KR20090078959A - 이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법 - Google Patents

이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090078959A
KR20090078959A KR1020080004839A KR20080004839A KR20090078959A KR 20090078959 A KR20090078959 A KR 20090078959A KR 1020080004839 A KR1020080004839 A KR 1020080004839A KR 20080004839 A KR20080004839 A KR 20080004839A KR 20090078959 A KR20090078959 A KR 20090078959A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
retroreflector
laser
laser beam
moving object
laser rangefinder
Prior art date
Application number
KR1020080004839A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100948947B1 (ko
Inventor
남경태
이상무
김곤우
손웅희
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020080004839A priority Critical patent/KR100948947B1/ko
Publication of KR20090078959A publication Critical patent/KR20090078959A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100948947B1 publication Critical patent/KR100948947B1/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
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • 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
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems

Abstract

본 발명은 이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 이동체의 상단에 부착된 위치 인식 표지를 촬상하고 위치 인식 표지의 중심에 위치한 역반사체의 좌표를 추출하는 카메라부와 역반사체에 레이저 빔을 조사하고 역반사체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 레이저 거리계를 포함하는 센서 인식부와, 센서 인식부에 부착되어 레이저 거리계가 역반사체를 향하도록 조절하는 팬/틸트 구동축 및, 레이저 거리계가 역반사체를 향하도록 팬/틸트 구동축을 조절하고 레이저 거리계가 미리 설정된 기준축과 이루는 각도와 레이저 빔의 송수신 시간을 기초로 이동체의 위치를 구하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면 하나의 위치 추정 장치를 통하여 이동체의 위치를 추정할 수 있으므로 경제적이다. 또한 카메라와 레이저 거리계를 이용함으로써, 이동체의 위치를 고속으로 정확하게 추정할 수 있다.
이동체, 위치 추정 장치, 위치 인식 표지, 역반사체

Description

이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법{LOCALIZATION APPARATUS OF AUTONOMOUS VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라와 레이저 거리계를 함께 사용함으로써, 이동체의 위치를 고속으로 정확하게 추정할 수 있는 위치 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 로봇에 대한 관심이 증가됨에 따라 다양한 종류의 로봇이 제안되고 있으며, 현재 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
로봇은 산업 현장에서 다양한 역할을 수행하며, 로봇에 대한 다양한 응용을 위해서는 로봇들은 다음과 같이 고도의 기능을 갖추어야 한다.
예를 들면, 생산 라인 등의 산업 현장에서 공장 자동화의 일환으로 사용되는 무인 운반차 등과 같은 이동체를 조종하는 지도 작성(Map building) 기능, 자기위치인식(Self localization) 응용, 경로 설정(Path planning) 기능 및 장애물 회피(Obstacle avoidance) 기능에 관련된 4가지 기능이 갖추어져야 한다.
지도 작성 기능은 주어진 공간, 즉 작업 공간에 대한 지도를 구축하는 기능으로서, 이동체에게 주어질 작업을 계획하는 데에 있어서 필수적이며, 자기위치인 식 기능은 주어진 명령을 수행하기 위하여 현재의 위치를 파악하는 기능을 의미한다.
또한, 경로 설정 기능은 처음 상태로부터 최종 목적 상태까지 진행하기 위한 계획을 세우는 기능이며, 장애물 회피 기능은 예정된 작업의 수행 시 예기치 못한 장애물이 발생하였을 때 이를 감지하고 회피하는 기능이다.
이와 같이, 서비스용 로봇과 같은 이동체의 운용에 있어서, 이동체는 자신의 위치와 이동 방향을 정확하게 인지가 가능해야 올바른 서비스를 수행할 수 있다. 이와 관련하여 이동체의 위치를 측정하는 다양한 시스템 및 방법이 제시되고 있다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 통하여 종래 기술에 대한 이동체의 위치 인식 방법을 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 이동체의 위치 인식 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 따른 이동체의 위치 인식 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 이동체의 위치 인식 시스템은, 이동체, 즉 서비스용 로봇(1a, 1b)의 상부에 장착되어 있는 위치 측정 모듈(2a, 2b)과 건물의 천장(3)이나 벽면에 고정 배치되는 센싱 모듈(4a, 4b)을 포함한다.
여기서, 위치 측정 모듈(2a, 2b)은 광학 신호를 방출하는 광학 표시기(Optical Indicator)를 포함하며, 광학 표시기는 일반적으로 발광 다이오드(LED)가 주로 사용된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도 1에 따른 이동체의 위치 인식 방법을 설명하면, 먼저 위치 측정 모듈(2a, 2b)은 이동체에 탑재된 광학 표시기를 ON 시키 고(S10), 센싱 모듈(4a, 4b)로 위치 검출 요청 명령을 송신한다(S11).
위치 검출 요청 명령을 수신한 센싱 모듈(4a, 4b)은 탑재된 광감지 수단을 통해 광학 표시기의 위치를 검출하고(S12), 광학 표시기의 위치를 미리 설정된 센싱 모듈(4a, 4b)의 위치로부터 상대적인 위치로 환산하여 광학 표시기의 위치 정보를 산출한다(S13).
그리고, 센싱 모듈(4a, 4b)은 산출된 광학 표시기의 위치 정보를 위치 측정 모듈(2a, 2b)로 송신하고(S14), 위치 측정 모듈(2a, 2b)은 광학 표시기의 위치 정보로부터 이동체의 위치와 방향을 산출하여(S15), 이동체의 위치를 인식한다.
그러나 종래 기술에 따르면, 이동체는 광학 표시기를 탑재해야 하며, 2개 이상의 센싱 모듈을 사용한다는 점에서, 설치면 또는 운용면에서 경제적이지 못하다는 문제점이 있다.
또한 2개 이상의 센싱 모듈에 의하여 이동체의 위치를 인식하므로, 위치 인식 속도가 다소 지연될 수 있으며, 정확성이 떨어질 수 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동체의 위치를 고속으로 정확하게 추정할 수 있는 위치 추정 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 이동체의 위치 추정 방법은, 카메라를 통해 이동체의 상단에 부착된 위치 인식 표지를 촬상 하는 단계와, 상기 위치 인식 표지의 중심부에 위치한 역반사체의 좌표를 추출하는 단계와, 레이저 거리계가 상기 역반사체를 향하도록 조절하는 단계와, 상기 레이저 거리계를 통하여 상기 역반사체에 레이저 빔을 조사하고, 상기 역반사체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 단계 및 상기 레이저 거리계가 미리 설정된 기준축과 이루는 각도와 상기 레이저 빔의 송수신 시간을 기초로 상기 이동체의 위치를 구하는 단계를 포함한다.
상기 레이저 거리계가 상기 역반사체를 향하도록 조절하는 단계에 있어서, 상기 레이저 거리계에 부착된 팬/틸트 구동축을 통하여 상기 레이저 거리계가 상기 기준축과 이루는 각도를 할 수 있다.
상기 역반사체에 레이저 빔을 조사하고, 반사된 레이저 빔을 수신하는 단계에 있어서, 상기 역반사체로부터 반사된 레이저 빔이 상기 레이저 거리계의 중앙을 통해 수신되도록 상기 팬/틸트 구동축을 재조절할 수 있다.
상기 위치 인식 표지의 가장 자리에 4개의 원형 표식이 형성될 수 있다.
상기 4개의 원형 표식 중에서 상기 이동체의 진행 방향을 기준으로 전방에 위치하는 원형 표식과 후방에 위치하는 원형 표식의 색상이 서로 상이할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동체의 위치 추정 장치는, 이동체의 상단에 부착된 위치 인식 표지를 촬상하고 상기 위치 인식 표지의 중심에 위치한 역반사체의 좌표를 추출하는 카메라부와, 상기 역반사체에 레이저 빔을 조사하고 상기 역반사체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 레이저 거리계를 포함하는 센서 인식부와, 상기 센서 인식부에 부착되어 상기 레이저 거리 계가 상기 역반사체를 향하도록 조절하는 팬/틸트 구동축 및, 상기 레이저 거리계가 상기 역반사체를 향하도록 상기 팬/틸트 구동축을 조절하고, 상기 레이저 거리계가 미리 설정된 기준축과 이루는 각도와 상기 레이저 빔의 송수신 시간을 기초로 상기 이동체의 위치를 구하는 제어부를 포함한다.
상기 센서 인식부는, 상기 카메라부와 상기 레이저 거리계가 일체로 형성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 역반사체로부터 반사된 레이저 빔이 상기 레이저 거리계의 중앙을 통해 수신되도록 상기 팬/틸트 구동축을 재조절할 수 있다.
상기 위치 인식 표지의 가장 자리에 4개의 원형 표식이 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 하나의 위치 추정 장치를 통하여 이동체의 위치를 추정할 수 있으므로 경제적이다. 또한, 카메라와 레이저 거리계를 이용함으로써, 이동체의 위치를 고속으로 정확하게 추정할 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동체 위치 추정 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 이동체 위치 추정 시스템은 이동체(100) 및 위치 추정 장 치(200)를 포함한다.
이동체(100)는 이동면 상을 이동하는 물체이다. 이동체(100)는 상단에 위치 인식 표지(110)를 부착하고 있다. 위치 인식 표지(110)는 역반사체(도시하지 않음)를 포함한다.
위치 추정 장치(200)는 이동체(100)의 위치를 추정하는 기능을 수행하며 고정면에 부착된다. 위치 추정 장치(100)는 이동체(100)의 상단에 부착된 위치 인식 표지를 인식 및 추적하여 역반사체의 위치(x,y,z)를 추정한다. 그리고 위치 추정 장치(200)는 추정된 역반사체의 위치(x,y,z)를 이동체(100)의 위치로 인식할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.
또한 위치 추정 장치(200)는 유무선 네트워크를 통하여 이동체(100)의 위치 정보 및 주행 방향 정보를 운영 서버(300)에 보고한다.
운영 서버(300)는 이동체(100)의 위치 정보 및 주행 방향 정보를 수신하여 전체적인 이동체(100)의 운용을 제어한다.
이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여, 도 3의 위치 추정 시스템에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치 인식 표지의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 위치 인식 표지(110)는 이동체(100)의 상단에 부착되는 것으로, 위치 추정 장치(200)가 이동체(100)의 위치를 추정할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
위치 인식 표지(110)는 한 변의 길이(D)가 동일한 정사각형의 각 꼭지점에 네 개의 원형 표식(113a, 113b, 113c, 113d)이 위치하는 형태를 가지며, 원형 표식(113a, 113b, 113c, 113d) 사이에는 원형 표식 연결선이 연결될 수 있다.
이동체(100)의 진행 방향을 기준으로 전방에 해당하는 원형 표식(113a, 113b)은 빨간 색으로, 후방에 해당하는 원형 표식(113c, 113d)은 파란 색으로 색상을 달리할 수 있다. 원형 표식(113a, 113b, 113c, 113d)에 설정되는 색은 빨간 색과 파란 색으로 한정되는 것은 아니며, 이동체(100)의 진행 방향을 기준으로 전방에 위치하는 원형 표식(113a, 113b)과 후방에 위치하는 원형 표식(113c, 113d)을 구분할 수 있으면 된다.
이와 같이, 원형 표식(113a, 113b, 113c, 113d)의 색상을 달리함으로써, 이동체(100)의 이동 방향을 용이하게 식별할 수 있다. 또한, 이동체(100)가 제자리에서 회전할 때 파악하기 힘든 이동체(100)의 자세를 예측할 수 있다.
한편 위치 인식 표지(110)의 중앙부에는 역반사체(115)가 위치한다. 역반사체(115)는 위치 인식 표지(110)의 중앙부이면서 이동체(100)의 중심에 해당하는 곳에 위치하는 것이 가장 바람직하다.
역반사체(115)는 위치 추정 장치(200)로부터 레이저 빔이 조사되면, 조사된 빔을 위치 추정 장치(200)로 다시 역반사 시키는 기능을 수행한다. 이를 위해 역반사체(115)는 거울과 같은 반사성 재료인 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 역반사체의 구조를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 역반사체(115)는 원추형의 오목 구조로 구현될 수 있다. 역반사체(115)에 조사되는 레이저 빔의 입사 각도는 역반사체(115)에 의해 반사되는 레이저 빔의 반사 각도와 동일하다.
여기서, 역반사체(115)에 레이저 빔을 조사하는 과정에서 역반사체의 중심과 실제 역반사체에 조사되는 지점 사이에 일정 거리의 옵셋(offset)이 발생하므로 이에 대한 조절이 필요할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위치 추정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6을 참고하면, 위치 추정 장치(200)는 센서 인식부(230)와 추적 구동부(240)를 포함한다.
센서 인식부(230)는 카메라부(210), 레이저 거리계(220) 및 제어부(225)를 내부에 포함하고 있다.
카메라부(210)는 카메라(212)와 카메라 센서(214)를 포함한다.
카메라(212)는 전자 결합 소자(Charge Coupled device, CCD) 카메라 형태로 이루어질 수 있으며, 위치 인식 표지(110)를 촬상한다.
카메라 센서(214)는 머신 비전(machine vision) 기능을 통해 원형 표식(113a, 113b, 113c, 113d)을 인식하고 그 중심 좌표 값들을 각각 산출한다. 그리고 카메라 센서(214)는 산출된 원형 표식(113a, 113b, 113c, 113d)의 중심 좌표 값들을 기초로 위치 인식 표지(110)의 중심 좌표값을 산출함으로써 역반사체(115)의 대략적인 위치를 인식할 수 있다. 또한 카메라 센서(214)는 원형 표식(113a, 113b, 113c, 113d)의 색상을 통해 이동체(100)의 진행 방향을 파악할 수 있다.
제어부(225)는 위치 인식 표지(110)의 중심 좌표값과 이동체(100)의 진행 방향을 기초로 역반사체(115)의 위치를 추정한다. 그리고 제어부(225)는 레이저 발신기(222)가 역반사체(115)를 향해 레이저 빔을 조사할 수 있도록 팬/틸트 구동축(244, 246)을 조절한다. 즉 위치 인식 표지(110)의 중심에 해당하는 위치에 레이저 빔을 바로 조사하는 것보다는 이동체(100)의 진행방향을 기준으로 일정 거리 앞에 레이저 빔을 조사하면, 팬/틸트 구동축(244, 246)을 조절하는 동안 이동체(100)가 이동함으로써 발생할 수 있는 오차를 없앨 수 있다.
이후 레이저 거리계(220)가 역반사체(115)를 향해 레이저 빔을 조사하면, 제어부(225)는 역반사체(115)로부터 반사된 레이저 빔이 레이저 수신기(224)의 중앙을 통해 수신되도록 팬/틸트 구동축(244, 246)을 재조절한다.
즉, 팬/틸트 구동축(244, 246)을 재조절함으로써, 역반사체(115)의 중심으로 레이저 빔이 조사되도록 하여 옵셋을 줄일 수 있다.
레이저 거리계(220)는 레이저 발신기(222)와 레이저 수신기(224)를 포함하며, 역반사체(115)와 위치 추정 장치(200)의 거리 정보를 생성한다.
레이저 발신기(222)는 위치 인식 표지(110)의 중앙에 위치한 역반사체(115)에 레이저 빔을 조사하고, 레이저 수신기(224)는 역반사체(115)로부터 반사된 레이저 빔을 수신한다. 여기서 레이저 빔은 레이저 펄스 형태로 이루어지며, 레이저 발신기(222)와 레이저 수신기(224)의 내부는 레이저 펄스를 발생하고 수신하기 위한 회로(도시하지 않음)로 구성된다.
레이저 거리계(220)는 레이저 빔의 송수신 시간을 통하여 위치 추정 장 치(200)와 이동체(100)의 상단에 부착되어 있는 역반사체(115) 사이의 거리를 측정한다.
제어부(225)는 역반사체(115)의 거리 정보와 팬/틸트 구동축(244, 246)의 각도(α, θ)를 통하여 역반사체(115)의 위치를 연산한다. 팬/틸트 구동축(244, 246)의 각도(α, θ)는 레이저 거리계(220)가 x 축, z 축과 이루는 각도(α, θ)와 동일하다.
그리고, 제어부(225)는 이동체의 동적 추적을 위하여 위치 추정 장치(200)의 팬/틸트 구동축(244, 246)의 각도(α, θ)를 재조절하면서 이동체(100)의 연속적인 위치 추정을 수행하도록 한다.
이와 같이, 센서 인식부(230)는 카메라부(210)와 레이저 거리계(220)가 일체화된 형태로 이루어져 있으므로, 하나의 추적 구동부(240)로 카메라 촬상과 레이저 빔 조사를 동시에 구현할 수 있다.
한편, 추적 구동부(240)는 구형 고정축(242), 팬 구동축(244), 틸트 구동축(246)을 포함하며, 센서 인식부(230)의 자세 및 각도를 조절한다.
이하에서는 도 7을 통하여 추적 구동부(240)가 센서 인식부(230)의 자세 및 각도를 조절하는 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치 추정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의상, 도 7에서는 위치 추정 장치의 일부 구성 요소에 대해서만 도시하였다.
구형 고정축(242)은 센서 인식부(230)가 고정 부착되어 있다. 또한 구형 고정축(242)은 팬 구동축(244)와 2개의 틸트 구동축(246)에 밀착되어 팬 구동축(244)과 틸트 구동축(246)의 구동에 따라 움직임으로써 센서 인식부(230)의 자세 또는 각도를 조절한다.
팬 구동축(244)은 일면이 고정면에 회전 가능하도록 부착될 수 있고, 다른 일면은 구형 고정축(242)에 밀착되어 있다. 팬 구동축(244)은 z 축을 중심으로 회전이 가능하며, 이동체(100)의 방향에 따라 x축과 센서 인식부(230) 사이의 각도(α)를 조절한다.
그리고, 2개의 틸트 구동축(246)의 일면이 구형 고정축(242)의 양쪽에 각각 밀착되어 있다. 틸트 구동축(246)은 x축 또는 y축을 중심으로 회전이 가능하며(도 7에서는 x축을 중심으로 회전하는 것으로 나타냄), 센서 인식부(230)와 이동체(100) 사이의 거리에 따라 z축과 센서 인식부(230) 사이의 각도(θ)를 조절한다.
이와 같이, 추적 구동부(240)는 센서 인식부(230)의 자세 또는 각도를 조절함으로써, 센서 인식부(230)가 원거리에 있는 이동체(100)를 추적할 수 있도록 한다.
이하에서는, 도 8을 통하여 위치 추정 장치(200)의 이동체(100)의 위치 추정 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위치 추정 장치의 위치 추정 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 이동체(100)가 카메라(212)의 촬상 범위에 진입하면, 위치 추정 장 치(200)의 카메라(212)는 이동체의 상단에 부착된 위치 인식 표지(110)를 촬상한다(S610).
그리고, 위치 추정 장치(200)의 카메라 센서가 촬상된 위치 인식 표지(110)에 표시된 원형 표식(113a, 113b, 113c, 113d)의 중심 좌표 값들을 추출하여 위치 인식 표지(110)의 중심 좌표값을 산출하고, 원형 표식(113a, 113b, 113c, 113d)의 색상을 기초로 이동체(100)의 이동방향을 인식한다(S620).
다음으로 카메라 센서는 위치 인식 표지(110)의 중심 좌표값과 이동 방향을 기초로 위치 인식 표지(110)의 중앙에 위치한 역반사체(115)의 좌표를 산출한다(S630).
역반사체(115)의 좌표가 산출되면, 위치 추정 장치(200)는 센서 인식부(230)가 역반사체(115)를 향하도록 추적 구동부(240)의 팬/틸트 구동축(244, 246)의 각도를 조절한다(S640).
이후, 레이저 발신기(222)는 역반사체(115)를 향하여 레이저 빔을 조사한다(S650).
그리고, 역반사체(115)로부터 반사된 레이저 빔이 레이저 수신기(224)의 수신 센서소자(도시하지 않음)의 중앙을 통해 수신되도록 팬/틸트 구동축(244, 246)의 각도를 재조절한다(S660).
즉, 팬/틸트 구동축(244, 246)을 재조절함으로써, 레이저 빔이 역반사체(115)의 중심으로 조사되도록 하여 입사 경로와 동일한 경로로 반사되도록 할 수 있다.
여기서, 옵셋이 미약해서 무시할 수 있을 경우에는 팬/틸트 구동축(244, 246)을 재조절하는 단계(S660)는 생략될 수 있다.
역반사체(115)는 조사된 빔을 반사하고, 반사된 레이저 빔은 레이저 거리계(220)의 레이저 수신기(224)로 다시 수신된다(S670).
그리고, 제어부는 송수신 시간과 팬/틸트 구동축(244, 246)의 각도를 통하여 역반사체의 좌표를 연산한다(S680). 즉, 역반사체의 위치(x,y,z)와 위치 추정 장치(200)의 팬/틸트 구동축(244, 246)의 각도(α, θ) 값을 연산하여 역반사체의 위치 정보를 더욱 정확하게 획득할 수 있다.
이와 같은 방법으로 이동체(100)의 중앙부에 위치한 역반사체(115)의 위치 정보를 획득함으로써 이동체(100)의 위치를 정확하게 구할 수 있으며, 단계(610) 내지 단계(680)를 계속 반복함으로써 움직이는 이동체(100)를 추적하면서 계속 위치를 구할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 이동체의 위치 인식 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 이동체의 위치 인식 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동체의 위치 추정 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치 인식 표지의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 역반사체의 구조를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위치 추정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치 추정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위치 추정 장치의 위치 추정 방법을 나타낸 순서도이다.

Claims (10)

  1. 카메라를 통해 이동체의 상단에 부착된 위치 인식 표지를 촬상하는 단계;
    상기 위치 인식 표지의 중심부에 위치한 역반사체의 좌표를 추출하는 단계;
    레이저 거리계가 상기 역반사체를 향하도록 조절하는 단계;
    상기 레이저 거리계를 통하여 상기 역반사체에 레이저 빔을 조사하고, 상기 역반사체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 단계; 및
    상기 레이저 거리계가 미리 설정된 기준축과 이루는 각도와 상기 레이저 빔의 송수신 시간을 기초로 상기 이동체의 위치를 구하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 거리계가 상기 역반사체를 향하도록 조절하는 단계에 있어서,
    상기 레이저 거리계에 부착된 팬/틸트 구동축을 통하여 상기 레이저 거리계가 상기 기준축과 이루는 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 역반사체에 레이저 빔을 조사하고, 반사된 레이저 빔을 수신하는 단계에 있어서,
    상기 역반사체로부터 반사된 레이저 빔이 상기 레이저 거리계의 중앙을 통해 수신되도록 상기 팬/틸트 구동축을 재조절하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치 인식 표지의 가장 자리에 4개의 원형 표식이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 4개의 원형 표식 중에서 상기 이동체의 진행 방향을 기준으로 전방에 위치하는 원형 표식과 후방에 위치하는 원형 표식의 색상이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 방법.
  6. 이동체의 상단에 부착된 위치 인식 표지를 촬상하고 상기 위치 인식 표지의 중심에 위치한 역반사체의 좌표를 추출하는 카메라부와, 상기 역반사체에 레이저 빔을 조사하고 상기 역반사체로부터 반사된 레이저 빔을 수신하는 레이저 거리계를 포함하는 센서 인식부;
    상기 센서 인식부에 부착되어, 상기 레이저 거리계가 상기 역반사체를 향하도록 조절하는 팬/틸트 구동축; 및,
    상기 레이저 거리계가 상기 역반사체를 향하도록 상기 팬/틸트 구동축을 조 절하고, 상기 레이저 거리계가 미리 설정된 기준축과 이루는 각도와 상기 레이저 빔의 송수신 시간을 기초로 상기 이동체의 위치를 구하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서 인식부는,
    상기 카메라부와 상기 레이저 거리계가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 역반사체로부터 반사된 레이저 빔이 상기 레이저 거리계의 중앙을 통해 수신되도록 상기 팬/틸트 구동축을 재조절하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 위치 인식 표지의 가장 자리에 4개의 원형 표식이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 4개의 원형 표식 중에서 상기 이동체의 진행 방향을 기준으로 전방에 위치하는 원형 표식과 후방에 위치하는 원형 표식의 색상이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 추정 장치.
KR1020080004839A 2008-01-16 2008-01-16 이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법 KR100948947B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080004839A KR100948947B1 (ko) 2008-01-16 2008-01-16 이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080004839A KR100948947B1 (ko) 2008-01-16 2008-01-16 이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090078959A true KR20090078959A (ko) 2009-07-21
KR100948947B1 KR100948947B1 (ko) 2010-03-23

Family

ID=41336902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080004839A KR100948947B1 (ko) 2008-01-16 2008-01-16 이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100948947B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313908B1 (ko) * 2013-05-10 2013-10-01 위아코퍼레이션 주식회사 레이저 레인지 게이트 방식을 이용한 영상 보안 시스템
WO2016076467A1 (ko) * 2014-11-12 2016-05-19 한화테크윈 주식회사 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템 및 방법
KR20170002824A (ko) * 2015-06-30 2017-01-09 삼성중공업 주식회사 이동체의 위치 및 자세 측정 장치
KR20190137401A (ko) * 2018-06-01 2019-12-11 한화테크윈 주식회사 감시 시스템 및 그 동작 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102065521B1 (ko) * 2018-11-29 2020-01-13 엘지전자 주식회사 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 서버와 방법 및 이에 기반하여 이동하는 로봇
KR102349044B1 (ko) * 2018-11-29 2022-01-07 엘지전자 주식회사 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 서버와 방법 및 이에 기반하여 이동하는 로봇
KR20230096376A (ko) 2021-12-23 2023-06-30 삼성물산 주식회사 건설공사 실내 측위 자동화 기술을 이용한 시공 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04303216A (ja) * 1991-03-30 1992-10-27 Sanyo Electric Co Ltd 無人搬送車の位置検出装置
DE19603267A1 (de) * 1996-01-30 1997-07-31 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Abstands- und/oder Positionsbestimmung
KR100418345B1 (ko) * 2001-10-16 2004-02-11 박상래 3차원 목표영상 위치추적 방식의 지역방어 시스템 및 그 방법
JP3731123B2 (ja) 2002-12-20 2006-01-05 新菱冷熱工業株式会社 物体の位置検出方法及び装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313908B1 (ko) * 2013-05-10 2013-10-01 위아코퍼레이션 주식회사 레이저 레인지 게이트 방식을 이용한 영상 보안 시스템
WO2016076467A1 (ko) * 2014-11-12 2016-05-19 한화테크윈 주식회사 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템 및 방법
KR20170002824A (ko) * 2015-06-30 2017-01-09 삼성중공업 주식회사 이동체의 위치 및 자세 측정 장치
KR20190137401A (ko) * 2018-06-01 2019-12-11 한화테크윈 주식회사 감시 시스템 및 그 동작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100948947B1 (ko) 2010-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100948947B1 (ko) 이동체의 위치 추정 장치 및 그 방법
US10883819B2 (en) Registration of three-dimensional coordinates measured on interior and exterior portions of an object
JP3731123B2 (ja) 物体の位置検出方法及び装置
US9758239B2 (en) System and method for controlling an unmanned air vehicle
CA2832956C (en) System and method for controlling an unmanned aerial vehicle
US9862097B2 (en) Industrial robot system having sensor assembly
US20230099779A1 (en) Metrology system
CA2831682A1 (en) Measuring system for determining 3d coordinates of an object surface
CN107765683A (zh) 移动式机器人的即时导航方法
KR20130067851A (ko) 차량 위치 인식 장치 및 방법
CN109387194B (zh) 一种移动机器人定位方法和定位系统
CN107830832A (zh) 工件轮廓扫描系统及方法
JP2017009574A (ja) レーダ軸ずれ量算出装置およびレーダ軸ずれ量算出方法
KR20080050232A (ko) 카메라와 적외선 센서를 이용한 로봇자동충전 장치 및 방법
WO2022116657A1 (zh) 一种融合定位方法及移动机器人
KR102270254B1 (ko) 타겟의 초기 위치 감지 기능을 구비한 다변측량 레이저 추적 장치 및 추적 방법
US20130162971A1 (en) Optical system
KR100564236B1 (ko) 이동 로봇의 자기위치인식 장치 및 방법
CN111780715A (zh) 一种视觉测距方法
US20230135740A1 (en) Distance measurement device, and mounting orientation sensing method and mounting orientation sensing program for same
EP3525006A1 (en) Automated rotation mechanism for spherically mounted retroreflector
US11577402B2 (en) Robot system and portable teaching device
CN114147723A (zh) 一种自动放样机器人系统及其运行方法
CN210294530U (zh) 一种自动行走装置和机器人
CN116113904A (zh) 具有自行式清洁机器人和充电站的清洁系统以及清洁机器人移动到充电站的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150713

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170208

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 9