KR101721740B1 - 상대적 위치 정보를 결정하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독가능한 매체 - Google Patents

상대적 위치 정보를 결정하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독가능한 매체 Download PDF

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Abstract

상대 위치 정보를 결정하기 위한 시스템, 방법, 장치 및 컴퓨터-판독가능한 매체가 개시된다. 제 1 차량과 관련되도록 구성되는 신호 검출 유닛은 하나 이상의 센서 및 하나 이상의 프로세서를 포함하고 제 2 차량과 관련될 수 있는 하나 이상의 신호원으로부터 하나 이상의 신호를 수신하도록 구성된다. 시간 값의 세트는 신호의 도착 시간을 기초로 결정될 수 있고, 거리 표현의 세트가 생성될 수 있다. 거리 수학식의 세트는 시간 값의 세트와 거리 표현의 세트를 기초로 생성될 수 있고, 거리 수학식의 세트는 정의된 좌표계에서 제 1 차량 또는 하나 이상의 신호원과 관련되는 하나 이상의 위치를 결정하도록 풀릴 수 있다.

Description

상대적 위치 정보를 결정하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독가능한 매체{METHOD, SYSTEM AND COMPUTER-READABLE MEDIUM FOR DETERMINING RELATIVE POSITIONING INFORMATION}
본 발명은 일반적으로 하나 이상의 신호 센서와 하나 이상의 신호원을 사용하여 상대적 위치 정보를 결정하는 것에 관한 것으로서, 특히 차량 사이의 상대적 위치 정보를 결정하는 것에 관한 것이다.
다양한 물체-탐지 시스템 및 기술이 존재한다. 예를 들면, 소나(Sound Navigation and Ranging)(SONAR)는 물체를 탐색하거나 통신하거나 탐지하기 위해 음파의 전파를 사용하는 기술이다. SONAR는 수중과 공기 중 모두에서 음향 위치를 위해 사용될 수 있지만, 일반적으로 공기 중의 물체의 범위, 속도 등을 결정하기 위해 레이더(Radio Detection and Ranging)(RADAR)로 대체되었다. SONAR는 선박에 의해 만들어진 음향을 듣는 것을 포함하는 수동 SONAR와 음향 펄스를 방출하고 생성되는 반향을 듣는 것을 포함하는 능동 SONAR를 포함하는 두 가지 주요한 레인징(ranging) 및 탐지 체계를 포함한다. SONAR는 비교적 저렴한 기술이고 근거리에서 아주 정확하지만 SONAR는 RADAR 및 다른 레인징 기술에 비해 상대적으로 낮은 해상도를 제공한다.
RADAR는 물체의 범위, 고도, 속도 등을 결정하기 위해 전파를 사용하는 물체 탐지 시스템이다. RADAR 기술은 일반적으로 자신의 경로에서 물체로부터 반사되는 전파 또는 마이크로파의 펄스를 송신하는 송신기를 포함한다. 물체는 파의 에너지의 일부를 일반적으로 송신기 근방에 위치하는 접시 또는 안테나에 돌려준다. RADAR는 물체 사이의 위치 정보(예를 들면, 물체 사이의 각도 관계)를 직접 결정할 수 없고, 대신 범위 결정 및 안테나의 각도로부터 추정되어야 한다. RADAR는 예를 들면 SONAR보다 긴 범위와 더 높은 해상도를 제공하는 비교적 값비싼 기술이다.
다른 감지 및 레인징 기술 - 광 검출 및 레인징(Light Detection and Ranging)(LIDAR) - 은 레이저(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)(laser) 소스로부터의 자외선, 가시광선 또는 근적외선 스펙트럼에서 광의 펄스로 타겟을 조명함으로써 타겟의 거리 또는 다른 특성을 측정할 수 있는 원격 광 감지 기술이다. LIDAR 시스템은 코히어런트 및 인코히어런트 탐지 시스템을 모두 포함하고, 이 탐지 시스템은 각각 두 가지 유형의 펄스 모델 - 마이크로펄스 및 고에너지 시스템 - 을 더 포함한다. 마이크로펄스 시스템은 레이저에서 훨씬 적은 에너지를 사용하고 일반적으로 "눈에 안전(eye-safe)"하다. 고에너지 시스템은 대기 연구를 수행하는데 좀더 통상적으로 사용된다. 모바일 플랫폼(예를 들면, 차량, 위성 등)에 탑재되는 LIDAR 센서는 센서의 절대 위치 및 방향을 결정하기 위한 계측을 필요로 한다. 그러한 계측은 일반적으로 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System)(GPS) 수신기 및 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit)(IMU)를 포함한다. RADAR와 유사하게, LIDAR는 단지 물체간 거리를 결정할 수 있고, 물체간 위치 정보에 대한 임의의 결정은 간접적으로 추정된다. LIDAR는 일반적으로 SONAR 및 RADAR와 같은 다른 레인징 기술보다 더 나은 정확도와 더 높은 해상도를 제공하지만 LIDAR는 또한 구현하기에 훨씬 더 비싸다.
아래의 상세한 설명을 통하여, 본 발명의 일부를 형성하는 첨부 도면을 참조할 것이다. 첨부 도면은 반드시 일정한 비율로 그려지지는 않는다. 각각의 도면에 대한 간단한 설명은 다음과 같다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 사용하는 차량 사이의 상호작용에 대한 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 대안의 실시예에 따른 시스템을 사용하는 차량 사이의 상호작용에 대한 개략도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 컴포넌트를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 1d는 도 1b에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 컴포넌트를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 1e는 도 1a 및 도 1c에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 신호의 송수신에 대한 개략도이다.
도 1f는 도 1b 및 도 1d에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 신호의 송수신에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 차량 사이의 대형(formation)에서 범위를 결정하기 위한 예시적 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 위치 기술을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 4는 본 발명의 하나 이상의 추가의 실시예에 따른 차량 사이의 상호작용에 대한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 하나 이상의 추가의 실시예에 따른 차량 사이의 상호 작용에 대한 개략도이다.
본 발명의 실시예는 하나 이상의 신호 센서와 하나 이상의 신호원을 사용하여 상대 위치 정보를 결정하기 위한 시스템, 방법, 장치 및 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이다. 본 발명의 하나 이상의 특정 실시예는 제 2 차량에 대한 제 1 차량의 또는 그 역의 하나 이상의 위치를 결정하기 위한 시스템, 방법, 장치 및 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이고, 여기서 제 1 차량은 제 2 차량과 관련된 하나 이상의 신호원으로부터 수신되는 하나 이상의 신호를 검출하는 관련된 하나 이상의 신호 센서를 구비한다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 특정 실시예가 도시되는 첨부 도면을 참조하여 아래에 더 완전하게 설명된다. 그러나 본 발명은 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있고 본 명세서에서 제시되는 실시예로 제한되는 것으로 해석되지 말아야 하고, 오히려 이러한 실시예는 본 발명이 철저하고 완전하고 당해 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에게 개시된 주제의 범위를 완전히 전달할 수 있도록 제공된다. 유사한 번호는 전체적으로 유사한 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 예시적인 실시예는 이제 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1a는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 시스템을 사용하는 두 대의 차량 사이의 상호 작용을 도시하는 개략도이다. 본 발명을 통하여 차량이라는 용어는 자동차, 오토바이, 모페드, 스쿠터, 자전거, 다른 이륜차, 모든 지형 차량(all-terrain vehicle)(ATV), 트럭, 경량 트럭, 중량 트럭, 픽업 트럭, 미니밴, 크로스오버 유틸리티 차량(crossover utility vehicle)(CUV), 밴, 상용차, 전용 차량, 스포츠 유틸리티 차량(sport utility vehicle)(SUV), 트랙터-트레일러, 비행기, 헬리콥터, 다른 항공기, 우주선, 위성, 또는 의사소통 및 감각 기능을 갖춘 다른 적절한 모바일 물체를 지칭할 수 있지만 여기에 한정되지는 않는다. 그러나 본 발명의 실시예는 두 개의 시스템 사이의 전자 통신이 구현될 수 있는 다른 수송 또는 비수송 관련 애플리케이션에서 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다.
또한, 본 발명을 통하여 "위치(position)" 또는 "위치 벡터(position vector)"라는 용어는 3차원 공간에서의 벡터(예를 들면, <x, y, z>)를 지칭할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 정의된 좌표계 내에서 물체의 위치에 대해 해결하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, z 좌표는 알려질 수 있고, 이 경우 그러한 실시예에 따른 기술이 위치 벡터의 x 및 y 좌표에 대해서만 해결하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, "거리"라는 용어는 위치 벡터의 빗변(또는 크기)을 지칭할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 제 1 차량(100A)은 이와 관련된 신호 센서(102)를 구비할 수 있다. 도 1c를 참조하면, 신호 센서(102)는 차량(100A)과 관련된 신호 검출 유닛(108)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 신호 검출 유닛(108)은 하나 이상의 프로세서(109), 하나 이상의 프로세서(109)에 동작가능하게 결합되는 메모리(110) 및 메모리(110)에 동작가능하게 결합되는 위상 차 검출기(111)를 추가로 포함할 수 있다. 위상 차 검출기(111) 및/또는 하나 이상의 프로세서(109)는 하나 이상의 디지털 신호 처리기(digital signal processor)(DSP)를 포함할 수 있다. 제 1 차량(100A)은 하나 이상의 프로세서(109)에 의해 제어되도록 구성되는 하나 이상의 차량 제어 유닛(112) 및 하나 이상의 입출력 제어 유닛(113)을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 차량 제어 유닛(112)은 하나 이상의 차량 컴포넌트(114)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 입출력 제어 유닛(113) 차량(100A)과 관련하여 제공되는 사용자 인터페이스(user interface)(UI)(115)를 제어하도록 구성될 수 있다.
제 2 차량(100B)은 세 개의 신호원(101A-101C)을 포함할 수 있다. 도 1a 및 도 1c를 참조하면, 신호원(101A-101C)은 각각 전파 경로(103A-103C)를 따라 이동할 수 있는 각각의 대응 신호(118A-118C)를 방출하도록 구성될 수 있다. 좌표계(104)는 제 2 차량(100B)과 관련하여 정의될 수 있다. 좌표계(104)는 신호원(101A-101C) 근방에, 가령 예를 들면 신호원(101B)의 수직으로 아래에 위치하는 중심 좌표(104A)를 구비할 수 있다. 그러나 다른 실시예에서, 좌표계(104)는 차량(100B)과 관련된 신호원(101A-101C)에 상대적으로 근접한 임의의 공간 위치에 중심을 둘 수 있다.
차량(100A)과 관련된 신호 센서(102)는 각각 신호원(101A-101C)으로부터 수신되는 신호(118A-118C)를 검출하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 신호원(101A-101C)은 각각 임의의 적절한 파장, 강도 및 코히어런스에서 방사선을 방출할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 신호원(101A-101C)에 의해 방출되는 방사선은 단색 또는 다색일 수 있고 자외선(ultraviolet)(UV), 근-자외선(near-ultraviolet)(near-UV), 적외선(infrared)(IR) 또는 가시 범위에 있을 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 신호원(101A-101C)은 각각 UV, 근-자외선, IR 또는 가시 파장 범위에서 방사선을 방출하는 발광 다이오드(light-emitting diode)(LED)일 수 있다.
신호원(101A-101C)이 LED인 그러한 실시예에서, 각각의 LED는 펄스 신호를 발생하도록 전기적으로 제어될 수 있다. 예를 들면, 도 1c를 참조하면, 신호 발생기(116)는 펄스 신호(118A-118C)를 동시에 방출하기 위해 신호원(101A-101C)을 전기적으로 제어하는 차량(100B)과 관련하여 제공될 수 있다(예를 들면, 신호원은 동시에 턴 온 및 오프 될 수 있다).
위에서 설명된 바와 같이, 각각의 신호원(101A-101C)은 각각의 대응 신호(118A-118C)(예를 들면, 레인징 파형)를 송신할 수 있다. 신호원(101A-101C)에 의해 송신되는 신호(118A-118C)는 각각 전파 경로(103A-103C)를 따라 이동할 수 있다. 신호(118A-118C)는 예를 들면 진폭-시프트 키잉(amplitude-shift keying)(ASK) 변조와 같은 진폭 변조(amplitude modulation)(AM), 예를 들면 하나 이상의 유형의 위상-시프트 키잉(phase-shift keying)(PSK)과 같은 위상 변조, 예를 들면 하나 이상의 유형의 주파수-시프트 키잉(frequency-shift keying)(FSK)과 같은 주파수 변조, 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation)(QAM), 또는 임의의 다른 변조 기술을 포함하지만 여기에 한정되지 않는 임의의 적절한 아날로그 또는 디지털 변조 기술을 사용하여 변조될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에서, 하나 이상의 부반송파 신호는 각각의 신호(118A-118C)에 부가될 수 있고, 부반송파 신호는 위상 변조되거나 주파수 변조될 수 있다. 또한, 부반송파 신호는 직교 주파수-분할 멀티플렉싱(orthogonal frequency-division multiplexing)(OFDM)으로 변조될 수 있다. 비-제한 예로서, 신호원(101A-101C)은 각각 고주파 ON 및 OFF 키 파형을 발생하도록 펄스화 되는 LED를 나타낼 수 있다. 온-오프 키잉(on-off keying)(OOK)은 디지털 데이터를 반송파의 존재 또는 부재로 나타내는 ASK 변조의 일 유형이다.
신호(118A-118C)는 각각 신호 검출 유닛(108)에 알려질 수 있는 다른 OOK 주파수로 변조될 수 있다. 대안으로, 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 각각의 신호원(101A-101C)은 동일한 OOK 주파수를 구비하는 각각의 대응 신호(118A-118C)를 방출할 수 있다. 신호(118A-118C)는 각각 약 20 MHz 내지 약 70 MHz의 범위의 주파수로 변조될 수 있다. 그러나 다른 주파수도 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 일반적으로, 신호(118A-118C)는 위치 기술이 신호를 분석하는데 사용될 수 있도록 하기에 충분할 정도로 높지만 위상 에일리어싱(aliasing)을 유발할 정도로 높지는 않은 주파수에서 변조된다. 신호(118A-118C)의 비행 시간이 신호의 주기의 1/2을 초과하면 위상 에일리어싱이 발생할 수 있다.
신호 검출 유닛(108)은 신호원(101A-101C)으로부터 각각 방출되는 신호(118A-118C)를 검출할 수 있다. 신호(118A-118C)가 각각 이동하는 전파 경로는 길이가 변할 수 있기 때문에 신호원(101A-101C)에 의해 방출되는 신호(118A-118C)는 다른 시간에 신호 센서(102)에 도착할 수 있다. 위상 차 검출기(111)는 신호 센서(102)에 의해 수신되는 신호(118A-118C)의 각각의 쌍 사이의 위상 변이를 결정하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 위상 차 검출기(111)는 주파수 영역에서 신호(118A-118C)를 처리하도록 구성될 수 있다. 즉, 위상 차 검출기(111)는 각각 다른 신호에 대해 신호(118A-118C) 각각에 대한 위상 변이를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 1e를 참조하면 신호(118A)와 신호(118B) 사이의 위상 변이φ1, 신호(118B)와 신호(118C) 사이의 위상 변이φ2 , 신호(118A)와 신호(118C) 사이의 위상 변이φ3은 위상 차 검출기(111)에 의해 측정될 수 있다.
두 개의 신호 사이의 위상 변이 또는 위상 차는 라디안으로 2*π*f*τ로 제공될 수 있고, 여기서 f는 신호의 주파수를 나타내고 τ는 신호에 의해 사용되는 상이한 전파 경로로 인해 신호 센서에서 신호의 수신시 시간 지연을 나타낸다. 신호(118A-118C)의 각각의 쌍 사이의 위상 변이 φ1, φ2 , φ3은 위상 차 검출기(111)에 의해 측정될 수 있고, 위의 관계를 이용하여 측정된 위상 변이를 기초로 시간 값의 세트를 결정하도록 구성될 수 있는 신호 검출 유닛(108)의 하나 이상의 프로세서(109)에 전송될 수 있다. 시간 값의 세트는 수신된 신호(118A-118C)의 각각의 쌍 사이의 시간 지연을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 시간 값의 세트는 각각 신호(118A, 118B), 신호(118B, 118C) 및 신호(118A, 118C)의 신호 센서(102)에서 수신 또는 탐지 시간의 차를 나타내는 값 τ1, τ2, τ3을 포함할 수 있다.
충분한 신호 대 잡음 비(signal-to-noise ratio)(SNR)를 위해, 위상 차 검출기(111)는 약 150ps의 지연에 대응하는 몇 도의 위상 변이를 측정할 수 있다. 신호 사이의 위상 변이를 몇 도의 정확도로 결정하는 것은 약 40dB의 SNR과 약 100Hz의 탐지 대역폭을 필요로 할 수 있다. 신호 센서(102)에 존재하는 SNR은 신호(118A-118C)의 송신 전력, 신호 센서(102)의 렌즈의 크기 또는 디지털 신호 프로세서 대역폭을 포함하지만 여기에 한정되지 않는 다양한 요소에 의해 영향을 받을 수 있다.
신호 센서(102)는 위상 차 검출기(111)가 신호(118A-118C) 사이의 위상 변이를 결정하도록 하기 위해 신호원(101A-101C)으로부터 수신되는 신호(118A-118C)를 공간적으로 분리할 수 있는 주 어레이일 수 있다. 도 1e를 참조하면, 신호 센서(102)는 광학 렌즈(117)를 포함하는 비-이미징 센서 어레이일 수 있다. 신호(118A-118C)는 렌즈(117)의 한 면에 수렴할 수 있고 렌즈의 반대 면에서 공간적으로 분리될 수 있다. 신호 센서(102)는 픽셀 센서(119A-119C)를 더 포함할 수 있고, 각각의 픽셀 센서는 신호(118A-118C)의 각각의 대응 신호를 검출한다. 위상 차 검출기(111)는 픽셀 센서(119A-119C)에서 수신되는 신호(118A-118C) 사이의 위상 변이를 측정할 수 있다.
신호 센서(102)는 또한 적합한 픽셀 밀도를 갖는 이미징 센서 어레이일 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 또한, 신호 센서(102)는 신호 사이의 위상 변이가 신호 센서(102)에 의해 수신될 때 결정될 수 있도록 신호(118A-118C)의 주파수를 샘플링할 수 있을 정도의 충분히 높은 프레임 속도를 갖는 스캐닝 어레이일 수 있다.
아래에 좀 더 상세히 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 프로세서(109)는 거리 표현의 세트를 생성하도록 구성될 수 있다. 각각의 거리 표현은 신호원(101A-101C) 중 하나와 신호 센서(102) 사이의 거리를 나타낼 수 있다. 하나 이상의 프로세서(109)는 또한 거리 표현의 세트와 시간 값의 세트를 기초로 거리 수학식의 세트를 결정하도록 구성될 수 있다. 추가로, 하나 이상의 프로세서(109)는 또한 제 2 차량(100B)과 관련하여 또는 좀 더 구체적으로 신호원(101A-101C)과 관련하여 한정되는 좌표계 내에서 제 1 차량(100A)의 위치(예를 들면, 신호 센서(102)의 위치)를 결정하기 위해 거리 수학식의 세트를 풀도록 구성될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 결정된 위치는 협력 운전, 충돌 회피 및/또는 충돌 경고 기능을 가능하게 하도록 이용될 수 있다. 비-제한 예로서, 하나 이상의 프로세서(109)는 결정된 위치를 하나 이상의 차량 제어 유닛(112)에 출력하고, 하나 이상의 차량 제어 유닛(112)은 차량(100A)의 속도 및 가속도를 변경하거나, 충돌 회피 또는 충돌 안전성 측정을 개시하거나, 차량(100A)의 사용자 또는 차량(100B)의 사용자에게 경고 표시를 제공하도록 하기 위해 결과적으로 하나 이상의 차량 컴포넌트(114)를 제어할 수 있다. 다른 비-제한 예로서, 하나 이상의 프로세서(109)는 결정된 위치를 하나 이상의 입출력 제어 유닛(113)에 출력할 수 있고, 하나 이상의 입출력 제어 유닛(113)은 차량(100A)의 사용자(예를 들면, 운전자)에게 결정된 위치의 표시 및 하나 이상의 잠재적 경고 표시를 제공하기 위해 결과적으로 사용자 인터페이스(115)를 제어할 수 있다. 사용자 인터페이스(115)는 또한 사용자가 결정된 위치를 기초로 하나 이상의 차량 제어 유닛(112)을 통해 하나 이상의 차량 컴포넌트(114)를 제어할 수 있게 하는 기능을 차량(100A)의 사용자에게 제공할 수 있다.
신호원(101A-101C) 및 신호 센서(102)는 도 1a에 도시되는 실시예에 도시된다. 그러나 많은 다른 구성이 본 발명의 범위 내에 있다. 차량(100B)은 본 발명과 관련된 임의의 개수의 신호원을 구비할 수 있다. 유사하게, 차량(100A)은 본 발명과 관련된 임의의 개수의 신호 센서를 구비할 수 있다. 비-제한 예로서, 특정 실시예에서 차량(100B)은 세 개의 신호원의 하나 이상의 추가 그룹을 포함할 수 있고, 차량(100A)은 세 개의 신호원의 각각의 그룹이 각각의 신호를 각각의 신호 센서에 송신하도록 추가의 신호 센서를 포함할 수 있다. 이와 같이, 다양한 구성이 예를 들면 차량 사이의 각 편차 또는 변위를 결정하기 위해 사용될 수 있는 다른 차량과 관련하여 차량의 다수의 위치를 결정하기 위해 제공되는 본 발명의 범위 내에 있다. 또한, 신호원(101A-101C)이 차량의 정면에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 다른 구성이 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, 추가의 신호원이 차량(100B)의 정면, 측면, 지붕 또는 후면에 위치할 수 있다. 유사하게, 추가의 신호원이 차량(100A)의 정면, 지붕, 측면 또는 후면에 위치할 수 있다.
도 1b는 본 발명의 하나 이상의 다른 실시예에 따른 두 대의 차량 사이의 상호 작용을 도시한다. 도 1b는 본 발명과 관련되는 세 개의 신호 센서(106A-106C)를 구비하는 제 1 차량(100C)을 개략적으로 도시한다. 도 1d를 참조하면, 신호 센서(106A-106C)는 제 1 차량(100C)과 관련되는 신호 검출 유닛(120)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 좌표계(105)는 제 1 차량(100C)과 관련하여 정의될 수 있다. 좌표계(105)는 신호 센서(106A-106C)의 근방에, 예를 들면 신호 센서(106B)의 수직으로 아래에 위치하는 중심 좌표(105A)를 구비할 수 있다. 그러나 많은 다른 구성이 본 발명의 범위 내에 있다. 좌표계(105)는 신호 센서(106A-106C)의 비교적 근방에 있는 임의의 공간 위치에 중심을 둘 수 있다. 신호원(128)은 제 2 차량(100D)과 관련될 수 있다. 신호원(128)은 전파 경로(107A-107C)를 따라 이동하는 신호(130)를 방출할 수 있다.
차량(100C)과 관련되는 신호 검출 유닛(120)은 신호원(128)으로부터 수신되는 신호(130)를 검출하도록 구성될 수 있다. 도 1a에 도시되는 본 발명의 실시예와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 신호원(128)은 임의의 적합한 파장, 강도 및 코히어런스에서 방사선을 방출할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 즉, 신호원(128)에 의해 방출되는 방사선은 단색 또는 다색일 수 있고, UV, 근자외선, IR 또는 가시 범위에 있을 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 신호원(128)은 UV, 근자외선, IR 또는 가시 파장 범위에서 방사선을 방출하는 LED일 수 있다. 신호원(128)은 펄스 신호를 발생하도록 전기적으로 제어될 수 있다. 예를 들면, 도 1d를 참조하면 신호 발생기(129)는 펄스 신호(130)를 방출하도록 하기 위해 신호원(128)을 전기적으로 제어하는 차량(100D)과 관련하여 제공될 수 있다. 둘 이상의 신호원(128)이 제공되는 경우, 신호원은 동시에 턴 온 및 오프 되도록 구성될 수 있다.
신호원(128)에 의해 방출되는 신호(130)는 예를 들면 진폭-시프트 키잉(amplitude-shift keying)(ASK) 변조와 같은 진폭 변조(amplitude modulation)(AM), 예를 들면 하나 이상의 유형의 위상-시프트 키잉(phase-shift keying)(PSK)과 같은 위상 변조, 예를 들면 하나 이상의 유형의 주파수-시프트 키잉(frequency-shift keying)(FSK)과 같은 주파수 변조, 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation)(QAM), 또는 임의의 다른 변조 기술을 포함하지만 여기에 한정되지 않는 임의의 적절한 아날로그 또는 디지털 변조 기술을 사용하여 변조될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에서, 하나 이상의 부반송파 신호가 신호(130)에 부가될 수 있고, 부반송파 신호는 위상 변조 또는 주파수 변조될 수 있다. 또한, 부반송파 신호는 직교 주파수-분할 멀티플렉싱(orthogonal frequency-division multiplexing)(OFDM)으로 변조될 수 있다. 비-제한 예로서, 신호원(128)은 고주파 ON 및 OFF 키 파형을 발생하도록 펄스화 되는 LED일 수 있다. 온-오프 키잉(on-off keying)(OOK)은 디지털 데이터를 반송파의 존재 또는 부재로 나타내는 ASK 변조의 일 유형이다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 다른 OOK 주파수는 방출된 신호(130)로 변조될 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 대안의 실시예에서, 신호원(128)에 의해 방출되는 신호(130)는 단일 OOK 주파수를 가질 수 있다.
신호 검출 유닛(120)은 하나 이상의 프로세서(121), 하나 이상의 프로세서(121)에 동작 가능하게 결합되는 메모리(122), 및 메모리(122)에 동작 가능하게 결합되는 위상 차 검출기(123)를 더 포함할 수 있다. 제 1 차량(100C)은 하나 이상의 프로세서(121)에 의해 제어되도록 구성되는 하나 이상의 차량 제어 유닛(124) 및 하나 이상의 입출력 제어 유닛(125)을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 차량 제어 유닛(124)은 하나 이상의 차량 컴포넌트(126)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 입출력 제어 유닛(125)은 사용자 인터페이스(user interface)(UI)를 제어하도록 구성될 수 있다.
신호원(128)에 의해 방출되는 신호(130)는 각각 전파 경로(107A-107C)를 따라 이동할 수 있다. 각각의 신호 경로는 길이가 변할 수 있기 때문에, 신호(130)는 다른 시간에 신호 검출 유닛(124)의 신호 센서(106A-106C)에 도착할 수 있다. 신호 검출 유닛(120)의 위상 차 검출기(123)는 각각의 신호 센서(106A-106C)에 의해 신호(130)의 수신 또는 탐지시 신호 사이의 위상 변이 또는 위상 차를 결정하도록 구성될 수 있다. 측정된 위상 변이는 측정된 위상 변이를 기초로 시간 값의 세트를 결정하도록 구성될 수 있는 신호 검출 유닛(120)의 하나 이상의 프로세서(121)에 전송될 수 있다.
신호(130)는 약 20MHz 내지 약 70MHz의 범위에 있는 주파수로 변조될 수 있다. 그러나 다른 주파수도 본 발명의 범위 내에 있다. 일반적으로, 신호(130)는 신호 센서(106A-106C)에 의해 수신될 때 위치 기술이 신호를 분석하는데 사용되도록 하기에 충분한 높은 주파수이지만 위상 에일리어싱을 생성할 정도로 높지는 않은 주파수에서 변조될 수 있다. 전파 경로(107A-107C)를 따라서 있는 신호(130)의 비행 시간이 신호의 주기의 1/2을 초과하지 않으면, 위상 에일리어싱이 발생할 수 있다.
도 1a에 도시되는 본 발명의 실시예와 유시하게, 신호 검출 유닛(120)은 신호원(128)으로부터 방출되는 신호(130)를 검출할 수 있다. 신호(130)는 길이가 변할 수 있는 전파 경로(107A-107C)를 따라 이동하기 때문에, 신호(130)는 다른 시간에 각각의 신호 센서(106A-106C)에 도착할 수 있다. 위상 차 검출기(123)는 신호 센서(106A-106C)에서 수신되는 신호(130) 사이의 위상 변이를 결정하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 위상 차 검출기(123)는 수신된 신호(130)를 주파수 영역에서 처리하도록 구성될 수 있다. 즉, 위상 차 검출기(123)는 각각의 다른 신호 센서(106A-106C)에서 수신되는 신호(130)에 대해 각각의 신호 센서(106A-106C)에서 수신되는 신호(130)의 위상 변이를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 1f를 참조하면, 신호 센서(106A)에서 수신되는 신호(130)와 신호 센서(106B)에서 수신되는 신호(130) 사이의 위상 변이φ1, 신호 센서(106B)에서 수신되는 신호(130)와 신호 센서(106C)에서 수신되는 신호(130) 사이의 위상 변이φ2, 신호 센서(106A)에서 수신되는 신호(130)와 신호 센서(106C)에서 수신되는 신호 사이의 위상 변이φ3은 도 1a에 도시되는 실시예에 대하여 위에서 설명된 것과 유사한 방식으로 위상 차 검출기(123)에 의해 측정될 수 있다.
측정된 위상 변이φ1 , φ2 , φ3 은 위상 차 검출기(123)에 의해 메모리(122)를 통해 측정된 위상 변이를 기초로 시간 값의 세트를 결정하도록 구성될 수 있는 신호 검출 유닛(120)의 하나 이상의 프로세서(121)에 전송될 수 있다. 시간 값의 세트에서 각각의 값은 신호 센서(106A-106C) 중 하나에서의 신호(130)의 수신과 다른 신호 센서(106A-106C) 중 하나에서의 신호(130)의 수신 사이의 시간 지연 차를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 시간 값의 세트는 각각 신호 센서(106A, 106B)에서, 신호 센서(106B, 106C)에서 및 신호 센서(106A, 106C)에서의 신호(130)의 수신 또는 탐지 시간의 차를 나타내는 값τ1, τ2, τ3을 포함할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(121)는 거리 표현의 세트를 생성하도록 구성될 수 있다. 각각의 거리 표현은 신호원(128)과 신호 센서(106A-106C) 중 하나 사이의 거리를 나타낼 수 있다. 하나 이상의 프로세서(121)는 거리 표현의 세트와 시간 값의 세트를 기초로 거리 수학식의 세트를 결정하도록 더 구성될 수 있다. 추가로, 하나 이상의 프로세서(121)는 또한 제 1 차량(100C)과 관련하여, 더 구체적으로는 신호 센서(106A-106C)와 관련하여 정의되는 좌표계(105) 내의 제 2 차량(100D)과 관련된 위치(예를 들면, 신호원(128)의 위치)를 결정하기 위해 거리 수학식의 세트를 풀도록 구성될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 결정된 위치는 협력 운전, 충돌 방지 및/또는 충돌 경고 기능을 가능하게 하도록 이용될 수 있다. 비-제한 예로서, 하나 이상의 프로세서(121)는 결정된 위치를 하나 이상의 차량 제어 유닛(121)에 출력하고, 하나 이상의 차량 제어 유닛(121)은 차량(100C)의 속도 또는 가속도를 변경하거나, 충돌 회피 또는 충돌 안전성 측정을 개시하거나, 차량(100C)의 사용자 또는 차량(100D)의 사용자에게 경고 표시를 제공하도록 하기 위해 결과적으로 하나 이상의 차량 컴포넌트(126) 제어할 수 있다. 다른 비-제한 예로서, 하나 이상의 프로세서(121)는 결정된 위치를 하나 이상의 입출력 제어 유닛(125)에 출력할 수 있고, 하나 이상의 입출력 제어 유닛(125)은 차량(100C)의 사용자(예를 들면, 운전자)에게 결정된 위치의 표시 및 하나 이상의 잠재적 경고 표시를 제공하기 위해 결과적으로 사용자 인터페이스(127)를 제어할 수 있다. 사용자 인터페이스(127)는 또한 사용자가 결정된 위치를 기초로 하나 이상의 차량 제어 유닛(124)을 통해 하나 이상의 차량 컴포넌트(126)를 제어할 수 있게 하는 기능을 차량(100C)의 사용자에게 제공할 수 있다.
신호 센서(106A-106C)는 각각 포토다이오드, 광 검출기, 포토다이오드로 작동하도록 역-바이어스되는 LED, 포토트랜지스터, 포토레지스터, 포토튜브, 광전지, 양자입자 광도전체, 전하-결합 소자(charge-coupled device)(CCD), 능동 픽셀 센서를 포함하지만 여기에 한정되지 않는 당해 기술에서 공지된 임의의 광감지 또는 광탐지 장치일 수 있다. 위의 목록은 완전한 목록으로 의도되지는 않고, 당해 기술에서 이제 공지되거나 미래에 개발될 수 있는 임의의 적절한 신호 센서가 사용될 수 있다.
세 개의 신호 센서(106A-106C) 및 하나의 신호원(128)이 도 1B에 도시되는 본 발명 실시예에 도시된다. 그러나 다수의 다른 구성이 본 발명의 범위 내에 있다. 차량(100D)은 이와 관련된 임의의 수의 신호원을 구비할 수 있다. 유사하게, 차량(100C)은 이와 관련된 임의의 수의 신호 센서를 구비할 수 있다. 비-제한 예로서, 특정 실시예에서, 차량(100D)은 하나 이상의 추가의 신호원을 포함할 수 있고, 차량(100C)은 세 개의 신호 센서의 각각의 그룹이 각각의 신호원으로부터 송신된 신호를 수신하도록 세 개의 신호 센서의 추가의 그룹을 포함할 수 있다. 그러한 방식으로, 차량(100C, 100D) 사이의 다수의 상대적 위치가 결정될 수 있고, 이것은 결과적으로 차량(100C, 100D) 사이의 각 편차 또는 변위를 결정하도록 사용될 수 있다. 또한, 신호원(128)이 차량(100D)의 후면에 배치되는 것으로 도시되어 있지만 다른 구성이 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, 추가의 신호원이 차량(100D)의 정면, 측면, 지붕 또는 후면에 위치할 수 있다. 유사하게, 신호 센서(106A-106C)가 차량(100C)의 정면에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 추가의 신호 센서가 차량(100C)의 정면, 지붕, 측면 또는 후면에 위치할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 패킷 구조는 신호 탐지 유닛에 정보를 전달하도록 사용될 수 있고, 여기서 정보는 각각의 대응 신호원에 관한 것이다. 아래의 논의는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 적용할 수 있고, 따라서 임의의 특정 실시예를 참조하지 않고 일반적인 관점에서 제시될 것이다. 각각의 패킷 구조는 아래에 도시된다.
Figure 112014091491238-pct00001
위에 도시된 패킷 구조를 참조하면, 동기화 필드는 비트 동기화를 얻기 위해 사용될 수 있고, 차량 ID 필드는 신호원이 관련되는 차량을 고유하게 식별하는 식별자를 포함할 수 있고, <x, y, z> 필드는 위에서 설명된 바와 같이 차량에 관련하여 정의되는 좌표계 내의 공간 좌표일 수 있는 신호원과 관련되는 공간 좌표를 포함할 수 있다. 위에서 패킷 구조로 도시되는 나머지 필드는 신호원으로부터 방출되는 신호를 참조할 수 있다. 신호가 OOK 레인징 파형으로 언급되고 있지만, 신호는 위에서 설명되는 임의의 변조 구조에 따라 변조될 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 동기화 필드, 차량 ID 필드 및 신호원 공간 좌표 필드는 신호원으로부터 방출되는 신호의 변조를 통하여 송신될 수 있다. 비-제한 예로서, 신호원으로부터 방출되는 신호는 다른 비-레인징 필드와 관련된 디지털 데이터를 전달하기 위해 임의의 적합한 변조 방식(예를 들면, 주파수-시프트 온-오프 키잉(on and off keying)(OOK), 맨체스터 인코딩 등)을 사용하여 주파수 변조될 수 있다.
본 발명의 실시예는 종래의 시스템에 비해 여러 가지 장점을 제공한다. 예를 들면, 본 발명의 실시예는 예를 들면 SONAR와 관련되는 비교적 저렴한 비용으로 LIDAR의 정확도를 제공하는 차량 사이의 상대 위치 정보를 결정하기 위한 위치 시스템 및 기술에 관한 것이다. 또한, LIDAR, RADAR 및 SONAR와 같은 레인징 기술은 본 발명의 실시예에 따라 물체 사이의 위치 정보를 결정할 수 없다. LIDAR는 예를 들면 단지 레인지 정보를 결정할 수 있을 뿐이고, 공간 또는 각 관계는 레이저의 방향성을 기초로 간접적으로 결정되어야 한다.
도 1a에 도시되는 실시예의 임의의 신호원(101A-101C) 또는 도 1B에 도시되는 실시예의 임의의 신호원(128)은 각각 차량(100B, 100D)의 시그널링 광의 일부로서 제공될 수 있다. 더 구체적으로, 신호원(101A-101C) 또는 신호원(128)은 각각 하나 이상의 차량 시그널링 광의 일부로서 제공된다. 하나 이상의 시그널링 광은 후미 등, 브레이크 등, 후진 등, 헤드라이트, 사이드 등, 미러 등, 안개 등, 로 빔, 하이 빔, 추가 기능 등 또는 그 결합을 포함하지만 여기에 한정되지 않는 적절한 시그널링 광을 포함할 수 있다. 대안으로, 임의의 시그널링 광에 대해 독립적으로 신호원(101A-101C)은 차량(100B)에 위치하거나 신호원(128)은 차량(100D)에 위치할 수 있고 차량 운전자가 방출된 방사선을 시그널링 광에 의해 제공되는 다른 표시와 혼돈하지 않도록 비-가시 방사선을 방출하도록 구성될 수 있다.
신호원(101A-101C) 또는 신호원(128)은 LED, 백열등, 할로겐 램프, 형광 램프, 소형 형광 램프, 가스 방전 램프, 레이저(light amplification by stimulated emission of radiation)(laser), 다이오드 레이저, 가스 레이저, 고체 상태 레이저 또는 그 결합을 포함할 수 있지만 여기에 한정되지 않는다.
하나 이상의 프로세서(109) 또는 하나 이상의 프로세서(121)는 중앙 처리 장치(central processing unit)(CPU), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor)(DSP), 축소 명령 세트 프로세싱 유닛(reduced instruction set computer)(RISC), 복합 명령 세트 컴퓨터(complex instruction set computer)(CISC), 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA) 또는 이들의 임의의 결합을 제한 없이 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(109) 또는 하나 이상의 프로세서(121)는 인텔® 아톰® 프로세서 제품군과 같은 인텔® 프로세서 제품군을 형성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(109) 또는 하나 이상의 프로세서(121)는 하나 이상의 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit)(ASIC) 또는 주문형 표준 제품(application-specific standard product)(ASSP)을 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(109) 또는 하나 이상의 프로세서(121)는 일반적인 차량의 메인 컴퓨터 시스템의 일부일 수 있다. 메인 컴퓨터 시스템은 본 발명 다양한 실시예에서 엔진 제어, 송신 제어 및 다양한 컴포넌트 제어와 같은 차량의 운전의 다양한 양태를 관리할 수 있다. 다른 실시예에서, 신호 검출 유닛(108) 또는 신호 검출 유닛(120)은 차량간 통신을 제어하는 분리된 단독 시스템일 수 있다. 추가로, 특정 실시예에서 신호 검출 유닛(108) 또는 신호 검출 유닛(120)은 차량에 통합될 수 있는 반면, 다른 실시예에서 차량의 다음 제품 및/또는 차량의 초기 구성에 부가될 수 있다.
메모리(110 또는 122)는 자기 저장 장치, 랜덤 액세스 메모리(random access memory)(RAM), 다이나믹 RAM(dynamic RAM)(DRAM), 스태틱 RAM(static RAM)(SRAM), 동기 다이나믹 RAM(synchronous dynamic RAM)(MSDRAM), 데이터 2배속 SDRAM(double data rate (DDR) SDRAM)(DDR-SDRAM), RAM-BUS DRAM(RDRAM), 플래시 메모리 장치, 전기적 소거가능 프로그래머블 판독 전용 메모리(electrically erasable programmable read-only memory)(EEPROM), 비-휘발성 RAM(non-volatile RAM)(NVRAM), 범용 직렬 버스(universal serial bus)(USB) 제거가능 메모리 또는 그 결합을 포함하지만 여기에 한정되지 않는 하나 이상의 휘발성 및/또는 비-휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(115) 또는 사용자 인터페이스(127)는 하나 이상의 프로세서(109) 또는 하나 이상의 프로세서(121)와 통신하기 위해 사용자에 의해 사용될 수 있는 임의의 공지의 입력 장치, 출력 장치 또는 입출력 장치일 수 있고, 터치 패널, 키보드, 디스플레이, 스피커, 스위치, 시각 표시, 음성 표시, 촉각 표시, 음성-텍스트 엔진 또는 그 결합을 포함할 수 있지만 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 사용자 인터페이스(115) 또는 사용자 인터페이스(127)는 각각 신호 검출 유닛(108) 또는 신호 검출 유닛(120)을 선택적으로 활성화 또는 비활성화하기 위해 차량(100A)의 운전자 또는 차량(100C)의 운전자와 같은 운전자에 의해 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 사용자 인터페이스(115) 또는 사용자 인터페이스(127)는 하나 이상의 제어 신호를 각각 하나 이상의 차량 제어 유닛(112) 또는 하나 이상의 차량 제어 유닛(124)에 제공하여, 차량(100A)의 하나 이상의 컴포넌트(114) 또는 차량(100C)의 하나 이상의 컴포넌트(126)를 제어하기 위해 하나 이상의 프로세서(109) 또는 하나 이상의 프로세서(121)를 제어하도록 사용될 수 있다. 하나 이상의 차량 컴포넌트(114) 또는 하나 이상의 차량 컴포넌트(126)는 브레이크, 엔진, 변속기, 급유, 스로틀 밸브, 클러치 또는 이들의 임의의 결합을 포함하지만 이것으로 한정되지 않는다.
도 2는 도착 시간 차(Time Difference of Arrival)(TDOA) 기술을 사용하여 차량 사이의 위치 정보를 결정하는 예시적인 방법을 도시한다. TDOA 기술은 차량(100A)과 관련되는 신호 센서(102)가 차량(100B)과 관련되는 각각의 대응하는 세 개의 신호원(101A-101C)으로부터 세 개의 신호(118A-118C)를 수신하는 도 1a에 도시되는 실시예를 참조하여 설명될 것이다. 그러나 본 발명의 실시예 따른 방법은 도 1b에 도시되는 본 발명의 실시예를 포함하지만 이것으로 한정되지 않는 신호 센서 및 신호원의 임의의 구성에 적용할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 2를 참조하면, 블록(201)에서 위상 차 검출기(111)는 각각 신호(118A)와 신호(118B) 사이, 신호(118B)와 신호(118C) 사이, 신호(118A)와 신호(118C) 사이의 위상 변이φ1 , φ2 , φ3 을 측정한다. 위상 차 검출기(111)는 측정된 위상 변이를 기초로 시간 값의 세트를 결정하도록 구성될 수 있는 신호 검출 유닛(108)의 하나 이상의 프로세서(109)에 전송한다. 위에서 설명된 바와 같이, 시간 값의 세트는 수신된 신호(118A-118C)의 각각의 쌍 사이의 시간 지연 차를 나타낼 수 있다.
블록(203)에서, 하나 이상의 프로세서(109)는 각각의 거리 표현이 좌표계(104) 내에서 신호원(101A-101C) 중 하나와 신호 센서(102) 사이의 거리를 나타내는 거리 표현의 세트를 생성하기 위해 예를 들면 메모리(110)에 저장되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 거리 표현의 세트는 신호원(101A)과 신호 센서(102) 사이의 거리, 신호원(101B)과 신호 센서(102) 사이의 거리, 신호원(101C)과 신호 센서(102) 사이의 거리의 대수식 표현을 포함할 수 있다.
블록(204)에서, 하나 이상의 프로세서(109)는 또한 거리 표현의 세트와 시간 값의 세트를 기초로 거리 수학식의 세트를 생성하기 위해 예를 들면 메모리(110)에 저장되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 각각의 거리 수학식은 하나의 거리 표현과 하나의 다른 거리 표현 사이의 차를 나타낼 수 있고, 신호(118A-118C) 중 하나와 나머지 신호(118A-118C) 중 하나 사이의 시간 지연(예를 들면, τ1, τ2, 또는 τ3)을 신호(118A-118C)의 속도로 곱한 것과 동등할 수 있다.
블록(205)에서, 하나 이상의 프로세서(109)는 제 2 차량(100B)에 대하여 정의되는 좌표계(104)와 관련하여 제 1 차량(100A)의 하나 이상의 위치를 결정하기 위해 거리 수학식의 세트를 풀도록 예를 들면 메모리(110)에 저장되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 하나 이상의 프로세서(109)는 TDOA 쌍곡선 위치 기술을 사용하여 거리 수학식의 세트를 풀도록 구성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 대수 도출은 이제 더 상세히 설명될 것이다. 예시적인 도출은 도 1a에 도시되는 본 발명의 실시예의 문맥에서 제공된다. 그러나 아래에 설명되는 기술이 본 발명의 임의의 실시예에 적용할 수 있고 하나 이상의 신호원과 이와 관련되는 하나 이상의 신호 센서를 구비하는 차량 사이의 위치를 결정하기 위한 다른 기술이 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 당해 기술 분야의 통상의 기술을 가진 자는 인정할 것이다.
Ai, Aj 및 Ak는 각각 세 개의 신호원(101A-101C)을 나타낸다고 하자. Ai, Aj 및 Ak는 좌표 면(104)에 대하여 각각 공간 좌표<xi, yi, zi>, <xj, yj, zj> 및 <xk, yk, zk>를 할당받을 수 있다. 또한, At는 신호 센서(102)를 나타낸다고 하자. 신호 센서 At는 좌표계(104)에 대하여 공간 좌표 <xt, yt, zt>를 할당 받을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 차량(예를 들면, 차량(100A)과 차량(100B)) 사이의 하나 이상의 거리를 결정하기 위한 TDOA 기술에 대한 시작점은 두 지점 사이의 거리에 대한 수학식이다.
Figure 112014091491238-pct00002
방출 소스와 수신 싱크 사이의 거리는 방출 소스로부터 수신 싱크에 의해 수신되는 신호의 도착 시간(time of arrival)(TOA)을 결정함으로써 간접적으로 결정될 수 있다. TOA t를 신호 속도 c(예를 들면, 공기 중에서 빛의 속도)로 승산하여 이동 거리 R을 산출한다. 수학식 1은 신호원 Ai, Aj 및 Ak와 관련되는 벡터 좌표 및 신호 센서 At와 관련되는 벡터 좌표를 기초로 세 개의 거리 표현으로 확장될 수 있다.
Figure 112014091491238-pct00003
Figure 112014091491238-pct00004
Figure 112014091491238-pct00005
예시적인 도출을 위하여, 좌표계(104)의 z축을 따라서의 거리는 알려지는 것으로 추정된다. 이와 같이, 도 3을 참조하면, 다음의 도출은 두 개의 수학식의 시스템(300)을 산출하고 각각의 수학식은 각각의 쌍곡선 함수(301, 302)를 설명한다. 두 개의 쌍곡선 함수(301, 302)의 교점(303)은 신호원 Ai, Aj 및 Ak에 대하여, 또는 더 구체적으로는 좌표계(104) 내에서 At(예를 들면, 신호 센서(102))의 위치를 나타낸다.
수학식 2, 수학식 3, 수학식 4는 거리 차 Rji, Rki, Rkj에 대응하는 거리 수학식을 생성하도록 사용될 수 있으며, 여기서,
Figure 112014091491238-pct00006
Figure 112014091491238-pct00007
Figure 112014091491238-pct00008
거리 차 Rji, Rki, Rkj는 각각 신호(118A, 118B, 118C) 중 하나와 다른 신호(118A, 118B, 118C) 중 하나에 대한 신호 센서(102)에서의 수신 또는 탐지 사이의 시간 지연과 신호(118A-118C)의 속도의 곱과 동일하기 때문에, 거리 차 Rji, Rki, Rkj의 값은 블록(201)에서 측정되는 신호 사이의 위상 시프트를 기초로 결정될 수 있는, 블록(202)(도 2)에서 결정되는 시간 값의 세트를 기초로 결정될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 아래에 상세히 설명되는 위치 기술을 위하여, z축을 따라서 차량 사이의 거리는 알려진 상수인 것으로 추정된다. 그러나 z축을 따라서의 거리가 알려진 상수가 아닌 실시예도 본 발명의 범위 내에 있고 이러한 예시적인 도출이 그러한 실시예를 포함하도록 확장될 수 있다는 것을 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 이해할 것이다.
z축을 따라서 거리 차가 알려진 상수인 것으로 가정하면, 거리 차는 수학식 8에서 아래에 도시되는 바와 같은 상수를 나타내는 대수 기호로 대체될 수 있다.
Figure 112014091491238-pct00009
수학식 8에 의해 제공되는 상수에 대입하고 하나의 제곱근 항을 각각의 수학식 5, 수학식 6, 수학식 7에 대해 반대편으로 이동시키면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00010
Figure 112014091491238-pct00011
Figure 112014091491238-pct00012
각각의 수학식 9, 수학식 10, 수학식 11의 양변을 제곱하면 다음과 같은 수학식 세트가 생성된다.
Figure 112014091491238-pct00013
Figure 112014091491238-pct00014
Figure 112014091491238-pct00015
각각의 수학식 12, 수학식 13, 수학식 14에서 나머지 제곱된 항을 전개하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00016
Figure 112014091491238-pct00017
Figure 112014091491238-pct00018
각각의 수학식 15, 수학식 16, 수학식 17의 양변으로부터 xt 2, yt 2의 제거하면 수학식 세트는 다음의 수학식으로 줄어든다.
Figure 112014091491238-pct00019
Figure 112014091491238-pct00020
Figure 112014091491238-pct00021
제곱근 항을 제외하고 모두를 각각의 수학식 18, 수학식 19, 수학식 20의 우변으로 이동시키고 유사한 항을 결합하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00022
Figure 112014091491238-pct00023
Figure 112014091491238-pct00024
수학식 21, 수학식 22, 수학식 23은 다음의 변수 대입 즉, xi-xj 대신 xij 및 yi-yj 대신 yij를 대입함으로써 이제 단순화될 수 있다.
Figure 112014091491238-pct00025
Figure 112014091491238-pct00026
Figure 112014091491238-pct00027
위에서 설명된 대수 조작을 통해, 수학식 5 내지 수학식 7은 제곱했을 때 교차 쌍곡면을 나타내는 수학식 24 내지 수학식 26으로 변환되었다. 수학식 24와 수학식 25를 동일시하여 수학식 27을 형성함으로써, y = Ax + C의 형태로 평면 수학식을 도출할 수 있다. 수학식 24 및 수학식 25를 동일시하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00028
수학식 27의 양변을 Rki로 승산하고 분수 부분을 분리하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00029
수학식 28의 특정 항을 양변 사이에서 이동하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00030
수학식 29의 좌변으로부터 특정 항을 재배열하고 제외하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00031
수학식 30의 항 xt(Rjixik - Rkixij)를 좌변으로부터 우변으로 이동하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00032
수학식 31의 양변을 (Rjiyik - Rkiyij)로 나누면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00033
수학식 32는 이제 아래의 수학식 33으로 주어지는 일반적인 평면 수학식의 원하는 형태로 된다.
Figure 112014091491238-pct00034
이고, 여기서
Figure 112014091491238-pct00035
이고,
Figure 112014091491238-pct00036
이다.
수학식 33을 수학식 26 다시 대입하면 아래의 수학식 36을 얻는다.
Figure 112014091491238-pct00037
수학식 36의 좌변 상의 특정 항을 재배열하고 전개하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00038
수학식 37의 우변 상의 특정 항을 완전히 승산하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00039
수학식 38의 우변에서 유사 항을 발췌하고, 특정 항을 재 그룹화하고 분수 항을 분리하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00040
이제 수학식 39에서 특정 항을 나타내기 위해 대용 기호가 사용될 수 있다.
Figure 112014091491238-pct00041
Figure 112014091491238-pct00042
Figure 112014091491238-pct00043
Figure 112014091491238-pct00044
Figure 112014091491238-pct00045
수학식 40 내지 수학식 44의 기호는 이제 수학식 39에 대입될 수 있고 결과는 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00046
수학식 45의 양변을 모두 제곱하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00047
수학식 46의 양변의 유사한 항을 발췌하고 항을 재배열하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00048
다음과 같이 수학식 47을 단순화하기 위해 대안의 기호가 사용될 수 있다.
Figure 112014091491238-pct00049
Figure 112014091491238-pct00050
Figure 112014091491238-pct00051
수학식 48 내지 수학식 50으로부터의 대안의 기호를 수학식 47에 대입하면 다음과 같다.
Figure 112014091491238-pct00052
수학식 51은 이제 2차 수학식의 형태이다. 아래에 도시되는 2차 수학식의 근의 공식을 사용하여 xt를 풀 수 있다.
Figure 112014091491238-pct00053
xt를 풀면 양의 근과 음의 근을 모두 얻을 수 있다. 관례상, 음의 근은 차량(100A)이 차량(100B) 뒤에 위치한다는 것을 나타내는 것으로 결정될 수 있다. 유사하게, 양의 근은 차량(100A)이 차량(100B)의 앞에 위치하는 것을 나타낼 수 있다. 다른 관례가 본 발명의 하나 이상의 다른 실시예에 따라 사용될 수 있다. 수학식 52는 yt를 풀기 위해 수학식 33에 대입될 수 있다. z축을 따라서 신호 센서(102)와 신호원(101A-101C) 사이의 거리가 알려지고, 따라서 (좌표계(104)에 대하여 신호 센서 At의 z 좌표를 나타내는) zt가 알려지는 것으로 가정되기 때문에, xt 및 yt를 풀면 좌표계(104) 내에서 신호 센서 At(예를 들면, 신호 센서(102))에 대해 공간 좌표 <xt, yt, zt>를 산출할 것이다. 좌표계(104) 내에서 신호 센서 At에 대한 공간 좌표 <xt, yt, zt>를 결정하면 차량(100B)과 관련하여 차량(100A)의 위치의 측정치를 제공하게 된다.
위의 위치 기술이 도 1a 도시되는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명되었지만, 상기 기술이 도 1b 도시되는 실시예와 추가의 신호원(들)과 추가의 신호 센서(들)가 제공되는 다른 실시예를 포함하여, 본 발명 다른 실시예에 동등하게 적용할 수 있다.
도 4는 다수의 신호원과 다수의 신호 센서가 차량(400A)과 차량(400B) 사이의 다수의 위치를 결정하기 위해 사용되는 본 발명의 특정 실시예를 도시한다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 구성 요소(402A-402C)는 차량(400B)과 관련되는 세 개의 신호원을 나타낼 수 있다. 신호원(402A-402C)은 위에서 설명된 유형일 수 있다. 구성 요소(401A-401C)는 차량(400A)과 관련되는 세 개의 신호 센서를 나타낼 수 있다. 신호 센서(401A-401C)는 위에서 설명된 유형일 수 있다. 각각의 신호 센서(401A-401C)는 각각의 신호원(402A-402C)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 위에서 설명된 기술을 이용하여, 차량(400A)과 관련하여 정의되는 좌표계 내에서 신호원(402A-402C)과 관련된 위치가 결정될 수 있다. 차량(400A)에 대한 차량(400B)의 각 편차 및 변위는 결정된 위치(들)를 기초로 결정될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 다른 실시예에서, 구성 요소(402A-402C)는 차량(400B)과 관련된 세 개의 신호 센서를 나타낼 수 있다. 신호 센서(402A-402C)는 위에서 설명된 유형일 수 있다. 구성 요소(401A-401C)는 차량(400A)과 관련된 세 개의 신호원을 나타낼 수 있다. 신호원(401A-401C)은 위에서 설명된 유형일 수 있다. 각각의 신호 센서(402A-402C)는 각각의 신호원(401A-401C)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 위에서 설명된 기술을 이용하여, 차량(400A)과 관련하여 정의되는 좌표계 내에서 각각의 신호 센서(402A-402C)와 관련된 위치가 결정될 수 있다. 차량(400A)에 대한 차량(400B)의 각 편차 및 변위는 결정된 위치를 기초로 결정될 수 있다.
위에서 설명된 위치 기술을 사용하여 결정되는 차량 사이의 하나 이상의 위치는 차량 사이의 경사 위치를 나타낼 수 있다. 도 5를 참조하면, 예를 들면 차량(500D)과 관련하여 차량(500C)의 하나 이상의 위치 또는 그 역은 본 발명의 실시예에 따른 위치 기술을 기초로 결정될 수 있고, 차량(500C)과 차량(500D) 사이의 경사 위치를 나타낼 수 있다. 경사 위치는 차량(500C, 500D)과 관련된 좌표계의 원점을 통하여 연장될 수 있는 기준면을 따라 정의될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 차량(500C)과 차량(500D) 사이의 높이 간격(503)은 차량(500C) 또는 차량(500D)과 관련하여 정의되는 좌표면의 z축을 따라 놓인 알려진 거리(상수)를 나타낼 수 있다.
본 출원에 기술된 실시예는 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어를 이용하여 구현되어, 예를 들면, 본 출원에 기술된 방법 및/또는 동작을 수행할 수 있다. 본 출원에 기술된 특정 실시예는 머신에 의해 실행되는 경우, 그 머신으로 하여금 본 출원에 기술된 방법 및/또는 동작을 수행하게 해주는 머신-실행가능 명령을 저장하는 유형의 비-일시적 머신-판독가능 매체로서 제공될 수 있다. 유형의 머신-판독가능 매체는, 이것으로 제한되지 않지만, 플로피 디스크, 광학 디스크, 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM), 컴팩트 디스크 재기록가능(CD-RW), 및 자기-광학 디스크를 포함하는 모든 형태의 디스크들과, 판독 전용 메모리(ROM), 동적 및 정적 RAM과 같은 랜덤 액세스 메모리(RAM), 소거가능한 프로그래머블 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그래머블 판독 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리, 자기 또는 광학 카드와 같은 반도체 소자들, 또는 전자 명령을 저장하기에 적합한 모든 형태의 유형의 매체를 포함할 수 있다. 머신은 임의의 적합한 프로세싱 또는 컴퓨팅 플랫폼, 장치 또는 시스템을 포함할 수 있으며 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 명령은 임의의 적절한 형태의 코드를 포함할 수 있으며 임의의 적절한 프로그래밍 언어를 이용하여 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 본 출원에서 기술된 방법 및/또는 동작을 수행하는 머신-실행가능 명령은 검파일 또는 해석될 수 있는 하나 이상의 고급 프로그래밍 언어로 구현되는 소프트웨어, 마이크로코드 또는 펌웨어로 구현될 수 있다.
본 출원에서 각종 특징, 양태 및 실시예가 기술되었다. 특징, 양태, 및 실시예는 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에게 이해되는 바와 같이, 서로 조합으로 구성되기 쉬울 뿐만 아니라 변형 및 변경되기도 한다. 그러므로 본 개시 내용은 그러한 조합, 변형 및 변경을 망라하는 것으로 고려되어야 한다.
본 출원에서 사용된 용어와 표현들은 설명을 위한 용어로서 사용되는 것이며 한정을 위한 것이 아니다. 그러한 용어와 표현의 사용에 있어서, 도시되고 서술된 특징과 유사한 어느 것도 (또는 그 부분) 배제할 의도가 없으며, 또한 다양한 변경이 본 청구 범위의 범주 내에서 가능하다는 것이 인정된다. 다른 수정, 변경 및 대안도 가능하다. 따라서 청구 항들은 이러한 모든 등가물을 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명의 특정 실시예가 현재 최선의 현실성 있는 실현 가능하게 구현될 것이라고 고려되는 내용과 관련하여 기술되었지만, 본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않고, 이와 반대로 청구 범위의 범위 내에 포함되는 여러 수정과 등가의 장치를 포함하는 것으로 의도된다. 비록 특정한 용어가 본 출원에서 사용될지라도, 이 용어는 일반적이고 설명적인 의미로만 사용되며 제한할 목적으로 사용되지 않는다.
이렇게 작성된 설명은 최선의 방식을 포함하여 본 발명의 특정 실시예를 기술하고, 또한 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자가 임의의 장치 또는 시스템을 제조하고 사용하며 어떤 통합된 방법을 수행하는 것을 비롯하여, 본 발명의 특정 실시예를 실시할 수 있게 하는 예를 사용하고 있다. 본 발명의 특정 실시예의 특허 가능한 범위는 청구범위에서 규정되며, 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자에게 떠오르는 다른 예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예들은 이 예들이 청구 항들의 문자 그대로의 표현과 다르지 않은 구조적인 요소를 갖는다면 또는 이 예들이 청구 항들의 문자 그대로의 표현과 미미한 차이가 있는 등가의 구조적 요소를 포함한다면 청구 항들의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.

Claims (27)

  1. 제 1 차량과 관련되는 신호 검출 유닛에서 하나 이상의 신호원으로부터 수신되는 하나 이상의 신호를 검출하는 단계(상기 신호 검출 유닛은 하나 이상의 신호 센서와 하나 이상의 프로세서를 포함함)와,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 하나 이상의 신호의 도착 시간을 기초로 시간 값의 세트를 결정하는 단계와,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 시간 값의 세트를 기초로 거리 표현의 세트를 생성하는 단계(각각의 거리 표현은 상기 하나 이상의 신호 센서 중 하나와 상기 하나 이상의 신호원 중 하나 사이의 거리에 대응함)와,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 거리 표현의 세트에 포함된 거리 표현들 사이의 차이를 기초로 거리 수학식의 세트를 생성하는 단계와,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 제 1 위치 또는 제 2 위치를 결정하기 위해 상기 거리 수학식의 세트를 푸는(solving) 단계(상기 제 1 위치는 상기 하나 이상의 신호원과 관련하여 정의되는 좌표계 내의 상기 제 1 차량과 관련되는 위치를 나타내고, 상기 제 2 위치는 상기 제 1 차량과 관련하여 정의되는 좌표계 내의 상기 하나 이상의 신호원과 관련되는 위치를 나타냄)를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호 센서는 상기 제 1 차량에 위치하는 적어도 세 개의 신호 센서를 포함하고, 상기 하나 이상의 신호는 상기 적어도 세 개의 신호 센서 각각에 의해 하나의 신호원으로부터 수신되는 신호를 포함하는
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호는 적어도 세 개의 각각의 대응 신호원으로부터 수신되는 적어도 세 개의 신호를 포함하는
    방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시간 값의 세트는, 상기 신호 검출 유닛에서의 상기 하나 이상의 신호 각각의 도착 시간에 대한 나머지 하나 이상의 신호 각각의 도착 시간의 차를 포함하고, 각각의 거리 수학식은 하나의 거리 표현과 하나의 다른 거리 표현 사이의 차를 나타내는
    방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치를 상기 제 1 차량의 사용자 인터페이스 또는 하나 이상의 제어 유닛 중 적어도 하나에 출력하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제어 유닛은 상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치를 기초로 상기 제 1 차량의 하나 이상의 컴포넌트를 제어하는
    방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시간 값의 세트는 상기 신호 검출 유닛에 의해 검출되는 상기 하나 이상의 신호 사이의 위상 차를 기초로 결정되는
    방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호 각각은 제 2 차량에 위치하는 각각의 대응 신호원과 관련되는 정보를 전달하는 변조된 신호이며, 상기 정보는 상기 제 2 차량과 관련되는 식별자 또는 상기 각각의 대응 신호원과 관련되는 공간 좌표 중 적어도 하나를 포함하는
    방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 제 3 위치 또는 제 4 위치를 결정하기 위해 상기 거리 수학식의 세트를 푸는 단계(상기 제 3 위치는 상기 하나 이상의 신호원과 관련하여 정의되는 상기 좌표계 내의 상기 제 1 차량과 관련되는 다른 위치를 나타내고, 상기 제 4 위치는 상기 제 1 차량과 관련하여 정의되는 상기 좌표계 내의 상기 하나 이상의 신호원과 관련되는 다른 위치를 나타냄)와,
    상기 제 1 위치 및 상기 제 3 위치를 기초로 또는 상기 제 2 위치 및 상기 제 4 위치를 기초로 상기 제 1 차량과 제 2 차량 사이의 각 편차(angular deviation)를 결정하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  10. 시스템으로서,
    제 1 차량과 관련되는 신호 검출 유닛(상기 신호 검출 유닛은 하나 이상의 신호 센서와 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 신호 검출 유닛은 하나 이상의 신호원으로부터 수신되는 하나 이상의 신호를 검출하도록 구성됨)을 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로세서는
    상기 하나 이상의 신호의 도착 시간을 기초로 시간 값의 세트를 결정하고,
    상기 시간 값의 세트를 기초로 거리 표현의 세트를 생성(각각의 거리 표현은 상기 하나 이상의 신호 센서 중 하나와 상기 하나 이상의 신호원 중 하나 사이의 거리에 대응함)하고,
    상기 거리 표현의 세트에 포함된 거리 표현들 사이의 차이를 기초로 거리 수학식의 세트를 생성하고,
    제 1 위치 및 제 2 위치를 결정하기 위해 상기 거리 수학식의 세트를 풀도록(상기 제 1 위치는 상기 하나 이상의 신호원과 관련하여 정의되는 좌표계 내의 상기 제 1 차량과 관련되는 위치를 나타내고, 상기 제 2 위치는 상기 제 1 차량과 관련하여 정의되는 좌표계 내의 상기 하나 이상의 신호원과 관련되는 위치를 나타냄) 구성되는
    시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 검출 유닛에 연결되는 상기 제 1 차량을 더 포함하는
    시스템.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호 센서는 상기 제 1 차량에 위치하는 적어도 세 개의 신호 센서를 포함하고, 상기 하나 이상의 신호는 상기 적어도 세 개의 신호 센서 각각에 의해 하나의 신호원으로부터 수신되는 신호를 포함하는
    시스템.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호는 적어도 세 개의 각각의 대응 신호원으로부터 수신되는 적어도 세 개의 신호를 포함하는
    시스템.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 시간 값의 세트는, 상기 신호 검출 유닛에서의 상기 하나 이상의 신호 각각의 도착 시간에 대한 나머지 하나 이상의 신호 각각의 도착 시간의 차를 포함하고, 각각의 거리 수학식은 하나의 거리 표현과 하나의 다른 거리 표현 사이의 차를 나타내는
    시스템.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치를 상기 제 1 차량의 사용자 인터페이스 또는 하나 이상의 제어 유닛 중 적어도 하나에 출력하도록 더 구성되는
    시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제어 유닛은 상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치를 기초로 상기 제 1 차량의 하나 이상의 컴포넌트를 제어하는
    시스템.
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 시간 값의 세트는 상기 신호 검출 유닛에 의해 검출되는 상기 하나 이상의 신호 사이의 위상 차를 기초로 결정되는
    시스템.
  18. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호 각각은 제 2 차량에 위치하는 각각의 대응 신호원과 관련된 정보를 전달하는 변조된 신호이고, 상기 정보는 상기 제 2 차량과 관련되는 식별자 또는 상기 각각의 대응 신호원과 관련되는 공간 좌표 중 적어도 하나를 포함하는
    시스템.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는
    제 3 위치 및 제 4 위치를 결정하기 위해 상기 거리 수학식의 세트를 풀고( 상기 제 3 위치는 상기 하나 이상의 신호원과 관련하여 정의되는 상기 좌표계 내의 상기 제 1 차량과 관련되는 다른 위치를 나타내고, 상기 제 4 위치는 상기 제 1 차량과 관련하여 정의되는 상기 좌표계 내의 상기 하나 이상의 신호원과 관련되는 다른 위치를 나타냄),
    상기 제 1 위치 및 상기 제 3 위치를 기초로 또는 상기 제 2 위치 및 상기 제 4 위치를 기초로 상기 제 1 차량과 제 2 차량 사이의 각 편차를 결정하도록 더 구성되는
    시스템.
  20. 적어도 하나의 메모리에 작동가능하게 연결되는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 방법이 수행되게 하는 컴퓨터 실행가능 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
    상기 방법은,
    제 1 차량과 관련되는 신호 검출 유닛에서 하나 이상의 신호원으로부터 수신되는 하나 이상의 신호를 검출하는 단계와,
    상기 하나 이상의 신호의 도착 시간을 기초로 시간 값의 세트를 결정하는 단계와,
    상기 시간 값의 세트를 기초로 거리 표현의 세트를 생성하는 단계(각각의 거리 표현은 상기 하나 이상의 신호 센서 중 하나와 상기 하나 이상의 신호원 중 하나 사이의 거리에 대응함)와,
    상기 거리 표현의 세트에 포함된 거리 표현들 사이의 차이를 기초로 거리 수학식의 세트를 생성하는 단계와,
    제 1 위치 또는 제 2 위치를 결정하기 위해 상기 거리 수학식의 세트를 푸는 단계(상기 제 1 위치는 상기 하나 이상의 신호원과 관련하여 정의되는 좌표계 내의 상기 제 1 차량과 관련되는 위치를 나타내고, 상기 제 2 위치는 상기 제 1 차량과 관련하여 정의되는 좌표계 내의 상기 하나 이상의 신호원과 관련되는 위치를 나타냄)를 포함하는
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호 센서는 상기 제 1 차량에 위치하는 적어도 세 개의 센서를 포함하고, 상기 하나 이상의 신호는 상기 적어도 세 개의 신호 센서 각각에 의해 하나의 신호원으로부터 수신되는 신호를 포함하는
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호는 적어도 세 개의 각각의 대응 신호원으로부터 수신되는 적어도 세 개의 신호를 포함하는
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은
    상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치를 상기 제 1 차량의 사용자 인터페이스 또는 하나 이상의 제어 유닛 중 적어도 하나에 출력하는 단계를 더 포함하는
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 방법은,
    제 3 위치 또는 제 4 위치를 결정하기 위해 상기 거리 수학식의 세트를 푸는 단계(상기 제 3 위치는 상기 하나 이상의 신호원과 관련하여 정의되는 상기 좌표계 내의 상기 제 1 차량과 관련되는 다른 위치를 나타내고, 상기 제 4 위치는 상기 제 1 차량과 관련하여 정의되는 상기 좌표계 내의 상기 하나 이상의 신호원과 관련되는 다른 위치를 나타냄)와,
    상기 제 1 위치 및 상기 제 3 위치를 기초로 또는 상기 제 2 위치 및 상기 제 4 위치를 기초로 상기 제 1 차량과 제 2 차량 사이의 각 편차를 결정하는 단계를 더 포함하는
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  25. 시스템으로서,
    제 1 차량과 관련되는 하나 이상의 신호 센서에 의해 하나 이상의 신호원으로부터 수신되는 하나 이상의 신호를 검출하는 수단과,
    상기 하나 이상의 신호의 도착 시간을 기초로 시간 값의 세트를 결정하는 수단과,
    상기 시간 값의 세트를 기초로 거리 표현의 세트를 생성하는 수단(각각의 거리 표현은 상기 하나 이상의 신호 센서 중 하나와 상기 하나 이상의 신호원 중 하나 사이의 거리에 대응함)과,
    상기 거리 표현의 세트에 포함된 거리 표현들 사이의 차이를 기초로 거리 수학식의 세트를 생성하는 수단과,
    제 1 위치 또는 제 2 위치를 결정하기 위해 상기 거리 수학식의 세트를 푸는 수단(상기 제 1 위치는 상기 하나 이상의 신호원과 관련하여 정의되는 좌표계 내의 상기 제 1 차량과 관련되는 위치를 나타내고, 상기 제 2 위치는 상기 제 1 차량과 관련하여 정의되는 좌표계 내의 상기 하나 이상의 신호원과 관련되는 위치를 나타냄)을 포함하는
    시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호를 검출하는 상기 수단은 상기 제 1 차량에 위치하는 적어도 세 개의 센서를 포함하고, 상기 하나 이상의 신호는 상기 적어도 세 개의 신호 센서 각각에 의해 하나의 신호원으로부터 수신되는 신호를 포함하는
    시스템.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호는 적어도 세 개의 각각의 대응 신호원으로부터 수신되는 적어도 세 개의 신호를 포함하는
    시스템.
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