| 摘要 |
<p>본 발명은 로봇 작업장의 천장이나 바닥이 일정한 간격으로 격자형 반복 무늬를 갖는 경우, 로봇의 이동 중에 에러의 누적 없이 로봇의 방향과 위치를 정확히 계산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서의 로봇의 방향은 영상으로부터 검출된 직선과 로봇 사이의 각도를 이용하여 계산하고, 로봇의 위치는 반복되는 직선의 교차점이 작업장의 원점으로 부터의 반복회수와 교차점으로부터 로봇 중심까지의 백터를 이용하여 계산한다. 직선이나 교차점등이 검출되지 않는 영상 프레임에서는 화소 간의 이동 벡터인 Optical Flow 벡터들을 영상 프레임마다 누적한 합 벡터의 부의 값을 이전의 영상 방향이나 위치에 더하여 사용한다. 그러다, 영상에서 직선이나 교차점들이 검출되면, 검출된 직선이나 교차점 정보에 의해 로봇의 방향과 위치 정보를 교정함으로써 에러가 누적되는 것을 피한다. 더 구체적으로는 이동 로봇의 중심에 천정을 향하여 카메라를 설치하여 격자형 천정 무늬 중 반복되는 직선 성분들에 대해 로봇 작업장의 원점을 기준으로 각도 집합을 구하여 준비하고, 격자형 천정 무늬에서의 모든 교차점에 대한 위치 집합을 준비한다. 이동 중인 로봇의 방향은 영상에서 직선을 검출하여 이 직선과 로봇의 현재 방향 간의 각도를 계산 한 후, 미리 준비한 작업장의 원점 기준 직선들에 대한 개별 각도에 더하여 이들 중, 이 전 영상에서의 로봇 방향과 가장 가까운 방향을 현재의 로봇 각도로 결정한다. 로봇의 위치를 계산하기 위해서는 작업장의 교차점들의 위치 집합 중, 로봇의 이전 위치 점을 중심으로 그 주변의 교차점 들의 위치 좌표들을 취한다. 또, 현재의 영상에서 가장 뚜렷한 교차점을 선택하여 영상 중심의 위치를 상기 교차점에 대한 상대 벡터로 표현하고 이를 기준 원점의 좌표로 변환한 후, 이전 영상에서의 로봇 위치와 가장 가까운 위치를 실제 로봇 위치로 결정한다. 만약, 직선이나 교차점들이 하나도 검출되지 않는 영상의 경우에는 화소 간의 이동 벡터 (Optical Flow)를 계산하고, 직선이나 교차점이 없는 영상이 계속되면 이 이동벡터들 간의 합 벡타를 구하여 로봇의 방향과 위치를 예측하여 사용하며, 직선이나 교차점이 검출되는 영상을 얻으면, 예측하여 사용한 로봇의 방향과 위치를 예측한다. 이 발명은 로봇의 위치나 방향을 검출하기 위해서 천정의 규칙적인 반복 무늬만을 이용하므로 영상 장치 이외의 다른 장치가 필요하지 않는 것을 특징으로 한다.</p> |
