KR20160045395A - 선박의 실내위치 추정 시스템 - Google Patents

선박의 실내위치 추정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 실내위치 추정 시스템은, 선박 내의 일정 구역마다 설치되는 복수개의 가시광 전송 장치를 이용하며, 상기 복수개의 가시광 전송 장치 각각의 식별자 정보 및 주파수 정보를 저장하며, 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 출력하는 서버, 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 전력선 통신이 가능한 형태로 변환하여 출력하는 PLC(Power Line Communication) 모뎀, 상기 전력선을 통해 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 수신하고, 가시광 통신을 이용하여 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 가시광 신호로 출력하는 상기 복수의 가시광 전송 장치 및 상기 복수의 가시광 전송 장치 각각으로부터의 가시광 신호를 수신하여 상기 선박 내의 위치 정보를 추정하는 위치 추정 장치를 포함한다.

Description

선박의 실내위치 추정 시스템{SYSTEM FOR ESTIMATING INDOOR POSITION OF SHIP}
본 발명은 선박의 실내위치 추정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 대형 선박이나 복잡한 구조를 가진 건물 내부에 있는 경우 건물이나 선박 내부의 나의 정확한 위치를 파악하거나 컨트롤 센터(Control Center)에서 사람들의 위치를 파악하는 데 많은 어려움이 있다. 그러나, 복잡한 구조물이나 선박 내부에서 사고발생 시 안전한 탈출을 위해서도 자기의 위치 파악이 필요하다.
그러나, 종래의 사용자의 위치를 인식하는 시스템은, GPS를 통해 위치좌표를 수신하여 사용자의 위치를 확인하게 된다.
이러한, 사용자 위치인식 시스템을 구축하기 위해 기지국 AP(Access Point), 와이파이 AP(Access Point), RFID(Radio Frequency Identification) 또는 ZIGBEE 통신을 위한 장비를 포함하는 인프라를 구축해야 하기 때문에 막대한 비용이 발생하는 문제점이 있다.
아울러, 사용자가 GPS 전파를 수신할 수 없는 실내 환경에 위치한 경우, 현 주기의 위치 정보를 산출할 수 없는 구조적인 문제점이 있다.
하기의 특허문헌 1은 실내외 환경에서 GPS를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 이용한 위치 기반 서비스 제공 방법, 시스템 및 장치에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2007-0016795호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력선 통신 및 가시광 통신을 이용하여 선박 내의 실내 위치를 파악할 수 있는 선박의 실내위치 추정 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 실내위치 추정 시스템은, 선박 내의 일정 구역마다 설치되는 복수개의 가시광 전송 장치를 이용하며, 상기 복수개의 가시광 전송 장치 각각의 식별자 정보 및 주파수 정보를 저장하며, 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 출력하는 서버, 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 전력선 통신이 가능한 형태로 변환하여 출력하는 PLC(Power Line Communication) 모뎀, 상기 전력선을 통해 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 수신하고, 가시광 통신을 이용하여 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 가시광 신호로 출력하는 상기 복수의 가시광 전송 장치 및 상기 복수의 가시광 전송 장치 각각으로부터의 가시광 신호를 수신하여 상기 선박 내의 위치 정보를 추정하는 위치 추정 장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 가시광 전송 장치는, 가시광 신호를 출력하는 LED 모듈, 상기 전력선을 통해 입력되는 신호를 상기 식별자 정보 및 주파수 정보로 변환하는 전력 변환부, 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 기초로 상기 LED 모듈의 온/오프 제어 신호를 생성하는 제어부 및 상기 제어 신호에 따라 상기 LED 모듈을 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 주파수 정보에 따른 주파수로 상기 LED 모듈이 온/오프되도록 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치 추정 장치는, 복수개의 가시광 전송 장치로부터 가시광 신호를 수신하는 경우, 상기 서로 다른 주파수로 전송되는 가시광 신호의 진폭을 비교하여, 상기 진폭이 가장 큰 신호를 전송한 가시광 전송 장치에 대응되는 위치에 있는 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치 추정 장치는, 상기 가시광 신호를 수신하는 가시광 수신부, 상기 가시광 신호를 이용하여 상기 선박 내의 위치를 추정하는 위치 추정부 및 상기 위치를 시각적으로 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치 추정 장치는, 상기 서버와 무선 통신을 수행하는 무선 통신부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무선 통신부는, 상기 서버로부터 상기 선박의 지도 이미지를 제공받을 수 있으며, 상기 추정된 위치를 상기 서버로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 선박 내에 설치되어 있는 LED 조명과 전력선을 이용하여 선박 내의 자신의 위치를 인식할 수 있어, 선박 내의 위치 확인을 위한 별도의 인프라 구성에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 실내위치 추정 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 가시광 전송 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 1의 위치 추정 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 1의 위치 추정 장치의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 도 1의 위치 추정 장치가 복수의 가시광 전송 장치로부터 가시광 신호를 수신하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 경우 수신되는 주파수 신호를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 실내위치 추정 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 실내위치 추정 시스템은 서버(100), PLC 모뎀(200), 가시광 전송 장치(300) 및 위치 추정 장치(400)를 포함할 수 있다.
서버(100)는 복수개의 가시광 전송 장치 각각에 대한 식별자 정보와 주파수 정보 및 위치 정보를 저장할 수 있다. 서버(100)는 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 PLC 모뎀(200)을 통해 해당 가시광 전송 장치(300)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 서버(100)는 위치 추정 장치(400)와 무선 통신을 통해 연결될 수 있으며, 서버(100)는 선박의 맵 이미지 정보를 위치 추정 장치(400)에게 전송할 수 있으며, 위치 추정 장치(400)로부터 추정된 위치 정보를 수신하여 현재 위치 추정 장치(400)의 위치를 저장 및 표시할 수 있다.
PLC(Power Line Communication) 모뎀(200)은 서버(100)로부터 수신한 식별자 정보 및 주파수 정보를 전력선 통신이 가능한 형태로 변환하여 전력선으로 출력할 수 있다.
가시광 전송 장치(300)는 선박 내의 일정 구역마다 설치될 수 있다. 가시광 전송 장치(300)는 전력선을 통해 자신의 식별자 정보 및 주파수 정보를 수신하고, 이를 가시광 통신이 가능한 형태로 변환하여 출력할 수 있다. 즉, 가시광 전송 장치(300)는 자신의 식별자 정보 및 주파수 정보를 가시광 신호로 출력할 수 있다.
가시광 전송 장치(300)에 대해서는 도 2를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
위치 추정 장치(400)는 가시광 전송 장치(300)로부터 수신한 가시광 신호를 이용하여 선박 내의 자신의 위치를 추정할 수 있다. 이러한 위치 추정 장치(400)에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 가시광 전송 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 전송 장치(300)는 전력 변환부(310), 제어부(320), 구동부(330) 및 LED 모듈(340)을 포함할 수 있다.
전력 변환부(310)는 전력선을 통해 입력되는 신호를 식별자 정보 및 주파수 정보로 변환할 수 있다. 구체적으로, 전력 변환부(310)는 전력선을 통해 입력되는 전원 신호에서 식별자 정보 및 주파수 정보를 포함하는 신호를 추출할 수 있다.
제어부(320)는 전력 변환부(310)로부터 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 수신하여, 이를 포함하는 가시광 신호를 생성하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 제어 신호는 LED 모듈(340)의 온/오프 제어 신호일 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(320)는 자신의 식별자 정보에 대응되는 주파수 정보를 기초로 LED 모듈(340)이 상기 주파수 정보에 따른 주파수로 온/오프 되도록 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
구동부(330)는 제어부(320)로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 LED 모듈(340)을 구동할 수 있다. 일 실시예에서, 구동부(330)는 스위칭 소자를 이용하여 구현될 수 있다.
LED 모듈(340)은 구동부(330)에 온/오프 구동에 의해 가시광을 출력할 수 있다. 일 실시예에서, LED 모듈(340)은 상기 수신한 주파수 정보에 따른 주파수로 온/오프 될 수 있다.
도 3은 도 1의 위치 추정 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이며, 도 4는 도 1의 위치 추정 장치의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 장치(400)는 가시광 수신부(410), 위치 추정부(420) 및 디스플레이부(430)를 포함할 수 있다. 일 실싱예에서, 위치 추정 장치(400)는 무선 통신부(440)를 더 포함할 수 있다.
가시광 수신부(410)는 가시광 전송 장치(300)로부터 전송되는 가시광 신호를 수신할 수 있다. 가시광 수신부(410)는 상기 수신한 가시광 신호를 전류 신호로 변환하여 위치 추정부(420)로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 가시광 수신부(410)는 비록 도면에 도시하진 않았지만, 상기 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 TIA(Transimpedance), 상기 전압 신호를 소정의 이득으로 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다.
위치 추정부(420)는 가시광 수신부(410)로부터 수신한 신호를 이용하여 자신의 선박 내의 위치를 추정할 수 있다. 일 실시예에서, 위치 추정부(420)는 가시광 수신부(410)로부터 수신한 식별자 정보 또는 주파수 정보에 대응하는 위치 정보를 무선 통신부(430)를 통해 서버(100)에서 수신하여 미리 저장하고 있을 수 있다.
따라서, 위치 추정부(420)는 식별자 정보 또는 주파수 정보를 서버(100)로부터 수신하여 저장하고 있는 정보와 비교하여 위치 추정부(420)의 위치를 추정할 수 있다.
디스플레이부(430)는 위치 추정부(420)에 의해 추정된 위치를 시각적으로 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이부(430)는 서버(100)로부터 수신한 지도 이미지에 상기 추정한 위치를 표시할 수 있다.
무선 통신부(440)는 서버(100)와 무선 통신을 통해 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 통신부(440)는 서버(100)로부터 지도 이미지를 수신할 수 있으며, 위치 추정부(420)에 의해 추정된 위치를 서버(100)로 전송할 수 있다.
도 5는 도 1의 위치 추정 장치가 복수의 가시광 전송 장치로부터 가시광 신호를 수신하는 경우를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 5의 경우 수신되는 주파수 신호를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 위치 추정 장치(400)는 복수의 가시광 전송 장치(300a, 300b, 300c) 각각으로부터 서로 다른 주파수로 전송되는 가시광 신호를 수신할 수 있다.
이 경우, 상기 수신한 가시광 신호의 진폭을 비교하여, 진폭이 가장 큰 신호를 전송한 가시광 전송 장치(300b)와 가장 근접한 것으로 판단하여, 상기 가시광 전송 장치(300b)에 대응되는 위치에 있는 것으로 추정할 수 있다.
예를 들면, 제1 가시광 전송 장치(300a)로부터 100 MHz의 주파수를 가지는 가시광 신호가 전송되고, 제2 가시광 전송 장치(300b)로부터 140 MHz의 주파수를 가지는 가시광 신호가 전송되며, 제3 가시광 전송 장치(300c)로부터 210 MHz의 주파수를 가지는 가시광 신호가 전송될 때, 위치 추정 장치(400)는 상기 신호의 진폭을 비교하여, 도 6의 경우와 같이 140 MHz의 주파수를 가지는 가시광 신호의 크기가 가장 큰 경우, 제2 가시광 전송 장치(300b)에 대응되는 위치를 자신의 위치로 추정할 수 있다.
일 실시예에서, 위치 추정 장치(400)는 FFT(Fast Fourier Transform)을 이용하여 수신되는 상기 세 신호 중 가장 진폭이 큰 신호를 추출할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 서버
200: PLC 모뎀
300: 가시광 전송 장치
300a: 제1 가시광 전송 장치
300b: 제2 가시광 전송 장치
300c: 제3 가시광 전송 장치
310: 전력 변환부
320: 제어부
330: 구동부
340: LED 모듈
400: 위치 추정 장치
410: 가시광 수신부
420: 위치 추정부
430: 디스플레이부
440: 무선 통신부

Claims (7)

  1. 선박 내의 일정 구역마다 설치되는 복수개의 가시광 전송 장치를 이용하는 선박의 실내위치 추정 시스템에 있어서,
    상기 복수개의 가시광 전송 장치 각각의 식별자 정보 및 주파수 정보를 저장하며, 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 출력하는 서버;
    상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 전력선 통신이 가능한 형태로 변환하여 출력하는 PLC(Power Line Communication) 모뎀;
    상기 전력선을 통해 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 수신하고, 가시광 통신을 이용하여 상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 가시광 신호로 출력하는 상기 복수의 가시광 전송 장치; 및
    상기 복수의 가시광 전송 장치 각각으로부터의 가시광 신호를 수신하여 상기 선박 내의 위치 정보를 추정하는 위치 추정 장치;
    를 포함하는 선박의 실내위치 추정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가시광 전송 장치는,
    가시광 신호를 출력하는 LED(Light Emitting Diode) 모듈;
    상기 전력선을 통해 입력되는 신호를 상기 식별자 정보 및 주파수 정보로 변환하는 전력 변환부;
    상기 식별자 정보 및 주파수 정보를 기초로 상기 LED 모듈의 온/오프 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어 신호에 따라 상기 LED 모듈을 구동하는 구동부;
    를 포함하는 선박의 실내위치 추정 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 주파수 정보에 따른 주파수로 상기 LED 모듈이 온/오프되도록 제어하는 제어 신호를 생성하는 선박의 실내위치 추정 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 위치 추정 장치는,
    복수개의 가시광 전송 장치로부터 가시광 신호를 수신하는 경우,
    상기 서로 다른 주파수로 전송되는 가시광 신호의 진폭을 비교하여, 상기 진폭이 가장 큰 신호를 전송한 가시광 전송 장치에 대응되는 위치에 있는 것으로 판단하는 선박의 실내위치 추정 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위치 추정 장치는,
    상기 가시광 신호를 수신하는 가시광 수신부;
    상기 가시광 신호를 이용하여 상기 선박 내의 위치를 추정하는 위치 추정부; 및
    상기 위치를 시각적으로 표시하는 디스플레이부;
    를 포함하는 선박의 실내위치 추정 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 위치 추정 장치는,
    상기 서버와 무선 통신을 수행하는 무선 통신부를 더 포함하는 선박의 실내위치 추정 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 무선 통신부는,
    상기 서버로부터 상기 선박의 지도 이미지를 제공받으며, 상기 추정된 위치를 상기 서버로 전송하는 선박의 실내위치 추정 시스템.

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