KR102497623B1 - IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이동 가능한 객체의 위치정보를 수집하는 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템은 제1GPS 수신부와 제2GPS 수신부 사이에 위치되어, 상기 제1GPS 수신부와 상기 제2GPS 수신부 간 정보를 통신하도록 하는 서버; 상기 제1GPS 수신부는 기준점이 되는 위치좌표에 배치되어 GPS 위성으로부터 현재의 위치와 시간을 수신받아 RTK 기준위치를 설정하고, 원시 데이터와 매 순간마다 발생되는 오차보정정보를 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 형식으로 생성하여 상기 제2GPS 수신부로 실시간으로 전송시키며, 상기 제2GPS 수신부는 상기 객체에 마련되어 GPS 위성으로부터 현재 위치와 시간을 수신받아 측정위치를 설정하고, 상기 서버를 통해 제1GPS 수신부의 위치데이터와 오차보정정보를 수신하여 제1GPS 수신부의 데이터로 실시간 위치좌표를 획득하며, 상기 서버는 통신부; 및 제어부;를 포함하며; 상기 통신부는 각각의 통신사별 IoT통신모듈에 따라 대응하도록 하는 하드웨어 확장구조를 가지며, 소프트웨어 조절을 통해 다양한 IoT 네트워크에서 호환이 가능한 것을 특징으로 하며, 상기 제어부는 스마트단말기를 통해 영역을 달리하는 복수의 위치오차 범위를 갖는 복수의 실행모듈 중 어느 하나를 선택하는 사용자입력을 수신하면, 선택된 실행모듈에 대응하여 상기 제2GPS 수신부가 위치좌표를 획득하도록 하며, 상기 복수의 실행모듈은 고정 RTX에 기초하여 5 내지 10 mm의 오차범위를 가진 제1위치좌표를 획득하는 제1실행모듈, 플로트 RTX에 기초하여 15 내지 25 cm의 오차범위를 가진 제2위치좌표를 획득하는 제2실행모듈, 플로트 RTX와 DGNSS에 기초하여 40 내지 60 cm의 오차범위를 가진 제3위치좌표를 획득하는 제3실행모듈 및 DGNSS에 기초하여 1 내지 2 m의 오차범위를 가진 제4위치좌표를 획득하는 제4실행모듈을 포함하며, 상기 제어부는 상기 스마트단말기의 디스플레이부에 상기 획득된 제2GPS 수신부의 위치좌표를 중심으로 일정 반경의 지도 이미지를 포함한 GUI가 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템 {Location error determination and correction system according to IoT-based service distance}
본 발명은 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템, 보다 구체적으로 RTK 네트워크와 연동하는 GNSS를 이용한 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템에 관한 것이다.
최근 이동통신 기술의 획기적인 발전과 더불어, 정밀한 위치측정을 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 위치측정을 위해서는 환경이나 위치를 측정한 센서 데이터가 필요하며, 위치측정의 정밀도를 높이기 위해 다양한 센서에서 수신된 데이터를 통합하여 이용하기도 한다.
한편, GNSS(Global Navigation Satellite System)은 오랫동안 객체의 위치측정에 사용되어 왔으나, 멀티패스 영향(Multipath effect)과 신호 가림(Foliage attenuation)에 의해 GNSS 센서의 측정값과 실제 값의 불일치가 발생하는 경우가 존재한다. 이와 같은 불일치에 영향을 미치는 원인들로는 천문력 오차(Ephemeris error) 요인, 위성 시계 오차(Satellite clock error) 요인, 전리층 영향(Ionospheric effect) 요인, 대기층 영향(Tropospheric effect) 요인, GNSS 센서의 하드웨어적 요인과 소프트웨어적 요인 등이 있다.
이와 같은 요인들을 보정한 위치측정 모델들이 제시되었는데, 이중 가장 많이 이용되는 것은 RTK(Real-Time Kinematic)를 이용한 기준국의 보정값을 무선으로 이동국에 송신하여 의사거리를 보정한 후 위치를 계산하는 방식을 GNSS 센서에 적용하는 것이다. 다만, 기존 RTK 기반 GNSS 센서는 고정밀의 데이터 취득에 장점이 있는 반면, RTK를 위한 통신 유지비용이 발생하고, 소비전력이 크기 때문에 소형화가 어려운 한계가 있었다.
한편, 객체의 위치측정을 하는 것에 더하여 최근에는 실시간으로 각종 객체들을 모니터링하기 위해 IoT망을 이용하여 정보를 수집하는 장치 및 시스템에 대한 기술도 발전해오고 있다. 다만, 기존 상태정보를 모니터링하기 위해 IoT망을 이용하여 정보를 수집하는 장치들의 경우, IoT망 자체가 ZigBee, LoRa, WIFI, NBIoT 등으로 다양하고 통신사별 특성에 따라 서비스 개편이 이루어지고 있어, 다양한 서버에 맞는 하드웨어나 소프트웨어를 갖춘 전용 모델을 사용해야 하므로 호환성이 떨어지는 한계가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위와 같은 문제점을 해소하기 위하여 기존 RTK를 이용한 GNNS 센서를 IoT 네트워크를 이용하여 위한 통신 유지비용이 발생하지 않도록 하고, 소비전력이 줄여 크기의 소형화가 가능한 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템을 제공하는 것이다.
또한, IoT망이 통신사별 특성에 따라 ZigBee, LoRa, WIFI, NBIoT 등으로 다양한바, 각종 IoT망을 호환할 수 있는 하드웨어와 소프트웨어를 갖춘 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 이동 가능한 객체의 위치정보를 수집하는 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템에 있어서, 제1GPS 수신부와 제2GPS 수신부 사이에 위치되어, 상기 제1GPS 수신부와 상기 제2GPS 수신부 간 정보를 통신하도록 하는 서버; 상기 제1GPS 수신부는 기준점이 되는 위치좌표에 배치되어 GPS 위성으로부터 현재의 위치와 시간을 수신받아 RTK 기준위치를 설정하고, 원시 데이터와 매 순간마다 발생되는 오차보정정보를 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 형식으로 생성하여 상기 제2GPS 수신부로 실시간으로 전송시키며, 상기 제2GPS 수신부는 상기 객체에 마련되어 GPS 위성으로부터 현재 위치와 시간을 수신받아 측정위치를 설정하고, 상기 서버를 통해 제1GPS 수신부의 위치데이터와 오차보정정보를 수신하여 제1GPS 수신부의 데이터로 실시간 위치좌표를 획득하며, 상기 서버는 통신부; 및 제어부;를 포함하며; 상기 통신부는 각각의 통신사별 IoT통신모듈에 따라 대응하도록 하는 하드웨어 확장구조를 가지며, 소프트웨어 조절을 통해 다양한 IoT 네트워크에서 호환이 가능한 것을 특징으로 하며, 상기 제어부는 스마트단말기를 통해 영역을 달리하는 복수의 위치오차 범위를 갖는 복수의 실행모듈 중 어느 하나를 선택하는 사용자입력을 수신하면, 선택된 실행모듈에 대응하여 상기 제2GPS 수신부가 위치좌표를 획득하도록 하며, 상기 복수의 실행모듈은 고정 RTX에 기초하여 5 내지 10 mm의 오차범위를 가진 제1위치좌표를 획득하는 제1실행모듈, 플로트 RTX에 기초하여 15 내지 25 cm의 오차범위를 가진 제2위치좌표를 획득하는 제2실행모듈, 플로트 RTX와 DGNSS에 기초하여 40 내지 60 cm의 오차범위를 가진 제3위치좌표를 획득하는 제3실행모듈 및 DGNSS에 기초하여 1 내지 2 m의 오차범위를 가진 제4위치좌표를 획득하는 제4실행모듈을 포함하며, 상기 제어부는 상기 스마트단말기의 디스플레이부에 상기 획득된 제2GPS 수신부의 위치좌표를 중심으로 일정 반경의 지도 이미지를 포함한 GUI가 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
복수의 카메라를 포함하며, 상기 제어부는 상기 복수의 카메라가 설치된 각각의 위치좌표에 기초하여 상기 획득된 제2GPS 수신부의 위치좌표와 근접한 제1카메라와 제2카메라로부터 촬상된 영상을 상기 GUI에 분할된 화면으로 표시되도록 제어하며, 상기 제2GPS 수신부는 IMU 센서를 더 포함하며, 자이로스코프, 가속도계 및 지자기센서를 포함한 상기 IMU 센서에 의해 측정된 가속도, 각속도 및 지자기의 변화량이 기 설정된 범위에서 벗어난 경우에 상기 스마트단말기에 이상정보 알림을 전송하고, 상기 획득된 제2GPS 수신부의 위치좌표에서 직선거리로 최근접한 상기 제1카메라 및 제2카메라 중 어느 하나의 카메라로부터 촬상된 영상을 상기 제2GPS 수신부의 위치좌표를 중심으로 확대하여 상기 GUI에 분할된 화면으로 표시되도록 제어한다.
완충지지부를 더 포함하며, 상기 완충지지부는 상기 제2GPS 수신부의 일 측면에 결합하는 결합부; 상기 객체의 일 측면에 결합하는 케이싱; 상기 결합부의 하단에 위치한 상기 케이싱의 상부 내측면에 결합되며, 링 형태로 구성된 탄성지지부; 상기 결합부의 하부에 결합되어 상기 결합부와 상기 케이싱의 내부 단면 간 상호 지지하며, 상기 결합부의 하단과 상기 케이싱의 내측 하부면 사이를 상하로 연결하도록 구성된 지지막대; 및 상기 탄성지지부의 외측면과 상기 케이싱의 내측면 사이의 공간에 결합되어 상기 케이싱과 상기 탄성지지부 사이의 공간을 연결하는 충격흡수부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기 본 발명의 기존 RTK를 이용한 GNNS 센서를 IoT 네트워크를 이용하여 위한 통신 유지비용이 발생하지 않도록 하고, 소비전력이 줄여 크기의 소형화가 가능하도록 할 수 있다.
또한, IoT망이 통신사별 특성에 따라 ZigBee, LoRa, WIFI, NBIoT 등으로 다양한바, 각종 IoT망을 호환할 수 있는 하드웨어와 소프트웨어를 갖춘 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템 환경을 설명하기 위한 관계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템의 복수의 실행모듈에 따른 동작을 나타내는 상태도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템이 스마트단말기에 위치정보를 포함한 GUI를 표시하는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템에서 복수의 카메라를 통해 촬상된 영상을 GUI에 표시하는 것을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템에서 완충지지부의 구성을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 이하의 실시예에 설명된 구성 또는 작용으로만 한정되지는 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '구성되다', '포함하다', '가지다' 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 복수의 요소 중 적어도 하나(at least one)는, 복수의 요소 전부 뿐만 아니라, 복수의 요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다. 또한, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된 (designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 이는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해, 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것은 아님을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템을 설명하기 위한 관계를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템은 제1GPS 수신부(100), 서버(300), 제2GPS 수신부(200)로 구성된다.
제1GPS 수신부(100)는 기준점이 되는 측량지점에 위치하여 GPS 위성으로부터 현재의 위치와 시간을 수신받아 RTK 기준위치를 설정하고, 원시 데이터와 매 순간마다 발생되는 오차보정정보를 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 형식으로 생성하여 제2GPS 수신부(200)로 실시간으로 전송하는 것으로, 이는 RTCM 모듈, 제1 L1/L2 수신부, 돈 마골린(Dorne-margolin) 모듈로 구성된다.
RTCM 모듈는 12채널 이중 주파수 신호 획득과 RTK 기준국으로서 RTCM 메시지를 생성하는 것으로, 제1 L1/L2 수신부와 연결되어 구성되고, 제1 L1/L2 수신부는 RTCM 모듈 일측에 위치한 삼각지지대 윗단에 쵸크링(choke ring) 형상으로 이루어져 GPS 위성으로부터 현재의 위치와 시간을 수신받는 역할을 한다.
여기서, L1은 제1GPS 수신부(100)의 위치를 말하고, L2는 제2GPS 수신부(200)의 위치를 말한다. 또한, 본 발명에 따른 제1 L1/L2 수신부는 L1과 L2 의사거리와 반송파 위상을 모두 사용하는 L1/L2 RTK 방식으로 이루어진다. 이처럼, 본 발명에 따른 제1 L1/L2 수신부는 L1/L2 RTK 방식으로 이루어져 구성됨으로서, 현재 위치를 정확하게 설정할 수 있어, 좌표의 정확도를 향상시킬 수가 있다. 돈 마골린(Dorne-margolin) 모듈은 L1/L2 수신부의 중심축에 신호 획득을 향상시키는 역할을 한다.
제2GPS 수신부(200)는 측량하고자 하는 측량지반에 위치되어 GPS 위성으로부터 현재의 위치와 시간을 수신받아 RTK 측량위치를 설정하고, 서버(300)를 통해 제1GPS 수신부(100)의 측량데이터와 오차보정정보를 받아서 제1GPS 수신부(100)의 데이터로 실시간 상대측위를 하여 정밀한 좌표를 획득하는 역할을 하는 것으로, 이는 좌표 데이터 수신기, 제2 L1/L2 수신부, 핀 휠(Pinwheel) 모듈, RTK 제어부로 구성된다.
제2GPS 수신부(200)는 제2 L1/L2 수신부를 실시간으로 이동이 가능할 수 있으며, 이 경우 객체에 연결되어 이동할 수 있고, 객체는 육지용차량, 선박, 잠수함, 야생동물, 애완동물 등 이동이 가능하되 현재 위치를 측정할 필요성이 있는 모든 것을 포함할 수 있다.
서버(300)는 제1GPS 수신부(100)와 제2GPS 수신부(200) 사이에 위치되어, 제1GPS 수신부(100)와 제2GPS 수신부(200)간의 오차보정정보를 복수의 통신방식을 이용하여 네트워크적으로 이들을 연결하여 전송시키는 역할을 한다. 또한 서버(300)는 그 명칭이나 형태에 관계없이, 데이터를 송수신하여 처리할 수 있고, GPS 수신부 또는 외부 스마트단말기(400) 등과 유선 또는 무선으로 통신 가능한 장치라면 무엇이든 가능하다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트단말기(400)는 예컨대, 스마트폰으로 구현될 수 있으며, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트단말기(400)는 예컨대, 스마트 가전 태블릿, 스마트워치, 헤드 마운트형 디스플레이(Head-Mounted Display) 등의 웨어러블 디바이스, 컴퓨터, 멀티미디어 재생기, 셋탑박스 등 컨텐츠를 출력할 수 있고, 이에 대응하여 사용자입력을 할 수 있는 모든 장치로 구현될 수 있다.
스마트단말기(400)는 통신부, 디스플레이부(410) 및 사용자입력부를 포함할 수 있으며, 여기서 디스플레이부(410)의 구현 방식은 한정되지 않으며, 예컨대 액정(Liquid Crystal), 플라즈마(Plasma), 발광 다이오드(Light-Emitting Diode), 유기발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode), 면전도 전자총(Surface-Conduction Electron-Emitter), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano-Tube), 나노 크리스탈(Nano-Crystral) 등의 다양한 디스플레이 방식으로 구현될 수 있다. 디스플레이부(410)는, 액정 방식인 경우에, 액정 디스플레이 패널과 액정 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트유닛과, 액정 디스플레이 패널을 구동시키는 패널구동부 등을 포함한다. 디스플레이부(410)는 백라이트유닛 없이, 자발광 소자인 OLED 패널로 구현될 수 있다. 또한 스마트단말기(400)는 복수개 존재할 수 있으나, 설명의 편의상 하나의 스마트단말기(400)로 전제한다.
나아가 본 발명은 서버(300)와 스마트단말기(400)의 구분 없이 하나의 장치에서 서버(300)와 스마트단말기(400)의 기능을 모두 수행하는 형태로 구현될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 이들이 구분되어 있는 구성을 전제로 설명한다.
서버(300)는 통신부를 포함한다. 통신부는 외부 스마트단말기(400) 또는 제1GPS 수신부(100) 및 제2GPS 수신부(200) 등과 유무선 통신 방식으로 통신할 수 있다. 따라서 유선 접속을 위한 커넥터 또는 단자를 포함하는 접속부 이외에도 다양한 다른 통신 방식으로도 구현될 수 있다. 예컨대, Wi-Fi, 블루투스, 지그비(Zigbee), 적외선 통신, Radio Control, UWM(Ultra-Wide Band), Wireless USB, NFC(Near Field Communication) 중 하나 이상의 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 통신부는 BLE(Bluetooth Low Energy), SPP(Serial Port Profile), Wi-Fi Direct, 적외선 통신, Zigbee, NFC(Near Field Communication) 등의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 또한 통신부는 Device, S/W module, Circuit, Chip 등의 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통신부는 상기의 다양한 통신 모듈을 포함할 수 있는데, 이때 바람직하게는 각 통신사별 IoT망을 갖는 IoT통신모듈을 포함할 수 있다. IoT통신모듈은 로라(LoRA)를 포함할 수 있는데, 로라는 'Long Range'의 약자로 광범위한 커버리지와 적은 대역폭, 긴 배터리 수명 및 저전력 등의 특징을 갖춘 네트워크 기술이다. 이때 IoT는 사물 인터넷을 의미하며, IoT통신모듈은 별개의 통신부를 가진 복수의 사물들이 네트워크를 통해 연결되어 다양한 플랫폼을 기반으로 서비스를 가능하도록 하는 것이다. 또한 IoT통신모듈은 시그폭스(Sigfox)를 포함할 수 있다. 시그폭스 또한 로라와 마찬가지로 IoT 네트워크이다.
통신부는 국내 또는 해외의 통신사별 IoT 네트워크의 종류에 따라 다양하게 대응할 수 있는 하드웨어 확장구조 및 소프트웨어 조절을 통해 다양하게 대응할 수 있도록 공통포트와 확장포트를 포함한다.
서버(300)는 제어부를 포함한다. 제어부는 서버(300)의 제반 구성들이 동작하기 위한 제어를 수행할 수 있으며, 이러한 이러한 제어 동작을 수행할 수 있도록 하는 제어프로그램(혹은 인스트럭션)과, 제어프로그램이 설치되는 비활성의 메모리, 설치된 제어프로그램의 적어도 일부가 로드되는 휘발성의 메모리 및 로드 된 제어프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)를 포함할 수 있다. 또한, 이와 같은 제어프로그램은 서버(300) 외에도 다른 전자기기, 예컨대 스마트단말기(400) 또는 GPS 수신부 등에도 저장될 수 있다.
제어프로그램은 BIOS, 디바이스드라이버, 운영체계, 펌웨어, 플랫폼 및 응용프로그램(어플리케이션) 중 적어도 하나의 형태로 구현되는 프로그램(들)을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 응용프로그램은, 서버(300)의 제조 시에 제공하는 서버(300)에 미리 설치 또는 저장되거나, 혹은 추후 사용 시에 외부로부터 응용프로그램의 데이터를 수신하여 수신된 데이터에 기초하여 서버(300)에 설치될 수 있다. 응용프로그램의 데이터는, 예컨대, 어플리케이션 마켓과 같은 외부서버로부터 다운로드 될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제어부는 device, S/W module, circuit, chip 등의 형태 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.
제어부는 예컨대, 통신부를 통해 수신된 제2GPS 수신부(200)의 위치좌표를 스마트단말기(400)에 전송할 수 있고, 스마트단말기(400)를 통해 영역을 달리하는 복수의 위치오차 범위를 갖는 복수의 실행모듈(500) 중 어느 하나를 선택하는 사용자입력을 수신하면, 선택된 실행모듈에 대응하여 상기 제2GPS 수신부(200)가 위치좌표를 획득하도록 할 수 있다. 도 2에 도시된 서버(300)는 하나의 제어부에서 분석과 제어를 함께 수행하는 구성으로 구현되는 것으로 도시하였으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명의 다른 실시예에 의한 서버(300)는 제어부와 별도로 다른 제어부를 추가로 구비한 구성이 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템의 복수의 실행모듈(500)에 따른 동작을 나타내는 상태도이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 서버(300)의 동작을 구체적으로 설명한다. 서버(300)는 스마트단말기(400)로부터 복수의 실행모듈(500) 중 어느 하나를 선택하는 사용자입력을 수신하면, 선택된 실행모듈에 대응하여 제2GPS 수신부(200)가 위치좌표를 획득하도록 한다. 이때 복수의 실행모듈(500)은 고정 RTX에 기초하여 5 내지 10 mm의 오차범위를 가진 제1위치좌표를 획득하는 제1실행모듈, 플로트 RTX에 기초하여 15 내지 25 cm의 오차범위를 가진 제2위치좌표를 획득하는 제2실행모듈, 플로트 RTX와 DGNSS에 기초하여 40 내지 60 cm의 오차범위를 가진 제3위치좌표를 획득하는 제3실행모듈 및 DGNSS에 기초하여 1 내지 2 m의 오차범위를 가진 제4위치좌표를 획득하는 제4실행모듈을 포함한다. 각각의 실행모듈은 오차범위를 달리하여 객체의 위치좌표를 획득하기 위한 것이다. 이를 통해 다양한 객체의 각각의 목적에 따라 위치좌표를 포함한 위치정보를 목적에 맞도록 스마트단말기(400)에 제공할 수 있다.
여기서, 스마트단말기(400)의 사용자입력은 디스플레이부(410)의 터치스크린 기능으로 인한 터칭, 음석인식엔진을 사용하는 음성명령어, 키보드와 마우스 등을 포함한 컴퓨팅장치의 주변 입력기기 등을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템이 스마트단말기(400)에 위치정보를 포함한 GUI를 표시하는 것을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 복수의 실행모듈(500) 중 스마트단말기(400)의 사용자입력을 통해 선택된 실행모듈에 대응하도록 제2GPS 수신부(200)가 위치좌표를 획득하면, 획득된 위치좌표를 포함한 위치정보를 스마트단말기(400)의 디스플레이부(410)에 GUI를 표시하도록 제어할 수 있다. GUI는 획득된 제2GPS 수신부(200)의 위치좌표를 중심으로 하는 일정한 반경의 지도 이미지(420)를 포함할 수 있다. 이때 GUI에는 획득된 위치좌표를 포함하는 지도 이미지(420)와 제2GPS 수신부(200)와 관련된 실시간 정보(430)를 함께 디스플레이부(410)에 표시될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템에서 복수의 카메라를 통해 촬상된 영상을 GUI에 표시하는 것을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템은 복수의 카메라를 포함한다. 복수의 카메라는 제2GPS 수신부(200)의 기 설정된 이동경로 또는 기 설정된 지역에 설치되어, 이미지 또는 영상을 촬상하여 서버(300)에 전송한다. 제어부는 복수의 카메라가 설치된 각각의 위치좌표에 기초하여 획득된 제2GPS 수신부(200)의 위치좌표와 근접한 제1카메라에서 촬상된 제1촬상영상(440)과 제2카메라에서 촬상된 제2촬상영상(450)을 GUI에 분할된 화면으로 표시되도록 제어할 수 있다. 이를 통해 제2GPS 수신부(200)와 이에 결합되어 있는 객체의 이동 또는 정지상황을 실시간으로 관측 및 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2GPS 수신부(200)는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서를 더 포함할 수 있다. IMU 센서는 관성 측정 장치로써, 관성을 측정하여 객체의 각도 등을 측정하는 것이며, 자이로스코프, 가속도계 및 지자기센서로 구성될 수 있다. 본 발명의 IMU 센서는 6축센서, 9축센서 및 12축센서 등을 모두 포함할 수 있다.
IMU 센서의 자이로스코프는 각속도(rad/s)를 측정하여 단위 시간 당 회전 여부를 감지할 수 있으며, 가속도계는 가속도(m/s^2)를 측정하고 초기값을 계산할 때 중력 가속도를 분해하여 기울짐의 정도를 감지할 수 있으며, 속도와 이동거리를 가속도를 적분하는 방법을 통해 측정할 수 있다. 지자기센서는 지자기(magnet)를 측정하는 것으로, 자북을 기준으로 자기선속의 세기를 측정하여 자북을 기준으로 기울어짐의 정도를 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 IMU 센서에 의해 측정된 가속도, 각속도 및 지자기의 변화량이 기 설정된 범위에서 벗어난 경우에 스마트단말기(400)에 이상정보 알림을 전송하고, 획득된 제2GPS 수신부(200)의 위치좌표에서 직선거리로 최근접한 제1카메라 및 제2카메라 중 어느 하나의 카메라로부터 촬상된 영상을 제2GPS 수신부(200)의 위치좌표를 중심으로 확대해서 GUI에 분할된 화면으로 표시되도록 제어할 수 있다. 이를 통해 제2GPS 수신부(200) 및 이에 결합된 객체의 이상상황에 대한 모니터링을 실시간으로 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템에서 완충지지부(600)의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT기반 서비스거리에 따른 위치오차 결정 및 보정 시스템은 객체와 제2GPS 수신부(200)가 결합되어 객체가 이동을 할 때 제2GPS 수신부(200)에 전해질 수 있는 충격량을 감소시키도록 하는 완충지지부(600)를 더 포함한다.
완충지지부(600)는 제2GPS 수신부(200)의 일 측면에 결합하는 결합부(610), 객체의 일 측면에 결합하는 케이싱(620), 탄성지지부(630), 지지막대(640) 및 충격흡수부(650)를 포함한다.
결합부(610)는 원판 형태의 상부면과 상부면에서 하부 중앙에 연장되는 원통 형태로 구성되며, 원판 형태의 상부면에 제2GPS 수신부(200)의 일 측면이 고정 및 지지결합 될 수 있다.
케이싱(620)은 내부가 비어 있는 원통형으로 형성되며, 결합부(610)의 하단이 수용된다. 이러한 케이싱(620)의 하단에는 객체의 일 측면이 결합된다.
탄성지지부(630)는 결합부(610)의 하단에 위치한 케이싱(620)의 상부 내측면에 결합되며, 링 형태로 구성된다. 지면으로부터 큰 진동이나 충격이 가해져서 결합부(610)에 충격량이 전해질 때, 탄성지지부(630)는 케이싱(620)의 내측면에 접촉되어 충격량을 일부 흡수하는 역할을 한다.
지지막대(640)는 결합부(610)의 하부에 결합되어 결합부(610)와 케이싱(620)의 내부 단면 간 상호 지지하고, 결합부(610)의 하단과 케이싱(620)의 내측 하부면 사이를 상하로 연결하도록 구성된다. 이때 탄성지지부(630)와 지지막대(640)는 외력에 의한 일정 복원력을 갖는 고무 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 지지막대(640)가 위치한 배열방향에서의 충격량을 일정 부분 고무 재질이 흡수할 수 있다.
탄성지지부(630)의 외측면과 케이싱(620)의 내측면 사이의 공간에는 충격흡수부(650)가 결합되어 케이싱(620)과 탄성지지부(630) 사이의 공간을 연결한다. 충격흡수부(650)는 탄성력을 가진 재질로써, 좌우에서의 충격을 일정 부분 흡수하도록 구성된다. 예컨대, 충격흡수부(650)는 탄성을 가진 철제 스프링일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 제1GPS 수신부
200: 제2GPS 수신부
300: 서버
400: 스마트단말기
410: 디스플레이부
420: 지도 이미지
430: 실시간 정보
440: 제1촬상영상
450: 제2촬상영상
500: 복수의 실행모듈
600: 완충지지부
610: 결합부
620: 케이싱
630: 탄성지지부
640: 지지막대
650: 충격흡수부

Claims (3)

  1. 이동 가능한 객체의 위치정보를 수집하는 IoT기반 서비스 거리에 따른 위치오차 보정 시스템에 있어서,
    제1GPS 수신부와 제2GPS 수신부 사이에 위치되어, 상기 제1GPS 수신부와 상기 제2GPS 수신부 간 정보를 통신하도록 하는 서버;
    상기 제1GPS 수신부는 기준점이 되는 위치좌표에 배치되어 GPS 위성으로부터 현재의 위치와 시간을 수신받아 RTK 기준위치를 설정하고, 원시 데이터와 매 순간마다 발생되는 오차보정정보를 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 형식으로 생성하여 상기 제2GPS 수신부로 실시간으로 전송시키며,
    상기 제2GPS 수신부는 상기 객체에 마련되어 GPS 위성으로부터 현재 위치와 시간을 수신받아 측정위치를 설정하고, 상기 서버를 통해 제1GPS 수신부의 위치데이터와 오차보정정보를 수신하여 제1GPS 수신부의 데이터로 실시간 위치좌표를 획득하며,
    상기 서버는 통신부; 및 제어부;를 포함하며;
    상기 통신부는 각각의 통신사별 IoT통신모듈에 따라 대응하도록 하는 하드웨어 확장구조를 가지며, 소프트웨어 조절을 통해 다양한 IoT 네트워크에서 호환이 가능한 것을 특징으로 하며,
    상기 제어부는 스마트단말기를 통해 영역을 달리하는 복수의 위치오차 범위를 갖는 복수의 실행모듈 중 어느 하나를 선택하는 사용자입력을 수신하면, 선택된 실행모듈에 대응하여 상기 제2GPS 수신부가 위치좌표를 획득하도록 하며,
    상기 복수의 실행모듈은 고정 RTX에 기초하여 5 내지 10 mm의 오차범위를 가진 제1위치좌표를 획득하는 제1실행모듈, 플로트 RTX에 기초하여 15 내지 25 cm의 오차범위를 가진 제2위치좌표를 획득하는 제2실행모듈, 플로트 RTX와 DGNSS에 기초하여 40 내지 60 cm의 오차범위를 가진 제3위치좌표를 획득하는 제3실행모듈 및 DGNSS에 기초하여 1 내지 2 m의 오차범위를 가진 제4위치좌표를 획득하는 제4실행모듈을 포함하며,
    상기 제어부는 상기 스마트단말기의 디스플레이부에 상기 획득된 제2GPS 수신부의 위치좌표를 중심으로 일정 반경의 지도 이미지를 포함한 GUI가 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 객체의 위치정보를 수집하는 IoT기반 서비스거리에 따른 위치오차 보정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 카메라를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 복수의 카메라가 설치된 각각의 위치좌표에 기초하여 상기 획득된 제2GPS 수신부의 위치좌표와 근접한 제1카메라와 제2카메라로부터 촬상된 영상을 상기 GUI에 분할된 화면으로 표시되도록 제어하며,
    상기 제2GPS 수신부는 IMU 센서를 더 포함하며,
    자이로스코프, 가속도계 및 지자기센서를 포함한 상기 IMU 센서에 의해 측정된 가속도, 각속도 및 지자기의 변화량이 기 설정된 범위에서 벗어난 경우에 상기 스마트단말기에 이상정보 알림을 전송하고, 상기 획득된 제2GPS 수신부의 위치좌표에서 직선거리로 최근접한 상기 제1카메라 및 제2카메라 중 어느 하나의 카메라로부터 촬상된 영상을 상기 제2GPS 수신부의 위치좌표를 중심으로 확대하여 상기 GUI에 분할된 화면으로 표시되도록 제어하는 이동 가능한 객체의 위치정보를 수집하는 IoT기반 서비스거리에 따른 위치오차 보정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    완충지지부를 더 포함하며,
    상기 완충지지부는 상기 제2GPS 수신부의 일 측면에 결합하는 결합부; 상기 객체의 일 측면에 결합하는 케이싱; 상기 결합부의 하단에 위치한 상기 케이싱의 상부 내측면에 결합되며, 링 형태로 구성된 탄성지지부; 상기 결합부의 하부에 결합되어 상기 결합부와 상기 케이싱의 내부 단면 간 상호 지지하며, 상기 결합부의 하단과 상기 케이싱의 내측 하부면 사이를 상하로 연결하도록 구성된 지지막대; 및 상기 탄성지지부의 외측면과 상기 케이싱의 내측면 사이의 공간에 결합되어 상기 케이싱과 상기 탄성지지부 사이의 공간을 연결하는 충격흡수부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 객체의 위치정보를 수집하는 IoT기반 서비스거리에 따른 위치오차 보정 시스템.
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