KR100929924B1 - 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법에 관한 것으로, 선박이나 항공기 등의 대형 구조물의 건조 시, 대형 구조물을 형성하고 있는 내부면 중 어느 하나의 내부면의 로컬좌표계를 공통좌표계로 설정하고, 다른 내부면들의 로컬좌표계를 공통좌표계로 매칭한 후, 상기 공통좌표계에 의해 대형 구조물의 내부면들에 대한 좌표값을 생성함으로써, 대형 구조물의 내부 형태 및 크기, 각 내부면들의 편평도를 용이하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 공통의 측정포인트와 에지(Edge)부에 존재하는 점들의 좌표에 대하여, 각 내부면마다 존재하는 서로 다른 로컬좌표계별로 각각 산출하고, 이를 공통좌표계로 변환함으로써, 보다 정확한 대형 구조물의 내부 형태 및 크기를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자에 관계 없이 공통좌표계를 통하여 실내위치추적시스템을 이용한 공간 내부에서의 작업이 용이하도록 정보를 제공할 수 있는 특징을 가진다.
따라서, 대형 구조물의 용접은 물론, 도색 및 기타 부착물의 설치 등의 작업이 정확히 이루어질 수 있도록 함으로써, 선박이나 항공기 등의 대형 구조물에 대한 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
실내위치추적시스템(IGPS), 공통좌표계, 로컬좌표계, 측정포인트군

Description

실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법{Method for common coordinate creation using IGPS}
본 발명은 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대형 구조물을 형성하고 있는 내부면 중 어느 하나의 내부면의 로컬좌표계를 공통좌표계로 설정하고, 다른 내부면들의 로컬좌표계를 공통좌표계로 매칭한 후, 상기 공통좌표계에 의해 대형 구조물의 내부면들에 대한 좌표값을 생성함으로써, 대형 구조물의 내부 형태 및 크기, 각 내부면들의 편평도를 용이하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
또한, 상기와 같은 과정에 의해 공통좌표계를 이용하여 보다 정확한 대형 구조물의 내부 형태 및 크기를 파악할 수 있도록 한 것이다.
대형 구조물을 건조함에 있어, 구조물의 내부 벽면에 대한 도색, 용접, 기타 부착물의 설치 등의 작업을 하기 위해서는 내부의 형태 및 크기 등을 측정하는 것이 우선되어야 하며, 최근에는 IGPS(Indoor GPS)를 이용하여 대형 구조물의 내부를 측정하고 있다.
여기서, IGPS는 GPS(Global Positioning System)의 개념을 도입한 실내위치 추적시스템을 말하며, 실시간 데이터 처리 및 동시작업이 가능하여 항공, 자동차, 중공업, 로봇, 조선 등의 분야에 사용되고 있으며, 매우 정밀한 데이터를 얻을 수 있다.
보다 구체적으로, IGPS는 하나의 측정 대상면에 다수개의 송신기를 설치하고, 상기 송신기에서 송출되는 레이저를 수신하여 위치를 측정하는 수신기를 이용하여, 해당 측정 대상면의 크기와 형태 및 편평도 등을 측정할 수 있다.
한편, IGPS를 이용하여 대형 구조물을 형성하고 있는 각 내부면의 크기, 형태, 편평도 등을 측정하였을 때, 각각의 면은 서로 다른 로컬좌표계에 의해 산출되므로, 대형 구조물의 내부 형태 및 크기를 전체적으로 파악하기에는 어려움이 있었다.
따라서, IGPS를 이용하여 형성된 각각의 로컬좌표계를 통합하여 인식할 수 있는 공통의 좌표계와 그에 따른 데이터의 생성방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로, 대형 구조물을 형성하고 있는 내부면 중 어느 하나의 내부면의 로컬좌표계를 공통좌표계로 설정하고, 다른 내부면들의 로컬좌표계를 공통좌표계로 매칭한 후, 상기 공통좌표계에 의해 대형 구조물의 내부면들에 대한 좌표값을 생성함으로써, 대형 구조물의 내부 형태 및 크기, 각 내부면들의 편평도를 용이하게 파악할 수 있도록 한 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법을 제공하는데 목적이 있다.
한편, IGPS의 벡터바를 이용하여 각각의 면을 측정하기 위해서는 면 에지부에 존재하는 점들을 측정하여야 하므로, 에지부를 측정할 수 있는 벡터바를 지지할 수 있는 별도의 지그가 필요하며, 대형 구조물의 꼭지점은 용접이 되어 있어서, 정확한 꼭지점을 직접적으로 찾아낼 수 없는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 공통의 측정포인트와 에지(Edge)부에 존재하는 점들의 좌표에 대하여, 각 내부면마다 존재하는 서로 다른 로컬좌표계별로 각각 산출하고, 이를 공통좌표계로 변환함으로써, 보다 정확한 대형 구조물의 내부 형태 및 크기를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자에 관계 없이 공통좌표계를 통하여 실내위치추적시스템을 이용한 공간 내부에서의 작업이 용이하도록 정보를 제공할 수 있는 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법은, a) 기준면의 일측에 설치되는 변환대상면과 상기 기준면이 만나는 모서리에 인접하도록 상기 기준면과 변환대상면에 측정포인트군을 설정하는 단계; b) 상기 기준면 상의 좌표를 표현하는 공통좌표계를 이용하여, 상기 측정포인트군에 대한 좌표인 공통_포인트군 좌표를 생성하고, 상기 변환대상면 상의 좌표를 표현하는 로컬좌표계를 이용하여, 상기 측정포인트군에 대한 좌표인 로컬_포인트군 좌표를 생성하는 단계; c) 상기 공통_포인트군 좌표와 로컬_포인트군 좌표를 비교하여, 측정포인트군에 대한 공통좌표계와 로컬좌표계의 차이를 보정하는 보정데이터를 산출하는 단계; d) 상기 보정데이터에 기초하여, 상기 로컬좌표계를 공통좌표계로 매칭하는 단계; 및 e) 상기 변환대상면 상의 좌표를 공통좌표로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 선박이나 항공기 등의 대형 구조물을 형성하고 있는 내부면들의 설정포인트를 하나의 공통좌표계에 의해 좌표값을 산출 및 생성함으로써, 대형 구조물의 내부 형태 및 크기, 각 내부면들의 편평도를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
특히, 공통의 측정포인트와 에지(Edge)부에 존재하는 점들의 좌표에 대하여, 각 내부면마다 존재하는 서로 다른 로컬좌표계별로 각각 산출하고, 이를 공통좌표계로 변환함으로써, 보다 정확한 대형 구조물의 내부 형태 및 크기를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자에 관계 없이 공통좌표계를 통하여 실내위치추적시스템을 이용한 공간 내부에서의 작업이 용이하도록 정보를 제공할 수 있게 된다.
따라서, 대형 구조물의 용접은 물론, 도색 및 기타 부착물의 설치 등의 작업이 정확히 이루어질 수 있도록 함으로써, 선박이나 항공기 등의 대형 구조물에 대한 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 따른 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
먼저, 본 발명에 이용되는 실내위치추적시스템의 기본개념을 살펴보면, 도 2a에 나타난 바와 같이, 기준면(100)상에 설치된 다수의 송신기(210)로부터 레이저가 회전하면서 출력(실선)되며, 수신기(220)는 상기 다수의 송신기(210)로부터 출력되는 레이저를 수신하여 자신의 위치를 감지하게 된다.
따라서, 측정하고자 하는 대상면에 대하여 다수개의 송신기(210)를 설치한 후, 설정된 포인트에 대응하는 위치에 수신기(220)를 위치시켜, 해당 위치의 좌표값을 측정하게 되는 것이다.
만약, 제1 벽면(110)이나 제2 벽면(120)을 대상면으로 측정하고자 하는 경우, 제1 벽면(110)이나 제2 벽면(120) 상에 다수개의 송신기(210)를 설치하고, 수신기(220)를 제1 벽면(110)이나 제2 벽면(120) 상의 설정포인트에 위치시켜 측정하게 된다.
따라서, 각각의 벽면은 해당 벽면에 대응하는 로컬좌표계를 가지고 있으며, 각 로컬좌표계에 의해 해당 벽면의 정보가 측정된다.
한편, 현재까지 실내위치추적시스템이 사용됨에 있어서는 하나의 기준면에 대하여 크기와 형태 및 편평도 등을 측정하는 것으로 사용되었으나, 도 2a에 나타난 바와 같이 송신기(210)에서 출력되는 레이저는 일정한 범위(높이)를 갖게 된다. 따라서, 송신기(210)가 기준면(100) 상에 설치된 경우에도, 제1 벽면(110)이나 제2 벽면(120) 등의 일정부분에 대한 측정이 가능하다.
본 발명에서는 현재까지 알려진 실내위치추적시스템의 기능을 확장하여, 기준면(100)에 송신기(210)를 설치한 상태에서 기준면(100)의 설정포인트에 대한 측정은 물론, 상기 기준면(100)과 인접한 면의 일부분까지도 측정하여, 이를 매칭함으로써, 대형 구조물에 대하여 하나의 좌표계로 표현할 수 있도록 한 것이다.
이를 보다 상세히 살펴보면, 도 2b에 나타난 바와 같이 기준면(100)과 변환대상면인 제1 벽면(110)이 만나는 모서리 부분에 제1 측정포인트군을 설정하며, 상기 제1 측정포인트군은 기준면(100)에 설정되는 포인트(Pb1 내지 Pb4)와 제1 벽면(110)에 설정되는 포인트(P11 내지 P14) 등을 포함하여 설정된다(S100). 여기서, 상기 제1 벽면(110)에 설정되는 포인트(P11 내지 P14)는 기준면(100)에 설치된 송신기(210)의 레이저 출력 범위인 수신가능높이(H)에 포함됨은 당연하다.
또한, 다른 변환대상면인 제2 벽면(120)에 대해서도, 제2 벽면(120)이 만나는 모서리 부분에 제2 측정포인트군을 설정하며, 상기 제2 측정포인트군은 기준 면(100)에 설정되는 포인트(Pb5 내지 Pb8)와 제2 벽면(120)에 설정되는 포인트(P25 내지 P28) 등을 설정한다.
이후, 상기 기준면(100) 상의 좌표를 표현하는 로컬좌표계를 기준인 공통좌표계로 설정하고, 상기 공통좌표계를 이용하여 제1 측정포인트군에 대한 좌표를 생성한다. 여기서, 상기 제1 측정포인트군에 대하여 공통좌표계로 표현되는 좌표를 공통_포인트군 좌표라 한다. 다시 말해, 상기 공통_포인트 좌표는 Pb1 내지 Pb4 및 P11 내지 P14를 공통좌표계로 표현한 것이다.
또한, 상기 제1 측정포인트군에 대하여 제1 벽면(110)에 적용되는 로컬좌표계를 이용하여 로컬_포인트군 좌표를 생성한다(S200).
다시 말해, 제 1 벽면(110) 상에 실내위치추적시스템의 송신기(210)를 설치하고, 제1 측정포인트군의 각 포인트에 대응하는 위치에 수신기(220)를 위치시켜 각 포인트를 측정하여 로컬좌표계의 좌표값을 생성한다. 여기서, 상기 기준면(100)에 설정되는 포인트(Pb1 내지 Pb4)는 제1 벽면(110)에 설치된 송신기(210)의 레이저 출력 범위인 수신가능높이에 포함됨은 당연하다.
상기와 같이, 제1 측정포인트군에 대하여, 기준면(100)의 좌표인 공통좌표계에 의한 공통_포인트군 좌표와, 제1 벽면(110)의 좌표인 로컬좌표계에 의한 로컬_포인트군 좌표가 생성되면, 상기 공통_포인트군 좌표와 로컬_포인트군 좌표를 비교하여(S300), 제1 측정포인트군에 대한 공통좌표계와 로컬좌표계의 차이를 보정하는 보정데이터를 산출한다(S400).
이후, 상기 보정데이터를 이용하여 제1 벽면(110)의 좌교계인 로컬좌표계를 기준면(100)의 좌표계인 공통좌표계로 매칭한다(S500). 여기서, 서로 다른 좌표계를 하나의 좌표계로 매칭하는 방법은 당업자에 의해 다양한 방법으로 매칭할 수 있으므로, 특정한 것에 한정하지 않는다. 또한, 본 발명에서는 기준면(100)의 좌표계를 공통좌표계로 설정하였으나, 기준면(100)의 좌표계와 별도의 좌표계를 공통좌표계로 설정할 수도 있음은 당연하다.
이후, 제1 벽면(100) 상의 설정포인트의 좌표를 로컬좌표계에서 매칭된 공통좌표계로 변환하여 생성한다(S600).
따라서, 서로 다른 벽면에 대하여 하나의 로컬좌표계로 표현할 수 있는 것이다.
또한, 기준면(100)과 제2 벽면(120)의 모서리에 설정된 제2 측정포인트군에 대해서도, 상기와 같은 방법을 수행하여, 제2 벽면(120)상의 설정포인트를 공통좌표계의 좌표로 생성한다.
상기와 같은 과정을 반복하여, 대형 구조물의 모든 벽면을 하나의 공통좌표계로 표현함으로써, 대형 구조물의 내부 형태 및 크기 및 각 벽면의 평편도를 정확히 측정할 수 있는 것이다.
한편, 실내위치추적시스템의 경우, 각 좌표를 측정한 후 번들링(Bundling) 및 리스케일링(Rescaling) 등의 캘리브레이션(Calibration) 과정을 거치게 되며, 측정값은 측정자에 따라 차이가 발생된다.
따라서, 도 3a에 나타난 바와 같이, 몸체(310)에 두 개의 수신기(320)를 설정거리(L)만큼 이격설치한 벡터바(300)를 이용하여, 내부 공간의 각 벽면에 대해서 임의의 지점에 3포인트(Point) 이상 측정함으로써, 정확한 캘리브레이션을 수행할 수 있게 된다.
도 3b에서는 기준면(100)에 벡터바(300)를 놓고 캘리브레이션을 수행하는 것으로 표현하였으나, 제1 벽면(110) 및 제2 벽면(120) 등에도 수행함은 당연하다.
한편, 대형 구조물의 각 면들은 용접에 의해 연결되므로, 도 4에 나타난 바와 같이, 기준면(100)과 제1 벽면(110)이 연결되는 모서리부분에는 용접부(150)가 형성된다.
상기와 같이 용접부(150)가 형성된 경우, 정확한 모서리부분의 좌표값을 측정함에 어려움이 있다.
따라서, 도 4a에 나타난 바와 같이, 중심점을 수신포인트(RP)로 하는 반구형의 측정지그(400)를 이용하여, 측정포인트의 좌표를 측정하고, 설정된 보정간격(D)을 보정함으로써, 정확한 모서리부분의 좌표값을 생성할 수 있다.
다시 말해, 도 4b에 나타난 바와 같이, 기준면(100)과 제1 벽면(110)의 모서리부와, 기준면(100)과 제3 벽면(130)의 모서리부 등의 좌표값을 측정함에 있어, 해당 모서리부를 따라 측정지그(400)를 이동시키면서 동일모서리부 상에 둘 이상의 좌표값을 측정하게 된다.
보다 바람직하게는, 도 5a에 나타난 바와 같이, 도 1에 의해 보정된 좌표값 중 기준면(100) 상의 두 좌표(P1, P2)와 제1 벽면(110) 상의 두 좌표(P3, P4)를 선택한다.
기준면(100) 상의 두 좌표(P1, P2)와 제1 벽면(110) 상의 두 좌표(P3, P4)는, 기준면(100)에 대한 측정지그(400)의 두 중심좌표(P1', P2')와 제1 벽면(110)에 대한 측정지그(400)의 두 중심좌표(P3', P4')에서 보정간격(D)만큼 보정한 값이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 기준면(100) 상의 두 좌표(P1, P2)에 의한 직선과 제1 벽면(110) 상의 두 좌표(P3, P4)에 의한 직선이 만나는 점을 모서리점(LP)으로 산출하여, 보다 정확한 모서리부분의 좌표값을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 기준면(100) 상의 두 좌표(P1, P2)와 제1 벽면(110) 상의 두 좌표(P3, P4)는 동일직선상에 위치하도록 설정한다.
상기와 같이 서로 다른 두 면이 만나는 모서리에 대한 좌표의 생성이 완료되면, 도 5c에 나타난 바와 같이, 기준면(100)과 제1 벽면(110)이 만나는 모서리 상의 두 좌표(LP1, LP2)에 의한 직선과, 기준면(100)과 제3 벽면(130)이 만나는 모서리 상의 두 좌표(LP3, LP4)에 의한 직선이 만나는 점을 모퉁이점(EP)으로 산출한다.
상기와 같은 과정을 반복하여, 대형 구조물에 대한 모서리 및 모퉁이의 좌표의 산출 및 생성이 보다 정확하게 이루어질 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명에 의한 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법 에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1을 설명하기 위한 참고도이다.
도 3a 및 도 3b는 벡터바를 이용하여 도 1을 설명하기 위한 참고도이다.
도 4a 및 도 4b는 에지부를 측정하기 위한 지그의 일 예를 나타낸 사용상태도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의해 변환된 데이터를 이용하여 에지부를 산출하는 방법이 일 예를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 기준면 110 : 제1 벽면
120 : 제2 벽면 130 : 제3 벽면
210 : 송신기 220 : 수신기
300 : 벡터바

Claims (3)

  1. a) 기준면의 일측에 설치되는 변환대상면과 상기 기준면이 만나는 모서리에 인접하도록 상기 기준면과 변환대상면에 측정포인트군을 설정하는 단계;
    b) 상기 기준면 상의 좌표를 표현하는 공통좌표계를 이용하여, 상기 측정포인트군에 대한 좌표인 공통_포인트군 좌표를 생성하고, 상기 변환대상면 상의 좌표를 표현하는 로컬좌표계를 이용하여, 상기 측정포인트군에 대한 좌표인 로컬_포인트군 좌표를 생성하는 단계;
    c) 상기 공통_포인트군 좌표와 로컬_포인트군 좌표를 비교하여, 측정포인트군에 대한 공통좌표계와 로컬좌표계의 차이를 보정하는 보정데이터를 산출하는 단계;
    d) 상기 보정데이터에 기초하여, 상기 로컬좌표계를 공통좌표계로 매칭하는 단계; 및
    e) 상기 변환대상면 상의 좌표를 공통좌표로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공통좌표 생성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    공통_포인트군 좌표 및 로컬_포인트군 좌표는,
    위치감지가 가능한 광신호를 출력하는 적어도 하나의 광송신기와, 상기 광송신기에서 출력되는 광신호를 수신하여 위치를 측정하는 광수신기를 포함하는 실내 위치추적시스템(IGPS)을 이용하여 측정하되,
    상기 공통_포인트군 좌표는 상기 광송신기를 기준면에 설치하고 광수신기를 측정포인트군에 포함된 포인트에 대응하도록 설치하여 측정하고,
    상기 로컬_포인트군 좌표는 상기 광송신기를 변환대상면에 설치하고 광수신기를 측정포인트군에 포함된 포인트에 대응하도록 설치하여 측정하는 것을 특징으로 하는 공통좌표 생성 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 공통_포인트군 좌표 및 로컬_포인트군 좌표는,
    상기 측정포인트군에 포함된 포인트에 대응하는 광수신기가 설정된 거리만큼 이격되어 설치된 벡터바를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 공통좌표 생성 방법.
KR1020070121454A 2007-11-27 2007-11-27 실내위치추적시스템을 이용한 공통좌표 생성 방법 KR100929924B1 (ko)

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