KR100337106B1 - automatic vehicle location system using magneto resistive sensor - Google Patents

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KR100337106B1 KR1020000016097A KR20000016097A KR100337106B1 KR 100337106 B1 KR100337106 B1 KR 100337106B1 KR 1020000016097 A KR1020000016097 A KR 1020000016097A KR 20000016097 A KR20000016097 A KR 20000016097A KR 100337106 B1 KR100337106 B1 KR 100337106B1
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이만형
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Abstract

본 발명은 자기저항센서를 이용하여 차량의 위치를 검출하는 차량위치검출시스템에 관한 것으로, 종래의 차량위치추적시스템이나 첨단화물운송시스템이 차량의 위치검출시 인공위성을 이용함에 따라 막대한 비용이 들어가고, 오차율이 큼을 해결한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템은, 도로상에 자석을 일정한 간격으로 매설하여 형성된 유도선과; 기지국에서 파악하고 있는,사전에 입력된 진행경로에 따라 상기 유도선이 형성된 도로를 주행하는 차량에 부착된 자기저항센서와; 상기 차량내에 구성되고, 상기 자기저항센서의 출력신호를 분석하여 차량이 주행동안 지나온 자석의 개수를 계수하는 계수부와; 상기 차량내에 구성되고, 상기 계수부가 계수한 자석의 개수와 차량의 고유식별코드를 기지국으로 전송하는 무선모뎀과; 기지국에 설치되어 상기 무선모뎀으로부터 수신한 신호에 따라 상기 차량의 위치를 표시하는 단말기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 이러한 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템은, 인공위성을 이용하여 차량의 위치를 추적할 때보다 오차율이 적고, 설치 및 관리유지비용이 적게 드는 이점이 있다. 본 발명은 차량위치추적시스템이나 첨단화물운송시스템 등에 이용할 수 있으며, 차량위치정보를 이용하여 차량간의 간격 및 배차순서, 용역 계획을 세우는데 유용하게 이용할 수 있다.The present invention relates to a vehicle position detection system for detecting the position of a vehicle using a magnetoresistive sensor, and the conventional vehicle position tracking system or advanced cargo transportation system using a satellite when detecting the position of the vehicle, the enormous cost, The error rate is large. To this end, the vehicle position detection system using a magnetoresistive sensor according to the present invention, the guide line formed by embedding magnets on the road at regular intervals; A magnetoresistive sensor attached to a vehicle traveling on a road on which the guide line is formed according to a advance route inputted by the base station; A counting unit configured in the vehicle and counting the number of magnets passed by the vehicle while the output signal of the magnetoresistive sensor is analyzed; A wireless modem configured in the vehicle and transmitting the number of magnets counted by the counter and the unique identification code of the vehicle to a base station; And a terminal installed in the base station to display the location of the vehicle according to the signal received from the wireless modem. The vehicle position detection system using the magnetoresistive sensor has an advantage that the error rate is smaller and the installation and maintenance cost is lower than when the position of the vehicle is tracked using the satellite. The present invention can be used for a vehicle location tracking system, an advanced cargo transportation system, and the like, and can be usefully used for establishing intervals, order of dispatch, and service plans between vehicles using vehicle location information.

Description

자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템{automatic vehicle location system using magneto resistive sensor}Automatic vehicle location system using magneto resistive sensor

본 발명은 자기저항센서를 이용하여 차량의 위치를 검출하는 차량위치검출시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유도선이 매설된 유도로상을 주행하는 차량에 부착된 자기저항센서의 출력신호로부터 지나온 자석의 개수를 계수하여 차량의 위치를 검출하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle position detection system for detecting a position of a vehicle using a magnetoresistive sensor, and more particularly, from an output signal of a magnetoresistive sensor attached to a vehicle traveling on an induction path in which a guide line is embedded. A system for detecting the position of a vehicle by counting the number of magnets.

교통문제의 해결 또는 첨단물류시스템을 구축하기 위하여 최근 GPS를 이용한 차량위치추적(AVL:Automatic Vehicle Location) 시스템 및 첨단화물운송 시스템(CVO:Commercial Vehicle Operation)이 개발되었다.In order to solve a traffic problem or to build an advanced logistics system, an automatic vehicle location (AVL) system and a commercial vehicle operation (CVO) system have been developed using GPS.

AVL과 CVO시스템은 GPS위성을 이용해 차량의 운행현황을 중앙관제센터에서 실시간으로 파악하면서 각종 지시사항을 음성과 문자로 운전자에게 전달해 공차율 감소와 물류비 절감효과를 거둘 수 있는 시스템이다.AVL and CVO system is a system that can reduce the tolerance ratio and reduce the logistics cost by transmitting various instructions to the driver by voice and text while grasping the vehicle's operation status in real time using the GPS satellite.

그러나 이상의 AVL과 CVO 시스템은 인공위성을 이용하기 때문에 설치비가 비싸고, 별도의 통신비를 부담하여야 하는 등 관리유지비용이 비싸고 위치정보의 오차율이 1m 정도로 상당히 크다는 문제점이 있다.However, the above AVL and CVO systems use satellites, and thus, installation cost is high, and a maintenance cost is expensive, such as a separate communication cost, and the error rate of location information is about 1m.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 설치비가 저렴하며, 관리유지비용이 적고, 위치정보의 오차율이 크지 않는, 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle position detection system using a magnetoresistive sensor, which is low in installation cost, low in maintenance cost, and large in error rate of position information.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량위치검출시스템의 전체구성도.1 is an overall configuration diagram of a vehicle position detection system according to an embodiment of the present invention.

도2는 자기저항센서의 원리를 설명한 도면.2 illustrates the principle of a magnetoresistive sensor;

도3은 자기저항센서의 구조도.3 is a structural diagram of a magnetoresistive sensor;

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기저항센서, HMR-2300의 외형도.Figure 4 is an external view of a magnetoresistive sensor, HMR-2300 according to an embodiment of the present invention.

도5는 HMR-2300의 출력특성.5 is an output characteristic of HMR-2300.

도6은 유도선의 같은 극 배열방식에서 자석의 간격에 따른 HMR-2300의 출력특성.6 is an output characteristic of HMR-2300 according to the spacing of magnets in the same pole arrangement method of the induction line.

도7은 유도선의 상대 극 배열방식에서 자석의 간격에 따른 HMR-2300의 출력특성.7 is an output characteristic of HMR-2300 according to the spacing of magnets in the relative pole arrangement of the guide lines.

도8은 유도선에 대하여 HMR-2300의 위치방향에 따른 HMR-2300의 출력특성.8 is an output characteristic of HMR-2300 according to the positional direction of HMR-2300 with respect to the guide line.

도9는 유도선의 자석과의 측면거리의 변화에 따른 HMR-2300의 출력특성.9 is an output characteristic of the HMR-2300 according to the change in the lateral distance of the guide line with the magnet.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1,5 : 자기저항센서 3 : 무선모뎀1,5: magnetoresistive sensor 3: wireless modem

10 : 차량 20 : 유도선10 vehicle 20 guideline

21,23 : 자극 25 : 포스트21,23: stimulus 25: post

30 : 기지국 31 : 단말기30: base station 31: terminal

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템은, 도로상에 자석을 일정한 간격으로 매설하여 형성된 유도선과; 기지국에서 파악하고 있는,사전에 입력된 진행경로에 따라 상기 유도선이 형성된 도로를 주행하는 차량에 부착된 자기저항센서와; 상기 차량내에 구성되고, 상기 자기저항센서의 출력신호를 분석하여 차량이 주행동안 지나온 자석의 개수를 계수하는 계수부와; 상기 차량내에 구성되고, 상기 계수부가 계수한 자석의 개수와 차량의 고유식별코드를 기지국으로 전송하는 무선모뎀과; 기지국에 설치되어 상기 무선모뎀으로부터 수신한 신호에 따라 상기 차량의 위치를 표시하는 단말기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a vehicle position detection system using a magnetoresistive sensor according to the present invention includes a guide line formed by embedding magnets on a road at regular intervals; A magnetoresistive sensor attached to a vehicle traveling on a road on which the guide line is formed according to a advance route inputted by the base station; A counting unit configured in the vehicle and counting the number of magnets passed by the vehicle while the output signal of the magnetoresistive sensor is analyzed; A wireless modem configured in the vehicle and transmitting the number of magnets counted by the counter and the unique identification code of the vehicle to a base station; And a terminal installed in the base station to display the location of the vehicle according to the signal received from the wireless modem.

또한, 상기 유도선을 형성하는 자석은, N극-S극식의 상대극 배열방식으로 배열하는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnet forming the induction line is characterized in that the arrangement of the relative pole arrangement of the N pole-S pole type.

또한, 상기 포스트에는, 자석의 배열방법에 특징을 두어 해당 포스트에 고유번호를 부여하는 것을 특징으로 한다.In addition, the post is characterized by a method of arranging magnets, and the unique number is assigned to the post.

또한, 상기 포스트는, 포스트의 시작을 알리는 포스트시작용 포스트와; 포스트의 고유번호를 나타내기 위한 포스트 고유번호식별용 포스트와; 포스트의 종료를 알리는 포스트종료용 포스트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the post, the post-action post to inform the start of the post; A post unique number identification post for indicating a unique number of the post; It is characterized in that it comprises a post-end post for informing the end of the post.

또한, 상기 포스트는, 포스트시작 및 종료용 포스트의 자극과 포스트 고유번호식별용 포스트의 자극을 달리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the post is characterized in that the magnetic pole of the post for starting and ending post and the magnetic pole of the post identification number identification post.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다. 도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템의 전체구성도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle position detection system using a magnetoresistive sensor according to an embodiment of the present invention.

도1을 살펴보면, 도로상을 주행하고 있는 차량(10)이 있고, 이 차량(10)과 기지국(30)간에 무선통신이 이루어지고 있다. 그리고 기지국(30)의 단말기(31)에는 도로상의 차량(10)의 위치가 표시되고 있다. 상기 도로에는 유도선(20)이 형성되어 있으며, 이 유도선(20)은 일정간격으로 연속적으로 배열된 자석(21,23)으로 구성되어 있다. 그리고 유도선(20)과 조금 떨어져 포스트(25)가 설치되어 있다.Referring to FIG. 1, there is a vehicle 10 traveling on a road, and wireless communication is performed between the vehicle 10 and the base station 30. The terminal 31 of the base station 30 displays the position of the vehicle 10 on the road. A guide line 20 is formed on the road, and the guide line 20 is composed of magnets 21 and 23 continuously arranged at a predetermined interval. And the post 25 is provided a little apart from the guide line 20.

상기 도로를 주행하는 차량(10)은 사전에 미리 진행경로가 정해져 있으며 이를 기지국(30)에서 파악하고 있는 상태이다. 차량(10)의 앞측 저면에는 자기저항센서(1)가 부착되어 있으며, 이 자기저항센서(1)는 차량(10)의 중앙에 배치되어 있다. 차량(10)의 맨 좌측에는 포스트식별용 자기저항센서(5)가 배치되어 있다.The vehicle 10 traveling on the road has been previously determined in advance and has been grasped by the base station 30. The magnetoresistive sensor 1 is attached to the front bottom of the vehicle 10, and the magnetoresistive sensor 1 is disposed at the center of the vehicle 10. On the left side of the vehicle 10, a post-sensitive magnetoresistive sensor 5 is arranged.

이방성의 자기저항은 철을 함유한 금속에서 발생하는데, 도2와 같이 얇은 금속에 흐르는 전류와 직교하게 자기장을 가하면 저항의 변화를 발생시킨다. 한편, 도3과 같이 자기장, H가 존재하는 영역에서 얇은 철-니켈 합금을 휘트스톤 브릿지 형식으로 구성하고 그 금속판에 전압, Vb를 인가하여 전류를 흐르게 하면 마주보는 두 저항에 전류를 향하는 방향으로 자화가 발생하여 저항, R을 증가시키고, 나머지 두 저항에는 전류방향에 반대되는 방향으로 자화가 발생하여 저항, R이 감소한다. 이 관계는 다음의 식으로 유도된다.Anisotropic magnetoresistance occurs in iron-containing metals, and when a magnetic field is applied perpendicularly to a current flowing through a thin metal as shown in FIG. On the other hand, also the magnetic field, such as 3, a thin iron in a region where H is present - configuring the nickel alloy to the Wheatstone bridge type, and when electric current voltage, by applying a V b on the metal plate facing the electric current to the two resistors opposite direction Magnetization occurs to increase resistance, R, and magnetization occurs in the opposite direction to the current direction, and resistance and R decrease. This relationship is derived from the equation

상기 식(1)에서 S는 비례상수이고, 선형범위에서 출력은 인가되는 자기장에 비례하게 된다. 이러한 원리에 의해 개발된 것이 자기저항센서이며 본 실시예에서는 자기저항센서로 미국 Honeywell사에서 출시한 3축 Digital Magnetometer인 HMR-2300을 채택하였다. 도4는 이 HMR-2300의 외형을 나타낸 것이다. 도4를 살펴보면, 9핀 시리얼포트를 통하여 센싱결과를 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 다음의 표는 상기 HMR-2300의 특징을 항목별로 나타낸 것이다.In Equation (1), S is a proportionality constant, and the output in the linear range is proportional to the applied magnetic field. The magnetoresistive sensor developed based on this principle is adopted in this embodiment, HMR-2300, a three-axis digital magnetometer released by Honeywell, USA. 4 shows the appearance of this HMR-2300. Referring to Figure 4, it is configured to output the sensing results through the 9-pin serial port. The following table shows the characteristics of the HMR-2300 by item.

다음으로, 도5는 상기 HMR-2300의 출력특성을 나타낸 것으로 도5-a는 S극의 중앙을 통과할 때의 자기저항센서(1)의 출력이고 도5-b는 N극의 중앙을 통과할 때 자기저항센서(1)의 출력이다. 도5에 나타난 바와 같이 자석의 바로 위로 센서가 통과할 때, y축의 출력은 거의 나타나지 않고 z축출력신호는 피크를 이룬다. 또한, x축의 출력은 자석 통과 직전과 직후에서 피크를 이루며 양 피크의 중심이 자석통과시점이 된다.Next, Figure 5 shows the output characteristics of the HMR-2300, Figure 5-a is the output of the magnetoresistive sensor 1 when passing through the center of the S pole and Figure 5-b passes through the center of the N pole. Is the output of the magnetoresistive sensor (1). As shown in Fig. 5, when the sensor passes directly above the magnet, the output of the y-axis hardly appears and the z-axis output signal peaks. In addition, the output of the x-axis peaks immediately before and after the magnet passing, and the center of both peaks becomes the magnet passing point.

본 실시예에서는 자기저항센서(1)로 HMR-2300을 이용하였지만 본 실시예를 따르지 않고 다른 모델을 이용하는 것도 가능하다.In this embodiment, HMR-2300 is used as the magnetoresistive sensor 1, but other models may be used without following this embodiment.

다음으로, 상기 유도선(20)의 자석(21,23)은 영구자석을 이용하여 구성한 것으로, 본 실시예에서는 N극(21), S극(23)을 교대로 배열하였으며, 상기 N극(21)과 S극(23)을 약 10cm간격으로 도로상의 중앙에 연속적으로 배열하여 유도선(20)을 형성하였다.Next, the magnets 21 and 23 of the induction line 20 are configured by using permanent magnets. In this embodiment, the N poles 21 and the S poles 23 are alternately arranged, and the N poles ( 21) and the S pole 23 are continuously arranged in the center on the road at intervals of about 10 cm to form a guide line 20.

도6은 앞서 설명한 자기저항센서(1) HMR-2300을 이용하여 유도선(20)을 같은 극(N극-N극)으로만 배열했을 경우 HMR-2300의 출력특성을 나타낸 것이다. 이때 자석은 세기가 700[Gauss]인 것을 사용하였다. 도6-a는 극 간격을 5cm로 한 경우에 대한 HMR-2300의 출력특성이고, 도6-b는 극 간격을 10cm로, 도6-c는 극 간격을 15cm로 한 경우에 대한 HMR-2300의 출력특성이다. 그리고 HMR-2300이 자석의 중앙 즉, 화살표방향으로 진행할 경우의 출력특성이다.FIG. 6 shows the output characteristics of the HMR-2300 when the induction line 20 is arranged only in the same pole (N pole-N pole) using the magnetoresistive sensor 1 HMR-2300 described above. At this time, the magnet used was that the strength is 700 [Gauss]. 6-a shows the output characteristics of HMR-2300 when the pole distance is 5 cm, and FIG. 6-b shows the HMR-2300 when the pole distance is 10 cm and FIG. 6-c shows the pole distance 15 cm. Output characteristics. And output characteristics when the HMR-2300 proceeds in the center of the magnet, that is, in the direction of the arrow.

도6을 살펴보면, 같은 극으로 배열할 경우 어느 정도 가까운 자석간격(5cm)일 때는 도5-a의 그래프와 유사함을 알 수 있다. 이는 두 개의 자석이 하나의 보다 큰 자석의 형태를 띄기 때문이다. 그리고 비교적 먼 간격(10cm,15cm)에서는 두개의 자석을 통과하는 그래프를 연결한 것과 같은 결과를 보인다. 그리고 자석의 위치는 z축 신호의 아래 피크치(최소값)와 일치한다.Looking at Figure 6, it can be seen that similar to the graph of Figure 5-a when the magnet spacing (5cm) to some extent when arranged in the same pole. This is because two magnets take the form of one larger magnet. And at a relatively distant distance (10 cm, 15 cm), the result is the same as connecting a graph passing through two magnets. And the position of the magnet coincides with the lower peak value (minimum value) of the z-axis signal.

본 발명에서는 도6의 x축신호 또는 z축신호의 최대값 또는 최소값의 개수를 이용하여 차량(10)이 유도선(20)을 따라 주행시 지나온 자석의 개수를 계수하도록구성하였다.In the present invention, the vehicle 10 is configured to count the number of magnets passed when the vehicle 10 runs along the guide line 20 by using the maximum or minimum number of the x-axis signal or the z-axis signal of FIG. 6.

자석간격이 10cm인 경우와 15cm인 경우의 x축 출력신호를 미분하면 최대값 또는 최소값의 개수를 알 수 있다. x축 신호중 최대값의 개수 또는 최소값의 개수는 자석의 개수와 일치하므로 차량(10)이 유도선(20)를 따라 주행할 때 지나온 자석의 개수를 알 수 있다. 또한, z축 출력신호의 최소값의 개수를 알면 지나온 자석의 개수를 알 수 있다.Differentiating the x-axis output signal in the case of the magnet spacing of 10 cm and 15 cm shows the number of maximum or minimum values. Since the number of the maximum value or the minimum value of the x-axis signal coincides with the number of magnets, the number of magnets passed when the vehicle 10 runs along the guide line 20 can be known. In addition, knowing the number of the minimum value of the z-axis output signal can tell the number of magnets passed.

자기저항센서(1)의 출력을 미분하여 차량(10)이 지나온 자석의 개수를 계수하는 것은 계수부(미도시)에서 이루어진다. 계수부는 차량(10)에 탑재되며, 계수부의 입력신호로는 x축 신호 또는 z축 신호가 가능하고, 계수부는 내부적으로 미분을 행하여 지나온 자석의 개수를 디지털값으로 출력한다. 계수부의 출력값에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The counting unit (not shown) counts the number of magnets passed by the vehicle 10 by differentiating the output of the magnetoresistive sensor 1. The counter is mounted on the vehicle 10, and the input signal of the counter may be an x-axis signal or a z-axis signal, and the counter may internally differentiate and output the number of magnets passed by the digital value. Detailed description of the output value of the counter will be described later.

유도선(20)을 형성할 때 사용하는 자석의 세기에 따라 다르겠지만 자석간격을 본 실시예의 실험과 같이 약 5cm정도로 매우 가깝게 하면 출력신호를 미분하여 자석의 개수를 알아내는 것은 불가능하다. 이는 도5-a에 나타난 바와 같이 자석이 매우 가까우면 2개의 자석이 1개의 합성자석으로 간주되어 출력이 나타나기 때문이다. 따라서, 유도선(20)을 형성할 때 자석의 최소간격은 자석의 세기와 사용하는 자기저항센서(1)의 출력특성을 고려하여 결정해야 한다. 부연하면, 자석간의 간격은 자석의 세기 및 자기저항센서(1)의 감도를 고려하여 적당하게 설정하는 것이 바람직하다.Although it depends on the strength of the magnet used to form the induction line 20, it is impossible to determine the number of magnets by differentiating the output signal if the magnet spacing is very close to about 5 cm as in the experiment of this embodiment. This is because, as shown in Fig. 5-a, when the magnets are very close, the two magnets are regarded as one synthetic magnet and the output appears. Therefore, when forming the induction line 20, the minimum spacing of the magnet should be determined in consideration of the strength of the magnet and the output characteristics of the magnetoresistive sensor 1 used. In other words, the spacing between the magnets is preferably set in consideration of the strength of the magnet and the sensitivity of the magnetoresistive sensor 1.

다음으로, 도7은 상기 도6과는 상대적으로 유도선(20)을 상대극(N극-S극)으로 배열했을 경우의 HMR-2300의 출력특성을 나타낸 것이다. 도7-a는 극 간격을 5cm로 한 경우이고, 도7-b는 극 간격을 10cm로 한 경우, 도7-c는 극 간격을 15cm로 한 경우에 대한 HMR-2300의 출력특성이다.Next, FIG. 7 shows the output characteristics of the HMR-2300 when the induction line 20 is arranged as a counter electrode (N pole-S pole) relative to FIG. 7-a shows a case where the pole spacing is 5 cm, and FIG. 7-b shows a case where the pole spacing is 10 cm, and FIG. 7-c shows the output characteristics of the HMR-2300 when the pole spacing is 15 cm.

도7을 살펴보면, 두개의 서로 다른 극이 하나의 커다란 자석을 형성한다는 것을 알 수 있다. 이때는 같은 극 배열과는 달리 어느 정도(15cm)이상 자석간의 간격이 멀어지면 두개의 다른 자석으로 인식한다는 것을 알 수 있다. 그리고 자석의 N극은 z축 신호의 최소값에, S극은 z축신호의 최대값에 각각 대응이 되고, x축 신호의 피크치는 각 z축 피크치 사이의 중심에서 발생함을 알 수 있다.Looking at Figure 7, it can be seen that two different poles form one large magnet. In this case, unlike the same pole arrangement, if the distance between the magnets to some extent (15cm) or more, it can be seen that it is recognized as two different magnets. It can be seen that the N pole of the magnet corresponds to the minimum value of the z-axis signal, the S pole corresponds to the maximum value of the z-axis signal, and the peak value of the x-axis signal is generated at the center between the z-axis peak values.

도7의 출력신호를 통해서 알 수 있듯이 x축 또는 z축출력신호의 최대, 최소값으로부터 차량(10)이 주행하면서 지나온 자석의 개수파악이 가능해진다.As can be seen from the output signal of Fig. 7, the number of magnets passed while the vehicle 10 is traveling can be determined from the maximum and minimum values of the x-axis or z-axis output signal.

본 실시예에서는 상대극 배열방식을 택하여 유도선(20)을 형성하였다. 이는 특정간격이하(15cm 이하)에서 항상 단순한 동일 형상의 출력을 보이고, 출력의 크기에 있어서 두개의 자석조합에 의하기 때문에 같은 극으로 배열할 때보다 큰 출력을 얻을 수 있기 때문이다. 보다 큰 출력은 데이터의 세분화 측면에서 이점이 있다. 본 실시예에서는 상기와 같은 이유로 상대극 배열방식을 택하여 유도선(20)을 형성하였다. 그러나 본 실시예를 따르지 않고 같은 극 배열방식을 택하여 유도선(20)을 형성하는 것도 가능하다.In this embodiment, the guide line 20 is formed by using the counter electrode arrangement method. This is because the output of the same shape is always shown below a certain distance (less than 15cm), and because the size of the output is due to the combination of two magnets, a larger output can be obtained than when arranged in the same pole. Larger outputs have advantages in terms of data segmentation. In the present embodiment, the guide line 20 is formed by using the counter electrode arrangement method for the same reason as described above. However, it is also possible to form the guide line 20 using the same pole arrangement method without following the present embodiment.

또한, 본 실시예에서는 차량위치를 검출하는데 있어 검출분해능을 높이기 위하여 유도선(20)을 형성하는 자석(21,23)의 간격을 10cm로 하였다. 그러나 분해능을 더욱 높이기 위해서는 자석(21,23)의 간격을 10cm이하로 하는 것도 가능하다.반대로 자석(21,23)의 간격을 10cm이상으로 하면 분해능은 낮아질 것이다. 자석의 간격은 유도선(20)를 형성하는 자석의 세기와 분해능, 경제성 등 여러가지 요소를 고려하여 적당히 설정하는 것이 바람직하다.In the present embodiment, in order to increase the detection resolution in detecting the vehicle position, the distance between the magnets 21 and 23 forming the guide line 20 is set to 10 cm. However, in order to further increase the resolution, the distance between the magnets 21 and 23 may be less than 10 cm. On the contrary, if the distance between the magnets 21 and 23 is more than 10 cm, the resolution will be lowered. The distance between the magnets is preferably set in consideration of various factors such as the strength, resolution, and economics of the magnets forming the guide line 20.

상기와 같이 본 발명에서는 유도선(20)을 형성하는 자석(21,23)의 간격을 조밀하게 하면 고정도의 분해능을 실현할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 인공위성을 이용하여 차량위치를 검출할 때보다 오차율이 크게 감소한다.As described above, in the present invention, when the distance between the magnets 21 and 23 forming the induction line 20 is dense, high resolution can be realized. Therefore, the error rate is greatly reduced compared to when detecting a vehicle position using a satellite as in the prior art.

이상의 도6과 도7은 자기저항센서(1)가 유도선(20)의 자석의 바로 위를 통과할 경우를 전제로 한 것이지만 자기저항센서(1)가 유도선(20) 선상에서 좌측 또는 우측으로 이탈되어도 자석의 개수를 파악하는데 있어서는 문제되지 않는다. 도8은 이를 증명하는 것으로 도8-a는 유도선(20)의 좌측에 자기저항센서(1)가 위치한 경우이고, 도8-b는 유도선(20)의 우측에 자기저항센서(1)가 위치한 경우이다. 자석(21,23)의 간격은 10cm로 하였다.6 and 7 are based on the assumption that the magnetoresistive sensor 1 passes directly above the magnet of the induction line 20, but the magnetoresistive sensor 1 is left or right on the line of the induction line 20. It is not a problem in grasping the number of magnets even if they deviate. FIG. 8 illustrates this, and FIG. 8-a shows a case where the magnetoresistive sensor 1 is located on the left side of the induction line 20, and FIG. 8-b shows a magnetoresistive sensor 1 on the right side of the induction line 20. Is located. The distance between the magnets 21 and 23 was 10 cm.

도8을 살펴보면, 도8-a와 도8-b의 차이점은 y축 신호의 피크치가 반대라는 것이다. 즉, 도8-a의 경우, y축 신호의 피크치는 양의 값인 반면, 도8-b의 경우 y축의 피크치는 음의 값이다. 따라서, y축의 피크치의 부호를 판별함으로써 자기저항센서(1)가 유도선(20)의 우측에 위치하는지, 좌측에 위치하는지를 판단할 수 있다.Looking at Figure 8, the difference between Figures 8-a and 8-b is that the peak value of the y-axis signal is opposite. That is, in FIG. 8-a, the peak value of the y-axis signal is a positive value, whereas in FIG. 8-b, the peak value of the y-axis signal is a negative value. Therefore, by determining the sign of the peak value of the y-axis, it is possible to determine whether the magnetoresistive sensor 1 is located on the right side or the left side of the induction line 20.

도9는 자기저항센서(1)와 유도선(20)의 자석과의 간격을 달리했을 경우의 자기저항센서(1)의 출력을 나타낸 것이다. 도9-a는 자석과의 간격이 0cm인 경우이고, 도9-b는 자석과의 간격이 2cm인 경우, 도9-c는 자석과의 간격이 4cm인 경우이다. 물론 유도선(20)의 자석(21,23)간의 간격은 10cm로 하였다.Fig. 9 shows the output of the magnetoresistive sensor 1 when the magnetoresistive sensor 1 and the magnet of the induction line 20 are different from each other. 9-a shows a case where the distance from the magnet is 0cm, and FIG. 9-b shows a case where the distance between the magnet is 2cm and FIG. 9-c shows a case where the distance between the magnet is 4cm. Of course, the spacing between the magnets 21 and 23 of the lead wire 20 was 10 cm.

도9를 살펴보면, 자석과 자기저항센서(1)와의 거리가 멀어질수록 x축과 z축신호는 선형적으로 감소하며, y축은 증가하다가 다시 감소함을 알 수 있다. 그리고 전체적으로 센서와의 거리가 멀어질 수록 출력의 경향이 위쪽으로 이동함을 알 수 있는데 이는 센서가 이동함에 따라 주위의 다른 자기장에 의한 영향때문이다.Referring to FIG. 9, as the distance between the magnet and the magnetoresistive sensor 1 increases, the x-axis and z-axis signals decrease linearly, and the y-axis increases and then decreases. In general, as the distance from the sensor increases, the output tends to move upward due to the influence of the surrounding magnetic field as the sensor moves.

그러나 이상의 도8과 도9에 나타난 바와 같이 센서가 유도선(20)의 어느 측에 위치하든지 x축과 z축신호에는 최대값과 최소값이 존재하여 자석의 개수를 파악하는 것이 가능하다. 따라서, 차량(10)이 유도선(20)를 따라 주행할 때 차량(10)에 부착된 자기저항센서(1)이 유도선(20)에 대하여 어느 측에 위치하던지 자석의 개수를 파악하는 것이 가능해진다.However, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, the maximum and minimum values exist in the x-axis and z-axis signals regardless of which side the sensor is located on the guide line 20. Therefore, when the vehicle 10 travels along the guide line 20, it is necessary to determine the number of magnets on which side the magnetoresistive sensor 1 attached to the vehicle 10 is located with respect to the guide line 20. It becomes possible.

다음으로, 상기 포스트(25)는 기지국(30)에서 현재 차량이 진행하고 있는 도로를 정확히 검출할 수 있도록 하기 위한 구성이다. 본 실시예에서는 도로의 중앙에 자석을 일정간격으로 배열하여 유도선을 형성할 뿐만 아니라 도1과 같이 유도선(20)과 조금 떨어지게 포스트(post)용 자석(25)을 매설하였다.Next, the post 25 is configured to allow the base station 30 to accurately detect the road on which the vehicle is currently traveling. In this embodiment, the magnets are arranged at regular intervals in the center of the road to form guide lines, and as shown in FIG. 1, the magnets 25 for posts are embedded away from the guide lines 20.

본 실시예에서는 계수부에서 차량(10)이 지나온 자석의 개수를 계수할 때 발생할 수 있는 계수오차를 줄이기 위해 도1에는 정확히 도시되지 않았지만 유도선(20)의 991번째 자석부터 1000번째 자석까지 유도선(20) 주위에 포스트 1개씩을 설치하였다. 정확하게는, 991번째 자석과 평행하게 포스트의 시작을 알리는 포스트시작용 N극 자석을 설치하였고 1000번째 자석과 평행하게 포스트의 끝을 알리는 포스트종료용 N극 자석을 설치하였다. 그리고 992번째 자석부터 999번째 자석과 평행하게 포스트의 고유번호식별용 S극 자석을 10cm 간격으로 매설하거나 또는 도중에 누락시켜 8비트로 포스트의 고유번호를 나타내도록 하였다.In the present embodiment, to reduce the counting error that may occur when the vehicle 10 counts the number of magnets passed by the counting unit, although not exactly shown in FIG. 1, the 991 th magnet of the guide line 20 is induced from the 1000 th magnet. One post was installed around the line 20. To be precise, a post acting N-pole magnet was placed in parallel with the 991 th magnet and the post-acting N pole magnet was placed in parallel with the 1000 th magnet. The S-pole magnets for identification number identification of the posts were embedded at intervals of 10 cm in parallel with the 992th magnets and the 999th magnets, or omitted in the middle to indicate the unique numbers of the posts in 8 bits.

상기 포스트(25)는 일종의 자석이기 때문에 차량(10)이 유도선(20)을 따라 주행하는 도중, 포스트(25)에 근접하게 되면 포스트(25)의 자석에서 발생하는 자기장을 차량의 맨 좌측에 구성된 포스트용 자기저항센서(5)가 감지할 수 있다. 감지한 신호는 계수부에서 인식하며, 계수부에서는 지나온 자석의 개수가 991일 때 감지한 포스트는 포스트시작용 포스트로, 1000번째에서 감지한 포스트는 포스트종료용 포스트로 인식한다. 그리고 992번째 부터 999번째에서 감지한 포스트는 포스트 고유번호식별용 포스트로 인식한다.Since the post 25 is a kind of magnet, when the vehicle 10 approaches the post 25 while traveling along the guide line 20, the magnetic field generated by the magnet of the post 25 is located on the far left side of the vehicle. The post magnetoresistive sensor 5 can be detected. The detected signal is recognized by the counting unit, and the counting unit recognizes the post detected when the number of magnets passed by 991 as a post-starting post, and the post detected at the 1000th post as a post-ending post. And the post detected in the 992th to 999th is recognized as a post unique number identification post.

본 실시예에서는 상기와 같이 포스트시작 및 종료용 포스트의 자극은 N극으로 하고, 고유번호식별용 포스트는 S극으로 하였다. 이는 계수부에서 포스트의 시작, 종료 및 고유번호식별시 오차를 줄일 목적으로 자극을 달리한 것이다. 따라서, 본 실시예를 따르지 않고 포스트시작 및 종료용 포스트의 자극은 S극으로 하고, 고유번호식별용 포스트는 N극으로 하는 것도 가능하다. 또한, 포스트별로 자극을 달리하지 않고 모두 동일한 극으로 포스트를 구성하는 것도 가능하다. 즉, 10개의 모든 포스트를 N극으로 하든지 또는 S극으로 하는 것도 가능하다.In this embodiment, as described above, the magnetic poles of the post start and end posts are the N poles, and the posts for identification number identification are the S poles. This is a different stimulus for the purpose of reducing the error in the start, end and unique number identification of the post in the counting unit. Therefore, the magnetic poles of the post start and end posts may be S poles, and the identification number posts may be N poles, without following this embodiment. In addition, it is also possible to comprise posts with the same pole without having different stimulus for each post. That is, it is also possible to make all ten posts into N pole or S pole.

한편, 992번째 자석부터 999번째 자석에 평행하게 매설된 총 8개의 포스트 고유번호식별용 포스트의 배열방법에 따라 1부터 28= 256 까지 번호를 나타낼 수 있다. 따라서, 포스트에 1번부터 256번까지 고유번호를 부여하는 것이 가능하다.포스트의 고유번호는 포스트식별용 자기저항센서(5)가 상기 8개의 포스트를 지나치면서 출력하는 신호를 계수부가 분석함으로써 알아낸다.On the other hand, the number from 1 to 2 8 = 256 may be indicated according to the arrangement method of a total of eight post unique number identification posts buried parallel to the 992 th magnet to the 999 th magnet. Therefore, it is possible to assign a unique number from 1 to 256 to a post. The unique number of a post is obtained by analyzing the signal output by the post-sensitive magnetoresistive sensor 5 passing through the eight posts. Serve

본 실시예에서는 상기와 같이 8개의 포스트를 이용하여 8비트로 포스트의 식별번호를 나타내는 데 이용하였다. 그러나 본 실시예를 따르지 않고 10비트 또는 12비트 등으로 포스트의 식별번호를 나타내는 것도 가능하다.In this embodiment, the eight posts are used to indicate the post identification number in eight bits. However, it is also possible to indicate the identification number of the post in 10 bits or 12 bits or the like without following the present embodiment.

계수부는 포스트종료용 포스트가 나타나면 지금까지 계수해 온 자석의 개수를 0으로 리셋(reset)한다. 이는 자석의 개수를 리셋시킴으로써 계수부에서 계수오차가 발생하더라도 계속해서 오차가 누적되는 것을 방지하기 위한 것이다. 자석의 개수를 0으로 리셋한 후, 계수부는 다시 자석을 1부터 1000까지 계수하고, 종료용 포스트가 나타나면 다시 리셋하는 과정을 반복한다.The counter unit resets the number of magnets counted so far to zero when the post terminating post appears. This is to prevent the accumulation of errors even if a counting error occurs in the counter by resetting the number of magnets. After resetting the number of magnets to zero, the counter counts the magnets from 1 to 1000 again, and repeats the process of resetting again when the ending post appears.

한편, 상기 포스트(25)의 위치도 기지국(30)의 단말기(31)에 입력되어 있으며, 차량(10)이 주행하여 지나온 자석의 개수 뿐만 아니라 지나온 포스트(25)의 고유번호로 차량(10)의 위치검출이 가능하다. 기지국(30)의 단말기(31)에서 지도상에 차량(10)의 위치를 표시할 때는 차량(10)이 지나온 포스트의 고유번호와 자석의 개수를 참고하게 된다.On the other hand, the position of the post 25 is also input to the terminal 31 of the base station 30, the vehicle 10 by the unique number of the post 25 as well as the number of magnets passed by the vehicle 10 has passed. Position detection is possible. When the terminal 31 of the base station 30 displays the location of the vehicle 10 on the map, the terminal 10 refers to the unique number of the posts passed by the vehicle 10 and the number of magnets.

상기 계수부의 출력을 수학적으로 표현하면 P(n,m)으로 표시할 수 있다. 상기 P(n,m)에서 P는 차량마다의 고유식별코드이고, n은 포스트의 고유번호, m은 지나온 자석의 개수이다. 상기 계수부의 출력은 후술하는 무선모뎀(3)을 통하여 기지국(30)으로 전송된다.If the output of the counting unit is mathematically expressed, it may be expressed as P (n, m). In P (n, m), P is a unique identification code for each vehicle, n is a unique number of the post, m is the number of magnets passed. The output of the counting unit is transmitted to the base station 30 through the wireless modem 3 to be described later.

그리고 본 실시예에서는 도1상에는 도시하지 않았지만 분기점에도 포스트를설치하였다. 따라서, 차량(10)이 분기하여 포스트를 지나치게 되면 지나온 자석의 개수가 리셋되고 포스트의 고유번호가 인식된다. 본 실시예에서는 기지국(30)에서 차량(10)의 위치검출 및 표시를 용이하게 하기 위하여, 분기도로가 시작될 때마다 계수부에서 자석의 개수를 1부터 새롭게 계수하도록 포스트를 설치하였다.In this embodiment, although not shown in Fig. 1, posts are also provided at branch points. Therefore, if the vehicle 10 branches and posts too much, the number of magnets passed is reset and the unique number of the post is recognized. In this embodiment, in order to facilitate the position detection and display of the vehicle 10 in the base station 30, a post is installed so that the counting unit newly counts the number of magnets from 1 each time the branch road starts.

이상 상기한 바와 같이 본 실시예에서는 991번째 자석부터 1000번째 자석까지 그리고 분기점마다 포스트를 설치하여 오차율 감소 및 기지국(30)에서 차량(10)의 위치검출이 쉽도록 하였다. 그러나 본 발명에서 상기 포스트의 설치목적은 기지국(30)에서 현재 차량(10)이 진행하고 있는 도로를 가능한 한 오차없이 정확히 검출할 수 있도록 하기 위한 것이므로 포스트의 설치장소나 설치방법 등은 해당 포스트의 설치목적에 따라 적절하게 선정하는 것이 바람직하다.As described above, in the present embodiment, posts are provided from the 991 th magnet to the 1000 th magnet and at each branch point to reduce the error rate and to easily detect the position of the vehicle 10 at the base station 30. However, in the present invention, the purpose of installing the post is to allow the base station 30 to accurately detect the road currently being progressed by the vehicle 10 without errors as much as possible. It is desirable to select appropriately according to the purpose of installation.

다음으로, 차량(10)의 내부에는 기지국(30)과 통신을 하기위한 무선모뎀(5)이 구성되어 있으며, 이 무선모뎀(5)은 차량(10)이 주행도중 지나온 자석의 개수와 포스트의 고유번호를 일정한 시간간격으로 기지국(30)으로 차량(10)의 고유식별코드와 함께 전송한다.Next, a wireless modem 5 for communicating with the base station 30 is configured inside the vehicle 10, and the wireless modem 5 includes the number of magnets and posts passed by the vehicle 10 while driving. The unique number is transmitted to the base station 30 at a predetermined time interval together with the unique identification code of the vehicle 10.

계수부가 자기저항센서(1)의 출력신호를 미분하여 차량(10)이 지나온 자석의 개수와 포스트의 고유번호를 산출하여 상기 무선모뎀(5)으로 출력한다. 그러면, 무선모뎀(5)은 사전에 입력된 차량(10)의 고유식별코드와 계수부로부터 입력받은 자석과 포스트의 고유번호를 기지국(30)으로 전송한다. 기지국(30)으로 전송된 자석의 개수, 포스트의 고유번호 그리고, 차량(10)의 고유식별코드는 기지국(30)의 단말기(31)로 전달된다. 기지국(30)의 단말기(31)는 상기 고유식별코드를 갖는 차량(10)의 진행경로가 담긴 경로를 디스플레이하고, 자석의 개수와 포스트의 고유번호에 따라 상기 차량(10)의 위치를 디스플레이하게 된다. 이로써 자기저항센서(1)를 이용하여 차량(10)의 위치검출이 가능해진다.The counting unit differentiates the output signal of the magnetoresistive sensor 1, calculates the number of magnets passed by the vehicle 10 and the unique number of the post, and outputs it to the wireless modem 5. Then, the radio modem 5 transmits the unique identification code of the vehicle 10 previously input and the unique numbers of the magnet and the post received from the counting unit to the base station 30. The number of magnets transmitted to the base station 30, the unique number of the post, and the unique identification code of the vehicle 10 are transmitted to the terminal 31 of the base station 30. The terminal 31 of the base station 30 displays a path containing the progress path of the vehicle 10 having the unique identification code, and displays the position of the vehicle 10 according to the number of magnets and the unique number of the post. do. This enables the position detection of the vehicle 10 using the magnetoresistive sensor 1.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템은 도로상에 자석을 일정간격으로 배열하여 유도선을 형성하고, 차량에 자기저항센서를 부착하여 주행할 때 자기저항센서의 출력신호로부터 지나온 자석의 개수를 파악하여 무선모뎀을 통해 기지국으로 전송함으로써 기지국의 단말기에서 차량의 위치검출이 가능해진다. 이와 같은 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템은, 인공위성을 이용하여 차량의 위치를 추적할 때보다 오차율이 적고, 설치 및 관리유지비용이 적게 드는 이점이 있다. 본 발명은 차량위치추적시스템이나 첨단화물운송시스템 등에 이용할 수 있으며, 차량위치정보를 이용하여 차량간의 간격 및 배차순서, 용역 계획을 세우는데 유용하게 이용할 수 있다.As described above, the vehicle position detection system using the magnetoresistive sensor according to the present invention arranges magnets on the road at regular intervals to form a guide line, and attaches the magnetoresistive sensor to the vehicle to output the magnetoresistive sensor when driving. By detecting the number of magnets passed from the signal and transmitting to the base station through the wireless modem it is possible to detect the position of the vehicle in the terminal of the base station. The vehicle position detection system using the magnetoresistive sensor has an advantage that the error rate is smaller and the installation and maintenance maintenance cost is lower than when the position of the vehicle is tracked using the satellite. The present invention can be used for a vehicle location tracking system, an advanced cargo transportation system, and the like, and can be usefully used for establishing intervals, order of dispatch, and service plans between vehicles using vehicle location information.

Claims (6)

도로상에 자석을 일정한 간격으로 매설하여 형성된 유도선과;Guide lines formed by embedding magnets on the road at regular intervals; 기지국에서 파악하고 있는,사전에 입력된 진행경로에 따라 상기 유도선이 형성된 도로를 주행하는 차량에 부착된 자기저항센서와;A magnetoresistive sensor attached to a vehicle traveling on a road on which the guide line is formed according to a advance route inputted by the base station; 상기 차량내에 구성되고, 상기 자기저항센서의 출력신호를 분석하여 차량이 주행동안 지나온 자석의 개수를 계수하는 계수부와;A counting unit configured in the vehicle and counting the number of magnets passed by the vehicle while the output signal of the magnetoresistive sensor is analyzed; 상기 차량내에 구성되고, 상기 계수부가 계수한 자석의 개수와 차량의 고유식별코드를 기지국으로 전송하는 무선모뎀과;A wireless modem configured in the vehicle and transmitting the number of magnets counted by the counter and the unique identification code of the vehicle to a base station; 기지국에 설치되어 상기 무선모뎀으로부터 수신한 신호에 따라 상기 차량의 위치를 표시하는 단말기를 포함하여 구성되는 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템.Vehicle position detection system using a magnetoresistive sensor is installed in the base station comprising a terminal for displaying the position of the vehicle in accordance with the signal received from the wireless modem. 제 1 항에 있어서, 상기 유도선을 형성하는 자석은, N극-S극식의 상대극 배열방식으로 배열하는 것을 특징으로 하는 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템.2. The vehicle position detection system using a magnetoresistance sensor according to claim 1, wherein the magnets forming the induction line are arranged in a relative pole arrangement method of N pole-S pole type. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 유도선과 평행하게 설치되며, 자기저항을 이용하여 상기 기지국에서 현재 차량이 진행하고 있는 도로를 가능한 한 오차없이 정확히 검출할 수 있도록 하기 위하여 도로상의 특정지점마다 설치된 포스트와;A post installed in parallel with the induction line and installed at a specific point on the road so that the base station can accurately detect a road that is currently progressing by the vehicle using a magnetoresistance without error as possible; 상기 포스트를 검출하기 위하여 차량에 부착된 포스트식별용 자기저항센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템.And a magnetoresistive sensor for identifying a post attached to the vehicle to detect the post. 제 3 항에 있어서, 상기 포스트에는, 자석의 배열방법에 특징을 두어 해당 포스트에 고유번호를 부여하는 것을 특징으로 하는 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템.4. The vehicle position detection system using a magnetoresistive sensor according to claim 3, wherein the post is characterized by a method of arranging magnets and a unique number is assigned to the post. 제 4 항에 있어서, 상기 포스트는,The method of claim 4, wherein the post, 포스트의 시작을 알리는 포스트시작용 포스트와;A post-action post to announce the start of the post; 포스트의 고유번호를 나타내기 위한 포스트 고유번호식별용 포스트와;A post unique number identification post for indicating a unique number of the post; 포스트의 종료를 알리는 포스트종료용 포스트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템.A vehicle position detection system using a magnetoresistive sensor, characterized in that it comprises a post end for indicating the end of the post. 제 5 항에 있어서, 상기 포스트는, 포스트시작 및 종료용 포스트의 자극과 포스트 고유번호식별용 포스트의 자극을 달리하는 것을 특징으로 하는 자기저항센서를 이용한 차량위치검출시스템.6. The vehicle position detection system according to claim 5, wherein the post differs between a magnetic pole of a post start and end post and a magnetic pole of a post identification number identification post.
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