KR101012851B1 - 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템 - Google Patents

초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101012851B1
KR101012851B1 KR1020080095297A KR20080095297A KR101012851B1 KR 101012851 B1 KR101012851 B1 KR 101012851B1 KR 1020080095297 A KR1020080095297 A KR 1020080095297A KR 20080095297 A KR20080095297 A KR 20080095297A KR 101012851 B1 KR101012851 B1 KR 101012851B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
uwb
uwb radar
sensor
signal
distance
Prior art date
Application number
KR1020080095297A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100035914A (ko
Inventor
오승열
서성호
최상훈
최진성
Original Assignee
주식회사 에스원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스원 filed Critical 주식회사 에스원
Priority to KR1020080095297A priority Critical patent/KR101012851B1/ko
Publication of KR20100035914A publication Critical patent/KR20100035914A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101012851B1 publication Critical patent/KR101012851B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0209—Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 UWB(Ultra Wide Band) 신호를 송수신하여 제1 대상체의 존재 유무 및 상기 제1 대상체와의 제1 거리를 산출하는 제1 UWB 레이더 센서, 상기 제1 UWB 레이더 센서와 인접 센서 그룹을 이루며, 상기 제1 대상체의 존재 유무 및 상기 제1 대상체와의 제2 거리를 산출하는 제2 UWB 레이더 센서, 그리고 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서로부터 수신된 상기 제1 및 제2 거리와 설정된 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서 간의 제3 거리를 이용하여 상기 제1 대상체에 대한 2차원 위치를 산출하는 위치인식장치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서는 각각의 동기 신호를 교환하여 교번으로 동작한다. 이를 통해 본 발명은 감시 대상체에 대한 보다 정확하게 감시 정보를 제공할 수 있게 한다.
감시, 방범, UWB 레이더 센서, 위치, 중첩

Description

초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템{Positon detecting system using UWB radar sensor}
본 발명은 UWB(Ultra Wide Band, 초광대역) 레이더 센서를 이용하는 감시 시스템에 관한 것이다. 특히 본 발명은 UWB 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템에 관한 것이다.
UWB 레이더 센서는 수 GHz 대의 UWB 신호를 송출하고, 송출한 신호를 수신 신호로 수신하여 대상체(사람이나 물체 등)의 존재 유무를 감지한다. 또한 UWB 레이더 센서는 이동체의 존재 유무 감지와 더불어, 이동체와의 거리를 산출하는 기능을 가지고 있다.
이러한 UWB 레이더 센서는 동일 기기끼리 동일한 중심 주파수를 사용한다. 이런 이유로 UWB 레이더 센서의 송출 신호 간에 중첩 영역이 생성되는 인접 구역에서는 UWB 레이더 센서를 사용하지 않고 있다. 즉, 종래에는 중첩 영역이 생성되지 않도록 UWB 레이더 센서를 설치하여, 대상체가 하나의 UWB 레이더 센서에서 감지되게 한다.
UWB 레이더 센서를 이용하는 감시 시스템(예; 도난 방지 시스템, 방범 시스템 등)은 UWB 레이더 센서로부터 대상체 감시 여부 신호와 감지한 대상체의 거리 정보를 제공받는다.
UWB 레이더 센서는 초광대역 신호를 송출한 시간을 체크하고, 수신 신호를 수신한 시간을 파악한 후 송출 시간을 기준으로 수신 시간이 어느 정도인지를 산출하여 대상체와의 거리를 산출한다.
그런데 UWB 레이더 센서에서 제공하는 대상체와의 거리는 UWB 레이더 센서와 대상체 간의 직선 거리로서, 대상체가 UWB 레이더 센서를 기준으로 어떠한 위치에 있는지를 나타내지 못한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 2개의 UWB 레이더 센서를 이용하여 대상체의 위치를 파악할 수 있게 하는 UWB 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 초광대역 레이더 센서를이용한 위치인식 시스템을 제공한다. 이 위치인식 시스템은, UWB(Ultra Wide Band) 신호를 송수신하여 제1 대상체의 존재 유무 및 상기 제1 대상체와의 제1 거리를 산출하는 제1 UWB 레이더 센서, 상기 제1 UWB 레이더 센서와 인접 센서 그룹을 이루며, 상기 제1 대상체의 존재 유무 및 상기 제1 대상체와의 제2 거리를 산출하는 제2 UWB 레이더 센서, 그리고 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서로부터 수신된 상기 제1 및 제2 거리와 설정된 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서 간의 제3 거리를 이용하여 상기 제1 대상체에 대한 2차원 위치를 산출하는 위치인식장치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서는 각각의 동기 신호를 교환하여 교번으로 동작한다.
상기에서, 제1 및 제2 UWB 레이더 센서 중 상기 제1 UWB 레이더 센서가 마스터로 설정되어 있고, 상기 제2 UWB 레이더 센서가 슬레이브로 설정되어 있으며, 상기 제1 UWB 레이더 센서에 의해 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서 간 동기 신호의 교환이 시작된다.
그리고 UWB 신호의 송수신을 완료한 시점에서 동작 완료한 UWB 레이더 센서가 다른 레이더 센서로 동작 완료를 알리는 동기 신호를 전송하는 것으로 상기 동기 신호의 교환을 달성한다.
또한 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서는 상기 동기 신호를 수신하면 아이들 상태에서 동작 상태로 전환하여 UWB 신호의 송수신을 수행하며, 상기 아이들 상태는 상기 동기 신호의 송수신은 가능하나 상기 UWB 신호의 송수신이 가능하지 않게 하는 상태이다.
상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서 각각은, 상기 UWB 신호를 생성하고 송출 및 수신하는 제1 구성과 더불어, 상기 동기 신호를 생성하여 전송하는 동기 제어부를 포함하되, 상기 동기 제어부는 상기 제1 구성의 동작 완료를 감지하면 상기 동기 신호를 전송하고 상기 동기 신호를 전송하는 시점에서 상기 제1 구성을 아이들 상태가 되도록 제어한다.
상기 위치인식장치는, 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서에서 전송한 대상체 감지 신호와 대상체와의 거리를 수신하는 수신부, 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서에 대한 설치 정보와 상기 제3 정보를 포함하는 인접센서 정보를 저장하고 있는 정보 저장부, 상기 수신부를 통해 수신된 신호에 포함된 UWB 레이더 센서의 고유식별정보와 상기 정보 저장부를 이용하여 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서가 상기 동일 인접 센서 그룹인지를 판단하는 인접센서 판단부와, 상기 인접센서 판단부로부터 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서에서 제공한 상기 제1 거리 및 제2 거리를 수신하고, 상기 정보 저장부에 저장된 상기 인접센서 정보를 통해 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서에 대한 상기 제3 거리를 파악하여 상기 대상체의 2차원 위치를 산출하는 위치 산출부를 포함한다.
여기서, 위치인식장치는 상기 수신부를 통해 대상체 감시 신호를 수신하면 경보 동작을 수행하는 경보 발생부와, 상기 수신부를 통해 수신한 상기 대상체와의 거리 또는 상기 위치 산출부에 의해 산출한 2차원 위치를 외부로 전송하는 전송부를 더 포함할 수 있다.
전술한 실시 예에 따르면, 본 발명은 UWB 신호가 중첩되는 영역을 가지도록 UWB 레이더 센서를 설치하고 이렇게 중첩된 영역을 가진 UWB 레이더 센서에서 전송한 신호를 이용하여 감지된 대상체에 대한 2차원 위치를 파악할 수 있게 하여, 감시 대상체에 대한 보다 정확한 감시 정보를 제공할 수 있게 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명 이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템은 복수의 UWB 레이더 센서(110 내지 170)와, 위치인식장치(200)를 포함한다.
복수의 UWB 레이더 센서(110 내지 170)는 각각 고유식별정보가 부여되어 있으며, 대상체를 감지하면 대상체 감지 신호와 대상체와의 거리 정보를 위치인식장치(200)에 제공한다.
이때 복수의 UWB 레이더 센서(110 내지 170) 중 사각형의 점선으로 구분한 제10 및 제11 UWB 레이더 센서(110, 120), 제20 및 제21 UWB 레이더 센서(130, 140)과, 제30 및 제31 UWB 레이더 센서(150, 160)는 중첩 영역을 가지는 센서이다.
이하 중첩 영역을 가지는 2개의 UWB 레이더 센서를 통칭하여 인접 센서 그룹이라 하고, 인접 센서 그룹을 이루는 UWB 레이더 센서 각각을 인접 센서라 한다.
인접 센서 그룹 중 하나의 인접 센서가 동작 동기화를 위하여 마스터(master)로 설정되어 있고, 다른 하나의 인접 센서가 슬레이브(slave)로 설정되어 있으며, 마스터에 의해 동기화가 시작된다.
위치인식장치(200)는 복수의 UWB 레이더 센서(110 내지 160) 각각에 대한 설치정보와 인접센서 정보를 저장하고 있으며, 복수의 UWB 레이더 센서(110 내지 160)에서 전송한 대상체 감지 신호와 대상체와의 거리 정보를 수신한다.
특히, 위치인식장치(200)는 복수의 UWB 레이더 센서(110 내지 160) 중 각 인접 센서 그룹의 인접센서(110과 120 또는, 130과 140 또는 150과 160)별로 거리 정보를 수신하면 설치정보와 인접 센서로부터 수신된 거리 정보를 이용하여 물체에 대한 2차원 위치(X, Y)를 산출한다.
여기서, UWB 레이더 센서에 대한 설치정보는 UWB 레이더 센서의 고유식별정보와 UWB 레이더 센서가 설치된 위치(또는 장소)를 포함한다. 그리고 인접 센서 정보는 각 인접 센서 그룹에 대한 정보로서, 해당 인접 센서 그룹을 이루는 2개의 UWB 레이더 센서(즉, 인접 센서)의 고유식별정보와 2개의 UWB 레이더 센서 간의 거리를 포함한다.
위치인식장치(200)는 대상체의 위치를 산출하는 기능과 더불어, 산출한 대상체의 위치를 중앙센터에 알리는 기능 그리고, 대상체 감지 신호가 수신되면 외부의 중앙센터에 대상체 감지를 알리는 기능과 자체 경보를 발생하는 기능 등을 더 가질 수 있다.
이하, 도 2를 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더 센서를 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더 센서의 블록 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더 센서는 소스신호 생성부(101), UWB신호 생성부(102), 신호 전송부(103), 스위치부(104), 신호 지연부(105), 신호 수신부(106), 신호 처리부(107)와 동기 제어부(108)을 포함한다.
소스신호 생성부(101)는 UWB 신호를 만들기 위한 소스 신호를 생성한다. 이때 소스 신호는 펄스 신호인 것이 양호하다.
UWB신호 생성부(102)는 소스 신호를 이용하여 UWB 신호를 생성하며, 신호 전송부(103)는 UWB신호 생성부(102)에 의해 생성된 UWB 신호를 외부로 전송한다.
스위치부(104)는 소스신호 생성부(101)에 의해 스위칭 동작을 수행하며, 신호 전송부(103)와 안테나를 전기적으로 연결하거나, 신호 수신부(106)와 안테나를 전기적으로 연결한다. 이러한 스위치부(104)의 스위칭 동작에 따라 신호 전송부(103)에 의해 생성된 UWB 신호가 외부로 송출되거나, 외부로부터 신호가 수신된다.
신호 지연부(105)는 송출한 UWB 신호가 되돌아오는 것을 수신하기 위하여 신호 수신부(106)의 동작을 지연시킨다. 신호 수신부(106)는 스위치부(104)를 통해 수신되는 외부 신호(예; UWB 신호, 다른 통신기기의 송출 신호 등)를 수신한다.
신호 처리부(107)는 신호 수신부(106)를 통해 수신된 UWB 신호를 디지털 신호 처리하여 수신된 UWB 신호의 세기(즉, 신호 세기를 나타내는 디지털 값) 및 수신 시간을 파악하고, 파악한 UWB 신호의 세기를 설정된 임계치와 비교하여 대상체 감지의 진위 여부를 판단한다. 여기서 수신 시간은 UWB 신호 송출 시점에서부터 되돌아온 UWB 신호를 수신한 시간까지를 의미한다.
신호 처리부(107)는 수신된 UWB 신호의 세기가 설정된 임계치보다 크면 대상체 감지라고 판단할 것이다. 신호 처리부(107)는 대상체를 감지하였다고 판단하면 수신 시간을 거리로 환산하여 대상체까지의 거리를 산출한다.
그리고 신호 처리부(107)는 송신 신호와 수신 신호의 동기를 맞추기 위해 UWB 레이더 센서 전반에 대한 동작제어를 수행한다.
동기 제어부(108)는 자신과 더불어 인접 센서 그룹을 이루는 UWB 레이더 센서의 동기 제어부와 동기 신호를 주고 받고 이를 통해 동작을 동기화시킨다. 동기 신호에 의한 동작 동기화는 인접 센서 그룹을 이루는 하나의 인접 센서가 동작하면 다른 하나의 인접 센서는 아이들(idle) 상태가 되고, 이러한 동작을 두 인접 센서가 교번으로 수행하는 것이다.
동기 제어부(108)는 다른 인접 센서가 동작하는 동안에 아이들 상태가 되도록 하기 위하여, 스위치부(104)를 오프(off)시키고, 소스신호 생성부(101), UWB 생 성부(102), 신호 전송부(103), 신호 지연부(105), 신호 수신부(106)와 신호 처리부(107)를 아이들 상태가 되게 한다. 이때 동기 제어부(108)는 각 구성이 아이들 상태가 되도록 하기 위하여 스위치부(104)를 오프시킴과 동시에 신호 처리부(107)의 동작을 제어하여 각 구성이 아이들 상태가 되게 한다.
동기 제어부(108)는 항상 신호를 송수신할 수 있는 상태로 유지되어 다른 UWB 레이더 센서와 동기 신호를 교환한다.
한편, 동기 제어부(108)는 자체적으로 MCU(Main Control Unit)를 내장하여, 각 구성이 아이들 상태이더라도 자체적으로 무선 신호의 송수신을 가능하게 할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 인접 센서 그룹을 이루는 2개의 UWB 레이더 센서(인접 센서) 간에 이루어지는 동기화 동작을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인접 센서 그룹을 이루는 UWB 레이더 센서 간 동기화 동작을 보인 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 인접 센서 그룹을 이루는 2개의 인접 센서 중 하나는 마스터로 설정되어 있고 다른 하나는 슬레이브로 설정되어 있다. 도 3에서는 제10 UWB 레이더 센서(110)가 마스터이고, 제11 UWB 레이더 센서(120)를 슬레이브라 한다.
마스터인 제10 UWB 레이더 센서(110)는 우선적으로 UWB 신호를 송출하고 수신하여 대상체의 존재 유무를 감시하는 동작을 수행한다(S301). 이때 슬레이브인 제11 UWB 레이더 센서(120)는 마스터로부터 동작 완료를 알리는 동기 신호를 수신하지 않은 상태이므로 아이들 상태를 유지하고 있다(S302).
그리고 제10 UWB 레이더 센서(110)는 UWB 신호의 송수신 동작을 완료하면(S302), 동기 제어부를 통해 동작 완료를 알리는 동기 신호를 제11 UWB 레이더 센서(120)에 제공한다(S304). 이와 동시에 동작 완료를 알리는 동기 신호를 전송한 제10 UWB 레이더 센서(110)는 동기 제어부에 의해 아이들 상태로 전환된다(S305).
제11 UWB 레이더 센서(120)는 동기 제어부를 통해 제10 UWB 레이더 센서(110)에서 전송한 동작 완료를 알리는 동기 신호를 수신하고, 아이들 상태가 동작 상태로 전환되어 UWB 신호의 송수신 동작을 수행한다(S306).
그리고 제11 UWB 레이더 센서(120)는 UWB 신호의 송수신 동작을 완료하면(S307), 동기 제어부를 통해 동작 완료를 알리는 동기 신호를 제10 UWB 레이더 센서(110)에 제공한다(S308). 이와 동시에 동작 완료를 알리는 동기 신호를 전송한 제11 UWB 레이더 센서(120)는 동기 제어부에 의해 아이들 상태로 전환된다(S302).
제11 UWB 레이더 센서(120)는 동기 제어부를 통해 제10 UWB 레이더 센서(110)에서 전송한 동작 완료를 알리는 동기 신호를 수신하고, 아이들 상태가 동작 상태로 전환되어 UWB 신호의 송수신 동작을 수행한다(S309).
결국, 제10 및 제11 UWB 레이더 센서(110, 120)는 동기 신호의 교환을 통해 교번으로 동작하게 되어 중첩 영역이 있더라도 상호간에 신호 간섭이 발생하지 않게 된다.
한편, 제10 및 제11 UWB 레이더 센서(110, 120)는 UWB 신호의 송수신 동작을 통해 대상체를 감지하면 대상체 감지 신호와 대상체와의 거리 정보를 위치인식장치(200)에 제공한다.
다음으로, 도 4를 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 위치인식장치를 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위치인식장치의 블록 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 위치인식장치(200)는 수신부(210), 인접센서 판단부(220), 정보 저장부(230), 위치 산출부(240), 경보 발생부(250)와, 송신부(260)를 포함한다.
수신부(210)는 UWB 레이더 센서에서 전송한 신호(예; 대상체 감지 신호와 대상체와의 거리)를 수신한다.
인접센서 판단부(220)는 수신부(210)를 통해 수신된 신호에서 UWB 레이더 센서의 고유식별정보를 추출하고, 추출한 고유식별정보를 정보 저장부(230)에 저장된 정보와 비교하여 수신된 신호가 UWB 레이더 센서가 인접 센서인지 어떤 인접 센서 그룹인지를 판단하고, 동일 인접 센서 그룹의 인접 센서끼리 수신 신호를 묶는다. 인접센서 판단부(220)는 판단한 UWB 레이더 센서가 인접 센서가 아니면 수신한 신호에 포함된 대상체와의 거리를 송신부(260)를 통해 외부 장치(예; 중앙센터)에 전송하고, 인접 센서이면 위치 산출부(240)에 제공하여 2차원 위치를 요구한다.
위치 산출부(240)는 인접센서 판단부(220)로부터 인접 센서 그룹을 이루는 2개의 UWB 레이더 센서에서 전송한 대상체와의 거리를 수신하고, 이를 이용하여 대상체의 2차원 위치를 산출한다. 위치 산출부(240)의 2차원 위치 산출 동작은 도 5 를 참조로 자세하게 설명할 것이다.
정보 저장부(230)는 설치 정보와 인접 센서 정보를 저장하고 있다. 여기서, 설치 정보는 UWB 레이더 센서의 고유식별정보 및 이 고유식별정보에 매칭된 해당 UWB 레이더 센서가 설치된 위치(또는 장소)를 포함한다. 그리고 인접 센서 정보는 각 인접 센서 그룹에 대한 정보로서, 해당 인접 센서 그룹을 이루는 2개의 인접 센서의 고유식별정보와 인접 센서 간의 거리를 포함한다.
경보 발생부(250)는 인접센서 판단부(220)의 제어에 따라 대상체의 감지에 대응하여 경보를 발생한다. 송신부(260)는 인접센서 판단부(220)의 제어에 따라 대상체의 감지 알림와, 위치 산출부(230)에 의해 산출한 대상체의 위치 또는 대상체와의 거리를 외부의 장치(예; 중앙센터)에 유선 또는 무선 통신 경로를 통해 전송한다.
이상과 같이 구성된 위치인식장치(200)의 동작을 설명한다.
복수의 UWB 레이더 센서는 대상체 감시 신호와 대상체와의 거리를 위치인식장치(200)에 제공하며, 복수의 UWB 레이더 센서 중 인접 센서 그룹를 이루는 2개의 UWB 레이더 센서는 교번으로 동작하여 대상체 감시 신호와 대상체와의 거리를 위치인식장치(200)에 제공한다.
이에 수신부(210)는 복수의 UWB 레이더 센서로부터 대상체 감시 신호와 대상체와의 거리를 수신하고 이를 인접센서 판단부(220)에 제공한다.
인접센서 판단부(220)는 정보 저장부(230)을 이용하여 수신한 신호의 UWB 레이더 센서가 인접 센서인지를 판단한다. 이 판단을 통해서, 인접센서 판단부(220) 는 UWB 레이더 센서가 인접 센서가 아니면 경보 발생부(250)를 통한 경보 발생 및 송신부(260)를 통해 수신 정보의 송출을 한다. 반면에 인접센서 판단부(220)는 UWB 레이더 센서가 인접센서이면 동일 인접센서 그룹의 인접 센서의 수신 정보와 함께 위치 산출부(240)에게 제공하여 대상체의 2차원 위치를 요구한다.
위치 산출부(240)는 인접센서 판단부(220)로부터 인접 센서 그룹을 이루는 2개의 UWB 레이더 센서에서 제공한 대상체와의 거리를 수신하면 도 5에 도시된 바와 같이 대상체에 대한 2차원 위치를 산출한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더 센서를 이용하여 대상체의 위치를 파악하는 방법을 보인 도면으로, 인접 센서 그룹을 이루는 제10 및 제11 UWB 레이더 센서를 일 예로 한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 위치 산출부(240)는 인접센서 판단부(220)로부터 제10 및 제11 UWB 레이더 센서(100)에서 산출한 대상체와의 거리(R1, R2)를 수신한다. 그리고 위치 산출부(240)는 정보 저장부(230)에 저장된 인접센서 정보로부터 제10 및 제11 UWB 레이더 센서(110, 120) 간의 거리(D)를 파악한다.
위치 산출부(240)는 이렇게 대상체와의 직선 거리(R1, R2)와 UWB 레이더 센서(110, 120) 간의 거리(D)를 파악하면, 설정된 다음의 수학식을 이용하여 대상체에 대한 2차원 위치를 산출한다. 이때 2차원 위치는 제10 및 제11 UWB 레이더 센서(110, 120) 중 임의의 하나를 기준으로 산출되는데, 양호하게는 마스터인 UWB 레이더 센서를 기준으로 산출한다.
2차원 위치(X, Y) 중 X축 값은 수학식 1을 통해 산출한다.
[수학식 1]
Figure 112008068186584-pat00001
2차원 위치(X, Y) 중 Y값은 다음의 수학식 2를 통해 산출한다.
[수학식 2]
Figure 112008068186584-pat00002
위치 산출부(220)는 수학식 1과 2를 통해 대상체에 대한 2차원 위치를 산출하면, 산출한 2차원 위치를 인접센서 판단부(220)에 제공한다. 그러면 인접센서 판단부(220)는 수신한 2차원 위치를 송신부(260)를 통해 외부 장치로 전송한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더 센서의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인접 센서 그룹을 이루는 UWB 레이더 센서 간 동기화 동작을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위치인식 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더 센서를 이용하여 대상체의 위치를 파악하는 방법을 보인 도면이다.

Claims (8)

  1. UWB(Ultra Wide Band) 신호를 송수신하여 제1 대상체의 존재 유무 및 상기 제1 대상체와의 제1 거리를 산출하는 제1 UWB 레이더 센서,
    상기 제1 UWB 레이더 센서와 인접 센서 그룹을 이루며, 상기 제1 대상체의 존재 유무 및 상기 제1 대상체와의 제2 거리를 산출하는 제2 UWB 레이더 센서, 그리고
    상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서로부터 수신된 상기 제1 및 제2 거리와 설정된 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서 간의 제3 거리를 이용하여 상기 제1 대상체에 대한 2차원 위치를 산출하는 위치인식장치를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서는 각각의 동기 신호를 교환하여 교번으로 상기 UWB 신호의 송수신 동작을 수행하는 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치인식장치는 다음의 식을 이용하여 2차원 위치(X, Y)를 산출하는 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템
    Figure 112008068186584-pat00003
    Figure 112008068186584-pat00004
    상기 R1은 상기 제1 거리이고, R2는 상기 제2 거리이며, D는 상기 제3 거리이다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서 중 상기 제1 UWB 레이더 센서가 마스터로 설정되어 있고, 상기 제2 UWB 레이더 센서가 슬레이브로 설정되어 있으며, 상기 제1 UWB 레이더 센서에 의해 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서 간 동기 신호의 교환이 시작되는 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서는,
    UWB 신호의 송수신을 완료한 시점에서 동작 완료한 UWB 레이더 센서가 다른 레이더 센서로 동작 완료를 알리는 동기 신호를 전송하는 것으로 상기 동기 신호의 교환을 달성하는 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서는,
    상기 동기 신호를 수신하면 아이들 상태에서 동작 상태로 전환하여 UWB 신호의 송수신을 수행하되, 상기 아이들 상태는 상기 동기 신호의 송수신은 가능하나 상기 UWB 신호의 송수신이 가능하지 않게 하는 상태인 초광대역 레이더 센서를 이 용한 위치인식 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서 각각은,
    상기 UWB 신호를 생성하고 송출 및 수신하는 제1 구성과 더불어, 상기 동기 신호를 생성하여 전송하는 동기 제어부를 포함하되,
    상기 동기 제어부는 상기 제1 구성의 동작 완료를 감지하면 상기 동기 신호를 전송하고 상기 동기 신호를 전송하는 시점에서 상기 제1 구성을 아이들 상태가 되도록 제어하는 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 위치인식장치는,
    상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서에서 전송한 대상체 감지 신호와 대상체와의 거리를 수신하는 수신부,
    상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서에 대한 설치 정보와 상기 제3 정보를 포함하는 인접센서 정보를 저장하고 있는 정보 저장부,
    상기 수신부를 통해 수신된 신호에 포함된 UWB 레이더 센서의 고유식별정보와 상기 정보 저장부를 이용하여 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서가 동일 인접 센서 그룹인지를 판단하는 인접센서 판단부와,
    상기 인접센서 판단부로부터 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서에서 제공한 상기 제1 거리 및 제2 거리를 수신하고, 상기 정보 저장부에 저장된 상기 인접센서 정보를 통해 상기 제1 및 제2 UWB 레이더 센서에 대한 상기 제3 거리를 파악하여 상기 대상체의 2차원 위치를 산출하는 위치 산출부를 포함하는 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위치인식장치는,
    상기 수신부를 통해 대상체 감시 신호를 수신하면 경보 동작을 수행하는 경보 발생부와,
    상기 수신부를 통해 수신한 상기 대상체와의 거리 또는 상기 위치 산출부에 의해 산출한 2차원 위치를 외부로 전송하는 전송부를 더 포함하는 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템.
KR1020080095297A 2008-09-29 2008-09-29 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템 KR101012851B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080095297A KR101012851B1 (ko) 2008-09-29 2008-09-29 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080095297A KR101012851B1 (ko) 2008-09-29 2008-09-29 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100035914A KR20100035914A (ko) 2010-04-07
KR101012851B1 true KR101012851B1 (ko) 2011-02-08

Family

ID=42213655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080095297A KR101012851B1 (ko) 2008-09-29 2008-09-29 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101012851B1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200470826Y1 (ko) * 2013-08-22 2014-01-16 남북중전기(주) 수배전반 설비 감전위험 경보장치
CN104978081A (zh) * 2015-06-17 2015-10-14 上海科世达-华阳汽车电器有限公司 一种触摸屏确定触控位置的方法及触控装置
KR101714899B1 (ko) * 2015-09-22 2017-03-09 재단법인대구경북과학기술원 임펄스 레이더 센서를 이용하는 객체 인식 방법
KR101908314B1 (ko) * 2016-10-17 2018-10-17 서울교통공사 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템
CN113853714A (zh) 2019-04-26 2021-12-28 阿莫善斯有限公司 天线模块以及具有这种天线模块的便携式终端盖
KR102247289B1 (ko) 2019-10-10 2021-05-03 (주)피코씨이엘 위치 인식 성능 향상을 위한 초광대역 레이더 센서 시스템 및 방법
CN116783502A (zh) * 2021-02-07 2023-09-19 英特尔公司 雷达装置、系统和方法
US20240201362A1 (en) * 2021-04-29 2024-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for controlling non-uwb device by using uwb

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001337157A (ja) 2000-05-26 2001-12-07 Toyo System Kk 超音波を用いた局地測位システム
KR20060085363A (ko) * 2005-01-24 2006-07-27 김은태 지능형 센서 모듈을 이용한 실내 위치 인식 시스템
KR100785783B1 (ko) * 2005-12-08 2007-12-18 한국전자통신연구원 실내에서 이동 로봇의 위치 파악 방법 및 장치
KR100805813B1 (ko) 2006-09-14 2008-02-21 한국전자통신연구원 비동기 무선 실내 측위 시스템에 있어 클럭 동기신호를이용한 ｒｔｔ 측정 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001337157A (ja) 2000-05-26 2001-12-07 Toyo System Kk 超音波を用いた局地測位システム
KR20060085363A (ko) * 2005-01-24 2006-07-27 김은태 지능형 센서 모듈을 이용한 실내 위치 인식 시스템
KR100785783B1 (ko) * 2005-12-08 2007-12-18 한국전자통신연구원 실내에서 이동 로봇의 위치 파악 방법 및 장치
KR100805813B1 (ko) 2006-09-14 2008-02-21 한국전자통신연구원 비동기 무선 실내 측위 시스템에 있어 클럭 동기신호를이용한 ｒｔｔ 측정 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100035914A (ko) 2010-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101012851B1 (ko) 초광대역 레이더 센서를 이용한 위치인식 시스템
JP4301080B2 (ja) 監視システム
US7362656B2 (en) Ultrasonic locating system
KR100875320B1 (ko) 무선 모니터링 장치 및 방법
JP6188132B2 (ja) 距離測定システム及び送受信機
GB0525445D0 (en) Composite intrusion detection sensor
US20120164953A1 (en) Method And Apparatus For Sensing Movement
JP2003185735A (ja) 侵入物検出システムおよびその方法と受信装置
JP2010032442A (ja) 測位システム及び処理装置
KR102146889B1 (ko) 음파의 도달 시간과 삼각 측위를 이용하여 차량과 스마트폰 사이의 거리 또는 각 좌표를 계산하는 방법 및 장치
JP2012517590A (ja) ヌル点を有する動き検出システム及び方法
JP2012242993A (ja) 移動体監視装置及び移動体の監視方法
JP2006266966A (ja) 測位システムおよび測位方法
KR101042365B1 (ko) 초광대역 레이더 센서 및 중첩 영역을 가지는 초광대역 레이더 센서들 간의 동작 동기화 방법
JP4132905B2 (ja) 移動体の位置検出システム及び方法
JP6946002B2 (ja) 医療装置システム、ならびに医療装置システムの医療装置およびモバイル制御ユニットを探知する方法
KR101125275B1 (ko) 감시 대상의 실시간 감시가 가능한 무인 감시 방법 및 시스템
JP2006105723A (ja) 無線タグ位置検知システム、無線タグ位置検知装置及び無線タグ
JP2008158966A (ja) 入退場管理システム
JP5100516B2 (ja) 監視情報収集端末及び設備保守点検システム
JP2022177904A (ja) 制御装置およびプログラム
JP4277676B2 (ja) 監視システム並びに該システムの検知手段
JP2017194357A (ja) 検知装置、および監視システム
JP6104132B2 (ja) 車載用通信システム
CN112098930A (zh) 一种寻找车辆的方法和智能设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140103

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150105

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190103

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191230

Year of fee payment: 10