KR101984504B1 - 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 시스템 및 방법 - Google Patents

정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 시스템 및 방법이 제공된다. 일 측면에 따른 3차원 위치/방향 추정 시스템은 적어도 하나의 수신부에서 측정한 신호의 세기정보들을 이용해서 수신부와 송신부간의 거리와 원격장치의 방향을 추정하고, 추정한 수신부와 송신부간의 거리와 원격장치의 방향을 이용해서 세기정보들 중에서 원격장치의 3차원 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 정보를 잡음에 강한 순서로 선택하고, 선택한 세기정보들을 이용해서 원격장치의 정밀한 3차원 위치와 원격장치의 정밀한 방향을 추정한다.

Description

정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 시스템 및 방법{System and Method for estimating 3D position and orientation accurately}
기술분야는 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 시스템 및 방법 에 관한 것이다. 보다 상세하게는 3차원 위치 및 방향을 추정할 때 이용하는 세기정보를 잡음에 민감도를 고려해서 선별하고, 선별된 세기정보를 이용해서 위치/방향 추정함으로써 정밀도를 높이는 방법에 관한 것이다.
이동하는 물체 또는 대상의 3차원 위치와 방향을 추정하는 기술은 종래 영화, Graphics/Animation 산업 등에서 고가/대형 모션 캡쳐 장비를 이용하여 3차원 공간 내 물체 및 인체, 동물 등의 움직임을 센싱 하는데 주로 활용되어 왔다.
하지만, 게임 산업 관련 CE(Consumer Electronics)향 모션 센싱 기술이 주목을 받기 시작하면서 저가/소형 모션 캡쳐를 통한 3차원 위치 및 방향 추정 방법이 많이 개발되었다.
공간에서 3D 위치를 추정하는 방법은 크게 카메라를 이용하는 방법과 적외선을 이용하는 방법, 관성 센서를 이용하는 방법으로 나눌 수 있다.
카메라를 이용하는 방법의 경우, 다수의 2D 카메라를 이용하여 카메라 영상 내 맺히는 마커/광원의 위치를 공간 상의 3차원 위치로 변환이 가능하다. 하지만 카메라 해상도 및 마커의 크기 등에 의해 정밀도가 좌우되어 고정밀 센싱이 어렵다.
초음파를 이용하는 방법의 경우, 초음파가 공기 중에서 음속(약 340m/s)으로 진행하는 것을 이용하여 초음파가 발신부로부터 수신부까지 도달한 시간(TOF; Time of Flight)을 측정하면 거리를 계산할 수 있다. 3개 이상의 동일 시점 거리 정보를 취득한 후 삼각 측량 기법 등의 방법을 통해 3차원 위치를 계산한다. 초음파의 경우 카메라와 같은 고가 장비에 비해 저가의 장비로 고정밀 센싱이 가능하다는 장점을 가진다. 하지만, 초음파는 음파간 간섭으로 인해 신호의 동시 발신이 어렵고, 공기 중 초음파 신호 감쇄 시간(3m 거리에서 약 100msec 소요)을 감안하면, 이동체에 대한 실시간 위치 추정이 어렵다는 한계점을 가지고 있다.
관성 센서의 경우, 가속도, 자이로 센서를 이용하여 취득되는 운동 및 중력가속도, 각속도를 이용하여 계산되는 운동 가속도 성분을 적분하여 3차원 위치를 추정할 수는 있다. 하지만, 시간이 지남에 따라 오차가 누적되어 짧은 시구간 이내에서만 위치 추정이 가능하고 장시간 위치 추정에는 적합하지 않다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 대두된 방법으로 적외선의 신호감쇄특성을 이용해서 3차원 위치와 방향을 추정하는 방법이 제안되었다. 하지만, 신호감쇄특성이 가지는 비선형적인 특성으로 인해 잡음에 민감한 영역이 발생하고 위치/방향을 추정하는데 있어 정확도에 영향을 미치는 문제가 있다.
일 측면에 있어서, 세기정보들을 수신하면 거리와 방향에 따라 달라지는 신호감쇄특성을 이용해서 원격장치의 3차원 위치와 상기 원격장치의 방향을 추정하는 추정부와, 상기 원격장치의 3차원 위치를 이용해서 적어도 하나의 송신부와 적어도 하나의 수신부 간의 거리를 계산하는 거리 계산부 및 상기 적어도 하나의 송신부와 상기 적어도 하나의 수신부 간의 거리에 따른 세기정보의 잡음 민감도와 상기 원격장치의 방향에 따른 세기정보의 잡음 민감도를 확인하고, 상기 잡음 민감도에 따라 위치 추정에 사용될 세기정보의 우선순위를 결정하는 우선순위 결정부를 포함하는 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 장치가 제공된다.
이때, 상기 추정부는, 상기 원격장치의 3차원 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 세기정보들을 상기 우선순위를 고려해서 선택하고, 선택된 세기정보들을 이용해서 상기 원격장치의 정밀한 3차원 위치와 상기 원격장치의 정밀한 방향을 추정할 수 있다.
이때, 상기 우선순위 결정부는, 상기 신호감쇄특성이 가지는 비선형적 특성에 의해서 발생하는 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기정보의 변화 차이를 상기 잡음 민감도로 판단할 수 있다.
이때, 상기 우선순위 결정부는 잡음에 민감할수록 낮은 우선순위를 할당하고, 상기 추정부는 상기 원격장치의 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 세기정보들을 상기 우선순위가 높은 순서대로 선택하고, 선택된 세기정보들을 이용해서 상기 원격장치의 정밀한 3차원 위치와 상기 원격장치의 정밀한 방향을 추정할 수 있다.
이때, 상기 원격장치는, 상기 송신부 혹은 상기 수신부 중 하나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 세기정보들은, 기설정된 파장으로 조사된 광신호의 세기값이거나 전자기장(Electromagnetic Field)의 세기일 수 있다.
일 측면에 있어서, 세기정보들을 수신하면 거리와 방향에 따라 달라지는 신호감쇄특성을 이용해서 원격장치의 3차원 위치와 상기 원격장치의 방향을 추정하는 단계와, 상기 원격장치의 3차원 위치를 이용해서 적어도 하나의 송신부와 적어도 하나의 수신부 간의 거리를 계산하는 단계와, 상기 적어도 하나의 송신부와 상기 적어도 하나의 수신부 간의 거리에 따른 세기정보의 잡음 민감도와 상기 원격장치의 방향에 따른 세기정보의 잡음 민감도를 확인하는 단계와, 상기 잡음 민감도에 따라 위치 추정에 사용될 세기정보의 우선순위를 결정하는 단계와, 상기 원격장치의 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 세기정보들을 상기 우선순위를 고려해서 선택하는 단계 및 선택된 세기정보들을 이용해서 상기 원격장치의 정밀한 3차원 위치와 상기 원격장치의 정밀한 방향을 추정하는 단계를 포함하는 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 방법이 제공된다.
이때, 상기 우선순위를 결정하는 단계는, 상기 신호감쇄특성이 가지는 비선형적 특성에 의해서 발생하는 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기정보의 변화 차이를 상기 잡음 민감도로 판단할 수 있다.
이때, 상기 우선순위를 결정하는 단계는, 잡음에 민감할수록 낮은 우선순위를 할당할 수 있다.
이때, 상기 우선순위를 고려해서 선택하는 단계는, 상기 원격장치의 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 세기정보들을 상기 우선순위가 높은 순서대로 선택할 수 있다.
이때, 상기 세기정보들은, 기설정된 파장으로 조사된 광신호의 세기값이거나 전자기장(Electromagnetic Field)의 세기일 수 있다.
일 측면에 있어서, 세기 측정을 위한 신호를 송신하는 적어도 하나의 송신부를 포함하는 송신장치와, 상기 신호를 수신하고 상기 신호의 세기를 측정하는 적어도 하나의 수신부를 포함하고 세기정보들을 출력하는 수신장치와, 상기 송신부 혹은 상기 수신부를 포함하는 원격장치 및 상기 세기정보들 중에서 상기 원격장치의 3차원 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 정보를 잡음에 강한 순서로 선택해서 상기 원격장치의 정밀한 3차원 위치와 상기 원격장치의 정밀한 방향을 추정하는 추정장치를 포함하는 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 시스템이 제공된다.
이때, 상기 추정장치는, 상기 적어도 하나의 수신부로부터 세기정보들을 수신하면 거리와 방향에 따라 달라지는 신호감쇄특성을 이용해서 상기 원격장치의 3차원 위치와 상기 원격장치의 방향을 추정하는 추정부와, 상기 원격장치의 3차원 위치를 이용해서 상기 적어도 하나의 송신부와 상기 적어도 하나의 수신부 간의 거리를 계산하는 거리 계산부 및 상기 적어도 하나의 송신부와 상기 적어도 하나의 수신부 간의 거리에 따른 세기정보의 잡음 민감도와 상기 원격장치의 방향에 따른 세기정보의 잡음 민감도를 확인하고, 상기 잡음 민감도에 따라 위치 추정에 사용될 세기정보의 우선순위를 결정하는 우선순위 결정부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 추정부는, 상기 원격장치의 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 세기정보들을 상기 우선순위를 고려해서 선택하고, 선택된 세기정보들을 이용해서 상기 원격장치의 정밀한 3차원 위치와 상기 원격장치의 정밀한 방향을 추정할 수 있다.
이때, 상기 우선순위 결정부는, 상기 신호감쇄특성이 가지는 비선형적 특성에 의해서 발생하는 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기정보의 변화 차이를 상기 잡음 민감도로 판단할 수 있다.
이때, 상기 우선순위 결정부는 잡음에 민감할수록 낮은 우선순위를 할당하고, 상기 추정부는 상기 원격장치의 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 세기정보들을 상기 우선순위가 높은 순서대로 선택하고, 선택된 세기정보들을 이용해서 상기 원격장치의 정밀한 3차원 위치와 상기 원격장치의 정밀한 방향을 추정할 수 있다.
이때, 상기 세기정보들은, 기설정된 파장으로 조사된 광신호의 세기값이거나 전자기장(Electromagnetic Field)의 세기일 수 있다.
이때, 상기 송신부가 1개이면 상기 수신부는 적어도 3개 이상으로 구성되고, 상기 송신부가 2개이면 상기 수신부는 적어도 2개 이상으로 구성되고, 상기 송신부가 3개 이상이면 상기 수신부는 적어도 1개 이상으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 송신장치에 2개 이상의 상기 송신부가 포함된 경우, 상기 송신부들 각각의 지향 방향이 서로 다르고 상기 지향 방향들 간의 각도가 기설정될 수 있다.
본 발명은 세기정보들 중에서 원격장치의 3차원 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 정보를 잡음에 강한 순서로 선택해서 원격장치의 정밀한 3차원 위치와 상기 원격장치의 정밀한 방향을 추정하는 추정장치에 관한 것으로서, 적외선 기반의 송신부와 수신부를 이용해서도 구현이 가능함으로 구현이 저렴하고 소형화가 가능하면서 위치 및 방향의 정밀도가 높다.
도 1은 적외선 신호의 송신 지향 방향에 따라 적외선의 수신 세기가 달라지는 적외선의 송신 지향 특성을 도시한 도면,
도 2는 적외선 신호의 송신 지향 특성 및 수신 지향 특성을 도시한 도면,
도 3은 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 4는 송신부와 수신부 사이의 거리에 따른 신호감쇄특성을 도시한 도면,
도 5는 송신부와 수신부가 지향하는 방향에 따른 신호감쇄특성을 도시한 도면 및,
도 6은 3차원 위치/방향 추정 시스템의 추정장치에서 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
신호는 감쇄 특성을 가지고 있어 송신부와 수신부 사이의 거리와 송신부와 수신부 각각의 지향 방향에 따라 그 측정 세기가 달라진다. 이렇게 감쇄특성을 가지는 신호는 여러가지가 있으나 이하의 설명에서는 적외선 신호를 기준으로 설명하고자 한다.
도 1은 적외선 신호의 송신 지향 방향에 따라 적외선의 수신 세기가 달라지는 적외선의 송신 지향 특성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 적외선은 정해진 거리에서 적외선 신호의 지향 방향인 송신부의 방향각에 따라 적외선의 수신 세기가 달라지는 특성을 가진다. 도 1에서 Z축은 송신 적외선의 세기를 나타내고, X축과 Y축은 수신부에서 송신부를 측정하는 측정 각도를 나타낸다. 이하 설명에서 송신 지향 특성은 적외선 신호를 송신하는 지향 방향에 따라 수신 세기가 달라지는 적외선의 특성이다.
도 2는 적외선 신호의 송신 지향 특성 및 수신 지향 특성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, A와 B의 수신 세기를 비교하면 알 수 있듯이 적외선 신호의 수신 세기는 송신 지향 방향각(θ)에 따라 달라진다. 또한, 적외선 신호의 수신 세기는 수신부에서 적외선 신호를 수신하는 방향인 수신 지향 방향각(ψ)에 따라서도 영향을 받는다. 이하 설명에서 수신 지향 특성은 적외선을 수신하는 지향 방향에 따라 수신 세기가 달라지는 적외선의 특성이다.
송신부와 수신부 사이의 거리에 따라 측정되는 신호의 세기는 아래 <수학식 1>과 같은 특성을 가진다.
Figure 112012016780379-pat00001
여기서, I는 측정되는 신호의 세기이고, r은 송신부와 수신부 사이의 거리이다.
송신부의 지향 방향에 따라 측정되는 신호의 세기는 아래 <수학식 2>과 같은 특성을 가진다.
Figure 112012016780379-pat00002
여기서, I는 측정되는 신호의 세기이고, κ는 송신부의 감쇄 특성을 나타내는 변수이고, θ는 송신부가 지향하는 방향각이다.
수신부의 지향 방향에 따라 측정되는 신호의 세기는 아래 <수학식 3>과 같은 특성을 가진다.
Figure 112012016780379-pat00003
여기서, I는 측정되는 신호의 세기이고, λ는 수신부의 감쇄 특성을 나타내는 변수이고, ψ는 수신부가 지향하는 방향각이다.
그러면, 송신부와 수신부 사이의 거리와 송신부의 지향 방향, 수신부의 지향 방향에 따른 특성을 모두 고려하여 측정되는 적외선의 신호 세기는 아래 <수학식 4>와 같이 측정할 수 있다.
Figure 112012016780379-pat00004
여기서, I는 측정되는 신호의 세기이고, r은 송신부와 수신부 사이의 거리이고, α는 송신부와 수신부의 특성을 고려한 스케일 팩터이고, κ는 송신부의 감쇄 특성을 나타내는 변수이고, θ는 송신부가 지향하는 방향각이고, λ는 수신부의 감쇄 특성을 나타내는 변수이고, ψ는 수신부가 지향하는 방향각이다.
도 3은 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 3차원 위치/방향 추정 시스템은 원격장치(310), 송신장치(320), 수신장치(330) 및 추정장치(350)를 포함할 수 있다.
원격장치(310)는 위치와 방향을 추정하는 목표 장치로서 송신장치(320)를 포함한다. 도 3의 예에서 원격장치(310)는 송신장치(320)를 포함하고 있지만, 송신장치(320) 대신에 수신장치(330)를 포함할 수 도 있다. 즉, 원격장치(310)는 송신장치(320) 혹은 수신장치(330)를 포함할 수 있다.
송신장치(320)는 1개 이상의 송신부(321, 322)를 포함할 수 있다.
송신부(321, 322)는 신호를 송신한다. 이때, 송신부(321, 322)가 2개 이상인 경우, 송신부(321, 322)들 각각의 지향 방향이 서로 다르고 지향 방향들 간의 각도가 기설정된다. 그리고, 송신부(321, 322)에서 송신하는 신호는 광신호일 수도 있고, 전자기장(Electromagnetic Field)일 수도 있다. 이때, 광신호의 대표적인 예로 적외선(InfraRed)이 사용될 수 있다. 송신부(321, 322)에서 송신하는 신호가 광신호인 경우 송신부(321, 322)는 광조사부가 될 수 있고, 송신부(321, 322)에서 송신하는 신호가 전자기장인 경우 송신부(321, 322)는 전자기장 송신부가 될 수 있다. 이하의 설명에서는 송신부(321, 322)에서 광신호를 송신할 때를 기준으로 설명한다.
1개 이상의 송신부(321, 322) 중에서 하는 전자 기기를 컨트롤하는 리모컨의 적외선 발신부로 동작할 수도 있다.
수신장치(330)는 1개 이상의 수신부(331, 332, 334)를 포함할 수 있다.
수신부(331, 332, 334)는 송신부(321, 322)에서 송신하는 신호를 수신해서 수신한 신호의 세기를 측정한다. 이때, 수신부(331, 332, 334)가 2개 이상인 경우, 수신부(331, 332, 334)들 각각의 위치와 지향방향은 기설정 될 수 있다. 즉, 수신부(331, 332, 334)의 위치와 지향 방향은 각각 다르게 설정될 수 있다.
수신부(331, 332, 334)에서 수신하는 신호는 광신호일 수도 있고, 전자기장일 수도 있다. 수신부(331, 332, 334)에서 수신하는 신호가 광신호인 경우 수신부(331, 332, 334)는 수광부가 될 수 있고, 수신부(331, 332, 334)에서 송신하는 신호가 전자기장인 경우 수신부(331, 332, 334)는 자력계(magnetometer)가 될 수 있다. 이하의 설명에서는 수신부(331, 332, 334)에서 광신호를 수신할 때를 기준으로 설명한다.
수신부(331, 332, 334)는 송신부(321, 322)가 2개 이상인 경우, 신호들이 수신되는 기설정된 순서를 통해 송신부(321, 322)를 구분할 수 있다. 이때, 송신부(321, 322)가 2개 이상인 경우, 수신부(331, 332, 334)는 송신장치(320)로부터 신호를 수신하기에 앞서 동기 신호를 수신하면 송신장치(320)와 동기화 한다.
수신부(331, 332, 334)는 송신부(321, 322)가 2개 이상인 경우, 서로 다른 주파수의 신호들을 필터(미도시)를 이용해서 분리해서 기설정된 주파수에 대응하는 송신부(321, 322)들을 구분한다.
추정장치(350)는 수신부(331, 332, 334)들로부터 수신하는 세기정보들 중에서 원격장치(310)의 3차원 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 정보를 잡음에 강한 순서로 선택해서 원격장치(310)의 정밀한 3차원 위치와 원격장치(310)의 정밀한 방향을 추정한다.
추정장치(350)는 추정부(351), 거리 계산부(352) 및 우선순위 결정부(353)를 포함할 수 있다.
추정부(351)는 세기정보들을 수신하면 거리와 방향에 따라 달라지는 신호감쇄특성을 이용해서 원격장치(310)의 3차원 위치와 원격장치(310)의 방향을 추정한다.
거리 계산부(352)는 미리 알고 있는 송신부의 위치와 원격장치(310)의 3차원 위치를 이용해서 적어도 하나의 송신부와 적어도 하나의 수신부 간의 거리를 계산한다.
우선순위 결정부(353)는 적어도 하나의 송신부와 적어도 하나의 수신부 간의 거리에 따른 세기정보의 잡음 민감도와 원격장치(310)의 방향에 따른 세기정보의 잡음 민감도를 확인하고, 잡음 민감도에 따라 위치 추정에 사용될 세기정보의 우선순위를 결정한다.
우선순위 결정부(353)는 신호감쇄특성이 가지는 비선형적 특성에 의해서 발생하는 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기정보의 변화 차이를 잡음 민감도로 판단한다. 이때, 우선순위 결정부(353)는 잡음에 민감할수록 낮은 우선순위를 할당한다.
신호의 세기정보를 이용하여 위치와 방향을 추정하는 시스템의 경우 신호의 거리에 따른 신호감쇄특성과 방향에 따른 신호감쇄특성을 이용하여 위치와 방향을 추정한다. 거리에 따른 신호감쇄특성과 방향에 따른 신호감쇄특성을 아래에서 도 4와 도 5를 통해 설명하고자 한다..
도 4는 송신부와 수신부 사이의 거리에 따른 신호감쇄특성을 도시한 도면이다.
도 5는 송신부와 수신부가 지향하는 방향에 따른 신호감쇄특성을 도시한 도면이다.
신호감쇄특성에 따른 세기정보는 도 4와 같이 거리(R)의 자승에 반비례하고, 도 5와 같이 지향 각도의 Cos 값을 갖는 Lambertian 특성이 있는 모델을 갖는다. 이 모델들을 이용하여 측정된 다수의 세기정보로부터 수신부와 송신부 사이의 거리와 지향하고 있는 각도를 결정할 수 있다.
하지만 도 4와 도 5의 두 모델은 비선형적인 특성을 가진다. 이 비선형적인 특징에 의해 도 4, 도 5와 같이 거리 변화 혹은 각도 변화에 비해 세기정보의 변화가 차이가 난다. 즉, 도 4, 도 5의 A와 C 영역에서의 경우처럼 같은 세기정보의 변화에 비해 거리 변화 혹은 각도 변화가 작은 구간이 있고, 도 4, 도 5의 B와 D의 영역처럼 같은 세기정보의 변화에 비해 거리 변화 혹은 각도 변화가 큰 구간이 존재한다. 특히 이런 세기정보의 변화를 잡음이라고 볼 경우 잡음에 의해 B와 D 구간에서는 거리와 각도를 추정하는 구간이 커지게 되고 이는 곧 위치와 방향 추정 시 오차가 커지게 된다. 즉, B와 D의 영역 잡음에 민감한 영역이고, A와 C 영역은 상대적으로 잡음에 강한 영역이다.
따라서, 우선순위 결정부(353)는 B와 D의 영역에 높은 우선순위를 할당하고 A와 C 영역에 낮은 우선순위를 할당한다.
추정부(351)는 원격장치(310)의 3차원 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 세기정보들을 우선순위를 고려해서 우선순위가 높은 순서대로 선택하고, 선택된 세기정보들을 이용해서 원격장치(310)의 정밀한 3차원 위치와 원격장치(310)의 정밀한 방향을 추정한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 3차원 위치/방향 추정 시스템에서 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 방법을 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 3차원 위치/방향 추정 시스템의 추정장치에서 정밀한 3차원 위치 및 방향을 추정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 추정장치(350)는 610단계에서 적어도 하나의 수신부에서 측정한 세기정보들을 수신하면 거리와 방향에 따라 달라지는 신호감쇄특성을 이용해서 원격장치의 3차원 위치와 원격장치의 방향을 추정한다.
그리고, 추정장치(350)는 610단계에서 원격장치의 3차원 위치를 이용해서 적어도 하나의 송신부와 적어도 하나의 수신부 간의 거리를 계산한다.
그리고, 추정장치(350)는 610단계에서 적어도 하나의 송신부와 적어도 하나의 수신부 간의 거리에 따른 세기정보의 잡음 민감도와 원격장치의 방향에 따른 세기정보의 잡음 민감도를 확인한다. 이때, 잡음 민감도는 신호감쇄특성이 가지는 비선형적 특성에 의해서 발생하는 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기정보의 변화 차이를 이용해서 판단한다.
그리고, 추정장치(350)는 610단계에서 잡음 민감도에 따라 위치 추정에 사용될 세기정보의 우선순위를 결정한다. 추정장치(350)는 잡음에 민감할수록 낮은 우선순위를 할당한다.
그리고, 추정장치(350)는 610단계에서 원격장치의 위치와 방향을 추정하기 위한 최소한의 세기정보들을 우선순위를 고려해서 우선순위가 높은 순서대로 선택한다.
그리고, 추정장치(350)는 610단계에서 선택된 세기정보들을 이용해서 원격장치의 정밀한 3차원 위치와 원격장치의 정밀한 방향을 추정한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (17)

  1. 전자장치를 제어하기 위한 원격장치의 3차원 위치 및 방향을 추정하는 추정장치에 있어서,
    상기 원격장치의 송신기들에 의해 전송된 제어신호들을 수신하는 수신기들;
    상기 제어신호들의 전송 각도 및 상기 제어신호들의 수신 각도에 관련된 상기 제어신호들의 세기정보, 및 신호감쇄특성에 기초하여 상기 송신기들의 3차원 위치들 및 상기 송신기들의 상기 수신기들 각각에 대한 방향들을 추정하고, 상기 추정된 송신기들의 3차원 위치들, 상기 추정된 송신기들의 방향들 및 상기 신호감쇄특성에 기초하여 상기 제어신호들 각각에 우선순위를 할당하고, 상기 우선순위에 기초하여 상기 제어신호들 중 일부를 선택하고, 상기 선택된 상기 제어신호들 중 일부 및 상기 신호감쇄특성에 기초하여 상기 원격장치의 3차원 위치 및 상기 추정장치에 대한 상기 원격장치의 방향을 추정하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제어신호들 중에 다른 제어신호에 비해 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기의 감쇄가 큰 제어신호에 높은 우선순위를 할당하고,
    상기 전자장치는 상기 높은 우선순위가 부여된 제어신호에 기초하여 제어되는,
    추정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 신호감쇄특성이 가지는 비선형적 특성에 의해서 발생하는 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기정보의 변화 차이를 잡음 민감도로 판단하는
    추정장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세기정보는,
    기설정된 파장으로 조사된 광신호의 세기값이거나 전자기장(Electromagnetic Field)의 세기인
    추정장치.
  6. 전자장치를 제어하기 위한 원격장치의 3차원 위치 및 방향을 추정하는 추정방법에 있어서,
    상기 원격장치의 송신기들에 의해 전송된 제어신호들을 수신기들을 통해 수신하는 단계;
    상기 제어신호들의 전송 각도 및 상기 제어신호들의 수신 각도에 관련된 상기 제어신호들의 세기정보, 및 신호감쇄특성에 기초하여 상기 송신기들의 3차원 위치들 및 상기 송신기들의 상기 수신기들 각각에 대한 방향들을 추정하는 단계;
    상기 추정된 송신기들의 3차원 위치들, 상기 추정된 송신기들의 방향들 및 상기 신호감쇄특성에 기초하여 상기 제어신호들 각각에 우선순위를 할당하는 단계;
    선택된 상기 제어신호들 중 일부 및 상기 신호감쇄특성에 기초하여 상기 원격장치의 3차원 위치 및 추정장치에 대한 상기 원격장치의 방향을 추정하는 단계를 포함하고,
    상기 우선순위를 할당하는 단계는 상기 제어신호들 중에 다른 제어신호에 비해 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기의 감쇄가 큰 제어신호에 높은 우선순위를 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 전자장치는 상기 높은 우선순위가 부여된 제어신호에 기초하여 제어되는,
    추정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 우선순위를 할당하는 단계는,
    상기 신호감쇄특성이 가지는 비선형적 특성에 의해서 발생하는 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기정보의 변화 차이를 잡음 민감도로 판단하는
    추정방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 세기정보는,
    기설정된 파장으로 조사된 광신호의 세기값이거나 전자기장(Electromagnetic Field)의 세기인
    추정방법.
  11. 송신기들을 통해 제어신호들을 전송하는 원격장치;
    상기 제어신호들을 수신하는 수신기들, 상기 제어신호들의 전송 각도 및 상기 제어신호들의 수신 각도에 관련된 상기 제어신호들의 세기정보, 및 신호감쇄특성에 기초하여 상기 송신기들의 3차원 위치들 및 상기 송신기들의 상기 수신기들 각각에 대한 방향들을 추정하고, 상기 추정된 송신기들의 3차원 위치들, 상기 추정된 송신기들의 방향들 및 상기 신호감쇄특성에 기초하여 상기 제어신호들 각각에 우선순위를 할당하고, 상기 우선순위에 기초하여 상기 제어신호들 중 일부를 선택하고, 상기 선택된 상기 제어신호들 중 일부 및 상기 신호감쇄특성에 기초하여 상기 원격장치의 3차원 위치 및 추정장치에 대한 상기 원격장치의 방향을 추정하는 추정장치; 및
    상기 제어신호들 중 적어도 일부에 기초하여 제어되는 전자장치
    를 포함하고,
    상기 추정장치는 상기 제어신호들 중에 다른 제어신호에 비해 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기의 감쇄가 큰 제어신호에 높은 우선순위를 할당하고,
    상기 전자장치는 상기 높은 우선순위가 부여된 제어신호에 기초하여 제어되는,
    추정 시스템.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 추정장치는,
    상기 신호감쇄특성이 가지는 비선형적 특성에 의해서 발생하는 거리 또는 방향의 변화에 따른 세기정보의 변화 차이를 잡음 민감도로 판단하는
    추정 시스템.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 세기정보는,
    기설정된 파장으로 조사된 광신호의 세기값이거나 전자기장(Electromagnetic Field)의 세기인
    추정 시스템.
  16. 삭제
  17. 삭제
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