KR20100073194A - 위치별 수신감도 데이터 수집/처리 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
위치별 수신감도 데이터 수집/처리 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명은 GPS 수신좌표 값에 해당하는 위치 별로 GPS정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 수신하는 무선기지국과 위치 별 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 이용하여 경로 계획 또는 채널 코딩을 수행하는 원격 통제부를 포함한다.
본 발명에 의하면, GPS 수신좌표 값에 해당하는 위치 별로 무선통신 수신감도 데이터를 저장함으로써 야간 주행 등에 활용되는 무인 실외 로봇의 경로 계획시 통신 가능성 혹은 자기 위치 추적 가능성을 기반으로 경로 계획을 수행할 수 있으므로, 로봇의 자율 주행 또는 로봇의 감시 모니터링이 가능하도록 할 수 있다.
GPS, WiBro, 수신감도
Description
본 발명은 위치별 수신감도 데이터 수집/처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GPS 수신좌표 값에 해당하는 위치 별로 무선통신 수신감도를 저장하고 위치 별 수신감도 데이터를 이용하여 경로계획 또는 통신채널 코딩 등을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2008-S-030-01, 과제명 : RUPI-클라이언트 기술 개발].
WiBro와 같은 원거리 통신 장비를 탑재한 무인 로봇은 주로 군사용으로 개발되고 있으며, 이를 이용하여 시설 감시, 정찰, 경전투 등의 다양한 분야에 활용 가능하다. 이러한 무인 로봇의 운용에 있어서 가장 큰 문제는 로봇이 활동하는 지형 환경에 따라 로봇과의 통신이 자주 단절되거나 혹은 네트워크의 대역폭이 감소하는 현상으로 인해 원활하게 로봇을 원격에서 제어하거나 모니터링 할 수 없다는 것이다. WiBro를 이용하여 로봇을 제어하는 것은 국방관련 기술을 시작으로 새롭게 시도하고 있는 분야이기 때문에 이와 같은 통신 단절과 네트워크 대역폭 감소에 대한 충분한 연구가 이루어지지 않은 상황이다.
WiBro 통신 시스템은 기지국에서 단말 신호에 대한 수신 감도를 나타내는 CINR(carrier-to-noise-ratio) 또는 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값을 계산할 수 있다. 이러한 값들을 이용하여 통신 대역폭을 늘리거나 줄이는데 활용할 수 있으며, 로봇이 가진 여러 대의 카메라로부터 우선 순위에 따라 특정 카메라 영상을 정해진 해상도로 지속적으로 수신할 수 있다.
국방 분야에서 활용되는 무인 로봇의 경우 경로 계획을 위해서 시작점과 끝점 사이에 이동할 경로는 최단거리, 적 위험도를 반영한 거리, 최고 속도를 반영한 거리와 같은 방식으로 구하고 있다. 그러나, 기본적으로 통신 상황이 양호하지 않은 경우 무인 로봇을 특정 지점으로 자율적으로 이동시키는 것은 많은 위험을 감수해야 한다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 야간 주행 등에 활용되는 무인 실외 로봇의 경로 계획시 통신 가능성 혹은 자기 위치 추적 가능성을 기반으로 경로 계획을 수행할 수 있는 위치별 수신감도 데이터 수집/처리 장치 및 방법을 제공 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, GPS 수신좌표 값에 해당하는 위치 별로 GPS정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 수신하는 무선기지국과 위치 별 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 이용하여 경로 계획 또는 채널 코딩을 수행하는 원격 통제부를 포함한다.
또한, 윈격 통제부는 상기 위치별 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 저장하는 데이터베이스를 포함한다.
또한, 무선기지국은 원격무인로봇으로부터 상기 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 수신한다.
또한, 무선통신은 WiBro 통신인 것을 특징으로 한다.
또한, 무선통신 수신감도 데이터는 CINR 또는 RSSI 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 원격 무인 로봇은 WiBro 단말기와 GPS안테나를 탑재한 것을 특징으로 한다.
또한, 원격통제부는 상기 무선 기지국을 통하여 상기 원격 무인 로봇에 진행 경로 또는 수행할 임무를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 원격 무인 로봇으로부터 수신한 상기 수신 감도 데이터가 비정상인 경우, 가장 최근에 상기 데이터베이스에 저장된 GPS정보를 추출하여 상기 수신한 시 간, 상기 저장된 GPS 정보 및 통신이상 정보를 상기 데이터베이스에 저장한다.
또한, 원격 무인 로봇으로부터 수신한 상기GPS 정보가 비정상인 경우, 가장 최근에 상기 데이터베이스에 저장된 GPS정보를 추출하여 상기 수신한 시간, 상기 저장된 GPS 정보 및 GPS 수신불가 정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면은, GPS 수신좌표 값에 해당하는 위치 별로 GPS정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 수신하는 단계와 위치 별 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 이용하여 경로 계획 또는 채널 코딩을 수행하는 단계를 포함하는 위치별 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법을 제공한다.
또한, 수신하는 단계 이후에 상기 위치별 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함한다.
또한, 수신하는 단계는 원격무인로봇으로부터 상기 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무선통신은 WiBro 통신인 것을 특징으로 한다.
또한, 무선통신 수신감도 데이터는 CINR 또는 RSSI 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 원격 무인 로봇은 WiBro 단말기와 GPS안테나를 탑재한 것을 특징으로 한다.
또한, 수행하는 단계 이후에 상기 무선 기지국을 통하여 상기 원격 무인 로봇에 진행 경로 또는 수행할 임무를 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 원격 무인 로봇으로부터 수신한 상기 수신 감도 데이터가 비정상인 경우, 가장 최근에 상기 데이터베이스에 저장된 GPS정보를 추출하여 상기 수신한 시간, 상기 저장된 GPS 정보 및 통신이상 정보를 상기 데이터베이스에 저장한다.
또한, 원격 무인 로봇으로부터 수신한 상기GPS 정보가 비정상인 경우, 가장 최근에 상기 데이터베이스에 저장된 GPS정보를 추출하여 상기 수신한 시간, 상기 저장된 GPS 정보 및 GPS 수신불가 정보를 상기 데이터베이스에 저장한다.
본 발명에 의하면, GPS 수신좌표 값에 해당하는 위치 별로 무선통신 수신감도 데이터를 저장함으로써 야간 주행 등에 활용되는 무인 실외 로봇의 경로 계획시 통신 가능성 혹은 자기 위치 추적 가능성을 기반으로 경로 계획을 수행할 수 있으므로, 로봇의 자율 주행 또는 로봇의 감시 모니터링이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 새로운 지역에 대해서는 지속적으로 데이터를 축적하고, 사전에 이미 조사한 지역에 대해서는 이미 가지고 있는 통신 가능 정보를 사용하여 해당 지역에 들어가기 전 통신 대역폭을 미리 특정 채널에 할당하거나 우선 순위가 낮은 채널의 통신 대역폭을 수거하여 꼭 모니터링이 필요한 영상 채널 등에 할당할 수 있기 때문에, 통신의 예측 가능성이 증가하게 되고 급작스러운 통신 악화에 사전 대비할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 무인 로봇을 이용한 위치별 수신감도 데이터 수집/처리 장치를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 위치별 수신감도 데이터 수집/처리 장치는 원격무인로봇(101)과 원격통제차량(104)를 포함한다.
원격무인로봇(101)은 무인 차량 형태의 실외로봇으로서 무선통신단말(102)과 GPS 안테나(103)를 탑재하고, 원거리에 위치한 원격통제차량(104)과 통신한다. 여기서 무선통신단말(102)로 WiBro 단말이 사용될 수 있다.
원격통제차량(104)은 원격무인로봇(101)으로부터 전송된 무선통신 신호를 수신하여 처리하는 무선 기지국(105) 및 원격통제장치(106)가 탑재되어 있다. 무선 기지국(105)과 원격통제장치(106)는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 여기서 무선 기지국(105)은 WiBro 신호를 수신하여 처리하는 WiBro 기지국이 사용될 수 있다.
원격통제장치(106)는 원격무인로봇(101)으로부터 수신된 다양한 정보를 디스플레이하거나, 원격무인로봇(101)에 장착된 카메라에 의하여 촬영된 영상을 수신하여 원격에서 사용자가 원격무인로봇(101)을 조작할 수 있도록 한다. 또한, 원격통 제장치(106)는 원격무인로봇(101)이 가야 할 진행 경로 또는 수행해야 할 임무를 부여하여 원격무인로봇(101)에 전송한다. 원격통제장치(106)가 원격무인로봇(101)을 원격지에서 제어할 때, 통신 상황이 악화되면 원격제어가 불가능하여 자율로 임무를 전환시켜야 하거나 통신 대역폭을 낮추어 영상 압축률 등을 조절해야 한다.
도 2는 본 발명에 의한 원격통제차량(104)를 더욱 상세하게 표시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 원격통제차량(104)은 WiBro기지국(105)과 원격통제장치(106)를 포함하고, 원격통제장치(106)는 데이터수신부(202), 데이터 저장부(203), 데이터베이스(204), 데이터처리부(205) 및 어플리케이션(206)으로 이루어진다.
원격통제차량(104)에 탑재된 WiBro 기지국(105)을 통해 현재 원격무인로봇(101)으로부터 수신한 GPS 데이터와 수신 감도 정보를 현재 시간과 함께 데이터 수신부(202)로 전달한다. 데이터 수신부(202)는 수신된 데이터를 데이터 저장부(203)로 송신하여 데이터베이스(204)에 정보를 저장한다.
어플리케이션(206)은 데이터 수신부(202)로부터 받은 원격무인로봇(101)의 위치에 대한 통신 수신 감도를 데이터 처리부(205)에 요청하면, 데이터 처리부(205)에서 해당 로봇 좌표에 대해 기 저장되었던 수신 감도 정보를 전송한다. 이때 어플리케이션(206)에서 처리되는 작업은 원격무인로봇(101)의 경로 계획 또는 통신채널의 코딩 자동 변경 등이 될 수 있다.
이와 같이 도 2의 원격통제차량(104)을 통하여, 현재 통신 상황을 현재 원격무인로봇(101)이 위치한 지역의 GPS 데이터와 함께 데이터베이스(204)에 저장하여 이후 다시 해당 경로를 지나는 경우, GPS 데이터를 이용하여 각 지점에 대한 수신 감도 리스트 또는 수신 감도 평균값을 구함으로써, 경로 계획에 이용하거나 통신 환경을 미리 예측하여 적절한 통신 대역폭을 사전에 할당 할 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 위치별 수신감도 데이터 저장 방법을 도시한 것이다. 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 데이터 수신부(202)에서 GPS 데이터와 함께 수신 감도 및 시간을 받은 후(301 단계), 데이터 저장부(203)는 GPS 데이터와 수신 감도 데이터가 정상적인지 여부를 검사한다(302 단계). 검사 결과 GPS 데이터와 수신 감도 데이터가 모두 존재하고 유효한 값일 경우 데이터베이스(204)에 시간, GPS 데이터 및 수신 감도를 저장한다(303 단계). 또한 저장한 값을 내부 메모리 변수에 저장하여 통신이상이나 GPS 수신 불가 지역의 검색에 활용한다. 만약 데이터 저장 작업이 빈번하게 호출되어 전체 시스템의 성능에 영향을 주는 경우, 기 설정된 시간만큼 대기한 후에 301 단계에서 303 단계를 반복한다. 검사 결과, 무선 통신은 정상적으로 동작하지만, GPS 데이터는 수신되지 않는 음영지역이 존재할 수 있다. 또는 무선 통신이 불가능하여 GPS 데이터는 원격제어로봇(101)으로 수신되지만, 무선 통신을 통하여 원격통제장치(106)로 이 데이터를 전달하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우 어플리케이션(206)에서 해당 데이터를 분석하여 해당 지역을 회피하거나 또는 통신 가능한 지역으로 원격제어로봇(101)을 이동시킬 수 있다. 302 단계의 검사 결과, 무선 통신의 수신 감도 또는 GPS 데이터가 비정상적인 경우, 먼저 무선 통신의 이상 유무부터 판단한다(304 단계). 304단계에서 검사 결과 무선 통신의 이상이 있어서, 수신 감도 데이터가 수신되지 않는 경우, 내부 메모리로부터 GPS정보를 추출하여 시간, 추출한 GPS 정보, 통신 이상 정보를 데이터 베이스(204)에 저장한다(306 단계). 기 설정된 데이터 처리 주기 동안 지속적으로 무선 통신이 비정상적인 경우, 데이터베이스(204)에는 시간만 상이하고 GPS 정보와 통신 이상 정보를 포함한 다수의 데이터 들이 저장된다. 304 단계에서 검사 결과, 무선 통신에는 이상이 없으나 GPS 데이터 정보가 비정상적인 경우, 시간, 직전에 저장된 GPS 정보 및 GPS 수신 불가 정보를 데이터베이스(204)에 저장한다. 또한 302 단계에서도 원격제어로봇(101)이 일정 범위의 공간을 기 설정된 시간 내에 급작스럽게 벗어날 수는 없으므로, 기 설정된 시간 내에 일정 변동폭 이상의 변동을 표시하는 GPS 정보가 수신되는 경우, 해당 GPS 정보는 오수신된 정보로서 GPS 수신 불가로 판단한다.
도 4는 본 발명에 의한 위치별 수신감도 데이터 처리 방법을 도시한 것이다. 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 어플리케이션(206)에서 데이터처리부(205)에 GPS 값에 해당하는 수신 감도를 요청하면(400 단계), 데이터 처리부(205)는 사용자가 입력한 GPS 검사 영역 변수 값에 따라 데이터베이스(204)에서 GPS 좌표 범위를 포함하고 있는 데이터 셋을 추출한다(410 단계). 이와 같이 추출된 데이터 중에서 무선 통신 불가능 또는 GPS 수신 불능 지역을 나타내는 값이 포함되어 있다면(420 단계), 내부 메모리에 저장되었던 GPS 값들을 연속적으로 가지고 있는 데이터 들이 추출된다. 따라서, 이와 같은 정보가 리스트 형태로 전달될 수 있다(430 단계). 또한 해당 범위 내에 정상적인 값들이 존재하지 않는 경우, 검사 영역을 좀더 확대시켜 검사하거나, 기존에 원격제어로봇(101)이 이동하지 않은 지역이므로 해당 지역으로 이동하여 도3에 도시된 데이터 수집 및 저장 단계를 반복할 수 있다.
만약, 420단계의 검사 결과 정상적인 데이터가 출력되는 경우, 수집된 데이터의 수신감도 평균값을 계산하여 수신감도를 산출하게 된다(440 단계).
본 실시형태의 모듈, 기능 블록들 또는 수단들은 전자 회로, 집적 회로, ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 이해를 위하여 그 실시예를 기술하였으나, 당업자라면 알 수 있듯이, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 변경 및 대체될 수 있다. 예를 들어, 문자 대신 기타 LCD 등 디스플레이에 의해 표시될 수 있는 그림, 영상 등에도 본 발명의 기술이 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 모든 변형 및 변경을 특허청구범위에 의하여 모두 포괄하고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 무인 로봇을 이용한 위치별 수신감도 데이터 수집/처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 원격통제차량(104)를 더욱 상세하게 표시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 위치별 수신감도 데이터 저장 방법을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 위치별 수신감도 데이터 처리 방법을 도시한 것이다.
Claims (19)
- GPS 수신좌표 값에 해당하는 위치 별로 GPS정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 수신하는 무선기지국; 및상기 위치 별 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 이용하여 경로 계획 또는 채널 코딩을 수행하는 원격 통제부를 포함하는 위치별 수신감도 데이터 수집 및 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 윈격 통제부는 상기 위치별 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 저장하는 데이터베이스를 포함하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 무선기지국은 원격무인로봇으로부터 상기 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 무선통신은 WiBro 통신인 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 무선통신 수신감도 데이터는 CINR 또는 RSSI 값인 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 원격 무인 로봇은 WiBro 단말기와 GPS안테나를 탑재한 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 원격통제부는 상기 무선 기지국을 통하여 상기 원격 무인 로봇에 진행 경로 또는 수행할 임무를 전송하는 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 원격 무인 로봇으로부터 수신한 상기 수신 감도 데이터가 비정상인 경우, 가장 최근에 상기 데이터베이스에 저장된 GPS정보를 추출하여 상기 수신한 시간, 상기 저장된 GPS 정보 및 통신이상 정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 원격 무인 로봇으로부터 수신한 상기GPS 정보가 비정상인 경우, 가장 최근에 상기 데이터베이스에 저장된 GPS정보를 추출하여 상기 수신한 시간, 상기 저장된 GPS 정보 및 GPS 수신불가 정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 장치.
- GPS 수신좌표 값에 해당하는 위치 별로 GPS정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 수신하는 단계; 및상기 위치 별 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 이용하여 경로 계획 또는 채널 코딩을 수행하는 단계를 포함하는 위치별 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 수신하는 단계 이후에 상기 위치별 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 수신하는 단계는 원격무인로봇으로부터 상기 GPS 정보 및 무선통신 수신감도 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 무선통신은 WiBro 통신인 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 무선통신 수신감도 데이터는 CINR 또는 RSSI 값인 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 원격 무인 로봇은 WiBro 단말기와 GPS안테나를 탑재한 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 수행하는 단계 이후에 상기 무선 기지국을 통하여 상기 원격 무인 로봇에 진행 경로 또는 수행할 임무를 전송하는 단계를 포함하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 원격 무인 로봇으로부터 수신한 상기 수신 감도 데이터가 비정상인 경우, 가장 최근에 상기 데이터베이스에 저장된 GPS정보를 추출하여 상기 수신한 시간, 상기 저장된 GPS 정보 및 통신이상 정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법.
- 제 13항에 있어서,상기 원격 무인 로봇으로부터 수신한 상기GPS 정보가 비정상인 경우, 가장 최근에 상기 데이터베이스에 저장된 GPS정보를 추출하여 상기 수신한 시간, 상기 저장된 GPS 정보 및 GPS 수신불가 정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 수신감도 데이터 수집 및 처리 방법.
- 제 10항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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