KR20090093533A - Sensor Network based on Location estimation and Method for recognizing Doorway of Robot in Same Sensor Network - Google Patents

Sensor Network based on Location estimation and Method for recognizing Doorway of Robot in Same Sensor Network

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KR20090093533A
KR20090093533A KR1020080019094A KR20080019094A KR20090093533A KR 20090093533 A KR20090093533 A KR 20090093533A KR 1020080019094 A KR1020080019094 A KR 1020080019094A KR 20080019094 A KR20080019094 A KR 20080019094A KR 20090093533 A KR20090093533 A KR 20090093533A
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Abstract

A position estimating based sensor network and a method for detecting a gateway of a robot in the sensor network are provided to move to a target position quickly by detecting the gateway through the communication with an RF sensor node installed around the corresponding gateway. A position estimating based sensor network includes a plurality of RF sensor nodes(100) and a movable robot(200). A plurality of RF sensor nodes are installed indoors and at least one node is installed in the gateway indoors. The movable robot receives the RF signals transmitted from the RF sensor nodes and estimates the current position and moves using the received RF signals. The movable robot includes a communication unit, an RSSI measuring unit, a storage unit and a robot driving unit. The RSSI measuring unit measures the voltage intensity of the RF signal. The robot driving unit moves the robot by driving the moving unit mounted on the robot.

Description

위치 추정 기반의 센서 네트워크 및 그 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법{Sensor Network based on Location estimation and Method for recognizing Doorway of Robot in Same Sensor Network}Sensor network based on location estimation and method for recognizing Doorway of Robot in Same Sensor Network}

본 발명은 위치 추정 기반의 센서 네트워크 및 그 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법에 관한 것으로, 실내 곳곳에 RF 센서 노드들을 설치하여 센서 네트워크를 구현하고, 그 구현된 센서 네트워크 내에서 이동형 로봇이 RF 센서 노드들과의 통신을 통해 자신의 위치를 추정하면서 이동할 수 있도록 해주는 위치 추정 기반의 센서 네트워크 및 그 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor network based on location estimation and a method for detecting entrance and exit of a robot in the sensor network. The present invention provides a sensor network by installing RF sensor nodes in various places in a room. The present invention relates to a sensor network based on a location estimation method that enables a user to move while estimating his / her location through communication with nodes, and a method for detecting a doorway of a robot in the sensor network.

일반적으로, RF 신호를 송출하는 다수의 RF 센서 노드가 실내 곳곳에 설치되어 구현된 위치 추정 기반의 센서 네트워크에서의 이동형 로봇은 기설정된 타겟 지점으로의 이동시, 각 RF 센서 노드와의 통신을 통해 자신의 현재 위치를 추정하는 방식을 통해 이동하게 된다.In general, a mobile robot in a position estimation based sensor network in which a plurality of RF sensor nodes transmitting RF signals are installed throughout the room is configured to communicate with each RF sensor node when moving to a predetermined target point. It is moved through the method of estimating the current position of.

그러나, 종래의 위치 추정 기반의 센서 네트워크 내에서 자신의 위치를 추정하며 타겟 지점으로 이동하는 이동형 로봇은 실내에 존재하는 출입구, 즉 실내에 존재하는 방과 방 사이의 출입구를 만나게 되는 경우에, 해당 출입구를 탐지 및 인식할 수가 없어, 출입구를 통과하지 못하거나 출입구에 충돌하게 된다.However, when a mobile robot that estimates its location within a conventional position estimation based sensor network and moves to a target point encounters an entrance existing in the room, that is, an entrance between the room existing in the room, the corresponding entrance Can not detect and recognize the door, it will not pass through or collide with the door.

이로 인해, 종래에는 위치 추정 기반의 센서 네트워크 내에서 타겟 지점으로 이동 중인 이동형 로봇이 출입구를 만나는 경우, 이동의 신속성 및 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.For this reason, conventionally, when a mobile robot moving to a target point in a location-based sensor network encounters an entrance, there is a problem in that the speed and efficiency of movement are reduced.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 실내 곳곳에 RF 센서 노드들을 설치하되, 실내에 존재하는 출입구 근처마다 RF 센서 노드들 중 어느 하나를 설치하여 센서 네트워크를 구현하고, 그 구현된 센서 네트워크 내에서 이동형 로봇이 RF 센서 노드들과의 통신을 통해 자신의 위치를 추정하면서 이동하되, 이동시 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드에 근접한 경우 해당 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와의 통신을 통해 출입구의 존재를 탐지할 수 있도록 해주는 위치 추정 기반의 센서 네트워크 및 그 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems as described above, while installing the RF sensor nodes throughout the room, to install any one of the RF sensor nodes near the doorway existing in the room to implement the sensor network, the In the implemented sensor network, the mobile robot moves by estimating its position through communication with the RF sensor nodes, but when the mobile robot approaches the RF sensor node installed near the entrance, it communicates with the RF sensor node installed near the entrance. An object of the present invention is to provide a sensor network based on a location estimation method for detecting the presence of an entrance and a method of detecting an entrance of a robot in the sensor network.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 기반의 센서 네트워크는, 실내의 곳곳에 설치되되, 실내에 존재하는 출입구 근처마다 적어도 하나씩 설치되어 RF 신호를 송출하는 RF 센서 노드들과; 상기 RF 센서 노드들로부터 송출되는 RF 신호들을 수신하고, 수신된 RF 신호들을 이용하여 자신의 현재 위치를 추정하여 이동하며, 수신된 RF 신호를 송출한 상기 RF 센서 노드들 중 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드를 검출하고, 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 일대일 통신을 수행하여, 일대일 통신 중인 RF 센서 노드로부터 지속적으로 RF 신호를 수신하면서, 수신된 RF 신호를 이용하여 해당 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차를 확인하여 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는지를 지속적으로 확인하며, 확인 결과 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 자신의 현재 위치에 출입구가 존재하는 것으로 인식 및 기억하는 이동형 로봇을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, a sensor network based on location estimation according to an embodiment of the present invention may be installed at various places in an interior, and at least one RF sensor is installed at each entrance near an entrance existing in the interior to transmit an RF signal. Nodes; Receiving RF signals transmitted from the RF sensor nodes, using the received RF signals to estimate their current position and move, and the RF sensor installed near the entrance of the RF sensor nodes that transmitted the received RF signal Detects the node and performs one-to-one communication with the RF sensor node installed near the detected entrance and exit, and continuously receives an RF signal from the RF sensor node in one-to-one communication, and uses the received RF signal to communicate with the one-to-one RF sensor node. The distance difference between the RF sensor node in one-to-one communication and the self is determined to be equal to or less than the preset first reference distance by checking the distance difference between the user and himself / herself. Recognizing that there is a doorway at one's current location when it falls below a preset first reference distance Preferably comprising a memory for a mobile robot.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 기반의 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법은, 실내의 곳곳에 설치된 각 RF 센서 노드로부터 송출되는 RF 신호들을 수신하고, 수신된 RF 신호들을 이용하여 자신의 현재 위치를 추정하여 이동 중인 이동형 로봇에서 수신된 RF 신호를 송출한 RF 센서 노드들 중 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드를 검출하는 단계와; 상기 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 일대일 통신을 수행하는 단계와; 상기 일대일 통신 중인 RF 센서 노드로부터 지속적으로 RF 신호를 수신하면서, 수신된 RF 신호를 이용하여 상기 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차를 지속적으로 확인하는 단계와; 상기 확인 결과 상기 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 자신의 현재 위치에 출입구가 존재하는 것으로 인식 및 기억하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the position estimation based sensor network according to an embodiment of the present invention, the entrance detection method of the robot receives RF signals transmitted from each RF sensor node installed in various places in the room, and uses the received RF signals. Estimating a current position of the sensor and detecting an RF sensor node installed near an entrance from among RF sensor nodes that transmit an RF signal received from the mobile robot; Performing one-to-one communication with an RF sensor node installed near the detected entrance and exit; Continuously receiving an RF signal from the RF sensor node in one-to-one communication and continuously checking a distance difference between the RF sensor node in one-to-one communication and itself using the received RF signal; And when the difference in distance between the RF sensor node in the one-to-one communication and the self corresponds to the first reference distance or less, the step of recognizing and storing the entrance and exit at the current location of the one-to-one communication. Do.

본 발명의 위치 추정 기반의 센서 네트워크 및 그 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법에 의하면, 실내 곳곳에 RF 센서 노드들을 설치하되, 실내에 존재하는 출입구 근처마다 RF 센서 노드들 중 어느 하나를 설치하여 센서 네트워크를 구현하고, 그 구현된 센서 네트워크 내에서 이동형 로봇이 RF 센서 노드들과의 통신을 통해 자신의 위치를 추정하면서 이동하되, 이동시 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드에 근접한 경우 해당 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와의 통신을 통해 출입구의 존재를 탐지할 수 있도록 해 줌으로써, 이동형 로봇이 이동시 출입구를 탐지 및 인식하여 출입구를 신속하게 통과할 수 있어, 그로 인해 타겟 지점으로의 신속한 이동을 수행할 수 있는 효과가 있다.According to the sensor network based on the position estimation method of the present invention and the doorway detection method of the robot in the sensor network, RF sensor nodes are installed throughout the room, and any one of the RF sensor nodes is installed near the doorway existing in the room. Implement the network and move within the implemented sensor network while the mobile robot estimates its position through communication with the RF sensor nodes, but moves closer to the RF sensor node installed near the entrance when moving. By communicating with sensor nodes, the presence of doors can be detected, allowing mobile robots to detect and recognize doors as they move and quickly pass through doors, thereby enabling them to move quickly to target locations. It works.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 기반의 센서 네트워크를 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a position estimation based sensor network according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 있어서, 이동형 로봇의 구성을 개략적으로 도시한 도면.2 is a view schematically showing the configuration of a mobile robot in FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 기반의 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법을 순차적으로 보인 도면.3 is a view sequentially showing the entrance detection method of the robot in the sensor network based on the position estimation according to an embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

100: RF 센서 노드 200: 이동형 로봇100: RF sensor node 200: mobile robot

210: 통신부 220: RSSI 측정부210: communication unit 220: RSSI measurement unit

230: 로봇 구동부 240: 저장부230: robot drive unit 240: storage unit

250: 제어부250: control unit

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추정 기반의 센서 네트워크 및 그 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the position estimation based sensor network and the entrance detection method of the robot in the sensor network.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 기반의 센서 네트워크를 도시한 도면이다.1 illustrates a sensor network based on location estimation according to an embodiment of the present invention.

도 1에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 기반의 센서 네트워크는 다수개의 RF 센서 노드(100)와, 이동형 로봇(200)을 포함하여 이루어진다.According to FIG. 1, a position estimation based sensor network according to an embodiment of the present invention includes a plurality of RF sensor nodes 100 and a mobile robot 200.

각 RF 센서 노드(100)는 실내의 곳곳에 설치되되, 실내에 존재하는 출입구 근처마다 적어도 하나씩 설치되어, 자신의 고유 식별정보를 포함한 RF 신호를 송출한다.Each RF sensor node 100 is installed in various places in the room, at least one is installed near each doorway existing in the room, and transmits an RF signal including its own identification information.

여기서, 각 RF 센서 노드(100) 중 실내에 존재하는 출입구 근처마다 설치된 RF 센서 노드(100)들은 자신의 고유 식별정보 및 출입구 존재 정보를 포함한 RF 신호를 송출한다. Here, the RF sensor nodes 100 installed near each doorway in the room among the RF sensor nodes 100 transmit RF signals including their own identification information and doorway presence information.

이동형 로봇(200)은 실내에 설치된 각 RF 센서 노드(100)와 브로트캐스트(Broadcast) 통신을 수행하여 각 RF 센서 노드(100)로부터 송출되는 RF 신호들을 수신하고, 수신된 각 RF 신호를 분석하여 각 RF 신호를 송출한 각 RF 센서 노드(100)의 설치 위치를 확인하는 한편, 수신된 각 RF 신호의 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 측정한 후, 측정된 각 RF 신호의 RSSI와 각 RF 센서 노드(100)의 설치 위치를 이용하여 수신된 RF 신호를 송출한 각 RF 센서 노드(100)와 자신 간의 거리 차를 계산하고, 계산된 거리 차 값들을 삼각 측량 기법에 적용하여 자신의 현재 위치를 추정하면서 기설정된 목표 지점으로 이동한다.The mobile robot 200 performs a broadcast communication with each RF sensor node 100 installed indoors to receive RF signals transmitted from each RF sensor node 100, and analyzes each received RF signal. After confirming the installation position of each RF sensor node 100 that transmitted each RF signal, while measuring RSSI (Received Signal Strength Indicator) of each received RF signal, RSSI of each measured RF signal and each RF sensor The distance difference between each RF sensor node 100 that transmits the received RF signal and itself is calculated using the installation position of the node 100, and the calculated distance difference values are applied to the triangulation technique to determine its current position. Move to the preset target point while estimating.

한편, 이동형 로봇(200)은 자신의 현재 위치를 추정하면서 기설정된 목표 지점으로 이동시, 실내 곳곳에 설치된 RF 센서 노드(100)들로부터 송출되는 RF 신호들을 수신하고, 수신된 RF 신호들을 분석하여, 수신된 RF 신호를 송출한 RF 센서 노드(100)들 중 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)를 검출하고, 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는지를 확인하고, 확인 결과 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 해당 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 일대일 유니캐스트(Unicast) 통신을 수행하여, 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)로부터 지속적으로 RF 신호를 수신하면서, 수신된 RF 신호를 이용하여 해당 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신과의 거리 차를 지속적으로 확인한다.Meanwhile, when the mobile robot 200 estimates its current position and moves to a predetermined target point, the mobile robot 200 receives RF signals transmitted from RF sensor nodes 100 installed in various places indoors, analyzes the received RF signals, Among the RF sensor nodes 100 that transmit the received RF signal, an RF sensor node 100 installed near an entrance is detected, and a distance difference between the RF sensor node 100 installed near the detected entrance and the self is preset. If the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway and itself is equal to or less than the first reference distance, the RF sensor node 100 installed near the doorway is checked. Performs one-to-one unicast communication with the receiver, while continuously receiving an RF signal from the RF sensor node 100 installed near the doorway in one-to-one unicast communication. Using the RF signal to continuously determine the distance difference between the corresponding one days unicast communication is RF sensor node 100 and their installed near the doorway.

또한, 이동형 로봇(200)은 자신과 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신과의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는지를 지속적으로 확인하여 확인 결과 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신과의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 자신의 현재 위치에 출입구가 존재하는 것으로 인식 및 기억한다.In addition, the mobile robot 200 continuously checks whether the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway during the one-to-one unicast communication with the self corresponds to the preset second reference distance or less, and as a result, confirms the one-to-one unicast. When the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway in communication and itself is equal to or less than the second predetermined reference distance, the doorway is recognized and stored as being present at its current location.

여기서, 상기한 제2기준 거리는 상기한 제1기준 거리보다 작은 값을 가지는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the second reference distance has a smaller value than the first reference distance.

한편, 이동형 로봇(200)은 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하지 않는 경우에는, 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)를 포함한 실내에 설치된 RF 센서 노드(100)들과 브로트캐스트 통신을 수행하여 자신의 현재 위치를 추정하는 것이 바람직하다.On the other hand, the mobile robot 200 indoors including the RF sensor node 100 installed near the doorway when the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway and the self does not correspond to the first reference distance or less. It is preferable to estimate the current position of the user by performing a broadcast communication with the RF sensor nodes 100 installed in the.

이러한, 이동형 로봇(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 통신부(210), RSSI 측정부(220), 저장부(240), 로봇 구동부(230)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the mobile robot 200 includes a communication unit 210, an RSSI measurement unit 220, a storage unit 240, and a robot driver 230.

통신부(210)는 실내 곳곳에 설치된 각 RF 센서 노드(100)와의 통신을 수행한다.The communication unit 210 performs communication with each RF sensor node 100 installed in various places indoors.

RSSI 측정부(220)는 RF 신호의 전압 강도를 측정한다.The RSSI measuring unit 220 measures the voltage strength of the RF signal.

로봇 구동부(230)는 로봇에 장착된 이동 수단을 구동시켜 로봇을 이동시킨다. 예를 들어, 로봇 구동부(230)는 로봇에 이동 수단으로 장착되어 있는 바퀴 등의 움직임을 제어하는 모터를 구동시켜 로봇을 이동시키는 것이 바람직하다. The robot driver 230 moves the robot by driving a moving means mounted on the robot. For example, the robot driver 230 preferably moves the robot by driving a motor that controls movement of a wheel or the like mounted on the robot as a moving means.

저장부(240)는 제어부(250)의 제어에 따라 정보를 저장한다.The storage unit 240 stores information under the control of the controller 250.

또한, 저장부(240)는 각 RF 센서 노드(100)의 고유 식별정보별로 각 RF 센서 노드(100)의 설치 위치 정보가 매칭되어 있는 RF 센서 노드(100) 고유 식별정보별 설치 위치 정보 리스트를 저장하고 있다. 예를 들어, 설치 위치 정보는 좌표 정보 등을 포함할 수 있다.In addition, the storage unit 240 may list the installation location information for each unique identification information of the RF sensor node 100 in which the installation location information of each RF sensor node 100 is matched for each unique identification information of each RF sensor node 100. Saving. For example, the installation location information may include coordinate information.

제어부(250)는 실내 곳곳에 설치된 RF 센서 노드(100)들로부터 통신부(210)를 통해 RF 신호를 수신하여 수신된 각 RF 신호에 포함되어 있는 고유 식별정보를 추출하고, 추출된 각 고유 식별정보에 매칭되는 설치 위치 정보를, 저장부(240)에 저장되어 있는 RF 센서 노드(100) 고유 식별정보별 설치 위치 정보 리스트에서 검색하여 각 RF 센서 노드(100)의 설치 위치 정보를 확인하는 한편, 수신된 각 RF 신호의 RSSI를 RSSI 측정부(220)를 통해 측정한 후, 측정된 각 RF 신호의 RSSI와 확인된 각 RF 센서 노드(100)의 설치 위치 정보를 이용하여 수신된 RF 신호를 송출한 각 RF 센서 노드(100)와 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200) 간의 거리 차를 계산하고, 계산된 거리 차 값들을 삼각 측량 기법에 적용하여 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200)의 현재 위치를 추정하며, 추정된 이동형 로봇(200)의 위치에 따라 로봇 구동부(230)를 제어하여 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200)을 기설정된 목표 지점으로 이동시킨다.The controller 250 receives RF signals from the RF sensor nodes 100 installed throughout the room through the communication unit 210, extracts unique identification information included in each received RF signal, and extracts each unique identification information extracted. While checking the installation location information matching to the installation location information for each RF sensor node 100 unique identification information stored in the storage unit 240 to confirm the installation location information of each RF sensor node 100, After measuring the RSSI of each received RF signal through the RSSI measurement unit 220, the received RF signal is transmitted using the RSSI of each measured RF signal and the installation location information of each identified RF sensor node 100. The distance difference between each RF sensor node 100 and the mobile robot 200 with itself is calculated, and the calculated distance difference values are applied to the triangulation technique to present the current of the mobile robot 200 with itself. Estimate the location, The robot driver 230 is controlled according to the position of the mobile robot 200 to move the mobile robot 200 provided with itself to a predetermined target point.

또한, 제어부(250)는 실내 곳곳에 설치된 RF 센서 노드(100)들로부터 송출되는 RF 신호들을 통신부(210)를 통해 수신하고, 수신된 각 RF 신호에 출입구 존재 정보가 포함되어 있는지 여부를 확인하여, 확인 결과 출입구 존재 정보가 포함되어 있는 경우에, 그 출입구 존재 정보를 포함한 RF 신호를 송출한 RF 센서 노드(100)를 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)로 인식함으로써, 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)를 검출하고, 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200) 간의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는지를 확인하고, 확인 결과 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200) 간의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 해당 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 통신부(210)를 통해 일대일 유니캐스트 통신을 수행하여, 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)로부터 지속적으로 RF 신호를 수신하면서, 수신된 RF 신호를 이용하여 해당 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200)과의 거리 차를 지속적으로 확인한다.In addition, the control unit 250 receives the RF signals transmitted from the RF sensor nodes 100 installed in various places throughout the communication unit 210, and confirms whether the entrance information is included in each received RF signal In the case where the doorway presence information is included as a result of the check, the RF sensor node 100 that transmits the RF signal including the doorway presence information is recognized as the RF sensor node 100 installed near the doorway. The sensor node 100 is detected, and it is checked whether the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the detected entrance and the mobile robot 200 having the self corresponds to the first reference distance or less, and the result of the check. When the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway and the mobile robot 200 having the self corresponds to the preset reference distance or less, the corresponding doorway root One-to-one unicast communication is performed through the RF sensor node 100 and the communication unit 210 installed in the office, and continuously receiving an RF signal from the RF sensor node 100 installed near the doorway during one-to-one unicast communication. Using the RF signal continuously checks the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway during the one-to-one unicast communication and the mobile robot 200 having its own.

또한, 제어부(250)는 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200)과의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는지를 지속적으로 확인하여, 확인 결과 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200)과의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200)의 현재 위치에 출입구가 존재하는 것으로 인식하고, 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200)의 현재 위치 정보에 출입구의 존재를 식별할 수 있는 정보를 매칭시켜 저장부(240)에 저장시킨다.In addition, the controller 250 continuously checks whether the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway during one-to-one unicast communication and the mobile robot 200 having the self corresponds to the preset second reference distance or less. As a result of the check, when the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway during the one-to-one unicast communication and the mobile robot 200 having the self corresponds to the preset second reference distance or less, the self is provided. Recognizing that the doorway exists in the current position of the mobile robot 200, the storage unit 240 by matching the information that can identify the presence of the doorway with the current position information of the mobile robot 200 equipped with itself ).

한편, 제어부(250)는 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200) 간의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하지 않는 경우에는, 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)를 포함한 실내에 설치된 RF 센서 노드(100)들과 통신부(210)를 통해 브로트캐스트 통신을 수행하여 자신을 구비하고 있는 이동형 로봇(200)의 현재 위치를 추정하는 것이 바람직하다.Meanwhile, when the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the entrance and the mobile robot 200 having the self does not correspond to the preset first reference distance or less, the control unit 250 includes the RF installed near the entrance. It is preferable to estimate the current position of the mobile robot 200 having itself by performing a broadcast communication with the RF sensor nodes 100 installed in the room including the sensor node 100 through the communication unit 210.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 기반의 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법을 순차적으로 보인 도면으로, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 기반의 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.FIG. 3 is a view sequentially illustrating a doorway detection method of a robot in a location estimation based sensor network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, in the location estimation based sensor network according to an embodiment of the present invention. The method of detecting the entrance and exit of the robot is as follows.

우선, 실내의 곳곳에 설치되되, 실내에 존재하는 출입구 근처마다 적어도 하나씩 설치되어 있는 RF 센서 노드(100)들은 각각 RF 신호를 송출한다(S10).First, the RF sensor nodes 100 installed at various places in the room and installed at least one near each entrance existing in the room transmit RF signals (S10).

상기한 단계 S10에서의 RF 센서 노드(100)들 중 출입구 근처마다 설치된 RF 센서 노드(100)는 RF 신호 송출시, 출입구 존재 정보가 포함된 RF 신호를 송출하는 것이 바람직하다.Among the RF sensor nodes 100 in step S10, the RF sensor node 100 installed at each entrance vicinity may transmit an RF signal including entrance and exit information when transmitting an RF signal.

상기한 단계 S10을 통해 RF 센서 노드(100)들로부터 송출되는 RF 신호들을 수신한 이동형 로봇(200)은 수신된 각 RF 신호를 분석하여 각 RF 신호를 송출한 각 RF 센서 노드(100)의 설치 위치를 확인하는 한편, 수신된 각 RF 신호의 RSSI를 측정한 후, 측정된 각 RF 신호의 RSSI와 각 RF 센서 노드(100)의 설치 위치를 이용하여 각 RF 센서 노드(100)와 자신 간의 거리 차를 계산하고, 계산된 거리 차 값들을 삼각 측량 기법에 적용하여 자신의 현재 위치를 추정하면서 기설정된 목표 지점으로 이동하게 된다(S20).The mobile robot 200 that receives the RF signals transmitted from the RF sensor nodes 100 through step S10 analyzes each received RF signal and installs each RF sensor node 100 that transmits each RF signal. While checking the position, after measuring the RSSI of each received RF signal, the distance between each RF sensor node 100 and itself using the RSSI of each measured RF signal and the installation position of each RF sensor node 100 The difference is calculated, and the calculated distance difference values are applied to the triangulation technique to estimate the current position thereof and move to the predetermined target point (S20).

한편, 상기한 단계 S20을 통해 자신의 현재 위치를 추정하면서 기설정된 목표 지점으로 이동 중인 이동형 로봇(200)은, 실내 곳곳에 설치된 RF 센서 노드(100)들로부터 송출되는 RF 신호들을 수신하면, 수신된 RF 신호들을 분석하여, 수신된 RF 신호를 송출한 RF 센서 노드(100)들 중 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)를 검출한다(S30).On the other hand, the mobile robot 200 moving to a predetermined target point while estimating its current position through the above step S20, when receiving RF signals transmitted from RF sensor nodes 100 installed throughout the room, receive The received RF signals are analyzed to detect the RF sensor node 100 installed near the entrance from among the RF sensor nodes 100 that transmit the received RF signal (S30).

상기한 단계 S30에서 이동형 로봇(200)은 실내 곳곳에 설치된 RF 센서 노드(100)들로부터 수신된 각 RF 신호에 출입구 존재 정보가 포함되어 있는지 여부를 확인하여, 확인 결과 출입구 존재 정보가 포함되어 있는 경우에, 그 출입구 존재 정보를 포함한 RF 신호를 송출한 RF 센서 노드(100)를 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)로 인식함으로써, 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)를 검출하는 것이 바람직하다.In step S30, the mobile robot 200 checks whether the door presence information is included in each RF signal received from the RF sensor nodes 100 installed throughout the room, and includes the door presence information as a result of the check. In this case, it is desirable to detect the RF sensor node 100 installed near the doorway by recognizing the RF sensor node 100 that transmits the RF signal including the entrance presence information to the RF sensor node 100 installed near the doorway. Do.

이후, 이동형 로봇(200)은 상기한 단계 S30을 통해 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는지를 확인한다(S40). Thereafter, the mobile robot 200 checks whether a distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway detected through the step S30 and itself corresponds to a predetermined first reference distance or less (S40).

상기한 단계 S40에서의 확인 결과 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 해당 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 일대일 유니캐스트 통신을 수행하여(S50), 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)로부터 지속적으로 RF 신호를 수신하면서, 수신된 RF 신호를 이용하여 해당 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신과의 거리 차를 지속적으로 확인한다(S60).As a result of the check in step S40, when the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway and itself is equal to or less than the first predetermined reference distance, the RF sensor node 100 installed near the doorway is one-to-one. Performing a cast communication (S50), while continuously receiving the RF signal from the RF sensor node 100 installed near the doorway in one-to-one unicast communication, installed near the doorway in the one-to-one unicast communication using the received RF signal The distance difference between the RF sensor node 100 and itself is continuously checked (S60).

즉, 상기한 단계 S60에서의 이동형 로봇(200)은 자신과 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신과의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는지를 지속적으로 확인한다(S70).That is, the mobile robot 200 in step S60 continuously checks whether the distance difference between the RF sensor node 100 and the self installed near the doorway during one-to-one unicast communication corresponds to the preset second reference distance or less. (S70).

상기한 단계 S70에서의 확인 결과, 일대일 유니캐스트 통신 중인 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신과의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 이동형 로봇(200)은 자신의 현재 위치에 출입구가 존재하는 것으로 인식 및 기억한다(S80).As a result of the checking in step S70, when the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway during one-to-one unicast communication and the self corresponds to the preset second reference distance or less, the mobile robot 200 itself. The entrance and exit are recognized and stored at the current location of the vehicle (S80).

한편, 상기한 단계 S40에서 이동형 로봇(200)은 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드(100)와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하지 않는 경우에는, 상기한 단계 S20을 수행하게 된다.On the other hand, in step S40, the mobile robot 200 performs step S20 when the distance difference between the RF sensor node 100 installed near the doorway and itself does not correspond to the preset first reference distance or less. .

본 발명의 위치 추정 기반의 센서 네트워크 및 그 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법에 의하면, 실내 곳곳에 RF 센서 노드들을 설치하되, 실내에 존재하는 출입구 근처마다 RF 센서 노드들 중 어느 하나를 설치하여 센서 네트워크를 구현하고, 그 구현된 센서 네트워크 내에서 이동형 로봇이 RF 센서 노드들과의 통신을 통해 자신의 위치를 추정하면서 이동하되, 이동시 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드에 근접한 경우 해당 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와의 통신을 통해 출입구의 존재를 탐지할 수 있도록 해 줌으로써, 이동형 로봇이 이동시 출입구를 탐지 및 인식하여 출입구를 신속하게 통과할 수 있어, 그로 인해 타겟 지점으로의 신속한 이동을 수행할 수 있다.According to the sensor network based on the position estimation method of the present invention and the doorway detection method of the robot in the sensor network, RF sensor nodes are installed throughout the room, and any one of the RF sensor nodes is installed near the doorway existing in the room. Implement the network and move within the implemented sensor network while the mobile robot estimates its position through communication with the RF sensor nodes, but moves closer to the RF sensor node installed near the entrance when moving. By communicating with the sensor node, the presence of the doorway can be detected, allowing the mobile robot to detect and recognize the doorway as it moves and quickly pass through the doorway, thereby enabling rapid movement to the target point. .

Claims (8)

실내의 곳곳에 설치되되, 실내에 존재하는 출입구 근처마다 적어도 하나씩 설치되어 RF 신호를 송출하는 RF 센서 노드들과;RF sensor nodes installed at various places in the room, and installed at least one near each entrance existing in the room to transmit RF signals; 상기 RF 센서 노드들로부터 송출되는 RF 신호들을 수신하고, 수신된 RF 신호들을 이용하여 자신의 현재 위치를 추정하여 이동하며, 수신된 RF 신호를 송출한 상기 RF 센서 노드들 중 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드를 검출하고, 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 일대일 통신을 수행하여, 일대일 통신 중인 RF 센서 노드로부터 지속적으로 RF 신호를 수신하면서, 수신된 RF 신호를 이용하여 해당 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차를 확인하여 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는지를 지속적으로 확인하며, 확인 결과 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 자신의 현재 위치에 출입구가 존재하는 것으로 인식 및 기억하는 이동형 로봇을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 추정 기반의 센서 네트워크.Receiving RF signals transmitted from the RF sensor nodes, using the received RF signals to estimate their current position and move, and the RF sensor installed near the entrance of the RF sensor nodes that transmitted the received RF signal Detects the node and performs one-to-one communication with the RF sensor node installed near the detected entrance and exit, and continuously receives an RF signal from the RF sensor node in one-to-one communication, and uses the received RF signal to communicate with the one-to-one RF sensor node. The distance difference between the RF sensor node in one-to-one communication and the self is determined to be equal to or less than the preset first reference distance by checking the distance difference between the user and himself / herself. Recognizing that there is a doorway at one's current location when it falls below a preset first reference distance Position estimate based on the sensor network, characterized in that comprises a memory for a mobile robot. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실내에 존재하는 출입구 근처마다 설치된 RF 센서 노드들은,RF sensor nodes installed near the doorway existing in the room, 각각 출입구 존재 정보를 포함한 RF 신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 기반의 센서 네트워크.Position estimation based sensor network, characterized in that for transmitting the RF signal including the exit presence information, respectively. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 이동형 로봇은,The mobile robot, 상기 각 RF 센서 노드로부터 송출되는 RF 신호를 수신하여, 수신된 RF 신호에 출입구 존재 정보가 포함되어 있는지 여부를 확인하여 상기 각 RF 센서 노드들 중 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드를 검출하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 기반의 센서 네트워크.Receiving an RF signal transmitted from each of the RF sensor node, to determine whether the entrance presence information is included in the received RF signal to detect the RF sensor node installed near the entrance of each of the RF sensor nodes Position estimation based sensor network. 상기 이동형 로봇은,The mobile robot, 상기 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는지를 확인하고, 확인 결과 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 상기 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 일대일 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 기반의 센서 네트워크.It is checked whether the distance difference between the RF sensor node installed near the detected entrance and the self corresponds to the preset second reference distance, and as a result of the check, the distance difference between the RF sensor node installed near the entrance and the self is less than the preset second reference distance. Where appropriate, position estimation based sensor network, characterized in that for performing a one-to-one communication with the RF sensor node installed near the detected entrance. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동형 로봇은,The mobile robot, 상기 각 RF 센서 노드로부터 송출되는 RF 신호들을 수신하고, 수신된 각 RF 신호를 분석하여 각 RF 신호를 송출한 각 RF 센서 노드의 설치 위치를 확인하는 한편, 수신된 각 RF 신호의 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 측정한 후, 측정된 각 RF 신호의 RSSI와 각 RF 센서 노드의 설치 위치를 이용하여 수신된 RF 신호를 송출한 각 RF 센서 노드와 자신 간의 거리 차를 계산하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 기반의 센서 네트워크.Receives RF signals transmitted from each RF sensor node, analyzes each received RF signal, checks an installation position of each RF sensor node that transmits each RF signal, and receives RSSI of each received RF signal. And then measure the distance difference between each RF sensor node that transmits the received RF signal and itself using the RSSI of each measured RF signal and the installation position of each RF sensor node. Estimation based sensor network. 실내의 곳곳에 설치된 각 RF 센서 노드로부터 송출되는 RF 신호들을 수신하고, 수신된 RF 신호들을 이용하여 자신의 현재 위치를 추정하여 이동 중인 이동형 로봇에서 수신된 RF 신호를 송출한 RF 센서 노드들 중 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드를 검출하는 단계와;The doorway among the RF sensor nodes that receive the RF signals transmitted from each RF sensor node installed in various places in the room, estimates their current position using the received RF signals, and transmits the RF signals received from the moving robot. Detecting a nearby RF sensor node; 상기 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 일대일 통신을 수행하는 단계와;Performing one-to-one communication with an RF sensor node installed near the detected entrance and exit; 상기 일대일 통신 중인 RF 센서 노드로부터 지속적으로 RF 신호를 수신하면서, 수신된 RF 신호를 이용하여 상기 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차를 지속적으로 확인하는 단계와;Continuously receiving an RF signal from the RF sensor node in one-to-one communication and continuously checking a distance difference between the RF sensor node in one-to-one communication and itself using the received RF signal; 상기 확인 결과 상기 일대일 통신 중인 RF 센서 노드와 자신과의 거리 차가 기설정된 제1기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 자신의 현재 위치에 출입구가 존재하는 것으로 인식 및 기억하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 추정 기반의 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법.And when the distance difference between the RF sensor node in the one-to-one communication and the self corresponds to the preset first reference distance or less, recognizing and storing the entrance as being present at its current location. Gate detection method of robot in sensor network based on location estimation. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드를 검출하는 단계는,Detecting an RF sensor node installed near the doorway, 상기 각 RF 센서 노드 중 출입구 근처에 설치된 각 RF 센서 노드에서 출입구 존재 정보를 포함한 RF 신호를 송출하는 단계와;Transmitting an RF signal including an exit presence information from each RF sensor node installed near an entrance of each RF sensor node; 상기 이동형 로봇에서 상기 RF 센서 노드들로부터 수신된 각 RF 신호에 출입구 존재 정보가 포함되어 있는지 여부를 확인하는 단계와;Confirming whether or not the door presence information is included in each RF signal received from the RF sensor nodes in the mobile robot; 상기 각 RF 센서 노드로부터 수신된 각 RF 신호에 출입구 존재 정보가 포함되어 있는 경우에, 그 출입구 존재 정보를 포함한 RF 신호를 송출한 RF 센서 노드를 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드로 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 추정 기반의 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법.Detecting the RF sensor node that transmits the RF signal including the exit presence information to the RF sensor node installed near the entrance, when each RF signal received from each of the RF sensor nodes includes the exit presence information. Entrance detection method of the robot in the sensor network based on the position estimation, characterized in that made. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 일대일 통신을 수행하는 단계는,The step of performing one-to-one communication with the RF sensor node installed near the doorway, 상기 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는지를 확인하는 단계와;Checking whether a distance difference between the RF sensor node installed near the detected doorway and the self corresponds to a predetermined second reference distance or less; 상기 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 자신 간의 거리 차가 기설정된 제2기준 거리 이하에 해당하는 경우에, 상기 검출된 출입구 근처에 설치된 RF 센서 노드와 일대일 통신을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 추정 기반의 센서 네트워크에서 로봇의 출입구 탐지 방법.And performing one-to-one communication with the RF sensor node installed near the detected doorway when the distance difference between the RF sensor node installed near the detected doorway and the self corresponds to a preset second reference distance or less. An entrance detection method of a robot in a sensor network based on location estimation.
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