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KR102291667B1 - 로봇 주행용 모듈 랜드마크，랜드마크 및 그 로봇 - Google Patents

로봇 주행용 모듈 랜드마크，랜드마크 및 그 로봇 Download PDF

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KR102291667B1
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지엔치앙 쭈
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Abstract

로봇이 주행하는 전체 영역을 복수의 모듈 영역으로 나누며, 각 모듈 영역내에 극성이 N 극 또는 S 극을 갖는 제 1 자성 블록과, 제 1 자성 블록과 다른 극성을 갖는 제 2 자성 블록이 설치되어 있는 로봇 주행용 모듈 랜드마크를 개시하고, 로봇 주행용 랜드마크 및 로봇을 개시한다.

Description

로봇 주행용 모듈 랜드마크，랜드마크 및 그 로봇
본 발명은 로봇 주행용 모듈 랜드마크，랜드마크 및 그 로봇에 관한 것이다. 본 출원은 2017 년 06 월 09 일 중국 전리국에 제출한 출원 번호가 CN201710437399.3이고, 명칭이 "로봇 주행용 모듈 랜드마크，랜드마크 및 그 로봇"인 중국 전리 출원에 기초한 우선권을 주장하며, 그 내용 전부가 본 명세서에 원용된다.
로봇은 화물을 운송하고 하역할 때, 예를 들어 GPS나 랜드마크등의 여러 가지 수단으로 안내 할 수 있다. 로봇이 화물 분류에 이용되는 경우, 하나의 분류 시스템에 수백 대의 로봇이 동시에 작동하게 된다. 기존의 통상적인 방법으로는 랜드마크 정보를 감지하는 방법이 있다. 랜드마크 정보중 방향 신호 및 위치 신호를 모두 포함한 QR코드가 가장 일반적이다. 로봇이 하나의 모듈 영역에서 다른 하나의 모듈 영역으로 이동할 때, 끊임없이 QR코드 정보를 읽어 명령에 따라 전진, 후진 또는 회전등의 동작을 수행 한다. QR코드는 오류 허용률이 비교적 높아 일부 정보를 손실하여도 디코딩을 할 수 있다. QR코드의 네 모서리의 정보는 방향 정보를 나타내며, 당해 방향 정보는 로봇이 방향을 판단하는 데 사용될 수 있다. QR코드의 네 모서리 정보 중의 하나를 읽는데 실패하면 방향을 확인할 수 없다. 또한, QR코드는 마모 또는 이물질에 의해 가려지는 등 원인으로 읽지 못하는 경우도 있다.
상기 부족점을 고려하여, 본 발명은 로봇 주행용 모듈 랜드마크를 제공하며, 자성재료를 설치함으로써 로봇의 위치를 결정한다.
본 발명의 기술 방안은 다음과 같다.
로봇 주행용 모듈 랜드마크로서, 로봇이 주행하는 전체 영역을 복수의 모듈 영역으로 나누며, 각 모듈 영역내에 극성이 N극 또는 S극을 갖는 제 1 자성 블록과, 제 1 자성 블록과 다른 극성을 갖는 제 2 자성 블록이 설치된다.
설명해야 할 점은, 극성이 다른 2 개의 자성 블록에 의해 로봇의 위치를 결정할 수 있다. 이 2 개의 자성 블록의 위치는 임의로 설정될 수 있으며, 자성 블록의 형상 또한 다양 할 수 있다. 상응되게, 로봇의 자성 감지 센서가 이에 매칭된다.
자성 블록의 이용률을 개선하고 방위 커버 면적을 늘이고 로봇의 식별을 용이하게 하기 위해서는, 바람직하게는, 상기 제 1 자성 블록은 제 1 자성 스트립이고, 상기 제 2 자성 블록은 제 2 자성 스트립이다.
설명해야 할 점은, 자성 블록의 형상은 임의로 설정할 수 있고 자성 스트립의 형상은 장방형이다. 자성 블록을 자성 스트립으로 설정하는 경우, 2 개의 자성 스트립의 위치 또한 임의로 설정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 자성 스트립은 Y 축 방향으로 배치되고, 상기 제 2 자성 스트립은 X 축 방향으로 배치된다.
설명해야 할 점은, 제 1자성 스트립 및 제 2자성 스트립은 평면 좌표의 원리에 따라 설정되며, 평면 좌표를 설정함으로써 당해 좌표내에 진입하는 로봇의 위치와 주행 방향을 확정할 수 있으며, 로봇은 명령에 따라 전진, 후진 또는 회전을 결정할 수 있다. 제 1 자성 스트립과 제 2 자성 스트립은 교차할 수도 있고 교차하지 않을 수도 있다. 교차 할 경우, 교차점의 위치는 좌표의 원점에 해당되며, N 극 또는 S 극의 겹침으로 인하여 로봇의 자성 감지 센서가 그 교점의 극성을 감지 할 수 없으며 자성 스트립 및 자성 감지 센서의 낭비를 초래하게 된다. 따라서, 교차하지 않는 구조를 선택할 수 있으나, 추산을 통해 교차점의 위치를 얻을 수 있다.
바람직하게, X 축 방향으로 배치되는 제 3 자성 스트립을 더 포함할 수 있다. 제 3 자성 스트립의 극성은 상기 제 2 자성 스트립과 동일하다.
설명해야 할 점은, 제 1 자성 스트립의 길이는 제 2 자성 스트립과 제 3 자성 스트립의 길이의 합과 동일 할 수 있고, 이런 구조는 대칭성이 우수하다. 제 1 자성 스트립, 제 2 자성 스트립과 제 3 자성 스트립의 길이는 동일할 수도 있다. 이 경우, X 축 방향의 자성 스트립은 Y 축 방향의 자성 스트립보다 크며, 로봇의 X 축 방향에서의 조정 정확도는 Y 축 방향에서의 조정 정확도 보다 높다. 로봇이 Y 축 방향을 주요 주행 방향으로 하는 경우, 이 방안은 바람직한 방안이다.
추가적으로, Y 축 방향으로 배치되는 제 4 자성 스트립을 더 포함한다. 제 4 자성 스트립의 극성은 제 2 자성 스트립 및 제 3 자성 스트립과 동일하다.
상기 극성이 다른 자성 스트립은 서로 교차하지 않으며, 상기 극성이 동일한 자성 스트립은 서로 교차하거나 교차하지 않을 수 있다.
상기 제 1 자성 스트립, 제 2 자성 스트립, 제 3 자성 스트립 및 제 4 자성 스트립은 십(十)자형으로 배열된다.
상기 십자형 중심으로부터 상기 제 1 자성 스트립, 제 2 자성 스트립, 제 3 자성 스트립 및 제 4 자성 스트립의 가장 먼 단부까지의 길이는 동일하다.
상기 자성 스트립은 모듈영역에 직접 부착될 수 있다.
자성 스트립이 비교적 얇은 경우, 로봇의 주행에 거의 영향을 주지 않으며, 또는 로봇의 휠이 자성 스트립을 피하도록 선택할 수 있다.
상기 각 모듈 영역에 자성 재료판을 설치하여, 자성 재료판을 직접 자화시켜 상기 N 극 또는 S 극의 자성 스트립을 형성할 수 있다.
설치 및 자화를 용이하게 하기 위해, 자성 재료판이 선택되며, 자성 재료 판의 크기는 전체 모듈 영역에 채워지거나 모듈 영역의 중심 영역만 차지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 모듈 영역은 매트릭스로 배열되고, 모듈 영역은 구형이다.
본 발명은 또한 상기 로봇의 주행용 모듈 랜드마크 및 주소 랜드마크를 포함하는 로봇의 주행용 랜드마크를 개시하며, 상기 각 모듈 영역에는 상이한 주소 랜드마크가 배치되어있다.
모듈 랜드마크는 해당 모듈 영역내의 위치와 방향만 제공 할 수 있으며, 주소 랜드마크는 전체 영역에서의 모듈 영역의 정확한 위치를 제공 할 수 있다.
상기 주소 랜드마크는 바코드, QR코드, 그래픽 마크, 컬러 마크, 사이즈 형상 마크 또는 RFID태그이다.
본 발명은 또한 홀센서를 설정함으로써 랜드마크 정보를 인식하는 로봇을 개시하고,
로봇은 상기 로봇 주행용 랜드마크 위를 주행하고, 로봇의 바닥에는 복수의 자성 감지 센서 및 주소 랜드마크 인식 장치가 설치되어 있으며, 복수의 자성 감지 센서는 상기 서로 다른 극성의 자성 스트립의 극성을 감지할 수 있으며, 주소 랜드마크 인식 장치는 상기 주소 랜드마크를 수집할 수 있으며, 복수의 자성 감지 센서 및 주소 랜드마크 인식 장치는 로봇 컨트롤러에 연결되어 있으며, 로봇은 명령 및 수집된 랜드마크 정보에 따라 목표 모듈 영역으로 전진, 후진 및 / 또는 회전 할 수 있다.
바람직하게, 상기 자성 감지 센서는 홀센서이다.
복수의 홀센서는 2 개의 극성이 다른 자성 스트립의 극성을 감지하면 로봇의 모듈 영역내의 위치 및 방향을 확정할 수 있다. 복수의 홀센서는 직선형, 각형, 곡선, 원형 등 여러가지 형식으로 배열 될 수 있다.
상기 주소 랜드마크 인식 장치는 카메라 또는 RFID 리더기이다. 카메라는 바코드, QR코드, 그래픽 마크, 컬러 마크 및 / 또는 사이즈 형상 마크의 신호를 수집하도록 구성되고, RFID 리더기는 RFID태그 신호를 수집하도록 구성된다.
바람직하게, 복수의 상기 홀센서는 구형으로 둘러 싸이고, 상기 주소 랜드마크 인식 장치는 구형의 중심에 위치한다. 홀센서가 구형으로 둘러 싸여 있는 경우, 비교적 넓은 면적을 커버할 수 있으며 자성 스트립 극성을 쉽게 감지할 수 있다. 로봇의 주행에 따라 복수의 홀센서의 출력 신호가 변화하기 때문에 이를 통해 로봇의 정확한 위치를 획득할 수 있다.
자성 신호 수집 감도를 향상시키기 위해, 저잔류 자기 및 고자기 전도성 재료판을 더 포함하며, 상기 홀센서는 모듈 영역에 근접하여 설치되며, 저잔류 자기 및 고자기 전도성 재료판은 홀센서의 상측에서 홀센서에 근접하여 고정된다.
상기 로봇은 분류 로봇 및 / 또는 운송 하역 로봇을 포함하고, 로봇은 서버와 무선으로 연결되며, 로봇은 명령 신호를 수신 한 후 기설정된 경로를 따라 목표 모듈 영역으로 전진, 후진 및 / 또는 회전하여 소정 위치에 하역하고 다시 적재를 진행한다.
본 발명은 자성 스트립과 홀센서의 조합 기술 방안을 사용함으로써 커버 면적이 단순한 QR코드를 이용하는 기술 방안보다 크고, 먼지 또는 이물질의 차폐에 영향을 받지 않는다.
본 발명은 간단한 구조, 저 코스트, 신뢰성이 있는 정확한 위치 결정 및 편리한 유지 보수의 유리한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 모듈 랜드마크에 제 1 자성 스트립와 제 2 자성 스트립을 설치한 구조 개략도이다.
도 2는 도1의 기초상에서 제 3 자성 스트립을 추가한 구조 개략도이다.
도 3은 도2의 기초상에서 제 4 자성 스트립을 추가한 구조 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모듈 랜드마크에서 상이한 극성을 갖는 자성 스트립은 교차하지 않고 동일한 극성을 갖는 자성 스트립은 교차하는 구조 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 로봇이 랜드마크 위를 주행하는 구조 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자성 스트립, 홀센서 및 저잔류 자기 및 고자기 전도성 재료판에 관련된 구조 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명하도록 한다.
[실시예 1]
도시된 바와 같이, 로봇 주행용 모듈 랜드마크로서 로봇이 주행하는 전체 영역을 복수의 모듈 영역으로 나누며, 각 모듈 영역내에 극성이 N극 또는 S 극을 갖는 제 1 자성 블록과 제 1 자성 블록과 다른 극성을 갖는 제 2 자성 블록이 설치된다.
제 1 자성 블록은 제 1 자성 스트립(1)이고, 제 2 자성 블록은 제 2 자성 스트립(2)이다.
제 1 자성 스트립(1)은 Y 축 방향으로 배치되고, 제 2 자성 스트립(2)은 X 축 방향으로 배치된다(도1을 참조).
[실시예 2]
실시예 1의 기초하에,
X 축 방향으로 배치되는 제 3 자성 스트립(3)을 더 포함하며, 제 3 자성 스트립(3)의 극성은 제 2 자성 스트립(2)과 동일하다(도2를 참조).
[실시예 3]
실시예 2의 기초하에,
Y 축 방향으로 배치되는 제 4 자성 스트립(4)을 더 포함하며, 제 4 자성 스트립(4)의 극성은 제 2 자성 스트립(2) 및 제 3 자성 스트립(3)과 동일하다(도3을 참조).
극성이 다른 자성 스트립은 서로 교차하지 않으며, 동일한 극성의 자성 스트립은 서로 교차(도4 참조)하거나 교차하지 않을 수 있다.
제 1 자성 스트립(1), 제 2 자성 스트립(2), 제 3 자성 스트립(3) 및 제 4 자성 스트립(4)은 십(十)자형으로 배열된다.
십자형 중심으로부터 상기 제 1 자성 스트립(1), 제 2 자성 스트립(2), 제 3 자성 스트립(3) 및 제 4 자성 스트립(4)의 가장 먼 단부까지의 길이는 동일하다.
자성 스트립은 모듈 영역에 직접 부착되거나, 또는 각 모듈 영역에 자성 재료판을 설치하여 자성 재료판을 직접 자화시켜N 극 또는 S 극의 자성 스트립을 형성할 수 있다.
복수의 모듈 영역은 매트릭스로 배열되고, 모듈 영역은 구형이다.
로봇 주행용 모듈 랜드마크 및 주소 랜드마크(5)를 포함하는 로봇 주행용 랜드마크로서, 각 모듈 영역에는 하나의 상이한 주소 랜드마크(5)가 배치 되어있다(도5를 참조).
주소 랜드마크(5)는 바코드, QR 코드, 그래픽 마크, 컬러 마크, 사이즈 형상 마크 또는 RFID태그이다.
로봇 주행용 랜드마크 위를 주행하는 로봇으로서, 로봇의 바닥에는 복수의 자성 감지 센서 및 주소 랜드마크 인식 장치가 설치되어 있고, 복수의 자성 감지 센서는 서로 다른 극성의 자성 스트립의 극성을 감지할 수 있으며, 주소 랜드마크 인식 장치는 주소 랜드마크를 수집할 수 있으며, 복수의 자성 감지 센서 및 주소 랜드마크 인식 장치는 로봇 컨트롤러에 연결되어 있으며, 로봇은 명령 및 수집된 랜드마크 정보에 따라 목표 모듈 영역으로 전진, 후진 및 / 또는 회전 한다.
자성 감지 센서는 홀센서 (6)이며, 일반적으로 지상에서 0.5 ~ 2cm 떨어지도록 설치되며, 접촉하지 않아도 자성 스트립의 극성을 감지할 수 있다. 홀센서는 N 극 또는 S 극의 극성을 감지했을 경우, 부동한 전압을 출력한다.
주소 랜드마크 인식 장치는 카메라 또는 RFID 리더기이다.
복수의 홀센서는 구형으로 둘러싸이고, 주소 랜드마크 인식 장치는 구형의 중심에 위치한다(도5를 참조).
도5에 도시된 바와 같이, 제 3 자성 스트립(3) 및 제 4 자성 스트립(4)이 설치되어 있지 않은 경우에도 로봇의 위치를 결정할 수 있다.
저잔류 자기 및 고자기 전도성 재료판(7)을 더 포함하며, 홀센서(6)는 모듈 영역에 근접하여 설치되며, 저잔류 자기 및 고자기 전도성 재료판(7)은 홀센서(6)의 상측에서 홀센서(6)에 근접하여 고정된다.
로봇은 분류 로봇 및 / 또는 운송 하역 로봇을 포함하고, 로봇은 서버와 무선으로 연결되며, 로봇은 명령 신호를 수신 한 후 기설정된 경로를 따라 목표 모듈 영역으로 전진, 후진 및 / 또는 회전하여 화물 하역을 실시한다.

Claims (19)

  1. 로봇이 주행하는 전체 영역을 복수의 모듈 영역으로 나누며, 각 모듈 영역내에，
    Y 축 방향으로 설치되고, 로봇의 자성 감지 센서로 검출할 수 있는 N 극 또는 S 극의 극성을 갖는 제 1 자성 스트립(1),
    X 축 방향으로 설치되고, 상기 제 1 자성 스트립(1)과 상이한 극성을 갖는제 2 자성 스트립(2),
    X 축 방향으로 설치되고, 상기 제 2 자성 스트립(2)과 동일한 극성을 갖는 제 3 자성 스트립(3) 및
    Y 축 방향으로 설치되고, 상기 제 2 자성 스트립(2) 및 제 3 자성 스트립(3)과 동일한 극성을 갖는 제 4 자성 스트립(4)이 설치되어 있되,
    극성이 동일한 자성 스트립들은 서로 교차하는 것을 특징으로 하는,
    로봇 주행용 모듈 랜드마크.
  2. 제1항에 있어서,
    극성이 다른 자성 스트립은 서로 교차하지 않는 것을 특징으로 하는,
    로봇 주행용 모듈 랜드마크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 자성 스트립(1), 제 2 자성 스트립(2), 제 3 자성 스트립(3) 및 제 4 자성 스트립(4)은 십자형으로 배열되는 것을 특징으로 하는,
    로봇 주행용 모듈 랜드마크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 십자형 중심에서 상기 제 1 자성 스트립(1), 제 2 자성 스트립(2), 제 3 자성 스트립(3) 및 제 4 자성 스트립(4)의 가장 먼 단부까지의 길이가 동일한 것을 특징으로 하는,
    로봇 주행용 모듈 랜드마크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자성 스트립은 모듈 영역에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는,
    로봇 주행용 모듈 랜드마크.
  6. 제1항에 있어서,
    각 모듈 영역에 자성 재료판을 설치하여, 자성 재료판을 직접 자화시켜 상기 N 극 또는 S 극의 자성 스트립을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    로봇 주행용 모듈 랜드마크.
  7. 제1항에 있어서,
    복수의 모듈 영역은 매트릭스로 배열되고, 모듈 영역은 구형인 것을 특징으로 하는,
    로봇 주행용 모듈 랜드마크.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 로봇 주행용 모듈 랜드마크 및 주소 랜드마크(5)를 포함하되, 상기 각 모듈 영역에는 모두 하나의 상이한 주소 랜드마크(5)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는,
    로봇 주행용 랜드마크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주소 랜드마크(5)는 바코드, QR코드, 그래픽 마크, 컬러 마크, 사이즈 형상 마크 또는 RFID 태그인 것을 특징으로 하는,
    로봇 주행용 랜드마크.
  10. 제8항에 따른 로봇 주행용 랜드마크 위를 주행하는 로봇으로서,
    로봇의 바닥에는 복수의 자성 감지 센서 및 주소 랜드마크 인식 장치가 설치되어 있고, 복수의 자성 감지 센서는 서로 다른 극성의 자성 스트립의 극성을 감지할 수 있으며, 주소 랜드마크 인식 장치는 상기 주소 랜드마크를 수집할 수 있으며, 복수의 자성 감지 센서 및 주소 랜드마크 인식 장치는 로봇 컨트롤러에 연결되어 있으며, 로봇은 명령 및 수집된 랜드마크 정보에 따라 목표 모듈 영역으로 전진, 후진 및/또는 회전하는 것을 특징으로 하는,
    로봇.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 자성 감지 센서는 홀센서(6)인 것을 특징으로 하는,
    로봇.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 주소 랜드마크 인식 장치는 카메라 또는 RFID 리더기인 것을 특징으로 하는,
    로봇.
  13. 제11항에 있어서,
    복수의 상기 홀센서는 구형으로 둘러싸이고, 상기 주소 랜드마크 인식 장치는 구형의 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는,
    로봇.
  14. 제13항에 있어서,
    저잔류 자기 및 고자기 전도성 재료판(7)을 더 포함하며, 상기 홀센서(6)는 모듈 영역에 근접하여 설치되며, 저잔류 자기 및 고자기 전도성 재료판(7)은 홀센서(6)의 상측에서 홀센서(6)에 근접하여 고정되는 것을 특징으로 하는,
    로봇.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 로봇은 분류 로봇 및/또는 운송 하역 로봇을 포함하고, 로봇은 서버와 무선으로 연결되며, 상기 로봇은 명령 신호를 수신 한 후 기설정된 경로를 따라 목표 모듈 영역으로 전진, 후진 및/또는 회전하여 화물 하역을 실시하는 것을 특징으로 하는,
    로봇.
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