KR101196326B1 - 물체 위치 추정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물체 위치 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 임의 장소, 예컨대 야적장에 배치한 물체의 위치를 손쉽게 정확히 추정할 수 있으며, 부분적인 블록단위로 제작하여 일체로 조립하기 전까지 야적장에 배치한 조립블록의 위치를 추정하는 용도로 이용할 경우에는 조립블록의 위치를 손쉽게 정확히 추정할 수 있으므로 선박 등과 같은 대형 구조물을 제작하는 산업 현장에서 조립블록의 관리가 용이해져 작업의 효율성이 향상되는 이점이 있다.
물체 위치, 조립블록 위치, 초광대역 위치 측위

Description

물체 위치 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING POSITION OF OBJECTS}
본 발명은 물체의 위치 추정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 야적장에 배치한 물체의 위치를 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 선박 등과 같은 대형 구조물을 제작하는 산업 현장에서는 대형 구조물을 블록단위로 나누어서 부분적인 블록단위로 제작하며, 제작된 블록단위를 일체로 조립하는 방식으로 대형 구조물을 제작한다.
이러한 대형 구조물을 위한 부분적인 블록단위는 조립블록이라 호칭하며, 이 조립블록들은 조립 이전에 야적장 등과 같은 넓은 공간에 배치되기에 효율적인 조립을 위해서는 이들의 배치 위치를 파악하여 관리할 필요가 있다.
이와 같은 조립블록의 위치 파악을 위한 종래의 기술들을 살펴보면 다음과 같다.
첫째, 야적장에 자동차 주차라인과 같은 선을 그려 놓은 후에 그 곳에 지번 을 부여하여 조립블록의 위치를 작업자에 의해 수동적으로 관리하는 기술이 있다.
둘째, GPS 수신기를 조립블록이 실려 있는 트랜스포터에 장착하여 자동적으로 지번과 매칭하는 기술이 있다.
셋째, 조립블록이 놓여 있는 주변의 위치를 GPS 위치 측정법 등을 이용하여 정밀 측정하며, 그 위에 레이저 광파기를 배치한 후 조립블록들의 모서리 같은 특징점들을 측정하는 상대적인 위치 측정 기술이 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 조립블록의 위치 추정 기술들은 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 첫째 기술은 작업자의 숙련도에 따라 위치 추정 및 관리의 효율성이 가변되는 문제점이 있었으며, 조립블록들의 다양성과 공간 효율화 측면에서 단점이 있었다.
종래의 둘째 기술은 조립블록에 의한 GPS 신호의 단절 현상이 발생할 수 있었으며, 트랜스포터의 위치를 알 수 있으나 그 위에 배치되어 있는 조립블록의 위치를 정확히 알 수 없는 문제점이 있었다.
종래의 셋째 기술은 조립블록들의 특징점 측량이 힘들어서 위치 추정 및 관리의 효율성이 낮은 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, 야적장에 배치된 물체와의 이격거리와 자신의 이동 방향각 및 위치 정보를 토대로 하여 물체의 위치를 추정하는 물체 위치 추정 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 관점에 따라 임의 장소에 배치한 물체에 설치한 신호 장치와의 통신을 통해 상기 물체의 위치를 추정하는 물체 위치 추정 장치는, 상기 통신을 통해 상기 물체와의 이격거리를 산출하는 거리 산출부와, 상기 거리 산출부가 상기 통신에 의한 신호를 수신하는 순간에 상기 물체의 영상을 촬영하여 획득하는 영상 획득부와, 상기 거리 산출부가 상기 통신에 의한 신호를 수신하는 순간에 상기 물체 위치 추정 장치의 이동 방향각 정보와 위치 정보를 측위하는 위치 측위부와, 상기 거리 산출부가 상기 통신에 의한 신호를 수신하는 순간에 상기 거리 산출부의 수신 신호와 상기 영상 획득부가 획득한 상기 영상과 상기 위치 측위부가 측위한 상기 이동 방향각 정보 및 상기 위치 정보에 대해 동시에 로깅된 데이터임을 알려주는 태깅을 하는 동기부와, 상기 거리 산출부가 산출한 상기 이격거리, 상기 동기부가 태깅을 한 상기 영상, 상기 동기부가 태깅을 한 상기 이동 방향각 정보 및 상기 위치 정보를 토대로 하여 상기 물체의 추정 위치를 판단하는 위치 판단부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 신호 장치가 지향성 초광대역(Ultra-WideBand, UWB) 트랜시버(transceiver)일 때에, 상기 거리 산출부는, 상기 지향성 초광대역 트랜시버와 함께 초광대역 위치 측위 시스템을 이루는 초광대역 리시버(receiver)를 포함할 수 있다.
상기 초광대역 리시버는, 상기 물체 위치 추정 장치의 직진 방향에 직교하도록 설치할 수 있다.
상기 위치 측위부는, 리얼 타임 키네메틱스(Real Time Kinematics, RTK)와 데드 레커닝(Dead-Reckoning, DR)을 통합한 위치 측위 시스템으로 구현할 수 있다.
상기 위치 판단부는, 상기 위치 측위부로부터 제공되는 상기 이동 방향각 정보를 토대로 하여 상기 거리 산출부의 방향을 추정하는 방향 추정부와, 상기 위치 측위부로부터 제공되는 상기 위치 정보를 토대로 하여 상기 거리 산출부의 위치를 추정하는 제 1 위치 추정부와, 상기 방향 추정부가 추정한 방향 정보와 상기 제 1 위치 추정부가 추정한 위치 정보 및 상기 거리 산출부가 산출한 이격거리의 정보를 토대로 하여 상기 물체의 위치를 추정하여 위치 정보를 산출하는 제 2 위치 추정부와, 상기 영상 획득부가 획득한 영상을 토대로 하여 상기 제 2 위치 추정부가 산출한 위치 정보들이 동일한 상기 물체에 해당하는지를 판단하는 위치 검증부를 포함할 수 있다.
상기 방향 추정부는, 상기 물체 위치 추정 장치의 직진 방향에 대한 상기 거리 산출부의 설치각도를 고려하여 상기 거리 산출부의 방향을 추정할 수 있다.
상기 제 1 위치 추정부는, 상기 위치 측위부로부터 제공되는 위치 정보를 레버 암 교정(lever-arm correction)하여 상기 거리 산출부의 위치 정보를 산출할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점에 따라 임의 장소에 배치한 물체에 설치한 신호 장치와의 통신을 통해 물체 위치 추정 장치가 상기 물체의 위치를 추정하는 방법은, 상기 물체 위치 추정 장치에 포함된 거리 산출 수단이 상기 통신을 통해 상기 물체와의 이격거리를 산출하는 단계와, 상기 통신에 의한 신호를 수신하는 순간에 상기 물체의 영상을 촬영하여 획득하고, 상기 물체 위치 추정 장치의 이동 방향각 정보와 위치 정보를 측위하며, 상기 통신에 의한 수신 신호와 촬영한 상기 영상과 측위한 상기 이동 방향각 정보 및 상기 위치 정보에 대해 동시에 로깅된 데이터임을 알려주는 태깅을 하는 단계와, 산출한 상기 이격거리, 상기 태깅을 한 상기 영상, 상기 태깅을 한 상기 이동 방향각 정보 및 상기 위치 정보를 토대로 하여 상기 물체의 추정 위치를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 신호 장치가 지향성 초광대역 트랜시버일 때에, 상기 이격거리를 산출하는 단계는, 상기 지향성 초광대역 트랜시버와 함께 초광대역 위치 측위 시스템을 이루는 초광대역 리시버를 이용하여 상기 이격거리를 산출할 수 있다.
상기 물체 위치 추정 장치의 이동 방향각 정보와 위치 정보를 측위할 때에, 리얼 타임 키네메틱스와 데드 레커닝을 통합한 위치 측위 시스템을 이용할 수 있다.
상기 물체의 추정 위치를 판단하는 단계는, 상기 이동 방향각 정보를 토대로 하여 상기 물체 위치 추정 장치의 방향을 추정하는 단계와, 상기 위치 정보를 토대로 하여 상기 거리 산출 수단의 위치를 추정하는 단계와, 추정한 상기 물체 위치 추정 장치의 방향 정보와 추정한 상기 거리 산출 수단의 위치 정보 및 산출한 상기 이격거리의 정보를 토대로 하여 상기 물체의 위치를 추정하여 위치 정보를 산출하는 단계와, 획득한 상기 영상을 토대로 하여 복수의 상기 위치 정보가 동일한 상기 물체에 해당하는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 거리 산출 수단의 위치를 추정하는 단계는, 상기 물체 위치 추정 장치의 위치 정보를 레버 암 교정하여 상기 거리 산출 수단의 위치 정보를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 임의 장소, 예컨대 야적장에 배치한 물체의 위치를 손쉽게 정확히 추정할 수 있으며, 부분적인 블록단위로 제작하여 일체로 조립하기 전까지 야적장에 배치한 조립블록의 위치를 추정하는 용도로 이용할 경우에는 조립블록의 위치를 손쉽게 정확히 추정할 수 있으므로 선박 등과 같은 대형 구조물을 제작하는 산업 현장에서 조립블록의 관리가 용이해져 작업의 효율성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생 산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물체 위치 추정 장치를 이용한 조립블록 위치 추정 시스템의 블록 구성도이다. 본 발명의 실시예에 따른 물체 위치 추정 장치는 임의 장소에 배치한 물체에 설치한 신호 장치와의 통신을 통해 물체의 위치를 추정할 수 있으며, 도 1 및 이하의 실시예에서는 부분적인 블록단위로 제작하여 일체로 조립하기 전까지 임의 장소에 배치한 조립블록의 위치를 추정하는 경우를 예로서 설명하기로 한다.
이에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 물체 위치 추정 장치(200)는, 거리 산출부(210), 영상 획득부(220), 위치 측위부(230), 동기부(240), 위치 판단부(250)를 포함하여 구성할 수 있다.
물체 위치 추정 장치(200)를 이용하는 조립블록 위치 추정 시스템은, 조립블록(1)에 설치한 복수의 트랜시버(110, 120)를 포함하는 신호 장치(100)를 포함하며, 신호 장치(100)와의 통신을 통해 조립블록(1)의 위치를 추정하는 물체 위치 추정 장치(200)를 이동체(3)에 탑재하여 구성할 수 있다.
신호 장치(100)의 두 트랜시버(110, 120)는 조립블록(1)의 최대 너비가 되는 곳의 양쪽에 설치되며, 조립블록(1)의 최대 너비를 연장한 가상선과 직교하는 방향, 예컨대 정면 방향으로 강한 신호 특성을 나타내는 지향성 신호를 송출한다. 이러한 트랜시버(110, 120)는 예컨대, 지향성 안테나를 가지는 지향성 초광대역 트랜시버로 구현할 수 있다.
거리 산출부(210)는 신호 장치(100)의 트랜시버(110, 120)와의 통신을 통해 조립블록(1)과 이동체(3)간의 이격거리를 산출한다. 이러한 거리 산출부(210)는 신호 장치(100)와의 통신을 원활히 하기 위해 이동체(3)의 직진 방향에 직교하도록 설치할 수 있으며, 예컨대, 옴니 안테나를 가지는 초광대역 리시버로 구현할 수 있다. 이러한 거리 산출부(210)는 조립블록(1)과 이동체(3)간, 즉 조립블록(1)과 물체 위치 추정 장치(200)간의 이격거리를 산출하는 거리 산출 수단의 일예이다.
실시예에 의하면, 지향성 초광대역 트랜시버로 구현할 수 있는 신호 장치(100)와 초광대역 리시버로 구현할 수 있는 거리 산출부(210)는 초광대역 위치 측위 시스템이라 할 수 있으며, 트랜시버(110, 120)와 거리 산출부(210)간의 이격거리를 산출함으로써 조립블록(1)과 이동체(3)간의 이격거리를 산출할 수 있다.
영상 획득부(220)는 거리 산출부(210)가 신호 장치(100)에 의한 송출 신호를 수신하는 순간에 동기부(240)의 명령에 따라 조립블록(1)의 영상을 촬영하여 획득한다. 이러한 영상 획득부(220)는 예컨대, CCD(Charge-Coupled Device) 카메라로 구현할 수 있으며, 조립블록(1)의 촬영이 원활하도록 이동체(3)의 직진 방향에 직교하도록 설치할 수 있다.
위치 측위부(230)는 거리 산출부(210)가 신호 장치(100)에 의한 송출 신호를 수신하는 순간에 이동체(3)의 이동 방향각 정보와 위치 정보를 측위하여 제공한다. 이러한 위치 측위부(230)는 예컨대, 리얼 타임 키네메틱스와 데드 레커닝을 통합한 위치 측위 시스템으로 구현할 수 있다.
위치 측위부(230)의 구현 예 중에서 리얼 타임 키네메틱스는 위치 좌표를 이미 알고 있는 기지점과 위치 좌표를 구하고자 하는 미지점에 각각 GPS 수신기를 설치하며, GPS 수신기간에 데이터를 교환할 수 있는 데이터 송수신기를 설치하고, 두 GPS 수신기에 수신되는 전파를 처리하여 미지점의 위치 좌표를 산출한다. 이를 위해 이동체(3)의 이동 환경 내에 있는 특정 위치를 기지점으로 선정하며, GPS 수신기 및 데이터 송수신기를 설치한다.
위치 측위부(230)의 구현 예 중에서 데드 레커닝은 자체의 속도센서와 방위센서에 의해 이동거리와 방위를 검출함으로써 현재의 위치를 추측하는 것이며, 속도센서는 예컨대 차륜속형, 스피드형(도플러 레이더형이나 공간필터형), 가속도형 등을 이용할 수 있고, 방위센서는 절대방위형인 마그네트 센서 또는 속도검출형인 진동형 자이로 센서를 이용할 수 있다.
동기부(240)는 거리 산출부(210)가 신호 장치(100)에 의한 송출 신호를 수신하는 순간에 거리 산출부(210)의 수신 신호와 영상 획득부(220)의 획득 영상과 위치 측위부(230)의 이동 방향각 정보 및 위치 정보에 대해 동시에 로깅(logging)된 데이터, 즉 동일한 시점임을 알려주는 태깅(tagging)을 한다. 이때, 동기부(240)는 위치 판단부(250)의 기준 시간을 중심으로 하여 태깅을 할 수 있다.
위치 판단부(250)는 거리 산출부(210)에 의해 산출된 조립블록(1)과 이동체(3)간의 이격거리, 영상 획득부(220)에 의해 획득되어 동기부(240)가 태깅을 한 영상, 위치 측위부(230)에 의해 측위되어 동기부(240)가 태깅을 한 이동 방향각 정보 및 위치 정보를 토대로 하여 조립블록(1)의 위치를 추정한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물체 위치 추정 장치를 구성하는 위치 판단부(250)의 세부적인 블록 구성도이다.
이에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 위치 판단부(250)는, 방향 추정부(251), 제 1 위치 추정부(253), 제 2 위치 추정부(255), 위치 검증부(257)를 포함하여 구성할 수 있다.
방향 추정부(251)는 이동체(3)의 이동속도가 기 설정된 속도조건(예컨대, 15km/h 이상일 때)을 만족할 때에 위치 측위부(230)로부터 제공되는 이동체(3)의 헤딩(heading) 정보, 즉 이동 방향각 정보를 토대로 하여 거리 산출부(210)의 방향 을 추정한다. 여기서, 이동체(3)의 직진 방향에 대한 거리 산출부(210)의 설치각도를 고려하여 거리 산출부(210)의 방향을 추정한다.
제 1 위치 추정부(253)는 위치 측위부(230)로부터 제공되는 이동체(3)의 위치 정보를 토대로 하여 거리 산출부(210)의 위치를 추정한다. 여기서, 위치 측위부(230)가 포함하는 GPS 수신기와 거리 산출부(210)가 서로 다른 배치 각도를 가지므로 위치 측위부(230)로부터 제공되는 위치 정보를 레버 암 교정하여 거리 산출부(210)의 위치 정보를 산출한다.
제 2 위치 추정부(255)는 이동체(3)와 조립블록(1)이 직교 상태를 이룰 때에 거리 산출부(210)가 신호 장치(100)에 의한 송출 신호를 수신하므로 방향 추정부(251)가 추정한 방향 정보와 제 1 위치 추정부(253)가 추정한 위치 정보 및 거리 산출부(210)가 산출한 이격거리 정보를 토대로 하여 조립블록(1)의 위치를 추정하여 위치 정보를 산출한다.
위치 검증부(257)는 제 2 위치 추정부(255)가 산출한 위치 정보들이 동일한 조립블록(1)에 해당하는지를 판단한다. 이러한 판단은 거리 산출부(210)가 신호 장치(100)에 의한 송출 신호를 수신하는 순간에 영상 획득부(220)가 획득한 영상을 토대로 한다. 여기서, 제 2 위치 추정부(255)가 산출한 한 쌍의 위치 정보가 동일한 조립블록(1)에 해당하는 것으로 판단되면 이를 트랜시버(110)와 트랜시버(120)에 의한 송출 신호를 수신하는 순간에 해당하므로 조립블록(1)의 최대 너비를 구할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물체 위치 추정 장치가 조립블록의 위치를 추정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 물체 위치 추정 장치를 이용한 조립블록 위치 추정 시스템이 조립블록의 위치를 추정하는 과정을 시계열적으로 설명하기로 한다.
먼저, 선박 등과 같은 대형 구조물을 제작하는 산업 현장에서는 대형 구조물을 블록단위로 나누어서 부분적인 블록단위로 제작한 후에 제작된 조립블록(1)을 야적장 등과 같은 임의 장소에 배치하며, 배치한 조립블록(1)의 위치를 측정하고자 할 경우에는 조립블록(1)의 최대 너비가 되는 곳의 양쪽에 각각 트랜시버(110)와 트랜시버(120)를 배치하여 신호 장치(100)를 설치한다. 이때, 트랜시버(110)와 트랜시버(120)는 조립블록(1)의 최대 너비를 연장한 가상선과 직교하는 방향, 예컨대 정면 방향으로 강한 신호 특성을 나타내는 지향성 신호를 송출하도록 설치한다. 예컨대, 트랜시버(110, 120)는 지향성 안테나를 가지는 지향성 초광대역 트랜시버로 구현할 수 있다.
아울러, 물체 위치 추정 장치(200)를 이동체(3)에 탑재하며, 이동체(3)를 기 설정된 속도조건(예컨대, 15km/h 이상일 때)으로 이동, 즉 주행시킨다. 여기서, 거리 산출부(210)는 신호 장치(100)와의 통신을 원활히 하기 위해 이동체(3)의 직진 방향에 직교하도록 설치하며, 예컨대, 옴니 안테나를 가지는 초광대역 리시버로 구현할 수 있다.
이러한 위치 추정 환경에서, 물체 위치 추정 장치(200)의 거리 산출부(210)는 신호 장치(100)와의 통신을 통해 조립블록(1)과의 이격거리를 산출한다. 실시예에 의하면, 신호 장치(100)와 거리 산출부(210)는 초광대역 트랜시버와 초광대역 리시버로 구현할 수 있는 초광대역 위치 측위 시스템을 이루므로 조립블록(1)과 이동체(3)간의 이격거리가 산출된다(S301).
한편, 영상 획득부(220)는 거리 산출부(210)가 신호 장치(100)로부터 신호를 수신하는 순간에 조립블록(1)의 영상을 촬영하여 획득한다(S303).
아울러, 위치 측위부(230)는 거리 산출부(210)가 신호 장치(100)로부터 신호를 수신하는 순간에 물체 위치 추정 장치(200)의 이동 방향각 정보와 위치 정보를 측위한다. 즉 이동체(3)의 이동 방향각 정보와 위치 정보를 측위한다. 실시예에 의하면, 위치 측위부(230)는 리얼 타임 키네메틱스와 데드 레커닝을 통합한 위치 측위 시스템으로 구현할 수 있으므로 이동 방향각 정보와 위치 정보를 정밀하게 측위한다(S305).
이때, 동기부(240)는 거리 산출부(210)가 신호 장치(100)로부터 수신한 신호, 영상 획득부(220)가 촬영한 영상, 위치 측위부(230)가 측위한 이동 방향각 정보 및 위치 정보에 대해 동시에 로깅된 데이터임을 알려주는 태깅을 수행한다(S307).
그러면, 위치 판단부(250)의 방향 추정부(251)는 위치 측위부(230)가 측위하여 동기부(240)가 태깅한 이동 방향각 정보를 토대로 하여 거리 산출부(210)의 방향, 즉 물체 위치 추정 장치(200)의 방향을 추정한다.
그리고, 위치 판단부(250)의 제 1 위치 추정부(253)는 위치 측위부(230)가 측위하여 동기부(240)가 태깅한 위치 정보를 토대로 하여 거리 산출부(210)의 위치를 추정한다. 예컨대, 위치 측위부(230)가 포함하는 GPS 수신기와 거리 산출부(210)가 포함하는 초광대역 리시버는 서로 다른 위치 및 각도로 배치되며, 제 1 위치 추정부(253)는 위치 측위부(230)가 측위한 위치 정보를 레버 암 교정하여 거리 산출부(210)의 위치를 추정한다.
아울러, 위치 판단부(250)의 제 2 위치 추정부(255)는 방향 추정부(251)가 추정한 방향 정보, 제 1 위치 추정부(253)가 추정한 거리 산출부(210)의 위치 정보, 거리 산출부(210)가 산출한 이격거리의 정보를 토대로 하여 조립블록(1)의 위치를 추정한 후에 추정된 위치 정보를 위치 검증부(257)에게 제공한다.
끝으로, 위치 검증부(257)는 영상 획득부(220)가 획득한 영상을 토대로 하여 복수의 위치 정보, 즉 거리 산출부(210)가 트랜시버(110)의 신호를 수신할 때에 제 2 위치 추정부(255)가 제공하는 위치 정보와 거리 산출부(210)가 트랜시버(120)의 신호를 수신할 때에 제 2 위치 추정부(255)가 제공하는 위치 정보가 동일한 조립블록(1)에 해당하는 것인지를 판단한다. 이때, 두 위치 정보가 동일한 조립블록(1)에 해당하는 것으로 판단되면 조립블록(1)의 최대 너비를 구할 수 있으며, 이로써 조립블록(1)의 위치 추정이 완료된다(S309).
도 1은 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물체 위치 추정 장치를 이용한 조립블록 위치 추정 시스템의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물체 위치 추정 장치를 구성하는 위치 판단부의 세부적인 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물체 위치 추정 장치가 조립블록의 위치를 추정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 조립블록 3 : 이동체
100 : 신호 장치 110, 120 : 트랜시버
200 : 물체 위치 추정 장치 210 : 거리 산출부
220 : 영상 획득부 230 : 위치 측위부
240 : 동기부 250 : 위치 판단부
251 : 방향 추정부 253 : 제 1 위치 추정부
255 : 제 2 위치 추정부 257 : 위치 검증부

Claims (12)

  1. 임의 장소에 배치한 물체에 설치한 신호 장치와의 통신을 통해 상기 물체의 위치를 추정하는 물체 위치 추정 장치로서,
    상기 통신을 통해 상기 물체와의 이격거리를 산출하는 거리 산출부와,
    상기 거리 산출부가 상기 통신에 의한 신호를 수신하는 순간에 상기 물체의 영상을 촬영하여 획득하는 영상 획득부와,
    상기 거리 산출부가 상기 통신에 의한 신호를 수신하는 순간에 상기 물체 위치 추정 장치의 이동 방향각 정보와 위치 정보를 측위하는 위치 측위부와,
    상기 거리 산출부가 상기 통신에 의한 신호를 수신하는 순간에 상기 거리 산출부의 수신 신호와 상기 영상 획득부가 획득한 상기 영상과 상기 위치 측위부가 측위한 상기 이동 방향각 정보 및 상기 위치 정보에 대해 동시에 로깅된 데이터임을 알려주는 태깅을 하는 동기부와,
    상기 거리 산출부가 산출한 상기 이격거리, 상기 동기부가 태깅을 한 상기 영상, 상기 동기부가 태깅을 한 상기 이동 방향각 정보 및 상기 위치 정보를 토대로 하여 상기 물체의 추정 위치를 판단하는 위치 판단부
    를 포함하는 물체 위치 추정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 장치가 지향성 초광대역 트랜시버일 때에,
    상기 거리 산출부는, 상기 지향성 초광대역 트랜시버와 함께 초광대역 위치 측위 시스템을 이루는 초광대역 리시버
    를 포함하는 물체 위치 추정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 초광대역 리시버는, 상기 물체 위치 추정 장치의 직진 방향에 직교하도록 설치한
    물체 위치 추정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 측위부는, 리얼 타임 키네메틱스(Real Time Kinematics, RTK)와 데드 레커닝(Dead-Reckoning, DR)을 통합한 위치 측위 시스템으로 구현한
    물체 위치 추정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 판단부는,
    상기 위치 측위부로부터 제공되는 상기 이동 방향각 정보를 토대로 하여 상기 거리 산출부의 방향을 추정하는 방향 추정부와,
    상기 위치 측위부로부터 제공되는 상기 위치 정보를 토대로 하여 상기 거리 산출부의 위치를 추정하는 제 1 위치 추정부와,
    상기 방향 추정부가 추정한 방향 정보와 상기 제 1 위치 추정부가 추정한 위치 정보 및 상기 거리 산출부가 산출한 이격거리의 정보를 토대로 하여 상기 물체의 위치를 추정하여 위치 정보를 산출하는 제 2 위치 추정부와,
    상기 영상 획득부가 획득한 영상을 토대로 하여 상기 제 2 위치 추정부가 산출한 위치 정보들이 동일한 상기 물체에 해당하는지를 판단하는 위치 검증부
    를 포함하는 물체 위치 추정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방향 추정부는, 상기 물체 위치 추정 장치의 직진 방향에 대한 상기 거리 산출부의 설치각도를 고려하여 상기 거리 산출부의 방향을 추정하는
    물체 위치 추정 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 추정부는, 상기 위치 측위부로부터 제공되는 위치 정보를 레버 암 교정(lever-arm correction)하여 상기 거리 산출부의 위치 정보를 산출하는
    물체 위치 추정 장치.
  8. 임의 장소에 배치한 물체에 설치한 신호 장치와의 통신을 통해 물체 위치 추정 장치가 상기 물체의 위치를 추정하는 방법으로서,
    상기 물체 위치 추정 장치에 포함된 거리 산출 수단이 상기 통신을 통해 상 기 물체와의 이격거리를 산출하는 단계와,
    상기 통신에 의한 신호를 수신하는 순간에 상기 물체의 영상을 촬영하여 획득하고, 상기 물체 위치 추정 장치의 이동 방향각 정보와 위치 정보를 측위하며, 상기 통신에 의한 수신 신호와 촬영한 상기 영상과 측위한 상기 이동 방향각 정보 및 상기 위치 정보에 대해 동시에 로깅된 데이터임을 알려주는 태깅을 하는 단계와,
    산출한 상기 이격거리, 상기 태깅을 한 상기 영상, 상기 태깅을 한 상기 이동 방향각 정보 및 상기 위치 정보를 토대로 하여 상기 물체의 추정 위치를 판단하는 단계
    를 포함하는 물체 위치 추정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 신호 장치가 지향성 초광대역 트랜시버일 때에,
    상기 이격거리를 산출하는 단계는, 상기 지향성 초광대역 트랜시버와 함께 초광대역 위치 측위 시스템을 이루는 초광대역 리시버를 이용하여 상기 이격거리를 산출하는
    물체 위치 추정 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 물체 위치 추정 장치의 이동 방향각 정보와 위치 정보를 측위할 때에, 리얼 타임 키네메틱스(Real Time Kinematics, RTK)와 데드 레커닝(Dead-Reckoning, DR)을 통합한 위치 측위 시스템을 이용하는
    물체 위치 추정 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 물체의 추정 위치를 판단하는 단계는,
    상기 이동 방향각 정보를 토대로 하여 상기 물체 위치 추정 장치의 방향을 추정하는 단계와,
    상기 위치 정보를 토대로 하여 상기 거리 산출 수단의 위치를 추정하는 단계와,
    추정한 상기 물체 위치 추정 장치의 방향 정보와 추정한 상기 거리 산출 수단의 위치 정보 및 산출한 상기 이격거리의 정보를 토대로 하여 상기 물체의 위치를 추정하여 위치 정보를 산출하는 단계와,
    획득한 상기 영상을 토대로 하여 복수의 상기 위치 정보가 동일한 상기 물체에 해당하는지를 판단하는 단계
    를 포함하는 물체 위치 추정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 거리 산출 수단의 위치를 추정하는 단계는, 상기 물체 위치 추정 장치의 위치 정보를 레버 암 교정(lever-arm correction)하여 상기 거리 산출 수단의 위치 정보를 산출하는
    물체 위치 추정 방법.
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