KR101272422B1 - Device and method for locationing using laser scanner and landmark matching - Google Patents

Device and method for locationing using laser scanner and landmark matching Download PDF

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KR101272422B1
KR101272422B1 KR1020120021340A KR20120021340A KR101272422B1 KR 101272422 B1 KR101272422 B1 KR 101272422B1 KR 1020120021340 A KR1020120021340 A KR 1020120021340A KR 20120021340 A KR20120021340 A KR 20120021340A KR 101272422 B1 KR101272422 B1 KR 101272422B1
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김성신
김정민
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조현학
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A location detection device and a method thereof are provided to measure a standard point by rotating a laser scanner and to match the measurement with the absolute coordinates of the standard point, thereby minimizing measuring errors. CONSTITUTION: A location detection device (1) includes a scanner (10) which scans a standard point placed in a vertical or horizontal direction, a memory (50) which stores the absolute coordinates of the standard point scanned in a Cartesian coordinate system, a POI (Point of Interest) generating unit (30) which converts the relative coordinates of the standard point scanned in a polar coordinate system into Cartesian coordinates, and a matching unit (70) which measures the number of points whose distance of a POI is shorter than a certain distance, and sets the average location on an x-axis and a y-axis at an angle where the most number of points are measured as a current location. [Reference numerals] (10) Scanner; (30) POI(Point of Interest) generating unit; (50) Memory; (70) Matching unit

Description

레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR LOCATIONING USING LASER SCANNER AND LANDMARK MATCHING}Position measuring device and method using laser scanner and artificial marker matching {DEVICE AND METHOD FOR LOCATIONING USING LASER SCANNER AND LANDMARK MATCHING}

본 발명의 실시예는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 절대 좌표와 상대 좌표의 매칭을 통해 정확한 위치를 측정할 수 있는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치 및 방법에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a position measuring device and method using a laser scanner and artificial marker matching, and more particularly, matching a laser scanner and artificial marker matching the exact position by matching the absolute coordinates and relative coordinates It relates to a position measuring apparatus and method using.

최근, 이동 로봇과 같은 실내에서 움직이는 이동체들에 대한 관심이 증가함에 따라, 다양한 종류의 이동체들이 제안되고 있으며, 현재에도 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있다.Recently, with increasing interest in moving objects moving indoors such as mobile robots, various kinds of moving objects have been proposed, and many researches and developments have been made.

특히, 공공시설에서 안내용 이동 로봇, 공장에서 물류 이송 이동 로봇, 장애우를 도와주는 이동체, 실내 무인 청소기 등과 같이 인간의 일상 생활에 두루 사용되고 있다.In particular, it is used throughout human daily life, such as a mobile robot for guidance in public facilities, a robot for transporting logistics in factories, a moving object for helping the disabled, and an indoor driverless cleaner.

이러한 실내 이동체들이 다양한 응용에 사용되기 위해서는, 실내 주위환경의 구조 및 물체의 위치를 판별하기 위한 지도 구축기능(Mapping)과 자신의 위치추정기능(Localization)이 반드시 필요하다.In order to use these indoor moving objects in various applications, a map building function and a localization function for determining the structure of the indoor environment and the location of the object are necessary.

그런데, 이러한 기능들을 이용하여 위치 인식을 수행하는 경우, 지도를 잘못 작성하였다면, 이를 바탕으로 한 위치추정성능 역시 현저하게 떨어질 것이며, 그 위치를 바탕으로 지도를 작성하였을 경우, 그 오차는 더욱 커지게 될 것이다.However, when performing location recognition using these functions, if the map is made incorrectly, the location estimation performance based on the location will be remarkably degraded, and if the map is created based on the location, the error will be greater. Will be.

따라서, 두 기능의 정확성을 동시에 높이기 위해 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)이라는 기술이 개발되었으나, 이를 실제 응용기술에 사용하기에는 그 성능의 안정성이 떨어진다.Therefore, a technique called Simulaneous Localization And Mapping (SLAM) has been developed to increase the accuracy of both functions at the same time, but its performance is not stable to use in actual application technology.

따라서, 이동 로봇과 같은 이동체가 실제 응용분야에서 사용되기 위해서는 인공 표식을 주위환경에 장착하고, 이의 초기 위치를 활용하여 자신의 정확한 위치를 추정해내는 방법이 주로 사용되고 있으며, 이때 인공 표식의 초기 위치 값의 정확도는 인공 표식물을 통해 계산해내는 이동체의 위치 추정 성능에 주요한 요소이다.Therefore, in order to use a moving object such as a mobile robot in an actual application field, a method of estimating an accurate position of the artificial marker by using an artificial marker in the surrounding environment and using the initial position thereof is mainly used. The accuracy of the values is a major factor in the position estimation performance of the moving object calculated by the artificial markers.

이에 따라, 인공 표식의 초기 위치를 정확하게 측정하기 위한 여러 방법들이 연구 개발되어 왔는데, 이는 크게 두 가지로 분류될 수 있고, 첫 번째 방법은, 초기에 인공 표식을 주위환경에 장착하고, 사용자가 직접 인공표식의 위치를 측정하는 방법이고, 두 번째 방법은 이동 로봇과 같은 이동체가 자동으로 인공 표식물을 탐지해나가며 인공 표식물의 초기 위치 데이터를 자동으로 측정하는 방법이다.Accordingly, several methods for accurately measuring the initial position of the artificial marker have been researched and developed, which can be classified into two types. The first method is to initially install the artificial marker into the surrounding environment, and the user directly The second method is to measure the position of the artificial marker, and the second method is a mobile object such as a mobile robot to automatically detect the artificial marker and automatically measure the initial position data of the artificial marker.

두 번째 방법을 이용하여 인공 표식물을 탐지하는 방법은 한국공개특허 제10-2009-0047639호에 개시되어 있고, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 개시된 기술은 인공 표식을 촬영하여 그 데이터로부터 이동체의 거리 및 방향 정보를 통해 위치 정보를 획득하는 것이 아니라, 주위 환경을 센싱하여 거리 정보를 획득하며, 특정 영역의 인공 표식의 위치를 탐지한 후, 위치 정보 및 거리 정보를 동기화시키고, 저장된 지도 정보와 매칭되는지의 여부를 확인하며, 매칭되지 않으면 이동체의 위치를 보정하고, 인공 표식물의 위치를 보정하며, 특정 영역의 지도를 작성하여야 한다.
A method for detecting an artificial marker using the second method is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0047639, which will be described with reference to FIG. The technique disclosed in FIG. 1 captures artificial markers and obtains position information from the moving object's distance and direction information from the data, but obtains distance information by sensing the surrounding environment, and detects the position of artificial markers in a specific area. After that, it is necessary to synchronize the location information and distance information, check whether it matches the stored map information, if it does not match, correct the position of the moving object, correct the position of the artificial marker, and map the specific area. .

그러나, 인공 표식을 촬영하지 않는다고는 했지만, 실제 인공 표식이 위치한 지도와 이동체가 탐지한 인공 표식의 위치와 매칭 여부를 확인하기 위해서는, 다시 실제 인공 표식의 위치를 촬영하거나 저장한 실제 지도인 절대 좌표가 있어야 하므로, 1 차적으로 이동체를 이동시켜가며 인공 표식이 있는 절대 위치를 파악하기 위한 지도를 만들어야 하며, 이동체가 만든 지도가 정확히 맞는 것인지를 파악하기 위해 2 차적으로 인공 표식을 촬영한 절대 좌표의 기준이 있어야 하므로, 2 중으로 연산이나 구동을 하게 되는 등의 문제점이 있었다.
However, although it is said that the artificial marker is not photographed, in order to check whether the actual marker is matched with the position of the artificial marker detected by the moving object, the absolute coordinate which is the actual map where the actual marker is photographed or stored again is checked. Since the first movement of the moving object is to create a map to determine the absolute position of the artificial marker, and the second coordinate of the absolute coordinates of the artificial marker to determine whether the map made by the moving object is correct. Since there must be a criterion, there are problems such as double operation or driving.

한국특허공개번호 제10-2009-0034007호Korean Patent Publication No. 10-2009-0034007

본 발명의 실시예는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 레이저 스캐너를 360도 회전시켜 인공표식을 계측하고, 실제 인공표식이 위치된 절대 좌표와 매칭을 시키되, 절대 좌표와 상대 좌표를 매칭하기 위해 360도 회전하며 오차 거리가 최소인 점을 찾아내도록 구성된 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention was devised to solve the above-described problems, and by measuring the artificial marker by rotating the laser scanner 360 degrees, matching the absolute coordinates and the absolute coordinates, but matching the absolute coordinates and relative coordinates It is an object of the present invention to provide a laser scanner and a position measuring apparatus and method using artificial marker matching configured to find a point having a minimum error distance by rotating 360 degrees.

본 발명의 실시예는, 절대 좌표와 상대 좌표를 매칭하기 위해, 절대 좌표의 위치를 원점으로 평행이동시켜 POI(Point Of Interest)를 생성하고, 360도 회전하면서 오차 거리가 일정 거리 이하에 배치된 POI의 개수 및 거리의 합을 저장하며, POI 개수가 최대인 각도를 선택함으로써, 현재 위치를 최소 오차율로 찾아낼 수 있는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Embodiment of the present invention, in order to match the absolute coordinates and the relative coordinates, the position of the absolute coordinates in parallel to the origin to generate a point of interest (POI), and rotated 360 degrees while the error distance is disposed below a certain distance The purpose of the present invention is to provide a laser scanner and a method for measuring position using artificial marker matching, which store the sum of the number of POIs and the sum of distances and select the angle of the maximum number of POIs, thereby finding the current position with the minimum error rate. do.

본 발명의 실시예는, 실제 배치된 인공 표식의 좌표인 절대 좌표를 이용하고, 360도 회전인 1회전으로 스캔한 영상을 상대 좌표로 하며, 이미 획득된 좌표를 회전시켜가며 매칭점을 찾기 때문에, 영상을 다수 획득하지 않고서라도 획득된 영상의 상대 좌표를 절대 좌표에 근접하게 매칭하는데 드는 연산 및 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Since the embodiment of the present invention uses absolute coordinates, which are coordinates of artificial marks actually placed, uses images scanned in one rotation, which is a 360 degree rotation, as relative coordinates, and finds a matching point by rotating the obtained coordinates. To provide a laser scanner and a position measuring apparatus using artificial marker matching that can drastically reduce the computation and cost of matching relative coordinates of an acquired image to absolute coordinates without obtaining a large number of images. It is done.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 실시예들 중에서, 레이저 스캐너와 인공표식의 매칭을 이용하여 위치를 측정하는 위치측정장치에 있어서, 360도 회전하며 수직 또는 수평 방향에 배치된 인공 표식을 스캔하는 스캔부; 상기 인공 표식이 스캔된 직교 좌표계인 절대 좌표가 저장된 메모리; 상기 인공 표식을 스캔한 극 좌표계의 상대 좌표를 직교 좌표계로 변환하고, 상기 인공 표식이 실제 위치를 원점으로 하여 POI(Point Of Interest)를 생성하는 POI 생성부; 상기 상대 좌표를 0도에서 359도까지 일정 각도 단위로 회전시키면서 상기 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수 및 상기 일정 거리 이하에서의 거리의 합을 측정하고, 상기 측정된 개수가 최대인 각도의 위치의 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정하는 매칭부; 를 포함하는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치를 이용하여 과제를 해결할 수 있도록 이루어진다.In order to achieve the object as described above, the present invention in the position measuring device for measuring the position by using a matching laser scanner and artificial marker, in the embodiment, the artificial marker which is rotated 360 degrees and disposed in the vertical or horizontal direction Scan unit for scanning the; A memory in which absolute coordinates, the rectangular coordinates of which the artificial indicia is scanned, are stored; A POI generation unit for converting the relative coordinates of the polar coordinate system scanned by the artificial marker into a rectangular coordinate system, and generating a point of interest (POI) using the artificial marker as an origin; Rotation of the relative coordinates from 0 degrees to 359 degrees in units of a certain angle while measuring the sum of the number of distances of the POI equal to or less than a certain distance and the distance from the predetermined distance or less, and the position of the angle at which the measured number is maximum A matching unit for setting the position of the x, y-axis average of the current position; It is made to solve the problem by using a laser scanner and a position measuring device using artificial marker matching.

실시예들 중에서, 레이저 스캐너와 인공표식의 매칭을 이용하여 위치를 측정하는 위치측정장치에 있어서, 실내 또는 실외에 위치한 인공 표식이 직교 좌표계로 스캔되어 상기 인공 표식의 지도의 형식으로 절대 좌표가 저장되는 제 1 단계; 스캔부에 의해 수직 또는 수평방향으로 360도 회전하며 상기 실내 또는 실외에 위치한 인공 표식을 스캔하여 상대 좌표로 저장하는 제 2 단계; 상기 인공 표식을 스캔한 극 좌표계의 상기 상대 좌표를 직교 좌표계로 변환하고, 상기 인공 표식이 실제 위치를 원점으로 하여 POI(Point Of Interest)를 생성하는 제 3 단계; 상기 상대 좌표를 0도에서 359도까지 일정 각도 단위로 회전시키면서 상기 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수 및 상기 일정 거리 이하에서의 거리의 합을 측정하고, 상기 측정된 개수가 최대인 각도의 위치의 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정하는 제 4 단계; 를 포함하는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정방법을 이용하여 과제를 해결할 수 있도록 이루어진다.
Among the embodiments, in the position measuring device for measuring the position by matching the laser scanner and the artificial marker, the artificial marker located indoors or outdoors is scanned in a Cartesian coordinate system to store absolute coordinates in the form of a map of the artificial marker. A first step of becoming; A second step of scanning the artificial mark located indoors or outdoors by rotating the camera 360 degrees in the vertical or horizontal direction by the scanning unit and storing the coordinates in relative coordinates; A third step of converting the relative coordinates of the polar coordinate system from which the artificial marker is scanned into a rectangular coordinate system, and generating the point of interest (POI) using the artificial marker as the origin; Rotation of the relative coordinates from 0 degrees to 359 degrees in units of a certain angle while measuring the sum of the number of distances of the POI equal to or less than a certain distance and the distance from the predetermined distance or less, and the position of the angle at which the measured number is maximum A fourth step of setting the position of the x, y-axis average of the current position; It is made to solve the problem by using a position measuring method using a laser scanner and artificial marker matching including.

이상에서 설명한 바와 같이, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 개시된 기술은 레이저 스캐너를 360도 회전시켜 인공표식을 계측하고, 실제 인공표식이 위치된 절대 좌표와 매칭을 시키되, 절대 좌표와 상대 좌표를 매칭하기 위해 360도 회전하며 오차 거리가 최소인 점을 찾아내도록 구성되고, 절대 좌표와 상대 좌표를 매칭하기 위해, 절대 좌표의 위치를 원점으로 평행이동시켜 POI(Point Of Interest)를 생성하고, 360도 회전하면서 오차 거리가 일정 거리 이하에 배치된 POI의 개수 및 거리의 합을 저장하며, POI 개수가 최대인 각도를 선택함으로써, 현재 위치를 최소 오차율로 찾아낼 수 있고, 실제 배치된 인공 표식의 좌표인 절대 좌표를 이용하고, 360도 회전인 1회전으로 스캔한 영상을 상대 좌표로 하며, 이미 획득된 좌표를 회전시켜가며 매칭점을 찾기 때문에, 영상을 다수 획득하지 않고서라도 획득된 영상의 상대 좌표를 절대 좌표에 근접하게 매칭하는데 드는 연산 및 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.
As described above, the disclosed technique of the present invention having the configuration as described above measures the artificial marker by rotating the laser scanner 360 degrees, while matching the absolute coordinate with the actual artificial marker is positioned, the absolute coordinate and relative coordinate Rotate 360 degrees to match and find the point with minimum error distance, and to match absolute and relative coordinates, create a POI (Point Of Interest) by moving the position of the absolute coordinates in parallel to the origin, It also rotates and stores the sum of the number and distance of POIs whose error distance is below a certain distance, and by selecting the angle with the maximum number of POIs, the current position can be found with the minimum error rate, When using absolute coordinates, coordinates, scanned images in one rotation of 360 degrees as relative coordinates, and rotating matching coordinates to find matching points. In, the lifting operation and costs in matching proximate the relative position of the image capture Even without acquiring an image number in an absolute coordinate can achieve effects such that greatly reduced.

도 1은 종래 기술에 따른 인공 표식물의 위치 획득 장치 및 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 3의 위치측정장치로 측정한 인공 표식의 상대 좌표와 미리 측정한 인공 표식의 절대 좌표를 도시한 실시예이다.
도 5는 도 4의 상대 좌표를 기준으로 절대 좌표를 360도 회전하여 POI 개수가 최대일 때의 POI 위치를 도시한 실시예이다.
도 6은 도 5의 매칭 결과로 찾아진 레이저 스캐너의 위치를 도시한 실시예이다.
1 is a view for explaining an apparatus and method for obtaining the position of the artificial marker according to the prior art.
2 is a block diagram illustrating a position measuring device using a laser scanner and artificial marker matching according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a position measuring method using a laser scanner and artificial marker matching according to the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of a relative coordinate of an artificial mark measured by the position measuring apparatus of FIG. 3 and an absolute coordinate of an artificial mark measured in advance.
FIG. 5 illustrates an example of POI position when the number of POIs is maximum by rotating the absolute coordinates 360 degrees based on the relative coordinates of FIG. 4.
FIG. 6 is a diagram illustrating an exemplary position of a laser scanner found as a result of the matching of FIG. 5.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 당업자에게 주지 저명한 기술에 대해서는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known techniques well known to those skilled in the art may be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.In describing the constituent elements of the present invention, the same reference numerals may be given to constituent elements having the same name, and the same reference numerals may be given thereto even though they are different from each other. However, even in such a case, it does not mean that the corresponding component has different functions according to the embodiment, or does not mean that the different components have the same function. It should be judged based on the description of each component in the example.

또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하더라도 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
In each step, the identification code (e.g., a, b, c, etc.) is used for convenience of explanation, the identification code does not describe the order of each step, It may occur differently from the order specified. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치(1)는 스캔부(10), POI 생성부(30), 메모리(50), 매칭부(70)를 포함한다.2 is a block diagram illustrating a position measuring device using a laser scanner and artificial marker matching according to the present invention. Referring to FIG. 2, the position measuring device 1 using the laser scanner and the artificial marker matching according to the present invention includes a scan unit 10, a POI generation unit 30, a memory 50, and a matching unit 70. do.

스캔부(10)는 레이저 스캐너 또는 그와 동일한 기능을 수행하는 스캔 장치 등으로 이루어지며, 현재 위치측정장치(1)가 위치한 장소를 중심으로 수평 방향 또는 수직 방향으로 360도 회전을 하며 인공 표식을 탐지할 수 있도록 이루어진다.The scanning unit 10 is made of a laser scanner or a scanning device that performs the same function, and rotates 360 degrees in the horizontal or vertical direction about the place where the current position measuring device 1 is located and performs artificial marking. It is made so that it can be detected.

POI 생성부(30)는 인공 표식을 스캔한 극 좌표계의 상대 좌표를 직교 좌표계로 변환하고, 인공 표식이 실제 위치를 원점으로 하여 POI(Point Of Interest)를 생성한다. 절대 좌표와 상대 좌표 간의 거리를 측정하기 위해 매칭에 이용되며, 이러한 POI(Point Of Interest)를 이용하여 상대 좌표와 절대 좌표간의 오차를 줄일 수 있도록 이루어질 수 있다.The POI generation unit 30 converts the relative coordinates of the polar coordinate system in which the artificial mark is scanned into a rectangular coordinate system, and generates a POI (Point Of Interest) with the artificial mark as the origin. It is used for matching to measure the distance between the absolute coordinates and the relative coordinates, and can be made to reduce the error between the relative coordinates and the absolute coordinates by using this point of interest (POI).

POI(Point Of Interest)란, 관심 좌표로 일반적으로 시설물, 역, 공항, 터미널, 호텔 등을 좌표로 전자 수치 지도에 표시하는 데이터를 일컫는 말이다. 보통 목적지 검색에 사용되는 검색 데이터와 바탕 화면에 표시만 되는 바탕 데이터로 구분할 수 있다. 목표지 검색에서 사용자가 목적지에 대한 정보, 즉 목적지의 주소나 전화번호 또는 정확한 명칭을 알고 있는 경우는 그 데이터를 직접 입력함으로써 직접 목적지를 검색할 수 있다. 반대로 목적지에 대한 정확한 정보를 갖고 있지 않을 경우에는 장르별 단계에 따라 단계적으로 최종 목적지를 검색한다.Point of Interest (POI) refers to data that displays coordinates of facilities, stations, airports, terminals, hotels, etc. in coordinates of interest on an electronic digital map. Usually, the data can be classified into search data used for searching for a destination and background data displayed only on the desktop. If the user knows the information about the destination, that is, the address, telephone number or the exact name of the destination, the destination can be directly searched by directly inputting the data. On the contrary, if the user does not have accurate information about the destination, the final destination is searched step by step according to the genre.

본 발명의 실시예에서는, 레이저 스캐너 또는 레이저 스캐너를 장착하고 있는 이동체나 로봇 등의 물체의 위치일 수 있으며, 이를 측정하기 위해서는 절대 좌표와 상대 좌표의 오차를 파악해야 하기 때문에, 실제 촬영된 절대 좌표의 인공 표식들의 위치일 수 있으며, 반대로 기준을 달리한다면 레이저 스캐너를 통해 촬영된 상대 좌표의 인공 표식들의 위치일 수 있다.In the embodiment of the present invention, it may be the position of a laser scanner or an object such as a moving object or a robot equipped with a laser scanner, in order to measure the error between the absolute coordinates and relative coordinates, the absolute coordinates actually photographed It may be the position of the artificial markers of, or vice versa may be the position of the artificial markers of the relative coordinates taken by the laser scanner if the reference is different.

본 발명에서 절대 좌표란 사람 또는 다른 주체가 실내 또는 실외의 장소에 반사판과 같은 반사율이 일정 이상인 인공 표식을 설치하고, 이를 촬영하여 지도 형식으로 만든 좌표로, 이는 절대적인 기준이 될 수 있다. 반면, 상대 좌표란, 레이저 스캐너 또는 레이저 스캐너를 장착한 이동체가 현재 위치하고 있는 좌표에서 360도 회전을 하며 스캔한 인공 표식의 위치를 좌표로 나타낸 것을 의미한다.In the present invention, the absolute coordinates are coordinates made by a person or another subject in a place of indoor or outdoor where an artificial mark having a reflectance such as a reflector is set to a predetermined value or more and photographed to form a map, which may be an absolute standard. On the other hand, relative coordinates means that the position of the artificial marker scanned while rotating 360 degrees from the coordinates where the laser scanner or the moving object equipped with the laser scanner is currently located.

예를 들어, 거실의 동일 높이에 360도 둘러가며 인공 표식, 즉 미러볼과 같은 인공 표식을 설치했다고 가정하자. 이러한 표식은 사람이 먼저 그 위치를 정확히 파악하기 위한 기준 좌표, 즉 지도와 같은 절대 좌표를 촬영한다. 이는 절대적인 기준이 될 수 있다. 반면, 거실에 로봇 마우스를 위치시키고, 로봇 마우스가 가야할 곳은 절대 좌표를 기준으로 X,Y 좌표상에서 (3.0)인 지점이라고 가정하자. 현재 로봇 마우스는 GPS 등을 통해 자신의 위치를 확인받지 않는 한, 자신이 현재 위치하고 있는 위치와 이동한 위치를 이용하여 원래 있던 지점을 기준으로 이동한 거리, 즉 상대 좌표밖에는 인지할 수 없다. 로봇 마우스는 (3.0)으로 가기 위해서, 360도 둘러가며 레이저 스캔을 실시한다. 현재 위치에서 촬영된 영상에 대응하는 상대 좌표는 절대 좌표와 일치할 수도 있지만 일치할 확률은 극히 낮다. 따라서, 절대 좌표를 기준으로 상대 좌표의 원점을 일치시키고, 상대 좌표를 원점을 기준으로 1 도씩 회전시켜가며 매칭율이 가장 높은 점을 찾아야 한다. 이러한 원리를 이용하기 위해 본 발명에서는 상대 좌표와 절대 좌표를 정의한다.For example, suppose you installed an artificial marker, such as a mirror ball, around 360 degrees around the same height of your living room. These markers first photograph the reference coordinates, ie, absolute coordinates, such as a map, for a person to pinpoint their location. This can be an absolute criterion. On the other hand, suppose that the robot mouse is placed in the living room, and the place where the robot mouse should go is (3.0) on the X and Y coordinates based on the absolute coordinates. Currently, the robot mouse can recognize only the distance, that is, relative coordinates, based on the current location using the current location and the moved location unless the location of the robot mouse is confirmed through GPS. The robot mouse performs a laser scan around 360 degrees to go to (3.0). Relative coordinates corresponding to images captured at the current location may coincide with absolute coordinates, but the probability of matching is extremely low. Therefore, it is necessary to match the origin of the relative coordinates with respect to the absolute coordinates, rotate the relative coordinates by 1 degree with respect to the origin, and find the point with the highest matching rate. In order to use this principle, the present invention defines relative and absolute coordinates.

메모리(50)는 인공 표식이 스캔된 직교 좌표계인 절대 좌표가 저장되는 곳일 수 있다.The memory 50 may be a place where absolute coordinates, which are Cartesian coordinates, in which artificial marks are scanned, are stored.

매칭부(70)는 상대 좌표를 0도에서 359도까지 일정 각도 단위로 회전시키면서 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수 및 상기 일정 거리 이하에서의 거리의 합을 측정하고, 측정된 개수가 최대인 각도의 위치의 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정한다. 여기서, 측정된 개수가 동일할 경우, 동일한 개수를 가지는 상기 POI 거리의 합이 최소인 지점의 위치에서 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정할 수 있다. 또한, 매칭부는 0 도에서 359도까지 회전시킬 때, 절대 좌표의 원점을 기준으로 상대 좌표의 원점을 매칭시켜 회전시킬 수도 있다. 또는, 0 도에서 359도까지 회전시킬 때, 절대 좌표의 적어도 하나의 인공 표식 중 하나를 기준으로 상대 좌표의 원점을 매칭시켜 회전시킬 수 있다. 또한, 0 도에서 359도까지 회전되지 않는 경우, 인공 표식이 매칭되지 않은 것으로 판단하고, 회전이 완료될 때까지 계속적으로 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수 및 일정 거리 이하에서의 거리의 합을 메모리(50)에 저장할 수 있다. 또한, 매칭부(60)는 0도에서 359도까지 회전이 완료되는 경우, POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수가 적어도 하나 이상 산출되는 경우, POI의 거리의 합을 계산하고, POI 거리의 합이 최소인 각도를 선택하여 최대의 각도의 위치로 설정할 수 있다. 매칭부(60)는 측정된 개수가 최대인 각도의 위치의 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정할 때, 평균을 정규분포 함수로 대체하여 연산할 수 있다. 또한, POI간 오차율이 가장 낮은 지점을 찾아 자신의 위치를 파악하기 위하여 구비될 수 있다.The matching unit 70 rotates the relative coordinates from 0 degrees to 359 degrees in units of an angle, and measures the sum of the number of distances of the POI equal to or less than a certain distance and the distance from the predetermined distance or less, and the measured number is maximum. Set the position of the x, y axis average of the position of the angle to the current position. Here, when the measured number is the same, the position of the x and y-axis averages may be set as the current position at the position of the point where the sum of the POI distances having the same number is the minimum. Also, when the matching unit rotates from 0 degrees to 359 degrees, the matching unit may rotate by matching the origin of the relative coordinate with respect to the origin of the absolute coordinate. Alternatively, when rotating from 0 degrees to 359 degrees, it is possible to rotate by matching the origin of the relative coordinates based on one of the at least one artificial marker of the absolute coordinates. In addition, if the rotation is not rotated from 0 degrees to 359 degrees, it is determined that the artificial marker is not matched, and until the rotation is completed, the distance of POI is continuously added to the sum of the number of distances below a certain distance and the distance below a certain distance. It may be stored in the memory 50. In addition, when the rotation is completed from 0 degrees to 359 degrees, the matching unit 60 calculates the sum of the distances of the POIs when the distance of the POIs is calculated at least one of a number less than or equal to a predetermined distance, and the sum of the POI distances. This minimum angle can be selected and set to the position of the maximum angle. When the matching unit 60 sets the positions of the x and y axis averages of the positions of the maximum measured number as the current position, the matching unit 60 may replace the average with a normal distribution function. In addition, it may be provided to find the point where the error rate between the POI is the lowest to determine its position.

여기서, 일정 각도는 0.01도 내지 90도일 수 있으며, 바람직하게는, 0.1도 내지 1도일 수 있다.
Here, the predetermined angle may be 0.01 degrees to 90 degrees, and preferably, 0.1 degrees to 1 degree.

이러한 구성으로 그 동작을 설명한다.
This operation will be described with this configuration.

우선, 인공 표식의 위치 정보를 촬영, 스캔, 측정 중 어느 하나를 실시하여 지도와 같은 절대 좌표를 생성하고, 이러한 절대 좌표를 레이저 스캐너와 같은 스캔부(10)를 부착한 이동체의 메모리(50)에 저장한다.First, the absolute information such as a map is generated by taking any one of photographing, scanning, and measuring the position information of the artificial marker, and the memory 50 of the moving object attached to the scanning unit 10 such as a laser scanner. Store in

해당 이동체는 자신이 위치하고 있는 위치를 파악하기 위해, 스캔부(10)를 중심으로, 0 도에서 359도까지(즉 1 바퀴 360도) 회전하며 헤더 각도에 따라 계측된 인공 표식들을 극 좌표계로 상대 좌표를 표현한다.The moving object rotates from 0 degrees to 359 degrees (ie one wheel 360 degrees) around the scanning unit 10 to determine the position where it is located, and the artificial markers measured according to the header angle are relative to the polar coordinate system. Express coordinates.

절대 좌표와의 매칭을 위해 극 좌표계로 표현된 상대 좌표를 직교 좌표계로 변환한다. 여기서, 극 좌표(Polar Coordinates)는 평면상의 점을 원점으로부터 거리 r과 시작선과의 이루는 각 θ로 나타내는 방법이고, 직교 좌표(Orthogonal Coordinate)는 평면상에서 직교하는 2 직선의 만난점을 원점으로 하여 평면상의 점을 (x, y) 등으로 나타낸 실수의 좌표를 일컫는다. 절대 좌표는 직교 좌표일 수 있으므로, 이와의 매칭을 위해서는 3 차원의 공간에서 3 차원으로 표현된 상대 좌표를 평면상으로 표현하는 2 차원으로 변환하는 것이다.Relative coordinates in polar coordinates are converted to Cartesian coordinates for matching with absolute coordinates. Here, Polar Coordinates is a method of representing a point on a plane as an angle θ between the origin r and a distance r, and Orthogonal Coordinate is a plane based on a meeting point of two straight lines perpendicular to the plane. Refers to the real coordinates represented by (x, y), etc., on the point of the phase. Since absolute coordinates may be Cartesian coordinates, in order to match them, the relative coordinates expressed in three dimensions in a three-dimensional space are converted into two dimensions represented in a plane.

도 4를 참조하여 설명하면, 레이저 스캐너는 360도로 회전하면서 계측된 인공표식의 거리와 각도를 측정하기 때문에, 인공표식들의 각도와 거리는 레이저 스캐너의 위치를 원점으로 극 좌표계 형태로 계측된다. 인공 표식은 작업 공간에 미리 설치하고, 이러한 인공 표식의 위치는 미리 메모리(50)에 저장된다. 이러한 레이저 스캐너와 같은 스캔부(60)에 의해 계측한 인공 표식을, 미리 알고 있는 인공 표식의 실제 위치와의 매칭을 통해 위치를 계산하기 위해서이다. 따라서, 매칭을 위해 극 좌표계를 직교 좌표계로 변환해야 한다. 도 4는 직교 좌표계로 변환된 인공 표식의 실제 위치(절대 좌표에서의 인공 표식: Real Reflector)와 계측된 인공 표식의 위치(상대 좌표에서의 인공 표식: Mea Reflector)를 보여주는 실시예이다.Referring to FIG. 4, since the laser scanner measures the distance and angle of the measured artificial mark while rotating by 360 degrees, the angle and distance of the artificial markers are measured in the form of a polar coordinate system based on the position of the laser scanner. Artificial markers are pre-installed in the work space, and the locations of these artificial markers are stored in memory 50 in advance. This is for calculating the position by matching the artificial mark measured by the scanning unit 60 such as a laser scanner with the actual position of the artificial mark known in advance. Therefore, the polar coordinate system must be converted to a Cartesian coordinate system for matching. 4 is an embodiment showing the actual position of the artificial marker (real reflector in absolute coordinates) and the measured position of the artificial marker (artificial marker in relative coordinates: Mea Reflector) converted to the Cartesian coordinate system.

POI 생성부(30)는 절대 좌표를 원점으로 하여 상대 좌표의 원점을 맞추고, POI를 생성하게 된다. 도 5를 참조하여 설명하면, 계측된 인공 표식의 위치를 직교 좌표계로 표현하고, 모든 실제 배치된 인공 표식의 위치, 즉 절대 좌표의 위치를 원점으로 평행 이동하여 POI를 생성한다.The POI generation unit 30 generates the POI by matching the origin of the relative coordinate with the absolute coordinate as the origin. Referring to FIG. 5, the positions of the measured artificial marks are expressed in a Cartesian coordinate system, and POIs are generated by moving all the positions of the artificial marks, that is, the absolute coordinates, in parallel to the origin.

이때, 매칭부(70)는 상대 좌표의 인공 표식을 0도에서 359도까지 1 도씩 회전하면서 일정 거리 내, 예를 들면 180mm 내지 250mm 안의 거리에 배치된 POI의 개수와 거리의 합을 저장한다. 1 회 회전하게 되면 총 측정한 POI의 개 수와 거리의 합은 360개가 된다. 1 회 모두 회전한 후, 매칭부(70)는 POI 개수가 최대인 각도에서 180mm 내지 250mm 내에 있는 POI의 위치를 추출한다.At this time, the matching unit 70 stores the sum of the number and the distance of the POI disposed at a distance within a predetermined distance, for example, within 180mm to 250mm while rotating the artificial mark of the relative coordinates by 1 degree from 0 degree to 359 degree. For each rotation, the total number of measured POIs and distances is 360. After rotating once, the matching unit 70 extracts the position of the POI within 180mm to 250mm at the angle of the maximum number of POIs.

도 6을 참조하면, POI의 위치는 평균 및 정규분포 함수 등을 이용하여 위치를 찾을 수 있다. 이때, 최대 POI 개수가 같을 경우에는 POI의 거리간의 합을 비교하여 합이 최저인 각도를 찾고, 위치를 찾을 수 있다. 즉, 측정된 개수가 최대인 각도의 위치에서 X,Y축의 평균을 이용하여 위치를 측정할 수 있고, 최대 개수가 같은 경우, 거리의 합이 최소인 지점의 X,Y축 평균을 이용하여 위치를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 6, the location of the POI may be found by using an average and a normal distribution function. In this case, when the maximum number of POIs is the same, the sum of distances of POIs may be compared to find an angle at which the sum is lowest, and the position may be found. That is, the position can be measured using the average of the X and Y axes at the position where the measured number is the maximum. If the maximum number is the same, the position is determined using the average of the X and Y axes at the point where the sum of distances is the minimum. Can be measured.

본 발명의 실시예에 따르면, 360도 회전하면서 인공 표식의 위치를 측정하는 레이저 스캔을 이용하여 위치를 측정할 수 있고, 기존의 고가의 레이저 네비게이션을 대체하여 사용할 수 있으며, 복도 등과 같은 환경에서 적합하게 사용가능하고, 인공표식을 스캔하여 매칭을 통해 위치를 측정하므로, 자율적으로 이동이 가능하다. 따라서, 실내에서 사용되는 무인 운반차, 안내용 로봇 등의 위치측정기술로 적용할 경우, 높은 성능 및 안전성을 가질 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the position can be measured by using a laser scan to measure the position of the artificial marker while rotating 360 degrees, can be used to replace the existing expensive laser navigation, it is suitable in the environment, such as corridor It can be used, and since the position is measured by matching the artificial marker scan, it is possible to move autonomously. Therefore, when applied to a positioning technology such as an unmanned transport vehicle, a guide robot used indoors, it can have a high performance and safety.

도 3은 본 발명에 따른 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 우선, 메모리에 인공표식의 절대 좌표를 미리 입력하면서 시작된다(S10).3 is a flowchart illustrating a position measuring method using a laser scanner and artificial marker matching according to the present invention. First, it starts while inputting the absolute coordinates of the artificial marker in advance in the memory (S10).

그리고 나서, 레이저 스캔과 같은 스캔부를 360도 회전하며 인공 표식을 측정하여 상대 좌표로 저장하고(S20), 극 좌표계로 촬영된 상대 좌표를 직교 좌표계로 변환하며(S30), POI 생성부에서 절대 좌표의 원점을 기준으로 POI를 생성하고, 상대 좌표를 일정 각도 단위로 회전시켜 POI 간 거리를 측정한다(S50).Then, the scanning unit such as a laser scan is rotated 360 degrees and the artificial marker is measured and stored as relative coordinates (S20), the relative coordinates photographed with the polar coordinate system are converted into a rectangular coordinate system (S30), and the absolute coordinates in the POI generation unit. POI is generated based on the origin of and the relative coordinates are rotated by an angle unit to measure the distance between the POIs (S50).

일정 각도 단위마다, 일정 거리 이하의 POI 개수를 저장하고, POI의 거리의 합을 저장한다(S60). POI가 일정 각도 단위로 하여 1 바퀴(360도)를 모두 돌아가며 저장했는지를 확인하고(S70), POI 개수가 최대인 각도에서의 POI의 평균 위치를 산출한다(S80). 이 단계(S80)에서, 개수가 동일할 때에는, POI 간 거리의 합이 가장 적은 것, 즉 최소합의 각도를 선택하여 X,Y축의 평균을 이용하여 위치를 측정할 수 있다. 본 실시예에서 설명하지는 않았지만, 상기에서 설명한 부분은 중복이므로 생략하기로 한다. 하지만, 중복된 부분이 방법으로 이루어질 수 있음은 자명하다 할 것이다.
For each angular unit, the number of POIs below a certain distance is stored and the sum of the distances of the POIs is stored (S60). It is checked whether the POI is stored all by one rotation (360 degrees) in a predetermined angle unit (S70), and the average position of the POI at the angle at which the maximum number of POIs is maximum is calculated (S80). In this step (S80), when the number is the same, the smallest sum of the distances between the POIs, that is, the angle of the smallest sum can be selected to measure the position using the average of the X and Y axes. Although not described in this embodiment, the above-described parts are redundant and will be omitted. However, it will be apparent that the overlapped parts can be made in a manner.

본 발명의 개시된 기술은 레이저 스캐너를 360도 회전시켜 인공표식을 계측하고, 실제 인공표식이 위치된 절대 좌표와 매칭을 시키되, 절대 좌표와 상대 좌표를 매칭하기 위해 360도 회전하며 오차 거리가 최소인 점을 찾아내도록 구성되고, 절대 좌표와 상대 좌표를 매칭하기 위해, 절대 좌표의 위치를 원점으로 평행이동시켜 POI(Point Of Interest)를 생성하고, 360도 회전하면서 오차 거리가 일정 거리 이하에 배치된 POI의 개수 및 거리의 합을 저장하며, POI 개수가 최대인 각도를 선택함으로써, 현재 위치를 최소 오차율로 찾아낼 수 있고, 실제 배치된 인공 표식의 좌표인 절대 좌표를 이용하고, 360도 회전인 1회전으로 스캔한 영상을 상대 좌표로 하며, 이미 획득된 좌표를 회전시켜가며 매칭점을 찾기 때문에, 영상을 다수 획득하지 않고서라도 획득된 영상의 상대 좌표를 절대 좌표에 근접하게 매칭하는데 드는 연산 및 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
The disclosed technology of the present invention is to rotate the laser scanner 360 degrees to measure the artificial marker, and to match the absolute coordinate where the actual artificial marker is located, but to rotate the 360 degrees to match the absolute coordinate and relative coordinates and the minimum error distance It is configured to find a point, and in order to match the absolute coordinates and relative coordinates, to translate the position of the absolute coordinates to the origin to generate a point of interest (PoI), and rotated 360 degrees, the error distance is located below a certain distance By storing the sum of the number of POIs and the distance, and selecting the angle with the maximum number of POIs, the current position can be found with the minimum error rate, using absolute coordinates, which are the coordinates of the artificial markers actually placed, and rotating 360 degrees. Since the image scanned in one rotation is used as the relative coordinate, and the matching point is found by rotating the already acquired coordinates, it is possible to obtain the image even without obtaining a large number of images. The computation and cost of matching relative coordinates to absolute coordinates can be dramatically reduced.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.The present invention is not necessarily limited to these embodiments, as all the constituent elements constituting the embodiment of the present invention are described as being combined or operated in one operation. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer-readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined in the Detailed Description. Terms used generally, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이며, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

1: 시각신경 회로장치를 이용한 객체 탐색 시스템
10: 변환부 30: 기준치 적용부
50: 가중치 적용부 90: 탐지부
1: Object Searching System Using Visual Neural Circuitry
10: conversion unit 30: reference value applying unit
50: weighting unit 90: detection unit

Claims (10)

레이저 스캐너와 인공표식의 매칭을 이용하여 위치를 측정하는 위치측정장치에 있어서,
360도 회전하며 수직 또는 수평 방향에 배치된 인공 표식을 스캔하는 스캔부;
상기 인공 표식이 스캔된 직교 좌표계인 절대 좌표가 저장된 메모리;
상기 인공 표식을 스캔한 극 좌표계의 상대 좌표를 직교 좌표계로 변환하고, 상기 인공 표식이 실제 위치를 원점으로 하여 POI(Point Of Interest)를 생성하는 POI 생성부;
상기 상대 좌표를 0도에서 359도까지 일정 각도 단위로 회전시키면서 상기 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수 및 상기 일정 거리 이하에서의 거리의 합을 측정하고, 상기 측정된 개수가 최대인 각도의 위치의 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정하는 매칭부;
를 포함하는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치.
In the position measuring device for measuring the position by matching the laser scanner and artificial marker,
A scan unit which rotates 360 degrees and scans an artificial mark disposed in a vertical or horizontal direction;
A memory in which absolute coordinates, the rectangular coordinates of which the artificial indicia is scanned, are stored;
A POI generation unit for converting the relative coordinates of the polar coordinate system scanned by the artificial marker into a rectangular coordinate system, and generating a point of interest (POI) using the artificial marker as an origin;
Rotation of the relative coordinates from 0 degrees to 359 degrees in units of a certain angle while measuring the sum of the number of distances of the POI equal to or less than a certain distance and the distance from the predetermined distance or less, and the position of the angle at which the measured number is maximum A matching unit for setting the position of the x, y-axis average of the current position;
Position measuring device using a laser scanner and artificial marker matching including.
제 1 항에 있어서,
상기 매칭부는 상기 측정된 개수가 동일할 경우, 상기 동일한 개수를 가지는 상기 POI 거리의 합이 최소인 지점의 위치에서 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정하고, 상기 일정 거리는 180mm 내지 250mm 인 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치.
The method of claim 1,
When the measured number is the same, the matching unit sets the position of the x- and y-axis averages to the current position at a position where the sum of the POI distances having the same number is the minimum, and the predetermined distance is 180 mm to 250 mm. Position measuring device using a laser scanner and artificial marker matching, characterized in that.
제 1 항에 있어서,
상기 매칭부는 0 도에서 359도까지 회전시킬 때, 상기 절대 좌표의 원점을 기준으로 상기 상대 좌표의 원점을 매칭시켜 회전시키거나 또는, 상기 절대 좌표의 적어도 하나의 인공 표식 중 하나를 기준으로 상기 상대 좌표의 원점을 매칭시켜 회전시키고,
0 도에서 359도까지 회전되지 않는 경우, 상기 인공 표식이 매칭되지 않은 것으로 판단하고, 상기 회전이 완료될 때까지 계속적으로 상기 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수 및 상기 일정 거리 이하에서의 거리의 합을 상기 메모리에 저장하고,
0도에서 359도까지 회전이 완료되는 경우, 상기 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수가 적어도 하나 이상 산출되는 경우, 상기 POI의 거리의 합을 계산하고, 상기 POI 거리의 합이 최소인 각도를 선택하여 상기 최대의 각도의 위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치.
The method of claim 1,
When the matching unit rotates from 0 degrees to 359 degrees, the matching unit rotates by matching the origin of the relative coordinates with respect to the origin of the absolute coordinates, or the relative to one of at least one artificial marker of the absolute coordinates. Rotate by matching the origin of the coordinates,
If it is not rotated from 0 degrees to 359 degrees, it is determined that the artificial marker is not matched, and continuously the distance of the POI is equal to or less than a certain distance and the distance from the predetermined distance until the rotation is completed. Store the sum in the memory,
When the rotation is completed from 0 degrees to 359 degrees, if the distance of the POI is calculated at least one number less than a certain distance, the sum of the distance of the POI is calculated, and the angle at which the sum of the POI distance is the minimum Positioning device using a laser scanner and artificial marker matching, characterized in that for selecting and setting the position of the maximum angle.
제 1 항에 있어서,
상기 매칭부는 상기 측정된 개수가 최대인 각도의 위치의 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정할때, 상기 평균을 정규분포 함수로 대체하여 연산가능한 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치.
The method of claim 1,
When the matching unit sets the position of the x, y-axis average of the position of the angle of the maximum measured number as the current position, it is possible to calculate the artificial marker matching with the laser scanner, by replacing the average with a normal distribution function Position measuring device used.
제 1 항에 있어서,
상기 인공 표식은 반사체이고, 상기 일정 각도는 0.01도 내지 90도 또는 0.1도 내지 1도인 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정장치.
The method of claim 1,
Wherein the artificial marker is a reflector, the predetermined angle is a laser scanner and a position measurement device using artificial marker matching, characterized in that from 0.1 to 1 degree.
레이저 스캐너와 인공표식의 매칭을 이용하여 위치를 측정하는 위치측정장치에 있어서,
실내 또는 실외에 위치한 인공 표식이 직교 좌표계로 스캔되어 상기 인공 표식의 지도의 형식으로 메모리에 절대 좌표가 저장되는 제 1 단계;
스캔부에 의해 수직 또는 수평방향으로 360도 회전하며 상기 실내 또는 실외에 위치한 인공 표식을 스캔하여 상대 좌표로 저장하는 제 2 단계;
상기 인공 표식을 스캔한 극 좌표계의 상기 상대 좌표를 직교 좌표계로 변환하고, 상기 인공 표식이 실제 위치를 원점으로 하여 POI(Point Of Interest)를 생성하는 제 3 단계;
상기 상대 좌표를 0도에서 359도까지 일정 각도 단위로 회전시키면서 상기 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수 및 상기 일정 거리 이하에서의 거리의 합을 측정하고, 상기 측정된 개수가 최대인 각도의 위치의 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정하는 제 4 단계;
를 포함하는 레이저 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정방법.
In the position measuring device for measuring the position by matching the laser scanner and artificial marker,
A first step in which an artificial mark located indoors or outdoors is scanned with a Cartesian coordinate system so that absolute coordinates are stored in a memory in the form of a map of the artificial mark;
A second step of scanning the artificial mark located indoors or outdoors by rotating the camera 360 degrees in the vertical or horizontal direction by the scanning unit and storing the coordinates in relative coordinates;
A third step of converting the relative coordinates of the polar coordinate system from which the artificial marker is scanned into a rectangular coordinate system, and generating the point of interest (POI) using the artificial marker as the origin;
Rotation of the relative coordinates from 0 degrees to 359 degrees in units of a certain angle while measuring the sum of the number of distances of the POI equal to or less than a certain distance and the distance from the predetermined distance or less, and the position of the angle at which the measured number is maximum A fourth step of setting the position of the x, y-axis average of the current position;
Position measuring method using a laser scanner and artificial marker matching comprising a.
제 6 항에 있어서,
상기 제 4 단계는
상기 측정된 개수가 동일할 경우, 상기 동일한 개수를 가지는 상기 POI 거리의 합이 최소인 지점의 위치에서 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정하는 단계를 포함하고,
상기 일정 거리는 180mm 내지 250mm 인 것을 특징으로 하는 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정방법.
The method according to claim 6,
The fourth step is
If the measured number is the same, setting the position of the x, y-axis average at the position of the point where the sum of the POI distance having the same number is the minimum as the current position,
The predetermined distance is a position measuring method using a scanner and artificial marker matching, characterized in that 180mm to 250mm.
제 6 항에 있어서,
상기 제 4 단계는
상기 0 도에서 359도까지 회전시킬 때, 상기 절대 좌표의 원점을 기준으로 상기 상대 좌표의 원점을 매칭시켜 회전시키거나,
또는, 상기 절대 좌표의 적어도 하나의 인공 표식 중 하나를 기준으로 상기 상대 좌표의 원점을 매칭시켜 회전시키고,
0 도에서 359도까지 회전되지 않는 경우, 상기 인공 표식이 매칭되지 않은 것으로 판단하고, 상기 회전이 완료될 때까지 계속적으로 상기 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수 및 상기 일정 거리 이하에서의 거리의 합을 상기 메모리에 저장하고,
상기 0도에서 359도까지 회전이 완료되는 경우, 상기 POI의 거리가 일정 거리 이하의 개수가 적어도 하나 이상 산출되는 경우, 상기 POI의 거리의 합을 계산하고, 상기 POI 거리의 합이 최소인 각도를 선택하여 상기 최대의 각도의 위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정방법.
The method according to claim 6,
The fourth step is
When rotating from 0 degrees to 359 degrees, by matching the origin of the relative coordinates relative to the origin of the absolute coordinates, or rotates
Or by matching the origin of the relative coordinates with respect to one of the at least one artificial marker of the absolute coordinates and rotating them,
If it is not rotated from 0 degrees to 359 degrees, it is determined that the artificial marker is not matched, and continuously the distance of the POI is equal to or less than a certain distance and the distance from the predetermined distance until the rotation is completed. Store the sum in the memory,
When the rotation is completed from 0 degrees to 359 degrees, when the distance of the POI is calculated at least one number less than a certain distance, the sum of the distance of the POI is calculated, the angle of which the sum of the POI distance is the minimum Selecting and setting the position of the maximum angle to the position measuring method using a scanner and artificial marker matching, characterized in that.
제 6 항에 있어서,
상기 제 4 단계는
상기 측정된 개수가 최대인 각도의 위치의 x, y축 평균의 위치를 현재 위치로 설정할 때, 상기 평균을 정규분포 함수로 대체하여 연산가능한 것을 특징으로 하는 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정방법.
The method according to claim 6,
The fourth step is
When the position of the x, y-axis average of the position of the angle of the maximum measured number is set to the current position, it is possible to calculate by replacing the average with a normal distribution function, the position measuring method using a scanner and artificial marker matching .
제 6 항에 있어서,
상기 일정 각도는 0.1도 내지 1도인 것을 특징으로 하는 스캐너와 인공표식 매칭을 이용한 위치측정방법.
The method according to claim 6,
The predetermined angle is a position measuring method using a scanner and artificial marker matching, characterized in that 0.1 degree to 1 degree.
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