 606)의 길이 방향에 대응되는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명에서는 횡축 레일(602, 604, 606) 상에서 이동하는 이동 로봇(130)의 이동 방향을 “제2 방향”, “횡축 방향” 또는 “수평 방향” 또는 “행 방향”으로 명명할 수 있다.
제어부(230)는 이동 경로에 포함된 레일의 타입이 종축 레일 및 종축 레일 중 어느 것인지에 따라, 이동 로봇(130)이 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다. 도 6a의 (a)에 도시된 것과 같이, 제어부(230)는 이동 경로(610)에 포함된 종축 레일(605)에서는 제1 방향(종축 방향)으로 이동하도록 이동 로봇(130)을 제어하고, 이동 경로(610)에 포함된 횡축 레일(606)에서는 제2 방향(횡축 방향)으로 이동하도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다.
한편, 제어부(230)는 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로 이동하는 이동 로봇(130)의 방향 전환 이벤트(또는 회전 이벤트)가 발생하는 것에 근거하여, 이동 로봇(130)의 이동 방향이, 상기 어느 하나에서 다른 하나로 전환되도록 제어할 수 있다.
도 6a의 (a)에 도시된 것과 같이, 본 발명에서는 종축 레일(605) 및 횡축 레일(606)이 교차되는 영역을 교차 영역(C)으로 명명할 수 있다. 이동 로봇(130)은 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 하나에 따라 이동 중 교차 영역(C)이 나타나면, 다른 방향으로 방향 전환이 필요하며, 이러한 상황을 본 발명에서는 “방향 전환 이벤트(또는 회전 이벤트)”로 명명하여 설명할 수 있다.
제어부(230)는 방향 전환 이벤트가 발생되는 것에 근거하여, 이동 로봇(130)이 교차 영역에서 방향 전환이 이루어지도록 제어할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 본 발명의 이동 플랫폼(100)은 직선형 레일(110) 및 십자형 레일(120)을 포함하며, 십자형 레일(120)은 회전이 가능하도록 이루어질 수 있다.
제어부(230)는 십자형 레일 십자형 레일(120)에 이동 로봇(130)이 도킹되도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다. 그리고 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120)에 도킹된 상태에서, 십자형 레일(120)을 회전시켜 이동 로봇(130)의 방향 전환이 이루어지도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다.
본 발명에서, “이동 로봇(130)과 십자형 레일(120)의 도킹”은 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120) 또는 고정 플레이트(121) 상에 위치한 상태에서 그 일부에 대한 회전 동작이 제한된 상태를 의미할 수 있다. 도킹 상태에서 이동 로봇(130)의 회전이 제한되는 부분은 회전 모듈(132)이 될 수 있다. 또한, 회전 모듈(132)의 회전이 제한되는 동작은 회전 모듈(132)의 일부가 고정 플레이트(121)에 걸림되는 구조에 의해 구현될 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 본 발명에서 이동 로봇(130)과 십자형 레일(120)은 서로 걸림되는 구조로 이루어질 수 있다. 이동 로봇(130)은 복수의 걸림 돌기(132c3)를 포함하고, 십자형 레일(120)은 상기 걸림 돌기(132c3)가 걸림되는 스토퍼(121b)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가 십자형 레일의 스토퍼(121b)에 걸림되면, 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)회전에 제한되며, 이러한 상태를 “도킹”, “걸림”, “주차” 및 “정렬”로 명명할 수 있다.
본 발명에서는 이동 로봇(130)의 방향 전환 이벤트가 발생되는 것에 근거하여, 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가 스토퍼(121b)에 걸림되도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 복수의 스토퍼(121b)는 일정 간격으로 배치되어, 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가 통과 가능한 공간을 형성할 수 있다. 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 교차 영역에서 직진하는 경우 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가, 십자형 레일(120)의 복수의 스토퍼(121b)가 사이를 통과하여 주행하도록 제어할 수 있다. 반면에, 제어부(230)는 교차 영역에서 이동 로봇(130)의 방향 전환 이벤트가 발생되는 경우, 이동 로봇(130)의 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가, 십자형 레일(120)의 스토퍼(121b)에 걸림되도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다.
이동 로봇(130)의 걸림 돌기가 십자형 레일(120)의 스토퍼에 걸림되기 위해서는 이동 로봇(130)이 정확한 도킹 영역에 위치하여야 하며, 이동 로봇(130)에 적재된 물품의 무게, 이동 로봇(130)과 레일간의 밀림(슬립) 또는 기어의 백래쉬 등의 외부적 요인에 의해, 이동 로봇(130)의 위치 제어에는 오차가 발생할 수 있다. 이에 본 발명에서는 도킹이 필요한 상황에서, 이동 플랫폼(100)에 구비된 태그를 이용하여 이동 로봇(130)의 걸림 돌기가 십자형 레일(120)의 스토퍼에 정확하게 걸림되어 도킹되도록, 이동 로봇(130)에 대한 세밀하고 정확한 제어를 수행할 수 있다.
제어부(230)는 이동 경로 상에, 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어지는 교차 영역이 존재하는 경우, 이동 로봇(130)에서, 교차 영역을 기준으로 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 위치한 태그가 센싱 되도록 이동 로봇을 제어할 수 있다.
도 6a의 (b)에 도시된 것과 같이, 이동 로봇(130)이 이동 경로를 따라 특정 이동 방향(제1 방향, 종축 방향)으로 이동하는 상태에서 방향 전환 이벤트가 발생되면, 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 위치하는 레일의 일단에 위치하는 태그(T5)가 센싱되도록, 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(230)는 이동 로봇(130)의 정면에 위치하는 태그(T5)가 센싱되도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다. 이동 로봇(130)의 정면에 위치하는 태그(T5)는 이동 로봇(130)이 위치하는 레일(605)에 매칭된 태그일 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 제어부(230)는 이동 로봇(130)에 구비된 카메라를 활성화시켜, 특정 태그(T5)가 인식되도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(230)는 이동 로봇(130)의 이동 방향에 따라, 제1 카메라(예를 들어, 상부 카메라) 및 제2 카메라(예를 들어, 적재 트레이 카메라) 중 어느 하나가 활성화되도록 제어하여, 이동 로봇(130)의 이동 방향에 위치한 태그(T5)가 센싱되도록 제어할 수 있다.
제어부(230)는 태그 인식에 기반하여 이동 로봇(130)이 교차 영역(C)에 위치한 십자형 레일(120)에 정확하게 도킹되도록 제어할 수 있다.
제어부(230)는 태그 인식에 기반하여 이동 로봇(130)에 대한 측위를 수행할 수 있다. 제어부(230)는 인식된 태그(T5)와 이동 로봇(130) 간의 상대적 거리를 확인하고, 상대적 거리에 기반하여 이동 로봇(130)의 위치를 특정할 수 있다. 이 경우, 제어부(230)는 태그(T5)와 이동 로봇(130) 간의 상대적 거리에 기반하여, 이동 로봇(130)과 십자형 레일(120)의 상대적 위치를 특정하는 것 또한 가능하다.
보다 구체적으로, 제어부(230)는 이동 로봇(130)의 이동 방향에 위치한 태그 센싱을 통해 센싱된 센싱 정보로부터, 센싱된 태그로부터 이동 로봇(130)이 이격된 거리 정보를 획득할 수 있다. 나아가, 제어부(230)는 거리 정보에 기반하여, 특정 레일에서의 이동 로봇(130)의 위치를 특정할 수 있다.
제어부(230)는 이동 로봇(130)의 특정된 위치에 근거하여, 이동 로봇(130)이 직선형 레일을 따라 특정 방향으로 이동하며, 십자형 레일이 위치한 교차 영역의 회전 교차점에 주차되도록 이동 로봇(130)의 이동을 제어할 수 있다.
제어부(230)는 이동 로봇(130)이, 회전 교차점에 주차 완료될 때까지, 특정 태그 센싱을 통해 직선형 레일에서 이동 로봇(130)의 위치를 업데이트할 수 있다. 그리고, 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 회전 교차점의 정위치에 위치하면, 회전 교차점에 대한 주차를 완료할 수 있다.
도 6b의 (a)에 도시된 것과 같이, 제어부(230)는 인식된 태그(T5)와 이동 로봇(130) 간의 상대적 거리에 기반하여, 이동 로봇(130)이, 교차 영역(C)에 위치하는 십자형 레일(120)의 중앙에 위치하여 이동 로봇(130)이 도킹되도록, 이동 로봇(130)의 위치를 이동시킬 수 있다.
제어부(230)는 태그(T5)로부터 이동 로봇(130)의 좌표 정보를 특정하여, 이동 로봇(130)이 교차 영역에 정확하게 위치하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(230)는 태그(T5)와 이동 로봇(130)의 상대적 거리에 근거하여, 이동 로봇(130)의 Z 축 위치 좌표 정보를 특정할 수 있으며, 제어부(230)는 Z축 위치 좌표 정보에 근거하여 이동 로봇(130)이 교차 영역에 정확하게 위치하도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(230)는 이동 로봇(130)의 위치에 근거하여, 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가 십자형 레일(120)의 스토퍼(121b)에 걸림되는 상태로 주차(또는 도킹)되도록, 이동 로봇(130)를 제어할 수 있다.
제어부(230)는 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가, 인식된 태그(T5)를 기준으로 교차 영역에 위치하는 십자형 레일(120)의 스토퍼(121b)에 걸림되도록, 이동 로봇(130)을 이동시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(230)는 태그(T5), 이동 로봇(130) 및 교차 영역에 위치한 십자형 레일(120)간의 상대적 거리에 기반하여, 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가 십자형 레일(120)의 스토퍼(121b)에 대응되는 영역에 위치하도록 이동 로봇(130)을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 6b의 (a)에 도시된 것과 같이, 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 교차 영역(또는 십자형 레일)의 중앙에 위치하도록 이동 로봇(130)을 이동시킬 수 있다. 제어부(230)는, 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가 십자형 레일(120)의 스토퍼(121b)에 대응되는 영역에 위치하면, 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가 십자형 레일(120)의 스토퍼(121b)에 걸림되도록, 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)이 소정의 각도만큼 회전되도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다.
즉, 제어부(230)는 태그(T5)를 이용하여, 이동 로봇(130)과 십자형 레일이 서로 맞물리는 상태가 되도록, 이동 로봇(130)의 위치 및 동작을 제어할 수 있다. 이와 같이, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120)에 도킹되면, 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)의 회전이 제한되는 상태가 될 수 있다.
제어부(230)는 이동 로봇(130)의 주차가 완료되는 것에 근거하여, 이동 로봇(130)이 제1 방향에서 제2 방향으로 회전시킬 수 있다. 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 회전 교차점에 대응하는 십자형 레일(120)에 도킹된 상태에서 이루어질 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 본 발명의 이동 플랫폼(100)에 포함된 십자형 레일(120)은, 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트(121)와, 상기 고정 플레이트(121)에 대하여 회전 가능하게 형성되어 직선형 레일과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일(122)을 포함할 수 있다. "눰* 전환 레일(122)은 고정 플레이트(121)에 대하여 회전 가능하게 형성되며, 고정 플레이트(121)는 이동 로봇(130)의 걸림 돌기(132c3)가 걸림되는 스토퍼(121b)를 포함할 수 있다.
나아가, 이동 로봇(130)은 레일에 접지된 상태로 주행 가능하게 형성되는 모바일 모듈(131) 및 상기 모바일 모듈에 상대 회전 가능하게 결합되는 회전 모듈(132)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 이동 로봇(130)과 십자형 레일(120)이 도킹되면, 회전 모듈(132)의 회전이 제한될 수 있다.
제어부(230)는 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)의 회전에 제한되어 고정된 상태에서, 이동 로봇(130)의 모바일 모듈(133) 및 상기 모바일 모듈(133)에 맞물린 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)이 함께 회전되도록, 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다.
즉, 본 발명에서 이동 로봇(130)의 방향 전환은, 이동 로봇(130)이 십자형 레일(120)에 도킹되어 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)이 고정된 상태에서, 이동 로봇(130)의 모바일 모듈(131) 및 십자형 레일(120)의 방향 전환 레일(122)의 함께 회전을 통해 이루어질 수 있다.
한편, 제어부(230)는 태그 센싱을 통해, 교차 영역에서의 이동 로봇(130) 회전을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(230)는 이동 로봇(130)에 의해 센싱된 태그로부터, 이동 로봇(130)이 회전한 회전 각도 정보를 추출할 수 있다. 그리고, 제어부(230)는 추출된 회전 각도 정보를 이용하여 이동 로봇(130)의 이동 경로에 따라 시계방향 또는 반시계 방향으로 이동 로봇(130)을 회전시킬 수 있다.
나아가, 제어부(230)는 이동 로봇(130)의 회전 각도가 기 설정된 각도(예를 들어, 90도)가 될 때까지 이동 로봇(130)을 회전시킬 수 있다. 또한, 제어부(230)는 회전이 완료되면 이동 로봇(130)을 기존 방향과는 다른 방향의 직선형 레일을 따라 이동하도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 6b의 (b)에 도시된 것과 같이, 제어부(230)는 종축 레일(605)을 따라 제1 방향(종축 방향)으로 이동하던 이동 로봇(130)을 반시계 방향으로 회전시킨 이후, 횡축 레일(606)을 따라 제2 방향으로 이동하도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다.
제어부(230)는 교차 영역에서 이동 로봇(130)이 회전하는 과정에서, 종축 레일(605)의 일단에 위치한 태그(T5) 및 횡축 레일(606)의 일단에 위치한 태그(T2) 각각으로부터 센싱된 센싱 정보에 근거하여, 이동 로봇(130)의 회전 각도 정보를 추출할 수 있다.
즉, 제어부(230)는 회전 전 이동 로봇(130)의 이동 방향에 위치한 태그(T5)와, 회전 후 이동 로봇(130)의 이동 방향에 위치한 태그(T2)를 이용하여, 이동 로봇(130)의 회전 각도를 특정할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 회전 전 이동 방향을 제1 방향(종축 방향)으로 명명하고, 회전 후 이동 로봇(130)의 이동 방향을 제2 방향(횡축 방향)으로 명명하여 설명하도록 한다. 그리고, 제1 방향에 대응되는 레일을 제1 직선형 레일(605), 상기 제1 직선형 레일(605)의 일단에 위치한 태그를 제1 태그(T5)로 명명하고, 제2 방향에 대응되는 레일을 제2 직선형 레일(606), 상기 제2 직선형 레일(606)의 일단에 위치한 태그를 제2 태그(T2)로 명명하여 설명하도록 한다.
제어부(230)는 제1 태그(T5)로부터의 이동 로봇의 회전 정도에 근거하여 회전이 이루어진 후, 이동 로봇(130)이 상기 제1 태그(T5)로부터 회전한 정도가 기 설정된 기준을 만족하면, 제2 태그(T2)로부터의 이동 로봇(130)의 회전 정도에 근거하여 이동 로봇(130)이 회전한 회전 각도를 특정할 수 있다.
제어부(230)는 1차적으로, 제1 태그(T5)로부터 추출된 회전 각도 정보에 근거하여 이동 로봇(130)의 회전 정도를 할 수 있다. 그리고 제어부(230)는 제1 태그(T5)를 기준으로 이동 로봇(130의 회전 정도가 기 설정된 기준을 만족하는 것에 근거하여, 제2 태그(T2)가 센싱되도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다. 제어부(230)는 2차적으로, 제2 태그(T2)를 기준으로 이동 로봇(130)이 회전한 회전 각도를 특정할 수 있다.
여기에서, 기 설정된 기준은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 태그(T5)를 기준으로 이동 로봇(130)이 회전된 정도가 미리 설정되어 있는 경우, 제어부(230)는 미리 설정된 각도만큼 이동 로봇(130)이 회전된 것에 근거하여 기 설정된 기준이 만족된 것으로 판단할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(230)는 이동 로봇(130)에 장착된 카메라(133d1, 133d2)의 검출 가능 영역에서 제2 태그가 포함되는 것에 근거하여 기 설정된 기준의 만족 여부를 판단할 수 있다.
제어부(230)는 교차 영역에서 이동 로봇(130)의 회전이 완료되면, 제2 직선형 레일의 일단에 위치한 제2 태그(T2)를 센싱하는 것을 통해, 상기 제2 직선형 레일에서의 상기 이동 로봇의 위치를 특정할 수 있다. 그리고, 제어부(230)는 제2 직선 형 레일에서 이동 로봇(130)의 위치에 근거하여, 이동 로봇(130)이 목적지까지 이동하도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 6b의 (b)에 도시된 것과 같이, 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 제1 방향에서, 제2 방향을 향하도록 회전 완료된 상태에서, 제2 방향에 위치하는 태그(T2)의 센싱에 기반하여, 목적지까지 이동하도록 이동 로봇(130)을 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 이동 로봇(130)이 복수의 직선형 레일(110)을 따라 이동하도록, 이동 로봇(130)의 이동 경로를 특정할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 본 발명에서 이동 로봇(130)의 이동 경로를 로봇 제어 시스템(200)의 제어부(230) 또는 로봇 제어 시스템(200)과 연계된 클라우드 서버(20)에 의해 생성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 로봇 제어 시스템(200)의 제어부(230)를 중심으로 설명하도록 한다.
제어부(230)는 이동 대상이 되는 특정 이동 로봇(130)의 위치를 특정하기 위하여, 특정 이동 로봇(130)에 의해 적어도 하나의 태그가 센싱되도록 제어할 수 있다.
제어부(230)는 특정 이동 로봇(130)의 카메라(133d1, 133d2)에 의해 태그가 센싱되는 것에 근거하여, 센싱 정보를 수신할 수 있다. 제어부(230)는 센싱 정보에 근거하여 이동 로봇(130)의 출발 위치(예를 들어, 이동 로봇(130)이 위치한 레일이 횡축 레일인지 또는 종축 레일인지, 그리고 해당 레일이 몇 번째 레일인지와 해당 레일의 어느 지점에 위치하는지 등)를 특정할 수 있다. 태그를 센싱한 센싱 정보를 이용하여 이동 로봇(130)의 출발 위치를 특정하는 방법은 앞서 설명한 내용과 동일하므로, 자세한 내용은 생략하도록 한다.
제어부(230)는 특정 이동 로봇(130)의 출발 위치 및 목적지를 포함하는 적어도 하나의 직선형 레일(110)을 특정하고, 특정된 직선형 레일을 이용하여 이동 로봇(130)의 이동 경로를 생성할 수 있다.
이 경우, 제어부(230)는 특정 이동 로봇(130)과는 다른 이동 로봇(130)을 고려하여, 특정 이동 로봇(130)의 이동 경로를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 7의 (a)에 도시된 것과 같이, 제어부(230)는 다른 이동 로봇(130a)을 회피하도록, 특정 이동 로봇(130)의 이동 경로(710)를 생성할 수 있다.
나아가, 제어부(230)는 특정 이동 로봇(130)의 방향 전환(또는 회전) 횟수가 최소가 되도록 특정 이동 로봇(130)의 이동 경로를 생성할 수 있다. 즉, 제어부는(230)는 특정 이동 로봇(130)의 방황 전환이 필요한 교차 영역의 수가 최소로 포함되도록, 특정 이동 로봇(130)의 이동 경로를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 7의 (b)에 도시된 것과 같이, 특정 이동 로봇(130)의 출발 위치로부터 목적지까지의 최단 이동 경로(720)에 교차 영역(C)이 “4개” 포함된다고 가정하자. 제어부(230)는 최단 이동 경로(720)보다 돌아가더라도, 교차 영역이 더 적게 포함된 이동 경로(도 7의 (a)에서 도면부호 “710”)을 특정 이동 로봇(130)의 이동 경로로 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 제어부(230)는 로봇 암(133)을 제어하여, 적재 트레이(102)를 인식하고, 적재 그립퍼 구동부(134)를 적재 트레이(102)에 체결할 수 있다. 나아가, 제어부(230)는 로봇 암(133)과 체결된 적재 트레이(102)를 특정 위치로 이동시키고, 목표로 하는 위치에서 적재 트레이를 분리하는 것을 반복하며, 물품 적재 작업을 수행할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 로봇 제어 시스템(200)은 물품 적재 작업을 수행하기에 위해, 이동 로봇(130)에 전원을 인가할 수 있다(S911). 나아가, 로봇 제어 시스템(200)은 이동 로봇(130)에 전원이 인가되면, 이동 로봇(130)의 구동부를 초기화할 수 있다(S912). 구체적으로, 제어부(230)는 구동부 초기화 시, 로봇 암(133) 및 적재 그립퍼 구동부(134)를 같은 방향으로 회전시켜, 특정 위치에서 기구적 간섭에 의해 로봇 암(133)이 정지한 후, 토크가 일정 이상 증가할 때, 상기 위치를 초기점으로 특정할 수 있다.
한편, 로봇 제어 시스템(200)은 초기점에 위치한 이동 로봇(130)이 물품 적재 작업을 수행할 수 있도록, 이동 로봇(130)에 목표 위치를 입력할 수 있다(S913).
앞서 설명한 것과 같이, 본 발명에 따른 제어부(230)는 목표 위치를 입력받은 이동 로봇(130)을 상기 목표 위치까지 이송시킬 수 있다(S914).
나아가, 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 목표로 하는 위치에 도달하면, 모바일 모듈(131)을 레일(110, 120)에 고정하고, 적재 그립퍼 구동부(134)를 목표 적재 트레이에 체결하기 위해 로봇 암(133)을 이동시킬 수 있다(S915).
더 나아가, 제어부(230)는 물품을 적재하기 위해 상기 목표 적재 트레이(102)를 인식할 수 있고, 적재 그립퍼를 목표로 하는 물품의 적재 트레이(102)의 도킹 슬롯에 도킹시키기 위해 적재 그립퍼 구동부(134)의 자세를 제어할 수 있다(S916). 구체적으로, 제어부(230)는 로봇 암(133)에 장착된 제2 카메라(또는 적재 트레이 카메라, 133d2)를 이용하여, 적재 트레이(102)와 관련된 정보들을 인식할 수 있다. 여기에서, “적재 트레이(102)와 관련된 정보”는 i) 적재 트레이에 담긴 물품에 관한 정보, ii) 적재 트레이(102)의 위치 정보 등 다양한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 적재 트레이(102)에는 적재 트레이(102)의 위치 정보, 적재 트레이(102)에 담긴 물품에 관한 정보들이 기록된 상기 태그를 부착할 수 있는 고정 브라켓이 마련될 수 있다.
구체적으로, 제어부(230)는 상기 제2 카메라(133d2)를 이용하여, 고정 브라켓에 부착된 태그를 인식할 수 있다. 나아가, 제어부(230)는 인식된 태그의 정보와 목표로 하는 정보가 일치하는 경우, 트레이 체결 동작을 수행할 수 있다. 여기에서, 트레이 체결 동작은 제어부(230)가 로봇 암(133)의 적재 그립퍼를 적재 트레이(102)의 도킹 슬롯에 도킹하는 것으로 이해될 수 있다.
나아가, 제어부(230)는 트레이 체결 동작을 수행하기 위해, 적재 트레이(102)에 부착된 태그와 제2 카메라(133d2)를 이용하여, 적재 그립퍼 구동부(134)와 적재 트레이(102) 사이 거리 및 체결 진입 각도 측정할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 제어부(230)는 태그에 포함된 정보를 이용하여, 태그의 3차원 좌표계의 X, Y, Z 축 이동 방향, 또는 ROLL, PITCH, YAW 축 회전 방향을 인식하고, 적재 그립퍼 구동부(134)로부터 적재 트레이(102)까지 X, Y, Z 축 방향의 거리 및 적재 그립퍼 구동부(134)의 ROLL, PITCH, YAW 축 회전 각도를 측정할 수 있다.
구체적으로, 제어부는 태그(150)와 이동 로봇(130)에 장치된 제2 카메라(133d2)를 이용하여, 태그에 대한 적재 그립퍼 구동부(134)의 X, Y, Z 축 방향의 위치 및 ROLL, PITCH, YAW 축 회전 각도를 측정하고, 적재 그립퍼 구동부(134)의 이동 및 회전을 제어할 수 있다.
본 발명의 제어부(230)는 이동 로봇(130)의 주행 시 사용하는 방식과 같이, 태그와 카메라를 이용한 PnP(Perspective-n-Point) 알고리즘을 사용하여, 적재 그립퍼 구동부(134)와 적재 트레이(102) 사이 거리 및 회전 각도를 측정할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이, PnP 알고리즘은 3D 공간의 n개의 점의 좌표와 상기 점들이 2D 이미지에 투영된 좌표를 이용하여, 카메라의 위치를 계산하는 알고리즘이다. 구체적으로, 제어부(230)는 PnP 알고리즘을 이용한 방법으로, 카메라의 내부 파라미터(예를 들어 초점 거리, 센서 크기 등), 태그의 실제 크기, 카메라가 촬영한 이미지에서 관측한 태그의 크기를 이용하여, 적재 그립퍼 구동부(134)의 위치를 계산하고, 태그 중심에서 이동 로봇(130)의 제2 카메라(133d2)까지의 거리 벡터와 회전 벡터를 계산할 수 있다.
이에, 제어부(230)는 상기 계산 값을 이용하여, 적재 그립퍼 구동부(134)로부터 적재 트레이(102)까지 X, Y, Z 축 방향의 거리 및 적재 그립퍼 구동부(134)의 ROLL, PITCH, YAW 축 회전 각도를 측정할 수 있다. 나아가, 제어부(230)는 적재 그립퍼가 적재 트레이(102)의 도킹 슬롯에 도킹되도록 거리 및 체결 진입 각도를 제어하여 트레이 체결 동작을 수행할 수 있다(S917).
한편, 제어부(230)는 목표로 하는 적재 트레이(102)가 적재 그립퍼 구동부(134)에 체결되면, 이동하고자 하는 목표 위치로 이동 로봇(130)을 이동시키도록 제어할 수 있다(S918).
구체적으로, 제어부는(230)는 이동 로봇(130)의 주행 시, 이동 플랫폼(100) 및 이동 로봇(130)의 역학적 안정성을 위해, 로봇 암(133)의 형태 및 위치를 제어하여, 안정적으로 물품을 이동시키도록 제어할 수 있다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 이동 플랫폼(100)의 레일(110, 120)에서 직진 운동 또는 회전 운동할 때, 로봇 암(133)의 형태를 제어하여, 이동 플랫폼(100) 및 이동 로봇(130)의 역학적 안정성을 확보할 수 있다.
구체적으로, 제어부(230)가 이동 로봇(130)이 이동 플랫폼(100)의 레일(110, 120)에서 직진 운동 또는 회전 운동하도록 제어할 때, 로봇 암(133)의 형태에 따라, 이동 로봇(130)의 관성 모멘트 값은 달라질 수 있다. 이로 인해, 이동 로봇(130)의 관성 모멘트 변화에 의해, 이동 로봇(130) 및 이동 플랫폼(100)에 진동이 유발되거나, 회전 모듈(132)에 높은 토크(또는 회전력)가 작용할 수 있다. 여기에서, “이동 로봇(130)의 관성 모멘트 값”은 이동 로봇(130)의 직진 운동 또는 회전 운동 시, 물품을 적재한 로봇 암(133)이 회전에 대해 저항하는 정도를 나타내는 물리량으로서, 로봇 암(133)의 질량 중심이 회전 모듈(132)의 회전축으로 멀어질 수록 증가한다고 이해될 수 있다.
이에 따라, 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 직진 운동 또는 회전 운동할 때, 로봇 암(133)의 형태를 제어하여, 이동 로봇(130)의 관성 모멘트 값을 감소시킬 수 있고, 진동 억제와 함께 이동 플랫폼(100) 및 이동 로봇(130)의 역학적 안정성을 확보할 수 있다.
예를 들어, 도 8a의 (a)에 도시된 것 같이, 로봇 암(133)의 형태가 펼쳐 있을 때, 로봇 암(133)의 질량 중심(810)은 회전 모듈(132)의 회전 축(830)으로부터 멀리 존재하여, 이동 로봇(130)의 관성 모멘트 값은 상대적으로 큰 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 제어부(230)에 의해 이동 로봇(130)이 직진 운동 또는 회전 운동할 때, 큰 관성 모멘트 값을 가지게 되어, 진동이 유발되고, 회전 모듈에(132)에 높은 토크가 작용하여, 이동 플랫폼(100) 및 이동 로봇(130)의 역학적 안정성이 저하될 수 있다.
반면에, 도 8a의 (b)에 도시된 것 같이, 로봇 암(133)의 형태가 접혀 있을 때, 로봇 암(133)의 질량 중심(820)은 회전 모듈(132)의 회전 축(830)과 가까워져, 이동 로봇(130)의 관성 모멘트 값은 상대적으로 작은 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 제어부(230)에 의해 이동 로봇(130)이 직진 운동 또는 회전 운동할 때, 진동이 억제되고, 회전 모듈(132)에 작용하는 토크가 최소화되어, 이동 플랫폼(100) 및 이동 로봇(130)의 역학적 안정성을 확보할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 이동 플랫폼(100)의 레일(110, 120)에서 수직 방향 또는 수평 방향으로 직진 운동 또는 회전 운동할 때, 로봇 암(133)의 질량 중심과 회전 모듈(132)의 회전 축 사이의 거리가 최소화되도록, 로봇 암(133)의 형태를 제어하여, 이동 플랫폼(100) 및 이동 로봇(130)의 역학적 안정성을 확보할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 이동 플랫폼(100)의 방향 전환 레일(122)에 도킹되어 회전 운동할 때, 로봇 암(133)의 위치를 제어하여, 이동 플랫폼(100) 및 이동 로봇(130)의 역학적 안정성을 확보할 수 있다.
구체적으로, 제어부(230)가 이동 로봇(130)이 이동 플랫폼(100)의 방향 전환 레일(122)에 도킹되어 회전 운동하도록 제어할 때, 로봇 암(133)의 위치에 따라, 회전 모듈(132)에 작용하는 토크가 달라질 수 있다. 이로 인해, 회전 모듈(132)에 과도한 부하가 작용하거나, 제어부가(230)가 이동 플랫폼(100)의 레일(110, 120)에서 직진 운동 또는 회전 운동하도록 제어할 때, 회전 모듈(132)에 높은 토크가 작용하여, 이동 플랫폼(100) 및 이동 로봇(130)의 역학적 안정성이 저해될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제어부(230)는 이동 로봇(130)의 회전 모듈(132)에 작용하는 부하를 줄이고, 이동 로봇(130)의 안정적인 회전 운동을 위해서 로봇 암(133)이 카운터 밸런스를 유지하도록 제어할 수 있다. 여기에서, “카운터 밸런스”는 이동 로봇(130) 회전 운동 시 균형을 맞추기 위해 회전 반대 방향으로 작용하는 힘을 의미할 수 있다. 나아가, 카운터 밸런스는 다양한 기계 및 구조에서 중력의 영향을 상쇄하거나, 특정 부분에 과도하게 작용되는 힘을 분산시켜, 역학적 안정성을 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 8b의 (a) 도시된 것과 같이, 제어부(230)에 의해 이동 로봇(130)이 이동 플랫폼(100)의 방향 전환 레일(122)에 도킹되어 회전 운동할 때, 로봇 암(133)에 대한 중력 방향과 이동 로봇(130)의 회전 방향이 같은 경우, 로봇 암(133)에 작용하는 중력에 의해 발생한 토크의 방향과 이동 로봇(130)이 회전 운동 시 회전 모듈(132)에 작용하는 토크의 방향이 같게 될 수 있다. 이로 인해, 회전 모듈(132)에 과도한 부하가 작용하여, 이동 로봇(130)의 역학적 안정성이 저해될 수 있다.
반면에, 도 8b의 (b) 도시된 것과 같이, 제어부(230)에 의해 이동 로봇(130)이 이동 플랫폼(100)의 방향 전환 레일(122)에 도킹되어 회전할 때, 로봇 암(133)에 대한 중력 방향과 이동 로봇(130)의 회전 방향과 반대 방향인 경우, 로봇 암(133)에 작용하는 중력에 의해 발생된 토크는 이동 로봇(130)의 회전 운동 시 카운터 밸런스로 작용할 수 있다.
구체적으로, 로봇 암(133)에 작용하는 중력에 의해 발생된 토크는 이동 로봇(130)이 회전 시 회전 모듈(132)에 작용하는 토크와 반대 방향으로 작용할 수 있다. 이는 회전 모듈(132)에 작용하는 부하를 줄이며, 상대적으로 작은 토크로 이동 로봇(130)을 회전시키고, 회전 시 발생하는 진동을 감쇄하여 이동 로봇(130)의 역학적 안정성을 확보할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 이동 플랫폼(100)의 방향 전환 레일(122)에 도킹되어, 수직 방향 또는 수평 방향으로 회전 운동 할 때, 로봇 암(133)에 작용하는 중력에 의해 발생된 토크와 이동 로봇(130) 회전 시 회전 모듈(132)에 작용하는 토크가 반대 방향으로 작용하도록 로봇 암(133)의 위치를 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어부(230)는 회전 모듈(132)에 반대 방향으로 작용하는 토크를 서로 상쇄시켜, 회전 모듈(132)에 가해지는 부하를 줄이고, 작은 토크로 이동 로봇(130)의 회전 운동을 수행하도록 하여, 진동 억제와 함께 이동 플랫폼(100) 및 이동 로봇(130)의 역학적 안정성을 확보할 수 있다.
이와 같이, 제어부(230)는 이동 로봇(130)이 적재한 물품을 목표 위치로 안정하게 이동하도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(230)는 목표로 위치한 이동 로봇(130)의 적재 그립퍼 구동부(134)에서 적재 트레이(102)를 분리하기 위하여, 로봇 암(133)을 이동시킬 수 있다(S919).
나아가, 제어부(230)는 트레이 체결 동작을 역방향으로 수행하여, 적재 그립퍼를 적재 트레이(102)의 도킹 슬롯에서 분리하는 작업을 수행할 수 있다(S920).
한편, 제어부(230)는 적재 트레이(102)의 분리 작업이 완료되면, 다시 이동 로봇(130)에 대한 구동부 초기화를 진행하여, 다음 물품 적재 작업을 수행하도록 이동 로봇(130)을 초기 위치로 정렬하도록 제어할 수 있다(S921).
한편, 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법 및 시스템은, 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇을 제어하기 위한 것으로, 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로가 특정하고, 상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어할 수 있다. 이를 통해 본 발명에서 이동 플랫폼은 레일 구조의 자유도를 높여 간결하게 구성되어 상대적으로 좁은 공간에서도 설치될 수 있으며, 이동 로봇을 통해 물품 운반 등과 같은 다양한 로봇 서비스를 제공할 수 있다.
나아가 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법 및 시스템은, 상기 이동 경로 상에, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어지는 교차 영역이 존재하는 경우, 상기 이동 로봇에서, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향을 따라 위치한 태그를 센싱할 수 있다. 본 발명에서는 태그 센싱에 기반하여 이동 로봇의 위치를 파악하고, 이동 로봇을 교차 영역에 정확하게 위치시킬 수 있다. 따라서 본 발명에서는 이동 로봇이 안전하게 회전하여 방향 전환이 가능할 수 있다.
본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법 및 시스템은, 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇을 제어하기 위한 것으로, 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로가 특정하고, 상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어할 수 있다. 이를 통해 본 발명에서 이동 플랫폼은 레일 구조의 자유도를 높여 간결하게 구성되어 상대적으로 좁은 공간에서도 설치될 수 있으며, 이동 로봇을 통해 물품 운반 등과 같은 다양한 로봇 서비스를 제공할 수 있다..
나아가 본 발명에 따른 이동 로봇 제어 방법 및 시스템은, 상기 이동 경로 상에, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어지는 교차 영역이 존재하는 경우, 상기 이동 로봇에서, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향을 따라 위치한 태그를 센싱할 수 있다. 본 발명에서는 태그 센싱에 기반하여 이동 로봇의 위치를 파악하고, 이동 로봇을 교차 영역에 정확하게 위치 시킬 수 있다. 따라서 본 발명에서는 이동 로봇이 안전하게 회전하여 방향 전환이 가능할 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 본 발명은, 컴퓨터에서 하나 이상의 프로세스에 의하여 실행되며, 이러한 컴퓨터로 판독될 수 있는 매체에 저장 가능한 프로그램으로서 구현될 수 있다.
나아가, 위에서 살펴본 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 또는 명령어로서 구현하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 다양한 제어방법은 통합하여 또는 개별적으로 프로그램의 형태로 제공될 수 있다.
한편, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
나아가, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 저장소를 포함하며 전자기기가 통신을 통하여 접근할 수 있는 서버 또는 클라우드 저장소일 수 있다. 이 경우, 컴퓨터는 유선 또는 무선 통신을 통하여, 서버 또는 클라우드 저장소로부터 본 발명에 따른 프로그램을 다운로드 받을 수 있다.
나아가, 본 발명에서는 위에서 설명한 컴퓨터는 프로세서, 즉 CPU(Central Processing Unit, 중앙처리장치)가 탑재된 전자기기로서, 그 종류에 대하여 특별한 한정을 두지 않는다.
한편, 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.

Claims (20)

  1. 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇을 제어하는 방법에서,
    상기 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로가 특정되는 단계; 및
    상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계는,
    상기 이동 경로 상에, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어지는 교차 영역이 존재하는 경우, 상기 이동 로봇에서, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향을 따라 위치한 태그를 센싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 레일은,
    복수의 직선형 레일과 상기 교차 영역에 배치되는 복수의 십자형 레일을 포함하고,
    상기 직선형 레일은,
    상기 십자형 레일을 중심으로 각각 이격 배치되도록 이루어지며, 상기 교차 영역을 기준으로 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 직선형 레일 및 상기 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 직선형 레일을 포함하고,
    상기 십자형 레일은,
    상기 교차 영역에 배치되는 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대하여 회전 가능하게 형성되어 상기 직선형 레일과 연결되는 이동 경로를 형성하는 방향 전환 레일을 포함하고,
    상기 이동 로봇은,
    상기 직선형 레일 및 상기 방향 전환 레일과 맞물리게 형성되어, 상기 직선형 레일 및 상기 십자형 레일 중 적어도 하나를 따라 상기 목적지까지 이동되며,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향전환이 필요한 경우, 상기 십자형 레일에 도킹된 상태에서 상기 방향 전환 레일을 회전시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 태그는,
    상기 제1 직선형 레일 각각의 일단 및 상기 제2 직선형 레일 각각의 일단에 위치하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이동 로봇에는, 상기 태그를 센싱하도록 이루어지는 카메라가 구비되고,
    상기 태그를 센싱하는 단계에서는,
    상기 교차 영역에서, 상기 제1 직선형 레일의 일단에 위치한 태그 및 상기 제2 직선형 레일의 일단에 위치한 태그 중 적어도 하나를 센싱하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 태그를 센싱하는 단계에서는,
    상기 이동 로봇이, 상기 제1 직선형 레일을 따라 상기 제1 방향으로 이동한 후, 상기 교차 영역에서 상기 제2 방향으로의 방향 전환이 필요한 경우, 상기 이동 로봇은, 상기 교차 영역에서 상기 제1 직선형 레일의 일단에 위치한 제1 태그를 센싱하도록 이루어지고,
    상기 제1 태그 센싱을 통해 센싱된 정보를 통해, 상기 제1 태그로부터 상기 이동 로봇이 이격된 거리 정보가 획득되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계는,
    상기 거리 정보에 기반하여, 제1 직선형 레일에서의 상기 이동 로봇의 위치를 특정하는 단계; 및
    특정된 상기 이동 로봇의 위치에 근거하여, 상기 제1 직선형 레일을 따라 상기 제1 방향으로 이동하며 상기 방향 전환 레일이 위치한 상기 교차 영역의 회전 교차점에 주차하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주차하는 단계에서는,
    상기 이동 로봇이 상기 회전 교차점에 주차가 완료될 때까지, 상기 제1 태그의 센싱을 통해 상기 제1 직선형 레일에서의 상기 이동 로봇의 위치가 업데이트되고,
    상기 이동 로봇이 상기 회전 교차점의 정위치에 위치하면, 상기 회전 교차점에 대한 주차를 완료하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계는,
    상기 주차가 완료되는 것에 근거하여, 상기 이동 로봇을 상기 제1 방향에서 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 방향에서 상기 제2 방향으로의 회전은, 상기 이동 로봇이 상기 회전 교차점에 대응하는 방향 전환 레일에 도킹된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 회전시키는 단계에서는,
    상기 이동 로봇이 상기 제1 태그를 센싱하는 것을 통해, 상기 제1 태그로부터 상기 이동 로봇이 회전한 각도 정보를 추출하고,
    상기 각도 정보를 이용하여, 상기 이동 로봇을 상기 이동 경로에 근거하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회전시키는 단계에서는,
    상기 이동 로봇의 회전 각도가 기 설정된 각도가 될 때까지 상기 이동 로봇을 회전시키고,
    상기 이동 로봇의 회전이 완료되면, 상기 이동 로봇은, 상기 제2 직선형 레일을 따라 상기 제2 방향으로의 이동을 통해 상기 목적지로 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 이동 로봇의 회전 각도는,
    상기 제1 직선형 레일의 일단에 위치한 상기 제1 태그 및 상기 제2 직선형 레일의 일단에 위치한 제2 태그 각각에 대한 회전 각도 정보에 근거하여 특정되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이동 로봇의 회전 각도의 특정은,
    상기 제1 태그로부터의 상기 이동 로봇의 회전 정도에 근거하여 이루어진 후, 상기 이동 로봇이 상기 제1 태그로부터 회전한 정도가 기 설정된 기준을 만족하면, 상기 제2 태그로부터의 상기 이동 로봇의 회전 정도에 근거하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기 설정된 기준은, 상기 이동 로봇의 카메라 화각에 상기 제2 태그가 포함되는 것과 관련된 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 이동 로봇의 회전이 완료되면, 상기 이동 로봇은,
    상기 제2 직선형 레일의 일단에 위치한 제2 태그를 센싱하는 것을 통해, 상기 제2 직선형 레일에서의 상기 이동 로봇의 위치를 특정하고,
    상기 제2 직선형 레일에서의 상기 이동 로봇의 위치에 근거하여, 상기 목적지까지 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 직선형 레일 및 상기 방향 전환 레일과 맞물리게 형성되며, 상기 이동 경로를 따라 주행하도록 이루어지는 모바일 모듈;
    상기 모바일 모듈에 상대 회전 가능하게 결합되고, 상기 상대 회전 시에 상기 고정 플레이트에 걸림되어 회전이 제한된 이후에는 상기 모바일 모듈과 상기 모바일 모듈과 맞물린 상기 방향 전환 레일을 함께 회전시키도록 이루어지는 회전 모듈; 및
    상기 회전 베이스 유닛에 장착되는 로봇암을 포함하고,
    상기 로봇암은, 상기 이동 로봇이 상기 방향 전환 레일에서 회전하는 동안, 상기 로봇암의 무게중심이 상기 이동 로봇과 가까워지도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 로봇암은 정렬 위치는, 상기 이동 로봇의 회전 방향에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 태그는,
    상기 태그가 위치한 직선형 레일에 대한 정보를 포함하고,
    상기 직선형 레일에 대한 레일에 대한 정보는,
    상기 직선형 레일이 상기 제1 방향을 따라 연장된 횡축 레일인지, 상기 직선형 레일이 상기 제2 방향을 따라 연장된 종축 레일인지에 대한 정보와,
    상기 직선형 레일이 몇번째 축에 해당하는 레일인지에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 방법.
  19. 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇 제어 시스템에 있어서,
    상기 시스템의 제어부는,
    상기 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로를 특정하고,
    상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어하며,
    상기 이동 경로 상에, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나에서 다른 하나로 방향 전환이 이루어지는 교차 영역이 존재하는 경우, 상기 이동 로봇에서, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향을 따라 위치한 태그를 센싱하도록 상기 이동 로봇을 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 제어 시스템.
  20. 전자기기에서 하나 이상의 프로세스에 의하여 실행되는 컴퓨터로 판독될 수 있는 매체에 저장된 프로그램으로서,
    상기 프로그램은, 복수의 레일(rail)을 포함하는 이동 플랫폼에서 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하는 이동 로봇을 제어하는 명령어들을 포함하고,
    상기 명령어들은,
    상기 이동 로봇이 목적지로 이동하도록 상기 이동 로봇의 이동 경로가 특정되는 단계; 및
    상기 이동 경로를 따라, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동하며 상기 이동 로봇이 상기 목적지까지 도달하도록, 상기 이동 로봇의 이동을 제어하는 단계를 수행하는 명령어들을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
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