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무선 환경 변화에 강인한 SLAM 방법 및 장치

  • 기술번호 : KST2018010726
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 무선 환경 변화에 강인한 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 방법 및 장치에 관한 것으로, 이동 노드의 움직임 감지에 기초하여 이동 노드의 상대 위치를 추정하고, 복수의 시점에 걸쳐 수신된 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴과 이동 노드가 위치하는 지역에서의 신호 세기 분포와의 비교에 기초하여 이동 노드의 상대 위치를 보정하고, 이와 같이 보정된 상대 위치를 이용하여 지역의 경로를 표현함으로써 통신 채널간의 신호 간섭, 액세스 포인트의 증설, 고장이나 장애물 발생 등과 같은 무선 환경 변화가 발생하거나 액세스 포인트의 개수 부족 등 무선 환경이 열악하더라도 이동 노드의 위치를 정확하게 추정함과 동시에 지역 전체에 걸쳐 매우 정확한 경로 정보가 기록된 지도를 작성할 수 있다.
Int. CL G05D 1/02 (2006.01.01) G01S 5/02 (2010.01.01) G01S 11/06 (2006.01.01) H04W 64/00 (2009.01.01) H04W 88/18 (2009.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020170155888 (2017.11.21)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2018-0087827 (2018.08.02) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020170124468   |   2017.09.26
대한민국  |   1020170011988   |   2017.01.25
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2017.11.21)
심사청구항수 18

출원인

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1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이택진 서울특별시 성북구
2 전영민 서울특별시 성북구
3 김재헌 서울특별시 성북구
4 서민아 서울특별시 성북구
5 신범주 서울특별시 성북구

대리인

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1 이장혁 대한민국 서울특별시 강남구 삼성로**길 ** 건영빌딩*층(리현특허법률사무소)

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2017.11.21 수리 (Accepted) 1-1-2017-1160659-99
2 수수료 반환 안내서
Notification of Return of Official Fee
2019.02.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2019-0033009-25
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번호 청구항
1 1
이동 노드의 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 방법에 있어서,이동 노드의 움직임 감지에 기초하여 상기 이동 노드의 상대 위치를 추정하는 단계;복수의 시점에 걸쳐 수신된 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴을 생성하는 단계;상기 생성된 신호 세기의 변화 패턴과 상기 이동 노드가 위치하는 지역에서의 신호 세기 분포와의 비교에 기초하여 상기 추정된 상대 위치를 보정하는 단계; 및상기 보정된 상대 위치를 이용하여 상기 지역의 경로를 표현함으로써 상기 지역에 대한 지도를 작성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
2 2
제 1 항에 있어서,상기 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴은 상기 복수의 시점에서 추정된 이동 노드의 복수의 상대 위치에서 복수 회 수신된 적어도 하나의 신호의 세기의 연속적 나열로 표현되는 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴인 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
3 3
제 1 항에 있어서,상기 생성된 신호 세기의 변화 패턴과 상기 신호 세기 분포와의 비교에 기초하여 상기 복수의 시점 중 현재 시점에서 수신된 적어도 하나의 신호에 대한 이동 노드의 수신 위치를 추정하는 단계를 더 포함하고, 상기 상대 위치를 보정하는 단계는 상기 추정된 수신 위치의 좌표값을 이용하여 상기 추정된 상대 위치의 좌표값을 교정함으로써 상기 추정된 상대 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
4 4
제 3 항에 있어서,상기 생성된 신호 세기의 변화 패턴과 상기 신호 세기 분포를 비교함으로써 상기 신호 세기 분포 내에서 상기 생성된 신호 세기의 변화 패턴과 가장 유사한 패턴을 갖는 부분을 색출하는 단계를 더 포함하고, 상기 수신 위치를 추정하는 단계는 상기 색출된 부분이 지시하는 상기 지역에서의 절대 위치를 상기 이동 노드의 수신 위치로 추정하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
5 5
제 3 항에 있어서,상기 이동 노드의 위치의 상대적인 변화에 따른 적어도 하나의 신호 세기의 변화를 그래프화한 기하학적인 서피스(surface) 형태의 패턴과 상기 신호 세기 분포 내에서 상기 서피스 형태와 가장 유사한 형태를 갖는 서피스 부분을 색출하는 단계를 더 포함하고, 상기 수신 위치를 추정하는 단계는 상기 색출된 서피스 부분이 지시하는 상기 지역에서의 절대 위치를 상기 이동 노드의 수신 위치로 추정하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
6 6
제 5 항에 있어서,상기 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴을 생성하는 단계는 다차원 공간의 제 1 좌표축에 어느 하나의 고정 노드의 아이디를 매핑하고, 제 2 좌표축에 상기 이동 노드의 상대 위치를 매핑하고, 제 3 좌표축에 상기 어느 하나의 고정 노드로부터 송출된 신호의 세기를 매핑함으로써 결정되는 다차원 공간의 지점에 도트를 표시하는 방식으로 상기 기하학적인 서피스 형태의 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
7 7
제 3 항에 있어서,상기 상대 위치를 보정하는 단계는 상기 추정된 수신 위치의 좌표값과 상기 신호 세기 분포 내 측위점들 중 상기 수신 위치의 좌표값에 가장 가까운 측위점의 좌표값의 차이를 최소로 하는 방향으로 상기 추정된 상대 위치의 좌표값을 교정하고,상기 측위점들은 상기 이동 노드의 이동 경로 상에서 상기 이동 노드의 상대 위치가 측정된 지점들인 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
8 8
제 7 항에 있어서,상기 상대 위치를 보정하는 단계는 상기 추정된 상대 위치의 좌표값과 상기 추정된 상대 위치를 기준으로 하는 이동 노드의 다른 상대 위치의 좌표값 사이의 오차를 최소로 함과 동시에 상기 추정된 수신 위치의 좌표값과 상기 신호 세기 분포 내 측위점들 중 상기 수신 위치의 좌표값에 가장 가까운 측위점의 좌표값의 차이를 최소로 하는 방향으로 상기 추정된 상대 위치의 좌표값을 교정하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
9 9
제 7 항에 있어서,상기 상대 위치를 보정하는 단계는 상기 추정된 수신 위치인 도착점의 좌표값과 상기 신호 세기 분포 내 측위점들 중 상기 도착점의 좌표값에 가장 가까운 측위점인 시작점의 좌표값의 차이를 최소로 하는 방향으로 상기 추정된 상대 위치의 좌표값을 교정하고, 상기 이동 노드는 상기 시작점으로부터 출발하여 루트 형태의 경로를 돌아 상기 시작점과 지리적으로 동일 위치에 해당하는 상기 도착점에 도착한 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
10 10
제 3 항에 있어서,상기 수신 위치를 추정하는 단계는상기 적어도 하나의 고정 노드로부터 송출된 적어도 하나의 신호의 세기를 측정하는 단계;상기 측정된 적어도 하나의 신호 세기와 상기 추정된 이동 노드의 상대 위치로부터 상기 복수의 시점에 걸친 이동 노드의 위치의 상대적인 변화에 따른 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴을 생성하는 단계; 및상기 생성된 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴과 상기 지역에서의 신호 세기의 분포와의 비교에 기초하여 상기 수신 위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
11 11
제 10 항에 있어서,상기 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴을 생성하는 단계는 상기 추정된 상대 위치에서 상기 적어도 하나의 고정 노드로부터 수신된 적어도 하나의 신호 세기의 패턴을 나타내는 패턴 데이터를 상기 상대 위치 추정 이전에 추정된 상대 위치에 대한 패턴 데이터에 누적시킴으로써 상기 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
12 12
제 11 항에 있어서,상기 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴을 생성하는 단계는 상기 측정된 각 신호 세기를 상기 추정된 상대 위치에 연관시켜 나타내는 공간도메인 데이터로부터 상기 패턴 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
13 13
제 1 항에 있어서,상기 신호 세기를 측정하는 단계, 상기 상대 위치를 추정하는 단계, 상기 패턴을 생성하는 단계, 및 상기 상대 위치를 보정하는 단계는 상기 복수의 시점 별로 반복적으로 수행되고,상기 지도를 작성하는 단계는 상기 복수의 시점에서 보정된 복수의 상대 위치의 좌표값을 나열하여 기록함으로써 상기 지역의 경로를 표현하고, 상기 각 시점에서 보정된 상대 위치의 좌표값에 매핑시켜 상기 각 시점의 동일 시점에서 수신된 적어도 하나의 신호의 세기를 기록함으로써 상기 지도를 작성하는 것을 특징으로 하는 SLAM 방법
14 14
제 1 항 내지 제 13 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체
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이동 노드의 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 장치에 있어서,이동 노드의 움직임 감지에 기초하여 상기 이동 노드의 상대 위치를 추정하는 상대 측위부; 복수의 시점에 걸쳐 수신된 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴에 기초하여 상기 복수의 시점 중 현재 시점에서 수신된 신호에 대한 이동 노드의 수신 위치를 추정하는 무선 측위부;상기 추정된 수신 위치의 좌표값을 이용하여 상기 추정된 상대 위치의 좌표값을 교정함으로써 상기 추정된 상대 위치를 보정하는 위치 보정부; 및상기 보정된 상대 위치를 이용하여 상기 이동 노드가 위치하는 지역의 경로를 표현함으로써 상기 지역에 대한 지도를 작성하는 지도 작성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SLAM 장치
16 16
제 15 항에 있어서,상기 무선 측위부는 적어도 하나의 고정 노드로부터 송출된 적어도 하나의 신호의 세기를 측정하는 신호 처리부;상기 측정된 적어도 하나의 신호 세기와 상기 추정된 이동 노드의 상대 위치로부터 상기 복수의 시점에 걸친 이동 노드의 위치의 상대적인 변화에 따른 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴을 생성하는 패턴 생성부; 및상기 생성된 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴과 상기 지역에서의 신호 세기 분포와의 비교에 기초하여 상기 이동 노드의 수신 위치를 추정하는 수신위치 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SLAM 장치
17 17
제 16 항에 있어서,상기 패턴 생성부에 의해 생성된 패턴 데이터를 누적시키기 위한 버퍼를 더 포함하고, 상기 패턴 생성부는 상기 추정된 상대 위치에서 상기 적어도 하나의 고정 노드로부터 수신된 적어도 하나의 신호 세기의 패턴을 나타내는 패턴 데이터를 상기 버퍼에 저장되어 있는 패턴 데이터에 누적시켜 저장함으로써 상기 적어도 하나의 신호 세기의 변화 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 SLAM 장치
18 18
제 15 항에 있어서,상기 지역에서의 신호 세기의 분포를 나타내는 지도가 저장되는 스토리지를 더 포함하고,상기 무선 측위부는 상기 신호 세기의 변화 패턴과 상기 스토리지에 저장된 지도의 신호 세기 분포와의 비교에 기초하여 상기 수신 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 SLAM 장치
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