KR100553191B1 - 초음파를 이용한 위치인식 시스템 및 방법 - Google Patents

초음파를 이용한 위치인식 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파를 이용한 위치 인식 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 하나 이상의 이동하는 사물에 각각 부착되어 초음파를 발생시키는 하나 이상의 트랜스폰더, 다수의 센서, 호출기 및 서버 컴퓨터를 포함한다. 다수의 센서는 하나 이상의 트랜스폰더 각각의 초음파를 수신하고, 초음파 수신시간을 측정한다. 호출기는 하나 이상의 트랜스폰더 및 다수의 센서와 각각 무선 통신 채널을 통하여 하나 이상의 트랜스폰더를 각각 제어하여 위치를 인식하고자 하는 이동하는 사물에 부착된 상기 트랜스폰더로 초음파 발생을 명령하고, 다수의 센서 각각에 의해 수신된 초음파 수신시간 정보를 수집한다. 그리고 서버 컴퓨터는 호출기와 연결되어, 상기 호출기로부터 상기 초음파 수신 시간정보를 수신하여 트랜스폰더의 위치를 계산한다.
본 발명에 의하면, 초음파를 이용한 사물 또는 사람의 위치 인식 시스템에서 센서를 무선으로 설치하여 센서 설치의 장소 및 시간과 경제성, 그리고 효율성을 개선한 위치 인식 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
초음파, 위치인식, 위치기반 서비스

Description

초음파를 이용한 위치인식 시스템 및 방법{Apparatus and method of location awareness with ultrasonic}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 시스템의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1의 실내 위치 인식 시스템의 신호 송수신 순서 및 절차를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 시스템의 거리 계산 방식을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1의 센서의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1의 트랜스폰더의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1의 호출기의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 시스템에서 송수신되는 패킷의 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 방법의 동작 신호 흐름도 이다.
본 발명은 위치 인식 시스템 및 방법에 대한 것으로, 특히 초음파를 이용하여 실내 위치 인식을 할 수 있도록 하는 초음파를 이용한 위치 인식 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이동통신망의 발전에 따라 사용자들이 휴대 단말기를 이용하여 각종 통신 서비스를 받게 되고 기지국과 이동통신 단말기를 통해 사람들의 위치를 알게 되며, GPS(Global Positioning System) 등을 이용해 이동통신 단말기의 위치를 인식함에 따라, 도로의 안내, 관광지 안내 등의 서비스가 가능하게 되었다.
그러나, GPS나 LBS(Location Based Service; 위치 기반 서비스)는 실외에서 활동할 경우에만 서비스가 가능할 정도의 위치 인식 정밀도를 갖고 있으며, GPS의 경우에는 인공위성을 이용하기 때문에 실내에서는 서비스가 불가능하다.
또한, 구내 전화기가 별도의 설정 없이 임의의 사람에게 오는 전화가 그 사람의 현재 위치에서 가까운 전화기에 전화벨이 울리도록 하는 서비스나, 박물관에서 사람들이 단말기를 들고 이동하면 그 사람이 있는 위치의 전시물에 대한 안내가 단말기를 통해 출력되는 등의 서비스 실현을 위해서는 실내에서의 정확한 정밀도를 갖는 위치 인식 시스템이 요구된다.
일반적인 실내의 위치 파악을 위한 기술로는 적외선 신호를 이용하는 방법과 RF(Radio Frequency) 신호의 세기를 측정하는 방법, 초음파 신호를 이용하는 방법, UWB(Ultra Wide band) 신호의 전파 지연을 측정하는 방법이 있다.
적외선 신호를 이용하는 방법은 천정에 적외선 센서를 부착하고, 사람들이 적외선 송출기를 몸에 부착하고 다니면, 적외선 송출기는 주기적으로 자신의 고유 인식 번호를 적외선을 이용하여 천정으로 송출한다. 그러면, 이 신호를 수신하는 적외선 수신기가 위치한 곳에 그 사람이 있다고 파악하는 기술이다.
이는 빛을 이용하기 때문에 신호의 속도가 너무 빨라 송출기와 센서 사이의 정확한 거리를 인식하기는 어렵기 때문에 어떤 수신기 근처에 어떤 사람이 있다는 것만을 검출할 수 있으며 정확한 위치를 알기 어렵다.
또한, RF 신호의 세기를 측정하여 위치를 파악하는 기술은 무선 데이터를 전송하는 기지국 또는 방송국의 송신소, 무선 랜의 AP(Access Point)에서 송출하는 신호의 세기를 각 측정 지점에서 측정하여 통계적으로 분석하고, 그 분석 결과를 이용하여 현재의 위치에서 어느 정도 세기의 신호가 입력되고 있는지를 측정하여 사람이나 사물의 위치를 파악하는 기술이다.
이 방식은 신호의 세기가 온도, 습도 등 각종 환경의 변화에 따라 수시로 변화하기 때문에 정확한 위치를 인식하기가 쉽지 않다.
그리고, 초음파 신호를 이용하는 방법은 천정에 초음파 수신기를 설치하고 사람이나 사물에 초음파 발생기를 부착하여 초음파가 발생기에서 수신기에 이르는 시간을 특정하여 거리를 계산하고, 이 거리를 기반으로 여러 수신기에서 수신한 신호 지연을 이용하여 사람이나 사물의 위치를 파악하는 기술이다. 이 방식은 음파의 전달 속도가 비교적 느리기 때문에 전달 지연을 비교적 정확하게 검출할 수 있다. 따라서, 초음파 센서를 이용한 위치 측정 방법이 가장 많이 사용되고 있는 방법 중에 하나이다.
그러나, 종래의 초음파를 이용한 위치 인식 시스템은 천정에 설치되는 센서가 유선으로 연결되고, 별도의 무선 통신 채널을 통하여 호출기와 트랜스폰더 간의 통신을 수행하여 트랜스폰더의 거리를 측정한 후, 위치 인식을 수행하는 것으로, 센서가 유선망으로 연결되어 있기 때문에 확장성이 떨어지며, 경제적인 면에서 효과가 떨어지는 문제가 있다.
상기한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 위치 인식 시스템을 구성하는데 있어서 초음파를 이용한 방법을 사용함과 동시에 무선으로 센서를 설치하여 확장성과 경제성을 높일 수 있는 초음파를 이용한 위치 인식 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 초음파를 이용하여 하나 이상의 이동하는 사물에 대한 위치를 인식하기 위한 위치 인식 시스템은,
상기 하나 이상의 이동하는 사물에 각각 부착되어 초음파를 발생시키는 하나 이상의 트랜스폰더; 상기 하나 이상의 트랜스폰더 각각이 발생시키는 초음파를 수신하고, 초음파 수신시간을 측정하는 다수의 센서; 상기 하나 이상의 트랜스폰더 및 다수의 센서와 각각 무선 통신 채널을 통하여 연결되고, 상기 하나 이상의 트랜스폰더를 각각 제어하여 위치를 인식하고자 하는 상기 트랜스폰더로 초음파 발생을 명령하고, 상기 다수의 센서 각각에 의해 수신된 초음파 수신시간 정보를 수집하는 호출기; 및 상기 호출기와 연결되어, 상기 호출기로부터 상기 초음파 수신 시간정보를 수신하여 상기 트랜스폰더의 위치를 계산하는 서버 컴퓨터를 포함한다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 초음파를 이용한 위치 인식 방법은,
초음파를 발생시키는 다수의 트랜스폰더; 상기 트랜스폰더가 발생한 초음파 수신 시간을 측정하는 다수의 센서; 상기 초음파 수신 시간정보를 수집하는 호출기; 및 상기 트랜스폰더의 위치를 인식하는 서버 컴퓨터를 포함하는 위치인식 시스템의 초음파를 이용한 위치 인식 방법에 있어서, (a) 상기 서버 컴퓨터가 상기 호출기로 임의의 트랜스폰더의 초음파 수신 시간정보를 요구하는 단계; (b) 상기 호출기가 상기 다수의 센서로 초음파 수신시간 측정을 요구하는 동시에 상기 트랜스폰더로 초음파 발생을 요청하는 단계; (c) 상기 호출기의 요구에 대응하여 상기 다수의 센서가 초음파 수신시간 측정을 시작하고, 상기 트랜스폰더가 발생시킨 초음파 수신 시간을 측정하여 저장하는 단계; (d) 상기 호출기가 상기 다수의 센서로부터 초음파 수신 시간 정보를 수신하고, 수신된 초음파 수신 시간정보를 상기 서버 컴퓨터로 전송하는 단계; 및 (e) 상기 서버 컴퓨터가 상기 초음파 수신 시간 정보를 이용하여 상기 트랜스폰더의 위치를 계산하는 단계를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 첨부된 도면은 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 본 발명의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
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도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 시스템의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 시스템은, 서버 컴퓨터(100), 호출기(200), 센서(300) 및 트랜스폰더(400)를 포함한다.
서버 컴퓨터(100)는 호출기(200)와 RS232C 인터페이스로 연결되어 호출기 (200)를 제어하고, 호출기(200)로부터 수신되는 측정결과를 이용하여 트랜스폰더 (400)의 위치를 계산한다.
호출기(200)는 트랜스폰더(400)가 초음파를 발생하고, 센서(300)가 트랜스폰더(400)가 발생하는 초음파를 수신할 수 있도록 제어한다.
센서(300)는 호출기(200)의 제어에 따라, 초기화 단계를 거쳐 주위에서 수신되는 초음파를 수집하여, 그 정보를 호출기(200)로 전송한다.
그리고, 트랜스폰더(400)는 위치 인식을 원하는 사람 또는 사물에 부착하여 초음파를 발생할 수 있도록 하는 장치이다.
또한, 호출기(200)와 센서(300) 및 호출기(200)와 트랜스폰더(400)는 각각의 무선 통신 채널을 통해 통신한다.
상기한 구조를 가지는 실내 위치 인식 시스템에서의 위치 인식을 위한 신호 송수신은 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1의 실내 위치 인식 시스템의 신호 송수신 순서 및 절차를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 위치 인식을 시작하면 서버 컴퓨터(100)는 호출기(200)로 위치 인식을 시작하라는 호출 명령을 내린다(Command-Call nn)(S201). 이때 'nn'은 특정 트랜스폰더(400)의 아이디 정보를 나타내는 것으로, 위치 인식을 원하는 특정 트랜스폰더만을 호출하도록 명령을 내린다.
서버 컴퓨터(100)의 호출명령을 수신한 호출기(200)는 우선 센서(300)로 초기화를 명령하고(Initial)(S202), 아이디가 'nn'인 트랜스폰더(400)로 초음파를 출력하라는 호출 명령을 내린다(Call nn)(S203).
상기 호출 명령에 따라, 트랜스폰더(400)는 초음파를 출력하고(S204), 초음파를 출력했다는 응답(Call_Ack)을 호출기(200)로 전송한다(S205).
그리고, 센서(300)는 초기화 명령을 받은 후부터 트랜스폰더(400)로부터 초음파를 수신할 때까지의 시간을 측정하여, 측정된 시간을 저장한다.
이후로, 호출기(200)는 트랜스폰더(400)로부터 응답을 받은 후, 서버 컴퓨터 (100)로 호출이 정상적으로 이루어 졌음을 알리고(Result-Call OK/NOK)(S206), 이에 따라 서버 컴퓨터(100)는 측정된 시간정보를 가져오기 위해, 모든 센서(300)를 순차적으로 호출하라는 명령을 호출기(200)로 전송한다(Command-Req mm)(S107). 이때, 'mm'은 센서의 아이디 정보를 나타낸다.
호출기(200)는 센서(300)로 측정한 초음파 수신 시간 정보를 요구하는 메시지(Req mm)를 전송하여(S208), 센서(300)로부터 시간정보를 수신한다(Req_Ack-mm,dd) (S209). 이때, 'dd'는 트랜스폰더(400)와 센서(200)간의 초음파 도달 시간정보를 나타내는 것이다.
호출기(200)는 센서(300)로부터 측정 시간정보를 수신한 후, 서버 컴퓨터 (100)로 정보를 전달한다(Result-Req mm dd/NOK)(S210).
이때, 서버 컴퓨터(100)는 모든 센서(200)에 대해 순차적으로 측정 결과를 요청하는 메시지를 호출기(200)로 전송하여, 모든 측정 결과를 수집하고 수집된 정보를 이용하여 초음파를 정상적으로 수신한 3개의 센서(200)로부터 수신한 측정 결과를 이용하여 트랜스폰더(400)의 위치를 계산한다.
상기 서버 컴퓨터(100)가 트랜스폰더(400)의 위치를 계산하는 방식은 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 시스템의 거리 계산 방식을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 트랜스폰더(400)의 위치를 계산하기 위해서는, 트랜스폰더 (400)가 발생하는 초음파 신호가 3개 이상의 센서에 수신될 때까지 시간을 측정하게 된다.
이때, 도 3에 나타난 바와 같이 트랜스폰더(400)의 초음파를 수신한 센서 i(300-i), 센서 j(300-j), 및 센서 k(300-k)에 대하여 음파의 속도가 약 340m/sec 이므로, 초음파 수신시간을 이용하여 각각의 센서(300-i, 300-j, 300-k)와 트랜스폰더와의 거리
Figure 112003047599269-pat00001
,
Figure 112003047599269-pat00002
,
Figure 112003047599269-pat00003
를 구할 수 있다.
그러면, 센서(300-i, 300-j, 300-k)의 위치(
Figure 112003047599269-pat00004
,
Figure 112003047599269-pat00005
,
Figure 112003047599269-pat00006
), (
Figure 112003047599269-pat00007
Figure 112003047599269-pat00008
,
Figure 112003047599269-pat00009
), (
Figure 112003047599269-pat00010
,
Figure 112003047599269-pat00011
,
Figure 112003047599269-pat00012
)는 이미 알고 있는 값이므로, 다음 수학식 1에 의하여 트랜스폰더(400)의 위치(x, y, z)를 알 수 있다.
Figure 112003047599269-pat00013
Figure 112003047599269-pat00014
Figure 112003047599269-pat00015
이때, 상기 수학식 1을 참조하면, 변수가 3개 이므로 다항식이 4개 필요하게 된다. 그러나, 센서(300)는 같은 Z 평면 즉 천정에 부착되어 설치되므로,
Figure 112003047599269-pat00016
,
Figure 112003047599269-pat00017
,
Figure 112003047599269-pat00018
는 같은 값이 되므로, 트랜스폰더(400)의 위치 계산이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 실시 예 이외에 실외에 상기 위치 인식 시스템이 구성되는 경우는, 서버 컴퓨터(100)가 트랜스폰더(400)의 위치를 계산하기 위해서 좀 더 많은 수의 센서(300)의 위치 및 초음파 수신 시간정보를 이용하여 계산이 가능하다.
다음은, 상기한 본 발명의 특징에 따른 실내 위치 인식 시스템의 각 구성요소를 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1의 센서(300)의 구조를 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1의 트랜스폰더(400)의 구조를 나타낸 블록도이며, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1의 호출기(200)의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 센서(300)는 초음파 센서(310), 마이크로 컨트롤러(320), 트랜시버(330) 및 안테나(340)를 포함한다.
초음파 센서(310)는 트랜스폰더(400)가 발생하는 초음파 신호를 수신하기 위한 것이고, 마이크로 콘트롤러(320)는 호출기(200)와의 송수신 신호 처리를 수행한다.
그리고, 트랜시버(330)는 호출기(200)와의 무선 통신 채널을 위한 장치로, 안테나(340)와 연결되어 통신이 가능하도록 한다.
이때, 센서(300)는 호출기(200)의 초기화 명령 수신으로부터 트랜스폰더 (400)의 초음파를 수신하기까지의 시간정보를 측정할 수 있는 타이머와 측정된 시간정보를 임시 저장할 수 있는 저장매체를 포함할 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면 트랜스폰더(400)는 초음파 발생기(410), 마이크로 컨트롤러(420), 트랜시버(430) 및 안테나(440)를 포함한다.
초음파 발생기(410)는 호출기(200)의 호출 명령에 따라 초음파를 발생시키는 장치이다.
트랜스폰더(400)의 마이크로 컨트롤러(420), 트랜시버(430) 및 안테나(440)는 센서(300)의 마이크로 컨트롤러(320), 트랜시버(330) 및 안테나(340)와 동일한 역할을 수행하는 것으로 설명을 생략한다.
그리고, 도 6을 참조하면, 호출기(200)는 RS232C 인터페이스부(210), 마이크로 컨트롤러(220), 트랜시버(230) 및 안테나(240)를 포함한다.
RS232C 인터페이스부(210)는 서버 컴퓨터(100)와 연결되어 데이터 송수신을 하기 위한 통신 인터페이스부이고, 마이크로 컨트롤러(220), 트랜시버(230) 및 안테나(240)는 상기 도 4 및 도 5의 센서(300) 및 트랜스폰더(300)와 같은 기능을 수행한다.
또한, 호출기(200), 센서(300), 및 트랜스폰더(400)의 마이크로 컨트롤러 (220, 320, 420)는 각각 고유의 아이디인 인식번호를 가지고 있다.
또한, 호출기(200)와 센서(300), 및 호출기(200)와 트랜스폰더(400) 사이에 무선 통신 채널은 별도의 무선국 허가를 받지 않고 사용할 수 있는 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 밴드를 사용하고, 무선 채널이기 때문에 메시지를 송출하면 동일한 주파수 대역과 프로토콜을 갖는 모든 기기들이 메시지를 수신할 수 있다.
따라서, 무선 통신 채널을 이용하는 프로토콜의 정의가 필요하며, 그에 따라본 발명의 실시 예에서 정의하는 패킷의 형태는 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 시스템에서 송수신되는 패킷의 구조를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 패킷은 송신 ID(701), 수신 ID(702), 길이(703), 데이터(704) 및 CRC(Check Redundancy Checking)(705)를 포함한다.
송신 ID(701)는 메시지를 송출하는 기기의 아이디를 넣은 곳으로, 상기 도 4 내지 도 6의 설명에서 서술한 바와 같이, 각각의 기기의 마이크로 컨트롤러(220, 320, 420)가 가지는 고유 인식번호를 나타내며 8비트로 구성된다.
또한 수신 ID(702)도 송신 ID(701)와 같이 8비트의 기기 인식번호가 들어가며, 수신하는 기기의 인식번호가 들어간다.
그리고, 길이(703)는 무선 채널을 통해 전달되는 패킷의 총 길이 정보가 들어가고, 데이터(704)와, 에러체크를 위한 CRC(705)가 덧붙여진다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라 CRC-16 정보를 담고 있으며, 계산 범위는 모든 패킷에 대해 수행한다.
특히, 수신 ID(702)가 h'ff 값을 가질 경우는 패킷이 방송 메시지 패킷임을 나타내며, 이는 모든 기기들이 수신하여 메시지 처리를 하여야 한다. 따라서, 모든 센서(300)를 초기화하는데 사용되며, 방송 메시지를 수신한 모든 센서(300)는 자신의 타이머를 초기화한다.
다음은, 상기한 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 시스템의 동작에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 인식 방법의 동작 신호 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 서버 컴퓨터(100), 호출기(200), 센서(300-1~300-m) 및 임의의 트랜스폰더(400-n)로 구성된 실내 위치 인식 시스템에서 서버 컴퓨터(100)가 트랜스폰더(400-n)의 위치를 판단하기 위하여, 호출기(200)로 트랜스폰더(400-n)를 호출할 것을 명령하는 호출 명령 메시지를 전송한다(Command Call n)(S801).
호출기(200)는 호출 명령에 따라, 모든 센서(300-1~300-m)로 초기화 명령을 전송하고(S802a), 트랜스폰더(400-n)로 초음파 발생을 지시하는 호출 명령을 전송한다(Call n)(S802b).
초기화 명령에 따라 모든 센서(400-1~400-m)는 자신의 타이머를 초기화하고, 트랜스폰더(400-n)는 호출 명령에 대한 응답을 호출기(200)로 전송한 후(S803), 초음파를 발생한다(S804).
호출기(200)는 트랜스폰더(400-n)로부터 수신된 응답에 따라, 호출 명령이 정상적으로 수행되었음을 서버 컴퓨터로 알리고(Response Call ok)(S805), 서버 컴퓨터(100)는 호출기(200)로 첫 번째 센서(300-1)부터 순차적으로 트랜스폰더(400-n)로부터 초음파를 수신한 시간정보를 전송해 줄 것을 요구한다(Command Req 1)(S806).
호출기(200)는 서버 컴퓨터(100)의 요청에 따라, 첫 번째 센서(300-1)로 초음파 수신 시간정보를 요청하고(Req 1)(S807), 센서(300-1)는 타이머 초기화부터 트랜스폰더(400-n)로부터 초음파를 수신하기까지의 시간정보를 호출기(200)로 전송한다(Req_Ack)(S808).
호출기(200)는 센서(300-1)로부터 수신한 시간정보를 서버 컴퓨터(100)로 알린다(Response Req 1 dd)(S809).
상기 단계 S806 내지 S809의 과정은 모든 센서(300-1~300-m)에 대해 각각 수행되며, 서버 컴퓨터(100)는 모든 센서(300-1~300-m)로부터 시간정보를 수신한 후 트랜스폰더(400-n)의 위치를 계산한다(S820).
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외에 다양한 변경이나 변형이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 위치 인식 시스템 및 방법은 초음파를 이용하여 실내의 사물 또는 사람의 위치를 인식할 수 있는 시스템에서 센서를 무선으로 설치할 수 있도록 하여 센서 설치의 장소 및 시간과 경제성, 그리고 효율성을 개선하여 설치가 용이한 실내 위치 인식 시스템 구성이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 이러한 실내 위치 인식 시스템의 도입으로, 전시회장 등에서 관람객이 별도의 트랜스폰더가 부착된 단말기를 이용하여 자신의 위치에 따라 가까운 곳에 전시된 전시물에 대한 설명을 자동으로 제공받을 수 있도록 하는 서비스 제공이 가능하다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 이동하는 사물에 대한 위치를 인식하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 하나 이상의 이동하는 사물에 각각 부착되어 초음파를 발생시키는 하나 이상의 트랜스폰더;
    상기 하나 이상의 트랜스폰더 각각이 발생시키는 초음파를 수신하고, 초음파 수신시간을 측정하는 다수의 센서;
    상기 하나 이상의 트랜스폰더 및 다수의 센서와 각각 무선 통신 채널을 통하여 연결되고, 상기 하나 이상의 트랜스폰더를 각각 제어하여 위치를 인식하고자 하는 상기 트랜스폰더로 초음파 발생을 명령하고, 상기 다수의 센서 각각에 의해 수신된 초음파 수신시간 정보를 수집하는 호출기; 및
    상기 호출기와 연결되어, 상기 호출기로부터 상기 초음파 수신 시간정보를 수신하여 상기 트랜스폰더의 위치를 계산하는 서버 컴퓨터
    를 포함하는 초음파를 이용하는 위치 인식 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 트랜스폰더는,
    상기 호출기와의 무선 통신 채널을 위한 트랜시버 및 안테나;
    상기 트랜시버 및 안테나를 통해 수신되는 상기 호출기로부터의 명령신호 및 그에 따른 명령처리 결과 신호처리를 위한 마이크로 콘트롤러; 및
    상기 마이크로 콘트롤러 제어에 의해 초음파를 발생하는 초음파 발생기
    를 포함하는 초음파를 이용하는 위치 인식 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 호출기와의 무선 통신 채널을 위한 트랜시버 및 안테나;
    상기 트랜시버 및 안테나를 통해 수신되는 상기 호출기로부터의 명령신호 및 그에 따른 명령처리 결과 신호처리를 위한 마이크로 콘트롤러; 및
    상기 마이크로 콘트롤러 제어에 의해 상기 트랜스폰더가 출력하는 초음파를 감지하는 초음파 수신부
    를 포함하는 초음파를 이용한 위치 인식 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 호출기로부터의 초음파 수신 측정 신호를 수신한 때부터, 상기 트랜스폰더로부터 초음파를 수신할 때까지의 시간을 측정하기 위한 타이머; 및
    상기 타이머가 측정한 초음파 수신 시간정보를 임시 저장하기위한 저장장치
    를 더 포함하는 초음파를 이용한 위치 인식 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 호출기는,
    상기 센서 및 트랜스폰더와의 무선 통신 채널을 위한 트랜시버 및 안테나;
    상기 트랜시버 및 안테나를 통해 송수신되는 신호 처리와, 상기 서버 컴퓨터와의 데이터 송수신 및 명령처리를 수행하도록 하는 마이크로 콘트롤러; 및
    상기 서버 컴퓨터와의 데이터 송수신을 위한 인터페이스를 제공하는 통신 인터페이스부
    를 포함하는 초음파를 이용한 위치 인식 시스템.
  6. 제 2항, 제 3항 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로 콘트롤러는,
    고유 인식번호를 가지는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 위치 인식 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 호출기와 상기 센서 및 상기 호출기와 상기 트랜스폰더에는 무선 채널을 통한 패킷 교환이 수행되며,
    상기 패킷은,
    상기 패킷을 전송하는 송신자 아이디;
    상기 패킷을 수신하는 수신자 아이디;
    상기 패킷의 전체 길이 정보를 나타내는 길이 정보;
    상기 송신자 및 수신자 간에 송수신되는 데이터; 및
    상기 패킷의 에러 제어를 위한 에러처리정보
    를 포함하는 초음파를 이용한 위치 인식 시스템.
  8. 초음파를 발생시키는 다수의 트랜스폰더; 상기 트랜스폰더가 발생한 초음파 수신 시간을 측정하는 다수의 센서; 상기 초음파 수신 시간정보를 수집하는 호출기; 및 상기 트랜스폰더의 위치를 인식하는 서버 컴퓨터를 포함하는 위치인식 시스템의 초음파를 이용한 위치 인식 방법에 있어서,
    (a) 상기 서버 컴퓨터가 상기 호출기로 임의의 트랜스폰더의 초음파 수신 시간정보를 요구하는 단계;
    (b) 상기 호출기가 상기 다수의 센서로 초음파 수신시간 측정을 요구하는 동시에 상기 트랜스폰더로 초음파 발생을 요청하는 단계;
    (c) 상기 호출기의 요구에 대응하여 상기 다수의 센서가 초음파 수신시간 측정을 시작하고, 상기 트랜스폰더가 발생시킨 초음파 수신 시간을 측정하여 저장하는 단계;
    (d) 상기 호출기가 상기 다수의 센서로부터 초음파 수신 시간 정보를 수신하고, 수신된 초음파 수신 시간정보를 상기 서버 컴퓨터로 전송하는 단계; 및
    (e) 상기 서버 컴퓨터가 상기 초음파 수신 시간 정보를 이용하여 상기 트랜스폰더의 위치를 계산하는 단계
    를 포함하는 초음파를 이용한 위치 인식 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    상기 호출기가 무선 통신 채널을 이용하여 상기 다수의 센서로 초음파 수신시간 측정을 요구하고, 상기 트랜스폰더로 초음파 발생을 요청하는 초음파를 이용한 위치 인식 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (d)단계는,
    상기 호출기가 무선 통신 채널을 통해 상기 다수의 센서로부터 초음파 수신 시간 정보를 수신하는 초음파를 이용한 위치 인식 방법.
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