KR20180052033A - 지자기 특성을 이용하는 센서의 회전 수를 산출하여 거리를 측량하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거리 측량 방법에 관한 것으로 지자기를 검출하기 위한 회전 코일 즉, 코어와 코일로 센서를 구성하여 이를 회전시켜 회전 운동을 할때마가 신호가 발생 하도록 하여 이를 검출, 거리를 이동할 때마다 발생하는 전기적 파형을 수학적으로 연산하여 이동 거리를 산출하는데 그 목적이 있다. 특히 측정 및 판단이 용이 하도록 지자기 회전 측정 회로와 이 신호를 증폭시키는 증폭회로, 데이터 보정 및 연산을 위한 마이크로 프로세서가 포함 되어 이루어진다. 이와 같은 구성으로 센서 회로부는 거리를 이동할 때 회전운동을 하여 전기적 신호를 발생하도록 하고, 회전 신호는 증폭회로를 거쳐 마이크로 프로세서로 입력되어 연산과정을 통해 측정 정보를 표시장치에 출력 할 수 있도록 한다.

Description

지자기 특성을 이용하는 센서의 회전 수를 산출하여 거리를 측량하는 방법{Distance measurement method using calculated rotation of geomagnetic sensor }

본 발명은 거리 측량 방법에 관한 것으로 코어와 코일로 센서를 구성하여 센서가 지자기 특성을 가지도록 하고 이를 회전시켜 거리를 이동할 때마다 발생하는 전기적 파형을 수학적으로 연산하여 이동 거리를 산출하는데 그 목적이 있다.

특히 측정 및 판단이 용이하도록 지자기 회전 측정 회로와 이 신호를 증폭시키는 증폭회로, 데이터 보정 및 연산을 위한 마이크로프로세서가 포함되어 이루어진다.

이와 같은 구성으로 센서 회로부는 거리를 이동할 때 회전운동을 하여 전기적 신호를 발생하도록 하고, 회전 신호는 증폭회로를 거쳐 마이크로프로세서로 입력되어 연산과정을 통해 측정 정보를 표시장치에 출력 할 수 있도록 한다.

지자기를 검출하기 위한 회전 코일의 특성 즉, 코일이 회전할 때 마다 미소(微小)신호를 발생하는 원리를 이용하고자 한다.

코일이 회전할 때 마다 발생되는 미소(微小)신호를 검출하는 방법을 해결하고자 한다.

미소(微小)신호를 OP-AMP를 이용하여 증폭한 후 검출하여 마이크로 프로세서로 검출신호를 보내 이를 연산하고, 가속도 센서를 이용하여 연산 신호를 보정하여 정확한 거리를 측정하여 해결하고자 한다.

상기된 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면 실제 이동한 측정 거리가 마이크로 프로세서로 입력되고,

가속도 센서와 보정 연산을 통해 정밀하게 거리를 측량할 수 있다.

특히 종래의 카메라 혹은 GPS를 이용한 측량 방법과는 다르게 구성되는 부품들이 다수 제거되어 비용이 절감되는 효과가 있고, 소형화 및 경량화 할 수 있어 휴대하기 편한 장점이 있다.

[제 2도] 회로 구성 블록 다이어그램을 참조하여,
1) 지자기 특성을 가지는 코일의 회전 운동 측정 하여 신호를 발생시키는 센서회로 [제 4도]
2) 측정된 센서 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하는 증폭회로 [제 5도]
3) 거리 측정 데이터 보정을 위한 가속도 센서
4) 데이터 연산 및 신호처리를 위한 마이크로 프로세서
5) 측정된 거리 데이터를 표시하기 위한 장치
6) 전원 공급을 위한 전원 회로
로 구성된다.

본 발명의 동작 개념은

[제 1도] 측정자가 거리를 이동함에 따라 측정장치는 회전운동을 하게 되고, 회전 횟수를 수학적으로 연산하여 거리를 측정하는 개념이다.

[제 3도] 지자기 특성을 가지는 코일의 등가회로는 측정장치가 1 회전 운동을 할 때,

[제 4도] Sine 파형을 1 Cycle 출력하고, 이 파형은 증폭회로를 통하여

[제 5도] 정현 파형의 디지털 신호로 변환 되어 마이크로 프로세서로 입력된다.

입력된 신호는 연산 식1

1 cycle = dx

n1 cycle = dx / Dx

Dx = dx * n1 cycle( Dx : x축 측정거리, dx : 1회전당 x축 고정거리 )

에 따라 계산되어 Dx,n1 값이 마이크로 프로세서에 저장된다.

[제 6도] 측정자가 실제 이동한 경로와 측정하고자 하는 거리 측량의 직선성을 가지기 위해 가속도 센서를

적용하여

[제 7도] 가속도 센서가 방향이 변화하면서 발생하는 신호를 마이크로 프로세서에 입력한다.

입력된 신호는 연산 식2

Vout 1 = Vd * θa

Vout 2 = Vd * θb

Vout n2 = Vd * θn =2.5V (θn = 90˚, Vd = 가속도센서 Offset 전압)

에 따라 계산되어 n2값이 마이크로프로세서에 저장된다.

측량 거리 보정을 하기 위해 연산 식3

상기 연산 식1,2에서 취한 n1,n2 값을 가져와서

n3 = n1 (n2/n0) (n0: 보정 값)

n3는 소수점 이하는 버리고, 정수만 획득하여

최종 측량 거리는 dx * n3로 연산하여 마이크로 프로세서에 저장된다.

저장된 측량 거리 정보는 디스플레이장치에 표시하게 된다.

Claims (1)

1. 거리를 측량 하는 방법에 있어 지자기 특성을 가지는 센서를 이용하는 방법;
   상기 센서의 회전 운동을 산출하여 회전 수를 디지털 신호로 변환하고 연산하는 방법;
   상기 거리 측량에 있어 가속도 센서를 이용하여 그 값을 보정하는 방법.

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