KR101165969B1 - Position measuring device having distance and angle measuring function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이동로봇과 같이 이동이 가능하며, 이동 시 거리 및 각도 측정을 필요로 하는 이동체에 구비될 수 있고, 상기 이동로봇이 도킹 또는 특정 지역으로 이동하기 위해 두 벽면이 맞닿는 모서리에 근접하여 위치하는 경우 상기 이동로봇과 상기 두 벽면간의 거리를 측정하여 상기 이동로봇의 원점과 상기 두 벽면 간의 거리정보를 계산하고, 상기 두 벽면의 사이에서 상기 이동로봇의 회전된 각도정보를 계산할 수 있는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a position measuring device having a distance and angle measurement function, more specifically, it is possible to move like a mobile robot, it may be provided in a moving body that requires distance and angle measurement during the movement, the mobile robot When the two walls are located close to the corner where the two walls are in contact with the docking or a specific area, the distance information between the origin of the mobile robot and the two walls is calculated by measuring the distance between the mobile robot and the two walls. The present invention relates to a position measuring device having a distance and angle measuring function capable of calculating rotated angle information of the mobile robot between walls.
일반적으로, 청소로봇 또는 서빙로봇을 비롯한 이동로봇은 도킹 스테이션으로 복귀 또는 이동하는 경우 도킹 스테이션과 유,무선으로 통신하여 상기 도킹 스테이션의 위치 정보를 입력받아 이동하거나, 상기 도킹 스테이션의 특징점을 인식하여 이동하는 방식 등으로 이동하게 된다.In general, when a mobile robot including a cleaning robot or a serving robot returns to a docking station or moves to a docking station, the mobile robot communicates with the docking station via wired or wireless to receive location information of the docking station, or recognizes a feature point of the docking station. It moves in such a way as to move.
또한, 종래의 이동로봇이 도킹 스테이션과 유,무선으로 통신하여 이동하는 방식으로는, 상기 도킹 스테이션으로부터 발신되는 적외선 신호 또는 초음파를 수신하여 상기 도킹 스테이션의 위치 정보를 입력받아 이동하는 방식이 사용된다.In addition, the conventional mobile robot communicates with the docking station by wire or wirelessly, and a method of receiving an infrared signal or ultrasonic wave transmitted from the docking station and receiving position information of the docking station is used. .
또한, 종래의 이동로봇이 도킹 스테이션의 특징점을 인식하여 이동하는 방식으로는, 랜드마크와 같은 인공표식을 탐지하여 상기 도킹 스테이션의 위치를 인식하여 이동하거나, CCD와 같은 비전센서를 이용하여 외부의 영상을 분석한 후 상기 도킹 스테이션을 인식하여 이동하는 방식이 사용되었다.In addition, a conventional mobile robot recognizes and moves a feature point of a docking station, and detects an artificial marker such as a landmark to recognize and move the location of the docking station, or uses a vision sensor such as a CCD to After analyzing the image, a method of recognizing and moving the docking station was used.
한편, 종래의 이동로봇이 상기 도킹 스테이션에서 발신되는 신호 또는 인공표식을 인식하여 추종하도록 되어 있으나, 상기 도킹 스테이션과 상기 이동로봇 간의 거리에 대한 정보를 취득하기 어려운 문제점이 있었고, 특히, 상기 도킹 스테이션이 실내의 구석진 모서리 부분에 설치되어 상기 이동로봇의 이동경로 상에 장애물이 있거나, 송,수신된 신호에 오류가 발생한 경우에는 상기 도킹 스테이션으로 이동하지 못하는 문제점이 있었다.Meanwhile, although the conventional mobile robot is configured to recognize and follow a signal or artificial mark transmitted from the docking station, there is a problem that it is difficult to obtain information on the distance between the docking station and the mobile robot, and in particular, the docking station It is installed in the corner corner of the room, there is a problem on the moving path of the mobile robot, if there is an error in the transmitted and received signal, there was a problem that can not move to the docking station.
또한, 종래의 이동로봇이 적외선 신호 또는 비전센서를 이용하여 상기 도킹 스테이션의 위치를 인식하는 경우 상기 적외선 신호 또는 비전센서가 실내공간의 조명의 밝기에 따라 상기 도킹 스테이션을 인식하지 못하거나, 오류가 발생하는 문제점도 있었다.In addition, when the conventional mobile robot recognizes the location of the docking station by using an infrared signal or a vision sensor, the infrared signal or vision sensor does not recognize the docking station according to the brightness of the lighting of the indoor space, or an error may occur. There was also a problem that occurred.
본 발명자들은 이동로봇이 실내 조명의 밝기에 영향을 받지 않으며, 별도의 도킹 스테이션을 구비하지 않고도 실내의 각 벽면들을 인식하여 거리를 측정하고, 측정된 거리값을 기초로 거리정보 및 각도정보를 계산하여 상기 이동로봇이 특정한 목표지점으로 이동할 수 있게 하기 위해 연구 노력한 결과, 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치의 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention are not affected by the brightness of the indoor lighting, the mobile robot recognizes each wall surface of the room without having a separate docking station and measures the distance, and calculates the distance information and the angle information based on the measured distance value. As a result of research efforts to allow the mobile robot to move to a specific target point, the technical configuration of the position measuring device having a distance and angle measurement function has been developed to complete the present invention.
따라서, 본 발명의 목적은 별도의 도킹 스테이션을 구비하지 않고도 인접한 위치의 벽면을 인식할 수 있고, 상기 벽면과 이동로봇 간의 거리정보를 계산할 수 있는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a position measuring device having a distance and angle measuring function that can recognize the wall surface of the adjacent position without having a separate docking station, and can calculate the distance information between the wall surface and the mobile robot. will be.
또한, 본 발명의 다른 목적은 적어도 둘 이상의 방향에 위치한 각 벽면들과의 거리를 측정하여, 상기 이동로봇이 상기 각 벽면들 사이에서 회전된 각도정보를 계산할 수 있는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to measure the distance to each of the wall surfaces located in at least two directions, the position having a distance and angle measurement function that the mobile robot can calculate the angle information rotated between the respective wall surfaces To provide a measuring device.
또한, 본 발명의 다른 목적은 실내조명에 영향을 받지 않고 실내의 벽면을 인식할 수 있고, 비용의 소모를 절감할 수 있는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a position measuring device having a distance and angle measurement function that can recognize the wall surface of the room without being affected by the indoor lighting, and can reduce the consumption of cost.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급된 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이동로봇에 구비되며, 각 벽면을 향해 신호를 발신하고, 반사된 신호를 수신하는 복수 개의 센서들로 이루어지는 센서부; 상기 센서부와 연결되고, 상기 센서들의 신호 발신 및 수신시간을 이용하여 상기 두 벽면과 임의의 중심점인 센서원점과의 거리정보를 계산하는 거리계산부; 및 상기 거리정보를 이용하여 상기 이동로봇이 상기 벽면들과 이루는 각도정보를 계산하는 각도계산부;를 포함하고, 상기 이동로봇이 두 벽면이 맞닿는 모서리에 근접하여 위치할 때, 상기 이동로봇이 상기 두 벽면과 이루는 상대적인 위치 및 각도를 측정하는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is provided with a mobile robot, the sensor unit consisting of a plurality of sensors for transmitting a signal toward each wall surface, and receives the reflected signal; A distance calculation unit connected to the sensor unit and calculating distance information between the two wall surfaces and a sensor origin which is an arbitrary center point using signal transmission and reception time of the sensors; And an angle calculator configured to calculate angle information of the mobile robot from the wall surfaces using the distance information. When the mobile robot is located close to an edge where two walls are in contact with each other, the mobile robot is located on the wall. Provided is a position measuring device having a distance and angle measuring function, characterized in that for measuring the relative position and angle with the two walls.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 센서부는, 상기 센서원점에서 X축 방향을 바라보며 설치되는 제 1센서; 및 상기 원점에서 Y축 방향을 바라보며 설치되는 제 2센서;를 포함한다.In a preferred embodiment, the sensor unit, the first sensor is installed looking toward the X-axis direction from the sensor origin; And a second sensor installed to face the Y axis from the origin.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2센서;는 상기 Y축을 중심으로 양측에 동일한 거리만큼 떨어져 위치하는 제 2-1센서; 및 제 2-2센서;를 더 포함한다. In a preferred embodiment, the second sensor; 2-1 sensor which is located at the same distance on both sides with respect to the Y axis; And a second sensor 2-2.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 거리계산부는 아래의 수학식 1을 이용하여, 상기 센서부와 각 벽면과의 거리정보를 계산한다.In a preferred embodiment, the distance calculator calculates distance information between the sensor unit and each wall using Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
u[m]=t/2×Vu [m] = t / 2 × V
여기서, u는 상기 각 센서들과, 상기 각 센서들이 바라보는 벽면과의 거리값이고, V는 신호의 속도값이며, t는 신호가 상기 센서에서 발신된 후 특정 벽면에 반사되어 수신되는데 소요되는 시간값이다.Here, u is a distance value between each of the sensors and the wall viewed by each sensor, V is a speed value of the signal, and t is a signal that is transmitted from the sensor and reflected on a specific wall to be received. It is a time value.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 거리계산부는 아래의 수학식 2를 이용하여, 상기 벽면들 중, 상기 X축 방향에 위치하는 일측 벽면과 상기 센서원점 간의 거리정보를 계산한다.In a preferred embodiment, the distance calculator calculates distance information between one of the wall surfaces located in the X-axis direction and the sensor origin, using Equation 2 below.
[수학식 2]&Quot; (2) "
xs[mm]=u1+ux _ offset xs [mm] = u 1 + u x _ offset
여기서, xs[mm]는 상기 원점과 상기 일측 벽면 간의 거리값이고, u1은 상기 제 1센서와 상기 일측 벽면 간의 거리값이고, ux _ offset은 상기 제 1센서와 상기 센서원점과의 X축 방향 거리값이다.Here, xs [mm] is a distance value between the origin and the one side wall surface, u 1 is a distance value between the first sensor and the one side wall surface, u x _ offset is X of the first sensor and the sensor origin Axial distance value.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 거리계산부는 아래의 수학식 3을 이용하여, 상기 벽면들 중, 상기 Y축 방향에 위치하는 타측 벽면과 상기 센서원점 간의 거리정보를 계산한다.In a preferred embodiment, the distance calculator calculates distance information between the other wall surface located in the Y-axis direction and the sensor origin among the wall surfaces using Equation 3 below.
[수학식 3]&Quot; (3) "
ys[mm]=(u2+u3)/2 + uy _ offset ys [mm] = (u 2 + u 3 ) / 2 + u y _ offset
여기서, ys[mm]는 상기 센서원점과 상기 타측 벽면 간의 거리값이고, u2는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-1센서 간의 거리값이고, u3는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-2센서 간의 거리값이고, uy _ offset은 상기 제 2-1센서 및 상기 제 2-2센서 간의 이격된 거리의 중심과 상기 센서원점과의 Y축 방향 거리값이다.Here, ys [mm] is a distance value between the sensor origin and the other wall surface, u 2 is a distance value between the other wall surface and the 2-1 sensor, u 3 is the other wall surface and the 2-2 sensor. U y _ offset is a distance value in the Y-axis direction between the center of the spaced distance between the 2-1 sensor and the 2-2 sensor and the sensor origin.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 각도계산부는 아래의 수학식 4를 이용하여, 상기 타측 벽면과, 상기 제 2-1센서와 상기 제 2-2센서를 잇는 가상선이 이루는 각도를 계산하여, 계산된 각도값을 상기 각도정보로 도출한다.In an exemplary embodiment, the angle calculating unit calculates an angle formed by the virtual wall connecting the other side wall and the second-1 sensor and the second-2 sensor using the following Equation 4, and calculated An angle value is derived from the angle information.
[수학식 4]&Quot; (4) "
θs[°]=(u2-u3)/L×180/πθs [°] = (u 2 -u 3 ) / L × 180 / π
여기서, θs[°]는 상기 두 벽면 사이에서 상기 이동로봇이 회전된 각도값이고, u2는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-1센서 간의 거리값이고, u3는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-2센서 간의 거리값이고, L은 상기 제 2-1센서와 상기 제 2-2센서 간의 간격을 나타내는 거리값이다.Here, θs [°] is an angle value at which the mobile robot is rotated between the two wall surfaces, u 2 is a distance value between the other wall surface and the second-1 sensor, and u 3 is the other wall surface and the second wall. A distance value between -2 sensors, and L is a distance value representing the distance between the 2-1 sensor and the 2-2 sensor.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 각도계산부는 아래의 수학식 5를 이용하여, 상기 타측 벽면과, 상기 제 2-1센서와 상기 제 2-2센서를 잇는 가상선이 이루는 각도를 계산하여, 계산된 각도값을 상기 각도정보로 도출한다.In an exemplary embodiment, the angle calculator calculates an angle formed by the virtual wall connecting the other side wall and the second-1 sensor and the second-2 sensor by using Equation 5 below. An angle value is derived from the angle information.
[수학식 5][Equation 5]
θs[°]=tan-1((u2-u3)/L)×180/πθs [°] = tan -1 ((u 2 -u 3 ) / L) × 180 / π
여기서, θs[°]는 상기 두 벽면 사이에서 상기 이동로봇이 회전된 각도값이고, u2는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-1센서 간의 거리값이고, u3는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-2센서 간의 거리값이고, L은 상기 제 2-1센서와 상기 제 2-2센서 간의 간격을 나타내는 거리값이다.Here, θs [°] is an angle value at which the mobile robot is rotated between the two wall surfaces, u 2 is a distance value between the other wall surface and the second-1 sensor, and u 3 is the other wall surface and the second wall. A distance value between -2 sensors, and L is a distance value representing the distance between the 2-1 sensor and the 2-2 sensor.
바람직한 실시예에 있어서, 외부와 데이터 통신을 하며, 상기 거리계산부에서 계산된 거리정보 및 상기 각도계산부에서 계산된 각도정보를 외부로 전송하거나, 외부의 데이터를 수신하는 통신부;를 더 포함한다.In a preferred embodiment, the communication unit for performing data communication with the outside, and transmits the distance information calculated by the distance calculator and the angle information calculated by the angle calculator to the outside, or receives external data; .
바람직한 실시예에 있어서, 상기 각 센서는 초음파 신호를 발신하거나 수신하는 초음파 센서로 구비된다.In a preferred embodiment, each sensor is provided with an ultrasonic sensor for transmitting or receiving an ultrasonic signal.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 초음파 센서는 상기 초음파 신호를 발신 또는 수신하는 수단이 분리형 또는 일체형으로 구비된다.In a preferred embodiment, the ultrasonic sensor is provided with a separate or integral means for transmitting or receiving the ultrasonic signal.
또한, 본 발명은 제 1항 또는 제 8항 중 어느 한 항의 위치측정장치가 탑재되며, 주행이 가능한 이동로봇을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a mobile robot that is equipped with a position measuring device of any one of claims 1 to 8, which is capable of traveling.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치에 의하면, 복수 개의 센서로 이루어진 센서부에 의해 인접한 벽면이 감지되고, 거리계산부에 의해 이동로봇의 원점과 상기 벽면 사이의 거리정보가 계산되므로, 별도로 도킹 스테이션으로부터 위치정보를 송,수신하지 않더라도 인접한 벽면을 인식하고, 상기 벽면과의 거리정보를 계산할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.First, according to the position measuring device having a distance and angle measurement function according to an embodiment of the present invention, the adjacent wall surface is sensed by the sensor unit consisting of a plurality of sensors, the origin of the mobile robot and the wall surface by the distance calculator Since the distance information is calculated, even if the position information is not transmitted or received separately from the docking station, it is possible to recognize an adjacent wall surface and to calculate the distance information with the wall surface.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치에 의하면, 각도측정부는 거리정보를 이용하여 이동로봇이 실내에서 회전된 각도정보를 계산할 수 있으므로, 실내에서 상기 이동로봇이 도킹 스테이션으로 이동하거나, 특정한 위치로 이동하는 경우 상기 이동로봇의 위치 및 각도를 정밀하게 산출할 수 있게 하여 상기 이동로봇의 위치 이동이 정확하게 이루어지게 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the position measuring device having a distance and angle measuring function according to an embodiment of the present invention, since the angle measuring unit can calculate the angle information rotated in the room using the distance information, the mobile robot in the room When moving to this docking station or moving to a specific position, it is possible to accurately calculate the position and angle of the mobile robot, it is possible to obtain the effect of precisely moving the position of the mobile robot.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치에 의하면, 초음파 신호를 이용하여 실내의 벽면들을 인식하도록 구비되므로, 실내 조명의 밝기에 영향을 받지 않고 임의의 벽면의 위치를 효과적으로 인식할 수 있는 효과가 있으며, 복수 개의 센서들로 수월하게 제조할 수 있으므로 비용의 소모를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the position measuring device having a distance and angle measurement function according to an embodiment of the present invention, since it is provided to recognize the walls of the room using the ultrasonic signal, the wall of any wall without being affected by the brightness of the room lighting There is an effect that can effectively recognize the position, and can be easily manufactured by a plurality of sensors can be obtained to reduce the cost of consumption.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위치측정장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위치측정장치를 나타내는 블럭도.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치측정장치가 벽면과의 거리 및 각도를 측정하는 예를 나타내는 평면도.1 is a perspective view showing a position measuring device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a position measuring device according to an embodiment of the present invention.
3 to 4 is a plan view showing an example in which the position measuring device according to an embodiment of the present invention measures the distance and angle with the wall surface.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.
이하, 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위치측정장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위치측정장치를 나타내는 블럭도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치측정장치가 벽면과의 거리 및 각도를 측정하는 예를 나타내는 평면도이다.1 is a perspective view showing a position measuring device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a position measuring device according to an embodiment of the present invention, Figures 3 to 4 are one embodiment of the present invention It is a top view which shows the example which the position measuring apparatus which concerns on an example measures the distance and angle with a wall surface.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치(100)는 장애물을 포함하는 실내의 벽면들과 이루는 상대적인 위치 및 각도를 측정하기 위한 것으로, 특히, 상기 두 벽면(20, 30)이 맞닿는 모서리에 근접하여 위치한 경우에 유용하다. 1 to 4, the
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치(100)는 바람직하게 이동로봇(10)에 탑재될 수 있으며, 상기 이동로봇(10)은 서빙로봇, 청소로봇, 안내로봇, 가사 도우미 로봇 및 군사용 로봇과 같은 다양한 형태의 지능형로봇을 포함한다.In addition, the
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에서 상기 이동로봇(10)으로 설명하였으나, 상기 이동로봇 이외에도 마이크로프로세서(microprocessor)와 같은 처리장치를 구비하고, 모터 또는 엔진과 같은 동력장치를 구비하여 이동이 가능한 다양한 형태의 이동체도 포함될 수 있으며, 또한, 상기 이동체는, 예를 들면, 무인자동차를 포함하는 자동차, 인접한 물체를 감지하여 자동으로 열리거나, 닫히는 자동문 등으로 구비될 수 있다.On the other hand, in the preferred embodiment of the present invention has been described as the
또한, 상기 위치측정장치(100)의 '위치'는 상기 이동로봇(10)이 실내의 어느 벽면과 근접해 있는지의 여부 및 상기 이동로봇(10)이 특정 벽면을 기준으로 어느 방향을 바라보고 있는지의 여부와 같은 상기 이동로봇(10)의 위치정보를 나타내는 것으로, 특히, 두 벽면(20, 30)이 맞닿는 모서리에 위치한 상기 이동로봇(10)과 상기 두 벽면(20, 30)과의 거리 및 상기 두 벽면(20, 30)의 사이에서 상기 이동로봇(10)이 회전된 각도를 나타낸다.In addition, the 'position' of the
또한, 상기 벽면은 실질적인 벽(wall) 이외에도, 상기 이동로봇(10)이 주행 시 주행경로에 장애가 되거나, 가로막는 대상을 포함하며, 예를 들면, 상자, 기둥 및 일정한 높이를 갖는 문턱 등을 포함하는 장애물을 포함하며, 상기 이동로봇(10)의 센서에 감지되는 장애물들을 포함한다.In addition, the wall surface, in addition to the actual wall (wall), the
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 위치측정장치(100)는, 이동로봇을 포함하는 이동체에 장착 또는 탑재되어 장애물과의 거리를 측정할 수 있게 하는 것이며, 별도의 도킹 스테이션으로부터 상기 이동체의 위치정보를 수신하지 않고도 상기 이동체의 위치를 측정할 수 있게 하며, 센서부(110), 거리계산부(120), 각도계산부(130) 및 통신부(140)를 포함한다.That is, the
상기 센서부(110)는 복수 개의 센서들로 이루어진 것으로, 실내의 각 벽면(20, 30)으로 신호를 발신한 후 반사된 신호를 수신하여 상기 각 벽면(20, 30)을 인식하고, 발신된 신호가 되돌아온 시간을 측정하여 각 센서들과 상기 각 벽면(20, 30) 간의 거리를 측정하도록 구비되며, 제 1센서(111) 및 제 2센서(112)를 포함한다.The
또한, 상기 센서부(110)의 각 센서(111, 112)는 초음파 신호를 이용하여 특정한 물체나, 일정한 거리에 있는 상기 각 벽면(20, 30)을 인식하는 초음파 센서로 구비된다. 따라서, 상기 이동로봇(10)이 실내 또는 실외에서 주행 시 조명 또는 조도의 영향을 받지 않고, 특정한 물체 및 벽면을 인식하게 할 수 있다. 그러나, 상기 센서부(110)의 각 센서(111, 112)는 상기 초음파 센서 이외에도, 적외선 센서, 광센서 또는 레이저 센서로 구비될 수도 있다.In addition, each of the
또한, 상기 초음파 센서는 상기 초음파 신호를 발신 또는 수신하는 수단이 분리형 또는 일체형으로 구비될 수 있다.In addition, the ultrasonic sensor may be provided as a separate or integral means for transmitting or receiving the ultrasonic signal.
또한, 상기 제 1센서(111)는 상기 센서원점(C)에서 X축 방향을 바라보며 설치되는 것으로, 상기 각 벽면(20, 30) 중 일측 벽면(20)에 초음파 신호를 발신하여 반사된 초음파 신호를 수신하게 구비되며, 상기 일측 벽면(20)으로 발신한 초음파 신호가 되돌아온 시간을 측정하여 후술된 거리계산부(120)에서 X축 상의 거리정보를 계산할 수 있게 한다.In addition, the
또한, 상기 센서원점(C)은 임의의 줌심점으로, 본 발명의 일실시예에 따른 위치측정장치(100)의 일정 위치 중 측정하고자 하는 기준이 되는 위치를 뜻한다.In addition, the sensor origin (C) is an arbitrary zoom center point, which means a position to be a reference among the predetermined positions of the
또한, 상기 제 2센서(112)는 상기 센서원점(C)에서 Y축 방향을 바라보며 설치되는 것으로, 상기 일측 벽면(20)과 맞닿는 타측 벽면(30)에 초음파 신호를 발신하여 반사된 초음파 신호를 수신한다. 또한, 상기 제 2센서(112)는 상기 Y축을 중심으로 양측에 동일한 거리만큼 떨어져 위치하는 제 2-1센서(112a) 및 제 2-2센서(112b)를 포함한다.In addition, the
또한, 상기 Y축은 상기 센서원점(C)을 통과하며, 상기 X축과 직각을 축을 뜻한다.In addition, the Y axis passes through the sensor origin (C) and means an axis perpendicular to the X axis.
또한, 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b)는 상기 Y축의 방향에 위치한 상기 타측 벽면(30)으로 초음파 신호를 발신하며, 발신된 초음파 신호가 되돌아온 시간을 측정하여 후술될 거리계산부(120)에 의해 상기 Y축 상의 거리정보를 계산할 수 있게 하고, 후술될 각도계산부(130)에 의해 상기 타측 벽면(30)과 상기 이동로봇(10)이 이루고 있는 각도정보를 계산할 수 있게 한다.In addition, the 2-1
또한, 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b)에서 각각 발신되는 초음파 신호가 서로 간섭을 일으키지 않도록 상기 각 센서(112a, 112b)는 교대로 'on'과 'off'를 반복하도록 구비하는 것이 바람직하다.
In addition, each of the
상기 거리계산부(120)는 상기 센서원점(C)과 상기 두 벽면(20, 30)간의 거리정보를 계산하기 위한 것으로, 상기 각 센서(111, 112a, 112b)에서 측정된 초음파 신호의 발신 및 수신시간을 나타내는 각각의 시간값을 입력받아 상기 센서부(110)와 상기 각 벽면(20, 30) 간의 거리정보를 계산한다.The
또한, 상기 초음파 신호의 속도는 0℃의 온도를 갖는 공기 중에서는 대략 331.5[m/s]의 속도값을 가지며, 온도가 1℃만큼 증가하는 경우 상기 속도값이 0.6[m/s]만큼 빨라지게 되므로, 특정한 온도에서의 상기 초음파 신호의 속도값(V)는 V[m/s]=331.5+0.6×T 와 같이 계산할 수 있다.In addition, the speed of the ultrasonic signal has a speed value of approximately 331.5 [m / s] in air having a temperature of 0 ° C., and the speed value is as fast as 0.6 [m / s] when the temperature is increased by 1 ° C. As a result, the velocity value V of the ultrasonic signal at a specific temperature can be calculated as V [m / s] = 331.5 + 0.6 x T.
또한, 상기 T는 온도값이며, 외부의 온도를 측정하는 일반적인 온도센서와 같은 측정수단(미도시)에 의해 측정된 결과값이 상기 센서부(110)로 입력되도록 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the T is a temperature value, it is preferable that the result value measured by a measuring means (not shown), such as a general temperature sensor for measuring the external temperature is input to the
또한, 상기 거리계산부(120)에 의해 계산되는 거리정보인 거리값(u)은 아래의 [수학식 1]에 의해 계산된다.
In addition, the distance value u, which is distance information calculated by the
[수학식 1][Equation 1]
u[m]=t/2×V
u [m] = t / 2 × V
즉, 상기 각 센서(111, 112a, 112b)에서 발신된 초음파 신호가 되돌아온 각각의 시간값(t)과, 상기 각 센서(111, 112a, 112b)의 초음파 신호의 속도값(V)을 기초로 하여, 상기 센서부(110)가 각 벽면(20, 30)과 이루고 있는 상기 거리값(u)이 측정된다.That is, based on the respective time values t at which the ultrasonic signals transmitted from the
또한, 상기 거리계산부(120)는 상기 제 1센서(111)에서 측정된 거리값(u1)을 기초로 하여, 상기 X축 상의 상기 일측 벽면(20)과 상기 센서원점(C) 간의 거리정보인 X축 거리값(x)를 계산할 수 있으며, 상기 X축 거리값(x)은 아래의 [수학식 2]에 의해 계산된다.
In addition, the
[수학식 2]&Quot; (2) "
xs[mm]=u1+ux _ offset
xs [mm] = u 1 + u x _ offset
또한, 상기 xs[mm]는 상기 센서원점(C)과 상기 일측 벽면(20) 간의 거리값이고, 상기 u1은 상기 제 1센서(111)와 상기 일측 벽면(20) 간의 거리값이고, 상기 ux_offset은 상기 제 1센서(111)와 상기 센서원점(C)과의 X축 방향 거리값이다.In addition, xs [mm] is a distance value between the sensor origin (C) and the one
즉, 상기 일측 벽면(20)과, 상기 제 1센서(111) 간의 거리값 뿐만 아니라 상기 상기원점(C)과 상기 일측 벽면(20)간의 거리정보를 계산하여, 상기 이동로봇(10)으로 제공하여, 상기 이동로봇이 위치제어를 보다 정밀하게 수행하게 하게한다.
That is, the distance information between the origin C and the one
또한, 상기 거리계산부(120)는 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b)에 의해 측정된 각각의 거리값(u2, u3)을 기초로 하여, 상기 Y축 상의 상기 타측 벽면(30)과 상기 센서원점(C) 간의 거리정보를 계산할 수 있으며, 상기 Y축 상의 거리정보인 Y축 거리값(y)은 아래의 [수학식 3]에 의해 계산된다.
In addition, the
[수학식 3]&Quot; (3) "
ys[mm]=(u2+u3)/2 + uy _ offset
ys [mm] = (u 2 + u 3 ) / 2 + u y _ offset
여기서, ys[mm]는 상기 센서원점(C)과 상기 타측 벽면(30) 간의 거리값이고, u2는 상기 타측 벽면(30)과 상기 제 2-1센서(112a) 간의 거리값이고, u3는 상기 타측 벽면(30)과 상기 제 2-2센서(112b) 간의 거리값이고, uy _ offset은 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b) 간의 이격된 거리의 중심과 상기 센서원점(C)과의 Y축 방향 거리값이다.Here, ys [mm] is a distance value between the sensor origin C and the
즉, 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b)에서 측정된 각각의 거리값(u2, u3)의 평균과, 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b)가 상기 센서원점(C)과의 Y축 방향 거리값을 더하여, 상기 센서원점(C)과 상기 타측 벽면(30)간의 거리인 상기 Y축 거리값(y)이 산출된다.
That is, the average of each of the distance values u 2 and u 3 measured by the 2-1
상기 각도계산부(130)는 상기 거리계산부(120)에서 계산된 거리정보를 이용하여, 상기 이동로봇(10)이 상기 벽면들과 이루는 각도정보를 계산하는 것으로, 상기 거리계산부(120)에서 산출된 각각의 거리값(u1, u2, u3) 중 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b)에서 측정된 거리값들(u2, u3)을 기초로 상기 이동로봇(10)이 회전된 각도값이 계산된다.The
또한, 상기 각도계산부(130)는 상기 타측 벽면(30)과 이루는 각도를 비교하기 위한 기준선으로 상기 제 2-1센서(112a)와 상기 제 2-2센서(112b)를 잇는 가상선을 설정하고, 상기 타측 벽면(30)과 상기 가상선이 이루는 각도를 계산하여 상기 각도정보로 도출하게 되며, 상기 두 벽면(20, 30) 사이에서 상기 이동로봇(10)이 회전된 각도값(θs)은 아래의 [수학식 4]에 의해 계산된다.
In addition, the
[수학식 4]&Quot; (4) "
θs[°]=(u2-u3)/L×180/π
θs [°] = (u 2 -u 3 ) / L × 180 / π
또한, 상기 제 2-1센서(112a)에서 측정된 거리값(u2)과 상기 제 2-2센서(112b)에서 측정된 거리값(u3) 간의 차이값과, 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b) 간의 거리정보(L)를 이용하여 상기 가상선이 상기 타측 벽면(30)에서 기울어진 각도값(θs)이 산출된다.In addition, the difference between the distance value u 2 measured by the
또한, 상기 180/π는 상기 제 2-1센서(112a)와 상기 제 2-2센서(112b)를 잇는 가상선이 상기 이동로봇의 X축과 이루는 각도값으로, 상기 타측 벽면(30)과의 기울어진 각도를 정확하게 측정하기 위하여 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b)가 상기 이동로봇의 X축과 이루는 각도를 계산하여 반영하게 된다.
In addition, the 180 / π is an angle value of the virtual line connecting the 2-
또한, 상기 각도계산부(130)는 탄젠트(tangent)의 역함수를 이용하여, 상기 타측 벽면과 이루는 각도를 더 정확히 계산할 수 있으며, 이 경우에는 상기 각도값(θs)은 아래의 [수학식 5]에 의해 계산된다.
In addition, the
[수학식 5][Equation 5]
θs[°]=tan-1((u2-u3)/L)×180/π
θs [°] = tan -1 ((u 2 -u 3 ) / L) × 180 / π
또한, 상기 제 2-1센서(112a)에서 측정된 거리값(u2)과 상기 제 2-2센서(112b)에서 측정된 거리값(u3) 간의 차이값을 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b) 간의 거리정보(L)로 나눈 후 탄젠트의 역함수(tan-1)를 이용하여 상기 각도값(θs)을 계산하게 된다.In addition, the difference value between the distance value u 2 measured by the 2-1
즉, 상기의 [수학식 4] 및 [수학식 5]는 상기 제 2-1센서(112a) 및 상기 제 2-2센서(112b)를 서로 연결하는 가상선이 상기 이동로봇의 X축과 이루는 각도값를 계산하여 반영하고, 상기 제 2-1센서(112a)에서 측정된 거리값(u2)과 상기 제 2-2센서(112b)에서 측정된 거리값(u3)의 거리 차이 또는 거리 차이의 비율을 기울어진 각도로 환산할 수 있게 한다.That is, in [Equation 4] and [Equation 5], the virtual line connecting the 2-
따라서, 상기 각도계산부(130)는 상기 벽면들 사이의 평면에서 상기 이동로봇(10)이 특정 방향 및 특정 각도만큼 기울어져 있는지를 나타내는 각도정보를 도출하여 제공할 수 있으므로, 상기 이동로봇(10)이 도킹 스테이션 또는 특정한 위치로 이동하기 위해 어느 방향을 바라보고 있는지의 여부 또는 상기 이동로봇(10)의 전방 또는 후방이 상기 벽면들에 가까운지의 여부를 판단하게 하여, 상기 이동로봇(10)이 특정한 위치로 정밀하게 이동하거나, 도킹 스테이션에 수월하게 도킹할 수 있게 제어할 수 있게 된다.
Therefore, the
한편, 상기 ux _ offset 및 uy _ offset은 상기 센서원점(C)을 기준으로 계산되고 있으나, 상기 이동로봇(10)의 중심점인 이동로봇원점을 기준으로 하여 거리값 및 각도값을 계산할 수도 있으며, 아래의 [수학식 6]과 같은 동차변환식을 이용하여 계산된다.
Meanwhile, although u x _ offset and u y _ offset are calculated based on the sensor origin C, distance and angle values may be calculated based on the mobile robot origin, which is the center point of the
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기서, Px 및 Py는 상기 센서원점(C)과 상기 이동로봇원점과의 위치 차이로서, X축 및 Y축 상에서의 거리를 나타내며, φ는 상기 위치측정장치(100)와 상기 이동로봇(10)이 이루는 각도의 차이값을 나타내며, XR 및 YR은 상기 이동로봇의 실질적인 위치를 나타낸다.Here, P x and P y is a position difference between the sensor origin (C) and the mobile robot origin, represents the distance on the X axis and Y axis, φ is the
또한, 상기 동차변환식을 이용하면, 상기 이동로봇의 각도값(θR)은 아래의 [수학식 7]과 같이 계산된다.
In addition, using the homogeneous transformation equation, the angle value θ R of the mobile robot is calculated as shown in Equation 7 below.
[수학식 7][Equation 7]
θR = θs+φ
θ R = θ s + φ
즉, 상기 이동로봇의 각도값(θR)은, 본 발명의 일실시예에 따른 위치측정장치(100)에서 측정된 각도값(θs)과, 상기 위치측정장치(100)와 상기 이동로봇(10)이 이루는 각도의 차이값(φ)을 더한 것이다.
That is, the angle value (θ R ) of the mobile robot, the angle value (θ s ) measured by the
상기 통신부(140)는 외부와 데이터 통신을 하며, 상기 센서부(110)에서 측정된 각각의 거리값과, 상기 거리계산부(120)에서 계산된 거리정보 및 상기 각도계산부(130)에서 계산된 각도정보를 외부로 전송하는 것으로, 무선 또는 유선으로 각각의 데이터를 전송하며, 예를 들어, 상기 통신부(140)는 상기 이동로봇(10)의 제어장치(미도시)에 연결되어 상기 거리값(u1, u2, u3), 각도값(θs)과 같은 데이터 값을 상기 이동로봇(10)으로 입력하게 된다.The
또한, 상기 통신부(140)는 외부의 데이터를 수신하여 입력받을 수 있으며, 예를 들어, 상기 외부의 데이터는 상기 이동로봇(10)에 구비된 일반적인 온도센서에서 측정된 상기 온도값(T)과 같은 온도 데이터이다.In addition, the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.
110 : 센서부 111 : 제 1센서
112 : 제 2센서 112a : 제 2-1센서
112b : 제 2-2센서 120 : 거리계산부
130 : 각도계산부 140 : 통신부110
112:
112b: 2-2 sensor 120: distance calculator
130: angle calculation unit 140: communication unit
Claims (12)
상기 센서부와 연결되고, 상기 센서들의 신호 발신 및 수신시간을 이용하여 상기 벽면들과 임의의 중심점인 센서원점과의 거리정보를 계산하는 거리계산부; 및
상기 거리정보를 이용하여 상기 이동로봇이 상기 벽면들과 이루는 각도정보를 계산하는 각도계산부;를 포함하고,
외부와 데이터 통신을 하며, 상기 거리계산부에서 계산된 거리정보 및 상기 각도계산부에서 계산된 각도정보를 외부로 전송하거나, 외부의 데이터를 수신하는 통신부;를 더 포함하며,
상기 이동로봇이 상기 벽면들이 맞닿는 모서리에 근접하여 위치할 때, 상기 이동로봇이 상기 벽면들과 이루는 상대적인 위치 및 각도를 측정하는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
A sensor unit provided in the mobile robot, the sensor unit comprising a plurality of sensors for transmitting a signal toward walls and receiving a reflected signal;
A distance calculation unit connected to the sensor unit and calculating distance information between the walls and the sensor origin, which is an arbitrary center point, using the signal transmission and reception time of the sensors; And
And an angle calculator configured to calculate angle information of the mobile robot from the wall surfaces using the distance information.
Communication unit for performing data communication with the outside, the distance information calculated by the distance calculator and the angle information calculated by the angle calculator to the outside, or receives external data;
And a distance and angle measuring function for measuring the relative position and angle of the mobile robot with the wall when the mobile robot is located near an edge where the wall surfaces meet.
상기 센서부는,
상기 센서원점에서 X축 방향을 바라보며 설치되는 제 1센서; 및
상기 센서원점에서 Y축 방향을 바라보며 설치되는 제 2센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
The method of claim 1,
The sensor unit includes:
A first sensor installed looking toward the X axis from the sensor origin; And
Position measuring device having a distance and angle measurement function comprising a; the second sensor is installed looking toward the Y-axis direction from the sensor origin.
상기 제 2센서;는 상기 Y축을 중심으로 양측에 동일한 거리만큼 떨어져 위치하는 제 2-1센서; 및 제 2-2센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
The method of claim 2,
The second sensor; The 2-1 sensor is located at the same distance on both sides with respect to the Y axis; And a second sensor. 2-2 sensor.
상기 거리계산부는 아래의 수학식 1을 이용하여, 상기 센서부와 각 벽면과의 거리정보를 계산하는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
[수학식 1]
u[m]=t/2×V
여기서, u는 상기 각 센서들과, 상기 각 센서들이 바라보는 벽면과의 거리값이고, V는 신호의 속도값이며, t는 신호가 상기 센서에서 발신된 후 특정 벽면에 반사되어 수신되는데 소요되는 시간값이다.
The method of claim 3, wherein
The distance calculator is a position measuring device having a distance and angle measurement function, characterized in that for calculating the distance information between the sensor unit and each wall using Equation 1 below.
[Equation 1]
u [m] = t / 2 × V
Here, u is a distance value between each of the sensors and the wall viewed by each sensor, V is a speed value of the signal, and t is a signal that is transmitted from the sensor and reflected on a specific wall to be received. It is a time value.
상기 거리계산부는 아래의 수학식 2를 이용하여, 상기 벽면들 중, 상기 X축 방향에 위치하는 일측 벽면과 상기 센서원점 간의 거리정보를 계산하는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
[수학식 2]
xs[mm]=u1+ux _ offset
여기서, xs[mm]는 상기 센서원점과 상기 일측 벽면 간의 거리값이고, u1은 상기 제 1센서와 상기 일측 벽면 간의 거리값이고, ux _ offset은 상기 제 1센서와 상기 센서원점과의 X축 방향 거리값이다.
The method of claim 3, wherein
The distance calculator calculates distance information between one of the wall surfaces positioned in the X-axis direction and the sensor origin by using the following Equation 2 below. Device.
&Quot; (2) "
xs [mm] = u 1 + u x _ offset
Here, xs [mm] is a distance value between the sensor origin and the one side wall, u 1 is a distance value between the first sensor and the one side wall, u x _ offset is the distance between the first sensor and the sensor origin X-axis direction distance value.
상기 거리계산부는 아래의 수학식 3을 이용하여, 상기 벽면들 중, 상기 Y축 방향에 위치하는 타측 벽면과 상기 센서원점 간의 거리정보를 계산하는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
[수학식 3]
ys[mm]=(u2+u3)/2 + uy _ offset
여기서, ys[mm]는 상기 센서원점과 상기 타측 벽면 간의 거리값이고, u2는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-1센서 간의 거리값이고, u3는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-2센서 간의 거리값이고, uy _ offset은 상기 제 2-1센서 및 상기 제 2-2센서 간의 이격된 거리의 중심과 상기 센서원점과의 Y축 방향 거리값이다.
The method of claim 3, wherein
The distance calculating unit calculates distance information between the other wall surface positioned in the Y-axis direction and the sensor origin, among the wall surfaces, by using Equation 3 below. Device.
&Quot; (3) "
ys [mm] = (u 2 + u 3 ) / 2 + u y _ offset
Here, ys [mm] is a distance value between the sensor origin and the other wall surface, u 2 is a distance value between the other wall surface and the 2-1 sensor, u 3 is the other wall surface and the 2-2 sensor. U y _ offset is a distance value in the Y-axis direction between the center of the spaced distance between the 2-1 sensor and the 2-2 sensor and the sensor origin.
상기 각도계산부는 아래의 수학식 4를 이용하여, 상기 벽면들 중, 상기 Y축 방향에 위치하는 타측 벽면과, 상기 제 2-1센서와 상기 제 2-2센서를 잇는 가상선이 이루는 각도를 계산하여, 계산된 각도값을 상기 각도정보로 도출하는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
[수학식 4]
θs[°]=(u2-u3)/L×180/π
여기서, θs[°]는 상기 벽면들 사이에서 상기 이동로봇이 회전된 각도값이고, u2는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-1센서 간의 거리값이고, u3는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-2센서 간의 거리값이고, L은 상기 제 2-1센서와 상기 제 2-2센서 간의 간격을 나타내는 거리값이다.
The method of claim 3, wherein
The angle calculator uses an equation 4 below to calculate an angle formed by the other wall surface positioned in the Y-axis direction among the wall surfaces, and an imaginary line connecting the 2-1 sensor and the 2-2 sensor. And a distance and angle measuring function, wherein the calculated angle value is derived as the angle information.
&Quot; (4) "
θs [°] = (u 2 -u 3 ) / L × 180 / π
Here, θs [°] is an angle value at which the mobile robot is rotated between the wall surfaces, u 2 is a distance value between the other wall surface and the second-1 sensor, and u 3 is the other wall surface and the second sensor. A distance value between -2 sensors, and L is a distance value representing the distance between the 2-1 sensor and the 2-2 sensor.
상기 각도계산부는 아래의 수학식 5를 이용하여, 상기 벽면들 중, 상기 Y축 방향에 위치하는 타측 벽면과, 상기 제 2-1센서와 상기 제 2-2센서를 잇는 가상선이 이루는 각도를 계산하여, 계산된 각도값을 상기 각도정보로 도출하는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
[수학식 5]
θs[°]=tan-1((u2-u3)/L)×180/π
여기서, θs[°]는 상기 벽면들 사이에서 상기 이동로봇이 회전된 각도값이고, u2는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-1센서 간의 거리값이고, u3는 상기 타측 벽면과 상기 제 2-2센서 간의 거리값이고, L은 상기 제 2-1센서와 상기 제 2-2센서 간의 간격을 나타내는 거리값이다.
The method of claim 3, wherein
The angle calculator uses an equation 5 below to determine an angle formed by the other wall surface positioned in the Y-axis direction among the wall surfaces and an imaginary line connecting the 2-1 sensor and the 2-2 sensor. And a distance and angle measuring function, wherein the calculated angle value is derived as the angle information.
&Quot; (5) "
θs [°] = tan -1 ((u 2 -u 3 ) / L) × 180 / π
Here, θs [°] is an angle value at which the mobile robot is rotated between the wall surfaces, u 2 is a distance value between the other wall surface and the second-1 sensor, and u 3 is the other wall surface and the second sensor. A distance value between -2 sensors, and L is a distance value representing the distance between the 2-1 sensor and the 2-2 sensor.
상기 각 센서는 초음파 신호를 발신하거나 수신하는 초음파 센서로 구비되는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein each sensor is a position measuring device having a distance and angle measurement function, characterized in that provided with an ultrasonic sensor for transmitting or receiving an ultrasonic signal.
상기 초음파 센서는 상기 초음파 신호를 발신 또는 수신하는 수단이 분리형 또는 일체형으로 구비되는 것을 특징으로 하는 거리 및 각도측정 기능을 갖는 위치측정장치.
The method of claim 10,
The ultrasonic sensor is a position measuring device having a distance and angle measurement function, characterized in that the means for transmitting or receiving the ultrasonic signal is provided separately or integrally.
A mobile robot equipped with a position measuring device according to any one of claims 1 to 8, which is capable of traveling.
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---|---|---|---|
KR1020110039665A KR101165969B1 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Position measuring device having distance and angle measuring function |
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