KR20110070430A - 차량 위치 측정방법 및 이를 이용한 차량 위치 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지자기를 이용하여 차량의 위치를 측정하는 방법 및 이를 이용한 차량 위치 측정장치에 관한 것으로, 정확한 차량의 위치를 측정하는 차량 위치 측정방법 및 이를 이용한 차량 위치 측정장치를 제공하기 위해 서로 다른 두 개 이상의 축에서 지자기를 측정하는 감지부, 중앙처리부 및 통신부를 포함하는 차량 위치 측정장치를 공급하며, 서로 다른 두 개 이상의 축에서 지자기를 측정하고 측정된 값의 임계점을 파악하여 차량의 위치를 측정하기 때문에 차량의 위치 측정에 대한 정확도가 향상되는 효과가 있다.

차량, 지자기, 임계점, criticalpoint, , 문턱값, threshold

Description

차량 위치 측정방법 및 이를 이용한 차량 위치 측정장치{POSITION MEASURING APPRATUS FOR VEHICLE AND POSITION MEASURING METHOD USING THERE OF}

본 발명은 지자기를 이용하여 차량의 위치를 측정하는 방법 및 이를 이용한 차량 위치 측정장치에 관한 것이다.

지자기(地磁氣)는 지구와 지구 주위에 나타나는 자기로써, 지자기가 가지고 있는 여러 가지 특성 때문에 나침반, 휴대폰, 무전기, 네비게이션 등과 같은 각종 기술분야에 다양하게 이용된다. 특히 지자기를 통해 사물의 위치를 측정하는 기술은 지자기 센서의 개발과 함께 활발하게 개발되고 있다.

이러한 지자기 센서를 이용한 사물의 위치 측정 기술로는 지자기 값이 철(Ferrous) 성분으로 인해 왜곡(disturbance)되는 성질을 이용하여 차량의 위치를 측정하는 기술이 있다. 이때, 지자기는 차량이 접근함에 따라 다양한 값으로 왜곡되기 때문에 문턱값(threshold)을 이용하여 차량의 위치를 측정한다.

이와 같은 문턱값을 이용한 차량 감지 방식은 크게 2가지 형태로 분류될 수 있다. 첫째는 고정 문턱값(Static Threshold)방식이며, 둘째는 적응형 문턱 값(Adaptive Threshold)방식이다. 고정 문턱값 방식의 경우 미리 실험적으로 결정된 고정된 문턱값을 이용하여 차량이 센서에 접근함에 따라 변화하는 자기장의 측정값이 문턱값 넘어서는 시점을 차량 검지 기준으로 하게 된다. 하지만 차량의 종류에 따라 지자기 변화 값에는 차이가 있을 수 있으며, 이로 인해 고정 문턱값 방식을 이용하는 경우 차량의 종류에 따라 검지 정확도의 편차가 큰 문제점이 있다.

적응형 문턱값 방식의 경우는 고정된 문턱값이 아닌 자기장 신호의 변화에 따라 적응할 수 있도록 문턱값을 가변시키며, 가변된 문턱값을 차량 검지의 기준으로 사용하게 된다. 적응형 문턱값의 경우 차량의 종류에 따른 자기장 변화의 차이를 문턱값의 변화를 통해 보상함으로써 차량의 종류에 따른 차량 검지 정확도의 편차를 줄일 수 있다.

하지만 적응형 문턱값을 적용하기 위해서는 이를 위한 추가적인 연산장치가 필요하며, 고정된 문턱값 방식에 비해 정확도가 개선되었지만 적응형 문턱값 이용하더라도 검지 정확도의 편차가 큰 문제점을 그대로 가지고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정확한 차량의 위치를 측정하는 차량 위치 측정방법 및 이를 이용한 차량 위치 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 차량 위치 측정방법은 차량의 이동에 따라 변화하는 지자기를 서로 다른 두 개 이상의 축(軸)에서 측정하는 지자기 측정 단계; 및 상기 지자기 측정단계에서 측정된 지자기 측정값의 임계점(criticalpoint)을 파악하여 상기 차량의 위치를 측정하는 위치 측정 단계; 를 포함한다.

또한, 상기 지자기 측정 단계를 통해 측정된 상기 서로 다른 두 개 이상의 축의 지자기 측정값과 미리 결정된 문턱값(threshold)을 비교하는 문턱값 비교 단계; 를 더 포함하고, 상기 위치 측정 단계는 상기 문턱값 비교 단계에서 비교된 상기 지자기 측정값이 상기 문턱값 보다 작을 때, 상기 임계값을 파악하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 문턱값 비교 단계를 통해 비교된 상기 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 상기 문턱값 보다 작은 측정값을 유지하는지 판단하는 문턱값 유지 단계; 를 더 포함하고, 상기 위치 측정 단계는 상기 문턱값 유지 단계에서 일정 횟수동안 지속적으로 상기 지자기 측정값이 문턱값 보다 작은 측정값을 유지할 때, 상기 임계값을 파악하는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 위치 측정 단계에서 상기 차량의 위치가 측정되면, 상기 차량 이외의 차량의 위치를 측정하기 위해 대기모드로 전환되는 대기 모드 단계; 를 더 포함한다.

한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양에 따른 차량 위치 측정방법은 차량의 이동에 따른 지자기의 변화를 측정하는 지자기 측정 단계; 상기 지자기 측정 단계를 통해 측정된 측정값과 미리 결정된 문턱값(threshold)을 비교하는 문턱값 비교 단계; 및 상기 문턱값 비교 단계를 통해 상기 측정값이 상기 문턱값 보다 작아지는 경우, 상기 지자기 측정 단계를 통해 측정된 지자기의 변화에 따른 임계점(criticalpoint)을 파악하여 차량의 위치를 측정하는 위치 측정 단계; 를 포함한다.

그리고 상기 서로 다른 두 개 이상의 축은 서로 직교하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서로 다른 두 개 이상의 축 중 둘은 차량의 이동방향을 X축으로 하였을 때, 상기 X축과 수직하는 서로 다른 두 개의 축인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 문턱값 비교 단계를 통해 비교된 상기 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 상기 문턱값 보다 작은 측정값을 유지하는지 판단하는 문턱값 유지 단계; 를 더 포함하고, 상기 위치 측정 단계는 상기 문턱값 유지 단계에서 상기 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 상기 문턱값 보다 작은 측정값을 유지하는 것으로 판단되면, 상기 임계점을 파악하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 측정 단계에서 상기 차량의 위치가 측정되면, 상기 차량 이외의 차량의 위치를 측정하기 위해 대기모드로 전환되는 대기 모드 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 위치 측정 단계에서 측정된 차량이 없을 때 측정되는 지자기의 측정값에 미리 결정된 오차범위를 합한 값을 기준범위로 설정하는 기준범위 설정 단계; 및 상기 지자기 측정 단계를 통해 측정된 상기 서로 다른 두 개 이상의 축의 지자기 측정값과 상기 기준범위 설정 단계를 통해 설정된 상기 기준범위를 비교하는 기준범위 비교 단계; 를 더 포함하고, 상기 대기 모드 단계는 상기 기준범위 비교 단계에서 지자기 측정값이 상기 기준범위 내에 포함되는 것으로 판단되면, 상기 차량 이외의 차량의 위치를 측정하기 위해 대기모드로 전환되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 기준범위 비교 단계를 통해 비교된 상기 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 상기 기준범위의 범위에 포함되는지 판단하는 기준범위 유지 단계; 를 더 포함하고, 상기 대기 모드 단계는 상기 기준범위 유지 단계에서 지자기 측정값이 상기 기준범위 내에서 지속적으로 유지되는 것으로 판단되면, 상기 차량 이외의 차량의 위치를 측정하기 위해 대기모드로 전환되는 것을 특징으로 한다.

한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양에 따른 차량 위치 측정장치는 지자기 및 차량의 이동에 따라 변화하는 지자기를 서로 다른 두 개 이상의 축(軸)에서 측정하는 감지부; 상기 감지부를 제어하고 상기 감지부의 측정값에 따라 차량의 위치를 측정하는 중앙처리부; 및 상기 중앙처리부를 통해 측정된 차량의 위치를 외부로 전송하는 통신부; 를 포함하는 특징으로 한다.

그리고 상기 서로 다른 두 개 이상의 축 중 둘은 차량의 이동방향을 X축으로 하였을 때, 상기 X축과 수직하는 서로 다른 두 개의 축인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중앙처리부는 상기 지자기 측정값의 임계점(criticalpoint)을 파악하여 상기 차량의 위치를 측정하는 위치 측정하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서로 다른 두 개 이상의 축에서 지자기를 측정하고 측정된 값의 임계점을 파악하여 차량의 위치를 측정하기 때문에 차량의 위치 측정에 대한 정확도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 두 개의 직교하는 축(Y축 및 Z축)을 이용하여 차량의 위치를 측정하기 때문에 직각좌표계의 모든 축(X축, Y축 및 Z축)을 이용하여 차량의 위치를 측정할 때 보다 연산속도가 빨라지는 효과가 있다.

그리고 문턱값을 비교한 뒤 임계점을 파악하기 때문에 불필요한 연산을 배제하여 성능을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 일정횟수동안 지속적으로 유지되는 측정값의 경우에만 임계점을 파악하기 때문에 차량 이외의 주변 환경으로 인한 지자기의 변화 등에 따른 오작동을 방지하여 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

아울러 기준범위를 설정하여 측정된 차량이 중복으로 측정되는 것을 방지하기 때문에 차량의 위치 측정에 대한 정확도가 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

<구성에 대한 설명>

본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)는 차량의 위치를 정확히 감지하여 차량의 위치를 측정하는 기술에 관계한다.

도1은 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)의 블록도이다.

본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)는 감지부(110), 변환부(120), 중앙처리부(130), 통신부(140) 등을 포함하여 이루어진다.

감지부(110)는 지자기 및 차량(V)의 이동에 따라 변화하는 지자기를 측정하는 곳이다. 이러한 감지부(110)는 지자기를 측정할 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 가능하지만 직각좌표계의 각각의 축에 따른 지자기를 측정할 수 있는 3축 지자기 센서로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 차량(V)의 이동방향은 3축 중 임의의 한 축으로 설정할 수 있지만 본 실시예에서는 차량(V)의 이동방향을 X축으로 하는 직각좌표계를 상정하여, 각각의 축에 따른 지자기를 측정한다.

변환부(120)는 감지부(110)를 통해 측정된 지자기의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 주는 곳이다.

중앙처리부(130)는 감지부(110) 및 변화부를 제어하고 감지부(110)의 측정값에 따라 차량(V)의 위치를 측정하는 곳이다. 이러한 중앙처리부(130)는 하나 또는 다수의 중앙처리장치(CPU)를 포함하며, 도2 및 도3를 참조하여 이를 보다 상세히 설명한다.

도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 중앙처리부(130)는 문턱값 비교수단(131), 문턱값 유지수단(132), 위치측정수단(133), 기준범위 설정수단(134), 기준범위 비교수단(135) 및 기준범위 유지수단(136) 등을 포함하여 이루어진다.

문턱값 비교수단(131)은 감지부(110)를 통해 측정된 X축, Y축 및 Z축의 축의 지자기 측정값과 미리 결정된 문턱값을 비교한다. 이러한 문턱값 비교수단(131)을 통해 지자기 측정값이 문턱값을 만족시키지 못하는 경우, 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)가 대기모드로 유지되기 때문에 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있다.

또한, 주변 환경 또는 노이즈 등으로 인해 차량이 없음에도 불구하고 일시적으로 지자기가 변동되어 차량이 존재하는 것으로 판단되어 차량의 위치를 측정하는 오작동을 방지한다.

이때, 지자기 측정값이 문턱값을 만족시키는지 여부는 문턱값 비교수단(131)의 설계에 따라 지자기 측정값이 문턱값 보다 크거나 작은 두가지의 경우 중 임의의 경우를 설정하여 이루어질 수 있지만, 본 실시예에서는 지자기 측정값이 문턱값 보다 작은 경우 문턱값을 만족시킨다.

또한, 지자기 측정값이 문턱값을 만족시키는 경우 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)가 측정준비모드로 전환되어 차량의 위치를 측정하기 위한 준비를 한다.

즉, 문턱값 비교수단(131)은 지자기 측정값과 문턱값을 비교하여 지자기 측정값이 문턱값 보다 큰 경우 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)를 대기모드 로 유지시키고 지자기 측정값이 문턱값 보다 작은 경우 측정준비모드로 전환시킨다.

이러한 문턱값 비교수단(131)은 수학식 1 및 수학식 2와 같이 주어진다.

여기서 m은 샘플링 시간 n에 따른 지자기 측정값의 변화 함수를 의미하며 k는 대기모드에서 k-1씩 건너뛰며 처리되는 것을 의미한다. 또한, threshold는 문턱값을 의미한다.

문턱값 유지수단(132)은 문턱값 비교단계를 통해 비교된 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 문턱값 보다 작은 측정값을 유지하는지 판단한다. 이때, 일정횟수동안 지속적으로 문턱값 보다 작은 지자기 측정값을 유지하지 못하는 경우, 문턱값 유지수단(132)은 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)를 대기모드로 전환시킨다. 이와 같은 문턱값 유지수단(132)을 통해 문턱값을 만족시키지 못하는 경우, 중앙처리부(130)의 불필요한 연산을 배제하여 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)의 성능을 향상시킬 수 있다.

이러한 문턱값 유지수단(132)은 수학식 3 내지 5와 같이 주어진다.

여기서 counter0는 문턱값 보다 작은 지자기 측정값이 유지되는 횟수이며, N은 문턱값 보다 작은 지자기 측정값이 유지되어야 하는 일정횟수이다.

수학식 3 내지 5와 같이 문턱값 유지수단(132)은 일정횟수 동안 유지되어야 하는 조건 및 문턱값 보다 낮은 조건을 만족시키지 못하면 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)를 대기모드로 전환시킨다.

위치측정수단(133)은 감지부(110)를 통해 측정된 지자기 측정값의 임계점(criticalpoint)을 파악하여 차량의 위치를 측정한다. 임계점은 시간의 흐름에 따라 현재 지자기 측정값과 바로 이전 지자기 측정값의 차이를 0과 비교한다. 이 차가 0 보다 작은 경우 아직 임계점에 도달한 것이 아니므로 측정준비모드에 계속 머무른다. 또한, 시간의 흐름에 따라 현재 지자기 측정값과 바로 이전 지자기 측정값의 차이를 0과 비교하여 이 차가 0 보다 큰 경우 임계점에 도달한 것이므로 측정 모드로 전환되어 차량(V)의 위치를 측정한다.

이때, 차량(V)의 위치는 임계점에 도달한 시점에 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)가 배치되어 있는 장소이므로 이러한 정보를 통신부(140)를 통해 외부로 전송한다.

즉, 차량(V)은 본 발명에 따른 위치 측정 장치를 임계점 도달 시점에 통과한다.

또한 위치측정수단(133)은 차량(V)의 위치를 측정한 뒤 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)의 상태를 측정모드에서 대기준비모드로 전환시킨다.

이러한 위치측정수단(133)은 수학식 6 및 7와 같이 주어진다.

여기서 n은 현재 지자기 측정값이며, n-1은 바로 이전 지자기 측정값이다.

기준범위 설정수단(134)은 차량(V)의 위치 측정이 끝난 뒤 다른 차량(미도시)의 위치를 측정하기 위해 대기준비모드에서 대기모드로 전환되기 위한 기준범위를 설정한다. 이러한 기준범위 설정수단(134)은 차량이 없을 때 측정되는 지자기의 측정값에 미리 결정된 오차범위를 합한 값을 기준범위로 설정한다. 대기준비모드는 임계점 도달 후 차량이 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)를 완전히 빠져 나가 지자기 측정값이 차량(V)이 없을 때 측정되는 지자기 측정값으로 회귀하기 전까지의 상태다.

이러한 기준범위 설정수단(134)은 수학식 8과 같이 주어진다.

여기서 regionH는 기준범위로써, 차량(V)이 없을 때 측정되는 지자기의 측정값(B)에 미리 결정된 오차범위(-H/2 내지 +H/2)를 합한 값이다.

기준범위 비교수단(135)은 감지부(110)를 통해 측정된 X축, Y축 및 Z축의 축의 지자기 측정값과 기준범위 설정 단계를 통해 설정된 기준범위를 비교한다. 기준범위 비교수단(135)은 지자기 측정값이 앞서 정의한 regionH에 속하지 않은 경우 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)의 상태를 대기준비모드의 sub-state인 I0에 머무르게 한다.

이와 관련한 조건은 수학식 9로 표현될 수 있다.

또한, 기준범위 비교수단(135)은 지자기 측정값이 앞서 정의한 regionH에 속하는 경우 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)의 상태를 대기준비모드의 sub- state인 I1로 천이하게 되며 다음 수학식 10은 이와 관련된 수학식을 나타낸다.

수학식 9 및 수학식 10에서 나타난 바와 같이 기준범위 설정수단(134)은 지자기 측정값이 기준범위에 포함되는지 여부를 판단하여 대기준비모드의 sub-state를 조절하기 때문에 불필요한 연산을 배제하여 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)의 성능을 향상시킨다.

즉, 기준범위 비교수단(135)은 지자기 측정값과 기준범위를 비교하여 지자기 측정값이 기준범위에 포함되는 경우 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)의 상태를 대기준비모드의 sub-state인 I1으로 전환하고 지자기 측정값이 기준범위에 포함되지 않는 경우 대기준비모드의 sub-state인 I0로 전환시킨다.

기준범위 유지수단(136)은 기준범위 비교수단(135)을 통해 비교된 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 상기 기준범위의 범위에 포함되는지 판단한다. 이때, 일정횟수동안 지속적으로 기준범위에 포함되는 지자기 측정값을 유지하는 경우, 기준범위 유지수단(136)은 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)를 대기모드로 전환시킨다. 이와 같은 기준범위 유지수단(136)을 통해 기준범위를 만족시키지 못하는 경우, 중앙처리부(130)의 불필요한 연산을 배제하여 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)의 성능을 향상시킬 수 있다.

이러한 기준범위 유지수단(136)은 수학식 11 내지 15와 같이 주어진다.

여기서 counter1은 기준범위에 포함되는 지자기 측정값이 유지되는 횟수이며, M은 기준범위에 포함되는 지자기 측정값이 유지되어야 하는 일정횟수이다.

수학식 11에서 나타나는 바와 같이 기준범위 유지수단(136)은 일정횟수 동안 유지되어야 하는 조건 및 기준범위에 포함되어야 하는 조건을 만족시키지 못하는 경우 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)를 대기준비모드의 sub-state인 I0에 머무르게 한다.

수학식 12에서 나타나는 바와 같이 기준범위 유지수단(136)은 지자기 측정값이 대기준비모드의 sub-state인 I1에 속하는 경우 counter1을 하나씩 증가시키며, M 보다 작은 경우 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)를 대기준비모드의 sub-state인 I1에 계속 머무르게 한다.

수학식 13에서 나타나는 바와 같이 기준범위 유지수단(136)은 지자기 측정값이 대기준비모드의 sub-state인 I1에서 일정횟수(M) 이상 머무른 경우 차량(V)이 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)를 지난 후 지자기 측정값이 안정화된 상태라고 판단한다.

즉, 기준범위 유지수단(136)은 지자기 측정값이 일정횟수(M) 이상 기준범위에 포함되는 경우 차량(V)이 완전히 지나가서 지자기 측정값이 차량(V)이 없을 때 측정되는 지자기 측정값(B)과 같이 안정화된 상태라고 판단한다.

이때, 기준범위 유지수단은 다른 차량(미도시)의 위치를 측정할 수 있도록 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치(100)를 대기모드로 전환시킨다.

통신부(140)는 외부 단말기 등과 정보를 교환하는 곳이다. 즉, 통신부(140)는 중앙처리부(130)를 통해 측정된 차량(V)의 위치를 외부 단말기 측으로 송신한다.

이러한 통신부(140)는 RF통신, 이더넷(Ethernet), 홈PNA(Home PNA), 블루투스(Bluetooth), IEEE1394 및 무선랜(Wireless LAN) 등 다양한 통신기술을 사용할 수 있다.

다음은 도4 및 도6을 이용하여 본 발명의 차량 위치 측정장치(100)의 시험예에 대해 설명한다.

본 발명에서는 3축 지자기 센서를 실제 제작하여, threshold 방식을 이용할 경우 감지 거리가 상대적으로 큰 특성 (감지 거리 1m 이상)을 보였던 대표적인 차량 2대의 자기장 변화를 실측하여 임계값을 이용하는 경우 그 정확도를 향상 (타겟 감지 거리 +-25m 이내) 시킬 수 있음을 실험적으로 검증하였다.

도4는 AMR 센서 노드와 차량과의 상대 거리와 x, y, z축의 임계값 (critical point)과의 대응 관계를 실험적으로 확인하기 위한 간략도이다. 차량 앞부분이 센서 위치를 기준으로 3m, 2m, 1m, 25cm 전에 위치했을 경우 차량 바로 위에 위치 (0cm) 했을 경우, 센서 노드를 지나 10cm, 25cm, 30cm, 50cm, 70cm, 1m, 2m, 3m, 4m, 5m 후에 위치했을 경우 지자기 센서 x, y, z 축의 출력 전압 값을 ADC 변환 (12bit resolution => 0V: 0 ~ 3.3V: 4095)된 값으로 측정하였다.

도5는 앞서 기술된 실험 방법을 이용하여 (threshold 방식을 이용했을 때 감지 거리가 1m 이상 이었던 A 차량을 대상으로) 임계점 (critical point)이 발생하는 시점과 차량과 센서 노드 사이의 상대 거리와의 대응 관계를 위한 첫 번째 실험 결과를 나타낸다. y축의 첫 번째 임계값이 발생하는 시점은 차량의 센서의 바로 위 (상대 거리: 0cm)를 지나는 시점임을 알 수 있으며 z축의 첫 번째 임계값이 발생하는 시점은 차량이 센서를 지나 25cm 위치했을 때 발생함을 알 수 있다. 따라서 이 경우 y축의 첫 번째 임계값이 발생하는 시점을 차량 감지 시점으로 할 경우 threshold 방식을 이용할 경우 보다 정확한 결과를 얻을 수 있다.

도6은 앞서 기술된 실험 방법을 이용하여 (threshold 방식을 이용했을 때 감지 거리가 1m 이상 이었던 B 차량을 대상으로) 임계점 (critical point)이 발생하는 시점과 차량과 센서 노드 사이의 상대 거리와의 대응 관계를 위한 두 번째 실험 결과를 나타낸다. y축의 첫 번째 임계값이 발생하는 시점은 차량이 센서를 지나 25cm 위치했을 때 발생함을 알 수 있으며 z축의 첫 번째 임계값이 발생하는 시점 역시 차량이 센서를 지나 25cm 위치했을 때 발생함을 알 수 있다. 따라서 이 경우 y 혹은 z축의 첫 번째 임계값이 발생하는 시점을 차량 감지 시점으로 할 경우 threshold 방식을 이용할 경우 보다 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있다.

<방법에 대한 설명>

이하에서는 상기에서 설명한 감지부(110) 및 중앙처리부(130) 등을 이용한 차량 위치 측정방법에 대해 도7에 도시된 흐름도를 따라 편의상 순서를 붙여 설명하되, 도1 내지 도6을 참조하여 설명한다.

1. 지자기 측정단계<S701>

차량의 이동에 따라 변화하는 지자기를 서로 다른 두 개 이상의 축(軸)에서 측정하는 지자기 측정한다.

이때, 상기 서로 다른 두 개 이상의 축은 서로 직교하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 서로 다른 두 개 이상의 축은 차량의 이동방향을 X축으로 하는 직각좌표계를 상정하여, 상기 X축과 수직하는 두 개의 축(Y축 및 Z축)인 것이 바람직하다.

2. 문턱값 비교단계<S702>

상기 지자기 측정단계를 통해 측정된 상기 서로 다른 두 개 이상의 축의 지자기 측정값과 미리 결정된 문턱값(threshold)을 비교한다.

3. 문턱값 유지단계<S703>

상기 문턱값 비교단계를 통해 비교된 상기 지자기 측정값이 일정횟수동안 지 속적으로 상기 문턱값 보다 작은 측정값을 유지하는지 판단한다.

4. 위치 측정단계<S704>

상기 문턱값 유지단계를 통해 일정횟수동안 상기 문턱값 보다 작은 측정값이 유지되는 경우 상기 지자기 측정단계에서 측정된 지자기 측정값의 임계점(criticalpoint)을 파악하여 상기 차량의 위치를 측정한다.

5. 기준범위 설정단계<S705>

상기 위치 측정단계이후 다른 차량의 위치를 측정하기 위한 대기 모드로 전환되기 위해 차량이 없을 때 측정되는 지자기의 측정값에 미리 결정된 오차범위를 합한 값을 기준범위로 설정한다.

6. 기준범위 비교단계<S706>

상기 지자기 측정 단계를 통해 측정된 상기 서로 다른 두 개 이상의 축의 지자기 측정값과 상기 기준범위 설정 단계를 통해 설정된 상기 기준범위를 비교한다.

7. 기준범위 유지단계<S707>

상기 기준범위 비교 단계를 통해 비교된 상기 지자기 측정값이 일정회숫동안 지속적으로 상기 기준범위의 범위에 포함되는지 판단한다.

8. 대기모드 단계<S708>

상기 기준범위 유지단계를 통해 일정횟수동안 상기 기준범위에 포함되는 지자기 측정값이 유지되는 경우 상기 위치 측정 단계 이후에 상기 차량 이외의 차량의 위치를 측정하기 위해 대기모드로 전환된다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

도1은 본 발명에 따른 차량 위치 측정장치의 블록도이다.

도2는 본 발명의 차량 위치 측정장치에 따른 중앙처리부의 블록도이다.

도3은 본 발명의 차량 위치 측정장치에 따른 지자기 측정값의 그래프이다.

도4는 본 발명의 차량 위치 측정장치를 도시한 간략도이다.

도5는 본 발명의 차량 위치 측정장치에 따른 시험예의 그래프이다.

도6은 본 발명의 차량 위치 측정장치에 따른 시험예의 다른 그래프이다.

도7은 본 발명의 차량 위치 측정방법에 대한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 차량 위치 측정장치

110 : 감지부 120 : 변환부

130 : 중앙처리부

131 : 문턱값 비교수단 132 : 문턱값 유지수단

133 : 위치측정수단 134 : 기준범위 설정수단

135 : 기준범위 비교수단 136 : 기준범위 유지수단

140 : 통신부

V : 차량

Claims (14)

1. 차량의 이동에 따라 변화하는 지자기를 서로 다른 두 개 이상의 축(軸)에서 측정하는 지자기 측정 단계; 및

   상기 지자기 측정단계에서 측정된 지자기 측정값의 임계점(criticalpoint)을 파악하여 상기 차량의 위치를 측정하는 위치 측정단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는

   차량 위치 측정방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지자기 측정 단계를 통해 측정된 상기 서로 다른 두 개 이상의 축의 지자기 측정값과 미리 결정된 문턱값(threshold)을 비교하는 문턱값 비교단계; 를 더 포함하고,

   상기 위치 측정단계는 상기 문턱값 비교단계에서 비교된 상기 지자기 측정값이 상기 문턱값 보다 작을 때, 상기 임계값을 파악하는 것을 특징으로 하는

   차량 위치 측정방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 문턱값 비교단계를 통해 비교된 상기 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 상기 문턱값 보다 작은 측정값을 유지하는지 판단하는 문턱값 유지단계; 를 더 포함하고,

   상기 위치 측정단계는 상기 문턱값 유지단계에서 일정 횟수동안 지속적으로 상기 지자기 측정값이 문턱값 보다 작은 측정값을 유지할 때, 상기 임계값을 파악하는 것을 특징으로 하는

   차량 위치 측정방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 위치 측정단계에서 상기 차량의 위치가 측정되면, 상기 차량 이외의 차량의 위치를 측정하기 위해 대기모드로 전환되는 대기모드 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는

   차량 위치 측정방법.
5. 차량의 이동에 따른 지자기의 변화를 측정하는 지자기 측정단계;

   상기 지자기 측정단계를 통해 측정된 측정값과 미리 결정된 문턱값(threshold)을 비교하는 문턱값 비교단계; 및

   상기 문턱값 비교단계를 통해 상기 측정값이 상기 문턱값 보다 작아지는 경우, 상기 지자기 측정단계를 통해 측정된 지자기의 변화에 따른 임계점(criticalpoint)을 파악하여 차량의 위치를 측정하는 위치 측정단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는

   차량 위치 측정방법.
6. 제1항 및 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 서로 다른 두 개 이상의 축은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는

   차량 위치 측정방법.
7. 제1항 및 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 서로 다른 두 개 이상의 축 중 둘은 차량의 이동방향을 X축으로 하였을 때, 상기 X축과 수직하는 서로 다른 두 개의 축인 것을 특징으로 하는

   차량 위치 측정방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 문턱값 비교단계를 통해 비교된 상기 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 상기 문턱값 보다 작은 측정값을 유지하는지 판단하는 문턱값 유지단계; 를 더 포함하고,

   상기 위치 측정단계는 상기 문턱값 유지단계에서 상기 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 상기 문턱값 보다 작은 측정값을 유지하는 것으로 판단되면, 상기 임계점을 파악하는 것을 특징으로 하는

   차량 위치 측정방법.
9. 제5항에 있어서,

   상기 위치 측정단계에서 상기 차량의 위치가 측정되면, 상기 차량 이외의 차량의 위치를 측정하기 위해 대기모드로 전환되는 대기모드 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는

   차량 위치 측정방법.
10. 제4항 및 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 위치 측정단계에서 측정된 차량이 없을 때 측정되는 지자기의 측정값에 미리 결정된 오차범위를 합한 값을 기준범위로 설정하는 기준범위 설정단계; 및

    상기 지자기 측정단계를 통해 측정된 상기 서로 다른 두 개 이상의 축의 지자기 측정값과 상기 기준범위 설정단계를 통해 설정된 상기 기준범위를 비교하는 기준범위 비교단계; 를 더 포함하고,

    상기 대기모드 단계는 상기 기준범위 비교단계에서 지자기 측정값이 상기 기준범위 내에 포함되는 것으로 판단되면, 상기 차량 이외의 차량의 위치를 측정하기 위해 대기모드로 전환되는 것을 특징으로 하는

    차량 위치 측정방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 기준범위 비교단계를 통해 비교된 상기 지자기 측정값이 일정횟수동안 지속적으로 상기 기준범위의 범위에 포함되는지 판단하는 기준범위 유지단계; 를 더 포함하고,

    상기 대기모드 단계는 상기 기준범위 유지단계에서 지자기 측정값이 상기 기준범위 내에서 지속적으로 유지되는 것으로 판단되면, 상기 차량 이외의 차량의 위치를 측정하기 위해 대기모드로 전환되는 것을 특징으로 하는

    차량 위치 측정방법.
12. 지자기 및 차량의 이동에 따라 변화하는 지자기를 서로 다른 두 개 이상의 축(軸)에서 측정하는 감지부;

    상기 감지부를 제어하고 상기 감지부의 측정값에 따라 차량의 위치를 측정하는 중앙처리부; 및

    상기 중앙처리부를 통해 측정된 차량의 위치를 외부로 전송하는 통신부; 를 포함하는 특징으로 하는

    차량 위치 측정장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 서로 다른 두 개 이상의 축 중 둘은 차량의 이동방향을 X축으로 하였을 때, 상기 X축과 수직하는 서로 다른 두 개의 축인 것을 특징으로 하는

    차량 위치 측정장치.
14. 제12항에 있어서,

    상기 중앙처리부는 상기 지자기 측정값의 임계점(criticalpoint)을 파악하여 상기 차량의 위치를 측정하는 위치 측정하는 것을 특징으로 하는

    차량 위치 측정장치.

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