KR20130044859A - Autonomously travelling mobile robot and travel control method and system thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A driving control method for an autonomously driving mobile robot is provided to prevent a collision by rapidly moving the autonomously driving mobile robot to a preset safe space when an obstacle is located. CONSTITUTION: Environmental information about a safe space is stored(ST11). An obstacle is sensed in a movement process(ST14). It is determined whether to pass or not by sensing the obstacle(ST16). The movement process is continuously performed if the pass is determined(ST17). A robot moves to the safe space if the pass is not allowed(ST19). [Reference numerals] (ST11) Store environment information; (ST12) Receive a movement command; (ST13) Start the movement; (ST14) Find an obstacle; (ST15) Fixed obstacle?; (ST16) Can be passed?; (ST17) Continuously move; (ST18) Set a safe space?; (ST19) Move to the safe space and wait; (ST20) Restart the movement after a constant time; (ST21) Generate an emergency alarm

Description

자율주행 이동로봇과 주행제어방법 및 시스템{Autonomously travelling mobile robot and travel control method and system thereof}Autonomous traveling mobile robot and travel control method and system

본 발명은 자율주행 이동로봇(이하 편의상 '이동로봇'이라 한다)에 관한 것으로서, 구체적으로는 이동로봇의 주행 안정성을 높이고 충돌 가능성을 최소화할 수 있는 주행제어 방법과 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a self-driving mobile robot (hereinafter referred to as "mobile robot" for convenience), and more particularly, to a driving control method and system that can increase the driving stability of the mobile robot and minimize the possibility of collision.

일반적으로 이동로봇은 전원, 구동장치, 센서 등이 탑재되어 목표지점까지 스스로 이동할 수 있는 로봇으로서, 사람을 대신하여 물건을 운반하거나 청소를 하는 등의 실용적인 목적에서 최근 많은 주목을 받고 있다.In general, a mobile robot, which is equipped with a power source, a driving device, a sensor, and the like, can move itself to a target point, and has recently received much attention for practical purposes such as carrying or cleaning objects on behalf of a person.

이러한 이동로봇은 이동공간의 환경정보와 자신의 위치정보를 이용하여 목표지점으로 이동하며, 이동 중에 장애물이 나타날 경우를 대비하여 거리감지센서나 충돌감지센서 등을 구비하고 있다.The mobile robot moves to a target point using environmental information of its moving space and its location information, and is equipped with a distance sensor or a collision detection sensor in case an obstacle appears during the movement.

그런데 실제의 사용환경에서는 이동로봇만을 위한 독자적인 이동통로가 제공되는 경우가 매우 드물고, 사람이나 기타 이동체와 이동통로를 함께 사용하는 경우가 대부분이어서 이러한 요소를 고려하지 않으면 정상적으로 동작하지 못하는 경우가 자주 발생한다.However, in the actual use environment, it is very rare to provide a unique mobile path exclusively for a mobile robot, and most people use a mobile path together with a person or other mobile object. do.

예를 들어 병원에서 의료검체(혈액, 샘플 등)나 수술도구 등을 운반할 목적으로 이동로봇을 제작할 경우에는, 복도, 병실, 수술실 등의 협소한 이동통로를 통과할 수 있는지 여부를 판단하는 기능, 협소한 이동통로에서 고정 장애물을 만나거나 환자, 보호자, 휠체어, 이동침대 등의 이동 장애물을 만났을 때 행동양태를 결정하는 기능, 협소한 이동통로에서 다른 이동로봇과 만났을 때의 행동양태를 결정하는 기능 등을 고려하지 않으면 실제로 사용할 때 오동작을 피하기는 매우 어렵다.For example, in the case of manufacturing a mobile robot for the purpose of transporting medical specimens (blood, samples, etc.) or surgical instruments in a hospital, the function of determining whether or not it is possible to pass through a narrow moving passage such as a corridor, a hospital room, or an operating room To determine behavior when encountering fixed obstacles in narrow travel paths or to moving obstacles such as patients, guardians, wheelchairs, or moving beds, and to determine behaviors when encountering other mobile robots in narrow travel paths. It is very difficult to avoid malfunctions in actual use without considering functions.

그리고 이러한 요소들을 감안한다고 하더라도 예측할 수 없는 돌발상황은 언제든지 발생할 수 있으므로, 이동로봇에 미리 저장된 환경정보나 센서만을 이용하여 복잡한 환경에서 모든 장애물을 회피하여 계속 전진하도록 하는 것은 실제 적용이 거의 불가능한 실정이다.And even if these factors are taken into account, unexpected unforeseen situations can occur at any time, so it is almost impossible to keep moving forward by avoiding all obstacles in complex environments using only the environmental information or sensors stored in the mobile robot. .

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 복잡한 실제 환경에서도 효과적으로 적용할 수 있는 이동로봇의 주행제어 방법과 이에 필요한 기구적인 보조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a traveling control method of a mobile robot which can be effectively applied even in a complicated real environment, and a mechanical auxiliary device required for the same.

본 발명의 일 실시예는, 전술한 목적을 달성하기 위하여, (a) 이동할 공간에 대한 환경정보를 저장하는 단계; (b) 이동 중에 장애물이 감지되면 통과가능 여부를 판단하는 단계; (c) 통과가능으로 판단되면 계속 이동하고, 통과불가로 판단되면 회피공간에 대한 정보가 등록되어 있는지 여부를 확인하는 단계; (d) 통과불가로 판단된 경우에 상기 회피공간에 대한 정보가 등록되어 있으면 등록된 정보에 따라 회피공간으로 이동하고, 등록되어 있지 않으면 다른 경로를 탐색하여 이동하거나 비상신호를 발생시키는 단계를 포함하는 자율주행 이동로봇의 주행제어 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention, to achieve the above object, (a) storing the environment information for the space to move; (b) determining whether it is possible to pass if an obstacle is detected during movement; (c) continuing to move if determined to be passable, and checking whether information on the avoided space is registered if it is determined to be impossible to pass; (d) if it is determined that it is impossible to pass, if the information on the avoidance space is registered, moving to the avoidance space according to the registered information; otherwise, searching for another route and moving or generating an emergency signal. It provides a driving control method of an autonomous driving mobile robot.

상기 주행제어 방법에서, 상기 (b)단계는, 상기 장애물의 이동 여부를 판단하는 단계; 상기 장애물이 정지물체이면 상기 장애물 주변의 통로크기를 확인하여 통과가능 여부를 판단하고, 이동체이면 통과불가로 판단하거나 이동속도가 설정된 속도를 초과할 때만 통과불가로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In the traveling control method, step (b) comprises: determining whether the obstacle moves; If the obstacle is a stationary object, it may include determining whether the passage is possible by checking the passage size around the obstacle, and if it is a moving object, determining that the passage is impossible or passing only when the moving speed exceeds a set speed.

또한 상기 이동로봇은 측방으로 돌출된 다수의 측면바퀴를 구비하고, 상기 주행제어방법에서, 상기 (c)단계에서 통과가능으로 판단되어 계속 이동할 때는 상기 측면바퀴를 벽면에 밀착시킨 채 주행하기 위하여 주행방향을 상기 벽면을 향해 비스듬한 방향으로 설정할 수 있다.In addition, the mobile robot has a plurality of side wheels protruding to the side, in the traveling control method, it is determined that the passage is possible in the step (c) when moving continuously driving to keep the side wheels in close contact with the wall surface The direction can be set in an oblique direction toward the wall surface.

또한 본 발명의 다른 실시예는, (a) 협소통로의 입구에 도달한 이동로봇이 출입통제시스템으로 진입요청신호를 전송하는 단계; (b) 상기 출입통제시스템이 상기 진입요청신호에 응하여 허락여부를 판단하는 단계; (c) 상기 출입통제시스템이 허락신호를 송출하면 상기 이동로봇이 상기 협소통로로 진입하면서 진입신호를 송출하고, 상기 출입통제시스템이 거절신호를 송출하면 상기 이동로봇이 미리 설정된 대기영역으로 이동하여 설정된 시간 동안 대기하는 단계; (d) 상기 이동로봇이 상기 협소통로를 통과하면 진출신호를 송출하는 단계를 포함하며, 상기 출입통제시스템은 상기 진입신호와 상기 진출신호를 이용하여 다른 이동로봇의 진출입 허가여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 주행 제어 방법을 제공한다.In addition, another embodiment of the present invention, the step of (a) the mobile robot reaches the entrance of the narrow passage transmitting the entry request signal to the access control system; (b) the access control system determining whether to permit in response to the entry request signal; (c) When the access control system sends a permission signal, the mobile robot enters the narrow path and sends an entrance signal. When the access control system sends a reject signal, the mobile robot moves to a preset waiting area. Waiting for a set time; (d) if the mobile robot passes through the narrow passage, transmitting a departure signal, and the access control system determines whether the entrance and exit permission of the other mobile robot is allowed by using the entrance signal and the entrance signal. A driving control method of an autonomous driving mobile robot is provided.

또한 본 발명은, 협소통로의 입구에 설치되어 이동로봇과 무선으로 통신하는 제1 무선통신부; 상기 협소통로의 출구에 설치되어 이동로봇과 무선으로 통신하는 제2 무선통신부; 상기 제1 무선통신부와 상기 제2 무선통신부로부터 수신한 신호를 이용하여 상기 협소통로내에 이동로봇이 존재하는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 자율주행 이동로봇의 출입통제시스템을 제공한다.In another aspect, the present invention, the first wireless communication unit which is installed at the entrance of the narrow passage to communicate with the mobile robot wirelessly; A second wireless communication unit installed at an exit of the narrow passage to communicate wirelessly with the mobile robot; It provides an access control system for an autonomous mobile robot including a control unit for determining whether a mobile robot exists in the narrow passage using the signals received from the first wireless communication unit and the second wireless communication unit.

또한 본 발명의 일 실시예는, 프레임; 상기 프레임의 하부로 돌출되고 수평방향의 회전축을 갖는 주행바퀴; 벽면 접촉주행을 위한 것으로서, 상기 프레임의 측면으로 돌출되도록 설치되고 수직방향의 회전축을 갖는 다수의 측면바퀴; 상기 주행바퀴를 동작시키는 구동수단을 포함하는 자율주행 이동로봇을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention, the frame; A driving wheel which protrudes below the frame and has a horizontal axis of rotation; As a wall contact driving, a plurality of side wheels installed to protrude to the side of the frame and having a vertical axis of rotation; It provides an autonomous driving mobile robot including a driving means for operating the driving wheel.

또한 본 발명의 다른 실시예는, 프레임; 상기 프레임의 하부로 돌출되고, 각각 별도의 구동수단에 의해 동작하는 한 쌍의 주행바퀴; 상기 프레임과 상기 각 주행바퀴의 사이에 설치된 서스펜션; 하중분산과 주행안정성을 위한 것으로서, 상기 주행바퀴의 앞쪽과 뒤쪽에 각각 다수개가 설치된 보조바퀴를 포함하는 자율주행 이동로봇을 제공한다.In addition, another embodiment of the present invention, the frame; A pair of traveling wheels protruding to the lower portion of the frame and each operated by separate driving means; A suspension installed between the frame and each of the driving wheels; For load distribution and driving stability, it provides an autonomous driving mobile robot including a plurality of auxiliary wheels respectively installed in front and rear of the driving wheel.

이때 상기 각 주행바퀴마다 결합되어 상기 각 주행바퀴를 회전 가능하게 지지하는 브라켓; 일단은 상기 프레임의 제1 위치에 회전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 브라켓의 일측에 회전가능하게 연결된 제1 평행링크; 일단은 상기 프레임의 제2 위치에 회전가능하게 연결되고, 타단은 상기 브라켓의 타측에 회전가능하게 연결된 제2 평행링크를 더 포함할 수 있다.In this case, the bracket is coupled to each of the driving wheels to rotatably support the driving wheels; A first parallel link rotatably connected at one end to a first position of the frame and at the other end rotatably connected to one side of the bracket; One end may be rotatably connected to a second position of the frame, and the other end may further include a second parallel link rotatably connected to the other side of the bracket.

또한 본 발명의 또 다른 실시예는, 주행바퀴를 동작시키는 구동수단; 주행제어프로그램을 저장하는 저장수단; 상기 주행제어프로그램에 따라 상기 구동수단을 제어하는 제어수단; 상기 주행제어프로그램에 따른 명령보다 우선하여 상기 구동수단을 제어하는 명령을 입력하는 비상조정수단을 포함하는 자율주행 이동로봇을 제공한다.In addition, another embodiment of the present invention, the drive means for operating the driving wheel; Storage means for storing a travel control program; Control means for controlling the drive means in accordance with the travel control program; It provides an autonomous driving mobile robot including emergency adjusting means for inputting a command for controlling the driving means in preference to the command according to the driving control program.

본 발명에 따르면 자율주행 이동로봇이 이동 중에 장애물을 만날 경우 미리 설정된 회피공간으로 신속히 이동할 수 있으므로 복잡한 실제 환경에도 용이하게 대처할 수 있다.According to the present invention, when the autonomous mobile robot encounters obstacles during the movement, the autonomous mobile robot can quickly move to a predetermined avoiding space, thereby easily coping with a complicated real environment.

또한 출입통제시스템을 통해 협소통로의 진입가능 여부를 사전에 확인할 수 있으므로 다수의 이동로봇이 사용될 경우에 발생하는 충돌위험을 예방할 수 있다.In addition, through the access control system, it is possible to check whether the narrow passage can be entered in advance, thereby preventing the risk of collision when multiple mobile robots are used.

또한 측면바퀴를 사용하여 벽면밀착주행이 가능하도록 함으로써 협소한 공간에서 주행할 때 필요공간을 줄일 수 있고, 이로 인해 충돌가능성을 최소화하고 측면충돌이 일어나더라도 충격을 효과적으로 분산시킬 수 있다.In addition, by using the side wheels to enable close-to-wall driving can reduce the required space when driving in a narrow space, thereby minimizing the possibility of collision and can effectively distribute the impact even if side collision occurs.

또한 주행바퀴의 전후에 다수의 보조바퀴를 장착함으로써 로봇에 가해지는 하중을 넓은 면적으로 효과적으로 분산시킬 수 있으며, 주행바퀴에 서스펜션을 장착함으로써 접지력을 일정하게 유지할 수 있고 지면의 굴곡이나 경사에 대한 주행안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, by installing a large number of auxiliary wheels before and after the driving wheel, the load applied to the robot can be effectively distributed over a large area, and the suspension is mounted on the driving wheel to maintain a constant traction force and to drive against the curvature or slope of the ground. Stability can be improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 사시도
도 2 내지 도 4는 각각 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 하부구조를 나타낸 사시도, 평면도 및 측면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 주행바퀴와 서스펜션의 연결구조를 나타낸 도면
도 6은 주행바퀴의 서스펜션이 압축된 상태를 나타낸 도면
도 7은 장애물 회피를 위한 주행방법을 나타낸 흐름도
도 8은 벽면 밀착주행 모습을 나타낸 도면
도 9는 협소통로를 통과하는 주행방법을 나타낸 흐름도
도 10a 내지 도 10d는 협소통로를 통과하는 과정을 순서대로 나타낸 모식도1 is a perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention;
2 to 4 are a perspective view, a plan view and a side view showing a lower structure of the mobile robot according to an embodiment of the present invention, respectively
5 is a view showing a connection structure of the driving wheel and the suspension of the mobile robot according to an embodiment of the present invention;
6 is a view showing a state in which the suspension of the driving wheel is compressed
7 is a flowchart illustrating a driving method for obstacle avoidance.
8 is a view showing a close contact with the wall surface
9 is a flowchart illustrating a driving method passing through a narrow passage.
10A to 10D are schematic diagrams sequentially illustrating a process of passing through a narrow passage.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 한편 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 이동로봇의 전진방향을 x축 방향, 이에 직교하는 수평 및 수직방향을 각각 y축 방향 및 z축 방향으로 정의하기로 한다.
Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. In the present specification, for convenience of description, the forward direction of the mobile robot will be defined as the x-axis direction and the horizontal and vertical directions perpendicular to the y-axis direction and the z-axis direction, respectively.

1. 이동로봇1. Mobile Robot

본 발명의 실시예에 따른 이동로봇(10)은 도 1의 사시도에 나타낸 바와 같이, 주행에 필요한 바퀴 등이 장착된 하부유닛(100)과 하부유닛(100)의 상부에 결합된 상부유닛(200)을 포함한다. Mobile robot 10 according to an embodiment of the present invention, as shown in the perspective view of Figure 1, the lower unit 100 and the upper unit 200 is coupled to the upper portion of the lower unit 100 is equipped with a wheel, etc. necessary for driving ).

상부유닛(200)은 소정의 정보를 표시하는 디스플레이부(210), 비상시에 사용자가 조작하여 이동로봇(10)을 이동시킬 수 있는 비상조정수단(220)을 포함한다. 물건 운반용 이동로봇(10)인 경우에는 거치대(230)나 수납함이 설치된다.The upper unit 200 includes a display unit 210 for displaying predetermined information, and emergency adjusting means 220 which can be moved by the user by operating the mobile robot 10 in an emergency. In the case of a mobile robot 10 for carrying goods, a cradle 230 or a storage box is installed.

또한 도면에는 자세히 나타내지 않았지만, 상부유닛(200)에는 설정된 알고리즘에 따라 이동로봇(10)의 동작을 제어하는 제어수단, 이동하는 공간에 대한 각종 환경정보(예, 지도정보, 고정된 장애물 정보 등)와 주행제어 프로그램 등이 저장된 저장수단, 적외선센서, 레이저센서, 초음파 센서 등의 거리감지센서, 주변상황을 인식하기 위한 카메라, 전원공급을 위한 배터리 등이 설치된다.In addition, although not shown in detail, the upper unit 200, the control means for controlling the operation of the mobile robot 10 according to the set algorithm, various environmental information (for example, map information, fixed obstacle information, etc.) for the moving space And a storage means for storing the driving control program, infrared sensor, distance sensor such as laser sensor, ultrasonic sensor, camera for recognizing the surrounding situation, battery for power supply and the like are installed.

또한 상부유닛(200)에는 안내메시지나 경고음을 발생하는 스피커, 이동로봇(10)의 상태를 표시하는 LED 등의 발광수단, 중앙제어시스템, 출입통제시스템 또는 기타 주변의 통신장치와 통신하는 무선통신수단, 필요한 정보나 명령을 입력하는 입력수단이 설치될 수 있다.In addition, the upper unit 200 is a wireless communication for communicating with a light emitting means such as a speaker for generating a guide message or a warning sound, an LED indicating the state of the mobile robot 10, a central control system, an access control system, or other peripheral communication devices. Means, input means for inputting necessary information or commands may be provided.

한편 이동로봇(10)을 하부유닛(100)과 상부유닛(200)으로 구분하여 나타낸 것은 설명의 편의를 위한 것일 뿐이므로 전체가 하나의 유닛으로 제작될 수도 있다. 또한 상부유닛(200)에 설치된 위 구성요소들의 일부 또는 전부는 하부유닛(100)에 설치되어도 무방하고, 용도에 따라서는 생략될 수도 있음은 물론이다.Meanwhile, since the mobile robot 10 is divided into the lower unit 100 and the upper unit 200 for convenience of description, the whole may be manufactured as one unit. In addition, some or all of the above components installed in the upper unit 200 may be installed in the lower unit 100, and may be omitted depending on the purpose.

하부유닛(100)은 도 2 내지 도 4 (커버를 제거한 상태를 나타낸 것임)에 나타낸 바와 같이, 프레임(101), 프레임(101)에 연결되고 서로 y축 방향으로 이격된 한 쌍의 주행바퀴(110), 프레임(101)과 주행바퀴(110)의 사이에 설치된 서스펜션(140), 주행바퀴(110)의 앞뒤에 설치된 다수의 보조바퀴(120), 프레임(101)의 측면으로 돌출되도록 설치된 다수의 측면바퀴(130)를 포함한다. As shown in FIGS. 2 to 4 (removed from the cover), the lower unit 100 includes a pair of traveling wheels connected to the frame 101 and the frame 101 and spaced apart from each other in the y-axis direction ( 110, a suspension 140 installed between the frame 101 and the driving wheel 110, a plurality of auxiliary wheels 120 installed at the front and rear of the driving wheel 110, and a plurality of protruding sides of the frame 101. The side wheel 130 of the.

한 쌍의 주행바퀴(110)는 각각 별도의 모터에 의해 동작하며, 이를 통해 이동로봇(10)은 전진, 후진 및 회전동작을 한다.The pair of driving wheels 110 are each operated by a separate motor, through which the mobile robot 10 moves forward, backward and rotates.

주행바퀴(110)는 그 축이 y축 방향으로 설치되며, 측면바퀴(130)는 그 축이 z축 방향으로 설치된다.The running wheel 110 has its axis installed in the y-axis direction, and the side wheel 130 has its axis installed in the z-axis direction.

보조바퀴(120)는 하중을 골고루 분산시켜서 이동시 안정성을 높이는 역할을 한다. 측면바퀴(130)는 비상시에 이동로봇(10)이 벽면에 밀착하여 주행할 수 있도록 함과 동시에 측면 충돌시에 충격을 분산시켜주는 역할을 한다.The auxiliary wheel 120 distributes the load evenly and serves to increase the stability when moving. The side wheel 130 serves to disperse the impact in the event of a side collision while allowing the mobile robot 10 to be in close contact with the wall in an emergency.

보조바퀴(120)는 프레임(101)에 대해 360도 회전할 수 있게 결합된 브라켓에 수평방향의 회전축으로 결합된다. 본 발명의 실시예에서는 주행바퀴(110)의 앞쪽에 설치되어 서로 y축 방향으로 이격된 제1 및 제2 보조바퀴(120a, 120b), 주행바퀴(110)의 뒤쪽에 설치되어 서로 y축 방향으로 이격된 제3 및 제4 보조바퀴(120c, 120d)를 포함한다. The auxiliary wheel 120 is coupled to the bracket coupled to rotate 360 degrees with respect to the frame 101 in a horizontal axis of rotation. In the exemplary embodiment of the present invention, the first and second auxiliary wheels 120a and 120b which are installed at the front of the driving wheel 110 and spaced apart from each other in the y-axis direction are installed at the rear of the driving wheel 110 and are in the y-axis direction. And third and fourth auxiliary wheels 120c and 120d spaced apart from each other.

본 발명의 실시예에서는 하부유닛(100)이 대략 사각의 평면형상을 가지며, 제1 내지 제4 보조바퀴(120a, 120b, 120c, 120d)는 하부유닛(100)의 각 모서리 부근에 설치된다. 이로 인해 이동로봇(10)의 하중은 주행바퀴(110)에 집중되지 않고 주행바퀴(110) 주변의 보조바퀴를 통해 4점으로 넓게 골고루 분산된다.In the embodiment of the present invention, the lower unit 100 has a substantially rectangular planar shape, and the first to fourth auxiliary wheels 120a, 120b, 120c, and 120d are installed near each corner of the lower unit 100. As a result, the load of the mobile robot 10 is not even concentrated on the driving wheel 110 and is evenly distributed to four points through the auxiliary wheel around the driving wheel 110.

측면바퀴(130)는 주행바퀴(110)의 앞쪽에서 프레임(101)에 결합되고 서로 y축 방향으로 이격된 제1 및 제2 측면바퀴(130a, 130b), 주행바퀴(110)의 뒤쪽에서 프레임(101)에 결합되고 서로 y축 방향으로 이격된 제3 및 제4 측면바퀴(130c, 130d)를 포함한다.The side wheel 130 is coupled to the frame 101 at the front of the driving wheel 110 and the first and second side wheels 130a and 130b spaced apart from each other in the y-axis direction, and the frame at the rear of the driving wheel 110. And third and fourth side wheels 130c and 130d coupled to 101 and spaced apart from each other in the y-axis direction.

측면바퀴(130)는 보조바퀴(120)와 마찬가지로 하부유닛(100)의 각 모서리 부근에 설치되는 것이 바람직하다. 또한 측면바퀴(130)는 도 1에 나타낸 바와 같이 하부유닛(100)의 커버 밖으로 돌출되도록 설치되어야 하며, 이를 위해 도 3에 나타낸 바와 같이 적어도 x축 방향의 최외각 프레임(101a) 보다 측방으로 돌출되어야 한다. 그래야만 벽면에 밀착하여 주행을 할 때 하부유닛(100)이 벽면에 충돌하는 것을 막을 수 있기 때문이다.Side wheel 130 is preferably installed near each corner of the lower unit 100, like the auxiliary wheel (120). In addition, the side wheel 130 should be installed to protrude out of the cover of the lower unit 100, as shown in Figure 1, for this purpose, as shown in Figure 3 protrudes laterally than at least the outermost frame 101a in the x-axis direction Should be. This is because the lower unit 100 can be prevented from colliding with the wall when driving in close contact with the wall surface.

측면바퀴(130)는 그 위치나 개수가 도시된 것에 한정되지 않으며, 필요에 따라서는 상부유닛(200)에 장착될 수도 있고, 모서리가 아닌 변에만 설치되거나, 모서리와 변에 모두 설치될 수도 있다. Side wheel 130 is not limited to the position or the number shown, it may be mounted on the upper unit 200, if necessary, may be installed only on the side, not the corner, or may be installed on both the corner and side. .

한편 이동로봇(10)이 주행하는 과정에서 지면의 굴곡이나 경사를 통과할 때는 진동이 발생하게 된다. 본 발명의 실시예에서는 이 경우에 진동을 줄이고 주행안정성을 높이기 위하여 전술한 바와 같이 주행바퀴(110)의 앞과 뒤에 각 한 쌍의 보조바퀴(120)를 설치하는 이외에 주행바퀴(110)에 서스펜션(140)을 장착하였다.On the other hand, the vibration is generated when the mobile robot 10 passes through the bend or inclination of the ground. In the embodiment of the present invention, in order to reduce vibration and increase driving stability in this case, in addition to installing the pair of auxiliary wheels 120 before and behind the driving wheel 110 as described above, the suspension on the driving wheel 110 is provided. 140 was mounted.

이하에서는 도 5를 참조하여 주행바퀴(110)와 서스펜션(140)의 연결구조의 일 실시예를 설명한다. 다만 구체적인 결합구조가 이에 한정되지 않음은 물론이다.Hereinafter, an embodiment of a connection structure of the driving wheel 110 and the suspension 140 will be described with reference to FIG. 5. However, the specific coupling structure is not limited thereto.

하부유닛(100)의 골격을 이루는 프레임(101)에는 서스펜션 연결을 위한 서스펜션프레임(103)이 고정되고, 서스펜션프레임(103)은 하면이 개구된 대략 사각박스 형상으로서, x축 방향으로 이격되어 대향하는 한 쌍의 측면부(103a)와, 측면부(103a)의 상단에 결합된 상면부(103b)를 구비한다. 서스펜션프레임(103)은 프레임(101)에 고정되는 것이므로 프레임(101)의 일부로 간주해도 무방하다.Suspension frame 103 for the suspension connection is fixed to the frame 101 forming the skeleton of the lower unit 100, the suspension frame 103 is a substantially rectangular box shape with the lower surface opened, spaced apart in the x-axis direction to face And a pair of side portions 103a and an upper surface portion 103b coupled to an upper end of the side portions 103a. The suspension frame 103 is fixed to the frame 101 and may be regarded as part of the frame 101.

상면부(103b)의 양 단부에는 각각 x축 방향의 길이를 갖는 제1 브라켓(150)이 장착되고, 각 제1 브라켓(150)의 하부에는 주행바퀴(110)가 결합되는 제2 브라켓(160)이 위치한다. 각 제2 브라켓(160)은 평행링크(170)에 의해 서스펜션프레임(103)에 결합된다. First brackets 150 having lengths in the x-axis direction are mounted at both ends of the upper surface portion 103b, and second brackets 160 having the driving wheels 110 coupled to the lower portions of the first brackets 150. ) Is located. Each second bracket 160 is coupled to the suspension frame 103 by a parallel link 170.

각 제2 브라켓(160)은 각 주행바퀴(110)를 회전 가능하게 지지하는 한편, 각 주행바퀴(110)를 구동시키는 구동수단(180)을 지지한다.Each of the second brackets 160 rotatably supports each of the driving wheels 110 and supports the driving means 180 for driving each of the driving wheels 110.

제2 브라켓(160)의 x축 방향의 양 단부에는 서스펜션(140)을 장착하기 위한 결합돌기(162)가 형성된다. 결합돌기(162)는 서스펜션(140)을 용이하게 장착하기 위한 것이므로 필요에 따라 생략될 수도 있다.Coupling protrusions 162 for mounting the suspension 140 are formed at both ends of the second bracket 160 in the x-axis direction. Coupling protrusion 162 is to easily mount the suspension 140 may be omitted as necessary.

서스펜션(140)은 제1 브라켓(160)의 x축 방향의 양 단부와 그 하부에 위치하는 제2 브라켓(160)의 결합돌기(162)의 사이에 설치된다, 따라서 하나의 주행바퀴(110)에는 차축의 앞쪽과 뒤쪽에 각각 하나씩, 즉 2개의 서스펜션(140)이 장착된다.The suspension 140 is installed between both end portions of the first bracket 160 in the x-axis direction and the engaging protrusion 162 of the second bracket 160 positioned below the first bracket 160. Therefore, one driving wheel 110 is provided. In the front and rear of the axle, respectively, that is, two suspensions 140 are mounted.

평행링크(170)는 주행바퀴(110)가 지면에 대해 이루는 각을 일정하게 유지시켜 주는 역할을 하며, 각 일단은 서스펜션프레임의 측면부(103a)에 회전 가능하게 연결되고, 각 타단은 제2 브라켓(160)에 회전 가능하게 연결된다.The parallel link 170 serves to maintain a constant angle formed by the driving wheel 110 with respect to the ground, each end is rotatably connected to the side portion (103a) of the suspension frame, each end is a second bracket Is rotatably connected to 160.

평행링크(170)는 각각 서로 평행한 제1 및 제2 링크(171, 172)를 포함하며, 각 링크(171,172)는 각각 독자적으로 서스펜션프레임의 측면부(103a)와 제2 브라켓(160)에 회전 가능하게 연결된다. 평행링크(170)를 구성하는 링크의 개수는 2 이상일 수도 있다.The parallel link 170 includes first and second links 171 and 172 parallel to each other, and each link 171 and 172 independently rotates on the side portion 103a and the second bracket 160 of the suspension frame. Possibly connected. The number of links constituting the parallel link 170 may be two or more.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇(10)은 각각 별개의 서스펜션(140)이 장착된 한 쌍의 주행바퀴(110)와, 그 앞뒤에 한 쌍씩 설치된 4개의 보조바퀴(120)를 구비한다. As such, the mobile robot 10 according to the embodiment of the present invention includes a pair of driving wheels 110 each having a separate suspension 140 and four auxiliary wheels 120 installed one by one in front and behind. do.

이로 인해 도 6에 나타낸 바와 같이, 이동로봇(10)에 가해지는 하중의 상당부분은 4개의 보조바퀴(120)를 통해 지면으로 분산되고, 서스펜션(140)의 작용으로 주행바퀴(110)에는 비교적 일정한 하중이 가해지므로 주행바퀴(110)의 접지력이 일정하게 유지되어 주행안정성이 높아지는 효과가 있다.As a result, as shown in FIG. 6, a substantial portion of the load applied to the mobile robot 10 is distributed to the ground through the four auxiliary wheels 120, and the driving wheel 110 is relatively moved by the action of the suspension 140. Since a constant load is applied, the traction force of the driving wheel 110 is kept constant, thereby increasing driving stability.

또한 경사면이나 굴곡을 지날 때는 서스펜션(140)의 작용으로 인해 이동로봇(10)이진동하는 것을 막을 수 있으며, 굴곡이나 요철로 인해 주행바퀴(110)가 공중에 떠서 주행이 불가능해지는 상황을 방지할 수 있다.In addition, when passing the slope or bend can prevent the mobile robot 10 from vibrating due to the action of the suspension 140, it can prevent the situation that the running wheel 110 is impossible to run due to the bent or irregularities in the air. have.

한편 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇(10)은 전술한 구조에 반드시 한정되는 것은 아니다. On the other hand, the mobile robot 10 according to the embodiment of the present invention is not necessarily limited to the above-described structure.

예를 들어 프레임(101)의 평면형상이 반드시 사각형에 한정되는 것은 아니므로 오각, 육각 등의 다각형 형상을 가질 수 있다. For example, the planar shape of the frame 101 is not necessarily limited to a quadrangle, and thus may have a polygonal shape such as a pentagon and a hexagon.

또한 보조바퀴(120)의 개수가 반드시 4개로 한정되는 것은 아니어서 주행바퀴(110)의 차축의 앞과 뒤에 각각 2 이상의 보조바퀴(120)가 설치될 수 있다. 다만 하중을 앞뒤로 균형적으로 분산시키기 위해서는 주행바퀴(110)의 차축의 앞과 뒤에 같은 개수로 설치하는 것이 보다 바람직할 것이다.In addition, since the number of the auxiliary wheels 120 is not necessarily limited to four, two or more auxiliary wheels 120 may be installed in front of and behind the axle of the driving wheel 110, respectively. However, in order to distribute the load back and forth in a balanced manner, it may be more preferable to install the same number in front of and behind the axle of the driving wheel 110.

또한 본 발명의 실시예 따른 이동로봇(10)은 병원에서 검체나 시료를 운반할 목적으로 그에 맞는 형상과 크기로 제작된 것이지만, 다른 장소에서 다른 용도로 사용될 수 있음은 물론이다.
In addition, the mobile robot 10 according to the embodiment of the present invention is manufactured in a shape and size suitable for transporting a sample or a sample in a hospital, but of course, it can be used for other purposes in other places.

2. 이동로봇의 주행제어방법(회피공간 활용방법)2. Driving control method of mobile robot (How to use avoidance space)

이하에서는 도 7의 흐름도를 참조하여 이동로봇(10)의 주행을 제어하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of controlling driving of the mobile robot 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. 7.

먼저 이동로봇(10)이 이동할 공간에 대한 환경정보를 이동로봇(10)에 저장해 두어야 한다. (ST 11)First, environmental information about a space to be moved by the mobile robot 10 should be stored in the mobile robot 10. (ST 11)

이를 위해서는 사전에 제작된 맵(map) 정보를 이동로봇(10)에 저장할 수도 있고, 이동로봇(10)이 스스로 이동하면서 환경정보를 획득할 수도 있으며, 맵정보를 저장한 상태에서 스스로 이동하면서 고정된 장애물 정보를 추가하여 맵정보를 업데이트할 수도 있다.To this end, previously prepared map information may be stored in the mobile robot 10, the mobile robot 10 may acquire environmental information while moving by itself, and may be fixed while moving by itself while storing the map information. The map information may be updated by adding the obstacle information.

이와 같이 환경정보를 획득한 상태에서, 이동지령을 수신하거나 입력 받으면 이동로봇(10)은 목적지까지의 주행경로를 확인한 후 확인된 주행경로를 따라 이동을 개시한다. (ST12, ST13)In this state of obtaining environmental information, when the movement command is received or received, the mobile robot 10 checks the driving route to the destination and starts the movement along the confirmed driving route. (ST12, ST13)

저장된 환경정보를 이용하여 목적지까지 이동하기 위해서는 자신의 위치를 정확히 파악할 수 있어야 하고, 이를 위해서는 공간의 여러 지점에 표시된 랜드마크를 카메라를 통해 확인하는 방법, 구동모터의 엔코더 정보를 이용하는 방법, 공간의 여러 지점에 설치된 무선인식장치(RFID 등)를 이용하는 방법, 바닥이나 천정에 표시된 식별표식을 추적하면서 이동하는 방법 등 여러 공지된 방법을 사용할 수 있다.In order to move to the destination by using the stored environment information, it is necessary to be able to accurately identify its own location.To do this, it is necessary to check landmarks displayed at various points of the space through a camera, how to use encoder information of the driving motor, Various known methods may be used, such as using a wireless recognition device (RFID, etc.) installed at various points, and moving while tracking the identification mark displayed on the floor or ceiling.

이동 중에 이동로봇(10)은 장애물의 존재여부를 지속적으로 감시하며, 본 발명의 일 실시예에서는 장애물이 발견되면(ST14), 먼저 해당 장애물이 고정된 것인지 이동하는 것인지를 판단한다. 장애물의 이동성 여부는 거리감지센서 등을 통해 확인할 수 있으며, 이동로봇(10)쪽으로 이동해오거나 이동로봇(10)과의 거리가 점차 줄어드는 경우에만 이동하는 장애물로 인식하도록 설정하는 것이 바람직할 것이다. (ST15)During the movement, the mobile robot 10 continuously monitors the presence of an obstacle, and in one embodiment of the present invention, when an obstacle is found (ST14), it is first determined whether the obstacle is fixed or moving. The mobility of the obstacles can be checked through a distance sensor or the like, and it may be preferable to set it to recognize the moving obstacle only when the distance to the mobile robot 10 or the distance from the mobile robot 10 decreases gradually. (ST15)

만일 감지된 장애물이 고정된 것이면, 통과가 가능한지 여부를 판단한다. 한정된 폭의 통로에 장애물이 존재하면 이동로봇(10)이 지나가지 못할 수도 있기 때문이다. 통과가능 여부는 카메라를 통해 획득한 영상데이터나 거리감지센서를 이용하여 판단할 수 있다. (ST16)If the detected obstacle is fixed, it is determined whether the passage is possible. This is because the mobile robot 10 may not pass if an obstacle exists in the passage of the limited width. Passability may be determined using image data or a distance sensor obtained through the camera. (ST16)

ST16 단계에서 통과 가능한 것으로 판단되면, 공지된 장애물 회피방법을 사용하여 이동을 계속한다. (ST17)If it is determined that the passage is possible in step ST16, the movement is continued using a known obstacle avoidance method. (ST17)

만일 ST15단계에서 장애물이 이동 중인 것으로 판단되면, 회피공간에 대한 정보가 저장되어 있는지 여부를 판단한다. 회피공간은 비상시에 이동로봇(10)이 대기할 수 있도록 하나 이상의 지점에 설정해둔 일정한 면적의 공간으로서, 바닥, 벽, 천정 등에 소정의 표시를 하여 항상 비어있도록 규정되어 있는 공간이다. (ST18)If it is determined in step ST15 that the obstacle is moving, it is determined whether information on the avoided space is stored. The avoidance space is a space of a predetermined area set at one or more points so that the mobile robot 10 can wait in an emergency. The evacuation space is a space defined to be always empty by a predetermined mark on the floor, wall, or ceiling. (ST18)

등록된 회피공간이 있으면, 가장 근접한 회피공간으로 이동하여 대기하고, 일정시간이 경과하면 다시 목적지로의 이동을 재개한다. (ST19, ST20)If there is a registered evacuation space, it moves to the nearest evasion space and waits. When a certain time elapses, the movement to the destination is resumed. (ST19, ST20)

만일 회피공간이 등록되어 있지 않으면, 정지한 후 경고용 소리나 빛을 발생시키거나, 무선통신수단을 통해 관리자나 사용자에게 비상상황임을 통지한다. 회피공간에 물체나 다른 이동로봇이 있어서 회피공간으로 진입하지 못하는 경우에도 이와 같은 조치를 수행해야 할 것이다. (ST21)If the evacuation space is not registered, stop and generate warning sound or light, or notify the administrator or user of the emergency situation through the wireless communication means. The same action should be performed when there is an object or other mobile robot in the evacuation space and thus cannot enter the evasion space. (ST21)

한편 위 ST16 단계에서 정지 장애물임에도 불구하고 폭이 협소하여 통과할 수 없다고 판단되면, ST18단계(회피공간 확인단계)를 진행하면 된다.On the other hand, if it is determined in step ST16 that it is impossible to pass through a narrow width despite the stop obstacle, step ST18 (avoidance space check step) may proceed.

본 발명의 일 실시예에서는 장애물이 고정된 것인지 이동하는 것인지를 판단(ST15)한 후에, 고정된 장애물에 한하여 통과가능 여부를 판단(ST16)하였으나, 이동성 여부에 상관없이 모든 장애물에 대하여 통과가능 여부를 판단하고 통과불가로 판단된 경우에 한하여 회피공간으로 이동하도록 설정할 수도 있다. 이동성 장애물인 경우에도 그 크기가 작아서 통과할 수 있는 경우가 있기 때문이다.In one embodiment of the present invention, after determining whether the obstacle is fixed or moving (ST15), it is determined whether the passage is possible only for the fixed obstacle (ST16), but whether it can pass through all obstacles regardless of mobility It is also possible to set to move to the avoidance space only when it is determined that it is impossible to pass. This is because even in the case of a mobility obstacle, the size is small so that it can pass through.

또한 이동하는 장애물인 경우에 통과 가능하다고 판단되더라도, 이동속도가 설정된 속도보다 빠른 경우에는 위험상황으로 파악하여 정지하거나 회피공간으로 이동하도록 설정할 수도 있다.In addition, even if it is determined that the moving obstacle can be passed, if the moving speed is faster than the set speed, it may be set to stop as a dangerous situation or move to the avoidance space.

또한 통과불가로 판단된 경우에는 다른 이동경로를 탐색하고, 탐색되면 다른 이동경로를 따라 이동하도록 설정할 수도 있다.In addition, if it is determined that the passage is impossible, it may be set to search for another movement route and to move along another movement route if found.

또한 통과 가능하다고 판단되어 장애물을 우회하여 통과하는 경우에는 충돌을 방지하기 위하여 벽면에 밀착하여 주행하도록 설정할 수 있다.In addition, when it is determined that the passage is possible to pass through the obstacle, it can be set to run in close contact with the wall to prevent the collision.

이동로봇(10)을 벽면에 밀착시키지 않고 거리감지센서를 이용하여 이동로봇(10)을 벽면에서 일정 거리 이격된 상태로 주행시키는 것도 가능하지만, 이 경우에는 센서의 오차, 바퀴의 슬립 등으로 인해 이동로봇(10)이 벽면에 충돌할 위험이 있다.It is also possible to drive the mobile robot 10 at a distance from the wall using a distance sensor without the mobile robot 10 being in close contact with the wall, but in this case, due to sensor error, wheel slip, etc. There is a risk that the mobile robot 10 will collide with the wall.

그러나 본 발명의 실시예와 같이 이동로봇(10)에 측면바퀴(130)를 장착하면, 도 8에 나타낸 바와 같이 측면바퀴(130)를 벽면에 밀착시킨 상태에서 주행할 수 있다. 즉, 장애물(40)이 감지되고 ST15에서 통과가능한 것으로 판단되면, 벽면에 밀착되도록 주행방향을 변경하여 이동하도록 설정하고, 장애물을 통과한 후에는 다시 정상경로로 복귀하도록 설정하면 된다.However, when the side wheel 130 is mounted on the mobile robot 10 as in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, the side wheel 130 may be driven in close contact with the wall. That is, when the obstacle 40 is detected and determined to be able to pass through at ST15, the moving direction may be set to move by changing the driving direction to be in close contact with the wall, and may be set to return to the normal path again after passing the obstacle.

이 방법은 벽면과의 충돌을 방지하기 위해 거리감지센서 등을 사용하여 벽면과의 거리를 지속적으로 감지할 필요가 없어지고, 이동공간을 최소화할 수 있는 이점이 있다.This method eliminates the need to continuously detect the distance to the wall using a distance sensor to prevent collision with the wall, and has the advantage of minimizing the moving space.

한편 벽면밀착주행을 하는 경우에는 주행방향을 벽면과 평행하게 설정하지 않고, 벽면을 향해 약간 비스듬하게 주행하도록 설정하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 벽면의 굴곡이나 주행바퀴(110)의 슬립 등이 있더라도 측면바퀴(130)를 벽면에 안정적으로 밀착시켜서 주행할 수 있기 때문이다.On the other hand, it is preferable to set the driving direction to run slightly obliquely toward the wall without setting the running direction in parallel with the wall when the wall is closely adhered. This is because the side wheel 130 can be stably in close contact with the wall even if there is bending of the wall or slip of the running wheel 110.

또한 이동바퀴(10)에 측면바퀴(130)를 설치하면, 측면에서 근접하는 물체와 충돌하더라도 충격력이 주행방향의 전후로 분산되므로 직접적인 충격이 크게 완화되고 충돌상태로부터 신속히 벗어날 수 있는 이점이 있다.In addition, if the side wheel 130 is installed on the moving wheel 10, even if the collision with the object close to the side, since the impact force is distributed in the front and rear of the driving direction, there is an advantage that the direct impact is greatly alleviated and quickly escape from the collision state.

이와 같이 측면바퀴(130)를 사용하여 벽면에 밀착 주행하여 장애물을 지나간 이후에, 장애물이 더 이상 감지되지 않으면 다시 정상경로로 복귀하여 이동하도록 설정하면 된다.In this way, after the vehicle is in close contact with the wall using the side wheels 130 and passes through the obstacle, if the obstacle is no longer sensed, it may be set to move back to the normal path again.

한편 이동로봇(10)이 회피공간으로 진입하지 못하거나 회피공간이 설정되어 있지 않아서 정지상태에서 비상알람을 발생시키고 있다면(ST21), 이동로봇(10)을 현재의 위치에서 안전한 위치로 이동시킬 필요가 있다.On the other hand, if the mobile robot 10 does not enter the evacuation space or if the evacuation space is not set and is generating an emergency alarm in the stopped state (ST21), it is necessary to move the mobile robot 10 from the current position to a safe position. There is.

도 1에 나타낸 비상조정수단(220)은 이러한 상황을 대비한 것으로서, 비상조정수단(220)을 통해 입력된 명령은 자율주행 프로그램에 우선하여 구동수단을 제어하도록 설정되어 있다. 비상조정수단(220)은 예를 들어 조이스틱 등의 형태이며, 이를 조작하면 이동로봇(10)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.The emergency adjustment means 220 shown in FIG. 1 is prepared for such a situation, and the command input through the emergency adjustment means 220 is set to control the driving means in preference to the autonomous driving program. The emergency adjusting means 220 is, for example, in the form of a joystick, and by manipulating this can move the mobile robot 10 to a desired position.

따라서 이동로봇(10)이 비상 정지한 상태에서는 주변에 있던 사람이나 관리자가 비상조정수단(220)을 조작하여 안전한 위치로 이동시킬 수 있으며, 이동로봇(10)은 일정시간 경과 후 이전의 정상 주행경로로 복귀하여 다시 목적지로의 이동을 재개하게 된다.Therefore, in the state where the mobile robot 10 is in an emergency stop, a person or an administrator in the vicinity can operate the emergency adjustment means 220 to move to a safe position, and the mobile robot 10 runs before the normal time. You will return to your route and resume your journey to your destination.

한편 비상조정수단(220)을 무단으로 조작하는 것을 방지하기 위하여 조작 전에 비밀번호를 입력하도록 하거나, 조작되는 즉시 이와 관련된 상황정보를 중앙제어시스템으로 전송하도록 설정하는 것이 바람직할 것이다.
Meanwhile, in order to prevent unauthorized operation of the emergency adjustment means 220, it may be desirable to set a password before the operation or to transmit the relevant situation information to the central control system immediately after the operation.

3. 이동로봇의 주행제어방법(3. Driving control method of mobile robot ( 협소통로Narrow passage 통과방법) Pass method)

다수의 이동로봇(10)이 동시에 사용되는 경우에는 이들 간의 충돌을 방지하기 위한 주행제어가 필요하다. 특히, 2대가 동시에 통과하기 어려운 협소통로가 존재하는 경우에는 사전에 통과방법을 설정해 둘 필요가 있다.When a plurality of mobile robots 10 are used at the same time, it is necessary to control the driving to prevent the collision between them. In particular, when there is a narrow passage where two vehicles cannot pass at the same time, it is necessary to set a passing method in advance.

이하에서는 도 9의 흐름도를 참조하여 협소통로 통과를 위한 주행제어 방법의 일 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a driving control method for passing a narrow passage will be described with reference to the flowchart of FIG. 9.

먼저 이동로봇(10)이 협소통로의 입구에 도착하면(ST31), 협소통로(P)에 먼저 진입한 다른 이동로봇이 있는지 여부를 확인하는 절차를 거쳐야 한다. (ST32)First, when the mobile robot 10 arrives at the entrance of the narrow passage (ST31), it must go through a procedure to check whether there are other mobile robots entering the narrow passage (P) first. (ST32)

확인절차는 예를 들어 이동로봇(10)이 출입통제시스템으로 진입요청신호를 무선으로 송출하고, 출입통제시스템이 이에 응하여 확인신호(허락신호 또는 거부신호)를 무선으로 송출함으로써 진행될 수 있다. 도 9의 출입통제시스템은 이동로봇(10)과 직접 무선통신을 하는 중앙제어시스템일 수 있다.The confirmation procedure may be performed by, for example, the mobile robot 10 wirelessly transmitting an entry request signal to the access control system, and the access control system wirelessly transmitting a confirmation signal (a permission signal or a reject signal) in response thereto. The access control system of FIG. 9 may be a central control system for direct wireless communication with the mobile robot 10.

요청신호에는 이동로봇(10)의 위치정보 또는 이동로봇(10)이 획득한 협소통로의 식별정보, 이동로봇(10)의 ID 등이 포함될 수 있다. The request signal may include location information of the mobile robot 10, identification information of a narrow passage obtained by the mobile robot 10, an ID of the mobile robot 10, and the like.

중앙제어시스템으로부터 허락신호를 수신하면, 이동로봇(10)은 협소통로의 내부로 이동하면서 소정의 진입신호를 출입통제시스템으로 전송한다. (ST33)Upon receiving the permission signal from the central control system, the mobile robot 10 moves inside the narrow passage and transmits a predetermined entry signal to the access control system. (ST33)

이어서 이동로봇(10)이 협소통로를 통과하면(ST34), 소정의 진출신호를 중앙제어시스템으로 전송한다. (ST35)Subsequently, when the mobile robot 10 passes the narrow passage (ST34), the predetermined advance signal is transmitted to the central control system. (ST35)

이와 같이 이동로봇(10)이 협소통로를 진출입할 때마다 진입신호와 진출신호를 송출하면, 중앙제어시스템은 이를 이용하여 협소통로의 내부에 이동로봇이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.As such, when the mobile robot 10 transmits the entrance signal and the exit signal whenever entering and exiting the narrow passage, the central control system may determine whether the mobile robot exists in the narrow passage using the same.

한편 ST32 에서 다른 이동로봇이 있다고 확인된 경우에는, 중앙제어시스템은 진입할 수 없다는 취지의 거부신호를 무선으로 송출한다. 거부신호를 수신한 이동로봇(10)은 사전에 설정된 대기영역으로 이동하여 일정시간을 대기한 후 다시 협소통로의 입구로 이동하여 재진입을 위한 진입요청신호를 송출한다. (ST36)On the other hand, when the ST32 finds that there is another mobile robot, the central control system wirelessly transmits a reject signal indicating that it cannot enter. Receiving the reject signal, the mobile robot 10 moves to a preset waiting area, waits for a predetermined time, and then moves to the entrance of the narrow passage again and transmits an entry request signal for re-entry. (ST36)

위 방법에서는 이동로봇(10)이 중앙제어시스템과 직접 무선통신하여 협소통로의 통과여부를 판단하였으나, 이동로봇(10)이 이동하는 공간이 넓은 경우에는 무선통신 설비를 구축하는데 많은 비용이 발생할 수 있다.In the above method, the mobile robot 10 directly communicates with the central control system to determine whether the narrow passage passes. However, when the space for the mobile robot 10 to move is large, it may be expensive to construct a wireless communication facility. have.

이러한 경우에는 협소통로마다 출입통제시스템을 별도로 설치해 두는 것이 더 효과적일 수 있다. 출입통제시스템은, 예를 들어 도 10a 에 나타낸 바와 같이, 협소통로(P)의 입구와 출구에 각각 설치된 제1 무선통신부(51)와 제2 무선통신부(52), 제1 및 제2 무선통신부(51,52)와 연결된 제어부(70)를 포함할 수 있다.In this case, it may be more effective to have a separate access control system for each narrow passage. For example, as shown in Fig. 10A, the access control system includes a first wireless communication unit 51, a second wireless communication unit 52, and first and second wireless communication units provided at the inlet and the outlet of the narrow passage P, respectively. And a controller 70 connected to the 51 and 52.

이때 제1 및 제2 무선통신부(51, 52)는 블루투스, 지그비, 적외선 통신 등 공지된 근거리 무선통신기술을 이용하여 이동로봇(10)과 무선통신을 하는 장치일 수도 있고, 이동로봇(10)에 장착된 RFID태그에 대응하는 RFID리더 일 수도 있다.At this time, the first and second wireless communication unit 51, 52 may be a device for wireless communication with the mobile robot 10 by using a known short-range wireless communication technology such as Bluetooth, Zigbee, infrared communication, mobile robot 10 The RFID reader may correspond to an RFID tag mounted on the RFID tag.

이하에서는 이러한 출입통제시스템을 이용한 협소통로 주행제어 방법을 도 10a 내지 도 10d 를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a narrow passage driving control method using such an access control system will be described with reference to FIGS. 10A to 10D.

협소통로(P)의 입구에 도착한 이동로봇(10)이 진입요청신호를 송출하면, 제1 무선통신부(10)가 이를 수신하여 제어부(70)로 전송한다. When the mobile robot 10 arriving at the entrance of the narrow passage P transmits the entry request signal, the first wireless communication unit 10 receives the signal and transmits it to the control unit 70.

제어부(70)는 과거에 수신한 다른 이동로봇의 진입신호 및/또는 진출신호를 기초로 협소통로(P)의 내부에 다른 이동로봇이 있는지 여부를 판단한다. (도 10a 참조)The controller 70 determines whether there is another mobile robot in the narrow passage P based on the entry signal and / or the exit signal of the other mobile robot received in the past. (See Figure 10A)

다른 이동로봇이 없으면, 제어부(70)는 허락신호를 제1 무선통신부(51)를 통해 송출하고, 이동로봇(10)은 이를 수신한 후 협소통로(P)의 내부로 이동을 개시하며, 소정의 진입신호를 제1 무선통신부(51)로 송출한다. (도 10b 참조)If there is no other mobile robot, the control unit 70 transmits a permission signal through the first wireless communication unit 51, and the mobile robot 10 receives this and then starts to move into the narrow passage P. The start signal of the signal is transmitted to the first wireless communication unit 51. (See Figure 10b)

이어서 협소통로(P)를 통과한 후에는 이동로봇(10)은 소정의 진출신호를 송출해야 하며, 진출신호를 수신한 제2 무선통신부(52)는 이를 제어부(70)로 전송한다. 제어부(70)는 해당 이동로봇(10)의 진입신호와 진출신호 내역을 저장한 후 이를 기초로 다른 이동로봇의 진출입을 통제한다. (도 10c 참조)Subsequently, after passing through the narrow passage P, the mobile robot 10 should transmit a predetermined advance signal, and the second wireless communication unit 52 which has received the advance signal transmits it to the controller 70. The controller 70 stores the entry signal and the entry signal of the mobile robot 10 and controls entry / exit of another mobile robot based on this. (See Figure 10c)

만일 이동로봇(10)의 진입요청신호에 대하여 제어부(70)가 거절신호를 송출한 경우 - 예를 들어 도 10d에 나타낸 바와 같이 다른 이동로봇(10')이 협소통로(P)에 먼저 진입하여 이동중인 경우 - 에는 사전에 정해진 대기영역(S)으로 이동하여 일정시간 대기한 후 다시 협소통로(P)의 입구로 이동하여 재진입을 위한 진입요청신호를 송출한다. If the control unit 70 sends a reject signal to the entry request signal of the mobile robot 10-for example, as shown in FIG. 10D, the other mobile robot 10 'enters the narrow path P first. In case of moving, move to the predetermined waiting area (S), wait for a certain time, and then move to the entrance of the narrow passage (P) again to send an entry request signal for re-entry.

한편 협소통로(P)의 길이가 짧은 경우에는, 출입통제시스템에 반드시 2개의 무선통신부(51,52)를 사용할 필요는 없으며 하나의 무선통신부만을 사용할 수도 있다. 다만, 통신가능거리가 매우 짧은 경우(예, RFID 등)에는 입구와 출구에 각각 무선통신부를 설치하는 것이 바람직할 것이다.On the other hand, when the length of the narrow passage P is short, it is not necessary to use two wireless communication units 51 and 52 in the access control system, and only one wireless communication unit may be used. However, if the communication distance is very short (for example, RFID) it may be desirable to install a wireless communication unit at the entrance and exit, respectively.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment may be modified or modified in various forms, the modified or modified embodiment of the present invention included in the claims to be described later If it includes the technical idea it will be natural to belong to the scope of the present invention.

10: 이동로봇 100: 하부유닛
101: 프레임 103: 서스펜션프레임
110: 주행바퀴 140: 서스펜션
120a, 120b, 120c, 120d: 제1, 제2, 제3, 제4 보조바퀴
130a, 130b, 130c, 130d: 제1, 제2, 제3, 제4 측면바퀴
150: 제1 브라켓 160: 제2 브라켓
162; 결합돌기 170: 평행링크
180: 구동수단 200: 상부유닛
210: 디스플레이부 220: 비상조정수단
230: 거치대 P: 협소통로
S: 대기영역10: mobile robot 100: lower unit
101: frame 103: suspension frame
110: driving wheel 140: suspension
120a, 120b, 120c, 120d: first, second, third and fourth auxiliary wheels
130a, 130b, 130c, 130d: first, second, third and fourth side wheels
150: first bracket 160: second bracket
162; Coupling protrusion 170: parallel link
180: driving means 200: upper unit
210: display unit 220: emergency adjustment means
230: cradle P: narrow passage
S: waiting area

Claims (11)

자율주행 이동로봇의 주행을 제어하는 방법에 있어서,
(a) 이동할 공간에 대한 환경정보를 저장하는 단계;
(b) 이동 중에 장애물이 감지되면 통과가능 여부를 판단하는 단계;
(c) 통과가능으로 판단되면 계속 이동하고, 통과불가로 판단되면 회피공간에 대한 정보가 등록되어 있는지 여부를 확인하는 단계;
(d) 통과불가로 판단된 경우에 상기 회피공간에 대한 정보가 등록되어 있으면 등록된 정보에 따라 회피공간으로 이동하고, 등록되어 있지 않으면 다른 경로를 탐색하여 이동하거나 비상신호를 발생시키는 단계;
를 포함하는 자율주행 이동로봇의 주행제어 방법In the method of controlling the running of the autonomous mobile robot,
(a) storing environmental information about a space to be moved;
(b) determining whether it is possible to pass if an obstacle is detected during movement;
(c) continuing to move if determined to be passable, and checking whether information on the avoided space is registered if it is determined to be impossible to pass;
(d) if it is determined that passing is impossible, moving to the avoiding space according to the registered information if information on the avoiding space is registered; otherwise, searching for another route and moving or generating an emergency signal;
Driving control method of self-driving mobile robot comprising a 제1항에 있어서,
상기 (b)단계는,
상기 장애물의 이동 여부를 판단하는 단계;
상기 장애물이 정지물체이면 상기 장애물 주변의 통로크기를 확인하여 통과가능 여부를 판단하고, 이동체이면 통과불가로 판단하거나 이동속도가 설정된 속도를 초과할 때만 통과불가로 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 주행제어 방법The method of claim 1,
The step (b)
Determining whether the obstacle moves;
If the obstacle is a stationary object, determine whether the passage is possible by checking the passage size around the obstacle, and if it is a moving object, determining whether to pass or not to pass when the moving speed exceeds a set speed;
Driving control method of the autonomous driving mobile robot, comprising a 제1항에 있어서,
상기 이동로봇은 측방으로 돌출된 다수의 측면바퀴를 구비하며,
상기 (c)단계에서 통과가능으로 판단되어 계속 이동할 때는 상기 측면바퀴를 벽면에 밀착시킨 채 주행하기 위하여 주행방향을 상기 벽면을 향해 비스듬한 방향으로 설정하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 주행제어 방법The method of claim 1,
The mobile robot has a plurality of side wheels protruding laterally,
In the step (c), when it is determined that the vehicle can continue to pass, the traveling control method of the autonomous driving mobile robot, wherein the driving direction is set in an oblique direction toward the wall in order to travel while keeping the side wheels in close contact with the wall. 협소통로를 통과하기 위한 자율주행 이동로봇의 주행 제어방법에 있어서,
(a) 협소통로의 입구에 도달한 이동로봇이 출입통제시스템으로 진입요청신호를 전송하는 단계;
(b) 상기 출입통제시스템이 상기 진입요청신호에 응하여 허락여부를 판단하는 단계;
(c) 상기 출입통제시스템이 허락신호를 송출하면 상기 이동로봇이 상기 협소통로로 진입하면서 진입신호를 송출하고, 상기 출입통제시스템이 거절신호를 송출하면 상기 이동로봇이 미리 설정된 대기영역으로 이동하여 설정된 시간 동안 대기하는 단계;
(d) 상기 이동로봇이 상기 협소통로를 통과하면 진출신호를 송출하는 단계;
를 포함하며, 상기 출입통제시스템은 상기 진입신호와 상기 진출신호를 이용하여 다른 이동로봇의 진출입 허가여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 주행 제어 방법In the traveling control method of the autonomous mobile robot for passing the narrow passage,
(a) the mobile robot reaching the entrance of the narrow passage to transmit an entry request signal to the access control system;
(b) the access control system determining whether to permit in response to the entry request signal;
(c) When the access control system sends a permission signal, the mobile robot enters the narrow path and sends an entrance signal. When the access control system sends a reject signal, the mobile robot moves to a preset waiting area. Waiting for a set time;
(d) transmitting a departure signal when the mobile robot passes the narrow passage;
It includes, The access control system is a driving control method of the autonomous driving mobile robot, characterized in that for determining whether the entry and exit permission of the other mobile robot using the entry signal and the entry signal. 자율주행 이동로봇의 협소통로 주행을 제어하기 위한 출입통제시스템에 있어서,
상기 협소통로의 입구에 설치되어 이동로봇과 무선으로 통신하는 제1 무선통신부;
상기 협소통로의 출구에 설치되어 이동로봇과 무선으로 통신하는 제2 무선통신부;
상기 제1 무선통신부와 상기 제2 무선통신부로부터 수신한 신호를 이용하여 상기 협소통로내에 이동로봇이 존재하는지 여부를 판단하는 제어부;
를 포함하는 자율주행 이동로봇의 출입통제시스템In the access control system for controlling the narrow passage of the autonomous mobile robot,
A first wireless communication unit installed at the entrance of the narrow passage to communicate wirelessly with the mobile robot;
A second wireless communication unit installed at an exit of the narrow passage to communicate wirelessly with the mobile robot;
A control unit which determines whether a mobile robot exists in the narrow passage using signals received from the first wireless communication unit and the second wireless communication unit;
Access control system of self-driving mobile robot including 프레임;
상기 프레임의 하부로 돌출되고 수평방향의 회전축을 갖는 주행바퀴;
벽면 접촉주행을 위한 것으로서, 상기 프레임의 측면으로 돌출되도록 설치되고 수직방향의 회전축을 갖는 다수의 측면바퀴;
상기 주행바퀴를 동작시키는 구동수단;
을 포함하는 자율주행 이동로봇frame;
A driving wheel which protrudes below the frame and has a horizontal axis of rotation;
As a wall contact driving, a plurality of side wheels installed to protrude to the side of the frame and having a vertical axis of rotation;
Driving means for operating the driving wheel;
Self-driving mobile robot including 제6항에 있어서,
상기 프레임은 다각형의 평면 형상을 가지고, 각 상기 측면바퀴는 상기 프레임의 모서리에 설치된 것을 특징으로 하는 자율주행이동로봇The method according to claim 6,
The frame has a polygonal planar shape, each side wheel is an autonomous mobile robot, characterized in that installed in the corner of the frame 프레임;
상기 프레임의 하부로 돌출되고, 각각 별도의 구동수단에 의해 동작하는 한 쌍의 주행바퀴;
상기 프레임과 상기 각 주행바퀴의 사이에 설치된 서스펜션;
하중분산과 주행안정성을 위한 것으로서, 상기 주행바퀴의 앞쪽과 뒤쪽에 각각 다수 개가 설치된 보조바퀴;
를 포함하는 자율주행 이동로봇frame;
A pair of traveling wheels protruding to the lower portion of the frame and each operated by separate driving means;
A suspension installed between the frame and each of the driving wheels;
As a load distribution and driving stability, a plurality of auxiliary wheels are respectively provided in front and rear of the driving wheel;
Self-driving mobile robot including 제8항에 있어서,
상기 각 주행바퀴마다 결합되어 상기 각 주행바퀴를 회전 가능하게 지지하는 브라켓;
일단은 상기 프레임의 제1 위치에 회전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 브라켓의 일측에 회전가능하게 연결된 제1 평행링크;
일단은 상기 프레임의 제2 위치에 회전가능하게 연결되고, 타단은 상기 브라켓의 타측에 회전가능하게 연결된 제2 평행링크
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇9. The method of claim 8,
A bracket coupled to each of the driving wheels to rotatably support the driving wheels;
A first parallel link rotatably connected at one end to a first position of the frame and at the other end rotatably connected to one side of the bracket;
A second parallel link one end of which is rotatably connected to a second position of the frame and the other end of which is rotatably connected to the other side of the bracket
Self-driving mobile robot, characterized in that it comprises a 제9항에 있어서,
상기 서스펜션은,
상기 각 주행바퀴의 앞쪽에서 상기 브라켓과 상기 프레임의 사이에 설치되는 제1 서스펜션과, 상기 각 주행바퀴의 뒤쪽에서 상기 브라켓과 상기 프레임의 사이에 설치되는 제2 서스펜션을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇10. The method of claim 9,
The suspension is,
An autonomous system comprising a first suspension installed between the bracket and the frame at the front of each of the driving wheels, and a second suspension installed between the bracket and the frame at the rear of the driving wheels; Driving Mobile Robot 주행바퀴를 동작시키는 구동수단;
주행제어프로그램을 저장하는 저장수단;
상기 주행제어프로그램에 따라 상기 구동수단을 제어하는 제어수단;
상기 주행제어프로그램에 따른 명령보다 우선하여 상기 구동수단을 제어하는 명령을 입력하는 비상조정수단;
을 포함하는 자율주행 이동로봇 Driving means for operating the driving wheel;
Storage means for storing a travel control program;
Control means for controlling the drive means in accordance with the travel control program;
Emergency adjusting means for inputting a command to control the driving means in preference to a command according to the traveling control program;
Self-driving mobile robot including
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