KR20190028450A - 공간에서 물체의 위치를 결정하기 위한 장치 - Google Patents

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에브게니 세르게에비치 체르니쇼브
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오브체스트보 에스 오그라니첸노이 오트벳스트벤노스티유 "나스텍"
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Abstract

본 발명은 측정 장비에 관한 것이며, 자유도가 6 인 공간에서 자유롭게 움직이는 물체의 좌표 및 각도 값을 측정하는 수단을 만드는데 사용될 수 있다. 본 발명은 좌표 입력 장치로서, 특히 훈련 시스템, 로봇, 증강 가상 현실 및 혼합 현실 시스템에서, 인간-기계 인터페이스에 적용될 수 있다. 기술적인 결과는 센서들을 구비한 플랫폼의 이동으로 인한 중력 벡터 방향의 측정 오차를 제거하여 측정 정확도를 높이는 것이다. 청구된 장치는, 수평면에 고정시켜 배치되는 인덕턴스 코일, 상기 인덕턴스 코일의 전원 공급기, 컴퓨팅 유닛, 및 상기 이동하는 물체에 배치되는 센서들을 구비한 플랫폼을 포함하고, 상기 플랫폼은 3-성분 자력계, 3-성분 가속도계 및 3-성분 자이로스코프를 포함하고, 상기 인덕턴스 코일의 전원 공급기는 클록 생성기에 의해 제어되는 코일 전류 조정기를 포함하고, 상기 컴퓨팅 유닛은 상기 인덕턴스 코일에 의해 생성된 자기장 펄스들의 위상과 상기 자력계 측정 위상의 동기화 및 상기 자력계의 클로킹을 보장하는 위상 동기 루프와 배열된다.

Description

공간에서 물체의 위치를 결정하기 위한 장치
본 발명은 측정 장비에 관한 것이며, 자유도가 6 인 공간에서 자유롭게 움직이는 물체(object)의 좌표 및 각도 값을 측정하는 수단을 만드는데 사용될 수 있다. 본 발명은 좌표 입력 장치로서, 특히 훈련 시스템, 로봇, 증강 가상 현실 및 혼합 현실 시스템, 및 게임 산업(조작기, 게임 제어기 등), 생산 섹터(프로세스 제어, 산업 설비 작업 부품을 포지셔닝(positioning)하는 시스템), CAD 설계(입력 시스템, 설계 프로세스 제어)에서 인간-기계 인터페이스(human-machine interfaces)에 적용될 수 있다.
공간에 물체를 포지셔닝하기 위한 장치가 공지되어 있다(특허 RU2542793, 체니쇼브 이.에스.(Chernyshov E.S.), G01C21/08, 공개일 2015년 2월 27일). 설정된 본질적인 특징에 대한 본 발명은 청구된 것에 가장 가깝고, 프로토타입(prototype)을 위해 채택되었다. 공지된 장치는 인덕턴스 코일(inductance coil)(필드 소스(field source)), 제어된 전류 조정기(controlled current regulator), 디지털 3-성분 자력계(digital three-component magnetometer), 디지털 3-성분 가속도계(digital three-component accelerometer) 및 컴퓨팅 유닛(computing unit)으로 구성된다. 공지된 장치는 가속도계에 의해 중력 벡터를 측정하고 자력계에 의해 수평면에 고정된 인덕턴스 코일의 자기장 유도 벡터 및 지구 자기장의 유도 벡터를 측정함으로써 물체의 위치를 결정한다.
프로토타입의 단점은 움직이는 센서들이 있는 플랫폼에서 자체 가속도가 존재하기 때문에 발생하는 중력 벡터 방향의 가속도계에 의한 측정 오류가 존재하기 때문에 낮은 동적 정확도에 기인할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 유닛과 현재의 안정 장치 사이의 통신 라인의 존재는 장치의 인체 공학적 설계에 부정적인 영향을 미치고, 물체의 이동의 자유를 제한할 수 있다.
본 발명의 목적은 증가된 동적 측정 정확도, 향상된 인간 공학 및 향상된 기능성(확장성 및 모듈성)에 의해 프로토타입과 다른 이동 물체의 위치 및 방향을 결정하기 위한 단순한 설계, 사용하기 쉬운 장치를 생성하는 것이다.
기술적인 결과는 센서들을 구비한 플랫폼(platform with sensors)의 이동으로 인한 중력 벡터 방향의 측정 오차를 제거하여 측정 정확도를 높이는 것이다.
중력 벡터 방향 측정에서의 오차의 제거는 센서를 구비한 모바일 플랫폼이 3-성분 자이로스코프(three-component gyroscope)가 추가로 장착되며, 그 측정이 가속도계 측정을 수정하는 데 사용되는 사실에 의해 달성된다.
청구된 발명에 의해 달성되는 추가적인 효과는 컴퓨팅 유닛과 전원 공급기(power supply) 사이의 통신 라인(communication line)에 대한 요구 조건의 제거이다.
계산 장치와 전원 공급기 사이의 통신 라인(communication line)의 요건의 제거는 전원 공급기에 추가로 클록 생성기(clock generator)가 장착되어, 주어진 주파수를 사용하여 제어된 코일 전류 조정기(controlled coil current regulator)에 전류 반전 신호(Current reversal signal)를 공급함으로써 달성되며, 상기 컴퓨팅 유닛은 자력계 클로킹(magnetometer clocking)을 위한 동기 루프 유닛이 추가로 장착되어, 인덕턴스 코일에 의해 생성된 자기장 펄스들의 위상과 자력계 측정 위상의 동기화를 보장한다.
청구된 장치는, 수평면(horizontal plane)에 고정(stationary)시켜 배치되는 인덕턴스 코일(inductance coil), 상기 인덕턴스 코일의 전원 공급기(power supply), 컴퓨팅 유닛(computing unit), 및 상기 이동하는 물체에 배치되는 센서들을 구비한 플랫폼(platform with sensors)을 포함하고, 상기 플랫폼은 3-성분 자력계(three-component magnetometer), 3-성분 가속도계(three-component accelerometer) 및 3-성분 자이로스코프(three-component gyroscope)를 포함하고, 상기 인덕턴스 코일의 전원 공급기는 클록 생성기(clock generator)에 의해 제어되는 코일 전류 조정기(coil current regulator)를 포함하고, 상기 컴퓨팅 유닛은 상기 인덕턴스 코일에 의해 생성된 자기장 펄스들(magnetic field pulses)의 위상과 상기 자력계 측정 위상의 동기화(synchronization) 및 상기 자력계의 클로킹(clocking)을 보장하는 위상 동기 루프(phase-locked loop)와 배열된다.
특정 실시예에서, 상기 청구된 장치의 컴퓨팅 유닛은 자기장 주파수 성분 선택 유닛(magnetic field frequency components selection unit); 상기 자력계 측정 위상 동기 루프 유닛(magnetometer measurements phase-locked loop unit); 상기 센서들을 구비한 플랫폼의 방위각들(orientation angles)을 계산하는 유닛; 상기 센서들을 구비한 플랫폼의 회전 보상 유닛(rotation compensation unit); 상기 센서들을 구비한 플랫폼의 좌표 컴퓨팅 유닛(coordinate computing unit)을 포함할 수 있다.
또 다른 특정 실시예에서, 상기 클록 생성기의 출력은 상기 전류 조정기의 입력에 연결되고, 상기 전류 조정기의 출력은 상기 인덕턴스 코일의 단자에 연결된다.
또 다른 특정 실시예에서, 상기 자력계의 출력은 상기 자기장 주파수 성분 선택 유닛의 입력에 연결된다.
또 다른 특정 실시예에서, 상기 자기장 주파수 성분 선택 유닛의 제1 출력은 상기 위상 동기 루프 주파수 제어 유닛의 입력에 연결되고, 상기 제2 출력은 상기 회전 보상 유닛의 제1 입력에 연결되고, 상기 제3 출력은 상기 방위각 컴퓨팅 유닛(orientation angle computing unit)에 연결된다.
또 다른 특정 실시예에서, 상기 위상 동기 루프 주파수 제어 유닛의 출력은 상기 자력계의 입력에 연결된다.
또 다른 특정 실시예에서, 상기 자이로스코프의 출력은 상기 방위각 컴퓨팅 유닛의 제2 입력에 연결된다.
또 다른 특정 실시예에서, 상기 가속도계의 출력은 상기 방위각 컴퓨팅 유닛의 제3 입력에 연결된다.
또 다른 특정 실시예에서, 상기 방위각 컴퓨팅 유닛의 출력은 상기 회전 보상 유닛의 제2 입력에 연결되고, 상기 회전 보상 유닛의 출력은 상기 좌표 컴퓨팅 유닛의 입력에 연결된다.
도 1 - 장치 개략도.
도 2 - 인덕턴스 코일 전류 대 시간의 그래프.
도 3 - 여러 개의 필드 소스와 여러 개의 독립 포지셔닝된 물체를 포함하는 시스템의 토폴로지.
청구된 장치는 수평면에 고정시켜 배치되고 주어진 주파수로 클록 생성기(3)로부터 전류 극성(current polarity)을 변화시키는 신호를 수신하는 제어된 전류 조정기(controlled current regulator)(2)에 연결된 인덕턴스 코일(1)(필드 소스(field source))로 구성된다. 클록 생성기(3)와 함께 제어된 전류 조정기(2)는 인덕턴스 코일(4)의 전원 공급기를 형성한다.
디지털 3-성분 자력계(5), 자이로스코프(6) 및 가속도계 (7)는 플랫폼(8)에 위치된다. 센서들을 구비한 플랫폼(8)은 이동하는 물체에 견고하게 고정된다. 자력계(5), 자이로스코프(6) 및 가속도계(7)는 컴퓨팅 유닛(14)과 인터랙트(interact)하며, 이는 자기장 주파수 성분 선택 유닛(9); 위상 동기 루프 유닛(10); 센서들을 구비한 플랫폼의 방위각 컴퓨팅 유닛(11); 센서들을 구비한 플랫폼의 회전 보상 유닛(12); 센서들을 구비한 플랫폼의 좌표 컴퓨팅 유닛(13)으로 구성된다. 자력계(5)의 출력은 자기장 주파수 성분 선택 유닛(9)의 입력에 연결되고, 자기장 주파수 성분 선택 유닛의 제1 출력은 위상 동기 루프 유닛(10)의 입력에 연결되고, 제2 출력은 회전 보상 유닛(12)의 제1 입력에 연결되고, 제3 출력은 방위각 컴퓨팅 유닛(11)에 연결되고, 출력 위상 동기 루프 유닛(10)은 자력계(5)의 입력에 연결되고, 자이로스코프(6)의 출력은 방위각 컴퓨팅 유닛(11)의 제2 입력에 연결되고, 가속도계(7)의 출력은 방위각 컴퓨팅 유닛(11)의 제3 입력에 연결되고, 방위각 컴퓨팅 유닛(11)의 출력은 회전 보상 유닛(12)의 제2 입력에 연결되고, 회전 보상 유닛의 출력은 좌표 컴퓨팅 유닛(13)의 입력에 연결된다.
인덕턴스 코일(1)은 절연된 와이어(insulated wire)를 원통형 베이스(cylindrical base) 상에 와인딩(winding)하여 제조될 수 있거나, 또는 인쇄 회로 기판에 도체의 동심 회전으로 제조된 평면 코일(planar coil)의 형태로 제조되거나, 또는 다른 방법으로 제조될 수 있다. 강자성 코어(ferromagnetic core)를 사용하는 것이 바람직하지 않은데, 이것은 강자성 코어를 사용하는 것이 바람직하지 않은데, 이는 지구 자기장의 상당한 국부 왜곡을 야기하기 때문이다. 그러나, 이것은 코일이 작고 센서가 장치 작동 중에 코일로부터 충분히 제거되면 허용 가능하다.
인덕턴스 코일(1)의 직경, 회전의 수 및 컨덕터 섹션은 해결되어야 할 문제에 기초하여 결정되어, 장치 작업 영역의 필요한 반경, 전력 소비 및 코일의 무게 및 크기를 보장한다. 일반적인 경우에서, 코일 전류의 비례적인 감소없이 직경 및 회전의 수의 증가는 코일 능동 저항(coil active resistance)의 비례적인 증가로 인해 무게 및 크기가 감소하고 전력 소비가 증가하는 것과 동시에 작업 영역이 증가하게 될 것이다. 에너지 소비를 감소시키기 위해 컨덕터 섹션을 증가시킬 필요가 있으며, 이는 또한 무게와 크기를 감소시키며 코일의 주요 비용에 상당한 영향을 줄 수 있다.
작업 영역은 인덕턴스 코일(1) 주위 공간의 영역을 의미하며, 센서들을 구비한 플랫폼(8)의 포지셔닝이 수행된다. 작업 영역의 크기는 필요한 측정 정확도뿐만 아니라, 인덕턴스 코일(1), 전원 공급기(4) 및 자력계(5)의 특성에 따라 달라진다. 제1 근사값에서, 측정 오차는 자력계로부터 인덕턴스 코일로의 거리의 제곱에 비례하므로[1], 필요한 측정 정확도를 보장하기 위해 장치의 작업 영역의 크기를 제한할 필요가 있다. 작업 영역 외부에서, 하나 또는 여러 좌표에서 측정의 정확도가 요구된 값보다 더 낮을 것이다. 거리가 더 멀어지면 자력계에 의해 측정된 자기장의 유도 값이 자력계 감도/오차 레벨 아래로 감소하며, 이는 센서들을 구비한 플랫폼의 좌표를 결정할 수 없게 한다.
또한, 인덕턴스 코일(1)의 시간 상수(time constant)는 코일 전류 극성 스위치(coil current polarity switch)의 지속 시간을 결정하기 때문에 중요한 특성이며, 이는 결국 장치의 최대 달성 가능한 측정 주파수에 영향을 미친다. 극성 스위치의 지속 시간을 감소시키기 위해서 시간 상수를 감소시키거나, 즉 인덕턴스를 감소시키고 및/또는 코일의 능동 전기 저항을 증가시킬 필요가 있다.
전류 조정기(2) 및 클록 생성기(3)의 제어부는 공지된 방식에 따라 개별 전자 구성 요소에 조립되거나, 마이크로컨트롤러(microcontroller)를 사용하여 구현될 수 있다. 두 번째 경우에는, 클록 생성기가 마이크로컨트롤러의 서브프로그램(subprogram)을 나타낼 것이다.
자력계(5)는 증폭 및 아날로그-디지털 신호 변환 회로뿐만 아니라 3 개의 직교하는 감지 요소(orthogonal sensitive elements)를 포함하는 어셈블리(assembly)의 형태로, 또는 MEMS 기술(마이크로 전자 기계 시스템)을 사용하여, 디지털 출력을 갖는 칩의 형태로 제조된, 임의의 공지된 유형의 3-성분 자기장 유도 센서(three-component magnetic field induction sensor)(자기 저항 센서(magnetoresistive sensor), 홀 효과 센서(Hall effect sensor))로 나타낼 수 있다. 전제 조건은 자력계가 측정을 시작하기 위해 외부 신호가 있는 단일 측정 모드(single measurement mode)를 가지고 있다는 것이다. 자력계의 적합한 모델은 STMicroelectronics LIS3MDL, MEMSIC MMC3416xPJ 및 유사한 것들이다.
자이로스코프(6) 및 가속도계(7)는 MEMS 기술에 따라 제조된, 디지털 출력이 있는 칩의 형태인 3-성분 센서들을 나타낸다.
주요한 비용 및 질량 및 크기면에서, 가장 바람직한 옵션은 3-성분 자력계, 3-성분 자이로스코프 및 3-성분 가속도계를 포함하여, 단일 디지털 MEMS 칩의 형태로 제조된 통합 센서를 사용하는 것이다. 예를 들어, 이러한 센서는 STMicroelectronics LSM9DS1이다.
센서를 구비한 플랫폼(8)은 자력계(5), 자이로스코프(6) 및 가속도계(7)가 위치되는 인쇄 회로 기판을 나타낸다. MEMS 기술에 의해 제조된 디지털 센서들을 사용하는 경우, 플랫폼(8)은 15x15x3mm 보다 작은 치수를 가질 수 있다.
컴퓨팅 유닛의 내부 유닛(9, 10, 11, 12, 13)은 서브프로그램들을 나타내는 반면, 컴퓨팅 유닛(14)은 마이크로컨트롤러 또는 개인/단일-보드 컴퓨터로 나타낼 수 있다. 컴퓨팅 유닛은 물체의 방향을 결정하기 위한 알고리즘과 함께, 공간의 주어진 지점에서 인공 자기장 벡터의 값에 관한 정보에 기초하여 물체의 좌표를 결정하기 위한 알고리즘을 구현한다.
장치 전원을 구성하는 다양한 방법이 있다. 계산 장치의 전원 유닛(power unit)(도 1에 표시되지 않음)은 컴퓨팅 장치와 동일한 인클로저(same enclosure)에 둘다 배치될 수도 있고, 별도로 배치될 수도 있다. 컴퓨팅 유닛이 개인 컴퓨터로 나타내지는 경우, 일반적으로 요구되는 특성을 가진 전원 유닛을 포함한다. 또한, 컴퓨팅 유닛은 센서들에 전력을 공급할 수 있다.
청구된 장치는 다음과 같이 작동한다.
제어된 전류 조정기(2)는 교대로 양 및 음의 극성(positive and negative polarity)의 전류 신호 i(t)를 코일(1)에 공급한다(도 2). 신호 i(t)의 극성은 클록 생성기(3)에 의해 생성된 주기적인 제어 신호에 의해 결정된다. 코일(1)을 통과하는 전류는 자기장을 생성한다. 코일(1)의 인공 자기장은 지구 자기장에 추가되고, 자력계(5)는 총 자기장의 자기 유도 벡터를 측정한다. 자이로스코프(6)가 센서들을 구비한 플랫폼의 각속도(angular velocity)를 측정하는 경우, 가속도계(7)는 센서들을 구비한 플랫폼에 작용하는 중력 벡터를 측정한다.
자기장 주파수 성분 선택 유닛(9) 및 위상 동기 루프 유닛(10)의 정확한 작동을 위해 자력계(5)의 최대 측정 주파수 f mag 는 다음 조건을 충족해야 한다:
Figure pct00001
T 0 는 인덕턴스 코일(1)의 신호 주기이다(도 2 참조).
자이로스코프(6) 및 가속도계(7)의 측정 주파수는 표준화되지 않았으며, 문제 해결에 적합한 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 인간의 이동을 효율적으로 디지털화하기 위해, 200Hz의 측정 주파수는 충분하다.
디지털 형태의 센서들(5, 6, 7)의 판독은 컴퓨팅 유닛(14)에 전송된다.
간략화를 위해, 센서들(5, 6, 7)의 좌표 시스템은 모바일 플랫폼(8)과 연관된 좌표 시스템과 일치한다고 가정한다. 그렇지 않으면, 센서의 판독이 컴퓨팅 유닛(14)에서 모바일 플랫폼과 연관된 단일 좌표 시스템에 제시되어야 한다.
컴퓨팅 유닛은 다음 작업을 수행하여 센서를 구비한 플랫폼(8)의 좌표 및 방향을 결정한다.
자기장 주파수 성분 선택 유닛(9)은 인덕턴스 코일(1) 신호 주기(적어도 하나의 주기)의 정수에 대해 자력계(5)의 각 축에 대한 측정치의 누적을 생성한 다음, 자기장의 일정 성분 - 지구 자기장의 유도 벡터
Figure pct00002
및 자기장의 가변 성분 - 인덕턴스 코일의 자기장 유도 벡터
Figure pct00003
를 선택한다. 왈시 함수(Walsh functions)[2]가 기초로 사용되는, 푸리에 변환은 이 목적을 위해 사용된다. 다른 변환 방법이 사용될 수 있다.
변환의 결과로, 자력계(5) 측정의 3 개 축에 대응하는 자계 가변 성분의 3 개의 성분의 각각의 진폭 및 위상 값을 획득한다.
이 경우, 성분 위상(component phase)은 다음과 같이 기호를 특성화한다: 두 측정된 성분의 위상이 일치하면, 성분은 동일한 부호를 갖는다; 위상이 π(반주기)만큼 다른 경우, 성분은 반대 부호를 갖는다; π의 위상 점프는 성분의 부호의 변화에 대응한다. 따라서, 벡터
Figure pct00004
는 2 개의 반대 방향을 가질 수 있다. 모호하지 않은 결정 벡터
Figure pct00005
의 방향은 공간에서 센서의 불확실한 위치 및 방향과 연관된 위상 모호성에 의해 방해받는다(hampered).
위상 모호성은 여러 가지 방법으로 제거될 수 있다.
특히, 물체의 초기 위치 및 방향에 관한 조잡한 사전 정보(coarse priori information)가 알려질 수 있다(좌표의 주어진 섹터에 위치하며, 주어진 방향을 가짐). 이러한 경우, 위상 모호성은 측정의 시작 직후에 제거될 수 있다. 그러면, 위상 고정 루프 유닛(10)은 센서들을 구비한 플랫폼(8)이 인덕턴스 코일(1)의 자기장에 있는 한 신호 위상을 추적할 것이다.
또 다른 옵션은 인덕턴스 코일(1)의 신호에 특정 시간 패턴을 사용하는 것이며, 이는 측정된 신호 위상의 모호하지 않은 결정을 허용한다. 가장 단순한 패턴은 예를 들어 양의 신호 펄스 및 음의 신호 펄스의 다른 지속 시간일 수 있다.
자기장 가변 성분의 3 개의 성분의 각각의 위상 값은 위상 고정 루프 유닛(10)으로 전송되며, 여기서 특정된 신호 위상과 측정된 신호 위상 사이의 오차를 최소화하기 위한 알고리즘은 자력계 측정치의 주파수를 조정함으로써 수행된다(예를 들어, PID 제어 알고리즘).
자력계는 측정 시작의 외부 신호로 단일 측정 모드에서 시작되어야 하며, 이 경우 컴퓨팅 유닛은 측정 시작시 신호 생성 기간을 변경함으로써 측정 주파수를 유연하게 변경할 수 있을 것이다.
유닛(10) 작동의 결과로서, 자력계(5) 측정의 주파수 및 위상은 인덕턴스 코일(1) 신호의 주파수 및 위상에 대응할 것이다.
계산의 다음 단계에서, 지구 자기장의 유도 벡터 값
Figure pct00006
은 유닛(9)으로부터 방향 각 컴퓨팅 유닛(11)으로 전달되며, 또한 자이로스코프(6) 및 가속도계(7)의 측정치를 수신한다.
가속도계(7)의 측정은 중력 벡터
Figure pct00007
를 나타낸다. 사용된 센서의 정확도 특성이 낮고, 다양한 외란(전기 장비의 픽업, 센서를 구비한 플랫폼의 가속된 이동 및 진동)의 영향으로 인해 값
Figure pct00008
및
Figure pct00009
은 매우 노이지(noisy)하다. 따라서, 측정 정확도를 높이려면, 장치의 동적 특성을 감소시키지 않고, 벡터
Figure pct00010
및
Figure pct00011
방향의 보완 필터링을 위해 자이로스코프(6)의 측정을 사용할 필요가 있다.
우리는 회전 행렬[3]을 사용하여 자이로스코프 측정치를 통합하여 획득된 각도로 벡터를 회전시킨다. 자이로스코프의 측정 주기와 벡터
Figure pct00012
및
Figure pct00013
의 측정 주기를 T 0 와 같게 한다. 그러면, 재귀적 보완 필터[4]는 다음과 같은 형태를 가질 것이다:
Figure pct00014
Figure pct00015
여기서,
Figure pct00016
- 지구 자기장의 필터링된 유도 벡터;
Figure pct00017
- 필터 계수,
Figure pct00018
; W x , W y , W z - 각각 x, y, z 축을 중심으로 측정된 자이로스코프 회전 속도;
Figure pct00019
- 자이로스코프의 측정 주기;
Figure pct00020
-
Figure pct00021
의 각도를 통해 x 축에 대한 회전의 행렬;
Figure pct00022
-
Figure pct00023
의 각도를 통해 y 축을 중심으로 한 회전의 행렬;
Figure pct00024
-
Figure pct00025
의 각을 통한 z 축을 중심으로 한 회전의 행렬;
Figure pct00026
- 필터링된 중력 벡터.
방위각은 벡터
Figure pct00027
및
Figure pct00028
의 방향으로, 공지된 방법[3]으로 계산된다.
다음으로, 물체의 획득된 방위각은 회전 보상 유닛(12)에 사용되어, 인덕턴스 코일의 자계 유도 벡터
Figure pct00029
를 자력계(5)의 좌표 시스템로부터 고정 인덕턴스 코일(1)의 좌표 시스템으로 변환한다. 벡터
Figure pct00030
는 이 목적을 위해 획득된 물체의 방위각과 반대인 각도로 회전된다. 벡터 회전은 회전 행렬을 사용함으로써 수행된다.
Figure pct00031
여기서,
Figure pct00032
- 인덕턴스 코일(1)과 연관된 좌표 시스템에서 인덕턴스 코일의 자기장 유도 벡터(
Figure pct00033
);
Figure pct00034
,
Figure pct00035
,
Figure pct00036
- 획득된 물체의 방위각(각각 뱅크(bank), 피치(pitch) 및 요(yaw)의 각도);
Figure pct00037
-
Figure pct00038
의 각도를 통한 z 축을 중심으로 한 회전의 행렬;
Figure pct00039
-
Figure pct00040
의 각도를 통한 y 축을 중심으로 한 회전의 행렬;
Figure pct00041
-
Figure pct00042
의 각도를 통한 x 축을 중심으로 한 회전의 행렬.
그 다음 벡터
Figure pct00043
는 좌표 컴퓨팅 유닛(13)으로 전송된다. 벡터
Figure pct00044
는 다음과 같은 형태를 갖는다:
Figure pct00045
인덕턴스 코일(1)이 수평으로 위치하기 때문에, 구 좌표 시스템(spherical coordinate system)에서의 벡터
Figure pct00046
방향의 방위각(x0y 평면상의 벡터 투영과 인덕턴스 코일(1) 좌표 시스템의 x 축 사이의 각도)은 위치될 물체의 방위각 좌표(azimuthal coordinate)
Figure pct00047
과 일치한다:
Figure pct00048
물체의 나머지 좌표(반경 벡터 및 천정각(zenith angle))는 분석적으로 [1] 또는, 테이블-특정 함수[3]를 사용하여 획득될 수 있다. 두 번째 경우에, 표는 인덕턴스 코일(1) 좌표 시스템(코일의 대칭축)의 수직 z 축을 통과하는 수직 평면의 점의 배열을 나타낸다. 각 점은 그 점에서 인덕턴스 코일에 의해 생성된 자기 유도 벡터와 연관된다. 벡터의 계산은 비오-사바르 법칙(Biot-Savart law)을 사용하여 수행할 수 있다. 물체의 좌표를 결정하기 위해 벡터
Figure pct00049
의 크기와 방향에 가장 가까운 표에서 자기 유도 벡터, 및 그 좌표 값을 찾을 필요가 있다. 그런 다음, 예를 들어 이중선형 보간법(bilinear interpolation)[5]을 사용하여, 원하는 물체 좌표를 결정할 수 있다.
전술한 장치의 구조 및 작동 원리는 위치된 물체의 수를 유연하게 증가시키고, 장치 작업 영역을 확장시킨다. 도 3은 여러 필드 소스 및 센서들을 구비한 여러 독립 플랫폼을 포함하는 시스템 토폴로지의 옵션을 도시한다.
컴퓨터 기술의 최신 기술로 센서들을 구비한 각 플랫폼(위치 22, 23, 24)에 별도의 소형 컴퓨팅 유닛(위치 25, 26, 27)을 사용할 수 있다. 이러한 접근법은 컴퓨팅 유닛과 인덕턴스 코일의 전원 공급기 사이의 통신 라인이 없기 때문에, 장치의 구성을 변경하지 않고도 위치 지정 가능한 물체의 수를 무기한 증가시킬 수 있다.
장치의 작업 영역을 확장하기 위해 여러 인덕턴스 코일(위치 15, 16, 17)가 별도로 위치되어 사용될 수 있다. 이 경우, 코일 신호는 여러 코일의 작업 영역들 사이의 경계에서 혼합을 방지하기 위해, 주파수 또는 시간 간격을 가져야 한다. 특정 코일의 신호의 선택은 왈시 함수[2]의 형태를 사용하여 푸리에 변환을 사용하거나, 다른 방식으로 수행될 수 있다.
하나의 인덕턴스 코일의 작업 영역으로부터 다른 인덕턴스 코일의 작업 영역으로 물체가 이동될 때, 이웃하는 인덕턴스 코일들의 신호들 사이에 부정확한 위상 차이로 인해 장치의 위상 동기 루프 주파수 제어 유닛이 비동기화될 수 있다. 이 문제를 해결하려면 코일 전원 공급기들의 신호들을 서로 동기화해야 한다.
이 목표를 달성하는 가장 적절한 방식은 제어된 코일 전류 조정기(위치 18, 19, 20)의 입력을 필요한 주파수 및 위상의 신호 생성을 제공하는 하나의 공통 클록 발생기(21)의 출력에 연결하는 것이다.
일반적인 경우, 신호의 적어도 4 개의 다른 주파수(주파수 분할) 또는 위상(시분할)을 갖는 필드 소스의 교대(alternation)가 임의의 크기 및 모양의 작업 영역을 생성하는 데 필요하다[6]. 그러나, "데드(dead)" 존이 존재하는 경우, 2 개 또는 3 개의 다른 주파수/위상을 갖는 필드 소스의 교대가 또한 가능하다.
도면들에 사용된 명칭:
1 - 인덕턴스 코일;
2 - 제어된 전류 조정기;
3 - 클록 생성기;
4 - 전원 공급기
5 - 자력계;
6 - 자이로스코프;
7 - 가속도계;
8 - 센서를 구비한 플랫폼;
9 - 자기장 주파수 성분 선택 유닛;
10 - 위상 동기 루프 유닛;
11 - 방위각 컴퓨팅 유닛;
12 - 회전 보상 유닛;
13 - 좌표 컴퓨팅 유닛;
14 - 컴퓨팅 유닛;
15 - 인덕턴스 코일 1;
16 - 인덕턴스 코일 2;
17 - 인덕턴스 코일 N;
18 - 제어된 전류 조정기 1;
19 - 제어된 전류 조정기 2;
20 - 제어된 전류 조절기 N;
21 - 클록 생성기;
22 - 센서를 구비한 플랫폼 1;
23 - 센서를 구비한 플랫폼 2;
24 - 센서를 구비한 플랫폼 M;
25 - 컴퓨팅 유닛 1;
26 - 컴퓨팅 유닛 2;
27 - 컴퓨팅 유닛 M.
데이터 소스:
1. 라브 에프.(Raab F.), 블루드 디.(Blood E.), 스테이너 오.(Steiner O.), 존스 에이치.( Jones H.) 자기 위치 및 방향 추적 시스템(Magnetic position and orientation tracking system) // IEEE 트랜잭션스 온 에어로스페이스 앤드 일렉트로닉스 시스템스(IEEE Transactions on Aerospace and Electronics Systems). - AES-15권, 5호, 1979년 9월 - P. 709-717.
2. 잘만존 엘.에이.(Zalmanzon L.A.) 푸리에, 왈시, 하르 변환 및 제어, 통신 및 기타 분야에서의 응용(Fourier, Walsh, Haar transforms and their application in control, communication and other fields), - M.: Science. Ch. ed. phys.-mat. lit., 1989. - 496 p.
3. 취 이.유.(Chye E.U.), 체르니쇼브 이.에스.(Chernyshov E.S.) 물체의 위치와 방향을 결정하기 위한 자기 관성 방법(Magnetic inertial method for determining the position and orientation of an object) // 불리틴 오브 퍼시픽 네쇼널 유니버시티(Bulletin of Pacific National University). - 2014 년 - 제 1 호 (32). - p. 69-78.
4. 체르니쇼브 이.에스.(Chernyshov E.S.), 오트체스키 에스.에이.(Otchesky S.A.) 이동 추적을 위한 미세전자기계 시스템 // 과학 작업 및 교육 활동의 현안 : 2013년 1월 31일에 국제 과학 및 실무 회의의 자료에 대한 과학 논문 모음집 : 13 부. 파트 8 - 탐보프(Tambov): 탐보브 지역 공공 단체 비즈니스 과학 사회의 출판사, 2013 년. - P. 147-148
5. 야로슬라브스키 엘.피.(Yaroslavsky L.P.) 디지털 이미지 처리 소개. - M.: Sov. radio, 1979. - 312 p.
6. 젤람스키 엠.브이.(Zhelamskii M.V.) 밀폐된 공간에서의 로컬 네비게이션을 위한 포지셔닝 필드의 구축의 특징(Features of the construction of a positioning field for local navigation in enclosed spaces) // 측정 기술. - 2014. - 7호 - p. 40-45; 젤람스키 엠.브이.(Zhelamskii M.V.) 밀폐된 공간에서의 로컬 네비게이션을 위한 포지셔닝 필드의 구축의 특징 // 측정 기술. - 2014. - 57권. - 7호. P. 791-799.

Claims (9)

  1. 공간에서 물체를 포지셔닝하기 위한 장치에 있어서,
    수평면에 고정시켜 배치되는 인덕턴스 코일,
    상기 인덕턴스 코일을 위한 전원 공급기,
    컴퓨팅 유닛, 및
    상기 이동하는 물체에 배치되는 센서들을 구비한 플랫폼
    을 포함하고,
    상기 플랫폼은,
    3-성분 자력계, 3-성분 가속도계 및 3-성분 자이로스코프
    를 포함하고,
    상기 인덕턴스 코일에 대한 전원 공급기는,
    클록 생성기에 의해 제어되는 코일 전류 조정기
    를 포함하고,
    상기 컴퓨팅 유닛은,
    상기 인덕턴스 코일에 의해 생성된 자기장 펄스들의 위상과 상기 자력계 측정 위상의 동기화 및 상기 자력계의 클로킹을 보장하는, 위상 동기 루프를 제공하도록 구성되는
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 유닛은,
    자기장 주파수 성분 선택 유닛,
    자력계 측정을 위한 위상 동기 루프를 제공하는 유닛,
    상기 센서들을 구비한 플랫폼의 방위각들을 계산하는 유닛,
    상기 센서들을 구비한 플랫폼을 위한 회전 보상 유닛,
    상기 센서들을 구비한 플랫폼의 좌표들을 계산하는 유닛
    을 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 클록 생성기의 출력은 상기 전류 조정기의 입력에 연결되고,
    상기 전류 조정기의 출력은 상기 인덕턴스 코일의 단자에 연결되는
    장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 자력계의 출력은,
    상기 자기장 주파수 성분 선택 유닛의 입력에 연결되는
    장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자기장 주파수 성분 선택 유닛의 제1 출력은 상기 위상 동기 루프를 제공하는 유닛의 입력에 연결되고,
    상기 제2 출력은 상기 회전 보상 유닛의 제1 입력에 연결되고,
    상기 제3 출력은 상기 방위각을 계산하는 유닛에 연결되는
    장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 위상 동기 루프를 제공하는 유닛의 출력은,
    상기 자력계의 입력에 연결되는
    장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 자이로스코프의 출력은,
    상기 방위각들을 계산하는 유닛의 제2 입력에 연결되는
    장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 가속도계의 출력은,
    상기 방위각들을 계산하는 유닛의 제3 입력에 연결되는
    장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 방위각들을 계산하는 유닛의 출력은 상기 회전 보상 유닛의 제2 입력에 연결되고,
    상기 회전 보상 유닛의 출력은 상기 좌표들을 계산하는 유닛의 입력에 연결되는
    장치.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107421566B (zh) * 2017-08-25 2020-08-11 北京理工大学 一种无人车多源传感器信息仿真平台
DE102018005649A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-16 Fachhochschule Dortmund Verfahren und Einrichtung zur 3D-Orientierungs- und 3D-Positionsbestimmung auf Basis einer einachsigen Spule und eines MARG-Sensors
CN111184345B (zh) * 2020-03-13 2024-06-25 常州市凯迪电器股份有限公司 电动桌安全运行的控制方法及其控制单元
CN111272168B (zh) * 2020-03-24 2022-03-29 哈尔滨工业大学 一种基于磁场特征矢量的定位方法、装置及系统
CN112710219B (zh) * 2021-01-21 2022-06-21 中北大学 一种面向城市地下空间的绝对位移检测方法
RU2767174C1 (ru) * 2021-04-09 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Способ трекинга гибкого хирургического инструмента на основе инерциальных МЭМС датчиков

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1220279A (en) * 1985-06-20 1987-04-07 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government Precision magnetometer orientation device
US4945305A (en) * 1986-10-09 1990-07-31 Ascension Technology Corporation Device for quantitatively measuring the relative position and orientation of two bodies in the presence of metals utilizing direct current magnetic fields
US5307072A (en) * 1992-07-09 1994-04-26 Polhemus Incorporated Non-concentricity compensation in position and orientation measurement systems
US5752513A (en) * 1995-06-07 1998-05-19 Biosense, Inc. Method and apparatus for determining position of object
RU2103664C1 (ru) * 1996-12-11 1998-01-27 Борис Михайлович Смирнов Устройство для дистанционного определения положения объекта (его варианты)
JP2000009409A (ja) * 1998-06-24 2000-01-14 Mitsubishi Electric Corp インダクタンス変化検出回路
JP2004093373A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 位置姿勢測定装置
RU2257546C1 (ru) * 2004-10-14 2005-07-27 Смирнов Борис Михайлович Устройство для определения углового положения подвижного объекта (варианты)
WO2012028210A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Method for determining the relative position of devices
US9785254B2 (en) * 2011-11-01 2017-10-10 Qualcomm Incorporated System and method for improving orientation data
US20130326364A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Stephen G. Latta Position relative hologram interactions
US9159133B2 (en) * 2012-11-05 2015-10-13 Qualcomm Incorporated Adaptive scale and/or gravity estimation
RU2542793C1 (ru) * 2013-09-16 2015-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Континент-Тау" Устройство для определения положения объекта в пространстве
US10234306B2 (en) * 2014-07-11 2019-03-19 Sixense Enterprises Inc. Method and apparatus for synchronizing a transmitter and receiver in a magnetic tracking system

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