KR20190013264A - Location determination system and method of smart device using non-audible sound wave - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a precise location positioning system of a test smart apparatus of a smart apparatus of a precise location positioning using an inaudible sound wave, utilizing information of relative time at which a sound wave reached from a speaker and location information of the speaker without radio wave equipment, and a method thereof. According to the present invention, the precise location positioning system of the test smart apparatus of the smart apparatus of a precise location positioning comprises: a plurality of speakers configuring at least three channels of the precise location positioning system of an audio test smart apparatus; a sound wave transmitter for transmitting a sound wave to the plurality of speakers; and a plurality of smart devices having a microphone which can receive a sound wave generated from the plurality of speakers.

Description

비가청 음파를 이용한 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템 및 방법{LOCATION DETERMINATION SYSTEM AND METHOD OF SMART DEVICE USING NON-AUDIBLE SOUND WAVE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a system and method for precise position locating of a smart device using a non-audible sound wave,

본 발명은 GPS 등으로 측정할 수 없는 건물 안에서 스마트 기기의 위치를 측정하는 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물 안에 설치되어 있는 스피커에서 특별한 비가청 음파를 송출하고, 스마트 기기에서 해당 음파를 해석하여, 스마트 기기의 위치를 측정할 수 있는 비가청 음파를 이용한 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for measuring the position of a smart device in a building that can not be measured by a GPS or the like. More particularly, the present invention relates to a technique for measuring a position of a smart device in a building, And more particularly, to a system and method for precise position locating of a smart device precise position locating system using non-audible sound waves capable of measuring the position of a smart device.

일반적으로, 측위 기술은 실외 측위 기술과 실내 측위 기술로 분류된다. 대표적인 실외 측위 기술로는 GPS가 있고, GPS는 복수의 인공위성에서 발신하는 마이크로파를 수신하여 위치를 결정하는 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템이다. GPS의 위치 정보는 군용, 항해용 항법서비스, 차량용 연속 측위와 같이 다방면에서 활용되지만, 실내에서는 GPS 신호 수신이 불가능 하기 때문에 주로 실외에서만 사용되어 왔다. 이러한 한계를 극복하기 위해 실내 공간에서 적용 가능한 새로운 방식의 측위 기술이 요구되고 있다.In general, positioning techniques are classified into outdoor positioning techniques and indoor positioning techniques. GPS is a typical outdoor positioning technology, and GPS is a precision positioning system of a system in which a microwave emitted from a plurality of satellites is received and determined. GPS location information is used in many fields such as military, navigational navigation service, and continuous positioning for automobiles, but it is mainly used outdoors because it can not receive GPS signals indoors. In order to overcome these limitations, a new positioning technique that can be applied in indoor space is required.

현재 실내 측위에 사용되고 있는 기술은 WIFI, Blutooth, PDR(Pedestrian Deal Reckoning), 지자기(Geo-magnetism), LED Light(Camera), WLAN(Wireless Local Area Network), UWB(Ultra Wide Band), 적외선, 초음파 등이 있다.The technologies currently used for indoor positioning include WIFI, Blutooth, Pedestrian Deal Reckoning (PDR), Geo-magnetism, LED Light (Camera), Wireless Local Area Network (WLAN), Ultra Wide Band (UWB) .

기존 초음파를 이용한 실내 측위 방법을 보면, 송신자가 초음파를 송신할 때 동시에 전파 신호를 송신한다. 이때, 비교적 단거리에서는 전파 신호가 전송되는데 걸리는 시간을 0으로 가정할 수 있으므로, 수신부는 전파 신호가 도달한 시점으로부터 초음파 신호가 도달할 때까지의 시간을 측정하면 송신부와 수신부 사이의 절대 거리를 알 수 있다.In an indoor positioning method using existing ultrasonic waves, a transmitter transmits a radio wave signal simultaneously when transmitting an ultrasonic wave. In this case, since the time required for transmitting the radio wave signal can be assumed to be 0 at a relatively short distance, the receiver can determine the absolute distance between the transmitter and the receiver by measuring the time from the arrival of the radio wave signal until the arrival of the ultrasonic signal. .

도 1의 초음파를 이용한 실내 측위 방법의 원리를 나타낸 것이다. 도 1에 나타낸 것과 같이, 송신부에서 동시에 전파 및 음파를 송신하면, 수신부는 거의 실시간으로 전파를 수신하지만, 수신부는 음파 속도에 따라 상대적으로 긴 딜레이를 갖고 음파를 수신하게 된다. 이때, 수신부는 음파 속도 및 수신부 전파 수신 시간과 음파 수신 시간의 차이를 사용하여 송신부와의 거리를 추정할 수 있다. 그런데 이러한 종래의 기술은 초음파 이외에 별도의 전파 송수신 장비가 필요한 단점이 있다.1 shows the principle of an indoor positioning method using ultrasonic waves. As shown in FIG. 1, when the transmitter transmits the radio wave and the sound wave at the same time, the receiver receives the radio wave in almost real time, but the receiver receives the sound wave with a relatively long delay in accordance with the sound wave speed. At this time, the receiver can estimate the distance to the transmitter using the difference between the sound wave velocity and the reception time of the receiver and the sound reception time. However, this conventional technique has a disadvantage in that a separate radio transmission / reception equipment is required in addition to the ultrasonic wave.

한편, 최근에는 스마트폰에 대한 보급이 늘어나면서 스마트 기기의 위치를 측정하여 사용자 분석등 다양한 용도에 쓰려는 움직임이 늘어나고 있다. 스마트 기기는 다양한 전파 송수신 기능을 보유하고 있어 하드웨어적으로는 상기 기술들을 적용할 수 있으나, 소프트웨어 구조상 Realtime OS가 아닌 한계로 적용하기 힘든 문제가 있다. 즉, 도 2에 나타낸 것과 같이, 실제로는 스마트 기기의 내부 장치가 실시간으로 신호를 수집하더라도, 수집한 신호를 처리할 중앙 처리 장치에 도달하는 시간은 정확하지 않기 때문이다.On the other hand, as the spread of smartphones has increased recently, there is an increasing tendency to use smart devices for various purposes such as user analysis. Since smart devices have various radio transmission and reception functions, the above technologies can be applied in hardware, but there is a problem that it is difficult to apply it to the limitation of the software structure. That is, as shown in FIG. 2, even though the internal device of the smart device actually collects signals in real time, the time to reach the central processing unit to process the collected signals is not accurate.

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 추가적인 전파 장비 없이 스피커로부터 음파가 도달한 상대 시간 및 스피커의 위치 정보를 활용하여 스마트 기기의 정확한 위치를 측정할 수 있는 비가청 음파를 이용한 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a non-acoustic sounding device capable of measuring the accurate position of a smart device utilizing the relative time of a sound wave from a speaker, And an object of the present invention is to provide a system and method for precise position locating of a precision position locating system of a smart device.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템은, 3채널 이상의 오디오 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 구성하는 복수의 스피커; 상기 복수의 스피커에 음파를 송출하기 위한 음파 송출기; 및 상기 복수의 스피커에서 발생하는 음파를 수신할 수 있는 마이크를 구비하는 복수의 스마트 기기;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a precise position locating system for a precise position locating system of a smart device, comprising: a plurality of speakers constituting a precise position locating system of an audio system device of three or more channels; A sound wave transmitter for transmitting sound waves to the plurality of speakers; And a plurality of smart devices including a microphone capable of receiving sound waves generated from the plurality of speakers.

한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 스마트 기기의 위치 측위 방법은, 3채널 이상의 오디오 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 구성하는 복수의 스피커와, 상기 복수의 스피커에 음파를 송출하기 위한 음파 송출기와, 상기 복수의 스피커에서 발생하는 음파를 수신할 수 있는 마이크를 구비하는 복수의 스마트 기기를 포함하는 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 이용한 스마트 기기의 위치 측위 방법에 있어서, 상기 복수의 스피커에서 각 스피커의 위치 정보를 포함하는 신호 S를 송출하는 단계; 상기 복수의 스피커에서 위치 측정용 음파를 동시에 송출하는 단계; 및 상기 스마트 기기가 상기 스피커들에서 송출된 신호를 수신하여 음파 송출 시간을 추정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of positioning a smart device, comprising: a plurality of speakers constituting a precise positioning system of an audio system device having three or more channels; And a plurality of smart devices each having a microphone capable of receiving a sound wave generated from the plurality of speakers, the smart device comprising: a smart device using a precise position locating system of a precision position locating system of a smart device, A position measuring method comprising: transmitting a signal (S) including position information of each speaker from a plurality of speakers; Simultaneously transmitting sound waves for position measurement from the plurality of speakers; And estimating a sound transmission time by receiving the signal transmitted from the speakers by the smart device.

본 발명에 따르면, 추가적인 전파 장비 없이 스피커로부터 음파가 도달한 상대 시간 및 스피커의 위치 정보를 활용하여 스마트 기기의 정확한 위치를 측정할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the accurate position of the smart device can be measured by utilizing the relative time of the sound wave from the speaker and the position information of the speaker without additional radio equipment.

도 1의 초음파를 이용한 실내 측위 방법의 원리를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 스마트 기기의 위치 측정 방법의 문제점을 설명하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템의 음파 송출기가 송출하는 음파의 구성을 개념적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템의 스피커들에서 동시에 출력되는 음파 신호를 스펙트로그램으로 표현한 것이다.
도 6은 19~20kHz의 처프 신호의 시간 도메인에 중간값에 Triangular window를 적용한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템의 스피커들에서 송출된 신호들을 스마트 기기의 마이크로부터 취득하고, 이를 CORRELATION하여 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템의 스피커의 절대 위치 정보를 활용하여 음파 송출 시간을 추정하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템의 음파 송출기가 송출하는 음파의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 10은 도 9와 같이 음파가 송출되었을 경우, 거리에 따라 각 신호가 수신부에 수신된 시간을 나타내는 것이다.1 shows the principle of an indoor positioning method using ultrasonic waves.
FIG. 2 is a view for explaining a problem of a conventional method for measuring a position of a smart device.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a system for accurately positioning a precision positioning positioning system in a smart device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
4 is a conceptual view illustrating a structure of a sound wave transmitted by a sound wave transmitter of a precise position locating system of a smart device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a spectrogram of a sound wave signal simultaneously output from speakers of a precise position locating system of a smart device according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 shows a result of applying a triangular window to the intermediate value in the time domain of the chirp signal of 19 to 20 kHz.
FIG. 7 is a diagram illustrating a result obtained by CORRELATION of signals obtained from the microphones of a smart device, which are transmitted from the speakers of the precise position locating system of the smart device according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining a method of estimating a sound wave transmission time using absolute position information of a speaker of a precise position locating system of a smart device according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing another example of a sound wave transmitted by a sound wave radiator of a precise position locating system of a smart device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows the time when each signal is received by the receiver according to distance when a sound wave is transmitted as shown in FIG.

이하, 본 발명에 따른 비가청 음파를 이용한 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템 및 이의 제어 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.FIG. 3 is a schematic diagram showing a system for accurately positioning a precision positioning positioning system in a smart device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 3에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템은, 복수의 스피커(10)와, 음파 송출기(20)와, 복수의 스마트 기기(30)를 포함한다. 복수의 스피커(10)는 3채널 이상의 오디오 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 구성한다.As shown in FIG. 3, the precise positioning system of a smart device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of speakers 10, a sound wave transmitter 20, and a plurality of smart devices 30. A plurality of loudspeakers (10) constitute a precise position locating system of an audio system device of three or more channels.

음파 송출기(20)는 PC 등으로 구현될 수 있고, 5.1채널~7.1채널을 지원하는 사운드 카드, 또는 복수의 2채널 사운드 카드를 포함할 수 있다. 음파 송출기(20)는 음파를 송출하기 위한 용도로 사용되며, 별도의 추가적인 연산은 필요하지 않으므로, PC가 아닌 오디오 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템으로 구현될 수 있다.The sound wave transmitter 20 may be implemented by a PC or the like, and may include a sound card supporting 5.1 channel to 7.1 channel, or a plurality of 2 channel sound cards. The sound wave transmitter 20 is used for transmitting a sound wave and can be implemented as a precision position locating system of an audio system device other than a PC since no additional calculation is necessary.

스피커(10)는 20~20KhZ 주파수 대역을 송출할 수 있는 일반적인 스피커가 이용될 수 있다.The speaker 10 may be a general speaker capable of transmitting a frequency band of 20 to 20 KHz.

스마트 기기(30)는 위치 확인을 위해 탑재된 마이크를 억세스할 수 있는 권한이 필요하다. 또한 여러 장소에서 출력되는 사운드를 구분하기 위하여, 현재 위치에서의 스피커 구성을 판단하기 위한 서버 접속 통신 권한이 필요하다. 그러나, 대상 장소의 스피커 구성 정보가 스마트 기기에 모두 저장되어 있다면 서버 접속 통신 권한은 필요 없다.The smart device 30 needs authority to access the mounted microphone to confirm the position. Also, in order to distinguish sound output from various places, it is necessary to have server connection communication authority to determine the speaker configuration at the current position. However, if the speaker configuration information of the target place is stored in the smart device, the server access communication authority is not required.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 이용한 스마트 기기의 위치 측위 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of positioning a smart device using a precise positioning system of a smart device according to an embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템의 음파 송출기가 송출하는 음파의 구성을 개념적으로 나타낸 것이다. 4 is a conceptual view illustrating a structure of a sound wave transmitted by a sound wave transmitter of a precise position locating system of a smart device according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 Y축의 Channel은 각각의 스피커(10)를 의미하며, x축은 시간을 나타낸다.In Fig. 4, the Y-axis channel represents each speaker 10, and the x-axis represents time.

먼저, 신호 S 전송 단계에서는 현재 오디오 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템이 구성된 위치 정보를 송출한다. 이때, 신호 S는 모든 스피커(10)에서 송출된다. 신호 S는 현재 오디오 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템이 구성된 위치 정보를 알려줌과 동시에, 이제부터 정밀 위치를 송출한다는 의미로도 사용된다. 신호 S는 오디오 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템이 구성된 위치 정보에 대한 디지털 정보를 담고 있으며, 비가청 음파를 이용한 디지털 정보 송신 방법은 기존의 다양한 방법이 이용될 수 있다.First, in the signal S transmission step, the position information configured by the precision position positioning system of the current audio system is transmitted. At this time, the signal S is transmitted from all the speakers 10. The signal S is also used to indicate the position information of the precision position positioning system of the current audio system equipment and to transmit the precise position from now on. The signal S contains digital information on the position information of the precision position locating system of the audio system device, and various conventional methods of transmitting the digital information using the non-audible sound wave can be used.

다음으로, 측정용 음파 송출 단계에서, 신호 S 전송 후 Ts초 이후에 각각 스피커(10)에서 위치 측정용 음파를 동시에 송출한다. 각 채널별 신호는 다른 주파수 대역대를 사용하여 구분하거나, 혹은 고유한 처프 형태의 음파를 사용함으로써 구분될 수 있다.Next, in the sound wave sending step for measurement, sound waves for position measurement are simultaneously transmitted from the speaker 10 after Ts seconds after the signal S is transmitted. Signals for each channel can be distinguished by using different frequency band, or by using sound waves of unique chirp type.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템의 스피커들에서 동시에 출력되는 음파 신호를 스펙트로그램으로 표현한 것이다.FIG. 5 is a spectrogram of a sound wave signal simultaneously output from speakers of a precise position locating system of a smart device according to an exemplary embodiment of the present invention.

예를 들어, 도 5에 나타낸 것과 같이, 스피커 1에서는 19~20kHz에 해당하는 처프 신호를, 스피커 2에서는 19~20kHz에 해당하는 반대 모양의 처프 신호를, 스피커 3에서는 다른 주파수 대역 18~19kHz를 사용하는 처프 신호를 송출할 수 있다.For example, as shown in Fig. 5, the chirp signal corresponding to 19 to 20 kHz corresponds to 19 to 20 kHz, the opposite chirp signal corresponds to 19 to 20 kHz in the loudspeaker 2, The chirp signal to be used can be transmitted.

처프 신호는 correlation을 통해 수신부에서 감지될 수 있는데, 이때, 수신부에 도착한 정확한 시점을 판단하기 위하여 각각의 처프 신호들의 중간값에 가중치를 부여할 수 있는 윈도우를 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 6은 19~20kHz의 처프 신호의 시간 도메인에 중간값에 Triangular window를 적용한 결과를 나타낸 것이다. 이러한 구성은 여러 개의 스피커(10)에서 수신된 각각의 신호를 하나의 마이크에서 구분할 수 있도록 해주며, 중앙 가중치를 부여함으로써, 마이크에 각각의 신호가 도달한 시간의 정확도를 높여준다.The chirp signal can be detected by the receiver through correlation. At this time, a window can be used to assign a weight to the median value of each chirp signal to determine the exact time of arrival at the receiver. For example, FIG. 6 shows a result of applying a triangular window to the intermediate value in the time domain of a chirp signal of 19 to 20 kHz. This configuration allows each microphone to distinguish each of the signals received from the plurality of speakers 10 and gives a center weight to increase the accuracy of the time each signal reaches the microphone.

다음으로, 음파 송출 시간 추정 단계에서 스피커의 절대 위치 정보를 활용하여 음파 송출 시간을 추정한다.Next, in the step of estimating the sound wave transmission time, the sound wave transmission time is estimated using the absolute position information of the speaker.

일반적으로, 스마트 기기(30)는 한 개 이상의 마이크를 구비하고 있다. 스마트 기기(30)는 RTOS가 아니므로, 마이크로부터 도달한 음파 신호의 절대 시간을 정밀하게 측정할 수는 없으나, 음파 신호를 취득한 후로부터 얼마나 시간이 흘렀는지에 대한 상대 시간은 샘플링 레이트 정보를 활용하여 정밀하게 측정할 수 있다.Generally, the smart device 30 has one or more microphones. Since the smart device 30 is not an RTOS, it can not accurately measure the absolute time of the sound wave signal that has arrived from the microphone. However, the relative time of how long the time has elapsed since the acquisition of the sound wave signal, Can be measured precisely.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템의 스피커들에서 송출된 신호 1,2,3을 스마트 기기의 마이크로부터 취득하고, 이를 CORRELATION하여 분석한 결과를 나타낸 것이다.FIG. 7 is a diagram illustrating results obtained by CORRELATION of signals 1, 2, and 3 transmitted from speakers of a smart positioning system of a smart device according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 3개의 스피커(10)에서 각각 다른 주파수 혹은 모양을 갖는 처프신호를 발생시킨다. 이때, 각각의 스피커(10)로부터 송출되는 음파는 동기화된 음파 송출기(20)를 통해 동시에 송출될 수 있다.First, three speakers 10 generate chirp signals having different frequencies or shapes. At this time, the sound waves transmitted from the respective speakers 10 can be simultaneously transmitted through the synchronized sound wave transmitter 20.

스마트 기기(30)는 한 개의 마이크로부터 음파를 수신하고, CrossCorrellation을 통해 수신한 신호를 각 스피커별 신호로 분리할 수 있다. 이때, 각각의 스피커와 마이크의 거리에 따라 마이크 신호에서 분리된 신호는 다른 시점에 수신된다.The smart device 30 receives sound waves from a single microphone and separates the signals received through Cross Correlation into signals for respective speakers. At this time, the signal separated from the microphone signal according to the distance between each speaker and the microphone is received at a different point in time.

종래의 측위 방법은 각각의 스피커와 마이크의 절대 거리를 측정하기 위해서, 굉장히 전송 속도가 빠른 전파 신호등을 사용하여 음파 송출 시점을 수신기기에 알리고, 수신 기기는 전파 신호가 도달한 시간과 각각의 스피커로부터 수신된 시간의 차이를 통해 스피커와의 절대 거리를 측정하였다.In the conventional positioning method, in order to measure the absolute distance between each speaker and a microphone, a time of transmission of a sound wave is notified to a receiving device using a radio wave signal with a very high transmission speed, The absolute distance to the speaker was measured through the difference in time received from the speaker.

이에 반해 본 발명은 수신부가 각각의 스피커(10)의 절대 위치 정보를 활용하여 음파 송출 시간을 추정하도록 하는 차이점이 있다. 즉, 도 8에 나타낸 것과 같이, 실제 스피커(10)가 송출된 시간(t0)을 미지수로 하고, t0를 알아내기 위하여 스피커의 절대 위치 정보를 사용한다. 이때, 스피커(10)의 절대 위치 정보는 스마트 기기(30) 내부에 저장되어 있거나, 혹은 신호 S 전송 단계에서 파악된 위치 정보를 바탕으로 서버로부터 취득할 수 있다.On the other hand, the present invention differs in that the receiver estimates the sound wave transmission time by utilizing the absolute position information of each speaker 10. That is, as shown in Fig. 8, the time t0 at which the actual speaker 10 is transmitted is used as the unknown number, and the absolute position information of the speaker is used to determine t0. At this time, the absolute position information of the speaker 10 is stored in the smart device 30, or can be acquired from the server based on the position information detected in the signal S transmission step.

이때, 마이크의 위치를 px, py, 스피커 1의 위치를 px1, py1이라고 가정하고, 스피커2의 위치를 px2, py2, 스피커 3의 위치를 px3, py3라고 하고, 스피커로부터 마이크까지의 거리를 각각 s1, s2, s3라고 하면 아래의 계산식을 도출할 수 있다.Let the positions of the microphones be px and py and the positions of the speakers 1 be px1 and py1. Let the positions of the speakers 2 be px2 and py2, the positions of the speakers 3 be px3 and py3, s1, s2, s3, the following equation can be derived.

s12 = (px-px1)2 + (py-py1)2 s1 2 = (px-px1) 2 + (py-py1) 2

s22 = (px-px2)2 + (py-py2)2 s2 2 = (px-px2) 2 + (py-py2) 2

s32 = (px-px3)2 + (py-py3)2 s3 2 = (px-px3) 2 + (py-py3) 2

이때, sn = (tn-t0) x v 이다. (v:음파속도)At this time, sn = (tn-t0) x v. (v: sound wave velocity)

그리고 t1, t2, t3 및 pxn, pyn은 알고 있으므로, 위의 세 개의 계산식과, 세 개의 미지수 t0, px, py를 이용한 연립방정식을 통해 t0 및 px, py를 구할 수 있다.Since t1, t2, t3 and pxn, pyn are known, t0 and px, py can be obtained from the above three equations and the simultaneous equations using three unknowns t0, px, and py.

본 발명은 정확한 송출 시간을 몰라도, 측위를 할 수 있기 때문에, 도 9에 나타낸 것과 같이, 스피커(10)마다 음파를 순차적으로 발송하는 방식으로도 전환 가능하다.Since the present invention can perform positioning even without knowing an accurate dispatch time, it is also possible to switch the system in which sound waves are sequentially transmitted for each speaker 10 as shown in Fig.

이러한 방식을 사용하면 잔향음이나 노이즈로 인한 각 채널별 송출 혼선을 막을 수 있다. 다만, 이때 각 스피커(10)별 음파가 송출되는 시간 간격은 도 10에 나타낸 것과 같이 일정해야 한다.Using this method, it is possible to prevent transmission crosstalk for each channel due to reverberation noise or noise. However, the time interval at which the sound waves for each speaker 10 are transmitted at this time should be constant as shown in FIG.

상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템은 추가적인 전파 장비 없이 스피커로부터 음파가 도달한 상대 시간 및 스피커의 위치 정보를 활용하여 스마트 기기의 정확한 위치를 측정할 수 있다.As described above, the precise positioning system of a smart device according to an embodiment of the present invention can accurately measure the position of a smart device using the relative time of a sound wave reached from a speaker and position information of a speaker without additional radio equipment have.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Those skilled in the art will appreciate that numerous modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims.

10 : 스피커 20 : 음파 송출기
30 : 스마트 기기10: speaker 20: sound wave transmitter
30: Smart devices

Claims (2)

3채널 이상의 오디오 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 구성하는 복수의 스피커;
상기 복수의 스피커에 음파를 송출하기 위한 음파 송출기; 및
상기 복수의 스피커에서 발생하는 음파를 수신할 수 있는 마이크를 구비하는 복수의 스마트 기기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템.A plurality of speakers constituting a precise position locating system of an audio system device having three or more channels;
A sound wave transmitter for transmitting sound waves to the plurality of speakers; And
And a plurality of smart devices including a microphone capable of receiving sound waves generated from the plurality of speakers. The smart position locating system of the smart position locating system of smart devices according to claim 1, 3채널 이상의 오디오 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 구성하는 복수의 스피커와, 상기 복수의 스피커에 음파를 송출하기 위한 음파 송출기와, 상기 복수의 스피커에서 발생하는 음파를 수신할 수 있는 마이크를 구비하는 복수의 스마트 기기를 포함하는 스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스마트 기기의 정밀 위치 측위 시스템을 이용한 스마트 기기의 위치 측위 방법에 있어서,
상기 복수의 스피커에서 각 스피커의 위치 정보를 포함하는 신호 S를 송출하는 단계;
상기 복수의 스피커에서 위치 측정용 음파를 동시에 송출하는 단계; 및
상기 스마트 기기가 상기 스피커들에서 송출된 신호를 수신하여 음파 송출 시간을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기의 위치 측위 방법.A plurality of loudspeakers constituting a precise position locating system of an audio system apparatus having three or more channels, a sound wave transmitter for transmitting sound waves to the plurality of loudspeakers, and a microphone capable of receiving sound waves generated from the plurality of loudspeakers A method of positioning a smart device using a precise positioning system of a precise positioning positioning system of a smart device,
Transmitting a signal S including position information of each speaker from the plurality of speakers;
Simultaneously transmitting sound waves for position measurement from the plurality of speakers; And
And estimating a sound transmission time by receiving the signal transmitted from the speakers by the smart device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200143198A (en) * 2019-06-14 2020-12-23 주식회사 아이시냅스 Sound communication apparatus and method for controlling the same
WO2023191333A1 (en) * 2022-03-28 2023-10-05 삼성전자 주식회사 Electronic device and system for location inference

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