KR20190092687A - 거리측정방법 및 거리측정장치 - Google Patents

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박영진
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(주)페타리
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 거리측정방법은 거리측정장치가 복수의 로케이터(로케이터)들 중 선택된 하나로 제1 측정 신호를 송신하는 단계; 상기 거리측정장치가 상기 제1 측정 신호를 수신한 상기 선택된 로케이터로부터 제2 측정 신호를 수신하는 단계; 상기 거리측정장치는 상기 제1 측정 신호가 상기 선택된 로케이터에 도달하거나 상기 제2 측정 신호가 상기 거리측정장치에 도달하는 제1 전송시간을 도출하는 단계; 상기 거리측정장치가 상기 제1 전송시간을 통하여 상기 거리측정장치와 상기 복수의 로케이터들 중 나머지 로케이터 각각의 제2 전송시간을 도출하는 단계를 포함한다.

Description

거리측정방법 및 거리측정장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING DISTANCE}
본 발명은 거리측정방법 및 거리측정장치에 관한 것이다.
두 디바이스 간 전파의 이동시간(Time of Flight, TOF)을 측정하여 두 디바이스간의 거리를 측정하는 방식은 널리 사용되고 있다. 대표적으로 UWB (Ultra-Wide Band) 기술을 이용한 측위방식이 있으며, 모든 전파의 주파수 대역에서 기술적으로 가능하다.
그런데 TOF를 측정하는 방식으로 TWR (Two Way Ranging) 방식이 있다.
TWR 방식은 도 1과 같이 두 디바이스 (Tag T1과 Locator L1)간에 전파를 왕복시켜서 두 디바이스간에 전파가 이동한 시간(TOF)을 구하고, 이 시간으로부터 두 디바이스간의 거리를 계산하는 방식이다.
이러한 TWR 방식으로 태그과 로케이터 간의 TOF를 구하는 식은 도 1을 통하여 간략히 도식화될 수 있다.
태그에서 시간 t0에 로케이터로 무선신호를 송신하고, 로케이터는 해당 무선신호를 시간 t1에 수신하였다고 가정한다. 로케이터는 이후의 시간 t2에 태그로 무선신호를 송신하고, 태그는 해당 무선신호를 시간 t3에 수신하였다고 가정한다.
그러면 태그와 로케이터 간의 전파이동시간(TOF, Time of Flight)과 거리는 다음의 수학식 1 및 수학식 2를 통하여 도출될 수 있다.
[수학식 1]
TOF(태그-to-로케이터) = ( (t3 - to) - (t2 - t1) ) / 2
[수학식 2]
distance(태그-to-로케이터) = TOF * c
이 때 c는 빛의 속도를 나타낸다.
상기 TOF는 동일 디바이스에서의 수신과 송신 시간 간의 시간차 만을 가지고 계산되므로, 디바이스간 시간이 동기화되어 있을 필요가 없다. 따라서 태그와 로케이터, 두 디바이스 간의 내부 클럭(clock)의 차이인 타임 오프셋(time offset)은 무시된다.
이러한 방식으로 태그와 로케이터간의 TOF를 구할 수 있으며, 이로 부터 태그와 로케이터간의 거리를 구할 수 있다.
다수 개의 로케이터가 있는 경우, 태그는 로케이터들과 위의 방법으로 무선통신을 한번씩 라운드 트립(Round Trip)함으로써 태그와 모든 로케이터간의 거리를 구할 수 있다.
도 2는 그 예를 나타낸 것으로, n개의 로케이터가 공간 상에 배치되어 있는 경우, 태그가 로케이터들과 한번씩 무선통신을 라운드 트립함으로써 태그와 로케이터간의 거리를 구하는 방법을 보여주고 있다.
이때 한번의 라운드 트립에 소요되는 시간 tRT와 라운드트립 간의 시간갭tRT_GAP가 1ms이며, 로케이터의 갯수가 10개인 경우의 예에서 전체 측정시간은 대략 20ms(=tCYL)가 소요되므로 1초 내에 측정이 가능한 태그의 숫자는 50개 정도가 될 수 있다.
이와같은 방법으로 위치가 고정된 로케이터들과 태그 간의 거리를 구하게 되면, 도 3과 같이 태그의 위치를 삼각측량을 통해 정할 수 있게 된다. 즉, 초당 50개의 태그의 위치를 측정할 수 있다.
위의 TWR 방식으로 거리를 측정하는 경우, 해당 태그의 위치를 연산하기 위해서는 모든 로케이터들과 전파신호를 왕복으로 주고 받아야 한다. 따라서 하나의 태그의 위치를 구하기 위해서는 하나의 로케이터와의 Two Way 통신에 걸리는 시간을 TRT이라 할 때,순차적으로 주위의 n개의 로케이터에 대해 진행해야하므로(n>3), 위치측위에 필요한 전체 시간은 nTRT이 된다.
한번의 전파 신호 송신과 수신에 소요되는 시간과 다음 TWR 통신까지의 대기시간 tRT_GAP을 각각 1ms라고 가정할 때,한번의 RoundTrip에 소요되는 시간은 대략 2ms 정도가 된다.
따라서 태그의 위치연산을 위해 로케이터 10대와 TWR 방식으로 통신한다고 하면, 총 소요시간은 약 20ms 정도가 되며, 이는 1초 간격으로 위치연산시 최대 50대의 태그 위치연산이 가능하다는 뜻이 된다.
즉, 1초당 동시 측정이 가능한 태그의 숫자는 50개로 제한된다는 뜻이 되며, 이 보다 많은 숫자의 태그를 실시간 위치추적해야 하는 경우에는 새로운 기술이 요구된다.
"Comparison of Indoor Localization Systems Based on Wireless Communications", by Rejane Dalce, Theirry Val, Adrien Van Den Bossche, Wirelesss Engineering and Technology, 2011, 2, 240-256
본 발명의 실시예에 따른 거리측정방법 및 거리측정장치는 일반적인 TWR 방식에 따른 로케이터와의 거리 도출을 신속하게 하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 거리측정장치가 복수의 로케이터Locator들 중 선택된 하나로 제1 측정 신호를 송신하는 단계; 상기 거리측정장치가 상기 제1 측정 신호를 수신한 상기 선택된 로케이터로부터 제2 측정 신호를 수신하는 단계; 상기 거리측정장치는 상기 제1 측정 신호가 상기 선택된 로케이터에 도달하거나 상기 제2 측정 신호가 상기 거리측정장치에 도달하는 제1 전송시간을 도출하는 단계; 상기 거리측정장치가 상기 제1 전송시간을 통하여 상기 거리측정장치와 상기 복수의 로케이터들 중 나머지 로케이터 각각의 제2 전송시간을 도출하는 단계를 포함하는 거리측정방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 로케이터(Locator)들 중 선택된 하나로 제1 측정 신호를 송신하고, 상기 제1 측정 신호를 수신한 상기 선택된 로케이터로부터 제2 측정 신호를 수신하는 신호 송수신부; 상기 제1 측정 신호가 상기 선택된 로케이터에 도달하거나 상기 제2 측정 신호가 상기 거리측정장치에 도달하는 제1 전송시간을 도출하고, 상기 제1 전송시간을 통하여 상기 복수의 로케이터들 중 나머지 로케이터 각각의 제2 전송시간을 도출하는 제어부; 및 상기 제1 전송시간과 상기 제2 전송시간을 저장하는 메모리부를 포함하는 거리측정장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 거리측정방법 및 거리측정장치는 일반적인 TWR에 비해서 거리측정장치가 각 로케이터들에 송신하는 신호가 불필요해지므로, 전체적으로 측정시간이 감소되고, 그에 따라 단위시간당 측정가능한 거리측정장치의 숫자가 증가할 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3은 TWR 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 거리측정방법을 설명하기 위한 일례를 나타낸다.
도 5는 다수의 로케이터가 배치된 경우에서의 동작 순서의 일례를 나타낸다.
도 6은 다수의 로케이터와 거리측정장치의 타임 다이어그램(time diagram)을 간략히 표현한 것이다.
도 7은 제1 측정신호와 제2 측정신호의 송수신 시간 차이의 통신 타임 다이어그램(time diagram)을 나타낸다.
도 8은 다수의 로케이터가 배치된 경우에서의 동작순서를 나타낸다.
도 9는 다수의 로케이터와의 타임 다이어그램을 간략히 표현한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 거리측정장치의 블록도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 거리측정방법을 설명하기 위한 일례를 나타낸다. 이하에서는 앞서 언급된 태그의 기능을 거리측정장치에 의하여 수행되며, 본 발명의 실시예에 따른 거리측정장치는 설계에 따라 일반적인 태그가 수행하는 기능 이외의 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 거리측정방법은 본 발명의 실시예에 따른 거리측정장치가 특정 로케이터와 한번의 무선 송신 및 수신을 통해 둘 사이의 거리를 측정하면, 나머지 로케이터들과 거리측정장치간의 거리를 구할 수 있는 방법을 제시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 거리측정장치와 3개의 로케이터 L1, L2, L3로 구성된 시스템을 예로 하여 설명한다.
거리측정장치가 로케이터 L1과 TWR(Two Way Ranging)로 거리측정장치와 L1간의 거리를 구할 수 있다. 이 방법에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략된다.
그런데 일반적인 TWR 방식은 로케이터 L1, L2, L3와 각각 한번씩의 통신 송신과 수신으로 이루어지는 라운드 트립을 통해 거리측정장치와 L1, L2, L3간의 거리를 구한다.
이에 비하여 본 발명의 실시예에 따른 거리측정방법에서는 거리측정장치와 로케이터 L1과 라운드 트립을 수행하고, 나머지 로케이터 L2와 L3는 거리측정장치가 송신한 제1 측정 신호와 로케이터 L1이 송신한 제2 측정 신호를 수신한 후, 해당 수신 신호의 시간차를 거리측정장치에 전송해 줌으로써 거리측정장치와 로케이터 L2, L3간의 거리를 구할 수 있다.
이 방법을 통하면 거리측정장치가 로케이터 L2, L3로의 송신 신호를 줄일 수 있으므로, 전체적으로 거리측정장치와 로케이터간의 거리를 구하는 데 소요되는 시간을 절약할 수 있게 된다. 그 결과로 단위시간당 위치측정이 가능한 거리측정장치의 숫자를 늘릴 수 있게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 거리측정장치에서 로케이터 L1으로 시간 t0T에 제1 측정 신호를 송신할 때, 즉, 거리측정장치가 복수의 로케이터들 중 선택된 하나로 제1 측정 신호를 송신할 때, 제1 측정 신호는 다른 로케이터 L2와 L3에도 도달하게 된다. 이때 로케이터 L1, L2, L3에서 제1 측정 신호가 시간 t1L1,t1L2,t1L3에각각수신되었다고가정한다.
즉, 거리측정장치는 제1 측정 신호가 나머지 로케이터(예를 들어, L2와 L3) 각각에 수신된 시간을 통하여 제2 전송시간을 도출할 수 있다. 이 때 나머지 로케이터 각각에 수신된 시간은 t1L2과 t1L3에 해당될 수 있다.
로케이터 L1은 거리측정장치로부터 제1 측정 신호 수신 후 tL1 이후에 제2 측정 신호를 거리측정장치로 송신할 수 있으며, 이 때 제2 측정 신호를 송신한 시간을 t2L1이라 가정한다. 이에 따라 거리측정장치가 제1 측정 신호를 수신한 로케이터(예를 들어, 로케이터 L1)로부터 제2 측정 신호를 수신한다.
그런데 제2 측정 신호는 거리측정장치뿐만 아니라 로케이터 L2, L3에 도달되게 되며, 제2 측정 신호가 거리측정장치, L2, 및 L3에서 수신된 시간은 각각 t3T,t3L2,t3L3일 수 있다.
즉, 거리측정장치는 나머지 로케이터(예를 들어, L2, L3) 각각이 수신한 제1측정 신호와 제2측정 신호의 수신 시간차(예를 들어, ΔtL2, ΔtL3)를 통하여 제2 전송시간(TOF(T-Ln))을 도출할 수 있다.
이 때 나머지 로케이터(예를 들어, L2, L3) 각각은 수신한 제1측정신호와 제2측정신호의 수신시간차를 거리측정장치로 송신함에 있어, 제1측정 신호나 제2측정 신호와는 다른 주파수 대역의 전파를 사용하여, 제1측정 신호와 상기 제2측정 신호와의 무선충돌을 회피할 수 있다.
이상에서 거리측정장치는 제1 측정 신호가 선택된 로케이터(예를 들어, 로케이터 L1)에 도달하거나 제2 측정 신호가 거리측정장치에 도달하는 제1 전송시간(TOF(T-L1))을 도출한다.
예를 들어, 거리측정장치와 로케이터 L1간의 제1 측정 신호의 라운드 트립을 통해서 거리측정장치와 로케이터 L1간의 전파이동시간 즉, 제1 전송 시간 TOF(T-L1)이 다음의 수학식 3을 통하여 도출될 수 있다.
[수학식 3]
TOF(T-L1) = (Δt1T-ΔtL1)/2
즉, 거리측정장치는 제1 측정 신호가 로케이터에 도달하는 시간과 제2 측정 신호가 거리측정장치에 도달하는 시간의 평균을 통하여 제1 전송시간을 도출할 수 있다.
또한 거리측정장치는 제1 전송시간, 예를 들어, TOF(T-L1)을 통하여 거리측정장치와 복수의 로케이터들 중 나머지 로케이터 각각(예를 들어, 로케이터 L2 및 L3)의 제2 전송시간(TOF(T-Ln))을 도출한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 거리측정장치와 L2 간의 타임 다이어그램(time diagram)에서 다음의 수학식을 구할 수 있다.
[수학식 4]
TOF(T-L2) + ΔtL2=TOF(T-L1)+ΔtL1+TOF(L1-L2)
여기서 구하고자 하는 값은 제2 전송시간 TOF(T-L2)이므로 다음의 수학식 5가 도출될 수 있다.
[수학식 5]
TOF(T-L2) = (ΔtL1-ΔtL2)+(TOF(T-L1)+TOF(L1-L2)
이 식에서 tL1와 제1 전송시간 TOF(T-L1)은 거리측정장치와 로케이터 L1과의 라운드 트립에서 구해진 값이며, TOF(L1-L2)는 로케이터들을 공간상에 배치해 놓았을 때 확정되는 고정된 값이 된다.
따라서 로케이터 L2가 로케이터 L1과 거리측정장치로 부터 수신한 신호들의 시간차 ΔtL2를 거리측정장치에게 전송해 주면, 거리측정장치는 제2 전송시간 TOF(T-L2)를 구할 수 있다.
로케이터 L3의 제2 전송시간 TOF(T-L3)도 같은 방식으로 구할 수 있으며, TOF(T-L3)은 다음의 수학식 6과 같다.
[수학식 6]
TOF(T-L3) = (ΔtL1-ΔtL3)+TOF(T-L1)+TOF(L1-L3)
로케이터가 n개가 배치되어 있는 경우에서의 거리측정장치와 로케이터 Ln간의 제2 전송시간 TOF(T-Ln)은 다음의 수학식 7과 같다.
[수학식 7]
TOF(T-Ln) = (ΔtL1-ΔtLn)+TOF(T-L1)+TOF(L1-Ln)
수학식 3 내지 7은 tL1을 포함하고 있다. 즉, 거리측정장치는 선택된 로케이터가 제1 측정 신호를 수신한 시간부터 선택된 로케이터가 제2 측정 신호를 송신한 시간 사이의 시간 차이(ΔtL1)를 통하여 각각의 제2 전송시간을 도출할 수 있다.
거리측정장치는 이상에서 도출된 제1 전송시간(TOF(T-L1))과 제2 전송시간(TOF(T-Ln))에 빛의 속도를 곱하여 거리측정장치와 각 로케이터의 사이의 거리를 도출할 수 있다.
이후 거리측정장치는 3개 이상의 거리측정장치와 각 로케이터 사이의 거리를 통하여 거리측정장치의 위치를 도출할 수 있다. 즉, 거리측정장치가 거리에 따른 삼각측량에 따라 거리측정장치의 위치를 도출할 수 있다.
도 5는 다수의 로케이터가 배치된 경우에서의 동작 순서의 일례를 나타낸다. 거리측정장치와 로케이터 L1간에 TWR 통신을 하고나면 시차를 두고 로케이터 L2 ~ 로케이터 L6가 순서대로 ΔtLn(n=1~6)을 거리측정장치로 전송할 수 있다.
그러면 거리측정장치는 거리측정장치와 로케이터 Ln간의 제2 전송시간 TOF를 계산할 수 있으며, 결과적으로 거리측정 장치와 각 로케이터 사이의 거리를 구할 수 있다.
도 6은 다수의 로케이터와 거리측정장치의 타임 다이어그램(time diagram)을 간략히 표현한 것이다.
일반적인 TWR에 비해서 거리측정장치가 각 로케이터들에 송신하는 신호가 불필요해지므로, 전체적으로 측정시간이 감소되고, 그에 따라 단위시간당 측정가능한 거리측정장치의 숫자가 증가할 수 있다.
한편, 앞서 설명된 바와 같이, 로케이터 L2, L3, ... , Ln이 순차적으로 tLn을 거리측정장치에게로 송신해 주어야 했다. 그리고 위치측정시간을 줄이기 위해서는 그 송신에 걸리는 시간은 짧을수록 바람직하다. 즉, 복수의 로케이터 각각(L1, L2, ......, Ln)은 제1 측정신호를 수신한 시간과 제2 측정신호를 발신한 시간의 차이(이하 송수신 시간차, ΔtL1,ΔtL2,ΔtL3,......,ΔtLn)를 거리측정장치로 전송할 수 있다.
그런데 이때 로케이터들 간에 내부 클럭(clock)이 서로 동기화되어 있지 않으므로, 로케이터 각각이 순차적으로 송수신 시간차(ΔtL1,ΔtL2,ΔtL3,......,ΔtLn)를 거리측정장치로 송신하도록 프로그래밍해 놓아도 실제로는 서로 같은 시간대에 송신하는 경우들이 발생할 수 있으며, 그 경우거리측정장치가 송수신 시간차(ΔtL1,ΔtL2,ΔtL3,......,ΔtLn)를 받지 못하는 현상이 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 방지하기 위하여 도 4에 도시된 바와 같이, 로케이터 L1이 거리측정장치로 ΔtL1을 송신한 후, 해당 신호가 수신된 시점에서 일정 시간 후(t3L2a)에 로케이터 L2가 ΔtL2를 거리측정장치로 송신하고, 다시 그 신호가 수신된 시점에서 일정 시간 후(t3L3a)에 로케이터 L3가 ΔtL3를 거리측정장치로 송신하게 함으로써 자동적으로 무선신호의 충돌이 회피될 수 있다.
즉, 복수의 로케이터들 중 하나가 상기 시간의 차이(예를 들어, ΔtL1)를 거리측정장치로 송신하여 거리측정장치가 수신한 후 미리 설정된 일정 시간이 지나서 다른 하나의 로케이터가 상기 시간의 차이(예를 들어, ΔtL2)를 거리측정장치로 송신할 수 있다.
이와같은 순서의 통신 타임 다이어그램(time diagram)이 도 7에 도시되었다. 도 7의 타임 다이어그램을 통해 TOF(T-Ln)은 다음의 수학식들을 통하여 구할 수도 있다.
TOF(T-L1) = (Δt1T-ΔtL1)/2
TOF(T-L2) = ((Δt1T+Δt2T)-((ΔtL1+ΔtL2)+(TOF(T-L1)+TOF(L1-L2))
TOF(T-L3) = ((Δt1T+Δt2T+Δt3T)-((ΔtL1+ΔtL2+ΔtL3)+(TOF(T-L1)+TOF(L1-L2)+TOF(L2-L3))
TOF(T-Ln) = ∑ΔtiT-(∑ΔtLi+TOF(T-L1)+∑TOF(Li-Li+1))
도 8은 다수의 로케이터가 배치된 경우에서의 동작순서를 나타낸다. 거리측정장치와 L1간에 TWR 통신을 하고 나면, 로케이터 L1의 송수신 시간차가 수신된 시점에서 일정 시간 뒤에 로케이터 L2의 송수신 시간차가 거리측증장치로 송신되고, 로케이터 L2의 송수신 시간차가 수신된 일정 시간 뒤에 로케이터 L3의 송수신 시간차가 송신되는 체인(chain) 방식으로 수행될 수 있다.
거리측정장치는 로케이터로부터 송수신 시간차를 수신할 때마다, 해당 로케이터와 거리측정장치간의 TOF를 계산할 수 있으므로, 거리측정장치와 로케이터간의 거리를 구할 수 있게 된다.
이때 로케이터 들은 공간상에 고정되어 있다고 가정할 수 있으므로, 로케이터 Li과 Li+1간의 전파이동시간인 TOF(Li-Li+1) (i=1~n)은 미리 측정되어 알고 있는 고정값을 갖는다고 가정한다.
도 9는 다수의 로케이터와의 타임 다이어그램을 간략히 표현한 것이다.
일반적인 TWR에 비해서 거리측정장치가 각 로케이터들에 송신하는 신호가 불필요해 짐으로써 전체적으로 측정시간이 감소되고, 그에 따라 단위시간당 측정가능한 거리측정장치의 숫자가 증가하게 되는 것을 알 수 있다.
또한 로케이터들이 거리측정장치로 신호를 송신하는 순서를 정교하게 조절될 수 있으므로, 전체적으로 측정시간은 효율적이 될수 있다.
tCYL = n(tRT + tRT_GAP) + tCYL-GAP, n은 로케이터의 개수이다.
만약 tRT = tRT_GAP = tCYL-GAP = 1 ms and n= 10일 경우, tCYL는 10ms 내외일 수 있다. 즉, 거리측정장치의 동작횟수는 1 Hz operation 에서 1,000ms/10ms = 100 회일 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 거리측정장치의 블록도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 거리측정장치는 신호 송수신부(110), 제어부(130) 및 메모리부(150)를 포함한다.
신호 송수신부(110)는 복수의 로케이터(로케이터)들 중 선택된 하나로 제1 측정 신호를 송신하고, 제1 측정 신호를 수신한 선택된 로케이터로부터 제2 측정 신호를 수신한다.
제어부(130)는 제1 측정 신호가 선택된 로케이터에 도달하거나 제2 측정 신호가 거리측정장치에 도달하는 제1 전송시간을 도출하고, 제1 전송시간을 통하여 복수의 로케이터들 중 나머지 로케이터 각각의 제2 전송시간을 도출한다.
메모리부(150)는 제1 전송시간과 제2 전송시간을 저장한다.
제1 전송시간 및 제2 전송시간의 도출에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략된다.
이외에 센서(170)는 온습도/가속도/자이로스코프 등 각종 환경변수를 수집할 수 있다. 위치추적기(190)는 GNSS, UWB, WiFi, Bluetooth등을 이용한 거리측정장치 자신의 위치를 구하는 용도로 사용될 수 있다. 거리측정기(210)는 앞서 설명된 거리 도출 외에 추가적인 거리측정을 위한 것으로 광학/초음파 등의 기술들이 사용될 수 있다.
제어부(130)는 제1 전송시간 및 제2 전송시간에 빛의 속력을 곱하여 각 로케이터와의 거리를 도출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
로케이터(L1, L2, L3,......, Ln)
신호 송수신부(110)
제어부(130)
메모리부(150)

Claims (11)

  1. 거리측정장치가 복수의 로케이터(locator)들 중 선택된 하나로 제1 측정 신호를 송신하는 단계;
    상기 거리측정장치가 상기 제1 측정 신호를 수신한 상기 선택된 로케이터로부터 제2 측정 신호를 수신하는 단계;
    상기 거리측정장치는 상기 제1 측정 신호가 상기 선택된 로케이터에 도달하거나 상기 제2 측정 신호가 상기 거리측정장치에 도달하는 제1 전송시간을 도출하는 단계;
    상기 거리측정장치가 상기 제1 전송시간을 통하여 상기 거리측정장치와 상기 복수의 로케이터들 중 나머지 로케이터 각각의 제2 전송시간을 도출하는 단계
    를 포함하는 거리측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거리측정장치는
    상기 제1 측정 신호가 상기 로케이터에 도달하는 시간과 상기 제2 측정 신호가 상기 거리측정장치에 도달하는 시간의 평균을 통하여 상기 제1 전송시간을 도출하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 거리측정장치는
    상기 선택된 로케이터가 상기 제1 측정 신호를 수신한 시간부터 상기 선택된 로케이터가 상기 제2 측정 신호를 송신한 시간 사이의 시간 차이를 통하여 상기 각각의 제2 전송시간을 도출하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 거리측정장치는
    상기 제1 측정 신호와 상기 제2측정 신호가 상기 나머지 로케이터 각각에 수신된 시간의 차를 통하여 상기 제2 전송시간을 도출하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 나머지 로케이터 각각은 수신한 상기 제1측정신호와 제2측정신호의 수신시간차를 상기 거리측정장치로 송신함에 있어, 상기 제1측정 신호나 상기 제2측정 신호와는 다른 주파수 대역의 전파를 사용하여, 상기 제1측정 신호와 상기 제2측정 신호와의 무선충돌을 회피하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거리측정장치는
    상기 제1 전송시간 및 상기 제2 전송시간에 빛의 속도를 곱하여 상기 거리측정장치와 각 로케이터 사이의 거리를 도출하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 거리측정장치는
    3개 이상의 상기 거리측정장치와 각 로케이터 사이의 거리를 통하여 상기 거리측정장치의 위치를 도출하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 로케이터 각각은 상기 제1 측정신호를 수신한 시간과 상기 제2 측정신호를 발신한 시간의 차이를 상기 거리측정장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 로케이터들 중 하나가 상기 시간의 차이를 상기 거리측정장치로 송신하여 상기 거리측정장치가 수신한 후 미리 설정된 일정 시간이 지나서 다른 하나의 로케이터가 상기 시간의 차이를 상기 거리측정장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  10. 복수의 로케이터(locator)들 중 선택된 하나로 제1 측정 신호를 송신하고, 상기 제1 측정 신호를 수신한 상기 선택된 로케이터로부터 제2 측정 신호를 수신하는 신호 송수신부;
    상기 제1 측정 신호가 상기 선택된 로케이터에 도달하거나 상기 제2 측정 신호가 상기 거리측정장치에 도달하는 제1 전송시간을 도출하고, 상기 제1 전송시간을 통하여 상기 복수의 로케이터들 중 나머지 로케이터 각각의 제2 전송시간을 도출하는 제어부; 및
    상기 제1 전송시간과 상기 제2 전송시간을 저장하는 메모리부를 포함하는 거리측정장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 전송시간 및 상기 제2 전송시간에 빛의 속력을 곱하여 각 로케이터와의 거리를 도출하는 것을 특징으로 하는 거리측정장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023132506A1 (ko) * 2022-01-06 2023-07-13 삼성전자 주식회사 전자 장치 및 이를 이용한 위치 측정 방법

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"Comparison of Indoor Localization Systems Based on Wireless Communications", by Rejane Dalce, Theirry Val, Adrien Van Den Bossche, Wirelesss Engineering and Technology, 2011, 2, 240-256

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