맥파이온이 개발하는 자율이동로봇은 블루보틱스(BlueBotics)의 자율 내비게이션 기술인 ANT(Autonomous Navigation Technology)로 구동됩니다. 그렇다면 ANT는 무엇일까요? 그리고 ANT 자율주행 기술은 어떤 이점을 제공할까요? 이 블로그에서 모든 것을 설명합니다.
블루보틱스(BlueBotics)의 ANT는 자연적 특징(Natural Feature)을 활용하여 자율적으로 주행하는 내비게이션 기술의 한 유형입니다.
ANT 기술은 전 세계적으로 수천 대의 자동화 차량을 구동합니다. 100kg 이하의 탑재물을 운반하는 소형 클린룸 모바일 로봇부터 자동차 생산에 사용되는 대형 저상형 자동화 차랑, 건물 간에 100톤 정도의 자재를 운반하는 고중량 자동화 차량까지 다양합니다. 이러한 ANT 구동(ANT-driven) 차량은 다양한 브랜드가 참여한 생태계를 구축했습니다.
ANT 기술 개요
모바일 로봇이 자율적으로 이동하기 위한 내비게이션 기술은 다음 세 가지 문제를 해결해야 합니다.
- 위치파악 (Localization) – 차량이 정확히 어디에 위치하는 지 아는 것
- 주행계획 (Planning) – 차량이 어디로 가야 하는지 아는 것
- 주행제어 (Control) – 차량이 목적지로 어떻게 도달해야 하는지 아는 것
ANT는 위의 3가지 핵심 요구 사항을 아래와 같은 방식으로 처리합니다.
1. 위치파악(Localization)
ANT 내추럴 내비게이션은 차량의 레이저 스캐너가 주변을 감지하고 벽과 같은 영구적 구조물을 참조(특징)로 삼아 비교하거나 매칭하여 작동합니다. 레이저 스캐너 데이터를 오도메트리(Odometry) 데이터와 함께 사용하여 지도에서 차량의 위치를 파악하고 정확한 위치(±1cm/±1°)를 계산합니다.
모든 일시적 또는 동적 객체(파렛트, 상자, 사람 등)는 ANT 계산에서 제외됩니다. 현장에 자연적인 특징이 충분하지 않은 경우, 작은 반사 스티커를 추가적인 특징으로 활용할 수 있습니다.
2. 주행계획(Planning)
ANT 구동 차량은 현장의 가상 경로(Virtual Path)를 따라 이동합니다. 기본적으로 두 가지 내비게이션 모드를 사용할 수 있습니다.
경로 추적(차량이 막힐 경우, 정지하고 대기) 또는 장애물 회피 (차량이 장애물 주변을 동적으로 이동). 이러한 가상 경로와 관련 동작(포크리프트의 포크 이동)은 ANT lab 소프트웨어를 사용하여 미리 설정합니다.
3. 주행제어(Control)
ANT 제어 시스템은 효율적이고 구성하기 쉽습니다. 관리자는 차량의 최대 속도만 정의하면 됩니다. 그러면 차량의 회전 속도 등은 자동으로 계산되어 차량의 도착 시간을 최적화하는 동시에 탑재물이 신중하게 이송되고 처리되도록 보장합니다.
ANT로 모바일 로봇 플릿(Fleet) 운행이 가능한가요?
다양한 유형(저상형, 지게차형 등)의 산업 차량과 다양한 브랜드의 ANT-driven 차량은 ANT server 소프트웨어를 사용하여 하나의 통합된 함대로 함께 운용할 수 있습니다.
» 차량찾기 웹페이지에서 ‘다중 브랜드 차량’ 필터를 선택하면 상호 운용 가능한 차량을 빠르게 검색할 수 있습니다.
ANT vs. 다른 내비게이션 기술 비교
자동화 차량의 내비게이션 기술에는 여러 종류가 있습니다. 바닥의 물리적 선을 따라가는 기술처럼 수십 년 동안 사용되어 온 방법도 있고, 내추럴 내비게이션, 카메라 기반 비전 가이드 등 더 현대적인 방법도 있습니다.
자율이동로봇의 내비게이션 타입은 성능, 신뢰성 및 유연성에 큰 영향을 미치기 때문에, 다양한 내비게이션 시스템의 장단점에 대해 이해해야 합니다.
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라인 팔로잉
차량에 바닥의 물리적인 선(자기 테이프 등)을 추종하는 센서 장착 장점: 단점: |
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태그 팔로잉
차량에 태그로 정의된 경로를 추종하는 센서 장착 장점: 단점: |
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레이저 삼각 측량
반사판에서 반사되는 레이저를 사용하여 삼각 측량 장점: 단점: |
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비전 가이드 (Vision Guide)
카메라로 환경의 특징을 인식하고 차량 위치를 계산 장점: 단점: |
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내추럴 내비게이션 (스캔 매칭)
레이저 스캐너로 측정한 데이터로 환경의 구조물을 식별한 후 매칭 장점: 단점: |
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내추럴 내비게이션 (자연적 특징 매칭)
레이저 스캐너로 측정한 특징을 사용하여 환경의 구조물을 식별 후 매칭 장점: |
ANT 내비게이션의 이점
1. 견고성
ANT-driven 차량은 정확도 ±1cm/±1˚ 수준으로 안정적인 주행과 임무를 수행합니다. ANT 내비게이션은 차량의 레이저 스캐너가 환경의 몇 가지 영구적인 특징(지도의 5% 미만)만 인식하면 되므로 ANT 구동 차량의 성능은 환경의 동적 변화에 영향을 받지 않습니다.
2. 유연성
ANT 내비게이션으로 구동되는 차량은 설치가 빠르고 쉽습니다. 최소한의 인프라 변경만 필요합니다. 자연적인 특징이 부족한 경우, 반사 스티커 몇 장만 추가하면 됩니다. 그래서 테이프, 태그를 설치하거나 레이저 삼각 측량 타겟을 설치할 필요가 없습니다. 이동 로봇의 작업을 개선해야 할 경우에는 차량 경로와 동작을 ANT 소프트웨어에서 빠르게 수정할 수 있습니다.
3. 확장 가능성
ANT를 사용하면 이상적인 자율주행 차량 함대를 구축할 수 있습니다. 고객사는 다양한 유형, 심지어 다른 브랜드의 차량을 원활하게 추가하여 연결할 수 있으며, 모두 ANT server FMS (플릿 관리 소프트웨어)로 관리합니다. ANT server API를 이용하면 기존 관리 소프트웨어(WMS, MES, ERP 등)에서 직접 차량을 관리할 수 있으며, API를 통해 차량이 팔레타이저, 자동문 및 엘리베이터와 같은 기존의 현장 장치와 인터페이스할 수 있습니다.
참고: 이 웹사이트의 Vehicle Finder 에서 ‘Multi-Brand Fleet’ 필터를 선택하면 상호 운용 가능한 차량 모델을 빠르게 식별할 수 있습니다.
ANT로 구동되는 차량은 어떤 기능을 제공합니까?
ANT 내추럴 내비게이션으로 구동되는 차량은 아래와 같은 선도적 기능을 사용할 수 있습니다. 그러나 첨단의 차량 함대관리 기능은 ANT 솔루션을 적용한 자율이동로봇에서만 사용할 수 있습니다.
높은 정확도
ANT 기반 자율이동로봇은 픽업, 드롭, 충전을 위한 도킹 작업 시 약 ±1cm/±1°의 위치 정확도를 제공합니다.
높은 반복성
ANT 내비게이션으로 구동되는 차량은 가장 높은 수준의 반복성을 제공합니다. ANT의 특징 매칭(Feature Matching) 기술 덕분에 현장에서 파렛트 이동, 기계 및 사람 이동 등 동적 변화가 많더라도 차량의 성능에는 영향을 미치지 않습니다. ANT는 차량의 레이저 스캐너가 안정적으로 작동하기 위해 작업 환경의 5% 미만만 확인해도 충분합니다.
모든 스티어링 유형 지원
ANT 솔루션이 지원하는 조향 시스템은 트라이사이클(Tri-cycle) 구성부터 자율이동로봇이 옆으로 주차할 수 있는 첨단의 전방향(Omnidirectional) 구성까지 다양합니다. (전방향 구성은 좁은 공간에서 유용)
내비게이션 모드 선택
ANT 솔루션은 차량이 장애물을 만날 경우 두 가지 내비게이션 모드를 제공합니다. 자율이동 차량은 경로 추적 또는 장애물 회피의 두 가지 방식 중 하나로 동작하도록 구성할 수 있습니다. 경로 추적 모드에서 차량은 멈추고 작업자가 막힘을 제거할 때까지 기다립니다. 이 방식은 대부분의 산업적 상황에서 적합합니다. 장애물 회피 모드에서 차량은 장애물 주위를 동적으로 이동하며 가능한 한 빨리 지정된 경로로 돌아갑니다.
최소 WiFi 요구 사항ANT 구동 차량 내의 임베디드 미션 컨트롤 기능은 미션 데이터를 차량에 한 번만 전송하면 되므로 WiFi에 대한 의존도를 최소화합니다. 이 기능 덕분에 차량은 독립적으로 작동할 수 있고, 서버에서 차량으로 지속적으로 명령을 전송할 필요가 없습니다. 이는 ANT 구동 차량이 가장 가벼운 네트워크 요구 사항을 갖는다는 것을 의미합니다. ANT 구동 차량 전체를 운행하더라도 WiFi는 주로 교차로에서 트래픽을 관리하는 데 필요하며 미션 데이터는 각 차량에 내장되어 있습니다.
‘ANT 플릿 대응’ 차량
‘ANT 차량 함대 대응’ 차량은 특정 버전의 ANT 내비게이션을 실행하여 ANT server 소프트웨어와 완벽하게 호환됩니다. 이러한 호환성은 첨단 차량 함대 관리 소프트웨어의 이점을 누릴 수 있다.
차량 관리
ANT 서버는 각 미션(Mission)에 적합한 차량을 선택하여 배치하고, 교차로에서 차량을 원활하게 조정하며, 실시간으로 차량에 대한 전체 개요를 제공합니다.
다양한 브랜드 자율이동로봇과 호환성
ANT 서버를 통해 관리할 수 있는 모든 차량은 상호 운용이 가능합니다. 차량 유형이나 브랜드에 관계없이 단일 연결된 차량 함대에서 사용할 수 있습니다.
지능형 미션 스케줄링
이 지능형 기능은 관리자가 구성할 수 있는 매개변수를 기반으로 각 임무에 어떤 차량을 보낼 지 지능적으로 결정합니다.
트래픽 관리
트래픽 관리 기능을 통해 교차로, 출입문, 엘리베이터 등의 위치에서 다양한 자율이동로봇의 움직임을 원활하게 조정할 수 있습니다.
배터리 충전 관리
자율이동로봇의 배터리를 충전하기 위해 정확히 언제, 어디로 가야 하는지를 결정합니다.
API로 WMS/MES/ERP와 연결
ANT serer 소프트웨어는 API를 제공합니다. API를 통해 차량과 그 임무를 모두 조직의 기존 소프트웨어 인프라를 통해 관리할 수 있습니다. 비즈니스에 가장 적합한 것이 무엇이든 상관없습니다.
장치 인터페이싱
ANT 서버의 API를 사용하면 차량이 자동문, 엘리베이터, 팔레타이저, 생산 기계 등의 장비와 인터페이스 할 수도 있습니다.
시스템 모니터링
ANT server의 편리한 웹 인터페이스로 자율이동로봇의 작업을 시각화하고 모니터링합니다.
미션 시뮬레이션
차량 통합자의 도움을 받아 개별 임무부터 본격적인 차량 운영까지 사전에 시뮬레이션하여 작업이 원활하게 진행되도록 할 수 있습니다.
ANT 기반 차량 플릿 설치 예시
- ANT server 플릿 관리 소프트웨어 (시스템 통합자가 사용)
2. ANT 구동 차량 - 통신
4. 인터페이스
5. 원격 장치
6. 차량 동작
7. 트래픽 - 차량 관리
- 미션 스케줄러/디스패처
- ANT server 시뮬레이션
- ANT lab 구성 소프트웨어 (시스템 통합자가 사용)
자주 묻는 질문(FAQ)
ANT는 안정적인가요?
내추럴 내비게이션은 신뢰할 수 있나요? 간단히 말해서, 그렇습니다. ANT는 전 세계의 산업 응용 분야에서 입증된 매우 신뢰할 수 있는 플랫폼입니다. 상업적으로 운영된 최초의 ANT 구동 차량은 2009년 이탈리아의 Dal Colle(Barilla Group)에 설치된 EMS Paquito AGV 였습니다. 이 차량은 오늘날에도 여전히 운영 중입니다. 그 이후로 다양한 브랜드와 유형에 걸쳐 5,000대 이상의 차량이 배치되었습니다.
ANT 구동 차량은 얼마나 다양한가요?
현재 150종이 넘는 다양한 자율이동 차량 모델이 ANT로 구동됩니다. Vehicle Finder를 방문하세요. ANT는 가상 경로 추적 및 장애물 회피 모드를 제공하므로 모든 자율주행 로봇에 적합합니다 .
ANT 기반 차량을 설치하는 데 얼마나 걸리나요?
ANT 내추럴 내비게이션 기술을 이용한 차량의 설치(시운전)는 빠르고 간단합니다.
물론, 자동화할 작업의 결정, 픽업/드롭 위치 식별, 경로 정의, 교통 선호도 설정 등 신중한 계획이 필수적입니다. 그 이후 시스템 통합자는 ANT 소프트웨어를 사용하여 작업을 완전히 시뮬레이션할 수 있습니다. 이를 통해 사전에 문제를 식별하고 해결하는 데 도움이 됩니다.
계획 및 시뮬레이션이 완료되면 차량의 현장 설치(매핑, 경로 및 작업 프로그래밍, 테스트)는 일반적으로 1주일 이내에 완료됩니다. 그러나 픽업/드롭 지점이 50개 이상인 대규모 설치는 더 오래 걸릴 수 있습니다.
ANT 자연 탐색 기능은 장애물 회피 기능을 제공합니까?
네. ANT 자연 내비게이션으로 운전되는 차량은 가상 경로 추적(장애물이 있는 경우 정지 및 대기) 또는 장애물 회피(차량이 장애물 주변을 동적으로 탐색)를 사용하도록 프로그래밍할 수 있습니다.
하지만 장애물 회피 AGV가 더 큰 효율성을 제공할까요 ? 답은 애플리케이션에 따라 달라집니다. 일반적으로 경로 추적은 산업용 애플리케이션에 적합한 반면 장애물 회피는 모바일 로봇 사용 사례에 더 적합합니다.
ANT로 구동되는 차량이 야외에서도 작동할 수 있나요?
ANT everywhere 기반 자율이동로봇은 GNSS(RTK)와 함께 작동하며 그 결과 원활한 실내-실외 내비게이션 시스템이 탄생합니다. 실외 주행 및 작업이 실내 작업과 마찬가지로 견고하고 정밀해집니다. 전형적인 적용 분야로는 타이어나 강철 코일과 같은 매우 무거운 하중을 건물 사이에서 이동하거나 공항 터미널에서 짐을 이동하는 것이 있습니다.
자율이동로봇 프로젝트의 성공을 위해서는 모바일 로봇이 어떻게 작동하는지 이해하고, 최고의 내비게이션 시스템으로 효율적이고 안전하며 신뢰할 수 있는 운영을 보장하는 것이 중요합니다. 맥파이온이 함께하겠습니다. 연락 주십시오.
