KR101331938B1 - 이동체의 지도 작성 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사람 및 이동로봇 등과 같은 이동체가 공간에 대한 인식을 위해 사용되는 지도를 제작하는데 적합한 이동체의 지도 작성 기법에 관한 것으로, 벡터 모델과 래스터 모델을 상호 보완적으로 사용하기 위해 수작업을 필요로 하는 종래 방식과는 달리, 센서를 통해 수집되는 이동체의 위치 정보와 물체들의 위치 정보에 의거하여 벡터 모델 기반 지도를 작성하고, 변경된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하며, 작성된 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 각각 표준 모델 지도(표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도)로 변환함으로써, 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도를 동시에 획득할 수 있으며, 이를 통해 상호 보완적으로 사용 가능한 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도를 작성하는데 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 것이다.
Figure R1020090128318
지도, 벡터 모델, 래스터 모델, 이동체

Description

이동체의 지도 작성 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING MAP OF MOBILE OBJECT}
본 발명은 지도 데이터 생성 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사람 및 이동로봇 등과 같은 이동체가 공간에 대한 인식을 위해 사용되는 지도를 제작하는데 적합한 이동체의 지도 작성 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식 경제부의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-031-01, 과제명: u-Robot 인지인프라 기술개발].
잘 알려진 바와 같이, 사람 및 이동로봇 등의 이동체가 미지의 공간에서 자신의 위치를 찾고, 목적지를 찾아가기 위해서는 지도라는 데이터가 필요하다. 이러한 용도의 지도는 그 목적과 특징에 따라 여러 종류로 나눌 수 있는데, 지리적 정보를 표현하는 방식에는 모델에 따라 벡터와 래스터 규격으로 나눌 수 있다. 그리고, 두 모델을 구분하는 기본적인 방식은 공간을 어떠한 형태로 표현하느냐에 있 다.
먼저, 벡터 모델은 공간을 표현할 때, 점과 선 등과 같은 기하학으로 표현하는 반면, 래스터 모델은 공간을 격자 및 픽셀의 구분으로 표현한다. 벡터 모델에서 공간과 공간을 구성하는 사물의 위치는 좌표 체계로 만들어진 지도 공간상에서의 위치로 표현된다. 그리고, 지도상의 각 위치는 그것만의 고유한 값으로 표현된다.
그리고, 점, 선, 영역 등으로 구성된 벡터 모델이 불규칙하게 나타나는 지리적 사물 또는 그 상태를 나타내기 위해 사용되는데, 하나의 벽을 선으로 표현할 수 있듯이, 벡터 모델의 경우 래스터 모델보다 데이터 용량이 작은 장점이 있다.
또한, 높이 등도 수치적으로 입력이 가능하므로 위상관계를 표현할 수도 있으며, 손으로 도면을 그린 것과 같이 일반인이 주로 보는 도면과 비슷하게 출력이 가능하다. 그러나, 벡터 모델은 여러 데이터를 입력할 수 있는 만큼 그 구조가 래스터 모델에 비해 복잡하여 벡터 모델로 표현된 지도를 응용하기 위해서는 별도의 엔진을 필요로 하는 경우가 일반적이다.
한편, 벡터 모델의 경우 선과 같은 기하학으로만 지도를 표현하기에 다양한 모양으로 구성된 공간의 경우 표현하는데 그 한계를 갖는 반면에, 래스터 모델의 경우 공간을 일정한 격자 및 픽셀로 나누어 표현하기에 그 데이터 구조가 간단하며, 기하학과 같이 정형화된 표현방식이 아니기에 다양한 모양으로 구성된 공간을 표현하는데도 그 한계가 없다.
반면에, 래스터 모델은 단순하게 표현 가능한 공간의 경우도 픽셀이나 격자단위의 데이터로 할당하여야 하기 때문에 지도의 용량이 매우 커지는 문제가 있으 며, 그로 인해 광역 공간을 표현하기에는 한계를 가진다.
상술한 바와 같이, 벡터 모델과 래스터 모델의 두 지도 규격들은 각기 장단점을 가지고 있기 때문에 지도를 응용하는 기술 분야에서는 서로 보완적으로 사용되고 있는 것이 현실이다. 이때, 두 지도 사이의 좌표 일치 등을 작업은 사용자에 의한 수작업으로 이루어지게 된다.
그러나, 벡터 모델과 래스터 모델을 상호 보완적으로 사용하는 종래 방식은 두 지도 사이의 좌표 일치 등을 사용자가 수작업으로 수행해야만 하기 때문에 시간적인 면과 인력적인 면으로 인해 고비용이 소요된다는 근본적인 문제점을 갖는다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 이동체의 주행에 필요로 하는 지도를 작성하는 장치로서, 상기 이동체의 위치 정보를 측정하는 이동체 위치 측정 센서와, 상기 이동체가 주행하는 공간상의 물체들의 위치 정보를 측정하는 공간 환경 측정 센서와, 상기 이동체의 위치 정보와 상기 물체들의 위치 정보를 지도 데이터로서 수집하여 데이터 관리를 위한 시간 개념의 로그를 기록하는 지도 작성 데이터 수집 블록과, 상기 각 로그마다 로컬 벡터 지도를 생성하고, 이 생성된 로컬 벡터 지도들 사이의 매칭을 통한 이동체 위치 보정 및 벡터 모델 기반 지도를 작성하며, 상기 로컬 벡 터 지도들의 매칭을 통해 오차가 있는 것으로 판별된 로컬 벡터 지도가 있을 때 그에 상응하는 지도 작성 데이터의 로그의 이동체 위치를 보정된 값으로 변경하는 벡터 모델 기반 지도 작성 블록과, 상기 변경된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하는 래스터 모델 기반 지도 작성 블록과, 상기 작성된 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 표준 모델 지도로 변환하는 표준 지도 변환 블록을 포함하는 이동체의 지도 작성 장치를 제공하다.
본 발명은, 다른 관점의 일 형태에 따라, 이동체 위치 측정 센서 및 공간 환경 측정 센서를 이용하여 지도 데이터를 수집하는 단계와, 상기 수집된 지도 데이터의 관리를 위한 시간 개념의 로그를 기록하는 단계와, 상기 각 로그마다 로컬 벡터 지도를 생성하는 단계와, 상기 생성된 로컬 벡터 지도들 사이의 매칭을 통한 이동체 위치 보정 및 벡터 모델 기반 지도를 작성하는 단계와, 상기 로컬 벡터 지도들의 매칭을 통해 오차가 있는 것으로 판별된 로컬 벡터 지도가 있을 때 그에 상응하는 지도 작성 데이터의 로그의 이동체 위치를 보정된 값으로 변경하는 단계와, 상기 변경된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하는 단계와, 상기 작성된 벡터 모델 기반 지도와 상기 작성된 래스터 모델 기반 지도를 표준 모델 지도로 변환하는 단계를 포함하는 이동체의 지도 작성 방법을 제공한다.
본 발명은, 다른 관점의 다른 형태에 따라, 이동체 위치 측정 센서 및 공간 환경 측정 센서를 이용하여 지도 데이터를 수집하는 단계와, 상기 수집된 지도 데이터의 관리를 위한 시간 개념의 로그를 기록하는 단계와, 상기 각 로그마다 로컬 벡터 지도를 생성하는 단계와, 상기 생성된 로컬 벡터 지도들 사이의 매칭을 통한 이동체 위치 보정 및 벡터 모델 기반 지도를 작성하는 단계와, 상기 작성된 벡터 모델 기반 지도를 표준 벡터 모델 지도로 변환하는 단계와, 상기 로컬 벡터 지도들의 매칭을 통해 오차가 있는 것으로 판별된 로컬 벡터 지도가 있을 때 그에 상응하는 지도 작성 데이터의 로그의 이동체 위치를 보정된 값으로 변경하는 단계와, 상기 변경된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하는 단계와, 상기 작성된 래스터 모델 기반 지도를 표준 래스터 모델 지도로 변환하는 단계를 포함하는 이동체의 지도 작성 방법을 제공한다.
본 발명은 센서를 통해 수집되는 이동체의 위치 정보와 물체들의 위치 정보에 의거하여 벡터 모델 기반 지도를 작성하고, 변경된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하며, 작성된 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 각각 표준 모델 지도(표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도)로 변환함으로써, 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도를 동시에 획득할 수 있으며, 이를 통해 상호 보완적으로 사용 가능한 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도를 작성하는데 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 지도 작성 데이터를 수집할 때 시간 개념의 로그 파일을 사용함으로서 추후 다른 지도 작성 센서가 사용되더라도 지도 작성 데이터를 통합 관리하는데 수월하다. 그리고, 지도 작성 데이터 중 이동체 측정 위치가 사용되는데, 이를 보정하기 위해 로컬 벡터 지도를 사용하는데, 그 이유는 래스터 모델에 비해 서 벡터 모델이 공간의 특징을 잘 탐지하여 표현할 수 있기 때문이다. 즉, 로컬 벡터 지도를 사용하여 보정된 이동체 위치는 지도 작성 데이터 중 해당하는 이동체 측정 위치에 교체되어 저장된다. 이렇게 저장된 지도 작성 데이터는 추후 래스터 모델 지도를 작성하는데 사용되며, 따라서 사용자는 벡터 모델 지도와 래스터 모델 지도를 동시에 획득할 수 있다. 그리고, 작성된 벡터 모델 지도와 래스터 모델 지도는 CAD 도면, 비트맵 등 표준 규격으로 변환되어 저장됨으로써 많은 응용분야에서 각 활용에 따라 다양하게 사용될 수 있다.
본 발명의 기술요지는, 벡터 모델과 래스터 모델을 상호 보완적으로 사용하기 위해 수작업을 필요로 하는 전술한 종래 방식과는 달리, 센서를 통해 수집되는 이동체의 위치 정보와 물체들의 위치 정보에 의거하여 벡터 모델 기반 지도를 작성하고, 변경된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하며, 작성된 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 각각 표준 모델 지도(표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도)로 변환한다는 것으로, 본 발명은 이러한 기술적 수단을 통해 종래 방식에서의 문제점을 효과적으로 개선할 수 있다.
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.
도 1은 본 발명에 따른 이동체의 지도 작성 장치의 블록구성도로서, 이동체 위치 측정 센서(102), 공간 환경 측정 센서(104), 지도 작성 데이터 수집 블록(106), 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108), 래스터 모델 기반 지도 작성 블록(110), 표준 지도 변환 블록(112) 및 데이터베이스(114) 등을 포함한다.
먼저, 우선 지도를 작성하기 위해서는 공간에 대한 정보가 필요한데, 공간의 정보는 이동 로봇 등과 같은 이동체 및 사용자가 끌고 다니는 이동카트 형태를 사용할 수 있으며, 이와 같이 공간 정보를 획득하기 위한 이동체는 이동체의 움직인 위치 및 거리를 획득할 수 있는 센서와 공간상의 물체들의 위치를 탐지할 수 있는 이동체 위치 센서가 필요하다. 이를 위하여, 본 발명에서는 이동체 위치 측정 센서(102)와 공간 환경 측정 센서(104)를 채용한다.
도 1을 참조하면, 이동체 위치 측정 센서(102)는 이동 로봇 등과 같은 이동체의 위치 정보를 측정하여 지도 작성 데이터 수집 블록(106)으로 전달하는 센서인 것으로, 이동체 바퀴에 설치된 인코더, 실외 환경에서의 GPS 센서, 이동체의 회전한 각을 측정하는 자이로 센서 등을 사용할 수 있다.
또한, 공간 환경 센서(104)는 이동체가 주행하는 공간에 있는 물체들의 위치 정보를 측정하여 지도 작성 데이터 수집 블록(106)으로 전달하는 센서인 것으로, 레이저 레인지 파인더, 초음파 센서, 적외선 센서, 비전 센서 등을 사용할 수 있다.
다음에, 지도 작성 데이터 수집 블록(106)은 지도를 작성하기 위한 지도 작성 데이터를 수집하여 데이터베이스(114)를 통해 통합 관리하고, 지도 작성 데이터가 수집될 때 이를 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108)으로 통지하는 등의 기능을 제공하는 것으로, 예컨대 일반 PC, 노트북, DSP 보드 등이 사용될 수 있다.
즉, 지도 작성 데이터 수집 블록(106)에서는 수집된 각 데이터(위치 정보)에 대한 로그 정보를 기록하는데, 로그 기록은 시간에 대한 개념으로 각 수집된 데이터가 어느 순서대로 들어왔는지를 기록하는 것이다. 이렇게 저장되는 로그 기록(시간 개념의 로그 파일)은 추후 다양한 센서들이 지도 작성 데이터를 측정하여 획득할 때 각 정보 사이의 시간적 관계를 판별하여 지도 작성에 사용될 수 있기 때문에 다양한 센서들이 지도 작성을 위해 확장 사용될 수 있다.
그리고, 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108)에서는 데이터베이스(114)에 수집된 지도 작성 데이터를 이용하여 로컬 벡터 지도를 작성한다. 그 이유는 벡터 모델 지도 규격은 점이나 선 등의 기하학으로 표현하는 것이 일반적인 방법으로서 물체의 윤곽을 자세히 도시하지는 못하지만, 잘 탐지되는 형상에 대한 지도를 작성할 수 있기 때문에 수집된 지도 작성 데이터의 이동체 위치를 보정하는데 래스터 모델보다 좋기 때문이다. 즉, 정확한 벡터 모델 기반 지도를 작성하기 위해서는 이동체 의 수집된 이동체 위치 보정이 이루어져야 하므로, 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108)에서는 각 로그마다 로컬 벡터 지도를 생성한다.
또한, 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108)은 이동체의 위치 보정을 위해 생성된 로컬 벡터 지도들(예컨대, 2개 이상의 로컬 벡터 지도)을 매칭하여 벡터 모델 기반 지도(예컨대, 2개 이상의 로컬 벡터 지도가 통합된 지도)를 작성하여 데이터베이스(114)에 저장하는데, 이러한 이동체 위치 보정을 위해 확장 칼만 필터, 파티클 필터 등으로 이루어진 위치 보정 알고리즘이 이용될 수 있다.
즉, 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108)에서는 지도 작성 데이터 수집 블록(106)에서 시간 개념으로 구분된 로그 단위로 로컬 벡터 지도를 작성하고 이들을 매칭시킴으로써 이동체 위치를 보정, 보다 상세하게 로컬 벡터 지도들의 매칭을 통해 오차가 있는 것으로 판별된 로컬 벡터 지도가 있을 경우, 그에 해당하는 수집된 지도 작성 데이터의 로그의 이동체 위치를 보정된 값으로 변경(교체)하여 데이터베이스(114)에 저장한 후 이를 래스터 모델 기반 지도 작성 블록(110)으로 통지한다. 여기에서, 오차가 판별된 로컬 벡터 지도에 상응하는 지도 작성 데이터의 로그의 이동체 위치를 변경하는 것은 추후 수집된 데이터만을 가지고 매칭이나 보정 단계 없이 벡터 모델 기반 지도 및 래스터 모델 기반 지도를 제작하기 위해서이다.
도 2는 로컬 벡터 지도를 이용하여 이동체의 위치를 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 이동체가 K 위치에서 K+1 위치로 이동하면서 이동체 위치 측정 센서(102)의 측정 오차로 인하여 K+1의 위치가 잘못된 경우에 K+1' 위치로 이 동체 위치를 보정하는 예시를 도시하고 있다. 이때 보정하는 방법은 이동체의 K 위치에서 측정된 공간 환경 센서 정보 값을 이용하여 로컬 벡터 지도를 추출해 내고, K+1 위치에서 측정된 공간 환경 센서 정보 값을 이용하여 추출한 로컬 벡터 지도를 매칭해 보면, K+1의 위치가 얼마나 잘못 되었는지 산출해 낼 수 있으며, 이동체의 보정된 위치가 K+1' 위치가 된다.
이와 같이 보정된 K+1' 위치는 K+1 위치에서 획득한 지도 작성 데이터 중 이동체의 위치 값으로 교체되어 데이터베이스(114)에 저장된다. 이후, 래스터 모델 기반 지도 작성 블록(110)에서는 보정된 이동체 위치가 저장 된 것을 바탕으로 래스터 모델 기반 지도 작성을 수행하게 될 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 래스터 모델 기반 지도 작성 블록(110)은, 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108)으로부터의 통지에 따라, 데이터베이스(114)로부터 가져온 변경(교체)된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하여 데이터베이스(114)에 저장한 후 이를 표준 지도 변환 블록(112)으로 통지하는 데, 래스터 모델 기반 지도 작성을 위하여 베이시안 필터 등이 이용될 수 있으나, 각 센서의 특징에 따라 지도 작성 업데이트 알고리즘은 달라질 수도 있다.
그리고, 표준 지도 변환 블록(112)은 데이터베이스(114)에 저장되어 있는 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 표준 모델 지도, 즉 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도로 동시 변환하여 데이터베이스(114)에 저장하는 등의 기능을 제공한다. 여기에서, 표준 벡터 모델 지도로는 CAD 도면으로 주로 사용하는 DWG, DXF 파일이 이용될 수 있고, 표준 래스터 모델 지도로는 JPG, BMP, PNG 등이 이용될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 이동체 위치 측정 센서와 공간 환경 측정 센서를 이용하여 수집한 데이터를 이용하여 상호 보완적으로 사용 가능한 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도를 동시에 작성할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 표준 지도 변환 블록에서 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 동시에 표준 모델 지도로 변환 생성하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 벡터 모델 기반 지도가 작성되는 시점에 표준 벡터 모델 지도를 생성하여 저장하고, 이후 래스터 모델 기반 지도가 작성되는 시점에 표준 래스터 모델 지도를 생성하여 저장하도록 설계할 수도 있음은 물론이다.
이 경우, 벡터 모델 기반 지도 작성 블록에서는 도 1에서 점선으로 표시한 바와 같이, 벡터 모델 기반 지도의 작성 완료를 표준 지도 변환 블록으로 통지하고, 이에 응답하여 표준 지도 변환 블록이 벡터 모델 기반 지도를 데이터베이스로부터 인출하여 표준 벡터 모델 지도로 변환하게 될 것이다. 물론, 본 발명에서는 벡터 모델 기반 지도 작성 블록이 자신이 작성한 벡터 모델 기반 지도를 표준 지도 변환 블록으로 바로 전달하도록 설계할 수도 있음은 물론이다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 이동체의 지도 작성 장치를 이용하여 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도를 동시에 작성하는 일련의 과정에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따라 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 작 성하고, 이 작성된 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도로 변환하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 이동체 위치 측정 센서(102)를 통해 측정되는 이동 로봇 등과 같은 이동체의 위치 정보와 공간 환경 측정 센서(104)를 통해 측정되는 이동체가 주행하는 공간에 있는 물체들의 위치 정보는 지도 작성 데이터 수집 블록(106)으로 전달되어 수집된다(단계 302).
이에 응답하여, 지도 작성 데이터 수집 블록(106)에서는 수집된 지도 데이터의 관리를 위한 시간 개념의 로그를 기록하여 데이터베이스(114)에 저장한 후 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108)으로 이를 통지한다(단계 304).
다음에, 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108)에서는 각 로그마다 로컬 벡터 지도를 생성하고(단계 306), 생성된 로컬 벡터 모델 지도들 사이의 매칭을 통해 이동체 위치 보정을 수행하고, 벡터 모델 기반 지도를 작성한다(단계 308). 여기에서, 이동체의 위치 보정은, 예컨대 확장 칼만 필터 또는 파티클 필터 등을 통해 수행될 수 있으며, 위치 보정된 값들과 벡터 모델 기반 지도는 데이터베이스(114)에 저장된다.
또한, 벡터 모델 기반 지도 작성 블록(108)에서는 로컬 벡터 지도들의 매칭을 통해 오차가 있는 것으로 판별된 로컬 벡터 지도가 있는지를 판별하고, 오차가 있는 로컬 벡터 지도가 있는 것으로 판별될 때 그에 해당하는 수집된 지도 작성 데이터의 로그의 이동체 위치를 보정된 값으로 교체(변경)하여 데이터베이스(114)에 저장한다(단계 310).
이후, 래스터 모델 기반 지도 작성 블록(110)에서는 데이터베이스(114)로부터 인출한 변경(교체)된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하여 데이터베이스(114)에 저장한 후 이를 표준 지도 변환 블록(112)으로 통지한다(단계 312). 여기에서, 래스터 모델 기반 지도의 작성은, 예컨대 베이시안 필터 등을 이용할 수 있으며, 또한 각 센서의 특징에 따라 다른 지도 작성 업데이트 알고리즘을 이용할 수도 있다.
그 결과, 표준 지도 변환 블록(112)에서는 데이터베이스(114)에 저장되어 있는 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 인출하여 표준 모델 지도로 변환, 즉 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도로 동시 변환하여 데이터베이스(114)에 저장함으로써(단계 314), 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도의 제작을 완료한다. 여기에서, 표준 벡터 모델 지도로는, 예컨대 CAD 도면으로 주로 사용하는 DWG, DXF 파일이 이용될 수 있고, 표준 래스터 모델 지도로는, 예컨대 JPG, BMP, PNG 등이 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 일련의 프로세스를 통해 상호 보완적으로 사용 가능한 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도를 동시에 손쉽게 작성할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 모두 작성한 후 동시에 표준 모델 지도(표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도)로 변환 생성하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 표준 모델 지도의 순차적 생성, 즉 벡터 모델 기반 지도가 작성되는 시점에 표준 벡터 모델 지도를 먼저 생성하여 저장하고, 이후 래스터 모델 기반 지도가 작성되는 시점에 표준 래스터 모델 지도를 생성하여 저장하도록 설계할 수도 있음은 물론이다.
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 발명에 따른 이동체의 지도 작성 장치의 블록구성도,
도 2는 로컬 벡터 지도를 이용하여 이동체의 위치를 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따라 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 작성하고, 이 작성된 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 표준 벡터 모델 지도와 표준 래스터 모델 지도로 변환하는 과정을 도시한 순서도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
102 : 이동체 위치 측정 센서
104 : 공간 환경 측정 센서
106 : 지도 작성 데이터 수집 블록
108 : 벡터 모델 기반 지도 작성 블록
110 : 래스터 모델 기반 지도 작성 블록
112 : 표준 지도 변환 블록
114 : 데이터베이스

Claims (19)

  1. 이동체의 주행에 필요로 하는 지도를 작성하는 장치로서,
    상기 이동체의 위치 정보를 측정하는 이동체 위치 측정 센서와,
    상기 이동체가 주행하는 공간상의 물체들의 위치 정보를 측정하는 공간 환경 측정 센서와,
    상기 이동체의 위치 정보와 상기 물체들의 위치 정보를 지도 작성 데이터로서 수집하여 데이터 관리를 위한 시간 개념의 로그를 기록하는 지도 작성 데이터 수집 블록과,
    상기 각 로그마다 로컬 벡터 지도를 생성하고, 이 생성된 로컬 벡터 지도들 사이의 매칭을 통한 이동체 위치 보정 및 벡터 모델 기반 지도를 작성하며, 상기 로컬 벡터 지도들의 매칭을 통해 오차가 있는 것으로 판별된 로컬 벡터 지도가 있을 때 수집된 지도 작성 데이터의 로그의 이동체 위치를 보정된 값으로 변경하는 벡터 모델 기반 지도 작성 블록과,
    상기 변경된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하는 래스터 모델 기반 지도 작성 블록과,
    상기 작성된 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 표준 모델 지도로 변환하는 표준 지도 변환 블록
    을 포함하는 이동체의 지도 작성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동체 위치 측정 센서는,
    인코더, GPS 센서, 자이로 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 환경 측정 센서는,
    레이저 레인지 파인더, 초음파 센서, 적외선 센서, 비전 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지도 작성 데이터 수집 블록은,
    컴퓨터, 노트북, DSP 보드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 벡터 모델 기반 지도 작성 블록은,
    확장 칼만 필터 또는 파티클 필터를 이용하여 상기 이동체 위치 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 래스터 모델 기반 지도 작성 블록은,
    베이시안 필터를 이용하여 상기 래스터 모델 기반 지도를 작성하는 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작성된 벡터 모델 기반 지도의 표준 모델 지도는,
    DWG 또는 DXF 파일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작성된 래스터 모델 기반 지도의 표준 모델 지도는,
    JPG, BMP, PNG 파일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표준 지도 변환 블록은,
    상기 래스터 모델 기반 지도의 작성이 완료될 때, 상기 작성된 벡터 모델 기반 지도와 래스터 모델 기반 지도를 표준 모델 지도로 동시 변환하는 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 장치.
  10. 이동체 위치 측정 센서 및 공간 환경 측정 센서를 이용하여 지도 작성 데이터를 수집하는 단계와,
    상기 수집된 지도 작성 데이터의 관리를 위한 시간 개념의 로그를 기록하는 단계와,
    상기 각 로그마다 로컬 벡터 지도를 생성하는 단계와,
    상기 생성된 로컬 벡터 지도들 사이의 매칭을 통한 이동체 위치 보정 및 벡터 모델 기반 지도를 작성하는 단계와,
    상기 로컬 벡터 지도들의 매칭을 통해 오차가 있는 것으로 판별된 로컬 벡터 지도가 있을 때 상기 수집된 지도 작성 데이터의 로그의 이동체 위치를 보정된 값으로 변경하는 단계와,
    상기 변경된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하는 단계와,
    상기 작성된 벡터 모델 기반 지도와 상기 작성된 래스터 모델 기반 지도를 표준 모델 지도로 변환하는 단계
    를 포함하는 이동체의 지도 작성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이동체 위치 보정은, 확장 칼만 필터 또는 파티클 필터를 통해 수행되 는 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 래스터 모델 기반 지도의 작성은,
    베이시안 필터를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작성된 벡터 모델 기반 지도의 표준 모델 지도는,
    DWG 또는 DXF 파일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작성된 래스터 모델 기반 지도의 표준 모델 지도는,
    JPG, BMP, PNG 파일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 방법.
  15. 이동체 위치 측정 센서 및 공간 환경 측정 센서를 이용하여 지도 작성 데이터를 수집하는 단계와,
    상기 수집된 지도 작성 데이터의 관리를 위한 시간 개념의 로그를 기록하는 단계와,
    상기 각 로그마다 로컬 벡터 지도를 생성하는 단계와,
    상기 생성된 로컬 벡터 지도들 사이의 매칭을 통한 이동체 위치 보정 및 벡터 모델 기반 지도를 작성하는 단계와,
    상기 작성된 벡터 모델 기반 지도를 표준 벡터 모델 지도로 변환하는 단계와,
    상기 로컬 벡터 지도들의 매칭을 통해 오차가 있는 것으로 판별된 로컬 벡터 지도가 있을 때 상기 수집된 지도 작성 데이터의 로그의 이동체 위치를 보정된 값으로 변경하는 단계와,
    상기 변경된 이동체 위치를 토대로 래스터 모델 기반 지도를 작성하는 단계와,
    상기 작성된 래스터 모델 기반 지도를 표준 래스터 모델 지도로 변환하는 단계
    를 포함하는 이동체의 지도 작성 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 이동체 위치 보정은, 확장 칼만 필터 또는 파티클 필터를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 래스터 모델 기반 지도의 작성은,
    베이시안 필터를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 방법.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표준 벡터 모델 지도는,
    DWG 또는 DXF 파일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 방법.
  19. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표준 래스터 모델 지도는,
    JPG, BMP, PNG 파일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동체의 지도 작성 방법.
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