KR20190138494A - Location tracking system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 관리가 요구되는 어떠한 대상물에 대한 실시간으로 위치를 추적할 수 있도록 하는 위치 추적 시스템에 관한 기술이다.The present invention relates to a location tracking system that enables location tracking in real time for any object requiring management.
센서기술 및 유무선 통신기술의 발전으로 어떠한 대상물의 위치를 확인하는 것은 일반적인 기술로 여겨지고 있다.With the development of sensor technology and wired / wireless communication technology, it is considered a general technology to locate an object.
예를 들어 각종 센서를 이용하여 어떤 장치나 전자제품의 정상동작 여부 등을 원격으로 확인 및 모니터링할 수 있으며, GPS 기술을 이용하여 고속주행하는 차량의 위치를 지도에 반영하는 네비게이션과 같은 제품도 출시되고 있다.For example, various sensors can be used to remotely check and monitor the normal operation of any device or electronic product, and GPS products can also be used to map the location of high-speed vehicles on the map. It is becoming.
제품을 생산하는 공장의 경우 다양한 자재, 설비, 작업자, 공구 등에 대한 안정적인 관리가 이루어져야만 생산성을 극대화시킬 수 있다. 하지만 넓은 공장에서 다양한 대상물을 일괄적으로 모니터링하면서 관리하기에는 어려움이 있었다.In the case of a factory that manufactures products, stable management of various materials, equipment, workers, tools, etc. can be used to maximize productivity. However, it was difficult to monitor and manage various objects collectively in a large factory.
또한, 병원과 같이 환자에 대한 관리가 무엇보다도 중요한 곳에서는 응급 상황에 대처하기 위해 환자의 위치를 즉각 확인할 수 있도록 할 필요성이 있다.In addition, where care for a patient is most important, such as a hospital, there is a need to be able to immediately identify a patient's location in order to cope with an emergency.
본 발명과 관련한 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-1456181호의 "공구 사용 관리를 위한 시스템, 이를 위한 장치 및 이를 위한 방법"이 알려져 있다.In the related art related to the present invention, a system for managing tool use, an apparatus therefor, and a method therefor are known in Korean Patent Registration No. 10-1456181.
도 1은 종래기술에 따른 공구 사용 관리를 위한 시스템에 대한 블록도이다.1 is a block diagram of a system for tool usage management according to the prior art.
도시된 바와 같이, 종래기술은 복수의 공구 각각에 부착된 복수의 단말기 각각으로부터 상기 복수의 공구 각각의 위치 정보를 수신하여, 수신된 위치 정보에 따라 복수의 공구를 관리하기 위한 규정을 정의하고, 상기 규정을 상기 복수의 단말기 각전송하는 관리 서버와, 상기 규정을 수신하여 상기 공구의 위치 정보를 지속적으로 검출하고, 검출된 위치 정보와 상기 규정을 비교하여 상기 규정에 벗어나는 이벤트가 발생하면, 상기 이벤트가 발생하였음을 상기 관리 서버에 알리는 상기 복수의 단말기 중 적어도 하나의 단말기를 포함하고, 상기 규정은 상기 복수의 공구 각각의 위치 정보로부터 얻어지는 상기 복수 공구 각각의 이동 경로의 평균인 표준 이동 경로를 정의하며, 상기 이벤트는 상기 복수의 공구 중 어느 하나의 공구가 상기 표준 이동 경로로부터 미리 설정된 임계치 이상 벗어나는 경우 발생하는 것을 특징으로 한다.As shown, the prior art receives the position information of each of the plurality of tools from each of a plurality of terminals attached to each of the plurality of tools, and defines a rule for managing the plurality of tools according to the received position information, A management server that transmits the rule to each of the plurality of terminals, and receives the rule and continuously detects position information of the tool, and compares the detected position information with the rule to generate an event that deviates from the rule. At least one terminal of the plurality of terminals informing the management server that an event has occurred, wherein the rule sets a standard moving path which is an average of the moving paths of each of the plurality of tools obtained from the position information of each of the plurality of tools. Wherein the event indicates that any one of the plurality of tools From the outside characterized in that it occurs when more than a predetermined threshold value.
종래기술에 의한 공구 사용 관리를 위한 시스템은 각 공구의 위치 확인이 가능하고 표준 이동 경로를 정의한 후, 해당 공구가 표준 이동 경로를 벗어나는 경우 이벤트가 발생하였음을 알려줌으로써 공구들이 부정확하게 사용되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.The conventional system for tool usage management can identify each tool and define a standard travel path, and then prevent the tools from being used incorrectly by notifying that an event has occurred when the tool is out of the standard travel path. The effect is that you can.
하지만 종래기술과 달리 어떠한 대상물의 동선이 일정한 경우가 아니라면 대상물의 위치를 실시간으로 파악하기에 어려움이 있게 된다.However, unlike the prior art, it is difficult to grasp the position of an object in real time unless the movement of any object is constant.
따라서 본 발명에서는 동선이 일정치 않은 어떠한 대상물의 위치를 실시간으로 추적할 수 있도록 하되, 공장이나 병원과 같이 관리의 대상이 되는 대상물이 위치되는 실제 이동공간을 모델링하여 가상이동공간을 모니터로 표시되게 하고, 가상이동공간 상에 대상물들의 위치가 실시간으로 표시되게 함으로써 대상물의 위치를 정확하게 파악 및 추적할 수 있도록 하는 위치 추적 시스템을 제공하고자 한다.Therefore, in the present invention, the movement of any object of which the movement is not constant can be tracked in real time, but the virtual moving space is displayed on the monitor by modeling the actual moving space where the object to be managed, such as a factory or hospital, is located. In addition, the location of the objects on the virtual moving space to be displayed in real time to provide a location tracking system that can accurately identify and track the location of the object.
제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 위치 추적 시스템은, 자력 또는 타력에 의해 이동되는 대상물에 대한 위치 추적을 위한 시스템으로서, 상기 대상물의 이동공간 내부에 고정 설치되는 복수개의 고정노드; 상기 대상물 마다 부착되어 1차위치정보를 생성하여 상기 고정노드로 전송하게 되는 이동노드; 상기 이동노드로부터 상기 1차위치정보를 수신한 상기 고정노드들이 생성하는 2차위치정보가 전송되어 저장되는 서버; 상기 대상물의 이동이 예정되는 상기 이동공간을 3차원 또는 2차원으로 모델링하여 가상이동공간을 모니터로 표시되게 하며, 상기 가상이동공간 상에 상기 대상물의 위치가 표시되게 하며, 상기 2차위치정보들의 조합을 통해 상기 대상물의 위치를 결정할 수 있는 관리프로그램;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Position tracking system of the present invention for achieving the problem as described, a system for tracking the position of the object to be moved by magnetic force or other forces, a plurality of fixed nodes fixedly installed in the moving space of the object; A mobile node attached to each object to generate primary position information and to transmit to the fixed node; A server for transmitting and storing secondary location information generated by the fixed nodes receiving the primary location information from the mobile node; The virtual moving space is displayed on a monitor by modeling the moving space in which the object is scheduled to be moved in 3D or 2D, and the position of the object is displayed on the virtual moving space, It characterized in that it comprises a; management program that can determine the location of the object through a combination.
바람직하게 상기 고정노드는 UWB모듈, 통신모듈 및 MCU를 포함하게 되며, 상기 이동노드는, UWB모듈, MEMS IMU 센서 및 MCU를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the fixed node includes a UWB module, a communication module, and a MCU, and the mobile node includes a UWB module, a MEMS IMU sensor, and a MCU.
바람직하게 상기 대상물의 위치결정은 복수의 고정노드들 중 상기 대상물과 가장 가까운 거리에 있는 3개의 고정노드들이 제공하는 상기 2차위치정보를 이용한 삼각측량법으로 계산하도록 하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the positioning of the object may be calculated by triangulation using the second position information provided by three fixed nodes at the closest distance to the object among a plurality of fixed nodes.
바람직하게 상기 대상물은, 사람, 차량, 자재, 설비 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Preferably, the object is any one of people, vehicles, materials, equipment.
본 발명에 의한 위치 추적 시스템에 의하면 비교적 간단한 구성으로도 정확하게 다양한 대상물의 이동 위치를 파악할 수 있고, 특히 다수의 관리 대상이 존재하는 경우에도 하나의 모니터를 통해 각 대상물의 현재 위치 및 이동경로를 파악할 수 있으므로 관리에 편의를 제공할 수 있다는 효과가 있다.According to the position tracking system according to the present invention, even with a relatively simple configuration, it is possible to accurately grasp the movement position of various objects, and in particular, even when there are a plurality of management objects, the current position and movement path of each object can be identified through one monitor. Therefore, it is possible to provide convenience for management.
도 1은 종래기술에 따른 공구 사용 관리를 위한 시스템에 대한 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 위치 추적 시스템의 개념도.
도 3은 고정노드의 구성도.
도 4는 이동노드의 구성도.
도 5는 하나의 이동노드와 3개의 고정노드에 의한 삼각측량법으로 위치가 구해지는 예시도.1 is a block diagram of a system for tool usage management in accordance with the prior art;
2 is a conceptual diagram of a location tracking system according to the present invention;
3 is a configuration diagram of a fixed node.
4 is a configuration diagram of a mobile node.
5 is an exemplary diagram in which a position is obtained by triangulation by one mobile node and three fixed nodes.
이하 본 발명에 의한 위치 추적 시스템에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하는 것으로 한다. 단, 제시되는 도면 및 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 설명하는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a position tracking system according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the drawings and detailed description thereof will be described as one possible example according to the technical idea of the present invention, the technical protection scope of the present invention is not limited thereto.
도 2는 본 발명에 의한 위치 추적 시스템의 개념도이며, 도 3은 고정노드의 구성도이며, 도 4는 이동노드의 구성도이며, 도 5는 하나의 이동노드와 3개의 고정노드에 의한 삼각측량법으로 위치가 구해지는 예시도이다.2 is a conceptual diagram of a position tracking system according to the present invention, FIG. 3 is a configuration diagram of a fixed node, FIG. 4 is a configuration diagram of a mobile node, and FIG. 5 is a triangulation method using one mobile node and three fixed nodes. This is an exemplary view where the position is obtained.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 위치 추적 시스템은 어떠한 대상물들의 위치 파악 및 경로 파악 등이 가능한 시스템으로서 여기서 대상물은 자력 또는 타력에 의해 이동되는 것일 수 있으며, 예를 들어 사람, 차량, 자재, 설비 등이 대상물이 될 수 있다.As shown, the location tracking system according to the present invention is a system capable of locating any object and identifying a path, and the object may be moved by magnetic force or inertia, for example, a person, a vehicle, a material, a facility, etc. This can be an object.
사람이나 차량의 경우는 자력으로 이동하게 될 것이며, 자재나 설비는 운반수단이 요구되므로 타력에 의해 이동되는 대상물로 구분할 수 있을 것이다.In the case of a person or a vehicle will be moved by magnetic force, materials or equipment may be classified as an object being moved by an inertia because a transport means is required.
이러한 대상물(10)들은 공장이나 병원 등과 같은 소정의 건물 내부에서 관리되며, 따라서 대상물(10)들이 위치되는 이동공간(20) 내부에 복수개의 고정노드(100)들이 고정 설치된다.These
고정노드(100)는 건물구조나 대상물의 갯수 등을 고려하여 적절하게 마련되도록 하는데, 벽이나 천장을 따라 일정한 위치에 고정 설치되게 하는 것이 바람직하고, 특히 이동공간(20)의 크기를 고려하여 고정노드(100) 간의 간격 및 갯수를 선정하도록 한다.The
고정노드(100)는 UWB(Ultra-WideBand) 기반으로 이루어지는데, 구체적으로 고정노드(100)는 UWB모듈(110), 통신모듈(120), MCU(130)를 포함하게 된다. 고정노드(100)는 특정 위치에 고정 설치됨으로써 절대위치정보를 제공할 수 있는 기준 역할을 하게 된다. 즉, 이동공간(20)에 배치되는 각각의 고정노드(100)에는 각자 고유의 절대좌표를 가지게 된다. 고정노드(100)의 절대좌표는 X, Y, Z로 이루어질 수 있다.The
고정노드(100)를 구성하는 UWB모듈(110)은 무선통신으로 후술될 이동노드(200)로부터 각종 데이터 및 신호를 송수신하는 기능을 하게 되며, 통신모듈(120)은 WiFi 또는 이더넷으로 이루어져 서버(300)로 데이터 및 신호를 송수신하게 된다. 그리고 MCU(Main Control Unit)(130)는 이동노드(200)로부터 제공되는 1차위치정보를 받아서 고정노드(100)의 위치정보가 포함되는 2차위치정보를 생성하여 서버(300)로 전송할 수 있도록 제어하는 기능을 한다. 본 실시예에서 MCU(130)는 ARM 계열인 Cortex-M3을 사용하도록 한다.The
이동공간(20)에서 이동이 예정되는 각 대상물(10)에는 이동노드(200)가 부착되며, 이동노드(200)는 1차위치정보를 생성하여 고정노드(100)로 전송하게 된다.The
구체적으로 이동노드(200)는 개별적인 아이디를 갖게 되며, 실시간으로 대상물(10)의 이동에 따른 1차위치정보를 송출하여 대상물(10) 인근의 고정노드(100)에서 수신될 수 있도록 한다.Specifically, the
구체적으로 이동노드(200)는 UWB모듈(210), MEMS IMU 센서(220) 및 MCU(230)를 포함하여 구성되며, UWB모듈(210)과 MEMS IMU 센서(220)의 조합에 의해 이동공간(20) 내에서의 1차위치정보가 생성된다. MEMS IMU 센서(220)는 가속도센서, 자이로센서, 지자기센서 등을 포함하여 이루어진다. MCU(230)는 1차위치정보가 정확하게 계산될 수 있도록 제어기능을 수행하게 된다.In detail, the
대상물(10)에 부착된 이동노드(200)는 고유 아이디를 가지고 있고, 각 이동노드(200)는 현재 위치에서의 1차위치정보를 생성하여 인근의 고정노드(100)로 전송하게 되고, 1차위치정보를 받은 각 고정노드(100)들은 1차위치정보를 가공하여 2차위치정보를 생성하게 된다.The
즉, 고정노드(100)로 전송된 1차위치정보는 고정노드(100)의 절대위치정보와 매칭되면서 2차위치정보를 생성하게 되며, 2차위치정보는 서버(300)로 전송된다. 서버(300)는 고정노드(100)들이 제공하는 2차위치정보를 수신하여 저장하게 되며, 2차위치정보들의 조합을 이용하면 특정 대상물의 정확한 위치를 계산할 수 있다.That is, the primary position information transmitted to the
특히, 본 발명에 의한 위치 추적 시스템의 경우 관리프로그램(400)이 포함되는데, 대상물(10)들의 이동이 예정되는 이동공간(20)을 3차원 또는 2차원으로 모델링하여 가상이동공간(410)을 만들어서 모니터로 표시되게 하며, 가상이동공간(410) 상에 대상물(10)의 위치가 표시되도록 한다. 가상이동공간(410)에 표시되는 대상물의 위치는 2차위치정보들의 조합을 통해 계산된 결과에 바탕을 두고 표시되는 것이다.In particular, in the case of a location tracking system according to the present invention, the
구체적으로 대상물(10)에 대한 위치결정은 삼각측량법으로 계산하도록 하는데, 복수의 고정노드(100)들 중에서 특정 대상물(10)과 가장 가까운 거리에 있는 3개의 고정노드들이 제공하는 2차위치정보를 조합함으로써 대상물의 정확한 위치를 계산하여 가상이동공간에 표시되게 한다.Specifically, the positioning of the
도 5와 같이 "A"라는 대상물이 있는 경우 "A"에 부착된 이동노드로부터 생성된 1차위치정보는 "A" 인근의 복수의 고정노드로 전송되며, 고정노드들의 수신거리로 인해 총 5개의 고정노드들이 "A"로부터 1차위치정보를 수신하였다고 가정한다.When there is an object "A" as shown in Figure 5, the primary position information generated from the mobile node attached to the "A" is transmitted to a plurality of fixed nodes near the "A", due to the receiving distance of the fixed nodes in total 5 Assume that two fixed nodes have received primary location information from "A".
1번 고정노드(100a), 2번 고정노드(100b), 3번 고정노드(100c), 4번 고정노드(100d), 5번 고정노드(100e)라고 부르도록 하며, "A"로부터 가장 가까운 거리에 위치되는 고정노드는 1번 고정노드(100a), 3번 고정노드(100c), 5번 고정노드(100e)이다.1 fixed node (100a), 2 fixed node (100b), 3 fixed node (100c), 4 fixed node (100d), 5 fixed node (100e) to be called, and closest to the "A" The fixed nodes located at a distance are the first
따라서 총 5개의 고정노드들은 2차위치정보를 서버(300)로 제공하게 되고, 서버(300)에 저장된 2차위치정보는 다시 관리프로그램(400)으로 전송된다. 관리프로그램(400)에서는 삼각측량에 필요한 1번 고정노드(100a), 3번 고정노드(100c), 5번 고정노드(100e)로부터 전송된 2차위치정보만을 조합하여 대상물(10)의 위치를 계산하여 가상이동공간(410) 상에 표시되게 한다.Accordingly, a total of five fixed nodes provide secondary location information to the
한편, 어떤 대상물의 위치 계산을 위해 필요한 2차위치정보들은 동일 시간대에 수집된 것들이 사용되어야 한다.On the other hand, the secondary location information necessary for the calculation of the position of an object should be used at the same time.
이동공간이 공산품의 생산을 위한 공장인 경우라면, 관리대상이 되는 차량, 작업자, 자재, 설비 등의 위치를 모니터를 통해 한 눈에 파악할 수 있기 때문에 생산라인이 보다 효율적으로 운영 및 관리될 수 있도록 할 수 있으며, 이동공간이 병원이라면 환자들의 위치 및 이동동선을 쉽게 파악함으로써 응급상황에 신속히 대처가 가능하게 되는 효과를 제공할 수 있다.If the moving space is a factory for the production of industrial products, the location of vehicles, workers, materials, and facilities to be managed can be identified at a glance with a monitor so that the production line can be operated and managed more efficiently. If the moving space is a hospital, it is possible to provide an effect of quickly responding to an emergency by easily grasping the location and movement of the patients.
본 발명에 의한 위치 추적 시스템은 관리가 요구되는 이동하는 대상물의 위치 파악을 위한 용도로 사용되기에 적합한 기술이다.The location tracking system according to the present invention is a technique suitable for use for the purpose of locating a moving object requiring management.
10 : 대상물
20 : 이동공간
100 : 고정노드
110 : UWB모듈
120 : 통신모듈
130 : MCU
100a: 1번 고정노드
100b: 2번 고정노드
100c: 3번 고정노드
100d: 4번 고정노드
100e: 5번 고정노드
200 : 이동노드
210 : UWB모듈
220 : MEMS IMU 센서
230 : MCU
300 : 서버
400 : 관리프로그램
410 : 가상이동공간10: object
20: moving space
100: fixed node
110: UWB Module
120: communication module
130: MCU
100a: fixed node 1
100b: fixed node 2
100c: fixed node 3
100d: fixed node 4
100e: fixed node # 5
200: moving node
210: UWB module
220: MEMS IMU Sensor
230: MCU
300: server
400: management program
410: virtual moving space
Claims (4)
상기 대상물의 이동공간 내부에 고정 설치되는 복수개의 고정노드;
상기 대상물 마다 부착되어 1차위치정보를 생성하여 상기 고정노드로 전송하게 되는 이동노드;
상기 이동노드로부터 상기 1차위치정보를 수신한 상기 고정노드들이 생성하는 2차위치정보가 전송되어 저장되는 서버;
상기 대상물의 이동이 예정되는 상기 이동공간을 3차원 또는 2차원으로 모델링하여 가상이동공간을 모니터로 표시되게 하며, 상기 가상이동공간 상에 상기 대상물의 위치가 표시되게 하며, 상기 2차위치정보들의 조합을 통해 상기 대상물의 위치를 결정할 수 있는 관리프로그램;을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.A system for tracking the position of an object moved by magnetic or inertia,
A plurality of fixed nodes fixedly installed in the moving space of the object;
A mobile node attached to each object to generate primary position information and to transmit to the fixed node;
A server for transmitting and storing secondary location information generated by the fixed nodes receiving the primary location information from the mobile node;
The virtual moving space is displayed on the monitor by modeling the moving space in which the object is scheduled to be moved in 3D or 2D, and the position of the object is displayed on the virtual moving space, And a management program that can determine the location of the object through a combination.
상기 고정노드는 UWB모듈, 통신모듈 및 MCU를 포함하게 되며,
상기 이동노드는, UWB모듈, MEMS IMU 센서 및 MCU를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.The method of claim 1,
The fixed node will include a UWB module, communication module and MCU,
The mobile node, UWB module, a location tracking system, characterized in that it comprises a MEMS IMU sensor and MCU.
상기 대상물의 위치결정은 복수의 고정노드들 중 상기 대상물과 가장 가까운 거리에 있는 3개의 고정노드들이 제공하는 상기 2차위치정보를 이용한 삼각측량법으로 계산하도록 하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.The method of claim 2,
Positioning of the object is a location tracking system, characterized in that to calculate by the triangulation method using the secondary position information provided by the three fixed nodes at the closest distance to the object of the plurality of fixed nodes.
상기 대상물은, 사람, 차량, 자재, 설비 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The object is a location tracking system, characterized in that any one of a person, vehicle, material, equipment.
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101456181B1 (en) | 2013-01-14 | 2014-10-31 | 경일대학교산학협력단 | System, apparatus and method for managing tool usage |
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2018
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101456181B1 (en) | 2013-01-14 | 2014-10-31 | 경일대학교산학협력단 | System, apparatus and method for managing tool usage |
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