KR102634025B1 - 최적의 공간 활용 및 안정성을 위한 적재 시뮬레이션 제공 방법 및 장치 - Google Patents

최적의 공간 활용 및 안정성을 위한 적재 시뮬레이션 제공 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는, 서버에 의해 수행되는, 적재 시뮬레이션 방법은, a) 적재 공간의 바닥 면을 x축 및 y축으로 하고 높이를 z축으로 하는 3차원의 모델을 구축하고, 상기 모델의 x축 및 y축으로 이루어진 2차원의 맵을 생성하는 단계; b) 적재 대상인 각 화물에 대해 기 수집된 화물 정보에 기초하여, 상기 각 화물에 대응하는 박스 형의 가상의 객체를 생성하고 생성된 각 객체들을 군집하여 복수의 그룹으로 설정하는 단계; c) 상기 모델의 z축 범위 안에서 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 z축 방향으로 쌓아, 상기 각 그룹 별 적어도 하나의 블록을 생성하는 단계; 및 d) 기 설정된 적재 순서에 따라, 생성된 각 블록을 상기 모델에 배치하거나 상기 각 블록의 단면으로 이루어진 2차원의 도형을 생성하여 상기 맵에 배치하는 단계를 포함하되, 상기 화물 정보는 상기 각 화물 별 종류, 무게, 크기 및 배송지 정보를 포함하며, 상기 블록은 z축 방향으로 쌓인 객체들의 높이의 합과 최대 단면적을 가지는 육면체 형상으로 생성되는 것이다.

Description

최적의 공간 활용 및 안정성을 위한 적재 시뮬레이션 제공 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PROVIDING LOADING SIMULATION FOR OPTIMAL SPACE UTILIZATION AND STABILITY}
본 발명은 화물의 적재 분야에 활용되는 기술로서, 최적의 공간 활용도 및 적재 안정성을 확보하기 위한 적재 시뮬레이션을 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
인터넷 상거래가 급격히 일반화됨에 따라, 택배 서비스를 이용한 물동량이 급증하고 있다. 택배 서비스는 일반적으로 규격화되지 않은 물품들을 취급하므로, 크기가 제 각각인 물품들을 얼마나 빨리, 많이, 효율적으로 운반하느냐에 따라 물류 비용과 배송 시간이 달라질 수 있다.
종래에 택배 업체들이 채택하는 물류 적재 시스템은 근본적으로 컨베이어 벨트로 화물 박스들이 상차 컨테이너 입구로 끊임없이 운반되며, 적재 작업은 숙련된 작업자가 경험과 감각으로 화물 박스들을 차곡차곡 쌓아 올리는 개인적 능력에 의존하게 된다.
따라서, 시간 대비 적재되는 물류량이 작업자의 숙련도에 따라 들쑥날쑥 하여 업무가 표준화되기 어렵고, 비효율을 초래하는 문제점이 자주 발생하였다.
이와 관련하여, 최근에는 적재 공간 및 화물을 모델링하여 작업자를 보조하는 기술이 도입되고 있다. 그러나, 이러한 종래 기술은, 단순히 크기가 다른 박스를 어떻게 배치하는 것이 좋은지 보여주는 기능에 머물러 있다.
즉, 종래의 기술은, 각 화물의 제원이나 배송지가 고려되지 않은 채 단순히 적재 과정이나 상태를 보여주는 데 그칠 뿐, 실제 숙련된 작업자의 능력을 반영하지 못하며 실효성이 떨어지는 한계가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 적재 공간 및 화물을 모델링하고 화물의 무게, 크기 및 배송지를 포함하는 화물 정보에 기초하여 최적의 적재 시뮬레이션을 도출하는 기술을 개시하며, 이를 통해 효율적인 적재 작업이 이루어지는 데 기여하는 것을 그 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 서버에 의해 수행되는, 적재 시뮬레이션 방법은, a) 적재 공간의 바닥 면을 x축 및 y축으로 하고 높이를 z축으로 하는 3차원의 모델을 구축하고, 상기 모델의 x축 및 y축으로 이루어진 2차원의 맵을 생성하는 단계; b) 적재 대상인 각 화물에 대해 기 수집된 화물 정보에 기초하여, 상기 각 화물에 대응하는 박스 형의 가상의 객체를 생성하고 생성된 각 객체들을 군집하여 복수의 그룹으로 설정하는 단계; c) 상기 모델의 z축 범위 안에서 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 z축 방향으로 쌓아, 상기 각 그룹 별 적어도 하나의 블록을 생성하는 단계; 및 d) 기 설정된 적재 순서에 따라, 생성된 각 블록을 상기 모델에 배치하거나 상기 각 블록의 단면으로 이루어진 2차원의 도형을 생성하여 상기 맵에 배치하는 단계를 포함하되, 상기 화물 정보는 상기 각 화물 별 종류, 무게, 크기 및 배송지 정보를 포함하며, 상기 블록은 z축 방향으로 쌓인 객체들의 높이의 합과 최대 단면적을 가지는 육면체 형상으로 생성되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 a)단계는, 상기 적재 공간에 배치된 공간인식 센서를 통해 상기 적재 공간의 깊이값을 수집하고, 상기 깊이값에 기초하여 상기 모델의 x축, y축 및 z축의 범위를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 a)단계는, 상기 공간인식 센서를 통해 상기 적재 공간의 영상 정보를 수집하고, 상기 영상 정보 및 상기 깊이값을 기초로 상기 모델 내 적재가 가능한 구간 및 적재가 불가능한 구간을 설정하여 각 구간에 서로 다른 시각적 효과를 부여하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 b)단계는, 물류 센터에 배치된 카메라 센서를 통해 상기 각 화물의 바코드 정보를 수집하여 상기 바코드 정보를 통해 상기 각 화물의 종류, 무게 및 배송지 정보를 획득하고, 상기 물류 센터에 배치된 3D비전 센서를 통해 상기 각 화물의 크기 정보를 수집하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 c)단계는, 연속적으로 쌓이게 되는 세 개의 객체 중 최하단에 배치되는 객체의 무게가 상기 최하단에 배치되는 객체의 위에 배치되는 두 개의 객체의 무게의 합보다 크거나 같은 조건을 만족하도록 상기 각 그룹에 속한 객체들을 z축 방향으로 쌓는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 c)단계는, 연속적으로 쌓이게 되는 두 개의 객체 간 접촉 면적이 상기 두 개의 객체 중 위에 배치되는 객체의 면적의 절반을 넘지 않는 조건을 만족하도록 상기 각 그룹에 속한 객체들을 z축 방향으로 쌓는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 d)단계는, 상기 모델에 배치된 블록이나 상기 맵에 배치된 도형 별 x축 및 y축의 좌표값을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 d)단계는, 상기 모델 및 상기 맵은 상기 적재 공간의 바닥 면의 일 모서리가 원점이 되도록 구축되며, 상기 원점을 시작으로 x축 방향 또는 y축 방향을 따라 상기 각 블록이나 각 도형들을 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 a)단계는, 상기 맵을 기 설정된 적재 기준에 따라 복수의 영역으로 구획하는 단계를 포함하되, 상기 적재 기준은 배송 권역, 배송 경로 및 화물의 종류 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 b)단계는, 상기 화물 정보에 기초하여 상기 각 객체를 상기 영역 별로 분류하고, 동일한 영역으로 분류된 객체들끼리 하나의 그룹으로 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 b)단계는, 상기 영역 별로 분류된 객체들의 수량 및 화물 정보에 따라 상기 맵 내에서 각 영역이 차지하는 위치 및 면적을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 c)단계는, 상기 맵의 x축 또는 y축 내 임의의 지점을 기준으로 일직선 상에 나란히 위치하는 영역에 속하는 그룹의 블록들을 추출하여 배열하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 c)단계는, 블록의 배열 상태가 상기 적재 공간 내에서 작업자나 적재 로봇의 동선을 제한하는 것으로 판단되는 경우, 상기 맵의 구조에 기초하여, 동선을 최대로 확보하도록 하는 배열 상태로 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 d)단계는, 추출된 블록의 배열 순서에 따라 상기 2차원의 도형을 상기 맵에 배치하고, 각 2차원의 도형이 배치되는 순서를 상기 맵에 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 적재 시뮬레이션 서버는, 적재 시뮬레이션 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리; 및 상기 프로그램을 실행하는 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 프로그램의 실행에 의해, 적재 공간의 바닥 면을 x축 및 y축으로 하고 높이를 z축으로 하는 3차원의 모델을 구축하고, 상기 모델의 x축 및 y축으로 이루어진 2차원의 맵을 생성하고, 적재 대상인 각 화물에 대해 기 수집된 화물 정보에 기초하여, 상기 각 화물에 대응하는 박스 형의 가상의 객체를 생성하고 생성된 각 객체들을 군집하여 복수의 그룹으로 설정하고, 상기 모델의 z축 범위 안에서 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 z축 방향으로 쌓아, 상기 각 그룹 별 적어도 하나의 블록을 생성하고, 기 설정된 적재 순서에 따라, 생성된 각 블록을 상기 모델에 배치하거나 상기 각 블록의 단면으로 이루어진 2차원의 도형을 생성하여 상기 맵에 배치하되, 상기 화물 정보는 상기 각 화물 별 종류, 무게, 크기 및 배송지 정보를 포함하며, 상기 블록은 z축 방향으로 쌓인 객체들의 높이의 합과 최대 단면적을 가지는 육면체 형상으로 생성되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 모델을 구축하는 과정에서, 상기 적재 공간에 배치된 공간인식 센서를 통해 상기 적재 공간의 깊이값을 수집하고, 상기 깊이값에 기초하여 상기 모델의 x축, y축 및 z축의 범위를 결정하고, 상기 공간인식 센서를 통해 상기 적재 공간의 영상 정보를 수집하고, 상기 영상 정보 및 상기 깊이값을 기초로 상기 모델 내 적재가 가능한 구간 및 적재가 불가능한 구간을 설정하여 각 구간에 서로 다른 시각적 효과를 부여하고, 상기 화물 정보를 수집하는 과정에서, 물류 센터에 배치된 카메라 센서를 통해 상기 각 화물의 바코드 정보를 수집하여 상기 바코드 정보를 통해 상기 각 화물의 종류, 무게 및 배송지 정보를 획득하고, 상기 물류 센터에 배치된 3D비전 센서를 통해 상기 각 화물의 크기 정보를 수집한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 z축 방향으로 쌓는 과정에서, 연속적으로 쌓이게 되는 세 개의 객체 중 최하단에 배치되는 객체의 무게가 상기 최하단에 배치되는 객체의 위에 배치되는 두 개의 객체의 무게의 합보다 크거나 같은 조건을 만족하도록 상기 각 그룹에 속한 객체들을 z축 방향으로 쌓고, 연속적으로 쌓이게 되는 두 개의 객체 간 접촉 면적이 상기 두 개의 객체 중 위에 배치되는 객체의 면적의 절반을 넘지 않는 조건을 만족하도록 상기 각 그룹에 속한 객체들을 z축 방향으로 쌓는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 각 블록을 상기 모델에 배치하거나 상기 2차원의 도형을 상기 맵에 배치하는 과정에서, 상기 모델 및 상기 맵은 상기 적재 공간의 바닥 면의 일 모서리가 원점이 되도록 구축되며, 상기 원점을 시작으로 x축 방향 또는 y축 방향을 따라 상기 각 블록이나 각 도형들을 배치하고, 상기 모델에 배치된 블록이나 상기 맵에 배치된 도형 별 x축 및 y축의 좌표값을 산출한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 맵을 기 설정된 적재 기준에 따라 복수의 영역으로 구획하고, 상기 화물 정보에 기초하여 상기 각 객체를 상기 영역 별로 분류하여 분류된 객체들끼리 하나의 그룹으로 설정하고, 상기 영역 별로 분류된 객체들의 수량 및 화물 정보에 따라 상기 맵 내에서 각 영역이 차지하는 위치 및 면적을 결정하고, 상기 맵의 x축 또는 y축 내 임의의 지점을 기준으로 일직선 상에 나란히 위치하는 영역에 속하는 그룹의 블록들을 추출하여 배열하되, 블록의 배열 상태가 상기 적재 공간 내에서 작업자나 적재 로봇의 동선을 제한하는 것으로 판단되는 경우, 상기 맵의 구조에 기초하여, 동선을 최대로 확보하도록 하는 배열 상태로 보정하고, 추출된 블록의 배열 순서에 따라 상기 2차원의 도형을 상기 맵에 배치하고, 각 2차원의 도형이 배치되는 순서를 상기 맵에 표시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 적재 시뮬레이션을 위한 컴퓨터 판독가능 기록매체는, 적재 시뮬레이션 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리; 및 상기 프로그램을 실행하는 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 프로그램의 실행에 의해, 적재 공간의 바닥 면을 x축 및 y축으로 하고 높이를 z축으로 하는 3차원의 모델을 구축하고, 상기 모델의 x축 및 y축으로 이루어진 2차원의 맵을 생성하고, 적재 대상인 각 화물에 대해 기 수집된 화물 정보에 기초하여, 상기 각 화물에 대응하는 박스 형의 가상의 객체를 생성하고 생성된 각 객체들을 군집하여 복수의 그룹으로 설정하고, 상기 모델의 z축 범위 안에서 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 z축 방향으로 쌓아, 상기 각 그룹 별 적어도 하나의 블록을 생성하고, 기 설정된 적재 순서에 따라, 생성된 각 블록을 상기 모델에 배치하거나 상기 각 블록의 단면으로 이루어진 2차원의 도형을 생성하여 상기 맵에 배치하되, 상기 화물 정보는 상기 각 화물 별 종류, 무게, 크기 및 배송지 정보를 포함하며, 상기 블록은 z축 방향으로 쌓인 객체들의 높이의 합과 최대 단면적을 가지는 육면체 형상으로 생성되는 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 적재 공간에 대한 가상의 3차원 모델 및 2차원 맵을 구현하고, 각 화물에 대한 가상의 객체를 생성하여 적재 순서에 따라 모델 또는 맵에 배치시킴으로써, 적재 작업자가 시각적으로 용이하게 확인할 수 있는 적재 시뮬레이션을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 각 화물의 종류, 크기, 무게 및 배송지 등이 반영되어 각 화물에 대한 가상의 객체 마다 고유하게 식별되는 적재 시뮬레이션을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 각 화물의 종류 또는 배송지를 기준으로, 관련성이 높은 가상의 객체를 수직으로 쌓은 블록을 적재 공간의 모델에 배치함으로써, 최대의 가시성 및 이해도를 보장하는 적재 시뮬레이션을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 적재될 화물들의 특성에 따라 적재 공간을 분할한 3차원 모델 및 2차원 맵을 구축함으로써, 적재가 아직 이루어지지 않은 공백 상태에서 최적의 적재 스케줄을 결정하도록 유도하는 적재 시뮬레이션을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 적재될 각 화물마다 적재되어야 하는 최적의 위치 및 적재 순서를 보여주는 적재 시뮬레이션을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 화물의 특성에 따라 인접한 위치에 적재될 화물들을 배열한 상태를 보여주되, 작업자나 적재 로봇의 동적 안정성을 고려하여 화물의 배열을 조정하는 적재 시뮬레이션을 제공한다.
이와 같이, 본 발명은 적재 화물들이 개별적으로 특정되어 실제 적재 현장을 사실적으로 반영함으로써, 실효성이 확보된 적재 시뮬레이션을 제공한다. 이를 통해, 최대의 공간 활용도 및 안정성이 도모되는 적재 작업이 이루어지는 데에 일조한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 적재 시뮬레이션 시스템에 대한 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 서버의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 적재 시뮬레이션 방법의 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 적재 공간의 3차원 모델 및 2차원 맵을 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 객체 조립의 안정성 조건을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 블록 생성 및 배치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따르는 적재 시뮬레이션이 제공되는 태양을 보여주는 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 배송 화물의 적재 시뮬레이션 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따르는 적재 공간의 2차원 맵을 구획하는 과정을 보여주는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따르는 동일 그룹에 속한 객체들로 이루어진 블록을 보여주는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따르는 블록의 배열 과정을 보여주는 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서 언급되는 "단말"은 네트워크를 통해 서버나 타 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터나 휴대용 단말기로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop), VR HMD(예를 들어, HTC VIVE, Oculus Rift, GearVR, DayDream, PSVR 등)등을 포함할 수 있다. 여기서, VR HMD 는 PC용 (예를 들어, HTC VIVE, Oculus Rift, FOVE, Deepon 등)과 모바일용(예를 들어, GearVR, DayDream, 폭풍마경, 구글 카드보드 등) 그리고 콘솔용(PSVR)과 독립적으로 구현되는 Stand Alone 모델(예를 들어, Deepon, PICO 등) 등을 모두 포함한다. 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스뿐만 아니라, 블루투스(BLE, Bluetooth Low Energy), NFC, RFID, 초음파(Ultrasonic), 적외선, 와이파이(WiFi), 라이파이(LiFi) 등의 통신 모듈을 탑재한 각종 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, "네트워크"는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. 무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
이하, 첨부된 도면을 활용하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 적재 시뮬레이션 시스템에 대한 구조도이다.
도 1을 참조하면, 적재 시뮬레이션 시스템은, 서버(100), 작업자 단말(200), 공간인식 센서(300) 및 화물정보 인식기(400)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르는 작업자 단말(200)은, 물류 센터를 운영하는 업체의 적재 작업자가 사용 주체인 단말로서, 작업자는 작업자 단말(200)을 통하여 서버(100)가 제공하는 적재 시뮬레이션을 확인하여, 적재 작업의 수행 스케줄을 가이드 받을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 작업자 단말(200)은 메모리, 프로세서 및 통신모듈을 포함하며, 통신모듈은 프로세서의 제어에 따라, 서버(100)와 데이터 통신을 수행한다.
메모리에는 적재 시뮬레이션을 확인하기 위한 프로그램(또는 애플리케이션)이 저장되어 있다. 프로세서는, 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 실행하여 적재 시뮬레이션 제공 서비스를 작업자에게 제공하기 위한 일련의 동작들을 처리한다.
전반적인 동작의 예로, 프로세서는 서버(100)로부터 적재 시뮬레이션 제공 서비스를 위한 사용자 인터페이스를 수신한다. 프로세서는 작업자에 의해 적재가 수행될 작업 공간을 서버(100)로 전송한다. 프로세서는 서버(100)로부터 해당 작업 공간에 대해 이루어진 적재 시뮬레이션 결과를 사용자 인터페이스에 표시한다. 작업자에 의해 적재가 완료된 후, 프로세서는 해당 적재 공간의 작업이 완료되었다는 메시지 또는 알림 신호와 적재 완료 상태를 사용자 인터페이스에 표시하여 서버(100)로 전송한다. 프로세서는 서버(100)로부터 적재 완료 상태와 적재 시뮬레이션의 비교 정보를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르는, 공간인식 센서(300)는, 적재 공간에 배치되는 것으로, 적재 공간의 RGB값을 포함하는 영상 정보 및 적재 공간의 형상, 면적을 확인하기 위한 깊이값을 획득하여 서버(100)로 전송하는 역할을 수행한다. 공간인식 센서(300)는 라이더(Lider)를 대표적인 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르는, 화물정보 인식기(400)는, 적재될 화물이 이송되어 대기 중인 물류 센터에 배치되는 것으로, 각 화물을 인식하고 각 화물을 식별할 수 있는 정보를 검출하는 역할을 수행한다. 화물정보 인식기(400)는, 카메라 센서 및 3D비전 센서를 포함할 수 있다. 카메라 센서에는 기 설계된 바코드 인식 알고리즘이 내장되어 있으며, 이에 따라 카메라 센서는 각 화물에 부착된 바코드를 식별하여 식별된 바코드 정보를 서버(100)로 전송한다. 3D비전 센서에는 기 설계된 크기(부피) 인식 알고리즘이 내장되어 있으며, 이에 따라 3D비전 센서는 각 화물의 너비 및 높이를 포함하는 크기 정보를 획득하여 서버(100)로 전송한다.
한편, 물류 분야의 특성 상, 물류들은 박스로 포장되어 유통되고 적재되는 것이 일반적이다. 따라서, 화물정보 인식기(400)에 의해 화물의 형상 또한 검출이 가능하나, 본 발명에서의 화물은 박스 형상으로 간주하도록 한다. 다만, 화물의 형상에 의해 본 발명의 본질적인 특징이 변경되는 것은 아니며, 화물이 또 다른 형상으로 구현되더라도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
추가 실시예로서, 도시되지는 않았으나, 시스템은 적재 로봇을 더 포함할 수 있다. 적재 로봇은 작업자를 대체하거나 작업자의 적재를 보조하는 것으로서, 서버(100)로부터 각 화물의 화물 정보 및 적재 공간의 공간인식 정보를 미리 수신하여 자체 메모리에 저장할 수 있다. 또한, 적재 로봇은 자율 주행이 가능하도록 설계될 수 있으며, 로봇 암과 같은 적재 작업을 수행하는 장비가 구비될 수 있다. 즉, 적재 로봇은 자율 주행에 요구되는 센서들을 포함할 수 있으며, 특히 적재 공간 내 각각의 위치를 인식하기 위한 라이더 센서 및 대기 중인 적재 화물을 식별하는 카메라 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 적재 로봇은 화물을 지지하되 적재 위치에 따라 화물의 지지 방향을 변경하는 회전 가능한 지지 장비가 구비될 수 있다. 적재 로봇은 서버(100)로부터 적어도 하나 이상의 적재 시뮬레이션 결과를 제공받을 수 있으며, 이 중 선택된 시뮬레이션을 기초로 적재 작업을 수행할 수 있다. 이 때, 서버(100)는 적재 로봇의 구조, 부피 및 동선을 고려하여, 적재 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르는 서버(100)는, 물류 센터를 운영하는 업체의 운영 서버로서, 적재 시뮬레이션을 수행하고 이를 작업자 단말(200) 또는 적재 로봇으로 제공하는 프로세스를 수행한다. 이에 따라, 서버(100)는 작업 시뮬레이션 서버로 그 용어를 정의할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 서버의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는, 통신모듈(110), 메모리(120), 프로세서(130) 및 데이터베이스(140)를 포함할 수 있다.
통신모듈(110)은, 작업자 단말(200) 및 적재 로봇과 데이터 통신을 처리한다.
메모리(120)에는, 적재 시뮬레이션 방법을 수행하기 위한 프로그램(또는 애플리케이션)이 저장되어 있으며, 프로세서(130)는, 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행하여 적재 시뮬레이션 방법에 대한 각 종 프로세스를 처리한다.
프로세서(130)가 처리하는 전반적인 프로세스의 일 실시예는 다음과 같다. 프로세서(130)는 공간인식 센서(300)로부터 수신한 적재 공간의 깊이값 및 영상 정보를 토대로 적재 공간에 대한 3차원의 모델 및 적재 공간의 바닥 면에 대한 2차원 맵을 구축한다. 프로세서(130)는 화물정보 인식기(400)로부터 수신한 화물들의 바코드 정보와 크기 정보에 따라 각 화물의 화물 정보를 획득하며, 화물 정보를 토대로 각 화물에 대응하는 박스 형의 가상의 객체를 생성한다. 프로세서(130)는 생성된 각 객체들을 화물 정보에 따라 군집하여 복수의 그룹으로 설정한다. 프로세서(130)는 적재 공간의 높이를 넘지 않는 선에서 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉면적의 안정성을 고려하여 수직 방향으로 쌓아, 그룹 별 적어도 하나의 블록을 생성한다. 프로세서(130)는 기 설정된 적재 순서에 따라, 각 블록을 모델에 배치하거나 블록의 단면인 2차원의 도형을 맵에 배치한다. 프로세서(130)는 위 프로세스로 이루어진 적재 시뮬레이션을 통신모듈(110)을 통해 작업자 단말(200) 또는 적재 로봇으로 전송한다.
일 실시예에 따르는 데이터베이스(140)에는, 물류 센터에서 운영하는 적재 공간들의 식별 정보가 저장된다. 또한, 각 적재 공간의 영상 정보 및 깊이값이 적재 공간의 식별 정보와 매칭되어 저장된다. 또한, 물류 센터에 이송되어 적재될 각 화물들에 대한 화물 정보가 저장된다. 또한, 프로세서(130)에 의해 구축된 각 적재 공간의 3차원 모델 및 2차원 맵이 적재 공간의 식별 정보와 매칭되어 저장된다. 또한, 각 화물에 대해 생성된 가상의 객체가 각 화물의 화물 정보와 매칭되어 저장된다. 프로세서(130)에 의해 특정 적재 공간에 대한 적재 시뮬레이션이 수행되면, 적재 시뮬레이션의 결과가 해당 적재 공간의 식별 정보와 매칭되어 저장된다.
이하, 도 3 내지 도 7을 활용하여, 본 발명의 적재 시뮬레이션 방법에 대한 일 실시예를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 적재 시뮬레이션 방법의 동작 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 적재 공간의 3차원 모델 및 2차원 맵을 보여주는 예시도이다.
단계 S310에서, 서버(100)는 적재 공간에 대한 가상의 3차원 모델(10)을 구축한다. 도 4(a)를 참조하면, 3차원 모델(10)은 적재 공간의 바닥 면을 x축 및 y축으로 하고 높이를 z축으로 하는 좌표계의 공간으로 구축될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모델(10)의 원점은 적재 공간의 바닥 면을 이루는 모서리 중 하나의 지점에 설정될 수 있다. 작업의 특성 상, 적재 공간의 가장 안 쪽에서부터 적재가 진행되는 것이 일반적이므로, 적재 공간의 가장 안 쪽 측면을 이루는 바닥 면의 모서리를 모델(10)의 원점으로 설정하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 적재 공간에 배치된 공간인식 센서(300)를 통해 적재 공간의 깊이값을 수집할 수 있다. 서버(100)는 깊이값을 이용하여 적재 공간 내부의 구조 및 면적을 파악할 수 있다. 즉, 서버(100)는 수집된 깊이값에 기초하여 모델(10)의 x축, y축 및 z축의 범위 및 적재 공간을 이루는 각 지점에 대한 좌표값을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 공간인식 센서(300)를 통해 적재 공간의 영상 정보를 더 수집할 수 있다. 서버(100)는 영상 정보를 적용하여 깊이값을 분석하고, 이를 기초로 모델(10) 내 적재가 가능한 구간 및 적재가 불가능한 구간을 설정할 수 있다. 또한, 서버(100)는 각 구간에 서로 다른 시각적 효과를 부여함으로써, 각 구간을 구분하여 표현할 수 있으며, 이에 대한 예시는 도 4(a)에 도시되어 있다. 한편, 도 4(a)에는 각 구간에 서로 다른 색상값을 부여하는 것으로 예시하였으나, 구분을 위해 부여되는 시각적 효과는 다양할 수 있으며, 예시에 한정되는 것은 아니다.
도 4(b)를 참조하면, 서버(100)는 적재 공간에 대한 가상의 2차원 맵(20)을 생성할 수 있다. 2차원 맵(20)은 적재 공간의 바닥 면과 대응되는 것으로서, 모델(10)의 x축 및 y축으로 이루어질 수 있다. 서버(100)는 3차원 모델(10)뿐만 아니라 2차원 맵(20)을 통해 적재가 이루어지는 과정을 표시할 수 있으며, 이에 따라 작업자는 보다 직관적으로 적재 시뮬레이션을 확인 할 수 있다.
단계 S320에서, 서버(100)는 적재 대상인 각 화물에 대한 화물 정보를 수집한다. 여기서, 화물 정보는, 각 화물 별 종류, 무게, 크기 및 배송지 정보를 포함할 수 있으나, 이는 대표적으로 선정된 용어로서, 화물 정보는 각 화물을 식별하고 특정하기 위한 정보를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 종류 정보는 화물의 제품명, 성질, 재료, 취급 주의도, 유통사 정보 등을 포함할 수 있으며, 크기 정보는 너비, 높이, 부피 등을 포괄하는 용어이고, 배송지 정보는 적재된 화물의 출하 지역을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 화물정보 인식기(400)로부터 수집된 정보를 통해 화물 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 서버(100)는 카메라 센서를 통해 각 화물의 바코드 정보를 수집하고 바코드 정보를 해석하여 각 화물의 종류, 무게 및 배송지 정보를 획득할 수 있다. 또한, 서버(100)는 3D비전 센서를 통해 각 화물의 크기 정보를 수집할 수 있다.
화물 정보가 수집되면, 서버(100)는 화물 정보에 기초하여 각 화물에 대응하는 가상의 객체를 생성한다. 이 때, 물류는 일반적으로 박스에 포장되어 유통되므로, 가상의 객체는 도 5에 도시된 바와 같이 박스 형상으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 각 화물에 대응하여 각 화물의 크기 정보에 따르는 단면적 및 높이를 가진 박스 형의 객체(30)를 생성한다. 한편, 포장이 되지 않거나 육면체가 아닌 다른 공간도형의 포장재로 포장된 경우라도, 적재 시뮬레이션의 직관성을 위해, 객체(30)는 화물 단면의 최대 길이에 따르는 단면적 및 화물의 높이를 가지는 박스 형상으로 구현되는 것이 바람직하다.
각 화물들의 객체(30)가 생성되면, 서버(100)는 화물 정보를 기초로 각 객체(30)들을 군집하여 복수의 그룹으로 설정한다. 예를 들어, 서버(100)는 종류 정보를 기초로 동일한 종류에 속하는 화물의 객체(30)를 군집하여 그룹으로 설정할 수 있다. 서버(100)는 배송지 정보를 기초로 동일한 배송지나 동일한 배송 권역에 속하는 화물의 객체(30)를 군집하여 그룹으로 설정할 수 있다. 서버(100)는 크기 정보를 기초로 동일한 단면적으로 생성된 객체(30)들을 군집하여 그룹으로 설정할 수 있다. 서버(100)는 무게 정보를 기초로 기 설정된 무게값 범위마다 화물을 분류하고 각 범위로 분류된 객체(30)들을 군집하여 그룹으로 설정할 수 있다.
단계 S330에서, 서버(100)는 적재 공간의 높이를 넘지 않는 선에서 각 그룹에 속한 객체(30)들을 수직으로 조립한다. 즉, 서버(100)는 모델(10)의 z축 범위 안에서 각 그룹에 속한 객체(30)들을 z축 방향으로 쌓을 수 있다. 이 때, 서버(100)는 안정성 조건을 만족하도록 객체(30)들을 쌓게 되는데, 이에 대한 예시가 도 5에 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 서버(100)는 높이에 대한 안정성 조건을 만족하도록 객체(30)들을 쌓는다. 전술한대로, 높이에 대한 안정성 조건은 적재 공간의 높이 이하, 즉, 모델(10)의 z축 범위 내에서 객체(30)들을 쌓는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 무게에 대한 안정성 조건을 만족하도록 객체(30)들을 쌓는다. 예를 들어, 서버(100)는 동일 그룹에 속한 객체(30)들의 무게 정보를 추출하고 무거운 화물의 객체(30)순으로 나열할 수 있다. 서버(100)는 나열된 순서대로 객체(30)를 z축 방향으로 쌓을 수 있다. 추가적으로, 서버(100)는 보다 견고한 적재를 위하여 무게의 안정성에 대한 서브 조건을 더 고려하여 객체(30)를 쌓을 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 연속적으로 쌓이게 되는 세 개의 객체 중 최하단에 배치되는 객체의 무게가 해당 객체의 위에 배치되는 두 개의 객체의 무게의 합보다 크거나 같을 조건을 만족하도록 객체(30)들을 쌓을 수 있다. 즉, 도 5를 참조하면, 동일 그룹에 속한 객체(30)들은 w2+w3 ≤ w1의 조건이 성취된 상태로 쌓일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 객체(30)들을 쌓는다. 예를 들어, 서버(100)는 동일 그룹에 속한 객체(30)들의 크기 정보를 추출하고 단면적이 넓은 객체(30)의 순으로 나열할 수 있다. 서버(100)는 나열된 순서대로 객체(30)를 z축 방향으로 쌓을 수 있다. 이 때, 서버(100)는 연속적으로 쌓이게 되는 두 개의 객체 간 접촉 면적이 이들 중 위에 배치되는 객체의 면적의 절반을 넘지 않는 조건을 더 만족하도록 객체(30)들을 쌓을 수 있다.
이와 같이, 서버(100)는 높이, 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건이 모두 만족되는 여건 하에 각 그룹에 속하는 객체(30)들을 쌓는 작업을 수행한다. 이에 따라, 단계 S330에서, 각 그룹 별로, 객체(30)들이 z축 방향으로 쌓인 객체의 조합이 적어도 하나 이상 구현될 수 있다.
서버(100)는, 그룹 별 객체의 조합을 육면체 형상의 블록으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 블록(40)은 z축 방향으로 쌓인 객체(30)들의 높이의 합을 높이로 하고, 객체(30)들의 단면적 중 최대값을 단면적으로 하는 육면체 형상으로 생성될 수 있다.
단계 S340에서, 서버(100)는 생성된 각 블록(40)들을 기 설정된 적재 순서에 따라 모델(10)에 배치한다. 또한 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 서버(100)는 각 블록(40)의 단면으로 이루어진 2차원 도형(50)을 생성하여 맵(20)에 배치할 수 있다. 여기서, 블록(40)은 육면체 형상이므로 도형(50)은 사각 형상으로 생성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 서버(100)는 모델(10)이나 맵(20)의 원점을 시작으로 x축 방향 또는 y축 방향을 따라 블록(40)이나 도형(50)을 배치할 수 있다. 전술한 바와 같이, 모델(10) 및 맵(20)의 원점은 적재 공간의 가장 안 쪽 측면에 포함되는 바닥 면의 모서리일 수 있다. 따라서, 적재 공간의 안 쪽 모서리부터 입구 쪽까지 순차적으로 화물이 적재되는 시뮬레이션이 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 서버(100)는 모델(10)이나 맵(20)에 블록(40)이나 도형(50)을 배치하면서, 배치되는 순서를 추가로 표시할 수 있다. 또한, 서버(100)는 적재 작업의 동선을 나타내는 객체를 추가로 표시할 수 있다. 또한, 서버(100)는 각 블록(40)이나 도형(50)이 차지하는 x축, y축 및 z축 방향의 길이값을 추가로 표시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 모델(10)이나 맵(20)에 블록(40)이나 도형(50)을 배치한 후, 배치된 위치에 따라 블록(40) 및 도형(50) 별 x축 및 y축의 좌표값을 산출할 수 있다. 서버(100)는 산출된 각 블록(40) 및 도형(50)의 좌표값을 모델(10) 및 맵(40)에 추가로 표시할 수 있다.
단계 S340 이후, 서버(100)는 단계 S310 내지 S340을 통해 수행된 적재 시뮬레이션을 작업자 단말(200) 또는 적재 로봇으로 전송할 수 있다. 도 7에는, 서버(100)에 의해 수행된 적재 시뮬레이션이 작업자 단말(200)로 제공되는 사용자 인터페이스의 예시가 도시되어 있다.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 단계 S310 내지 S340을 통해 하나의 적재 공간에 대하여 복수의 적재 시뮬레이션을 구현할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 화물 정보를 기준으로 그룹을 달리 설정하거나, 안정성 조건을 만족하되 블록(40)을 이루는 객체(30)의 조합을 달리하는 방식으로 다양한 적재 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 서버(100)는 단계 S340 이후, 복수의 적재 시뮬레이션을 작업자 단말(200) 또는 적재 로봇으로 전송할 수 있으며, 작업자나 적재 로봇은 이들 중 하나를 선택하여 적재 스케줄을 짜거나 적재를 수행할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따르는 적재 시뮬레이션 방법은, 단순히 서로 다른 크기의 박스가 어디에 어떻게 놓여야 하는지 보여주는 것이 아니라, 화물들을 개별적으로 특정하고 각 개별 화물이 적재되는 순서 및 위치를 정교하게 알려주기 때문에, 실제 적재 작업에 유용하게 활용될 수 있다. 즉, 적재 시뮬레이션을 통해, 작업자는 적재 대상이 되는 화물이 무엇인지 식별할 수 있다. 또한, 작업자는 적재 공간 바닥의 동일한 위치에 쌓아야 하는 화물들이 무엇인지 쉽게 확인할 수 있다. 또한, 작업자는 화물들을 어떻게 쌓아야 공간 활용도가 높고 안정한지 판단하기 용이하다. 또한, 적재 시뮬레이션은 수직으로 쌓인 화물들이 블록 상태로 구현되어 바닥 면에 배치되는 상태를 보여주게 되므로, 작업자는 가시성이 확보된 채 보다 직관적으로 시뮬레이션 결과를 확인할 수 있다.
한편, 이상으로 언급한 적재 시뮬레이션 방법은, 적재 공간의 유형과 관계없이 적용 가능한 것으로, 특정 기업의 물류 보관과 관련된 B2B(Business to Business) 분야나, 서비스와 관련된 B2C(business to consumer) 분야에 모두 활용될 수 있다. 다만, 배송 등의 B2C분야에서는 배송 경로(출하 순서)나 화물의 종류 등이 적재 스케줄 및 위치에 상대적으로 영향을 많이 끼치게 된다. 이와 관련되어, 본 발명은 화물 배송에 특화된 적재 시뮬레이션의 일 실시예를 개시하며, 도 8 내지 도 11을 통해 이를 설명하도록 한다. 도 3 내지 도 7을 통해 설명한 적재 시뮬레이션 방법과 중복되는 내용은 전술한 내용으로 갈음하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 배송 화물의 적재 시뮬레이션 방법에 대한 동작 흐름도이다.
단계 S810에서, 서버(100)는 적재 공간에 대한 가상의 3차원 모델(10)을 구축하고, 모델(10)의 x축 및 y축으로 이루어진 가상의 2차원 맵(20)을 생성한다. 여기서, 적재 공간은 배송 트럭이나, 배송 선박의 컨테이너 창고 등을 대표적인 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9를 참조하면, 서버(100)는 맵(20)을 적재 기준에 따라 복수의 영역으로 구획한다. 즉, 적재 공간의 바닥 면을 적재 기준에 따라 분할한다. 여기서, 적재 기준은 서버(100)에 미리 설정된 것으로서, 배송 권역, 배송 경로 및 화물의 종류 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 9를 활용하여 예를 들면, 서버(100)는 맵(20)을 배송 권역(예로, 읍면동 단위의 행정구역)을 기준으로 cluster A 내지 D로 구획한다. 서버(100)는 cluster를 배송 경로(예로, 아파트 단지)를 기준으로 A1 내지 D2로 구획한다. 서버(100)는 A1 내지 D2를 화물의 종류를 기준으로 A11 내지 D22로 구획한다. 서버(100)는 A11 내지 D22 각각을 하나의 영역으로 설정한다.
또한, 서버(100)는, 기 수집된 화물 정보에 기초하여 각 배송 화물에 대응하는 박스 형의 가상의 객체(30)를 생성한다.
단계 S820에서, 서버(100)는 화물 정보에 기초하여, 각 객체(30)들을 영역 별로 분류한다. 즉, 서버(100)는 각 객체(30)를 화물의 종류 정보 및 배송지 정보와 대응하는 영역으로 분류할 수 있다. 서버(100)는 동일한 영역으로 분류된 객체(30)들끼리 하나의 그룹으로 설정한다.
일 실시예에 따르면, 서버(100)는 영역 별로 분류된 객체(30)들의 수량 및 화물 정보에 따라 맵(200)에서 각 영역이 차지하는 위치 및 면적을 결정할 수 있다. 예를 들어, A12영역에 속한 객체(30)와 대비하여 A11영역에 속한 객체(30)들의 개수가 많고 대체적으로 크기가 큰 경우, A11영역의 면적을 더 크게 보정하고, 그에 따른 적합한 위치로 조정할 수 있다.
이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 서버(100)는 안정성 조건을 만족하도록 각 그룹에 속한 객체(30)들을 z축 방향으로 쌓아, 그룹 별 적어도 하나의 블록(40)을 생성한다.
단계 S830에서, 서버(100)는 맵(20)의 x축 또는 y축 내 임의의 지점을 기준으로 일직선 상에 나란히 위치하는 영역에 속하는 그룹의 블록(40)들을 추출하여 배열한다. 예를 들어, 도 11(a)의 상단에 도시된 바와 같이, 맵(20)의 한 축 라인을 따라 A11 내지 A22영역이 순서대로 위치한다면, 서버(100)는 해당 영역의 그룹으로 생성된 블록(40)들을 추출하여 A11 내지 A22의 순서대로 배열할 수 있다.
한편 전술한대로, 적재 시뮬레이션은, 적재 공간을 배송 경로나 권역, 화물의 종류를 기준으로 구획하고 구획된 각 영역에 맞는 화물들을 배치하도록 설계되나, 각 영역에 배치되는 화물들의 크기 차이로 인한 작업자나 적재 로봇의 동선이 방해 받는 상황이 발생할 수 있다. 이와 관련된 실시예로서, 도 11(a) 및 11(b)를 참조하면, 서버(100)는 맵(20)의 구조에 기초하여 단계 S830에서 수행된 블록(40)의 배열 상태가 적재 공간 내에서 작업자나 적재 로봇의 동선을 제한하는지 여부를 판단할 수 있다. 동선을 제한하는 것으로 판단되는 경우, 서버(100)는 동선을 최대로 확보하도록 하는 배열 상태로 보정할 수 있다. 물론, 서버(100)는 배열의 보정에 따라, 배열된 블록(40)들이 속한 각 영역의 위치를 변경할 수 있다.
단계 S840에서, 서버(100)는 블록(40)의 단면인 사각의 2차원 도형(50)을 생성한다. 또한, 서버(100)는 블록(40)의 배열 상태에 대응하여 도형(50)을 배열할 수 있다. 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 서버(100)는 도형(50)을 블록(40)의 배열 순서에 따라 맵(20)에 배치할 수 있다. 예를 들어, 블록(40)이 x축 방향을 따라 배열되는 경우, 서버(100)는 각 배열이 이루어진 y축 상의 임의의 지점을 기초로, 배열된 도형(50)의 집합을 y축 방향을 따라 배치할 수 있다. 또한, 서버(100)는 도형(50)의 배열 순서 및 배열된 도형(50)의 집합의 배치 순서를 맵(20)에 추가로 표시할 수 있다.
단계 S840 이후, 서버(100)는 단계 S810 내지 S840을 통해 수행된 배송 화물의 적재 시뮬레이션을 작업자 단말(200) 또는 적재 로봇으로 전송할 수 있다. 작업자는 이를 확인하고 공간 활용도 및 안정성이 최적화되는 적재 스케줄을 도모할 수 있으며, 적재 로봇 또한 적재 시뮬레이션을 통해 효율적인 적재를 수행할 수 있다. 또한, 적재 시뮬레이션은 2차원 형태로 제공될 수 있으므로, 작업자는 직관적으로 시뮬레이션 결과를 확인하고 적재 및 출하 과정을 쉽게 이해할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 서버
200: 작업자 단말
300: 공간인식 센서
400: 화물정보 인식기
10: 3차원 모델
20: 2차원 맵
30: 객체
40: 블록
50: 도형

Claims (20)

  1. 서버에 의해 수행되는, 적재 시뮬레이션 방법에 있어서,
    a) 적재 공간의 바닥 면을 x축 및 y축으로 하고 높이를 z축으로 하는 3차원의 모델을 구축하고, 상기 모델의 x축 및 y축으로 이루어진 2차원의 맵을 생성하되, 상기 맵을 배송 권역, 배송 경로 및 화물의 종류 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기 설정된 적재 기준에 따라 복수의 영역으로 구획하는 단계;
    b) 적재 대상인 각 화물에 대해 기 수집된 화물 정보에 기초하여, 상기 각 화물에 대응하는 박스 형의 가상의 객체를 생성하고 생성된 각 객체들을 군집하여 복수의 그룹으로 설정하되, 상기 화물 정보에 기초하여 상기 각 객체를 상기 영역 별로 분류하고, 동일한 영역으로 분류된 객체들끼리 하나의 그룹으로 설정하고, 상기 영역 별로 분류된 객체들의 수량 및 화물 정보에 따라 상기 맵 내에서 각 영역이 차지하는 위치 및 면적을 결정하는 단계;
    c) 상기 모델의 z축 범위 안에서 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 z축 방향으로 쌓아, 상기 각 그룹 별 적어도 하나의 블록을 생성하고, 상기 맵의 x축 또는 y축 내 임의의 지점을 기준으로 일직선 상에 나란히 위치하는 영역에 속하는 그룹의 블록들을 추출하여 배열하되, 블록의 배열 상태가 상기 적재 공간 내에서 작업자나 적재 로봇의 동선을 제한하는 것으로 판단되는 경우, 상기 맵의 구조에 기초하여, 동선을 최대로 확보하도록 하는 배열 상태로 보정하는 단계; 및
    d) 기 설정된 적재 순서에 따라, 생성된 각 블록을 상기 모델에 배치하거나 상기 각 블록의 단면으로 이루어진 2차원의 도형을 생성하여 상기 맵에 배치하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 화물 정보는 상기 각 화물 별 종류, 무게, 크기 및 배송지 정보를 포함하며, 상기 블록은 z축 방향으로 쌓인 객체들의 높이의 합과 최대 단면적을 가지는 육면체 형상으로 생성되는 것인, 적재 시뮬레이션 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 a)단계는, 상기 적재 공간에 배치된 공간인식 센서를 통해 상기 적재 공간의 깊이값을 수집하고, 상기 깊이값에 기초하여 상기 모델의 x축, y축 및 z축의 범위를 결정하는 단계;를 포함하는, 적재 시뮬레이션 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 a)단계는, 상기 공간인식 센서를 통해 상기 적재 공간의 영상 정보를 수집하고, 상기 영상 정보 및 상기 깊이값을 기초로 상기 모델 내 적재가 가능한 구간 및 적재가 불가능한 구간을 설정하여 각 구간에 서로 다른 시각적 효과를 부여하는 단계;를 포함하는, 적재 시뮬레이션 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 b)단계는, 물류 센터에 배치된 카메라 센서를 통해 상기 각 화물의 바코드 정보를 수집하여 상기 바코드 정보를 통해 상기 각 화물의 종류, 무게 및 배송지 정보를 획득하고, 상기 물류 센터에 배치된 3D비전 센서를 통해 상기 각 화물의 크기 정보를 수집하는 단계;를 포함하는, 적재 시뮬레이션 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 c)단계는, 연속적으로 쌓이게 되는 세 개의 객체 중 최하단에 배치되는 객체의 무게가 상기 최하단에 배치되는 객체의 위에 배치되는 두 개의 객체의 무게의 합보다 크거나 같을 조건을 만족하도록 상기 각 그룹에 속한 객체들을 z축 방향으로 쌓는 단계;를 포함하는, 적재 시뮬레이션 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 c)단계는, 연속적으로 쌓이게 되는 두 개의 객체 간 접촉 면적이 상기 두 개의 객체 중 위에 배치되는 객체의 면적의 절반을 넘지 않는 조건을 만족하도록 상기 각 그룹에 속한 객체들을 z축 방향으로 쌓는 단계;를 포함하는, 적재 시뮬레이션 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 d)단계는, 상기 모델에 배치된 블록이나 상기 맵에 배치된 도형 별 x축 및 y축의 좌표값을 산출하는 단계;를 포함하는, 적재 시뮬레이션 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 d)단계는, 상기 모델 및 상기 맵은 상기 적재 공간의 바닥 면의 일 모서리가 원점이 되도록 구축되며, 상기 원점을 시작으로 x축 방향 또는 y축 방향을 따라 상기 각 블록이나 각 도형들을 배치하는 단계;를 포함하는, 적재 시뮬레이션 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 d)단계는, 추출된 블록의 배열 순서에 따라 상기 2차원의 도형을 상기 맵에 배치하고, 각 2차원의 도형이 배치되는 순서를 상기 맵에 표시하는 단계;를 포함하는, 적재 시뮬레이션 방법.
  15. 적재 시뮬레이션 서버에 있어서,
    적재 시뮬레이션 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리; 및
    상기 프로그램을 실행하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 프로그램의 실행에 의해,
    적재 공간의 바닥 면을 x축 및 y축으로 하고 높이를 z축으로 하는 3차원의 모델을 구축하고, 상기 모델의 x축 및 y축으로 이루어진 2차원의 맵을 생성하되, 상기 맵을 배송 권역, 배송 경로 및 화물의 종류 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기 설정된 적재 기준에 따라 복수의 영역으로 구획하고,
    적재 대상인 각 화물에 대해 기 수집된 화물 정보에 기초하여, 상기 각 화물에 대응하는 박스 형의 가상의 객체를 생성하고 생성된 각 객체들을 군집하여 복수의 그룹으로 설정하되, 상기 화물 정보에 기초하여 상기 각 객체를 상기 영역 별로 분류하여 분류된 객체들끼리 하나의 그룹으로 설정하고, 상기 영역 별로 분류된 객체들의 수량 및 화물 정보에 따라 상기 맵 내에서 각 영역이 차지하는 위치 및 면적을 결정하고,
    상기 모델의 z축 범위 안에서 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 z축 방향으로 쌓아, 상기 각 그룹 별 적어도 하나의 블록을 생성하고, 상기 맵의 x축 또는 y축 내 임의의 지점을 기준으로 일직선 상에 나란히 위치하는 영역에 속하는 그룹의 블록들을 추출하여 배열하되, 블록의 배열 상태가 상기 적재 공간 내에서 작업자나 적재 로봇의 동선을 제한하는 것으로 판단되는 경우, 상기 맵의 구조에 기초하여, 동선을 최대로 확보하도록 하는 배열 상태로 보정하고,
    기 설정된 적재 순서에 따라, 생성된 각 블록을 상기 모델에 배치하거나 상기 각 블록의 단면으로 이루어진 2차원의 도형을 생성하여 상기 맵에 배치하되,
    상기 화물 정보는 상기 각 화물 별 종류, 무게, 크기 및 배송지 정보를 포함하며, 상기 블록은 z축 방향으로 쌓인 객체들의 높이의 합과 최대 단면적을 가지는 육면체 형상으로 생성되는 것인, 적재 시뮬레이션 서버.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 모델을 구축하는 과정에서,
    상기 적재 공간에 배치된 공간인식 센서를 통해 상기 적재 공간의 깊이값을 수집하고, 상기 깊이값에 기초하여 상기 모델의 x축, y축 및 z축의 범위를 결정하고,
    상기 공간인식 센서를 통해 상기 적재 공간의 영상 정보를 수집하고, 상기 영상 정보 및 상기 깊이값을 기초로 상기 모델 내 적재가 가능한 구간 및 적재가 불가능한 구간을 설정하여 각 구간에 서로 다른 시각적 효과를 부여하고,
    상기 화물 정보를 수집하는 과정에서,
    물류 센터에 배치된 카메라 센서를 통해 상기 각 화물의 바코드 정보를 수집하여 상기 바코드 정보를 통해 상기 각 화물의 종류, 무게 및 배송지 정보를 획득하고, 상기 물류 센터에 배치된 3D비전 센서를 통해 상기 각 화물의 크기 정보를 수집하는, 적재 시뮬레이션 서버.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 z축 방향으로 쌓는 과정에서,
    연속적으로 쌓이게 되는 세 개의 객체 중 최하단에 배치되는 객체의 무게가 상기 최하단에 배치되는 객체의 위에 배치되는 두 개의 객체의 무게의 합보다 크거나 같은 조건을 만족하도록 상기 각 그룹에 속한 객체들을 z축 방향으로 쌓고,
    연속적으로 쌓이게 되는 두 개의 객체 간 접촉 면적이 상기 두 개의 객체 중 위에 배치되는 객체의 면적의 절반을 넘지 않는 조건을 만족하도록 상기 각 그룹에 속한 객체들을 z축 방향으로 쌓는, 적재 시뮬레이션 서버.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 각 블록을 상기 모델에 배치하거나 상기 2차원의 도형을 상기 맵에 배치하는 과정에서,
    상기 모델 및 상기 맵은 상기 적재 공간의 바닥 면의 일 모서리가 원점이 되도록 구축되며, 상기 원점을 시작으로 x축 방향 또는 y축 방향을 따라 상기 각 블록이나 각 도형들을 배치하고,
    상기 모델에 배치된 블록이나 상기 맵에 배치된 도형 별 x축 및 y축의 좌표값을 산출하는, 적재 시뮬레이션 서버.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 2차원의 도형을 생성하여 상기 맵에 배치하는 과정에서,
    추출된 블록의 배열 순서에 따라 상기 2차원의 도형을 상기 맵에 배치하고, 각 2차원의 도형이 배치되는 순서를 상기 맵에 표시하는, 적재 시뮬레이션 서버.
  20. 적재 시뮬레이션을 위한 컴퓨터 판독가능 기록매체에 있어서,
    적재 시뮬레이션 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리; 및
    상기 프로그램을 실행하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 프로그램의 실행에 의해,
    적재 공간의 바닥 면을 x축 및 y축으로 하고 높이를 z축으로 하는 3차원의 모델을 구축하고, 상기 모델의 x축 및 y축으로 이루어진 2차원의 맵을 생성하되, 상기 맵을 배송 권역, 배송 경로 및 화물의 종류 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기 설정된 적재 기준에 따라 복수의 영역으로 구획하고,
    적재 대상인 각 화물에 대해 기 수집된 화물 정보에 기초하여, 상기 각 화물에 대응하는 박스 형의 가상의 객체를 생성하고 생성된 각 객체들을 군집하여 복수의 그룹으로 설정하되, 상기 화물 정보에 기초하여 상기 각 객체를 상기 영역 별로 분류하여 분류된 객체들끼리 하나의 그룹으로 설정하고, 상기 영역 별로 분류된 객체들의 수량 및 화물 정보에 따라 상기 맵 내에서 각 영역이 차지하는 위치 및 면적을 결정하고,
    상기 모델의 z축 범위 안에서 각 그룹에 속한 객체들을 무게 및 접촉 면적에 대한 안정성 조건을 만족하도록 z축 방향으로 쌓아, 상기 각 그룹 별 적어도 하나의 블록을 생성하고, 상기 맵의 x축 또는 y축 내 임의의 지점을 기준으로 일직선 상에 나란히 위치하는 영역에 속하는 그룹의 블록들을 추출하여 배열하되, 블록의 배열 상태가 상기 적재 공간 내에서 작업자나 적재 로봇의 동선을 제한하는 것으로 판단되는 경우, 상기 맵의 구조에 기초하여, 동선을 최대로 확보하도록 하는 배열 상태로 보정하고,
    기 설정된 적재 순서에 따라, 생성된 각 블록을 상기 모델에 배치하거나 상기 각 블록의 단면으로 이루어진 2차원의 도형을 생성하여 상기 맵에 배치하되,
    상기 화물 정보는 상기 각 화물 별 종류, 무게, 크기 및 배송지 정보를 포함하며, 상기 블록은 z축 방향으로 쌓인 객체들의 높이의 합과 최대 단면적을 가지는 육면체 형상으로 생성되는 것인, 적재 시뮬레이션을 위한 컴퓨터 판독가능 기록매체.
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