KR20070092845A - 자동운송차량 자계안내 시스템의 지자계 제거 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자계센서를 이용하여 도로에 일정간격으로 매설된 자석의 자계를 측정하여 자석과 센서의 거리 관계를 정확히 해석함으로써 자동차가 자율주행이 가능하도록 외란으로 작용하는 지자계를 제거하는 방법이다.

지구 자기장은 지구가 가지고 있는 자석의 성질로써 지자계라고도 한다. 지자계는 한국의 경우 수직성분은 약 300mG, 수평성분은 약 380mG 의 값을 갖는다. 이는 평균적인 것이고, 방향이나, 환경에 따라 크게 차이가 나며, 도로에 자석을 일정간격으로 매설하고 자계를 측정하여 주행하는 자율주행 시스템에서 외란으로 작용하기 때문에 자석과 센서의 정확한 거리 관계를 해석하기 어렵게 하는 원인이 된다.

따라서 본 발명을 이용하면 매설된 자석의 자계를 측정하여 자석과 센서의 위치관계를 정확히 해석할 수 있으며, 외란으로 작용하는 지자계 성분을 제거할 수 있다.

지구자기장, 자석마커, 지자계, AGV, 첨두치, 평지치, 계곡치, 마커자계

Description

자동운송차량 자계안내 시스템의 지자계 제거 방법 및 장치{A Method and System to Remove Earth Magnetic field for Magnetic Guidance System of Automated Guided Vehicle}

도 1은 자동운송 차량용 자계안내시스템으로 안내궤도에 일정간격으로 자석을 심고 차량에 자계센서를 장착하여 자계를 계측하고, 주행이 가능한 본 발명의 개략적인 구성이다.

도 2는 센서가 자석마커를 지날 때 계측되는 자계로 지구자기장이 포함된 것이다.

도 3은 3축 자계성분 Bx, By, Bz 중 Bz를 분석한 것으로 수직성분자계(Bz)가 자석마커와 마커 중앙에는 마커의 자계가 없고 지자계만 존재하여 계곡치(Valley)가 되고, 마커 바로위에서는 첨두치(Peak)가 되는 그래프이다.

도 4는 실제주행에서 측정되는 자계신호에서 계곡치가 자석마커 근처에서 검출되는 것을 알 수 있는 그래프다.

도 5는 본 발명을 이용한 지자계를 제거하는 부분의 블록다이어그램 이다.

본 발명은 물류 자동화를 위해 사용되는 자동운송차량(AGV:Automated Guided Vehicle)를 안내하는 방법중 자계를 이용하는 자계안내 시스템에서 발생되는 지구자기장 즉 지구자계의 영향을 제거하기위한 방법과 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동운송차량용 자계안내시스템은 도 1을 참고하면 알 수 있듯이 안내궤도에 일정한 간격으로 자석마커를 설치하고, 차량에 자계센서를 장착하여 안내궤도의 자석마커로부터 발생한 자계를 계측 하므로써 센서가 장착된 차량과 자석마커가 설치된 안내궤도와의 상대적 거리 및 위치를 연산하여 안내궤도를 추적하여 주행할 수 있게 하는 시스템이다.

하지만, 도 2와 같이 차량의 자계센서에서는 자석마커의 자계뿐만 아니라 지구자기장에 의한 지자계도 포함되어 계측된다. 이 지자계는 자석마커의 자계를 차량의 상대적 위치로 변환하는 과정에 왜란 또는 잡음으로 작용한다.

특히 차량이 곡선주로를 주행 할 경우 지자계는 차량의 방위각에 따라 변화가 일어나므로 자석마커의 자계와 섞여 측정될 경우 차량위치 추정에 커다란 악영향을 미친다. 센서에서 계측된 전후방향(x), 좌우방향(y), 수직방향(z)의 3축 자계성분 Bx, By, Bz를 분석하여 도 3과 같이 수직성분자계(Bz)자석마커와 마커 사이에서는 자석마커의 자계가 없고 지자계 만 존재하여 계곡치(Valley)가 되고, 자석마커의 바로 위에서는 첨두치(Peak)가 되는 현상을 이용하여 계곡치(Valley)를 검출하여 지자계로 추정하고, 추정된 지자계를 센서에서 계측된 자계 신호에서 제거하는 방법을 사용한다.

하지만, 도 4를 참조하면 실제 주행에서 측정되는 자계신호에서는 계곡치가 자석마커 근처에서 검출이 되어 자석마커와 마커 사이에서 검출되는 지자계와 일치하지 않는 문제점을 가지고 있다. 따라서 정확한 지자계를 검출하기 위해서는 마커와 마커사이의 자계신호인 평지치(Ground)를 검출하여 지자계로 추정하고 제거 하는 방법과 장치가 필요하다.

지자계 검출방법에서는 계곡치를 검출하여 지자계로 추정하였으나, 실제 자계신호에서는 평지치가 지자계 신호이므로 평지치를 검출하기 위한 방법과 장치가 요구된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 자계신호에서 평지치를 검출하기 위한 수학적인 방법, 신호처리 알고리즘 및 장치를 제안하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평지치를 검출하는 것을 특징으로 한다.

도 4는 수직성분자계(Bz)와 수직성분자계의 분산을 시간에 따라 나타낸 그래프로서 Bz분산의 값은 Bz가 계곡치와 첨두치 일때 큰 값이 검출되는 반면, 평지치일때 0에 가까운 값이 측정된다. 이를 이용하여 Bz의 분산이 일정한 문턱치 이하가 될 때를 Bz의 평지치 검출 조건으로 사용한다.

상기방법을 구현하기 위한 알고리즘과 방법은 도 5를 참조하며 설명한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 평지치를 검출하고 지자계를 제거 하여 위치를 검출하는 것으로써

본 발명을 이용하면 지자계 부분을 빠르고 정확하게 판별 할 수 있어 우수한 자계안내 시스템을 개발할 수 있다.

Claims (2)

1. 지자계를 제거하는 부분에 있어서 평지치를 검출하고 지자계를 제거하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 분산을 이용한 알고리즘 및 장치.

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