KR20100058870A - 이동체의 실내 위치 인식 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 위성 모듈과; 라인 카메라 모듈과; 상기 라인 카메라 모듈이 인식하는 라인의 라인 위치 데이터 베이스와; 상기 초음파 위성 모듈의 출력신호을 입력받아 상기 라인 위치 데이터 베이스의 라인 위치 정보와 비교 분석하고, 이동체로부터 상기 라인의 위치를 측정하여 이동체를 상기 라인으로 이동시킬 수 있는 소스 데이터를 출력시키며, 상기 초음파 위성 모듈이 상기 라인 위치 데이터 베이스에 정확히 매칭된 이동체의 위치 정보를 출력시키면 상기 라인 카메라 모듈의 위치 정보를 선택하여 출력시키는 실내 위치 결정 모듈과; 상기 실내 위치 결정 모듈의 위치 정보를 입력받아 이를 이동체의 이동명령으로 가공하여 출력시키는 이동체 이동 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동체의 실내 위치 인식 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 이동체의 선형 이동이 가능하며, 정밀한 위치 정보의 획득이 가능해지며, 사고나 마모로 인한 라인의 훼손이 발생하더라도 이동체의 이동은 선형적으로 이루어지는 이동체의 실내 위치 인식 장치가 제공되는 이점이 있다.

라인 카메라, 초음파 위성, 모듈

Description

이동체의 실내 위치 인식 장치{Indoor positioning device for Moving Vehicle}

본 발명은 이동체의 실내 위치 인식 장치에 있어서, 초음파 위성을 이용하여 이동체의 위치 정보를 인식하는 초음파 위성 모듈과; 실내에 미리 그어진 라인을 카메라로 인식하여 이동체의 위치 정보를 인식하는 라인 카메라 모듈과; 상기 라인 카메라 모듈이 인식하는 라인의 라인 위치 데이터 베이스와; 상기 초음파 위성 모듈의 출력신호을 입력받아 상기 라인 위치 데이터 베이스의 라인 위치 정보와 비교 분석하고, 이동체로부터 상기 라인의 위치를 측정하여 이동체를 상기 라인으로 이동시킬 수 있는 소스 데이터를 출력시키며, 상기 초음파 위성 모듈이 상기 라인 위치 데이터 베이스에 정확히 매칭된 이동체의 위치 정보를 출력시키면 상기 라인 카메라 모듈의 위치 정보를 선택하여 출력시키는 실내 위치 결정 모듈과; 상기 실내 위치 결정 모듈의 위치 정보를 입력받아 이를 이동체의 이동명령으로 가공하여 출력시키는 이동체 이동 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동체의 실내 위치 인식 장치에 관한 것이다.

일반적으로 위치인식 기술은 주로 실내 위치인식을 목표로 하는데, 실외는 GPS로 이미 널리 범용되고 있기 때문이며, 이와 같은 실내 위치인식 기술은 주로 한정된 실내공간에서 이동로봇의 이동성을 해결해주는 기술로 사용되고 있다.

예를 들어, 지능형 이동 로봇이 스스로 이동하면서 서비스하려면 로봇 스스로 실내에서의 위치를 인식할 수 있어야 하며, 이러한 실내 위치를 알기 위해서는 실외 GPS처럼 위치 정보를 알려주는 센서가 필요한데, GPS는 실내에서 사용할 수 없기 때문에 실내에서는 초음파 위성(USAT)을 설치하여 사용하는 방식이 잘 알려져 있다.

상기 초음파 위성은 건물 내에 발신기를 배치해 그 좌표를 계산하고 이동체를 통해 실시간으로 거리를 측정, 위치를 인식하는 기술이다.

이러한 초음파 위성은 노인, 환자, VIP의 보호, 산업체 주요 보안관리 구역, 유비쿼터스 분야, 헬스, 가상현실, 의료용, 군사용 등 분야에서 이미 널리 사용되고 있다.

그런데, 상기 초음파 위성을 이용한 실내 위치 결정은 위치 정밀도가 ±10cm 이상으로 정확한 위치 결정이 어려우며, 주변 환경이나 노이즈에 약하여 공장 지대와 같이 노이즈가 강한 환경에서는 사용이 어렵다는 문제점이 있다.

한편, 상기 초음파 위성 이외에도 실내 위치 인식 장치로 널리 라인 카메라 장치가 사용되고 있다.

상기 라인 카메라 장치는 실내에 미리 그어진 라인을 카메라로 인식하여 이 동체의 위치 정보를 인식하는 장치이다.

상기 라인 카메라를 이용한 실내 위치 인식은 실내에 미리 로봇 등 이동체의 이동 경로를 라인으로 그려두고, 카메라로 상기 라인을 스케닝하면서 추적하는 방식으로 이동 경로의 자유도가 미리 그려진 라인에 의하여 제한되는 문제점이 있다.

즉, 라인 카메라를 이용할 경우에는 라인에 의하여 가이드 되는 지역에 한정된 이동이 실시되므로, 라인이 지워지기 쉬운 열악한 환경에서는 사용하기 힘들며, 새로운 경로가 필요할 경우에는 새로이 라인 설치 작업이 필요해진다.

그러나 상기 라인 카메라를 이용할 경우 이동 경로의 정밀도는 매우 뛰어나게 평가되며, 카메라의 종류에 따라 약 ±1mm 의 오차범위를 가지는 정확도를 보여주고 있다.

상기한 바와 같이 종래의 이동체의 실내 위치 인식 장치는 오차범위가 켜서 정밀한 위치 이동이 필요한 자동화 작업에 적용할 수 없거나, 정밀한 장치의 경우에는 바닥의 마모가 심한 실내에 적용하기 힘든 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 라인이 선형 연결 되지 않은 구간에서도 이동체의 선형 이동이 가능하며, 정밀한 위치 정보의 획득이 가능하고, 사고나 마모로 인한 라인의 훼손이 발생하더라도 이동체의 이동은 선형적으로 이루어지는 이동체의 실내 위치 인식 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이동체의 실내 위치 인식 장치에 있어서, 초음파 위성을 이용하여 이동체의 위치 정보를 인식하는 초음파 위성 모듈과; 실내에 미리 그어진 라인을 카메라로 인식하여 이동체의 위치 정보를 인식하는 라인 카메라 모듈과; 상기 라인 카메라 모듈이 인식하는 라인의 라인 위치 데이터 베이스와; 상기 초음파 위성 모듈의 출력신호을 입력받아 상기 라인 위치 데이터 베이스의 라인 위치 정보와 비교 분석하고, 이동체로부터 상기 라인의 위치를 측정하여 이동체를 상기 라인으로 이동시킬 수 있는 소스 데이터를 출력시키며, 상기 초음파 위성 모듈이 상기 라인 위치 데이터 베이스에 정확히 매칭된 이동체의 위치 정보를 출력시키면 상기 라인 카메라 모듈의 위치 정보를 선택하여 출력시키는 실내 위치 결정 모듈과; 상기 실내 위치 결정 모듈의 위치 정보를 입력받아 이를 이동체의 이동명령으로 가공하여 출력시키는 이동체 이동 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동체의 실내 위치 인식 장치를 기술적 요지로 한다.

여기서 상기 실내 위치 결정 모듈은 상기 초음파 위성 모듈과 라인 카메라 모듈로 부터 입력되는 위치 정보 중에서, 상기 라인 카메라 모듈의 위치 정보를 선택 우위에 둠으로써, 라인 카메라의 위치 정보가 있을 때는 라인 카메라의 위치 정보를 획득하고, 라인 카메라의 위치 정보가 없을 때는 초음파 위성 모듈의 위치 정보를 획득하여, 이를 이동체의 이동 정보로 가공시키는 것을 특징으로 하는 이동체의 실내 위치 인식 장치로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실내 위치 결정 모듈은 항상 초음파 위성 모듈로서 전체 이동 경로에 대한 정보를 획득하며, 전체 이동 경로에서 라인이 설정된 구간에서는 라인 경로를 선택 우위에 두며, 라인이 설정되지 않은 구간에서는 초음파 위성 모듈의 지정하는 경로를 선택 우위에 두게하여, 상기 이동체가 전체 이동 구간에 대하여, 라인이 설정된 구간에서는 라인을 따라 이동하며, 라인이 설정되지 않은 구간에서는 초음파 위성의 위치 정보에 의존한 이동명령에 따라 이동하게 하는 것을 특징으로 하는 이동체의 실내 위치 인식 장치로 되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명에 의하면 이동체는 라인이 선형 연결 되지 않은 구간에서는 초음파 위성 모듈에 의해서 이동체의 선형 이동이 가능하며, 라인이 설치된 구간에서는 초음파 위성 모듈보다 정밀한 위치 정보의 획득이 가능해지며, 사고나 마모로 인한 라인의 훼손이 발생하더라도 이동체의 이동은 선형적으로 이루어지는 이동체의 실내 위치 인식 장치가 제공되는 이점이 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함 에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 본 발명의 회로 블럭도이며, 도 2는 본 발명의 실시 흐름도이다.

본 발명은 이동체의 실내 위치 인식 장치에 관한 것으로서, 크게 이동명령 입력수단(200)과 초음파 위성 모듈(110)과 라인 카메라 모듈(120)과 라인 위치 데이터 베이스(12)와 실내 위치 결정 모듈(100)과 이동체 이동 제어부(300)로 구성된다.

상기 이동명령 입력수단(200)은 이동체의 이동명령을 입력하는 장치로서, 상기 이동명령은 출발위치(현재 위치)와 도착 위치를 설정하는 소스 데이터가 된다.

상기 초음파 위성 모듈(110)은 초음파 위성을 이용하여 이동체의 위치 정보를 인식하는 장치이다.

상기 초음파 위성은 건물 내에 발신기를 배치해 그 좌표를 계산하고 이동체를 통해 실시간으로 거리를 측정, 위치를 인식하는 기술이다.

본 발명의 초음파 위성 모듈(110)은 상기 초음파 위성과 이동체에 부착되어 초음파 위성의 정보를 수신하여 위치 정보를 출력하는 장치 전체를 의미한다.

이러한 초음파 위성을 이용한 실내 위치 결정은 위치 정밀도가 ±10cm 이상으로 정확한 위치 결정이 어려우며, 주변 환경이나 노이즈에 약하여 공장 지대와 같이 노이즈가 강한 환경에서는 사용이 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명의 라인 카메라 모듈(120)은 실내에 미리 그어진 라인을 라인 카메라로 인식하여 이동체의 위치 정보를 인식하는 장치이다.

라인 카메라를 이용한 실내 위치 인식은 실내에 미리 로봇 등 이동체의 이동 경로를 라인으로 그려두고, 카메라로 상기 라인을 스케닝하면서 추적하는 방식으로 이동 경로의 자유도가 미리 그려진 라인에 의하여 제한되는 단점이 있으나, 기술 구현이 쉬운 장점이 있다.

즉, 라인 카메라를 이용할 경우에는 라인에 의하여 가이드 되는 지역에 한정된 이동이 실시되므로, 라인이 지워지기 쉬운 열악한 환경에서는 사용하기 힘들며, 새로운 경로가 필요할 경우에는 새로이 라인 설치 작업이 필요해진다.

그러나 상기 라인 카메라를 이용할 경우 이동 경로의 정밀도는 매우 뛰어나게 평가되며, 카메라의 종류에 따라 약 ±1mm 의 오차범위를 가지는 정확도를 보여주고 있다.

본 발명의 라인 위치 데이터 베이스(12)에는 상기 라인 카메라가 인지하는 라인의 설치 위치가 미리 저장된다.

본 발명의 실내 위치 결정 모듈(100)은 상기 초음파 위성 모듈(110)의 출력신호을 입력받아 상기 라인 위치 데이터 베이스(12)의 라인 위치 정보와 비교 분석하고, 이동체의 현재 위치에서 상기 라인의 위치를 측정하여 출력시킨다.

또한, 상기 실내 위치 결정 모듈(100)은 상기 초음파 위성 모듈(110)이 상기 라인 위치 데이터 베이스(12)에 정확히 매칭된 이동체의 위치 정보를 출력시키면, 상기 라인 카메라 모듈의 위치 정보를 선택하여 출력시킨다.

본 발명의 이동체 이동 제어부(300)는 상기 실내 위치 결정 모듈(100)의 위치 정보를 입력받아 이를 이동체의 이동명령으로 가공하여 출력시키는 엑츄에이터 제어 회로부이다.

상기 이동체 이동 제어부(300)는 이동체의 위치에 관한 정보를 획득하여 이동체의 이동이 실행될 수 있도록 엑츄에이터 제어 정보를 출력시킨다.

상기 실내 위치 결정 모듈(100)은 상기 초음파 위성 모듈(110)과 라인 카메라 모듈(120)로 부터 입력되는 위치 정보 중에서, 상기 라인 카메라 모듈(120)의 위치 정보를 선택 우위에 둠으로써, 라인 카메라의 위치 정보가 있을 때는 라인 카메라의 위치 정보를 획득하고, 라인 카메라의 위치 정보가 없을 때는 초음파 위성 모듈의 위치 정보를 획득하여 출력시킨다.

이러한 실내 위치 결정 모듈(100)의 작용에 의하여 이동명령 입력 수단에 의하여 위치 이동명령이 있으면 경로상에서 라인의 위치를 먼저 찾게 되고, 찾아진 라인을 따라 전체 위치 경로가 정해지게 한다.

따라서 상기 실내 위치 결정 모듈(100)은 초음파 위성 모듈(110)로서 전체 이동 경로에 대한 정보를 획득하며, 전체 이동 경로에서 라인이 설정된 구간에서는 라인 경로를 선택 우위에 두며, 라인이 설정되지 않은 구간에서는 초음파 위성 모듈(110)의 지정하는 경로를 선택 우위에 두게하여, 상기 이동체가 전체 이동 구간에 있어서, 라인이 설정된 구간에서는 라인을 따라 이동하며, 라인이 설정되지 않은 구간에서는 초음파 위성의 위치 정보에 의존한 이동명령에 따라 이동하게 하는 것을 특징으로 하는 이동체의 실내 위치 인식 장치가 제공되게 한다.

한편, 상기 실내 위치 결정 모듈(100)은 라인과 라인 사이의 이동에 있어서는 상기 초음파 위성 모듈(110)의 위치 정보에 근거하여 라인과 라인 사이의 최단 거리를 설정하여 이동하게 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면 이동체는 라인이 선형 연결 되지 않은 구간에서는 초음파 위성 모듈(110)에 의해서 이동체의 선형 이동이 가능하며, 라인이 설치된 구간에서는 초음파 위성 모듈(110)보다 정밀한 위치 정보의 획득이 가능해지며, 사고나 마모로 인한 라인의 훼손이 발생하더라도 이동체의 이동은 선형적으로 이루어지는 이동체의 실내 위치 인식 장치가 제공되는 이점이 있다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 실시예는 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예에 불과하며, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 회로 블럭도

도 2는 본 발명의 실시 흐름도

*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명*

12 : 라인 위치 데이터 베이스

100 : 실내 위치 결정 모듈 110 : 초음파 위성 모듈

120 : 라인 카메라 모듈 200 : 이동명령 입력수단

300 : 이동체 이동 제어부(300)

Claims (3)

1. 이동체의 실내 위치 인식 장치에 있어서

   상기 이동체의 이동명령을 입력하는 이동명령 입력 수단과;

   초음파 위성을 이용하여 이동체의 위치 정보를 인식하는 초음파 위성 모듈과;

   실내에 미리 그어진 라인을 카메라로 인식하여 이동체의 위치 정보를 인식하는 라인 카메라 모듈과;

   상기 라인 카메라 모듈이 인식하는 라인의 라인 위치 데이터 베이스와;

   상기 초음파 위성 모듈의 출력신호을 입력받아 상기 라인 위치 데이터 베이스의 라인 위치 정보와 비교 분석하고, 이동체로부터 상기 라인의 위치를 측정하여 이동체를 상기 라인으로 이동시킬 수 있는 소스 데이터를 출력시키며, 상기 초음파 위성 모듈이 상기 라인 위치 데이터 베이스에 정확히 매칭된 이동체의 위치 정보를 출력시키면 상기 라인 카메라 모듈의 위치 정보를 선택하여 출력시키는 실내 위치 결정 모듈과;

   상기 실내 위치 결정 모듈의 위치 정보를 입력받아 이를 이동체의 이동명령으로 가공하여 출력시키는 이동체 이동 제어부로;

   구성되는 것을 특징으로 하는 이동체의 실내 위치 인식 장치.
2. 제1항에 있어서 상기 실내 위치 결정 모듈은

   상기 초음파 위성 모듈과 라인 카메라 모듈로 부터 입력되는 위치 정보 중에서, 상기 라인 카메라 모듈의 위치 정보를 선택 우위에 둠으로써,

   라인 카메라의 위치 정보가 있을 때는 라인 카메라의 위치 정보를 획득하고, 라인 카메라의 위치 정보가 없을 때는 초음파 위성 모듈의 위치 정보를 획득하여, 이를 이동체의 이동 정보로 가공시키는 것을 특징으로 하는 이동체의 실내 위치 인식 장치.
3. 제2항에 있어서 상기 실내 위치 결정 모듈은

   항상 초음파 위성 모듈로서 전체 이동 경로에 대한 정보를 획득하며, 전체 이동 경로에서 라인이 설정된 구간에서는 라인 경로를 선택 우위에 두며, 라인이 설정되지 않은 구간에서는 초음파 위성 모듈의 지정하는 경로를 선택 우위에 두게하여,

   상기 이동체가 전체 이동 구간에 대하여,

   라인이 설정된 구간에서는 라인을 따라 이동하며,

   라인이 설정되지 않은 구간에서는 초음파 위성의 위치 정보에 의존한 이동명령에 따라 이동하게 하는 것을 특징으로 하는 이동체의 실내 위치 인식 장치.

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