KR101950490B1 - 코일 중첩 - Google Patents

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마틴 귀틀러
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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

본 발명의 실시예들은 수신기 코일 어레이 및 평가 수단을 갖는 측정 디바이스를 제공한다. 수신기 코일 어레이는 전기 교류 전류 신호에 의해 발생된 도체 루프 어레이의 자기장의 3개의 자기장 성분들을 검출하고 검출된 3개의 자기장 성분들 각각에 대한 자기장 성분 신호를 제공하도록 구성된다. 평가 수단은 자기장 성분 신호들에 대해 할당된 전기 교류 전류 신호에 대한 위상 관계를 결정하기 위해 자기장 성분 신호들을 평가하도록 구성되며, 여기서 위상 관계들은 각각, 도체 루프 어레이에 대한 도체 루프 어레이의 대략적 위치 정보를 포함하고, 평가 수단은 대략적 위치 정보의 결과적인 교차점을 결정하도록 구성되며, 결과적인 교차점은 도체 루프 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 미세한 위치 정보를 포함하거나 야기한다.

Description

코일 중첩{COIL OVERLAP}
본 발명의 실시예들은 측정 디바이스, 위치 결정 시스템 및 측정 방법에 관한 것이다. 추가 실시예들은 데이터 송신 디바이스, 데이터 송신 시스템 및 미리 결정된 위치에 따른 데이터 송신을 위한 방법에 관한 것이다. 일부 실시예들은 코일 커버리지에 관한 것이다.
코일들(자기장)에 의한 무선 에너지 송신을 위한 시스템들은 이들의 효율과 관련하여 정확한 정렬 및 이에 따라 송신기 및 수신기 코일의 충분한 커플링에 크게 의존한다. 이상적인 위치로부터의 작은 편차들이라도 수신기에서 얻을 수 있는 신호 강도와 시스템 효율에 큰 영향을 갖는다.
현재, 정확한 위치 결정을 보장하기 위한 여러 가지 접근 방식들이 존재한다. 1차 및 2차 코일이 정확한 위치가 되게 만드는 하우징 형상 또는 자석들에 의한 코일의 기계적 고정이 공지되어 있다. 또한, 다른 송신 측의 위치에 따라 최적으로 배선된 코일 어레이의 일방적인 사용이 공지되어 있다. 또한, 2개의 코일들 사이의 커플링을 측정함으로써 최적의 위치로 안내되는 송신 측의 이동 가능한 코일들이 공지되어 있다. 그 이상으로, 더 넓은 필드 분포 그리고 이에 따라 더 큰 위치 허용 오차의 위치 결정을 가능하게 하는 특정 코일 기하학적 구조들이 공지되어 있다.
그러나 코일들을 위치 결정하기 위한 앞서 설명한 접근 방식들은 모바일 코일들의 위치 결정을 구현하기에 비용이 매우 많이 들거나 그에 적합하지 않다.
따라서 모바일 코일들의 정확한 위치 결정과 구현 노력 간의 개선된 관계를 가능하게 하는 개념을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이 목적은 독립항들에 의해 해결된다. 추가 전개들은 종속 청구항들에서 확인될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 수신기 코일 어레이 및 평가 수단을 갖는 측정 디바이스를 제공한다. 수신기 코일 어레이는 전기 교류 전류 신호에 의해 발생된 도체 루프 어레이의 자기장의 3개의 자기장 성분들을 검출하고 검출된 3개의 자기장 성분들 각각에 대한 자기장 성분 신호를 제공하도록 구성된다. 평가 수단은 자기장 성분 신호들에 대해 할당된 전기 교류 전류 신호에 대한 위상 관계를 결정하기 위해 자기장 성분 신호들을 평가하도록 구성되며, 여기서 위상 관계들은 각각, 도체 루프 어레이에 대한 도체 루프 릴레이의 대략적 위치 정보를 포함하고, 평가 수단은 대략적 위치 정보의 결과적인 교차점을 결정하도록 구성되며, 결과적인 교차점은 도체 루프 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 미세한 위치 정보를 포함하거나 야기한다.
본 발명의 개념에 따르면, 선형적으로 독립적인 방향들을 따라 자기장의 3개의 성분들을 검출하여 자기장 성분 신호들을 획득함으로써 자기장을 방사하는 도체 루프 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 위치가 결정될 수 있으며, 여기서 자기장을 발생시키는 전기 교류 전류 신호에 대한 이러한 자기장 성분 신호들의 위상 관계는 도체 루프 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 대략적 위치 정보를 포함한다. 선형적으로 독립적인 방향들을 따라 자기장 성분들이 검출된다는 사실로 인해, 자기장 성분 신호들과 전기 교류 전류 신호 사이의 위상 관계들로부터 추론될 수 있는 대략적 위치 정보도 또한 독립적이어서, 대략적 위치 정보의 교차점을 형성함으로써, 도체 루프 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 미세한 위치 정보가 결정될 수 있다.
실시예들에서, 예를 들어, 차량의 전기 에너지 저장소를 충전하기 위한 충전 디바이스 상에 차량을 위치 결정하기 위해 측정 디바이스가 사용될 수 있으며, 여기서 충전 디바이스는 도체 루프 어레이를 포함한다.
추가 실시예들은 측정 방법을 제공한다. 측정 방법은, 전기 교류 전류 신호에 의해 발생된 도체 루프 어레이의 자기장의 3개의 자기장 성분들을 검출하는 단계 - 자기장 성분들은 선형적으로 독립적인 방향들을 따라 검출됨 -; 검출된 3개의 자기장 성분들 각각에 대한 자기장 성분 신호를 제공하는 단계; 및 자기장 성분 신호들에 대해, 전기 교류 전류 신호에 할당된 위상 관계들을 결정하기 위해 자기장 성분 신호들을 평가하는 단계를 포함하며, 여기서 위상 관계들은 각각, 송신기 코일 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 대략적 위치 정보를 포함하고, 평가하는 단계는 대략적 위치 정보의 결과적인 교차점을 결정하는 단계를 포함하며, 결과적인 교차점은 도체 루프 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 미세한 위치 정보를 포함/야기한다.
추가 실시예들은 데이터 트랜시버, 수신기 코일 어레이, 평가 수단 및 제어 디바이스를 갖는 데이터 송신 디바이스를 제공한다. 수신기 코일 어레이는 추가 데이터 송신 디바이스의 전기 교류 전류 신호에 의해 발생된 도체 루프 어레이의 자기장의 적어도 하나의 자기장 성분을 검출하고 검출된 자기장 성분에 대한 자기장 성분 신호를 제공하도록 구성된다. 평가 수단은 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호 사이의 위상 관계를 결정하기 위해 자기장 성분 신호를 평가하도록 구성되며, 여기서 위상 관계는 수신기 코일 어레이의 투영이 도체 루프 영역 내부에서 도체 루프 영역에 대해 수직인지 여부를 나타내는 위치 정보를 포함하고, 도체 루프 영역은 도체 루프 어레이에 걸쳐 있는 평면 내에 있으며, 도체 루프 영역은 도체 루프 어레이에 의해 제한된다. 제어 디바이스는 도체 루프 영역에 대해 수직인 수신기 코일 어레이의 투영이 도체 루프 영역 내부 또는 외부에 있는 경우에만 데이터 트랜시버의 데이터 송신을 가능하게 하도록 구성된다.
추가 실시예들은 데이터 송신 디바이스와 추가 데이터 송신 디바이스 사이의 데이터 송신을 위한 방법을 제공한다. 이 방법은, 전기 교류 전류 신호에 의해 발생된 도체 루프 어레이의 자기장의 자기장 성분을 검출하는 단계; 검출된 자기장 성분에 대한 자기장 성분 신호를 제공하는 단계; 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호 사이의 위상 관계를 결정하기 위해 자기장 성분 신호를 평가하는 단계 ― 위상 관계들은 수신기 코일 어레이의 투영이 도체 루프 영역 내부에서 도체 루프 영역에 대해 수직인지 여부를 나타내는 위치 정보를 포함하고, 도체 루프 영역은 도체 루프 어레이에 걸쳐 있는 평면 내에 있으며, 도체 루프 영역은 도체 루프 어레이에 의해 제한됨 ―; 및 도체 루프 영역에 대해 수직인 수신기 코일 어레이의 투영이 도체 루프 영역 내부 또는 외부에 있다면 데이터 송신 디바이스와 추가 데이터 송신 디바이스 사이의 데이터 송신을 가능하게 하는 단계를 포함한다.
첨부 도면들과 관련하여 본 발명의 실시예들이 아래에 보다 상세히 논의될 것이다. 이들은 다음을 도시한다:
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 측정 디바이스의 개략적인 블록도이다.
도 1b는 차량을 충전하기 위한 도체 루프 어레이를 가진 충전 디바이스 상에서의 정확한 위치 결정 및 부정확한 위치 결정을 갖는 차량의 개략도이다.
도 2는 도체 루프 어레이 및 z 코일을 갖는 수신기 코일 어레이의 개략도뿐만 아니라, 도면에서 z 코일을 갖는 수신기 코일 어레이가 도 2에 도시된 이동 방향을 따라 도체 루프 어레이의 제 1 도체 영역을 가로지를 때 z 코일의 자기장 성분 신호의 곡선이다.
도 3은 불평형 교류 신호에 의해 발생된 자기장의 필드 라인들과 함께 도체 루프 어레이의 전류 운반 제 2 도체 영역의 단면인 도체 루프 어레이의 개략도뿐만 아니라, 제 1 도면에서 시간에 따라 플로팅된, 수신기 코일 어레이의 제 1 위치에서 z 코일로 유도된 전압의 곡선 및 제 2 도면에서 시간에 대해 플로팅된, 수신기 코일 어레이의 제 2 위치에서 z 코일로 유도된 전압의 곡선이다.
도 4a는 수신기 코일 어레이의 z 코일 및 도체 루프 어레이의 개략도이다.
도 4b는 도체 루프 어레이, 수신기 코일 어레이의 x 코일의 개략도, 도체 루프 어레이의 제 1 및 제 2 전류 운반 도체 영역의 단면들뿐만 아니라, 제 1 도체 영역 및 제 2 도체 영역을 통한 전류 흐름에 의해 야기되는 자기장의 필드 라인들이다.
도 5a는 측정 수단이 x 코일의 자기장 성분 신호를 기초로 결정할 수 있는 위치 결정 영역의 3개의 x 대략적 영역들의 개략도이다.
도 5b는 측정 수단이 y 코일의 자기장 성분 신호를 기초로 결정할 수 있는 위치 결정 영역의 3개의 y 대략적 영역들의 개략도이다.
도 5c는 측정 수단이 z 코일의 자기장 성분 신호를 기초로 결정할 수 있는 위치 결정 영역의 3개의 z 대략적 영역들의 개략도이다.
도 6a는 개략도에서 x 코일, y 코일 및 z 코일의 자기장 성분 신호들의 위상 관계들의 대략적 위치 정보로 표시된 대략적 영역들뿐만 아니라, 표시된 대략적 영역들의 교차점으로부터 발생하는 미세 영역이다.
도 6b는 개략도에서 x 코일, y 코일 및 z 코일의 자기장 성분 신호들의 위상 관계들의 대략적 위치 정보로 표시된 대략적 영역들뿐만 아니라, 표시된 대략적 영역들의 교차점으로부터 발생하는 미세 영역이다.
도 6c는 개략도에서 x 코일, y 코일 및 z 코일의 자기장 성분 신호들의 위상 관계들의 대략적 위치 정보로 표시된 대략적 영역들뿐만 아니라, 표시된 대략적 영역들의 교차점으로부터 발생하는 미세 영역이다.
도 7은 도체 루프 어레이뿐만 아니라, 원으로 제한되고 도체 루프 어레이에 할당된 위치 결정 영역의 개략도이다.
도 8a는 3개의 수신기 코일 어레이들을 갖는 측정 디바이스 및 도체 루프 어레이의 개략도이다.
도 8b는 3개의 수신기 코일 어레이들을 갖는 측정 디바이스 및 도체 루프 어레이의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 측정 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 송신 디바이스의 개략적인 블록도이다.
도 11은 도체 루프 어레이뿐만 아니라, 정확하게 위치 결정된 z 코일 및 부정확하게 위치 결정된 z 코일의 개략적인 블록도이다.
도 12는 데이터 송신 디바이스와 추가 데이터 송신 디바이스 사이의 데이터 송신을 위한 방법의 흐름도이다.
본 발명의 실시예들의 다음 설명에서는, 동등한 또는 동일한 엘리먼트들의 설명이 상호 교환 가능하게 설명될 수 있도록 이러한 엘리먼트들에 동일한 참조 번호들이 제공된다.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 측정 디바이스(100)의 개략적인 블록도를 보여준다. 측정 디바이스(100)는 수신기 코일 어레이(102) 및 평가 수단(104)을 포함한다.
수신기 코일 어레이(102)는 전기 교류 전류 신호(106)에 의해 발생된 도체 루프 어레이(110)의 자기장(108)의 3개의 자기장 성분들을 검출하고 검출된 3개의 자기장 성분들 각각에 대한 자기장 성분 신호(112)를 제공하도록 구성된다.
평가 수단(104)은 자기장 성분 신호들(112)에 대해, 전기 교류 전류 신호(106)에 할당된 위상 관계들을 결정하기 위해 자기장 성분 신호들(112)을 평가하도록 구성되며, 여기서 위상 관계들은 각각, 도체 루프 어레이(110)에 대한 수신기 코일 어레이(102)의 대략적 위치 정보를 포함하고, 평가 수단(104)은 대략적 위치 정보의 결과적인 교차점을 결정하도록 구성되며, 결과적인 교차점은 도체 루프 어레이(110)에 대한 수신기 코일 어레이(102)의 미세한 위치 정보를 포함하거나 야기한다.
수신기 코일 어레이(102)는 선형적으로 독립적인 방향들을 따라 3개의 자기장 성분들을 검출하도록 구성된다. 도 1은 3개의 선형적으로 독립적인 방향들을 갖는 좌표계를 예시적으로 보여주는데, 이러한 방향들을 따라 수신기 코일 어레이(102)가 자기장(108)의 3개의 자기장 성분들을 검출할 수 있다.
실시예들에서, 수신기 코일 어레이(102)는 도체 루프 어레이(110)의 발생된 자기장(108)의 3개의 자기장 성분들을 검출하기 위해 서로 상대적으로 배열되는 3개의 코일들(116_1 내지 116_3)을 포함한다.
3개의 코일들(116_1 내지 116_3) 각각은 3개의 자기장 성분 신호들(112) 중 하나를 제공할 수 있다. 예를 들어, 3개의 코일들(116_1 내지 116_3) 중 제 1 코일(116_1)은 3개의 자기장 성분 신호들 중 제 1 자기장 성분 신호를 제공할 수 있는 한편, 3개의 코일들(116_1 내지 116_3) 중 제 2 코일(116_2)은 3개의 자기장 성분 신호들 중 제 2 자기장 성분 신호를 제공할 수 있고, 3개의 코일들(116_1 내지 116_3) 중 제 3 코일(116_3)은 3개의 자기장 성분 신호들 중 제 3 자기장 성분 신호를 제공할 수 있다.
실시예들에서, 수신기 코일 어레이(102)는 직각 방향들을 따라 3개의 자기장 성분들을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 도 1에 도시된 좌표계는 데카르트(x, y, z 좌표계)일 수 있으며, 여기서 수신기 코일 어레이(102)의 3개의 코일들(116_1 내지 116_3) 중 제 1 코일(116_1)은 데카르트 좌표계의 x 축에 평행하게 배열될 수 있는 한편, 수신기 코일 어레이(102)의 3개의 코일들(116_1 내지 116_3) 중 제 2 코일(116_2)은 데카르트 좌표계의 y 축에 평행하게 배열될 수 있으며, 수신기 코일 어레이(102)의 3개의 코일들(116_1 내지 116_3) 중 제 3 코일(116_3)은 데카르트 좌표계의 z 축에 평행하게 배열될 수 있다.
다음 설명에서, 수신기 코일 어레이(102)는 직각 방향을 따라, 즉 데카르트 좌표계의 x 축, y 축, z 축에 평행한 3개의 자기장 성분들을 검출하도록 구성된다고 단순화된 방식으로 가정된다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예들로 한정되는 것은 아니라는 점이 주목되어야 한다. 그보다, 수신기 코일 어레이(102)는 선형적으로 독립적인 방향들을 따라 도체 루프 어레이(110)의 자기장(108)의 자기장 성분을 검출하도록 구성될 수 있다.
추가로, 도 1은 원형 도체 루프 어레이(110)를 보여주지만, 본 발명은 이러한 실시예들로 한정되는 것은 아니라는 점이 주목되어야 한다. 그보다, 도체 루프 어레이(110)는 직사각형, 정사각형, 삼각형, 다각형 또는 원형과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다.
커플링된 코일들(도체 루프 어레이들)에 의해 데이터 및/또는 에너지를 송신할 때, 서로에 대한 송신에 수반되는 코일들의 정확한 위치 결정은 효율적이고 오류 없는 송신에 결정적이다. 코일 및 (송신기) 도체 루프 어레이(110)에 의해 각각 방사되고 추가 코일 및 (수신기) 도체 루프 어레이에 의해 각각 수신된 특정 신호 형상에 의해, 2개의 코일들의 서로에 대한 정렬이 수신된 신호들을 기초로 결정될 수 있고, 코일들의 서로에 대한 오프셋이 또한 결정될 수 있다. 이 정보에 의해, 코일들의 서로에 대한 정렬이 정정될 수 있고, 그런 식으로 송신이 최적화될 수 있다. 추가로, 통신 시스템에서, 수반되는 코일들의 서로에 대한 배향이 검사될 수 있다.
따라서 코일들(도체 루프 어레이들, 송신기 도체 루프 어레이 및 수신기 도체 루프 어레이)을 갖는 데이터 및/또는 에너지 송신 시스템들에서, 측정 디바이스(100)는 수반되는 코일들의 서로에 대한 정렬 및 배향에 관한 정보를 얻을 수 있게 한다. 이 정보에 의해, 보다 높은 송신 효율을 얻기 위해 잘못된 위치 결정에서 정렬을 최적화하는 것이 가능하다. 이로써, 수반되는 코일들이 원하는 대로 서로 위치 결정됨을 보장하는 것이 또한 가능하다. 이것은 여러 시스템들이 바로 근접하고 예를 들어, 오버슛들로 인해 통신 파트너들의 잘못된 할당들이 발생할 수 있는 경우에 특히 중요하다.
도 1b는 차량(114)을 충전하기 위한 도체 루프 어레이(110)를 가진 충전 디바이스(117) 상에서의 정확한 위치 결정(115_1) 및 부정확한 위치 결정(115_2)을 갖는 차량의 개략도를 보여준다. 도체 루프 어레이(110)(송신기 도체 루프 어레이)는 예를 들어, 충전 영역(117) 및 충전 디바이스의 플로어에 통합 또는 집적될 수 있다. 차량(114)은 또한 도체 루프 어레이(수신기 도체 루프 어레이)(111)를 포함할 수 있으며, 여기서 도체 루프 어레이들(110, 111)을 통해 충전 영역에서 차량(114)으로 에너지 송신이 발생할 수 있다. 도체 루프 어레이들(110, 111)이 정확히 위치 결정되지 않으면(115_2), 즉 서로 완전히 커버하지 않으면, 도체 루프 어레이들(110, 111) 사이의 최적이 아닌 커플링으로 인해 에너지 송신 그리고 이에 따라 차량(114)의 전기 에너지 저장소의 충전이 감소되거나 불가능하다.
도 1a에 도시된 측정 시스템(100)은 충전 디바이스(117) 상에 차량을 위치 결정하는데 사용될 수 있다. 이를 위해, 측정 시스템(100)의 수신기 코일 어레이(102)는 예를 들어, 수신기 코일 어레이(111)에 대해 미리 결정된 위치에 또는 수신기 코일 어레이(111)의 기하학적 중심 또는 중심점에 각각 위치 결정될 수 있다. 평가 수단에 의해 결정된 미세한 위치 정보에 기초하여, 이제 차량이 정확하게 위치 결정되는지(115_1) 아니면 부정확하게 위치 결정되는지(115_2)를 결정할 수 있다.
실시예들은 고정식 1차 코일(110)과 관련하여 유도 결합형 충전 시스템의 일부로서 모바일 도체 루프 어레이 및 모바일 코일(예를 들어, 전기 자동차의 충전 코일)(111)의 위치를 각각 국소화하고, 충전 및/또는 통신에 최적인 위치에서 모바일 코일(111)을 기동시키기 위해 모바일 코일(111)(차량)의 이동에 대한 제어 정보를 그로부터 도출하는 과제를 해결한다. 도 1b는 최적의 방식(좌측)(115_1)으로 그리고 최적이 아닌 방식(우측)(115_2)으로 서로 위치 결정된 모바일 차량(114)에 (평행면 상에서 그 반대편에) 송신기 코일(110) 및 수신기 코일(111)이 장착된 시스템을 도시한다. 이것이 유도형 충전 시스템이 아니라, 예를 들어 접촉형 충전 시스템이라면, 자동 커플링 시스템에 대한 제어 정보는 여전히 각각의 코일 시스템을 통해 얻어질 수 있다. 일반적으로, 이러한 시스템들을 위치 결정하기 위한 데이터는 단거리(최대 수 미터)에서 얻어질 수 있다.
실시예들은 송신기 코일(110)에 대해 수신기 코일이 로케이팅된 위치의 결정을 가능하게 한다. 여러 개의 수신기 코일들이 존재할 때, 수신기 시스템의 송신기 코일(110)에 대한 정렬은 이러한 수신기 코일들의 서로에 대한 알려진 배향 및 이들에 의해 수신된 신호들로부터 결정될 수 있다. 획득된 신호에 의해, 송신 시스템의 서로에 대한 위치 결정이 최적화될 수 있다. 결정된 값들은 위치 표시들로 직접 변환될 수 있기 때문에, 위치의 추가 정보가 결정되므로 이 방법은 신호 강도 측정들을 기반으로 한 위치 제어보다 더 정확하다.
따라서 해결책은 두 가지 부분적인 양상들로 구성된다. 한편으로, 송신기 코일(110)의 내부와 외부의 명확한 구별을 위해 불평형 송신기 신호들(106)과 결합하여 송신기 코일(접지 코일)(110)을 가로지를 때 수신기 코일 어레이의 센서 코일의 z 성분에서의 위상 점프를 평가한다. 이 원리는 3D 수신기 코일(102)을 사용함으로써 확장된다. 다른 한편으로는, 3D 수신기 코일(102)에서 수신기 필드 강도들을 평가함으로써, 필드 소스(접지 코일(110))에 대한 방향 벡터가 결정될 수 있다. 그러한 3D 수신기 코일들(102)의 여러 벡터들이 결합된다면, 그로부터 위치 결정 표시들일 생성될 수 있다.
다음에, 도 1a에 도시된 측정 디바이스의 동작 모드가 상세히 설명될 것이다.
전기 교류 신호, 예를 들어 정현파 또는 삼각형 전류 신호(106)가 도체 루프 어레이(110)(예를 들어, 송신기 코일 또는 제 1 코일)를 통해 전달된다면, 수신기 도체 루프 어레이(예를 들어, 수신기 코일 또는 제 2 코일)(111)에 의해 수신될 수 있는 자기 교류 필드(108)가 이 도체 루프 어레이(110) 주위에 근접장을 야기한다. 현재 위치는 수신 신호(자기장 성분 신호)를 분석함으로써 결정될 수 있는데, 이는 수신 신호의 위상이 도체 루프 어레이(110)(송신기 코일)를 통과하거나 가로지를 때 시프트를 포함하기 때문인데, 즉 도 2에 도시된 바와 같이 180° 회전되기 때문이다.
도 2는 도체 루프 어레이(110) 및 z 코일(116_3)을 갖는 수신기 코일 어레이(102)의 개략도뿐만 아니라, 도면에서 수신기 코일 어레이(102)가 도 2에 도시된 이동 방향(120)을 따라 도체 루프 어레이(110)의 z 코일(116_3)에 의해 제 1 도체 영역(110_1)을 가로지를 때 z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호의 곡선을 보여준다. 도면에서, 종좌표는 z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호의 진폭(122)과 위상(124) 모두를 설명하는 한편, 횡좌표는 수신기 코일 어레이(102)의 x 방향으로 도체 루프 어레이(110)의 도체 영역(110_1)까지의 정규화된 거리를 설명한다. 도 2는 제 1 및 제 2 도체 영역들(110_1, 110_2)을 통한 전류 흐름에 의해 발생되는 자기장의 필드 라인들(108)과 함께, 도체 루프 어레이(110)의 제 1 도체 영역(110_1)뿐만 아니라 도체 루프 어레이(110)의 제 2 도체 영역(110_2)의 단면도들을 추가로 보여준다.
도 2의 도면으로부터, z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호가 z 코일(116_3)이 도체 루프 어레이(110)의 제 1 도체 영역(110_1)을 가로지를 때의 이동에서 위상 점프를 포함한다는 결론이 나온다. 상세하게는, z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호는 z 코일(116_3)의 코일 영역(예를 들어, 활성 영역 및 센서 영역)의 투영이 도체 루프 어레이(110)의 제 1 도체 루프 영역(110_1)에 대해 직각일 때 위상 점프를 포함한다.
수신기 코일 어레이(102)가 이동 방향(120)을 따라 더 이동하게 때, z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호는 z 코일(116_3)이 도체 루프 어레이(110)의 제 2 도체 영역(110_2)을 가로지를 때 추가 위상 점프를 갖는다.
도 3은 도체 루프 어레이(110)의 전류 운반 제 2 도체 영역(110_2)에 의해 발생된 자기장의 필드 라인들(108)과 함께 도체 루프 어레이(110)의 전류 운반 제 2 도체 영역(110_2)의 단면인 도체 루프 어레이(110)의 개략도뿐만 아니라, 제 1 도면(134)에서 시간에 따라 플로팅된, 수신기 코일 어레이(102)의 제 1 위치(136)에서 z 코일(116_3)로 유도된 전압(138)의 곡선 및 제 2 도면(140)에서 시간에 대해 플로팅된, 수신기 코일 어레이(102)의 제 2 위치(142)에서 z 코일(116_3)로 유도된 전압의 곡선을 보여준다. 또한, 제 1 도면(134) 및 제 2 도면(140)에서, 도체 루프 어레이(110)의 제 2 도체 영역(110_2)을 통과하는 전류(106)의 곡선이 도시된다.
도 3에서 확인될 수 있는 바와 같이, 도체 루프 어레이(110)의 전류 운반 도체 영역(110_2)에 대해 z 방향으로 정렬된 z 코일(116_3)의 위치들(136, 142)에 따라, 예를 들어, 삼각형 신호와 같은 불평형 신호(교류 전류 신호)(106)가 사용될 때, z 코일(116_3)에 서로 다른 특성 전압(138, 144)이 유도된다. 회로에서 가능한 평가 방법은 도 3에 도시된 z 코일(116_3)에 유도된 전압의 전압 곡선들(138, 144)의 상승 에지와 하강 에지 사이의 시간을 측정하는 것이다.
또한, 슈미트 트리거(Schmitt trigger)를 통해 신호를 라우팅하고, 이어서 유도된 코일 신호(자기장 성분 신호)를 적분하고 수신 신호의 평균값과 비교함으로써 코일 신호를 도체 측에 고유하게 할당하는 것이 가능한데, 이는 도체 영역(110_2)의 한 쪽(예를 들어, 제 1 위치(136))에서의 위상 점프로 인해, 도체 영역(110_2)의 다른 쪽(예를 들어, 제 2 위치(142))에서보다 더 작은 적분 값이 야기되기 때문이다.
따라서 측정 디바이스(100)는 자기장 성분 신호(수신기 신호)(112)의 진폭을 추가로 평가할 수 있다. 도체 루프 어레이(110)(접지 코일)를 통해 흐르는 전류(106)의 불균형 신호 형상에서는, 단지 유도된 전압에 기초하여 수신기 코일 배열(센서 코일)(102)의 이전 위치를 알지 못하고 이 위치 정보가 결정될 수 있다. 각각의 신호들이 도 3에 예시된다.
본 발명의 실시예들과는 달리, 두 상태들, 즉 도체 루프에 대한 "내부/외부"는 DE 10 2013 214 238로부터 공지된 시스템으로 결정될 수 있다. 여기에 설명되는 시스템의 구조는 "한계 이상"인 제 3 상태의 검출을 또한 가능하게 한다. 이 상태는 내부에서 외부로 또는 그 반대 방향으로 지나가거나 가로지를 때 한계 상태로 나타나는데, 이는 양측이 z 성분의 이들의 신호 부분들에서 서로 상쇄하기 때문이다. 그러나 이 상태를 명확하게 검출하기 위해서는, 여러 개의 직교 코일들이 사용되어야 하거나, 위상 외에도 신호 강도가 샘플링되어야 한다. 여기서, 시스템은 송신기 코일에 의해서도 또는 센서 코일에 의해 서로 전류 흐름이 회전되지 않는다고 가정하는데, 이것이 상태들의 할당을 변경시킬 것이기 때문이다. 그러나 이것은 추가적인 위치 센서들에 의한 센서 코일의 측면에서 방지될 수 있거나 평가시 그에 따라 고려될 수 있다.
대조적으로, 이하에 기술된 기술적 효과들의 결합이 실시예들에서 사용된다.
도 4a는 수신기 코일 어레이(102)의 z 코일(116_3) 및 도체 루프 어레이(접지 코일)(110)의 개략도를 보여준다. 도 4a에서 확인될 수 있는 바와 같이, 도체 루프 어레이(110)의 도체 루프 영역(113)과 z 코일(116_3)의 코일 영역(119)은 서로 평행하게 정렬된다. 여기서, 도체 루프 어레이(110)의 도체 루프 영역(113)은 도체 루프 어레이(110)에 걸쳐 있는 평면 내에 있으며 도체 루프 어레이(110)에 의해 제한된다. z 코일(116_3)의 코일 영역(119)은 z 코일(116_3)에 걸쳐 있는 평면 내에 있으며 z 코일(116_3)에 의해 제한된다. 즉, 도체 루프 어레이(110) 및 z 코일(116_3)은 z 축에 평행하게 진행하는 방향들을 따라 배열된다.
도 4b는 도체 루프 어레이(110), x 코일(116_1), 수신기 코일 어레이(102)의 개략도, 도체 루프 어레이의 제 1 및 제 2 전류 운반 도체 영역(110_1)의 단면들뿐만 아니라, 제 1 도체 영역(110_1) 및 제 2 도체 영역(110_2)을 통한 전류 흐름에 의해 야기되는 자기장의 필드 라인들(108)을 보여준다. 즉, 도 4b는 새로운 수직 정렬(x, y 정렬)을 좌측에 그리고 우측에는 확대를 도시한다. 여기에는 x 코일(116_1) 및 y 코일(116_2)의 자기장 성분 신호들의 위상 점프에 의한 측 할당을 위한 옵션이 존재한다. 다음 설명들에서, 수신기 코일 어레이(102)의 x 코일(116_1)은 x 축에 역평행한 이동 방향(120)을 따라 이동되는 것으로 예시적으로 가정된다.
따라서 도 2와 결합하여 도 4a로부터, 접지 코일(송신기)(110) 및 센서 코일(수신기, 예를 들어, z 코일(116_3))의 2개의 코일 영역들이 서로 평행하게 배열되는 경우, 수신기 코일(예를 들어, z 코일(116_3))을 도체 루프 어레이(송신기 코일)(110)의 외부에서 내부로 또는 내부에서 외부로 이동시킬 때 위상 점프가 발생한다는 결론이 나온다.
그러나 예를 들어, x 코일(116_1)의 경우와 같이 그리고 도 4b에 도시된 바와 같이, 수신기 코일 영역이 도체 루프 영역(송신기 코일 영역)에 대해 직각으로 배열된다면, 수신기 코일(예를 들어, x 코일(116_1))이 도체 루프 어레이(송신기 코일)(110)의 한 쪽의(예를 들어, 도체 루프 어레이 및 플로우 코일(110) 각각의 기하학적 중심점 및 중심 각각의 오른쪽에) 영향을 받는 구를 벗어나 다른 쪽의(예를 들어, 각각 도체 루프 어레이 및 접지 코일(110)의 각각의 기하학적 중심점 및 중심 각각의 왼쪽에) 영향을 받는 구로 진입할 때 도체 루프 어레이(송신기 코일)(110)를 거쳐 통과하는 경우에 위상 점프가 발생한다. 이러한 이동 중에, 또한 양쪽의 신호들이 서로 상쇄하기 때문에 도체 루프 어레이(110)의 중심점(각각 기하학적 중심점 및 중심)의 통과 및 교차가 각각 검출될 수 있다.
이러한 고려사항들이 결합되고 다른 두 개의 코일(3D 코일)에 수직인 제 3 코일(예를 들어, y 코일(116_2))이 추가된다면, x, y 및 z 방향의 세 가지 상태들을 검출하는 배열이 야기되는데, 이는 예를 들어, 아래 논의되는 바와 같이 원형 도체 루프 어레이(접지 코일)에서, 이론상으로는 27개, 실제로 26개의 서로 다른 영역들로의 분할을 가능하게 한다.
도 5a는 측정 디바이스(100)가 x 코일(116_1)의 자기장 성분 신호를 기초로 결정할 수 있는 위치 결정 영역(151)의 3개의 x 대략적 영역들(152_x0 내지 152_x2)의 개략도를 보여준다.
도체 루프 어레이(110)에 할당될 수 있는 (도 5a에서 링(150)에 의해 제한되는) 위치 결정 영역(151)은 도체 루프 어레이(110)에 걸쳐 있는 도체 루프 평면에 평행하게 뻗을 수 있다. 여기서 위치 결정 영역은, 도체 루프 평면 내에 있으며 도체 루프 어레이(110)에 의해 제한되는 도체 루프 영역(130)보다 더 넓거나 같은 크기일 수 있다.
실시예들에서, 평가 수단(104)은 x 코일(116_1)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호 사이의 위상 관계를 결정하기 위해 x 코일(116_1)의 자기장 성분 필드 신호를 평가하도록 구성될 수 있다. 여기서 위상 관계는 아래 논의되는 바와 같이 도체 루프 어레이(110)에 대한 x 코일(116_1)의 대략적 위치 정보를 포함할 수 있다.
x 코일(116_1)이 도체 루프 어레이(110)를 x 방향으로 완전히 가로지르는 경우, x 코일(116_1)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 x 코일(116_1)이 도체 루프 어레이(110)의 기하학적 중심점 및 중심을 각각 가로지를 때 위상 점프를 포함한다. 위상 점프의 발생 전에 위상 관계는 제 1 위상을 포함하는 반면, 위상 점프의 발생 후에 위상 관계는 제 2 위상을 포함한다.
이에 따라, x 코일(116_1)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 도체 루프 어레이(110)에 대한 x 코일(116_1)의 위치에 따른 3개의 서로 다른 상태들, 즉 위상 점프(상태 0), 제 1 위상(상태 1), 예를 들어 -90° 및 제 2 위상(상태 2), 예를 들어, +90°를 가정할 수 있다. 따라서 위상 관계는 x 코일(116_1)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 현재 위상 관계에 따라, 3개의 가능한 x 대략적 영역들(152_x1 내지 152_x3) 중 하나를 나타내는 대략적 위치 정보를 포함하며, 여기서 3개의 가능한 x 대략적 영역들(152_x1 내지 152_x3)은 각각 중첩 및 교차하지 않는다.
유사하게, 도 5b는 측정 수단(100)이 y 코일(116_2)의 자기장 성분 신호를 기초로 결정할 수 있는 위치 결정 영역(151)의 3개의 y 대략적 영역들(152_y0 내지 152_y2)의 개략도를 보여주는 한편, 도 5c는 측정 수단(100)이 z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호를 기초로 결정할 수 있는 위치 결정 영역(151)의 3개의 z 대략적 영역들(152_z0 내지 152_z2)의 개략도를 보여준다.
개략도에서, 도 6a는 x 코일(116_1), y 코일(116_2) 및 z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호들의 위상 관계들의 대략적 위치 정보로 표시된 대략적 영역들뿐만 아니라, 표시된 대략적 영역들의 교차점으로부터 발생하는 미세 영역 또한 보여준다.
도 6a에서, x 코일(116_1)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 제 1 대략적 위치 정보가 제 1 x 대략적 영역(152_x0)을 나타내도록, 위상 점프(상태 0)를 포함한다. y 코일(116_2)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 제 2 대략적 위치 정보가 제 3 y 대략적 영역(152_y2)을 나타내도록, 제 2 위상(상태 2)을 포함한다. z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 제 3 대략적 위치 정보가 제 2 z 대략적 영역(152_z1)을 나타내도록, 제 1 위상(상태 1)을 포함한다.
표시된 대략적 영역들(152_x0, 152_y2, 152_z1)은 미세 영역(154_x0_y2_z1)에서 중첩한다. 미세 영역(154_x0_y2_z1)은 도체 루프 어레이(110)에 대한 수신기 코일 어레이(102)의 위치를 나타낸다.
개략도에서, 도 6b는 x 코일(116_1), y 코일(116_2) 및 z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호들의 위상 관계들의 대략적 위치 정보로 표시된 대략적 영역들뿐만 아니라, 표시된 대략적 영역들의 교차점으로부터 발생하는 미세 영역 또한 보여준다.
도 6b에서, x 코일(116_1)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 제 1 대략적 위치 정보가 제 2 x 대략적 영역(152_x1)을 나타내도록, 제 1 위상(상태 1)을 포함한다. y 코일(116_2)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 제 2 대략적 위치 정보가 제 2 y 대략적 영역(152_y1)을 나타내도록, 제 1 위상(상태 1)을 포함한다. z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 제 3 대략적 위치 정보가 제 1 z 대략적 영역(152_z0)을 나타내도록, 위상 점프(상태 0)를 포함한다.
표시된 대략적 영역들(152_x1, 152_y1, 152_z1)은 미세 영역(154_x1_y1_z0)에서 중첩한다. 미세 영역(154_x1_y1_z0)은 도체 루프 어레이(110)에 대한 수신기 코일 어레이(102)의 위치를 나타낸다.
개략도에서, 도 6c는 x 코일(116_1), y 코일(116_2) 및 z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호들의 위상 관계들의 대략적 위치 정보로 표시된 대략적 영역들뿐만 아니라, 표시된 대략적 영역들의 교차점으로부터 발생하는 미세 영역 또한 보여준다.
도 6c에서, x 코일(116_1)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 제 1 대략적 위치 정보(또는 x 대략적 위치 정보)가 제 3 x 대략적 영역(152_x2)을 나타내도록, 제 2 위상(상태 2)을 포함한다. y 코일(116_2)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 제 2 대략적 위치 정보(또는 y 대략적 위치 정보)가 제 2 y 대략적 영역(152_y0)을 나타내도록, 위상 점프(상태 0)를 포함한다. z 코일(116_3)의 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계는 제 3 대략적 위치 정보(또는 z 대략적 위치 정보)가 제 3 z 대략적 영역(152_z2)을 나타내도록, 제 2 위상(상태 2)을 포함한다.
표시된 대략적 영역들(152_x2, 152_y0, 152_z2)은 미세 영역(154_x2_y0_z2)에서 중첩한다. 미세 영역(154_x2_y0_z2)은 도체 루프 어레이(110)에 대한 수신기 코일 어레이(102)의 위치를 보여준다.
도 7은 도체 루프 어레이(110)뿐만 아니라, 원(150)으로 제한되고 도체 루프 어레이(110)에 할당된 위치 결정 영역(151)의 개략도를 보여준다. 즉, 도 7은 원형 도체 루프 어레이(접지 코일)(110)를 갖는 예에서 개별 필드들 및 섹션들 및 섹터들을 각각 보여준다. 3개의 자기장 성분 신호들(112)과 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계들로부터 추론될 수 있는 대략적 위치 정보로 표시된 대략적 영역들의 중첩으로 인해, 도 7에 도시된 26개의 가능한 미세 영역들이 야기된다. 이론상, 27개의 서로 다른 미세 영역들이 가능하지만 상태 002는 실제 셋업에서는 나타나지 않는다.
도 7에서 확인될 수 있는 바와 같이, 미세 영역들 각각은 3 자릿수 상태로 기술될 수 있다. 3 자릿수 상태의 첫 번째 자릿수는 x 코일(116_1)의 대략적 위치 정보를 나타내는 한편, 3 자릿수 상태의 두 번째 자릿수는 y 코일(116_2)의 대략적 위치 정보를 나타내며, 3 자릿수 상태의 세 번째 상태는 z 코일(116_3)의 대략적 위치 정보를 나타낸다. 3 자릿수 상태의 각각의 자릿수는 여기서 0, 1 또는 2의 값들을 취할 수 있다. 가능한 상태는 다음 표로 요약된다:
상태 x 코일 y 코일 z 코일
0 미정의 미정의 미정의
1 우측 상단 내부
2 좌측 하단 외부
따라서 도 7은 3D 센서 코일(102)이 도체 루프 어레이(접지 코일)(110) 위로 이동될 때의 구별 가능한 상태들을 보여준다. 상태 0 및 미정의 각각은 불평형 송신 신호로부터 결정될 수 있는 방향의 표시들이 단지 서로 상쇄하고 그러므로 또한 검출되고 이에 따라 평가될 수 있는 미정의 상태를 야기하는 위치를 의미한다. 이것은, 여기서 자기장 성분 신호에 기초하여 어떠한 결정도 이루어질 수 없지만 자기장 성분 신호 자체가 검출될 수 있으므로 특히 적용된다. 3D 센서 코일(102)의 3개의 코일들 모두가 이 상태를 나타낸다면, 이는 이 센서 코일(102)이 도 7의 상태 000으로 표시되는 도체 루프 어레이(접지 코일)(110)의 신호 범위 밖에 있다는 것을 의미한다.
이러한 여러 수신기 코일 어레이들(102)이 코일 시스템의 수신기 측에 부가적으로 통합된다면, 상호 커버리지가 최대화되고 각각의 신호가 다른 측에서 송신되는 경우, 이러한 원리가 여러 번 적용될 수 있다.
추가로, (센서 코일들의 수와 위치에 의존하는) 특정 정확도를 갖는 3D 센서 코일들(110)에서의 전계 강도 측정들에 의해, 시스템 코일들(110, 111)의 서로에 대한 현재 위치 결정이 추정될 수 있고, 송신 시스템을 위치 결정하기 위한 각각의 보정 데이터가 얻어질 수 있다. 추가로, 디바이스(100)에 따른 평가 수단에 의해 평가될 수 있는 도 1b의 시스템에 추가적인 센서 코일들이 추가될 수 있다.
도 8a는 3개의 수신기 코일 어레이들(102_1 내지 102_3)을 갖는 측정 디바이스(100) 및 도체 루프 어레이(110)의 개략도를 보여준다. 평가 수단에 의한 2개의 추가 수신기 코일 어레이들(102_2, 102_3)의 자기장 성분 신호들의 평가는 수신기 코일 어레이(102_1)의 평가와 유사하게 수행된다.
실시예들에서, 도체 루프 어레이(110)의 각각의 기하학적 중심 및 중심점을 나타내는 위치 결정 영역의 미세 영역들(154)에 방향 정보가 할당될 수 있으며, 여기서 평가 수단(104)은 표시된 개략적 영역들의 교차점으로부터 발생하는 미세 영역에 할당된 방향 정보를 기초로 도체 루프 어레이(110)의 기하학적 중심에 대해 추정된 방향을 각각 나타내고 보여주는 방향 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
도 8a를 참조하면, 이에 따라 평가 수단(104)은 제 1 수신기 코일 어레이(102_1)의 자기장 성분 신호들을 기초로 제 1 방향 정보(180_1)를, 제 2 수신기 코일 어레이(102_2)의 자기장 성분 신호들을 기초로 제 2 방향 정보(180_2)를, 그리고 제 3 수신기 코일 어레이(102_3)의 자기장 성분 신호들을 기초로 제 3 방향 정보(180_3)를 결정할 수 있다. 이러한 3개의 방향 정보(180_1, 180_2, 180_3)는 결합되어 도 8a에 도시된 바와 같이 결과적인 방향 정보(182)를 얻을 수 있다. 결과적인 방향 정보(182)는 측정 디바이스의 현재 위치(184)로부터 도체 루프 어레이(110)의 기하학적 중심점 및 중심(186)을 각각 가리킬 수 있다. 여기서, 현재 위치(184)는 차량의 (수신기) 도체 루프 어레이(111)의 각각 기하학적 중심 및 중심점일 수 있으며, 여기서 측정 디바이스(100)의 3개의 수신기 코일 어레이들(102_1 내지 102_3)은 각각 (수신기) 도체 루프 어레이(111)의 기하학적 중심점 및 중심(184)까지 등간격들(등거리)로 배열될 수 있다.
추가로, 도 8a에는, 예시적으로, 수신기 코일 어레이들(102_1 내지 102_3)의 상대적인 타깃 위치들(187_1 내지 187_3)이 표시되어 있다. 수신기 코일 어레이들(102_1 내지 102_3)의 현재 위치들은 측정 디바이스의 현재 위치(184), 예를 들어 (수신기) 도체 루프 어레이(111)의 기하학적 중심점 및 중심이 각각 도체 루프 어레이(110)의 기하학적 중심점 및 중심(186)에 각각 대응하는 경우의 상대적 타깃 위치들(187_1 내지 187_3)에 대응한다.
도 8b는 6개의 수신기 코일 어레이들(102_1 내지 102_6)을 갖는 측정 디바이스(100) 및 도체 루프 어레이(110)의 개략도를 보여준다. 여기서, 평가 수단(104)은 제 1 수신기 코일 어레이(102_1)의 자기장 성분 신호들을 기초로 제 1 방향 정보(180_1)를, 제 2 수신기 코일 어레이(102_2)의 자기장 성분 신호들을 기초로 제 2 방향 정보(180_2)를, 제 3 수신기 코일 어레이(102_3)의 자기장 성분 신호들을 기초로 제 3 방향 정보(180_3)를, 제 4 수신기 코일 어레이(102_4)의 자기장 성분 신호들을 기초로 제 4 방향 정보(180_4)를, 제 5 수신기 코일 어레이(102_5)의 자기장 성분 신호들을 기초로 제 5 방향 정보(180_5)를, 그리고 제 6 수신기 코일 어레이(102_6)의 자기장 성분 신호들을 기초로 제 6 방향 정보(180_6)를 결정할 수 있다. 6개의 방향 정보(180_1 내지 180_6)는 결합되어 도 8b에 도시된 바와 같이 결과적인 방향 정보(182)를 얻을 수 있다. 여기서, 결과적인 방향 정보(182)는 측정 디바이스의 현재 위치(184)로부터 도체 루프 어레이(110)의 기하학적 중심점 및 중심(186)을 각각 가리킬 수 있다. 여기서, 현재 위치(184)은 차량의 (수신기) 도체 루프 어레이(111)의 각각 기하학적 중심 및 중심점일 수 있으며, 여기서 측정 디바이스(100)의 3개의 수신기 코일 어레이들(102_1 내지 102_6)은 각각 (수신기) 도체 루프 어레이(111)의 기하학적 중심점 및 중심(184)까지 등간격들(등거리)로 배열될 수 있다.
추가로, 도 8b에는, 예시적으로, 수신기 코일 어레이들(102_1 내지 102_6)의 상대적인 타깃 위치들(187_1 내지 187_6)이 표시되어 있다. 수신기 코일 어레이들(102_1 내지 102_6)의 현재 위치들은 측정 디바이스의 현재 위치(184), 예를 들어 (수신기) 도체 루프 어레이(111)의 기하학적 중심점 및 중심이 각각 도체 루프 어레이(110)의 기하학적 중심점 및 중심(186)에 각각 대응하는 경우의 상대적 타깃 위치들(187_1 내지 187_6)에 대응한다.
즉, 도 8a는 큰 도체 루프 어레이(접지 코일)(110) 및 3개의 수신기 코일 어레이들(센서 코일들)(102_1 내지 102_2)을 보여준다. 여기서, 도체 루프 어레이(110)는 위치 신호를 방사한다. 수신기 코일 어레이들(센서 코일들)(102_1 내지 102_3) 각각은
타깃 위치(도체 루프 어레이(110)의 기하학적 중심점 및 중심(186) 각각)에 대한 위상 측정들을 기초로 단일 벡터(180_1 내지 180_3)를 제공할 수 있다. 이러한 단일 벡터들(180_1 내지 180_3)이 결합되면, 정확한 위치(186)에 대한 방향 표시가 결과적인 벡터(182)로부터 야기된다. 다음에서는, 위상 측정만을 기반으로 한 이러한 결과의 정확도가 어떻게 향상될 수 있는지가 설명될 것이다.
위상 및 진폭 측정이 수행된다면, 필드 벡터(182)가 보다 정확하게 결정될 수 있다. 센서 코일들의 수가 증가된다면, 위치 보정을 위한 결과적인 벡터의 정확도가 또한 도 8b에 도시된 것과 같이 증가될 것이다. 이 평가는 송신 신호의 신호 형태와 상관없이 3D 센서 코일들을 이용한 신호 평가(진폭/위상)에만 관련된다. 이 방법이 앞서 설명한 불평형 신호와 결합된다면, 위치 결정의 정확도가 더 향상될 수 있다.
설명된 시스템은 또한 이동 가능한 시스템 부분이 위치 결정 신호를 방출하도록 반전될 수 있다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 측정 방법(200)의 흐름도를 보여준다. 측정 방법(200)은, 전기 교류 전류 신호에 의해 발생된 도체 루프 어레이의 자기장의 3개의 자기장 성분들을 검출하는 단계(202) - 자기장 성분들은 선형적으로 독립적인 방향들을 따라 검출됨 -; 검출된 3개의 자기장 성분들 각각에 대한 자기장 성분 신호를 제공하는 단계(204); 및 자기장 성분 신호들에 대해, 전기 교류 전류 신호에 할당된 위상 관계들을 결정하기 위해 자기장 성분 신호들을 평가하는 단계(206)를 포함하며, 여기서 위상 관계들은 각각, 송신기 코일 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 대략적 위치 정보를 포함하고, 평가하는 단계는 대략적 위치 정보의 결과적인 교차점을 결정하는 단계를 포함하며, 결과적인 교차점은 도체 루프 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 미세한 위치 정보를 포함/야기한다.
이미 언급한 바와 같이, 커플링된 코일들(도체 루프 어레이들)에 의해 데이터 및/또는 에너지를 송신할 때, 서로에 대한 송신에 수반되는 코일들의 정확한 위치 결정은 효율적이고 오류 없는 송신에 결정적이다. 다음에, 커플링된 코일들(도체 루프 어레이들)에 의해 데이터의 송신이 수행되는 데이터 송신 디바이스가 설명될 것이다. 앞서 설명한 특징들은 또한 데이터 송신 디바이스에 적용되거나 전달될 수 있다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 송신 디바이스(119)의 개략적인 블록도를 보여준다. 데이터 송신 디바이스는 데이터 트랜시버(192), 수신기 코일 어레이(102), 평가 수단(104) 및 제어 수단(194)을 포함한다. 수신기 코일 어레이(102)는 추가 데이터 송신 디바이스(198)의 전기 교류 전류 신호(106)에 의해 발생된 도체 루프 어레이(110)의 자기장(108)의 적어도 하나의 자기장 성분을 검출하고 검출된 자기장 성분(108)에 대한 자기장 성분 신호(112)를 제공하도록 구성된다. 평가 수단(104)은 자기장 성분 신호(112)와 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계를 결정하기 위해 자기장 성분 신호(112)를 평가하도록 구성되며, 여기서 위상 관계들은 수신기 코일 어레이(102)의 투영이 도체 루프 영역 내부에서 도체 루프 영역에 대해 수직인지 여부를 나타내는 위치 정보를 포함하고, 도체 루프 영역은 도체 루프 어레이(110)에 걸쳐 있는 평면 내에 있으며, 도체 루프 영역은 도체 루프 어레이(110)에 의해 제한된다. 제어 디바이스(194)는 수신기 코일 어레이(110)의 투영이 도체 루프 영역 내부 또는 외부에서 도체 루프 영역에 대해 수직인 경우에만 데이터 트랜시버(192)의 데이터 송신을 가능하게 하도록 구성된다.
실시예들에서, 수신기 코일 어레이(102)는 도체 루프 어레이(113)에 수직으로 뻗어 있는 도체 루프 어레이의 자기장의 자기장 성분을 검출하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 수신기 코일 어레이(102)는 예를 들어, z 코일(116_3)을 포함할 수 있다.
명백하게, 수신기 코일 어레이(102)는 x 코일(116_1) 및/또는 y 코일(116_2)을 또한 포함할 수 있으며, 여기서 평가 수단(104)은 x 코일(116_1) 및 y 코일(116_2)의 자기장 성분 신호들에 추가로 기초하여 도체 루프 어레이(110)에 대한 수신기 코일 어레이(102)의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 즉, 데이터 송신 디바이스(190)는 앞서 설명한 측정 디바이스(100)를 포함할 수 있으며, 여기서 제어 디바이스(194)는 평가 수단(104)에 의해 결정된 미세 위치에 기초하여 데이터 트랜시버(192)의 데이터 송신을 가능하게 하도록 구성될 수 있다.
그러므로 앞서 설명한 디바이스(100) 및 앞서 설명한 방법(200) 각각에 의해, 수신기 코일이 송신기 코일(110) 내부(113)에 또는 심지어 내부(113)의 특정 위치에 있는 경우에만 송신이 일어날 수 있는 것이 또한 유도형 데이터 송신 시스템에서도 또한 보장될 수 있다. 이를 위해, 각각 수신기 코일(116_3)은 시스템의 송신기 코일(110)보다 기하학적으로 더 작을 수 있으며, 신호 평가는 기본적으로 도 3에 도시된 바와 같이 적용될 수 있다. 위치 결정의 단계는 예를 들어, 실제 통신 송신 전에 발생할 수 있다. 이로써, 특히 인접한 송신국들에서, 예를 들어, 도 11을 참조하면, 오버슛들로 인한 통신 파트너들의 잘못된 할당이 방지될 수 있다.
도 12는 데이터 송신 디바이스와 추가 데이터 송신 디바이스 사이의 데이터 송신을 위한 방법의 흐름도를 보여준다. 이 방법은, 전기 교류 전류 신호에 의해 발생된 도체 루프 어레이의 자기장의 자기장 성분을 검출하는 단계(222); 검출된 자기장 성분에 대한 자기장 성분 신호를 제공하는 단계(224); 자기장 성분 신호와 전기 교류 전류 신호 사이의 위상 관계를 결정하기 위해 자기장 성분 신호를 평가하는 단계(226) ― 위상 관계들은 수신기 코일 어레이의 투영이 도체 루프 영역 내부에서 도체 루프 영역에 대해 수직인지 여부를 나타내는 위치 정보를 포함하고, 도체 루프 영역은 도체 루프 어레이에 걸쳐 있는 평면 내에 있으며, 도체 루프 영역은 도체 루프 어레이에 의해 제한됨 ―; 및 수신기 코일 어레이의 투영이 도체 루프 영역 내부 또는 외부에서 도체 루프 영역에 대해 수직인 한 데이터 송신 디바이스와 추가 데이터 송신 디바이스 사이의 데이터 송신을 가능하게 하는 단계(228)를 포함한다.
일부 양상들은 장치와 관련하여 설명되었지만, 장치의 블록 또는 디바이스가 또한 각각의 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 대응하도록, 이러한 양상들은 또한 대응하는 방법의 설명을 나타낸다는 점이 명백하다. 비슷하게, 방법 단계와 관련하여 설명한 양상들은 또한 대응하는 장치의 대응하는 블록 또는 세부사항 또는 특징의 설명을 나타낸다. 방법 단계들의 일부 또는 전부가 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그래밍 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 사용하여) 실행될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 가장 중요한 방법 단계들 중 일부 또는 여러 단계가 이러한 장치에 의해 실행될 수도 있다.
특정 구현 요건들에 따라, 본 발명의 실시예들은 하드웨어로 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 구현은 각각의 방법이 수행되도록 프로그래밍 가능 컴퓨터 시스템과 협력하는 또는 협력할 수 있는 전자적으로 판독 가능 제어 신호들이 저장된 디지털 저장 매체, 예를 들어 플로피 디스크, DVD, 블루레이 디스크, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM 또는 플래시 메모리, 하드 드라이브나 다른 자기 또는 광 메모리를 사용하여 수행될 수 있다. 따라서 디지털 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능할 수도 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들은 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나가 수행되도록, 프로그래밍 가능 컴퓨터 시스템과 협력할 수 있는 전자적으로 판독 가능 제어 신호들을 갖는 데이터 반송파를 포함한다.
일반적으로, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 방법들 중 하나를 수행하기 위해 작동하는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다.
프로그램 코드는 예를 들어, 기계 판독 가능 반송파 상에 저장될 수 있다.
다른 실시예들은 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하는데, 여기서 컴퓨터 프로그램은 기계 판독 가능 반송파 상에 저장된다. 즉, 본 발명의 방법의 한 실시예는 이에 따라, 컴퓨터 상에서 컴퓨터 프로그램이 실행될 때 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.
따라서 본 발명의 방법들의 추가 실시예는 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하여 그 위에 기록된 데이터 반송파(또는 디지털 저장 매체, 또는 컴퓨터 판독 가능 매체)이다.
따라서 본 발명의 방법의 추가 실시예는 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 나타내는 신호들의 데이터 스트림 또는 시퀀스이다. 신호들의 데이터 스트림 또는 시퀀스는 예를 들어, 데이터 통신 접속을 통해, 예를 들어 인터넷을 통해 전송되도록 구성될 수 있다.
추가 실시예는 처리 수단, 예를 들어 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하도록 구성 또는 적응된 컴퓨터 또는 프로그래밍 가능 로직 디바이스를 포함한다.
추가 실시예는 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함한다.
본 발명에 따른 추가 실시예는 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 수신기에 전송하도록 구성된 장치 또는 시스템을 포함한다. 송신은 전자적으로 또는 광학적으로 수행될 수 있다. 수신기는 예를 들어, 컴퓨터, 모바일 디바이스, 메모리 디바이스 등일 수도 있다. 장치 또는 시스템은 예를 들어, 컴퓨터 프로그램을 수신기에 전송하기 위한 파일 서버를 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 프로그래밍 가능 로직 디바이스(예를 들어, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA: field programmable gate array))는 본 명세서에서 설명한 방법들의 기능들 중 일부 또는 전부를 수행하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이는 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위해 마이크로프로세서와 협력할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 바람직하게 임의의 하드웨어 장치에 의해 수행된다. 이는 컴퓨터 프로세서(CPU)와 같은 범용적으로 적용 가능한 하드웨어 또는 방법에 특정한 하드웨어, 예컨대 ASIC일 수 있다.
앞서 설명한 실시예들은 단지 본 발명의 원리들에 대한 예시일 뿐이다. 본 명세서에서 설명한 배열들 및 세부사항들의 수정들 및 변형들이 다른 당업자들에게 명백할 것이라고 이해된다. 따라서 본 발명은 본 명세서의 실시예들의 묘사 및 설명에 의해 제시된 특정 세부사항들로가 아닌, 첨부된 특허청구범위로만 한정되는 것을 취지로 한다.

Claims (20)

  1. 측정 디바이스(100)로서,
    전기 교류 전류 신호(106)에 의해 발생된 도체 루프 어레이(110)의 자기장(108)의 3개의 자기장 성분들을 검출하고 검출된 3개의 자기장 성분들 각각에 대한 자기장 성분 신호(112)를 제공하도록 구성된 수신기 코일 어레이(102) - 상기 수신기 코일 어레이(102)는 선형적으로 독립적인 방향들을 따라 상기 3개의 자기장 성분들을 검출하도록 구성됨 -; 및
    자기장 성분 신호들(112)에 대해, 상기 전기 교류 전류 신호(106)에 할당된 위상 관계들을 결정하기 위해 상기 자기장 성분 신호들(112)을 평가하도록 구성된 평가 수단(104)을 포함하며,
    상기 위상 관계들은 각각, 상기 도체 루프 어레이(110)에 대한 상기 수신기 코일 어레이(102)의 대략적 위치 정보(152)를 포함하고,
    상기 평가 수단(104)은 상기 대략적 위치 정보의 결과적인 교차점을 결정하도록 구성되며,
    상기 결과적인 교차점은 상기 도체 루프 어레이(110)에 대한 상기 수신기 코일 어레이(102)의 미세한 위치 정보를 포함하고,
    상기 도체 루프 어레이(110)에 위치 결정 영역(151)이 할당되고,
    상기 위치 결정 영역(151)은 상기 도체 루프 어레이(110)에 걸쳐 있는 도체 루프 평면에 평행하게 뻗어 있으며,
    상기 위치 결정 영역(151)은, 상기 도체 루프 평면 내에 있으며 상기 도체 루프 어레이(110)에 의해 제한되는 도체 루프 영역(113)보다 더 넓거나 같은 크기이고,
    상기 대략적 위치 정보는 각각, 상기 위치 결정 영역(151)의 여러 개의 가능한 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2) 중 하나의 대략적 영역을 표시하며,
    상기 대략적 위치 정보에 의해 표시된 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2)은 중첩하고,
    상기 미세한 위치 정보는 상기 표시된 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2)의 교차점으로부터 발생하는 상기 위치 결정 영역(151)의 여러 개의 가능한 미세 영역들(154_x0_y0_z0:154_x2_y2_z2) 중 하나의 미세 영역을 표시하는,
    측정 디바이스(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가 수단(104)은 상기 표시된 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2)의 교차점으로부터 발생하는 미세 영역(154_x0_y0_z0:154_x2_y2_z2)을 기초로 위치 신호를 출력하도록 구성되며,
    상기 위치 신호는 상기 도체 루프 어레이(110)에 대한 상기 수신기 코일 어레이(102)의 위치를 나타내는,
    측정 디바이스(100).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체 루프 어레이의 기하학적 중심(186)을 가리키는 방향 정보(180_1:180_6)가 상기 위치 결정 영역(151)의 미세 영역들(154_x0_y0_z0:154_x2_y2_z2)에 할당되며,
    상기 평가 수단(104)은 상기 표시된 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2)의 교차점으로부터 발생하는 미세 영역(154_x0_y0_z0:154_x2_y2_z2)에 할당된 방향 정보(180_1:180_6)를 기초로 상기 도체 루프 어레이(110)의 기하학적 중심(186_1:186:6)에 대해 추정된 방향을 나타내는 방향 신호(133)를 출력하도록 구성되는,
    측정 디바이스(100).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 성분 신호들(112)에 할당되는 위상 관계들은 각각, 제 1 위상, 제 2 위상 또는 위상 점프 중 하나이고,
    상기 위상 관계들로 구성된 대략적 위치 정보는 상기 위상 점프에서 상기 가능한 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2) 중 제 1 대략적 영역(152_x0:152_y0:152_z0)을 나타내며,
    상기 대략적 위치 정보는 상기 제 1 위상에서 상기 가능한 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2) 중 제 2 대략적 영역(152_x1:152_y1:152_z1)을 나타내고,
    상기 대략적 위치 정보는 상기 제 2 위상에서 상기 가능한 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2) 중 제 3 대략적 영역(152_x2:152_y2:152_z2)을 나타내고,
    각각의 대략적 위치 정보로 표시되는 상기 제 1 대략적 영역(152_x0:152_y0:152_z0), 상기 제 2 대략적 영역(152_x1:152_y1:152_z1) 및 상기 제 3 대략적 영역(152_x2:152_y2:152_z2)은 중첩하지 않는,
    측정 디바이스(100).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체 루프 어레이(110)의 자기장(108)은 불평형 전기 교류 전류 신호(106)에 의해 발생되고,
    상기 평가 수단(104)은 자기장 성분들(138, 144)의 진폭 곡선들을 결정하기 위해 상기 자기장 성분 신호들(112)을 평가하도록 구성되며,
    진폭 곡선들(138, 144)은 각각, 상기 도체 루프 어레이(110)에 대한 상기 수신기 코일 어레이(102)의 추가 위치 정보를 포함하고,
    상기 평가 수단(104)은 상기 추가 위치 정보와 상기 대략적 위치 정보 또는 미세한 위치 정보를 결합하도록 구성되는,
    측정 디바이스(100).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 관계는 상기 전기 교류 전류 신호에 대한 위상 시프트, 또는 위상 점프인,
    측정 디바이스(100).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 성분 신호들(112) 중 제 1 자기장 성분 신호에 할당된 제 1 위상 관계는 상기 도체 루프 어레이(110)의 도체 영역(110_1, 110_2)을 가로지를 때의 위상 점프를 포함하는,
    측정 디바이스(100).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 성분 신호들(112) 중 제 2 자기장 성분 신호에 할당된 적어도 제 2 위상 관계는 상기 도체 루프 어레이(110)의 기하학적 중심(186)을 가로지를 때의 위상 점프를 포함하는,
    측정 디바이스(100).
  9. 제 1 항에 있어서,
    3개의 선형적으로 독립적인 방향들은 직각 방향들인,
    측정 디바이스(100).
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신기 코일 어레이(102)는 상기 도체 루프 어레이(110)의 발생된 자기장(108)의 3개의 자기장 성분들을 검출하도록 서로 상대적으로 배열되는 3개의 코일들(116_1:116_3)을 포함하는,
    측정 디바이스(100).
  11. 위치 결정 시스템으로서,
    제 1 항 내지 제 10 항 중 한 항에 따른 측정 디바이스(100); 및
    도체 루프 어레이(110)를 포함하는,
    위치 결정 시스템.
  12. 차량(114)의 전기 에너지 저장소를 충전하기 위한 충전 디바이스(117) 상에 상기 차량(114)을 위치 결정하기 위한, 제 1 항 내지 제 10 항 중 한 항에 따른 측정 디바이스(100)의 사용 방법으로서,
    상기 충전 디바이스는 상기 도체 루프 어레이(110)를 포함하는,
    측정 디바이스(100)의 사용 방법.
  13. 측정 방법(200)으로서,
    전기 교류 전류 신호에 의해 발생된 도체 루프 어레이의 자기장의 3개의 자기장 성분들을 검출하는 단계(202) - 상기 자기장 성분들은 선형적으로 독립적인 방향들을 따라 검출됨 -;
    검출된 3개의 자기장 성분들 각각에 대한 자기장 성분 신호를 제공하는 단계(204); 및
    자기장 성분 신호들에 대해, 상기 전기 교류 전류 신호에 할당된 위상 관계들을 결정하기 위해 상기 자기장 성분 신호들을 평가하는 단계(206)를 포함하며,
    상기 위상 관계들은 각각, 송신기 코일 어레이에 대한 수신기 코일 어레이의 대략적 위치 정보를 포함하고,
    상기 평가하는 단계(206)는 상기 대략적 위치 정보의 결과적인 교차점을 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 결과적인 교차점은 상기 도체 루프 어레이에 대한 상기 수신기 코일 어레이의 미세한 위치 정보를 포함/야기하고,
    도체 루프 어레이(110)에 위치 결정 영역(151)이 할당되고,
    상기 위치 결정 영역(151)은 상기 도체 루프 어레이(110)에 걸쳐 있는 도체 루프 평면에 평행하게 뻗어 있으며,
    상기 위치 결정 영역(151)은, 상기 도체 루프 평면 내에 있으며 상기 도체 루프 어레이(110)에 의해 제한되는 도체 루프 영역(113)보다 더 넓거나 같은 크기이고,
    상기 대략적 위치 정보는 각각, 상기 위치 결정 영역(151)의 여러 개의 가능한 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2) 중 하나의 대략적 영역을 표시하며,
    상기 대략적 위치 정보에 의해 표시된 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2)은 중첩하고,
    상기 미세한 위치 정보는 상기 표시된 대략적 영역들(152_x0:152_x2:152_y0:152_y2; 152_z0:152_z2)의 교차점으로부터 발생하는 상기 위치 결정 영역(151)의 여러 개의 가능한 미세 영역들(154_x0_y0_z0:154_x2_y2_z2) 중 하나의 미세 영역을 표시하는,
    측정 방법(200).
  14. 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 또는 마이크로프로세서 상에서 실행될 때 제 13 항에 따른 방법을 수행하기 위한,
    컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  15. 데이터 송신 디바이스(190)로서,
    데이터 트랜시버(192);
    추가 데이터 송신 디바이스(198)의 전기 교류 전류 신호(106)에 의해 발생된 도체 루프 어레이(110)의 자기장(108)의 적어도 하나의 자기장 성분을 검출하고 검출된 자기장 성분에 대한 자기장 성분 신호(112)를 제공하도록 구성된 수신기 코일 어레이(102);
    상기 자기장 성분 신호(112)와 상기 전기 교류 전류 신호(106) 사이의 위상 관계를 결정하기 위해 상기 자기장 성분 신호(112)를 평가하도록 구성된 평가 수단(104) ― 위상 관계들은 상기 수신기 코일 어레이(102)의 투영이 도체 루프 영역(113) 내부에서 상기 도체 루프 영역(113)에 대해 수직인지 여부를 나타내는 위치 정보를 포함하고, 상기 도체 루프 영역(113)은 상기 도체 루프 어레이(110)에 걸쳐 있는 평면 내에 있으며, 상기 도체 루프 영역(113)은 상기 도체 루프 어레이(110)에 의해 제한됨 ―;
    상기 수신기 코일 어레이(102)의 투영이 상기 도체 루프 영역(113) 내부 또는 외부에서 상기 도체 루프 영역(113)에 대해 수직인 경우에만 상기 데이터 트랜시버(192)의 데이터 송신을 가능하게 하도록 구성된 제어 수단(194)을 포함하는,
    데이터 송신 디바이스(190).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신기 코일 어레이(102)는 상기 도체 루프 영역에 직각으로 뻗어 있는 상기 도체 루프 어레이(110)의 자기장(108)의 자기장 성분을 검출하도록 구성되는,
    데이터 송신 디바이스(190).
  17. 데이터 송신 시스템으로서,
    제 15 항에 따른 데이터 송신 디바이스(190); 및
    상기 도체 루프 어레이(110)를 갖는 추가 데이터 송신 디바이스(198)를 포함하는,
    데이터 송신 시스템.
  18. 데이터 송신 디바이스(190)와 추가 데이터 송신 디바이스(198) 사이의 데이터 송신을 위한 방법(220)으로서,
    전기 교류 전류 신호에 의해 발생된 도체 루프 어레이의 자기장의 자기장 성분을 검출하는 단계(222);
    검출된 자기장 성분에 대한 자기장 성분 신호를 제공하는 단계(224);
    상기 자기장 성분 신호와 상기 전기 교류 전류 신호 사이의 위상 관계를 결정하기 위해 상기 자기장 성분 신호를 평가하는 단계(226) ― 위상 관계들은 수신기 코일 어레이의 투영이 도체 루프 영역 내부에서 상기 도체 루프 영역에 대해 수직인지 여부를 나타내는 위치 정보를 포함하고, 상기 도체 루프 영역은 상기 도체 루프 어레이에 걸쳐 있는 평면 내에 있으며, 상기 도체 루프 영역은 상기 도체 루프 어레이에 의해 제한됨 ―;
    상기 도체 루프 영역에 대해 수직인 상기 수신기 코일 어레이의 투영이 상기 도체 루프 영역 내부 또는 외부에 있다면 상기 데이터 송신 디바이스와 상기 추가 데이터 송신 디바이스 사이의 데이터 송신을 가능하게 하는 단계(228)를 포함하는,
    데이터 송신 디바이스(190)와 추가 데이터 송신 디바이스(198) 사이의 데이터 송신을 위한 방법(220).
  19. 삭제
  20. 삭제
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