生成磁場圖和使用磁場圖檢查移動體的姿態的方法和裝置制造方法及圖紙

提供一種生成磁場圖的方法，包括：對于移動體的每個位置獲得磁場信息，該磁場信息是關于影響移動體的磁場的信息；以及基于對于移動體的每個位置的磁場信息來構造磁場圖。可通過使用從磁場圖觀察的磁場信息和實際測量的磁場信息之間的差值而獲得的概率，來統計地檢查移動體的姿態。盡管使用對移動體所處的照明狀態靈敏的攝像機來估計移動體的姿態，也可使用在與照明無關的情況下獲得的磁場圖來相對精確地檢查移動體的姿態，而較少受到移動體所處的照明狀態的影響。因此，能夠可靠地檢查移動體的姿態。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種諸如機器人的移動體，以及更具體地說，涉及一種用于生成包含關于影響移動體的磁場的信息的磁場圖的方法和裝置，以及使用磁場圖來檢查移動體的姿態的方法和裝置。
技術介紹
機器人需要精確地識別自己的當前位置以便控制或監視其運動。為此，需要包含關于機器人的周圍環境的信息的地圖。拓撲地圖方法和網格地圖方法是提供地圖的傳統方法。在1994出版的第十二屆關于人工智能的國家會議的會議錄中的979-984頁中、由D.Kortenkamp和T.weymouth所寫的標題為“Topological Mapping for MobileRobots using a Combination of Sonar and Vision Sensing”的論文中公開了拓撲地圖方法。同時，在1988年由Al Magazine出版、由H.P.Moravec所寫的標題為“Sensor Fusion in Certainty Grids for Mobile Robots”的書的vol.9、no.2、61-74頁中公開了網格地圖方法。傳統的拓撲地圖方法將機器人的周圍環境中的主要陸標之間的拓撲關系表示為地圖。由于傳統的拓撲地圖方法不使用幾何信息，主要使用傳統的網格地圖方法來識別機器人的精確位置。根據傳述的網格地圖方法，將機器人移動的空間劃分成具有一定大小的網格，并且使用傳感器將占用網格的概率生成為地圖。即，傳統的網格地圖方法能夠使用諸如超聲波傳感器、紅外線掃描儀、激光掃描儀或立體攝像機的傳感器，近似地示出由機器人周圍的墻壁和障礙物占用的空間。然而，由于超聲波傳感器和紅外線掃描儀具有大量噪聲，讀出結果可能會不精確。另外，盡管激光掃描儀會帶來相對精確的結果，其很昂貴并會具有由玻璃材料引起的失真結果。此外，由于立體攝像機對機器人周圍的照明的變化很靈敏，會帶來失真結果。另外，因為通過圖像處理來識別陸標非常困難，立體攝像機并未投入實際使用。
技術實現思路
為了解決上述和/或其它問題，本專利技術提供一種使用關于影響移動體的磁場的信息的磁場信息，生成包含關于移動體的周圍環境的信息的磁場圖的方法。本專利技術提供一種使用上述磁場圖統計地檢查移動體的姿態的方法。姿態通常由x位置、y位置和二維空間中的方向構成。本專利技術提供一種用于使用關于影響移動體的磁場的信息的磁場信息，生成包含關于移動體的周圍環境的信息的磁場圖的裝置。本專利技術提供一種使用上述磁場圖統計地檢查移動體的姿態的裝置。根據本專利技術的一個方面，一種生成磁場圖的方法包括對于移動體的每個位置獲得磁場信息，該磁場信息是關于影響移動體的磁場的信息；和基于對于移動體的每個位置的磁場信息來構造磁場圖。根據本專利技術的另一方面，一種使用根據本專利技術的生成磁場圖的方法所構造的磁場圖，檢查移動體的姿態的方法包括在構造磁場圖之后，估計移動體的位置；獲得存在于估計位置的移動體的姿態的概率；以及使用磁場圖上的估計位置處預期的磁場信息和在估計位置處實際測量的磁場信息兩者來調整概率，其中，所述姿態的概率對應于移動體存在于估計位置的概率和移動體具有估計方向的概率中的至少一個。從而通過調整后的概率來檢查移動體的姿態。根據本專利技術的另一方面，一種用于生成磁場圖的裝置包括磁場信息計算部，用于對于移動體的每個位置計算磁場信息，磁場信息是關于影響移動體的磁場的信息；以及磁場圖構造部，用于基于從磁場信息計算部輸出的對于移動體的每個位置的磁場信息來構造磁場圖。根據本專利技術的另一方面，一種使用根據本專利技術的生成磁場圖的裝置所產生的磁場圖來檢查移動體的姿態的裝置包括位置估計部，估計移動體的位置；概率計算部，計算存在于估計位置的移動體的姿態的概率；磁場信息測量部，測量估計位置處的磁場信息；以及概率調整部，使用磁場圖上的估計位置處預期的磁場信息和從磁場信息測量部輸出的實際測量的磁場信息來調整所述概率，其中，姿態的概率對應于移動體存在于估計位置的概率和移動體具有估計方向的概率中的至少一個。因此，通過調整后的概率來檢查移動體的姿態。附圖說明從下述結合附圖，詳細地描其優選實施例，本專利技術的上述和其它特征和優點將變得更顯而易見，其中圖1是解釋根據本專利技術的實施例的生成磁場圖的方法的流程圖；圖2是解釋根據本專利技術的實施例的圖1所示的步驟10的流程圖；圖3是解釋根據本專利技術的另一實施例的圖1所示的步驟10的流程圖；圖4是解釋根據本專利技術的另一實施例的圖1所示的步驟10的流程圖；圖5是示例說明磁場圖的例子的視圖；圖6是根據本專利技術的另一實施例的圖1所示的步驟10的流程圖；圖7是解釋根據本專利技術，使用磁場圖來檢查移動體的姿態的方法的流程圖；圖8是解釋根據本專利技術的實施例的圖7所示的步驟124的流程圖；圖9是示出當移動體在一維空間中移動時，磁場的大小和估計位置之間的關系的圖；圖10是示出在一維磁場圖上觀察的磁場大小和移動體位置之間的關系的圖；圖11是示出測量的磁場大小和觀察的磁場大小之間的比較的圖；圖12是根據本專利技術的實施例的用于生成磁場圖的裝置的框圖；圖13是圖12所示的磁場信息計算部的實施例的框圖；圖14是圖12所示的磁場信息計算部的另一實施例的框圖；圖15是圖12所示的磁場信息計算部的另一實施例的框圖；圖16是圖12所示的磁場信息計算部的另一實施例的框圖；圖17是根據本專利技術，使用磁場圖來檢查移動體的姿態的裝置的實施例的框圖；以及圖18是圖17中所示的概率調整部的實施例的框圖。具體實施例方式參考圖1，根據本專利技術實施例的生成磁場圖的方法包括對于每個位置獲得磁場信息以及使用獲得的磁場信息生成磁場圖(步驟10和12)。在圖1中，對于移動體的每個位置獲得關于影響移動體的磁場的信息(在下文中稱為磁場信息)(步驟10)。這里，移動體表示諸如移動機器人的移動物體。在下文中，磁場信息表示影響移動體的磁場的大小及其磁北的方向中的至少一個。如果移動體是具有磁羅盤的機器人，則可以使用磁羅盤來測量磁場的大小及其磁北的方向中的至少一個。例如，使用磁羅盤來測量磁場矢量的各個分量，并使用測量的分量來獲得磁場的大小。在步驟10之后，構造磁場圖，在該磁場圖中，位置和對于移動體的每個位置獲得的磁場信息相匹配(步驟12)。圖2是用于解釋根據本專利技術的實施例(10A)的圖1所示的步驟10的流程圖，其中，逐個獲得磁場圖上的所有可能位置的磁場信息(步驟30-36)。參考圖2，識別移動體的當前位置(步驟30)。在步驟30之后，在識別的當前位置獲得磁場信息，并將獲得的磁場信息與識別的當前位置相匹配，以便存儲匹配的磁場信息(步驟32)。在步驟32之后，確定是否獲得了相對于磁場圖上的所有位置的所有磁場信息(步驟34)。如果確定獲得了相對于磁場圖上的所有位置的所有磁場信息，則方法進行到步驟12。然而，如果確定未獲得相對于磁場圖上的所有位置的所有磁場信息，則調整當前位置以便下一目標位置成為當前位置，以及方法進行到步驟30(步驟36)。這樣，在步驟36之后，將下一目標位置識別為當前位置(步驟30)。圖3是用于解釋根據本專利技術的實施例(10B)的圖1所示的步驟10的流程圖，其中，同時獲得相對于磁場圖上的所有位置的所有磁場信息(步驟50和52)。參考圖3，識別磁場圖上所有位置的每一個(步驟50)。在步驟50之后，在每一個識別位置獲得磁場信息，存儲對于每個本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生成磁場圖的方法，包括下列步驟：對于移動體的每個位置獲得磁場信息，該磁場信息是關于影響移動體的磁場的信息；和基于對于移動體的每個位置的磁場信息來構造磁場圖。

【技術特征摘要】
KR 2004-2-4 7210/041.一種生成磁場圖的方法，包括下列步驟對于移動體的每個位置獲得磁場信息，該磁場信息是關于影響移動體的磁場的信息；和基于對于移動體的每個位置的磁場信息來構造磁場圖。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述獲得磁場信息的步驟包括識別移動體的當前位置；獲得識別的當前位置處的磁場信息，將獲得的磁場信息和當前位置相匹配，并存儲匹配結果；確定是否對于磁場圖上的所有位置獲得了磁場信息，以及如果確定相對于所有位置獲得了磁場信息，則進行到構造磁場圖的步驟；以及如果確定沒有相對于所有位置獲得磁場信息，則調整當前位置以便下一目標位置成為當前位置并進行到識別移動體的當前位置的步驟，其中，在識別移動體的當前位置的步驟中，在調整當前位置以便下一目標位置成為當前位置之后，將下一目標位置識別為當前位置。3.如權利要求1所述的方法，其中，所述獲得磁場信息的步驟包括識別磁場圖上的所有位置中的每一個；和獲得識別的每一位置處的磁場信息，匹配獲得的磁場信息和識別的位置并存儲匹配結果，并進行到構造磁場圖的步驟。4.如權利要求1所述的方法，其中，所述獲得磁場信息的步驟包括識別移動體的當前位置；獲得并存儲當前識別位置處的磁場信息；確定正好在識別當前位置之前識別的前一位置和當前位置是否存在于同一單元中；如果確定當前位置和前一位置存在于同一單元中，則將移動體移動到下一目標位置并進行到識別移動體的當前位置的步驟；如果確定當前位置和前一位置不存在于同一單元中，則確定屬于前一位置所屬的單元的位置的磁場信息的代表值；以及確定是否相對于磁場圖上的所有單元獲得了代表值，以及如果確定對于所有單元獲得了代表值，則進行到構造磁場圖的步驟，以及如果確定沒有對于所有單元獲得代表值，則進行到將移動體移動到下一目標位置的步驟，其中，所述單元包括一個或多個位置，基于每個單元的代表值來構造磁場圖，以及在將移動體移動到下一目標位置之后，下一目標位置被視為當前位置。5.如權利要求1所述的方法，其中，獲得磁場信息的步驟包括識別移動體的當前位置，存在的移動體與包括在磁場圖中的單元數目一樣多；獲得并存儲每個當前識別的位置處的磁場信息；確定正好在識別當前位置之前識別的前一位置和當前位置是否存在于同一單元中；如果確定當前位置和前一位置存在于同一單元中，則調整當前位置以便每個移動體的下一目標位置成為當前位置，并進行到識別移動體的當前位置的步驟；以及如果確定當前位置和前一位置不存在于同一單元中，則確定屬于前一位置所屬的單元的位置的磁場信息的代表值，并進行到構造磁場圖的步驟，其中，所述單元包括至少兩個位置，基于用于每個單元的代表值來構造磁場圖，以及在調整當前位置以便每個移動體的下一目標位置成為當前位置之后，將下一目標位置視為當前位置。6.如權利要求2所述的方法，其中，在識別移動體的當前位置的步驟中，估計移動體的當前位置并識別估計的當前位置。7.如權利要求2所述的方法，其中，在識別移動體的當前位置的步驟中，識別給定的給定當前位置。8.如權利要求4所述的方法，其中，所述代表值對應于磁場信息的平均值。9.如權利要求4所述的方法，其中，當所述磁場信息被劃分成多個部分時，所述代表值是相應的部分。10.如權利要求2所述的方法，其中，通過有效馬爾可夫定位方法確定下一目標位置。11.如權利要求2所述的方法，其中，通過部分可觀察馬爾可夫判定處理確定下一目標位置。12.如權利要求1所述的方法，其中，所述磁場信息是磁場的大小和磁北的方向中的至少一個。13.一種使用通過權利要求1所述的生成磁場圖的方法構造的磁場圖來檢查移動體的姿態的方法，該使用磁場圖來檢查移動體的姿態的方法包括下列步驟在構造磁場圖之后，估計移動體的位置；獲得存在于估計位置的移動體的姿態的概率；以及使用磁場圖上的估計位置處預期的磁場信息和估計位置處實際測量的磁場信息兩者來調整所述概率，其中，所述姿態的概率對應于移動體存在于估計位置的概率和移動體具有估計方向的概率中的至少一個，通過調整后的概率來檢查移動體的姿態。14.如權利要求13所述的方法，其中，使用卡爾曼濾波器來執行估計移動體的位置和獲得移動體在估計位置處的姿態的概率中的至少一個步驟。15.如權利要求13所述的方法，其中，使用馬爾可夫定位方法來執行估計移動體的位置和獲得移動體在估計位置處的姿態的概率中的至少一個步驟。16.如權利要求13所述的方法，其中，使用粒子濾波器來執行估計移動體的位置和獲得移動體在估計位置處的姿態的概率中的至少一個步驟。17.如權利要求13所述的方法，其中，使用多重假設定位方法來執行估計移動體的位置和獲得移動體在估計位置處的姿態的概率中的至少一個步驟。18.如權利要求13所述的方法，其中，所述磁場信息是...

【專利技術屬性】
技術研發人員：權雄，盧慶植，韓宇燮，沈營輔，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]