KR100940218B1 - 위치 측정 시스템에서의 위치식별 장치 및 그를 이용한위치측정 방법 - Google Patents

Abstract

위치측정 시스템에서 레퍼런스노드가 발신하는 무선 신호를 위치태그의 방향에 상관없이 최적으로 수신할 수 있게 하는 장치 및 방법을 개시한다. 위치태그의 방향각과 기울기를 획득하고 이를 이용해 복수의 안테나 중에서 최적의 수신율을 갖는 하나의 안테나를 선택하여 그 안테나에서 수신되는 무선신호를 이용해 위치태그의 위치를 측정한다. 이를 통해 위치측정의 정확도가 개선되고, 더욱 빠른 위치추적이 가능하고, 불필요한 안테나로부터의 수신을 하지 않기 때문에 배터리 소모를 줄일 수 있다.

위치 측정, 방향각, 기울기, 멀티안테나, 위치태그

Description

위치 측정 시스템에서의 위치식별 장치 및 그를 이용한 위치측정 방법 {APPARATUS FOR IDENTIFYING POSITION IN POSITION MEASURING SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING POSITION USING THE SAME}

본 발명은 위치측정 시스템에서의 위치식별 장치 및 그를 이용한 위치 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 이동체에 장착된 위치태그와 같은 위치식별 장치에 설치된 복수의 안테나 중에서 수신 상태가 최적인 하나의 안테나를 효율적으로 선택하고 그로부터 가장 적합한 신호를 수신하여 이동체의 정확한 위치를 효과적으로 탐색할 수 있는 위치식별장치 및 이를 이용한 위치측정방법에 관한 것이다.

종래 이동체의 위치측정 방법은 GPS위성, 이동통신망을 이용하는 등 여러 가지 방식이 제안되어 왔으며, 특히 근거리 무선통신을 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 방법은 다음과 같은 방법이 개시되어 있다.

통상적으로 지그비, 블루투스, Wi-Fi, UWB (Ultra-wideband) 등 근거리 위치통신 시스템은 레퍼런스노드 및 일반 이동 노드 또는 위치태그와 같은 위치식별 장치로 구성되어 있다. 각 레퍼런스노드들은 네트워크 상의 여러 지역에 복수 개가 배치되어 있으며, 특히 각 레퍼런스노드들로부터 방송되는 신호들의 전파 영역들이 서로 중첩되도록 배치될 수 있다. 각각의 레퍼런스노드들은 자신의 위치를 알고 있으며, 자신의 위치 정보를 담은 라디오 비컨(radio beacon)을 방송한다. 이에 각각의 이동 노드들은 이동 노드들을 커버하는 주변 레퍼런스노드들로부터 방송되는 모든 비컨 신호를 수집하며, 수집한 비컨 신호를 이용하여 주변 레퍼런스노드들의 위치 정보를 알 수 있으며, 이를 종합하여 이동 노드들 자신의 위치를 측정하게 된다.

한편, 이와 같은 근거리 통신망에서 이동체의 식별 및 이동체의 위치정보를 탐색하는 기술이 다양한 분야에 활용되고 있다. 대표적인 예가 RFID를 이용하는 방식인데 IC칩과 무선 통신을 통해 사람, 식품, 동물, 사물 등 다양한 개체의 정보를 관리할 수 있는 인식 기술이다. 이런 RFID에 위치정보까지 더한 것이 위치태그와 같은 위치식별장치에 해당한다. 즉 위치태그는 네트워크에 속한 소정의 주체 혹은 객체의 위치를 컴퓨터에게 알려주거나, 위치태그 자신이 자신의 위치정보를 이용해 필요로 하는 작업을 하게 된다.

도 1은 싱글 안테나를 구비한 위치 태그를 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 종래 위치 측정 시스템의 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래에 위치 태그를 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 방법 중 하나의 방법은 위치태그 (110)에 싱글 안테나 (120)를 포함하고 있으며, 싱글 안테나 (120)를 이용하여 복수의 레퍼런스노드 (1, 2,..., n)로부터 기준 신호를 수신하며, 수신 받은 기준 신호를 기초로 하여 위치 태그의 위치를 측정 하게 된다. 그러나, 상술한 종래의 위치측정 방법에 따르면, 도 1에서 보는 바와 같이, 위치태그 (110)는 위치태그 (110)가 장착된 이동체의 위치변화에 따라 레퍼런스노드 (1, 2,..., n)로부터 기준신호를 받는 방향각이 달라지며 경우에 따라서는 기준 신호를 받는 기울기 또한 변하게 된다.

즉, 동일한 특성의 위치태그를 장착하고 있음에도 불구하고 이동체의 변화에 따라 위치 태그 (110) 내에 탑재된 안테나 (120)의 지향 방향이 변하게 되므로, 안테나 (120)가 레퍼런스노드 (1, 2,…, n)로부터 기준 신호를 수신하는 수신율 또한 변하게 된다. 따라서, 위치태그 (110)가 위치 A에 있는 경우 레퍼런스노드 (1, 2,…, n)로부터 전송되는 신호를 수신하는 안테나(120)가 적절한 방향으로 지향되어 수신율이 좋더라도, 위치태그 (110)가 위치 B에 있는 경우에는 안테나 (120)의 지향 방향이 변경되어 수신율이 현저히 감소할 수 있다.

이하, 이와 같은 안테나의 방향에 따른 지향특성을 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 다이폴 안테나의 방향에 따른 지향 특성도이다.

안테나는 종류에 따라 다르지만 일반적으로 지향성을 갖게 되고 그 특성에 맞게 사용해야 수신율이 높아지게 된다. 가장 일반적인 안테나 형태인 다이폴 안테나(Dipole Antenna)의 경우 막대기 길이의 두 배의 파장을 가진 주파수에서 공진하게 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 다이폴 안테나 (210)를 수직으로 세웠을 때 지향특성을 입체적으로 보면 구멍이 막힌 도우넛 형태 (220)를 이루게 된다. 따라서, 수평면(x-y 평면)을 기준으로 측정하면 원형인 지향특성(230)이 나오게 되 고, 수직면(x-z 또는 y-z 평면)을 기준으로 측정하면 무한대기호 모양의 지향특성(240)을 나타낸다.

그 결과, 이동체에 부착된 위치태그에 설치된 안테나가 도 2에 도시된 다이폴 안테나 (210)처럼 수직으로 위치하고 있다면 지향특성이 원형(230)이어서 모든 방향에 있는 레퍼런스노드의 송신 신호를 고르게 받을 수 있으나, 이와 반대로 안테나가 수평방향으로 눕혀져 있으면 지향특성이 무한대(∞) 모양(240)으로 되어서 원형일 때보다 수신율이 떨어지게 된다.

이와 같이, 위치태그는 방향각 또는 기울기에 따라서 일정하지 아니한 수신율을 갖게 되고, 이에 따른 수신세기의 차이는 위치측정에 오차를 유발하게 된다.

다음으로, 도 3은 복수의 안테나를 구비한 위치 태그를 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 종래 위치 측정 시스템의 개략도이다.

도 3을 참조하면, 다양한 방향각을 갖는 복수의 안테나 (320; 321, 322, 323, 324)를 구비한 위치태그 (310) 를 통해 위치를 측정하게 된다. 구체적으로, 하나의 위치태그 (310)에 다양한 각도의 방향각을 가지는 복수개의 안테나 (320)를 설치하고, 복수의 안테나 (320) 각각을 이용하여 레퍼런스노드 (1, 2,.., n)로부터 송신되는 기준신호를 수신하여 수신된 기준 신호 중에서 신호 세기가 가장 높은 안테나의 기준신호를 위치 측정에 사용한다.

구체적으로, 세기가 가장 높은 안테나를 선택하는 방법은 먼저 RF 수신부 (340)가 복수의 안테나 (320; 321, 322, 323, 324) 각각을 통해 레퍼런스노드 (1, 2,.., n)로부터 기준신호를 순차적으로 수신하고, 수신된 신호의 세기가 가장 높은 안테나를 선택하여 이에 대응하는 제어신호(선택신호)를 신호선택기 (330)로 보낸다. 그 후, 신호선택기 (330)는 선택된 하나의 안테나로부터 무선 신호를 수신하여 이를 RF 수신부 (340)에 전달한다.

그러나, 상술한 바와 같은 방법에 따르면, 최적의 수신율을 갖는 안테나에서 신호를 수신할 수 있는 장점이 있으나, 수신율이 좋은 안테나를 선택하기 위해서는 모든 안테나 (320; 321, 322, 323, 324)를 순차적으로 작동시켜서 수신 세기를 각각 측정해야 한다. 그 결과 안테나 선택을 위한 통신횟수가 증가하여 위치태그의 배터리 소모가 커지게 되며, 다수의 샘플신호를 얻는 과정에서 시간이 소요되어 위치태그의 위치측정을 실시간으로 측정하는 것이 불가능하다.

또한, 실시간으로 위치 태그의 위치를 측정하기 위하여 다수의 안테나를 순차적이 아닌 동시에 작동시키는 방법을 채택하더라도 이 역시 배터리소모가 크며, 또한 다수의 안테나의 수신으로 인한 주파수의 중첩 또는 간섭 등이 유도되어 주파수의 혼성 및 주파수의 왜곡이 발생할 수 있는 문제점도 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 인식하여 이루어진 것으로, 위치측정시스템에 있어서 위치식별 장치에 멀티 안테나를 설치하고, 위치태그의 방향각과 기울기를 측정하여, 복수의 안테나 중에서 하나의 안테나를 선택함으로 이동체의 위치를 실시간으로 확인할 수 있는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 신속하고 정확하게 위치측정이 가능하면서도, 불필요한 안테나로부터 수신을 하지 않아 안테나 선택에 전력소모가 적은 위치식별장치 및 이를 이용하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따라 위치측정시스템에서 이동체에 탑재되어 레퍼런스노드로부터 이동체의 위치측정을 위한 기준 신호를 수집하는 위치식별장치는 상기 기준 신호를 수신하는 복수의 안테나, 상기 위치식별장치의 방향을 획득하는 방향측정수단, 획득된 상기 위치식별장치의 방향을 기초로 상기 복수의 안테나 중에서 하나의 안테나를 선택하는 안테나선택수단, 및 선택된 상기 하나의 안테나를 작동시켜 상기 기준신호를 수신하는 신호선택수단을 포함한다.

바람직하게, 상기 복수의 안테나는 각각 방향각 또는 기울기를 달리하여 배열된다.

또한, 바람직하게, 상기 방향측정수단은 상기 위치식별장치의 방향각, 기울기, 또는 방향각 및 기울기 중 어느 하나를 측정하여 상기 위치식별장치의 방향을 획득한다.

또한, 바람직하게, 상기 안테나선택수단은 상기 위치식별장치의 특정 방향각, 특정 기울기, 또는 특정 방향각 및 기울기에 대응되는 하나의 안테나를 맵핑시켜 놓은 맵핑테이블을 더 포함하며, 상기 안테나선택수단은 상기 맵핑테이블을 이용하여 획득된 상기 위치식별장치의 방향에 대응되는 하나의 안테나를 선택한다.

또한, 바람직하게, 상기 하나의 안테나는 상기 위치식별장치의 특정 범위의 방향각, 특정 범위의 기울기, 또는 특정 범위의 방향각 및 기울기에 대응하여 상기 기준 신호의 수신율이 가장 높은 안테나이다.

또 다른 방법으로, 본 발명에 따라 레퍼런스노드로부터 송신된 기준 신호를 이동체에 탑재된 위치식별장치에서 수신하여 이동체의 위치를 측정하는 위치측정방법은 상기 위치식별장치의 방향을 획득하는 방향획득단계, 획득된 상기 위치식별장치의 방향을 기초로 상기 위치식별장치에 탑재된 복수의 안테나 중에서 하나의 안테나를 선택하는 안테나선택단계, 및 선택된 상기 하나의 안테나를 작동시켜 상기 기준신호를 수신하는 신호선택단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 복수의 안테나는 각각 방향각 또는 기울기를 달리하여 배열된다.

또한, 바람직하게, 상기 방향획득단계는 상기 위치식별장치의 방향각, 기울기, 또는 방향각 및 기울기 중 어느 하나를 측정하여 상기 위치식별장치의 방향을 획득한다.

또한, 바람직하게, 상기 안테나식별장치는 상기 위치식별장치의 특정 방향각, 특정 기울기, 또는 특정 방향각 및 기울기에 대응되는 하나의 안테나를 맵핑시켜 놓은 맵핑테이블을 더 포함하며, 상기 안테나선택단계는 상기 맵핑테이블을 이용하여 획득된 상기 위치식별장치의 방향에 대응되는 하나의 안테나를 선택한다.

또한, 바람직하게, 상기 하나의 안테나는 상기 위치식별장치의 특정 범위의 방향각, 특정 범위의 기울기, 또는 특정 범위의 방향각 및 기울기에 대응하여 상기 기준 신호의 수신율이 가장 높은 안테나이다.

본 발명에 따르면, 위치측정 시스템에서의 시시각각 변화하는 위치식별 장치의 방향성을 방향각과 기울기를 획득하여 위치식별 장치에 설치된 복수의 안테나 중에서 수신 상태가 최적인 하나의 안테나를 선택하고 작동시킴으로써 위치측정의 정확도가 개선된다.

또한, 본 발명에 따르면, 다수의 신호를 샘플링 해야 하는 종래의 위치식별 장치와 달리 선택된 하나의 안테나로부터 수신된 하나의 신호만을 샘플링 하여 데이터를 처리하기 때문에 동일한 시간에 더 많은 샘플링이 가능하여 더욱 신속하게 위치측정이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 신속하고 정확하게 위치측정이 가능하면서도, 선택된 하나의 안테나만을 작동시켜 무선 신호를 수신함으로써, 불필요한 안테나로부터 수신을 하지 않아 위치식별 장치의 배터리 소모를 줄일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하나, 이 는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 위치측정 시스템에서의 위치식별 장치의 구성을 도시하는 기능 블록도이다.

도 4를 참조하면, 위치태그 (400)는 위치태그 (400)의 방향각 및 기울기를 측정하는 센서부 (410), 센서부 (410)에서 획득한 신호를 아날로그에서 디지털로 변환하는 A-D 변환부 (420), 위치태그 (400)의 특정 방향각 및 기울기에 대해 수신율이 가장 좋은 안테나를 미리 대응시킨 정보를 포함하는 맵핑테이블 (440), 다양한 방향각 및 기울기를 각각 갖는 복수의 안테나 (451, 452, 453, 454)가 배열된 안테나부 (450), A-D변환부 (420)로부터 입력된 방위각 및 기울기 데이터와 맵핑테이블 (440)을 비교하여 복수의 안테나 (451, 452, 453, 454) 중에서 측정된 방위각 및 기울기에 대응하는 최적의 안테나를 선택하는 데이터처리부 (430), 데이터처리부 (430)에서 선택한 안테나로 하여금 무선신호를 수신하도록 하는 신호선택부 (460), 신호선택부 (460)에서 선택한 무선 신호를 수신하는 RF수신부 (470)를 포함한다. 또한, 데이터처리부 (430)에서는 RF 수신부 (470)에서 수신한 무선 신호를 처리를 하여 위치태그의 위치를 획득한다.

이에 대해 구체적으로 살펴보면, 센서부 (410)는 위치태그 (400)의 움직임에 따라 위치태그의 방향각 및 기울기를 연속적으로 측정한다. 센서부 (410)는 방향각 및 기울기를 측정할 수 있는 센서로서 방향각은 지구의 자계를 이용하여 측정이 가능하고, 기울기는 지구의 중력 방향과의 차이를 이용하여 측정이 가능하다. 측정된 위치태그 (400)의 방위각 및 기울기로부터 레퍼런스노드와 위치태그 (400) 사이 의 방향각 및 기울기를 알 수 있다. 센서부 (410)는 비교적 전력소모가 적거나 무전력으로 측정이 가능한 것이 바람직하다.

다음으로, 측정된 방향각 및 기울기는 아날로그신호이므로 A-D변환부(420)에서 디지털신호로 변환된 후, 데이터처리부 (430)로 전송된다.

그 후, 데이터처리부 (430)는 맵핑테이블 (440)로부터 특정 방향각 및 기울기와 이에 대응되는 안테나의 정보를 포함하는 데이터를 독출하여, 센서부 (410)에서 측정된 방향각 및 기울기에 최적으로 대응되는 안테나를 선택한 후, 신호선택부 (460)로 하여금 선택된 안테나를 통해서만 레퍼런스노드로부터 무선신호를 수신하게 한다.

구체적으로, 맵핑테이블 (440)는 위치태그 (400)가 특정 방향각 및 기울기를 가질 때 레퍼런스노드로부터 송신된 신호를 가장 잘 수신할 수 있는 안테나를 미리 선택하여 대응시켜 놓은 테이블이다. 본 발명의 일 실시형태에 따라 특정 방향각 및 기울기에 따라 최적의 수신율을 갖는 안테나를 선택하는 방법은 도 2에서 설명한 바와 같이, 모든 방향에서 고른 신호를 받을 수 있는 안테나 즉, 안테나 지향 특성도에서 가장 원형에 가까운 패턴 (230)을 선택하면 된다. 한편, 맵핑테이블 (440)을 작성할 때 방향각 및 기울기의 범위는 이에 대응되는 안테나의 개수에 따라 적절하게 결정하면 되고, 또한, 방향각 및 기울기의 범위는 반드시 균등하게 분할하여 정할 필요는 없다. 상술한 맵핑테이블 (440)의 일 실시예를 보면 다음과 같다.

방향각	기울기	최적 안테나
0도 ∼ 90도	0도	안테나 (451)
90도 ∼ 180도	45도	안테나 (452)
180도 ∼ 270도	60도	안테나 (453)
270도 ∼ 360도	90도	안테나 (454)

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 위치태그 (400)는 맵핑테이블 (440)을 이용하여 최적의 수신율을 갖는 안테나를 먼저 선택한 후, 선택된 안테나를 통해서만 레퍼런스노드로부터 무선신호를 수신하게 된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 위치 태그 (400)는 위치태그 (400)에 설치된 복수의 안테나 (452, 452, 453, 454) 모두를 통해 레퍼런스노드로부터 무선 신호를 수신하는 것이 아니라, 상술한 맵핑테이블 (440)을 이용하여 위치태그 (400)의 방향각 및 기울기에 가장 잘 대응되어 수신율이 가장 높은 안테나 하나만을 미리 선택한 후, 선택된 하나의 안테나만을 통해 무선 신호를 수신한다. 따라서, 본 발명에 따른 위치태그는 종래 위치태그 내에 복수의 안테나를 구비한 기술처럼 모든 안테나를 순차 또는 동시에 작동시켜 무선신호를 수신 받는 것과 달리 불필요한 안테나로부터는 수신을 하지 않게 되고, 그로 인해 안테나 작동을 위한 배터리 소모를 현저히 줄일 수 있다.

다음으로, 안테나부 (450)의 각 안테나 (451, 452, 453, 454)는 위치태그 (400)가 사용되는 환경에 따라 적절한 수의 안테나를 방향각과 기울기를 달리하여 배열한다. 수평이동을 주로 하는 위치태그일 경우 기울기 보다는 방향각을 위주로 안테나를 배열해야 할 것이고, 이와 반대로 위치태그가 수직이동만 한다면 기울기에 중점을 두어 안테나를 배열해야 한다. 마찬가지로, 수평 또는 수직 방향 중 한 방으로만 이동하는 위치태그에서는 방향각센서 또는 기울기센서만을 설치해도 된다.

다음으로, 데이터처리부 (430)에서는 위치태그 맵핑테이블 (440)을 통해 선택된 안테나로 하여금 레퍼런스노드로부터 무선 신호를 수신하도록 하는 제어신호(선택신호)를 신호선택부(460)로 전송한다. 신호선택부(460)는 이러한 제어신호를 이용하여 선택된 하나의 안테나로부터 들어오는 신호를 수신하여 RF 수신부(470)로 전달한다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 복수의 안테나 (452, 452, 453, 454) 전부를 작동하지 아니하고 수신율이 가장 최적인 하나의 안테나만을 작동시켜 이를 통해 무선신호를 수신한다. 따라서, 다수의 신호를 샘플링 해야 하는 종래의 위치식별 장치와 달리 하나의 신호만을 샘플링 하여 데이터를 처리하기 때문에 동일한 시간에 더 많은 샘플링이 가능하여 더욱 신속하게 위치측정이 가능하다.

최종적으로, 데이터처리부 (430)에서 무선신호를 처리하여 위치태그 (400)의 위치, 즉, 이동체의 위치를 측정하여 위치를 결정하고 결정된 위치정보를 이용하여 위치태그 (400)가 이용되는 시스템에서 필요로 하는 작업을 수행한다. 또한 데이터처리부 (430)에서는 위치측정을 위한 데이터만을 조합하고 실제 위치정보를 처리하는 것은 위치태그 (400)가 아닌 위치태그 (400)로부터 데이터를 전송받은 다른 컴퓨터에서 수행될 수도 있다. 아울러, 상술한 데이터 처리 방법은 공지된 여러 기술을 다양하게 채택하여 수행할 수 있으므로, 구체적 내용에 대해서는 본 명세서에서 생략한다.

다음으로, 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 위치측정 시스템에서의 위치측정 방법을 도시하는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 위치태그의 움직임에 따라 실시간으로 위치태그의 방향각과 기울기를 측정하는 단계 (S510), 측정된 위치태그의 방향각 및 기울기와 맵핑테이블을 비교하는 비교 단계 (S520), 단계 S520의 결과에 기초하여 복수의 안테나 중 하나의 안테나로부터 무선신호를 선택하는 신호 선택 단계 (S530), 단계 S530 에서 선택된 무선 신호를 수신하는 단계 (S540), 수신 받은 RF신호로부터 위치정보를 획득하기 위한 데이터를 처리하는 단계 (S550)로 이루어진다.

이하 구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 위치측정 시스템에서의 위치측정 방법을 설명한다.

본 방법은 방향각 센서 및 기울기 센서에서 방향각 및 기울기를 측정함으로써 시작된다 (단계S510). 방향각 센서 및 기울기 센서는 는 무선신호를 수신하기 위한 안테나와는 별도인 센서로서 위치태그의 움직임에 따라 방향각 및 기울기를 연속하여 측정하는 센서이다. 만약 위치태그가 한 방향으로 직선운동만 한다면, 방향각센서나 기울기센서 중 하나만을 사용할 수도 있다.

다음 단계 S520에서는 획득된 방향각 및 기울기를 맵핑테이블과 비교를 하게 된다. 즉, 측정된 방향각 및 기울기를 맵핑테이블과 비교하여 위치태그에 설치된 복수의 안테나 중 하나의 안테나가 선택된다. 상술한 바와 같이, 맵핑테이블에는 특정 방향각 및 기울기에 대응되는 하나의 안테나가 미리 결정되어 있으므로, 본 발명에 따르면 측정된 방향각 및 기울기를 기초로 최적의 안테나를 선택하기 위한 별도의 복잡한 연산 등이 필요 없게 된다. 그러므로 신속하게 즉, 실시간으로 최적의 안테나를 선택할 수 있게 된다. 이는 종래의 복수 안테나를 설치한 위치태그 에서 여러 안테나를 모두 작동 시킨 후 하나의 안테나를 선택하는 것과 달리 복수의 안테나를 작동시키기 전에 신속하게 안테나를 선택할 수 있을 뿐만 아니라 불필요한 안테나를 작동시키지 않아도 되어서 배터리 소모를 줄일 수 있다.

그 다음으로, 단계 S530 에서는 단계 S520에서의 비교를 통해 선택된 하나의 안테나로 하여금 무선신호를 수신하게 한다. 이 단계는 복수의 안테나 중에서 선택된 하나의 안테나를 통해 들어오는 무선신호만을 다음 단계(S540)에 보내주는 단계이다. 한편, 종래의 복수의 안테나를 가진 위치태그에서는 복수의 안테나에서 수신되는 모든 무선 신호를 샘플링해야 했으나, 본 발명의 위치측정 방법에 의하면 하나의 안테나로부터 수신되는 무선 신호만을 샘플링하므로 동일한 시간에 더 많은 샘플링이 가능하여 신속한 위치식별이 가능하다.

그 후, 단계 S530에서 선택된 안테나에서 무선신호(RF신호)를 수신하는 단계(S540)로 이어진다. 가장 최적의 안테나로부터 신호를 수신하기 때문에 어떤 위치에서도 가장 좋은 수신율을 유지할 수 있게 된다.

마지막으로 단계 S550에서는 단계 S540에서 수신한 무선신호를 가지고 위치태그의 위치를 측정한다. 또한, 데이터처리단계 (S550)에서는 위치측정을 위한 데이터만을 조합하고 실제 위치정보를 처리하는 것은 위치태그가 아닌 위치태그부터 데이터를 전송받는 다른 컴퓨터에서 수행될 수도 있다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 즉, 당업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않으면서 상술한 실시형태들을 적절히 변형 또는 변경할 수 있다. 예를 들어 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), Wi-Fi, UWB(Ultra-wideband) 등을 이용하는 대부분의 위치측정 시스템에 적용이 가능하고 멀티 안테나를 이용하는 다른 무선 분야에도 사용이 가능하다.

한편, 본 명세서에서 설명된 각 기능 블록들은 전자 회로, 집적 회로, ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수 있다. 본 명세서 및 청구범위에서 별개인 것으로 설명된 수단 등의 구성요소는 단순히 기능상 구별된 것으로 물리적으로는 하나의 수단으로 구현될 수 있으며, 단일한 것으로 설명된 수단 등의 구성요소도 수개의 구성요소의 결합으로 이루어질 수 있다. 또한 본 명세서에서 설명된 각 방법 단계들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 그 순서가 변경될 수 있고, 다른 단계가 부가될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 명세서에서 설명된 실시형태들은 각각 독립하여서뿐만 아니라 적절하게 결합되어 구현될 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 첨부된 청구범위 및 그 균등범위에 의해 정해져야 한다.

도 1 은 싱글 안테나를 구비한 위치 태그를 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 종래 위치 측정 시스템의 개략도.

도 2는 다이폴 안테나의 방향에 따른 지향특성도.

도 3은 복수의 안테나를 구비한 위치 태그를 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 종래 위치 측정 시스템의 개략도.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 위치측정 시스템에서의 위치식별 장치의 구성을 도시하는 기능 블록도.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 위치측정 시스템에서의 위치측정 방법을 도시하는 흐름도.

Claims (10)

1. 위치측정시스템에서 이동체에 탑재되어 레퍼런스노드로부터 이동체의 위치측정을 위한 기준 신호를 수집하는 위치식별장치에 있어서,

   상기 기준 신호를 수신하는 복수의 안테나;

   상기 위치식별장치의 방향각, 기울기, 또는 방향각 및 기울기 중 어느 하나를 획득하는 방향측정수단;

   획득된 상기 위치식별장치의 방향각, 기울기, 또는 방향각 및 기울기 중 어느 하나를 기초로 상기 복수의 안테나 중에서 하나의 안테나를 선택하는 안테나선택수단; 및

   선택된 상기 하나의 안테나를 작동시켜 상기 기준신호를 수신하는 신호선택수단을 포함하는, 위치식별장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 복수의 안테나는 각각 방향각 또는 기울기를 달리하여 배열되는, 위치식별장치.
3. 삭제
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 안테나선택수단은 상기 위치식별장치의 특정 방향각, 특정 기울기, 또는 특정 방향각 및 기울기에 대응되는 하나의 안테나를 맵핑시켜 놓은 맵핑테이블을 더 포함하며,

   상기 안테나선택수단은 상기 맵핑테이블을 이용하여 획득된 상기 위치식별장치의 방향에 대응되는 하나의 안테나를 선택하는, 위치식별장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 하나의 안테나는 상기 위치식별장치의 특정 범위의 방향각, 특정 범위의 기울기, 또는 특정 범위의 방향각 및 기울기에 대응하여 상기 기준 신호의 수신율이 가장 높은 안테나인, 위치식별장치.
6. 레퍼런스노드로부터 송신된 기준 신호를 이동체에 탑재된 위치식별장치에서 수신하여 이동체의 위치를 측정하는 위치측정방법에 있어서,

   상기 위치식별장치의 방향각, 기울기, 또는 방향각 및 기울기 중 어느 하나를 획득하는 방향획득단계;

   획득된 상기 위치식별장치의 방향각, 기울기, 또는 방향각 및 기울기 중 어느 하나를 기초로 상기 위치식별장치에 탑재된 복수의 안테나 중에서 하나의 안테나를 선택하는 안테나선택단계; 및

   선택된 상기 하나의 안테나를 작동시켜 상기 기준신호를 수신하는 신호선택단계를 포함하는, 위치측정방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 복수의 안테나는 각각 방향각 또는 기울기를 달리하여 배열되는, 위치측정방법.
8. 삭제
9. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,

   상기 위치식별장치는 상기 위치식별장치의 특정 방향각, 특정 기울기, 또는 특정 방향각 및 기울기에 대응되는 하나의 안테나를 맵핑시켜 놓은 맵핑테이블을 더 포함하며,

   상기 안테나선택단계는 상기 맵핑테이블을 이용하여 획득된 상기 위치식별장치의 방향에 대응되는 하나의 안테나를 선택하는, 위치측정방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 하나의 안테나는 상기 위치식별장치의 특정 범위의 방향각, 특정 범위의 기울기, 또는 특정 범위의 방향각 및 기울기에 대응하여 상기 기준 신호의 수신율이 가장 높은 안테나인, 위치측정방법.

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