KR102208669B1 - Positioning system, apparatus and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위치 측정 시스템, 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 이동체에 구비되는 복수의 측위 노드를 직각 방향으로 배치하여 타겟 노드의 측위를 위한 연산을 효율적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 나아가 측위 정확도도 개선할 수 있는 위치 측정 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a position measuring system, apparatus, and method, and more specifically, by arranging a plurality of positioning nodes provided in a moving object in a right angle direction, it is possible to efficiently perform an operation for positioning a target node, and further It relates to a positioning system, apparatus, and method capable of improving positioning accuracy as well.
근래 위치 정보에 기반한 위치 기반 서비스(Location Based Service, LBS) 기술이 다양하게 활용되고 있다. 이에 대한 대표적인 예로서, GPS 신호 등을 수신하여 사용자의 현재 위치를 측위하거나 목적지까지의 이동 경로를 안내해주는 네비게이션 디바이스가 폭넓게 사용되고 있는 상황이다.Recently, location-based service (LBS) technology based on location information has been used in various ways. As a representative example of this, a navigation device that receives a GPS signal or the like to locate a user's current location or guide a moving route to a destination is widely used.
그런데, 위와 같이 GPS 등에 기반한 측위 기술은 GPS 위성 신호를 원활하게 수신할 수 있는 실외에서의 측위에는 용이하겠으나, GPS 위성 신호를 수신하기 어렵거나 신호의 왜곡이 발생할 수 있는 실내 환경에서는 측위가 불가능하거나 측위 정확도가 떨어지는 문제가 발생하게 된다.However, the positioning technology based on GPS as above would be easy for outdoor positioning that can smoothly receive GPS satellite signals, but positioning is impossible in an indoor environment where GPS satellite signals may be difficult to receive or signal distortion may occur. A problem of poor positioning accuracy occurs.
이에 대하여, 종래에는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 실내의 복수 위치에 측위를 위한 측위 노드들을 설치하고 상기 복수의 측위 노드 내부 영역에 위치하는 타겟 노드에서 상기 각 측위 노드 까지의 거리를 측정하여 상기 타겟 노드의 위치를 산출하는 기술이 사용되기도 하였다. In contrast, conventionally, as shown in FIG. 1, positioning nodes for positioning are installed at multiple locations indoors, and distances from target nodes located in the inner regions of the plurality of positioning nodes to each positioning node are measured. A technique for calculating the location of the target node has also been used.
그러나, 위와 같은 경우 측위하고자 하는 영역 전체를 커버할 수 있도록 다수의 측위 노드를 미리 설치하여야 타겟 노드의 위치를 측위할 수 있다는 제약이 따랐다.However, in the above case, there is a limitation that the location of the target node can be positioned only when a plurality of positioning nodes are installed in advance to cover the entire region to be positioned.
이에 대하여, 측위 노드가 구비된 이동체 등을 이용하여 타겟 노드의 위치를 측위할 수 있도록 하는 것이 바람직하겠으나, 이러한 경우 타겟 노드의 위치를 산출하기 위한 연산이 매우 복잡해 질 수 있을 뿐만 아니라, 상기 타겟 노드에 대한 측위 정확도가 떨어지는 문제가 따를 수 있다.On the other hand, it would be desirable to be able to locate the target node using a moving object equipped with a positioning node, but in this case, the calculation for calculating the location of the target node may be very complicated, and the target node There may be a problem of poor positioning accuracy for.
이에 따라, 측위하고자 하는 영역에 다수의 측위 노드를 미리 설치하지 않고도 타겟 노드에 대한 측위가 가능하며, 나아가 타겟 노드의 위치를 산출하기 위한 연산이 복잡해 지는 것을 방지하고 높은 정확도로 상기 타겟 노드의 위치를 측위할 수 있는 방안이 요구되고 있으나, 아직 이러한 요구를 적절하게 해결할 수 있는 구체적인 방안이 제공되지 못하고 있다.Accordingly, positioning for the target node is possible without pre-installing a plurality of positioning nodes in the region to be positioned, and furthermore, the operation for calculating the location of the target node is prevented from being complicated, and the location of the target node with high accuracy. Although there is a demand for a method to locate the position, a specific method for adequately solving this demand has not yet been provided.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 측위하고자 하는 영역에 다수의 측위 노드를 미리 설치하지 않고도 타겟 노드에 대한 측위가 가능하며, 나아가 타겟 노드의 위치를 산출하기 위한 연산이 복잡해 지는 것을 방지하면서 높은 정확도로 상기 타겟 노드의 위치를 측위할 수 있는 위치 측정 시스템, 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was invented to solve the problems of the prior art as described above, and positioning for a target node is possible without pre-installing a plurality of positioning nodes in an area to be positioned, and further, for calculating the location of the target node. An object of the present invention is to provide a location measurement system, apparatus, and method capable of positioning the target node with high accuracy while preventing the computation from becoming complicated.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 아래에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 수 있을 것이다.In addition, detailed objects of the present invention will be clearly understood and understood by experts or researchers in this technical field through the detailed contents described below.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 위치 측정 시스템은, 이동이 가능한 이동체를 이용하여 대상체의 위치를 측정하는 위치 측정 시스템에 있어서, 제1 측위 노드(NA), 제2 측위 노드(NB) 및 제3 측위 노드(NC)를 포함하는 복수의 측위 노드를 구비하는 이동체; 및 타겟 노드(NT)를 구비하는 대상체;를 포함하며, 상기 이동체에서 상기 제2 측위 노드(NB)와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루고, 상기 복수의 측위 노드는 각각 상기 타겟 노드(NT)에 대한 거리를 산출하여 상기 대상체의 위치를 측정하는데 사용하도록 하는 것을 특징으로 한다.A position measurement system according to an aspect of the present invention for solving the above problem is a position measurement system for measuring a position of an object using a movable moving object, the first positioning node (N A ), the second positioning node (N B ) and a moving body having a plurality of positioning nodes including a third positioning node (N C ); And an object having a target node (N T ), wherein the second positioning node (N B ) and the third positioning node (N C ) in the moving object are based on the first positioning node (N A ). As a result, a right-angled triangular structure positioned in a direction perpendicular to each other is formed, and each of the plurality of positioning nodes calculates a distance to the target node N T and is used to measure the position of the object.
이때, 상기 제2 측위 노드(NB) 와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 동일간 거리에 위치하는 직각 이등변 삼각형 구조를 이룰 수 있다.In this case, the second positioning node N B and the third positioning node N C may form a right-angled isosceles triangle structure positioned at the same distance from each other with respect to the first positioning node N A.
또한, 위치 산출부에서는, 상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제2 측위 노드(NB)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제1 거리(XTA)를 산출하고, 상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제3 측위 노드(NB)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제2 거리(YTA)을 산출하여, 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 하는 상기 타겟 노드의 위치(XTA, YTA)를 산출할 수 있다.In addition, in the position calculation unit, from the first positioning node N A on the first axis (=X axis) connecting the second positioning node N B to the first positioning node N A The first distance (X TA ) to the target node (N T ) is calculated, and from the second axis (=Y axis) connecting the third positioning node (N B ) from the first positioning node (N A ) A second distance (Y TA ) from the first positioning node (N A ) to the target node (N T ) is calculated, and the position of the target node based on the first positioning node (N A ) ( X TA , Y TA ) can be calculated.
나아가, 상기 위치 산출부에서는, 상기 타겟 노드(NT)의 상기 Y축에서의 위치값(YT)을 고려하지 않고 상기 제1 거리(XTA)를 산출하며, 상기 타겟 노드(NT)의 상기 X축에서의 위치값(XT)을 고려하지 않고 상기 제2 거리(YTA)를 산출할 수 있다.Further, the position calculating unit calculates the first distance (X TA ) without considering the position value (Y T ) of the target node (N T ) on the Y axis, and the target node (N T ) The second distance Y TA may be calculated without considering the position value X T in the X axis of.
또한, 상기 복수의 측위 노드에서는 상기 타겟 노드로 RF 신호를 송수신하여 상기 타겟 노드에 대한 거리를 산출하며, 위치 산출부에서는 상기 이동체를 기준으로 하는 상기 대상체의 상대 위치를 산출할 수 있다.In addition, the plurality of positioning nodes may transmit and receive RF signals to and from the target node to calculate the distance to the target node, and the position calculator may calculate a relative position of the object with respect to the moving object.
이때, 상기 위치 산출부에서는, 기산출된 상기 이동체의 위치 정보를 고려하여 미리 정해진 기준점을 기준으로 하는 상기 대상체의 절대 위치를 산출할 수 있다.In this case, the position calculator may calculate an absolute position of the object based on a predetermined reference point in consideration of the previously calculated position information of the moving object.
나아가, 상기 복수의 측위 노드에서는 상기 기준점에 구비되는 기준 노드에 대하여 RF 신호를 송수신하여 상기 기준 노드에 대한 거리를 산출하며, 상기 위치 산출부에서는, 상기 기준 노드를 기준으로 상기 이동체의 위치 정보를 산출하고, 상기 이동체를 기준으로 상기 대상체의 위치 정보를 산출하여, 상기 기준점을 기준으로 하는 상기 대상체의 절대 위치를 산출할 수 있다.Further, the plurality of positioning nodes transmits and receives RF signals to and from a reference node provided at the reference point to calculate a distance to the reference node, and the location calculator calculates the location information of the mobile object based on the reference node. And, by calculating the location information of the object based on the moving object, the absolute position of the object based on the reference point may be calculated.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 측정 장치는, 타겟 노드(NT)를 구비하는 대상체의 위치를 측정하는 이동이 가능한 위치 측정 장치에 있어서, 제1 측위 노드(NA), 제2 측위 노드(NB) 및 제3 측위 노드(NC)를 포함하는 복수의 측위 노드를 구비하며, 상기 제2 측위 노드(NB)와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루고, 상기 복수의 측위 노드는 각각 상기 타겟 노드(NT)에 대한 거리를 산출하여 상기 대상체의 위치를 측정하는데 사용하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the position measuring apparatus according to another embodiment of the present invention, in the movable position measuring apparatus for measuring the position of an object having a target node (N T ), the first positioning node (N A ), the second A plurality of positioning nodes including a positioning node (N B ) and a third positioning node (N C ) are provided, and the second positioning node (N B ) and the third positioning node (N C ) are the first positioning node To form a right-angled triangular structure positioned in a direction perpendicular to each other with respect to the node N A , each of the plurality of positioning nodes calculates a distance to the target node N T to be used to measure the position of the object. Characterized in that.
이때, 상기 제2 측위 노드(NB) 와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 동일간 거리에 위치하는 직각 이등변 삼각형 구조를 이룰 수 있다.In this case, the second positioning node N B and the third positioning node N C may form a right-angled isosceles triangle structure positioned at the same distance from each other with respect to the first positioning node N A.
또한, 상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제2 측위 노드(NB)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제1 거리(XTA)를 산출하고, 상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제3 측위 노드(NB)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제2 거리(YTA)을 산출하여, 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 하는 상기 타겟 노드의 위치(XTA, YTA)를 산출할 수 있다.Also, the first positioning node (N A) and the second positioning node (N B), the first axis (= X axis) connecting the first the from the first positioning node (N A), a target in on the node (N T ) To calculate the first distance (X TA ), and the first positioning on the second axis (=Y axis) connecting the first positioning node N A to the third positioning node N B The second distance (Y TA ) from the node (N A ) to the target node (N T ) is calculated, and the position of the target node (X TA , Y TA ) based on the first positioning node (N A ) ) Can be calculated.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 측정 방법은, 이동이 가능한 이동체를 이용하여 대상체의 위치를 측정하는 위치 측정 방법에 있어서, 이동체에 구비되는 제1 측위 노드(NA), 제2 측위 노드(NB) 및 제3 측위 노드(NC)를 포함하는 복수의 측위 노드로부터 각각 대상체에 구비되는 타겟 노드(NT)까지의 거리를 산출하는 타겟 노드 거리 산출 단계; 및 상기 복수의 측위 노드로부터 상기 타겟 노드까지의 거리를 이용하여 상기 대상체의 위치를 산출하는 대상체 위치 산출 단계;를 포함하며, 상기 이동체에서 상기 제2 측위 노드(NB)와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, in a position measurement method according to another embodiment of the present invention, in a position measurement method for measuring a position of an object using a movable moving object, a first positioning node (N A ) and a second positioning node provided in the moving object A target node distance calculation step of calculating a distance from a plurality of positioning nodes including a positioning node N B and a third positioning node N C to a target node N T provided in the object; And calculating the location of the object by using the distances from the plurality of positioning nodes to the target node; including, the second positioning node (N B ) and the third positioning node in the moving object (N C ) is characterized in that it forms a right-angled triangular structure positioned in a direction perpendicular to each other with respect to the first positioning node N A.
이때, 상기 제2 측위 노드(NB) 와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 동일간 거리에 위치하는 직각 이등변 삼각형 구조를 이룰 수 있다.In this case, the second positioning node N B and the third positioning node N C may form a right-angled isosceles triangle structure positioned at the same distance from each other with respect to the first positioning node N A.
또한, 상기 대상체 위치 산출 단계에서는, 상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제2 측위 노드(NB)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제1 거리(XTA)를 산출하고, 상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제3 측위 노드(NB)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제2 거리(YTA)을 산출하여, 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 하는 상기 타겟 노드의 위치(XTA, YTA)를 산출할 수 있다.Further, in the step of calculating the object position, the first positioning node N A on a first axis (=X axis) connecting the second positioning node N B to the first positioning node N A A second axis (=Y axis) connecting the third positioning node N B from the first positioning node N A to calculate a first distance X TA from the target node N T ) By calculating a second distance (Y TA ) from the first positioning node (N A ) to the target node (N T ), and the target node based on the first positioning node (N A ). Position (X TA , Y TA ) can be calculated.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템, 장치 및 방법에서는, 측위하고자 하는 영역에 다수의 측위 노드를 미리 설치하지 않고도 타겟 노드에 대한 측위가 가능하며, 나아가 타겟 노드의 위치를 산출하기 위한 연산이 복잡해 지는 것을 방지하면서 높은 정확도로 상기 타겟 노드의 위치를 측위할 수 있다는 효과를 가진다.In the positioning system, apparatus, and method according to an embodiment of the present invention, positioning for a target node is possible without pre-installing a plurality of positioning nodes in an area to be positioned, and further, an operation for calculating the location of the target node. It has the effect that it is possible to locate the target node with high accuracy while preventing this complexity.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 위치 측정 시스템을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템의 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 측정 시스템의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템, 장치 및 방법의 성능을 검증하기 위한 실험을 예시하는 사진이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템, 장치 및 방법의 성능을 보여주는 그래프들이다.The accompanying drawings, which are included as part of the detailed description to aid in understanding of the present invention, provide embodiments for the present invention, and describe the technical idea of the present invention together with the detailed description.
1 is a diagram illustrating a position measurement system according to the prior art.
2 is a block diagram of a position measurement system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an operation of a position measurement system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an operation of a position measurement system according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method for measuring a location according to an embodiment of the present invention.
6 is a photograph illustrating an experiment for verifying the performance of a position measuring system, apparatus, and method according to an embodiment of the present invention.
7A to 7C are graphs showing the performance of a position measurement system, apparatus, and method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.The present invention may apply various transformations and may have various embodiments. Hereinafter, specific embodiments will be described in detail based on the accompanying drawings.
이하의 실시예는 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.The following examples are provided to aid in a comprehensive understanding of the methods, devices, and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다. In describing the embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are only for describing the embodiments of the present invention, and should not be limiting. Unless explicitly used otherwise, expressions in the singular form include the meaning of the plural form. In this description, expressions such as "comprising" or "feature" are intended to refer to certain features, numbers, steps, actions, elements, some or combination thereof, and one or more other than those described. It should not be construed to exclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, actions, elements, any part or combination thereof.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are used to distinguish one component from other components. Is only used.
이하에서는, 본 발명에 따른 위치 측정 시스템, 장치 및 방법의 예시적인 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a position measurement system, apparatus, and method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)의 구성도를 예시하고 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)은, 이동이 가능한 이동체를 이용하여 대상체의 위치를 측정하는 위치 측정 시스템(100)으로서, 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)를 포함하는 복수의 측위 노드를 구비하는 이동체(110) 및 타겟 노드(NT)(121)를 구비하는 대상체(120)를 포함하여 구성될 수 있다.First, FIG. 2 illustrates a configuration diagram of a
이때, 상기 이동체(110)에서 상기 제2 측위 노드(NB)(112)와 상기 제3 측위 노드(NC)(113)는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루고, 또한 상기 복수의 측위 노드는 각각 상기 타겟 노드(NT)(121)에 대한 거리를 산출하여 상기 대상체(120)의 위치를 측정하는데 사용하도록 하는 것을 특징으로 한다.In this case, in the
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)에서, 상기 제2 측위 노드(NB)(112) 와 상기 제3 측위 노드(NC)(113)는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 서로 동일간 거리에 위치하는 직각 이등변 삼각형 구조를 이룰 수 있다.Further, in the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)에는 상기 대상체(120)의 위치를 산출하기 위한 위치 산출부(140)가 포함될 수 있으며, 이때 상기 위치 산출부(140)에서는, 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제2 측위 노드(NB)(112)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 제1 거리(XTA)를 산출하고, 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제3 측위 노드(NB)(113)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(에서 상기 타겟 노드(NT)까지의 제2 거리(YTA)을 산출하여, 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 하는 상기 타겟 노드의 위치(XTA, YTA)를 산출할 수 있다.In addition, the
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)에서는, 측위하고자 하는 영역에 다수의 측위 노드를 미리 설치하지 않고도 타겟 노드에 대한 측위가 가능하며, 나아가 타겟 노드의 위치를 산출하기 위한 연산이 복잡해 지는 것을 방지하면서 높은 정확도로 상기 타겟 노드의 위치를 측위할 수 있게 된다.Accordingly, in the
이하 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)을 각 구성 요소 별로 나누어 보다 자세하게 살핀다. Hereinafter, with reference to FIG. 2, the
먼저, 상기 이동체(110)에는 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)를 포함하는 복수의 측위 노드가 구비될 수 있다.First, a plurality of positioning nodes including a first positioning node (N A ) 111, a second positioning node (N B ) 112 and a third positioning node (N C ) 113 in the
보다 구체적으로, 도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)의 구성 및 동작을 설명하는 도면을 도시하고 있다.More specifically, FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration and operation of the
먼저, 도 3(a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 이동체(110)에는 상기 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)가 정삼각형 형태로 배치될 수도 있겠으나, 이러한 경우 상기 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)에서 상기 대상체(120)에 구비되는 타겟 노드(NT)(121)까지의 거리를 각각 산출한 후(=RA, RB, RC), 이를 이용하여 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 상기 타겟 노드(NT)(121)의 위치를 산출하면 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.First, as can be seen in FIG. 3(a), the first positioning node (N A ) 111, the second positioning node (N B ) 112 and the third positioning node ( N C ) 113 may be arranged in an equilateral triangle, but in this case, the first
[수학식 1][Equation 1]
여기서, 도 3(a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 XTA는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제2 측위 노드(NB)(112)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 거리를 의미하며, 상기 YTA는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제3 측위 노드(NB)(113)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 제2 거리를 의미한다.Here, as can be seen in Figure 3 (a), the X TA is a first axis connecting the second positioning node (N B ) 112 from the first positioning node (N A ) 111 =X-axis) refers to the distance from the first positioning node (N A ) 111 to the target node (N T ) 121, and Y TA is the first positioning node N A ( From the first positioning node (N A ) 111 on the second axis (=Y axis) connecting the third positioning node (N B ) 113 at 111), the target node N T (121) ) Means the second distance to.
또한, 상기 d는 상기 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113) 간의 거리이고, 상기 XT는 상기 타겟 노드(NT)(121)의 상기 X축 상에서의 위치를 의미한다.In addition, the d is the distance between the first positioning node (N A ) 111, the second positioning node (N B ) 112 and the third positioning node (N C ) 113, and X T is the It means the position of the target node (N T ) 121 on the X axis.
이때, 상기 수학식 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제2 거리(YTA)를 구하기 위해서는 상기 타겟 노드(NT)(121)의 상기 X축 상에서의 위치(XT) 값이 반영되게 된다.At this time, as shown in
반면, 도 3(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)에서, 상기 이동체(110)에는 상기 제2 측위 노드(NB)(112)와 상기 제3 측위 노드(NC)(113)가 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루어 배치될 수 있다.On the other hand, as can be seen in Figure 3 (b), in the
이러한 경우, 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 상기 타겟 노드(NT)(121)의 위치를 산출하면 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.In this case, when the position of the
[수학식 2][Equation 2]
여기서, 상기 XTA는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제2 측위 노드(NB)(112)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 거리를 의미하며, 상기 YTA는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제3 측위 노드(NB)(113)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 제2 거리를 의미한다.Here, the X TA denotes the first positioning node in the first axis (=X axis) connecting the second positioning node (N B ) 112 from the first positioning node (N A ) 111 N A ) refers to the distance from 111 to the target node (N T ) 121, and Y TA is the first positioning node (N A ) 111 to the third positioning node N B It means a second distance from the first positioning node (N A ) 111 to the target node (N T ) 121 in the second axis (=Y axis) connecting 113.
또한, 상기 d는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113) 까지의 거리를 의미한다.Further, the d denotes a distance from the first positioning node (N A ) 111 to the second positioning node (N B ) 112 and the third positioning node (N C ) 113.
이때, 상기 수학식 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 타겟 노드(NT)의 상기 Y축에서의 위치값(YT)을 고려하지 않고 상기 제1 거리(XTA)를 산출할 수 있으며, 상기 타겟 노드(NT)의 상기 X축에서의 위치값(XT)을 고려하지 않고 상기 제2 거리(YTA)를 산출할 수 있게 된다.In this case, as shown in
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)에서, 상기 이동체(110)에는 상기 제2 측위 노드(NB)(112)와 상기 제3 측위 노드(NC)(113)가 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루어 배치됨으로써, 상기 X축과 상기 Y축의 값이 서로 영향을 미치지 않게 되며(decoupling), 이에 따라 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 거리(=RA)는 상기 XTA와 상기 YTA를 구하는데 공통적으로 반영되지만, 상기 제2 측위 노드(NB)(112)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 거리(=RB)는 상기 XTA를 구하는 데에만 반영되고, 상기 제3 측위 노드(NC)(113)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 거리(=RC)는 상기 YTA를 구하는 데에만 반영되게 된다.That is, in the
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)에서는, 수학식 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 X축과 상기 Y축의 값이 서로 영향을 미치지 않게 되어(decoupling), 상기 제1 거리(XTA)와 상기 제2 거리(YTA)를 보다 단순한 연산을 통해 산출할 수 있게 된다.Accordingly, in the
특히, 상기 수학식 2에서는 2차원 평면의 경우를 예시하고 있으나, 3차원 등 차원이 늘어나는 경우 상기 수학식은 더욱 복잡한 수학식으로 표현되어야 하며, 이에 따라 더욱 복잡한 연산이 수행되어야 한다.In particular,
나아가, 상기 수학식 2에서는 상기 이동체(110)를 기준으로 상기 대상체(120)의 위치를 산출하는 경우를 예시하고 있으나, 상기 이동체(110)와 상기 대상체(120) 간에 다른 이동체(110)나 다른 대상체(120)가 추가로 연계되어 복수 단계로 연결되는 구조에서 상기 제1 거리(XTA)와 상기 제2 거리(YTA)를 산출하여야 하는 상황에서는, 상기 수학식 2가 더욱 복잡해 질 수 있는 바, 상기 X축과 상기 Y축의 값이 서로 영향을 미치지 않도록 함으로써(decoupling), 상기 제1 거리(XTA)와 상기 제2 거리(YTA)를 산출하는 수식을 간결히 모델링할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 소요되는 연산량 등도 효과적으로 줄일 수 있게 된다.Further,
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)에서, 상기 복수의 측위 노드에서는 상기 타겟 노드(121)로 RF 신호를 송수신하여 상기 타겟 노드(121)에 대한 거리를 산출할 수 있으며(RA, RB, RC), 이를 이용하여 상기 위치 산출부(140)에서는 상기 이동체(110)를 기준으로 하는 상기 대상체의(120) 상대 위치를 산출할 수 있다.In addition, in the
이때, 상기 복수의 측위 노드에서는 상기 타겟 노드(121)로 RF 신호를 송수신하면서 ToF(Time of Flight) 기법 등을 이용하여 상기 타겟 노드(121)까지의 거리를 산출할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 위상변이(phase shift)나 주파수 변조(frequency modulation) 등 다양한 기법을 적용하여 상기 타겟 노드(121)까지의 거리를 산출하는 것도 가능하다.At this time, the plurality of positioning nodes may calculate the distance to the
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)에서는, 기산출된 상기 이동체(110)의 위치 정보를 고려하여 미리 정해진 기준점(130)을 기준으로 하는 상기 대상체(120)의 절대 위치를 산출하는 것이 가능하다.Further, in the
보다 구체적인 예를 들어, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 복수의 측위 노드에서는 상기 기준점(130)에 구비되는 기준 노드(131)에 대하여 RF 신호를 송수신하여 상기 기준 노드(131)에 대한 거리를 산출한 후, 상기 위치 산출부(140)에서는 상기 기준 노드(131)를 기준으로 상기 이동체(110)의 위치 정보를 산출할 수 있다. 이어서, 상기 위치 산출부(140)에서는 상기 이동체(110)를 기준으로 상기 대상체(120)의 위치 정보를 산출하여, 최종적으로 상기 기준점(130)을 기준으로 하는 상기 대상체(120)의 절대 위치를 산출할 수 있게 된다.For a more specific example, as can be seen in FIG. 4, the plurality of positioning nodes transmit and receive RF signals to and from the
보다 구체적으로, 상기 기준점(130)의 기준 노드(131)의 위치는 미리 측정되어 저장될 수 있다. 이에 따라 상기 이동체(110)의 상기 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)로부터 상기 기준 노드(131)로 RF 신호를 송수신하여, 상기 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)로부터 상기 기준 노드(131)까지의 거리를 각각 산출한 후(=RA0, RB0, RC0), 상기 기준 노드(131)의 위치를 이용하여 상기 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)의 위치를 산출할 수 있게 된다.More specifically, the position of the
나아가, 상기 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)의 위치가 산출되면, 상기 이동체(110)를 기준으로 상기 대상체(120)의 위치 정보를 고려하여, 상기 기준 노드(131)의 위치(도 4에서 (0,0))를 기준으로 상기 타겟 노드(131)의 위치(도 4에서 T(XT, YT))를 산출할 수 있게 된다.Further, when the positions of the first positioning node (N A ) 111, the second positioning node (N B ) 112 and the third positioning node (N C ) 113 are calculated, the moving
또한, 도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 방법의 순서도를 예시하고 있다. In addition, FIG. 5 illustrates a flow chart of a method for measuring a location according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 방법을 검토한다. 다만, 본 발명에 대해서는 앞서 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100)에서 보다 자세하게 설명한 바, 아래에서는 반복적인 설명은 생략하고, 본 발명의 요지를 중심으로 기술한다.Hereinafter, a method of measuring a location according to an embodiment of the present invention will be reviewed. However, the present invention has been described in more detail in the
먼저, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 방법은, 이동이 가능한 이동체(110)를 이용하여 대상체(120)의 위치를 측정하는 위치 측정 방법으로서, 이동체(110)에 구비되는 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)를 포함하는 복수의 측위 노드로부터 각각 대상체(120)에 구비되는 타겟 노드(NT)(121)까지의 거리를 산출하는 타겟 노드 거리 산출 단계(S110) 및 상기 복수의 측위 노드로부터 상기 타겟 노드(121)까지의 거리를 이용하여 상기 대상체(120)의 위치를 산출하는 대상체 위치 산출 단계(S120)를 포함한다.First, as can be seen in FIG. 5, a method for measuring a position according to an embodiment of the present invention is a method for measuring a position of an
이때, 상기 이동체(110)에서는, 상기 제2 측위 노드(NB)(112)와 상기 제3 측위 노드(NC)(113)가 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루게 된다.At this time, in the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 방법에서, 상기 제2 측위 노드(NB)(112)와 상기 제3 측위 노드(NC)(113)는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 서로 동일간 거리에 위치하는 직각 이등변 삼각형 구조를 이루는 것이 바람직하다.In addition, in the location measurement method according to an embodiment of the present invention, the second positioning node (N B ) 112 and the third positioning node (N C ) 113 are the first positioning node N A It is preferable to form a right-angled isosceles triangular structure positioned at the same distance from each other based on (111).
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 방법에서, 상기 대상체 위치 산출 단계(S120)에서는, 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제2 측위 노드(NB)(112)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 제1 거리(XTA)를 산출하고, 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제3 측위 노드(NB)(113)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 제2 거리(YTA)을 산출하여, 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 하는 상기 타겟 노드(121)의 위치(XTA, YTA)를 산출할 수 있다.Further, in the position measurement method according to an embodiment of the present invention, in the object position calculation step (S120), the second positioning node (N B ) 112 in the first positioning node (N A ) 111 Calculate a first distance (X TA ) from the first positioning node (N A ) 111 to the target node (N T ) 121 in the first axis (=X axis) connecting to, and the From the first positioning node (N A ) 111 on the second axis (=Y-axis) connecting the third positioning node (N B ) 113 from the first positioning node (N A ) 111 A second distance (Y TA ) to the target node (N T ) 121 is calculated, and the location (X TA ) of the
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 방법에서는, 측위하고자 하는 영역에 다수의 측위 노드를 미리 설치하지 않고도 타겟 노드에 대한 측위가 가능하며, 나아가 타겟 노드의 위치를 산출하기 위한 연산이 복잡해 지는 것을 방지하면서 높은 정확도로 상기 타겟 노드의 위치를 측위할 수 있게 된다.Accordingly, in the location measurement method according to an embodiment of the present invention, positioning for a target node is possible without pre-installing a plurality of positioning nodes in an area to be positioned, and further, an operation for calculating the location of the target node is performed. It is possible to locate the target node with high accuracy while preventing it from becoming complicated.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 컴퓨터 프로그램은 앞서 살핀 위치 측정 방법의 각 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 컴퓨터로 판독가능한 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램인 것을 특징으로 한다. 상기 컴퓨터 프로그램은 컴파일러에 의해 만들어지는 기계어 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램뿐만 아니라, 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램일 수도 있다. 이때, 상기 컴퓨터로서는 퍼스널 컴퓨터(PC)나 노트북 컴퓨터 등에 한정되지 아니하며, 서버, 스마트폰, 태블릿 PC, PDA, 휴대전화 등 중앙처리장치(CPU)를 구비하여 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있는 일체의 정보처리 장치를 포함한다.In addition, the computer program according to another aspect of the present invention is characterized in that it is a computer program stored in a computer-readable medium in order to execute each step of the method for measuring a salpin position in the computer. The computer program may be a computer program including not only a computer program including machine code generated by a compiler, but also a computer program including a high-level language code that can be executed on a computer using an interpreter or the like. In this case, the computer is not limited to a personal computer (PC) or a notebook computer, and is equipped with a central processing unit (CPU) such as a server, a smart phone, a tablet PC, a PDA, and a mobile phone to execute a computer program. Including the device.
상기 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.The medium may be one that continuously stores a program executable by a computer, or temporarily stores a program for execution or download. In addition, the medium may be a variety of recording means or storage means in a form in which a single piece of hardware or several pieces of hardware are combined. The medium is not limited to a medium directly connected to a computer system, but may be distributed on a network. Examples of media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magnetic-optical media such as floptical disks, and And a ROM, RAM, flash memory, and the like, and may be configured to store program instructions. In addition, examples of other media include an app store that distributes applications, a site that supplies or distributes various software, and a recording medium or storage medium managed by a server.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치(110)는, 타겟 노드(NT)(121)를 구비하는 대상체(120)의 위치를 측정하는 이동이 가능한 위치 측정 장치(110)에 있어서, 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)를 포함하는 복수의 측위 노드를 구비하며, 상기 제2 측위 노드(NB)(112)와 상기 제3 측위 노드(NC)(113)는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루고, 상기 복수의 측위 노드는 각각 상기 타겟 노드(NT)(121)에 대한 거리를 산출하여 상기 대상체(120)의 위치를 측정하는데 사용하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the
아래에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치(110)를 요지를 중심으로 기술한다.Hereinafter, a
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치(110)에서, 상기 제2 측위 노드(NB)(112)와 상기 제3 측위 노드(NC)(113)는 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 서로 동일간 거리에 위치하는 직각 이등변 삼각형 구조를 이루는 것이 바람직하다.In addition, in the
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치(110)에서는, 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제2 측위 노드(NB)(112)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 제1 거리(XTA)를 산출하고, 상기 제1 측위 노드(NA)(111)에서 상기 제3 측위 노드(NB)(113)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)(111)로부터 상기 타겟 노드(NT)(121)까지의 제2 거리(YTA)을 산출하여, 상기 제1 측위 노드(NA)(111)를 기준으로 하는 상기 타겟 노드(121)의 위치(XTA, YTA)를 산출할 수 있다.Further, in the
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치(110)에서는, 측위하고자 하는 영역에 다수의 측위 노드를 미리 설치하지 않고도 타겟 노드에 대한 측위가 가능하며, 나아가 타겟 노드의 위치를 산출하기 위한 연산이 복잡해 지는 것을 방지하면서 높은 정확도로 상기 타겟 노드의 위치를 측위할 수 있게 된다.Accordingly, in the
또한, 도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100), 장치(110) 및 방법의 성능을 검증하기 위한 실험을 예시하는 사진을 보여주고 있다.In addition, FIG. 6 shows a photograph illustrating an experiment for verifying the performance of the
먼저, 도 6(a)에서는 상기 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)를 정삼각형 형태로 배치하여 상기 타겟 노드(NT)(121)의 위치를 산출하는 구성을 도시하고 있으며, 도 6(b)에서는 상기 제1 측위 노드(NA)(111), 제2 측위 노드(NB)(112) 및 제3 측위 노드(NC)(113)를 직각 이등변 삼각형 형태로 배치하여 상기 타겟 노드(NT)(121)의 위치를 산출하는 구성을 도시하고 있다.First, in Fig. 6(a), the first positioning node (N A ) 111, the second
이때, 도 7a에서 볼 수 있는 바와 같이, 거리 측정 오차에 따른 측위 정확도를 살펴보면 본 발명에 따라 복수의 측위 노드가 직각 삼각형(Right-angled Triangle) 형태로 배치된 경우와 정삼각형(Equilateral Triangle) 형태로 배치된 경우 모두 선형적으로 증가하는 비례 관계를 보임을 확인할 수 있다.At this time, as can be seen in Fig. 7a, looking at the positioning accuracy according to the distance measurement error, a case in which a plurality of positioning nodes are arranged in a right-angled triangle shape according to the present invention and in an equilateral triangle shape It can be seen that all arrangements show a linearly increasing proportional relationship.
또한, 도 7b 에서 볼 수 있는 바와 같이, 측위 노드의 거리(d)에 따른 측위 정확도는 본 발명에 따라 복수의 측위 노드가 직각 삼각형(Right-angled Triangle) 형태로 배치된 경우가 정삼각형(Equilateral Triangle) 형태로 배치된 경우보다 높은 정확도를 보이며, 또한, 직각 삼각형(Right-angled Triangle) 형태의 경우 선형적으로 반비례하는 관계를 가지는 반면, 정삼각형(Equilateral Triangle) 형태의 경우 비선형적으로 반비례하는 관계를 보임을 알 수 있다.In addition, as can be seen in Figure 7b, the positioning accuracy according to the distance (d) of the positioning node is an equilateral triangle when a plurality of positioning nodes are arranged in a right-angled triangle according to the present invention. ), and the right-angled triangle shape is linearly inversely proportional, whereas the equilateral triangle shape is nonlinearly inversely proportional. Can be seen.
나아가, 도 7c 에서 볼 수 있는 바와 같이, 이동체(110)와 대상체(120) 간의 거리에 따른 측위 정확도도 본 발명에 따라 복수의 측위 노드가 직각 삼각형(Right-angled Triangle) 형태로 배치된 경우가 정삼각형(Equilateral Triangle) 형태로 배치된 경우보다 높은 정확도를 보임을 확인할 수 있다.Furthermore, as can be seen in FIG. 7C, the positioning accuracy according to the distance between the moving
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템(100), 장치(110) 및 방법에서는, 측위하고자 하는 영역에 다수의 측위 노드를 미리 설치하지 않고도 대상체(120)의 타겟 노드(121)에 대한 측위가 가능하며, 나아가 타겟 노드(121)의 위치를 산출하기 위한 연산이 복잡해 지는 것을 방지하면서 높은 정확도로 상기 타겟 노드(121)의 위치를 측위할 수 있다는 효과를 가질 수 있다.Accordingly, in the
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. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and are not limited to these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 위치 측정 시스템
110 : 이동체
111 : 제1 측위 노드
112 : 제2 측위 노드
113 : 제3 측위 노드
120 : 대상체
121 : 타겟 노드
130 : 기준점
131 : 기준 노드
140 : 위치 산출부100: position measurement system
110: moving object
111: first positioning node
112: second positioning node
113: third positioning node
120: object
121: target node
130: reference point
131: reference node
140: position calculation unit
Claims (13)
제1 측위 노드(NA), 제2 측위 노드(NB) 및 제3 측위 노드(NC)를 포함하는 복수의 측위 노드를 구비하는 이동체; 및
타겟 노드(NT)를 구비하는 대상체;를 포함하며,
상기 이동체에서 상기 제2 측위 노드(NB)와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루고,
상기 복수의 측위 노드는 상기 타겟 노드(NT)로 송수신한 RF 신호를 기반으로 각각 상기 타겟 노드(NT)에 대한 거리를 산출하여 상기 대상체의 위치를 측정하는데 사용하도록 하며,
상기 타겟 노드(NT)의 위치(XTA, YTA)를 산출함에 있어,
상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 거리(=RA)는 상기 XTA와 상기 YTA를 구하는데 반영되나,
상기 제2 측위 노드(NB)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 거리(=RB)는 상기 XTA를 구하는데만 반영되고,
상기 제3 측위 노드(NC)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 거리(=RC)는 상기 YTA를 구하는데만 반영되며,
위치 산출부는 미리 위치가 측정된 기준 노드에 대한 상기 복수의 측위 노드의 거리 및 상기 이동체의 위치 정보를 산출하고, 상기 이동체의 위치 정보에 기반하여 상기 기준 노드에 대한 상기 타겟 노드(NT)의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 시스템.In a position measurement system for measuring the position of an object using a movable moving object,
A moving body having a plurality of positioning nodes including a first positioning node (N A ), a second positioning node (N B ), and a third positioning node (N C ); And
Including; an object having a target node (N T ),
In the mobile body, the second positioning node N B and the third positioning node N C form a right-angled triangular structure positioned in a direction perpendicular to each other with respect to the first positioning node N A ,
The plurality of positioning node is to be used to measure the position of the target object by calculating the respective distances to the target node (N T) based on an RF signal transmitted and received by the target node (N T),
In calculating the location (X TA , Y TA ) of the target node (N T ),
The first positioning node (N A) the target node distance (= R A) to (N T), but is reflected from to obtain the X and the Y TA TA,
The distance (=R B ) from the second positioning node (N B ) to the target node (N T ) is reflected only to obtain the X TA ,
The distance (=R C ) from the third positioning node (N C ) to the target node (N T ) is reflected only to obtain the Y TA ,
The position calculator calculates distances of the plurality of positioning nodes with respect to the reference node whose position has been measured in advance and position information of the moving object, and based on the position information of the moving object, the target node N T with respect to the reference node Position measurement system, characterized in that calculating the position.
상기 제2 측위 노드(NB) 와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 동일간 거리에 위치하는 직각 이등변 삼각형 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 위치 측정 시스템.The method of claim 1,
Wherein the second positioning node (N B ) and the third positioning node (N C ) form a right-angled isosceles triangle structure positioned at the same distance from each other with respect to the first positioning node (N A ) Measuring system.
상기 위치 산출부에서는,
상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제2 측위 노드(NB)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제1 거리(XTA)를 산출하고,
상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제3 측위 노드(NC)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제2 거리(YTA)을 산출하여,
상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 하는 상기 타겟 노드의 위치(XTA, YTA)를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 시스템.The method of claim 2,
In the position calculation unit,
From the first positioning node N A to the target node N T on a first axis (=X axis) connecting the first positioning node N A to the second positioning node N B Calculate the first distance (X TA ) of,
From the first positioning node N A to the target node N T on a second axis (=Y axis) connecting the first positioning node N A to the third positioning node N C By calculating the second distance (Y TA ) of,
Position measurement system, characterized in that calculating the position (X TA , Y TA ) of the target node based on the first positioning node (N A ).
상기 위치 산출부에서는,
상기 타겟 노드(NT)의 상기 Y축에서의 위치값(YT)을 고려하지 않고 상기 제1 거리(XTA)를 산출하며,
상기 타겟 노드(NT)의 상기 X축에서의 위치값(XT)을 고려하지 않고 상기 제2 거리(YTA)를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 시스템.The method of claim 3,
In the position calculation unit,
The first distance (X TA ) is calculated without considering the position value (Y T ) of the target node (N T ) in the Y axis,
The position measurement system, characterized in that calculating the second distance (Y TA ) without considering the position value (X T ) of the target node (N T ) in the X axis.
제1 측위 노드(NA), 제2 측위 노드(NB) 및 제3 측위 노드(NC)를 포함하는 복수의 측위 노드를 구비하며,
상기 제2 측위 노드(NB)와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루고,
상기 복수의 측위 노드는 상기 타겟 노드(NT)로 송수신된 RF 신호에 기반하여 각각 상기 타겟 노드(NT)에 대한 거리를 산출하여 상기 대상체의 위치를 측정하는데 사용하도록 하며,
상기 타겟 노드(NT)의 위치(XTA, YTA)를 산출함에 있어,
상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 거리(=RA)는 상기 XTA와 상기 YTA를 구하는데 반영되나,
상기 제2 측위 노드(NB)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 거리(=RB)는 상기 XTA를 구하는데만 반영되고,
상기 제3 측위 노드(NC)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 거리(=RC)는 상기 YTA를 구하는데만 반영되며,
위치 산출부는 미리 위치가 측정된 기준 노드에 대한 상기 복수의 측위 노드의 거리 및 위치를 산출하고, 상기 복수의 측위 노드의 위치에 기반하여 상기 기준 노드에 대한 상기 타겟 노드(NT)의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.In the movable position measuring apparatus for measuring the position of the object having the target node (NT),
It includes a plurality of positioning nodes including a first positioning node (NA), a second positioning node (NB) and a third positioning node (NC),
The second positioning node NB and the third positioning node NC have a right-angled triangular structure positioned in a direction perpendicular to each other with respect to the first positioning node NA,
The plurality of positioning nodes calculate a distance to each of the target nodes NT based on RF signals transmitted and received to the target node NT, and use them to measure the location of the object,
In calculating the location (X TA , Y TA ) of the target node NT,
The distance (=R A ) from the first positioning node (NA) to the target node (NT) is reflected in obtaining the X TA and the Y TA ,
The distance (=R B ) from the second positioning node NB to the target node NT is reflected only to obtain the X TA ,
The distance (=R C ) from the third positioning node NC to the target node NT is reflected only to obtain the Y TA ,
The position calculator calculates the distances and positions of the plurality of positioning nodes with respect to the reference node whose positions have been measured in advance, and calculates the position of the target node NT with respect to the reference node based on the positions of the plurality of positioning nodes. Position measuring device, characterized in that.
상기 제2 측위 노드(NB) 와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 동일간 거리에 위치하는 직각 이등변 삼각형 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.The method of claim 8,
The second positioning node (NB) and the third positioning node (NC) are positioned at the same distance from each other based on the first positioning node (NA) to form a right-angled isosceles triangular structure.
상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제2 측위 노드(NB)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제1 거리(XTA)를 산출하고,
상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제3 측위 노드(NC)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제2 거리(YTA)을 산출하여,
상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 하는 상기 타겟 노드의 위치(XTA, YTA)를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.The method of claim 9,
The first distance from the first positioning node (NA) to the target node (NT) on a first axis (=X axis) connecting the first positioning node (NA) to the second positioning node (NB) Calculate (X TA ),
The second distance from the first positioning node NA to the target node NT on a second axis (=Y axis) connecting the first positioning node NA to the third positioning node NC By calculating (Y TA ),
Position measuring apparatus, characterized in that calculating the position (X TA , Y TA ) of the target node based on the first positioning node (NA).
이동체에 구비되는 제1 측위 노드(NA), 제2 측위 노드(NB) 및 제3 측위 노드(NC)를 포함하는 복수의 측위 노드로부터 각각 대상체에 구비되는 타겟 노드(NT)까지의 거리를 산출하는 타겟 노드 거리 산출 단계; 및
상기 복수의 측위 노드로부터 상기 타겟 노드까지의 거리를 이용하여 상기 대상체의 위치를 산출하는 대상체 위치 산출 단계;를 포함하며,
상기 이동체에서 상기 제2 측위 노드(NB)와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 수직인 방향에 위치하는 직각 삼각형 구조를 이루며,
상기 대상체 위치 산출 단계에서,
상기 타겟 노드(NT)의 위치(XTA, YTA)를 산출함에 있어,
상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 거리(=RA)는 상기 XTA와 상기 YTA를 구하는데 반영되나,
상기 제2 측위 노드(NB)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 거리(=RB)는 상기 XTA를 구하는데만 반영되고,
상기 제3 측위 노드(NC)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 거리(=RC)는 상기 YTA를 구하는데만 반영되며,
상기 대상체 위치 산출 단계는 미리 위치가 측정된 기준 노드에 대한 상기 복수의 측위 노드의 거리 및 위치를 산출하고, 상기 복수의 측위 노드의 위치에 기반하여 상기 기준 노드에 대한 상기 타겟 노드(NT)의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.In the position measurement method of measuring the position of an object using a movable moving object,
Calculate the distance from a plurality of positioning nodes including the first positioning node NA, the second positioning node NB, and the third positioning node NC provided in the moving object to the target node NT provided in the object, respectively Calculating the target node distance; And
Including; an object location calculation step of calculating the location of the object using the distances from the plurality of positioning nodes to the target node; and
In the mobile body, the second positioning node NB and the third positioning node NC form a right-angled triangular structure positioned in a direction perpendicular to each other with respect to the first positioning node NA,
In the step of calculating the location of the object,
In calculating the location (X TA , Y TA ) of the target node NT,
The distance (=R A ) from the first positioning node (NA) to the target node (NT) is reflected in obtaining the X TA and the Y TA ,
The distance (=R B ) from the second positioning node NB to the target node NT is reflected only to obtain the X TA ,
The distance (=R C ) from the third positioning node NC to the target node NT is reflected only to obtain the Y TA ,
In the object position calculation step, distances and positions of the plurality of positioning nodes with respect to a reference node for which positions have been measured in advance are calculated, and the target node NT with respect to the reference node is determined based on the positions of the plurality of positioning nodes. Position measurement method, characterized in that calculating the position.
상기 제2 측위 노드(NB) 와 상기 제3 측위 노드(NC)는 상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 서로 동일간 거리에 위치하는 직각 이등변 삼각형 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.The method of claim 11,
The second positioning node (NB) and the third positioning node (NC) form a right-angled isosceles triangle structure positioned at the same distance from each other with respect to the first positioning node (NA).
상기 대상체 위치 산출 단계에서는,
상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제2 측위 노드(NB)를 연결하는 제1 축(=X축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제1 거리(XTA)를 산출하고,
상기 제1 측위 노드(NA)에서 상기 제3 측위 노드(NC)를 연결하는 제2 축(=Y축)에서의 상기 제1 측위 노드(NA)로부터 상기 타겟 노드(NT)까지의 제2 거리(YTA)을 산출하여,
상기 제1 측위 노드(NA)를 기준으로 하는 상기 타겟 노드의 위치(XTA, YTA)를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.The method of claim 12,
In the step of calculating the object position,
The first distance from the first positioning node (NA) to the target node (NT) on a first axis (=X axis) connecting the first positioning node (NA) to the second positioning node (NB) Calculate (X TA ),
The second distance from the first positioning node NA to the target node NT on a second axis (=Y axis) connecting the first positioning node NA to the third positioning node NC By calculating (Y TA ),
Position measurement method, characterized in that calculating the position (X TA , Y TA ) of the target node based on the first positioning node (NA).
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KR1020190168325A KR102208669B1 (en) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | Positioning system, apparatus and method thereof |
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KR20190084405A (en) | 2018-01-08 | 2019-07-17 | 선문대학교 산학협력단 | Method of estimating position of mobile user node in room using deformed trilateration |
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2019
- 2019-12-16 KR KR1020190168325A patent/KR102208669B1/en active IP Right Grant
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