KR100381743B1 - 실내 위치 측정장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 위치 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 상기 장치의 케이스 하부에 장착되어 장치를 움직이게 하는 다수의 바퀴와; 상기 바퀴가 이동할 때마다 펄스를 발생시키는 펄스 엔코더(Pulse encoder)와; 상기 펄스 엔코더에 전원을 공급하며 상기 엔코더에서 발생된 펄스를 입력받아 이동 거리를 산출하여 데이터화하는 마이크로 프로세서와 전원부로 이루어진 제어장치(Control Unit)와; 상기 제어장치의 전원부에 전원을 공급하는 전원 공급장치와; 상기 전원 공급장치가 방전될 시 충전시키기 위한 전원 충전기와; 상기 제어장치에서 산출한 데이터를 눈으로 확인할 수 있도록 하는 디스플레이 수단으로 구성되며, 상기 장치에 추가적으로 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 인버터와 상기 인버터로부터 전원을 공급받아 작동되는 전파측정장치 또는 CCD 카메라를 장착하여 실내의 전파 분포위치 또는 입체영상을 얻을 수 있는 장치와 그 방법을 제공한다.

Description

실내 위치 측정장치 및 방법{An Indoor Position Finding Apparatus and Method}

본 발명은 실내의 거리 및 위치, 실내에 존재하는 전파의 위치별 분포를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 측정장치의 이동에 따라 변화되는 실내 위치정보를 파악하여, 건물 내부의 정확한 거리측정 및 전파측정, 그에 따른 실내의 평면 및 3차원 도면을 정확히 그리기 위한 실내 위치 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건물 내부의 거리를 측정하고, 평면이나 3차원 도면을 작성하는 경우에는 작업자가 손에 줄자나 거리측정기구 등을 들고 각 지점에서의 거리를 측정한 후 그 거리를 일정한 비율로 축소하여 도면을 그려왔다.

또한, 실내에 존재하는 전파의 경로 및 양에 따라 실내에 설치하는 전자장비들의 위치를 결정하여야만 전자장비들의 효율을 극대화할 수 있었다.

따라서, 건물 내부의 길이 및 넓이 그리고 높이 등을 측정하여 실내의 실측 평면도나 3차원 도면을 작성하기 위해서는 사람이 직접 줄자나 거리측정장비를 이용하여 거리를 측정하고 넓이를 계산하며, 이를 축소하여 도면을 그려야 하므로 작업 속도가 느리고 정확하지 못하다는 문제점이 있었다.

또한, 실내의 전파위치를 측정하기 위해서는 사람이 전파측정장치 또는 개인 휴대폰을 직접 손에 들고 실내의 각 지점에 위치하여 전파의 양을 측정하고, 실내 도면 상에 전파 분포에 따른 그림을 손으로 작성한 후, 전파의 영향을 적게 받는 부분에 전자장비를 설치하였다.

그러나 실내전파를 측정하는 경우 사람이 측정장비를 들고 직접 걸어 다니면서 측정해야 하기 때문에 위치에 대한 정밀성이 없고 데이타를 수작업을 통해 종이나 휴대용 컴퓨터 등에 기록하기 전에는 자동으로 저장할 수 없어 실내 전파 위치 등에 관한 정확한 도면을 작성하기 어렵고 시간과 인력 소비가 많다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 실내 위치 측정장치를 실내에서 이동시켜 주는 것만으로 거리 및 전파 위치 등을 정확히 실측하여 정밀도를 향상시키고 작업의 효율성을 극대화시키며 작업 비용을 저가격화하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 실내 위치를 측정하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치의 케이스 하부에 장착되어 장치를 움직이게 하는 바퀴와, 상기 바퀴가 이동할 때마다 펄스를 발생시키는 펄스 엔코더와, 상기 펄스 엔코더에 전원을 공급하는 전원부와 상기 엔코더에서 발생된 펄스를 입력받아 이동 거리를 산출하여 데이터화하는 마이크로 프로세서로 이루어진 제어장치와, 상기 제어장치의 전원부에 전원을 공급하는 전원 공급장치와, 상기 전원공급장치가 방전될 경우 충전시키기 위한 전원 충전기와, 상기 전원 공급장치로부터 전원을 공급받아 바퀴가 위치한 곳의 전파를 측정하는 전파측정장치와, 상기 제어장치에서 산출한 데이터와 전파측정장치에서 측정한 전파정보를 확인할 수 있도록 하는 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 측정장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 실내위치 측정장치를 이용하여, 전원을 온 시켜 온 시켜 데이터를 초기화 하는 단계와; 상기 초기화된 장치를 원하는 방향으로 이동시키는 단계와; 상기 장치가 이동되면서 회전하는 바퀴의 회전수를 입력받아 펄스 엔코더에서 펄스를 발생시켜 제어장치로 출력하는 단계와; 상기 제어장치에 입력된 펄스를 제어장치의 마이크로 프로세서에서 처리하여 속도, 각도, 거리의 위치 데이터 값을 얻는 단계와; 상기 바퀴가 이동될 때마다 전파측정장치로부터 각 이동위치의 전파분포를 측정하는 단계와; 상기 측정된 전파분포 데이터를 위치 데이터와 함께 디스플레이 수단으로 전송하는 단계와; 상기 전송된 데이터를 메모리에 저장하고 측정된 위치값과, 위치값 변화에 따른 전파값을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내위치 측정방법을 제공한다.

도1은 본 발명에 따른 실내 위치 측정장치의 구성을 나타낸 블럭도.

도2는 본 발명에 따른 실내 위치 측정장치에 사용되는 마이크로프로세서의 위치측정 방법을 나타낸 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 바퀴 2 : 펄스 엔코더

3 : 제어장치 4 : 전원공급장치

5 : 전원충전장치 6 : 디스플레이 수단

7 : 인버터

8 : 전파측정장치 또는 CCD카메라

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 실내 위치 측정장치를 나타낸 것으로써, 상기 측정장치 케이스(도시하지 않음) 하부의 바닥과 접하는 부분에 케이스를 밀어 이동시킬 수 있는 적어도 1개 이상의 바퀴(1)가 설치되어 있고, 상기 바퀴와 연결하여 바퀴가 이동함으로써 발생하는 이동량을 감지하여 펄스로 변환시켜주는 펄스 엔코더(2)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 펄스 엔코더(2)에서 발생한 펄스를 위치 데이터로 변환시키는 마이크로프로세서와 상기 엔코더에 전원을 공급하는 전원부로 이루어진 제어장치(3, Control Unit)가 연결되어 있다. 또한, 상기 제어장치(3)의 전원부에 전원을 공급하는 전원 공급장치(4)가 설치되어 있으며, 상기 전원 공급장치(4)가 방전되어 더이상 전원을 공급하지 못할 경우 상기 전원 공급장치(4)를 충전하기 위한 전원 충전기(5)가 설치되어 있다. 또한, 측정장치에는 상기 제어장치(3)의 마이크로프로세서에서 발생된 데이터를 작업자가 눈으로 확인할 수 있게 하는 디스플레이 수단(6)이 설치된다. 이때, 상기 디스플레이 수단(6)은 모니터만을 별도로 상기 케이스에 설치할 수도 있고, 상기 마이크로프로세서를 노트북에 연결하여 노트북을 디스플레이 수단으로 사용할 수도 있다.

상술한 실내위치 측정장치를 이용한 거리측정방법은 전원을 온 시켜 데이터를 초기화하고, 상기 초기화된 장치를 원하는 방향으로 이동시킨다. 이때, 상기 장치가 이동되면서 회전하는 바퀴(1)의 회전수를 감지하여 펄스 엔코더(2)에서 펄스를 발생시키고 이를 제어장치(3)로 출력하게 된다. 다음에 상기 제어장치(3)는 입력된 펄스를 이용하여 마이크로프로세서에서 컴퓨터가 읽을 수 있는 데이터 값으로 변환시킨다. 이때 본 발명에서는 이를 아스키값으로 변환시킨다. 상기 얻어진 데이터를 시리얼 통신 방식으로 디스플레이 수단으로 전송하고, 상기 전송된 데이터를 상기 디스플레이 수단(6)의 메모리에 저장하며 화면상에 표시함으로써 측정자는 측정하고자 하는 위치 값을 정확히 얻을 수 있다.

도 2는 상기 실내 위치 측정장치의 제어장치의 마이크로프로세서가 위치데이터를 출력하는 순서를 나타낸 것으로, 최초 전원이 인가되면 내부동작을 리셋(Reset)하여 시스템을 초기화한다. 상기 리셋에 의한 시스템 초기환경 설정 및 변수 초기화는 마이크로프로세서와 저장장치의 환경설정 및 변수를 초기화하고 펄스 엔코더에서 펄스의 출력여부를 점검한다. 이때, 펄스가 입력되면 펄스의 주기차에 의해 전진 주행인지 후진주행인지를 점검하고, 전진 주행일 경우 펄스변수 값을 1 증가시키고, 후진 주행일 경우 펄스변수 값을 1 감소시킨다. 상기와 같은 동작은 펄스가 입력될 때마다 수행된다. 그리고, 10ms 마다 이 펄스변수 값으로 거리, 속도 및 각도를 계산한다. 계산 후에는 펄스 변수값을 0으로 리셋킨다. 상기 각도를 정확하게 측정하기 위해서는 방향센서인 Gyro를 사용하여 각도 데이터를 측정할 수도 있다.

만약 펄스 엔코더에서 펄스가 출력되지 않는 경우 10ms가 0으로 되고 T_Flag1이 10ms인지를 판단하여 아니라면 다시 엔코더로부터 펄스 출력여부를 판단하는 과정부터 수행하고, T_Flag1이 10ms라면 펄스값으로 각도, 속도 그리고 거리를 계산하고 T_Flag2가 100ms(second)인지를 판단한다. 이때 T_Flag2가 100ms가 아니라면 펄스의 출력여부의 판단부터 다시 수행하고, T_Flag2가 100ms이라면 속도, 각도, 거리의 값을 아스키 코드로 변환한다. 여기서, T_Flag는 시간 플래그 즉 인터럽트 플래그로서 T_Flag1은 시간이 10ms가 되면 세트(SET)되어서 10ms가 되었다는 것을 알려주고, T_Flag2는 100ms가 되면 세트되어서 100ms가 되었다는 것을 알려주는 것이다. 상기와 같이 시간이 되었다고 알려주고 이들 플래그 신호는 바로 리셋된다. 그리고 나서 또 다시 지정된 시간이 되면 상기와 같은 동작을 반복하게 된다.

상기한 동작의 반복에 의해 100ms가 될때까지 반복하면서 계산된 거리, 속도, 각도 값을 누적하고, 100ms가 되면 누적된 거리, 속도, 각도와 마이크로프로세서에서 계산된 시간 데이터를 아스키 코드로 변환하여 시리얼 통신으로 출력하고, 누적된 거리, 속도, 각도는 0으로 리셋시킨다.

상기 마이크로프로세서는 상술한 바와 같은 동작을 지속적으로 반복한다.

그러나, 상기와 같은 구성으로는 실내의 위치 및 거리를 측정할 수 있을 뿐 다른 기능은 갖지 못한다.

따라서, 상기 케이스의 일측에 상기 전원 공급장치로부터 교류 전원을 공급할 수 있도록 하기 위한 인버터(7)와, 상기 인버터에 의해 교류 전원을 공급받는 실내 전자파 측정장치 또는 CCD 카메라(8)를 설치한다.

상기 전자파 측정장치를 설치하게 되면 실내 위치 측정장치가 이동하면서 측정된 위치에서 전자파를 측정할 수 있으므로 실내에 분포하는 전자파 지도를 작성할 수 있으며, 상기 CCD카메라를 장착하는 경우에는 건물 내부 실내의 3차원 지도를 작성할 수 있게 된다.

만약 실내 위치 측정장치에 전파측정장치를 탑재하여 거리를 측정하게 하고, 위치가 이동될 때마다 전파측정장치에서 측정된 전파 데이터를 디스플레이수단으로 전송하게 하면, 바퀴가 이동하면서 측정된 거리량에 따라 전파값이 디스플레이 상에 나타나게 되어 실내의 전파 분포도를 용이하게 작성할 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 실내 위치 측정장치는 현재 사용중인 건물 등의 실내 거리 및 위치정보를 용이하게 측정할 수 있도록 하고, 부가적인 전자파측정장치와 CCD 카메라의 손쉬운 부착만으로 실내의 전파측정과 실내 3차원 도면을 용이하게 얻을 수 있도록 한다.

Claims (6)

1. 실내 위치를 측정하기 위한 장치에 있어서,

   상기 장치의 케이스 하부에 장착되어 장치를 움직이게 하는 바퀴와;

   상기 바퀴가 이동할 때마다 펄스를 발생시키는 펄스 엔코더와;

   상기 펄스 엔코더에 전원을 공급하는 전원부와 상기 엔코더에서 발생된 펄스를 입력받아 이동 거리를 산출하여 데이터화하는 마이크로 프로세서로 이루어진 제어장치와;

   상기 제어장치의 전원부에 전원을 공급하는 전원 공급장치와;

   상기 전원공급장치가 방전될 경우 충전시키기 위한 전원 충전기와;

   상기 전원 공급장치로부터 전원을 공급받아 바퀴가 위치한 곳의 전파를 측정하는 전파측정장치와;

   상기 제어장치에서 산출한 데이터와 전파측정장치에서 측정한 전파정보를 확인할 수 있도록 하는 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 측정장치.
2. 삭제
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전파측정장치를 대신하여 CCD카메라를 장착하여 실내의 3차원 입체정보를 얻을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 실내위치 측정장치.
4. 제1항의 실내위치 측정장치를 이용하여, 전원을 온 시켜 온 시켜 데이터를 초기화 하는 단계와;

   상기 초기화된 장치를 원하는 방향으로 이동시키는 단계와;

   상기 장치가 이동되면서 회전하는 바퀴의 회전수를 입력받아 펄스 엔코더에서 펄스를 발생시켜 제어장치로 출력하는 단계와;

   상기 제어장치에 입력된 펄스를 제어장치의 마이크로 프로세서에서 처리하여 속도, 각도, 거리의 위치 데이터 값을 얻는 단계와;

   상기 바퀴가 이동될 때마다 전파측정장치로부터 각 이동위치의 전파분포를 측정하는 단계와;

   상기 측정된 전파분포 데이터를 위치 데이터와 함께 디스플레이 수단으로 전송하는 단계와;

   상기 전송된 데이터를 메모리에 저장하고 측정된 위치값과, 위치값 변화에 따른 전파값을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내위치 측정방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 마이크로프로세서에서 위치 데이터를 얻는 방법은 펄스 엔코더로부터 입력된 펄스를 분석하여 장치가 전진 주행중인지 후진 주행중인지를 판단하는 단계와;

   전진 주행일 경우 펄스 변수값을 1 증가시키고, 후진 주행중일 경우 펄스 변수값을 1 감소시키는 단계와;

   T_Flag1이 10ms일 경우 펄스값으로 각도, 속도 그리고 거리를 계산하여T_Flag2가 1s인지를 판단하는 단계와;

   상기 T_Flag2가 100ms가 아니라면 펄스 출력여부를 다시 판단하고, T_Flag2가 100ms라면 속도, 각도, 거리 값을 아스키 코드로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내위치 측정방법.
6. 삭제