KR101017604B1 - 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템에 관한 것으로, 온라인 전기 자동차의 무선 전기 공급을 위해 설치되는 급전 도로 내의 급전선에서 유기되는 자장을 인식하여 온라인 전기 자동차의 위치를 파악할 수 있다. 좀 더 자세하게, 본 발명은 급전선 주변에 유기되는 자장을 유도하여 전압으로 변화하시켜 센서를 통해 자장 패턴을 인식하고, 온라인 전기 자동차 내의 데이터 베이스부에 저장되어 있는 자장 패턴과 비교하여 급전선 내에서 정확한 온라인 전기 자동차의 위치를 확인할 수 있다.
본 발명에 의하면, 일반 도로와 다른 급전 도로의 특성을 활용하여 온라인 전기 자동차가 급전 도로에서 급전을 지속하는 동안 안정적으로 위치 정보를 획득할 수 있으며, 차량 속도 및 급전 도로 정보 등 부가적인 정보를 획득할 수 있다.
온라인 전기 자동차, 위치 인식, 급전 도로, 자장 패턴

Description

온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템{On Line Electric Vechicle location recognition system}
본 발명은 급전 도로 내의 급전선의 배치에 따른 자장 패턴 변화를 차량에 탑재되는 센서로 인식하여 급전 도로 내의 온라인 전기 자동차의 위치를 인식하는 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 위치 추적 기술을 이용하여 도로 정보를 획득하는 기술은 이동통신망의 기지국을 이용하는 기술, GPS 수신기를 이용하는 기술, 및 RFID 정보를 이용하는 기술 등이 있다.
이동통신망의 기지국을 이용한 위치 추적 기술은 사용자 단말기가 속한 기지국의 식별 정보를 이용해 사용자의 위치를 추적하는 기술과 인접하는 3개의 기지국으로부터 사용자 단말기에 전달되는 주파수의 도달 시간 및 각도 차이를 이용해 사용자 단말기의 위치를 계산한다.
하지만, 기지국을 이용해 위치를 추적하거나 GPS 수신기를 이용하는 기술은 건물이 밀집되어 있는 도심지역이나 음영 지역에서는 신호 감쇄 및 다중경로 등의 문제가 발생되고, 이로 인해 위치 정보를 정확하게 수집할 수 없는 문제가 발생한다.
RFID를 이용하는 기술은 다수의 RFID태그와 RFID리더기를 이용하여 실시간으로 위치를 추적하는 기술이다. 하지만, RFID를 이용하는 기술은 정지 물체에 대한 실시간 위치 정보는 제공할 수 있지만, 고속으로 이동하는 물체 즉, 차량에는 적용하기 어려운 문제가 발생한다.
이에 따라 기존의 방법으로는 고속으로 이동하는 차량의 안정적인 위치 정보를 얻기가 어려우며, 특히 급전 도로의 경우 급전선에서 발생하는 자장의 변화로 인해 통신의 신뢰성을 확보하기 어려워 위치 정확도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 급전 도로 내의 급전선의 배치 형태에 따라 변화하는 자장의 패턴 변화를 인식하여 급전 도로를 주행하는 온라인 전기 자동차의 위치를 정확하게 파악하는 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템은 급전 도로 주변의 자장 형태를 재현할 수 있는 센서부를 온라인 전기 자동차에 형성하여 급전 도로에 매립된 급전선으로부터 야기되는 자장 형태를 재현하고, 재현된 자장 형태와 데이터 베이스부에 저장되어 있는 자장형태(정상적인 세그먼트의 자장 형태 즉, 온라인 전기 자동차의 미주행 시 자장 형태)를 비교하여 세그먼트 내의 온라인 전기 자동차 위치를 인식할 수 있다.
본 발명은 급전 도로 내의 온라인 전기 자동차의 위치를 인식하는 시스템에 있어서, 소정의 자장 패턴을 나타내는 급전선을 포함하는 세그먼트를 포함하며, 상기 급전선에 의해 유기되는 자장을 유도하여 전압으로 변화시켜, 상기 자장 패턴을 감지하는 센서부;를 포함하며, 상기 센서부로부터 감지된 자장 패턴과 데이터 베이스부에 저장된 자장패턴을 비교하여 상기 세그먼트 내 상기 온라인 전기 자동차의 위치를 판단하는 판단부;를 포함함하는 온라인 전기 자동차를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 세그먼트는 상기 급전 도로 내에서 상기 온라인 전기 자동차에 독립적으로 전원을 공급하는 최소 단위로 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면 급전 도로를 다수의 구역으로 분배한 세그먼트마다 적어도 하나 이상의 급전선을 형성하고, 온라인 전기 자동차 내에 센서부, 데이터 베이스부, 및 판단부를 구비하여 전기자동차가 급전 도로를 지나갈 때, 급전 도로 내의 온라인 전기 자동차의 위치를 정확하게 인식할 수 있다.
본 발명에서 상기 자장 패턴은 상기 급전선의 배치 형태에 따라 상이하게 나타나며, 급전선의 배치 형태는 세그먼트마다 상이하게 나타날 수 있다. 또한, 급전선의 배치 형태는 세그먼트 내의 위치(세그먼트 시작, 중간, 끝)에 따라 상이하게 형성되며, 이에 따라 온라인 전기 자동차가 급전 도로의 어느 세그먼트를 지나가며, 그 위치가 어딘지 정확하게 파악할 수 있다.
본 발명에서 상기 센서부는 적어도 하나 이상의 센서로 구성 가능하며, 다수 개의 센서를 사용하면 인식 정확도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 두 개의 센서로 센서부를 구성할 경우 상기 센서간의 간격은 상기 급전선의 시작점과 끝점 사이 간격 즉, 세그먼트 끝부분에서 급전선 간격만큼 떨어져서 형성할 수 있다.
좀더 정확하게 상기 센서를 차량의 횡방향으로 부착할 경우 각각의 센서에 의해 인식되는 자장 패턴을 비교하여 별도의 알고리즘 없이 즉각적으로 세그먼트의 시작 부분과 끝 부분을 인식할 수 있다. -세그먼트 끝 부분에서는 두 개 이상의 센서는 동시에 일정한 값이 측정되지만, 세그먼트의 시작부분에서는 한 개의 센서에서만 값이 발생함에 따라 세그먼트의 자장 형태가 비슷한 시작부분과 끝부분을 구분 가능-
그리고, 본 발명에서 상기 두 개의 이상 센서를 시용하여 감지된 자장 패턴 변화를 통해 상기 온라인 전기 자동차의 주행 속도를 계산할 수 있다.
본 발명에 의하면 급전 도로 내의 급전선의 배치 형태를 상이하게 하여 급전 도로의 각 위치에서 자장 패턴의 차별화를 유도함으로써 급전 도로 내의 온라인 전기 자동차의 정확한 위치를 인식할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 자장 패턴 변화를 통해 온라인 전기 자동차의 위치 인식 뿐만 아니라 급전 도로의 유무 및 이상 유무, 온라인 전기 자동차의 속도, 및 세그먼트 형태 인식을 통한 도로 구분 등의 부가적인 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.
도로정보를 획득하는 방법에는 일반적으로 많이 사용되는 GPS나 RDID를 이용하는 방법이 있다. 하지만 사용으로 사용되는 GPS는 위치 오차가 2~3m에 이를 정도로 크며, RFID 등 무선통신을 사용한 도로 위치 획득 방안은 급전 도로의 경우 일반 도로와 달리 급전선에서 발생하는 자장의 변화로 통신의 신뢰성을 확보하기 어렵다.
이에 따라 일반 도로와 다른 급전 도로의 경우 온라인 전기 자동차가 급전 도로에서 급전을 지속하는 동안 안정적으로 도로 위치 정보를 획득할 수 있는 급전 도로 내 급전선의 배치를 변화하여 급전선 위치마다 서로 다른 자장 패턴을 발생시킨다.
그리고, 온라인 전기 자동차에 자장의 패턴을 재현할 수 있는 센서를 형성하여, 센서에 의해 감지된 자장 패턴과 온라인 전기 자동차의 데이터 베이스부에 미리 저장된 자장패턴을 비교하여 급전 도로에서 급전을 지속하는 온라인 전기 자동차의 위치를 파악할 수 있으며, 이와 더불어 급전 도로의 유무 및 이상 유무, 온라인 전기 자동차의 속도, 및 세그먼트 형태 인식을 통한 도로 구분 등의 부가적인 정보를 안정적으로 획득할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 다른 온라인 전기 자동차 위치 인식 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 세그먼트(110), 센서부(210), 데이터 베이스부(220) 및 판단부(230)를 포함한다.
세그먼트(110)는 온라인 전기 자동차(200)가 주행하는 도로를 소정 구역으로 나누어 도로에 전원을 공급하는 최소 단위를 나타낸다.
온라인 전기 자동차(200)가 주행하는 도로 중 주행하는 동안 온라인 전기 자동차(200)에 무선으로 전원을 공급하는 도로(이하, 급전 도로)는 일반 도로와 달리 내부에 급전선(120)이 설치된다.
설치된 급전선(120)에 전원을 공급하게 되면 급전선(120)의 형태(배치)에 따라 자장이 발생하고, 발생하는 자장의 형태는 급전선(120)의 배치 형태에 따라 다양하게 나타난다.
도 1에서와 같이 하나의 세그먼트(110) 내에는 하나의 급전선(120)이 배치되며 급전선(120)의 패턴은 세그먼트(110)들마다 다르기 때문에, 급전선(120)으로부터 발생하는 자장 패턴에 따라 도로 내 온라인 전기 자동차(200)가 위치하는 세그먼트(110)를 인식할 수 있다.
그리고, 도면에서는 하나의 세그먼트(110) 내에는 하나의 급전선(120)이 배치하였으나, 이에 한정되는 것이 아니라 하나의 세그먼트(110) 내에 다수개의 급전 선(120)을 배치할 수도 있다.
자장 패턴은 세그먼트(110) 시작, 중간, 끝 부분에 따라 각각 형태가 다르게 나타나기 때문에, 이러한 특성을 사용하여 세그먼트(110) 내의 온라인 전기 자동차(200)의 위치를 인식하는 방법으로 사용할 수 있다.
센서부(210)는 온라인 전기 자동차 내부에 장착되며, 급전선(120) 주변에 유기되는 자장을 유도하여 전압으로 변화시키고, 이를 감지하여 급전선(120) 주변의 자장패턴을 인식한다. -센서부에 사용되는 센서는 자장 패턴을 인식하는 센서로서 자장센서라고도 함-
센서부(210)는 하나 또는 다수 개로 구성할 수 있으며(도면에서는 두 개의 센서(212, 214)로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아님), 센서부(210)가 설치되는 위치는 센서의 성능 및 센싱하는 목적에 따라 조절할 수 있다.
그리고, 센서(212, 214)들은 세그먼트(110) 끝단에서의 급전선(120) 간격(L)만큼 떨어진 위치에 하나씩 설치하며, 온라인 전기 자동차(200)를 기준으로 횡방향으로 형성한다.
위와 같이 센서(212, 214)들을 소정 간격 이격하여 위치시킴에 따라 세그먼트(110)의 끝부분에서는 두 개의 센서(212, 214)에서 동시에 일정한 값이 측정되고, 세그먼트(110)의 시작부분에서는 한 개의 센서(212)에서만 자장이 감지됨으로 유사한 자장 패턴을 나타내는 세그먼트(110)의 시작부분과 끝부분을 구분할 수 있다.
또한, 각각의 센서(212, 214)들로부터 감지되는 자장 패턴들의 변화를 비교 하여(즉, 두개의 센서가 감지하는 자장 패턴의 변화) 차량의 속도를 판단할 수 있다.
데이터 베이스부(220)는 정상적인 세그먼트(110)의 자장 패턴 즉, 온라인 전기 자동차의 주행 없이 측정된 자장 패턴을 저장한다.
판단부(230)는 센서부(210)를 통해 감지한 자장 패턴과 데이터 베이스부(200)에 저장된 자장 패턴을 비교하여 급전 도로(100) 중 세그먼트(110)의 위치, 형태를 판단하고, 세그먼트(110) 내부의 온라인 전기 자동차(200) 위치를 판단한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 다른 급전선의 자장에 따른 전압유도 결과를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 온라인 전기 자동차의 데이터 베이스부부에 저장되는 급전 도로의 자장패턴으로 세그먼트 중앙에서는 2개의 급전선이 일정한 간격으로 배치되어 각 급전선 위에서 자장의 크기가 크고, 세그먼트의 시작 부분과 끝부분에서는 급전선 방향으로 센서가 지나가기 때문에 출력이 비교적 일정하게 나타난다.
자장의 형태(자장 패턴)는 급전선의 배치 형태에 따라 다르게 나타나기 때문에 세그먼트마다 상이하게 형성되는 급전선의 배치로 인해 급전 도로를 이루는 다수개의 세그먼트에서 발생하는 자장 패턴은 각각 상이하게 나타난다.
그리고, 상이한 자장 패턴들이 데이터 베이스부부에 저장됨에 따라 온라인 전기 자동차가 규격화된(데이터 베이스부부에 자장 패턴들이 저장된) 급전 도 로(100)로를 주행할 경우 온라인 전기 자동차의 위치를 정확하게 파악할 수 있다.
이는 일반 도로와 다른 급전 도로의 특성을 활용한 것으로 급전 도로 환경에 특화되어 급전 도로에서 온라인 전기 자동차가 급전을 지속하는 동안 온라인 전기 자동차의 위치 정보 외에 급전 도로의 유무 및 이상 유무, 및 세그먼트 형태 인식을 통한 급전 도로 구분 등 부가적인 정보를 안정적으로 획득할 수 있다. -종래에는 급전 도로의 특성 상 급전선에서 발생하는 자장 변화로 인해 통신의 신뢰성을 확보하기 어려워 정보 전송이 불안정적이었음-
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 다른 온라인 전기 자동차 위치 인식 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 다른 급전선의 자장에 따른 전압유도 결과를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 급전 도로 110 : 세그먼트
120 : 급전선 200 : 온라인 전기 자동차
210 : 센서부 220 : 데이터 베이스부
230 : 판단부

Claims (5)

  1. 급전 도로 내의 온라인 전기 자동차의 위치를 인식하는 시스템에 있어서,
    소정의 자장 패턴을 나타내는 급전선을 포함하는 세그먼트; 및
    상기 급전선에 의해 유기되는 자장을 유도하여 전압으로 변화시켜, 상기 자장 패턴을 감지하는 센서부;를 포함하며, 상기 센서부로부터 감지된 자장 패턴과 데이터 베이스부에 저장된 자장패턴을 비교하여 상기 세그먼트 내 상기 온라인 전기 자동차의 위치를 판단하는 판단부;를 포함하는 온라인 전기 자동차;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 세그먼트는,
    상기 급전 도로 내에서 상기 온라인 전기 자동차에 독립적으로 전원을 공급하는 최소 단위인 것을 특징으로 하는 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 센서부는,
    적어도 하나 이상의 센서를 구비하며, 상기 센서간의 간격은 상기 급전선의 시작 부분과 끝부분 사이 간격과 동일한 것을 특징으로 하는 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 센서부는,
    적어도 하나 이상의 센서를 구비하며, 상기 센서들에 의해 감지되는 자장 패턴의 변화를 비교하여 상기 온라인 전기 자동차의 주행 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 센서부는,
    적어도 하나 이상의 센서를 구비하며, 상기 센서는 차량의 횡방향으로 부착하여 세그먼트의 시작 부분과 끝 부분을 구분하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기 자동차의 위치 인식 시스템.
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