| 1 |
1
배관 내부를 이동하는 이동체의 위치를 통하여 배관의 위치를 추정하는 시스템에 있어서,상기 배관 내부에 설치되는 이동체 바디;상기 이동체 바디에 구비되고, 상기 이동체 바디의 배관에서의 이동량을 측정하는 주행거리 측정부;상기 이동체 바디에 구비되고, 상기 이동체 바디의 관성 변화를 측정하는 관성 측정부(IMU); 상기 이동체 바디에 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 이동체 바디와 상기 배관 사이의 거리를 측정하는 거리측정부; 및상기 이동체 바디의 현재 자세 기준으로 상기 관성 측정부에서 측정된 회전 각도를 상기 거리측정부에서 측정된 거리 값을 이용하여 상기 이동체 바디가 상기 배관 내부에 평행하게 배치된 자세 기준의 회전 각도로 변환하고, 상기 이동체 바디가 상기 배관 내부에 평행하게 배치된 자세 기준의 변환 회전각도 및 상기 주행거리 측정부에서 측정된 주행거리를 이용하여 상기 이동체 바디의 위치를 추정하는 연산부;를 포함하는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 2 |
2
제1항에 있어서,상기 거리측정부는 상기 이동체 바디의 일 측에 구비되고, 상기 이동체 바디와 상기 배관 사이의 거리를 측정하는 제1 거리측정부와, 상기 이동체 바디의 타 측에 구비되고, 상기 이동체 바디와 상기 배관 사이의 거리를 측정하는 제2 거리측정부를 포함하고, 상기 제1 거리측정부는 상기 이동체 바디의 일 측에 같은 각도 간격으로 배치되는 다수개의 제1 거리측정센서를 구비하고, 상기 제2 거리측정부는 상기 이동체 바디의 타 측에 같은 각도로 배치되는 다수개의 제2 거리측정센서를 구비하며,상기 제1 거리측정부 및 상기 제2 거리측정부는 상기 이동체 바디와 상기 배관의 내주면 사이의 거리를 측정하는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 3 |
3
제2항에 있어서,상기 연산부는 상기 제1 거리측정부와 상기 제2 거리측정부 사이의 거리와, 상기 제1 거리측정부에서 측정한 거리측정값, 및 상기 제2 거리측정부에서 측정한 거리측정값을 이용하여, 상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도와, 요 각도를 구하는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 4 |
4
제3항에 있어서,상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도는, 수식 에 의하여 도출되고, 는 상기 제1 거리측정부의 측정 거리이고, 는 상기 제2 거리측정부의 측정 거리이며, 는 상기 제1 거리측정부 및 상기 제2 거리측정부 사이의 거리이고, 는 상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도인 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 5 |
5
제4항에 있어서,상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 요 각도는, 상기 이동체 바디를 바라보는 시선을 상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도를 구하기 위하여 상기 이동체 바디를 바라보는 시선으로부터 90도 회전하여 상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도를 구하는 수식과 동일한 방식으로 구하는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 6 |
6
제3항에 있어서,상기 연산부는 상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도를 상기 관성 측정부에서 측정된 현재 롤 각도를 기준으로 보정하는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 7 |
7
제6항에 있어서,상기 관성 측정부에서 측정된 현재 롤 각도를 기준으로 보정된 상기 이동체 바디의 피치각도는, 수식 을 이용하여 구한 ,, 값을 수식 및 에 구해지는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 8 |
8
제6항에 있어서,상기 연산부는, 상기 관성 측정부에서 측정된 피치 각도 및 요 각도에, 상기 관성 측정부에서 측정된 현재 롤 각도를 기준으로 보정된 상기 이동체 바디의 피치각도 및 요 각도를 각각 차감하여 상기 이동체 바디가 상기 배관 내부에 평행하게 배치된 자세 기준의 상기 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도를 구하는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 9 |
9
제8항에 있어서,상기 연산부는 상기 주행거리 측정부를 통해 측정된 상기 이동체 바디의 이동량과, 현재 롤 각도를 기준으로 보정된 상기 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도의 보정값을 결합하여 상기 이동체 바디의 위치를 추정하는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 10 |
10
제9항에 있어서,상기 이동체 바디의 위치는, 수식에 의하여 계산되는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 11 |
11
제10항에 있어서,상기 관성 측정부에서 측정된 롤 각도, 피치 각도, 요 각도와 상기 거리측정부를 통하여 측정한 거리를 이용하여 계산된 상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도는 (t-1)에서의 값을 이용하고, 상기 거리측정부에서 측정한 값은 (t-1)에서 (t)까지의 값을 사용하여, ,,에 대하여 (t-1)에서 (t)까지 계속 적분하여 현재 시점(t)에서의 배관의 위치를 판단하는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 12 |
12
제1항에 있어서,상기 주행거리 측정부는 상기 이동체 바디에 배관의 벽면에 접촉하는 오도미터를 구비하고, 상기 오도미터는 회전지지축에 의하여 상기 이동체 바디에 회전 가능하게 결합되는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 13 |
13
제12항에 있어서,상기 오도미터는,상기 회전지지축과 연결되는 인크리멘탈 엔코더와,상기 인크리멘탈 엔코더에 결합되는 바퀴부를 포함하고,상기 이동체 바디의 배관 주행 시, 상기 인크리멘탈 엔코더와 상기 바퀴부가 상기 배관 내벽을 따라 일체로 회전되면서 상기 이동체 바디의 이동량을 측정하는 배관의 위치를 추정하는 시스템
|
| 14 |
14
배관 내부를 이동하는 이동체의 위치를 통하여 배관의 위치를 추정하는 방법에 있어서,관성 측정부와, 주행거리 측정부, 거리측정부에서 측정된 데이터를 수집하는 단계; 상기 배관에 대한 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도를 구하는 단계;상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도를 상기 관성 측정부에서 측정된 현재 롤 각도를 기준으로 보정하는 단계;상기 이동체 바디가 상기 배관 내부에 평행하게 배치된 자세 기준의 상기 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도를 구하는 단계; X축, Y축, Z축의 변환 행렬을 구하는 단계;상기 주행거리 측정부를 통하여 측정된 상기 이동체 바디의 이동량과, X축, Y축, Z축의 변환행렬을 서로 곱하여 상기 이동체 바디의 위치를 추정하는 단계; 및상기 주행거리 측정부에서 측정된 (t-1)에서 (t)까지의 이동량을 상기 변환행렬에 곱하여 X축, Y축, Z축의 이동량을 계산한 후 적분하는 단계;를 포함하는 배관의 위치를 추정하는 방법
|
| 15 |
15
제14항에 있어서,상기 배관에 대한 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도를 구하는 단계에서, 상기 배관에 대한 이동체 바디의 피치 각도는 수식 에 의하여 도출되고, 는 상기 이동체 바디의 일 측에 구비되고, 상기 이동체 바디와 상기 배관 사이의 거리를 측정하는 제1 거리측정부의 측정 거리이고, 는 상기 이동체 바디의 타 측에 구비되고, 상기 이동체 바디와 상기 배관 사이의 거리를 측정하는 제2 거리측정부의 측정 거리이며, 는 상기 제1 거리측정부 및 상기 제2 거리측정부 사이의 거리이고, 는 상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도인 배관의 위치를 추정하는 방법
|
| 16 |
16
제14항에 있어서,상기 배관에 대한 상기 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도를 상기 관성 측정부에서 측정된 현재 롤 각도를 기준으로 보정하는 단계에서, 상기 관성 측정부에서 측정된 현재 롤 각도를 기준으로 보정된 상기 이동체 바디의 피치각도는, 수식 을 이용하여 구한 ,, 값을 수식 및 에 대입하여 구해지는 배관의 위치를 추정하는 방법
|
| 17 |
17
제14항에 있어서,상기 이동체 바디가 상기 배관 내부에 평행하게 배치된 자세 기준의 상기 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도를 구하는 단계는, 상기 관성 측정부에서 측정된 피치 각도 및 요 각도에, 상기 관성 측정부에서 측정된 현재 롤 각도를 기준으로 보정된 상기 이동체 바디의 피치각도 및 요 각도를 각각 차감하여 상기 이동체 바디가 상기 배관 내부에 평행하게 배치된 자세 기준의 상기 이동체 바디의 피치 각도 및 요 각도를 구하는 배관의 위치를 추정하는 방법
|
| 18 |
18
제14항에 있어서,상기 주행거리 측정부를 통하여 측정된 상기 이동체 바디의 이동량과, X축, Y축, Z축의 변환행렬을 서로 곱하여 상기 이동체 바디의 위치를 추정하는 단계에서, 상기 이동체 바디의 위치는, 수식 에 의하여 계산되는 배관의 위치를 추정하는 방법
|
