KR101420625B1

KR101420625B1 - Driving system of automatic guided vehicle and method of the same

Info

Publication number: KR101420625B1
Application number: KR1020120046491A
Authority: KR
Inventors: 전혜경; 홍윤식; 전철
Original assignee: 인천대학교 산학협력단; 앤텍코리아(주)
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2014-07-17
Also published as: KR20130123219A

Abstract

본 발명은 무인 운반차 구동시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로, 포지션 마크 인식시 자연광 유입과 사각지역 및 중첩지역으로 인한 오차 발생을 최소화시키기 위해 2중 마크인식을 통한 위치 연산을 수행하도록 하고, 자연광에서 발생된 잔류 적외선 유입을 차단하는 수단을 구비하도록 하여 위치인식의 신뢰성을 높인 무인 운반차 구동시스템 및 그 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명을 적용하면, 2개의 포지션마크를 포토센서를 통해 동시에 인식하고 자기 위치를 연산하여 추정함으로써 위치 추정 오차의 발생 가능성이 획기적으로 감소되고, 자연채광으로부터 유입될 수 있는 오차 요소를 차단함으로써 매우 정밀한 무인운반차 주행이 가능하게 된 장점이 있다.The present invention relates to an automatic guided vehicle driving system and a driving method thereof, and more particularly, it relates to an automatic guided vehicle driving system and a driving method thereof, in which positional calculation is performed by recognizing a double mark to minimize generation of errors due to inflow of natural light, And an object of the present invention is to provide an unmanned vehicle driving system and a method of driving the same, which increase the reliability of position recognition by providing a means for blocking inflow of residual infrared rays generated in the vehicle.
According to the present invention, since the two position marks are recognized simultaneously through the photosensor and the self position is calculated and estimated, the possibility of occurrence of the position estimation error is drastically reduced and the error elements that can be introduced from the natural light are blocked. This makes it possible to drive a precise unmanned vehicle.

Description

무인 운반차 구동시스템 및 그 구동방법{Driving system of automatic guided vehicle and method of the same}[0001] The present invention relates to an automatic guided vehicle driving system and a driving method thereof,

본 발명은 무인 운반차 구동시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 포지션 마크 인식시 자연광 유입과 사각지역 및 중첩지역으로 인한 오차 발생을 최소화시키기 위한 무인 운반차 구동시스템 및 그 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned vehicle driving system and a driving method thereof, and more particularly, to an unmanned vehicle driving system and method for driving the unmanned vehicle, which minimizes errors due to inflow of natural light, will be.

주지된 바와 같이, 공장 등의 건축물 내부에서는 매우 많은 개수의 물건이나 무거운 물건을 매우 빈번하게 특정 위치에서 다른 특정 위치로 싣고 내리는 동작을 차량을 이용하여 반복적으로 수행하게 된다.As is well known, in a building such as a factory, a very large number of objects or heavy objects are frequently repeatedly carried in and out of a specific position by using a vehicle.

즉, 공장과 같은 건축물 내부에서 이송되는 시스템은 단거리 물류이송시스템인 바, 과거에는 직접 사람이 지게차 등의 차량을 이용하여 단거리 물류이송을 수행하였다.In other words, a system that is transported from inside a building such as a factory is a short distance logistics transportation system. In the past, a person carried a short distance logistics using a vehicle such as a forklift.

하지만, 사람이 직접 지게차 등의 차량을 이용하여 단거리 물류이송을 하게 되면 고가의 인건비로 인해 경제성이 떨어진다는 단점이 있었고, 해당 작업자가 결근한 경우 물류 이송에 심각한 문제가 생긴다는 단점이 있었다.However, there is a disadvantage that if a person transports the short distance logistics directly by using a forklift truck or the like, economical efficiency is lowered due to high labor cost, and there is a disadvantage in that when the worker is absent, serious problems occur in transportation of the logistics.

따라서, 최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 무인 운반차 시스템을 구축하는 곳이 속속 증가하고 있다.Therefore, in recent years, in order to solve such a problem, a place where an unmanned vehicle system is constructed is continuously increasing.

일반적으로 생산현장에 적용되고 있는 AGV(automated(automatic) guided vehicle)의 유도 방식은 AGV의 유도하고자 하는 방향으로 유도선을 설치하고 이 유도선에 저주파 AC 전류를 흘려서 발생되는 전계 (Electric Field)로서 AGV를 유도하는 방식으로 저주파 전류를 사용함으로서, 타 장비에 전혀 장해가 없으며 무인반송차의 분기 및 복수노선의 혼합운용이 용이한 전자유도방식을 이용하고 있다.Generally, an automated (automated) guided vehicle (AGV) method applied to a production site is an electric field generated by applying a low frequency AC current to the induction line by installing an induction line in a direction to induce the AGV By using the low frequency current in the way of inducing AGV, there is no obstacle to other equipments, and the electromagnetic induction method which makes it easy to branch the unmanned transport vehicle and to mix and operate multiple routes is used.

예로써 대한민국 등록특허 10-0156483호(무인운반시스템)의 경우 유도선을 따라 주행하는 무인차에 교통제어기능을 부가하여 분산처리함으로써 분기합류점 및 교차로에서 무인차 상호간에 충돌없이 주행토록 하고 있다.For example, in Korean Registered Patent No. 10-0156483 (unmanned conveying system), unmanned vehicles traveling along guide lines are distributed and processed by adding a traffic control function so that unmanned vehicles run without collision at the branching junction and intersections.

그러나, 종래 전자유도방식에서는 AGV의 이동경로를 따라 바닥에 마그네틱 라인의 설치 혹은 페인트 도색이 필수적이기에, 설치현장에 바닥 공사요구되는 문제점을 안고 있다.However, in the conventional electromagnetic induction method, installation of a magnetic line on the floor or paint painting is necessary along the movement path of the AGV, so that there is a problem that bottom construction is required at the installation site.

특히, 공정의 변경이나 개조시 바닥공사를 통한 라인 설치 및 페인트 도색 작업에 대한 변경 및 개조비용이 커서 시스템 유연성이 떨어지는 문제가 발생됨은 물론, 그 구조나 제어 알고리즘의 복잡성, 전문성으로 운영, 유지보수 비용이 많이 발생되고 있다.Especially, in case of changing or modifying the process, there is a problem that the flexibility of the system is low due to the large cost of changing and remodeling the line installation and paint painting work through the floor construction, and the complexity and expertise of the structure and control algorithm, It is costly.

또한, 레일과 같은 고정궤도를 설치하고 무인 차량을 운반시키는 구조도 역시 개발된 바, 레일이송 구조는 위치의 정확성은 보장되지만 바닥 공사에 많은 비용이 발생되고 레일이 작업자의 이동에 제한을 주면서 동시에 공간 효율성을 떨어뜨리고, 미관상 불리하다는 단점이 있었다.In addition, a structure for transporting an unmanned vehicle by installing a fixed track such as a rail has also been developed. Although the accuracy of the position of the rail transfer structure is assured, a lot of cost is incurred in the floor construction, The space efficiency is lowered, and there is a disadvantage that it is disadvantageous to aesthetics.

더불어, 상기한 자기 유도방식과 고정 레일 방식의 무인 이송시스템은 외부적 요인에 의해 무인 이송차량이 정해진 경로를 이탈한 경우 또는 이탈해야만 하는 경우에는 전혀 자기 위치를 스스로 인식하지 못하므로 무용지물이라는 문제점이 있었다.In addition, the above-mentioned self-guided and stationary rail-based unmanned transportation system has a problem that the unmanned transportation vehicle can not recognize its own position at all when the unmanned transportation vehicle deviates from a predetermined route or departs from a predetermined route, there was.

현재 산업현장에서의 AGV는 각 공장 특성에 맞게 커스터마이징되어 운용되고 있으나, 대부분 유도라인을 따라 주행하는 방식이다. Currently, the AGV in the industrial field is customized to suit the characteristics of each factory, but most of them are driven along the induction line.

따라서 이동방향 탐색 등과 같은 기술 개발보다는 주로 AGV 본체를 포함, 주행장치, 제어장치, 전원공급장치 등 주요 부품 개발에 주력하고 있는 실정이다. Therefore, it focuses mainly on development of main parts including AGV main body, traveling device, control device, and power supply device, rather than technology development such as traveling direction search.

특히, 화장장용 AGV는 실외에서 실내로 진입하기 때문에, 실내외에서 AGV 이동 궤적을 정확하게 제어할 수 있어야만 하는데, 현재 설치되어 있는 화장장의 유도라인 방식은 (특히 실내에서) 차량 하중으로 인한 유도라인 손상 등으로 안전성 문제가 발생할 가능성이 높다. In particular, since the AGV for the crematorium enters the room from outside the room, it is necessary to be able to accurately control the movement path of the AGV inside and outside the room. The guidance line method of the crematorium currently installed (in particular, indoors) There is a high possibility of safety problems.

또한, 초음파 센서에 의한 장애물 탐지 및 실내 위치 추적 방식은 화장장 바닥재가 대리석인 점을 고려할 때 정확도가 크게 떨어진다. Also, the method of detecting the obstacle by the ultrasonic sensor and the method of tracking the indoor position is greatly reduced in consideration of the fact that the floors of the crematoria are marble.

최근에는 유도라인 방식 대신 이동 궤적 추적이 가능한 위치인식 센서 기반 AGV 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, AGV researches based on a position recognition sensor capable of tracing a moving trajectory have been actively conducted instead of the guidance line method.

즉, 이동 경로 상에 부착한 랜드마크(landmark) 판독을 통해 AGV가 해당 경로를 따라 움직이도록 구현하는 기술을 연구하고 있으나, 이러한 방식이 갖는 문제점 중 하나는 랜드마크 배열 과정에서 사각 지역(dead zone)및 중첩 지역(overlap zone)이 존재할 수 있다는 점이다. 이로 인해, AGV가 랜드마크를 제대로 인식하지 못할 수 있으며, 위치 추정 오차가 커져 자신의 절대 위치를 부정확하게 인지하게 된다. 위치 추정 오차가 크면, AGV 주행시 흔들림이나 심각한 경로 이탈이 발생할 수 있다.In other words, research has been carried out to realize a technique of moving an AGV along a corresponding route by reading a landmark attached to the movement route. One of the problems with this method is that a dead zone ) And an overlap zone may exist. As a result, the AGV may not correctly recognize the landmark, and the position estimation error becomes large, thereby recognizing the absolute position of the AGV incorrectly. If the position estimation error is large, shaking or serious path deviation may occur during AGV driving.

따라서, 랜드마크(landmark) 판독방식의 AGV 시스템은 아직 연구소에서만 개발 시험중이고 현장에 적용되지 못하고 있다.Therefore, a landmark reading AGV system is still being developed and is not being applied in the field.

특히, 최근에는 에너지 절감형 공장이나 화장장이 건설되는 바, 주간의 실내조명으로 자연채광을 충분히 이용하기 위해 공장이나 화장장의 천장에 유리로 된 루프 모니터시스템이 설치되고 있다. 하지만, 이러한 루프 모니터 시스템을 통해 실내로 유입되는 자연광은 마크 인식시 심각한 오차를 발생시켜 특정 시간대(예컨대, 오전 11시부터 오후 3시)에는 AGV 시스템의 구동이 불가능한 실정이다.Especially, in recent years, an energy-saving factory or a crematorium is being constructed. In order to fully utilize natural light by daytime indoor lighting, a roof monitor system of glass is installed on a ceiling of a factory or a crematorium. However, natural light entering the room through such a loop monitor system has a serious error when recognizing a mark, and thus it is impossible to operate the AGV system in a specific time period (for example, from 11:00 am to 3:00 pm).

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 포지션 마크 인식시 자연광 유입과 사각지역 및 중첩지역으로 인한 오차 발생을 최소화시키기 위해 2중 마크인식을 통한 위치 연산을 수행하도록 하고, 자연광에서 발생된 잔류 적외선 유입을 차단하는 수단을 구비하도록 하여 위치인식의 신뢰성을 높인 무인 운반차 구동시스템 및 그 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the circumstances of the prior art described above, and it is an object of the present invention to perform position calculation by recognizing a double mark in order to minimize the occurrence of errors due to inflow of natural light, And an object of the present invention is to provide an unmanned vehicle driving system and a method of driving the same that improve the reliability of position recognition by providing a means for blocking the generated inflow of residual infrared rays.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 주행경로상 천장에 부착되고 반사재질로 이루어진 포지션 마크와; 상면 소정부에 상기 포지션 마크를 인지하기 위한 포토센서가 구비되며, 상기 포지션 마크의 반사광을 수신하며 자연채광으로 인한 오차발생을 방지하기 위한 제 1오차 보상수단과, 상기 제 1오차 보상수단을 통해 유입된 신호가 정상신호인지의 여부를 판단하기 위해 포지션 인식시 두 개의 포지션 마크를 동시에 비교하여 포지션을 판단하는 제 2오차 보상수단이 구비된 무인운반차와; 상기 무인 운반차의 주행과 작업상태를 모니터링하는 관제서버로 이루어진 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동시스템이 제공된다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a position mark comprising: a position mark made of a reflective material attached to a ceiling of a traveling path; A first error compensating means for receiving the reflected light of the position mark and preventing an error due to natural light, and a second error compensating means for compensating for the position error of the position mark, A second error compensating means for comparing the two position marks at the time of position recognition to judge a position to determine whether the incoming signal is a normal signal; And a control server for monitoring the running state and the operation state of the unmanned vehicle.

바람직하게, 상기 제 1오차 보상수단은 상기 포토센서의 전단에 순차적으로 구비되며 적외선만 통과시키는 적외선 필터와; 상기 적외선 필터의 전단에 구비된 흑색 색유리로 이루어져 포지션 마크의 반사광 이외의 자연채광의 유입을 방지하게 된 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동시스템이 제공된다.Preferably, the first error compensating means includes an infrared filter sequentially disposed at a front end of the photosensor and allowing infrared rays to pass therethrough; And a black color glass provided on a front end of the infrared filter to prevent inflow of natural light other than the reflected light of the position mark.

바람직하게, 상기 제 2오차 보상수단은 직전 위치좌표와 2개의 서로 다른 포지션 마크를 통한 절대 좌표값을 비교하여 각 X 및 Y 좌표의 상대거리를 연산하고, 각 포지션 마크에 대한 상대거리가 동일한지의 여부에 따라 정상 여부를 판단하며, 설정값 이내의 근사 여부에 따라 서로 다른 포지션 마크중 어느 한 포지션 마크의 좌표를 1차 확정좌표로 정하도록 한 오차 보상 프로그램인 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동시스템이 제공된다.Preferably, the second error compensating means compares absolute coordinate values through the immediately preceding position coordinates and two different position marks to calculate the relative distances of the respective X and Y coordinates, and determines whether or not the relative distances of the respective position marks are the same Wherein the coordinate system is an error compensation program for determining whether or not the position mark is normal according to whether the position mark is normal or not and determining the coordinates of a position mark among the different position marks to be a primary definite coordinate according to an approximation within a set value. / RTI >

바람직하게, 상기 제 2오차 보상수단은 신호중 잡음요소를 제거하기 위한 칼만필터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동시스템이 제공된다.Preferably, the second error compensating means is further provided with a Kalman filter for removing a noise component in the signal.

바람직하게, 상기 무인운반차는 그 내부에, 초음파 송수신을 통해 차량 주변의 장애물을 인식, 지자기를 통해 차량 이동방향을 확인할 수 있게 차량의 전후에 각각 장착된 제 1, 2 보조센서와; 상기 관제서버와 통신하기 위한 통신모듈과; 차량의 정밀유도를 위해, 주행경로상 천장에 부착된 다수의 포지션 마크로 적외선을 발생하고 그 반사광을 촬상하기 위한 포토센서와; 모터를 제어하여 차량이 운행하게 하는 주행모듈과; 포지션 마크의 ID별 절대좌표 정보가 저장된 포지션 마크 데이터 저장부와; 상기 포토센서를 통해 수신된 2개의 포지션 마크를 비교하여 무인운반차의 위치를 추정하여 미리 설정된 경로로 주행하게 제어하는 주제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동시스템이 제공된다.Preferably, the unmanned transporter includes first and second auxiliary sensors mounted in front of and behind the vehicle, respectively, for recognizing an obstacle around the vehicle through ultrasonic transmission and reception, and confirming a moving direction of the vehicle through geomagnetism; A communication module for communicating with the control server; A photo sensor for generating infrared rays with a plurality of position marks attached to a ceiling in a traveling path and for imaging the reflected light, for precise guidance of the vehicle; A traveling module for controlling the motor to allow the vehicle to travel; A position mark data storage unit for storing absolute coordinate information for each ID of the position mark; And a main controller for comparing the two position marks received through the photo sensor to estimate the position of the unmanned vehicle and controlling the vehicle to travel on a predetermined route.

한편, 본 발명은 포토센서를 통해 2개의 포지션 마크신호를 주제어부가 수신하는 제 1과정과; 주제어부가 이전 좌표에 대해 2개의 포지션 마크의 좌표를 각각 비교하는 제 2과정과; 비교값이 동일한 경우, 상기 주제어부가 포지션 좌표를 1차 확정하는 제 3과정과; 비교값이 다를 경우, 상기 주제어부가 이전 버퍼에 저장된 좌표와 근사한 포지션 마크가 존재하는 지를 판단하는 제 4과정과; 근사한 어느 한 포지션 마크의 좌표를 1차 확정하는 제 5과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a position sensor, comprising: a first step of receiving two position mark signals through a photosensor; A second step of the main controller comparing the coordinates of the two position marks with respect to the previous coordinates, respectively; If the comparison values are the same, a third step of firstly confirming the position coordinates of the main controller; If the comparison value is different, determining whether a position mark approximate to a coordinate stored in the previous buffer exists in the main control unit; And a fifth step of firstly determining coordinates of an approximate one of the position marks.

바람직하게, 상기 제 5과정의 다음으로, 신호중 잡음요소를 제거하기 위한 칼만필터를 통해 필터링하는 과정과; 상기 주제어부가 필터링된 마크 신호의 절대 좌표를 최종 좌표로 확정하는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동방법이 제공된다.Preferably, the method further comprises the steps of: filtering the signal through a Kalman filter to remove a noise component in the signal; Further comprising the step of determining the absolute coordinates of the mark signal filtered by the main controller as final coordinates.

바람직하게, 이전 버퍼에 저장된 좌표와 근사한 포지션 마크가 존재하지 않는 경우, 이전 포지션 마크의 ID와 반복해서 추정되는 포지션 마크가 존재하는 지를 판단하는 과정과; 이전 포지션 마크의 ID와 반복해서 추정되는 포지션 마크가 존재하는 경우, 반복해서 추정되는 횟수를 체크하는 과정과; 각 포지션 마크의 반복 추정 횟수가 기준값 이상이면 재입력을 위해 제 1과정으로 복귀하는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동방법이 제공된다.Determining whether an ID of a previous position mark and a position mark repeatedly estimated are present if there is no position mark approximate to the coordinates stored in the previous buffer; Checking the number of repeatedly estimated positions when the ID of the previous position mark and the repeatedly estimated position mark are present; And returning to the first step for re-input if the number of iterative estimation of each position mark is equal to or greater than a reference value.

본 발명에 따른 무인 운반차 구동시스템 및 그 구동방법은 2개의 포지션마크를 포토센서를 통해 동시에 인식하고 자기 위치를 연산하여 추정함으로써 위치 추정 오차의 발생 가능성이 획기적으로 감소되고, 자연채광으로부터 유입될 수 있는 오차 요소를 차단함으로써 매우 정밀한 무인운반차 주행이 가능하게 된 장점이 있다.In the unmanned vehicle driving system and driving method thereof according to the present invention, the possibility of occurrence of a position estimation error is drastically reduced by simultaneously recognizing two position marks through a photosensor and calculating and estimating a self position, It is possible to drive a very precise unmanned vehicle by blocking the error component.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템이 구성된 차량 이동영역을 나타내는 평면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 포함된 무인 운반차를 나타내는 평단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템을 구현하기 위한 무인 운반차의 회로구성을 나타내는 블록구성도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템이 구성된 건축물을 나타낸 정단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 구성된 포지션 마크를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 구현된 이중 포지션 마크인식을 통한 위치 추정상태를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 구현된 이중 포지션 마크인식을 통한 위치 추정 연산상태를 나타내는 도면,
도 8a, 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템을 통한 포토센서의 신호를 비교하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템의 신호흐름을 도 시한 플로우챠트,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템을 통한 바퀴 이동궤적을 추적한 도면,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템을 통한 바퀴이동 거리연산 원리를 나타내는 도면이다.1 is a plan view showing a vehicle moving region in which an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention is constructed;
FIG. 2 is a plan view showing an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention,
3 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an unmanned vehicle for implementing an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front sectional view showing a structure including an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention,
5 is a view showing a position mark formed in an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram illustrating a position estimation state through dual position mark recognition implemented in an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating a position estimation operation state by dual position mark recognition implemented in an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention; FIG.
8A and 8B are diagrams for comparing signals of a photosensor through an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a flow chart illustrating a signal flow of an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention,
FIG. 10 is a view for tracking a wheel movement locus through an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention;
11 is a view showing the principle of calculation of the movement distance of a wheel through an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템이 구성된 차량 이동영역을 나타내는 평면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 포함된 무인 운반차를 나타내는 평단면도이다.FIG. 1 is a plan view showing a vehicle moving region in which an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention is constructed; FIG. 2 is a plan view showing an unmanned vehicle driven by the unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention; Sectional view.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템은 포지션 마크 인식시 자연광 유입과 사각지역 및 중첩지역으로 인한 오차 발생을 최소화시키기 위해 2중 마크인식을 통한 위치 연산을 수행하도록 하고, 자연광에서 발생된 잔류 적외선 유입을 차단하는 수단을 구비하도록 하여 위치인식의 신뢰성을 높인 시스템이다.Referring to this, in the unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention, in order to minimize the occurrence of errors due to natural light inflow, rectangular regions, and overlapping regions upon recognition of the position mark, And means for blocking the inflow of residual infrared rays generated in the natural light, thereby enhancing the reliability of the position recognition.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템은 두 가지 방식을 복합적으로 구현하여 자기 위치 인식의 신뢰성을 획기적으로 높인 시스템인 바, 정확한 자기 위치인식으로 공장이나 화장장 등 현장 투입시 설치비는 물론이고 유지 보수 비용이 절감되고 높은 신뢰성이 보장되어 안정적인 무인 이송이 가능하다.That is, the unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention is a system in which the reliability of the magnetic location recognition is significantly enhanced by implementing the two methods in a complex manner, Maintenance cost is reduced, and high reliability is ensured, so that stable unmanned transport is possible.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템은 주행경로상 천장에 부착되고 반사재질로 이루어진 포지션 마크(도 4참조: 74)와; 상면 소정부에 상기 포지션 마크(74)를 인지하기 위한 포토센서(34)가 구비되며, 상기 포지션 마크(74)의 반사광을 수신하며 자연채광으로 인한 오차발생을 방지하기 위한 제 1오차 보상수단과, 상기 제 1오차 보상수단을 통해 유입된 신호가 정상신호인지의 여부를 판단하기 위해 포지션 인식시 두 개의 포지션 마크(74)를 동시에 비교하여 포지션을 판단하는 제 2오차 보상수단이 구비된 무인운반차(8)와; 상기 무인 운반차(8)의 주행과 작업상태를 모니터링하는 관제서버(관제시스템(100)에 구비된 관제용 서버를 나타냄.)로 이루어진다.More specifically, an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention includes a position mark (74 in Fig. 4) made of a reflective material attached to a ceiling in a traveling path; A first error compensating means for receiving the reflected light of the position mark 74 and preventing an error due to natural light from being provided, And second error compensation means for determining a position by simultaneously comparing two position marks 74 at the time of position recognition in order to determine whether a signal inputted through the first error compensation means is a normal signal, A car 8; And a control server (monitoring server provided in the control system 100) for monitoring the traveling and the operation state of the automatic guided vehicle 8.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템이 구축될 공장이나 화장장 등의 건축물 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이, 차량 이동영역(2)이 긴 통로형태로 구성되며, 그 차량 이동영역(2)의 일단에 다수의 무인 운반차(8)가 대기하는 차량대기실(4)이 존재한다.As shown in FIG. 1, the vehicle moving region 2 is formed in a long passage shape inside a factory or a crematorial building in which an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention is to be built, There is a vehicle waiting room 4 in which a plurality of automatic guided vehicles 8 are waiting at one end of the vehicle 2.

상기 차량 이동영역(2)상에는 다수개의 무인 운반차(8)에 동시에 운행하면서 작업할 수 있도록 가상차선(6)이 형성된 바, 가상차선(6)은 육안으로 보이지는 않으나 복수의 무인운반차(8)가 간섭하지 않고 교행할 수 있도록 좌표 프로그램된 것으로 구현 가능하다.The virtual lane 6 is formed on the vehicle moving area 2 so that the virtual lane 6 can be operated while simultaneously operating on the plurality of unmanned transportation vehicles 8. The virtual lane 6 is not visible to the naked eye, 8) can be interchanged without intervention.

또한, 상기 차량 이동영역(2)상에는 상기 무인 운반차(8)가 도킹하기 위한 도킹영역(10)이 구비되고, 그 도킹영역(10)으로 진입한 무인 운반차(8)로부터 적재물품을 하역하기 위한 하역영역(12)이 존재한다.The docking area 10 for docking the automatic guided vehicle 8 is provided on the vehicle moving area 2 and the loaded goods are unloaded from the automatic guided vehicle 8 entering the docking area 10 There is an unloading area 12 for the unloading.

현장마다 상이하겠지만, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템은 차량이동영역(2)의 폭이 좁으면서 다수의 하역영역(12)이 구비되고, 그 하역영역(12)의 전단에 형성된 도킹영역(10)의 폭이 좁아서 정밀 주행이 요구되는 이동환경을 상정하여 구성한다.The unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention may have a plurality of unloading areas 12 with a narrow width of the vehicle moving area 2 and a plurality of unloading areas 12 at the front end of the unloading area 12 And a mobile environment in which a precise running is required due to the narrow width of the formed docking area 10 is assumed.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 포함된 상기 무인운반차(8)는 육각면체 이루어진 차량 몸체(20)가 구성되며, 그 중앙 하단 양측에 각각 주행휠(22)이 제공되는 바, 그 주행휠(22)은 동력을 제공하는 제 1, 2 구동모터(24, 26)와 연결되어 정회전 및 역회전하고, 회전비를 이용하여 방향 전환 가능하게 구성된다.The automatic guided vehicle 8 included in the automatic guided vehicle driving system according to the embodiment of the present invention includes a vehicle body 20 having a hexagonal shape and a traveling wheel 22 is provided on both sides of the center lower end of the vehicle body 20 The traveling wheel 22 is connected to the first and second driving motors 24 and 26 for providing power, and is configured to be forwardly and reversely rotated, and to be changeable in direction using a rotation ratio.

또, 상기 무인운반차(8)는 그 차량몸체(20)의 모서리 하단에 각각 보조휠(28)이 구비되어 차량의 자세균형을 유지하도록 하며, 차량몸체(20)의 전단 및 후단에는 각각 초음파 송수신을 통해 차량 주변의 장애물을 인식, 지자기를 통해 차량 이동방향을 확인할 수 있게 차량의 전후에 각각 장착된 제 1, 2 보조센서(31, 32)가 구비되는 바, 상기 제 1, 2 보조센서(31, 32)는 초음파 센서와 지자기 센서중 어느 하나로 특정하는 것이 아니고, 어느 것이라도 가능하지만 이는 이미 공지의 구성이다.The assistant wheel 28 is provided at the lower end of the corner of the vehicle body 20 so as to maintain the posture balance of the vehicle. At the front end and the rear end of the vehicle body 20, First and second auxiliary sensors 31 and 32 are mounted on the front and rear of the vehicle so as to recognize obstacles around the vehicle through transmission and reception and to confirm directions of movement of the vehicle through geomagnetism. The ultrasonic sensors 31 and 32 are not limited to any one of the ultrasonic sensor and the geomagnetic sensor, and any of them may be used.

또한, 상기 무인운반차(8)에 포함된 상기 포토센서(34)는 적외선 카메라를 의미하는 바, 포토센서(34)는 그 반사광을 수신하는 수신부(38)가 중앙에 구성되고, 그 주변부에 다수개의 발광부(36)가 구비되어 적외선 파장을 발광하게 구성된다.The photo sensor 34 included in the automatic guided vehicle 8 means an infrared camera. The photosensor 34 has a receiver 38 for receiving the reflected light at its center, A plurality of light emitting units 36 are provided to emit infrared rays.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 포함된 상기 무인운반차(8)는 제 1, 2오차 보상수단을 통해, 자기 위치추정에 있어서 매우 높은 신뢰성을 갖도록 하는 바, 제 1, 2 오차보상수단에 대해서는 이하 상세하게 기술하기로 한다.Therefore, the automatic guided vehicle 8 included in the automatic guided vehicle driving system according to the embodiment of the present invention has extremely high reliability in the self position estimation through the first and second error compensating means, The first and second error compensation means will be described in detail below.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템을 구현하기 위한 무인 운반차의 회로구성을 나타내는 블록구성도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템이 구성된 건축물을 나타낸 정단면도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an unmanned vehicle driving system according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 구성된 상기 무인운반차(8)는 그 내부에, 초음파 송수신을 통해 차량 주변의 장애물을 인식, 지자기를 통해 차량 이동방향을 확인할 수 있게 차량의 전후에 각각 장착된 제 1, 2 보조센서(31,32)가 구비되는 바, 제 1, 2 보조센서(31,32)를 통칭하여 보조센서모듈(30)이라고 한다.Referring to these figures, the unmanned conveyance vehicle 8 configured in the unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention recognizes an obstacle around the vehicle through ultrasonic transmission and reception, and confirms a vehicle moving direction through geomagnets The first and second auxiliary sensors 31 and 32 are collectively referred to as an auxiliary sensor module 30. The first and second auxiliary sensors 31 and 32 are disposed on the front and rear of the vehicle.

또한, 상기 무인운반차(8)는 그 내부에, 상기 관제서버와 통신하기 위한 통신모듈(48)과; 차량의 정밀유도를 위해, 주행경로상 천장에 부착된 다수의 포지션 마크(74)로 적외선을 발생하고 그 반사광을 촬상하기 위한 포토센서(34)가 포함된다.In addition, the automatic guided vehicle (8) includes therein a communication module (48) for communicating with the control server; For accurate guidance of the vehicle, a photosensor 34 for generating infrared rays with a plurality of position marks 74 attached to the ceiling in the traveling path and picking up the reflected light is included.

이때, 상기 포토센서(34)의 전단에는 제 1오차 보상수단이 구비되어 상기 포지션 마크(74)가 반사한 적외선광 이외의 다른 적외선광이 유입되는 것을 방지하여 오차 발생 가능성이 낮추는 바, 제 1오차 보상수단(40)은 상기 포토센서(34)의 전단에 순차적으로 구비되며 적외선만 통과시키는 적외선 필터(42)와; 상기 적외선 필터(42)의 전단에 구비된 흑색 색유리(44)로 이루어져 포지션 마크(74)의 반사광 이외의 자연채광의 유입을 방지하게 된다.At this time, the first error compensating means is provided at the front end of the photosensor 34 to prevent the inflow of infrared light other than the infrared light reflected by the position mark 74, thereby reducing the possibility of errors. The error compensating means 40 includes an infrared filter 42 sequentially disposed at the front end of the photosensor 34 and allowing only infrared rays to pass therethrough; And a black color glass 44 provided at the front end of the infrared filter 42 to prevent inflow of natural light other than the reflected light of the position mark 74. [

상기 포지션 마크(74)가 천장(72)에 부착된 건축물의 경우, 자연 조명을 구성하여 에너지 효율이 높은 건축물로 구성된 경우가 많으므로 그 차량이동영역(2)의 상부 즉, 천장(72)의 일부가 절개되어 루프 모니터(76)가 설치된다.In the case of the structure in which the position mark 74 is attached to the ceiling 72, since it is often constructed of a structure having high energy efficiency by constituting natural lighting, the upper part of the vehicle moving area 2, that is, And a loop monitor 76 is installed.

그 루프모니터(76)는 압축유리나 렉산 등의 투명재질의 투광수단(76)으로 구성되어 외부의 자연채광이 실내까지 도달하도록 구성된 바, 자연채광 내에는 적외선 파장이 포함되어 자기위치 추정에 상당한 오차요소가 되지만, 본 발명은 상기 제 1 오차보상수단(40)으로 인해 자연채광으로부터 기인한 오차를 대부분 해소할 수 있게 된다.The loop monitor 76 is constituted by transparent means 76 of a transparent material such as compressed glass or Lexan so that the natural light of the outside reaches to the room. In the natural light, the infrared wavelength is included, But the present invention can solve most of the errors due to natural light due to the first error compensating means 40.

또한, 상기 무인운반차(8)는 그 내부에 작업자가 수동으로 주행 제어신호를 입력할 수 있게 한 수동조작부(46)가 구비된 바, 비상시 작업자가 직접 그 무인운반차(8)를 조작하여 주행할 수 있게도 구성되어져 있다.In addition, the automatic guided vehicle 8 is provided therein with a manual operating portion 46 for allowing a worker to manually input a driving control signal. In an emergency, an operator manually operates the guided vehicle 8 And is configured to be able to run.

한편, 상기 무인운반차(8)는 그 내부에 모터(24,26)를 제어하여 차량이 운행하게 하는 주행모듈(60)을 포함하는 바, 그 주행모듈(60)은 미리 설정된 주행경로 데이터에 자기 위치 추정정보를 적용하여 주행을 제어하는 주행제어부(62)와; 무인운반차(8)의 하단에 각각 구성된 주행휠(22)에 동력을 제공하는 제 1, 2 모터(24, 26)와; 상기 제 1, 2 모터(24, 26)를 구동하는 제 1, 2모터 구동부(64, 66)로 이루어진다.Meanwhile, the automatic guided vehicle 8 includes therein a traveling module 60 for controlling the motors 24 and 26 to drive the vehicle, and the traveling module 60 is connected to the predetermined traveling route data A traveling control unit (62) for controlling traveling by applying the self position estimation information; First and second motors (24, 26) for providing power to the traveling wheels (22) each formed at the lower end of the automatic guided vehicle (8); And first and second motor drivers 64 and 66 for driving the first and second motors 24 and 26, respectively.

또, 상기 무인운반차(8)는 그 내부에 데이터 저장부(50)가 구비되는 바, 그 데이터 저장부(50)는 포지션 마크(74)의 ID별 절대좌표 정보가 저장된 포지션 마크 데이터 저장부(52)와; 미리 설정된 주행데이터를 저장하는 주행 제어데이터 저장부(54)와; 상기 포토센서(34)를 통해 수신된 2개의 포지션 마크(74)를 비교하여 무인운반차(8)의 위치를 추정하여 미리 설정된 경로로 주행하게 제어하는 주제어부(70)로 이루어진다.The data storage unit 50 includes a position mark data storage unit 50 for storing the absolute coordinate information of the position mark 74 by ID, (52); A running control data storage unit 54 for storing preset running data; And a main controller 70 for comparing the two position marks 74 received through the photosensor 34 and estimating the position of the automatic guided vehicle 8 and controlling the automatic guided vehicle 8 to travel on a predetermined route.

상기 주제어부(70)는 내부에 위치 추정 프로그램을 탑재하고 있는 바, 그 위치 추정 프로그램은 상기 제 2오차 보상수단이고, 2개의 서로 다른 포지션 마크를 직전 위치좌표와 비교하여 체크섬(Check Sum)기능을 수행하도록 한다.The main control unit 70 incorporates a position estimation program therein. The position estimation program is the second error compensation unit. The position estimation program compares two different position marks with the previous position coordinates and performs a check sum function .

상기 제 2오차 보상수단에서 수행하는 체크섬(Check Sum)기능은 직전 위치좌표와 2개의 서로 다른 포지션 마크를 통한 절대 좌표값을 비교하여 각 X 및 Y 좌표의 상대거리를 연산하고, 각 포지션 마크에 대한 상대거리가 동일한지의 여부에 따라 정상 여부를 판단하는 것이다.The check sum function performed by the second error compensating means compares absolute coordinate values through the immediately preceding position coordinate and the two different position marks to calculate the relative distances of the respective X and Y coordinates, It is determined whether or not it is normal depending on whether or not the relative distances are the same.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 구성된 포지션 마크를 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 구현된 이중 포지션 마크인식을 통한 위치 추정상태를 나타내는 도면, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 구현된 이중 포지션 마크인식을 통한 위치 추정 연산상태를 나타내는 도면, 도 8a, 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템을 통한 포토센서의 신호를 비교하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a view showing a position mark formed in an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating a dual position mark recognition implemented in an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating a position estimation operation state by dual position mark recognition implemented in an automatic guided vehicle driving system according to an embodiment of the present invention. FIGS. 8A and 8B are views showing a position estimation operation state according to an embodiment And comparing the signals of the photosensor through the unmanned vehicle driving system according to the example.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 구성된 포지션 마크(74)는 정사각형의 필름상에 다수개의 도트(78)가 일정간격으로 형성된 바, 그 포지션 마크(74)내에 구성된 도트(78)중 일부는 포지션 마크의 유효성을 판단할 수 있고, 또 다른 일부의 도트(78)는 포지션 마크의 ID번호를 판단할 수 있는 요소로 사용된다.The position mark 74 formed in the unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of dots 78 formed at regular intervals on a square film, Some of the configured dots 78 can determine the validity of the position mark and another part of the dots 78 are used as an element capable of determining the ID number of the position mark.

바람직하게, 포지션 마크(74)내에 구성된 도트(78)중 모서리(예컨대, 좌측 상단모서리, 좌측 하단모서리, 우측하단 모서리)에 형성된 도트는 유효성 표시도트(80)로서, 해당 유효성 표시도트(80)가 훼손된 신호를 수신하게 되면 해당 포지션 마크(74)는 유효하지 않은 것으로 판단하는 것이므로 훼손되지 않아야 한다.The dots formed at the corners (e.g., the upper left corner, the lower left corner, and the lower right corner) of the dots 78 formed in the position mark 74 are used as the validity indicating dots 80, It is judged that the corresponding position mark 74 is not valid, so it should not be damaged.

또한, 도 5에 도시된 포지션 마크(74)의 중앙부를 구성하는 도트는 ID 표시도트(82)로서, 그 ID 표시도트(82)에 포함된 5개의 도트중 하나 이상의 도트 배열에 따라 ID 번호를 판단할 수 있다. 예컨대, 표시예인 참조부호 74’와 같은 포지션 마크(74)는 유효한 마크이고, 001번의 ID 번호를 갖는다고 판단할 수 있게 된다.The dot constituting the center portion of the position mark 74 shown in Fig. 5 is an ID display dot 82. The ID display dot 82 has an ID number according to one or more dot arrays of five dots included in the ID display dot 82 It can be judged. For example, it is possible to judge that the position mark 74, such as the display mark 74 ', is an effective mark and has the ID number of 001.

상기 제 2오차 보상수단은 상기 포토센서(34)에서 획득한 촬상데이터(84)중 직전 위치좌표(75)와 2개의 서로 다른 포지션 마크(74a,74b)를 통한 절대 좌표값을 비교하여 각 X 및 Y 좌표의 상대거리를 연산하고, 각 포지션 마크에 대한 상대거리가 동일한지의 여부에 따라 정상 여부를 판단하며, 설정값 이내의 근사 여부에 따라 서로 다른 포지션 마크중 어느 한 포지션 마크의 좌표를 1차 확정좌표로 정하도록 한 오차 보상 프로그램이다.The second error compensating means compares absolute coordinate values through two different position marks 74a and 74b between the immediately preceding position coordinate 75 and the immediately preceding position coordinate 75 among the imaging data 84 acquired by the photosensor 34, And the relative distance of the Y coordinate is calculated, and it is determined whether or not the relative distances to the position marks are equal to each other. If the coordinates of any one of the different position marks are set to 1 And the error correction program is defined as the difference correction coordinate.

일반적인 적외선 센서 기반 위치 추정 방식은 1개의 포지션 마크를 인식하여 ID, 각도 및 3차원 위치 좌표를 추정한다. 그러나, 이러한 포지션 마크는 체크섬(checksum) 기능을 제공하지 않아, 포지션 마크로부터 읽어 온 데이터가 정상인지 오류가 포함된 것인지 확인할 수 없다. 따라서 어느 한 포지션마크 인식 직후부터 다음 포지션 마크에 도달할 때까지 신뢰성이 보장되지 않은 정보를 계속 사용하게 된다. A general infrared sensor-based position estimation method recognizes one position mark and estimates ID, angle, and three-dimensional position coordinates. However, such a position mark does not provide a checksum function, so that it can not be confirmed whether the data read from the position mark is normal or contains an error. Therefore, information that is not guaranteed to be reliable continues to be used until the next position mark is reached immediately after recognizing any one position mark.

이는 도 8a를 통해 확인할 수 있는 바, 1개의 포지션 마크(74)만을 사용하는 경우 부정확한 ID 데이터가 빈번하게 수신(1회 주행시 최소 3번 이상)됨을 알 수 있다. As can be seen from FIG. 8A, when only one position mark 74 is used, inaccurate ID data is frequently received (at least three times in one running).

이러한 문제를 해결하고, 오차를 최소화하기 위해, 상기 제 2오차 보상수단이 구성되는 바, 상기 제 2오차 보상수단은 2개의 포지션 마크(74)를 인식하도록 한다. 즉, 직전 위치 좌표를 checksum을 위한 기준 값으로 사용하고, 이를 2개의 포지션 마크에서 보내 온 위치 좌표와 비교함으로써 위치 추정 오차 발생 가능성을 줄이고자 하였다. 예를 들면, 그림 7에 도시된 바와 같이 2개의 포지션 마크(74) A 및 B와 무인운반차(8: 사각형으로 표시됨)와의 상대 위치 정보를 연산한다. 2개의 포지션 마크(74)와 무인운반차(8)간 y축의 상대 위치가 -1.3m로 같으므로, 인식 오류는 없는 것으로 판단하게 된다.In order to solve such a problem and to minimize the error, the second error compensating means is configured so that the second error compensating means recognizes the two position marks 74. In other words, we tried to reduce the possibility of position estimation error by using the previous position coordinate as a reference value for the checksum and comparing it with the position coordinate sent from the two position marks. For example, as shown in FIG. 7, relative position information between two position marks 74 and A and B and an unmanned vehicle (indicated by a quadrangle) is calculated. Since the relative position of the y-axis between the two position marks 74 and the unmanned conveyance vehicle 8 is equal to -1.3 m, it is judged that there is no recognition error.

즉, 상대좌표는 Mark A=(x, y)→(+0.8M, -1.3M), Mark B=(x, y)→(-1.2M, -1.3M)이다.That is, the relative coordinates are Mark A = (x, y)? (+0.8M, -1.3M) and Mark B = (x, y)? (-1.2M, -1.3M).

한편, 이때 각 포지션 마크(74)와 무인운반차(8)간 x축 또는 y축 좌표가 다를 경우, 무인운반차(8)가 이전에 갖고 있던 좌표 정보(포지션마크 데이터 저장부(52)에 저장)를 기준으로 선택하게 된다. 추가적으로 이 결과신호는 최종적으로 여러 잡음 요소(건물구조, 강전, 전파, 빛, 소음 등)를 제거하기 위해 칼만 필터를 거쳐 필터링되게 함으로써 최종 위치좌표를 결정하게 된다.If the coordinates of the x-axis or the y-axis between the position marks 74 and the unmanned conveyance vehicle 8 are different from each other, the coordinate information of the unmanned conveyance vehicle 8 (the position mark data storage unit 52) Storage). In addition, the resulting signal will ultimately determine the final location coordinates by filtering through the Kalman filter to remove multiple noise components (building structure, strong, propagation, light, noise, etc.).

따라서, 도 8b에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1, 2오차보상 수단을 통해 ID 정보를 수신하는 경우에는 매우 안정적인 신호가 수신됨을 알 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 8B, it can be seen that a very stable signal is received when the ID information is received through the first and second error compensation means of the present invention.

상기한 구성의 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The functions and effects of the unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템의 신호흐름을 도 시한 플로우챠트이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a signal flow of an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템에 포함된 무인운반차(8)는 그 주행시 자기 위치를 추정해야만 미리 저장된 주행데이터와 비교하여 지속적으로 주행할 수 있다.First, the automatic guided vehicle 8 included in the automatic guided vehicle driving system according to the embodiment of the present invention can continuously travel by comparing the stored driving data with the stored driving data only after estimating the self position at the time of driving.

따라서, 상기 무인운반차(8)는 포토센서(34)를 통해 포지션 마크(74)에 대한 정보를 수신하는 바, 그 포토센서(34)는 약 850㎚ 파장의 적외선 광을 발광하고 상기 포지션 마크(74)에서 반사한 반사광을 수신하는데, 그 포지션 마크(74)는 다수의 도트에 반사물질이 도포되어 있으므로 상기 포토센서(34)는 도 5와 같은 형상의 포지션 마크(74)의 데이터를 수신하게 된다.Therefore, the automatic guided vehicle 8 receives information on the position mark 74 through the photosensor 34. The photosensor 34 emits infrared light having a wavelength of about 850 nm, Since the position mark 74 is coated with a reflective material on a plurality of dots, the photosensor 34 receives the data of the position mark 74 having the shape as shown in FIG. 5 .

이때, 자연채광을 위해 건축물에 루프 모니터가 형성된 경우, 자연채광으로부터 적외선 광이 혼합되어 수신됨으로써 오차를 발생시키는 경우가 매우 빈번하므로 본 발명에서는 제 1오차방지수단(40)으로서 적외선 필터(42)와 흑색 색유리(44)를 구성한다.In this case, when the roof monitor is formed for the natural light, the infrared light is mixed and received from the natural light to generate errors. Therefore, in the present invention, the infrared filter 42 is used as the first error preventing means 40, And the black colored glass 44 are formed.

특히, 본 발명의 무인 운반차(8)에 구비된 주제어부(70)는 2개의 포지션 마크(74)신호를 수신하는 바, 이전 좌표에 대해 2개의 포지션 마크(74)의 좌표를 각각 비교하고, 비교값이 동일한 경우, 상기 주제어부(70)가 포지션 좌표를 1차 확정한다.Particularly, the main control unit 70 included in the automatic guided vehicle 8 of the present invention receives the two position mark signals 74 and compares the coordinates of the two position marks 74 with respect to the previous coordinates, respectively , And when the comparison values are equal to each other, the main control unit 70 first determines the position coordinates.

만약, 비교값이 다를 경우, 상기 주제어부(70)는 이전에 포지션마크 데이터저장부(52: 버퍼도 가능)에 저장된 좌표와 근사한 포지션 마크(74)가 존재하는 지를 판단한다.If the comparison values are different from each other, the main control unit 70 determines whether there is a position mark 74 approximate to the coordinates previously stored in the position mark data storage unit 52 (which may also be a buffer).

이때, 어느 한 포지션 마크(74)가 미리 저장된 좌표와 근사한 경우라면, 해당 포지션 마크(74)의 좌표를 1차 확정한다.At this time, if a position mark 74 is approximate to the previously stored coordinate, the coordinate of the position mark 74 is first determined.

한편, 이때 1차 확정된 신호는 그 신호중 잡음요소를 제거하기 위한 칼만필터를 통해 필터링하여, 필터링된 마크 신호의 절대 좌표를 최종 좌표로 확정한다.At this time, the first-determined signal is filtered through a Kalman filter to remove a noise component in the signal, and the absolute coordinates of the filtered mark signal are determined as final coordinates.

반면, 이전 버퍼에 저장된 좌표와 근사한 포지션 마크(74)가 존재하지 않는 경우, 이전 포지션 마크(74)의 ID와 반복해서 추정되는 포지션 마크(74)가 존재하는 지를 판단하고, 이전 포지션 마크(74)의 ID와 반복해서 추정되는 포지션 마크(74)가 존재하는 경우, 반복해서 추정되는 횟수를 체크한다.On the other hand, when there is no position mark 74 approximate to the coordinates stored in the previous buffer, it is judged whether or not the ID of the previous position mark 74 and the position mark 74 repeatedly estimated exist, and if the previous position mark 74 ) And the position mark 74 repeatedly estimated are present, the number of times of repeated estimation is checked.

그리고, 각 포지션 마크의 반복 추정 횟수가 기준값 이상이면 재입력을 위해 스탠바이상태로 대기한다.If the number of iterative estimations of each position mark is equal to or greater than the reference value, the apparatus stands by in the standby state for re-inputting.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템은 차량이동공간의 폭이 협소하고 다수개의 도킹공간이 차량이동공간과 수직방향으로 형성되고, 그 도킹공간의 폭이 좁기 때문에 매우 정밀한 주행이 요구되는 장소에서도 정확한 바퀴의 제어가 가능해야 한다.In addition, since the width of the vehicle movement space is narrow and the plurality of docking spaces are formed in a direction perpendicular to the vehicle movement space, and the width of the docking space is narrow, the unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention, It should be possible to control the wheel accurately even in the place where it is required.

이에 대해, 아래 도면을 참조하여 개략적으로 설명한다.This will be schematically described with reference to the following drawings.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템을 통한 바퀴 이동궤적을 추적한 도면, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템을 통한 바퀴이동 거리연산 원리를 나타내는 도면이다.FIG. 10 is a view for tracing a wheel movement locus through an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a view for explaining a wheel movement distance calculation principle through an unmanned vehicle driving system according to an embodiment of the present invention. Fig.

이를 참조하면, 무인운반차(8)는 좌측과 우측 바퀴에 부착된 모터의 회전으로 전진 및 후진 할 수 있으며, 좌우 바퀴의 회전량의 차를 이용하여 좌회전 및 우회전 할 수 있다. Referring to this, the automatic guided vehicle 8 can advance and backward by the rotation of the motor attached to the left and right wheels, and can make left and right rotations using the difference in the amount of rotation of the left and right wheels.

무인운반차(8)는 지정된 도킹영역에 진입하기 위해서는 90도 회전을 통한 방향 전환이 필요하다. 무인운반차(8)는 직선 구간에서는 등속(等速)으로 이동하지만, 회전 구간에서는 가속 또는 감속 이동을 통해 회전 직후 무인운반차(8)와 도킹영역이 일직선이 되도록 제어해야 한다. In order to enter the designated docking area, the automatic guided vehicle 8 needs to be turned by 90 degrees. The automatic guided vehicle 8 moves at a constant speed (constant velocity) in the straight section, but it must be controlled so that the automatic guided vehicle 8 and the docked area are in a straight line immediately after the rotation through acceleration or deceleration movement in the rotation section.

하지만, 무인운반차(8)가 회전 할 때 가속도가 반영된 경우 회전 중심이 이동하기 때문에 회전 위치가 달라진다. 도 10에 도시된 바와 같이 가속도 a로 회전할 경우 바퀴의 이동 궤적은 삼각형으로 표시되어 있다. 동 도면에 나타낸 것처럼 무인운반차(8)가 가속도 a로 회전할 경우 회전 중심이 점차 안쪽에서 바깥쪽으로 이동함을 알 수 있다. 반면, 무인운반차(8)가 등속 운동으로 회전할 경우 회전 중심은 일정하다. 등속 회전할 경우 바퀴의 이동 궤적은 사각형으로 표시되어 있다.However, in the case where the acceleration is reflected when the automatic guided vehicle 8 rotates, the rotational position is changed because the rotational center moves. As shown in FIG. 10, when the vehicle is rotated at the acceleration a , the movement trajectory of the wheel is indicated by a triangle. As shown in the figure, when the automatic guided vehicle 8 rotates at the acceleration a , it can be seen that the center of rotation gradually moves from the inside to the outside. On the other hand, when the automatic guided vehicle 8 rotates at a constant speed, the center of rotation is constant. When the wheel is rotated at a constant speed, the movement trajectory of the wheel is indicated by a rectangle.

이하, 도 11을 참조하여 바퀴의 이동 궤적 추적 알고리즘을 살펴본다.Hereinafter, a motion trajectory tracking algorithm of a wheel will be described with reference to FIG.

반지름이 r이고, 호(arc)의 각도가 A radian 일 때, 호의 길이는 Ar이다. 회전 원점으로부터 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 거리가 각각 r1, r2일 때, 회전 반지름의 비는 호의 길이와 비례한다(식(1)).When the radius is r and the angle of the arc is A radian, the length of the arc is Ar. When the distance between the inner wheel and the outer wheel from the rotation origin is r1 and r2 respectively, the ratio of the radius of rotation is proportional to the length of the arc (Eq. (1)).

r1 : r2 = Ar1 : Ar2 (식 1)r1: r2 = Ar1: Ar2 (Equation 1)

바퀴간 간격을 α라고 하면, If the interval between wheels is α,

r1: (r1+α) = Ar1 : Ar2 (식 1')r1: (r1 +?) = Ar1: Ar2 (1 ')

식(1')로부터 반지름 r1에 관한 식을 얻을 수 있다.From equation (1 '), the equation for radius r1 can be obtained.

(식 2)

(Equation 2)

회전 상대각 및 절대각을 구하여 회전 후의 바퀴의 좌표를 계산한다. 가속도(가속/감속)가 있는 경우 단위 회전식에 대해 단위 회전각을 점점 작게 하여 미분(또는 극한값)으로 구할 수 있다. 그러나 계산 복잡도와 계산 시간 등을 고려할 때 이 방식은 비효율적이다. 따라서 가속도가 있을 경우에는 n개의 등속 구간으로 분할해서 반복 계산하는 방법을 적용할 것이다.The rotation relative angle and the absolute angle are calculated and the coordinates of the wheel after the rotation are calculated. If there is acceleration (acceleration / deceleration), the unit rotation angle is gradually decreased with respect to the unit rotation type to obtain the differential (or extreme value). However, considering the computational complexity and computation time, this method is inefficient. Therefore, if there is acceleration, it will be applied to the method of iterative calculation by dividing into n constant velocity sections.

회전원점을 계산해보면, 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 이동거리인 호의 길이 L1과 L2는 운행 속도(회전수) 및 운행 시간에 따라 정해진다. r1, r2 및 이동거리 L1, L2를 모두 구하면, 2차원 평면 좌표계에서 이동 전 바퀴의 좌표(x1, y1)와 이동 후 바퀴의 좌표(x2, y2)의 비율 관계를 고려(식(3))하여 원점의 좌표(x0, y0)를 구할 수 있다. Calculating the origin of rotation, the length L1 and L2 of the arc, which is the travel distance of the inner and outer wheels, is determined by the travel speed (number of revolutions) and the travel time. considering the percentage relationship of r1, r2, and the moving distance L1, ask both the L2, the coordinates of the pre-movement wheels in the two-dimensional plane coordinate system (x1, y1) and the coordinate of the wheel and then move (x2, y2) (Equation 3) ( X0 , y0 ) of the origin can be obtained.

(y1 - y0) : (y2 - y0) = r1 : r2 (식 3)(y1 - y0): (y2 - y0) = r1: r2 (Equation 3)

식(3)으로부터 y0를 구하면 식(4)과 같다.If y0 is obtained from Eq. (3), Eq. (4) is obtained.

(식4)

(Equation 4)

마찬가지 방법에 의해 x0를 구할 수 있다(식(5)).By the same method, x0 can be obtained (Eq. (5)).

(식5)

(Equation 5)

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무인 운반차 구동시스템 및 그 구동방법은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다. Meanwhile, the unmanned vehicle driving system and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention are not limited to the above-described embodiments, but various modifications are possible within the scope of the present invention.

8:무인운반차, 24:제 1모터,
26:제 2모터, 31,32:제 1, 2보조센서,
34:포토센서, 40:제 1오차보상수단,
42:적외선필터, 44:흑색색유리,
52:포지션마크 데이터 저장부, 54:주행제어데이터 저장부,
70:주제어부, 74:포지션 마크.8: unmanned vehicle, 24: first motor,
26: second motor, 31,32: first and second auxiliary sensors,
34: photo sensor, 40: first error compensation means,
42: Infrared filter, 44: Black colored glass,
52: position mark data storage unit, 54: travel control data storage unit,
70: main part, 74: position mark.

Claims

주행경로상 천장에 부착되고 반사재질로 이루어진 포지션 마크와;
상면 소정부에 상기 포지션 마크를 인지하기 위한 포토센서가 구비되며, 상기 포지션 마크의 반사광을 수신하며 자연채광으로 인한 오차발생을 방지하기 위한 제 1오차 보상수단과, 상기 제 1오차 보상수단을 통해 유입된 신호가 정상신호인지의 여부를 판단하기 위해 포지션 인식시 두 개의 포지션 마크를 동시에 비교하여 포지션을 판단하는 제 2오차 보상수단이 구비된 무인운반차와;
상기 무인 운반차의 주행과 작업상태를 모니터링하는 관제서버로 이루어지며;
상기 제 1오차 보상수단은 상기 포토센서의 전단에 순차적으로 구비되며 적외선만 통과시키는 적외선 필터와; 상기 적외선 필터의 전단에 구비된 흑색 색유리로 이루어져 포지션 마크의 반사광 이외의 자연채광의 유입을 방지하게 된 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동시스템.A position mark made of a reflective material adhered to a ceiling of the traveling path;
A first error compensating means for receiving the reflected light of the position mark and preventing an error due to natural light, and a second error compensating means for compensating for the position error of the position mark, A second error compensating means for comparing the two position marks at the time of position recognition to judge a position to determine whether the incoming signal is a normal signal;
And a control server for monitoring the running state and the work state of the unmanned vehicle;
Wherein the first error compensating means comprises an infrared filter sequentially disposed at a front end of the photosensor and allowing infrared rays to pass therethrough; And a black color glass provided at a front end of the infrared filter to prevent inflow of natural light other than the reflected light of the position mark.

삭제delete

제 1항에 있어서,
상기 제 2오차 보상수단은 직전 위치좌표와 2개의 서로 다른 포지션 마크를 통한 절대 좌표값을 비교하여 각 X 및 Y 좌표의 상대거리를 연산하고, 각 포지션 마크에 대한 상대거리가 동일한지의 여부에 따라 정상 여부를 판단하며, 설정값 이내의 근사 여부에 따라 서로 다른 포지션 마크중 어느 한 포지션 마크의 좌표를 1차 확정좌표로 정하도록 한 오차 보상 프로그램인 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동시스템.The method according to claim 1,
The second error compensating means compares absolute coordinate values through the immediately preceding position coordinates and the two different position marks to calculate the relative distances of the respective X and Y coordinates and determines whether or not the relative distances to the respective position marks are the same Wherein the error correction program is an error compensation program for determining whether the position mark is normal or not and determining the coordinates of a position mark among different position marks as the first determined coordinates according to the approximation within the set value.

제 3항에 있어서,
상기 제 2오차 보상수단은 신호중 잡음요소를 제거하기 위한 칼만필터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동시스템.The method of claim 3,
Wherein the second error compensating means further comprises a Kalman filter for removing a noise component in the signal.

제 1항에 있어서,
상기 무인운반차는,
초음파 송수신을 통해 차량 주변의 장애물을 인식, 지자기를 통해 차량 이동방향을 확인할 수 있게 차량의 전후에 각각 장착된 제 1, 2 보조센서와;
상기 관제서버와 통신하기 위한 통신모듈과;
차량의 정밀유도를 위해, 주행경로상 천장에 부착된 다수의 포지션 마크로 적외선을 발생하고, 그 포지션 마크의 반사광을 촬상하기 위한 포토센서와;
모터를 제어하여 차량이 운행하게 하는 주행모듈과;
포지션 마크의 ID별 절대좌표 정보가 저장된 포지션 마크 데이터 저장부와;
상기 포토센서를 통해 수신된 2개의 포지션 마크를 비교하여 무인운반차의 위치를 추정하여 미리 설정된 경로로 주행하게 제어하는 주제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동시스템.The method according to claim 1,
The unmanned vehicle,
First and second auxiliary sensors mounted on the front and rear sides of the vehicle so as to recognize obstacles around the vehicle through ultrasound transmission and reception and to confirm directions of movement of the vehicle through geomagnetism;
A communication module for communicating with the control server;
A photosensor for generating infrared rays with a plurality of position marks attached to a ceiling in a traveling path for accurately guiding the vehicle and imaging reflected light of the position marks;
A traveling module for controlling the motor to allow the vehicle to travel;
A position mark data storage unit for storing absolute coordinate information for each ID of the position mark;
And a main controller for comparing the two position marks received through the photo sensor to estimate the position of the unmanned vehicle and controlling the vehicle to travel on a predetermined route.

포토센서를 통해 2개의 포지션 마크신호를 주제어부가 수신하는 제 1과정과;
주제어부가 이전 좌표에 대해 2개의 포지션 마크의 좌표를 각각 비교하는 제 2과정과;
비교값이 동일한 경우, 상기 주제어부가 포지션 좌표를 1차 확정하는 제 3과정과;
비교값이 다를 경우, 상기 주제어부가 이전 버퍼에 저장된 좌표와 일정 오차범위내의 좌표값을 갖는 포지션 마크가 존재하는 지를 판단하는 제 4과정과;
이전 버퍼에 저장된 좌표와 일정 오차범위내의 좌표값을 갖는 포지션 마크가 존재하지 않는 경우, 이전 포지션 마크의 ID와 반복해서 추정되는 포지션 마크가 존재하는 지를 판단하는 제 5과정과;
이전 포지션 마크의 ID와 반복해서 추정되는 포지션 마크가 존재하는 경우, 반복해서 추정되는 횟수를 체크하는 제 6과정과;
각 포지션 마크의 반복 추정 횟수가 기준값 이상이면 재입력을 위해 제 1과정으로 복귀하는 제 7과정과;
일정 오차범위내의 좌표값을 갖는 어느 한 포지션 마크의 좌표를 1차 확정하는 제 8과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동방법.A first process of receiving two position mark signals through a photo sensor;
A second step of the main controller comparing the coordinates of the two position marks with respect to the previous coordinates, respectively;
If the comparison values are the same, a third step of firstly confirming the position coordinates of the main controller;
If the comparison value is different, determining whether there is a position mark having a coordinate value within a certain error range with the coordinates stored in the previous buffer in the main buffer;
A fifth step of determining whether there is a position mark having a coordinate value within a predetermined error range and a coordinate stored in a previous buffer, if there is a position mark repeatedly estimated with the ID of the previous position mark;
A sixth step of checking the number of repeatedly estimated positions when the ID of the previous position mark and the repeatedly estimated position mark exist;
A seventh step of returning to the first step for re-input if the number of iterative estimations of each position mark is equal to or greater than a reference value;
And determining a coordinate of a position mark having a coordinate value within a predetermined error range for the first time.

제 6항에 있어서,
상기 제 8과정의 다음으로, 신호중 잡음요소를 제거하기 위한 칼만필터를 통해 필터링하는 과정과;
상기 주제어부가 필터링된 마크 신호의 절대 좌표를 최종 좌표로 확정하는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 무인 운반차 구동방법.The method according to claim 6,
Next to the eighth step, filtering is performed through a Kalman filter for removing a noise component in a signal;
Further comprising the step of determining the absolute coordinates of the mark signal filtered by the main controller as final coordinates.

삭제delete