KR100569181B1 - Coordinate confirmation system for indoor navigation - Google Patents

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KR100569181B1 KR1020040000596A KR20040000596A KR100569181B1 KR 100569181 B1 KR100569181 B1 KR 100569181B1 KR 1020040000596 A KR1020040000596 A KR 1020040000596A KR 20040000596 A KR20040000596 A KR 20040000596A KR 100569181 B1 KR100569181 B1 KR 100569181B1
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Abstract

이동로봇에 부착되는 수광수단과, 상기 수광수단으로 적외선을 발광시키기 위하여 고정물에 부착된 복수개의 적외선 발생수단을 포함하며, 상기 적외선 발생수단은 복수개의 적외선 발생소자들로 구성되며, 상기 적외선 발생소자들의 배열에 의해 상기 적외선 발생수단의 중심좌표와 방위가 나타내지는 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템이 제공된다.And a plurality of infrared rays generating means attached to a fixture to emit infrared rays by the light receiving means, the infrared generating means comprising a plurality of infrared ray generating elements, the infrared ray generating element There is provided a coordinate checking system for indoor navigation, in which the center coordinates and azimuth of the infrared generating means are indicated by the arrangement of these.

이동로봇, 적외선 발광다이오드, 실내 항법, CCD, 방위, 좌표Mobile robot, infrared light emitting diode, indoor navigation, CCD, azimuth, coordinate

Description

실내 항법을 위한 좌표확인 시스템{Coordinate confirmation system for indoor navigation}Coordinate confirmation system for indoor navigation

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개략도;1 is a schematic diagram showing the configuration of a coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템에 이용되는 좌표식별을 위한 적외선 발광다이오드의 배열을 나타낸 예시도;2A to 2C are exemplary views showing an arrangement of infrared light emitting diodes for coordinate identification used in a coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템에 이용되는 수광수단과 적외선 발광다이오드에 대한 천정각을 나타낸 구성도; 및3 is a block diagram showing a ceiling angle of a light receiving means and an infrared light emitting diode used in a coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention; And

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템의 작동을 나타낸 플로우차트이다.4 is a flowchart illustrating the operation of a coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10: 바닥면 20: 천정10: bottom 20: ceiling

100: 이동로봇 120: 수광수단100: mobile robot 120: light receiving means

122: 개구부 124: 필터122: opening 124: filter

126: 렌즈 128: CCD126: lens 128: CCD

128X: X어드레스디코더 128Y: Y어드레스디코더128X: X address decoder 128Y: Y address decoder

128C: 제어부 220a, 220b, 220c: 발광다이오드그룹128C: control unit 220a, 220b, 220c: light emitting diode group

222, 224, 226, 227, 228: 발광다이오드222, 224, 226, 227, 228: light emitting diodes

본 발명은 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 실내에서 이동할 수 있는 이동 로봇의 이동시 로봇의 정확한 좌표 확인을 통하여 정확한 실내 항법을 유도할 수 있도록 하기 위한 좌표확인 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a coordinate checking system for indoor navigation, and more particularly, to a coordinate checking system for deriving accurate indoor navigation through checking the exact coordinates of a robot when a mobile robot that can move indoors is moved. will be.

종래 로봇은 특정한 단순 기능을 수행하도록 프로그램화되었으나, 최근 홈오토메이션에 따른 가정용 로봇이나 신체가 불편한 환자를 위한 의료용 로봇의 경우 로봇 스스로 이동을 하면서 그 기능을 수행할 수 있도록 고도화되고 있다. 이와 관련된 가정용 로봇이나 의료용 로봇의 경우에는 로봇의 위치에 대한 정확한 좌표화와 그에 대한 확인이 요구되고 있는 실정이다. Conventional robots have been programmed to perform certain simple functions, but recently, home robots for home automation or medical robots for patients with inconvenient bodies have been advanced to perform the functions while moving the robots themselves. In the case of related home robots or medical robots, accurate coordinates of the location of the robots and verification thereof are required.

종래에는 로봇의 위치에 대한 좌표설정을 위하여 상대적 위치측정방법과 절대적 위치측정방법이 이용되고 있다. Conventionally, a relative position measurement method and an absolute position measurement method have been used to set the coordinates of the position of the robot.

로봇의 상대적 위치측정방법에는 엔코더의 동작을 이용한 주행거리측정의 방법과 자이로스코프나 가속도계(accelerometer) 등을 이용한 관성항법의 방법이 있다. 또한 로봇의 절대적 위치측정방법에는 소나나 전자기파의 송수신을 이용한 액 티브 비컨(active beacon) 방법, 인위적인 랜드마크에 의한 식별(artificial landmark recognition) 방법, 및 자연물의 랜드마크에 의한 식별(natural landmark recognition) 방법이 있다.There are two methods of measuring the relative position of the robot: the method of measuring the mileage using the operation of the encoder and the method of inertial navigation using a gyroscope or an accelerometer. In addition, the absolute positioning method of the robot includes an active beacon method using transmission and reception of sonar or electromagnetic waves, an artificial landmark recognition method, and a natural landmark recognition method. There is a way.

그러나, 엔코더, 자이로스코프나 가속도계를 이용한 상대적 위치측정방법의 경우 고가의 장비임에도 불구하고 좌표의 정확성이 상대적으로 낮은 문제점이 있다. 또한 소나나 전자기파를 이용한 액티브 비컨의 경우 주위 전자기기에 영향을 미치기도 하고 다른 전자기파에 의한 노이즈로 인하여 그 정확성이 떨어질 뿐만 아니라 인체에 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다. 또한 종래 랜드마크에 의한 식별을 이용한 경우에는 주간에만 이용 가능한 문제점이 있다. 더욱이 상기와 상대적 위치측정방법의 경우에는 그 외관으로 인하여 실내환경에 대하여 환경적 면이나 미관적 면에서 적합하지 않은 문제점이 있다.However, in the case of a relative position measuring method using an encoder, a gyroscope or an accelerometer, there is a problem in that the accuracy of coordinates is relatively low despite being expensive equipment. In addition, the active beacon using a sonar or electromagnetic waves may affect the surrounding electronic devices, and the accuracy of the beacons due to noise caused by other electromagnetic waves may not only reduce the accuracy but also affect the human body. In addition, there is a problem that can be used only during the day when the identification by the conventional landmark is used. Furthermore, in the case of the relative position measuring method described above, there is a problem in that it is not suitable for an indoor environment or an aesthetic aspect due to its appearance.

따라서 본 발명의 목적은 실내 항법시 정확한 좌표를 제공하며, 제공된 좌표를 정확히 확인할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a system that provides accurate coordinates during indoor navigation and that can accurately verify the provided coordinates.

또한, 본 발명의 다른 목적은 실내 항법시 저가의 비용으로 정확한 좌표를 제공하며, 제공된 좌표를 정확히 확인할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a system that can provide accurate coordinates at low cost during indoor navigation, and can accurately check the provided coordinates.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 주야간에 관계없이 실내 항법의 좌표를 정확히 확인할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a system that can accurately check the coordinates of the indoor navigation regardless of day and night.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 보다 작은 크기를 갖는 실내 항법을 위한 좌표설정 수단을 이용할 수 있는 좌표확인 시스템을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a coordinate checking system that can use coordinate setting means for indoor navigation with a smaller size.

본 발명에 의하면, 이동로봇에 부착되는 수광수단과, 상기 수광수단으로 적외선을 발광시키기 위하여 고정물에 부착된 복수개의 적외선 발생수단을 포함하며, 상기 적외선 발생수단은 복수개의 적외선 발생소자들로 구성되며, 상기 적외선 발생소자들의 배열에 의해 상기 적외선 발생수단의 중심좌표와 방위가 나타내지는 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템이 제공된다.According to the present invention, it comprises a light receiving means attached to the mobile robot, and a plurality of infrared generating means attached to the fixture for emitting infrared light by the light receiving means, the infrared generating means is composed of a plurality of infrared generating elements A coordinate checking system for indoor navigation is provided, in which a center coordinate and an orientation of the infrared generating means are indicated by the arrangement of the infrared generating elements.

한편, 상기 수광수단은 고체촬상소자로 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the said light receiving means consists of a solid-state image sensor.

또한, 상기 적외선 발생소자는 적외선 발광다이오드로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the infrared generating element is preferably made of an infrared light emitting diode.

또한, 상기 적외선 발생소자들은 상기 적외선 발생소자들 사이에 최단의 제1 간격을 갖는 제1 적외선 발생소자들과 상기 제1 적외선 발생소자들로부터 상기 제1 간격보다 큰 간격을 갖는 제2 적외선 발생소자로 이루어지며, 상기 제1 적외선 발생소자들 사이의 축은 제1 기준좌표축을 이루며, 상기 제2 적외선 발생소자로부터 상기 제1 기준좌표축에 수직한 축은 제2 기준좌표축을 이루는 것이 바람직하다.In addition, the infrared generators may include first infrared generators having the shortest first interval between the infrared generators and second infrared generators having a greater distance than the first interval from the first infrared generators. The axis between the first infrared ray generating elements forms a first reference coordinate axis, and an axis perpendicular to the first reference coordinate axis from the second infrared ray generating element forms a second reference coordinate axis.

또한, 상기 제2 적외선 발생소자가 위치한 상기 제2 기준좌표축은 기준방위인 것이 바람직하다.In addition, the second reference coordinate axis in which the second infrared ray generating element is located is preferably a reference direction.

또한, 상기 적외선 발생수단의 중심좌표와 상기 수광수단에 의해 센싱되는 상기 수광수단의 수직축 사이의 천정각에 의하여 상기 이동로봇의 위치가 결정되는 것이 바람직하다.In addition, the position of the mobile robot is determined by the ceiling angle between the center coordinates of the infrared ray generating means and the vertical axis of the light receiving means sensed by the light receiving means.

또한, 상기 이동로봇의 이동시 상기 적외선 발생수단의 센싱 위치가 상기 수 광수단 상에서 화소 단위로 변위되며, 그에 대한 이동로봇의 좌표는 변위된 화소의 변위와 실제 이동로봇의 변위 사이의 비만큼 보정되는 것이 바람직하다.In addition, during the movement of the mobile robot, the sensing position of the infrared ray generating means is displaced in units of pixels on the light receiving means, and the coordinates of the mobile robot are corrected by a ratio between the displacement of the displaced pixel and the displacement of the actual mobile robot. It is preferable.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템에 의하면, 실내 공간의 바닥면(10) 상에서 이동 가능한 이동로봇(100)에 부착된 수광수단(120)과, 상기 수광수단(120)으로 적외선을 발광시켜 이동로봇(100)의 좌표를 제공하기 위하여 천정(20)에 부착된 발광다이오드그룹(220a, 220b, 220c)으로 이루어진다.As shown in FIG. 1, according to the coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention, the light receiving means 120 attached to the mobile robot 100 that is movable on the bottom surface 10 of the indoor space. And light emitting diode groups 220a, 220b, and 220c attached to the ceiling 20 to provide the coordinates of the mobile robot 100 by emitting infrared rays with the light receiving means 120.

상기 발광다이오드그룹(220a, 220b, 220c)은 복수개의 적외선 발광다이오드들로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 적외선의 피크 파장은 예를 들면 840nm인 것이 좋다. 상기 발광다이오드그룹(220a, 220b, 220c)을 이루는 발광다이오드들의 배열에 대하여 도 2를 참조하면서 설명하기로 한다. The light emitting diode groups 220a, 220b, and 220c preferably include a plurality of infrared light emitting diodes. Here, the peak wavelength of the infrared rays is preferably 840 nm, for example. An arrangement of the light emitting diodes forming the light emitting diode groups 220a, 220b, and 220c will be described with reference to FIG. 2.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템에 이용되는 좌표식별을 위한 적외선 발광다이오드의 배열을 나타낸 예시도이다. 2A to 2C are exemplary views illustrating an arrangement of an infrared light emitting diode for coordinate identification used in a coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 천정에서 바닥면에 놓인 이동로봇(100)의 수광수단으로 조사되도록 천정에 설치된 발광다이오드그룹들(220a, 220b, 220c)은 3×3행렬의 형태를 갖는 세 개의 적외선 발광다이오드들(222, 224, 226, 227, 228)로 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, 적외선 다이오드들(222, 224, 226, 227, 228) 사이의 간격은 고체촬상소자(이하, CCD라고 함)의 각 화소가 인식할 수 있을 정도로서 0.5mm 내지 1cm의 범위 내인 것이 좋다.As shown in FIGS. 2A to 2C, the LED groups 220a, 220b, and 220c mounted on the ceiling to be irradiated by the light receiving means of the mobile robot 100 placed on the floor in the ceiling form a 3 × 3 matrix. It is preferred to have three infrared light emitting diodes 222, 224, 226, 227, and 228 having. On the other hand, the distance between the infrared diodes (222, 224, 226, 227, 228) is enough to be recognized by each pixel of the solid state image pickup device (hereinafter referred to as CCD) is preferably in the range of 0.5mm to 1cm.

예를 들면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 적외선 발광다이오드A(222)와 적외선 발광다이오드B(224) 사이의 거리를 AB라고 하고, 적외선 발광다이오드A(222)와 적외선 발광다이오드C1(226) 사이의 거리를 AC라하고, 적외선 발광다이오드B(224)와 적외선 발광다이오드C1(226) 사이의 거리를 BC라 하면 다음과 같은 식이 성립된다.For example, as shown in FIG. 2A, the distance between the infrared light emitting diode A 222 and the infrared light emitting diode B 224 is referred to as AB, and the infrared light emitting diode A 222 and the infrared light emitting diode C1 226 are referred to as AB. Assuming that the distance between the AC and the distance between the infrared light emitting diode B 224 and the infrared light emitting diode C1 226 is BC, the following equation is established.

AB〈BC,AB <BC,

AB〈ACAB <AC

즉, 적외선 발광다이오드A(222)와 적외선 발광다이오드B(224)는 가장 이웃한 거리를 가짐으로써 북과 남의 방위를 나타내도록 하고 있으며, 가장 이웃한 적외선 발광다이오드A(222)와 적외선 발광다이오드B(224)로부터 가장 멀리 떨어진 적외선 발광다이오드C1(226)은 상기 북과 남의 방위에 대하여 동의 방위를 나타내도록 한다. That is, the infrared light emitting diodes A 222 and the infrared light emitting diodes B 224 have a neighboring distance to indicate the north and south orientations, and the neighboring infrared light emitting diodes A 222 and the infrared light emitting diodes B Infrared light emitting diode C1 226 farthest from 224 causes the north and south orientations to exhibit a motion orientation.

이 때, 각 발광다이오드그룹들(220a, 220b, 220c)은 각각의 고유 좌표를 나타낼 수 있도록 각 발광다이오드그룹(220a, 220b, 220c) 내의 적외선 발광다이오드들(222, 224, 226, 227, 228)은 각기 다른 배열을 갖는다. 도 2b와 도 2c는 도 2a와 다른 적외선 다이오드들(222, 224, 227, 228)의 배열을 나타낸 예시도이다. 이와 같이, 적외선 다이오드들(222, 224, 226, 227, 228)은 서로 다른 배열을 가짐으 로써, 고유의 좌표를 나타내는 식별표지(ID1, ID2, ID3)의 역할을 하게 된다.In this case, each of the light emitting diode groups 220a, 220b, and 220c may display its own coordinates, and the infrared light emitting diodes 222, 224, 226, 227, and 228 of each of the light emitting diode groups 220a, 220b, and 220c. ) Have different arrangements. 2B and 2C are exemplary views illustrating an arrangement of infrared diodes 222, 224, 227, and 228 different from those of FIG. 2A. As such, the infrared diodes 222, 224, 226, 227, and 228 have different arrangements, and thus serve as identification marks ID1, ID2, and ID3 representing unique coordinates.

상기 발광다이오드그룹(220a, 220b, 220c)의 고유좌표는 각 적외선 다이오드들(222, 224, 226, 227, 228)의 좌표의 삼중치로서 나타낸다. 예를 들면, 적외선 다이오드들(222, 224, 226)의 X좌표를 XA, XB, XC라 하고, 적외선 다이오드들(222, 224, 226)의 Y좌표를 YA, YB, YC라 하면, 발광다이오드그룹(220a)의 중심좌표 X1, Y1은 다음과 같다.The intrinsic coordinates of the light emitting diode groups 220a, 220b, and 220c are represented as triple values of the coordinates of the respective infrared diodes 222, 224, 226, 227, and 228. For example, when the X coordinate of the infrared diodes 222, 224, 226 is XA, XB, and XC, and the Y coordinate of the infrared diodes 222, 224, 226 is YA, YB, and YC, the light emitting diode The center coordinates X1 and Y1 of the group 220a are as follows.

Figure 112004000369028-pat00001
,
Figure 112004000369028-pat00001
,

Figure 112004000369028-pat00002
Figure 112004000369028-pat00002

전술에 있어서, 3×3 행렬의 배열을 예시하였으나, 반드시 3×3 행렬의 배열일 필요는 없으며, 적외선 다이오드들(222, 224, 226, 227, 228)들이 각각 동서남북의 방위를 나타낼 수 있는 배열을 가질 수 있다면, 어떠한 배열이더라도 좋다. 다만, 적외선 다이오드들(222, 224, 226, 227, 228)의 배열은 각기 다른 배열 형태를 가짐으로써, 각 발광다이오드그룹(220a, 220b, 220c)이 고유의 좌표를 나타낼 수 있어야 한다. In the above description, the arrangement of the 3x3 matrix is illustrated, but it is not necessarily an array of the 3x3 matrix, and the infrared diodes 222, 224, 226, 227, and 228 are each arranged to represent the north, south, west, and north directions. Any array may be provided if However, since the array of the infrared diodes 222, 224, 226, 227, and 228 has a different arrangement form, each LED group 220a, 220b, 220c should be able to display its own coordinates.

상기와 같은 발광다이오드그룹(220a, 220b, 220c)의 위치와 방위를 통해 이동로봇(100)의 위치를 확인할 수 있도록 하기 위한 수광수단에 대하여 설명하기로 한다.Light receiving means for identifying the position of the mobile robot 100 through the position and orientation of the light emitting diode groups 220a, 220b, 220c will be described.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템에 이용되는 수광수단과 적외선 발광다이오드에 대한 천정각을 나타낸 구성도이 다.3 is a block diagram showing a ceiling angle of the light receiving means and the infrared light emitting diode used in the coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 적외선 다이오드들(222, 224, 226, 227, 228; 도 2 참조)로부터 적외선을 수광하기 위한 수광수단(120)은 개구부(122)를 통해 입사되는 적외선에 대하여 특정파장으로 필터링하기 위한 필터(124), 상기 필터(124)에 의해 필터링된 특정 파장의 적외선을 집속하기 위한 렌즈(126), 상기 렌즈(126)에 의해 집속된 적외선을 센싱하기 위한 CCD(128), 상기 CCD(128)의 각 화소에 맺힌 적외선 다이오드의 위치 신호를 디코딩하기 위한 X/Y어드레스디코더(128X, 128Y), 및 상기 X/Y어드레스디코더(128X, 128Y)로부터 출력된 적외선 다이오드의 위치 신호를 제어하기 위한 제어부(128C)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the light receiving means 120 for receiving infrared light from the infrared diodes 222, 224, 226, 227, 228 (see FIG. 2) is specific to the infrared light incident through the opening 122. A filter 124 for filtering by wavelength, a lens 126 for focusing infrared rays of a specific wavelength filtered by the filter 124, and a CCD 128 for sensing infrared rays focused by the lens 126. Positions of the X / Y address decoders 128X and 128Y for decoding the position signals of the infrared diodes formed on the pixels of the CCD 128 and the IR diodes output from the X / Y address decoders 128X and 128Y. And a control unit 128C for controlling the signal.

여기서, 발광다이오드그룹(220a)이 CCD(128) 상에 센싱될 수 있는 발광다이오드그룹(220a)의 중심좌표와 CCD(128)의 중심축 사이의 천정각 범위가 소정의 각도로 제한된다. 예를 들면, 발광다이오드그룹(220a)의 중심좌표(X1, Y1)를 기준원점으로 할 때, 상기 기준원점의 좌표축들(X'1, Y'1)과 CCD(128) 중심축 사이의 천정각인 과 는 17.5°와 22.5°인 것이 바람직하다. Here, the ceiling angle range between the central coordinate of the light emitting diode group 220a and the central axis of the CCD 128 where the light emitting diode group 220a can be sensed on the CCD 128 is limited to a predetermined angle. For example, when the center coordinates X1 and Y1 of the light emitting diode group 220a are reference origins, the ceiling angles between the coordinate axes X'1 and Y'1 of the reference origin and the central axis of the CCD 128 are determined. Phosphorus and phosphorus are preferably 17.5 ° and 22.5 °.

따라서 이동로봇(100)의 CCD(128)와 천정(20) 사이의 높이를 라 할 때, 이동중에 있는 이동로봇(100)의 CCD(128) 상에 발광다이오드그룹(220a)이 센싱되면, 이동로봇(100)의 좌표(X, Y)는 다음과 같다.Therefore, when the height between the CCD 128 and the ceiling 20 of the mobile robot 100 is referred to, if the LED group 220a is sensed on the CCD 128 of the mobile robot 100 being moved, Coordinates (X, Y) of the robot 100 are as follows.

X=X_1 + H tan phi ,X = X_1 + H tan phi,

Y=Y_1 -H tan theta Y = Y_1 -H tan theta

여기서, 이동로봇(100)이 +X축 이동시 발광다이오드그룹(220a)이 센싱될 경 우는 “+”의 부호를 갖는 반면에, -X축 이동시 발광다이오드그룹(220a)이 센싱될 경우 는 “-”의 부호를 갖는다. 또한, 이동로봇(100)이 +Y축 이동시 발광다이오드그룹(220a)이 센싱될 경우는 “+”의 부호를 갖는 반면에, -Y축 이동시 발광다이오드그룹(220a)이 센싱될 경우는 “-”의 부호를 갖는다.Herein, when the mobile robot 100 senses the LED group 220a when the + X axis moves, it has a sign of "+", whereas when the LED group 220a is sensed when the -X axis moves, "-" ”Sign. In addition, when the light emitting diode group 220a is sensed when the mobile robot 100 moves in the + Y axis, it has a sign of "+", whereas when the light emitting diode group 220a is sensed when moving in the -Y axis, the mobile robot 100 senses "-". ”Sign.

한편, 이동로봇(100)의 계속적 이동할 때 발광다이오드그룹(220a)의 센싱 위치가 CCD(128) 상에서 화소 단위로 변위되며, 그에 대한 이동로봇(100)의 좌표는 변위된 화소의 변위와 실제 이동로봇(100)의 변위 사이의 비에 의하여 결정된다.On the other hand, when the mobile robot 100 continuously moves, the sensing position of the LED group 220a is displaced in units of pixels on the CCD 128, and the coordinates of the mobile robot 100 with respect to the displacement of the displaced pixel are actually moved. It is determined by the ratio between the displacements of the robot 100.

상기와 같은 방법으로 이동로봇의 좌표를 결정하는 방법으로 설명하였으나, 발광다이오드그룹(220a, 220b, 220c) 내의 북남동을 가르키는 적외선 다이오드들(222, 224, 226, 227, 228)이 CCD(128) 상에 센싱되는 화소의 위치를 기준으로 이동로봇의 좌표를 결정하여도 좋다.As described above, the method of determining the coordinates of the mobile robot is described. However, the infrared diodes 222, 224, 226, 227, and 228 pointing to the north-south east in the light emitting diode groups 220a, 220b, and 220c may be CCDs. The coordinates of the mobile robot may be determined based on the position of the pixel sensed on the 128.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템의 작동을 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템의 작동을 나타낸 플로우차트이다.4 is a flowchart illustrating the operation of a coordinate checking system for indoor navigation according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 이동로봇에 부착되는 CCD의 제어부에 접속된 메모리에 적외선 발광다이오드들의 배열에 따른 발광다이오드그룹을 저장한다(S1). 그 후 실내 공간의 천정에 설치된 적외선 발광다이오드들을 동작시킨다(S2). 적외선 발광다이오드들이 온된 상태에서 이동로봇의 센싱수단인 CCD가 온된다(S3). 온된 CCD가 적외선 발광다이오드들을 센싱하고, 제어부가 센싱된 적외선 발광다이오 드의 배열을 분석함으로써 발광다이오드 그룹을 식별한다(S4). 이 때, CCD 상에 센싱된 발광다이오드그룹 내에 있는 적외선 다이오드들 사이의 거리를 비교함으로써 동서남북의 방위를 결정한다. 또한, 발광다이오드 그룹의 식별과 동시에 발광다이오드그룹의 중심좌표축과 CCD의 중심축 사이의 천정각을 측정한다(S5). 측정된 천정각에 대하여 상기와 같은 연산을 통하여 이동로봇의 좌표를 결정한다(S6). 한편, 이동로봇의 계속적 이동시 발광다이오드그룹의 센싱 위치가 CCD 상에서 화소 단위로 변위되며, 그에 대한 이동로봇의 좌표는 변위된 화소의 변위와 실제 이동로봇의 변위 사이의 비만큼 보정된다.As shown in FIG. 4, first, the LED group according to the arrangement of the infrared light emitting diodes is stored in a memory connected to the control unit of the CCD attached to the mobile robot (S1). Thereafter, the infrared light emitting diodes installed on the ceiling of the indoor space are operated (S2). In the state where the infrared light emitting diodes are turned on, the CCD which is a sensing means of the mobile robot is turned on (S3). The on CCD senses the infrared light emitting diodes, and the controller identifies the light emitting diode group by analyzing the sensed array of the infrared light emitting diodes (S4). At this time, by comparing the distance between the infrared diodes in the light emitting diode group sensed on the CCD, the orientation of the north, west, north and south. In addition, at the same time as identifying the LED group, the ceiling angle between the central coordinate axis of the LED group and the central axis of the CCD is measured (S5). The coordinates of the mobile robot are determined through the above calculation with respect to the measured ceiling angle (S6). On the other hand, in the continuous movement of the mobile robot, the sensing position of the LED group is displaced pixel by pixel on the CCD, and the coordinates of the mobile robot are corrected by the ratio between the displacement of the displaced pixel and the displacement of the actual mobile robot.

전술한 바와 같이, 저렴한 적외선 다이오드들을 이용하여 좌표를 나타낼 수 있도록 최소의 적외선 발광다이오드들을 배열시킴으로써, 이동로봇의 좌표를 저렴한 비용으로 정확하게 측정할 수 있다. 더욱이 적외선 발광다이오드들의 거리차를 비교함으로써 적외선 발광다이오드에 의해 방위를 정확히 나타낼 수 있다. 또한, 적외선을 광원으로 이용함으로써 주간뿐만 아니라 야간에도 이동로봇의 위치를 결정할 수 있다. 또한, 적외선 발광다이오드들 사이의 거리는 CCD의 화소가 인식할 수 있는 범위 내로 한정할 수 있기 때문에, 천정에 부착되는 적외선 발광다이오드의 영역을 작게 함으로써 실내 항법 시스템을 환경 친화적으로 구현할 수 있다.As described above, by arranging the minimum infrared light emitting diodes to display the coordinates using inexpensive infrared diodes, the coordinates of the mobile robot can be accurately measured at low cost. Furthermore, by comparing the distance difference between the infrared light emitting diodes, the orientation can be accurately represented by the infrared light emitting diodes. In addition, by using infrared rays as a light source it is possible to determine the position of the mobile robot at night as well as day. In addition, since the distance between the infrared light emitting diodes can be limited within a range that can be recognized by the pixels of the CCD, the indoor navigation system can be environmentally friendly by reducing the area of the infrared light emitting diode attached to the ceiling.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 당해 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 실시예의 다양한 변경, 치환 및 수정이 가능하다는 것은 자명하다할 것이다. Although preferred embodiments of the present invention have been described, it will be apparent to those skilled in the art that various changes, substitutions and modifications of the embodiments are possible.

Claims (7)

이동로봇에 부착되는 수광수단과, 상기 수광수단으로 적외선을 발광시키기 위하여 고정물에 부착된 복수개의 적외선 발생수단을 포함하며, 상기 적외선 발생소자들의 배열에 의해 상기 적외선 발생수단의 중심좌표와 방위가 나타내지는 좌표확인 시스템에 있어서,A light receiving means attached to a mobile robot, and a plurality of infrared ray generating means attached to a fixture for emitting infrared light to the light receiving means, wherein the center coordinates and orientations of the infrared ray generating means are not indicated by the arrangement of the infrared ray generating elements. Is a coordinate checking system, 상기 적외선 발생소자들은 상기 적외선 발생소자들 사이에 최단의 제1 간격을 갖는 제1 적외선 발생소자들과 상기 제1 적외선 발생소자들로부터 상기 제1 간격보다 큰 간격을 갖는 제2 적외선 발생소자로 이루어지며,The infrared ray generating elements are composed of first infrared ray generating elements having a shortest first interval between the infrared ray generating elements and a second infrared ray generating element having a distance greater than the first interval from the first infrared ray generating elements. Lose, 상기 제1 적외선 발생소자들 사이의 축은 제1 기준좌표축을 이루며, 상기 제2 적외선 발생소자로부터 상기 제1 기준좌표축에 수직한 축은 제2 기준좌표축을 이루는 것을 특징으로 하는 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템.The axis between the first infrared ray generators constitutes a first reference coordinate axis, and the axis perpendicular to the first reference coordinate axis from the second infrared ray generation element constitutes a second reference coordinate axis. . 제1항에 있어서, 상기 수광수단은 고체촬상소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템.The coordinate checking system for indoor navigation according to claim 1, wherein the light receiving means comprises a solid state image pickup device. 제1항에 있어서, 상기 적외선 발생소자는 적외선 발광다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템.The coordinate checking system for indoor navigation according to claim 1, wherein the infrared ray generating element comprises an infrared light emitting diode. 제1항에 있어서, 상기 제2 적외선 발생소자가 위치한 상기 제2 기준좌표축은 기준방위인 것을 특징으로 하는 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템.The coordinate verification system for indoor navigation according to claim 1, wherein the second reference coordinate axis on which the second infrared ray generating element is located is a reference direction. 제1항에 있어서, 상기 적외선 발생수단의 중심좌표와 상기 수광수단에 의해 센싱되는 상기 수광수단의 수직축 사이의 천정각에 의하여 상기 이동로봇의 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템.The coordinate checking system for indoor navigation according to claim 1, wherein the position of the mobile robot is determined by a ceiling angle between a center coordinate of the infrared ray generating means and a vertical axis of the light receiving means sensed by the light receiving means. . 제5항에 있어서, 상기 이동로봇의 이동시 상기 적외선 발생수단의 센싱 위치가 상기 수광수단 상에서 화소 단위로 변위되며, 그에 대한 이동로봇의 좌표는 변위된 화소의 변위와 실제 이동로봇의 변위 사이의 비만큼 보정되는 것을 특징으로 하는 실내 항법을 위한 좌표확인 시스템.The method of claim 5, wherein the sensing position of the infrared generating means is displaced on the light receiving means in units of pixels when the mobile robot is moved, the coordinates of the mobile robot relative to the displacement between the displacement of the displaced pixel and the actual displacement of the mobile robot. Coordinate identification system for indoor navigation, characterized in that corrected by. 삭제delete
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