KR930011588B1 - 이동체 위치 특정 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

이동체 위치 특정 시스템

제1a, 1b, 1c및 1d도는 본 발명에 따라 무선 신호원을 특정하기 위한 유도 원리인, 삼각측량의 설명도.

제2도는 본 발명의 일면을 실시하며 그리고 본 발명의 전체 시스템에 바람직하게 사용된 휴대용 무선 신호 송신기의 사시도.

제3도는 제2도에 도시된 송신기의 스위치 조작부재를 포함하는 상부 확대 단면도.

제4도는 제2도의 송신기에 연결된 회로도.

제5도는 시험 샘플모우드를 설명하는, 신호원의 궤적 및 설치된 방향 안테나의 위치를 예시한 맵 (map).

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱 2 : 직류 전원

3 : 로드 안테나 4 : 무선 신호 발생기

5 : 비복귀 접점 6 : 위치 조작 부재

7 : 리세스 8 : 링

9 : 밧데리 11 : 스위치

12 : 릴레이 16 : 부저(buzzer)

17 : 체인

본 발명은 이동체의 위치 특성 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 신호 통신을 이용함에 의해 비상 사태에 대비하여 방어책을 강구할 수 있는 신규의 시스템에 관한 것이다.

종래 비상사태 또는 위협사태에 대비하여 사용된 가구나 장치들 가운데에는 늘 휴대하여 비상사태가 발생 하면 부저에 의해 경보를 울리도록 동작하는 휴대용 경보기나 범죄예방 부저가 있다. 이 경보 부저음을 이웃이 청취하여, 신속한 수색 및 구조를 위해 즉시 경찰이나 기타 적당한 관계당국에 알릴 수 있다. 그러나, 드문 건물지역이나 한밤중에는 아무런 청취도 기대할 수 없었다. 아주 가까이서 부저음을 듣는 공격자는 흥분하여 피해자를 역습할지도 모른다.

거의 전세계에 걸쳐 유괴자들은 현저하기 증가하고 있다. 통상의 경우, 유괴발생은 먼저 예를 들면 볼모의 가족이 유괴자로부터의 몸값지불 요청을 수신할때 제3자에게 알려진다. 그리하여 볼모의 가족은 경찰이나 조사시관에 알려서 수색을 요청한다. 경찰은 이 경우에 실마리를 찾기 위해 유괴자로부터의 전화통화를 추적한다. 그러나, 볼모의 가족은 종종 볼모의 안전을 위해 비밀을 유지하여, 경찰이 그 사건을 모르게 막고 수색을 시작할 수 없게 하는 경향이 있다. 따라서, 신속한 수색 및 구조를 행할 수가 없다.

그러므로, 본 발명의 목적은 만일의 사태에 대비하여 신속한 수색 및 구조가 필요한 비상시에 보호되어야 할 사람에 의해 전송된 무선 신호원을 용이하게 추적하게 할 수 있는 신규의 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 일반적으로 상기 시스템을 노무관리에 이용될 수 있는 이동체의 추적에 적용하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 시스템에 의해 보호될 사람에 의해 바람직하게 늘 휴대되는, 소정 주파수의 무선신호를 송신하는 휴대용 무선 신호 송신기를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 양상에 의하면, 비상 사태시 소정 영역내에서 이동체의 위치를 특정하기 위한 시스템으로서, 상기 이동체가 지니고 있으며 소정의 송신범위를 갖고 소정 주파수의 무선신호를 송신하는 송신기와; 소정 영역내의 소정위치에 하나 이상이 항상 상기 송신기의 송신범위내에 있도록 분산배치되어 송신된 상기 무선신호를 수신하는 복수의 비지향성 안테나들과, 상기 소정 영역내의 소정위치에 분산배치되고, 각각 회전수단과 수신된 신호의 강도를 측정하는 전계 강도계를 구비하며, 상기 회전수단은 상기 무선신호를 수신하는 하나 이상의 상기 비지향성 안테나에 응한 회전지시에 의해 상기 전계 강도계가 최대 전계 강도를 나타내는 방향을 검출할 때까지 회전되는 복수의 지향성 안테나들과; 하나 이상의 상기 비지향성 안테나에 의해 수신된 소정 주파수의 상기 무선신호에 의해 작동되며, 작동될때, 개개의 상기 비지향성 안테나를 상기 지향성 안테나 쌍으로 연관시키며, 연관된 상기 지향성 안테나 쌍의 2개의 상기 지향성 안테나의 상기 회전수단에 그들 지향성 안테나에 수신된 신호들 각각의 상기 최대 전계 강도를 나타내는 방향이 검출될 때 까지 상기 회전지시를 행하고, 동작된 상기 2개의 지향성 안테나의 설치 위치와, 동작된 상기 2개의 지향성 안테나의 의해 검출된 각각 최대 전계강도를 보여주는 상기 두 방향이 동작된 상기 2개의 지향성 안테나의 설치위치를 있는 직선과 이루는 상대적인 회전량을 근거로한 삼각 측량법에 따라 상기 이동체의 위치를 특정하는 제어수단과; 상기 소정 영역에 관한 맵(map) 정보를 나타내는 맵 정보수단을 구비하고, 상기 제어수단은 상기 안테나 위치를 상기 맵 정보와 연관시켜 상기 이동체의 위치 특정을 상기 맵 정보수단 상에 나타내는 것을 특징으로 하는 이동체 위치 특정 시스템이 제공된다.

본 발명의 다른 양상에 의하면, 이동체 추적 방법에 있어서, 상기 이동체와 함께 휴대된 송신기로 부터 고정 주파수의 무선 신호를 송신하는 단계; 특정 커버 영역내에 분산 설치된 하나 혹은 그 이상의 비지향성 안테나에 의해 상기 무선 신호를 수신하는데; 상기 무선 신호를 수신하는 상기 하나 혹은 2이상의 비지향성 안테나에 응하여 상기 특정 커버 영역내에 분산 설치된 그리고 각각이 전계 강도계를 구비하고 있는 두개 이상의 지향성 안테나를 동작 회전시키는 단계; 동작된 상기 지향성 안테나의 상기 전계 강도계가 최대 전계 강도를 보이는 두 방향을 검출하는 단계; 동작된 상기 두개의 방향 안테나의 설치와 검출된 상기 두개의 방향을 근거로한 삼각 측량에 따라 상기 이동체의 정확한 위치나 상기 무선 신호원을 특정하는 단계로 구성함을 특징으로 하는 이동체 추적 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 밧데리와; 안테나와; 소정 주파수의 무선 신호를 발생하도륵 적용된 무선 신호 발생기와, 상기 밧데리와, 상기 안테나와 상기 무선 신호 발생기를 포함하는 발진회로를 수동으로 개폐 조작하도록 적용되고, 상기 발진 회로를 패쇄하도록 조작된때 상기 발진 회로가 폐쇄된 채로 유지하고 상기 무선 신호가 연속 발생하도록 적용된 비복귀 접점과 연결된 스위치와; 상기 밧데리와 상기 안테나와 상기 무선 신호 발생기를 보호 내장하는 비자성재로 이루어진 하우징과, 상기 하우징의 외부 주변의 레벨 외주에 아무런 부분이 없고 상기 하우징의 표면상에 형성된 리세스내에 설치되어 사용자에의해 수동조작 가능한 스위치 조작부재로 구성하는 휴대용 무선 신호 송신기가 제공된다.

본 발명의 다른 목적 및 효과들은 첨부 도면을 참고로 하여 다음 설명으로 부터 완전히 이해될 수 있다.

본 발명의 한 양상에 따른 비상사태에 대비한 개인 보호는 무선 신호를 발생하도록된 송신기를 이용한다.

본 발명의 시스템에 의해 보호될 각 개인은 늘 상기 송신기를 휴대하여야 하고 비상사태가 발생하면 상기 송신기를 수동으로 온시켜, 소정 주파수의 비상 신호를 발생시킨다. 상기 시스템을 운용 가능하게 하기 전에, 비상 신호 주파수는 방해 혼신을 방지하도록 무선 조정 위원회나 다른 관련 당국에 의해 바람직하게 할당 받거나 설정되어야 한다. 비상 신호는 후술하는 안테나에 의해 수신하기에 충분한 출력을 가져야 한다.

또한, 이 시스템은 지상에 있는 감시 서브시스템(watching sub-system), 추적(chasing) 서브시스템 및 제어수단을 포함한다.

상기 감시 서브시스템은 보호 가능 영역에 대체로 고르게 설치되어 전시간에 걸쳐 송신된 비상 신호에 대해 감시하도록 동작하는 복수의 비지향성 안테나들을 포함한다. 비상시 조직자에 의해 발생된 비상 신호는 비교적 신호원 가까이에 위치된 하나 혹은 2 이상의 비지향성 안테나에 의해 확실하게 검출된다. 감시 서브 시스템은 바람직하게 기존의 경비보장 시스템의 네트워크를 이용할 수 있다.

추적 서브시스템은 비상신호를 수신하는 하나 혹은 2 이상의 비지향성 안테나 근처에 적어도 2개가 위치되는 식으로 보호 가능 영역에 분산 배치된 복수개의 지향성 안테나들을 포함한다. 이들 지향성 안테나 각각은 회전수단과 수신된 신호의 강도를 측정하는 전계강도계를 구비한다.

비상 신호를 수신한 비지향성 안테나에 응하여 후술하는 제어수단에 의해 개개의 상기 비지향성 안테나를 상기 지향성 안테나 쌍으로 연관시켜 2개의 지향성 안테나가 선택되고, 각각에 구비된 회전수단이 제어수단으로 부터의 회전지시에 의해 회전되어 각각에 구비된 전계강도계가 최대전계 강도값을 나타내는 방향을 검출한다.

제어수단은 비지향성 안테나가 비상신호를 수신했는지의 여부를 체크하는 대기상태에 있다가 비지향성 안테나에 의해 수신된 비상신호에 의해 작동되며(activated), 작동될때, 2개의 상기 지향성 안테나에 의해 수신된 신호를 각각의 최대 전계 강도를 나타내는 방향이 검출될 때까지 2개의 상기 지향성 안테나의 회전 수단의 회전지시를 행하고 동작된 2개의 지향성 안테나의 설치위치와 동작된 2개의 지향성 안테나에 의해 검출된 각각 최대 전계강도를 보여주는 두 방향을 근거로 하여 삼각 측량법에 따라 비상신호 발신지를 특정한다.

감시 및 추적 서브 시스템의 정보를 통합하고 그들의 동작을 지원하는 제어수단은, 바람직하게, 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 그런 경우, 바람직하게, 컴퓨터의 디스플레이는, 감시 및 추직 서브시스템에 있어서 추적이 진척될때 점진적으로 확대되는 스케일로 보호영역의 지도를 나타낼 수 있다.

비상 신호 송신기는 바람직하게도 개인 식별 부호를 예를 들어 펄스부호 변조에 의해 동시에 발생하는 추가 기능을 가질 수 있다. 이것은 그 또는 그녀가 있는 소재 위치를 결정하는 것 뿐만 아니라 비상에 접한 사람을 식별하게 하는 것을 가능하게 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 비상 신호원을 결정하는데 삼각 측량 원리가 이용된다. 이하 이 방법을 좀더 상세히 설명한다.

제1a도에서, 각각 고정점 A 및 B로 부터 뻗어 있는 두개의 반선 La 및 Lb는 점 C에서 서로 교차하고, 선분 AB와 선 La 및 Lb 사이의 각은 각각 α 및 β로 한다. 이 경우 하나의 삼각형만이 주어지고, 그리하여 교차점 C의 위치를 특정한다. 이것이 삼각 측량 원리의 개요이다.

추적 서브시스템에서의 지향성 안테나들이 각각 방향 La 및 Lb에서 최대 전계 강도를 보이는 각각의 점 A 및 B에 설치되었다고 하면, 비상 신호원은 점 C에 위치되어 있는 것으로 쉽게 특정될 수 있다.

이하, 제1b, 1c 및 1d도를 참고로 하여보면, 점 A는 원점(0,0)이고, X-축에 설정된 점 B는 (b,0)의 좌표를 갖는다. 변 AB와 AC가 각 α로 서로 교차하고, 변 BA와 BC가 각 β로 교차한다고 하면, 그리고 점 C가 좌표(X,y)에 설정된다고 하면, 다음의 두 식이 얻어질 수 있다.

상기 방정식 (1) 및 (2)는 다음식을 유도한다 :

식 (1)에서의 ＂x＂에 식(3)을 대입하여 다음식을 유도한다.

그리하여, 점 C의 좌표 (x,y)는 식(3)과 (4)로 부터 특정될 수 있다.

제1b도의 경우, 즉 0°＜α＜90°이고 0°＜β＜90°인 경우 점 C의 좌표가 특정되었으나 마찬가지로 제1c도의 경우, 즉 90°＜a＜180° 이고 0°＜ β＜90° 의 경우 및 제1d도의 경우, 즉 0°＜α＜90° 이고 90°＜β＜180°인 경우에도 적용된다. 또한 동일한 관계는 점 C가 X-축 아래에 위치된 경우에도 적용한다.

몇몇 특별한 경우에, 점 C의 좌표는 다음과 같이 결정될 수 있다 :

α=90이고 0° ＜β＜90° 인 경우, x=0, y=btan β.

0°＜α＜90° 이고 β=90° 인 경우, x=b, y=btan α.

몇몇 예외의 경우에, 점 C의 좌표는 특정될 수 없으나, 그 위치는 다음과 같이 구할 수 있다.

α=0 °이고 β=0°인 경우 c는 A와 B사이의 X-축상에 위치되고, a=0°이고 β=180°인 경우, c=X-축상의 B의 우측에 위치되고, α=180°이고 β=0°인 경우, c는 X-축상의 B의 좌측에 위치된다.

본 시스템에 사용된 휴대용 송신기를 소정 주파수의 무선 신호를 발생하는 종래의 어떤 것일 수 있으나 오동작이 효과적을 회피되어야 한다. 상기 신호는 비상시에만 송출되어야 하나 종래의 송신기는 본이 아니게 불필요하게 신호가 발생되고 동작 혼란을 가져오는 오동작을 방지하기 위한 수단을 구비하고 있지 않다.

본 발명에 의하면, 오동작이 거의 없고 실제로 신호 송출을 원할때만 동작하는 비상신호 송신기가 제공된다.

제2도 내지 제4도를 참고로 하면, 본 발명을 구현하는 비상 신호 송신기는 플라스틱과 같은 비자성재의 케이싱을 갖는다. 제2도에 도시된 케이싱(1)은 예를 들어 1.5 내지 2.Ocm의 비교적 작은 직경과 약 5 내지 10cm의 길이를 갖는 원통체로 되어 있다. 케이싱은 다르게 형성되어 일예로 성냥갑과 동일한 크기의 작은 박스형일 수 있다. 송신기는 사용자의 호주머니용으로 편리하고 핸드백내애 휴대할 만큼 충분히 소형이다. 또한 그것은 케이싱(1)의 상단 에지로 부터 외부로 플랜지된 한쌍의 링(8)들을 통과하는 체인 또는 레이스(17)에 의해 사용자의 목둘레에 걸어서 휴대될 수 있다.

밧데리(9)는 케이싱(1)내 바닥 부분에 내장된다. 로드 안테나(3)는 밧데리(9)로 부터 상부 방향으로 뻗어있고, 케이싱의 상단면상에 노출된다. 상기 경우, 안테나는 체인이나 레이스(17) 그 자체로 구성될 수 있다. 무선 신호 발생기(4)는 밧데리(9)와 안테나(3)에 결합되어 케이싱(1)내에 장착된다.

스위치(11)를 턴온시킴에 의해 무선 신호 발생기(4)의 대향 단자들에 접속될 수 있는 이 실시예에서 밧데리(9)와 같은 직류 전원을 포함하는 전채적인 발진회로가 제4도에 예시된다. 상기 회로가 폐쇄될때, 릴레이(12)는 자화되어 스위치(11)의 위치에 관계없이 상기 회로를 폐쇄 상태로 유지시키는 비복귀 접점을 폐쇄시키도록 한다. 그리하여, 일단 사용자가 스위치(11)을 조작하여 상기 회로를 패쇄 상태로 하기만 하면, 무선 신호 발생기(4)는 밧데리(9)가 다 소모될 때까지 소정 주파수의 무선 신호를 계속 발생시킨다. 무선신호는 안테나(3)을 통해 송신되어 감시 서브시스템의 하나 이상의 비지향성 안테나에 의해 수신된다. 상기 회로내에서는 선택적으로 부저(16)가 직렬로 연결되어 경보를 울리도륵 한다.

케이싱(1)의 상단면은 스위치 조작 부재(6)가 미끄럼 가능하게 삽입된 리세스(7)를 갖고 있다. 특히 제3도에 도시된 바와 같이, 스위치 조작 부재(6)는 하우징(1)의 상단면의 레벨 보다 완전히 아래에 위치된다.

스위치 조작 부재는 택일적으로 제2도에서의 가상선으로 도시된 바와 같이 하우징(1)의 측면상의 윈도우에 제공될 수 있다. 이러한 구성은 스위치의 오동작을 방지하는 한편 비상시 사용자의 손가락 끝으로 용이하게 조작 또는 미끄러지게 한다. 상기 스위치 조작부재(6)의 원터치 동작에 의해 비상 신호인 무선 신호의 연속 송신을 한다.

전술한 설명에 있어서, 상기 시스템은 제2도 내지 제4도에 도시된 바와 같은 무선 신호 송신기를 휴대한 사람이 임의의 비상사태나 우발사고에 접했을 경우, 특히, 유괴 당했을 때 송신기를 수조작하여 비상신호를 발생하도록 할때 유익하다.

감시 서브시스템의 비지향성 안테나는 중단 없이 비상 신호를 추적하고 추적 서브시스템의 지향성 안테나는 하나 이상의 상기 비지향성 안테나에 의해 비상 신호의 검출에 응하여 어느 때라도 동작을 개시하도록 대기하고 있다.

어쨋든, 이 전체 시스템은 이동체의 위치 결정에 더욱 광범위하게 적용가능하다. 예컨데, 보험회사는 특정 영역에 걸쳐 분산되어 회사외부에서 그들의 업무시간을 거의 소비하는 많은 새일즈맨들을 고용한다. 노무 관리를 위하여 그들이 어디에 있고 어떻게 이동하는가를 끊임없이 주사하는 것이 요망된다. 이것은 본 발명에 따른 시스템의 회로망을 이용함에 의해 달성될 수 있다. 모든 세일즈맨은 스위치를 온(ON)으로 고정시키거나 또는 아무런 스위치 조작 부재 없이 비지향성 안테나 및 지향성 안테나에 의해 수신되는 고정 주파수의 신호를 끊임없이 발생하도록 한 휴대용 무선 신호 송신기를 휴대한다. 각 세일즈맨의 식별은 주파수 변조에 의해 이루어질 수 있다.

[시험예]

무선 조정 모형 비행기(후따바 텐시 고오교, FP-8AP, 40MHz의 신호 주파수)용 무선 제어 송신기가 휴대용 무선 신호 송신기로서 사용되었다. 제5도를 참고로 하면, 스위치가 켜진체 송신기를 휴대한 사람이 4층 빌딩 번호 14의 옥상으로 부터 걷기 시작했다. 그는 시계 회전방향으로 굵은 연속선으로 표시된 그리고 번호 14로 다시 되돌아오는 코오스를 천천히 걸었다. 도중에, 그는 5 내지 10분 동안 원으로 표시된 위치들에서 정지했다.

4-소자의 지향성 야기(Yagi) 안테나(마스프로덴꼬, 50T4, 52MHz)가 4m의 높이로 14번 빌딩의 옥상에 설치되고 회전자(캔프로 : KENPRO, KR-5600A)에 의해 회전되었다. 전계강도계(리이더 덴시 : Leader Denshi, LFC-945)가 동축 케이블(75 )을 통해 안테나에 결합되어 최대 전계 강도치를 나타내는 방향을 육안으로 검지하였다.

이 시험의 목적은 시간에 따라 모두 변하는 송신기의 위치 및 최대 전계 강도를 나타내는 방향을 서로 비교하기 위한 것이다 그 결과, 송신기가 최대 전계 강도를 나타내는 안테나의 방향에 실질적으로 위치되었다는 것이 확인 되었다. 이것은 무선 신호원의 발신위치가 삼각 측량법의 원리를 응용하면 특정될 수 있다는 것을 의미한다.

이 시험에 사용된 송신기 및 안테나를 포함한 설비들은 고성능의 것은 아니다. 또 안테나가 최대 전계강도를 나태는 방향을 육안에 의해서 측정하였기 때문에 어느 정도의 오차가 생기고 있는 것으로 추정된다.

그렇지만, 이 시험에서 대략 만족할 결과를 얻었다. 만일 고성능 송신기 및 수신기를 사용하고 컴퓨터에 의해 최대 전계 강도를 자동적으로 검출한다면, 더욱 신뢰성 있는 결과를 얻을 것이며, 그리하여 더욱 정확하고 정밀하게 무선 신호원의 위치를 특정할 수가 있는 것이라고 기대된다. 그리하여 신속한 구조 및 수색을 행할 수 있다.

비록 본 발명이 특정 실시예의 시험예와 관련하여 설명되었을지라도 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 많은 변형에 및 변화가 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 이루어 질 수 있다.

Claims (2)

1. 소정 영역내에서 이동체의 위치를 특정하는 시스템으로서, 상기 이동체가 지니고 있으며 소정의 송신 범위를 갖고 소정 주파수의 무선신호를 송신하는 송신기와; 소정 영역내의 소정위치에 하나 이상의 항상 상기 송신기의 송신범위내에 있도록 분산배치되어 송신된 상기 무선신호를 수신하는 복수의 비지향성 안테나들과; 상기 소정 영역내의 소정위치에 분산 배치되고, 각각 회전수단과 수신된 신호의 강도를 측정하는 전계 강도계를 구비하며, 상기 회전수단은 상기 무선신호를 수신하는 하나 이상의 상기 비지향성 안테나에 응한 회전지시에 의해 상기 전계 강도계가 최대 전계 강도를 나타내는 방향을 검출할 때까지 회전되는 복수의 지향성 안테나들과, 하나 이상의 상기 비지향성 안테나에 의해 수신된 소정 주파수의 상기 무선신호에 의해 작동되며, 작동될때, 개개의 상기 비지향성 안테나를 상기 지향성 안테나 쌍으로 연관시키며, 연관된 상기 지향성 안테나 쌍의 2개의 상기 지향성 안테나의 상기 회전수단에 그들 지향성 안테나에 수신된 신호들 각각의 상기 최대 전계 강도를 나타내는 방향이 검출될 때까지 상기 회전 지시를 행하고, 동작된 상기 2개의 지향성 안테나의 설치 위치와, 동작된 상기 2개의 지향성 안테나의 의해 검출된 최대 전계강도를 보여 주는 상기 두 방향이 동작된 상기 2개의 지향성 안테나의 설치위치를 잇는 직선과 이루는 상대적인 회전량을 근거로한 삼각 측량법에 따라 상기 이동체의 위치를 특정하는 제어수단과, 상기 소정영역에 관한 맵 (map) 정보를 나타내는 맵 정보수단을 구비하고, 상기 제어수단은 상기 안테나 위치를 상기 맵 정보와 연관시켜 상기 이동체의 위치 특정을 상기 맵 정보수단 상에 나타내는 것을 특징으로 하는 이동체 위치 특정 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 무선 신호 송신기는 상기 무선 신호와 함께 개체 식별 신호를 송신하고 상기 제어수단은 이동체의 위치를 특정할 뿐만 아니라 이동체의 개체 식별을 행함을 특징으로 하는 이동체 위치 특정 시스템.

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