KR101221482B1 - Apparatus and Method for tracing positions of multiple items based on the radio communication - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신을 기반으로 하여 복수 개의 대상물의 위치를 인식하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 주타겟 및 복수 개의 주변 타겟의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 방법은 이동체가 이동한 거리와, 상기 이동체의 이동 전후 위치에서 상기 주변 타겟까지의 각각의 거리를 이용하여 삼각측량을 함으로써 상기 주변 타겟의 위치를 측정하는 단계, 상기 측정된 주변 타겟의 위치와 다른 주변 타겟과의 위치를 가지고 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 알고리즘을 이용하여 상기 주변 타겟의 위치를 재계산하는 단계를 포함한다.
The present invention relates to a system for recognizing positions of a plurality of objects based on wireless communication.
According to an embodiment of the present invention, a method of recognizing positions of a main target and a plurality of peripheral targets based on wireless communication may include triangulation using a distance traveled by a moving object and a distance from a position before and after the movement of the moving object to the peripheral target. Measuring the position of the neighboring target, and recalculating the position of the neighboring target using a minimum mean squared error (MMSE) algorithm with the measured position of the neighboring target and a position of another neighboring target. do.

Description

무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 방법 및 시스템{Apparatus and Method for tracing positions of multiple items based on the radio communication}{Apparatus and Method for tracing positions of multiple items based on the radio communication}

본 발명은 무선 통신을 기반으로 하여 복수 개의 대상물의 위치를 인식하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for recognizing a location of a plurality of objects based on wireless communication.

사물의 위치 및 방향을 추적하는 시스템과 관련하여, 많은 분야에서 연구가 진행 중이며 또한 상당한 수준으로 기술 발전이 이루어지고 있다. Regarding a system for tracking the position and direction of things, research is being conducted in many fields and technological advances are being made at a considerable level.

특히, 위험도가 높은 환경에서 안전을 확보하기 위하여, 위험 물질, 대응 장비, 대응 인원 등복수 대상물의 위치를 무선 통신을 기반으로 하여 인식할 수 있는 시스템의 개발과 관련하여 다양한 연구가 진행되고 있는 실정이다. 예를 들면, PET(Positron Emission Tomography) 방사성 의약품을 합성하는 작업 환경에서는 PET 방사성 의약품이 방사성 물질인 관계로 작업장에 출입하는 사람이나 장비 등을 모니터링 하는 것은 작업장의 안전성 확보를 위해서 중요한 요소이다.In particular, in order to secure safety in a high-risk environment, various studies are being conducted in relation to the development of a system that can recognize the location of a plurality of objects such as dangerous substances, corresponding equipment, and corresponding personnel based on wireless communication. to be. For example, in the work environment for synthesizing PET (Positron Emission Tomography) radiopharmaceuticals, monitoring of people and equipment entering and exiting the workplace is an important factor for securing workplace safety because PET radiopharmaceuticals are radioactive materials.

이러한 위치 및 방향 추적 기술과 관련하여, 한국등록특허 제0882351호(등록일: 2009.1.30.) 'RF 신호를 이용한 위치 및 방향 추적 장치 및 방법'이 개시되어 있는데, 이 발명은 방향을 탐지하여 1개의 타겟의 위치만을 추적하기 때문에 복수의 대상물이 있는 환경에는 적용이 불가능한 문제점이 있었다.In relation to the position and direction tracking technology, Korean Patent No. 0882351 (Registration date: 2009.1.30.) Discloses a device and method for tracking position and direction using the RF signal. Since only the location of the target is tracked, there is a problem that is not applicable to an environment having a plurality of objects.

또한, 한국특허출원 제2010-0118284호(출원일: 2009.4.28.) '중량물 작업용 안전 관리 설비'가 개시되어 있는데, 이 발명은 위치를 이미 알고 있는 베이스 스테이션이 필요한 문제점이 있었다.In addition, Korean Patent Application No. 2010-0118284 (filed date: April 28, 2009) discloses a safety management facility for heavy work operations, the present invention has a problem that requires a base station that already knows the location.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 무선 통신을 기반으로 하여 이미 위치를 알고 있는 베이스 스테이션을 사용하지 않고 복수 개의 대상물의 위치를 효과적으로 인식할 수 있는 무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 시스템을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the problem to be solved by the present invention is based on wireless communication wireless communication that can effectively recognize the location of a plurality of objects without using a base station that already knows the location It is to provide a multi-object position recognition system.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른, USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 방법은, 이동체가 이동한 거리와, 상기 이동체의 이동 전후 위치에서 상기 하나 이상의 주변 타겟까지의 각각의 거리를 이용하여 삼각측량을 함으로써 상기 하나 이상의 주변 타겟의 위치를 측정하는 단계, 측정된 상기 하나 이상의 주변 타겟 중 어느 하나의 주변 타겟의 위치와, 측정된 상기 하나 이상의 주변 타겟 중 나머지 주변 타겟의 위치를 가지고 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 알고리즘을 이용하여 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치를 재계산하는 단계를 포함하며, 상기 이동체는 상기 USN 태그로부터 무선 신호를 수신하는 안테나를 구비한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a method for recognizing a location of a plurality of objects including a USN-tagged main target and one or more peripheral targets based on a wireless communication, the distance traveled by the moving object, and Measuring the position of the one or more peripheral targets by performing triangulation using respective distances from the position before and after the movement of the moving object to the one or more peripheral targets, the position of one of the one or more peripheral targets measured And recalculating the position of any one of the neighboring targets using a minimum mean squared error (MMSE) algorithm having a position of the remaining neighboring targets of the one or more neighboring targets, wherein the moving object is the USN. And an antenna for receiving a radio signal from the tag.

또한, 본 발명에 따른, USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 방법에서, 재계산된 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치는,In addition, according to the present invention, in a method for recognizing a location of a plurality of objects including a USN-tagged main target and one or more peripheral targets on a wireless communication basis, the position of any one of the peripheral targets recalculated is

Figure 112011035042718-pat00001
Figure 112011035042718-pat00001

(여기서, 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치는 (x1,y1), 상기 나머지 주변 타겟의 위치는 (xi,yi), 상기 어느 하나의 주변 타겟과 상기 나머지 주변 타겟의 거리는

Figure 112012067972334-pat00002
,
Figure 112012067972334-pat00003
, l1i 는 상기 이동체가 상기 USN 태그로부터 수신한 상기 어느 하나의 주변 타겟과 상기 나머지 주변 타겟 사이의 거리)이다.Here, the position of any one peripheral target is (x 1 , y 1 ), the position of the remaining peripheral target is (x i , y i ), and the distance between the one peripheral target and the remaining peripheral target is
Figure 112012067972334-pat00002
,
Figure 112012067972334-pat00003
, l 1i is the distance between the one peripheral target and the remaining peripheral target received by the mobile from the USN tag.

또한, 본 발명에 따른, USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 방법에서, 상기 하나 이상의 주변 타겟의 위치를 측정하는 단계는, 상기 하나 이상의 주변 타겟의 위치는 상기 삼각측량에 의해 측정되는 2개의 위치 중, 상기 안테나에 의해 측정된 대략적인 방향에 있는 위치로 정하고, 상기 안테나는 서로 직각으로 결합된 제1 및 제2 안테나를 구비하며, 상기 대략적인 방향은,

Figure 112012067972334-pat00004
(여기서, Rantenna1 은 제1 안테나로 측정된 상기 하나 이상의 주변 타겟의 무선신호의 크기, Rantenna2 은 제2 안테나로 측정된 상기 하나 이상의 주변 타겟의 무선신호의 크기)이다.In addition, in the method for recognizing a location of a plurality of objects including a USN-tagged main target and one or more peripheral targets based on wireless communication, the step of measuring the location of the one or more peripheral targets may include: The position of one or more peripheral targets is determined by a position in an approximate direction measured by the antenna, from among two positions measured by the triangulation, the antenna having first and second antennas coupled at right angles to each other. The approximate direction is
Figure 112012067972334-pat00004
Where R antenna1 is the magnitude of the radio signal of the at least one peripheral target measured with the first antenna, and R antenna2 is the magnitude of the radio signal of the at least one peripheral target measured with the second antenna.

또한, 본 발명에 따른, USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 방법은, 상기 삼각측량에 의해 측정된 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치와 상기 MMSE 알고리즘에 의해 재계산된 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치 간의 차이를, 미리 설정된 오차로 나누어 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치의 정확도를 구하는 단계를 더 포함한다. In addition, according to the present invention, a method for recognizing a location of a plurality of objects including a USN-tagged main target and one or more peripheral targets based on wireless communication may include: And dividing the difference between the position and the position of the one peripheral target recalculated by the MMSE algorithm by a predetermined error to obtain the accuracy of the position of the one peripheral target.

본 발명에 따른, USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 방법은, 이동체가 이동한 거리와, 상기 이동체의 이동 전후 위치에서 상기 주타겟까지의 각각의 거리를 이용하여 삼각측량을 함으로써 상기 주타겟의 제1 위치를 측정하는 단계, 상기 이동체의 이동 방향과 상기 이동체의 이동 후 위치와 상기 주타겟의 위치를 연결한 방향이 서로 형성하는 각도와, 상기 이동체의 이동 후의 위치에서 상기 주타겟과의 거리를 이용하여 상기 주타겟의 제2 위치를 측정하는 단계, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치를 평균하여 상기 주타겟의 위치를 추정하는 단계를 포함하며, 상기 이동체는 상기 USN 태그로부터 무선 신호를 수신하는 안테나를 구비한다. According to the present invention, a method for recognizing a location of a plurality of objects including a USN-tagged main target and one or more peripheral targets based on a wireless communication may include a distance between a moving object and a position before and after the movement of the moving object. Measuring a first position of the main target by performing triangulation using respective distances to a target, wherein a moving direction of the movable body and a direction connecting the position after the movement of the movable body and the position of the main target are formed to each other; Measuring a second position of the main target by using an angle between the main target and an angle between the main target and a position after the movement of the movable body, and averaging the first position and the second position to determine the position of the main target. And estimating, wherein the moving object has an antenna for receiving a radio signal from the USN tag.

또한, 본 발명에 따른, USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 방법은, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 차이를 미리 설정된 오차로 나누어 상기 추정된 주타겟의 위치의 정확도를 구하는 단계를 더 포함한다. In addition, according to the present invention, a method for recognizing a location of a plurality of objects including a USN-tagged main target and one or more peripheral targets based on a wireless communication, pre-set the difference between the first location and the second location Dividing by an error to obtain an accuracy of the estimated position of the main target.

본 발명에 따른, USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 시스템은, 회전하면서 상기 복수 대상물로부터 무선 신호를 수신하는 안테나를 구비하는 이동체, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 방법을 수행하는 위치 판단부를 포함한다. According to the present invention, a system for recognizing a location of a plurality of objects including a USN-tagged main target and one or more peripheral targets based on a wireless communication includes: a moving object having an antenna for rotating and receiving a radio signal from the plurality of objects. And a location determiner configured to perform the method for recognizing a plurality of objects based on wireless communication according to any one of claims 1 to 6.

또한, 본 발명에 따른, USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 시스템은, 상기 안테나는 서로 직각으로 결합된 제1 및 제2 안테나를 구비한다. In addition, according to the present invention, a system for recognizing a location of a plurality of objects including a USN-tagged main target and one or more peripheral targets on a wireless communication basis, the antennas are first and second antennas coupled at right angles to each other It is provided.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 의하면, 위치를 이미 알고 있는 베이스 스테이션을 사용하지 않고, 능동적으로 모니터링을 하는 이동체의 이동간의 위치 정보를 이용하여 이동체의 현재 위치를 중심으로 상대적으로 복수의 대상물의 위치를 모니터링 할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, a plurality of targets can be relatively positioned around the current position of the moving object by using the position information between the movements of the moving object that is actively monitored without using a base station that already knows the position. You can monitor your location.

또한, 본 발명은 PET 방사성 의약품 자동 합성 장치를 운용하는 공간이나 주변 환경의 물체 등의 이동이 많은 등 베이스 스테이션을 설치하기 어려운 환경이나 위험한 환경에서도 작업장에 출입하는 복수의 사람이나 장비 등을 효과적으로 모니터링 할 수 있어 작업장의 안전성 확보에 기여할 수 있다.In addition, the present invention effectively monitors a plurality of people and equipment entering and exiting the workplace in an environment where it is difficult to install a base station, such as a large space for operating the PET radiopharmaceutical automatic synthesizing device or a large number of moving objects, etc. It can contribute to ensuring the safety of the workplace.

또한, 2축 안테나를 사용시 이동시 1개의 타겟의 방향만을 정확히 측정할 수 있고 나머지는 대략적인 방향만을 측정할 수 있었던 관계로, 1개의 타겟의 위치만을 모니터링 할 수 있었던 종래의 문제점을 해결할 수 있다.In addition, since the direction of one target can be accurately measured when the two-axis antenna is moved, and only the other direction can be measured, the conventional problem of monitoring the position of only one target can be solved.

또한, 본 발명은 거리 측정이 가능한 USN 태그를 사용하여 이동체가 타겟으로 이동하는 사이 타겟 이외의 주변 타겟(주변 태그)의 위치를 모니터링 할 수 있다.In addition, the present invention can monitor the position of the surrounding target (peripheral tag) other than the target while the moving object moves to the target by using the USN tag that can measure the distance.

도 1은 본 발명에 따른 2축 안테나를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 주타겟의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 삼각측량시 주변 타겟의 위치가 양쪽에 나타나는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 주변 타겟의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 shows a biaxial antenna according to the invention.
2 is a view for explaining a method for measuring the position of the main target according to the present invention.
3 is a diagram showing that the positions of the peripheral targets appear at both sides during triangulation.
4 is a view for explaining a method of measuring the position of the peripheral target according to the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 적용되는 2축 안테나에 대하여 설명한다.First, a two-axis antenna applied to the present invention will be described with reference to FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 2축 안테나는 서로 직각으로 결합되는 2개의 루프 안테나(제1 안테나, 제2 안테나) 일 수 있다. 후술하는 바와 같이, 2축 안테나는 이동체가 타겟으로 이동시 이동 방향을 효과적으로 제시할 수 있고, 또한 거리값만을 이용하여 삼각측량시에는 대상물의 위치가 2개의 위치로 나뉘는데 이때 한 개의 위치를 결정하는데 유용하게 활용될 수 있다.As shown in FIG. 1, the two-axis antenna may be two loop antennas (a first antenna and a second antenna) coupled to each other at right angles. As will be described later, the two-axis antenna can effectively present the direction of movement when the moving object moves to the target, and also, when triangulating using only the distance value, the object is divided into two positions, which is useful for determining one position. Can be utilized.

위치 측정 대상이 되는 타겟에는 USN 태그(Ubiquitous Sensor Network Tag)가 부착될 수 있고, 타겟의 방향 측정은 2개의 안테나에서 측정된 도래 전파의 크기 차이를 이용하여 측정할 수 있다.A USN tag (Ubiquitous Sensor Network Tag) may be attached to the target to be measured position, and the direction measurement of the target may be measured by using the difference in the size of the radio waves measured by the two antennas.

이론상으로는, 안테나에서의 도래 전파의 각도(θ)는In theory, the angle θ of the incoming radio wave at the antenna is

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112011035042718-pat00005
Figure 112011035042718-pat00005

로 측정이 가능하지만, 실제로는 오프셋(offset) 값이 있기 때문에 안테나를 회전하면서 제1 안테나로 측정된 전파 세기와 제2 안테나로 측정된 전파 세기가 같아지는 방향을 전파의 도래 방향으로 추정한다. 다시 말해, [수학식 1]에서와 같이 2개의 안테나에서 수신되는 신호의 크기의 비로 방향이 정해지지만, 실제로는 기기에서 나오는 노이즈와 오프셋이 있어서 [수학식 1]대로 계산해도 정확한 전파의 도래 방향이 산출되지는 않는다. Although the measurement is possible, in practice, since there is an offset value, the direction in which the propagation intensity measured by the first antenna and the propagation intensity measured by the second antenna are equal to each other while the antenna is rotated is estimated as the direction of arrival of the radio wave. In other words, the direction is determined by the ratio of the magnitudes of the signals received from the two antennas as shown in [Equation 1], but in reality there are noises and offsets from the device, so the exact direction of propagation even when calculated according to [Equation 1] This is not calculated.

따라서, 2개의 안테나 사이의 중심 방향을 통과할 때 2개의 안테나에서 측정되는 측정값의 크기가 같아지고, 이때 오프셋이나 노이즈 영향을 상대적으로 작게 받는 것에 착안하여, 2개의 안테나 아래에 회전모터를 장착하여 안테나를 회전하게 하고, 타겟으로부터의 전파의 크기의 비가 1이 될 때 즉, 2개의 안테나에서 측정되는 전파의 세기가 같을 때의 안테나 방향을 타겟의 방향으로 정한다. Therefore, when passing through the center direction between the two antennas, the measured values measured by the two antennas are equal, and the rotating motor is mounted below the two antennas in consideration of the relatively small influence of the offset or noise. The antenna is rotated so that the antenna direction is determined as the direction of the target when the ratio of the magnitude of radio waves from the target becomes 1, that is, when the strengths of the radio waves measured by the two antennas are the same.

그리고 타겟이 복수 개가 존재할 경우, 2축 안테나 하나로 모든 타겟의 방향을 추적할 수는 없기 때문에 안테나의 회전 중 1개의 타겟의 방향만 측정하고, 나머지 타겟의 방향은 도래 전파의 크기의 비를 이용하여 '대략적인 방향'을 정한다. 즉, 도래 전파의 크기의 비가 1에 가까울수록 2개의 안테나의 중심 방향에 가깝다는 의미이고, 멀수록 각각의 안테나의 직각 방향에 가깝다는 의미이다. 여기서, '대략적인 방향'이라 함은, [수학식 1]에 의해 정해지는 타겟의 방향과 같이 오프셋이나 노이즈 등이 반영된 방향을 말한다.
When there are a plurality of targets, since the direction of all targets cannot be tracked with one biaxial antenna, only the direction of one target is measured during the rotation of the antenna, and the remaining target directions are obtained by using the ratio of the magnitude of the radio wave. Set an 'approximate direction'. That is, the closer the ratio of the magnitude of the radio wave to 1 is, the closer to the center direction of the two antennas, and the closer the distance is to the right angle direction of each antenna. Here, the "approximate direction" refers to a direction in which an offset, noise, or the like is reflected, such as the direction of the target determined by [Equation 1].

이하, 도 2를 참조하여 주타겟(Target Transponder)의 위치를 추적하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of tracking the position of the target target will be described with reference to FIG. 2.

주타겟(2)의 위치 추적은 방향과 거리를 이용하여 추적한다. 여기서, 주타겟(2)에는 예컨대, USN 태그(Ubiquitous Sensor Network Tag)가 부착되어 있고, 이동체(1)는 상술한 2축 안테나를 구비하고 USN 태그로부터의 무선 신호를 받아 주타겟(2)의 위치를 인식할 수 있는 시스템이다. 여기서, 이동체(1)에 장착된 2축 안테나로부터의 신호를 받아 주타겟(2)의 위치를 판단하는 위치판단부(미도시)는 이동체(1)에 일체로 구비되거나, 또는 이동체(1)와는 별도로 구비될 수 있다.The location tracking of the main target 2 is tracked using the direction and distance. Here, for example, a USN tag (Ubiquitous Sensor Network Tag) is attached to the main target 2, and the mobile unit 1 includes the above-described two-axis antenna and receives a radio signal from the USN tag to receive the main target 2. It is a system that can recognize location. Here, the position determination unit (not shown) for determining the position of the main target 2 by receiving a signal from the biaxial antenna mounted on the movable body 1 is provided integrally with the movable body 1, or the movable body 1 It may be provided separately from.

먼저, 이동체(1)의 이동 전후 위치(Pt.1, Pt.2) 사이의 거리(d), 이동 전후의 위치에서 주타겟(2)까지의 거리(lt 1, lt 2)를 이용하여 삼각측량을 하여 주타겟(2)의 위치를 구한다. 다음, 이동체(1)의 이동 후 위치(Pt.2)에서 θ1 와 lt 2를 이용하여 주타겟(2)의 위치를 계산한다. 그리고 이들 2개의 위치를 평균하여 주타겟(2)의 위치로 추정한다.First, the distance d between the positions Pt. 1 and Pt. 2 before and after the movement of the movable body 1, and the distance l t 1 from the position before and after the movement to the main target 2. Use t 2 ) to triangulate to find the position of the main target (2). Next, the position of the main target 2 is calculated by using θ 1 and l t 2 at the position Pt. 2 after the movement of the movable body 1. The two positions are averaged and estimated as the positions of the main targets 2.

이들 2개의 위치의 차이로, 미리 설정되어 있거나 원하는 오차(예컨대, 오차를 1m로 추정하고 싶으면 1m, 50cm로 추정하고 싶으면 50cm 등)를 나누어 추정된 주타겟(2)의 위치의 정확도를 구할 수 있다.
By the difference between these two positions, the accuracy of the estimated position of the main target 2 can be obtained by dividing the predetermined or desired error (for example, 1m if the error is to be estimated to be 1m, 50cm if the weight is to be estimated to be 50cm, etc.). have.

이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 주변 타겟(3)의 위치를 추적하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of tracking the position of the peripheral target 3 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

먼저, 주변 타겟(3)의 위치는 이동체(1)의 이동 전후 위치(Pt.1, Pt.2) 사이의 거리(d)와, 이동체(1)의 이동 전후 위치(Pt.1, Pt.2) 각각에서 주변 타겟(3)까지의 거리값(l1 1, l1 2)을 이용하여 삼각측량을 한다. First, the position of the peripheral target 3 is the distance d between the movement front and back positions Pt.1 and Pt.2 of the movable body 1, and the position before and after movement of the movable body 1 (Pt.1, Pt. 2) the distance value (l 1 1 ,) from each to the surrounding target (3); Triangulate using l 1 2 ).

이때, 삼각측량의 결과 이동체(1)의 이동방향을 중심으로 좌우에 주변 타겟(3)의 위치가 나타나지만, 이동체(1)에 장착된 2축 안테나로부터 추정된 방향에 위치하는 하나의 위치를 주변 타겟(3)의 위치로 정한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 삼각측량시 이동체(1)의 이동 방향 양측으로 주변 타겟(3)의 위치가 나타나는데, 여기서 이동체(1)에 장착된 2축 안테나를 이용하여 주변 타겟(3)의 '대략적인 방향'을 측정하였기 때문에 그 방향에 있는 위치를 주변 타겟(3)의 위치로 정한다.At this time, as a result of the triangulation, the position of the peripheral target 3 appears on the left and right around the moving direction of the movable body 1, but the position of the peripheral target 3 in the estimated direction from the two-axis antenna mounted on the movable body 1 The position of the target 3 is determined. That is, as shown in FIG. 3, the position of the peripheral target 3 appears on both sides of the moving direction of the moving object 1 during triangulation, where the peripheral target 3 is formed by using a biaxial antenna mounted to the moving object 1. Since the 'approximate' direction is measured, the position in that direction is determined as the position of the peripheral target 3.

그 다음, 측정된 주변 타겟(3)의 위치를 가지고, MMSE(Minimum Mean Squared Error) 알고리즘을 이용하여 주변 타겟(3)의 위치를 재계산한다. Then, with the measured position of the peripheral target 3, the position of the peripheral target 3 is recalculated using a minimum mean squared error (MMSE) algorithm.

예컨대, 도 4를 참조하면, 주변 타겟(Trasponder1)(3)의 위치를 (x1,y1)이라 하고 다른 주변 타겟(Trasponderi)(i)의 위치를 (xi,yi)라 하면, 주변 타겟(3)과 다른 주변 타겟(i) 사이의 거리는 For example, referring to FIG. 4, the position of the peripheral target Trasponder 1 and 3 is referred to as (x 1 , y 1 ) and the position of the other peripheral target Trasponder i and i is referred to as (x i , y i ). In this case, the distance between the peripheral target 3 and another peripheral target i is

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112011035042718-pat00006
Figure 112011035042718-pat00006

로 계산된다.Is calculated.

이때, 주변 타겟(3)과 다른 주변 타겟(i) 사이의 거리(주타겟과 주변 타겟에 부착된 USN 태그는 양방향 통신이 가능하고, 이동체가 이동하면서 이동체로부터 주타겟과 주변 타겟까지의 거리뿐만 아니라 주타겟과 주변 타겟 사이의 거리 정보 또한 수신 가능함)를 l1i 라고 할 때, At this time, the distance between the peripheral target (3) and the other peripheral target (i) (USN tag attached to the main target and the peripheral target is capable of bi-directional communication, moving only the distance from the moving target to the main target and the peripheral target In addition, the distance between the main target and the surrounding target can also be received) l 1i

[수학식 2]로 계산된 거리와 이동체가 수신한 거리(l1i)의 차이는, The difference between the distance calculated by Equation 2 and the distance l 1i received by the moving object is

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112011035042718-pat00007
Figure 112011035042718-pat00007

이 표현되고, 여기서

Figure 112011035042718-pat00008
를 최소로 만드는 값Is represented, where
Figure 112011035042718-pat00008
Value that minimizes

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112011035042718-pat00009
Figure 112011035042718-pat00009

이 원하는 주변 타겟(3)의 위치가 된다.This is the position of the desired peripheral target 3.

필요시에는 동일한 순서로 계산을 반복하여 모든 주변 타겟(예컨대, n개)의 위치를 재계산한다. 또한, 주변 타겟(3)의 위치의 정확도를 높이기 위해서 동일한 단계를 반복하는 것이 가능하다. 각 위치의 정확도는, 이동체(1)의 이동 전후의 위치 사이의 거리(d)와, 이동 전후의 각각의 위치(Pt.1, Pt.2)에서의 이동체(1)와 주변 타겟(3) 사이의 측정 거리를 이용하여 삼각측량하여 측정한 주변 타겟(3)의 위치와, 상술한 MMSE 알고리즘으로 계산한 주변 타겟(3)의 위치의 차이값으로 미리 설정되어 있거나 원하는 오차를 나누어 정확도(최대 100%)를 구할 수 있다.If necessary, the calculations are repeated in the same order to recalculate the positions of all peripheral targets (e.g., n). It is also possible to repeat the same steps in order to increase the accuracy of the position of the peripheral target 3. The accuracy of each position includes the distance d between the positions before and after the movement of the movable body 1, and the movable body 1 and the peripheral target 3 at the respective positions Pt.1 and Pt.2 before and after the movement. The difference between the position of the peripheral target 3 measured by triangulation using the measurement distance therebetween and the position of the peripheral target 3 calculated by the above-described MMSE algorithm is determined in advance or by dividing the desired error. 100%).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 핵심은 이동체의 이동간의 거리와 이동 전후의 각각의 위치에서의 측정한 이동체와 주변 타겟 사이의 측정 거리값을 이용하여 삼각 측량으로 주변 타겟의 위치를 구한 다음, MMSE 알고리즘을 이용하여 필터링하는 개념이다. As described above, the core of the present invention is to obtain the position of the peripheral target by triangulation using the distance between the movement of the moving object and the measured distance value between the moving object and the peripheral target at each position before and after the movement, The concept of filtering using the MMSE algorithm.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes and modifications to the scope of the invention.

1. 이동체, 2. 주타겟
3. 주변 타겟, i. 다른 주변 타겟
1. moving object, 2. main target
3. peripheral target, i. Other nearby targets

Claims (8)

USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 방법에 있어서,
이동체가 이동한 거리와, 상기 이동체의 이동 전후 위치에서 상기 하나 이상의 주변 타겟까지의 각각의 거리를 이용하여 삼각측량을 함으로써 상기 하나 이상의 주변 타겟의 위치를 측정하는 단계,
측정된 상기 하나 이상의 주변 타겟 중 어느 하나의 주변 타겟의 위치와, 측정된 상기 하나 이상의 주변 타겟 중 나머지 주변 타겟의 위치를 가지고 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 알고리즘을 이용하여 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치를 재계산하는 단계
를 포함하며,
상기 이동체는 상기 USN 태그로부터 무선 신호를 수신하는 안테나를 구비하는
무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 방법.
A method for recognizing a location of a plurality of objects including a USN tagged main target and one or more peripheral targets based on a wireless communication,
Measuring the position of the one or more peripheral targets by performing triangulation using the distance traveled by the moving body and each distance from the position before and after the movement of the movable body to the one or more peripheral targets;
The position of any one of the one or more neighboring targets and the position of the other one of the one or more neighboring targets measured are measured using a minimum mean squared error (MMSE) algorithm. Recalculate Location
Including;
The mobile unit includes an antenna for receiving a radio signal from the USN tag.
Wireless communication based multiple object location recognition method.
제1항에서,
재계산된 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치는,
Figure 112012067972334-pat00018

(여기서, 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치는 (x1,y1), 상기 나머지 주변 타겟의 위치는 (xi,yi), 상기 어느 하나의 주변 타겟과 상기 나머지 주변 타겟의 거리는
Figure 112012067972334-pat00019
,
Figure 112012067972334-pat00020
, l1i 는 상기 이동체가 상기 USN 태그로부터 수신한 상기 어느 하나의 주변 타겟과 상기 나머지 주변 타겟 사이의 거리)
인 무선 통 신 기반 복수 대상물 위치 인식 방법.
In claim 1,
The recalculated position of any one peripheral target is
Figure 112012067972334-pat00018

Here, the position of any one peripheral target is (x 1 , y 1 ), the position of the remaining peripheral target is (x i , y i ), and the distance between the one peripheral target and the remaining peripheral target is
Figure 112012067972334-pat00019
,
Figure 112012067972334-pat00020
, l 1i is the distance between the one peripheral target and the remaining peripheral target received by the mobile from the USN tag)
Wireless communication-based multi-object location recognition method.
제1항에서,
상기 하나 이상의 주변 타겟의 위치를 측정하는 단계에서,
상기 하나 이상의 주변 타겟의 위치는 상기 삼각측량에 의해 측정되는 2개의 위치 중, 상기 안테나에 의해 측정된 대략적인 방향에 있는 위치로 정하고,
상기 안테나는 서로 직각으로 결합된 제1 및 제2 안테나를 구비하며,
상기 대략적인 방향은,
Figure 112012067972334-pat00021

(여기서, Rantenna1 은 상기 제1 안테나로 측정된 상기 하나 이상의 주변 타겟의 무선신호의 크기, Rantenna2 은 상기 제2 안테나로 측정된 상기 하나 이상의 주변 타겟의 무선신호의 크기)인
무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 방법.
In claim 1,
In measuring the position of the one or more peripheral targets,
The position of the at least one peripheral target is set to a position in an approximate direction measured by the antenna, from two positions measured by the triangulation,
The antenna has a first antenna and a second antenna coupled to each other at right angles,
The approximate direction is
Figure 112012067972334-pat00021

Where R antenna1 is the magnitude of the radio signal of the at least one peripheral target measured with the first antenna, and R antenna2 is the magnitude of the radio signal of the at least one peripheral target measured with the second antenna.
Wireless communication based multiple object location recognition method.
제1항에서,
상기 삼각측량에 의해 측정된 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치와 상기 MMSE 알고리즘에 의해 재계산된 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치 간의 차이를, 미리 설정된 오차로 나누어 상기 어느 하나의 주변 타겟의 위치의 정확도를 구하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 방법.
In claim 1,
The difference between the position of the one peripheral target measured by the triangulation and the position of the one peripheral target recalculated by the MMSE algorithm is divided by a predetermined error to determine the position of the position of the one peripheral target. A method of recognizing a plurality of objects based on wireless communication further comprising the step of obtaining an accuracy.
USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 방법에 있어서,
이동체가 이동한 거리와, 상기 이동체의 이동 전후 위치에서 상기 주타겟까지의 각각의 거리를 이용하여 삼각측량을 함으로써 상기 주타겟의 제1 위치를 측정하는 단계,
상기 이동체의 이동 방향과 상기 이동체의 이동 후 위치와 상기 주타겟의 위치를 연결한 방향이 서로 형성하는 각도와, 상기 이동체의 이동 후의 위치에서 상기 주타겟과의 거리를 이용하여 상기 주타겟의 제2 위치를 측정하는 단계,
상기 제1 위치와 상기 제2 위치를 평균하여 상기 주타겟의 위치를 추정하는 단계
를 포함하며,
상기 이동체는 상기 USN 태그로부터 무선 신호를 수신하는 안테나를 구비하는
무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 방법.
A method for recognizing a location of a plurality of objects including a USN tagged main target and one or more peripheral targets based on a wireless communication,
Measuring a first position of the main target by performing triangulation using a distance traveled by the moving object and a distance from a position before and after the movement of the moving object to the main target,
The first target of the main target is formed by using an angle formed by the moving direction of the movable body, the position after the movement of the movable body, and the direction connecting the position of the main target to each other, and the distance between the main target at the position after the movement of the movable body. 2 measuring positions,
Estimating the position of the main target by averaging the first position and the second position;
Including;
The mobile unit includes an antenna for receiving a radio signal from the USN tag.
Wireless communication based multiple object location recognition method.
제5항에서,
상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 차이를 미리 설정된 오차로 나누어 상기 추정된 주타겟의 위치의 정확도를 구하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 방법.
The method of claim 5,
And dividing the difference between the first position and the second position by a predetermined error to obtain an accuracy of the estimated position of the main target.
USN 태그가 부착된 주타겟 및 하나 이상의 주변 타겟을 포함하는 복수 대상물의 위치를 무선 통신 기반으로 인식하는 시스템에 있어서,
회전하면서 상기 복수 대상물로부터 무선 신호를 수신하는 안테나를 구비하는 이동체,
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 방법을 수행하는 위치 판단부
를 포함하는 무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 시스템.
A system for recognizing a location of a plurality of objects including a USN tagged main target and one or more peripheral targets based on a wireless communication,
A mobile body having an antenna for rotating and receiving a radio signal from the plurality of objects,
Position determination unit for performing a method for recognizing a plurality of objects based on the wireless communication according to any one of claims 1 to 6.
Wireless communication-based multiple object location recognition system comprising a.
제7항에서,
상기 안테나는 서로 직각으로 결합된 제1 및 제2 안테나를 구비하는 무선 통신 기반 복수 대상물 위치 인식 시스템.
In claim 7,
And said antenna comprises first and second antennas coupled at right angles to each other.
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