일반기술

경사 보정기능을 갖는 이동로봇의 위치 인식 장치 및 방법

- 목적 : 2축 경사센서를 이용하여 이동로봇의 경사 정보(롤각과 피치각)을 측정하여, 적외선 카메라로 촬상된 랜드마크 영상의 위치 정보를 보정함으로써 이동로봇의 정확한 위치를 인식할 수 있는 경사보정기능을 갖는 이동로봇의 위치 인식 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다. - 구성 : 적외선을 반사하는 다수 개의 마크로 이루어져 소정 공간에 부착된 랜드마크에 적외선을 조사하는 적외선 조명부, 위의 랜드마크를 촬상하여 2진 영상을 획득하는 이동로봇에 설치된 적외선 카메라, 이동로봇의 경사 정보를 검출하는 이동로봇에 설치된 2축 경사센서, 2진 영상 내 군집된 부분 영상에 대하여 레이블링하고, 각각의 레이블 픽셀 개수 및/또는 분산으로부터 마크를 검출하는 마크 검출부, 위의 검출된 마크의 중심좌표와 이동로봇의 경사 정보로부터 이동로봇의 좌표 및 방위를 검출하는 위치 검출부를 포함하여 구성 - 종래기술 : 일반적으로 카메라를 이용한 로봇의 자기위치를 계산하는 방법은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 첫째, 인위적인 랜드마크를 이용하는 방법으로서 이 경우에는 조명의 영항을 많이 받고, 태양광에 의해 색깔정보과 왜곡되어 오인식이 많이 발생하는 문제가 있다. 둘째, 자연적인 표지(Natural Landmark)를 이용하는 방법으로서 이 경우에도 주변 광원의 밝기에 영향을 많이 받고, 랜드마크에서 특징점의 위치를 기록하는 단계에서 오도메타(odometer) 정보나 다른 로봇위치 판독장치가 필요하므로 많은 메모리를 필요로 하고 부가적인 장치의 도움이 필수적이다. 특히 조명이 없는 상태에는 사용하기가 매우 힘들다는 문제점이 있다. - 효과 : 이동로봇의 기울어짐으로 인한 투영면의 왜곡(perspective distortion)으로 인한 오차를 보정할 수 있어서 다양한 환경에서 이동로봇의 정확한 위치를 인식할 수 있게 된다. 또한 이동로봇의 위치 정보(좌표와 방위)와 경사 정보를 결합하게 되면, 이동 로봇의 3축의 회전각도 정보도 부가적으로 획득할 수 있어, 이동로봇에 부가적으로 관성 센서 시스템(IMU)을 부착하지 않더라도 관성정보까지 획득이 가능해 진다.