KR101605439B1 - 지자기를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하는 장치, 그 장치의 동작 방법 및 그 시스템 - Google Patents

지자기를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하는 장치, 그 장치의 동작 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

지자기를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하는 장치가 개시된다. 그 장치는, 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터를 수신하는 데이터 수신부와, 이동수단의 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 대하여 샘플링된 복수의 지자기 데이터를 상기 복수의 지점들에 대한 위치 정보와 연관시켜 저장하는 데이터베이스와, 상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 프로세서를 포함한다.

Description

지자기를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하는 장치, 그 장치의 동작 방법 및 그 시스템{APPARATUS OF DETECTING POSITION OF VEHICLE USING GEOMAGNETISM, OPERATING METHOD AND SYSTEM THEREOF}
본 명세서에 기재된 다양한 실시예들은 이동수단의 위치를 검지하는 장치, 그 장치의 동작 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지자기를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하는 장치, 그 장치의 동작 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
GPS(Global Positioning System)나 RFID(radio frequency identification) 관련 기술의 도입으로 인해 이동수단의 위치를 검지하는 기술이 발달하고 있다. 열차의 경우, 열차의 위치를 정확하게 검지하는 것이, 열차의 운행 편의뿐만 아니라 안전상으로도 중요하다. 열차의 제동을 위해서는 충분한 거리가 확보되어야 하므로, 열차의 안전한 제동을 위해 정확한 위치 검지가 요구되기 때문이다.
현재 상용화된 위치 검지 기술 중에, GPS를 이용한 위치 검지는 터널과 같은 구조물을 통과하는 경우에 정확성이 떨어질 수 있으며, RFID를 이용한 위치 검지는 기반설비 구축 및 유지 비용이 크다. 따라서, 설치 비용을 감축하면서 정확한 위치를 검지할 수 있는 기술이 요구된다.
비용 감축 및 정확한 위치 검지를 위해, 지자기 센서를 이용하여 이동수단의 위치를 검지할 수 있다. 예를 들어, 공개특허 제10-2011-0070430호는 지자기 센서를 이용한 차량 위치 측정방법 및 이를 이용한 차량 위치 측정장치를 개시한다. 구체적으로, 상기 공개특허는, 차량의 위치를 측정하는 차량 위치 측정방법 및 이를 이용한 차량 위치 측정장치를 제공하기 위해, 서로 다른 두 개 이상의 축에서 지자기를 측정하는 감지부, 중앙처리부 및 통신부를 포함하는 차량 위치 측정장치를 공급하며, 서로 다른 두 개 이상의 축에서 지자기를 측정하고 측정된 값의 임계점을 파악하여 차량의 위치를 측정한다. 그러나, 공개특허는 차량의 위치 측정에 지자기 센서를 이용하기는 하지만, 차량이 일정 영역에 위치하는지 여부를 측정하는 방법만 개시할 뿐, 차량의 위치를 지속적으로 추적하는 방법은 개시하지 않는다. 따라서, 상기 공개특허를 이동수단의 위치를 지속적으로 측정하는데 이용하기에는 한계가 있다.
본 명세서에 기재된 다양한 실시예들은 지자기 센서를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들은 지자기 데이터의 변동이 적은 구역에서 자성 물체를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들은 지자기 데이터와 GPS 정보를 혼용하여 이동수단의 위치를 검지하는데 그 목적이 있다.
일측에 따르면, 위치 검지 장치는, 지자기 센서가 지자기 데이터를 수신하는 데이터 수신부; 상기 이동수단의 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 대하여 샘플링된 복수의 지자기 데이터를 상기 복수의 지점들에 대한 위치 정보와 연관시켜 저장하는 데이터베이스; 및 상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 프로세서를 포함한다.
일측에 따르면, 위치 검지 시스템은, 지자기 센서를 이용하여 지자기 데이터를 센싱하는 이동수단; 상기 이동수단의 이동경로에 설치된 자성 물체; 및 상기 이동수단이 상기 자성 물체의 영향을 받은 지자기 데이터를 센싱하면, 상기 이동수단으로부터 상기 이동수단이 센싱한 지자기 데이터를 수신하고, 상기 이동수단이 센싱한 지자기 데이터와 상기 이동수단의 상기 이동경로에 대해 샘플링된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 위치 검지 장치를 포함한다.
일측에 따르면, 위치 검지 장치의 동작 방법은, 이동수단의 이동경로에 대해 샘플링된 지자기 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계; 상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에 따르면 이동수단의 위치 검지를 위한 인프라 구축 비용 및 인프라 유지 비용을 감축할 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에 따르면 정차 위치에 별도의 설비를 갖추지 않아도 정위치 정차가 가능하다.
또한, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에 따르면 GPS 수신감도가 떨어지는 지역에서도 위치 검지의 정확성을 높일 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에 따르면 지자기 데이터의 변동이 적은 구역에서 자성 물체를 이용하여 위치 검지의 정확성을 높일 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에 따르면 열차의 위치를 정확히 검지하여 열차의 제동 거리를 확보함으로써 고객의 안전성이 증대될 수 있다.
또한, 본 명세서에 기대된 다양한 실시예들에 따르면 고객에게 이동수단의 위치에 대한 신뢰성 높은 정보를 제공함으로써 고객 편의를 도모할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 위치 검지 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 지자기를 센싱하는 이동수단 및 지자기 데이터를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하는 위치 검지 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 데이터베이스의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 자성 물체에 의한 지자기 변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 자성 물체에 의한 지자기 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 구조물에 의한 지자기 변화를 나타낸 도면이다
도 7은 일실시예에 따른 위치 검지 장치의 동작 방법을 나타낸 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 이동수단은 미리 정해진 이동경로를 이동하는 열차, 전차, 기차, 전동차, 전철, 지하철, 트램, 자동차 및 이륜차 등을 포함한다. 이동수단의 이동경로는 철도와 같이 이동수단이 이동할 수 있는 일정한 구조물이 설치된 경로일 수 있다. 또한, 이동수단의 이동경로는 이동수단의 이동을 위한 일정한 구조물이 없어도 복수의 이동수단이 반복적으로 이동하도록 형성된 경로일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 자성 물체는 자기적인 성질을 갖는 물체를 의미한다. 자성 물체는 영구자석과 같이 일정한 자성을 가지거나, 사용자의 제어에 따라 가변하는 자성을 가질 수 있다. 자성 물체는 이동수단의 이동경로에 설치되어 이동경로에 분포된 지자기를 변화시키는데 이용되는 물체일 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 위치 검지 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 위치 검지 시스템은 위치 검지 장치(100), 이동수단(200) 및 자성 물체(310, 320)를 포함한다. 이동수단(200)은 지자기 센서(210)를 포함한다. 위치 검지 장치(100)는 이동수단(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
이동 수단(200)은 이동경로(30)를 이동하면서 지자기 센서(210)를 이용하여 지자기 데이터를 센싱할 수 있다. 센싱된 지자기 데이터는 위치 검지 장치(100)로 전송될 수 있다. 일례로, 지자기 센서(210)는 위치 검지 장치(100)와 유무선 통신망을 통하여 연결될 수 있다. 위치 검지 장치(100)는 지자기 센서(210)로부터 수신한 지자기 데이터를 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터와 비교하여 이동 수단(200)의 위치를 검지할 수 있다.
이동수단(200)은 미리 정해진 이동경로(30)를 이동하며, 위치 검지 장치(100)는 이동경로(30)에 대해 샘플링된 지자기 데이터를 저장하고 있으므로, 이동수단(200)의 위치는 정확하게 검지될 수 있다. 또한, 위치 검지에 지자기 센서를 이용 할 경우, 이동경로(30)에 특별한 설비를 설치되지 않아도 된다.
이동수단(200)이 정차하는 경우에도 지자기 데이터를 이용하여 정위치에 정차할 수 있다. 일반적으로, 이동수단(200)이 정차하는 위치에는 구조물이 존재한다. 따라서, 이동수단(200)은 구조물로 인한 정차 위치의 지자기 특성을 검출하여 정위치에 정차할 수 있다.
지자기 센서를 이용한 위치 검지는, 특별한 유지보수가 요구되지 않는 자성 물체(310, 320)를 이용하므로, 이동경로에 다수의 RFID 태그를 설치해야 하는 RFID를 이용한 위치 검지에 비해, 구축 및 유지 비용이 낮다.
이동경로(30)에는 지자기가 분포될 수 있으며, 이동경로(30)에 분포된 지자기는 자성 물체(310, 320)에 의해 조절될 수 있다. 지자기와 자기장은 크기와 방향을 가질 수 있다. 지자기 센서(210)는 지자기와 자기장의 크기 및 방향을 모두 센싱할 수 있다.
이동경로(30)에서 자성 물체(310)와 자성 물체(320)의 자기장의 크기는 각각 상이할 수 있다. 자성 물체(310, 320)의 자성을 다양화하여 위치 검지의 정확성을 향상시킬 수 있다. 자기장을 다양화하기 위한 자성 물체(310, 320)의 배치는 도 4 및 도 5에서 상세하게 설명한다.
지자기 센서(210)는 지점(10)에서 센싱한 지자기 데이터와 지점(20)에서 센싱한 지자기 데이터는 위치 검지 장치(100)로 전송될 수 있다. 지자기 센서(210)가 센싱한 지자기 데이터는 지자기 및 자성 물체(310, 320)에서 발생된 자기장의 영향을 받는다.
위치 검지 장치(100)는 수신한 지자기 데이터에 근거하여 이동 수단(200)의 위치를 검지할 수 있다. 예를 들어, 위치 검지 장치(100)는 수신한 지자기 데이터를 미리 저장된 데이터베이스의 지자기 데이터와 비교하여, 이동 수단(200)의 위치를 검지할 수 있다. 위치 검지 장치(100)의 동작은 도 2 및 도 3에서 상세하게 설명한다.
도 2는 일실시예에 따른 지자기를 센싱하는 이동수단 및 지자기 데이터를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하는 위치 검지 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 위치 검지 장치(100)는 데이터 수신부(110), 데이터베이스(120) 및 프로세서(130)를 포함한다. 위치 검지 장치(100)는 이동수단(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 지자기 센서(210)는 이동수단(200)에 포함된다.
지자기 센서(210)는 이동 경로에 분포된 지자기를 센싱한다. 지자기 센서(210)는 복수일 수 있으며, 복수의 지자기 센서(210)는 이동 수단(200)의 분리된 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 지자기 센서(210)가 이동 수단(200)의 전면과 후면에 설치될 수 있다. 지자기 센서(210)는 플럭스 게이트 자력계(flux gate magnetometer)를 포함할 수 있다. 지자기 센서(210)는 플럭스 게이트 자력계 외에도 이동경로에 분포된 지자기를 정밀하게 센싱하기 위한 추가적인 센서를 포함할 수 있다.
지자기 센서를 이용한 위치 검지는, 이동 수단(200)에 지자기 센서(210)만 설치하면 되므로, 다양한 이동 수단간에 높은 호환성을 가질 수 있다.
지자기 데이터는 유무선 네트워크를 통해 데이터 수신부(110)로 전송될 수 있다. 지자기 데이터는 지자기 센서(210)가 센싱한 지자기의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 데이터 수신부(110)는 지자기 데이터를 수신한다.
데이터베이스(120)는 이동 수단(200)의 이동경로에 대해 샘플링된 지자기 데이터를 저장한다. 데이터베이스(120)는 이동수단(200)의 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 대하여 샘플링된 복수의 지자기 데이터를 복수의 지점들에 대한 위치 정보와 연관시켜 저장할 수 있다. 데이터베이스(120)의 구조 및 동작은 도 3에서 상세하게 설명한다.
프로세서(130)는 데이터 수신부(110)가 수신한 지자기 데이터와 데이터베이스(120)에 저장된 지자기 데이터를 비교하여 이동수단(200)의 위치를 검지한다. 프로세서(130)는 지문(fingerprint) 방식을 이용하여 이동수단(200)의 위치를 검지할 수 있다.
프로세서(130)는 데이터 수신부(110)가 수신한 지자기 데이터의 변화 패턴을 데이터베이스(120)에 저장된 지자기 데이터를 비교하여 이동수단(200)의 위치를 검지할 수 있다. 다시 말해, 프로세서(130)는 데이터 수신부(110)가 지자기 데이터를 수신한 시점을 기준으로 일정한 시간 동안 형성된 지자기 데이터의 변화 패턴을 데이터베이스(120)에 저장된 지자기 데이터를 비교하여 이동수단(200)의 위치를 검지할 수 있다.
예를 들어, 수신된 지자기 데이터의 크기가 3T에서 2T로, 2T에서 1T로, 1T에서 3T로 변화되는 경우, 프로세서(130)는 샘플링된 지자기 데이터 중에 크기가 3T에서 2T로, 2T에서 1T로, 1T에서 3T로 변화되는 지자기 데이터에 대응하는 지점을 이동수단(200)의 위치로 결정할 수 있다. 이러한 패턴을 갖는 샘플링된 지자기 데이터가 복수인 경우, 프로세서(130)는 최후에 확인된 이동수단(200)의 위치와 가장 근접한 지점을 이동수단(200)의 위치로 결정할 수 있다.
프로세서(130)는 고유한 특성을 갖는 지자기 데이터를 미리 정해진 지점에 대한 기준 값으로 설정할 수 있다. 고유한 특성은 지자기의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(130)는 수신된 지자기 데이터가 상기 고유한 특성에 대응되는 경우, 이동수단(200)의 위치를 상기 미리 정해진 지점으로 결정할 수 있다. 이 때, 자성 물체는 이동경로에 분포된 지자기가 고유한 특성을 갖도록 이동경로에 분포된 지자기를 조절할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 데이터베이스의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 데이터베이스(120)는 식별자, 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 대한 위치정보, 샘플링된 복수의 지자기 데이터 필드를 포함한다. 지자기 데이터는 지자기의 크기 및 방향을 포함할 수 있다.
데이터베이스(120)는 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 대하여 샘플링된 복수의 지자기 데이터를 상기 복수의 지점들에 대한 위치 정보와 연관시켜 저장할 수 있다.
이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들은 식별자로 구분될 수 있다. 위치정보는 이동경로상에 위치하는 복수의 지점들의 위도 및 경도를 포함할 수 있다. 위치 정보는 위도 및 경도 이외에도 복수의 지점들의 위치를 특정할 수 있는 방식으로 표시될 수 있다.
지자기 데이터의 방향은 x, y, z의, 3개의 축으로 표시될 수 있다. 프로세서(130)는 지자기 센서(210)가 센싱한 지자기 데이터의 방향과 샘플링 데이터의 방향을 3개의 축에 대해 비교하여 이동수단(200)의 위치를 결정할 수 있다.
복수의 지점들에 분포된 지자기 데이터에 대한 샘플링은 이동경로를 이동하는 이동수단에 의해 이루어질 수 있다. 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 분포된 지자기는 주변 구조물의 변화나 기후의 변화 등에 의해 변동될 수 있으므로, 샘플링은 일정 주기로 이루어질 수 있다.
이동수단(200)은 지자기 데이터를 위치 검지 장치(100)로 전송할 때, 지자기 데이터가 샘플링을 위한 데이터인지 위치 검지를 위한 데이터인지 위치 검지 장치(100)에 알릴 수 있다. 이를 위해, 이동수단이 전송하는 지자기 데이터 프레임은 지자기 데이터가 위치 검지를 위한 지자기 데이터인지 샘플링을 위한 지자기 데이터인지를 표시하는 필드를 포함할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 자성 물체에 의한 지자기 변화를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 이동경로(430)와 이동경로(430)에 위치하는 자성 물체(410, 420)가 도시되어 있다. 이동수단(200)은 이동경로(430)를 이동하면서 지자기 센서(210)를 이용하여 센싱한 지자기 데이터를 위치 검지 장치(100)로 전송한다.
자성 물체(410, 420)는 상기 자성 물체가 위치한 지점에 따라 상이한 자성을 가질 수 있다. 예를 들어, 자성 물체(410)는 크기가 2T인 자기장을 형성할 수 있고, 자성 물체(420)는 크기가 4T인 자기장을 형성할 수 있다.
자성 물체(410, 420)는 영구자석과 같이 일정한 자성을 가지거나, 사용자의 제어에 따라 가변하는 자성을 가질 수 있다. 자성 물체(410, 420)의 자성은 자성 제어 장치에 의해 조절될 수 있다. 자성 제어 장치는 위치 검지 장치의 제어 신호에 따라, 자성 물체(410, 420)의 자성을 조절할 수 있다.
도 4와 같이, 이동수단(200)이 자기장의 변화가 적은 구역을 이동할 경우, 위치 검지의 정확성이 낮아질 수 있다. 이 경우, 자성 물체(410, 420)가 자기장의 변화가 적은 구역에 분포된 지자기의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 조절하도록 설치될 수 있다.
자성 물체(410, 420)에 의해 이동경로(430)에 분포된 지자기의 패턴이 다양해질 수 있다. 자성 물체(410, 420)가 자기장의 크기 및 방향이 상이하게 설치될수록, 이동경로(430)에 분포된 지자기의 패턴은 다양해질 수 있다. 이동수단(200)의 위치는 다양한 지자기 패턴에 의해 정확히 검지될 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 자성 물체에 의한 지자기 변화를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 이동경로(550)와 이동경로(550)에 위치하는 자성 물체 그룹(510, 520, 530)이 도시되어 있다. 이동수단(200)이 이동경로(530)를 이동하면서 지자기 센서(210)를 이용하여 센싱한 지자기 데이터는 위치 검지 장치(100)로 전송된다.
자성 물체 그룹(510)은 복수의 자성 물체를 포함하는 그룹이다. 자성 물체 그룹(510)에 포함된 복수의 자성 물체는 각각 상이한 자성을 가질 수 있다.
자성 물체 그룹(510)에 포함된 복수의 자성 물체는 영구자석과 같이 일정한 자성을 가지거나, 사용자의 제어에 따라 가변하는 자성을 가질 수 있다. 자성 물체 그룹(510)에 포함된 복수의 자성 물체의 자성은 자성 제어 장치에 의해 조절될 수 있다. 자성 제어 장치는 위치 검지 장치의 제어 신호에 따라, 자성 물체 그룹(510)에 포함된 복수의 자성 물체의 자성을 조절할 수 있다.
자성 물체 그룹(510, 520, 530)은 이동경로(550)의 지자기 패턴을 다양화시키도록 이동경로(550)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 자성 물체 그룹(510, 520, 530)은 각각 상이한 간격으로 복수의 자성 물체를 포함할 수 있다.
또한, 자성 물체 그룹(510, 520, 530) 또는 자성 물체 그룹(510, 520, 530)에 포함된 복수의 자성 물체는 이동경로(550)를 따라 각각 상이한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 자성 물체 그룹(510, 520, 530) 또는 자성 물체 그룹(510, 520, 530)에 포함된 복수의 자성 물체는 이동 경로(550)와의 거리, 이동 경로(550)로부터의 방향 및 지면과의 높이가 각각 상이하게 배치될 수 있다.
이러한 자성 물체 그룹(510, 520, 530) 또는 자성 물체 그룹(510, 520, 530)에 포함된 복수의 자성 물체의 배치는 이동경로(550)에 분포된 지자기의 특성을 다양화시킬 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 구조물에 의한 지자기 변화를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 이동경로(430)를 따라 이동하는 이동수단(200), 인공위성(610), 구조물(620), 및 자성 물체(630)가 도시되어 있다. 이동수단(200)은 지자기 센서(210)를 포함한다. 위치 검지 장치(100)는 이동수단(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
위치 검지 장치(100)는 지자기 데이터와 함께 GPS 정보를 이용하여 이동수단(200)의 위치를 검지할 수 있다. 예를 들어, 위치 검지 장치(100)는 이동 수단(200)이 인공위성(610)으로부터 수신한 GPS 정보를 이용하여 이동수단(200)의 위치를 검지하되, 구조물(620)의 내부와 같이 GPS 수신감도가 떨어지는 구역에서는 지자기 데이터를 이용하여 이동 수단(200)의 위치를 검지할 수 있다. 위치 검지 장치(100)는, 지자기 데이터와 함께 GPS 정보를 이용하여 이동수단(200)의 위치를 검지하는 경우, GPS 정보 및 GPS 수신감도 정보를 수신할 수 있다.
구조물(620)은 인공위성(610)으로부터 GPS 정보를 원활하게 수신할 수 없는 자연적 또는 인위적 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구조물(620)은 터널일 수 있다. 이동 경로(550)에 분포된 지자기는 다른 지역보다 구조물(620) 주변에서 더욱 다양한 패턴을 가질 수 있기 때문에, 구조물(620) 주변에서 위치 검지 정확도가 향상될 수 있다. 구조물(620)은 이동수단(200)의 정위치 정차가 요구되는 정차 시설을 포함할 수 있다.
GPS 정보를 이용하여 이동수단(200)의 위치를 검지하는 경우, 자성 물체(630)에서 발생하는 자기장을 이용하여 검지된 이동수단(200)의 위치를 보정할 수 있다. 다시 말해, GPS 정보를 이용하여 이동수단(200)의 위치를 검지하는 경우, 구조물(620) 주변에서 위치 검지의 정확도가 떨어질 수 있으므로, 자성 물체(630)를 기준으로 이동수단(200)의 위치를 보정할 수 있다.
자성 물체(630)는 이동경로(550)에 분포된 지자기가 고유한 특성을 갖도록 이동경로(550)에 분포된 지자기를 조절할 수 있다. 고유한 특성은 지자기의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 위치 검지 장치(110)는 고유한 크기를 갖는 지자기 데이터를 미리 정해진 지점에 대한 기준 값으로 설정할 수 있고, 수신된 지자기 데이터가 상기 고유한 크기를 갖는 경우, 이동수단(200)의 위치를 상기 미리 정해진 지점으로 결정할 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른 위치 검지 장치의 동작 방법을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 단계(710)에서, 위치 검지 장치는 샘플링된 지자기 데이터를 데이터베이스에 저장한다. 위치 검지 장치는 이동수단의 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 대하여 샘플링된 복수의 지자기 데이터를 복수의 지점들에 대한 위치 정보와 연관시켜 데이터베이스에 저장할 수 있다. 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들은 식별자로 구분될 수 있다. 위치정보는 이동경로상에 위치하는 복수의 지점들의 위도 및 경도를 포함할 수 있다.
이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 분포된 지자기는 주변 구조물의 변화나 기후의 변화 등에 의해 변동될 수 있으므로, 샘플링은 일정 주기로 이루어질 수 있다.
단계(720)에서, 위치 검지 장치는 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터를 수신한다. 위치 검지 장치가 수신하는 지자기 데이터 프레임은 지자기 데이터가 위치 검지를 위한 지자기 데이터인지 샘플링을 위한 지자기 데이터인지를 표시하는 필드를 포함할 수 있다. 수신한 지자기 데이터가 샘플링 데이터인 경우, 위치 검지 장치는 수신한 지자기 데이터를 이용하여 데이터베이스를 업데이트할 수 있다.
단계(730)에서, 위치 검지 장치는 GPS 정보의 수신감도가 기준치 이하인지 판단한다. GPS 정보의 수신감도가 기준치 이상인 경우, 위치 검지 장치는 단계(760)에 따라 GPS 정보를 이용하여 이동수단의 위치를 검지한다. GPS 정보의 수신감도가 기준치 이하인 경우, 위치 검지 장치는 단계(740)을 수행한다.
위치 검지 장치는 GPS 정보를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하기 위해 이동수단으로부터 GPS 정보 및 GPS 수신감도 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.
단계(740)에서, 위치 검지 장치는 수신한 지자기 데이터가 미리 설정된 기준 값인지 판단한다. 수신한 지자기 데이터가 미리 설정된 기준 값이 아닌 경우, 단계(760)에 따라 GPS 정보를 이용하여 이동수단의 위치를 검지한다.
수신한 지자기 데이터가 미리 설정된 기준 값인 경우, 위치 검지 장치는 단계(750)에 따라 지자기 데이터를 이용하여 이동수단의 위치를 검지한다. 다시 말해, 이동경로에 분포된 지자기는, 상기 이동경로에 설치된 자성 물체에서 발생하는 자기장에 의해 고유한 특성을 갖도록 조절될 수 있고, 위치 검지 장치는 상기 고유한 특성에 근거하여 이동수단의 위치를 검지할 수 있다.
이 때, 이동수단이 센싱한 지자기 데이터와 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 비교하여, 이동수단의 위치를 검지할 수 있다.
또한, 위치 검지 장치는, 이동수단으로부터 수신한 GPS 정보를 이용하여 이동수단의 위치를 검지하되, GPS 정보를 이용하여 검지한 상기 이동수단의 위치를, 이동수단이 센싱한 지자기 데이터와 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여 보정할 수 있다.
단계(750)에서, 위치 검지 장치는 지자기 데이터를 이용하여 이동수단의 위치를 검지한다. 위치 검지 장치는 지문(fingerprint) 방식을 이용하여 이동수단의 위치를 검지할 수 있다. 이 때, 이동수단이 센싱한 지자기 데이터와 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 비교하여, 이동수단의 위치를 검지할 수 있다.
위치 검지 장치는 데이터 수신부가 수신한 지자기 데이터의 변화 패턴을 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여 이동수단의 위치를 검지할 수 있다. 다시 말해, 프로세서는 데이터 수신부가 지자기 데이터를 수신한 시점을 기준으로 일정한 시간 동안 형성된 지자기 데이터의 변화 패턴을 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여 이동수단의 위치를 검지할 수 있다.
단계(760)에서, 위치 검지 장치는 GPS 정보를 이용하여 이동수단의 위치를 검지한다. 단계(730) 및 단계(760)은 지자기 데이터와 GPS 정보를 함께 고려하여 이동수단의 위치를 검지하는 방법에 관한 것이나, 위치 검지 장치는, 단계(730) 및 단계(760)을 생략하고 지자기 데이터만을 고려하여 이동수단의 위치를 검지할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터를 수신하는 데이터 수신부;
    이동수단의 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 대하여 샘플링된 복수의 지자기 데이터를 상기 복수의 지점들에 대한 위치 정보와 연관시켜 저장하는 데이터베이스; 및
    상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 이동수단이 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 것을 특징으로 하는 위치 검지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 지점들에는 자성 물체가 위치하고,
    상기 이동경로의 지자기 데이터는 상기 자성 물체에서 발생하는 자기장에 의해 조절되는,
    위치 검지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자성 물체는,
    상기 자성 물체가 위치한 지점에 따라 상이한 자성을 갖는,
    위치 검지 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수신부는,
    상기 이동수단의 지피에스(GPS: Global Positioning System) 정보를 더 수신하고,
    상기 프로세서는,
    상기 GPS 정보의 수신감도가 기준치 이하일 경우에만, 상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는,
    위치 검지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이동수단의 지피에스(GPS: Global Positioning System) 정보를 더 수신하고,
    상기 프로세서는,
    상기 GPS 정보를 이용하여 상기 검지한 상기 이동수단의 위치를 보정하는,
    위치 검지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 이동경로에 설치된 구조물에 따라 변동된 상기 이동경로의 지자기 데이터에 근거하여 상기 이동수단의 위치를 검지하는,
    위치 검지 장치.
  8. 지자기 센서를 이용하여 지자기 데이터를 센싱하는 이동수단;
    상기 이동수단의 이동경로에 설치된 자성 물체; 및
    상기 이동수단이 상기 자성 물체의 영향을 받은 지자기 데이터를 센싱하면, 상기 이동수단으로부터 상기 이동수단이 센싱한 지자기 데이터를 수신하고, 상기 이동수단이 센싱한 지자기 데이터와 상기 이동수단의 상기 이동경로에 대해 샘플링된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 위치 검지 장치를 포함하고,
    상기 자성 물체는,
    상기 이동경로에 분포된 지자기의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 조절하도록 상기 이동경로에 설치되는 것을 특징을 하는 위치 검지 시스템.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 자성 물체는,
    상기 이동경로에 분포된 지자기가 고유한 특성을 갖도록 상기 이동경로에 분포된 지자기를 조절하고,
    상기 위치 검지 장치는,
    상기 고유한 특성에 근거하여 상기 이동수단의 위치를 검지하는,
    위치 검지 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    자성 제어 장치를 더 포함하고,
    상기 자성 제어 장치는,
    상기 위치 검지 장치의 제어 신호에 따라, 상기 자성 물체의 자성을 조절하는,
    위치 검지 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 위치 검지 장치는,
    상기 이동수단으로부터 상기 이동수단의 지피에스(GPS: Global Positioning System) 정보를 더 수신하고,
    상기 GPS 정보의 수신감도가 기준치 이하일 경우에만, 상기 이동수단이 센싱한 지자기 데이터와 상기 이동경로에 대해 샘플링된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는,
    위치 검지 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 위치 검지 장치는,
    상기 이동수단으로부터 상기 이동수단의 지피에스(GPS: Global Positioning System) 정보를 더 수신하고,
    상기 GPS 정보를 이용하여 상기 검지한 상기 이동수단의 위치를 보정하는,
    위치 검지 시스템.
  14. 이동수단의 이동경로에 대해 샘플링된 지자기 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계;
    지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 단계를 포함하고,
    상기 이동수단의 위치를 검지하는 단계는,
    상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터의 크기 및 방향 중 적어도 하나를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 단계를 포함하는 것을 특징을 하는 위치 검지 장치의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이동경로에 대해 샘플링된 상기 지자기 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계는,
    상기 이동수단의 이동경로 상에 위치하는 복수의 지점들에 대하여 샘플링된 복수의 지자기 데이터를 상기 복수의 지점들에 대한 위치 정보와 연관시켜 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함하는,
    위치 검지 장치의 동작 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 이동경로에 분포된 지자기는,
    상기 이동경로에 설치된 자성 물체에서 발생하는 자기장에 의해 조절되는,
    위치 검지 장치의 동작 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 이동경로에 분포된 지자기는,
    상기 이동경로에 설치된 자성 물체에서 발생하는 자기장에 의해 고유한 특성을 갖도록 조절되고,
    상기 이동수단의 위치를 검지하는 단계는,
    상기 고유한 특성에 근거하여 상기 이동수단의 위치를 검지하는 단계를 포함하는,
    위치 검지 장치의 동작 방법.
  18. 삭제
  19. 제14항에 있어서,
    상기 이동수단의 지피에스(GPS: Global Positioning System) 정보를 수신하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 이동수단의 위치를 검지하는 단계는,
    상기 GPS 정보를 이용하여 상기 이동수단의 위치를 검지하되, 상기 GPS 정보의 수신감도가 기준치 이하일 경우, 상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여, 상기 이동수단의 위치를 검지하는 단계를 포함하는,
    위치 검지 장치의 동작 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 이동수단의 지피에스(GPS: Global Positioning System) 정보를 수신하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 이동수단의 위치를 검지하는 단계는,
    상기 GPS 정보를 이용하여 상기 이동수단의 위치를 검지하되, 상기 GPS 정보를 이용하여 검지한 상기 이동수단의 위치를, 상기 지자기 센서가 센싱한 지자기 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 지자기 데이터를 비교하여 보정하는 단계를 포함하는,
    위치 검지 장치의 동작 방법.
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