生成磁场图和使用磁场图检查移动体的姿态的方法和装置制造方法及图纸

提供一种生成磁场图的方法，包括：对于移动体的每个位置获得磁场信息，该磁场信息是关于影响移动体的磁场的信息；以及基于对于移动体的每个位置的磁场信息来构造磁场图。可通过使用从磁场图观察的磁场信息和实际测量的磁场信息之间的差值而获得的概率，来统计地检查移动体的姿态。尽管使用对移动体所处的照明状态灵敏的摄像机来估计移动体的姿态，也可使用在与照明无关的情况下获得的磁场图来相对精确地检查移动体的姿态，而较少受到移动体所处的照明状态的影响。因此，能够可靠地检查移动体的姿态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种诸如机器人的移动体，以及更具体地说，涉及一种用于生成包含关于影响移动体的磁场的信息的磁场图的方法和装置，以及使用磁场图来检查移动体的姿态的方法和装置。
技术介绍
机器人需要精确地识别自己的当前位置以便控制或监视其运动。为此，需要包含关于机器人的周围环境的信息的地图。拓扑地图方法和网格地图方法是提供地图的传统方法。在1994出版的第十二届关于人工智能的国家会议的会议录中的979-984页中、由D.Kortenkamp和T.weymouth所写的标题为“Topological Mapping for MobileRobots using a Combination of Sonar and Vision Sensing”的论文中公开了拓扑地图方法。同时，在1988年由Al Magazine出版、由H.P.Moravec所写的标题为“Sensor Fusion in Certainty Grids for Mobile Robots”的书的vol.9、no.2、61-74页中公开了网格地图方法。传统的拓扑地图方法将机器人的周围环境中的主要陆标之间的拓扑关系表示为地图。由于传统的拓扑地图方法不使用几何信息，主要使用传统的网格地图方法来识别机器人的精确位置。根据传述的网格地图方法，将机器人移动的空间划分成具有一定大小的网格，并且使用传感器将占用网格的概率生成为地图。即，传统的网格地图方法能够使用诸如超声波传感器、红外线扫描仪、激光扫描仪或立体摄像机的传感器，近似地示出由机器人周围的墙壁和障碍物占用的空间。然而，由于超声波传感器和红外线扫描仪具有大量噪声，读出结果可能会不精确。另外，尽管激光扫描仪会带来相对精确的结果，其很昂贵并会具有由玻璃材料引起的失真结果。此外，由于立体摄像机对机器人周围的照明的变化很灵敏，会带来失真结果。另外，因为通过图像处理来识别陆标非常困难，立体摄像机并未投入实际使用。
技术实现思路
为了解决上述和/或其它问题，本专利技术提供一种使用关于影响移动体的磁场的信息的磁场信息，生成包含关于移动体的周围环境的信息的磁场图的方法。本专利技术提供一种使用上述磁场图统计地检查移动体的姿态的方法。姿态通常由x位置、y位置和二维空间中的方向构成。本专利技术提供一种用于使用关于影响移动体的磁场的信息的磁场信息，生成包含关于移动体的周围环境的信息的磁场图的装置。本专利技术提供一种使用上述磁场图统计地检查移动体的姿态的装置。根据本专利技术的一个方面，一种生成磁场图的方法包括对于移动体的每个位置获得磁场信息，该磁场信息是关于影响移动体的磁场的信息；和基于对于移动体的每个位置的磁场信息来构造磁场图。根据本专利技术的另一方面，一种使用根据本专利技术的生成磁场图的方法所构造的磁场图，检查移动体的姿态的方法包括在构造磁场图之后，估计移动体的位置；获得存在于估计位置的移动体的姿态的概率；以及使用磁场图上的估计位置处预期的磁场信息和在估计位置处实际测量的磁场信息两者来调整概率，其中，所述姿态的概率对应于移动体存在于估计位置的概率和移动体具有估计方向的概率中的至少一个。从而通过调整后的概率来检查移动体的姿态。根据本专利技术的另一方面，一种用于生成磁场图的装置包括磁场信息计算部，用于对于移动体的每个位置计算磁场信息，磁场信息是关于影响移动体的磁场的信息；以及磁场图构造部，用于基于从磁场信息计算部输出的对于移动体的每个位置的磁场信息来构造磁场图。根据本专利技术的另一方面，一种使用根据本专利技术的生成磁场图的装置所产生的磁场图来检查移动体的姿态的装置包括位置估计部，估计移动体的位置；概率计算部，计算存在于估计位置的移动体的姿态的概率；磁场信息测量部，测量估计位置处的磁场信息；以及概率调整部，使用磁场图上的估计位置处预期的磁场信息和从磁场信息测量部输出的实际测量的磁场信息来调整所述概率，其中，姿态的概率对应于移动体存在于估计位置的概率和移动体具有估计方向的概率中的至少一个。因此，通过调整后的概率来检查移动体的姿态。附图说明从下述结合附图，详细地描其优选实施例，本专利技术的上述和其它特征和优点将变得更显而易见，其中图1是解释根据本专利技术的实施例的生成磁场图的方法的流程图；图2是解释根据本专利技术的实施例的图1所示的步骤10的流程图；图3是解释根据本专利技术的另一实施例的图1所示的步骤10的流程图；图4是解释根据本专利技术的另一实施例的图1所示的步骤10的流程图；图5是示例说明磁场图的例子的视图；图6是根据本专利技术的另一实施例的图1所示的步骤10的流程图；图7是解释根据本专利技术，使用磁场图来检查移动体的姿态的方法的流程图；图8是解释根据本专利技术的实施例的图7所示的步骤124的流程图；图9是示出当移动体在一维空间中移动时，磁场的大小和估计位置之间的关系的图；图10是示出在一维磁场图上观察的磁场大小和移动体位置之间的关系的图；图11是示出测量的磁场大小和观察的磁场大小之间的比较的图；图12是根据本专利技术的实施例的用于生成磁场图的装置的框图；图13是图12所示的磁场信息计算部的实施例的框图；图14是图12所示的磁场信息计算部的另一实施例的框图；图15是图12所示的磁场信息计算部的另一实施例的框图；图16是图12所示的磁场信息计算部的另一实施例的框图；图17是根据本专利技术，使用磁场图来检查移动体的姿态的装置的实施例的框图；以及图18是图17中所示的概率调整部的实施例的框图。具体实施例方式参考图1，根据本专利技术实施例的生成磁场图的方法包括对于每个位置获得磁场信息以及使用获得的磁场信息生成磁场图(步骤10和12)。在图1中，对于移动体的每个位置获得关于影响移动体的磁场的信息(在下文中称为磁场信息)(步骤10)。这里，移动体表示诸如移动机器人的移动物体。在下文中，磁场信息表示影响移动体的磁场的大小及其磁北的方向中的至少一个。如果移动体是具有磁罗盘的机器人，则可以使用磁罗盘来测量磁场的大小及其磁北的方向中的至少一个。例如，使用磁罗盘来测量磁场矢量的各个分量，并使用测量的分量来获得磁场的大小。在步骤10之后，构造磁场图，在该磁场图中，位置和对于移动体的每个位置获得的磁场信息相匹配(步骤12)。图2是用于解释根据本专利技术的实施例(10A)的图1所示的步骤10的流程图，其中，逐个获得磁场图上的所有可能位置的磁场信息(步骤30-36)。参考图2，识别移动体的当前位置(步骤30)。在步骤30之后，在识别的当前位置获得磁场信息，并将获得的磁场信息与识别的当前位置相匹配，以便存储匹配的磁场信息(步骤32)。在步骤32之后，确定是否获得了相对于磁场图上的所有位置的所有磁场信息(步骤34)。如果确定获得了相对于磁场图上的所有位置的所有磁场信息，则方法进行到步骤12。然而，如果确定未获得相对于磁场图上的所有位置的所有磁场信息，则调整当前位置以便下一目标位置成为当前位置，以及方法进行到步骤30(步骤36)。这样，在步骤36之后，将下一目标位置识别为当前位置(步骤30)。图3是用于解释根据本专利技术的实施例(10B)的图1所示的步骤10的流程图，其中，同时获得相对于磁场图上的所有位置的所有磁场信息(步骤50和52)。参考图3，识别磁场图上所有位置的每一个(步骤50)。在步骤50之后，在每一个识别位置获得磁场信息，存储对于每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成磁场图的方法，包括下列步骤：对于移动体的每个位置获得磁场信息，该磁场信息是关于影响移动体的磁场的信息；和基于对于移动体的每个位置的磁场信息来构造磁场图。

【技术特征摘要】
KR 2004-2-4 7210/041.一种生成磁场图的方法，包括下列步骤对于移动体的每个位置获得磁场信息，该磁场信息是关于影响移动体的磁场的信息；和基于对于移动体的每个位置的磁场信息来构造磁场图。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述获得磁场信息的步骤包括识别移动体的当前位置；获得识别的当前位置处的磁场信息，将获得的磁场信息和当前位置相匹配，并存储匹配结果；确定是否对于磁场图上的所有位置获得了磁场信息，以及如果确定相对于所有位置获得了磁场信息，则进行到构造磁场图的步骤；以及如果确定没有相对于所有位置获得磁场信息，则调整当前位置以便下一目标位置成为当前位置并进行到识别移动体的当前位置的步骤，其中，在识别移动体的当前位置的步骤中，在调整当前位置以便下一目标位置成为当前位置之后，将下一目标位置识别为当前位置。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述获得磁场信息的步骤包括识别磁场图上的所有位置中的每一个；和获得识别的每一位置处的磁场信息，匹配获得的磁场信息和识别的位置并存储匹配结果，并进行到构造磁场图的步骤。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述获得磁场信息的步骤包括识别移动体的当前位置；获得并存储当前识别位置处的磁场信息；确定正好在识别当前位置之前识别的前一位置和当前位置是否存在于同一单元中；如果确定当前位置和前一位置存在于同一单元中，则将移动体移动到下一目标位置并进行到识别移动体的当前位置的步骤；如果确定当前位置和前一位置不存在于同一单元中，则确定属于前一位置所属的单元的位置的磁场信息的代表值；以及确定是否相对于磁场图上的所有单元获得了代表值，以及如果确定对于所有单元获得了代表值，则进行到构造磁场图的步骤，以及如果确定没有对于所有单元获得代表值，则进行到将移动体移动到下一目标位置的步骤，其中，所述单元包括一个或多个位置，基于每个单元的代表值来构造磁场图，以及在将移动体移动到下一目标位置之后，下一目标位置被视为当前位置。5.如权利要求1所述的方法，其中，获得磁场信息的步骤包括识别移动体的当前位置，存在的移动体与包括在磁场图中的单元数目一样多；获得并存储每个当前识别的位置处的磁场信息；确定正好在识别当前位置之前识别的前一位置和当前位置是否存在于同一单元中；如果确定当前位置和前一位置存在于同一单元中，则调整当前位置以便每个移动体的下一目标位置成为当前位置，并进行到识别移动体的当前位置的步骤；以及如果确定当前位置和前一位置不存在于同一单元中，则确定属于前一位置所属的单元的位置的磁场信息的代表值，并进行到构造磁场图的步骤，其中，所述单元包括至少两个位置，基于用于每个单元的代表值来构造磁场图，以及在调整当前位置以便每个移动体的下一目标位置成为当前位置之后，将下一目标位置视为当前位置。6.如权利要求2所述的方法，其中，在识别移动体的当前位置的步骤中，估计移动体的当前位置并识别估计的当前位置。7.如权利要求2所述的方法，其中，在识别移动体的当前位置的步骤中，识别给定的给定当前位置。8.如权利要求4所述的方法，其中，所述代表值对应于磁场信息的平均值。9.如权利要求4所述的方法，其中，当所述磁场信息被划分成多个部分时，所述代表值是相应的部分。10.如权利要求2所述的方法，其中，通过有效马尔可夫定位方法确定下一目标位置。11.如权利要求2所述的方法，其中，通过部分可观察马尔可夫判定处理确定下一目标位置。12.如权利要求1所述的方法，其中，所述磁场信息是磁场的大小和磁北的方向中的至少一个。13.一种使用通过权利要求1所述的生成磁场图的方法构造的磁场图来检查移动体的姿态的方法，该使用磁场图来检查移动体的姿态的方法包括下列步骤在构造磁场图之后，估计移动体的位置；获得存在于估计位置的移动体的姿态的概率；以及使用磁场图上的估计位置处预期的磁场信息和估计位置处实际测量的磁场信息两者来调整所述概率，其中，所述姿态的概率对应于移动体存在于估计位置的概率和移动体具有估计方向的概率中的至少一个，通过调整后的概率来检查移动体的姿态。14.如权利要求13所述的方法，其中，使用卡尔曼滤波器来执行估计移动体的位置和获得移动体在估计位置处的姿态的概率中的至少一个步骤。15.如权利要求13所述的方法，其中，使用马尔可夫定位方法来执行估计移动体的位置和获得移动体在估计位置处的姿态的概率中的至少一个步骤。16.如权利要求13所述的方法，其中，使用粒子滤波器来执行估计移动体的位置和获得移动体在估计位置处的姿态的概率中的至少一个步骤。17.如权利要求13所述的方法，其中，使用多重假设定位方法来执行估计移动体的位置和获得移动体在估计位置处的姿态的概率中的至少一个步骤。18.如权利要求13所述的方法，其中，所述磁场信息是...

【专利技术属性】
技术研发人员：权雄，卢庆植，韩宇燮，沈营辅，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]