KR101902715B1 - Method for tag location identifiying using uwb signal, and tag location identification apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

A tag location identification method and a tag location identification apparatus are disclosed. The apparatus includes three or more antennas for receiving a UWB signal from a tag apparatus for transmitting an ultra wide-band (UWB) signal, three or more UWB signal detectors which are synchronized at equal time intervals and detect the UWB signals in different time zones, and a calculating part for calculating the three-dimensional direction of the tag apparatus using the time zone and the arrival angle of each of the UWB signals detected by the three or more UWB signal detectors. It is possible to efficiently receive the UWB signals.

Description

UWB 신호를 이용하는 태그 위치 식별 방법 및 그 태그 위치 식별 장치 {METHOD FOR TAG LOCATION IDENTIFIYING USING UWB SIGNAL, AND TAG LOCATION IDENTIFICATION APPARATUS THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tag position identification method using a UWB signal and a tag position identification method using the UWB signal,

본 발명은 UWB(Ultra Wideband) 신호를 이용하는 태그 위치 식별 방법 및 그 태그 위치 식별 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복수의 안테나로부터 수신된 UWB 신호를 이용하여 태그 장치의 위치를 보다 정확하게 식별하는 방법 및 그 태그 위치 식별 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and apparatus for identifying a tag location using an Ultra Wideband (UWB) signal, and more particularly to a method and apparatus for accurately identifying a tag device using a UWB signal received from a plurality of antennas And a tag position identification apparatus.

위치 식별 시스템은 GPS(Global Positioning System, 위성 항법 시스템), INS(Inertial Navigation System, 관성 항법 시스템), LORAN(Long Range Aid to Navigation), RFID/USN(Radio Frequency Identification/Ubiquitous Sensor Network) 등을 포함한다. 이때, 상대의 위치 정보가 필요한 경우 상대가 계산한 자신의 위치 정보를 무선으로 제공하거나, 레이더(Radar)와 같이 송출한 신호에 의해 반사되어 오는 신호를 수신하여 상대의 위치 정보를 계산한다. The location identification system includes GPS (Global Positioning System), INS (Inertial Navigation System), LORAN (Long Range Aid to Navigation), RFID / USN (Radio Frequency Identification / Ubiquitous Sensor Network) do. At this time, if the relative position information is required, the position information of the other party is calculated wirelessly, or the signal reflected by the radar signal is received and the position information of the other party is calculated.

종래에는 상대 장치의 위치를 식별하고자 하는 경우, 주로 상대 장치가 보유한 GPS 수신기 등을 통해 현재 위치를 계산하였다. 그러나 건물 내부 등과 같이 GPS 신호가 불안정하거나 방해 장치 등에 의해 잘못된 신호 왜곡이 발생될 가능성이 높은 환경에서는, 상대 장치의 정확한 위치 식별이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 상대 장치의 위치 정보가 다른 이에게 노출될 수 있다는 보안 상의 문제점이 있다.Conventionally, when the position of the partner device is to be identified, the current position is calculated mainly through a GPS receiver or the like held by the partner device. However, there is a problem in that it is difficult to precisely identify the location of an opponent device in an environment where the GPS signal is unstable, such as inside a building, or where there is a high possibility that erroneous signal distortion is caused by an obstacle device or the like. In addition, there is a security problem that the location information of the partner device can be exposed to other users.

한편, GPS를 대체하여 무선 통신 인프라를 이용하여 장치의 위치를 추정할 수도 있다. 그러나 이를 위해서는 장치의 위치를 정확하게 식별할 수 있는 AP(Access Point)가 다수 설치되어야 하며, 특히 한정적인 공간 내에서 정밀한 위치 검출이 요구될 시에는 비경제적이다. On the other hand, it is also possible to estimate the position of a device by using wireless communication infrastructure instead of GPS. However, in order to do this, a plurality of APs (Access Points) capable of accurately identifying the positions of the devices must be installed, and it is uneconomical when precise position detection is required in a limited space.

즉, 종래의 GPS 나 무선 통신 인프라를 이용한 위치 식별 시스템은 한정적 공간 내에서는 적합하지 않다. 따라서, 일정 공간 내에서 위치를 확인할 수 있는 효율적이고 경제적인 방법이 요구된다. In other words, a conventional GPS or a location identification system using a wireless communication infrastructure is not suitable in a limited space. Therefore, there is a need for an efficient and economical method of identifying a location within a certain space.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 장치 간에 UWB(Ultra Wideband) 신호를 이용하여 저전력, 고효율의 위치 식별 방법을 제공하는데에 있다. 또한, 본 발명은 태그 장치가 송출하는 UWB 신호를 효율적으로 수신하는 태그 위치 식별 장치를 제공하는데에 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a low-power, high-efficiency location identification method using UWB (Ultra Wideband) signals between devices. It is another object of the present invention to provide a tag position identifying apparatus for efficiently receiving a UWB signal transmitted from a tag apparatus.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다.It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may be present.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 태그 위치 식별 장치는 UWB(ultra Wide-band) 신호를 송출하는 태그 장치로부터 상기 UWB 신호를 수신하는 세 개 이상의 안테나; 동일한 시간 간격으로 동기화되며, 서로 다른 시간 구간에서 상기UWB 신호를 검출하는 세 개 이상의 UWB 신호 검출부; 및 세 개 이상의 UWB 신호 검출부에서 검출된 UWB 신호들 각각의 시간 구간 및 도착 각도를 이용하여 상기 태그 장치의 삼차원 방향을 산출하는 산출부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a tag location identifying apparatus including three or more antennas for receiving UWB signals from a tag apparatus for transmitting UWB signals; Three or more UWB signal detectors which are synchronized at the same time intervals and detect the UWB signals in different time intervals; And a calculating unit for calculating a three-dimensional direction of the tag apparatus using the time interval and the arrival angle of each of the UWB signals detected by the three or more UWB signal detecting units.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태그 위치 식별 장치의 동작 방법은, 세 개 이상의 안테나로부터, 태그 장치가 송출하는 UWB(ultra Wide-band) 신호를 수신하는 단계; 동일한 시간 간격으로 동기화된 UWB 신호 검출기로부터, 서로 다른 시간 구간에서 UWB 신호들을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 UWB 신호들 각각의 시간 구간 및 도착 각도를 이용하여 상기 태그 장치의 삼차원 방향을 산출하는 단계를 포함한다. In addition, an operation method of a tag location identifying apparatus according to an embodiment of the present invention includes receiving an ultra Wide-band (UWB) signal transmitted from a tag apparatus from three or more antennas; Detecting UWB signals in different time intervals from a synchronized UWB signal detector at the same time interval; And calculating the three-dimensional direction of the tag device using the time interval and the arrival angle of each of the detected UWB signals.

이상과 같은 다양한 실시 예들에 따르면, 태그 위치 식별 장치는 복수개의 안테나들을 통해 태그 장치가 송출한 UWB 신호를 효율적으로 수신함으로써, 태그 장치의 위치를 보다 정확하게 식별할 수 있다. 나아가, 태그 위치 식별 장치의 위치가 가변적인 경우 복수개의 안테나들을 통해 수신된 UWB 신호들을 이용하여 태그 위치 식별 장치의 현재 위치를 식별할 수 있다. According to various embodiments as described above, the tag location identifying apparatus can efficiently identify the position of the tag apparatus by efficiently receiving the UWB signal transmitted from the tag apparatus through the plurality of antennas. In addition, if the position of the tag location identifying device is variable, the current position of the tag location identifying device can be identified using the UWB signals received through the plurality of antennas.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 위치 식별 시스템을 도시한 일례이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 위치 식별 장치의 구성을 도시한다.
도 3a는 안테나부가 세 개의 안테나로 구현된 일례를 도시하며, 도 3b는 안테나부가 네 개의 안테나로 구현된 일례를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 안테나들에서 검출된 신호의 도착 각도를 이용하여 태그 장치의 삼차원 방향을 산출하는 일례이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 산출부가 태그 장치로의 거리값을 산출하는 방법을 도시한 일례이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 태그 위치 식별 장치가 가변적인 일례를 도시한다.
도 7은 도 6의 태그 위치 식별 장치가 자신의 현재 위치를 식별하는 방법을 도시한 일례이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 위치 식별 장치의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
1 is an example of a tag location identification system according to an embodiment of the present invention.
2 shows a configuration of a tag location identifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3A shows an example in which the antenna section is implemented with three antennas, and FIG. 3B shows an example in which the antenna section is implemented with four antennas.
FIG. 4 is an example of calculating the three-dimensional direction of the tag device using the arrival angle of a signal detected from a plurality of antennas according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of a method of calculating a distance value to a tag apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows an example in which the tag location identifying device is variable according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an example showing a method of identifying the current position of the tag position identifying apparatus of FIG. 6 by itself.
8 is a flowchart illustrating an operation method of a tag location identifying apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 위치 식별 시스템(10)을 도시한 일례이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 태그 위치 식별 시스템(10)은 태그 장치(11)와 하나 이상의 태그 위치 식별 장치(12, 13)를 포함한다. 1 is an example showing a tag location identification system 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the tag location identification system 10 includes a tag device 11 and one or more tag location identification devices 12,13.

태그 장치(11)는 위치가 가변하는 장치 또는 일정 위치에 고정된 장치로서, UWB(Ultra Wideband) 신호를 일정 시간 간격 또는 임의의 시간 간격으로 송출하며, BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 데이터 통신(예컨대, 제어 신호 송수신, 펌웨어 업데이트 등)하는 수행하는 장치일 수 있다. 여기서, UWB(또는, 초광대역) 무선통신은, 특히, 반송파를 사용하지 않고 일정한 주기와 파형을 가지고 있는 전기적인 펄스를 1 나노-초(nano-second) 이하의 짧은 펄스를 사용하여 데이터를 기저대역으로 송수신하는 통신방식을 의미할 수 있다. The tag device 11 is a device which is variable in position or fixed in a fixed position, and transmits UWB (Ultra Wideband) signals at a predetermined time interval or an arbitrary time interval, and performs data communication (E.g., sending / receiving control signals, updating firmware, etc.). Here, UWB (or UWB) radio communication is a technique in which an electric pulse having a constant period and a waveform without using a carrier wave is used as a baseband signal by using a short pulse of 1 nano- And a communication method of transmitting and receiving data in a band.

태그 장치(11)와 반대로, 태그 위치 식별 장치(12)는 일정 위치에 고정되거나 위치가 가변하는 장치로서, 태그 장치(11)로부터 송출된 UWB 신호를 수신 및 검출하여 태그 장치(11)의 위치 또는 자신의 현재 위치를 식별한다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 위치 식별 장치(12)는 세 개 이상의 안테나를 구비하고, 이를 효율적으로 배치하여, 보다 정확하게 태그 장치(11)의 위치 또는 자신의 현재 위치를 식별할 수 있다. Contrary to the tag device 11, the tag position identifying device 12 is a device fixed or position-variable at a predetermined position, receiving and detecting the UWB signal sent out from the tag device 11, Or identifies its current location. At this time, the tag location identifying apparatus 12 according to an embodiment of the present invention includes three or more antennas, and efficiently arranges them to identify the position of the tag apparatus 11 or its current position more accurately .

먼저, 도 2 내지 도 5에서는 태그 위치 식별 장치(12)의 위치가 고정적이며, 태그 장치(11)의 위치가 가변적인 것으로 설명하나, 도 6 및 도 7에서 후술하는 바와 같이 그 반대의 경우에도 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있다. 2 to 5, the position of the tag position identifying device 12 is fixed and the position of the tag device 11 is variable. However, in the opposite case as described later in FIGS. 6 and 7 The embodiments of the present invention can be applied.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 위치 식별 장치(12)의 구성을 도시한다. 2 shows a configuration of the tag location identifying device 12 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 태그 위치 식별 장치(12)는 안테나부(210), UWB 검출부(220) 및 산출부(230)를 포함한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 태그 위치 식별 장치(12)는 더 많은 구성요소(예컨대, 통신부, 자이로 센서 등)를 포함하여 구현될 수 있다. Referring to FIG. 2, the tag location identifying apparatus 12 includes an antenna unit 210, a UWB detecting unit 220, and a calculating unit 230. However, the present invention is not limited thereto, and the tag location identifying device 12 may be implemented including more components (e.g., communication unit, gyro sensor, etc.).

안테나부(210)는 기본적으로 신호를 송신하거나, 신호를 수신한다. 즉, 안테나부(210)는 특정 주파수 대역에 따른 신호를 선택하여 수신하거나, 특정 주파수 대역에 따른 신호를 공중(air)으로 방사한다. 예를 들어, 안테나부(210)는 UWB 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. UWB 는, 앞서 설명한 바와 같이, 넓은 주파수 대역(예컨대, 3.1~10.6㎓)에서 동작하는 무선통신을 일컫는 것으로서, 안테나부(210)는 상기 UWB 가 제공하는 주파수 대역들 중에서 대한민국에 허용된 주파수 대역인 저주파 대역 3.1~4.8㎓ 와, 고주파 대역 7.2~10.2㎓ 을 수신 및/또는 송신할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The antenna unit 210 basically transmits a signal or receives a signal. That is, the antenna unit 210 selects and receives a signal according to a specific frequency band, or radiates a signal according to a specific frequency band to the air. For example, the antenna unit 210 may transmit and / or receive a UWB signal. UWB refers to wireless communication operating in a wide frequency band (for example, 3.1 to 10.6 GHz) as described above, and the antenna unit 210 is a frequency band that is allowed in Korea among the frequency bands provided by the UWB But is not limited to, receiving and / or transmitting a low frequency band 3.1 to 4.8 GHz and a high frequency band 7.2 to 10.2 GHz.

그리고 안테나부(210)는 복수의 안테나들을 포함하여 구현될 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 안테나부(210)는 세 개의 안테나(310, 320, 330)로 구현될 수 있으며, 도 3b에 도시된 바와 같이, 네 개의 안테나(310, 320, 330, 340)로 구현될 수 있다. 그리고, 안테나부(210)를 네 개 이상의 안테나로 구현하는 것도 가능하다. 이 때, 복수개의 안테나들은 제1 방향(예컨대, 횡 방향)으로 평행하여 두 개 이상의 안테나가 배치되며, 제1 방향에 수직하는 방향(예컨대, 종 방향)으로 하나 이상의 안테나가 배치될 수 있다. 즉, 도 3a를 참조하여 설명하면, 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 횡 방향으로 일정 거리 간격으로 평행하여 배치되며, 제3 안테나(330)는 종 방향으로 제1 안테나(310)와 일직선 상에 배치될 수 있다. The antenna unit 210 may include a plurality of antennas. 3A, the antenna unit 210 may be implemented by three antennas 310, 320, and 330 and may include four antennas 310, 320, 330, and 340, as shown in FIG. 3B. . ≪ / RTI > It is also possible to implement the antenna unit 210 with four or more antennas. At this time, the plurality of antennas may be arranged in parallel in a first direction (e.g., transverse direction), and one or more antennas may be disposed in a direction perpendicular to the first direction (e.g., longitudinal direction). 3A, the first antenna 310 and the second antenna 320 are disposed parallel to each other at a predetermined distance in the lateral direction, and the third antenna 330 is disposed in parallel to the first antenna 310. In other words, 310, respectively.

또한, 각 안테나는 팻 다이폴(Fat Dipole) 안테나, 보우타이(Bow-tie) 안테나, 모노폴(Monopole) 안테나 및 슬롯(Slot) 안테나 등으로 구현될 수 있으며, 이 때 각 안테나는 태그 위치 식별 장치(12)의 케이스 내에 실장 되는 소위 "인테나(intenna)"로 구현되거나 외장형 안테나로 구현될 수 있다.Each antenna may be implemented with a fat dipole antenna, a bow-tie antenna, a monopole antenna, and a slot antenna. In this case, each antenna may be a tag position identification device Called "intenna" that is mounted in a case of the antenna 12 or may be implemented as an external antenna.

다시 도 2를 참조하면, UWB 신호 검출부(220)는 안테나부(210)로부터 수신된 신호 중에서 UWB 신호를 검출하는 하나 이상의 구성요소로 구현된다. 예를 들어, UWB 신호 검출부(220)는 필터(filter), 멀티플렉서(multiplexer), 증폭기 등을 포함하여 구현될 수 있다. 그리고, UWB 신호 검출부(220)는 안테나부(210)에 포함된 복수의 안테나 각각에 연결될 수 있도록 복수개로 구현되며, 복수 개의 UWB 신호 검출부 각각은 단일 발진기(oscillator, 미도시)에 의해 동기화된다. 즉, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 세 개의 안테나(310, 320, 330)가 배치된 경우, 각 안테나(310, 320, 330)에 세 개의 UWB 신호 검출부(311, 321, 331)가 연결 배치되며, 네 개의 안테나(310, 320, 330, 340)가 배치된 경우, 네 개의 UWB 신호 검출부(311, 321, 331, 341)가 각 안테나(310, 320, 330, 340)에 연결 배치될 수 있다. Referring back to FIG. 2, the UWB signal detecting unit 220 is implemented as one or more components that detect a UWB signal among the signals received from the antenna unit 210. For example, the UWB signal detector 220 may include a filter, a multiplexer, an amplifier, and the like. The UWB signal detecting unit 220 is implemented in a plurality of units so that the UWB signal detecting unit 220 can be connected to each of a plurality of antennas included in the antenna unit 210. Each of the plurality of UWB signal detecting units is synchronized by a single oscillator (not shown). That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, when three antennas 310, 320, and 330 are disposed, three UWB signal detectors 311, 321, and 331 are connected to the antennas 310, When four antennas 310, 320, 330 and 340 are arranged, four UWB signal detectors 311, 321, 331 and 341 are connected to the antennas 310, 320, 330 and 340 .

한편, 발진기(미도시)는, 비한정적인 예로서, 크리스탈 발진기 등일 수 있으며, 나노-초(nano-second) 이하의 클럭(clock) 신호를 각 UWB 신호 검출부로 인가함으로써, 각 UWB 신호 검출부가 나노세컨드 이하의 동일한 시간 간격으로 동기화되도록 할 수 있으며, 나노세컨드 이하의 시간 구간에서 UWB 신호를 검출하도록 할 수 있다. 즉, 하나의 태그 장치(11)에서 송출된 UWB 신호인 경우라도, 태그 위치 식별 장치(12)의 서로 다른 위치에 배치된 안테나(도 3a 및 3b 참조)에 의해 서로 다른 시간 구간에서 검출될 수 있다. The oscillator (not shown) may be a crystal oscillator or the like as a non-limiting example. By applying a clock signal of nano-second or less to each UWB signal detecting unit, each UWB signal detecting unit It is possible to synchronize the UWB signal at the same time interval equal to or less than the nanosecond, and to detect the UWB signal at the time interval of the nanosecond or less. That is, even in the case of a UWB signal transmitted from one tag apparatus 11, it can be detected at different time intervals by antennas (see FIGS. 3A and 3B) arranged at different positions of the tag position identifying apparatus 12 have.

산출부(230)는 각 UWB 신호 검출부에서 검출된 UWB 신호들을 기초로 태그 장치(11)의 위치를 식별한다. 먼저, 산출부(230)는 UWB 신호들의 AOA(angle of arrival)을 이용하여 태그 장치(11)의 삼차원 방향을 산출한다. 이 때, AOA 기법은 태그 장치(11)로부터 도착하는 신호의 각도를 산출하는 것으로서, 산출부(230)는 안테나부(210)에 포함된 복수의 안테나들에서 검출된 신호의 시간 구간 및 도착 각도를 이용하여 태그 장치(11)의 삼차원 방향을 산출할 수 있다. The calculating unit 230 identifies the position of the tag device 11 based on the UWB signals detected by the respective UWB signal detecting units. First, the calculating unit 230 calculates the three-dimensional direction of the tag device 11 using the angle of arrival (AOA) of the UWB signals. In this case, the AOA technique calculates the angle of a signal arriving from the tag device 11, and the calculating unit 230 calculates a time interval and an arrival angle of a signal detected from a plurality of antennas included in the antenna unit 210, The three-dimensional direction of the tag device 11 can be calculated.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 안테나들에서 검출된 신호의 도착 각도를 이용하여 태그 장치(11)의 삼차원 방향을 산출하는 일례이다. 산출부(230)는 제1 방향으로 평행하여 배치된 제1 및 제2 안테나(310, 320)로부터 수신된 UWB 신호 간의 시간차 및 도착 각도차를 이용하여 제1 이차원 평면(예컨대, XY 평면) 상에서의 태그 장치(11)의 방향을 산출하며, 제1 및 제3 안테나(310, 330)로부터 수신된 UWB 신호 간의 시간차 및 도착 각도차를 이용하여 제2 이차원 평면(예컨대, YZ 평면) 상에서의 태그 장치(11)의 방향을 산출할 수 있다. 산출부(230)는 각 이차원 평면 상의 방향을 조합함으로써 삼차원 방향(즉, X축 각도, Y축 각도, Z축 각도)을 산출할 수 있다. 이때, 제3 안테나(330)는 제1 안테나(310)와 일직선 상에 배치됨으로써, 산출부(230)는 제1 안테나(310)와 제3 안테나(330) 간의 높이 차이에 따른 각도차를 보상함으로써 보다 정확하게 삼차원 방향이 산출되도록 할 수 있다. FIG. 4 is an example of calculating the three-dimensional direction of the tag device 11 using the arrival angle of a signal detected from a plurality of antennas according to an embodiment of the present invention. The calculating unit 230 calculates a difference between the first and second antennas 310 and 320 in a first two-dimensional plane (e.g., an XY plane) using a time difference and an arrival angle difference between UWB signals received from the first and second antennas 310 and 320, (For example, a YZ plane) using the time difference and the arrival angle difference between the UWB signals received from the first and third antennas 310 and 330, The direction of the device 11 can be calculated. The calculation unit 230 can calculate the three-dimensional direction (i.e., the X-axis angle, the Y-axis angle, and the Z-axis angle) by combining the directions on the two-dimensional planes. The third antenna 330 is disposed in a straight line with the first antenna 310 so that the calculating unit 230 compensates for the angle difference according to the height difference between the first antenna 310 and the third antenna 330 So that the three-dimensional direction can be calculated more accurately.

이 때, 태그 장치(11)가 기준면(예컨대, 바닥 등)으로부터 일정 높이에 위치하는 경우, 산출부(230)는 태그 장치(11)의 삼차원 방향과 기준면을 이용하여 태그 장치(11)의 위치를 식별할 수 있다. 그러나, 태그 장치(11)의 높이가 일정하지 않은 경우, 산출부(230)는 태그 위치 식별 장치(12)와 태그 장치(11) 간의 거리값을 산출하여 태그 장치(11)의 위치를 식별할 수 있다. In this case, when the tag device 11 is located at a predetermined height from the reference plane (for example, the floor, etc.), the calculation unit 230 calculates the position of the tag device 11 using the three- Can be identified. However, when the height of the tag device 11 is not constant, the calculating section 230 calculates the distance value between the tag position identifying device 12 and the tag device 11 to identify the position of the tag device 11 .

예시적으로, 산출부(230)는 하나 이상의 주변 태그 위치 식별 장치(13)로부터 태그 장치(11)의 삼차원 방향 정보를 더 획득하여 태그 장치(11)로의 거리값을 산출할 수 있다. 이때 태그 위치 식별 장치(12)는 주변 태그 위치 식별 장치(13)와 통신하기 위한 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 태그 장치(11)가 송출하는 주파수 대역과 다른 주파수 대역의 UWB 신호를 이용하여 주변 태그 위치 식별 장치(13)와 통신할 수 있다. Illustratively, the calculating unit 230 may further obtain the three-dimensional direction information of the tag apparatus 11 from the one or more peripheral tag position identifying apparatus 13 to calculate the distance value to the tag apparatus 11. [ At this time, the tag location identifying device 12 may further include a communication unit (not shown) for communicating with the peripheral tag location identifying device 13, but the present invention is not limited thereto, It is possible to communicate with the peripheral tag location identifying device 13 using the UWB signal of the frequency band.

산출부(230)는 태그 위치 식별 장치(12)에서 태그 장치(11)의 삼차원 방향으로 연장되는 제1 가상 벡터와, 주변 태그 위치 식별 장치(13)에서 태그 장치(11)의 삼차원 방향으로 연장되는 제2 가상 벡터의 교차점을 이용하여, 태그 위치 식별 장치(12)와 태그 장치(11) 간의 거리값을 산출할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 산출부(230)가 태그 장치(11)로의 거리값을 산출하는 방법을 도시한 일례이다. 도 5를 참조하면, 산출부(230)는 제1 가상 벡터(510)와 제2 가상 벡터(520) 간의 교차점(P)을 이용하여 태그 위치 식별 장치(12)의 위치(S)로부터 교차점(P)까지의 거리값을 태그 장치(11)로의 거리값으로 산출할 수 있다. 이때, 교차점(P)은 제1 가상 벡터(510)와 제2 가상 벡터(520) 각각의 오차 범위가 반영된 값일 수 있다. The calculating unit 230 calculates the distance between the first virtual vector extending in the three dimensional direction of the tag device 11 in the tag location identifying device 12 and the first virtual vector extending in the three dimensional direction of the tag device 11 in the peripheral tag location identifying device 13. [ The distance between the tag location identifying device 12 and the tag device 11 can be calculated using the intersection of the first virtual vector and the second virtual vector. 5 is an example showing a method of calculating the distance value to the tag device 11 by the calculation unit 230 according to an embodiment of the present invention. 5, the calculating unit 230 calculates the intersection P from the position S of the tag position identifying apparatus 12 using the intersection P between the first virtual vector 510 and the second virtual vector 520 P can be calculated as the distance value to the tag device 11. [ At this time, the intersection point P may be a value reflecting the error range of each of the first virtual vector 510 and the second virtual vector 520.

한편, 산출부(230)는 주변 태그 위치 식별 장치(13)로부터 태그 장치(11)로의 삼차원 방향 정보를 이용하여 자신의 삼차원 방향 정보를 보정할 수도 있다. 즉, 산출부(230)는 주변 태그 위치 식별 장치(13)로부터 획득된 정보를 이용하여 신호의 혼선이나 방해물 등에 따른 오차를 보정할 수 있다. Meanwhile, the calculating unit 230 may correct the three-dimensional direction information thereof using the three-dimensional direction information from the peripheral tag location identifying device 13 to the tag device 11. [ That is, the calculating unit 230 can correct an error due to crosstalk of a signal, an obstacle, or the like by using the information obtained from the peripheral tag location identifying device 13. [

또는, 산출부(230)는 TWR(two way ranging) 기법을 기초로, 태그 장치(11)와의 거리값을 산출할 수 있다. 여기서, TWR 기법은, 하나의 장치에서 신호를 전송한 후, 반대편에서 이 신호를 수신한 장치가 다시 신호를 전송하여 두 장치 간의 신호의 왕복 시간을 계산한 뒤, 장치의 신호 처리 시간을 제외하고 장치 간의 거리를 계산하는 방법이다. 즉, 산출부(230)는 태그 장치(11)로부터 UWB 신호가 수신되면, 태그 장치(11)로 마커(marker) 신호를 전송하고, 태그 위치 식별 장치(12)에 포함된 타이머(미도시)를 동작시켜 상기 마커 신호에 대한 응답 신호가 검출된 후의 타이머값을 계산한 뒤, 기 설정된 신호 처리 시간을 제외하여 태그 장치(11)로의 거리값을 산출할 수 있다.Alternatively, the calculating unit 230 may calculate a distance value to the tag device 11 based on a TWR (two way ranging) technique. Here, the TWR technique is a technique in which, after a signal is transmitted from one device, a device that receives the signal on the opposite side again transmits a signal to calculate a round trip time of the signal between the two devices, It is a method to calculate distance between devices. That is, when the UWB signal is received from the tag apparatus 11, the calculating unit 230 transmits a marker signal to the tag apparatus 11 and outputs a timer (not shown) included in the tag position identifying apparatus 12, A timer value after detecting a response signal to the marker signal is calculated, and a distance value to the tag device 11 can be calculated excluding a predetermined signal processing time.

한편, 산출부(230)는 적어도 하나의 논리 회로를 포함하여 구현될 수 있으며, 비한정적인 예로서, FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)으로 구현될 수 있다. 또는, 산출부(230)는 CPLD(complex programmable logic device)로 구현될 수도 있다. 또한, 실시예에 따라, 상기 산출부는 "처리부", "신호 처리부", "프로세서", "제어부" 등으로 명명될 수 있다. Meanwhile, the calculating unit 230 may be implemented with at least one logic circuit, and may be implemented as a field programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC) as a non-limiting example. Alternatively, the calculator 230 may be implemented as a CPLD (complex programmable logic device). Further, according to the embodiment, the calculating unit may be named as a "processing unit", a "signal processing unit", a "processor", a "control unit" and the like.

한편, 전술한 설명에서는 태그 위치 식별 장치(12)의 위치가 고정적인 경우를 가정하여 설명하였으나, 도 6에서와 같이, 태그 장치(11)의 위치가 고정적이며 태그 위치 식별 장치(12)의 위치가 가변적인 경우에도 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있다. 이 경우, 태그 위치 식별 장치(12)는 식별된 태그 장치(11a, 11b)의 위치를 기준으로 자신의 현재 위치를 식별할 수 있다. 6, it is assumed that the position of the tag device 11 is fixed and the position of the tag position identifying device 12 is fixed. In this case, An embodiment of the present invention can be applied. In this case, the tag location identifying device 12 can identify its current location based on the location of the identified tag devices 11a, 11b.

예시적으로, 산출부(230)는 태그 위치 식별 장치(12)의 높이가 고정적인 경우, 태그 장치(11a)로의 삼차원 방향값을 기준으로 현재 위치를 식별할 수 있으며, 태그 위치 식별 장치(12)의 높이가 가변적인 경우, 주변 태그 장치(11b)로의 삼차원 방향을 더 산출하여 태그 위치 식별 장치(12)와 태그 장치(11a) 간의 거리값을 산출함으로써 현재 위치를 식별할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 산출부(230)는 태그 장치(11a)로부터 태그 장치(11a)의 삼차원 방향의 역 방향으로 연장되는 제3 가상 벡터와, 주변 태그 장치(11b)로부터 주변 태그 장치(11b)의 삼차원 방향의 역 방향으로 연장되는 제4 가상 벡터의 교차점을 이용하여, 태그 위치 식별 장치와 태그 장치 간의 거리값을 산출할 수 있다. 이를 통해, 태그 위치 식별 장치(12)는 자신의 현재 위치를 식별할 수 있다. 이때, 태그 장치(11a, 11b)로의 삼차원 방향값을 산출하는 방법은 도 2 및 도 4에서 전술한 방법과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. For example, when the height of the tag position identification device 12 is fixed, the calculation unit 230 can identify the current position based on the three-dimensional direction value to the tag device 11a, and the tag position identification device 12 The current position can be identified by further calculating the three-dimensional direction to the peripheral tag device 11b and calculating the distance value between the tag position identifying device 12 and the tag device 11a. 7, the calculating unit 230 calculates the third virtual vector extending from the tag device 11a in the direction opposite to the three-dimensional direction of the tag device 11a and the third virtual vector extending from the peripheral tag device 11b to the periphery The distance value between the tag location identifying device and the tag device can be calculated using the intersection of the fourth virtual vector extending in the direction opposite to the three-dimensional direction of the tag device 11b. Through this, the tag location identifying device 12 can identify its current location. At this time, the method of calculating the three-dimensional direction value to the tag devices 11a and 11b is the same as the method described above with reference to FIG. 2 and FIG. 4, and a detailed description thereof will be omitted.

추가로, 태그 위치 식별 장치(12)는 장치의 움직임에 따른 회전 각속도를 측정하는 자이로 센서(미도시)를 더 포함하여, 안테나들의 각도 변화에 따른 오차 보정을 더 수행할 수 있다. 산출부(230)는 안테나들이 기 설정된 제1 방향 또는 제1 방향에 수직하는 방향으로 배치되어 있지 않은 경우, 삼차원 방향값으로부터 상기 제1 방향 또는 이에 대한 수직 방향과의 차이각에 따른 오차를 보상할 수 있다. In addition, the tag location identifying device 12 may further include a gyro sensor (not shown) for measuring a rotational angular velocity according to the motion of the device, thereby further performing error correction according to the angular change of the antennas. If the antennas are not arranged in a predetermined first direction or in a direction perpendicular to the first direction, the calculation unit 230 may compensate the error according to the difference angle with respect to the first direction or the vertical direction with respect to the three- can do.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 위치 식별 장치(12)의 동작 방법을 설명하는 순서도이다. 도 8에 도시된, 태그 위치 식별 장치(12)의 동작 방법은, 앞서 설명된 도 1 내지 도 7 등에서 설명된 실시예와 관련된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 할지라도, 도 1 내지 도 7 등에서 앞서 설명된 내용들은, 도 8의 동작 방법에도 적용될 수 있다.8 is a flowchart illustrating an operation method of the tag location identifying device 12 according to an embodiment of the present invention. The operation method of the tag location identifying device 12 shown in Fig. 8 is related to the embodiment described in Figs. 1 to 7 and the like described above. Therefore, even if omitted below, the contents described above in Figs. 1 to 7 can also be applied to the operation method of Fig.

먼저, 태그 위치 식별 장치(11)는 세 개 이상의 안테나로부터, 태그 장치(11)가 송출하는 UWB 신호를 수신한다(S810). 이 때, 세 개 이상의 안테나는 제1 방향(예컨대, 횡 방향)으로 평행하여 두 개 이상의 안테나가 배치되며, 제1 방향에 수직하는 방향(예컨대, 종 방향)으로 하나 이상의 안테나가 배치될 수 있다.First, the tag location identification device 11 receives the UWB signal transmitted from the tag device 11 from three or more antennas (S810). At this time, three or more antennas may be arranged in parallel in a first direction (e.g., transverse direction), and two or more antennas may be disposed, and one or more antennas may be disposed in a direction perpendicular to the first direction .

이후, 태그 위치 식별 장치(11)는 동일한 시간 간격으로 동기화된 UWB 신호 검출기로부터, 서로 다른 시간 구간에서 UWB 신호들을 검출한다(S820). 이 때, 시간 구간은 단일 발진기에 의해 각 UWB 신호 검출기가 동기화된 시간 간격으로서, 나노세컨드 이하일 수 있다. Then, the tag position identification device 11 detects UWB signals in different time intervals from the synchronized UWB signal detector at the same time interval (S820). In this case, the time interval may be equal to or less than a nanosecond as a time interval in which each UWB signal detector is synchronized by a single oscillator.

이후, 태그 위치 식별 장치(11)는 검출된 UWB 신호들 각각의 시간 구간 및 도착 각도를 이용하여 태그 장치(11)의 삼차원 방향을 산출한다(S830). 태그 위치 식별 장치(11)는 각 안테나에서 수신된 UWB 신호의 시간차와 도착 각도차를 이용하여 삼차원 방향을 산출한다. 예시적으로, 태그 위치 식별 장치(11)는 제1 방향으로 평행하여 배치된 안테나들로부터 수신된 UWB 신호 간의 시간차 및 도착 각도차를 이용하여 제1 이차원 평면(예컨대, XY 평면) 상에서의 태그 장치(11)의 방향을 산출하며, 상기 제1 방향에 수직하는 방향으로 배치된 하나 이상의 안테나로부터 수신된 UWB 신호 간의 시간차 및 도착 각도차를 이용하여 제2 이차원 평면(예컨대, YZ 평면) 상에서의 태그 장치(11)의 방향을 산출할 수 있다. 태그 위치 식별 장치(11)는 각 이차원 평면 상의 방향을 조합함으로써 삼차원 방향(즉, X축 각도, Y축 각도, Z축 각도)을 산출할 수 있다.Then, the tag position identification device 11 calculates the three-dimensional direction of the tag device 11 using the time interval and the arrival angle of each of the detected UWB signals (S830). The tag location identifying device 11 calculates the three-dimensional direction using the time difference and the arrival angle difference of the UWB signals received from each antenna. Illustratively, the tag location identifying device 11 is configured to identify the location of the tag device 14 on the first two-dimensional plane (e.g., the XY plane) using the time difference and the arrival angle difference between the UWB signals received from the antennas disposed in parallel in the first direction. (E.g., a YZ plane) using the time difference and the arrival angle difference between UWB signals received from one or more antennas arranged in a direction perpendicular to the first direction, The direction of the device 11 can be calculated. The tag position identification device 11 can calculate the three-dimensional directions (i.e., the X-axis angle, the Y-axis angle, and the Z-axis angle) by combining the directions on the two-dimensional planes.

만약, 태그 장치(11)의 높이가 일정하다면(즉, 높이가 K 이면)(S840), 태그 위치 식별 장치(11)는 태그 장치(11)의 삼차원 방향과 기 알려진 기준면을 이용하여 태그 장치(11)의 위치를 식별할 수 있다(S860). 그러나, 태그 장치(11)의 높이가 일정하지 않은 경우(S840), 태그 위치 식별 장치(11)는 태그 장치(11)와의 거리값을 산출한다(S850). If the height of the tag device 11 is constant (i.e., the height is K) (S840), the tag position identification device 11 determines whether the tag device 11 11) (S860). However, if the height of the tag device 11 is not constant (S840), the tag position identification device 11 calculates the distance value to the tag device 11 (S850).

예시적으로, 태그 위치 식별 장치(11)는 하나 이상의 주변 태그 위치 식별 장치(13)로부터 태그 장치(11)의 삼차원 방향 정보를 더 획득하여 태그 장치(11)로의 거리값을 산출할 수 있다. 태그 위치 식별 장치(11)는 태그 위치 식별 장치(12)에서 태그 장치(11)의 삼차원 방향으로 연장되는 제1 가상 벡터와, 주변 태그 위치 식별 장치(13)에서 태그 장치(11)의 삼차원 방향으로 연장되는 제2 가상 벡터의 교차점을 이용하여, 태그 위치 식별 장치(12)와 태그 장치(11) 간의 거리값을 산출할 수 있다.Illustratively, the tag location identifying device 11 can further obtain the three-dimensional direction information of the tag device 11 from the one or more peripheral tag location devices 13 to calculate the distance value to the tag device 11. [ The tag position identification device 11 is configured to identify the first virtual vector extending in the three-dimensional direction of the tag device 11 in the tag location identification device 12 and the first virtual vector in the three-dimensional direction of the tag device 11 in the peripheral tag location identification device 13. [ It is possible to calculate the distance value between the tag location identifying device 12 and the tag device 11 by using the intersection of the second virtual vector extending to the first virtual vector.

이 때, 태그 장치(도 6의 11a)의 위치가 고정적이며 태그 위치 식별 장치(12)의 위치가 가변적인 경우, 태그 위치 식별 장치(11)는 주변 태그 위치 식별 장치(13) 대신에 주변 태그 장치(도 6의 11b)로의 삼차원 방향을 더 산출하여 태그 위치 식별 장치(12)와 태그 장치(11a) 간의 거리값을 산출할 수도 있다. 태그 위치 식별 장치(11)는 태그 장치(11a)로부터 태그 장치(11a)의 삼차원 방향의 역 방향으로 연장되는 제3 가상 벡터와, 주변 태그 장치(11b)로부터 주변 태그 장치(11b)의 삼차원 방향의 역 방향으로 연장되는 제4 가상 벡터의 교차점을 이용하여, 태그 위치 식별 장치와 태그 장치 간의 거리값을 산출할 수 있다.At this time, when the position of the tag device (11a in Fig. 6) is fixed and the position of the tag position identification device 12 is variable, the tag position identification device 11 identifies the peripheral tag position identification device 13, The three-dimensional direction to the device (11b in Fig. 6) may be further calculated to calculate the distance value between the tag position identification device 12 and the tag device 11a. The tag position identification device 11 is configured to identify the third virtual vector extending from the tag device 11a in the direction opposite to the three-dimensional direction of the tag device 11a and the third virtual vector extending from the peripheral tag device 11b in the three- The distance value between the tag location identifying device and the tag device can be calculated by using the intersection of the fourth virtual vector extending in the direction opposite to that of the first virtual vector.

또는, 태그 위치 식별 장치(11)는 TWR(two way ranging) 기법을 기초로, 태그 장치(11)와의 거리값을 산출할 수 있다. 예시적으로, 태그 위치 식별 장치(11)는 태그 장치(11)로부터 UWB 신호가 수신되면, 태그 장치(11)로 마커 신호를 전송하고, 타이머를 동작시키며, 상기 마커 신호에 대한 응답 신호가 검출된 후의 타이머값을 기초로 태그 장치(11)로의 거리값을 산출할 수 있다. Alternatively, the tag location identifying device 11 can calculate the distance value to the tag device 11 based on the TWR (two way ranging) technique. Illustratively, when the UWB signal is received from the tag device 11, the tag position identifying device 11 transmits a marker signal to the tag device 11, operates a timer, and detects a response signal to the marker signal The distance to the tag device 11 can be calculated on the basis of the timer value after the tag device 11 is started.

한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 태그 위치 식별 방법은 소프트웨어로 생성되어 다양한 전자 장치에 탑재될 수 있다. Meanwhile, the tag location identification method according to the various embodiments described above can be generated by software and mounted on various electronic devices.

예를 들어, 세 개 이상의 안테나로부터, 태그 장치가 송출하는 UWB 신호를 수신하는 단계, 동일한 시간 간격으로 동기화된 UWB 신호 검출기로부터, 서로 다른 시간 구간에서 UWB 신호들을 검출하는 단계, 및 태그 위치 식별 장치는 검출된 UWB 신호들 각각의 시간 구간 및 도착 각도를 이용하여 태그 장치의 삼차원 방향을 산출하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 설치될 수 있다.For example, receiving from the three or more antennas, a UWB signal transmitted by the tag device, detecting UWB signals in different time intervals from a synchronized UWB signal detector at the same time interval, A non-transitory computer readable medium storing a program for performing the step of calculating the three-dimensional direction of the tag device using the time interval and the arrival angle of each of the detected UWB signals may be installed.

여기서, 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 미들웨어 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.Here, the non-transitory readable medium is not a medium for storing data for a short time such as a register, a cache, a memory, etc., but means a medium that semi-permanently stores data and is readable by a device. In particular, the various middleware or programs described above may be stored and provided in non-volatile readable media such as CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM,

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. It should be noted that the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 태그 위치 식별 시스템
11: 태그 장치
12: 태그 위치 식별 장치
13: 주변 태그 위치 식별 장치
210: 안테나부
220: UWB 신호 검출부
230: 산출부
310, 320, 330, 340: 안테나
311, 321, 331, 341: UWB 신호 검출부
11a: 태그 장치
11b: 주변 태그 장치
10: Tag location identification system
11: Tag device
12: Tag location identification device
13: Peripheral tag location identification device
210:
220: UWB signal detection unit
230:
310, 320, 330, 340: antenna
311, 321, 331, 341: UWB signal detection unit
11a: tag device
11b: peripheral tag device

Claims (13)

태그 위치 식별 장치에 있어서,
UWB(ultra Wide-band) 신호를 송출하는 태그 장치로부터 상기 UWB 신호를 수신하는 세 개 이상의 안테나;
동일한 시간 간격으로 동기화되며, 서로 다른 시간 구간에서 상기UWB 신호를 검출하는 세 개 이상의 UWB 신호 검출부; 및
상기 세 개 이상의 UWB 신호 검출부에서 검출된 UWB 신호들 각각의 시간 구간 및 도착 각도를 이용하여 상기 태그 장치의 삼차원 방향을 산출하는 산출부를 포함하되,
상기 태그 위치 식별 장치의 위치가 고정적인 경우,
상기 산출부는
주변 태그 위치 식별 장치로부터 상기 태그 장치의 삼차원 방향을 획득하며,
상기 태그 위치 식별 장치로부터 상기 태그 장치의 삼차원 방향으로 연장되는 제1 가상 벡터와, 상기 주변 태그 위치 식별 장치로부터 상기 태그 장치의 삼차원 방향으로 연장되는 제2 가상 벡터의 교차점을 이용하여, 상기 태그 위치 식별 장치와 상기 태그 장치 간의 거리값을 산출하고,
상기 태그 장치의 삼차원 방향 및 상기 거리값을 기초로 상기 태그 장치의 위치를 식별하는 것인 태그 위치 식별 장치.
In the tag location identifying device,
Three or more antennas for receiving the UWB signal from a tag device for transmitting an ultra Wide-band (UWB) signal;
Three or more UWB signal detectors which are synchronized at the same time intervals and detect the UWB signals in different time intervals; And
And a calculating unit for calculating a three-dimensional direction of the tag apparatus by using a time interval and an arrival angle of each of the UWB signals detected by the three or more UWB signal detecting units,
When the position of the tag location identifying device is fixed,
The calculating unit
Acquiring a three-dimensional direction of the tag device from a peripheral tag location identifying device,
Using the intersection of a first virtual vector extending in the three-dimensional direction of the tag device from the tag location identifying device and a second virtual vector extending in the three-dimensional direction of the tag device from the peripheral tag location identifying device, A distance value between the identification device and the tag device is calculated,
And identifies the position of the tag device based on the three-dimensional direction and the distance value of the tag device.
제 1 항에 있어서,
상기 세 개 이상의 안테나는,
제1 방향으로 평행하여 일정 거리 간격으로 두 개 이상의 안테나가 배치되며, 상기 제1 방향에 수직하는 방향으로 하나 이상의 안테나가 배치되는 것인 태그 위치 식별 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the three or more antennas comprise:
Wherein at least two antennas are disposed at a predetermined distance in parallel in a first direction and one or more antennas are arranged in a direction perpendicular to the first direction.
제 2 항에 있어서,
상기 세 개 이상의 안테나는 제1 안테나, 제2 안테나 및 제3 안테나를 포함하되,
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 상기 제1 방향으로 평행하여 일정 거리 간격으로 배치되며, 상기 제3 안테나는 상기 제1 방향에 수직하는 방향으로 상기 제1 안테나의 일직선 상에 배치되는 것인 태그 위치 식별 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the three or more antennas include a first antenna, a second antenna, and a third antenna,
Wherein the first antenna and the second antenna are disposed at a predetermined distance in parallel to the first direction and the third antenna is disposed on a straight line of the first antenna in a direction perpendicular to the first direction, Tag location identification device.
제 3 항에 있어서,
상기 산출부는
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나로부터 제1 이차원 평면 상에서의 상기 태그 장치의 방향을 산출하고, 상기 제1 안테나 및 상기 제3 안테나로부터 제2 이차원 평면 상에서의 상기 태그 장치의 방향을 산출하며,
상기 제1 및 제2 이차원 평면 상에서의 상기 태그 장치의 방향을 조합하여 상기 삼차원 방향을 산출하는 것인 태그 위치 식별 장치.
The method of claim 3,
The calculating unit
Calculating a direction of the tag device on a first two-dimensional plane from the first antenna and the second antenna, calculating a direction of the tag device on a second two-dimensional plane from the first antenna and the third antenna,
And the direction of the tag device on the first and second two-dimensional planes is combined to calculate the three-dimensional direction.
제 1 항에 있어서,
상기 세 개 이상의 UWB 신호 검출부는 단일 크리스탈 발진기로부터 클럭(clock) 신호를 인가받는 것인 태그 위치 식별 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the three or more UWB signal detectors receive a clock signal from a single crystal oscillator.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 태그 위치 식별 장치는 타이머를 더 포함하며,
상기 산출부는
상기 태그 장치로부터 UWB 신호가 수신되면, 상기 태그 장치로 마커 신호를 전송하고 상기 타이머를 동작시키고, 상기 마커 신호에 대한 응답 신호가 검출된 후의 타이머값을 기초로 상기 태그 장치로의 거리값을 산출하고,
상기 태그 장치의 삼차원 방향 및 상기 거리값을 기초로 상기 태그 장치의 위치를 식별하는 것인 태그 위치 식별 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the tag location identifying device further comprises a timer,
The calculating unit
When receiving a UWB signal from the tag device, transmits a marker signal to the tag device, activates the timer, and calculates a distance value to the tag device based on a timer value after a response signal to the marker signal is detected and,
And identifies the position of the tag device based on the three-dimensional direction and the distance value of the tag device.
제 1 항에 있어서,
상기 태그 위치 식별 장치는 자이로 센서를 더 포함하며,
상기 산출부는
상기 세 개 이상의 안테나의 각도 변화에 따른 오차 보정을 수행하는 것인 태그 위치 식별 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the tag location identification device further comprises a gyro sensor,
The calculating unit
And performs error correction according to an angle change of the three or more antennas.
제 1 항에 있어서,
상기 태그 위치 식별 장치의 위치가 가변적인 경우,
상기 산출부는
주변 태그 장치로부터 수신된 UWB 신호를 기초로 상기 주변 태그 장치의 삼차원 방향을 산출하며,
상기 태그 장치로부터 상기 태그 장치의 삼차원 방향의 역 방향으로 연장되는 제3 가상 벡터와, 상기 주변 태그 장치로부터 상기 주변 태그 장치의 삼차원 방향의 역 방향으로 연장되는 제4 가상 벡터의 교차점을 이용하여, 상기 태그 위치 식별 장치와 상기 태그 장치 간의 거리값을 산출하고,
상기 태그 장치의 삼차원 방향 및 상기 거리값을 기초로 상기 태그 위치 식별 장치의 현재 위치를 식별하는 것인 태그 위치 식별 장치.
The method according to claim 1,
If the location of the tag location identification device is variable,
The calculating unit
Dimensional direction of the peripheral tag apparatus based on the UWB signal received from the peripheral tag apparatus,
A third virtual vector extending from the tag apparatus in a direction opposite to the three-dimensional direction of the tag apparatus and an intersection point of the fourth virtual vector extending from the peripheral tag apparatus in a direction opposite to the three- Calculates a distance value between the tag location identifying device and the tag device,
And identifies the current position of the tag position identification device based on the three-dimensional direction of the tag device and the distance value.
태그 위치 식별 장치의 동작 방법에 있어서,
세 개 이상의 안테나로부터, 태그 장치가 송출하는 UWB(ultra Wide-band) 신호를 수신하는 단계;
동일한 시간 간격으로 동기화된 UWB 신호 검출기로부터, 서로 다른 시간 구간에서 UWB 신호들을 검출하는 단계; 및
상기 검출된 UWB 신호들 각각의 시간 구간 및 도착 각도를 이용하여 상기 태그 장치의 삼차원 방향을 산출하는 단계를 포함하되,
상기 태그 위치 식별 장치의 위치가 고정적인 경우,
상기 방법은
주변 태그 위치 식별 장치로부터 상기 태그 장치의 삼차원 방향을 획득하는 단계;
상기 태그 위치 식별 장치로부터 상기 태그 장치의 삼차원 방향으로 연장되는 제1 가상 벡터와, 상기 주변 태그 위치 식별 장치로부터 상기 태그 장치의 삼차원 방향으로 연장되는 제2 가상 벡터의 교차점을 이용하여, 상기 태그 위치 식별 장치와 상기 태그 장치 간의 거리값을 산출하는 단계; 및
상기 태그 장치의 삼차원 방향 및 상기 거리값을 기초로 상기 태그 장치의 위치를 식별하는 단계를 포함하는 것인 방법.
A method of operating a tag location identification device,
Receiving, from three or more antennas, an ultra Wide-band (UWB) signal transmitted by the tag apparatus;
Detecting UWB signals in different time intervals from a synchronized UWB signal detector at the same time interval; And
And calculating the three-dimensional direction of the tag device using the time interval and the arrival angle of each of the detected UWB signals,
When the position of the tag location identifying device is fixed,
The method
Obtaining a three-dimensional direction of the tag apparatus from a peripheral tag position identification apparatus;
Using the intersection of a first virtual vector extending in the three-dimensional direction of the tag device from the tag location identifying device and a second virtual vector extending in the three-dimensional direction of the tag device from the peripheral tag location identifying device, Calculating a distance value between the identification device and the tag device; And
And identifying the position of the tag device based on the three-dimensional direction of the tag device and the distance value.
삭제delete 제 10 항에 있어서,
상기 방법은
상기 태그 장치로부터 UWB 신호가 수신되면, 상기 태그 장치로 마커 신호를 전송하는 단계;
타이머를 동작시키는 단계;
상기 마커 신호에 대한 응답 신호가 검출된 후의 타이머값을 기초로 상기 태그 장치로의 거리값을 산출하는 단계; 및
상기 태그 장치의 삼차원 방향 및 상기 거리값을 기초로 상기 태그 장치의 위치를 식별하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
11. The method of claim 10,
The method
Transmitting a marker signal to the tag device when the UWB signal is received from the tag device;
Operating a timer;
Calculating a distance value to the tag device based on a timer value after a response signal to the marker signal is detected; And
Further comprising the step of identifying a position of the tag device based on the three-dimensional direction of the tag device and the distance value.
제 10 항에 있어서,
상기 태그 위치 식별 장치의 위치가 가변적인 경우,
상기 방법은
주변 태그 장치로부터 수신된 UWB 신호를 기초로 상기 주변 태그 장치의 삼차원 방향을 산출하는 단계;
상기 태그 장치로부터 상기 태그 장치의 삼차원 방향의 역 방향으로 연장되는 제3 가상 벡터와, 상기 주변 태그 장치로부터 상기 주변 태그 장치의 삼차원 방향의 역 방향으로 연장되는 제4 가상 벡터의 교차점을 이용하여, 상기 태그 위치 식별 장치와 상기 태그 장치 간의 거리값을 산출하는 단계; 및
상기 태그 장치의 삼차원 방향 및 상기 거리값을 기초로 상기 태그 위치 식별 장치의 현재 위치를 식별하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
11. The method of claim 10,
If the location of the tag location identification device is variable,
The method
Calculating a three-dimensional direction of the peripheral tag apparatus based on a UWB signal received from the peripheral tag apparatus;
A third virtual vector extending from the tag apparatus in a direction opposite to the three-dimensional direction of the tag apparatus and an intersection point of the fourth virtual vector extending from the peripheral tag apparatus in a direction opposite to the three- Calculating a distance value between the tag location identifying device and the tag device; And
Further comprising identifying a current position of the tag location identification device based on the three-dimensional direction of the tag device and the distance value.
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