KR101581481B1 - 정보를 전송하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 객체에 밀접하게 연결된 정보를 전송하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은, 복수의 도체 부재들을 포함하여 전자기장을 형성하는 도체 배열, 및 상기 객체에 연관된 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 송신기는, 전자기 장을 이용하여 상기 도체 배열에 연결하고, 상기 장에 의해 형성된 측정 신호를 변조하기 위해 배치된다.

Description

정보를 전송하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR TRANSFERRING INFORMATION}

본 발명은 근접-장(near-field) 측정을 기반으로 하여 정보를 전송하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

지연(delay) 또는 파워(power)의 무선 주파수(radio frequency), 초음파 주파수(ultrasound frequency) 또는 적외선 주파수(infrared frequency) 측정을 기반으로 한 종래의 실내 위치 지정(position location) 시스템에서, 휴대용 트랜스폰더 또는 대응물을 이용하여 객체를 식별하고 지정하는 것이 가능하다. 트랜스폰더를 이용하여 작동하는 시스템은 여기서 액티브 위치 지정 시스템(active position location systems)이라 불린다. 이것들 중에서, 적외선 주파수로 작동하는 시스템만이, 패시브 시스템 (passive systems)과 같이, 트랜스폰더 없이 동작한다. 이 경우에 식별은 성공적이지 않고 위치 지정 측정은 움직임 측정 레벨에서만 있다. 이 경우에 러프 섹터 (rough sector)간의 IR 파워에서 변화가 측정된다. 트랜스폰더 없이 작동하는 실내 위치 지정 시스템은 여기서는 패시브 위치 지정 시스템(passive position location systems)으로 불린다. 이러한 유형의 시스템은 일렉트릿 필름, 힘 센서 매트릭스(force sensor matrixes) 또는 압력 센서 매트릭스, 및 전자기 근접 장을 기반으로 한 위치 지정 측정을 포함한다. 액티브 실내 위치 지정 시스템과 비교하여 필름 센서, 압력 센서 또는 근접 장 센서의 장점은, 작동하기 위한 위치 지정 기능에 있어서, 예를 들면, 휴대용 트랜스폰더 또는 그 대응물을 필요로 하지 않는 것이다. 또한, 커버리지(coverage)의 범위가 반사 또는 섀도 에어리어(shadow areas)에 의해 제한되지 않는 것이다.

따라서 액티브 위치 지정 시스템은 작동하기 위해 항상 휴대용 송신기를 필요로 한다. 또한, 액티브 시스템의 커버리지 범위는 반사와 섀도 에어리어에 의해 실내 공간에 한정된다. 상술한 패시브 실내 위치 지정 방법은 트랜스폰더를 필요로 하지 않을 뿐만 아니라 커버리지 문제가 발생하지 않는다. 그러나 최신의 패시브 시스템과 관련한 문제는 객체의 식별이 가능치 않은 것이다.

다음의 간행물에 몇몇 최신 시스템들이 좀더 자세하게 설명되어 있다.

- 조 형기, 강 명석, 박 종혁, 박 병성, 김 학배, Performance Analysis of Location Estimation Algorithm in ZigBee Networks using Received Signal Strength. 21st International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops(AINAW'07) 2007.

- Ward,A.,Jones,A. and Hopper,A. A New Location Technique for the Active Office. IEEE Personal Communications, Vol.4,No.5, Oct.1997.pp.42-47.

- Want,R., Hopper,A. Faleao,V. and Gibbons,J. The Active Badge Location System. Transactions on Information Systems, Vol.10,No.5, Jan.1992, pp.42-47.

- Kirjavainen,K. Electromechanical Film and Procedure for Manufacturing Same. U.S. Patent No.4654546, 1987.

- Lekkala, Jukka and Paajanen, Mika, EMFi - New Electret Material for Sensors and Actuators. 10th International Symposium on Electrets, 1999.

- Addlesee, Michael D., Jones,Alan., and lvesey,Finnbarl. The ORL Active Floor. IEEE Personal Communicatins, Vol.4, No.5, Oct. 1997, Oct 1997, pp.35-41.

- Murakita, Takuya, Ikeda, Tetsushi, and Ishiguro, Hiroshi. Human Tracking using Floor Sensors based on the Markove Chain Monte Carlo Method. Proceedings of the 17th International Conference on Pattern Recognition, 2004.

- Sepponen, Raimo. Method and Arrangement for Observation. International Patent Application No. WO2004FI00489 20040820, 2005. U.S. PATENT Application No. 2007008145, 2007.

- Rimminen, Henry, Linnavuo, Matti, and Sepponen, Raimo. Humans Tracking Using Near Field Imaging. Proceedings of Pervasive Health 2008, Tampere, Finland.

본 발명은 전자기 근접 장의 측정을 기반으로 한 실내 위치 지정 시스템과, 객체를 식별하고, 그 위치를 지정하고, 위치 지정의 객체와 객체 지정 시스템 사이에서 식별된 객체에 관련된 정보를 전송하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 시스템은, 전자기장에서 객체에 밀접하게 연결된 정보를 전송하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템이, 복수의 도체 부재들을 포함하여 전자기장을 형성하는 도체 배열, 상기 장에 따른 측정 신호를 형성하는 측정 배열, 및 상기 객체에 연관된 송신기를 포함하며, 상기 송신기는, 전자기장을 이용하여 상기 도체 배열에 연결하고, 상기 장에 따라 본 시스템에 의해 형성된 측정 신호에 영향을 주기 위해 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 도체 배열은 인쇄 도체 패턴(printed conductor pattern)을 포함할 수 있다.

상기 시스템은 임피던스를 이용하여 측정 신호를 형성하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 도체 패턴의 임피던스는 전체의 도체 배열의 임피던스에 관하여 측정될 수 있다. 상기 객체는 예를 들면, 상기 측정 신호와 상기 신호를 형성하는 데에 참여한 적어도 하나의 동체 패턴을 식별함으로써 지정될 수 있다.

상기 시스템은 상기 도체 배열과 위치 지정 시스템의 구역 내에 객체의 위치를 지정하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 위치 지정 시스템은 적어도 하나의 상기 도체 부재와 전체의 상기 도체 배열의 임피던스를 측정하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 상기 송신기는 상기 측정 신호의 ASK 변조 (modulation)을 위한 수단을 포함할 수 있다.

상기 송신기는 상기 객체에 연결될 수 있음으로 해서, 그것은 전자기장을 이용하여 측정되어질 상기 도체 부재(도체 패턴)로 연결하고, 또한 임피던스를 통하여 지정되어질 객체로 연결한다.

전자기장의 경우에 상기 도체 표면은 상기 도체 부재로부터 상기 송신기로 및/또는 상기 송신기로부터 상기 객체로 전자기장의 연결 요소로서 기능할 수 있다. 자기장의 경우에는 루프(loop)가 연결 요소로서 기능할 수 있다.

상기 송신기는, 예를 들면, 트랜지스터, 스위치,공명기(resonator), 또는 필터일 수 있는 상기 송신기의 제어 수단으로, 측정되어질 상기 도체 부재와 상기 객체의 사이에서 전자기적 연결에 영향을 끼칠 수 있다.

본 발명에 따른 송신기는 상기 전자기장 안에 상기 송신기의 활성화(activation)를 위한 수단을 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 측정 신호를 분석하기 위한 장치를 포함할 수 있는 위치 지정 시스템이 본 시스템과 연계될 수 있다. 상기 위치 지정 시스템은 예를 들면, 수신한 변조된 측정 신호를 복조함으로써 상기 변조된 측정 신호에 근거하여 상기 객체에 밀접하게 연결된 수신 정보 또는 지정된 객체를 식별할 수 있다.

본 시스템의 사용에 응용될 수 있는 모범적인 위치 지정 시스템이 참고문헌에 기술되어 있다(Sepponen, Raimo. Method and Arrangement for Observation. International Patent Applicatoin No. WO2004FI00489 20040820, 2005.U.S. Patent Application No. 2007008145, 2007).

본 발명은 또한 본 발명에 따른 상기 시스템의 수단을 이용하여 객체를 식별하기 위한 및/또는 상기 객체의 위치를 지정하기 위한 방법에 관한 것이다.

다음에, 본 발명은 예로서 제시되는 몇몇 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조하여 보다 자세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 사용된 배열의 일실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 송신기의 일실시예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 응용을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른, 근접-장 측정을 기반으로 하는 위치 지정 시스템과 식별 시스템을 나타낸다. 상기 위치 지정 시스템(101)은, 상기 도체 패턴 그룹(103)으로, 상기 바닥 표면에 설치된 상기 도체 패턴(102)의 전자기적 연결을 측정한다. 즉, 상기 시스템(101)은 스팟 주파수(spot frequency) 또는 다양한 주파수로 전체 도체 패턴 그룹(103)에 관하여 하나의 도체 패턴(102)의 임피던스 (104)를 측정한다. 상기 도체 패턴은 도체 매트릭스를 형성하고, 그것의 각 요소의 임피던스(104)가 교대로 측정된다. 충분한 전도성을 갖는 객체(105)가 상기 도체 패턴에 가까이 있을 때, 상기 객체(105)의 존재로서 등록된, 측정되는 임피던스는 감소한다. 상기 방법으로 관찰 되어질 복수의 객체들은 특히 사람, 동물, 로보트, 금속 가구, 및 다른 기계와 차량을 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 송신기(106)가 상기 객체에 연결될 때, 상기 객체는 상기 측정된 신호로부터 식별될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 송신기가 도 2에 도시되어 있다. 상기 송신기 (106)는 상기 객체에 연결됨으로 해서, 측정될 상기 도체 패턴(202)에, 또한 임피던스(208)를 통하여 위치 되어질 상기 객체(205)에, 전자기적으로 연결한다. 상기 송신기는, 트랜지스터, 스위치, 공명기 또는 필터일 수 있는 제어 수단(207)으로,측정되어질 상기 도체 패턴(202)과 상기 객체(205) 사이의 전자기적인 연결을 조절할 수 있다. 상기 객체는, 그 일부에 대해, 임피던스(209)를 통하여 상기 도체 매트릭스(203)의 나머지 모두에 연결한다. 상기 조절을 이용하여 상기 측정에서 가시화된 상기 객체의 모든 임피던스는 전환되고 변조됨으로 해서, 읽혀질 상기 위치 지정 시스템(201)에 대해 상기 전자기장을 통하여 상기 송신기(106)로부터 상기 정보가 전송된다. 전송되는 상기 정보는 예를 들면, 상기 송신기(206)의 식별자 또는 몇몇 기타 정보일 수 있다. 인터페이스 수단(210), 예를 들면, 스위치 또는 움직임 감지기는, 예를 들면, 상기 위치 지정 시스템(201)에 의해 수신된 상기 측정 신호를 변조하기 위해 활성화될 수 있는 송신기를 인터페이스함을 이용하여, 상기 송신기에 연결될 수 있다.

상기 송신기는, 예를 들어, 신발, 의류 악세사리, 객체의 프레임, 객체의 케이싱 또는 객체의 몸체에 송신기를 설치함으로써, 객체에 연관지어질 수 있다. 상기 송신기는, 예를 들어, 도 3에 도시된 방식으로 신발 안에 그것을 설치함으로써 상기 객체에 연결될 수 있다. 근접-장 측정을 기반으로 한 상기 위치 지정 시스템 (301)은 하나의 도체 플레이트에 교류(311)을 공급함으로써, 그리고 상기 교류의 세기(312)를 측정함으로써, 전체의 도체 플레이트 그룹(303)에 대하여 상기 도체 플레이트(302)의 임피던스를 측정한다. 도체 영역은, 외피(313)로 바닥으로부터 절연처리된, 신발(323) 안의 밑창(314)에 설치된다. 상기 전기장은 그 일부가 도체 (315)와 연결된 상기 도체 영역(314)에 연결되고(308) 예를 들어 마이크로 컨트롤러와 같은 상기 송신기(306)에 연결된다. 예를 들어 배터리(316)를 이용하여 작동하는 상기 마이크로 컨트롤러는 예를 들어 트랜지스터 스위치(307)로 그것을 통과하는 전류를 인터럽트함으로써 상기 측정 신호를 변조한다. 변조되는 상기 데이터는 상기 마이크로 컨트롤러의 상기 메모리(317)로부터 회수된다. 상기 마이크로 컨트롤러는 예를 들어 상기 신발의 발바닥 재료(318)을 통하여 도체(319)를 이용하여 도체 또는 절연 깔창(321)에 고정된 도체 영역(320)에 연결된다. 여기서부터 상기 전류가 상기 신발을 이용하여 사람의 발바닥에 연결되며(322), 그 곳으로부터 전체의 객체, 예를 들어 상기 신발을 이용하여 사람의 신체(305)로 전류를 발생시키는 통로가 존재한다. 사람의 신체는, 그 일부에 대해, 전압 소스로의 상기 루프(324)가 닫히는 경우에, 상기 전류의 복귀 통로로서 기능하는 상기 도체 플레이트(303)에 연결된다(309). 이제, 상기 루프의 부분인, 상기 송신기의 트랜지스터 스위치 (307)는 전류계(current meter)로 상기 신호를 가시적으로 변환하거나 또는 변조하고, 상기 위치 지정 시스템으로 상기 송신기의 식별자 또는 몇몇 기타 정보를 전송한다. 상기 임피던스는 예를 들어 당업자에게 잘 알려진 ASK 변조(진폭-시프트 키잉)을 이용함으로써 변환된다. 이제 상기 신발을 신은 사람은 식별되고 또한 원한다면 위치가 지정될 수 있다. 그러나 만약 송신기가 객체에 연관되지 않는다면, 상기 객체는 식별되지 않을지라도 항상 위치지정될 수 있다.

제시된 본 발명의 다른 실시예를 이용하여, 액티브 위치 지정 시스템의 문제점들은 패시브 위치 지정 시스템에 식별 기능을 추가함으로써 해결될 수 있다. 따라서 본 발명은 근접-장 측정을 기반으로 한 패시브 위치 지정 시스템을 이용하여 상기 객체와 상기 객체 지정 시스템 사이에 위치한 지점의 상기 객체의 식별자와 기타 정보를 전송할 수 있다. 전송되는 상기 정보는 그것을 변조함으로써 상기 위치 지정에 사용되는 상기 측정 신호에 포함된다.

또한, 위에서 제시된 예시적인 실시예는 명확성을 위해 그 구조와 기능면에서 상대적으로 간단하다는 것은 당업자에게 자명하다. 본 특허 출원에 제시된 모델은, 이 특허 출원에서 제시된 진보적인 사상을 이용하는 다른 매우 복잡한 솔루션을 구성하는 것이 가능하다.

Claims (8)

1. 전자기 장에서 객체(105)에 밀접하게 연결된 정보를 전송하기 위한 시스템에 있어서,
   상기 시스템은, 복수의 도체 부재(102)들을 포함하여 전자기 장을 형성하는 도체 배열(103), 및 상기 객체에 연관된 송신기(106)를 포함하며,
   마이크로 컨트롤러를 포함하는 상기 송신기는, 전자기 장을 이용하여 상기 도체 배열에 연결하고, 상기 장에 의해 형성된 측정 신호를 변조하기 위해 배치되고,
   상기 시스템은, 적어도 하나의 상기 도체 부재와 상기 도체 배열의 전체의 임피던스를 측정함으로써 상기 도체 배열과 위치 지정 시스템의 구역 안에 있는 객체의 위치를 지정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 도체 배열은 도체 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템은,
   상기 도체 부재의 임피던스를 이용하여 상기 측정 신호를 형성하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 송신기는,
   상기 측정 신호의 ASK 변조를 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 송신기는,
   상기 전자기 장 안에서 상기 송신기를 활성화하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
6. 제 1 항에 따른 시스템의 수단으로 객체를 식별하기 위한 또는 상기 객체의 위치를 지정하기 위한 방법.
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