KR101702519B1 - Apparatus for measuring position and posture of mobile body - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동체의 위치 및 자세 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 실시 예에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치는 블록 내부에서의 이동체의 위치 및 자세를 측정하기 위한 위치 및 자세 측정 장치로서, 이동체에 구비되고, 레이저 빔을 발생하여 블록의 복수의 벽면에 이르는 거리 값들을 측정하는 레이저 거리센서; 이동체에 구비되고, 레이저 거리센서를 복수의 벽면을 따라 회전시키는 구동부; 및 레이저 거리센서에 의해 측정된 거리 값들을 이용하여 블록 내에서의 이동체의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함한다.An apparatus and method for measuring a position and an attitude of a moving object according to the present invention is a position and attitude measuring apparatus for measuring a position and an attitude of a moving object inside a block, A laser distance sensor for generating a laser beam to measure distance values to a plurality of wall surfaces of the block; A driving unit provided on the moving body and rotating the laser distance sensor along a plurality of wall surfaces; And a position estimator for estimating a position of the moving object in the block using distance values measured by the laser distance sensor.
Description
본 발명은 이동체의 위치 및 자세를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 빔을 이용하여 블록 내에서의 이동체의 위치 및 자세를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
조선 해양 산업을 비롯한 다양한 산업 분야에서 구조물의 계측 등을 위하여 구조물의 3D 형상을 측정해야 하는 경우가 있다. 레이저 스캐너를 이용하여 대형 구조물의 3D 형상을 측정시, 여러 지점에서 대형 구조물의 일부분에 대해 획득한 점군 데이터를 정합하는 과정을 거쳐야 한다. 이때 레이저 스캐너의 스캔 위치 및 스캔 자세를 정확하게 측정하면 점군 데이터의 정합 정확도를 높일 수 있다.It is necessary to measure the 3D shape of a structure in order to measure structures in various industrial fields including shipbuilding marine industry. When measuring the 3D shape of a large structure using a laser scanner, it is necessary to match the acquired point cloud data to a portion of a large structure at various points. In this case, accurate measurement of the scanning position and the scanning posture of the laser scanner can improve the matching accuracy of the point cloud data.
또한 조선소의 건조 작업시 작업에 도움을 줄 수 있는 정보를 작업자에게 증강 현실을 통해 제공하는 기술이 연구 중에 있으며, 이와 같은 증강 현실을 정확하게 구현하기 위해서는 증강 현실 영상을 생성하는 모바일 장비의 정확한 위치 및 자세 정보를 알아야 한다.Also, in order to accurately implement the augmented reality, it is necessary to provide accurate information on the exact position of the mobile equipment generating the augmented reality image, You need to know your posture information.
현재 모바일 장비의 위치 정보를 측정하는 기술로 GPS(Global Positioning System) 모듈이 알려져 있으나, GPS 모듈은 측정 오차가 수미터 이상으로 크기 때문에 정밀 위치 측정이 요구되는 경우에는 사용이 제한된다. 또한 GPS 모듈의 경우 밀폐 공간 내에서는 모바일 장비의 위치를 측정하지 못하거나, 위치를 측정할 수 있다 하더라도 오차가 커지는 문제점을 갖는다. 모바일 장비의 방향 정보는 IMU 센서와 같은 관성 센서를 이용하는 방식이 활용될 수 있으나, IMU 센서를 이용한 방향 측정 방식은 누적 오차로 인하여 정확성이 담보되지 않는다는 단점이 있다.The GPS (Global Positioning System) module is known as a technology for measuring the position information of mobile devices. However, the GPS module has a measurement error of several meters or more, so its use is restricted when precise position measurement is required. In addition, the GPS module has a problem that the position of the mobile device can not be measured in the closed space, or the error is increased even though the position can be measured. The direction information of the mobile equipment can be utilized by using an inertial sensor such as an IMU sensor, but there is a disadvantage that the direction measurement method using the IMU sensor does not guarantee accuracy due to cumulative error.
본 발명은 레이저 빔을 이용하여 블록 내에서의 이동체의 위치 및 자세를 정확하게 측정할 수 있는 이동체의 위치 및 자세 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus for measuring the position and attitude of a moving object which can accurately measure the position and attitude of the moving object in a block using a laser beam.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 이동체가 이동하는 동안 이동체의 위치 및 자세를 실시간으로 측정할 수 있는 이동체의 위치 및 자세 측정 장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a device for measuring the position and orientation of a moving object, which can measure a position and an attitude of the moving object in real time while the moving object is moving.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 측면에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치는 블록 내부에서 이동하는 이동체에 구비되고, 레이저 빔을 발생하여 상기 블록의 복수의 벽면에 이르는 거리 값들을 측정하는 레이저 거리센서; 상기 이동체에 구비되고, 상기 레이저 거리센서를 상기 복수의 벽면을 따라 회전시키는 구동부; 및 상기 레이저 거리센서에 의해 측정된 거리 값들을 이용하여 상기 블록 내에서의 상기 이동체의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a position and a posture of a moving object, the apparatus comprising: a laser distance sensor provided in a moving object moving within a block, for measuring distance values to a plurality of wall surfaces of the block by generating a laser beam; A driving unit provided on the moving body, for rotating the laser distance sensor along the plurality of wall surfaces; And a position estimator for estimating a position of the moving object in the block using distance values measured by the laser distance sensor.
상기 이동체의 위치 및 자세 측정 장치는 상기 이동체의 방향 정보를 측정하는 방향 센서를 더 포함하고, 상기 위치 추정부는 측정된 방향 정보를 기초로 상기 레이저 빔이 조사되는 벽면을 인식하여 상기 이동체의 위치를 추정할 수 있다.The position and orientation measuring apparatus further includes a direction sensor for measuring direction information of the moving object, and the position estimating unit recognizes a wall surface irradiated with the laser beam based on the measured direction information, Can be estimated.
상기 위치 추정부는, 상기 블록의 설계 모델에서 상기 복수의 벽면의 좌표를 각 벽면에 대응하는 거리 값만큼 상기 블록 내부로 이동시켜 복수의 교차선을 생성하는 교차선 생성부; 및 상기 복수의 교차선 간의 교차점을 산출하여 상기 이동체의 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함할 수 있다.The position estimating unit may include a crossing line generating unit for generating a plurality of intersecting lines by moving coordinates of the plurality of wall surfaces into the block by a distance value corresponding to each wall surface in a design model of the block; And a position determiner for calculating an intersection between the plurality of intersecting lines to determine a position of the moving object.
상기 이동체의 위치 및 자세 측정 장치는 상기 레이저 거리센서에서 벽면에 이르는 거리 값이 측정된 시점 및 상기 거리 값이 측정된 시점에서의 상기 레이저 거리센서의 회전 각도에 기초하여 상기 이동체의 방향 정보를 추정하는 방향 추정부를 더 포함할 수 있다.The apparatus for measuring the position and the attitude of the moving object estimates the direction information of the moving object based on a time point at which the distance from the laser distance sensor to the wall surface is measured and a rotation angle of the laser distance sensor at the time point at which the distance value is measured And a direction estimating unit.
상기 이동체의 위치 및 자세 측정 장치는 상기 이동체의 이동 거리를 측정하는 이동거리 측정부; 및 상기 이동체의 방향 정보를 측정하는 방향 센서를 더 포함하고, 상기 위치 추정부는, 상기 블록의 설계 모델에서 상기 복수의 벽면의 좌표를 각 벽면에 대응하는 거리 값만큼 상기 블록 내부로 이동시켜 복수의 교차선을 생성하는 교차선 생성부; 및 상기 복수의 교차선에서 상기 이동 거리 및 상기 방향 정보에 부합하는 점들을 산출하여, 상기 이동체의 이동 전과 이동 후의 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함할 수 있다.The apparatus for measuring the position and the posture of a moving body includes: a moving distance measuring unit for measuring a moving distance of the moving body; And a direction sensor for measuring direction information of the moving object, wherein the position estimating unit moves the coordinates of the plurality of wall surfaces into the block by a distance value corresponding to each wall surface in a design model of the block, An intersection line generating unit for generating an intersection line; And a position determining unit for calculating points corresponding to the movement distance and the direction information on the plurality of intersection lines and determining positions before and after the movement of the moving object.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 블록 내에 위치한 이동체에 구비되어 상기 블록의 복수의 벽면을 따라 회전하면서 레이저 빔을 발생하는 레이저 거리센서에 의해 상기 복수의 벽면에 이르는 거리 값들을 측정하는 단계; 및 상기 레이저 거리센서에 의해 측정된 거리 값들을 이용하여 상기 블록 내에서의 상기 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 단계를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a distance, comprising: measuring distance values to a plurality of wall surfaces by a laser distance sensor provided in a moving object located in a block and generating a laser beam while rotating along a plurality of wall surfaces of the block; And estimating a position and an attitude of the moving object in the block using the distance values measured by the laser distance sensor.
본 발명의 실시 예에 의하면 레이저 빔을 이용하여 블록 내에서의 이동체의 위치 및 자세를 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the position and attitude of a moving object in a block can be measured using a laser beam.
또한 본 발명의 실시 예에 의하면 이동체가 이동하는 동안 이동체의 위치 및 자세를 실시간으로 측정할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, the position and posture of the moving object can be measured in real time while the moving object is moving.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Unless stated, the effects will be apparent to those skilled in the art from the description and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치(100)에 의하여 블록(10) 내부에서의 이동체의 위치 및 자세를 측정하는 것을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치(100)의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치(100)의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치를 구성하는 위치 추정부(150)의 구성도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 이동체의 위치 및 자세를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 이동체의 위치 및 자세를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 계측기(120)의 스캔 위치를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 계측기(120)의 스캔 위치를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view showing a position and an attitude of a moving object within a
2 is a schematic perspective view of an
3 is a block diagram of an
FIG. 4 is a configuration diagram of a
5 and 6 are views for explaining a method of measuring a position and an attitude of a moving body according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a method of measuring a position and a posture of a mobile body according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view for explaining a process of measuring a scan position of the
9 is a view for explaining a process of measuring a scan position of the
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.Other advantages and features of the present invention and methods for accomplishing the same will be apparent from the following detailed description of embodiments thereof taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Although not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. A general description of known configurations may be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings of the present invention, the same reference numerals are used as many as possible for the same or corresponding configurations. To facilitate understanding of the present invention, some configurations in the figures may be shown somewhat exaggerated or reduced.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 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.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", or "having" are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, Steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, whether or not explicitly described or implied by the accompanying claims.
본 명세서 전체에서 사용되는 '~부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부'가 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.Used throughout this specification may refer to a hardware component such as, for example, software, FPGA or ASIC, as a unit for processing at least one function or operation. However, "to" is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors.
일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소와 '~부'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소 및 '~부'들에 의해 분리되어 수행될 수도 있고, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수도 있다.As an example, the term '~' includes components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, attributes, procedures, Routines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided by the components and components may be performed separately by a plurality of components and components, or may be integrated with other additional components.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치(100)에 의하여 블록(10) 내부에서의 이동체의 위치 및 자세를 측정하는 것을 보여주는 도면이다. 이동체의 위치 및 자세 측정 장치(100)는 블록(10) 내부에서의 이동체의 위치 및 자세를 측정한다. 이동체는 예를 들어, 3차원 레이저 스캐너와 같은 계측기나, 증강 현실을 구현하기 위한 영상을 획득하는 영상 촬영부를 구비할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.FIG. 1 is a view showing a position and an attitude of a moving object within a
블록(10)은 예를 들어 선박이나 해양 구조물의 건조를 위한 선체 블록일 수 있다. 선체 블록은 여객선, 어선, 유조선, 바지선, 화물선과 같은 선박의 선체뿐 아니라, 부유식 원유생산저장하역설비(floating production storage and offloading plant, FPSO)나 부유식 액화천연가스설비(floating liquid natural gas plant)와 같은 다양한 해양 구조물의 선체를 이루는 부분일 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치(100)의 개략적인 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치(100)의 구성도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 이동체의 위치 및 자세 측정 장치(100)는 사용자 인터페이스부(110), 계측기(120), 구동 제어부(130), 레이저 거리센서(140), 위치 추정부(150), 자세 추정부(160), 이동거리 측정부(170), 정합부(180) 및 제어부(190)를 포함한다.2 is a schematic perspective view of an
사용자 인터페이스부(110)는 작업자가 3D 형상 정보의 계측 명령이나 증강 영상의 생성 명령, 이동체의 위치 및 자세를 측정하는 명령 등을 입력하기 위해 제공된다. 사용자 인터페이스부(110)는 버튼식 입력부, 터치 패널 등의 다양한 형태로 제공될 수 있다. 이동체의 위치 및 자세 측정 장치(100)가 작업자가 소지한 휴대형 단말과 무선 통신에 의해 연동되어 동작하는 경우, 사용자 인터페이스부(110)는 휴대형 단말에 제공될 수도 있다.The
계측기(120)는 블록(10) 내부를 계측한다. 계측기(120)는 예를 들어 점군 데이터를 획득하는 3차원 레이저 스캐너로 제공될 수 있다. 점군 데이터는 블록(10)내의 다수의 면을 이루는 점들에 대한 3차원 좌표 정보를 포함한다. 계측기(120)는 블록(10) 내부의 전체 형상에 대해 3D 모델을 얻기 위하여, 여러 지점에서 점군 데이터를 획득할 수 있다.The
구동 제어부(130)는 계측기(120)를 이동시키는 이동부(예를 들어 구동휠을 구동하는 구동모터)로 구동 신호를 발생하여 계측기(120)를 블록(10) 내부에서 이동시킨다.The driving
레이저 거리센서(140)는 이동체에 구비되고, 레이저 빔을 발생하여 블록(10)의 복수의 벽면에 이르는 거리 값들을 측정한다. 구동부(142)는 이동체에 구비되고, 레이저 거리센서를 블록(10)을 이루는 복수의 벽면(측벽)을 따라 회전시킨다.The
위치 추정부(150)는 레이저 거리센서(140)에 의해 측정된 복수의 벽면에 이르는 거리 값들을 이용하여 블록(10) 내에서의 이동체의 위치를 추정한다. 위치 추정부(150)는 계측기(120)의 방향 정보를 기초로 레이저 빔이 조사되는 벽면이 복수의 벽면 중 어떤 벽면인지를 인식하여 이동체의 위치를 추정할 수 있다. 이때, 계측기(120)의 방향 정보는 방향 센서(예컨대 IMU 센서)에 의해 측정될 수 있다.The
이동거리 측정부(170)는 이동체의 이동 거리를 측정한다. 이동거리 측정부(170)는 예를 들어 이동체를 이동시키는 구동모터 측에 설치되어 구동휠의 회전수를 측정하는 엔코더(encoder)로 제공될 수 있다. 정합부(180)는 계측기(120)에 의해 서로 다른 스캔 위치 및 스캔 자세에서 획득된 복수의 점군 데이터를 하나의 좌표계를 갖도록 정합한다.The moving
제어부(190)는 사용자 인터페이스부(110)를 통해 입력되는 명령에 따라 계측기(120)를 제어하고, 메모리에 저장된 프로그램에 따라 이동체의 위치 및 자세를 측정하도록 위치 추정부(150) 및 자세 추정부(160)를 제어하고, 계측기(120)에 의해 획득된 점군 데이터를 정합하도록 정합부(180)를 제어한다. 제어부(150)는 적어도 하나의 프로세서(processor)로 제공될 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동체의 위치 및 자세 측정 장치를 구성하는 위치 추정부(150)의 구성도이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 이동체의 위치 및 자세를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a configuration diagram of a
도 4 내지 도 6을 참조하면, 위치 추정부(150)는 교차선 생성부(152)와, 위치 결정부(154)를 포함한다. 교차선 생성부(152)는 블록(10,20)의 설계 모델에서, 복수의 벽면의 좌표를 각 벽면에 대응하는 거리 값(L1,L2,L3)만큼 블록(10,20) 내부로 이동시켜 복수의 교차선(M1,M2,M3)을 생성한다. 위치 결정부(154)는 복수의 교차선(M1,M2,M3) 간의 교차점을 산출하여 이동체의 위치(P)를 결정한다.4 to 6, the
도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 자세 추정부(160)는 레이저 거리센서(140)에서 벽면에 이르는 거리 값이 측정된 시점과, 거리 값이 측정된 시점에서의 레이저 거리센서(140)의 회전 각도에 기초하여 이동체의 방향 정보를 추정한다. 일 실시 예로, 레이저 거리센서(140)의 회전 각도는 구동부(도 2의 도면부호 142)의 구동모터의 회전량을 측정하는 엔코더에 의해 측정될 수 있다.3, 5, and 6, the
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 이동체의 위치 및 자세를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4 및 도 7을 참조하면, 교차선 생성부(152)는 블록(30)의 설계 모델에서, 복수의 벽면의 좌표를 각 벽면에 대응하는 거리 값(L1, L2)만큼 상기 블록 내부로 이동시켜 복수의 교차선(M1,M2)을 생성한다.7 is a view for explaining a method of measuring a position and a posture of a mobile body according to another embodiment of the present invention. 4 and 7, the intersection
위치 결정부(154)는 복수의 교차선(M1,M2)에서 이동체의 이동 거리(L) 및 방향 정보(θ)에 부합하는 점들(P1,P2)을 산출하여, 이동체의 이동 전과 이동 후의 위치(P1,P2)를 결정한다. 이동체의 위치 및 자세 정보는 점군 데이터의 정합이나 증강 현실의 추적 등에 적용될 수 있다.The
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 계측기(120)의 스캔 위치를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 위치 추정부(150)는 계측기(120)의 이동방향(θ)과 나란한 동시에 제1 교차선(M1) 위의 한 점과, 제2 교차선(M2) 위의 한 점을 잇는 선들 중 계측기(120)의 이동거리(L)에 부합되는 선을 찾고, 해당 점들을 이동전 위치(P1)와 이동후 위치(P2)로 산출할 수 있다.FIG. 8 is a view for explaining a process of measuring a scan position of the
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 계측기(120)의 스캔 위치를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 위치 및 자세 측정부(150)는 계측기(120)의 이동거리(L)와 일치하는 동시에 제1 교차선(M1) 위의 한 점과 제2 교차선(M2) 위의 한 점을 잇는 선들 중 계측기(120)의 이동방향(θ)에 부합되는 선을 찾고, 해당 점들을 계측기(120)의 이동전 위치(P1)와 이동후 위치(P2)로 산출할 수 있다. 이에 따라 이동체의 위치 및 자세를 실시간으로 추정할 수 있다.9 is a view for explaining a process of measuring a scan position of the
본 발명의 실시 예에 따라 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 방법은 블록 내부에서 이동하는 이동체에 구비되어 상기 블록의 복수의 벽면을 따라 회전하면서 레이저 빔을 발생하는 레이저 거리센서에 의해 상기 복수의 벽면에 이르는 거리 값들을 측정하는 단계; 및 레이저 거리센서에 의해 측정된 거리 값들을 이용하여 블록 내에서의 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of estimating a position and a posture of a moving object, the method comprising the steps of: generating a laser beam by rotating a plurality of wall surfaces of a block, Measuring distance values to a predetermined distance; And estimating the position and posture of the moving object in the block using the distance values measured by the laser distance sensor.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은 예를 들어 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.The method according to an embodiment of the present invention can be realized in a general-purpose digital computer that can be created as a program that can be executed by a computer and operates the program using a computer-readable recording medium.
컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 SRAM(Static RAM), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Electrically Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리 장치, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferroelectric RAM)과 같은 불휘발성 메모리, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 광학적 판독 매체 예를 들어 시디롬, 디브이디 등과 같은 형태의 저장매체일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The computer readable recording medium may be a volatile memory such as SRAM (Static RAM), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM) Non-volatile memory such as EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), flash memory device, Phase-change RAM (PRAM), Magnetic RAM (MRAM), Resistive RAM (RRAM), Ferroelectric RAM But are not limited to, optical storage media such as CD ROMs, DVDs, and the like.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modifications are possible within the scope of the present invention. It is to be understood that the technical scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims and the technical scope of protection of the present invention is not limited to the literary description of the claims, To the invention of the invention.
10, 20, 30: 블록 100: 이동체의 위치 및 자세 측정 장치
110: 사용자 인터페이스부 120: 계측기
130: 구동 제어부 140: 레이저 거리센서
142: 구동부 150: 위치 추정부
160: 자세 추정부 170: 이동거리 측정부
180: 정합부 190: 제어부10, 20, 30: Block 100: Position and attitude measuring device of moving object
110: user interface unit 120:
130: drive control unit 140: laser distance sensor
142: driving unit 150:
160: attitude estimating unit 170: moving distance measuring unit
180: matching unit 190:
Claims (5)
상기 이동체에 구비되고, 상기 레이저 거리센서를 상기 복수의 벽면을 따라 회전시키는 구동부; 및
상기 블록의 설계 모델과, 상기 레이저 거리센서에 의해 측정된 거리 값들을 이용하여 상기 블록 내에서의 상기 이동체의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함하며,
상기 위치 추정부는:
상기 블록의 설계 모델에서 상기 복수의 벽면의 좌표를 각 벽면에 대응하는 거리 값만큼 상기 블록 내부로 이동시켜 복수의 교차선을 생성하고, 상기 복수의 교차선 간의 교차점을 산출하여 상기 교차점을 상기 이동체의 위치로 결정하는 이동체의 위치 및 자세 측정 장치.A laser distance sensor provided in a moving body inside the block, for generating a laser beam to measure distance values to a plurality of wall surfaces of the block;
A driving unit provided on the moving body, for rotating the laser distance sensor along the plurality of wall surfaces; And
And a position estimator for estimating a position of the moving object in the block using a design model of the block and distance values measured by the laser distance sensor,
Wherein the position estimator comprises:
A plurality of intersection lines are generated by moving the coordinates of the plurality of wall surfaces into the block by a distance value corresponding to each wall surface in a design model of the block and calculating an intersection point between the plurality of intersection lines, Of the moving object.
상기 이동체의 방향 정보를 측정하는 방향 센서를 더 포함하고,
상기 위치 추정부는 측정된 방향 정보를 기초로 상기 레이저 빔이 조사되는 벽면을 인식하여 상기 이동체의 위치를 추정하는 이동체의 위치 및 자세 측정 장치.The method according to claim 1,
And a direction sensor for measuring direction information of the moving object,
Wherein the position estimating unit estimates the position of the moving object by recognizing the wall surface irradiated with the laser beam based on the measured direction information.
상기 위치 추정부는,
상기 블록의 설계 모델에서 상기 복수의 벽면의 좌표를 각 벽면에 대응하는 거리 값만큼 상기 블록 내부로 이동시켜 복수의 교차선을 생성하는 교차선 생성부; 및
상기 복수의 교차선 간의 교차점을 산출하여 상기 이동체의 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함하는 이동체의 위치 및 자세 측정 장치.The method according to claim 1,
The position estimating unit may calculate,
An intersection line generation unit for generating a plurality of intersection lines by moving coordinates of the plurality of wall surfaces into the block by a distance value corresponding to each wall surface in a design model of the block; And
And a position determiner for calculating an intersection between the plurality of intersecting lines to determine a position of the moving object.
상기 레이저 거리센서에서 벽면에 이르는 거리 값이 측정된 시점 및 상기 거리 값이 측정된 시점에서의 상기 레이저 거리센서의 회전 각도에 기초하여 상기 이동체의 방향 정보를 추정하는 방향 추정부를 더 포함하는 이동체의 위치 및 자세 측정 장치.The method according to claim 1,
And a direction estimating unit for estimating direction information of the moving object based on a time point at which the distance value from the laser distance sensor to the wall surface is measured and a rotation angle of the laser distance sensor at the time point at which the distance value is measured Position and attitude measuring device.
상기 이동체에 구비되고, 상기 레이저 거리센서를 상기 복수의 벽면을 따라 회전시키는 구동부;
상기 블록의 설계 모델과, 상기 레이저 거리센서에 의해 측정된 거리 값들을 이용하여 상기 블록 내에서의 상기 이동체의 위치를 추정하는 위치 추정부;
상기 이동체의 이동 거리를 측정하는 이동거리 측정부; 및
상기 이동체의 방향 정보를 측정하는 방향 센서를 포함하고,
상기 위치 추정부는,
상기 블록의 설계 모델에서 상기 복수의 벽면의 좌표를 각 벽면에 대응하는 거리 값만큼 상기 블록 내부로 이동시켜 복수의 교차선을 생성하는 교차선 생성부; 및
상기 복수의 교차선 위의 점들 중에서 상기 이동 거리 및 상기 방향 정보에 부합하는 2개의 점을 산출하고, 상기 2개의 점을 각각 상기 이동체의 이동 전과 이동 후의 위치로 결정하는 위치 결정부를 포함하는 이동체의 위치 및 자세 측정 장치.A laser distance sensor provided in a moving body inside the block, for generating a laser beam to measure distance values to a plurality of wall surfaces of the block;
A driving unit provided on the moving body, for rotating the laser distance sensor along the plurality of wall surfaces;
A position estimator for estimating a position of the moving object in the block using a design model of the block and distance values measured by the laser distance sensor;
A moving distance measuring unit for measuring a moving distance of the moving object; And
And a direction sensor for measuring direction information of the moving object,
The position estimating unit may calculate,
An intersection line generation unit for generating a plurality of intersection lines by moving coordinates of the plurality of wall surfaces into the block by a distance value corresponding to each wall surface in a design model of the block; And
And a position determiner for calculating two points corresponding to the movement distance and the direction information among the points on the plurality of intersection lines and determining the two points as positions before and after the movement of the mobile object, Position and attitude measuring device.
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