KR100441325B1 - Ｒｆ 모듈을 이용한 위치 방향 추적 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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KR100441325B1 KR10-2002-0014401A KR20020014401A KR100441325B1 KR 100441325 B1 KR100441325 B1 KR 100441325B1 KR 20020014401 A KR20020014401 A KR 20020014401A KR 100441325 B1 KR100441325 B1 KR 100441325B1
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Abstract

본 발명에 따른 위치 방향 추적 시스템은 송신 및 수신을 위한 RF 모듈 및 안테나를 구비한 대상단말기; 및 상기 대상단말기의 RF 모듈과의 송신 및 수신을 위한 RF 모듈 및 안테나를 구비하고, 상기 대상단말기의 RF 모듈로부터 수신된 신호를 분석하기 위한 프로세싱 수단을 구비하는 추적단말기로 이루어지고, 상기 대상단말기의 RF 모듈은 상기 추적단말기의 RF 모듈로부터 송신된 콜 신호를 수신함으로써 모든 방향으로 전파를 방사하고, 상기 추적단말기는 모든 방향을 스캐닝 함으로써 상기 대상단말기로부터 방사된 전파를 탐지하는 것을 특징으로 한다. 아울러 본 발명에 따른 위치 방향 추적 시스템은 보다 효과적인 위치 및 방향의 추적을 위하여 셀 기지국과의 교신을 위한 휴대폰 모듈 또는 GPS 위성과의 교신을 위한 GPS 모듈을 구비할 수 있다.

Description

ＲＦ 모듈을 이용한 위치 방향 추적 시스템 및 그 방법{Location and Direction Tracing System Using RF Module and Method thereof}
발명의 분야
본 발명은 위치 추적 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 그 위치를 파악하고자 하는 대상단말기와 위치를 추적하는 추적단말기간에 직접적으로 위치 및 방향에 관한 정보를 송수신함으로써 실시간 위치 및 방향 정보를 역동적으로 파악할 수 있는 위치 방향 추적 시스템에 관한 것이다.
발명의 배경
위치추적시스템은 측량, 자동차 위치 정보 제공, 미아 찾기, 항공기 운항, 야생물 생태 관찰 등 그 다양한 이용 가능성으로 인하여 관심이 지대하며 또한 이미 상당한 기술의 진척이 되고 있는 중이다.
일반적으로 잘 알려진 위치 추적 시스템으로는 GPS(Global Positioning System)를 들 수 있는데, 이는 미국 국방성(Department of Defence)에서 군사목적으로 쏘아 올린 GPS위성이 지구 전역을 공전하면서 전송하는 GPS신호를 수신하여 사물의 위치를 파악하는 시스템이다. 이러한 GPS 위성에서 제공되는 위성신호제공 서비스는 고의적으로 위치 정확도를 떨어뜨리기 위한 SA(Selective Availability)기능이 있는 SPS(Standard Positioning Service)와 미국 정부에 의해 승인된 경우에만 사용이 가능한 PPS(Precise Positioning Service)가 있다. 상기 SPS의 경우는 SA에 의한 오차뿐만 아니라 위성배치상태, 기상상태, 건물/숲 등 GPS신호의 전파에 영향을 줄 수 있는 많은 요소로 인해 위치에러의 정도가 크다. 물론 최근에는 12채널 수신기의 사용과 한 지점에서 계속해서 수신하는 위치평균기법(position averaging)을 통하여 위치 오차를 줄일 수 있으나 GPS 서비스 사용료가 과대하고 비싸고 또한 이동 중인 위치에 대한 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 아울러 이동중인 대상의 위치정보는 얻을 수 있으나, 상기 위치정보를 원하는 사용자에게 상기 대상의 변하는 위치를 실시간으로 제공하기는 어려우며 또한 과도한 비용이 든다는문제점이 있다.
또 다른 위치추적시스템으로는 휴대폰의 셀 기능을 사용하는 것을 들 수 있다. 대용량 통신처리 시스템으로서 셀(cell)방식의 구조에 기초한 PCS/Cellular 통신망은 개인용 휴대 통신 단말기가 주기적으로 셀 단위의 위치정보인 기지국의 ID를 교환기를 통해 전송하여 HLR(Home Location Register) 및 VLR(Visitor Location Register)로 방문자 위치 등록기에 등록하므로, GPS 수신기를 사용하지 않고도 상기 등록된 셀 단위의 위치정보를 이용하여 개인휴대통신단말기의 위치를 대략적으로 측정할 수 있다. 이러한 위치 등록기로부터 사용자의 현재 위치를 개략적으로 파악하고 보다 정확한 위치파악을 위해서는 사용자로부터 전송되는 신호의 강도 및 주기 등을 분석한다. 그러나 이러한 방식은 상기 기지국으로부터 전송되는 신호를 통합하여 처리할 수 있는 중앙처리 시스템이 요구되며, 특히 사용자가 하나의 셀로부터 다른 셀로 이동한 경우에는 모든 연산을 다시 하여야 하고, 셀 단위의 위치정보 외에 이동중인 대상의 변하는 위치를 실시간으로 직접 사용자에게 제공할 수는 없다는 단점이 있다.
이에 본 발명자는 위치를 파악하고자 하는 대상단말기와 직접적으로 연결되어 상기 대상단말기의 위치 및 방향을 동시에 추적함으로써 정확한 현재 위치를 실시간으로 제공하고, 아울러 대상단말기를 소지한 이용자의 별도 조작이 없이 추적단말기만의 조작으로 대상단말기의 위치 및 방향을 파악함으로써 미아 찾기에 특히 적합한 위치 및 방향 추적 시스템 및 그 방법을 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 단말기간에 직접적으로 위치정보를 추적할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대상단말기의 위치가 추적단말기에 직접 표시되는 위치 추적 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 위치를 파악하고자 하는 대상단말기와 위치를 추적하는 추적단말기에 각각 RF 모듈을 설치함으로써 대상단말기의 위치를 직접적으로 파악할 수 있는 위치 추적 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 위치를 파악하고자 하는 대상단말기가 추적단말기로부터 떨어진 거리 및 방향을 파악할 수 있는 위치 및 방향 추적 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 셀룰러 통신망과 결합하여 대상단말기의 위치 및 방향을 직접적으로 파악할 수 있는 위치 및 방향 추적 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 GPS와 결합하여 대상단말기의 위치 및 방향을 직접적으로 파악할 수 있는 위치 및 방향 추적 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대상단말기를 소지한 이용자로 하여금 별도의 조작을 요구하지 않고 추적단말기만의 조작으로 대상단말기의 위치 및 방향을 파악할 수 있는 위치 방향 추적 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미아 방지 및 미아의 위치 및 방향을 실시간으로 파악할 수 있는 위치 및 방향 추적 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
제1도는 본 발명에 따른 제1 구체예로서 단말기간 직접 위치 및 방향을 추적하기 위한 위치 방향 추적 시스템에 있어서 대상단말기 및 추적단말기의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.
제2도는 제1도에 따른 단말기간의 직접적인 위치 및 방향을 추적하기방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
제3도는 본 발명에 따른 제2 구체예로서 셀룰러 통신망을 이용하여 단말기간의 직접적인 위치 및 방향을 추적하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
제4도는 제3도에 따른 셀룰러 통신망을 이용하여 단말기간의 직접적인 위치 및 방향을 추적하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
제5도는 본 발명에 따른 제3 구체예로서 GPS를 이용하여 위치 방향을 추적하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
제6도는 제5도에 따른 GPS를 이용하여 단말기간의 직접적인 위치 및 방향을 추적하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *
10 : 추적단말기 11 : 추적단말기 안테나
12, 22 : RF 모듈 13, 23 : A/D 컨버터
14, 24 : 프로세서 15, 25 : RAM
16, 26 : ROM 17 : 디스플레이
20 : 대상단말기 21 : 대상단말기 안테나
30 : 셀 기지국 40 : 대상단말기휴대폰모듈
50 : 추적단말기휴대폰모듈 60 : GPS위성
70 : GPS모듈 80 : 위치정보전송모듈
90 : 위치정보수신모듈 100 : 신호변환기
110 : 지리정보시스템(GIS)
발명의 요약
본 발명에 따른 위치 방향 추적 시스템은 송신 및 수신을 위한 RF 모듈 및 안테나를 구비한 대상단말기; 및 상기 대상단말기의 RF 모듈과의 송신 및 수신을 위한 RF 모듈 및 안테나를 구비하고, 상기 대상단말기의 RF 모듈로부터 수신된 신호를 분석하기 위한 프로세싱 수단을 구비하는 추적단말기로 이루어지고, 상기 대상단말기의 RF 모듈은 상기 추적단말기의 RF 모듈로부터 송신된 콜 신호를 수신함으로써 모든 방향으로 전파를 방사하고, 상기 추적단말기는 모든 방향을 스캐닝 함으로써 상기 대상단말기로부터 방사된 전파를 탐지하는 것을 특징으로 한다. 아울러 본 발명에 따른 위치 방향 추적 시스템은 보다 효과적인 위치 및 방향의 추적을 위하여 셀 기지국과의 교신을 위한 휴대폰 모듈 또는 GPS 위성과의 교신을 위한 GPS 모듈을 더 구비할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
제1도는 본 발명에 따른 제1 구체예로서 단말기간 직접 위치 및 방향을 추적하기 위한 위치 방향 추적 시스템에 있어서 대상단말기 및 추적단말기의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다. 단말기간 직접적으로 위치 및 방향을 추적하기 위한 시스템의 경우 그 현재 위치를 파악하고자 하는 대상단말기(20)와 상기 대상단말기의 위치를 추적할 수 있는 추적단말기(10)가 하나의 추적 시스템을 구성한다. 상기 추적단말기(10)는 신호의 송신 및 수신을 위한 안테나(11), 신호를 고주파로 변경하거나 또는 수신한 고주파를 원래의 주파수로 낮추는 역할을 하는 RF 모듈(12), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터(13), 상기 대상단말기로부터 수신된 신호의 분석 및 상기 추적단말기의 신호 제어를 담당하는 프로세싱 수단, 및 상기 분석된 결과를 표시하기 위한 디스플레이(17)를 포함하여 이루어진다. 상기 프로세싱 수단은 프로세서(14), RAM(15), 및 ROM(16)으로 이루어진다.
바람직하게는 상기 안테나(11)는 야기(YAGI) 안테나를 사용함으로써 상기 대상단말기의 위치뿐만 아니라 방향도 파악할 수 있도록 한다. 구체적으로 살피면 상기 대상단말기로부터 송신된 방향신호를 상기 추적단말기가 수신하는 경우에 수신된 전파의 절대적인 강도를 분석함으로써 상기 대상단말기가 상기 추적단말기로부터 떨어진 거리를 파악하는 것이 가능하며, 이는 이미 위치추적 분야에서는 널리 알려진 기술이다. 대상단말기가 추적단말기로부터 떨어져 위치하는 방향을 알기 위하여 본 발명에서는 상술한 야기 안테나를 구비하고 상기 야기 안테나의 방향에 따른 수신 신호의 강도 차이를 분석함으로써 상기 대상단말기가 위치한 방향을 파악할 수 있다. 이를 위하여 상기 추적단말기를 소지하는 이용자는 상기 추적단말기의안테나의 방향을 360°회전시키거나 또는 상기 안테나가 자동으로 360°회전할 수 있는 수단, 예를 들면 모터와 같은 구동부를 구비함으로써 가능하다.
상기 프로세싱 수단은 상기 추적단말기의 제반 운영 프로그램을 저장한 ROM(16), 상기 대상단말기와의 교신 과정에서 발생하는 제반 데이터의 저장을 위한 RAM(15), 및 상기 ROM(16)에 저장된 프로그램에 따라 신호를 송신하고 상기 대상단말기로부터 수신된 신호를 분석하며, 아울러 상기 RAM(15)에 저장된 데이터를 처리하기 위한 프로세서(14)로 구성된다. 상기 프로세서(14)는 상기 대상단말기로부터 수신한 방향신호를 분석함에 있어서, 거리에 따른 방향신호의 절대적 강도 및 방향에 따른 상기 방향신호의 상대적 강도를 분석하게 된다.
상기 디스플레이(17)는 상기 프로세서(14)에 의해 분석된 결과, 즉 상기 대상단말기의 위치 및 방향을 표시하기 위한 것으로서, 디지털 방식 및 아날로그 방식 모두 가능하다. 즉 상기 대상단말기의 거리 및 방향을 표시함에 있어서 디지털 숫자로 표현하거나 또는 추적단말기를 그 중심으로 하는 다수개의 동심원을 이용하여 표현할 수 있다. 또한 상기 추적단말기가 조작부(도시되지 않음)를 더 포함하여 이루어지고, 이용자가 상기 조작부를 통하여 콜 신호의 송신, 웨이크업 신호의 수신에 따른 콜 신호의 송신 중단 및 방향신호 탐지 준비 등을 조작할 수 있도록 한다. 다만 이 경우에 있어서는 상기 디스플레이(17)는 상기 대상단말기로부터 웨이크업 신호를 수신하였는지 여부를 표시할 수 있도록 한다. 또 다른 형태로는 콜 신호의 송신 중단 및 방향신호 탐지 준비에 대해서는 그 과정을 처리할 수 있는 프로그램을 상기 ROM(16)에 저장함으로써 콜 신호의 송신을 제외하고는 이용자의 별도조작이 없이도 웨이크업 신호의 수신과 더불어 자동으로 콜 신호의 송신 중단과 방향신호 탐지 준비가 이루어지도록 할 수도 있다. 이는 이용자의 필요에 따라 적절히 선택할 수 있는 사항이다.
상기 대상단말기(20)는 상기 추적단말기(10)가 위치를 파악하고자 하는 대상이 되는 단말기이다. 상기 대상단말기(20)는 신호의 송신 및 수신을 위한 안테나(21), 신호를 고주파로 변경하거나 또는 수신한 고주파를 원래의 주파수로 낮추는 역할을 하는 RF 모듈(22), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터(23), 및 신호의 송신 및 수신을 제어하기 위한 프로세서(24)를 포함하여 이루어진다. 바람직하게는 상태표시 LED(도시되지 않음)를 더 포함하여 이루어지고, 이를 통하여 대상단말기의 현재 배터리의 잔류량 또는 상기 추적단말기로부터의 콜 신호 수신 여부를 표시하게 할 수도 있다.
상기 프로세서(24)는 대상단말기의 전체적인 작동을 제어하기 위한 것으로서, 특히 추적단말기와의 교신을 위한 신호를 제어하기 위한 것이다. 상기 프로세서에 의하여 상기 추적단말기로부터 수신한 콜 신호에 응답하여 웨이크업 신호를 상기 추적단말기에 송신한다. 상기 웨이크업 신호는 추적단말기로부터의 콜 신호를 대상단말기가 수신했음을 알림과 동시에 추적단말기로 하여금 방향신호를 수신할 준비를 하게 한다. 상기 웨이크업 신호의 수신을 통하여 추적단말기는 대상단말기가 RF 모듈로부터 송신된 신호의 수신범위 내에 있음을 알 수 있게 된다.
본 발명에 따른 추적단말기 및 대상단말기는 별도의 단말기로서 구현할 수 있을뿐더러 종래의 휴대폰 또는 시계 등과 같은 장치에 추가적으로 설치함으로써구현할 수 있다. 특히 후술할 셀룰러 통신망과의 결합을 통한 추적 시스템에 있어서는 종래의 휴대폰에 구현함으로써 별도의 휴대폰 모듈을 설치하는 번거로움을 제거할 수 있다.
제2도는 제1도에 따른 단말기간의 직접적인 위치 및 방향을 추적하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 상기 추적단말기(10)는 상기 대상단말기의 위치 및 방향을 파악하려는 과정을 시작함을 상기 대상단말기에 알리기 위한 콜 신호를 송신한다(S110). 이를 위하여 상기 대상단말기(20)는 상기 추적단말기로부터의 신호를 수신할 수 있도록 항상 대기 상태(standby)를 유지한다. 상기 콜 신호를 수신한 대상단말기(20)는 상기 추적단말기(10)로 웨이크업 신호를 송신한다(S120). 상기 웨이크업 신호를 수신함으로써 상기 추적단말기는 콜 신호의 송신을 중지(S130)하고 상기 대상단말기로부터의 추가 신호, 즉 방향신호를 수신할 준비를 한다. 상기 웨이크업 신호를 수신함으로써 상기 추적단말기와 상기 대상단말기는 일정한 범위, 즉 상기 RF 모듈의 성능에 따른 전파 수신 가능 범위 내에 위치하고 있음을 알게 된다.
상기 웨이크업 신호를 송신한 대상단말기(20)는 모든 방향으로 방향신호를 송신한다(S140). 상기 대상단말기는 현재 상기 추적단말기의 위치를 알 수 없으므로 상기 방향신호는 모든 방향으로 발신되어야 하며, 마찬가지로 상기 추적단말기 또한 현재 상기 대상단말기의 위치를 알 수 없으므로 모든 방향을 스캐닝함으로써 상기 방향신호를 탐지한다(S150). 이를 위하여 상술한 바와 마찬가지로 대상단말기의 안테나(21)는 전방향 안테나이며, 추적단말기의 안테나(11)는 야기 안테나이다. 상기 대상단말기가 상기 방향신호를 발신하는 시간을 전원(도시되지 않음)의 용량 및 RF 모듈의 성능 등에 따라 사전에 일정하게 정해두는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 일정시간이 경과한 경우 대상단말기는 시스템 초기화를 통하여 처음 상태인 신호대기상태를 다시 유지하도록 한다.
상기 방향신호를 수신한 추적단말기는 상기 방향신호의 절대적인 강도를 측정함으로써 상기 대상단말기와의 거리를 파악하며, 아울러 야기 안테나가 지향하는 방향을 변동함으로써 수신되는 방향신호의 강도 차이를 통하여 상기 대상단말기가 위치하는 방향을 파악한다(S170). 이렇게 파악된 상기 대상단말기의 거리 및 방향을 디스플레이(17)를 통하여 출력한다(S180).
바람직하게는 상기 방향신호의 수신강도가 사전에 설정된 일정 기준값보다 작은 경우에는 위치분석 단계(S170)로 넘어가지 않고 방향신호의 탐지 단계(S150)를 반복하는 단계(S160)를 더 포함할 수 있다.
제3도는 본 발명에 따른 제2 구체예로서 셀룰러 통신망을 이용하여 단말기간의 직접적인 위치 및 방향을 추적하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다. 제1도에서 구현한 단말기간의 직접적인 위치 파악 시스템의 경우 안테나 및 RF 모듈의 성능에 따라 정해지는 일정 범위를 벗어나게 되면 상기 추적단말기와 대상단말기의 교신이 불가능하므로 위치 파악을 할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 본 구체예에 있어서는 종래의 셀 방식, 예를 들면 PCS/Cellular 통신망을 이용한 휴대폰 위치 추적 시스템을 결합한 단말기간의 직접적인 위치 추적 시스템을 제공한다.
본 시스템은 제1 구체예에 따른 추적단말기(10)와 대상단말기(20)에 각각 셀 기지국(Base Station)과의 송신 및 수신을 위한 휴대폰 모듈(40, 50)을 설치하고, 이를 통하여 상기 대상단말기가 현재 속하는 셀 단위의 위치정보를 파악한다. 구체적으로 살피면, 셀룰러 통신망을 이용하는 휴대폰의 경우 각각의 휴대폰은 현재 속하는 셀의 기지국의 ID를 방문자 위치 등록기에 기록하게 되며, 상기 방문자 위치 등록기에 기록된 셀의 ID는 추적단말기의 휴대폰 모듈(50)을 통하여 수신된다. 보다 구체적으로 살피면, 상기 대상단말기의 휴대폰 모듈(40)은 셀 기지국과의 주기적인 신호 교환을 위한 것으로서, 이를 위하여 상기 대상단말기는 일정한 주기에 따라 셀 기지국과의 신호교환을 하는 것에 관한 프로그램을 저장하는 ROM(26)을 더 포함하여 이루어진다.
일반적으로 각각의 셀은 도심의 경우 반경 150M, 노지 또는 평지의 경우 500M 정도를 기준으로 하므로 대상단말기가 현재 속하는 셀 내부에서는 상기 대상단말기와 추적단말기의 직접적인 교신이 가능해 진다. 즉 대상단말기와의 직접적인 교신이 불가능하게 멀리 떨어진 경우 대상단말기가 속하는 셀 정보를 획득하고, 이를 기초로 대상단말기가 속하는 셀로 추적단말기가 이동함으로써 상기 대상단말기와 추적단말기의 직접적인 위치 파악이 가능한 것이다.
바람직하게는 상기 대상단말기가 속하는 셀 ID에 대응하는 지역에 관한 정보, 예를 들면 시, 구, 동, 또는 주요 건물 이름 등을 제공하기 위한 셀 위치정보 제공 수단(도시되지 않음)을 더 포함하며, 상기 셀 위치정보 제공 수단은 중앙 기지국(도시되지 않음) 또는 추적단말기에 설치될 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 추적단말기의 프로세서에 의하여 분석된 대상단말기의 위치에 관한 정보를 지리정보, 예를 들면, 도시 이름, 구 이름, 동 이름, 또는 건물 이름 등으로 바꾸어 주는 GIS(지리정보시스템, 110)를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 GIS는 하나의 모듈로서 상기 추적단말기에 구비되거나 또는 상기 대상단말기 및 추적단말기와는 별도로 독립된 시스템으로서 상기 추적단말기에 연계되어 지리정보를 제공할 수도 있다.
제4도는 제3도에 따른 셀룰러 통신망을 이용하여 단말기간의 직접적인 위치 및 방향을 추적하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 상술한 바와 같이, 셀룰러 통신망을 이용하는 경우는 대상단말기와 추적단말기의 거리가 충분히 멀리 떨어져 있음으로 인하여 상기 단말기가 구비하는 RF 모듈의 수신 가능 범위를 벗어나는 경우에 대한 대비책으로 적합하다.
이를 위하여 우선 대상단말기(20)와 셀 기지국(30)과의 교신을 통하여 방문자 위치 등록기에 기록된 상기 대상단말기가 현재 속하는 셀 ID를 상기 추적단말기가 획득한다(S210). 이 과정에서 상기 대상단말기와 상기 셀 기지국과의 교신 주기는 일반적으로 셀룰러폰이 셀 기지국과 교신하는 주기를 채용하거나 또는 대상단말기의 배터리 용량 및 위치 파악의 긴급성 등 필요에 따라 적절한 주기를 달리 채용할 수도 있다. 바람직하게는 GIS(지리정보시스템)과 같은 셀 위치정보 제공 수단을 통하여 상기 대상단말기가 속하는 셀 ID에 대응하는 지역에 관한 정보, 예를 들면 시, 구, 동, 또는 주요 건물 이름 등을 제공받는 단계(S220)를 더 포함할 수도 있다.
상기 대상단말기가 속하는 셀 위치정보를 획득한 다음에는 상기 대상단말기가 속하는 소지역(local area)과 상기 추적단말기가 속하는 소지역이 동일한가 여부를 판단한다(S230). 상기 소지역의 범위는 RF 모듈 등의 성능에 따른 신호 도달 범위 등을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 상술한 바와 같이 셀룰러 통신망의 각각의 셀을 하나의 소지역으로 설정할 수 있다. 상기 대상단말기와 추적단말기가 동일한 소지역에 속하지 않는 경우에는 상기 추적단말기를 소지한 이용자가 상기 대상단말기가 속하는 소지역으로 이동(S240)함으로써 동일한 소지역에 위치하도록 한다.
이동 등을 통하여 상기 대상단말기와 추적단말기가 동일한 소지역에 위치하는 경우는 제3도에서 살펴본 바와 마찬가지로 단말기간의 직접적인 위치 추적 방법이 그대로 적용된다. 구체적으로 살피면, 상기 추적단말기(10)가 상기 대상단말기의 위치 및 방향을 파악하려는 과정을 시작함을 상기 대상단말기에 알리기 위한 콜 신호를 송신한다(S110). 상기 콜 신호를 수신한 대상단말기(20)는 상기 추적단말기(10)로 웨이크업 신호를 송신한다(S120). 상기 웨이크업 신호를 수신한추적단말기는 콜 신호의 송신을 중단(S130)하고 방향신호를 수신할 준비를 한다. 상기 웨이크업 신호를 송신한 대상단말기(20)는 모든 방향으로 방향신호를 송신한다(S140). 상기 추적단말기가 모든 방향을 스캐닝함으로써 상기 방향신호를 탐지한다(S150). 상기 방향신호를 수신한 추적단말기는 상기 방향신호의 절대적인 강도를 측정함으로써 상기 대상단말기와의 거리를 파악하며, 아울러 야기 안테나가 지향하는 방향을 변동함으로써 수신되는 방향신호의 강도 차이를 통하여 상기 대상단말기가 위치하는 방향을 파악한다(S170). 이렇게 파악된 상기 대상단말기의 거리 및 방향을 디스플레이(17)를 통하여 출력한다(S180). 바람직하게는 상기 방향신호의 수신강도가 사전에 설정된 일정 기준값보다 작은 경우에는 위치분석 단계(S170)로 넘어가지 않고 방향신호의 탐지 단계(S150)를 반복하는 단계(S160)를 더 포함할 수 있다.
제5도는 본 발명에 따른 제3 구체예로서 GPS를 이용하여 위치 방향을 추적하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다. 본 구체예는 제1 구체예에 따른 단말기간의 직접적인 위치 파악 시스템의 거리 제한 문제점을 극복하기 위한 또 다른 시스템으로서, 종래의 GPS를 도입한 단말기간의 직접적인 위치 파악 시스템을 제공한다. 이를 위하여 상기 대상단말기는 GPS 위성(60)으로부터 위치정보를 수신하기 위한 GPS 모듈(70)을 구비한다. 일반적으로 GPS 위성은 좌표로서 상기 대상단말기의 위치에 대한 정보를 송신한다. 상기 GPS 모듈을 통하여 상기 대상단말기는현재 자신의 위치에 관한 정보를 수신하며, 이를 상기 추적단말기에 전송한다. 이를 위하여 상기 대상단말기는 위치정보전송모듈(80)을 구비하며, 상기 추적단말기는 위치정보수신모듈(90)을 더 구비한다. 아울러 상기 대상단말기는 상기 GPS 위성(60)으로부터 수신한 위치정보 신호를 상기 위치정보전송모듈에 적합한 신호로 변환하기 위한 신호변환기(100)를 더 구비한다. 또한 상기 대상단말기는 사전에 정해둔 일정한 주기 또는 시각에 상기 GPS 위성(60)으로 위치정보를 수신하고 이를 상기 위치정보전송모듈을 통하여 추적단말기에 전송하는 프로그램을 저장한 ROM(26), 및 수신한 신호 데이터를 저장하기 위한 RAM(25)을 더 구비한다.
바람직하게는 기존의 휴대폰 통신망을 사용함으로써 상기 위치정보전송모듈(80) 및 수신모듈(90)을 대신할 수 있다. 즉 상기 대상단말기(20)와 상기 추적단말기(10) 각각에 휴대폰 모듈을 설치하고 이를 통하여 GPS 위성으로부터 수신한 상기 대상단말기에 대한 위치정보를 교신할 수 있다. 이 경우에 있어서 상기 신호변환기(100)는 상기 GPS 위성으로 수신한 위성좌표 신호를 휴대폰 음성메시지 또는 문자메시지 형태의 신호로 변환하도록 하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 GPS 위성(60)으로부터 수신한 위치정보좌표 또는 상기 추적단말기의 프로세서를 통하여 분석된 대상단말기의 위치에 관한 정보를 지리정보, 예를 들면, 도시 이름, 구 이름, 동 이름, 또는 건물 이름 등으로 바꾸어 주는 GIS(지리정보시스템, 110)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 GIS(110)는 모듈로서 상기 추적단말기에 구비되거나 또는 상기 대상단말기 및 추적단말기와는 별도 독립된 시스템으로서 상기 추적단말기에 연계(무선인터넷 또는 휴대폰을 통한 정보제공 등)되어 지리정보를 제공할 수도 있다. 상기 GIS 모듈을 대상단말기에 설치하는 것은 베터리의 용량 등을 고려할 때 바람직하지 않다.
제6도는 제5도에 따른 GPS를 이용하여 단말기간의 직접적인 위치 및 방향을 추적하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 상술한 셀룰러 통신망을 이용한 위치 추적의 경우와 마찬가지로, 본 구체예에 따른 GPS 위성을 이용한 위치추적 방법 또한 대상단말기와 추적단말기의 거리가 충분히 멀리 떨어져 있음으로 인하여 상기 단말기가 구비하는 RF 모듈의 수신 가능 범위를 벗어나는 경우에 대한 대비책으로 적합하다.
이를 위하여 상기 대상단말기는 GPS 위성으로부터 상기 대상단말기의 현재 위치에 관한 정보를 획득한다(S310). 이를 위하여 상기 대상단말기는 GPS 모듈을 구비하며, 사전에 정해둔 일정 주기 또는 시각에 상기 모듈이 작동하여 GPS 위성으로부터 현재 자신의 위치 정보, 즉 위성좌표를 수신한다. 상기 대상단말기는 획득한 위치 정보를 위치정보전송모듈을 통하여 추적단말기의 위치정보수신모듈에 사전에 정해둔 일정 시간동안 전송한다(S330). 상기 GPS 위성으로부터 수신한 위성좌표를 상기 위치정보전송모듈에 적합한 신호로 변환하는 단계(S320)를 더 포함할 수 있다. 아울러 상술한 바와 같이 상기 위치정보전송/수신모듈은 휴대폰 모듈을 사용할 수 있으며, 이때는 상기 위성좌표 신호를 휴대폰 음성메시지 또는 문자메시지 신호로 변환할 수 있다.
상기 위치정보를 수신(S340)한 추적단말기는 상기 대상단말기의 위치와 추적단말기의 현재 위치를 비교하여 그 떨어진 거리가 사전에 정해둔 기준값보다 작은지 여부를 판단한다(S360). 상기 기준값은 상기 단말기에 설치된 RF 모듈의 성능에 따른 신호 도달 범위 등을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다. 상기 대상단말기로부터 위치정보를 수신한 추적단말기는 상기 위치정보를 GIS(지리정보시스템, 110)를 통하여 지리정보, 예를 들면, 도시 이름, 구 이름, 동 이름, 또는 건물 이름 등으로 바꾸는 단계(S350)를 더 포함할 수 있다.
대상단말기와 추적단말기의 거리가 기준값보다 큰 경우에는 상기대상단말기의 위치정보 또는 지리정보를 이용하여 상기 대상단말기가 현재 위치하는 장소로 이동(S370)하는 방법 등을 통하여 상기 대상단말기와의 거리를 상기 기준값 내의 범위로 할 수 있다. 반면에 이동 등을 통하여 상기 대상단말기와의 거리가 기준값보다 작은 경우에는 제3도에서 살펴본 바와 마찬가지로 단말기간의 직접적인 위치 추적 방법이 그대로 적용된다. 구체적으로 살피면, 상기 추적단말기(10)가 상기 대상단말기의 위치 및 방향을 파악하려는 과정을 시작함을 상기 대상단말기에 알리기 위한 콜 신호를 송신한다(S110). 상기 콜 신호를 수신한 대상단말기(20)는 상기 추적단말기(10)로 웨이크업 신호를 송신한다(S120). 상기 웨이크업 신호를 수신한 추적단말기는 콜 신호의 송신을 중단(S130)하고 방향신호를 수신할 준비를 한다. 상기 웨이크업 신호를 송신한 대상단말기(20)는 모든 방향으로 방향신호를 송신한다(S140). 상기 추적단말기가 모든 방향을 스캐닝함으로써 상기 방향신호를탐지한다(S150). 상기 방향신호를 수신한 추적단말기는 상기 방향신호의 절대적인 강도를 측정함으로써 상기 대상단말기와의 거리를 파악하며, 아울러 야기 안테나가 지향하는 방향을 변동함으로써 수신되는 방향신호의 강도 차이를 통하여 상기 대상단말기가 위치하는 방향을 파악한다(S170). 이렇게 파악된 상기 대상단말기의 거리 및 방향을 디스플레이(17)를 통하여 출력한다(S180). 바람직하게는 상기 방향신호의 수신강도가 사전에 설정된 일정 기준값보다 작은 경우에는 위치분석 단계(S170)로 넘어가지 않고 방향신호의 탐지 단계(S150)를 반복하는 단계(S160)를 더 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는 파악된 상기 대상단말기의 거리 및 방향을 출력하기 전에 GIS를 통하여 지리정보로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 위치를 파악하고자 하는 대상단말기와 위치를 추적하는 추적단말기에 각각 RF 모듈을 설치함으로써 추적단말기를 소지한 자로 하여금 대상단말기가 현재 떨어진 거리 및 방향을 직접적으로 파악할 수 있게 하고, 아울러 대상단말기를 소지한 이용자의 별도의 조작이 없이 추적단말기만의 조작으로 대상단말기의 위치 및 방향을 파악함으로써 특히 미아의 위치 및 방향을 실시간으로 파악할 수 있으며, 상당히 멀리 떨어져 있는 경우에는 기존의 셀 방식 또는 GPS를 이용한 위치추적시스템과 연계함으로써 효과적으로 그 위치를 파악할 수 있는 경제적이며 역동적인 위치 방향 추적 시스템 및 그 방법을 제공하는 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (15)

  1. 송신 및 수신을 위한 RF 모듈(22), 안테나(21) 및 셀 기지국과의 신호 송수신을 위한 휴대폰 모듈(40)을 구비한 대상단말기; 및
    상기 대상단말기와의 송신 및 수신을 위한 RF 모듈(12), 안테나(11), 상기 셀 기지국으로부터 상기 대상 단말기의 ID를 수신하기 위한 휴대폰 모듈(50), 상기 대상단말기의 RF 모듈로부터 수신된 신호를 분석하기 위한 프로세싱 수단을 구비하는 추적단말기;
    로 이루어지고, 상기 추적단말기는 상기 대상단말기가 현재 속하는 셀에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 셀 정보로부터 상기 대상단말기와의 거리를 비교한 뒤, 상기 대상단말기와 추적단말기의 거리가 사전에 정해진 기준값보다 작은 경우에 상기 대상단말기의 RF 모듈(22)은 상기 추적단말기의 RF 모듈(12)로부터 송신된 콜 신호를 수신함으로써 모든 방향으로 방향신호를 송신하고, 상기 추적단말기는 모든 방향을 스캐닝 함으로써 상기 대상단말기로부터 송신된 방향신호를 탐지하는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 추적단말기의 안테나(11)는 야기 안테나이고, 상기 대상단말기의 안테나는 모든 방향으로 신호를 송신할 수 있는 전방향 안테나이고, 상기 추적단말기는 상기 방향신호의 수신 강도를 통하여 상기 대상단말기의 거리를 파악하고, 그리고 상기 야기 안테나의 방향에 따른 상기 방향신호의 수신 강도의 차이를 통하여 대상단말기의 방향을 파악하는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 추적단말기는 상기 야기 안테나를 360°회전시킬 수 있는 구동수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 추적단말기는 상기 프로세싱 수단으로부터 분석된 결과를 표시하기 위한 디스플레이(17)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 대상단말기는 GPS위성(60)으로부터 상기 대상단말기의 현재 위치에 대한 정보를 수신하기 위한 GPS모듈(70) 및 상기 수신한 위치에 대한 정보를 상기 추적단말기에 송신하기 위한 위치정보전송모듈(80)을 더 포함하여 이루어지고, 상기 추적단말기는 상기 대상단말기로부터 상기 현재 위치정보를 수신하기 위한 위치정보수신모듈(90)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 추적단말기는 상기 프로세싱 수단을 통하여 분석된 결과에 대한 지리정보를 획득하기 위한 GIS(110)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 시스템.
  8. 제6항 또는 제7항의 어느 한 항에 있어서, 상기 위치정보전송모듈은 상기 대상단말기의 휴대폰 모듈(40)이고, 상기 위치정보수신모듈은 상기 추적단말기의 휴대폰 모듈(50)인 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 시스템.
  9. 대상단말기가 현재 속하는 셀에 대한 정보를 추적단말기가 셀 기지국으로부터 획득하고; 그리고
    상기 추적단말기가 상기 획득된 셀 정보로부터 상기 대상단말기와 상기 추적단말기와의 거리를 비교하여, 상기 대상단말기와 상기 추적단말기와의 거리가 사전에 정해진 기준값보다 작은 경우에 추적단말기가 콜 신호를 송신하고, 상기 콜 신호를 수신한 대상단말기가 방향신호를 송신하며, 상기 방향신호를 수신한 상기 추적단말기가 상기 방향신호를 분석하고, 그리고 상기 분석된 결과를 출력하는;
    단계로 이루어지고, 상기 추적단말기는 상기 방향신호의 수신 강도로부터 상기 대상단말기의 거리 및 방향을 분석하는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 콜 신호를 수신한 대상단말기가 방향신호를 송신하기 전에 상기 대상단말기가 웨이크업 신호를 송신하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 추적단말기는 야기 안테나를 구비하고, 상기 대상단말기의 방향을 파악하기 위하여 상기 야기 안테나의 방향을 360°회전하면서 상기 방향신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 방법.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서, 상기 셀에 대한 정보를 획득하는 단계는 상기 대상단말기가 현재 속하는 셀 기지국과 주기적인 교신을 함으로써 상기 셀 기지국 ID를 방문자위치등록기에 등록하고, 그리고 상기 추적단말기가 상기 방문자위치등록기에 기록된 상기 셀 ID로부터 상기 셀에 관한 정보를 획득하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 대상단말기가 GPS 위성으로부터 상기 대상단말기의 현재 위치정보를 획득하고, 상기 대상단말기는 상기 획득한 현재 위치정보를 상기 추적단말기에 송신하고, 그리고 상기 추적단말기가 상기 대상단말기로부터 수신한 상기 현재 위치정보로부터 상기 대상단말기와 상기 추적단말기와의 거리를 비교하는 단계를 더 포함하여 이루어지고, 상기 대상단말기와 상기 추적단말기의 거리가 사전에 정해진 기준값보다 작은 경우에 상기 콜 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 방향신호를 분석한 결과에 대한 지리정보를 획득하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 방향 추적 방법.
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