KR20120068668A - Apparatus and method for detecting a position - Google Patents

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KR20120068668A
KR20120068668A KR1020110048676A KR20110048676A KR20120068668A KR 20120068668 A KR20120068668 A KR 20120068668A KR 1020110048676 A KR1020110048676 A KR 1020110048676A KR 20110048676 A KR20110048676 A KR 20110048676A KR 20120068668 A KR20120068668 A KR 20120068668A
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KR1020110048676A
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김대호
강태규
임상규
장일순
김유진
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한국전자통신연구원
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Abstract

PURPOSE: A location measuring apparatus and method are provided to precisely measure positions using information provided by a visible-ray wireless communication device and an image sensor and the inclination of the image sensor. CONSTITUTION: A location measuring method comprises the steps of: acquiring the focal distance of an image sensor(S100), acquiring virtual coordinates(S110), acquiring a first virtual light-source distance on the image sensor tilting based on the virtual coordinates(S120), measuring the inclination of the image sensor(S130), acquiring a virtual height(S140), calculating a second virtual light-source distance(S150), acquiring first and second virtual distances(S160), calculating first and second distances(S170), and acquiring the position of the image sensor(S180).

Description

위치 측정 장치 및 그 방법{Apparatus and method for detecting a position}Apparatus and method for detecting a position}

본 발명은 위치 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 이미지 센서를 이용한 위치 측정 장치와 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a position measuring apparatus and a method thereof, and more particularly, to a position measuring apparatus and method using an image sensor.

소정 대상의 위치를 측정하는 방법으로는 일반적으로 GPS(Global Positioning System)를 사용한다. GPS 방법은 위치 측정 대상이 GPS 위성으로부터 측위 정보를 수신하고 측위 정보를 수신하기까지 걸린 시간을 측정하여 GPS 위성과의 거리를 계산한다. 하지만 하나의 GPS 위성과의 거리는 해당 GPS 위성과 측정 거리만큼 떨어진 구 위에 존재하는 어떤 위치에 대해서든 동일하다. 하지만 이러한 정보가 3개 이상이 되면, 즉 3개 이상의 GPS 위성으로부터 위성의 궤도 정보(경도, 위도)와 거리를 알면, 3개의 GPS위성에서 만든 가상의 구가 만나는 지점이 생기게 되고 그 위치가 위치 측정 대상의 위치가 되는 것이다. 하지만 이러한 GPS 기반의 위치 정보는 GPS 위성이 제공하는 측위 정보의 정밀도, GPS 위성과 자신과의 거리 계산에 필요한 현재 시각 정보의 정밀도에 따라 오차가 발생하게 되고 이는 수십 m에 이르기도 한다. 또한 GPS 위성 신호는 실내에서는 수신할 수 없는 단점도 있다. In general, a GPS (Global Positioning System) is used as a method of measuring the position of a predetermined target. The GPS method calculates the distance from the GPS satellite by measuring the time taken by the location measurement target to receive the location information from the GPS satellite and receiving the location information. However, the distance from one GPS satellite is the same for any location on the sphere that is measured away from the GPS satellite. However, if this information is more than three, that is, knowing the orbit information (longitude and latitude) and distance of the satellites from three or more GPS satellites, there will be a point where virtual spheres made from three GPS satellites meet and the location is located. It becomes the position of a measurement object. However, the GPS-based location information may generate an error depending on the precision of the positioning information provided by the GPS satellites and the accuracy of the current time information required to calculate the distance between the GPS satellites and itself, which may be several tens of meters. In addition, GPS satellite signals have a disadvantage that cannot be received indoors.

이러한 단점을 극복하기 위해 휴대 단말이 접속중인 기지국 위치 정보나 WiFi와 같은 무선랜에서의 접속 위치 정보를 이용하기도 한다. 하지만 이러한 전파를 이용한 위치 정보 서비스의 가장 큰 단점은 3차원적인 위치 정보 제공이 어렵다는 것이다. 즉, 위치 측정 대상이 어떤 건물 내에 존재한다는 정보는 얻을 수 있으나 몇 층에 위치한다거나 몇 호실에 위치한다는 수준의 정보는 제공받기 어렵다. 이러한 단점을 극복하기 위하여, 가시광 무선 통신 기술을 이용하여 위치 정보를 제공받아 위치를 측정하는 기술이 있으며, 이 경우 위치 측정 대상에 대한 위치 정보를 건물 내의 층, 호실 수준까지 제공받을 수 있다.In order to overcome this disadvantage, the mobile station may use location information of a base station being accessed or access location information of a wireless LAN such as WiFi. However, the biggest disadvantage of the location information service using the radio waves is that it is difficult to provide three-dimensional location information. That is, it is possible to obtain information that the location of the object is located in a building, but it is difficult to provide information on the level of being located on a certain floor or in a few rooms. In order to overcome this disadvantage, there is a technology for measuring the location by receiving the location information using the visible light wireless communication technology, in this case, the location information for the location measurement target can be provided up to the floor, the room level in the building.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가시광 무선 통신 기술을 이용하여 위치측정을 하는 경우, 보다 정확하게 위치를 측정할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an apparatus and method for more accurately measuring position when performing position measurement using visible light wireless communication technology.

위의 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 위치 측정 방법은 송신 광원을 포함하는 적어도 하나의 통신 장치로부터 제공되는 정보를 토대로 위치를 측정하는 방법이며, 이미지 센서를 이용하여 상기 송신 광원으로부터 전송되는 광신호를 포함하는 이미지를 촬상하여 송신 광원에 대한 위치를 나타내는 정밀 위치 정보를 획득하는 단계; 상기 정밀 위치 정보를 토대로 송신 광원들 사이의 실제 광원 거리를 산출하는 단계; 상기 촬상된 이미지로부터 상기 이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들에 대한 가상 광원 거리를 산출하는 단계; 상기 이미지 센서의 기울기를 측정하는 단계; 및 상기 실제 광원 거리, 가상 광원 거리, 기울기를 토대로 위치를 측정하는 단계를 포함한다. The position measuring method according to an aspect of the present invention for the above problem is a method for measuring the position based on information provided from at least one communication device including a transmission light source, the light transmitted from the transmission light source using an image sensor Imaging the image including the signal to obtain precision position information indicative of the position relative to the transmission light source; Calculating an actual light source distance between transmission light sources based on the precise position information; Calculating a virtual light source distance for transmission light sources formed on the image sensor from the captured image; Measuring a tilt of the image sensor; And measuring a position based on the actual light source distance, the virtual light source distance, and the slope.

여기서 위치를 측정하는 단계는, 상기 이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들에 대한 가상 광원 거리인 제1 가상 광원 거리와, 상기 기울기를 토대로 상기 이미지 센서가 평행 상태에 있는 것에 대응하는 제2 가상 광원 거리를 산출하는 단계; 및 상기 제2 가상 광원 거리와 상기 실제 광원 거리 그리고 수신된 각 송신 광원에 대한 정밀 위치 정보를 토대로 위치를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. The measuring of the position may include a first virtual light source distance, which is a virtual light source distance for transmission light sources formed on the image sensor, and a second virtual light source corresponding to the image sensor being in a parallel state based on the inclination. Calculating a distance; And calculating a position based on the second virtual light source distance, the actual light source distance, and precision position information about each transmitted light source.

본 발명의 다른 특징에 따른 위치 측정 방법은, 송신 광원을 포함하는 적어도 하나의 통신 장치로부터 제공되는 정보를 토대로 위치를 측정하는 방법이며, 이미지 센서를 이용하여 상기 송신 광원으로부터 전송되는 광신호를 포함하는 이미지를 촬상하여 송신 광원에 대한 위치를 나타내는 정밀 위치 정보--상기 정밀 위치 정보는 X축과 Y축을 이용한 2차원 평면상에서 X축과, Y축에 대한 각각의 좌표를 포함함--를 획득하는 단계; 수신된 정밀 위치 정보가 적어도 2개 이상의 송신 광원들로부터 각각 수신된 경우, 상기 정밀 위치 정보를 토대로 X축 및 Y축별로 송신 광원들 사이의 실제 광원 거리를 산출하는 단계; 상기 촬상된 이미지로부터 X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들에 대한 가상 광원 거리를 산출하는 단계; X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서의 기울기를 측정하는 단계; 상기 가상 광원 거리와 상기 기울기를 토대로 상기 이미지 센서가 평행 상태에 있는 것에 대응하는 X축 및 Y축별 평행 가상 광원 거리를 산출하는 단계; 및 X축 및 Y축별로 측정된 상기 실제 광원 거리, 평행 가상 광원 거리, 기울기, 그리고 정밀 위치 정보를 토대로, 측정하고자 하는 대상의 X축 및 Y축 상의 위치를 측정하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a position measuring method is a method of measuring a position based on information provided from at least one communication device including a transmitting light source, and includes an optical signal transmitted from the transmitting light source using an image sensor. Acquire an accurate position information indicating a position with respect to the transmission light source, the precision position information including respective coordinates of the X and Y axes on a two-dimensional plane using the X and Y axes Making; Calculating the actual light source distance between the transmission light sources for each of the X and Y axes based on the precision position information when the received precision position information is received from at least two transmission light sources, respectively; Calculating a virtual light source distance for transmission light sources formed on the image sensor for each of X and Y axes from the captured image; Measuring an inclination of the image sensor for each of X and Y axes; Calculating a parallel virtual light source distance for each X-axis and Y-axis corresponding to the image sensor being in a parallel state based on the virtual light source distance and the inclination; And measuring positions on the X and Y axes of the object to be measured, based on the actual light source distance, the parallel virtual light source distance, the slope, and the precise position information measured for each of the X and Y axes.

또한 본 발명의 다른 특징에 따른 위치 측정 장치는, 송신 광원을 포함하는 적어도 하나의 통신 장치로부터 제공되는 정보를 토대로 위치를 측정하는 장치이며, 이미지 센서를 이용하여 상기 송신 광원으로부터 전송되는 광신호를 포함하는 이미지를 촬상하여 송신 광원에 대한 위치를 나타내는 정밀 위치 정보--상기 정밀 위치 정보는 X축과 Y축을 이용한 2차원 평면상에서 X축과, Y축에 대한 각각의 좌표를 포함함--를 획득하는 위치 정보 수신부; 상기 정밀 위치 정보를 토대로 X축 및 Y축별로 송신 광원들 사이의 실제 광원 거리를 산출하는 실제 광원 거리 측정부; 상기 촬상된 이미지로부터 X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들에 대한 가상 광원 거리를 산출하는 가상 광원 거리 측정부; X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서의 기울기를 측정하는 기울기 측정부; 및 X축 및 Y축별로 측정된 상기 실제 광원 거리, 가상 광원 거리, 기울기, 그리고 정밀 위치 정보를 토대로, 측정하고자 하는 대상의 X축 및 Y축 상의 위치를 측정하는 위치 정보 처리부를 포함한다. In addition, the position measuring device according to another aspect of the present invention is a device for measuring the position based on information provided from at least one communication device including a transmission light source, using an image sensor to receive an optical signal transmitted from the transmission light source Accurate position information indicating a position with respect to the transmission light source by capturing an image including the position information, wherein the precise position information includes respective coordinates of the X and Y axes on a two-dimensional plane using the X and Y axes. Obtaining location information receiving unit; An actual light source distance measuring unit configured to calculate an actual light source distance between transmission light sources for each of X and Y axes based on the precise position information; A virtual light source distance measuring unit configured to calculate a virtual light source distance for transmission light sources formed on the image sensor for each of the X and Y axes from the captured image; An inclination measuring unit measuring an inclination of the image sensor for each of X and Y axes; And a position information processor configured to measure positions on the X and Y axes of the object to be measured based on the actual light source distance, the virtual light source distance, the slope, and the precise position information measured for each of the X and Y axes.

여기서 상기 위치 정보 처리부는 Wherein the location information processing unit

상기 가상 광원 거리와 상기 기울기를 토대로 상기 이미지 센서가 평행 상태에 있는 것에 대응하는 X축 및 Y축별 평행 가상 광원 거리를 산출하고, 상기 평행 가상 광원 거리를 토대로 X축 및 Y축별로 상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 송신 광원의 위치에서 측정하고자 하는 위치까지의 거리인 제1 거리와, 상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 다른 송신 광원의 위치에서 상기 측정하고자 하는 위치까지의 거리인 제2 거리를 산출하는 거리 측정 모듈; 및 상기 X축 및 Y축별로 상기 제1 거리, 제2 거리 그리고 송신 광원들에 대한 정밀 위치 정보를 토대로 상기 대상의 위치를 산출하는 위치 산출 모듈을 포함할 수 있다. Calculating a parallel virtual light source distance for each of the X and Y axes corresponding to the image sensor being in a parallel state based on the virtual light source distance and the inclination; and the precision position information for each of the X and Y axes based on the parallel virtual light source distance. A distance for calculating a first distance, which is a distance from a position of a transmission light source based on a distance to a position to be measured, and a second distance, which is a distance from a position of another transmission light source based on the precision position information, to the position to be measured. A measurement module; And a location calculation module configured to calculate a location of the object based on the first distance, the second distance, and the precise location information of the transmission light sources for each of the X and Y axes.

본 발명의 실시 예에 따르면, 가시광 무선 통신 기술을 이용하여 위치측정을 하는 경우, 가시광 무선 통신 장치로부터 제공되는 정보와 이미지 센서상의 정보 그리고 기울기 정보를 이용하여, 보다 정밀하게 위치를 측정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when performing position measurement using a visible light wireless communication technology, the position may be measured more precisely using information provided from the visible light wireless communication device, information on an image sensor, and tilt information. .

또한 이미지 센서와 기울기 센서를 구비한 스마트 폰과 같은 휴대 단말에 대하여, 별도의 부품 추가 없이 해당 휴대 단말의 위치를 정확하게 측정할 수 있다.In addition, with respect to a portable terminal such as a smart phone having an image sensor and an inclination sensor, the position of the portable terminal can be accurately measured without adding a separate component.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신을 이용한 위치 정보 제공 개념을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서와 송신 광원들 사이의 위치 관계를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 상에 결상되는 송신 광원들의 위치를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 상에 결상되는 송신 광원들의 위치를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서가 송신 광원들에 대하여 소정의 각도 기울어진 상태를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치의 세부 구조도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 위치 측정 방법의 흐름도이다.
1 is a diagram illustrating a concept of providing location information using visible light wireless communication according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a positional relationship between an image sensor and transmission light sources according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view illustrating positions of transmission light sources formed on an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view illustrating positions of transmission light sources formed on an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view illustrating a state in which an image sensor is inclined with respect to transmission light sources according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a position measuring method according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a schematic structural diagram of a position measuring device according to an embodiment of the present invention.
7 is a detailed structural diagram of a position measuring device according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a position measuring method according to another embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치 및 그 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a position measuring apparatus and a method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치 및 그 방법은, 가시광선을 이용한 무선 통신 시스템으로부터 제공되는 정보를 이용하여 위치 측정을 한다. Position measuring apparatus and method according to an embodiment of the present invention, the position measurement using the information provided from the wireless communication system using the visible light.

가시광선은 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지는 광선으로 파장으로는 380nm~780nm에 해당한다. 가시광선 내에서는 파장에 따른 성질의 변화가 각각 색깔로 나타나며 빨강색으로부터 보라색으로 갈수록 파장이 짧아진다. 빨강색보다 파장이 긴 빛을 적외선이라 하고, 보라색보다 파장이 짧은 빛을 자외선이라고 한다. 단색광인 경우 700?610㎚는 빨강, 610?590㎚는 주황, 590?570㎚는 노랑, 570?500㎚는 초록, 500?450㎚는 파랑, 450?400㎚는 보라로 보인다. 각 파장의 색들을 혼합하는 경우 다양한 색의 혼합으로 다양한 색으로 보인다.Visible light is a light ray having a wavelength in the visible range of the human eye and corresponds to a wavelength of 380 nm to 780 nm. In visible light, the change of the properties according to the wavelength appears in color, and the wavelength becomes shorter from red to purple. Light with a longer wavelength than red is called infrared, and light with a shorter wavelength than purple is called ultraviolet. In the case of monochromatic light, 700-610 nm appears red, 610-590 nm orange, 590-570 nm yellow, 570-500 nm green, 500-450 nm blue, and 450-400 nm purple. In the case of mixing colors of each wavelength, the mixture of various colors appears to be various colors.

가시광선은 자외선 및 적외선과 달리 사람이 볼 수 있는 빛으로서 이를 발산하는 조명에 대하여 정확한 색 표현 등 다양한 요구 사항이 있다. 그 중에 하나가 깜박임이 없어야 한다는 것인데, 인간은 초당 200회 이상의 깜박임은 인식할 수 없기 때문에 LED(light emitting diode)를 이용한 조명은 LED의 빠른 점멸 성능을 이용하면서 조명의 수명 연장과 에너지 절약을 위하여, PWM(Pulse Width Modulation)을 이용하여 깜박이고 있다. Visible light, unlike ultraviolet and infrared light, is visible to humans, and there are various requirements such as accurate color representation for lighting that emits light. One of them should be no flickering. Since humans can't recognize more than 200 flickers per second, lighting using LEDs (light emitting diodes) takes advantage of the fast flashing performance of LEDs to extend lighting life and save energy. Is blinking using PWM (Pulse Width Modulation).

빛을 이용한 통신 기술에는 적외선 영역을 사용하는 적외선 데이터 무선통신(IrDA), 가시광선을 이용한 가시광 무선통신, 광섬유를 이용한 광통신 등이 있다. 적외선 데이터 통신(IrDA: Infrared Data Association)은 850nm~900nm의 파장을 가지는 적외선 영역을 사용하여 통신을 하는 기술이며, 가시광 무선통신은 380nm~780nm 영역의 파장을 이용하는 통신 기술이다. Communication technologies using light include infrared data wireless communication (IrDA) using an infrared region, visible light wireless communication using visible light, and optical communication using optical fiber. Infrared Data Association (IrDA) is a technology for communication using an infrared region having a wavelength of 850 nm to 900 nm, and visible light wireless communication is a communication technique using a wavelength in the 380 nm to 780 nm region.

이러한 가시광선을 이용한 무선 통신(이하, 가시광 무선 통신이라고 명명함)은 가시영역 380nm ~ 780nm 사이의 파장을 이용하는 무선 통신 기술로 적외선 통신과는 이용되는 파장 영역이 다르다. 그리고 위치 정보 서비스를 제공하는데, 이를 위하여 LED 조명을 이용하여 정밀 위치 정보를 제공할 수 있다. Such wireless communication using visible light (hereinafter, referred to as visible light wireless communication) is a wireless communication technology using a wavelength in the visible region of 380 nm to 780 nm, and has a different wavelength range from infrared communication. And to provide a location information service, for this purpose it can provide precise location information by using LED lighting.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신을 이용한 위치 정보 제공 개념을 나타낸 도이다. 1 is a diagram illustrating a concept of providing location information using visible light wireless communication according to an exemplary embodiment of the present invention.

첨부한 도 1에서와 같이, 가시광 무선 통신 장치(11, 12, …, 1n, n은 양의 정수이며, 설명의 편의상 대표 번호 "1"을 부여함)들이 이미지 센서(예를 들어, 카메라)를 포함하는 휴대 단말(2)로 위치 정보를 제공할 수 있다. 이 경우, 가시광 무선 통신 장치(1)는 송신 광원(L1, L2, …, Ln, n은 양의 정수이며, 설명의 편의상 대표 번호 "L"을 부여하기도 함)을 포함하며, 송신 광원(L)을 이용하여 휴대 단말(2)로 정밀 위치 정보를 제공한다. 여기서 정밀 위치 정보는 가시광 무선 통신 장치(1)의 위치 정보이며, 가시광 무선 통신 장치가 설치된 위치에 따른 경도와 위도뿐만 아니라 층, 호실, 몇 미터/센티미터/밀리미터 지점 등 다양한 위치 정보를 포함할 수 있다. 가시광 무선 통신 장치(1)의 송신 광원(L)으로부터 제공되는 정밀 위치 정보는 송신 광원들간의 거리 차이를 수 cm에서 정밀하게는 수 mm까지 제공할 수 있는 정도의 정밀도를 가질 수 있다. As shown in FIG. 1, the visible light wireless communication devices 11, 12,..., 1n and n are positive integers, and for convenience of explanation, the representative numbers “1” are assigned to image sensors (eg, cameras). Location information may be provided to the mobile terminal 2 including the. In this case, the visible light radio communication apparatus 1 includes the transmission light sources L1, L2, ..., Ln, n are positive integers and may be assigned a representative number "L" for convenience of description, and the transmission light source L ) To provide the mobile terminal 2 with the precise location information. Here, the precise location information is location information of the visible light wireless communication device 1, and may include various location information such as a floor, a room, several meters / centimeters / millimeters, as well as a longitude and latitude according to the location where the visible light wireless communication device is installed. have. The precise positional information provided from the transmission light source L of the visible light wireless communication device 1 may have an accuracy that can provide the distance difference between the transmission light sources from several cm to precisely several mm.

송신 광원(L)으로 LED가 사용될 수 있으며, LED는 백색 LED와 적색(R: Red) LED, 녹색(G:Green) LED, 청색(B:Blue) LED 등이 사용될 수 있다. LED may be used as the transmission light source L, and the LED may be a white LED, a red (R) LED, a green (G: Green) LED, or a blue (B: Blue) LED.

휴대 단말(2)은 가시광 무선 통신 장치(1)로부터 제공되는 정밀 위치 정보를 수신하여 처리한다. 이를 위하여, 휴대 단말(2)은 이미지 센서를 이용하여 가시광 무선 통신 장치(1)로부터 제공되는 정밀 위치 정보를 수신하며, 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치(100)는 휴대 단말이 수신한 정밀 위치 정보와 자체적으로 확보한 휴대 단말의 기울기 정보를 이용하여 휴대 단말의 위치를 측정한다. 위치 측정 장치(100)가 측정하고자 하는 위치는 실질적으로 위치 측정 장치(100)가 포함되어 있는 휴대 단말의 위치이지만, 이러한 위치는 위치 측정 장치(100)의 이미지 센서를 토대로 측정되기 때문에, 측정하고자 하는 위치가 이미지 센서의 위치, 휴대 단말의 위치라고 표현될 수 있다.The portable terminal 2 receives and processes the precise position information provided from the visible light wireless communication device 1. To this end, the portable terminal 2 receives the precise position information provided from the visible light wireless communication device 1 by using the image sensor, the position measuring device 100 according to an embodiment of the present invention is received by the portable terminal The position of the portable terminal is measured using the precise position information and the tilt information of the portable terminal secured by itself. The position to be measured by the position measuring device 100 is substantially the position of the mobile terminal in which the position measuring device 100 is included, but since such a position is measured based on the image sensor of the position measuring device 100, The position may be expressed as the position of the image sensor and the position of the portable terminal.

위치 측정 장치(100)는 이미지 센서를 이용하여 복수의 송신 광원들로부터 전송되는 신호를 수신한다. The position measuring apparatus 100 receives a signal transmitted from a plurality of transmission light sources using an image sensor.

이미지 센서는 가시광 무선 통신 장치(1)들로부터 광신호 형태로 전송되는 위치 정보를 촬상하여 해당하는 전기적인 신호를 출력하며, 카메라 등이 이에 포함될 수 있다. 이미지 센서에 의하여 촬상된 전기적인 신호로부터 가시광 무선 통신 장치(1)가 전송한 데이터를 획득하는 것은 당업계에 알려진 기술임으로 여기서는 상세한 설명을 생략한다. The image sensor captures location information transmitted in the form of an optical signal from the visible light wireless communication devices 1 and outputs a corresponding electric signal, and a camera may be included therein. Acquiring the data transmitted by the visible light wireless communication device 1 from the electrical signal picked up by the image sensor is a technique known in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

위치 측정 장치(100)가 예를 들어, 도 1에서와 같이, 복수의 가시광 무선 통신 장치(1)와 통신하는 환경에서, 두 개의 송신 광원과 위치 측정 장치(100)의 이미지 센서의 위치 관계를 살펴보면 다음과 같다. In the environment in which the position measuring device 100 communicates with the plurality of visible light wireless communication devices 1, as shown in FIG. 1, for example, the positional relationship between the two transmitting light sources and the image sensor of the position measuring device 100 may be determined. Looking at it as follows.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서와 송신 광원들 사이의 위치 관계를 나타낸 도이다. 2 is a diagram illustrating a positional relationship between an image sensor and transmission light sources according to an exemplary embodiment of the present invention.

첨부한 도 2에서와 같이, 위치 측정 장치(100)의 이미지 센서(111)는 두 개의 송신 광원(L1, L2)들로부터 정밀 위치 정보를 수신할 수 있다. 이러한 경우 예를 들어, 제1 송신 광원(L1)과 제2 송신 광원(L2)들이 위치되어 있는 축을 기준으로 하여, 이미지 센서(111)는 제1 송신 광원(L1)으로부터 제1 거리(d1)만큼 떨어지고 제2 송신 광원(L2)으로부터 제2 거리(d2)만큼 떨어진 위치(P1)에 위치된다고 할 수 있다. 이 경우, 실제 거리인 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)를 알 수 있다면, 제1 송신 광원(L1)으로부터 전송되는 정밀 위치 정보와 제2 송신 광원(L2)으로부터 전송되는 정밀 위치 정보를 토대로 이미지 센서(111)의 위치를 측정할 수 있다. 즉, 제1 송신 광원(L1)의 위치를 PI1이라고 하고, 제2 송신 광원(L2)의 위치를 PI2라고 하면, 이미지 센서(111)의 실제 위치(P1)를 PI1+d1 또는 PI2-d2를 토대로 알 수 있다. 제1 거리(d1)는 하나의 송신 광원의 실제 위치에서 이미지 센서의 실제 위치까지의 실제 거리를 나타내고, 제2 거리(d2)는 다른 하나의 송신 광원의 실제 위치에서 이미지 센서의 실제 위치까지의 실제 거리를 나타낸다. 여기서 제1 송신 광원(L1)의 위치(PI1)와 제2 송신 광원(L2)의 위치(PI2) 사이의 거리는 실제 광원 거리라고 명명한다. As shown in FIG. 2, the image sensor 111 of the position measuring apparatus 100 may receive precision position information from two transmission light sources L1 and L2. In this case, for example, based on the axis where the first transmission light source L1 and the second transmission light source L2 are located, the image sensor 111 may have a first distance d1 from the first transmission light source L1. It may be said that it is located at a position P1 apart from the second transmission light source L2 by a second distance d2. In this case, if the first distance d1 and the second distance d2, which are actual distances, are known, the precision position information transmitted from the first transmission light source L1 and the precision position transmitted from the second transmission light source L2 are known. The position of the image sensor 111 may be measured based on the information. That is, when the position of the first transmission light source L1 is called PI1 and the position of the second transmission light source L2 is called PI2, the actual position P1 of the image sensor 111 is defined as PI1 + d1 or PI2-d2. Based on this. The first distance d1 represents the actual distance from the actual position of one transmitting light source to the actual position of the image sensor, and the second distance d2 is the actual position of the other transmitting light source from the actual position of the image sensor. It represents the actual distance. Here, the distance between the position PI1 of the first transmission light source L1 and the position PI2 of the second transmission light source L2 is called an actual light source distance.

본 발명의 실시 예에서는 송신 광원들(L1, L2)의 실제 위치를 토대로 이미지 센서(111)에 대한 제1 거리(d1) 및 제2 거리(d2)를 알기 위하여, 이미지 센서(111)에 역상으로 결상되는 송신 광원들의 위치를 이용한다. In an embodiment of the present invention, in order to know the first distance d1 and the second distance d2 with respect to the image sensor 111 based on the actual positions of the transmission light sources L1 and L2, the image sensor 111 may be reversed. It uses the position of the transmission light sources to form an image.

예를 들어, 도 2에서와 같이, 송신 광원(L1, L2)들이 동일 축(예를 들어, 소정 건물의 천장 등)에 위치되어 있는 것으로 가정하고, 위치 측정 장치(100)의 이미지 센서(111)는 송신 광원들(L1, L2)이 위치한 축에 평행한 축에 위치되어 있는 것으로 가정한다. 이러한 경우, 이미지 센서(111)는 송신 광원(L1, L2)들로부터의 광신호와 함께 해당 송신 광원들에 대한 이미지를 촬상하므로, 송신 광원(L1, L2)들에 대한 역상이 이미지 센서(111)에 결상된다. 즉, 도 2에서와 같이, 제1 송신 광원(L1)에 대한 이미지가 이미지 센서(111) 상의 위치(SPI1)에 결상되고, 제2 송신 광원(L2)에 대한 이미지가 이미지 센서(111) 상의 위치(SPI2)에 결상될 수 있다. 이미지 센서(111)의 중심(SC)이 이미지 센서(111)의 실제 위치(P1)에 대응된다고 할 때, 이미지 센서(111) 상에서 결상된 송신 광원들의 위치(SPI1, SPI2)와 이미지 센서의 중심점(SC)을 토대로, 제1 가상 거리(sd1)와 제2 가상 거리(sd2)를 획득할 수 있다. 제1 가상 거리(sd1)은 이미지 센서(111)에 결상된 제1 송신 광원의 위치(SPI1)과 이미지 센서의 중심점(SC) 사이의 거리이며, 제1 거리(d1)에 대응한다. 제2 가상 거리(sd2)는 이미지 센서(111)에 결상된 제2 송신 광원의 위치(SPI2)와 이미지 센서의 중심점(ISC) 사이의 거리이며, 제2 거리(d2)에 대응한다. 이와 같이, 이미지 센서 상에 결상되는 송신 광원들의 위치를 토대로 산출되는 거리는 실제 거리가 아닌 이미지 센서 상에서의 거리이므로, 가상 거리라고 할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들 사이의 거리를 "가상 광원 거리"라고 명명한다. 제1 송신 광원(L1)과 제2 송신 광원(L2)의 가상 광원 거리는 "SD"로 표시한다. For example, as shown in FIG. 2, it is assumed that the transmission light sources L1 and L2 are located on the same axis (for example, a ceiling of a predetermined building), and the image sensor 111 of the position measuring device 100 is used. Is assumed to be located on an axis parallel to the axis where the transmitting light sources L1, L2 are located. In this case, the image sensor 111 captures an image of the corresponding transmission light sources together with the optical signal from the transmission light sources L1 and L2, so that the reversed phase with respect to the transmission light sources L1 and L2 is the image sensor 111. It is formed in). That is, as shown in FIG. 2, the image for the first transmission light source L1 is imaged at the position SPI1 on the image sensor 111, and the image for the second transmission light source L2 is displayed on the image sensor 111. It can be imaged at position SPI2. When the center SC of the image sensor 111 corresponds to the actual position P1 of the image sensor 111, the positions SPI1 and SPI2 of the transmission light sources formed on the image sensor 111 and the center point of the image sensor are described. Based on SC, the first virtual distance sd1 and the second virtual distance sd2 may be obtained. The first virtual distance sd1 is a distance between the position SPI1 of the first transmission light source formed in the image sensor 111 and the center point SC of the image sensor, and corresponds to the first distance d1. The second virtual distance sd2 is a distance between the position SPI2 of the second transmission light source formed in the image sensor 111 and the center point ISC of the image sensor, and corresponds to the second distance d2. As such, since the distance calculated based on the positions of the transmission light sources formed on the image sensor is not the actual distance but the distance on the image sensor, it may be referred to as a virtual distance. For convenience of explanation, the distance between the transmitting light sources formed on the image sensor is referred to as "virtual light source distance". The virtual light source distance between the first transmission light source L1 and the second transmission light source L2 is represented by "SD".

한편 제1 거리(d1)와 제1 가상 거리(sd1)은 서로 비례하며, 제2 거리(d2)와 제2 가상 거리(sd2)가 서로 비례한다. 이에 따라 다음과 같은 조건이 만족된다. Meanwhile, the first distance d1 and the first virtual distance sd1 are in proportion to each other, and the second distance d2 and the second virtual distance sd2 are in proportion to each other. Accordingly, the following conditions are satisfied.

[수학식 1][Equation 1]

d1 : d2 = sd1 : sd2d1: d2 = sd1: sd2

d1 : d1+d2 = sd1 : sd1+sd2d1: d1 + d2 = sd1: sd1 + sd2

여기서 d1+d2는 송신 광원들의 실제 위치(PI1, PI2)에 대한 정밀 위치 정보를 토대로 산출될 수 있으며, 이미지 센서(111)에 결상된 송신 광원들의 위치(SPI1, SPI2)를 토대로 sd1, sd2를 알 수 있다. 따라서 위의 수학식 1로부터 다음과 같이, d1의 값을 산출할 수 있다. Here, d1 + d2 may be calculated based on the precise position information of the actual positions PI1 and PI2 of the transmission light sources, and sd1 and sd2 based on the positions SPI1 and SPI2 of the transmission light sources formed in the image sensor 111. Able to know. Therefore, the value of d1 can be calculated from Equation 1 above as follows.

[수학식 2][Equation 2]

d1 = (d1 + d2) × sd1 / (sd1 + sd2)d1 = (d1 + d2) × sd1 / (sd1 + sd2)

위의 수학식 2로부터 d1 즉, 제1 거리를 산출할 수 있으므로, 산출된 d1을 토대로 d2, 즉 제2 거리도 산출할 수 있다. Since d1, that is, the first distance may be calculated from the above Equation 2, d2, that is, the second distance may also be calculated based on the calculated d1.

제1 거리(d1)과 제2 거리(d2)를 획득하였으므로, 도 2와 같은 환경에서, 이미지 센서(111)의 실제 위치(P1)를 PI1+d1 또는 PI2-d2로부터 알 수 있다. 여기서 구해지는 이미지 센서(111)의 실제 위치(P1)는 하나의 축상에서의 위치를 나타낸다. 예를 들어, X 축상에서의 위치를 나타낸다. Y축에 대해서도 위와 같은 과정을 통하여 이미지 센서(111)의 Y축 상에서의 실제 위치(P1)를 측정할 수 있다. Since the first distance d1 and the second distance d2 are obtained, the actual position P1 of the image sensor 111 can be known from PI1 + d1 or PI2-d2 in the environment as shown in FIG. 2. The actual position P1 of the image sensor 111 obtained here represents a position on one axis. For example, the position on the X axis is shown. For the Y axis, the actual position P1 on the Y axis of the image sensor 111 may be measured through the same process as described above.

한편, 이미지 센서 상의 거리를 실제 거리로 환산할 수 있다. 즉, 이미지 센서 상에 송신 광원이 결상된 화소를 기준으로 하는 화소 거리가 실제에서는 어느 정도의 거리에 해당하는지를 알 수 있다. 이미지 센서 상의 거리(가상 거리)는 화소 거리를 토대로 측정될 수 있는데, 여기서 화소 거리는 화소 크기, 화소 간격을 포함한다. Meanwhile, the distance on the image sensor may be converted into an actual distance. That is, it can be seen how much the pixel distance corresponding to the pixel in which the transmission light source is formed on the image sensor actually corresponds. The distance (virtual distance) on the image sensor can be measured based on the pixel distance, where the pixel distance includes pixel size, pixel spacing.

이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들의 위치(SPI1, SPI2)들 사이의 가상 광원 거리(SD)는 도 2에서와 같이, 송신 광원들의 정밀 위치 정보(PI1, PI2)에 따른 실제 광원 거리(D)에 비례하므로, 1 화소간의 가상 거리(단위 가상 거리)는 다음과 같이 산출될 수 있다. The virtual light source distance SD between the positions SPI1 and SPI2 of the imaging light sources formed on the image sensor is the actual light source distance D according to the precise position information PI1 and PI2 of the transmission light sources as shown in FIG. 2. Since it is proportional to, the virtual distance (unit virtual distance) between one pixel may be calculated as follows.

[수학식 3]&Quot; (3) "

단위 가상 거리 = (d1 + d2) / (sd1 + sd2)Unit virtual distance = (d1 + d2) / (sd1 + sd2)

이러한 단위 가상 거리를 토대로 이미지 센서 상의 가상 거리를 실제 거리로 환산할 수 있다. Based on the unit virtual distance, the virtual distance on the image sensor may be converted into an actual distance.

한편, 이미지 센서 상에 결상되는 송신 광원들이 이미지 센서의 중심점(SC)을 기준으로 도 2와 같이 일직선 상에 위치되지 않을 수도 있다. Meanwhile, the transmission light sources formed on the image sensor may not be positioned in a straight line as shown in FIG. 2 based on the center point SC of the image sensor.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 상에 결상되는 송신 광원들의 위치를 나타낸 예시도이다. 3 is an exemplary view illustrating positions of transmission light sources formed on an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

예를 들어, 첨부한 도 3에서와 같이, 이미지 센서(111)에 결상되는 송신 광원들의 위치가 이미지 센서의 중심점(SC)을 기준으로 서로 다른 축에 위치될 수 있다. 이미지 센서 상에 결상되는 위치들을 X축과, Y축을 이용한 2차원 평면으로 도 3과 같이 나타내는 경우, 이미지 센서(111)의 중심점(SC)의 좌표를 (X, Y)라고 하자. 이 경우 중심점의 좌표(X, Y)가 측정하고자 하는 위치가 될 수 있다. For example, as shown in FIG. 3, the positions of the transmission light sources formed in the image sensor 111 may be located on different axes with respect to the center point SC of the image sensor. When the positions formed on the image sensor are represented by a two-dimensional plane using the X axis and the Y axis as shown in FIG. 3, let the coordinates of the center point SC of the image sensor 111 be (X, Y). In this case, the coordinates (X, Y) of the center point may be a position to be measured.

제1 송신 광원(L1)의 좌표를 (A1, B1), 제2 송신 광원(L2)의 좌표를 (A2, B2)이라고 하고, A1 > A2, B1> B2의 관계가 성립된다고 가정하자. 또한 제1 송신 광원(L1)의 좌표(A1, B1)에서 Y축까지의 거리 및 X축까지의 거리를 각각, x1, y1이라고 하고, 제2 송신 광원(L2)의 좌표 (A2, B2)에서 Y축까지의 거리 및 X축까지의 거리를 각각, x2, y2라고 하자. Assume that the coordinates of the first transmission light source L1 are (A1, B1) and the coordinates of the second transmission light source L2 are (A2, B2), and A1> A2, B1> B2 is established. In addition, the distance from the coordinates A1 and B1 of the first transmission light source L1 to the Y axis and the distance to the X axis are referred to as x1 and y1, respectively, and the coordinates A2 and B2 of the second transmission light source L2. Let the distance to the Y axis and the distance to the X axis to be x2, y2, respectively.

이러한 상태에서 이미지 센서의 중심점(SC)의 좌표 즉, 현재 위치 (X, Y)는 다음과 같이 산출될 수 있다. In this state, the coordinates of the center point SC of the image sensor, that is, the current position (X, Y) may be calculated as follows.

[수학식 4]&Quot; (4) "

X = A1 - x1 = A2 + x2X = A1-x1 = A2 + x2

Y = B1 - y1 = B2 + y2Y = B1-y1 = B2 + y2

여기서, x1, x2, y1, y2는 화소 거리를 토대로 측정된 다음에 단위 가상 거리를 토대로 실제 거리로 환산될 수 있다. 즉, 각각의 가상 거리 x1, x2, y1, y2를 단위 가상 거리를 토대로 실제 거리로 환산하고, 제1 송신 광원(L1)의 좌표(A1, B1), 제2 송신 광원(L2)의 좌표(A2, B2)에 각각 대응하는 실제 송신 광원들의 위치(PI1, PI2)와, 가상 거리 x1, x2, y1, y2에 대응하는 실제 거리들을 토대로, 이미지 센서의 중심점의 좌표(X, Y)에 대응하는 실제 위치를 측정할 수 있다. Here, x1, x2, y1, y2 may be measured based on the pixel distance and then converted into the actual distance based on the unit virtual distance. That is, each virtual distance x1, x2, y1, y2 is converted into the actual distance based on the unit virtual distance, and the coordinates (A1, B1) of the first transmission light source L1 and the coordinates of the second transmission light source L2 ( Corresponding to the coordinates (X, Y) of the center point of the image sensor based on the positions PI1, PI2 of the actual transmission light sources corresponding to A2, B2, respectively, and the actual distances corresponding to the virtual distances x1, x2, y1, y2 Can measure the actual position.

위에서 살펴본 바와 같은 X축과 Y축의 2차원 평면상에서의 위치 측정 방법을 3차원 평면에도 동일하게 적용할 수 있다. 이 경우에도 송신 광원들이 위치한 축과 이미지 센서가 서로 평행하다는 조건이 적용된다. The position measuring method on the two-dimensional plane of the X-axis and the Y-axis as described above can be equally applied to the three-dimensional plane. Also in this case, the condition that the axis where the transmission light sources are located and the image sensor are parallel to each other apply.

한편 이미지 센서가 장착된 위치 측정 대상, 예를 들어, 휴대 단말이 항상 송신 광원들이 장착된 축과 평행을 유지할 수는 없다. 즉, 송신 광원들이 장착된 축에 대하여 위치 측정 대상이 소정 각도로 기울어질 수 있다. On the other hand, the position measuring object, for example, the portable terminal equipped with the image sensor cannot always be parallel to the axis on which the transmission light sources are mounted. That is, the position measuring object may be inclined at a predetermined angle with respect to the axis on which the transmission light sources are mounted.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서가 송신 광원들에 대하여 소정의 각도 기울어진 상태를 나타낸 예시도이다. 4 is an exemplary view illustrating a state in which an image sensor is inclined with respect to transmission light sources according to an exemplary embodiment of the present invention.

첨부한 도 4에 예시되어 있듯이, 이미지 센서가 송신 광원들이 형성된 축에 대하여 평행한 상태에서 소정 각도 기울어질 수 있다. 도 4는 하나의 축에 대해서만 기울어진 것을 나타내었으나, 이러한 기울어짐은 X축, Y축 각각에 대하여 발생될 수 있다. As illustrated in the accompanying FIG. 4, the image sensor may be inclined at an angle in a state parallel to the axis in which the transmission light sources are formed. Although FIG. 4 shows that only one axis is inclined, this inclination may occur for each of the X and Y axes.

예를 들어, 이미지 센서가 평행 상태(PS)에 비하여 소정 각도 기울어진 상태(TS)로 위치하게 되면, 기울어진 상태(TS)에서 이미지 센서에 의하여 촬상된 이미지로부터 얻어지는 송신 광원들 사이의 거리를 토대로, 이미지 센서가 평행 상태(PS)에 있는 것으로 가정하고 평행 상태에서 이미지 센서에 의하여 촬상된 이미지 상에서의 송신 광원들 사이의 거리를 고려할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 현재 기울어진 상태의 이미지 센서에 의하여 실제 촬상된 이미지로부터 얻어지는 송신 광원들 사이의 거리를 "제1 가상 광원 거리"라고 한다면, 평행 상태로 가정된 이미지 센서에 의하여 촬상된 송신 광원들 사이의 거리를 "제2 가상 광원 거리"라고 할 수 있다. For example, when the image sensor is positioned at a predetermined angle inclined state TS relative to the parallel state PS, the distance between transmission light sources obtained from an image captured by the image sensor in the inclined state TS is determined. On the basis of this, it can be assumed that the image sensor is in the parallel state PS and the distance between the transmitting light sources on the image picked up by the image sensor in the parallel state can be taken into account. For convenience of explanation, if the distance between the transmission light sources obtained from the image actually captured by the image sensor in the inclined state is " first virtual light source distance ", the transmission imaged by the image sensor assumed to be in parallel state The distance between the light sources may be referred to as the "second virtual light source distance".

송신 광원들에 대한 제1 가상 광원 거리와 제2 가상 광원 거리는 도 4에서와 같은 관계를 가지게 된다. The first virtual light source distance and the second virtual light source distance with respect to the transmission light sources have a relationship as shown in FIG. 4.

위치 측정 장치(100)의 이미지 센서(111)가 기울어진 상태(TS)에서 송신 광원들로부터 광신호를 수신한 경우에는 제1 가상 광원 거리가 측정되지만, 제1 가상 광원 거리를 그대로 사용할 경우에는 오차가 발생된다. 이미지 센서상의 화소 거리 단위의 오차를 실제 거리로 환산하는 경우에는 매우 큰 오차로 나타나게 된다. 그러므로 본 발명의 실시 예에서는 이미지 센서의 기울기 정보를 토대로 이러한 오차가 보정되도록 한다. When the image sensor 111 of the position measuring device 100 receives an optical signal from the transmission light sources in an inclined state TS, the first virtual light source distance is measured, but when the first virtual light source distance is used as it is. An error occurs. When the error in the unit of pixel distance on the image sensor is converted into the actual distance, it appears as a very large error. Therefore, in the embodiment of the present invention, such an error is corrected based on the inclination information of the image sensor.

이를 위하여 평행 상태(PS)의 이미지 센서에 결상된 송신 광원들 거리인 제2가상 광원 거리(b+c)가 요구된다. 이것은 도 2와 같이, 실제 송신 광원들 사이의 실제 거리에 대응하는 가상 거리를 획득하기 위해서이다. For this purpose, the second virtual light source distance b + c, which is the distance of the transmission light sources formed in the image sensor in the parallel state PS, is required. This is to obtain a virtual distance corresponding to the actual distance between the actual transmission light sources, as shown in FIG.

기울어진 상태(TS)의 이미지 센서에 의하여 촬상된 이미지로부터 제1 가상이미지 광원 거리(a)가 획득된 상태에서 제2 가상 광원 거리(b+c)를 산출하기 위하여, 기울어진 상태(TS)의 기울기(α)를 측정하고, 측정된 기울기(α)를 토대로 제2 가상 광원 거리를 산출한다. 한편 이미지 센서가 기울어진 상태에서 이미지 센서의 중심점(SC)을, 기울기를 토대로 평행 상태로 변환하게 되면 도 4에서와 같이 소정 위치(SC')에 위치하게 된다. 이러한 평행 상태의 이미지 센서의 중심점(SC')과 평행 상태의 이미지 센서에 결상된 소정 송신 광원 사이의 거리를 "g"라고 할 수 있으며, 이러한 "g"는 도 2에서 제1 가상 거리(sd1)에 대응된다. 설명의 편의상 g를 "제1-1 가상 거리"라고 명명한다. The tilted state TS in order to calculate the second virtual light source distance b + c in a state where the first virtual image light source distance a is obtained from the image captured by the image sensor in the tilted state TS. The inclination α of is measured and a second virtual light source distance is calculated based on the measured inclination α. Meanwhile, when the center point SC of the image sensor is converted to a parallel state based on the inclination while the image sensor is inclined, the image sensor is positioned at a predetermined position SC ′ as shown in FIG. 4. The distance between the center point SC 'of the parallel image sensor and a predetermined transmission light source formed on the parallel image sensor may be referred to as "g", and this "g" may be referred to as the first virtual distance sd1 in FIG. 2. ) Corresponds to For convenience of explanation, g is referred to as "first-first virtual distance".

도 4에서, 기울어진 상태(TS)에 있는 이미지 센서에 결상된 임의 송신 광원의 위치에서 평행 상태(PS)에 있는 이미지 센서에 대하여 수직으로 위치하는 직선을 가상 높이(h)라고 정의하면, 가상 높이(h)를 가지면서 제1 가상 광원 거리(a)를 빗변으로 하는 직각 삼각형이 형성된다. 이러한 직각 삼각형의 밑변을 가상 밑변(b)이라고 하고, 이 직각 삼각형을 이용하면 다음과 같은 관계가 성립된다. In FIG. 4, a straight line positioned perpendicular to the image sensor in parallel state PS at the position of an arbitrary transmitting light source formed in the image sensor in an inclined state TS is defined as the virtual height h. A right triangle is formed having a height h and having a hypotenuse of the first virtual light source distance a. The base side of such a right triangle is called an imaginary base side b, and using this right triangle, the following relationship is established.

[수학식 5][Equation 5]

b = a × cosαb = a × cosα

h = a × sinα h = a × sinα

γ = 90 - αγ = 90-α

여기서, α는 이미지 센서(111)의 기울기 각도를 나타내며, 직각 삼각형에서 빗변(a)과 밑변(b)이 이루는 각도가 된다. Here, α represents the inclination angle of the image sensor 111, and becomes an angle formed by the hypotenuse a and the base b in the right triangle.

도 4에 도시된 직각 삼각형에서, β, γ, δ의 합은 180°이라는 조건 하에 β와 δ의 각도를 알기 위하여, 기울어진 상태(TS)의 이미지 센서의 초점 거리(f)를 높이로 이용하고 β를 밑변각으로 하는 직각 삼각형을 형성하고, 이러한 직각 삼각형의 밑변을 "e"라고 하면, β와 δ에 대하여 다음과 같은 조건이 만족된다. In the right triangle shown in FIG. 4, the sum of β, γ, and δ is used as the height of the focal length f of the image sensor in the tilted state TS to know the angle between β and δ under the condition of 180 °. If a right triangle is formed, and the base side of the right triangle is " e ", the following conditions are satisfied for β and δ.

[수학식 6]&Quot; (6) "

tan β = f / e --> β = tan-1 (f/e)tan β = f / e-> β = tan -1 (f / e)

δ = 180 - β - γ = 180 -β - (90 -α) = 90 - β + α δ = 180-β-γ = 180 -β-(90 -α) = 90-β + α

위의 과정을 통하여, β와 δ의 각도를 산출하였으므로, 이들을 토대로 γ의 각도도 알 수 있다. Through the above process, since the angle between β and δ was calculated, the angle of γ can also be known based on these.

δ의 각이 계산되었으므로 제2 가상 광원 거리를 구성하는 c의 값을 다음과 같이 산출할 수 있다. Since the angle of δ has been calculated, the value of c constituting the second virtual light source distance can be calculated as follows.

[수학식 7][Equation 7]

c = h × tan δ = (a × sin α ) × tan δ c = h × tan δ = (a × sin α) × tan δ

= (a × sin α ) × tan (90 - β + α)= (a × sin α) × tan (90-β + α)

또한 평행 상태의 이미지 센서의 중심점(SC')에서 송신 광원까지의 거리인 제1-1 가상 거리(g)를 산출한다. 구체적으로 살펴보면, 기울어진 상태(TS)의 이미지 센서의 초점 거리(f)를 높이로 하면서 β를 밑변각으로 하고 밑변이 "e"인 직각 삼각형으로부터 해당 빗변(i)을 구할 수 있으며, 가상 높이(h)를 높이로 하면서 밑변을 "c"이고, 하나의 각도 δ 를 가지는 직각 삼각형으로부터 해당 빗변(d)를 구할 수 있다. 따라서, 빗변이 i+d이고, k의 높이를 가지고 g를 밑변으로 하고 하나의 각도 δ 를 가지는 직각 삼각형으로부터 밑변 g 즉, 제1-1 가상 거리를 산출할 수 있다. Further, the first-first virtual distance g, which is the distance from the center point SC 'of the parallel image sensor to the transmission light source, is calculated. Specifically, the hypotenuse (i) can be obtained from a right triangle having a bottom angle of β and a bottom angle of "e" while increasing the focal length f of the image sensor in an inclined state TS, and the virtual height The hypotenuse d can be obtained from a right triangle having a height of (h) and having a base of "c" and having an angle δ. Therefore, the hypotenuse side is i + d, the base side g, i.e., 1-1 virtual distance, can be calculated from a right triangle having a height of k and g being the base side and having one angle δ.

또한 기울어진 상태(TS)의 이미지 센서 상에서 결상된 송신 광원들 사이의 거리인 제1 가상 광원 거리(a)와, 이미지 센서의 기울기(α)를 토대로, 평행 상태(PS)로 가정된 이미지 센서 상에서의 송신 광원들 사이의 제2 가상 광원 거리는 다음과 같이 나타낼 수 있다. Also, an image sensor assumed to be in a parallel state PS based on the first virtual light source distance a, which is a distance between transmission light sources formed on the image sensor in an inclined state TS, and the inclination α of the image sensor. The second virtual light source distance between the transmitting light sources on the phase can be represented as follows.

[수학식 8][Equation 8]

제2가상광원거리 (b+c) = a×cosα + {(a × sinα) × tan(90 - β + α)}Second virtual light distance (b + c) = a × cosα + {(a × sinα) × tan (90−β + α)}

이와 같이 제2 가상 광원 거리를 획득하면, 도 2에 예시된 바와 같은, 이미지 센서상의 송신 광원들 사이의 거리(제2 가상 광원 거리)와 실제 송신 광원들 사이의 거리와의 관계를 토대로, 실제 광원 거리를 알 수 있다. 구체적으로 획득한 제2 가상 광원 거리(b+c)와 제1-1 가상 거리(g)는 도 2에 도시된 가상 광원 거리(SD)와 제1 가상 거리(sd1)에 각각 대응된다. 그러므로 가상 광원 거리(SD)와 제1 가상 거리(sd1)로부터 제2 가상 거리(sd2)도 산출될 수 있다. 그리고 위의 수학식 2을 토대로 수신된 정밀 위치 정보에 따라 획득한 (d1 + d2)와, 제1 가상 거리(sd1), 제2 가상 거리(sd2)를 사용하여 제1 거리(d)를 산출할 수 있으므로, 산출된 제1 거리(d1) 토대로 제2 거리(d2)로 산출할 수 있다. 제1 거리(d1)과 제2 거리(d2)를 획득하였으므로, 도 2와 같은 환경에서, 이미지 센서(111)의 실제 위치(P1)를 PI1+d1 또는 PI2-d2로부터 알 수 있다. Obtaining the second virtual light source distance in this way, based on the relationship between the distance between the transmitting light sources on the image sensor (second virtual light source distance) and the distance between the actual transmitting light sources as illustrated in FIG. The light source distance can be known. In detail, the obtained second virtual light source distance b + c and the 1-1 virtual distance g correspond to the virtual light source distance SD and the first virtual distance sd1 illustrated in FIG. 2, respectively. Therefore, the second virtual distance sd2 may also be calculated from the virtual light source distance SD and the first virtual distance sd1. The first distance d is calculated using (d1 + d2), the first virtual distance sd1, and the second virtual distance sd2 obtained according to the precise position information received based on Equation 2 above. Therefore, based on the calculated 1st distance d1, it can calculate as 2nd distance d2. Since the first distance d1 and the second distance d2 are obtained, the actual position P1 of the image sensor 111 can be known from PI1 + d1 or PI2-d2 in the environment as shown in FIG. 2.

한편, 위에서는 각 거리와 기울기를 하나의 축에 대한 것만을 고려한 것이며, 2개의 축으로 이루어지는 2차원 평면상에서는 위치를 측정하기 위해서는 각 축(X축, Y축)별로, 가상 거리, 실제 광원 거리, 가상 광원 거리, 기울기 등이 고려되어야 한다. On the other hand, in the above, only the distance and the slope are taken into consideration for one axis, and in the two-dimensional plane composed of two axes, the virtual distance and the actual light source distance for each axis (X-axis, Y-axis) are used to measure the position. , Virtual light source distance, tilt, etc. should be considered.

도 5는 위에 기술된 바와 같은 과정을 토대로 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 방법의 흐름을 나타낸 도이다. 5 is a flowchart illustrating a position measuring method according to an embodiment of the present invention based on the process described above.

첨부한 도 5에 도시되어 있듯이, 이미지 센서의 위치 측정을 위하여, 위치 측정 장치(100)는 먼저 이미지 센서(111)의 초점 거리(f)를 획득한다(S100). 그리고 이미지 센서(111) 상에 결상된 송신 광원들의 위치인 가상 좌표를 획득한다(S110). As shown in FIG. 5, in order to measure the position of the image sensor, the position measuring apparatus 100 first acquires a focal length f of the image sensor 111 (S100). In operation S110, virtual coordinates which are positions of transmission light sources formed on the image sensor 111 are obtained.

획득한 가상 좌표를 토대로 기울어진 상태의 이미지 센서 상에서의 제1 가상 광원 거리(a)를 획득하고(S120), 이미지 센서의 기울기(α)를 측정하며(S130), 가상 높이(h)를 획득한다(S140). 그리고 가상 높이(h)와 측정된 기울기(α)와 제1 가상 광원 거리(a)를 토대로 이미지 센서가 평행 상태로 가정하였을 경우의 제2 가상 광원 거리(b+c)를 산출한다(S150). 제2 가상 광원 거리(b+c)를 토대로 이미지 센서의 중심점에서 결상된 송신 광원까지의 거리인 제1 가상 거리(sd1, g), 제2 가상 거리(sd2)를 획득한다(S160).Acquire a first virtual light source distance a on the image sensor in an inclined state based on the acquired virtual coordinates (S120), measure an inclination α of the image sensor (S130), and obtain a virtual height h. (S140). The second virtual light source distance b + c when the image sensor is assumed to be in parallel is calculated based on the virtual height h, the measured tilt α and the first virtual light source distance a (S150). . Based on the second virtual light source distance b + c, the first virtual distances sd1 and g and the second virtual distance sd2 which are distances from the center point of the image sensor to the imaged transmission light source are obtained (S160).

다음 제2 가상 광원 거리(b+c), 제1 가상 거리(sd1), 제2 가상 거리(sd2)를 토대로 실제 광원의 위치에 따른 실제 거리인 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)를 산출한다(S170). 그리고 산출된 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)와 수신된 정밀 위치 정보에 따른 송신 광원들의 실제 위치를 토대로, 이미지 센서의 위치를 획득한다(S180). 예를 들어, X축 상에서의 이미지 센서의 X 좌표 또는 Y축 상에서의 이미지 센서의 Y 좌표가 획득된다. Next, based on the second virtual light source distance b + c, the first virtual distance sd1, and the second virtual distance sd2, the first distance d1 and the second distance d2 which are actual distances according to the position of the actual light source. ) Is calculated (S170). The position of the image sensor is obtained based on the calculated first distance d1, the second distance d2, and the actual positions of the transmission light sources according to the received precise position information (S180). For example, the X coordinate of the image sensor on the X axis or the Y coordinate of the image sensor on the Y axis is obtained.

한편, 모든 축 예를 들어, X축, Y축에 대하여 각각 위치가 획득된 경우에는 위치 측정을 종료하고(S190, S200), 모든 축에 대하여 각각 위치가 획득되지 않은 경우에는 위의 단계(S120)으로 복귀하여 위치를 획득하지 못한 해당 축에 대하여 단계(S120-S180)을 반복 수행하여 해당 축에서의 이미지 센서의 위치를 획득한다. On the other hand, if the position is obtained for all axes, for example, the X axis and the Y axis, respectively, the position measurement is terminated (S190, S200). In step S120-S180, the position of the image sensor on the corresponding axis is acquired by repeatedly performing the step S120 to S180 on the corresponding axis that the position cannot be obtained.

이러한 과정을 통하여 이미지 센서의 위치 예를 들어, (X, Y)의 좌표가 획득될 수 있다. Through this process, the position of the image sensor, for example, (X, Y) coordinates can be obtained.

다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치의 구조에 대하여 설명한다. Next, the structure of the position measuring device according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치의 개략적인 구조도이며, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치의 세부 구조도이다. 6 is a schematic structural diagram of a position measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a detailed structural diagram of a position measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도 6에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치(100)는 위치 정보 수신부(110), 기울기 측정부(120), 실제 거리 측정부(130), 가상 거리 측정부(140), 정보 처리부(150)를 포함한다. As shown in FIG. 6, the position measuring apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a position information receiver 110, a tilt measuring unit 120, an actual distance measuring unit 130, and a virtual distance measuring unit ( 140, an information processing unit 150.

위치 정보 수신부(110)는 복수의 가시광 무선 통신 장치(1)들로부터 전송되는 위치 정보를 수신한다. 위치 정보 수신부(110)는 가시광 무선 통신 장치(1)들로부터 광신호 형태로 전송되는 위치 정보 즉, 정밀 위치 정보를 촬상하여 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 이미지 센서(111)를 포함한다. The location information receiver 110 receives location information transmitted from the plurality of visible light wireless communication devices 1. The location information receiver 110 includes an image sensor 111 that captures location information transmitted from the visible light wireless communication devices 1 in the form of an optical signal, that is, precise location information, and outputs a corresponding electrical signal.

기울기 측정부(120)는 위치 측정 장치(100)의 기울기를 측정한다. 본 발명의 실시 예에서는 위치 측정 장치(100)가 휴대 단말(2)에 장착되어 있는 것을 예로 들어서 설명하며, 기울기 측정부(120)는 위치 측정 장치(100)가 장착된 휴대 단말(2)의 기울기를 측정하는데, 구체적으로 이미지 센서(111)의 기울기를 측정한다. 이미지 센서(111)는 X축과 Y축으로 이루어지는 2차원 평면 상에서 X축과 Y축에 대하여 각각 기울어질 수 있으므로, X축에 대한 기울기, Y축에 대한 기울기를 각각 측정한다. 이를 위하여, 기울기 측정부(120)는 도 7에서와 같이, X축 기울기 측정 모듈(121) 및 Y축 기울기 측정 모듈(122)을 포함한다. 이러한 기울기 측정부(120)는 2축 기울기 센서로 이루어질 수 있다. The tilt measuring unit 120 measures the tilt of the position measuring device 100. In the exemplary embodiment of the present invention, the position measuring apparatus 100 is mounted on the portable terminal 2 as an example, and the tilt measuring unit 120 is configured as the portable terminal 2 on which the position measuring apparatus 100 is mounted. In measuring the tilt, the tilt of the image sensor 111 is measured. Since the image sensor 111 may be inclined with respect to the X and Y axes on a two-dimensional plane formed of the X and Y axes, respectively, the image sensor 111 measures the inclination with respect to the X axis and the inclination with respect to the Y axis. To this end, the tilt measuring unit 120 includes an X-axis tilt measuring module 121 and a Y-axis tilt measuring module 122, as shown in FIG. The tilt measuring unit 120 may be formed of a two-axis tilt sensor.

실제 광원 거리 측정부(130)는 송신 광원이 전송한 가시광 무선 통신 장치들의 정밀 위치 정보를 토대로, 송신 광원들간의 실제 광원 거리를 측정한다. X축과 Y축으로 이루어지는 2차원 평면상에서 가시광 무선 통신 장치들로부터 제공되는 정밀 위치 정보를 토대로 X축상에서의 송신 광원들 사이의 실제 광원 거리, Y축 상에서의 송신 광원들 사이의 실제 광원 거리를 산출한다. 이를 위하여, 도 7에서와 같이, 실제 광원 거리 측정부(130)는 X축 실제 광원 거리 측정 모듈(131) 및 Y축 실제 광원 거리 측정 모듈(132)을 포함한다. The actual light source distance measuring unit 130 measures the actual light source distance between the transmission light sources based on the precise position information of the visible light wireless communication devices transmitted by the transmission light sources. The actual light source distance between the transmitting light sources on the X axis and the actual light source distance between the transmitting light sources on the Y axis based on the precise position information provided from the visible light wireless communication devices on the two-dimensional plane composed of the X axis and the Y axis. Calculate. To this end, as shown in FIG. 7, the actual light source distance measuring unit 130 includes an X-axis actual light source distance measuring module 131 and a Y-axis actual light source distance measuring module 132.

가상 광원 거리 측정부(130)는 위치 정보 수신부(110)에 포함되는 이미지 센서(111)에 촬상되는 이미지로부터 이미지 센서에 결상된 송신 광원들 사이의 가상 광원 거리를 측정한다. 즉, 촬상된 이미지로부터 이미지 센서에 결상된 송신 광원들의 위치(가상 위치 정보)를 확인하고, 이미지 센서를 구성하는 화소 거리를 토대로 이미지 센서상의 결상된 송신 광원들 사이의 가상 거리를 측정한다. 이 경우에도, X축과 Y축으로 이루어지는 이미지 센서 상의 2차원 평면상에서 이미지로부터 획득한 가상 위치 정보를 토대로 X축 상에서의 송신 광원들 사이의 가상 광원 거리, Y축 상에서의 송신 광원들 사이의 가상 광원 거리를 산출한다. 이를 위하여, 도 7에서와 같이, 가상 광원 거리 측정부(140)는 X축 가상 광원 거리 측정 모듈(141) 및 Y축 가상 광원 거리 측정 모듈(142)을 포함한다. The virtual light source distance measuring unit 130 measures a virtual light source distance between transmission light sources formed in the image sensor from an image captured by the image sensor 111 included in the location information receiving unit 110. That is, the position (virtual position information) of the transmission light sources formed in the image sensor is confirmed from the captured image, and the virtual distance between the imaged transmission light sources on the image sensor is measured based on the pixel distance constituting the image sensor. Also in this case, the virtual light source distance between the transmitting light sources on the X axis and the virtual light source between the transmitting light sources on the Y axis based on the virtual position information obtained from the image on the two-dimensional plane on the image sensor composed of the X axis and the Y axis. Calculate the light source distance. To this end, as shown in FIG. 7, the virtual light source distance measuring unit 140 includes an X-axis virtual light source distance measuring module 141 and a Y-axis virtual light source distance measuring module 142.

위치 정보 처리부(150)는 가시광 무선 통신 장치들로부터 제공된 정밀 위치정보, 실제 광원 거리, 기울기, 가상 광원 거리를 토대로, 현재 위치를 측정한다. 여기서는 측정되는 현재 위치는 이미지 센서(111)에 대한 것이지만 결과적으로 위치 측정 장치(100)가 장착된 대상(예: 휴대 단말)의 위치를 나타낸다. The location information processor 150 measures the current location based on the precise location information, the actual light source distance, the slope, and the virtual light source distance provided from the visible light wireless communication devices. Here, the current position to be measured is for the image sensor 111, but as a result, indicates the position of an object (for example, a mobile terminal) on which the position measuring device 100 is mounted.

본 발명의 실시 예에 따른 위치 정보 처리부(150)는 도 7에서와 같이, 거리 측정 모듈(151), 위치 산출 모듈(152), 거리 환산 모듈(153)을 포함한다. The location information processor 150 according to an embodiment of the present invention includes a distance measuring module 151, a location calculation module 152, and a distance conversion module 153, as shown in FIG. 7.

거리 측정 모듈(151)은 기울기, 송신 광원들의 실제 광원 거리, 송신 광원들의 가상 광원 거리를 토대로, 측정하고자 하는 위치에 대응하는 이미지 센서에 대한 실제 거리를 측정한다. 여기서 실제 거리는 도 2에서, 송신 광원들의 실제 위치를 토대로 임의 송신 광원으로부터 이미지 센서의 위치까지의 거리인 제1 거리(d1), 다른 송신 광원으로부터 이미지 센서의 위치까지의 거리인 제2 거리(d2)를 나타낸다. 실제 거리를 측정하기 위하여, 위의 도 5에 도시된 바와 같은 과정을 토대로, 가상 광원 거리 측정부(140)로부터 제공되는 가상 광원 거리(제1 가상 광원 거리)와 기울기 측정부(120)로부터 제공되는 기울기를 토대로 평행 상태의 가상 광원 거리 제2 광원 거리를 산출한다. 그리고 제2 광원 거리를 토대로 이미지 센서의 중심점을 기준으로 하는 제1 가상 거리(sd1) 및 제2 가상 거리(sd2)를 산출하며, 산출된 제1 가상 거리(sd1) 및 제2 가상 거리(sd2), 실제 광원 거리를 토대로 실제 거리인 제1 거리(d1) 및 제2 거리(d2)를 산출한다. The distance measuring module 151 measures the actual distance to the image sensor corresponding to the position to be measured, based on the slope, the actual light source distance of the transmission light sources, and the virtual light source distance of the transmission light sources. Here, in FIG. 2, the actual distance is a first distance d1, which is a distance from any transmission light source to the position of the image sensor based on the actual position of the transmission light sources, and a second distance d2, which is a distance from another transmission light source to the position of the image sensor. ). In order to measure the actual distance, the virtual light source distance (first virtual light source distance) provided from the virtual light source distance measuring unit 140 and the tilt measurement unit 120 are provided based on the process as illustrated in FIG. 5. The virtual light source distance second parallel light source distance of the parallel state is computed based on the inclination which becomes. The first virtual distance sd1 and the second virtual distance sd2 based on the center point of the image sensor are calculated based on the second light source distance, and the calculated first virtual distance sd1 and the second virtual distance sd2 are calculated. ), The first distance d1 and the second distance d2 which are actual distances are calculated based on the actual light source distances.

2축 평면을 토대로, 거리 측정 모듈(151)은 X축에 대한 실제 거리, Y축에 대한 실제 거리를 각각 측정하며, 이를 위하여, 도 7에서와 같이, X축 실제 거리 측정 모듈(1511) 및 Y축 실제 거리 측정 모듈(1512)을 포함한다. Based on the two-axis plane, the distance measuring module 151 measures the actual distance with respect to the X axis and the actual distance with respect to the Y axis, respectively, and for this purpose, as shown in FIG. 7, the X axis actual distance measurement module 1511 and Y-axis actual distance measurement module 1512.

위치 산출 모듈(152)은 수신된 송신 광원들의 정밀 위치 정보, 이미지 센서상의 가상 거리를 토대로 측정된 실제 거리를 토대로, 이미지 센서의 위치 즉, 측정하고자 하는 대상의 위치를 산출한다. 이 경우에 수신된 정밀 위치 정보를 토대로 하는 실제 위치 좌표에서 실제 거리를 더하거나 감산하는 방법으로 소정 축상에서의 실제 위치를 산출한다. 각 축별로 이러한 과정을 수행하여 실제 위치의 X 좌표를 산출하고, 실제 위치의 Y 좌표를 산출한다. 이와 같이 산출된 X 좌표와 Y좌표가 측정하고자 하는 대상의 위치가 된다. 이를 위하여, 위치 산출 모듈(152)은 도 7에서와 같이, X축 위치 산출 모듈(1521) 및 Y축 위치 산출 모듈(1522)을 포함할 수 있다. The position calculation module 152 calculates the position of the image sensor, that is, the position of the object to be measured, based on the precise position information of the received transmission light sources and the actual distance measured based on the virtual distance on the image sensor. In this case, the actual position on the predetermined axis is calculated by adding or subtracting the actual distance from the actual position coordinates based on the received precise position information. This process is performed for each axis to calculate the X coordinate of the actual position and the Y coordinate of the actual position. The X coordinate and the Y coordinate calculated as described above become the position of the object to be measured. To this end, the position calculation module 152 may include an X-axis position calculation module 1521 and a Y-axis position calculation module 1522, as shown in FIG. 7.

거리 환산 모듈(153)은 가상 거리를 실제 거리로 환산하며, 구체적으로 이미지 센서상의 화소 거리를 토대로 하는 단위 가상 거리를 이용하여, 측정된 소정의 가상 거리를 실제 거리로 환산한다. The distance conversion module 153 converts the virtual distance into an actual distance, and specifically, converts the measured predetermined virtual distance into an actual distance using a unit virtual distance based on the pixel distance on the image sensor.

이외에도, 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측정 장치(100)는 도 6에서와 같이, 처리 방법 판단부(160)를 더 포함할 수 있다. 처리 방법 판단부(160)는 수신된 위치 정보의 개수를 토대로 서로 다른 방법에 따라 위치 측정이 이루어지도록 한다. 즉, 송신 광원들로부터 수신되는 위치 정보의 개수에 따라 처리 방법을 결정하는데, 예를 들어, 수신된 위치 정보가 1개인 경우, 이미지 센서의 중심점과 수신된 1개의 정밀 위치 정보, 그리고 이미지 센서상에 결상된 송신 광원의 위치를 토대로 위치를 측정한다. In addition, the position measuring apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may further include a processing method determination unit 160, as shown in FIG. The processing method determiner 160 performs location measurement according to different methods based on the number of received location information. That is, the processing method is determined according to the number of position information received from the transmission light sources. For example, when the received position information is one, the center point of the image sensor, the received precision position information, and the image sensor The position is measured based on the position of the transmitting light source formed at.

반면 위치 정보가 2개 이상인 경우에는 이미지 센서의 중심점을 사용하지 않고 위치 측정을 수행한다. 즉, 수신된 정밀 위치 정보들, 이미지 센서상에 결상된 송신 광원의 위치들을 토대로 위치를 측정한다. On the other hand, if there is more than one location information, the location measurement is performed without using the center point of the image sensor. That is, the position is measured based on the received precision position information and the positions of the transmission light source formed on the image sensor.

이미지 센서의 중심점을 사용하지 않고 위치 측정을 수행하는 방법을 "제1 방법"이라고 명명하고, 이미지 센서의 중심점을 사용하여 위치 측정을 수행하는 방법을 "제2 방법"이라고 명명한다. The method of performing the position measurement without using the center point of the image sensor is called "first method", and the method of performing the position measurement using the center point of the image sensor is called "second method".

제2 방법에 따라 위치 측정이 이루어지는 경우, 처리 방법 판단부(160)는 미리 설정되어 있는 이미지 센서의 중심점에 대한 좌표 정보를 가상 광원 거리 측정부(130)로 제공하여, 이미지 센서의 중심점과 이미지 센서에 결상된 송신 광원의 위치를 토대로 가상 광원 거리를 산출하도록 한다. 이후, 산출된 가상 광원 거리를 토대로 송신 광원의 정밀 위치 정보에 따른 실제 위치와 측정하고자 하는 위치 사이의 거리인 실제 광원거리를 측정하며, 이 경우 가상 거리를 실제 거리로 환산하는 처리가 이루어질 수 있다. 환산 처리시에 단위 가상 거리를 이용한 환산 처리가 이루어지거나 이미 생성되어 있는 별도의 거리 환산표를 이용할 수도 있다. When the position measurement is performed according to the second method, the processing method determination unit 160 provides the virtual light source distance measuring unit 130 with coordinate information about the center point of the image sensor, which is set in advance, and the center point and the image of the image sensor. The virtual light source distance is calculated based on the position of the transmitting light source formed in the sensor. Thereafter, the actual light source distance, which is a distance between the actual position according to the precise position information of the transmission light source and the position to be measured, is measured based on the calculated virtual light source distance, and in this case, a process of converting the virtual distance into the actual distance may be performed. . In the conversion process, a conversion process using a unit virtual distance may be performed, or a separate distance conversion table may be used.

다음에는 위에 기술된 바와 같은 구조를 토대로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 위치 측정 방법에 대하여 설명한다. Next, a position measuring method according to another embodiment of the present invention will be described based on the structure as described above.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 위치 측정 방법의 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a position measuring method according to another embodiment of the present invention.

위치 측정 장치(100)는 위치 측정을 하기 전에 먼저 기울기 측정이 가능한지를 판단한다(S300). The position measuring apparatus 100 first determines whether the tilt measurement is possible before performing the position measurement (S300).

기울기 측정이 가능하지 않은 경우에는 측정되는 위치에 대한 오차를 최소화하기 위하여, 가능한 이미지 센서가 수평을 유지할 수 있도록 안내하는 경고 메시지를 출력할 수 있다(S310). If the tilt measurement is not possible, in order to minimize the error of the measured position, a warning message may be output to guide the image sensor to maintain the level (S310).

위치 측정 장치(100)는 가시광 무선 통신 장치(1)의 송신 광원(L)으로부터 송신되는 광신호를 포함하는 이미지를 촬상하고, 촬상된 이미지에 대한 이미지 프로세싱을 수행하여 송신 광원(L)으로부터 송신된 정밀 위치 정보를 획득한다(S320).The position measuring device 100 captures an image including an optical signal transmitted from the transmission light source L of the visible light wireless communication device 1, and performs image processing on the captured image to transmit from the transmission light source L. Obtained accurate position information (S320).

위치 측정 장치(100)는 이러한 과정을 통하여 획득한 정밀 위치 정보가 2개 이상인지를 판단하고(S330), 정밀 위치 정보가 2개 이상인 경우에는 획득한 정밀 위치 정보를 토대로 제1 방법에 따라 위치 측정을 수행한다(S340). The position measuring apparatus 100 determines whether there are two or more precision position information acquired through this process (S330), and when the two or more precision position information are obtained, the position measuring apparatus 100 performs the position according to the first method. Measurement is performed (S340).

제1 방법에 따라 위치 측정을 하는 경우, 위치 측정 장치(100)는, 수신된 송신 광원들의 정밀 위치 정보를 토대로 X축, Y축 각각에 대한 실제 광원 거리를 산출하며(S350), 이미지 센서에 의하여 촬상된 이미지로부터 X축, Y축 각각에 가상 광원 거리를 산출한다(S360). 그리고 위치 측정 장치(100)가 장착된 휴대 단말의 움직임에 의하여 기울어짐이 발생하면 이미지 센서(111)의 상태가 변경되므로, 이러한 이미지 센서(111)의 축, Y축 각각에 대한 기울기를 측정한다(S370, S380). 이 경우에도 기울기 측정이 불가능한 경우에는 위에 기술된 바와 같이, 오차 발생을 최소화기 위하여 수평 상태를 유지하기 위한 경고 메시지를 출력할 수 있다(S390). In the case of performing the position measurement according to the first method, the position measuring apparatus 100 calculates an actual light source distance for each of the X and Y axes based on the precise position information of the received transmission light sources (S350). The virtual light source distance is calculated on each of the X and Y axes from the captured image (S360). When the inclination occurs due to the movement of the mobile terminal equipped with the position measuring device 100, the state of the image sensor 111 is changed, and thus the inclination of each of the axis and the Y axis of the image sensor 111 is measured. (S370, S380). In this case, when tilt measurement is not possible, as described above, a warning message for maintaining a horizontal state may be output in order to minimize the occurrence of an error (S390).

이후, 측정된 축, Y축 각각에 대한 실제 광원 거리, 가상 광원 거리, 기울기를 토대로 측정하고자 하는 위치에 대응하는 이미지 센서에 대한 실제 거리를 도 5에서와 같이, 측정한다(S400). Thereafter, the actual distance to the image sensor corresponding to the position to be measured is measured as shown in FIG. 5 based on the measured light source, the actual light source distance, the virtual light source distance, and the slope of each of the Y axes (S400).

이와 같이 획득한 X축, Y축별 이미지 센서에 대한 실제 거리(제1 거리(d1), 제2 거리(d2))와 송신 광원들의 정밀 위치 정보를 토대로 휴대 단말의 위치를 측정한다. The position of the mobile terminal is measured based on the actual distances (first distance d1, second distance d2) and the precise position information of the transmission light sources with respect to the X and Y axis image sensors obtained as described above.

본 발명의 실시 예에서 보다 정밀한 위치 측정을 위하여, X축, Y축 각각에 대한 이미지 센서의 실제 거리가 환산된 거리인지를 판단한다(S410). 즉, 이미지 센서 상에서의 화소 거리를 토대로 한 가상 거리를 이용하여 실제 거리가 산출됨으로써, 가상 거리를 이용하면서 발생된 오차를 보상하기 위한 거리 환산이 필요할 수 있다. 여기서, 측정된 실제 거리에 대한 환산 처리가 이루어지지 않은 경우에, 위치 측정 장치(100)는 측정된 실제 거리에 대한 환산 처리를 수행한다(S420). 예를 들어, 가상 거리가 15 화소 거리인 경우에 환산 처리 과정에 의하여 실제 1m 거리로 환산될 수 있다. 이러한 환산 처리 과정시에 위에서 살펴본 수학식 3에 따른 단위 가상 거리가 사용될 수 있으며, 또는 미리 설정된 가상/실제 거리 환산표를 이용하여 환산 처리를 수행할 수도 있다. 이러한 환산 처리 과정은 선택적으로 수행될 수 있다. In an embodiment of the present invention, for more accurate position measurement, it is determined whether the actual distance of the image sensor with respect to each of the X-axis and the Y-axis is converted distance (S410). That is, since the actual distance is calculated using the virtual distance based on the pixel distance on the image sensor, distance conversion may be necessary to compensate for an error generated while using the virtual distance. Here, when the conversion process for the measured actual distance is not performed, the position measuring device 100 performs the conversion process for the measured actual distance (S420). For example, when the virtual distance is 15 pixels, it may be converted into an actual 1m distance by a conversion process. In this conversion process, the unit virtual distance according to Equation 3 described above may be used, or the conversion process may be performed using a preset virtual / real distance conversion table. This conversion process may optionally be performed.

위치 측정 장치(100)는 이와 같이 획득한 X축, Y축별 이미지 센서에 대한 실제 거리(제1 거리(d1), 제2 거리(d2))와 송신 광원들의 정밀 위치 정보를 토대로 휴대 단말의 위치를 측정한다(S430).The position measuring apparatus 100 may determine the position of the mobile terminal based on the actual distance (first distance d1, second distance d2) and the precise position information of the transmission light sources with respect to the image sensor for each of the X and Y axes. It is measured (S430).

한편, 위치 측정 장치(100)는 단계(S330)에서 수신된 정밀 위치 정보가 2개 이상이 아닌 경우에는 1개인지를 판단하고(S450), 수신된 정밀 위치 정보가 1개인 경우에는 제2 방법에 따라 위치를 측정하기로 결정한다(S460). 제2 방법에 따라 위치 측정을 하는 경우에는 수신된 송신 광원에 대한 정밀 위치 정보가 하나이기 때문에, 미리 주어지는 이미지 센서에 대한 중심점 좌표를 토대로 위치 측정을 수행한다. 이미지 센서의 중심점 좌표는 미리 설정된 좌표이다. 미리 주어진 이미지 센서의 중심점 좌표와 이미지 센서상에 결상된 하나의 송신 광원의 위치를 토대로 가상 광원 거리를 측정하고(S460), 측정된 가상 광원 거리를 토대로 위에 기술된 바와 같이 기울기 측정이 이루어지면서 이후의 처리 과정이 수행된다. 이 경우 미리 주어진 이미지 센서의 중심점을 토대로 가상 광원 거리가 산출되고, 산출된 가상 광원 거리와 기울기를 토대로 평행 상태의 이미지 센서에 대응하는 제2 가상 광원 거리가 산출된다. 위의 제1 방법에서와 같이 제2 광원 거리를 토대로 제1 거리(d1) 및 제2 거리(d2)를 구하지 않고, 제2 가상 광원 거리를 토대로 바로 실제 광원 거리를 산출한 다음에, 이 실제 광원 거리를 토대로 하나의 송신 광원의 정밀 위치 정보로부터 휴대 단말의 실제 위치를 측정할 수 있다. 이 경우에도 가상 거리를 실제 거리로 환산하는 처리가 이루어질 수 있다. 환산 처리시에 단위 가상 거리를 이용한 환산 처리가 이루어지거나 이미 생성되어 있는 별도의 거리 환산표를 이용할 수도 있다. On the other hand, the position measuring device 100 determines whether there is one piece of precision position information received in step S330 (not more than two) (S450). It is determined to measure the position according (S460). In the case of performing the position measurement according to the second method, since there is one piece of precise position information on the received transmission light source, the position measurement is performed based on the coordinates of the center point of the image sensor. The center point coordinates of the image sensor are preset coordinates. The virtual light source distance is measured based on the coordinates of the center point of the given image sensor and the position of one transmitting light source formed on the image sensor (S460), and the tilt measurement is performed based on the measured virtual light source distance as described above. The processing of is performed. In this case, the virtual light source distance is calculated based on the center point of the given image sensor, and the second virtual light source distance corresponding to the parallel image sensor is calculated based on the calculated virtual light source distance and the slope. Instead of obtaining the first distance d1 and the second distance d2 based on the second light source distance as in the first method above, the actual light source distance is calculated directly based on the second virtual light source distance, and then this actual The actual position of the mobile terminal can be measured from the precise position information of one transmission light source based on the light source distance. Also in this case, a process of converting the virtual distance into the actual distance can be performed. In the conversion process, a conversion process using a unit virtual distance may be performed, or a separate distance conversion table may be used.

한편 위치 측정이 이루어진 다음에, 선택적으로 위치 측정을 계속하거나(S470). 위치 측정을 종료한다. Meanwhile, after the position measurement is made, the position measurement is optionally continued (S470). End position measurement.

이러한 본 발명의 실시 예에 따르면 가시광 무선 통신 장치로부터 수신된 송신 광원들의 정밀 위치 정보와 이를 토대로 하는 실제 광원 거리 그리고 이미지 센서에 결상된 송신광원들의 가상 광원 거리를 토대로, 측정하고자 하는 대상의 위치를 보다 정확하게 측정할 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present invention, the position of the object to be measured is determined based on the precise position information of the transmission light sources received from the visible light wireless communication device, the actual light source distance based thereon, and the virtual light source distance of the transmission light sources formed on the image sensor. You can measure more accurately.

한편 도 8에 따른 위치 측정 방법을 수행하는 각 단계가 수행되는 순서는 하나의 예일 뿐이며, 경우에 따라 수행되는 순서가 변경될 수 있다. Meanwhile, the order in which the steps of performing the position measuring method according to FIG. 8 are performed is only one example, and the order in which the steps are performed may be changed in some cases.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded And such an embodiment can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (15)

송신 광원을 포함하는 적어도 하나의 통신 장치로부터 제공되는 정보를 토대로 위치를 측정하는 방법에서,
이미지 센서를 이용하여 상기 송신 광원으로부터 전송되는 광신호를 포함하는 이미지를 촬상하여 송신 광원에 대한 위치를 나타내는 정밀 위치 정보를 획득하는 단계;
상기 정밀 위치 정보를 토대로 송신 광원들 사이의 실제 광원 거리를 산출하는 단계;
상기 촬상된 이미지로부터 상기 이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들에 대한 가상 광원 거리를 산출하는 단계;
상기 이미지 센서의 기울기를 측정하는 단계; 및
상기 실제 광원 거리, 가상 광원 거리, 기울기, 그리고 정밀 위치 정보를 토대로 위치를 측정하는 단계
를 포함하는 위치 측정 방법.
In a method for measuring position based on information provided from at least one communication device comprising a transmission light source,
Capturing an image including an optical signal transmitted from the transmission light source using an image sensor to obtain precise position information indicating a position with respect to the transmission light source;
Calculating an actual light source distance between transmission light sources based on the precise position information;
Calculating a virtual light source distance for transmission light sources formed on the image sensor from the captured image;
Measuring a tilt of the image sensor; And
Measuring a position based on the actual light source distance, the virtual light source distance, the slope, and the precise position information;
Position measuring method comprising a.
제1항에 있어서
상기 위치를 측정하는 단계는
상기 이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들에 대한 가상 광원 거리인 제1 가상 광원 거리와, 상기 기울기를 토대로 상기 이미지 센서가 평행 상태에 있는 것에 대응하는 제2 가상 광원 거리를 산출하는 단계; 및
상기 제2 가상 광원 거리와 상기 실제 광원 거리 그리고 수신된 각 송신 광원에 대한 정밀 위치 정보를 토대로 위치를 산출하는 단계
를 포함하는, 위치 측정 방법.
The method of claim 1
Measuring the position
Calculating a first virtual light source distance, which is a virtual light source distance for transmission light sources formed on the image sensor, and a second virtual light source distance corresponding to the image sensor being in parallel, based on the inclination; And
Calculating a position based on the second virtual light source distance, the actual light source distance, and the precise position information for each transmitted light source;
Including, position measuring method.
제2항에 있어서
상기 위치를 산출하는 단계는
상기 제2 가상 광원 거리를 토대로, 상기 이미지 센서의 중심점으로부터 상기 이미지 센서 상에 결상된 하나의 송신 광원까지의 제1 가상 거리를 산출하는 단계;
상기 제2 가상 광원 거리를 토대로, 상기 이미지 센서의 중심점으로부터 상기 이미지 센서 상에 결상된 다른 송신 광원까지의 제2 가상 거리를 산출하는 단계; 및
상기 제1 가상 거리, 제2 가상 거리, 실제 송신 광원 거리, 그리고 상기 정밀 위치 정보를 토대로 위치를 산출하는 단계
를 포함하는, 위치 측정 방법.
The method of claim 2
The step of calculating the position
Calculating a first virtual distance from a center point of the image sensor to one transmission light source formed on the image sensor based on the second virtual light source distance;
Calculating a second virtual distance from a center point of the image sensor to another transmission light source formed on the image sensor based on the second virtual light source distance; And
Calculating a position based on the first virtual distance, the second virtual distance, the actual transmission light source distance, and the precise position information;
Including, position measuring method.
제3항에 있어서
상기 위치를 산출하는 단계는
상기 제1 가상 거리와 제2 가상 거리가,
상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 송신 광원의 위치에서 측정하고자 하는 위치까지의 거리인 제1 거리와, 상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 다른 송신 광원의 위치에서 상기 측정하고자 하는 위치까지의 거리인 제2 거리와 비례하는 것을 토대로, 상기 위치를 산출하는 위치 측정 방법.
The method of claim 3, wherein
The step of calculating the position
The first virtual distance and the second virtual distance,
A first distance, which is a distance from a position of a transmission light source based on the precision position information to a position to be measured, and a second distance, which is a distance from a position of another transmission light source based on the precision position information, to the position to be measured And calculating the position based on the ratio proportional to the.
제4항에 있어서
상기 위치를 산출하는 단계는
d1 = (d1 + d2) × sd1 / (sd1 + sd2)의 조건(여기서, d1은 상기 제1 거리를 나타내고, d2는 상기 제2 거리를 나타내며, sd1은 상기 제1 가상 거리를 나타내고, sd2는 상기 제2 가상 거리를 나타냄.)을 토대로, 상기 제1 거리를 산출하는 단계; 및
상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 하나의 송신 광원의 위치와 상기 제1 거리를 토대로 위치를 산출하는 단계
를 포함하는, 위치 측정 방법.
The method of claim 4
The step of calculating the position
d1 = (d1 + d2) x sd1 / (sd1 + sd2), where d1 represents the first distance, d2 represents the second distance, sd1 represents the first virtual distance, and sd2 represents Calculating the first distance based on the second virtual distance; And
Calculating a position based on the position of one transmission light source based on the precise position information and the first distance;
Including, position measuring method.
제5항에 있어서
상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 하나의 송신 광원의 위치가 X축 상에서의 좌표인 x1인 경우, 상기 측정하고자 하는 위치의 좌표는 x1+제1 거리에 대응하는 좌표인, 위치 측정 방법.
The method of claim 5
If the position of one transmission light source based on the precise position information is x1, which is the coordinate on the X axis, the coordinate of the position to be measured is a coordinate corresponding to x1 + first distance.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서
X축과, Y축을 이용한 2차원 평면에서 위치를 측정하는 경우, 상기 정밀 위치 정보는 X축과, Y축에 대한 각각의 좌표를 포함하고,
상기 X축 및 Y축에 대하여 각각,
상기 정밀 위치 정보를 획득하는 단계, 상기 실제 광원 거리를 산출하는 단계, 상기 가상 광원 거리를 산출하는 단계, 상기 기울기를 측정하는 단계, 및 상기 위치를 측정하는 단계를 수행하여, 상기 측정하고자 하는 위치의 X축 좌표 및 Y축 좌표를 구하는, 위치 측정 방법.
The method according to any one of claims 1 to 6
In the case of measuring a position in a two-dimensional plane using an X axis and a Y axis, the precise position information includes an X axis and respective coordinates with respect to the Y axis.
Respectively for the X and Y axes,
Acquiring the precision position information, calculating the actual light source distance, calculating the virtual light source distance, measuring the inclination, and measuring the position to perform the measurement. A method of measuring the position, to find the x-axis and y-axis coordinates of.
송신 광원을 포함하는 적어도 하나의 통신 장치로부터 제공되는 정보를 토대로 위치를 측정하는 방법에서,
이미지 센서를 이용하여 상기 송신 광원으로부터 전송되는 광신호를 포함하는 이미지를 촬상하여 송신 광원에 대한 위치를 나타내는 정밀 위치 정보--상기 정밀 위치 정보는 X축과 Y축을 이용한 2차원 평면상에서 X축과, Y축에 대한 각각의 좌표를 포함함--를 획득하는 단계;
수신된 정밀 위치 정보가 적어도 2개 이상의 송신 광원들로부터 각각 수신된 경우, 상기 정밀 위치 정보를 토대로 X축 및 Y축별로 송신 광원들 사이의 실제 광원 거리를 산출하는 단계;
상기 촬상된 이미지로부터 X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들에 대한 가상 광원 거리를 산출하는 단계;
X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서의 기울기를 측정하는 단계;
상기 가상 광원 거리와 상기 기울기를 토대로 상기 이미지 센서가 평행 상태에 있는 것에 대응하는 X축 및 Y축별 평행 가상 광원 거리를 산출하는 단계; 및
상기 측정된 상기 실제 광원 거리, 평행 가상 광원 거리, 기울기, 그리고 정밀 위치 정보를 토대로, 측정하고자 하는 대상의 X축 및 Y축 상의 위치를 측정하는 단계
를 포함하는 위치 측정 방법.
In a method for measuring position based on information provided from at least one communication device comprising a transmission light source,
Precise position information indicating a position with respect to a transmission light source by capturing an image including an optical signal transmitted from the transmission light source using an image sensor--the precision position information is represented by the X axis and the X axis on a two-dimensional plane using the X and Y axes. , Each coordinate with respect to the Y-axis;
Calculating the actual light source distance between the transmission light sources for each of the X and Y axes based on the precision position information when the received precision position information is received from at least two transmission light sources, respectively;
Calculating a virtual light source distance for transmission light sources formed on the image sensor for each of X and Y axes from the captured image;
Measuring an inclination of the image sensor for each of X and Y axes;
Calculating a parallel virtual light source distance for each X-axis and Y-axis corresponding to the image sensor being in a parallel state based on the virtual light source distance and the inclination; And
Measuring positions on the X and Y axes of the object to be measured based on the measured actual light source distance, parallel virtual light source distance, slope, and precise position information;
Position measuring method comprising a.
제8항에 있어서
상기 위치를 측정하는 단계는
상기 평행 가상 광원 거리를 토대로, X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서의 중심점으로부터 상기 이미지 센서 상에 결상된 하나의 송신 광원까지의 제1 가상 거리를 산출하는 단계;
상기 평행 가상 광원 거리를 토대로, X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서의 중심점으로부터 상기 이미지 센서 상에 결상된 다른 송신 광원까지의 제2 가상 거리를 산출하는 단계;
상기 제1 가상 거리와 제2 가상 거리를 토대로, X축 및 Y축별로 상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 송신 광원의 위치에서 측정하고자 하는 위치까지의 거리인 제1 거리와, 상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 다른 송신 광원의 위치에서 상기 측정하고자 하는 위치까지의 거리인 제2 거리를 산출하는 단계; 및
상기 X축 및 Y축별로 상기 제1 거리, 제2 거리 그리고 송신 광원들에 대한 정밀 위치 정보를 토대로 상기 대상의 위치를 측정하는 단계
를 포함하는, 위치 측정 방법.
The method of claim 8, wherein
Measuring the position
Calculating a first virtual distance from a center point of the image sensor to one transmission light source formed on the image sensor for each of X and Y axes based on the parallel virtual light source distance;
Calculating a second virtual distance from the center point of the image sensor to another transmission light source formed on the image sensor for each of X and Y axes based on the parallel virtual light source distance;
Based on the first virtual distance and the second virtual distance, based on the first position and the position to be measured from the position of the transmission light source based on the precision position information for each X-axis and Y-axis based on the precision position information Calculating a second distance, which is a distance from a position of another transmission light source to the position to be measured; And
Measuring the position of the object based on the first distance, the second distance, and precise position information on transmission light sources for each of the X and Y axes;
Including, position measuring method.
제9항에 있어서
상기 제1 거리, 제2 거리를 실제의 거리로 환산 처리하는 단계를 더 포함하고,
상기 위치를 측정하는 단계는 상기 환산 처리된 제1 및 제2 거리를 사용하여 위치를 측정하는, 위치 측정 방법.
The method of claim 9
Converting the first distance and the second distance into an actual distance;
The measuring of the position may include measuring the position using the converted first and second distances.
송신 광원을 포함하는 적어도 하나의 통신 장치로부터 제공되는 정보를 토대로 위치를 측정하는 장치에서,
이미지 센서를 이용하여 상기 송신 광원으로부터 전송되는 광신호를 포함하는 이미지를 촬상하여 송신 광원에 대한 위치를 나타내는 정밀 위치 정보--상기 정밀 위치 정보는 X축과 Y축을 이용한 2차원 평면상에서 X축과, Y축에 대한 각각의 좌표를 포함함--를 획득하는 위치 정보 수신부;
상기 정밀 위치 정보를 토대로 X축 및 Y축별로 송신 광원들 사이의 실제 광원 거리를 산출하는 실제 광원 거리 측정부;
상기 촬상된 이미지로부터 X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서 상에 결상된 송신 광원들에 대한 가상 광원 거리를 산출하는 가상 광원 거리 측정부;
X축 및 Y축별로 상기 이미지 센서의 기울기를 측정하는 기울기 측정부; 및
X축 및 Y축별로 측정된 상기 실제 광원 거리, 가상 광원 거리, 기울기, 그리고 정밀 위치 정보를 토대로, 측정하고자 하는 대상의 X축 및 Y축 상의 위치를 측정하는 위치 정보 처리부
를 포함하는 위치 측정 장치.
In an apparatus for measuring position based on information provided from at least one communication device comprising a transmission light source,
Precise position information indicating a position with respect to a transmission light source by capturing an image including an optical signal transmitted from the transmission light source using an image sensor--the precision position information is represented by the X axis and the X axis on a two-dimensional plane using the X and Y axes. A location information receiver for obtaining each coordinate of the Y axis;
An actual light source distance measuring unit configured to calculate an actual light source distance between transmission light sources for each of X and Y axes based on the precise position information;
A virtual light source distance measuring unit configured to calculate a virtual light source distance for transmission light sources formed on the image sensor for each of the X and Y axes from the captured image;
An inclination measuring unit measuring an inclination of the image sensor for each of X and Y axes; And
Position information processing unit for measuring the position on the X-axis and Y-axis of the object to be measured, based on the actual light source distance, virtual light source distance, slope, and precise position information measured for each X axis and Y axis
Position measuring device comprising a.
제11항에 있어서,
상기 위치 정보 처리부는
상기 가상 광원 거리와 상기 기울기를 토대로 상기 이미지 센서가 평행 상태에 있는 것에 대응하는 X축 및 Y축별 평행 가상 광원 거리를 산출하고, 상기 평행 가상 광원 거리를 토대로 X축 및 Y축별로 상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 송신 광원의 위치에서 측정하고자 하는 위치까지의 거리인 제1 거리와, 상기 정밀 위치 정보를 토대로 한 다른 송신 광원의 위치에서 상기 측정하고자 하는 위치까지의 거리인 제2 거리를 산출하는 거리 측정 모듈; 및
상기 X축 및 Y축별로 상기 제1 거리, 제2 거리 그리고 송신 광원들에 대한 정밀 위치 정보를 토대로 상기 대상의 위치를 산출하는 위치 산출 모듈
을 포함하는, 위치 측정 장치.
The method of claim 11,
The location information processing unit
Calculating a parallel virtual light source distance for each of the X and Y axes corresponding to the image sensor being in a parallel state based on the virtual light source distance and the inclination; and the precision position information for each of the X and Y axes based on the parallel virtual light source distance. A distance for calculating a first distance, which is a distance from a position of a transmission light source based on a distance to a position to be measured, and a second distance, which is a distance from a position of another transmission light source based on the precision position information, to the position to be measured. A measurement module; And
Position calculation module for calculating the position of the object based on the first distance, the second distance and the precise position information for the transmission light sources for each of the X axis and Y axis
Comprising a position measuring device.
제12항에 있어서,
상기 거리 측정 모듈은,
상기 평행 가상 광원 거리를 토대로 산출되는, 상기 이미지 센서의 중심점으로부터 상기 이미지 센서 상에 결상된 하나의 송신 광원까지의 제1 가상 거리, 상기 이미지 센서의 중심점으로부터 상기 이미지 센서 상에 결상된 다른 하나의 송신 광원까지의 제2 가상 거리가, 상기 제1 거리 및 제2 거리와 비례하는 것을 토대로, 상기 위치를 산출하는 위치 측정 장치.
The method of claim 12,
The distance measuring module,
A first virtual distance from the center point of the image sensor to one transmitting light source formed on the image sensor, the other image formed on the image sensor from the center point of the image sensor, calculated based on the parallel virtual light source distance The position measuring apparatus which calculates the said position based on the 2nd virtual distance to a transmission light source being proportional to the said 1st distance and a 2nd distance.
제12항에 있어서,
상기 위치 정보 처리부는,
상기 제1 거리, 제2 거리를 실제의 거리로 환산 처리하는 거리 환산 모듈을 더 포함하는, 위치 측정 장치.
The method of claim 12,
The location information processing unit,
And a distance conversion module for converting the first distance and the second distance into an actual distance.
제11항에 있어서,
상기 수신되는 정밀 위치 정보의 개수에 따라 제1 방법 및 제2 방법 중 하나의 방법을 선택하는 처리 방법 선택부
를 더 포함하고,
상기 제1 방법은 수신되는 정밀 위치 정보를 토대로 위치를 측정하고, 상기 제2 방법은 수신되는 정밀 위치 정보와 미리 주어지는 이미지 센서의 중심점을 이용하여 위치를 측정하는, 위치 측정 장치.

The method of claim 11,
A processing method selection unit which selects one of a first method and a second method according to the number of received precision position information
Further comprising:
And the first method measures a position based on the received precision position information, and the second method measures the position using the received precision position information and a center point of a given image sensor.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180026131A (en) * 2016-09-02 2018-03-12 케이와이이앤아이 주식회사 Positioning device, positioning system using optical signal and method thereof
KR20190067001A (en) * 2017-12-06 2019-06-14 서울과학기술대학교 산학협력단 System for indoor positioning using ir led and thereof method
CN113132006A (en) * 2021-04-23 2021-07-16 湖南大学 High-precision visible light positioning method for moving vehicle based on image sensor

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