KR20140015198A - 초음파 센서간 거리 조절이 가능한 초음파를 이용한 위치 추적 시스템 - Google Patents

초음파 센서간 거리 조절이 가능한 초음파를 이용한 위치 추적 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 수신 센서간 거리 조절이 가능한 초음파를 이용한 위치 추적 시스템을 공개한다. 본 발명은 사용자가 조작에 의해서 초음파 수신 센서간의 거리를 자유롭게 조절할 수 있도록 함으로써, 입력펜으로 구현되는 신호 발생 장치가 이동하는 영역의 넓이에 따라서 초음파 수신 센서간의 거리를 조절하여 신호 발생 장치의 위치를 보다 정확하게 추적할 수 있다.

Description

초음파 센서간 거리 조절이 가능한 초음파를 이용한 위치 추적 시스템{position tracing system using ultrasonic wave}
본 발명은 위치 추적 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초음파를 이용한 위치 추적 시스템에 관한 것이다.
종래의 초음파 신호를 발생시키는 입력펜의 위치를 추적하는 위치 추적 시스템은, 입력펜에서 발생시킨 초음파 신호와 기준 신호(적외선 신호, RF 신호 등)의 비행시간차를 이용하여 입력펜과 2개의 초음파 수신 센서간의 거리를 측정하고, 사전에 정의된 초음파 수신 센서간의 거리 및 측정된 입력펜과 초음파 수신 센서간의 거리를 이용하여 입력펜의 위치를 측정하였다. 종래의 초음파 신호를 이용한 위치 추적 시스템의 일예가 대한민국 특허 제 10-0418423 호에 공개되어 있다.
이러한 종래의 위치 추적 시스템에서, 초음파를 수신하는 초음파 수신 센서들은, 하나의 하우징 내부에 내장되거나, 사전에 정의된 위치에 고정되어, 초음파 수신 센서간의 거리는 항상 일정하게 유지된다.
초음파 수신 센서간의 거리가 고정될 경우, 사전에 초음파 수신 센서간의 거리를 정확히 알고 있으므로, 입력펜의 위치를 구하기 위한 세변의 길이 중 한 변의 길이가 상수로 이미 확정되어, 위치 추적 시스템의 calibration이 필요 없이 바로 사용 할 수 있는 장점이 있다.
다만, 초음파 수신 센서를 하나의 하우징 내부에 설치하는 경우, 하우징을 쉽게 휴대하거나, 하우징을 쉽게 설치할 수 있도록 구성하기 위하여, 초음파 수신 센서간의 간격을 크게 할 수 없는 제약이 있다.
초음파 센서간의 간격이 작고 입력펜이 동작하는 영역이 넓을 경우, 입력펜이 초음파 수신 센서로부터 먼 위치에서 초음파 신호를 발생시키면, 입력펜과 초음파 수신 센서들 간에 이루어지는 삼각형이 매우 작은 예각을 가진 삼각형이 된다. 각이 매우 작은 경우에는 수식 연산에 의하여 발생하는 오차가 상대적으로 커지며 이에 따라서 외부의 환경 요인에 의한 오차가 더 크게 반영되게 된다.
따라서, 입력펜이 초음파 수신 센서로부터 먼 위치에 있는 경우 외부 환경 (바람 또는 온도 변화 등 초음파의 속도 변화를 발생 시킬 수 있는 요인)에 의하여 발생되는 좌표 오차가 커지므로 해상도가 나빠진다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 초음파 수신 센서간의 간격을 입력펜의 이동 영역의 넓이에 대응되도록 크게 설정하는 것이 좋으나, 초음파 수신 센서간의 간격이 커지면 하우징 전체의 크기가 커져서 휴대성이 나빠지므로, 초음파 수신 센서간의 간격을 크게 만들 수 없는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사용 환경에 따라서 초음파 수신 센서간의 간격을 사용자가 조절할 수 있도록 함으로써, 보다 정확한 신호 발생 장치의 위치 추적이 가능한 위치 추적 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템은, 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 초음파 수신 센서가 설치된 복수의 초음파 수신부; 및 상기 복수의 초음파 수신부에 설치된 초음파 수신 센서들 간의 거리와, 상기 수신 센서들에 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 측정용 정보를 생성하는 위치 측정부, 및 상기 위치 측정부를 내부에 포함하는 메인 하우징을 포함하는 본체부를 포함하고, 상기 복수의 초음파 수신부는 사용자의 조작에 의해서 상기 복수의 초음파 수신부에 각각 포함된 초음파 수신 센서간의 거리 조절이 가능하도록 상기 메인 하우징에 결합된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 메인 하우징은, 상기 위치 측정부를 내부에 포함하는 중심부, 및 상기 중심부와 연결되고, 상기 초음파 수신부와 결합하여 상기 초음파 수신부의 위치를 고정시키는 고정부가 복수로 설치되는 한 쌍의 측면부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 한 쌍의 측면부는 상기 중심부와 힌지 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 복수의 초음파 수신부는 상기 고정부와 결합될 때 내부에 설치된 초음파 수신 센서가 상기 위치 측정부와 전기적으로 연결되고, 수신된 초음파 신호를 상기 위치 측정부로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 고정부 각각은 상기 초음파 수신부의 결합 여부를 감지하여 감지 신호를 상기 위치 측정부로 출력하는 감지부를 포함하고, 상기 위치 측정부는 상기 감지 신호가 수신되는 고정부를 식별함으로써, 상기 초음파 수신 센서간의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 메인 하우징의 양단에는 각각 돌출된 고정부가 형성되어 있고, 상기 초음파 수신부의 양단에는 상기 고정부와 결합하여 상기 초음파 수신부를 상기 메인 하우징에 고정시키고, 상기 초음파 수신 센서를 상기 위치 측정부와 전기적으로 연결시키는 제 1 결합부 및 제 2 결합부가 각각 설치되어 있으며, 상기 초음파 수신 센서는 상기 제 1 결합부에 인접하도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 위치 측정부는 상기 제 1 결합부 및 상기 제 2 결합부 중 어느 것이 상기 고정부에 결합되었는지 식별함으로써, 상기 초음파 수신 센서간의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 제 1 결합부 및 상기 제 2 결합부 내부 또는 주변에는 상기 고정부와의 결합 여부를 감지하여 감지 신호를 상기 위치 측정부로 출력하는 감지부가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 복수의 초음파 수신부는 상기 메인 하우징에 설치된 가이드 레일을 따라서 이동되도록 상기 메인 하우징에 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 메인 하우징은 상기 위치 측정부를 내부에 포함하는 중심부, 및 상기 중심부에서 양측으로 각각 연장된 한 쌍의 측면부를 포함하고, 상기 복수의 초음파 수신부 각각은 상기 각 측면부에 설치된 가이드 레일을 따라서 슬라이딩되어 상기 중심부 방향 또는 상기 중심부의 반대 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 측면부의 양 단에는 상기 초음파 수신부의 위치를 감지하는 감지부가 설치되고, 상기 위치 측정부는 상기 감지부로부터 출력되는 감지신호에 따라서, 상기 초음파 수신 센서간의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 복수의 초음파 수신부는 상기 위치 측정부와 유선으로 연결되어, 수신된 초음파 신호를 상기 위치 측정부로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 복수의 초음파 수신부 중 하나는 상기 메인 하우징에 일체로서 포함되고, 나머지 초음파 수신부는 상기 메인 하우징에 설치된 가이드 레일을 따라서 이동되도록 상기 메인 하우징에 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 가이드 레일의 양 단에는 상기 가이드 레일을 따라서 이동하는 초음파 수신부의 위치를 감지하는 감지부가 설치되고, 상기 위치 측정부는 상기 감지부로부터 출력되는 감지 신호에 따라서, 상기 초음파 수신 센서간의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 가이드 레일을 따라서 이동하는 초음파 수신부는 상기 위치 측정부와 유선으로 연결되어, 수신된 초음파 신호를 상기 위치 측정부로 전송할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템은, 상호 결합되고 분리될 수 있는 본체 모듈과 초음파 수신모듈을 포함하는 위치 추적 시스템으로서, 상기 본체 모듈과 상기 초음파 수신 모듈이 분리된 상태에서, 상기 초음파 수신 모듈은, 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 제 1 초음파 수신 센서에서 수신하고, 초음파 신호의 수신 사실을 나타내는 수신 신호를 상기 본체 모듈로 전송하고, 상기 본체 모듈은 상기 제 1 초음파 수신센서와, 상기 본체 모듈에 설치되어 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제 2 초음파 수신센서간의 거리를 측정하고, 상기 신호 발생 장치에서 발생된 제 1 기준신호와 초음파 신호가 상기 본체 모듈에 수신된 시간차와, 상기 제 1 기준신호가 상기 본체 모듈에 수신된 시간과 상기 수신 신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 측정용 정보를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 초음파 수신 모듈은 상기 본체 모듈로 제 2 기준 신호와 초음파 신호를 전송하고, 상기 본체 모듈은 상기 초음파 수신 모듈에서 전송한 상기 제 2 기준 신호와 초음파 신호간의 수신 시간차를 이용하여 상기 본체 모듈과 초음파 수신 모듈 사이의 거리를 측정하여 상기 제 1 초음파 수신 센서와 상기 제 2 초음파 수신 센서간의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 본체 모듈과 상기 초음파 수신모듈은, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하지 않을 때에는 상기 본체 모듈의 하우징과 상기 초음파 수신 모듈의 하우징이 상호 결합되고, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정할 때에는 상기 본체 모듈의 하우징과 상기 초음파 수신 모듈의 하우징이 서로 분리되고, 분리된 면이 서로 마주보도록 배치된 후, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 상기 초음파 수신모듈은, 상기 제 1 초음파 수신 센서, 초음파 신호를 발생시키는 초음파 발생부, 센서간 거리 측정을 위한 제 2 기준신호를 발생시키는 기준신호 발생부, 및 초음파 수신모듈 하우징을 포함하고, 상기 본체 모듈은, 상기 초음파 발생부에서 발생시킨 초음파 신호 및 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 상기 제 2 초음파 수신 센서, 상기 수신 신호, 상기 제 1 기준신호 및 상기 제 2 기준 신호를 수신하는 기준신호 수신부, 상기 초음파 수신 모듈에서 발생시킨 초음파 신호와 상기 제 2 기준신호를 이용하여 상기 1 초음파 수신 센서와 상기 제 2 초음파 수신 센서간의 거리를 측정하고, 상기 신호 발생 장치가 발생시킨 상기 제 1 기준신호와 초음파 신호가 상기 본체 모듈에 수신된 시간차와, 상기 제 1 기준신호와 상기 수신 신호가 상기 본체 모듈에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 측정용 정보를 생성하는 위치 측정부, 및 상기 초음파 수신모듈 하우징과 결합 및 분리될 수 있는 본체 모듈 하우징을 포함할 수 있다.
한편, 한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 위치 추적 시스템은, 상호 결합되고 분리될 수 있는 본체 모듈과 초음파 수신모듈을 포함하는 위치 추적 시스템으로서, 상기 본체 모듈과 상기 초음파 수신 모듈이 분리된 상태에서, 상기 초음파 수신 모듈은, 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 제 1 초음파 수신 센서에서 수신하고, 초음파 신호의 수신 사실을 나타내는 수신 신호를 상기 본체 모듈로 전송하고, 상기 본체 모듈은 상기 초음파 수신 모듈과의 거리를 측정하여, 상기 제 1 초음파 수신센서와 상기 본체 모듈에 설치되어 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제 2 초음파 수신센서간의 거리를 측정하고, 상기 본체 모듈이 기준신호를 발생시킨 시간과, 상기 기준신호를 수신한 상기 신호 발생 장치가 발생시킨 초음파 신호가 상기 제 2 초음파 수신 센서에 수신된 시간 및 상기 수신 신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 측정용 정보를 생성할 수 있다.
본 발명은 사용자가 조작에 의해서 초음파 수신 센서간의 거리를 자유롭게 조절할 수 있도록 함으로써, 입력펜으로 구현되는 신호 발생 장치가 이동하는 영역의 넓이에 따라서 초음파 수신 센서간의 거리를 조절하여 신호 발생 장치의 위치를 보다 정확하게 추적할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 1b는 제 1 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 기능적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 2b는 제 2 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 기능적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 3b는 제 3 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 기능적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 5a 는 본 발명의 바람직한 제 5 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 5b는 제 5 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 변형예를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 1b는 제 1 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 기능적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 위치 추적 시스템은 한 쌍의 초음파 수신부(120)와 초음파 수신부(120)가 결합되는 본체부(110)를 포함하여 구성된다.
먼저, 한 쌍의 초음파 수신부(120)에는 본체부(110)에 설치된 복수의 고정부(111)와 결합할 수 있도록 고정부(111)에 대응되는 형상의 결합부(123)가 형성되어 있고, 결합부(123)와 고정부(111)가 상호 결합됨으로써 초음파 수신부(120)는 본체부(110)에 결합된다. 이 때, 고정부(111)가 돌출되도록 형성되면 결합부(123)는 돌출된 고정부(111)를 수용하도록 홈 형상으로 형성될 수 있고, 고정부(111)가 홈 형상으로 형성된 경우에, 결합부(123)는 고정부(111) 내부에 끼워지도록 돌출되도록 형성될 수 있다. 도 1a의 (a) 내지 (c) 에는 결합부(123)가 돌출되도록 형성된 예를 도시하였고, 도 1a 의 (d) 에는 고정부(111)가 돌출되도록 형성된 예를 도시하였다.
또한, 초음파 수신부(120)는 입력펜으로 구현되는 신호 발생 장치(미도시 됨)에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 초음파 수신 센서(121)가 내부에 설치되어, 외부 하우징에 형성된 복수의 관통홀(124)을 통해서 초음파 신호를 수신하면, 수신된 초음파 신호를 본체부(110)에 포함된 위치 측정부(112)로 전송한다.
이 때, 한 쌍의 초음파 수신부(120)는 도 1a 의 점선으로 도시된 바와 같이, 별도의 유선(130)을 통해서 본체부(110)와 연결되어 본체부(110)로부터 전원을 공급받고, 수신된 초음파 신호를 위치 측정부(112)로 직접 출력할 수도 있다.
그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 초음파 수신부(120)의 결합부(123)에 접속 단자(122)를 설치하여, 초음파 수신부(120)가 고정부(111)에 결합될 때, 결합부(123)의 접속 단자(122)와 고정부(111)에 설치된 접속 단자(111-2)가 상호 연결되어, 초음파 수신 센서(121)가 본체부(110)로부터 전원을 공급받고, 초음파 신호를 본체부(110)에 포함된 위치 측정부(112)로 출력하도록 구성하였다.
한편, 본체부(110)는 신호 발생 장치에서 발생된 기준신호(적외선 신호, RF 신호 등으로 구현됨)를 수신하여 위치 측정부(112)로 출력하는 기준신호 수신부(113)와, 기준신호가 수신된 시간과 한 쌍의 초음파 수신부(120)에 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 신호 발생 장치의 위치를 측정하여 위치 정보를 생성하거나, 신호 발생 장치의 위치 측정용 정보(예컨대, 신호 발생 장치와 초음파 수신 센서들(121)간의 각각의 거리, 및 초음파 수신 센서들(121) 간의 거리)를 생성하는 위치 측정부(112)를 포함한다.
또한, 본체부(110)는 위치 측정부(112)에서 생성된 위치 정보 또는 위치 측정용 정보를 내부에 저장하는 메모리(115), 및 본체부(110)와 초음파 수신부(120)로 전원을 공급하는 전원부(116)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 전원부(116)는 1차 전지 또는 2차 전지 등으로 구현될 수 있다.
또한, 본체부(110)는 위치 측정부(112)로부터 실시간으로 입력되거나 메모리(115)에 저장된 위치 정보 또는 위치 측정용 정보를 외부 전자기기(예컨대, 태블릿 PC, 스마트폰 등)로 유선 또는 무선으로 전송할 수 있는 통신부(114)를 더 포함할 수 있다. 통신부(114)는 블루투스 통신 모듈, RF 통신 모듈 또는 USB 접속모듈 등으로 구현될 수 있다.
상술한 본체부(110)의 구성요소들은 메인 하우징(117) 내부에 수용되는데, 메인 하우징(117)은 기준신호 수신부(113), 위치 측정부(112), 메모리(115), 통신부(114), 및 전원부(116)를 내부에 포함하는 중심부(117-1), 및 중심부(117-1)의 양측에 각각 연결되고 초음파 수신부(120)와 결합하여 초음파 수신부(120)의 위치를 고정시키는 고정부(111)가 복수로 설치되는 한 쌍의 측면부(117-2)를 포함한다. 이 때, 중심부(117-1)와 한 쌍의 측면부(117-2)는 도 1a의 (c)에 도시된 바와 같이, 힌지(117-3)에 의해서 상호 결합되어 연결될 수 있다.
측면부(117-2)에 설치되는 고정부(111)는 상술한 바와 같이, 홈 형상으로 형성되거나 돌출 형상으로 형성될 수 있고, 고정부(111) 내부에 감지부(111-1) 및 접속 단자(111-2)가 설치된다.
고정부(111)에 포함되는 감지부(111-1)는 초음파 수신부(120)가 결합되었는지 여부를 감지하여 감지 신호를 위치 측정부(112)로 출력하고, 위치 측정부(112)는 복수의 고정부들 중 어떤 고정부로부터 감지신호가 입력되었는지 여부를 조사함으로써 초음파 수신부(120)의 위치를 파악하고, 초음파 수신 센서(121)간의 간격을 측정할 수 있다. 감지부(111-1)는 초음파 수신부(120)의 결합부(123)가 고정부(111)와 결합할 때 물리적으로 압력이 가해져 스위치 온(ON)됨으로써 스위치 온 신호를 감지 신호로서 위치 측정부(112)로 출력하는 디텍터 스위치로 구현될 수 있다.
고정부(111)에 포함되는 접속 단자(111-2)는 초음파 수신부(120)의 접속 단자(122)와 접촉함으로써 초음파 수신 센서(121)와 위치 측정부(112)를 전기적으로 연결하고, 본체부(110)의 전원을 초음파 수신 센서(121)로 공급한다. 도 1a에 도시된 예에서는 고정부(111)가 각 측면부(117-2)에 2개씩 설치되는 것으로 도시하였으나, 측면부(117-2)의 길이에 따라서 3개 이상으로 설치되는 것도 가능하다.
도 1a를 참조하여 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 동작을 살펴보면, 신호 발생 장치가 이동하는 영역의 넓이가 작은 경우에는, 도 1a 의 (a)와 같이 초음파 수신부(120)를 메인 하우징(117)의 중심부(117-1)에 가까운 고정부(111)에 결합하여 초음파 수신 센서(121)들 간의 간격을 작게 설정하고, 신호 발생 장치가 이동하는 영역의 넓이가 넓은 경우에는, 도 1a의 (b)와 같이, 초음파 수신부(120)를 메인 하우징(117)의 중심부(117-1)로부터 멀리 떨어진 고정부(111)에 결합하여 초음파 수신 센서(121)들 간의 간격을 크게 설정한다. 도 1a 에 도시된 바와 같이, 측면부(117-2)에 고정부(111)를 2개씩 설치하는 경우에는 초음파 수신 센서(121)간의 거리를 3가지로 설정할 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다.
초음파 수신부(120)를 고정부(111)에 결합하면, 상술한 고정부(111)의 감지부(111-1)에서 감지신호를 위치 측정부(112)로 출력하여, 위치 측정부(112)는 초음파 수신부(120)가 결합된 고정부(111)를 식별하여 초음파 수신 센서(121)간의 거리를 측정한다.
그 후, 신호 발생 장치가 기준신호와 초음파 신호를 발생시키면, 기준 신호는 기준신호 수신부(113)를 통해서 위치 측정부(112)로 입력되고, 초음파 신호는 초음파 수신부(120)를 통해서 위치 측정부(112)로 입력되며, 위치 측정부(112)는 기준신호가 수신된 시간과, 초음파 신호가 각 초음파 수신부(120)에 수신된 시간차를 이용하여, 신호 발생 장치와 각 초음파 수신 센서(121)간의 거리를 계산한다.
이 때, 실시예에 따라서, 위치 측정부(112)는 초음파 수신 센서(121)간 거리, 신호 발생 장치와 초음파 수신 센서들(121)간의 거리를 위치 측정용 정보로서 메모리(115)에 저장하거나 통신부(114)를 통해서 외부 전자기기로 전송할 수도 있고, 직접 신호 발생 장치의 위치를 측정하여 메모리(115)에 저장하거나 통신부(114)를 통해서 외부 전자기기로 전송할 수 있다.
한편, 위치 추적 시스템의 이용이 종료되면, 도 1a의 (c) 에 도시된 바와 같이, 측면부(117-2)를 접어서 간편하게 휴대할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 2b는 제 2 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 기능적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치 추적 시스템은 본체부(210)와 본체부(210)의 양단에 각각 결합하는 한 쌍의 초음파 수신부(220)를 포함하여 구성된다.
본체부(210)의 양단에는 각각 돌출된 고정부(217)가 형성되어 있고, 초음파 수신부(220)의 양단에는 고정부(217)와 결합하여 초음파 수신부(220)를 본체부(210)에 고정시키고, 초음파 수신 센서(221)를 본체부(210)의 위치 측정부(212)와 전기적으로 연결시키는 제 1 결합부(226) 및 제 2 결합부(227)가 각각 설치되어 있으며, 상기 초음파 수신 센서(221)는 상기 제 1 결합부(226)에 인접하도록 형성되어 있다.
초음파 수신부(220)의 제 1 결합부(226)는 제 1 접속단자(228)와 연결되도록 설치되고, 제 1 결합부(226)가 고정부(217)와 결합하는지 여부를 감지하여 감지신호를 제 1 접속단자(228)를 통해서 위치 측정부(212)로 출력하는 제 1 감지부(222)가 제 1 결합부(226) 주변 또는 제 1 결합부(226) 내부에 설치되어 있다.
또한, 제 2 결합부(227)는 제 2 접속단자(229)와 연결되도록 설치되고, 제 2 결합부(227)가 고정부(217)와 결합하는지 여부를 감지하여 감지신호를 제 2 접속단자(229)를 통해서 위치 측정부(212)로 출력하는 제 2 감지부(224)가 제 2 결합부(227) 주변 또는 제 2 결합부(227) 내부에 설치되어 있다.
제 1 감지부(222) 및 제 2 감지부(224)는 제 1 실시예와 마찬가지로 디텍터 스위치로 형성되어 초음파 수신부(220)가 본체부(210)와 결합시 스위치 온 신호를 감지신호로서 위치 측정부(212)로 전송할 수 있다.
아울러, 초음파 수신 센서(221)는 제 1 접속단자(228) 및 제 2 접속단자(229)와 모두 연결되고, 제 1 결합부(226)에 인접하도록 설치됨으로써, 제 1 결합부(226)와 제 2 결합부(227) 중 어느 것을 고정부(217)와 결합시키느냐에 따라서 초음파 수신 센서(221)간의 거리를 조절할 수 있다.
한편, 본체부(210)의 양단에 고정부(217)가 돌출되도록 형성되어 있고, 고정부(217)를 통해서 본체부(210)의 메인 접속 단자(211)가 초음파 수신부(220)의 제 1 접속단자(228) 또는 제 2 접속단자(229)와 전기적으로 연결된다.
본체부(210)는 그 내부에, 양 단에 각각 설치된 메인 접속 단자(211), 메모리(215), 통신부(214), 기준신호 수신부(213), 전원부(216), 및 위치 측정부(212)를 포함한다. 여기서, 메모리(215), 통신부(214), 기준신호 수신부(213) 및 전원부(216)의 기능은 상술한 제 1 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
위치 측정부(212)는 본체부(210) 양측에 결합된 각각의 초음파 수신부(220)로부터 수신된 감지신호를 이용하여, 각 초음파 수신부(220)의 제 1 결합부(226) 및 제 2 결합부(227) 중 어느 것이 고정부(217)에 결합되었는지 식별함으로써 초음파 수신 센서(221)의 위치 및 초음파 수신 센서(221)간 거리를 파악한다.
아울러, 신호 발생 장치(미도시 됨)가 기준신호와 초음파 신호를 동시에 발생시키면, 기준신호는 기준신호 수신부(213)에 수신되고, 초음파 신호는 초음파 수신 센서(221)에 각각 수신된다.
위치 측정부(212)는 메인 접속 단자(211)를 통해서 각 초음파 수신 센서(221)로부터 초음파 신호를 수신하여 기준 신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 각 초음파 수신 센서(221)에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 신호 발생 장치와 각 초음파 수신 센서(221)간의 거리를 측정하고, 상술한 제 1 실시예와 같이, 신호 발생 장치의 위치를 측정하여 생성한 위치 정보 또는 위치 측정용 정보를 메모리(215)에 저장하거나 통신부(214)를 통해서 외부 전자기기(미도시 됨)로 전송한다.
도 2a를 참조하여 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 동작을 살펴보면, 신호 발생 장치가 이동하는 영역의 넓이가 작은 경우에는, 도 2a 의 (b)와 같이 제 1 결합부(226)를 고정부(217)와 결합하여 초음파 수신 센서(221)들 간의 거리를 짧게 설정하고, 신호 발생 장치가 이동하는 영역의 넓이가 넓은 경우에는, 도 2a의 (c)와 같이, 제 2 결합부(227)를 고정부(217)에 결합하여 초음파 수신 센서(221)들 간의 거리를 길게 설정한다. 한 쌍의 초음파 수신부(220) 중 하나는 제 1 결합부(226)와 고정부(217)를 결합시키고, 다른 하나는 제 2 결합부(227)와 고정부(217)를 결합시킴으로써 초음파 수신 센서(221)간의 거리를 3가지로 설정할 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 3b는 제 3 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 기능적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위치 추적 시스템은 본체부(310)와 본체부(310)의 메인 하우징(317)에 설치된 가이드 레일(318a,318b)을 따라서 이동되도록 본체부(310)에 결합된 한 쌍의 초음파 수신부(320a,320b)가를 포함한다.
초음파 수신부(320a,320b)의 하우징에는, 가이드 레일(318a,318b)과 결합하여 가이드 레일(318)을 따라서 초음파 수신부(320a,320b)가 이동할 수 있도록 슬라이딩 홈이 설치되어 있고, 사용자의 조작에 의해서 슬라이딩되어 메인 하우징(317)의 중심부(317-1) 방향 또는 중심부(317-1)의 반대 방향으로 이동한다. 초음파 수신부(320a,320b) 내부에 설치된 초음파 수신 센서(321a,321b)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 등으로 본체부(310)에 포함된 위치 측정부(312)와 연결되어, 초음파 수신부(320a,320b)의 하우징에 형성된 관통홀을 통해서 수신된 초음파 신호를 위치 측정부(312)로 출력한다.
본체부(310)의 메인 하우징(317)은 중심부(317-1) 및 중심부(317-1)에서 양측으로 각각 연장된 한 쌍의 측면부(317-2a,317-2b)를 포함한다. 중심부(317-1)에는 전원부(316), 기준신호 수신부(313), 메모리(315), 통신부(314) 및 위치 측정부(312)가 포함된다. 각 측면부(317-2a,317-2b)에는 초음파 수신부(320)의 이동을 안내하는 가이드 레일(318a,318b)이 형성되어 있고, 가이드 레일(318a,318b)의 양단에는 초음파 수신부(320a,320b)의 위치를 감지하여 감지신호를 출력하는 감지부가 설치되어 있다. 감지부는 상술한 바와 같은 디텍터 스위치로 구현될 수 있고, 중심부(317-1)에 가까운 위치에 설치된 감지부를 제 1 감지부(311-1a,311-1b)라 칭하고, 중심부(317-1)의 반대편에 설치된 감지부를 제 2 감지부(311-2a,311-2b)라 칭한다.
전원부(316), 기준신호 수신부(313), 메모리(315), 및 통신부(314)의 기능은 상술한 제 1 및 제 2 실시예와 동일하다.
위치 측정부(312)는 양 측면부(317-2a,317-2b)에 설치된 제 1 감지부(311-1a,311-1b) 및 제 2 감지부(311-2a,311-2b)로부터 수신되는 감지 신호를 이용하여 각 초음파 수신부(320a,320b)의 위치를 식별함으로써 초음파 수신 센서(321a,321b)의 위치 및 초음파 수신 센서(321a,321b)간 거리를 파악한다.
예컨대, 양 측면부(317-2a,317-2b)에 설치된 제 1 감지부(311-1a,311-1b)들로부터 감지신호가 입력되면, 위치 측정부(312)는 도 3a의 (a)에 도시된 바와 같이 초음파 수신부(320a,320b)가 배치된 것으로 판단하여 초음파 수신 센서들(321a,321b) 간의 거리를 측정할 수 있고, 양 측면부(317-2a,317-2b)에 설치된 제 2 감지부들(311-2a,311-2b)로부터 감지신호가 입력되면, 위치 측정부(312)는 도 3a의 (b)에 도시된 바와 같이 초음파 수신부(320a,320b)가 배치된 것으로 판단하여 초음파 수신 센서들(321a,321b) 간의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 한 쌍의 초음파 수신부(320a,320b) 중 하나는 중심부(317-1)에 밀착시키고, 다른 하나는 중심부(317-1)의 반대방향으로 이동시킴으로써 초음파 수신 센서(321)간의 거리를 3가지로 설정할 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다.
위치 측정부(312)는 초음파 수신 센서(321a,321b)간의 거리가 측정되면, 각 초음파 수신부(320a,320b)로부터 초음파 신호를 수신하여, 기준 신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 각 초음파 수신부(320a,320b)에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 신호 발생 장치와 각 초음파 수신 센서(321a,321b)간의 거리를 측정하고, 상술한 제 1 및 제 2 실시예와 마찬가지로, 신호 발생 장치의 위치를 측정하여 생성한 위치 정보 또는 위치 측정용 정보를 메모리(315)에 저장하거나 통신부(314)를 통해서 외부 전자기기로 전송한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 4에 도시된 제 4 실시예는, 제 3 실시예에서 독립적으로 이동하던 한 쌍의 초음파 수신부 중 하나가 본체부(410)에 일체로서 포함되고, 나머지 하나의 초음파 수신부(420)가 제 3 실시예와 마찬가지로 메인 하우징(417)에 설치된 가이드 레일(418)을 따라서 이동할 수 있도록 메인 하우징(417)에 결합되도록 구현되었다.
따라서, 도 4에 도시된 예의 경우, 도 3a 의 좌측 측면부(317-2a)에 설치되었던 초음파 수신 센서(321a)가 중심부(317-1)에 설치되고, 도 3b에 도시된 제 1 감지부(311-1a) 및 제 2 감지부(311-2a)가 생략된 구조를 갖으며, 나머지 구성은 제 3 실시예와 동일하다. 결과적으로, 도 3b의 제 1 감지부(311-1b) 및 제 2 감지부(311-2b)는 가이드 레일(418)의 양단에 설치된다.
제 4 실시예의 동작을 설명하면, 신호 발생 장치가 이동하는 영역의 넓이가 작은 경우에는, 도 4의 (a)와 같이 초음파 수신부(420)를 중심부에 밀착시켜 초음파 수신 센서들(411,421) 간의 거리를 짧게 설정하고, 신호 발생 장치가 이동하는 영역의 넓이가 넓은 경우에는, 도 4의 (b)와 같이, 초음파 수신부(420)를 중심부로부터 멀리 이동시켜 초음파 수신 센서들(411,421)간의 거리를 길게 설정한다.
그 후, 신호 발생 장치(미도시 됨)가 기준 신호와 초음파 신호를 동시에 발생시키면, 기준신호는 기준신호 수신부(413)에 수신되고, 초음파 신호는 초음파 수신 센서들(411,421)에 각각 수신되며, 위치 측정부(412)는 제 3 실시예와 동일한 방식으로 초음파 수신 센서들(411,421)간의 거리, 신호 발생 장치와 각 초음파 수신 센서들(411,421)간의 거리를 측정하여 직접 신호 발생 장치의 위치를 측정하여 위치 정보를 생성하거나 위치 측정용 정보를 생성한다.
도 5a 는 본 발명의 바람직한 제 5 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 물리적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 5b는 제 5 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 변형예를 도시하는 도면이다.
먼저 도 5a를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 5 실시예에 따른 위치 추적 시스템은 상호 결합되고 분리될 수 있는 본체 모듈(510)과 초음파 수신모듈(520)을 포함하여 구성된다.
제 5 실시예에 따른 위치 추적 시스템은 평상시에 초음파 수신 모듈(520)과 본체 모듈(510)이 도 5a의 (a) 에 도시된 바와 같이 결합되어 휴대되고, 위치 추적에 이용될 때, 도 5a의 (b)에 도시된 바와 같이, 서로 분리되고 결합되었던 결합면이 서로 마주보도록 배치된 후, 신호 발생 장치(10)에 대한 위치 추적이 수행된다.
도 5a의 (b)를 참조하여, 초음파 수신 모듈(520)과 본체 모듈(510)의 세부 구성을 살펴본다.
초음파 수신모듈(520)은, 신호 발생 장치(10)에서 발생시킨 초음파 신호를 수신하는 제 1 초음파 수신 센서(521), 초음파 수신모듈(520)과 본체 모듈(510)간의 거리 측정을 위한 초음파 신호 및 제 2 기준 신호를 각각 발생시키는 초음파 발생부(524) 및 기준신호 발생부(523), 및 내부에 전원을 공급하는 전원부(526)를 포함하고, 상기 구성 요소들은 초음파수신 모듈 하우징(527) 내부에 수용된다. 이 때, 초음파 발생부(524) 및 기준신호 발생부(523)는 본체 모듈 하우징(517)에 접촉하는 접촉면에 설치되고, 제 1 초음파 수신 센서(521)는 신호 발생 장치(10)를 향하도록 설치된다.
또한, 초음파 수신모듈(520)은 제 1 초음파 수신 센서(521)가 신호 발생 장치(10)로부터 초음파 신호를 수신하는 즉시, 이를 본체 모듈(510)에 통지하기 위해서 기준신호 발생부(523)에서 수신 신호를 생성하여 본체 모듈(510)로 전송한다.
한편, 본체 모듈(510)은, 신호 발생 장치(10)에서 발생시킨 초음파 신호 및 초음파 수신모듈(520)에서 발생시킨 초음파 신호를 수신하는 제 2 초음파 수신 센서(511), 신호 발생 장치(10)에서 발생시킨 제 1 기준신호 및 초음파 수신모듈(520)에서 발생시킨 제 2 기준 신호 및 수신 신호를 수신하는 기준신호 수신부(513), 메모리(515), 통신부(514), 전원부(516) 및 위치 측정부(512)를 포함한다. 이 때, 기준신호 수신부(513)는 초음파 수신모듈 하우징(527)과 접촉하는 접촉면에 설치된다.
위치 측정부(512)는 초음파 수신 모듈(520)에서 동시에 발생시킨 초음파 신호와 제 2 기준신호가 수신된 시간차를 이용하여 본체 모듈(510)과 초음파 수신모듈(520)간의 거리를 측정하고, 여기에 사전에 알고 있는 접촉면으로부터 제 1 초음파 수신센서(521)와 제 2 초음파 수신센서(511)의 이격 거리를 더하여 제 1 초음파 수신센서(521)와 제 2 초음파 수신센서(511)간의 거리를 측정한다. 초음파 수신 모듈(520)과 본체 모듈(510)간의 거리 측정은 사용자의 조작으로 실행되거나, 일정한 시간 간격 또는 신호 발생 장치(10)로부터 제 1 기준 신호가 입력되지 않는 휴지 기간 동안 실행될 수 있다.
또한, 위치 측정부(512)는 신호 발생 장치(10)에서 발생된 상기 제 1 기준신호와 초음파 신호가 기준신호 수신부(513)와 제 2 초음파 수신센서(511)에 각각 수신된 시간차를 이용하여 신호 발생 장치(10)와 제 2 초음파 수신센서(511)간의 거리를 측정한다.
또한, 위치 측정부(512)는 신호 발생 장치(10)에서 발생된 제 1 기준신호가 기준신호 수신부(513)에 수신된 시간과, 초음파 수신모듈(520)의 기준신호 발생부(523)에서 발생된 수신 신호가 기준신호 수신부(513)에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 상기 신호 발생 장치(10)와 상기 제 1 초음파 수신센서(521)간의 거리를 측정한다. 이 때, 제 1 기준신호, 제 2 기준신호 및 수신 신호는 각각 코드화되어 상호 식별이 가능하도록 구현된다.
위치 측정부(512)는 제 1 내지 제 4 실시예와 마찬가지로, 신호 발생 장치(10)와 제 1 초음파 수신 센서(521) 및 제 2 초음파 수신 센서(511)간의 각각의 거리, 및 제 1 초음파 수신 센서(521)와 제 2 초음파 수신 센서(511) 간의 거리를 위치 측정용 정보로서 메모리(515)에 저장하거나 통신부(514)를 통해서 외부 전자기기로 전송할 수 있고, 이들 거리 정보를 이용하여 신호 발생 장치(10)의 위치를 직접 측정하여 위치 정보를 메모리(515)에 저장하거나 통신부(514)를 통해서 외부 전자기기로 전송할 수 있다.
한편, 본체 모듈(510)의 상술한 구성요소들은 본체 모듈 하우징(517) 내부에 설치되고, 본체 모듈 하우징(517)은 초음파 수신 모듈 하우징(527)과 결합 및 분리될 수 있도록 형성된다. 본체 모듈 하우징(517)과 초음파 수신 모듈 하우징(527)이 결합 및 분리되는 방식은 다양하게 적용가능한데, 간단한 예로서는 자석에 의해서 서로 결합 및 분리될 수 있고, 도 5a 에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 하우징에 요부를 형성하고 다른 하나의 하우징에 홈부를 형성하여 결합 및 분리시킬 수도 있다.
한편, 도 5a 에 도시된 실시예에서는 본체 모듈(510)에 설치된 하나의 기준신호 수신부(513)가 신호 발생 장치(10)에서 발생된 제 1 기준신호 및 초음파 수신모듈(520)에서 발생된 제 2 기준신호 및 수신신호를 모두 수신하는 것으로 구현하였으나, 기준신호 수신부(513)는 초음파 수신모듈(520)에서 발생된 제 2 기준신호 및 수신신호를 수신하고, 신호 발생 장치(10)에서 발생된 제 1 기준신호를 수신하는 기준신호 수신부(미도시 됨)를 제 2 초음파 수신센서와 동일한 면에 추가로 더 형성할 수도 있다. 이 경우, 제 1 기준신호는 적외선 신호를 사용하고, 제 2 기준신호 및 수신신호는 RF 신호를 이용할 수도 있다.
한편, 도 5b는 제 5 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 변형예를 도시하는 도면이다. 도 5b를 참조하면, 도 5b에 도시된 변형예는 본체 모듈(510-2)에서 초음파 수신모듈(520-2)과의 거리 측정을 위해서 제 2 기준신호(예컨대, 적외선 신호)를 초음파 수신모듈(520-2)로 전송하고, 이를 수신한 초음파 수신모듈(520-2)에서 즉시 초음파 신호를 본체 모듈(510-2)로 전송함으로써, 본체 모듈(510-2)과 초음파 수신모듈(520-2)에 설치된 초음파 수신 센서들(511-2,521-2)간의 거리를 측정한다.
그 후, 본체 모듈(510-2)에서 신호 발생 장치(20)로 일정한 시간 주기로 제 1 기준신호를 전송하고, 이를 수신한 신호 발생 장치(20)가 즉시 초음파 신호를 발생시키면, 초음파 신호가 본체 모듈(510-2) 및 초음파 수신모듈(520-2)에 설치된 초음파 수신 센서들(511-2,521-2)에 각각 수신된다.
초음파 수신 모듈(520-2)은 초음파 신호가 초음파 수신 센서(521-2)에서 수신된 즉시 수신 신호(적외선 또는 RF 신호로 구현됨)를 본체 모듈(510-2)로 전송함으로써, 초음파 수신 모듈(520-2)이 초음파 신호를 수신한 시간을 본체 모듈(510)로 통지한다.
본체 모듈(510-2)에 설치된 위치 측정부(미도시 됨)는 본체 모듈(510-2)이 제 1 기준 신호를 발생시킨 시간과 초음파 신호가 본체 모듈(510-2) 및 초음파 수신모듈(520-2)에 수신된 시간차를 이용하여 신호 발생 장치(20)와 각 모듈에 설치된 초음파 수신 센서들(511-2,521-2)간의 거리를 측정한다.
그 후, 위치 측정부(미도시 됨)는 제 1 내지 제 4 실시예와 마찬가지로, 신호발생장치(20)와 제 1 초음파 수신 센서(521-2) 및 제 2 초음파 수신 센서(511-2)간의 각각의 거리, 및 제 1 초음파 수신 센서(521-2)와 제 2 초음파 수신 센서(511-2) 간의 거리를 위치 측정용 정보로서 메모리(미도시 됨)에 저장하거나 통신부(미도시 됨)를 통해서 외부 전자기기로 전송할 수 있고, 이들 거리 정보를 이용하여 신호 발생 장치(20)의 위치를 직접 측정하여 위치 정보를 메모리에 저장하거나 통신부를 통해서 외부 전자기기로 전송할 수 있다. 도 5b에 도시된 변형예에서, 기준신호, 수신신호, 및 적외선 신호는 서로 식별이 가능하도록 코드화될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 본체부 111 고정부
112 위치 측정부 113 기준신호 수신부
114 통신부 115 메모리
116 전원부 117 본체부 하우징
120 초음파 수신부 121 초음파 수신센서
122 접속 단자
210 본체부 211 메인 접속 단자
212 위치 측정부 213 기준신호 수신부
214 통신부 215 메모리
216 전원부 217 고정부
220 초음파 수신부 221 초음파 수신 센서
222 제 1 감지부 224 제 2 감지부
226 제 1 결합부 227 제 2 결합부
228 제 1 접속 단자 229 제 2 접속 단자
310 본체부
311-1a,311-1b 제 1 감지부
311-2a,311-2b 제 2 감지부
312 위치 측정부 313 기준신호 수신부
314 통신부 315 메모리
316 전원부 317 메인 하우징
318a,318b 가이드 레일
320a,320b 초음파 수신부
410 본체부 411 초음파 수신 센서
412 위치 측정부 413 기준신호 수신부
417 메인 하우징 418 가이드 레일
420 초음파 수신부 421 초음파 수신 센서
510 본체 모듈 511 제 2 초음파 수신 센서
512 위치 측정부 513 기준신호 수신부
514 통신부 515 메모리
516 전원부 520 초음파 수신모듈(520)
521 제 1 초음파 수신 센서 523 기준신호 발생부
524 초음파 발생부 526 전원부

Claims (20)

  1. 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 초음파 수신 센서가 설치된 복수의 초음파 수신부; 및
    상기 복수의 초음파 수신부에 설치된 초음파 수신 센서들 간의 거리와, 상기 수신 센서들에 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 측정용 정보를 생성하는 위치 측정부, 및 상기 위치 측정부를 내부에 포함하는 메인 하우징을 포함하는 본체부를 포함하고,
    상기 복수의 초음파 수신부는 사용자의 조작에 의해서 상기 복수의 초음파 수신부에 각각 포함된 초음파 수신 센서간의 거리 조절이 가능하도록 상기 메인 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 하우징은
    상기 위치 측정부를 내부에 포함하는 중심부, 및
    상기 중심부와 연결되고, 상기 초음파 수신부와 결합하여 상기 초음파 수신부의 위치를 고정시키는 고정부가 복수로 설치되는 한 쌍의 측면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 측면부는 상기 중심부와 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 수신부는 상기 고정부와 결합될 때 내부에 설치된 초음파 수신 센서가 상기 위치 측정부와 전기적으로 연결되고, 수신된 초음파 신호를 상기 위치 측정부로 전송하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정부 각각은 상기 초음파 수신부의 결합 여부를 감지하여 감지 신호를 상기 위치 측정부로 출력하는 감지부를 포함하고,
    상기 위치 측정부는 상기 감지 신호가 수신되는 고정부를 식별함으로써, 상기 초음파 수신 센서간의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 하우징의 양단에는 각각 돌출된 고정부가 형성되어 있고,
    상기 초음파 수신부의 양단에는 상기 고정부와 결합하여 상기 초음파 수신부를 상기 메인 하우징에 고정시키고, 상기 초음파 수신 센서를 상기 위치 측정부와 전기적으로 연결시키는 제 1 결합부 및 제 2 결합부가 각각 설치되어 있으며, 상기 초음파 수신 센서는 상기 제 1 결합부에 인접하도록 형성된 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 측정부는 상기 제 1 결합부 및 상기 제 2 결합부 중 어느 것이 상기 고정부에 결합되었는지 식별함으로써, 상기 초음파 수신 센서간의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 결합부 및 상기 제 2 결합부 내부 또는 주변에는 상기 고정부와의 결합 여부를 감지하여 감지 신호를 상기 위치 측정부로 출력하는 감지부가 설치된 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 수신부는 상기 메인 하우징에 설치된 가이드 레일을 따라서 이동되도록 상기 메인 하우징에 결합된 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 메인 하우징은
    상기 위치 측정부를 내부에 포함하는 중심부, 및
    상기 중심부에서 양측으로 각각 연장된 한 쌍의 측면부를 포함하고,
    상기 복수의 초음파 수신부 각각은 상기 각 측면부에 설치된 가이드 레일을 따라서 슬라이딩되어 상기 중심부 방향 또는 상기 중심부의 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 측면부의 양 단에는 상기 초음파 수신부의 위치를 감지하는 감지부가 설치되고, 상기 위치 측정부는 상기 감지부로부터 출력되는 감지신호에 따라서, 상기 초음파 수신 센서간의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 수신부는 상기 위치 측정부와 유선으로 연결되어, 수신된 초음파 신호를 상기 위치 측정부로 전송하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 수신부 중 하나는 상기 메인 하우징에 일체로서 포함되고, 나머지 초음파 수신부는 상기 메인 하우징에 설치된 가이드 레일을 따라서 이동되도록 상기 메인 하우징에 결합된 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 가이드 레일의 양 단에는 상기 가이드 레일을 따라서 이동하는 초음파 수신부의 위치를 감지하는 감지부가 설치되고, 상기 위치 측정부는 상기 감지부로부터 출력되는 감지 신호에 따라서, 상기 초음파 수신 센서간의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 가이드 레일을 따라서 이동하는 초음파 수신부는 상기 위치 측정부와 유선으로 연결되어, 수신된 초음파 신호를 상기 위치 측정부로 전송하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  16. 상호 결합되고 분리될 수 있는 본체 모듈과 초음파 수신모듈을 포함하는 위치 추적 시스템으로서,
    상기 본체 모듈과 상기 초음파 수신 모듈이 분리된 상태에서,
    상기 초음파 수신 모듈은, 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 제 1 초음파 수신 센서에서 수신하고, 초음파 신호의 수신 사실을 나타내는 수신 신호를 상기 본체 모듈로 전송하고,
    상기 본체 모듈은 상기 제 1 초음파 수신센서와, 상기 본체 모듈에 설치되어 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제 2 초음파 수신센서간의 거리를 측정하고, 상기 신호 발생 장치에서 발생된 제 1 기준신호와 초음파 신호가 상기 본체 모듈에 수신된 시간차와, 상기 제 1 기준신호가 상기 본체 모듈에 수신된 시간과 상기 수신 신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 측정용 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 초음파 수신 모듈은 상기 본체 모듈로 제 2 기준 신호와 초음파 신호를 전송하고,
    상기 본체 모듈은 상기 초음파 수신 모듈에서 전송한 상기 제 2 기준 신호와 초음파 신호간의 수신 시간차를 이용하여 상기 본체 모듈과 초음파 수신 모듈 사이의 거리를 측정하여 상기 제 1 초음파 수신 센서와 상기 제 2 초음파 수신 센서간의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 본체 모듈과 상기 초음파 수신모듈은,
    상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하지 않을 때에는 상기 본체 모듈의 하우징과 상기 초음파 수신 모듈의 하우징이 상호 결합되고,
    상기 신호 발생 장치의 위치를 측정할 때에는 상기 본체 모듈의 하우징과 상기 초음파 수신 모듈의 하우징이 서로 분리되고, 분리된 면이 서로 마주보도록 배치된 후, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 초음파 수신모듈은,
    상기 제 1 초음파 수신 센서,
    초음파 신호를 발생시키는 초음파 발생부,
    센서간 거리 측정을 위한 제 2 기준신호를 발생시키는 기준신호 발생부, 및
    초음파 수신모듈 하우징을 포함하고,

    상기 본체 모듈은,
    상기 초음파 발생부에서 발생시킨 초음파 신호 및 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 상기 제 2 초음파 수신 센서,
    상기 수신 신호, 상기 제 1 기준신호 및 상기 제 2 기준 신호를 수신하는 기준신호 수신부,
    상기 초음파 수신 모듈에서 발생시킨 초음파 신호와 상기 제 2 기준신호를 이용하여 상기 1 초음파 수신 센서와 상기 제 2 초음파 수신 센서간의 거리를 측정하고, 상기 신호 발생 장치가 발생시킨 상기 제 1 기준신호와 초음파 신호가 상기 본체 모듈에 수신된 시간차와, 상기 제 1 기준신호와 상기 수신 신호가 상기 본체 모듈에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 측정용 정보를 생성하는 위치 측정부, 및
    상기 초음파 수신모듈 하우징과 결합 및 분리될 수 있는 본체 모듈 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
  20. 상호 결합되고 분리될 수 있는 본체 모듈과 초음파 수신모듈을 포함하는 위치 추적 시스템으로서,
    상기 본체 모듈과 상기 초음파 수신 모듈이 분리된 상태에서
    상기 초음파 수신 모듈은, 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 제 1 초음파 수신 센서에서 수신하고, 초음파 신호의 수신 사실을 나타내는 수신 신호를 상기 본체 모듈로 전송하고,
    상기 본체 모듈은 상기 초음파 수신 모듈과의 거리를 측정하여, 상기 제 1 초음파 수신센서와 상기 본체 모듈에 설치되어 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제 2 초음파 수신센서간의 거리를 측정하고,
    상기 본체 모듈이 기준신호를 발생시킨 시간과, 상기 기준신호를 수신한 상기 신호 발생 장치가 발생시킨 초음파 신호가 상기 제 2 초음파 수신 센서에 수신된 시간 및 상기 수신 신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 측정용 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
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