KR20060056225A

KR20060056225A - 무선 주파수 인식 3차원 태그

Info

Publication number: KR20060056225A
Application number: KR1020050051234A
Authority: KR
Inventors: 최혁렬; 노세곤; 박진호
Original assignee: 학교법인 성균관대학
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-05-24
Also published as: KR100716459B1

Abstract

장착되는 물체의 고유한 특성, 위치뿐만 아니라 방향성(orientation)을 인식할 수 있게 함으로써 사물에 대한 자동 감지, 인식, 인지기술에 새로운 패러다임을 제시 할 수 있는 무선 주파수 인식 3차원 태그에 관한 것으로, 무선 주파수 인식 3차원 태그는 물체의 위치와 자세를 인식할 수 있는 무선 주파수 3차원 태그로서, 방향성을 가지는 다수의 태그와 상기 태그를 지지하고 전기차폐 기능이 있는 서포터를 포함하며, 상기 3차원 태그는 전기장 차폐 능력이 없는 물체에 부착되는 구성을 마련한다.

상기와 같은 무선 주파수 인식 3차원 태그를 이용하는 것에 의해, 물체, 사람, 환경에 대한 정보를 보다 손쉽게 얻으며, 인식에 필요한 정보뿐만 아니라 대상체의 물리적 특성(위치, 자세)의 변화까지 얻을 수 있고, 오염과 훼손에도 안정적이며, 반영구적으로 동작할 수 있는 통합적인 자동인식기술을 구현할 수 있게 된다는 효과가 얻어진다.

무선 주파수 인식(RFID) 태그, 3차원 태그, 자동인식, 방향성

Description

무선 주파수 인식 3차원 태그{Radio Frequency Identification Cubic Tag}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에서 방출되는 전자기장의 방출 형태를 예시적으로 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에서 적용된 태그의 방사특성을 나타내는 도면,

도 4는 도 3의 태그좌표 x가 물체의 좌표축과 나란하게 배치될 때 인식가능한 방향(dir _{x, ,} dir _y, dir _z )을 보여주는 도면,

도 5는 태그 3개를 직교하게 배치하고 이를 부착하고 있는 서포터로 구성한 3차원 태그를 도시한 도면,

도 6은 태그 3개를 직교하게 배치하고 그 중앙에 전자기장을 차폐하는 전기차폐 서포터로 구성한 태그를 도시한 도면,

도 7 내지 도 10은 3D tag를 사용하지 않고 일반적인 방향성을 가지는 막대형 태그를 일반적인 사물에 부착하여 물체의 형상에 따라 물체를 대표하는 좌표계를 중심으로 배치된 태그의 적용예를 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 태그 20 : 서포터

100 : 3차원 태그

본 발명은 방향성을 자동인식할 수 있는 무선 주파수 인식 3차원 태그에 관한 것으로, 특히 장착되는 물체의 고유한 특성, 위치뿐만 아니라 방향성(orientation)을 인식할 수 있게 함으로써 사물에 대한 자동 감지, 인식, 인지기술에 새로운 패러다임을 제시 할 수 있는 무선 주파수 인식 3차원 태그에 관한 것이다.

종래 자동인식기술의 예로는 바코드, 접촉식 스마트카드, 광학 문자 인식, 메모리카드 등을 들 수 있으며, 이들은 서비스 산업, 구매 및 유통, 재고관리, 보안 등과 같은 다양한 시장에 적용되고 있다. 이들은 각기 고유의 방법으로 데이터를 내장하고 있으며, 리더(Reader)에 의해 사물, 사람 혹은 기타 환경의 인식에 필요한 정보를 제공해준다.

그러나, 이들의 감지범위는 근거리(수 센티미터에서 수십 센티미터)로 제한되며, 노폐물에 대한 오염과 훼손에 취약하고, 리더에 인식되기 위한 제한조건 등이 엄격한 단점이 있다.

또한, 자동인식기술의 다른 예로서는 무선 주파수 인식(Radio Frequency Identification; RFID)을 들 수 있으며, 이 RFID는 무선주파수를 이용한 자동인식기술(Automatic Identification)의 하나로 바코드 및 스마트카드와 유사한 기능을 수행한다. RFID는 환경적인 요인(비. 눈. 안개. 오염 등)으로 제약을 받는 바코드와 극히 제한된 거리(수mm~수십mm)에서 인식되는 스마트카드와는 달리 환경적인 제한 상황에서도 인식이 가능하며 수m~수십m이내의 고속으로 이동하는 물체에 대한 인식이 가능하기 때문에 도서관리 시스템, 축산 관리 시스템, 금융 시스템, 택배 관리 시스템, 자동통행료 징수 시스템(ETCS : Electronic Toll Collection System),주차 시스템, 출입통제 시스템, 물류 시스템등과 같은 산업전반의 분야에서 사용되고 있다.

이러한 RFID 태그는 IC 칩, 안테나 및 결착물(Adhesive Materials)로 이루어지며, 외부의 리더(Reader or Interrogator)와 소정의 데이터를 송수신하는 장치로서 트랜스폰더(transponder)라고도 한다.

즉, RFID 태그는 비접촉 방식으로 리더와 데이터를 송수신한다. 이용하는 주파수의 고저에 따라 유도성 결합(Inductive Coupling), 전자기 역산란 결합(Backscattering), 표면 음향파(SAW: Surface Acoustic Wave) 등을 이용할 수 있으며, 전자파를 이용한 전이중 방식(FDX: Full Duplex), 반이중 방식(HDX: Half Duplex) 및 순차적 방식(SEQ: Sequential)으로 리더와 데이터를 송수신할 수가 있다. 또, 송수신방식으로는 진폭위상변조(ASK:Amplitude Shift Keying)방식과 주파수위상변조(FSK:Frequency Shift Keying)방식이 있으며, 전자는 전자파의 진폭편이변조에 의해 송수신을 수행하고, 후자는 전자파의 주파수변조에 의해 송수신을 수행한다. 또한, 일반적인 RFID태그를 안테나코일형식으로 분류하면 원형의 공심코일을 사용하는 원반상의 안테나코일과 봉상의 페라이트코어에 에나멜선등의 절연피복동선을 권취한 실린더상의 안테나코일 등 2종류가 존재하며, 외형은 각각의 안테나코일의 형상에 대응하여 전자는 원반상으로 후자는 봉상으로 형성된다.

원반상의 안테나코일을 갖는 RFID태그는 원형코일의 면방향의 자속변화를 이용하여 통신을 수행하고, 실린더상의 안테나코일을 갖는 RFID태그는 축방향의 자속변화를 이용하여 통신을 수행한다.

RFID 태그의 주파수 대역으로 볼 때 종래에는 125KHz, 13.56MHz 등 저주파수 대역이 많이 활용되었으나, 최근의 물류 관리에 있어 900MHz 대의 UHF(Ultra High Frequency) 영역의 사용이 현저하게 증가하고 있다. 특히 큰 유통업체인Walmart나 미국 국방성 등에서 물류 관리용으로 RFID를 사용하는데, 이때 역산란 결합(Backscattering)을 이용한 UHF 대 영역의 주파수가 주로 사용되고 있으며, 별도의 내장 배터리 없이 외부 변화에 수동으로 작동하여 필요한 전류를 생성하는 수동형 태그가 일단 표준으로 인정되고 있다.

그리고, 종래의 RFID 기술을 이용한 인식 방법으로는 태그 자체를 사용하는 방법, 라미네이팅(Laminating)에 의해 제작된 카드에 일체화 시키는 방법, 스티커와 같은 접착 매개체을 이용한 방법 및 인젝션 몰딩(Injection Molding)을 통해 태그를 일체로 성형화하는 방법 등이 있다.

그러나, 상기와 같은 RFID 기술을 적용한 태그는 정보를 얻기 위한 대상물에 대한 결합정도가 약하고, 제품에 부착 체결하기가 용이하지 않으며, 재활용이 불가 능하고 외부충격에 RFID 회로가 파손될 수 있는 문제점이 있었다.

즉, RFID 태그는 IC칩, 안테나 및 결착물질로 구성된다. 기본적으로 PVC, PCB, PE, PA, PET 등 각종 플라스틱 재질로 이루어진 필름(Film) 형상의 기판이 사용되며, 상기 기판은 대체로 약 100㎛ 이내의 두께로 형성되고, 그 상부에 안테나부(Antenna)가 형성된다. 안테나부의 도선은 칩과 함께 기판 상에 장착되거나 필름 외부의 IC 칩과 직접 본딩하는 방식 또는 COB(Chip On Board) 방식 등에 의해서 연결될 수 있다.

그리고, 안테나의 크기는 주로 리더(Reader)에서 요구하는 인식 거리(Reading Range)가 클수록 커지며, 리더의 방사 전력이 클수록 작아질 수 있고, 사용되는 주파수가 높을수록 작아질 수 있다. 그 중 UHF 대 이상의 영역의 주파수를 이용하여 역산란(Backscattering)에 의한 데이터 송수신을 하는 경우, 역산란의 정도는 안테나의 크기, 모양, 지질, 표면구조 및 파장, 편파 등에 의존하며, 금속 재질의 안테나에서 더 좋은 효율을 가진다.

이를 종합하면, 보편으로 사용되고 있는 기존의 13.56MHz 이하 주파수 영역의 태그의 경우, 유도성 결합의 방식으로 안테나가 코일 방식으로 형성되어야 하고, 안테나의 크기도 수 미터 이상이어야 하며, 외부 하우징도 금속 재질을 사용할 수 없는 등 근본적인 제한이 있었다.

그러나, 약 900MHz 이상의 주파수 및 역산란을 이용하는 RFID 방식이 물류 등의 영역에서 보편화됨에 따라 안테나의 크기 및 하우징 재질 등이 많이 완화되고 있다.

그런데, 전자파는 교류변화하는 전계와 자속이 90도의 위상으로 전환하지만, 그 자계변화에 의한 교번자속이 철, 알루미늄, 동 등의 도전성부재와 교차하면, 상기 도전성부재내에 과전류가 발생하고, 그 과전류에 의해 교번자속을 부정하는 방향으로 자속이 발생한다.

그로 인해, RFID 태그는 가능한한 도전성부재로부터 멀리 떨어지도록 설치하는 것이 일반적이다.

따라서, RFID 태그를 반드시 도전성부재에 근접하게 설치하지 않으면 안되는 경우, 원반상의 안테나 코일을 갖는 RFID 태그를 사용하고, 반드시 RFID 태그의 코일면과 도전성부재의 표면을 평행하게 배치하여, 그 사이에 비도전성 스페이서(spacer)를 개재시켜 도전성부재로부터 멀리 떨어지게 하여 과전류의 발생을 억제하거나, 코일면과 도전성부재의 표면과의 사이에 높은 투자율을 갖는 페라이트코어나 아말포스 자성체시트를 개재시켜 도전성부재에 흐르는 자속을 그들 고투자율재료에 전하여 과전류의 발생을 억제한다.

이러한 방식에 의해, 도전성부재의 영향을 적게할 수 있으며, 어떤 방법에 있어서도 코일면에 수직인 방향, 즉, 원반상의 안테나 코일에 의해 자속분포가 넓어지는 방향으로 통신을 행할 수 있다.

한편, 실린더상의 안테나 코일을 갖는 RFID태그는 원반상의 안테나코일을 갖는 RFID 태그보다 현저하게 소형화할 수 있기때문에, 모든 용도로의 적응성에 우수하다.

즉, 전술한 바와 같이, 이 실린더상의 안테나 코일을 갖는 RFID 태그에 의해 자속은 안테나 코일의 축방향이며, 리드/라이트 단말기와 통신하는 경우에는 안테나 코일의 내부에 관통된 코어부재의 선단부방향으로부터 수행하는 것이 감도적으로 유리하다.

그래서, 이 RFID태그를 도전성부재의 표면에 설치하는 경우, 상식적으로는 통신하기 쉬운 것처럼, 축방향을 도전성 부재의 표면으로부터 수직으로 세워서 설치하는 것으로 되지만, 그 때문에는 도전성부재의 표면에 수직한 설치홈을 마련하여, 그 안에 수직으로 설치하는 방법이 실용적이다.

더구나, RFID태그를 그 길이에 맞도록 형성한 설치공내에 설치하여 리드/라이트 단말기와 통신하도록 하여도, 주위를 둘러싼 도전성부재의 영향을 받아서 통신할 수 없다는 문제가 있으며, 그로 인해 종래 도전성부재의 설치에는 원반상의 안테나코일을 갖는 RFID태그가 사용되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위항 기술의 일예가 대한민국 등록실용신안 공보20-0370649호, 대한민국 공개 특허공보2003-0051597호 등에 개시되어 있다.

상기 대한민국 등록실용신안 공부20-0370649호에 있어서 RFID 태그는 홀이 형성된 태그플레이트, 태그플레이트에 포함되는 안테나 연장부, 태그플레이트의 홀에 결합되는 아일렛 베이스(eyelet base), 아일렛 베이스에 형성된 슬릿에 장착되는 RFID 회로모듈을 포함하며, 슬릿 및 고저항부 에 의해서 아일렛 베이스 내의 전류 흐름이 제한되어 일정한 경로를 통해서 흐르게 되고, RFID 회로모듈의 단자가 각각 분리된 부분에 연결됨으로써 아일렛 베이스 및 안테나 연장부를 각각 루프 (Loop) 안테나 및 다이폴 (di-pole)안테나로 사용하는 구조에 대해 개시되어 있다.

또, 상기 대한민국 공개 특허공보2003-0051597호에 있어서 RFID 태그 설치구조물은 안테나코일과 제어부를 구비한 RFID 태그를 도전성부재로 설치하는 구조물에 있어서, RFID태그는 실린더상의 안테나코일을 가지고 전체가 봉상으로 형성되며, 그 축방향을 도전성부재의 설치면과 평행하게 하고, 설치면에 거의 접하도록 설치하는 것에 의해, 실린더상의 안테나 코일의 선단부로부터 축방향으로 연장하는 자속의 일부가 도전성부재로 들어가서, 도전성부재에 형성하는 과전류에 대 응하여 전체 자속은 다소 감소하지만, 남은 자속의 일부는 RFID 태그를 개재한 도전성부재의 설치면상의 공간을 루프상으로 통과하기 때문에, 그 자속을 이용하여 리드/라이트 단말기등과 통신할 수 있게 하여, 도전성부재에 대한 RFID 태그의 설치허용면적이 아주 협소한 경우에도 지극히 소형화할 수 있는 실린더상 안테나코일을 갖는 RFID 태그라면 용이하게 설치할 수 있는 구조에 대해 개시되어 있다.

그러나, 상술한 종래의 기술에 있어서 RFID가 제공해주는 정보는 대상체의 식별만을 위한 것이며, 변화하는 대상체의 물리적 특성(위치, 자세) 등을 반영하지는 못하고 있다는 문제점이 있었다.

즉, 상기 공보에 개시된 기술에 있어서는 생산량의 증대, 태그비용의 절감, 극히 소형화할 수 있는 실린더상 안테나코일을 구비한 RFID 태그를 도전성부재에 설치하는 것을 가능하게 한 RFID태그의 설치구조물에 대해서만 기재되어 있을 뿐, 장착되는 물체의 고유한 특성과 위치뿐만 아니라 물체의 방향성을 인식할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 물체, 사람, 환경에 대한 정보를 보다 손쉽게 얻으며, 인식에 필요한 정보뿐만 아니라 대상체의 물리적 특성(위치, 자세) 변화까지 얻을 수 있는 통합적인 자동인식기술을 구현할 수 있는 무선 주파수 인식 3차원 태그를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 오염과 훼손에도 안정적이며, 반영구적으로 동작할 수 있는 자동인식기술을 실현할 수 있는 무선 주파수 인식 3차원 태그를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인식에 필요한 정보뿐만 아니라 대상체의 물리적 특성(위치, 자세) 변화에 관한 정보를 선별적으로 얻을 수 있는 무선 주파수 인식 3차원 태그를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그는 물체를 대표하는 주축방향에 대해 고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 배치되는 복수개의 무선주파수 태그와 상기 복수의 태그를 지지하며, 상기 복수개의 태그에서 방사되는 전자기장이 서로 겹치지 않도록 전자기장 차폐 특성을 가진 서포터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그는 전자기장 차폐특성을 가진 다면체로 이루어진 서포터와 고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 상기 서포터의 각 면의 표면에 부착되는 무선주파수 태그를 포함하고, 상기 서포터의 전자기장 차폐특성은 상기 복수의 태그에서 방사되는 전 자기장이 서로 겹치지 않도록 하는 특성인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그는 물체를 대표하는 주축방향에 대해 고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 배치되고 단일방향으로 지향성의 전자기장을 방사하는 복수개의 무선주파수 태그와 상기 복수의 태그를 지지하기 위한 서포터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그는 다면체로 이루어진 서포터와 고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 상기 서포터의 각 면의 표면에 부착되고 단일방향으로 지향성의 전자기장을 방사하는 무선주파수 태그를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그는 물체의 위치와 자세를 인식할 수 있는 무선 주파수 3차원 태그로서, 방향성을 가지는 다수의 태그와 상기 태그를 지지하는 서포터를 포함하며, 상기 3차원 태그는 전기장 차폐 능력이 있는 물체에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그는 물체의 위치와 자세를 인식할 수 있는 무선 주파수 3차원 태그로서, 방향성을 가지는 다수의 태그와 상기 태그를 지지하고 전기차폐 기능이 있는 서포터를 포함하며, 상기 3차원 태그는 전기장 차폐 능력이 없는 물체에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 있어서, 상기 다수의 태그의 각각은 능동형 태그 또는 수동형 태그인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 있어서, 상기 서포트는 다면체로 이루어지고, 상기 다수의 태그의 각각은 상기 서포터의 각 면에 수직한 방향에 마련되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 있어서, 상기 서포터에 부착되는 각각의 태그들은 동일한 형태와 동일한 특성을 가진 태그인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 있어서, 상기 동일한 형태는 동일한 모양을 의미하며, 상기 동일한 특성은 동일한 전자기적 특성과 동일한 주파수 대역 특성을 의미하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 및 그밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 대한 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

또한, 본 발명의 설명에 있어서는 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그를 도시한 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그(100)는 직육면체의 서포터(20)와 서포터(20)의 각 면에 부착된 복수 개(즉, 6개)의 태그(10)들로 구성되어 있다.

또, 서포트(20)의 내부에는 메모리소자, 전자 제어소자및 콘덴서를 구비하고, 각각의 태그(10)이 방향성과 지향특성을 갖는 안테나로서 기능하도록 구성하여도 좋다. 또한, 각각의 태그(10)에 메모리소자, 전자 제어소자및 콘덴서를 구비하는 구성으로 할 수 도 있다.

즉, 본 발명에 적용 가능한 각각의 태그(10)로서는 무선 주파수 인식 태그(Radio Frequency Identification Tag; RFID Tag)이다. 이러한 RFID 기술은 국제적으로 주파수 범위(즉 125~135KHz, 13.56MHz, 862~928MHz, 2450MHz)에 따른 표준화가 빠르게 진행 되고 있으며 태그에 배터리의 사용 여부에 따라 능동(Active)방식과 수동(Passive)방식으로 구분된다.

배터리를 사용하는 RF 능동형 태그는 수동형 태그보다 인식거리가 길다는 장점을 지니고 있으나 수동형 태그보다 크기가 커지고 비용도 많이 들며 수명역시 제한되는 특징이 있다. 그리고, 배터리를 사용하지 않고 리더(Reader)로부터 전원을 공급받는 RF 수동형 태그는 능동형 태그에 비해 크기가 작고 비용이 저렴하며 반영구적으로 사용 가능하나 인식거리가 짧은 특징이 있다.

또한, 상기한 RFID 태그는 방사하는 전자기파가 지향성을 가지고 있는지의 여부에 따라 지향성 RFID 태그와 무지향성 RFID 태그로 구분될 수 있다.

한편, 상기한 서포터(20)는 태그(10)가 지향성을 가진 경우와 무지향성을 가진 경우에 따라서 그 구성이 상이하게 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서 무지향성의 태그를 사용하는 경우, 서포터(20)는 적어도 그 표면이 도전특성이 우수한 금속재로 이루어져 있어야 한다. 즉, 서포터(20)의 각 면에 부착된 태그에서 방사되는 전자기장에 의하여 상호 간섭을 받지 않도록 하기 위하여 적어도 서포터(20)의 표면은 도전특성이 우수한 금속재로 도포되어 있어야 하는 것이다.

그 반면, 본 발명에 있어서 지향성의 태그를 사용하는 경우, 서포터(20)는 반드시 그 표면이 도전특성이 우수한 금속재로 이루어져 있을 필요는 없다. 서포터(20)의 각 면에 부착된 태그에서 방사되는 전자기장이 각 면에 대하여 수직한 방향으로의 지향성을 가지면 상호 간섭을 받지 않도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 있어서는 무선 주파수 태그가 물체를 대표하는 각 주축방향에 대해 고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 배치되면 되고, 서포터는 각 태그를 지지하기 위한 것으로서 각 태그에서 방사되는 전자기장이 서로 겹치지 않도록 하는 전자기장 차폐 특성을 가지고 있으면 되는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 있어서는 서포터가 전자기장 차폐특성을 가지고서 다면체로 이루어지고, 무선주파수 태그가 고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 상기 서포터의 각 면의 표면에 부착되며, 서포터의 전자기장 차폐특성에 의하여 상기 복수의 태그에서 방사되는 전자기장이 서로 겹치지 않도록 구성되면 된다.

또한, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 있어서는, 무선주파수 태그가 물체를 대표하는 각각의 주축방향에 대해 고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 배치되고 각 면에 수직한 방향으로 지향성의 전자기장을 방사하고, 서포 터(20)가 각각의 태그(10)를 지지하도록 구성되면 된다. 또한, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 있어서는 서포터가 다면체로 이루어지고, 무선주파수 태그가 식별자(ID)를 가지고서 각각 독립적으로 서포터(20)의 각 면의 표면에 부착되고 각 면에 수직한 방향으로 지향성의 전자기장을 방사하도록 이루어지면 된다.

상기한 태그는 능동형 태그이든지 수동형 태그이든지 상관없으며, 하나의 무선 주파수 인식 3차원 태그에 사용되는 모든 태그는 동일한 모양을 가지며 동일한 전자기적 특성과 동일한 주파수 대역 특성을 갖는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 무선 주파수 인식 3차원 태그를 구성하면, 각 축방향에 대해 고유한 ID가 인식되는 특성을 가지게 되며, 또한 태그 다면체에서 방출되는 전자기장은 도 2에 도시한 바와 같이 독립성을 갖게 된다. 따라서, 리더(Reader)측에서 x축, y축 및 z축 중에서 적어도 한 축으로 방사되는 전자기파를 감지하면 해당 무선 주파수 인식 3차원 태그가 장착된 물체, 사람, 환경에 대한 인식에 필요한 정보를 보다 손쉽게 얻을 수 있으며, 좌측, 우측, 상측 또는 하측으로 약간 이동하면 x,y,z축으로 방사되는 전자기파를 모두 감지할 수 있게 되어 해당 무선 주파수 인식 3차원 태그가 장착된 물체, 사람, 환경에 대한 위치 및 자세의 변화까지 용이하게 얻을 수 있게 된다. 따라서, 해당 무선 주파수 인식 3차원 태그가 장착된 물체, 사람, 환경에 대한 통합적인 자동인식을 구현할 수 있게 된다.

다음에 본 발명에 따른 다른 실시예를 도 3내지 도 10에 따라 설명한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에서 적용된 태그의 방사특성을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 태그좌표 x가 물체의 좌표축과 나란하게 배치될 때 인식가능 한 방향(dir _{x, ,} dir _y, dir _z )을 보여주는 도면이며, 도 5는 태그 3개를 직교하게 배치하고 이를 부착하고 있는 서포터로 구성한 3차원 태그를 도시한 도면이고, 도 6은 태그 3개를 직교하게 배치하고 그 중앙에 전자기장을 차폐하는 전기차폐 서포터로 구성한 태그를 도시한 도면이고, 도 7 내지 도 10은 3D tag를 사용하지 않고 일반적인 방향성을 가지는 막대형 태그를 일반적인 사물에 부착하여 물체의 형상에 따라 물체를 대표하는 좌표계를 중심으로 배치된 태그의 적용예를 나타내는 도면이다.

즉, 도 5의 태그를 부착한 물체는 전기장 차폐능력이 있어 태그가 부착된 반대면에서는 3D 태그를 인식하지 못하므로 물체의 앞 뒤 면에 각각 부착하여 물체의 위치와 자세를 판단 할 수 있다.

또, 도 6의 태그를 부착한 물체는 전기차폐능력이 없어 물체의 일부분에 3D 태그 한 개를 부착하여 물체의 앞뒤에 관계없이 물체의 위치와 자세를 판단할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서는 도 3 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 대상체의 일정방향을 따라 부착되어 있는 수동식 태그가 감지와 동시에 사물의 ID를 알려주며, 또한, 사물의 현재 안테나에 대한 물리적 자세관계를 알려줄 수 있다. 이러한, 특성을 이용하여, 대상체를 대표할 수 있는 좌표계를 설정하여, 이 좌표계의 축들을 따라 태그를 장치하면, 위와 같은 물리적 자세 정보를 파악할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 3차원 태그는 방향성을 가지는 태그와 이를 지지하는 서포터로 구성되어 전기장 차폐 능력이 있는 물체에 부착함으로서 물체의 위치와 자세를 인식할 수 있도록 구성된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 3차원 태그는 방향성을 가지는 태그와 이를 지지하는 전기차폐 기능이 있는 서포터로 구성되어 전기장 차폐능력이 없는 물체에 부착함으로서 위치와 자세를 인식할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시에에 있어서는 도 4에 도시된 바와 같은 방향성을 갖는 태그를 도 6에 도시된 바와 같이, 다면체로 이루어지고 전기 및 전자장을 차폐할 수 있는 서포터의 각각의 육면체의 모서리 부분에 부착하는 것에 의해 3차원 방향으로 사물의 정보를 선별적으로 인식할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 태그에 있어서는 도 5에 도시된 바와 같이 육면체의 6개의 방향으로 방향성을 갖는 태그를 내장시키는 것에 의해 자세추정이 가능하게 된다.

상기한 바와 같이 무선 주파수 인식 태그의 장점을 이용함으로써 기존 인식기술들에 비해 대용량의 정보를 저장 및 공급할 수 있으며, 인식속도 역시 매우 빠르며, 동시에 다수의 인식이 가능하게 된다.

또, 본 발명은 서포터의 표면에 무선 주파수 인식 태그를 부착한 것이므로, 오염과 훼손에 강한 특성을 갖는다.

또한, 본 발명은 사물인식 기술에 있어서, 무선 주파수 인식 태그를 측정하고자 하는 사물에 장착하면 사물의 특성을 감지하기가 매우 수월해 진다. 본 발명 은 이러한 무선 주파수 인식 태그의 특성 중에서 무선 주파수 인식 리더(Reader)의 안테나가 태그를 인식함에 있어 방향성을 갖는 특징을 바탕으로 다중 지향성을 갖는 3차원 태그를 제공하여, 그 물체의 고유한 특성, 위치뿐만 아니라 방향성(orientation)을 인식할 수 있게 함으로써 사물에 대한 자동 감지, 인식, 인지기술에 새로운 패러다임을 제시한다.

또, 본 발명은 지능형 로봇분야와 같은 환경의 인식이 중요하게 작용하는 분야에서 정밀한 환경인식을 위해 활용될 수 있다. 기존의 가장 대표적인 물체인식기술인 카메라를 이용한 물체인식기술을 예로 들면 관심 물체를 찾기 위해 카메라로 환경 영상을 캡춰한 후, 메모리에 저장되어있는 템플렛과 매칭(matching)과정을 거치는 과정을 반복한다. 만약 저장되어 있는 물체의 템플릿과 영상내 물체의 자세가 상이하다면, 많은 연산을 요구하여 비효율적인 과정을 반복하게 된다. 그러나, 본 발명을 활용하면, 감지와 인식, 자세추정이 동시에 이루어지므로, 기존의 비효율성을 극복할 수 있다.

또한, 본 발명은 RFID가 가지는 고유한 인식장점과 더불어 안테나에 대한 사물의 자세정보를 획득할 수 있으므로, 사물 혹은 환경정보를 이용하여, 환경을 주행하거나, 사물을 제어하는 분야, 즉 지능형 차량분야 중 ITS(Intelligent Transport Systems) 기술 등에 폭넓게 활용될 수 있다. 또한 시각 장애인들에게 물체에 대한 보다 상세한 정보를 제공하는 적용이 가능할 것이다. 또한, 물류 및 유통에서 상품을 보호하는 용도로 활용할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 의하면, 물체, 사람, 환경에 대한 정보를 보다 손쉽게 얻으며, 인식에 필요한 정보뿐만 아니라 대상체의 물리적 특성(위치, 자세)의 변화까지 얻을 수 있고, 오염과 훼손에도 안정적이며, 반영구적으로 동작할 수 있는 통합적인 자동인식기술을 구현할 수 있게 된다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 3차원 태그에 의하면, 감지와 인식, 자세 추정이 동시에 실행되므로, 대상체의 물리적 특성(위치, 자세)의 변화의 과정을 고속으로 처리할 수 있다는 효과도 얻어진다.

Claims

물체를 대표하는 주축방향에 대해 고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 배치되는 복수개의 무선주파수 태그와,

상기 복수의 태그를 지지하며, 상기 복수개의 태그에서 방사되는 전자기장이 서로 겹치지 않도록 전자기장 차폐 특성을 가진 서포터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제1항에 있어서,

상기 태그는 능동형 태그 또는 수동형 태그인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제1항에 있어서,

상기 전자기장 차폐특성을 가진 서포터는 적어도 그 표면이 전자기장을 흡수하는 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하나의 서포터에 부착되는 태그들은 동일한 형태와 동일한 특성을 가진 태그인 을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제4항에 있어서,

상기 동일한 형태는 동일한 모양을 의미하며, 상기 동일한 특성은 동일한 전자기적 특성과 동일한 주파수 대역 특성을 의미하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
전자기장 차폐특성을 가진 다면체로 이루어진 서포터와,

고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 상기 서포터의 각 면의 표면에 부착되는 무선주파수 태그를 포함하고,

상기 서포터의 전자기장 차폐특성은 상기 복수의 태그에서 방사되는 전자기장이 서로 겹치지 않도록 하는 특성인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제6항에 있어서,

상기 태그는 능동형 태그 또는 수동형 태그인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제6항에 있어서,

상기 전자기장 차폐특성을 가진 서포터는 적어도 그 표면이 전자기장을 흡수하는 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하나의 서포터에 부착되는 태그들은 동일한 형태와 동일한 특성을 가진 태그인 을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제9항에 있어서,

상기 동일한 형태는 동일한 모양을 의미하며, 상기 동일한 특성은 동일한 전자기적 특성과 동일한 주파수 대역 특성을 의미하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
물체를 대표하는 주축방향에 대해 고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 배치되고 단일방향으로 지향성의 전자기장을 방사하는 복수개의 무선주파수 태그와,

상기 복수의 태그를 지지하기 위한 서포터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제11항에 있어서,

상기 태그는 능동형 태그 또는 수동형 태그인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제11항에 있어서,

상기 단일방향은 상기 서포터의 각 면에 수직한 방향인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하나의 서포터에 부착되는 태그들은 동일한 형태와 동일한 특성을 가진 태그인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제14항에 있어서,

상기 동일한 형태는 동일한 모양을 의미하며, 상기 동일한 특성은 동일한 전자기적 특성과 동일한 주파수 대역 특성을 의미하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
다면체로 이루어진 서포터와,

고유의 식별자(ID)를 가지고서 독립적으로 상기 서포터의 각 면의 표면에 부착되고 단일방향으로 지향성의 전자기장을 방사하는 무선주파수 태그를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제16항에 있어서,

상기 태그는 능동형 태그 또는 수동형 태그인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제16항에 있어서,

상기 단일방향은 상기 서포터의 각 면에 수직한 방향인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하나의 서포터에 부착되는 태그들은 동일한 형태와 동일한 특성을 가진 태그인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제19항에 있어서,

상기 동일한 형태는 동일한 모양을 의미하며, 상기 동일한 특성은 동일한 전자기적 특성과 동일한 주파수 대역 특성을 의미하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
물체의 위치와 자세를 인식할 수 있는 무선 주파수 3차원 태그로서,

방향성을 가지는 다수의 태그와

상기 태그를 지지하는 서포터를 포함하며,

상기 3차원 태그는 전기장 차폐 능력이 있는 물체에 부착되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
물체의 위치와 자세를 인식할 수 있는 무선 주파수 3차원 태그로서,

방향성을 가지는 다수의 태그와

상기 태그를 지지하고 전기차폐 기능이 있는 서포터를 포함하며,

상기 3차원 태그는 전기장 차폐 능력이 없는 물체에 부착되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제21항 또는 제22항에 있어서,

상기 다수의 태그의 각각은 능동형 태그 또는 수동형 태그인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제23항에 있어서,

상기 서포트는 다면체로 이루어지고,

상기 다수의 태그의 각각은 상기 서포터의 각 면에 수직한 방향에 마련되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제24항에 있어서,

상기 서포터에 부착되는 각각의 태그들은 동일한 형태와 동일한 특성을 가진 태그인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.
제25항에 있어서,

상기 동일한 형태는 동일한 모양을 의미하며, 상기 동일한 특성은 동일한 전자기적 특성과 동일한 주파수 대역 특성을 의미하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 3차원 태그.