KR101326618B1 - 이동체의 위치 인식 방법 및 장치와 그 위치 인식 시스템 및 위치 인식 식별기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 카메라와 각 이동체(이동 로봇)에 장착된 광원 표식을 이용하여 특정 공간을 이동하는 이동 로봇의 위치를 실시간으로 고정밀하게 인식하는 데 적합한 이동체의 위치 인식 기법에 관한 것으로, 로봇 스스로가 자신의 위치를 인식하거나 혹은 광원 표식(IR LED)과 광학 필터를 사용하는 종래 방식과는 달리, 각 이동체(또는 이동 로봇)에 광원 표식을 장착하고, 카메라를 통해 공간 내의 공간 영상을 획득하며, 이 공간 영상을 분석하여 검출한 하나 또는 다수의 광원 표식에 대한 공간 좌표를 산출하고, 산출된 공간 좌표의 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하며, 생성된 표식 궤적과 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 공간 내 이동체 자신의 위치를 인식함으로써, 외부 센서로부터의 잘못된 위치정보를 걸러낼 수 있을 뿐만 아니라 자신의 위치 정보만을 고정밀하게 인식(식별)할 수 있으며, 멀티 이동체의 위치 인식을 위해, 종래 방식에서와 같이, 서로 다른 형태의 로봇을 사용하거나 서로 다른 형태의 표식을 부착할 필요 없이, 간단한 광원표식(IR LED)만을 사용해서 손쉽고 저렴하게 위치 인식 시스템을 구축할 수 있다.

Description

이동체의 위치 인식 방법 및 장치와 그 위치 인식 시스템 및 위치 인식 식별기{POSITION DETECTING METHOD AND APPARATUS OF MOBILE OBJECT, POSITION DETECTING SYSTEM AND POSITION DETECTING DISCRIMINATOR THEREOF}

본 발명은 이동체(mobile object)의 위치를 인식하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라와 각 이동 로봇에 장착된 광원 표식을 이용하여 특정 공간을 이동하는 이동 로봇의 위치를 실시간으로 고정밀하게 인식하는 데 적합한 이동체의 위치 인식 방법 및 장치와 그 위치 인식 시스템 및 위치 인식 식별기에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 자율 주행(이동)을 하는 이동 로봇 등과 같은 이동체의 위치를 파악하는 방법으로서는, 이동체 스스로가 자신의 위치를 인식하도록 하는 방식 혹은 외부에서 이동체를 검출하여 그 위치를 파악하도록 하는 방식 등이 있다.

먼저, 이동체(이동 로봇) 스스로가 자신의 위치를 인식하는 방식으로는 이동 체에 카메라를 설치하여 영상 인식을 통해 위치를 파악하는 방법이 있지만, 현재의 영상 인식 기술수준으로는 안정성을 기대하기 힘들다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 대체수단으로서, 예컨대 벽이나 천장 등에 특정 표식을 부착하거나 바닥에 바코드를 부착하는 방법들이 있는 데, 특히 선행특허1(특허등록번호 0669250) "인공표식 기반의 실시간 위치산출 시스템 및 방법"에서는 천장에 IR LED를 부착하여 조명 변화에 관계없이 안정적인 위치인식이 가능하도록 하는 방법이 제안된 바 있다.

한편, 외부에서 이동체의 위치를 인식하는 방식의 경우는 벽이나 천장에 카메라를 설치한 방법이 주로 사용되며, 이러한 방식은 설치 부담이 비교적 적다는 장점을 갖는데, 선행특허2(특허등록번호 0913165) "이동체의 위치 검출 장치 및 방법"에서는 IR LED를 로봇에 부착하고 카메라에는 IR만을 투과시키는 광학 필터를 사용함으로써 로봇의 검출 문제를 매우 단순화시키는 방법이 제안된 바 있다.

이러한 선행특허2에서와 같이, 광원 표식(IR LED)과 광학 필터를 사용하는 방법은 조명 조건 등에 관계없이 표식을 안정적으로 검출할 수 있기 때문에 위치인식뿐만 아니라 모션 캡쳐 등 다양한 응용에 폭넓게 활용될 수 있다.

다른 한편, 한대의 로봇만이 운용되는 환경에서는 IR LED - 광학 필터 방법을 통해 성공적으로 로봇의 위치를 실시간 추적할 수 있다.

그러나, 동일한 공간에서 여러 대의 로봇이 동시에 운영되는 상황이라면 각 로봇간의 구분 문제, 즉 원격 카메라에서 검출된 각 광학 표식을 서로 구분할 수 있어야 하는데, 이를 해결하기 위한 한가지 방법은 각 광학 표식을 서로 다른 형태 로 디자인하는 것이다.

즉, 하나의 LED를 표식으로 사용하는 대신에 여러 개의 LED들을 사용하여 표식을 구성하되 서로 구분되는 패턴을 갖도록 LED들을 배치하는 방식으로 이러한 문제를 해결하고 있다.

그러나, 선행특허1에서와 같이 로봇 스스로가 자신의 위치를 인식하는 종래 방식은 로봇을 위해 추가적으로 표식이나 바코드 등을 환경 내에 설치해야만 하는 설치상의 어려움이 수반될 뿐만 아니라 사람들의 심리적 거부감이 야기된다는 문제점이 있다.

또한, 선행특허2에서와 같이, 광원 표식(IR LED)과 광학 필터를 사용하는 종래 방식은 다음과 같은 문제점을 갖는다.

첫째, 여러 개의 LED들이 기하학적 패턴을 갖도록 배치해야 하기 때문에 표식 자체의 크기가 상대적으로 너무 커져 로봇에 부착하기 어렵고 또한 로봇의 외형을 디자인할 때 많은 제약을 받는다.

둘째, 여러 패턴으로 표식들을 제작해야 하기 때문에 제작이 어렵고 비용이 증가한다.

셋째, 원격 카메라에서 각 표식을 서로 구분하기 위해서는 영상에서 충분한 해상도 확보를 위해 로봇들이 비교적 근거리에 있어야 한다는 제약이 생기고(즉, 위치인식 범위가 작아짐), 또한 고해상도의 고가 카메라를 필요로 하게 된다.

넷째, 여러 LED들을 켜기 위해 전력 소모가 증가하는데, 이것은 대부분의 이동 로봇이 내장 배터리로 동작한다는 점을 고려할 때, 과다한 전력 소모의 문제가 야기된다.

다섯째, 카메라 영상에서 IR 표식과 유사한 형태의 패턴이 검출될 경우, 잘못된 표식 검출로 인한 위치 오인식 가능성이 증가하게 되는 문제가 있다.

예컨대, 전시회장 등에서는 통상적으로 강한 조명을 사용하는데 조명이 바닥에 있는 물체들에 반사되어 카메라 영상에서 검출되는 경우(예컨대, 간이의자 다리와 같이 쇠로 된 표면)나 창문 등을 통해 들어온 태양광이 바닥이나 물체에 반사되어 검출되는 경우에는 광학 필터를 사용하더라도 영상에 잡히기 때문에 IR 표식과 구분이 힘들어지는 문제가 있다.

다시 말해, 광학 표식과 광학 필터를 갖는 원격 카메라를 사용하는 종래의 위치 인식 방법은 조명 변화 등에 관계없이 안정적으로 로봇을 검출하고 위치를 산출할 수 있지만 잘못된 위치 인식 가능성이 있으며, 이러한 점 등에 기인하여 여러 대의 로봇이 운용되는 환경에서는 적용이 힘들다는 문제가 있다.

본 발명은, 일 관점의 일 형태에 따라, 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 방법으로서, 카메라로 상기 공간을 촬영하여 얻은 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 위치하는 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 과정 과, 상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하는 과정과, 상기 산출된 공간 좌표의 위치 값을 상기 공간 내의 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 과정과, 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하는 과정과, 상기 생성된 표식 궤적과 해당 이동체의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 공간 내 자신의 위치를 인식하는 과정을 포함하는 이동체의 위치 인식 방법을 제공한다.

본 발명은, 다른 관점의 일 형태에 따라, 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 장치로서, 카메라를 통해 촬영한 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 위치하는 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 표식 검출 블록과, 상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하고, 이 산출된 공간 좌표의 위치 값을 상기 공간 내의 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 위치 산출 블록과, 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하고, 이 생성된 표식 궤적과 해당 이동체의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 공간 내 자신의 위치를 인식하는 위치 식별 블록을 포함하는 이동체의 위치 인식 장치를 제공한다.

본 발명은, 일 관점의 다른 형태에 따라, 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 방법으로서, 카메라로 상기 공간을 촬영하여 얻은 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 위치하는 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 과정과, 상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하는 과정과, 상기 산출된 공간 좌표의 위치 값을 상기 공간 내의 하나 또는 다수의 이동 체로 전송하는 과정과, 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하는 과정과, 기 설정된 주기로 점멸하는 자신의 광원 표식이 오프된 상태일 때 수신된 위치 값을 포함하지 않는 표식 궤적을 대상 표식 궤적으로 선택하는 과정과, 상기 선택된 대상 표식 궤적과 해당 이동체의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 공간 내 자신의 위치를 인식하는 과정을 포함하는 이동체의 위치 인식 방법을 제공한다.

본 발명은, 다른 관점의 다른 형태에 따라, 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 장치로서, 카메라를 통해 촬영한 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 위치하는 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 표식 검출 블록과, 상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하고, 이 산출된 공간 좌표의 위치 값을 상기 공간 내의 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 위치 산출 블록과, 이동체에 장착된 광원 표식의 기 설정된 일정 주기로 점멸 제어하는 점열 제어 블록과, 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하고, 상기 점멸 제어 블록으로부터 제공되는 점멸 주기 중 광원 오프 상태일 때 수신된 위치 값을 포함하지 않는 표식 궤적을 대상 표식 궤적으로 선택하며, 이 선택된 대상 표식 궤적과 해당 이동체의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 공간 내 자신의 위치를 인식하는 위치 식별 블록을 포함하는 이동체의 위치 인식 장치를 제공한다.

본 발명은, 일 관점의 또 다른 형태에 따라, 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 방법으로서, 카메라로 상기 공간을 촬영하여 얻은 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 위치하는 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 과정과, 상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하는 과정과, 상기 산출된 공간 좌표의 위치 값을 원격지의 위치 식별기로 전송하는 과정과, 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하는 과정과, 상기 공간 내의 하나 또는 다수의 이동체가 자신이 오도메트리 궤적을 상기 위치 식별기로 전송하는 과정과, 상기 위치 식별기가 상기 생성된 표식 궤적과 각 이동체의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 하나 또는 다수의 이동체의 위치 정보를 추출하여 상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 과정과, 수신되는 상기 추출된 위치 정보에 의거하여 상기 공간 내 자신의 위치를 인식하는 과정을 포함하는 이동체의 위치 인식 방법을 제공한다.

본 발명은, 다른 관점의 또 다른 형태에 따라, 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 시스템으로서, 카메라를 통해 촬영한 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 위치하는 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 표식 검출 블록과, 상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하고, 그 산출된 공간 좌표의 위치 값을 원격지의 위치 식별기로 전송하는 위치 산출 블록과, 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하고, 생성된 표식 궤적과 상기 하나 또는 다수의 이동체로부터 수신받은 해당 이동체의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 하나 또는 다수의 이동체의 위치 정보를 추출하며, 이 추출된 위치 정보를 상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 상기 위치 식별기와, 자신의 오도메트리 궤적을 상기 위치 식별기로 전송하며, 수신되는 상기 추출된 위치 정보에 의거하여 상기 공간 내 자신의 위치를 인식하는 이동체를 포함하는 이동체의 위치 인식 시스템을 제공한다.

본 발명은, 일 관점의 또 다른 형태에 따라, 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 위치 식별기로서, 상기 공간을 촬영하여 획득한 공간 영상의 분석을 통해 검출되는 하나 또는 다수의 광원 표식이 수신될 때 그에 상응하는 공간 좌표를 산출하고, 이 산출된 공간 좌표의 위치 값을 상기 공간 내의 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 위치 산출 블록과, 상기 공간 좌표의 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하고, 생성된 표식 궤적과 하나 또는 다수의 이동체로부터 수신받은 해당 이동체의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 하나 또는 다수의 이동체의 위치 정보를 추출하며, 이 추출된 위치 정보를 상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 위치 식별 블록을 포함하는 이동체의 위치 인식 식별기를 제공한다.

본 발명은 외부로부터 제공받는 각 이동체의 위치 값에 의거하여 생성한 표식 궤적과 이동체 자신의 오도메트리 궤적의 비교 매칭을 통해 공간 내 자신의 위치를 인식함으로써, 외부 센서로부터의 잘못된 위치정보를 걸러낼 수 있을 뿐만 아니라 자신의 위치 정보만을 고정밀하게 인식(식별)할 수 있다.

또한, 본 발명은, 멀티 이동체의 위치 인식을 위해, 종래 방식에서와 같이 서로 다른 형태의 로봇을 사용하거나 서로 다른 형태의 표식을 부착할 필요 없이, 간단한 광원표식(IR LED)만을 사용해서 손쉽고 저렴하게 위치 인식 시스템을 구축할 수 있다.

본 발명의 기술요지는, 로봇 스스로가 자신의 위치를 인식하거나 혹은 광원 표식(IR LED)과 광학 필터를 사용하는 전술한 종래 방식과는 달리, 각 이동체(또는 이동 로봇)에 광원 표식을 장착하고, 카메라를 통해 공간 내의 공간 영상을 획득하며, 이 공간 영상을 분석하여 검출한 하나 또는 다수의 광원 표식에 대한 공간 좌표를 산출하고, 산출된 공간 좌표의 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하며, 생성된 표식 궤적과 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 공간 내 이동체 자신의 위치를 인식한다는 것으로, 본 발명은 이러한 기술적 수단을 통해 종래 방식에서의 문제점을 효과적으로 개선할 수 있다.

여기에서, 표식 궤적의 생성과 생성된 표식 궤적과 해당 이동체의 오도메트리 궤적과의 매칭은 해당 이동체에 장착된 위치 식별 모듈에서 실행하거나 혹은 원격지에 있는 위치 식별기에서 실행할 수 있다. 이때, 위치 식별기(또는 위치 인식 식별기)는, 예컨대 원격지에 위치하는 서버 혹은 PC 등이 될 수 있다.

또한, 본 발명은 각 이동체에 탑재된 광원 표식을 기 설정된 주기로 점멸시키는 방식을 통해 자신에 대한 위치 식별력이 증진되도록 할 수 있으며, 이때 광원 표식이 오프 상태로 있는 시간을 상대적으로 짧게 하는 것이 바람직하나, 그 오프 시간은 적어도 외부의 카메라에서의 영상 획득 주기보다는 길게 하는 것이 필요하 다. 또한, 각 이동체가 동시에 광원 표식을 오프시키는 경우를 최소화하기 위해서는 각 이동체의 표식 점멸 주기를 서로 다르게 설정하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.

[제 1 실시 예]

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 이동체의 위치 인식 장치의 블록구성도로서, 카메라(102), 위치 산출 모듈(104) 및 위치 식별 모듈(106) 등을 포함하며, 위치 산출 모듈(104)은 표식 검출 블록(1042)과 위치 산출 블록(1044) 등을 구비하고, 위치 식별 모듈(106)은 궤적 매칭 블록(1062)과 메모리 블록(1064) 등을 구비한다.

먼저, 본 발명에 따른 위치 인식을 실현하는 이동체는, 예컨대 이동 로봇인 것으로, 이러한 이동 로봇에는 광원 표식(예컨대, IR LED)이 장착되는데, 이러한 광원 표식은 하나 또는 다수의 LED로 구성될 수 있으며, 그 설치 위치는, 이동 로봇의 방향에 따라 광원 표식이 카메라 시야에 가려지지 않도록, 예컨대 이동 로봇의 머리 꼭대기 등이 바람직할 수 있다. 여기에서, 각 이동체에 장착되는 광원 표식은 동일한 형태 및 동일한 사양으로 제작될 수 있다.

도 1을 참조하면, 카메라(102)는, 예컨대 이동체(예컨대, 이동 로봇)가 이동(주행)하는 공간 내의 벽이나 천장 등에 고정 설치되는 것으로, 천장의 경우에는 카메라(102)의 시야가 다소 제한적이기 때문에 벽과 벽이 만나는 모서리 중에서 천장과 맞닿는 꼭지점 부분에 설치하는 것이 바람직하며, 방 형태의 공간인 경우에는 하나의 카메라 설치만으로 충분할 수 있지만, 넓은 사무실 등과 같은 공간인 경우에는 필요에 따라 여러 대의 카메라를 설치할 수도 있다.

이러한 카메라(102)는 가시광선 대역의 빛은 차단되고 적외선 대역의 빛만을 투과시키는 광학 필터(도시 생략)가 장착되며, 이러한 카메라(102)를 통해 획득되는 공간 영상 데이터(즉, 적어도 하나 이상의 이동체가 이동하는 공간을 촬영하여 얻은 공간 영상의 데이터)는 위치 산출 모듈(104) 내의 표식 검출 블록(1042)으로 전달된다. 여기에서, 카메라(102)는 기 설정된 일정 주기(공간 영상 획득 주기)로 공간 영상을 촬영하여 표식 검출 블록(1042)으로 제공한다.

다음에, 위치 산출 모듈(104) 내의 표식 검출 블록(1042)은 카메라(102)를 통해 획득된 공간 영상을 분석하여 광원 표식(하나 또는 다수의 광원 표식)을 검출하고, 이와 같이 검출된 광원 표식 정보는 위치 산출 블록(1044)으로 전달된다. 일 예로서, 공간 내에 광원 표식이 장착된 3개의 이동체가 존재한다고 가정할 때 3개의 광원 표식이 검출될 것이다.

그리고, 위치 산출 블록(1044)은 검출된 광원 표식의 영상 좌표와 도시 생략된 메모리에 기 저장되어 있는 카메라의 자세 정보(예컨대, 카메라의 설치 위치, 바닥에서의 카메라 위치까지의 높이, 카메라가 바라보는 방향 등)를 이용하여 검출된 각 광원 표식의 공간 좌표(x, y)를 산출한다.

여기에서, 영상 좌표라 함은 이미지 픽셀 좌표계에서의 위치로 통상적으로 이미지의 왼쪽 상단 모서리를 원점으로 하고 오른쪽 방향을 x축, 아래쪽 방향을 y축으로 하는 좌표계를 의미한다. 이에 반해, 공간 좌표는 물리적 단위(예컨대, 미터, 센티 등)를 사용하는 좌표계 상에서의 위치로 실제 이동체의 위치를 표현하는데 사용되는 좌표계를 의미한다. 이와 같이, 영상 좌표와 카메라 자세 정보로부터 공간 좌표를 도출하는 방법은, 이 기술분야에서 이미 널리 공지된 기술이므로, 여기에서의 상세 설명은 생략한다. 일 예로서, 전술한 선행특허1에도 위치(공간 좌표)를 산출하는 기법이 상세하게 기술되어 있다.

또한, 위치 산출 블록(1044)에서는 산출된 공간 좌표의 위치 값(위치 데이터)을 무선 송출하여 각 이동체(이동 로봇)에 장착된 위치 식별 모듈(106)로 전송(즉, 공간상에 존재하는 다수의 이동체로 브로드캐스팅)하는데, 이러한 무선 데이터 전송은, 예컨대 RF 통신, 블루투스 통신, 지그비 통신, 바이너리 CDMA 통신 등과 같은 근거리 통신 방식을 이용할 수 있다. 여기에서, 무선 송출되는 위치 데이터에는 카메라 영상을 획득한 시간 등과 같은 부가정보가 포함될 수 있는데, 이러 한 부가정보는 통신 딜레이를 보상하는데 활용될 수 있을 것이다.

즉, 본 실시 예에서는 공간 내에 존재하는 각 이동체의 구분없이 모든 이동체의 위치 값들만을 산출하여 각 이동체에 장착된 위치 식별 모듈로 무선 전송하며, 각 위치 값이 어떤 이동체에 해당하는지에 대한 판단은 각 이동체에 장착된 위치 식별 모듈에서 수행하게 되는데, 이에 대해서는 후에 상세하게 기술될 것이다.

한편, 위치 식별 모듈(106)은, 예컨대 이동 로봇 등과 같은 이동체에 장착되어 위치 산출 모듈(104)로부터 무선 송출되는 위치 값(또는 다수의 위치 값)을 수신하여 해당 이동체의 위치를 인식하는 것으로, 궤적 매칭 블록(1062)과 메모리 블록(1064) 등을 포함할 수 있다.

먼저, 궤적 매칭 블록(1062)은, 예컨대 각 이동체에 소프트웨어 모듈 형태로 탑재될 수 있는 것으로, 위치 산출 모듈(104)로부터 무선 송출되어 수신되는 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성, 즉 위치 값(또는 다수의 위치 값들)이 최초 수신되는 위치 값인 경우 표식 궤적(또는 각 위치 값마다의 표식 궤적)을 생성하여 메모리 블록(1064)에 저장하고, 다음 위치 값이 수신될 때 생성되어 기 저장되어 있는 각 표식 궤적의 가장 최근 위치 값과 수신된 위치 값을 비교하여 그 차이가 기 설정된 임계치 이하일 때 해당 표식 궤적(또는 해당 이동 궤적)에 속하는 것으로 판단하여 수신된 위치 값을 해당 표식 궤적에 추가하며, 그 비교의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어날 때 새로운 표식 궤적을 생성하여 메모리 블록(1064)에 저장하는 등의 기능을 제공한다.

이를 위하여, 메모리 블록(1064)에는 하나 또는 다수의 표식 궤적(또는 이동 궤적) 정보들이 저장된다.

또한, 궤적 매칭 블록(1062)은 생성된 표식 궤적과 이동체 자신의 오도메트리 궤적을 매칭시켜 공간 내 자신의 위치를 인식하는데, 오도메트리(odometry)는 처음 출발 위치를 기준으로 누적된 로봇(이동체) 바퀴의 회전수와 바퀴간의 거리 및 바퀴 직경 등을 이용하여 로봇의 위치를 계산하는 방식을 지칭하는 용어로서 근래 들어 이동 로봇에 기본적으로 장착되는 엔코더(encoder) 센서 등을 이용하여 계산할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 사용하는 이동 로봇의 오도메트리 위치 정보는 이동 로봇에서 기본적으로 제공(메모리 블록에 기 저장)되는 것으로 가정한다.

여기에서, 오도메트리 위치는 바퀴의 회전수를 기반으로 계산되기 때문에 단거리에서는 비교적 정확한 위치 변화를 제공하지만 주행거리가 늘어남에 따라 바퀴의 미끄러짐 등으로 인해 오차가 누적되는 문제점을 가질 수 있다. 또한, 오도메트리는 처음 출발위치를 기준으로 하는 상대적인 위치 변화만을 제공하기 때문에 이동 로봇의 절대 위치는 알 수 없다. 따라서, 본 발명의 위치 식별 모듈에서는 이동 로봇의 오도메트리 이동 궤적 정보(즉, 궤적의 형태 및 주행 속도)를 위치 데이터 식별에 활용한다.

즉, 궤적 매칭 블록(1062)에서는 오도메트리 궤적과 표식 궤적들과의 유사도를 측정하여 가장 높은 유사도를 갖는 표식 궤적을 선택하는데, 매칭의 성공 여부는 선택된 표식 궤적과의 유사도가 기 설정된 임계치 이상인 경우에 매칭에 성공(위치 인식 성공)한 것으로 판단한다. 이때, 매칭 신뢰도를 높이기 위해 궤적의 길이가 일정 값 이하인 표식 궤적들은 매칭 후보에서 제외시키는 것이 바람직하다. 또한, 매칭의 성공 여부를 결정할 때 궤적간의 유사도 뿐만 아니라 궤적 자체의 특이성을 고려하여 궤적이 특이할수록(예컨대, 속도 변화가 심하거나 직선 형태에서 벗어날수록 등) 매칭 성공 확률을 높여주는(즉, 유사도에 대한 임계치를 낮추는) 방법이나 혹은 측정된 유사도가 기 설정된 임계치 이상인 표식 궤적이 유일하게 존재할 때에만 매칭에 성공한 것으로 판단하는 방법 등 다양한 부가적인 방법들 또한 가능하다.

예컨대, 일 예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 공간 내에 A, B, C로 표시된 3대의 이동 로봇이 궤적을 그리면서 이동했다고 가정할 때, 이동 로봇 C를 예로 설명하면, 이동 로봇 C는 위치 산출 모듈(104)로부터 위치 데이터를 수신할 때마다 3개의 위치 값들을 수신하게 된다(즉, 3개의 이동 로봇이 모두가 카메라 시야 내에서만 움직였다고 가정). 내부적으로, 이동 로봇 C는 수신된 각 위치 값들에 대해 표식 궤적(이동 궤적)을 생성하고 이를 유지(저장)할 것이다. 여기에서, 수신된 위치 값들은 각 이동 로봇의 실제 위치 정보이므로 유지되는 표식 궤적은 각 이동 로봇의 실제 이동경로가 된다. 다만, 매칭이 성공하기 전까지는 이동 로봇 C는 이들 3개의 궤적 중에서 자신이 어떤 것인지를 모를 뿐이다. 따라서, 이동 로봇 C는 주기적으로 자신의 오도메트리 궤적(L)과 현재 유지하고 있는 표식 궤적들과 매칭을 시도한다. 오도메트리는 처음 출발 위치 및 방향에 대해서 상대적인 위치 변화를 추적하는 것이기 때문에 실제 위치와 좌표 값만 다를 뿐 궤적의 형태는 동일하다. 따라서, L과 유사한 형태를 갖는 궤적 C와 매칭되기 때문에 이동 로봇 C는 궤적 C의 표식 위치 값을 자신의 위치로 인식(식별)하게 된다.

한편, 본 실시 예의 위치 인식 장치에서는 단지 하나의 위치 식별 모듈만을 제시하여 설명하였으나, 이것은 단지 설명의 편의와 이해의 증진을 위한 예시적인 제시일 뿐 공간 내에 다수의 이동체(이동 로봇)가 존재한다고 가정할 때 다수의 위치 식별 모듈이 존재하는 것으로 이해되는 것은 자명하다.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시 예의 위치 인식 장치를 이용하여 본 실시 예에 따라 이동체가 자신의 위치를 인식하는 일련의 과정들에 대하여 도 2를 주로 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 이동체가 자신의 위치를 인식하는 과정을 도시한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 위치 인식을 위해 전원이 온되어 카메라가 동작하면, 카메라(102)에서는 하나 또는 다수의 이동체가 이동(주행)하는 공간의 공간 영상을 촬영하여 표식 검출 블록(1042)으로 전달한다(단계 202).

이에 응답하여, 표식 검출 블록(1042)에서는 전달된 공간 영상을 분석하여 광원 표식(하나 또는 다수의 광원 표식)을 검출하고, 이와 같이 검출된 광원 표식 정보를 위치 산출 블록(1044)으로 전달한다(단계 204). 예컨대, 공간 내에 광원 표식이 장착된 3개의 이동체가 존재한다고 가정할 때 3개의 광원 표식 정보가 검출될 것이다.

이어서, 위치 산출 블록(1044)에서는 검출된 광원 표식의 영상 좌표와 도시 생략된 메모리에 기 저장되어 있는 카메라의 자세 정보를 이용하여 검출된 각 광원 표식의 공간 좌표(x, y)를 산출하며(단계 206), 이와 같이 산출된 공간 좌표의 위 치 값(위치 데이터)은 공간 내에 존재하는 하나 또는 다수의 이동체, 예컨대 이동체에 장착된 위치 식별 모듈(106) 측으로 브로드캐스팅(무선 송출)된다(단계 208). 여기에서, 무선 송출되는 위치 데이터에는 카메라 영상을 획득한 시간 등과 같은 부가정보가 포함될 수 있다.

다음에, 위치 식별 모듈(106) 내 궤적 매칭 블록(1062)에서는 수신된 위치 값(또는 다수의 위치 값)이 최초 수신되는 위치 값 인지의 여부를 체크하는데(단계 210), 여기에서 최초 수신된 위치 값인 것으로 판단되면, 표식 궤적을 생성하여 메모리 블록(1064)에 저장한다(단계 212).

상기 단계(210)에서의 체크 결과, 수신된 위치 값이 최초 수신된 위치 값이 아닌 것으로 판단되면, 궤적 매칭 블록(1062)에서는 메모리 블록(1064)에 기 저장되어 있는 각 표식 궤적의 가장 최근 위치 값과 수신된 위치 값을 비교하여 그 차이가 기 설정된 임계치(m) 이하인지의 여부를 체크한다(단계 214).

상기 단계(214)에서의 체크 결과, 비교 결과의 차이가 기 설정된 임계치(m)를 벗어난 것으로 판단될 때, 처리는 단계(212)로 진행되어 궤적 매칭 블록(1062)에서는 수신된 위치 값에 상응하는 새로운 표식 궤적을 생성하여 메모리 블록(1064)에 저장한다.

상기 단계(214)에서의 체크 결과, 비교 결과의 차이가 기 설정된 임계치(m) 이하인 것으로 판단되면, 궤적 매칭 블록(1062)에서는 수신된 위치 값이 해당 표식 궤적(또는 해당 이동 궤적)에 속하는 것으로 판단하여 수신된 위치 값을 해당 표식 궤적에 추가한다(단계 216).

다음에, 궤적 매칭 블록(1062)에서는 생성되어 메모리 블록(1064)에 저장되어 있는 표식 궤적(이동 궤적)과 이동체 자신의 오도메트리 궤적을 매칭, 즉 생성된 표식 궤적들과 오도메트리 궤적과의 유사도 측정을 실시하여 그 측정된 유사도가 기 설정된 임계치 이상인 표식 궤적을 선택하며(단계 218), 선택된 표식 궤적을 추출하여 이동체 자신의 위치로 인식한다(단계 220).

[제 2 실시 예]

도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 이동체의 위치 인식 장치의 블록구성도로서, 카메라(402), 위치 산출 모듈(404), 위치 식별 모듈(406) 및 광원 표식(408) 등을 포함하며, 위치 산출 모듈(404)은 표식 검출 블록(4042)과 위치 산출 블록(4044) 등을 구비하고, 위치 식별 모듈(406)은 점멸 제어 블록(4062)과 궤적 매칭 블록(4064)과 메모리 블록(4066) 등을 구비한다.

본 실시 예의 위치 인식 장치는, 위치 식별 모듈(406)이 이동체에 장착되는 광원 표식(408)의 점멸을 기 설정된 일정 주기로 제어하는 점멸 제어 블록(4062)을 더 포함하고, 궤적 매칭 블록(4064)이 위치 인식을 위한 매칭을 실행할 때 점멸 제어 블록(4062)이 제공하는 점멸 주기 정보(광원 오프 상태 정보)를 이용한다는 점만 다를 뿐 나머지 구성부재들의 기능은 전술한 도 1에 도시된 대응하는 각 구성부재들의 기능과 실질적으로 동일하다.

즉, 카메라(402), 표식 검출 블록(4042)과 위치 산출 블록(4044)을 포함하는 위치 산출 모듈(404)의 각 기능은 도 1에 도시된 대응하는 각 구성부재들의 기능과 실질적으로 동일하다. 따라서, 명세서의 간결화를 위한 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 여기에서는 이들 구성부재들에 대한 설명을 생략한다.

도 4를 참조하면, 점멸 제어 블록(4062)은 기 설정된 일정 주기로 전원 온/오프 제어신호를 발생하여 광원 표식(408)을 점멸 제어하는데, 광원 표식(408)이 오프 상태로 있는 시간을 상대적으로 짧게 하는 것이 바람직하나, 그 오프 시간은 적어도 카메라(402)에서의 영상 획득 주기보다는 길게 하는 것이 필요하다. 또한, 각 이동체가 동시에 광원 표식을 오프시키는 경우가 최소화될 수 있도록 각 이동체의 표식 점멸 주기를 서로 다르게 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 점멸 제어 블록(4062)은 광원 표식(408)을 기 설정된 일정 주기로 점멸 제어하며, 위치 인식을 위한 매칭에 활용될 수 있도록, 광원 오프 상태 정보를 포함하는 점멸 주기 정보를 궤적 매칭 블록(4064)에 제공한다.

다음에, 궤적 매칭 블록(4064)은 위치 인식을 위한 매칭을 실행하기 전에, 전처리 과정(즉, 표식 궤적 필터링 과정)으로서, 메모리 블록(4066)을 탐색하여 점멸 제어 블록(4062)으로부터 제공되는 점멸 주기 중 광원 오프 상태일 때 수신된 위치 값을 적어도 하나 이상 포함하는 표식 궤적이 존재하는지의 여부를 체크하며, 체크 결과에 의거하여 다수의 표식 궤적들 중 자신의 오도메트리 궤적과 매칭을 실행하고자 하는 대상 표식 궤적(즉, 광원 표식이 오프 상태일 때 수신된 위치 값을 하나도 포함하지 않는 표식 궤적)을 선택한다.

예컨대, 총 10개의 표식 궤적이 존재하고 그들 중 이동체 자신의 광원 표식이 오프 상태일 때 수신된 위치 값을 적어도 하나 이상 포함하는 표식 궤적이 6개 라고 가정할 때 6개를 제외한 나머지 4개의 표식 궤적을 대상 표식 궤적으로 선택하게 될 것이다.

즉, 이동체 자신에게 장착된 광원 표식이 전원 오프 상태일 경우에는 카메라로 촬영한 공간 영상에서 광학 표식이 검출되지 않기 때문에 자신의 광원 표식이 오프되어 있는 동안에 수신된 위치 값을 갖는 표식 궤적은 당연히 자신의 표식 궤적이 아니라고 판단하는 것이다.

따라서, 궤적 매칭 블록(4064)은 선택된 대상 표식 궤적들과 자신의 오도메트리 궤적과의 유사도 측정을 실시하여, 도 1에서의 궤적 매칭 블록(1062)에서와 동일한 방법으로, 상대적으로 가장 높은 유사도를 갖는 표식 궤적을 선택하는데, 그 매칭의 성공 여부는 선택된 표식 궤적과의 유사도가 기 설정된 임계치 이상인 경우에 성공(위치 인식 성공)한 것으로 판단한다.

본 실시 예의 위치 인식 장치에서는 광원 표식을 점멸 제어하는 기법을 병행하는데, 이것은 이동체에 대한 위치 인식의 식별력을 증진시키기 위해서이다.

즉, 다수의 이동 로봇이 존재하는 환경에서는 이동 로봇들 간의 이동 궤적이 유사한 경우가 발생할 수 있다. 예컨대, 모든 이동 로봇이 동일한 속도로 직진만 하고 있는 경우라고 가정할 때 표식 궤적들과 오도메트리 궤적간의 매칭만을 통해서는 자신의 위치를 식별하지 못할 수가 있다. 따라서, 본 실시 예의 위치 인식 장치에서는 궤적 매칭을 통한 표식 식별(위치 인식) 뿐만 아니라 이동 로봇에 장착된 광원 표식의 점멸 제어를 통한 표식 식별(위치 인식)을 병행시킴으로써, 이동체에 대한 위치 인식의 식별력을 더욱 증진시킬 수 있다.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시 예의 위치 인식 장치를 이용하여 본 실시 예에 따라 이동체가 자신의 위치를 인식하는 일련의 과정들에 대하여 도 5를 주로 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따라 이동체가 자신의 위치를 인식하는 과정을 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 단계 502 내지 516에 도시된 각 과정들은, 제 1 실시 예로서 도 2에 도시된 단계 202 내지 216의 대응하는 각 과정들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 명세서의 간결화를 위한 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 여기에서는 단계 502 내지 516의 각 과정들에 대한 설명을 생략한다.

먼저, 수신된 위치 값을 해당 표식 궤적에 추가한 후 위치 인식을 위한 궤적 매칭을 실행하기 전에 그 전처리 과정으로서, 궤적 매칭 블록(4064)에서는 생성되어 기 저장되어 있는 다수의 표식 궤적들 중 점멸 제어 블록(4062)으로부터 제공되는 점멸 주기 중 광원 오프 상태일 때 수신된 위치 값을 적어도 하나 이상 포함하는 표식 궤적이 존재하는지의 여부를 체크한다(단계 518).

상기에서의 체크 결과에 의거하여, 궤적 매칭 블록(4064)에서는 광원 표식(408)이 오프 상태일 때 수신된 위치 값을 하나라도 포함하고 있는 표식 궤적들을 제외한 나머지 표식 궤적들을 위치 인식용 매칭을 위한 대상 표식 궤적으로 선택한다(단계 520).

이어서, 궤적 매칭 블록(4064)에서는 선택된 대상 표식 궤적(대상 이동 궤적)과 이동체 자신의 오도메트리 궤적을 매칭, 즉 선택된 대상 표식 궤적들과 오도 메트리 궤적과의 유사도 측정을 실시하여 그 측정된 유사도가 기 설정된 임계치 이상인 대상 표식 궤적을 선택하며(단계 522), 선택된 대상 표식 궤적을 추출하여 이동체 자신의 위치로 인식한다(단계 524).

[제 3 실시 예]

도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 이동체의 위치 인식 시스템의 블록구성도로서, 카메라(602), 위치 산출 모듈(604), 다수의 이동체(606/1 - 606/n)로 된 이동체 그룹(606) 및 위치 식별 모듈(608) 등을 포함하며, 위치 산출 모듈(604)은 표식 검출 블록(6042)과 위치 산출 블록(6044) 등을 구비하고, 위치 식별 모듈(608)은 궤적 매칭 블록(6082)과 메모리 블록(6084) 등을 구비한다.

본 실시 예의 위치 인식 시스템은, 위치 식별 모듈(608)이 이동체가 아닌 원격지의 서버 또는 PC에 탑재된다는 점과 공간 내에 존재하는 각 이동체(606/1 - 606/n)가 자신의 오도메트리 궤적 정보를 네트워크를 통해 실시간으로 위치 식별 모듈(608)로 전송한다는 점만 다를 뿐 각 구성부재들의 기능은 전술한 도 1에 도시된 대응하는 각 구성부재들의 기능과 실질적으로 동일하다. 즉, 위치 식별 모듈(608)이 탑재되는 원격지의 서버 또는 PC는 본 실시 예의 발명을 위한 위치 식별기 또는 위치 인식 식별기로서 기능한다.

즉, 카메라(602), 표식 검출 블록(6042)과 위치 산출 블록(6044)을 포함하는 위치 산출 모듈(604)의 각 기능은 도 1에 도시된 대응하는 각 구성부재들의 기능과 실질적으로 동일하다. 따라서, 명세서의 간결화를 위한 불필요한 중복기재를 피하 기 위하여 여기에서는 이들 구성부재들에 대한 설명을 생략한다.

도 6을 참조하면, 이동체 그룹(606) 내의 각 이동체는 공간 내에서 자율 주행을 하는 중에 자신의 오도메트리 궤적 정보를 자신의 구분자 정보와 함께 무선 송출하여 네트워크(유무선 통신망)를 통해 원격지의 서버 또는 PC에 탑재되어 있는 위치 식별 모듈(608)로 전송한다.

먼저, 위치 식별 모듈(608) 내의 궤적 매칭 블록(6082)은, 예컨대 서버 또는 PC에 소프트웨어 모듈 형태로 탑재될 수 있는 것으로, 네트워크를 통해 위치 산출 모듈(604)로부터 수신되는 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성, 즉 위치 값(또는 다수의 위치 값들)이 최초 수신되는 위치 값인 경우 표식 궤적(또는 각 위치 값마다의 표식 궤적)을 생성하여 메모리 블록(6084)에 저장하고, 다음 위치 값이 수신될 때 생성되어 기 저장되어 있는 각 표식 궤적의 가장 최근 위치 값과 수신된 위치 값을 비교하여 그 차이가 기 설정된 임계치 이하일 때 해당 표식 궤적(또는 해당 이동 궤적)에 속하는 것으로 판단하여 수신된 위치 값을 해당 표식 궤적에 추가하며, 그 비교의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어날 때 새로운 표식 궤적을 생성하여 메모리 블록(6084)에 저장하는 등의 기능을 제공한다.

또한, 궤적 매칭 블록(6082)은 생성된 표식 궤적과 네트워크를 통해 각 이동체로부터 실시간으로 수신한 각 이동체의 오도메트리 궤적을 매칭시켜 공간에서의 각 이동체별 위치를 인식하는 방식으로 각 이동체의 위치 정보를 추출한다. 즉, 각 이동체별의 위치 인식을 위한 궤적 매칭 블록(6082)에서의 매칭은, 도 1 및 도 2에 각각 도시된 궤적 매칭 블록(1062, 4064)에서와 마찬가지로, 생성된 표식 궤적들과 각 이동체별 오도메트리 궤적과의 유사도 측정을 실시하여 그 측정된 유사도가 기 설정된 임계치 이상인 표식 궤적을 선택하며, 선택된 표식 궤적이 존재할 때 매칭에 성공(위치 인식 성공)한 것으로 판단한다.

즉, 위치 식별 모듈이 원격지의 서버 등에 있을 경우 m:n 매칭(m>=n)이 이루어질 수 있는데, 기본적으로는 이동체가 스스로 위치 식별을 하는 경우와 마찬가지로, 이동체의 오도메트리 궤적과 표식 궤적들과의 유사도를 측정하여 가장 유사도가 높은 표식 궤적과 매칭되며 그 유사도가 기 설정된 임계치 이상인 경우에 매칭에 성공(위치 인식 성공)한 것으로 판단한다. 이때, 궤적의 길이가 일정 값 이하인 표식 궤적들은 매칭 후보에서 제외시키는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우에는 모든 이동체의 오도메트리 궤적을 알고 있고 표식 궤적의 수는 오도메트리 궤적의 수보다 적거나 같을 것이기 때문에 각 오도메트리 궤적과 매칭되는 표식 궤적을 찾는 것보다는 각 표식 궤적에 대해 가장 잘 매칭되는 오도메트리 궤적을 찾는 것이 바람직하다. 예컨대, 두 개 이상의 표식 궤적이 어느 하나의 오도메트리 궤적과 매칭될 경우(즉, 해당 오도메트리 궤적과 가장 높은 유사도를 가지며 유사도가 모두 기 설정된 임계치 이상인 경우)에는 해당 표식 궤적들 중 가장 높은 유사도를 갖는 표식 궤적을 선택하거나 또는 보다 바람직하게는 해당 표식 궤적들 모두 매칭에 실패한 것으로 간주할 수 있다.

이를 위하여, 메모리 블록(6084)에는 각 이동체의 오도메트리 궤적 정보와 다수의 표식 궤적(또는 이동 궤적) 정보들이 저장된다.

또한, 궤적 매칭 블록(6082)은 추출된 각 이동체별 위치 정보를 각 이동체별 구분자 정보와 함께 네트워크를 통해 각 이동체로 전송하며, 각 이동체에서는 네트워크를 통해 수신되는 자신의 위치 정보에 의거하여 공간 내 자신의 위치를 인식하게 된다.

따라서, 본 실시 예에 따르면, 위치 식별 모듈을 이동체가 아닌 원격지의 서버 또는 PC에 탑재시키기 때문에 저가격화와 구조적 간소화가 가능한 이동체를 실현할 수 있는 또 다른 효과를 얻을 수 있으며, 위치 식별 모듈을 구성하는 소프트웨어 모듈에 대한 업그레이드 등이 필요할 때 각 이동체가 아닌 서버 또는 PC에 탑재된 위치 식별 모듈만을 업그레이드시키면 되기 때문에 유지 관리에 매우 큰 장점을 가질 수 있다.

한편, 본 실시 예에서는 위치 식별 모듈만을 원격지의 서버 또는 PC에 탑재하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 카메라와 광원 표식 검출 수단(표식 검출 블록)만을 공간 측에 설치하고, 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하는 위치 산출 수단(위치 산출 블록)을 원격지의 서버 또는 PC에 탑재하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.

이 경우, 이동체가 주행하는 공간 측에 설치되는 카메라와 광원 표식 검출 수단을 모니터링 수단이라고 지칭할 때 모니터링 수단의 저가격화 및 구조적 간소화를 실현할 수 있으며, 또한 하나의 서버 또는 PC를 이용하여 각기 다른 공간 측에 각각 설치된 다수의 모니터링 수단에 대응하는 다수의 이동체 그룹들에게 동시 다발적으로 위치 인식 서비스를 제공할 수 있을 것이다.

물론, 본 실시 예의 또 다른 변형에서는 카메라만을 공간 측에 설치해 두고, 위치 산출 모듈과 위치 식별 모듈 모두를 원격지의 서버 또는 PC에 탑재하도록 구성할 수도 있다.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시 예의 위치 인식 시스템을 이용하여 본 실시 예에 따라 이동체가 자신의 위치를 인식하는 일련의 과정들에 대하여 도 7를 주로 참조하여 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 이동체가 자신의 위치를 인식하는 과정을 도시한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 단계 702 내지 706의 각 과정은 도 2에 도시된 단계 202 내지 206에서의 대응하는 각 과정과 실질적으로 동일하므로, 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 여기에서의 상세 설명은 생략한다.

먼저, 위치 산출 블록(6044)에서는 산출된 공간 좌표의 위치 값(또는 다수의 위치 값)을 네트워크를 통해 원격지의 위치 식별기, 즉 원격지의 서버 또는 PC에 탑재된 위치 식별 모듈(608)로 전송한다. 이때, 이동체 그룹(606) 내의 각 이동체(606/1 - 606/n)에서는 위치 값의 전송 주기와 동일 내지 유사한 전송 주기로 자신의 구분자 정보와 함께 오도메트리 궤적 정보들을 위치 식별 모듈(608)로 실시간 전송한다.

이후, 위치 식별 모듈(608) 내의 궤적 매칭 블록(6082)에서는 표식 궤적 생성 및 갱신 등의 작업을 실행하는데, 이의 실행을 위한 단계 710 내지 716에서의 각 과정은 도 2에 도시된 단계 210 내지 216에서의 대응하는 각 과정과 실질적으로 동일하므로, 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 여기에서의 상세 설명은 생략한 다.

다음에, 궤적 매칭 블록(6082)에서는 메모리 블록(6084)을 탐색하여 표식 궤적(이동 궤적)과 각 이동체의 오도메트리 궤적을 각각 매칭, 즉 표식 궤적들과 각 이동체의 오도메트리 궤적과의 유사도 측정을 실시하여 그 측정된 유사도가 기 설정된 임계치 이상인 표식 궤적을 선택하며(단계 718), 각 이동체별로 선택된 표식 궤적을 추출하여 각 이동체별의 위치 정보를 생성하며, 이와 같이 생성되는 각 이동체별의 위치 정보들을 각 이동체의 구분자 정보와 함께 네트워크를 통해 이동체 그룹(606) 내의 각 이동체(606/1 - 606/n)로 전송한다(단계 720).

그 결과, 이동체 그룹(606) 내의 각 이동체(606/1 - 606/n)는 네트워크를 통해 수신되는 위치 정보에 의거하여 공간 내 자신의 위치를 인식하게 된다(단계 722).

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 이동체의 위치 인식 장치의 블록구성도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 이동체가 자신의 위치를 인식하는 과정을 도시한 순서도,

도 3은 이동체의 이동 궤적 예시도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 이동체의 위치 인식 장치의 블록구성도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따라 이동체가 자신의 위치를 인식하는 과정을 도시한 순서도,

도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 이동체의 위치 인식 시스템의 블록구성도,

도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 이동체가 자신의 위치를 인식하는 과정을 도시한 순서도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

102, 402, 602 : 카메라

104, 404, 604 : 위치 산출 모듈

106, 406, 608 : 위치 식별 모듈

408 : 광원 표식

606 : 이동체 그룹

606/1 - 606/n : 이동체

1042, 4042, 6042 : 표식 검출 블록

1044, 4044, 6044 : 위치 산출 블록

1062, 4064, 6082 : 궤적 매칭 블록

1064, 4066, 6084 : 메모리 블록

4062 : 점멸 제어 블록

Claims (20)

1. 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 방법으로서,

   표식 검출 블록이 카메라로 상기 공간을 촬영하여 얻은 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 존재하는 하나 또는 다수의 이동체에 장착된 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 과정과,

   위치 산출 블록이 상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하는 과정과,

   상기 위치 산출 블록이 상기 산출된 공간 좌표의 위치 값을 상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 과정과,

   상기 하나 또는 다수의 이동체가 상기 위치 산출 블록으로부터 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하는 과정과,

   상기 생성된 표식 궤적과 해당 이동체 자신의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 공간 내 상기 해당 이동체 자신의 위치를 인식하는 과정

   을 포함하는 이동체의 위치 인식 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치 인식 방법은,

   상기 위치 산출 블록으로부터 전송되어 상기 하나 또는 다수의 이동체로 수신되는 상기 위치 값이 최초 수신되는 위치 값일 때 위치 값의 개수에 따라 하나 또는 다수의 표식 궤적을 생성하는 과정

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치 값은,

   상기 공간 영상의 획득시간을 부가정보로서 포함하는

   것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 인식하는 과정은,

   수신되는 상기 위치 값과 기 저장된 각 표식 궤적의 가장 최근 위치 값을 비교하는 과정과,

   상기 비교의 차이가 기 설정된 임계치 이하일 때 해당 표식 궤적에 속하는 것으로 판단하여 상기 위치 값을 상기 해당 표식 궤적에 추가하는 과정과,

   상기 생성된 표식 궤적과 각 이동체의 오도메트리 궤적을 매칭시키는 과정

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 위치 인식 방법은,

   상기 비교의 차이가 상기 기 설정된 임계치 이하가 아닐 때 상기 위치 값에 상응하는 새로운 표식 궤적을 생성하는 과정

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
6. 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 장치로서,

   카메라를 통해 촬영한 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 존재하는 하나 또는 다수의 이동체에 장착된 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 표식 검출 블록과,

   상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하고, 이 산출된 공간 좌표의 위치 값을 상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 위치 산출 블록과,

   상기 하나 또는 다수의 이동체가 상기 위치 산출 블록으로부터 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하고, 이 생성된 표식 궤적과 해당 이동체 자신의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 공간 내 상기 해당 이동체 자신의 위치를 인식하는 위치 식별 블록

   을 포함하는 이동체의 위치 인식 장치.
7. 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 방법으로서,

   표식 검출 블록이 카메라로 상기 공간을 촬영하여 얻은 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 존재하는 하나 또는 다수의 이동체에 장착된 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 과정과,

   위치 산출 블록이 상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하는 과정과,

   상기 위치 산출 블록이 상기 산출된 공간 좌표의 위치 값을 상기 공간 내의 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 과정과,

   상기 하나 또는 다수의 이동체가 상기 위치 산출 블록으로부터 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하는 과정과,

   기 설정된 주기로 점멸하는 자신의 광원 표식이 오프된 상태일 때 수신된 위치 값을 포함하지 않는 표식 궤적을 대상 표식 궤적으로 선택하는 과정과,

   상기 선택된 대상 표식 궤적과 해당 이동체 자신의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 공간 내 상기 해당 이동체 자신의 위치를 인식하는 과정

   을 포함하는 이동체의 위치 인식 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 위치 값은,

   상기 공간 영상의 획득시간을 부가정보로서 포함하는

   것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 인식하는 과정은,

   수신되는 상기 위치 값과 기 저장된 각 대상 표식 궤적의 가장 최근 위치 값을 비교하는 과정과,

   상기 비교의 차이가 기 설정된 임계치 이하일 때 해당 대상 표식 궤적에 속하는 것으로 판단하여 상기 위치 값을 상기 해당 대상 표식 궤적에 추가하는 과정과,

   상기 선택된 대상 표식 궤적과 각 이동체의 오도메트리 궤적을 매칭시키는 과정

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 위치 인식 방법은,

    상기 비교의 차이가 상기 기 설정된 임계치 이하가 아닐 때 상기 위치 값에 상응하는 새로운 표식 궤적을 생성하는 과정

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
11. 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 장치로서,

    카메라를 통해 촬영한 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 존재하는 하나 또는 다수의 이동체에 장착된 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 표식 검출 블록과,

    상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하고, 이 산출된 공간 좌표의 위치 값을 상기 공간 내의 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 위치 산출 블록과,

    이동체에 장착된 광원 표식의 기 설정된 일정 주기로 점멸 제어하는 점멸 제어 블록과,

    상기 하나 또는 다수의 이동체가 상기 위치 산출 블록으로부터 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하고, 상기 점멸 제어 블록으로부터 제공되는 점멸 주기 중 광원 오프 상태일 때 수신된 위치 값을 포함하지 않는 표식 궤적을 대상 표식 궤적으로 선택하며, 이 선택된 대상 표식 궤적과 해당 이동체 자신의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 공간 내 상기 해당 이동체 자신의 위치를 인식하는 위치 식별 블록

    을 포함하는 이동체의 위치 인식 장치.
12. 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 방법으로서,

    표식 검출 블록이 카메라로 상기 공간을 촬영하여 얻은 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 존재하는 하나 또는 다수의 이동체에 장착된 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 과정과,

    위치 산출 블록이 상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하는 과정과,

    상기 위치 산출 블록이 상기 산출된 공간 좌표의 위치 값을 원격지의 위치 식별기로 전송하는 과정과,

    상기 위치 식별기가 상기 위치 산출 블록으로부터 수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하는 과정과,

    상기 공간 내의 하나 또는 다수의 이동체가 자신이 오도메트리 궤적을 상기 위치 식별기로 전송하는 과정과,

    상기 위치 식별기가 상기 생성된 표식 궤적과 각 이동체의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 하나 또는 다수의 이동체의 위치 정보를 추출하여 상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 과정과,

    상기 위치 식별기로부터 수신되는 상기 추출된 위치 정보에 의거하여 상기 하나 또는 다수의 이동체가 이동체 자신의 위치를 인식하는 과정

    을 포함하는 이동체의 위치 인식 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 위치 인식 방법은,

    수신되는 상기 위치 값이 최초 수신되는 위치 값일 때 위치 값의 개수에 따라 하나 또는 하나의 표식 궤적을 생성하는 과정

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 위치 값은,

    상기 공간 영상의 획득시간을 부가정보로서 포함하는

    것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 과정은,

    수신되는 상기 위치 값과 기 저장된 각 표식 궤적의 가장 최근 위치 값을 비교하는 과정과,

    상기 비교의 차이가 기 설정된 임계치 이하일 때 해당 표식 궤적에 속하는 것으로 판단하여 상기 위치 값을 상기 해당 표식 궤적에 추가하는 과정과,

    상기 생성된 표식 궤적과 각 이동체의 오도메트리 궤적을 매칭시키는 과정

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 방법.
16. 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 시스템으로서,

    카메라를 통해 촬영한 공간 영상을 분석하여 상기 공간 내에 존재하는 하나 또는 다수의 이동체에 장착된 하나 또는 다수의 광원 표식을 검출하는 표식 검출 블록과,

    상기 검출된 하나 또는 다수의 광원 표식에 상응하는 공간 좌표를 산출하고, 그 산출된 공간 좌표의 위치 값을 원격지의 위치 식별기로 전송하는 위치 산출 블록과,

    수신되는 상기 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하고, 생성된 표식 궤적과 상기 하나 또는 다수의 이동체로부터 수신받은 해당 이동체 자신의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 하나 또는 다수의 이동체의 위치 정보를 추출하며, 추출된 하나 또는 다수의 위치 정보를 상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 상기 위치 식별기와,

    이동체 자신의 오도메트리 궤적을 상기 위치 식별기로 전송하며, 수신되는 상기 추출된 위치 정보에 의거하여 상기 공간 내 이동체 자신의 위치를 인식하는 이동체

    를 포함하는 이동체의 위치 인식 시스템.
17. 광원 표식이 장착된 이동체의 공간 내 위치를 인식하는 위치 식별기로서,

    상기 공간을 촬영하여 획득한 공간 영상의 분석을 통해 검출되는 하나 또는 다수의 이동체에 장착된 하나 또는 다수의 광원 표식이 카메라로부터 수신될 때 그에 상응하는 하나 또는 다수의 공간 좌표를 산출하고, 산출된 상기 하나 또는 다수의 공간 좌표의 위치 값을 상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 위치 산출 블록과,

    상기 하나 또는 다수의 공간 좌표의 위치 값에 상응하는 표식 궤적을 생성하고, 생성된 표식 궤적과 하나 또는 다수의 이동체로부터 수신받은 해당 이동체 자신의 오도메트리 궤적과의 매칭을 통해 상기 하나 또는 다수의 이동체의 위치 정보를 추출하며, 이 추출된 위치 정보를 상기 하나 또는 다수의 이동체로 전송하는 위치 식별 블록

    을 포함하는 이동체의 위치 인식 식별기.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 위치 값은,

    상기 공간 영상의 획득시간을 부가정보로서 포함하는

    것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 식별기.
19. 제 17 항에 있어서,

    상기 위치 식별 블록은,

    상기 위치 값과 기 저장된 각 표식 궤적의 가장 최근 위치 값을 비교하여 그 차이가 기 설정된 임계치 이하일 때 해당 표식 궤적에 속하는 것으로 판단하여 상기 위치 값을 상기 해당 표식 궤적에 추가하는

    것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 식별기.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 위치 식별 블록은,

    상기 차이가 상기 기 설정된 임계치 이하가 아닐 때 상기 위치 값에 상응하는 새로운 표식 궤적을 생성하는

    것을 특징으로 하는 이동체의 위치 인식 식별기.

Images