KR20050089184A - 지향성 초음파를 이용한 이동 물체의 연속 위치 추정 방법및 장치 - Google Patents

지향성 초음파를 이용한 이동 물체의 연속 위치 추정 방법및 장치 Download PDF

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KR20050089184A
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Abstract

순차 발신의 경우 시간이 많이 걸린다.
수신 센서에 지향성을 갖도록 하여 위성간의 상호 간섭을 줄이고 각각의 초음파 위성에서 다른 위성과 독립적으로 초음파을 연속 발신한다.
초음파를 이용한 위치 인식 방법에 있어서: 여러 장소에 고정된 초음파 발신장치에서 동시에 초음파을 연속적으로 발신하고; 이동체에서 지향성 초음파 수신장치로 상기 발신 초음파를 수신하고; 주파수 필터로 다른 주파수의 초음파와 분리하고; 현재 위치에서 상대적으로 이동한 위치를 추정하고; 상기 이동량을 누적시켜 현재 위치를 산출한다.
초음파를 이용한 위치 인식 장치에 있어서: 여러 장소에서 동시에 초음파을 연속적으로 발신하는 고정된 초음파 발신장치와; 이동체에서 상기 발신 초음파를 수신하는 지향성 초음파 수신장치와; 다른 주파수의 초음파와 분리하는 주파수 필터와; 현재 위치에서 상대적으로 이동한 위치를 추정하고 상기 이동량을 누적시켜 현재 위치를 산출하는 연산장치로 구성된다.
고속 응답성이 좋아진다.

Description

지향성 초음파를 이용한 이동 물체의 연속 위치 추정 방법 및 장치{Moving Positioning Method and Device with Ultrasonic}
이동체의 위치를 인식하기 의해서는 4개 이상의 거리측정이 필요하다. GPS는 이런 용도로 사용된다. 실내에서는 같은 원리가 적용되는 의사위성을 이용하기도 한다.
보다 간편한 방법으로 초음파를 이용한다.
초음파를 이용하는 경우 통상 이동체에서 초음파를 발신하면 알고 있는 장소에 고정된 여러개의 수신기가 초음파가 도달하는 시간을 측정하여 이동체의 위치를 산출한다. 이 경우에는 여러 이동체에 대해 적용하기는 곤란하다.
여러 이동체에 적용하는 방법으로 이동체가 수신하고 알고 있는 장소에 고정된 여러개의 발신기로 구성된다. 이러한 구성에서는 발신기는 동시에 발신하는 경우 신호간에 간섭이 있기 때문에 시간을 배정하여 순차적으로 발신한다. 따라서 이와 같은 순차 발신의 경우 여러개의 거리를 측정하여 특정 위치를 산출하는 데는 시간이 많이 걸린다.
알고 있는 장소에 고정된 여러개의 발신 장치에서 동시에 초음파를 발신해도 수신 장치에서 지향성을 갖도록 하여 특정 발신기의 신호를 선택적으로 수신한다.
초음파를 이용한 위치 인식 방법에 있어서: 여러 장소에 고정된 초음파 발신장치에서 동시에 초음파을 연속적으로 발신하고; 이동체에서 지향성 초음파 수신장치로 여러 개의 상기 발신 초음파 중에서 1개에 대해 수신하고; 주파수 필터로 다른 주파수의 초음파와 분리하고; 연속된 초음파 신호의 파형의 정보로 현재 거리에서 상대적으로 이동한 거리를 산출하고; 상기 이동량을 누적시켜 현재 거리를 산출하고; 상기 현재 거리를 산출하는 것을 여러 번 실시하여 여러개의 거리 정보로 현재 위치를 산출한다.
여러 장소에서 동시에 초음파을 발신하는 경우 수신측에서 보면 중첩된 신호가 수신된다. 그러나 지향성을 가지는 수신센서의 경우 선택적인 신호에 대해 비교적 강한 신호를 수신할 수 있다.
다른 목적으로 초음파를 사용하는 경우 주파수를 달리하여 각각의 목적을 이룰 수 있다. 이러한 상황에서 원하는 신호를 구분하는 것은 다른 주파수와 분리하는 것이다. 주파수 필터는 선택 주파수에 대해 가장 강한 신호를 얻을 수 있다.
상대적으로 이동한 위치를 추정하는 것은 증분식 엔코더의 원리와 유사하다. 증분식 엔코더는 그 값을 읽을 때 1/2 주기를 지난 경우 방향 식별이 곤란하다. 마찬가지로 본 발명에서 초음파의 1/2 주기를 초과하는 경우 상대위치 추정이 불가능하다. 즉, 사용 주파수가 40kHz인 경우 약 4mm 이상 이동하면 안된다. 따라서 연속 발신의 경우 4mm * 40,000회/초 = 80m/s 이동속도에 대해 추정이 가능하다.
초음파를 이용한 위치 인식 장치에 있어서: 여러 장소에서 동시에 초음파을 연속적으로 발신하는 고정된 여러개의 초음파 발신장치와; 이동체에서 상기 발신 초음파를 수신하는 여러개의 지향성 초음파 수신장치와; 다른 주파수의 초음파와 분리하는 여러개의 주파수 필터와; 상기 지향성 초음파 수신장치를 움직이는 여러개의 제어장치와; 상기 여러개의 장치를 통한 여러개의 거리정보를 이용하여 현재 위치를 산출하는 연산장치로 구성된다.
고속 응답성이 좋아진다.

Claims (2)

  1. 초음파를 이용한 위치 인식 방법에 있어서:
    여러 장소에 고정된 초음파 발신장치에서 동시에 초음파을 연속적으로 발신하고;
    이동체에서 지향성 초음파 수신장치로 여러 개의 상기 발신 초음파 중에서 1개에 대해 수신하고;
    주파수 필터로 다른 주파수의 초음파와 분리하고;
    연속된 초음파 신호의 파형의 정보로 현재 거리에서 상대적으로 이동한 거리를 산출하고;
    상기 이동량을 누적시켜 현재 거리를 산출하고;
    상기 현재 거리를 산출하는 것을 여러 번 실시하여 여러개의 거리 정보로 현재 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 지향성 초음파를 이용한 이동 물체의 연속 위치 추정 방법.
  2. 초음파를 이용한 위치 인식 장치에 있어서:
    여러 장소에서 동시에 초음파을 연속적으로 발신하는 고정된 여러개의 초음파 발신장치와;
    이동체에서 상기 발신 초음파를 수신하는 여러개의 지향성 초음파 수신장치와;
    다른 주파수의 초음파와 분리하는 여러개의 주파수 필터와;
    상기 지향성 초음파 수신장치를 움직이는 여러개의 제어장치와;
    상기 여러개의 장치를 통한 여러개의 거리정보를 이용하여 현재 위치를 산출하는 연산장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 지향성 초음파를 이용한 이동 물체의 연속 위치 추정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008032982A1 (en) * 2006-09-13 2008-03-20 Hagisonic Co., Ltd. Ultrasonic sensor with different-directional directivities
KR100939640B1 (ko) * 2007-12-17 2010-01-28 한국전자통신연구원 다중 주파수의 음원을 이용한 위치인식방법 및위치인식시스템

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