KR20200041355A - 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법, 장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 출원은 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법, 장치 및 시스템을 제공한다. 해당 방법은, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하는 단계(S1)-여기서, 위치결정 대상의 초기화 영역, 위치결정 대상의 주행경로 및 위치결정 대상의 도킹장치측 중의 적어도 하나에는 마커가 설치되고, 마커는 포즈 정보, 식별자 정보 및 비 식별자 유형의 그래픽 정보 중의 적어도 1 종을 포함함-; 및 위치결정 대상이 작업을 수행하도록 제어하는 단계; 를 포함하되, 상기 작업은, 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 작업(S3); 주행경로에서 마커를 통과할 때, 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 작업(S5); 및 도킹장치와 도킹할 때, 마커에 기반하여 위치결정 대상과 상기 도킹장치의 상대적 포즈를 조절하는 작업; 중의 적어도 1 종을 포함한다.

Description

마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법, 장치 및 시스템
본 출원은 자동 내비게이션 분야에 관한 것으로서, 특히, 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 08월 16일 중국특허청에 제출된 출원번호가 201710703818.3인 중국 특허출원의 우선권을 주장하는 바, 해당 출원의 전부 내용은 참조로서 본 출원에 포함된다.
레이저 레이더 또는 시각에 기반한 동시 위치결정과 지도작성(Simultaneous localization and mapping, SLAM) 내비게이션 방안은, 완전히 알려지지 않은 장면에서 실시간으로 위치결정을 수행하여, 장면의 이차원/삼차원 지도를 작성할 수 있다.
예를 들면, 완전히 알려지지 않은 환경에 대하여, SLAM 시스템은 초기화된 포즈(pose)를 기초로, 위치결정 대상이 주행하는 과정에서 부단히 위치결정을 수행하여 지도를 업데이트함으로써, 초기화 포즈를 기준한 지도를 생성한다. 이외, 이미 지도가 형성된 환경에 대하여, SLAM 시스템은 초기화 포즈영역에서 지도를 검색하고 매칭하여, 초기 포즈 정보를 획득하고, 위치결정 대상이 주행하는 과정에서 부단히 위치결정을 수행하여 지도를 업데이트한다.
SLAM 내비게이션은 장면에 마커를 배치할 필요가 없으며, 그 편의성에 의해 실내 내비게이션 방안에서 중요한 브랜치가 되었다. SLAM 내비게이션의 정밀도는 주로 클로징 정밀도에 의해 결정되며, 장면이 커지면, 효과적으로 지도를 클로징할 수 없으므로, 위치결정과 지도 효과에 큰 영향을 미치게 된다. 이외, SLAM 시스템의 정밀도는 센서 정밀도의 영향을 받으며, 저비용 SLAM 시스템은 컨베이어 벨트 도킹, 로봇암 작업 등에 필요한 정확한 위치결정을 충족시킬 수 없다.
따라서, 상술한 문제점에 기반하면, 개선된 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법, 장치 및 시스템이 필요하다.
본 출원은 새롭고 개선된, 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법, 장치 및 시스템을 제공한다.
본 출원은 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법을 제공하며, 해당 방법은, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하는 단계; 상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 제 1 마커를 추가하는 단계-상기 제 1 마커는 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함함-; 위치결정 대상이 상기 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 상기 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계; 위치결정 대상의 주행경로에 제 2 마커를 추가하는 단계; 및 위치결정 대상이 제 2 마커를 통과할 때, 상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계; 를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 상기 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇; 및 컨베이어 벨트, 랙, 케이지 트롤리(cage trolley)와 로봇암을 휴대하는 이동장치 중의 하나이다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 상기 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하고, 상기 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계는, 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하는 단계를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 상기 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하고, 상기 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계는, 상기 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 기록하여, 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스로 변환시키는 단계; 가우시안 모델을 통해 복수의 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 추정하는 단계; 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하는 단계; 를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하거나, 식별자 정보를 포함하거나, 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하고, 상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하는 단계를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 상기 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하고, 상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 상기 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스로 변환시키는 단계; 가우시안 모델을 통해 상기 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 추정하는 단계; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하는 단계; 를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 상기 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하고, 상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 위치결정 대상이 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하는 단계; 제 2 마커를 통과한 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스로 변환시키는 단계; 가우시안 모델를 통해 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 추정하는 단계; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 적접 추출하는 단계; 를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 상기 제 2 마커가 복수의 제 2 마커를 포함할 때, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 제 2 마커를 추가하는 단계는, 위치결정 대상의 주행경로에 복수의 제 2 마커를 추가하는 단계를 포함하고; 위치결정 대상이 상기 제 2 마커를 통과할 때, 상기 제 2 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 위치결정 대상이 상기 복수의 제 2 마커를 통과할 때, 상기 복수의 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계를 더 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에, 상기 제 2 마커를 연결하는 보조 위치결정 벨트가 포함되어, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하여, 상기 위치결정 대상이 제 2 마커를 통과 및 식별할 수 있도록 확보한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법은, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 위치한 도킹장치에 제 3 마커를 추가하는 단계; 및 상기 위치결정 대상이 상기 제 3 마커를 통과할 때, 상기 제 3 마커에 기반하여 상기 도킹장치와 도킹 작업을 완성하는 단계; 를 더 포함한다.
본 출원은 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치를 제공하며, 해당 장치는, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되는 초기화 영역 설정유닛; 상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함하는 제 1 마커를 추가하도록 구성되는 제 1 마커 추가유닛; 위치결정 대상이 상기 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 상기 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하도록 구성되는 위치결정 대상 시동유닛; 위치결정 대상의 주행경로에 제 2 마커를 추가하도록 구성되는 제 2 마커 추가유닛; 및 위치결정 대상이 제 2 마커를 통과할 때, 상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되는 포즈 업데이트유닛; 을 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 상기 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇; 및 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 휴대하는 이동장치 중의 하나이다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 상기 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하고, 상기 위치결정 대상 시동유닛은, 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 상기 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하고, 상기 위치결정 대상 시동유닛은, 상기 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 기록하여, 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 상기 제 2 마커는 포즈 정보, 식별자 정보, 또는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하고, 상기 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 상기 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하고, 상기 포즈 업데이트유닛은, 상기 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 상기 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하고, 상기 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 위치결정 대상이 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하며; 제 2 마커를 통과한 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스로 변환시키고; 가우시안 모델을 통해 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 추정하며; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 상기 제 2 마커가 복수의 제 2 마커를 포함할 때, 상기 제 1 마커 추가유닛은, 위치결정 대상의 주행경로에 복수의 제 2 마커를 추가하도록 추가로 구성되고; 상기 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상이 상기 복수의 제 2 마커를 통과할 때, 상기 복수의 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치는, 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에, 상기 인접한 두 개의 제 2 마커를 연결하는 보조 위치결정 벨트를 추가하여, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하도록 구성되는 보조 위치결정 유닛을 더 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치는, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 위치한 도킹장치에 제 3 마커를 추가하도록 구성되는 제 3 마커 추가유닛; 및 상기 위치결정 대상이 상기 제 3 마커를 통과할 때, 상기 제 3 마커에 기반하여 상기 도킹장치와 도킹 작업을 완성하도록 구성되는 도킹유닛; 을 더 포함한다.
본 출원은 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템을 제공하며, 해당 시스템은, 장면에서 실시간으로 위치결정을 수행하여 지도를 작성하기 위한 위치결정 대상; 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함하는 제 1 마커; 제 2 마커; 및 동시 위치결정과 지도작성 장치; 를 포함하되, 여기서 동시 위치결정과 지도작성 장치는, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되는 초기화 영역 설정유닛; 상기 제 1 마커를 상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 추가하도록 구성되는 제 1 마커 추가유닛; 위치결정 대상이 상기 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 상기 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하도록 구성되는 위치결정 대상 시동유닛; 제 2 마커를 상기 위치결정 대상의 주행경로에 추가하도록 구성되는 제 2 마커 추가유닛; 및 위치결정 대상이 제 2 마커를 통과할 때, 상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되는 포즈 업데이트유닛; 을 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇; 및 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 휴대하는 이동장치 중의 하나이다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하고, 상기 위치결정 대상 시동유닛은, 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하고, 상기 위치결정 대상 시동유닛은, 상기 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 기록하여, 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 제 2 마커는 포즈 정보, 식별자 정보, 또는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하고, 상기 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하고, 상기 포즈 업데이트유닛은, 상기 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하고, 상기 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 위치결정 대상이 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하며; 제 2 마커를 통과한 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스로 변환시키고; 가우시안 모델을 통해 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차 공분산 매트릭스를 추정하며; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 제 2 마커가 복수의 제 2 마커를 포함할 때, 상기 제 1 마커 추가유닛은, 복수의 제 2 마커를 위치결정 대상의 주행경로에 추가하도록 추가로 구성되고; 상기 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상이 상기 복수의 제 2 마커를 통과할 때, 상기 복수의 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에 보조 위치결정 벨트가 포함되며, 상기 동시 위치결정과 지도작성 장치는, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하도록 구성되는 보조 위치결정 유닛을 더 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템은, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 위치한 도킹장치에 제 3 마커를 추가하도록 구성되는 제 3 마커 추가유닛; 및 상기 위치결정 대상이 상기 제 3 마커를 통과할 때, 상기 제 3 마커에 기반하여 상기 도킹장치와 도킹 작업을 완성하도록 구성되는 도킹유닛; 을 더 포함한다.
본 출원의 실시예는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법을 제공하며, 해당 방법은, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하는 단계-여기서 상기 위치결정 대상의 초기화 영역, 상기 위치결정 대상의 주행경로 및 상기 위치결정 대상의 도킹장치측 중의 적어도 하나에는 마커가 설치되고, 상기 마커는 포즈 정보, 식별자 정보 및 비 식별자 유형의 그래픽 정보 중의 적어도 1 종을 포함함-; 및 위치결정 대상이 작업을 수행하도록 제어하는 단계; 를 포함하되, 상기 작업은, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 작업; 주행경로에서 상기 마커를 통과할 때, 상기 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 작업; 및 도킹장치와 도킹할 때, 상기 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상과 상기 도킹장치의 상대적 포즈를 조절하는 작업; 중의 적어도 1 종을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇 및 도킹장치와 도킹해야 하는 이동장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 도킹장치는 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하며, 상기 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계는, 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하며, 상기 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계는, 상기 제 1 마커에서 시동하는 경우, 상기 제 1 마커에 포함된 식별자 정보를 기록하고, 상기 식별자 정보를 좌표 원점으로 위치결정을 수행하여 지도를 제작하는 단계; 상기 위치결정 대상이 상기 제 1 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키는 단계; 가우시안 모델을 통해 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하는 단계; 및 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 결정하는 단계; 를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하며, 상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하며, 상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 상기 위치결정 대상이 상기 제 2 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키는 단계; 가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하는 단계; 및 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하는 단계; 를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하며, 상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 상기 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 상기 위치결정 대상이 여러 번 반복하여 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하는 단계; 상기 제 2 마커인 경우, 상기 제 2 마커를 통과한 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키는 단계; 가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하는 단계; 및 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하는 단계; 를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 복수의 제 2 마커가 설치된다.
일 실시예에서, 상기 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에, 상기 인접한 두 개의 제 2 마커를 연결하는 보조 위치결정 벨트가 포함되어, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 상기 보조 위치결정 벨트에 대한 상기 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하도록 한다.
본 출원의 실시예는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치를 제공하며, 해당 장치는, 초기화 영역 설정유닛, 위치결정 대상 시동유닛, 포즈 업데이트유닛 및 도킹유닛을 포함한다. 여기서, 초기화 영역 설정유닛은, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되되; 여기서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역, 상기 위치결정 대상의 주행경로 및 상기 위치결정 대상의 도킹장치측 중의 적어도 하나에는 마커가 설치되고, 상기 마커는 포즈 정보, 식별자 정보 및 비 식별자 유형의 그래픽 정보 중의 적어도 1 종을 포함하며; 위치결정 대상 시동유닛은, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 작업 중 적어도 1 종을 수행하도록 위치결정 대상을 제어하고; 포즈 업데이트유닛은, 주행경로에서 마커를 통과할 때, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되며; 도킹유닛은, 도킹장치와 도킹할 때, 상기 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상과 상기 도킹장치의 상대적 포즈를 조절하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇 및 도킹장치와 도킹해야 하는 이동장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 도킹장치는 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 포함 및 휴대한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하며, 상기 위치결정 대상 시동유닛은, 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하며, 상기 위치결정 대상 시동유닛은, 상기 제 1 마커에서 시동하는 경우, 상기 제 1 마커에 포함된 식별자 정보를 기록하고, 상기 식별자 정보를 좌표 원점으로 위치결정을 수행하여 지도를 제작하며; 상기 위치결정 대상이 상기 제 1 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 결정하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하며, 상기 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하며, 상기 포즈 업데이트유닛은, 상기 위치결정 대상이 상기 제 2 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하며, 상기 포즈 업데이트유닛은, 상기 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 상기 위치결정 대상이 여러 번 반복하여 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하고; 상기 제 2 마커인 경우, 제 2 마커를 통과한 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 복수의 제 2 마커가 설치된다.
일 실시예에서, 해당 장치는, 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에, 상기 인접한 두 개의 제 2 마커를 연결하는 보조 위치결정 벨트를 추가하여, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하도록 구성되는 보조 위치결정 유닛을 더 포함한다.
본 출원의 실시예는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템을 제공하며, 해당 시스템은, 장면에서 실시간으로 위치결정을 수행하여 지도를 작성하도록 구성되는 위치결정 대상; 포즈 정보, 식별자 정보 및 비 식별자 유형의 그래픽 정보 중의 적어도 1 종을 포함하는 마커; 동시 위치결정과 지도작성 장치; 를 포함하되, 여기서 동시 위치결정과 지도작성 장치는, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되는 초기화 영역 설정유닛-여기서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역, 상기 위치결정 대상의 주행경로 및 상기 위치결정 대상의 도킹장치측 중의 적어도 하나에는 마커가 설치됨-; 상기 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 작업 중의 적어도 1 종을 수행하도록 위치결정 대상을 제어하는 위치결정 대상 시동유닛; 주행경로에서 마커를 통과할 때, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되는 포즈 업데이트유닛; 및 도킹장치와 도킹할 때, 상기 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상과 상기 도킹장치의 상대적 포즈를 조절하도록 구성되는 도킹유닛; 을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇 및 도킹장치와 도킹해야 하는 이동장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 도킹장치는 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 포함 및 휴대한다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하며, 상기 위치결정 대상 시동유닛은, 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하며, 상기 위치결정 대상 시동유닛은, 상기 제 1 마커에서 시동하는 경우, 상기 제 1 마커에 포함된 식별자 정보를 기록하고, 상기 식별자 정보를 좌표 원점으로 위치결정을 수행하여 제도를 제작하며; 상기 위치결정 대상이 상기 제 1 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하며, 상기 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하며, 상기 포즈 업데이트유닛은, 상기 위치결정 대상이 상기 제 2 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하며, 상기 포즈 업데이트유닛은, 상기 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 상기 위치결정 대상이 여러 번 반복하여 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하고; 상기 제 2 마커인 경우, 제 2 마커를 통과한 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 복수의 제 2 마커가 설치된다.
일 실시예에서, 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에 보조 위치결정 벨트가 포함되며, 상기 동시 위치결정과 지도작성 장치는, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하도록 구성되는 보조 위치결정 유닛을 더 포함한다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 마커의 예시를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 마커의 사영변환을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 마커 이미지의 좌표변환 개략도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 포즈 정보가 융합되는 개략도이다.
도 6a와 도 6b는 본 출원의 실시예에 따른 시각적 마커와 레이저 마커의 개략도이다.
도 7a와 도 7b는 본 출원의 실시예에 따른 시각적 마커와 레이저 마커에 대해 정의한 좌표계의 개략도이다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 유사한 마커 포즈를 융합한 개략도이다.
도 9a와 도 9b는 본 출원의 실시예에 따른 마커와 리본(ribbon) 사이의 연결 방식의 개략도이다.
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 로봇과 리본 사이의 편차를 계산하는 것을 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치의 예시적인 블록도이다.
도 12는 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템의 예시적인 블록도이다.
이하의 기술은 본 발명을 개시하여 본 분야의 당업자가 본 발명을 구현할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이하의 기술에서 나타난 바람직한 실시예는 단지 예시로서, 본 분야의 당업자는 기타 자명한 변형을 생각해낼 수 있다. 이하의 기술에서 확정된 본 발명의 기본 원리는 기타 실시방안, 변형방안, 개선방안, 동등방안 및 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 기타 방안에 응용될 수 있다.
이하, 명세서와 청구항에서 사용한 용어와 단어는 문자적 의미에 한정되지 않고, 단지 본 발명을 명확하고 일관되게 이해할 수 있도록 본 발명자에 의해 사용된다. 따라서, 본 분야의 당업자에게 있어서, 본 발명의 각종 실시예의 이하 기술은 단지 설명의 목적을 위해 제공되는 것일 뿐, 첨부된 청구항과 그 등가물에 의해 정의된 바와 같이 본 발명을 한정하려는 목적이 아님이 자명한 것이다.
이해할 수 있는 것은, "하나" 등 용어는 "적어도 하나" 또는 "하나 또는 복수 개"로 이해하여야 하며, 즉 하나의 실시예에서, 한 소자의 수는 하나일 수 있고, 기타 실시예에서, 해당 소자의 수는 복수 개일 수 있으며, 용어 "하나"는 수를 한정하는 것으로 이해하여서는 아니될 것이다.
비록 "제 1", "제 2" 등과 같은 서수는 각 종 부품을 설명하기 위해 사용되지만, 여기서는 이러한 부품에 대하여 한정하지 않는다. 해당 용어는 단지 하나의 부품을 다른 부품과 구분하기 위해 사용된다. 예를 들어, 출원 구상을 벗어나지 않는 한, 제 1 부품은 제 2 부품으로 지칭될 수 있고, 마찬가지로, 제 2 부품도 제 1 부품으로 지칭될 수 있다. 여기서 사용한 "및/또는" 등 용어는 하나 또는 복수로 열거된 관련 사항의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함한다.
여기서 사용한 용어는 단지 각종 실시예를 기술하기 위해 사용된 것으로서, 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들어 여기서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이외, "포함하다" 및/또는 "가지다" 등의 용어는 해당 명세서에서 사용되는 경우 특징, 수, 단계, 작업, 부품, 소자 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 복수의 기타 특징, 수, 단계, 작업, 부품, 소자 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
기술적 용어와 과학적 용어를 포함한 본문에서 사용한 용어들은, 다르게 한정하지 않는 한, 본 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 한정된 용어들은 관련 기술의 용어의 의미와 일치한 것으로 이해하여야 한다.
이하, 도면과 실시형태를 결합하여 본 출원을 상세하게 설명한다.
본 출원의 실시예는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법을 제공하며, 해당 방법은, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하는 단계; 해당 위치결정 대상의 초기화 영역에 제 1 마커를 추가하는 단계-해당 제 1 마커는 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함함-; 위치결정 대상이 해당 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 해당 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계; 위치결정 대상의 주행경로에 제 2 마커를 추가하는 단계; 및 위치결정 대상이 제 2 마커를 통과할 때, 해당 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계; 를 포함한다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법의 예시적인 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법은 단계(S1) 내지 단계(S5)를 포함한다.
단계(S1)에서, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정한다.
단계(S2)에서, 해당 위치결정 대상의 초기화 영역에 제 1 마커를 추가하되, 해당 제 1 마커는 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함한다.
단계(S3)에서, 위치결정 대상이 해당 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 해당 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정한다.
단계(S4)에서, 위치결정 대상의 주행경로에 제 2 마커를 추가한다.
단계(S5)에서, 위치결정 대상이 제 2 마커를 통과할 때, 해당 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트한다.
따라서, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법은, 관련 기술의 위치결정 대상의 초기화 포즈가 명확하지 않은 문제점과, 주행 과정에서의 포즈가 오프셋되는 문제점을 동시에 해결함으로써, SLAM 내비게이션 방법의 높은 정밀도와 높은 강건성(robustness)을 구현할 수 있어, 정확한 위치결정이 필요한 산업 환경에 적응될 수 있다.
일 실시예에서, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하고 제 1 마커를 추가하며, 위치결정 대상이 해당 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 해당 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정함으로써, 위치결정 대상의 초기화 포즈가 명확하지 않은 문제를 해결할 수 있다. 이렇게 명확한 초기화 포즈 정보에 기반하여 동시 위치결정과 지도작성을 수행함으로써, SLAM 내비게이션 시스템의 내비게이션 결과와 실제 환경의 매칭을 구현할 수 있어, 해당 내비게이션 시스템과 실제 응용의 결합에 도움을 주게 된다. 이외, 지도를 이미 알고 있는 상황에서 위치결정을 다시 수행하게 되면, 위치결정 대상의 초기 포즈를 한정할 수 있어, 지도와의 성공적인 매칭을 구현할 수 있다.
이외, 위치결정 대상의 주행경로에 마커를 추가함으로써, 위치결정 대상이 주행하는 과정에서 SLAM 내비게이션 시스템에 의해 발생된 위치결정 편차를 교정할 수 있고, 이로써 지도 클로징의 구현 및 지도작성과 위치결정 효과의 개선에 도움을 주게 된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법은, 위치결정 대상의 주행경로에 복수의 제 2 마커를 추가하는 단계; 및 위치결정 대상이 해당 복수의 제 2 마커를 통과할 때, 해당 복수의 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트 하는 단계; 를 더 포함한다.
다시 말해서, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 위치결정 대상이 주행하는 과정에, SLAM 내비게이션 시스템의 위치결정에 의해 발생된 오프셋을 교정하기 위해, 큰 장면에서, 위치결정 대상의 주행경로에 복수의 마커를 추가하여, 위치결정 대상이 각 마커를 통과할 때, 마커에 기반하여, 위치결정 대상이 해당 마커를 통과할 때의 현재 포즈를 실시간으로 업데이트함으로써, 위치결정 대상이 큰 장면에서 이동할 때의 누적 오프셋을 감소하고, SLAM 내비게이션 시스템이 클로징 검측을 진행하지 못하는 상황을 방지한다.
여기서, 본 분야의 당업자가 이해할 수 있는 것은, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서의 위치결정 대상은 응용 장면이 다름에 따라 다양한 대상일 수 있다. 예를 들면, 통상적인 SLAM 내비게이션 방법과 내비게이션 시스템에서, 실시간으로 위치결정과 지도작성을 구현하기 위한 로봇이며, 컨베이어 벨트 도킹, 로봇암 작업 등 정확한 위치결정에 사용될 때에는, 정확한 위치결정을 수행해야 하는 컨베이어 벨트, 로봇암 등이다.
따라서, 상기 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 해당 위치결정 대상은 SLAM 내비게이션에서 주행하는 로봇, 또는 컨베이어 벨트 도킹이거나 로봇암 작업 등 장면에 적용되는 장치 또는 설비일 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성의 내비게이션 방법에서, 마커에 기반하여 위치결정 대상의 포즈를 결정하는 방법에 따라, 해당 마커는 다양한 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 해당 마커는 이차원 바코드(QR Code, Data Matrix 등 인코딩 방식), 바코드 및 기타 시각적 마커 등 인공 마커일 수 있다. 도 2는 본 출원의 실시예에 따른 마커의 예시를 나타내는 개략도이다.
이외, 저장된 정보가 다름에 따라, 마커는 복수의 유형으로 나뉠 수 있다. 예를 들면, 한 가지 유형의 마커는 포즈 정보(x, y, θ)를 포함하고, 다른 유형의 마커는 식별자(Identification, ID) 정보만을 포함하고 포즈 정보를 포함하지 않으며, 또 다른 유형의 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함할 수 있다.
마커의 유형이 다름에 따라, 마커에 기반하여 위치결정 대상의 포즈를 결정하는 상응하는 응용 방식도 다르며, 이는 아래에서 상세히 설명될 것이다.
먼저, 포즈 정보를 포함하는 마커의 경우, 마커의 코드워드에 저장된 정보는 적어도 장면에서의 해당 마커의 실제 위치(x, y)를 포함한다. 마커의 각도에 편차가 있으면, 코드워드에 각도θ 정보를 더 제공해야 한다.
아래에서는, 위치결정 대상이 SLAM 내비게이션 시스템에서의 로봇인 것을 예로 들어, 마커에 기반하여 위치결정 대상의 위치를 결정하는 구체적인 실시형태를 설명하도록 한다. 물론, 본 분야의 당업자라면, 위치결정 대상은 로봇에 한정되지 않고, 상기와 같이 컨베이어 벨트 도킹 또는 로봇암 작업 등 장면에 적용되는 이동장치일 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
QR code인 이차원 바코드를 예로 들며, 로봇이 시동하기 전에, 로봇을 이차원 바코드 상방으로 이동시킨다. 로봇은 시동하는 과정에, 카메라 이미지를 촬영한다. 로봇에서의 카메라 위치가 고정되고, 지면은 평평하다. 따라서, 이미지 좌표계는 사영변환(projective transformation)을 거쳐, 평면 좌표계로 변환될 수 있다. 즉 이하 수학식 1을 만족하게 된다.
Figure pct00001
여기서, H는 하나의 3Х3매트릭스로서, 카메라에서 실제 좌표로의 사영변환을 기술한 것이다. u와 v는 변환 후의 픽셀이고, u'와 v'는 변환 전의 픽셀이며, 여기서 3Х3매트릭스H를 통해 좌표변환을 수행한다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 해당 사영변환을 거쳐, 원 이미지를 평면도로 전환시킬 수 있다. 도 3은 본 출원의 실시예에 따른 마커의 사영변환을 나타내는 개략도이다.
새로운 그래픽에서, 이미지는 이차원 바코드를 대향하고, 이미지의 각 픽셀이 실제 지면에 대응되는 거리는 이미 알려져 있으며, 이미지의 픽셀 포인트(u, v)는 로봇 좌표계의 유일한 좌표(x, y)에 대응되며, 대응 방식은 이하 수학식 2에 나타난 바와 같다.
Figure pct00002
여기서, f는 초점 거리이며, 즉 하나의 픽셀에 대응되는 실제 거리이다. u0과 v0은 카메라 초점 거리 중심이 이미지의 횡좌표와 종좌표에 있음을 의미하는 것으로서, 카메라의 파라미터의 일부분이다.
상기 수학식 2는 이하 수학식 3과 같이 매트릭스 형태로 기술될 수 있다.
Figure pct00003
여기서, Hi는 이미지 좌표계에서 로봇 좌표계로의 변환 매트릭스이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 마커 이미지의 좌표변환 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 여기서 (u0, v0)은 로봇 좌표계 원점이 이미지에서의 좌표이다. 이미지 좌표에서 u는 오른쪽을 가리키는 가로축이고 v는 아래쪽을 가리키는 세로축이며, 로봇 좌표계에서 x는 오른쪽을 가리키는 가로축이고 y는 위쪽을 가리키는 세로축다.
다음으로, 이미지에 이차원 바코드가 존재하는지 여부를 검측한다. 아래로 향하는 카메라를 통해 이차원 바코드를 스캔하여, 카메라 좌표계에서의 이차원 바코드의 좌표(u, v, θ)를 획득한다. 변환 매트릭스 Hi에 따라, 로봇 좌표계에서의 이차원 바코드의 위치를 얻을 수 있다. 역방향 변환을 거쳐, 이차원 바코드에서의 로봇의 좌표를 이하 수학식 5에 나타난 바와 같이 얻을 수 있다.
Figure pct00004
여기서, 이차원 바코드 좌표계에서의 로봇의 실제 각도는 -θ이다.
사용된 이차원 바코드를 초기화하면, 코드워드에 장면에서의 이차원 바코드의 실제 좌표 정보(xb, yb, θb)가 저장되고, 이차원 바코드의 코드워드를 디코딩하여, 장면에서의 이차원 바코드의 실제 포즈를 획득한다. 따라서, 장면에서의 로봇의 좌표는 이하 수학식 6에 의해 표시될 수 있다.
Figure pct00005
장면에서의 로봇의 헤딩각(heading angle)은, 이차원 바코드에서의 로봇의 헤딩각 "-θ"에 이차원 바코드 자체의 헤딩각θb을 더한 것이며, 이하 수학식 7에 나타난 바와 같다.
Figure pct00006
이때, 로봇이 이차원 바코드가 보이는 위치측에서 시동하는 경우, 카메라에서의 이차원 바코드의 위치와 이차원 바코드의 코드워드를 통해, 로봇의 초기 포즈(xw, yw, θw)를 결정할 수 있다. 해당 초기 포즈로 로봇을 시동함으로써, 전체 시스템 좌표계의 일치성을 확보할 수 있다.
다시 말해서, 마커가 포즈 정보를 포함하는 경우, 위치결정 대상은 이에 장착된 촬상설비(예를 들면 카메라)를 이용하여 마커를 촬영하여 마커의 포즈 정보를 획득하며, 위치결정 대상의 포즈 정보와 마커의 포즈 정보 사이에는 확정된 공간 관계가 존재한다. 따라서, 마커가 위치결정 대상의 촬상설비에서 이미지화된(imaged) 포즈에 기반하여, 마커에 포함되는 포즈 정보를 좌표변환시킴으로써, 마커의 포즈 정보로부터 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출할 수 있다.
여기서, 본 분야의 당업자는, 위치결정 대상의 촬영설비에서의 마커의 영상(imaging)을 통해, 마커와 위치결정 대상(예를 들면 상기 로봇)의 상대적 포즈를 결정할 수 있고, 또는 기타 방식으로 로봇과 마커의 상대적 포즈를 결정할 수도 있어, 좌표변환을 거쳐 마커의 포즈 정보로부터 위치결정 대상의 포즈 정보를 추출할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 상응하게, 기타 방식으로 로봇과 마커의 상대적 포즈를 결정하는 경우, 기타 형태의 좌표변환을 거쳐 마커의 포즈 정보로부터 위치결정 대상의 포즈 정보를 직접 추출하는 방법을 사용할 수도 있다.
따라서, 상기 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 해당 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하고, 해당 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계는, 위치결정 대상에 대한 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 1 마커의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 위치결정 대상에 대한 해당 제 1 마커의 포즈는, 해당 제 1 마커가 해당 위치결정 대상이 준비한 촬상설비에서 형성되는 이미지에서의 포즈에 기반하여 결정된다.
이외, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 마커는 포즈 정보를 포함하지 않고 ID를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 로봇이 해당 마커에서 시동할 때, 마커에 포함된 ID를 기록하고, SLAM 과정에서, 해당 ID를 좌표 원점으로 위치결정을 수행하여 지도를 제작한다. 로봇이 반복하여 해당 마커를 통과할 때, 해당 마커에 포함된 ID를 이용하여 매칭함으로써 매번의 로봇의 포즈를 획득하며, 매번의 로봇의 포즈 평균값μw과 공분산 매트릭스Σw를 기록하여, 상기와 같은 반대로의 좌표변환 과정을 통해 상응하는 마커의 포즈 평균값과 공분산 매트릭스로 변환시킨다. 다음, 가우시안 모델(gaussian model)을 통해, 여러 번 획득한 마커의 포즈 정보를 융합하여, 해당 마커의 최적의 포즈 추정과 공분산 매트릭스를 추정하고, 상기와 같은 좌표 역변환 과정을 통해, 상응하는 로봇의 포즈로 변환시켜 로봇의 초기 포즈로 한다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 포즈 정보가 융합되는 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇이 해당 마커를 다섯 번 통과하는 경우, SLAM 내비게이션 위치결정을 통해 다섯 개의 서로 다른 포즈와 오차(예를 들면, 공분산 매트릭스)를 획득한다. 포즈의 융합을 통해, 우측 도면의 최적화된 후의 포즈와 오차(즉 최적의 포즈 추정과 오차)를 얻어 마커의 실제 포즈와 오차로 한다. 로봇이 해당 마커에서 다시 시동할 때, 마커의 초기화 포즈 정보로서 해당 마커의 최적의 포즈 추정을 사용하여, 로봇과 해당 마커의 상대적 포즈에 따라 로봇의 초기 포즈와 오차를 계산한다.
일 실시예에서, 로봇이 해당 마커를 N 번 통과하거나 관찰한 것으로 가정하고, 제 k 번째 통과하거나 관찰한 해당 마커의 포즈가 아래와 같은 이차원 가우시안 분포를 만족하도록 정의한다.
Figure pct00007
여기서 p(pk)는 제 k 번째의 포즈 확률 분포이고, μk는 포즈 평균값이며, Σk는 공분산 매트릭스이다. 해당 마커를 여러 번 통과하거나 관찰했을 경우, 해당 마커의 최적의 추정은 다음과 같다.
Figure pct00008
매번의 관찰결과가 모두 독립분포인 것으로 가정하면, 최적의 추정을 아래와 같은 복수의 가우시안 분포의 곱으로 전환시킬 수 있다.
Figure pct00009
여기서, 로봇과 마커의 상대적 포즈에 기반하여, 마커에 포함된 포즈 정보로부터 로봇의 초기 포즈 정보를 직접 결정하는 방법은 이미 위에 기술되었으므로, 더 반복하여 서술하지 않는다.
따라서, 상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 해당 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하고, 해당 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계는, 해당 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키는 단계; 가우시안 모델을 통해 해당 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 해당 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하는 단계; 및 위치결정 대상에 대한 해당 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 결정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
이와 같이, 제 1 마커가 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함하는 경우, 위치결정 대상이 해당 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동할 때, 해당 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정할 수 있어, 위치결정 대상의 초기화 포즈가 명확하지 않은 문제점을 해결할 수 있다.
전술한 바와 같이, 주행 과정에서의 위치결정 대상의 위치결정 편차를 해결하기 위하여, 위치결정 대상의 주행경로에 하나 또는 복수의 마커를 추가하여 위치결정 편차를 바로잡는다. 또한, 위치결정 대상의 초기화 진행시 마커가 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함할 필요가 있는 것에 대하여, 위치결정 대상의 주행경로에 추가되는 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함할 수도 있다.
즉, 상기 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 해당 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하거나, 식별자 정보를 포함하거나, 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함한다.
또한, 상기 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 해당 제 3 마커는 포즈 정보를 포함하거나, 식별자 정보를 포함하거나, 또는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함한다.
포즈 정보를 포함하는 제 2 마커의 경우, 위치결정 대상이 해당 제 2 마커를 통과할 때, 상술한 바와 같은 방법을 통해, 제 2 마커의 포즈 정보로부터 코드워드 정보를 추출하고, 위치결정 대상에 대한 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득함으로써, 위치결정 결과를 직접 정정한다.
식별자 정보를 포함하는 제 2 마커의 경우, 위치결정 대상이 해당 제 2 마커를 통과할 때마다, 모두 위치결정 대상의 추정 포즈와 오차(예를 들면, 공분산 매트릭스)를 기록하여, 제 2 마커의 포즈와 오차(예를 들면, 공분산 매트릭스)로 변환시킨다. 여러 번의 융합을 거쳐, 포즈 정보(xb, yb, θb)를 포함하는 제 2 마커를 획득할 수 있다. 다음, 획득한 포즈 정보와 오차(예를 들면, 공분산 매트릭스)를 통해, 위치결정 대상의 현재 포즈를 직접 업데이트할 수 있다. 해당 방법도 이미 위에 기술되었으므로, 더 반복하여 서술하지 않는다.
다시 말해서, 상기 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 해당 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하고, 해당 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 위치결정 대상에 대한 해당 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 2 마커의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또는, 상기 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 해당 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하고, 해당 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 해당 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 획득하고 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키는 단계; 가우시안 모델을 통해 해당 복수의 포즈 정보를 융합하여 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하는 단계; 및 위치결정 대상에 대한 해당 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
이외, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하는 마커일 수도 있다. 여기서, 비 식별자 유형의 그래픽 정보는 의미를 가지는 임의의 정보를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들면, 비 식별자 유형의 그래픽 정보 마커는 규칙적인 그래픽 유형의 마커일 수 있으며, 위치결정 대상의 초기화 영역에 복수의 상기와 같은 규칙적인 그래픽 유형의 마커를 추가할 수 있다. 또한 예를 들면, 제 2 마커는 시각적 마커(규칙적인 그래픽) 또는 레이저 마커(규칙적인 블록)일 수 있다. 도 6a와 도 6b는 본 출원의 실시예에 따른 시각적 마커와 레이저 마커의 개략도이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 시각적 마커는 방향을 갖는 검측 가능한 그래픽이며, 도 6b에 도시된 바와 같이, 레이저 마커는 규칙적인 블록이다.
마커의 검측에 있어서, 도 6a에 도시된 바와 같은 시각적 마커에 대하여, 삼각형과 직사각형이 교차하는 세 개의 포인트(p1, p2, p3)를 검측하여, 이러한 세 개의 포인트를 기초로, 도 7a에 도시된 바와 같은 좌표계를 정의한다. 여기서, 좌표 원점O는 하기 수학식 8에 의해 표시된다.
Figure pct00010
여기서, x축 방향은 p3-p1이고, y축 방향은 p2-O이다. 최종적으로 로봇 좌표계에서의 마커의 좌표를 결정한다.
레이저 마커에 대하여, 도 7b에 도시된 바와 같은 좌표계를 정의한다. 아울러 마커 블록을 복수의 레이저 포인트로 이산시키고, 로봇의 레이저 레이더가 유사한 패턴을 감지하면, 포인트클라우드 매칭방안을 사용하여 레이저 레이더 좌표계에서의 해당 마커의 좌표를 검측하며, 다음 보정 파라미터(calibration parameter)를 이용하여 로봇 좌표계에서의 해당 마커의 좌표를 풀어낸다. 도 7a와 도 7b는 본 출원의 실시예에 따른 시각적 마커와 레이저 마커에 대해 정의한 좌표계의 개략도이다.
로봇이 동일한 마커를 여러 번 통과하거나 관찰할 경우, 로봇이 여러 번 통과하거나 관찰한 해당 마커의 포즈를 사용하여 마커 포즈를 최적화할 수 있다. ID를 포함하는 마커와 달리, ID를 포함하지 않는 마커는 매칭할 때 구체적인 ID 대응이 없으므로, 대응을 위해 포즈 정보를 사용해야 한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 로봇이 여러 번 통과하거나 관찰한 마커와 마커 사이에는 일정한 위치 간격이 존재하며, 로봇이 해당 마커를 검측하게 되면, 로봇의 포즈를 획득하고, 로봇의 포즈를 기록한다. 동일한 마커에 대하여, 기록된 로봇의 여러 포즈는 유사하다. 유사한 포즈 정보를 융합하면, 해당 마커의 최적의 위치결정 추정을 풀어낼 수 있다. 로봇이 해당 마커를 다시 검측하면, 기록된 마커 중 로봇으로부터 가장 가까운 마커를 매칭하고, 거리가 일정한 임계값보다 작으면, 해당 마커의 포즈 정보를 사용하여 로봇의 포즈 정보를 최적화하고; 그렇지 않을 경우, 하나의 새로운 마커를 생성한다. 여기서, 도 8은 본 출원의 실시예에 따른 유사한 마커 포즈를 융합한 개략도이다.
다시 말해서, 마커 자체가 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하는 경우, 로봇이 해당 마커를 통과할 때의 포즈의 유사성을 통해, 통과한 마커가 동일한 마커인지 여부를 판단한다. 또는, 로봇이 마커를 통과할 때의 유사한 포즈를 마커의 상응 ID로 사용할 수 있다. 이후의 과정은 실질상 상술한 마커가 ID 정보를 포함하는 경우와 동일하다. 일 실시예에서, 동일한 마커로 결정한 후, 매번 해당 마커를 통과하는 로봇의 유사한 포즈를 획득할 수 있고, 변환을 거친 후, 마커의 포즈를 융합하여, 서로 다른 마커의 최적의 위치결정 추정을 풀어낸다. 따라서, 마커가 어떠한 정보도 포함하지 않는 경우, 실질상 로봇이 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 통해 마커ID를 부여하고, 이후의 과정은 상술한 마커가 식별자 정보를 포함하는 경우와 동일하다.
따라서, 상기 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법에서, 해당 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하고, 해당 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 위치결정 대상이 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하는 단계; 제 2 마커인 경우, 제 2 마커를 통과한 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키는 단계; 가우시안 모델을 통해 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하는 단계; 및 위치결정 대상에 대한 해당 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 출원의 실시예에 따른 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 위치결정 대상의 주행경로에 복수의 마커를 설치한 경우에, 각각의 마커에 대하여 상기 방식에 따라 위치결정 대상이 해당 마커를 통과할 때의 포즈를 모두 업데이할 수 있어, 누적 오프셋을 감소하고, SLAM 시스템의 클로징 검측을 구현할 수 있다.
이외, 일 실시예에서, 본 출원의 실시예의 방법은, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 위치한 도킹장치측에 제 3 마커를 추가하는 단계; 및 상기 위치결정 대상이 상기 제 3 마커를 통과할 때, 상기 제 3 마커에 기반하여 상기 도킹장치와 도킹 작업을 완성하는 단계; 를 더 포함한다. 예를 들면 위치결정 대상이 물품을 휴대 및 운반하는 경우, 위치결정 대상은 제 3 마커를 통과할 때, 제 3 마커에 기반하여 위치결정 대상과 도킹장치의 상대적 포즈를 조절함으로써, 정확한 도킹 목적을 달성하게 된다.
본 출원의 실시예에 따른 SLAM 내비게이션 방법에서, 컨베이어 벨트 또는 로봇암과 같은 정확한 도킹의 고정밀도 위치결정 수요를 해결하기 위하여, 도킹영역에 하나 또는 복수의 마커를 추가함으로써 위치결정 대상의 정확한 위치결정을 수행할 수 있다. 구체적인 구현 방식은 로봇에 관한 상술한 설명과 같으므로, 더 반복하여 서술하지 않는다.
이외, 위치결정 대상(예를 들면 로봇)이 과도한 위치결정 편차로 인해 주행 시 마커를 정확하게 통과하지 못하는 문제점을 해결하기 위하여, 마커 사이에 리본(ribbon)을 추가할 수 있다. 이와 같이, 로봇이 리본을 통과할 때, 리본에 대한 로봇의 각도 편차를 바로잡아, 로봇이 리본을 따라 주행하도록 하여, 로봇이 마커와 만날 때 정확한 위치결정을 수행하도록 촉진한다.
일 실시예에서, 상기 제 2 마커가 복수의 제 2 마커를 포함할 때, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 제 2 마커를 추가하는 단계는, 위치결정 대상의 주행경로에 복수의 제 2 마커를 추가하는 단계를 포함하고; 상기 위치결정 대상이 상기 제 2 마커를 통과할 때, 상기 제 2 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는, 위치결정 대상이 상기 복수의 제 2 마커를 통과할 때, 상기 복수의 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계를 더 포함한다. 예를 들면, 복수의 제 2 마커는 2 종의 마커일 수 있다.
도 9a와 도 9b는 본 출원의 실시예에 따른 마커와 리본 사이의 연결 방식의 개략도이다. 도 9a와 도 9b에 도시된 바와 같이, 전형적인 2 종의 마커와 리본의 연결 방식(마커로서 이차원 바코드를 예로 듬)을 예시하였다. 여기서, 도 9a는 직선 연결 방식을 예시하였고, 즉 두 개의 마커가 x 또는 y 방향에서 일치할 때, 직선형 리본을 사용하여 두 개의 마커를 직접 연결한다. 이외, 도 9b는 곡선 연결을 예시하였고, 즉 두 개의 마커가 x와 y방향에서 모두 일치하지 않거나, 각도가 일치하지 않을 때, 매끄러운 곡선 리본을 사용하여 연결할 수 있다. 본 분야의 당업자는 리본의 연결 방식이 이러한 2 종의 연결 방식에 한정되지 않는다는 것을 이해할 수 있음은 물론이다. 로봇이 리본을 따라 주행할 수 있도록 리본 곡선이 매끄럽기만 하면 된다
로봇이 리본을 통과할 때, 리본 곡선을 검측한다. 곡선에서 로봇과 가장 가까운 포인트를 검색하여, 해당 포인트를 사용하여 로봇과 리본 사이의 위치 편차Δd와 각도 편차Δθ(도 10을 참조)를 계산한다. 아울러, 리본의 곡률C을 검측한다. 로봇이 리본의 바로 위에 위치하는 경우, 즉 Δd＝0, Δθ＝0이면, 리본의 곡률을 추적하여 리본을 따라 주행하는 목적을 달성할 수 있다. 이륜 차동 로봇(two-wheel differential robot)을 예로 들면, 제어 파라미터는 속도v와 각속도w이고, 오픈루프 추적방법(open loop tracking method)은 w＝v·C를 만족한다. 실제로 제어할 때, 제어에 편차가 발생할 수 있으며, 로봇 초기 위치와 리본 사이에도 일정한 편차가 존재하게 된다. 따라서, 오픈루프 위치결정w＝v·C의 기초상, 위치 편차Δd와 각도 편차Δθ를 제어량으로 사용하여 PID 제어를 수행한다. 간단한 방법은 이하 수학식 9에 의해 표시된다.
Figure pct00011
여기서, λ1과 λ2는 두 개의 파라미터이고, 제어 각도 편차와 위치 편차로 인한 제어 가중치를 나타낸다.
해당 방법을 통해, 로봇이 리본을 따라 주행하도록 할 수 있어, 리본의 끝점까지 주행했을 때, 끝점에 위치한 마커를 검측할 수 있도록 확보한다. 마커를 통과하게 되면, 위에서 기술한 방식에 기반하여 로봇의 포즈를 교정할 수 있다. 여기서, 도 10은 본 출원의 실시예에 따른 로봇과 리본 사이의 편차를 계산하는 것을 나타내는 개략도이다. 따라서, 상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서, 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에, 해당 복수의 제 2 마커를 연결하는 보조 위치결정 벨트(auxiliary locating belt)가 포함되어, 해당 위치결정 대상이 해당 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 해당 위치결정 대상이 해당 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하여, 상기 위치결정 대상이 복수의 제 2 마커를 통과 및 식별하도록 확보한다.
다른 실시예에서, 복수의 제 2 마커는 2 종의 마커를 포함할 수 있을 뿐만 아니라, 적어도 2 종의 마커를 포함할 수 있다. 적어도 2 종의 마커의 설정위치는 매트릭스, 직사각형 등 상이한 형상일 수 있으며, 임의의 2 종의 마커 사이에 보조 위치결정 벨트를 설정할 수 있다. 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 SLAM 내비게이션 방법은, SLAM 내비게이션 시스템의 위치결정 정밀도와 강건성을 향상시키고, 정확한 위치결정이 필요한 산업 환경에 적응될 수 있다.
본 출원의 실시예의 다른 측면에 따르면, 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치를 제공하며, 해당 장치는, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되는 초기화 영역 설정유닛; 해당 위치결정 대상의 초기화 영역에 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함하는 제 1 마커를 추가하도록 구성되는 제 1 마커 추가유닛; 위치결정 대상이 해당 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 해당 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하도록 구성되는 위치결정 대상 시동유닛; 위치결정 대상의 주행경로에 제 2 마커를 추가하도록 구성되는 제 2 마커 추가유닛; 및 위치결정 대상이 제 2 마커를 통과할 때, 해당 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되는 포즈 업데이트유닛; 을 포함한다.
도 11은 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치의 예시적인 블록도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치(200)는, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되는 초기화 영역 설정유닛(210); 해당 초기화 영역 설정유닛(210)이 설정한 위치결정 대상의 초기화 영역에 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함하는 제 1 마커를 추가하도록 구성되는 제 1 마커 추가유닛(220); 위치결정 대상이 해당 초기화 영역 설정유닛(210)이 설정한 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 해당 제 1 마커 추가유닛(220)이 추가한 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하도록 구성되는 위치결정 대상 시동유닛(230); 위치결정 대상의 주행경로에 제 2 마커를 추가하도록 구성되는 제 2 마커 추가유닛(240); 및 위치결정 대상이 제 2 마커 추가유닛(240)이 추가한 제 2 마커를 통과할 때, 해당 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되는 포즈 업데이트유닛(250); 을 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 해당 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇; 및 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 휴대하는 이동장치이다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 해당 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하고, 해당 위치결정 대상 시동유닛은, 위치결정 대상에 대한 해당 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 1 마커의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 해당 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하고, 해당 위치결정 대상 시동유닛은, 해당 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 해당 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 해당 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 해당 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 해당 제 2 마커는 포즈 정보, 식별자 정보, 또는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 해당 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하고, 해당 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상에 대한 해당 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 2 마커의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 해당 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하고, 해당 포즈 업데이트유닛은, 해당 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 해당 복수의 포즈 정보를 융합하여 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 해당 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 해당 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하고, 해당 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 위치결정 대상이 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하며; 제 2 마커를 통과한 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키고; 가우시안 모델을 통해 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하며; 위치결정 대상에 대한 해당 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 상기 제 2 마커가 복수의 제 2 마커를 포함할 때, 상기 제 1 마커 추가유닛은, 위치결정 대상의 주행경로에 복수의 제 2 마커를 추가하도록 구성되고; 해당 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상이 해당 복수의 제 2 마커를 통과할 때, 해당 복수의 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치는, 해당 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커를 연결하는 보조 위치결정 벨트를 추가하고, 해당 위치결정 대상이 해당 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 해당 위치결정 대상이 해당 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하여, 상기 위치결정 대상이 제 2 마커를 통과 및 식별할 수 있도록 확보하는 보조 위치결정 유닛을 더 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치는, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 위치한 도킹장치에 제 3 마커를 추가하도록 구성되는 제 3 마커 추가유닛; 및 상기 위치결정 대상이 상기 제 3 마커를 통과할 때, 상기 제 3 마커에 기반하여 상기 도킹장치와 도킹 작업을 완성하도록 구성되는 도킹유닛; 을 더 포함한다.
여기서, 본 분야의 당업자라면 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치에서, 제 1 마커 추가유닛과 제 2 마커 추가유닛은 마커를 추가하기 위한 동일한 마커 추가유닛으로 집적될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 위치결정 대상 시동유닛에서의 일부 기능은 포즈 업데이트유닛에도 포함되어, 마커에 기반하여 위치결정 대상의 위치정보를 업데이트할 수 있도록 할 수 있다.
이외, 본 분야의 당업자라면, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치의 기타 세부 사항은, 이전에 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서 기술한 상응하는 세부 사항과 동일하므로, 더 반복하여 서술하지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
본 출원의 다른 측면에 다르면, 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템을 제공하며, 해당 시스템은, 장면에서 실시간으로 위치결정을 수행하여 지도를 작성하도록 구성되는 위치결정 대상; 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함하는 제 1 마커; 제 2 마커; 및 동시 위치결정과 지도작성 장치; 를 포함하되, 여기서 동시 위치결정과 지도작성 장치는, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되는 초기화 영역 설정유닛; 해당 제 1 마커를 해당 위치결정 대상의 초기화 영역에 추가하도록 구성되는 제 1 마커 추가유닛; 위치결정 대상이 해당 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 해당 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하도록 구성되는 위치결정 대상 시동유닛; 제 2 마커를 해당 위치결정 대상의 주행경로에 추가하도록 구성되는 제 2 마커 추가유닛; 및 위치결정 대상이 제 2 마커를 통과할 때, 해당 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되는 포즈 업데이트유닛; 을 포함한다.
도 12는 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템의 예시적인 블록도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템(300)은, 장면에서 실시간으로 위치결정을 수행하여 지도를 작성하도록 구성되는 위치결정 대상(301); 포즈 정보 또는 식별자 정보를 포함하는 제 1 마커(302); 제 2 마커(303); 및 동시 위치결정과 지도작성 장치(310); 를 포함하되, 여기서 동시 위치결정과 지도작성 장치(310)는, 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되는 초기화 영역 설정유닛(311); 해당 제 1 마커(302)를 해당 초기화 영역 설정유닛(311)이 설정한 위치결정 대상의 초기화 영역에 추가하도록 구성되는 제 1 마커 추가유닛(312); 위치결정 대상(301)이 해당 초기화 영역 설정유닛(311)이 설정한 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 해당 제 1 마커 추가유닛(312)이 추가한 제 1 마커(302)에 기반하여 위치결정 대상(301)의 초기 포즈를 결정하도록 구성되는 위치결정 대상 시동유닛(313); 제 2 마커(303)를 해당 위치결정 대상의 주행경로에 추가하도록 구성되는 제 2 마커 추가유닛(314); 및 위치결정 대상(301)이 해당 제 2 마커 추가유닛(314)이 추가한 제 2 마커(303)를 통과할 때, 해당 제 2 마커(303)에 기반하여 위치결정 대상(301)의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되는 포즈 업데이트유닛(315); 을 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 해당 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇; 및 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 휴대하는 이동장치이다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 해당 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하고, 해당 위치결정 대상 시동유닛은, 위치결정 대상에 대한 해당 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 1 마커의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 해당 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하고, 해당 위치결정 대상 시동유닛은, 해당 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 해당 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 해당 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 해당 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 해당 제 2 마커는 포즈 정보, 식별자 정보, 또는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 해당 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하고, 해당 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상에 대한 해당 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 2 마커의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 해당 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하고, 해당 포즈 업데이트유닛은, 해당 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 해당 복수의 포즈 정보를 융합하여 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 해당 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 해당 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하고, 해당 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 위치결정 대상이 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하고; 제 2 마커를 통과한 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며; 가우시안 모델을 통해 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고; 위치결정 대상에 대한 해당 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 해당 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 해당 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 제 2 마커가 복수의 제 2 마커를 포함할 때, 상기 제 1 마커 추가유닛은, 복수의 제 2 마커를 위치결정 대상의 주행경로에 추가하도록 구성되고; 해당 포즈 업데이트유닛은, 위치결정 대상이 해당 복수의 제 2 마커를 통과할 때, 해당 복수의 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 추가로 구성된다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템은, 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에 보조 위치결정 벨트를 포함하며, 해당 동시 위치결정과 지도작성 장치는, 해당 위치결정 대상이 해당 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 해당 위치결정 대상이 해당 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하도록 구성되는 보조 위치결정 유닛을 포함한다.
상기 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템에서, 상기 동시 위치결정과 지도작성 장치는, 상기 위치결정 대상의 주행경로에 위치한 도킹장치에 제 3 마커를 추가하도록 구성되는 제 3 마커 추가유닛; 상기 위치결정 대상이 상기 제 3 마커를 통과할 때, 상기 제 3 마커에 기반하여 상기 도킹장치와 도킹 작업을 완성하도록 구성되는 도킹유닛; 을 더 포함한다.
이외, 본 분야의 당업자라면, 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치의 기타 세부 사항은 이전에 본 출원의 실시예에 따른 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법에서 기술한 상응하는 세부 사항과 동일하므로, 더 반복하여 서술하지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
본 출원에서 제공하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법, 장치와 시스템은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템의 위치결정 정밀도와 강건성을 향상시키고, 정확한 위치결정이 필요한 산업 환경에 적응될 수 있다.
본 분야의 당업자라면, 상술한 내용 및 도면에 나타난 본 출원의 실시예는 예시일 뿐 본 출원을 한정하지 않음을 이해할 수 있을 것이다. 본 출원의 목적은 완전하고 효과적으로 달성되었다. 본 출원의 기능 및 구조 원리는 실시예에서 전시하여 설명하였으며, 해당 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서, 본 출원의 실시 형태는 임의로 변형 또는 수정될 수 있다.

Claims (30)

  1. 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하는 단계-여기서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역, 상기 위치결정 대상의 주행경로 및 상기 위치결정 대상의 도킹장치측 중의 적어도 하나에는 마커가 설치되고, 상기 마커는 포즈 정보, 식별자 정보 및 비 식별자 유형의 그래픽 정보 중의 적어도 1 종을 포함함-; 및
    위치결정 대상이 작업을 수행하도록 제어하는 단계; 를 포함하되,
    상기 작업은,
    상기 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 작업;
    주행경로에서 상기 마커를 통과할 때, 상기 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 작업; 및
    도킹장치와 도킹할 때, 상기 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상과 상기 도킹장치의 상대적 포즈를 조절하는 작업; 중의 적어도 1 종을 포함하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇 및 도킹장치와 도킹해야 하는 이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도킹장치는 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하며,
    상기 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계는,
    위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하며,
    상기 제 1 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 단계는,
    상기 제 1 마커에서 시동하는 경우, 상기 제 1 마커에 포함된 식별자 정보를 기록하고, 상기 식별자 정보를 좌표 원점으로 위치결정을 수행하여 지도를 제작하는 단계;
    상기 위치결정 대상이 상기 제 1 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키는 단계;
    가우시안 모델을 통해 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하는 단계; 및
    위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 결정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하며,
    상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는,
    위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하며,
    상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는,
    상기 위치결정 대상이 상기 제 2 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키는 단계;
    가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하는 단계; 및
    위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하며,
    상기 제 2 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하는 단계는,
    상기 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 상기 위치결정 대상이 여러 번 반복하여 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 제 2 마커인 경우, 상기 제 2 마커를 통과한 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키는 단계;
    가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하는 단계; 및
    위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 복수의 제 2 마커가 설치되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에, 상기 인접한 두 개의 제 2 마커를 연결하는 보조 위치결정 벨트가 포함되어, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 상기 보조 위치결정 벨트에 대한 상기 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하도록 하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 방법.
  11. 위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되는 초기화 영역 설정유닛-여기서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역, 상기 위치결정 대상의 주행경로 및 상기 위치결정 대상의 도킹장치측 중의 적어도 하나에는 마커가 설치되고, 상기 마커는 포즈 정보, 식별자 정보 및 비 식별자 유형의 그래픽 정보 중의 적어도 1 종을 포함함-;
    상기 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 작업 중 적어도 1 종을 수행하도록 위치결정 대상을 제어하는 위치결정 대상 시동유닛;
    주행경로에서 마커를 통과할 때, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되는 포즈 업데이트유닛;
    도킹장치와 도킹할 때, 상기 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상과 상기 도킹장치의 상대적 포즈를 조절하도록 구성되는 도킹유닛; 을 포함하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성의 내비게이션에서 주행하는 로봇 및 도킹장치와 도킹해야 하는 이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 도킹장치는 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 포함 및 휴대하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하며,
    상기 위치결정 대상 시동유닛은,
    위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하며,
    상기 위치결정 대상 시동유닛은,
    상기 제 1 마커에서 시동하는 경우, 상기 제 1 마커에 포함된 식별자 정보를 기록하고, 상기 식별자 정보를 좌표 원점으로 위치결정을 수행하여 지도를 제작하며;
    상기 위치결정 대상이 상기 제 1 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며;
    가우시안 모델을 통해 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고;
    위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 결정하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하며,
    상기 포즈 업데이트유닛은,
    위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하며,
    상기 포즈 업데이트유닛은,
    상기 위치결정 대상이 상기 제 2 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며;
    가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고;
    위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하며,
    상기 포즈 업데이트유닛은,
    상기 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 상기 위치결정 대상이 여러 번 반복하여 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하고;
    상기 제 2 마커인 경우, 제 2 마커를 통과한 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며;
    가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고;
    위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 복수의 제 2 마커가 설치되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에, 상기 인접한 두 개의 제 2 마커를 연결하는 보조 위치결정 벨트를 추가하여, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하도록 구성되는 보조 위치결정 유닛을 더 포함하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 장치.
  21. 장면에서 실시간으로 위치결정을 수행하여 지도를 작성하도록 구성되는 위치결정 대상;
    포즈 정보, 식별자 정보 및 비 식별자 유형의 그래픽 정보 중의 임의의 1 종을 포함하는 마커;
    동시 위치결정과 지도작성 장치를 포함하되,
    여기서 동시 위치결정과 지도작성 장치는,
    위치결정 대상의 초기화 영역을 설정하도록 구성되는 초기화 영역 설정유닛-여기서, 상기 위치결정 대상의 초기화 영역, 상기 위치결정 대상의 주행경로 및 상기 위치결정 대상의 도킹장치측 중의 적어도 하나에는 마커가 설치됨-;
    상기 위치결정 대상의 초기화 영역으로부터 시동하여, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 초기 포즈를 결정하는 작업 중의 적어도 1 종을 수행하도록 위치결정 대상을 제어하는 위치결정 대상 시동유닛;
    주행경로에서 마커를 통과할 때, 상기 마커에 기반하여 위치결정 대상의 현재 포즈를 업데이트하도록 구성되는 포즈 업데이트유닛; 및
    도킹장치와 도킹할 때, 상기 마커에 기반하여 상기 위치결정 대상과 상기 도킹장치의 상대적 포즈를 조절하도록 구성되는 도킹유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상은 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션에서 주행하는 로봇 및 도킹장치와 도킹해야 하는 이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 도킹장치는 컨베이어 벨트 또는 로봇암을 포함 및 휴대하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 포즈 정보를 포함하며,
    상기 위치결정 대상 시동유닛은,
    위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 추출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 초기화 영역에 설치된 마커는 제 1 마커이고, 상기 제 1 마커는 식별자 정보를 포함하며,
    상기 위치결정 대상 시동유닛은,
    상기 제 1 마커에서 시동하는 경우, 상기 제 1 마커에 포함된 식별자 정보를 기록하고, 상기 식별자 정보를 좌표 원점으로 위치결정을 수행하여 지도를 제작하며;
    상기 위치결정 대상이 상기 제 1 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 1 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며;
    가우시안 모델을 통해 상기 제 1 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고;
    위치결정 대상에 대한 상기 제 1 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 1 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 초기 포즈 정보를 직접 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 포즈 정보를 포함하며,
    상기 포즈 업데이트유닛은,
    위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 추출하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 식별자 정보를 포함하며,
    상기 포즈 업데이트유닛은,
    상기 위치결정 대상이 상기 제 2 마커를 여러 번 반복하여 통과할 때, 상기 제 2 마커의 식별자 정보를 이용하여 매칭함으로써 상기 위치결정 대상의 포즈 정보를 획득하고, 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며;
    가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고;
    위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 상기 제 2 마커는 비 식별자 유형의 그래픽 정보를 포함하며,
    상기 포즈 업데이트유닛은,
    상기 위치결정 대상이 동일한 마커를 통과할 때 포즈의 유사성을 이용하여, 상기 위치결정 대상이 여러 번 반복하여 통과한 마커가 제 2 마커인지 여부를 판단하고;
    상기 제 2 마커인 경우, 제 2 마커를 통과한 상기 위치결정 대상의 복수의 포즈 정보와 오차를 기록하여, 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보와 오차로 변환시키며;
    가우시안 모델을 통해 상기 제 2 마커의 복수의 포즈 정보를 융합하여 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보와 오차를 추정하고;
    위치결정 대상에 대한 상기 제 2 마커의 포즈에 기반하여, 좌표변환을 거쳐 상기 제 2 마커의 최적의 포즈 정보로부터 상기 위치결정 대상의 현재 포즈 정보를 직접 결정하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 위치결정 대상의 주행경로에 설치된 마커는 제 2 마커이고, 복수의 제 2 마커가 설치되는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서,
    복수의 제 2 마커 중 인접한 두 개의 제 2 마커 사이에 보조 위치결정 벨트가 포함되며,
    상기 동시 위치결정과 지도작성 장치는,
    상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 통과할 때 보조 위치결정 벨트에 대한 위치결정 대상의 각도 편차를 교정함으로써, 상기 위치결정 대상이 상기 보조 위치결정 벨트를 따라 주행하도록 구성되는 보조 위치결정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마커를 결합한 동시 위치결정과 지도작성 내비게이션 시스템.
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