KR101258358B1 - Apparatus, method and recording medium for estimating the position of an object - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A position estimation device, a method and recording medium for the same are provided to estimate a relative position of an object in the vicinity of a moving object with one ultrasonic wave sensor. CONSTITUTION: A position estimation device includes an ultrasonic wave transmission unit(210), an ultrasonic wave reception unit(220), an angular position calculation unit(230), a distance calculation unit(240) and a moving direction decision unit(250). The ultrasonic wave transmission unit transmits ultrasonic wave including a first section in which a frequency varies and a second section in which a frequency varies to an object. The ultrasonic wave reception unit receives ultrasonic wave reflected from the object. The angular position calculation unit calculates an angular position of the object corresponding to the moving direction of the moving object using the first section of the received ultrasonic wave. The distance calculation unit calculates a distance from the moving object to the object using the second section of the received ultrasonic wave. The moving direction decision unit decides the moving direction of the moving object using the calculated angular position and the calculated distance. [Reference numerals] (200) Position estimation device; (210) Ultrasonic wave transmission unit; (220) Ultrasonic wave reception unit; (230) Angular position calculation unit; (240) Distance calculation unit; (250) Moving direction decision unit;

Description

위치 추정 장치 및 방법과 이를 위한 기록매체{APPARATUS, METHOD AND RECORDING MEDIUM FOR ESTIMATING THE POSITION OF AN OBJECT}Positioning apparatus and method and recording medium therefor {APPARATUS, METHOD AND RECORDING MEDIUM FOR ESTIMATING THE POSITION OF AN OBJECT}

본 발명의 실시예들은 위치 추정 장치 및 방법과 이를 위한 기록매체 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동체(移動體)에 장착되어 이동체 주변에 존재하는 물체의 이동체에 대한 상대적 위치를 추정하는 위치 추정 장치 및 방법과 이를 위한 기록매체에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a position estimating apparatus and method and a recording medium therefor, and more particularly, a position estimating apparatus for estimating a relative position of a moving object of an object that is mounted around a moving object and exists around the moving object. And a recording medium therefor and a method thereof.

일반적으로 이동체에서 이동체 주변에 존재하는 물체의 위치를 추정하는 방법으로는 초음파(ultrasound)를 이용하는 방법이 있다.In general, as a method of estimating the position of an object around the moving object in the moving object, there is a method using an ultrasonic wave.

초음파는 공기 중에서 음속(약 340m/s)으로 진행하므로, 이러한 초음파의 특성을 이용하여 초음파 발신부로부터 물체까지의 초음파 도달 시간(TOF, Time Of Flight)을 측정하면, 초음파 발신부와 물체 사이의 거리가 산출될 수 있다.Since the ultrasonic waves proceed at a speed of sound (about 340 m / s) in the air, by measuring the time of flight (TOF) from the ultrasonic transmitter to the object using the characteristics of the ultrasonic waves, the ultrasonic wave between the ultrasonic transmitter and the object The distance can be calculated.

초음파를 이용하여 초음파 발신부와 물체 사이의 거리를 산출하는 것은 공지된 기술로서, 나아가 산출된 거리의 정확도를 높이기 위한 기술에는 물체로부터 반사된 초음파에서 일정 크기 이상의 신호만을 유효한 신호로 처리하는 방법, 최대 진폭 신호를 추출하는 방법, 반사된 초음파를 증폭하여 고유 주파수를 분리하는 방법(대한민국 특허공개 제2005-0014051호) 등이 제안되어 있다. Calculating the distance between the ultrasonic transmitter and the object using the ultrasonic wave is a known technique. Furthermore, the technique for increasing the accuracy of the calculated distance includes a method of processing only a signal having a predetermined size or more in the ultrasonic wave reflected from the object as an effective signal, A method of extracting a maximum amplitude signal, a method of amplifying the reflected ultrasonic waves to separate natural frequencies (Korean Patent Publication No. 2005-0014051), and the like have been proposed.

한편, 이와 같은 종래기술들은 이동체와 물체 사이의 거리를 산출하기 위한 것으로서, 이동체에 대한 물체의 실질적인 위치를 산출하기 위해서는 삼각 측량과 같은 과정이 수행되어야 한다.On the other hand, the prior art is to calculate the distance between the moving object and the object, in order to calculate the actual position of the object with respect to the moving object, such as triangulation should be performed.

즉, 이동체의 3차원 위치를 산출하기 위해, 3개 이상의 초음파를 이용하여 초음파 발신부와 이동체 사이의 거리 정보를 획득하고, 획득된 거리 정보에 삼각 측량 기법을 적용하는 과정이 수행되어야 한다.That is, in order to calculate the three-dimensional position of the moving object, a process of acquiring distance information between the ultrasonic transmitter and the moving object using three or more ultrasonic waves and applying a triangulation technique to the obtained distance information should be performed.

이러한 3차원 위치 측정과 관련하여, 대한민국 특허공개 제2009-0062594호는 하나의 송신 센서와 다수의 수신 센서로 이루어진 센서 어레이를 이용하여 3차원 공간좌표계 상에서의 측정 대상물의 위치를 측정하는 구성을 개시한다.In relation to such three-dimensional position measurement, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0062594 discloses a configuration for measuring the position of a measurement object on a three-dimensional spatial coordinate system using a sensor array composed of one transmitting sensor and a plurality of receiving sensors. do.

그러나, 복수의 초음파를 이용하는 경우, 속도가 느린 초음파 자체의 특성상, 초음파간 간섭이 발생하는 문제로 인하여, 복수의 초음파를 일정한 시간 간격에 따라 나누어 적용해야 할 필요가 있다. However, when using a plurality of ultrasonic waves, due to the nature of the slow ultrasonic itself, due to the problem that the interference between the ultrasonic waves, it is necessary to apply a plurality of ultrasonic waves divided by a predetermined time interval.

또한, 복수의 초음파 사용에 따라 계산량이 증가하고, 복수의 초음파 발신 센서 또는 수신 센서가 사용되어야 함에 따라 비용이 증가하며, 위치 추정 장치의 소형화 및 경량화가 불가능한 문제점이 존재한다. In addition, the amount of calculation increases with the use of a plurality of ultrasonic waves, the cost increases as a plurality of ultrasonic transmitting sensors or receiving sensors are used, and there is a problem that the miniaturization and weight reduction of the position estimation device are impossible.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 하나의 초음파 센서로 이동체 주변에 위치하는 물체의 이동체에 대한 상대적인 위치를 추정할 수 있는 위치 추정 장치 및 방법과 이를 위한 기록매체를 제안하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes a position estimating apparatus and method for estimating the relative position of the moving object of the object located around the moving object with a single ultrasonic sensor and a recording medium therefor I would like to.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention may be derived by those skilled in the art through the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 이동체에 장착되어 상기 이동체의 주변에 존재하는 물체의 위치를 추정하는 위치 추정 장치에 있어서, 주파수가 변하지 않는 제1 구간과 주파수가 변하는 제2 구간을 포함하는 초음파를 상기 물체로 송신하는 초음파 송신부; 상기 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 초음파 수신부; 상기 수신된 초음파의 제1 구간을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향에 대한 상기 물체의 각위치를 산출하는 각위치 산출부; 및 상기 수신된 초음파의 제2 구간을 이용하여 상기 이동체로부터 상기 물체까지의 거리를 산출하는 거리 산출부를 포함하는 위치 추정 장치가 제공된다. According to a preferred embodiment of the present invention in order to achieve the above object, in the position estimation apparatus for estimating the position of an object present in the vicinity of the movable body, the first interval and the frequency does not change An ultrasonic transmitter for transmitting an ultrasonic wave including the second section to the object; An ultrasonic receiver for receiving ultrasonic waves reflected from the object; An angular position calculator configured to calculate an angular position of the object with respect to a moving direction of the moving object by using the first section of the received ultrasonic wave; And a distance calculator configured to calculate a distance from the moving object to the object by using the second section of the received ultrasound.

상기 산출된 각위치와 상기 산출된 거리를 이용하여 상기 이동체의 이동 방향을 결정하는 이동 방향 결정부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a movement direction determiner configured to determine a movement direction of the movable body using the calculated angular position and the calculated distance.

상기 제1 구간은 CF 초음파일 수 있다.The first section may be CF ultrasound.

상기 제2 구간은 FM 초음파일 수 있다.The second section may be FM ultrasound.

상기 각위치 산출부는 상기 이동체와 상기 물체 사이에서 발생하는 도플러 효과에 기초하여 상기 각위치를 산출할 수 있다.The angular position calculating unit may calculate the angular position based on the Doppler effect generated between the moving object and the object.

상기 각위치 산출부는 상기 이동체가 임의의 방향으로 이동하는 속도 및 상기 이동체가 상기 물체로부터 멀어지는 방향으로의 속도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 각위치를 산출할 수 있다.The angular position calculating unit may calculate the angular position using at least one of a speed in which the movable body moves in an arbitrary direction and a speed in the direction in which the movable body moves away from the object.

상기 거리 산출부는 상기 초음파 송신부에서 상기 초음파를 송신한 후 상기 초음파 수신부에서 상기 반사된 초음파를 수신하는 데까지 걸린 시간에 기초하여 상기 거리를 산출할 수 있다.The distance calculator may calculate the distance based on the time taken by the ultrasonic transmitter to receive the reflected ultrasonic wave after the ultrasonic transmitter transmits the ultrasonic wave.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이동체에 장착되어 상기 이동체의 주변에 존재하는 물체의 위치를 추정하는 위치 추정 장치의 위치 추정 방법으로서, 주파수가 변하지 않는 제1 구간과 주파수가 변하는 제2 구간을 포함하는 초음파를 상기 물체로 송신하는 단계; 상기 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 단계; 상기 수신된 초음파의 제1 구간을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향에 대한 상기 물체의 각위치를 산출하는 단계; 및 상기 수신된 초음파의 제2 구간을 이용하여 상기 이동체로부터 상기 물체까지의 거리를 산출하는 단계를 포함하는 위치 추정 방법이 제공된다. Further, according to another embodiment of the present invention, a position estimation method of a position estimating apparatus mounted on a moving body to estimate the position of an object present in the vicinity of the moving body, the first interval of the frequency does not change and the second of the frequency changes Transmitting an ultrasound including an interval to the object; Receiving ultrasonic waves reflected from the object; Calculating an angular position of the object with respect to the moving direction of the moving object using the first section of the received ultrasonic wave; And calculating a distance from the moving object to the object by using the second section of the received ultrasound.

상기 산출된 각위치와 상기 산출된 거리를 이용하여 상기 이동체의 이동 방향을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include determining a moving direction of the moving object by using the calculated angular position and the calculated distance.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이동체 주변에 존재하는 물체의 위치를 추정하기 위해 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체로서, 초음파 송신부에 의해 송신된 초음파-상기 초음파는 주파수가 변하지 않는 제1 구간과 주파수가 변하는 제2 구간을 포함함-가 상기 물체로부터 반사되는 경우, 상기 반사된 초음파의 제1 구간을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향에 대한 상기 물체의 각위치를 산출하는 단계; 및 상기 반사된 초음파의 제2 구간을 이용하여 상기 이동체로부터 상기 물체까지의 거리를 산출하는 단계를 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공된다. Further, according to another embodiment of the present invention, a program of instructions, which can be executed by the digital processing apparatus for estimating the position of an object present around the moving object, is tangibly implemented and can be read by the digital processing apparatus. The recording medium, when the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic transmitting unit, the ultrasonic wave includes a first section in which the frequency does not change and a second section in which the frequency changes, reflects the first section of the reflected ultrasonic wave. Calculating an angular position of the object with respect to the moving direction of the moving object by using; And calculating a distance from the moving object to the object by using the second section of the reflected ultrasound.

상기 산출된 각위치와 상기 산출된 거리를 이용하여 상기 이동체의 이동 방향을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include determining a moving direction of the moving object by using the calculated angular position and the calculated distance.

본 발명에 따르면, 하나의 초음파 센서로 이동체 주변에 위치하는 물체의 상대적인 위치를 추정할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, one ultrasonic sensor has an advantage of estimating a relative position of an object located around a moving object.

또한, 본 발명에 따르면, 기존의 위치 추정 장치 대비 신속하게 이동체 주변에 존재하는 물체의 상대적인 위치를 추정할 수 있으며, 위치 추정 장치의 소형화 및 경량화가 가능한 장점이 있다.
In addition, according to the present invention, it is possible to estimate the relative position of the object existing around the moving body faster than the existing position estimation device, there is an advantage that can be reduced in size and weight of the position estimation device.

도 1은 이동체와 이동체에 장착된 본 발명에 따른 위치 추정 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수가 변하지 않는 구간과 변하는 구간을 포함하는 주파수를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 이동체가 임의의 방향으로 v 0 의 속도로 이동할 때, 이동체에 대한 물체의 상대적 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 이동체가 물체를 향해 5m/s로 이동할 때, 송신된 초음파와 수신된 초음파의 주파수에 대한 푸리에 변환 결과를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 위치 추정 방법을 시간의 흐름에 따라 도시하는 순서도이다.1 is a view showing a mobile body and a position estimating apparatus according to the present invention mounted on the mobile body.
2 is a diagram illustrating a detailed configuration of a position estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a frequency including a section in which a frequency does not change and a section in which a frequency is changed according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a relative positional relationship of an object with respect to the moving object when the moving object moves at a speed of v 0 in an arbitrary direction according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates Fourier transform results for the frequencies of transmitted and received ultrasound waves when the moving object moves at 5 m / s toward an object, according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of estimating a position of a position estimating apparatus according to an embodiment of the present invention over time.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 이동체(100)와 이동체(100)에 장착된 본 발명에 따른 위치 추정 장치(200)를 도시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a position estimating apparatus 200 according to the present invention mounted on a movable body 100 and a movable body 100.

도 1에 도시된 바와 같이, 이동체(100)는 본 발명에 따른 위치 추정 장치(200)로부터 주변 물체(102)에 대한 상대적인 위치 정보를 제공받을 수 있으며, 이를 기초로 이동할 수 있다.As shown in FIG. 1, the moving object 100 may receive relative position information about the surrounding object 102 from the position estimating apparatus 200 according to the present invention, and may move based on this.

이동체(100)는 자체 이동 수단을 구비하는 장치로서, 일례로 소형 무인 정찰기와 같은 작은 이동체에서부터, 자동차와 같은 큰 이동체를 모두 포함할 수 있다.The moving object 100 is a device having its own moving means. For example, the moving object 100 may include a small moving object such as a small unmanned reconnaissance machine and a large moving object such as a car.

물체(102)의 위치 정보는 이동체(100)의 이동 방향에 대한 상대적인 위치 정보를 의미하는 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정보는 이동체(100)에 대한 물체(102)의 각위치(angular position)와 이동체(100)로부터 물체(102)까지의 거리에 관한 정보를 포함할 수 있다.Position information of the object 102 refers to the position information relative to the moving direction of the moving object 100, the position information according to an embodiment of the present invention is the angular position of the object (102) relative to the moving object (100) angular position) and the distance from the moving object 100 to the object 102 may be included.

한편, 이하 설명하는 바와 같이, 본 발명은 도플러 효과에 기초하여 각위치를 산출하고, TOF에 기초하여 거리를 계산하는 바, 물체(102)는 정지해있는 것이 바람직하다. On the other hand, as described below, the present invention calculates the angular position based on the Doppler effect and calculates the distance based on the TOF, so that the object 102 is preferably stationary.

일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 장치(200)가 장착된 자동차는 위치 추정 장치(200)로부터 주변 장애물 정보를 실시간으로 제공받을 수 있으며, 이를 기초로 주행 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 장치(200)가 장착된 무인 정찰기는 자신의 진행 방향에 대한 주변 장애물의 상대적인 위치를 위치 추정 장치(200)로부터 제공받아, 목표 지점까지 안전하게 이동할 수 있다.For example, the vehicle equipped with the location estimating apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may receive the surrounding obstacle information from the location estimating apparatus 200 in real time, and provide driving information to the user based on this. Can be. In addition, the unmanned reconnaissance device equipped with the position estimating apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may receive a relative position of a peripheral obstacle with respect to its own traveling direction from the position estimating apparatus 200, and safely move to a target point. have.

본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 이동체(100)가 위치 추정 장치(200)에 의해 추정된 주변 물체(102)의 위치를 기반으로 이동하는 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 자신의 주변 위치 정보를 필요로 하는 장비에 제한 없이 적용될 수 있다. In the present invention, for convenience of description, it will be described on the assumption that the movable body 100 moves based on the position of the peripheral object 102 estimated by the position estimating apparatus 200, but the present invention is limited thereto. The present invention may be applied without limitation to equipment requiring its own location information.

본 발명에 따르면, 하나의 초음파 센서로 이동체(100) 주변에 위치하는 물체(102)의 상대적인 위치를 결정할 수 있고, 기존의 위치 추정 장치 대비 신속한 위치 결정, 소형화 및 경량화가 가능한 바, 이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 장치(200)를 보다 상세히 설명하기로 한다.
According to the present invention, it is possible to determine the relative position of the object 102 positioned around the moving object 100 with one ultrasonic sensor, and it is possible to quickly determine the position, size and weight of the conventional position estimation device, as follows. The position estimation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 5.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 장치(200)의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.2 is a diagram showing a detailed configuration of the position estimation device 200 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 장치(100)는 초음파 송신부(210), 초음파 수신부(220), 각위치 산출부(230), 거리 산출부(240) 및 이동 방향 결정부(250)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the position estimating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an ultrasonic transmitter 210, an ultrasonic receiver 220, an angular position calculator 230, a distance calculator 240, and The movement direction determiner 250 may be included.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송신부(210)는 주파수가 변하는 구간과 주파수가 변하지 않는 구간을 포함하는 초음파를 물체(102)로 송신한다.First, the ultrasonic transmitter 210 according to an embodiment of the present invention transmits an ultrasonic wave including an interval in which a frequency is changed and an interval in which the frequency does not change to the object 102.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송신부(210)가 물체(102)로 송신하는 초음파는 CF(Constant Frequency)-FM(Frequency Modulation) 초음파로서, CF는 주파수가 변하지 않는 구간을 FM은 주파수가 변하는 구간을 각각 의미할 수 있다. That is, ultrasonic waves transmitted by the ultrasonic transmitter 210 according to an embodiment of the present invention to the object 102 are CF (Frequency Frequency) -FM (Frequency Modulation) ultrasonic waves, where CF is a frequency in which the frequency does not change and FM is a frequency. Each may mean a section that changes.

일례로, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 송신부(210)는 0ms ~ 2ms 구간에서는 60Hz의 일정한 주파수를 가지며, 2ms ~ 3ms 구간에서는 감소하는 형태의 주파수를 갖는 CF-FM 초음파를 송신할 수 있다. For example, as shown in Figure 3, the ultrasonic transmitter 210 according to an embodiment of the present invention has a constant frequency of 60Hz in the 0ms ~ 2ms section, CF having a decreasing frequency in the 2ms ~ 3ms section -Can transmit FM ultrasound.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수신부(220)는 초음파 송신부(210)에서 송신한 초음파를 반사하는 물체(102)로부터 반사된 초음파를 수신한다. Next, the ultrasonic receiver 220 according to an embodiment of the present invention receives the ultrasonic waves reflected from the object 102 reflecting the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitter 210.

이때, 반사된 초음파는 송신된 초음파와 마찬가지로, 주파수가 변하는 구간과 주파수가 변하지 않는 구간을 포함한다.In this case, the reflected ultrasound includes a section in which the frequency changes and a section in which the frequency does not change, similar to the transmitted ultrasound.

이하 설명하는 바와 같이, 주파수가 변하지 않는 구간은 이동체(100)에 대한 물체(102)의 각위치의 산출에, 주파수가 변하는 구간은 이동체(100)로부터 물체(102)까지의 거리 산출에 활용된다. As will be described below, the section in which the frequency does not change is used to calculate the angular position of the object 102 relative to the moving object 100, and the section in which the frequency is changed is used to calculate the distance from the moving object 100 to the object 102. .

한편, 본 발명은 위치 추정 장치에 관한 것이며, 초음파를 송수신하는 센서의 구조는 널리 알려진 공지 기술이므로 본 실시예에서는 초음파를 송수신하는 구조에 대해서는 별도로 설명하지 않도록 하며, 초음파를 송수신할 수 있는 다양한 구조의 센서가 본 발명의 위치 추정 장치(200)에 적용될 수 있을 것이다. On the other hand, the present invention relates to a position estimating apparatus, and since the structure of the sensor for transmitting and receiving ultrasonic waves is a well-known technique, in the present embodiment, a structure for transmitting and receiving ultrasonic waves will not be described separately, and various structures capable of transmitting and receiving ultrasonic waves Sensor may be applied to the position estimation apparatus 200 of the present invention.

계속하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 각위치 산출부(230)는 초음파 수신부(220)에 의해 수신된 초음파에서 주파수가 변하지 않는 구간을 이용하여 이동체(100)에 대한 물체(102)의 각위치를 산출한다.Subsequently, the angular position calculating unit 230 according to the exemplary embodiment of the present invention uses the section in which the frequency does not change in the ultrasonic wave received by the ultrasonic wave receiving unit 220. Calculate the location.

보다 상세하게, 각위치 산출부(230)는 주파수가 변하지 않는 구간에 의해 발생하는 이동체(100)와 물체(102) 사이의 도플러 효과에 기초하여 각위치를 산출할 수 있다. In more detail, the angular position calculator 230 may calculate the angular position based on the Doppler effect between the moving object 100 and the object 102 generated by the section in which the frequency does not change.

도플러 효과는 알려진 바와 같이, 파동을 발생시키는 파원과 파동을 관측하는 관측자 중 하나 이상이 운동하고 있을 때 발생하는 효과로서, 파원과 관측자 사이의 거리가 좁아질 때에는 파동의 주파수가 더 높게, 거리가 멀어질 때에는 파동의 주파수가 더 낮게 관측되는 현상을 의미한다.The Doppler effect, as is known, occurs when one or more of the wave-generating wave and the observer observing the wave are in motion, and the frequency of the wave becomes higher when the distance between the wave source and the observer becomes smaller. When moving away, it means that the frequency of the wave is observed lower.

본 발명의 일 실시예에 따라, 이동체(100)에 장착된 위치 추정 장치(200)에서 정지된 물체(102)로 초음파가 송신되는 경우 도플러 효과는 다음의 수학식에 따라 정의될 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, when the ultrasound is transmitted to the stationary object 102 from the position estimation apparatus 200 mounted to the moving object 100, the Doppler effect may be defined according to the following equation.

Figure 112011084006981-pat00001
Figure 112011084006981-pat00001

여기서, f 0 은 초음파 송신부(210)에서 송신된 주파수, f r 은 초음파 수신부(220)에 수신된 주파수, c는 초음파의 속도, v s 는 이동체(100)가 물체(102)로부터 멀어지는 방향의 속도를 각각 의미한다. Here, f 0 is the frequency transmitted from the ultrasonic transmitter 210, f r is the frequency received by the ultrasonic receiver 220, c is the speed of the ultrasonic wave, v s is the direction of the moving object 100 away from the object 102 Each means speed.

본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 이동체(100)가 물체(102)로부터 멀어지는 방향의 속도를 양의 부호로 선택하였으며, 이때 이동체(100)가 물체(102)에 가까워지는 방향의 속도는 음의 부호를 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, v s 는 이동체(100)가 물체(102)로부터 가까워지는 방향의 속도로 정의될 수도 있다. In the present invention, for convenience of description, the speed of the moving body 100 away from the object 102 is selected as a positive sign, wherein the speed of the moving body 100 closer to the object 102 is negative Has a sign. According to another embodiment of the present invention, v s may be defined as the speed in the direction in which the moving object 100 is closer to the object 102.

그리고, 초음파를 송신하는 초음파 송신부(210)와 반사된 초음파를 수신하는 초음파 수신부(220)가 모두 이동체(100)와 함께 이동하므로, v s 는 상기 수학식 1에서 분자와 분모 모두에서 연산된다.
In addition, since both the ultrasonic transmitter 210 for transmitting the ultrasonic wave and the ultrasonic receiver 220 for receiving the reflected ultrasonic wave move together with the moving object 100, v s is calculated in both the numerator and the denominator in Equation (1).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 이동체(100)가 임의의 방향으로 v 0 의 속도로 이동할 때, 이동체(100)에 대한 물체(102)의 상대적 위치 관계를 도시하며, 도 4에 도시된 바와 같이, 이동체(100)의 속도 v 0 은 이동체(100)가 물체(102)로부터 멀어지는 방향의 속도 성분 v s 를 포함한다.FIG. 4 illustrates the relative positional relationship of the object 102 to the movable body 100 when the movable body 100 moves at a speed of v 0 in any direction, according to one embodiment of the invention. As shown, the speed v 0 of the moving object 100 includes the speed component v s in the direction in which the moving object 100 moves away from the object 102.

그리고, 초음파 송신부(210)에서 송신된 초음파의 주파수 f 0 과 초음파 수신부(220)에서 수신된 초음파의 주파수 f r 는 푸리에 변환으로부터 추출될 수 있다. The frequency f 0 of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmitter 210 and the frequency f r of the ultrasonic wave received from the ultrasonic receiver 220 may be extracted from a Fourier transform.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 이동체(100)가 물체(102)를 향해 5m/s로 이동할 때, 송신된 초음파와 수신된 초음파의 주파수에 대한 푸리에 변환 결과를 도시한다.FIG. 5 shows Fourier transform results for the frequencies of transmitted ultrasound and received ultrasound when the moving object 100 moves at 5 m / s towards the object 102, according to one embodiment of the invention.

따라서, 초음파 송신부(210)에서 송신된 초음파의 주파수 f 0 과 초음파 수신부(220)에서 수신된 초음파의 주파수 f r 이 알려진 경우, 상기한 수학식 1에 따라, 이동체(100)가 물체(102)로부터 멀어지는 방향의 속도 v s 를 결정할 수 있다. Therefore, when the frequency f 0 of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmitter 210 and the frequency f r of the ultrasonic wave received by the ultrasonic receiver 220 are known, the moving object 100 is the object 102 according to Equation 1 described above. The velocity v s in the direction away from can be determined.

계속하여, 도 4에 도시된 바와 같이, v s 가 알려진 경우에는 이동체(100)의 진행 방향에 대한 물체(102)의 각위치 θ가 하기의 수학식에 따라 산출될 수 있다.
Subsequently, as shown in FIG. 4, when v s is known, the angular position θ of the object 102 with respect to the moving direction of the moving object 100 may be calculated according to the following equation.

Figure 112011084006981-pat00002
Figure 112011084006981-pat00002

여기서, v 0 은 이동체(100)가 임의의 방향으로 이동하는 속도, θ는 이동체(100)의 진행 방향에 대한 물체(102)의 각위치, v s 는 이동체(100)가 물체(102)로부터 멀어지는 방향의 속도를 각각 의미한다. 이때, v 0 은 일례로, 모터 엔코더와 같은 장치에 의해 별도로 추출될 수 있다. Here, v 0 is the speed at which the moving object 100 moves in an arbitrary direction, θ is the angular position of the object 102 with respect to the traveling direction of the moving object 100, v s is the moving object 100 from the object 102 It means the speed in the direction away. In this case, v 0 may be extracted separately by, for example, a device such as a motor encoder.

각위치 산출부(230)는 수신된 초음파에서 주파수가 변하지 않는 CF 구간을 이용하여 각위치를 산출한다는 점은 앞서 설명한 바와 같다.As described above, the angular position calculator 230 calculates the angular position using a CF section in which the frequency does not change in the received ultrasound.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 산출부(240)는 초음파 수신부(220)에 의해 수신된 초음파에서 주파수가 변하는 구간을 이용하여 이동체(100)로부터 물체(102)까지의 거리를 산출한다.Next, the distance calculator 240 according to an embodiment of the present invention calculates the distance from the moving object 100 to the object 102 by using a section in which the frequency is changed in the ultrasound received by the ultrasound receiver 220. do.

보다 상세하게, 거리 산출부(240)는 초음파 송신부(210)에서 초음파를 송신한 후 초음파 수신부(220)에서 반사된 초음파를 수신하는 데까지 걸린 시간에 기초하여 거리를 산출할 수 있다.In more detail, the distance calculator 240 may calculate the distance based on the time taken to receive the ultrasonic waves reflected by the ultrasonic receiver 220 after transmitting the ultrasonic waves from the ultrasonic transmitter 210.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 산출부(240)는 하기의 수학식에 따라 이동체(100)로부터 물체(102)까지의 거리를 산출할 수 있다.
That is, the distance calculator 240 according to an embodiment of the present invention may calculate the distance from the moving object 100 to the object 102 according to the following equation.

Figure 112011084006981-pat00003
Figure 112011084006981-pat00003

여기서, TOF는 초음파 수신부(220)가 반사된 초음파를 수신하는 데까지 걸린 시간, c는 초음파의 속도, L은 이동체(100)로부터 물체(102)까지의 거리를 각각 의미한다.Here, TOF is the time taken by the ultrasonic receiver 220 to receive the reflected ultrasonic waves, c is the speed of the ultrasonic waves, L means the distance from the moving object 100 to the object 102, respectively.

이와 같이, 물체의 거리 추정에 FM 초음파 신호가 이용되는 경우, CF 초음파 대비 정확도가 향상되며, 이동체(100)로부터 비슷한 거리에 위치한 여러 물체(102)로부터 반사되는 초음파가 오버랩되는 상황에서도 각각의 물체(102)의 거리를 산출할 수 있다. As such, when the FM ultrasonic signal is used for the distance estimation of the object, the accuracy of the CF ultrasonic wave is improved, and even when the ultrasonic waves reflected from several objects 102 located at a similar distance from the moving object 100 overlap each object. The distance of 102 can be calculated.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 수학식 2로부터 산출되는 각위치 θ와 수학식 3으로부터 산출되는 거리 L에 의해 최종적으로 추정되는 물체(102)의 위치는 이동체(100)의 이동 방향에 대한 전방향 위치를 의미한다. Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, the position of the object 102 finally estimated by the angular position θ calculated from Equation 2 and the distance L calculated from Equation 3 is in the moving direction of the moving object 100. Means the omnidirectional position.

즉, 각위치 산출부(230)에 의해 산출되는 각위치 θ는 이동체(100)의 이동 방향에 대한 전방향 각위치를 의미하므로, 본 발명에 따른 위치 추정 장치(200)에 의해 추정된 위치 정보는 이동체(100)에 대한 물체(102)의 정확한 위치 정보를 제공하지는 않는다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정보가 이동체(100)에 제공되는 경우, 이동체(100)는 주변에 존재하는 물체(102)를 피해 이동할 수 있다는 점에서 의미를 갖는다. That is, since the angular position θ calculated by the angular position calculating unit 230 means an omnidirectional angular position with respect to the moving direction of the moving object 100, the position information estimated by the position estimating apparatus 200 according to the present invention. Does not provide accurate position information of the object 102 relative to the moving object 100. However, when the position information according to the embodiment of the present invention is provided to the moving object 100, the moving object 100 has a meaning in that it can move around the object 102 existing in the vicinity.

다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(200)는 이동 방향 결정부(250)를 더 포함할 수 있으며, 이동 방향 결정부(250)는 산출된 각위치와 거리를 이용하여 이동체(100)의 이동 방향을 결정할 수 있다.In other words, according to an embodiment of the present invention, the position estimating apparatus 200 may further include a movement direction determiner 250, and the movement direction determiner 250 uses the calculated angular position and distance. The moving direction of the movable body 100 may be determined.

보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 방향 결정부(250)는 각위치 산출부(230)와 거리 산출부(240)에 의해 각각 산출된 물체(102)의 위치 정보를 이용하여 이동체(100)가 정지된 물체(102)를 피해 이동할 수 있는 경로를 이동체(100)에 제공할 수 있다. In more detail, the movement direction determiner 250 according to an embodiment of the present invention uses the position information of the object 102 calculated by the angular position calculator 230 and the distance calculator 240, respectively. The moving object 100 may be provided to a path through which the 100 may move away from the stationary object 102.

일례로, 물체(102)의 위치 정보가 이동체(100)의 이동 방향을 기준으로 (θ 1, L1)일 때, 이동체(102)의 전방향에 대해 물체(102)가 존재하는 것으로 추정된 위치 (θ 1, L1)를 제외한 경로로 이동체(100)가 이동하도록 경로 정보를 이동체(100)에 제공할 수 있다.For example, when the position information of the object 102 is ( θ 1 , L 1 ) based on the moving direction of the moving object 100, it is estimated that the object 102 exists in all directions of the moving object 102. The path information may be provided to the moving object 100 so that the moving object 100 moves along the path except for the positions θ 1 and L 1 .

이때, 이동체(100) 주변에 복수의 정지된 물체(102)가 존재하는 경우에는 복수의 정지된 물체(102) 각각에 대한 위치 정보를 기초로 이동체(100)의 이동을 위한 경로 정보를 이동체(100)에 제공할 수 있다. In this case, when there are a plurality of stationary objects 102 around the moving object 100, path information for moving the moving object 100 is determined based on the position information of each of the plurality of stationary objects 102. 100).

이처럼 본 발명에 따르면, 하나의 초음파 센서로 이동체(100) 주변에 위치하는 물체(102)의 위치, 즉 각위치와 거리를 한번에 산출할 수 있는 장점이 있으며, 기존의 위치 추정 장치 대비 신속한 위치 추정과 소형화 및 경량화가 가능한 장점이 있다.
As such, according to the present invention, there is an advantage in that the position of the object 102 positioned around the moving object 100, that is, the angular position and the distance, can be calculated at a time by using one ultrasonic sensor, and the position estimation is faster than the conventional position estimation apparatus. And there is an advantage that can be reduced in size and weight.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 장치(200)의 위치 추정 방법을 시간의 흐름에 따라 도시하는 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a position estimation method of the position estimation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention over time.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 방법은 초음파를 송신하는 단계(S610), 반사된 초음파를 수신하는 단계(S620), 각위치를 산출하는 단계(S630), 거리를 산출하는 단계(S640) 및 이동 방향을 결정하는 단계(S650)를 포함할 수 있다. 이하, 각 단계별로 보다 상세히 살펴보기로 한다.As shown in Figure 6, the position estimation method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of transmitting the ultrasound (S610), receiving the reflected ultrasound (S620), calculating the angular position (S630), It may include calculating the distance (S640) and determining the moving direction (S650). Hereinafter, each step will be described in more detail.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신하는 단계(S610)에서는 주파수가 변하지 않는 구간과 주파수가 변하는 구간을 포함하는 초음파를 이동체(100) 주변에 위치하는 물체(102)로 송신한다.First, in step S610 of transmitting according to an embodiment of the present invention, ultrasonic waves including a section in which the frequency does not change and a section in which the frequency changes are transmitted to the object 102 located near the moving object 100.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신하는 단계(S620)에서는 단계(S610)에서 송신한 초음파를 반사하는 물체(102)로부터 반사된 초음파를 수신한다.Next, in the receiving step (S620) according to an embodiment of the present invention, the ultrasonic wave reflected from the object 102 reflecting the ultrasonic wave transmitted in step S610 is received.

이때, 반사된 초음파는 송신된 초음파와 마찬가지로, 주파수가 변하는 구간과 주파수가 변하지 않는 구간을 포함한다.In this case, the reflected ultrasound includes a section in which the frequency changes and a section in which the frequency does not change, similar to the transmitted ultrasound.

계속하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 각위치를 산출하는 단계(S630)에서는 단계(S620)에서 수신된 초음파에서 주파수가 변하지 않는 구간을 이용하여 이동체(100)에 대한 물체(102)의 각위치를 산출한다.Subsequently, in calculating the angular position according to the exemplary embodiment of the present invention (S630), the angle of the object 102 with respect to the moving object 100 is determined using a section in which the frequency does not change in the ultrasonic waves received in step S620. Calculate the location.

여기서, 물체(102)의 각위치는 이동체(100)의 이동 방향, 즉 위치 추정 장치(200)의 이동 방향에 대한 전방향 각위치를 의미할 수 있다. Here, the angular position of the object 102 may mean an omnidirectional angular position with respect to the moving direction of the moving object 100, that is, the moving direction of the position estimating apparatus 200.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 거리를 산출하는 단계(S640)에서는 단계(S620)에서 수신된 초음파에서 주파수가 변하는 구간을 이용하여 이동체(100)로부터 물체(102)까지의 거리를 산출한다.In operation S640, the distance from the moving object 100 to the object 102 may be calculated using a section in which a frequency is changed in the ultrasound received in operation S620. .

마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 방향을 결정하는 단계(S650)에서는 단계(S630 및 S6640)에서 산출된 물체(102)의 각위치와 거리를 이용하여 이동체(100)의 이동 방향을 결정할 수 있다.Lastly, in the determining of the moving direction according to an embodiment of the present invention (S650), the moving direction of the moving object 100 is determined using the angular position and the distance of the object 102 calculated in the steps S630 and S6640. You can decide.

본 발명에 따르면, 하나의 초음파 센서로 이동체(100) 주변에 위치하는 물체(102)의 이동체(100)에 대한 상대적인 위치를 결정할 수 있다는 점에서 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that the relative position with respect to the movable body 100 of the object 102 positioned around the movable body 100 can be determined with one ultrasonic sensor.

지금까지 본 발명에 따른 위치 추정 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 1 내지 도 5에서 설명한 위치 추정 장치(200)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.Embodiments of the position estimation method according to the present invention have been described so far, and the configuration of the position estimation apparatus 200 described above with reference to FIGS. 1 to 5 may be applied to the present embodiment as it is. Hereinafter, a detailed description will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Examples of program instructions, such as magneto-optical and ROM, RAM, flash memory and the like, can be executed by a computer using an interpreter or the like, as well as machine code, Includes a high-level language code. The hardware device described above may be configured to operate as at least one software module to perform the operations of one embodiment of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100 : 이동체 102 : 물체
200 : 위치 추정 장치 210 : 초음파 송신부
220 : 초음파 수신부 230 : 각위치 산출부
240 : 거리 산출부 250 : 이동 방향 결정부100: moving object 102: object
200: position estimation device 210: ultrasonic transmission unit
220: ultrasonic receiver 230: angular position calculation unit
240: distance calculation unit 250: moving direction determination unit

Claims (11)

이동체에 장착되어 상기 이동체의 주변에 존재하는 물체의 위치를 추정하는 위치 추정 장치에 있어서,
주파수가 변하지 않는 제1 구간과 주파수가 변하는 제2 구간을 포함하는 초음파를 상기 물체로 송신하는 초음파 송신부;
상기 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 초음파 수신부;
상기 수신된 초음파의 제1 구간을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향에 대한 상기 물체의 각위치를 산출하는 각위치 산출부; 및
상기 수신된 초음파의 제2 구간을 이용하여 상기 이동체로부터 상기 물체까지의 거리를 산출하는 거리 산출부;를 포함하되,
상기 산출된 각위치와 상기 산출된 거리를 이용하여 상기 이동체의 이동 방향을 결정하는 이동 방향 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.A position estimating apparatus mounted on a movable body and estimating a position of an object existing around the movable body,
An ultrasonic transmitter configured to transmit ultrasonic waves to the object, the ultrasonic wave including a first interval in which a frequency does not change and a second interval in which a frequency changes;
An ultrasonic receiver for receiving ultrasonic waves reflected from the object;
An angular position calculator configured to calculate an angular position of the object with respect to a moving direction of the moving object by using the first section of the received ultrasound; And
And a distance calculator configured to calculate a distance from the moving object to the object by using the second section of the received ultrasound.
And a moving direction determiner configured to determine a moving direction of the moving object using the calculated angular position and the calculated distance. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 구간은 CF 초음파인 것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.The method of claim 1,
And the first section is CF ultrasonic wave. 제1항에 있어서,
상기 제2 구간은 FM 초음파인 것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.The method of claim 1,
And the second section is FM ultrasound. 이동체에 장착되어 상기 이동체의 주변에 존재하는 물체의 위치를 추정하는 위치 추정 장치에 있어서,
주파수가 변하지 않는 제1 구간과 주파수가 변하는 제2 구간을 포함하는 초음파를 상기 물체로 송신하는 초음파 송신부;
상기 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 초음파 수신부;
상기 수신된 초음파의 제1 구간을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향에 대한 상기 물체의 각위치를 산출하는 각위치 산출부; 및
상기 수신된 초음파의 제2 구간을 이용하여 상기 이동체로부터 상기 물체까지의 거리를 산출하는 거리 산출부;를 포함하되,
상기 각위치 산출부는 상기 이동체와 상기 물체 사이에서 발생하는 도플러 효과에 기초하여 상기 각위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.A position estimating apparatus mounted on a movable body and estimating a position of an object existing around the movable body,
An ultrasonic transmitter configured to transmit ultrasonic waves to the object, the ultrasonic wave including a first interval in which a frequency does not change and a second interval in which a frequency changes;
An ultrasonic receiver for receiving ultrasonic waves reflected from the object;
An angular position calculator configured to calculate an angular position of the object with respect to a moving direction of the moving object by using the first section of the received ultrasonic wave; And
And a distance calculator configured to calculate a distance from the moving object to the object by using the second section of the received ultrasound.
And the angular position calculating unit calculates the angular position based on the Doppler effect generated between the moving object and the object. 이동체에 장착되어 상기 이동체의 주변에 존재하는 물체의 위치를 추정하는 위치 추정 장치에 있어서,
주파수가 변하지 않는 제1 구간과 주파수가 변하는 제2 구간을 포함하는 초음파를 상기 물체로 송신하는 초음파 송신부;
상기 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 초음파 수신부;
상기 수신된 초음파의 제1 구간을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향에 대한 상기 물체의 각위치를 산출하는 각위치 산출부; 및
상기 수신된 초음파의 제2 구간을 이용하여 상기 이동체로부터 상기 물체까지의 거리를 산출하는 거리 산출부;를 포함하되,
상기 각위치 산출부는 상기 이동체가 임의의 방향으로 이동하는 속도 및 상기 이동체가 상기 물체로부터 멀어지는 방향으로의 속도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 각위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.A position estimating apparatus mounted on a movable body and estimating a position of an object existing around the movable body,
An ultrasonic transmitter configured to transmit ultrasonic waves to the object, the ultrasonic wave including a first interval in which a frequency does not change and a second interval in which a frequency changes;
An ultrasonic receiver for receiving ultrasonic waves reflected from the object;
An angular position calculator configured to calculate an angular position of the object with respect to a moving direction of the moving object by using the first section of the received ultrasonic wave; And
And a distance calculator configured to calculate a distance from the moving object to the object by using the second section of the received ultrasound.
And the angular position calculating unit calculates the angular position using at least one of a speed at which the movable body moves in an arbitrary direction and a speed in a direction away from the object. 제1항에 있어서,
상기 거리 산출부는 상기 초음파 송신부에서 상기 초음파를 송신한 후 상기 초음파 수신부에서 상기 반사된 초음파를 수신하는 데까지 걸린 시간에 기초하여 상기 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.The method of claim 1,
And the distance calculator calculates the distance based on the time taken by the ultrasonic transmitter to receive the reflected ultrasonic wave from the ultrasonic receiver. 이동체에 장착되어 상기 이동체의 주변에 존재하는 물체의 위치를 추정하는 위치 추정 장치의 위치 추정 방법으로서,
주파수가 변하지 않는 제1 구간과 주파수가 변하는 제2 구간을 포함하는 초음파를 상기 물체로 송신하는 단계;
상기 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 단계;
상기 수신된 초음파의 제1 구간을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향에 대한 상기 물체의 각위치를 산출하는 단계; 및
상기 수신된 초음파의 제2 구간을 이용하여 상기 이동체로부터 상기 물체까지의 거리를 산출하는 단계;를 포함하되,
상기 산출된 각위치와 상기 산출된 거리를 이용하여 상기 이동체의 이동 방향을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 방법.A position estimating method of a position estimating apparatus mounted on a movable body and estimating a position of an object existing around the movable body,
Transmitting ultrasonic waves to the object, the ultrasonic wave including a first section of which frequency does not change and a second section of frequency change;
Receiving ultrasonic waves reflected from the object;
Calculating an angular position of the object with respect to the moving direction of the moving object using the first section of the received ultrasonic wave; And
Calculating a distance from the moving object to the object by using the second section of the received ultrasound;
And determining the moving direction of the moving object by using the calculated angular position and the calculated distance. 삭제delete 이동체 주변에 존재하는 물체의 위치를 추정하기 위해 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체로서,
초음파 송신부에 의해 송신된 초음파-상기 초음파는 주파수가 변하지 않는 제1 구간과 주파수가 변하는 제2 구간을 포함함-가 상기 물체로부터 반사되는 경우, 상기 반사된 초음파의 제1 구간을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향에 대한 상기 물체의 각위치를 산출하는 단계; 및
상기 반사된 초음파의 제2 구간을 이용하여 상기 이동체로부터 상기 물체까지의 거리를 산출하는 단계;를 수행하되,
상기 산출된 각위치와 상기 산출된 거리를 이용하여 상기 이동체의 이동 방향을 결정하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체. A program of instructions that can be executed by a digital processing apparatus for estimate the position of an object around a moving object is tangibly embodied and can be read by the digital processing apparatus.
When the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic transmitter, the ultrasonic wave includes a first section of which frequency does not change and a second section of which frequency changes, is reflected from the object, the moving body using the first section of the reflected ultrasonic wave. Calculating an angular position of the object with respect to the moving direction of; And
Calculating a distance from the moving object to the object by using the second section of the reflected ultrasound;
And determining the moving direction of the moving object by using the calculated angular position and the calculated distance. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Title
박상욱 외 1명, "초음파의 이산 주파수 합성을 이용한 거리 측정", 제어로봇시스템학회 논문지, 제17권 제5호, pp.499-504(2011.05) *

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