KR102329560B1 - Velocity detecter by using electric wave for base point in moving body - Google Patents

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KR102329560B1 KR1020200087244A KR20200087244A KR102329560B1 KR 102329560 B1 KR102329560 B1 KR 102329560B1 KR 1020200087244 A KR1020200087244 A KR 1020200087244A KR 20200087244 A KR20200087244 A KR 20200087244A KR 102329560 B1 KR102329560 B1 KR 102329560B1
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Abstract

The present invention relates to a detector for measuring the moving speed and moving direction of a moving object using electromagnetic waves when the moving object is a reference point. To detect the Doppler effect of electromagnetic waves according to speed of an object by moving electromagnetic waves, which are supplied for preventing that the Doppler effect of electromagnetic waves in the object moving at the same speed as speed of a laser supplier, which is a source of electromagnetic waves, is not detected, to an optical fiber, and reflecting the electromagnetic waves emitted from the optical fiber with a reflector to receive the electromagnetic waves, in the moving object, the optical fiber connected to the laser supplier emitting electromagnetic waves to provide a movement path of the electromagnetic waves and emit the electromagnetic waves to a required place in a required direction is provided, the reflector is spaced apart and receiving and reflecting the electromagnetic waves at the same time, an image sensor receiving the electromagnetic waves reflected from the reflector is installed, and a calculation and display unit receiving a converted digital signal from the image sensor to calculate speed. An end of the optical fiber from which the electromagnetic waves are emitted, the reflector, and the image sensor for receiving the electromagnetic waves are placed in a sealed three-dimensional (3D) box. Accordingly, the present invention provides an effect of allowing a speedometer inside the moving object to measure the speed of the object without one or two fixed points requested for measuring the speed of the moving object. In addition, the present invention provides an effect of measuring the 3D moving speed and 3D moving direction of a point where the speedometer is located even in the air where it is difficult to set a fixed point and secure visibility, or in outer space where it is difficult to set a fixed point and identify up, down, left, and right sides.

Description

이동물체가 기준점인 경우의 전자기파를 이용한 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기{Velocity detecter by using electric wave for base point in moving body} A movement speed and movement direction measurement device of a moving object using electromagnetic waves when the moving object is a reference point {Velocity detector by using electric wave for base point in moving body}

본 발명은 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 이동물체가 기준점인 경우의 전자기파를 이용한 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기로서, 보다 상세하게는 광속불변의 법칙과 전자기파의 도플러효과(doppler effect)에 기초하여 단일파장의 전자기파(또는 빛)를 사용하여 측정하고자 하는 물체와 속도측정기가 동일한 속도로 움직이며 직교좌표계의 3차원에서 물체의 속도를 측정하면서 물체가 움직이는 방향을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 이는 단일파장의 전자기파를 사용하여 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 이동하는 물체가 기준점인 경우에 상기 물체내에 임의의 기준점을 기준으로 물체의 속도에 따른 전자기파의 파장(또는 주파수)변화를 직교좌표계의 3차원으로 검출하여 이동물체가 기준점인 경우의 전자기파를 이용한 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기에 관한 것이다. The present invention is a movement speed and movement direction measuring device of a moving object using electromagnetic waves when the moving object is a reference point with the reference point outside the moving object as the reference point when measuring the speed of the moving object. Basically, based on the law of invariance of the speed of light and the Doppler effect of electromagnetic waves, the object to be measured and the velocity meter move at the same speed using electromagnetic waves (or light) of a single wavelength, and the It relates to an apparatus and method for measuring the moving direction of an object while measuring its speed, which uses a single-wavelength electromagnetic wave to measure the speed of a moving object by using a reference point outside the moving object as a point inside the moving object. When a moving object is a reference point, a change in the wavelength (or frequency) of an electromagnetic wave according to the speed of an object is detected in three dimensions of a Cartesian coordinate system based on an arbitrary reference point in the object. Movement using electromagnetic waves when the moving object is a reference point It is about the movement speed and movement direction of an object.

일반적인 속도측정기의 일 실시예로서, 속도측정기가 지표면에 고정되어 있고 고정된 속도측정기가 움직이는 물체에 음파나 전자기파(또는 빛)를 주기적으로 쏘고 움직이는 물체에서 반사되어 되돌아 온 음파나 전자기파의 파장변화 또는 시간변화를 측정하여 그 변화값으로 움직이는 물체의 속도를 계산하고 측정기와 물체의 상대속도를 측정한다. 이렇게 측정된 상대속도는 측정기가 고정되어 있으므로 속도가 제로(0)가 되고 측정된 상대속도는 물체의 속도가 된다. 또는 다른 실시예로서는 속도측정기를 움직이는 물체에 위에 놓고 지표면이나 지표면의 고정된 지점에 음파나 전자기파를 주기적으로 쏘고 반사되어 되돌아 온 음파나 전자기파의 파장변화 또는 시간변화를 측정하여 그 변화값으로 측정기의 속도를 계산하여 측정기와 지표면이나 지표면의 고정된 지점의 상대속도를 측정한다. 이렇게 측정된 상대속도는 지표면이나 지표면의 고정된 지점이 고정되어 있으므로 속도가 제로(0)가 되고 측정된 상대속도는 물체의 속도가 된다. 또 다른 실시예는 속도측정기를 움직이는 물체에 위에 놓고 지표면의 두 지점을 설정하고 물체가 움직일 때 같이 움직이는 속도측정기가 지정한 두지점을 통과하는 시간을 측정하여 물체의 속도를 측정한다. 일반적인 GPS속도도 상기와 동일한 방법을 사용하며 이러한 GPS속도는 움직이는 물체에 GPS를 장착하고 물체가 움직일 때 변하는 GPS에서 제공하는 위치정보와 표준시간을 이용하여 이동거리와 이동시간을 구하고 이것으로 속도를 측정한다.As an embodiment of a general speed meter, the speed meter is fixed on the ground, and the fixed speed meter periodically emits sound waves or electromagnetic waves (or light) to a moving object, and the wavelength change or Measure the time change, calculate the speed of the moving object with the change value, and measure the relative speed between the measuring instrument and the object. The measured relative speed becomes zero (0) because the measuring instrument is fixed, and the measured relative speed becomes the speed of the object. Alternatively, as another embodiment, put the speed meter on a moving object, periodically shoot a sound wave or electromagnetic wave on the ground or a fixed point on the ground surface, measure the wavelength change or time change of the reflected sound wave or electromagnetic wave, and use the change value as the speed of the measuring instrument Calculate , and measure the relative speed between the measuring instrument and the surface or a fixed point on the surface. The measured relative velocity becomes zero (0) because the surface or a fixed point on the surface is fixed, and the measured relative velocity becomes the velocity of the object. Another embodiment measures the speed of an object by placing a speedometer on a moving object, setting two points on the surface of the earth, and measuring the time passing through the two points designated by the moving speedometer when the object moves. The general GPS speed uses the same method as above, and the GPS speed is determined by mounting the GPS on a moving object and using the location information and standard time provided by the GPS that changes when the object moves to obtain the movement distance and movement time, and then calculate the speed using this measure

상기에 기재된 종래의 방법은 모두 특정한 고정된 기준점이 있는 경우에 해당되며, 이동하는 물체의 한 점과 그 물체의 또 다른 점의 속도를 비교하여 이동하는 물체의 이동속도를 측정할 수 없다. 즉, 이동하는 물체 내부가 기준점이 되는 경우에는 사용하지 못하는 문제점이 있다. All of the conventional methods described above correspond to the case where there is a specific fixed reference point, and the moving speed of the moving object cannot be measured by comparing the speed of one point of the moving object with another point of the moving object. That is, when the inside of a moving object becomes a reference point, there is a problem in that it cannot be used.

대한민국 등록특허공보 제10-0440441호Republic of Korea Patent Publication No. 10-0440441

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 이동하는 물체가 기준점이 되는 경우에, 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기를 제공하는 데 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to change the reference point outside the moving object to the internal point of the moving object, which is necessary when measuring the speed of the moving object. In this case, it is to provide a moving speed and moving direction measuring device of the moving object.

이는 특정한 기준점이 없는 우주를 비행하는 우주선의 속도를 측정하거나, 또는 특정한 기준점이 있는 경우인 미사일이나 비행기와 같이 매우 빠른 물체인 경우에도 적용하는 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기를 제공하는 것이다.This is to measure the speed of a spacecraft flying in space without a specific reference point, or to provide a movement speed and direction measuring device of a moving object that is applicable even for very fast objects such as missiles or airplanes that have a specific reference point.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 전자기파의 발생원인 레이저 공급기와 동일한 속도로 움직이는 물체 내에서 전자기파의 도플러효과를 검출하지 못하는 것을 방지하기 위하여 공급된 전자기파를 광섬유로 이동시키고 광섬유에서 방출된 전자기파를 반사판에서 반사시켜 전자기파를 수신하고 물체의 속도에 따른 전자기파의 도플러효과를 검출하기 위하여, 이동하는 물체 내에 전자기파를 방출하는 레이저 공급기에 연결되어 전자기파의 이동경로의 제공과 전자기파를 필요한 곳에 필요한 방향으로 전자기파를 방출하는 광섬유를 마련하고; 상기 전자기파를 수신하는 동시에 반사하는 반사판이 이격되어 설치되며; 상기 반사판으로부터 반사되는 전자기파를 수신하는 이미지센서(또는 파장검출기)가 설치되고; 상기 이미지센서(또는 파장검출기)로부터 변환된 디지털 신호를 전송받아서, 속도를 연산하는 연산표시부로 이루어지며; 전자기파가 방출되는 상기 광섬유의 끝단과, 반사판 및 전자기파를 수신하는 이미지센서(또는 파장검출기)는 3차원 밀폐박스에 포함되도록 이루어진 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 이동물체가 기준점인 경우의 전자기파를 이용한 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기에 관한 것이다. The present invention is a means for solving the above problems, and the present invention is a means for solving the above problems. In order to prevent the failure to be detected, the supplied electromagnetic wave is moved to the optical fiber, and the electromagnetic wave emitted from the optical fiber is reflected by the reflector to receive the electromagnetic wave, and to detect the Doppler effect of the electromagnetic wave according to the speed of the object, the electromagnetic wave is emitted into the moving object. providing an optical fiber that is connected to a laser supplier to provide a movement path of electromagnetic waves and emits electromagnetic waves in a required direction to a required place; a reflector that receives and reflects the electromagnetic wave at the same time is installed to be spaced apart; an image sensor (or wavelength detector) for receiving electromagnetic waves reflected from the reflector is installed; it receives the digital signal converted from the image sensor (or wavelength detector) and comprises an operation display unit for calculating the speed; The end of the optical fiber from which electromagnetic waves are emitted, a reflector, and an image sensor (or wavelength detector) for receiving electromagnetic waves are included in a three-dimensional sealed box to measure the speed of a moving object. It is related to the moving speed and moving direction measuring device using electromagnetic waves when a moving object is the reference point.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 움직이는 물체 내부에 있는 속도측정기가 움직이는 물체의 속도를 측정하기 위해 필요한 고정된 1개 또는 2개의 지점이 없어도 물체의 속도를 측정할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention has the effect of being able to measure the speed of an object even if there is no fixed one or two points required for the speed measuring device inside the moving object to measure the speed of the moving object.

또한, 고정된 지점을 설정하기 어렵고 시야 확보가 어려운 공중이나 고정된 지점을 설정하기 어렵고 상하좌우의 식별이 어려운 우주공간에서 속도측정기가 있는 지점의 3차원 이동속도와 3차원 이동방향을 측정할 수 있는 효과가 있다. In addition, it is possible to measure the three-dimensional movement speed and three-dimensional movement direction of the point where the speed meter is located in the air or in the air where it is difficult to set a fixed point and secure a view, and it is difficult to identify up, down, left, and right. there is an effect

또한, 지상에서의 일반적인 이동물체의 속도측정보다는 빠른 속도의 미사일이나 비행기와 우주공간에서 매우 빠른 우주선의 속도측정에 매우 유리한 효과가 있다.In addition, there is a very advantageous effect in measuring the speed of a high-speed missile or airplane and a very fast spacecraft in outer space rather than the speed measurement of a general moving object on the ground.

또한, 방향과 속도를 식별할 수 있는 별빛조차 없는 캄캄한 우주공간에서 관측자가 등속운동을 하는 우주선에 있다고 가정하였을 때 관측자는 자신이 움직이고 있는지 정지하고 있는지 감각적으로 알 수 없다. 이런 상황에서 본 발명품인 속도측정기는 관측자의 3차원 이동속도 및 3차원 이동방향을 측정하여 제공할 수 있다.In addition, when it is assumed that the observer is in a spacecraft moving at constant velocity in a dark outer space where there is not even starlight that can distinguish the direction and speed, the observer cannot sensibly know whether he is moving or standing still. In this situation, the speed measuring device of the present invention can measure and provide the three-dimensional movement speed and the three-dimensional movement direction of the observer.

도 1은 본 발명에 따른 속도측정기를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 공간에서의 속도측정기를 나타낸 개략도.1 is a schematic diagram showing a speed meter according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a speed meter in three-dimensional space according to the present invention.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.Before describing various embodiments of the present invention in detail, it is to be understood that the application is not limited to the details of the construction and arrangement of components described in the following detailed description or shown in the drawings. The invention is capable of being embodied and practiced in other embodiments and of being carried out in various ways. Also, device or element orientation (eg "front", "back", "up", "down", "top", "bottom") The expressions and predicates used herein with respect to terms such as ", "left", "right", "lateral", etc. are used merely to simplify the description of the invention, and the associated apparatus Or it will be appreciated that it does not simply indicate or imply that an element must have a particular orientation. Also, terms such as “first” and “second” are used in this application and the appended claims for the purpose of description and are not intended to indicate or imply relative importance or spirit.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention has the following features.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in the present specification is only the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalents and variations.

종래의 속도측정 기술에서는 기준점 대비 물체의 상대적인 속도로서 기준점이 1개 내지 2개가 없으면 속도를 측정할 수 없는 문제점이 있다. In the conventional speed measurement technology, there is a problem in that the speed cannot be measured without one or two reference points as the relative speed of the object with respect to the reference point.

본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 2개의 널리 알려진 과학적 원리를 이용하여 움직이는 물체의 속도를 측정하기 위한 움직이는 물체의 외부에 고정된 기준점이 없으며, 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 움직이는 물체가 기준점 자체인 경우에 움직이는 물체의 속도측정기를 제공하는 것이다. The present invention does not have a fixed reference point on the outside of a moving object for measuring the speed of a moving object using two well-known scientific principles to solve the above problem, and a reference point outside the moving object required for measuring the speed of a moving object To provide a velocity measuring device for a moving object when a moving object is the reference point itself as a point inside the moving object.

일반적으로 광속은 광속불변의 법칙에 의하여 물체의 속도에 따라 변하지 않음을 알 수 있다. 따라서 움직이는 물체 위에서 측정되는 전자기파의 속도는 일정하며 그래서 움직이는 물체의 위에서 전자기파의 속도변화를 측정하여 물체의 속도를 측정할 수는 없다. 그런데, 임의의 속도의 물체가 물체와 공간적으로 떨어져 있는 전자기파의 발생원(또는 광원)으로 다가가면 물체에서 관측되는 전자기파는 도플러효과에 의하여 전자기파의 발생원으로부터 나온 전자기파의 파장(또는 주파수)보다 짧아지는 전자기파의 도플러효과가 발생한다. In general, the speed of light does not change with the speed of an object according to the law of invariance of the speed of light. Therefore, the speed of electromagnetic waves measured on a moving object is constant, so it is impossible to measure the speed of an object by measuring the change in the speed of electromagnetic waves on a moving object. However, when an object with an arbitrary speed approaches the electromagnetic wave source (or light source) that is spatially separated from the object, the electromagnetic wave observed from the object becomes shorter than the wavelength (or frequency) of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave source due to the Doppler effect. of the Doppler effect occurs.

즉 전자기파의 청색이동이 발생한다. 반대로 임의의 속도의 물체가 물체와 공간적으로 떨어져 있는 전자기파의 발생원으로부터 멀어지면 물체에서 관측되는 전자기파는 도플러효과에 의하여 전자기파의 발생원으로부터 나온 전자기파의 파장보다 길어지는 전자기파의 파장변화가 발생한다. 즉 전자기파의 적색이동이 발생한다. 이러한 현상은 외부의 조건에 따라 변화지 않으며 오로지 공간적으로 떨어져 있는 전자기파의 발생원과 물체의 상대속도에만 반응하여 발생한다. 따라서 공간적으로 떨어져 있는 전자기파의 발생원의 위치가 고정되어 있고 가까워지거나 멀어지는 움직이는 물체 위에서 관측되는 전자기파는 전자기파의 발생원으로부터 나온 전자기파와 다른 파장으로 관측되며 물체의 속도에 따라 변한다. 그리고 물체 위에 관측기와 전자기파의 발생원이 같이 있어 관측기와 전자기파의 발생원이 동일한 속도로 움직인다면 물체의 속도를 증감시켜도 관측기는 전자기파의 발생원으로부터 나온 전자기파의 파장변화를 검출할 수 없다. 즉, 도플러효과가 발생하지 않는다. 이러한 전자기파의 발생원과 물체가 동일한 속도로 움직일 때 도플러효과가 발생하지 않는 현상을 전자기파의 발생원으로부터 나온 전자기파(또는 빛)을 반사판(또는 거울)으로 반사시켜 반사된 전자기파를 수신하므로 해결할 수 있다. 전자기파를 반사시키는 반사판(또는 거울)이란 전자기파를 반사시킬 수 있는 매끄러운 평면으로 된 판 또는 동등한 기능의 판을 의미한다. 이러한 원리를 이용하면 움직이는 물체 위에 전자기파의 발생원과 측정기가 있고 측정기와 전자기파의발생원이 공간적으로 떨어져 있다면, 동일한 속도로 측정기와 전자기파의 발생원이 움직이더라도 전자기파의 발생원으로부터 나온 전자기파의 파장변화를 검출할 수 있으며, 따라서 검출된 전자기파의 파장(또는 주파수)변화를 계산하면 물체의 속도를 측정할 수 있다. That is, the blue shift of electromagnetic waves occurs. Conversely, when an object with an arbitrary speed moves away from the electromagnetic wave source that is spatially separated from the object, the wavelength of the electromagnetic wave observed from the object changes longer than the wavelength of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave source due to the Doppler effect. That is, the red shift of the electromagnetic wave occurs. This phenomenon does not change according to external conditions and occurs only in response to the relative velocity of the spatially separated source of electromagnetic waves and the object. Therefore, the location of the spatially distant electromagnetic wave source is fixed, and the electromagnetic wave observed on a moving object that is moving closer or farther is observed with a different wavelength from the electromagnetic wave emitted from the source of the electromagnetic wave and changes according to the speed of the object. And if the observer and the source of electromagnetic wave are both on the object and the observer and the source of electromagnetic wave move at the same speed, even if the speed of the object is increased or decreased, the observer cannot detect the change in the wavelength of the electromagnetic wave from the source of electromagnetic wave. That is, the Doppler effect does not occur. The phenomenon that the Doppler effect does not occur when the source of electromagnetic waves and the object move at the same speed can be solved by reflecting electromagnetic waves (or light) from the source of electromagnetic waves to a reflector (or mirror) to receive the reflected electromagnetic waves. A reflector (or mirror) that reflects electromagnetic waves means a smooth flat plate or a plate with an equivalent function that can reflect electromagnetic waves. Using this principle, if there is an electromagnetic wave generator and a measuring device on a moving object, and the measuring device and the electromagnetic wave generator are spatially separated, the change in wavelength of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave source can be detected even if the measuring device and the electromagnetic wave generator move at the same speed. Therefore, the speed of an object can be measured by calculating the change in the wavelength (or frequency) of the detected electromagnetic wave.

이에 따른 본 발명에 따른 실시예를 살펴보면, Accordingly, looking at the embodiment according to the present invention,

전자기파의 발생원인 레이저 공급기(10)와 동일한 속도로 움직이는 물체 내에서 전자기파의 도플러효과를 검출하지 못하는 것을 방지하기 위하여 공급된 전자기파를 광섬유로 이동시키고 광섬유에서 방출된 전자기파를 반사판(30)으로 반사시켜 전자기파를 수신하도록 하여 물체의 속도에 따른 전자기파의 도플러효과를 검출하기 위하여, In order to prevent the Doppler effect of electromagnetic waves from being detected in an object moving at the same speed as the laser supply 10, which is the source of electromagnetic waves, the supplied electromagnetic waves are moved to the optical fiber and the electromagnetic waves emitted from the optical fibers are reflected by the reflector 30. In order to detect the Doppler effect of the electromagnetic wave according to the speed of the object by receiving the electromagnetic wave,

이동하는 물체내에 in a moving object

전자기파의 발생원인 레이저 공급기(10)에 연결되어 전자기파의 이동경로의 제공과 전자기파를 필요한 곳에 필요한 방향으로 전자기파를 방출하는 광섬유(20)를 마련하고; providing an optical fiber 20 that is connected to the laser supply 10, which is a source of electromagnetic waves, provides a movement path of the electromagnetic waves and emits electromagnetic waves in a required direction where necessary;

상기 전자기파를 수신하는 동시에 반사하는 반사판(30)이 이격되어 설치되며; The reflecting plate 30 that receives and reflects the electromagnetic wave is installed to be spaced apart;

상기 반사판(30)로부터 반사되는 전자기파를 수신하는 이미지센서(40)가 설치되고; an image sensor 40 for receiving electromagnetic waves reflected from the reflector 30 is installed;

상기 이미지센서(40)로부터 전자기파의 파장값을 변환된 디지털 신호로 전송받아서, 속도를 연산하는 연산표시부(50)로 이루어지며; it receives the wavelength value of the electromagnetic wave from the image sensor 40 as a converted digital signal, and comprises an operation display unit 50 for calculating the speed;

전자기파가 방출되는 상기 광섬유(20)의 끝단과, 반사판(30) 및 전자기파를 수신하는 이미지센서(40)는 3차원 밀폐박스(100)에 포함되도록 이루어진 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 이동물체가 기준점인 경우의 전자기파를 이용한 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기에 관한 것이다. The end of the optical fiber 20 from which electromagnetic waves are emitted, the reflector 30 and the image sensor 40 for receiving electromagnetic waves are included in the three-dimensional sealed box 100. A moving object necessary for measuring the speed of a moving object. It relates to a moving speed and moving direction measuring device using electromagnetic waves when a moving object is a reference point from an external reference point to an internal point of the moving object.

또한, 본 발명은 전자기파의 발생원으로부터 제공된 전자기파를 상기 광섬유(20)를 사용하여 직교좌표계의 3차원(xyz축)으로 각각 방출하고 방출된 전자기파를 각각 상기 반사판(30)으로 반사시키고 반사된 전자기파를 직교좌표계의 3차원(xyz축)의 각각의 해당 축에 위치한 상기 이미지센서(40)로 수신하여 전자기파의 파장을 검출하고, 이를 디지털 신호로 변환하여 상기 연산표시부(50)로 전송하여, 전자기파의 발생원의 파장(또는 주파수)과 이미지센서(40)에서 검출된 전자기파의 파장(또는 주파수)의 변화값을 사용하여 상기 연산표시부(50)에서 속도 및 이동방향을 연산하고, 이동물체의 속도 및 이동방향을 측정하도록 이루어진 것이다. In addition, the present invention emits electromagnetic waves provided from a source of electromagnetic waves in three dimensions (xyz axis) of a Cartesian coordinate system using the optical fiber 20, reflects the emitted electromagnetic waves to the reflector 30, respectively, and reflects the reflected electromagnetic waves Received by the image sensor 40 located on each corresponding axis of the three-dimensional (xyz axis) of the Cartesian coordinate system, detects the wavelength of electromagnetic wave, converts it into a digital signal, and transmits it to the operation display unit 50, Using the change value of the wavelength (or frequency) of the source and the wavelength (or frequency) of the electromagnetic wave detected by the image sensor 40 , the speed and movement direction are calculated in the operation display unit 50 , and the speed and movement of the moving object It is designed to measure direction.

이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 이동물체가 기준점인 경우의 전자기파를 이용한 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기를 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, an electromagnetic wave when a moving object is a reference point with a reference point outside the moving object necessary for measuring the speed of a moving object according to a preferred embodiment of the present invention as a point inside the moving object. The moving speed and moving direction measuring device of the moving object will be described in detail.

광속은 세상 어디에서 측정하여도 속도가 일정하다는 광속불변의 법칙에 따라 전자기파는 세상의 어디에서나 속도가 일정하므로 전자기파를 사용한 속도측정은 물체의 속도를 측정하는 가장 정확한 수단으로 사용되고 있다. 그리고, 전자기파는 파장이므로 속도에 따른 도플러효과가 발생된다. 속도측정분야에서는 전자기파의 특별한 현상인 광속불변과 도플러효과를 사용하고 있다. 움직이는 2개의 물체에서 물체가 움직이므로 서로 간의 거리가 가까워지거나 멀어지면 어느 한 물체가 방출하는 전자기파는 다른 물체에서 볼 때 원래의 파장보다 짧아지거나 길어지는 것처럼 보여지는 전자기파의 도플러효과(doppler effect)과 발생된다. 이런 전자기파의 도플러효과에 따른 파장변화는 적색이동(redshift)과 청색이동(blueshift)이 있고 적색이동의 대표적인 것으로는 우주배경복사가 있다. According to the law of invariance of the speed of light, which states that the speed of light is constant no matter where it is measured, the speed of electromagnetic waves is constant everywhere in the world. And, since the electromagnetic wave is a wavelength, the Doppler effect according to the speed is generated. In the field of velocity measurement, special phenomena of electromagnetic waves, such as flux invariance and the Doppler effect, are used. Since objects move in two moving objects, when the distance between them approaches or moves away from each other, the electromagnetic wave emitted by one object appears shorter or longer than the original wavelength when viewed from the other object, the Doppler effect and occurs Wavelength changes due to the Doppler effect of electromagnetic waves include redshift and blueshift, and a representative example of redshift is cosmic background radiation.

우주배경복사는 우주팽창의 증거로 인정되어 노벨상을 수상하였다. 전자기파의 도플러효과는 천체물리학에서 천체의 상대속도를 측정하는데 유용하게 사용되는 과학적 수단이다. 본 발명에서는 광속불변과 전자기파의 도플러효과를 주된 원리로 사용하는 속도측정기를 제공하고자 하는 것이다. The cosmic background radiation was recognized as evidence of the expansion of the universe and was awarded the Nobel Prize. The Doppler effect of electromagnetic waves is a scientific tool that is usefully used to measure the relative speed of celestial bodies in astrophysics. An object of the present invention is to provide a speed measuring instrument using the invariance of the luminous flux and the Doppler effect of electromagnetic waves as main principles.

움직이는 물체의 속도를 측정하고자 할 때는 다음의 대표적인 3가지 불편사항이 발생한다. When trying to measure the speed of a moving object, the following three typical inconveniences occur.

첫번째는 움직이는 물체의 속도를 측정하기 위해서는 속도측정기의 위치가 고정되어야 하는 문제점과 두번째는 움직이는 물체에 위에 속도측정기가 있고 물체가 이동할 때 물체와 같이 이동하는 속도측정기가 속도를 측정하기 위해서는 움직이는 물체와 비교되는 고정된 지점이 1개 있어야 하는 문제점과 세번째는 움직이는 물체에 위에 속도측정기가 있어 물체가 이동할 때 물체와 같이 이동하는 속도측정기가 속도를 측정하기 위해서는 움직이는 물체와 비교되는 고정된 2지점을 설정해야 하는 문제점이 발생한다. 이러한 대표적인 3가지 불편을 해결하기 위해 움직이는 물체의 위에 속도측정기를 놓고 움직이는 물체와 동일한 속도로 움직이면서 비교되는 고정된 1개 또는 2개의 지점이 필요하지 않으면서 물체의 속도를 측정하고 또한 물체가 움직이는 방향을 측정하는 속도측정기를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다. The first is the problem that the position of the speed meter has to be fixed in order to measure the speed of a moving object, and the second is that there is a speed meter on the moving object, and when the object moves, the speed meter that moves with the object needs to measure the speed with the moving object. The problem that there should be one fixed point to be compared and the third is that there is a speed meter on the moving object. There is a problem that needs to be done. To solve these representative three inconveniences, place a speedometer on top of a moving object and measure the speed of the object without needing a fixed one or two points that are compared while moving at the same speed as the moving object, and also measure the direction in which the object is moving. It is an object of the present invention to provide a speed meter for measuring

도 1은 본 발명에 따른 속도측정기를 나타낸 개략도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다. 1 is a schematic diagram showing a speed meter according to the present invention, which will be described in detail as follows.

전자기파의 발생원인 레이저 공급기(10)와 동일한 속도로 움직이는 물체내에서 전자기파의 도플러효과를 검출하지 못하는 것을 방지하기 위하여 공급된 전자기파를 광섬유로 이동시키고 광섬유에서 방출된 전자기파를 반사판(30)으로 반사시켜 전자기파를 수신하도록 하여 물체의 속도에 따른 전자기파의 도플러효과를 검출하기 위하여, In order to prevent the Doppler effect of electromagnetic waves from being detected in an object moving at the same speed as the laser supply 10, which is the source of electromagnetic waves, the supplied electromagnetic waves are moved to the optical fiber, and the electromagnetic waves emitted from the optical fibers are reflected by the reflector 30. In order to detect the Doppler effect of the electromagnetic wave according to the speed of the object by receiving the electromagnetic wave,

이동하는 물체내에 in a moving object

전자기파의 발생원인 레이저 공급기(10)에 연결되어 전자기파의 이동경로의 제공과 전자기파를 필요한 곳에 필요한 방향으로 전자기파를 방출하는 광섬유(20)를 마련하고; providing an optical fiber 20 that is connected to the laser supply 10, which is a source of electromagnetic waves, provides a movement path of the electromagnetic waves and emits electromagnetic waves in a required direction where necessary;

상기 전자기파를 수신하는 동시에 반사하는 반사판(30)이 이격되어 설치되며; The reflecting plate 30 that receives and reflects the electromagnetic wave is installed to be spaced apart;

상기 반사판(30)로부터 반사되는 전자기파를 수신하는 이미지센서(40)가 설치되고; an image sensor 40 for receiving electromagnetic waves reflected from the reflector 30 is installed;

상기 이미지센서(40)로부터 변환된 디지털 신호를 전송받아서, 속도를 연산하는 연산표시부(50)로 이루어지며; it receives the converted digital signal from the image sensor 40 and comprises an operation display unit 50 for calculating the speed;

전자기파가 방출되는 상기 광섬유(20)의 끝단과, 반사판(30) 및 전자기파를 수신하는 이미지센서(40)는 3차원 밀폐박스(100)에 포함되도록 이루어진 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 이동물체가 기준점인 경우의 전자기파를 이용한 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기에 관한 것이다. The end of the optical fiber 20 from which electromagnetic waves are emitted, the reflector 30 and the image sensor 40 for receiving electromagnetic waves are included in the three-dimensional sealed box 100. A moving object necessary for measuring the speed of a moving object. It relates to a moving speed and moving direction measuring device using electromagnetic waves when a moving object is a reference point from an external reference point to an internal point of the moving object.

이를 상세히 설명하면, To explain this in detail,

본 발명의 속도측정기는 일정한 파장(또는 주파수)의 전자기파(또는 빛)을 공급하는 레이져 공급기(10), 전자기파(또는 빛)을 반사하고, 이미지센서(40)로 발신하는 반사판(30), 전자기파의 파장을 검출하고 검출한 파장을 디지털신호로 변환하는 이미지센서(40), 이미지센서의 디지털신호를 처리하여 물체의 속도를 연산하고 표시하는 연산표시부(50)으로 구성된다. The speed meter of the present invention includes a laser supply 10 that supplies electromagnetic waves (or light) of a certain wavelength (or frequency), a reflector 30 that reflects electromagnetic waves (or light), and transmits to the image sensor 40 , electromagnetic waves It is composed of an image sensor 40 that detects the wavelength of and converts the detected wavelength into a digital signal, and an operation display unit 50 that calculates and displays the speed of an object by processing the digital signal of the image sensor.

상기 이미지센서(40)는 전자기파를 수신하여 전자기파의 파장(또는 주파수)을 검출하고 검출된 파장을 디지털신호로 변환한다. 레이져는 일정한 파장(또는 주파수)의 전자기파를 의미하며, 레이져 공급기(10)는 속도측정기에서 필요한 일정한 파장(또는 주파수)의 전자기파를 발생시키고 이를 전자기파의 전송통로인 광섬유(20)에 송출한다. The image sensor 40 receives the electromagnetic wave, detects a wavelength (or frequency) of the electromagnetic wave, and converts the detected wavelength into a digital signal. The laser means an electromagnetic wave of a certain wavelength (or frequency), and the laser supply 10 generates an electromagnetic wave of a certain wavelength (or frequency) required by the speed meter and transmits it to the optical fiber 20, which is a transmission path of the electromagnetic wave.

도 2는 본 발명에 따른 3차원 공간에서의 속도측정기를 나타낸 개략도로서, 본 발명은 전자기파를 상기 광섬유(20)를 사용하여 직교좌표계의 3차원(xyz축)으로 각각 방출하고 방출된 전자기파를 각각 상기 반사판(30)으로 반사시키고 반사된 전자기파를 직교좌표계의 3차원(xyz축)의 각각의 해당 축에 위치한 상기 이미지센서(40)로 수신하여 전자기파의 파장을 검출하고, 이를 디지털 신호로 변환하여 상기 연산표시부(50)로 전송하여, 전자기파의 발생원의 파장(또는 주파수)과 이미지센서(40)에서 검출된 전자기파의 파장(또는 주파수)의 변화값을 사용하여 상기 연산표시부(50)에서 속도 및 이동방향을 연산하고, 이동물체의 속도 및 이동방향을 측정하도록 이루어진 것이다. 2 is a schematic diagram showing a speed measuring device in three-dimensional space according to the present invention, in which the present invention emits electromagnetic waves in three dimensions (xyz axis) of a Cartesian coordinate system using the optical fiber 20, and emits electromagnetic waves, respectively. The reflected electromagnetic wave is reflected by the reflector 30 and received by the image sensor 40 located on each corresponding axis of the three-dimensional (xyz axis) of the Cartesian coordinate system, the wavelength of the electromagnetic wave is detected, and it is converted into a digital signal. It is transmitted to the operation display unit 50, and using the change value of the wavelength (or frequency) of the electromagnetic wave source and the wavelength (or frequency) of the electromagnetic wave detected by the image sensor 40, the speed and It is configured to calculate the moving direction and measure the speed and moving direction of the moving object.

이를 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.In detail, this is as follows.

레이져 공급기(10)에서 발생시킨 전자기파의 파장의 기호를 w0라 정하고, 주파수의 기호를 f0라 정한다. 송출된 전자기파는 6개 가닥이 한묶음으로 이루어진 광섬유(20)를 따라 이동한다. 상기 광섬유(20)를 따라 이동한 전자기파는 광섬유의 한묶음 중 1개 가닥마다 직교좌표계의 3차원(xyz축)이 모두 밀폐되어 주위의 전자기파가 차단된 밀폐박스(또는 밀폐공간)으로 연결되고 밀폐박스 안에서 각각의 광섬유는 직교좌표계의 3차원(xyz축)방향으로 전자기파를 방출한다. 광섬유가 전자기파를 방출하는 방향은 1번광섬유는 +x축, 2번광섬유는 -x축, 3번광섬유는 +y축, 4번광섬유는 -y축, 5번광섬유는 +z축, 6번광섬유는 -z축으로 독립적으로 전자기파를 방출한다. 1번광섬유와 2번광섬유는 동일한 직선상에서 서로 반대방향으로 전자기파를 방출한다. 3번광섬유와 4번광섬유는 동일한 직선상에서 서로 반대방향으로 전자기파를 방출한다. 5번광섬유와 6번광섬유는 동일한 직선상에서 서로 반대방향으로 전자기파를 방출하는 것이다. 또한 각각의 광섬유가 방출하는 방향의 직선은 각각의 광섬유가 방출하는 방향의 직선과 수직한다. 즉 3차원 직교좌표계의 xyz축을 광섬유가 방출하는 방향의 직선으로 한다.The symbol of the wavelength of the electromagnetic wave generated by the laser supply 10 is set as w 0 , and the symbol of the frequency is set as f 0 . The transmitted electromagnetic wave moves along the optical fiber 20 in which six strands are bundled together. The electromagnetic wave moving along the optical fiber 20 is connected to a sealed box (or sealed space) in which all three-dimensional (xyz axis) of the orthogonal coordinate system is sealed for each one strand of a bundle of optical fibers and the surrounding electromagnetic waves are blocked, and the sealed box Each optical fiber emits electromagnetic waves in the three-dimensional (xyz-axis) direction of the Cartesian coordinate system. The direction in which the optical fiber emits electromagnetic waves is +x-axis for optical fiber 1, -x-axis for optical fiber 2, +y-axis for optical fiber 3, -y-axis for optical fiber 4, +z-axis for optical fiber 5, and +z-axis for optical fiber 5 The optical fiber emits electromagnetic waves independently along the -z axis. The first and second optical fibers emit electromagnetic waves in opposite directions on the same straight line. Optical fibers 3 and 4 emit electromagnetic waves in opposite directions on the same straight line. Optical fibers 5 and 6 emit electromagnetic waves in opposite directions on the same straight line. Also, the straight line in the direction in which each optical fiber is emitted is perpendicular to the straight line in the direction in which each optical fiber is emitted. That is, let the xyz axis of the three-dimensional Cartesian coordinate system be a straight line in the direction in which the optical fiber emits.

또한, 전자기파(또는 빛) 파장의 검출은 전자기파가 차단된 박스안에서 6가닥의 광섬유에서 독립적으로 방출된 전자기파를 6개의 이미지센서(40)가 1대1 대응하여 독립적으로 파장을 검출한다. In addition, in the detection of electromagnetic wave (or light) wavelength, the six image sensors 40 independently detect the wavelength in a one-to-one correspondence with the electromagnetic waves independently emitted from six optical fibers in a box in which electromagnetic waves are blocked.

6가닥의 광섬유에서 방출된 전자기파(또는 빛)는 6개의 이미지센서(40)에 1대1 대응되고, 1번이미지센서(40)(또는 isen1)는 +x축, 2번이미지센서(40)(또는 isen2)는 -x축, 3번이미지센서(40)(또는 isen3)는 +y축, 4번이미지센서(40)(또는 isen4)는 -y축, 5번이미지센서(40)(또는 isen5)는 +z축, 6번이미지센서(40)(또는 isen6)는 -z축에 위치한다. The electromagnetic wave (or light) emitted from the six optical fibers corresponds one-to-one to the six image sensors 40, and the first image sensor 40 (or isen1) has the +x axis and the second image sensor 40. (or isen2) is the -x axis, the 3rd image sensor 40 (or isen3) is the +y axis, the 4th image sensor 40 (or isen4) is the -y axis, the 5th image sensor 40 (or isen5) is located on the +z axis, and the 6th image sensor 40 (or isen6) is located on the -z axis.

각각의 이미지센서(40)에서 전자기파를 수신하는 감광평면은 광섬유가 방출하는 방향의 직선과 수직한다. 광섬유에서 방출된 전자기파는 방출방향의 앞에 있는 반사판(30)에 반사되어 이미지센서(40)에 도달되고 이미지센서(40)에서 검출된다. The photosensitive plane for receiving electromagnetic waves from each image sensor 40 is perpendicular to a straight line in the direction in which the optical fiber is emitted. The electromagnetic wave emitted from the optical fiber is reflected by the reflection plate 30 in front of the emission direction, reaches the image sensor 40 and is detected by the image sensor 40 .

여기서 반사판(30)을 사용하여 전자기파를 반사시켜 전자기파를 검출하는 이유는 전자기파의 발생원과 물체가 동일한 속도로 움직일 경우 물체 위에 있는 전자기파검출기에서는 전자기파의 도플러효과가 발생되지 않으므로 전자기파의 발생원과 동일한 속도로 움직이는 물체 위에 있는 전자기파검출기에서 전자기파의 도플러효과가 발생되도록 하여 전자기파의 도플러효과에 따른 파장(또는 주파수)변화를 검출하기 위한 것이다.Here, the reason why the electromagnetic wave is detected by reflecting the electromagnetic wave using the reflector 30 is that when the source of the electromagnetic wave and the object move at the same speed, the Doppler effect of the electromagnetic wave does not occur in the electromagnetic wave detector located on the object, so the electromagnetic wave is generated at the same speed as the source of the electromagnetic wave. This is to detect a change in wavelength (or frequency) according to the Doppler effect of electromagnetic waves by causing the Doppler effect of electromagnetic waves to occur in an electromagnetic wave detector on a moving object.

6개의 이미지센서(40)는 독립적으로 수신된 전자기파의 파장(또는 주파수)을 디지털신호로 변환하고 각각의 디지털신호를 연산표시부로 전달한다. 1번이미지센서(40)(또는 isen1)에서 검출된 파장의 디지털신호를 기호 isenw1이라 하고, 2번이미지센서(40)(또는 isen2)에서 검출된 파장의 디지털신호를 기호 isenw2라 하고, 3번이미지센서(40)(또는 isen3)에서 검출된 파장의 디지털신호를 기호 isenw3이라 하고, 4번이미지센서(40)(또는 isen4)에서 검출된 파장의 디지털신호를 기호 isenw4라 하고, 5번이미지센서(40)(또는 isen5)에서 검출된 파장의 디지털신호를 기호 isenw5라 하고, 6번이미지센서(40)(또는 isen6)에서 검출된 파장의 디지털신호를 기호 isenw6이라 한다.The six image sensors 40 independently convert the wavelength (or frequency) of the electromagnetic wave received into a digital signal and transmit each digital signal to the operation display unit. The digital signal of the wavelength detected by the first image sensor 40 (or isen1) is denoted by symbol isenw1, the digital signal of the wavelength detected by the second image sensor 40 (or isen2) is denoted by the symbol isenw2, and the third The digital signal of the wavelength detected by the image sensor 40 (or isen3) is referred to as symbol isenw3, the digital signal of the wavelength detected by the image sensor 40 (or isen4) is referred to as symbol isenw4, and image sensor No. 5 The digital signal of the wavelength detected by ( 40 ) (or isen5) is referred to as symbol isenw5, and the digital signal of the wavelength detected by the sixth image sensor 40 (or isen6) is referred to as symbol isenw6.

또한, 연산표시부(50)는 6개의 이미지센서(40)에서 전송된 디지털신호를 수신하여 6개의 개별적인 주파수를 계산하고 저장한다. In addition, the operation display unit 50 receives the digital signals transmitted from the six image sensors 40, calculates and stores six individual frequencies.

isenw1의 계산된 주파수를 isenf1이라 하고, isenw2의 계산된 주파수를 isenf2라 하고, isenw3의 계산된 주파수를 isenf3이라 하고, isenw4의 계산된 주파수를 isenf4라 하고, isenw5의 계산된 주파수를 isenf5라 하고, isenw6의 계산된 주파수를 isenf6이라 한다. 레이져 공급부분에서 공급된 전자기파의 주파수(f0)를 전자기파의 발생원의 주파수로 하고 6개의 이미지센서(40)에서 검출된 6개의 주파수를 물체의 속도에 따른 전자기파의 주파수라고 하여 검출된 6개의 주파수와 전자기파의 발생원의 주파수(f0)를 사용하여 전자기파의 도플러효과에 따른 직표좌표계의 3차원(xyz축)의 각축에 해당하는 물체의 속도를 구한다. 이때 물체의 속도를 구하는 식으로 수학식 1을 사용한다. (속도단위는 m/s를 기본으로 한다)Let the calculated frequency of isenw1 be isenf1, the calculated frequency of isenw2 is isenf2, the calculated frequency of isenw3 is isenf3, the calculated frequency of isenw4 is isenf4, the calculated frequency of isenw5 is isenf5, The calculated frequency of isenw6 is called isenf6. The six frequencies detected by taking the frequency (f 0 ) of the electromagnetic wave supplied from the laser supply part as the frequency of the source of the electromagnetic wave, and the six frequencies detected by the six image sensors 40 as the frequency of the electromagnetic wave according to the speed of the object. and the frequency (f 0 ) of the source of the electromagnetic wave to find the velocity of the object corresponding to each axis of the three-dimensional (xyz axis) of the rectangular coordinate system according to the Doppler effect of the electromagnetic wave. In this case, Equation 1 is used as an expression to obtain the speed of the object. (Speed unit is based on m/s)

( 수학식 1 )(Equation 1)

Figure 112020073423803-pat00001
Figure 112020073423803-pat00001

(

Figure 112020073423803-pat00002
:검출주파수,
Figure 112020073423803-pat00003
:공급주파수 C:광속 V:물체속도 )(
Figure 112020073423803-pat00002
: detection frequency,
Figure 112020073423803-pat00003
:Supply frequency C:Luminous flux V:Object velocity )

수학식1에서 속도v는 물체와 전자기파의 발생원이 가까워지는 방향을 양(+)으로 정하여 예시하였다.In Equation 1, the velocity v was exemplified by setting the direction in which the object and the source of the electromagnetic wave approached as positive (+).

isenf1의 검출된 속도의 기호를 Vx1 이라 하고, isenf2의 검출된 속도의 기호를 Vx2 라 하고, isenf3의 검출된 속도의 기호를 Vy1 이라 하고, isenf4의 검출된 속도의 기호를 Vy2 라 하고, isenf5의 검출된 속도의 기호를 Vz1 이라 하고, isenf6의 검출된 속도의 기호를 Vz2 라 한다. 연산표시부에서는 Vx1과 Vx2를 비교하여 보정한 값을 표시부에 X축속도(Vx)라 하여 표시하고, Vy1과 Vy2를 비교하여 보정한 값을 표시부에 Y축속도(Vy)라 하여 표시하고, Vz1과 Vz2를 비교하여 보정한 값을 표시부에 Z축속도(Vz)라 하여 표시한다. The sign of the detected velocity of isenf1 is Vx1 Let the symbol of the detected speed of isenf2 be Vx2 Let the sign of the detected rate of isenf3 be Vy1 Let the symbol of the detected velocity of isenf4 be Vy2 Let Vz1 be the sign of the detected velocity of isenf5 Let the symbol of the detected speed of isenf6 be Vz2. In the calculation display unit, the corrected value by comparing Vx1 and Vx2 is displayed on the display unit as the X-axis velocity (Vx), and the corrected value by comparing Vy1 and Vy2 is displayed as the Y-axis velocity (Vy) on the display unit, and Vz1 Comparing Vz2 and Vz2, the corrected value is displayed as Z-axis speed (Vz) on the display.

이렇게 구한 직교좌표계의 x축,y축,z축의 속도를 이용하여 움직이는 물체의 직교좌표계의 3차원 속도를 구한다. 물체의 3차원의 속도(v)는 피타고라스의 정리를 이용한 수학식2를 이용하여 구한다. 화면표시부에 3차원 물체속도(v)라 하여 표시한다. 그리고 x축,y축,z축의 속도를 이용하여 움직이는 물체의 3차원 이동방향을 구한다. The three-dimensional velocity of the Cartesian coordinate system of a moving object is obtained using the x-axis, y-axis, and z-axis velocities of the Cartesian coordinate system obtained in this way. The three-dimensional velocity (v) of an object is obtained using Equation 2 using the Pythagorean theorem. The 3D object velocity (v) is displayed on the screen display. And, using the speed of the x-axis, y-axis, and z-axis, the three-dimensional movement direction of the moving object is obtained.

( 수학식 2 )(Equation 2)

Figure 112020073423803-pat00004
Figure 112020073423803-pat00004

( 수학식 3 )(Equation 3)

Figure 112020073423803-pat00005
Figure 112020073423803-pat00005

Figure 112020073423803-pat00006
Figure 112020073423803-pat00006

Figure 112020073423803-pat00007
Figure 112020073423803-pat00007

상기 수학식 2는 본 발명에 의하여 측정하여, 연산표시부(50)로부터 연산된 이동물체의 속도이며,Equation 2 is the speed of the moving object measured by the present invention and calculated from the calculation display unit 50,

수학식 3은 3차원 좌표상에 형선된 이동물쳉의 3차원 이동방향을 연산한 값이다.Equation 3 is a value obtained by calculating the three-dimensional movement direction of the moving object Cheng that is shaped on the three-dimensional coordinates.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다. As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and changes are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

10: 레이저 공급기
20: 광섬유
30: 반사판
40: 이미지 센서
50: 연산표시부10: laser feeder
20: optical fiber
30: reflector
40: image sensor
50: operation display unit

Claims (2)

전자기파의 발생원인 레이저 공급기와 동일한 속도로 움직이는 물체 내에 전자기파의 도플러효과를 검출하지 못하는 것을 방지하기 위하여 공급된 전자기파를 광섬유로 이동시키고 광섬유에서 방출된 전자기파를 반사판(30)으로 반사시켜 전자기파를 수신하도록 하여 물체의 속도에 따른 전자기파의 도플러효과를 검출하기 위하여,
이동하는 물체내에
전자기파를 방출하는 레이저 공급기(10)에 연결되어 전자기파의 이동경로의 제공과 전자기파를 필요한 곳에 필요한 방향으로 전자기파를 방출하는 광섬유(20)를 마련하고;
상기 전자기파를 수신하는 동시에 반사하는 반사판(30)이 이격되어 설치되며;
상기 반사판(30)로부터 반사되는 전자기파를 수신하는 이미지센서(40)가 설치되고;
상기 이미지센서(40)로부터 전자기파의 파장값의 변환된 디지털신호를 전송받아서, 하기의 수학식 1 및 2에 의하여 속도를 연산하는 연산표시부(50)로 이루어지며;

( 수학식 1)
Figure 112020073423803-pat00008

(
Figure 112020073423803-pat00009
:검출주파수,
Figure 112020073423803-pat00010
:공급주파수 C:광속 V:물체속도 )

( 수학식 2)
Figure 112020073423803-pat00011


전자기파가 방출되는 상기 광섬유(20)의 끝단과, 반사판(30) 및 전자기파를 수신하는 이미지센서(40)는 3차원 밀폐박스(100)에 포함되도록 이루어 진 것을 특징으로 하는 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 이동물체가 기준점인 경우의 전자기파를 이용한 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기. In order to prevent the failure of detecting the Doppler effect of electromagnetic waves in an object moving at the same speed as the laser supply, which is the source of electromagnetic waves, the supplied electromagnetic waves are moved to the optical fiber and the electromagnetic waves emitted from the optical fibers are reflected by the reflector 30 to receive the electromagnetic waves. In order to detect the Doppler effect of electromagnetic waves according to the speed of an object,
in a moving object
providing an optical fiber 20 that is connected to the laser supply 10 for emitting electromagnetic waves to provide a movement path of the electromagnetic waves and emits electromagnetic waves in a required direction where required;
The reflecting plate 30 that receives and reflects the electromagnetic wave is installed to be spaced apart;
an image sensor 40 for receiving electromagnetic waves reflected from the reflector 30 is installed;
it receives the converted digital signal of the wavelength value of electromagnetic wave from the image sensor 40, and consists of an operation display unit 50 that calculates the speed according to the following Equations 1 and 2;

(Equation 1)
Figure 112020073423803-pat00008

(
Figure 112020073423803-pat00009
: detection frequency,
Figure 112020073423803-pat00010
:Supply frequency C:Luminous flux V:Object velocity )

(Equation 2)
Figure 112020073423803-pat00011


The end of the optical fiber 20 from which electromagnetic waves are emitted, the reflector 30 and the image sensor 40 for receiving electromagnetic waves are included in the three-dimensional sealed box 100. Speed measurement of a moving object Measuring the movement speed and direction of a moving object using electromagnetic waves when a moving object is a reference point from a reference point outside the moving object to a point inside the moving object. 제 1항에 있어서,
전자기파를 상기 광섬유(20)를 사용하여 직교좌표계의 3차원(xyz축)으로 각각 방출하고 방출돤 전자기파를 각각 상기 반사판(30)으로 반사시키고 반사된 전자기파를 직교좌표계의 3차원(xyz축)의 각각의 해당 축에 위치한 상기 이미지센서(40)로 수신하여 전자기파의 파장을 검출하고, 이를 디지털 신호로 변환하여 상기 연산표시부(50)로 전송하여, 전자기파의 발생원의 파장(또는 주파수)과 이미지센서(40)에서 검출된 전자기파의 파장(또는 주파수)의 변화값을 사용하여 상기 연산표시부(50)에서 하기의 수학식 3에 의하여 속도 및 이동방향을 연산하고,

( 수학식 3)
Figure 112020073423803-pat00012

Figure 112020073423803-pat00013

Figure 112020073423803-pat00014


이동물체의 속도 및 이동방향을 측정하도록 이루어 진 것을 특징으로 하는 이동하는 물체의 속도측정시 필요한 이동하는 물체 외부의 기준점을 이동하는 물체의 내부의 점으로 한 이동물체가 기준점인 경우의 전자기파를 이용한 이동물체의 이동속도와 이동방향 측정기.


The method of claim 1,
Each of the electromagnetic waves is emitted in three dimensions (xyz axis) of the Cartesian coordinate system using the optical fiber 20, and the emitted electromagnetic waves are reflected to the reflector 30, respectively, and the reflected electromagnetic waves are reflected in three dimensions (xyz axis) of the Cartesian coordinate system. The wavelength (or frequency) of the electromagnetic wave source and the image sensor are received by the image sensor 40 located on each axis to detect the wavelength of the electromagnetic wave, convert it into a digital signal and transmit it to the operation display unit 50 . Using the change value of the wavelength (or frequency) of the electromagnetic wave detected in (40), the calculation display unit 50 calculates the speed and the movement direction by the following Equation 3,

(Equation 3)
Figure 112020073423803-pat00012

Figure 112020073423803-pat00013

Figure 112020073423803-pat00014


When measuring the speed of a moving object, characterized in that it is made to measure the speed and direction of movement of the moving object, the reference point outside the moving object is used as a point inside the moving object using electromagnetic waves when the moving object is the reference point Measuring speed and direction of movement of moving objects.
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