KR100843699B1 - System and method for pursuiting position of trailer truck - Google Patents

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KR100843699B1 KR1020070002625A KR20070002625A KR100843699B1 KR 100843699 B1 KR100843699 B1 KR 100843699B1 KR 1020070002625 A KR1020070002625 A KR 1020070002625A KR 20070002625 A KR20070002625 A KR 20070002625A KR 100843699 B1 KR100843699 B1 KR 100843699B1
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Abstract

A system and a method for pursuing a position of a trailer truck are provided to allow a field engineer to easily supervise a field by detecting the position of the trailer truck. A system for pursuing a position of a trailer truck(20) includes an ultrasonic generation device(100), a distance data transmission device(200), a data processing device(300), and a monitoring device(400). The ultrasonic generation device transmits an ultrasonic signal and an RF(Radio Frequency) signal generated from at least three beacons(102,104,106,108) attached to a crane. The distance data transmission device calculates a distance between each of the beacons and the trailer truck by a traveling distance of an ultrasonic wave and then transmits each distance data wirelessly by being mounted on the trailer truck. The data processing device receives the distance data and then calculates the position of the trailer truck. The monitoring device allows a user to monitor the position of the trailer truck.

Description

트레일러 트럭의 위치 추적 시스템 및 방법 {System and method for pursuiting position of trailer truck}System and method for pursuiting position of trailer truck}

도 1은 도 1은 본 발명에 따른 시스템을 개략적으로 도시한 모식도이다. 1 is a schematic diagram showing a system according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템의 바람직한 일 실시 예를 설명하기 위한 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다. Figure 2 is a block diagram showing the overall configuration for explaining a preferred embodiment of a trailer truck position tracking system according to the present invention.

도 3은 블루투스(Bluetooth)를 이용한 무선 데이터 전송 장치이다. 3 is a wireless data transmission apparatus using Bluetooth.

도 4는 데이터처리 장치와 모니터링 장치가 PC에 구현된 것을 나타낸다. 4 shows that the data processing device and the monitoring device are implemented in a PC.

도 5는 비컨과 리스너 간의 거리 측정 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram for describing a distance measuring algorithm between a beacon and a listener.

도 6은 데이터 처리 장치가 무선 데이터 전송 장치로부터 전송받은 데이터를 처리하여 트레일러 트럭의 위치를 계산하기 위한 모형이다. 6 is a model for calculating the position of a trailer truck by processing data received from a wireless data transmission device.

도 7은 본 발명에 사용되는 데이터 처리 장치의 데이터 처리 과정을 설명하기 위해 나타낸 것이다.7 is a diagram illustrating a data processing procedure of a data processing apparatus used in the present invention.

도 8은 본 발명에 의한 위치추적 시스템의 GUI(Graphical user interface) 화면의 일 예를 나타낸 것이다. 8 illustrates an example of a graphical user interface (GUI) screen of the location tracking system according to the present invention.

도 9는 본 발명에 의한 위치추적 시스템의 계산 화면의 일 예를 나타낸 것이다. 9 shows an example of a calculation screen of the location tracking system according to the present invention.

도 10은 본 발명에 의한 위치 추적 시스템의 테스트베드의 구축과 테스트 결 과를 설명하기 위해 나타낸 것이다. 10 is for explaining the test bed construction and test results of the position tracking system according to the present invention.

도 11과 12는 장비의 특성을 고려한 센싱 범위를 구하는 것을 설명하기 위한 도면이다.11 and 12 are diagrams for explaining obtaining a sensing range in consideration of characteristics of equipment.

도 13은 본 발명에 의한 트레일러의 위치 추적 방법의 바람직한 일 실시 예를 설명하기 위한 플로우챠트이다.13 is a flowchart for explaining a preferred embodiment of the method for tracking the location of a trailer according to the present invention.

도 14는 도 13의 S104 단계의 일 예를 설명하기 위한 플로우챠트이다. FIG. 14 is a flowchart for explaining an example of step S104 of FIG. 13.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 초음파 발생 장치, 200 : 거리 데이터 전송 장치100: ultrasonic generator, 200: distance data transmission device

300 : 데이터 처리 장치, 400 : 모티터링 장치 300: data processing device, 400: monitoring device

본 발명은 유비쿼터스 기술의 한 분야인 초음파 무선 센서 네트워크와 블루투스를 이용해서 컨테이너 트레일러 차량의 정확한 위치를 실시간으로 전송함으로써 컨테이너의 선적과 하역 시간을 단축하기 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for shortening the loading and unloading time of a container by transmitting the exact position of a container trailer vehicle in real time using an ultrasonic wireless sensor network and Bluetooth, which are one field of ubiquitous technology.

종래에도 컨테이너 선적과 하역 시간을 줄이기 위해서 연상처리와 적외선을 이용한 시스템이 개발되었지만 높은 설치비용과 유지보수 비용, 날씨에 많은 영향을 받기 때문에 항만 시스템의 도입에 어려움이 있었다. 영상처리를 이용한 시스템은 크레인의 기둥에 복수개의 카메라를 설치해서 위치를 전송하는 방법으로 밤에는 작업을 할 수 없으며 항상 카메라 렌즈의 이물질을 제거해야 한다. 적외선은 레이 저를 이용해서 컨테이너 트럭이 정해진 위치에 오면 반사되거나 차단되는 원리를 이용한 것으로 높은 설치비용을 요구한다. Conventionally, a system using associative processing and infrared rays has been developed to reduce container loading and unloading time, but it has been difficult to introduce a port system because it is highly influenced by high installation cost, maintenance cost, and weather. The system using image processing is a method of transmitting a position by installing a plurality of cameras on the pole of a crane and cannot work at night, and always remove foreign substances from the camera lens. Infrared uses a laser that reflects or blocks when a container truck arrives at a fixed location and requires high installation costs.

이러한 시스템들은 실험적으로 몇몇의 항만에 부분적으로 도입이 되어서 운용이 되고 있지만 큰 효과를 거두지 못하고 있는 실정이다. 현재의 인력위주의 운용방식과 처리시간의 지연은 항만 경쟁력의 악화로 이어지기 때문에 이를 위해서라도 지속적인 기술의 개발과 도입이 요구되고 있다. These systems have been experimentally introduced into some of the ports, but have not been very effective. Current manpower-oriented management methods and delays in processing time lead to deterioration of port competitiveness, which requires continuous development and introduction of technology.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 의한 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템과 방법은, 항만의 선적과 하역을 위한 컨테이너 트레일러 트럭의 정확한 위치 추적을 통한 처리시간의 단축을 위해 PDA를 통한 감독자, 트레일러 운전기사, 크레인 기사가 실시간으로 트레일러의 위치를 제공하여 관여된 업무에 활용할 수 있는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, the system and method for tracking the location of a trailer truck according to the present invention is directed to a supervisor and a trailer driver through a PDA for shortening the processing time by accurately tracking a container trailer truck for loading and unloading a port. The purpose of the driver and crane operators to provide the location of the trailer in real time can be used in the work involved.

상기한 본 발명의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템은, 항만에서 컨테이너의 선적과 하역 시 트레일러 트럭의 위치를 추적하는 시스템으로, 크레인의 부착된 적어도 3개의 비컨(beacon)에서 발생된 초음파 신호와 RF 신호를 발신하는 초음파 발생 장치; 트레일러 트럭에 부착되어 상기 초음파의 비행거리에 의해 상기 각각의 비컨과 상기 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하여 각각의 거리 데이터를 무선으로 전송하는 거리 데이터 전송 장치; 상기 거리 데이터를 수신하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 데이터 처리 장치; 및 사용자가 상기 트레일러 트럭의 위치를 모니터링 할 수 있는 모니터링 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.The trailer truck position tracking system according to the present invention for achieving the technical problem of the present invention is a system for tracking the position of the trailer truck when loading and unloading the container in the port, at least three beacons (beacon) attached to the crane Ultrasonic generator for transmitting the ultrasonic signal and the RF signal generated in the; A distance data transmission device attached to a trailer truck for calculating a distance between each beacon and the trailer truck by the ultrasonic flight distance and wirelessly transmitting each distance data; A data processing device for receiving the distance data and calculating a position of the trailer truck; And a monitoring device capable of monitoring a position of the trailer truck by a user.

상기 거리 데이터 전송 장치는, 상기 트레일러 트럭의 상단에 부착되어 상기 초음파 신호와 상기 RF 신호를 수신하는 수신전용 초음파 수신 노드(listener); 상기 트레일러 트럭의 상단에 부착되어 상기 초음파의 비행 거리를 계산하여 상기 각각의 비컨과 상기 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하는 거리 계산 장치; 및 상기 트레일러 트럭의 상단에 부착되어 상기 거리계산 장치에서 계산된 각각의 거리 데이터를 블루투스(bluetooth) 송신 장치에 의해 원격으로 전송하는 데이터 전송 노드를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다. The apparatus for transmitting distance data includes: a reception-only ultrasonic receiver (listener) attached to an upper end of the trailer truck to receive the ultrasonic signals and the RF signals; A distance calculation device attached to an upper end of the trailer truck and calculating a distance between the beacons and the trailer truck by calculating a flight distance of the ultrasonic waves; And a data transmission node attached to an upper end of the trailer truck to remotely transmit each distance data calculated by the distance calculator by a Bluetooth transmission device.

상기 초음파의 비행거리는 상기 비컨과 상기 초음파 무선 수신 노드(listen er) 간의 거리인 것을 특징으로 할 수 있다. The ultrasonic flight distance may be a distance between the beacon and the ultrasonic radio receiver.

상기 비컨들은 임의의 고정된 좌표계를 기준으로 한 좌표로 표시되고, 각 비컨의 좌표들과 상기 초음파 무선 수신 노드의 좌표의 간의 거리 연산식을 이용하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다. The beacons are displayed in coordinates based on an arbitrary fixed coordinate system, and the position of the trailer truck is calculated by using a distance equation between coordinates of each beacon and coordinates of the ultrasonic radio receiving node. Can be.

상기 모니터링 장치는 현장관리자, 크레인 운전기사, 트레일러 트럭의 운전기사 및 클리이언트가 상기 트레일러 트럭의 위치를 개별적으로 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다. The monitoring device may be characterized in that the site manager, the crane driver, the driver of the trailer truck and the client can monitor the position of the trailer truck individually.

상기 데이터 처리 장치와 상기 모니터링 장치는 무선 통신 단말기에 구비된 것을 특징으로 할 수 있다. The data processing device and the monitoring device may be provided in a wireless communication terminal.

상기 모니터링 장치는 상기 트레일러 트럭의 위치를 원격에서 모니터링할 수 있도록 웹서버를 통해 인터넷 망과 연결된 것을 특징으로 할 수 있다. The monitoring device may be connected to the internet network through a web server to remotely monitor the location of the trailer truck.

상기 모니터링 장치는 상기 트레일러 트럭이 미리 결정된 목표 지점에 위치한 경우 이를 사용자에게 표시하는 것을 특징으로 할 수 있다. The monitoring device may display the trailer truck to the user when the trailer truck is located at a predetermined target point.

상기 거리 계산 장치에서 비컨과 상기 트레이러 트럭 간의 거리는 TDoA(Time Difference of Arrival) 알고리즘을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the distance calculation device, the distance between the beacon and the trailer truck may be calculated using a time difference of arrival (TDoA) algorithm.

상기 비컨(beacon)이 적어도 4개인 경우, 상기 데이터 처리 장치는 동일하지 않은 비컨으로부터 수신된 거리데이터 중 먼저 수신된 3개의 거리 데이터에 의해서 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다.When at least four beacons are included, the data processing apparatus may be configured to calculate a location of a trailer truck based on three distance data received first among distance data received from non-identical beacons.

상기 비컨이 4 개인 경우, 상기 비컨은 지면으로부터 같은 높이를 가지고 정사각형 형상의 각 꼭지점에 각각 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. When the beacons are four, the beacons may have the same height from the ground and may be installed at each vertex of a square shape.

상기한 본 발명의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 트레일러 트럭의 위치 추적 방법은, (a) 크레인에 설치된 적어도 3개 이상의 비컨(beacon)에서 발생된 초음파 신호와 RF 신호를 발신하는 단계; (b) 상기 초음파와 RF 신호를 수신하고 상기 초음파의 비행거리에 의해 상기 비컨과 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하고 거리 데이터를 데이터 처리 장치에 전송하는 단계; 및 (c) 데이터 처리 장치가 수신받은 상기 거리 데이터를 이용하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하고 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for tracking a trailer truck according to the present invention, the method including: (a) transmitting an ultrasonic signal and an RF signal generated from at least three beacons installed in a crane; (b) receiving the ultrasound and RF signals, calculating the distance between the beacon and the trailer truck based on the flight distance of the ultrasound and transmitting distance data to a data processing device; And (c) calculating and displaying the position of the trailer truck by using the distance data received by the data processing device.

상기 (c) 단계는, 상기 트레일러 트럭이 목표 지점에 위치하는지를 판단하는 단계; 및 상기 트레일러 트럭이 목표 지점에 위치하는 것으로 판단된 경우 이를 모니터링 장치에 표시하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.Step (c) may include determining whether the trailer truck is located at a target point; And if it is determined that the trailer truck is located at a target point, displaying the same on the monitoring device.

상기 비컨들은 고정된 좌표계를 기준으로 한 좌표로 표시되고, 상기 (c) 단계는, 각 비컨의 좌표들과 상기 초음파 무선 수신 노드의 좌표 간의 거리의 각 연산식을 이용하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다. The beacons are displayed in coordinates based on a fixed coordinate system, and the step (c) is based on the equation of the distance between the coordinates of each beacon and the coordinates of the ultrasonic radio receiving node to determine the location of the trailer truck. It may be characterized by calculating.

상기 (b) 단계에서 상기 비컨과 트레일러 트럭 간의 거리는 TDoA(Time Difference of Arrival) 알고리즘을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다. In step (b), the distance between the beacon and the trailer truck may be calculated using a TDoA (Time Difference of Arrival) algorithm.

상기 비컨(beacon)이 적어도 4개인 경우, 상기 (c) 단계는, 상기 데이터 처리 장치는 동일하지 않은 비컨으로부터 수신된 거리데이터 중 먼저 수신된 3개의 거리 데이터에 의해서 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다. If at least four beacons are present, the step (c) is further characterized in that the data processing device calculates the location of the trailer truck based on the three distance data received first of the distance data received from non-identical beacons. It can be characterized.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 의미한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the present invention will be described in detail. Like reference numerals in the drawings denote components that perform the same function.

도 1은 본 발명에 따른 시스템을 개략적으로 도시한 모식도로 항만에서 선적과 하역 시 트레일러 트럭의 위치를 추적하는 시스템 나타내며, 도 2는 본 발명에 따른 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템의 바람직한 일 실시 예를 설명하기 위한 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다. 1 shows a system for tracking the position of a trailer truck during loading and unloading at a port, schematically showing a system according to the present invention, and FIG. 2 shows a preferred embodiment of a position tracking system for a trailer truck according to the present invention. It is a block diagram which shows the whole structure for demonstrating.

본 발명에 의하면, 특정한 위치에 부착된 센서노드에서 RF 신호와 초음파 신호를 동시에 발사하게 된다. 각각의 노드들은 노드별 시스템 시간을 가지고 있으며 차량에 부착된 센서 노드는 발사된 신호를 받아서 계산하는 역할을 수행한다. According to the present invention, an RF signal and an ultrasonic signal are simultaneously emitted from a sensor node attached to a specific position. Each node has a node-by-node system time, and the sensor node attached to the vehicle receives and calculates the emitted signal.

이때 초음파의 비행거리와 노드별 RF 신호를 분석하여 각 노드별 거리를 계산하게 되고 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 통신 시스템을 이용해서 PC와 같은 데이터 처리 장치로 데이터를 전송하게 된다. In this case, the distance of each node is calculated by analyzing the flight distance of the ultrasonic wave and the RF signal of each node, and data is transmitted to a data processing device such as a PC by using a wireless communication system such as Bluetooth.

전송받은 데이터는 필터링 과정을 거쳐서 화면상에 정확한 위치 값을 디스플레이하게 되고 트레일러 트럭의 운전자는 이를 근거로 차량을 조작해서 원하는 위치에 이동하게 된다. The received data is filtered to display the correct position value on the screen, and the driver of the trailer truck moves the vehicle to the desired position based on this.

도 1과 도 2를 참조하면 본 발명에 의한 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템은, 발신전용 초음파 발생 장치(100), 거리 데이터 전송 장치(200), 데이터 처리 장치(300) 및 모니터링 장치(400)를 구비한다. 1 and 2, the position tracking system of the trailer truck according to the present invention includes a transmission-only ultrasonic wave generator 100, a distance data transmission device 200, a data processing device 300, and a monitoring device 400. Equipped.

초음파 발생장치(100)는 크레인에 설치한다. 초음파 발생장치(100)는 크레인에 부착된 비컨(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)을 통해 초음파와 RF 신호를 발생하여 트레일러 트럭(20)으로 발신한다. 이 경우, 비컨은 적어도 3개 이상 설치되는 것이 바람직하다. The ultrasonic generator 100 is installed in a crane. The ultrasonic generator 100 generates ultrasonic waves and RF signals through the beacons 100-1, 100-2, 100-3, and 100-4 attached to the crane and transmits them to the trailer truck 20. In this case, it is preferable that at least 3 beacons are provided.

거리 데이터 전송 장치(200)는 트레일러 트럭(20)에 부착되어 초음파와 RF 신호를 수신한다. 거리 데이터 전송 장치(200)는 초음파의 비행거리를 계산하여 계산 된 거리 데이터를 데이터 처리 장치(300)에 전송한다. 초음파의 비행거리는 초음파가 비컨(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)과 트레일러 트럭에 설치된 리스너(listener) 사이를 비행한 거리이다. The distance data transmission device 200 is attached to the trailer truck 20 to receive ultrasound and RF signals. The distance data transmission device 200 transmits the calculated distance data to the data processing device 300 by calculating the flight distance of the ultrasonic waves. The ultrasonic flight distance is the distance that ultrasonic waves fly between beacons 100-1, 100-2, 100-3, 100-4 and listeners installed in the trailer truck.

거리 데이터 전송 장치(200)는, 수신 전용 초음파 수신 노드(listener, 211 ), 거리 계산 장치(212) 및 데이터 전송 노드(213)를 구비할 수 있다. The distance data transmission device 200 may include a reception-only ultrasonic reception node 211, a distance calculation device 212, and a data transmission node 213.

수신전용 초음파 수신 노드(211)는 트레일러 트럭(20)의 상단에 부착되어 초음파 신호와 RF 신호를 수신한다. The reception-only ultrasonic reception node 211 is attached to the top of the trailer truck 20 to receive the ultrasonic signal and the RF signal.

거리 계산 장치(212)는 트레일러 트럭(20)의 상단에 부착되어 초음파의 비행 거리를 계산한다. The distance calculation device 212 is attached to the top of the trailer truck 20 to calculate the flight distance of the ultrasonic waves.

또한, 데이터 전송 노드(213)는 트레일러 트럭(20)의 상단에 부착되어 거리계산 장치(200)에서 계산된 각각의 거리 데이터를 블루투스(bluetooth) 송신 장치를 통해 원격으로 전송한다. In addition, the data transmission node 213 is attached to the top of the trailer truck 20 to remotely transmit each distance data calculated by the distance calculating device 200 via a Bluetooth transmission device.

데이터 처리 장치(300)는 거리 데이터 값을 수신받아 트레일러 트럭(20)의 위치 정보와 이동 방향을 분석하여 사용자가 모니터링할 수 있도록 한다. 즉, 거리 계산 장치(212)로부터 비컨과 리스너 간의 거리 값인 거리 데이터만을 제공받고 이를 이용에 대한 알고리즘을 수행하여 트레일러 트럭의 위치를 정확히 계산한다. The data processing apparatus 300 receives the distance data value and analyzes the location information and the moving direction of the trailer truck 20 so that the user can monitor it. That is, only distance data, which is a distance value between the beacon and the listener, is provided from the distance calculating device 212 and an algorithm for using the same is performed to accurately calculate the position of the trailer truck.

모니터링 장치(400)는 상기 트레일러 트럭(20)의 위치를 사용자(500)가 알 수 있도록 표시하는 수단을 말한다. 예컨대, 사용자는 현장관리자(510), 크레인 운전기사(520), 트레일러 트럭의 운전기사(530) 및 클라이언트(540)가 될 수 있다. Monitoring device 400 refers to a means for displaying the location of the trailer truck 20 so that the user 500 can know. For example, the user may be the site manager 510, the crane driver 520, the driver 530 of the trailer truck, and the client 540.

기존의 시스템은 수동으로 운전자와 크레인 기사 사이에 크레인 기사와 무선통신을 통한 수신신호를 담당하는 사람의 메시지를 통해서 차량의 위치를 이동하게 되어 있었다. 그러나 본 발명에 의한 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템을 구현함으로써 선적과 하역 작업에 소요되는 시간과 인력을 낭비를 막을 수가 있다. The existing system was to manually move the vehicle position between the driver and the crane operator through a message from the crane operator and the person in charge of the received signal through wireless communication. However, by implementing the position tracking system of the trailer truck according to the present invention can avoid wasting time and manpower required for loading and unloading operations.

데이터 처리 장치(300)와 모니터링 장치(400)는 PC는 물론 PDA와 같은 무선 통신 시스템에 구현될 수 있다. 이 경우 PC와 PDA는 거리 데이터 전송 장치(200)로 부터 거리 데이터를 전달받아 트레일러 트럭(20)의 위치를 계산하고 이를 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 표시한다. The data processing device 300 and the monitoring device 400 may be implemented in a wireless communication system such as a personal digital assistant (PDA) as well as a personal computer. In this case, the PC and the PDA receive the distance data from the distance data transmission device 200 to calculate the position of the trailer truck 20 and display it to the user through the display device.

도 2는 데이터를 수신받아 트레일러 트럭의 위치 정보를 현장관리자(510), 크레인 운전기사(520), 트레일러 트럭의 운전기사(530) 및 클라이언트(540)가 모니터링하는 과정을 보여주고 있다. 2 shows a process of receiving data and monitoring the location information of the trailer truck by the field manager 510, the crane driver 520, the driver 530 of the trailer truck, and the client 540.

예컨대, PDA가 구비된 현장 관리자(510)나 크레인 운전기사(520), 트레일러 트럭의 운전기사(530)는 거리 데이터 전송 장치(200)로부터 거리 데이터를 데이터 수신 장치(311, 331, 341)를 통해 수신한다. For example, the site manager 510, the crane driver 520, or the driver 530 of the trailer truck provided with the PDA receives the distance data from the distance data transmission device 200 and receives the data reception devices 311, 331, and 341. Receive through.

각각의 PDA에 내장된 데이터 처리장치(312, 332, 342)에서 데이터를 처리하여 트레일러 트럭의 위치를 계산한 후, 모니터링 장치(313, 333, 342)를 통해 사용자(510, 520, 530)에게 트레일러 트럭(20)의 위치를 화면에 뿌려주게 된다. The data processing devices 312, 332, and 342 embedded in the respective PDAs process the data to calculate the position of the trailer truck, and then the user 510, 520, and 530 through the monitoring devices 313, 333, and 342. The location of the trailer truck 20 will be sprayed on the screen.

현장 관리자(510)는 트레일러 트럭(20)의 위치를 파악함으로써 현장을 용이하게 감독할 수 있으며, 크레인 운전자(520)와 트레일러 운전자(530)는 자신의 장비를 용이하게 운용할 수 있다. The site manager 510 may easily supervise the site by identifying the location of the trailer truck 20, and the crane driver 520 and the trailer driver 530 may easily operate their equipment.

클라이언트(540)가 인터넷 망(50)을 통해 모니터링할 수 있도록, 웹서버(40)를 통해 인터넷 망(50)과 연결될 수 있다. 즉 데이터 처리 장치(323)에 의하여 처리된 데이터가 웹서버(40)에 업로드 되어, 인터넷 망(50)을 통해 접속한 클라이언트(540)는 자신의 모니터링 장치(323)에서 트레일러 트럭(20)의 위치를 모니터링할 수 있다. The client 540 may be connected to the internet network 50 through the web server 40 so that the client 540 may monitor the internet network 50. That is, the data processed by the data processing device 323 is uploaded to the web server 40, and the client 540 connected through the internet network 50 is connected to the trailer truck 20 by the monitoring device 323 thereof. The location can be monitored.

컨테이너의 선적이나 하역 작업의 효율성을 위하여, 트레일러 트럭(20)이 미 리 정해진 목표 지점에 위치한 경우에 예정된 작업을 할 수 있음을 알리기 위해 모니터링 장치를 통하여 사용자에게 그 상태를 표시할 수 있다. 따라서, 현장 관리자(510), 크레인 운전자(520)와 트레일러 운전자(530) 간에 커뮤니케이션의 불일치로 인한 작업의 불편을 제거할 수 있다. For the efficiency of loading or unloading the container, when the trailer truck 20 is located at a predetermined target point, the status can be displayed to the user through the monitoring device to inform that the scheduled work can be performed. Accordingly, inconvenience of work due to a mismatch in communication between the site manager 510, the crane driver 520, and the trailer driver 530 may be eliminated.

도 3은 블루투스(Bluetooth)를 이용한 거리 데이터 전송 장치이고, 도 4는 데이터 처리 장치와 모니터링 장치가 PC에 구현된 것을 나타낸다. 거리 계산 장치는 외부의 장치로 구현될 수도 있다. 3 is a distance data transmission apparatus using Bluetooth, and FIG. 4 shows a data processing apparatus and a monitoring apparatus implemented in a PC. The distance calculation device may be implemented as an external device.

리스 너를 통해 비컨(Beacon)으로부터 초음파 신호와 RF 신호를 수신한다. 도 3의 거리 데이터 전송 장치(200)에서 거리를 계산해서 블루투스 동글(Blutooth dongle)을 통해 도 4의 PC에 장착된 블루투스 장치로 전송을 하게 된다. 이때 PC는 마스터(Master)가 되고, 거리 데이터 전송 장치는 슬레이브(Slave)가 되어 통신을 하게 된다. Receives ultrasonic signals and RF signals from beacons through listeners. The distance data transmission device 200 of FIG. 3 calculates the distance and transmits the distance to the Bluetooth device mounted in the PC of FIG. 4 through a Bluetooth dongle. At this time, the PC becomes a master and the distance data transmission device becomes a slave to communicate.

상기와 같이 거리 데이터 전송 장치를 베이스 스테이션( Basestation)으로 이용하여 7개까지 통신이 가능하다. 즉, 블루투스 통신을 구현함으로써 데이터 수집과 처리를 위한 베이스 스테이션의 속도와 거리의 한계를 극복할 수 있다. As described above, up to seven communication can be performed using the distance data transmission apparatus as a base station. In other words, by implementing Bluetooth communication, the speed and distance limitations of the base station for data collection and processing can be overcome.

도 4를 참조하면 데이터 처리 장치(300)는 확장 안테나(310)에 의해 수신한 거리 데이터에 의해 트레이너 트럭(20)의 위치를 계산하여 모니터(400)에 뿌려주게 된다. 이와 같이, 확장 안테나를 장착해서 데이터 전송 장치로부터 거리 데이터를 수신하는 경우 Indoor 환경에서는 100M이상 Outdoor 환경에서는 200M 이상 떨어진 거리에서도 자체전력으로 데이터를 처리할 수 있다. Referring to FIG. 4, the data processing apparatus 300 calculates the position of the trainer truck 20 based on the distance data received by the extension antenna 310 and sprinkles it on the monitor 400. As described above, when receiving the distance data from the data transmission apparatus by mounting the expansion antenna, the data can be processed by its own power even at a distance of 100M or more in the indoor environment and 200M or more in the outdoor environment.

도 5는 비컨과 리스너 간의 거리를 측정 알고리즘을 설명하기 위한 도면으로, 4개의 비컨과 리스너 간의 초음파 비행 거리를 계산하는 것을 나타낸다. FIG. 5 is a diagram for describing an algorithm for measuring a distance between a beacon and a listener, and illustrates calculating an ultrasonic flight distance between four beacons and a listener.

도 5를 참조하면 비컨 노드는 크레인에 고정 좌표로 부착되어서 트레일러 트럭에 부착된 리스너 노드로 초음파와 RF 신호를 전송하는 역할을 한다. 비컨과 리스너 사이에 거리 측정을 위해서 사용된 알고리즘은 TDoA(Time Difference of Arrival)이다. 비컨과 리스너 사이의 거리는 다음 수학식 1에 의해 구하게 된다. Referring to FIG. 5, the beacon node is attached to a crane at fixed coordinates to transmit ultrasonic waves and RF signals to a listener node attached to a trailer truck. The algorithm used to measure the distance between the beacon and the listener is the TDoA (Time Difference of Arrival). The distance between the beacon and the listener is obtained by the following equation.

Figure 112007002305001-pat00001
Figure 112007002305001-pat00001

TDoA알고리즘을 이용해서 리스너의 좌표를 구하기 위해서는 3개의 비컨만을 가지고도 충분히 구할 수 있지만 정확한 값을 본 발명을 위한 연구에서는 4개의 비컨을 사용하였으면 4개의 랜덤으로 먼저 들어오면 좌표를 계산하는 방식을 취했다. In order to obtain the coordinates of the listener using the TDoA algorithm, only three beacons can be obtained enough. However, in the study for the present invention, if four beacons were used, four random beacons were used to calculate the coordinates. .

도 6은 데이터 처리 장치가 무선 데이터 전송 장치로부터 전송받은 데이터를 처리하여 트레일러 트럭의 위치를 계산하기 위한 모형이다. 6 is a model for calculating the position of a trailer truck by processing data received from a wireless data transmission device.

도 6을 참조하면, 비컨 B1, B2, B3, B4는 고정된 좌표로서 미리 알고 있는 값이다. 비컨을 같은 높이로 일정하게 장착을 했기 때문이다. 초음파의 비행거리를 통해서 거리 값은 버퍼(buffer)에 저장되어서 리스너의 (X, Y, Z)좌표를 구할 수 있다. 화면 디스플레이는 400~1500ms에 한 번씩 저장된 값을 계산해서 보여준다.Referring to FIG. 6, beacons B1, B2, B3, and B4 are known coordinates as fixed coordinates. This is because the beacon is mounted at the same height. Through the ultrasonic flight distance, the distance value is stored in the buffer to obtain (X, Y, Z) coordinates of the listener. The screen display calculates and displays the stored value once every 400 to 1500 ms.

리스너의 좌표를 구하기 위해 피타고라스의 정리를 적용한 다음 식을 이용한 다. To find the coordinates of the listener, we apply the Pythagorean theorem and then use

(X-A1)2+(Y-B1)2+(Z-C1)2=(Distance1)2 (XA 1 ) 2 + (YB 1 ) 2 + (ZC 1 ) 2 = (Distance 1 ) 2

(X-A2)2+(Y-B2)2+(Z-C2)2=(Distance2)2 (XA 2 ) 2 + (YB 2 ) 2 + (ZC 2 ) 2 = (Distance 2 ) 2

(X-A3)2+(Y-B3)2+(Z-C3)2=(Distance3)2 (XA 3 ) 2 + (YB 3 ) 2 + (ZC 3 ) 2 = (Distance 3 ) 2

4개의 비컨은 같은 높이에 설치했기 때문에 좌표를 구하기 위한 3개의 비컨의 Z좌표 값 C1=C2=C3이며, 비컨은 모두 고정된 점이므로 기준 좌표계를 잡아 각각의 좌표를 특정하면 된다. Since the four beacons are installed at the same height, the Z coordinate values C 1 = C 2 = C 3 of the three beacons for obtaining the coordinates. Since the beacons are all fixed points, each coordinate is identified by grasping the reference coordinate system.

도 7은 본 발명에 사용되는 데이터 처리 장치의 데이터 처리 과정을 설명하기 위해 나타낸 것이다. 7 is a diagram illustrating a data processing procedure of a data processing apparatus used in the present invention.

거리 계산 장치로부터 얻어진 거리는 필터(250)를 거쳐 오차가 큰 거리 값을 제외하고 버퍼(260)에 저장하게 된다. 버퍼(260)에 저장된 거리 데이터는 각각의 아이디와 거리 값을 갖는다. The distance obtained from the distance calculator is stored in the buffer 260 except for the distance value having a large error through the filter 250. The distance data stored in the buffer 260 has respective IDs and distance values.

버퍼(260)에 랜덤으로 3개의 값만 들어오면 계산을 해서 큐(270)에 넣게 된다. 초음파의 특성상 거리와 각도에 따라서 오차가 차이가 나지만 환경적인 요인을 고려해 볼 때 랜덤 값으로 3개의 값만을 먼저 받는 것이 효율적이기 때문에 위와 같은 방식으로 구현을 했다. If only three values enter randomly in the buffer 260, they are calculated and put in the queue 270. The error varies depending on the distance and angle due to the nature of ultrasonic waves, but considering the environmental factors, it is efficient to receive only three values as random values first.

도 8은 본 발명에 의한 위치추적 시스템의 GUI(Graphical user interface) 화면의 일 예를 나타낸 것이다. 운영체제에 구현을 받지 않기 위해서 JAVA언어를 선택하게 되었다. 8 illustrates an example of a graphical user interface (GUI) screen of the location tracking system according to the present invention. I chose the JAVA language so that it was not implemented in the operating system.

“Connection Setting"부분은 활성화된 포트를 자동으로 감지해서 선택할 수 있으며 자유롭게 Connect와 Close 가 가능하다.”The "Connection Setting" section can detect and select the active port automatically, and can freely connect and close. "

Setting etc" 부분은 트레일러가 놓여 있어야 할 위치를 소프트웨어적으로 기준을 잡을 수 있도록 설정하는 부분으로 계산해서 Display 되는 시간까지 표시된다. "Setting etc" is a part that sets the position where the trailer should be placed so that it can be set by software. It is displayed until the displayed time.

“Position Calculation Test" 부분은 하드웨어를 설치하기 전에 Basestation과 소프트웨어를 임의의 좌표를 통해서 Test 하는 부분이다.”"Position Calculation Test" is the part that tests basestation and software through arbitrary coordinates before installing the hardware. "

Positioning Information" 부분은 “Setting etc" 부분에서 설정한 기준점과 오차범위의 설정 값을 참고로 해서 기준점과의 오차를 나타내는 부분이다. 이를 통해서 차량의 오차를 인식하고 기준점으로 이동하게 된다.”Positioning Information "part refers to the error between the reference point and the reference point set in the" Setting etc "part and the setting value of the error range. This allows the vehicle to recognize the error and move to the reference point. ”

Position Mapping Test" 부분은 실제 설치 전에 (x, y, z) 좌표를 설정해서 기준점으로부터의 오차를 측정하는데 사용한다. Position Mapping Test "section is used to measure the error from the reference point by setting (x, y, z) coordinates before actual installation.

“위치추적” 화면은 실시간으로 트럭의 위치를 계산해서 뿌려주는 역할을 담당하며 Beacon Setting"은 고정된 좌표인 Beacon의 첫 번째 좌표인 (x, y, z)를 세팅하는 메뉴이다. 뒤에서 설명할 성능 측정에서는 (150, 150, 150)을 세팅하고 Testbed를 구축했다.The “Location Tracking” screen is used to calculate and scatter the truck's position in real time. Beacon Setting ”is a menu that sets the first coordinate (x, y, z) of Beacon, which is a fixed coordinate. In the performance measurements, we set (150, 150, 150) and built a testbed.

도 9는 본 발명에 의한 위치추적 시스템의 계산화면을 나타낸 것으로 모니터링 시스템에서 내부적으로 계산되는 정보를 보여주는 화면이다. 계산된 각각의 Beacon과의 거리 값뿐만 아니라 계산된 값을 보여 주며 소수점 이하의 자리는 반올 림하거나 버린다. 9 is a screen illustrating a calculation screen of a location tracking system according to the present invention, and is a screen showing information calculated internally by a monitoring system. Shows the calculated value as well as the calculated distance to each beacon, and rounds off the decimal places.

도 10은 본 발명에 의한 위치 추적 시스템의 테스트베드의 구축과 테스트 결과를 설명하기 위해 나타낸 것으로, 참조 부호 70은 초음파 발생 장치이고, 참조부호 80은 초음파 발생 장치가 부착되는 크레인의 모형이다. Figure 10 is shown to explain the construction and test results of the test bed of the position tracking system according to the present invention, reference numeral 70 is an ultrasonic generator, reference numeral 80 is a model of a crane to which the ultrasonic generator is attached.

도 10(a)은 초음파의 발신 각도를 나타내고 있다. 초음파 센서의 종류와 특성에 따라서 다르겠지만 본 프로젝트에서 사용한 초음파 센서의 경우 가까운 거리에서는 45도 이하로 조정을 하는 것이 좋았다. Fig. 10A shows the transmission angle of the ultrasonic waves. Depending on the type and characteristics of the ultrasonic sensor, the ultrasonic sensor used in this project should be adjusted to less than 45 degrees at close range.

초음파의 특성상 반사파의 영향을 많이 받는 것을 고려해야 한다. 벽이나 장애물 심지어 사람의 위치에 따라서도 영향을 받기 때문에 거리에 따라서 각도의 조정과 초음파의 생명주기, 비컨 별 발신 시간 등의 세부적은 설정이 뒤따라야 한다. 실험을 통해서 알게 된 사실이지만 실험실 내에 천정에 설치되어 있는 형광등의 안정기에서 나오는 파장에도 영향을 받기도 했다. Due to the nature of ultrasonic waves, it is important to consider the effects of reflected waves. Because it is influenced by walls, obstacles and even the position of people, detailed settings such as adjusting the angle according to the distance, the life cycle of the ultrasonic wave and the transmission time per beacon must be followed. In fact, it was learned from experiments, but it was also influenced by the wavelength from the ballast of fluorescent lamps installed in the ceiling of the laboratory.

도 10(b)은 테스트베드를 구축할 때 왼쪽의 그림의 관계를 고려해서 각도를 잡고 측정을 하는 장면이다. 이러한 실험을 통해서 비컨과 리스너의 센싱 가능 최소, 최대 거리 및 센싱 각도 산출할 수 있었다(도 11(a) 참조). 10 (b) is a scene in which the angle is measured in consideration of the relationship of the figure on the left when constructing the test bed. Through this experiment, it was possible to calculate the sensing possible minimum, maximum distance, and sensing angle of the beacon and the listener (see FIG. 11 (a)).

리스너와 비컨을 직선상으로 두고 최대 거리를 측정해보면 이론상 10.5m 까지 측정이 가능하지만, 거리가 한계 거리에 다가갈수록 초음파 없는 RF 신호만 감지되는 경우가 잦다. 여러 번의 테스트를 통하여 RF 신호와 초음파가 항상 같이 오는 최적거리를 알아본 결과 약 7m 정도까지는 100% 센싱을 하였다.     If you measure the maximum distance with the listener and beacon in a straight line, you can theoretically measure up to 10.5m, but as the distance approaches the limit distance, only the RF-free RF signal is often detected. After several tests, we found the optimal distance that the RF signal and the ultrasonic wave always come together.

초음파는 크리켓의 송신기로부터 펄스파 모양으로 발생되기 때문에 초음파의 센싱 범위는 원형으로 나타난다.Since the ultrasonic waves are generated in the form of pulse waves from the transmitter of the cricket, the sensing range of the ultrasonic waves is circular.

크리켓 매뉴얼을 보면 크리켓의 센싱 각도는 약 80˚ ( 중심 기준으로 좌 40˚ + 우 40˚ ) 라고 명시되어 있다. 80˚ 이상의 각도에서도 센싱이 가능하지만, RF 신호만 들어오고 초음파는 감지가 안 되거나 반사된 초음파가 감지되는 경우가 종종 있다. 연구는 100% 센싱이 될 경우만을 생각해야 하기 때문에 80˚ 이상의 각에서 반사파를 통하여 얻어지는 오차가 큰 데이터는 고려하지 않는다.The cricket manual states that the cricket's sensing angle is approximately 80 ° (40 ° left + 40 ° right of center). Sensing is possible even at an angle of more than 80 degrees, but often only RF signals are received and ultrasonic waves are not detected or reflected ultrasonic waves are often detected. Since the study should consider only 100% sensing, it does not consider the large data obtained through the reflected wave at an angle of more than 80 °.

도 11과 도 12는 장비의 특성을 고려한 센싱 범위를 구하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 이 경우 리스너가 놓일 수 있는 곳은 한 변의 길이가 x인 정사각형을 밑면으로 하는 직육면체가 최적의 공간이라고 정의한다.11 and 12 are diagrams for describing obtaining a sensing range in consideration of characteristics of equipment. In this case, the place where the listener can be placed is defined as the optimal space for a cuboid whose base is a square of length x.

도 11(a)을 참조하면, 최소거리는 테스트 환경에서 높이가 정해진 비컨과 리스너의 이론상 센싱 범위의 최단거리는 a에서 수직으로 설정된 높이의 길이만큼 내려왔을 때까지의 거리이고 이 거리보다 짧은 거리는 무시한다. Referring to FIG. 11 (a), the minimum distance is the distance from the theoretical beacon and listener's theoretical sensing range to which the height has been set in the test environment until it has descended by the height of the height set vertically from a and the distance shorter than this distance is ignored. .

최대거리는 C에서 수직방향으로 최단거리 g와 a에서 g까지 만나는 점이 센싱범위의 최장거리로 설정하였고 이 거리보다 긴 거리는 무시한다. The maximum distance is set to the longest distance of the sensing range at the point where C meets the shortest distance g in the vertical direction and a to g.

도 11(a)과 같이 밑변의 한 변의 중심과 반대편 높이의 꼭짓점 간의 거리를 최대 센싱 거리인 600m로 설정한다면 밑면의 어느 점에서든 최소 세 개의 비컨의 신호를 받을 수 있다. 세 번째 그림에서 하나의 비컨은 최대 거리 600m를 넘어서지만 3개의 거리 데이터만으로 리스너의 좌표를 계산할 수 있기 때문에 좌표계산에는 무리가 없다. 이렇게 밑면의 한 변의 중심과 반대편 높이의 꼭짓점 간의 거리를 최대 센싱 거리인 600m로 두었을 경우에 밑면의 변의 길이와 높이에 대해서 계산을 할 수 있다. As shown in FIG. 11A, if the distance between the center of one side of the bottom side and the vertex of the opposite height is set to 600 m, the maximum sensing distance, at least three beacon signals may be received at any point on the bottom. In the third figure, one beacon exceeds a maximum distance of 600m, but since the coordinates of the listener can be calculated using only three pieces of distance data, the coordinate calculation is not unreasonable. When the distance between the center of one side of the base and the vertex of the opposite height is set to 600 m, the maximum sensing distance, the length and height of the side of the bottom can be calculated.

도 11(b)에서와 같이 점 C를 리스너라고 두었을 때 좌우 40˚의 각도를 고려한다면 ∠C'CA의 40˚를 이룬다. 이에 점 C와 직육면체의 높이인 변 AB를 삼각형으로 생각했을 때 ∠ACB는 50˚, ∠BAC는 40˚의 각도를 가지는 직각삼각형이 된다. 도 11(c)를 참조하여 선분 BC 를 y 라고 하고, 피타고라스의 정리를 이용해 계산을 하면, X2=2Y2 으로부터

Figure 112007002305001-pat00002
의 결과가 나온다. 도 11(d)를 참조하여 선분 AB(=H)를 Y값으로 나타내면, H=YTan50˚이다. As shown in FIG. 11 (b), when the point C is a listener, the angle 40 ° of ∠C′CA is achieved if the angle C is considered to be 40 °. Considering the point C and the side AB, the height of the cuboid, are triangular, ∠ACB is 50 ° and ∠BAC is a right triangle with an angle of 40 °. Referring to Fig. 11 (c), if line segment BC is y and is calculated using Pythagorean theorem, then X 2 = 2Y 2. From
Figure 112007002305001-pat00002
Results. Referring to Fig. 11 (d), the line segment AB (= H) is represented by a Y value, where H = Y Tan 50 °.

한편, x의 값을 구하기 위해서 △BDE와 △ABE를 이용한다(도 11(e) 참조). △BDE에서 빗변BE를 x에 대해 정의하면 △ABE는 빗변은 600cm, 높이AB와 밑변BE는 x에 대해 정의되었으므로 x값을 알 수 있다.On the other hand, ΔBDE and ΔABE are used to find the value of x (see Fig. 11 (e)). If we define hypotenuse BE for x in ΔBDE, we know the value of x because we have defined an hypotenuse for 600cm, height AB and base BE for x.

도 12(a)와 도 12 (b)를 참조하여 △BDE에서 선분BE(=Z)를 구하면,12 (a) and 12 (b), the line segment BE (= Z) is obtained from ΔBDE.

Z2=X2 + (1/2X)2 으로부터,

Figure 112007002305001-pat00003
이다. From Z 2 = X 2 + (1 / 2X) 2 ,
Figure 112007002305001-pat00003
to be.

△BDE의 모든 선분의 값을 알고 있으니 X의 값을 구할 수 있다. Since we know the values of all the line segments of △ BDE, we can find the value of X.

도 12(c)를 참조하여 앞에서 구한 값들을 피타고라스 정리를 적용하여 X의 값을 구한다.Referring to FIG. 12 (c), the values obtained above are obtained by applying the Pythagorean theorem.

Figure 112007002305001-pat00004
Figure 112007002305001-pat00004

상기 식의 해를 구하면, X=428.556307717, H=361.143134913이다. Solving the above equation, X = 428.556307717 and H = 361.143134913.

따라서, 리스너에 의한 초음파의 최대 센싱 거리가 600m일 때, 위의 직육면체(도 12(d)) 범위 내에서 리스너가 바닥의 어느 지점에 있더라도 최소 3개의 비컨은 최적의 거리 내에 모두 들어가게 되므로 최적의 수신율을 보장받을 수 있다. Therefore, when the maximum sensing distance of the ultrasonic waves by the listener is 600m, at least three beacons are all within the optimum distance at any point on the floor within the range of the above rectangular parallelepiped (Fig. 12 (d)). Receiving rate can be guaranteed.

도 13은 본 발명에 의한 트레일러의 위치 추적 방법의 바람직한 일 실시 예를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 본 발명에 의한 트레일러의 위치 추적 방법에 관하여 중복되는 내용은 이미 도 1 내지 도 12에서 설명하였으므로 이에 관한 기술은 생략하기로 한다. 13 is a flowchart for explaining a preferred embodiment of the method for tracking the location of a trailer according to the present invention. Since the overlapping information regarding the location tracking method of the trailer according to the present invention has been described with reference to FIGS. 1 to 12, description thereof will be omitted.

먼저, 크레인에 설치된 적어도 3개 이상의 비컨(beacon)에서 발생된 초음파와 RF 신호를 발신한다(S100). First, at least three beacons (beacon) installed in the crane to transmit the ultrasonic wave and the RF signal (S100).

다음에, 초음파와 RF 신호를 수신하고 상기 초음파의 비행거리에 의해 상기 비컨과 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하고 거리 데이터를 데이터 처리 장치에 전송한다(S102). 본 단계에서 비컨과 트레일러 트럭 간의 거리는 TDoA(Time Differe nce of Arrival) 알고리즘을 이용하여 계산한다. Next, an ultrasonic wave and an RF signal are received, the distance between the beacon and the trailer truck is calculated by the ultrasonic flight distance, and the distance data is transmitted to the data processing device (S102). In this step, the distance between the beacon and the trailer truck is calculated using the Time Differential of Arrival (TDoA) algorithm.

다음에, 데이터 처리 장치가 수신받은 상기 거리 데이터를 이용하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하고 표시한다(S104). 또한, 비컨(beacon)이 적어도 4개인 경우, 상기 데이터 처리 장치는 동일하지 않은 비컨으로부터 수신된 거리데이터 중 먼저 수신된 3개의 거리 데이터에 의해서 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다. Next, the data processing apparatus calculates and displays the position of the trailer truck using the received distance data (S104). In addition, when at least four beacons (beacon), the data processing device may be characterized by calculating the position of the trailer truck based on the three distance data received first of the distance data received from the non-identical beacons.

비컨들은 고정된 좌표계를 기준으로 한 좌표로 표시되고, 본 단계에서, 비컨의 좌표들과 상기 초음파 무선 수신 노드의 좌표 간의 거리의 각 연산식을 이용하 여 트레일러 트럭의 위치를 계산할 수 있다.The beacons are displayed in coordinates based on a fixed coordinate system, and in this step, the position of the trailer truck can be calculated using each equation of the distance between the beacon coordinates and the coordinates of the ultrasonic radio receiving node.

도 14는 도 13의 S104 단계의 일 예를 설명하기 위한 플로우챠트이다. FIG. 14 is a flowchart for explaining an example of step S104 of FIG. 13.

트레일러 트럭이 목표 지점에 위치하는지를 판단하고(S200), 트레일러 트럭이 목표 지점에 위치하는 것으로 판단된 경우 이를 표시하는 단계(S202)를 더 구비할 수 있다. 즉, 실시간으로 트레일러의 위치를 표시하고, 이와 함께 트레일러가 미리 결정된 목표 지점에 위치한 경우 이를 별도로 표시하는 것이다. The method may further include a step S202 of determining whether the trailer truck is located at the target point (S200), and displaying it if it is determined that the trailer truck is located at the target point (S202). That is, the location of the trailer is displayed in real time, and when the trailer is located at a predetermined target point, it is displayed separately.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. The best embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명은 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템과 방법은, 항만의 선적과 하역을 위한 컨테이너 트레일러 트럭의 정확한 위치 추적을 통한 처리시간의 단축을 위해 PDA를 통한 감독자, 트레일러 운전기사, 크레인 기사가 실시간으로 트레일러의 위치를 제공하여 관여된 업무에 활용할 수 있는 트레일러 위치 제공 시스템 및 방법을 제공하는 효과가 있다. The present invention is a trailer truck positioning system and method, the supervisor, trailer driver, crane driver through the PDA in real time to reduce the processing time through accurate location tracking of container trailer truck for loading and unloading port It is effective to provide a system and method for providing a trailer location that can be utilized in the work involved by providing the location of the.

Claims (16)

삭제delete 항만에서 컨테이너의 선적과 하역 시 트레일러 트럭의 위치를 추적하는 시스템에 있어서, A system for tracking the location of trailer trucks during loading and unloading of containers in ports, 크레인에 부착된 적어도 3개의 비컨(beacon)에서 발생된 초음파 신호와 RF 신호를 발신하는 초음파 발생 장치;An ultrasonic generator for transmitting ultrasonic signals and RF signals generated from at least three beacons attached to the crane; 트레일러 트럭에 부착되어 상기 초음파의 비행거리에 의해 상기 각각의 비컨과 상기 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하여 각각의 거리 데이터를 무선으로 전송하는 거리 데이터 전송 장치;A distance data transmission device attached to a trailer truck for calculating a distance between each beacon and the trailer truck by the ultrasonic flight distance and wirelessly transmitting each distance data; 상기 거리 데이터를 수신하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 데이터 처리 장치; 및A data processing device for receiving the distance data and calculating a position of the trailer truck; And 사용자가 상기 트레일러 트럭의 위치를 모니터링 할 수 있는 모니터링 장치를 구비하고,It is provided with a monitoring device for the user to monitor the location of the trailer truck, 상기 거리 데이터 전송 장치는,The distance data transmission device, 상기 트레일러 트럭의 상단에 부착되어 상기 초음파 신호와 상기 RF 신호를 수신하는 수신전용 초음파 수신 노드(listener);A reception-only ultrasound receiver attached to an upper end of the trailer truck to receive the ultrasound signal and the RF signal; 상기 트레일러 트럭의 상단에 부착되어 상기 초음파의 비행 거리를 계산하여 상기 각각의 비컨과 상기 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하는 거리 계산 장치; 및A distance calculation device attached to an upper end of the trailer truck and calculating a distance between the beacons and the trailer truck by calculating a flight distance of the ultrasonic waves; And 상기 트레일러 트럭의 상단에 부착되어 상기 거리계산 장치에서 계산된 각각의 거리 데이터를 블루투스(bluetooth) 송신 장치에 의해 원격으로 전송하는 데이터 전송 노드를 구비하는 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템.And a data transmission node attached to an upper end of the trailer truck and configured to remotely transmit each distance data calculated by the distance calculator by a Bluetooth transmission device. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 초음파의 비행거리는 상기 비컨과 상기 초음파 무선 수신 노드(listen er) 간의 거리인 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템.And the ultrasonic flight distance is a distance between the beacon and the ultrasonic radio receiver. 청구항 3에 있어서, The method according to claim 3, 상기 비컨들은 임의의 고정된 좌표계를 기준으로 한 좌표로 표시되고, 각 비컨의 좌표들과 상기 초음파 무선 수신 노드의 좌표의 간의 거리 연산식을 이용하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템. The beacons are displayed in coordinates based on an arbitrary fixed coordinate system, and the position of the trailer truck is calculated using a distance equation between coordinates of each beacon and coordinates of the ultrasonic radio receiving node. Trailer truck location tracking system. 항만에서 컨테이너의 선적과 하역 시 트레일러 트럭의 위치를 추적하는 시스템에 있어서,A system for tracking the location of trailer trucks during loading and unloading of containers in ports, 크레인에 부착된 적어도 3개의 비컨(beacon)에서 발생된 초음파 신호와 RF 신호를 발신하는 초음파 발생 장치;An ultrasonic generator for transmitting ultrasonic signals and RF signals generated from at least three beacons attached to the crane; 트레일러 트럭에 부착되어 상기 초음파의 비행거리에 의해 상기 각각의 비컨과 상기 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하여 각각의 거리 데이터를 무선으로 전송하는 거리 데이터 전송 장치;A distance data transmission device attached to a trailer truck for calculating a distance between each beacon and the trailer truck by the ultrasonic flight distance and wirelessly transmitting each distance data; 상기 거리 데이터를 수신하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 데이터 처리 장치; 및A data processing device for receiving the distance data and calculating a position of the trailer truck; And 사용자가 상기 트레일러 트럭의 위치를 모니터링 할 수 있는 모니터링 장치를 구비하고,It is provided with a monitoring device for the user to monitor the location of the trailer truck, 상기 모니터링 장치는 현장관리자, 크레인 운전기사, 트레일러 트럭의 운전기사 및 클라이언트가 상기 트레일러 트럭의 위치를 개별적으로 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템. Wherein the monitoring device is a site manager, crane driver, trailer truck driver and client of the trailer truck location tracking system, characterized in that to monitor the location of the trailer truck individually. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 데이터 처리 장치와 상기 모니터링 장치는 무선 통신 단말기에 구비된 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템. And said data processing device and said monitoring device are provided in a wireless communication terminal. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 모니터링 장치는 상기 트레일러 트럭의 위치를 원격에서 모니터링할 수 있도록 웹서버를 통해 인터넷 망과 연결된 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템. Wherein the monitoring device is a trailer truck location tracking system, characterized in that connected to the Internet network via a web server to remotely monitor the location of the trailer truck. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 모니터링 장치는 상기 트레일러 트럭이 미리 결정된 목표 지점에 위치한 경우 이를 사용자에게 표시하는 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템. And the monitoring device displays to the user when the trailer truck is located at a predetermined target point. 청구항 2 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 4, 상기 거리 계산 장치에서 비컨과 상기 트레이러 트럭 간의 거리는 TDoA(Time Difference of Arrival) 알고리즘을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템.And a distance between the beacon and the trailer truck in the distance calculator using a time difference of arrival algorithm. 항만에서 컨테이너의 선적과 하역 시 트레일러 트럭의 위치를 추적하는 시스템에 있어서, A system for tracking the location of trailer trucks during loading and unloading of containers in ports, 크레인에 부착된 적어도 3개의 비컨(beacon)에서 발생된 초음파 신호와 RF 신호를 발신하는 초음파 발생 장치;An ultrasonic generator for transmitting ultrasonic signals and RF signals generated from at least three beacons attached to the crane; 트레일러 트럭에 부착되어 상기 초음파의 비행거리에 의해 상기 각각의 비컨과 상기 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하여 각각의 거리 데이터를 무선으로 전송하는 거리 데이터 전송 장치;A distance data transmission device attached to a trailer truck for calculating a distance between each beacon and the trailer truck by the ultrasonic flight distance and wirelessly transmitting each distance data; 상기 거리 데이터를 수신하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 데이터 처리 장치; 및A data processing device for receiving the distance data and calculating a position of the trailer truck; And 사용자가 상기 트레일러 트럭의 위치를 모니터링 할 수 있는 모니터링 장치를 구비하고,It is provided with a monitoring device for the user to monitor the location of the trailer truck, 상기 비컨(beacon)이 적어도 4개인 경우, 상기 데이터 처리 장치는 동일하지 않은 비컨으로부터 수신된 거리데이터 중 먼저 수신된 3개의 거리 데이터에 의해서 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템. If the beacon is at least four, the data processing apparatus calculates the position of the trailer truck based on the first three distance data received among the distance data received from the unequal beacons. Tracking system. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10, 상기 비컨이 4 개인 경우, 상기 비컨은 지면으로부터 같은 높이를 가지고 정사각형 형상의 각 꼭지점에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 시스템. If the beacon is four, the beacon is a trailer truck position tracking system, characterized in that installed at each vertex of the square shape having the same height from the ground. 삭제delete (a) 크레인에 설치된 적어도 3개 이상의 비컨(beacon)에서 발생된 초음파 신호와 RF 신호를 발신하는 단계;(a) transmitting an ultrasonic signal and an RF signal generated from at least three beacons installed in the crane; (b) 상기 초음파와 RF 신호를 수신하고 상기 초음파의 비행거리에 의해 상기 비컨과 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하고 거리 데이터를 데이터 처리 장치에 전송하는 단계; 및 (b) receiving the ultrasound and RF signals, calculating the distance between the beacon and the trailer truck based on the flight distance of the ultrasound and transmitting distance data to a data processing device; And (c) 데이터 처리 장치가 수신받은 상기 거리 데이터를 이용하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하고 표시하는 단계를 포함하고,(c) calculating and displaying the location of the trailer truck using the distance data received by the data processing apparatus; 상기 (c) 단계는,In step (c), (c1) 상기 트레일러 트럭이 목표 지점에 위치하는지를 판단하는 단계; 및(c1) determining whether the trailer truck is located at a target point; And (c2) 상기 트레일러 트럭이 목표 지점에 위치하는 것으로 판단된 경우 이를 모니터링 장치에 표시하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 방법. and (c2) if it is determined that the trailer truck is located at the target point, displaying the same on the monitoring device. (a) 크레인에 설치된 적어도 3개 이상의 비컨(beacon)에서 발생된 초음파 신호와 RF 신호를 발신하는 단계;(a) transmitting an ultrasonic signal and an RF signal generated from at least three beacons installed in the crane; (b) 상기 초음파와 RF 신호를 수신하고 상기 초음파의 비행거리에 의해 상기 비컨과 트레일러 트럭 간의 거리를 계산하고 거리 데이터를 데이터 처리 장치에 전송하는 단계; 및 (b) receiving the ultrasound and RF signals, calculating the distance between the beacon and the trailer truck based on the flight distance of the ultrasound and transmitting distance data to a data processing device; And (c) 데이터 처리 장치가 수신받은 상기 거리 데이터를 이용하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하고 표시하는 단계를 포함하고,(c) calculating and displaying the location of the trailer truck using the distance data received by the data processing apparatus; 상기 비컨들은 고정된 좌표계를 기준으로 한 좌표로 표시되고, 상기 (c) 단계는, 각 비컨의 좌표들과 상기 초음파 무선 수신 노드의 좌표 간의 거리의 각 연산식을 이용하여 상기 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 방법. The beacons are displayed in coordinates based on a fixed coordinate system, and the step (c) is based on the calculation of the distance between the coordinates of each beacon and the coordinates of the ultrasonic radio receiving node to determine the location of the trailer truck. Position tracking method of the trailer truck, characterized in that the calculation. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,The method according to claim 13 or 14, 상기 (b) 단계에서 상기 비컨과 트레일러 트럭 간의 거리는 TDoA(Time Difference of Arrival) 알고리즘을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 트레일러 트럭의 위치 추적 방법. In step (b), the distance between the beacon and the trailer truck is calculated using a TDoA (Time Difference of Arrival) algorithm. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,The method according to claim 13 or 14, 상기 비컨(beacon)이 적어도 4개인 경우, If the beacon is at least four, 상기 (c) 단계는, 상기 데이터 처리 장치는 동일하지 않은 비컨으로부터 수신된 거리데이터 중 먼저 수신된 3개의 거리 데이터에 의해서 트레일러 트럭의 위치를 계산하는 것을 특징으로 트레일러 트럭의 위치 추적 방법. In the step (c), the data processing apparatus calculates the position of the trailer truck based on the three distance data received first among the distance data received from non-identical beacons.
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