KR101419846B1 - 위상차를 이용한 위치확인 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위상차를 이용한 위치확인 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서의 위치, 신호의 주파수 및 위상차를 이용하여 서로 다른 지점으로부터 수신된 신호의 발생위치를 확인하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 목적은 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 시스템에 있어서, 외부로부터 신호를 수신하거나 자체적으로 상기 신호를 발생하도록 하며, 하나 이상으로 구성되는 센서, 수신된 상기 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기, 상기 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하고, 위상 및 위상차로 변환하는 신호처리기 및 상기 동일주파수 별로 분리되어 변환된 상기 위상 및 상기 위상차를 각각 비교, 분석하여 상기 신호의 발생위치를 감지하고, 상기 위상, 상기 위상차 또는 상기 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 중앙처리장치(CPU)를 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 방법에 있어서, 하나 이상으로 구성되는 센서에 외부로부터 신호가 수신되거나 자체적으로 상기 신호가 발생하는 제1단계, 복수의 상기 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2단계, 상기 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하는 제3단계, 분리된 상기 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)에 의해 위상 및 위상차로 변환하는 제4단계 및 상기 동일주파수 별로 분리되어 변환된 상기 위상차를 각각 비교, 분석하여 상기 신호의 발생위치를 감지하는 제5단계를 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법에 의해서도 달성된다.
진동, 경로차, 위상, ADC, 주파수, 위치, FFT
Description
본 발명은 위상차를 이용한 위치확인 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서의 위치, 신호의 주파수 및 위상차를 이용하여 서로 다른 지점으로부터 수신된 신호의 발생위치를 확인하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래 서로 다른 지점으로부터 수신된 신호의 발생위치를 확인하는 여러 방법이 개시된 바 있다.
일례로서, 시간차를 이용하여 거리를 측정하는 방법이 제안되었으나 이러한 방법의 경우, 경로차에 의해 주파수에 따른 신호의 감쇠가 달라짐으로써 특징점을 찾기가 어려워 직접적으로 두 파형을 비교하여 시간차를 알아내기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 다른 일례로서 기 출원된 특허 10-2006-7015300는 원 신호(임펄스)를 재구성하여 위치를 측정하는 방법으로 원 신호를 재구성하여야 하는 번거로움이 있었으며, 이로 인해 연산량이 많아지고 시스템이 방대해짐으로써 속도가 느려지는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술에 따른 신호원의 위치를 알아내는 위치추적 장치에서는 데이터를 상호 교환하기 위해서 장치가 물리적으로 하나의 장치에 연결되어 있어야 하는 문제점이 있었다.
일례로서, 시간차를 이용하여 거리를 측정하는 방법이 제안되었으나 이러한 방법의 경우, 경로차에 의해 주파수에 따른 신호의 감쇠가 달라짐으로써 특징점을 찾기가 어려워 직접적으로 두 파형을 비교하여 시간차를 알아내기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 다른 일례로서 기 출원된 특허 10-2006-7015300는 원 신호(임펄스)를 재구성하여 위치를 측정하는 방법으로 원 신호를 재구성하여야 하는 번거로움이 있었으며, 이로 인해 연산량이 많아지고 시스템이 방대해짐으로써 속도가 느려지는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술에 따른 신호원의 위치를 알아내는 위치추적 장치에서는 데이터를 상호 교환하기 위해서 장치가 물리적으로 하나의 장치에 연결되어 있어야 하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 서로 다른 지점으로부터 수신된 신호의 발생위치를 용이하게 확인하기 위한 목적이 있다.
또한, 신호는 무선 또는 유선에 의해 송수신이 가능함으로써 위치추적을 위한 각 장치가 물리적으로 하나의 장치에 연결되어 있지 않고 독립적인 경우에도 용이하게 위치추적을 제공하기 위한 다른 목적이 있다.
또한, 다양한 형태의 신호(동물의 울음소리, 움직임 소리 또는 빠른 움직임으로 그 동작을 추적하기 어려운 비디오 시스템이나 전파송신원 등)를 감지하여 그 위치를 파악하기 위한 또 다른 목적이 있다.
또한, 신호에서 특정주파수 신호를 분리하고 해당주파수의 위상차로 변환하여 시간차를 용이하게 도출하려는 또 다른 목적이 있다.
또한, 원 신호를 재구성하는 번거로움이 없는 위치확인 시스템 및 방법을 제공하기 위한 또 다른 목적이 있다.
또한, 신호는 무선 또는 유선에 의해 송수신이 가능함으로써 위치추적을 위한 각 장치가 물리적으로 하나의 장치에 연결되어 있지 않고 독립적인 경우에도 용이하게 위치추적을 제공하기 위한 다른 목적이 있다.
또한, 다양한 형태의 신호(동물의 울음소리, 움직임 소리 또는 빠른 움직임으로 그 동작을 추적하기 어려운 비디오 시스템이나 전파송신원 등)를 감지하여 그 위치를 파악하기 위한 또 다른 목적이 있다.
또한, 신호에서 특정주파수 신호를 분리하고 해당주파수의 위상차로 변환하여 시간차를 용이하게 도출하려는 또 다른 목적이 있다.
또한, 원 신호를 재구성하는 번거로움이 없는 위치확인 시스템 및 방법을 제공하기 위한 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 시스템에 있어서, 외부로부터 신호를 수신하거나 자체적으로 상기 신호를 발생하도록 하며, 하나 이상으로 구성되는 센서, 수신된 상기 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기, 상기 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하고, 위상 및 위상차로 변환하는 신호처리기 및 상기 동일주파수 별로 분리되어 변환된 상기 위상 및 상기 위상차를 각각 비교, 분석하여 상기 신호의 발생위치를 감지하고, 상기 위상, 상기 위상차 또는 상기 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 중앙처리장치(CPU)를 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 크기로 증폭하는 증폭기를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 증폭기로부터 증폭된 상기 신호의 잡음을 제거하는 노이즈필터를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 센서에 수신된 상기 신호 중 어느 하나를 선택하여 상기 아날로그/디지털변환기에 전송하는 멀티플렉서(MUX)를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 신호처리기는 상기 동일주파수 별로 분리된 상기 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)에 의해 상기 위상 및 상기 위상차로 변환하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 신호처리기는 변환된 상기 위상 또는 상기 위상차 중 어느 하나 이상을 저장하는 제1데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 중앙처리장치는 각종 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 중앙처리장치는 상기 위상, 상기 위상차 또는 상기 발생위치 중 어느 하나 이상을 저장하는 제2데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 센서, 상기 아날로그/디지털변환기, 상기 신호처리기 또는 상기 중앙처리장치 사이 중 어느 하나 이상의 신호 송수신은 무선 또는 유선에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 방법에 있어서, 하나 이상으로 구성되는 센서에 외부로부터 신호가 수신되거나 자체적으로 상기 신호가 발생하는 제1단계, 복수의 상기 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2단계, 상기 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하는 제3단계, 분리된 상기 디지털 신호를 위상 및 위상차로 변환하는 제4단계 및 상기 동일주파수 별로 분리되어 변환된 상기 위상차를 각각 비교, 분석하여 상기 신호의 발생위치를 감지하는 제5단계를 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법에 의해서도 달성된다.
바람직하게는, 상기 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1단계 이전에 상기 각기 다른 지점으로부터 일정한 위상거리에 상기 센서를 위치시킨 후 발생된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)함으로써 상기 센서의 위상특성을 측정하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1단계 이후 및 상기 제2단계 이전에 상기 신호를 상기 디지털 신호로써 변환가능한 크기로 증폭하는 제1-(a)단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1-(a)단계 이후에 증폭된 상기 신호의 잡음을 제거하는 제1-(b)단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제4단계에서 분리된 상기 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)에 의해 위상 및 위상차로 변환하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제4단계 이후 및 상기 제5단계 이전에 변환된 상기 위상 및 위상차에 측정된 상기 센서의 위상특성을 포함하여 보정하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제4단계 이후 및 상기 제5단계 이전에 변환된 상기 위상 또는 상기 위상차 중 어느 하나 이상을 저장하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제5단계 이후에 감지된 상기 발생위치를 저장하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제5단계 이후에 감지된 상기 위상, 상기 위상차 또는 상기 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 크기로 증폭하는 증폭기를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 증폭기로부터 증폭된 상기 신호의 잡음을 제거하는 노이즈필터를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 센서에 수신된 상기 신호 중 어느 하나를 선택하여 상기 아날로그/디지털변환기에 전송하는 멀티플렉서(MUX)를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 신호처리기는 상기 동일주파수 별로 분리된 상기 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)에 의해 상기 위상 및 상기 위상차로 변환하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 신호처리기는 변환된 상기 위상 또는 상기 위상차 중 어느 하나 이상을 저장하는 제1데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 중앙처리장치는 각종 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 중앙처리장치는 상기 위상, 상기 위상차 또는 상기 발생위치 중 어느 하나 이상을 저장하는 제2데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 센서, 상기 아날로그/디지털변환기, 상기 신호처리기 또는 상기 중앙처리장치 사이 중 어느 하나 이상의 신호 송수신은 무선 또는 유선에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 방법에 있어서, 하나 이상으로 구성되는 센서에 외부로부터 신호가 수신되거나 자체적으로 상기 신호가 발생하는 제1단계, 복수의 상기 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2단계, 상기 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하는 제3단계, 분리된 상기 디지털 신호를 위상 및 위상차로 변환하는 제4단계 및 상기 동일주파수 별로 분리되어 변환된 상기 위상차를 각각 비교, 분석하여 상기 신호의 발생위치를 감지하는 제5단계를 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법에 의해서도 달성된다.
바람직하게는, 상기 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1단계 이전에 상기 각기 다른 지점으로부터 일정한 위상거리에 상기 센서를 위치시킨 후 발생된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)함으로써 상기 센서의 위상특성을 측정하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1단계 이후 및 상기 제2단계 이전에 상기 신호를 상기 디지털 신호로써 변환가능한 크기로 증폭하는 제1-(a)단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제1-(a)단계 이후에 증폭된 상기 신호의 잡음을 제거하는 제1-(b)단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제4단계에서 분리된 상기 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)에 의해 위상 및 위상차로 변환하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 제4단계 이후 및 상기 제5단계 이전에 변환된 상기 위상 및 위상차에 측정된 상기 센서의 위상특성을 포함하여 보정하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제4단계 이후 및 상기 제5단계 이전에 변환된 상기 위상 또는 상기 위상차 중 어느 하나 이상을 저장하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제5단계 이후에 감지된 상기 발생위치를 저장하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제5단계 이후에 감지된 상기 위상, 상기 위상차 또는 상기 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 단계를 더 포함한다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 서로 다른 지점으로부터 수신된 신호의 발생위치를 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 신호는 무선 또는 유선에 의해 송수신이 가능함으로써 위치추적을 위한 각 장치가 물리적으로 하나의 장치에 연결되어 있지 않고 독립적인 경우에도 용이하게 위치추적을 제공할 수 있는 다른 효과가 있다.
또한, 다양한 형태의 신호(동물의 울음소리, 움직임 소리 또는 빠른 움직임으로 그 동작을 추적하기 어려운 비디오 시스템이나 전파송신원 등)를 감지하여 그 위치를 파악할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
또한, 신호에서 특정주파수 신호를 분리하고 해당주파수의 위상차로 변환하여 시간차를 용이하게 도출하려는 또 다른 효과가 있다.
또한, 원 신호를 재구성하는 번거로움이 없는 위치확인 시스템 및 방법을 제공할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
또한, 신호는 무선 또는 유선에 의해 송수신이 가능함으로써 위치추적을 위한 각 장치가 물리적으로 하나의 장치에 연결되어 있지 않고 독립적인 경우에도 용이하게 위치추적을 제공할 수 있는 다른 효과가 있다.
또한, 다양한 형태의 신호(동물의 울음소리, 움직임 소리 또는 빠른 움직임으로 그 동작을 추적하기 어려운 비디오 시스템이나 전파송신원 등)를 감지하여 그 위치를 파악할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
또한, 신호에서 특정주파수 신호를 분리하고 해당주파수의 위상차로 변환하여 시간차를 용이하게 도출하려는 또 다른 효과가 있다.
또한, 원 신호를 재구성하는 번거로움이 없는 위치확인 시스템 및 방법을 제공할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
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본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 시스템을 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 시스템에 있어서, 외부로부터 신호를 수신하거나 자체적으로 신호를 발생하도록 하며, 하나 이상으로 구성되는 센서(100), 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기(400), 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하고, 위상 및 위상차로 변환하는 신호처리기(500) 및 동일주파수 별로 분리되어 변환된 위상 및 위상차를 각각 비교, 분석하여 신호의 발생위치를 감지하고, 위상, 위상차 또는 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 중앙처리장치(CPU)(600)를 포함하여 구성된다.
이때, 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것이며, 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 크기로 증폭하는 증폭기(200) 또는 센서(100)에 수신된 신호 중 어느 하나를 선택하여 아날로그/디지털변환기(400)에 전송하는 멀티플렉서(MUX)(300)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 증폭기(200)로부터 증폭된 신호의 잡음을 제거하는 노이즈필터를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
한편, 신호처리기(500)는 동일주파수 별로 분리된 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform) 등과 같은 필터에 의해 위상 및 위상차로 변환하게 되는데, 이러한 과정은 신호처리기(500)를 구비하여 수행될 수도 있지만, 신호처리기(500)를 따로 구비하지 않고 중앙처리장치(600) 내에서 소프트웨어에 의해 수행될 수도 있다.
여기에서, 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)이란 연속 자료를 다른 차원의 연속자료로 변환시키는 방법으로서, 시간계열 자료를 주파수계열 자료로 또는 주파수계열 자료를 시간계열 자료로 변환이 가능하여 시간에 따라 측정한 신호의 주파수 특성을 분석하거나 주파수 자료의 시간적 특성을 분석하는 데 사용된다. 고속 퓨리에 변환(FFT)에서는 연속적인 신호 중 일부를 잘라서 그 일부분을 무한 반복처럼 보이도록 하기 위한 처리를 해줌으로써 이산데이터를 연속 패턴으로 변환하게 된다.
따라서, 이러한 고속 퓨리에 변환(FFT)을 이용하면 각 채널의 주파수 특성에 의한 시간차를 용이하게 도출할 수 있는 효과가 있다.
한편, 신호처리기(500)는 변환된 위상 또는 위상차 중 어느 하나 이상을 저장하는 제1데이터베이스를 포함하여 구성될 수도 있으며, 중앙처리장치(600)는 제어부 또는 제2데이터베이스 중 어느 하나 이상을 더 포함함으로써 각종 장치를 제어하거나 변환된 위상, 위상차 또는 발생위치 중 어느 하나 이상을 저장하는 것이 가능해진다.
본 발명의 구성요소인 센서(100), 아날로그/디지털변환기(400), 신호처리기(500) 및 중앙처리장치(600) 사이 중 어느 하나 이상의 신호 송수신은 무선 또는 유선에 의해 이루어지도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 시스템의 1차원 개요도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 양쪽의 지점에 센서(100)가 있고 동일선상 P지점에서 진동이 발생한다고 가정할 경우, 두 지점의 센서(100)는 이를 수신하여 각 신호를 주파수별로 분리하고, 동일주파수별로 분리된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)에 의해 위상 및 위상차로 변환함으로써 신호의 발생위치를 구하게 된다.
이때, 본 발명에 따른 위상차에 의한 시간차는
(
: 1번 채널의 위상, 
: 2번 채널의 위상, 
: 주파수)
가 된다. 위상차는 실제 한 주기 밖의 값일 수도 있으나, 여기서는 편의상 한 주기 내의 값만 언급하기로 한다.
(
)
종래기술에 의하여 길이가 L인 1차원 상의 P지점에서 신호가 발생했을 때, 이 신호가 오른쪽과 왼쪽의 센서(100)에 도달하는 시간차는
또는 
(
: 신호가 매질에서 비행하는 속도)
이며, 이는 본 발명에서 변환된 시간차와 차이가 있다.
종래기술에서는 발생한 신호가 진행하는 도중 매질의 특성에 따라 각 주파수별로 감쇠률이 달라지며, 이에 의해 수신한 원 신호의 파형을 비교하여 비행 시간차를 구하기 어려운 단점이 있었으나 본 발명에서는 이를 극복할 수 있으며, 원 신호를 복원하지 않음으로써 프로세스의 연산량이 적어져 빠른 응답 및 시스템의 구성비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
한편, 동일주파수 별로 분리된 각 채널의 신호는 센서(100)의 위상특성, 센서(100)의 길이, 증폭기(200)의 위상특성, 아날로그/디지털변환(AD Converting)의 개시시간 등에 따라 그 위상이 달라질 수 있는데, 이러한 경우 위상의 보정이 필요하다.
예를 들어, 센서(100)의 위상특성은 각기 다른 지점으로부터 일정한 위상거리에 센서(100)를 위치시킨 후 발생된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)함으로써 측정할 수 있으며, 측정된 센서(100)의 위상특성을 최종 변환된 위상 및 위상차에 포함함으로써 보정할 수 있다.
도 3은 본 발명에서 A, B채널로부터 수신된 신호를 동일주파수 별로 분리하여 FFT 처리한 신호강도 및 위상 스펙트럼의 예시도이다. 도 3에서 a, b, c, d는 원 신호에서 분리된 신호의 주파수로서, c 신호의 경우는 일정 크기 이하의 위상을 갖음으로써 도 3의 위상그래프에 나타나지 않게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 방법에 있어서, 하나 이상으로 구성되는 센서(100)에 외부로부터 신호가 수신되거나 자체적으로 신호가 발생하는 과정에 의해 개시된다(S100).
이때, 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
제1단계 이전에 센서(100)의 위상특성을 측정하는 단계를 더 포함할 수도 있는데, 이는 동일주파수 별로 분리된 각 채널의 신호가 센서(100)의 위상특성, 센서(100)의 길이, 증폭기(200)의 위상특성, 아날로그/디지털변환(AD Converting)의 개시시간 등에 따라 그 위상이 달라지는 경우 위상의 보정을 위해 필요하다.
예를 들어, 센서(100)의 위상특성은 각기 다른 지점으로부터 일정한 위상거리에 센서(100)를 위치시킨 후 발생된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)함으로써 측정할 수 있으며, 측정된 센서(100)의 위상특성을 최종 변환된 위상 및 위상차에 포함함으로써 보정할 수 있다.
한편, 신호가 발생하면, 아날로그/디지털변환기(400)에서는 복수의 신호를 디지털 신호로 변환하게 된다(S200).
이러한 변환에 앞서, 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 크기로 증폭하고, 증폭된 신호의 잡음을 제거하는 과정을 더 거칠 수도 있다.
수신된 신호가 디지털 신호로 변환되면, 신호처리기(500)에서는 변환된 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하고(S300), 분리된 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)에 의해 위상 및 위상차로 변환하게 된다(S400).
이러한 과정은 신호처리기(500)를 구비하여 수행될 수도 있지만, 신호처리기(500)를 따로 구비하지 않고 중앙처리장치(600) 내에서 소프트웨어에 의해 수행될 수도 있다.
여기에서, 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)이란 연속 자료를 다른 차원의 연속자료로 변환시키는 방법으로서, 시간계열 자료를 주파수계열 자료로 또는 주파수계열 자료를 시간계열 자료로 변환이 가능하여 시간에 따라 측정한 신호의 주파수 특성을 분석하거나 주파수 자료의 시간적 특성을 분석하는 데 사용된다. 따라서, 이러한 고속 퓨리에 변환(FFT)을 이용하면 각 채널의 주파수 특성에 의한 시간차를 용이하게 도출할 수 있는 효과가 있다.
위상 및 위상차가 도출되면, 제1단계 이전에 센서(100)의 위상특성을 측정하는 단계에서 측정된 센서(100)의 위상특성을 이용하여 보정이 수행될 수도 있다. 동일주파수 별로 분리된 각 채널의 신호가 센서(100)의 위상특성, 센서(100)의 길이, 증폭기(200)의 위상특성, 아날로그/디지털변환(AD Converting)의 개시시간 등에 따라 그 위상이 달라질 수 있는데, 이러한 경우 위상의 보정이 필요하다.
예를 들어, 센서(100)의 위상특성은 각기 다른 지점으로부터 일정한 위상거리에 센서(100)를 위치시킨 후 발생된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)함으로써 측정할 수 있으며, 측정된 센서(100)의 위상특성을 최종 변환된 위상 및 위상차에 포함함으로써 보정할 수 있다.
또한, 변환 및 보정이 수행된 위상 또는 위상차 중 어느 하나 이상을 저장하는 과정이 수행될 수도 있다.
변환된 위상차가 중앙처리장치(600)로 전송되면, 중앙처리장치(600)에서는 동일주파수 별로 분리되어 변환된 위상차를 각각 비교, 분석하여 신호의 발생위치를 감지하게 된다(S500).
또한, 감지된 발생위치를 저장하거나 감지된 위상, 위상차 또는 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 과정이 더 수행될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 방법의 구현에 있어서 신호 또는 디지털 신호의 송수신 중 어느 하나 이상은 무선 또는 유선에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 송수신을 나타낸 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성요소인 센서(100), 아날로그/디지털변환기(400), 신호처리기(500) 및 중앙처리장치(600) 사이 중 어느 하나 이상의 신호 송수신은 무선 또는 유선에 의해 이루어지도록 한다.
<실시예>
1. 복수의 수신기를 이용한 위치추적
서로 다른 지점에 설치된 복수의 수신기를 이용하여 자동차 또는 비행기의 주행소리, 엔진소음, 전파송신원 등을 감지하고, 이를 전기신호로 변환함으로써 주행하는 이동체의 위치를 추정할 수 있다.
예를 들어, 여러 개의 수신기에 수신된 전파를 고속의 아날로그/디지털변환기를 사용하여 변환함으로써 주파수와 위상을 알아내고, 이를 이용한 위상차와 수신기 위치를 파악함으로써 수백 kHz의 일정한 주파수의 전파를 발생하는 발생원의 위치를 확인할 수 있다. 현재 사용되는 고속 아날로그/디지털변환기의 경우 80Msps (Samples Per Second)인 것이 가장 바람직할 것이다.
2. 단일 수신기를 이용한 위치추적
한 개의 수신기를 이용하여 서로 다른 지점으로부터 발생된 신호를 동시에 수신하고 이의 위상을 비교하여 위치를 추정할 수 있다.
이때, 각 송신원의 위상을 동기화시키거나 각 신호원들의 위상차를 고려함으로써 수신원의 위치를 보정하는 것이 바람직할 것이다.
3. 수신기를 갖지 않는 위치추적
센서 케이블은 자성체와 도선을 내장하고 있으며, 케이블이 진동 시 내장된 자성체와 도선이 진동하고 기전력을 발생시키는 것을 이용하여 불량을 검출하거나 외부침입을 감지하고 있다.
이 경우, 센서 케이블은 이미 진동위치에서 전기신호를 발생하므로 양쪽에 센서없이 직접 증폭기를 연결하여, 진동이 생길 때의 주파수와 위상차를 파악함으로써 케이블 내 어느 위치에서 진동이 있었는지를 쉽게 추정할 수 있다.
한편, 케이블의 여러 곳에서 동시에 진동이 발생한 경우에는 동일한 시간에 동일한 주파수로 발생하기가 어려운 문제점이 있었으나 본 발명에 의하면 동시에 여러주파수를 분리할 수 있고, 개별주파수의 위상도 쉽게 알아낼 수 있으므로 여러 곳의 진동발생 위치를 동시에 추정할 수 있다.
4. 독립된 장치로부터의 신호원의 위치추적
신호원의 위치를 알아내는 위치추적 장치에 있어서 장치가 물리적으로 하나의 장치에 연결되어 있지 않고 독립된 장치인 경우, 개시의 동기신호와 변환결과인 주파수 및 위상을 무선 또는 유선으로 전달받아 위치를 추적할 수도 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 시스템을 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 시스템에 있어서, 외부로부터 신호를 수신하거나 자체적으로 신호를 발생하도록 하며, 하나 이상으로 구성되는 센서(100), 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기(400), 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하고, 위상 및 위상차로 변환하는 신호처리기(500) 및 동일주파수 별로 분리되어 변환된 위상 및 위상차를 각각 비교, 분석하여 신호의 발생위치를 감지하고, 위상, 위상차 또는 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 중앙처리장치(CPU)(600)를 포함하여 구성된다.
이때, 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것이며, 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 크기로 증폭하는 증폭기(200) 또는 센서(100)에 수신된 신호 중 어느 하나를 선택하여 아날로그/디지털변환기(400)에 전송하는 멀티플렉서(MUX)(300)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 증폭기(200)로부터 증폭된 신호의 잡음을 제거하는 노이즈필터를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
한편, 신호처리기(500)는 동일주파수 별로 분리된 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform) 등과 같은 필터에 의해 위상 및 위상차로 변환하게 되는데, 이러한 과정은 신호처리기(500)를 구비하여 수행될 수도 있지만, 신호처리기(500)를 따로 구비하지 않고 중앙처리장치(600) 내에서 소프트웨어에 의해 수행될 수도 있다.
여기에서, 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)이란 연속 자료를 다른 차원의 연속자료로 변환시키는 방법으로서, 시간계열 자료를 주파수계열 자료로 또는 주파수계열 자료를 시간계열 자료로 변환이 가능하여 시간에 따라 측정한 신호의 주파수 특성을 분석하거나 주파수 자료의 시간적 특성을 분석하는 데 사용된다. 고속 퓨리에 변환(FFT)에서는 연속적인 신호 중 일부를 잘라서 그 일부분을 무한 반복처럼 보이도록 하기 위한 처리를 해줌으로써 이산데이터를 연속 패턴으로 변환하게 된다.
따라서, 이러한 고속 퓨리에 변환(FFT)을 이용하면 각 채널의 주파수 특성에 의한 시간차를 용이하게 도출할 수 있는 효과가 있다.
한편, 신호처리기(500)는 변환된 위상 또는 위상차 중 어느 하나 이상을 저장하는 제1데이터베이스를 포함하여 구성될 수도 있으며, 중앙처리장치(600)는 제어부 또는 제2데이터베이스 중 어느 하나 이상을 더 포함함으로써 각종 장치를 제어하거나 변환된 위상, 위상차 또는 발생위치 중 어느 하나 이상을 저장하는 것이 가능해진다.
본 발명의 구성요소인 센서(100), 아날로그/디지털변환기(400), 신호처리기(500) 및 중앙처리장치(600) 사이 중 어느 하나 이상의 신호 송수신은 무선 또는 유선에 의해 이루어지도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 시스템의 1차원 개요도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 양쪽의 지점에 센서(100)가 있고 동일선상 P지점에서 진동이 발생한다고 가정할 경우, 두 지점의 센서(100)는 이를 수신하여 각 신호를 주파수별로 분리하고, 동일주파수별로 분리된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)에 의해 위상 및 위상차로 변환함으로써 신호의 발생위치를 구하게 된다.
이때, 본 발명에 따른 위상차에 의한 시간차는
(
가 된다. 위상차는 실제 한 주기 밖의 값일 수도 있으나, 여기서는 편의상 한 주기 내의 값만 언급하기로 한다.
종래기술에 의하여 길이가 L인 1차원 상의 P지점에서 신호가 발생했을 때, 이 신호가 오른쪽과 왼쪽의 센서(100)에 도달하는 시간차는
(
이며, 이는 본 발명에서 변환된 시간차와 차이가 있다.
종래기술에서는 발생한 신호가 진행하는 도중 매질의 특성에 따라 각 주파수별로 감쇠률이 달라지며, 이에 의해 수신한 원 신호의 파형을 비교하여 비행 시간차를 구하기 어려운 단점이 있었으나 본 발명에서는 이를 극복할 수 있으며, 원 신호를 복원하지 않음으로써 프로세스의 연산량이 적어져 빠른 응답 및 시스템의 구성비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
한편, 동일주파수 별로 분리된 각 채널의 신호는 센서(100)의 위상특성, 센서(100)의 길이, 증폭기(200)의 위상특성, 아날로그/디지털변환(AD Converting)의 개시시간 등에 따라 그 위상이 달라질 수 있는데, 이러한 경우 위상의 보정이 필요하다.
예를 들어, 센서(100)의 위상특성은 각기 다른 지점으로부터 일정한 위상거리에 센서(100)를 위치시킨 후 발생된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)함으로써 측정할 수 있으며, 측정된 센서(100)의 위상특성을 최종 변환된 위상 및 위상차에 포함함으로써 보정할 수 있다.
도 3은 본 발명에서 A, B채널로부터 수신된 신호를 동일주파수 별로 분리하여 FFT 처리한 신호강도 및 위상 스펙트럼의 예시도이다. 도 3에서 a, b, c, d는 원 신호에서 분리된 신호의 주파수로서, c 신호의 경우는 일정 크기 이하의 위상을 갖음으로써 도 3의 위상그래프에 나타나지 않게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 방법에 있어서, 하나 이상으로 구성되는 센서(100)에 외부로부터 신호가 수신되거나 자체적으로 신호가 발생하는 과정에 의해 개시된다(S100).
이때, 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
제1단계 이전에 센서(100)의 위상특성을 측정하는 단계를 더 포함할 수도 있는데, 이는 동일주파수 별로 분리된 각 채널의 신호가 센서(100)의 위상특성, 센서(100)의 길이, 증폭기(200)의 위상특성, 아날로그/디지털변환(AD Converting)의 개시시간 등에 따라 그 위상이 달라지는 경우 위상의 보정을 위해 필요하다.
예를 들어, 센서(100)의 위상특성은 각기 다른 지점으로부터 일정한 위상거리에 센서(100)를 위치시킨 후 발생된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)함으로써 측정할 수 있으며, 측정된 센서(100)의 위상특성을 최종 변환된 위상 및 위상차에 포함함으로써 보정할 수 있다.
한편, 신호가 발생하면, 아날로그/디지털변환기(400)에서는 복수의 신호를 디지털 신호로 변환하게 된다(S200).
이러한 변환에 앞서, 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 크기로 증폭하고, 증폭된 신호의 잡음을 제거하는 과정을 더 거칠 수도 있다.
수신된 신호가 디지털 신호로 변환되면, 신호처리기(500)에서는 변환된 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하고(S300), 분리된 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)에 의해 위상 및 위상차로 변환하게 된다(S400).
이러한 과정은 신호처리기(500)를 구비하여 수행될 수도 있지만, 신호처리기(500)를 따로 구비하지 않고 중앙처리장치(600) 내에서 소프트웨어에 의해 수행될 수도 있다.
여기에서, 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)이란 연속 자료를 다른 차원의 연속자료로 변환시키는 방법으로서, 시간계열 자료를 주파수계열 자료로 또는 주파수계열 자료를 시간계열 자료로 변환이 가능하여 시간에 따라 측정한 신호의 주파수 특성을 분석하거나 주파수 자료의 시간적 특성을 분석하는 데 사용된다. 따라서, 이러한 고속 퓨리에 변환(FFT)을 이용하면 각 채널의 주파수 특성에 의한 시간차를 용이하게 도출할 수 있는 효과가 있다.
위상 및 위상차가 도출되면, 제1단계 이전에 센서(100)의 위상특성을 측정하는 단계에서 측정된 센서(100)의 위상특성을 이용하여 보정이 수행될 수도 있다. 동일주파수 별로 분리된 각 채널의 신호가 센서(100)의 위상특성, 센서(100)의 길이, 증폭기(200)의 위상특성, 아날로그/디지털변환(AD Converting)의 개시시간 등에 따라 그 위상이 달라질 수 있는데, 이러한 경우 위상의 보정이 필요하다.
예를 들어, 센서(100)의 위상특성은 각기 다른 지점으로부터 일정한 위상거리에 센서(100)를 위치시킨 후 발생된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)함으로써 측정할 수 있으며, 측정된 센서(100)의 위상특성을 최종 변환된 위상 및 위상차에 포함함으로써 보정할 수 있다.
또한, 변환 및 보정이 수행된 위상 또는 위상차 중 어느 하나 이상을 저장하는 과정이 수행될 수도 있다.
변환된 위상차가 중앙처리장치(600)로 전송되면, 중앙처리장치(600)에서는 동일주파수 별로 분리되어 변환된 위상차를 각각 비교, 분석하여 신호의 발생위치를 감지하게 된다(S500).
또한, 감지된 발생위치를 저장하거나 감지된 위상, 위상차 또는 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 과정이 더 수행될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 방법의 구현에 있어서 신호 또는 디지털 신호의 송수신 중 어느 하나 이상은 무선 또는 유선에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 송수신을 나타낸 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성요소인 센서(100), 아날로그/디지털변환기(400), 신호처리기(500) 및 중앙처리장치(600) 사이 중 어느 하나 이상의 신호 송수신은 무선 또는 유선에 의해 이루어지도록 한다.
<실시예>
1. 복수의 수신기를 이용한 위치추적
서로 다른 지점에 설치된 복수의 수신기를 이용하여 자동차 또는 비행기의 주행소리, 엔진소음, 전파송신원 등을 감지하고, 이를 전기신호로 변환함으로써 주행하는 이동체의 위치를 추정할 수 있다.
예를 들어, 여러 개의 수신기에 수신된 전파를 고속의 아날로그/디지털변환기를 사용하여 변환함으로써 주파수와 위상을 알아내고, 이를 이용한 위상차와 수신기 위치를 파악함으로써 수백 kHz의 일정한 주파수의 전파를 발생하는 발생원의 위치를 확인할 수 있다. 현재 사용되는 고속 아날로그/디지털변환기의 경우 80Msps (Samples Per Second)인 것이 가장 바람직할 것이다.
2. 단일 수신기를 이용한 위치추적
한 개의 수신기를 이용하여 서로 다른 지점으로부터 발생된 신호를 동시에 수신하고 이의 위상을 비교하여 위치를 추정할 수 있다.
이때, 각 송신원의 위상을 동기화시키거나 각 신호원들의 위상차를 고려함으로써 수신원의 위치를 보정하는 것이 바람직할 것이다.
3. 수신기를 갖지 않는 위치추적
센서 케이블은 자성체와 도선을 내장하고 있으며, 케이블이 진동 시 내장된 자성체와 도선이 진동하고 기전력을 발생시키는 것을 이용하여 불량을 검출하거나 외부침입을 감지하고 있다.
이 경우, 센서 케이블은 이미 진동위치에서 전기신호를 발생하므로 양쪽에 센서없이 직접 증폭기를 연결하여, 진동이 생길 때의 주파수와 위상차를 파악함으로써 케이블 내 어느 위치에서 진동이 있었는지를 쉽게 추정할 수 있다.
한편, 케이블의 여러 곳에서 동시에 진동이 발생한 경우에는 동일한 시간에 동일한 주파수로 발생하기가 어려운 문제점이 있었으나 본 발명에 의하면 동시에 여러주파수를 분리할 수 있고, 개별주파수의 위상도 쉽게 알아낼 수 있으므로 여러 곳의 진동발생 위치를 동시에 추정할 수 있다.
4. 독립된 장치로부터의 신호원의 위치추적
신호원의 위치를 알아내는 위치추적 장치에 있어서 장치가 물리적으로 하나의 장치에 연결되어 있지 않고 독립된 장치인 경우, 개시의 동기신호와 변환결과인 주파수 및 위상을 무선 또는 유선으로 전달받아 위치를 추적할 수도 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
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1. 기존의 위치추적은 반사등을 이용한 방법이 사용되어 왔으나 본 발명은 반사등으로 추적할 수 없는 동물의 울음소리, 움직임 소리 또는 빠른 움직임으로 그 동작을 추적하기 어려운 비디오 시스템이나 전파송신원 등을 감지하여 그 위치를 파악하는데 사용할 수 있다.
2. 크기가 작은 물체의 경우는 진동하는 물체(발진기 또는 송신기 등)를 포함함으로써 그 위치추적을 용이하게 할 수 있다.
3. 상수도관의 누수 시, 누수위치에서 발생한 소리를 마이크로폰을 이용하여 감지하고, 누수소리의 주파수 및 소리의 진행속도 위상을 알아냄으로써 누수위치를 파악하는 데 사용할 수 있다.
2. 크기가 작은 물체의 경우는 진동하는 물체(발진기 또는 송신기 등)를 포함함으로써 그 위치추적을 용이하게 할 수 있다.
3. 상수도관의 누수 시, 누수위치에서 발생한 소리를 마이크로폰을 이용하여 감지하고, 누수소리의 주파수 및 소리의 진행속도 위상을 알아냄으로써 누수위치를 파악하는 데 사용할 수 있다.
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도 1은 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 시스템을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 시스템의 1차원 개요도,
도 3은 본 발명에서 A, B채널로부터 수신된 신호를 동일주파수 별로 분리하여 FFT 처리한 신호강도 및 위상 스펙트럼의 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 방법을 나타낸 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 송수신을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 시스템의 1차원 개요도,
도 3은 본 발명에서 A, B채널로부터 수신된 신호를 동일주파수 별로 분리하여 FFT 처리한 신호강도 및 위상 스펙트럼의 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 위상차를 이용한 위치확인 방법을 나타낸 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 송수신을 나타낸 구성도이다.
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Claims (21)
- 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 시스템에 있어서,외부로부터 신호를 수신하거나 자체적으로 상기 신호를 발생하도록 하며, 하나 이상으로 구성되는 센서;수신된 상기 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환기;상기 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하고, 위상 및 위상차로 변환하는 신호처리기 및상기 동일주파수 별로 분리되어 변환된 상기 위상 및 상기 위상차를 각각 비교, 분석하여 상기 신호의 발생위치를 감지하고, 상기 위상, 상기 위상차 또는 상기 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 중앙처리장치(CPU)를 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 크기로 증폭하는 증폭기를 더 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템.
- 제 3 항에 있어서,상기 증폭기로부터 증폭된 상기 신호의 잡음을 제거하는 노이즈필터를 더 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 센서에 수신된 상기 신호 중 어느 하나를 선택하여 상기 아날로그/디지털변환기에 전송하는 멀티플렉서(MUX)를 더 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 신호처리기는 상기 동일주파수 별로 분리된 상기 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT, Fast Fourier Transform)에 의해 상기 위상 및 상기 위상차로 변환하는 것을 특징으로 하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템.
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- 제 1 항에 있어서,상기 센서, 상기 아날로그/디지털변환기, 상기 신호처리기 또는 상기 중앙처리장치 사이 중 어느 하나 이상의 신호 송수신은 무선 또는 유선에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상차를 이용한 위치확인 시스템.
- 신호발생 위치를 확인하는 위치확인 방법에 있어서,하나 이상으로 구성되는 센서에 외부로부터 신호가 수신되거나 자체적으로 상기 신호가 발생하는 제1단계;복수의 상기 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2단계;상기 디지털 신호를 동일주파수 별로 분리하는 제3단계;분리된 상기 디지털 신호를 위상 및 위상차로 변환하는 제4단계 및상기 동일주파수 별로 분리되어 변환된 상기 위상차를 각각 비교, 분석하여 상기 신호의 발생위치를 감지하는 제5단계를 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 신호는 진동, 소리, 빛, 전기신호 또는 전파 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 제1단계 이전에각기 다른 지점으로부터 일정한 위상거리에 상기 센서를 위치시킨 후 발생된 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)함으로써 상기 센서의 위상특성을 측정하는 단계를 더 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 제1단계 이후 및 상기 제2단계 이전에상기 신호를 상기 디지털 신호로써 변환가능한 크기로 증폭하는 제1-(a)단계를 더 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 제1-(a)단계 이후에증폭된 상기 신호의 잡음을 제거하는 제1-(b)단계를 더 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 제4단계에서분리된 상기 디지털 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT)에 의해 위상 및 위상차로 변환하는 것을 특징으로 하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 제4단계 이후 및 상기 제5단계 이전에변환된 상기 위상 및 위상차에 측정된 상기 센서의 위상특성을 포함하여 보정하는 단계를 더 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
- 삭제
- 제 11 항에 있어서,상기 제5단계 이후에감지된 상기 발생위치를 저장하는 단계를 더 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 제5단계 이후에감지된 상기 위상, 상기 위상차 또는 상기 발생위치 중 어느 하나 이상을 출력하는 단계를 더 포함하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 신호 또는 상기 디지털 신호의 송수신 중 어느 하나 이상은 무선 또는 유선에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상차를 이용한 위치확인 방법.
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| JPH05208677A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-08-20 | Gec Alsthom Sa | マイクロ波電磁波による位置測定システム |
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