KR100902110B1 - Apparatus for golf driving range - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 골프 거리 측정장치에 관해 개시된다.In the present invention, a golf distance measuring apparatus is disclosed.

실시예에 따른 골프 거리 측정장치는 키 입력부와, 상기 키 입력부에 따라 동작되며 메시지 프레임의 송수신을 통해 제1 지연시간 및 거리 정보를 계산하는 제1 컨트롤러와, 상기 제1 컨트롤러의 제어에 따라 CSS(Chirp Spread Spectrum)의 송수신 신호를 처리하는 제1 CSS 트랜시버와, RF 신호를 송수신하는 제1 안테나와, 거리 정보를 출력하는 출력부가 포함되는 질의기; 및 상기 질의기와 메시지 프레임의 송수신을 통해 제2 지연시간을 계산하여 상기 질의기에 제2 지연시간이 전송되도록 하는 제2 컨트롤러와, 상기 제2 컨트롤러의 제어에 따라 CSS(Chirp Spread Spectrum)의 송수신 신호를 처리하는 제2 CSS 트랜시버와, RF 신호를 송수신하는 제2 안테나가 포함되며, 홀 핀에 설치되는 응답기가 포함된다.Golf distance measuring apparatus according to an embodiment is a key input unit, a first controller which operates according to the key input unit and calculates a first delay time and distance information by transmitting and receiving a message frame, CSS according to the control of the first controller An interrogator including a first CSS transceiver for processing a transmission and reception signal of a chirp spread spectrum, a first antenna for transmitting and receiving an RF signal, and an output unit for outputting distance information; And a second controller configured to calculate a second delay time by transmitting and receiving the interrogator and the message frame so that the second delay time is transmitted to the interrogator, and a transmit / receive signal of a CSS (chirp spread spectrum) under control of the second controller. A second CSS transceiver for processing a, and a second antenna for transmitting and receiving an RF signal is included, and a responder installed in the hole pin is included.

골프, 거리 측정 Golf, distance measurement

Description

골프 거리 측정장치{APPARATUS FOR GOLF DRIVING RANGE}Golf distance measuring instrument {APPARATUS FOR GOLF DRIVING RANGE}

본 발명에서는 골프 거리 측정장치에 관해 개시된다.In the present invention, a golf distance measuring apparatus is disclosed.

최근, 골프를 즐기는 사람들이 늘어남에 따라 골프를 즐기는 사람들을 위한 다양한 장비들이 시판되고 있다.Recently, as the number of golfers increases, various equipments for golfers are being marketed.

골프 공을 타격하기 위한 골프 클럽(Golf club)은 드라이버(Driver), 우드(Wood), 아이언(Iron), 피칭(Pitching), 샌드(Sand), 퍼터(Putter) 등의 종류가 있으며, 골퍼는 목적이나 상황에 따라 적절히 선택하여 사용한다.Golf clubs for hitting golf balls include Driver, Wood, Iron, Pitching, Sand, and Putter. Select appropriately according to the purpose or situation.

각각의 골프 클럽 헤드의 전면인 페이스는 수직면에 대해서 일정한 각도를 가지고 있어 각도에 따라 골프 공의 비거리에 변화가 발생된다.The face, which is the front face of each golf club head, has a constant angle with respect to the vertical plane, so that the distance of the golf ball changes according to the angle.

도 1은 골프장의 용어를 간략히 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for briefly explaining the terminology of a golf course.

처음으로 골프 공을 타격하는 위치를 티 그라운드(10)라고 하고, 최종적으로 골프 공을 넣어야 하는 위치를 홀 컵(12)이라고 한다. 그리고, 홀 컵(12)이 있는 잔디 위를 그린(13)이라고 지칭한다. 한편, 티 그라운드(10)와 홀 컵(12) 사이에는 벙커 또는 장애물이 있는 헤자드(11)가 배치된다.The position of hitting the golf ball for the first time is called the tee ground 10, and the position at which the golf ball is finally put is called the hole cup 12. The grass on which the hole cup 12 is located is referred to as a green 13. On the other hand, between the tee ground 10 and the hole cup 12, there is a hedge 11 with a bunker or obstacle.

한편, 골퍼가 원하는 위치로 골프 공을 타격하기 위해서는 현재 골프 공이 있는 지점과 골프 공을 보내고자 하는 지점 사이 간의 정확한 거리를 알 필요가 있다.On the other hand, in order to hit the golf ball to the desired position, the golfer needs to know the exact distance between the current golf ball and the point to send the golf ball.

골퍼는 티 그라운드(10)에서 그린(13)쪽으로 이동하면서 3~5회의 타격을 통해 골프 공을 홀 컵(12)에 넣게 되는데, 골프 공의 위치에서 홀 컵(12)까지의 거리에 따라 골프 클럽을 선택하여 사용한다.The golfer puts the golf ball into the hole cup 12 through three to five blows while moving from the tee ground 10 to the green 13, depending on the distance from the position of the golf ball to the hole cup 12. Select and use your club.

이때, 골프 공의 위치로부터 홀 컵(12)까지의 거리를 정확히 알기 위해 통상적으로 GPS 기술을 이용한 단말기가 사용된다.At this time, in order to accurately know the distance from the position of the golf ball to the hole cup 12, a terminal using GPS technology is typically used.

GPS 기술을 이용한 단말기는 측정하고자 하는 목표점에 대한 좌표를 미리 데이터베이스에 저장해 두고, 현재 단말기가 위치한 지점의 좌표를 GPS로 측정하여 단말기가 위치한 지점으로부터 목표점까지의 거리를 계산한다.A terminal using GPS technology stores coordinates of a target point to be measured in a database in advance, and calculates the distance from the point where the terminal is located to the target point by measuring the coordinates of the point where the terminal is currently located.

상기와 같은 GPS 기술을 이용한 단말기는 GPS로 측정하는 현재 단말기 위치 좌표의 오차 및 미리 저장된 목표점에 대한 위치 좌표의 오차로 인하여 정확한 거리를 측정할 수 없는 한계가 있다.The terminal using the GPS technology as described above has a limitation in that it is impossible to measure an accurate distance due to an error of the current terminal position coordinate measured by GPS and an error of the position coordinate with respect to a pre-stored target point.

특히, 홀 컵(12)의 위치는 그린(13)의 상태나 기타 다른 이유로 자주 변경이 되는데, 변경된 홀 컵(12)의 위치를 매번 수정하여 데이터베이스에 반영하는 것은 현실적으로 불가능하기 때문에 정밀도가 요구되는 홀 컵(12)까지의 정확한 거리를 측정할 수 없는 문제가 있다.In particular, the position of the hole cup 12 is frequently changed due to the state of the green 13 or for other reasons. Since the position of the changed hole cup 12 is not modified every time and reflected in the database, precision is required. There is a problem that the exact distance to the hole cup 12 cannot be measured.

또한, GPS 기술을 이용한 단말기는 GPS 수신 장치의 전력 소모가 크고, GPS 안테나 및 배터리의 크기로 인하여 소형화가 어려운 문제가 있다.In addition, a terminal using GPS technology has a problem in that power consumption of the GPS receiver is large and miniaturization is difficult due to the size of the GPS antenna and the battery.

또한, GPS 기술을 이용한 단말기는 나무 아래나 숲에서는 GPS 수신이 어려워 작동이 불가능한 문제가 있다.In addition, a terminal using GPS technology has a problem that GPS reception is difficult to operate under a tree or in a forest.

실시예는 골프 거리 측정장치를 제공한다.An embodiment provides a golf distance measuring apparatus.

실시예는 정확한 거리를 측정할 수 있는 골프 거리 측정장치를 제공한다.The embodiment provides a golf distance measuring apparatus capable of measuring an accurate distance.

실시예는 홀 컵의 위치 변동에도 불구하고 정확한 거리를 측정할 수 있는 골프 거리 측정장치를 제공한다.The embodiment provides a golf distance measuring apparatus capable of measuring an accurate distance despite the positional change of the hole cup.

실시예는 소형으로 제작될 수 있으며, GPS가 수신되지 않는 위치에서도 동작될 수 있는 골프 거리 측정장치를 제공한다.The embodiment provides a golf distance measuring apparatus which can be manufactured in a small size and can be operated even at a position where GPS is not received.

실시예에 따른 골프 거리 측정장치는 키 입력부와, 상기 키 입력부에 따라 동작되며 메시지 프레임의 송수신을 통해 제1 지연시간 및 거리 정보를 계산하는 제1 컨트롤러와, 상기 제1 컨트롤러의 제어에 따라 CSS(Chirp Spread Spectrum)의 송수신 신호를 처리하는 제1 CSS 트랜시버와, RF 신호를 송수신하는 제1 안테나와, 거리 정보를 출력하는 출력부가 포함되는 질의기; 및 상기 질의기와 메시지 프레임의 송수신을 통해 제2 지연시간을 계산하여 상기 질의기에 제2 지연시간이 전송되도록 하는 제2 컨트롤러와, 상기 제2 컨트롤러의 제어에 따라 CSS(Chirp Spread Spectrum)의 송수신 신호를 처리하는 제2 CSS 트랜시버와, RF 신호를 송수신하는 제2 안테나가 포함되며, 홀 핀에 설치되는 응답기가 포함된다.Golf distance measuring apparatus according to an embodiment is a key input unit, a first controller which operates according to the key input unit and calculates a first delay time and distance information by transmitting and receiving a message frame, CSS according to the control of the first controller An interrogator including a first CSS transceiver for processing a transmission and reception signal of a chirp spread spectrum, a first antenna for transmitting and receiving an RF signal, and an output unit for outputting distance information; And a second controller configured to calculate a second delay time by transmitting and receiving the interrogator and the message frame so that the second delay time is transmitted to the interrogator, and a transmit / receive signal of a CSS (chirp spread spectrum) under control of the second controller. A second CSS transceiver for processing a, and a second antenna for transmitting and receiving an RF signal is included, and a responder installed in the hole pin is included.

실시예는 골프 거리 측정장치를 제공할 수 있다.Embodiments may provide a golf distance measuring apparatus.

실시예는 정확한 거리를 측정할 수 있는 골프 거리 측정장치를 제공할 수 있다.The embodiment may provide a golf distance measuring apparatus capable of measuring an accurate distance.

실시예는 홀 컵의 위치 변동에도 불구하고 정확한 거리를 측정할 수 있는 골프 거리 측정장치를 제공할 수 있다.Embodiments may provide a golf distance measuring apparatus capable of measuring an accurate distance despite the positional change of the hole cup.

실시예는 소형으로 제작될 수 있으며, GPS가 수신되지 않는 위치에서도 동작될 수 있는 골프 거리 측정장치를 제공할 수 있다.The embodiment may be manufactured in a small size and may provide a golf distance measuring apparatus that may be operated even at a position where GPS is not received.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 골프 거리 측정장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a golf distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 따른 골프 거리 측정장치는 질의기(Interrogator)와 응답기(transponder)가 포함된다. 상기 질의기는 골퍼가 휴대하여 사용할 수 있는 단말기로 사용될 수 있으며, 응답기는 거리를 측정하고자 하는 목표점에 설치될 수 있다.Golf distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes an interrogator and a transponder. The interrogator may be used as a terminal that a golfer can carry and use. The answering machine may be installed at a target point to measure a distance.

실시예에 따른 골프 거리 측정장치에서 상기 응답기는 다양한 목표점에 설치될 수 있다. 예를 들어, 18홀을 가진 골프장에서 18개의 응답기가 각각의 홀 컵에 설치될 수 있으며, 각각의 응답기는 식별 가능한 아이디(ID)를 가질 수 있다.In the golf distance measuring apparatus according to the embodiment, the transponder may be installed at various target points. For example, in a golf course with 18 holes, 18 responders may be installed in each hole cup, and each responder may have an identifiable ID.

또한, 응답기는 티 그라운드의 티 샷 라인에 설치될 수도 있다.The transponder may also be installed in the tee shot line of the tee ground.

상기 홀 컵에 설치된 응답기는 상기 질의기와의 통신을 통해 질의기가 위치한 지점으로부터 상기 응답기가 설치된 위치까지의 거리를 측정할 수 있도록 해준다. 따라서, 골퍼는 골프 공의 위치로부터 상기 홀 컵의 위치까지의 정확한 거리를 알 수 있다.The transponder installed in the hole cup allows communication with the interrogator to measure the distance from the location of the interrogator to the location where the transponder is installed. Thus, the golfer can know the exact distance from the position of the golf ball to the position of the hole cup.

상기 티 샷 라인에 설치된 응답기는 상기 질의기와의 통신을 통해 질의기가 위치한 지점으로부터 상기 티 샷 라인까지의 거리를 측정할 수 있도록 해준다. 따라서, 골퍼는 티 샷에 의한 골프 공의 비거리를 정확하게 알 수 있다.The transponder installed in the tee shot line may communicate with the interrogator to measure the distance from the point where the interrogator is located to the tee shot line. Thus, the golfer can accurately know the distance of the golf ball by the tee shot.

도 2는 실시예에 따른 골프 거리 측정장치에서 응답기의 설치 예를 도시한 도면이다.2 is a view showing an installation example of a responder in the golf distance measuring apparatus according to the embodiment.

실시예에 따른 골프 거리 측정장치에서 응답기(30)는 홀 핀(20)에 설치된다. 홀 핀(20)은 그린의 홀 컵(12)에 설치되며 먼 거리에서도 홀 핀(20)의 위치를 용이하게 식별할 수 있도록 플래그(21)가 결합될 수 있다.In the golf distance measuring apparatus according to the embodiment, the responder 30 is installed in the hole pin 20. The hole pin 20 is installed in the green hole cup 12 and the flag 21 may be coupled to easily identify the position of the hole pin 20 even at a long distance.

실시예에서 상기 응답기(30)가 홀 핀(20)에 설치되는 것은 중요한 장점을 제공한다. 앞서 설명한 바와 같이, 여러가지 이유로 홀 컵(12)의 위치는 자주 변경되는데, 상기 홀 핀(20)은 홀 컵(12)의 위치 이동에 따라 함께 이동되기 때문에 응답기(30)가 상기 홀 핀(20)에 설치되면 정확한 홀 컵(12)까지의 거리를 알 수 있다.In the embodiment the installation of the responder 30 in the hole pin 20 provides a significant advantage. As described above, the position of the hole cup 12 is frequently changed for various reasons, and the responder 30 is moved to the hole pin 20 because the hole pin 20 moves together with the position movement of the hole cup 12. If installed in the) can be known the distance to the hole cup 12 accurate.

상기 응답기(30)를 상기 홀 핀(20)에 설치하기 위해 어댑터(22)가 사용될 수 있다.Adapter 22 may be used to install the transponder 30 to the hole pin 20.

상기 응답기(30)과 질의기(40)는 기본적으로 전원을 제공하는 배터리, 통신을 위한 안테나, 신호처리를 위한 회로가 포함된다.The answering machine 30 and the interrogator 40 basically include a battery for providing power, an antenna for communication, and a circuit for signal processing.

도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 골프 거리 측정장치에서 질의기와 응답기의 구성을 설명하는 도면이다.3 and 4 are views for explaining the configuration of the interrogator and the answering machine in the golf distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3과 도 4를 참조하면, 질의기(40)는 키 입력부(41), 컨트롤러(42), CSS 트랜시버(Chirp Spread Spectrum Transceiver)(43), 전단 증폭부(Front-end Amp)(44), 안테나(45), 스피커(46) 및 디스플레이부(47)가 포함된다.3 and 4, the interrogator 40 includes a key input unit 41, a controller 42, a CSS spread spectrum transceiver 43, and a front-end amplifier 44. , An antenna 45, a speaker 46, and a display unit 47 are included.

상기 키 입력부(41)에는 거리 측정을 위한 사용자의 키가 입력되고, 상기 컨트롤러(42)는 상기 질의기(40)의 각 구성을 제어하며, 상기 CSS 트랜시버(43)는 CSS(Chirp Spread Spectrum) 송수신 신호를 처리한다. 또한, 상기 컨트롤러(42)는 상기 응답기(30)와의 신호 송수신을 통해 이하에서 설명하는 제1 지연시간을 계산하며, 상기 제1 지연시간 및 상기 응답기로부터 수신한 제2 지연시간으로부터 상기 질의기(40)와 응답기(30) 사이의 거리를 계산한다.The user's key for distance measurement is input to the key input unit 41, the controller 42 controls each component of the interrogator 40, and the CSS transceiver 43 is a CSS (Chirp Spread Spectrum). Process the transmit and receive signals. In addition, the controller 42 calculates a first delay time to be described below through signal transmission and reception with the answering machine 30, and the querying machine (from the first delay time and the second delay time received from the answering machine) Calculate the distance between 40 and the transponder 30.

상기 안테나(45)는 상기 질의기(40)와 응답기(30) 사이에 RF 신호가 송수신되도록 한다. 실시예에 따른 골프 거리 측정장치에서 상기 질의기(40)의 안테나(45)는 지향성(directional) 안테나가 사용될 수 있다. 상기 질의기(40)가 지향성 안테나를 사용함에 따라 보다 효율적으로 상기 응답기(30)와 통신을 수행할 수 있다.The antenna 45 allows RF signals to be transmitted and received between the interrogator 40 and the responder 30. In the golf distance measuring apparatus according to the embodiment, the directional antenna may be used as the antenna 45 of the interrogator 40. As the interrogator 40 uses a directional antenna, the interrogator 40 may communicate with the transponder 30 more efficiently.

상기 전단 증폭부(44)는 상기 CSS 트랜시버(43)와 안테나(45) 사이에 배치되며, 송신 경로에 PA(Power Amplifier) 및 수신 경로에 LNA(Low Noise Amplifier)가 구비된다. 상기 전단 증폭부(44)는 신호의 송수신 가능 영역을 확장시킬 수 있다.The front end amplifier 44 is disposed between the CSS transceiver 43 and the antenna 45 and includes a power amplifier (PA) in a transmission path and a low noise amplifier (LNA) in a reception path. The front end amplifier 44 may extend a transmission / reception area of a signal.

상기 스피커(46) 및 디스플레이부(47)는 적어도 어느 하나가 구비될 수 있으며, 거리 측정 결과를 사용자에게 알려주는 출력부로써의 기능을 한다.At least one of the speaker 46 and the display unit 47 may be provided, and functions as an output unit that informs a user of a result of distance measurement.

한편, 응답기(30)는 컨트롤러(31), CSS 트랜시버(Chirp Spread Spectrum Transceiver)(32), 전단 증폭부(Front-end Amp)(33), 안테나(34), LED(35), 기울기 센서(36) 및 조도 센서(37)가 포함된다.Meanwhile, the responder 30 includes a controller 31, a CSS spread spectrum receiver 32, a front-end amplifier 33, an antenna 34, an LED 35, and a tilt sensor ( 36 and an illuminance sensor 37 are included.

상기 컨트롤러(31)는 상기 응답기(30)의 각 구성을 제어하며, 상기 CSS 트랜시버(32)는 CSS(Chirp Spread Spectrum) 송수신 신호를 처리한다. 또한, 상기 컨트롤러(31)는 상기 질의기(40)와의 신호 송수신을 통해 이하에서 설명하는 제2 지연시간을 계산하여 상기 질의기(40)로 전송되도록 한다.The controller 31 controls each component of the responder 30, and the CSS transceiver 32 processes a chirp spread spectrum (CSS) transmission and reception signal. In addition, the controller 31 calculates a second delay time described below through signal transmission and reception with the interrogator 40 and transmits the second delay time to the interrogator 40.

상기 안테나(34)는 상기 질의기(40)와 응답기(30) 사이에 RF 신호가 송수신되도록 한다. 실시예에 따른 골프 거리 측정장치에서 상기 응답기(30)의 안테나(34)는 무지향성(omni-directional) 안테나가 사용될 수 있다. 상기 질의기(40)의 위치가 골프 공의 위치에 따라 상기 응답기(30)를 기준으로 전후좌우에 각각 배치될 수 있으므로 무지향성 안테나를 사용하는 것이 효과적이다.The antenna 34 allows RF signals to be transmitted and received between the interrogator 40 and the responder 30. In the golf distance measuring apparatus according to the embodiment, the antenna 34 of the responder 30 may use an omni-directional antenna. Since the position of the interrogator 40 may be arranged in front, rear, left, and right sides of the answering machine 30 according to the position of the golf ball, it is effective to use an omnidirectional antenna.

상기 전단 증폭부(33)는 상기 CSS 트랜시버(32)와 안테나(34) 사이에 배치되며, 송신 경로에 PA(Power Amplifier) 및 수신 경로에 LNA(Low Noise Amplifier)가 구비된다. 상기 전단 증폭부(33)는 신호 송수신 가능 영역을 확장시킬 수 있다.The front end amplifier 33 is disposed between the CSS transceiver 32 and the antenna 34 and includes a power amplifier (PA) in a transmission path and a low noise amplifier (LNA) in a reception path. The front end amplifier 33 may extend a signal transceivable region.

상기 LED(35)는 상기 응답기(30)의 위치 또는 상기 응답기(30)가 설치된 홀 핀(20)의 위치를 먼 거리에서도 용이하게 식별할 수 있도록 설치될 수 있으며, 상기 질의기(40) 또는 원격제어유닛에 의해 작동 가능하도록 설치될 수 있다.The LED 35 may be installed to easily identify the position of the transponder 30 or the position of the hole pin 20 in which the transponder 30 is installed, and the interrogator 40 or the interrogator 40. It may be installed to be operable by a remote control unit.

상기 기울기 센서(36) 또는 조도 센서(37)는 배터리를 절약하기 위해서 채용될 수 있으며, 상기 홀 핀(20)이 소정 임계값 이상의 기울기를 가지게 되면 이를 감지하여 상기 응답기(30)가 슬립(sleep) 상태가 되도록 하거나 조도가 임계값 이하가 되면 이를 감지하여 상기 응답기(30)가 슬립 상태가 되도록 한다.The tilt sensor 36 or the illuminance sensor 37 may be employed to save battery, and when the hole pin 20 has an inclination greater than a predetermined threshold, the tilt sensor 36 or the illuminance sensor 37 may sleep. ) Or when the illuminance falls below a threshold, the responder 30 sleeps.

상기 질의기(40)와 응답기(30) 사이의 통신규격은 간섭에 강하고 지연시간을 주파수 영역에서 측정할 수 있는 IEEE802.15.4a의 물리계층인 CSS(Chirp Spread Spectrum)가 사용될 수 있으며, UWB(Ultra Wide Band)와 같은 통신규격이 사용될 수도 있다. 상기 CSS를 사용하면 지연시간이 주파수 차이로 변환이 가능하게 되며 고속 A/D(Analog to Digital) 변환기가 요구되지 않는다.The communication standard between the interrogator 40 and the responder 30 may be used as a chirp spread spectrum (CSS), which is a physical layer of IEEE802.15.4a that is resistant to interference and can measure a delay time in a frequency domain. Communication standards such as Ultra Wide Band may be used. Using the CSS, the delay time can be converted into a frequency difference, and a high speed analog-to-digital converter is not required.

상기 질의기(40)와 응답기(30) 사이의 거리 계산은 양면적 투-웨이 방법(SDS-TWR: Symmetrical Double-Sided Two-Way Ranging) 알고리즘을 사용하고, 배터리 절약을 위한 CCA(Clear Channel Assessment) 및 LPL(Low Power Listening) 알고리즘을 사용한다.The distance calculation between the interrogator 40 and the responder 30 uses a symmetrical double-sided two-way ranging (SDS-TWR) algorithm, and a clear channel assessment for battery saving. ) And LPL (Low Power Listening) algorithms.

도 5는 본 발명에 따른 골프 거리 측정장치에서 LPL(Low Power Listening) 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. 도면에서 Rx는 상기 응답기(30)의 수신상태를 나타낸다.5 is a view for explaining a low power listening (LPL) algorithm in the golf distance measuring apparatus according to the present invention. In the figure, Rx represents the reception state of the responder 30.

상기 응답기(30)는 배터리 소모를 최소한으로 하기 위하여 주기적으로 웨이크업(wakeup) 상태(W)와 슬립(sleep) 상태(S)를 반복한다. 상기 질의기(40)는 상기 응답기(30)를 동작시키기 위해 웨이크업 주기(D) 보다 긴 프리엠블(Preamble)을 발송한다. 그리고, 상기 응답기(30)는 프리엠블이 수신되면 슬립 상태(S)에서 웨이크업 상태(W)로 변환된다.The transponder 30 repeats the wakeup state W and the sleep state S periodically to minimize battery consumption. The interrogator 40 sends a preamble longer than the wake-up period D to operate the responder 30. When the preamble is received, the responder 30 is converted from the sleep state S to the wake-up state W.

이 경우, 상기 응답기(30)가 지속적으로 웨이크업 상태(W)에 있는 것보다 웨이크업 주기(D)/웨이크업 시간(d) 배 만큼의 배터리 수명을 연장시킬 수 있다.In this case, it is possible to extend the battery life by the wake-up period D / wake-up time d times than the responder 30 is continuously in the wake-up state W.

도 6은 본 발명에 따른 골프 거리 측정장치에서 CCA 동작을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the CCA operation in the golf distance measuring apparatus according to the present invention.

도면에서 Rx는 상기 응답기(30)의 수신상태를 나타내고, Tx1, Tx2, Tx3는 각각 제1,2,3질의기의 송신상태 또는 상기 응답기(30)와의 통신상태를 나타낸다.In the figure, Rx represents a reception state of the responder 30, and Tx1, Tx2, and Tx3 represent a transmission state of the first, second and third query machines or a communication state with the responder 30, respectively.

상기 응답기(30)는 주기적으로 웨이크업 상태(W)에 있고, 상기 질의기(40)와 통신을 시작하면 액티브 상태(Active)로 있게 된다.The answering machine 30 is periodically in the wakeup state W, and is in an active state when communication with the interrogator 40 is started.

상기 질의기(40)는 상기 응답기(30)와의 통신을 위해 채널 상태를 파악하여 채널이 점유되지 않았을 경우에만 매체 접근을 수행한다. 즉, 상기 질의기(40)는 CCA(Clear Channel Assessment) 동작을 통해 충돌 확률을 낮추게 되어 배터리를 절약할 수 있게 한다.The interrogator 40 determines the channel state for communication with the answering machine 30 and performs media access only when the channel is not occupied. That is, the interrogator 40 lowers the probability of collision through a clear channel assessment (CCA) operation, thereby saving battery.

도 6에서 제1 질의기가 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행할 때, 상기 응답기(30)가 슬립 상태(S)에 있으므로 상기 제1 질의기는 프리엠블(Preamble)을 전송하고 거리 계산을 위한 양면적 투-웨이 방법(SDS-TWR) 알고리즘을 수행한다.In FIG. 6, when the first interrogator performs a clear channel assessment (CCA), since the responder 30 is in a sleep state S, the first interrogator transmits a preamble and double-sided for distance calculation. Perform the two-way method (SDS-TWR) algorithm.

제2 질의기가 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행할 때, 상기 응답기(30)가 액티브 상태(Active)에 있으므로 제2 질의기는 상기 응답기(30)와 통신을 할 수 없다.When the second interrogator performs a clear channel assessment (CCA), the second interrogator cannot communicate with the responder 30 because the responder 30 is in an active state.

제3 질의기가 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행할 때, 상기 응답기(30)가 슬립 상태(S)에 있으므로 상기 제3 질의기는 프리엠블(Preamble)을 전송하고 거리 계산을 위한 양면적 투-웨이 방법(SDS-TWR) 알고리즘을 수행한다.When the third interrogator performs a clear channel assessment (CCA), since the responder 30 is in a sleep state S, the third interrogator transmits a preamble and a two-sided two-way for distance calculation. Perform the method (SDS-TWR) algorithm.

즉, 본 발명에 따른 골프 거리 측정장치에서 상기 질의기(40)는 상기 응답기(30)와의 통신을 시작하기 전에 CCA(Clear Channel Assessment) 동작을 통해 채 널이 점유되었는지 여부를 판단하고 채널이 점유되지 않았을 경우에만 통신을 수행한다.That is, in the golf distance measuring apparatus according to the present invention, the interrogator 40 determines whether the channel is occupied through a clear channel assessment (CCA) operation before starting communication with the responder 30, and occupies the channel. Communicate only when it is not done.

도 7은 본 발명에 따른 골프 거리 측정장치에서 질의기와 응답기 간의 양면적 투-웨이 방법(SDS-TWR: Symmetrical Double-Sided Two-Way Ranging)을 통해 거리를 계산하는 것을 설명하는 도면이고, 도 8은 질의기와 응답기의 동작 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에서 좌측의 흐름은 질의기의 동작을 나타내고 우측의 흐름은 응답기의 동작을 나타낸다.FIG. 7 is a view illustrating a distance calculation between a querying machine and an answering machine in a golf distance measuring apparatus according to the present invention through a symmetrical double-sided two-way ranging (SDS-TWR) method, and FIG. 8. Is a diagram for explaining the operational flow of the interrogator and the answering machine. In FIG. 8, the flow on the left represents the operation of the interrogator and the flow on the right represents the operation of the responder.

도 7과 도 8을 참조하면, 우선 도 5와 도 6에서 설명한 바와 같이 CCA 동작 및 LPL 동작을 통해 상기 질의기(40)와 응답기(30) 사이의 통신이 수행되고 도 7에 도시된 바와 같은 SDS-TWR 동작이 수행된다.7 and 8, first, communication between the interrogator 40 and the responder 30 is performed through the CCA operation and the LPL operation as described with reference to FIGS. 5 and 6, as shown in FIG. 7. SDS-TWR operation is performed.

도 7에는 양방향 지연 시간 측정시 필요한 전송 패킷의 시간 흐름도가 도시되어 있다. 양방향 지연시간을 측정하는 이유는 질의기(40)와 응답기(30)에서 사용하는 클럭의 오차를 제거하고 양 클럭의 시간변동 오차를 최소화하기 위함이다.7 is a time flow diagram of a transport packet required for bidirectional delay time measurement. The reason for measuring the bidirectional delay time is to eliminate the error of the clocks used by the interrogator 40 and the responder 30 and to minimize the time variation error of both clocks.

상기 질의기(40)와 응답기(30)에 사용되는 클럭 제너레이터는 설계 사양, 온도에 의한 영향, 제조상의 허용공차, 노화 등의 이유로 오차를 가지게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 골프 거리 측정장치에서는 클럭의 오차를 제거하여 거리 측정을 함으로써 오차가 다소 큰 저가의 클럭 제너레이터를 사용할 수 있는 장점이 있다.The clock generators used in the interrogator 40 and the transponder 30 have errors due to design specifications, effects of temperature, manufacturing tolerances, and aging. Therefore, the golf distance measuring apparatus according to the embodiment of the present invention has an advantage of using a low-cost clock generator having a somewhat large error by measuring a distance by removing an error of a clock.

상기 질의기(40)는 REQ 패킷을 전송하고, 상기 응답기(30)는 REQ_RES 패킷으 로 응답한다. 이때, 상기 질의기(40)는 REQ 패킷의 전송시간(tp), 상기 응답기(30)의 응답시간(treplyB) 및 REQ_RES 패킷의 전송시간(tp)를 포함하는 troundA를 계산한다.The interrogator 40 transmits a REQ packet, and the responder 30 responds with a REQ_RES packet. In this case, the query exchanger (40) calculates t roundA including a transfer time (t p), the response time (t replyB) and transmission time (t p) of REQ_RES packet of the answering machine 30 in the REQ packet.

한편, 상기 질의기(40)는 REQ_RES 패킷의 수신에 따라 RES 패킷을 상기 응답기(30)로 전송한다. 이때, 상기 응답기(30)는 REQ_RES 패킷의 전송시간(tp), 상기 질의기(40)의 응답시간(treplyA) 및 상기 RES 패킷의 전송시간(tp)를 포함하는 troundB를 계산한다. 상기 troundB는 상기 질의기(40)로 전송된다.On the other hand, the interrogator 40 transmits the RES packet to the responder 30 according to the reception of the REQ_RES packet. In this case, the transponder 30 calculates the t roundB including a transfer time (t p), the response time (t replyA) and transmission time (t p) of the RES packet of the query group 40 of REQ_RES packet . The t roundB is sent to the interrogator 40.

그리고, 상기 질의기(40)에서 하기 수학식 1,2에 의해 제1 지연시간(tp1) 및 제2 지연시간(tp2)이 계산되고, 하기 수학식 3에 의해 상기 질의기(40)와 응답기(30) 사이의 단방향 지연시간(tp)을 산출한다.In addition, a first delay time t p1 and a second delay time t p2 are calculated by the following Equation 1 and 2 in the interrogator 40, and the interrogator 40 is expressed by Equation 3 below. And the one-way delay time t p between and the responder 30 is calculated.

Figure 112007074355915-pat00001
Figure 112007074355915-pat00001

Figure 112007074355915-pat00002
Figure 112007074355915-pat00002

Figure 112007074355915-pat00003
Figure 112007074355915-pat00003

상기 수학식 3에 의해 계산된 단방향 지연시간(tp)으로부터 패킷의 이미 확인된 전파 속도(c)를 이용하여 아래 수학식 4와 같이 질의기(40)와 응답기(30) 간의 거리(d)를 계산할 수 있다.The distance d between the interrogator 40 and the responder 30 as shown in Equation 4 below using the already known propagation speed c of the packet from the unidirectional delay time t p calculated by Equation 3 above. Can be calculated.

Figure 112007074355915-pat00004
Figure 112007074355915-pat00004

한편, 지연시간 측정시 다양한 오류로 인해 안정적인 데이터를 확보할 수 없는 경우가 발생될 수 있다. 즉, 웨이크업 오류나 REQ, REQ_RES, RES 등의 패킷 전송 오류 등으로 인하여 거리 측정이 불가능하거나 거리 측정이 완료되었으나 측정 데이터가 부정확한 경우가 있다.On the other hand, when measuring the delay time may be a case that can not secure stable data due to various errors. That is, distance measurement is impossible or distance measurement is completed due to a wake-up error or a packet transmission error such as REQ, REQ_RES, RES, etc., but measurement data may be incorrect.

이때, 거리 측정이 불가능한 경우 일정 횟수 만큼 거리 측정을 재시도한다. At this time, if distance measurement is impossible, retry the distance measurement a certain number of times.

또한, 거리 평균값을 구할 때 평균에 사용되는 거리값들 중에서 평균값에서 일정 편차를 벗어나는 값은 배제시키고 안정된 범위 내에 속하는 데이터만을 평균에 사용함으로써 측정 거리를 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In addition, when the distance average value is obtained, the measurement distance can be improved by excluding the value that deviates from the average value from the average value among the distance values used for the average and using only the data within the stable range for the average.

도 9에는 본 발명의 골프 거리 측정장치에서 상기 질의기(40) 및 응답기(30)에서 전송하는 메시지 프레임의 전송 패킷의 포맷을 예시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a format of a transmission packet of a message frame transmitted by the interrogator 40 and the responder 30 in the golf distance measuring apparatus of the present invention.

예를 들어, 전송 패킷 포맷은 상기 응답기(30)를 깨우기 위한 프리엠 블(Preamble), 복수의 응답기(30)가 사용되는 경우에 특정 응답기(30)를 지정하기 위한 응답기 아이디(ID), SDS-TWR 동작에 필요한 REQ, REQ_RES, RES 패킷(Payload), 전송 오류를 확인하기 위한 FCS(Frame Check Sequence)가 포함된다.For example, the transport packet format includes a preamble for waking the responder 30, a responder ID for designating a specific responder 30 when a plurality of responders 30 are used, and an SDS. REQ, REQ_RES, RES packet (Payload), and FCS (Frame Check Sequence) to check transmission error are included.

상기 FCS(Frame Check Sequence)를 이용하여 전송 프레임에 에러가 발생된 경우 이를 데이터로 활용하지 않고 폐기하며, request/request_response/reponse의 전 과정에서 에러가 발생되지 않은 경우에만 거리 계산을 수행한다.When an error occurs in a transmission frame using the frame check sequence (FCS), it is discarded without using it as data, and distance calculation is performed only when no error occurs in the entire process of request / request_response / reponse.

도 1은 골프장의 용어를 간략히 설명하기 위한 도면.1 is a view for briefly explaining the terminology of a golf course.

도 2는 실시예에 따른 골프 거리 측정장치에서 응답기의 설치 예를 도시한 도면.2 is a view showing an installation example of a responder in the golf distance measuring apparatus according to the embodiment.

도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 골프 거리 측정장치에서 질의기와 응답기의 구성을 설명하는 도면.3 and 4 are views for explaining the configuration of the interrogator and the answering machine in the golf distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 골프 거리 측정장치에서 LPL(Low Power Listening) 알고리즘을 설명하기 위한 도면. 5 is a view for explaining a low power listening (LPL) algorithm in the golf distance measuring apparatus according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 골프 거리 측정장치에서 CCA 동작을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining the CCA operation in the golf distance measuring apparatus according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 골프 거리 측정장치에서 질의기와 응답기 간의 양면적 투-웨이 방법(SDS-TWR: Symmetrical Double-Sided Two-Way Ranging)을 통해 거리를 계산하는 것을 설명하는 도면.FIG. 7 is a view for explaining a distance calculation method through a two-way method (SDS-TWR: Symmetrical Double-Sided Two-Way Ranging) between an interrogator and a responder in the golf distance measuring apparatus according to the present invention.

도 8은 질의기와 응답기의 동작 흐름을 설명하기 위한 도면.8 is a view for explaining the operational flow of the interrogator and the answering machine.

도 9는 본 발명의 골프 거리 측정장치에서 상기 질의기 및 응답기에서 전송하는 메시지 프레임의 전송 패킷의 포맷을 예시한 도면.9 is a diagram illustrating a format of a transport packet of a message frame transmitted by the interrogator and the responder in the golf distance measuring apparatus of the present invention.

Claims (11)

키 입력부와, 상기 키 입력부에 따라 동작되며 메시지 프레임의 송수신을 통해 제1 지연시간 및 거리 정보를 계산하는 제1 컨트롤러와, 상기 제1 컨트롤러의 제어에 따라 CSS(Chirp Spread Spectrum)의 송수신 신호를 처리하는 제1 CSS 트랜시버와, RF 신호를 송수신하는 제1 안테나와, 거리 정보를 출력하는 출력부가 포함되는 질의기; 및A key input unit, a first controller operated according to the key input unit and calculating first delay time and distance information through transmission and reception of a message frame, and transmitting / receiving signals of CSS (Chirp Spread Spectrum) under control of the first controller. An interrogator including a first CSS transceiver to process, a first antenna to transmit and receive an RF signal, and an output unit to output distance information; And 상기 질의기와 메시지 프레임의 송수신을 통해 제2 지연시간을 계산하여 상기 질의기에 제2 지연시간이 전송되도록 하는 제2 컨트롤러와, 상기 제2 컨트롤러의 제어에 따라 CSS(Chirp Spread Spectrum)의 송수신 신호를 처리하는 제2 CSS 트랜시버와, RF 신호를 송수신하는 제2 안테나가 포함되는 응답기를 포함하고,A second controller for calculating a second delay time by transmitting and receiving the query frame and a message frame, and transmitting and receiving a signal of a CSS (Chirp Spread Spectrum) under the control of the second controller; And a responder including a second CSS transceiver to process and a second antenna to transmit and receive an RF signal, 상기 질의기는 상기 응답기에 제1 메시지 프레임을 전송하고 상기 제1 메시지 프레임에 대한 응답으로 상기 응답기로부터 제2 메시지 프레임을 수신하여 상기 제1 지연시간을 계산하고,The querying machine sends a first message frame to the responder and receives a second message frame from the responder in response to the first message frame to calculate the first delay time; 상기 응답기는 상기 제2 메시지 프레임에 대한 응답으로 상기 질의기로부터 제3 메시지 프레임을 수신하여 상기 제2 지연시간을 계산하여 상기 응답기에 상기 제2 지연시간을 전송하며,The responder receives the third message frame from the querying machine in response to the second message frame, calculates the second delay time, and transmits the second delay time to the responder, 상기 질의기는 상기 제1 지연시간 및 제2 지연시간으로부터 상기 질의기로부터 상기 응답기까지의 거리를 계산하는 골프 거리 측정장치.The interrogator calculates a distance from the interrogator to the answering machine from the first delay time and the second delay time. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 응답기는 홀 핀에 설치되는 골프 거리 측정장치.The transponder is a golf distance measuring device is installed on the hole pin. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 응답기가 상기 홀 핀에 결합 가능하도록 하는 어댑터가 더 포함되는 골프 거리 측정장치.Golf distance measuring device further comprises an adapter to enable the transponder to be coupled to the hole pin. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 CSS 트랜시버와 상기 제1 안테나 사이의 송신 경로에는 제1 PA(Power Amplifier)가 구비되고 수신 경로에는 제1 LNA(Low Noise Amplifier)가 설치되며,A first power amplifier (PA) is provided in a transmission path between the first CSS transceiver and the first antenna, and a first low noise amplifier (LNA) is installed in a reception path. 상기 제2 CSS 트랜시버와 상기 제2 안테나 사이의 송신 경로에는 제2 PA(Power Amplifier)가 구비되고 수신 경로에는 제2 LNA(Low Noise Amplifier)가 설치되는 골프 거리 측정장치.And a second power amplifier (PA) in a transmission path between the second CSS transceiver and the second antenna, and a second low noise amplifier (LNA) in a reception path. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 안테나는 지향성 안테나이고, 상기 제2 안테나는 무지향성 안테나인 골프 거리 측정장치.And the first antenna is a directional antenna and the second antenna is a non-directional antenna. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 응답기에는 LED가 설치되는 골프 거리 측정장치.Golf distance measuring device is installed on the transponder LED. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 응답기에는 기울기값을 감지하는 기울기 센서가 설치되는 골프 거리 측정장치.Golf response measuring device is installed in the responder, a tilt sensor for detecting a tilt value. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 응답기에는 조도를 감지하는 조도 센서가 설치되는 골프 거리 측정장치.Golf responder is installed on the responder, the illumination sensor for detecting the illumination. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 응답기는 주기적으로 웨이크업 상태와 슬립 상태를 반복하여 대기하고, 상기 질의기는 상기 웨이크업 상태 및 슬립 상태를 포함하는 웨이크업 주기보다 긴 프리엠블을 전송하여 상기 응답기와 통신을 시도하는 골프 거리 측정장치.The answering machine periodically waits for the wake-up state and the sleep state repeatedly, and the interrogator transmits a preamble longer than the wake-up period including the wake-up state and the sleep state, and attempts to communicate with the responder. Device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 질의기는 상기 응답기와의 통신을 수행하기 전에 상기 응답기의 채널 점유 상태를 파악하는 CCA(Clear Channel Assessment) 동작을 수행하는 골프 거리 측정장치.And the interrogator performs a clear channel assessment (CCA) operation to determine a channel occupancy state of the transponder before communicating with the transponder. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 메시지 프레임에는 전송 오류를 확인하기 위한 FCS(Frame Check Sequence)가 포함되는 골프 거리 측정장치.The message frame golf distance measuring apparatus that includes a frame check sequence (FCS) for checking the transmission error.
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