적외선을 이용해서 위치 및 방향을 추정하는 시스템 및 방법
System and Method for estimating position and orientation using infrared light
특허 요약
적외선을 이용해서 위치 및 방향을 추정하는 시스템 및 방법이 제공된다. 일 측면에 따른 위치 및 방향 추정 시스템은 수광부들 각각에서 수광하는 광 조사부들 각각에서 조사한 조사광의 세기를 측정하고, 상기 측정한 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 원격 장치의 위치와 방향을 추정한다.
청구항
번호청구항
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제1항에 있어서, 상기 조사광 송신 장치는 2개 이상의 상기 광 조사부를 포함하는 경우,상기 광 조사부들이 순차적으로 상기 조사광을 조사하도록 하고, 상기 수광 장치는 상기 수광부들 각각을 통해 수광되는 상기 조사광들의 순서에 따라 상기 광 조사부들을 구분하는 위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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조사광을 조사하는 1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치;상기 조사광을 수광하는 1개 이상의 수광부을 포함하는 수광 장치;상기 조사광 송신 장치 혹은 상기 수광 장치를 포함하는 원격 장치; 및상기 수광부들 각각에서 수광하는 상기 조사광의 세기를 측정하고, 상기 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 추정 장치를 포함하고,상기 추정 장치는,상기 광 조사부의 개수가 2개이고, 상기 수광부의 개수가 2개 이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 상기 원격 장치의 2차원 평면상의 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향 중에서 2차원 평면상의 방향인 pitch와 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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제1항에 있어서, 상기 광 조사부가 1개이면 상기 수광부는 적어도 3개 이상으로 구성되고,상기 광 조사부가 2개이면 상기 수광부는 적어도 2개 이상으로 구성되고,상기 광 조사부가 3개 이상이면 상기 수광부는 적어도 1개 이상으로 구성되는위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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제1항에 있어서, 상기 조사광 송신 장치에 2개 이상의 상기 광 조사부가 포함된 경우, 상기 광 조사부들 각각의 지향 방향이 서로 다르고 상기 지향 방향들 간의 각도가 기설정된위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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제1항에 있어서, 상기 수광 장치에 2개 이상의 상기 수광부가 포함된 경우, 상기 수광부들 각각의 위치와 지향 방향은 기설정된위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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제5항에 있어서, 상기 조사광 송신 장치는 2개 이상의 상기 광 조사부를 포함하는 경우,상기 조사광 송신 장치는 상기 조사광들을 송신하기에 앞서 동기신호를 송신해서 상기 수광 장치와 동기화하는위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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제1항에 있어서, 상기 조사광 송신 장치는 2개 이상의 상기 광 조사부를 포함하는 경우,상기 조사광 송신 장치는 포함하는 변조부를 이용해서 상기 광 조사부들 별로 서로 다른 주파수의 조사광들을 동시에 조사하고, 상기 수광 장치는 상기 수광부들 각각을 통해 수광되는 상기 서로 다른 주파수의 조사광들을 필터를 이용해서 분리해서 상기 광 조사부들을 구분하는 위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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제1항에 있어서, 상기 광 조사부는,상기 조사광를 주변광 또는 노이즈에 강인한 기설정된 주파수로 조사하는 위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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제1항에 있어서, 상기 수광 지향 특성은,상기 수광부에서 상기 조사광을 수광할 때의 지향 방향에 따라 수광되는 세기가 달라지는 특성인위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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제1항에 있어서, 상기 발광 지향 특성은,상기 광 조사부에서 상기 조사광을 조사할 때의 지향 방향에 따라 수광되는 세기가 달라지는 특성인위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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조사광을 조사하는 1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치;상기 조사광을 수광하는 1개 이상의 수광부을 포함하는 수광 장치;상기 조사광 송신 장치 혹은 상기 수광 장치를 포함하는 원격 장치; 및상기 수광부들 각각에서 수광하는 상기 조사광의 세기를 측정하고, 상기 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 추정 장치를 포함하고,상기 추정 장치는,상기 광 조사부의 개수가 1개이고, 상기 수광부의 개수가 3개 이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향이 모두 고정된 경우, 또는, 상기 광 조사부의 개수가 3개이고, 상기 수광부의 개수가 1개이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향이 모두 고정된 경우,상기 원격 장치의 3차원 위치를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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조사광을 조사하는 1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치;상기 조사광을 수광하는 1개 이상의 수광부을 포함하는 수광 장치;상기 조사광 송신 장치 혹은 상기 수광 장치를 포함하는 원격 장치; 및상기 수광부들 각각에서 수광하는 상기 조사광의 세기를 측정하고, 상기 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 추정 장치를 포함하고,상기 추정 장치는,상기 광 조사부의 개수가 1개이고, 상기 수광부의 개수가 4개 이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll과 pitch가 고정된 경우, 또는, 상기 광 조사부의 개수가 4개이고, 상기 수광부의 개수가 1개 이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll과 pitch가 고정된 경우,상기 원격 장치의 3차원 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향 중 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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조사광을 조사하는 1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치;상기 조사광을 수광하는 1개 이상의 수광부을 포함하는 수광 장치;상기 조사광 송신 장치 혹은 상기 수광 장치를 포함하는 원격 장치; 및상기 수광부들 각각에서 수광하는 상기 조사광의 세기를 측정하고, 상기 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 추정 장치를 포함하고,상기 추정 장치는,상기 광 조사부의 개수가 1개이고, 상기 수광부의 개수가 4개 이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 또는, 상기 광 조사부의 개수가 4개이고, 상기 수광부의 개수가 1개이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 상기 원격 장치의 2차원 평면상의 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향 중에서 2차원 평면상의 방향인 pitch와 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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조사광을 조사하는 1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치;상기 조사광을 수광하는 1개 이상의 수광부을 포함하는 수광 장치;상기 조사광 송신 장치 혹은 상기 수광 장치를 포함하는 원격 장치; 및상기 수광부들 각각에서 수광하는 상기 조사광의 세기를 측정하고, 상기 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 추정 장치를 포함하고,상기 추정 장치는,상기 광 조사부의 개수가 1개이고, 상기 수광부의 개수가 5개 이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 또는, 상기 광 조사부의 개수가 5개이고, 상기 수광부의 개수가 1개이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 상기 원격 장치의 3차원 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향 중 pitch와 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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삭제

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조사광을 조사하는 1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치;상기 조사광을 수광하는 1개 이상의 수광부을 포함하는 수광 장치;상기 조사광 송신 장치 혹은 상기 수광 장치를 포함하는 원격 장치; 및상기 수광부들 각각에서 수광하는 상기 조사광의 세기를 측정하고, 상기 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 추정 장치를 포함하고,상기 추정 장치는,상기 광 조사부의 개수가 2개 이상이고, 상기 수광부의 개수가 3개 이상인 경우, 또는, 상기 광 조사부의 개수가 3개 이상이고, 상기 수광부의 개수가 2개 이상인 경우, 상기 원격 장치의 3차원 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향인 roll, pitch 및 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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제16항에 있어서, 상기 1개 이상의 광 조사부 중 적어도 하나는, 전자 기기를 컨트롤하는 리모컨의 적외선 발신부이고,상기 조사광 송신 장치는, 상기 원격 장치의 위치와 방향을 감지하기 위해 조사광을 조사하는 경우와 상기 전자 기기를 컨트롤하는 조사광을 조사하는 경우에, 서로 다른 코드로 인코딩하여 송신하고,상기 수광 장치는, 상기 리모컨의 적외선 발신부로 동작 가능한 광 조사부의 조사광을 디코딩하여, 상기 원격 장치의 위치 및 방향을 계산하기 위한 상기 조사광으로 판단되는 경우에 수광한 상기 조사광을 상기 추정 장치로 제공하는 위치 및 방향을 추정하는 시스템.

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1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치에서 조사광을 조사하는 단계;1개 이상의 수광부들 각각에서 상기 조사광을 수광하는 단계;상기 수광부들 각각에서 수광한 상기 조사광의 세기를 측정하는 단계; 및상기 측정한 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 상기 조사광 송신 장치 혹은 수광 장치를 포함하는 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 단계를 포함하고,상기 위치와 방향을 추정하는 단계는,상기 광 조사부의 개수가 2개이고, 상기 수광부의 개수가 2개 이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 상기 원격 장치의 2차원 평면상의 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향 중에서 2차원 평면상의 방향인 pitch와 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 방법.

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제18항에 있어서, 상기 광 조사부가 1개이면 상기 수광부는 적어도 3개 이상으로 구성되고,상기 광 조사부가 2개이면 상기 수광부는 적어도 2개 이상으로 구성되고,상기 광 조사부가 3개 이상이면 상기 수광부는 적어도 1개 이상으로 구성되는 위치 및 방향을 추정하는 방법.

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제18항에 있어서, 상기 조사광 송신 장치에 2개 이상의 상기 광 조사부가 포함된 경우, 상기 광 조사부들 각각의 지향 방향이 서로 다르고 상기 지향 방향들 간의 각도가 기설정된위치 및 방향을 추정하는 방법.

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제18항에 있어서, 상기 수광 장치에 2개 이상의 상기 수광부가 포함된 경우, 상기 수광부들 각각의 위치와 지향 방향은 기설정된위치 및 방향을 추정하는 방법.

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제18항에 있어서, 상기 조사광 송신 장치는 2개 이상의 상기 광 조사부를 포함하는 경우,상기 조사광을 조사하는 단계는 상기 광 조사부들이 순차적으로 상기 조사광을 조사하도록 하고, 상기 조사광을 수광하는 단계는 수광되는 상기 조사광들의 순서에 따라 상기 광 조사부들을 구분하는 위치 및 방향을 추정하는 방법.

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제22항에 있어서, 상기 조사광 송신 장치는 2개 이상의 상기 광 조사부를 포함하는 경우,상기 조사광을 조사하는 단계에 앞서 동기신호를 송신해서 상기 수광 장치와 동기화하는 단계를 더 포함하는위치 및 방향을 추정하는 방법.

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제18항에 있어서, 상기 조사광 송신 장치는 2개 이상의 상기 광 조사부를 포함하는 경우,상기 조사광을 조사하는 단계는 상기 광 조사부들을 통해 서로 다른 주파수의 조사광을 조사하고,상기 조사광을 수광하는 단계는 상기 서로 다른 주파수를 이용해서 상기 조사광을 송신한 상기 광 조사부들을 구분하는 위치 및 방향을 추정하는 방법.

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제18항에 있어서, 상기 조사광을 조사하는 단계는,상기 조사광를 주변광 또는 노이즈에 강인한 기설정된 주파수로 조사하는 위치 및 방향을 추정하는 방법.

26

제18항에 있어서, 상기 수광 지향 특성은,상기 광 조사부에서 상기 조사광을 수광할 때의 지향 방향에 따라 수광되는 세기가 달라지는 특성인위치 및 방향을 추정하는 방법.

27

제18항에 있어서, 상기 발광 지향 특성은,상기 광 조사부에서 상기 조사광을 조사할 때의 지향 방향에 따라 수광되는 세기가 달라지는 특성인위치 및 방향을 추정하는 방법.

28

1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치에서 조사광을 조사하는 단계;1개 이상의 수광부들 각각에서 상기 조사광을 수광하는 단계;상기 수광부들 각각에서 수광한 상기 조사광의 세기를 측정하는 단계; 및상기 측정한 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 상기 조사광 송신 장치 혹은 수광 장치를 포함하는 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 단계를 포함하고,상기 위치와 방향을 추정하는 단계는,상기 광 조사부의 개수가 1개이고, 상기 수광부의 개수가 3개 이 고, 상기 원격 장치의 3축의 방향이 모두 고정된 경우, 또는, 상기 광 조사부의 개수가 3개이고, 상기 수광부의 개수가 1개이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향이 모두 고정된 경우,상기 원격 장치의 3차원 위치를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 방법.

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1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치에서 조사광을 조사하는 단계;1개 이상의 수광부들 각각에서 상기 조사광을 수광하는 단계;상기 수광부들 각각에서 수광한 상기 조사광의 세기를 측정하는 단계; 및상기 측정한 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 상기 조사광 송신 장치 혹은 수광 장치를 포함하는 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 단계를 포함하고,상기 위치와 방향을 추정하는 단계는,상기 광 조사부의 개수가 1개이고, 상기 수광부의 개수가 4개 이 고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll과 pitch가 고정된 경우, 또는, 상기 광 조사부의 개수가 4개이고, 상기 수광부의 개수가 1개 이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll과 pitch가 고정된 경우,상기 원격 장치의 3차원 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향 중 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 방법.

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1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치에서 조사광을 조사하는 단계;1개 이상의 수광부들 각각에서 상기 조사광을 수광하는 단계;상기 수광부들 각각에서 수광한 상기 조사광의 세기를 측정하는 단계; 및상기 측정한 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 상기 조사광 송신 장치 혹은 수광 장치를 포함하는 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 단계를 포함하고,상기 위치와 방향을 추정하는 단계는,상기 광 조사부의 개수가 1개이고, 상기 수광부의 개수가 4개 이 고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 또는, 상기 광 조사부의 개수가 4개이고, 상기 수광부의 개수가 1개이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 상기 원격 장치의 2차원 평면상의 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향 중에서 2차원 평면상의 방향인 pitch와 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 방법.

31

1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치에서 조사광을 조사하는 단계;1개 이상의 수광부들 각각에서 상기 조사광을 수광하는 단계;상기 수광부들 각각에서 수광한 상기 조사광의 세기를 측정하는 단계; 및상기 측정한 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 상기 조사광 송신 장치 혹은 수광 장치를 포함하는 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 단계를 포함하고,상기 위치와 방향을 추정하는 단계는,상기 광 조사부의 개수가 1개이고, 상기 수광부의 개수가 5개 이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 또는, 상기 광 조사부의 개수가 5개이고, 상기 수광부의 개수가 1개이고, 상기 원격 장치의 3축의 방향 중에서 roll이 고정된 경우, 상기 원격 장치의 3차원 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향 중 pitch와 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 방법.

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삭제

33

1개 이상의 광 조사부를 포함하는 조사광 송신 장치에서 조사광을 조사하는 단계;1개 이상의 수광부들 각각에서 상기 조사광을 수광하는 단계;상기 수광부들 각각에서 수광한 상기 조사광의 세기를 측정하는 단계; 및상기 측정한 조사광의 거리에 따라 달라지는 세기와 수광 지향 특성 및 발광 지향 특성을 이용해서 상기 조사광 송신 장치 혹은 수광 장치를 포함하는 원격 장치의 위치와 방향을 추정하는 단계를 포함하고,상기 위치와 방향을 추정하는 단계는,상기 광 조사부의 개수가 2개 이상이고, 상기 수광부의 개수가 3개 이상이인 경우,또는, 상기 광 조사부의 개수가 3개 이상이고, 상기 수광부의 개수가 2개 이상인 경우,상기 원격 장치의 3차원 위치와 상기 원격 장치의 3축 방향인 roll, pitch 및 yaw를 추정하는위치 및 방향을 추정하는 방법.

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제33항에 있어서, 상기 1개 이상의 광 조사부 중 적어도 하나는, 전자 기기를 컨트롤하는 리모컨의 적외선 발신부로 동작 가능하고,상기 조사광을 조사하는 단계는, 상기 원격 장치의 위치와 방향을 감지하기 위해 조사광을 조사하는 경우와 상기 전자 기기를 컨트롤하는 조사광을 조사하는 경우에, 서로 다른 코드로 인코딩하여 송신하고,상기 조사광을 수광하는 단계는, 상기 리모컨의 적외선 발신부로 동작 가능한 광 조사부의 조사광을 디코딩하여, 상기 원격 장치의 위치 및 방향을 계산하기 위한 상기 조사광으로 판단되는 경우에 수광한 상기 조사광을 추정 장치로 제공하는 위치 및 방향을 추정하는 방법.

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