KR20220128107A - 위치 측정 장치 - Google Patents

Abstract

지자기 센서, 적외선 센서 등과 같은 별도의 센서와 함께 AoA 측위 방식을 이용해 측정 대상물의 위치를 측정하거나, 복수의 지향성 안테나에서 수신된 측위 신호를 AoA 측위 방식에 적용하여 측정 대상물의 전후방 위치를 정확하게 측정한다.

Description

위치 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING POSITION}

본 발명은 측정 대상의 위치 측정하는 기술에 관한 것이다.

위치기반의 대표적인 서비스는 차량의 내비게이션 등을 통해 경로 안내 서비스이다. 최근 안테나 및 휴대 단말 관련 기술이 발전함에 따라 다양한 형태의 위치기반 서비스가 개발되어 보급되고 있다.

일례로, 전파를 이용한 위치기반 서비스는 초음파, Bluetooth, WiFi, UWB, 의사위성(또는 GPS 전파방식) 등을 이용하여 위치를 추정하는 방식이며, TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference of Arrival), AOA(Angle of Arrival), ROA, Finger print 등 다양한 위치 추정 알고리즘이 존재한다.

AoA(Angle of Arrival) 측위 방식은 측정 위치를 기준으로 한 측정 대상물의 상대적인 위치를 측정하며, 복수의 안테나에서 수신한 신호를 이용한 위치 추정 알고리즘의 한 방식이다.

하지만, AoA 측위 방식은 위치 측정을 위해 독립적으로 사용되는 경우 측정 대상물이 측정 위치를 기준으로 전방 또는 후방에 위치하는지를 정확히 측정할 수 없어, 설치된 전자 장치의 불필요한 이동이나 오동작을 유발할 가능성이 매우 높은 문제점이 있다.

한국공개특허 제10-2021-0020706호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 지자기 센서, 적외선 센서 등과 같은 별도의 센서와 함께 AoA 측위 방식을 이용해 측정 대상물의 위치를 측정하도록 한 위치 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 복수의 지향성 안테나에서 수신한 측위 신호와 AoA 측위 방식을 이용해 측정 대상물의 위치를 측정하도록 한 위치 측정 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 위치 측정 장치는 측정 대상물에서 출력된 측위 신호를 수신하는 복수의 안테나, 지자기 데이터를 측정하는 지자기 센서 및 복수의 안테나에서 수신한 측위 신호와 지자기 센서에서 측정한 지자기 데이터를 이용해 측정 대상물의 위치를 측위하는 측위 모듈을 포함하고, 측위 모듈은 지자기 센서에서 측정한 지자기 데이터를 이용해 측정 대상물이 이동체의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지 측정한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 위치 측정 장치는 측정 대상물에서 출력된 측위 신호를 수신하는 복수의 안테나, 측정 대상물에 의해 반사되는 적외선을 감지하는 적외선 센서 및 복수의 안테나에서 수신한 측위 신호와 적외선 센서에서 측정한 적외선 감지 결과를 이용해 측정 대상물의 위치를 측위하는 측위 모듈을 포함하고, 측위 모듈은 적외선 센서에서 측정한 적외선 감지 결과를 이용해 측정 대상물이 고정 장치의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지 측정한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제3 실시 예에 따른 위치 측정 장치는 측정 대상물에서 출력된 측위 신호를 수신하는 복수의 지향성 안테나 및 복수의 지향성 안테나에서 수신한 측위 신호를 이용해 측정 대상물의 위치를 측위하는 측위 모듈을 포함하고, 측위 모듈은 복수의 지향성 안테나에서 수신한 측위 신호의 RSSI 값을 이용하여 측정 대상물이 이동체 또는 고정 장치의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지 측정한다. 이때, 측위 모듈은 측위 모듈은 복수의 지향성 안테나에서 수신한 측위 신호의 RSSI 값의 차이를 이용해 측정 대상물의 전후방 위치를 측정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 위치 측정 장치는 지자기 센서 또는 적외선 센서에서 감지한 값을 이용해 측정 대상물의 전후방 위치를 측정함으로써, 위치 측정 장치가 설치된 이동체의 불필요한 이동을 방지하고, 위치 측정 장치가 설치된 이동체 및 고정 장치의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 위치 측정 장치는 측정 대상물의 위치를 측정함에 있어 별도의 센서를 이용하지 않고, 복수의 지향성 안테나에서 수신한 측위 신호만을 이용해 측정 대상물의 전후방 위치를 측정함으로써, 제조 비용의 증가를 최소화하고, 위치 측정 장치의 소형화하면서 제조 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 위치 측정 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 위치 측정 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 위치 측정 장치를 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 위치 측정 장치(100)는 수시로 위치가 변경되는 이동체에 설치되어 측정 대상물(10)의 위치를 측정(측위)한다. 위치 측정 장치(100)는 상술한 AoA 측위 방식을 통해 측정 대상물(10)의 위치를 측정한다.

여기서, 이동체는 로봇 청소기 등과 같이 자체적으로 이동하는 전자 장치일 수 있으며, 스마트폰, 태블릿 등과 같이 사람 또는 사물에 휴대(실장)된 상태로 이동하는 전자 장치일 수도 있다. 측정 대상물(10)은 이동체와 신호 또는 데이터의 송수신이 가능한 모든 전자 장치나 해당 전자 장치를 소지하고 있는 사람 또는 사물일 수 있다.

한편, AoA 측위 방식만으로 측정 대상물(10)을 측위하는 경우, 측정 대상물(10)이 이동체의 전방 또는 후방에 위치하는지를 정확히 측정할 수 없어, 이동체의 불필요한 이동이나 오동작을 유발할 가능성이 매우 높다.

이에, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 위치 측정 장치(100)는 측정 대상물(10)의 위치를 측정함에 있어 지자기 센서(120)를 이용해 측정 대상물(10)이 이동체의 전방에 존재하는지, 이동체의 후방에 존재하는지를 구분하여 측위한다.

이를 위해, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 위치 측정 장치(100)는 AoA 측위를 위해 측정 대상물(10)에서 출력된 측위 신호를 수신하는 복수의 안테나, 지자기 센서(120) 및 복수의 안테나에서 수신한 측위 신호와 지자기 센서(120)의 감지 값(즉, 지자기 데이터)을 이용해 측정 대상물(10)의 위치를 측위하는 측위 모듈을 포함하여 구성된다.

측위 모듈은 측위 신호를 이용한 AoA 측위를 통해 측정 대상물(10)의 위치 및 방향을 측정한다. 측위 모듈은 지자기 센서(120)의 감지 값을 이용해 측정 대상물(10)이 이동체의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지 측정한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 위치 측정 장치(200)는 위치가 고정된 고정 장치에 설치되어 측정 대상물(10)의 위치를 측정(측위)한다. 위치 측정 장치(200)는 상술한 AoA 측위 방식을 통해 측정 대상물(10)의 위치를 측정한다.

여기서, 고정 장치는 도어락 등과 같이 정해진 위치에 고정 설치되어 위치가 변경되지 않는 전자 장치일 수 있다. 측정 대상물(10)은 고정 장치와 신호 또는 데이터의 송수신이 가능한 모든 전자 장치나 해당 전자 장치를 소지하고 있는 사람 또는 사물일 수 있다.

한편, AoA 측위 방식만으로 측정 대상물(10)을 측위하는 경우, 측정 대상물(10)이 고정 장치의 전방 또는 후방에 위치하는지를 정확히 측정할 수 없어, 고정 장치의 오동작을 유발할 가능성이 매우 높다.

이에, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 위치 측정 장치(200)는 측정 대상물(10)의 위치를 측정함에 있어 적외선(IR) 센서(240)를 이용해 측정 대상물(10)이 고정 장치의 전방에 존재하는지, 고정 장치의 후방에 존재하는지를 구분하여 측위한다.

이를 위해, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 위치 측정 장치(200)는 AoA 측위를 위해 측정 대상물(10)에서 출력된 측위 신호를 수신하는 복수의 안테나(220), 적외선 센서(240) 및 복수의 안테나(220)에서 수신한 측위 신호와 적외선 센서(240)의 감지 값(즉, 측정 대상물(10)의 의해 반사된 적외선)을 이용해 측정 대상물(10)의 위치를 측위하는 측위 모듈을 포함하여 구성된다.

측위 모듈은 측위 신호를 이용한 AoA 측위를 통해 측정 대상물(10)의 위치 및 방향을 측정한다. 측위 모듈은 적외선 센서(240)의 감지 값을 이용해 측정 대상물(10)이 고정 장치의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지 측정한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 위치 측정 장치(300)는 이동체 또는 고정 장치에 설치되어 측정 대상물(10)의 위치를 측정(측위)한다. 위치 측정 장치(300)는 상술한 AoA 측위 방식을 통해 측정 대상물(10)의 위치를 측정한다.

여기서, 이동체는 로봇 청소기 등과 같이 자체적으로 이동하는 전자 장치일 수 있으며, 스마트폰, 태블릿 등과 같이 사람 또는 사물에 휴대(실장)된 상태로 이동하는 전자 장치일 수도 있다. 고정 장치는 도어락 등과 같이 정해진 위치에 고정 설치되어 위치가 변경되지 않는 전자 장치일 수 있다. 측정 대상물(10)은 이동체 또는 고정 장치와 신호 또는 데이터의 송수신이 가능한 모든 전자 장치나 해당 전자 장치를 소지하고 있는 사람 또는 사물일 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에서는 측정 대상물(10)의 전후방 위치를 측정하기 위해서 별도의 센서(즉, 지자기 센서(120), 적외선 센서(240))를 이용하기 때문에 제조 비용이 증가하고, 추가적인 설치 공간 및 연결 회로가 필요하다.

이에, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 위치 측정 장치(300)는 측정 대상물(10)의 위치를 측정함에 있어 별도의 센서를 이용하지 않고, 복수의 지향성 안테나(320)에서 수신한 측위 신호만을 이용해 측정 대상물(10)이 이동체 또는 고정 장치의 전방에 존재하는지, 이동체 또는 고정 장치의 후방에 존재하는지를 구분하여 측위한다.

이를 위해, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 위치 측정 장치(300)는 AoA 측위를 위해 측정 대상물(10)에서 출력된 측위 신호를 수신하는 복수의 지향성 안테나(320) 및 복수의 지향성 안테나(320)에서 수신한 측위 신호를 이용해 측정 대상물(10)의 위치를 측위하는 측위 모듈을 포함하여 구성된다.

측위 모듈은 측위 신호를 이용한 AoA 측위를 통해 측정 대상물(10)의 위치 및 방향을 측정한다. 측위 모듈은 측위 신호를 이용한 위치 측정을 통해 생성되는 거리, 각도, RSSI 등 중에서 RSSI 값의 차이를 이용하여 측정 대상물(10)이 이동체 또는 고정 장치의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지 측정한다. 이때, 측위 모듈은 복수의 지향성 안테나(320)에서 수신한 측위 신호의 RSSI 값의 차이를 이용해 측정 대상물(10)의 전후방 위치를 측정하는 것을 일례로 한다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

10: 측정 대상물 100, 200, 300: 위치 측정 장치
120: 지자기 센서 220: 안테나
240: 적외선 센서 320: 지향성 안테나

Claims (4)

1. 측정 대상물에서 출력된 측위 신호를 수신하는 복수의 안테나;
   지자기 데이터를 측정하는 지자기 센서; 및
   상기 복수의 안테나에서 수신한 측위 신호와 상기 지자기 센서에서 측정한 지자기 데이터를 이용해 측정 대상물의 위치를 측위하는 측위 모듈을 포함하고,
   상기 측위 모듈은 상기 지자기 센서에서 측정한 지자기 데이터를 이용해 측정 대상물이 이동체의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지 측정하는 위치 측정 장치.
2. 측정 대상물에서 출력된 측위 신호를 수신하는 복수의 안테나;
   측정 대상물에 의해 반사되는 적외선을 감지하는 적외선 센서; 및
   상기 복수의 안테나에서 수신한 측위 신호와 상기 적외선 센서에서 측정한 적외선 감지 결과를 이용해 측정 대상물의 위치를 측위하는 측위 모듈을 포함하고,
   상기 측위 모듈은 상기 적외선 센서에서 측정한 적외선 감지 결과를 이용해 측정 대상물이 고정 장치의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지 측정하는 위치 측정 장치.
3. 측정 대상물에서 출력된 측위 신호를 수신하는 복수의 지향성 안테나; 및
   상기 복수의 지향성 안테나에서 수신한 측위 신호를 이용해 측정 대상물의 위치를 측위하는 측위 모듈을 포함하고,
   상기 측위 모듈은 상기 복수의 지향성 안테나에서 수신한 측위 신호의 RSSI 값을 이용하여 측정 대상물이 이동체 또는 고정 장치의 전방에 위치하는지 후방에 위치하는지 측정하는 위치 측정 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 측위 모듈은 측위 모듈은 상기 복수의 지향성 안테나에서 수신한 측위 신호의 RSSI 값의 차이를 이용해 측정 대상물의 전후방 위치를 측정하는 위치 측정 장치.

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