KR102036080B1 - 휴대형 위치 결정 장치 및 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법 - Google Patents

휴대형 위치 결정 장치 및 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법 Download PDF

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Abstract

휴대형 위치 결정 장치 및 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치는, 측정타겟이 지정 됨에 따라, 레이저 거리측정기를 통해 레이저를 송출하여 측정타겟과의 이격 거리를 측정하는 측정부, 상기 이격 거리를 이용하여, 측정타겟의 상대위치를 산출하는 산출부, 및 위성항법 안테나를 통해 획득한 위치데이터에, 상기 상대위치를 적용하여, 측정타겟의 최종위치를 결정하는 처리부를 포함한다.

Description

휴대형 위치 결정 장치 및 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법{PORTABLE POSITIONING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING PORTABLE POSITIONING DEVICE}
본 발명은 위성항법 위성으로부터 위치 확인이 불가능한 지점의 위치를 고가의 장비를 사용하지 않고 저비용으로 간편하게 결정할 수 있도록 하기 위한 원거리 비접촉 휴대형 위치 결정 장치 및 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법에 관한 것이다.
GNSS(Global Navigation Satellite System, 위성측위시스템) 위성을 이용하여 위치를 측정하는 다양한 위성항법 시스템이 개발되어 활용되고 있다.
이러한 위성항법 시스템에서는 GNSS 위성과 GNSS 안테나 간의 거리 계산을 통해 GNSS 안테나가 부착된 대상의 좌표값을 구하고 있으며, GNSS 위성과 GNSS 안테나 간 거리는 GNSS 위성에서 보내는 전파(반송파)의 도달 시간을 바탕으로 계산되고 있다.
한편, 위치를 확인하려는 대상이, GNSS 안테나를 부착하기 어렵거나, 터널 내부, 지하도 등과 같은 지형지물에 의해 GNSS 위성에서 보내는 전파를 수신하기 어려운 지점에 위치한 경우에는, 관성항법시스템과 같은 고가의 장비를 사용해야 하므로, 위치 결정 과정에 고비용이 소요되는 문제가 생길 수 있다.
일례로, 도 5는 종래 기술에 따른 일반적인 휴대형 위치 결정 장치에서, 이중 안테나 기반으로 자세데이터를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 종래 기술에 따른 일반적인 휴대형 위치 결정 장치는, 상단의 안테나(501)와 하단의 안테나(502)의 위치를 구한 후, 하단의 안테나(502)로부터 상단의 안테나(501)의 상대위치를 계산하여 자세에 관한 데이터를 구할 수 있다.
여기서, 'dL'은 안테나 간 거리이며, 이차원 평면 상에서의 'θ'는 방향각을 나타낼 수 있다. 일반적으로, 방향각은 정북에 대한 Azimuth값으로 시계방향으로 0~360도의 값을 가질 수 있다.
하지만, 종래의 이러한 계산 방식에서는, 위치 오차의 잡음 정도가 크고, dL이 짧을수록 측정 정확도가 저하될 우려가 있다.
이러한 문제점에 따라, 예컨대 오차범위 0.0001m 이내의 반송파의 변화량을 이용하여 안테나의 움직임을 보다 간편하게 계산할 수 있고, 짧은 dL에 대해서도 측정 정확도를 높일 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명에서는, 위성항법 위성의 가시성이 확보되지 않는 지점에서의 측정대상의 위치를 저비용으로 간편하고 정밀하게 결정할 수 있는 기술을 제안하고자 한다.
본 발명의 실시예는 위성항법 위성의 가시성이 확보되지 않는 지점의 위치를, 위성항법 위성의 가시성이 확보되는 임의의 장소에서 저비용으로 간편하게 결정할 수 있는 원거리 비접촉 휴대형 위치 결정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 위성항법 위성으로부터 위치데이터의 획득이 가능한 구조물을 기준으로 측정타겟의 상대위치를 산출하고, 상기 위치데이터에, 상기 상대위치를 적용 함으로써, 측정타겟의 정밀한 최종위치를 획득하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치는, 측정타겟이 지정 됨에 따라, 레이저 거리측정기를 통해 레이저를 송출하여 측정타겟과의 이격 거리를 측정하는 측정부, 상기 이격 거리를 이용하여, 측정타겟의 상대위치를 산출하는 산출부, 및 위성항법 안테나를 통해 획득한 위치데이터에, 상기 상대위치를 적용하여, 측정타겟의 최종위치를 결정하는 처리부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법은, 측정타겟이 지정 됨에 따라, 레이저 거리측정기를 통해 레이저를 송출하여 상기 측정타겟과의 이격 거리를 측정하는 단계와, 상기 이격 거리를 이용하여, 상기 측정타겟의 상대위치를 산출하는 단계, 및 위성항법 안테나를 통해 획득한 위치데이터에, 상기 상대위치를 적용하여, 상기 측정타겟의 최종위치를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 위성항법 위성으로부터 위치데이터의 획득이 불가능한 곳에 측정타겟이 위치한 경우, 위성항법 위성의 가시성이 확보되는 임의의 장소에서 산출한 측정타겟의 상대적인 위치를 활용하여, 측정타겟의 정밀한 위치를 원거리에서 저비용으로 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 적어도 하나의 위성항법 안테나와 연결되어 있는 구조물의 자세데이터와, 레이저 거리측정기를 통해 측정한 구조물과 측정타겟과의 이격 거리를 이용하여, 구조물이 어디에 위치하든지 구조물을 기준으로 한 측정타겟의 상대위치를 간편하게 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 3축 가속도 센서를 활용하여 상대위치의 계산 과정을 간소화 함으로써, 위치 결정에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치와, 위성항법 위성 및 측정타겟 간의 전체적인 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치를 구조물 형태로 표현한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 일반적인 휴대형 위치 결정 장치에서, 이중 안테나 기반으로 자세데이터를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 응용프로그램 업데이트 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치와, 위성항법 위성 및 측정타겟 간의 전체적인 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 휴대형 위치 결정 장치(100)는, 측정타겟(101)이 위성항법 위성(102)으로부터 전송되는 위성항법 반송파를 수신할 수 없는 지역에 위치할 경우, 측정타겟(101)에 대한 정밀한 위치데이터를 위성항법 위성(102)으로부터 직접 획득할 수 없게 된다.
휴대형 위치 결정 장치(100)는, 위성항법 위성(102)으로부터의 위성항법 반송파를 수신할 수 있는 임의의 장소에서, 측정타겟(101)에 대한 상대적인 위치를 산출하고, 산출한 상대위치를, 위성항법 안테나(103)를 통해 획득한 위치데이터에 적용하여, 측정타겟(101)에 대한 정밀한 위치데이터를 결정할 수 있다.
이때, 위성항법 안테나(103)는 막대모양 구조물 상의 동력 모듈에 부착되어, 동력 모듈의 움직임에 따라 두 지점 사이를 반복적으로 직선 이동할 수 있다.
휴대형 위치 결정 장치(100)는, 위성항법 안테나(103)의 반복적인 직선 이동 중에 획득되는 복수의 위치데이터를 이용하여, 상기 구조물의, 측정타겟을 향한 방향(또는 각도)에 관한 자세데이터를 측정할 수 있다.
또한, 휴대형 위치 결정 장치(100)는, 구조물 상의 레이저 거리측정기를 통해 측정타겟(101)과의 이격 거리를 측정할 수 있다.
휴대형 위치 결정 장치(100)는, 상기 구조물을 기준(원점)으로, 상기 자세데이터에 따른 이격 방향으로, 상기 이격 거리 만큼 떨어진 지점의 좌표를 산출하여, 측정타겟(101)의 상대적인 위치(상대위치)를 산출할 수 있다.
휴대형 위치 결정 장치(100)는, 위성항법 위성(102)으로부터 획득한 위치데이터 내 제1 좌표값(예를 들어, (x, y, z))에, 상기 상대위치 내 제2 좌표값(예를 들어, (x', y', z'))을 합산하여, 상기 측정타겟의 최종위치(예, (x+x', y+y', z+z'))를 결정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 위성항법 위성의 가시성이 확보되지 않는 지점의 측정타겟(101)의 위치를, 고가의 장비를 사용하지 않고 휴대 가능한 소형의 장치를 활용하여 원거리에서 비접촉식으로 용이하게 결정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치(200)는, 측정부(210), 산출부(220) 및 처리부(230)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 획득부(240), 제어부(250) 및 구조물(260)을 각각 더 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 구조물(260)은 레이저 포인터(261), 레이저 거리측정기(262), 위성항법 안테나(263) 및 동적 모듈(264)을 포함하여 구성될 수 있다.
측정부(210)는 측정타겟이 지정 됨에 따라, 레이저 거리측정기(262)를 통해 레이저를 송출하여 상기 측정타겟과의 이격 거리를 측정한다.
본 발명의 휴대형 위치 결정 장치(200)는, 위성항법 위성(201)으로부터 위성항법 반송파의 수신이 불가능한 지점에 위치한 측정타겟의 위치 결정을 위해, 위성항법 위성(201)으로부터 위성항법 반송파의 수신이 가능한 지점 내 구조물(260)에 설치된 적어도 하나의 위성항법 안테나(263)와 레이저 거리측정기(262)를 활용할 수 있다.
즉, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 위성항법 위성(201)으로부터 상기 측정타겟의 정밀한 위치를 직접 획득할 수 없으므로, 적어도 하나의 위성항법 안테나(263)가 설치된 구조물(260)의 현위치를, 위성항법 위성(201)으로부터 획득하고, 레이저 거리측정기(262)를 통해 구조물(260)과 상기 측정타겟 간의 이격 거리를 측정하여, 상기 현위치와 상기 이격 거리를 활용하여, 측정타겟의 위치를 결정할 수 있다.
여기서, 위성항법 안테나(263)는, GPS(Global Positioning System), Galileo 및 GLONASS 중 적어도 하나의 GNSS(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM) 위성으로 구현되는 위성항법 위성에서 발생되는 위성항법 반송파를 수신하는 GNSS 안테나로 구현될 수 있다.
구조물(260)은 위성항법 안테나(263)의 직선 이동이 가능하도록 막대 구조로 제작되어, 레이저 거리측정기(262) 및 레이저 포인터(261)를 평행하게 부착할 수 있다.
레이저 거리측정기(262)는 수 cm 이내의 적은 오차 내로 거리를 측정 가능한 단 채널 라이다와 같은 저가의 장비로 구현될 수 있다.
일례로, 측정부(210)는 구조물(260)에 구비된 측정 버튼이 푸쉬될 경우, 레이저 포인터(261)가 현재 지시하는 방향에 위치한 물체(또는 지점)를 측정타겟으로 지정하고, 레이저 거리측정기(262)를 통해 현재 레이저 포인터(261)가 지시하는 방향으로 레이저를 송출하여 측정타겟과의 이격 거리를 측정할 수 있다.
이때, 상기 레이저의 송출 가능한 범위 내에 상기 측정타겟이 없고, 상기 범위 내에, 상기 측정타겟과의 이격 거리(이하, 제1 이격 거리)를 알고 있는 타 위성항법 안테나가 있을 경우, 측정부(210)는, 레이저 포인터(261)를 타 위성항법 안테나로 지시하여, 레이저 거리측정기(262)를 통해 타 위성항법 안테나와의 이격 거리(이하, 제2 이격 거리)를 측정하고, 상기 제1 및 제2 이격 거리를 합산하여 측정타겟과의 이격 거리를 측정할 수도 있다.
이에 따라, 레이저 거리측정기(262)의 레이저 송출 범위를 벗어난 원 거리에서도, 측정타겟의 정밀한 위치 결정이 가능해질 수 있다.
산출부(220)는 상기 이격 거리를 이용하여, 구조물(260)을 기준으로 측정타겟의 상대위치를 산출한다.
일례로, 산출부(220)는 레이저 거리측정기(262)에서 측정타겟을 향해 레이저가 송출되는 방향을 활용하여 측정타겟의 상대위치를 산출할 수 있다.
구체적으로, 산출부(220)는 위성항법 위성(201)으로부터 획득된 적어도 하나의 위성항법 안테나(263)가 설치된 구조물(260)의 현위치를 기준으로, 레이저가 송출된 방향(즉, 레이저 포인터(261)의 지시 방향)으로, 구조물(260) 및 측정타겟 간의 이격 거리 만큼 떨어진 지점의 좌표를, 상기 측정타겟의 상대위치로서 산출할 수 있다.
다른 일례로, 산출부(220)는 적어도 하나의 위성항법 안테나(263)가 설치된 구조물(260)에 대한 자세데이터를 활용하여 측정타겟의 상대위치를 산출할 수 있다.
여기서, 자세데이터는 구조물(260)이 측정타겟을 향하는 방향에 관한 데이터로서, 예를 들어, 절대좌표계 상에서 구조물(260)과 측정타겟을 잇는 선분의 기울어진 각도나 벡터와 같은 데이터일 수 있다.
구체적으로, 측정부(210)는 위성항법 안테나(263)가 두 지점 사이를 반복해서 직선 이동하고 있는 구조물(260)에 대한 자세데이터를 측정하고, 산출부(220)는 구조물(260)을 기준(원점)으로 하는 기준축을 설정하고, 상기 기준축의 원점(0, 0, 0)에서, 상기 자세데이터에 따른 이격 방향으로, 상기 이격 거리 만큼 떨어진 지점의 좌표를, 상기 상대위치로서 산출할 수 있다.
실시예에 따라, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 획득부(240) 및 제어부(250)를 각각 더 포함할 수 있다.
제어부(250)는 동력 모듈(264)을 제어하여, 위성항법 안테나(263)가, 구조물(260)의 두 지점 사이에서 반복적으로 직선 이동하도록 한다.
획득부(240)는 동력 모듈(264)에 의해, 선정되는 두 지점 사이를 이동하는 위성항법 안테나(263)에 대해, 시간 흐름에 따라 복수의 상기 위치데이터를 획득한다.
측정부(210)는 상기 직선 이동 중에 획득되는 복수의 상기 위치데이터를 이용하여, 구조물(260)에 대한 자세데이터를 측정할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 제어부(250)는 동력 모듈(264, 303) 내 모터를 구동 제어하여, 동력 모듈(264, 303)에 부착된 위성항법 안테나(263, 302)가 화살표 방향으로 직선 운동을 복수 회 반복하도록 할 수 있으며, 이때, 측정부(210)는 위성항법 안테나(263, 302)가 설치된 구조물(260, 301)의 자세데이터를 측정할 수 있다.
구조물(260, 301)의 자세데이터는, 절대좌표계에서, 구조물(260, 301)의, 측정타겟을 향해 기울어진 정도를 나타내는 데이터(각도, 벡터)를 지칭할 수 있으며, 산출부(220)는 상기 자세데이터를 통해, 구조물(260, 301)을 기준(원점)으로 한 좌표계를 설정 시, 구조물(260, 301)로부터 측정타겟이 위치하는 이격 방향을 확인할 수 있다. 산출부(220)는 상기 이격 방향으로, 상기 이격 거리 만큼 떨어진 지점의 좌표를, 상기 측정타겟의 상대위치로 산출할 수 있다.
처리부(230)는 위성항법 안테나(263)를 통해 획득한 위치데이터에, 상기 상대위치를 적용하여, 상기 측정타겟의 최종위치를 결정한다.
상기 위성항법 안테나(263)는, 위성항법 위성(201)으로부터 위성항법 반송파를 수신할 수 있는 구조물(260) 내의 임의의 위치에 설치되고, 처리부(230)는 상기 위치데이터 내 제1 좌표값에, 상기 상대위치 내 제2 좌표값을 합산한 좌표값을 포함하여, 상기 측정타겟의 최종위치를 결정할 수 있다.
예를 들어, 처리부(230)는, 위성항법 위성(102)으로부터 획득한 위치데이터(현위치) 내 제1 좌표값 (x, y, z)에, 상기 상대위치 내 제2 좌표값 (x', y', z')을 합산하여, 상기 측정타겟의 최종위치 (x+x', y+y', z+z')를 결정할 수 있다.
실시예에 따라, 처리부(230)는 3축 가속도 센서(미도시함)를 더 이용하여 산출되는 상대위치를, 상기 위치데이터에 적용하여, 상기 최종위치를 결정할 수도 있다. 이 경우, 계산 과정을 간소화 할 수 있어, 위치 결정에 소요되는 시간이 단축될 수 있다.
다른 실시예로, 휴대형 위치 결정 장치(200)는, 측정타겟이 지정 됨에 따라, 적어도 하나의 위성항법 안테나(263)와 연결되어 있는 구조물(260)에 대한 자세데이터를 측정하고, 상기 자세데이터와, 상기 측정타겟과의 이격 거리를 이용하여, 구조물(260)을 기준으로 상기 측정타겟에 대한 상대위치를 산출하고, 구조물(260)에 대해 획득한 위치데이터에, 상기 상대위치를 적용하여, 상기 측정타겟의 최종위치를 결정할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 위성항법 위성으로부터 위치데이터의 획득이 불가능한 곳에 측정타겟이 위치한 경우, 위성항법 위성의 가시성이 확보되는 임의의 장소에서 산출한 측정타겟의 상대적인 위치를 활용하여, 측정타겟의 정밀한 위치를 원거리에서 저비용으로 획득할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치를 구조물 형태로 표현한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치(300)는, 구조물(301), 위성항법 안테나(302), 동력 모듈(303), 레이저 포인터(304), 레이저 거리측정기(305) 및 CPU(306)를 포함하여 구성될 수 있다.
구조물(301)은 위성항법 안테나(302)의 직선 이동이 가능하도록 막대 구조로 제작될 수 있다.
위성항법 안테나(302)는 구조물(301) 상의 동력 모듈(303)에 부착되어, 동력 모듈(303)의 움직임에 따라 반복적인 직선 이동을 할 수 있고, 상기 직선 이동 중에 위치항법 위성으로부터 수신되는 복수의 위치데이터를 CPU(306)로 전달할 수 있다.
레이저 포인터(304) 및 레이저 거리측정기(305)는 구조물(301) 상에 평행하게 부착될 수 있다.
레이저 포인터(304)는 레이저의 송출 방향을 나타내며, 측정타겟이 지시되도록 방향이 조정될 수 있다.
레이저 거리측정기(305)는, 레이저 포인터(304)가 현재 지시하는 방향으로 레이저를 송출하여 측정타겟과의 이격 거리를 측정할 수 있다.
레이저 거리측정기(305)는 수 cm 이내의 적은 오차 내로 거리를 측정 가능한 단 채널 라이다와 같은 저가의 장비로 구현될 수 있다.
CPU(306)는, 위성항법 안테나(302)가 두 지점 사이를 반복해서 직선 이동하고 있는 동안, 위성항법 안테나(302)를 통해 위성항법 위성으로부터 획득한 위치데이터를 이용하여, 구조물(301)에 대한 자세데이터를 측정할 수 있다.
CPU(306)는, 구조물(301)을 기준(원점)으로 하는 기준축을 설정하고, 상기 기준축의 원점(0, 0, 0)에서, 상기 자세데이터에 따른 이격 방향으로, 상기 이격 거리 만큼 떨어진 지점의 좌표를, 상기 상대위치로서 산출할 수 있다.
CPU(306)는, 위성항법 안테나(302)를 통해 위성항법 위성으로부터 획득한 위치데이터(현위치) 내 제1 좌표값 (x, y, z)에, 상기 상대위치 내 제2 좌표값 (x', y', z')을 합산하여, 측정타겟의 최종위치 (x+x', y+y', z+z')를 결정할 수 있다.
이하, 도 4에서는 본 발명의 실시예들에 따른 휴대형 위치 결정 장치(200)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법은 상술한 휴대형 위치 결정 장치(200)에 의해 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단계(410)에서, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 측정타겟이 지정 됨에 따라, 레이저 거리측정기를 통해 레이저를 송출하여 상기 측정타겟과의 이격 거리를 측정한다.
상기 레이저 거리측정기는 수 cm 이내의 적은 오차 내로 거리를 측정 가능한 예컨대 단 채널 라이다와 같은 저가의 장비로 구현될 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 구조물(301)에 구비된 측정 버튼이 푸쉬될 경우, 레이저 포인터(304)가 현재 지시하는 방향에 위치한 물체(또는 지점)를 측정타겟으로 지정할 수 있다. 휴대형 위치 결정 장치(200)는 레이저 거리측정기(305)를 통해 현재 레이저 포인터(204)가 지시하는 방향으로 레이저를 송출하여 상기 측정타겟과의 이격 거리를 측정할 수 있다.
단계(420)에서, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 상기 이격 거리를 이용하여, 상기 측정타겟의 상대위치를 산출한다.
일례로, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 레이저 거리측정기에서 측정타겟을 향해 레이저가 송출되는 방향을 활용하여 측정타겟의 상대위치를 산출할 수도 있고, 적어도 하나의 위성항법 안테나(263)가 설치된 구조물에 대한 자세데이터를 활용하여 측정타겟의 상대위치를 산출할 수도 있다.
여기서, 자세데이터는 구조물이 측정타겟을 향하는 방향에 관한 데이터로서, 예를 들어, 절대좌표계 상에서 구조물과 측정타겟을 잇는 선분의 기울어진 각도나 벡터와 같은 데이터일 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 동력 모듈(303) 내 모터를 구동 제어하여, 동력 모듈(303)에 부착된 위성항법 안테나(302)가 화살표 방향으로 직선 운동을 반복하도록 한 상태에서, 위성항법 안테나(302)를 통해 획득되는 복수의 위치데이터를 통해, 구조물(301)의 자세데이터를 측정할 수 있다.
휴대형 위치 결정 장치(200)는 구조물(301)을 기준(원점)으로 한 좌표계를 설정하고, 상기 자세데이터로부터, 구조물(301)로부터 측정타겟이 위치하는 이격 방향을 확인하고, 상기 이격 방향으로, 상기 이격 거리 만큼 떨어진 지점의 좌표를, 측정타겟의 상대위치로서 산출할 수 있다.
단계(430)에서, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 위성항법 안테나를 통해 획득한 위치데이터에, 상기 상대위치를 적용하여, 상기 측정타겟의 최종위치를 결정한다.
예를 들어, 휴대형 위치 결정 장치(200)는 위성항법 위성으로부터 획득한, 위성항법 안테나가 설치된 구조물의 위치데이터 내 제1 좌표값 (x, y, z)에, 상기 상대위치 내 제2 좌표값 (x', y', z')을 합산하여, 상기 측정타겟의 최종위치 (x+x', y+y', z+z')를 결정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 위성항법 위성으로부터 위치데이터의 획득이 불가능한 곳에 측정타겟이 위치한 경우, 위성항법 위성의 가시성이 확보되는 임의의 장소에서 산출한 측정타겟의 상대적인 위치를 활용하여, 측정타겟의 정밀한 위치를 원거리에서 저비용으로 획득할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200: 휴대형 위치 결정 장치 201: 위성항법 위성
210: 측정부 220: 산출부
230: 처리부 240: 획득부
250: 제어부 260: 구조물
261: 레이저 포인터 262: 레이저 거리측정기
263: 위성항법 안테나 264: 동적 모듈

Claims (13)

  1. 측정타겟이 지정 됨에 따라, 레이저 거리측정기를 통해 레이저를 송출하여 상기 측정타겟과의 이격 거리를 측정하고, 위성항법 안테나가 두 지점 사이를 직선 이동하고 있는 구조물에 대한 자세데이터를 측정하는 측정부;
    상기 구조물을 기준으로 하는 기준축을 설정하고, 상기 기준축의 원점에서, 상기 자세데이터에 따른 이격 방향으로, 상기 이격 거리 만큼 떨어진 지점의 좌표를, 상기 측정타겟의 상대위치로서 산출하는 산출부; 및
    상기 위성항법 안테나를 통해 획득한 위치데이터에, 상기 상대위치를 적용하여, 상기 측정타겟의 최종위치를 결정하는 처리부
    를 포함하는 휴대형 위치 결정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위성항법 안테나는, 위성항법 위성으로부터 위성항법 반송파를 수신할 수 있는 상기 구조물 내의 임의의 위치에 설치되고,
    상기 처리부는,
    상기 위치데이터 내 제1 좌표값에, 상기 상대위치 내 제2 좌표값을 합산한 좌표값을 포함하여, 상기 측정타겟의 최종위치를 결정하는
    휴대형 위치 결정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    동력 모듈에 의해, 선정되는 두 지점 사이를 이동하는 상기 위성항법 안테나에 대해, 시간 흐름에 따라 복수의 상기 위치데이터를 획득하는 획득부
    를 더 포함하는 휴대형 위치 결정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 동력 모듈을 제어하여, 상기 위성항법 안테나가, 상기 구조물의 두 지점 사이에서 반복적으로 직선 이동하도록 하는 제어부
    를 더 포함하고,
    상기 측정부는,
    상기 직선 이동 중에 획득되는 복수의 상기 위치데이터를 이용하여, 상기 구조물에 대한 상기 자세데이터를 측정하는
    휴대형 위치 결정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이저의 송출 가능한 범위 내에, 상기 측정타겟이 없는 경우,
    상기 측정부는,
    상기 범위 내에서, 상기 측정타겟과의 제1 이격 거리를 알고 있는 타 위성항법 안테나로 레이저 포인터를 지시하고, 상기 레이저 거리측정기를 통해 상기 타 위성항법 안테나와의 제2 이격 거리를 측정하고, 상기 제1 및 제2 이격 거리를 합산하여 상기 측정타겟과의 이격 거리를 측정하는
    휴대형 위치 결정 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구조물은,
    상기 위성항법 안테나의 직선 이동이 가능하도록 막대 구조로 제작되어, 레이저 거리측정기 및 레이저 포인터를 평행하게 부착하는
    휴대형 위치 결정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는,
    3축 가속도 센서를 더 이용하여 산출되는 상대위치를, 상기 위치데이터에 적용하여, 상기 최종위치를 결정하는
    휴대형 위치 결정 장치.
  9. 측정타겟이 지정 됨에 따라, 레이저 거리측정기를 통해 레이저를 송출하여 상기 측정타겟과의 이격 거리를 측정하는 단계;
    위성항법 안테나가 두 지점 사이를 직선 이동하고 있는 구조물에 대한 자세데이터를 측정하는 단계;
    상기 구조물을 기준으로 하는 기준축을 설정하고, 상기 기준축의 원점에서, 상기 자세데이터에 따른 이격 방향으로, 상기 이격 거리 만큼 떨어진 지점의 좌표를, 상기 측정타겟의 상대위치로서 산출하는 단계; 및
    상기 위성항법 안테나를 통해 획득한 위치데이터에, 상기 상대위치를 적용하여, 상기 측정타겟의 최종위치를 결정하는 단계
    를 포함하는 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 위성항법 안테나는, 위성항법 위성으로부터 위성항법 반송파를 수신할 수 있는 상기 구조물 내의 임의의 위치에 설치되고,
    상기 최종위치를 결정하는 단계는,
    상기 위치데이터 내 제1 좌표값에, 상기 상대위치 내 제2 좌표값을 합산한 좌표값을 포함하여, 상기 측정타겟의 최종위치를 결정하는 단계
    를 포함하는 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    동력 모듈에 의해, 선정되는 두 지점 사이를 이동하는 상기 위성항법 안테나에 대해, 시간 흐름에 따라 복수의 상기 위치데이터를 획득하는 단계
    를 더 포함하는 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 동력 모듈을 제어하여, 상기 위성항법 안테나가, 상기 구조물의 두 지점 사이에서 반복적으로 직선 이동하도록 하는 단계; 및
    상기 직선 이동 중에 획득되는 복수의 상기 위치데이터를 이용하여, 상기 구조물에 대한 상기 자세데이터를 측정하는 단계
    를 더 포함하는 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법.
  13. 삭제
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