KR101488333B1 - Location recognition method of an object using dual orthogonal stereo sensing robot - Google Patents

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KR101488333B1
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Abstract

개시된 기술은 주파수 오프셋 추적기를 이용한 패킷 지연 변이 극복 방법 및 주파수 오프셋 추적기에 관한 것으로, 수중 환경에서 보행하는 센싱 로봇을 이용하여 물체의 위치를 감지하는 방법에 있어서, 상기 센싱 로봇에 탑재된 송신기가 제 1 초음파 신호를 송신하는 단계; 상기 센싱 로봇에 서로 직교한 상태로 배치된 수직 및 수평 초음파 안테나가 상기 송신기에서 송신한 상기 제 1 초음파 신호의 제 1 반송파를 수신하는 단계; 상기 센싱 로봇이 상기 제 1 반송파를 토대로 물체의 위치를 계산하는 단계; 상기 송신기가 제 2 초음파 신호를 송신하는 단계; 상기 센싱 로봇이 상기 제 2 초음파 신호의 송신에 따라 상기 초음파 안테나를 45도 회전하여 상기 제 2 초음파 신호의 제 2 반송파를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 초음파 신호를 기반으로 상기 물체의 계산된 위치를 보정하는 단계;를 포함한다. 따라서 해저 환경에서 물체의 인식에 따른 정확도를 향상시키는 효과를 제공한다.The present invention relates to a method of overcoming a packet delay variation using a frequency offset tracker and a frequency offset tracker, and more particularly, to a method of detecting a position of an object using a sensing robot walking in an underwater environment, Transmitting an ultrasound signal; Receiving a first carrier of the first ultrasonic signal transmitted from the transmitter by vertical and horizontal ultrasonic antennas arranged perpendicularly to the sensing robot; Calculating a position of an object based on the first carrier; Transmitting the second ultrasound signal by the transmitter; Receiving the second carrier of the second ultrasonic signal by the sensing robot rotating the ultrasonic antenna by 45 degrees in accordance with the transmission of the second ultrasonic signal; And correcting the calculated position of the object based on the second ultrasonic signal. Therefore, it provides the effect of improving the accuracy according to the recognition of the object in the submarine environment.

Description

이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법. {LOCATION RECOGNITION METHOD OF AN OBJECT USING DUAL ORTHOGONAL STEREO SENSING ROBOT} A method of object position recognition using a dual orthogonal stereo sensing robot. {LOCATION RECOGNITION METHOD OF AN OBJECT USING DUAL ORTHOGONAL STEREO SENSING ROBOT}

개시된 기술은 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용하여 물체의 3차원 위치를 인식하는 방법에 관한 것이다.The disclosed technique relates to a method for recognizing a three-dimensional position of an object using a dual orthogonal stereo sensing robot.

가까운 장래에 다가올 화석에너지 자원의 고갈에 대비하여 전세계 각지에서는 자국의 배타적 경제수역 내에서 신에너지 개발에 박차를 가하고 있다. 심해와 같은 고압력의 해저 환경에서는 각종 천연가스나 석유와 같은 현재 범용적으로 이용하고 있는 자원들과 더불어 아직 자원으로서 개발되지 않은 여러 종류의 광물이나 에너지원들이 다량 존재할 가능성이 높기 때문이다.In preparation for the depletion of fossil energy resources in the near future, we are spurring new energy development in the exclusive economic zone of our own countries. In the high-pressure undersea environment such as the deep sea, there is a high possibility that various kinds of minerals or energy sources which have not yet been developed as resources are present together with the currently widely used resources such as various natural gas and petroleum.

이러한 움직임에 따라 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸인 지리적 특성의 이점을 등에 업고, 다양한 해양 자원의 연구개발에 힘을 쏟고 있다. 그러나 해양 자원에 대한 중요성을 인식하고 있음에도 불구하고 이들 자원에 대한 조사기술은 다소 미흡한 실정이다. In accordance with these movements, Korea has been concentrating its efforts on research and development of various marine resources, bringing back the advantage of geographical characteristics surrounded by sea on three sides. However, despite the fact that they are aware of the importance of marine resources, the research on these resources is rather unsatisfactory.

특히 지상과 달리 해저 환경에서는 수중이라는 특성상 신호나 전파의 감쇄를 유발하는 많은 변수가 존재한다. 예컨대, 파도, 수압 또는 열로 인하여 전파의 감쇄가 발생할 수 있다. 따라서, 지상에서 일반적으로 이용하는 전파 통신보다는 음파 통신을 이용하여 필요로 하는 데이터를 수집하거나 위치 정보를 획득하고 있다. 실제로 대다수의 해저 탐사를 위한 기기들은 초음파를 이용하고 있다.Especially, in the undersea environment, there are many variables that cause attenuation of signals and radio waves due to the nature of underwater. For example, waves, water pressure, or heat can cause attenuation of radio waves. Therefore, it is necessary to collect data or acquire location information by using sound wave communication rather than radio wave communication generally used on the ground. In fact, most of the instruments used for underwater exploration are using ultrasound.

한편, 이러한 해저 환경에서 물체를 인식하는데 있어서 가장 중요한 이슈중에 하나는 오차를 줄이는 것에 있다. 초음파를 이용하여 물체를 탐지하고 인식한다고 하더라도, 해저 환경이 갖는 많은 변수들로 인하여 실제 물체가 위치하는 좌표와는 다소 오차가 발생하기 때문이다. 따라서, 개시된 기술에서는 이러한 오차를 최소화하여 물체를 인식하는 방법에 대하여 개시하고자 한다.On the other hand, one of the most important issues in recognizing an object in such an undersea environment is to reduce errors. Even if an object is detected and recognized using ultrasonic waves, there are some errors due to many parameters of the submarine environment. Therefore, in the disclosed technique, a method of recognizing an object by minimizing the error is disclosed.

수중 환경에서 물체를 인식하는 방법 및 장치에 관한 종래기술로는 한국 공개특허 제10-2011-0091414호 (발명의 명칭 : 수중 환경에서 직교한 안테나를 이용한 동시 지도 작성 기반 위치 인식 방법)가 있다.A conventional method for recognizing an object in an underwater environment is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0091414 entitled "Simultaneous Mapping Based Position Recognition Using Antenna Using Underwater Underwater Environment."

개시된 기술은 수중 환경에서 이중으로 직교하는 초음파 안테나를 통하여 물체가 실제로 위치하는 3차원 좌표를 계산하는 방법을 제공하는데 있다.The disclosed technique is to provide a method for calculating three-dimensional coordinates in which an object is actually located through an ultrasonic antenna that is orthogonal to a double underwater environment.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 1 측면은 수중 환경에서 보행하는 센싱 로봇을 이용하여 물체의 위치를 감지하는 방법에 있어서, 상기 센싱 로봇에 탑재된 송신기가 제 1 초음파 신호를 송신하는 단계, 상기 센싱 로봇에 서로 직교한 상태로 배치된 수직 및 수평 초음파 안테나가 상기 송신기에서 송신한 상기 제 1 초음파 신호의 제 1 반송파를 수신하는 단계, 상기 센싱 로봇이 상기 제 1 반송파를 토대로 물체의 위치를 계산하는 단계, 상기 송신기가 제 2 초음파 신호를 송신하는 단계, 상기 센싱 로봇이 상기 제 2 초음파 신호의 송신에 따라 상기 초음파 안테나를 45도 회전하여 상기 제 2 초음파 신호의 제 2 반송파를 수신하는 단계 및 상기 제 2 초음파 신호를 기반으로 상기 물체의 계산된 위치를 보정하는 단계를 포함하는 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법을 제공하는데 있다. According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of detecting a position of an object using a sensing robot walking in an underwater environment, the method comprising: transmitting a first ultrasonic signal to a transmitter mounted on the sensing robot Receiving a first carrier of the first ultrasonic signal transmitted from the transmitter, the vertical and horizontal ultrasonic antennas being orthogonal to each other in the sensing robot, receiving the first carrier of the first ultrasonic signal transmitted from the transmitter, Transmitting the second ultrasonic signal to the transmitter, receiving the second carrier of the second ultrasonic signal by rotating the ultrasonic antenna by 45 degrees in response to the transmission of the second ultrasonic signal by the sensing robot And correcting the calculated position of the object based on the second ultrasound signal. A bridge stereo sensing robot there is provided an object position recognition method.

개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다. Embodiments of the disclosed technique may have effects that include the following advantages. It should be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, since the embodiments of the disclosed technology are not meant to include all such embodiments.

개시된 기술의 일 실시예에 따르면 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법은 해저 환경에서 물체의 인식에 따른 정확도를 향상시키는 효과를 제공한다.According to an embodiment of the disclosed technology, a method of recognizing an object position using a dual orthogonal stereo sensing robot provides an effect of improving accuracy according to object recognition in a submarine environment.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법에 대한 순서도이다.
도 2은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 초음파 안테나의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에서 물체의 위치를 시공간 분리에 따라 2단계로 인식하는 도면이다.1 is a flowchart illustrating a method of recognizing an object position using a dual orthogonal stereo sensing robot according to an embodiment of the disclosed technology.
2 is a view showing a structure of an ultrasonic antenna according to an embodiment of the disclosed technology.
FIG. 3 is a diagram for recognizing the position of an object in two steps according to a space-time separation in an embodiment of the disclosed technique.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The description of the disclosed technique is merely an example for structural or functional explanation and the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the disclosed technology should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.

"제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are used to distinguish one element from another and should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

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 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 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 is present and not to preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 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.Each step may take place differently from the stated order unless explicitly stated in a specific order in the context. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the disclosed technology belongs, unless otherwise defined. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the relevant art and can not be construed as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present application .

개시된 기술에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 동일 발명자로부터 작성된 논문 및 출원된 특허를 통하여 공개되었음을 밝힌다.Prior to the detailed description of the disclosed technique, the present invention has been disclosed through the papers written by the same inventor and the patent application.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법에 대한 순서도이다. 도 1을 참조하면 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법은, 센싱 로봇에 탑재된 송신기가 제 1 초음파 신호를 송신하는 단계(110), 상기 센싱 로봇에 서로 직교한 상태로 배치된 수직 및 수평 초음파 안테나가 상기 송신기에서 송신한 상기 제 1 초음파 신호의 제 1 반송파를 수신하는 단계(120), 상기 센싱 로봇이 상기 제 1 반송파를 토대로 물체의 위치를 계산하는 단계(130), 상기 송신기가 제 2 초음파 신호를 송신하는 단계(140), 상기 센싱 로봇이 상기 제 2 초음파 신호의 송신에 따라 상기 초음파 안테나를 45도 회전하여 상기 제 2 초음파 신호의 제 2 반송파를 수신하는 단계(150) 및 상기 제 2 초음파 신호를 기반으로 상기 물체의 계산된 위치를 보정하는 단계(160)를 포함한다.1 is a flowchart illustrating a method of recognizing an object position using a dual orthogonal stereo sensing robot according to an embodiment of the disclosed technology. Referring to FIG. 1, a method of recognizing an object position using a dual orthogonal stereo sensing robot includes a step 110 of transmitting a first ultrasonic signal by a transmitter mounted on a sensing robot, a step 110 of vertically and horizontally A step 120 of receiving a first carrier of the first ultrasonic signal transmitted from the transmitter by the horizontal ultrasonic antenna, a step 130 of calculating the position of the object based on the first carrier by the sensing robot, A step (150) of transmitting a second ultrasonic signal (140), the sensing robot rotating the ultrasonic antenna by 45 degrees in response to the transmission of the second ultrasonic signal and receiving a second carrier of the second ultrasonic signal, and And correcting the calculated position of the object based on the second ultrasonic signal (160).

110 단계에서는 센싱 로봇에 탑재된 송신기가 제 1 초음파 신호를 송신한다. 여기에서 센싱 로봇은 수중 환경에서 보행이 가능한 로봇을 의미한다. 일 실시예로, 센싱 로봇은 해저 환경에서 알려지지 않은 지면을 보행 가능하도록 제작된 로봇일 수 있다. 물론 해저 환경에 따른 압력에 내구성을 가진 몸체로 제작될 수 있다는 점은 이 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.In step 110, the transmitter mounted on the sensing robot transmits the first ultrasonic signal. Here, the sensing robot means a robot capable of walking in an underwater environment. In one embodiment, the sensing robot may be a robot that is designed to be able to walk on an undersized floor in a submarine environment. Of course, it will be appreciated by one of ordinary skill in the art that the body can be made with durability to the pressure according to the undersea environment.

한편, 개시된 기술에서 사용하는 센싱 로봇은 SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)알고리즘을 이용하여 정보가 제공되지 않은 수중 환경의 지면에서 보행하는 것이 가능하다. SLAM 알고리즘은 주변 환경을 센서로 감지해가면서 맵을 생성하고, 상기 맵에 현재 자신이 위치하는 지점까지 추정하는 알고리즘이다. 일 실시예로 청소 로봇의 동작을 위해 사용하는 것이 가능하다.Meanwhile, the sensing robot used in the disclosed technology can walk on the ground of the underwater environment where information is not provided by using a SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) algorithm. The SLAM algorithm is an algorithm that generates a map while sensing the surrounding environment as a sensor, and estimates the map to a point where the current position is located in the map. It is possible to use it for the operation of the cleaning robot in one embodiment.

한편, 110 단계에서 센싱 로봇은 물체의 위치를 감지하기 위해서 탑재된 송신기를 이용하여 제 1 초음파 신호를 송신한다. 여기에서 제 1 초음파 신호는 개시된 기술이 갖는 기술적 특징에 따라 처음에 송신되는 초음파 신호를 의미한다. 센싱 로봇은 송신기를 이용하여 제 1 초음파 신호를 송신하고, 반송되기까지 대기한다.In step 110, the sensing robot transmits a first ultrasonic signal using a transmitter mounted to sense the position of the object. Here, the first ultrasonic signal means an ultrasonic signal initially transmitted according to the technical characteristics of the disclosed technology. The sensing robot transmits the first ultrasonic signal using the transmitter and waits until it is conveyed.

120 단계에서는 센싱 로봇이 초음파 안테나를 이용하여 제 1 초음파 신호의 반송파를 수신한다. 이하부터는 송신된 제 1 초음파 신호에 따른 반송파를 제 1 반송파라고 한다. 센싱 로봇은 초음파 안테나를 이용하여 제 1 반송파를 수신한다. 여기에서 초음파 안테나는 수직 초음파 안테나와 수평 초음파 안테나가 서로 직교한 상태로 배치된다. 그리고 수직 초음파 안테나 및 수평 초음파 안테나는 서로 간에 이격되어 센싱 로봇에 배치된다. In step 120, the sensing robot receives a carrier wave of the first ultrasonic signal using the ultrasonic antenna. Hereinafter, a carrier corresponding to the transmitted first ultrasonic signal is referred to as a first carrier. The sensing robot receives the first carrier wave using the ultrasonic antenna. Here, the ultrasonic antenna is arranged such that the vertical ultrasonic antenna and the horizontal ultrasonic antenna are orthogonal to each other. The vertical ultrasound antenna and the horizontal ultrasound antenna are spaced apart from each other and arranged in the sensing robot.

한편, 초음파 안테나는 센싱 로봇의 앞면에 배치되는 것이 바람직하다. 여기에서 앞면은 센싱 로봇이 전진 보행하는 방향을 기준으로 로봇을 정면에서 바라볼 때의 몸체면을 의미한다. 따라서 센싱 로봇은 해저 지면에서 보행하다가 보행하는 방향을 향해 송신기를 통하여 제 1 초음파 신호를 송신하고, 초음파 안테나를 이용하여 제 1 초음파 신호에 따른 제 1 반송파를 수신한다.On the other hand, the ultrasonic antenna is preferably disposed on the front surface of the sensing robot. Here, the front surface refers to the body surface when the robot is viewed from the front based on the direction in which the sensing robot is moving forward. Therefore, the sensing robot transmits the first ultrasonic signal through the transmitter toward the walking direction while walking on the seabed ground, and receives the first carrier according to the first ultrasonic signal using the ultrasonic antenna.

한편, 개시된 기술에서 센싱 로봇은 도 2에서 도시하는 바와 같이 수직 초음파 안테나와 수평 초음파 안테나가 직교하는 지점인 중심점에 송신기를 배치하는 것이 바람직하다. Meanwhile, in the disclosed technology, it is preferable that the sensing robot is disposed at a center point where a vertical ultrasonic antenna and a horizontal ultrasonic antenna are orthogonal to each other, as shown in FIG.

130 단계에서는 센싱 로봇이 제 1 반송파를 토대로 물체의 위치를 계산한다. 물체의 위치를 계산하는데 있어서 개시된 기술에서는 물체의 수직 좌표 및 수평 좌표를 계산하고, 상기 수직 좌표 및 상기 수평 좌표에 따라 상기 물체가 실제 위치하는 3차원 좌표를 계산한다.In step 130, the sensing robot calculates the position of the object based on the first carrier wave. In the technique disclosed in calculating the position of an object, vertical and horizontal coordinates of an object are calculated, and three-dimensional coordinates in which the object is actually located are calculated according to the vertical coordinate and the horizontal coordinate.

일 실시예에서, 센싱 로봇은 배치된 초음파 안테나 중 수직 초음파 안테나를 이용하여 제 1 반송파를 수신하고, 상기 제 1 반송파를 토대로 물체의 수직 좌표를 계산한다. 그리고 수직 초음파 안테나와 마찬가지로 수평 초음파 안테나에서도 제 1 반송파를 수신하고, 그에 따라 물체의 수평 좌표를 계산한다. 그리고 상기 계산한 수직 좌표 및 수평 좌표를 합산하여 물체가 실제로 위치하는 3차원 공간 좌표를 계산한다.In one embodiment, the sensing robot receives a first carrier wave using a vertical ultrasonic antenna among the arranged ultrasonic antennas, and calculates a vertical coordinate of the object based on the first carrier wave. Like the vertical ultrasonic antenna, the horizontal ultrasonic antenna also receives the first carrier and calculates the horizontal coordinate of the object accordingly. Then, the calculated vertical coordinate and horizontal coordinate are added together to calculate the three-dimensional space coordinate where the object is actually located.

140 단계에서는 센싱 로봇이 송신기를 이용하여 제 2 초음파 신호를 송신한다. 제 2 초음파 신호는 제 1 초음파 신호와 서로 동일한 초음파 신호이다. 다만, 송신되는 순서에 따라 제 1 또는 제 2로 구분된다. 센싱 로봇은 제 1 초음파 신호의 송신에 따라 계산된 물체의 위치에 대한 정확도를 높이기 위해서 제 2 초음파 신호를 송신한다.In step 140, the sensing robot transmits a second ultrasonic signal using a transmitter. The second ultrasonic signal is the same ultrasonic signal as the first ultrasonic signal. However, it is divided into first or second according to the order of transmission. The sensing robot transmits a second ultrasonic signal to increase the accuracy of the position of the object calculated according to the transmission of the first ultrasonic signal.

150 단계에서는 제 2 초음파 신호가 송신됨에 따라 초음파 안테나의 각도를 45도 회전한다. 예컨대, 초음파 안테나가 센싱 로봇에 +자 형태로 배치되었다면, 45도 각도를 회전하여 X자 형태로 배치할 수 있다. 상기와 같이 초음파 안테나의 각도를 45도 회전하는 것으로 초음파 안테나의 직교성을 유지함과 동시에 계산된 물체의 위치를 보정하는데 따르는 높은 복잡도를 개선시키는 효과를 기대할 수 있다.In step 150, as the second ultrasonic signal is transmitted, the angle of the ultrasonic antenna is rotated by 45 degrees. For example, if the ultrasonic antenna is arranged in a + shape on the sensing robot, it can be arranged in an X-shape by rotating the angle of 45 degrees. As described above, by rotating the angle of the ultrasonic antenna by 45 degrees, it is possible to maintain the orthogonality of the ultrasonic antenna and to improve the high complexity in correcting the calculated position of the object.

한편, 150 단계에서는 센싱 로봇이 초음파 안테나의 각도를 회전시킨 후에 제 2 초음파 신호의 반송파를 수신한다. 이하부터는 제 2 초음파 신호의 반송파를 제 2 반송파라고 한다. 센싱 로봇은 각도를 회전시킨 초음파 안테나를 이용하여 제 2 반송파를 수신한다. In step 150, the sensing robot rotates the angle of the ultrasonic antenna and receives a carrier wave of the second ultrasonic signal. Hereinafter, the carrier wave of the second ultrasonic signal is referred to as a second carrier wave. The sensing robot receives the second carrier wave using an ultrasonic antenna rotated at an angle.

160 단계에서는 센싱 로봇이 물체의 계산된 위치를 보정한다. 앞서 제 1 반송파를 토대로 물체의 위치를 계산한 것과 마찬가지로, 센싱 로봇은 제 2 반송파를 기반으로 물체의 위치를 다시 계산한다. 그리고 먼저 계산한 물체의 3차원 좌표값과 다시 계산한 물체의 3차원 좌표값 간의 자기 상관(Auto Correlation)에 기초하여 3차원 좌표를 보정한다. 따라서, 수중 환경에서 물체의 실제 위치를 인식하는 것이 가능하다. 또한, 상기의 과정에 따라 개시된 기술의 일 실시예를 이용하면 해저에 존재하는 광물질 내지는 에너지원들이 실제로 위치하는 좌표를 인식하는 것 역시 가능하다.In step 160, the sensing robot corrects the calculated position of the object. The sensing robot recalculates the position of the object on the basis of the second carrier, just as the position of the object is calculated based on the first carrier. Then, the three-dimensional coordinate is corrected based on the auto correlation between the three-dimensional coordinate value of the object calculated first and the three-dimensional coordinate value of the recalculated object. Therefore, it is possible to recognize the actual position of an object in an underwater environment. Also, according to the above-described process, it is also possible to recognize the coordinates where the minerals or energy sources existing at the seabed are actually located, using an embodiment of the disclosed technique.

도 2은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 초음파 안테나의 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면 송신기가 배치되는 중심점 Tx를 기준으로 X자 형태로 수직 초음파 안테나 및 수평 초음파 안테나가 배치되어 있음을 확인할 수 있다. 개시된 기술의 실 실시예에 따라 센싱 로봇은 수직 및 수평 초음파 안테나의 각도를 45도 회전하여 +자 형태로 배치시키는 것이 가능하다. 이와 같이 직교성을 유지한 상태로 안테나를 회전시켜서 반송파를 수신하고, 수신된 반송파를 토대로 물체의 위치를 인식하면, 물체 위치 인식에 따르는 계산의 복잡도를 개선시키는 효과를 기대할 수 있다. 2 is a view showing a structure of an ultrasonic antenna according to an embodiment of the disclosed technology. Referring to FIG. 2, it can be seen that a vertical ultrasonic antenna and a horizontal ultrasonic antenna are arranged in an X-shape with respect to a center point Tx at which the transmitter is disposed. According to an embodiment of the disclosed technology, the sensing robot can rotate the angles of the vertical and horizontal ultrasonic antennas by 45 degrees and arrange them in a + shape. When the carrier is received by rotating the antenna while maintaining the orthogonality, and the position of the object is recognized based on the received carrier wave, the effect of improving the complexity of the calculation according to the object position recognition can be expected.

도 3은 개시된 기술의 일 실시예에서 물체의 위치를 시공간 분리에 따라 2단계로 인식하는 도면이다. 개시된 기술의 일 실시예에 따르면 종래의 물체 인식 기술과는 다르게 초음파 안테나의 각도를 45도 회전하여 2단계에 걸쳐 물체의 위치를 인식하기 때문에 물체의 위치에 대한 정확도 또한 개선시키는 효과를 기대할 수 있다. FIG. 3 is a diagram for recognizing the position of an object in two steps according to a space-time separation in an embodiment of the disclosed technique. According to an embodiment of the disclosed technology, the angle of the ultrasonic antenna is rotated by 45 degrees to recognize the position of the object in two stages, unlike the conventional object recognition technology, so that the accuracy of the position of the object is also improved .

개시된 기술의 실시예를 통한 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해 정해져야 할 것이다.Although a method of recognizing an object position using a dual orthogonal stereo sensing robot according to an embodiment of the disclosed technology has been described with reference to the embodiments shown in the drawings for the sake of understanding, It will be understood that various modifications and equivalent embodiments may be possible. Accordingly, the true scope of protection of the disclosed technology should be determined by the appended claims.

110 : 제 1 초음파 신호 송신 120 : 제 1 반송파 수신
130 : 물체 위치 계산 140 : 제 2 초음파 신호 송신
150 : 안테나 각도 회전 및 제 2 반송파 수신
160 : 물체 위치 보정110: first ultrasonic signal transmission 120: first carrier reception
130: object position calculation 140: second ultrasonic signal transmission
150: antenna angle rotation and second carrier reception
160: Object position compensation

Claims (5)

수중 환경에서 보행하는 센싱 로봇을 이용하여 물체의 위치를 감지하는 방법에 있어서,
상기 센싱 로봇에 탑재된 송신기가 제 1 초음파 신호를 송신하는 단계;
상기 센싱 로봇에 서로 직교한 상태로 배치된 수직 및 수평 초음파 안테나가 상기 송신기에서 송신한 상기 제 1 초음파 신호의 제 1 반송파를 수신하는 단계;
상기 센싱 로봇이 상기 제 1 반송파를 토대로 물체의 위치를 계산하는 단계;
상기 송신기가 제 2 초음파 신호를 송신하는 단계;
상기 센싱 로봇이 상기 제 2 초음파 신호의 송신에 따라 상기 초음파 안테나를 45도 회전하여 상기 제 2 초음파 신호의 제 2 반송파를 수신하는 단계; 및
상기 제 2 반송파를 기반으로 상기 물체의 계산된 위치를 보정하는 단계;를 포함하는 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법.A method for sensing a position of an object using a sensing robot walking in an underwater environment,
Transmitting a first ultrasonic signal to a transmitter mounted on the sensing robot;
Receiving a first carrier of the first ultrasonic signal transmitted from the transmitter by vertical and horizontal ultrasonic antennas arranged perpendicularly to the sensing robot;
Calculating a position of an object based on the first carrier;
Transmitting the second ultrasound signal by the transmitter;
Receiving the second carrier of the second ultrasonic signal by rotating the ultrasonic antenna by 45 degrees in accordance with the transmission of the second ultrasonic signal; And
And correcting the calculated position of the object based on the second carrier wave. 제 1 항에 있어서, 상기 송신기는,
상기 초음파 안테나의 중심부에 위치하는 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법.2. The apparatus of claim 1,
Wherein the object is located at the center of the ultrasonic antenna. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱 로봇은,
SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 알고리즘을 이용하여 상기 수중 환경에서 보행하는 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법.The apparatus of claim 1, wherein the sensing robot comprises:
A method for recognizing an object position using a dual orthogonal stereo sensing robot walking in the underwater environment using a SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) algorithm. 제 1 항에 있어서, 물체의 위치를 계산하는 단계는,
상기 수직 및 수평 초음파 안테나로부터 상기 물체에 대한 수직 좌표 및 수평 좌표를 계산하고, 상기 수직 좌표 및 상기 수평 좌표에 따라 상기 물체가 위치하는 3차원 좌표를 계산하는 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법.2. The method of claim 1, wherein calculating the position of the object further comprises:
Dimensional stereo sensing robot for calculating vertical coordinates and horizontal coordinates of the object from the vertical and horizontal ultrasonic antennas and calculating three-dimensional coordinates of the object in accordance with the vertical and horizontal coordinates, Way. 제 1 항에 있어서, 상기 물체의 계산된 위치를 보정하는 단계는,
상기 센싱 로봇이 상기 제 1 반송파 및 상기 제 2 반송파 간의 자기상관(Auto Correlation)에 기초하여 상기 물체의 3차원 좌표를 보정하는 이중 직교 스테레오 센싱 로봇을 이용한 물체 위치 인식 방법.2. The method of claim 1, wherein correcting the calculated position of the object comprises:
Wherein the sensing robot corrects the three-dimensional coordinates of the object based on auto correlation between the first carrier and the second carrier.
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