KR20180006405A - 사전 기록된 레일 가이드에서의 유전체 변화를 이용한 차량용 자동 안내 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사전 기록된 레일 가이드에서의 유전체 특성의 변화를 이용한 차량 자동 안내 시스템에 관한 것으로, 유전체 변화는 고해상도 레이더 장치에 의해 검출되고, 차량의 제어 시스템은 이를 자동 안내 시스템으로 변환하기 위하여 필요한 보조 수단을 가지고, 차량 자동 안내 시스템이, 사전 기록된 가이드 레일(1); 정보 판독 장치; 및 차량 제어 보조 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
제안된 발명은 사전 기록된 레일 가이드에서의 유전체 특성 변화의 검출을 이용한 차량 자동 안내 시스템과 관련 있으며, 유전체 변화는 고해상도 레이더 장치에 의해 검출되고, 차량의 제어 시스템은 이를 자동 안내 시스템으로 변환하기 위하여 필요한 보조 수단을 가진다.
본 발명의 기술 분야는 보조 자동차 산업 및 전자 산업 분야이다.
차량의 자동 운전의 동일한 기능을 수행하는 장치에 대한 다수의 선행 기술이 있다.
이들 중 본 발명자는 다음을 인식한다:
US 3550077 A. 이 발명은 지상에서의 차량용 안내 시스템에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 이 시스템은 구리 케이블을 안내 요소로서 이용하는 차량 안내 시스템과 관련 있다.
이 시스템은 종단(longitudinal) 또는 위치 정보를 제공하지 않기 때문에, 본 발명에서 제안된 것보다 훨씬 제한적이다.
더욱이, 도로에 설치된 시스템은 수동적이지 않다. 이는 발전기를 필요로 한다.
특허 US 8,831,800: 규칙적인 간격으로 배열된 칩들의 세트와 광학적 특징부를 갖는 도로에 통합된 레일을 따라 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 운전자가 없는 차량을 적어도 포함하는 자동 운송 시스템과 관련 있다.
이 시스템은, 전술된 것보다는 더 진화되었지만, 안내 시스템이 광학적이고 이에 따라 검출기의 동작을 방해하는 큰 조명 콘트라스트에 노출되기 때문에, 심각한 문제를 겪는다,
안개 또는 비내리는 상태 하에서, 시스템은 심각하게 영향을 받을 수 있다.
트랜스폰더(transponder) 시스템은 적합한 종단 해상도(longitudinal resolution)를 가지는 것을 가능하게 하지 않는다(매 센티미터마다 트랜스폰더를 설치하는 것은 가능하지 않다).
더하여, 이러한 트랜스폰더는 또한 극한의 환경 상태에서 작동함으로써 또는 간섭의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다.
한편, 시스템의 완전성(integrity)은 간섭하는 전송이 트랜스폰더 중 하나로부터의 신호를 가장할 수 있기 때문에 손상된다.
본 명세서에서의 제안된 발명은, 제안된 시스템이 트랜스폰더가 배치된 곳뿐만 아니라 트랙 전체에 걸쳐 센티미터 해상도를 가지기 때문에, 절대적인 신뢰성을 가지면서 전술한 문제점을 모두 해결한다.
또한, 제안된 시스템에서 데이터가 기록되는 매체는 불리한 환경에서 양호한 보존 능력을 가지는 고분자 물질일 수 있고, 또한, 높은 전송 대역으로 인하여, 간섭 신호가 전송 신호와 미소하게 다른 경우(실제로 2개의 동일한 시스템으로 발생하는 것)에 처리 이득이 낮을 것이고 수신된 파워가 올바르게 추가되지 않을 것이기 때문에, 간섭을 위한 능력은 무시할 만하다.
본 발명자는 본 발명에 의해 제공된 배치 및 이러한 배치에 본질적인 이점을 포함하는 어떠한 배경 기술을 알고 있지 않다.
제안된 발명은 사전 기록된 레일 가이드에서의 유전체 특성의 변화의 검출을 이용하는 자동 차량 안내 시스템과 관련 있고, 유전체 변화는 고해상도 레이더 장치에 의해 검출되고, 차량의 제어 시스템은 이를 자동 안내 시스템으로 변환하기 위하여 필요한 보조 수단을 가진다.
비전도성 재료에 인코딩된 정보가 레이더 기술을 이용하여 인식될 수 있는 매체에서의 유전 상수에서의 변화 경계 유무를 통해 판독될 수 있게 하는 솔루션이 제안된다.
비전도성 재료에서의 유전체 변화에서의 경계는 재료를 향하여 방사된 에너지의 일부가 반사되게 한다. 이 반사된 에너지는 레이더 시스템에 의해 검출되어, 불연속이 발견되는 반경 방향 거리를 판단하는 것이 가능하다.
유전체 변화의 경계는 유전 상수가 상이한 2개의 물질 또는 재료를 사용하거나 또는 경계가 재료와 진공 또는 재료 또는 가스 또는 물질 사이에서 설정되는 단일 재료를 이용하여 설정될 수 있다. 후자의 예는 공기로 채워진 홀 또는 리세스를 제공하는 고분자 물질에서 형성된 차이이다.
레이더 시스템에서 방사 다이어그램(radiation diagram)이 좁은 전자기 에너지 방사 시스템(안테나 또는 혼(horn))을 이용하여, 작은 부피에서 전송된 에너지의 더 큰 부분을 보내는 것이 가능하다.
이 원리를 적용함으로써, 시스템이 2진 정보 또는 다른 종류의 정보로서 이해할 수 있는 반사 특성 패턴의 존재를 판단할 수 있는 센서를 구성하는 것이 가능하다.
본 기술의 하나의 적용예는 비전도성 물질에서 이전에 기록된 정보를 판독하는 차량 안내 시스템이다. 이 정보의 판독은 이의 위치를 정확하게 판단할 수 있는데 도움을 줄 수 있고, 이는 차량의 자동 안내 시스템에 도움을 줄 수 있다.
제안된 시스템은 밀리미터 대역 또는 밀리미터 이하의 대역 그리고 심지어 높은 대역폭으로 전송하는 훨씬 더 높은 주파수(가시 스펙트럼의 한계까지)의 레이더 장치이다. 높은 작동 주파수 덕분에, 감소된 물리적 치수를 갖는 매우 방향성 있는 방사를 가능하게 하는 전기적으로 큰 방사 시스템을 구성하는 것이 가능하다.
차량에(바람직하게는 이의 하부 측에) 격납된 이러한 특징부의 방사 요소는 면적이 1 평방 센티미터 미만인 트랙(바람직하게는 레이더까지 1미터 이하의 거리에 위치됨) 상의 표면을 조명할 수 있다.
레이더는 조명된 영역에 일정한 시간 간격(대략 마이크로 초)으로 질의하고, 특정 대역폭(대략 수십 기가헤르츠)으로 전송한다. 수신된 신호를 이용하여, 그리고 레이더 처리 기술을 이용하여 처리함으로써, 거리 프로파일(레이더로부터의 반경 방향 거리의 함수로서의 반사된 신호의 검출 레벨)이 획득된다. 유전체 변화의 경계가 있는 이러한 반경 방향 거리에서, 수신된 파워 레벨에서의 증가가 발생할 수 있다.
안테나의 빔이 트랙을 조명할 때마다, 반사가 4 및 5로서 식별되는 경계에 생성되고, 2개의 표면 사이의 거리에 의해 판단되는 알려진 패턴을 생성한다. 패턴 시프트 제어는 이러한 패턴을 검출할 것이고, 원점의 기준으로서 표면(4)을 취하여 검출 거리를 다시 계산할 것이다.
패턴 시프트 제어에 의해 공급되는 정보에 기초하여, 경계 식별자는 트랙의 중앙 밴드로부터 판독된 정보 및 각각의 측부 밴드의 가능성 있는 검출을 나타내는 안테나의 조준 방향으로 저장된 정보를 디코딩할 것이다.
특정 레이더 질의에서 식별된 경계의 조합이 중앙 지점에서 트랙이 생성할 수 있는 가능한 조합 중 하나와 일치한다면, 시스템은 카운터를 증가시킬 것이다. 유사하게, 조합이 가능한 조합 중 하나에 대응하지 않을 때마다 카운트는 감소될 것이다.
가능한 조합 때문에 카운터 값이 소정의 임계값을 초과할 때, 트랙 상의 차량의 검출기는 위치 확인(positioning) 시스템으로 트랙의 검출을 표시할 것이다. 임계값에 도달하지 않을 때, 검출기는 유사하게 표시할 것이다.
안테나의 빔이 정보의 중앙 밴드(3)에서 완벽하게 중앙에 있을 때, 측부 오프셋의 검출 이면체(dihedrals of detection)(1 및 2)은 조명되지 않는다. 이러한 방식으로, 거리 프로파일에서의 이면체(1 및 2) 중 어느 것의 방사 거리와 연관된 어떠한 검출도 없을 것이다. 빔이 일측으로 약간 오프셋될 때, 대응하는 측부 이면체는 부분적으로 조명되어, 반사를 생성한다. 반사가 발생한 거리를 식별하여, 시스템은 궤도가 수정되어야 하는 측을 결정할 수 있다.
거리 프로파일의 시퀀스를 분석함으로써, 구현된 알고리즘은 2개의 연속하는 사전 기록된 정보 사이의 전이를 검출할 수 있다. 이러한 이벤트가 발생할 때, 위치 확인 시스템은 진척 사항을 통지받을 것이고, 따라서 차량 위치 정보가 업데이트될 수 있다.
트랙 위의 차량의 검출기가 정확한 조명 및 종단 진행 방향 이용을 나타낸다면, 이 검출기는 중앙 스트립과 연관된 각각의 정보를 연속으로 저장할 것이다. 공지된 동기화 헤더 또는 유사한 메커니즘을 이용하여, 검출기는 위치 확인 메시지에 관한 제1 정보를 식별할 수 있을 것이다. 여러 연속 정보를 분석하여, 시스템은 테이프 상의 사전 기록된 코드를 판독할 수 있다. 이 코드는 메시지 위치의 시작과 시스템이 알고 있는 지표면의 좌표계 사이의 고유 식별에 대응한다. 이 메시지는 전체 트랙에 대하여 연속으로 기록된다. 또한, 시스템이 이의 메모리에 트랙이 따라가는 루트를 기록하였기 때문에, 종단 진행에 대한 검출기 정보가 수신될 때마다, 위치 확인 시스템은 차량의 새로운 위치를 재계산하여 이를 자동 운전 시스템에 보고할 수 있다.
자동 운전 시스템은 네비게이션 시스템에 의해 선택된 목적지로 자동차를 안내할 수 있다. 이를 하기 위하여, 주로 위치 확인 시스템과 차량의 관성 시스템에 의존한다.
높은 작동 주파수로 수행하는 것은 방사 요소로부터 1 밀리미터 이하의 유전체 변동 경계까지의 반경 방향 거리(이것은 대역폭이 아니라 작동 주파수에 의존한다)와 1 센티미터 미만의 해상도(2개의 이웃하는 유전체 변동의 경계를 구별하는 능력)의 정도까지의 분류를 가능하게 하는 대략 수십 기가헤르츠의 대역폭을 장치가 전송할 수 있게 한다. 또한, 이러한 주파수에서 물질에 대한 파의 관통 능력은 높다(매체가 전도성이 아니거나 물로 구성되어 있지 않다면).
정보를 기록할 수 있는 비전도성 수단의 일례는 치수가 대략 cm이거나 훨씬 낮은 플라스틱 밴드일 수 있다.
34 GHz 대역폭을 전송하도록 변조된 연속파 레이더 주파수를 예로 들면(예를 들어, 낮은 감쇠를 의미하는 분위기 흡수 윈도우가 있는 340 GHz의 주파수에서), 1.5 cm의 폭과 5 cm 깊이일 수 있는 치수를 갖는 플라스틱 밴드가 아스팔트층과 동일 평면에 있거나 그로부터 수 센티미터 아래에 위치되는 도로의 지반에 방사되는 에너지를 투사하는 것이 가능하다. 도면에 도시된 바와 같이, 도로에 매립된 플라스틱 가이드는 레이더 시스템에 의해 검출되고 정보로서 해석되는 반사를 생성하는 다수의 갭을 가진다.
가능한 램프 처프 시간(ramp chirp time)은 37.5 us일 수 있다. 따라서, 매 37.5 us마다 안테나에 의해 조명되는 거리 프로파일의 샘플이 획득된다. 이러한 방식으로, 120 Km/h로 운행되는 차량은 2개의 연속하는 정보 사이에 16회까지 호출한다.
2개의 연속하는 비트 '1'의 시퀀스가 최대 세기(방사 시스템이 이면체 대칭축을 조명할 때 발생한다)로 다시 나타나도록 비트와 연관된 피크의 신호 레벨의 점진적인 감소를 생성할 것이다(이면체를 적절하게 조명하지 않는다).
'1'에서 예상되는 거리에서의 불연속의 부재에 의해, 또는 상이한 깊이로 이면체를 가공함으로써 '0'으로부터의 정보가 생성될 수 있다.
차량 안내 시스템에서 이의 측부 드리프트에 대한 정보를 가능하게 하기 위하여, 종단 밴드가 더 낮은 거리로 가공될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 종단 이면체는 왼쪽으로 1 cm에 그리고 오른쪽으로 1.5에 배치될 수 있다.
이러한 방식으로, 방사 다이어그램이 밴드의 중심 부분을 조명할 때, 정보가 인코딩된 영역과 연관된 거리에서(레이더 센서에 관하여 대략 15 또는 16m의 거리에서) 검출이 획득될 수 있지만, 왼쪽을 향하여 측부로 이동하기 시작한다면, 다이어그램이 측부 이면체를 큰 규모로 조명함에 따라 레벨이 더 큰 12.5 cm의 거리에서 신호가 수신되기 시작할 것이다. 대조적으로, 차량이 오른쪽을 향해 이동한다면, 피크는 13 cm의 거리에서 나타날 것이다.
'0'과 '1'의 코드에서, 도로가 지나가는 좌표에 관한 정보가 기록될 수 있다. 56비트 디코딩을 이용하여, 지표면의 각각의 평방 데시미터를 고유하게 식별하는 것이 가능하다.
즉, 디코딩된 0.56 미터 미만의 트레일에서, 순회하는 차량에 대한 상세한 정보가 획득될 수 있다. 안내 시스템이 도로가 통과하는 위치 시퀀스를 저장하였다는 점이 주목되어야 한다. 이 사실은 수신자에게 이점을 제공하여, 판독 에러의 가능성 감소를 가능하게 한다.
차량 안내 시스템은 이의 메모리에 도로의 형태를 로딩하였을 수 있다. 이러한 방식으로, 차량 안내 시스템은 방향에서의 변화를 예측하거나, 소정 영역에서 속도를 조정하거나, 또는 급한 경사에 대처하도록 엔진 출력을 증가시킬 수 있다,
매우 낮은 전력(심지어 수십 마이크로와트의 전력)으로 작동하는 것에 더하여, 심지어 동일 모델인 시스템들 사이의 간섭 가능성은 가능하지 않다. 이것은 높은 전송 대역폭 때문이다. 상이한 주파수로 동작하는 시스템과의 간섭은 폐기된다.
레이더 시스템은 2개의 안테나(송신기 또는 수신기)를 포함하거나 단지 하나의 안테나(서큘레이터의 사용을 통하거나 또는 도어 OL과 혼(horn) 사이의 유한한 분리로 인하여 수신기 혼에 의해 전송된 믹서의 로컬 오실레이터 신호를 이용함으로써)를 포함할 수 있다.
본 발명의 더 나은 이해를 위하여, 다음을 도시하는 도면들이 첨부된다:
도 1은 레인의 측부가 절단된 사시도이다.
도 2는 레인의 측부 단면도이다.
도 3은 레인의 수직 단면도이다.
도 1은 레인의 측부가 절단된 사시도이다.
도 2는 레인의 측부 단면도이다.
도 3은 레인의 수직 단면도이다.
제안된 발명은 사전 기록된 레일 가이드에서의 유전체 특성의 변화를 이용한 차량용 자동 안내 시스템과 관련 있으며, 유전체 변화는 고해상도 레이더 장치에 의해 검출되고, 차량의 제어 시스템은 이를 자동 안내 시스템으로 변환하기 위하여 필요한 보조 수단을 가진다.
더욱 구체적으로는, 시스템은 다음의 요소들로 구성된다.
- 사전 기록된 레일 가이드(1),
- 정보 판독 장치,
- 차량 제어 보조 수단.
사전 기록된 레일 가이드(1)는 정확한 부착을 위하여 이의 측부(7)에 다양한 숄더가 있는 직선의 직사각형 직육면체 피스로 구성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌인 비전도성 재료로 제조된다.
레일 가이드(1)는 도로의 지반 레벨에 설치될 것이지만, 선택적으로 소수성 재료층으로 처리된 아스팔트 층 아래에 숨겨질 수 있다.
레일 가이드(1)의 바람직한 치수는 1.5cm 폭과 5cm 깊이이다.
내부에서, 보어홀(borehole)이 기계 가공되고, 이면체의 평면이 반사된 신호를 증가시켜 이에 따라 이의 검출을 용이하게 하기 때문에, 보어홀은 바람직하게는 이면체의 형태이다.
경계를 형성하는 이면체의 상황은 다음과 같다:
첫 번째 경우에 트랙을 따르는 차량의 종단 진행에 따라 가변하는 신호 레벨을 획득하도록 의도되고, 두 번째 경우에 경계를 이용한 이의 측부 드리프트에 기초하여 획득되기 때문에, 중심 밴드의 이면체(4 및 5)는 측부 스트립의 이면체(2 및 3)에 수직으로 배향된다.
측부 스트립의 이면체(2 및 3)은 외부 에지로부터 동일하지만 거리에 위치되지만 상이한 높이에 위치되고, 따라서 각각의 단부에 구축된 경계는 용이하게 식별된다.
중심 밴드의 이면체(4 및 5) 레인의 중심 영역에 위치되고, 외부 이면체에 수직으로 상이한 높이에 위치되어, 윗쪽이 논리 레벨 "1"이고 아랫쪽이 논리 레벨 "0"인 적어도 2개의 논리 레벨을 판단한다.
또한, 하부에서의 트랙의 단부에 하부 경계(6)가 있고, 또한 상부 부분에 경계(8)가 있으며, 하부 부분은 보어홀에 의해 형성되고 상부 부분(8)은 레일(1)의 재료와 공기나 아스팔트(레일 가이드가 매립된 경우에) 사이의 유전체 차이에 의해 형성된다.
레일 메시지를 코딩하는 바람직한 방식은 2진 인코딩에 기초한다. 논리 "1"은 더 높은 이면체의 검출과 연관되고, "0"은 더 낮은 이면체의 검출과 연관된다.
'1'과 '0'의 코드에서, 도로가 지나가는 좌표에 관한 정보가 기록될 수 있다. 56비트 디코딩을 이용하여, 지표면의 각각의 평방 데시미터를 고유하게 식별하는 것이 가능하다.
랜덤화 코드 덕분에, 측정에 있어서 모호성을 야기할 수 있는 긴 '1' 또는 '0'의 시퀀스를 방지할 수 있다.
차량이 0.56 m 이동하고 정확한 위치를 알면(3개의 축 xyz에서 1cm 미만의 정밀도로), 위치의 값을 cm 단위로 증가시키기 위한 비트의 개수가 카운트될 수 있다(0.56 미터마다 다시 업데이트될 것이다).
즉, 디코딩되는 트레일의 0.56 미터 미만에서(또는 더 낮은 거리에서), 순회하는 차량에 관한 상세한 정보가 획득될 수 있다. 안내 시스템이 도로가 통과하는 위치 시퀀스를 저장하였다는 점이 주목되어야 한다. 이 사실은 수신자에게 이점을 제공하여, 판독 에러의 가능성 감소를 가능하게 한다.
차량 안내 시스템은 이의 메모리에 도로의 형태를 로딩하였을 수 있다. 이러한 방식으로, 차량 안내 시스템은 방향에서의 변화를 예측하거나, 소정 영역에서 속도를 조정하거나, 또는 급한 경사에 대처하도록 엔진 출력을 증가시킬 수 있다,
매우 낮은 전력(심지어 수십 마이크로와트의 전력)으로 작동하는 것에 더하여, 시스템들 사이의, 심지어 동일 모델인 시스템들 사이의 간섭 가능성은 가능하지 않다. 이것은 높은 전송 대역폭 때문이다. 상이한 주파수로 동작하는 시스템과의 간섭은 폐기된다.
레이더 시스템은 2개의 안테나(송신기 또는 수신기)를 포함하거나 단지 하나의 안테나(서큘레이터의 사용을 통하거나 또는 도어 OL과 혼(horn) 사이의 유한한 분리로 인하여 수신기 혼에 의해 전송된 믹서의 로컬 오실레이터 신호를 이용함으로써)를 포함할 수 있다.
- 정보 판독 장치
레일 가이드의 정보를 판독하기 위하여, 바람직하게는 차량의 하부 측에 설치된 레이더 센서가 사용된다.
필요한 안테나는 트랙의 크기를 제한하기 위하여 전기적으로 큰 안테나이다.
대략 1 평방 cm의 조명된 영역(3 dB에서 정의된 영역)을 획득하고 1 cm의 거리에 관련된 해상도를 가지기 위하여, 34 GHz의 대역폭을 가지며 340 GHz(분위기 감쇠 윈도우)에 중심을 둔 신호를 전송하는 것이 필요하다.
이 대역폭으로, 수학식 
에 의해 정의되는 이론적 해상도에서의 해상도(2개의 가까운 경계를 해상하기 위한 능력)가 획득되고, 여기에서 c는 매체 내의 빛의 속도이고, B는 전송 대역폭이다.
안테나는 높은 이득을 갖는 혼(horn)일 수 있거나 또는 관심 대상 부피에 방사된 에너지를 더욱 효율적으로 집중시키기 위한 렌즈 또는 반사기와의 이의 조합일 수 있다.
안테나는 재료가 소수성이거나 방수성인 레이돔(radome)에 의해 보호된다.
바람직한 레이더 센서는 주기가 37.5 ㎲인 처프(chirp) 신호를 전송하는 연속파 주파수 변조 레이더(LFMCW(Linear Frequency Modulated Continuous Wave Radar))이다. 이 램프 주기로, 120 Km/h로 순회하는 차량은 1 cm 떨어진 2개의 연속하는 보어홀 사이에 16번 호출할 것이다.
전송 출력 레벨은 대략 수십 ㎼이다. 이 출력 레벨은 전송 및 수신 요소로서의 단일 혼과 저조파(subharmonic) 믹서를 이용하여 획득하기에 용이하다.
10 dBm의 로컬 오실레이터 출력을 적용하고 제품 2OL이 30 dB의 혼을 향하여 유한 분리를 가진다는 것을 고려하면, 10 ㎼의 전송 출력이 획득된다.
전송하기 위한 레이더 신호는 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 통한 저주파수의 처프 신호의 생성과, 전력 승산기(multiplier), 오실레이터 및 후속 전력 증폭기의 사용을 통해 획득된다.
믹서 출력에서의 신호(비트(beat) 신호)는 LNA(Lowe Noise Amplifier)에 의해 증폭되고, 필터링되며, 이어서 8 MS/s의 레이트로 샘플링하는 ADC(Analog to Digital Converter)에 의해 디지털화된다.
FPGA(Field Programmable Gate Array)는 각각의 호출의 거리 프로파일을 획득하기 위하여 수신된 신호의 각각의 주기에 FFT(Fast Fourier Transform)를 적용한다.
구현되어야 하는 시스템의 나머지 논리는 ASIC, FPGA, PC 등을 이용하여 수행될 수 있다.
제안된 작동 주파수에서, 물은 높은 전자기 흡수 능력을 제공한다.
레이더 신호는 트랙의 지반을 통과하여 고분자 레일 가이드에 도달할 수 있도록, 레이더와 파의 전파 방향 사이에 물이 없는 것을 필요로 한다.
따라서, 레일 가이드가 위치되는 트랙의 표면 상에서 또는 순회 도로 레벨에 위치 설정될 때 동일한 레일 가이드 내에서 물의 존재는 회피되어야 한다.
이 경우에, 레일 가이드의 프로파일은 떨어질 수 있는 물의 소거를 용이하게 하기 위하여 도로의 측부를 향해 약간의 경사를 가져야 하는 것이 제안된다.
레일 가이드와 이를 덮을 수 있는 트랙의 접지면은 방수 및 소수성 페인트로 처리될 수 있다.
레이더 시스템에는 표면 상의 물의 소거를 용이하게 하기 위하여 안테나에 의해 조명되는 영역을 향하는 송풍 요소가 제공될 수 있다.
또한, 송풍 제트(blowing jet)는 형성될 수 있는 눈 또는 빙판을 녹일 수 있도록 가열될 수 있다.
요약하면, 레이더 센서는, 첨부된 도면에 표현된 바와 같이, 거리 프로파일에서 경계를 검출하고, 위치 확인 시스템으로서 구성되고, 레일 가이드에서의 차량과, 측부 드리프트와, 종단 진행과, 도로에 존재할 수 있는 사전 기록된 메시지를 검출한다.
[도면 1]
- 차량 제어 보조 수단
차량을 제어하기 위해 필요한 수단은 적어도 다음일 수 있다:
- 시스템(V2V)에 의한 통신 수단,
- 레일 가이드를 검출하기 위한 수단,
- 글로벌 포지셔닝 및 네비게이션 수단,
- 차량 및 장애물 검출 수단,
- 관성 시스템,
- 사고 및 교통 신호 통신 수단.
이 모두는 첨부된 도면에서 도시된다.
[도면 2]
본 발명의 본질과 이를 구현하는 방법을 충분히 설명하였지만, 위에서 참조되고 첨부된 도면에 도시된 것은, 전술한 설명에서 설명되고 이어지는 청구범위에 요약된 기본적인 원리를 변경하지 않는 한, 그 상세에서 수정될 수 있다는 것이 언급되어야 한다.
도면에서, 동일한 요소는 다음과 같이 구별될 수 있는 동일한 부호를 가진다:
1 레일 가이드
2 오른쪽 밴드로부터의 이면체
3 왼쪽 밴드로부터의 이면체
4 "1"의 논리 레벨에서의 이면체
5 "0"의 논리 레벨에서의 이면체
6 트레일의 단부에서의 경계
7 배치 숄더
8 눈에 보이지 않는 상부 경계
9 논리 레벨 "1"
10 논리 레벨 "0"
1 레일 가이드
2 오른쪽 밴드로부터의 이면체
3 왼쪽 밴드로부터의 이면체
4 "1"의 논리 레벨에서의 이면체
5 "0"의 논리 레벨에서의 이면체
6 트레일의 단부에서의 경계
7 배치 숄더
8 눈에 보이지 않는 상부 경계
9 논리 레벨 "1"
10 논리 레벨 "0"
Claims (10)
- 사전 기록된 레일 가이드에서의 유전체 특성 변화의 검출을 이용한 차량 자동 안내 시스템에 있어서,
유전체 변화는 고해상도 레이더 장치에 의해 검출되고, 차량의 제어 시스템은 이를 자동 안내 시스템으로 변환하기 위하여 필요한 보조 수단을 가지고,
상기 차량 자동 안내 시스템은,
- 사전 기록된 가이드 레일(1);
- 정보 판독 장치; 및
- 차량 제어 보조 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 사전 기록된 가이드 레일(1)은, 바람직하게는 고분자인 비전도성 재료로 이루어지고, 1.5 cm 폭과 5 cm 깊이를 갖는 바람직한 치수를 갖는, 측부 표면에 위치된 다양한 숄더(7)를 갖는 직선의 직육면체 피스로 구성되는 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템. - 제1항 및 제2항에 있어서,
상기 사전 기록된 가이드 레일(1)에서, 상이한 보어홀(borehole)이 기계 가공되며, 상기 보어홀의 바람직한 형태는, 하부 영역에서 유전체 변화의 경계를 생성하는 이면체(dihedral)의 형태이고, 상부 영역에서 레인 재료(1)와 둘러싸는 공기 사이의 유전체 차이에 의해 형성된 경계가 처리되는 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템. - 제1항, 제2항 및 제3항에 있어서,
상기 보어홀을 형성하는 상황은,
● 중앙 밴드 이면체(4 및 5)가 측부 밴드 이면체(2 및 3)에 관하여 수직 형태로 배향되고, 상기 측부 밴드 이면체(2 및 3)는 극단 에지로부터 동일한 거리에서 상이한 높이에 위치되고,
● 상기 중앙 밴드 이면체(4 및 5)가 상기 레일 가이드의 중심 영역에 위치되고, 외부 이면체에 수직으로 상이한 높이에 위치되어, 상부 이면체에서의 논리 레벨 "1"과 하부 이면체에서의 논리 레벨 "0"인 적어도 2개의 논리 레벨을 판단하고,
● 하부 부분에서 트랙 단부에서의 하부 경계(6)가 있고, 상부 부분에서 경계(8)가 있으며, 상기 레일(1)의 재료와 둘러싸는 매체 사이의 유전체 사이에 의해 상기 경계가 구성되는 것
인 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템. - 제1항 및 제5항에 있어서,
상기 레일 가이드에서의 기록 정보 판독 장치는, 주파수 신호 및 충분한 대역폭의 전송을 위해 필요한 1 cm의 거리에서의 해상도를 가지며, 듀얼 포터 타입 혼(horn)과 도로 상의 1 평방 cm 영역(3 Db에 의해 정의된 영역)을 조명하고, 렌즈 또는 반사기로 구성된 안테나를 갖는 상기 차량의 하부 측에 설치된 레이더 센서이고, 상기 안테나는 소수성 또는 방수 재료로 구성된 레이돔(radome)에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템. - 제1항 및 제5항에 있어서,
상기 레이더 센서는 바람직하게는 주기가 37.5 ㎲인 처프(chirp) 신호를 전송하는 연속파 주파수 변조 레이더(LFMCW(Linear Frequency Modulated Continuous Wave Radar))이고, 이 출력 레벨은 전송 및 수신 요소로서의 단일 혼과 저조파(subharmonic) 믹서를 이용하여 획득되고,
10 dBm의 로컬 오실레이터 출력을 적용하고 제품 2OL이 30 dB의 혼을 향하여 유한 분리를 가진다는 것을 고려하면, 10 ㎼의 전송 출력이 획득되고,
전송하기 위한 레이더 신호는 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 통한 저주파수의 처프 신호의 생성과, 전력 승산기(multiplier), 오실레이터 및 후속 전력 증폭기의 사용을 통해 획득되고,
믹서 출력에서의 신호(비트(beat) 신호)는 LNA(Lowe Noise Amplifier)에 의해 증폭되고, 이어서 8 MS/s의 레이트로 샘플링하는 ADC(Analog to Digital Converter)에 의해 디지털화되고, FPGA(Field Programmable Gate Array)는 각각의 호출에서 거리 프로파일을 획득하기 위하여 수신된 신호의 각각의 주기에 FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하는 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템. - 제1항, 제5항 및 제6항에 있어서,
상기 레이더 센서에는, 이것이 설치되는 도로의 접지 표면 상에 또는 레일 가이드의 동일한 표면 상에 저장된 물의 소거를 용이하게 하기 위하여 상기 안테나에 의해 조명되는 영역을 향하는 송풍 요소가 제공될 것이고, 송풍 제트(blowing jet)는 형성될 수 있는 눈 또는 빙판을 녹일 수 있도록 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 차량을 제어하는데 필요한 수단은, 적어도,
- 시스템(V2V)에 의한 통신 수단,
- 레일 가이드를 검출하기 위한 수단,
- 글로벌 포지셔닝 및 네비게이션 수단,
- 차량 및 장애물 검출 수단,
- 관성 시스템,
- 사고 및 교통 신호 통신 수단.
를 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 레일 가이드(1)는 이것이 설치되는 도로의 지표층 레벨에 설치될 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 레일 가이드(1)는 이것이 설치되는 도로의 지표면 아래에 숨겨질 수 있고, 상기 지표면은 페인트로 처리되는 것을 특징으로 하는,
차량 자동 안내 시스템.
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