KR20190007304A - 조명을 이용하여 위치를 측정하는 장치 및 방법 - Google Patents

조명을 이용하여 위치를 측정하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20190007304A
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양세훈
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주식회사 케이티
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Abstract

망 도메인별로 관리 대상 망 요소들의 구성 분포와 성격 그리고 서비스 목적성에 따라 스케일 아웃 방식으로 유연하게 확장 가능하고 분립형으로 망 관리 시스템을 운영할 수 있도록 하는 장치 및 방법이 개시된다. 일 측면에 따른, 적어도 하나 이상의 망 도메인 각각에 배치되어 각 망 도메인을 구성하는 망 요소들을 관리하는 적어도 하나 이상의 서브 망 관리 시스템을 관리하는 장치는, 망 관리 기능을 독립적으로 실행할 수 있는 적어도 한 종류 이상의 망 관리 모듈을 생성하는 생성부; 상기 적어도 하나 이상의 서브 망 관리 시스템으로 배포할 망 관리 모듈의 종류 및 개수를 결정하는 결정부; 및 상기 결정부에서 결정된 종류 및 개수에 대응하는 망 관리 모듈을 상기 적어도 하나 이상의 서브 망 관리 시스템으로 배포하는 배포부를 포함한다.

Description

조명을 이용하여 위치를 측정하는 장치 및 방법{Apparatus for measuring location using light and method thereof}
본 발명은 위치 측정의 기술로서, 보다 구체적으로, 카메라에 의해 촬영된 조명의 위치 정보 및 이미지 정보를 이용하여 사용자의 위치를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 단말에서 GPS, LTE, 와이파이, 비콘 등의 각종 무선 신호가 수신되면, 수신된 각 신호를 이용하여 이동 단말의 위치가 산출될 수 있다. 산출된 이동 단말의 위치는 사용자의 위치로 간주된다. 여기서, 이동 단말이 모든 신호의 음영 지역에 위치할 경우, 이동 단말의 위치 산출은 중단된다. 이때, 이동 단말은 보행자 추측 항법(PDR : Pedestrian Dead Reckoning) 기술을 기반으로 현재 위치를 산출할 수 있다.
예를 들면, 이동 단말을 소지한 사용자가 실내의 음영 지역으로 진입하면, 이동 단말은 무선 신호의 수신이 중단되어 무선 신호 기반의 위치 산출이 중단된다. 이때, 이동 단말은 무선 신호 기반의 좌표가 마지막으로 산출된 위치에 대해, PDR 기술을 기반으로 이동 단말의 지자기 센서, 가속도 센서 등을 통해 사용자의 스텝, 모션, 이동, 거리, 방향 등을 센싱하여 이동 단말의 현재 위치를 산출한다.
PDR 기반의 위치는 신호 기반의 사용자 위치보다 오차가 크다. 시간이 지날수록 PDR 기반의 위치는 오차가 증가할 수 있다. 따라서, PDR 기반의 위치는 오차를 줄이는 보정이 필요하다. 이때, 이동 단말이 주변의 랜드 마크를 인식하고, 인식된 랜드 마크의 위치를 이용하여 PDR 위치를 보정하면 오차를 줄일 수 있다.
여기서, 조명이 조명의 위치 좌표를 실은 광을 방출할 경우, 이동 단말은 조명을 랜드 마크로 인식하고, 조명의 광으로부터 검출된 위치 좌표를 통해 이동 단말의 현재 위치를 산출하는 것이 가능하다.
한국등록특허 10-0996180(2010.11.17)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 인식하에 창출된 것으로서, PDR 기반의 위치를 산출하는 과정에서 촬영된 조명의 이미지 및 조명으로부터 수신된 조명의 위치를 이용하여 사용자의 위치를 측정하고, 측정된 좌표로 PDR 기반의 위치를 보정하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에 따른, 위치를 측정하는 장치는, 보행자 추측 항법으로 현재 위치를 측정하는 위치 측정부; 조명을 촬영하는 촬영부; 상기 조명이 조사하는 광 신호에서 조명의 위치 정보를 검출하는 검출부; 및 검출된 조명의 위치 정보와, 촬영된 이미지에서의 조명의 개수 및 위치에 기초하여 상기 측정된 현재 위치를 보정하는 보정부를 포함한다.
상기 장치는 틸팅 각도를 판단하는 판단부를 더 포함하고, 상기 보정부는, 상기 이미지의 중심점으로부터 오차 영역 내에 1개의 조명이 있고, 상기 틸팅 각도가 오차 각도 이내인 경우, 상기 조명의 위치 정보로 현재 위치를 보정한다.
상기 보정부는, 상기 틸팅 각도가 상기 오차 각도를 초과한 경우, 상기 틸팅 각도를 이용하여 상기 조명과 상기 중심점 사이의 실제 수평 거리를 산출하고, 상기 조명의 위치에 상기 실제 수평 거리를 더한 위치로 상기 현재 위치를 보정한다.
상기 보정부는, 상기 이미지에 적어도 2개 이상의 조명이 있는 경우, 상기 이미지 내에서의 2개 조명 사이의 거리 및 상기 2개 조명 사이의 실제 수평 거리를 이용하여 중심점의 위치를 산출하고, 산출된 중심점의 위치로 상기 현재 위치를 보정한다.
상기 보정부는, 각 조명의 상기 위치 정보에 대응하는 위치를 중심으로 상기 실제 수평 거리를 반경으로 하는 두 개의 원의 교점 중 하나를 상기 중심점의 위치로 결정한다.
상기 보정부는, 상기 이미지 내의 상기 적어도 2개 이상의 조명의 위치와 상기 중심점 간의 방위 관계에 기초하여 상기 두 개의 원의 교점 중 하나를 상기 중심점의 위치로 결정한다.
상기 보정부는, 각각 서로 다른 조명이 있는 2개의 이미지에서 중심점과 조명 간의 거리에 대응하는 실제 수평 거리를 산출하고, 각 조명의 상기 위치 정보에 대응하는 위치를 중심으로 상기 실제 수평 거리를 반경으로 하는 두 개의 원의 복수의 공통 접선의 복수의 접점 중 최근 시간의 원의 접점의 위치로 상기 현재 위치를 보정한다.
상기 보정부는, 상기 2개의 이미지 내의 각 조명과 상기 중심점 간의 방위 관계에 기초하여 상기 복수의 공통 접선 중 하나의 접선을 선택한다.
상기 보정부는, 상기 각 조명과 상기 중심점 간의 픽셀 개수에 상기 이미지 내의 픽셀 간 거리에 대응하는 실제 거리를 곱하여 상기 실제 수평 거리를 산출한다.
상기 장치는 틸팅 각도를 판단하는 판단부를 더 포함하고, 상기 보정부는, 상기 틸팅 각도를 이용하여 상기 각 조명과 상기 중심점 간의 실제 수평 거리를 산출한다.
다른 측면에 따른, 장치가 위치를 측정하는 방법은, 보행자 추측 항법으로 현재 위치를 측정하는 단계; 조명을 촬영하는 단계; 상기 조명이 조사하는 광 신호에서 조명의 위치 정보를 검출하는 단계; 및 검출된 조명의 위치 정보와, 촬영된 이미지에서의 조명의 개수 및 위치에 기초하여 상기 측정된 현재 위치를 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 보행자 추측 항법으로 측정된 현재 위치에 대해, 조명을 촬영한 이미지 및 조명의 광 신호로부터 검출한 위치 정보를 이용하여 장치의 위치를 계산하고, 계산된 위치를 현재 위치로 보정하여 보행자 추측 항법의 위치 오차를 줄인다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 촬영된 이미지에서 조명의 개수 및 위치에 따른 조건이 부합될 경우, 장치의 현재 위치를 계산함으로써 이미지 처리 및 좌표 계산의 처리가 간소화된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 장치가 수직 위에 위치한 조명을 중심점의 오차 영역 내에서 촬영한 이미지를 이용하여 조명의 위치로 장치의 위치를 산출하는 경우의 예시도이다.
도 3은 장치가 틸팅 각도를 가지고 조명을 중심점의 오차 영역 내에서 촬영한 이미지를 이용하여 조명과 장치 사이의 수평 거리 l1을 산출하는 경우의 예시도이다.
도 4는 장치가 두 조명을 촬영한 이미지를 이용하여 조명과 장치 사이의 수직 거리 h1을 산출하는 경우의 예시도이다.
도 5는 장치가 두 조명을 촬영한 이미지를 이용하여 장치의 위치를 산출하는 경우의 예시도이다.
도 6은 장치가 서로 다른 시점에서 서로 다른 2개 조명을 촬영한 2개 이미지의 예시도이다.
도 7은 도 6의 2개 조명을 이용하여 사용자의 이동 경로를 추정하고 장치의 위치를 산출하는 경우의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 방법의 개략적 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(100)의 개략적인 구성도이다.
본 발명의 장치(100)는 위치 측정부(110), 촬영부(130), 검출부(150), 판단부(170) 및 보정부(190)를 포함하여 구성된다.
상기 위치 측정부(110)는 보행자 추측 항법(PDR)을 기반으로 장치(100)의 현재 위치를 측정한다. 예를 들어, 장치(100)가 스마트 단말이라 가정하면, 스마트 단말은 내부의 센서들이 단말의 이동을 센싱한 값으로 단말의 이동 방향 및 거리를 산출하여 단말의 현재 위치를 측정한다. 상기 단말의 이동은 스마트 단말을 소지한 사용자의 이동에 의해 발생된다.
상기 촬영부(130)는 장치(100)에서 보행자 추측 항법의 프로세싱이 진행될 경우, 장치(100)의 카메라 기능을 실행하여 주변을 촬영한다. 예를 들어, 사용자가 장치(100)를 손에 들고 이동할 경우, 촬영부(130)는 백그라운드로 실행되어 장치(100)의 카메라를 통해 주변을 촬영한다. 이때, 주변의 조명이 촬영될 수 있다. 상기 백그라운드 실행은 사용자가 카메라 기능을 실행하지 않아도 그 카메라 기능이 자동 실행되어 주변이 촬영되는 것을 말한다. 여기서, 상기 조명은 조명의 위치 정보를 광 신호로 송출하는 조명이다.
상기 검출부(150)는 상기 조명이 송출하는 광 신호로부터 조명의 위치 정보를 검출한다. 카메라가 상기 조명을 촬영할 경우, 조명의 광 신호를 카메라의 센서가 수신하는데, 검출부(150)는 수신된 신호로부터 위치 정보를 검출한다.
상기 판단부(170)는 장치(100)의 틸팅 각도를 판단한다. 판단부(170)는 장치(100)의 센서가 센싱한 센싱 값으로부터 틸팅 각도를 구할 수 있다. 참고로, 장치(100)는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 등 다양한 센서들을 가질 수 있다.
상기 보정부(190)는 촬영부(130)에 의해 조명의 이미지가 촬영되면, 촬영된 이미지로부터 조명의 개수 및 이미지의 중심점에 대한 위치를 해석한다. 보정부(190)는 기 설정된 조건에 일치되는 조명의 개수 및 위치가 판단될 경우, 그 조건의 프로시져를 처리하여 조명의 위치 정보를 이용하여 장치(100)의 위치를 산출한다. 조명의 개수 및 위치가 해석되면, 보정부(190)는 그 해석 정보 및 검출부(150)에 의해 검출된 조명의 위치 정보를 이용하여 장치(100)의 위치를 산출할 수 있다.
그러면, 보정부(190)는 산출된 장치(100)의 위치를 사용자의 현재 위치를 측정한 것으로 간주하고, 위치 측정부(110)에 의해 측정된 현재 위치를 장치(100)의 위치로 갱신하는 보정을 한다. 이후, 위치 측정부(110)의 현재 위치 측정 및 보정부(190)의 보정은 계속된다. 보다 상세한 보정 처리는 이하에서 설명된다.
도 2는 장치(200)의 수직 위에 위치한 조명(250)을 장치(200)가 촬영한 이미지를 이용하여 위치를 산출하는 경우의 예시도이다. 이때, 장치(200)의 카메라로 촬영한 조명은 장치(200)의 화면의 중심점(201)으로부터 오차 영역(203) 내에 존재한다. 참고로, 도 1의 장치(100)는 도 2에서 장치(200)에 해당된다
도 2의 (a)를 참조하면, 사용자가 장치(200)를 들고, 카메라의 촬영 방향을 조명(250)으로 향하여 조명(250)의 수직 아래를 이동하거나 수직 아래에 위치할 수 있다. 이때, 촬영부(130)는 도 2의 (b)와 같은 이미지를 촬영한다. 또한, 검출부(130)는 조명으로부터 수신된 광 신호에서 조명의 위치 정보를 검출한다.
도 2의 (b)를 참조하면, 장치(200)의 틸팅 각도가 수평으로부터 소정 각도 이내일 경우, 천장의 조명(250)은 중심점(201)으로부터 점선의 오차 영역(203) 내에서 위치하는 것으로 촬영된다. 이때, 2차원 평면의 좌표 체계라 가정하면, 천장의 조명(250)의 위치는, 수직 아래의 장치(200)의 위치와 동일하다. 참고로, 중심점(201)의 위치는 장치(200)의 위치로서 사용자의 위치이다.
따라서, 보정부(190)는 촬영된 이미지의 중심점(201)으로부터 오차 영역(203) 이내에 1개의 조명(250)만 있고, 장치(200)의 틸팅 각도가 기 설정된 오차 각도 이내인 경우의 조건이 만족되면, 조명(250)의 위치 정보의 좌표로 보행자 추측 항법으로 측정된 위치의 좌표를 갱신한다.
도 3은 수평 기준으로 각도 α만큼 틸팅된 장치(200)에서 조명(300)이 화면 중심점(201)에 위치하는 것으로 촬영되는 경우의 예시도이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 사용자가 장치(200)를 들고 조명(300)으로부터 수직 거리 h 아래의 지점으로부터 수평 거리 d 떨어진 곳에 위치할 경우, 장치(200)의 틸팅 각도 α에 따라 촬영부(130)는 도 3의 (b)와 같은 이미지를 촬영한다. 물론, 검출부(130)는 조명으로부터 수신된 광 신호에서 조명의 위치 정보를 검출한다.
도 3의 (b)를 참조하면, 틸팅 각도 α에 의해, 촬영부(130)는 조명(250)을 중심점(201)의 오차 영역(203) 내에서 촬영한다. 이때, 틸팅 각도 α는 도 2에서 설명된 틸팅 각도의 오차 각도를 초과한다.
여기서, h가 이미 설정된 경우, 보정부(190)는 다음의 수학식 1에 의해 수평 거리 d를 산출한다.
Figure pat00001
수학식 1의 수평 거리 d에 의해, 사용자의 장치(100)는 조명(300)으로부터 d를 반지름으로 하는 원주의 지점에 위치하는 것으로 추정된다.
따라서, 보정부(190)는 촬영된 이미지의 중심점(201)으로부터 오차 영역(203) 이내에 1개의 조명(300)만 있고, 장치(200)의 틸팅 각도 α가 상기 오차 각도를 초과하는 조건이 만족되면, 산출된 수평 거리 d의 값으로 보행자 추측 항법으로 측정된 위치의 좌표를 갱신할 수 있다. 예를 들면, 보행자 추측 항법의 좌표에서 조명(300)의 수직 아래 지점을 기준으로 한 방향은 그대로 두고 거리를 수평 거리 d로 수정하여 현재 위치의 좌표를 보정하는 것이다.
도 4는 장치(100)가 두 조명 L1 및 L2를 촬영한 이미지를 이용하여 조명과 장치(200) 사이의 수직 거리 h1을 산출하는 경우의 예시도이다.
보정부(190)는 촬영된 이미지로부터 2개 이상의 조명이 촬영된 것으로 해석할 수 있다. 그러면, 보정부(190)는 이미지로부터 임의의 L1 및 L2의 2개 조명이 각각 송출한 위치 정보를 이용하여 L1 및 L2 사이의 수평 거리 d1을 산출할 수 있다.
d1이 산출될 경우, 보정부(190)는 다음의 수학식 2에 의해 수직 거리 h1을 산출한다.
Figure pat00002
수학식 2에서, h2는 장치(200)의 렌즈(401)와 이미지 센서(403) 사이의 수직 거리이다. 수직 거리 h2는 장치(200)의 카메라의 제원 정보로 보정부(190)가 참조할 수 있다. d2는 이미지 센서(403)가 센싱한 두 조명 L1 및 L2 사이의 이미지 거리로서 보정부(190)가 산출할 수 있다.
따라서, 보정부(190)는 촬영된 이미지에 2개의 조명 L1 및 L2가 있는 조건이 만족되면, h1을 산출한다. 산출된 h1은 최근 값으로서 수학식 1에서 h로 참조된다.
여기서, 이미지에서 2 지점 사이의 수평 거리 d1의 최신 값이 산출될 때마다, 보정부(190)는 다음의 수학식 3에 의해 픽셀간 거리를 산출한다.
Figure pat00003
수학식 3에 의해, 보정부(190)는 두 지점의 실제 거리로 최근 산출된 d1 및 이미지로부터 산출된 두 지점의 픽셀 개수를 이용하여 최근의 픽셀간 거리를 산출할 수 있다. 그러면, 보정부(190)는 이미지에서 임의 두 지점 사이의 픽셀 개수 및 픽셀간 거리를 이용하여 두 지점의 실제 거리를 산출할 수 있다.
도 5는 장치(100)가 두 조명(500, 501)을 촬영한 이미지를 이용하여 장치(100)의 위치를 산출하는 경우의 예시도이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 이미지상에서, 제 1조명(500)과 중심점(201) 사이의 반경 r1, 제 2조명(501)과 중심점(201) 사이의 반경 r2 및 제 1조명(500)과 제 2조명(501) 사이의 거리 d가 형성된다.
도 5의 (b)를 참조하면, 이미지상의 거리인 r1, r2 및 d에 대해, 두 조명(500, 501)을 중심점으로 하고, 실제 반경 R1 및 R2와 실제 수평 거리 D를 갖는 2개의 원이 형성될 수 있다.
여기서, 보정부(190)는 두 조명(500, 501)이 각각 송출한 조명의 위치 정보를 이용하여 실제 수평 거리 D를 산출한다.
D가 산출되면, 수학식 3을 통해 설명된 바와 같이, 실제 거리 D 및 이미지 거리 d의 픽셀 개수를 이용하여 픽셀간 거리가 최신 값으로 산출된다. 보정부(190)는 최신 값의 픽셀간 거리를 r1 및 r2의 픽셀 개수에 각각 곱하여 실제 거리 R1 및 R2를 산출한다.
D를 기반으로 R1 및 R2가 산출되면, 보정부(190)에 의해 산출된 D, R1 및 R2를 이용하여 두 조명(500, 501)을 중심점으로 하는 2개의 원이 그려지고, 2개의 교점(510, 511)이 형성된다. 2개의 교점은 장치(200)가 위치하는 지점으로 추정된다.
이때, 도 5의 (a) 이미지에서 중심점(201)은 제 1조명(500)의 오른쪽에 위치하고, 제 2조명(501)의 왼쪽에 위치하는 방위 관계가 판단된다. 판단된 방위 관계를 기초로, 보정부(190)는, 제 2교점(511)에 장치(200)가 위치하여 이미지를 촬영한 것으로 결정한다. 즉, 보정부(190)는 제 2교점(511)의 위치를 장치(200)의 실제 위치로 결정한다. 그리고 보정부(190)는, 보행자 추측 항법으로 측정된 현재 위치를 상기 제 2교점(511)의 위치로 보정한다.
도 6은 장치(100)가 서로 다른 시점에서 서로 다른 2개 조명(600, 601)을 촬영한 2개 이미지의 예시도이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 촬영부(130)가 촬영한 이미지에서 제 1조명(600)은 중심점(101)으로부터 반경 r1을 갖고 위치한다. 이후, 사용자는 장치(100)를 갖고 이동하고, 장치(100)는 도 6의 (b) 이미지를 촬영한다.
도 6의 (b)를 참조하면, 촬영부(130)가 촬영한 이미지에서 제 2조명(601)은 중심점(101)으로부터 반경 r2를 갖고 위치한다. 그러면, 사용자는 장치(100)를 갖고 도 6의 (a)의 중심점(101)의 위치에서 도 6의 (b)의 중심점 위치로 이동한 것이다.
여기서, 보정부(190)는 방위 관계에 기초하여 중심점(101)과 각 조명(600, 601)에 사이의 방위 관계를 판단한다. 예를 들면, 보정부(190)는 도 6의 (a) 이미지로부터 장치(100)가 제 1조명(600)의 오른쪽에 있고, 도 6의 (b) 이미지로부터 장치(100)가 제 2조명(601)의 왼쪽에 있는 것으로 방위 관계를 판단할 수 있다.
도 7은 도 6의 2개 이미지를 이용하여 사용자의 이동 경로를 추정하고 장치의 위치를 산출하는 경우의 예시도이다. 도 7에서 반경 R1 및 R2는 도 6의 이미지에서의 반경 r1 및 r2에 수학식 3에 따른 픽셀 간 거리를 곱하여 얻어진 실제 거리 값이다.
2개 조명(600, 601)을 중심으로 하여 각각의 반경 R1 및 R2을 갖는 두 개의 원이 도시된다. 2개 조명(600, 601) 간의 실제 수평 거리 D는 각 조명(600, 610)으로부터 조사되는 광 신호에 포함된 위치 정보로부터 산출된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 2개 원 사이 간에는 총 4개의 접선(701~704)이 있고 이 접선(701~704) 중 하나가 사용자가 직선으로 이동한 경로에 해당된다.
여기서, 보정부(190)는 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 판단된 방위 관계를 기초로, 4개의 접선(701~704) 중에서, 장치(200)가 제 1조명(600)의 오른쪽에 있고, 장치(200)가 제 2조명(601)의 왼쪽에 있는 방위 관계를 따르는 접선(704)을 사용자의 이동 경로로 결정한다. 그리고 보정부(190)는 그 접선(704)과 조명(601)의 접점을 장치(200)의 실제 위치(714)로 결정한다.
이와 같이, 보정부(190)는 사용자의 이동 과정에서 촬영된 서로 다른 2개 이미지에서 서로 다른 2개 조명(600, 601)이 있는 조건이 만족되면, 방위 관계를 기초로 장치(200)의 위치를 산출하고, 산출된 장치(200)의 위치로 보행자 추측 항법으로 측정된 현재 위치를 갱신한다.
이상의 도 6 및 도 7을 참조한 실시예에서는 장치(200)가 수평을 유지한 상태인 것을 가정한다. 그러나 여기에 제한되는 것은 아니고, 장치(200)가 틸팅되어 있는 경우, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 틸팅 각도를 반영하여 각 조명(600, 601)으로부터 장치(200)가 위치하는 반경 R1 및 R2를 계산한 후, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 방식으로 장치(200)의 현재 위치를 산출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 방법의 개략적 순서도이다.
장치(200)는 보행자 추측 항법으로 현재 위치를 측정한다(S810). 장치(200)에 내장된 각종 센서들에 의해 센싱된 값들은 현재 위치의 PDR 좌표를 계산하는데 사용된다.
상기 보행자 추측 항법의 기능이 실행되는 동안에, 장치(200)는 백그라운드 실행에 의해 카메라 기능으로 조명(250)을 촬영하고, 촬영된 조명(250)이 조사하는 광 신호에서 조명(250)의 위치 정보를 검출한다(S830).
조명(250)이 촬영되면, 장치(200)는 촬영된 이미지에서 조명의 개수 및 위치를 판단한다(S580). 또한, 장치(200)는 판단 결과가 위치 측정의 처리 조건에 일치하는지 비교한다(S851~S853).
상기 단계(S851)에서, 장치(200)는 촬영된 이미지에서 조명(250) 1개가 오차 영역(203) 내에 위치하고 틸팅 각도가 오차 각도 이내인 것을 판단한다. 그러면, 도 2를 참조하여 기 설명한 바와 같이, 장치(200)는 조명(250)이 광 신호로 송출하는 위치를 장치(200)의 위치로 판단하고(S870), 판단된 장치(200)의 위치로 PDR 위치를 보정한다(S890).
또한, 상기 단계(S851)에서, 장치(200)는 촬영된 이미지에서 조명(300) 1개가 오차 영역(203) 내에 위치하고 틸팅 각도 α가 오차 각도를 초과한 것을 판단한다. 그러면, 도 3을 참조하여 기 설명한 바와 같이, 장치(200)는 장치(200)와 조명(300) 사이의 수평 거리 d를 수학식 1을 이용하여 산출하고(S870), 조명(300)이 송출한 위치에 수평 거리 d를 더한 위치로 PDR 위치를 보정한다(S890).
상기 단계(S852)에서, 장치(200)는 촬영된 이미지에서 조명(L1, L2) 2개가 위치한 것을 판단한다. 그러면, 도 4를 참조하여 기 설명한 바와 같이, 장치(200)는 조명(L1, L2)과 장치(200) 사이의 수직 거리 h1을 수학식 2를 이용하여 산출한다. 수직 거리 h1의 최근 값이 산출되면, 산출된 h1은 수학식 1에 h로 적용되어 최근 산출된 h로 정확한 d의 산출이 가능하다.
또한, 상기 단계(S852)에서, 장치(200)는 촬영된 이미지에서 적어도 2개 이상의 조명(500, 501)이 위치한 것을 판단한다. 그러면, 도 5를 참조하여 기 설명한 바와 같이, 장치(200)는 2개 조명(500, 501)이 각각 중심점이 되는 2개 원의 교점(510, 511) 중에서 중심점(201)과 조명(500, 501) 사이의 방위 관계를 따르는 한 교점(511)을 중심점(201)의 위치로 산출한다(S870). 장치(200)는 산출된 중심점(201)의 위치로 PDR 위치를 보정한다(S890).
여기서, 장치(200)는 2개 조명(500, 501)의 위치 정보를 이용하여 실제 수평 거리 D를 산출한다. D가 산출되면, 장치(200)는 수학식 3을 따라 이미지 거리 d의 픽셀 개수를 이용하여 픽셀간 거리를 최근 값으로 산출한다. 도 5를 참조하여 기 설명한 바와 같이, 장치(200)는 최근 값의 픽셀간 거리 및 r1 및 r2의 픽셀 개수를 이용하여 실제 조명(300) 사이의 수평 거리 R1 및 R2를 계산한다.
상기 단계(S853)에서, 장치(200)는 촬영된 이미지에서 서로 다른 2개 조명(600, 601)이 서로 다른 2개 이미지에서 각각 위치한 것을 판단한다. 그러면, 도 6 및 도 7을 참조하여 기 설명한 바와 같이, 조명(600, 601)이 각각 중심점이 되어 수평 거리 D만큼 떨어진 2개 원의 접선(701~704)은 사용자의 이동 경로에 해당된다. 여기서, 방위 관계를 따르는 사용자의 이동 경로가 접선(704)으로 결정된다. 장치(200)는 접선(704)과 제 2조명(601)의 원이 만나는 교점(714)을 중심점(201)의 위치로 산출하고(S870), 산출된 중심점(201)의 위치로 PDR 위치를 보정한다(S890).
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100, 200 : 장치 110 : 위치 측정부
130 : 촬영부 150 : 검출부
170 : 판단부 190 : 보정부
250, 300, 500, 501, 600, 601 : 조명

Claims (20)

  1. 위치를 측정하는 장치에 있어서,
    보행자 추측 항법으로 현재 위치를 측정하는 위치 측정부;
    조명을 촬영하는 촬영부;
    상기 조명이 조사하는 광 신호에서 조명의 위치 정보를 검출하는 검출부; 및
    검출된 조명의 위치 정보와, 촬영된 이미지에서의 조명의 개수 및 위치에 기초하여 상기 측정된 현재 위치를 보정하는 보정부
    를 포함하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 장치의 틸팅 각도를 판단하는 판단부를 더 포함하고,
    상기 보정부는,
    상기 이미지의 중심점으로부터 오차 영역 내에 1개의 조명이 있고, 상기 틸팅 각도가 오차 각도 이내인 경우, 상기 조명의 위치 정보로 현재 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 틸팅 각도가 상기 오차 각도를 초과한 경우, 상기 틸팅 각도를 이용하여 상기 조명과 상기 중심점 사이의 실제 수평 거리를 산출하고, 상기 조명의 위치에 상기 실제 수평 거리를 더한 위치로 상기 현재 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 이미지에 적어도 2개 이상의 조명이 있는 경우, 상기 이미지 내에서의 2개 조명 사이의 거리 및 상기 2개 조명 사이의 실제 수평 거리를 이용하여 중심점의 위치를 산출하고, 산출된 중심점의 위치로 상기 현재 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    각 조명의 상기 위치 정보에 대응하는 위치를 중심으로 상기 실제 수평 거리를 반경으로 하는 두 개의 원의 교점 중 하나를 상기 중심점의 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 이미지 내의 상기 적어도 2개 이상의 조명의 위치와 상기 중심점 간의 방위 관계에 기초하여 상기 두 개의 원의 교점 중 하나를 상기 중심점의 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    각각 서로 다른 조명이 있는 2개의 이미지에서 중심점과 조명 간의 거리에 대응하는 실제 수평 거리를 산출하고, 각 조명의 상기 위치 정보에 대응하는 위치를 중심으로 상기 실제 수평 거리를 반경으로 하는 두 개의 원의 복수의 공통 접선의 복수의 접점 중 최근 시간의 원의 접점의 위치로 상기 현재 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 2개의 이미지 내의 각 조명과 상기 중심점 간의 방위 관계에 기초하여 상기 복수의 공통 접선 중 하나의 접선을 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 각 조명과 상기 중심점 간의 픽셀 개수에 상기 이미지 내의 픽셀 간 거리에 대응하는 실제 거리를 곱하여 상기 실제 수평 거리를 산출하는 장치.
  10. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치의 틸팅 각도를 판단하는 판단부를 더 포함하고,
    상기 보정부는,
    상기 틸팅 각도를 이용하여 상기 각 조명과 상기 중심점 간의 실제 수평 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 장치가 위치를 측정하는 방법에 있어서,
    보행자 추측 항법으로 현재 위치를 측정하는 단계;
    조명을 촬영하는 단계;
    상기 조명이 조사하는 광 신호에서 조명의 위치 정보를 검출하는 단계; 및
    검출된 조명의 위치 정보와, 촬영된 이미지에서의 조명의 개수 및 위치에 기초하여 상기 측정된 현재 위치를 보정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 장치의 틸팅 각도를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 이미지의 중심점으로부터 오차 영역 내에 1개의 조명이 있고, 상기 틸팅 각도가 오차 각도 이내인 경우, 상기 조명의 위치 정보로 현재 위치를 보정하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 틸팅 각도가 상기 오차 각도를 초과한 경우, 상기 틸팅 각도를 이용하여 상기 조명과 상기 중심점 사이의 실제 수평 거리를 산출하고, 상기 조명의 위치에 상기 실제 수평 거리를 더한 위치로 상기 현재 위치를 보정하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 이미지에 적어도 2개 이상의 조명이 있는 경우, 상기 이미지 내에서의 2개 조명 사이의 거리 및 상기 2개 조명 사이의 실제 수평 거리를 이용하여 중심점의 위치를 산출하고, 산출된 중심점의 위치로 상기 현재 위치를 보정하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    각 조명의 상기 위치 정보에 대응하는 위치를 중심으로 상기 실제 수평 거리를 반경으로 하는 두 개의 원의 교점 중 하나를 상기 중심점의 위치로 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 이미지 내의 상기 적어도 2개 이상의 조명의 위치와 상기 중심점 간의 방위 관계에 기초하여 상기 두 개의 원의 교점 중 하나를 상기 중심점의 위치로 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    각각 서로 다른 조명이 있는 2개의 이미지에서 중심점과 조명 간의 거리에 대응하는 실제 수평 거리를 산출하고, 각 조명의 상기 위치 정보에 대응하는 위치를 중심으로 상기 실제 수평 거리를 반경으로 하는 두 개의 원의 복수의 공통 접선의 복수의 접점 중 최근 시간의 원의 접점의 위치로 상기 현재 위치를 보정하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 2개의 이미지 내의 각 조명과 상기 중심점 간의 방위 관계에 기초하여 상기 복수의 공통 접선 중 하나의 접선을 선택하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 각 조명과 상기 중심점 간의 픽셀 개수에 상기 이미지 내의 픽셀 간 거리에 대응하는 실제 거리를 곱하여 상기 실제 수평 거리를 산출하는 방법.
  20. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치의 틸팅 각도를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 틸팅 각도를 이용하여 상기 각 조명과 상기 중심점 간의 실제 수평 거리를 산출하는 단계인 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
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