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프로세서에 의해 수행되는, 강체에 부착된 하나 이상의 필드 센서를 자가 교정하는 방법은: 상기 하나 이상의 필드 센서로 이루어진 센서 그룹에 대해서 M번 측정하여, 개별 필드 센서(each field sensor)로부터 M개의 측정치를 획득하는 단계; 및 상기 M개의 측정치 중 적어도 일부를 사용하여 각 필드 센서별 센서 프레임을 교정하는 단계를 포함하되, 상기 하나 이상의 필드 센서는 3축 필드 센서 또는 4개 이상의 축을 갖는 필드 센서로서, 가속도 센서, 힘 센서 또는 자기장 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 센서 그룹이 복수의 3축 필드 센서로 이루어진 경우, 각 필드 센서별 센서 프레임을 교정하는 단계는 상기 M개의 측정치 중 적어도 일부를 사용하여 각 필드 센서별 교정 변수 A 및 b를 계산하는 단계를 포함하고, 상기 각 필드 센서별 교정 변수 A 및 b를 계산하는 단계는: M개의 측정치 중 적어도 일부에 기초하여 교정 변수 b를 포함한 다수의 내부 변수를 계산하는 단계; M개의 측정치 중 적어도 일부에 기초하여, 회전행렬 R을 포함한 외부 변수를 계산하는 단계; 및 내부 변수와 외부 변수에 기초하여 교정 변수 A를 계산하는 단계를 포함하는 방법
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제2항에 있어서, 상기 다수의 내부 변수를 계산하는 단계는, 상기 M개의 측정치에서 아웃라이어 성분의 측정치를 제거하는 단계;인라이어 성분의 측정치에 기초하여 변수 b를 포함한 내부 변수를 계산하는 단계를 포함하되, 상기 내부 변수는 아래의 청구항 3의 수학식을 만족하는 교정 변수 A의 하위 행렬인 K 또는 P를 포함하는 것을 특징으로 방법
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제3항에 있어서, 상기 내부 변수 K는 정부호 상삼각 형태의 행렬이고, 상기 내부 변수를 계산하는 단계는, 상기 인라이어 성분의 측정치에 타원체 적용 알고리즘을 적용하여 AAT를 계산하는 단계; 및아래의 청구항 4의 수학식에 기초하여, 양의 정부호 행렬의 분해를 위한 알고리즘을 AAT에 적용하여 K를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
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제3항에 있어서, 상기 내부 변수 P는 정부호 대칭 형태의 행렬이고, 상기 내부 변수를 계산하는 단계는, 상기 인라이어 성분의 측정치에 타원체 적용 알고리즘을 적용하여 AAT를 계산하는 단계; 및아래의 청구항 5의 수학식에 기초하여, 대칭 행렬의 분해를 위한 알고리즘을 AAT에 적용하여 P를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
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제3항에 있어서, 상기 다수의 내부 변수를 계산하는 단계는, 계산된 내부 변수 b, 그리고 K 또는 P의 값을 외란에 강인하도록 업데이트하는 단계를 더 포함하고, 상기 외란에 강인한 내부 변수의 값은 아래의 청구항 6의 수학식을 통해 계산되는 것을 특징으로 하는 방법
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제2항에 있어서, 상기 측정치 중 적어도 일부에 기초하여 외부 변수를 계산하는 단계는, 센서 그룹 내 센서 프레임 간의 상대적인 방향을 계산하기 위해, 센서 그룹에서 센서 쌍을 형성하여 센서 쌍의 상대적 회전행렬을 계산하는 단계; 및센서 그룹 내 개별 센서의 센서 프레임의 절대적인 방향을 각각 계산하기 위해, 필드 센서별 절대적 회전행렬을 계산하는 단계를 포함하되, 상기 절대적 회전행렬은 외부 변수 R인 것을 특징으로 하는 방법
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제7항에 있어서, 상기 측정치 중 적어도 일부에 기초하여 외부 변수를 계산하는 단계는, 상기 센서 쌍의 상대적 회전행렬을 계산하기 이전에, 센서 쌍을 이루는 두 개의 필드 센서의 측정치에서 아웃라이어 성분의 측정치를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
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제8항에 있어서, 상기 M개의 측정치 중 적어도 일부를 사용하여 각 필드 센서별 교정 변수 A 및 b를 계산하는 단계는:센서 프레임에 의한 예상치와 실제 측정치 사이의 오차가 최소화되도록, 계산된 교정 변수 A 또는 b를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 방법
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제9항에 있어서, 상기 업데이트되는 교정 변수 A 또는 b의 값은 아래의 청구항 10의 수학식을 통해 획득되는 것을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 센서 그룹이 Q개의 축(Q는 4 이상의 자연수)을 갖는 필드 센서를 포함한 경우, 각 필드 센서별 센서 프레임을 교정하는 단계는 상기 M개의 측정치 중 적어도 일부를 사용하여 각 필드 센서별 교정 변수 A 및 b를 계산하는 단계를 포함하고, 상기 각 필드 센서별 교정 변수 A 및 b를 계산하는 단계는: 내부 변수로서 벡터 b를 획득하는 단계; 측정 값으로 이루어진 측정 행렬 Y에 랭크(rank)-4 행렬 분해 알고리즘을 적용하여 행렬 A를 계산하는 단계; 및획득된 변수 A, b를 포함한 센서 프레임에서 방향 벡터의 크기가 지정된 값 c에 최대한 가까워지도록 상기 획득된 변수 A, b의 값을 교정하는 단계를 포함하되, 상기 벡터 b는 임의의 벡터로 지정되고, 상기 값 c는 필드 센서의 방향 벡터의 단위 벡터의 크기 값인 것을 특징으로 하는 방법
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12
제11항에 있어서, 상기 행렬 A를 계산하는 단계;는, 측정 행렬 Y를 아래의 청구항 12의 수학식으로 표현된 랭크-4 행렬로 분해하는 단계; 및 변수 t의 각 성분을 최대한 1로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
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13
제11항에 있어서, 상기 획득된 변수 A, b는 아래의 청구항 13의 수학식 1으로 정의되는 교정행렬 H에 의해 지정된 값 c에 최대한 가까워지도록 교정되는 것으로서, 변수 A, b는 청구항 13의 수학식 2를 통해 교정되는 것을 특징으로 하는 방법
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제11항에 있어서, 상기 M개의 측정치 중 적어도 일부를 사용하여 각 필드 센서별 교정 변수 A 및 b를 계산하는 단계는:Q개의 축에서 임의의 3개의 축을 선택하여 공용 좌표계를 설정하는 단계;를 더 포함하는 방법
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제14항에 있어서, 상기 M개의 측정치 중 적어도 일부를 사용하여 각 필드 센서별 교정 변수 A 및 b를 계산하는 단계는:상기 교정 변수 A의 하위 행렬(submatrix)의 형태에 기초하여 회전행렬 G를 계산하는 단계; 및 상기 회전행렬 G에 기초하여 행렬 A를 업데이트하는 단계를 더 포함하되, 상기 행렬 A는 아래의 청구항 14의 수학식의 형태를 갖도록 업데이트되는 것을 특징으로 하는 방법
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제11항에 있어서, 상기 M개의 측정치 중 적어도 일부를 사용하여 각 필드 센서별 교정 변수 A 및 b를 계산하는 단계는:센서 프레임에 의한 예상치와 실제 측정치 사이의 오차가 최소화되도록, 교정 변수 A 또는 b를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 방법
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제16항에 있어서, 상기 업데이트되는 교정 변수 A 또는 b의 값은 아래의 청구항 17의 수학식을 통해 획득되는 것을 특징으로 하는 방법
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제11항에 있어서, 교정 변수 A 또는 b를 계산하기 이전에, RANSAC 알고리즘을 Q개의 센싱 축과 M개의 시점에 적용하는 단계를 더 포함하되, RANSAC 알고리즘의 적용 결과로서 획득된 임의의 3 축 이상 및 임의의 3개 이상의 측정 회수에서의 측정치를 사용하여 교정 변수 A 또는 b가 계산되는 것을 특징으로 하는 방법
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제18항에 있어서, RANSAC 알고리즘의 적용 결과로서 획득되지 않은 나머지 센싱 축 및 측정 회수에서의 측정치를 사용하여, 센서 프레임의 예상치와 실제 측정치 간의 오차가 최소화하는지 확인하는 단계를 더 포함하는 방법
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제2항에 있어서, 상기 센서 그룹은, 복수의 3축 가속도 센서, 복수의 3축 힘 센서, 복수의 3축 가속도 센서, 또는 하나 이상의 3축 힘 센서와 하나 이상의 3축 가속도 센서, 또는 복수의 3축 자기장 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법
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제11항에 있어서, 상기 센서 그룹은, 4개 이상의 축을 갖는 가속도 센서, 힘 센서, 또는 자기장 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법
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컴퓨팅 장치에 의해 판독가능하고, 상기 컴퓨팅 장치에 의해 동작 가능한 프로그램 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독가능 기록매체로서, 상기 프로그램 명령어가 상기 컴퓨팅 장치의 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 프로세서가 제1항 내지 제21항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 판독가능 기록매체
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M개의 시점에서 측정하여 각각 M개의 측정치를 출력하는, 강체에 부착된 하나 이상의 필드 센서 - 상기 하나 이상의 필드 센서는 3축 필드 센서 또는 4개 이상의 축을 갖는 필드 센서로서, 가속도 센서, 힘 센서 또는 자기장 센서를 포함함; 및 상기 하나 이상의 필드 센서로부터 각각 M개의 측정치를 획득하고, 상기 M개의 측정치 중 적어도 일부를 사용하여 각 필드 센서별 센서 프레임을 교정하도록 구성된, 프로세서를 포함한 컴퓨팅 장치를 포함하는 시스템
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