KR101742487B1 - Position recognizing device and method in pipeline - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관로 내 위치 인식 장치 및 방법에 관한 것으로서, 위치 인식 장치가 관로의 내부를 따라 이동하며 관로의 내면에 인공 표식을 형성하고, 해당 관로의 내면을 촬영한 후, 촬영 영상에서 인공 표식의 특징점을 추출하여 위치를 추정하며, 이를 통해 위치 추정을 위한 표식이 존재하지 않는 환경에서도 능동적으로 표식을 형성하여 위치를 추정하는 것이 가능하다.The present invention relates to an apparatus and method for recognizing a position in a pipeline, in which a position recognition apparatus moves along the inside of a pipeline, forms an artificial marker on the inner surface of the pipeline, photographs an inner surface of the pipeline, It is possible to estimate the position by extracting the minutiae and estimating the position of the minutiae, thereby actively forming the markers even in an environment in which no markers for the position estimation exist.

Description

관로 내 위치 인식 장치 및 방법 {Position recognizing device and method in pipeline}Technical Field [0001] The present invention relates to a position recognizing device and method in a pipeline,

본 발명은 위치 인식 기술과 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 관로 내부에 인공의 표식을 형성하고 이를 이용하여 현재 위치를 추정할 수 있는 관로 내 위치 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a position recognition technique, and more particularly, to an apparatus and method for recognizing an intra-tube position by forming an artificial marker in a tube and estimating a current position using the artificial marker.

이동하는 물체의 위치를 판단하는 방법으로는 거리를 알고 있는 두 고정점으로부터 방향을 측정하여 다른 지점의 거리를 측정하는 삼각 측량법, GPS(Global Positioning System)을 이용한 위치 측정 방법, 무선 통신 기지국에 등록된 무선 통신 장치를 이용하여 대략적인 위치를 파악하는 방법 등이 존재하여 왔다. 그런데 이러한 종래의 위치 판단 방법은 그 정확도가 낮고, 전파 환경이 양호하지 않은 환경에서 위치를 파악하기 어려운 난점이 존재한다.As a method for determining the position of a moving object, there are a triangulation method in which a direction is measured from two fixed points having a known distance and a distance is measured at another point, a position measurement method using a GPS (Global Positioning System) And a method of locating an approximate position using the wireless communication device. However, such a conventional position determining method has a low accuracy, and it is difficult to grasp the position in an environment where the propagation environment is not good.

근래에는 이동체가 자신의 위치를 파악하기 위한 새로운 방안이 개발되고 있으며, 이에 따른 결과 중 하나로서 동시적 위치추정 및 지도작성(Simultaneous Localization And Mapping: SLAM) 기술이 개발되었다. SLAM 기술을 이용하면 임의 공간에서 이동하면서 현재 위치를 파악하는 것이 가능하다.Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) technology has been developed as one of the results of this research. With SLAM technology, it is possible to grasp the current position while moving in arbitrary space.

SLAM 기술을 이용하여 위치를 추정하기 위해서는 표식(landmark)이 필요하고, 이는 자연적으로 형성된 자연 표식(natural landmark)과 인위적으로 형성된 인공 표식(artificial landmark)로 구분된다.In order to estimate the position using the SLAM technique, a landmark is required, which is divided into a naturally formed natural landmark and an artificially formed artificial landmark.

그런데 관로(pipeline) 내부의 자연 표식은 내면의 상태에 따라 손상 부분, 녹슨 부분, 종유석이나 따개비가 붙은 부분 등 다양한 형태로 존재할 수 있어 위치 인식 기술에 적용하기에 적합하지가 않다.However, the natural markings inside the pipeline may be present in various forms depending on the internal conditions, such as damaged portions, rusted portions, stalactite and barnacle portions, and thus are not suitable for position recognition technology.

반면 관로 내부에 인공 표식을 형성하기 위해서는 사용자가 직접 관로 내부에 진입을 하여야 하는데, 관로에 사람이 진입하여 이동하는 것은 매우 어렵고 안전 상의 위험도 존재하여 적합하지 않다.On the other hand, in order to form an artificial marker inside the duct, the user must directly enter the duct, and it is very difficult for a person to enter the duct to move and there is a safety risk.

일본공개특허 특개2015-025753호 (2015년 02월 05일 공개)Japanese Laid-Open Patent Application No. 2015-025753 (published on Feb. 05, 2015)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 관로 내부를 이동하는 이동체가 스스로 관로 내부에 인공의 표식을 형성하고 이를 이용하여 위치를 인식할 수 있는 관로 내 위치 인식 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a method and apparatus for recognizing a position in a pipeline in which a mobile body moving inside a pipeline can form an artificial marker inside the pipeline and recognize the position using the artificial marker. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관로 내 위치 인식 장치는, 관로의 내부를 따라 이동시키는 이동 모듈, 이동에 따라 관로의 내면에 인공 표식을 형성하는 인공 표식 형성부, 상기 인공 표식이 형성된 상기 관로의 내면을 촬영하는 카메라, 및 상기 카메라의 촬영 영상에서 상기 인공 표식의 특징점을 추출하여 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for recognizing a position in a duct, comprising: a moving module for moving the duct along an interior of the duct; an artificial marker forming unit for forming an artificial marker on an inner surface of the duct in accordance with movement; A camera for photographing an inner surface of the channel, and a position estimating unit for extracting feature points of the artificial landmarks from the photographed image of the camera and estimating the position.

본 발명의 관로 내 위치 인식 장치에 있어서, 상기 인공 표식 형성부는 상기 관로의 내면으로 페인트볼(paintball)을 발사하여 페인트 자국으로 이루어진 상기 인공 표식을 형성하는 페인트볼 건(paintball gun)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the pipeline position recognition apparatus of the present invention, the artificial marker forming unit may include a paintball gun for emitting the paintball to the inner surface of the duct to form the artificial marker made of the paint mark .

본 발명의 관로 내 위치 인식 장치에 있어서, 상기 인공 표식 형성부는 상기 관로의 내면에 레이저를 발사하여 카빙(carving)함으로써 상기 인공 표식을 형성하는 레이저 마커(laser marker)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the in-tube position recognition apparatus of the present invention, the artificial marker forming unit may include a laser marker for emitting the laser to the inner surface of the channel to form the artificial marker by carving.

본 발명의 관로 내 위치 인식 장치에 있어서, 상기 인공 표식 형성부는, 상기 카메라의 관측 시야를 벗어나도록 이동 방향의 전방에 상기 인공 표식을 형성하는 것을 특징으로 한다.In the in-tube position recognition apparatus of the present invention, the artificial landmark forming unit forms the artificial landmark in front of the moving direction so as to deviate from the observation field of view of the camera.

본 발명의 관로 내 위치 인식 장치에 있어서, 상기 위치 추정부는, 연속 영상 합산을 통해 상기 특징점의 3차원 정보를 추출하고, 3차원 정보가 추출된 특징점을 지도의 표식으로 등록하며, 상기 지도의 표식을 기반으로 위치를 추정하는 것을 특징으로 한다.The position estimating unit may extract the three-dimensional information of the minutiae through the continuous image summation, register the minutiae points from which the three-dimensional information is extracted as the markers of the map, And estimates the position based on the position information.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관로 내 위치 인식 방법은, 위치 인식 장치가 관로의 내부를 따라 이동하며 상기 관로의 내면에 인공 표식을 형성하는 단계, 상기 위치 인식 장치가 카메라를 이용해 상기 인공 표식이 형성된 상기 관로의 내면을 촬영하는 단계, 및 상기 위치 인식 장치가 상기 카메라의 촬영 영상에서 상기 인공 표식의 특징점을 추출하여 위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for recognizing a position in a pipeline, the method comprising the steps of: locating the position recognition device along an inner surface of the pipeline and forming an artificial marker on the inner surface of the pipeline; Photographing an inner surface of the channel in which the artificial landmark is formed; and extracting feature points of the artificial landmark from the photographed image of the camera and estimating the position of the channel.

본 발명의 관로 내 위치 인식 방법에 있어서, 상기 인공 표식을 형성하는 단계는, 상기 위치 인식 장치가 상기 카메라의 관측 시야를 벗어나도록 이동 방향의 전방에 상기 인공 표식을 형성하는 것을 특징으로 한다.In the method for recognizing a position in a pipeline according to the present invention, the step of forming the artificial landmark may include forming the artificial landmark in front of the moving direction so that the position recognizing device deviates from an observation field of view of the camera.

본 발명의 관로 내 위치 인식 방법에 있어서, 상기 위치를 추정하는 단계는, 상기 위치 인식 장치가 연속 영상 합산을 통해 상기 특징점의 3차원 정보를 추출하는 단계, 상기 위치 인식 장치가 3차원 정보가 추출된 특징점을 지도의 표식으로 등록하는 단계, 상기 위치 인식 장치가 상기 지도의 표식을 기반으로 위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method for recognizing a position in a duct according to the present invention, the step of estimating the position includes the steps of: extracting three-dimensional information of the minutiae through the continuous image summation by the position recognizing device; A step of registering the minutiae points with the mark of the map, and the position recognizing device estimating the position based on the mark of the map.

본 발명의 관로 내 위치 인식 장치 및 방법에 따르면, 관로의 내부를 이동하는 이동체가 스스로 관로의 내면에 인공 표식을 형성하고, 해당 인공 표식에서 특징점을 추출하여 위치를 인식 할 수 있으며, 이를 통해 위치 추정을 위한 표식(landmark)이 존재하지 않는 환경에서도 능동적으로 표식을 형성하여 위치를 추정하는 것이 가능하다.According to the apparatus and method for recognizing the position of a duct in the present invention, a mobile body moving in the duct itself can form an artificial marker on the inner surface of a duct, extract feature points from the artificial marker, It is possible to actively form a landmark and estimate the position even in an environment where there is no landmark for estimation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내 위치 인식 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 일시예에 따른 관로 내 위치 인식 장치를 다른 시점으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내 위치 인식 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 특징점의 3차원 정보를 추출하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내 위치 인식 방법의 과정을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view illustrating an in-pipe position recognition apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a view showing an in-pipe positional recognition apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an in-pipe position recognition apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating extraction of three-dimensional information of feature points according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of recognizing a position in a pipe according to an embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.

본 발명은 관로(pipeline)의 내부를 이동하는 이동체가 자신의 위치를 인식하는 기술과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.The present invention relates to a technique for a mobile body moving inside a pipeline to recognize its position. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로(1) 내 위치 인식 장치(100)를 나타낸 도면이고, 도 2는 일 일시예에 따른 관로(1) 내 위치 인식 장치(100)를 다른 시점으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로(1) 내 위치 인식 장치(100)의 구성을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 특징점의 3차원 정보를 추출하는 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing a position recognition apparatus 100 in a pipeline 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view illustrating a position recognition apparatus 100 in a pipeline 1 according to one embodiment of the present invention, 3 is a view showing a configuration of a position recognition apparatus 100 in a pipeline 1 according to an embodiment of the present invention. Fig.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 위치 인식 장치(100)는 이동 모듈(10)의 지원을 받아 관로(1) 내부의 중공을 따라 이동하며 자신의 위치를 인식한다. 위치 인식 장치(100)는 관망(pipe network)에서 관로(1)의 어느 지점에 누수나 파손 등이 발생하였는지를 파악하는데 이용되며, 위치 인식 장치(100)에서 파악한 위치에 대응되는 부분만을 선별적으로 보수할 수 있도록 지원한다. 이때 관로(1)는 위치 인식 장치(100)가 이동 가능한 공간이 형성된 상수도관이나 오폐수관 등의 관형 구조물이 될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 4, the position recognition apparatus 100 recognizes its own position by moving along the hollow in the duct 1 with the assistance of the movement module 10. The position recognition apparatus 100 is used to determine whether a leak or breakage has occurred in a pipe network at a certain point in the pipeline 1 and selectively detects only a portion corresponding to a position detected by the position recognition apparatus 100 And to support maintenance. At this time, the conduit 1 may be a tubular structure such as a water supply pipe or a wastewater pipe having a space in which the position recognizing apparatus 100 can be moved.

위치 인식 장치(100)는 이동 모듈(10), 인공 표식 형성부(20), 카메라(30) 및 위치 추정부(40)를 포함하여 구성된다.The position recognizing apparatus 100 includes a moving module 10, an artificial landmark forming unit 20, a camera 30, and a position estimating unit 40.

이동 모듈(10)은 위치 인식 장치(100)가 관로(1) 내부를 이동하는데 이용하는 구성이다. 이동 모듈(10)은 구동력을 전달하는 모터 및 기어를 포함할 수 있고, 관로(1)의 내면 바닥에 맞닿아 회전하는 하나 이상의 바퀴나 크롤러(crawler)를 포함할 수 있다.The moving module 10 is a structure used by the position recognizing apparatus 100 to move inside the pipeline 1. The moving module 10 may include a motor and gears for transmitting the driving force and may include one or more wheels or crawlers that rotate against the inner bottom surface of the channel 1 to rotate.

인공 표식 형성부(20)는 위치 인식 장치(100)가 관로(1)의 내부를 이동함에 따라, 관로(1)의 내면에 인공 표식(2)을 형성하는 역할을 한다. The artificial landmark forming unit 20 serves to form the artificial landmark 2 on the inner surface of the duct 1 as the position recognizing apparatus 100 moves inside the duct 1. [

인공 표식 형성부(20)는 예를 들어 페인트 자국을 이용해 인공 표식(2)을 형성하는 페인트볼 건(paintball gun)을 포함할 수 있다. 이때 인공 표식 형성부(20)의 페인트볼 건은 관로(1)의 내면으로 페인트볼(paintball)을 발사하고, 해당 페인트볼이 관로(1)의 내면과 충돌함에 따라 겉껍질이 파열되어 내부의 페인트가 관로(1)의 내면에 묻게 된다. 이 경우 관로(1)의 내면에 묻는 페인트는 불규칙한 형태를 갖게되고, 위치 인식 장치(100)의 이동에 따라 그 위치도 서로 상이한 인공 표식(2)을 형성하게 된다. 한편 인공 표식(2)을 형성하는 페인트는 인체에 무해한 성분으로 이루어질 수 있고, 특히 물에 의해 용이하게 씻겨 내려가는 성분으로 이루어져 관로(1)의 실사용 전에 손쉽게 제거할 수 있다.The artificial marker forming portion 20 may include a paintball gun which forms an artificial marker 2 using, for example, a paint mark. At this time, the paintball gun of the artificial marker forming unit 20 emits paintball to the inner surface of the channel 1, and the outer shell ruptures as the paintball collides with the inner surface of the channel 1, So that the paint is applied to the inner surface of the channel 1. In this case, the paint applied to the inner surface of the channel 1 has an irregular shape, and the artificial landmarks 2 having different positions are formed according to the movement of the position recognizing apparatus 100. On the other hand, the paint forming the artificial marker 2 can be made of a harmless component to the human body, and in particular, it can be easily washed away by water and can be easily removed before use of the channel 1.

또한 인공 표식 형성부(20)는 예를 들어 레이저 카빙(carving) 자국을 이용해 인공 표식(2)을 형성하는 레이저 마커(laser marker)를 포함할 수 있다. 이때 인공 표식 형성부(20)의 레이저 마커는 관로(1)의 내면으로 레이저를 발사하여 인공 표식(2)을 각인할 수 있다. 이 경우 관로(1)의 내면에 형성된 레이저 카빙 자국은 일정한 형태를 가질 수도 있고 서로 다른 형태를 가질 수도 있으나, 위치 인식 장치(100)의 이동에 따라 그 위치가 서로 상이하게 형성된다.The artificial marker forming unit 20 may include a laser marker for forming an artificial marker 2 using, for example, a laser carving mark. At this time, the laser marker of the artificial marker forming unit 20 can emit a laser beam to the inner surface of the channel 1 to imprint the artificial marker 2. In this case, the laser carving mark formed on the inner surface of the channel 1 may have a certain shape or a different shape, but the positions thereof are different from each other as the position recognizing apparatus 100 moves.

카메라(30)는 인공 표식(2)이 형성된 관로(1)의 내면을 촬영한다.The camera 30 photographs the inner surface of the channel 1 on which the artificial markers 2 are formed.

이때 카메라(30)는 위치 인식 장치(100)가 관로(1)의 내부를 이동함에 따라 관로(1)의 내면을 연속적으로 촬영하고, 인공 표식 형성부(20)는 관로(1) 내부의 길이 방향을 따라 이동하는 위치 인식 장치(100)의 이동 방향 전방에 인공 표식(2)을 형성하되, 카메라(30)의 관측 시야(Field of View, FoV)를 벗어나는 위치에 인공 표식(2)이 형성되도록 한다. 그 결과 카메라(30)는 위치 인식 장치(100)의 이동에 따라 인공 표식(2)이 이미 형성된 상태로 관로(1) 내면을 촬영할 수 있다.At this time, the camera 30 continuously photographs the inner surface of the channel 1 as the position recognizing apparatus 100 moves inside the channel 1, and the artificial marker forming unit 20 detects the length of the inside of the channel 1 Artificial markers 2 are formed at positions out of the field of view (FoV) of the camera 30 by forming the artificial landmarks 2 in front of the moving direction of the position recognizing apparatus 100 moving along the direction . As a result, the camera 30 can photograph the inner surface of the duct 1 in a state where the artificial landmarks 2 have already been formed in accordance with the movement of the position recognition apparatus 100.

위치 추정부(40)는 현재 위치를 파악하는 구성으로서, 카메라(30)의 촬영 영상에서 인공 표식(2)의 특징점을 추출하여 위치를 추정한다. 이때 위치 추정부(40)는 단일 인공 표식(2)에서 복수의 특징점을 추출할 수 있고, 개별 인공 표식(2) 각각을 단일 특징점으로 파악하여 복수의 특징점을 추출할 수도 있다.The position estimating unit 40 extracts the characteristic points of the artificial landmark 2 from the photographed image of the camera 30 and estimates the position. At this time, the position estimating unit 40 can extract a plurality of feature points from a single artificial landmark 2, and can extract a plurality of feature points by grasping each individual artificial landmark 2 as a single feature point.

위치 추정부(40)는 동시적 위치추정 및 지도작성(Simultaneous Localization And Mapping, SLAM) 기술을 이용하여 현재 위치를 추정할 수 있다. SLAM 기술을 이용하면 위치 인식 장치(100)가 관로(1)의 내부를 이동하면서 주변 환경과 자신이 가지고 있는 지도를 매칭하여 현재위치를 추정할 수 있으며, 위치 추정부(40)는 전혀 모르는 환경에서도 지도를 생성하고 저장해 나가면서 자신의 위치를 지도에 매칭하는 방식으로 현재 위치를 파악하는 것이 가능하다.The position estimating unit 40 may estimate the current position using a simultaneous localization and mapping (SLAM) technique. The SLAM technology can estimate the current position by matching the surrounding environment with the map of the surrounding environment while moving the inside of the pipeline 1 using the SLAM technology. It is possible to grasp the current position by matching the position of the user to the map while generating and storing the map.

도 4에서 위치 추정부(40)는 카메라(30)에서 촬영한 영상을 연속된 영상으로 합산하고 도 4와 같이 인공 표식(2)에 대응되는 특징점의 3차원 정보를 추출한다. 그리고 위치 추정부(40)는 3차원 정보가 추출된 특징점을 내부에 저장된 지도의 표식으로 등록하며, 해당 지도의 표식을 기반으로 위치 인식 장치(100)의 위치를 추정한다. 이때 위치 추정부(40)는 3차원 좌표(x, y, z)로 이루어진 위치 인식 장치(100)의 위치를 추정할 수 있고, 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)로 이루어진 위치 인식 장치(100)의 자세를 추정할 수도 있다.In FIG. 4, the position estimating unit 40 sums the images taken by the camera 30 into consecutive images, and extracts three-dimensional information of the feature points corresponding to the artificial landmarks 2 as shown in FIG. The location estimating unit 40 registers the extracted minutiae with the three-dimensional information as markers stored in the map, and estimates the location of the location recognizing apparatus 100 based on the markings of the map. At this time, the position estimating unit 40 can estimate the position of the position recognizing apparatus 100 made up of the three-dimensional coordinates (x, y, z), and can estimate the position of the position recognizing apparatus 100 made up of roll, pitch, The posture of the position recognition apparatus 100 may be estimated.

본 발명에 따라 위치 인식 장치(100)가 자신의 위치를 인식하는 방법에 대해서는 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.A method by which the position recognition apparatus 100 recognizes its own position according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 내 위치 인식 방법의 과정을 나타낸 도면이다.5 is a flowchart illustrating a method of recognizing a position in a pipe according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면 관로 내의 위치 인식 장치는 관로의 내부에 형성된 중공을 따라 이동하고(S1), 이동에 따라 변화하는 각 위치에 인공 표식을 형성한다(S2).Referring to FIG. 5, the position recognizing device in the duct moves along the hollow formed in the duct (S1), and forms an artificial marker at each position that changes according to the movement (S2).

단계(S2)에서 위치 인식 장치는 예를 들어, 페인트볼 건을 이용해 관로의 내면으로 페인트볼을 발사하여 페인트 자국으로 이루어진 인공 표식을 형성하거나, 레이저 마커를 이용해 관로의 내면에 레이저를 발사하여 카빙함으로써 인공 표식을 형성할 수 있다.In step S2, for example, the position recognizing device forms an artificial marker made of a paint mark by firing the paint ball to the inner surface of the duct using a paintball gun, or fires a laser on the inner surface of the duct using a laser marker, Whereby an artificial marker can be formed.

단계(S2)에서 위치 인식 장치는 카메라의 관측 시야를 벗어나도록 이동 방향의 전방에 인공 표식을 형성한다.In step S2, the position recognizing device forms an artificial marker in front of the moving direction so as to deviate from the observation field of view of the camera.

그리고 위치 인식 장치는 카메라를 이용해 인공 표식이 형성된 관로의 내면을 촬영한다(S3).Then, the position recognizing device captures the inner surface of the channel formed with the artificial mark using the camera (S3).

단계(S3)의 카메라는 위치 인식 장치의 이동에 따라, 단계(S2)에서 관측 시야를 벗어나도록 형성된 인공 표식이 관측 시야에 들어오게 된다.The camera in step S3 enters the observation field of view in accordance with the movement of the position recognition device, in step S2, an artificial landmark formed to deviate from the observation field of view.

이후 위치 인식 장치는 단계(S3)에서 촬영한 영상에서 인공 표식에 대응하는 특징점을 추출하고(S4), 특징점의 3차원 정보를 추출한다(S5).Subsequently, the position recognition apparatus extracts feature points corresponding to the artificial landmarks from the image photographed in step S3 (S4), and extracts three-dimensional information of the feature points (S5).

단계(S5)에서 위치 인식 장치는 카메라를 이용해 촬영한 영상을 연속적으로 합산하여 특징점의 3차원 정보를 추출할 수 있다.In step S5, the position recognition apparatus can extract three-dimensional information of the minutiae by continuously summing images photographed using a camera.

그리고 위치 인식 장치는 3차원 정보가 추출된 특징점을, 자신이 실시간으로 생성하여 저장하는 지도의 표식으로 등록한다(S6).In step S6, the position recognition apparatus registers a feature point extracted from the three-dimensional information as a marker of a map generated and stored in real time by the user himself / herself.

이후 위치 인식 장치는 등록된 표식을 기반으로 현재 위치를 추정한다(S7).Then, the position recognition apparatus estimates the current position based on the registered marker (S7).

본 발명의 실시예에 따른 관로 내 위치 인식 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.A method for recognizing a position in a duct according to an embodiment of the present invention may be implemented in a form of a program readable by various computer means and recorded in a computer-readable recording medium.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.It should be noted that the embodiments disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein. Furthermore, although specific terms are used in this specification and the drawings, they are used in a generic sense only to facilitate the description of the invention and to facilitate understanding of the invention, and are not intended to limit the scope of the invention.

1: 관로 2: 인공 표식
10: 이동 모듈 20: 인공 표식 형성부
30: 카메라 40: 위치 추정부
100: 위치 인식 장치1: Pipeline 2: Artificial marker
10: Moving module 20: Artificial marker forming part
30: camera 40: position estimating unit
100: Position recognition device

Claims (8)

관로의 내부를 따라 이동시키는 이동 모듈;
이동에 따라 관로의 내면에 인공 표식을 형성하는 인공 표식 형성부;
상기 인공 표식이 형성된 상기 관로의 내면을 촬영하는 카메라; 및
상기 카메라의 촬영 영상에서 상기 인공 표식의 특징점을 추출하여 위치를 추정하는 위치 추정부;
를 포함하고,
상기 인공 표식 형성부는, 상기 카메라의 관측 시야를 벗어나도록 이동 방향의 전방에 상기 인공 표식을 형성하는 것을 특징으로 하는 관로 내 위치 인식 장치.A movement module for moving along the inside of the duct;
An artificial marker forming unit for forming an artificial marker on the inner surface of the channel in accordance with the movement;
A camera for photographing an inner surface of the duct where the artificial landmarks are formed; And
A position estimating unit for extracting feature points of the artificial landmarks from the photographed image of the camera and estimating a position of the artificial landmarks;
Lt; / RTI >
Wherein the artificial landmark forming unit forms the artificial landmark in front of the moving direction so as to deviate from an observation field of view of the camera. 제1항에 있어서,
상기 인공 표식 형성부는 상기 관로의 내면으로 페인트볼(paintball)을 발사하여 페인트 자국으로 이루어진 상기 인공 표식을 형성하는 페인트볼 건(paintball gun)을 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 위치 인식 장치.The method according to claim 1,
Wherein the artificial marker forming unit includes a paintball gun for emitting a paintball to an inner surface of the duct to form the artificial marker made of a paint mark. 제1항에 있어서,
상기 인공 표식 형성부는 상기 관로의 내면에 레이저를 발사하여 카빙(carving)함으로써 상기 인공 표식을 형성하는 레이저 마커(laser marker)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 위치 인식 장치.The method according to claim 1,
Wherein the artificial marker forming unit includes a laser marker for emitting the laser beam to the inner surface of the channel to form the artificial marker by carving the laser marker. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 위치 추정부는, 연속 영상 합산을 통해 상기 특징점의 3차원 정보를 추출하고, 3차원 정보가 추출된 특징점을 지도의 표식으로 등록하며, 상기 지도의 표식을 기반으로 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 관로 내 위치 인식 장치.The method according to claim 1,
Wherein the position estimating unit extracts three-dimensional information of the minutiae through continuous image summation, registers minutiae points extracted from the three-dimensional information as markers of the map, and estimates the position based on the markers of the map Position recognition device in a pipeline. 위치 인식 장치가 관로의 내부를 따라 이동하며 상기 관로의 내면에 인공 표식을 형성하는 단계;
상기 위치 인식 장치가 카메라를 이용해 상기 인공 표식이 형성된 상기 관로의 내면을 촬영하는 단계; 및
상기 위치 인식 장치가 상기 카메라의 촬영 영상에서 상기 인공 표식의 특징점을 추출하여 위치를 추정하는 단계;
를 포함하고,
상기 인공 표식을 형성하는 단계는, 상기 위치 인식 장치가 상기 카메라의 관측 시야를 벗어나도록 이동 방향의 전방에 상기 인공 표식을 형성하는 것을 특징으로 하는 관로 내 위치 인식 방법.Wherein the position recognition device moves along the interior of the conduit and forms an artificial marker on the internal surface of the conduit;
Capturing an inner surface of the pipeline in which the artificial landmark is formed by using the camera; And
Extracting a feature point of the artificial landmark from the photographed image of the camera and estimating a position of the artificial landmark;
Lt; / RTI >
Wherein the step of forming the artificial landmark forms the artificial landmark in front of the moving direction so that the position recognizing device is out of an observation field of view of the camera. 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 위치를 추정하는 단계는,
상기 위치 인식 장치가 연속 영상 합산을 통해 상기 특징점의 3차원 정보를 추출하는 단계;
상기 위치 인식 장치가 3차원 정보가 추출된 특징점을 지도의 표식으로 등록하는 단계;
상기 위치 인식 장치가 상기 지도의 표식을 기반으로 위치를 추정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 위치 인식 방법.The method according to claim 6,
The step of estimating the position comprises:
Extracting three-dimensional information of the minutiae through the continuous image summation;
Registering the feature points extracted from the three-dimensional information as markers of the map;
Estimating a position of the map based on the mark of the map;
And determining the position of the pipe.
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