KR101105737B1 - 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법 - Google Patents

이동로봇의 위치인식 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101105737B1
KR101105737B1 KR1020090123475A KR20090123475A KR101105737B1 KR 101105737 B1 KR101105737 B1 KR 101105737B1 KR 1020090123475 A KR1020090123475 A KR 1020090123475A KR 20090123475 A KR20090123475 A KR 20090123475A KR 101105737 B1 KR101105737 B1 KR 101105737B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
landmark
block
image
mobile robot
information
Prior art date
Application number
KR1020090123475A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110066714A (ko
Inventor
박태형
윤희상
Original Assignee
충북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충북대학교 산학협력단 filed Critical 충북대학교 산학협력단
Priority to KR1020090123475A priority Critical patent/KR101105737B1/ko
Publication of KR20110066714A publication Critical patent/KR20110066714A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101105737B1 publication Critical patent/KR101105737B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • G06T7/74—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods involving reference images or patches
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • G06F11/10—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
    • G06F11/1004—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's to protect a block of data words, e.g. CRC or checksum
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0181—Memory or computer-assisted visual determination

Abstract

본 발명은 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 이동로봇의 위치를 정확하게 인식할 수 있도록 한 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 이동로봇의 위치인식 장치에 있어서, 고유 위치정보가 마킹된 랜드 마크(20); 적외선을 조사하는 적외선 조명(11); 상기 적외선 필터가 내장되어, 상기 적외선 조명(11)에 의해 조사되는 적외선을 방사시키는 랜드 마크(20)의 영상을 획득하는 카메라(13); 및 상기 랜드 마크(20)의 영상으로부터 외부 블록의 모서리점(코너점)을 추출하고, 상기 모서리점에서 외부 블록 존재시 상기 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 ID를 인식함과 동시에 씨알씨(CRC)정보를 추출하여 에러여부를 판단하고, 상기 판단결과에 근거하여 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 이동로봇의 현재 위치 및 회전방향을 계산하는 제어부(30)를 포함하는 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법을 제공한다.
이동로봇, 위치인식, 랜드 마크, CRC

Description

이동로봇의 위치인식 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECOGNIZING POSITION OF MOBILE ROBOT}
본 발명은 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 이동로봇의 위치를 정확하게 인식할 수 있도록 한 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 로봇의 위치를 인식하기 위한 방법은 다양하게 연구 개발되고 있으며, 최근에는 카메라를 이용하여 위치를 인식하는 방법이 연구되고 있다.
카메라를 이용하는 방법은 자연랜드 마크를 이용한 방법과 인공랜드 마크를 이용하는 방법이 있다.
자연랜드 마크의 경우에는 카메라로 획득한 영상으로부터 주변환경의 특징을 저장하고, 이를 이용하여 위치를 인식하는 방법으로서, 카메라 외에 추가적인 장치가 필요없는 장점이 있으나, 환경의 변화에 취약하며, 특징저장을 위해 많은 데이터베이스가 필요하다는 단점이 있다.
이에 인공랜드 마크를 이용하는 방법은 위치정보가 표시되어 있는 인공랜드 마크를 벽 또는 천정에 부착하여 이를 카메라로 인식하여 위치를 측정하는 방법으로, 랜드마크를 부착해야 하는 단점이 있으나, 빠르고 신뢰성 높게 위치를 측정할 수 있다.
그런데, 인공랜드 마크를 카메라로 촬영할 경우, 조명과 같은 주변환경에 따라 미인식이 발생할 수 있으며, 이를 보완하기 위해 적외선 조명을 사용하는 경우가 있다.
그러나, 적외선 조명과 인공랜드 마크를 사용하는 경우에도 카메라를 사용하므로, 장애물에 의해 랜드마크가 오인식할 수 있으며, 따라서 오인식된 위치 정보가 이동 로봇에 전송 되었을 경우 충돌과 같은 위험한 상황이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 이동로봇의 위치를 정확하게 인식할 수 있도록 한 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 랜드마크에 에러 체크 코드인 CRC코드를 포함하여 오인식에 따른 위치 에러를 줄일 수 있도록 한 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 천정에 반투명 재질의 적외선 반사 시트로 제작된 랜드마크를 부착하여 이를 적외선 필터가 내장된 카메라로 영상을 획득하여 이동로봇의 위치를 인식할 수 있도록 한 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 이동로봇의 위치인식 장치는, 이동로봇의 위치인식 장치에 있어서, 고유 위치정보가 마킹된 랜드 마크(20); 적외선을 조사하는 적외선 조명(11); 상기 적외선 필터가 내장되어, 상기 적외선 조명(11)에 의해 조사되는 적외선을 방사시키는 랜드 마크(20)의 영상을 획득하는 카메라(13); 및 상기 랜드 마크(20)의 영상으로부터 외부 블록의 모서리점(코너점)을 추출하고, 상기 모서리점에서 외부 블록 존재시 상기 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 ID를 인식함과 동시에 씨알씨(CRC)정보를 추출하여 에러여부를 판단하고, 상기 판단결과에 근거하여 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 이동로봇의 현재 위치 및 회전방향을 계산하는 제어부(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 랜드 마크(20)의 영상은, 랜드 마크(20)의 인식을 위한 외부블록과, 랜드 마크(20)의 ID와 CRC정보가 포함된 내부 블록으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 내부 블록은, 랜드 마크(20)의 영상에 대한 회전방향 정보를 포함하는 기준 블록 및 고정 블록으로 이루어진 방향블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부(30)는, 상기 획득된 랜드마크 영상으로부터 코너점을 추출하는 코너 추출부(31); 추출된 코너점에서 외부 블록이 존재하는지를 판단하는 판단부(33); 상기 외부 블록 존재시, 상기 획득된 랜드 마크(20) 영상으로부터 방향 블록의 방향 기준점을 찾아 내부 블록의 ID블록을 분석하여 ID를 인식하는 인식부(35); 인식된 ID블록의 ID와 상기 CRC정보로부터 에러 여부를 확인하는 에러 확인부(37); 및 에러가 아니면, 랜드마크의 방향 블록 중 기준 블록을 이용하여 랜드 마크(20)의 회전방향과 중심점을 계산한 후 기 저장된 기준 위치 정보와 비교하여 기준 위치 정보를 기초로 이동로봇의 현재 위치 및 회전방향을 계산하는 위치 계산부(39)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면에 따른 이동로봇의 위치인식 방법은, 이동로봇의 위치인식 방법에 있어서, 랜드 마크(20)에 대한 영상 획득시, 랜드 마크(20)의 영상으로부터 외부 블록의 모서리점(코너점)을 추출하여 외부 블록의 모서리점이 존재하는지를 판단하는 단계; 상기 판단결과 상기 모서리점에서 외부 블록 존재시, 상기 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 ID를 인식함과 동시에 씨알씨(CRC)정보를 추출하여 에러여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단결과 에러가 아니면, 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 이동로봇의 현재 위치 및 회전방향을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 외부 블록의 모서리점(코너점)에서 외부 블록이 존재하지 않으면, 상기 랜드 마크(20)에 대한 영상을 재차 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 랜드 마크(20)의 영상은, 랜드 마크(20)의 인식을 위한 외부블록과, 랜드 마크(20)의 ID와 CRC정보가 포함된 내부 블록과, 상기 내부 블록내에 존재하며 랜드 마크(20)의 영상에 대한 회전방향 정보를 포함하는 기준 블록 및 고정 블록으로 이루어진 방향블록으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 현재 위치 및 회전방향을 계산하는 단계는, 상기 랜드 마크(20)의 방향 블록 중 기준 블록을 이용하여 랜드 마크(20)의 회전방향과 중심점을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 회전방향과 중심점을 기 저장된 기준 위치 정보와 비교하여 기준 위치 정보를 기초로 이동로봇의 현재 위치 및 회전방향을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기준 위치 정보는, 기준 좌표 정보와 기준 회전 정보로 이루어진 것을 특징으로 한다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 랜드 마크(20)를 반투명 재질의 반사시트로 제작하여 천정에 부착시 거부감을 최소화하였으며, 적외선 조명(11)과 필터를 통해 조명에 의한 효과를 최소로하고, 랜드 마크(20)의 ID구성시 CRC코드를 포함하여 인식되는 ID의 CRC에러를 체크할 수 있도록 함으로써, 오인식에 따른 이동 로봇의 충돌 및 위험상황을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 랜드 마크(20) 인식시, 획득되는 랜드 마크(20)에 대한 영상으로부터 외부 블록의 모서리점(코너)을 추출하여 외부 블록을 빠르게 인식함으로써, 랜드 마크(20) 인식시 영상전처리 과정 없이 위치인식에 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
하기의 설명에서 본 발명의 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명에서는 우선 이동로봇의 위치인식 장치에 대한 구성 및 동작에 대해 설명하고, 이후 이동로봇의 제어부의 내부구성에 대해서 상세히 설명하며, 이동로봇의 위치인식 방법에 대해 설명하도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 위치인식 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이동로봇의 위치인식 장치(100)는 이동로봇(10)과 랜드 마크(20)를 포함하여 구성된다.
이동로봇(10)은 적외선 조명(11), 카메라(13), 메모리(15), 이동부(17), 제어부(30) 등을 포함하여 구성된다.
적외선 조명(11)은 적외선을 조사한다. 여기서 적외선 조명(11)은 적외선 LED 조명이 될 수 있으며, 랜드마크(20)측으로 적외선을 조사한다.
카메라(13)는 적외선 필터가 내장되어, 적외선 조명(11)에 의해 조사되는 적외선을 방사시키는 랜드 마크(20)의 영상을 촬상한다. 즉, 카메라(13)는 조명효과에 무관하게 랜드 마크(20)에 대한 영상을 획득한다.
메모리(15)에는 랜드 마크(20)에 대한 위치정보가 저장된다. 또한 메모리(15)에는 본 발명에 따라 랜드 마크(20)를 통해 이동로봇의 위치 및 회전방향을 계산할 수 있도록 하는 프로그램이 저장되며, 특정 위치로 이동로봇(10)을 이동할 수 있도록 하는 프로그램들이 저장된다. 또한 메모리(15)에는 카메라(13)로부터 획 득되는 랜드 마크 영상으로부터 이동로봇의 현재 위치를 인식할 수 있도록 하는 기준 위치정보가 기 저장된다. 여기서 기준(reference) 위치정보는 기준 좌표 정보와 기준 회전 정보로 이루어진다.
이동부(17)는 제어부(30)의 제어하에 현재의 이동로봇(10)의 위치 및 회전방향을 고려하여 이동하고자 하는 위치 및 회전방향으로 이동한다.
제어부(30)는 카메라(13)를 통해 획득되는 랜드 마크의 영상과 메모리(15)에 기 저장된 기준 위치정보를 이용하여 현재 이동로봇(10)의 위치 및 회전방향을 계산한다. 또한 제어부(30)는 획득되는 랜드 마크의 영상으로부터 외부 블록의 모서리점을 추출하여 외부 블록의 존재여부를 파악한 후, 외부 블록이 존재하면 내부 블록을 분석하여 ID(Identification)를 인식하고, 그 인식된 ID와 CRC체크를 하여 에러여부를 판단한다. 이후 제어부(30)는 에러라고 판단되면 적외선 조명(11) 및 카메라(13)를 통해 다시 랜드 마크에 대한 영상을 획득하도록 제어한다. 그러나 에러라고 판단되지 않으면, 획득된 랜드 마크의 중심점 및 회전 방향을 계산한다. 여기서 회전 방향의 계산은 획득되는 랜드 마크의 영상을 설명하는 부분에서 상세히 후술하도록 한다.
그러면, 제어부(30)는 계산된 중심점 및 회전 방향을 기준 위치정보와 비교하여 기준 위치정보를 기초로 현재의 이동로봇(10)의 위치 및 회전방향을 계산한다.
한편, 랜드 마크(20)는 반투명 재질의 적외선 반사시트로 제작되어, 적외선 조명(11)의 빛을 반사시킨다. 여기서 랜드 마크(20)는 적외선 조명(11) 및 카메 라(13)와 대응되는 위치에 부착되어야 하며, 바람직하기로는 천정에 부착되어야 한다.
이러한 랜드 마크(20)를 통해 획득되는 영상은 초기 랜드 마크의 인식을 위한 외부 블록과 랜드 마크의 내부 ID 및 CRC정보가 포함된 내부 블록으로 이루어진다.
전술한 본 발명에 따른 이동로봇의 위치인식 장치(100)는 도 2와 같이 천정에 부착된 랜드 마크(20)를 통해 현재 이동로봇(10)의 위치를 계산하여 이동할 수 있게 된다.
다음은 랜드 마크(20)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 도 1에 있어, 랜드 마크를 설명하기 위한 예시도이다. 여기서 내부 블록(22)의 숫자(0, 1, ㆍㆍㆍ, 8)는 비트순서를 의미하는 것으로, 일예로 4*4로 구성된 랜드 마크인 경우에 대해 총 9비트로 이루어진 해당 랜드 마크의 ID를 의미하며, c0, c1, c2는 CRC블록을 의미한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 랜드 마크(20)는 초기 마크의 인식을 위한 외부 블록(21)과 마크의 내부ID가 포함된 내부 블록(22)으로 구성된다. 여기서 랜드 마크(20)는 천정 부착시 시각적인 거부감을 줄이기 위해 반투명 재질의 적외선 반사시트로 제작된다. 이에 카메라(13)는 천정조명에 의한 효과를 줄이기 위해 적외선 필터를 내장하는 것이 바람직하다.
외부 블록(21)은 랜드 마크(20)가 촬영된 영상에서 이진화 및 레벨링과 같은 영상 전처리 과정 없이, 외부 블록(21)의 모서리점을 추출하여 외부 블록(21)을 빠 르게 인식할 수 있도록 한다. 이에 의해 이동 로봇(10)은 현재 자신의 위치를 빠르게 인식할 수 있다.
내부 블록(22)은 ID를 나타내는 4*4로 구성된 세부블록으로 구성되며, 총 16개의 세부 블록 중 각 모서리의 4개의 블록은 방향을 나타내는 방향블록(23a)으로 마크의 방향을 결정한다. 또한 방향 블록을 제외한 나머지 12개의 세부블록 중 9개의 블록은 ID를 나타내는 ID블록(24)으로 설정하고, 나머지 3개의 세부 블록은 에러체크를 위한 CRC코드를 나타내는 에러체크 블록(25)으로 구성된다.
천정에 부착된 랜드 마크(20)를 촬영할 경우 랜드마크의 ID인식 및 위치측정을 위해서는 랜드마크의 방향을 알 수 있는 기준위치가 필요하다.
방향 블록은(23)은 랜드마크의 기준위치측정을 위해 내부 블록(22)의 4개의 모서리부분에 존재하며, 기준블록(23a)과 고정블록(23b)으로 구성된다. 4개의 모서리 중 왼쪽 위의 모서리를 기준블록(23a)으로 설정하고, 나머지 모서리 왼쪽 아래, 오른쪽위, 오른쪽 아래의 블록을 고정블록(23b)로 설정한다.
기준블록(23a)은 흰색으로, 고정블록(23b)는 검은색으로 설정하여, 촬영된 랜드 마크가 회전하였더라도, 모서리의 방향블록(23) 중 흰색인 기준블록(23a)의 검출하여 랜드마크의 방향을 결정하고, 내부블록(22)의 나머지 ID블록(24) 및 에러체크 블록(25)을 인식한다.
ID블록(24)은 방향블록(23)을 제외한 나머지 12개의 세부블록 중 9개의 블록으로 구성되며, 에러체크블록(25)은 CRC코드를 나타내는 3개의 세부블록으로 구성된다. 세부블록의 수는 설치대상에 따라 나눌 수 있으며, 세부블록을 4*4로 구성할 경우 4개의 방향블록(23), 9개의 ID블록(24), 3개의 에러체크블록(25)로 구성되어 총 512개의 ID를 부여할 수 있고, 세부블록을 5*5로 구성할 경우에는 4개의 방향블록, 16개의 ID블록, 5개의 에러체크블록으로 설정하여 총 65536개의 ID를 부여할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 랜드 마크(20)는 카메라(13)에 의해 도 4의 (a)와 같이 4*4로 구성된 랜드 마크 영상, 도 4의 (b)와 같이 5*5로 구성된 랜드 마크 영상을 획득하게 된다. 여기서 도 4의 (a), (b)의 검은부분(영역)은 해당 블록의 정보가 '0'(또는 '1')인 것을 의미하고, 흰부분(영역)은 해당 블록의 정보가 '1'(또는 '0')인 것을 의미한다.
도 5는 도 1에 있어, 제어부의 내부 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 제어부(30)는 코너 추출부(31), 판단부(33), 인식부(35), 에러 확인부(37), 위치 계산부(39)를 포함하여 구성된다.
코너 추출부(31)는 카메라(13)를 통해 촬영하여 획득된 랜드마크 영상으로부터 영상에 대해 코너점을 추출한다. 즉 코너 추출부(31)는 획득된 랜드마크 영상에서 이진화 및 레벨링과 같은 영상 전처리 과정 없이, 외부 블록의 모서리점을 추출하여 외부 블록을 빠르게 인식할 수 있도록 하기 위함이다.
판단부(33)는 코너 추출부(31)에 의해 추출된 코너점에서 외부 블록이 존재하는지를 판단한다. 이때 판단결과 외부 블록이 존재하지 않으면, 적외선 조명(11)과 카메라(13)를 통해 다시 랜드마크 영상을 획득하도록 한다. 그러나 판단결과 외부 블록이 존재하면, 외부 블록이 존재하고 있음을 다음 단의 인식부(35)측으로 알 린다.
인식부(35)는 판단부(33)에 의해 외부 블록이 존재하면, 방향 블록의 방향 기준점(23a)을 찾아 내부 블록의 ID블록(24)을 분석하여 ID를 인식한다.
에러 확인부(37)는 에러체크 블록(25)을 읽어 인식부(35)를 통해 인식된 ID블록(24)의 ID와 CRC체크를 통해 에러 여부를 확인하고, 에러 확인결과 에러로 확인되면 적외선 조명(11)과 카메라(13)를 통해 랜드 마크에 대한 영상을 다시 획득하도록 한다. 그러나, 에러로 확인되지 않으면 에러가 아님을 다음 단의 위치 계산부(39)측으로 알린다.
위치 계산부(39)는 랜드마크의 방향 블록(23) 중 기준 블록(23a)을 이용하여 랜드 마크(20)의 회전방향과 중심점을 계산하고, 그 계산된 회전방향과 중심점을 메모리(15)에 기 저장된 기준 위치 정보와 비교하여 기준 위치 정보를 기초로 이동로봇(10)의 현재 위치 및 회전방향을 계산한다. 여기서 회전방향과 중심점을 계산하는 기술은 일반적으로 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 위치인식 방법을 보인 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치 및 방향을 계산하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제어부(30)는 랜드 마크(20)의 영상을 획득하고(S601), 그 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 외부 블록의 모서리점(코너점)을 추출한다(S603). 이러한 과정에 의해 촬영된 영상에서 이진화 및 레벨링과 같은 전처리 과정을 수행하지 않고, 외부 블록을 빠르게 인식할 수 있게 된다.
이후, 제어부(30)는 획득된 모서리점(코너점)에서 외부블록이 존재하는지를 판단한다(S605).
판단결과 모서리점(코너점)에서 외부 블록이 존재하지 않으면, 제어부(30)는 전술한 601단계(S601)로 복귀하여 외부 블록이 존재할 때까지 전술한 단계(S601~S605)를 반복수행한다.
그러나, 판단결과 모서리점(코너점)에서 외부 블록이 존재하면, 제어부(30)는 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 방향블록(23)의 방향 기준점(23a)을 찾아 내부 블록의 ID블록(24)를 분석하여 ID를 인식한다(S607).
이후, 제어부(30)는 에러체크 블록(25)을 읽어 인식된 ID와 CRC체크를 수행하고(S609), 그 수행결과 CRC 에러가 발생하였는지를 판단한다(S611).
판단결과 CRC에러가 발생하면, 제어부(30)는 전술한 601단계(S601)로 복귀하여 랜드 마크(20)로부터 영상을 획득하는 601단계(S601)로 복귀하여 CRC에러가 발생하지 않을때 까지 전술한 단계(S601~S611)를 반복수행한다.
그러나, 판단결과 CRC에러가 발생하지 않고, 정상적으로 획득된 랜드 마크(20)의 영상이면, 제어부(30)는 랜드 마크의 중심점 및 회전 방향을 계산한다(S613).
이후, 제어부(30)는 계산된 회전방향과 중심점을 기 저장된 기준 위치 정보와 비교하여 기준 위치 정보를 기초로 이동로봇(10)의 현재 위치 및 회전방향을 계산한다(S615).
즉, 도 7과 같이 랜드 마크의 중심(43)에서 영상의 중심(40)까지의 거리와 회전각도를 계산한 회전한 각도를 계산한 후, ID의 위치정보를 이용하여 랜드 마크의 중심(43)에서 영상 중심(40)까지의 상대 위치를 계산하여 현재의 이동로봇(10)의 위치 및 회전방향에 대한 정보를 획득하게 된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 위치인식 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 이동로봇의 위치인식을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 도 1에 있어, 랜드 마크를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 랜드 마크의 세부 블록을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 도 1에 있어, 제어부의 내부 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 위치인식 방법을 보인 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치 및 방향을 계산하는 방법을 설명하기 위한 예시도.

Claims (9)

  1. 이동로봇의 위치인식 장치에 있어서,
    고유 위치정보가 마킹된 랜드 마크(20);
    적외선을 조사하는 적외선 조명(11);
    상기 적외선 필터가 내장되어, 상기 적외선 조명(11)에 의해 조사되는 적외선을 방사시키는 랜드 마크(20)의 영상을 획득하는 카메라(13); 및
    상기 랜드 마크(20)의 영상으로부터 외부 블록의 모서리점(코너점)을 추출하고, 상기 모서리점에서 외부 블록 존재시 상기 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 ID를 인식함과 동시에 씨알씨(CRC)정보를 추출하여 에러여부를 판단하고, 상기 판단결과에 근거하여 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 이동로봇의 현재 위치 및 회전방향을 계산하는 제어부(30)를 포함하되,
    상기 제어부(30)는,
    상기 획득된 랜드마크 영상으로부터 코너점을 추출하는 코너 추출부(31), 추출된 코너점에서 외부 블록이 존재하는지를 판단하는 판단부(33), 상기 외부 블록 존재시, 상기 획득된 랜드 마크(20) 영상으로부터 방향 블록의 방향 기준점을 찾아 내부 블록의 ID블록을 분석하여 ID를 인식하는 인식부(35), 인식된 ID블록의 ID와 상기 CRC정보로부터 에러 여부를 확인하는 에러 확인부(37) 및 에러가 아니면, 랜드마크의 방향 블록 중 기준 블록을 이용하여 랜드 마크(20)의 회전방향과 중심점을 계산한 후 기 저장된 기준 위치 정보와 비교하여 기준 위치 정보를 기초로 이동로봇의 현재 위치 및 회전방향을 계산하는 위치 계산부(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 위치인식 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 랜드 마크(20)의 영상은,
    랜드 마크(20)의 인식을 위한 외부블록과, 랜드 마크(20)의 ID와 CRC정보가 포함된 내부 블록으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동로봇의 위치인식 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 내부 블록은,
    랜드 마크(20)의 영상에 대한 회전방향 정보를 포함하는 기준 블록 및 고정 블록으로 이루어진 방향블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 위치인식 장치.
  4. 삭제
  5. 이동로봇의 위치인식 방법에 있어서,
    랜드 마크(20)의 인식을 위한 외부블록과, 랜드 마크(20)의 ID와 CRC정보가 포함된 내부 블록과, 상기 내부 블록내에 존재하며 랜드 마크(20)의 영상에 대한 회전방향 정보를 포함하는 기준 블록 및 고정 블록으로 이루어진 방향블록으로 이루어진 랜드 마크(20)에 대한 영상 획득시, 랜드 마크(20)의 영상으로부터 외부 블록의 모서리점(코너점)을 추출하여 외부 블록의 모서리점이 존재하는지를 판단하는 단계;
    상기 판단결과 상기 모서리점에서 외부 블록 존재시, 상기 획득된 랜드 마크(20)의 영상으로부터 ID를 인식함과 동시에 씨알씨(CRC)정보를 추출하여 에러여부를 판단하는 단계;
    상기 판단결과 에러가 아니면, 상기 랜드 마크(20)의 방향 블록 중 기준 블록을 이용하여 랜드 마크(20)의 회전방향과 중심점을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 회전방향과 중심점을 기 저장된 기준 위치 정보와 비교하여 기준 위치 정보를 기초로 이동로봇의 현재 위치 및 회전방향을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 위치인식 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 외부 블록의 모서리점(코너점)에서 외부 블록이 존재하지 않으면, 상기 랜드 마크(20)에 대한 영상을 재차 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 위치인식 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제5 항에 있어서, 상기 기준 위치 정보는,
    기준 좌표 정보와 기준 회전 정보로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동로봇의 위치인식 방법.
KR1020090123475A 2009-12-11 2009-12-11 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법 KR101105737B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090123475A KR101105737B1 (ko) 2009-12-11 2009-12-11 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090123475A KR101105737B1 (ko) 2009-12-11 2009-12-11 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110066714A KR20110066714A (ko) 2011-06-17
KR101105737B1 true KR101105737B1 (ko) 2012-01-17

Family

ID=44399484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090123475A KR101105737B1 (ko) 2009-12-11 2009-12-11 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101105737B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10890918B2 (en) 2019-04-24 2021-01-12 Innovation First, Inc. Performance arena for robots with position location system
US11579298B2 (en) 2017-09-20 2023-02-14 Yujin Robot Co., Ltd. Hybrid sensor and compact Lidar sensor
US11874399B2 (en) 2018-05-16 2024-01-16 Yujin Robot Co., Ltd. 3D scanning LIDAR sensor

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101979003B1 (ko) * 2012-09-06 2019-08-23 (주)하기소닉 자연랜드마크 및 인공랜드마크와 관성센서를 이용한 지능형 이동로봇의 위치인식 방법
CN102997910B (zh) * 2012-10-31 2016-04-13 上海交通大学 一种基于地面路标的定位导引系统及方法
KR101813890B1 (ko) 2015-06-11 2018-01-02 주식회사 두시텍 이동 중 근거리원거리환경 움직임위치 추적 카메라센서
KR101733677B1 (ko) 2015-06-11 2017-05-08 주식회사 두시텍 인공표식 및 초음파센서를 이용한 무인비행기 정밀착륙 장치 및 방법
CN106092090B (zh) * 2016-08-06 2023-04-25 合肥中科星翰科技有限公司 一种用于室内移动机器人定位的红外路标及其使用方法
CN106646441A (zh) * 2016-11-16 2017-05-10 杭州国辰牵星科技有限公司 结合环境信息的室内移动机器人定位系统及方法
CN109855625A (zh) * 2019-01-28 2019-06-07 深圳市普渡科技有限公司 定位标识及导航系统
CN110244772B (zh) * 2019-06-18 2021-12-03 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 移动机器人的领航跟随系统和领航跟随控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100218933B1 (ko) 1997-08-30 1999-09-01 윤종용 위치보정용 랜드마크의 검출방법 및 이를 이용한이동로봇제어 시스템
KR20040029493A (ko) * 2002-10-01 2004-04-08 삼성전자주식회사 이동체의 효율적 자기 위치 인식을 위한 랜드마크 및 이를이용한 자기 위치 인식 장치 및 방법
KR100698534B1 (ko) 2005-11-04 2007-03-22 재단법인 포항산업과학연구원 이동로봇의 위치 인식용 랜드마크와 이를 이용한 위치 인식장치 및 방법
KR20070066192A (ko) * 2005-12-21 2007-06-27 재단법인 포항산업과학연구원 실내 이동 로봇의 위치 인식 방법 및 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100218933B1 (ko) 1997-08-30 1999-09-01 윤종용 위치보정용 랜드마크의 검출방법 및 이를 이용한이동로봇제어 시스템
KR20040029493A (ko) * 2002-10-01 2004-04-08 삼성전자주식회사 이동체의 효율적 자기 위치 인식을 위한 랜드마크 및 이를이용한 자기 위치 인식 장치 및 방법
KR100698534B1 (ko) 2005-11-04 2007-03-22 재단법인 포항산업과학연구원 이동로봇의 위치 인식용 랜드마크와 이를 이용한 위치 인식장치 및 방법
KR20070066192A (ko) * 2005-12-21 2007-06-27 재단법인 포항산업과학연구원 실내 이동 로봇의 위치 인식 방법 및 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11579298B2 (en) 2017-09-20 2023-02-14 Yujin Robot Co., Ltd. Hybrid sensor and compact Lidar sensor
US11874399B2 (en) 2018-05-16 2024-01-16 Yujin Robot Co., Ltd. 3D scanning LIDAR sensor
US10890918B2 (en) 2019-04-24 2021-01-12 Innovation First, Inc. Performance arena for robots with position location system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110066714A (ko) 2011-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101105737B1 (ko) 이동로봇의 위치인식 장치 및 방법
CN111989544B (zh) 基于光学目标的室内车辆导航的系统和方法
EP2017573B1 (en) Estimation device, estimation method and estimation program for estimating a position of mobile unit
KR100698534B1 (ko) 이동로봇의 위치 인식용 랜드마크와 이를 이용한 위치 인식장치 및 방법
US8508527B2 (en) Apparatus and method of building map for mobile robot
KR101146119B1 (ko) 실내 이동 로봇의 위치 인식 방법 및 장치
KR101140839B1 (ko) 무인반송차량의 위치인식방법 및 그 장치
KR101606444B1 (ko) 타겟 지점을 선택하기 위한 타겟 지점 후보들을 제공하기 위한 방법
JP2009544966A (ja) 人工標識とオデメトリとの連動を利用する位置算出システム及び方法
KR101487248B1 (ko) 옵티컬 트랙킹 시스템
JP2007003233A (ja) コードターゲット、コード検出システム、及び３次元情報取得システム
TW201925724A (zh) 影像處理裝置、移動機器人之控制系統、移動機器人之控制方法
JP2007121111A (ja) 合成開口レーダ画像による目標物識別方法及び装置
JP2009070357A (ja) 移動体の誘導システム
KR101092002B1 (ko) 인공표식, 인공표식과 자연표식을 혼용한 네비게이션 장치 및 방법
KR100919944B1 (ko) 이동로봇의 맵 생성 시스템 및 맵 생성방법
KR20140034996A (ko) 이동로봇 및 상기 이동로봇에 대한 경로학습방법
KR20140053712A (ko) 센서 융합에 의한 실내로봇용 위치인식 방법
JP2007256280A (ja) 物体認識システム及びそれを用いた物体の変位計測方法
KR101305405B1 (ko) 측면의 랜드마크를 인식하는 지능형 이동로봇의 위치인식 방법
KR20120108277A (ko) 자연랜드마크와 인공랜드마크를 인식하는 지능형 이동로봇의 위치인식 방법
KR100698535B1 (ko) 경사 보정기능을 갖는 이동로봇의 위치 인식 장치 및 방법
KR102371617B1 (ko) 차량의 객체 인식 장치 및 방법
KR101487251B1 (ko) 옵티컬 트랙킹 시스템 및 이를 이용한 트랙킹 방법
KR101979003B1 (ko) 자연랜드마크 및 인공랜드마크와 관성센서를 이용한 지능형 이동로봇의 위치인식 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150106

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160104

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170707

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee