KR102179676B1

KR102179676B1 - 자율 이동체의 위치 결정 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR102179676B1
Application number: KR1020190092850A
Authority: KR
Inventors: 정승호; 정승현
Original assignee: 주식회사 아르고스다인
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2020-11-17

Abstract

본 발명은 자율 이동체의 위치 결정 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 이미지를 촬영하여 각 층별로 다른 색상 또는 다른 주파수의 미세 점 패턴으로 구성되는 다층 구조의 미세 점 패턴을 인식하는 카메라; 상기 이미지를 필터링하는 복수의 이미지 필터; 자율 이동체의 비행에 따른 고도를 측정하는 고도 센서; 상기 고도 센서를 이용하여 상기 자율 이동체의 비행 중 고도를 측정하면서 현재 고도에 대응되는 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수를 확인한 후, 상기 복수의 이미지 필터 중 확인된 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수에 대응되는 이미지 필터를 선택하고, 선택된 이미지 필터가 적용된 상기 카메라를 이용하여 상기 선택된 이미지 필터에 대응되는 색상 또는 주파수의 미세 점 패턴을 인식하며, 인식된 미세 점 패턴을 좌표로 변환 및 분석하여 상기 자율 이동체의 위치를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

자율 이동체의 위치 결정 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING POSITION OF AUTONOMOUS MOBILE}

본 발명은 자율 이동체의 위치 결정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다층 구조의 미세 점 패턴을 이용한 자율 이동체의 위치 결정 방법 및 시스템에 관한 것이다.

현재 여러 개의 구획이 존재하는 백화점, 아파트, 연구소, 밀집상가와 같은 건물 내에서는 문서전달과 소포전달 등이 순전히 인력에 의해 전달되고 있다. 백화점을 예로 들어보자, 백화점 내에서 손님이 물건을 주문할 때 재고가 없다면 창고로 가서 물건을 가져와야 한다.

한 매장당 점원이 많이 배치되지 않는 점을 고려한다면, 사실 물건의 배송을 전담하는 직원을 두는 방식이 가장 효율적일 것이다. 하지만, 재고가 있는 곳이 여러 곳임에 따라 매장을 담당하는 직원이 해당 재고를 운반하는 역할까지를 전담하고 있다. 이렇게 사람이 물품을 운반하는 역할을 무인 시스템이 대체하는 국내외 시장의 현황을 보면, 아마존에서 무인 비행체를 사용하여 주변 지역에 물품을 배송하는 시스템을 기획하고 있고, 도미노 피자도 무인 비행체를 사용한 피자배달서비스를 계획하고 있다.

또한, MIT에서는 무인 비행체를 이용하여 캠퍼스의 안내를 하고 있으며 아마존에서는 실내 물류 전달의 자동화를 위하여 물류처리 자동화 솔루션 기술을 보유한 KIVA Systems 사를 인수하였다.

아마존, 도미노, MIT의 경우에는 실외환경에서 GPS를 사용하는 시스템이고, KIVA의 경우 실내 환경에서 바닥에 그어진 선을 주로 이용하는 시스템이다.

그러나 GPS를 사용하는 시스템은 실내에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 실내 환경에서 단순히 바닥에 그어진 선을 이용하는 시스템은, 높은 고도에서 무인 비행체가 바닥에 그어진 선을 인식하는 데 한계가 있고, 이에 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

국내 등록특허공보 제10-1811130호 국내 등록특허공보 제10-1924256호 국내 공개특허공보 제10-2019-0027533호 일본 공개특허공보 제2012-232654호

본 명세서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고도별로 다양한 크기의 미세 점 패턴을 사용하여 상공에서도 자율 이동체의 위치를 인식 가능하고, 지상에서도 자율 이동체의 위치를 인식 가능한 자율 이동체의 위치 결정 방법 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 명세서의 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 자율 이동체의 위치 결정 시스템은, 이미지를 촬영하여 각 층별로 다른 색상 또는 다른 주파수의 미세 점 패턴으로 구성되는 다층 구조의 미세 점 패턴을 인식하는 카메라; 상기 이미지를 필터링하는 복수의 이미지 필터; 자율 이동체의 비행에 따른 고도를 측정하는 고도 센서; 상기 고도 센서를 이용하여 상기 자율 이동체의 비행 중 고도를 측정하면서 현재 고도에 대응되는 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수를 확인한 후, 상기 복수의 이미지 필터 중 확인된 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수에 대응되는 이미지 필터를 선택하고, 선택된 이미지 필터가 적용된 상기 카메라를 이용하여 상기 선택된 이미지 필터에 대응되는 색상 또는 주파수의 미세 점 패턴을 인식하며, 인식된 미세 점 패턴을 좌표로 변환 및 분석하여 상기 자율 이동체의 위치를 결정하는 제어부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제어부는 제1 고도에서 상기 카메라를 이용하여 제1 미세 점 패턴을 인식하고, 상기 제1 고도보다 낮은 제2 고도에서 상기 카메라를 이용하여 상기 제1 미세 점 패턴의 미세 점보다 작은 크기의 미세 점을 갖는 제2 미세 점 패턴을 인식하며, 상기 제2 고도보다 낮은 제3 고도에서 상기 카메라를 이용하여 상기 제2 미세 점 패턴의 미세 점보다 작은 크기의 미세 점을 갖는 제3 미세 점 패턴을 인식하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 각 층의 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이는 자신의 상위 층의 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이의 50%를 초과하지 않는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 다층 구조의 미세 점 패턴은, 미세 점의 크기가 큰 미세 점 패턴부터 미세 점의 크기가 작은 미세 점 패턴 순으로 적층되어 있는 구조인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 각 층의 미세 점 패턴은 0.3mm 간격의 정방 격자를 중심으로 100um 크기의 점을 상하좌우 중 한 곳으로 배치하여 생성한 절대좌표 체계를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 명세서의 다른 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 자율 이동체의 위치 결정 방법은, 자율 이동체가, 비행 중에 고도를 측정하는 단계; 상기 자율 이동체가, 측정된 고도에 대응되는 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수를 확인하는 단계; 상기 자율 이동체가, 복수의 이미지 필터 중 확인된 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수에 대응되는 이미지 필터를 선택하는 단계; 상기 자율 이동체가, 선택된 이미지 필터가 적용된 카메라를 이용하여 각 층별로 다른 색상 또는 다른 주파수의 미세 점 패턴으로 구성되는 다층 구조의 미세 점 패턴 중에, 상기 선택된 이미지 필터에 대응되는 색상 또는 주파수의 미세 점 패턴을 인식하는 단계; 및 상기 자율 이동체가, 인식된 미세 점 패턴을 좌표로 변환 및 분석하여 상기 자율 이동체의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 명세서에 의하면, 고도별로 다른 색상 또는 다른 주파수의 미세 점 패턴을 인식하여 자율 이동체의 위치를 결정하는 자율 이동체의 위치 결정 방법 및 시스템을 제공함으로써, 물류 창고 및 격납고 등과 같이 GPS 통신이 불가능한 정해진 지역에서 자율 이동체의 착륙시 위치 정밀도를 높일 수 있고, 또한 자율 주행 및 자유 비행을 동시에 운영 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율 이동체를 개략적으로 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율 이동체를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 구성 예를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자율 이동체의 위치 결정 방법을 나타낸 흐름도,
도 5는 지상용 미세 점 패턴을 나타낸 도면,
도 6은 고도 5m용 미세 점 패턴을 나타낸 도면,
도 7은 고도 10m용 미세 점 패턴을 나타낸 도면, 및
도 8은 다층 구조의 미세 점 패턴을 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 미세 점 패턴(Micro-dot Pattern)은 아노토(Anoto) 패턴을 나타낸다. 이 아노토 패턴은 0.3mm 간격의 정방 격자를 중심으로 100um 크기의 점을 상하좌우 중 한 곳으로 배치하여 생성한 절대좌표 체계이다. 각 점의 배치 정보는 2비트로 표현될 수 있고, 패턴의 범위가 6×6개의 점이기 때문에 46×6=436=272개의 유일한 조합을 만들어 낼 수 있다. 이러한 방식으로 60,000,000㎢ 넓이의 구별되는 패턴(Unique Pattern)을 생성할 수 있다. 방대한 아노토 패턴은 작고 식별 가능한 Page 단위로 분할하여 관리된다. 256개의 Page는 Book 단위로 그루핑되고, Book은 Shelf 단위로, Shelf는 Segment 단위로 그루핑되어 관리된다. 각각의 Page는 주소에 의해 식별되며, 주소는 segment.shelf.book.page와 같은 네 숫자의 조합으로 이루어진다. 예를 들어, 패턴 Page 주소 1.2.3.4는 1번 Segment의 2번 Shelf의 3번 Book의 4번 Page에 해당되는 패턴을 의미한다.

본 발명에 따른 자율 이동체의 위치 결정 방법 및 시스템은, 자율 이동체의 위치를 결정하기 위해, 각 층별로 다른 색상 또는 다른 주파수의 미세 점 패턴으로 구성되는 다층 구조의 미세 점 패턴을 이용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율 이동체를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자율 이동체(10)는 센서 모듈(100), 카메라 모듈(200), 이미지 필터(250), 메모리(300), 통신 모듈(400), 출력 모듈(450), 모터 모듈(500), 및 프로세서(600)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또는, 다양한 실시예에서, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 자율 이동체는 비행 및 지상 주행이 가능하며, 창고나 격납고 등과 같은 정해진 공간에서 물체를 운반할 수 있는 이동체를 의미한다. 이를 위해, 자율 이동체(10)는 비행 및 지상 주행에 용이한 형상으로 구성되어, 하우징의 일 영역 예컨대, 상단, 좌우 등에 회전 가능하도록 결합된 복수의 프로펠러의 회전에 따라 비행할 수 있고, 하우징의 타 영역 예컨대, 하단 등에 회전 가능하도록 결합된 바퀴의 회전에 따라 지상 주행할 수 있다. 상기 하우징은 자율 이동체(10)의 각 구성요소들을 내장하거나, 각 구성요소의 적어도 일부를 고정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 센서 모듈(100)은 자이로 센서(gyro sensor), 기압 센서(barometer), 마그네틱 센서, 가속도 센서(acceleration sensor), 광학 센서, 온도 및 습도 센서, 및 GPS 센서(예: 도 2의 150) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서 모듈(100)의 센서 중 적어도 하나는 센서 모듈(100)과 별개로 존재할 수 있다. 예를 들어, GPS 센서(예: 도 2의 150)는 센서 모듈(100)과 별개로 구비될 수도 있다(예: 도 2). 이하, 각 센서에 대해 설명한다.

상기 자이로 센서는 자율 이동체(10)의 3축 각속도를 측정할 수 있다. 상기 기압 센서(barometer)는 대기의 압력 변화 및/또는 기압을 토대로 고도를 측정할 수 있다. 상기 마그네틱 센서는 지자기 센서(terrestrial magnetism sensor, compass sensor)로서 지자기 정보를 감지할 수 있다. 상기 가속도 센서는 자율 이동체(10)의 3축 가속도(가속도 정보)를 측정할 수 있다. 상기 광학 센서는 바닥 지형이나 무늬를 인지하여 현 위치를 산출할 수 있고, 상술한 기압 센서를 통해 고도 산출이 불가능한 경우, 기압 센서를 대신하여 고도를 측정할 수도 있다. 상기 온도 및 습도 센서는 온도 및 습도를 측정할 수 있다. 상기 GPS 센서(예: 도 2의 150)는 GPS 신호를 이용하여 자율 이동체(10)의 현 좌표(x, y, z)를 산출할 수 있다.

센서 모듈(100)은 자세방위기준장치(AHSR; attitude and heading reference system)를 포함할 수도 있다. 상기 자세방위기준장치는 관성센서(inertial sensor) 또는 IMU(inertial measurement unit)일 수 있다. 상기 자세방위기준장치는 자이로 센서, 가속도 센서 및 마그네틱 센서를 포함하고, 3개의 센서값을 융합하여 자율 이동체(10)의 자세값(φ, θ, ψ)을 출력할 수 있다. 상기 자세값(φ, θ, ψ)[deg]은 GPS 좌표에 따른 x, y, z에 기준한 각도일 수 있다. 자세방위기준장치는 자세값 이외에도 자율 이동체(10)의 각속도 실효치(rms)와 가속도 실효치를 출력할 수도 있다.

카메라 모듈(200)은 자율 이동체(10)의 하우징에 장착되어, 프로세서(600)의 지시에 따라 촬영 대상에 대한 정지영상, 파노라마 영상 및 동영상 중 적어도 하나를 촬영할 수 있다. 이처럼, 카메라 모듈(200)은 영상, 즉, 이미지를 촬영하여 미세 점 패턴을 인식할 수 있다. 이를 위해, 카메라 모듈(200)은 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(200)은 그 각도를 조절하는 각도 조절부(예: 도 2의 830)와 결합되어, 각도 조절부에 의해 그 각도가 조절될 수 있다.

복수의 이미지 필터(250)는 이미지를 필터링함으로써, 카메라 모듈(200)로 하여금 특정 색상 또는 특정 주파수의 미세 점 패턴만을 인식하도록 한다. 이를 위해, 복수의 이미지 필터(250)는 컬러 필터 또는 적외선 센서로 구성될 수 있다.

메모리(300)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다. 메모리(300)는, 예를 들면, 자율 이동체(10)의 적어도 하나의 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 본 발명에 따른 메모리(300)는 각 고도에 대응되는 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수를 저장할 수 있다.

통신 모듈(400)은 원격 제어 장치로부터 조정 신호를 수신하고, 조정 신호를 프로세서(600)에 의해 해석 가능한 형태로 변환하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(400)은 적외선(infrared) 통신, RF(Radio Frequency) 통신, 와이파이(Wi-Fi) 통신, 지그비(ZigBee) 통신, 블루투스(bluetooth) 통신, 레이저 통신, UWB(Ultra Wideband) 통신 중 적어도 하나의 통신 방식으로 원격 제어 장치와 통신할 수 있다. 다양한 실시예에서, 통신 모듈(400)은 프로세서(600)로부터 수신한 자율 이동체(10)의 비행 상태에 관한 정보(이하, '비행 상태 정보'라고 함) 및 주행 상태에 대한 정보를 적어도 하나의 통신 방식으로 원격 제어 장치로 송신할 수 있다.

출력 모듈(450)은 소리 출력수단 및 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 소리 출력수단은 예를 들어, 스피커, 리시버, 이어폰 등일 수 있다. 디스플레이는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다.

모터 모듈(500)(또는, 모터 회로)은 복수의 프로펠러의 개수에 대응하는 모터 구동부와 바퀴에 대응하는 모터 구동부를 포함할 수 있다. 각 모터 구동부는 프로세서(600)의 지시에 따른 속도와 방향으로 각 모터의 구동을 제어하여 각 모터와 연결된 각 프로펠러 및 바퀴의 회전속도와 방향을 제어할 수 있다. 상기 모터 구동부는 예를 들어, 각 프로펠러 및 바퀴를 회전시키는 모터 및 모터를 구동시키는 모터 구동 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

프로세서(600)는 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체((Application Specific Integrated Circuit, ASIC), (Field Programmable Gate Arrays, FPGA)), 애플리케이션 프로세서(AP) 및 마이크로프로세서(MPU; microprocessor unit)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 상기 애플리케이션 프로세서(AP)는 카메라 모듈(200)을 제어하거나, 카메라 모듈(200)의 영상을 가공할 수 있다. 상기 마이크로프로세서는 모터 구동부의 개수만큼 구비되어, 프로세서(600)로부터의 구동신호에 대응하여 모터 구동부를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 프로세서(600)의 각 구성요소는 각각 별도의 하드웨어 모듈이거나 또는 적어도 하나의 프로세서에 의해 구현되는 소프트웨어 모듈일 수 있다. 예를 들어, 프로세서에 포함된 각각의 모듈들이 수행하는 기능은 하나의 프로세서에 의해 수행되거나 또는 각각 별도의 프로세서에 의해 수행될 수도 있다. 프로세서(600)는 자율 이동체(10)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.

프로세서(600)는 모터 모듈(500)을 제어하여 자율 이동체(10)를 비행시키거나, 회전시키거나, 자세 유지 비행시키거나, 지상 주행시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(600)는 복수의 프로펠러 중 일부를 시계 방향으로 회전시키고 다른 일부를 반시계 방향으로 회전시키도록 모터 모듈(500)을 제어함에 따라 자율 이동체(10)를 회전 비행시킬 수 있다. 또한, 프로세서(600)는 자율 이동체(10)가 진행할 방향의 앞쪽에 구비된 프로펠러의 속도를 줄이고, 진행할 방향의 뒤쪽에 구비된 프로펠러의 속도를 높일 수 있도록 모터 모듈(500)을 제어함에 따라, 자율 이동체(10)를 진행할 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 프로세서(600)는 지면에 대해 수평을 이루는 자세값을 유지하며 모든 프로펠러가 동일한 속도로 회전되도록 모터 모듈(500)을 제어함에 따라 자율 이동체(10)를 제자리 비행시킬 수 있다. 또한, 프로세서(600)는 바퀴를 회전시키도록 모터 모듈(500)을 제어함에 따라 자율 이동체(10)를 지상에서 이동시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 프로세서(600)는 센서 모듈(100)을 이용하여 자율 이동체(10)의 비행 중 고도를 측정하면서 메모리(300)를 조회하여 현재 고도에 대응되는 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수를 확인하고, 복수의 이미지 필터(250) 중 확인된 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수에 대응되는 이미지 필터를 선택한다. 그리고, 프로세서(600)는 선택된 이미지 필터가 적용된 카메라 모듈(200)을 이용하여 선택된 이미지 필터에 대응되는 색상 또는 주파수의 미세 점 패턴을 인식하며, 인식된 미세 점 패턴을 좌표로 변환 및 분석하여 자율 이동체(10)의 위치를 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(600)는 제1 고도에서 카메라 모듈(200)을 이용하여 제1 미세 점 패턴을 인식하고, 제1 고도보다 낮은 제2 고도에서 카메라 모듈(200)을 이용하여 제1 미세 점 패턴보다 작은 크기의 제2 미세 점 패턴을 인식하는 과정을 반복함으로써, 자율 이동체(10)의 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율 이동체를 도시한 도면이다. 도 2는 자율 이동체(10)의 기판 구성과 짐벌 기능을 설명하기 위한 도면이므로, 도 2에서는 도 1과 함께 전술한 구성요소와 중복되는 구성요소를 제외한 구성요소를 중심으로 설명한다. 이에, 도 2에서는 도 1과 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서 동일한 도번을 부여하였다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자율 이동체(10)는 복수의 인쇄회로기판(이하, '기판'이라고 함) 예컨대, 제1 내지 제3 기판(810, 820, 830)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 기판(810, 820, 830)은 각각 다음과 같은 구성요소를 실장할 수 있다.

제1 기판(810)은 자율 이동체(10)의 대부분의 구성요소 예컨대, 센서 모듈(100), 메모리(300), 통신 모듈(400), 모터 모듈(500), 프로세서(600) 및 전원 블록(700)을 실장할 수 있다. 상기 전원 블록(700)은 예를 들어, 자율 이동체(10)에 전원을 공급하는 배터리(710)와 배터리(710)의 전원 레벨을 다른 구성요소의 구동 전원으로 변경하는 전원 변환부(720)를 포함할 수 있다. 프로세서(600)는 AP(application processor), MPU(microprocessor unit) 또는 MCU(micro controller unit) 등을 포함할 수 있다.

제2 기판(820)은 카메라 모듈(200) 및 이미지 필터(250)를 실장할 수 있다. 카메라 모듈(200)은 짐벌 제어 모듈(832)에 의해 기울기 제어될 수 있다. 제2 기판(820) 및 제3 기판(830)은 FPCB로 구성되어, 각각 제1 기판(810)과 적어도 하나의 커넥터(811)를 통해 연결될 수 있다.

제3 기판(830)은 센서(831), 짐벌 제어 모듈(832), 모터 구동 모듈(833)(또는, 모터 구동 회로) 및 모터(834)를 포함할 수 있다. 이하 각 구동요소에 대해 설명하기로 한다.

센서(831)는 자이로 센서 및 가속도 센서를 포함할 수 있다. 모터(834)는 카메라 모듈(200)을 롤 방향으로 움직이는 롤 모터 및 카메라 모듈(200)을 피치 방향으로 움직이는 피치 모터를 포함할 수 있다. 상기 롤 방향과 피치 방향은 자율 이동체(10)의 롤 방향 및 피치 방향과 동일할 수 있다. 모터 구동 모듈(833)은 짐벌 제어 모듈(832)의 제어 신호에 따라 적어도 하나 이상의 모터(834)(예를 들면, 롤 모터 및 피치 모터 등)를 제어할 수 있다. 짐벌 제어 모듈(832)은 센서(831)로부터 수신된 각속도와 가속도 정보 중 적어도 하나를 분석하고, 분석 결과에 기반하여 자율 이동체(10)의 움직임에 따른 보상 데이터를 생성할 수 있다. 보상 데이터는 카메라 모듈(200)의 피치 또는 롤의 적어도 일부를 제어하기 위한 데이터일 수 있다. 짐벌 제어 모듈(832)은 보상 데이터를 기반으로 모터 구동 모듈(833)의 제어 신호를 생성하고, 제어 신호에 따라 적어도 하나 이상의 모터(834)를 구동시킬 수 있다. 짐벌 제어 모듈(832)은 자율 이동체(10)의 회전에 의한 움직임을 상쇄시킬 수 있도록 카메라 모듈(200)의 롤 및 피치를 보상함에 따라 자율 이동체(10)의 움직임에 관계없이 카메라 모듈(200)이 일정한 기울기를 갖도록 제어할 수 있다. 이에, 자율 이동체(10)의 움직임 예컨대, 회전 발생시에도 카메라 모듈(200)은 정립 상태로 유지되어, 안정적으로 영상을 촬영할 수 있다.

전술한 실시예에서는 모터(834)가 롤 모터와 피치 모터를 포함하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 모터(834)는 요 모터를 더 포함할 수 있다. 짐벌 제어 모듈(832)은 프로세서(600)에 포함될 수도 있다. 또는, 전술한 실시예에 따른 제1 내지 제3 기판(810, 820, 830)은 하나의 기판으로 구성될 수도 있다. 또한, 제1 내지 제3 기판(810, 820, 830)에 각각 구비된 구성요소들은 다른 기판에 위치할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 구성 예를 도시하는 도면이다. 도 3에서는 자율 이동체(AM, Autonomous Mobile)를 전자 장치(900)라 기술한다.

전자 장치(900)(예: 자율 이동체(10))는 하나 이상의 프로세서(910)(예: AP), 통신 모듈(920), 인터페이스(955), 입력 장치(950), 센서 모듈(940), 메모리(930), 오디오 모듈(980), 인디케이터(997), 전력 관리 모듈(995), 배터리(996), 카메라 모듈(971), 이미지 필터(971a) 및 이동제어 모듈(960)을 포함할 수 있으며, 짐벌 모듈(970)을 더 포함할 수 있다.

프로세서(910, 예: 도 1의 600)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(910)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(910)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 전자 장치(900)의 이동 커맨드를 생성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(910)는 카메라 모듈(971) 또는 센서 모듈(940), 통신 모듈(920)로부터 수신한 데이터를 이용하여 이동 커맨드를 생성할 수 있다.

프로세서(910)는 획득한 피사체의 상대적인 거리를 계산하여 이동 커맨드를 생성할 수 있으며, 피사체의 수직 좌표로 무인 촬영 장치의 고도 비행 커맨드를 생성할 수 있고, 피사체의 수평 좌표로 전자 장치(900)의 수평 및 방위각 커맨드를 생성할 수 있다.

통신 모듈(920, 예: 도 1의 400)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈, WiFi 모듈, 블루투스 모듈, GNSS 모듈, NFC 모듈 및 RF 모듈을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 통신 모듈(920)은 전자 장치(900)의 제어 신호 수신 및 전자 장치(900) 상태 정보, 영상 데이터 정보를 외부 전자 장치(예: 원격 제어 장치)로 전송할 수 있다. RF 모듈은 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. GNSS 모듈은 전자 장치(900)의 이동 중 위도, 경도, 고도, 속도, heading 정보 등의 위치 정보(longitude, latitude, altitude, GPS speed, GPS heading)를 출력할 수 있다. 위치 정보는 GNSS 모듈을 통해 정확한 시간과 거리를 측정하여 위치를 계산할 수 있다. GNSS 모듈은 위도, 경도, 고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도 정보와 함께 정확한 시간까지 획득할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치(900)는 통신 모듈(920)을 통해 전자 장치(900)의 실시간 위치 및 비행 및 주행 상태를 확인하기 위한 정보를 원격 제어 장치(미도시)로 전송할 수 있다.

인터페이스(955)는, 다른 전자장치와 데이터의 입출력을 위한 장치이다. 예를 들어 USB 또는 광인터페이스, RS-232, RJ45를 이용하여, 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(900)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 전자 장치(900)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.

입력 장치(950)는, 예를 들어 터치 패널, 키, 초음파 입력 장치(950)를 포함할 수 있다. 터치 패널은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 키는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치는 마이크를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다. 입력 장치(950)를 통하여 전자 장치(900)의 제어 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 물리 전원 키가 눌러지면, 전자 장치(900)의 전원을 차단할 수 있다.

센서 모듈(940, 예: 도 1의 100)은 비행하는 무인 촬영 장치의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서(gyro sensor), 대기의 압력 변화 및/또는 기압을 측정할 수 있는 기압 센서(barometer), 지구 자기장을 측정할 수 있는 마그네틱 센서(지자기 센서, terrestrial magnetism sensor, compass sensor), 비행하는 전자 장치(900)의 가속도를 측정하는 가속도 센서(acceleration sensor), 바닥 지형이나 무늬를 인지하여 위치를 산출할 수 있는 광학 센서(OFS, 옵티컬 플로(optical flow)), 사용자의 인증을 위한 생체 센서, 사용자의 인증을 위한 생체 센서, 온도 및 습도를 측정할 수 있는 온/습도 센서(temperature-humidity sensor), 조도를 측정할 수 있는 조도 센서, 및 자외선을 측정할 수 있는 UV(ultra violet) 센서들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 센서 모듈(940)은 전자 장치(900)의 자세를 계산할 수 있다. 전자 장치(900)의 자세 정보를 이동 제어 모듈(960)에 공유할 수 있다.

메모리(930, 예: 도 1의 300)는 내장 메모리 및 외장 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(930)는 전자 장치(900)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령(command) 또는 데이터(data)를 저장할 수 있다. 메모리(930)는 소프트웨어(software) 및/또는 프로그램(program)을 저장할 수 있다. 프로그램은 커널(kernel), 미들웨어(middleware), 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface(API)) 및/또는 애플리케이션 프로그램 (또는 "어플리케이션") 등을 포함할 수 있다.

오디오 모듈(980, 예: 도 1의 450)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(980)은 스피커, 마이크를 포함할 수 있으며, 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.

인디케이터(997, 예: 도 1의 450)는 전자 장치(900) 또는 그 일부(예: 프로세서(910))의 특정 상태, 예를 들면, 동작 상태, 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 또는 인디케이터(997)는 전자 장치(900)의 비행 및 주행 상태를 표시할 수 있다.

전력 관리 모듈(995)은, 예를 들면, 전자 장치(900)의 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(995)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리(996) 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리(996) 게이지는, 예를 들면, 배터리(996)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(996)는, 예를 들면, 충전식 전지, 수소연료전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(971, 예: 도 1의 200)은 전자 장치(900)에 구성되거나 전자장치가 짐벌을 포함할 경우 짐벌 모듈(970)에 포함될 수 있다. 카메라 모듈(971)은 렌즈, 이미지 센서, 이미지 처리부, 카메라 제어부를 포함할 수 있다. 카메라 제어부는 프로세서(910)에서 출력되는 구도정보 및/또는 카메라 제어정보에 기반하여 카메라 렌즈의 상하좌우 각도를 조절하여 피사체와의 구도 및/또는 카메라 앵글(촬영 각도)을 조절할 수 있다. 이미지 센서는 로우 드라이버, 픽셀 어레이 및 컬럼 드라이버 등을 포함할 수 있다. 이미지 처리부는 이미지 전처리부, 이미지 후처리부, 정지 영상 코덱, 및 동영상 코덱 등을 포함할 수 있다. 이미지 처리부는 프로세서(910)에 포함될 수도 있다. 카메라 제어부는 포커싱 및 트래킹 등을 제어할 수 있다.

카메라 모듈(971)은 전자 장치(900)의 움직임에 영향을 받을 수 있다. 이에, 카메라 모듈(971)은, 전자 장치(900)의 움직임에 따른 카메라 모듈(971)의 촬영 변화를 최소화하기 위하여, 짐벌 모듈(970)에 위치할 수 있다.

또한, 카메라 모듈(971)에는 복수의 이미지 필터(250) 중 어느 하나가 장착되어, 영상 촬영을 통해 특정 색상 또는 특정 주파수의 미세 점 패턴을 인식할 수 있다.

이동제어 모듈(960, 예: 도 1의 600, 500)은 전자 장치(900)의 위치 및 자세 정보들을 이용하여 전자장치의 자세, 비행, 및 주행을 제어할 수 있다. 이동제어 모듈(960)은 획득되는 위치 및 자세정보에 따라 전자 장치(900)의 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 트로틀(throttle) 등을 제어할 수 있다. 이동 제어 모듈은 호버링 비행 동작 및 프로세서(910)에 제공되는 자율 비행 커맨드(거리 이동, 고도 이동 수평 및 방위각 커맨드 등)에 기반한 자율 비행 동작 제어, 자율 주행 커맨드(거리 이동 등)에 기반한 자율 주행 동작 제어, 수신된 사용자 입력 커맨드에 따른 비행 및 주행 동작 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(900)는 복수의 이동 제어 모듈(MPU, microprocessor unit), 모터 구동 모듈, 모터 모듈, 프로펠러 및 바퀴를 포함할 수 있다. 이동 제어 모듈(MPU)은 비행 동작 제어에 대응하여 프로펠러를 회전시키기 위한 제어 데이터 및 주행 동작 제어에 대응하여 바퀴를 회전시키기 위한 제어 데이터를 출력할 수 있다. 모터 구동 모듈은 이동 제어 모듈의 출력에 대응되는 모터 제어 데이터를 구동 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 모터는 각각 대응되는 모터 구동 모듈의 구동 신호에 기반하여 대응되는 프로펠러 및 바퀴의 회전을 제어할 수 있다.

짐벌 모듈(970, 예: 도 2의 831, 832, 833)은 예를 들어, 짐벌 제어모듈(974), 센서(972), 모터 구동 모듈(973), 모터(975)를 포함할 수 있다. 짐벌 모듈(970)은 카메라 모듈(971)을 포함할 수 있다. 짐벌 모듈(970)은 전자 장치(900)의 움직임에 따른 보상 데이터를 생성할 수 있다. 보상 데이터는 카메라 모듈(971)의 피치, 롤 또는 요의 적어도 일부를 제어하기 위한 데이터일 수 있다. 예를 들어, 롤 모터, 피치 모터 및 요 모터(975)는 전자 장치(900)의 움직임에 따라 카메라 모듈(971)의 롤, 피치 및 요각을 보상할 수 있다. 카메라 모듈(971)은 짐벌 모듈에 장착되어, 전자 장치(900)(예를 들면, 멀티콥터)의 회전(예를 들면, 피치 및 롤)에 의한 움직임을 상쇄시켜 카메라 모듈(971)을 정립 상태로 안정화시킬 수 있다. 짐벌 모듈(970)은 전자 장치(900)의 움직임에 관계없이 카메라 모듈(971)로 하여금 일정한 기울기를 유지할 수 있도록 하여 안정적으로 이미지를 촬영할 수 있다. 짐벌 제어 모듈(974)은 자이로 센서 및 가속도 센서를 포함하는 센서 모듈(974)을 포함할 수 있다. 짐벌 제어 모듈(974)은 자이로 센서 및 가속도 센서를 포함하는 센서의 측정값을 분석하여 모터 구동 모듈(973)의 제어 신호를 생성하고, 모터(975)를 구동할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자율 이동체의 위치 결정 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 자율 이동체(10)는 원격 제어 장치로부터의 조정 신호 또는 자율 비행 및 주행 지시에 따라 착륙 지점(목적지 좌표)을 확인하고(S410), 이륙한다(S412).

자율 이동체(10)는 비행 중에 고도를 측정한다(S414). 이때, 자율 이동체(10)는 기압 센서를 이용하여 대기의 압력 변화 및/또는 기압을 토대로 고도를 측정하거나, 광학 센서를 이용하여 지표면과의 거리를 토대로 고도를 측정할 수 있다.

자율 이동체(10)는 메모리(300)를 조회하여 현재 고도에 대응되는 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수를 확인한다(S416).

자율 이동체(10)는 복수의 이미지 필터(250) 중 단계 S416에서 확인된 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수에 대응되는 이미지 필터를 선택한다(S418). 단계 S416에서, 현재 고도에 대응되는 이미지 필터를 선택하는 경우, 단계 S418은 생략될 수도 있다.

자율 이동체(10)는 선택된 이미지 필터를 카메라(200)에 적용하고, 카메라(200)를 이용하여 선택된 이미지 필터에 대응되는 색상 또는 주파수의 미세 점 패턴을 인식한다(S420).

자율 이동체(10)는 인식된 미세 점 패턴을 현재 좌표로 변환한다(S422).

자율 이동체(10)는 목적지 좌표와 현재 좌표의 차이가 기설정된 허용 오차 미만인지 여부를 판단하고(S424), 목적지 좌표와 현재 좌표의 차이가 기설정된 허용 오차 미만이라고 판단한 경우, 현재 좌표에 착륙한다(S430).

자율 이동체(10)는 목적지 좌표와 현재 좌표의 차이가 기설정된 허용 오차 이상이라고 판단한 경우, 현재 고도가 마지막 고도 단계(즉, 최하위 고도 단계)인지 여부를 판단하고(S426), 현재 고도가 마지막 고도 단계라고 판단한 경우, 착륙한다(S430).

자율 이동체(10)는 현재 고도가 마지막 고도 단계가 아니라고 판단한 경우, 현재 고도보다 한 단계 낮은 고도 레벨로 하강하고(S428), 단계 S416 내지 단계 S426을 반복적으로 수행할 수 있다.

전술한 방법은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(Firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러 및 마이크로프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

도 5는 지상용 미세 점 패턴을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 지상용(0m) 미세 점 패턴의 미세 점의 크기는 위치 정밀도를 높이기 위해 다른 미세 점 패턴의 미세 점의 크기보다 작게 구성된다. 또한, 지상용 미세 점 패턴은 다른 미세 점 패턴에 의해 가려지지 않도록 마지막에 인쇄되는 것이 바람직하다. 단, 자신의 상위 층의 미세 점 패턴의 인식을 저해하지 않도록 지상용 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이는 자신의 상위 층의 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이의 50%를 초과하지 않는다. 물론, 패턴 알고리즘의 정확도에 따라 미세 점 패턴들 간의 미세 점의 크기 비율은 얼마든지 변경될 수 있다.

도 6은 고도 5m용 미세 점 패턴을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 고도 5m용 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이 및 크기는 카메라 센서의 특성 및 해당 층의 위치 정밀도를 고려하여 결정된다. 물론, 고도 5m용 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이 또한 자신의 상위 층의 미세 점 패턴의 인식을 저해하지 않도록 자신의 상위 층의 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이의 50%를 초과하지 않는다.

도 7은 고도 10m용 미세 점 패턴을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 고도 10m용 미세 점 패턴의 미세 점의 크기는 높은 고도에서도 인식될 수 있도록 다른 미세 점 패턴의 미세 점의 크기보다 크게 설정된다.

이처럼, 각 층의 미세 점의 크기는 자율 이동체(10)에서 사용되는 센서의 성능과 위치 정밀도에 의해 결정된다. 단, 각 층별로 미세 점 패턴을 구분하기 위해서 서로 이웃한 미세 점 패턴들 간에 작은 미세 점의 넓이가 큰 미세 점의 넓이의 50% 이하로 유지되어야 한다.

도 8은 다층 구조의 미세 점 패턴을 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 다층 구조의 미세 점 패턴은 미세 점의 크기가 큰 미세 점 패턴부터 미세 점의 크기가 작은 미세 점 패턴 순으로 적층되어 있는 구조이다. 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의상 다층 구조의 미세 점 패턴이 3층 구조로 이루어진 것을 예로 들어 설명하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다층 구조의 미세 점 패턴은 적어도 2개 이상의 층으로 이루어질 수 있다.

이상에서 본 명세서에 개시된 실시예들을 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 이와 같이 각 도면에 도시된 실시예들은 한정적으로 해석되면 아니되며, 본 명세서의 내용을 숙지한 당업자에 의해 서로 조합될 수 있고, 조합될 경우 일부 구성 요소들은 생략될 수도 있는 것으로 해석될 수 있다.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 명세서에 개시된 실시예에 불과할 뿐이고, 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 센서 모듈 200: 카메라 모듈
250: 이미지 필터 300: 메모리
400: 통신 모듈 450: 출력 모듈
500: 모터 모듈 600: 프로세서

Claims

이미지를 촬영하여 각 층별로 다른 색상 또는 다른 주파수의 미세 점 패턴으로 구성되는 다층 구조의 미세 점 패턴을 인식하는 카메라;
상기 이미지를 필터링하는 복수의 이미지 필터;
자율 이동체의 비행에 따른 고도를 측정하는 고도 센서;
상기 고도 센서를 이용하여 상기 자율 이동체의 비행 중 고도를 측정하면서 현재 고도에 대응되는 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수를 확인한 후, 상기 복수의 이미지 필터 중 확인된 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수에 대응되는 이미지 필터를 선택하고, 선택된 이미지 필터가 적용된 상기 카메라를 이용하여 상기 선택된 이미지 필터에 대응되는 색상 또는 주파수의 미세 점 패턴을 인식하며, 인식된 미세 점 패턴을 좌표로 변환 및 분석하여 상기 자율 이동체의 위치를 결정하는 제어부;
를 포함하는 자율 이동체의 위치 결정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 제1 고도에서 상기 카메라를 이용하여 제1 미세 점 패턴을 인식하고, 상기 제1 고도보다 낮은 제2 고도에서 상기 카메라를 이용하여 상기 제1 미세 점 패턴의 미세 점보다 작은 크기의 미세 점을 갖는 제2 미세 점 패턴을 인식하며, 상기 제2 고도보다 낮은 제3 고도에서 상기 카메라를 이용하여 상기 제2 미세 점 패턴의 미세 점보다 작은 크기의 미세 점을 갖는 제3 미세 점 패턴을 인식하는 것을 특징으로 하는 자율 이동체의 위치 결정 시스템.
제1항에 있어서,
각 층의 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이는 자신의 상위 층의 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이의 50%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 자율 이동체의 위치 결정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 다층 구조의 미세 점 패턴은, 미세 점의 크기가 큰 미세 점 패턴부터 미세 점의 크기가 작은 미세 점 패턴 순으로 적층되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 자율 이동체의 위치 결정 시스템.
제1항에 있어서,
각 층의 미세 점 패턴은 0.3mm 간격의 정방 격자를 중심으로 100um 크기의 점을 상하좌우 중 한 곳으로 배치하여 생성한 절대좌표 체계를 갖는 것을 특징으로 하는 자율 이동체의 위치 결정 시스템.
자율 이동체가, 비행 중에 고도를 측정하는 단계;
상기 자율 이동체가, 측정된 고도에 대응되는 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수를 확인하는 단계;
상기 자율 이동체가, 복수의 이미지 필터 중 확인된 미세 점 패턴의 색상 또는 주파수에 대응되는 이미지 필터를 선택하는 단계;
상기 자율 이동체가, 선택된 이미지 필터가 적용된 카메라를 이용하여 각 층별로 다른 색상 또는 다른 주파수의 미세 점 패턴으로 구성되는 다층 구조의 미세 점 패턴 중에, 상기 선택된 이미지 필터에 대응되는 색상 또는 주파수의 미세 점 패턴을 인식하는 단계; 및
상기 자율 이동체가, 인식된 미세 점 패턴을 좌표로 변환 및 분석하여 상기 자율 이동체의 위치를 결정하는 단계;
를 포함하는 자율 이동체의 위치 결정 방법.
제6항에 있어서,
각 층의 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이는 자신의 상위 층의 미세 점 패턴의 미세 점의 넓이의 50%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 자율 이동체의 위치 결정 방법.
제6항에 있어서,
상기 다층 구조의 미세 점 패턴은, 미세 점의 크기가 큰 미세 점 패턴부터 미세 점의 크기가 작은 미세 점 패턴 순으로 적층되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 자율 이동체의 위치 결정 방법.