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JP-2026514588-A - ロボット走行制御システムおよびロボット制御方法

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Abstract

本発明はロボット走行制御システムおよびロボット制御方法を開示する。本発明に係るロボット走行制御システムは、マップ上の所定空間を走行する複数のロボット、および複数のロボットと通信を行い、マップの所定空間において交通制御が必要な指定区域に対する混雑度を判断するサーバを含む。また、サーバは、判断された混雑度に基づいて少なくとも１つの指定区域を迂回ノードとして登録し、登録された迂回ノードを移動経路に含め、迂回ノードから所定範囲内に進入するロボットを検出し、迂回ノード周辺に存在する他のロボットの各移動経路を考慮して、前記検出されたロボットの迂回経路を生成して提供する。これにより、空間の混雑度を予め把握し、特定区間にロボットが集中しないように迂回経路を提供することで、混雑地域の発生を最小化することができ、それによりロボットが時間遅延なく作業を完了することができる。

Inventors

  • キム スヒョン

Assignees

  • ベア ロボティクス コリア，インコーポレイテッド

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20230428

Claims (18)

  1. マップ上の所定空間を走行する複数のロボット；および 前記複数のロボットと通信を行い、前記マップの所定空間において交通制御が必要な指定区域に対する混雑度を判断するサーバを含み、 前記サーバは、 判断された混雑度に基づいて少なくとも１つの指定区域を迂回ノードとして登録し、前記登録された迂回ノードを移動経路に含め、前記迂回ノードから所定範囲内に進入するロボットを検出し、前記迂回ノード周辺に存在する他のロボットの各移動経路を考慮して、前記検出されたロボットの迂回経路を生成する、 ロボット走行制御システム。
  2. 前記サーバは、 指定区域の周辺に存在する他のロボットの移動方向を考慮して、各指定区域に対する混雑度を判断する、 請求項１に記載のロボット走行制御システム。
  3. 前記サーバは、 前記判断された混雑度が設定された基準を逸脱しているか否かに基づいて迂回ノードの登録要否を決定し、 前記各指定区域に対する混雑度が設定された基準を逸脱する指定区域に対応する迂回ノードはリストに登録し、前記設定された基準を満たすものとして混雑度が減少した指定区域に対応する迂回ノードは前記リストから削除する、 請求項２に記載のロボット走行制御システム。
  4. 前記サーバは、 一定時間間隔で前記マップ全体の指定区域に対する混雑度を判断し、前記判断に基づいて前記リストを更新し、 前記一定時間間隔は、前記マップの特性および前記所定空間で運用中の全てのロボットの数に基づいて可変する、 請求項３に記載のロボット走行制御システム。
  5. 前記サーバは、 前記他のロボットの各移動経路を考慮して、前記迂回ノードに対するリンクにバイアス（ｂｉａｓ）をカウントし、前記検出されたロボットの迂回経路を生成する、 請求項１に記載のロボット走行制御システム。
  6. 前記サーバは、 前記他のロボットの移動方向が迂回ノードに接近する場合には、その移動経路のリンクを回避するように、当該リンクにバイアス（ｂｉａｓ）をさらに付与し、 前記他のロボットの移動方向が迂回ノードから離脱する場合には、その移動経路のリンクには他のリンクと同一のバイアス（ｂｉａｓ）を付与して、前記迂回経路のリンクを選択する、 請求項５に記載のロボット走行制御システム。
  7. 前記サーバは、 前記検出されたロボットの現在位置および目的地を考慮し、前記所定空間で移動中のロボットが向かう各指定区域にバイアス（ｂｉａｓ）を付与し、移動中のロボットとの経路が重ならないように前記迂回経路を生成する、 請求項５に記載のロボット走行制御システム。
  8. 前記検出されたロボットが前記所定範囲内に進入した後、前記サーバから迂回経路を受信すると、受信した迂回経路に基づいて変更された走行経路に関する情報を前記サーバに伝送し、変更された走行経路に従って走行を実行する、 請求項１に記載のロボット走行制御システム。
  9. 前記サーバは、 前記生成された迂回経路が従来の走行経路と同一である場合、または前記検出されたロボットの現在の走行経路が一方向の走行である場合には、前方の迂回ノードの混雑状況が解消された後に走行を開始するよう、前記検出されたロボットに停止命令を伝送する、 請求項１に記載のロボット走行制御システム。
  10. マップ上の所定空間を走行する複数のロボットおよび前記複数のロボットと通信を行うサーバを含むロボット制御方法であって、 前記マップの所定空間において交通制御が必要な指定区域に対する混雑度を判断する段階； 前記判断された混雑度に基づいて少なくとも１つの指定区域を迂回ノードとして登録する段階； 前記登録された迂回ノードを移動経路に含め、前記迂回ノードの所定範囲内に進入するロボットを検出する段階；および 前記迂回ノード周辺に存在する他のロボットの各移動経路を考慮して、前記検出されたロボットの迂回経路を生成する段階を含む、 ロボット制御方法。
  11. 前記混雑度を判断する段階は、 指定区域の周辺に存在する他のロボットの移動方向を考慮して、各指定区域に対する混雑度を判断する段階である、 請求項１０に記載のロボット制御方法。
  12. 前記迂回ノードとして登録する段階は、 前記判断された混雑度が設定された基準を逸脱しているか否かに基づいて迂回ノードの登録要否を決定する段階； 前記各指定区域に対する混雑度が前記設定された基準を逸脱する指定区域に対応する迂回ノードはリストに登録する段階；および、 前記設定された基準を満たすものとして混雑度が減少した指定区域に対応する迂回ノードは前記リストから削除する段階を含む、 請求項１１に記載のロボット制御方法。
  13. 前記混雑度を判断する段階は、 一定時間間隔で前記マップ全体の指定区域に対する混雑度を判断し、前記判断に基づいて前記リストを更新する段階を含み、 前記一定時間間隔は、前記マップの特性および前記所定空間で運用中の全てのロボットの数に基づいて可変する、 請求項１２に記載のロボット制御方法。
  14. 迂回経路を生成する段階は、 前記他のロボットの各移動経路を考慮して、前記迂回ノードに対するリンクにバイアス（ｂｉａｓ）をカウントし、前記検出されたロボットの迂回経路を生成する段階である、 請求項１０に記載のロボット制御方法。
  15. 前記迂回経路を生成する段階は、 前記他のロボットの移動方向が迂回ノードに接近する場合には、その移動経路のリンクを回避するように、当該リンクにバイアス（ｂｉａｓ）をさらに付与し、 前記他のロボットの移動方向が迂回ノードから離脱する場合には、その移動経路のリンクには他のリンクと同一のバイアス（ｂｉａｓ）を付与して、前記迂回経路のリンクを選択する段階を含む、 請求項１４に記載のロボット制御方法。
  16. 前記迂回経路を生成する段階は、 前記検出されたロボットの現在位置および目的地を考慮し、前記所定空間で移動中のロボットが向かう各指定区域にバイアス（ｂｉａｓ）を付与し、移動中のロボットとの経路が重ならないように前記迂回経路を生成する段階を含む、 請求項１４に記載のロボット制御方法。
  17. 前記迂回経路を生成した後、 前記検出されたロボットが前記所定範囲内に進入した後、前記サーバから迂回経路を受信すると、受信した迂回経路に基づいて変更された走行経路に関する情報を前記サーバに伝送し、変更された走行経路に従って走行を実行する段階をさらに含む、 請求項１０に記載のロボット制御方法。
  18. 前記迂回経路を生成した後、 前記生成された迂回経路が従来の走行経路と同一である場合、または前記検出されたロボットの現在の走行経路が一方向の走行である場合には、前方の迂回ノードの混雑状況が解消された後に走行を開始するよう、前記サーバが前記検出されたロボットに停止命令を伝送する段階をさらに含む、 請求項１０に記載のロボット制御方法。

Description

本発明は、ロボット走行制御システムおよびロボット制御方法に関し、より具体的には、複数のロボットが所定空間を走行する間にサーバと通信を行い、予め混雑を回避できるようにしたロボット走行制御システムおよびロボット制御方法に関する。 ロボットとは、与えられた作業を自分で処理するために自立走行が可能な機械を意味し、様々な分野で活用されている。このようなロボットは、走行中に障害物などを回避するための複数のセンサを備え、自ら障害物を回避して走行することができる。 一方、サービスを提供する空間内に複数のロボットが走行する場合、複数のロボットが特定の地域に集中するなどの混雑（ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ）状況が発生するおそれがある。ここで、混雑状況を最小化し、複数のロボットの走行経路を適切にバランスさせて走行させることが重要である。しかしながら、複数のロボットが移動可能な全ての空間について混雑度を把握しようとすると、負荷が大きく、非効率的である。 これに関連して、韓国登録特許第１０－１２１５３９５号（以下、「先行文献１」という）は、複数のロボットが最短移動時間および距離を有するように、ロボット間のデッドロック状態や衝突を回避するための技術を開示している。しかしながら、先行文献１は、少ない計算量で最適経路を設定する点では有利であるものの、多数のロボットの集中を解消する用途には限界がある。 また、韓国登録特許第１０－１６２０２９０号（以下、「先行文献２」という）は、複数の移動ロボット間の衝突を回避するための経路を生成する技術を開示している。しかしながら、先行文献２は、衝突が予想される場合に、当該ロボット間の衝突防止のための走行優先順位や新たな経路への案内を提示するものであり、衝突が予想されない混雑状況を事前に最小化することとは無関係である。 したがって、複数のロボット間で実際の衝突が発生しない場合であっても、ロボットが特定区間に集中しないように予めバランスを取る方案が必要である。 本発明に関連するロボットの走行制御システムを示す例示的なブロック図である。本発明に関連する指定区域の混雑度および迂回ノードの登録を説明するための図である。本発明に関連するロボットおよびロボットと通信を行うサーバの詳細構成を示すブロック図である。本発明に関連するロボット制御方法の代表的なフローチャートである。本発明に関連する指定区域の混雑度を判断する際に、他のロボットの移動経路を考慮して決定することを説明するための図である。本発明に関連する迂回経路を生成する際に、移動中の全てのロボットの各進行方向を考慮して決定することを説明するための図である。本発明に関連する迂回経路と従来の走行経路が同一である場合の動作を説明するための図である。本発明に関連する混雑回避のための迂回経路の提供方法をより詳細に示すフローチャートである。 以下、図面を参照しながら本明細書に開示された実施例について詳しく説明するが、図面符号に関係なく、同一または類似する構成要素には同じ参照番号を付してこれについての重複説明は省略する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞「モジュール」および「部」は本明細書の作成の容易性のみを考慮して付与または混用されるものであって、それ自体が互いに区別される意味または役割を有するとはいえない。また、本明細書に開示された実施例を説明するにおいて、関連する公知技術に関する具体的な説明が本明細書に開示された実施例の要旨を曖昧にする可能性があると判断される場合は、詳しい説明を省略する。また、添付図面は本明細書に開示された実施例に対する容易な理解を助けるためのものであり、添付図面により本明細書に開示する技術的思想は制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変更、均等物または代替物を含むと理解されるべきである。 第１、第２などの用語は実施例の様々な構成要素を説明するために使用される。しかし、これらの構成要素は上記用語により解釈が制限されてはいけない。かかる用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用されることに過ぎない。 ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、或いは「接続されて」いると言及された場合には、該他の構成要素に直接連結または接続されていることも意味するが、それらの間に別の構成要素が介在する場合も含むと理解されるべきである。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる、或いは「直接接続されて」いると言及された場合には、それらの間に別の構成要素が介在しないと理解されるべきである。 単数の表現は、文脈上明白に異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。 また、本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書に記載された特徴、数値、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらの組み合わせが存在することを指定するに過ぎず、１つまたはそれ以上の他の特徴、数値、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせの存在または追加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。 一方、本明細書に開示された「ロボット」とは、自律走行しながら所定の作業またはミッションを実行することができる機械を意味する。本明細書において、前記ロボットは、所定空間を走行し、それぞれが所定の作業またはミッションを実行することができる複数のロボット、例えば複数の物流ロボット、配送ロボット、その他の移動ロボットを意味するものとして用いられる場合がある。このような場合、ロボットが各作業またはミッションを実行する間に、各ロボットの走行経路または移動方向に応じて、交差点などの区域に集中したり、互いに衝突することが予想される場合がある。 図１は、本発明に関連するロボット走行制御システムを示す例示的なブロック図である。 図１を参照すると、ロボット走行制御システムは、ロボット２００およびロボットと通信を行うサーバ１００を含んで構成される。サーバ１００は、ロボット２００から各走行経路情報を受信することができ、受信した走行経路情報に基づいて迂回経路を生成し、迂回経路情報をロボット２００に伝送することができる。 ロボット２００は、マップ上の所定空間を走行する複数のロボットであり、例えばロボット１、ロボット２、…、ロボットＮを含むことができる。 ここで、前記マップは、例えば走行区域に関するマップ（ｍａｐ）であり、例えばナビゲーションマップ（ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｍａｐ）、ＳＬＡＭ（ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ）マップ、学習マップ、トポロジーマップ（ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｐ）、セルデータに基づくグリッドマップ（ｇｒｉｄ ｍａｐ）、障害物認識マップなどを含むことができる。本明細書では、ロボット２００が、全域的な位置認識に使用されるトポロジーマップ（ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｐ）上の所定空間を走行することを前提として説明したが、これに限定されるものではない。 サーバ１００は、有線または無線通信を介してロボット２００と通信することができる。例えば、前記ロボット２００は、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）、Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、Ｗｉ－Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、ＤＬＮＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｖｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｉａｎｃｅ）、ＷｉＢｒｏ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ）、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）、ＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＬＴＥ－Ａ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ－Ａｄｖａｎｃｅｄ）などの無線通信技術を用いてサーバ１００と通信することができる。 サーバ１００は、図１に示すように、他の管制サーバと通信し、ロボット２００に対する作業またはミッションなどを受信し、これを各ロボット２００に割り当てることができる。 サーバ１００は、前記マップ、例えばトポロジーマップ上でロボットが走行する空間を複数の区域に区分して認識することができる。具体的には、前記サーバ１００は、前記複数の区域のうち、交通制御が必要な指定区域を認識することができる。 ここで、前記指定区域は、交差点、一方向走行通路、その他の狭路（例えば、経路の幅がロボット１台程度しか通過する程度の狭い区間）など、（内部）混雑を引き起こす区間を含み、サーバ１００によって制御が必要な地域または領域を意味する。 実施例によれば、サーバ１００によって、（トポロジー）マップの交差点を中心としてロボット２００の混雑度を把握した後、混雑している指定区域のロボットの移動経路を考慮して、予め混雑を回避するための迂回経路を生成して提供するように実施される。 サーバ１００は、マップ上の空間で現在運用中のロボット２００の数およびマップの特性を考慮して、一定時間間隔で指定区域に対する混雑度を判断することができる。例えば、マップ空間に約３０台のロボットが運用されている場合、約８秒の間隔でマップ全体の指定区域に対する混雑度の判断が行われることができる。 サーバ１００は、指定区域に対する混雑度を判断する際、指定区域内のロボットの数だけでなく、当該ロボットの移動経路も考慮して混雑度を判断する。 例えば、特定の指定区域で複数のロボットが移動中であっても、移動経路が重ならず互いに異なる方向を向いている場合には、混雑状況ではないと判断する。また、例えば、特定の指定区域に２台のロボットが移動中で、これらが互いに向かい合う方向に接近してくる場合には、混雑状況であると判断する。 そのために、サーバ１００は、ロボット２００、特に指定区域周辺のロボットから位置情報および走行経路情報を受信し、受信した位置情報および走行経路情報を指定区域に対する混雑度を判断するために活用する。 サーバ１００は、指定区域の混雑度が設定された基準を逸脱する程度である場合、混雑度が高いと判断して迂回ノードとして登録する。サーバ１００は、指定区域の混雑度が設定された基準以内である場合、混雑度が低い（または、通常）と判断して当該指定区域はパスする。すなわち、サーバ１００は、マップ上の指定区域のうち混雑度が高い区域のみを迂回ノードとして登録する。 ここで、迂回ノードとして登録されることとは、移動中のロボットが当該区域を迂回するようサーバ１００によって制御および管理される区間として設定されることを意味する。登録された迂回ノードに関する情報（例えば、位置座標、登録を示すフラグなど）は、サーバ１００のメモリまたは連動されたストレージに格納されることができる。 サーバ１００は、一定時間間隔で指定区域に対する混雑度の判断を繰り返し行うため、迂回ノードとして登録された指定区域も混雑が解消された場合には登録解除されることができ、新たな指定区域が迂回ノードとして登録される。 迂回ノードの登録が完了すると、サーバ１００は、登録された迂回ノードを移動経路に含めながら、当該迂回ノードから所定範囲内に進入するロボットを探索および検出する。ここで、前記一定範囲内とは、迂回ノードを含む周辺領域を意味する。 実施例によれば、前記サーバ１００は、ロボットが前記所定範囲内に進入する前であっても、一定時間内（例えば、１～２秒以内）に前記所定範囲内に進入すると十分に予想される場合、当該ロボットを検出することができる。 サーバ１００によって検出されたロボットは、迂回経路の対象ロボットとなる。すなわち、検出されたロボットは従来の走行経路に従わず、サーバ１００によって生成された迂回経路に従って走行するよう制御される。 サーバ１００は、迂回ノード周辺に存在