KR100809353B1 - 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치 - Google Patents

무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100809353B1
KR100809353B1 KR1020060130140A KR20060130140A KR100809353B1 KR 100809353 B1 KR100809353 B1 KR 100809353B1 KR 1020060130140 A KR1020060130140 A KR 1020060130140A KR 20060130140 A KR20060130140 A KR 20060130140A KR 100809353 B1 KR100809353 B1 KR 100809353B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
distance
signal
obstacle
module
measured
Prior art date
Application number
KR1020060130140A
Other languages
English (en)
Inventor
박준호
방석원
박지영
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060130140A priority Critical patent/KR100809353B1/ko
Priority to US11/907,947 priority patent/US7649490B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100809353B1 publication Critical patent/KR100809353B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법은, 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 신호 발생 모듈의 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 신호의 송신 강도(Transmitter Power)를 최소로 설정하는 단계, 최소로 설정된 신호를 이용하여 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이의 거리를 측정하는 단계, 거리의 측정이 가능하면 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 거리의 측정이 불가능하면 장애물이 있는 것으로 판단하는 단계 및 장애물 유무의 판단에 따라 거리를 판단하는 단계를 포함한다.
무선 주파수, RF, radio frequency, UWB, ultra wideband, 거리 측정, 로봇

Description

무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치{Method and apparatus for measuring the distance by using radio frequency signal}
도 1a와 도 1b는 각각 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이에 장애물이 없을 때와 있을 때에 무선 주파수 신호에 의해 거리를 측정하는 개념을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이에 장애물이 없을 경우 신호 강도와 거리에 따라 미리 측정된 거리 데이터를 그래프로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이에 두께 25cm의 콘크리트벽 장애물이 있을 경우 신호 강도와 거리에 따라 미리 측정된 거리 데이터를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 강도와 실제 출력값과의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치의 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
410: 신호 발생 모듈
420: 고정 모듈
430: 거리 측정 모듈
440: 장애물 판단 모듈
450: 거리 판단 모듈
본 발명은 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거리를 측정하는 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이에 장애물이 있어서 두 모듈 간의 시야 직진성(Line Of Sight; LOS)이 보장 되지 않더라도 무선 주파수 신호를 수신하여 거리를 측정하고 장애물의 유무를 판단하고 거리 측정의 정확도를 향상시키는 것에 관한 것이다.
일반 가정 또는 사무실에 사용되는 청소용 로봇, 방범 로봇 등과 같은 이동 로봇에 있어서 로봇이 이동하는 경로나 로봇이 활동하는 구역을 지정하고 구역 내 에서 충돌 없이 움직이기 위해서는 로봇의 위치에 대한 정확한 정보가 필요하다.
로봇의 위치 정보를 획득하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있는데, 최근에는 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 모듈이 개발되고 있다. 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법은 신호 발생 모듈에서 특정 주파수의 신호를 발생시켜 송신하고 다른 고정된 위치에 있는 고정 모듈에서 이를 수신하여 다시 신호 발생 모듈에 송신함으로써, 신호 발생 모듈이 발생시킨 신호를 다시 수신하는데 걸리는 시간과 신호의 속도를 이용하여 거리를 측정하는 방법이다.
무선 주파수 신호를 사용하는 방법은 타 방법과는 달리 측정하고자 하는 거리 사이에 장애물이 존재하여 LOS가 보장되지 않더라도 무선 주파수 신호의 송수신에 의해 거리 측정이 가능하다. 즉, 가구와 벽들이 존재하는 실내 환경에서도 사용이 가능하다는 장점이 있다.
그러나, 이 방법을 이동 로봇에 적용할 경우 로봇에 위치한 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이에 존재할 수 있는 벽과 같은 장애물 등에 의한 간섭으로 거리의 오차가 발생한다. 따라서, LOS가 확보되지 않아 발생하는 오차를 줄여 거리 측정의 정확도를 높이는 것이 필요하다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 거리 측정 모듈 사이에 장애물이 있어 시야 직진성(Line Of Sight; LOS)이 보장되지 않더라도 무선 주파수 신호를 이용하여 거리 측정이 가능하도록 하고, 무선 주파수 신호의 송신 강도를 달리하는 방법으로 장애물의 유무를 판단하고 이를 기초로 거리 측정의 정확도를 향상시키는 것에 관한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법은 (a) 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 신호 발생 모듈의 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 신호의 송신 강도(Transmitter Power)를 최소로 설정하는 단계; (b) 상기 최소로 설정된 신호를 이용하여 상기 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이의 거리를 측정하는 단계; (c) 상기 거리의 측정이 가능하면 상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 상기 거리의 측정이 불가능하면 상기 장애물이 있는 것으로 판단하는 단계; 및 (d) 상기 장애물 유무의 판단에 따라 거리를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법은 (a) 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 신호 발생 모듈의 무선 주파수(Radio Frequency; RF)신호의 송신 강도(Transmitter Power)를 최소로 설정하는 단계; (b) 상기 최소로 설정된 송신 강도에서부터 상기 송신 강도가 최대가 될 때까지 미리 설정된 간격으로 상기 신호의 송신 강도를 높이면서 상기 신호를 발생시키고, 상기 각 신호를 이용 하여 상기 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이의 측정된 거리 값과 상기 송신 강도를 저장하는 단계; (c) 상기 저장된 송신 강도에 따른 거리 값으로부터, 상기 최소로 설정된 송신 강도의 신호로부터 상기 거리의 측정이 가능하면 상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 상기 거리의 측정이 불가능하면 상기 장애물이 있는 것으로 판단하는 단계; 및 (d) 상기 장애물 유무의 판단에 따라 거리를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치는 무선 주파수 신호를 발생시켜 송신하고 상기 송신된 신호를 다시 수신하는 신호 발생 모듈; 고정된 위치에서 상기 송신된 신호를 수신하여 다시 송신하는 고정 모듈; 상기 발생된 신호로부터 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 모듈; 상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 있는지를 판단하는 장애물 판단 모듈; 및 상기 측정된 거리 값과 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 이용하여 상기 거리를 판단하는 거리 판단 모듈을 포함하는 장치에 있어서, 상기 신호 발생 모듈은 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 무선 주파수 신호의 송신 강도를 최소로 설정하여 신호를 발생시키고, 상기 거리 측정 모듈은 상기 발생된 신호로부터 상기 거리를 측정하는데, 상기 장애물 판단 모듈은 상기 거리의 측정이 가능하면 상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 상기 거리의 측정이 불가능하면 상기 장애물이 있는 것으로 판단한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치는 무선 주파수 신호를 발생시켜 송신하고 상기 송신된 신호를 다시 수신하는 신호 발생 모듈; 고정된 위치에서 상기 송신된 신호를 수신하여 다시 송신하는 고정 모듈; 상기 발생된 신호로부터 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 모듈; 상기 측정된 거리와 송신 파워의 세기를 저장하는 저장 모듈; 상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 있는지를 판단하는 장애물 판단 모듈; 및 상기 측정된 거리 값과 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 이용하여 상기 거리를 판단하는 거리 판단 모듈을 포함하는 장치에 있어서, 상기 신호 발생 모듈은 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 무선 주파수 신호의 송신 강도를 최소로 설정하고, 송신 강도가 최대가 될 때까지 미리 설정된 간격으로 상기 신호의 송신 강도를 높이면서 상기 거리 측정 모듈은 상기 거리를 측정하며, 상기 저장 모듈은 상기 측정된 거리 값과 그때의 상기 송신 강도를 저장하는데, 상기 장애물 판단 모듈은 상기 최소로 설정되어 발생된 신호로 상기 거리의 측정이 가능하면 상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 상기 거리의 측정이 불가능하면 상기 장애물이 있는 것으로 판단한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명에 따라 무선 주파수 신호를 이용하여 거리를 측정하는 원리를 설명하기로 한다.
도 1a와 도 1b는 각각 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이에 장애물이 없을 때와 있을 때에 무선 주파수 신호에 의해 거리를 측정하는 개념을 설명하는 도면이다.
도 1a와 같이 신호 발생 모듈(110)은 특정 파형의 무선 주파수 신호(130)를 특정 신호 강도로 발생시킨다. 무선 주파수 신호는 울트라 와이드밴드(ultra wideband; UWB) 신호 또는 블루투스 신호 등을 사용할 수 있다. 이 신호(130)를 고정 모듈(120)에서 수신하고 동일한 신호(130)를 다시 송신한다. 고정 모듈(120)에서 송신한 신호(130)를 다시 신호 발생 모듈(110)이 수신을 하면, 신호 발생 모듈(110)에서 발생시킨 신호(130)를 다시 수신하는데 걸리는 시간과 신호(130)의 속 도를 이용하여 신호 발생 모듈(110)과 고정 모듈(120) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 즉, 신호 발생 모듈(110)이 발생시킨 신호(130)를 다시 수신하는데 걸리는 시간은 신호(130)가 왕복하는 데 걸리는 시간이므로 시간에 신호(130)의 속도를 곱한 값에 2로 나누면 거리 값이 나온다.
도 1a와 같이 신호 발생 모듈(110)과 고정 모듈(120) 사이에 장애물이 없는 경우에는 정확한 거리 값이 측정되는데 반하여, 도 2a와 같이 장애물(140)이 있는 경우에는 신호(130)가 장애물을 넘어 가거나 장애물(140)에 의한 간섭으로 신호(130)의 직진성이 보장되지 않아서 오차가 발생한다.
또한, 신호(130)의 송신 강도(transmitter power)에 따라서도 측정되는 거리 값이 달라진다. 일반적으로 신호의 송신 강도가 높아질수록 정확한 거리 값이 측정된다.
신호 발생 모듈(110)은 이동 로봇에 탑재되어 이동할 수 있어서 측정 영역 내 다양한 위치에서 고정 모듈(120) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법의 순서도이다.
먼저, 무선 주파수 신호를 발생하는 신호 발생 모듈(410)의 무선 주파수 신호의 송신 강도를 최소로 설정한다(S210). 이때, 최소로 설정한다 함은 장애물이 없을 때 측정 영역 내에서 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 송신 강도를 설 정함을 말한다. 신호의 송신 강도가 약하면 먼 거리는 신호를 수신할 수 없어서 거리 측정을 할 수 없다. 방과 같은 특정의 측정 영역 내에서 고정 모듈(420)로부터 가장 먼 거리에서 신호를 발생시켜 거리를 측정하는데, 거리 측정이 가능한 최소 송신 강도로 설정한다.
다음, 최소로 설정된 신호로부터 신호 발생 모듈(410)과 고정 모듈(420) 사이의 거리를 측정한다(S220). 거리 측정은 전술한 바와 같이 발생시킨 신호를 다시 수신하는데 까지 걸리는 시간과 신호의 전송 속도를 이용하여 구할 수 있다.
다음, 최소로 설정된 신호로부터 거리 측정이 가능한지 여부로 장애물의 유무를 판단한다(S230). 같은 송신 강도의 신호로 거리를 측정할 때, 장애물이 있을 때는 장애물이 없을 때와 비교하여 측정할 수 있는 거리 범위가 줄어든다. 따라서, 장애물이 없을 때 측정 영역 내에서 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 송신 강도를 최소로 설정하였으므로, 최소로 설정된 송신 강도로 거리를 측정할 수 없으면 신호 발생 모듈(410)과 고정 모듈(420) 사이에 장애물이 있는 것으로 판단할 수 있다. 만약에, 신호를 다시 수신하여 거리를 측정할 수 있으면 장애물이 없는 것으로 판단할 수 있다.
장애물이 없다고 판단을 하면(S240), 즉 신호 발생 모듈(410)이 최소 송신 강도로 발생시킨 신호를 다시 수신하여 거리를 측정할 수 있으면, 측정된 거리 값을 신호 발생 모듈(410)과 고정 모듈(420) 사이의 거리라고 판단한다(S242). 전술한 바와 같이 사이에 장애물이 없으면 무선 주파수 신호를 이용하여 측정한 거리는 상당히 정확하기 때문이다. 이 거리 값을 더욱 정확하게 보정할 수 있는데, 이는 후술하기로 한다.
장애물이 있다고 판단을 하면(S240), 거리 측정이 가능할 때까지 신호 발생 모듈(410)의 신호 강도를 높여서 거리를 측정한다. 신호 강도를 높여서 측정한 거리 값과 송신 강도와 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 가장 가까운 거리 데이터를 기준으로 거리를 판단한다(S244).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 발생 모듈(410)과 고정 모듈(420) 사이에 장애물이 없을 경우 신호 강도와 거리에 따라 미리 측정된 거리 데이터를 그래프로 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 발생 모듈(410)과 고정 모듈(420) 사이에 두께 25cm의 콘크리트벽 장애물이 있을 경우 신호 강도와 거리에 따라 미리 측정된 거리 데이터를 그래프로 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 강도와 실제 출력값과의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 3과 도 4는 미리 측정한 거리 데이터를 바탕으로 그린 그래프이다. 무선 주파수 신호로 UWB 신호를 사용한다. 그래프의 포인트들은 측정된 거리 값을 나타낸다. 포인트들을 이은 선은 동일 거리에서 송신 강도를 달리하면서 측정한 거리 값을 이은 선이다. 예를 들어 도 3의 송신 강도 축을 보면 가장 작은 값이 3으로 나오는데 이는 최소로 설정된 송신 강도를 나타낸다. 따라서, 송신 강도 3에서 거리 측정이 가능하면 장애물이 없는 것으로 판단할 수 있다. 도 3의 미리 측정한 거리 데이터를 보면 장애물이 없기 때문에 신호 강도 3에서 1 feet에서 9 feet에 이르기까지 모두 측정된 거리 값을 가짐을 알 수 있다. 도 3의 맨 아래 포인트들을 이은 선을 보면 이는 1 feet의 위치에서 신호의 송신 강도를 달리하면서 측정한 거 리 값을 이은 것인데, 송신 강도 3에서는 1.4 feet정도의 값을 가져 다소 오차가 발생하지만 신호강도가 가장 센 63에서는 1 feet에 근접하는 값을 가짐을 알 수 있다. 즉, 신호 강도의 세기가 커질수록 더 정확한 거리 값을 측정함을 알 수 있다. 이러한 경향은 다른 직선에서도 나타난다. 그러나, 측정 거리가 길어질수록 오차가 많이 발생함을 알 수 있다. 신호 세기가 63일 때 1 feet에서는 정확한 값이 나왔으나, 9 feet에서는 측정된 값이 10 feet로 다소 오차가 발생함을 알 수 있다.
이에 반하여, 도 4는 25cm 두께의 콘크리트 벽 장애물이 있을 때, 송신 강도와 거리에 따라 측정한 거리 값을 이어 만든 그래프이다. 도 4에서는 최소 송신 강도인 3에서는 모두 거리가 측정되지 않았다. 따라서, 장애물이 있다는 것을 알 수 있다. 도 4를 살펴보면 1 feet에서 측정하였을 때 송신 강도 13에서 최초 거리 값이 측정되었음을 알 수 있다. 그러나, 그래프에서 알 수 있듯이 송신 강도가 13에서 63으로 변화시키면서 측정한 값을 보면 4.5~5 feet 범위의 값을 가짐을 알 수 있다. 이는 장애물에 의한 간섭으로 오차가 많이 발생되었음을 보여준다. 또한, 2 feet에서 측정한 데이터를 보면 송신 강도 23에서 처음 거리가 측정되었고, 측정 값은 대략 6 feet의 값을 가짐을 알 수 있다. 전체 그래프를 살펴보면 측정 거리가 길어질수록 최초 거리가 측정되는 신호의 송신 강도가 높아짐을 알 수 있고, 장애물이 있음에 따라 거리 오차가 많이 발생함을 알 수 있다. 따라서, 최소 송신 강도에서 거리가 측정되지 않으면 장애물이 있음을 판단하고, 이후 송신 강도를 43으로 높여 측정된 거리 값 11을 얻었다면 도 4로 나타나는 거리 데이터에 의해 6 feet라고 판단할 수 있다. 도 4에서 송신강도 43과 측정 값 11이 교차하는 직선은 6 feet 에서 장애물이 있을 때 송신 강도를 달리하며 측정한 거리 값을 이은 직선 위에 존재하는 점이기 때문이다. 정확하게 교차점이 없다 하더라도 가장 근접한 위치의 데이터를 기준으로 비례식으로 거리 값을 구할 수 있다.
도 4와 같이 나타나는 거리 데이터는 장애물의 두께, 종류에 따라 다른 값을 가지는데, 거리 판단 모듈(450)은 이처럼 장애물의 두께, 종류에 따른 미리 측정된 거리 데이터를 가지고 있다. 거리를 측정하여 전술한 방법으로 장애물의 존재 여부를 판단하고 장애물이 존재할 때 측정된 거리 값과 미리 측정한 거리 데이터를 비교하여 신호 발생 모듈(410)과 고정 모듈(420) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
장애물이 존재하는 것으로 판단할 때 신호의 송신 강도를 거리를 측정할 수 있는 값으로 증가시키는데, 이때 송신 강도를 최대로 높인 상태에서 거리를 측정할 수 있다. 도 4와 같이 다양한 송신 강도에 따라 거리를 미리 측정할 필요가 없이 장애물을 두고 송신 강도를 최대로 하여 거리에 따라 미리 측정한 거리 데이터만 가지고 있다면 측정된 거리 값과 미리 측정한 거리 데이터를 비교하여 거리를 구할 수 있기 때문이다.
장애물이 존재하지 않는 것으로 판단할 때에는 오차가 크지 않으므로 신호에 의해 측정된 거리 값을 거리로 판단하였다. 그러나 전술한 바와 같이 장애물이 없을 때에도 약간의 오차가 발생한다. 따라서, 장애물이 없을 때에도 장애물이 있을 때와 마찬가지로 도 3과 같이 장애물이 없을 때 송신 강도와 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 측정된 거리 값과 비교하여 보정할 수 있다. 도 3을 예로 들면, 최소 설정된 송신 강도인 3에서 거리가 측정이 가능하여 장애물이 없는 것으 로 판단하고, 송신 강도 3에서 측정된 거리 값이 5 feet이면 실제 거리는 도 3에서 4 feet로 보정을 할 수 있다. 장애물이 없다고 판단을 할 때, 바람직하게는 송신 강도를 최대로 높여 측정된 거리 값과 장애물이 없을 때 송신 강도를 최대로 하여 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 측정된 거리 값을 보정할 수 있다. 전술 한 바와 같이 송신 강도가 높아질수록 오차가 작아지기 때문이다.
도 5에서는 도 3, 도 4에 나타나는 송신 강도와 실제 출력값의 관계를 보여주는 도면이다. 송신 강도와 실제 출력값이 선형적인 관계는 아니다. 이는 도 3, 도 4에서 거리를 측정할 때 송신 강도와 실제 신호의 출력값의 관계를 보여주는 것으로 반드시 도 5의 관계를 가질 필요는 없다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법을 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법의 순서도이다.
먼저, 전술한 바와 같이 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 신호 발생 모듈(510)의 무선 주파수 신호의 송신 강도를 최소로 설정한다(S310).
다음, 최소로 설정된 송신 강도로 신호 발생 모듈(510)과 고정 모듈(520) 사이의 거리를 측정한다(S320). 그리고 측정된 거리 값과 송신 강도를 저장 모듈(540)에 저장한다(S330). 송신 강도가 최대가 될 때까지(S340) 신호 강도를 미리 설정된 간격으로 높이면서(S342) 거리를 측정하고(S320), 다시 측정된 거리 값과 송신 강도를 저장한다(S330).
다음, 저장 모듈(540)에 저장된 송신 강도에 따른 측정된 거리 값으로부터, 최소로 설정된 송신 강도의 신호로부터 거리 측정이 가능하다면 신호 발생 모듈(510)과 고정 모듈(520) 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 거리 측정이 불가능하다면 장애물이 있는 것으로 판단할 수 있다(S350).
장애물이 없는 것으로 판단을 하면(S360) 저장 모듈(540)에 저장된 송신 강도에 따른 측정된 거리 값의 평균을 신호 발생 모듈(510)과 고정 모듈(520) 사이의 거리로 판단할 수 있다(S362). 또한, 장애물이 있는 것으로 판단을 하면(S360) 저장 모듈(540)에 저장된 송신 강도에 따른 거리 값의 평균으로부터 거리 측정이 가능한 최소의 송신 강도와 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 거리를 판단할 수 있다(S364). 도 4를 참고로 전술한 바와 같이 장애물이 있을 때 거리에 따라서 거리 값을 측정할 수 있는 최소 송신 강도의 값이 다르다. 따라서 미리 측정한 거리 데이터로의 평균과 최소 송신 강도를 측정된 거리 값의 평균과 최소 송신 강도와 비교하여 거리를 판단할 수 있다.
전술한 바와 같이 미리 측정해 놓은 거리 데이터는 장애물의 두께, 종류에 따라 다른 값을 가지고, 거리 판단 모듈(560)은 장애물의 두께, 종류에 따른 데이터를 미리 가지고 있다.
장애물이 없는 것으로 판단을 할 때 저장 모듈(540)에 저장된 거리 값의 평균을 거리로 판단하였다. 바람직하게는 측정된 거리 값의 평균과 장애물이 없을 때 송신 강도와 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터의 평균과 비교하여 거리를 보정할 수 있다. 즉, 도 3에서 3 feet에서 송신 강도를 달리하여 측정한 거리 값의 평균이 3.7이라고 할때, 저장 모듈(540)에 저장된 거리 값의 평균이 3.7 feet이면, 실제 신호 발생 모듈(510)과 고정 모듈(520) 사이의 거리는 3 feet임을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치를 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치는 신호 발생 모듈(410), 고정 모듈(420), 거리 측정 모듈(430), 장애물 판단 모듈(440) 및 거리 판단 모듈(450)을 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 본 실시예에서 사용되는 '~모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~모듈'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~모듈'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~모듈'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들 을 포함한다. 구성요소들과 '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.
신호 발생 모듈(410)은 특정 파형의 무선 주파수 신호를 발생시켜 송신하고, 송신한 신호를 다시 수신한다. 바람직하게는, 무선 주파수 신호는 울트라 와이드 밴드 신호 또는 블루투스 신호 일 수 있다. 신호 발생 모듈(410)은 이동 로봇에 탑재되어 움직이면서 고정 모듈(420) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
고정 모듈(420)은 고정된 위치에서 신호 발생 모듈(410)이 송신한 신호를 수신하고 수신한 신호와 동일한 파형의 무선 주파수 신호를 다시 신호 발생 모듈(410)을 향하여 송신한다.
거리 측정 모듈(430)은 신호 발생 모듈(410)에서 발생시킨 신호로부터 신호 발생 모듈(410)과 고정 모듈(420) 사이의 거리를 측정한다. 신호 발생 모듈(410)로부터 발생된 신호를 고정 모듈(420)이 수신한 후 다시 신호 발생 모듈(410)을 향하여 송신하여 이를 신호 발생 모듈(410)이 수신하는데 까지 걸리는 시간과 발생시킨 신호의 전송 속도를 이용하여 거리를 측정할 수 있다.
장애물 판단 모듈(440)은 신호 발생 모듈(410)과 고정 모듈(420) 사이에 장애물이 있는지 판단한다. 전술한 바와 같이 신호 발생 모듈(410)은 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 무선 주파수 신호의 송신 강도를 최소로 설정하여 발생시키고, 이 신호로 거리 측정 모듈(430)은 거리를 측정한다. 이때, 최소 송신 강도에서 거리 측정이 가능하면 장애물이 없는 것으로 판단하고, 최소 송신 강도에서 거리 측정이 불가능하면 장애물이 있는 것으로 판단한다.
거리 판단 모듈(450)은 거리 측정 모듈(430)에서 측정된 거리 값과 송신 강도와 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 이용하여 거리를 판단한다.
장애물 판단 모듈(440)이 장애물이 없는 것으로 판단을 하면 거리 판단 모듈(450)은 최소로 설정된 송신 강도로 측정된 거리 값을 실제 거리로 판단을 한다. 바람직하게는, 거리 판단 모듈(450)은 최소로 설정된 송신 강도로 측정된 거리 값과 장애물이 없을 때 송신 강도와 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 측정된 거리 값을 보정할 수 있다. 장애물이 없을 때에도 거리가 길어질수록 오차가 커지기 때문이다. 더 바람직하게는, 거리 판단 모듈(450)은 송신 강도를 최대로 높여 측정된 거리 값과 장애물이 없을 때 송신 강도를 최대로 하여 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 측정된 거리 값을 보정할 수 있다. 전술한 바와 같이 송신 강도를 높일수록 더 정확한 거리 값이 측정되기 때문이다.
장애물 판단 모듈(440)이 장애물이 있는 것으로 판단을 하면 거리 판단 모듈(450)은 거리 측정이 가능하도록 송신 강도를 높여서 측정된 거리 값과 송신 강도와 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 실제 거리를 판단한다. 이때, 미리 측정해 놓은 거리 데이터는 장애물의 두께, 종류에 따라 다를 수 있다. 바람직하게는, 거리 판단 모듈(450)은 송신 강도를 최대로 높여 측정된 거리 값과 장애물이 있을 때 송신 강도를 최대로 하여 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 실제 거리를 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이 송신 강도가 높아질수록 더 정확한 거리 값이 측정되기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치를 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치는 신호 발생 모듈(510), 고정 모듈(520), 거리 측정 모듈(530), 저장 모듈(540), 장애물 판단 모듈(550) 및 거리 판단 모듈(560)을 포함하여 구성될 수 있다.
신호 발생 모듈(510), 고정 모듈(520) 및 거리 측정 모듈(530)에 대한 설명은 전술한 내용과 동일하므로 생략하기로 한다.
저장 모듈(540)은 송신 강도를 달리 하면서 측정된 거리 값과 이때의 송신 강도를 각각 저장한다. 저장 모듈(540)에 저장된 송신 강도에 따른 거리 값은 장애물 판단 모듈(550)과 거리 판단 모듈(560)에서 불러 들여 장애물이 있는지의 여부, 실제 거리를 판단하는데 있어서 이용된다.
장애물 판단 모듈(550)은 전술한 바와 같이 신호 발생 모듈(510)과 고정 모듈(520) 사이에 장애물이 있는지 여부를 판단한다. 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 무선 주파수 신호의 송신 강도를 최소로 설정하고, 송신 강도가 최대가 될 때까지 미리 설정된 간격으로 송신 강도를 높이면서 거리 측정 모듈(530)은 거리를 측정하고, 저장 모듈(540)은 송신 강도에 따른 거리 값을 저장한다. 이때, 장애물 판단 모듈(550)은 저장 모듈(540)에 저장된 데 이터를 불러들여 최소로 설정되어 발생된 신호로부터 거리 측정이 가능하면 장애물이 없는 것으로 판단하고, 거리 측정이 불가능하면 장애물이 있는 것으로 판단한다.
거리 판단 모듈(560)은 장애물이 있는지 여부에 따라 다른 방법으로 실제 거리를 판단한다. 장애물이 없다면, 저장 모듈(540)에 저장된 송신 강도에 따른 거리 값의 평균을 실제 거리로 판단한다. 바람직하게는, 측정된 거리 값의 평균과 장애물이 없을 때 송신 강도와 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 값의 평균과 비교하여 거리를 보정할 수 있다. 장애물이 있다면, 저장 모듈(540)에 저장된 장애물이 있을 때 거리 측정이 가능한 최소의 송신 강도와 측정된 거리 값의 평균을 장애물이 있을 때 송신 강도와 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터와 비교하여 실제 거리를 판단한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 무선 주파수 신호를 이용하여 시야 직진성(Line Of Sight; LOS)이 보장되지 않더라도 거리를 측정할 수 있다는 장점이 있다.
둘째,　미리 획득한 거리 데이터와 측정한 거리 값을 비교하여 실제 거리를 정확하게 측정할 수 있다는 장점도 있다.
셋째, 무선 주파수 신호의 송신 강도를 달리하여 측정하고자하는 거리 사이에 장애물이 있는지 여부를 판단할 수 있다.

Claims (34)

  1. (a) 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 신호 발생 모듈의 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 신호의 송신 강도(Transmitter Power)를 최소로 설정하는 단계;
    (b) 상기 최소로 설정된 신호를 이용하여 상기 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이의 거리를 측정하는 단계;
    (c) 상기 거리의 측정이 가능하면 상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 상기 거리의 측정이 불가능하면 상기 장애물이 있는 것으로 판단하는 단계; 및
    (d) 상기 장애물 유무의 판단에 따라 거리를 판단하는 단계를 포함하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장애물이 없는 것으로 판단을 하면 상기 측정된 거리 값을 상기 거리로 판단하는, 무선 주파수를 이용한 거리 측정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 측정된 거리 값과 상기 장애물이 없을 때 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 상기 측정된 거리 값을 보정하 는 단계를 더 포함하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신 강도를 최대로 높여 측정된 거리 값과 상기 장애물이 없을 때 상기 송신 강도를 최대로 하여 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 상기 측정된 거리를 보정하는 단계를 더 포함하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 장애물이 있는 것으로 판단을 하면 상기 거리의 측정이 가능하도록 상기 송신 강도를 높여 측정된 거리 값과 상기 장애물이 있을 때 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 상기 거리로 판단하는 단계를 포함하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 장애물이 있는 것으로 판단을 하면, 상기 송신 강도를 최대로 높여 측정된 거리 값과 상기 장애물이 있을 때 상기 송신 강도를 최대로 하여 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 상기 거리를 결정하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 주파수 신호는 울트라 와이드밴드(ultra wideband; UWB) 신호인, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 발생 모듈은 이동 로봇에 탑재되어 이동하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리는 상기 신호 발생 모듈로부터 발생된 신호를 상기 고정 모듈이 수신한 후 다시 상기 고정 모듈이 송신하는 신호를 상기 신호 발생 모듈이 수신하는데 걸리는 시간과 상기 신호의 속도를 이용하여 측정되는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  10. (a) 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 신호 발생 모듈의 무선 주파수(Radio Frequency; RF)신호의 송신 강도(Transmitter Power)를 최소로 설정하는 단계;
    (b) 상기 최소로 설정된 송신 강도에서부터 상기 송신 강도가 최대가 될 때까지 미리 설정된 간격으로 상기 신호의 송신 강도를 높이면서 상기 신호를 발생시키고, 상기 각 신호를 이용하여 상기 신호 발생 모듈과 고정 모듈 사이의 측정된 거리 값과 상기 송신 강도를 저장하는 단계;
    (c) 상기 저장된 송신 강도에 따른 거리 값으로부터, 상기 최소로 설정된 송신 강도의 신호로부터 상기 거리의 측정이 가능하면 상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 상기 거리의 측정이 불가능하면 상기 장애물이 있는 것으로 판단하는 단계; 및
    (d) 상기 장애물 유무의 판단에 따라 거리를 판단하는 단계를 포함하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 장애물이 없는 것으로 판단을 하면, 상기 송신 강도에 따라 측정된 거리 값의 평균을 상기 거리로 판단하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서
    상기 측정된 거리 값의 평균과 상기 장애물이 없을 때 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터의 평균을 비교하여 상기 거리를 보정하는 단계를 더 포함하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 장애물이 있는 것으로 판단을 하면 상기 거리의 측정이 가능한 최소의 송신 강도와 상기 측정된 거리 값의 평균을 상기 장애물이 있을 때 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 상기 거리로 판단하는 단계를 포함하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 무선 주파수 신호는 울트라 와이드밴드(ultra wideband; UWB) 신호인, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 발생 모듈은 이동 로봇에 탑재되어 이동하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 거리는 상기 신호 발생 모듈로부터 발생된 신호를 상기 고정 모듈이 수신한 후 다시 상기 고정 모듈이 송신하는 신호를 상기 신호 발생 모듈이 수신하는데 걸리는 시간과 상기 신호의 속도를 이용하여 측정되는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법.
  17. 무선 주파수 신호를 발생시켜 송신하고 상기 송신된 신호를 다시 수신하는 신호 발생 모듈;
    고정된 위치에서 상기 송신된 신호를 수신하여 다시 송신하는 고정 모듈;
    상기 발생된 신호로부터 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 모듈;
    상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 있는지를 판단하는 장애물 판단 모듈; 및
    상기 측정된 거리 값과 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 이용하여 상기 거리를 판단하는 거리 판단 모듈을 포함하는 장치에 있어서,
    상기 신호 발생 모듈은 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 무선 주파수 신호의 송신 강도를 최소로 설정하여 신호를 발생시키고, 상기 거리 측정 모듈은 상기 발생된 신호로부터 상기 거리를 측정하는데, 상기 장애물 판단 모듈은 상기 거리의 측정이 가능하면 상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 상기 거리의 측정이 불가능하면 상기 장애물이 있는 것으로 판단하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 거리 판단 모듈은, 상기 장애물 판단 모듈이 상기 장애물이 없는 것으로 판단을 하면, 상기 측정된 거리 값을 상기 거리로 판단하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 거리 판단 모듈은 상기 측정된 거리 값과 상기 장애물이 없을 때 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 상기 측정된 거리 값을 보정하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 거리 판단 모듈은 상기 송신 강도를 최대로 높여 측정된 거리 값과 상기 장애물이 없을 때 상기 송신 강도를 최대로 하여 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 상기 측정된 거리 값을 보정하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 거리 판단 모듈은, 상기 장애물 판단 모듈이 상기 장애물이 없는 것으로 판단을 하면, 상기 거리의 측정이 가능하도록 상기 송신 강도를 높여 측정된 거리 값과 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 상기 거리로 판단하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 무선 주파수 신호는 울트라 와이드밴드(ultra wideband; UWB) 신호인, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 신호 발생 모듈은 이동 로봇에 탑재되어 이동하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 미리 측정해 놓은 거리 데이터는 상기 장애물의 두께, 종류에 따라 측정되는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 거리 측정 모듈은 상기 신호 발생 모듈로부터 발생된 신호를 상기 고정 모듈이 수신한 후 다시 상기 고정 모듈이 송신하는 신호를 상기 신호 발생 모듈이 수신하는데 걸리는 시간과 상기 신호의 속도를 이용하여 상기 거리를 측정하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  26. 제 17 항에 있어서,
    상기 장애물 판단 모듈이 상기 장애물이 있는 것으로 판단을 할 때, 상기 거리 판단 모듈은 상기 송신 강도를 최대로 높여 측정된 거리 값과 상기 장애물이 있을 때 상기 송신 강도를 최대로 하여 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데 이터를 비교하여 상기 거리를 판단하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  27. 무선 주파수 신호를 발생시켜 송신하고 상기 송신된 신호를 다시 수신하는 신호 발생 모듈;
    고정된 위치에서 상기 송신된 신호를 수신하여 다시 송신하는 고정 모듈;
    상기 발생된 신호로부터 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 모듈;
    상기 측정된 거리와 송신 파워의 세기를 저장하는 저장 모듈;
    상기 신호 발생 모듈과 상기 고정 모듈 사이에 장애물이 있는지를 판단하는 장애물 판단 모듈; 및
    상기 측정된 거리 값과 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 이용하여 상기 거리를 판단하는 거리 판단 모듈을 포함하는 장치에 있어서,
    상기 신호 발생 모듈은 측정 영역 내 장애물이 없을 때 가장 먼 거리의 거리 측정이 가능하도록 무선 주파수 신호의 송신 강도를 최소로 설정하고, 송신 강도가 최대가 될 때까지 미리 설정된 간격으로 상기 신호의 송신 강도를 높이면서 상기 거리 측정 모듈은 상기 거리를 측정하며, 상기 저장 모듈은 상기 측정된 거리 값과 그때의 상기 송신 강도를 저장하는데, 상기 장애물 판단 모듈은 상기 최소로 설정되어 발생된 신호로 상기 거리의 측정이 가능하면 상기 신호 발생 모듈과 상기 고 정 모듈 사이에 장애물이 없는 것으로 판단하고, 상기 거리의 측정이 불가능하면 상기 장애물이 있는 것으로 판단하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 거리 판단 모듈은, 상기 장애물 판단 모듈이 상기 장애물이 없는 것으로 판단을 하면, 상기 송신 강도에 따라 측정된 거리 값의 평균을 상기 거리로 판단하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 거리 판단 모듈은 상기 측정된 거리 값의 평균과 상기 장애물이 없을 때 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 값의 평균과 비교하여 상기 거리를 보정하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 거리 판단 모듈은, 상기 장애물 판단 모듈이 상기 장애물이 있는 것으로 판단을 하면, 상기 거리의 측정이 가능한 최소의 송신 강도와 상기 측정된 거리 값의 평균을 상기 장애물이 있을 때 상기 송신 강도와 상기 거리에 따라 미리 측정해 놓은 거리 데이터를 비교하여 상기 거리로 판단하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 무선 주파수 신호는 울트라 와이드밴드(ultra wideband; UWB) 신호인, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 신호 발생 모듈은 이동 로봇에 탑재되어 이동하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  33. 제 27 항에 있어서,
    상기 미리 측정해 놓은 거리 데이터는 상기 장애물의 두께, 종류에 따라 측정되는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
  34. 제 27 항에 있어서,
    상기 거리 측정 모듈은 상기 신호 발생 모듈로부터 발생된 신호를 상기 고정 모듈이 수신한 후 다시 상기 고정 모듈이 송신하는 신호를 상기 신호 발생 모듈이 수신하는데 걸리는 시간과 상기 신호의 속도를 이용하여 상기 거리를 측정하는, 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 장치.
KR1020060130140A 2006-12-19 2006-12-19 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치 KR100809353B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060130140A KR100809353B1 (ko) 2006-12-19 2006-12-19 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치
US11/907,947 US7649490B2 (en) 2006-12-19 2007-10-18 Method, and apparatus for measuring distance using radio frequency signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060130140A KR100809353B1 (ko) 2006-12-19 2006-12-19 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100809353B1 true KR100809353B1 (ko) 2008-03-05

Family

ID=39397409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060130140A KR100809353B1 (ko) 2006-12-19 2006-12-19 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7649490B2 (ko)
KR (1) KR100809353B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101294284B1 (ko) 2012-02-08 2013-08-07 전자부품연구원 무선통신을 이용한 위치 산출 방법 및 장치
KR102150588B1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-01 주식회사 마루시스 자율주행 로봇을 활용한 골프공 수거 장치
CN113552589A (zh) * 2020-04-01 2021-10-26 杭州萤石软件有限公司 障碍检测方法、机器人和存储介质

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8508367B2 (en) * 2009-09-21 2013-08-13 Checkpoint Systems, Inc. Configurable monitoring device
MX2012003457A (es) * 2009-09-21 2012-08-03 Checkpoint Systems Inc Sistema, método y aparato de rastreo de productos de venta por menudeo.
US8788439B2 (en) 2012-12-21 2014-07-22 InsideSales.com, Inc. Instance weighted learning machine learning model
US9860679B2 (en) 2012-11-08 2018-01-02 Intrepid Networks, Llc System and method for situational awareness
US8937545B2 (en) 2012-11-08 2015-01-20 Intrepid Networks, Llc System and method for situational awareness
US9380397B2 (en) 2012-11-08 2016-06-28 Intrepid Networks, Llc System and method for detecting and analyzing near range weapon fire
US9921290B2 (en) 2012-11-08 2018-03-20 Intrepid Networks, Llc System and method for situational awareness
US9047749B2 (en) 2012-11-08 2015-06-02 Intrepid Networks, Llc System and method for situational awareness
WO2014085605A2 (en) * 2012-11-28 2014-06-05 Intrepid Networks, Llc Integrated systems and methods providing situational awareness of operations in an organization
US9291659B2 (en) * 2013-12-19 2016-03-22 Ford Global Technologies, Llc Antenna blockage detection
US10743141B2 (en) 2018-06-05 2020-08-11 Kenmar Corporation Systems and methods for determining a location of an electronic device using bilateration
CN110653810B (zh) * 2018-06-28 2021-03-02 深圳市优必选科技有限公司 机器人距离测量方法、装置及终端设备
WO2020019265A1 (zh) * 2018-07-26 2020-01-30 深圳市大疆创新科技有限公司 测距方法、装置及无人机
CN110687543B (zh) * 2019-10-28 2023-02-10 广东小天才科技有限公司 测距功率确定方法、装置、设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970707426A (ko) * 1995-01-19 1997-12-01 데이비드 더블유. 윌리엄 레이저 범위 탐지기(laser range finder)
US6483453B2 (en) 2000-08-31 2002-11-19 Honeywell International Inc. Method for reducing transmit power for traffic alert and collision avoidance systems and airborne collision avoidance systems
KR20030070597A (ko) * 2001-01-05 2003-08-30 모토로라 인코포레이티드 위치 추정을 위한 방법 및 장치
KR20060023103A (ko) * 2004-09-08 2006-03-13 후지쯔 가부시끼가이샤 펄스 레이더 장치

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1271546A (en) * 1985-10-08 1990-07-10 Accutrak Systems Limited Vehicle guidance and ranging system
JP3016047B2 (ja) * 1991-12-27 2000-03-06 本田技研工業株式会社 車両における対照障害物の位置推定方法
GB9211086D0 (en) * 1992-05-23 1992-07-15 Cambridge Consultants Short range electromagnetic sensing signal processing
US5701127A (en) 1993-02-23 1997-12-23 Texas Instruments Incorporated Automatic vehicle identification system capable of vehicle lane discrimination
US5677927A (en) * 1994-09-20 1997-10-14 Pulson Communications Corporation Ultrawide-band communication system and method
US5959570A (en) * 1997-11-21 1999-09-28 Raytheon Company Automotive forward looking sensor blockage detection system and related techniques
IL124413A (en) * 1998-05-11 2001-05-20 Friendly Robotics Ltd System and method for area coverage with an autonomous robot
US6374155B1 (en) * 1999-11-24 2002-04-16 Personal Robotics, Inc. Autonomous multi-platform robot system
US6614384B2 (en) * 2000-09-14 2003-09-02 Time Domain Corporation System and method for detecting an intruder using impulse radio technology
US6560463B1 (en) * 2000-09-29 2003-05-06 Pulse-Link, Inc. Communication system
US6804607B1 (en) * 2001-04-17 2004-10-12 Derek Wood Collision avoidance system and method utilizing variable surveillance envelope
US6687571B1 (en) * 2001-04-24 2004-02-03 Sandia Corporation Cooperating mobile robots
US6763282B2 (en) * 2001-06-04 2004-07-13 Time Domain Corp. Method and system for controlling a robot
JP3878604B2 (ja) * 2002-03-01 2007-02-07 株式会社日立製作所 検知システム及び防犯システム
US7117067B2 (en) * 2002-04-16 2006-10-03 Irobot Corporation System and methods for adaptive control of robotic devices
US6836701B2 (en) * 2002-05-10 2004-12-28 Royal Appliance Mfg. Co. Autonomous multi-platform robotic system
KR100443953B1 (ko) 2002-05-27 2004-08-11 주식회사유진로보틱스 무선신호를 이용한 로봇의 상대적 위치 추정 장치 및 방법
US6819286B2 (en) * 2003-02-28 2004-11-16 Motorola, Inc. Location determination for mobile units
JP2005086262A (ja) 2003-09-04 2005-03-31 Toshiba Corp 無線中継ロボット
KR100803203B1 (ko) 2005-02-04 2008-02-14 삼성전자주식회사 이동체의 위치 정보 보정 장치 및 방법과 그 장치를제어하는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터로 읽을 수있는 기록 매체
US7456596B2 (en) * 2005-08-19 2008-11-25 Cisco Technology, Inc. Automatic radio site survey using a robot
US7439901B2 (en) * 2006-08-08 2008-10-21 Garmin International, Inc. Active phased array antenna for aircraft surveillance systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970707426A (ko) * 1995-01-19 1997-12-01 데이비드 더블유. 윌리엄 레이저 범위 탐지기(laser range finder)
US6483453B2 (en) 2000-08-31 2002-11-19 Honeywell International Inc. Method for reducing transmit power for traffic alert and collision avoidance systems and airborne collision avoidance systems
KR20030070597A (ko) * 2001-01-05 2003-08-30 모토로라 인코포레이티드 위치 추정을 위한 방법 및 장치
KR20060023103A (ko) * 2004-09-08 2006-03-13 후지쯔 가부시끼가이샤 펄스 레이더 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101294284B1 (ko) 2012-02-08 2013-08-07 전자부품연구원 무선통신을 이용한 위치 산출 방법 및 장치
KR102150588B1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-01 주식회사 마루시스 자율주행 로봇을 활용한 골프공 수거 장치
CN113552589A (zh) * 2020-04-01 2021-10-26 杭州萤石软件有限公司 障碍检测方法、机器人和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20080143582A1 (en) 2008-06-19
US7649490B2 (en) 2010-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100809353B1 (ko) 무선 주파수 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치
CN110749898B (zh) 一种激光雷达测距系统及其测距方法
US9087244B2 (en) RFID tag position detection apparatus and RFID tag position detection method
CN103026255B (zh) 雷达装置
JP4957770B2 (ja) 位置推定システム、位置推定装置、位置推定方法及びプログラム
JP4997637B2 (ja) 位置推定システム及びプログラム
CN107037432A (zh) 用于车辆的雷达装置及其确定目标的方法
JP5278365B2 (ja) 位置推定装置及び位置推定方法
US20070280052A1 (en) Method and apparatus for estimating position of robot
US9660740B2 (en) Signal strength distribution establishing method and wireless positioning system
CN101473243B (zh) 电子支持测量系统中的方法、所述方法的使用和装置
KR101374589B1 (ko) 위치 추적 방법 및 이를 실행하는 장치
US8339243B2 (en) System and method for positioning active RFID tag
CN105190346A (zh) 使用外部辅助信息以改善固定的基于定时的无线电定位网络的技术
KR20060091723A (ko) 측위 시스템 및 무선 기지국
JP4922693B2 (ja) 広帯域レーダ装置及びその移動物体検出方法
KR101681187B1 (ko) 로봇 위치 측정 시스템 및 방법
US8660815B2 (en) Methods and apparatus for filtering noise in a three-dimensional position measurement system
KR102263722B1 (ko) 차량 초음파센서의 노이즈 감지장치 및 이의 노이즈 감지방법
CN105988105B (zh) 测距方法、测距装置、定位装置与定位方法
JP2005106603A (ja) パルス波レーダー装置
JP2008292231A (ja) 位置推定システムおよび位置推定方法並びにプログラム
CN105988109B (zh) 测距方法、测距装置、定位装置与定位方法
CN104254125A (zh) 一种基于无线传感网的节点定位rssi算法的改进
JP2006126221A (ja) 測角レーダ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130115

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140124

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150116

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160118

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170117

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180117

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200120

Year of fee payment: 13