KR20150134406A - 차량 위치 결정 시스템 및 이를 사용하는 방법 - Google Patents

차량 위치 결정 시스템 및 이를 사용하는 방법 Download PDF

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KR20150134406A
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탈레스 캐나다 아이엔씨
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Abstract

가이드웨이(guideway) 상의 차량에 대한 위치 결정 시스템은 상기 가이드웨이 상에서의 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된 온보드 제어기(on-board controller)를 포함한다. 위치 결정 시스템은 질문 신호(interrogation signal)를 방출하고 상기 방출된 질문 신호에 기초한 반사 신호들을 수신하도록 구성된 송신기/검출기 어레이를 더 포함한다. 상기 송신기/검출기 어레이는 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함하며, 상기 제 2 안테나는 상기 차량의 이동 방향에 있어서 상기 제 1 안테나와 이격된다. 위치 결정 시스템은 트랜스폰더 정보를 저장하도록 구성된 트랜스폰더 식별 데이터베이스를 더 포함한다. 상기 온보드 제어기는 상기 송신기/검출기 어레이에 의해서 수신된 변조된 반사 신호 및 상기 송신기/검출기 어레이에 의해서 수신된 제 1 비-변조된 반사 신호에 기초하여서, 상기 가이드웨이를 따라서 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된다.

Description

차량 위치 결정 시스템 및 이를 사용하는 방법{VEHICLE POSITION DETERMINING SYSTEM AND METHOD OF USING THE SAME}
가이드웨이 네트워크에서 각 차량의 위치를 결정하는 것은 가이드웨이 네트워크에서 차량들의 정밀한 제어 및 조율된 움직임을 유지하는 것을 돕는다. 일부 사례들에서, 차량 포지셔닝 정보가 축 카운터들 또는 트랙 회로들과 같은, 가이드웨이 상에 위치된 가이드웨이-상 디바이스들을 사용하여서 생성되며, 이 디바이스들은 이 가이드웨이-상 디바이스의 위치에서 가이드웨이 상의 차량의 존재에 응답하여서 위치 신호를 생성한다.
일부 사례들에서, 차량 포지셔닝 정보는 차량으로부터 신호를 수신하여 차량으로 변조된 신호를 역으로 전송하는 격리된 트랜스폰더에 의해서 생성된다. 변조된 신호는 차량의 위치를 결정하는데 사용되는 트랜스폰더의 고유 식별사항을 제공한다.
하나 이상의 실시예들이 첨부 도면들의 도들에서 예시적으로 그리고 비한정적으로 예시되며, 도면들에서 유사한 참조 부호 지정사항들을 갖는 요소들은 전체에 걸쳐서 유사한 요소들을 나타낸다. 본 산업상의 표준 관례에 따라서 다양한 특징부들은 축척대로 도시되지 않을 수 있으며 오직 예시 목적을 위해서 사용된다는 것이 강조된다. 실제로, 도면들에서의 다양한 특징부들의 수치들은 논의의 명료성을 위해서 임의로 증가 또는 감소될 수 있다. 도면들의 도들은 본 명세서 내에 포함되며 다음을 포함한다:
도 1은 하나 이상의 실시예들에 따른 차량 위치 결정 시스템의 블록도이고;
도 2는 하나 이상의 실시예들에 따른 차량 상에 있는(on-board) 송신기/검출기 어레이의 블록도이고;
도 3은 하나 이상의 실시예들에 따른 차량 상에 있는 송신기/검출기 어레이의 블록도이고;
도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른 가이드웨이에 따라서 배치된 차량 위치 결정 배열체(arragement)의 개략도이고;
도 5는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1에 도시된 차량 위치 결정 시스템을 구현하기 위한 범용 컴퓨팅 디바이스의 블록도이고; 또한
도 6은 하나 이상의 실시예들에 따른 차량 위치를 결정하는 방법의 흐름도이다.
다음의 개시는 본 발명의 상이한 특징들을 구현하기 위한 수많은 상이한 실시예들 또는 실례들을 제공한다. 컴포넌트들 및 배열부들의 특정 실례들이 본 개시를 간략화하기 위해서 이하에서 기술된다. 이러한 바들은 예시적이며 한정적으로 해석되지 말아야 한다.
가이드웨이들을 따라서 이동하는 차량들의 자동화된 제어가 증가함에 따라서, 차량들의 위치 결정의 정밀도는 보다 중요하게 되었다. 일부 사례들에서, 고유 식별 코드를 갖는 트랜스폰더만을 의존하는 포지셔닝 시스템들은 대략 2 미터의 정확성으로 차량의 위치를 결정할 수 있다. 일부 자동적으로 제어되는 시스템들에서, 높은 정밀도는 차량에 대한 정확한 정지 위치들을 보장하는 것을 돕는다. 예를 들어서, 진입 게이트들, 도어웨이들, 또는 다른 경계부들과 같은, 플랫폼 상에서의 특정 위치들에 차량의 출구 도어들을 정렬시키기 위한 시스템은 보다 높은 위치 정확성에 의해서 도움을 받을 것이다. 일부 실시예들에서, 위치 결정 시스템은 반사성 포지셔닝 요소 및 트랜스폰더의 위치를 검출하고, 대략 3 센티미터(cm)의 정확성 내에서 차량의 위치를 결정할 수 있다. 이러한 증가된 위치 결정 정밀도는 예를 들어서 플랫폼 상의 위치들로 차량의 출구 도어들을 정렬하는 것을 용이하게 한다. 또한, 이러한 증가된 정밀도는 가이드웨이 상에서의 차량들 각각에 대한 위치의 잠재적 오차를 줄임으로써 가이드웨이에 따라서 다수의 차량들을 제어하는 효율을 증가시킨다.
일부 실시예들에서, 위치 결정 시스템은 또한 단일 트랜스폰더를 사용하여서 차량의 선두부(heading)를 결정하는 이점을 제공한다. 다른 위치 결정 시스템들에서, 차량의 선두부는 연속하는 트랜스폰더들의 고유 식별 코드를 비교함으로써 결정된다. 일부 사례들에서, 연속하는 트랜스폰더들 간의 거리는 차량이 연속하는 트랜스폰더들 간의 거리를 지나갈 수 있을 때까지 차량의 선두부의 결정을 지연시킬 정도로 크다. 트랜스폰더들이 너무 서로 가깝게 위치하면, 2 개의 연속하는 트랜스폰더들의 고유 식별 코드가 서로 간섭할 위험이 커진다. 또한, 가이드웨이 상의 트랜스폰더들의 수가 증가하면 트랜스폰더들을 설치 및 유지하기 위한 비용이 증가한다. 일부 실시예들에서, 위치 결정 시스템은 가이드웨이에 따라서 위치된 단일 트랜스폰더 및 2 개의 반사성 포지셔닝 요소들을 검출함으로써 차량의 선두부를 결정한다. 단일 트랜스폰더의 사용은 설치 및 유지관리 비용을 감소시킨다. 2 개의 반사성 포지셔닝 요소들의 사용도 또한 차량의 선두부를 결정할 시의 지연 시간을 줄이는 것을 돕는데, 그 이유는 반사성 포지셔닝 요소들이 트랜스폰더의 고유 식별 코드와 간섭할 위험 없이 트랜스폰더에 가깝게 위치될 수 있기 때문이다. 2 개의 반사성 포지셔닝 요소들의 사용은 또한 단일 반사성 포지셔닝 요소 배열체에 비해서 위치 결정 시스템의 정확도를 증가시키는 것을 돕는다.
도 1은 하나 이상의 실시예들에 따른 위치 결정 시스템(100)의 블록도이다. 위치 결정 시스템(100)은 가이드웨이를 따라 차량의 위치를 결정하도록 구성된 VOBC(vital on-board controller)(102)를 포함한다. 위치 결정 시스템(100)은 가이드웨이를 따라 있는 포지셔닝 요소들에 질문(interrogate)하는 신호를 송신하고 이 질문을 받은 포지셔닝 요소들로부터 신호들을 수신하도록 구성된 송신기/검출기 어레이(104)를 더 포함한다. 위치 결정 시스템(100)은 트랜스폰더들의 고유 식별 코드들 및 이들의 가이드웨이를 따라서의 대응하는 위치들을 저장하도록 구성된 트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)를 더 포함한다. 위치 결정 시스템(100)은 VOBC(102)와 통신하도록 구성된 외부 제어 시스템(108)을 더 포함한다.
일부 실시예들에서, VOBC(102)는 통신 트래픽을 청취하고 VOBC의 구성 프로파일에 의해서 식별된 바와 같은 키 데이터를 수집하는 시스템에서 안전 무결성 레벨 4(SIL 4)을 갖는 모든 바이탈 머신(vital machine) 상에서의 백그라운드 프로세스를 실행시킴으로써 구현된다. SIL 4는 IEC(International Electrotechnical Commission)의 표준 IEC 61508에 기초한다. SIL 레벨 4는 10- 8내지 10-9의 시간 범위(hour ranges) 당 실패 확률을 의미한다.
일부 실시예들에서, VOBC(102)는 유선 또는 무선 접속을 통해서 송신기/검출기 어레이(104)와 통신하게 구성된다. 일부 실시예들에서, 송신기/검출기 어레이(104)는 VOBC(102) 내에 포함된다. 일부 실시예들에서, VOBC(102)는 유선 또는 무선 접속을 통해서 트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)와 통신하게 구성된다. 일부 실시예들에서, 트랜스폰더 식별(ID) 데이터베이스(106)는 VOBC(102) 내에 포함된다. VOBC(102)는 무선 접속을 통해서 외부 제어 시스템(108)과 통신하게 구성된다. 적어도 일부 실시예들에서, 무선 접속은 무선 주파수 신호, 유도 루프 신호, 광학적 신호, 마이크로웨이브 신호 또는 다른 적합한 신호를 포함한다. VOBC(102)는 위치 정보를 외부 제어 시스템(108)으로 전송하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, VOBC(102)는 선두부 정보를 외부 제어 시스템(108)에 전송하도록 구성된다. VOBC(102)는 이동 승인 명령들, 트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)에 대한 업데이트 사항들, 가이드웨이를 따르는 스위치 위치들, 가이드웨이를 따르는 다른 차량들의 위치 정보 또는 다른 적합한 정보와 같은 정보를 외부 제어 시스템(108)으로부터 수신하도록 구성된다.
송신기/검출기 어레이(104)는 가이드웨이를 따라서 위치된 포지셔닝 요소들에게 질문을 하기 위한 질문 신호를 방출하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 질문 신호는 차량에 고유한 단일 파장이다. 일부 실시예들에서, 질문 신호는 튜닝가능한 파장을 포함한다. 송신기/검출기 어레이(104)는 포지셔닝 요소들로부터 신호들을 수신하도록 구성된다. 포지셔닝 요소들로부터의 신호들은 질문 신호의 반사된 신호 또는 질문 신호에 기초한 변조된 반사 신호를 포함한다. 일부 실시예들에서, 포지셔닝 요소들로부터의 신호들은 송신기/검출기 어레이(104) 내의 회로에 의해서 분석되며, 분석 결과가 VOBC(102)에 전송된다. 일부 실시예들에서, 포지셔닝 요소들로부터의 신호들은 송신기/검출기 어레이(104)에 의해서 수신되며 VOBC(102)로 직접적으로 전송되고 VOBC 내의 회로에 의해서 분석된다. 송신기/검출기 어레이(104)의 일부 실시예들의 추가 세부사항들은 도 2를 참조하여서 이하에서 제공된다.
트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)는 가이드웨이를 따르는 트랜스폰더의 위치와 상호-참조되는, 가이드웨이를 따라서 배치된 트랜스폰더들의 고유 식별 코드들을 저장하도록 구성된 비일시적 컴퓨터 판독가능한 매체이다. 일부 실시예들에서, VOBC(102)는 트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)를 외부 제어 시스템(108)으로부터 수신된 정보에 기초하여서 업데이트하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)는 가이드웨이를 따르는 트랜스폰더들 전부가 아닌 일부에 대한 고유 식별 코드들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)는 가이드웨이를 따르는 트랜스폰더들 전부에 대한 고유 식별 코드들을 포함한다. 포지셔닝 요소들로부터의 신호들이 송신기/검출기 어레이(104) 내에서 분석되는 일부 실시예들에서, 송신기/검출기 어레이는 트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)와 통신하도록 구성된다.
외부 제어 시스템(108)은 VOBC(102)와 통신하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 외부 제어 시스템(108)은 가이드웨이 네트워크 전체가 아닌 일부를 따라서 차량들의 움직임을 제어하도록 구성된 탈-중앙화된 제어 시스템이다. 일부 실시예들에서, 외부 제어 시스템(108)은 가이드웨이 네트워크 전체를 따라서 차량들의 움직임을 제어하도록 구성된 중앙화된 제어 시스템이다. 일부 실시예들에서, 외부 제어 시스템(108)은 자동적 속도 및 제동 제어 시스템(미도시)에 의해서 또는 운전자에 의해서 구현되는 움직임 명령들을 VOBC(102)에 제공하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 이러한 움직임 명령들은 VOBC(102)로부터 수신된 위치 정보에 기초한다. 일부 실시예들에서, 외부 제어 시스템(108)은 위치 정보를 VOBC(102)로부터 수신하고 움직임 명령들을 VOBC로부터의 위치 정보에 기초하여서 가이드웨이 네트워크 내의 다른 차량들에 전송하도록 구성된다.
도 2는 하나 이상의 실시예들에 따른 송신기/검출기 어레이(200)의 블록도이다. 송신기/검출기 어레이(200)는 가이드웨이를 따라 있는 포지셔닝 요소들로부터 수신된 신호들을 분석하도록 구성된다. 송신기/검출기(200)는 적어도 2 개의 안테나들(202)을 포함하며, 한 안테나는 질문 신호들을 방출하도록 구성되며, 2 개 이상의 안테나들은 반사 신호들을 수신하도록 구성된다. 안테나들(202)은 가이드웨이를 따르는 이동 방향으로 서로 이격된다. 각 안테나(202)는 각각의 안테나에 의해서 수신된 신호를 분할(split)하도록 구성된 대응하는 스플리터(204)에 접속된다. 각 스플리터(204)는 스플리터들(204)로부터의 신호들을 합산하도록 구성된 합산 회로(206)에 접속된다. 각 스플리터(204)는 또한 차분 회로(208)에 접속되며, 이 차분 회로는 스플리터들(204)로부터의 신호들 간의 차를 결정하도록 구성된다. 합산 회로(206) 및 차분 회로(208) 양자는 위상 비교기(210)에 접속되며, 이 위상 비교기는 스플리터들(204)로부터의 신호들의 합을 스플리터들로부터의 신호들 간의 차와 비교하도록 구성된다. 송신기/검출기 어레이(200)는 위치 검출부(212)를 더 포함하며, 이 검출부는 합산 회로(206)로부터의 최고 크기의 합이 제로의 결정된 위상 차와 함께 발생하는지의 여부를, 포지셔닝 요소의 정밀한 위치를 식별하기 위해서, 결정하도록 구성된다. 포지셔닝 요소가 반-파장 반사기인 일부 실시예들에서, 위상 비교기(210)는 합산 회로(206)의 출력의 위상이 차분 회로(208)의 출력의 위상과 일치하면 반-파장 반사기가 안테나들(202) 각각으로부터 동일한 거리에 위치한다고 결정하도록 구성된다.
송신기/검출기(200)는 또한 포지셔닝 요소들에 질문을 하기 위한 메인 무선 주파수(RF) 신호를 합산 회로(206)에서 수신하도록 구성된다. 이 메인 RF 신호는 합산 회로(206)에서 수신된다. 일부 실시예들에서, 메인 RF 신호는 송신기/검출기 어레이(200) 내의 다른 위치에서 수신된다. 일부 실시예들에서, 메인 RF 신호는 VOBC(102)(도 1)로부터 수신된다. 일부 실시예들에서, 메인 RF 신호는 별도의 신호 생성기로부터 수신된다. 일부 실시예들에서, 메인 RF 신호는 송신기/검출기 어레이(200) 내의 신호 생성기에 의해서 생성된다. 일부 실시예들에서, 메인 RF 신호의 파장은 차량에 대해서 고유하다. 일부 실시예들에서, 메인 RF 신호의 파장은 튜닝가능하다. 일부 실시예들에서, 메인 RF 신호의 파장은 무선 주파수 파장 범위 내에 있다. 일부 실시예들에서, 메인 RF 신호의 파장은 적외선 주파수 파장 범위 내에 있다.
동작 시에, 합산 회로(206)는 메인 RF 신호를 수신하고 메인 RF 신호를 스플리터들(204)에 전송하며, 스플리터들은 이어서 메인 RF 신호를 안테나들(202) 중 적어도 하나의 안테나에 공급한다. 안테나들(202)은 메인 RF 신호를 질문 신호로 변환시키고 질문 신호를 방출한다. 일부 실시예들에서, 안테나들(202)은 질문 신호를 연속적으로 방출한다. 일부 실시예들에서, 안테나들(202)은 질문 신호를 펄싱된 방식으로(in a pulsed manner) 방출한다. 안테나들(202)은 또한 가이드웨이를 따라 있는 포지셔닝 요소들로부터의 반사 신호들을 수신한다. 일부 실시예들에서, 반사 신호들은 질문 신호의 변조된 반사 신호들이다. 일부 실시예들에서, 반사 신호들은 트랜스폰더의 고유 식별 코드를 포함한다. 일부 실시예들에서, 반사 신호들은 질문 신호들의 비-변조된 반사 신호들이다.
안테나들(202)은 반사 신호들을 검출 신호들로 변환시키고 검출 신호들을 각각의 스플리터들(204)로 전송한다. 스플리터들(204)은 검출 신호들을 분할하고 분할된 검출 신호들을 합산 회로(206) 및 차분 회로(204) 양자에 전달한다. 합산 회로(206)는 분할된 검출 신호들의 합을 결정하여서 이 합을 위상 비교기(210) 및 위치 결정부(212)에 전송한다. 차분 회로(208)는 분할된 검출 신호들 간의 차를 결정하여서 이 차를 위상 비교기(210)에 전송한다.
위상 비교기(210)는 상기 합과 차 간의 위상 차를 결정한다. 위상 비교기(210)는 결정된 위상 차를 출력한다. 위상 비교기(210)는 결정된 위상 차가 제로이면, 반사성 포지셔닝 요소, 예를 들어서, 반-파장 반사기가 각 안테나들(202)로부터 동일한 거리에 위치한다고 결정한다. 안테나들(202)의 수신된 신호들 간의 위상 차에 기초하여서 차량의 위치를 결정하는 것은 위치 결정 정밀도를 증가시킨다. 위치 검출부(212)는 합산 회로(206)로부터 합을 수신한다. 위치 검출부(212)는 또한 결정된 위상 차를 수신하고 합산 회로(206)로부터의 합이 최고의 크기에 있는지의 여부를 결정한다. 위상 차가 제로와 동일하고 합이 최고의 크기에 있으면, 차량은 반사성 포지셔닝 요소 바로 위에 있다. 일부 실시예들에서, 송신기/검출기 어레이(200)는 3cm 미만의 오차 내에서 반사성 포지셔닝 요소에 대한 차량의 위치를 결정한다.
안테나들(202)은 또한 트랜스폰더로부터의 변조된 반사 신호를 검출한다. 일부 실시예들에서, 별도의 안테나가 트랜스폰더로부터의 변조된 반사 신호를 검출한다. 동작 시에, 송신기/검출기 어레이(200)는 변조된 반사 신호를 수신하여서 이 변조된 반사 신호를 VOBC(102)(도 1)에 전송한다. 일부 실시예들에서, 송신기/검출기 어레이(200)는 트랜스폰더의 고유 식별 코드를 식별하여서 고유 식별 코드를 VOBC(102)에 전송한다. 일부 실시예들에서, 송신기/검출기 어레이(200)는 변조된 반사 신호를 VOBC(102)에 전송하고, VOBC는 트랜스폰더의 고유 식별 코드를 식별한다.
도 3은 하나 이상의 실시예들에 따른 차량 상에 있는 송신기/검출기 어레이(300)의 블록도이다. 송신기/검출기 어레이(300)는 송신기/검출기 어레이(200)와 유사하지만, 송신기/검출기 어레이(300)는 차분 회로(208)를 포함하지 않는다. 송신기/검출기 어레이(300) 내의 유사한 요소들에는(100)만큼 증가된, 송신기/검출기 어레이(200)에서와 동일한 참조 부호가 부여된다. 위상 비교기(310)는 스플리터들(304)로부터 직접적으로 수신된 반사 신호들의 위상 차를 결정하도록 구성된다.
동작 시에, 질문 신호가 일 안테나(302a) 상으로 전송된다. 일부 실시예들에서, 안테나(302a)는 질문 신호를 연속적으로 방출한다. 일부 실시예들에서, 안테나(302a)는 질문 신호를 펄싱된 방식으로 방출한다. 안테나들(302a 및 302b) 모두가 가이드웨이를 따라 있는 포지셔닝 요소들로부터 반사 신호들을 수신한다. 안테나들(302)은 반사 신호들을 검출 신호들로 변환시키고 이 검출 신호들을 각각의 스플리터들(304)로 전송한다. 스플리터들(204)은 검출 신호들을 분할하고 분할된 검출 신호들을 합산 회로(304) 및 위상 비교기(310) 양자에 전송한다. 합산 회로(306)는 분할된 검출 신호들의 합을 결정하고 이 합을 위치 결정부(312)로 전송한다.
위상 비교기(310)는 스플리터들(304)로부터 직접적으로 수신된 신호들 간의 위상 차를 결정한다. 위상 비교기(310)는 결정된 위상 차를 출력한다. 위치 검출부(312)는 합산 회로(306)로부터 합을 수신한다. 위치 검출부(312)는 또한 결정된 위상 차를 수신하고 합산 회로(306)로부터의 합이 최고의 크기에 있는지의 여부를 결정한다. 위상 차가 제로와 동일하며 합이 최고의 크기에 있으면, 차량은 반사성 포지셔닝 요소 바로 위에 있다. 일부 실시예들에서, 송신기/검출기 어레이(300)는 3 cm 미만의 오차 내에서 반사성 포지셔닝 요소에 대한 차량의 위치를 결정한다.
안테나들(302)은 또한 트랜스폰더로부터의 변조된 반사 신호를 검출한다. 일부 실시예들에서, 별도의 안테나가 트랜스폰더로부터의 변조된 반사 신호를 검출한다. 동작 시에, 송신기/검출기 어레이(300)는 변조된 반사 신호를 수신하고 변조된 반사 신호를 VOBC(102)(도 1)에 전송한다. 일부 실시예들에서, 송신기/검출기 어레이(300)는 트랜스폰더의 고유 식별 코드를 식별하고 고유 식별 코드를 VOBC(102)에 전송한다. 일부 실시예들에서, 송신기/검출기 어레이(300)는 변조된 반사 신호를 VOBC(102)에 전송하고, VOBC는 트랜스폰더의 고유 식별 코드를 식별한다.
도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른 가이드웨이(402)를 따라서 배치된 차량 위치 결정 배열체(400)의 개략도이다. 차량 위치 결정 배열체(400)는 고유 식별 코드를 갖는 트랜스폰더(404)를 포함한다. 차량 위치 결정 배열체(400)는 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a) 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)를 더 포함하며, 이 요소들은 가이드웨이(402)를 따라서 위치하며 가이드웨이를 따라서 트랜스폰더(404)를 중심으로 양 쪽에 이격되게 위치한다. 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a)는 제 1 거리 D1 만큼 트랜스폰더(404)로부터 이격된다. 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)는 제 2 거리 D2 만큼 트랜스폰더(404)로부터 이격된다. 제 1 거리 D1는 제 2 거리 D2와 상이하다. 차량 위치 결정 배열체(400)는 외부 제어 시스템(408)을 더 포함하며, 이 시스템은 트랜스폰더(404) 및 차량(410)과 통신하도록 구성된다. 설명의 명료성 및 편이성을 위해서 차량(410)의 오직 일부만이 도 4에서 나타난다. 위치 결정 시스템(412)은 차량(410) 상에(on-board) 배치된다. 위치 결정 시스템(412)은 차량(410)의 축 상에 위치한다. 일부 실시예들에서, 위치 결정 시스템(412)은 차량(410)의 언더캐리지(undercarriage) 상에, 차량 내측에, 차량의 측면 패널 상에, 또는 차량 상의 다른 적합한 위치에 위치한다.
가이드웨이(402)는 이중 레일 가이드웨이이다. 일부 실시예들에서, 가이드웨이(402)는 단일 레일 가이드웨이이다. 일부 실시예들에서, 가이드웨이(402)는 레일들이 없다.
트랜스폰더(404)는 질문 신호를 위치 결정 시스템(412)으로부터 수신하고 변조된 반사 신호를 전송하도록 구성되며, 상기 변조된 반사 신호는 트랜스폰더에 대한 고유 식별 코드를 포함한다. 트랜스폰더(404)는 가이드웨이(402)의 레일들 간에 위치한다. 일부 실시예들에서, 트랜스폰더(404)는 가이드웨이(402) 옆에(wayside) 위치한다.
제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a) 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)는 반사 신호를 변조하거나 수정하지 않고서 질문 신호를 반사하도록 구성된다. 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a) 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)는 가이드웨이(402)의 레일들 간에 위치한다. 일부 실시예들에서, 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a) 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)는 가이드웨이(402)의 레일들 외측에서, 가이드웨이 옆에 위치한 지지 디바이스 상에, 터널의 벽 상에 또는 다른 적합한 위치들에 위치한다. 일부 실시예들에서, 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a) 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)는 반-파장 반사기들이다. 반-파장 반사기들은 이동 방향에 있어서 질문 신호의 파장의 절반과 대략적으로 동일한 크기를 갖는다. 일부 실시예들에서, 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a) 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)는 구리, 알루미늄 또는 다른 적합한 반사성 재료를 포함한다.
제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a) 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)는 단일 치수로(in a single dimension) 트랜스폰더(404)로부터 이격된다. 일부 실시예들에서, 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a) 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)는, 트랜스폰더와 제 1 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소들 간의, 가이드웨이(402)를 따르는 이동 방향 상에서의 거리가 알려져 있는 동안은, 2 개 또는 3 개의 치수들로 트랜스폰더(404)로부터 이격된다. 제 1 거리 D1는 제 2 거리 D2보다 크다. 일부 실시예들에서, 제 2 거리 D2 는 제 1 거리 D1보다 크다. 일부 실시예들에서, 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)는 생략된다.
외부 제어부(408)는 가이드웨이(402) 옆에 위치한다. 일부 실시예들에서, 외부 제어부(408)는 탈-중앙화된 제어부이다. 일부 실시예들에서, 외부 제어부(408)는 중앙화된 제어부이다. 외부 제어부(408)는 차량(410) 상에 있는 위치 결정 시스템(412) 및 트랜스폰더(404)와 통신하도록 구성된다. 외부 제어부(408)는 트랜스폰더(404)가 적절하게 기능하고 있는 지의 여부를 결정하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 위치 결정 시스템(412)은 트랜스폰더(404)가 적절하게 기능하고 있는 지의 여부를 트랜스폰더 위치들의 데이터베이스 및 이동 방향에 기초하여서 결정한다. 외부 제어부(408)는 위치 정보를 위치 결정 시스템(412)으로부터 수신하고 움직임 명령들을 위치 결정 시스템 또는 차량(410) 상의 자동 속도 및 제동 시스템으로 제공하도록 또한 구성된다. 일부 실시예들에서, 외부 제어부(408)는 트랜스폰더 ID 데이터베이스, 예를 들어서, 트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)(도 1)를 업데이트하기 위한 업데이트 정보를 위치 결정 시스템(412)에 전송하도록 구성된다.
차량(410)은 레일에 장착된 차량이다. 일부 실시예들에서, 차량(410)은 열차, 롤러 코스터, 모노레일, 자기적으로 가이드되는 차량, 또는 다른 적합한 차량이다.
위치 결정 시스템(412)는 가이드웨이(402)를 따르는 차량(410)의 위치를, 트랜스폰더(404), 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a) 또는 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)중 적어도 하나, 및 이에 대응하는 제 1 거리 D1 또는 제 2 거리 D2에 기초하여서 결정하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 위치 결정 시스템(412)은 위치 결정 시스템(100)(도 1)이다.
동작 시에, 차량(410)이 가이드웨이(402)를 따라서 이동함에 따라서, 위치 결정 시스템(412)은 질문 신호를 방출한다. 본 실례에서, 차량(410)은 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a), 트랜스폰더(404) 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)를 이 순서로 통과하도록 이동 중이다. 위치 결정 시스템(412)은 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a)에 질문을 하고 반사 신호를 수신한다. 위치 결정 시스템(412)은 송신기/검출기 어레이(200)(도 2) 또는 송신기/검출기 어레이(300)(도 3)에 대해서 상술한 바와 같이, 제 1 반사성 포지셔닝 요소에 대한 차량(410)의 정밀한 거리를 결정한다. 차량(410)이 가이드웨이(402)를 따라서 진행함에 따라서, 위치 결정 시스템(412)은 트랜스폰더(304)에 질문을 하고 변조된 반사 신호를 수신하며, 이 반사 신호는 트랜스폰더의 고유 식별 코드를 포함한다. 위치 결정 시스템(412)은 트랜스폰더(404)의 절대 위치를, 트랜스폰더 ID 데이터베이스, 예를 들어서, 트랜스폰더 ID 데이터베이스(106)를 사용하여서 식별한다. 위치 결정 시스템(412)은 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406a)에 대해 결정된 위치, 검출된 고유 식별 코드를 갖는 트랜스폰더(404)의 알려진 위치 및 알려진 제 1 거리 D1를 사용하여서 차량(410)의 위치를 계산한다. 일부 실시예들에서, 위치 결정 정확성은 3 cm 오차 미만이다.
단일 반사성 포지셔닝 요소를 사용하여서, 위치 결정 시스템(412)은 가이드웨이(402)를 따르는 차량(410)의 위치를 결정할 수 있다. 2 개의 반사성 포지셔닝 요소들을 사용하여서, 위치 결정 시스템(412)은 차량(410)의 위치 및 차량의 선두부 양자를 결정할 수 있다. 위의 예를 계속 사용하면, 차량(410)이 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)를 통과할 때에, 위치 결정 시스템(412)은 차량이 제 2 반사성 포지셔닝 요소를 통과하고 있는 시점을 결정한다. 트랜스폰더(404)를 지난 후에 차량(410)이 이동한 알려진 거리를 사용하여서, 위치 결정 시스템(412)은 트랜스폰더와 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b) 간에서 이동한 거리를 계산한다. 위치 결정 시스템(412)은 계산된 시간을 제 1 거리 D1 및 제 2 거리 D2와 비교하여서 차량의 선두부를 결정한다. 즉, 위치 결정 시스템(412)은 어느 순서로 차량(410)이 제 1 반사성 포지셔닝 요소(306)a 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)를 통과하는지를 상기 계산된 이동 거리 및 알려진 제 1 거리 D1 및 알려진 제 2 거리 D2에 기초하여서 결정한다.
도 5는 하나 이상의 실시예들에 따른 위치 결정 시스템(500)을 구현하기 위한 범용 컴퓨팅 디바이스의 블록도이다. 일부 실시예들에서, 위치 결정 시스템(500)은 위치 결정 시스템(412)(도 4)과 유사하다. 위치 결정 시스템(500)은 하드웨어 프로세서(502) 및 비일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(504)를 포함하며, 이 매체는 컴퓨터 프로그램 코드(506), 즉, 실행가능한 명령어들의 세트로 인코딩, 즉 저장한다. 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(504)는 또한 위치 결정 시스템(500)의 요소들과 인터페이싱하기 위한 명령어들(507)로 인코딩된다. 프로세서(502)는 버스(508)를 통해서 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(504)에 전기적으로 연결된다. 프로세서(502)는 또한 버스(508)에 의해서 I/O 인터페이스(510)에 전기적으로 연결된다. 네트워크 인터페이스(512)는 또한 버스(508)를 통해서 프로세서(502)에 전기적으로 연결된다. 네트워크 인터페이스(512)는 네트워크(514)에 접속되며, 이로써 프로세서(502) 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(504)는 외부 요소들, 예를 들어서, 외부 제어부(108)(도 1) 또는 외부 제어부(408)(도 4)와 네트워크(514)를 통해서 접속 및 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 네트워크 인터페이스(512)는 광학적 통신 경로, 마이크로웨이브 통신 경로, 유도 루프 통신 경로 또는 다른 적합한 통신 경로들과 같은 상이한 통신 경로로 대체된다. 트랜스폰더 ID 데이터베이스(516)는 또한 버스(508)를 통해서 프로세서(502)에 전기적으로 접속된다. 트랜스폰더 ID 데이터베이스(516)는 가이드웨이를 따라 있는 트랜스폰더들의 위치들 및 고유 식별 코드들을 저장한다. 프로세서(502)는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(504) 내에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 코드(506)를 실행시켜서, 위치 결정 시스템(500)이 위치 결정 시스템(100)(도 1), 송신기/검출기 어레이(200)(도 2), 송신기/검출기 어레이(300)(도 3), 위치 결정 시스템(412)(도 4) 또는 방법(600)(도 6)을 참조하여서 기술된 바와 같은, 동작들 전부 또는 일부를 수행하기 위해서 사용될 수 있도록 하게 구성된다.
일부 실시예들에서, 프로세서(502)는 중앙 프로세싱 유닛(central processing unit)(CPU), 다중-프로세서, 분산형 프로세싱 시스템, ASIC(application specific integrated circuit), 및/또는 적합한 프로세싱 유닛이다. 일부 실시예들에서, 프로세서(502)는 네트워크 인터페이스(512)를 통해서 외부 회로 전송할 위치 정보 신호들을 생성하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 프로세서(502)는 트랜스폰더 ID 데이터베이스(516)를 네트워크 인터페이스(512)를 통해서 수신된 정보에 기초하여서 업데이트하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(504)는 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선, 및/또는 반도체 시스템(또는 장치 또는 device)이다. 예를 들어서, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(304)는 반도체 또는 고체상 메모리, 자기 테이프, 분리식 컴퓨터 디스켓, RAM(random access memory), ROM(read-only memory), 강성의 자기 디스크, 및/또는 광학적 디스크를 포함한다. 광학적 디스크들을 사용하는 일부 실시예들에서, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(504)는 CD-ROM(compact disk-read only memory), CD-RW(compact disk-read/write), 및/또는 DVD(digital video disc)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(504)는 내장형 마이크로제어기 또는 시스템 온 칩(SoC)의 일부이다.
일부 실시예들에서, 저장 매체(504)는 컴퓨터 프로그램 코드(506)를 저장하며, 이 코드는 위치 결정 시스템(500)으로 하여금 위치 결정 시스템(100)(도 1), 송신기/검출기 어레이(200)(도 2), 송신기/검출기 어레이(300)(도 3), 위치 결정 시스템(412)(도 4) 또는 방법(600)(도 6)을 참조하여서 기술한 바와 같은 동작들을 수행하게 구성된다. 일부 실시예들에서, 저장 매체(504)는 또한 위치 결정 시스템(500)을 참조하여서 기술한 바와 같은 동작들을 수행하기 위해서 필요한 정보, 예를 들어서, 위치 파라미터(518), 제 1 거리 파라미터(520), 제 2 거리 파라미터(522), 차량 속력 파라미터(524), 방출된 파장 파라미터(526), 선두부 파라미터(528)와 같은 정보 및/또는 위치 결정 시스템(500)을 참조하여서 기술한 바와 같은 동작을 수행하기 위한 실행가능한 명령어들의 세트를 저장한다.
일부 실시예들에서, 저장 매체(504)는 외부 컴포넌트들과 인페이싱하기 위한 명령어들(507)을 저장한다. 명령어들(507)은 프로세서(502)로 하여금 위치 결정 시스템(500)을 참조하여서 기술한 바와 같은 동작을 효과적으로 구현하도록 외부 컴포넌트들에 의해서 판독가능한 동작 명령어들을 생성하게 한다.
위치 결정 시스템(500)은 I/O 인터페이스(510)를 포함한다. I/O 인터페이스(510)는 외부 회로에 연결된다. 일부 실시예들에서, I/O 인터페이스(510)는 내장형 제어기 내의 포트로부터 명령어들을 수신하도록 구성된다.
위치 결정 시스템(500)은 또한 프로세서(502)에 연결된 네트워크 인터페이스(512)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(512)는 위치 결정 시스템(500)이 네트워크(514)와 통신하는 것을 가능하게 하고, 이 네트워크에는 하나 이상의 다른 컴퓨터 시스템들이 접속된다. 네트워크 인터페이스(512)는 무선 네트워크 인터페이스들, 예를 들어서, BLUETOOTH, WIFI, WIMAX, GPRS, 또는 WCDMA; 또는 유선 네트워크 인터페이스, 예를 들어서, ETHERNET, USB, IEEE-1394, 또는 비동기식(asynchronous) 또는 동기식(synchronous) 통신 링크들, 예를 들어서, RS485, CAN 또는 HDLC를 포함한다. 일부 실시예들에서, 위치 결정 시스템(500)을 참조하여서 기술된 바와 같은 동작들은 2 개 이상의 위치 결정 시스템들로 구현되며 위치, 제 1 거리, 제 2 거리, 차량 속력, 방출된 파장 및 선두부와 같은 정보는 네트워크(514)를 통해서 상이한 위치 결정 시스템들(500) 간에서 교환된다.
위치 결정 시스템(500)은 또한 프로세서(502)에 연결된 트랜스폰더 ID 데이터베이스(516)를 포함한다. 트랜스폰더 ID 데이터베이스(516)는 가이드웨이를 따라 있는 트랜스폰더의 위치와 상호 참조된, 트랜스폰더들의 고유 식별 코드들을 저장한다. 트랜스폰더 ID 데이터베이스(516)는 위치 결정 시스템(500)이 저장된 트랜스폰더 위치에 기초하여서 차량의 위치를 결정하는 것을 가능하게 한다.
위치 결정 시스템(500)은 송신기/검출기 어레이, 예를 들어서, 송신기/검출기 어레이(200)(도 2), 또는 송신기/검출기 어레이(300)로부터 위치와 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 이 정보는 버스(508)를 통해서 프로세서(502)로 전송되어 프로세서는 가이드웨이에 따라 있는 차량의 위치를 결정한다. 이어서, 결정된 위치가 컴퓨터 판독가능한 매체(504) 내에 위치 파라미터(518)로서 저장된다. 일부 실시예들에서, 프로세서(502)는 가이드웨이를 따라서 차량의 선두부를 결정한다. 이어서, 선두부 위치가 컴퓨터 판독가능한 매체(504) 내에 선두부 파라미터(528)로서 저장된다. 위치 결정 시스템(500)은 I/O 인터페이스(510) 또는 네트워크 인터페이스(512)를 통해서 차량 속력에 대한 정보를 수신하도록 구성된다. 이 정보는 컴퓨터 판독가능한 매체(504) 내에 차량 속력 파라미터(524)로서 저장된다. 위치 결정 시스템(500)은 I/O 인터페이스(510) 또는 네트워크 인터페이스(512)를 통해서 제 1 거리와 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 이 정보는 이어서 컴퓨터 판독가능한 매체(504) 내에서 제 1 거리 파라미터(520)로서 저장된다. 위치 결정 시스템(500)은 I/O 인터페이스(510) 또는 네트워크 인터페이스(512)를 통해서 제 2 거리에 대한 정보를 수신하도록 구성된다. 이어서, 이 정보는 컴퓨터 판독가능한 매체(504) 내에 제 2 거리 파라미터(522)로서 저장된다. 위치 결정 시스템(500)은 I/O 인터페이스(510) 또는 네트워크 인터페이스(512)를 통해서 방출 파장에 대한 정보를 수신하도록 구성된다. 이어서, 이 정보는 컴퓨터 판독가능한 매체(504) 내에 방출 파장 파라미터(526)로서 저장된다.
동작 동안에, 프로세서(502)는 컴퓨터 판독가능한 매체(504) 내에 저장된 파라미터들과 트랜스폰더 ID 데이터베이스(516)의 저장된 고유 식별 코드들의 비교결과에 기초하여서 가이드웨이를 따라서 차량의 위치를 결정하도록 명령어들의 세트를 실행시킨다.
도 6은 하나 이상의 실시예들에 따른 차량 위치를 결정하는 방법(600)의 흐름도이다. 동작(602)에서, 위치 결정 시스템, 예를 들어서, 위치 결정 시스템(100), 위치 결정 시스템(412) 또는 위치 결정 시스템(500)은 제 1 반사성 포지셔닝 요소, 예를 들어서, 제 1 반사성 포지셔닝 요소(406b)(도 4)의 위치를 검출한다. 위치 결정 시스템은 제 1 반사성 포지셔닝 요소를 송신기/검출기 어레이, 예를 들어서, 송신기/검출기 어레이(200)(도 2), 또는 송신기/검출기 어레이(300)(도 3)를 사용하여서 검출한다. 위치 결정 시스템은 제 1 반사성 포지셔닝 요소가 송신기/검출기 어레이의 각 안테나로부터 동일한 거리에 위치하는 때에 차량의 위치를 검출한다.
동작(604)에서, 위치 결정 시스템은 트랜스폰더, 예를 들어서, 트랜스폰더(404)(도 4)의 고유 식별 코드를 검출한다. 위치 결정 시스템은 트랜스폰더의 고유 식별 코드를, 변조된 반사 신호에 기초하여서 검출한다.
선택사양적 동작(606)에서, 위치 결정 시스템은 제 2 반사성 포지셔닝 요소, 예를 들어서, 제 2 반사성 포지셔닝 요소(406b)를 검출한다. 위치 결정 시스템은 제 2 반사성 포지셔닝 요소를, 송신기/검출기 어레이, 예를 들어서, 송신기/검출기 어레이(200)를 사용하여서 검출한다. 위치 결정 시스템은 제 2 반사성 포지셔닝 요소가 송신기/검출기 어레이의 각 안테나로부터 동일한 거리에 있을 때에 차량의 위치를 검출한다. 동작(606)은 차량의 선두부를 결정하는 것이 필요하지 않거나 요망되지 않으면 생략된다.
동작(608)에서, 위치 결정 시스템은 가이드웨이에 따라서 차량의 위치를 결정한다. 위치 결정 시스템은 차량이 제 1 반사성 포지셔닝 요소를 지나간 곳의 위치를 결정하고, 제 1 반사성 포지셔닝 요소에 가장 가까운 트랜스폰더를 식별하고, 제 1 반사성 요소와 트랜스폰더의 알려진 위치 간의, 가이드웨이를 따르는 알려진 거리에 기초하여서, 차량 위치를 계산함으로써 차량의 위치를 결정한다.
선택사양적 동작(610)에서, 위치 결정 시스템은 가이드웨이를 따라서 차량의 선두부를 결정한다. 위치 결정 시스템은, 트랜스폰더와 제 2 반사성 포지셔닝 요소 간의 거리를 계산하고 계산된 거리를 제 1 반사성 포지셔닝 요소와 트랜스폰더 간의 알려진 거리 및 제 2 반사성 포지셔닝 요소와 트랜스폰더 간의 알려진 거리와 비교함으로써 차량의 선두부를 결정한다. 동작(610)은 차량 선두부 결정이 필요하지 않거나 소망되지 않으면 생략된다.
동작(612)에서, 위치 결정 시스템은 차량 위치 정보를 외부 제어부, 예를 들어서, 외부 제어부(108)(도 1) 또는 외부 제어부(408)(도 4)에 전송한다. 위치 결정 시스템은 차량 위치 정보를 네트워크 인터페이스, 예를 들어서, 네트워크 인터페이스(512)를 사용하여서 전송한다. 일부 실시예들에서, 위치 결정 시스템은 차량 위치 정보를 유도 루프 통신 시스템, 무선 통신 시스템, 광학적 통신 시스템 또는 다른 적합한 통신 수단을 통해서 전송한다.
본 기술 분야의 당업자는 상술한 동작들의 순서는 조정가능하다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어서, 일부 실시예들에서, 트랜스폰더의 고유 식별 코드는 제 1 반사성 포지셔닝 요소를 검출하기 이전에 검출된다. 본 기술 분야의 당업자는 추가 동작들이 일부 실시예들에서 추가될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
본 기술의 일 양태는 가이드웨이(guideway) 상의 차량에 대한 위치 결정 시스템에 관한 것이다. 이 위치 결정 시스템은 상기 가이드웨이 상에서의 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된 온보드 제어기(on-board controller)를 포함한다. 위치 결정 시스템은 질문 신호(interrogation signal)를 방출하고 상기 방출된 질문 신호에 기초한 반사 신호들을 수신하도록 구성된 송신기/검출기 어레이를 더 포함하며, 상기 송신기/검출기 어레이는 상기 온보드 제어기와 통신하도록 구성된다. 상기 송신기/검출기 어레이는 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함하며, 상기 제 2 안테나는 상기 차량의 이동 방향에 있어서 상기 제 1 안테나와 이격된다. 위치 결정 시스템은 트랜스폰더 정보를 저장하도록 구성된 트랜스폰더 식별 데이터베이스를 더 포함하며, 상기 트랜스폰더 식별 데이터베이스는 상기 온보드 제어기 또는 상기 송신기/검출기 어레이 중 적어도 하나와 통신하도록 구성된다. 상기 온보드 제어기는 상기 송신기/검출기 어레이에 의해서 수신된 변조된 반사 신호 및 상기 송신기/검출기 어레이에 의해서 수신된 제 1 비-변조된 반사 신호에 기초하여서, 상기 가이드웨이를 따라서 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된다.
본 기술의 다른 양태는 가이드웨이 상에서의 차량의 위치를 결정하기 위한 위치 결정 배열체(arrangement)에 관한 것이다. 이 위치 결정 배열체는 상기 차량 상의(on-board) 위치 결정 시스템을 포함하며, 상기 위치 결정 시스템은 질문 신호를 방출하고, 고유 식별 코드를 갖는 변조된 반사 신호를 수신하고, 제 1 비-변조된 반사 신호를 수신하고, 상기 변조된 반사 신호 및 상기 제 1 비-변조된 반사 신호에 기초하여서 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된다. 위치 결정 배열체는 상기 질문 신호를 수신하고 상기 고유 식별 코드를 갖는 상기 변조된 반사 신호를 방출하도록 구성된 트랜스폰더를 더 포함한다. 위치 결정 시스템은 상기 질문 신호를 수신하고 상기 질문 신호를 반사하여서 상기 제 1 비-변조된 반사 신호를 형성하도록 구성된 제 1 반사성 포지셔닝 요소를 더 포함하며, 상기 제 1 반사성 포지셔닝 요소는 상기 트랜스폰더로부터 상기 가이드웨이를 따라서 제 1 알려진 거리에 위치한다.
본 기술의 또 다른 양태는 가이드웨이 상에서의 차량의 위치를 결정하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 상기 가이드웨이를 따라서 제 1 반사성 포지셔닝 요소에 대한 상기 차량의 위치를 검출하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 가이드웨이를 따라 있는 트랜스폰더의 고유 식별 코드를 검출하는 단계로서, 상기 트랜스폰더는 상기 제 1 반사성 포지셔닝 요소로부터 상기 가이드웨이를 따라서 제 1 알려진 거리에 위치하는, 상기 고유 식별 코드를 검출하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 위치 결정 시스템을 사용하여서, 상기 트랜스폰더로부터 수신된 변조된 반사 신호, 상기 제 1 반사성 포지셔닝 요소로부터 수신된 제 1 비-변조된 반사 신호, 및 상기 제 1 알려진 거리에 기초하여서, 상기 차량의 위치를 결정하는 더 단계를 포함한다.
개시된 실시예들이 상술한 이점들 중 하나 이상을 충족시킨다는 것을 본 기술 분야의 당업자에게 용이하게 이해될 것이다. 전술한 명세서를 독해하면, 본 기술 분야의 당업자는 본 명세서에서 넓게 개시된 바와 같이 균등사항들의 다양한 변경들, 대체들 및 다양한 다른 실시예들에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본원에 대해 허여된 보호는 오직 첨부된 청구범위 및 이의 균등 범위 내에 포함된 규정에 의해서만 한정된다는 것이 의도된다.

Claims (20)

  1. 가이드웨이(guideway) 상의 차량에 대한 위치 결정 시스템으로서,
    상기 가이드웨이 상에서의 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된 온보드 제어기(on-board controller);
    질문 신호(interrogation signal)를 방출하고 방출된 상기 질문 신호에 기초한 반사 신호들을 수신하도록 구성되며, 상기 온보드 제어기와 통신하도록 구성되고, 제 1 안테나 및 상기 제 1 안테나와 차량의 이동 방향으로 이격된 제 2 안테나를 포함하는 송신기/검출기 어레이; 및
    트랜스폰더 정보를 저장하도록 구성된 트랜스폰더 식별 데이터베이스를 포함하며,
    상기 트랜스폰더 식별 데이터베이스는 상기 온보드 제어기 또는 상기 송신기/검출기 어레이 중 적어도 하나와 통신하도록 구성되고,
    상기 온보드 제어기는 상기 송신기/검출기 어레이에 의해서 수신된 변조된 반사 신호 및 상기 송신기/검출기 어레이에 의해서 수신된 제 1 비-변조된 반사 신호에 기초하여, 상기 가이드웨이를 따라서 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된, 위치 결정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기/검출기 어레이는,
    상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나에 의해서 수신된 상기 반사 신호들에 기초하여서 합 신호(sum signal)를 생성하도록 구성된 합산 회로; 및
    상기 반사 신호들 간의 위상 차를 결정하도록 구성된 위상 비교기를 더 포함하는, 위치 결정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기/검출기 어레이는 상기 결정된 위상 차 및 상기 합 신호의 강도에 기초하여서 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된 위치 검출부를 더 포함하는, 위치 결정 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 온보드 제어기는 상기 차량의 결정된 위치를 외부 제어 시스템으로 전송하도록 구성된, 위치 결정 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온보드 제어기는 업데이트 정보를 외부 제어 시스템으로부터 수신하고 상기 트랜스폰더 식별 데이터베이스를 상기 수신된 업데이트 정보에 기초해서 업데이트하도록 구성된, 위치 결정 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 온보드 제어기는 상기 가이드웨이 상에서의 상기 차량의 선두부를, 상기 변조된 반사 신호, 상기 제 1 비-변조된 반사 신호 및 상기 송신기/검출기 어레이에 의해서 수신된 제 2 비-변조된 반사 신호에 기초하여서 결정하도록 구성된, 위치 결정 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 온보드 제어기는 상기 차량의 결정된 선두부를 외부 제어 시스템으로 전송하도록 구성된, 위치 결정 시스템.
  8. 가이드웨이 상에서의 차량의 위치를 결정하기 위한 위치 결정 배열체(arrangement)로서,
    상기 차량 상의(on-board) 위치 결정 시스템으로서, 상기 위치 결정 시스템은 질문 신호를 방출하고, 고유 식별 코드를 갖는 변조된 반사 신호를 수신하고, 제 1 비-변조된 반사 신호를 수신하고, 상기 변조된 반사 신호 및 상기 제 1 비-변조된 반사 신호에 기초하여서 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된, 상기 위치 결정 시스템;
    상기 질문 신호를 수신하고 상기 고유 식별 코드를 갖는 상기 변조된 반사 신호를 방출하도록 구성된 트랜스폰더; 및
    상기 질문 신호를 수신하고 상기 질문 신호를 반사하여서 상기 제 1 비-변조된 반사 신호를 형성하도록 구성된 제 1 반사성 포지셔닝 요소를 포함하며,
    상기 제 1 반사성 포지셔닝 요소는 상기 트랜스폰더로부터 상기 가이드웨이를 따라서 제 1 알려진 거리에 위치한, 위치 결정 배열체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 위치 결정 시스템은,
    상기 가이드웨이 상에서의 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된 온보드 제어기;
    상기 질문 신호를 방출하고 상기 변조된 반사 신호 및 상기 제 1 비-변조된 반사 신호를 수신하도록 구성되며, 상기 온보드 제어기와 통신하도록 구성되며, 제 1 안테나 및 상기 차량의 이동 방향으로 상기 제 1 안테나와 이격된 제 2 안테나를 포함하는 상기 송신기/검출기 어레이; 및
    상기 고유 식별 코드 및 상기 가이드웨이 상에서의 상기 트랜스폰더의 위치를 저장하도록 구성된 트랜스폰더 식별 데이터베이스를 포함하며,
    상기 트랜스폰더 식별 데이터베이스는 상기 온보드 제어기 또는 상기 송신기/검출기 어레이 중 적어도 하나와 통신하도록 구성된, 위치 결정 배열체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 송신기/검출기 어레이는 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나로부터의 반사 신호들의 위상 차 및 상기 반사 신호들의 합의 강도에 기초하여 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성된 위치 검출부를 더 포함하는, 위치 결정 배열체.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 반사성 포지셔닝 요소는 반-파장 반사기인, 위치 결정 배열체.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 질문 신호를 수신하고 상기 질문 신호를 반사하여 제 2 비-변조된 반사 신호를 형성하도록 구성된 제 2 반사성 포지셔닝 요소를 더 포함하며,
    상기 제 2 반사성 포지셔닝 요소는 상기 트랜스폰더로부터 상기 가이드웨이를 따라서 제 2 알려진 거리에 위치한, 위치 결정 배열체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 알려진 거리는 상기 제 2 알려진 거리와 상이한, 위치 결정 배열체.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치 결정 시스템은 상기 변조된 반사 신호, 상기 제 2 비-변조된 반사 신호, 상기 제 1 알려진 거리 및 상기 제 2 알려진 거리에 기초하여 상기 차량의 선두부를 결정하도록 구성된, 위치 결정 배열체.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 위치 결정 시스템 및 상기 트랜스폰더와 통신하도록 구성된 외부 제어 시스템을 더 포함하며,
    상기 위치 결정 시스템은 상기 결정된 위치를 상기 외부 제어 시스템으로 전송하도록 구성된, 위치 결정 배열체.
  16. 가이드웨이 상에서의 차량의 위치를 결정하는 방법으로서,
    상기 가이드웨이를 따라서 제 1 반사성 포지셔닝 요소에 대한 상기 차량의 위치를 검출하는 단계;
    상기 가이드웨이를 따라 있는 트랜스폰더의 고유 식별 코드를 검출하는 단계로서, 상기 트랜스폰더는 상기 제 1 반사성 포지셔닝 요소로부터 상기 가이드웨이를 따라서 제 1 알려진 거리에 위치하는, 상기 고유 식별 코드를 검출하는 단계; 및
    위치 결정 시스템을 사용하여, 상기 트랜스폰더로부터 수신된 변조된 반사 신호, 상기 제 1 반사성 포지셔닝 요소로부터 수신된 제 1 비-변조된 반사 신호, 및 상기 제 1 알려진 거리에 기초하여, 상기 차량의 위치를 결정하는 단계를 포함하는, 위치 결정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 차량의 결정된 위치를 외부 제어 시스템으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 위치 결정 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 가이드웨이를 따라서 제 2 반사성 포지셔닝 요소에 대한 상기 차량의 위치를 검출하는 단계로서, 상기 트랜스폰더는 상기 제 2 반사성 포지셔닝 요소로부터 상기 가이드웨이를 따라서 제 2 알려진 거리에 위치하는, 상기 차량의 위치를 검출하는 단계; 및
    상기 변조된 반사 신호, 상기 제 2 반사성 포지셔닝 요소로부터 수신된 제 2 비-변조된 반사 신호, 상기 제 1 알려진 거리 및 상기 제 2 알려진 거리에 기초하여서, 상기 차량의 선두부를 결정하는 단계를 더 포함하는, 위치 결정 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 반사성 포지셔닝 요소에 대한 상기 차량의 위치를 검출하는 단계는 반-파장 반사기에 대한 상기 차량의 위치를 검출하는 단계를 포함하는, 위치 결정 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,.
    업데이트 정보를 외부 제어 시스템으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 위치 결정 시스템의 트랜스폰더 식별 데이터베이스를 상기 업데이트 정보를 사용하여 업데이트하는 단계;를 더 포함하는, 위치 결정 방법.
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