KR20200008427A - 공간형상정보를 포함하는 지도 생성시스템 - Google Patents

공간형상정보를 포함하는 지도 생성시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주변의 공간형상정보를 수집할 수 있는 측정장치 및 상기 공간형상정보를 이용하여 지도를 생성하는 정보처리장치를 포함하는 지도 생성시스템에 있어서, 상기 측정장치는, 상기 측정장치가 이동함에 따라 변화하는 상기 측정장치의 움직임을 측정하여 측정시작지점에 대한 상기 측정장치의 상대적 위치를 측정하는 위치측정부; 및 상기 측정장치의 주변의 공간형상정보를 측정하는 공간형상정보측정부;를 포함하고, 상기 정보처리장치는 상기 측정장치의 상대적 위치와 상기 공간형상정보를 매칭하여 위치가 공간형상정보로 정의되는 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 지도 생성시스템에 관한 것이다.

Description

공간형상정보를 포함하는 지도 생성시스템{TUNNEL MAP GENERATION SYSTEM INCLUDING SPATIAL INFORMATION}
본 발명은 통신환경이 열악한 환경에서 이용가능한 공간형상정보를 포함하는 지도 생성시스템에 관한 것이다.
광산의 갱도는 짧게는 수 km에서 길게는 수십 km에 달하며, 메인 갱도로부터 분기된 갱도들이 매우 복잡한 경로를 형성한다. 갱도는 광석이 분포된 곳을 따라 만들어지기 때문이다. 최근에는 정밀한 탐사활동을 통해 채굴 계획을 미리 세우고, 이에 따라 갱도를 설계하기 때문에 갱도에 대한 정보가 정확하게 갖춰져 있다. 그러나 종래에는 무분별하게 광산을 개발하였기 때문에 갱도에 대한 정확한 정보가 없는 경우가 대부분이다. 갱도 정보가 있는 경우에도 주요 갱도들에 대한 지도만 있고, 분기된 작은 갱도들에 대해서는 정보가 없다. 특히 국내 광산은 과거에 채굴활동을 하다 경제성을 이유로 폐광을 한 후, 근래 광물 가격의 상승에 따라 다시 광산을 가행하는 경우도 많다. 이러한 광산들은 처음부터 갱도에 대한 정보가 없는 경우가 많지만, 정보가 있었던 경우에도 휴광 기간이 길어지면서 갱도 정보가 소실되곤 한다. 갱도 정보가 없으면 다시 광산을 가행할 때에 많은 문제가 발생한다. 광산을 가행하기 위해서는 갱도에 대한 매핑(mapping)이 선결적으로 요청된다.
한편, 갱도 정보가 있는 경우라고 해도 광산 내에서는 통신이 원활치 않기 때문에 효율적 채굴 활동에 어려움이 있다. 갱도는 지하에 형성되기 때문에 GPS(Global Positioning System) 시스템은 사용할 수 없다. 무선통신도 어렵기는 마찬가지다. 광산갱도의 벽면은 울퉁불퉁하고 불규칙하게 형성되어 무선통신신호가 온전하게 전달되지 못하기 때문이다. 통신이 원활하지 않은데, 광산 갱도는 길고 복잡하며, 조명 시설도 매우 제한적으로 설치되기 때문에, 광산에서는 작업자가 자신의 위치를 정확하게 파악하는 것조차 어려운 경우가 많다.
또한 광산 내 공정관리 및 안전관리를 위하여, 콘트롤 타워에서는 광산 내에서 이동수단들, 장비들 및 작업자의 위치를 전체적으로 관리해야 한다. 또한 운송 트럭이나 장비들 사이에서도 서로의 위치정보나 이동정보를 공유할 필요가 있다. 그러나 광산 내 통신 환경이 양호하지 못하여 관리가 용이하지 않다.
무선통신이 원활하지 않은 광산에서는 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 비콘(Beacon), RFID(radio frequency identification) 등의 절점 방식의 근거리 센싱을 통해 제한적으로 위치정보를 파악하여 관리하고 있다. 즉, 갱도를 따라 유선 네트워크를 설치하고, 일정 포인트별로 RFID 등 근거리 통신수단을 배치한다. 트럭 등 운송 장비에는 갱도지도정보와 포인트 통신수단의 위치정보가 저장되어 있는 갱도정보시스템이 탑재된다. 이에 운송트럭이 RFID 등 근거리 통신수단이 설치된 포인트를 지나가면 운송트럭에 탑재된 갱도정보시스템 상에서 자신의 위치정보가 표시되어 현재 위치를 파악할 수 있다. 또한 이 정보는 유선 네트워크를 통해 콘트롤 타워에 전송되어 전체적인 관리가 이루어진다.
그러나 위와 같은 방식은 간헐적으로 배치되는 근거리 통신수단 포인트에서만 자신의 위치를 파악할 수 있기 때문에, 포인트 사이의 간격이 멀어질수록 어려움이 있다.
더욱이 갱도에 대한 정보가 전혀 없는 경우에는 갱도에 대한 지도정보구축이 선결되거나, 운송장비나 이송장비들 자체에 자신의 위치정보를 스스로 파악 수 있는 시스템을 갖추어야 한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 통신이 제한되는 곳에서 지도정보를 형성하는 시스템과 그러한 곳에서 현위치를 확인할 수 있는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
상기 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 생성시스템은 주변의 공간형상정보를 수집할 수 있는 측정장치 및 상기 공간형상정보를 이용하여 지도를 생성하는 정보처리장치를 포함하는 지도 생성시스템에 있어서, 상기 측정장치는, 상기 측정장치가 이동함에 따라 변화하는 상기 측정장치의 움직임을 측정하여 측정시작지점에 대한 상기 측정장치의 상대적 위치를 측정하는 위치측정부; 및 상기 측정장치의 주변의 공간형상정보를 측정하는 공간형상정보측정부;를 포함하고, 상기 정보처리장치는 상기 측정장치의 상대적 위치와 상기 공간형상정보를 매칭하여 위치가 공간형상정보로 정의되는 지도를 생성하는 것을 특징으로 한다.
일 예에 있어서, 상기 측정장치는 광산 갱도를 이동하며 광산 갱도의 상대적 위치에 따른 공간형상정보를 수집하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 위치측정부는 상기 측정장치의 이동 속도를 측정하는 속도계와 상기 측정장치의 이동 방위를 측정하는 방위계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 상기 위치즉정부는 이동구간의 높낮이 또는 경사도를 측정할 수 있는 경사도계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 위치측정부는 이동관성을 측정하는 가속도계, 회전관성을 측정하는 자이로스코프, 및 방위각을 측정하는 지자계센서로 구성되는 관성측정센서를 포함하고, 상기 관성측정센서를 이용하여 이동유닛의 속도와 자세각을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 공간형상정보측정부는 레이져를 이용해 거리를 측정하는 라이더(Lidar) 또는 360도 파노라마 사진을 촬영할 수 있는 촬영장치를 포함하고, 상기 라이더 또는 상기 촬영장치를 이용하여, 상기 측정장치의 주변의 공간형상정보를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 측정장치는 각각 다른 위치에서 이동하는 복수의 측정장치이며, 각각 다른 위치에서 이동하는 복수의 측정장치의 상대적 위치는 동일한 공간형상정보를 가지는 구간을 이어붙임으로써 위치가 공간형상정보로 정의되는 지도를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지도 생성시스템은 공간형상정보와 위치정보를 매칭함으로써, GPS나 통신수단이 제한되는 갱도 같은 장소에소도 이용할 수 있는 지도를 구축할 수 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 생성시스템의 개략적 구성도이다,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 생성시스템을 이용하여 위치별 공간형상정보를 측정하는 것의 개략적 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 생성시스템을 이용하여 지도를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 네비게이션 시스템의 개략적 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 네비게이션 시스템을 이용하여 위치별 공간형상정보를 측정하는 것의 개략적 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 네비게이션 시스템을 이용하여, 지도에 현위치를 표시한 것을 설명하기 위한 도면이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 길고 복잡한 경로로 형성되며, GPS는 물론 무선통신수단의 사용이 제한적일 뿐만 아니라, 전기나 조명설비도 제한된 광산 갱도에서 이용가능한 지도를 형성하는 시스템을 제공하고자 한다. 특히 본 발명에서는 스스로 이동하면서 자신이 이동한 경로를 따라 새로운 개념의 지도를 형성해가는 시스템을 제공한다. 또한 이에 따라 형성된 지도 내에서 자신의 위치정보를 확인할 수 있는 시스템을 제공한다.
특히, 본 발명은 종래와 같이 지도를 2차원 형상이나 3차원 형상으로 생성 또는 제공하는 것에 관한 것이 아님에 유의한다. 즉, 본 발명은 위치가 공간형상정보로 정의되는 새로운 개념의 지도의 생성과 제공에 관한 것이다.
본 명세서에서는 본 발명의 명확한 설명을 위해 GPS는 물론 무선통신수단의 사용이 제한적인 장소인 광산 갱도의 지도를 생성하는 것과 광산 갱도 내에서 현위치를 확인하는 것을 중심으로 설명하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 지도 생성시스템과 내비게이션 시스템에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 일 실시예 따른 지도 생성시스템의 개략적 구성도이며, 도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 생성시스템을 이용하여 공간형상정보로 위치가 정의되는 지도를 생성하는 과정의 일부를 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지도 생성시스템(100)은 이동유닛(V)에 탑재되어, 이동유닛(V)의 이동경로에 대하여 지도정보를 생성한다. 이동유닛(V)은 광산 채굴활동에 요청되는 각종 운송트럭, 운송장비, 채굴장비 등 다양한 이송수단이다. 물론 이론적으로는 지도 생성시스템(100)을 사람이 직접 들고 이송하는 것도 생각할 수 있으나, 이하에서는 차량에 탑재하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
본 실시예의 지도 생성시스템(100)은 주변의 공간형상정보를 수집할 수 있는 측정장치(10)와 수집된 공간형상정보를 이용하여 지도를 형성하는 정보처리장치(20)로 구성된다.
또한, 측정장치(10)는 움직임을 측정하는 위치측정부(11)와 주변의 공간형상정보를 측정하는 공간형상정보측정부(12)를 포함한다. 본 명세서에서 공간형상정보란 폭, 높이, 특정지점으로부터 복수의 지점에 대한 거리, 울퉁불퉁한 모양 등의 주변 형상을 의미할 수 있다. 특히, 광산갱도의 경우에는 공간형상정보에 위에서 예시한 것 뿐만아니라 암석의 종류, 암석의 색 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 공간형상정보닌 2차원 이미지로 저장되거나 3차원 형상으로 저장될 수 있다.
위치측정부(11)는 측정장치(10)가 이동함에 따라 변화하는 측정장치(10)의 움직임을 측정하여 임의의 측정시작지점(SP)로부터 측정장치(10)의 상대적 위치를 측정한다. 이와 같이 이미 알고 있는 측정시작지점(SP)을 기준으로 상대적 위치를 계산하면 측정장치(10)의 위치정보를 취득할 수 있다.
예컨대, 측정시작지점(SP)이 광산 갱도의 입구라면, GPS나 통신 등을 통해 위치정보를 알 수 있으므로 측정시작지점(SP)에 대한 상대적 위치로 부터 생성되는 지도와 GPS 등을 통해 이미 구축되어 있는 지도를 연동시킬 수 있다.
또한, 갱도 내에 절점식 근거리 통신수단을 구비하고 있는 경우에는 절점 위치와 측정시작지점(SP)에 대한 상대적 위치로 부터 생성되는 지도를 연동시키는 것도 가능하다.
지역의 지도 정보와 새롭게 생성되는 지도를 연동시키는 것도 가능하다.
위치측정부(11)는 속도계(1)와 방위계(2)를 구비한다.
속도계(1)는 이동유닛(V)에 장착되어 있는 전자식 속도계를 그대로 이용하여, 전자식 속도계로부터 이동시 이동유닛의 속도정보를 확인할 수 있다. 이동유닛(V)의 속도계가 외부로 데이터를 전송할 수 없거나 기계식인 경우에는 별도의 속도계를 장착하여 사용할 수 있다.
방위계(2)는 이동유닛(V)이 이동되는 동안에 계속적으로 방위를 측정한다.
속도계(1)와 방위계(2)의 시간이 동기화되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 이동유닛(V)이 이동하는 시점부터 속도계(1)와 방위계(2)가 각각 속도와 방위를 연속적 또는 일정 시간 간격으로 함께 측정하면, 이동거리와 방향이 각각 측정된다. 다만, 이동거리와 방향만으로는 평면적 경로정보만을 확인할 수 있을 뿐, 이동구간의 높낮이와 경사도는 확인할 수 없다. 이에 본 실시예에서는 경사도계를 추가적으로 구비하여 이동구간에 대한 '거리정보', '방향정보'와 함께 '높낮이 및 경사정보'를 획득할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서는 경로정보, 높낮이 및 경사정보를 획득하기 위하여 속도계, 방위계, 경사도계의 기능을 통합적으로 수행할 수 있는 관성측정센서(3)를 채용할 수 있다. 관성측정센서(3)는 이동물체의 속도와 방향, 중력, 가속도를 측정하는 장치를 뜻하며, 센서기반 방식이다. 관성측정센서(3)를 이용한 위치 추정은 이동관성을 측정하는 가속도계(3a), 회전관성을 측정하는 자이로스코프(3b), 및 방위각을 측정하는 지자계센서(3c)를 이용하여 이동유닛(V)의 움직임을 인식하는 방식이다. 예컨대 3축 가속도계와 3축 각속도계를 이용하여 진행방향, 횡방향, 높이방향의 가속도와 롤링(roll), 피칭(pitch), 요(yaw) 각속도의 측정이 가능하며,　관성측정센서(3)로부터 얻어지는 가속도와 각속도를 적분하여 이동유닛(V)의 속도와 자세각의 산출이 가능하다.
또한 본 발명의 일 실시예에 있어서는 관성측정센서(3)와 더불어 속도계(1)를 별도로 구비할 수도 있다. 이때 속도계(1)는 측정된 속도에 따라 후술하는 공간형상정보측정부에서 측정되는 공간형상정보가 중첩구간(D)을 가지도록 제어하는 역할을 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 지도 생성시스템(100)은 위와 같은 측정장치(10)의 상대적 위치와 함께 공간형상정보를 획득하기 위한 공간형상정보측정부(12)를 구비한다. 예컨대, 본 실시예에서는 공간형상정보측정부(12)로서 3D 스캐너의 일종인 라이더(4, Lidar)나 360도 촬영이 가능한 촬영장치(4)를 사용할 수 있다.
라이더는 펄스 레이저광을 발사하고 반사되어 오는 레이저를 수신하여 주변 사물을 입체적으로 파악할 수 있다. 본 실시예에서 라이더는 평면방향 및 수직면방향으로 각각 360도 회전하며, 초당 수만 개 이상의 포인트 클라우드 데이터(point cloud data)를 획득하여 주변을 입체적으로 분석할 수 있다. 본 실시예에서는 광산 갱도에서 전후방을 제외하고는, 모두 갱도벽으로 막혀 있는 폐쇄된 공간이기 때문에 라이더는 주변 환경을 보다 명확하게 인식할 수 있다. 라이더에 의해서 파악되는 주변 환경이란 결국 갱도벽의 형상이다. 한편, 라이더를 이용하면 라이더로부터 주변 사물까지의 거리를 측정할 수 있는데, 광산 갱도와 같은 경우에는 갱도의 폭 또는 높이를 측정할 수 있다. 적용대상이 되는 광산 갱도는 터널 형태로 전방과 후방을 제외하고는 둘레방향을 따라 모두 갱도벽이 형성되어 있으므로, 라이더에 의하여 주변 환경을 입체적으로 파악하면 갱도벽의 형상을 파악하게 된다.
공간형상정보측정부(12)로 360도 촬영이 가능한 촬영장치를 이용하는 것도 가능하다. 공간형상정보측정보는 360도 촬영이 가능한 촬영장치를 이용하여 취득한 사진이나 영상으로부터 각 위치의 공간형상정보를 도출할 수 있다. 이를 위해, 사진이나 영상으로부터 주변 공간적특징을 도출할 수 있는 정보처리장치를 더 구비할 수 있다.
측정장치(10)에서 측정된 측정장치의 상대적 위치와 주변의 공간형상정보은 정보처리장치(20)로 전송된다. 정보처리장치(20)는 전송받은 정보들을 지도생성부(21)에서 지도(M)로 생성하게 된다. 지도생성부(21)에서는 상용화되어 있는 GeoSLAM 알고리즘을 활용하여 3차원 공간형상정보를 취합할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아다. 예를들어, 공간형상정보 취합에 통계적으로 오차가 적은 방식을 적절히 선택할 수 있다. 측정장치로 부터 수신한 상대적 위치와 공간형상정보를 매칭하게 되면, 완성된 지도(M)는 위치정보(M1)와 공간형상정보(M2)가 서로 연동된 형태의 데이터를 포함하게 된다. 이?, 측정장치로 부터 수신한 상대적 위치와 공간형상정보를 매칭하는 것은 시간을 매개로 수행될 수 있다.
또한, 정보처리장치(20)는 데이터송수신부(22)와 GPS 송수신부(23)를 더 포함할 수 있다.
데이터송수신부(22)는 통신이 가능한 지역에서 확보된 데이터나 생성된 지도를 서버로 전송한다. 예컨대, 광산 갱도에 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 비콘(Beacon), RFID(radio frequency identification) 등의 절점 방식의 통신이 설치된 경우, 데이터송수신부(22)는 그것에 대응하는 통신 수단을 구비하여 절점에서 확보된 데이터나 생성된 지도를 서버로 전송할 수 있다.
GPS 송수신부(22)는 GPS를 이용한 위치 정보를 송수신 가능지역에서 GPS를 송수신할 수 있다. 이처럼 GPS를 통해 송수신된 위치를 위치측정부(11)에서 측정된 상대적 위치와 연동하여 통상적인 지도와 본 실시예에서 생성되는 지도를 연동할 수 있다. 예컨대, GPS의 송수신이 가능한 광산 갱도의 입구를 측정시작지점(SP)으로 설정하고, 측정시작지점(SP)을 기준으로 하는 측정장치(10)의 상대적 위치를 측정함으로써 갱도외부의 지도갱도 내부의 지도를 연동할 수 있다.
한편, 측정장치(10)는 하나가 아닌 복수의 측정장치(10)를 이용하는 것도 가능하다. 예컨대, 복수개의 측정장치(10)가 각각 다른 위치에서 이동하며, 측정을 수행할 수 있다. 각각 다른 위치에서 측정된 상대적 위치는 동일한 공간형상정보를 가지는 구간을 기준으로 서로 이어붙임으로써 위치가 공간형상정보로 정의되는 전체의 지도를 생성할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 다른 지도 생성시스템을 사용하여 갱도의 지도를 생성하는 과정을 조금 더 자세히 살펴보도록 한다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 이동유닛(V)이 제1위치(P1)에 있다고 가정한다. 제1위치(P1)에서 측정장치(10)의 공간형상정보측정부(12)는 수천 내지 수만개의 공간 특징을 수집한다. 도 2a에서는 천장의 C1 내지 C10까지 10개의 공간형상정보를 수집하는 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 예컨대, 도 2b와 같이, 천장뿐만아니라 측정장치(10)를 기준으로 바닥까지 포함하여 주위 전체에 대한 공간형상정보(C7a ~ C7j)를 수집한다.
제1위치(P1)의 공간형상정보(C1 ~ C10)을 수집한 후에 이동유닛(V)은 제1위치(P1)에서 제2위치(P2)로 이동한다. 이동유닛(V)이 이동하는 경로는 위치측정부에서 이동유닛(V)의 움직임을 계산하여 측정된다. 이때, 이동유닛(V)은 직전에 수집한 공간형상정보과 새롭게 수집될 공간형상정보가 일부가 서로 중첩되는 중첩구간(D)을 가지도록 이동한다. 예를 들어, 도 2a와 같이, 제1위치(P1)에서 수집한 공간형상정보 중 C7, C8, C9 및 C10은 이동유닛(V)이 제2위치(P2)로 이동한 후에 제2위치(P2)에서 다시 공간형상정보으로 수집된다. 이와 같이, 중첩구간(D)을 가지도록 함으로써 제1위치(P1)에서 수집한 공간형상정보인 C1 내지 C10과 제2위치(P2)에서 수집한 공간형상정보인 C7 내지 C13을 서로 스티칭(Stitching)하여 제1위치(P1)와 제2위치(P2) 사이의 공간형상정보를 연속적으로 저장할 수 있다.
이처럼 이동유닛(V)를 이동시키면서 각 위치의 공간형상정보를 수집한 후에 수집된 측정장치의 상대적 위치와 각 위치의 공간형상정보를 서로 매칭하게 되면, 위치정보와 공간형상정보가 연동된 지도를 생성할 수 있다. 즉, 도 3의 점선과 같이 측정시작지점(SP)부터 제2위치(P2)까지 이동유닛(V)이 이동하면서 위치정보(M1)와 연동된 공간형상정보(M2)를 포함하는 지도(M), 예컨대 위치가 공간형상정보로 정의되는 지도를 얻게 되는 것이다.
한편, 본 실시예는 지도가 없는 곳에 새롭게 지도를 생성하는 것 뿐만 아니라, 기존에 지도가 있는 곳의 지도에 지도를 새롭게 생성하는 것과 동일한 원리로 위치정보와 공간형상정보를 추가하여, 위치가 공간형상정보로 정의되는 지도를 얻을 수 있다.
본 실시예에서 공간형상정보는 현재 위치를 알려주는 안내판과 같은 역할을 수행하는 것이다. 즉, 갱도와 같은 지하시설의 임의의 위치에 대해서, 해당 위치의 주변의 공간형상정보를 수집하여 본 실시예에서 생성된 지도의 공간형상정보와 대비함으로써 임의의 위치를 특정할 수 있다.
특히, 본 실시예는 측정장치의 속도와 방향, 경사와 높이까지 측정함으로써 2차원 지도 뿐만아니라 3차원으로 지도를 생성할 수 있다. 나아가, 본 실시예는 공간형상정보측정부에서 초당 수만개 이상의 주변 공간형상정보를 수집함으로써 신뢰성이 매우 높은 지도를 생성할 수 있다.
이뿐만 아니라 본 실시예의 지도 생성시스템을 활용하면, 광산 갱도 등 지하시설의 구조가 변화하더라도 자체적으로 지도를 만드는 기능에 의해 지속적으로 변화하는 구조를 지도에 반영할 수 있다.
또한 측정장치의 이동경로 이력에 의해 이동경로의 정보와 주변의 공간형상정보를 지속적으로 모니터링함으로서 이동경로의 변화나 상태도 파악할 수 있다. 즉, 이동경로에 낙석이 발생하거나, 일부가 파손된 경우 본 실시예의 지도 생성시스템을 통해 그 변화를 모니터링하여 위험 발생을 미리 예방하는 것도 가능하다.
지금까지 본 발명의 일 실시예의 지도 생성시스템을 이용하여 위치정보와 공간형상정보가 연동된 지도를 생성하는 것에 대해 설명하였다. 아래에서는 이처럼 위치정보와 공간형상정보가 연동된 지도를 이용하여 GPS나 통신이 제한된 곳에서 현위치를 파악하는 것에 대해 살펴보도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 네비게이션 시스템의 개략적 구성도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 네비게이션 시스템을 이용하여 위치별 공간형상정보를 측정하는 것의 개략적 도면이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 네비게이션 시스템을 이용하여, 지도에 현위치를 표시한 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 네비게이션 시스템(200)은 이동유닛(V)에 탑재되어, 이동유닛(V)의 현 위치를 탐지한다.
본 실시예의 네비게이션 시스템(200)은 주변의 공간형상정보를 수집할 수 있는 측정장치(10)와 위치정보(M1)와 연동된 공간형상정보(M2)를 포함하는 지도(M)가 저장된 정보처리장치(20)를 포함한다.
측정장치(10)는 측정장치(10) 주변의 공간형상정보를 측정하는 공간형상정보측정부(12)를 포함한다. 공간형상정보측정부(12)는 전술한 일 실시예의 지도 생성시스템(100)과 동일한 장비를 이용할 수 있다. 한편, 본 실시예의 네비게이션 시스템(200)은 위치측정부(11)를 선택적으로 구비할 수 있다. 네비게이션 시스템(200)이 위치측정부(11)를 구비한 경우, 네비게이션 시스템(200)은 새로운 이동로가 생기는 등 이동경로에 변화가 있을때 변화를 지도에 반영할 수 있다.
정보처리장치(20)는 위치판단부(24)를 포함한다. 위치판단부(24)는 측정장치(10)에서 측정된 공간형상정보과 지도(M)의 공간형상정보(M2)에 저장된 공간형상정보를 매칭하는 역할을 수행한다.
측정장치(10)에서 측정된 공간형상정보과 지도(M)의 공간형상정보(M2)에 저장된 공간형상정보를 매칭되면, 해당 공간형상정보(M2)에 연동된 위치정보(M1)를 알 수 있으며, 이러한 위치정보(M1)가 측정장치(10)의 현 위치가 된다.
도 5 및 6을 참조하면, 본 실시예의 네비게이션 시스템(200)을 이용하여 현 위치를 확인하는 방법에 대해 살펴보도록 한다.
먼저, 이동유닛(V)은 도 5와 같이 현재 위치를 알고자 하는 장소의 주변의 공간형상정보를 측정한다. 도 5에서는 공간형상정보으로 C1 내지 C10을 취득하였다.
취득한 공간형상정보 C1 내지 C10는 정보처리장치(20)로 전송된다. 정보처리장치(20)에는 위치정보(M1)와 연동된 공간형상정보(M2)를 포함하는 지도(M)가 저장되어 있는데, 정보처리장치(20)의 위치판단부(24)는 공간형상정보(M2)에 저장된 수많은 공간형상정보 중에서 C1 내지 C10과 매칭되는 공간형상정보이 있는지 조사한다.
조사결과 중에서 C1 내지 C10과 매칭되는 공간형상정보를 찾으면, 매칭되는 공간형상정보를 포함하고 있는 공간형상정보(M2)와 연동된 위치정보(M1)를 통해 측정장치(10)의 현위치 P2를 파악할 수 있다.
지금까지 본 발명이 주로 지하 광산에서의 갱도 정보를 형성하고, 갱도 내에서 자신의 위치를 파악하는데 사용하는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 적용 대상이 반드시 광산 갱도에 제한되는 것은 아니며, 무선통신수단이 원활하게 작동하지 않는 밀폐된 공간, 예컨대 동굴 등과 같은 지하공간이나 지하시설에 대해서도 적용될 수 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (7)

  1. 주변의 공간형상정보를 수집할 수 있는 측정장치 및 상기 공간형상정보를 이용하여 지도를 생성하는 정보처리장치를 포함하는 지도 생성시스템에 있어서,
    상기 측정장치는,
    상기 측정장치가 이동함에 따라 변화하는 상기 측정장치의 움직임을 측정하여 측정시작지점에 대한 상기 측정장치의 상대적 위치를 측정하는 위치측정부; 및
    상기 측정장치의 주변의 공간형상정보를 측정하는 공간형상정보측정부;를 포함하고,
    상기 정보처리장치는 상기 측정장치의 상대적 위치와 상기 공간형상정보를 매칭하여 위치가 공간형상정보로 정의되는 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 지도 생성시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정장치는 광산 갱도를 이동하며 광산 갱도의 상대적 위치에 따른 공간형상정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 지도 생성시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치측정부는 상기 측정장치의 이동 속도를 측정하는 속도계와 상기 측정장치의 이동 방위를 측정하는 방위계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 생성시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위치즉정부는 이동구간의 높낮이 또는 경사도를 측정할 수 있는 경사도계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 생성시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치측정부는 이동관성을 측정하는 가속도계, 회전관성을 측정하는 자이로스코프, 및 방위각을 측정하는 지자계센서로 구성되는 관성측정센서를 포함하고,
    상기 관성측정센서를 이용하여 이동유닛의 속도와 자세각을 측정하는 것을 특징으로 하는 지도 생성시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공간형상정보측정부는 레이져를 이용해 거리를 측정하는 라이더(Lidar) 또는 360도 파노라마 사진을 촬영할 수 있는 촬영장치를 포함하고,
    상기 라이더 또는 상기 촬영장치를 이용하여, 상기 측정장치의 주변의 공간형상정보를 측정하는 것을 특징으로 하는 지도 생성시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 측정장치는 각각 다른 위치에서 이동하는 복수의 측정장치이며,
    각각 다른 위치에서 이동하는 복수의 측정장치의 상대적 위치는 동일한 공간형상정보를 가지는 구간을 이어붙임으로써 위치가 공간형상정보로 정의되는 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 지도 생성시스템.
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