KR100769673B1 - 위치인식방법 및 위치인식시스템 - Google Patents

위치인식방법 및 위치인식시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100769673B1
KR100769673B1 KR1020060053289A KR20060053289A KR100769673B1 KR 100769673 B1 KR100769673 B1 KR 100769673B1 KR 1020060053289 A KR1020060053289 A KR 1020060053289A KR 20060053289 A KR20060053289 A KR 20060053289A KR 100769673 B1 KR100769673 B1 KR 100769673B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission
antenna
transmission signal
signal
receiver
Prior art date
Application number
KR1020060053289A
Other languages
English (en)
Inventor
김완진
정민섭
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 KR1020060053289A priority Critical patent/KR100769673B1/ko
Priority to US11/640,276 priority patent/US20070298814A1/en
Priority to CNA2007800216964A priority patent/CN101467063A/zh
Priority to PCT/KR2007/000999 priority patent/WO2007145417A1/en
Priority to EP07715410A priority patent/EP2027485A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100769673B1 publication Critical patent/KR100769673B1/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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0221—Receivers
    • 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0226—Transmitters
    • 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0242—Determining the position of transmitters to be subsequently used in positioning
    • 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/12—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial

Abstract

위치인식방법 및 위치인식시스템이 개시된다. 본 위치인식방법은 송신기의 제1송신안테나 및 제2송신안테나를 통해, 제1전송신호 및 제2전송신호를 소정 시간간격을 두고 송신하는 단계, 수신기의 수신안테나를 통해, 제1전송신호 및 제2전송신호를 수신하는 단계, 그리고, 제1전송신호 및 제2전송신호의 전송시간을 이용하여, 수신기의 위치를 연산하는 단계를 포함한다. 이에 따라 이동체의 위치를 효율적으로 인식할 수 있게 된다.
위치인식, 이동체, 스테이션, 송신기, 수신기, 송신안테나, 수신안테나

Description

위치인식방법 및 위치인식시스템 { Position recognition method and position recognition system }
도 1a 및 1b는 종래의 위치인식시스템의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래의 위치인식시스템의 다른 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템에서 송신기의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템에서 수신기의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템의 송신기에서 전송되는 전송신호의 구성을 나타낸 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템의 위치인식방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템을 통해 복수의 이동체에 대한 위치인식방법을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식방법에서 송신기의 동작을 설 명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식방법에서 수신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 송신기 110 : 송신부
111 : 임펄스생성부 113 : 송신증폭부
130 : 선택부 150 : 송신제어부
170 : 제1송신안테나 190 : 제2송신안테나
200 : 수신기 210 : 수신부
211 : 수신증폭부 212 : 혼합부
213 : 템플레이트펄스생성부 214 : 적분부
215 : 샘플링부 216 : 지연제어부
220 : 수신제어부 230 : 연산부
240 : 메모리부 250 : 수신안테나
본 발명은 위치인식방법 및 위치인식시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내환경에서 이동체가 스스로 자신의 위치를 인식하기 위해, 스테이션(Station)에서 발생하는 신호를 수신하여, 자신의 위치를 연산하는 위치인식방법 및 위치인식 시스템에 관한 것이다.
종래에는 물류창고와 같은 실내환경에 놓여있는 물품의 위치를 인식하기 위한 방법 중에 하나로, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같은 위치인식시스템을 이용한다.
도 1a 및 1b는 종래의 위치인식시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a에는 위치좌표를 알고 있는 앵커 노드(Anchor Node)(Rx1, Rx2, Rx3, 및 Rx4), 위치좌표를 알고 있는 기준태그(Tag)(Tx_r), 및 위치좌표를 알고자 하는 태그(Tx)가 실내에 배치된 형태를 나타내었다.
각각의 앵커 노드(Rx1, Rx2, Rx3, 및 Rx4)는 태그(Tx)에서 발생하는 신호를 수신하여, 처리부(미도시)에 전달하게 된다. 처리부는 각각의 앵커 노드(Rx1, Rx2, Rx3, 및 Rx4)로부터 수신된 신호의 도달시간 차를 이용하여, 태그(Tx)의 위치를 연산한다. 같은 방법으로, 각각의 앵커 노드(Rx1, Rx2, Rx3, 및 Rx4)는 기준태그(Tx_r)에서 발생하는 신호를 수신하여, 처리부에 전달하게 되고, 처리부는 위치좌표를 알고 있는 기준태그(Tx_r)의 신호를 이용하여, 태그(Tx)의 위치 오차를 교정한다.
도 1b는 도 1a에서 설명한 종래의 위치인식시스템의 일부 구성을 나타낸 블록도이다. 종래의 위치인식시스템은 송신부(10), 제1수신부(22), 제2수신부(24), 및 처리부(25)를 포함한다.
송신부(10)는 위치좌표를 알고자 하는 태그(Tx)에 해당하며, 송신부(10)는 안테나(15)를 통해 RF(Radio Frequency)형태의 신호를 송신한다.
제1수신부(22)는 위치좌표를 알고 있는 앵커 노드(Rx1, Rx2, Rx3, 및 Rx4) 중, 어느 하나에 해당하며, 제1수신안테나(21)를 통해 송신부(10)에서 전송하는 신호를 수신하여, 처리부(25)에 전달한다.
제2수신부(24) 또한 위치좌표를 알고 있는 앵커 노드(Rx1, Rx2, Rx3, 및 Rx4) 중, 어느 하나에 해당하며, 제2수신안테나(23)를 통해 송신부(10)에서 전송하는 신호를 수신하여, 처리부(25)에 전달한다.
처리부(25)는 제1수신부(22) 및 제2수신부(24)에 수신된 신호를 전달받은 후, TDOA(Time Difference Of Arrival)방식을 이용하여 송신부(10)의 위치를 연산한다. 즉, 제1수신부(22) 및 제2수신부(24)에 수신된 신호의 도달 시간차를 이용하여, 송신부(10)의 위치를 연산한다.
도 1a 및 도 1b에서 설명한 위치인식시스템은 앵커 노드(Rx1, Rx2, Rx3, 및 Rx4)를 정확한 위치에 배치해야하는 번거로움이 있다. 만약, 제1수신부(22) 및 제2수신부(24)의 위치가 정확하지 않으면, 송신부(10)의 위치를 정확하게 연산할 수 없게 된다. 또한, 수신부(22,24)의 개수가 많아질수록 수신부(22,24)에서 처리부(25)로 신호를 전달하기 위한 체인(chain) 수가 증가하여, 시스템 구조(setup)가 복잡해진다. 그러므로, 이러한 위치인식시스템은 청소기로봇과 같은 이동체의 위치를 인식하는데 있어서는 적합하지 않다.
이동체의 위치를 인식하는데 있어서는, 시스템 구조를 간략화하기 위해, 앵커 노드(Rx)를 스테이션에 내재화한 도 2에 나타낸 바와 같은 위치인식시스템이 주로 이용되고 있다.
도 2는 종래의 위치인식시스템의 다른 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 이동체의 위치를 인식하기 위한 위치인식시스템은 송신기(10) 및 수신기(30)를 포함한다.
송신기(10)는 청소기로봇과 같은 이동체에 해당하며, 안테나(15)를 통해 RF형태의 신호를 송신한다.
수신기(30)는 청소기로봇을 충전하기 위한 충전 스테이션에 해당하며, 제1수신안테나(31) 및 제2수신안테나(33)를 통해 송신기(10)로부터 전송되는 신호를 수신하며, 지연부(35), 수신부(37), 및 처리부(39)를 포함한다.
지연부(35)는 제2수신안테나(33)에 수신된 신호를 소정 시간 지연시켜, 수신부(37)에 전달한다. 수신부(37)는 제1수신안테나(31)를 통해 수신된 신호 및 지연부(35)를 통해 지연된 신호를 순차적으로 처리부(39)에 전달한다.
처리부(39)는 수신부(37)로부터 신호를 전달받은 후, TDOA(Time Difference Of Arrival)방식을 이용하여 송신기(10)의 위치를 연산한다. 즉, 수신부(37)에 수신된 신호의 도달 시간차를 이용하여, 송신기(10)의 위치를 연산한다.
도 2에서 설명한 위치인식시스템에서는, 앵커 노드(Rx)를 수신기(30)에 내재화하여 설치를 용이하게 하고, 지연부(35)를 이용하여 체인의 개수를 최소화할 수 있다. 그러나, 위치좌표를 알고자 하는 이동체의 개수가 증가하면, 이동체에서 송신되는 신호의 개수가 증가하여, 각각의 이동체에서 송신되는 신호 간에 간섭이 발생하여, 이동체의 위치를 정확하게 연산할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 이동체의 위치를 정확하게 연산하기 위해, 이동체의 개수가 증가하여도 신호의 간섭이 발생하지 않도록 하여 이동체의 위치를 인식하는 위치인식방법 및 위치인식시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 시스템 구조를 간소화하기 위해, 좌표의 기준이 되는 앵커 노드를 스테이션에 내재화하여 이동체의 위치를 인식하는 위치인식방법 및 위치인식시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 능동적인 무인 이동 동작을 가능하게 하기 위해, 이동체 내부에 수신부를 내재화하여, 이동체 스스로 위치를 인식하는 위치인식방법 및 위치인식시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위치인식방법은 송신기의 제1송신안테나 및 제2송신안테나를 통해, 제1전송신호 및 제2전송신호를 소정 시간간격을 두고 송신하는 단계, 수신기의 수신안테나를 통해, 상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호를 수신하는 단계, 및 상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호의 전송시간을 이용하여, 상기 수신기의 위치를 연산하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 송신단계는 제1디지털데이터를 기초로 상기 제1전송신호를 생성하는 단계, 상기 제1전송신호를 상기 제1송신안테나를 통해 송신하는 단계, 상기 시간간격 동안 대기하는 단계, 제2디지털데이터를 기초로 상기 제2전송신호를 생성하는 단계, 및 상기 제2전송신호를 상기 제2송신안테나를 통해 전송하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 수신단계는 상기 제1전송신호를 동기화하여 상기 수신안테나와 상기 제1송신안테나 사이의 거리를 연산하는 단계, 상기 제2전송신호를 동기화하여 상기 수신안테나와 상기 제2송신안테나 간의 거리를 연산하는 단계, 및 상기 수신안테나와 상기 제1송신안테나 간의 거리 및 상기 수신안테나와 상기 제2안테나 간의 거리를 이용하여, 상기 수신기의 위치를 연산하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 송신기는 신호를 전송하는 복수의 송신안테나, 및 상기 복수의 송신안테나에 복수의 전송신호를 소정 시간간격으로 각각 공급하는 송신부를 포함한다.
여기서, 상기 복수의 송신안테나는 소정 간격 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 송신기는 상기 복수의 송신안테나 중, 어느 하나를 선택하는 선택부, 및 상기 시간간격으로 상기 복수의 송신안테나 중, 어느 하나를 선택하여 상기 선택된 안테나에 대응되는 전송신호를 전송하도록 상기 선택부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 수신기는 복수의 송신안테나로부터 전송되는 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신안테나, 및 상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 동기화하여, 상기 복수의 송신안테나 중, 어느 하나와 상기 수신안테나와의 거리를 연산하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 수신기는 상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 디지털데이터로 복조하는 수신부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제어부는 상기 수신안테나와 상기 복수의 송신안테나와의 거리를 이용하여 자신의 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 복수의 송신안테나로부터 송출된 신호가 상기 수신안테나에 수신될 때까지의 전송시간을 이용하여 상기 수신안테나와 상기 어느 하나의 송신안테나와의 거리를 연산하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 위치인식시스템은 제1송신안테나 및 제2송신안테나를 통해, 제1전송신호 및 제2전송신호를 소정 시간간격을 두고 송신하는 송신기, 및 수신안테나를 통해, 상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호를 수신하여, 상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호를 이용하여 자신의 위치를 연산하는 수신기를 포함한다.
여기서, 상기 수신기는 상기 제1전송신호가 상기 제1송신안테나에서 송출되어 상기 수신안테나에 수신될 때까지의 전송시간 및 상기 제2전송신호가 상기 제2송신안테나에서 송출되어 상기 수신안테나에 수신될 때까지의 전송시간을 이용하여, 자신의 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수신기는 상기 수신안테나와 상기 제1송신안테나 사이의 거리 및 상기 수신안테나와 상기 제2송신안테나 간의 거리를 연산하여, 자신의 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수신기는 상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호를 이용하여, 상기 송신기와의 거리 및 각도를 연산하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 도 3에서는 로봇청소기와 같은 무인 이동체의 위치를 인식하는데 주로 이용되는 위치인식시스템을 나타내었으나, 무인 이동체가 아닌 물체의 위치를 인식하는데 이용될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 위치인식시스템은 로봇청소기를 충전하는 충전 스테이션에 해당하는 송신기(100) 및 로봇청소기에 해당하는 수신기(200)를 포함한다.
송신기(100)는 제1송신안테나(170)를 통해 제1전송신호(T_s1)를 전송하고, 제2송신안테나(190)를 통해 제2전송신호(T_s2)를 송신한다. 이때, 송신기(100)는 제1전송신호(T_s1) 및 제2전송신호(T_s2)를 소정 시간간격을 두고 제1송신안테나(170) 및 제2송신안테나(190)를 통해 송출한다. 여기서, 제1송신안테나(170) 및 제2송신안테나(190)는 소정 간격 이격되어 설치된다.
수신기(200)는 수신안테나(250)를 통해 제1전송신호(T_s1) 및 제2전송신호(T_s2)를 수신한다. 그리고, 제1전송신호(T_s1)가 제1송신안테나(170)에서 송출되어 수신안테나(250)에 수신될 때까지의 전송시간을 이용하여, 제1송신안테나(170)와 수신안테나(250) 간의 거리를 산출한다. 같은 방법으로, 제2전송신호(T_s2)가 제2송신안테나(190)에서 송출되어 수신안테나(250)에 수신될 때까지의 전송시간을 이용하여, 제2송신안테나(190)와 수신안테나(250) 간의 거리를 산출한다. 그리고, 수신기(200)는 제1송신안테나(170)와 수신안테나(250) 간의 거리 및 제2송신안테나(190)와 수신안테나(250) 간의 거리를 이용하여, 수신기(200) 자신의 위치를 연산한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템에서 송신기의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 송신기(100)는 송신부(110), 선택부(130), 송신제어부(150), 제1송신안테나(170), 및 제2송신안테나(190)를 포함한다.
송신부(110)는 후술 되는 송신제어부(150)의 제어에 따라, 제1송신안테나(170) 혹은 제2송신안테나(190)를 통해 송신하기 위한 제1전송신호 혹은 제2전송신호를 생성하며, 임펄스생성부(111) 및 송신증폭부(113)를 포함한다. 임펄스생성부(111)는 송신제어부(150)로부터 타이밍(timing)정보를 수신하여, 아날로그 임펄스(impulse)를 생성한다. 송신증폭부(113)는 아날로그 임펄스를 증폭하여 제1전송신호 혹은 제2전송신호를 출력한다.
선택부(130)는 송신제어부(150)의 제어에 따라, 제1송신안테나(170) 및 제2송신안테나(190) 중, 어느 하나를 선택한다. 그리고, 선택된 송신안테나(170,190)에 송신부(110)에서 생성된 전송신호를 전달한다. 이때, 제1송신안테나(170)를 통해 제1전송신호가 송출되고, 제2송신안테나(190)를 통해 제2전송신호가 송출된다.
송신제어부(150)는 타이밍정보에 해당하는 제1디지털데이터를 생성한 후, 제1송신안테나(170)를 선택하도록 선택부(130)를 제어하고, 제1전송신호를 생성하도 록 송신부(110)를 제어한다. 그러면, 제1송신안테나(170)를 통해 제1전송신호가 송출된다. 소정 시간 경과 후, 송신제어부(150)는 타이밍정보에 해당하는 제2디지털데이터를 생성한 후, 제2송신안테나(190)를 선택하도록 선택부(130)를 제어하고, 제2전송신호를 생성하도록 송신부(110)를 제어한다. 그러면, 제2송신안테나(190)를 통해 제2전송신호가 송출된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템에서 수신기의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 수신기(200)는 수신부(210), 수신제어부(220), 연산부(230), 메모리부(240), 및 수신안테나(250)를 포함한다.
수신부(210)는 수신안테나(250)를 통해 수신된 신호를 동기화하여 디지털데이터를 생성한 후, 후술 되는 수신제어부(220)에 전달한다. 이러한 수신부(210)는 수신증폭부(211), 혼합부(212), 템플레이트펄스생성부(Template pulse generator) (213), 적분부(214), 샘플링부(215), 및 지연제어부(216)를 포함한다.
수신증폭부(211)는 LNA(Low Noise Amplifier)로써, 전송과정에서 감쇄된 전송신호의 레벨을 증폭시키고, 잡음을 최소화한다. 템플레이트펄스생성부(213)는 수신된 신호와 동일한 신호인 템플레이트펄스를 생성하여, 혼합부(212)에 제공한다. 혼합부(212)는 수신증폭부(211)에서 출력되는 신호와 템플레이트펄스를 혼합(mixing)하여, 협대역 간섭이 최소화된 신호를 출력한다. 적분부(214)는 템플레이트펄스와 혼합된 신호를 적분하여 출력하고, 샘플링부(215)는 적분된 신호를 '0' 혹은 '1'로 샘플링하여 디지털데이터로 출력한다.
지연제어부(216)는 후술 되는 수신제어부(220)로부터 클록(clock)을 제공받아서, 수신안테나(250)를 통해 수신된 신호에 템플레이트펄스의 동기를 맞추도록 템플레이트펄스생성부(213)를 제어한다.
수신제어부(220)는 수신부(210)에서 출력되는 디지털데이터를 수신한 후, 디지털데이터에 포함된 전송신호의 식별자(TxID) 및 전송데이터(data)를 확인하여, 송신기(100)와의 거리를 연산하도록 연산부(230)를 제어한다. 그리고, 수신제어부(220)는 연산부(230)의 연산결과를 메모리부(240)에 저장한다.
연산부(230)는 수신제어부(220)의 제어에 따라, 송신기(100)와의 거리를 연산하여, 수신기(200)의 위치를 연산한다. 즉, 제1송신안테나(170)에서 송출된 제1전송신호가 수신안테나(250)에 수신될 때까지의 전송시간을 이용하여, 제1송신안테나(170)와 수신안테나(250) 사이의 거리를 구하고, 제2송신안테나(190)에서 송출된 제2전송신호가 수신안테나(250)에 수신될 때까지의 전송시간을 이용하여, 제2송신안테나(190)와 수신안테나(250) 사이의 거리를 구한다. 그리고, 각 거리를 이용하여, 송신기(100)와 수신기(200) 사이의 거리 및 각도를 연산한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템의 송신기에서 전송되는 전송신호의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6에 나타낸 전송신호는 동기 헤더(Synchronization Header:SHR) 및 페이로드(payload)로 구성되며, 페이로드는 전송신호의 식별자(TxID), 전송데이터(data), 및 전송신호의 오류정정을 위한 FEC(Forward Error Correction)를 포함한다.
이러한 전송신호는 RF(Radio Frequency), IR UWB(Infrared Rays Ultra Wide Band), 처프(Chirp), 혹은 카오틱(Chaotic) 신호로 변조되어, 송신기(100)에서 수신기(200)로 전송된다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템의 위치인식방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 먼저, 제1송신안테나(170)에서 제1전송신호(T_s1)를 송출한 후, △t시간 경과 후, 제2송신안테나(190)에서 제2전송신호(T_s2)를 송출한다. 그러면, 수신안테나(250)에는 제1송신안테나(170)에서 제1전송신호(T_s1)가 송출된 후, △t1시간 경과 후, 제1전송신호(R_s1)가 수신되고, 제2송신안테나(190)에서 제2전송신호(T_s2)가 송출된 후, △t2시간 경과 후, 제2전송신호(R_s2)가 수신된다.
수신제어부(220)는 이러한 전송시간(△t1,△t2)을 이용하여, 제1송신안테나(170)와 수신안테나(250) 사이의 거리(d1)를 연산하고, 제2송신안테나(190)와 수신안테나(250) 사이의 거리(d2)를 연산하도록 연산부(230)를 제어한다. 여기서, 각각의 거리(d1,d2)를 연산하는데 있어서, 빛의 속도(3*108[m/sec])를 이용한다. 그리고, 수신제어부(220)는 각각의 거리(d1,d2)를 이용하여, 송신기(100)와 수신기(200) 사이의 거리(d) 및 각도(θ)를 연산하도록 연산부(230)를 제어한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식시스템을 통해 복수의 이동체에 대한 위치인식방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 소정 간격 이격되어 설치된 제1송신안테나(170) 및 제2송신안테나(190)에서 각각 제1전송신호(T_s1) 및 제2전송신호(T_s2)를 송출하면, 복수의 이동체에 해당하는 수신기(A,B,C,D,E,F)가 각각 제1전송신호(T_s1) 및 제2전송신호(T_s2)를 수신한다. 그리고, 수신기(A,B,C,D,E,F) 각각은 수신된 제1전송신호(T_s1) 및 제2전송신호(T_s2)의 전송시간(△t1,△t2)을 검출하여, 도 7a 및 도 7b에 설명한 바와 같은 방법으로, 수신기(A,B,C,D,E,F) 자신의 위치를 연산한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식방법에서 송신기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9에 따르면, 먼저, 송신제어부(150)가 제1디지털데이터를 생성한 후, 제1송신안테나(170)를 선택하도록 선택부(130)제어한다(S300). 그리고, 송신부(110)는 송신제어부(150)의 제1디지털데이터에 따라, 제1전송신호를 생성한다(S305). 그러면, 제1송신안테나(170)를 통해 제1전송신호가 송출된다(S310). 그리고, 송신제어부(150)는 소정 시간 동안 대기하도록 송신기(100)를 제어한다(S315).
소정 시간 경과 후, 송신제어부(150)는 제2디지털데이터를 생성한 후, 제2송신안테나(190)를 선택하도록 선택부(130)를 제어한다(S320). 그리고, 송신부(110)는 송신제어부(150)의 제2디지털데이터에 따라, 제2전송신호를 생성한다(S325). 그러면, 제2송신안테나(190)를 통해 제2전송신호가 송출된다(S330).
이상과 같은 과정에 의해, 송신기(100)는 제1전송신호 및 제2전송신호를 소정 시간간격으로 수신기(200)로 송신한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치인식방법에서 수신기의 동작을 설 명하기 위한 흐름도이다.
도 10에 따르면, 수신안테나(250)를 통해 제1전송신호가 수신되면, 수신제어부(220)는 제1전송신호를 동기화하여 제1전송신호의 식별자(TxID) 및 전송데이터(data)를 확인한다(S355). 그리고, 수신제어부(220)는 제1송신안테나(170)와의 거리를 연산하도록 연산부(230)를 제어한다(S360).
소정 시간 경과 후, 제2전송신호가 수신되면, 수신제어부(220)는 제2전송신호를 동기화하여 제2전송신호의 식별자(TxID) 및 전송데이터(data)를 확인한다(S370). 그리고, 수신제어부(220)는 제2송신안테나(190)와의 거리를 연산하도록 연산부(230)를 제어한다(S375).
마지막으로, 수신제어부(220)는 제1송신안테나(170)와의 거리 및 제2송신안테나(190)와의 거리를 이용하여 수신기(200)의 위치를 연산하도록 연산부(230)를 제어하고, 연산된 결과를 메모리부(240)에 저장한다.
이상과 같은 과정에 의해, 송신기(100)와 수신기(200) 사이의 거리 및 각도를 연산하여, 수신기(200) 자신의 위치를 인식할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스테이션에 구비된 복수의 안테나에서 송출되는 신호를 이동체가 수신함으로써, 위치좌표를 알고자 하는 이동체의 개수가 증가하여도 신호간섭을 줄일 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따르면, 좌표의 기준이 되는 앵커 노드를 스테이션에 내재화함으로써, 위치인식시스템의 구조를 간소화할 수 있게 된다. 그리고, 이동체 스스로 위치를 인식함으로써, 능동적인 무 인 이동 동작이 가능하게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (14)

  1. 송신기의 제1송신안테나 및 제2송신안테나를 통해, 제1전송신호 및 제2전송신호를 소정 시간간격을 두고 송신하는 단계;
    수신기의 수신안테나를 통해, 상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호를 상기 시간 간격으로 수신하는 단계; 및
    상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호의 전송에 소요된 시간을 이용하여, 상기 수신기의 위치를 연산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치인식방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신단계는,
    제1디지털데이터를 기초로 상기 제1전송신호를 생성하는 단계;
    상기 제1전송신호를 상기 제1송신안테나를 통해 송신하는 단계;
    상기 시간간격 동안 대기하는 단계;
    제2디지털데이터를 기초로 상기 제2전송신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제2전송신호를 상기 제2송신안테나를 통해 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치인식방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신단계는,
    상기 제1전송신호를 동기화하여 상기 수신안테나와 상기 제1송신안테나 사이의 거리를 연산하는 단계;
    상기 제2전송신호를 동기화하여 상기 수신안테나와 상기 제2송신안테나 간의 거리를 연산하는 단계; 및
    상기 수신안테나와 상기 제1송신안테나 간의 거리 및 상기 수신안테나와 상기 제2안테나 간의 거리를 이용하여, 상기 수신기의 위치를 연산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치인식방법.
  4. 소정 시간간격으로 신호를 전송하는 복수의 송신안테나; 및
    상기 복수의 송신안테나에 복수의 전송신호를 상기 시간간격으로 각각 공급하는 송신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 송신안테나는 소정 간격 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 송신기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 송신안테나 중, 어느 하나를 선택하는 선택부; 및
    상기 시간간격으로 상기 복수의 송신안테나 중, 어느 하나를 선택하여 상기 선택된 안테나에 대응되는 전송신호를 전송하도록 상기 선택부를 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
  7. 복수의 송신안테나로부터 소정 시간간격으로 전송되는 신호를 수신하는 수신안테나; 및
    상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 동기화하여, 상기 복수의 송신안테나 중, 어느 하나와 상기 수신안테나와의 거리를 연산하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 디지털데이터로 복조하는 수신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신안테나와 상기 복수의 송신안테나와의 거리를 이용하여 자신의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 송신안테나로부터 송출된 신호가 상기 수신안테나에 수신될 때 까지의 전송시간을 이용하여 상기 수신안테나와 상기 어느 하나의 송신안테나와의 거리를 연산하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  11. 제1송신안테나 및 제2송신안테나를 통해, 제1전송신호 및 제2전송신호를 소정 시간간격을 두고 송신하는 송신기; 및
    수신안테나를 통해, 상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호를 수신하여, 상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호를 이용하여 자신의 위치를 연산하는 수신기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치인식시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상기 제1전송신호가 상기 제1송신안테나에서 송출되어 상기 수신안테나에 수신될 때까지의 전송시간 및 상기 제2전송신호가 상기 제2송신안테나에서 송출되어 상기 수신안테나에 수신될 때까지의 전송시간을 이용하여, 자신의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 위치인식시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상기 수신안테나와 상기 제1송신안테나 사이의 거리 및 상기 수신안테나와 상기 제2송신안테나 간의 거리를 연산하여, 자신의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 위치인식시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상기 제1전송신호 및 상기 제2전송신호를 이용하여, 상기 송신기와의 거리 및 각도를 연산하는 것을 특징으로 하는 위치인식시스템.
KR1020060053289A 2006-06-14 2006-06-14 위치인식방법 및 위치인식시스템 KR100769673B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060053289A KR100769673B1 (ko) 2006-06-14 2006-06-14 위치인식방법 및 위치인식시스템
US11/640,276 US20070298814A1 (en) 2006-06-14 2006-12-18 Position recognition method and system
CNA2007800216964A CN101467063A (zh) 2006-06-14 2007-02-27 位置识别方法及系统
PCT/KR2007/000999 WO2007145417A1 (en) 2006-06-14 2007-02-27 Position recognition method and system
EP07715410A EP2027485A1 (en) 2006-06-14 2007-02-27 Position recognition method and system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060053289A KR100769673B1 (ko) 2006-06-14 2006-06-14 위치인식방법 및 위치인식시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100769673B1 true KR100769673B1 (ko) 2007-10-24

Family

ID=38815644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060053289A KR100769673B1 (ko) 2006-06-14 2006-06-14 위치인식방법 및 위치인식시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070298814A1 (ko)
EP (1) EP2027485A1 (ko)
KR (1) KR100769673B1 (ko)
CN (1) CN101467063A (ko)
WO (1) WO2007145417A1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100948948B1 (ko) 2007-12-27 2010-03-23 한국생산기술연구원 이동 로봇 위치 추적 시스템
KR101478170B1 (ko) 2012-10-22 2015-01-06 (주)와이파이브 상향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법
KR101836837B1 (ko) * 2017-09-25 2018-03-09 주식회사 엔토소프트 측위 시스템 내 시간 차이 보상 방법 및 그에 따른 측위 시스템
KR20180040211A (ko) * 2016-10-12 2018-04-20 삼성전자주식회사 청소로봇 및 그 제어 방법
WO2019059478A1 (ko) * 2017-09-25 2019-03-28 주식회사 엔토소프트 무선 송수신을 이용한 앵커와 태그의 좌표 동시 설정 방법 및 통신 시스템, 그리고 측위 시스템 내 시간 차이 보상 방법 및 그에 따른 측위 시스템
KR20200103203A (ko) * 2019-02-20 2020-09-02 엘지전자 주식회사 복수의 자율주행 이동 로봇

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100979623B1 (ko) * 2009-05-27 2010-09-01 서울대학교산학협력단 복수의 안테나를 포함한 무선 통신 장치 기반 위치 확인 시스템 및 방법
EP2367021A1 (fr) * 2010-03-17 2011-09-21 The Swatch Group Research and Development Ltd. Procédé et système de localisation d'objets
CN105357484A (zh) * 2015-11-20 2016-02-24 西安斯凯智能科技有限公司 一种目标定位跟踪系统、装置及定位跟踪方法
US10382094B2 (en) * 2017-11-28 2019-08-13 International Business Machines Corporation Cable tracking by electromagnetic emission

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0133824B1 (ko) * 1994-04-08 1998-04-23 이상주 주행 이동체의 주행위치 보정방법 및 장치
KR20010030092A (ko) * 1999-08-19 2001-04-16 타테이시 요시오 통신방법과 수신기의 위치 검출방법 및 송신기

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR957296A (ko) * 1943-08-04 1950-02-17
US3150372A (en) * 1959-06-23 1964-09-22 Motorola Inc Computing system
ES2077759T3 (es) * 1990-10-31 1995-12-01 Inventio Ag Barrera de luz de horquilla de doble canal con una construccion "failsafe".
US6501543B2 (en) * 2000-02-28 2002-12-31 Arc Second, Inc. Apparatus and method for determining position
JP3593955B2 (ja) * 2000-05-31 2004-11-24 日本電気株式会社 Ｇｐｓシステム
KR100406003B1 (ko) * 2001-09-19 2003-11-17 최연석 위치인식기능을 가진 개인휴대단말기
DE60238980D1 (de) * 2002-08-28 2011-03-03 Cambridge Positioning Sys Ltd Verbesserungen in Funkortungsystemen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0133824B1 (ko) * 1994-04-08 1998-04-23 이상주 주행 이동체의 주행위치 보정방법 및 장치
KR20010030092A (ko) * 1999-08-19 2001-04-16 타테이시 요시오 통신방법과 수신기의 위치 검출방법 및 송신기

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100948948B1 (ko) 2007-12-27 2010-03-23 한국생산기술연구원 이동 로봇 위치 추적 시스템
KR101478170B1 (ko) 2012-10-22 2015-01-06 (주)와이파이브 상향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법
KR20180040211A (ko) * 2016-10-12 2018-04-20 삼성전자주식회사 청소로봇 및 그 제어 방법
KR102613442B1 (ko) * 2016-10-12 2023-12-13 삼성전자주식회사 청소로봇 및 그 제어 방법
KR101836837B1 (ko) * 2017-09-25 2018-03-09 주식회사 엔토소프트 측위 시스템 내 시간 차이 보상 방법 및 그에 따른 측위 시스템
WO2019059478A1 (ko) * 2017-09-25 2019-03-28 주식회사 엔토소프트 무선 송수신을 이용한 앵커와 태그의 좌표 동시 설정 방법 및 통신 시스템, 그리고 측위 시스템 내 시간 차이 보상 방법 및 그에 따른 측위 시스템
KR20200103203A (ko) * 2019-02-20 2020-09-02 엘지전자 주식회사 복수의 자율주행 이동 로봇
KR102267690B1 (ko) * 2019-02-20 2021-06-22 엘지전자 주식회사 복수의 자율주행 이동 로봇
KR20210075948A (ko) * 2019-02-20 2021-06-23 엘지전자 주식회사 복수의 자율주행 이동 로봇
US11256250B2 (en) 2019-02-20 2022-02-22 Lg Electronics Inc. Plurality of autonomous mobile robots and controlling method for the same
KR102427015B1 (ko) 2019-02-20 2022-07-29 엘지전자 주식회사 복수의 자율주행 이동 로봇
US11740625B2 (en) 2019-02-20 2023-08-29 Lg Electronics Inc. Plurality of autonomous mobile robots and controlling method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP2027485A1 (en) 2009-02-25
US20070298814A1 (en) 2007-12-27
CN101467063A (zh) 2009-06-24
WO2007145417A1 (en) 2007-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100769673B1 (ko) 위치인식방법 및 위치인식시스템
US20210149015A1 (en) Positioning system
KR102198492B1 (ko) 위치 결정 시스템
US11743696B2 (en) Ultra-wideband location systems and methods
AU2020233659B2 (en) Positioning system
US6141293A (en) Ultrasonic positioning and tracking system
JP2009229393A (ja) 無線測位システム及び無線測位方法
CA2384383A1 (en) Method and apparatus for determining the position of a mobile communication device using low accuracy clocks
US7688747B2 (en) Sub-frame synchronized residual ranging
US11102746B2 (en) Positioning system
CA2473113A1 (en) System and method for navigating using two-way ultrasonic positioning
JP2008538818A5 (ko)
EP3021129A1 (en) Joint position detection by sensor devices
US20180302188A1 (en) System and method for simultaneous transmission of the same radio signal packet from multiple anchor nodes
US11768269B2 (en) Positioning based on signal propagation time difference
US20220381871A1 (en) Localisation and communication systems and methods
US20220039049A1 (en) Transmitting Data Over a Radio Network
WO2016120615A1 (en) A mobile device and method of control thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
LAPS Lapse due to unpaid annual fee