KR19990040012U - Movement amount measuring device using Doppler frequency and its environmental control device - Google Patents
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Abstract
본 고안은 도플러 주파수를 이용한 이동량 측정 장치 및 그를 이용한 환경제어 장치에 관한 것으로서, 도플러 주파수를 이용한 이동량 측정장치는, 소정의 물체를 향해 소정 주파수의 반송파를 출력하는 반송파 발생부; 반송파 발생부에서 출력된 반송파가 소정의 물체에 맞아 반사되는 반향파를 수신하는 반향파 수신부; 반송파 발생부에서 출력한 반송파 및 반향파 수신부에서 수신한 반향파를 믹싱(mixing)하여 도플러 주파수를 검출하는 믹서부; 및 도플러 주파수를 카운트하고, 그에 따른 도플러 효과를 이용한 소정의 방식에 따라 물체의 거리 및 이동량을 판단하는 카운트 제어부를 구비한다.The present invention relates to a moving amount measuring apparatus using a Doppler frequency and an environmental control apparatus using the same, the moving amount measuring apparatus using the Doppler frequency, the carrier generating unit for outputting a carrier of a predetermined frequency toward a predetermined object; An echo wave receiver for receiving an echo wave reflected by a carrier wave output from the carrier generator to a predetermined object; A mixer unit which detects the Doppler frequency by mixing a carrier wave output from the carrier generator and an echo wave received by the echo receiver; And a count control unit for counting the Doppler frequency and determining the distance and the movement amount of the object according to a predetermined method using the Doppler effect.
본 고안에 의하면, 특별한 장치나 인력을 소모하지 않고 소정 환경내 소정 물체의 동적인 상태를 알 수 있고, 그에 따라 해당 환경에 관한 제어를 용이하게 할 수 있다.According to the present invention, it is possible to know the dynamic state of a given object in a predetermined environment without consuming a special device or manpower, thereby facilitating control of the environment.
Description
본 고안은 물체 이동 감지 및 그를 이용한 환경 제어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도플러 주파수의 검출 기술을 적용하여 물체의 이동량을 측정하는 도플러 주파수를 이용한 이동량 측정장치 및 그에 따른 환경제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to object movement detection and environmental control using the same. More particularly, the present invention relates to a movement amount measuring apparatus using Doppler frequency to measure the amount of movement of an object by applying a Doppler frequency detection technique, and an apparatus for controlling the environment.
종래에는 주변의 환경을 이용하여 소정의 작업을 수행할 때, 그 주변 환경을 사람이 직접 확인하여 그 환경 공간안에 소정의 물체가 있는지의 여부등을 파악하거나, 기계적으로 확인한 후 작업을 수행하였다. 이 때 인력과 장비의 손실이 발생하였다.Conventionally, when a predetermined work is performed using the surrounding environment, a person directly checks the surrounding environment to determine whether there is a predetermined object in the environment space, or mechanically, and then performs the work. This caused a loss of manpower and equipment.
도 1은 종래의 환경 제어 시스템의 일실시예를 도시한 것이다. 원하는 환경의 조건이 설정된 환경 조건 설정부(100), 온도나 밝기등 환경 상태를 감지하는 센서부(110), 설정된 환경 조건에 따라 환경을 제어하는 제어부(120) 및 제어부(120)의 명령에 따라 실질적인 제어 동작을 수행하는 조정부(130)로 구성된다. 이와 같은 시스템에서는 환경의 정적인 상태에 대해 기계적인, 즉 여기서는 센서부(110)에 해당하는 장치를 사용하여 환경 상태를 감지한 후 소정의 설정 조건에 맞게 환경 제어가 이뤄진다. 환경 상태를 감지하는 센서와 같은 장치는 매우 예민하고 수명이 짧기 때문에 그에 따른 환경 제어시 애로사항으로 작용할 수 있다.1 illustrates one embodiment of a conventional environmental control system. Environmental condition setting unit 100 is set to the desired environmental conditions, the sensor unit 110 for detecting the environmental conditions such as temperature or brightness, the control unit 120 and the command of the control unit 120 to control the environment in accordance with the set environmental conditions Accordingly, the control unit 130 is configured to perform a substantial control operation. In such a system, an environmental control is performed according to a predetermined setting condition after detecting an environmental state using a device corresponding to the static state of the environment, that is, a device corresponding to the sensor unit 110. Devices such as sensors that detect environmental conditions are very sensitive and have a short lifespan, which can be a challenge in controlling the environment.
본 고안이 이루고자하는 기술적 과제는 도플러 효과를 이용하여 제한된 공간내 물체의 움직임을 파악하는 도플러 주파수를 이용한 이동량 측정장치 및 그에 따른 환경제어장치를 제공하는데 있다SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a moving amount measuring device using Doppler frequency and an environmental control device according to the Doppler frequency, which detect the movement of an object in a limited space using the Doppler effect.
도 1은 종래의 환경 제어 시스템의 일실시예를 도시한 것이다.1 illustrates one embodiment of a conventional environmental control system.
도 2는 본 고안의 도플러 효과를 이용한 이동량 측정장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a movement amount measuring apparatus using the Doppler effect of the present invention.
도 3은 본 고안의 도플러 주파수를 이용한 환경제어장치의 구성도이다.3 is a configuration diagram of an environmental control apparatus using the Doppler frequency of the present invention.
상기 과제를 해결하기 위한, 도플러 주파수를 이용한 이동량 측정장치는, 소정의 물체를 향해 소정 주파수의 반송파를 출력하는 반송파 발생부; 상기 반송파 발생부에서 출력된 반송파가 소정의 물체에 맞아 반사되는 반향파를 수신하는 반향파 수신부; 상기 반송파 발생부에서 출력한 반송파 및 상기 반향파 수신부에서 수신한 반향파를 믹싱(mixing)하여 도플러 주파수를 검출하는 믹서부; 및 상기 도플러 주파수를 카운트하고, 그에 따른 도플러 효과를 이용한 소정의 방식에 따라 상기 물체의 거리 및 이동량을 판단하는 카운트 제어부를 구비한다.In order to solve the above problems, a moving amount measuring apparatus using a Doppler frequency, the carrier generating unit for outputting a carrier of a predetermined frequency toward a predetermined object; An echo receiver for receiving an echo wave reflected by a carrier output from the carrier generator to a predetermined object; A mixer unit which detects a Doppler frequency by mixing a carrier wave output from the carrier generator and an echo wave received by the echo receiver; And a count control unit for counting the Doppler frequency and determining the distance and the movement amount of the object according to a predetermined method using the Doppler effect.
상기 반송파가 주파수 w, 진폭 A의 웨이브일 때, 상기 반향파는 아래의 수학식 1과 같이 손실 G를 가지는,When the carrier is a wave of frequency w, amplitude A, the echo has a loss G as shown in Equation 1 below.
로 나타내지며, 이에 따라 상기 믹서부에서 반향파 및 반송파를 믹싱하여 검출하는 검출파는 아래의 수학식 2와 같이,The detection wave detected by mixing the echo wave and the carrier wave in the mixer is according to Equation 2 below.
구해져서 도플러 주파수 wd를 얻음이 바람직하다.It is desirable to obtain and obtain the Doppler frequency wd.
상기 과제를 해결하기 위한, 도플러 주파수를 이용한 환경 감지 제어 장치는, 소정의 물체를 향해 반송파를 출력하고, 상기 물체로부터 반사된 반향파를 수신하여 상기 반송파 및 반향파를 믹싱하여 그로부터 도플러 주파수를 얻는 도플러 주파수 산출부; 상기 도플러 주파수 산출부의 도플러 주파수로부터 도플러 효과를 이용한 소정 방식에 따라 상기 물체의 거리 및 이동량을 산출하는 이동량 산출부; 상기 거리 및 이동량을 참조하여 상기 물체가 속한 소정 환경에 대해 소정의 제어를 수행하는 제어부를 구비한다.In order to solve the above problems, an environmental sensing control apparatus using a Doppler frequency outputs a carrier wave toward a predetermined object, receives a reflected wave reflected from the object, mixes the carrier wave and the echo wave, and obtains a Doppler frequency therefrom. Doppler frequency calculator; A moving amount calculating unit calculating a distance and a moving amount of the object according to a predetermined method using a Doppler effect from the Doppler frequency of the Doppler frequency calculating unit; And a controller configured to perform predetermined control on a predetermined environment to which the object belongs by referring to the distance and the movement amount.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 고안의 도플러 효과를 이용한 이동량 측정장치의 구성도로서, 소정의 환경내에서 물체의 이동여부를 알 수 있는 이동량 측정장치는 반송파 발생부(200), 반향파 수신부(210), 믹서(mixer)부(220) 및 카운트 제어부(230)를 구비한다. 반송파 발생기(200)는 소정 환경내의 물체의 움직을 알기 위해 그 물체를 향해 방출되는 파이며, 그 파는 상기 소정 환경내의 물체가 생물일 경우일 때에는 초음파를 사용하고, 무생물인 경우에는 전자파를 사용한다. 반향파 수집기(210)는 반송파 발생기(200)에서 전송한 웨이브가 소정의 물체에 맞아 반사된 파를 수신하여, 수신한 웨이브로부터 도플러 주파수를 검출한다. 반송파의 주파수를 w, 진폭을 A로 하고 반향파의 도플러 주파수를 wd, 반향시의 손실을 G로 하면, 반향파는 상기의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 믹서(220)는 반송파와 반향파를 믹싱하는 장치로서, 반향파와 반송파를 믹싱하여, 상기의 수학식 2와 같은 검출파를 얻는다. 이 때, A는 장치자체의 성능이고, G는 자유공간에서의 손실로서, 이미 알고 있는 상수이며, 여기서는 wd만을 검출하여 도플러 효과에 따른 물체 이동량을 산출한다. 카운트 제어부(230)는 이 wd를 클록으로 사용하는 리셋 카운터 회로를 구비하여 도플러 주파수를 카운트하고 이렇게 얻어진 도플러 주파수에 따른 도플러 효과를 이용한 소정의 방식을 사용하여 소정 환경내의 물체의 유무 및 거리, 또는 그 이동량을 파악하여 그에 따른 환경 제어를 수행한다.2 is a block diagram of a moving amount measuring device using the Doppler effect of the present invention, the moving amount measuring device that can know whether the moving object in a predetermined environment is a carrier generator 200, echo receiver 210, mixer and a mixer 220 and a count controller 230. The carrier generator 200 is a wave emitted toward the object in order to know the movement of the object in a predetermined environment, and the wave uses ultrasonic waves when the object in the predetermined environment is a living organism, and uses electromagnetic waves in the case of inanimate things. . The echo collector 210 receives a wave reflected by a wave transmitted from the carrier generator 200 by a predetermined object and detects a Doppler frequency from the received wave. If the frequency of the carrier is w, the amplitude is A, the Doppler frequency of the echo is wd, and the loss at the time of the echo is G, the echo can be expressed as in Equation 1 above. The mixer 220 is a device for mixing a carrier wave and an echo wave, and mixes the echo wave and the carrier wave to obtain a detection wave as shown in Equation 2 above. At this time, A is the performance of the device itself, G is a loss in free space, which is a known constant. The count control unit 230 includes a reset counter circuit that uses this wd as a clock to count the Doppler frequency and use a predetermined method using the Doppler effect according to the Doppler frequency thus obtained to determine the presence and distance of an object in a predetermined environment, or The amount of movement is identified and environmental control is performed accordingly.
도 3은 본 고안의 도플러 주파수를 이용한 환경 감지 제어 장치의 구성도로서, 도플러 주파수를 이용한 환경 감지 제어 장치는 도플러 주파수 산출부(300), 이동량 산출부(310) 및 제어부(320)를 구비한다. 도플러 주파수 산출부(300)는 도 2에서와 동일한 원리로, 소정의 물체를 향해 반송파를 출력하여 그 물체로부터 반사된 반향파를 수신하고 상기 반송파 및 반향파를 믹싱하여 그로부터 도플러 주파수를 얻는다. 이동량 산출부(310)는 상기 도플러 주파수 산출부(300)에서 얻은 도플러 주파수로부터 소정 물체의 이동량을 판단할 수 있다. 이는 도플러 효과의 응용으로부터 가능하게 된다. 제어부(320)는 이동량 산출부(310)에서 얻은 물체의 이동량이나 유무의 결과에 따라 상기 물체가 속한 소정 환경에 대해 소정의 제어를 수행한다.3 is a configuration diagram of an environmental sensing control apparatus using a Doppler frequency according to the present invention, and the environmental sensing control apparatus using the Doppler frequency includes a Doppler frequency calculator 300, a movement amount calculator 310, and a controller 320. . The Doppler frequency calculator 300 outputs a carrier toward a predetermined object, receives a reflected wave reflected from the object, and mixes the carrier wave and the reflected wave to obtain a Doppler frequency therefrom. The movement amount calculator 310 may determine the movement amount of a predetermined object from the Doppler frequency obtained by the Doppler frequency calculator 300. This is made possible by the application of the Doppler effect. The controller 320 performs a predetermined control on a predetermined environment to which the object belongs, according to the result of the movement amount or presence of the object obtained by the movement amount calculating unit 310.
본 고안에 의하면, 특별한 장치나 인력을 소모하지 않고 소정 환경내 소정 물체의 동적인 상태를 알 수 있고, 그에 따라 해당 환경에 관한 제어를 용이하게 할 수 있다.According to the present invention, it is possible to know the dynamic state of a given object in a predetermined environment without consuming a special device or manpower, thereby facilitating control of the environment.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100774936B1 (en) * | 2000-05-02 | 2007-11-08 | 후지필름 가부시키가이샤 | Dynamic change detecting method, dynamic change detecting apparatus and ultrasonic diagnostic apparatus |
| KR101144072B1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-05-24 | 한국표준과학연구원 | Measurement system and method for speed checker and recording medium thereof |
| KR101238321B1 (en) * | 2011-05-20 | 2013-03-04 | 국민대학교산학협력단 | Object distance measuring system |
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1998
- 1998-04-23 KR KR2019980006503U patent/KR19990040012U/en not_active Application Discontinuation
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