KR20130142354A - 위치 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 물체의 위치를 검출하는 위치 검출 장치는 서로 인접하게 배치된 복수의 센서들을 포함하는 센서부와 상기 각 센서들의 송신 신호에 대한 반사 신호를 이용하여, 비행시간 값들을 산출하는 비행시간 산출부 및 상기 계산된 비행시간 값들을 기초로 상기 물체의 좌표를 산출하는 좌표 산출부를 포함한다.

Description

위치 검출 장치 및 그 방법{LOCATION DETECTING DEVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 위치 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물체의 위치를 복수의 센서를 이용하여 정확하게 검출할 수 있는 위치 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
거리 측정은 측정 대상 물체의 길이, 폭, 넓이 등의 치수를 계량화하기 위한 기본적인 방법으로, 일상 생활은 물론 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다. 과학 기술이 발전함에 따라 측정에 대한 개념과 요건도 아울러 변천하고 진보를 거듭하고 있는데, 두드러진 것은 측정 정밀도와 측정 속도의 향상으로 생산 제품이 소형화, 정밀화되고, 제품의 생산 속도가 급속하게 높아지고 있다.
일반적으로 물체의 거리 측정에는 초음파 센서가 많이 사용되고 있다.
초음파 센서란, 사람의 귀에 들리지 않을 정도로 높은 주파수(약 20 KHz 이상)의 소리인 초음파가 가지고 있는 특성을 이용한 센서이다. 초음파는 기체, 액체, 고체 즉, 매체에 상관없이 이용 될 수 있다. 또한, 초음파는 주파수가 높고, 파장이 짧기 때문에 높은 분해력을 계측할 수 있는 특징이 있다. 초음파 센서에 이용되는 파장은 매체의 음속과 음파의 주파수에 따라 결정되고, 바다 속의 어군탐지기나 소나에서는 1 내지 100mm, 금속 탐상 등에서는 0.5 내지 15mm, 기체 속에서는 5 내지 35mm 정도이다.
초음파 센서는 초음파를 송신하는 송신소자와 수신하는 수신소자가 동일하고, 초음파 센서의 재료로는 자기변형 재료(예를 들면, 페라이트)나 전압, 전기 변형재료(로셸염, 티탄산 바륨 등)가 이용되고 있다.
초음파 센서는 주로 물체의 거리를 측정하는데 사용된다. 즉, 초음파 센서는 일정한 시간 간격을 둔 짧은 파장의 고주파 신호를 외부로 방사한다. 방사된 신호는 대기 안에서 소리의 속도로 전파되어 목표 대상 물체에 도달한다. 초음파 센서는 방사된 신호가 목표 대상 물체에 부딪혀 돌아온 반향 신호를 수신하기까지 걸리는 시간을 이용하여 기준점으로부터 목표 대상 물체까지의 거리를 산출한다.
그러나, 종래의 위치 검출 장치는 초음파 센서의 지향각 범위 내 임의의 위치에 물체가 위치하는 것에 대한 판단할 수 있을 뿐, 기준점으로부터 물체의 정확한 위치를 검출하는데 어려움이 있었다.
본 발명은 복수의 센서를 이용하여 물체의 정확한 위치 및 각도를 검출할 수 있는 위치 검출 장치 및 그 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 복수의 센서 사이의 비행시간을 통해 물체의 정확한 위치 및 각도를 검출하여 사용자로 하여금 전방에 위치한 장애물을 쉽게 피할 수 있도록 하는 위치 검출 장치 및 그 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 물체의 위치를 검출하는 위치 검출 장치는 서로 인접하게 배치된 복수의 센서들을 포함하는 센서부와 상기 각 센서들의 송신 신호에 대한 반사 신호를 이용하여, 비행시간 값들을 산출하는 비행시간 산출부 및 상기 계산된 비행시간 값들을 기초로 상기 물체의 좌표를 산출하는 좌표 산출부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복수의 초음파 센서들을 포함하는 위치 검출 장치의 위치 검출 방법은 상기 각 센서들을 통해 물체에 송신 신호를 전송하는 단계와 상기 송신 신호에 대한 반사 신호를 이용하여 비행시간 값들을 산출하는 단계 및 상기 산출된 비행시간 값들을 기초로 상기 물체의 좌표를 산출하는 단계를 포함한다.
한편, 상기 위치 검출 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 복수의 센서를 이용하여 물체의 정확한 위치 및 각도를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 복수의 센서 사이의 비행시간을 통해 물체의 정확한 위치 및 각도를 검출하여 사용자로 하여금 전방에 위치한 장애물을 쉽게 피할 수 있도록 한다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)의 위치 검출 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)에 포함된 6개의 초음파 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 각 초음파 센서에서 송신하는 송신 신호 및 수신한 반사 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 6개의 초음파 센서를 이용하여 산출된 비행시간을 정리해놓은 표를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 비행시간을 이용하여, 물체의 위치를 검출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 초음파 센서 간 신호를 송수신하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 로컬 좌표를 글로벌 좌표로 변환하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)를 사용하여 물체의 위치를 검출하는 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)의 활용 예를 보여주는 도면이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 위치 검출 장치(100)는 센서부(110), 비행시간 산출부(120), 좌표 산출부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다.
센서부(110)는 외부로 송신 신호를 전송하고, 전송된 송신 신호가 물체에 부딪혀서 반사되는 반사 신호를 수신할 수 있다.
센서부(110)는 복수의 센서들을 포함할 수 있고, 각 센서는 초음파 센서일 수 있다. 이하에서, 복수의 센서는 초음파 센서임을 가정하여 설명한다.
비행시간 산출부(120)는 상기 반사 신호를 이용하여 비행시간을 산출할 수 있다.
비행시간 산출부(120)는 비행시간 계산부(121) 및 비행시간 보정부(123)를 포함할 수 있다.
비행시간 계산부(121)는 각 초음파 센서가 수신한 반사 신호를 통해 비행시간을 계산할 수 있다. 비행시간은 초음파 센서에서 송신한 송신 신호가 물체에 부딪혀서 반사되는 반사 신호를 수신하기까지 걸리는 시간의 반일 수 있다.
비행시간 보정부(123)는 계산된 비행시간 중 미인식 비행시간이 있는지를 확인할 수 있다. 비행시간 보정부(123)는 송신 신호를 전송하는 하나의 초음파 센서를 기준으로 자신의 초음파 센서 및 다른 초음파 센서가 수신한 반사 신호를 통해 계산된 비행시간 중 미인식 비행시간이 있는 경우, 비행시간을 평균화시키는 보정을 할 수 있다.
좌표 산출부(130)는 비행시간 산출부(120)가 산출한 비행시간 값들을 기초로 물체의 좌표를 산출할 수 있다.
좌표 산출부(130)는 좌표 계산부(131), 좌표 보정부(133) 및 좌표 변환부(135)를 포함할 수 있다.
좌표 계산부(131)는 보정된 비행시간을 이용하여, 임시 로컬 좌표를 산출할 수 있다.
좌표 보정부(133)는 산출된 임시 로컬 좌표를 통해 불연속 교점이 발생하는지를 확인할 수 있고, 불연속 교점이 발생한 경우, 평균화 중첩 과정을 수행하여, 산출된 임시 로컬 좌표를 보정할 수 있다.
좌표 변환부(135)는 보정된 임시 로컬 좌표를 글로벌 좌표로 변환할 수 있다.
디스플레이부(140)는 변환된 글로벌 좌표를 표시할 수 있다.
디스플레이부(140)는 PDP, LCD, OLED, 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등을 이용할 수 있으며, 또는 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다.
위치 검출 장치(100)의 각 구성요소들에 대한 보다 상세한 설명은 이하에서 후술한다.
다음으로 도 2 내지 도 8을 참조하여, 물체의 위치를 검출하는 위치 검출 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)의 위치 검출 방법을 도 1에서 설명한 내용과 결부시켜 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)의 위치 검출 방법에 대한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)에 포함된 6개의 초음파 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 각 초음파 센서에서 송신하는 송신 신호 및 수신한 반사 신호를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 6개의 초음파 센서를 이용하여 산출된 비행시간을 정리해놓은 표를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 비행시간을 이용하여, 물체의 위치를 검출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 초음파 센서 간 신호를 송수신하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 로컬 좌표를 글로벌 좌표로 변환하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 센서부(110)는 송신 신호를 전송한다(S101). 센서부(110)는 복수의 센서들을 포함할 수 있고, 복수의 센서들은 초음파 센서일 수 있다. 복수의 초음파 센서들은 일정한 간격을 가지고 서로 인접하게 배치될 수 있다. 센서부(110)는 6개의 초음파 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
각 초음파 센서는 38 내지 42KHz의 주파수 신호를 생성하는 발진기를 포함할 수 있고, 외부 트리거 펄스로 발진기를 구동시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 6개의 초음파 센서는 기준점을 중심으로 기준점과 동일한 거리만큼 떨어져 있으면서, 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
각 초음파 센서는 일정 주기로 초음파 신호를 송신할 수 있다. 각 초음파 센서는 동시 또는 순차적으로 초음파 신호를 송신할 수 있다.
도 4의 가장 위에 위치한 그래프를 살펴보면, 초음파 센서가 50ms의 간격으로 초음파 신호를 외부로 송신할 때, 파형을 보여주고 있고, 아래의 왼쪽 그래프는 초음파 센서가 송신 신호에 대한 반사 신호를 수신한 경우의 파형을 보여주고 있고, 아래의 오른쪽 그래프는 송신 신호의 주파수 대역을 알 수 있는 파형을 보여주고 있다.
다시 도 2를 설명하면, 센서부(110)는 송신된 초음파 신호가 전방에 위치한 물체에 부딪혀 반사된 반사 신호를 수신한다(S103). 센서부(110)의 각 초음파 센서는 자신이 송신한 송신 신호가 전방에 위치한 물체에 부딪혀서 반사되는 반사 신호를 수신할 수 있다.
또한, 각 초음파 센서는 다른 초음파 센서가 송신한 초음파 신호가 전방에 위치한 물체에 부딪혀 반사되는 반사 신호도 수신할 수 있다.
비행시간(TOF: Time Of Flight) 계산부는 반사 신호를 수신하여, 비행시간을 계산한다(S105). 비행시간은 초음파 센서에서 송신한 송신 신호가 물체에 부딪혀서 반사되는 반사 신호를 수신하기까지 걸리는 시간의 반일 수 있다.
비행시간은 센서부(110)에 포함된 초음파 센서의 개수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서부(110)가 1번부터 6번까지 6개의 초음파 센서를 포함하는 경우, 비행시간은 총 36개가 산출될 수 있다. 즉, 1번 초음파 센서는 자신의 송신 신호에 대한 반사 신호 및 나머지 2번부터 5번 초음파 센서의 송신 신호에 대한 반사 신호를 수신할 수 있으므로, 1번 초음파 센서와 관련한 비행시간은 6개가 산출될 수 있다. 마찬가지로, 나머지 5개의 초음파 센서도 이와 같은 원리에 의해 각 6개의 비행시간이 산출되어 총 36개의 비행시간이 산출될 수 있다.
도 5를 참조하면, 가로 축의 첫 번째 행 및 세로 축의 첫 번째 열은 6개의 초음파 센서의 번호를 표시하고 있다. 또한, 세로 축의 첫 번째 열은 각 초음파 센서가 송신의 역할을 하고 있음을 나타내고, 가로 축의 첫 번째 행은 각 초음파가 수신의 역할을 하고 있음을 나타낸다. 예를 들어, 2번 초음파 센서가 송신 신호를 전송하고, 3번 초음파 센서가 2번 초음파 센서의 송신 신호에 대응한 반사 신호를 수신한 경우, 그 때까지 걸리는 비행시간은 25임을 알 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 비행시간 보정부(123)는 계산된 비행시간 중 미인식 비행시간이 존재하는지를 확인한다(S107). 미인식 비행시간은 초음파 센서가 다른 초음파 센서와 거리가 멀리 떨어져 있거나, 기타 요인에 의해 다른 초음파 센서로부터 반사 신호를 수신하지 못한 경우, 발생할 수 있는 시간일 수 있다.
도 5를 참조하면, 255로 표시된 비행시간은 미인식 비행시간을 나타낸다.
다시 도 2를 설명하면, 미인식 비행시간이 존재하는 경우, 비행시간 보정부(123)는 비행시간을 평균화시키는 보정을 수행한다(S109). 즉, 비행시간 보정부(123)는 미인식 비행시간으로 인해 발생할 수 있는 오차를 보정하기 위해 미인식 비행시간을 제외한 비행시간의 평균 값을 산출하여, 미인식 비행시간을 산출된 평균 값으로 대체할 수 있다.
도 5를 참조하면, 초음파 신호를 송신하는 5번 초음파 센서를 기준으로 255라는 미인식 비행시간이 존재한다. 즉, 1번 내지 3번 초음파 센서는 5번 초음파 센서에서 송신된 송신 신호에 대응한 반사 신호를 수신할 수 없어, 비행시간을 인식할 수 없다. 이 때, 비행시간 보정부(123)는 4번 내지 6번 초음파 센서가 수신한 반사 신호에 대한 비행시간의 평균인 23을 산출하고, 미인식 비행시간을 23으로 대체할 수 있다.
다시, 도 2를 설명하면, 좌표 계산부(131)는 비행시간 계산부(121) 또는 비행시간 보정부(123)로부터 수신한 비행시간을 이용하여, 물체의 임시 로컬 좌표를 산출한다(S111). 좌표 계산부(131)는 비행시간을 통해 로컬 좌표평면 상에서 원과 원의 교점을 이용하여 임시 로컬 좌표를 산출할 수 있다.
도 6을 참조하면, 로컬 좌표 평면에서 1번 내지 6번 초음파 센서가 타원 상에 배치되어 있다. 1번 초음파 센서에서 송신된 송신 신호가 물체를 거쳐 반사된 반사 신호가 1번 초음파 센서로 수신되기까지 걸린 시간의 반을 t1이라 하고, 2번 초음파 센서에서 송신된 송신 신호가 물체를 거쳐 반사된 반사 신호가 1번 초음파 센서에 수신되기까지 걸린 시간의 반에서 상기 t1을 뺀 시간을 t2라 하자.
그러면, 1번 초음파 센서를 중심으로 반지름이 r0인 하나의 원이 형성되고, r0는 음파의 속도(v=330m/s)와 비행시간(t1)의 곱으로 얻어질 수 있다. 또한, 2번 초음파 센서를 중심으로 반지름이 r1인 하나의 원이 형성되고, r1은 음파의 속도(v=330m/s)와 상기 t2의 곱으로 얻어질 수 있다.
제1 초음파 센서와 제2 초음파 센서의 좌표를 중심으로 형성되는 2개의 원으로 인해 2개의 교점이 발생할 수 있다. 상기 2개의 교점은 물체의 로컬 좌표를 나타낸다.
1번 초음파 센서의 좌표 및 2번 초음파 센서의 좌표는 미리 정해져 있고, 각 초음파 센서의 비행시간을 통해 각 원의 반지름을 알 수 있으므로, 원의 방정식을 얻을 수 있다. 좌표 계산부(131)는 상기 원의 방정식을 이용하여 상기 2개의 교점을 얻을 수 있다. 구체적으로, 좌표 계산부(131)는 원과 원의 교점 방정식을 이용하여 상기 2개의 교점을 얻을 수 있다.
이하에서, 2개의 교점을 구하는 과정을 설명한다.
원과 원의 교점 방정식을 이용하면, 아래의 [수학식 1]과 같이 3개의 식을 얻을 수 있다.
[수학식 1]
a = 4*(x12+y12);
b = -4*(x1*(x12+y12+r02+r12));
c = (x12+y12+r02-r12)-4*y1*r02
[수학식 1]에서 x1에 대한 2차 방정식을 풀면, 아래의 [수학식 2]와 같이 2개의 근(root1, root2)를 얻을 수 있다.
[수학식 2]
root1 =
Figure pat00001
root2=
Figure pat00002

[수학식 2]를 이용하면, 2개의 교점에 대한 로컬 좌표는 아래의 [수학식 3]과 같이 얻어질 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
idx1 < idx2는 2번 초음파 센서가 1번 초음파 센서의 우측에 위치하는 경우이고, idx1 > idx2는 2번 초음파 센서가 1번 초음파 센서의 좌측에 위치하는 경우를 의미할 수 있다.
위와 같이, 좌표 계산부(131)는 원과 원의 교점 방정식을 이용하여 물체의 임시 로컬 좌표를 산출할 수 있다.
위 예에서는 1번 초음파 센서와 2번 초음파 센서를 이용하여 임시 로컬 좌표를 산출하는 예시만을 설명하였지만, 좌표 계산부(131)는 6개의 초음파 센서 중 2개의 초음파 센서를 이용하여 상기와 같은 과정을 통해 물체의 임시 로컬 좌표를 산출할 수 있다.
도 7을 참조하면, 세 개의 초음파 센서 중 2번 초음파 센서(112)는 자신이 전송한 송신 신호에 대한 반사 신호를 수신할 수 있고, 상기 송신 신호에 대한 반사 신호가 인접한 위치에 있는 1번 초음파 센서(111) 및 3번 초음파 센서(113)에 수신될 수 있음을 보여준다. 이로 인해, 각 초음파 센서의 좌표를 중심으로 원이 형성되면, 다수 개의 교점이 발생할 수 있다. 일 실시 예에서 교점의 개수는 초음파 센서 개수의 2배일 수 있다.
다시 도 2를 설명하면, 그 후, 좌표 보정부(133)는 산출된 임시 로컬 좌표를 통해 불연속 교점 현상이 발생했는지를 확인한다(S113). 불연속 교점 현상은 두 개의 초음파 센서를 중심으로 형성되는 2개의 원 사이에 교점이 발생하지 않는 현상을 의미할 수 있다.
만약, 불연속 교점 현상이 발생한 경우, 좌표 보정부(133)는 평균화 중첩 과정을 통해 산출된 로컬 좌표를 보정할 수 있다(S115). 평균화 중첩 과정은 불연속 교점 현상이 발생한 경우, 불연속 교점 현상이 발생한 경우를 제외한 나머지 로컬 좌표들의 평균을 통해 불연속 교점 현상이 발생한 경우를 대체하는 과정을 의미할 수 있다.
그 후, 좌표 보정부(133)는 최종 로컬 좌표를 산출한다(S117).
좌표 변환부(135)는 산출된 최종 로컬 좌표를 글로벌 좌표로 변환한다(S119). 좌표 변환부(135)는 산출된 최종 로컬 좌표를 산출된 최종 로컬 좌표를 백터 값으로 입력할 수 있다. 좌표 변환부(135)는 백터 값으로 입력된 최종 로컬 좌표를 변환행렬(Translation)과 회전행렬(Rotation Matrix)을 이용하여 글로벌 좌표로 변환할 수 있다.
도 8을 참조하면, 변환행렬(Translation)과 회전행렬(Rotation Matrix)을 이용하여 최종 로컬 좌표를 글로벌 좌표로 변환하는 과정이 도시되어 있다.
디스플레이부(140)는 변환된 글로벌 좌표를 표시한다(S121). 사용자는 디스플레이부(140)를 통해 표시된 변환된 글로벌 좌표를 볼 수 있어, 전방의 어느 곳에 물체가 위치하는지를 정확하게 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)를 사용하여 물체의 위치를 검출하는 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)를 사용하여 실제 물체의 정확한 위치를 검출하는 시뮬레이션 결과가 도시되어 있다. 도 9의 시뮬레이션 결과는 6개의 초음파 센서를 사용하였고, Hokuyo Laser Scanner를 통해 시뮬레이션을 수행하였다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)의 활용 예를 보여주는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치(100)는 도 10의 (a)처럼 보행기, 도 10의 (b)처럼 쇼핑 카트, 도 10의 (c)처럼 보행 보조기에 설치되어, 전방에 위치한 장애물의 위치를 정확하게 검출할 수 있다. 이로 인해, 위치 검출 장치(100)를 사용하는 사용자는 전방에 장애물의 위치를 정확하게 확인하여, 장애물을 쉽게 피할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.
100: 위치 검출 장치
110: 센서부
120: 비행시간 계산부
130: 비행시간 보정부
140: 좌표 계산부
150: 좌표 보정부
160: 좌표 변환부
170: 디스플레이부

Claims (16)

  1. 물체의 위치를 검출하는 위치 검출 장치에 있어서,
    서로 인접하게 배치된 복수의 센서들을 포함하는 센서부;
    상기 각 센서들의 송신 신호에 대한 반사 신호를 이용하여, 비행시간 값들을 산출하는 비행시간 산출부; 및
    상기 계산된 비행시간 값들을 기초로 상기 물체의 좌표를 산출하는 좌표 산출부를 포함하는 위치 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비행시간 산출부는,
    상기 반사 신호를 이용하여 상기 비행시간 값들을 계산하는 비행시간 계산부; 및
    상기 계산된 비행시간 값들 중 미인식 비행시간 값이 존재하는 경우, 평균화 보정을 하는 비행시간 보정부를 포함하는 위치 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 평균화 보정은,
    상기 미인식 비행시간 값을 제외한 나머지 비행시간 값들의 평균 값을 산출하여, 산출된 평균 값을 상기 미인식 비행시간 값으로 대체하는 보정인 위치 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 좌표 산출부는,
    상기 산출된 비행시간 값들을 기초로, 상기 물체의 임시 로컬 좌표를 계산하는 좌표 계산부를 포함하는 위치 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 좌표 계산부는,
    상기 산출된 비행시간 값들을 기초로, 상기 각 센서의 좌표를 중심으로 하는 원들의 교점을 획득하여 상기 물체의 임시 로컬 좌표를 계산하는 위치 검출 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 좌표 산출부는,
    상기 계산된 임시 로컬 좌표를 통해 불연속 교점이 발생하는지를 확인하여, 상기 불연속 교점이 발생한 경우, 평균화 중첩 보정을 수행하는 좌표 보정부를 더 포함하는 위치 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 좌표 산출부는,
    상기 평균화 중첩 보정이 수행된 상태의 최종 로컬 좌표를 글로벌 좌표로 변환하는 좌표 변환부를 더 포함하는 위치 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 좌표 변환부는,
    상기 최종 로컬 좌표의 벡터 값을 변환행렬과 회전행렬에 적용하여 상기 글로벌 좌표로 변환하는 위치 검출 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 물체의 좌표를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 위치 검출 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 초음파 센서인 위치 검출 장치.
  11. 복수의 초음파 센서들을 포함하는 위치 검출 장치의 위치 검출 방법에 있어서,
    상기 각 센서들을 통해 물체에 송신 신호를 전송하는 단계;
    상기 송신 신호에 대한 반사 신호를 이용하여 비행시간 값들을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 비행시간 값들을 기초로 상기 물체의 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 위치 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비행시간 값들을 산출하는 단계는,
    상기 반사 신호를 이용하여 상기 비행시간 값들을 계산 하는 단계; 및
    상기 계산된 비행시간 값들 중 미인식 비행시간 값이 존재하는 경우, 평균화 보정을 하는 단계를 포함하는 위치 검출 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 물체의 좌표를 산출하는 단계는,
    상기 산출된 비행시간 값들을 기초로, 상기 각 센서의 좌표를 중심으로 하는 원들의 교점을 획득하여 상기 물체의 임시 로컬 좌표를 계산하는 단계를 포함하는 위치 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 계산된 임시 로컬 좌표를 통해 불연속 교점이 발생하는지를 확인하여, 상기 불연속 교점이 발생한 경우, 평균화 중첩 보정을 수행하는 단계를 더 포함하는 위치 검출 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 평균화 중첩 보정이 수행된 상태의 최종 로컬 좌표를 글로벌 좌표로 변환하는 단계를 더 포함하는 위치 검출 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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