KR102236404B1 - 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템 - Google Patents

초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102236404B1
KR102236404B1 KR1020190179755A KR20190179755A KR102236404B1 KR 102236404 B1 KR102236404 B1 KR 102236404B1 KR 1020190179755 A KR1020190179755 A KR 1020190179755A KR 20190179755 A KR20190179755 A KR 20190179755A KR 102236404 B1 KR102236404 B1 KR 102236404B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
sound
super
sound tag
khz
Prior art date
Application number
KR1020190179755A
Other languages
English (en)
Inventor
제영호
임용묵
이형상
Original Assignee
주식회사 제이디솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 제이디솔루션 filed Critical 주식회사 제이디솔루션
Priority to KR1020190179755A priority Critical patent/KR102236404B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102236404B1 publication Critical patent/KR102236404B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/323—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only for loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/007—Protection circuits for transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

본 발명은 대중교통수단에 적어도 하나 이상 장착되며 초음파 영역의 반송파에 정보를 포함하는 사운드 태그를 변조하는 초지향성 스피커; 및 상기 초지향성 스피커에서 송출된 변조신호를 수신하여, 신호에 포함된 사운드 태그 정보를 분석 및 처리하여 운임결제프로세스를 수행하는 승객용 수신단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템을 제공한다.

Description

초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템{System for Sound Tag Using Ultra Directional Speaker for Fee Paying System of Public Transportation}
본 발명은 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지향성, 통신거리 확대, 무결성이 확보된 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
음파통신(Sound Communication) 기술은 음파통신 기술이란 사람이 듣지 못하는 높은 주파수 대역의 소리에 디지털 정보를 담아서 보내는 기술을 말한다. 소리의 주파수가 올라갈수록 사람 귀에 안 들리게 되기 때문에 높은 주파수의 대역의 소리를 모스 부호처럼 활용해서 정보를 보내는 것이다. 이러한 음파 통신 기술로 기기들은 사람에게 방해를 주지 않고 서로 정보를 주고 받을 수 있다.
음파통신 기술을 이용하면 TV나 라디오에서 사운드 코드를 적용한 음악이 나오면 휴대폰이 소리를 인식해 가수정보, 가사, MP3 저장 등을 휴대폰에 자동으로 보여주거나, TV CF 속에 소개되는 물품 정보, 구매 정보를 휴대폰에서 받아 관련된 서비스를 제공할 수 있다. 사운드 코드, 사운드 태그 혹은 음성바코드 기술로도 불린다.
종래 기술에 의한 음파통신 기술은 전자파에 비해 양호하나, 폐쇄공간상으로 넓게 퍼지게 되며, 투과 특성이 있다.
또한, 종래 기술에 의한 음파통신 기술은 가청영역의 저주파 초음파(18~20KHz)를 사용하는데, 음악 등의 인위적인 음향은 음파통신에서 노이즈로 취급되며 내노이즈를 위하여 복잡한 주파수 패턴(Chirp 등)의 사용이 필요하여 BPS(Bit Per Second) 성능이 떨어지게 된다.
또한, 종래 기술에 의한 음파통신 기술은 짧은 거리의 공기 중에서만 통신이 가능하며, 공간적 보안성 이슈 및 불필요한 통신 트리거가 발생하게 된다.
이에, 본 발명에서는, 전술한 기술적 제약을 해소시킬 수 있으며 특히 버스 등의 대중교통수단의 운임결제를 위한 초지향성 스피커를 이용한 사운드 태그 시스템을 제안하고자 한다.
한국등록특허 제10-0622078호, 2006년 9월 1일 공개(명칭: 초지향성 스피커 시스템 및 신호처리 방법) 한국등록특허 제10-1074431호, 2011년 10월 11일 공개(명칭: 초지향성 초음파 스피커 시스템) 한국공개특허 제10-2019-0110275 호, 2019년 9월 30일 공개(명칭: 지향성 마이크를 이용한 음향 이벤트 검출 방법, 그리고 지향성 마이크를 이용한 음향 이벤트 검출 장치)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 작은 소리도 멀리까지 송출가능하고 노이즈에 강인한 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템을 제공하는데 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 초음파의 지향범위를 통한 특정공간 영역으로의 통신을 가능하게 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 송출캐리어 등 파라미터 화를 통하여 통신영역 설정(근거리, 중거리, 원거리 등)이 가능하게 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상은, 대중교통수단에 적어도 하나 이상 장착되며 초음파 영역의 반송파에 정보를 포함하는 사운드 태그를 변조하는 초지향성 스피커; 및 상기 초지향성 스피커에서 송출된 변조신호를 수신하여, 신호에 포함된 사운드 태그 정보를 분석 및 처리하여 운임결제프로세스를 수행하는 승객용 수신단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 일 양상은, 전송하고자 하는 신호를 증폭하는 신호증폭부; 정보를 포함한 사운드 태그 정보를 초음파 반송파에 융합하여 변조하는 신호변조부; 상기 사운드 태그를 포함하도록 하는 주파수 영역을 조합하는 주파수 조합부; 및 상기 신호 변조부 혹은 주파수 조합부에서 생성된 신호를 수신단말기에 전송하는 신호송출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대중교통수단 운임결제용 초지향성 스피커를 제공한다.
본 발명의 다른 일 양상은, 초지향성 스피커로부터 사운드 태그가 포함된 변조신호를 수신하는 신호수신부; 상기 수신 신호 중 정보가 들어있는 사운드 태그 영역을 추출하는 신호분석부; 및 상기 신호분석부에서 분석된 정보에 따라, 수신단말기의 장치를 제어하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신단말기를 제공한다.
본 발명의 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템에 의하면, 작은 소리도 멀리까지 송출가능하고 노이즈에 강인한 초지향성 스피커를 이용한 사운드 태그 시스템을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 초음파의 지향범위를 통한 특정공간 영역으로의 통신을 가능하게 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 송출캐리어 등 파라미터 화를 통하여 통신영역 설정(근거리, 중거리, 원거리 등)이 가능하게 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 음파통신 시스템의 송수신 주파수 영역을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커를 이용한 사운드 태그 시스템의 구성을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커를 이용한 사운드 태그 시스템의 주파수 영역을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커의 구성을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신단말기의 구성을 예시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 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.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명에서 대중교통수단은 버스, 택시, 전철, 기차 등을 포함하는 어떠한 교통수단도 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템중 초지향성 스피커는 대중교통수단의 승차위치 혹은 하차위치에 설치될 수 있으며, 필요에 따라 내부 공간에 전체적으로 태그신호를 전송할 수 있도록 예를 들어 전면부에 추가적으로 설치하는 것도 가능하다.
승차위치 혹은 하차위치에 설치되는 초지향성 스피커는 수신단말기에 데이터를 포함한 사운드 태그를 초음파를 이용하여 변조신호로 전송하고, 수신단말기는 이러한 변조신호를 수신하여 내부에 설치된 어플리케이션 프로그램(앱, App)을 이용하여 신호분석 및 신호처리를 수행하여 운임에 대한 결제 프로세스를 수행한다.
결제 프로세스는 수신단말기내에 탑재된 별도의 결제용 어플리케이션 프로그램을 이용할 수 있다. 이들 프로그램은 추출된 사운드 태그의 운임결제 관련 데이터로부터 구동될 수 있으며, 이후 통상적인 무선통신 방식에 의한 결제프로세스(예로, 결제중개업체용 단말기(PG, VAN등), 결제업체용 단말기(카드사 등)와 결세시스템을 구성하고 이들 단말기와 연동하여 이미 공지된 방식을 이용하여 결제프로세스를 수행할 수 있다.
바람직하게는 예로, 전면에 설치된 초지향성 스피커로부터 대중교통수단 내부 공간 전체에 전송되는 사운드 태그를 수신단말기가 수신하는 동안에는 수신단말기는 단말기 소지자가 해당 대중교통수단을 계속 탑승하고 있음을 인정할 수 있다. 단말기 소지자가 하차할 경우에는 더이상 이러한 사운드 태그를 수신할 수 없으므로 해당 소지자가 하차한 것으로 인정할 수 있게 된다. 이 경우에는 별도의 하차위치에 별도의 초지향성 스피커를 장착할 필요는 없다.
이하, 상기 본 발명의 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 음파통신 시스템의 송수신 주파수 영역을 예시한 도면이다.
종래 기술에 의한 사운드를 이용한 데이터 전송 방법은 사람중심 소리환경에서, 음파 송수신을 통한 가청영역 음향 송출을 하였다.
사람의 가청 영역 주파수는 20Hz ~ 20kHz이다. 일반적인 스마트폰 스피커의 재생가능 주파수는 20Hz ~ 20KHz이고, 스마트폰 마이크의 수음가능 주파수는 20Hz ~ 22KHz를 사용한다.
기존 음파통신 시스템에서는 가청영역 중 잘 들리지 않는 영역, 주로 초음파 근접(near ultrasonic) 영역인 18kHz ~ 20kHz에서 데이터를 송수신 하였다.
하지만, 18kHz ~ 20kHz도 가청영역으로 다양한 소리가 존재하여 사운드 태그의 데이터 외 노이즈가 많아서, 인식률이 저하되는 종래 기술의 문제가 있었다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템의 구성을 예시한 도면이다.
본 발명의 일실시예의 의한 시스템은 일반적인 가청주파수 대역의 스피커 대신에 초음파 초지향성 스피커를 이용하여 변조(초음파 영역 예컨대, 40kHz) 음향을 송출하고 가청영역으로 음향을 수신 할 수 있는 사운드 태그(데이타) 전송에 관한 것이다.
초지향성 스피커(100)는 빛처럼 소리를 조준해 보냄으로써 특정 지역에서만 소리를 들을 수 있도록 만든 스피커로서, 전시회장이나 버스정류장은 물론 시각장애인을 위한 안내시스템 등 활용범위가 무궁무진하다. 초지향성 스피커(100)는 소리신호를 변조한 후 초음파 신호에 실어 전달하는 특수용 스피커이다. 소리전달거리는 최대 300m로 일반스피커에 비하여 훨씬 멀다.
초음파란 음향 진동의 일종으로 사람이 들을 수 있는 범위 이상의 음파를 말한다. 가청 범위는 사람마다 다르지만 보통의 사람이 들을 수 있는 주파수는 20Hz에서 20kHz 정도이다. 따라서 초음파 기술에서는 보통 20kHz 이상의 주파수를 갖고있는 음파를 초음파라고 부른다.
초음파는 사람이 들을 수 있는 가청범위를 벗어나는 주파수 영역이기 때문에 전혀 들리지가 않는다. 그러나 초음파 빔이 공간을 통과할 때 공간의 고유속성(비선형성)에 의해 이 초음파는 예측 가능한 방향으로 왜곡되는 성질을 가지고 있다. 이러한 왜곡은 가청대역의 주파수 성분으로 바뀔 수가 있는데 이를 정확히 예측하여 정밀하게 조정하면 초지향성 스피커(100)로 이용할 수 있게 된다.
초지향성 스피커(100)는 가청대역 이상의 초음파로부터 가청대역의 오디오 신호를 재생시키는 장치로, 초음파와 음파의 합성에 의한 첨단음향 소자이다.
초음파가 가지는 직진성과 초음파 트랜스듀서가 가지는 평탄한 주파수 대역특성과 음향에너지 변환이 고효율이며, 고조파에 의한 음질저하가 없다. 또한 종래 스피커와 같은 기계적 공진에 의한 저역재생 대역의 한계가 없고, 스피커 시스템으로서 인클로저가 불필요하므로 종래의 스피커 시스템에 비해 음질향상과 대역특성의 향상, 고능률화가 가능하다. 더불어 전체 가청음역을 손쉽게 발생시킬 수 있는 장점과 특정 방향으로의 지향형이 매우 커 다양한 IT 분야에 적용이 가능하다.
초지향성 스피커(100)는 일반 스피커의 기능뿐만 아니라 초음파 영역으로의 디지털변조 및 증폭을 위한 추가 기능이 앰프(Amplifier)에 탑재되는 것이 필요하다.
수신단말기(200)는 초지향성 스피커(100)에서 송신한 신호를 수신하여 신호에 포함된 사운드 태그를 추출할 수 있도록 하는 장치로서, 대표적으로는 스마트폰일 것이나, 마이크로폰을 내장한정보를 처리할 수 있는 모든 정보통신기기, 데스크톱(Desktop), 태블릿컴퓨터(Tablet PC), 노트북(Note book), 넷북(Net book), 멀티미디어 단말기, 유선 단말기, 고정형 단말기, IP(Internet Protocol) 단말기, 휴대폰, PMP(Portable Multimedia Player), MID(Mobile Internet Device), 등 어떠한 형태의 정보통신 기기일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단용 운임결제용 사운드 태그 시스템의 주파수 영역을 예시한 도면이다.
본 발명에 의한 초지향성 스피커(100)는 일반스피커와 달리 비가청 영역(20kHz 이상)의 주파수를 반송파(예컨대, 40kHz)로 사용하며, 수신단말기(200)는 스마트폰인 경우 마이크의 수음 가능한 영역은 20~22kHz 이다.
도 3에서는 초지향성 스피커(100)에서 18kHz~20kHz 및 20kHz~22kHz대역을 사운드 태그 영역으로 하고, 40kHz를 반송파로 하는 것을 도시하였다.
또한, 도 3에서는 양측파대(DSB, Double Sideback Modulation) 방식 혹은 잔류측파대(VSB, Vestigial Sideband)를 도시하였으나, 단측파대(SSB, Single Sideback Modulation)를 배제하는 것은 아니다.
초지향성 스피커(100)에서 변조(Modulation)는 정보를 운반하기 위한 신호 반송파(Carrier)와 반송파의 진폭, 정보를 가진 정보신호(Message Signal) 등으로 이루어진다.
진폭변조된 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역에서 살펴보면, 반송주파수 만큼 상하로 주파수 천이된 똑같은 형태의 상측파대와 하측파대가 생성된다.
여러변조 기법중에서도 반송파의 진폭이 정보신호에 비례할 때, 정보를 상측파대(Upper SideBand)와 하측파대(Lower SideBand) 모두에 실어서 보내는 기법을 양측파대 변조(DSB : Double Sideback Modulation)라고 한다.
단측파대(SSB, Single Sideback Modulation)는 스펙트럼 상에서 상측파대 또는 하측파대 중 1개 측파대 만을 전송하는 방식이다.
잔류측파대(VSB, Vestigial Sideband) 진폭 변조 방식 중 SSB와는 달리, 한 쪽 측파대를 완전히 제거하지 않고, 그 일부분을 잔류시키고 그 나머지를 제거하여 전송시키는 변조방식이다.
수신단말기(200)의 마이크에서는 일반적인 사운드태그의 가청영역(18~20kHz), 초음파 근접(near ultrasonic) 영역에 대한 수음은 기존 사운드 태그 방식과 큰 차이가 없다. 다만, 이 영역은 일반 가청음의 노이즈가 많이 존재한다.
본 발명의 일실시예에 의한 방식을 사용할 경우 타영역에 대하여는 필터링을 하고 20kHz~22kHz 영역을 대상으로 데이터를 취득할 경우 속도 및 신뢰도가 향상된다.
도 3에서는 초음파 근접 영역((18kHz~20kHz) 및 들리지 않는 가청영역(20kHz~22kHz)로 수음하는 경우를 둘다 도시하였다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초지향성 스피커의 구성을 예시한 도면이다.
신호증폭부(110)는 신호의 출력을 증폭하고, 신호변조부(120)는 반송파(예컨대, 40kHz)에 사운드 태그 정보를 실어서 보낼 수 있도록 융합한다.
본 발명에 의한 사운드 태그 전송방식에서는 아래의 주파수 영역으로 데이터를 전송할 수 있다.
1. 20Hz ~ 18kHz : 일반 가청영역(들리는 데이터)을 이용하여 들리는 데이터를 전송
2. 18kHz ~ 20kHz : 잘 들리지 않는 가청영역으로 데이터를 전송
3. 20kHz ~ 22kHz : 들리지 않는 가청영역으로 데이터를 전송
4. 상기 1항 & 2항, 또는 2항 & 3항의 조합
도 3에서는 상기 4가지 방식 중에서 2 및 3 방식만을 도시한 바 있다.
주파수 조합부(130)는 상기 방식을 필요에 따라 조합하여 데이터 전송 주파수 범위를 확장하여 속도 및 신뢰도 향상하도록 한다.
신호송출부(140)는 상기 변조 혹은 조합된 신호를 수신단말기(200)에 전송한다.
한편, 최신 스마트 폰 중 22kHz까지 재생 가능한 스피커가 설치된 폰이 있는데, 이러한 기능이 구현된 경우 상기 신호변조부(120)가 생략되어, 추가적인 하드웨어 없이도 20kHz ~ 22kHz 대역으로 양방향 통신(사운드 태그) 하도록 구현하는 것도 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신단말기의 구성을 예시한 도면이다.
신호수신부(210)는 초지향성 스피커(100)의 신호송출부(140)에서 송출된 변조신호를 수신한다.
신호분석부(220)는 수신된 변조신호 중, 정보가 들어있는 부분, 즉 사운드 태그 영역을 추출한다. 일반적인 사운드태그의 가청영역, 초음파 근접(near ultrasonic) 영역에 대한 수음은 기존 사운드 태그 방식과 큰 차이가 없으나, 20kHz~22kHz 영역을 대상으로 데이터를 취득할 경우, 타영역에 대하여는 필터링을 하고 20kHz~22kHz 영역을 대상으로 데이터를 취득하여 속도 및 신뢰도가 향상된다.
신호처리부(230)는 신호분석부(220)에서 분석된 정보에 따라, 수신단말기의 다른 장치 예컨대, 디스플레이, 스피커, 통신부 등을 구동하여 정보를 처리하여 처리한다.
수신단말기(200)가 스마트 디바이스인 경우, 신호수신부(210)는 수신단말기(200)의 마이크를 활용할 수 있다. 또한, 신호분석부(220) 및 신호처리부(230)는 백그라운드에서 구동하거나 활성화된 어플리케이션 프로그램(앱, App)의 기능으로 구현할 수 있다.
본 명세서에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
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 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 초지향성 스피커를 이용한 사운드 태그 시스템에 의하면, 작은 소리도 멀리까지 지향성을 가지도록 송출가능하고 노이즈에 강인한 초지향성 스피커를 이용한 사운드 태그 시스템을 제공하는 초지향성 스피커를 이용한 사운드 태그 시스템을 제공하는 솔루션으로 활용 가능하다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100: 초지향성 스피커 120: 신호변조부 130: 주파수조합부
140: 신호송출부 200: 수신단말기 210: 신호수신부
220: 신호분석부 230: 신호처리부

Claims (10)

  1. 대중교통수단에 적어도 하나 이상 장착되며 초음파 영역의 반송파에 정보를 포함하는 사운드 태그를 변조하는 초지향성 스피커; 및
    상기 초지향성 스피커에서 송출된 변조신호를 수신하여, 신호에 포함된 사운드 태그 정보를 분석 및 처리하여 운임결제프로세스를 수행하는 승객용 수신단말기를 포함하되,
    상기 초지향성 스피커는,
    전송하고자 하는 신호를 증폭하는 신호증폭부;
    정보를 포함한 사운드 태그 정보를 초음파 반송파에 융합하여 변조하는 신호변조부;
    상기 사운드 태그를 포함하도록 하는 주파수 영역을 조합하는 주파수 조합부; 및
    상기 신호 변조부 혹은 주파수 조합부에서 생성된 신호를 수신단말기에 전송하는 신호송출부를 포함하고,
    상기 신호변조부에 포함되는 사운드 태그는, 18kHz ~ 22kHz의 영역을 통하여 데이터를 변조하고,
    상기 주파수 조합부는,
    18kHz ~ 20kHz의 잘 들리지 않는 가청영역 및 20kHz ~ 22kHz의 들리지 않는 가청영역의 주파수를 조합하는 것을 특징으로 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 초음파 반송파는 40kHz인 것을 특징으로 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서, 상기 수신단말기는,
    초지향성 스피커로부터 사운드 태그가 포함된 변조신호를 수신하는 신호수신부;
    상기 변조신호 중 정보가 들어있는 사운드 태그 영역을 추출하는 신호분석부; 및
    상기 신호분석부에서 분석된 정보에 따라, 수신단말기의 장치를 제어하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 신호분석부는,
    타 주파수 영역에 대하여는 필터링을 하고 20kHz~22kHz 영역의 사운드태그만을 분석하는 것을 특징으로 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 신호처리부는,
    상기 사운드 태그에 포함된 정보에 따라 디스플레이, 스피커 혹은 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템.

KR1020190179755A 2019-12-31 2019-12-31 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템 KR102236404B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190179755A KR102236404B1 (ko) 2019-12-31 2019-12-31 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190179755A KR102236404B1 (ko) 2019-12-31 2019-12-31 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102236404B1 true KR102236404B1 (ko) 2021-04-05

Family

ID=75461996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190179755A KR102236404B1 (ko) 2019-12-31 2019-12-31 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102236404B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100622078B1 (ko) 2005-11-21 2006-09-13 주식회사 솔리토닉스 초지향성 스피커 시스템 및 신호처리 방법
KR101074431B1 (ko) 2010-12-28 2011-10-17 동국대학교 산학협력단 초지향성 초음파 스피커 시스템
KR20160139790A (ko) * 2015-05-28 2016-12-07 주식회사 제이디솔루션 차동신호를 송신하는 초음파 스피커를 이용한 정보제공시스템
KR20180113653A (ko) * 2017-04-06 2018-10-17 주식회사 비즈모델라인 음파를 이용한 택시요금 결제 방법
KR20190110275A (ko) 2018-03-20 2019-09-30 한국전자통신연구원 지향성 마이크를 이용한 음향 이벤트 검출 방법, 그리고 지향성 마이크를 이용한 음향 이벤트 검출 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100622078B1 (ko) 2005-11-21 2006-09-13 주식회사 솔리토닉스 초지향성 스피커 시스템 및 신호처리 방법
KR101074431B1 (ko) 2010-12-28 2011-10-17 동국대학교 산학협력단 초지향성 초음파 스피커 시스템
KR20160139790A (ko) * 2015-05-28 2016-12-07 주식회사 제이디솔루션 차동신호를 송신하는 초음파 스피커를 이용한 정보제공시스템
KR20180113653A (ko) * 2017-04-06 2018-10-17 주식회사 비즈모델라인 음파를 이용한 택시요금 결제 방법
KR20190110275A (ko) 2018-03-20 2019-09-30 한국전자통신연구원 지향성 마이크를 이용한 음향 이벤트 검출 방법, 그리고 지향성 마이크를 이용한 음향 이벤트 검출 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10672416B2 (en) Causing microphones to detect inaudible sounds and defense against inaudible attacks
Roy et al. Backdoor: Making microphones hear inaudible sounds
Yan et al. The feasibility of injecting inaudible voice commands to voice assistants
Zhou et al. Hidden voice commands: Attacks and defenses on the VCS of autonomous driving cars
JP6274497B2 (ja) パラメトリックスピーカ
KR101768838B1 (ko) 음향 처리 장치 및 정보 제공 방법
CN204031425U (zh) 有源定向扬声器
CN104469607A (zh) 音频和超声信号处理电路、超声信号处理电路及相关方法
CN105788582A (zh) 便携式卡拉ok音箱及其卡拉ok的方法
CN108964787A (zh) 一种基于超声波的信息广播方法
KR102236404B1 (ko) 초지향성 스피커를 이용한 대중교통수단 운임결제용 사운드 태그 시스템
KR101462427B1 (ko) 오디오 신호의 보존에 기초한 음파 통신에서 정보 송수신 시스템 및 방법, 그리고 이에 적용되는 장치
KR102235797B1 (ko) 초지향성 스피커를 이용한 사운드 태그 시스템
CN109347571B (zh) 基于超声波的无线广播通信方法及系统
CN109640229A (zh) 一种减少定向扬声器噪音的方法及减少噪音的定向扬声器
KR102402706B1 (ko) 초지향성 스피커를 이용한 사운드 태그 시스템 및 이에 사용되는 스피커
KR20160139790A (ko) 차동신호를 송신하는 초음파 스피커를 이용한 정보제공시스템
Zhang et al. UltraComm: High-speed and inaudible acoustic communication
CN209642950U (zh) 一种减少噪音的定向扬声器
JP7126590B1 (ja) 音響コミュニケーション用送受信装置及び音響コミュニケーションシステム
KR20220007423A (ko) 초지향성 스피커를 이용한 사운드태그 결제시스템
KR20220082588A (ko) 통합 하드웨어로서 구현되는 사운드 태그를 이용한 대중교통요금 결제시스템
KR20220067158A (ko) 사운드 태그를 이용한 대중교통요금 결제시스템
KR101392984B1 (ko) 비가청 주파수를 통한 데이터 수신 장치 및 방법
KR101335366B1 (ko) 비가청 주파수를 통한 데이터 송수신 장치 및 방법, 비가청 주파수를 이용한 오디오 데이터 제공 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant