KR100988336B1 - 환경에 대한 피조물의 위치 및/또는 방위를 결정하는 장치및 그 장치의 사용 방법 - Google Patents

환경에 대한 피조물의 위치 및/또는 방위를 결정하는 장치및 그 장치의 사용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환경과 관련하여 피조물(3)의 위치 및/또는 방위를 결정하는 장치에 관한 것으로서, 상기 피조물(3)에 접속되어 환경 내의 신호원(9)으로부터 입사 신호를 수신함으로써 환경에 대한 자신의 위치 및/또는 방위를 결정하고 변환기에 대하여 수신된 신호의 상대적인 입사 방향을 기록하도록 배열된 변환기(5)를 포함한 위치 탐지 부재(4)와, 상기 피조물(3)과 변환기(5)의 상대적 위치 및/또는 방위가 제한된 간격 내에서 배열되도록 상기 피조물(3)과 변환기(5)가 서로 접속되어 있고 상기 변환기(5)의 위치 및/또는 방위에 관한 정보에 의하여 상기 피조물(3)의 위치 및/또는 방위를 결정하는 수단(8)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

환경에 대한 피조물의 위치 및/또는 방위를 결정하는 장치 및 그 장치의 사용 방법{A DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION AND/OR ORIENTATION OF A CREATURE RELATIVE TO AN ENVIRONMENT}
본 발명은 환경(environment)에 대한 피조물(creature)의 위치(position) 및/또는 방위(orientation)를 결정하는 장치, 및 그 장치의 사용 방법에 관한 것이다.
이러한 장치는 다수의 목적으로 사용될 수 있으나, 이후에는 특수하지만, 발명을 제한하지 않는 임의의 방법으로, 피조물을 안내 및 감독하기 위한 수단 및 피조물에 의해 객체, 지역 또는 체적을 스캐닝하거나 방호하거나 체크하기 위한 수단을 구성하는 응용 분야에 대하여 설명할 것이다.
먼저, 이 명세서에서 사용하는 다수의 용어에 대하여 설명하고, 이하에서 더 자세하게 규정한다. 이와 관련하여, 본원 명세서에서 나타나는 용어들인 "피조물", "객체", "현상", "환경", "옥내", "준옥내", "모델", "위치", "방위", "인증" 및 "관념적 스테이션(abstract stations)"은 이하의 정의에 따라 매우 넓은 의미로 주어진다는 것이 강조되어야 한다.
용어 "피조물"은 인간과 동물을 포함한다. 포유 동물군에 속하는 동물들이 첫번째로 의도되지만, 조류, 어류, 양서류 및 파충류와 같은 다른 동물들 및 곤충류가 포함된다.
"객체"라는 용어에 의해, 물리적 물체(physical things) 및 피조물 또는 그 부분들이 의도된다.
피조물 및 물체 외에, 용어 "현상"은 또한 증기, 액체, 그림자, 빛, 음원, 파(waves), 진동, 움직임, 전파하는 크랙, 도안(draught), 유동, 소용돌이, 난류, 얼룩 및 색조 등을 비롯하여 기타 필적할 만한 현상들을 포함한다.
"환경"은 하나 이상의 물리적 물체 또는 그 부분들, 및/또는 피조물들과, 물리적 제한 표면들을 갖거나 갖지 않은 임의의 체적(volume)에 의해 구성될 수 있다. 체적 또는 공간은 하나 이상의 고체 객체 및/또는 기체 상태 및/또는 액체 상태의 다른 매질을 포함할 수 있다. 체적 내부가 진공인 것도 또한 가능하다. 환경 내에서는 정지 객체/현상과 가동 객체/현상이 발생할 수 있다. 현재의 환경은 옥외 및 옥내에 모두 위치될 수 있고, 피조물에 비하여 크거나 작은 확장(extension)을 갖는다.
본 발명은 기본적으로 "옥내(indoor)" 및 "준옥내(semi-indoor)"를 적용하는 것으로 의도된다. 용어 옥내는 상이한 형태의 영구 또는 임시 건물 및 구조물, 또는 자연적으로 발생하는 엔클로징, 예컨대, 주택, 공장 건물, 사무실, 텐트, 동굴, 터널, 탄광 뿐만 아니라, 임의 유형의 지붕을 지탱하는 벽, 기둥, 및/또는 마스트를 가진 더 간단한 구조물 내의 모든 유형의 위치를 포함한다. 지붕은 현재의 지역을 전체적으로 덮을 수 있고, 또는 네트, 격자 또는 배튼(batten)으로서 설계될 수 있다. 또한 선박, 열차, 자동차, 항공기, 우주선과 같은 상이한 유형의 크래프트(crafts) 내에 위치되는 것은 카테고리 옥내 환경 중에서 카운트(count)된다. 용어 준옥내에 있어서, 구조물 또는 자연 발생적 객체 부근에서 옥외에 위치되고, 도로, 지붕, 마스트, 기둥, 전력선, 탑, 벽, 가로등, 교량, 나무, 암석층, 돌, 관목, 긴 계곡 및 언덕, 웅덩이, 해안선, 여러가지 초목 등의 부근과 같이, 옥내 환경의 외부 제한에 인접하여 위치하는 것이 의도된다.
용어 "모델"은, 소수의 등위 데이터(co-ordinated data), 그래프, 도면, 지도 등과 같은 매우 단순한 환경 모델로부터, 예컨대, 화상 처리 및/또는 평가를 위한 컴퓨터 그래픽 환경에서 임의의 다른 방법으로 이동하고, 회전되고, 변화되고 처리될 수 있는 보다 진보된 2차원, 3차원 또는 더 고차원 모델까지, 및 사용자가 가상의 방법으로 환경의 특성의 일부를 취할 수 있는 소위 가상 현실(virtual reality; VR) 모델인 대화식 응용으로 간주되는 가장 진보된 모델까지의 모든 것을 포함하는 것으로 의도된다는 것이 또한 강조되어야 한다. 더욱이, 모델은 사진적인 정지 화상 및 필름 시퀀스 형태의 동화상을 포함할 수 있다. 모델에 있어서, 기체 유동과 같은 벡터적 퀀티티(vectorial quantity)는 화살표에 의해 표시될 수 있는데, 화살표의 방향과 길이는 현재 퀀티티의 방향과 값을 각각 나타내는 방식으로 표시될 수 있다. 또한, 온도, 복사 강도(radiation intensity) 등과 같은, 매우 자주 비 이방성 퀀티티인 다른 퀀티티는 현재의 퀀티티가 예컨대 일정한 값을 갖는 표면과 함께 체적 내의 표면들을 나타내는 상이하게 채색된 투명 표면의 형태로 설명될 수 있다. 또한, 예컨대 호혜 공간(reciprocal spaces)에 의해 환경을 묘사하 는 것과 같은, 관념적 및 수학적 문자의 홀로그래픽적 재생 및 모델이 포함된다.
더 나아가, 용어 "위치" 및 "방위"는 이하의 의미를 갖는다. 3차원 객체, 즉 물리적 물품(article) 또는 피조물은 최대 6개의 공간 자유도(degrees of freedom), 3개의 변환(translations) 및 3개의 회전을 가질 수 있다. 객체의 "위치"는 현재 좌표계의 오리고(origo)와 관련하여 변환을 표시하는 3개의 퀀티티에 의해 정의된다. 이것들은 이 명세서에서 x, y 및 z로 표시된다. 그러나, 다른 좌표계, 예를 들면 극좌표에서 위치 파라미터 (γ,ψ,φ)로 표시하는 것이 또한 가능하다. 객체의 "방위"는 좌표계에서 객체의 회전각을 표시하는 3개의 퀀티티로 정의된다. 이것들은 이 명세서에서 α, β 및 γ로 표시된다.
특히, 객체는 가끔 6 이하의 다수의 자유도를 갖는다. 예를 들어 컴퓨터 디스플레이 상의 커서는 일반적으로 2개의 자유도를 갖는다. 그 방위는 일정하고(또는, 무관계하고), 그 위치는 2개의 변수에 의해 특징지워진다. 이와 유사하게, 3차원 객체는 6개 이하의 자유도를 갖는 그러한 제한을 가질 수 있다. 예를 들어, 테이블 상에서 움직일 수 있는 블록은 3개의 자유도를 가지며, 그 중 2개의 변수는 테이블 상부에서의 그 위치를 표시하고, 하나의 변수는 그 방위, 즉 테이블 상부에 수직인 축에 대한 회전각을 표시한다.
"인증"(authorization)은 피조물이 환경 내의 특정 지역/체적에 대하여 또는 객체에 대하여 입장 허가(admittance)를 갖는 것이거나 갖지 않는 것, 또는 특정 동작을 수행하도록 허가되는 것이거나 허가되지 않는 것을 의미한다. 이 인증을 위하여, 특정 시점이나, 피조물에 의해 또는 임의의 다른 것, 즉 환경 내에 특수한 상태가 있는 것 및 특정의 발생이 발생되었는지 또는 발생하고 있는지에 의해, 수행되어야 할 미리 정해진 동작과 같은, 충족되어야 할 특수한 조건이 또한 있을 수 있다.
"관념적 스테이션"은 물리적 물체의 위치 또는 확장과 반드시 일치할 필요가 없는 환경에서의 위치 및/또는 방위의 선택된 세트이지만, 관념적 스테이션은 환경의 특성에 의존하여, 또는 환경의 특성과 무관하게 하나 이상의 선택된 위치 파라미터 및/또는 방위 파라미터에 의해서, 및 가능하다면 특정의 시간 간격에 의해서 정의될 수 있다.
더욱이, 비록 이 명세서의 예들은 그 방법들을 달성하기 위하여 사용된 장치 또는 적어도 그 장치의 일부와 환경 사이의 상대적 이동이 장치 그 자체를 이동시킴으로써 수행되는 것으로 이하에서 초기에 설명하지만, 어떤 경우에는 고정 장치를 사용하고, 그 대신 예컨대 환경이 고정 설치되지 않은 객체에 의해 구성되는 경우에 환경을 이동시킴으로써 상대 이동을 달성할 수도 있다.
다수의 상이한 분야에서, 환경에 관한 위치 및/또는 방위를 고려하여, 피조물(가끔은 인간) 또는 그 피조물에 연결된 다른 객체를 위치 탐지할 필요가 있다. 객체는 예컨대 피조물이 존재하는 임의 유형의 크래프트일 수 있다.
이러한 목적으로 GPS, 즉 위성 시스템은 예를 들어 선박, 항공기, 육상 차량 및/또는 개개인들의 위치를 결정하기 위한 시스템으로서, 이 시스템은 잘 알려진 다수의 위성들의 위치 및 이들 위성으로부터 수신 장치가 배치된 곳을 위치 결정할 수 있는 수신 장치로의 신호 전송에 의해 사용될 수 있다. 그러나, GPS는 여러 가 지 단점을 가지고 있다. 먼저, 상기 시스템은 위성과 수신 장치 사이에 알려지지 않은 확장 및/또는 밀도를 갖는 물체의 배치가 적거나 또는 그와 같은 물체의 배치가 거의 없는 환경 및 사소한 반사파의 수신이 존재하는 경우, 즉 옥외에서만 동작하는 상황이 실제로 존재한다. 이것은 상기 시스템이 전달된 무선 신호의 전파 시간을 측정하는 것과 공지된 특정 매질을 통해서 신호가 전파되는 가정에 기초해서 좌우되는데, 상기 매질의 신호의 전파 속도는 위성에서 수신 장치까지 직선인 거리에 의해 알 수 있다. 위성에서 수신 장치까지의 전파 시간을 전파하는 신호 거리의 연장 부분을 갖는 반사파의 경우에는 거리가 변화될 수 있고, 그 위성 시스템의 비정확도에 기여하는 비반사파의 경우 보다도 그 거리가 더 길 것이다. 이것은 예컨대 수신 장치가 옥내에 배치될 때의 경우이고, 상기 수신 장치는 옥외 환경에서 일부 객체에 대향하여 반사되는 신호를 수신한 후, 다른 창을 통해서 수신 장치로 통과한다. 더욱이, 상기 시스템은 소위 DGPS(상이한 GPS)가 사용되는 경우에 가장 선호하는 경우의 객체의 위치가 ㎝ 크기의 마진 에러로 결정될 수 있음을 의미하는 성능을 갖는다. 적당한 신호 장애물/신호 전파 거리 연장 부분이 종종 m의 크기로 높은 부정확성을 실제로 발생시키는 경우에는 그 결과로서 수신 장치를 옥내에서 위치 탐지되고, 상기 시스템은 실제로 사용할 수 없게 되는데, 이것은 많은 응용 분야에 대해서 상기 시스템이 완전히 불충분하거나 사용할 수 없는 경우를 의미한다. GPS의 수신 장치는 피조물이나 다른 객체의 방위를 결정하는 것은 불가능하다. 적어도 하나의 방위를 결정하는 경우, 하나 이상의 객체에 대해 서로 공간 이격된 2개 이상의 수신 장치의 사용이 필요하게 된다. 3개의 수신 장치에 의해 객체의 모 두 6개의 자유도가 결정될 수 있다.
피조물 또는 그 피조물에 접속된 객체를 위치 탐지하기 위한 옥내 환경에서도 사용 가능한 경우인 일부 다른 시스템에서는 소위 Polhemus System(Polhemus Inc., Colchester, Vt., USA)이 있다. 이 시스템은 3축 마그넷 다이폴 신호원과 3축 자계 센서를 사용한다. 전송된 자계를 변화시킴으로서 실질적으로 3개의 독립 자극 벡터(excitation vector)가 달성된다. 상기 센서에 의해 감지된 3개의 벡터는 신호원에 대하여 센서의 위치 및 방위를 결정하기 위한 충분한 정보를 포함한다. 그러나, 이 시스템은 몇가지 단점을 가지고 있다. 하나의 단점으로는 상기 시스템이 사용되는 장소에서 발생하는 다른 자계에 대한 민감도로서, 이러한 단점은 예를 들어 엔진 등으로부터 다수의 자계 변화가 존재하는 곳의 워크숍에서 사용하는 것을 더욱 어렵게 한다. 다른 단점으로는 인접한 보다 큰 금속 객체가 실제로 상기 시스템이 예를 들어 자동차 몸체에 대한 제품 라인에 사용할 수 없는 것을 의미하는 부정적인 방법에 의해 시스템의 정확도에 영향을 미치게 되는 점이다. 박판(sheet steel) 캐비넷/가구 주변, 음극선관(CRT)에 기초해서 이루어진 뷰잉 스크린, 및 자계를 발생시키는 기타 다른 장치 주변의 사무실 환경에 관해서 동일하게 적용된다. 더 나아가서, 이러한 문제점들은 전기 철도, 전력선, 변전소 및 자계가 존재하는 기타의 다른 장소에 밀접한 환경에서 나타날 수 있다. 또 다른 단점으로는 동시에 정확도가 요구되는 동작 영역을 크게 구분하는 자계의 신호원에 비교적 밀접하게 제공되도록 센서를 구비하고 있는 점이다. 이러한 단점들은 시스템을 특수한 환경에서만 사용할 수 있도록 하게 된다.
본 발명의 제1 목적은 신호를 수신함으로써 피조물의 위치 및/또는 방위를 결정하기 위한 능력을 갖춘 장치를 제공하는 것이며, 이 장치는 먼저 피조물의 위치 및/또는 방위 결정시에 신호의 반사로부터 나타나는 신호 경로의 연장 부분으로부터 개시되는 신호의 전파 시간의 측정과 관련된 비정확도를 가지고 있지 않다. 더 나아가서, 발명의 또 다른 목적은 피조물의 방위가 단지 하나의 수신 장치에서만 사용하는 동안 결정될 수 있는 수단에 의해 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 환경과 관련하여 피조물의 위치 및/또는 방위를 결정하는 장치를 제공함으로써 달성되는데, 상기 장치는 상기 피조물에 접속되어 환경 내의 신호원으로부터 입사 신호를 수신하고 변환기에 대하여 수신된 신호의 상대적인 입사 방향을 기록함으로써 환경에 대한 자신의 위치 및/또는 방위를 결정하도록 배열된 변환기를 포함한 위치 탐지 부재와, 상기 피조물과 변환기의 상대적 위치 및/또는 방위가 제한된 간격 내에서 배열되도록 상기 피조물과 변환기가 서로 접속되어 있고, 상기 변환기의 위치 및/또는 방위에 관한 정보에 의하여 상기 피조물의 위치 및/또는 방위를 결정하는 수단을 포함한다.
상기 장치의 설비에 의하여 상기 피조물의 위치 및/또는 방위는 수신된 신호의 전파 시간을 측정할 필요가 없이 결정될 수 있고, 그에 따라서 상기 위치 및 방위의 결정은 신호의 반사 결과로서 상이한 길이를 갖는 신호 경로에 주로 좌우되는 전파 시간의 측정시에 발생하는 에러의 신호원이 없고 환경의 다른 매질의 상이한 밀도에 기인하는 신호의 전파 속도의 변화에 따라 어느 정도 알려진 정확도로 제어 됨으로써 실행될 수 있다. 더욱이, 먼저 방위의 결정에 의한 정확도는 객체가 특정의 가장 작은 확장을 갖춘 것에 의존하지 않고 수행될 수 있는데, 즉 하나의 수신 장치는 피조물 또는 접속 수단이 특정의 정확도를 실현하기 위해서 2개 이상의 수신 장치가 서로 가장 작은 거리에 배치될 수 있도록 일부 방향의 특정 확장부를 갖추고 있을 필요성이 없는데 충분하기 때문이다.
본 발명의 제2 목적은 신호를 수신함으로써 피조물의 위치 및/또는 방위를 결정하기 위한 능력을 갖춘 장치를 제공하는 것이며, 이 장치는 이미 알려진 장치의 환경에서 발생하는 금속 객체의 결과로서 나타나는 비정확도를 감소시키거나 제거하며, 옥내에서 사용할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 환경과 관련하여 피조물의 위치 및/또는 방위를 결정하는 장치를 제공함으로써 달성되는데, 상기 장치는, 상기 피조물에 접속되어 환경 내의 신호원으로부터 입사 광학 신호를 수신함으로써 환경에 대한 자신의 위치 및/또는 방위를 결정하도록 배열된 변환기를 포함한 위치 탐지 부재와, 상기 피조물과 변환기의 상대적 위치 및/또는 방위가 제한된 간격 내에서 배열되도록 상기 피조물과 변환기가 서로 접속되어 있고 상기 변환기의 위치 및/또는 방위에 관한 정보에 의하여 상기 피조물의 위치 및/또는 방위를 결정하는 수단을 포함한다.
이러한 장치를 제공함으로써 피조물의 위치 및/또는 방위가 주위 환경과 실내 환경에서 결정되며, 그에 따라 이러한 환경에서 신호를 교란하지 않고 발생하는 자계 및/또는 금속 객체는 위치 및/또는 방위 결정에 있어서 역영향을 미친다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 변환기는 변환기 및 환경이 서로에 대해 서 움직이는 환경에 대한 위치 및/또는 방위를 반복해서 결정하도록 정렬된다. 이로써 피조물이 환경에 대해서 움직이는 동안에 피조물의 위치 및/또는 방위에 관한 지식을 얻을 수가 있다. 예컨대, 변환기에 접속된 사람의 이동 및/또는 동작은 이동 경로의 선택, 환경의 특성 등에 대한 지시를 제공하기 위한 목적과 더불어 사람에 대한 위치 결정 및/또는 방위 결정에 기초한 정보를 전달하기 위한 기준을 구성하거나 문서에 대해서 결정될 수가 있다.
또 다른 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 변환기는 변환기 및 환경이 서로에 대해서 움직일 때 임의의 좌표계에서 환경에 의해 기계적으로 유도되지 않고 자유로이 이동 가능하도록 구성된다. 임의의 좌표계에서 일부축 또는 평면을 따르도록 변환기 및 피조물을 강제하는 환경을 갖는 기계적인 접속이 없다는 사실에 의해, 예컨대 전력의 전송 및/또는 신호를 전송하기 위한 코드를 발생하는 일부 경우에 있어서 피조물의 위치 및/또는 방위가 결정될 수 있는 시각과 동일한 시각에 피조물에 대해 움직임이 큰 자유도가 구해진다.
또 다른 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 변환기는 환경에 대한 적어도 2 개의 자유도에 대해 위치 및/또는 방위를 결정하도록 구성된다. 그에 따라 예컨대 피조물의 2 개의 위치 좌표를 결정하는 것이 가능하다. 2개의 위치 좌표에 대한 지식은 대부분의 경우 피조물이 배치될 때 충분한 정보이다. 예를 들면, 어느 평면에 사람이 있는지에 관한 정보가 필요하지 않거나 이 정보가 이미 빌딩 내의 동일 층과 사람과 함께 이동함을 알고 있는 경우 만족스럽게 사람의 위치를 판정하는 것이 가능하다.
또 다른 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 변환기는 환경에 대해 적어도 3 개의 자유도에 대한 위치 및/또는 방위를 결정하도록 구성된다. 그에 따라 예컨대 3 개의 위치 좌표를 결정하고 환경에 대한 피조물의 위치를 완전하게 결정하는 것이 가능하다.
또 다른 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 변환기는 환경에 대해 적어도 4 개의 자유도에 대한 위치 및/또는 방위를 결정하도록 구성된다. 그에 따라 예컨대 3 개의 위치 좌표 및 방위 좌표를 결정하고 환경에 대한 피조물의 위치를 완전하게 결정하고 하나의 자유도에 대해 어떻게 피조물이 환경에 대해 방향이 정해지는지를 결정하는 것이 가능하다. 위치 탐지 부재와 접속된 사람이 똑바로 선 상태로 위치하고 있다는 것과 같은 다른 정보와의 결합에서, 방위 파라미터에 대한 정보를 이용하여 어떻게 사람이 그의 수직 회전축에 관해서 방향이 정해지고 헤드 또는 신체 등의 일부 또는 사람이 어떻게 환경에 대해 방향이 정해지는 지를 결정한다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 위치 탐지 부재는 지시 부품을 포함하며, 이 지시 부품은 피조물에 의해서 휴대 가능하고, 환경의 현상에 대해서 유도될 변환기에 기계적으로 접속된다. 이러한 지시 부품에 의해서, 환경에서의 현상의 위치 및/또는 방위도 역시 결정될 수 있다. 지시 부품을 하나 이상의 위치로부터 현재의 현상을 향해서 유도함으로써, 그리고 변환기에 의해서 얻어진 위치 정보 및 방위 정보, 경우에 따라서는 예컨대 모델 형태로 환경의 성질에 관한 정보를 이용함으로써, 환경에 대해서 상기 현상의 위치 및/또는 방위를 결정할 수 있다. 더 나아가서, 피조물이 상기 현상에 대해서 특정 위치 및/또는 방위를 갖거나 가져 왔음을 결정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 지시 부품은 직접 전자기 방사선을 전송하는 수단을 구비한다. 지시 부품에는 예컨대 레이저 빔을 전송하는 장비가 제공될 수 있고, 이것에 의해서 지시 부품은 현재의 현상을 향해서 정밀도 있게 유도될 수 있다. 따라서, 현상의 위치 및/또는 방위에 관한 정보는 고정밀도로 획득될 수 있고, 이것은 환경에서의 특정 장비의 상태를 검출하는 것과 같은 많은 응용 분야에서 큰 값으로 되어 있다. 예컨대, 이 검출의 예에는 머신에 손상이 생긴 곳, 유로에 누수가 생긴 곳, 화재가 발생한 곳 등이 있다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 장치는 환경에 대한 변환기의 위치 및/또는 방위에 관하여 적어도 하나의 조건을 도입하여 정의된 적어도 하나의 기준을 포함한다. 이러한 기준 및, 변환기의 위치 및/또는 방위가 이 기준에 상응하는 경우의 기록에 의해서, 예컨대 피조물이 임의의 위치에 있어 왔거나 특정 방위를 취해 왔거나 또는 임의의 위치에 있으면서 특정한 방위를 취해 온 경우를 문서화하는 데 사용할 수 있는 정보, 및/또는 피조물 또는 지시 부품이 특정한 위치 및/또는 방위로 존재한다는 사실과 관련된, 및/또는 그렇지 않다는 사실과 관련된 다른 어떤 동작을 취하는 것에 기초해서 사용될 수 있는 정보를 얻을 수 있다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 조건은 환경 안에서 발생하는 객체의 위치 및/또는 확장에 관련되어 있고, 이것에 의해서, 위치 탐지 부재는 상기 적어도 하나의 조건을 충족시키기 위해서 객체에 기계적으로 접촉하도록 배치되어야 한다. 미리 결정된 위치가 어떤 환경에 대한 이러한 기 준 객체에 의해서, 이 기준 객체가 의도한 대로 위치되고 피조물이 기준 객체에 현재 존재하거나 계속 있어 왔다는 점이 위치 탐지 부재에 의해서 증명될 수 있고, 또는 이들로부터의 불일치가 있다는 점이 기록될 수 있다. 기준 객체는 예컨대 특히 도난당하기 쉬운 것, 창문, 문, 손잡이 등일 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시에에 따르면, 위치 탐지 부재 및/또는 기준 객체는 이 위치 탐지 부재와 기준 객체가 서로 연동하여 위치 탐지 부재 또는 그의 일부를 고정할 수 있도록 설계되고, 이것에 의해서, 변환기가 상기 적어도 하나의 조건을 충족하도록 기준 객체에 대해서 이 변환기를 고정할 수 있도록 설계된다. 이로써, 피조물이 변환기를 정의된 기준에 상응하는 의도된 위치 및/또는 방위로 옮길 수 있는 손쉬운 방법에 이르는 장치를 얻는다.
본 발명의 추가적인 장점 및 유리한 특징들은 이하의 설명 및 청구 범위에서 개시된다.
도 1은 다수의 그림과 룸의 방문자를 포함한, 박물관에서 룸의 형태인 환경의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 변환기와, 환경 내의 신호원으로부터 발생하는 변환기 입사 신호에 대한 개략적 사시도이다.
도 2a는 광각 렌즈 및 검출기 표면을 포함한, 본 발명에 따른 변환기의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치 및 이 장치에 구비된 부품들 간의 통신 선로의 예의 블록도이다.
도 4는 전람회 홀과 그 방문자를 도시하는 상면도이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 4의 전람회 홀 방문자가 소지한 정보를 전달하기 위한 가능한 표시 모양들을 나타낸 도면이다.
도 6은 건물 내에서 경비원이 걸어가는 통로 및 경비원을 나타내는 상면도이다.
도 7은 사람이 파이프의 누설 위치를 탐지하는 환경의 사시도이다.
도 8은 사람이 환경에 대하여 다른 위치로 이동한 상태의, 도 7에 따른 도면이다.
도 9는 파이프 및 이 파이프에 설치된 밸브와, 밸브의 핸들에 적용되는 위치 탐지 부재의 사시도이다.
도 10은 개에 의해서 탐지할 산업 부동산을 나타내는 상면도이다.
도 11은 사람에게 적용되어 전자 태그로서 동작하게 하는 팔찌를 나타내는 도면이다.
이 명세서에서 언급하는 위치 탐지 부재(locating member)는 환경 내의 신호원으로부터 입사하는 신호를 수신하기 위한 변환기 및 변환기와 피조물을 서로 접속하기 위한 접속 수단에 의해 구성되는 가장 간단한 설계의 것일 수 있다.
접속 수단은 예를 들면 아교, 변환기를 운반하는 가방, 또는 변환기를 수용하는 밴드일 수 있으며, 상기 밴드는 칼라(collar), 팔찌 등과 같은, 피조물 상에 적용되도록 의도된 것이다. 그러나, 접속 수단은 변환기 자체 내에 구비될 수도 있고, 변환기 외에 임의의 부품을 사용함이 없이 변환기의 설계에 의해 제공될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 일 예로서, 변환기는 예컨대 피조물이 변환기를 아주 간단히 붙잡거나 문다(bite)는 사실에 의해 변환기가 피조물에 접속될 수 있도록 "핸들" 형태의 접속 수단을 구비할 수 있다. 변환기는 피조물 내부에 삽입되도록 설계될 수도 있다.
접속 수단의 다른 하나의 유형은 상이한 종류의 탈것(vehicle)이다. 이와 관련하여, 피조물 및 탈것은, 탈것의 확장이 제한되어 있다는 사실 또는 피조물이 탈것에 고정되어 있다는 사실에 의해, 피조물 및 탈것의 상대적인 위치 및/또는 방위가 제한된 간격 이내로 배열되게끔 배열된다. 변환기는 예를 들면 피조물이 존재하는 자동차 또는 피조물이 존재하는 보트 상에 배열될 수 있다.
가장 간단한 실시예로서 도입부에서 정의한 용어 환경은 변환기가 위치 및/또는 방위 결정을 위해 신호를 수신하도록 의도되는 신호원만을 포함할 수 있고, 이것에 대해서는 후술한다.
비록 모든 실시예에서 상세하게 설명하지 않을지라도, 여기에서 설명하는 모든 응용 및 실시예에 있어서, 환경 내의 신호원은 변환기의 위치 및/또는 방위를 결정할 목적으로 변환기가 수신하는 신호를 송신하거나 반사시키거나 분산시키기 위해 사용된다. 또한, 전체 설명에 있어서 유사한 참조 번호는 동일하거나 유사한 객체를 나타낸다.
오해를 피하기 위하여, 현상 등을 "위치 탐지한다"는 용어의 의미는, 첫째 로, 비록 본 발명에서 환경에 관한 특정 위치 및/또는 방위에 있는 현상을 어느 위치에 둔다는 의미로 위치 탐지한다를 사용할 수 있지만, 환경에 관한 현상의 위치 및/또는 방위를 결정하는 것, 또는 환경 내의 현상을 추적하는 것을 나타낸다.
도 1에는 룸(1), 룸(1)의 약간의 제한 표면들 및 룸(1) 내에 있는 다수의 물건(2)들로 구성된 환경이 도시되어 있다. 비록, 이 경우에서, 환경은 건물 내의 룸(1)을 개략적으로 묘사하지만, 실제로 환경은 몇가지 특성을 갖는 임의의 옥내(indoor) 또는 준옥내(semi-indoor) 환경일 수 있다. 이 실시예에서, 환경은 박물관 룸(1)이고 룸(1) 내에 나타나는 물건들은 그림(2)이라고 생각한다. 박물관의 방문자(3)는 룸(1) 내에 있다. 본 발명에 따르면, 방문자(3)에게는 환경과 관련하여 자신의 위치 및/또는 방위를 결정하기 위한 장치가 제공된다. 그 장치는 피조물(3)에 접속된 위치 탐지 부재(4)를 포함하고, 상기 위치 탐지 부재는 환경과 관련하여 그 위치 및/또는 방위를 결정하기 위해 배열된 변환기(5)를 포함한다. 위치 탐지 부재(4)에 구비된 변환기(5)는 방문자(3)의 머리에 배열된다.
이와 관련하여, 룸(1) 뿐만 아니라 룸(1) 내의 개별적인 객체(2)와 관련하여 사람(3)의 위치를 결정하는 것은 흥미롭다. 또한, 변환기(5)는 사람(3)의 방위를 결정할 수 있다. 사람(3)의 머리 위에 위치된 변환기(5)에 의해, 위치 정보 외에도, 머리가 환경과 관련하여 어떻게 회전하고 있는지에 대한 정보도 또한 얻어지고, 이것은 사람(3)의 보는 방향(viewing direction)에 대한 정보를 간접적으로 제공한다.
위치 탐지 부재(4)는 변환기(5) 외에 이어폰(6)과 마이크로폰(7)을 포함한 다. 바람직하게는, 변환기(5), 이어폰(6) 및 마이크로폰(7)이 소위 헤드셋 내에 배열되어 사용자가 편리한 방법으로 장비를 이용할 수 있게 하는 것이 좋다. 따라서, 위에서 언급한 헤드셋은 사람(3)과 변환기(5)의 상대적인 위치 및 방위가 제한된 간격 내에 있도록 배열되게끔 사람(3)과 변환기(5)를 접속시키는 수단(8)을 구성한다. 따라서, 변환기(5)의 위치 및/또는 방위에 대한 정보에 의해, 사람(3)의 위치 및/또는 방위가 결정될 수 있다.
또한, 변환기(5)는 환경 내의 신호원(9)으로부터 입사 신호를 수신하도록 배열되는데, 상기 신호는 위치 정보 또는 방위 정보를 달성하기 위해 신호원(9)과 변환기(5) 사이에서 직선적으로 전파하는 것이고, 변환기(5)는 변환기(5)와 환경이 서로 상대적으로 이동될 때, 즉 사람(3)이 이동할 때 환경과 관련한 변환기의 위치 및/또는 방위를 반복적으로 결정하도록 배열된다. 더 나아가서, 변환기(5)는 자유롭게 이동가능하도록 배열되고 변환기의 운반자에 의해 임의의 좌표계 내의 환경에 의해 기계적으로 유도되지 않는다.
이 명세서에서 물건 또는 피조물의 위치가 결정된다고 하는 것이 위치 파라미터(x, y, z)의 적어도 일부가 좌표계에서 알려져 있다는 것을 의미한다는 표현에 의해, 그 환경에 대한 관련성을 알게 된다. 이 명세서에서 물건 또는 피조물의 방위가 결정된다고 하는 것이 방위 파라미터(α, β, γ) 중의 적어도 하나가 좌표계에서 알려져 있다는 것을 의미한다는 표현에 의해, 그 환경에 대한 관련성을 알게 된다. 상기 표현에 의한 발명의 현재의 응용에 따라서, 일부 경우의 피조물의 위치 및/또는 방위는 전적으로 피조물의 위치 및/또는 방위를 나타내는 것으로 의도되 고, 일부 경우에는 피조물의 몸체의 특정 부분의 위치 및/또는 방위를 나타내는 것으로 의도된다. 하나의 응용에서는 예컨대 인간이 어디에 존재하는지를 아는 것만으로 충분하고, 다른 응용에서는 예컨대 인간의 머리 또는 손이 환경에 대하여, 또는 특히 몸체의 나머지에 대하여 어떻게 회전하고 있는지에 대한 정보가 필요할 수 있다. 변환기/위치 탐지 부재의 수와 피조물 상에서 그들의 위치는 상기와 같은 욕구에 따라 크게 좌우된다.
일반적으로, 변환기는 환경과 관련한 적어도 2개의 자유도에 대하여 변환기의 위치 및/또는 방위를 결정하도록 배열된다. 이것은 예를 들면 피조물 또는 물건의 위치가 2개의 위치 파라미터에 대하여 결정되어야 할 때의 경우이다. 도 1에 도시한 예에 있어서, 사람(3)의 위치는 특정 수평면 내에서 사람(3)의 위치, 예를 들면 사람(3)이 플로어(floor) 상의 어디에 존재하는 가를 기록하기 위한 적어도 2개의 위치 파라미터와 관련해서, 및 환경 내에서 사람(3)의 방향, 예를 들면 사람(3)의 머리가 어느 방향을 향하고 있는가, 또는 더 엄밀하게 말해서 머리가 수평면에 수직인 축에 대하여 어떻게 회전하는가를 기록하기 위한 적어도 하나의 방위 파라미터와 관련해서 적절히 결정된다. 변환기(5)를 사용함으로써 더 많은 자유도를 결정할 수 있고, 예를 들어 어느 수평면 내에 사람(3)이 존재하는가를 또한 결정할 수 있다. 현재의 수평면은, 예를 들어 사람(3)이 다른 플로어를 방문하고 있는지, 또는 현재 사람(3)이 허리를 구부리고 있는지 또는 똑바로 서 있는지에 따라서 변화된다. 추가적인 방위 파라미터에 대한 지식에 의해, 사람의 머리가 어떻게 기울여지고 있는지, 즉 수평면에 수직인 상기 축에 관한 그 회전각을 또한 결정할 수 있다. 사람(3)의 (머리의) 위치 및 방위에 대한 완전한 정보를 얻기 위하여, 모든 위치 및 방위 파라미터들이 결정되어야만 한다.
변환기(5)의 룸에 관련된 4개의 자유도를 결정하기 위하여, 적어도 2개의 신호원(9)이 필요하고, 대부분의 경우에, 적어도 3개의 신호원(9)이 필요하다. 단지 2개의 신호원(9)을 사용하는 것은 예컨대 바람직한 대칭이 존재한다는 사실, 또는 특정 위치 및 방위 정보가 다른 방법, 예를 들면 환경의 모델을 통하여 얻어질 수 있다는 사실에 의해 간단한 경우를 필요로 한다. 모두 6개의 자유도를 결정할 필요가 있는 경우에, 적어도 3개, 가끔은 4개의 신호원(9)이 필요하다. 대부분의 경우에, 결정을 행하는데 있어 몇개의 자유도가 필요한 지에 관계없이 아주 많은 신호원(9)을 사용하는 것이 유리한데, 그 이유는 아주 많은 신호원(9)을 사용할 경우, 일부 신호원 또는 소수의 신호원이 고장인 경우에도 변환기(5)로 신호를 전송하는데 필요한 최소수의 신호원(9)이 얻어지는 것을 보장하기 때문이다. 이 신호원(9)들은 이러한 특수한 이유 때문에 환경 내에 위치될 수 있지만, 이들은 또한 환경 내에서 자연적으로 발생하는 객체에 의해 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 사용될 수 있는 변환기의 한가지 유형은 스웨덴 바스테라스 SE-721 31 하슬로가탄 20에 소재하는 MEEQ AB에 의해 개발되어 시장에 나와 있다.
이 명세서에서 설명되고 또한 스웨덴 특허 제444530호, 제458427호 및 제506517호에 개시되어 있는 측정 방법을 이용하여, 측정의 수행, 즉 위치 및/또는 방위를 고도의 정확성을 가지고 결정할 수 있다. 일부의 경우에, 위치에 대해서는 수십 밀리미터 크기 또는 그 이상의 정확성을 가질 수 있고, 방위에 대해서는 수십 mrad 또는 그 이상의 정확성을 가질 수 있다. 또한, 입사 신호의 입사 방향이 기록된다는 사실, 및 변환기가 그 자신의 위치 및 방위 뿐만 아니라 "소망하는" 신호원의 위치를 알고 있다는 사실에 의해, 예컨대 원치않은 신호원, 대안적 신호원 또는 반사된 신호원으로부터 발생된 "오류 신호"를 분류해 낼 수 있다. 필요로 하는 최소수 이상의 신호원을 사용함으로써, 흐린 신호원 형태의 장애들은 임의의 감지할 수 있을 정도로 정확성에 영향을 주지 않고 장비에 의해 취급될 수 있다. 따라서, 위에서 언급한 방법으로 다른 신호원에 대하여 변환기가 신호들의 입사 방향을 기록하는 것 외에, 변환기에 상이하게 입사하고 하나의 동일한 신호원으로부터 발생하는 반사된 신호들이 별도로 등록될 수 있고, 이것에 의해, 하나의 동일한 신호원으로부터 발생한 것과 같은 원치않은 신호들이 신호들의 추가적인 평가에 삽입될 수 있다.
본 발명을 적용할 때, 사용자가 장비를 사용하기 전에, 변환기(5)는 환경의 좌표계를 정의하는 적어도 2개, 바람직하게는 3개 또는 4개, 일반적으로는 5개 또는 그 이상의 신호원(9)으로부터의 신호를 수신하고, 이것에 의해, 변환기는 사람(3) 또는 그 밖의 피조물(3)의 손에 의해, 또는 탈것이나 자유롭게 이동가능한 로보트 등에 의해 수행될 수 있는 신호원(9)의 위치에 대해, 즉 환경의 좌표계에 대해 충분한 정보를 수신할 때까지 룸(1) 전체에서 이동된다. 또한, 후속 사용중에 절대 규모의 길이를 알 필요가 있는 경우에, 신호원(9)의 측정은 측정 절차 중에 환경의 기준 게이지로서 잘 알려진 치수로 객체를 위치시킴으로써 측정 표준을 동 시에 사용하는 동안 수행된다.
변환기(5)는 스웨덴 특허 제444530호에 개시된 유형의 2차원 변환기일 수 있다. 따라서, 변환기는 이 명세서에서 가시 파장 대역 내 및 외의 광 방사선에 의해 구성되거나 사용되는 신호로서 언급되는 "광학 신호"로 동작하는 광학 설비일 수 있다. 바람직하게 의도되는 파장 범위는 10-15000 nm의 간격이다. 적절하게는 파장 범위 200-1600 nm가 적용될 수 있지만, 본 발명은 이 파장 간격에 어떠한 방법으로도 제한되지 않는다는 것이 강조되어야 한다. 예를 들어 발광 다이오드 형태의 다수의 신호원(9)이 변환기로부터 및 서로로부터 일정 거리에 배열될 수 있고, 그래서 변환기의 통상 사용시에는 항상 적어도 3개, 바람직하게는 4개의 신호원이 동시에 변환기에 신호를 전송할 수 있다. 서로에 대한 신호원의 위치는 각 신호원에 공통인 좌표계 내의 신호원들의 위치를 측정함으로써 알게 되고, 그 측정은 변환기에 의해 수행될 수 있다. 일반적인 기준으로 신호원들의 위치 측정에 대해서는 스웨덴 특허 제506517호에 개시되어 있다.
또한, 위치 탐지 부재(4)는 부품들간의 내부 통신을 위한 수단(10)과, 변환기(5)와, 위치 탐지 부재(4)로부터 피조물(3)로 정보를 전달하기 위한 수단(6)과, 위치 탐지 부재(4)에 포함되어 피조물(3)로부터 정보를 수신하기 위한 수단(7)을 적절히 구비하고 있다. 통신 수단(10)은 로컬 컴퓨터 유닛(11)과, 신호 처리, 신호 전송 및 정보 저장을 위한 기타의 표준 부품들을 구비할 수 있다. 도 3을 역시 참조한다. 바람직하게, 장치는 위치 탐지 부재(4)와 예컨대 중앙 컴퓨터 유닛(13) 사이의 외부 통신을 위한 수단(12)을 또한 포함한다. 통신은 내부적으로 및 외부적으 로 배선 또는 무선 링크를 통하여 전달되는 신호에 의해 수행될 수 있다. 비록, 여기에서 설명하는 예에서 위치 탐지 부재(4)로부터 피조물(3)로 정보를 전달하는 수단이 이어폰(6)에 위치된 라우드 스피커(6)에 의해 구성되지만, 많은 다른 정보 전달 수단이 사용될 수 있고, 이들의 일부는 다른 실시예와 관련하여 설명한다. 이것은 피조물(3)로부터 정보를 수신하는 수단(7)에 대하여 또한 그렇다. 즉 이것은 반드시 마이크로폰(7)일 필요가 없다는 것을 의미한다.
변환기(5)는 통신 채널을 통해 계산 유닛과 접속되어 있고, 상기 계산 유닛은 위치 탐지 부재(4)에 구성된 컴퓨터 유닛(11) 또는 중앙 컴퓨터 유닛(13)에 포함될 수 있다. 통신 채널은 위에서 언급한 바와 같이 가요성 케이블에 의해 구성될 수 있고, 또는 운용자에게 가능한 한 큰 이동 자유를 허용하기 위하여, 무선 링크, 예를 들면 IR-링크 또는 라디오 링크, 예를 들면 스웨덴 키스타에 소재하는 Ericsson Components AB로부터의 "블루투스" 기술에 의해 구성될 수 있다. 이 통신 채널을 통하여, 신호원(9)으로부터의 상이한 신호들이 어떻게 변환기(5)에 입사되는가에 대한 정보가 변환기(5)로부터 계산 유닛에 전달된다.
계산 유닛은 변환기(5)의 위치 및 방위를 계속적으로 계산한다. 장치의 일 실시예에서, 변환기(5)는 신호원(9)으로부터 전송된 신호를 수신하고, 변환기(5)에 대하여 수신된 신호의 상대적인 입사 방향을 기록하도록 설계된다. 이것은 광학 신호를 사용하여 수행될 필요는 없지만, 예를 들면 마이크로파 또는 음향파와 소위 위상 어레이(phased arrays)의 안테나 어레이를 사용하여 또한 수행될 수 있다. 변환기는 레이더 파를 송신하고 환경 내의 신호원으로부터의 레이더 에코(echo)를 수 신하도록 설계된 레이더 유닛일 수 있다. 레이더 에코의 입사 방향에 기초하여, 계산 유닛은 변환기의 위치 및 방위를 계산할 수 있고, 이것에 의해, 변환기에 접속된 객체의 위치 및 방위를 계산할 수 있다.
시장에서 입수 가능한 마이크로파용 위상 어레이는 예를 들면 스웨덴 몬달에 소재하는 Ericsson Microwave AB에 의해서 및 다른 마이크로파 설비 공급자에 의해 제공된다. 초음파용 위상 어레이는 예를 들면 AGFA 라는 회사명을 가진 회사 그룹의 자회사인 독일 콜론에 소재하는 KrautKramer Ultrasonic Systems에 의해 공급된다.
일부 경우에, 변환기는 신호원으로부터 송신된 신호를 수신하고 표면에 대하여 수신된 신호의 상대적인 입사 방향 및/또는 표면상의 수신 신호의 상대적인 입사 위치를 기록하도록 설계된 표면을 갖는다. 이 경우에, 예를 들어 렌즈는 표면상에 환경을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, CCD 형의 비디오 카메라 및 광각 렌즈는 변환기로서 사용될 수 있다.
도 2에는 신호원(9)으로부터의 신호가 어떻게 변환기(5)에 입사되는지 및 수신 신호의 입사각이 어떻게 서로에 대해 관련되는지를 개략적으로 도시하고 있다. 각 신호의 입사 방향은 ψi 및 θi에 의해 정의되고, 여기에서 i=는 1, 2 또는 3이다. 이 때, 입사 방향은 필요한 방위 및 위치 정보를 계산하는 기초가 된다.
예로서, 도 2a에는 광각 렌즈(50)와 신호를 검출하기 위한 표면(51)이 도시되어 있다. 광각 렌즈에 입사하는 환경 내 신호원(9)으로부터의 신호는 변환기(5) 와 관련한 신호의 입사 방향(ψ, θ)에 대응하는 위치에서 검출기 표면에 묘사된다. 유일한 위치, 즉 검출기 표면상의 상대적인 x, y 좌표를 검출함으로써, 신호의 입사 방향(ψ, θ)이 유도될 수 있다. 즉, 변환기로부터 현재 신호원으로의 시선(sight line)의 방향이 결정될 수 있다.
간단히 말하면, 이 경우에 방위 및 위치 계산은 3개, 일반적으로는 4개의 신호원(9)이 선택되는 것에 의해 수행될 수 있고, 변환기(5)로부터 상기 신호원(9)으로의 시선의 변환기(5)에 대한 방향이 결정되며, 변환기(5)의 위치 및 방위는 시선의 방향, 신호원(9)의 공지의 위치 및 이들 퀀티티 사이의 기하학적 관계를 이용하여 얻어진다. 서로에 대한 신호원(9)의 위치는 이미 알고 있는 것으로 가정한다. 대안으로서, 신호원(9)의 상대적 위치는 각 신호원의 위치를 좌표계에서 알고 있는 것에 의해 간접적으로 알 수 있다.
유리하게, 입체각으로 구성되며 변환기가 상기 신호원으로부터 입사 신호를 수신하도록 배열되는 신호 수신 방향의 수집 양에 의해 형성된, 변환기의 신호 수신 방향 지역은 적어도 0.2 스테라디안이고, 그렇지 않으면, 변환기의 축을 따르는, 즉 변환기의 주 방향으로 결정과 관련한 성능을 유지하기가 곤란하고, 그래서 이것은 변환기의 다른 2개의 축과 등가이다. 그러나, 바람직하게, 이 신호 수신 방향 지역은 적어도 1 스테라디안이고, 그 지역이 더 크면 클수록 환경과 관련한 변환기의 방위 및 위치 결정에 있어서 특정의 정확성을 얻기 위하여 그 환경에서 더 적은 수의 신호원을 필요로 한다. 환경 내에서 이동하는 객체가 더 많고, 예컨대 돌출되어 있는 상자들, 비스듬한 코너 및 방해가 되는 다른 물건들 때문에 환경의 기하(geometry)가 더 복잡하게 되면, 상기 신호 수신 방향 지역이 더 많아야 하고, 다수의 이동가능한 부품을 갖는 워크숍에서, 4 스테라디안 이상의 신호 수신 방향 지역을 갖는 것이 유리할 수 있고, 또한 가능하다면 100개 이상의 신호원이 변환기의 방위 및 위치 정보의 신뢰성있는 결정을 달성하기 위하여 환경 내에서 필요할 수 있다. 그 경우, 신호 수신 방향 지역은, 비록 반드시 필요한 것은 아닐지라도, 지세학적으로 접속되는 것이 또한 바람직하다.
상기 신호 수신 방향 지역은 임의의 형상을 가지며, 가상의(imagined) 입체각 영역에 걸쳐서 퍼져있다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 변환기의 신호 수신 방향 지역은 지세학적으로 접속되어 있지만, 신호 수신 능력이 없는 내포된 방향 지역을 갖는다는 것을 포함한다. 신호 수신 방향 지역은 외부 인자와 무관하고, 변환기의 수신 방향에만 관련이 있다. 이것은 방향 지역의 외부 방해의 형태의 제한 또는 신호원의 임의의 부분적인 결여에 의해 영향을 받지 않는다.
신호원은 변환기의 신호 수신 방향 지역내에서 잘 분산되어 있는 것이 바람직한데, 그 이유는, 이렇게 함으로써, 비록 환경 내의 신호원의 수가 균형적으로 저레벨로 유지되어 있는 경우에도, 사람들, 포크 리프터, 로보트 또는 그와 유사한 것에 의해 환경의 어느 일부가 눈에 띄지 않게 되는 것과 같은 방해 발생이 정확한 정보 달성을 방해하지 않게 할 가능성이 개선된다. 그러나, 본 발명에 따른 장치, 특히 넓은 신호 수신 방향 지역을 갖는 장치의 설계는 그러한 양호한 분산이 상기 유형의 이전의 공지 장치에서만큼 중요하지 않게 한다.
신호 수신 방향 지역에 대하여 하기의 사항이 추가될 수 있다. 0.2 스테라디 안 이하의 신호 수신 방향 지역은 자연적인 이유 때문에 실제로 사용하기 곤란하고, 그 경우, 환경을 차단하는 소수의 객체들이 변환기를 쉽게 방해하여 변환기가 작동하지 못하게 한다. 또한, 이러한 작은 신호 수신 방향 지역의 경우에, 환경 내의 필요한 신호원의 수는 실행 불가능할 정도로 커지고, 이것이 실제로 사용자를 구속하는 것이다. 또한, 상기와 같이 작고, 특히 서로 접속되어 있는 신호 수신 방향 지역의 경우, 모든 위치 측정 방향에서 동일한 높은 위치 측정 정확도를 유지하는 것이 곤란할 것이다.
바람직하게, 신호 수신 방향 지역은 1 스테라디안을 초과하여야 하고, 그래서, 필요로 하는 신호원의 수가 합리적으로 증가하여 매우 균일한 위치 측정 정확도를 얻을 수 있게 된다.
만일 환경이, 예컨대 다수의 이동가능한 객체, 반사 표면 및/또는 신호원이 없는 큰 객체 부근의 변환기 위치를 갖는 기하학적으로 복잡한 환경(이러한 환경은 전형적으로 많은 사람들, 카메라, 소도구(prop), 사이드씬(side-scenes), 거울 및 탈것들이 동시에 존재하는 영화 촬영소일 수 있다)이면, 신호 수신 방향 지역이 2 스테라디안을 초과하여야 한다. 더 큰 신호 수신 방향 지역이 필요한 다른 이유는 변환기가 신호원 없는 큰 숨겨진 섹터 때문에 최초의 방위와 관련한 제한된 작업 범위를 갖지 않는다는 것이다. 특히, 큰 객체들이 신호원을 차단하고 다수의 신호원들이 제한되는 복잡한 환경에서, 신호 수신 방향 지역은 4 스테라디안을 초과하는 것이 또한 바람직하다.
작업 범위에 걸쳐서 신호원의 분포는 환경의 다른 부분에서의 측정 정확성의 필요 조건 및 환경의 특성에 맞도록 개작되는 것이 바람직하다. 이것은 환경에서 자연적으로 발생하는 신호원을 사용할 가능성을 상당히 촉진한다. 통상의 경우에 변환기에 의해 기록된 최소수의 신호원은 4개 또는 그 이상이어야 하기 때문에, 신호원의 필요한 수는 전술한 바에 따라서 변환기의 신호 수신 방향 지역에 또한 의존한다. 그러나, 신호원의 수가 증가하면 추가의 방해에 대하여 높은 정확성 및 개선된 내구성을 제공한다.
변환기의 구성 및 대응하는 계산 회로의 구성과 그 기능은 전술한 바와 같이 스웨덴 특허 제444530호에 상세하게 설명되어 있다.
신호원(9)은 그 빛이 맥동하거나 변조될 수 있는 발광 다이오드 등과 같은 능동 신호 방사원, 또는 예를 들어 반사 테이프로 만들어진 반사성 마커와 같은 수동 신호원(9)일 수 있다. 마커는 평면 형상이거나, 보는 방향에 관계없이 동일한 형상을 나타내도록 반사구(reflecting sphere)로 구성될 수 있다. 또한, 마커는 계산 유닛 및 신호 처리 회로가 상이한 마커들을 식별하고 분리하는 것을 용이하게 하기 위하여 서로에 대해 상이한 모양을 가질 수 있고, 대안으로서, 동일한 목적으로 모양은 동일하지만 크기 및/또는 색상이 상이한 마커를 사용할 수 있으며, 색상이라는 용어는 전자기 스펙트럼의 비가시성 부분을 또한 포함한다. 수동 반사 신호원(9)을 사용함에 있어서, 장치는 반사 마커에 의해 반사되는 신호를 전송하는 수단을 포함할 수 있다. 그 경우에 변환기(5)에 접속하여 적절히 배열된 전송 수단은 예컨대 간섭 광원으로부터 현재의 신호를 분리할 수 있도록 특정 주파수에 의해 바람직하게 맥동하거나 변조되는 예컨대 적외선 광을 전송할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 특수하게 배열되지 않은 신호원들이 필요하지만, 신호원으로서 그 환경에 이미 존재하는 적당한 세부(suitable details)가 사용된다. 적당한 세부의 예로는 코너, 홀 등이 있으며, 이들은 특징적인 외관을 갖고 있고, 잘 정의되고 공지된 위치를 갖는다. 장치가 기동할 때, 상기 세부들은 적당한 방법으리 지시되고 식별되며, 그들의 위치는 예를 들면 CAD 시스템으로부터의 다운로드를 통하여 결정 및 저장되고, 또는 대안적으로 그들은 변환기에 의해 측정된다. 신호원으로서 사용되는 세부는 룸 내의 정규 광(regular light)으로부터만 조명될 수 있지만, 만일 필요하다면 소정의 강도 또는 특성을 갖는 조명을 제공하도록 구성된 특별한 조명을 사용할 수 있다. 물론, 광원들의 적어도 일부는, 예를 들면 어두운 배경에 위치된 광 테이프의 부분, 패턴 또는 형상에 의해, 특별히 배열된 마커로 구성될 수 있다. 스웨덴 특허 제458 427호에는 이러한 유형의 변환기의 위치 및 방위가 어떻게 계산될 수 있는지, 및 이 계산을 수행하기 위한 장비의 구성 및 기능이 상세하게 설명되어 있다.
환경 내에 포함된 정의된 신호원(9)의 특정 세트는 변환기(5)를 포함하는 위치 탐지 부재(4)가 작동하는 특정 기준 시스템을 구성하는 것이라고 말할 수 있다. 위치 탐지 부재(4)가 설치된 피조물(3)이 신호원(9)과 협력하기 위하여 상기 기준 시스템에 들어갔을 때, 이것은 위치 탐지 부재(4)가 기준 시스템 및 그에 따라서 특정 기준 좌표계에 접근한다고 말하여 진다. 기준 시스템에 접근함에 있어서, 계산 유닛에 필요한 기준 시스템에 대한 정보를 얻는 여러가지 방법이 있다. 서비스 담당자(service person)가 이동하고 특정 동작을 수행하는 기계실(machinery room) 과 같은, 예를 들면 더 큰 건물에 대응하는 확장(extension)을 갖는다고 가정하자. 또한 기계실 전체에는 다수의 신호원이 설치되어 있다. 더 나아가서, 기계실은 일반적인 경우와 같이 기계실로 통행할 수 있는 다수의 입구가 설치되어 있다. 위치 탐지 부재에 접속된 서비스 담당자가, 일반적인 경우에 기준 시스템에 접근할 수 있게 하는, 기계실에 들어가려고 할 때, 변환기에 접속된 계산 유닛은 서비스 담당자가 어디에서 기계실에 들어가는지에 대한 정보, 즉 어느 신호원으로부터 변환기가 신호를 수신하는지에 대한 정보를 수신할 것이 필요하다. 이 정보는 수동 방식으로 수신될 수도 있고 능동 방식으로 얻어질 수도 있다. 정보의 수동 전달은, 이들이 기준 시스템에 대하여 유일한 "패턴"을 형성하도록, 예컨대 입구에 위치하고 있는 신호원을 둠으로써 수행될 수 있다. 계산 유닛은 상기 패턴을 인식하여 어느 기준 시스템이 사용될 것인지를 결정할 수 있고, 또한 서비스 담당자가 기계실로 들어가는, 또는 들어간 입구를 결정할 수 있다. 정보가 능동 방식으로 전달될 때, 송신기(별도의 송신기 또는 신호원들 중의 하나)는 현재의 입구에 위치될 수 있고, 서비스 담당자가 이 송신기를 지나갈 때에 기준 시스템에 대한 필요한 정보가 송신기로부터의 송신 신호를 수신함으로써 계산 유닛에 전달된다.
예컨대 현재의 기준 시스템과 관련한 피조물의 위치 및/또는 방위에 대한 정보를 얻기 위하여 다른 정보원을 이용하는 것도 또한 가능하다. 예를 들어, 옥외에서는 서비스 담당자가 기계실로 가는 도중에 있을 때 그 서비스 담당자의 위치를 결정하기 위해 GPS를 사용할 수 있다. 기계실의 입구에서, 로컬 기준 시스템이 내비게이션을 이어 받는다. 이와 관련하여, GPS에 의한 위치 결정은 로컬 기준 시스 템에의 천이시에 어느 건물, 어느 도어 등에 피조물이 존재하는지와 같은 특정의 초기 정보로서 계산 유닛을 보조하기 위해 사용될 수 있다.
로컬 기준 시스템에 있어서, 하나 이상의 부기준 시스템(sub-reference system)이 배열될 수 있다. 예로서 기계실과 관련하여, 이것은 특수 기계와 같은 기계실 내의 일부 객체가 그 자신의 기준 시스템을 갖는다는 것을 포함할 수 있다. 그 이유는 예를 들면 다른 위치 및/또는 응용을 위하여 기준 시스템의 상이한 특성이 요구된다는 것일 수 있다. 예를 들어, 부기준 시스템은 상위 시스템(superior system)에 대하여 재배열되거나 이동가능하게 배열될 수 있다. 따라서, 상이한 로컬 기준 시스템 또는 부기준 시스템에서, 신호원의 수, 신호원의 위치, 신호원의 유형 및 기능(능동, 수동, 배치 등)은 현재의 필요성을 만족시키기 위해 변경될 수 있다. 기계실 내로 이동할 때는 비교적 간단한 기준 시스템으로서 충분하고, 이에 비하여 서비스 담당자가 조사, 조정, 수리 등을 수행하는 기계 주변에서는 더 진보된 기준 시스템이 필요할 것이다.
도 3에는 본 발명의 일실시예의 상이한 부품들 및 대응하는 통신 선로들이 나타나는 블록도가 도시되어 있다. 변환기(5), 피조물(3)로부터 위치 탐지 부재(4)로 정보를 전달하는 수단(7), 위치 탐지 부재(4)로부터 피조물(3)로 정보를 전달하는 수단(6), 및 로컬 컴퓨터 유닛(11)을 포함하는 위치 탐지 부재(4)는 외부의 중앙 컴퓨터 장치(13)와 통신할 수 있다. 또한, 도 3에는 변환기(5)가 환경 내의 신호원(9)으로부터 위치 결정 및 방위 결정에 필요한 정보를 얻는 것이 나타나 있다. 피조물(3)은 변환기(5)에 기계적으로 접속된다. 컴퓨터 유닛(11)은 정보 수신 수단(7), 예를 들면 마이크로폰 또는 키 세트 등의 입력 유닛을 통하여 피조물(3)로부터 정보를 수신하고, 그 정보를 정보 통신 수단(6), 예를 들면 라우드 스피커 또는 디스플레이를 통해 전달한다. 물론, 정보 전달 수단은 결합된 통신 및 입력 유닛과 같은 하나의 유닛 형태로 또한 구성할 수 있다. 도 3에는, 위치 탐지 부재(4) 및 중앙 컴퓨터 유닛(13)이 신호를 전달하기 위한 환경 내의 다른 객체(14)에 접속될 수 있다는 사실이 또한 나타나 있다. 더 나아가서, 하나 이상의 추가의 객체가 위치 탐지 부재(4)에 포함될 수 있음은 물론이다.
도 1과 관련하여 설명한 실시예에 적용되는, 피조물(3)의 위치 및/또는 방위를 결정하기 위해 본 발명을 사용하는 것은, 사람(3) 및 변환기(5)[이 변환기(5)는 환경 내의 신호원(9)으로부터 입사 신호를 수신함으로써 환경과 관련한 자신의 위치 및/또는 방위를 결정하는 것임]의 상대적 위치 및/또는 방위가 제한된 간격 내에 배열되도록, 환경과 관련한 방문자(3)의 위치 및/또는 방위가 사람(3)을 변환기(5)를 포함한 위치 탐지 부재(4)에 접속함으로써 결정되는 것, 및 피조물(3)의 위치 및/또는 방위가 변환기(5)에 대해 결정된 위치 및/또는 방위에 의해 결정되는 것을 포함한다. 이것은 사람(3)이 환경과 관련하여 이동할 때에 계속적으로 반복된다. 위치 및/또는 방위의 결정은 항상 환경과 관련하여 수행되지만, 앞에서도 설명한 바와 같이, 어떤 경우에는 환경이 신호원(9)만으로 구성될 수도 있고, 그 경우에, 이것은 주로 일차적으로 결정된 피조물의 이전의 위치 및/또는 방위와 관련한 피조물(3)의 위치 및/또는 방위가 된다.
인간이 박물관을 방문한 경우인 도 1의 실시예에 있어서, 본 발명은 사람(3) 이 박물관을 방문했을 때 그 사람이 바라보는 상이한 그림(2)에 대한 정보를 수신할 수 있도록 하는 방법으로 사용될 수 있다. 변환기(5)는 룸(1) 내의 사람(3)의 위치 및 방위를 계속적으로 결정한다는 사실에 의해, (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)은 사람(3)이 특정 그림(2)을 바라보고 있을 때에 대한 정보를 수신하고, 이 정보에 따라서, 그 그림(2)의 화가, 유래, 페인팅 기법 등에 관한 정보를 포함한 음성 메시지를 관측자에게 전송한다. 바라보는 방향에 따라서 상이한 경험을 제공하는 예술 작품을 바라보고 있을 때, 현재 바라보는 방향에 따라서, 예술 작품의 특징들을 보조하기 위하여, 예를 들면 음악 또는 다른 음향의 형태로 정보를 전달하는 방식이 채택될 수 있다. 더 나아가서, 방문자(3)는 현재 객체와 관련한 위치 및/또는 방위[이 위치 및/또는 방위는 예를 들면 특수한 경험을 습득하게 하는 것임]로 가기 위하여 환경과 관련하여 어떻게 이동해야 하는지에 대한 정보를 수신할 수 있다.
본 발명은 건물을 점검하는 임무 및 모든 그림들이 올바른 위치에 존재하는 지를 감시하는 임무가 주어진 경비원에 대하여, 그리고 예컨대 기술적 설치(techincal installations)를 행하는 서비스 담당자에 대하여 유사한 방법으로 사용될 수 있다. 이 목적을 위하여, 경비원은 그림이 특정 위치에 있어야 하는지 아닌지를 알 필요가 없다. 경비원은 정해진 명령을 따르고 간접적으로 또는 능동적인 방법으로 특정의 주어진 위치에서 자신이 보고 있는 것 및 보는 방향을 보고하는 것만으로 충분하고, 이것에 의해, (중앙) 컴퓨터 유닛으로부터 정보를 획득하는 누군가/무엇인가가 그 정보를 평가하여 모든 것이 정해진 순서로 있는지 여부를 결 정한다. 경비원이 이동할 때, 그 이동은 위치 및/또는 방위 정보에 기초하여 또는 그러한 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 중앙 컴퓨터 유닛에 있는 운용자는 경비원이 걸어가야 하는 통로를 따라 경비원이 어떻게 이동하고 또는 이동하는 동안에 어떻게 보는지에 대하여 경비원에게 계속적으로 지시할 수 있다. 이러한 지시는 중앙 컴퓨터 유닛을 사용하는 사람이 없는 경우에 미리 녹음되어 있을 수 있다. 본 발명에 의해 환경의 상태를 점검하거나 실행하는 것과 동일한 시간에, 예를 들면, 경비원이 특정 지점을 통과할 때 전등이 스위치 온/오프 될 수 있고, 경비원이 이동 경로 및 수행해야 할 동작에 대해서 자신의 명령을 따르는지를 체크할 수 있다. 이와 관련하여, 경비원에 대해 결정된 위치 및/또는 방위는 환경과 관련하여 및/또는 그의 이전의 위치 및/또는 방위와 관련하여 경비원의 이동을 맵핑하기 위해 기록될 수 있다. 바람직하게, 이 경우에는 관념적 스테이션이 사용된다.
본 발명은 건물 내에서 방문자의 활동에 대한 정보를 얻기 위하여 및/또는 방문자의 적절한 안내 루틴을 설계하기 위하여 예술가 또는 박물관 관리인에 의해 또한 사용될 수 있다. 따라서, 방문자(3)의 위치 및/또는 방위와 방문자(3)의 욕망에 기초한 관련 정보를 계속적으로 방문자(3)에게 제공하기 위하여, 컴퓨터 유닛/컴퓨터 유닛들(11, 13)을 프로그램할 수 있다. 그러한 방문자 루틴을 작성할 때에, 예술가 자신은 본 발명에 따른 장비를 사용하면서 현재의 환경 내에서 이동할 수 있고, 예술가가 특수한 위치 및/또는 방위에 있을 때, 예술가는 방문자가 특정의 주어진 허용 범위 내에서 대응하는 위치 및/또는 방위에 있을 때 방문자(3)가 이어폰(6)으로 재생할 수 있는 아나운서 텍스트를 녹음해 둘 수 있다. 또한, 어떤 그림(2)인지, 어느 정도 범위로 보았는지, 보는 방향이 어디인지 및 거리 등에 관한 정보를 저장하는 것도 가능하다. 이 정보는 예를 들면 어떤 객체가 인기가 있는지 및 룸에 관한 객체의 위치가 방문자의 경험 등에 어떻게 영향을 주는지를 결정하기 위하여 예술품 판매인(art-dealers)에 의해 다른 방법으로 사용될 수 있다.
특히, 예컨대 도 1에서 설명한 박물관에 관한 예는 일예로서 간주될 뿐이고, 본 발명의 몇가지 등가적인 응용을 다수의 상이한 분야에서 찾을 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 본 발명은 각종 상점 및 쇼핑 센터에서 사용될 수 있다. 이 때는 그림 대신에, 물품 및/또는 간판이 방문자가 첫번째로 알고자 하는 관심 대상물이 된다. 이와 관련하여, 고객은 그가 특정 위치에 있을 때 및/또는 특정 방향으로 보고 있을 때 각종 물품에 대한 정보 및 원하는 물품을 찾기 위하여 이동할 적당한 경로에 대한 정보를 계속적으로 수신할 수 있다. 상점 주인은 박물관 관리자와 동일한 방법으로, 판매를 증가시키고 소비자의 각종 욕구를 만족시킬 목적으로 상기 정보에 기초해서 상점의 설계를 최적화할 수 있도록, 고객이 어떻게 이동하여 각종 물품을 바라보며, 그러한 것이 어느 정도의 빈도로 발생하는 지를 또한 평가할 수 있다. 더 나아가서, 박물관의 경우와 유사한 방법으로, 상이한 방문자 루틴은 상점 주인/방문자의 희망에 따라서 온라인으로 프로그램 및/또는 생성될 수 있다. 이 경우에 변환기는 헤드셋 대신에 쇼핑 트롤리(shopping trolley)에 설치되고, 고객은 쇼핑 트롤리를 단순히 잡는 것만으로 변환기에 기계적으로 접속된다.
본 발명의 다른 응용예는 도 4 및 도 5a 내지 도 5c에 도시되어 있다. 도 4는 전람회 홀 형태의 환경을 도시한 것이다. 이 실시예에서, 전람회 방문자(3)는 도 1의 예에서와 실질적으로 동일한 장비가 제공되지만, 이 경우에, 위치 탐지 부재(4)는 다른 장비와 통신하도록 설계된 예컨대 휴대용 디스플레이일 수 있는 표시 및/또는 입력 유닛(15)을 또한 포함한다. 전람회 방문자(3)는 그(그녀)가 어떻게 이동해야 하는지에 대한 정보를 디스플레이(15)를 통해 얻을 수 있고, 예를 들어 화장실 등을 찾는 것과 같이, 전람회 홀에 표시된 것의 일부를 가장 좋은 방법으로 취하기 위하여 그(그녀)가 어떻게 이동하고 싶은지와 같은, 그 자신/그녀 자신의 욕구를 통신할 수 있다. 도 5a, 도 5b 및 도 5c는 전람회 방문자(3)가 도 4의 a-c로 표시된 지점에 있을 때 디스플레이 상에 표시되는 예를 도시하고 있다. 디스플레이에는 어느 방향이 북쪽을 가리키고 있는지, 방문자(3)가 특정 라우트를 따르거나 특정 목표 지점에 도달하기 위해 어떤 방향을 선택해야 하는지, 또는 방문자(3)의 관심을 끌거나 방문자에게 알리기 위한 다른 유형의 정보 및/또는 상업 광고를 공급하는 것과 같은 여러가지 정보가 표시될 수 있다.
도 6에는 경비원(3)이 자신의 순찰로(16)에 있는 상황을 도시한 것이고, 도 7과 도 8은 경비원(3) 또는 서비스 담당자(3)가 어떤 구조물에서의 손상, 더 구체적으로 말하면, 이 실시예에서는 파이프의 누설을 식별하고 보고하는 방법을 도시한 것이다.
방호의 경우는 도 1에 도시된 박물관/상점의 경우와 여러가지 면에서 유사하다. 그러나, 장비를 어떻게 사용하는가에 관한 중요한 차이점은, 이전의 예에서는 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)이 "슬레이브"로서 적절히 동작하고, 방문자/고객(3)이 "마스터"를 갖는 것이었다. 이에 비하여, 방호의 경우에는 상황이 반대로 된다. 즉, 경비원(3)이 "슬레이브"이고 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)이 "마스터"이다. 용어 마스터와 슬레이브는 누구 또는 무엇이 제어를 받는지를 표시하기 위해 사용된다. 즉, 슬레이브인 경비원(3)은 예를 들어 특정 위치로 가도록 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)에 의해 통제를 받고, 한편, 마스터인 방문자(3)는 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)의 원조를 받아서 자신이 이동할 경로(16)를 자유롭게 선택하고, 방문자가 컴퓨터 유닛(들)로부터 수신할 정보를 원하는 정도로 조절할 수 있다는 것을 의미한다.
방호의 경우에, (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)은 경비원(3)이 개입되거나 개입되지 않은 순찰로(16)를 발생하기 위해 사용될 수 있다. 경비원(3)은 현재의 순찰로(16)에 관한 임의의 이전 정보 또는 그 순찰로를 따라서 무엇이 일어날 것인지에 대한 이전 정보를 수신할 필요가 없다. 이와 관련하여, 경비원(3)은 주어진 목표를 향하여, 예컨대 앞에서 설명한 실시예의 방문자(3)와 동일한 방법으로 안내되지만, 상기 목표는 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)에 의해 미리 정해지거나, 그에 따라서 및/또는 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)의 운용자에 의해 정해지고, 경비원(3) 자신에 의해 정해지지 않는다. 예를 들면 순찰 경비원에게 미리 통보되지 않고 2명의 순찰 경비원이 만나도록 구성하는 것도 가능하다. 더 나아가서, 경비원이 환경 내의 객체, 예를 들면 기계를 통과할 때에 그 객체의 상태를 기록하기 위한 특수한 동작을 취하게 하는 것과 같은 다른 방호 임무를 도입할 수도 있다.
도 6에 도시된 예에서는, 간단히 하기 위해, 경비원(3)의 이동 경로(16)를 파선과 화살표로 표시하였다. 또한, 순찰로(16)를 따라 일부 중요한 지점은 A-F로 표시하였다. 경비원(3)은 그가 어떻게 이동해야 하는지 및 어떤 동작을 수행해야 하는지에 대하여 위치 탐지 부재(4)를 통하여 정보를 수신하도록 의도된다. 이를 위하여, 위치 탐지 부재(4)는, 앞에서 설명한 피조물(3)과 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13) 사이에 정보를 전달하기 위한 수단 외에, 경비원(3)이 휴대할 수 있는 디스플레이 유닛을 또한 포함할 수 있다. 이것은 순찰로(16)를 따라 진행하는 경비원(3)에 대한 명령이 시각적으로 및/또는 청각적으로 전달될 수 있음을 의미하고, 또한 지점 A와 F에서는 '좌로 90°회전', 지점 B, C 및 E에서는 '우로 90°회전'과 같은 의미를 가질 수 있다.
만일 예컨대 지점 A에 있는 경비원(3)이 현재의 명령을 어기고 대신 우측으로 가면, 그 위반을 수정하도록 새로운 명령이 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)으로부터 경비원(3)에게 전달될 것이다. 이와 관련하여, 경비원(3)은 지정된 라우트로 복귀하도록 하는 정보를 수신할 수 있다. 또한 경비원(3) 인증을 허가하거나 부정할 수 있다. 만일 지점 A에 있는 경비원(3)이 현재의 명령을 어기고 대신 파선으로 표시한 지점 17로 똑바로 진행하면, 이 지역은 금지된 곳이라는 의미의 정보가 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)으로부터 경비원(3)에게 전달될 수 있고, 및/또는 통과를 금지시키기 위해 예컨대 도어(18)를 잠그라고하는 신호가 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)으로부터 도어 잠금을 제어하기 위한 환경 내의 수신기에 보내질 수 있다.
임의의 위치 및 선택적인 순간에, 경비원(3)은 특정의 위치 및/또는 방위에 그 자신을 위치시키도록 및/또는 특정 동작을 수행하도록 요청을 받을 수 있다. 이것은 예를 들면 환경에 관한 현상(22)의 위치 및/또는 방위가 기준에 대응하는 지 를 판정하는 방법을 달성하기 위해 수행될 수 있다. 이 방법은 피조물, 이 경우에는 전술한 바와 같이 경비원(3)이 변환기(5)를 포함한 위치 탐지 부재(4)에 접속되어 피조물(3) 및 변환기(5)의 상대적인 위치 및/또는 방위가 제한된 간격 내에 있도록 배열되는 것, 상기 기준이 환경과 관련한 위치 탐지 부재(4)의 위치 및/또는 방위에 관한 적어도 하나의 조건의 도입에 의해 정의되는 것, 환경과 관련한 위치 탐지 부재(4)의 위치 및/또는 방위가 환경 내의 신호원(9)으로부터 입사 신호를 수신함으로써 변환기(5)에 의해 결정되는 것, 및 위치 탐지 부재(4)에 대하여 결정된 위치 및/또는 방위 정보가 기준과 비교되어, 상기 적어도 하나의 조건이 총족되는 적어도 하나의 발생가능한 상태가 기록될 수 있는 것을 포함한다. 변환기(5)를 포함한 위치 탐지 부재(4)는, 전술한 바와 같이, 피조물(3)이 휴대하는 그러한 부재일 수 있고, 또는 변환기를 포함하는 위치 탐지 부재는 피조물이 임시로 현재의 위치에서 접속하는 부재일 수 있다. 도 6에 도시된 실시예에서, 지점 D에 위치한 경비원(3)은 그 자신을 특정 위치 및/또는 방위로 위치시키도록 요청받을 수 있고, 가능하다면 그와 관련하여 어떤 추가의 동작을 수행하도록 요청받을 수 있다. 예를 들면, 경비원(3)은 지점 D에 있는 도어를 통하여 룸(40)으로 들어가고, 변환기(5)에 의해 스위치(19)가 오프 상태인지 온 상태인지를 판정하고, 그 길에서 표시된 지역 17로의 허가를 얻고 및/또는 지점 E에서 도어(18)가 잠겨지게 하고, 경비원(3)이 그의 순찰로(16)를 계속 진행하여 지점 F로 가게 할 수 있다.
따라서, 이 실시예에서, 본 발명은 환경과 관련한 변환기(5)의 위치 및/또는 방위에 대한 적어도 하나의 조건을 도입함으로써 정의된 적어도 하나의 기준을 포 함하지만, 특정 시점에서 음성 테스트와 같은 다른 조건이 또한 부가될 수 있다. 본 발명에 따른 기준의 도입은 예컨대 경비원이 방문하도록 요청받은 관념적 스테이션으로서 사용될 수 있고, 이것은 예컨대 순찰로의 구성에 큰 유연성을 부여한다. 경비원(3)이 이동하는 복도를 형성하는 벽(20)이 도 6에 도시되어 있지만, 특별하게 설계된 인증을 적용함으로써 특정 위치 및/또는 방위 좌표에 의해 관념화되고 정의되는 "복도", "룸" 등을 또한 생성할 수 있다. 그러한 관념적 환경을 적용할 때, 사람은 워크숍의 통행 라우트를 따르는 것과 같이 정해진 구역 내에서 자유롭게 이동할 수 있지만, 만일 사람이 그 구역으로부터 벗어나면 경보가 시작되고 및/또는 그 사람은 위치 탐지 유닛을 통하여 명령을 수신한다. 허가되었든 허가되지 않았든간에 구역들은 현재의 필요성에 따라 모두 쉬운 방법으로 생성, 변경 또는 제거될 수 있고, 개개의 피조물마다 다르게 될 수 있다.
본 발명의 앞에서 설명한 실시예를 참조하여, 관념적 스테이션의 다른 응용은 사람, 예를 들어 상점을 방문하여 본 발명을 사용하는 고객이, 만일 특정의 관념적 스테이션을 방문하면, 보너스를 받거나 가격을 할인받는 것을 들 수 있다. 관념적 스테이션에서, 예를 들면 물품은 노출될 수 있고, 이것에 의해 상점 주인은 고객이 특정의 보상을 받는 것에 대한 교환으로 상업적 노출을 증가시킬 수 있다.
일부 경우에, 상기 적어도 하나의 조건은 환경 내에서 발생하는 객체(21)의 위치 및/또는 확장에 의해 정의된다. 경비원(3)이 기준에 따라서 위치 탐지 부재(4), 즉 변환기(5)를 쉽고 합리적으로 위치시킬 수 있게 하기 위하여, 위치 탐지 부재(4) 및/또는 기준 객체는 일부 경우에 위치 탐지 부재(4) 및 객체(21)가 서 로 결합하여 위치 탐지 부재 또는 그 일부 및 그에 따라 변환기(5)가 객체(21)에 대하여 고정되도록 설계될 수 있고, 이것에 의해 변환기(5)는 상기 적어도 하나의 조건을 충족시킨다. 이것은 예를 들면 다른 경우에 전압이 인가되는 지역에 전압을 차단하여 서비스 담당자가 그 지역을 통과하거나 그 지역에서 작업을 수행하게 하는 위치에 전압 차단기가 있다는 것을 변환기에 의해 결정하고, 서비스 담당자가 그 지역을 떠난 후에, 차단기가 그 지역에 전압을 공급하게 하는 다른 위치에 있는 것을 동일한 방법으로 결정하도록 적용될 수 있다.
박물관 및 상점의 예와 유사한 방법으로, 특별한 순찰로가 형성될 수 있고, 필요한 신호원이 환경 내에 존재하면, 방호 서비스를 제공하는 사람들의 대표자 및 그 구매자의 대표자는 고객의 희망에 따라 순찰로를 함께 규정하고 결정하기 위하여 하나 이상의 위치 탐지 부재를 휴대하는 동안 현재의 환경 내에서 이동할 수 있다. 이와 관련하여, 특정의 방호 서비스를 본래대로 설계할 수 있고, 따라서 어떤 동작이 방호 임무에 포함될 것인지에 대한 협의를 할 수 있다. 예를 들어, 관념적 스테이션 및 인증이 규정될 수 있고, 경비원(3)에 대한 라우트 및 보는 방향 등이 결정될 수 있다.
도 7과 도 8은 환경의 현상(22)이 어떻게 위치 탐지되는 지를 도시한다. 본 발명의 이 응용은 환경 내의 현상(22)을 지시하도록 의도된 부품(23)에 연결된 변환기(5)를 포함하는 위치 탐지 부재(4)에 피조물(3)이 접속되는 것, 지시 부품(23)이 적어도 하나의 지시 위치(26)로부터 현상(22)을 향하도록 피조물(3)에 의해 지향되고, 변환기(5)가 환경 내의 신호원(9)으로부터 입사 신호를 수신함으로써 그 위치 및/또는 방위를 결정하고 이로써 상기 적어도 하나의 지시 위치에 대하여 환경과 관련한 지시 부품(23)의 위치 및/또는 방위를 결정하는 것, 및 환경과 관련하여 지시된 현상(22)의 위치 및/또는 방위가 지시 부품(23)에 대하여 결정된 위치 및/또는 방위에 의해 결정되는 것을 포함한다. 이것을 달성하기 위하여, 위치 탐지 부재(4)는 피조물(3)이 휴대할 수 있고 변환기(5)에 기계적으로 접속된 지시 부품(23)을 포함하고, 상기 지시 부품(23)은 환경 내의 현상(22)과 관련하여 지향된다. 서비스 담당자(23)는 상기 지시 부품(23)을 누설이 있는 파이프(24)를 향하여 지향시킨다. 지시 부품(23)은 레이저 광과 같은 지향성 전자기 방사선을 송신하는 수단(25)을 포함한다. 이와 관련하여, 지시 부품(23)은 현재의 현상(22)을 향하여 정밀도 있게 지향될 수 있고, 이와 동시에 변환기(5)는 환경과 관련한 지시 부품의(23) 위치 및/또는 방위에 대한 정보를 제공한다. 이 때, 환경과 관련한 현상(22)의 위치, 이 실시예의 경우에는 송수관의 누설의 위치를 결정하기 위하여, 지시 부품(23)의 하나 이상의 기타 다른 위치에 대하여 상기 방법을 반복한다. 적절하게, 서비스 담당자(3)는 지시 동작이 수행되어야 할 위치에 지시 부품(23)이 위치하고 있음을 입증함으로써 상기 지시 동작이 기록되기를 희망한다는 것을 확인한다. 입증은 예를 들면 피조물이 버튼 등과 같은 지시 부품의 작동 부품을 동작시키는 것, 또는 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)에 접속된 마이크로폰을 통하여 통화하는 것, 또는 특정의 시간동안 지시 부품을 고정 상태로 유지하는 것 등, 여러가지 다른 방법으로 수행될 수 있다.
도 8에서, 사람(3)은 환경과 관련한 다른 위치(27)에 도시되어 있다. 지시 부품(23)이 현재의 현상(22)을 향하여 지향되어 있는 2개의 다른 위치(26, 27)에서 지시 부품(23)의 위치 및 방위에 대한 정보에 의해, 현재 현상(22)의 위치가 계산될 수 있다. 대안으로서, 변환기(5)에 의해 수행되는 위치 및 방위 결정과 함께, 그 환경의 하나 이상의 모델과 같은 다른 정보를 사용하는 것도 가능하다. 일부 경우에, 환경의 모델을 사용함으로써, 현재 현상(22)의 위치는 변환기(5)를 포함한 지시 부품(23)을 하나의 위치로부터만 상기 현상(22)을 향하여 지향시킴으로써 결정될 수 있다.
위치 탐지 부재(4)는 위치 및/또는 방위 결정이 수행되는 것과 동시에 하나 이상의 위치 및/또는 방위에서 환경의 하나 이상의 특성을 기록 또는 측정함으로써 환경으로부터 정보를 획득하기 위한 센서를 또한 포함할 수 있다. 이러한 장치를 이용함으로써, 시각적으로 표시할 수 없는 것을 포함한 다른 현상들이 위치 탐지될 수 있다. 예를 들어, 지시 부품에 구성된 방사선 검출기는 방사능 누출을 검출 및 위치 탐지할 수 있다. 또한, 카메라를 예컨대 지시 부품상에 또는 다른 적당한 위치에 배치함으로써, 위치 탐지 부재에 비디오 카메라와 같은 카메라를 제공하는 것이 가능하고, 이렇게 함으로써, 피조물은 위치 및/또는 방위 결정과 관련한 환경의 녹화에 의해 추가의 정보를 획득할 목적으로 단순히 카메라를 휴대하기만 하면 된다.
도 9를 참조하여, 피조물(3)에 의해 환경에 관한 객체(30)의 위치 및/또는 방위를 결정하는 응용과 관련하여 본 발명을 설명한다. 이 방법은 피조물(3), 예컨대 경비원 또는 서비스 담당자가 변환기(5)를 포함한 위치 탐지 부재(4)에 접속되 는 것, 위치 탐지 부재(4)가 피조물(3)에 의해 객체(30)와 기계적 접촉 상태로 되는 것, 환경과 관련한 위치 탐지 부재(4)의 위치 및/또는 방위가 환경 내의 신호원(9)으로부터 입사 신호를 수신함으로써 변환기(5)에 의해 결정되는 것, 및 객체(30)의 위치 및/또는 방위가 위치 탐지 부재(4)의 결정된 위치 및/또는 방위에 의해 결정되는 것을 포함한다. 도 9에는 유동 매질을 포함한 파이프(29)가 도시되어 있다. 파이프(29)에는 매질의 유동을 조절하기 위한 유동 측정 장비(31) 및 밸브(32)가 설비되어 있다. 밸브(32)는 핸들(30)에 의해 조정될 수 있고, 이것에 의해 유동이 조절될 수 있다. 따라서, 핸들의 설정을 다르게 하면, 파이프 내의 유동을 다르게 할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명은 몇가지 응용을 갖는다. 그러나, 무엇보다도 먼저, 도 9에 도시된 실시예는 단지 예로서 간주되어야 하고, 비록 본 발명이 앞에서 언급한 밸브(32)에 의해 설명된다 하더라도 본 발명은 임의의 객체(30)와 함께 유사한 방법으로 적용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 이 예에서, 핸들(30)은 변환기(5)를 포함한 위치 탐지 부재(4)의 한 부분을 수용하도록 설계된다. 변환기(5)는 예컨대 사람(3)이 손 안에 위치 탐지 부재(4)의 일부를 파지하는 것에 의해 피조물, 적절하게는 인간에게 접속된다.
바람직하게, 위치 탐지 부재(4)와 기준 객체, 즉 핸들(30)은 객체에 대하여 위치 탐지 부재(4) 및 그에 따라 변환기(5)를 고정하기 위하여 서로 결합하도록 설계된다. 이것은 쐐기 모양의 핀(41)을 대응하는 쐐기 모양의 홈(42)에 도입함으로써 수행될 수 있다. 이 방법으로, 핸들(30)의 위치 및/또는 방위를 결정, 구경 측정(calibrate) 및/또는 조정할 수 있다. 예를 들어, 서비스 담당자(3)는 위치 탐지 부재(4)를 핸들(30)에 적용시킴으로써 핸들(30)이 원하는 위치에 있는지를 결정할 수 있고, 및/또는 핸들(30)의 위치 및/또는 방위에 대한 정보를 (중앙) 컴퓨터 유닛(11, 13)에 전달할 수 있다. 정보는 예를 들면 임의 종류의 기술적 처리의 상태를 체크하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 현재의 객체의 다른 세팅에 의해 기술적 기능이 어떻게 영향을 받는지를 연구함으로써 기술적 기능을 평가할 수 있다. 이 예에서, 밸브(32)는 핸들(30)의 다른 세팅에 대하여 유동 측정 장비(31)에 의해 직접 유동 측정을 수행함으로써 구경 측정될 수 있고, 상기 세팅은 변환기(5)에 의해 생성되는 위치 및/또는 방위 정보에 의해 결정된다.
본 발명의 또 하나의 응용은 객체, 지역 또는 체적을 조사하고 맵핑하는 것이다. 도 10에는 지역(33)이 개략적으로 도시되어 있고, 이 지역은 그 지역에 마약이 있는지를 조사하기 위해 탐색하기를 희망하는, 항구에 인접한 산업 부동산일 수 있다. 이 경우에, 피조물(3)은 목 주변 또는 복부 주변의 밴드(8)에 의해 변환기(5)와 접속된 훈련된 탐색견(3)이다. 바람직하게, 위치 탐지 부재(4)는 또한 컴퓨터 유닛(11)을 포함하고, 및/또는 위치 탐지 부재(4)는 중앙 컴퓨터 유닛에 접속된다. 변환기(5)는, 전술한 바와 같이, 환경 내의 신호원(9)으로부터 입사 신호를 수신함으로써 자신의 위치 및/또는 방위를 계속적으로 결정하고, 변환기(5)에 대해 결정된 위치 및/또는 방위에 의해 탐색견(3)의 위치 및/또는 방위가 결정될 수 있다. 이로써 환경과 관련한 피조물(3)의 이동을 맵(map)할 수 있다. 또한, 어느 순간에 탐색견(3)이 특정 위치 및/또는 방위에 있는지/있었는지를 기록할 수 있다.
피조물(3)이 환경과 관련하여 이동할 때, 환경의 하나 이상의 특성이 기록되고 맵될 수 있다. 이 경우에, 마약이 이 위치에 존재하는지 아닌지를 기록할 수 있다. 기록은 탐색견(3)의 행동에 기초하여 행하여질 수 있다. 예를 들어, 탐색견(3)이 정상적인 방법으로 이동하면 아마도 마약이 없을 것이고, 반면에 만일 탐색견(3)이 특정의 위치에서 특수한 방법으로 이동하거나 동작을 취하면 마악이 있을 수 있다. 탐색견(3)은 무언가 특별한 것을 발견하였을 때 또한 짖을 것이고, 위치 탐지 부재(4)에 포함된 마이크로폰 및 전술한 다른 통신 수단에 의해 탐색견(3)의 짖음이 (중앙) 컴퓨터 유닛(11)에 전달될 수 있다. 정보는 또한 탐색견(3)에게 명령의 형태로 반대 방향으로 전달될 수 있다. 피조물(3)은 예측할 수 없는 방법으로 이동할 수 있고, 그 동안 피조물의 위치 및/또는 방위가 계속적으로 결정된다. 그러나, 탐색견을 훈련된 방법으로 이동하거나 또는 동작을 취하도록 훈련할 수 있고, 이와 관련하여, 본 발명은 전술한 바와 같이 사용될 수 있으며, 특정의 동작 및/또는 이동을 수행하도록 탐색견(3)을 훈련시킬 수 있다.
이와 관련한 또 하나의 응용은 상이한 동물들이 어떻게 상이한 내용으로 이동하는지 조사 목적으로 기록을 행하는 것이다. 예를 들어, 말(horse)은 말의 움직임 패턴을 맵핑하기 위해 말의 다리에 하나 이상의 변환기가 설치될 수 있다.
탐색견(3)과 관련한 실시예에서, 그 방법은 탐색견을 인도하는 사람의 유무에 관계없이 수행될 수 있다. 탐색견을 인도하는 사람을 배제시킬 경우 비용을 크게 줄일 수 있다. 더 나아가서, 건물 내에서 폭발물을 찾아내는 것과 같이, 유사한 응용들이 물론 있다.
또 하나의 응용은 지뢰 없는(mine-free) 지역을 확보하고 기록함으로써 직접 또는 간접적으로 지뢰를 제거하는 것이다. 지뢰, 특히 대인 지뢰가 발생한 지역에서, 본 발명은 피조물에게 위치 탐지 부재를 설치함으로써 사용될 수 있다. 위치 탐지 부재를 설치한 인간 또는 동물이 존재하는 환경에 대한 위치들이, 사람이나 가축 등이 환경 내에서 정상적인 방법으로 이동하는 동안에, 즉 그들이 위치 탐지 부재 없이 또한 행하는 것과 동일한 방식으로 기록될 수 있다. 이것에 의해, 지뢰 없는 위치들이 지뢰 없는 지역 및 통행가능한 도로에 관한 정보를 생성하기 위하여 효과적인 방법으로 기록될 수 있다. 물론, 만일 어느 지역에 지뢰가 존재하면, 예를 들어 지뢰가 있을 것으로 추측되는 지역에 한마리 또는 그 이상의 개를 반복적으로 투입시킴으로써, 그 지역에 지뢰가 없다고 생각할 만한 충분한 위치 정보가 얻어질 때까지 더욱 체계적인 조사를 행하는 것도 가능하다.
도 11에는 전자 태그로서 사용되는, 팔(34)에 배열된 팔찌 형태의 접속 수단(8)를 포함한 위치 탐지 부재(4)가 도시되어 있다. 위치 탐지 부재(4)는 경보 장치(35)와 접속되어 있고, 상기 경보 장치(35)는 위치 탐지 부재(4)와 경보 장치(35) 사이에 신호를 전달하기 위하여 팔찌에 적절히 내장되어 있다. 그러나, 경보 장치(35)는 환경 내의 임의 위치에 별도로 배열될 수 있다. 경보 장치(35)는 특정 조건 하에서 (중앙) 컴퓨터 유닛에 음성 신호(들)을 방사하도록 적절히 배열된다. 상기 조건들은, 예를 들면, 팔찌를 휴대한 사람(3)이 금지 위치 및/또는 방위에 존재한다고 변환기(5)가 결정하는 것, 변환기(5)가 스위치 온되지 않는 것, 변환기(5)가 의도된 대로 작동하지 않는 것, 위치 탐지 부재(4)와 경보 장치(35) 사이의 접속이 파괴된 것, 또는 경보 장치(35)가 그 의도된 위치에서 제거된 것 등일 수 있다. 바람직하게, 경보 장치(35)는 경보 장치(35)를 그 위치, 예컨대 팔찌에서 제거하기 위해 특수 도구를 사용해야 하고, 경보 장치(35) 또는 장치의 다른 부분을 손상시키지 않고 수행되는 제거가 상기 도구에 접근할 수 있도록 허가된 사람에 의해서만 수행될 수 있도록 설계된다.
사람(3)을 위치 탐지 부재(4)에 접속하고 위치 탐지 부재와 경보 장치(35)사이의 통신을 위한 접속을 구축함으로써, 유일한 특성을 갖는 소위 효과적인 전자 태그가 얻어진다. 사람(3)의 위치 및/또는 방위에 대한 정보는 위치 탐지 부재(4)로부터, 만일 필요하다면, 외부 감독 센터로 계속적으로 전달될 수 있지만, 어쨋든 이것이 감독을 수행하기 위해 필요한 것은 아니다. 감독 센터로 위치 및/또는 방위 정보를 전달하는 것은 예를 들면 경고가 있는 경우, 에러 기능이 있는 경우, 조작이 발생한 경우, 또는 임의의 송신이 이루어져야 하는 경우와 같이 선택적인 경우에 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 큰 장점은 위치 탐지 부재(4)로부터 환경 내의 수신기로 신호를 전송할 필요가 없이 감독이 이루어질 수 있다는 것이다. 본 발명에 따른 장치는 단지 신호가 환경으로부터 위치 탐지 부재(4)로 전달되는 것만을 요구하고, 상기 신호는 피조물(3)이 어디에 존재하는지에 대한 어떠한 정보도 포함하지 않으며, 따라서, 전자 태그 휴대자는 허가되지 않은 도청(bugging) 및 추적(tracking)으로부터 보호된다. 이것은 개인(3)의 안전에 대하여 위협이 되는 사람들이 도청에 의해 그 개인을 추적할 수 있는 위험을 상당히 감소시키거나 완전히 제거한다는 것을 의미한다.
더욱이, 이 명세서에서 설명한 모든 신호의 전송, 특히 피조물(3)과 중앙 컴퓨터 유닛(11, 13) 간의 신호 전송은 허가되지 않은 도청을 방지하고 고속 전송을 달성하기 위해 기존의 기술에 의하여 각각 부호화 및/또는 압축될 수 있다.

Claims (44)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 환경과 관련하여 피조물(3)의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치에 있어서,
    상기 환경 내의 3개 이상의 신호원(9) - 상기 3개 이상의 신호원은 상기 환경과 관련해서 공지된 위치를 가짐 - 으로부터 입사 광학 신호를 수신함으로써 상기 환경에 대한 자신의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하도록 배열된 변환기(5)를 포함하고, 상기 피조물에 접속되는 위치 탐지 부재(4); 및
    상기 피조물의 본체 부분과 상기 변환기의 상대적 위치 또는 방위 중 적어도 하나가 제한된 간격 내에서 배열되도록 상기 피조물의 본체 부분과 상기 변환기를 접속시키고, 적어도 상기 변환기의 위치 또는 방위에 관한 정보에 의하여 상기 피조물의 본체 부분의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 수단(8)
    을 포함하며,
    상기 변환기(5)는 상기 신호원(9)으로부터 송신된 신호를 수신하고 이 수신된 신호의 상대적인 입사 위치를 표면 상에 기록하도록 설계된 표면을 갖는 것을 특징으로 하고,
    상기 장치는 관념적 스테이션(abstract station)을 조성하기 위해 상기 환경에 대한 적어도 상기 변환기(5)의 위치 또는 방위와 관련된 하나 이상의 조건의 도입에 의하여 정의되는 하나 이상의 기준을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  5. 환경과 관련하여 피조물(3)의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치에 있어서,
    상기 환경 내의 3개 이상의 신호원(9) - 상기 3개 이상의 신호원은 상기 환경과 관련해서 공지된 위치를 가짐 - 으로부터 입사 광학 신호를 수신함으로써 상기 환경에 대한 자신의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하도록 배열된 변환기(5)를 포함하고, 상기 피조물에 접속되는 위치 탐지 부재(4); 및
    상기 피조물의 본체 부분과 상기 변환기의 상대적 위치 또는 방위 중 적어도 하나가 제한된 간격 내에서 배열되도록 상기 피조물의 본체 부분과 상기 변환기를 접속시키고, 적어도 상기 변환기의 위치 또는 방위에 관한 정보에 의하여 상기 피조물의 본체 부분의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 수단(8)
    을 포함하며,
    상기 변환기(5)는 상기 신호원(9)으로부터 송신된 신호를 수신하고 이 수신된 신호의 상대적인 입사 위치를 표면 상에 기록하도록 설계된 표면을 갖는 것을 특징으로 하고,
    상기 위치 탐지 부재(4)는 상기 피조물(3)에 의해 휴대가능하며 상기 환경의 현상(22)과 관련되는 방향을 향하도록 상기 변환기(5)에 기계적으로 접속되는 지시 부품(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환기와 상기 환경이 서로에 대하여 이동될 때, 상기 변환기(5)가 상기 환경에 대한 자신의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 반복적으로 결정하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환기와 상기 환경이 서로에 대하여 이동될 때, 상기 변환기(5)가 임의의 좌표계에서 상기 환경에 의해 자유롭게 이동가능하며 기계적으로 유도되지 않도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환기(5)는 0.2 스테라디안(SR)을 초과하는 입체각을 구성하고, 상기 변환기가 상기 신호원(9)으로부터 입사 신호를 수신하도록 배열되는 신호 수신 방향의 수집된 양에 의해 형성되는 신호 수신 방향 영역과 함께 사용되도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 변환기(5)의 신호 수신 방향 영역은 1 스테라디안을 초과하는 입체각을 구성하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 변환기(5)의 신호 수신 방향 영역은 2 스테라디안을 초과하는 입체각을 구성하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 변환기(5)의 신호 수신 방향 영역은 4 스테라디안을 초과하는 입체각을 구성하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 변환기(5)의 신호 수신 방향 영역은 지세학적으로 접속된 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  13. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환기(5)는 상기 환경과 관련한 2개 이상의 자유도에 대한 자신의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 변환기(5)는 상기 환경과 관련한 3개 이상의 자유도에 대한 자신의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 변환기(5)는 상기 환경과 관련한 4개 이상의 자유도에 대한 자신의 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  16. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 위치 탐지 부재(4)는 상기 피조물(3)에 정보를 전달하는 수단(6, 15)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  17. 제4항에 있어서, 상기 위치 탐지 부재(4)는 상기 피조물(3)에 의해 휴대가능하며 상기 환경의 현상(22)과 관련되는 방향을 향하도록 상기 변환기(5)에 기계적으로 접속되는 지시 부품(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 지시 부품(23)은 직접 전자기 방사선을 송신하는 수단(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  19. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 위치 탐지 부재(4)는 상기 피조물(3)로부터 정보를 수신하는 수단(7, 15)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  20. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 장치는 상기 위치 탐지 부재(4)와 상기 환경의 유닛 사이의 통신을 위한 통신 수단(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 제5항에 있어서, 상기 위치 탐지 부재(4) 또는 객체(21, 30) 중 적어도 하나는 상기 변환기가 하나 이상의 조건을 충족시키도록 상기 객체와 관련하여 상기 위치 탐지 부재 및 상기 객체로 하여금 상기 위치 탐지 부재 또는 그 일부와 그에 따른 변환기(5)를 고정하기 위해 서로 연동하도록 설계된 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  24. 제20항에 있어서, 상기 통신 수단(10)은 상기 위치 탐지 부재(4)와 객체 사이에 신호를 전달하기 위한 접속을 구축하도록 배열된 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
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  29. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환기(5)는 상기 환경 내의 3개 이상의 상이한 신호원에 의해 구성되는 신호원(9)으로부터, 상기 신호원과 상기 변환기 사이에 선형으로 전파하는 신호를 수신하도록 배열된 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  30. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 장치는 상기 환경 내에 배열된 상기 신호원(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  31. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 신호원(9)은 능동형 신호 방사 신호원에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  32. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 신호원(9)은 상기 부재에 입사되는 신호를 반사하는 수동형 부재에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 장치는 신호를 송신하는 신호 송신 수단을 더 포함하고, 상기 신호원(9)은 상기 신호 송신 수단으로부터 송신된 신호를 반사하는 상기 수동형 부재에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 위치 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하는 장치.
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