KR20050090279A - 알에프 태그를 이용한 위치 정보 제공 시스템 - Google Patents

알에프 태그를 이용한 위치 정보 제공 시스템 Download PDF

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    • H04B5/79—

Abstract

본 발명은 알에프 태그(RF-Tag)를 이용하여 위치 정보를 제공하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 위치 정보 제공 시스템은 차량의 주행방향에 대해 일정한 각도를 갖고 노면으로부터 소정 깊이에 매설되며, 내부에 자신이 매설된 위치 정보가 저장된 알에프 태그와, 이 알에프 태그와 무선 통신하는 검출 안테나와, 이 검출 안테나를 통해 송수신되는 신호를 디지탈 정보로 변환하는 신호 변환부 및 변환된 디지탈 정보로부터 추출된 위치정보를 출력하는 출력부를 포함하는 수신기를 포함하여 구성된다.

Description

알에프 태그를 이용한 위치 정보 제공 시스템{Location information providing apparatus utilizing RF-tag}
본 발명은 위치 정보 제공 시스템에 관한 것이며, 특히 알에프 태그(RF-Tag)를 이용하여 위치 정보를 제공하는 시스템에 관한 것이다.
종래 위치를 파악하는 방법은 자이로(gyro)와 같은 센서를 이용하거나 또는 GPS 위성으로부터 수신한 항법신호로부터 산출된 위치좌표를 이용한 것이 일반적이다. 그러나 자이로 방식의 경우 위치 정보 산출에 고도의 계산이 필요하고 정밀한 자이로 센서가 요구된다. 또한 GPS 위성 방식의 경우 위성 신호가 수신되지 않는 지역에서는 위치를 파악하는 것이 불가능한 문제점이 있다.
한편 알에프 태그는 다양한 정보를 저장할 수 있는데, 최근에는 상품의 정보를 제공하거나, 동물의 관리 이력 또는 과금에의 응용이 널리 행해지고 있다. 본 발명자는 이 같은 알에프 태그를 도로상에 매설하여 위치 파악에 응용하고자 착상하였다.
종래 이와 관련된 시도에 공개특허공보 제1999-46324호에 개시된 것이 있다. 이 공보에는 정보를 저장한 알에프 태그를 지하 매설물에 부착하여 함께 매설하고, 신호변환기를 거쳐 노트북 컴퓨터에서 그 정보를 독출하여 매설물에 대한 정확한 정보를 파악하고자 시도하였다. 이 공보에는 차량으로 이동하면서 지하의 알에프 태그 정보를 획득하는 착상에 대해서도 개시하고 있지만, 차량이 고속으로 주행중일 경우 알에프 태그와의 무선 통신은 현실적으로 어려움이 있다.
본 발명은 이 같은 배경에서 도출된 것으로, 본 발명은 어디서나 위치 정보의 획득이 가능하고 정밀한 계측 센서가 필요없는 위치 정보 제공 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 고속으로 주행중인 차량에서도 위치정보의 획득이 가능한 위치 정보 제공 시스템을 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 위치 정보 제공 시스템은 복수의 알에프 태그와 수신기로 구성된다. 알에프 태그는 차량의 주행방향에 대해 둔각을 갖도록 수직방향으로 경사지게 노면으로부터 소정 깊이에 매설되며, 내부에 자신이 매설된 위치 정보가 저장된다. 또한 수신기는 알에프 태그와 무선 통신하는 검출 안테나와, 이 검출 안테나를 통해 송수신되는 신호를 디지탈 정보로 변환하는 신호 변환부 및 변환된 디지탈 정보로부터 추출된 위치정보를 출력하는 출력부를 포함한다.
본 발명의 또다른 양상에 따른 위치 정보 제공 시스템에 있어서, 알에프 태그는 노면에 대해 수평인 평면에서 차량의 주행방향에 실질적으로 직각인 방향이며, 노면에서 소정 깊이에 매설되고 내부에 자신이 매설된 위치 정보가 저장된 제 1 알에프 태그와, 상기 평면에서 제 1 태그에 대해 예각을 갖도록 제 1 태그와 일체화되어 매설되고 내부에 자신이 매설된 위치 정보가 저장된 제 2 알에프 태그를 포함하여 구성된다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 후술하는 실시예들에서 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이 같은 양상들을 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예들을 통하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 위치 정보 제공 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 위치 정보 제공 시스템은 도로상에 매설된 알에프 태그(10)들과, 이 알에프 태그(10)와 무선 통신하며, 차량(40)의 저면에서 지면을 향하도록 설치된 검출 안테나(20)와, 이 검출 안테나(20)로부터 수신된 무선 신호를 처리하여 위치정보를 제공하는 수신기(30)를 포함하여 구성된다.
알에프 태그(10)는 도로상에서 소정의 간격으로 매설된다. 이 간격은 일정할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 검출 안테나(20)는 알에프 태그가 동작하는 주파수에 따라 달라질 수 있다. 통상적으로 알에프 태그가 동작하는 주파수가 높을수록 검출 안테나(20)는 크기가 작아질 수 있고 이 경우 안테나는 별도로 설치되지 않고 수신기(30) 내부에 통합될 수 있다. 차량(40)의 주행 중에 수신기(30)는 알에프 태그(10)와 통신 연결을 설정하여 그로부터 알에프 태그(10)가 매설된 위치의 위치좌표를 수신한다. 수신기(30)에는 예를 들면 지도 데이터베이스가 포함되며, 파악된 위치 좌표를 지도 상에 표시하여 화면에 출력할 수 있다. 한편, 수신기(30)는 차량의 현재 주행속도로부터 알에프 태그가 없는 구간에서도 현재의 위치를 예측하여 산출하는 것이 가능하므로, 지속적인 위치의 표시가 가능하다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 알에프 태그(10)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 실시예에 있어서, 알에프 태그(10)는 검출 안테나(20)와 통신하는 태그 안테나(110)와, 이 태그 안테나(110)로부터 송수신되는 무선 신호를 디지탈 정보로 변환하는 태그 신호 변환부(130)와, 태그 안테나(110)로부터 수신된 무선 신호에서 전력 성분을 추출하여 출력하는 전력 처리부(150)와, 상기 전력 처리부(150)에서 출력되는 전력 성분에 의해 충전되며, 장치 전반에 전원을 공급하는 커패시터(170)와, 위치 정보가 저장된 불휘발성 메모리(120)와, 상기 태그 신호 변환부(130)의 디지탈 정보를 해석하여 정보가 요청된 경우 상기 불휘발성 메모리(120)에 저장된 위치 정보를 상기 태그 신호 변환부(130)를 통해 출력하는 제어부(190)를 포함하여 구성된다. 태그 신호 변환부(130)는 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 불휘발성 메모리(120)에는 태그가 매설된 지점의 위치좌표와, 태그의 고유코드 등이 저장된다. 이 같은 알에프 태그의 하드웨어적인 구성은 당해 분야에서 널리 알려진 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
수신기(30)는 검출 안테나(20)로의 또는 그로부터의 무선 신호를 처리하여 알에프 태그(10)로부터 수신한 위치 정보를 표시한다. 일 실시예에 있어서, 수신기(30)는 알에프 태그와 무선 통신하는 검출 안테나(20)와, 상기 검출 안테나(20)를 통해 송수신되는 신호를 디지탈 정보로 변환하는 신호 변환부 및 변환된 디지탈 정보로부터 추출된 위치정보를 출력하는 출력부를 포함하여 구성된다. 검출 안테나(20)는 차량의 저면에서 지면을 향하도록 설치되는 것이 바람직하다. 특히 검출 안테나(20)는 차량의 주행방향을 고려하여, 주행방향에 대해 약간 기울기를 갖도록 설치되어, 고속으로 주행할 경우 알에프 신호의 송수신에 유리하도록 설치된다.
신호 변환부는 무선 통신 회로를 포함한다. 신호변환부로부터 수신된 무선신호는 복조되어 디지탈 정보로 디코딩된다. 출력부는 예를 들면 액정 표시 장치를 포함하여 현재의 위치 정보를 표시할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 수신기(30)는 자체에 대용량의 메모리를 포함하며, 이 메모리에는 지도 데이터베이스가 저장된다. 출력부는 메모리에 있는 지도 데이터베이스에서 신호 변환부를 통해 수신한 현재 위치 좌표값에 해당하는 영역의 지도 정보를 추출하여 액정 표시 장치에 출력하고, 이 지도 상에 현재 위치를 표시한다. 이 같은 지리정보의 표시 기술 자체는 이 분야에서 널리 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명의 특징적인 양상에 따른 알에프 태그의 매설 방법에 대해 설명한다. 도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 알에프 태그의 매설 각도를 도시한다. 알에프 태그는 도로면으로부터 약 5∼10 cm 깊이에 매설된다.
차량이 고속으로 주행하게 되면 알에프 태그와 수신기가 데이터를 송수신할 수 있는 시간이 매우 짧아지게 된다. 본 발명의 특징적인 양상에 따라 알에프 태그는 차량의 주행방향에 대해 둔각(θ')을 갖도록 수직방향으로 경사지게 노면으로부터 소정 깊이에 매설된다. 도 3b는 알에프 태그가 매설될 때 수직면과 이루는 각도(θ)에 따라 수신기에서 검출되는 전파 세기를 대비하여 도시한다. 알에프 태그가 수직으로 설치된 경우보다 일정한 각도를 가지고 매설될 경우에 차량의 통과 시간에 대해 유효한 수신 전파 세기가 더 오래 유지되는 것을 알 수 있다. 따라서 수신기와 알에프 태그는 차량이 고속으로 주행중일 경우에도 통신에 필요한 보다 더 충분한 시간을 확보할 수 있다.
한편, 차량의 주행 방향이나 태그의 매설 작업시의 오차에 의해 수평방향으로도 문제가 생길 수 있다. 도 4a는 이 같이 알에프 태그가 지면에 대해 수평으로 매설되는 경우를 도시한다. 도면에서 θ=0°로 매설되는 것이 이상적이지만, 매설 작업시에 오차가 생길 경우 수신 감도에 영향을 미칠 수 있다. 또한 커브 길의 경우나 차량이 차선에 대해 비스듬히 주행할 경우에도 적절한 수신감도를 유지할 필요가 있다. 이 같은 경우를 고려하여 본 발명의 특징적인 양상에 따라 서로 상이한 지향각을 갖도록 복수의 태그가 일체로 제공된다.
도 4b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티 태그를 도시한다. 도시된 실시예에 있어서, 알에프 태그는 3 개의 서로 다른 안테나 지향각을 갖는 태그로 구성된다. 이 실시예에 있어서, 알에프 태그는 수평 극성의 검출 안테나에 적합하다. 중앙의 알에프 태그는 노면에 대해 수평인 평면에서 차량의 주행방향에 실질적으로 직각인 방향이다. 측면의 태그는 동일 평면에서 중앙의 태그에 대해 예각을 갖도록 일체로 형성된다. 이 같은 측면의 태그에 의해 검출 안테나가 매설 방향에 대해 어느 정도의 편차를 가지는 경우에도 효과적으로 대응할 수 있다. 반대편 측면에 또다른 태그를 대칭이 되도록 일체로 형성함에 의해 또다른 방향의 편차에 대해 적응할 수 있다.
도 4c는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 멀티 태그를 도시한다. 도시된 실시예에 있어서, 멀티 태그는 다수의 태그가 일정한 각도로 연결된 환형의 형상을 하고 있다. 이 같은 멀티 태그에 의해 수평 극성을 가진 검출 안테나가 임의의 각도로 주행하여 지나가는 경우에도 효과적으로 통신을 이루어내는 것이 가능하다.
도 5a는 이 같은 점들이 고려된 본 발명의 일 실시예에 따른 태그를 포함한 매설형 태그 조립체를 도시한다. 본 실시예에 있어서, 태그들은 평면 상에서 볼 때 실질적인 방사형의 적어도 일부분에서 상이한 방향을 지향하며, 깊이 방향으로는 상방을 지향하도록 경사진 상태로 복수개가 매설봉에 부착된다. 태그부는 이들 복수개의 태그들이 태그 매설봉의 상면에 형성된 부착홈에 부착되고, 그 위에 보호를 위해 코팅처리된 부분이다. 태그부의 하부에는 일체로 형성된 매설부가 하부로 갈수록 테이프지게 형성되어 매설 작업을 용이하게 한다. 도시된 실시예에 있어서, 태그들은 매설봉 상부 평면에서 볼 때 상이한 방향을 지향하도록 방사형으로 다각형상으로 부착된다. 또한 깊이 방향으로 볼 때는 도 3a에서 설명된 요구조건을 만족하도록 약간 상방을 지행하면서 경사진 상태로 부착된다. 본 실시예는 도 3a를 참조하여 설명된 수직방향의 요구조건과, 도 4a, 4b, 4c를 참조하여 설명된 수평방향의 요구조건을 동시에 만족시키면서 실용적인 매설봉의 형태로 태그조립체를 제공하고 있다.
도 5b는 이 같은 매설형 태그 조립체의 상면을 도시한다. 도시된 실시예에 있어서, 태그는 태그부의 상면에서 실질적으로 방사형으로 배치되나 원주의 전체가 아닌 반원부만을 차지하고 있다.
도 5c는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 매설형 태그 조립체의 상면을 도시한다. 도시된 실시예에 있어서, 태그는 태그부의 상면에서 실질적으로 방사형으로 원주 전체를 차지하도록 부착되어 있다.
도 5d는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 매설형 태그 조립체의 상면을 도시한다. 도시된 실시예에 있어서, 태그는 태그부의 상면에서 실질적으로 방사형으로 원주 전체를 차지하도록 환상으로 부착되어 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 위치 정보 제공 시스템은 도로에 매설된 다수의 태그를 이용하기 때문에 주변의 지형 지물의 영향을 받지 않고 정확한 위치 정보를 제공하는 것이 가능하다.
또한 본 발명에 따른 위치 정보 제공 시스템은 알에프 태그가 노면에 대해 수신 감도에 유리한 각도를 갖고 매설되므로, 고속으로 주행하는 차량에서도 위치 정보를 획득하는데 충분한 통신 시간을 확보할 수 있다.
이상에서 본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었지만 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업자라면 자명하게 도출가능한 많은 변형예들을 포괄하도록 의도된 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 위치 정보 제공 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 알에프 태그의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 알에프 태그의 매설 각도를 도시한다.
도 3b는 도 3a에 있어서, 매설각도에 따른 수신기의 수신 감도를 도시한다.
도 4a는 알에프 태그가 지면에 대해 수평으로 매설되는 실시예를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티 태그를 도시한다.
도 4c는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 멀티 태그를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 조립체의 외관을 도시한다.
도 5b, 5c, 5d는 본 발명에 따른 태그 조립체의 상면의 실시예들을 도시한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 알에프 태그 20 : 검출 안테나
30 : 수신기
110 : 태그 안테나 120 : 메모리
130 : 태그 신호변환부 150 : 전력처리부
170 : 커패시터 190 : 제어부

Claims (4)

  1. 차량의 주행방향에 대해 둔각을 갖도록 수직방향으로 경사지게 노면으로부터 소정 깊이에 매설되며, 내부에 자신이 매설된 위치 정보가 저장된 알에프 태그와;
    상기 알에프 태그와 무선 통신하는 검출 안테나와, 상기 검출 안테나를 통해 송수신되는 신호를 디지탈 정보로 변환하는 신호 변환부 및 변환된 디지탈 정보로부터 추출된 위치정보를 출력하는 출력부를 포함하는 수신기;를 포함하는 위치 정보 제공 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 알에프 태그는 :
    상기 검출 안테나와 통신하는 태그 안테나와,
    상기 태그 안테나로부터 송수신되는 무선 신호를 디지탈 정보로 변환하는 태그 신호 변환부와,
    상기 태그 안테나로부터 수신된 무선 신호에서 전력 성분을 추출하여 출력하는 전력 처리부와,
    상기 전력 처리부에서 출력되는 전력 성분에 의해 충전되며, 장치 전반에 전원을 공급하는 커패시터와,
    위치 정보가 저장된 불휘발성 메모리와,
    상기 태그 신호 변환부의 디지탈 정보를 해석하여 정보가 요청된 경우 상기 불휘발성 메모리에 저장된 위치 정보를 상기 태그 신호 변환부를 통해 출력하는 제어부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 시스템.
  3. 노면에 대해 수평인 평면에서 차량의 주행방향에 실질적으로 직각인 방향이며, 노면에서 소정 깊이에 매설되고 내부에 자신이 매설된 위치 정보가 저장된 제 1 알에프 태그와, 상기 평면에서 제 1 태그에 대해 예각을 갖도록 제 1 태그와 일체화되어 매설되고 내부에 자신이 매설된 위치 정보가 저장된 제 2 알에프 태그를 포함하는 알에프 태그 결합체와;
    상기 알에프 태그 결합체와 무선 통신하는 검출 안테나와, 상기 검출 안테나를 통해 송수신되는 신호 중 선택된 신호를 디지탈 정보로 변환하는 신호 변환부 및 변환된 디지탈 정보로부터 추출된 위치 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 수신기;를 포함하는 위치 정보 제공 시스템.
  4. 평면 상에서 볼 때 실질적인 방사형의 적어도 일부분에서 상이한 방향을 지향하며, 깊이 방향으로는 상방을 지향하도록 경사진 상태로 복수의 알에프 태그가 부착되는 태그부와, 상기 태그부의 하부에 일체로 형성되며, 하부로 갈수록 테이프지게 형성된 매설부를 포함하는 태그 조립체와;
    상기 알에프 태그들과 무선 통신하는 검출 안테나와, 상기 검출 안테나를 통해 송수신되는 신호 중 선택된 신호를 디지탈 정보로 변환하는 신호 변환부 및 변환된 디지탈 정보로부터 추출된 위치 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 수신기;를 포함하는 위치 정보 제공 시스템.
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