KR102302788B1 - 위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체의 측위 - Google Patents

위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체의 측위 Download PDF

Info

Publication number
KR102302788B1
KR102302788B1 KR1020210055281A KR20210055281A KR102302788B1 KR 102302788 B1 KR102302788 B1 KR 102302788B1 KR 1020210055281 A KR1020210055281 A KR 1020210055281A KR 20210055281 A KR20210055281 A KR 20210055281A KR 102302788 B1 KR102302788 B1 KR 102302788B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
time point
satellite navigation
estimated position
estimated
azimuth
Prior art date
Application number
KR1020210055281A
Other languages
English (en)
Inventor
송진우
김승택
김용훈
김영민
이주한
Original Assignee
세종대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세종대학교산학협력단 filed Critical 세종대학교산학협력단
Priority to KR1020210055281A priority Critical patent/KR102302788B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102302788B1 publication Critical patent/KR102302788B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G05D1/0278—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using satellite positioning signals, e.g. GPS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

자이로스코프(gyroscope) 및 위성 항법 수신기를 포함하는 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)의 측위를 위한 방법이 제공된다. 제공된 방법은, 위성 항법 신호가 제1 시점 및 제2 시점에 위성 항법 수신기에 의해 수신되나 제1 시점 및 제2 시점 사이의 위성 항법 불용 구간에 걸쳐서 측위에서의 사용을 위해 가용하지 않은 경우, 위성 항법 신호를 기반으로 제1 시점에서의 UV의 제1 추정된 위치 및 제2 시점에서의 UV의 제2 추정된 위치를 판정하는 단계와, 제1 추정된 위치 및 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍 중 임의의 것을 사용하여 제2 시점에서의 UV의 대응하는 추정된 위치가 산출되는 사전정의된 데드 레커닝(Dead Reckoning: DR) 모델을 기반으로, 그리고 또한 제2 추정된 위치를 기반으로, 제1 시점에서의 UV의 추정된 방위각 및 제1 시점에서의 자이로스코프의 추정된 바이어스의 쌍을 복수의 가능한 쌍 중 특정한 것으로서 판정하는 단계를 포함한다.

Description

위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체의 측위{LOCALIZATION OF UNMANNED VEHICLE ACCOUNTING FOR SATELLITE NAVIGATION UNAVAILABLE INTERVAL}
본 개시는 위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)의 측위(localization)에 관한 것이다.
자율 주행 기술의 개발과 함께, 산업 환경에서 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)가 적용되는 사례가 더더욱 늘어나고 있다. 예를 들어, UV는 항법 시스템을 사용하여 UV의 위치를 추적하면서 UV의 주변 환경을 감지하여 환경 지도를 작성하는 동시 측위 및 맵핑(Simultaneous Localization and Mapping: SLAM)을 수행할 수 있고, 구축된 지도를 기반으로 자율 주행을 할 수 있다.
UV의 항법 시스템은 현재의 항법 정보(이는, 예컨대, UV의 위치, 속도 및 자세를 나타냄)를 자이로스코프(gyroscope)나 가속도계(accelerometer)와 같은 관성 센서로부터의 측정 정보 및 이전의 항법 정보에 기반하여 산출하는 관성 항법에 기반할 수 있다. 몇몇 관성 항법 시스템은 UV의 위치를 추정하기 위해 주행기록계(odometry)의 출력을 함께 사용하기도 한다. 관성 항법에서는 적분이 거듭되므로 시간이 지남에 따라 항법 오차가 점점 더 누적되기 마련이다. 이러한 항법 오차는 외부 항법 시스템, 예컨대, 글로벌 항법 위성 시스템(Global Navigation Satellite System: GNSS)과 같은 위성 항법 시스템의 보조로써 완화 또는 제거될 수가 있다. 예를 들어, 위성 항법 시스템이 결합되면 UV의 항법 시스템은 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter: EKF)와 같은 필터를 구동하는 항법 알고리즘에서 위성 측정 데이터를 사용할 수 있다. 한편, 그러한 항법 시스템이 위성 항법에 의존할 수 없는 동안에 UV가 위치된 위치를 어떻게 보다 정밀하게 추정할 것인지는 다양한 방식으로 시도되고 있다.
위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)의 측위가 본 문서에 개시된다.
예에서, 자이로스코프(gyroscope) 및 위성 항법 수신기를 포함하는 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)의 측위를 위한 방법은 다음을 포함한다: 위성 항법 신호가 제1 시점 및 제2 시점에 위성 항법 수신기에 의해 수신되나 제1 시점 및 제2 시점 사이의 위성 항법 불용 구간에 걸쳐서 측위에서의 사용을 위해 가용하지 않은 경우, 위성 항법 신호를 기반으로 제1 시점에서의 UV의 제1 추정된 위치 및 제2 시점에서의 UV의 제2 추정된 위치를 판정하는 단계; 및 제1 추정된 위치 및 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍 중 임의의 것을 사용하여 제2 시점에서의 UV의 대응하는 추정된 위치가 산출되는 사전정의된 데드 레커닝(Dead Reckoning: DR) 모델을 기반으로, 그리고 또한 제2 추정된 위치를 기반으로, 제1 시점에서의 UV의 추정된 방위각 및 제1 시점에서의 자이로스코프의 추정된 바이어스의 쌍을 복수의 가능한 쌍 중 특정한 것으로서 판정하는 단계.
전술된 개요는 상세한 설명에서 추가로 후술되는 몇몇 양상을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이 개요는 청구된 주제(subject matter)의 중요 특징 또는 필수적 특징을 식별하도록 의도되지 않고, 청구된 주제의 범위를 정하는 데 사용되도록 의도되지도 않는다. 나아가, 청구된 주제는 본 명세서에서 논의되는 임의의 또는 모든 이점을 제공하는 구현에 한정되지 않는다.
본 개시에 따르면, 위성 항법 신호가 UV의 측위를 위해 가용하지 않은 시간 구간 내의 시점에 UV가 위치된 위치를 위성 항법 신호가 다시 가용하게 된 후에 더 정제하는 방식으로 UV의 측위를 수행할 수 있다.
본 개시에 따르면, 위성 항법 신호가 UV의 측위를 위해 가용하지 않은 시간 구간 내의 시점에서의 위치 추정의 오차를 최소화하는 파라미터를 그러한 구간 이전 및 이후에 획득된 위치 정보를 사용하여 최적화 기법으로 찾고, 이 오차를 보상하여 UV의 주변 환경의 지도를 작성하는 데에 사용할 수 있다.
도 1은 예시적인 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)의 항법 시스템의 예를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 UV의 측위를 위한 프로세스의 예를 보여주는 흐름도이다.
도 3a 및 도 3b는 예시적인 시나리오에서 도 2의 프로세스에 따라 측위를 수행하는 시뮬레이션의 결과를 보여준다.
도 4a 및 도 4b는 다른 예시적인 시나리오에서 도 2의 프로세스에 따라 측위를 수행하는 시뮬레이션의 결과를 보여준다.
본 개시에서 사용되는 다양한 용어는 본 문서에서의 기능을 고려하여 상용 용어의 용어법으로부터 선택되는데, 이는 당업자의 의도, 준례, 또는 새로운 기술의 출현에 따라서 달리 인식될 수 있다. 특정한 사례에서, 몇몇 용어에는 상세한 설명에서 개진된 바와 같이 의미가 주어질 수 있다. 따라서, 본 문서에서 사용되는 용어는, 단순히 그 명칭에 의해서가 아니라, 본 개시의 맥락에서 그 용어가 갖는 의미와 일관되게 정의되어야 한다.
본 문서에서 용어 "포함하다", "가지다" 등은 이후에 열거된 요소, 예컨대, 어떤 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 정보 또는 이들의 조합의 존재를 명시하는 경우에 사용된다. 달리 표시되지 않는 한, 이런 용어 및 이의 변형은 다른 요소의 존재 또는 추가를 배제하도록 의도되지 않는다.
본 문서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "제1", "제2" 등은 몇 개의 서로 닮은 요소를 식별하도록 의도된다. 달리 기재되지 않는 한, 그러한 용어는 이들 요소의 또는 이들의 사용의 특정한 순서와 같은 한정을 부과하도록 의도된 것이 아니라, 단지 여러 요소를 따로따로 지칭하기 위해 사용된다. 예를 들면, 어떤 요소가 일례에서 용어 "제1"로써 참조될 수 있는 한편 동일한 요소가 다른 예에서 "제2" 또는 "제3"과 같은 상이한 서수로써 참조될 수 있다. 그러한 예에서, 이들 용어는 본 개시의 범위를 한정하지 않는 것이다. 또한, 여러 요소의 리스트에서 용어 "및/또는"을 사용하는 것은 열거된 항목 중 임의의 하나 또는 복수 개를 비롯하여 이들 항목의 모든 가능한 조합을 포함한다. 나아가, 단수 형태의 표현은 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 복수 형태의 의미를 포함한다.
첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 소정의 예가 이제 상세히 기술될 것이다. 다만, 본 개시는 많은 상이한 형태로 체현될 수 있으며, 본 문서에 개진된 예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 예는 본 개시의 범위의 더 나은 이해를 제공하기 위해서 주어지는 것이다.
도 1은 예시적인 UV(10)의 항법 시스템(100)의 예를 보여주는 블록도이다. UV(10)의 예는 모바일 로봇(가령, 바퀴 달린(wheeled) 모바일 로봇), 드론(가령, 회전익체(rotorcraft) 드론), 다른 타입의 무인 지상 이동체(Unmanned Ground Vehicle: UGV), 다른 타입의 무인 비행체(Unmanned Aerial Vehicle: UAV), 기타 등등을 포함한다.
도 1의 예시적인 항법 시스템(100)은 UV(10)의 동적 모델을 사용하여 데드 레커닝(Dead Reckoning: DR) 방식으로 항법 정보를 산출하는 메커니즘과 함께, 위성 항법 시스템, 특히 글로벌 포지셔닝 시스템(Global Positioning System: GPS)과 같은 GNSS로부터 보조 정보를 수신하고 이를 사용하는 메커니즘을 갖는다.
도 1의 예에서, 항법 시스템(100)은 감지 유닛(110), 위성 항법 수신기(120), 저장 유닛(storage unit)(130) 및 처리 유닛(processing unit)(150)을 포함한다. 항법 시스템(100)의 다른 예시적인 구현이 또한 고려된다. 예를 들어, 항법 시스템(100)은 도시되지 않은 추가적인 컴포넌트를 또한 포함할 수 있고/거나, 도 1에 도시된 컴포넌트 중 일부를 포함하나 전부를 포함하지는 않을 수 있다.
도시된 예에서, 감지 유닛(110)은 자이로스코프(115)를 포함한다. 자이로스코프(115)는 각속도 측정 데이터가 실린 자이로 출력 신호를 출력한다. 그러면, 처리 유닛(150)은 자이로스코프(115)로부터 수신된 각속도 측정 데이터를, UV(10)의 요(yaw) 각(즉, 방위각)
Figure 112021049915544-pat00001
을 계산하는 데에 사용할 수 있다. 예를 들어, 자이로스코프(115)는 3축 자이로스코프일 수 있다.
몇몇 예시적인 구현에서, 감지 유닛(110)은 UV(10)의 항법을 위한 추가적인 센서(가령, 주행기록계(odometry) 및/또는 가속도계(accelerometer))를 더 포함할 수 있고, 그러한 추가적인 센서는 다른 측정 데이터(가령, 속도 측정 데이터 및/또는 가속도 측정 데이터)를 제공할 수 있다. 그러면, 처리 유닛(150)은 UV(10)의 위치, 속도 및/또는 자세를 계산하는 데에 그러한 측정 데이터를 사용할 수 있다.
도 1의 예에서, 위성 항법 수신기(120)는 항법 위성으로부터 위성 항법 신호를 수신한다. 그러면, 처리 유닛(150)은 수신된 위성 항법 신호를 기반으로, 예컨대, 위성 항법 신호를 처리하여 위성 측정 데이터(가령, 가시 위성 및 위성 항법 수신기(120) 간의 의사거리(pseudorange) 및/또는 의사거리율(pseudorange rate) 및/또는 위성 항법 수신기(120)의 위도, 경도 및/또는 방위각)를 생성함으로써 또는 위성 항법 수신기(120)에 의해 위성 항법 신호로부터 생성된 그러한 위성 측정 데이터를 위성 항법 수신기(120)로부터 수신함으로써, UV(10)의 위치, 속도 및/또는 자세를 판정할 수 있다. 예를 들어, 위성 항법 수신기(120)는 GPS 수신기일 수 있다.
도시된 예에서, 감지 유닛(110)으로부터 출력된 센서 출력 신호(가령, 자이로스코프(115)로부터 출력된 자이로 출력 신호) 및 위성 항법 수신기(120)에서 수신된 위성 항법 신호는 DR 항법 및 위성 항법이 통합된 방식으로 UV(10)의 측위를 수행하기 위해 항법 시스템(100)에 의해 함께 사용될 수 있다. 몇몇 예시적인 구현에서, 그러한 통합된 항법은 (예컨대, 재밍(jamming), 불충분한 수의 가시 위성, 정밀도 희석(Dilution Of Precision: DOP)의 증가 및/또는 다른 이유로 인해) 위성 항법 신호가 가용하지 않은 (그래서 위성 항법 수신기(120)가 정상적인 항법 해를 제공하지 못하는) 경우에 위성 항법에 의존하지 않고서 DR 항법에 기반하여 동작할 수 있고, 위성 항법에 기반하여 정상적인 항법 해가 제공될 수 있는 경우에는 그러한 해로써 DR 항법에서의 오차를 보정하는 필터링(가령, 자이로스코프(115)의 출력 신호에 기반하여 산출된 방위각의 오차를 위성 항법 수신기(120)에 의해 수신된 위성 항법 신호에 기반하여 산출된 방위각을 사용하여 추정하고 이를 DR 항법을 위해 제공하고/거나 주행기록계의 출력 신호에 기반하여 산출된 속도의 오차를 위성 항법 수신기(120)에 의해 수신된 위성 항법 신호에 기반하여 산출된 속도를 사용하여 추정하고 이를 DR 항법을 위해 제공하는 칼만 필터(Kalman filter)와 같은 필터를 구동하는 것)을 수행할 수 있다.
도 1의 예에서, 저장 유닛(130)은 다양한 정보를 저장한다. 예를 들어, 저장 유닛(130)은 비일시적(non-transitory) 형태로 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체(computer readable storage medium)를 포함할 수 있다. 그러므로, 저장 유닛(130)은 내부에 다양한 정보, 예컨대, 처리 유닛(150)에 의해 실행될 명령어의 세트 및/또는 다른 정보가 저장될 수 있다.
도 1의 예에서, 처리 유닛(150)은 항법 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 처리 유닛(150)은 본 문서에 기술된 동작을 수행하기 위해 프로세서(processor) 또는 다른 처리 회로(processing circuitry)로써 구현될 수 있다.
도시된 예에서, 처리 유닛(150)은 UV(10)를 측위한다. 또한, 처리 유닛(150)은 그러한 측위를 기반으로 UV(10)의 주변 환경의 지도를 구축할 수 있다. 몇몇 예시적인 구현에서, 처리 유닛(150)은 위성 항법 수신기(120)에서 수신된 위성 항법 신호 및 자이로스코프로(115)부터 출력된 자이로 출력 신호를 기반으로 UV(10)의 측위를 수행할 수 있다. 만일 위성 항법 신호가 어떤 먼저의 시점에서 위성 항법 수신기(120)에 의해 수신되고 나서 UV(10)의 측위에서의 사용을 위해 가용하지 않은 채로 있다가 나중의 시점에서 위성 항법 수신기(120)에 의해 다시 수신된 경우, 처리 유닛(150)은 이들 두 시점 사이의 시간 구간(이는 또한 "위성 항법 불용 구간"으로 지칭될 수 있음)(이들 두 시점을 제외함) 동안에 위성 항법을 사용할 수 없다. 몇몇 예시적인 구현에 따르면, 처리 유닛(150)은, 도 2와 관련하여 후술되는 바와 같이, 위성 항법 불용 구간이 진입되는 먼저의 시점에 대응하는 소정의 정보, 예컨대, DR 기반의 항법 해가 계산되는 사전정의된 모델의 변수의 추정치(가령, UV(10)의 추정된 방위각, 자이로스코프(115)의 추정된 바이어스 및/또는 다른 추정치)를 그 시간 구간이 경과한 후에 획득할 수 있는바, 이로써 위성 항법이 이용불가한 시점에 대응하는 항법 정보(가령, UV(10)의 위치)를 나중에 위성 항법에 기반하여 추정할 수 있다.
이제, 도 2를 참조하여, UV(10)의 측위를 위한 예시적인 프로세스(200)가 설명된다. 예를 들어, 프로세스(200)는 UV(10)의 항법 시스템(100)(특히, 처리 유닛(150))에 의해 수행될 수 있다. 프로세스(200)의 다른 예시적인 흐름이 또한 고려된다. 예를 들어, 프로세스(200)는 도시되지 않은 추가적인 동작을 또한 포함할 수 있고/거나, 도 2에 도시된 동작 중 일부를 포함하나 전부를 포함하지는 않을 수 있다.
동작(210)에서, 위성 항법 신호가 제1 시점 및 제2 시점에 위성 항법 수신기(가령, 위성 항법 수신기(120))에 의해 수신되나 제1 시점 및 제2 시점 사이의 위성 항법 불용 구간에 걸쳐서 UV(10)의 측위에서의 사용을 위해 가용하지 않은 경우, 위성 항법 신호를 기반으로 제1 시점에서의 UV(10)의 제1 추정된 위치 및 제2 시점에서의 UV(10)의 제2 추정된 위치가 판정된다.
몇몇 예시적인 구현에 따르면, 도시된 바와 같이, 동작(210)은 제1 시점에서의 위성 항법 신호의 수신에 응답하여 UV(10)의 제1 추정된 위치를 판정하는 동작(212), 제1 시점 및 제2 시점 사이의 시간 구간이 위성 항법 신호가 UV(10)의 측위에서의 사용을 위해 가용하지 않은 위성 항법 불용 구간임을 검출하는 동작(214) 및 제2 시점에서의 위성 항법 신호의 수신에 응답하여 UV(10)의 제2 추정된 위치를 판정하는 동작(216)을 포함할 수 있다.
동작(220)에서, 제1 추정된 위치 및 제2 추정된 위치를 사용하여 제1 시점에서의 UV(10)의 추정된 방위각 및 제1 시점에서의 자이로스코프(115)의 추정된 바이어스의 쌍이 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍 중 특정한 것으로서 판정된다. 구체적으로, 그러한 판정은 다음을 기반으로 할 수 있다: 제1 추정된 위치 및 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍 중 임의의 것을 사용하여 제2 시점에서의 UV(10)의 대응하는 추정된 위치가 산출되는 사전정의된 DR 모델: 및 제2 추정된 위치.
몇몇 예시적인 구현에 따르면, 사전정의된 DR 모델은 다음과 같이 주어질 수 있다. 우선, UV(10)의 방위각 및 속도를 기반으로 UV(10)의 위치의 DR 추정이 다음과 같이 수행될 수 있다:
Figure 112021049915544-pat00002
여기서
Figure 112021049915544-pat00003
는 시간
Figure 112021049915544-pat00004
에서의 UV(10)의 방위각이고,
Figure 112021049915544-pat00005
는 시간
Figure 112021049915544-pat00006
에서의 UV(10)의 속도이고,
Figure 112021049915544-pat00007
은 시간
Figure 112021049915544-pat00008
에서의 UV(10)의 대응하는 추정된 위치이다. 또한, 편의상, 제1 시점은 시간
Figure 112021049915544-pat00009
으로서, 위성 항법 불용 구간 내의 각각의 시점은 시간
Figure 112021049915544-pat00010
으로서, 그리고 제2 시점은 시간
Figure 112021049915544-pat00011
으로서 표기된다고 가정하자.
Figure 112021049915544-pat00012
는, 예컨대, 위성 항법 신호를 기반으로 제1 시점에서의 UV(10)의 위치로서 추정된 제1 추정된 위치로서 주어질 수 있다. 특정한 예에서,
Figure 112021049915544-pat00013
는 감지 유닛(110)(가령, 주행기록계)으로써 측정될 수 있다. 나아가,
Figure 112021049915544-pat00014
는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112021049915544-pat00015
여기서
Figure 112021049915544-pat00016
는 시간
Figure 112021049915544-pat00017
에서의 UV(10)의 z축 각속도 성분(이는 자이로스코프(115)로써 측정가능함)이고,
Figure 112021049915544-pat00018
는 시간
Figure 112021049915544-pat00019
에서의 자이로스코프(115)의 바이어스 성분이다. 특정한 예에서, 자이로스코프 바이어스는 랜덤 프로세스, 예컨대, 마코프 프로세스(Markov process)로 모델링될 수 있다.
몇몇 예시적인 구현에 따르면, 동작(220)에서 방위각 및 자이로스코프 바이어스의 특정한 쌍을 판정하는 것은 위성 항법 신호를 기반으로 제2 시점에서의 UV(10)의 위치로서 추정된 제2 추정된 위치를 사전정의된 DR 모델에 따라 제2 시점에서의 UV(10)의 위치로서 계산된 별개의 추정된 위치(가령, 위의 수학식에 의해 계산된
Figure 112021049915544-pat00020
)와 비교하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작(220)에서 판정된 쌍은 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍(가령,
Figure 112021049915544-pat00021
이되,
Figure 112021049915544-pat00022
이고
Figure 112021049915544-pat00023
임) 중에서 이들 두 위치 간의 차이를 최소화하는 최적의 쌍일 수 있다. 다시 말해, 그러한 차이는, 이 최적의 쌍을 제1 시점에서의 UV(10)의 제1 추정된 위치와 함께 DR 모델에서 사용하는 경우에, 방위각 및 바이어스의 임의의 다른 가능한 쌍을 제1 추정된 위치와 함께 동일한 DR 모델에서 사용하는 경우보다 더 작을 수 있다. 특정한 예에서, 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍이 주어지면, 각각의 쌍에 대해 DR 모델에 의해 제2 시점에서의 UV(10)의 별개의 추정된 위치를 계산하는 것(가령, 해당 쌍의 방위각 및 바이어스를 각각
Figure 112021049915544-pat00024
및
Figure 112021049915544-pat00025
로서 대입하여
Figure 112021049915544-pat00026
를 구하는 것)을 반복함으로써 해당 위치 및 제2 추정된 위치 간의 차이(다시 말해, 동일한 제2 시점에 UV(10)가 어디에 위치되는지를 그러한 대입으로써 DR 방식으로 계산하는 것의 결과 및 그것을 다시 가용하게 된 위성 항법 신호에 기반하여 판정하는 것의 결과 간의 차이)를 방위각 및 자이로스코프 바이어스의 어떤 쌍이 최소화하는지를 판정할 수 있다.
몇몇 예시적인 구현에 따르면, 제2 추정된 위치가 판정되기 전에(가령, 동작(212) 동안에), 그리고 결국 UV(10)의 추정된 방위각 및 자이로스코프(115)의 추정된 바이어스의 최적의 쌍으로서 동작(220)에서 판정되는 특정한 방위각-바이어스 쌍을 사용하지 않고서, 위성 항법 수신기(120)에 의해 수신된 위성 항법 신호를 기반으로(예컨대, 단독으로든 또는 자이로스코프(115)로부터 출력된 자이로 출력 신호와의 조합으로든), 제1 시점에서의 UV(10)의 다른 추정된 방위각(이하에서 "먼저 추정된 방위각"으로 지칭될 수도 있음)이 판정될 수 있다. 다시 말해, 동일한 제1 시점에 UV(10)가 갖는 방위각이 무엇인지를 순방향으로 추정하는 것의 결과가 UV(10)의 먼저 추정된 방위각인 반면, 동작(220)에서는 그것을 역방향으로 추정한다고 볼 수 있다.
특정한 예에서, 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍(가령,
Figure 112021049915544-pat00027
) 각각은 소정의 방위각 범위 내의 방위각 및 소정의 바이어스 범위 내의 바이어스의 쌍으로서 마련될 수 있는데, 방위각 범위(가령, 이를 정의하는
Figure 112021049915544-pat00028
및
Figure 112021049915544-pat00029
)는 UV(10)의 먼저 추정된 방위각을 기반으로 판정될 수 있고, 바이어스 범위(가령, 이를 정의하는
Figure 112021049915544-pat00030
및
Figure 112021049915544-pat00031
)는 자이로스코프(115)의 바이어스 사양을 기반으로 판정될 수 있다.
동작(230)에서, 동작(210)에서 판정된 제1 추정된 위치 및 동작(220)에서 판정된 특정한 쌍을 사전정의된 DR 모델에서 사용하여 위성 항법 불용 구간 내의 시점에서의 UV(10)의 추정된 위치가 판정된다. 예를 들어, 위성 항법 불용 구간 내의 각각의 시점에 대하여, 위와 같은 방식으로 UV(10)의 위치가 추정될 수 있고, 추정된 위치를 기반으로 UV(10)의 주변 환경의 지도를 작성될 수 있다.
몇몇 예시적인 구현에 따르면, 제2 추정된 위치가 판정되기 전에(가령, 동작(214)과 병행하여), 그리고 결국 UV(10)의 추정된 방위각 및 자이로스코프(115)의 추정된 바이어스의 최적의 쌍으로서 동작(220)에서 판정되는 특정한 방위각-바이어스 쌍을 사용하지 않고서, 자이로스코프(115)로부터 출력된 자이로 출력 신호를 기반으로 위성 항법 불용 구간 내의 시점에서의 UV(10)의 다른 추정된 위치(이하에서 "먼저 추정된 위치"로 지칭될 수도 있음)이 판정될 수 있다. 다시 말해, 위성 항법 불용 구간 내의 동일한 시점에 UV(10)가 존재하는 위치가 어디인지를 순방향으로 추정하는 것의 결과가 UV(10)의 먼저 추정된 방위각인 반면, 동작(230)에서는 그것을 역방향으로 추정한다고 볼 수 있다.
특정한 예에서, UV(10)의 주변 환경의 지도가 구축될 수 있는데, 동작(230)에서 판정된 UV(10)의 추정된 위치가, UV(10)의 먼저 추정된 위치 대신에 또는 이와 조합되어, 위성 항법 불용 구간 내의 해당 시점에서의 UV(10)의 정제된 추정된 위치로서 그러한 지도 작성에서 사용될 수 있다. 이에 따라, UV(10)를 위한 SLAM이 개선될 수 있다.
도 3a 및 도 3b 다음과 같은 시나리오에서 프로세스(200)에 따라 UV(10)의 측위를 수행하는 시뮬레이션의 결과를 보여준다: UV(10)는 0초에서 출발하여 2m/s의 일정한 속도로 북쪽을 향해 계속해서 이동하는데, 0초 및 4초에서 위성 항법 수신기(120)에 의해 위성 항법 신호가 수신되고, 이들 사이의 시간 구간은 위성 항법 불용 구간이며, 위성 항법에서의 오차와 같은 다른 측정 오차는 없고, 자이로스코프(115)의 출력 신호에 잡음과 더불어 일정한 바이어스가 인가된다고 가정된다. 도 4a 및 도 4b는 자이로스코프(115)의 출력 신호에 잡음과 더불어 랜덤 바이어스가 인가된 점을 제외하고는 위의 것과 동일한 시나리오에서 프로세스(200)에 따라 UV(10)의 측위를 수행하는 시뮬레이션의 결과를 보여준다. 각각의 시뮬레이션에서, UV(10)는 비홀로노믹(nonholonomic) 구속 조건 하에서 UV(10)의 헤딩 방향으로 이동한다고 가정된다. 각각의 시뮬레이션에서, 프로세스(200)에 따라 동작(220)에서와 같이 방위각 및 바이어스의 특정한 쌍을 판정하고 이들 값을 전술된 수학식에
Figure 112021049915544-pat00032
및
Figure 112021049915544-pat00033
로서 대입함으로써 구한
Figure 112021049915544-pat00034
및
Figure 112021049915544-pat00035
는 그러한 쌍을 사용하지 않고서 위의 수학식에 따라 DR 방식으로 구한
Figure 112021049915544-pat00036
및
Figure 112021049915544-pat00037
와 각각 대비된다. 도 3a 및 도 4a에서 볼 수 있듯이, 시작 위치인 원점 및 종결 위치인 북쪽 8m 지점 사이에서 위성 항법 불용 구간 동안 자이로스코프(115)의 바이어스로 인해 시간이 흐르면서
Figure 112021049915544-pat00038
의 오차는 상당히 누적되나,
Figure 112021049915544-pat00039
의 경우는 그렇지 않다. 도 3b 및 도 4b는
Figure 112021049915544-pat00040
가 자이로스코프 바이어스의 특징에 따라 발산하거나 요동치는 반면에
Figure 112021049915544-pat00041
는 사전정의된 DR 모델에 따라 결정된다는 점, 그리고 결국 이후에 위성 항법 신호가 다시 가용하게 되면 (가령, 위성 항법 신호가 금방 이용불가하게 되더라도) GPS/DR과 같은 통합된 항법을 위한 필터가 더 향상된 추정 성능을 발휘하는 데에
Figure 112021049915544-pat00042
가 유용할 수 있다는 점을 시사한다.
다음은 위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체의 측위에 관련된 다양한 예이다.
예 1에서, 자이로스코프 및 위성 항법 수신기를 포함하는 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)의 측위를 위한 방법은, 위성 항법 신호가 제1 시점 및 제2 시점에 위 위성 항법 수신기에 의해 수신되나 위 제1 시점 및 위 제2 시점 사이의 위성 항법 불용 구간에 걸쳐서 위 측위에서의 사용을 위해 가용하지 않은 경우, 위 위성 항법 신호를 기반으로 위 제1 시점에서의 위 UV의 제1 추정된 위치 및 위 제2 시점에서의 위 UV의 제2 추정된 위치를 판정하는 단계와, 위 제1 추정된 위치 및 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍 중 임의의 것을 사용하여 위 제2 시점에서의 위 UV의 대응하는 추정된 위치가 산출되는 사전정의된 데드 레커닝(Dead Reckoning: DR) 모델을 기반으로, 그리고 또한 위 제2 추정된 위치를 기반으로, 위 제1 시점에서의 위 UV의 추정된 방위각 및 위 제1 시점에서의 위 자이로스코프의 추정된 바이어스의 쌍을 위 복수의 가능한 쌍 중 특정한 것으로서 판정하는 단계를 포함한다.
예 2는 예 1의 주제를 포함하는데, 위 쌍을 판정하는 단계는 위 제2 추정된 위치 및 위 대응하는 추정된 위치를 비교하는 단계를 포함한다.
예 3은 예 1 또는 예 2의 주제를 포함하는데, 위 특정한 쌍은 위 복수의 가능한 쌍 중에서 위 제2 추정된 위치 및 위 대응하는 추정된 위치에 의해 정의되는 목적 함수를 최적화하는 것이다.
예 4는 예 1 내지 예 3 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 제2 추정된 위치 및 위 대응하는 추정된 위치 간의 차이는 위 제1 추정된 위치 및 위 복수의 가능한 쌍 중 임의의 다른 것을 위 사전정의된 DR 모델에서 사용하는 경우보다 위 제1 추정된 위치 및 위 특정한 쌍을 위 사전정의된 DR 모델에서 사용하는 경우에 더 작다.
예 5는 예 1 내지 예 4 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 방법은, 위 제1 추정된 위치 및 위 특정한 쌍을 위 사전정의된 DR 모델에서 사용하여 위 위성 항법 불용 구간 내의 시점에서의 위 UV의 추정된 위치를 판정하는 단계를 더 포함한다.
예 6은 예 5의 주제를 포함하는데, 위 방법은, 위 제2 추정된 위치를 판정하기 전에, 위 특정한 쌍을 사용하지 않고서, 위 자이로스코프로부터 출력된 자이로 출력 신호를 기반으로 위 위성 항법 불용 구간 내의 위 시점에서의 위 UV의 먼저 추정된 위치를 판정하는 단계와, 위 추정된 위치를 위 먼저 추정된 위치 대신에 또는 위 먼저 추정된 위치와의 조합으로 위 위성 항법 불용 구간 내의 위 시점에서의 위 UV의 정제된 추정된 위치로서 사용하여 위 UV의 주변 환경의 지도를 구축하는 단계를 더 포함한다.
예 7은 예 1 내지 예 6 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 방법은, 위 제2 추정된 위치를 판정하기 전에, 위 특정한 쌍을 사용하지 않고서, 위 위성 항법 신호를 기반으로 위 제1 시점에서의 위 UV의 먼저 추정된 방위각을 판정하는 단계와, 위 먼저 추정된 방위각을 기반으로 방위각 범위를 판정함 및 위 자이로스코프의 바이어스 사양을 기반으로 바이어스 범위를 판정함으로써 위 복수의 가능한 쌍 각각을 위 방위각 범위 내의 방위각 및 위 바이어스 범위 내의 바이어스의 쌍으로서 마련하는 단계를 더 포함한다.
예 8은 예 1 내지 예 7 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 무인 이동체는 무인 지상 이동체(Unmanned Ground Vehicle: UGV)이다.
예 9는 예 1 내지 예 7 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 무인 이동체는 무인 비행체(Unmanned Aerial Vehicle: UAV)이다.
예 10은 예 1 내지 예 9 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 무인 이동체는 모바일 로봇이다.
예 11에서, 컴퓨팅 장치는, 프로세서와, 메모리를 포함하되, 위 메모리는 자이로스코프 및 위성 항법 수신기를 포함하는 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)의 측위를 위해 위 프로세서에 의해 실행가능한 컴퓨터 프로그램 명령어의 세트로써 인코딩되되, 위 세트는, 위성 항법 신호가 제1 시점 및 제2 시점에 위 위성 항법 수신기에 의해 수신되나 위 제1 시점 및 위 제2 시점 사이의 위성 항법 불용 구간에 걸쳐서 위 측위에서의 사용을 위해 가용하지 않은 경우, 위 위성 항법 신호를 기반으로 위 제1 시점에서의 위 UV의 제1 추정된 위치 및 위 제2 시점에서의 위 UV의 제2 추정된 위치를 판정하는 명령어와, 위 제1 추정된 위치 및 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍 중 임의의 것을 사용하여 위 제2 시점에서의 위 UV의 대응하는 추정된 위치가 산출되는 사전정의된 데드 레커닝(Dead Reckoning: DR) 모델을 기반으로, 그리고 또한 위 제2 추정된 위치를 기반으로, 위 제1 시점에서의 위 UV의 추정된 방위각 및 위 제1 시점에서의 위 자이로스코프의 추정된 바이어스의 쌍을 위 복수의 가능한 쌍 중 특정한 것으로서 판정하는 명령어를 포함한다.
예 12는 예 11의 주제를 포함하는데, 위 쌍을 판정하는 명령어는 위 제2 추정된 위치 및 위 대응하는 추정된 위치를 비교하는 명령어를 포함한다
예 13은 예 11 또는 예 12의 주제를 포함하는데, 위 특정한 쌍은 위 복수의 가능한 쌍 중에서 위 제2 추정된 위치 및 위 대응하는 추정된 위치에 의해 정의되는 목적 함수를 최적화하는 것이다.
예 14는 예 11 내지 예 13 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 제2 추정된 위치 및 위 대응하는 추정된 위치 간의 차이는 위 제1 추정된 위치 및 위 복수의 가능한 쌍 중 임의의 다른 것을 위 사전정의된 DR 모델에서 사용하는 경우보다 위 제1 추정된 위치 및 위 특정한 쌍을 위 사전정의된 DR 모델에서 사용하는 경우에 더 작다.
예 15는 예 11 내지 예 14 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 세트는, 위 제1 추정된 위치 및 위 특정한 쌍을 위 사전정의된 DR 모델에서 사용하여 위 위성 항법 불용 구간 내의 시점에서의 위 UV의 추정된 위치를 판정하는 명령어를 더 포함한다.
예 16은 예 15의 주제를 포함하는데, 위 세트는, 위 제2 추정된 위치를 판정하기 전에, 위 특정한 쌍을 사용하지 않고서, 위 자이로스코프로부터 출력된 자이로 출력 신호를 기반으로 위 위성 항법 불용 구간 내의 위 시점에서의 위 UV의 먼저 추정된 위치를 판정하는 명령어와, 위 추정된 위치를 위 먼저 추정된 위치 대신에 또는 위 먼저 추정된 위치와의 조합으로 위 위성 항법 불용 구간 내의 위 시점에서의 위 UV의 정제된 추정된 위치로서 사용하여 위 UV의 주변 환경의 지도를 구축하는 명령어를 더 포함한다.
예 17은 예 11 내지 예 16 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 세트는, 위 제2 추정된 위치를 판정하기 전에, 위 특정한 쌍을 사용하지 않고서, 위 위성 항법 신호를 기반으로 위 제1 시점에서의 위 UV의 먼저 추정된 방위각을 판정하는 명령어와, 위 먼저 추정된 방위각을 기반으로 방위각 범위를 판정함 및 위 자이로스코프의 바이어스 사양을 기반으로 바이어스 범위를 판정함으로써 위 복수의 가능한 쌍 각각을 위 방위각 범위 내의 방위각 및 위 바이어스 범위 내의 바이어스의 쌍으로서 마련하는 명령어를 더 포함한다.
예 18은 예 11 내지 예 17 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 무인 이동체는 무인 지상 이동체(Unmanned Ground Vehicle: UGV)이다.
예 19는 예 11 내지 예 17 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 무인 이동체는 무인 비행체(Unmanned Aerial Vehicle: UAV)이다.
예 20은 예 11 내지 예 19 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 무인 이동체는 모바일 로봇이다.
예 21에서, 컴퓨터 프로세서에 의해 실행되는 경우 위 컴퓨터 프로세서로 하여금 예 1 내지 예 10 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령어가 저장된 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 제공된다.
예 22에서, 예 11 내지 예 20 중 임의의 것에 기재된 자이로스코프, 위성 항법 수신기 및 컴퓨팅 장치를 포함하는 무인 이동체가 제공된다.
특정한 예에서, 본 문서에서 언급된 장치, 디바이스, 시스템, 머신 등은 임의의 적합한 유형은 컴퓨팅 장치이거나, 이를 포함하거나, 이에 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서 및 프로세서에 의해 판독가능한 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함할 수 있다. 프로세서는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 저장된 하나 이상의 명령어를 실행할 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 저장된 다른 정보를 판독할 수 있다. 추가로, 프로세서는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 새로운 정보를 저장할 수 있고 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 저장된 어떤 정보를 갱신할 수 있다. 프로세서는, 예컨대, 중앙 처리 유닛(Central Processing Unit: CPU), 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor: DSP), 그래픽 처리 유닛(Graphics Processing Unit: GPU), 프로세서 코어(processor core), 마이크로프로세서(microprocessor), 마이크로제어기(microcontroller), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Array: FPGA), 애플리케이션 특정 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit: ASIC), 다른 하드웨어 및 로직 회로, 또는 이의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 다양한 정보, 예컨대, 프로세서에 의해 수행될 수 있는 프로세서 실행가능(processor executable) 명령어의 세트 및/또는 다른 정보로써 인코딩된다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 프로세서에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(가령, 프로세서)로 하여금 본 문서에 개시된 몇몇 동작을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램 명령어 및/또는 그러한 동작에서 사용되는 정보, 데이터, 변수, 상수, 데이터 구조, 기타 등등이 내부에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 예컨대, 판독 전용 메모리(Read-Only Memory: ROM), 랜덤 액세스 메모리(Random-Access Memory: RAM), 휘발성(volatile) 메모리, 비휘발성(non-volatile) 메모리, 착탈가능(removable) 메모리, 비착탈가능(non-removable) 메모리, 플래시(flash) 메모리, 솔리드 스테이트(solid-state) 메모리, 다른 타입의 메모리 디바이스, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 다른 타입의 저장 디바이스 및 저장 매체, 또는 이의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다.
특정한 예에서, 본 문서에 기술된 동작, 기법, 프로세스, 또는 이의 어떤 양상이나 부분은 컴퓨터 프로그램 제품 내에 구체화될 수 있다. 그러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 어떤 유형의 (가령, 컴파일형(compiled) 또는 해석형(interpreted)) 프로그래밍 언어, 예컨대, 어셈블리(assembly), 기계어(machine language), 프로시저형(procedural) 언어, 객체지향(object-oriented) 언어 등등으로 구현될 수 있고, 하드웨어 구현과 조합될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 형태로 배포될 수 있거나 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포를 위해, 컴퓨터 프로그램 제품의 일부 또는 전부가 서버(가령, 서버의 컴퓨터 판독가능 저장 매체) 내에 일시적으로 저장되거나 일시적으로 생성될 수 있다.
이상의 설명은 상세하게 몇몇 예를 예시하고 기술하기 위해 제시되었다. 본 개시의 범주에서 벗어나지 않고서 위의 교시에 비추어 많은 수정 및 변형이 가능함을 당업자는 응당 이해할 것이다. 다양한 예에서, 전술된 기법이 상이한 순서로 수행되고/거나, 전술된 시스템, 아키텍처, 디바이스, 회로 및 유사한 것의 컴포넌트 중 일부가 상이한 방식으로 결합 또는 조합되거나, 다른 컴포넌트 또는 이의 균등물에 의해 대치 또는 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 개시의 범주는 개시된 그 형태에 한정되어서는 안 되며, 후술하는 청구항 및 이의 균등물에 의해 정해져야 한다.
10: 무인 이동체
100: 항법 시스템
110: 감지 유닛
115: 자이로스코프
120: 위성 항법 수신기
130: 저장 유닛
150: 처리 유닛

Claims (12)

  1. 자이로스코프 및 위성 항법 수신기를 포함하는 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)의 측위를 위한 방법으로서,
    위성 항법 신호가 제1 시점 및 제2 시점에 상기 위성 항법 수신기에 의해 수신되나 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 사이의 위성 항법 불용 구간에 걸쳐서 상기 측위에서의 사용을 위해 가용하지 않은 경우, 상기 위성 항법 신호를 기반으로 상기 제1 시점에서의 상기 UV의 제1 추정된 위치 및 상기 제2 시점에서의 상기 UV의 제2 추정된 위치를 판정하는 단계와,
    사전정의된 데드 레커닝(Dead Reckoning: DR) 모델 및 상기 제2 추정된 위치를 기반으로, 상기 제1 시점에서의 상기 UV의 추정된 방위각 및 상기 제1 시점에서의 상기 자이로스코프의 추정된 바이어스의 쌍을 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍 중 특정한 것으로서 판정하는 단계를 포함하되,
    상기 사전정의된 DR 모델은 상기 복수의 가능한 쌍 중 임의의 것 및 상기 제1 추정된 위치를 사용하여 상기 제2 시점에서의 상기 UV의 대응하는 추정된 위치가 산출되도록 주어지고, 상기 특정한 쌍은 상기 복수의 가능한 쌍 중에서 상기 제2 추정된 위치 및 상기 대응하는 추정된 위치 간의 차이를 최소화하는 것인,
    방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 추정된 위치 및 상기 특정한 쌍을 상기 사전정의된 DR 모델에서 사용하여 상기 위성 항법 불용 구간 내의 시점에서의 상기 UV의 추정된 위치를 판정하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 추정된 위치를 판정하기 전에, 상기 자이로스코프로부터 출력된 자이로 출력 신호를 기반으로 상기 위성 항법 불용 구간 내의 상기 시점에서의 상기 UV의 먼저 추정된 위치를 판정하는 단계와,
    상기 추정된 위치를 상기 먼저 추정된 위치 대신에 상기 위성 항법 불용 구간 내의 상기 시점에서의 상기 UV의 정제된 추정된 위치로서 사용하거나 상기 추정된 위치를 상기 먼저 추정된 위치와 조합하여 상기 정제된 추정된 위치로서 사용하여 상기 UV의 주변 환경의 지도를 구축하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 추정된 위치를 판정하기 전에, 상기 위성 항법 신호를 기반으로 상기 제1 시점에서의 상기 UV의 먼저 추정된 방위각을 판정하는 단계와,
    상기 먼저 추정된 방위각을 기반으로 방위각 범위를 판정함 및 상기 자이로스코프의 바이어스 사양을 기반으로 바이어스 범위를 판정함으로써 상기 복수의 가능한 쌍 각각을 상기 방위각 범위 내의 방위각 및 상기 바이어스 범위 내의 바이어스의 쌍으로서 마련하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  6. 컴퓨터 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 컴퓨터 프로세서로 하여금 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령어가 저장된 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  7. 컴퓨팅 장치로서,
    프로세서와,
    메모리를 포함하되, 상기 메모리는 자이로스코프 및 위성 항법 수신기를 포함하는 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV)의 측위를 위해 상기 프로세서에 의해 실행가능한 컴퓨터 프로그램 명령어의 세트로써 인코딩되되, 상기 세트는,
    위성 항법 신호가 제1 시점 및 제2 시점에 상기 위성 항법 수신기에 의해 수신되나 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 사이의 위성 항법 불용 구간에 걸쳐서 상기 측위에서의 사용을 위해 가용하지 않은 경우,
    상기 위성 항법 신호를 기반으로 상기 제1 시점에서의 상기 UV의 제1 추정된 위치 및 상기 제2 시점에서의 상기 UV의 제2 추정된 위치를 판정하는 명령어와,
    사전정의된 데드 레커닝(Dead Reckoning: DR) 모델 및 상기 제2 추정된 위치를 기반으로, 상기 제1 시점에서의 상기 UV의 추정된 방위각 및 상기 제1 시점에서의 상기 자이로스코프의 추정된 바이어스의 쌍을 방위각 및 바이어스의 복수의 가능한 쌍 중 특정한 것으로서 판정하는 명령어를 포함하되,
    상기 사전정의된 DR 모델은 상기 복수의 가능한 쌍 중 임의의 것 및 상기 제1 추정된 위치를 사용하여 상기 제2 시점에서의 상기 UV의 대응하는 추정된 위치가 산출되도록 주어지고, 상기 특정한 쌍은 상기 복수의 가능한 쌍 중에서 상기 제2 추정된 위치 및 상기 대응하는 추정된 위치 간의 차이를 최소화하는 것인,
    컴퓨팅 장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 세트는,
    상기 제1 추정된 위치 및 상기 특정한 쌍을 상기 사전정의된 DR 모델에서 사용하여 상기 위성 항법 불용 구간 내의 시점에서의 상기 UV의 추정된 위치를 판정하는 명령어를 더 포함하는,
    컴퓨팅 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 세트는,
    상기 제2 추정된 위치를 판정하기 전에, 상기 자이로스코프로부터 출력된 자이로 출력 신호를 기반으로 상기 위성 항법 불용 구간 내의 상기 시점에서의 상기 UV의 먼저 추정된 위치를 판정하는 명령어와,
    상기 추정된 위치를 상기 먼저 추정된 위치 대신에 상기 위성 항법 불용 구간 내의 상기 시점에서의 상기 UV의 정제된 추정된 위치로서 사용하거나 상기 추정된 위치를 상기 먼저 추정된 위치와 조합하여 상기 정제된 추정된 위치로서 사용하여 상기 UV의 주변 환경의 지도를 구축하는 명령어를 더 포함하는,
    컴퓨팅 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 세트는,
    상기 제2 추정된 위치를 판정하기 전에, 상기 위성 항법 신호를 기반으로 상기 제1 시점에서의 상기 UV의 먼저 추정된 방위각을 판정하는 명령어와,
    상기 먼저 추정된 방위각을 기반으로 방위각 범위를 판정함 및 상기 자이로스코프의 바이어스 사양을 기반으로 바이어스 범위를 판정함으로써 상기 복수의 가능한 쌍 각각을 상기 방위각 범위 내의 방위각 및 상기 바이어스 범위 내의 바이어스의 쌍으로서 마련하는 명령어를 더 포함하는
    컴퓨팅 장치.
  12. 제7항 및 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 자이로스코프, 위성 항법 수신기 및 컴퓨팅 장치를 포함하는 무인 이동체(Unmanned Vehicle: UV).
KR1020210055281A 2021-04-28 2021-04-28 위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체의 측위 KR102302788B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210055281A KR102302788B1 (ko) 2021-04-28 2021-04-28 위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체의 측위

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210055281A KR102302788B1 (ko) 2021-04-28 2021-04-28 위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체의 측위

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102302788B1 true KR102302788B1 (ko) 2021-09-14

Family

ID=77774538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210055281A KR102302788B1 (ko) 2021-04-28 2021-04-28 위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체의 측위

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102302788B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102253184B1 (ko) * 2020-12-09 2021-05-14 세종대학교산학협력단 실내 환경에서 이동하는 무인 지상 이동체의 위치의 추정

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102253184B1 (ko) * 2020-12-09 2021-05-14 세종대학교산학협력단 실내 환경에서 이동하는 무인 지상 이동체의 위치의 추정

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
정승권 外 3인, "차량동역학 해석을 통한 무인차량의 DR항법에 관한 연구," 한국자동차공학회 추계학술대회, 2009.11.* *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4694870B2 (ja) 航法装置、航法システム、航法測位方法、および車両
KR101454153B1 (ko) 가상차선과 센서 융합을 통한 무인 자율주행 자동차의 항법시스템
EP2856273B1 (en) Pose estimation
JP2008076389A (ja) ナビゲーション・システムおよびナビゲーション方法
US8812234B2 (en) Device to aid navigation, notably inside buildings
JP6149699B2 (ja) 車両用走行軌跡算出装置
CN101846734A (zh) 农用机械导航定位方法、系统及农用机械工控机
KR102331312B1 (ko) 차량 내부 센서, 카메라, 및 gnss 단말기를 이용한 3차원 차량 항법 시스템
CN113631883B (zh) 车辆定位装置
US20200124422A1 (en) Localization using dynamic landmarks
JP6248559B2 (ja) 車両用走行軌跡算出装置
CN103994766A (zh) 一种抗gps失效固定翼无人机定向方法
CN106646569B (zh) 一种导航定位方法及设备
KR101639152B1 (ko) 도로 구배를 이용한 차량 위치 추정 방법 및 장치
JP2018169319A (ja) 車両の走行車線推定装置
Moussa et al. Wheel-based aiding of low-cost imu for land vehicle navigation in gnss challenging environment
RU2751680C1 (ru) Способ оценки навигационных данных наземного транспортного средства с использованием параметров геометрии и ориентации дороги
KR102302788B1 (ko) 위성 항법 불용 구간을 감안한 무인 이동체의 측위
JP7407947B2 (ja) 車両制御装置
Akcayir et al. Gyroscope drift estimation analysis in land navigation systems
Hirokawa et al. Autonomous vehicle navigation with carrier phase dgps and laser-scanner augmentation
KR102044026B1 (ko) 라이다 센서를 이용한 자율 주차 시스템 및 그것의 실내 측위 방법
JP2008241592A (ja) ナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーションプログラム
KR102304662B1 (ko) 무인 이동체의 사고의 재현을 위한 항법 필터링
Abdelaziz et al. Body-Centered Dynamically-Tuned Error-State Extended Kalman Filter for Visual Inertial Odometry in GNSS-Denied Environments

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant