KR101118673B1 - 실내 항법시스템 - Google Patents

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KR101118673B1
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Abstract

본 발명은 실내 항법시스템에 관한 것으로서, 레이저 빔의 조사(照射) 및 수광(受光)에 따른 빔 거리 정보를 생성하는 거리 측정장치와, 거리 측정장치로부터 전송받은 빔 거리 정보와, GPS위성으로부터 수신한 위치좌표정보, 및 자이로 미터에 의해 수집된 가속도 정보를 포함하는 실내항법 데이터를 생성하여 변조하는 실내 항법장치, 및 실내 항법장치로부터 전송받은 실내항법 데이터를 복조하여 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 및 가속도 정보를 추출하고, 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이(推移)곡선을 영상으로 출력하는 실내 항법서버를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 거리 측정장치를 통해 도출된 빔 거리 정보를 기반으로 실내 항법장치가 생성한 실내항법 데이터의 이동궤적을 추이곡선 정보로 출력하며, 실내 항법서버에 의해 빔 거리의 끝점들의 추이곡선과 대응하는 영상정보를 출력함과 아울러 영상정보의 면적 값을 산출함으로써, 이동궤적과 이동위치를 원격지에서 파악할 수 있을 뿐만 아니라 자체 보정을 통해 오차를 최소화하는 효과가 있다.
레이저 빔, 조사, 수광, 스캐닝, GPS, 자이로 미터, 가속도계, 지자계 미터, 온도센서, 실내항법, 관성항법, 좌표, 이동궤적, 추이곡선

Description

실내 항법시스템{INDOOR TRACKING SYSTEM}
본 발명은 실내 항법시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조사된 레이저 빔을 수광하여 빔 거리 정보를 생성하고, 자이로 미터, 가속도계, 지자계 미터 및 온도센서로부터 도출한 실내항법 데이터의 이동궤적을 추이곡선 정보로 출력하고, 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이곡선 정보를 영상으로 생성하며, 영상정보의 면적 값을 산출 하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 실내 항법장치는, 자이로 미터(Gyrometer)와 가속도계(G-meter)의 조합으로 구성된 장치를 이용하여 사람의 이동에 따른 위도, 경도, 고도, 방향, 및 거리에 대한 궤적을 연산 알고리즘으로 계산하여 동적 궤적치를 산출하고, 산출된 동적 궤적치를 무선 전송장치를 통해 원격지의 서버로 전송하여 출력장치를 통해 사전에 수집ㆍ제작된 건물의 2D평면도상에 연속된 이동궤적을 출력하도록 구성된다.
그러나, GPS 수신모듈에 의한 위치정보 오차범위가 5m 내지 10m를 초과하는바, 이동궤적의 초기 건물진입에 따른 위치의 좌표정보에 대한 정확도가 현저히 떨어지고, 이동거리에 대한 연산치 만을 표기함에 따라 실제 건물의 내부 이동경로가 삐뚤어지게 표기될 수 있으며, 실내 항법장치 정확도 자체의 오차로 인해 좌표정보가 실제 건물도면상에서 벗어나는 경우가 빈번함에 따라 이동거리와 현재의 위치가 도면과 정확하게 일치하지 않는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 거리 측정장치를 통해 도출한 빔 거리 정보를 기반으로 실내 항법장치가 생성한 실내항법 데이터의 이동궤적을 추이곡선 정보로 출력하며, 실내 항법서버에 의해 빔 거리의 끝점들의 추이곡선과 대응하는 영상정보를 출력함과 아울러 영상정보의 면적 값을 산출 및 자체 보정을 통해 이동거리 및 현재 위치오차를 최소화하는데 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 실내 항법시스템은, 레이저 빔의 조사(照射) 및 수광(受光)에 따른 빔 거리 정보를 생성하는 거리 측정장치와, 거리 측정장치로부터 전송받은 빔 거리 정보와, GPS위성으로부터 수신한 위치좌표정보, 및 자이로 미터에 의해 수집된 가속도 정보를 포함하는 실내항법 데이터를 생성하여 데이터 전송신호로 변조하는 실내 항법장치, 및 실내 항법장치로부터 전송받은 데이터 전송신호를 복조하여 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 및 가속도 정보를 추출하고, 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이(推移)곡선에 대응하는 영상정보를 생성하는 실내 항법서버를 포함한다.
또한, 거리 측정장치는 회동 가능한 회전 모터장치를 포함하며, 실내 항법장치는 거리 측정장치의 회전각도 및 회전방향 제어를 위한 회전제어신호를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 회전제어신호는, 사용자의 키 입력에 따라 거리 측정장치의 회전각도 및 회전방향을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 회전제어신호는, 기 설정된 회전각도 및 회전방향에 따라 주기적으로 거리 측정장치의 회동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 거리 측정장치는 자이로센서를 더 포함하고, 회전제어신호는 자이로 미터의 검출신호에 근거하여 수직 및 수평을 유지하기위한 수평제어신호를 포함한다.
또한, 거리 측정장치는, 레이저 빔을 집광 렌즈부를 통해 조사하는 빔 발광기와, 집광 렌즈부를 통해 빔 발광부가 조사한 레이저빔을 수광하는 빔 수광기와, 빔 발광기가 조사한 레이저 빔의 밝기와, 빔 수광기가 수광한 레이저 빔의 밝기 차이를 연산하여 실시간으로 빔 거리 정보를 도출하는 빔 거리 연산부, 및 빔 거리 연산부로부터 빔 거리 정보를 인가받아 실내 항법장치로 전송하는 측정거리 전송부를 포함한다.
또한, 측정거리 전송부는, 실내 항법장치와 접속되는 연결케이블로 구성되며, 연결케이블은 비차폐 꼬인 쌍선(UTP: Unshielded Twist Pair), 차폐 꼬인 쌍선(STP: Shielded Twist Pair), 동축 케이블(Coaxial Cable), 및 광케이블(Fiber Optic Cable) 중에 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 측정거리 전송부는, 빔 거리 정보를 무선으로 실내 항법장치로 전송하는 무선연결모듈인 것을 특징으로 한다.
또한, 실내 항법장치는, GPS안테나를 통해 GPS위성으로부터 위치좌표정보를 수신하는 GPS부와, 자이로 미터를 통해 사람 또는 물체의 움직임에 대한 방향성 정보를 도출하고, 가속도계를 통해 사람 또는 사물의 이동에 따른 가속도 정보를 도출하며, 지자계 미터를 통해 지구의 자장 감지에 따른 방위각 정보를 도출하고, 온도센서를 통해 실내공간에서의 정확한 온도를 도출하여 열기가 있는 공간에서 기압의 팽창으로 인해 발생하는 고도의 오차 값을 도출하는 관성항법부와, 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보 및 오차 값을 샘플링(sampling)하여 실내항법 데이터를 생성하고, 실내항법 데이터를 무선 프로토콜에 부합하도록 데이터 전송신호로 변조하는 제어부, 및 변조된 실내항법 데이터를 무전전송 안테나를 통해 실내 항법서버에 무선으로 전송하는 무선전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 실내 항법장치는, GPS위성으로부터 위치좌표정보 및 시간 데이터를 전송받아, GPS부가 수신한 위치좌표정보를 1Hz NMEA(National Marine Electronics Association) 기법에 따라 보정 및 갱신하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 실내 항법서버는, 실내 항법장치로부터 데이터 전송신호를 무선으로 수신하는 데이터 수신부와, 데이터 전송신호를 복조하여 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보 및 오차 값을 추출하는 데이터 복조부와, 방위각 정보에 포함된 지구 자장에 따른 방위각의 북극(N극점)을 기준으로 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이곡선과 대응하는 2차원 및 3차원 영상정보를 생성하고, 영상정보의 면적 값을 산출하는 면적계산 제어부 및, 및 2차원 및 3차원 영상과, 산출된 면적 값들을 출력하는 디스플레이부를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 거리 측정장치를 통해 도출된 빔 거리 정보를 기반으로 실내 항법장치가 생성한 실내항법 데이터의 이동궤적을 추이곡선 정보로 출력하며, 실내 항법서버에 의해 빔 거리의 끝점들의 추이곡선과 대응하는 영상정보를 출력함과 아울러 영상정보의 면적 값을 산출함으로써, 이동궤적과 이동위치를 원격지에서 파악할 수 있을 뿐만 아니라 자체 보정을 통해 이동거리 및 현재 위치오차를 최소화하는 효과가 있다.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 실내 항법시스템(S)을 나타낸 구성도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 실내 항법시스템(S)의 구성요소간의 관계를 나타낸 도면인바, 도시된 바와 같이, 거리 측정장치(100), 회전 모터장치(200), 실내 항법장치(300), 중계장치(400), 및 실내 항법서버(500)를 포함하여 구성된다.
도 1 및 도 2 를 참조하여 살피면, 거리 측정장치(100)는 조사(照射)된 레이 저 빔의 밝기와, 수광(受光)된 레이저 빔의 밝기차를 연산하여 조사된 레이저 빔과 사물간의 거리를 빔 거리 정보로 도출하고, 도출된 빔 거리 정보를 실시간으로 스캐닝(scanning)하며, 빔 거리 정보를 정보통신(유선통신 또는 무선통신) 프로토콜에 부합하도록 변조하여 실내 항법장치(300)로 전송하는 기능을 수행하는바, 빔 발광기(110), 집광 렌즈부(120), 빔 수광기(130), 빔 거리 연산부(140), 및 측정거리 전송부(150)를 포함하여 구성된다.
세부적으로 빔 발광기(110)는 레이저 빔을 집광 렌즈부(120)를 통해 조사하고, 빔 수광기(130)는 집광 렌즈부(120)를 통해 빔 발광기(110)가 조사한 레이저빔을 수광하며, 빔 거리 연산부(140)는 빔 발광기(110)가 조사한 레이저 빔의 밝기와, 빔 수광기(130)가 수광한 레이저 빔의 밝기차를 연산하여 빔 거리 정보를 도출하고, 도출된 빔 거리 정보를 실시간으로 스캐닝하며, 빔 거리 정보를 측정거리 전송부(150)를 통해 실내 항법장치(300)로 전송한다.
이때, 빔 거리 정보의 전송은, 측정거리 전송부(150)의 연결케이블(151) 통해 유선으로 전송된다. 또한, 측정거리 전송부(150)가 무선연결모듈(152)로 구성되어 빔 거리 정보를 무선으로 전송할 수 있다.
또한, 연결케이블(151)은 비차폐 꼬인 쌍선(UTP: Unshielded Twist Pair), 차폐 꼬인 쌍선(STP: Shielded Twist Pair), 동축 케이블(Coaxial Cable), 및 광케이블(Fiber Optic Cable) 중에 어느 하나로 구성된다.
본 발명에서 설명한 거리 측정장치(100)는 레이저 빔 조사의 발광과 수광에 따른 밝기 차이에 의해 빔 거리 정보를 도출하는 것으로 기재되어 있으나, 이에 국 한되는 것은 아니며, 초음파 발진과 수진에 의한 시간 차이에 의해 빔 거리 정보를 도출할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 회전 모터장치(200)가 헬멧(10) 상부에 구비되는 것을 예시한 도면이다.
도 1 내지 도 3 을 참조하면, 회전 모터장치(200)는 헬멧(10) 상부에 구비되어 회전 모터축(210)에 의해 거리 측정장치(100)와 체결되도록 구비되되, 상기 측정거리 전송부(150)가 회전 슬립링 접점부(220) 및 회전 슬립링부(230)에 접속되며, 회전 슬립링부(230)가 모터(240)로부터 회전력을 인가받아 거리 측정장치(100)를 0˚ 내지 360˚의 각으로 회전시켜 상기 거리 측정장치(100)가 0˚ 내지 360˚의 고른 빔 거리 정보를 도출하도록 한다.
또한, 자이로센서(250)는 실내 항법장치(300)로부터 전송받은 회전제어신호의 제어에 따라 검출한 검출신호에 근거하여, 수직 및 수평을 유지하기 위한 수평제어신호를 포함한다. 즉, 수평제어신호의 제어에 따라 상기 거리 측정장치(100)의 회전각도 및 회전방향을 보정하여 수직 및 수평을 유지하도록 한다. 이때, 회전제어신호는 사용자의 키 입력에 따라 거리 측정장치(100)의 회전각도 및 회전방향을 제어하거나, 기 설정된 회전각도 및 회전방향에 따라 주기적으로 거리 측정장치(100)의 회동을 제어한다.
또한, 상기 회전제어신호에 따라 상기 거리 측정장치(100)의 회동은 0˚ 내지 360˚의 각으로 회동되며, 상기 거리 측정장치(100)가 0˚ 내지 360˚의 빔 거리 정보를 도출하도록 한다.
또한, 본 발명에서 회전 모터장치(200)는 헬멧(10) 상부에 구비되는 것으로 기재하고 있으나, 이에 국한되지 않고, 사람의 신체 중에 어느 한곳에 구비되거나, 차량, 또는 이송로봇에 구비될 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 실내 항법장치(300)는 거리 측정장치(100)로부터 빔 거리 정보를 전송받고, GPS(Global Positioning System)위성(20)으로부터 위치좌표정보를 수신하여 오차를 보정하며, 상기 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 및 자이로 미터(321), 가속도계(322), 지자계 미터(323) 및 온도센서(324)에 의해 수집된 정보들을 실내항법 데이터로 생성하여 실내항법 데이터를 중계장치(400) 또는 실내 항법서버(500)로 전송하는바, GPS부(310), 관성항법부(320), NMEA(National Marine Electronics Association)부(330), 제어부(340), 메모리부(350), 무선전송부(360), 출력부(370), 및 전원부(380)로 구성된다.
구체적으로, GPS부(310)는 GPS안테나(311)를 통해 GPS위성(20)으로부터 위치좌표정보를 수신한다.
관성항법부(320)는 자이로 미터(321)를 통해 사람 또는 물체의 움직임을 감지하여 방향성 정보를 도출하고, 가속도계(322)를 통해 사람 또는 사물의 이동을 감지하여 가속도 정보를 도출하며, 지자계 미터(323)를 통해 지구의 자장 감지에 따른 방위각 정보를 도출하고, 온도센서(324)를 통해 실내공간에서의 정확한 온도를 도출하여 열기가 있는 공간에서 기압의 팽창으로 인해 발생하는 고도의 오차 값을 도출하며, 각각 도출된 사람 또는 물체의 움직임에 대한 방향성 정보, 가속도 정보, 지구의 자장 감지에 따른 방위각 정보, 및 오도변화에 따른 오차 값들을 수 집한다.
NMEA(National Marine Electronics Association)(330)부는 GPS위성(20)으로부터 위치좌표정보 및 시간 데이터를 전송받아, GPS부(310)가 수신한 위치좌표정보를 1Hz NMEA(National Marine Electronics Association) 기법에 따라 보정 및 갱신한다.
제어부(340)는 상기 거리 측정장치(100)의 연결케이블(150)과 접속되어 빔 거리 정보를 전송받고, GPS부(310)로부터 위치좌표정보를 전송받으며, 상기 빔 거리 정보와, 위치좌표정보, 및 관성항법부(320)로부터 사람 또는 물체의 이동에 따른 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보, 및 오차 값을 샘플링(sampling)하여 실내항법 데이터를 생성하고, 생성된 실내항법 데이터를 무선 프로토콜에 부합하도록 데이터 전송신호로 변조한다.
또한, 제어부(340)는 연결케이블(150)을 통해 회전슬립링 접점부(220)와 접속되어 상기 회전 모터장치(200)의 모터(240)가 0˚ 내지 360˚의 각으로 회동되도록 회전제어신호를 생성한다.
메모리부(350)는 실내항법 데이터를 저장ㆍ관리하고, 무선전송부(360)는 무선전송 안테나(361)를 통해 변조된 데이터 전송신호를 중계장치(400)로 또는 실내 항법서버(500)전송하고, 출력부(370)는 상기 실내항법 데이터(빔 거리 정보, 위치좌표정보, 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보, 및 오차 값)에 대한 추이(推移)곡선 정보를 출력한다.
전원부(380)는 상술한 구성요소들인 GPS부(310), 관성항법부(320), NMEA 부(330), 제어부(140), 메모리부(350), 무선전송부(360) 및 출력부(370)로 전원을 공급하되, 백업 배터리(381)를 구비하여 갑작스런 정전으로 인한 상기 구성요소들(310 내지 370)의 정보 및 데이터 손실을 방지한다.
중계장치(400)는 무선수신 안테나(410)를 통해 실내 항법장치(300)로부터 전송받은 데이터 전송신호를 전송케이블(420)을 통해 실내 항법서버(500)로 전송한다. 이때, 실내 항법장치(300)와 실내 항법서버(500)간의 데이터 전송신호 전송은 정보통신망에 의해 이루어진다.
여기서, 실내 항법장치(300)와 중계장치(400)간의 데이터 전송신호 전송은 무선으로, 중계장치(400)와 실내 항법서버(500)간의 데이터 전송신호 전송은 유선으로 수행되는 것으로 기재되어 있으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니며, 유ㆍ무선 전송에 구분됨 없이 설계 변경될 수 있음은 자명하다.
도 4 는 거리 측정장치(100)의 이동궤적과, 지구의 자장 감지에 따른 방위각의 북극(N극점)을 기준으로 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이곡선을 2차원 및 3차원 영상으로 나타낸 도면이고, 도 5 는 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 나타난 삼각면적계산법에 따라 추이곡선들의 면적을 산출하는 것을 나타낸 도면이다.
도 1, 도 2, 도 4 및 도 5 를 참조하면, 실내 항법서버(500)는 실내 항법장치(300) 또는 중계장치(400)로부터 전송받은 데이터 전송신호를 복조하여 빔 거리 정보, 및 위치좌표정보를 추출하고, 상기 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이곡선과 대응하는 2차원 및 3차원 영상정보를 생성하는바, 데이터 수신부(510), 디코딩부(520), 면적계산 제어부(530), 실내항법DB(540), 및 디스플레이부(550)를 포함하 여 구성된다.
데이터 수신부(510)는 실내 항법장치(300) 또는 중계장치(400)로부터 데이터 전송신호를 수신하고, 데이터 복조부(520)는 데이터 수신부(510)로부터 인가받은 데이터 전송신호를 복조하여 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보 및 오차 값을 추출한다.
면적계산 제어부(530)는 데이터 복조부(520)로부터 복조된 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보 및 오차 값을 인가받고, 상기 방위각 정보에 포함된 지구 자장에 따른 방위각의 북극(N극점)을 기준으로 상기 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이곡선과 대응하는 2차원 및 3차원 영상정보를 생성하며, 삼각면적계산법에 따라 추이곡선들의 면적을 산출한다.
이때, 삼각면적계산에 의해 2차원 및 3차원 영상정보의 면적 값을 산출하는데, 이때, 영상정보의 면적 값은, 아래의 [수학식 1]에 의해 산출되며, 전체 삼각면적계산, 즉 상기 거리 측정장치(100)가 0˚ 내지 360˚ 각도 전체의 빔 거리 정보에 따른 추이곡선들의 면적(이하, '전체면적')은, 아래의 [수학식 2]에 의해 산출된다.
[수학식 1]
Figure 112009002225891-pat00001
[수학식 2]
Figure 112009002225891-pat00002
또한, 상기 [수학식 2]의 전체 삼각면적계산에 의해 산출된 전체면적들 각각을 매칭(matching)하여 산출된 전체면적의 중복을 배제시킬 수 있다.
실내항법DB(540)는 중계장치(400)로부터 수신한 실내항법 데이터와, 데이터 복조부(520)에 의해 복조된 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보 및 오차 값과, 면적계산 제어부(530)에 의해 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이곡선 및 산출된 면적들을 저장한다.
디스플레이부(550)는 중계장치(400)로부터 수신한 실내항법 데이터와, 데이터 복조부(520)에 의해 복조된 빔 거리 정보, 및 위치좌표정보, 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보 및 오차 값과, 면적계산 제어부(530)에 의해 생성된 2차원 및 3차원 영상, 및 산출된 면적 값들을 출력한다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 실내 항법시스템(S)을 도시한 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 실내 항법시스템(S)의 세부구성과 구성요소들 간의 관계를 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 실내 항법시스템(S)의 회전 모터장치(200)가 헬멧(10) 상부에 구비되는 것을 예시한 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 실내 항법시스템(S)에 대한 거리 측정장치(100)의 이동궤적과, 지구의 자장 감지에 따른 방위각의 북극(N극점)을 기준으로 빔 거리의 끝점들에 대한 추이곡선과 대응하는 2차원 영상을 출력한 도면.
도 5 는 본 발명에 따른 실내 항법시스템(S)의 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 나타난 삼각면적계산법에 따라 2차원 및 3차원 영상의 면적을 산출하는 것을 나타낸 도면.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
S: 실내 항법시스템 10: 헬멧
20: GPS위성 100: 거리 측정장치
110: 빔 발광기 120: 집광 렌즈부
130: 빔 수광기 140: 빔 거리 연산부
150: 측정거리 전송부 151: 연결케이블
152: 무선연결모듈 200: 회전 모터장치
210: 회전 모터축 220: 회전 슬립링부
230: 회전 슬립링 접점부 240: 모터
250: 자이로센서 300: 실내 항법장치
310: GPS부 311: GPS안테나
320: 관성항법부 321: 자이로 미터
322: 가속도계 323: 지자계 메터
324: 온도센서 330: NMEA부
340: 제어부 350: 메모리부
360: 무선전송부 361: 무선전송 안테나
370: 출력부 380: 전원부
381: 백업 배터리 400: 중계장치
410: 무선수신 안테나 420: 전송케이블
500: 실내 항법서버 510: 데이터 수신부
520: 데이터 복조부 530: 면적계산 제어부
540: 실내항법DB 550: 디스플레이

Claims (11)

  1. 실내 항법시스템에 있어서,
    레이저 빔의 조사(照射) 및 수광(受光)에 따른 빔 거리 정보를 생성하는 거리 측정장치;
    상기 거리 측정장치로부터 전송받은 빔 거리 정보와, GPS위성으로부터 수신한 위치좌표정보, 및 자이로 미터에 의해 수집된 가속도 정보를 포함하는 실내항법 데이터를 생성하여 데이터 전송신호로 변조하는 실내 항법장치; 및
    상기 실내 항법장치로부터 전송받은 상기 데이터 전송신호를 복조하여 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 및 가속도 정보를 추출하고, 상기 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이(推移)곡선에 대응하는 영상정보를 생성하는 실내 항법서버; 를 포함하되,
    상기 거리 측정장치는,
    상기 레이저 빔을 집광 렌즈부를 통해 조사하는 빔 발광기; 상기 집광 렌즈부를 통해 상기 빔 발광부가 조사한 레이저빔을 수광하는 빔 수광기; 상기 빔 발광기가 조사한 레이저 빔의 밝기와, 상기 빔 수광기가 수광한 레이저 빔의 밝기 차이를 연산하여 실시간으로 빔 거리 정보를 도출하는 빔 거리 연산부; 및 상기 빔 거리 연산부로부터 빔 거리 정보를 인가받아 상기 실내 항법장치로 전송하는 측정거리 전송부; 를 포함하여 구성되고, 상기 거리 측정장치는 자이로센서 및 회동 가능한 회전 모터장치를 포함하며, 상기 실내 항법장치는 상기 거리 측정장치의 회전각도 및 회전방향 제어를 위한 회전제어신호를 제공하고, 상기 회전제어신호는 상기 자이로센서의 검출신호에 근거하여 수직 및 수평을 유지하기위한 수평제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 항법시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전제어신호는,
    사용자의 키 입력에 따라 상기 거리 측정장치의 회전각도 및 회전방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 항법시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전제어신호는,
    기 설정된 회전각도 및 회전방향에 따라 주기적으로 상기 거리 측정장치의 회동을 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 항법시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정거리 전송부는,
    상기 실내 항법장치와 접속되는 연결케이블로 구성되며, 상기 연결케이블은 비차폐 꼬인 쌍선(UTP: Unshielded Twist Pair), 차폐 꼬인 쌍선(STP: Shielded Twist Pair), 동축 케이블(Coaxial Cable), 및 광케이블(Fiber Optic Cable) 중에 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 실내 항법시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정거리 전송부는,
    상기 빔 거리 정보를 무선으로 상기 실내 항법장치로 전송하는 무선연결모듈인 것을 특징으로 하는 실내 항법시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내 항법장치는,
    GPS안테나를 통해 상기 GPS위성으로부터 위치좌표정보를 수신하는 GPS부;
    상기 자이로 미터를 통해 사람 또는 물체의 움직임에 대한 방향성 정보를 도출하고, 가속도계를 통해 사람 또는 사물의 이동에 따른 가속도 정보를 도출하며, 지자계 미터를 통해 지구의 자장 감지에 따른 방위각 정보를 도출하고, 온도센서를 통해 실내공간에서의 정확한 온도를 도출하여 열기가 있는 공간에서 기압의 팽창으로 인해 발생하는 고도의 오차 값을 도출하는 관성항법부;
    상기 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보 및 오차 값을 샘플링(sampling)하여 실내항법 데이터를 생성하고, 상기 실내항법 데이터를 무선 프로토콜에 부합하도록 데이터 전송신호로 변조하는 제어부; 및
    상기 변조된 데이터 전송신호를 무전전송 안테나를 통해 상기 실내 항법서버에 무선으로 전송하는 무선전송부; 를 포함하며,
    상기 실내 항법장치는, 상기 GPS위성으로부터 위치좌표정보 및 시간 데이터를 전송받아, 상기 GPS부가 수신한 위치좌표정보를 1Hz NMEA(National Marine Electronics Association) 기법에 따라 보정 및 갱신하는 것을 특징으로 하는 실내 항법시스템.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내 항법서버는,
    상기 실내 항법장치로부터 상기 데이터 전송신호를 무선으로 수신하는 데이 터 수신부;
    상기 데이터 전송신호를 복조하여 상기 빔 거리 정보, 위치좌표정보, 방향성 정보, 가속도 정보, 방위각 정보 및 오차 값을 추출하는 데이터 복조부;
    상기 방위각 정보에 포함된 지구 자장에 따른 방위각의 북극(N극점)을 기준으로 상기 빔 거리 정보의 끝점들에 대한 추이곡선과 대응하는 2차원 및 3차원 영상정보를 생성하고, 상기 영상정보의 면적 값을 산출하는 면적계산 제어부; 및
    상기 2차원 및 3차원 영상과, 산출된 면적 값들을 출력하는 디스플레이부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 항법시스템.
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