KR102567645B1

KR102567645B1 - 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ｒｆ 기반의 위치측정공작도구

Info

Publication number: KR102567645B1
Application number: KR1020160026800A
Authority: KR
Inventors: 이윤택
Original assignee: 이윤택
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2023-08-16
Also published as: KR20170104166A

Abstract

본 발명은, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에서 공작작업을 수행할때, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 위치측정공작도구를 구비하되, RF 기반으로 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하여, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에 작도를 하지 않더라도 쉽게 공작작업을 수행 할 수 있는 도구인 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 제공한다.
또한, 본 발명은 RF 기반으로 하나 이상의 기준핀으로부터 위치측정공작도구의 대략적인 위치와 방향을 결정하고, 위치측정공작도구와 하나 이상의 기준핀을 하나 이상의 거리 센서로 정밀한 거리측정을 하여, 위치와 방향 및 거리측정의 데이터를 종합적으로 판단해 원점기준핀으로부터, 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 제공한다.

Description

하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구{One or more reference pins as a starting point of by RF-based location measurement Machine Tools}

본 발명은 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 관한 것으로, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에서 공작작업(예를들어, 자를 이용한 드로잉, 드릴을 이용한 구멍뚫기, 등)을 하고자 할때 하나 이상의 기준핀을 기점으로 위치측정공작도구를 구비하되, RF 기반으로 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하여, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에 작도를 하지 않더라도 쉽게 공작작업을 수행 할 수 있는 도구인 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 제시한다.

종래의 공작도구들을 이용하여 2차원 내지 3차원 공간상에서 공작작업을 하는 경우에는, 먼저 드로잉바늘 같은 것으로 2차원공간에 자, 콤파스, 등의 공작도구를 이용하여 작도(드로잉)을 하고 그 위치에 맞게 드릴등의 공작도구를 이용해 여러가지 작업을 수행하여 왔다.

그러나, 2차원 내지 3차원 공간상에 초보자가 드로잉작업을 정교하게 하기에는 어려운점이 많았으며, 정확한 드로잉을 하기도 무척이나 까다로왔다.

또한, 드로잉작업이 없으면 2차원 내지 3차원 공간상에서 정확한 위치에 공작작업을 수행할 수 없었다.

또한, 2차원 내지 3차원 공간상내에 장애물이 존재할경우 숙련자라도 드로잉작업을 수행하는 것은 어려운 작업중에 하나였다.

따라서, 본 발명은 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 관한 것으로, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에서 공작작업(예를들어, 자를 이용한 드로잉, 드릴을 이용한 구멍뚫기, 등)을 하고자 할때 하나 이상의 기준핀을 기점으로 위치측정공작도구를 구비하되, RF 기반으로 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하여, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에 작도를 하지 않더라도 쉽게 공작작업을 수행 할 수 있는 도구인 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 제공한다.

또한, 본 발명은 RF 기반으로 하나 이상의 기준핀으로부터 위치측정공작도구의 대략적인 위치와 방향을 결정하고, 위치측정공작도구와 하나 이상의 기준핀을 하나 이상의 거리 센서로 정밀한 거리측정을 하여, 위치와 방향 및 거리측정의 데이터를 종합적으로 판단해 원점기준핀으로부터, 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 제공한다.

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에서 공작작업(예를들어, 자를 이용한 드로잉, 드릴을 이용한 구멍뚫기, 등)을 하고자 할때 하나 이상의 기준핀을 기점으로 위치측정공작도구를 구비하되, RF 기반으로 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하여, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에 작도를 하지 않더라도 쉽게 공작작업을 수행 할 수 있는 도구인 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 제시한다.

또한, 본 발명은 RF 기반으로 하나 이상의 기준핀으로부터 위치측정공작도구의 대략적인 위치와 방향을 결정하고, 위치측정공작도구와 하나 이상의 기준핀을 하나 이상의 거리 센서로 정밀한 거리측정을 하여, 위치와 방향 및 거리측정의 데이터를 종합적으로 판단해 원점기준핀으로부터, 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 제시한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는, 위치노드 및 RF 송신노드를 구비한 위치지원이 구비된 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로서, 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구가, 2차원 내지 3차원공간에 구비된 하나 이상의 기준핀의 위치지원으로부터 수신된 위치정보 및 기준 위치지원을 선정하기 위한 RF 신호에 기초하여 기준 위치지원을 선정하는 단계, 상기 기준 위치지원으로부터 수신된 위치 정보 및 RF 신호의 수신신호세기를 이용하여 거리 측정 시 적용되는 거리측정을 결정하는 단계, 상기 결정하는 단계에서 결정된 거리측정 정보와 함께, 상기 기준 위치지원과의 거리를 측정하기 위한 RF 신호를 요청하는 단계, 및 상기 기준 위치지원에 구비된 RF 송신노드로부터 수신된 RF 신호 및 RF 송신노드의 위치정보를 기반으로하여 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구와 상기 RF 송신노드 사이의 거리를 추정하고, 상기 추정된 거리정보에 기초하여 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 현재 위치를 추정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에서, 거리측정을 결정하는 단계는, RF 신호의 수신신호세기와 기준 위치지원으로부터 수신된 위치정보에 포함된 거리측정 데이터를 비교하는 단계를 포함하되, 상기 비교하는 단계는 수신신호세기 기반의 거리측정, 왕복전달시간 기반의 거리측정, 중 선택되는 방법으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 수신신호세기 기반의 거리측정은, RF 신호를 요청하는 단계 이후에, 기준 위치지원과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이에서, 수신된 데이터에 기초하여 상기 기준 위치지원과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이의 전파 경로가 장애물이 존재하지 않는 직선의 시점인지, 또는 장애물이 존재하는 직선의 시점인지 확인되는 단계를 더 포함하며, 상기 확인하는 단계의 확인 결과, 장애물이 존재하지 않는 직선의 시점인 경우 상기 기준 위치지원 또는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로부터 장애물이 존재하지 않는 직선의 시점의 감쇠율 데이터를 제공받고, 장애물이 존재하는 직선의 시점인 경우에는 장애물의 상태를 감지하여 장애물의 재질 및 상태에 따른 장애물이 존재하는 직선의 시점의 감쇠율 데이터를 제공받는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 현재 위치를 추정하는 단계는, 기준 위치지원으로부터 수신된 장애물이 존재하지 않는 직선의 시점 감쇠율 데이터, 장애물이 존재하는 직선의 시점 감쇠율 데이터, 중 선택되는 것을 이용하여 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구와 RF 송신노드 사이의 거리를 추정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 왕복전달시간 기반의 거리측정은, RF 송신노드로부터 수신된 RF 신호의 신호전달소요시간을 산출하는 단계를 포함하며, 상기

산출하는 단계에서 산출된 신호전달소요시간 및 위치 정보를 이용하여 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구와 상기 RF 송신노드 사이의 거리를 추정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는, 위치지원노드 및 RF 송신노드를 구비한 위치지원이 구비된 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로서, 상기 위치지원과 RF 신호를 송수신하는 통신부, 및 상기 위치지원의 상기 위치지원노드로부터 수신된 위치정보 및 상기 RF 송신노드로부터 수신된 RF 신호에 기초하여 선정된 기준 위치지원의 수신신호세기를 측정하는 신호 측정부, 상기 신호 측정부에서 측정된 수신신호세기 및 하나 이상의 기준핀이 구비되는 2차원 내지 3차원 공간내에 위치한 장애물의 상태에 따라 수신신호세기 기반의 거리측정, 왕복전달시간 기반의 거리측정, 중 선택되는 것을 이용하여 상기 기준 위치지원에 구비된 RF 송신노드와 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이의 거리를 산출하는 거리측정부, 및 상기 거리 측정부에서 산출된 거리정보를 이용하여 상기 하나 이상의 기준핀이 구비되는 2차원 내지 3차원 공간내에서 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 위치를 예측하는 위치 추정부가 구비된 위치판단부를 포함한다.

본 발명은, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에서 공작작업을 수행할때, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 위치측정공작도구를 구비하되, RF 기반으로 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하여, 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에 작도를 하지 않더라도 쉽게 공작작업을 수행 할 수 있는 도구인 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 제공한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 반사나 회절로 인해 다중 경로가 발생하는 장애물이 존재하는 직선의 시점의 환경요소를 고려하기 위하여 실내의 장애물 속성에 따른 수신신호세기 기반의 신호감쇠모델과 왕복전달시간 기반 거리측정모델을 활용한 위치 추정 기법을 적용함으로써, 하나 이상의 기준핀이 2차원 내지 3차원 공간내에 구비되는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 위치를 보다 정밀하게 추정할 수 있는 이점이 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 상기 방법은 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구사이에 장애물이 있어, 종래의 방법으로는 정확한 공작작업을 위한 드로잉이 어려운 상황에서도 공작작업을 수행 할 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 있어서, 수신신호세기를 이용하여 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구와 연계된 기준핀 및 두개의 추가적인 기준핀인 3개의 RF 송신노드들을 이용하여 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 위치를 추정함으로써, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 위치를 보다 정밀하게 추정할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 위치를 정밀하게 추정하는 것은, 수신신호세기 기반의 거리측정, 왕복전달시간 기반의 거리측정, 중 선택되는 방법으로 추정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 위치를 정밀하게 추정하는 것은, 수신신호세기 기반의 거리측정, 왕복전달시간 기반의 거리측정, 중 선택되는 방법으로 추정하되, 거리의 정확성을 매우 바람직한 효율로 높이기 위하여, 거리센서를 하나 이상 구비하며, 상기 하나 이상의 거리센서는 하나의 모듈로서 구비되어, ＲＦ 기반으로부터 하나 이상의 기준핀의 방향과 위치를 전송받으면 상기 하나 이상의 기준핀과 거리 센서가 일직선이 되도록 자동으로 회전운동하고, 그 이후, 거리센서가 거리측정을 수행하여 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 거리, 방향, 위치, 좌표값, 등을 표시한다.

도1 :
도1 은 원점기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 관련한 간략도. 원점기준핀으로부터 일정간격 떨어져 있는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 간략도를 나타낸다. 본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 거리 센서를 구비하여 원점기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이의 거리를 측정할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 도면의 구성은 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리를 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 도면의 구성을 의미한다.
도2 :
도2 는 원점기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 관련한 간략도. 원점기준핀으로부터 일정간격 떨어져 있는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 간략도를 나타낸다. 본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 거리 센서를 구비하여 원점기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이의 거리를 측정할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 도면의 구성은 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리를 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 도면의 구성을 의미한다.
도3 :
도3 은 원점기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 관련한 간략도. 원점기준핀으로부터 일정간격 떨어져 있는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 간략도를 나타낸다. 본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 거리 센서를 구비하여 원점기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이의 거리를 측정할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 도면의 구성은 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리를 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 도면의 구성을 의미한다.
도4 :
도4 는 원점기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구과 장애물에 관련한 간략도. 원점기준핀으로부터 일정간격 떨어져 있는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 및, 원점기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이에 있는 장애물의 간략도를 나타낸다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 도면의 구성은 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리를 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 도면의 구성을 의미한다.
도5 :
도5 는 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 관련한 간략도. 하나 이상의 기준핀으로부터 일정간격 떨어져 있는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 간략도를 나타낸다. 본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 하나 이상의 거리 센서를 구비하여 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이의 거리를 측정할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 도면의 구성은 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리와 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 도면의 구성을 의미한다. 본 발명의 한 실시예에서, x축 기준핀과 y축 기준핀은 도면의 간략도의 형태에 한정되지 않으며, 작업수행공간을 충분히 포함하는 길이에 구비될 수 있다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 일반적으로 통용되는 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관계에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 대한 것이다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 하나 이상의 기준핀에 구비되는 RF 송신노드에 의하여 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 현 위치를 추정한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는, RF 송신노드가 구비된 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로서, 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구가, 2차원 내지 3차원공간에 구비된 하나 이상의 기준핀의 RF 신호에 기초하여 기준 위치를 선정하는 단계, 상기 기준 위치로부터 수신된 RF 신호의 수신신호세기를 이용하여 거리 측정 시 적용되는 거리측정을 결정하는 단계, 상기 결정하는 단계에서 결정된 거리측정 정보와 함께, 상기 기준 위치와의 거리를 측정하기 위한 RF 신호를 요청하는 단계, 및 상기 기준 위치에 구비된 RF 송신노드로부터 수신된 RF 신호 및 RF 송신노드의 위치정보를 기반으로하여 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구와 상기 RF 송신노드 사이의 거리를 추정하고, 상기 추정된 거리정보에 기초하여 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 현재 위치를 추정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에서, 거리측정을 결정하는 단계는, RF 신호의 수신신호세기로부터 거리측정 데이터를 비교하는 단계를 포함하되, 상기 비교하는 단계는 수신신호세기 기반의 거리측정, 왕복전달시간 기반의 거리측정, 중 선택되는 방법으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 기준핀은 (1). 위치지원노드 및 RF 송신노드를 구비한 위치지원이 구비된 기준핀, (2). RF 송신노드를 구비한 위치지원이 구비된 기준핀, (3). RF 송신노드를 구비한 기준핀, 중 선택되는 것을 의미하나, 기본적으로 RF 기반이 구축되는 RF 송신노드를 구비하고, 추가적으로 장애물에 따른 감쇠율의 데이터를 적용하기 위한 위치지원이 구비되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 설명에서 상기 (1) 로 설명되는 위치지원노드 및 RF 송신노드를 구비한 위치지원이 구비된 기준핀은 (2) 내지 (3) 으로 변경되어 적용될 수 있다. 덧붙여 설명하자면, 위치지원은 제외하고 RF 송신노드만 적용하더라도 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 성립이되나, 본 발명의 요지가 복잡하게 설명될 수 있기에 RF 송신노드에 대한 것만 적용하는 설명은 생략하여 설명될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기준 위치지원은 원점기준핀을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기준 위치는 원점기준핀을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기준 RF 송신노드는 원점기준핀을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는, 위치지원노드 및 RF 송신노드를 구비한 위치지원이 구비된 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로서, 상기 위치지원과 RF 신호를 송수신하는 통신부, 및 상기 위치지원의 상기 위치지원노드로부터 수신된 위치정보 및 상기 RF 송신노드로부터 수신된 RF 신호에 기초하여 선정된 기준 위치지원으로부터 수신신호세기를 측정하는 신호 측정부, 상기 신호 측정부에서 측정된 수신신호세기 및 하나 이상의 기준핀이 구비되는 2차원 내지 3차원 공간내에 위치한 장애물의 상태에 따라 수신신호세기 기반의 거리측정, 왕복전달시간 기반의 거리측정, 중 선택되는 것을 이용하여 상기 기준 위치지원에 구비된 RF 송신노드와 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이의 거리를 산출하는 거리측정부, 및 상기 거리측정부에서 산출된 거리정보를 이용하여 상기 하나 이상의 기준핀이 구비되는 2차원 내지 3차원 공간내에서 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 위치를 예측하는 위치 추정부가 구비된 위치판단부를 포함한다.

이때, 하나 이상의 기준핀에 구비되는 위치지원은 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 요청에 따라 위치정보를 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로 전송하도록 한다. 본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구가 원점에 있는 기준핀에 구비된 기준 위치지원을 선정하게 된다.

본 발명의 한 실시예에서, 거리측정에 적용되는 기준정보에는 수신신호세기

기반의 거리측정 적용 감쇠율 데이터가 포함된다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀은 하나 이상의 기준핀, 예를 들어, 기준핀A(원점), 기준핀B(X축), 기준핀C(Y축)가 구비된 2차원 내지 3차원 공간내에서 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구와의 사이에서 위치정보를 전송한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀에 구비되는 위치지원은 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 의해 요청된 위치 정보를 제공하는 위치지원노드, 및 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구가 위치를 추정하는데 필요한 RF 신호를 송신하는 RF 송신노드를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀에 구비된 위치지원은 필요 시에 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에서 장애물의 상태 정보를 감지하고, 감지된 장애물의 상태 정보를 도입한 위치정보를 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로 제공하도록 하여 정확한 위치를 추정하도록 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀에 구비된 위치지원 또는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 허용온도와 허용습도 등을 감지할 수 있으며, 이 경우, 해당 정보를 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로 전송하여 알리도록 한다. 또한, 하나 이상의 기준핀에 구비된 위치지원은 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로부터 초기에 제공된 장애물 정보와 다른 장애물 정보 등이 감지된 경우, 해당 정보를 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로 전송하도록 한다. 따라서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 하나 이상의 기준핀에 구비된 위치지원로부터 제공된 해당 정보를 갱신할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀에 구비된 RF 송신노드는 2차원 내지 3차원 공간에 배치된다. RF 송신노드는 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 요청에 따라 RF 송신노드가 배치된 공간의 위치정보와 RF 신호를 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로 전송한다. 따라서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 수신신호세기 기반의 거리측정과 왕복전달시간 기반의 거리측정을 이용하여 거리정보를 추정하고, 추정된 거리정보를 바탕으로 싸인과 코싸인의 법칙 및 피타고라스 정의를 이용하여 위치를 추정하도록 한다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 하나 이상의 기준핀의 위치지원으로부터 수신된 신호세기, 신호전달 소요시간 등을 고려하여 위치를 추정한다. 또한, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 기준 위치지원으로 위치를 추정하기 위한 RF 신호를 요청한다. 이때, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 기준 위치지원의 위치지원노드로부터 수신된 위치 정보와, RF 송신노드로부터 전송받은 신호세기, 신호전달 소요시간 및 위치정보를 바탕으로 하여 현재 위치를 추정한다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 하나 이상의 기준핀의 RF 송신노드로부터 전송받은 신호세기, 신호전달 소요시간을 바탕으로 하여 현재 위치를 추정한다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 하나 이상의 기준핀에 위치지원을 제외한 RF 송신노드만 구비된 상태로도 구성될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 통신부, 위치판단부, 입출력부, 저장부를 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 통신부는 위치지원에 포함된 위치지원노드 및 RF 송신노드와의 RF 통신을 지원하는 통신모듈을 포함한다.

본 발명의 한 실시예에서, 통신부는 RF 송신노드와의 RF 통신을 지원하는 통신모듈을 포함한다.

본 발명의 한 실시예에서, 위치지원에 포함된 위치지원노드는 장애물정보 뿐만 아니라 온도, 습도, 등 여러가지 위치를 추정하는데 추가적으로 필요한 정보를 지원하는 노드를 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 위치판단부는 신호 측정부, 거리 측정부 및 위치 판단부를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에서, 신호 측정부는 위치지원의 위치지원노드로부터 수신된 위치정보 및 RF 송신노드로부터 수신된 RF 신호에 기초하여 기준 위치지원의 수신신호세기를 측정한다. 또한, 신호 측정부는 RF 송신노드로부터 수신된 RF 신호의 신호전달소요시간을 측정한다.

본 발명의 한 실시예에서, 거리 측정부는 신호 측정부에서 측정된 수신신호세기 및 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 사이에 위치한 장애물의 상태에 따라 수신신호세기 기반의 거리측정, 왕복전달시간 기반의 거리측정, 중 선택되는 방법을 이용하여 하나 이상의 기준핀의 위치지원에 구비된 RF 송신노드와 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이의 거리를 산출한다.

본 발명의 한 실시예에서, 위치판단부는 거리 측정부에서 산출된 거리정보를 이용하여 하나 이상의 기준핀이 구비된 2차원 내지 3차원 공간에서 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 위치를 추정한다. 본 발명의 한 실시예에서, 위치측정공작도구의 위치를 추정하는 것은 2차원의 좌표값을 추정할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 입출력부는 장애물에 대한 정보를 입력하는 입력부와, 위치판단부에서 판단되는 거리, 방향, 각도, 좌표값, 등이 출력되는 출력부로 나뉜다.

본 발명의 한 실시예에서, 저장부는 위치지원으로부터 제공된 위치 정보 등이 저장된다. 또한, 저장부는 위치판단부에서 판단된 데이터가 저장된다.

본 발명의 한 실시예에서, 직선의 시점은 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 사이를 직선으로 계산하는 것을 의미한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 사이에 장애물이 있을경우, ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 사용자는 장애물의 두께와 넓이, 재질, 등을 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구에 기입할 수 있으며, 상기 기입된 데이터는 장애물의 재질 및 상태에 따른 장애물이 존재하는 직선의 시점의 감쇠율 데이터를 결정하여, 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 사이의 위치추정에 도움을 줄 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, ＲＦ 기반은 UWB 기술을 의미할 수 있다. UWB는 초광대역을 의미하며 현재 실내에서 주로 사용하는 와이파이 기술이 보통 20MHz의 대역폭을 사용하는데 비해 UWB는 500MHz 이상의 넓은 대역폭을 사용한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 위치측정공작도구 내외부에 UWB 신호를 사용하는 장치인 AP를 설치하고 하나 이상의 기준핀의 태그(Tag)의 UWB신호를 받아 원점기준핀으로부터, 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구을 의미한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 UWB 국제 표준 기술(802.15.4a 규격)을 활용하며 수십cm 이내의 정밀 위치측정이 가능한 기술을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 RF 기반으로 하나 이상의 기준핀으로부터 위치측정공작도구의 대략적인 위치와 방향을 결정하고, 위치측정공작도구와 하나 이상의 기준핀을 적외선 거리측정으로(일 실시적인 예로, 적외선 발산부가 RF 기반의 통신으로 대략적인 위치와 방향을 결정된 위치로 회전하거나, 위치측정공작도구의 적외선 발산부가 회전하는 방식으로) 정밀한 거리측정을 한다. 따라서, RF 기반 및 적외선 거리측정의 데이터를 종합적으로 판단해 원점기준핀으로부터, 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 RF 기반으로 하나 이상의 기준핀으로부터 위치측정공작도구의 대략적인 위치와 방향을 결정하고, 위치측정공작도구와 하나 이상의 기준핀을 하나 이상의 거리 센서로 정밀한 거리측정을 한다. 따라서, 위치와 방향 및 거리측정의 데이터를 종합적으로 판단해 원점기준핀으로부터, 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 거리 센서는 초음파 센서, 적외선 센서, 레이저 센서, 위치 검출 장치(Position Sensitive Device, PSD), 중 선택되는 것을 의미할 수 있으나, 거리를 측정할 수 있는 센서라라는 의미에서, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 거리 센서는 하나의 모듈로서 구비되어, ＲＦ 기반으로부터 하나 이상의 기준핀의 방향과 위치를 전송받으면 상기 하나 이상의 기준핀과 하나 이상의 거리 센서가 일직선이 되도록 자동으로 회전운동하고, 그 이후, 거리측정을 하는 하나 이상의 거리 센서를 의미한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 베터리를 구비할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 일체형으로 조립되어 보관되며, 사용시 하나 이상의 기준핀을 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로부터 탈착하여 사용한다. 본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀과 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는 일체형으로 조립되어 보관시 하나 이상의 기준핀은 위치측정공작도구로부터 전기를 충전할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 위치측정공작도구는 자, 레벨기, 등 공작작업을 수행하는 도구들을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 위치측정공작도구는 도로건설을 할때 구비되는 콘크리트커팅기, 드릴기, 등 공작작업을 수행하는 도구들을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀은 두개 또는 세개의 기준핀을 구비할 수 있으며, 두개의 기준핀일 경우에는 두개의 기준핀 사이의 거리를 x축 또는 y축으로 환산하여 위치측정공작도구의 거리를 추정하며, 세개의 기준핀일 경우에는 원점기준핀, x축 기준핀, y축 기준핀으로 구분하여, 정확한 좌표축을 환산할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 두개의 기준핀일 경우에는 원점기준핀, x축 기준핀, 으로 구분하여, 정확한 좌표축을 환산하며, 위치측정공작도구가 원점기준핀으로부터의 거리, x축 기준핀으로부터의 거리, 로 구성되는 2개의 거리값을 싸인/코싸인의 법칙 및 피타고라스 정의을 이용하여, 정확한 xy좌표값을 환산할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 세개의 하나 이상의 기준핀일 경우에는 원점기준핀, x축 기준핀, y축 기준핀으로 구분하여, 정확한 좌표축을 환산하며, 위치측정공작도구가 원점기준핀으로부터의 거리, x축 기준핀으로부터의 거리, y축 기준핀으로부터의 거리, 로 구성되는 3개의 거리값을 싸인/코싸인의 법칙 및 피타고라스 정의을 이용하여, 정확한 xy좌표값을 환산할 수 있다...........

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구는,

하나 이상의 기준핀을 기점으로 위치측정공작도구를 구비하되,

RF 기반으로 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리와 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 구비한다.

RF 기반으로 위치측정공작도구의 위치와 방향을 결정하고, 하나 이상의 기준핀과 위치측정공작도구 사이의 거리를 하나 이상의 거리 센서로 정밀한 거리측정을 수행하는 단계; 및

위치와 방향 및 거리측정의 데이터를 종합적으로 위치판단부에서 검토하여, 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리와 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구를 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, RF 기반은

하나 이상의 기준핀과 위치측정공작도구 사이의 거리에 장애물이 존재하지 않을때,

상기 하나 이상의 기준핀이 위치측정공작도구로부터 장애물이 존재하지 않는 직선의 시점의 감쇠율 데이터를 제공받는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, RF 기반은

하나 이상의 기준핀과 위치측정공작도구 사이의 거리에 장애물이 존재할때,

상기 하나 이상의 기준핀이 위치측정공작도구로부터 장애물의 재질 및 상태에 따른 장애물이 존재하는 직선의 시점의 감쇠율 데이터를 제공받는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, RF 기반은

수신신호세기 기반의 거리측정, 왕복전달시간 기반의 거리측정, 중 선택되는 방법; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 거리와 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 단계는

거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 거리 센서는

하나 이상의 초음파 센서, 적외선 센서, 레이저 센서, 위치 검출 장치(Position Sensitive Device, PSD), 중 선택되는 것; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 하나 이상의 기준핀은
a. 원점기준핀과 x축기준핀,
b. 원점기준핀과 y축기준핀,
c. 원점기준핀과 x축기준핀과 y축기준핀,
, 로 구성되는 상기 a 내지 c 중 선택되는 것을 의미하는 것; 을 특징으로 한다.

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본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 일면에서 상세하게 서술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 일면에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다.

여기서 채용된 용어 및 표현들은 발명의 상세한 설명의 용어로써 사용되나 의미를 제한하는 것은 아니며, 설명되거나 도시된 특징과의 임의의 등가물의 용어나 표현을 제한할 의도는 없다. 다만, 본 발명의 청구된 범위 안에서 다양한 변형들이 가능하다. 그러므로, 본 발명이 몇몇 바람직한 실시예들에 의해 개시되었음에 불구하고 대표적 실시예 및 선택적 특징들, 여기서 개시된 개념의 수정 및 변화가 종래 기술등에 의해 재분류될 수 있다고 이해되어야 하며, 이러한 수정 및 변화들은 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 안에서 고려될 수 있다.

여기서 제공된 특정 실시예는 본 발명의 유용한 실시예의 예시이고, 본 발명이 장치들, 장치 구성요소들, 방법단계들의 많은 변화들을 사용하여 수행되어질 수 있다는 것은 명백하다.

본 발명의 유용한 실시예는 다양한 선택적 구성 및 절차 구성요소 및 단계들을 포함할 수 있다.

여기서 치환된 구성요소들이 개시될 때, 그것은 모든 하위 그룹 및 그룹의 모든 개별 멤버들이 각각 개시된 것으로 이해되어야 한다.

여기서 마쿠쉬 그룹 또는 다른 그룹들이 사용될 때, 상기 그룹의 모든 개별 멤버들 및 모든 조합과 상기 그룹의 가능한 하위 조합은 개시된 범위 안에서 개별적으로 포함된다.

여기서 개시되거나 설명된 구성요소의 구체적인 명칭은 본 발명이 속하는 기술분야의 일반적 기술을 가진자가 같은 구성요소의 물질이나 구성요소의 구체적인 명칭을 다르게 부를 수도 있는 점에서 임의의 예시로서 불려질 수 있다.

여기서 개시된 설명에 포함된 설명의 범위, 하위 범위, 포함범위 내의 개별 값들은 여기서 청구된 청구항에는 나타나지 않을 수 있다고 이해되어질 수 있다.

본 발명의 한 실시형태에서, 본 발명의 내용은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 레벨에서 설명되었다.

본 발명의 한 실시형태에서, 범위, 하위 범위, 포함범위로 설명된 본 발명은, 본 발명의 설명의 범위내에서 실현될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명을 실시하기위한 다양한 방법들이 과도한 실험에 기대지 않고도 본 발명의 실시에 채용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 임의의 방법들 및 기능적으로 등가인 알려진 모든 기술들은 본 발명의 한 실시형태에서, 포함되어질 수 있다.

이상, 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 내용에 한정되지 않으며, 여러 가지 하나 이상의 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다.

또한 적당하게 도식적으로 설명된 본 발명은 임의의 구성요소 또는 구성요소들, 상세하게 개시되지 않은 제한 또는 제한들이 없는 경우에도 실현될 수 있다.

임의의 방법들의 기능적으로 등가인 알려진 모든 기술들은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있다.

100 : 원점기준핀
100x : x축 기준핀
100y : y축 기준핀
200 : 위치측정공작도구
210 : 위치측정공작도구의 출력부
220 : 위치측정공작도구의 거리센서모듈

Claims

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위치지원노드 및 RF 송신노드를 구비한 위치지원이 구비된 하나 이상의 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구로서,
위치지원과 RF 신호를 송수신하는 통신부, 및
상기 위치지원의 위치지원노드로부터 수신된 위치정보 및 상기 RF 송신노드로부터 수신된 RF 신호에 기초하여 선정된 기준 위치지원으로부터 수신신호세기를 측정하는 신호 측정부, 및
상기 신호 측정부에서 측정된 수신신호세기 및 하나 이상의 기준핀이 구비되는 2차원 내지 3차원 공간내에 위치한 장애물의 상태에 따라 수신신호세기 기반의 거리측정, 왕복전달시간 기반의 거리측정, 중 선택되는 것을 이용하여 상기 기준 위치지원에 구비된 RF 송신노드와 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구 사이의 거리를 산출하는 거리측정부, 및
상기 거리측정부에서 산출된 거리정보를 이용하여 상기 하나 이상의 기준핀이 구비되는 2차원 내지 3차원 공간내에서 상기 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구의 위치를 예측하는 위치 추정부가 구비된 위치판단부, 및
입력부, 및
위치판단부에서 판단되는 거리, 방향, 각도, 좌표값이 출력되는 출력부, 및
하나 이상의 거리 센서; 를 포함하되,
상기 하나 이상의 기준핀은 원점기준핀을 포함하는 둘 이상의 기준핀; 을 의미하고,
상기 거리 센서는 적외선 센서, 레이저 센서 중 선택되는 것; 을 특징으로 하며,

RF 기반으로 위치측정공작도구의 위치와 방향을 결정하고, 하나 이상의 기준핀과 위치측정공작도구 사이의 거리를 하나 이상의 거리 센서로 거리측정을 수행하되,
위치와 방향 및 거리측정의 데이터를 종합적으로 위치판단부에서 검토하여, 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리와 각도, 방향, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하는 것; 을 특징으로 하여,

2차원 내지 3차원 공간상내에 장애물이 존재 할 경우에도 RF 기반으로 원점기준핀으로부터 위치측정공작도구까지의 거리, 방향, 각도, 좌표값을 위치측정공작도구의 출력부에 출력하며, 더하여 사용자가 2차원 내지 3차원 공간상에 작도를 하지 않더라도 공작작업을 수행 할 수 있는 것; 을
특징으로 하는 기준핀을 기점으로 한 ＲＦ 기반의 위치측정공작도구
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