KR20240031719A

KR20240031719A - 스마트 물류 차량 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20240031719A
Application number: KR1020220110789A
Authority: KR
Inventors: 김주한; 정영진; 이준식; 이재욱; 윤희상; 이석희
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사; 모비어스앤밸류체인(주)
Priority date: 2022-09-01
Filing date: 2022-09-01
Publication date: 2024-03-08
Also published as: WO2024048864A1

Abstract

스마트 물류 차량은 포크 암; 상기 포크 암에 결합되어 상기 포크 암의 전방으로 연장되는 포크; 상기 포크 암의 전방에 장착되는 전자석; 및 상기 포크 암에 대상물이 안착된 경우, 상기 대상물이 자성을 가지는지 여부를 판단하여 상기 전자석에 전류를 공급할지 여부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

스마트 물류 차량 및 그 제어 방법{SMART LOGISTICS VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 팔레트를 안정적으로 적재부에 고정할 수 있는 스마트 물류 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적인 물류 창고나 공장은 물론, 다양한 부품을 사용하여 서로 다른 사양의 물품을 제조하는 스마트 공장 등에서는 유연하고 효율적인 부품 등의 공급과 이송을 위해 스마트 물류 차량이 도입되고 있다.

스마트 물류 차량은 자율 주행 모바일 로봇(AMR: Autonomous Mobile Robot), 무인 반송차(AGV: Automated Guided Vehicle) 및 무인 지게차 등을 통칭하는 개념이며, 이러한 스마트 물류 차량은 관제 시스템의 제어에 따라 이동 및 작업을 수행할 수 있다.

스마트 공장 등에서 스마트 물류 차량은 다양한 적재물들을 받치는 팔레트를 이송하며, 팔레트가 흔들리지 않도록 스마트 물류 차량의 적재부에 팔레트를 고정하여 안전 사고를 미연에 방지하는 것이 필요하다.

스마트 공장 등에서 사용되는 팔레트는 그 종류에 따라 다양한 형상과 재질을 가지므로, 팔레트를 단순히 스마트 물류 차량의 적재부에 기계적으로 고정하는 방안은 안전 사고를 유발할 수 있다.

따라서, 다양한 형상 및 재질을 가지는 팔레트들을 안정적으로 스마트 물류 차량의 적재부에 고정하는 방안이 필요하다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

이에 본 발명은 스마트 물류 차량에 적재된 팔레트의 형상 및 재질에 관계없이 팔레트를 안정적으로 적재부에 고정하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량은 포크 암; 상기 포크 암에 결합되어 상기 포크 암의 전방으로 연장되는 포크; 상기 포크 암의 전방에 장착되는 전자석; 및 상기 포크 암에 대상물이 안착된 경우, 상기 대상물이 자성을 가지는지 여부를 판단하여 상기 전자석에 전류를 공급할지 여부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량의 제어 방법은 포크 암의 전방으로 연장되는 포크 위에 대상물이 적재되는 단계; 상기 포크 위에 상기 대상물이 적재될 경우, 상기 포크 암에 상기 대상물이 안착되었는지 여부를 감지하는 단계; 및 상기 포크 암에 상기 대상물이 안착된 경우, 상기 대상물이 자성을 가지는지 여부를 판단하여 상기 포크 암의 전방에 장착되는 전자석에 전류를 공급할지 여부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 의해, 스마트 물류 차량에 적재된 팔레트의 형상 및 재질에 관계없이 팔레트를 안정적으로 적재부에 고정할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 스마트 팩토리 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 관제 장치 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 스마트 물류 차량 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 4은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 스마트 물류 차량 외관의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 스마트 물류 차량의 주행 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량 외관의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안착 감지 센서가 포크 암과 팔레트의 안착 여부를 감지하는 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 푸시-버튼 스위치로 구현된 안착 감지 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량에 포함된 전자석 제어 시스템의 일례에 따른 회로도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프가 팔레트의 하단면을 그립하는 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 스마트 물류 차량이나 관제 장치의 내부 구성 명칭에 포함된 유닛(Unit) 또는 제어 유닛(Control Unit)은 특정 기능을 제어하는 제어 장치(Controller)의 명명에 널리 사용되는 용어일 뿐, 보편적 기능 유닛(Generic function unit)을 의미하는 것은 아니다. 예컨대, 각 제어 장치는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어 장치나 센서와 통신하는 모뎀/트랜시버, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 구현에 따라, 하나의 프로세서가 복수의 제어 장치에 대한 연산을 담당할 수도 있다.

먼저, 실시예에 따른 스마트 물류 차량이 배치 및 운용되는 스마트 팩토리의 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 실시예들에 적용될 수 있는 스마트 팩토리 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 스마트 팩토리(100)는 스마트 물류 차량(110), 생산 장치(120), 감시 장치(130) 및 관제 장치(140)를 포함할 수 있다.

스마트 팩토리(100)는 생산물의 생산 공정과 목표 생산 속도에 따라 복수의 스마트 물류 차량(110), 복수의 생산 장치(120) 및 복수의 감지 장치(130)가 구비될 수 있다. 이하, 각 구성 요소를 설명한다.

먼저, 스마트 물류 차량(110)은 자율 주행 모바일 로봇(Autonomous Mobile Robot, 이하, 편의상 'AMR'이라 칭함), 무인 반송차(Automated Guided Vehicle, 이하, 편의상 'AGV'라 칭함) 및 무인 지게차를 포함할 수 있다. 스마트 팩토리(100)에서 스마트 물류 차량(110)의 운용 방침에 따라 AGV나 AMR 중 한 종류만 운용할 수도 있고, 단일 스마트 팩토리(100) 내에서 AGV와 AMR이 함께 운용될 수도 있다.

AGV는 일반적으로 AGV의 안내(guide)를 위해 바닥에 배치된 안내 설비를 인식 및 추종함으로써 스마트 팩토리(100) 내에서 요구되는 동작(이동, 방향 전환, 정지 등)을 수행하게 된다. 여기서 안내 설비란 광학적으로 인식 가능한 마커(스폿, 2D 코드 등), 근거리에서 비접촉식으로 인식 가능한 태그(예컨대, NFC 태그, RFID 태그 등), 마그네틱 스트립, 와이어 등을 의미할 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 안내 설비는 바닥에 연속적으로 배치될 수도 있고, 불연속적으로 상호 이격되어 배치될 수도 있다. AGV는 기본적으로 안내 설비의 인식과 추종을 통해 동작을 수행하기 때문에 운용 전에 안내 설비가 미리 설치되어 있을 것을 요구하여, 새로운 경로로 AGV를 이동시키거나 기존 경로를 수정해야 할 경우, 안내 설비의 신설이나 수정이 물리적으로 이루어질 필요가 있다. 또한, AGV는 안내 설비를 통해 설정된 경로를 벗어나지 않으므로 경로 상 또는 주변에 장애물이 감지된 경우 감지된 장애물이 사라지거나 별도의 제어를 받을 때까지 정지하는 것이 일반적이다. AGV의 운용에 있어서 관제 장치(140)는 안내 설비를 기준으로 AGV를 제어해야 하므로, 현재 위치에서 '3번째 마커가 인식될 때까지 주행', '3번째 마커가 인식되면 헤딩 방향을 90도 전환' 등과 같은 의미의 명령을 개별 명령 단위 또는 복수의 명령을 포함하는 미션(예컨대, 회수, 공급, 충전, 패트롤 등) 단위로 AGV에 전달할 수 있다.

AMR은 주변 감지를 통해 현재 위치를 판단(즉, 측위)할 수 있으며, 측위와 맵을 이용하여 자체 경로 설정(path planning)이 가능한 점이 AGV와 가장 구분되는 점이라 할 수 있다. 따라서, AMR과 관제 장치(140)에 좌표가 호환되는 맵이 공유된 경우 관제 장치(140)가 AMR에 좌표 기반으로 경로를 지시하는 방식으로 AMR을 제어할 수 있게 된다. 또한, 주행 중 장애물이 감지된 경우 AMR은 자체적으로 회피 경로를 설정하여 장애물을 회피한 후 기존 경로로 복귀할 수 있다. 관제 장치(140)가 AMR의 경로를 하나 이상의 경유 좌표로 설정하는 기능을 글로벌 패스 플래닝(global path planning)이라 칭할 수 있으며, 글로벌 패스 플래닝에 따른 경유 좌표 사이에서 AMR이 이동 경로를 설정하거나 회피 경로를 설정하는 기능을 로컬 패스 플래닝(local path planning)이라 칭할 수 있다.

보다 상세한 스마트 물류 차량(110)의 구성은 도 3 및 도 4를 참조하여, AMR의 주행 제어 과정은 도 5를 참조하여 각각 후술하기로 한다.

다음으로, 생산 장치(120)는 스마트 팩토리(100)에서 생산물의 생산 공정을 수행하는 장치(예컨대, 로봇암, 컨베이어 벨트 등)를 의미할 수 있으며, 보다 넓은 의미에서 생산 공정이 사람에 의해 수행될 경우 스마트 물류 차량(110)의 출입 등의 미션 수행을 보조하기 위해 배치된 장치를 의미할 수도 있다. 미션 수행을 보조하기 위해 배치된 장치라 함은, 특정 생산 공정이 수행되는 영역 내에서 스마트 물류 차량(110)이 운반하는 팔레트를 내려놓거나 수거할 수 있는 지정 위치의 상태를 감지하는 장치, 공정 진행도를 판단하는 장치, 영역 내 출입 차단 수단 등이 될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 생산 장치(120)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 통해 제어되며, 공정 진행과 관련하여 관제 장치(140)와 통신을 수행할 수 있다.

감시 장치(130)는 스마트 팩토리(100) 내의 상황을 판단하기 위한 정보를 획득하여 관제 장치(140)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 감시 장치(130)는 카메라, 근접 센서 등을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

관제 장치(140)는 전술한 구성 요소(110, 120, 130)와 통신을 수행하여 스마트 팩토리(100)의 운용에 필요한 정보를 획득하거나 각 구성 요소를 제어할 수 있다. 예컨대, 관제 장치(140)는 스마트 물류 차량(110)의 배차, 경로 설정, 미션 할당, 생산물별 공정 관리, 자재 관리 등을 수행할 수 있다.

구현에 있어서, 관제 장치(140)는 AGV/AMR의 위치를 기반으로 주변 공정 설비를 제어하고, AGV/AMR의 미션 기반 제어를 수행하는 로컬 관제 장치(ACS: AMR/AGV Control System)와, 둘 이상의 로컬 관제 장치를 통합하여 관제하는 통합 관제 장치(MoRIMS: Mobile Robot Integrated Monitoring System)를 포함할 수 있다. 통합 관제 장치는 복수의 로컬 관제 장치 각각으로부터 스마트 팩토리(100) 내의 전 스마트 물류 로봇(110)의 상태와 경로, 물류 흐름설정 및 트래픽 제어를 수행할 수 있다. 예컨대, 로컬 관제 장치(ACS)가 동일 제조사나 동일 기종의 스마트 물류 로봇 단위로 구비될 경우, 통합 관제 장치는 복수의 로컬 관제 장치(ACS)를 통해 획득되는 정보를 기반으로 이기종간 트래픽 분산 제어를 통해 교차/중첩 구역의 병목 수준 분석, 주행 가/감속 제어, 회피 경로 재생성 등 충돌 방지를 위한 통합 제어를 수행할 수 있다.

아울러, 통합 관제 장치도 그 상위 제어 주체로 제조 실행 시스템(MES: Manufacturing Execution System)을 가질 수 있으며, 제조 실행 시스템(MES)은 다시 자동화 스케쥴러(APS: Advanced Planning & Scheduling)와 연동될 수 있다.

전술한 스마트 팩토리(100)의 구성(110, 120, 130, 140) 외에, 비컨, 중계기, AP(Access Point) 등과 같은 각 구성요소간의 상호 통신을 위한 장치, 스마트 물류 차량(110)의 충전을 위한 충전기, 부품 저장이나 적재를 위한 적재 공간, 완제품이나 중간 생산물이 보관되는 공간, 신호등, 차단기, 유휴 스마트 물류 차량(110)의 대기 공간 등이 스마트 팩토리(100) 내에 적절히 배치될 수 있음은 물론이다.

이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 관제 장치(140)의 구성을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 관제 장치 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도 2에 도시된 각 구성 요소는 본 발명의 실시예들과 관련된 구성 요소를 위주로 나타낸 것으로, 실제 관제 장치(140)의 구현에 있어서는 이보다 많거나 적은 구성 요소가 포함될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 관제 장치(140)는 펌웨어 관리부(141), 트래픽 제어부(142), 공정 관리부(143), 생산/물류 관리부(144), 재고 관리부(145), 통신부(146), 차량 모니터링부(147), 맵 관리부(148)를 포함할 수 있다.

펌웨어 관리부(141)는 통신부(146)를 통해 스마트 물류 차량(110)의 최신 펌웨어를 획득하고, 스마트 물류 차량(110)에 전송하여 펌웨어 업데이트가 수행되도록 하여 스마트 풀류 차량(110)의 펌웨어를 최신 상태로 유지할 수 있다.

트래픽 제어부(142)는 스마트 물류 차량(110)의 경로를 기반으로 신호등과 차단기를 제어하며, 트래픽에 따라 스마트 물류 차량(110)의 경로를 재산정할 수도 있다.

공정 관리부(143)는 생산물별 공정을 정의하고, 공정 진척도, 진행 위치 등의 미션을 관리할 수 있다.

생산/물류 관리부(144)는 미션 기반으로 스마트 물류 차량(110)을 배차할 수 있다.

재고 관리부(145)는 자재별 위치와 수량을 관리하며, 이러한 정보는 스마트 물류 차량(110)을 팔레트 픽업이나 회수를 위해 실제 자재의 조립/소모가 감지되는 시점보다 미리 목적지로 출발시키는 등 보다 효율적인 공정 운용을 위해 유용할 수 있다.

통신부(146)는 스마트 물류 차량(110), 생산 장치(120) 및 감시 장치(130)와 같은 스마트 팩토리(100)의 내부 구성 요소는 물론, 펌웨어 업데이트 서버 등과 같은 외부 개체와의 통신도 수행할 수 있다.

차량 모니터링부(147)는 개별 스마트 물류 차량(110)의 위치, 경로, 배터리 상태, 통신 상태, 파워 트레인 상태 등을 모니터링할 수 있다. 여기서, 경로는 웨이포인트 기반의 글로벌 경로와 실시간 로컬 경로를 포함하는 개념이다. 또한, 배터리 상태는 전압, 전류, 온도, 전압과 전류의 피크치, 충전 상태(SOC: State Of Charge), 내구 상태(SOH: State Of Health) 등을 포함할 수 있다. 통신 상태는 현재 활성화된 통신 프로토콜(Wi-Fi 등), 연결된 AP, AP와의 거리, 사용 중인 채널 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 아울러, 파워 트레인 상태는 구동계의 부하, 온도, RPM 등을 포함할 수 있다.

그 외에도 차량 모니터링부(147)는 개별 스마트 물류 차량(110)에 현재 할당된 미션, 동작 모드, 펌웨어 버전 등을 확인할 수도 있다.

맵 관리부(148)는 스마트 물류 차량(110) 중 AMR이 스마트 팩토리(100) 내부를 주행하면서 획득한 그리드 맵 형태의 맵 데이터를 획득하며, 획득된 맵 데이터를 팩토리 관리자가 편집할 수 있는 툴을 제공할 수 있다. 맵 데이터의 편집을 통해, 스마트 물류 차량(110)이 진입시 미리 설정된 하나 이상의 동작을 수행하는 영역(zone), 가상 차선(lane), 교차로, 진입 금지 영역 등이 설정될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 맵 관리부(148)는 최초 그리드 맵을 실제 주행을 통해 획득한 스마트 물류 차량(110) 이외의 나머지 스마트 물류 차량(110)에 해당 맵을 통신부(146)를 통해 배포할 수도 있다.

다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여 스마트 물류 차량을 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 스마트 물류 차량 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 스마트 물류 차량(110)은 주행부(111), 센싱부(112), 적재부(113), 통신부(114) 및 제어부(115)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소를 설명한다.

주행부(111)는 스마트 물류 차량(110)의 이동, 조향 및 정지에 관여하는 구동원, 휠 및 서스펜션 등을 포함할 수 있다. 구동원은 내장된 배터리(미도시)로부터 전력을 공급받는 전기 모터가 이용될 수 있다. 휠은 구동원으로부터 구동력을 공급받는 하나 이상의 구동륜과, 구동력을 공급받지 않고 차체의 이동에 의해 회전하는 비구동륜을 포함할 수 있다. 구현에 따라, 복수의 구동륜이 구비된 경우 구동륜별로 구동원이 매칭되어 각 구동륜의 회전이 독립적으로 제어될 수 있다. 이러한 경우, 서로 다른 구동륜의 회전 방향을 상이하게 함으로써 별도의 조향 수단 없이도 차체를 회전시켜 조향이 이루어지도록 할 수 있다. 적어도 일부의 비구동륜은 캐스터 타입 휠로 구성될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

센싱부(112)는 스마트 물류 차량(100) 주변 환경이나 자체 동작 상태 등을 감지하기 위한 것으로, 2D 레이저 스캐너(예컨대, LiDAR), 3D 비전(스테레오) 카메라, 다축 자이로 센서, 가속도 센서, 휠 인코더, 근접 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

인코더는 발광소자(예컨대, 광 다이오드)에서 출사되는 광을 이용하여 휠이 얼마나 회전했는지 판단할 수 있는 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 인코더는 단위 시간동안 휠 또는 휠과 함께 회전하는 디스크에 원주 방향을 따라 배치된 슬릿의 수를 카운팅할 수 있다. 제어부(115)는 인코더와 자이로 센서를 통해 획득된 데이터로 시간 대비 위치 변화량을 분석하여 변위를 추정하는 오도메트리(odometry) 수행이 가능하다. 다만, 휠의 슬립이나 마모(휠 동반경 변화)로 인해 인코더 데이터를 기반으로 추정된 변위가 실제 변위와 오차가 있을 수 있다. 따라서, 오도메트리 수행시 제어부(115)는 휠과 자이로 센서로부터 수집된 정보를 소정 알고리즘(예컨대, EKF: Extended Kalman Filter)으로 노이즈 및 오차에 대한 보정을 수행하여 실제 값에 가까운 경향성이 있는 결과를 출력할 수 있다. 이러한 오도메트리는 후술할 2D 레이저 스캐너를 이용한 현재 위치 판단(Localization)이 불가할 경우 특히 유용할 수 있다.

2D 레이저 스캐너는 회전하는 반사경을 통해 주변에 레이저를 조사하고, 반사되어 돌아오는 신호를 감지함으로써 주변 환경을 스캔할 수 있다. 이때, 반사된 신호의 강도와 조사/수신 간의 시간 차이를 분석하여 포인트 클라우드 형상의 감지 결과를 출력할 수 있다.

3D 비전 카메라는 일정 거리만큼 이격된 두 개의 카메라 간의 시차, 즉, 각 카메라를 통해 촬영된 이미지 사이의 픽셀 거리를 기반으로 물체까지의 거리를 계산할 수 있다. 이때, 동일 색상의 평면체(예컨대, 흰 벽) 등에 대해서도 감지가 가능하도록 소정 패턴의 적외선 광을 투사하는 텍스쳐 프로젝터(texture projector)가 구비될 수도 있다.

일반적으로 2D 레이저 스캐너는 맵핑, 네비게이션, 사물 인식 등에 사용되고, 3D 카메라는 네비게이션 중 특히 장애물 회피를 위해 활용될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

적재부(113)는 이송 대상 물품을 적재하기 위한 수단으로, 차체 상부의 상판 자체 또는 상판에 배치된 테이블, 리프트, 수직 축을 따라 회전하는 턴테이블, 포크 리프트, 컨베이어 또는 이들을 조합한 형태가 될 수 있다. 포크 리프트의 경우 지게차와 유사하게, 텔레스코픽 및 틸팅 기능을 지원할 수도 있다.

통신부(114)는 생산 장치(120), 관제 장치(140) 등 스마트 팩토리(100) 내의 타 구성 요소와 통신을 수행할 수 있으며, 스마트 물류 차량(110)간의 통신도 지원할 수 있으며, 충전 미션 수행시 충전기와의 통신도 가능하다.

제어부(115)는 전술한 각 구성 요소(111, 112, 113, 114)의 전반적인 제어를 수행하는 주체로서, 통신부(114)를 통해 관제 장치(140)로부터 획득된 정보를 기반으로 현재 미션, 현재 위치, 목적지 판단, 경로 플래닝, 적재부 제어 등을 수행할 수 있다.

도 4은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 스마트 물류 차량 외관의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 스마트 물류 차량(110)으로 AMR의 일례가 도시된다. 차체는 전체적으로 1축 방향을 따라 연장되는 장축을 갖는 트랙형 평면 형상을 가질 수 있다. 하나의 구동륜(111-1)은 1축 방향으로 차체의 중앙부에 배치되며, 2축 방향으로 일측에 배치될 수 있으며, 다른 구동륜(미도시)은 2축 방향으로 하나의 구동륜(111-1)과 대향하도록 타측에 배치될 수 있다. 이러한 구동륜 배치를 '차동형 드라이브(DD)'라 칭할 수 있다. 도 4에 도시되지는 않았으나, 차체 하부에 둘 이상의 비구동륜이 배치될 수 있다. 이러한 경우, 두 개의 구동륜이 동일 방향으로 동일 속도로 회전하면 1축 방향을 따라 전진 또는 후진이 가능하며, 서로 반대 방향으로 동일 속도로 회전할 경우 3축 방향을 따라 연장되며 차체의 평면 중심(C)을 지나는 회전축을 기준으로 회전할 수 있다. 또한, 차체 전면부에는 센서부(112)가 배치될 수 있으며, 상면부에는 적재부(113)가 배치될 수 있다. 적재부(113)는 3축 방향을 따라 승강이 가능하도록 구성될 수 있으며, 상부면에 가이드(113-1)를 통해 랙(rack)이나 트레이(tray) 등이 고정될 수 있다.

다만, 상술한 도 4의 AMR 형태는 예시적인 것으로, AGV가 이와 유사한 형태를 갖거나, AMR이 이와 상이한 형태를 가질 수도 있음은 물론이다.

다음으로, 도 5를 참조하여 스마트 물류 차량(110)의 주행 과정을 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 스마트 물류 차량(110)의 주행 과정의 일례를 나타내는 순서도이다. 도 5에서는 편의상 스마트 물류 차량(110)이 측위 및 로컬 경로 설정이 가능한 AMR인 것으로 가정한다.

도 5를 참조하면, 먼저 AMR이 스마트 팩토리(100) 내부를 주행하면서 라이다 등을 통해 실측 그리드 맵을 획득할 수 있다(S501).

AMR은 획득한 그리드 맵을 관제 장치(140)로 전송하면, 관제 장치(140)의 맵 관리부(148)에서 그리드 맵 에디팅 및 매칭 과정이 수행될 수 있다(S502). 여기서 에디팅 과정은 전술한 그리드 맵에 전술한 각종 영역(zone)을 설정하는 과정, 그리드별로 코스트를 부여하는 과정 등을 포함할 수 있다. 여기서 코스트의 부여는 AMR이 장애물 주변이나 진입해서는 안되는 영역으로 이동하지 않도록 장애물이나 진입 금지 영역에 가까울수록 높게 코스트가 부여되는 방향으로 수행될 수 있다. 이는 AMR이 로컬 경로를 설정함에 있어서 웨이 포인트 사이에서 가장 코스트가 낮은 셀의 집합을 경로로 선택하기 때문이다.

또한, 맵 매칭 과정은 스마트 팩토리(100)의 설계에 사용된 CAD 맵, 실측 그리드 맵(라이다 맵)과 에디팅 과정을 거친 토폴로지(topolpogy)맵 간의 좌표를 일치시키는 과정을 의미할 수 있다.

이후 관제 장치(140)는 통신부(146)를 통해 토폴로지맵을 팩토리 내의 모든 AMR에 공유할 수 있다(S503).

이후의 단계는 개별 AMR에 적용되는 과정일 수 있다.

AMR은 센싱부(112)의 센서 데이터와 획득한 맵을 통해 맵 상에서 현재 위치를 판단(localization)할 수 있다(S504). 예컨대, AMR은 라이다를 통해 획득된 주변 지형과 맵을 특징점 기반으로 비교하여 현재 위치를 판단할 수 있다.

관제 장치(140)는 특정 AMR을 선택하여 미션을 부여할 수 있으며, 미션에는 일반적으로 글로벌 경로 설정(global path planning)을 통해 결정된 하나 이상의 웨이 포인트가 부여될 수 있다. 웨이 포인트는 맵 상의 좌표로 정의될 수 있으며, 해당 좌표에서 AMR이 향해야 할 방향(즉, heading)에 대한 정보가 수반될 수 있다. 이러한 미션 부여에 따라, AMR에 목적지가 설정될 수 있으며(S505의 Yes), AMR은 토폴로지 맵의 코스트를 기반으로 웨이 포인트 사이에서 로컬 경로 설정(local path planning)을 수행할 수 있다(S506).

경로가 판단되면 AMR은 주행을 개시하며(S507), 주행 중 센싱부(112)를 통해 장애물이 감지된 경우(S508의 Yes), 감지된 장애물을 우회하기 위한 로컬 경로 탐색을 수행하여 회피 기동을 수행할 수 있다(S509). 경우에 따라, 회피 기동에 따라, 또는 회피 기동의 실패에 따라 관제 장치(140)는 해당 AMR의 미션을 갱신할 수도 있다.

또한, AMR은 목적지에 도달할 때까지 주행 중 전술한 오도메트리 기법을 통해 이동 중 위치 오차를 보정할 수도 있다(S510).

이후 목적지에 도달한 경우(S511), AMR은 미션 기반 기동을 수행할 수 있다(S512). 예컨대, AMR은 특정 공정 구역에 진입하기 위한 조건의 클리어 여부를 판단하거나, 목적지에서 비어 있는 팔레트를 회수하거나, 적재부(113)에 적재된 적재물을 드랍할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 팔레트의 형상 및 재질에 관계없이 팔레트를 안정적으로 적재부에 고정할 수 있는 스마트 물류 차량을 제안한다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량을 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량 외관의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도 6에서 1축 방향, 2축 방향 및 3축 방향은 각각 스마트 물류 차량(110a)의 전후방, 양측방 및 상하방에 해당한다.

도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 스마트 물류 차량(110a)은 적재부(610), 적재 고정부(620), 센싱부(630) 및 제어부(640)를 포함할 수 있다. 스마트 물류 차량(110a)은 무인 지게차로 구현될 수 있다. 다만, 도 6의 무인 지게차 형태는 예시적인 것으로, 이와 상이한 형태를 가질 수도 있음은 물론이다.

적재부(610)는 스마트 물류 차량(110a)의 전방에 위치하여 팔레트를 이송하는 포크 리프트로 구현되며, 캐리지(610-1), 포크 암(610-2) 및 포크(610-3)를 포함할 수 있다.

캐리지(610-1)는 스마트 물류 차량(110a)에 구비된 구동원의 구동력을 기반으로 3축 방향을 따라 상하로 이동될 수 있다.

포크 암(610-2)은 팔레트의 측면을 지지하도록 캐리지(610-1)의 전방에 결합되어 소정의 길이만큼 하방으로 연장되고, 캐리지(610-1)의 중심부로부터 양측에 위치할 수 있다. 포크 암(610-2)은 포크 리프트 동작에 따라 캐리지(610-1)의 이동과 함께 3축 방향을 따라 상하로 이동되고, 포크 쉬프트 동작에 따라 캐리지(610-1)의 중심부를 기준으로 2축 방향을 따라 좌우로 이동될 수 있다.

포크(610-3)는 팔레트의 하단면을 지지하도록 포크 암(610-2) 각각에 결합되어 소정의 길이만큼 포크 암(610-2)의 전방으로 연장될 수 있다.

적재 고정부(620)는 적재부(610)에 적재된 팔레트를 전기적인 방식으로 고정하기 위한 전자석(621) 및 적재부(610)에 적재된 팔레트를 기계적인 방식으로 고정하기 위한 클램프(622)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 전자석(621)은 금속형 팔레트를 안정적으로 적재부(610)에 고정하도록 구성되고, 클램프(622)는 금속형 팔레트 및 비금속형 팔레트에 관계없이 팔레트의 하단면을 물리적으로 고정하도록 구성될 수 있다.

전자석(621)은 포크 암(610-2) 각각의 전방에 장착되며, 금속형 팔레트가 적재부(610)에 적재될 경우 자기화되어 금속형 팔레트를 끌어당기고, 적재된 금속형 팔레트가 적재부(610)에서 이재될 경우 자기화되지 않은 원래의 상태로 되돌아갈 수 있다. 전자석(621)은 포크 쉬프트 동작 및 포크 리프트 동작 시 캐리지(610-1)와 함께 이동되어 금속형 팔레트를 고정할 수 있다.

클램프(622)는 포크 암(610-2)과 인접하게 배치될 수 있다. 예컨대, 클램프(622)는 캐리지(610-1)의 후방에 결합되어 소정의 길이만큼 하방으로 연장되고, 포크 암(610-2) 각각의 바깥쪽에 위치한 그리퍼(622a)를 가질 수 있다. 클램프(622)는 캐리지(610-1)와 함께 3축 방향을 따라 상하로 이동되거나, 캐리지(610-1)와 독립적으로 3축 방향을 따라 상하로 이동될 수 있다. 그리퍼(622a)는 적재부(610)에 적재된 팔레트 하단면의 움직임을 제한하도록 구성되며, 팔레트 하단면의 일측에 접촉되는 제1 접촉부(t)와 팔레트 하단면의 타측에 접촉되는 제2 접촉부(b)를 포함할 수 있다. 제1 접촉부(t)와 제2 접촉부(b) 사이의 거리는 팔레트 하단면의 두께에 따라 모터에 의해 조정될 수 있다.

센싱부(630)는 안착 감지 센서(631) 및 자성 감지 센서(632)를 포함하며, 포크 암(610-2) 전방 각각에 배치될 수 있다

안착 감지 센서(631)는 포크 암(610-2)과 팔레트의 안착 여부를 감지하는 온-오프 방식의 푸시-버튼 스위치로 구현될 수 있다.

자성 감지 센서(632)는 적재부(610)에 적재되는 팔레트가 금속형 팔레트인지 비금속형 팔레트인지 구분하기 위해, 포크 암(610-2)의 전방에 위치한 팔레트가 자성을 가지는지 여부를 감지할 수 있다.

제어부(640)는 캐리지(610-1)에 결합된 포크 암(610-2)의 전방으로 연장되는 포크(610-3) 위에 팔레트가 적재될 경우, 안착 감지 센서(631)의 온-오프에 따라 포크 암(610-2)과 팔레트의 안착 여부를 판단할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제어부(640)는 안착 감지 센서(631)가 온(on)될 경우 포크 암(610-2)에 팔레트가 안착된 것으로 판단하고, 안착 감지 센서(631)가 오프(off)될 경우 포크 암(610-2)에 팔레트가 안착되지 않은 것으로 판단하여 적재부(610)를 통해 팔레트의 위치를 조정할 수 있다.

제어부(640)는 포크 암(610-2)에 팔레트가 안착된 것으로 판단할 경우, 포크 암(610-2)의 전방에 위치한 자성 감지 센서(632)를 통해 팔레트가 자성을 가지는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 포크 암(610-2)의 전방에 장착되는 전자석(621)에 전류를 공급할지 여부를 제어할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제어부(640)는 자성 감지 센서(632)를 통해 팔레트가 자성을 가지는 것으로 판단할 경우(즉, 팔레트를 금속형 팔레트로 판단할 경우), 전자석(621)과 금속형 팔레트에 인력이 작용하도록 전자석(621)에 전류를 공급하여 전자석(621)을 자화시킬 수 있다. 이와 달리, 제어부(640)는 자성 감지 센서(632)를 통해 팔레트가 자성을 가지지 않은 것으로 판단할 경우(즉, 팔레트를 비금속형 팔레트로 판단할 경우), 전자석(621)에 공급되는 전류를 차단할 수 있다.

또한, 제어부(640)는 포크 암(610-2)에 팔레트가 안착된 것으로 판단할 경우, 팔레트의 움직임을 제한하도록 캐리지(610-1)에 결합된 클램프(622)에 구비되는 그리퍼(622a)의 그립을 제어할 수 있다. 제어부(640)는 그리퍼(622a)의 그립을 제어하기 위해 모터(미도시)의 토크를 기반으로 그리퍼(622a)에 구비된 제1 접촉부(t) 및 제2 접촉부(b) 간의 거리를 조정함으로써, 팔레트의 하단면을 물리적으로 고정할 수 있다.

한편, 팔레트 하단면의 두께는 팔레트의 종류에 따라 다양하므로, 제어부(640)는 팔레트 하단면의 두께에 따라 그리퍼(622a)에 구비된 제1 접촉부(t) 및 제2 접촉부(b) 간의 거리를 조정할 수 있다.

본 실시예에 따른 제어부(640)는 팔레트 하단면의 두께를 감지하는 별도의 센서 없이, 팔레트 하단면의 두께에 따라 그리퍼(622a)에 구비된 제1 접촉부(t) 및 제2 접촉부(b) 간의 거리를 조정하기 위해 모터의 토크를 감지할 수 있다.

제어부(640)는 모터의 토크가 목표 토크에 도달하는지 여부를 감지하여 그리퍼(622a)의 정상적인 그립 수행 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 모터의 토크는 그리퍼(622a)가 정상적으로 그립을 수행할 경우 팔레트 하단면의 두께에 대응하는 목표 토크와 동일한 값을 가지고, 그리퍼(622a)가 그립을 비정상적으로 수행할 경우 목표 토크보다 낮은 값을 가질 수 있다.

즉, 제어부(640)는 모터의 토크가 목표 토크에 도달할 경우, 그리퍼(622a)의 그립이 정상적으로 수행된 것으로 판단할 수 있다. 이와 달리, 제어부(640)는 모터의 토크가 목표 토크에 도달하지 않을 경우, 그리퍼(622a)의 그립이 비정상적으로 수행된 것으로 판단하고, 클램프(622)의 위치를 3축 방향을 따라 상하로 조정한 후 그리퍼(622a)의 그립을 다시 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안착 감지 센서가 포크 암과 팔레트의 안착 여부를 감지하는 과정의 일례를 나타내는 도면이다.

도 8은 적재부(610)에 적재된 팔레트가 틀어짐에 따라 두 개의 안착 감지 센서(631) 중 어느 하나가 포크 암(610-2)과 팔레트의 안착 여부를 감지하지 못한 경우에 해당한다. 도 8의 좌측은 2축 방향의 일방에 위치한 안착 감지 센서(631)가 팔레트의 안착 여부를 감지하지 못한 경우에 해당하고, 도 8의 우측은 2축 방향의 타방에 위치한 안착 감지 센서(631)가 팔레트의 안착 여부를 감지하지 못한 경우에 해당한다. 이 경우, 제어부(640)는 포크 암(610-2)에 팔레트가 안착되지 않은 것으로 판단하여 적재부(610)를 통해 팔레트의 위치를 재조정할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 푸시-버튼 스위치로 구현된 안착 감지 센서(631)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9의 좌측은 포크 암(610-2)과 팔레트(p)가 안착되지 않음에 따라 안착 감지 센서(631)가 오프(off)된 경우에 해당하고, 도 9의 우측은 포크 암(610-2)과 팔레트(p)가 안착됨에 따라 안착 감지 센서(631)가 온(on)된 경우에 해당한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량에 포함된 전자석 제어 시스템의 일례에 따른 회로도이다.

도 10을 참조하면, 스마트 물류 차량은 전자석(621), 제어부(640), 전원 공급 장치(650) 및 전자 스위치(sw)를 포함할 수 있다. 전원 공급 장치(650)는 배터리로 구현되고, 전자 스위치(sw)는 트랜지스터로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

전원 공급 장치(650)는 전자 스위치(sw)가 턴-온될 경우, 전자석(621)에 전류를 공급할 수 있다.

전자 스위치(sw)는 전원 공급 장치(650)의 일단과 전자석(621)의 일단 사이에 연결되어, 제어부(640)에 의해 턴-온 상태가 제어될 수 있다.

제어부(640)는 자성 감지 센서(632)를 통해 팔레트가 자성을 가지는지 판단하고, 판단 결과에 따라 전자 스위치(sw)의 턴-온 상태를 제어할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 제어부(640)는 팔레트가 자성을 가지는 것으로 판단할 경우, 전자 스위치(sw)를 턴-온 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 전원 공급 장치(650)는 전자석(621)에 전류를 공급할 수 있다.

이와 달리, 제어부(640)는 팔레트가 자성을 가지지 않은 것으로 판단할 경우, 전자 스위치(sw)를 턴-오프 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 전원 공급 장치(650)로부터 전자석(621)에 공급되는 전류는 차단될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프가 팔레트의 하단면을 그립하는 과정의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 클램프(622)에 구비된 그리퍼(622a)는 제1 접촉면(t)와 제2 접촉면(b)를 포함하며, 제어부(640)는 팔레트(660)의 하단면(660-1) 두께(th)에 따라 제1 접촉면(t)와 제2 접촉면(b) 간의 거리(d)를 조정할 수 있다. 이에 따라, 팔레트(660)의 하단면(660-1)은 그리퍼(622a)에 의해 물리적으로 고정될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 물류 차량의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

도 12를 참조하면, 적재부(610)는 제어부(640)에 의해 포크(610-3) 위에 팔레트를 적재할 수 있다(S1201).

포크(610-3) 위에 팔레트가 적재될 경우, 제어부(640)는 안착 감지 센서(631)를 통해 포크 암(610-2)에 팔레트가 안착되었는지 여부를 판단할 수 있다(S1202). 전술한 바와 같이, 안착 감지 센서(631)는 포크 암(610-2)의 전방에 배치되는 푸시-버튼 스위치로 구현될 수 있으며, 제어부(640)는 안착 감지 센서(631)의 온-오프에 따라 포크 암(610-2)에 팔레트가 안착되었는지 여부를 판단할 수 있다.

안착 감지 센서(631)가 오프(off)될 경우(S1202의 NO), 제어부(640)는 포크 암(610-2)에 팔레트가 안착되지 않은 것으로 판단하고, 적재부(610)를 통해 팔레트의 위치를 재조정할 수 있다(S1203). 이후, S1202 단계가 재수행될 수 있다.

안착 감지 센서(631)가 온(on)될 경우(S1202의 YES), 제어부(640)는 포크 암(610-2)에 팔레트가 안착된 것으로 판단할 수 있다.

포크 암(610-2)에 팔레트가 안착된 것으로 판단할 경우(S1202의 YES), 제어부(640)는 포크 암(610-2)의 전방에 배치된 자성 감지 센서(632)를 통해 팔레트가 자성을 가지는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 포크 암(610-2)의 전방에 장착되는 전자석(621)에 전류를 공급할지 여부를 제어할 수 있다(S1204). 전술한 바와 같이, 제어부(640)는 팔레트의 자성에 따라 전자석(621) 및 전원 공급 장치(650) 사이에 연결된 전자 스위치(sw)의 턴-온 상태를 제어함으로써, 전자석(621)에 전류를 공급하거나 차단할 수 있다.

팔레트가 자성을 가지는 것으로 판단할 경우(S1204의 YES), 제어부(640)는 전자석(621)과 금속형 팔레트에 인력이 작용하도록 전자석(621)에 전류를 공급하여 전자석(621)을 자화시킬 수 있다(S1205).

팔레트가 자성을 가지지 않은 것으로 판단할 경우(S1204의 NO), 제어부(640)는 전자석(621)에 공급되는 전류를 차단할 수 있다.

포크 암(610-2)에 팔레트가 안착된 것으로 판단할 경우(S1202의 YES), 제어부(640)는 팔레트의 움직임을 제한하도록 포크 암(610-2)과 인접하게 배치된 클램프(622)에 구비되는 그리퍼(622a)의 그립을 제어할 수 있다(S1206). 전술한 바와 같이, 제어부(640)는 그리퍼(622a)의 그립을 제어하기 위해 모터의 토크를 기반으로 그리퍼(622a)에 구비된 제1 접촉부(t) 및 제2 접촉부(b) 간의 거리를 조정함으로써, 팔레트의 하단면을 물리적으로 고정할 수 있다.

그 후, 제어부(640)는 모터의 토크가 목표 토크에 도달하는지 여부를 감지하여 그리퍼(622a)의 정상적인 그립 수행 여부를 판단할 수 있다(S1207).

모터의 토크가 목표 토크에 도달할 경우(S1207의 YES), 제어부(640)는 그리퍼(622a)의 그립이 정상적으로 수행된 것으로 판단할 수 있다.

모터의 토크가 목표 토크에 도달하지 않을 경우(S1207의 NO), 제어부(640)는 그리퍼(622a)의 그립이 비정상적으로 수행된 것으로 판단하고, 클램프(622)의 위치를 상하로 조정한 후 S1206을 재수행할 수 있다.

한편, 전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 스마트 팩토리 110: 스마트 물류 차량
120: 생산 장치 130: 감시 장치
140: 관제 장치

Claims

포크 암;
상기 포크 암에 결합되어 상기 포크 암의 전방으로 연장되는 포크;
상기 포크 암의 전방에 장착되는 전자석; 및
상기 포크 암에 대상물이 안착된 경우, 상기 대상물이 자성을 가지는지 여부를 판단하여 상기 전자석에 전류를 공급할지 여부를 제어하는 제어부를 포함하는, 스마트 물류 차량.
제1 항에 있어서,
상기 포크 암의 전방에 배치된 푸시-버튼 스위치를 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 푸시-버튼 스위치의 온-오프에 따라 상기 포크 암에 상기 대상물이 안착되었는지 여부를 판단하는, 스마트 물류 차량.
제1 항에 있어서,
상기 포크 암의 전방에 배치된 자성 감지 센서를 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 자성 감지 센서를 통해 상기 대상물이 자성을 가지는지 여부를 판단하는, 스마트 물류 차량.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 대상물이 자성을 가지는 것으로 판단할 경우, 상기 전자석과 상기 대상물에 인력이 작용하도록 상기 전자석에 전류를 공급하여 상기 전자석을 자화시키는, 스마트 물류 차량.
제4 항에 있어서,
전원 공급 장치; 및
상기 전자석 및 상기 전원 공급 장치 사이에 연결된 전자 스위치를 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 대상물이 자성을 가지는 것으로 판단할 경우, 상기 전자 스위치를 턴-온 상태로 제어하는, 스마트 물류 차량.
제5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 대상물이 자성을 가지지 않은 것으로 판단할 경우, 상기 전자 스위치를 턴-오프 상태로 제어하는, 스마트 물류 차량.
제1 항에 있어서,
상기 포크 암에 인접하게 배치되고, 상기 포크 위에 적재된 상기 대상물의 움직임을 제한하기 위한 그리퍼를 가지는 클램프를 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 포크 암에 상기 대상물이 안착된 경우, 상기 그리퍼의 그립을 제어하는, 스마트 물류 차량.
제7 항에 있어서,
상기 그리퍼는,
상기 대상물의 하단면 일측에 접촉되는 제1 접촉부; 및
상기 대상물의 하단면 타측에 접촉되는 제2 접촉부를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 대상물이 상기 포크 암에 안착된 경우, 모터의 토크를 기반으로 상기 제1 및 제2 접촉부 간의 거리를 조정하여 상기 그리퍼의 그립을 제어하는, 스마트 물류 차량.
제8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 토크가 목표 토크에 도달하는지 여부를 감지하여 상기 그리퍼의 정상적인 그립 수행 여부를 판단하되,
상기 모터의 토크가 상기 목표 토크에 도달하지 않을 경우, 상기 클램프의 위치를 조정하는, 스마트 물류 차량.
포크 암의 전방으로 연장되는 포크 위에 대상물이 적재되는 단계;
상기 포크 위에 상기 대상물이 적재될 경우, 상기 포크 암에 상기 대상물이 안착되었는지 여부를 감지하는 단계; 및
상기 포크 암에 상기 대상물이 안착된 경우, 상기 대상물이 자성을 가지는지 여부를 판단하여 상기 포크 암의 전방에 장착되는 전자석에 전류를 공급할지 여부를 제어하는 단계를 포함하는, 스마트 물류 차량의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 감지하는 단계는,
상기 포크 암의 전방에 배치되는 푸시-버튼 스위치의 온-오프에 따라 상기 포크 암에 상기 대상물이 안착되었는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 스마트 물류 차량의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 전류를 공급할지 여부를 제어하는 단계는,
상기 포크 암의 전방에 배치되는 자성 감지 센서를 통해 상기 대상물이 자성을 가지는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 스마트 물류 차량의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 전류를 공급할지 여부를 제어하는 단계는,
상기 대상물이 자성을 가지는 것으로 판단할 경우, 상기 전자석과 상기 대상물에 인력이 작용하도록 상기 전자석에 전류를 공급하여 상기 전자석을 자화시키는 단계; 및
상기 대상물이 자성을 가지지 않은 것으로 판단할 경우, 상기 전자석에 공급되는 전류를 차단하는 단계를 포함하는, 스마트 물류 차량의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 전류를 공급할지 여부를 제어하는 단계는,
상기 대상물의 자성에 따라 상기 전자석 및 전원 공급 장치 사이에 연결된 전자 스위치의 턴-온 상태를 제어하는 단계를 더 포함하는, 스마트 물류 차량의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 포크 암에 상기 대상물이 안착된 경우, 상기 포크 암에 인접하게 배치된 클램프에 구비되는 그리퍼의 그립을 제어하는 단계를 더 포함하는, 스마트 물류 차량의 제어 방법.
제15 항에 있어서,
상기 그립을 제어하는 단계는,
모터의 토크를 기반으로 상기 그리퍼에 구비된 제1 및 제2 접촉부 간의 거리를 조정하는 단계를 포함하는, 스마트 물류 차량의 제어 방법.
제16 항에 있어서,
상기 모터의 토크가 목표 토크에 도달하는지 여부를 감지하여 상기 그리퍼의 정상적인 그립 수행 여부를 판단하는 단계; 및
상기 모터의 토크가 상기 목표 토크에 도달하지 않을 경우, 상기 클램프의 위치를 조정하는 단계를 더 포함하는, 스마트 물류 차량의 제어 방법.