KR20210034802A - 다중 안테나를 이용한 측위 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

다중 안테나를 이용한 측위 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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이경민
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Abstract

본 발명은 다중 안테나를 통해서 측정한 GPS 측위 결과를 이용하여 정밀하게 위치를 측정하는 측위 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 이동체에 설치된 다중 안테나를 이용하여, 상기 이동체의 위치를 측정하는 위치 방법은, 복수의 GPS 안테나로부터 GPS 신호를 각각 수신하는 단계; 상기 수신한 GPS 신호를 토대로 각각의 GPS 안테나의 위치와 에러 영역을 추정하는 단계; 복수의 GPS 안테나 중에서 기준 안테나를 선정하는 단계; 상기 선정한 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간에 나타내는 각도 범위를 확인하는 단계; 상기 각도 범위와 상기 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간의 거리를 토대로, 상기 이동체가 위치할 수 있는 위치 영역을 추정하는 단계; 및 상기 위치 영역 내에 어느 한 좌표를 상기 이동체의 위치로서 결정하는 단계를 포함한다.

Description

다중 안테나를 이용한 측위 방법 및 이를 위한 장치{LOCATION MEASURING METHOD USING MULTI ANTENNA AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 측위 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다중 안테나를 통해서 측정한 GPS 측위 결과를 이용하여 정밀하게 위치를 측정하는 측위 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
위성 기반 측위 방식은 위성의 분포와 궤도력 등을 통해 추정된 결과에 대한 신뢰도 판단 지표를 제공하고 있으며, 외부 환경으로 인하여 성능 열화가 발생할 경우, 이를 반영한 DOP(Dilution of Precision) 정보를 제공함으로써 오차 범위를 인지하게 한다. 또한, 위성 기반 측위 방식은 정확도 정보를 제공함으로써 표출한 위치 정보가 부정확할 수 있음을 사용자에게 알려주기도 한다. 즉, 위성 기반 측위 방식은 이동체가 이동하는 환경에 따라서, 그 정확도가 변화하므로 현재 측위된 결과에 대한 오차를 나타내는 지표를 제공한다.
한편, 짐을 싣고 이동해야 할 필요가 있는 공업, 농업, 운송용 특수 차량에 대해 위치 확인을 위해서, GPS 안테나를 차량의 특정 위치에 부착하였을 경우 주변 환경 또는 적재물에 의해 신호 수신이 불가능한 음영지역이 발생할 수 있다. 예를 들어, 측위를 위해 양호한 SNR(signal to noise ratio) 확보가 가능한 필요 최소 위성 개수인 4개를 만족하지 못하는 경우가 발생할 수 있으며, 이와 같은 경우 낮은 측위 정확도를 보이게 된다.
따라서, 내비게이션과 같은 위치 기반 서비스를 제공하기 위해서는 오차 범위를 최소화할 수 있어야 하며, 모든 장치에 활용 가능하도록 GPS 시스템만을 활용한 정확도 개선이 가능해야 한다.
본 발명은 다중 GPS 안테나를 이용하여, 위치를 정확하게 측정하여 측위 오차를 개선하는 다중 안테나를 이용한 측위 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1측면에 따른, 이동체에 설치된 다중 안테나를 이용하여, 상기 이동체의 위치를 측정하는 위치 방법은, 복수의 GPS 안테나로부터 GPS 신호를 각각 수신하는 단계; 상기 수신한 GPS 신호를 토대로 각각의 GPS 안테나의 위치와 에러 영역을 추정하는 단계; 복수의 GPS 안테나 중에서 기준 안테나를 선정하는 단계; 상기 선정한 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간에 나타내는 각도 범위를 확인하는 단계; 상기 각도 범위와 상기 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간의 거리를 토대로, 상기 이동체가 위치할 수 있는 위치 영역을 추정하는 단계; 및 상기 위치 영역 내에 어느 한 좌표를 상기 이동체의 위치로서 결정하는 단계를 포함한다.
상기 각도 범위를 확인하는 단계는, 상기 기준 안테나의 에러 영역의 좌측 끝점과 상기 타 GPS 안테나의 우측 끝점에 대한 각도를 산출하고, 상기 기준 안테나의 에러 영역의 우측 끝점과 상기 타 GPS 안테나의 좌측 끝점에 대한 각도를 산출하여, 이 산출한 각도를 토대로 상기 각도 범위를 확인할 수 있다.
상기 기준 안테나를 선정하는 단계는, 복수의 GPS 안테나 중에서, 위치 정확도가 가장 높게 나타나는 GPS 안테나를 상기 기준 안테나로 선정할 수 있다.
상기 위치 영역을 추정하는 단계는, 상기 기준 안테나의 에러 영역의 수직선에서부터 상기 각도 범위 이내로 상기 거리의 절반만큼 이격되는 영역되는 상기 위치 영역으로 추정할 수 있다.
상기 결정하는 단계는, 상기 위치 영역의 중심점을 상기 이동체의 위치로서 결정할 수 있다.
상기 방법은 상기 결정하는 단계 이후에, 상기 기준 안테나가 위치한 방향으로 상기 결정한 이동체의 위치를 보정할 수 있다.
상기 추정하는 단계는, 상기 기준 안테나와 상기 타 안테나를 연결하는 직선 축과 또 다른 GPS 안테나 간의 이격 거리를 확인하는 단계; 상기 또 다른 GPS 안테나의 에러 영역의 반경을 상기 이격 거리만큼 확장하여 상기 또 다른 GPS 안테나의 에러 영역을 확대하는 단계; 및 상기 확대한 에러 영역에 포함되지 않은 영역을 상기 위치 영역에서 제거하여 상기 위치 영역을 축소하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 방법은 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 형태로 기록매체에 저장될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2측면에 따른, 이동체에 설치된 다중 안테나를 이용하여 상기 이동체의 위치를 측정하는 위치 측정 장치는, 복수의 GPS 안테나로부터 GPS 신호를 각각 수신하고, 상기 수신한 GPS 신호를 토대로 각각의 GPS 안테나의 위치와 에러 영역을 추정하는 안테나 측위부; 및 복수의 GPS 안테나 중에서 기준 안테나를 선정하여 상기 선정한 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간에 나타내는 각도 범위를 확인하고, 상기 각도 범위와 상기 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간의 거리를 토대로 상기 이동체가 위치할 수 있는 위치 영역을 추정한 후, 상기 위치 영역 내에 어느 한 좌표를 상기 이동체의 위치로서 결정하는 위치 측정부를 포함한다.
본 발명은 이동체에 장착된 복수의 GPS 안테나를 이용하여 이동체의 위치를 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 이동체에 장착된 복수의 GPS 안테나 각각에서 측정한 GPS 정확도를 토대로 각 GPS 안테나별로 에러 영역을 추정하고, 에러 영역, 회전 각도 및 GPS 안테나별 거리를 토대로 이동단말이 위치하는 영역을 확인하여 측위 정확도를 개선할 수 있다.
게다가, 본 발명은 GPS 정확도를 토대로 이동체의 위치를 보정함으로써, 이동단말의 측위 결과를 더욱 향상시키는 이점이 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 이동체에 다중 안테나가 설치된 것을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치에서 다중 안테나를 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4d는 두 GPS 안테나의 위치, 에러 영역 및 이동체의 위치 영역을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 위치 측정 장치에서 다중 안테나를 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6c는 이동체의 추정 영역이 축소되어 이동체의 위치가 추정되는 것을 예시적으로 나타낸다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 이동체에 다중 안테나가 설치된 것을 예시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 이동체(10)는 복수의 GPS 안테나(11, 12)가 설치된다. 도 1에서는 이동체(10)가 대형 트럭으로 예시되어 있으나, 승용차, 선박 등과 같은 이동수단에 복수의 GPS 안테나(11, 12)가 설치될 수도 있다. 또한, 도 1에서는 GPS 안테나가 두 개인 것으로 예시하고 있으며, 3 이상의 GPS 안테나가 이동체에 배치될 수 있다.
각각의 GPS 안테나(11, 12)는, GPS 신호가 정상적으로 수신될 수 있는 이동체(10)의 특정 영역에 각각 설치되며, 설치 위치에서 복수의 위성(13)으로부터 GPS 신호를 각각 수신한다.
각각의 안테나(11, 12)의 상대적인 거리는 위치 측정 장치(200)에 저장된다. 또한, 상기 GPS 안테나(11, 12)는 현재 위치에서 측정한 GPS 신호를 위치 측정 장치(200)로 전송한다. 한편, 이동체(10)에 4개 이상의 GPS 안테나가 설치되는 경우, 두 개의 GPS 안테나를 연결하는 가상의 직선 축을 각각 생성하고, 이 직선 축이 서로 직교하거나 소정의 각도를 형성하도록 GPS 안테나(11, 12)를 이동체(10)에 배치할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치(200)는 안테나 측위부(210), 저장부(220), 위치 측정부(230) 및 위치 보정부(240)를 포함하고, 이러한 구성요소들은 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합을 통해서도 구현될 수 있다.
또한, 상기 위치 측정 장치(200)는 하나 이상의 프로세서와 메모리를 포함할 수 있으며, 안테나 측위부(210) 위치 측정부(230) 및 위치 보정부(240)는 상기 프로세서에 의해서 실행되는 프로그램 형태로 메모리에 탑재될 수 있다.
상기 위치 측정 장치(200)는 이동체(10)에 구비된 네비게이션과 통합되어 구현될 수 있고, 또는 이동체(10)에서 물리적으로 떨어진 서버 형태로 구현될 수 있다.
저장부(220)는 디스크 장치와 같은 저장 수단으로서, 각 안테나 간의 거리를 저장한다. 부연하면, 이동체(10)에 안테나가 설치되는 경우, 안테나 설치자는 각 안테나와의 거리를 위치 측정 장치(200)로 입력하고, 저장부(220)는 안테나 설치자가 입력한 안테나의 거리를 저장한다.
또한, 저장부(220)는 가로축 또는 세로축을 형성하는 한 쌍의 안테나 식별정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(220)는 가로축과 세로축을 형성하는 안테나의 이격 거리를 저장하며, 더불어 세로축과 가로축을 형성하는 안테나의 이격 거리를 저장한다.
안테나 측위부(210)는 복수의 안테나의 위치를 각각 측정하는 기능을 수행한다. 즉, 안테나 측위부(210)는 GPS 안테나(11, 12)로부터 수신한 GPS 신호를 분석하여, 해당 GPS 안테나(11, 12)의 위치를 추정하고, 더불어 추정한 위치 결과에 대한 정확도를 확인한다. 이러한 안테나 측위부(210)에서 수행되는 GPS 기반의 위치 측정과 측위 정확도는 공지된 GPS 기반의 위치 측정 기술을 이용한다.
특히, 안테나 측위부(210)는 상기 측위 정확도를 토대로 각 GPS 안테나(11, 12)의 위치가 오차 범위를 나타내며, 더불어 안테나의 위치가 존재할 수 있는 범위인 에러 영역을 생성한다. 상기 에러 영역은 GPS 안테나(11, 12)가 위치할 수 있는 영역으로서 원 형태로서 표현된다. 측위 정확도에 높을수록 에러 영역이 작아지고, 측위 정확도가 낮을수록 에러 영역은 커진다. 즉, 에러 영역의 지름은 측위 정확도에 따라 결정된다.
위치 측정부(230)는 상기 안테나 측위부(210)에서 GPS 안테나(11, 12)별 위치 측정 결과와 측위 정확도를 토대로, 이동체(10)의 위치를 측위한다. 구체적으로, 위치 측정부(230)는 안테나 측위부(210)에 측정한 안테나별 위치를 확인하고, 이 중에서 정확도가 가장 높은 안테나의 위치를 기준 위치로서 선정한 후, 이 기준 위치에 선정된 안테나의 위치와 직선 축을 이루는 타 안테나의 식별정보를 저장부(220)에서 확인한 후, 이 타 안테나의 에러 영역과 상기 기준 안테나의 에러 영역을 토대로, 각도 범위를 확인한다. 위치 측정부(230)는 각 안테나별로 확인한 에러 영역과 위치, 그리고 안테나 간의 거리를 이용하여, 이동체(10)가 위치하는 위치 영역을 추정하고, 이 추정한 위치 영역의 중심점을 이동체(10)의 위치로서 결정한다.
위치 측정부(230)에서 안테나 개수에 따라 위치 영역을 확인하고, 이동체(10)의 위치를 결정하는 방법에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조한 설명을 통해서 자세하게 후술된다.
위치 보정부(240)는 안테나의 정확도를 토대로, 상기 위치 측정부(230)에서 결정한 이동체(10)의 위치를 보정하는 기능을 수행한다. 즉, 위치 보정부(240)는 특정 축을 이루는 각 안테나의 위치를 정확도를 확인하고, 정확도가 높은 안테나의 방향으로 상기 이동체(10)의 위치를 보정시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치에서 다중 안테나를 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4d는 두 GPS 안테나의 위치, 에러 영역 및 이동체의 위치 영역을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4a 내지 도 4d를 참조하여, 두 개의 GPS 안테나를 통해서 이동체의 위치를 측위하는 방법에 대해서 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 안테나 측위부(210)는 이동체(10)에 탑재된 두 개의 GPS 안테나(11, 12)를 이용하여 GPS 신호를 각각 수신한다(S301). 이어서, 안테나 측위부(210)는 GPS 안테나(11, 12)로부터 수신한 GPS 신호를 분석하여, 각 GPS 안테나(11, 12)별 안테나의 위치와 에러 영역을 추정한다(S303). 상기 에러 영역은 GPS 신호의 정확도를 토대로 추정하는 것으로서, 상기 GPS 신호를 이용한 에러 영역 추정과 안테나 위치 측위는 공지된 GPS 기반의 위치 측위 기술을 이용한다.
다음으로, 안테나 측위부(210)는 에러 영역의 크기가 가장 작은(즉, 정확도가 가장 높은) GPS 안테나(11, 12)를 기준 안테나로 선정한다(S305).
도 4a에서 제1GPS 안테나(11)의 에러 영역(41)은 작은 원 영역(41)이고, 제1GPS 안테나(11)의 위치는 작은 원(41)의 중심점(41a)이다. 또한, 제2GPS 안테나(12)의 에러 영역(42)은 큰 원 영역(42)이고, 제2GPS 안테나(12)의 위치는 큰 원(42)의 중심점(42a)이다. 위치 측정부(230)는 크기가 가장 작은(즉, 정확도가 가장 높은) 영역을 가지는 제1GPS 안테나(11)를 기준 안테나로서 선정한다.
다음으로, 위치 측정부(230)는 상기 제1GPS 안테나(11)의 위치와 상기 제2GPS 안테나(12) 위치 간에 발생할 수 있는 각도 범위(-θ ~ +θ)를 확인한다(S307).
상기 위치 측정부(230)는 상기 제1GPS 안테나(11)의 에러 영역의 좌측 끝점과 제2GPS 안테나(12)의 에러 영역의 우측 끝점에 대한 각도(+θ)를 산출하고, 상기 제1GPS 안테나(11)의 에러 영역의 우측 끝점과 제2GPS 안테나(12)의 에러 영역의 좌측 끝점에 대한 각도(-θ)를 산출하여 각도 범위(-θ ~ +θ)을 확인할 수 있다.
이어서, 위치 측정부(230)는 제1GPS 안테나(11)와 제2GPS 안테나(12) 간의 이격 거리를 저장부(220)에서 확인하고 이 이격 거리(d)와 상기 각도 범위(-θ ~ +θ)를 토대로 이동체(10)가 위치할 수 있는 위치 영역을 추정한다(S309). 구체적으로, 위치 측정부(230)는 제1GPS 안테나(11)의 에러 영역(41)의 수직선(즉, 하단부터 상단)을 기준으로, 상기 각도 범위(-θ ~ +θ)만큼 상기 이격 거리의 절반(d/2)으로 이격된 영역을 이동체(10)가 위치할 수 있는 위치 영역으로 추정한다.
도 4b는 제1GPS 안테나(11)의 에러 영역(41)의 하단을 기준으로, 상기 각도 범위(-θ ~ +θ)만큼 상기 이격 거리의 절반(d/2)으로 이격된 영역을 예시하고 있다. 또한, 도 4c는 제1GPS 안테나(11)의 에러 영역(41)의 상단을 기준으로, 상기 각도 범위(-θ ~ +θ)만큼 상기 이격 거리의 절반(d/2)으로 이격된 영역을 예시하고 있다. 그리고 도 4d는 제1GPS 안테나(11)의 에러 영역(41)의 수직선(즉, 하단부터 상단)을 기준으로, 상기 각도 범위(-θ ~ +θ)만큼 상기 이격 거리의 절반(d/2)으로 이격된 영역을 예시한다. 도 4d에서는, 참조부호 43에 해당하는 영역이 이동체(10)가 위치한 영역으로 예시된다.
이렇게 이동체(10)가 위치한 영역을 추정되면, 위치 측정부(230)는 상기 추정 영역(43)의 중심점(43a)을 이동체(10)의 위치로서 결정한다(S311).
다음으로, 위치 보정부(240)는 제1GPS 안테나(11)의 정확도를 토대로, 상기 결정한 이동체(10)의 위치가 추정한 영역(43) 내에서, 제1GPS 안테나(11)의 방향으로 이동되도록 이동체(10)의 위치를 보정한다(S313). 이때, 위치 보정부(240)는 제1GPS 안테나(11)의 정확도에 비례하여, 보정 거리를 결정할 수 있다. 즉, 제1GPS 안테나(11)의 정확도가 높으면, 제1GPS 안테나(11)의 방향으로 보정되는 거리가 길어진다.
이동체(10)에 GPS 안테나가 두 개 설치된 경우에는 전술한 바와 같이, 이동체(10)의 위치가 결정된다.
한편, GPS 안테나가 3개 이상은 경우, 또 다른 GPS 안테나를 통해서 측정된 정보를 토대로 상기 추정 영역이 축소되는 과정이 진행된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 위치 측정 장치에서 다중 안테나를 이용하여 이동체의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6c는 이동체의 추정 영역이 축소되어 이동체의 위치가 추정되는 것을 예시적으로 나타낸다.
도 5, 도 6a 내지 도 6c를 참조한 설명을 통해서, 네 개의 GPS 안테나를 통해서 이동체의 위치를 측위하는 방법에 대해서 설명한다. 제1GPS 안테나(11)와 제2GPS 안테나(12)를 연결하는 제1축과 제3GPS 안테나(도면에 도시되지 않음)와 제4GPS 안테나(도면에 도시되지 않음)를 연결하는 제2축으로 서로 직교하도록 이동체(10)에 배치된다.
도 5에서 참조부호 중에서 도 3과 동일한 참조부호는, 도 3에서 설명한 프로세스와 동일하므로, 도 5에서 상이한 참조부호를 가지는 프로세스만을 설명한다. 도 5에서는 제1GPS 안테나(11)가 가장 정확도가 높아, 기준 안테나로 선정된 것으로 가정된다.
도 5 및 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 제1GPS 안테나(11)와 제2GPS 안테나(12) 간에 형성된 제1축(예컨대, 수직축)과, 제1축과 제3GPS 안테나 간에 이격 거리(d1)를 저장부(220)에서 확인하고, 더불어 제1축과 제4GPS 안테나 간에 이격 거리(d2)를 저장부(220)에서 확인한다(S509).
위치 측정부(230)는 제3GPS 안테나(13)의 에러 영역(61) 반경(r1)을 제1축과 제3GPS 안테나 간에 이격 거리(d1)만큼 확장하여, 제3GPS 안테나(13)의 에러 영역이 참조부호 61의 원에서 61′의 원이 되도록, 상기 에러영역(61′)을 확대한다(S510). 또한, 위치 측정부(230)는 제4GPS 안테나(14)의 에러 영역(62) 반경(r2)을 제1축과 제4GPS 안테나 간에 이격 거리(d2)을 확장하여, 제4GPS 안테나(13)의 에러 영역이 참조부호 62 크기의 원에서 62′원이 되도록, 상기 에러영역(62′)을 확대한다. 즉, 위치 측정부(230)는 제1축과 안테나 간의 이격거리를 토대로, 각 에러 영역(61, 62)을 확대한다. 상기 확대한 에러 영역(61′, 62′)은 이동체가 위치할 수 있는 가능성을 고려하여 확대한 공간을 의미한다.
다음으로, 위치 측정부(230)는 이동체의 위치 영역(43) 중에서, 확대한 에러 영역(61′, 62′)에서 포함되지 않은 영역이 존재하는지 여부를 확인하여, 포함되지 않은 영역이 존재하면 해당 영역(64, 65)을 위치 영역(43)에서 제거하여, 이동체의 영역(43)을 축소시킨다(S511). 도 6a는 참조부호 64에 해당하는 영역이 이동체(10)의 위치 영역(43)에서 제거되는 것을 예시하고, 도 6b는 참조부호 65에 해당하는 영역이 이동체(10)의 위치 영역(43)에서 제거되는 것을 예시한다.
이렇게 위치 영역(43)이 축소되면, 도 6c에서와 같은 이동체(10)의 위치 영역(43)이 최종적으로 선정된다.
이동체(10)의 위치 영역(43)을 축소되면, 위치 측정부(230)는 상기 축소한 추정 영역(43)의 중심점(43b)을 이동체(10)의 위치로서 결정한다(S513).
다음으로, 위치 보정부(240)는 제1GPS 안테나(11)의 정확도를 토대로, 상기 결정한 이동체(10)의 위치가 추정한 영역(43) 내에서, 제1GPS 안테나(11)의 수직 방향으로 이동되도록 이동체(10)의 위치를 보정한다(S513). 이때, 위치 보정부(240)는 제1GPS 안테나(11)의 정확도에 비례하여, 보정 거리를 결정할 수 있다. 즉, 제1GPS 안테나(11)의 정확도가 높으면, 제1GPS 안테나(11)의 방향으로 보정되는 거리가 길어진다.
또한, 위치 보정부(240)는 제3GPS 안테나 위치와 제4GPS 안테나 위치 각각의 정확도를 확인하고, 정확도가 높은 안테나의 방향으로 수평 이동되도록 이동체(10)의 위치를 보정한다. 이때, 위치 보정부(240)는 제3GPS 안테나의 위치 또는 제4GPS 안테나의 정확도에 비례하여, 보정 거리를 결정할 수 있다.
한편, 위치 측정부(230)는 제3GPS 안테나와 제4GPS 안테나를 S301 단계 내지 S309 단계를 적용하여, 이동체(10)의 위치 영역을 추가적으로 생성할 수도 있다. 이 경우, 위치 측정부(230)는 제1GPS 안테나와 제2GPS 안테나를 이용하여 생성한 제1위치 영역과, 제3GPS 안테나와 제3GPS 안테나를 이용하여 생성한 제2위치 영역 간에 중첩되는 영역을 이동체(10)가 위치하는 최종적인 추정 위치로서 결정할 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 : 이동체 11, 12 : GPS 안테나
200 : 위치 측정 장치 210 : 안테나 측위부
220 : 저장부 230 : 위치 측정부
240 : 위치 보정부

Claims (14)

  1. 이동체에 설치된 다중 안테나를 이용하여, 상기 이동체의 위치를 측정하는 위치 방법으로서,
    복수의 GPS 안테나로부터 GPS 신호를 각각 수신하는 단계;
    상기 수신한 GPS 신호를 토대로 각각의 GPS 안테나의 위치와 에러 영역을 추정하는 단계;
    복수의 GPS 안테나 중에서 기준 안테나를 선정하는 단계;
    상기 선정한 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간에 나타내는 각도 범위를 확인하는 단계;
    상기 각도 범위와 상기 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간의 거리를 토대로, 상기 이동체가 위치할 수 있는 위치 영역을 추정하는 단계; 및
    상기 위치 영역 내에 어느 한 좌표를 상기 이동체의 위치로서 결정하는 단계;를 포함하는 측위 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각도 범위를 확인하는 단계는,
    상기 기준 안테나의 에러 영역의 좌측 끝점과 상기 타 GPS 안테나의 우측 끝점에 대한 각도를 산출하고, 상기 기준 안테나의 에러 영역의 우측 끝점과 상기 타 GPS 안테나의 좌측 끝점에 대한 각도를 산출하여, 이 산출한 각도를 토대로 상기 각도 범위를 확인하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 안테나를 선정하는 단계는,
    복수의 GPS 안테나 중에서, 위치 정확도가 가장 높게 나타나는 GPS 안테나를 상기 기준 안테나로 선정하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치 영역을 추정하는 단계는,
    상기 기준 안테나의 에러 영역의 수직선에서부터 상기 각도 범위 이내로 상기 거리의 절반만큼 이격되는 영역되는 상기 위치 영역으로 추정하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 위치 영역의 중심점을 상기 이동체의 위치로서 결정하는 것을 특징으로하는 측위 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 결정하는 단계 이후에,
    상기 기준 안테나가 위치한 방향으로 상기 결정한 이동체의 위치를 보정하는 단계;를 더 포함하는 측위 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는,
    상기 기준 안테나와 상기 타 안테나를 연결하는 직선 축과 또 다른 GPS 안테나 간의 이격 거리를 확인하는 단계;
    상기 또 다른 GPS 안테나의 에러 영역의 반경을 상기 이격 거리만큼 확장하여 상기 또 다른 GPS 안테나의 에러 영역을 확대하는 단계; 및
    상기 확대한 에러 영역에 포함되지 않은 영역을 상기 위치 영역에서 제거하여 상기 위치 영역을 축소하는 단계;를 더 포함하는 측위 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하고 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램.
  9. 이동체에 설치된 다중 안테나를 이용하여 상기 이동체의 위치를 측정하는 위치 측정 장치에 있어서,
    복수의 GPS 안테나로부터 GPS 신호를 각각 수신하고, 상기 수신한 GPS 신호를 토대로 각각의 GPS 안테나의 위치와 에러 영역을 추정하는 안테나 측위부; 및
    복수의 GPS 안테나 중에서 기준 안테나를 선정하여 상기 선정한 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간에 나타내는 각도 범위를 확인하고, 상기 각도 범위와 상기 기준 안테나와 타 GPS 안테나 간의 거리를 토대로 상기 이동체가 위치할 수 있는 위치 영역을 추정한 후, 상기 위치 영역 내에 어느 한 좌표를 상기 이동체의 위치로서 결정하는 위치 측정부;를 포함하는 위치 측정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    상기 기준 안테나의 에러 영역의 좌측 끝점과 상기 타 GPS 안테나의 우측 끝점에 대한 각도를 산출하고 상기 기준 안테나의 에러 영역의 우측 끝점과 상기 타 GPS 안테나의 좌측 끝점에 대한 각도를 산출하여, 이 산출한 각도를 토대로 상기 각도 범위를 확인하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    복수의 GPS 안테나 중에서, 위치 정확도가 가장 높게 나타나는 GPS 안테나를 상기 기준 안테나로 선정하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    상기 기준 안테나의 에러 영역의 수직선에서부터 상기 각도 범위 이내로 상기 거리의 절반만큼 이격되는 영역되는 상기 위치 영역으로 추정하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 기준 안테나가 위치한 방향으로 상기 결정한 이동체의 위치를 보정하는 위치 보정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  14. 제9항 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    상기 기준 안테나와 상기 타 안테나를 연결하는 직선 축과 또 다른 GPS 안테나 간의 이격 거리를 확인하고, 상기 또 다른 GPS 안테나의 에러 영역의 반경을 상기 이격 거리만큼 확장하여 상기 또 다른 GPS 안테나의 에러 영역을 확대한 후, 상기 확대한 에러 영역에 포함되지 않은 영역을 상기 위치 영역에서 제거하여 상기 위치 영역을 축소하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230030367A (ko) * 2021-08-25 2023-03-06 한국철도기술연구원 시설물 점검 중인 멀티콥터의 gps 수신율 향상 장치 및 방법
KR20230135885A (ko) 2022-03-17 2023-09-26 주식회사 아모센스 측위용 안테나 모듈

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