KR20240014379A - Object-following cart - Google Patents

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KR20240014379A
KR20240014379A KR1020220092049A KR20220092049A KR20240014379A KR 20240014379 A KR20240014379 A KR 20240014379A KR 1020220092049 A KR1020220092049 A KR 1020220092049A KR 20220092049 A KR20220092049 A KR 20220092049A KR 20240014379 A KR20240014379 A KR 20240014379A
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cart
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KR1020220092049A
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김범주
조명현
박건영
임규룡
박성준
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공주대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 사용자가 보다 간편하게 쇼핑 또는 물품을 운반할 수 있는 카트에 관한 것으로, 몸체, 상기 몸체의 일측에 구비되며, 물품이 수용되는 수용부, 상기 몸체와 결합되어 상기 몸체를 이동시키는 구동부, 상기 몸체의 전방에 설치되어 추종 대상을 인식하는 인식부 및 상기 인식부에서 인식된 추종 대상을 따라가도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a cart that allows users to more easily shop or transport goods, including a body, a receiving part provided on one side of the body and receiving goods, a driving part coupled to the body to move the body, It is characterized by comprising a recognition unit installed in front of the body to recognize the tracking object and a control unit to control the driving unit to follow the tracking object recognized by the recognition unit.

Description

객체 추종 카트{Object-following cart}Object-following cart

본 발명은 카트에 관한 것으로, 보다 상세히는 사람과 같은 특정 객체를 추종하여 자동으로 동작하는 카트에 관한 것이다.The present invention relates to a cart, and more specifically, to a cart that automatically operates by following a specific object such as a person.

4차 산업을 대표하는 기술 중 하나인 로봇공학 분야는 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷 등 정보처리 기술과 함께 적용되어 큰 발전이 이루어지고 있다. 최근에는 고령화 사회의 진입으로 장애인 및 고령 인구에 대한 복지 분야의 관심이 증가하며 편의성과 삶의 질 향상을 위한 서비스 로봇 관련 시장규모가 증가하는 추세이다.The field of robotics, one of the technologies representing the 4th industry, is making great progress by being applied along with information processing technologies such as artificial intelligence, big data, and the Internet of Things. Recently, with the advent of an aging society, interest in the welfare field for the disabled and the elderly population has increased, and the market size for service robots to improve convenience and quality of life is increasing.

객체 추종(Object-following)은 특정 목표를 따라가는 것을 의미한다. 객체 추종기능이 결합된 로봇은 군사, 레저 및 스포츠와 같은 다양한 분야에 사용되고 있는 실정이다.Object-following means following a specific goal. Robots combined with object tracking functions are being used in various fields such as military, leisure, and sports.

한국 공개특허공보 제10-2016-0135338호("객체의 파지, 위치 결정 및/또는 이동 장치", 공개일 2016.11.25.)Korean Patent Publication No. 10-2016-0135338 (“Device for grasping, positioning and/or moving an object”, published on November 25, 2016)

본 발명은 객체 추종 기능이 결합된 객체 추종 카트에 관한 것으로, 본 발명에 의한 객체 추종 카트의 목적은 사용자가 보다 간편하게 쇼핑 또는 물품을 운반할 수 있는 카트를 제공함에 있다.The present invention relates to an object tracking cart combined with an object tracking function. The purpose of the object tracking cart according to the present invention is to provide a cart that allows users to shop or transport goods more easily.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 객체 추종 카트는, 몸체, 상기 몸체의 일측에 구비되며, 물품이 수용되는 수용부, 상기 몸체와 결합되어 상기 몸체를 이동시키는 구동부, 상기 몸체의 전방에 설치되어 추종 대상을 인식하는 인식부 및 상기 인식부에서 인식된 추종 대상을 따라가도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The object tracking cart according to the present invention for solving the technical problems described above includes a body, a receiving part provided on one side of the body and receiving goods, a driving part coupled to the body to move the body, and the body. It is installed in front of and includes a recognition unit that recognizes the tracking object and a control unit that controls the driving unit to follow the tracking object recognized by the recognition unit.

또한, 상기 구동부는, 상기 몸체의 전방을 기준으로 우측에 설치되는 제1바퀴, 상기 몸체의 전방을 기준으로 좌측에 설치되는 제2바퀴, 상기 제1바퀴와 연결되어 상기 제1바퀴를 회전시키는 제1모터 및 상기 제2바퀴와 연결되어 상기 제2바퀴를 회전시키는 제2모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving unit includes a first wheel installed on the right side relative to the front of the body, a second wheel installed on the left side relative to the front of the body, and a device connected to the first wheel to rotate the first wheel. It is characterized in that it includes a first motor and a second motor connected to the second wheel to rotate the second wheel.

또한, 상기 인식부는, 전방의 영상 데이터를 획득하는 카메라부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 카메라부에서, 추종 대상을 인식하고, 추종 대상이 영상 데이터의 가운데 오도록 상기 제1모터와 상기 제2모터 각각의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the recognition unit includes a camera unit that acquires image data of the front, and the control unit recognizes the tracking object in the camera unit and operates the first motor and the second motor so that the tracking object is in the center of the image data. It is characterized by controlling each rotation speed.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1모터와 상기 제2모터의 속도차를 이용해 상기 몸체를 회전시키는 것을 특징으로 한다.Additionally, the control unit rotates the body using the speed difference between the first motor and the second motor.

또한, 상기 인식부는, 상기 몸체의 전방에 설치되어 추종 대상까지의 거리를 센싱하는 적어도 하나의 거리 센서를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 거리 센서에서 센싱된 추종 대상과 상기 몸체 사이의 거리에 따라, 상기 제1모터와 상기 제2모터의 속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the recognition unit includes at least one distance sensor installed in front of the body to sense the distance to the tracking object, and the control unit detects the distance between the body and the tracking object sensed by the distance sensor. , characterized in that the speed of the first motor and the second motor are adjusted.

또한, 상기 제어부는, 상기 거리 센서에서 센싱된 추종 대상과 상기 몸체 사이의 거리에 따라, 상기 추종 대상과 상기 몸체 사이의 거리가 일정 범위 내를 유지하도록 상기 제1모터와 상기 제2모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit controls the speeds of the first motor and the second motor to maintain the distance between the tracking object and the body within a certain range, according to the distance between the body and the tracking object sensed by the distance sensor. It is characterized by controlling.

또한, 상기 거리 센서는 복수개가 상기 몸체에 설치되고, 상기 제어부는, 상기 거리 센서 각각에서 추종 대상과의 거리를 이용해, 추종 대상과 상기 몸체 사이의 거리를 연산하는 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of the distance sensors are installed on the body, and the control unit calculates the distance between the tracking object and the body using the distance from each of the distance sensors to the tracking object.

또한, 상기 몸체와 상기 수용부 사이에 설치되어, 상기 수용부의 높이를 조절하는 리프팅부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized by including a lifting part installed between the body and the receiving part to adjust the height of the receiving part.

상기한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 객체 추종 카트에 의하면, 객체 추종 카트는 전방에 위치한 추종 대상을 인식하고 추종하면서 동작하기 때문에, 사용자가 보다 용이하게 물품의 이송/운반을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.According to the object tracking cart according to the various embodiments of the present invention as described above, the object tracking cart operates while recognizing and following the tracking object located in front, so that the user can more easily transfer/transport goods. There is a possible effect.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 측면도이며,
도 3는 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 부분 확대도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 개략도이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 카메라부에서 획득되는 영상데이터의 변환 과정을 도시한 것이고,
도 6은 직선에 대한 직각 좌표계와 극 좌표계에서 표시를 도시한 것이며,
도 7은 극 좌표계로 표시된 직선 방정식이고,
도 8은 객체의 기울기에 기반한 카트 바퀴 모터의 정/역 회전을 개략적으로 도시한 것이며,
도 9는 객체의 상대적 위치를 기반으로 한 카트의 경로생성을 개략적으로 도시한 것이다.1 is a perspective view of an object tracking cart according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a side view of an object tracking cart according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a partial enlarged view of an object tracking cart according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a schematic diagram of an object tracking cart according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 shows the conversion process of image data obtained from the camera unit of the object tracking cart according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the representation in rectangular and polar coordinates for a straight line,
Figure 7 is a straight line equation expressed in polar coordinates,
Figure 8 schematically shows the forward/reverse rotation of the cart wheel motor based on the tilt of the object;
Figure 9 schematically shows cart path creation based on the relative positions of objects.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시예에 의한 객체 추종 카트에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an object tracking cart according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 측면도이며, 도 3는 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 부분 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 개략도이다.Figure 1 is a perspective view of an object tracking cart according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view of an object tracking cart according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an object tracking cart according to an embodiment of the present invention. is a partial enlarged view, and Figure 4 is a schematic diagram of an object tracking cart according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트는, 몸체(100), 수용부(200), 구동부(400), 인식부(300) 및 제어부(700)를 포함한다.1 to 4, the object tracking cart according to an embodiment of the present invention includes a body 100, a receiving unit 200, a driving unit 400, a recognition unit 300, and a control unit 700. Includes.

몸체(100)는 본 실시예에 의한 객체 추종 카트를 구성하는 기본적인 부분으로, 후술할 수용부(200), 구동부(400), 인식부(300) 및 제어부(700)가 설치되는 부분이다. 몸체(100)는 특정 환경에서 주행을 할 수 있을 정도의 강성을 가지는 재질, 예를 들어 알루미늄과 같은 금속이나, 합성수지로 제작될 수 있다. 본 실시예에서 몸체(100)는 전방에 상측으로 연장 형성되는 전방 몸체부(도번 미도시), 전방 몸체부의 하단에서 후방으로 연장 형성되는 후방 몸체부(도번 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 단, 본 발명은 몸체(100)의 형태를 이에 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 몸체(100)의 형상은 다양하게 할 수 있다.The body 100 is a basic part that constitutes the object tracking cart according to this embodiment, and is a part where a receiving unit 200, a driving unit 400, a recognition unit 300, and a control unit 700, which will be described later, are installed. The body 100 may be made of a material with enough rigidity to enable driving in a specific environment, for example, a metal such as aluminum or synthetic resin. In this embodiment, the body 100 may include a front body portion (not shown) extending upward from the front, and a rear body portion (not shown) extending rearward from the bottom of the front body. . However, the present invention is not limited to the shape of the body 100, and the shape of the body 100 can be varied as needed.

수용부(200)는 몸체(100)의 후방에 설치되어 물품이 수용되는 부분이다. 수용부(200)는 일종의 바구니와 같이, 내부에 수용공간을 형성하는 형태일 수 있다. 수용부(200)는 내부에 수용되는 물체의 하중을 버틸 수 있을 정도의 강성을 가지는 재질, 예를 들어 금속이나 합성수지와 같은 다양한 재질로 형성될 수 있다. 또한, 본 실시예에서 수용부(200)는 바구니 형태이지만, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 수용부(200)는 물품에 대응되는 홈이 형성되, 해당 홈에 물품이 끼워져 고정되는 형태라던지, 기타 다양한 형태로 형성될 수 있다. 수용부(200)에는 사용자가 직접 물품을 넣거나, 소정의 수단(예를 들어 자동화된 장치)에 의해 물품이 놓일 수 있다.The receiving part 200 is installed at the rear of the body 100 and is a part where items are accommodated. The receiving part 200 may be shaped like a kind of basket, forming an internal receiving space. The receiving portion 200 may be made of various materials such as metal or synthetic resin, which have enough rigidity to withstand the load of the object accommodated therein. In addition, in this embodiment, the receiving part 200 is in the shape of a basket, but the present invention is not limited to this, and the receiving part 200 is formed with a groove corresponding to the article, and the article is inserted into the groove and fixed. It can be formed in various other forms. The user may directly place an article in the receiving unit 200, or the article may be placed by a predetermined means (for example, an automated device).

구동부(400)는 몸체(100)와 결합되어, 몸체(100)를 이동시킨다. 구동부(400)는 제1바퀴(411) ~ 제4바퀴(414), 제1모터(421), 제2모터(422)를 포함한다.The driving unit 400 is coupled to the body 100 and moves the body 100. The driving unit 400 includes a first wheel 411 to a fourth wheel 414, a first motor 421, and a second motor 422.

제1바퀴(411) ~ 제4바퀴(414)는 몸체(100)의 하부에 설치되어, 몸체(100)가 이동 가능하도록 한다. 이 중, 제1바퀴(411)는 몸체(100)의 후방에서 전방을 바라봤을 때, 우측 전방에 설치되고, 제2바퀴(412)는 몸체(100)의 후방에서 전방을 바라봤을 때, 좌측 전방에 설치되고, 제3바퀴(413)는 몸체(100)의 후방에서 전방을 바라봤을 때, 우측 전방에 설치되고, 제4바퀴(414)는 몸체(100)의 후방에서 전방을 바라봤을 때, 우측 후방에 설치된다.The first wheel 411 to the fourth wheel 414 are installed at the lower part of the body 100 to enable the body 100 to move. Among these, the first wheel 411 is installed on the front right when looking forward from the rear of the body 100, and the second wheel 412 is installed on the left when looking forward from the rear of the body 100. It is installed at the front, the third wheel 413 is installed at the front right when looking forward from the rear of the body 100, and the fourth wheel 414 is when looking forward from the rear of the body 100. , installed at the rear right.

제1모터(421)는 제1바퀴(411)와 연결되어 제1바퀴(411)를 회전시키고, 제2모터(422)는 제2바퀴(412)와 연결되어 제2바퀴(412)를 회전시킨다. 본 발명에서 제1모터(421)와 제2모터(422)가 각각 제1바퀴(411)와 제2바퀴(412)를 회전시키는 것은, 제1모터(421)와 제2모터(422)의 속도 차이를 이용해 본 실시예에 의한 객체 추종 카트를 회전시키기 위함이다. 단, 본 발명은 본 발명에 의한 객체 추종 카트의 회전 방법을 제1모터(421)와 제2모터(422)가 각각 제1바퀴(411)와 제2바퀴(412)를 회전시키되, 제1모터(421)와 제2모터(422)의 속도차이를 이용한 회전방법에 한정하지는 않으며, 단일의 모터가 제1바퀴(411)와 제2바퀴(412)를 동시에 회전시키되, 제1바퀴(411)와 제2바퀴(412)가 선회 가능한 구조를 가지고, 제1바퀴(411) 및 제2바퀴(412)의 공통 회전축에 연결되는 조향장치를 포함하여, 조향장치를 회전시켜 카트를 회전시키는 실시예 또한 있을 수 있다. 도면에 도시된 제1바퀴(411) ~ 제4바퀴(414)는 모두 바닥면과 면접하는 형태이다. 단, 본 발명에 의한 객체 추종 카트의 선회 방법은 제1바퀴(411)와 제2바퀴(412)의 속도 차이를 이용한 것이므로, 제1바퀴(411)와 제2바퀴(412)의 속도 차에 의해 몸체(100)가 선회할 경우, 바퀴 각각과 바닥면과의 마찰력에 의해 선회가 어려울 수 있다. 이를 극복하기 위해, 제1바퀴(411) ~ 제4바퀴(414)는 모두 디스크바퀴가 아닌, 공기압을 이용한 바퀴일 수 있다. 즉, 제1바퀴(411) ~ 제4바퀴(414)는 휠과, 휠의 외주면에 결합되어 내부에 공기가 주입되는 형태의 타이어를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1바퀴(411) ~ 제4바퀴(414) 각각에 포함되는 타이어의 공압은, 수용부(200)에 수용되는 물건이 최대중량일 경우, 타이어가 변형되는 정도가 일정 기준치 이내가 되도록 충분한 공압이 되도록 공기가 주입될 수 있다.The first motor 421 is connected to the first wheel 411 to rotate the first wheel 411, and the second motor 422 is connected to the second wheel 412 to rotate the second wheel 412. I order it. In the present invention, the first motor 421 and the second motor 422 rotate the first wheel 411 and the second wheel 412, respectively. This is to rotate the object tracking cart according to this embodiment using the speed difference. However, in the present invention, the first motor 421 and the second motor 422 rotate the first wheel 411 and the second wheel 412, respectively, and the first motor 421 and the second motor 422 rotate the first wheel 411 and the second wheel 412, respectively. It is not limited to the rotation method using the speed difference between the motor 421 and the second motor 422, and a single motor rotates the first wheel 411 and the second wheel 412 simultaneously, but the first wheel 411 ) and the second wheel 412 have a structure capable of turning, including a steering device connected to the common rotation axis of the first wheel 411 and the second wheel 412, and rotating the cart by rotating the steering device Yes there could also be. The first wheel 411 to the fourth wheel 414 shown in the drawing are all in contact with the floor surface. However, since the turning method of the object-following cart according to the present invention uses the speed difference between the first wheel 411 and the second wheel 412, the speed difference between the first wheel 411 and the second wheel 412 When the body 100 turns, turning may be difficult due to friction between each wheel and the floor. To overcome this, the first to fourth wheels 411 to 414 may all be wheels using pneumatic pressure rather than disk wheels. That is, the first wheel 411 to the fourth wheel 414 may include a wheel and a tire that is coupled to the outer peripheral surface of the wheel and has air injected therein. In this case, the air pressure of the tires included in each of the first wheel 411 to the fourth wheel 414 is such that when the object accommodated in the receiving part 200 is the maximum weight, the degree of deformation of the tire is within a certain standard value. Air may be injected to create sufficient pneumatic pressure.

인식부(300)는 몸체(100)의 전방에 설치되어 추종 대상을 인식한다. 인식부(300)는 다양한 방법으로 추종 대상을 인식할 수 있으며, 본 실시예에서 인식부(300)는 영상처리 방식을 이용하여 추종 대상을 인식할 수 있다.The recognition unit 300 is installed in front of the body 100 and recognizes the tracking target. The recognition unit 300 can recognize the tracking object using various methods. In this embodiment, the recognition unit 300 can recognize the tracking object using an image processing method.

제어부(700)는 소정의 연산이 가능한 장치를 포함하는 전자소자 또는 전자소자를 포함하는 장치로 구현될 수 있다. 제어부(700)는 인식부(300)로부터 신호를 수신하고, 인식부(300)로부터 수신한 신호에 따라 구동부(400)에 제어신호를 송신한다. 따라서 제어부(700)와 인식부(300)는 신호를 송수신하기 위해 유선 또는 무선으로 연결될 수 있고, 제어부(700)와 구동부(400) 또한 제어신호를 송신하기 위해 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 제어부(700)는 인식부(300)에서 인식된 추종 대상을 따라가도록 구동부(400)를 제어한다.The control unit 700 may be implemented as an electronic device including a device capable of performing certain operations or as a device including an electronic device. The control unit 700 receives a signal from the recognition unit 300 and transmits a control signal to the driver 400 according to the signal received from the recognition unit 300. Accordingly, the control unit 700 and the recognition unit 300 may be connected wired or wirelessly to transmit and receive signals, and the control unit 700 and the driver 400 may also be connected wired or wirelessly to transmit control signals. The control unit 700 controls the driving unit 400 to follow the tracking object recognized by the recognition unit 300.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인식부(300)는 카메라부(310)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 4 , the recognition unit 300 may include a camera unit 310.

카메라부(310)는 몸체(100)에 설치되어 전방을 향해 설치되어, 전방의 영상 데이터를 획득하는 부분이다. 카메라부(310)에서 획득된 영상 데이터는 제어부(700)로 송신된다. 제어부(700)는 카메라부(310)로부터 영상 데이터를 수신한 후, 영상 데이터 내에 있는 추종 대상을 인식하고, 추종 대상이 영상 데이터의 가운데 부분에 위치하도록 제1모터(421)와 제2모터(422) 각각의 회전속도를 제어한다. 영상 데이터 내의 추종 대상인 사용자가 영상 데이터의 가운데부분을 기준으로 우측에 치우쳐져 있을 때, 제어부(700)는 본 실시예에 의한 객체 추종 카트가 우측으로 회전하도록, 좌측에 위치한 제2모터(422)의 회전속도를 우측에 위치한 제1모터(421)의 회전속도보다 빠르게 제어할 수 있으며, 영상 데이터 내의 추종 대상인 사용자가 영상 데이터의 가운데부분을 기준으로 좌측에 치우쳐져 있을 때, 우측에 위치한 제1모터(421)의 회전속도를 좌측에 위치한 제2모터(422)의 회전속도보다 빠르게 제어할 수 있다.The camera unit 310 is installed in the body 100 and faces the front, and is a part that acquires image data from the front. Image data acquired by the camera unit 310 is transmitted to the control unit 700. After receiving the image data from the camera unit 310, the control unit 700 recognizes the tracking object in the image data, and operates the first motor 421 and the second motor (421) so that the tracking object is located in the center of the image data. 422) Control each rotation speed. When the user who is the target of tracking in the image data is biased to the right based on the center of the image data, the control unit 700 operates the second motor 422 located on the left so that the object tracking cart according to this embodiment rotates to the right. The rotation speed can be controlled faster than the rotation speed of the first motor 421 located on the right, and when the user who is the follower in the video data is biased to the left based on the center of the video data, the first motor 421 located on the right The rotation speed of the motor 421 can be controlled to be faster than the rotation speed of the second motor 422 located on the left.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인식부(300)는 카메라부(310)외에도, 제1거리 센서(321) ~ 제3거리 센서(323)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 4 , the recognition unit 300 may further include a first distance sensor 321 to a third distance sensor 323 in addition to the camera unit 310.

제1거리 센서(321) ~ 제3거리 센서(323)는 각각 몸체(100)의 전방에 설치되어, 각각의 센서가 설치된 위치, 즉 몸체(100)의 전방에서 추종 대상까지의 거리를 센싱한다. 제1거리 센서(321) ~ 제3거리 센서(323)는 다양한 방식을 이용해 해당 센서에서 추종 대상까지의 거리를 센싱할 수 있으며, 본 실시예에서 제1거리 센서(321) ~ 제3거리 센서(323)는 적외선을 송신하고, 적외선이 추종 대상에서 반사되어 다시 입사되는데 걸리는 시간을 이용해 센서에서 추종 대상까지의 거리를 센싱 또는 연산할 수 있다. 단, 본 발명은 몸체(100)의 전방에서 추종 대상까지의 간격을 센싱하는 것을 적외선 센서 방식으로 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 카메라부(310)가 3D 깊이 카메라로 구현될 경우, 카메라부(310)는 획득되는 영상 데이터에서 각 픽셀의 깊이값을 계산하여, 카메라부(310)가 설치된 몸체(100)에서 추종 대상인 사용자까지의 거리를 연산할 수 있다. 단, 이 경우 카메라부(310)는 복수개의 카메라 모듈로 구현될 수 있다.The first distance sensor 321 to the third distance sensor 323 are each installed in front of the body 100 and sense the distance from the location where each sensor is installed, that is, the front of the body 100 to the tracking target. . The first distance sensor 321 to the third distance sensor 323 can sense the distance from the corresponding sensor to the tracking target using various methods. In this embodiment, the first distance sensor 321 to the third distance sensor (323) transmits infrared rays, and the distance from the sensor to the tracking object can be sensed or calculated using the time it takes for the infrared rays to be reflected from the tracking object and re-incident. However, the present invention is not limited to sensing the distance from the front of the body 100 to the tracking target to the infrared sensor method. For example, when the camera unit 310 is implemented as a 3D depth camera, the camera unit 310 calculates the depth value of each pixel from the acquired image data and calculates the depth value of each pixel in the body 100 on which the camera unit 310 is installed. The distance to the user being followed can be calculated. However, in this case, the camera unit 310 may be implemented with a plurality of camera modules.

제어부(700)는 제1거리 센서(321) ~ 제3거리 센서(323) 각각에서 센싱된 추종 대상과 센서 사이의 거리를 이용해, 보다 정확한 몸체(100)와 추종 대상 사이의 거리를 연산할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 몸체(100) 전방의 특정 부분을 기준점으로 설정할 수 있으며, 이때 기준점에서 제1거리 센서(321), 제2거리 센서(322), 제3거리 센서(323) 각각의 간격은 제어부(700)에서 미리 입력될 수 있으며, 제어부(700)는 각 센서와 추종 대상 사이의 거리와, 기준점에서 제1거리 센서(321), 제2거리 센서(322), 제3거리 센서(323) 각각의 간격을 삼각함수로 치환하여, 기준점에서 추종 대상 사이의 거리를 정확하게 센싱할 수 있다.The control unit 700 can calculate a more accurate distance between the body 100 and the tracking object by using the distance between the tracking object and the sensor sensed by each of the first distance sensor 321 to the third distance sensor 323. there is. To be more specific, a specific portion in front of the body 100 can be set as a reference point, and at this time, the distances of each of the first distance sensor 321, the second distance sensor 322, and the third distance sensor 323 from the reference point. Can be input in advance in the control unit 700, and the control unit 700 determines the distance between each sensor and the tracking object, and the first distance sensor 321, the second distance sensor 322, and the third distance sensor ( 323) By replacing each interval with a trigonometric function, the distance between the reference point and the tracking object can be accurately sensed.

제어부(700)는 제1거리 센서(321) ~ 제3거리 센서(323)를 이용해 연산된 몸체(100)와 추종 대상 사이의 간격에 따라, 본 실시예에 의한 객체 추종 카트와 추종 대상 사이의 거리가 일정 범위를 유지하도록 제1모터(421)와 제2모터(422)의 속도를 제어한다.The control unit 700 determines the distance between the object tracking cart according to this embodiment and the tracking target according to the distance between the body 100 and the tracking target calculated using the first distance sensor 321 to the third distance sensor 323. The speeds of the first motor 421 and the second motor 422 are controlled so that the distance remains within a certain range.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 객체 추종 카트는, 리프팅부(500)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 4, the object tracking cart according to this embodiment may further include a lifting unit 500.

리프팅부(500)는 몸체(100)와 수용부(200) 사이에 설치되어, 수용부의 높이를 조절한다. 보다 구체적으로, 리프팅부(500)는 교차 보(510), 리프트 모터(520), 리프트(530) 및 리프트 조작버튼(540)을 포함할 수 있다.The lifting part 500 is installed between the body 100 and the receiving part 200 to adjust the height of the receiving part. More specifically, the lifting unit 500 may include a cross beam 510, a lift motor 520, a lift 530, and a lift operation button 540.

교차 보(510)는 복수개의 바가 X자 형태로 힌지 결합한 구조이다. X자 형태로 결합된 두 개의 바는, 양단이 서로 가까워지면 상측에 위치한 수용부(200)를 상승시키고, 양단이 서로 멀어지면 상측에 위치한 수용부(200)를 하강시킨다. 리프트(530)는 교차 보(510)의 내부에 설치되어 교차 보(510)를 이동시키며, 리프트 모터(520)는 리프트(530)와 연결되어 리프트(530)를 구동시킨다. 리프트 조작버튼(540)은 몸체(100) 또는 수용부(200)에 설치되어 리프트 모터(520) 및 리프트(530)를 동작시키는 역할을 한다. 본 실시예에 의한 객체 추종 카트는, 리프트(530) 및 리프트 모터(520)에 전원을 공급하는 배터리(600)를 더 포함할 수 있다. 상술한 리프트(530)와 리프트 모터(520)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 리프트 모터(520)의 회전축과 리프트(530)는 랙 앤 피니언(Rack and Pinion) 구조로 서로 결합되어, 리프트 모터(520)의 회전운동을 리프트(530)의 상승 또는 하강 운동으로 변환시켜, 리프트(530)를 상승 또는 하강시킬 수 있다.The cross beam 510 is a structure in which a plurality of bars are hinged in an X shape. The two bars combined in the shape of an The lift 530 is installed inside the cross beam 510 and moves the cross beam 510, and the lift motor 520 is connected to the lift 530 to drive the lift 530. The lift operation button 540 is installed on the body 100 or the receiving portion 200 and serves to operate the lift motor 520 and the lift 530. The object tracking cart according to this embodiment may further include a battery 600 that supplies power to the lift 530 and the lift motor 520. The lift 530 and lift motor 520 described above may be implemented in various forms. For example, the rotation axis of the lift motor 520 and the lift 530 are coupled to each other in a rack and pinion structure, so that the rotational movement of the lift motor 520 is converted into an upward or downward movement of the lift 530. By converting, the lift 530 can be raised or lowered.

이하 본 실시예에 의한 객체 추종 카트의 동작에 대해서 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the object tracking cart according to this embodiment will be described in more detail.

먼저, 본 실시예에 의한 객체 추종 카트는, 전방에 위치한 작업자 또는 사용자를 인식하여 사용자를 추종할 수 있다.First, the object tracking cart according to this embodiment can recognize a worker or user located in front and follow the user.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 객체 추종 카트의 카메라부에서 획득되는 영상데이터의 변환 과정을 도시한 것이다.Figure 5 shows a conversion process of image data obtained from the camera unit of the object tracking cart according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제어부(700)는 영상처리(Image Processing)을 통해 사전에 특정된 객체(사용자)의 인식, 조향제어 및 속도를 제어한다. 먼저, 제어부(700)는 카메라부(310)를 통해 실시간으로 제공되는 특정 객체의 RGB Scale 영상을 Gray scale로 변환하여 노이즈를 없앤다. 이후 Gray scale로 변환된 이미지의 가장자리(Edge)를 용이하게 검출시키기 위해 가우시안 필터(Gaussian filter)를 이용해, 이미지의 노이즈와 고주파 성분을 제어한다. 이후, Gray scale 이미지에 포함된 각 픽셀의 값인 0~255 중, 기설정된 임계값을 기준으로 흑(0)과 백(255)으로 이진화(Binary)를 적용한다. 이는 제어부(700)에서 이후 해당 이미지를 이용하여 연산할 때, 처리속도의 향상에 도움을 줄 수 있다. 이후, 제어부(700)는 이진화된 이미지에 낮은 에러율, 정확한 가장자리(Edge) 검출, 응답 최소화를 목표로하는 케니 엣지(Canny Edge) 알고리즘을 적용하여, 입력된 이미지의 가장자리를 검출한다. 이후 제어부(700)는 가장자리가 검출된 이미지 중 배경을 제외한 관심 있는 객체의 뒷모습을 관심 영역(ROI)으로 설정하고, 하프 변환(Hough Translation)으로 직선들을 검출한다. 선은 점으로 이루어져 있어 직각 좌표계에서 직선의 방정식

Figure pat00001
를 이용하여
Figure pat00002
좌표에 있는 모든 점들에 대한 직선을 표시하고 극 좌표계
Figure pat00003
로 변환, 표시한다. 도 6은 직선에 대한 직각 좌표계와 극 좌표계에서 표시를 도시한 것이다.Referring to FIG. 5, the control unit 700 controls recognition, steering control, and speed of a pre-specified object (user) through image processing. First, the control unit 700 converts the RGB scale image of a specific object provided in real time through the camera unit 310 into gray scale to remove noise. Afterwards, in order to easily detect the edges of the image converted to gray scale, a Gaussian filter is used to control the noise and high-frequency components of the image. Afterwards, among the values of each pixel included in the gray scale image, 0 to 255, binarization is applied to black (0) and white (255) based on a preset threshold. This can help improve processing speed when the control unit 700 performs calculations using the image in the future. Afterwards, the control unit 700 detects the edges of the input image by applying the Canny Edge algorithm, which aims to have a low error rate, accurate edge detection, and response minimization, to the binarized image. Afterwards, the control unit 700 sets the back of the object of interest, excluding the background, as a region of interest (ROI) among images with detected edges, and detects straight lines using Hough translation. A line is made up of points, so it is the equation of a straight line in a rectangular coordinate system.
Figure pat00001
using
Figure pat00002
Displays a straight line for all points in coordinates and polar coordinates
Figure pat00003
Convert and display. Figure 6 shows representations in rectangular and polar coordinates relative to a straight line.

따라서, 임의의 점을 지나는 직선은 아래의 식과 같은 형태로 표현할 수 있다. 이때,

Figure pat00004
의 범위는 직선이
Figure pat00005
와
Figure pat00006
에서 동일하게 나타나므로
Figure pat00007
로 결정한다.Therefore, a straight line passing through an arbitrary point can be expressed in the form of the equation below. At this time,
Figure pat00004
The range of is a straight line
Figure pat00005
and
Figure pat00006
Since it appears the same in
Figure pat00007
decide.

Figure pat00008
Figure pat00008

극좌표계로 변환한 직선의 방정식인 상기한 수식을 통해 나오는 무수히 많은 곡선은 도 7과 같이 그려진다. 이때,

Figure pat00009
개의 곡선이 한 점에서 만나면
Figure pat00010
개의 점이 하나의 직선 위에 있다는 뜻이 되므로 도 7의 (a)와 같이
Figure pat00011
위의 교점의 좌표를 가지고
Figure pat00012
평면에 직선을 그리면
Figure pat00013
개의 점을 가지는 직선을 도 7의 (b)와 같이 그릴 수 있다. 제어부(700)는 상기한 바와 같은 과정을 통해, 선 위의 점의 개수를 파악하여, 파악된 점의 개수가 설정한 임계값 이상의 개수를 가질 때에만, 직선으로 인식한다.Numerous curves resulting from the above formula, which is the equation of a straight line converted to polar coordinates, are drawn as shown in Figure 7. At this time,
Figure pat00009
When two curves meet at one point,
Figure pat00010
This means that the points are on one straight line, as shown in (a) of Figure 7.
Figure pat00011
With the coordinates of the above intersection point
Figure pat00012
If you draw a straight line on a plane
Figure pat00013
A straight line with points can be drawn as shown in (b) of Figure 7. The control unit 700 determines the number of points on the line through the process described above, and recognizes it as a straight line only when the number of points identified is greater than the set threshold.

하프 변환을 이용하여 검출된 객체의 기울기를 기반으로 객체를 검출하는 알고리즘은 도 8과 같다. The algorithm for detecting an object based on the slope of the object detected using the Haff transform is shown in FIG. 8.

먼저, 제어부(700)는 객체의 중앙을 기준으로 왼쪽 Edge, 오른쪽 Edge로 영역 2개로 나눈다. 다음으로, 각 Edge에서 검출된 기울기와

Figure pat00014
절편의 평균값을 계산하여 Edge의 시작점
Figure pat00015
, Edge의 끝점
Figure pat00016
좌표를 받아온다. 이때 왼쪽 Edge의 경우 좌표는
Figure pat00017
,
Figure pat00018
로 나타나고 이때 아래 수식에 의해 음의 기울기를 가진다.First, the control unit 700 divides the object into two areas, the left edge and the right edge, based on the center of the object. Next, the slope detected at each edge and
Figure pat00014
Starting point of the edge by calculating the average value of the intercept
Figure pat00015
, the endpoint of the edge
Figure pat00016
Receive coordinates. At this time, in the case of the left edge, the coordinates are
Figure pat00017
,
Figure pat00018
It appears as and at this time, it has a negative slope according to the formula below.

Figure pat00019
Figure pat00019

반대로 오른쪽 Edge의 경우 좌표가

Figure pat00020
,
Figure pat00021
로 나타나고 상기한 수식에 의해서 양의 기울기를 가진다.
Figure pat00022
와 같은 경우에는 기울기가 무한대라고 판단하고 카트는 직선 주행을 유지한다.Conversely, in the case of the right edge, the coordinates are
Figure pat00020
,
Figure pat00021
It appears as and has a positive slope according to the above formula.
Figure pat00022
In cases such as , the slope is determined to be infinite and the cart maintains straight travel.

제어부(700)에서 상기한 과정을 거치면 왼쪽 Edge들의 시작점

Figure pat00023
과 끝점
Figure pat00024
들, 오른쪽 Edge들의 시작점
Figure pat00025
과 끝점
Figure pat00026
들을 각각 얻을 수 있다. 이 시작점과 끝점들로부터 주행 벡터는 도 8로 표시할 수 있으며, 객체의 중심과 왼쪽 Edge에 대한
Figure pat00027
좌표 사이의 거리를
Figure pat00028
,
Figure pat00029
좌표 사이의 거리를
Figure pat00030
로 정의한다. 이때, 검출된 왼쪽 Edge의 시작점과 끝점을 이용하여 조향각을 계산할 수 있다. 조향각
Figure pat00031
값은 아래의 수식을 통해 얻을 수 있다.If the control unit 700 goes through the above process, the starting point of the left edges
Figure pat00023
and endpoint
Figure pat00024
, starting point of right edges
Figure pat00025
and endpoint
Figure pat00026
You can get each of them. The driving vector from these start and end points can be shown in Figure 8, with respect to the center of the object and the left edge.
Figure pat00027
distance between coordinates
Figure pat00028
,
Figure pat00029
distance between coordinates
Figure pat00030
It is defined as At this time, the steering angle can be calculated using the start and end points of the detected left edge. steering angle
Figure pat00031
The value can be obtained through the formula below.

Figure pat00032
Figure pat00032

실제 환경에서 객체를 추종하기 위해 곡률궤적을 통한 경로를 도 9와 같이 임의로 생성하였다. 추종 대상인 사람이 몸체(100)에서 앞서 계산한

Figure pat00033
만큼 기울어진 방향에 거리
Figure pat00034
만큼 떨어진 위치에 위치한 경우, 회전반경
Figure pat00035
은 도 9와 같이 나타난다. 회전반경
Figure pat00036
은 제1바퀴(411) 및 제2바퀴(412) 각각에 설치된 제1모터(421)와 제2모터(422)의 속도에 영향을 준다. 또한 앞서 정의한
Figure pat00037
는 추종 대상과 몸체(100)간의 상대 거리(
Figure pat00038
)이고,
Figure pat00039
는 조향각에 직접적인 영향을 주는 값이다. 이러한 값을 이용하여 카트의 선속도(
Figure pat00040
)와 회전각속도(
Figure pat00041
)에 관한 서로 다른 제어이득을 사용한 PI제어를 적용할 수 있다.In order to follow an object in a real environment, a path through a curvature trajectory was randomly generated as shown in Figure 9. The person to be followed calculated previously from the body (100).
Figure pat00033
Distance in the tilted direction
Figure pat00034
If located at a distance of
Figure pat00035
appears as in Figure 9. turning radius
Figure pat00036
Affects the speed of the first motor 421 and the second motor 422 installed on the first wheel 411 and the second wheel 412, respectively. Also, as previously defined
Figure pat00037
is the relative distance between the tracking object and the body 100 (
Figure pat00038
)ego,
Figure pat00039
is a value that directly affects the steering angle. Using these values, the linear speed of the cart (
Figure pat00040
) and rotational angular speed (
Figure pat00041
) can be applied with PI control using different control gains.

Figure pat00042
Figure pat00042

Figure pat00043
Figure pat00043

여기서

Figure pat00044
,
Figure pat00045
는 원하는 카트의 상대 거리와 상대 각도이며, 사용자가 원하는 값으로 변경할 수 있다.
Figure pat00046
,
Figure pat00047
는 카트와 객체 간의 계산된 상대 거리와 상대 각도 값이다. here
Figure pat00044
,
Figure pat00045
is the relative distance and relative angle of the desired cart, and can be changed to the user's desired value.
Figure pat00046
,
Figure pat00047
are the calculated relative distance and relative angle values between the cart and the object.

제어부(700)는 계산된

Figure pat00048
,
Figure pat00049
로 제1모터(421)와 제2모터(422) 각각의 속도
Figure pat00050
,
Figure pat00051
를 유도할 수 있다. 카트의 주행 곡선은 두 모터의 속도비에 의해 결정된다.The control unit 700 calculates
Figure pat00048
,
Figure pat00049
The speed of each first motor (421) and second motor (422)
Figure pat00050
,
Figure pat00051
can be derived. The cart's driving curve is determined by the speed ratio of the two motors.

Figure pat00052
: 회전반경 [m]
Figure pat00052
: Turning radius [m]

Figure pat00053
: 카트와 객체 사이 각도 [
Figure pat00054
]
Figure pat00053
: Angle between cart and object [
Figure pat00054
]

Figure pat00055
: 좌표계로 계산된 카트-객체 사이 거리 [m]
Figure pat00055
: Distance between cart and object calculated in coordinate system [m]

Figure pat00056
: 좌측 모터 속도 [
Figure pat00057
]
Figure pat00056
: Left motor speed [
Figure pat00057
]

Figure pat00058
: 초음파 센서로 측정된 카트-객체 사이 거리 [m]
Figure pat00058
: Distance between cart and object measured by ultrasonic sensor [m]

Figure pat00059
: 우측 모터 속도 [
Figure pat00060
]
Figure pat00059
: Right motor speed [
Figure pat00060
]

Figure pat00061
: 카트의 회전 각속도 [
Figure pat00062
]
Figure pat00061
: Rotational angular velocity of the cart [
Figure pat00062
]

Figure pat00063
: 카트의 선속도 [
Figure pat00064
]
Figure pat00063
: Linear speed of cart [
Figure pat00064
]

회전반경

Figure pat00065
은 다음과 같이 정의 된다.turning radius
Figure pat00065
is defined as follows:

Figure pat00066
Figure pat00066

이때, 객체의 위치 좌표는 도 9에 따라

Figure pat00067
이다.At this time, the position coordinates of the object are according to FIG. 9
Figure pat00067
am.

Figure pat00068
Figure pat00068

초음파 센서로 측정된 실제의 카트-객체 간 거리

Figure pat00069
식인 아래 수식과, Actual cart-to-object distance measured by ultrasonic sensor
Figure pat00069
With the formula below,

Figure pat00070
Figure pat00070

Figure pat00071
Figure pat00071

앞서 수식으로 계산된

Figure pat00072
, 회전 반경
Figure pat00073
에 대한 아래 수식을 통해 제1모터(421)와 제2모터(422)의 속도
Figure pat00074
,
Figure pat00075
가 유도된다.Calculated using the formula previously
Figure pat00072
, turning radius
Figure pat00073
The speed of the first motor (421) and the second motor (422) through the formula below:
Figure pat00074
,
Figure pat00075
is derived.

Figure pat00076
Figure pat00076

Figure pat00077
Figure pat00077

상술한 과정은 제어부(700)가 객체를 인식하고 추종하는 과정을 설명한 것이다. 상술한 과정을 추종모드라고 했을 때, 본 실시예에 의한 객체 추종 카트는 추종모드 이전에 수행되는 인식모드가 선행되어 동작할 수 있다. 본 실시예에 의한 객체 추종 카트를 사용하는 작업자는, 몸체(100) 또는 본 실시예에 의한 객체 추종 카트의 다른 부분에 설치된 조작부를 이용하거나, 본 실시예에 의한 객체 추종 카트와 유선/무선으로 연결된 전자기기를 이용해, 객체 추종 카트를 인식모드로 동작시킬 수 있다.The above-described process explains the process by which the control unit 700 recognizes and follows an object. When the above-described process is referred to as a tracking mode, the object tracking cart according to this embodiment may operate with a recognition mode performed before the tracking mode. A worker using the object tracking cart according to this embodiment may use a control panel installed on the body 100 or other parts of the object tracking cart according to the present embodiment, or may use a wired/wireless connection with the object tracking cart according to the present embodiment. Using connected electronic devices, the object tracking cart can be operated in recognition mode.

본 실시예에 의한 객체 추종 카트가 인식모드로 동작하면, 제어부(700)는 카메라부(310)를 동작시켜, 전방의 영상 데이터를 획득하도록 한다. 이때, 사용자는 카메라부(310)의 전방에 위치해 있어야 한다. 제어부(700)는 카메라부(310)의 전방에 위치한 사용자를 인식하는데, 이때 사용자가 입고 있는 상하의 각각의 색깔, 사용자의 키, 사용자의 좌우폭과 같은 정보를 인식한다. 이때 사용자의 키와 좌우폭과 같은 정보는 사용자와 몸체(100) 사이의 간격에 따라 달라질 수 있는 요소이므로, 후술할 추종모드에서 사용자의 키와 좌우폭은 사용자와 몸체(100) 사이의 간격과 같은 정보와 연동하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 사용자와 몸체(100) 사이의 간격이 1m이고, 카메라부(310)에서 획득된 영상 데이터에서 사용자의 키가 180cm에 좌우폭이 80cm라고 했을 때, 사용자와 몸체(100)의 간격이 1m에서 멀어지면 사용자의 키를 180cm보다 작은 수치로 인식하고, 좌우폭 또한 80cm보다 작은 수치로 인식하여, 카트 전방에 위치한 사용자가 인식모드에서 인식된 사용자인지를 판단하는데 활용될 수 있다.When the object tracking cart according to this embodiment operates in the recognition mode, the control unit 700 operates the camera unit 310 to obtain image data from the front. At this time, the user must be located in front of the camera unit 310. The control unit 700 recognizes the user located in front of the camera unit 310, and at this time, information such as each color of the top and bottom the user is wearing, the user's height, and the user's left and right width is recognized. At this time, information such as the user's height and left and right width are elements that can vary depending on the gap between the user and the body 100, so in the tracking mode to be described later, the user's height and left and right width are information equal to the gap between the user and the body 100. It can be changed in conjunction with . For example, if the distance between the user and the body 100 is 1 m, and the image data acquired from the camera unit 310 indicates that the user is 180 cm tall and the left and right widths are 80 cm, the distance between the user and the body 100 is When moving away from 1m, the user's height is recognized as less than 180cm, and the left and right width is also recognized as less than 80cm, which can be used to determine whether the user located in front of the cart is the user recognized in recognition mode.

상술한 인식모드가 종료되면, 제어부(700)는 몸체(100)에 설치된 소정의 출력수단을 통해, 인식모드가 끝났음을 사용자에게 알릴 수 있다. 이때 출력수단은 시각적 출력수단 및 청각적 출력수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이 외에도 사용자가 사용하는 전자기기에 신호를 송신하는 방식으로도 구현될 수 있다. 인식모드가 종료되면, 사용자는 조작버튼을 이용하여 본 실시예에 의한 객체 추종 카트를 추종모드로 동작하게 한다.When the above-described recognition mode is terminated, the control unit 700 may notify the user that the recognition mode has ended through a predetermined output means installed on the body 100. At this time, the output means may include at least one of a visual output means and an auditory output means, and may also be implemented by transmitting a signal to an electronic device used by the user. When the recognition mode ends, the user uses the operation button to operate the object tracking cart according to this embodiment in the tracking mode.

제어부(700)는, 본 발명에 의한 객체 추종 카트가 추종모드로 동작할 때, 기인식된 추종 대상의 특징, 즉 사용자가 입고 있는 상하의 각각의 색깔, 사용자의 키, 사용자의 좌우폭과 같은 정보를 이용해, 몸체(100)의 전방에 위치한 사람이 기인식된 사람인지 여부를 판단하고, 기인식된 사람이 맞을 경우 해당 사람을 추종하도록 제1모터(421)와 제2모터(422)의 동작을 제어한다. 특정 조건, 예를 들어 사용자가 유선/무선으로 연결된 조작버튼을 누르거나, 카트에 가깝게 다가오는 등의 기설정된 행동을 하면, 제어부(700)는 제1모터(421)와 제2모터(422)의 동작을 점진적으로 정지시킬 수 있다. 또한, 사용자가 유선/무선으로 연결된 조작버튼을 누르거나, 카트에 기설정된 간격 이내로 가깝게 다가오면, 제어부(700)는 리프팅부(500)를 동작시켜, 수용부(200)를 특정 높이로 상승 또는 하강시킬 수 있다. 이때 리프팅부(500)가 상승 또는 하강시키는 수용부(200)의 높이는, 초기 인식모드에서 인식된 사용자의 신장을 기준으로 결정될 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명에 의한 객체 추종 카트는, 사용자의 신장에 따른 수용부(200)의 적정 높이 범위 정보가 저장된 메모리를 더 포함하고, 사용자가 유선/무선으로 연결된 조작버튼을 누르거나, 카트에 기설정된 간격 이내로 가깝게 다가오면, 초기 인식모드에서 인식된 사용자의 신장에 따른 수용부(200)의 적정 높이 범위로 리프팅부(500)를 동작시킬 수 있다.When the object tracking cart according to the present invention operates in the tracking mode, the control unit 700 records information such as the characteristics of the recognized tracking target, that is, each color of the top and bottom the user is wearing, the user's height, and the user's left and right width. Using this, it is determined whether the person located in front of the body 100 is the recognized person, and if the recognized person is correct, the operation of the first motor 421 and the second motor 422 is adjusted to follow the person. Control. Under certain conditions, for example, when the user presses a wired/wireless operation button or performs a preset action such as approaching the cart, the control unit 700 operates the first motor 421 and the second motor 422. Movement can be stopped gradually. In addition, when the user presses a wired/wireless operation button or approaches the cart within a preset distance, the control unit 700 operates the lifting unit 500 to raise or raise the receiving unit 200 to a specific height. It can be lowered. At this time, the height of the receiving part 200 that the lifting part 500 raises or lowers may be determined based on the height of the user recognized in the initial recognition mode. More specifically, the object tracking cart according to the present invention further includes a memory storing information on the appropriate height range of the receiving part 200 according to the user's height, and when the user presses a wired/wireless operation button, When the user approaches the cart within a preset distance, the lifting unit 500 can be operated within an appropriate height range of the receiving unit 200 according to the height of the user recognized in the initial recognition mode.

본 발명에 의한 객체 추종 카트는, 상기한 바와 같은 구성과 동작을 통해, 특정 장소(예를 들어 창고, 대형마트, 산업현장)과 같은 곳에서 작업자가 직접 카트를 밀거나 조작하지 않아도, 보다 용이하게 물품을 운반할 수 있는 효과를 가진다.The object-following cart according to the present invention, through the configuration and operation described above, can be made easier without the operator having to directly push or operate the cart in a specific place (e.g., a warehouse, a large supermarket, or an industrial site). It has the effect of being able to transport goods easily.

본 발명에 의한 객체 추종 카트에서 인식부(300)는, 상술한 카메라부(310)와 제1거리 센서(321) ~ 제3거리 센서(323)외에도, 라이다를 포함하여 추종 대상인 사용자 외에도, 다른 사람, 지형지물이나 장애물을 인식할 수 있다. 라이다를 통해 인식된 다른 사람, 지형지물 및 장애물은 제어부(700)가 카트의 경로를 설정하는데 참고해 사용할 수 있으며, 제어부(700)는 다른 사람, 지형지물 및 장애물을 회피하여 추종 대상인 사용자를 추종하도록 경로를 설정할 수 있다.In the object tracking cart according to the present invention, the recognition unit 300 includes, in addition to the camera unit 310 and the first distance sensor 321 to the third distance sensor 323 described above, in addition to the user to be followed, including the lidar, Can recognize other people, landmarks, and obstacles. Other people, features, and obstacles recognized through LIDAR can be used as a reference by the control unit 700 to set the cart's path, and the control unit 700 follows the user who is the follower by avoiding other people, features, and obstacles. You can set the path to do so.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is diverse. Of course, various modifications and implementations are possible without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

100 : 몸체
200 : 수용부
300 : 인식부
310 : 카메라부
321 : 제1거리 센서
322 : 제2거리 센서
323 : 제3거리 센서
400 : 구동부
411 : 제1바퀴
412 : 제2바퀴
413 : 제3바퀴
414 : 제4바퀴
421 : 제1모터
422 : 제2모터
500 : 리프팅부
510 : 교차 보
520 : 리프트 모터
530 : 리프트
540 : 리프트 조작버튼
600 : 배터리
700 : 제어부100: body
200: Receiving part
300: Recognition unit
310: camera unit
321: First distance sensor
322: Second distance sensor
323: Third distance sensor
400: driving part
411: 1st wheel
412: 2nd wheel
413: 3rd wheel
414: 4th wheel
421: 1st motor
422: 2nd motor
500: Lifting part
510: cross beam
520: lift motor
530: lift
540: Lift control button
600: Battery
700: Control unit

Claims (8)

몸체;
상기 몸체의 일측에 구비되며, 물품이 수용되는 수용부;
상기 몸체와 결합되어 상기 몸체를 이동시키는 구동부;
상기 몸체의 전방에 설치되어 추종 대상을 인식하는 인식부; 및
상기 인식부에서 인식된 추종 대상을 따라가도록 상기 구동부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 추종 카트.
body;
a receiving portion provided on one side of the body and receiving an article;
A driving unit coupled to the body to move the body;
a recognition unit installed in front of the body to recognize a tracking target; and
a control unit that controls the driving unit to follow the tracking object recognized by the recognition unit;
An object-following cart comprising:
 제1항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 몸체의 전방을 기준으로 우측에 설치되는 제1바퀴;
상기 몸체의 전방을 기준으로 좌측에 설치되는 제2바퀴;
상기 제1바퀴와 연결되어 상기 제1바퀴를 회전시키는 제1모터; 및
상기 제2바퀴와 연결되어 상기 제2바퀴를 회전시키는 제2모터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 추종 카트.
According to paragraph 1,
The driving unit,
A first wheel installed on the right side of the front of the body;
a second wheel installed on the left side relative to the front of the body;
a first motor connected to the first wheel to rotate the first wheel; and
a second motor connected to the second wheel to rotate the second wheel;
An object-following cart comprising:
 제2항에 있어서,
상기 인식부는,
전방의 영상 데이터를 획득하는 카메라부;
를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 카메라부에서, 추종 대상을 인식하고, 추종 대상이 영상 데이터의 가운데 오도록 상기 제1모터와 상기 제2모터 각각의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 객체 추종 카트.
According to paragraph 2,
The recognition unit,
A camera unit that acquires image data from the front;
Including,
The control unit,
An object tracking cart, characterized in that the camera unit recognizes the tracking target and controls the rotation speed of each of the first motor and the second motor so that the tracking target is in the center of the image data.
 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1모터와 상기 제2모터의 속도차를 이용해 상기 몸체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 객체 추종 카트.
According to paragraph 3,
The control unit,
An object-following cart, characterized in that the body is rotated using the speed difference between the first motor and the second motor.
 제3항에 있어서,
상기 인식부는,
상기 몸체의 전방에 설치되어 추종 대상까지의 거리를 센싱하는 적어도 하나의 거리 센서;
를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 거리 센서에서 센싱된 추종 대상과 상기 몸체 사이의 거리에 따라, 상기 제1모터와 상기 제2모터의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 객체 추종 카트.
According to paragraph 3,
The recognition unit,
At least one distance sensor installed in front of the body to sense the distance to the tracking target;
Includes,
The control unit,
An object tracking cart, characterized in that the speed of the first motor and the second motor are adjusted according to the distance between the body and the tracking object sensed by the distance sensor.
 제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 거리 센서에서 센싱된 추종 대상과 상기 몸체 사이의 거리에 따라, 상기 추종 대상과 상기 몸체 사이의 거리가 일정 범위 내를 유지하도록 상기 제1모터와 상기 제2모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 객체 추종 카트.
According to clause 5,
The control unit,
Characterized by controlling the speeds of the first motor and the second motor so that the distance between the tracking object and the body is maintained within a certain range according to the distance between the tracking object and the body sensed by the distance sensor. Object following cart.
 제5항에 있어서,
상기 거리 센서는 복수개가 상기 몸체에 설치되고,
상기 제어부는,
상기 거리 센서 각각에서 추종 대상과의 거리를 이용해, 추종 대상과 상기 몸체 사이의 거리를 연산하는 것을 특징으로 하는 객체 추종 카트.
According to clause 5,
A plurality of the distance sensors are installed on the body,
The control unit,
An object tracking cart, characterized in that the distance between the tracking object and the body is calculated using the distance to the tracking object from each of the distance sensors.
 제1항에 있어서,
상기 몸체와 상기 수용부 사이에 설치되어, 상기 수용부의 높이를 조절하는 리프팅부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 추종 카트.According to paragraph 1,
A lifting part installed between the body and the receiving part to adjust the height of the receiving part;
An object-following cart comprising:
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160135338A (en) 2014-04-25 2016-11-25 메카트로닉스 아게 Device for holding, positioning and/or moving an object

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160135338A (en) 2014-04-25 2016-11-25 메카트로닉스 아게 Device for holding, positioning and/or moving an object

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