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레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정 장치 및 방법

  • 기술번호 : KST2015228113
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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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 본 발명은 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정된 천장의 구조물과 연산량이 적고 오차가 낮은 레이저 스캐너를 이용하여 위치추정의 오차를 최소화할 수 있는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.그 기술적 구성은 레이저 스캐너 및 구조물을 이용하여 모바일 로봇의 위치를 추정하는 방법에 있어서, 모바일 로봇이 주행하는 위치의 상부면 또는 전방과 상부면이 스캔 및 패턴화되어 패턴 지도로 저장되는 제 1 단계; 상기 모바일 로봇이 주행하며 주행 방향과 직교하는 좌표를 기준으로 180도 스캔하고, 상기 상부면 또는 전방과 상부면에 위치한 구조물을 추출하는 제 2 단계; 상기 추출된 구조물과 상기 패턴 지도를 비교하여 매칭된 구조물을 찾는 경우, 로봇 좌표계에서 전역 좌표계로 변환하는 변환 행렬의 역행렬을 매칭된 구조물 좌표에 연산하여 상기 모바일 로봇의 위치를 산출하는 제 3 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Int. CL G05D 1/02 (2006.01) B25J 13/08 (2006.01) B25J 19/02 (2006.01)
CPC B25J 13/08(2013.01) B25J 13/08(2013.01) B25J 13/08(2013.01) B25J 13/08(2013.01) B25J 13/08(2013.01) B25J 13/08(2013.01)
출원번호/일자 1020120021347 (2012.02.29)
출원인 부산대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1341204-0000 (2013.12.06)
공개번호/일자 10-2013-0099667 (2013.09.06) 문서열기
공고번호/일자 (20131212) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.02.29)
심사청구항수 9

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 부산대학교 산학협력단 대한민국 부산광역시 금정구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김성신 대한민국 부산광역시 해운대구
2 김정민 대한민국 부산광역시 연제구
3 정경훈 대한민국 울산광역시 울주군
4 이인성 대한민국 부산광역시 사상구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 에이치엠피 대한민국 서울특별시 중구 세종대로*길 **, *층 (서소문동, 부영빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 부산대학교 산학협력단 부산광역시 금정구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2012.02.29 수리 (Accepted) 1-1-2012-0170369-25
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2013.02.25 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2013.04.03 수리 (Accepted) 9-1-2013-0022280-77
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2013.05.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0338790-11
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2013.07.15 수리 (Accepted) 1-1-2013-0632367-83
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2013.07.15 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0632368-28
7 등록결정서
Decision to grant		 2013.11.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0821618-73
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.02 수리 (Accepted) 4-1-2014-0000027-56
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2016.01.13 수리 (Accepted) 4-1-2016-5004891-78
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.09 수리 (Accepted) 4-1-2017-5004005-98
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.10 수리 (Accepted) 4-1-2017-5004797-18
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
레이저 스캐너 및 구조물을 이용하여 모바일 로봇의 위치를 추정하는 장치에 있어서,모바일 로봇이 주행하는 위치의 상부면 또는 전방과 상부면을 스캔하는 스캔부;구조물을 패턴화하여 미리 패턴 지도로 저장하는 패턴 지도부;상기 모바일 로봇이 주행하면서 상기 상부면 또는 전방과 상부면을 스캔하면, 상기 스캔부에서 스캔한 데이터를 직선으로 피팅하는 라인 피팅부;상기 피팅한 라인과의 거리 또는 각도가 제 1 임계값을 초과하면 구조물로 추출하는 구조물 추출부;상기 추출된 구조물과 상기 패턴 지도와 매칭하되, 매칭율이 제 2 임계값 이하의 구조물을 추출하는 구조물 매칭부;상기 구조물 매칭부에서 추출한 구조물의 좌표 및 변환행렬을 이용하여 상기 모바일 로봇의 위치를 계산하는 위치 계산부를 포함하며, 상기 패턴 지도부는 상기 모바일 로봇이 위치한 바닥면과 대칭되는 상부면에 위치한 상기 구조물을 패턴화하여 저장한 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정장치
2 2
제 1 항에 있어서,상기 스캔부는 레이저 스캐너이고, 이동 방향과 직교하는 또는 이동 방향과 동일한 좌표의 0 도부터 180도까지 스캔하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정장치
3 3
삭제
4 4
제 1 항에 있어서,상기 라인 피팅부는 상기 스캔부가 스캔한 데이터를 피팅할 때, Least Square 피팅 방법, Ransac 알고리즘, Haugh Transform 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정장치
5 5
제 1 항에 있어서,상기 구조물 추출부는 상기 라인 피팅부에서 직선으로 피팅할 때, 상기 피팅된 라인을 기준으로 거리가 제 1 임계값을 초과하거나, 각도가 제 3 임계값을 초과하는 경우, 상기 상부면 또는 전방과 상부면의 특징으로 추출하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정장치
6 6
제 1 항에 있어서,상기 구조물은 천장 구조물, 상기 상부면과 전방과의 모서리, 오목 또는 볼록한 구조물, 반사 구조물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정장치
7 7
제 6 항에 있어서,상기 구조물이 반사 구조물일 경우, 상기 반사 구조물 사이의 거리, 상기 반사 구조물을 이은 선분의 각도, 동시에 추출된 상기 반사 구조물의 개수 중 어느 하나를 이용하고, 상기 반사 구조물의 반사율이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 구조물 추출부에서 구조물로 추출하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정장치
8 8
레이저 스캐너 및 구조물을 이용하여 모바일 로봇의 위치를 추정하는 방법에 있어서,모바일 로봇이 주행하는 위치의 상부면 또는 전방과 상부면이 스캔 및 패턴화되어 패턴 지도로 저장되는 제 1 단계;상기 모바일 로봇이 주행하며 주행 방향과 직교하는 좌표를 기준으로 180도 스캔하고, 상기 상부면 또는 전방과 상부면에 위치한 구조물을 추출하는 제 2 단계;상기 추출된 구조물과 상기 패턴 지도를 비교하여 매칭된 구조물을 찾는 경우, 로봇 좌표계에서 전역 좌표계로 변환하는 변환 행렬의 역행렬을 매칭된 구조물 좌표에 연산하여 상기 모바일 로봇의 위치를 산출하는 제 3 단계를 포함하며,상기 제 2 단계는상기 스캔을 실시한 후, 상기 스캔한 데이터의 각도와 거리를 이용하여 상부면과 전방을 분리하는 세그먼테이션을 실시하는 단계;Least Square 피팅 방법으로 직선 피팅을 하여 피팅된 라인과 상기 스캔 데이터 간의 오차가 거리 오차인 제 1 임계값, 각도 오차인 제 3 임계값 이상인 경우, 상기 구조물로 추출하는 단계;상기 구조물이 반사 구조물인 경우, 상기 스캔 데이터의 반사율이 일정 임계값 이상인 경우, 상기 구조물로 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정방법
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삭제
10 10
제 8 항에 있어서, 상기 제 3 단계는상기 패턴 지도에 적어도 하나 이상의 동일한 가중치를 가지는 파티클을 분포시키는 단계;상기 모바일 로봇에서 스캔하여 상기 구조물이 추출될 경우, 상기 적어도 하나 이상의 파티클의 위치에서 상기 구조물과의 거리를 계산하여 상기 거리가 최소일수록 가중치를 비례하여 부여하는 단계;상기 가중치가 일정 가중치 이하인 파티클은 삭제하고, 상기 삭제된 파티클을 일정 가중치 초과인 파티클 근처에 복제하여 위치시키는 단계;상기 파티클이 일정 오차 범위 내에 수렴하면, 일정 오차 범위 내에 있는 파티클 중 상기 오차 범위가 가장 낮은 파티클의 위치를 상기 모바일 로봇의 위치로 추정하는 단계를 포함하고, 상기 로봇의 위치로 추정하는 단계는 최대 가중치 파티클(Maximum Weighted Particle), 파티클 평균(Weighted Mean) 중 적어도 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정방법
11 11
제 10 항에 있어서,상기 모바일 로봇이 주행할 경우, 상기 주행하는 모바일 로봇의 선속도 및 각속도를 이용하여 상기 모바일 로봇이 주행하는 방향 및 거리로 상기 적어도 하나의 파티클을 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너 및 구조물을 이용한 모바일 로봇의 위치추정방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 교육과학기술부 부산대학교 산학협력단 지역거점연구단육성사업(구,지방연구중심대학육성사업) 차세대 물류 IT기술연구사업단 4총괄 2세부(다기종 주행, 유도, 운반시스템)