KR20010109379A - Apparatus for measuring Pointing Angle of mobile terminal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 특히 지자기 센서를 이용하여 이동 단말기의 지향 방위를 측정하는데 적당하도록 한 이동 단말기의 지향 방위 측정 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 이동 단말기의 지향 방위 측정 장치는 이동 단말기에 설치되어 이 이동 단말기가 지구 자기장의 진행방향과 일치되는 정도에 따라 다른 전압 값을 출력하는 지자기 센서와, 상기 지자기 센서의 출력 전압으로부터 상기 이동 단말기가 지구 자기장의 진행방향과 이루는 각을 측정하는 마이크로 프로세서로 구성된다. 따라서, 기지국 신호가 잡히지 않거나, 이동 단말기가 이동하지 않더라도 이동 단말기에 내장된 지자기 센서로부터 이동 단말기가 지향하고 있는 방위를 알 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile terminal, and more particularly, to an apparatus for measuring orientation of a mobile terminal, which is adapted to measure the orientation of a mobile terminal using a geomagnetic sensor. Such a device for measuring the orientation of a mobile terminal according to the present invention includes a geomagnetic sensor installed in the mobile terminal and outputting a different voltage value according to the degree of coincidence with the traveling direction of the earth's magnetic field, and the output voltage of the geomagnetic sensor. And a microprocessor for measuring the angle formed by the mobile terminal with the traveling direction of the earth's magnetic field. Therefore, even if the base station signal is not caught or the mobile terminal does not move, it is possible to know the direction that the mobile terminal is facing from the geomagnetic sensor embedded in the mobile terminal.
Description
본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 특히 지자기 센서를 이용하여 이동 단말기의 지향방위를 측정하는데 적당하도록 한 이동 단말기의 지향 방위 측정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile terminal, and more particularly, to an apparatus for measuring orientation of a mobile terminal, which is adapted to measure the orientation of the mobile terminal using a geomagnetic sensor.
일반적으로 무선 측위는 전파가 전파하는 시간에 속력을 곱해서 이동거리를 구하는 원리에 따라 전파로 거리를 구해 위치를 찾는 것이다. 그 중 네트워크 기반 측위 서버는 셀룰러 시스템에서 휴대폰과 위치가 알려져 있는 3개 이상의 기지국 사이의 거리를 무선 측위 방식으로 측정하여 기지국들에 상대적인 휴대폰의 위치를 구한 후, 휴대폰의 위치를 지도좌표로 표시하는 방식이다.In general, the wireless positioning is to find the position by calculating the distance to the radio wave according to the principle of multiplying the speed of the radio wave by the speed to find the travel distance. Among them, the network-based positioning server calculates the location of the mobile phone relative to the base stations by measuring the distance between the mobile phone and three or more base stations in which the cellular system is known in a cellular system, and then displays the location of the mobile phone in map coordinates. That's the way.
이 무선 측위 방식이 널리 알려진 GPS(Global Positioning System)와는 다른 것은, 인공위성의 신호가 아닌 기지국의 신호로 휴대폰 단말기의 위치를 구한다는 것이다.Unlike the widely known Global Positioning System (GPS), the radio positioning method finds the position of a mobile phone terminal by a signal of a base station instead of a satellite signal.
따라서, 상기 네트워크 기반 측위 서버를 이용하여 휴대폰이 향하고 있는 방향을 측정하는 것은 특정시간 동안에 휴대폰이 이동한 위치좌표를 저장했다가 특정시간마다 분석하여 그 궤적이 향하는 방향을 계산하는 것으로 이루어진다.Therefore, measuring the direction the mobile phone is facing by using the network-based positioning server consists of storing the position coordinates of the mobile phone movement during a specific time and analyzing the data at every specific time to calculate the direction of the trajectory.
그러므로, 도 1에서와 같이 네트워크 기반 측위 서버에서의 이동 단말기의 지향 방위 측정은 네트웍 기반 측위 서버(101)에서 전송되는 이동 단말기의 위치정보를 별도의 이동 단말기(100) 내부 메모리(102)에 저장해 두었다가 특정시간마다 같은 이동 단말기(100) 내부에 설치된 마이크로 프로세서(103)의 방향 결정 알고리즘에 대입하여 현재 이동하는 이동 단말기가 향하고 있는 지향 방위를 결정한다.Therefore, as shown in FIG. 1, the orientation orientation measurement of the mobile terminal in the network-based positioning server stores the location information of the mobile terminal transmitted from the network-based positioning server 101 in a separate mobile terminal 100 internal memory 102. In order to determine the orientation of the mobile terminal that is currently moving, the mobile terminal 100 is inserted into the direction determination algorithm of the microprocessor 103 installed in the same mobile terminal 100 at a specific time.
이 지향 방위는 각 기지국의 위치에 상대적인 것이므로 이미 알려져 있는 기지국의 위치와 함께 계산하여, 이동 단말기의 지향 방위를 결정한다.Since this orientation is relative to the position of each base station, it is calculated together with the position of the base station which is already known, and determines the orientation of the mobile terminal.
그러나 이와 같은 종래 기술에 따른 이동 단말기의 지향 방위 측정은 기지국에서 이동 단말기로 송신하는 신호를 이용한 무선측위 방식으로 구한 이동 단말기 위치좌표를 일정시간마다 비교하여 이동 단말기의 지향 방위를 구하므로, 기지국의 신호가 닿지않는 환경에서는 이동 단말기의 지향 방위를 결정할 수 없다.However, the conventional orientation measurement of the mobile terminal according to the prior art compares the mobile terminal position coordinates obtained by a radio positioning method using a signal transmitted from the base station to the mobile terminal at a predetermined time to obtain the orientation of the mobile terminal. In a signal-free environment, the orientation of the mobile terminal cannot be determined.
또한, 이전에 이동한 위치좌표가 현재 위치좌표와 틀려야만 방위결정이 가능하므로, 이동 단말기 사용자가 한 장소에 정지해 있는 경우는 이동 단말기 사용자가 향하는 방위를 알 수 없다.In addition, since orientation determination is possible only when the previously moved position coordinate is different from the current position coordinate, when the mobile terminal user is stopped at one place, the orientation to which the mobile terminal user faces is not known.
따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 기지국의 송신신호를 사용하지 않고도 지향방위 측정이 가능한지자기 센서가 결합된 이동 단말기의 지향 방위 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, to provide a direct orientation measuring device of a mobile terminal combined with a geomagnetic sensor capable of direct orientation measurement without using the transmission signal of the base station. It is for.
본 발명의 다른 목적은 이동 단말기가 이동하지 않아도 이동 단말기의 방위 측정이 가능하도록 하는 지자기 센서가 결합된 이동 단말기의 지향 방위 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a device for measuring the orientation of a mobile terminal in which a geomagnetic sensor is coupled so that the orientation of the mobile terminal can be measured even if the mobile terminal does not move.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치상 특징에 따르면, 이동 단말기에 설치되어 이 이동 단말기가 지구 자기장의 진행방향과 일치되는 정도에 따라 다른 전압 값을 출력하는 지자기 센서와, 상기 지자기 센서의 출려값을 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭된 신호를 디지털 신호를 변환시키기 위한 아날로그 디지털 변환기와, 상기 디지털 신호를 인코딩하기 위한 디지털 신호 처리기와, 상기 지자기 센서의 출력값으로부터 상기 이동 단말기가 지구 자기장의 진행방향과 이루는 각을 측정하는 마이크로 프로세서로 구성된다.According to an apparatus feature of the present invention for achieving the above object, the geomagnetic sensor is installed in the mobile terminal and outputs a different voltage value depending on the degree of coincidence with the traveling direction of the earth magnetic field, and the geomagnetic sensor An amplifier for amplifying the output value of the digital signal, an analog-to-digital converter for converting the amplified signal into a digital signal, a digital signal processor for encoding the digital signal, and an output value of the geomagnetic sensor. It consists of a microprocessor that measures the angle between the direction of travel.
바람직하게, 상기 디지털 신호 처리기의 출력 신호는 버스 마스터링 서브 시스템을 통과하여 상기 마이크로 프로세서에 입력되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the output signal of the digital signal processor is input to the microprocessor through a bus mastering subsystem.
그러므로, 상기 버스 마스터링 서브 시스템은 상기 디지털 신호 처리기의 출력 신호 라인과 다른 신호 라인을 선택적으로 제어하는 인버터와, 상기 인버터의 제어에 따라 상기 디지털 신호 처리기의 출력 신호 라인과 다른 신호 라인을 스위칭하는 복수의 트랜지스터(transitor)로 구성된다.Therefore, the bus mastering subsystem may include an inverter for selectively controlling a signal line different from the output signal line of the digital signal processor, and switching a signal line different from the output signal line of the digital signal processor under control of the inverter. It consists of a plurality of transistors.
도 1은 종래 기술에 따른 이동 단말기 지향 방위 측정 장치를 나타낸 도면.1 is a view showing a mobile terminal orientation bearing device according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따라 이동 단말기에 설치되는 지자기 센서의 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram of a geomagnetic sensor installed in a mobile terminal according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 이동 단말기의 지향 방위를 측정하기 위한 장치를 나타낸 도면.3 shows an apparatus for measuring the orientation of a mobile terminal according to the invention.
도 4는 본 발명에 따른 지자기 센서의 출력 신호가 증폭기에 입력되기전 통과하는 주변 장치를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a peripheral device passing before the output signal of the geomagnetic sensor according to the present invention is input to the amplifier.
도 5는 본 발명에 따라 도 3에 도시된 디지털 신호 처리기의 출력신호를 마이크로 프로세서에 입력시키는 과정을 나타낸 도면.FIG. 5 illustrates a process of inputting an output signal of the digital signal processor shown in FIG. 3 to a microprocessor according to the present invention; FIG.
도 6은 본 발명에 따른 도 5에 도시된 버스 마스터링 서브 시스템 장치의 일 예를 나타낸 도면.6 is a view showing an example of the bus mastering subsystem device shown in FIG. 5 according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 이동 단말기의 지향 방위 측정 절차를 나타낸 흐름도.7 is a flowchart illustrating a procedure for measuring the orientation of a mobile terminal according to the present invention.
도 8a는 본 발명에 따른 증폭기의 출력값을 나타낸 그래프Figure 8a is a graph showing the output value of the amplifier according to the present invention
도 8b는 본 발명에 따른 도 8a에 도시된 증폭기의 출력값에 따른 지구 자기장의 진행 방향과 이동 단말기의 지향 방위를 나타낸 그래프.8B is a graph showing the direction of travel of the earth's magnetic field and the orientation of the mobile terminal according to the output value of the amplifier shown in FIG. 8A according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
301, 501 : 지자기 센서301, 501: Geomagnetic Sensor
302 : 아날로그 디지털 변환기302: analog to digital converter
303 : 디지털 신호 처리기303: Digital Signal Processor
304,503 : 마이크로 프로세서304,503: Microprocessor
502 : 버스 마스터링 서브시스템502: bus mastering subsystem
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a configuration and an operation according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따라 이동 단말기에 설치되는 지자기 센서의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a geomagnetic sensor installed in a mobile terminal according to the present invention.
본 발명에 따라 이동 단말기에 설치된 지자기 센서는 각각의 지자기를 감지할 수 있는 센서소자(GMR)를 이용하여 지구의 자기북극과 자기남극으로 흐르는 지자기를 감지해 그 세기의 변화를 아날로그 신호로 출력한다. 이 출력을 계산해 보면 이동 단말기가 향하고 있는 방향을 알 수 있으며, 자북과 실제의 북쪽의 차이는 수치화 되어 있으므로 이 차이값을 보상하여 실제 지도 좌표에 그 이동 단말기의 지향 방위를 나타내는 것이 가능하다.According to the present invention, the geomagnetic sensor installed in the mobile terminal senses the geomagnetism flowing to the magnetic north pole and the magnetic south pole of the earth by using a sensor element (GMR) capable of detecting each geomagnetism, and outputs the change in intensity as an analog signal. By calculating this output, it is possible to know the direction that the mobile terminal is facing. Since the difference between the magnetic north and the actual north is digitized, it is possible to compensate for this difference and indicate the orientation of the mobile terminal in the actual map coordinates.
그러므로, 도 2에서와 같이 본 발명에 따라 이동 단말기에 설치된 지자기 센서는 지자기를 감지할 수 있는 지자기 감지 저항(Giant Magneto Resistive; 202~205) 4개가 휘트스톤 브릿지(Wheat Stone Bridge) 모양으로 연결되어 있다. 그리고, 이러한 지자기 센서는 전원(201)과 접지(206)에 각각 연결되어 있으며, 두 개의 출력단자들(Vout1, Vout2;207,208)을 갖는다.Therefore, the geomagnetic sensor installed in the mobile terminal according to the present invention, as shown in Figure 2 is connected to four of the magnetism (Giant Magneto Resistive) (202 ~ 205) that can detect the geomagnetism in the shape of Wheatstone Bridge have. The geomagnetic sensor is connected to a power supply 201 and a ground 206, respectively, and has two output terminals V out1 and V out2 ;
여기에서 상기 지자기 감지 저항(GMR,202~205)들은 특정방향으로 흐르는 자기장에 의해 저항값이 하이(High)에서 로(low)로 선형 변환하는 장치들이다.The geomagnetic sensing resistors GMR 202 to 205 are devices that linearly convert a resistance value from high to low by a magnetic field flowing in a specific direction.
즉, 이 4개의 지자기 감지 저항(GMR,202~205)들이 각기 한 방향으로의 지자기 흐름을 감지하여 자신의 저항값을 하이(High)에서 로(low) 상태로 변화시키며, 이 변화하는 값에 따라 2개의 출력값(Vout1, Vout2;207,208)도 변화한다. 따라서, 이두 출력값(Vout1, Vout2;207,208)으로부터 이동 단말기가 자기 북극과 자기 남극에 대해서 어느 방향을 가리키고 있는지 알 수 있다.That is, these four geomagnetic sensing resistors (GMR) 202 to 205 sense the geomagnetic flow in one direction and change their resistance value from high to low. Accordingly, the two output values V out1 and V out2 ; 207,208 also change. Therefore, it is possible to know from which two output values (V out1 , V out2 ; 207,208) the mobile terminal is pointing toward the magnetic north pole and the magnetic south pole.
이하 각각의 지자기 감지 저항들은 GMR1(202),GMR2(203), GMR3(204), GMR4(205)로 지칭하며, GMR1(202)과 GMR4(205)와, GMR2(203)와 GMR3(204)은 각각 서로 마주하며, GMR1(202)은 GMR3(204)과, GMR2(203)는 GMR4(205)와 서로 이웃한다. 또한 제1 출력값 Vout1은 GMR1(202)과 GMR3(204)과 연결되어 출력되는 값이며, 제2 출력값 Vout2는 GMR2(203)와 GMR4(205)와 연결되어 출력되는 값이다.Hereinafter, the geomagnetic sensing resistors are referred to as GMR1 202, GMR2 203, GMR3 204, and GMR4 205, and GMR1 202 and GMR4 205, GMR2 203 and GMR3 204, respectively. Are each facing each other, GMR1 202 is adjacent to GMR3 204 and GMR2 203 is adjacent to GMR4 205. In addition, the first output value V out1 is a value output by being connected to the GMR1 202 and the GMR3 204, and the second output value V out2 is a value output by being connected to the GMR2 203 and the GMR4 205.
따라서, 지구의 자기장에 따라 저항값이 변하는 동일한 특성의 GMR 소자(202~205)들이 도 2와 같이 휘트스톤 브릿지(WheatStone Bridge) 모양으로 배치되고, 지구자기의 영향에 의해 GMR1~GMR4(202~205)의 저항값이 변한다면 2개의 출력 전압의 차이도 변화한다.Therefore, the GMR elements 202 to 205 having the same characteristics whose resistance values change according to the earth's magnetic field are arranged in the shape of Wheatstone Bridge as shown in FIG. 2, and GMR1 to GMR4 (202 to 205) are influenced by the earth's magnetic force. If the resistance value of) changes, the difference between the two output voltages also changes.
처음에 휘트스톤 브릿지(WheatStone Bridge)에 지구자기가 영향을 미치지 않는다면 Vout1,Vout2의 값은 0V이다.If at first the geomagnetic does not affect the Wheatstone Bridge, the values of V out1 and V out2 are 0V.
그러나, GMR1,GMR4(202,205)가 지구자기가 흐르는 방향에 가까울수록 Vout1,Vout2의 값은 양의 방향으로 증가한다.However, as GMR1 and GMR4 (202, 205) are closer to the direction in which the earth magnetic flows, the values of V out1 and V out2 increase in the positive direction.
GMR1,GMR4(202,205)가 지구자기가 흐르는 방향과 일치한다면 Vout1,Vout2의 값은 양의 최대가 된다.If GMR1, GMR4 (202, 205) coincides with the direction of the earth's magnetism, the values of V out1 and V out2 become positive maximums.
이와 반대로 GMR2,GMR3(203,204)가 지구자기가 흐르는 방향에 가까울수록Vout1,Vout2의 값은 음의 방향으로 증가한다.On the contrary, as GMR2 and GMR3 (203, 204) are closer to the direction of the Earth's magnetism, the values of V out1 and V out2 increase in the negative direction.
GMR2,GMR3(203,204)가 지구자기가 흐르는 방향과 일치한다면 Vout1,Vout2의 값은 음의 최대가 된다.If GMR2, GMR3 (203, 204) coincides with the direction of the earth's magnetism, the values of V out1 and V out2 become negative maximums.
이러한 원리에 의하여 상기 두 개의 출력값이 양의 최대값 또는 음의 최대값으로부터 얼마나 떨어진 값을 갖는지를 판단하여 이동 단말기의 지향 방위를 측정하게 되는 것이다.By this principle, the orientation of the mobile terminal is measured by determining how far the two output values are from the positive maximum value or the negative maximum value.
상기 도 2에 의한 지자기 센서의 출력신호는 다음 도 3과 같은 장치를 더 포함하여 이동 단말기의 지향 방위를 측정한다.The output signal of the geomagnetic sensor according to FIG. 2 further includes a device as shown in FIG. 3 to measure the orientation of the mobile terminal.
도 3은 본 발명에 따른 이동 단말기의 지향 방위를 측정하기 위한 장치를 나타낸 도면이다.3 is a view showing an apparatus for measuring the orientation of the mobile terminal according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 이동 단말기의 지향 방위를 측정하기 위한 장치는 지자기 센서(301)와, 이 지자기 센서(301)의 출력신호를 증폭하기 위한 증폭기(302)와, 상기 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환기(303)와, 상기 디지털 신호를 인코딩하기 위한 디지털 신호 처리기(304)와, 상기 인코딩된 신호를 제공받아 이동 단말기의 지향 방위를 측정하는 마이크로 프로세서(305)로 구성된다.3, the apparatus for measuring the orientation of the mobile terminal according to the present invention is a geomagnetic sensor 301, an amplifier 302 for amplifying the output signal of the geomagnetic sensor 301, and the amplified An analog-to-digital converter 303 for converting the signal into a digital signal, a digital signal processor 304 for encoding the digital signal, and a microprocessor 305 for receiving the encoded signal and measuring the orientation of the mobile terminal. It is composed of
상기 지자기 센서(301)의 출력 신호는 미약한 신호이므로 증폭기(302)를 이용하여 이 출력 신호를 증폭한다.Since the output signal of the geomagnetic sensor 301 is a weak signal, the output signal is amplified using the amplifier 302.
그리고, 이러한 증폭기(302)에 의해 증폭된 신호는 아날로그 신호이기 때문에 이 출력전압을 사용하기 위해서는 도 3과 같이 아날로그 디지털 변환기(ADC-303)를 이용하여 이 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환시키고, 이 디지털 신호를 디지털 신호 처리기(DSP-304)를 사용하여 인코딩 과정을 거친 뒤 마이크로 프로세서(305)에 입력시킨다.Since the signal amplified by the amplifier 302 is an analog signal, in order to use the output voltage, the amplified signal is converted into a digital signal using an analog-to-digital converter (ADC-303) as shown in FIG. The digital signal is input to the microprocessor 305 after encoding using a digital signal processor (DSP-304).
상기 마이크로 프로세서(305)에 입력된 인코딩 신호는 방향결정 알고리즘에 의해 이동 단말기의 그 지향방위가 구해진다.The encoded direction input to the microprocessor 305 is determined by the orientation algorithm of the mobile terminal.
이와 같은 방향결정 알고리즘은 지자기 센서(301) 출력을 입력으로 하는 증폭기(302)의 출력이 양의 최대값과 음의 최대값중 어느 쪽에 가까운지 비교하면 된다.Such a direction determination algorithm may be compared with which of the positive and negative maximum values the output of the amplifier 302 which takes the output of the geomagnetic sensor 301 is close.
즉, 상기 증폭기(302)의 출력값에 상응하는 방향각이 계산되어지고, 앞서 설명한 바와 같이 두 개의 출력값(Vout1,Vout2)이 양의 최대값(GMR1과 GMR4) 또는 음의 최대값(GMR2와 GMR3)을 갖는 지자기 감지 저항들이 이루는 일직선 방향이 자기장의 진행 방향으로 설정되어 있으므로, 이러한 진행 방향을 기준으로 상기 계산된 방향각을 매핑하면, 이동 단말기의 지향 방위가 측정되어진다.That is, the direction angle corresponding to the output value of the amplifier 302 is calculated, and as described above, the two output values V out1 and V out2 are positive maximum values GMR1 and GMR4 or negative maximum values GMR2. Since the linear direction formed by the geomagnetic sensing resistors with GMR3) is set as the traveling direction of the magnetic field, when the calculated direction angle is mapped based on the traveling direction, the orientation of the mobile terminal is measured.
도 4는 본 발명에 따른 지자기 센서의 출력 신호가 증폭기에 입력되기전 통과하는 주변 장치를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a peripheral device that passes before the output signal of the geomagnetic sensor according to the present invention is input to the amplifier.
앞에서 설명한 바와 같이 상기 지자기 센서(401)는 기본적으로 휘트스톤 브릿지의 출력을 사용하므로 출력핀이 2개에서 4개 사이이다.As described above, since the geomagnetic sensor 401 basically uses the output of the Wheatstone bridge, there are two to four output pins.
출력단자가 2개인 지자기 센서의 경우 2개의 출력을 증폭기(406)의 차동입력으로 인가하여 이 증폭기(406)의 출력 크기를 보고 이동 단말기의 지향 방위 측정이 가능하다.In the case of a geomagnetic sensor having two output terminals, two outputs are applied to the differential inputs of the amplifier 406 to view the output magnitude of the amplifier 406 and to measure the orientation of the mobile terminal.
그러므로, 먼저 상기 Vout1,Vout2의 값을 증폭기(406)의 입력으로 인가하여 증폭하고, 이를 도 3에 도시된 아날로그 디지털 변환기(ADC-302)에 입력시킨다.Therefore, first, the values of V out1 and V out2 are applied to the input of the amplifier 406 and amplified, and are then input to the analog-to-digital converter ADC-302 shown in FIG.
이때, 증폭기(406)의 입력 신호는 제1, 제2, 제3, 제4 저항(402~404)들을 이용한 증폭도에 비례하여 증폭된다.At this time, the input signal of the amplifier 406 is amplified in proportion to the amplification degree using the first, second, third, and fourth resistors 402 to 404.
한편, 지자기 센서 중에는 아날로그 디지털 변환기(ADC)와 디지털 신호 처리장치(DSP)가 포함되어 디지털 신호의 인코딩된 신호가 나오는 디지털 지자기 센서도 있다.On the other hand, some geomagnetic sensors include an analog-to-digital converter (ADC) and a digital signal processing device (DSP) to output an encoded signal of a digital signal.
도 5는 본 발명에 따라 도 3에 도시된 디지털 신호처리기의 출력신호를 마이크로 프로세서에 입력시키는 과정을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a process of inputting an output signal of the digital signal processor illustrated in FIG. 3 to a microprocessor according to the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 디지털 신호 처리기(501)로부터 출력되는 신호는 버스 시스템의 일 예인 버스 마스터링 서브 시스템(502)을 이용하여 마이크로 프로세서(503)에 입력된다.Referring to FIG. 5, a signal output from the digital signal processor 501 is input to the microprocessor 503 using the bus mastering subsystem 502, which is an example of a bus system.
일반적으로 이동 단말기에서의 신호전송은 RS232C 직렬포트에 의하여 이루어지는데, 이 이동 단말기의 RS232C 직렬포트는 상기 디지털 신호 처리기의 출력신호 뿐만아니라 다른 용도의 신호도 겸용하여 전송되는 경우가 많으므로, 이러한 RS232C 시리얼 선로를 스위칭해주는 버스 마스터링 서브시스템(502)이 필요하다.In general, the signal transmission in the mobile terminal is performed by the RS232C serial port. The RS232C serial port of the mobile terminal is often transmitted not only by the output signal of the digital signal processor but also by other signals. There is a need for a bus mastering subsystem 502 to switch serial lines.
상기 버스 마스터링 서브 시스템(502)은 도 6과 같은 스위칭 회로를 사용하여 상기 디지털 신호 처리기(501)의 출력신호와 다른 용도의 신호들이 충돌을 일으키지 않고 마이크로 프로세서(503)에 제대로 전달될 수 있도록 스위칭 회로를 사용한다.The bus mastering subsystem 502 uses a switching circuit as shown in FIG. 6 so that the output signal of the digital signal processor 501 and other signals can be properly delivered to the microprocessor 503 without causing a collision. Use a switching circuit.
도 6은 본 발명에 따른 버스 마스터링 서브 시스템 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating an example of a bus mastering subsystem device according to the present invention.
도 6을 참조하면, 이러한 버스 마스터링 서브 시스템 장치에서 이용되는 스위칭 회로는 지향 방위 측정을 위한 신호 라인과 다른 신호 라인을 선택적으로 제어하는 인버터(601)와, 이러한 인버터(601)의 제어에 따라 상기 지향 방위 측정을 위한 신호 라인과 다른 신호 라인을 스위칭하는 복수의 트랜지스터(transistor- 602)와, 상기 지향 방위 측정을 위한 신호 라인에 다른 데이터가 역으로 전달되지 않도록 하는 다이오드(603)로 구성된다.Referring to FIG. 6, a switching circuit used in such a bus mastering subsystem device includes an inverter 601 for selectively controlling a signal line different from a signal line for directional orientation measurement, and according to the control of the inverter 601. A plurality of transistors (transistor-602) for switching the signal line and the other signal line for the directional orientation measurement, and a diode 603 to prevent the reverse transmission of other data to the signal line for the directional orientation measurement .
이와 같은 구성에 의하여 상기 지향 방위 측정을 위한 신호 라인과 다른 신호 라인으로부터 트랜지스터(602)에 의해 스위칭되는 신호들은 선택적으로 마이크로 프로세서의 입출력 포트에 전달된다.By such a configuration, signals switched by the transistor 602 from signal lines different from the signal lines for the directivity measurement are selectively transmitted to the input / output ports of the microprocessor.
이때, 상기 인버터(601) 입력단자에는 마이크로 프로세서로부터 제어신호가 제공되므로, 상기 복수의 트랜지스터(602)에는 상기 인버터(601)의 입력 또는 출력값을 제공함으로써 트랜지스터(602)를 스위칭한다.In this case, since a control signal is provided from a microprocessor to the input terminal of the inverter 601, the transistor 602 is switched by providing an input or an output value of the inverter 601 to the plurality of transistors 602.
그리고, 상기 지향 방위 측정을 위한 신호 라인에는 다른 신호 라인으로부터 신호가 역으로 전달되지 못하도록 다이오드(603)를 구비한다.The signal line for directing azimuth measurement includes a diode 603 to prevent a signal from being transmitted backward from another signal line.
요약하면, 상기 도 2에서 도 6의 각 장치들은 연계되어 다음과 같은 절차에의하여 이동 단말기의 지향방위를 측정한다.In summary, the devices of FIG. 2 to FIG. 6 are linked to measure the orientation of the mobile terminal by the following procedure.
도 7은 본 발명에 따른 이동 단말기의 지향방위 측정 절차를 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a direction measurement measurement procedure of a mobile terminal according to the present invention.
먼저, 지자기 센서의 출력 신호로부터 증폭된 값을 판정(S70)하게 되는데 이는 앞서 설명한 바와 같이 증폭기(406)의 출력이 양의 방향으로 증가할수록 지구자기장이 흐르는 방향은 GMR1,GMR4(202,203)의 설치방향에 가깝다.First, a value amplified from the output signal of the geomagnetic sensor is determined (S70). As described above, as the output of the amplifier 406 increases in a positive direction, the direction in which the earth magnetic field flows is installed of GMR1, GMR4 (202, 203). Close to the direction.
그러나, 차동 증폭기(406)의 출력이 양의 최대일 때, 지구자기장이 흐르는 방향은 GMR1,GMR4(202,203)의 설치방향과 평행하다.However, when the output of the differential amplifier 406 is positive maximum, the direction in which the earth magnetic field flows is parallel to the installation directions of the GMR1, GMR4 (202, 203).
한편, 차동 증폭기(406)의 출력이 음의 방향으로 증가할수록 지구자기장이 흐르는 방향은 GMR2,GMR3(204,205)의 설치방향에 가깝다.On the other hand, as the output of the differential amplifier 406 increases in the negative direction, the direction in which the earth magnetic field flows is closer to the installation direction of the GMR2 and GMR3 204 and 205.
그리고, 차동 증폭기(406)의 출력이 음의 최대일 때, 지구자기장이 흐르는 방향은 GMR2,GMR3(204,205)의 설치방향에 평행하다.When the output of the differential amplifier 406 is negative, the direction in which the earth magnetic field flows is parallel to the installation directions of the GMR2 and GMR3 204 and 205.
이와 같은 원리에 의하여 상기 지구 자기장의 흐름 방향이 GMR1과 GMR4가 일직선을 이루는 방향인지 아니면, GMR2와 GMR3가 일직선을 이루는 방향인지를 상기 증폭기(406)의 출력 신호로부터 알 수 있다(S71).According to this principle, it can be seen from the output signal of the amplifier 406 whether the flow direction of the earth magnetic field is a direction in which GMR1 and GMR4 are in a straight line or in a direction in which GMR2 and GMR3 are in a straight line (S71).
따라서, 상기 증폭기(406)의 출력값을 통하여 지구 자기장의 진행 방향이 먼저 설정이 되고, 이 증폭기(406)의 출력값으로부터 상기 설정된 진행 방향과 얼마의 각을 이루는지를 산출한다(S72).Therefore, the traveling direction of the earth's magnetic field is first set based on the output value of the amplifier 406, and from the output value of the amplifier 406, it is calculated how much angle is formed with the set traveling direction (S72).
상기 산출된 각은 설정된 자기장의 방향과 함께 지도상에 매핑됨으로써 이동 단말기의 지향 방위를 측정하게 되는 것이다(S73).The calculated angles are mapped onto the map together with the direction of the set magnetic field to measure the orientation of the mobile terminal (S73).
예를 들어, 도 8a에서와 같이 증폭기(406)의 출력이 시간이 흐름에 따라 음의 최대값에서 양의 최대값으로 증가하고, 도 8b에서 GMR2와 GMR3가 일직선을 이루는 방향이 가로축과 같다고 할 때, 임의의 시간(t0)에서 측정된 지구 자기장의 진행방향은 도 8b와 같이 아래쪽을 향하고 있음을 추정한다.For example, as shown in FIG. 8A, the output of the amplifier 406 increases from time from negative maximum to positive maximum, and in FIG. 8B, the direction in which the GMR2 and GMR3 are aligned is the same as the horizontal axis. At this time, it is estimated that the traveling direction of the earth's magnetic field measured at any time t 0 is downward as shown in FIG. 8B.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 이동 단말기의 기지국 신호가 잡히지 않더라도 이동 단말기에 내장된 지자기 센서로부터 이동 단말기가 지향하고 있는 방위를 알 수 있다.As described above, in the present invention, even if the base station signal of the mobile terminal is not detected, the orientation of the mobile terminal can be known from the geomagnetic sensor embedded in the mobile terminal.
또한, 네트워크 기반 위치 추정에서는 이동 단말기를 일정시간 동안 이동시켜야 이동 단말기가 지향하고 있는 방위를 알 수 있었으나, 본 발명에서 구현한 이동 단말기에서는 이동 단말기의 지향 방향을 바로 알 수 있다.In addition, in the network-based location estimation, the orientation of the mobile terminal can be known only when the mobile terminal is moved for a predetermined time, but the mobile terminal implemented in the present invention can immediately know the direction of the mobile terminal.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the examples, but should be defined by the claims.
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