KR101841176B1 - 항법 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

항법 시스템이 개시된다. 상기 항법 시스템은 제1 신호를 발산하는 신호원, 상기 신호원의 가시선(LOS, Line Of Sight)상에서 상기 신호를 수신하고 상기 신호의 수신방향으로부터 도래각(AOA, Arrival Of Angle)을 산출하는 복수의 수신기, 상기 복수의 수신기로부터 수신한 도래각과 상기 복수의 수신기의 위치정보를 이용하여 상기 신호원의 위치를 측정하는 위치측정부를 포함한다.

Description

항법 시스템 및 그 방법{NAVIGATION SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 항법 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수신기가 산출한 도래각을 이용하여 신호원의 위치를 측정하는 항법 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
항법 시스템은 GPS(Global Positioning System)나 INS(Inertial Navigation System)를 사용하여 위치를 측정할 수 있다. GPS는 위성을 이용하여 항법을 수행하고, INS는 외부의 도움 없이 독립적으로 항법을 수행할 수 있다.
하지만, GPS는 초기 오차가 큰 문제가 있고, INS는 시간의 흐름에 따라 오차가 누적되는 문제가 있다.
또한, 항법에는 초단파 전방향 무선 표지(Very High Frequency Omni Range, VOR), 거리측정장치(Distance Measurement Equipment, DME), 계기 착륙 장치(Instrument Landing System, ILS) 등의 지상장비와의 연계를 통한 시스템이 활용된다.
이러한 항법 시스템 중에서 실내에서는 계기 착륙 장치를 이용할 수 있다. 그러나, 계기 착륙 장치를 이용하는 경우에는 시간이 지남에 따라 위치 측정에 대한 오차 누적이 발생하는 문제점이 존재한다.
또한, 드론을 이용한 항법 시스템도 존재하지만, 드론을 제어하는 시스템은 고가라는 문제점이 존재한다.
뿐만 아니라, 장소적 제한에 따라 비가시선(Non Light Of Sight) 상에 존재하는 물체 등의 위치를 정확하게 측정하는 것도 한계가 존재한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가시선 상에 설치된 수신기를 이용하여 장소적 제한을 극복한 실내 항법 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 항법 시스템은 제1 신호를 발산하는 신호원; 상기 신호원의 가시선(Line Of Sight, LOS)상에서 상기 제1 신호를 수신하고 상기 제1 신호의 도래각(Arrival Of Angle, AOA)을 산출하는 복수의 수신기; 상기 복수의 수신기에 의하여 산출된 도래각과 상기 복수의 수신기의 위치정보를 이용하여 상기 신호원의 위치를 측정하는 위치측정부;를 포함한다.
상기 수신기는 기준수신기 및 추가수신기 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 기준수신기는 제1 기준선 상에 배치될 수 있다.
상기 추가수신기의 위치는 상기 위치측정부에 의하여 측정될 수 있다.
상기 추가수신기는 제2 신호를 발산하는 신호발생부를 포함할 수 있다.
상기 기준수신기는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나를 수신하는 제1 센서부; 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 방향으로 상기 제1 센서부를 회전시키 제1 구동부; 상기 제1 구동부의 회전각도를 측정하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 도래각을 연산하는 제1 제어부; 및 상기 제1 제어부로에 의하여 연산된 도래각을 상기 위치측정부로 송신하는 제1 통신부;를 포함할 수 있다.
상기 추가수신기는 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 신호를 수신하는 제2 센서부; 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 방향으로 상기 제2 센서부를 회전시키는 제2 구동부; 상기 제2 구동부의 회전각도를 측정하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 도래각을 연산하는 제2 제어부; 및 상기 제2 제어부에 의하여 연산된 도래각을 상기 위치측정부로 송신하는 제2 통신부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 센서부는 복수 개로 분할된 파티션의 각 측벽 상에 복수 개의 광 센서가 배치될 수 있다.
상기 제2 센서부는 복수 개로 분할된 파티션의 각 측벽 상에 복수 개의 광 센서가 배치될 수 있다.
상기 신호원의 위치는 상기 복수의 수신기 각각의 위치에서 상기 도래각 방향으로 연장되는 가상의 직선의 교점일 수 있다.
상기 신호원 및 복수의 수신기 중 적어도 하나의 위치를 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 항법 방법은 신호원이 제1 신호를 발산하는 단계; 상기 신호원과 LOS상에 배치된 복수의 수신기가 상기 제1 신호를 수신하고, 수신방향으로부터 도래각을 산출하는 단계; 상기 복수의 수신기가 상기 도래각을 위치측정부로 송신하는 단계; 상기 위치측정부는 상기 도래각과 상기 복수의 수신기의 위치정보를 이용하여 상기 신호원의 위치를 측정하는 단계; 를 포함한다.
상기 신호원의 위치를 측정하는 단계 이후에,
상기 신호원에 측정된 상기 신호원의 위치를 송신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 신호원이 기준수신기와 비가시선(NLOS) 상에 배치된 경우도 신호원의 위치 측정이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 계기 착륙 장치(Instrument Landing System, INS)보다 오차누적이 없으며, 드론을 이용한 실내 항법보다 저가인 항법 시스템 및 방법을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 항법 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도래각을 산출하는 수신기를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 항법 시스템에서 도래각을 이용하여 신호원의 위치를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 신호원의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호원의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 기준수신기와 비가시선상에 배치된 신호원의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기준수신기와 비가시선상에 배치된 신호원의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 항법 방법에 대한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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 본 발명이 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 항법 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 항법 시스템(10)은 신호원(100), 수신기(200), 위치측정부(300), 디스플레이부(400)를 포함한다.
신호원(100)은 제1 신호를 발산하며, 이동하는 물체나 사람 등에 장착될 수 있다.
여기서, 제1 신호는 직진성 및 비투과성을 가지는 적외선, 가시광선 등의 광 신호일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 적외선 신호인 경우로 설명한다.
수신기(200)는 신호원과 가시선(Light Of Sight, LOS) 상에 배치되어 제1 신호를 수신하며, 제1 신호의 수신방향으로부터 도래각을 산출할 수 있다. 도래각을 산출하는 방법은 도 3에서 설명한다.
수신기(200)는 기준수신기(210) 및 추가수신기(220)를 포함한다. 기준수신기(210)는 소정의 위치에 복수 개 설치될 수 있고, 복수의 기준수신기(210)는 소정의 기준선 상에 배치될 수 있다.
그리고 기준선 상에 배치된 복수의 기준수신기(210) 사이의 간격이 길어질수록 신호원의 위치를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 기준수신기(210)는 공간에 따라 다양한 위치에 배치될 수 있다. 이하에서는 2개의 기준수신기(210)가 제1 기준선 상에 배치된 경우로 설명한다.
기준수신기(210)는 제1 센서부(211), 제1 구동부(212), 제1 제어부(213), 제1 통신부(214)를 포함한다. 이하에서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
제1 센서부(211)는 신호원(100)이나 복수의 추가수신기(220)의 신호발생부(225)로부터 발산되는 적외선 신호를 감지한다. 제1 센서부(211)는 포토다이오드, 포토트랜지스터 등의 광센서로 이루어질 수 있다.
도 2를 참조하면, 광센서는 4분할 파티션(P)의 각 측벽상에 장착되고 입체적으로 4분할 배치되어, 모든 광센서가 신호원으로부터의 적외선 신호를 수신하면 센서부의 방향이 신호원이 존재하는 방향과 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 적외선 신호를 발생하는 신호원이 광원(source)일 수 있다.
제1 구동부(212)는 모터 등으로 이루어질 수 있고, 제1 센서부(211)가 적외선 신호를 송신하는 광원(Source)의 위치를 정확하게 추적할 수 있도록 광센서의 센싱 방향을 제어한다. 이를 위하여, 제1 구동부(212)는 제1 센서부(211)가 광원(Source)를 향하도록 제1 센서부를(211)를 회전시킬 수 있고, 제1 센서부를 회전 시킨 회전각에 대한 정보를 제1 제어부로 송신할 수 있다.
4분할 파티션(P)의 각 격벽에 포토센서가 배치된 경우, 제1 구동부(212)가 제1 센서부를 광원(Source)를 향하도록 정확하게 회전시키면 4개의 포토센서 모두 광원(Source)으로부터 광을 수신할 수 있다.
또한, 포토센서는 복수 개 배치될 수 있고, 파티션도 포토센서의 개수에 따라 다 분할로 배치될 수 있다.
제1 제어부(213)는 상기 광센서가 광원(Source)로부터 센싱한 센싱값과 소정의 센싱값 편차 등을 비교하여 광원(Source)의 위치를 추적하기 위한 제어신호를 제1 구동부(212)에 송신한다. 여기서 광원은 가시선 상에 배치되어 적외선 신호를 발산하는 신호원이나 복수의 추가수신기(220)의 신호발생부(225)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 제어부(213)는 제1 구동부(212)의 제어신호로부터 제1 센서부가 센싱하는 방향에 대한 도래각을 산출할 수 있다.
제1 통신부(214)는 추가수신기(220)에서 측정한 신호원 방향의 도래각을 추가수신기(220)로부터 수신할 수 있고, 제1 제어부(213)에서 산출한 도래각 정보를 위치측정부(300)로 송신할 수 있다.
또한, 제 1통신부(214)는 위치측정부(300)에서 측정된 신호원(100)의 위치정보를 신호원이(100)나 추가수신기(220)에 송신할 수 있다.
추가수신기(220)는 제2 센서부(221), 제2 구동부(222), 제2 제어부(223), 제2 통신부(224), 신호발생부(225)를 포함한다.
추가수신기(220)는 기준수신기(210) 및 위치 측정이 가능한 다른 추가 수신기 중 적어도 하나를 포함하는 복수의 수신기와 가시선 상에 배치될 수 있다.
추가수신기(220)는 신호원에 장착되고, 신호원의 위치를 측정할 수 있는 가시선 상에 추가수신기를(220)를 신호원이 설치할 수 있다. 이때, 외부 등으로부터 추가수신기(200)를 설치하는 제어신호를 신호원이 수신할 수 있다. 또한, 신호원을 장착한 사람에 의해 신호원의 위치가 측정될 수 있는 추가 수신기(200)를 가시선 상에 배치될 수 있다.
예를 들어, 신호원(100)이 사람에 장착된 경우에, 신호원(100)의 위치가 기준수신기(210), 추가수신기(200)로 측위할 수 있는 범위를 벗어나면, 서버 등으로부터 경고신호를 수신하여 소정의 알람 등이 작동할 수 있다. 이에, 측위 가능한 가시선 상에 신호원(100)이 재 위치하여 실내 항법이 이루어질 수 있다.
제2 센서부(221)는 신호원(100)이나 다른 추가수신기로부터 발산하는 적외선 신호를 감지한다. 이때, 신호원(100)이나 다른 추가수신기는 상기 추가수신기와 가시선 상에 배치된다.
제2 구동부(222)는 광센서의 센싱 방향을 제어하며, 제1 구동부(221)와 실질적으로 동일하다.
제 2 제어부(223)도 제1 센서부와 실질적으로 동일한 바, 가시선 상에 배치된 복수의 다른 추가수신기나 신호원의 위치를 추적하기 위한 제어신호를 제2 구동부(222)에 송신하고, 복수의 다른 추가수신기나 신호원으로부터 수신하는 적외선 신호에 대한 도래각을 산출할 수 있다.
또한, 제2 제어부(223)는 추가수신기(220)의 위치를 구할 수 있도록, 적외선 신호를 발생시키는 제어신호를 신호발생부(225)에 할 수 있다.
제2 통신부(224)는 기준수신기(210) 또는 위치측정부(300)로부터 신호원(100)의 위치 정보를 수신하고, 신호원(100)의 위치 정보를 상기 신호원(100)에 송신할 수 있다.
또한, 제2 통신부(224)는 제2 제어부(223)에서 산출한 도래각 정보를 기준수신기(210)에 송신할 수 있다.
신호발생부(225)는 적외선 신호를 송출할 수 있다. 신호발생부(225)로부터 송출된 적외선 신호는 추가수신기(220)와 가시선(LOS) 상에 배치된 기준수신기(210) 또는 복수의 다른 추가수신기가 감지한다. 그리고 적외선 신호로부터 산출된 도래각이 위치측정부(300)로 송신되어, 추가수신기(220)의 위치를 측정할 수 있다. 추가수신기의 위치를 측정하는 방법은 도 5에서 설명하도록 하겠다.
위치측정부(300)는 복수의 수신기(200)로부터 송신한 도래각을 이용하여 복수의 수신기(200) 및 신호원(100)의 위치를 측정할 수 있다.
위치측정부(300)는 제3 통신부(310), 제3 제어부(320)를 포함한다.
제3 통신부(310)는 위치측정부(300)에서 측정한 신호원(100)의 위치 정보를 기준수신기(210)에 송신할 수 있고, 기준수신기(210)에 의하여 산출된 도래각 정보나 추가수신기(220)에 의하여 산출된 도래각 정보를 수신 할 수 있다.
제3 제어부(320)는 기준수신기(210)에 의하여 산출된 도래각 정보 및 추가수신기(220)에 의하여 산출된 도래각 정보를 바탕으로 신호원(100)의 위치를 측정할 수 있다.
신호원(100)의 위치를 측정에 있어서, 신호원(100)과 가시선(LOS) 상에 배치된 기준수신기 또는 추가수신기가 적어도 복수 개 요구되고, 상기 추가수신기의 위치에 대한 정보도 필요하다. 추가수신기의 위치를 측정하는 방법에 대한 설명은 도6및 도7에서 한다.
또한, 신호원(100)과 가시선(LOS) 상에 기준수신기 또는 위치 측정이 가능한 추가수신기가 2개 이상 배치되지 않는 경우, 제3 제어부는 신호원에 송신하는 경고 등의 제어신호를 발생할 수 있다. 상기 제어신호는 제3 통신부가 송신할 수 있다.
디스플레이부(400)는 측정된 신호원(100)의 위치 정보를 바탕으로 신호원(100)의 위치를 지도 상에 표시할 수 있다. 또한, 위치측정부(300)가 기준수신기(210)와 추가수신기(220)의 위치를 측정하므로, 기준수신기(210)와 추가수신기(220)의 위치도 특정 지도 상에 표시할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 항법 시스템에서 도래각을 이용하여 신호원의 위치를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위해 도시한 도면인 도 3을 참조하면, 신호원(100)은 제1 및 제2 기준수신기(210a, 210b)와 가시선(LOS) 상에 존재할 수 있다.
제1 기준수신기(210a)와 제2 기준수신기(210b)는 기준선(L1) 상에 존재한다. 기준수신기는 소정의 위치에 배치되어, 위치측정부(미도시됨)는 기준수신기(210a, 210b)의 위치 정보를 미리 보유할 수 있다.
소정의 위치에 배치된 제1 및 제2 기준수신기(210a, 201b)는 신호원(100)이 송출하는 적외선 신호의 방향을 감지하여 도래각을 산출한다. 신호원의 적외선 신호가 기준수신기에 도래하는 방향인 도래각은 기준선을 기준으로 좌우방향의 각인 방위각(A)과 고도각(E)의 정보를 모두 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1및 제2 기준수신기(210a, 210b)와 신호원(100) 사이에서 제1 기준수신기(210a)가 측정한 제1 도래각은 제1 방위각(A1), 제1 고도각(E1)을 포함하고, 제2 기준수신기(210b)가 측정한 제2 도래각은 제2 방위각(A2)와 제2 고도각(E2)을 포함할 수 있다.
이때, 신호원(100)의 위치는 제1 기준수신기(210a)에서 산출한 제1 도래각으로 연장되는 가상의 경로(d1)와 제2 기준수신기(210b)에서 산출한 제2 도래각으로 연장되는 가상의 경로(d2)의 교점이 되는 지점이 될 수 있다.
이는 도래각 정보를 통해 신호원(100)이 존재하는 위치에 대한 방향을 알 수 있기 때문이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 신호원의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 실내에서 신호원(100)이 제1 및 제2 기준수신기(210a, 210b)와 가시선(LOS) 상에 배치될 수 있다.
도 4 내지 도 7에서는 간단하게 수신기와 신호원이 평면 상에 배치된 것으로 설명한다.
도 4와 같이, 신호원(100)의 위치는 제1 기준수신기(210a)에서 도래각으로 연장되는 가상의 경로(d3)와 제2 기준수신기(210b)에서 연장되는 가상의 경로(d4)의 교점으로 측정된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호원의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 실내에서 신호원(100)에 대해 제1 기준수신기(210a) 및 제1 추가수신기(220a)는 가시선 상에 배치되고, 신호원(100)과 제2 기준수신기(210b)는 장애물(W)에 의해 비가시선(NLOS, Non Light Of Sight) 상에 배치될 수 있다.
이 때, 제1 기준수신기(210a)는 실내에서 소정의 위치에 설치되므로, 제1 기준수신기(210a)의 위치에 대한 정보는 위치측정부(미도시됨)에서 미리 보유 할 수 있다.
또한, 제1 추가수신기(220a)의 위치도 측정될 수 있다. 제1 추가수신기(220a)의 신호발생부에서 발생하는 적외선 신호는 제1 및 제2 기준수신기(210a, 210b)가 수신할 수 있다. 따라서, 도 4에서 신호원을 구하는 방법과 동일한 방법으로 제1 추가수신기(220a)의 위치가 측정될 수 있다.
또한, 신호원(100)의 위치도 측정될 수 있다. 신호원(100)의 가시선 상에 배치된 복수의 수신기가 신호원의 신호에 대한 도래각을 산출함으로써 신호원의 위치를 측정할 수 있다.
즉, 제1 추가수신기(220a)에서 도래각으로 연장되는 가상의 경로(d9)와 제1 기준수신기(210a)에서 도래각으로 연장되는 가상의 경로(d7)의 교점이 신호원의 위치로 측정된다.
제1 추가수신기(220a)에서 산출되는 도래각은 제1 추가수신기(220a)와 제1 추가수신기(220a)의 위치를 측정하기 위해 사용된 수신기 사이의 신호 수신경로 중 어느 하나(d5, d6)를 기준선으로 선정하여 측정된 수 있다.
즉, 신호원(100)과 제1 추가수신기(220a) 사이에서 산출된 도래각은 제1 추가수신기(220a)와 제1 기준수신기(210a) 사이의 신호 경로(d5) 또는 제1 추가수신기(220a)와 제2 기준수신기(210b) 사이의 신호 경로(d6)을 기준선으로 선정하여 산출될 수 있다.
제1 추가수신기(220a)의 위치는 제1 기준수신기(210a)에서 도래각으로 연장되는 가상의 경로(d5)와 제2 기준수신기(210b)에서 연장되는 가상의 경로(d6)의 교점으로 측정될 수 있다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 기준수신기와 비가시선상에 배치된 신호원의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
신호원(100)과 가시선상에 배치되고, 위치 측정이 가능한 제5 추가수신기(220e)와 제4추가수신기(220d)에서 측정되는 신호원의 신호에 대한 도래각(AoA1, AoA2)을 이용하여 신호원의 위치를 측정할 수 있다.
신호원(100)과 제4 추가수신기(220d) 사이의 경로(d14)와 제5 추가수신기(220e) 사이의 경로(d15)의 교점이 신호원(100)의 위치로 측정될 수 있다.
제4 추가수신기(220d)에서 신호원(100)의 신호에 대한 도래각(AoA1)은 제4 추가수신기(220d)의 위치를 측정하는데 사용되는 복수의 수신기와의 신호 경로를 기준선으로 하여 산출될 수 있다. 제5 추가수신기(220e)도 동일한 방법을 이용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제4 추가수신기(220d)는 제2 추가수신기(220b)와 제4 추가수신기(220d) 사이의 신호 경로(d12)를 기준선으로 신호원에 대한 도래각(AoA1)을 산출할 수 있다. 제5 추가수신기(220e)는 제2 추가수신기(220b)와 제5 추가수신기(220e) 사이의 신호 경로(d13)을 기준선으로 신호원에 대한 도래각(AoA2)을 산출할 수 있다.
제4 추가수신기(220d)의 위치는 제2 추가수신기(220b)와 제3 추가수신기(220c)가 제4 추가수신기 (220d) 신호발생부의 신호에 대해 산출한 도래각에 의해 측정될 수 있다. 제5 추가수신기(220e)도 위치가 측정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기준수신기와 비가시선상에 배치된 신호원의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6과 달리, 기준선을 다르게 선정하여 제4 추가수신기(220d)와 신호원(100) 사이의 도래각(AoA3)과 제5 추가수신기(220e)와 신호원 사이의 도래각(AoA4)을 산출할 수 있다.
제4 추가수신기(220d)와 신호원(100) 사이의 도래각(AoA3)은 제3추가수신기(220c)와 제4 추가수신기(220d)사이의 신호 경로(d16)를 기준선으로 선정하여 측정될 수 있다.
제 5추가수신기(220e)와 신호원(100) 사이의 도래각(AoA4)은 제3 추가수신기(220c)와 제5 추가수신기(220e) 사이의 신호 경로(d17)를 기준선으로 선정하여 측정될 수 있다.
이로써, 제4추가수신기(220d)와 신호원(100) 사이의 경로(d18)와 제5 추가수신기(220e)와 신호원(100) 사이의 경로(d19)의 교점이 신호원(100)의 위치로 측정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 항법 방법에 대한 순서도이다. 도 8을 참조하면, 신호원은 적외선 신호인 제1 신호를 발산한다(S500).
신호원이 발생한 제1 신호는 신호원과 가시선(LOS) 상에 배치된 복수의 수신기로 송신된다. 복수의 수신기는 제1 신호에 대한 도래각을 산출한다(S505).
복수의 수신기가 산출한 도래각은 수신기의 통신부를 통해 위치측정부로 송신된다(S510).
위치측정부는 수신한 도래각을 이용하여, 신호원의 위치인 복수의 수신기와 신호원 사이의 가상의 신호 경로 교점을 산출한다(S515).
위치측정부와 복수의 수신기는 통신부를 통해 위치측정부에서 측정된 신호원의 위치 정보를 신호원에 송신한다(S520).
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터,데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 항법 시스템 100: 신호원
200: 수신기 210: 기준수신기
211: 제1 센서부 212: 제1 구동부
213: 제1 제어부 214: 제1 통신부
220: 추가수신기 221: 제2 센서부
222: 제2 구동부 223: 제2 제어부
224: 제2 통신부 225: 신호발생부
300: 위치측정부 310: 제3 통신부
320: 제3 제어부 400: 디스플레이부

Claims (13)

  1. 제1 신호를 발산하는 신호원;
    상기 신호원의 가시선(Line Of Sight, LOS)상에서 상기 제1 신호를 수신하고 상기 제1 신호의 도래각(Arrival Of Angle, AOA)을 산출하는 복수의 수신기;
    상기 복수의 수신기에 의하여 산출된 도래각과 상기 복수의 수신기의 위치정보를 이용하여 상기 신호원의 위치를 측정하는 위치측정부;를 포함하고,
    상기 수신기는,
    기준수신기 및 추가수신기 중 적어도 하나이고,
    상기 추가수신기의 위치는 상기 위치측정부에 의하여 측정되는 항법 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기준수신기는 제1 기준선 상에 배치된
    항법 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 추가수신기는 제2 신호를 발산하는 신호발생부를 포함하는 항법 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기준수신기는
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나를 수신하는 제1 센서부;
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 방향으로 상기 제1 센서부를 회전시키는 제1 구동부;
    상기 제1 구동부의 회전각도를 측정하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 도래각을 연산하는 제1 제어부; 및
    상기 제1 제어부에 의하여 연산된 도래각을 상기 위치측정부로 송신하는 제1 통신부;를 포함하는 항법 시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 추가수신기는
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 신호를 수신하는 제2 센서부;
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 방향으로 상기 제2 센서부를 회전시키는 제2 구동부;
    상기 제2 구동부의 회전각도를 측정하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나의 도래각을 연산하는 제2 제어부; 및
    상기 제2 제어부에 의하여 연산된 도래각을 상기 위치측정부로 송신하는 제2 통신부;를 더 포함하는 항법 시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 센서부는 복수 개로 분할된 파티션의 각 측벽 상에 복수 개의 광 센서가 배치되는 항법 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 센서부는 복수 개로 분할된 파티션의 각 측벽 상에 복수 개의 광 센서가 배치되는 항법 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 신호원의 위치는
    상기 복수의 수신기 각각의 위치에서 상기 도래각 방향으로 연장되는 가상의 직선의 교점인 항법 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 신호원 및 복수의 수신기 중 적어도 하나의 위치를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 항법 시스템.
  12. 신호원이 제1 신호를 발산하는 단계;
    상기 신호원과 LOS상에 배치된 복수의 수신기가 상기 제1 신호를 수신하고, 수신방향으로부터 도래각을 산출하는 단계;
    상기 복수의 수신기가 상기 도래각을 위치측정부로 송신하는 단계;
    상기 위치측정부는 상기 도래각과 상기 복수의 수신기의 위치정보를 이용하여 상기 신호원의 위치를 측정하는 단계;를 포함하고,
    상기 수신기는
    기준수신기 및 추가수신기 중 적어도 하나이고,
    상기 추가수신기의 위치는 상기 위치측정부에 의하여 측정되는 항법 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 신호원의 위치를 측정하는 단계 이후에,
    상기 신호원에 측정된 상기 신호원의 위치를 송신하는 단계;를 더 포함하는 항법 방법.
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