KR20070042800A - 위치파악장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 위치파악장치는 위치파악의 대상인 목적물로부터 신호를 무선으로 수신하는 지향성 수신안테나; 상기 지향성 수신안테나에서 수신한 신호의 세기를 측정하는 수신세기 검출부; 및 상기 수신세기 검출부에서 측정한 신호의 세기를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
지자기센서를 더 포함하고, 지자기센서에서 탐지한 지향성 수신안테나가 놓인 방향을 표시하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 목적물이 두 개 이상인 경우 상기 목적물을 식별하는 정보를 더 수신하여 이를 위치파악장치에서 표시하는 것을 특징으로 할 수도 있다.
위치파악, 지향성 안테나, 신호 세기

Description

위치파악장치{A Position Detecting Device}
도 1은 본 발명에 따른 위치파악장치와 목적물의 블럭도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에서 위치파악장치로 목적물의 위치를 파악하는 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명에서 위치파악장치와 목적물 간의 거리가 변경되는 모습을 나타낸다.
본 발명은 지향성 안테나를 사용하여 목적물의 위치를 파악하는 장치에 관한 것이다.
종래의 위치를 파악하는 기술 중 대표적인 것으로 GPS(Global Positioning System)가 있다. GPS는 위성을 이용하여 위치를 추적하는 기술이다.
그러나 GPS는 근거리에 있는 목적물의 위치를 파악하는 데는 적당하지 않다. 예를 들어 넓은 공용주차장에 세워 놓은 차량의 위치를 찾는데 GPS를 사용하는 것은 적당하지 않다.
따라서, 근거리에 있는 목적물의 위치를 파악하는 기술이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 필요에 부응하기 위하여 창안된 것으로 지향성 안테나를 사용하여 근거리에 있는 목적물의 위치를 파악하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위치파악장치는 위치파악의 대상인 목적물로부터 신호를 무선으로 수신하는 지향성 수신안테나; 상기 지향성 수신안테나에서 수신한 신호의 세기를 측정하는 수신세기 검출부; 및 상기 수신세기 검출부에서 측정한 신호의 세기를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 지향성 수신안테나가 놓인 방향을 탐지하는 지자기센서를 더 포함하고, 상기 표시부에서 상기 수신세기 검출부에서 측정한 신호의 세기와 함께 상기 지자기센서에서 탐지한 지향성 수신안테나가 놓인 방향을 표시하는 것을 특징으로 할 수 있으며,
상기 목적물이 두 개 이상이고, 상기 지향성 수신안테나에서 상기 두 개 이상의 목적물 중 어느 하나로부터 신호를 수신하는 경우 목적물을 식별하는 정보를 더 수신하고, 상기 표시부에서 상기 수신세기 검출부에서 측정한 신호의 세기와 함께 상기 목적물을 식별하는 정보를 표시하는 것을 특징으로 할 수도 있다.
상기 표시부는 수신세기 검출부에서 측정한 신호의 세기에 따른 크기의 소리를 출력하는 소리출력부일 수 있으며, 상기 목적물과 상기 위치파악장치 간의 무선 통신을 하는 장치는 블루투스 장치일 수 있다.
상기 위치파악장치는 이동통신 단말기에 포함될 수 있으며 상기 목적물은 차량일 수 있다.
본 발명은 지향성 안테나를 사용하여 안테나에서 수신되는 무선신호의 세기로 목적물의 위치를 파악하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 한다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 위치파악장치와 목적물의 블럭도를 나타낸다.
도 1을 보면 크게 목적물(110)과 위치파악장치(120)로 구성된다.
상기 목적물(110)은 본 발명에서 위치를 파악하려는 대상이다. 목적물(110)의 예로는 차량을 들 수 있다. 본 발명은 차량의 무선 도어락 장치에 적용될 수 있는데 이 경우 목적물(110)은 차량이 되고 위치파악장치(120)는 도어락 장치에 구현될 수 있다.
목적물(110)에는 무선주파수 송신부(112)가 포함되어 있다. 무선주파수 송신부(112)는 위치파악장치(120)의 무선주파수 수신부(122)로 무선신호를 전송하는 역할을 한다. 무선주파수 송신부(112)는 송신안테나(111)에 연결되어 있어서 안테나를 통해 무선신호를 송신한다.
상기 위치파악장치(120)는 수신안테나(121), 무선주파수 수신부(122), 수신세기 검출부(123), 지자기센서(124), 제어부(125), 키입력부(126), 표시부(127) 및 메모리(128)를 포함하여 구성된다.
상기 수신안테나(121)는 무선주파수 수신부(122)에 연결되어 있으며 목적물(110)의 송신안테나(111)로부터 전송되는 무선신호를 수신하여 무선주파수 수신부(122)에 전달하는 역할을 한다. 수신안테나(121)는 지향성 안테나로 구성된다.
지향성 안테나란 지향성이 있도록 설계된 안테나로서 등방성 안테나(isotropic antenna)를 제외한 모든 안테나를 가리키며 특정 방위각으로만 신호를 송수신하도록 형성된 무선 안테나를 말한다. 지향성 안테나는 등방성 안테나의 뒷면에 반사판(reflector)을 부착하여 전파가 일정 방향으로만 전파되도록 설계된 안테나이며, 보통 반파장 다이폴을 수직으로 다단 배열한 콜리니어(collinear) 안테나를 사용한다. 지향성 안테나는 어느 특정한 방향으로 전파를 세게 방사하거나 어느 특정한 방향에서 수신되는 전파를 잘 받아들인다.
상기 무선주파수 수신부(122)는 수신안테나(121), 수신세기 검출부(123) 및 제어부(125)와 연결되어 있으며 수신안테나(121)로부터 무선신호를 수신하여 수신세기 검출부(123)와 제어부(125)로 전송하는 역할을 한다.
상기 수신세기 검출부(123)는 무선주파수 수신부(122) 및 제어부(123)와 연결되어 있고 무선주파수 수신부(122)로부터 무선신호를 수신하여 무선신호의 세기를 측정하여 그 측정치를 제어부(125)로 전송하는 역할을 한다. 본 발명에서 목적물(110)로부터 송신되는 무선신호의 세기를 파악하는 역할을 한다.
상기 지자기센서(124)는 제어부(125)와 연결되어 있고, 위치파악장치(120)의 방향을 파악하는 역할을 한다. 즉, 지자기를 이용하여 위치파악장치(120)가 어느 방향으로 향하고 있는지를 파악하는 것이다. 본 발명에서 목적물(110)의 위치를 동 서남북의 방위로 표시하는 것을 가능하게 한다. 지자기센서(124)는 본 발명에서 사용될 수도 있고 사용되지 않을 수도 있다.
상기 제어부(125)는 무선주파수 수신부(122), 수신세기 검출부(123), 지자기센서(124), 키입력부(126), 표시부(127) 및 메모리(128)와 연결되어 있고 위치파악장치(120)의 전반적인 제어를 담당한다.
상기 키입력부(126)는 제어부(125)와 연결되어 있고 위치파악장치(120) 사용자로부터 위치를 파악하라는 명령을 키를 통해 입력받아 제어부(125)에 전송하는 역할을 한다. 위치파악장치(120)에서 위치를 알고자 하는 목적물(110)이 하나인 경우에는 위치를 파악하라는 명령을 입력하는 하나의 키만 있으면 되지만 위치파악장치(120)에서 위치를 알고자 하는 목적물(110)이 여러 개인 경우에는 여러 개의 키를 구비해야 한다.
상기 표시부(127)는 제어부(125)와 연결되어 있고 목적물(110)의 위치에 대한 정보를 제어부(125)에서 받아 위차파악장치(120) 사용자에게 표시하는 역할을 한다.
상기 메모리(128)는 제어부(125)에 연결되어 있고, 제어부(125)에 연결된 각 구성요소들을 제어하는 프로그램과 목적물(110)에 대한 정보가 저장되어 있다.
이하 상기 본 발명에 따른 위치파악장치의 구성요소들을 나타낸 도면(도 1)을 참조하여 본 발명에 따른 위치파악장치의 동작에 대해 설명한다.
위치파악장치(120)를 목적물(110)의 무선통신가능영역 안으로 가져가면 목적물(110)의 무선주파수 송신부(112)와 무선신호가 위치파악장치(120)의 무선주파수 수신부(122) 간의 무선통신이 이루어진다. 상기 목적물(110)의 무선통신가능영역은 목적물(110)과 위치파악장치(120) 간의 무선통신이 가능한 최대영역으로 사용하는 무선통신장비에 따라 달라진다.
상기 무선통신은 목적물(110)의 송신안테나(111)에서 위치파악장치(120)의 수신안테나(121)로 무선신호를 전송하여 이루어진다. 위치파악의 대상이 되는 목적물(110)이 하나인 경우 상기 무선신호는 특별한 정보를 포함하고 있지 않아도 되나, 목적물(110)이 여러 개인 경우에는 그 목적물(110)을 식별할 수 있는 정보를 포함하고 있어야 한다.
상기 수신안테나(121)는 지향성 안테나로서 안테나의 방향에 따라 수신하는 신호의 세기가 달라진다. 수신안테나(121)의 방향이 목적물(110)을 향하면 신호의 세기가 가장 커지고 수신안테나(121)의 방향이 목적물(110)과 반대방향을 향하면 신호의 세기 가장 작아진다. 이러한 원리로 위치파악장치(120)를 기준으로 목적물(110)이 있는 방향을 파악하는 것이다.
무선신호를 수신한 위치파악장치(120)의 무선주파수 수신부(122)에서는 무선신호를 수신세기 검출부(123)와 제어부(125)로 전송한다. 그러면 수신세기 검출부(123)에서는 수신한 무선신호의 세기를 측정하여 그 측정치를 제어부(125)에 전송한다.
무선신호와 수신신호의 세기 측정치를 수신한 제어부(125)에서는 무선신호로부터 목적물(110)을 식별할 수 있는 정보를 추출한다. 목적물(110)을 식별할 수 있는 정보의 추출은 목적물(110)을 여러 개 사용하는 경우에 필요한 동작이다. 목적 물(110)이 하나인 경우는 이러한 동작이 필요하지 않다.
또한 제어부(125)에서는 지자기센서(124)로부터 현재 위치파악장치(120)가 놓인 방향에 대한 정보를 수신한다.
위치파악장치(120)의 사용자가 목적물(120)의 위치를 위치파악장치(120)를 통해 알고자 하는 경우에는 위치파악장치(120)의 키입력부(126)에 연결된 키를 누른다. 그러면 키입력부(126)에서 목적물(110)의 위치를 표시하라는 명령신호가 제어부(125)에 전송되고 제어부(125)에서는 상기 수신세기 검출부(123)에서 측정한 수신신호의 세기 측정치와 지자기센서(124)에서 측정한 방향에 대한 정보를 표시부(127)를 통해 표시한다. 목적물(110)이 여러 개인 경우에는 목적물(110)을 식별하는 정보를 통해 목적물(110)이 어떤 것인지 파악하여 목적물(110)의 종류도 표시한다.
위치파악장치(120)에서 표시되는 정보는 수신한 무선신호의 세기와 위치파악장치(120)가 놓여있는 방향이다. 위치파악장치(120)를 움직여서 수신안테나(121)의 방향을 변경시키면 목적물(110)의 방향과 수신안테나(121)의 방향에 따라 신호의 세기가 변하게 된다.
위치파악장치(120)의 방향을 바꿔가면서 목적물(110)의 위치를 파악하는 모습은 도 2에 나타나 있다. 즉, 도 2는 본 발명에서 위치파악장치로 목적물의 위치를 파악하는 방법을 나타낸다.
도 2를 보면 위치파악장치(120)가 중앙에 있고 목적물(110)인 차량이 위치파악장치(120)의 오른쪽에 있다. 그리고 A, B, C, D는 지향성 안테나인 수신안테나(121)의 방향을 나타내고 a, b, c, d는 수신안테나(121)의 방향에 따라 수신안테나가 신호를 수신할 수 있는 영역을 나타낸다. 즉, 수신안테나(121)의 방향이 A인 경우 a영역에서 송신되는 무선신호를 수신할 수 있고 수신안테나(121)의 방향이 B인 경우 b영역에서 송신되는 무선신호를 수신할 수 있고 수신안테나(121)의 방향이 C인 경우 c영역에서 송신되는 무선신호를 수신할 수 있으며 수신안테나(121)의 방향이 D인 경우 d영역에서 송신되는 무선신호를 수신할 수 있다.
수신안테나(121)의 방향이 A, C, D인 경우에는 목적물(110)이 a영역이나 c영역이나 d영역 내에 존재하지 않기 때문에 수신안테나(121)에서는 목적물(110)의 송신안테나(111)에서 전송되는 무선신호를 수신할 수 없다. 이 경우는 위치파악장치(120)의 사용자가 위치파악장치(120)의 키입력부(126)에 연결된 키를 누르는 경우에도 수신세기 검출부(123)에서 측정한 수신신호의 세기 측정치는 '0'으로 표시되고 지자기센서(124)에서 측정한 방향에 대한 정보가 표시되지 않는다.
수신안테나(121)의 방향이 B가 되도록 하면 목적물(110)이 b영역 내에 존재하므로 수신안테나(121)에서는 목적물(110)의 송신안테나(111)에서 전송되는 무선신호를 수신할 수 있게 된다. 이 경우는 위치파악장치(120)의 사용자가 위치파악장치(120)의 키입력부(126)에 연결된 키를 누르는 경우 수신세기 검출부(123)에서 측정한 수신신호의 세기 측정치와 지자기센서(124)에서 측정한 방향에 대한 정보가 표시부(127)를 통해 표시된다.
수신안테나(121)에서 수신하는 신호의 세기는 목적물(110)과 위치파악장치(120)의 거리에 따라 달라진다. 거리가 가까울수록 신호의 세기가 커지고 거리가 멀어질수록 신호의 세기가 작아진다. 거리가 목적물(110)과 위치파악장치(120) 간의 무선통신이 가능한 최대거리보다 멀어지는 경우에는 신호가 수신되지 않아 신호의 세기는 '0'이 된다.
도 3은 본 발명에서 위치파악장치와 목적물 간의 거리가 변경되는 모습을 나타낸다.
도 3을 보면 위치파악장치(120)가 있고 목적물(110)의 위치가 ①, ②, ③, ④로 변경된다. ① 위치에 목적물(110)이 있는 경우는 위치파악장치(120)와 목적물 간의 거리가 가장 가까운 경우이고 목적물(110)의 위치가 ④로 갈수록 그 거리가 멀어진다. 특히 ④ 위치에 목적물(110)이 있는 경우는 목적물(110)과 위치파악장치(120) 간의 거리가 무선통신이 가능한 최대 거리를 벗어난 경우이다.
목적물(110)에서 위치파악장치(120)로 전송되는 무선신호의 세기는 목적물(110)이 ① 위치에 있을 때 가장 크고, ② 위치에서는 ① 위치에 있을 때보다 작아지고, 목적물(110)이 ③ 위치에 있을 때 가장 작고, ④ 위치에 있는 경우에는 통신 자체가 불가능하므로 신호의 세기가 '0'이다.
이와 같은 원리를 이용하여 목적물(110)이 위치파악장치(120)로부터 얼마나 떨어져 있는지를 알 수 있다.
본 발명에서 무선주파수 송신부(112)와 무선주파수 수신부(122)에서 사용하는 통신장비는 무선통신이 가능한 통신장비이어야 한다. 여기에는 블루투스 통신장비가 포함될 수 있다. 블루투스 통신장비를 사용하는 경우에는 각 블루투스 통신장 비마다 고유의 주소가 있으므로 이 주소를 목적물(110)이 여러 개인 경우 목적물(110)을 식별하는 정보로 사용하면 된다.
상기 설명에서는 표시부(127)를 통해 정보를 표시하는 경우에 대해서만 언급하였지만 이와 달리 소리로 출력하여 목적물(110)의 위치를 알 수 있게 할 수도 있다. 즉, 위치파악장치(120)의 수신안테나(121)에서 무선신호가 수신되는 경우 소리가 출력되게 하면서 신호의 세기에 따라 소리의 크기를 변경시키는 방식으로 구현할 수도 있다. 이 경우는 수신안테나(121)의 방향을 변경시키면서 목적물(110)의 방향과 일치되면 소리가 출력되고 위치파악장치(120)를 가진 사용자가 목적물(110)에 접근할수록 소리의 크기가 커지게 되어 목적물(110)의 위치를 알 수 있다.
본 발명에서 목적물(110)에는 위치를 파악하는 것이 필요한 모든 물건이 포함될 수 있지만 바람직하게로는 차량을 예로 들 수 있다. 즉, 위치파악장치(120)를 이용하여 차량을 어디에 주차해 두었는지 파악하는 것이다. 이 경우 위치파악장치(120)는 무선으로 차량의 문을 잠그고 여는 도어락 제어장치에 구현될 수 있다. 이 경우 사용자는 주차장에 주차된 차량을 사용하고자 하는 경우 위치파악장치(120)로 차량의 위치를 파악하고 도어락 장치로 문을 열 수 있다.
본 발명에서 위치파악장치(120)는 별도의 장치로 구현될 수도 있으나, 상기 예에서와 같이 무선 차량 도어락 제어장치에 포함되어 구현될 수도 있고, 이동통신 단말기에 구현될 수도 있다. 이동통신 단말기에 본 발명에 따른 위치파악장치(120)가 구현되는 경우는 제어부, 메모리, 키입력부, 표시부는 이미 이동통신 단말기의 구성요소로 포함되어 있으므로 나머지 부분인 무선주파수 수신부, 수신세기 검출 부, 지자기센서만 더 포함시키면 된다. 무선통신방법으로 CDMA 등의 이동통신을 이용하는 경우에는 무선주파수 수신부도 별도로 구현할 필요가 없다.
이상으로, 본 발명에 따른 위치파악장치에 대해 살펴보았다.
본 발명의 범위는 본 출원서에 설명된 부분에 한정되지 않고 명세서와 첨부된 청구항들에서 설명되는 기술적 사상에 속하는 모든 변형된 형태와 수정된 형태를 포함한다.
본 발명에 의하면 위치파악이 필요한 물건의 위치를 별도의 장비나 이동통신 단말기를 통해 파악할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. 위치파악의 대상인 목적물로부터 신호를 무선으로 수신하는 지향성 수신안테나;
    상기 지향성 수신안테나에서 수신한 신호의 세기를 측정하는 수신세기 검출부; 및
    상기 수신세기 검출부에서 측정한 신호의 세기를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치파악장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지향성 수신안테나가 놓인 방향을 탐지하는 지자기센서를 더 포함하고,
    상기 표시부에서 상기 수신세기 검출부에서 측정한 신호의 세기와 함께 상기 지자기센서에서 탐지한 지향성 수신안테나가 놓인 방향을 표시하는 것을 특징으로 하는 위치파악장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 목적물이 두 개 이상이고,
    상기 지향성 수신안테나에서 상기 두 개 이상의 목적물 중 어느 하나로부터 신호를 수신하는 경우 목적물을 식별하는 정보를 더 수신하고,
    상기 표시부에서 상기 수신세기 검출부에서 측정한 신호의 세기와 함께 상기 목적물을 식별하는 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 위치파악장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시부는 수신세기 검출부에서 측정한 신호의 세기에 따른 크기의 소리를 출력하는 소리출력부인 것을 특징으로 하는 위치파악장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 목적물과 상기 위치파악장치 간의 무선통신을 하는 장치는 블루투스 장치인 것을 특징으로 하는 위치파악장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치파악장치는 이동통신 단말기에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 위치파악장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 목적물은 차량인 것을 특징으로 하는 위치파악장치.
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