KR20130099639A - 무인 자율 이동체 및 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법 - Google Patents

무인 자율 이동체 및 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법 Download PDF

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Abstract

무인 자율 이동체는 무인 자율 이동체를 이동시키는 구동부, 무인 자율 이동체의 현재 위치를 측정하는 위치 측정부, 위치 측정부에서 측정된 현재 위치를 기초로 구동부를 제어하여 무인 자율 이동체의 주행을 제어하는 주행 제어부, 제동 신호와 연동되며 제동 신호가 수신되는 경우 무인 자율 이동체의 후방으로 적외선 신호를 송신하는 적외선 송신부 및 구동부, 위치 측정부, 주행 제어부 및 적외선 송신부를 제어하여 무인 자율 이동체의 주행을 제어하는 중앙 처리부를 포함한다.

Description

무인 자율 이동체 및 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법{AUTOMATED MOVING OBJECT AND WIRELESS INFRARED COMMUNICATING METHOD FOR THE SAME}
개시된 기술은 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법 및 무인 자율 이동체에 관한 것으로서, 무인 자율 이동체 사이에 적외선 통신을 수행하여 충돌 및 접촉사고를 미연에 방지하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
무인운반차(AGV, Automated Guided Vehicle)는 공장 및 물류 자동화의 일환으로 소재·물품의 반송, 물품의 적재·하역, 물품의 인수·회수 등을 자동적으로 하는 운반차를 말한다. 무인운반차는 중앙제어컴퓨터의 통제아래 위치 확인 수단, 자율 주행 수단, 구동 수단 등에 의해 장애물을 우회하면서 창고와 작업장 간, 공정과 공정 간, 워크스테이션 간에 재료나 물품을 운반하고, 다양한 장소로의 물품 공급을 가능하게 한다.
무인운반차를 같은 작업 공간에서 여러 대 가동하는 경우 후방 차량은 전방 차량의 상황을 모르므로 차량간 충돌하는 경우가 빈번히 일어나고 있다. 예를 들어, 전방 차량이 장애물 감지로 인해 급정거를 하거나 또는 긴급한 상황에서 긴급 정지명령(Emergency Stop)으로 인해 급정지하는 경우, 후방에서 운행하고 있던 무인운반차는 전방 차량과 충돌할 수 있다. 무인운반차의 전면에 초음파센서를 이용한 장애물 감지 시스템을 사용할 수 있지만, 장애물이 평평한 면이 아닌 경우 초음파의 특성상 반사가 제대로 이루어지지 않기 때문에 신뢰성이 떨어진다. 따라서, 차량간 충돌을 방지하기 위해 시스템 관리자는 무인운반차량 사이의 간격을 늘리게 되고, 이는 공장라인의 생산성을 떨어트리게 된다.
개시된 기술은 무인운반차, 무인차량, 전기 동력 차량, 로봇과 같은 무인 자율 이동체 사이에 적외선 통신을 수행하도록 한다. 전방 차량과 후방 차량 사이에 적외선 통신을 수행하여 충돌 및 접촉사고를 미연에 방지할 수 있고, 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 개시된 기술은 무인 자율 이동체 사이에 충돌 및 접촉사고를 방지하기 위한 간격을 줄일 수 있으므로 생산성을 증가시킬 수 있다.
개시된 기술의 일 실시예에 따른 무인 자율 이동체는 무인 자율 이동체를 이동시키는 구동부, 무인 자율 이동체의 현재 위치를 측정하는 위치 측정부, 위치 측정부에서 측정된 현재 위치를 기초로 구동부를 제어하여 무인 자율 이동체의 주행을 제어하는 주행 제어부, 무인 자율 이동체의 후방으로 적외선 신호를 송신하는 적외선 송신부 및 구동부, 위치 측정부, 주행 제어부, 적외선 송신부를 제어하여 무인 자율 이동체의 주행을 제어하는 중앙 처리부를 포함한다.
무인 자율 이동체는 전방의 무인 자율 이동체로부터 적외선 신호를 수신하는 적외선 수신부를 더 포함하고, 적외선 수신부를 통해 적외선 신호가 수신되는 경우에는 중앙 처리부는 무인 자율 이동체가 제동되도록 제어한다.
무인 자율 이동체는 짐을 적재하는 카트가 연결되는 제1 카트 연결부를 더 포함하고, 제1 카트 연결부에 카트가 연결되는 경우에는 중앙 처리부는 제동 신호를 카트로 전송하도록 제어한다. 제동 신호를 카트로 전송하는 경우에는, 중앙 처리부는 적외선 송신부의 동작을 정지시킨다.
카트는 무인 자율 이동체 또는 다른 카트와 연결하는 연결부, 제동 신호와 연동되며 제동 신호가 수신되는 경우 카트의 후방으로 적외선 신호를 송신하는 적외선 송신부를 포함한다.
카트는 다른 카트가 연결되는 제2 카트 연결부를 더 포함하고, 제2 카트 연결부에 카트가 연결되는 경우에는 중앙 처리부는 제동 신호를 다른 카트로 전송하도록 제어한다. 제동 신호를 다른 카트로 전송하는 경우에는, 중앙 처리부는 카트의 적외선 송신부의 동작을 정지시킨다.
개시된 기술의 일 실시예에 따른 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법은 위치 측정 수단을 통해 측정된 현재 위치를 기초로 상기 무인 자율 이동체의 주행을 제어하는 단계, 제동 신호와 연동되며 제동 신호가 수신되는 경우 무인 자율 이동체의 후방으로 적외선 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
전방의 무인 자율 이동체로부터 적외선 신호가 수신되는 경우에는 무인 자율 이동체가 제동되도록 제어하는 단계를 더 포함한다.
무인 자율 이동체에 짐을 적재하는 카트가 연결되는 경우에는 제동 신호를 카트로 전송하도록 제어하고, 제동 신호를 카트로 전송하는 경우에는 무인 자율 이동체는 후방으로 적외선 신호를 송신하지 않는 단계를 더 포함한다.
무인 자율 이동체로부터 제동 신호가 수신되는 경우, 카트는 제동 신호와 연동되어 카트의 후방으로 적외선 신호를 송신하는 단계를 더 포함한다.
개시된 기술에 따른 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법 및 무인 자율 이동체는 전방 차량과 후방 차량 사이에 적외선 통신을 수행하여 충돌 및 접촉사고를 미연에 방지할 수 있고, 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 무인 자율 이동체 사이에 충돌 및 접촉사고를 방지하기 위한 간격을 줄일 수 있으므로 생산성을 증가시킬 수 있다.
도 1a와 도 1b는 개시된 기술의 일 실시예에 따른, 무인 자율 이동체의 동작을 나타내는 도면이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른, 무인 자율 이동체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 개시된 기술의 다른 일 실시예에 따른, 무인 자율 이동체의 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 개시된 기술의 다른 일 실시예에 따른, 무인 자율 이동체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 개시된 기술의 일 실시예에 따른, 카트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
개시된 기술의 실시예들에 관한 설명은 개시된 기술의 구조적 내지 기능적 설명들을 위하여 예시된 것에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예들에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 개시된 기술의 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
개시된 기술에서 기재된 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
개시된 기술에서 기술한 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
도 1a와 도 1b는 개시된 기술의 일 실시예에 따른, 무인 자율 이동체의 동작을 나타내는 도면이다.
도 1a를 참조하면, 복수의 무인 자율 이동체(110, 120)가 같은 작업 공간에서 가동하는 경우, 후방의 무인 자율 이동체(120)는 전방의 무인 자율 이동체(110)의 상황을 알 수 없으므로 차량간 충돌이 발생할 수 있다. 또한, 센서에 의해 전방 무인 자율 이동체(110)를 감지하는 경우 감지 시간이 오래 걸리면, 후방 무인 자율 이동체(120)는 급제동을 할 수 있고 그로 인해 무인 자율 이동체(120)의 주행 안정성이 떨어질 수 있다.
따라서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 전방의 무인 자율 이동체(110)와 후방의 무인 자율 이동체(120) 사이에 적외선 통신을 통해 정보를 송수신할 수 있고, 충돌 및 접촉사고를 방지할 수 있다. 전방의 무인 자율 이동체(110)는 후방으로 적외선 신호를 송신할 수 있고, 후방의 무인 자율 이동체(120)는 전방의 무인 자율 이동체(110)로부터 수신된 적외선 신호를 기초로 차량의 주행을 제어할 수 있다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른, 무인 자율 이동체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 무인 자율 이동체(200)는 중앙 처리부(210), 센서부(220), 위치 측정부(230), 주행 제어부(240), 구동부(250), 적외선 수신부(260) 및 적외선 송신부(270)를 포함한다.
중앙 처리부(210)는 각 구성 요소를 제어하여 무인 자율 이동체(200)의 동작을 제어한다. 무인 자율 이동체(200)가 제어 센터로부터 수신된 명령에 따라 동작을 하는 경우에는, 중앙 처리부(210)는 제어 센터로부터 명령을 수신하여 무인 자율 이동체(200)의 각 구성 요소를 제어한다. 무인 자율 이동체(200)가 미리 입력된 프로그램에 따라 동작을 하는 경우에는, 중앙 처리부(210)는 각 구성 요소로부터 수신된 정보와 프로그램 상의 처리 프로세스에 따라 무인 자율 이동체(200)의 각 구성 요소를 제어한다.
센서부(220)는 무인 자율 이동체(200)의 자율 주행에 필요한 주변 정보를 취득한다. 예를 들어, 센서부(220)는 자기 센서, 광 센서 또는 초음파 센서 등을 통해 주행 경로 정보, 주변 상태 정보, 장애물 정보, 명령 정보 등을 취득할 수 있다.
위치 측정부(230)는 센서부(220)에서 취득한 주변 정보와 위치 추정 알고리즘을 이용하여 무인 자율 이동체(200)의 현재 위치를 측정할 수 있다. 위치 측정 방법에 대해서는 다양한 기술이 존재하므로 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
주행 제어부(240)는 구동부(250)를 제어하여 무인 자율 이동체(200)의 주행을 제어한다. 예를 들어, 주행 제어부(240)는 무인 자율 이동체(200)의 주행 방향을 제어할 수 있고, 가감속을 제어할 수 있다. 또한, 주행 안정성을 확보하기 위해 무인 자율 이동체(200)의 자세를 제어할 수 있다. 감속이 필요한 경우 주행 제어부(240)는 구동부(250)에 제동 신호를 송신하고, 가속이 필요한 경우 주행 제어부(240)는 구동부(250)에 가속 신호를 송신한다.
구동부(250)는 구동원의 출력을 동력으로 하여 무인 자율 이동체(200)를 이동시킨다. 일 실시예에서, 구동부(250)는 모터 제어 수단(미도시) 및 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있고, 구동 모터로 전기 모터를 사용할 수 있다.
적외선 수신부(260)는 전방의 무인 자율 이동체로부터 적외선 신호를 수신한다. 적외선 수신부(260)를 통해 적외선 신호가 수신되는 경우에는, 전방의 무인 자율 이동체가 감속하는 중이므로 중앙 처리부(210)는 무인 자율 이동체(200)가 제동되도록 제어한다.
적외선 송신부(270)는 제동 신호와 연동되며 제동 신호가 수신되는 경우에는 무인 자율 이동체(200)의 후방으로 적외선 신호를 송신한다.
도 3은 개시된 기술의 다른 일 실시예에 따른, 무인 자율 이동체의 동작을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 복수의 무인 자율 이동체(310, 320)가 같은 작업 공간에서 가동하고 전방의 무인 자율 이동체(310)에 하나의 카트(312) 또는 복수의 카트(312, 314)가 연결되어 있는 경우, 카트(312, 314)에 의해 전방의 무인 자율 이동체(310)와 후방의 무인 자율 이동체(320) 사이의 적외선 통신이 방해될 수 있다.
따라서, 전방의 무인 자율 이동체(310)는 연결된 카트(312, 314)에 구비된 적외선 통신 수단을 통해 후방의 무인 자율 이동체(320)와 적외선 통신을 수행할 수 있다. 즉, 전방의 무인 자율 이동체(310)는 연결된 카트(312, 314)에 구비된 적외선 통신 수단을 통해 후방의 무인 자율 이동체(320)와 정보를 송수신할 수 있고, 충돌 및 접촉사고를 방지할 수 있다.
도 4는 개시된 기술의 다른 일 실시예에 따른, 무인 자율 이동체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무인 자율 이동체(400)는 중앙 처리부(410), 센서부(420), 위치 측정부(430), 주행 제어부(440), 구동부(450), 적외선 수신부(460), 적외선 송신부(470) 및 제1 카트 연결부(480)를 포함한다.
중앙 처리부(410), 센서부(420), 위치 측정부(430), 주행 제어부(440), 구동부(450), 적외선 수신부(460) 및 적외선 송신부(470)에 대한 설명은 도 2의 설명과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하고, 이하에서는 도 2와 차이가 있는 제1 카트 연결부(480)를 중심으로 설명하기로 한다.
제1 카트 연결부(480)에는 짐을 실을 수 있는 카트가 연결될 수 있다. 카트가 연결되었는지 여부를 확인하기 위해 제1 카트 연결부(480)에는 스위칭 수단이 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 카트 연결부(480)에 카트가 연결되는 경우 전류가 흐르도록하는 전기적 스위칭 수단을 구비하거나, 카트가 연결되는 경우 기계적으로 스위칭되는 기계적 스위칭 수단을 구비하여 중앙 처리부(410)는 카트가 연결되는 것을 확인할 수 있다.
카트가 연결되는 경우 연결된 카트에 구비된 적외선 통신 수단을 통해 후방의 무인 자율 이동체와 정보를 송수신할 수 있도록, 중앙 처리부(410)는 제동 신호를 카트로 전송하도록 제어한다. 제동 신호를 카트로 전송하는 경우에는, 중앙 처리부(410)는 적외선 송신부(470)의 동작을 정지시켜 복수의 적외선 통신 수단이 동시에 동작하여 혼선이 발생하는 것을 방지한다.
도 5는 개시된 기술의 일 실시예에 따른, 카트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 카트(500)는 연결부(510), 적외선 송신부(520) 및 제2 카트 연결부(530)를 포함한다.
중앙 처리부(410)는 카트(500)의 각 구성 요소를 제어하여 카트(500)의 동작을 제어한다. 연결부(510)는 무인 자율 이동체와 카트(500)를 연결하며, 무인 자율 이동체로부터 제어 정보 또는 제동 신호를 수신한다. 다른 일 실시예에서, 무인 자율 이동체와 카트(500)는 무선으로 제어 정보 또는 제동 신호를 송수신할 수도 있다. 예를 들어, 무선 통신의 경우 블루투스, Zigbee와 같은 802.15(WPAN) 통신을 사용할 수 있다.
적외선 송신부(520)는 제동 신호와 연동되며 제동 신호가 수신되는 경우 카트(500)의 후방으로 적외선 신호를 송신한다.
제2 카트 연결부(530)에는 짐을 실을 수 있는 다른 카트가 연결될 수 있다. 카트가 연결되었는지 여부를 확인하기 위해 제2 카트 연결부(530)에는 스위칭 수단이 구비될 수 있다.
다른 카트가 연결되는 경우 연결된 다른 카트에 구비된 적외선 통신 수단을 통해 후방의 무인 자율 이동체와 정보를 송수신할 수 있도록, 중앙 처리부(410)는 제동 신호를 해당 카트로 전송하도록 제어한다. 제동 신호를 다른 카트로 전송하는 경우에는, 중앙 처리부(410)는 해당 카트의 적외선 송신부(520)의 동작을 정지시켜 복수의 적외선 통신부가 동시에 동작하여 혼선이 발생하는 것을 방지한다.
무인 자율 이동체에 카트가 연결된 경우에는 무인 자율 이동체의 적외선 통신 수단의 동작을 정지시키고 카트에 구비된 적외선 통신 수단을 통해 안정적으로 후방의 무인 자율 이동체와 적외선 통신을 수행할 수 있다.
도 6은 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법은 위치 측정 수단을 통해 측정된 현재 위치를 기초로 무인 자율 이동체의 주행을 제어한다(단계 S610). 주행 중 주행 속도를 감속시키는 제동 신호가 수신(단계 620)되는 경우 무인 자율 이동체는 무인 자율 이동체의 후방으로 적외선 신호를 송신한다(단계 S630). 적외선 신호의 송신 여부는 제동 신호와 연동될 수 있다.
전방의 무인 자율 이동체로부터 적외선 신호가 수신되는 경우에는 후방의 무인 자율 이동체는 감속되도록 제동하여(단계 S640), 전방의 무인 자율 이동체와 충돌하는 것을 방지한다.
일 실시예에서, 무인 자율 이동체에 짐을 적재하는 카트가 연결되는 경우에는 제동 신호를 카트로 전송하도록 제어하고, 제동 신호를 카트로 전송하는 경우에는 무인 자율 이동체는 후방으로 적외선 신호를 송신하지 않는다. 무인 자율 이동체로부터 제동 신호가 수신되는 경우, 카트는 후방으로 적외선 신호를 송신한다. 마찬가지로 카트의 적외선 신호의 송신 여부는 제동 신호와 연동될 수 있다.
개시된 기술은 무인운반차, 무인차량, 전기 동력 차량, 로봇과 같은 무인 자율 이동체에 적용할 수 있다.
상기에서는 개시된 기술의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
200: 무인 자율 이동체 210: 중앙 처리부
220: 센서부 230: 위치 측정부
240: 주행 제어부 250: 구동부
260: 적외선 수신부 270: 적외선 송신부

Claims (12)

  1. 자율 주행하는 무인 자율 이동체에 있어서,
    상기 무인 자율 이동체를 이동시키는 구동부;
    상기 무인 자율 이동체의 현재 위치를 측정하는 위치 측정부;
    상기 위치 측정부에서 측정된 현재 위치를 기초로 상기 구동부를 제어하여 상기 무인 자율 이동체의 주행을 제어하는 주행 제어부;
    제동 신호와 연동되며 상기 제동 신호가 수신되는 경우 상기 무인 자율 이동체의 후방으로 적외선 신호를 송신하는 적외선 송신부; 및
    상기 구동부, 위치 측정부, 주행 제어부 및 적외선 송신부를 제어하여 상기 무인 자율 이동체의 주행을 제어하는 중앙 처리부를 포함하는 무인 자율 이동체.
  2. 제1항에 있어서,
    전방의 무인 자율 이동체로부터 적외선 신호를 수신하는 적외선 수신부를 더 포함하는 무인 자율 이동체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적외선 수신부를 통해 적외선 신호가 수신되는 경우에는 상기 중앙 처리부는 상기 무인 자율 이동체가 제동되도록 제어하는 무인 자율 이동체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무인 자율 이동체는
    짐을 적재하는 카트가 연결되는 제1 카트 연결부를 더 포함하고,
    상기 제1 카트 연결부에 카트가 연결되는 경우에는 상기 중앙 처리부는 상기 제동 신호를 상기 카트로 전송하도록 제어하는 무인 자율 이동체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제동 신호를 상기 카트로 전송하는 경우에는, 상기 중앙 처리부는 상기 적외선 송신부의 동작을 정지시키는 무인 자율 이동체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 카트는
    상기 무인 자율 이동체와 연결하는 연결부; 및
    상기 제동 신호와 연동되며 상기 제동 신호가 수신되는 경우 상기 카트의 후방으로 적외선 신호를 송신하는 적외선 송신부를 포함하는 무인 자율 이동체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 카트는
    짐을 적재하는 다른 카트가 연결되는 제2 카트 연결부를 더 포함하고,
    상기 제2 카트 연결부에 카트가 연결되는 경우에는 상기 중앙 처리부는 상기 제동 신호를 상기 다른 카트로 전송하도록 제어하는 무인 자율 이동체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제동 신호를 상기 다른 카트로 전송하는 경우에는, 상기 중앙 처리부는 상기 카트의 적외선 송신부의 동작을 정지시키는 무인 자율 이동체.
  9. 자율 주행하는 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법에 있어서,
    위치 측정 수단을 통해 측정된 현재 위치를 기초로 상기 무인 자율 이동체의 주행을 제어하는 단계; 및
    제동 신호와 연동되며 제동 신호가 수신되는 경우 상기 무인 자율 이동체의 후방으로 적외선 신호를 송신하는 단계를 포함하는 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    전방의 무인 자율 이동체로부터 적외선 신호가 수신되는 경우에는 상기 무인 자율 이동체가 제동되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 무인 자율 이동체에 짐을 적재하는 카트가 연결되는 경우에는 상기 제동 신호를 상기 카트로 전송하도록 제어하는 단계; 및
    상기 제동 신호를 상기 카트로 전송하는 경우에는 상기 무인 자율 이동체는 후방으로 적외선 신호를 송신하지 않는 단계를 더 포함하는 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무인 자율 이동체로부터 제동 신호가 수신되는 경우, 제동 신호와 연동되며 제동 신호가 수신되는 경우 상기 카트의 후방으로 적외선 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는 무인 자율 이동체의 적외선 통신 방법.
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