KR940002730B1 - Vehicle position monitoring method - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명에 따른 차량 위치 자동 추적시스템의 구성도.1 is a block diagram of an automatic vehicle position tracking system according to the present invention.
제2도는 본 발명에 따른 차량 탑재장치의 구성도.2 is a block diagram of a vehicle mounting apparatus according to the present invention.
제3도는 기지국 수신시스템의 구성도.3 is a block diagram of a base station receiving system.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
20 : 송ㆍ수신스위치 30 : 주파수 발생기20: transmit / receive switch 30: frequency generator
40 : 제 1 중간주파수 처리부 50 : 대역통과필터40: first intermediate frequency processor 50: band pass filter
60 : 복조기 70 : 제1제어부60: demodulator 70: first control unit
80 : 제1PRN 발생기 90 : PSK 복조기80: first PRN generator 90: PSK demodulator
100 : 송신신호발생부 110 : 전력증폭기100: transmission signal generator 110: power amplifier
200 : 제2제어부 210 : 제2PRN 발생기200: second control unit 210: second PRN generator
220 : 국부발진기 230 : 믹서220: local oscillator 230: mixer
240 : 대역통과필터 250 : 증폭기240: bandpass filter 250: amplifier
260 : 복조기ANT1-ANT2 : 안테나260: demodulator ANT1-ANT2: antenna
본 발명은 이동 물체 추적시스템에 있어서 자동 차량 추적장치(Automatic Vehicle Monitor ; 이하 AVM이라 함)에 관한 것으로서, 특히 송수신 신호로 의사 잡음 코드를 사용하여 이동 차량의 위치를 확인할 수 있는 차량 위치 인지방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
이동 물체 추적시스템이란 이동하는 물체, 예를 들면 자동차의 소재 위치를 파악하는 장치로서 중앙통제장치와 차량 탑재장치로 구성된다.The moving object tracking system is a device that locates a moving object, for example, a vehicle, and includes a central control device and a vehicle onboard device.
현재 차량 소재 파악시스템으로사는 인공위성을 이용한 GPS 시스템과 UHF 신호를 이용하는 LORAN C 등이 있다.Currently, vehicle material identification systems include satellite GPS systems and LORAN C using UHF signals.
그러나 상기 전자와 같은 GPS 시스템은 인공위성을 사용하여 차량의 위치를 정확히 파악할 수 있다는 잇점은 있으나 장비의 가격이 고가이고 응용 분야가 제한되는 문제가 있고, 후자의 LORAN C는 차량의 위치를 정확하게 파악할 수 없으며 외부 간섭 잡음에 의해 에러가 발생하는 문제점이 있었다.However, the GPS system such as the former has the advantage of accurately determining the position of the vehicle using satellites, but there is a problem that the price of the equipment is expensive and the application field is limited, and the latter LORAN C can accurately determine the position of the vehicle. There was a problem that an error occurs due to external interference noise.
따라서 본 발명의 목적은 차량의 송수신기의 키를 작동시켜 기지국을 통해 부여된 해당 어드레스를 중앙통제국으로 송신하고 중앙통제국으로부터 수신된 위치 데이타를 수신하여 차량의 모니터 상에 위치를 디스플레이 함으로서 정확하게 차량의 위치를 확인할 수 있으며 또한 각종 교통 정보를 서비스 받을 수 있는 차량 위치 인지방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to accurately position a vehicle by operating a key of a transceiver of the vehicle to transmit a corresponding address given through a base station to a central control station, receiving position data received from the central control station, and displaying the position on the monitor of the vehicle. In addition, the present invention provides a vehicle location recognition method for receiving various traffic information services.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명의 차량 위치 자동 추적 시스템의 구성도로서, 중앙통제국(CC)과 다수의 기지국(S1-SN)과 차량 탑재장치로 구성되어 있다.1 is a configuration diagram of an automatic vehicle position tracking system of the present invention, which is composed of a central control station (CC), a plurality of base stations (S1-SN), and a vehicle mounting apparatus.
임의의 위치에 있는 차량 탑재장치에서 자신의 고유 어드레스를 안테나를 통해 송신한다. 상기 차량 탑재장치로부터 송신된 고유 어드레스를 기지국에서 수신하여 중앙통제국으로 다시 송신하며 이를 수신한 중앙통제국(CC)에서는 다시 차량의 고유 어드레스를 차량 탑재장치로 송신한다. 상기 차량의 고유 어드레스를 수신하는 차량 탑재장치는 송신신호를 분석하여 자기 어드레스를 가질 때 이에 응답하는 PRN(Pseudo Random Noise) 코드를 PSK 변조 송신한다.The vehicle-mounted device at an arbitrary position transmits its own address through the antenna. The base station receives the unique address transmitted from the in-vehicle device and transmits the unique address back to the central control station, and the central control station CC receives the unique address of the vehicle. The on-vehicle device receiving the unique address of the vehicle analyzes the transmission signal and transmits a PSK modulated PRN (Pseudo Random Noise) code corresponding thereto when having a self address.
상기 송신된 PRN 코드를 각 기지국에서 수신하여 중앙통제국(CC)으로 전송하며, 이를 수신한 중앙통제국(CC)에서는 위치 계산을 위하여 지도에 맵핑한 후 계산된 위치데이타를 다시 차량 탑재장치로 송신한다.The base station receives the transmitted PRN code at each base station and transmits the received PRN code to the central control station (CC). The received central control station (CC) maps it to a map for position calculation and transmits the calculated position data back to the onboard device. .
상기 중앙통제국(CC)으로부터 송신된 신호를 수신하는 차량 탑재장치는 모니터상에 자신의 위치를 표시하여 차량의 위치를 인지할 수 있다.The on-vehicle device that receives the signal transmitted from the central control station (CC) can recognize its position by displaying its position on the monitor.
제2도는 본 발명에 따른 차량 탑재장치의 회로도로서, 무지향 안테나(ANT1)와, 소정 제어에 의해 스위칭되어 소정상태의 송신신호를 상기 안테나(ANT1)로 접속하고, 상기 안테나(ANT1)의 수신신호를 받아 들이는 송수신스위치(이하 T/R 스위치라 함) (20)와, 소정 주파수를 발진하는 온도 보상 발진기(31)를 내장하고 있으며, 상기 주파수를 변환하여 소정 주파수를 가지는 제1, 제2, 제3주파수를 출력하는 주파수 발생기(30)와, 상기 T/R 스위치(20)를 통한 수신신호를 상기 주파수 발생기(30)의 소정 제1주파수에 의해 중간주파수로 변환하여 제1중간주파수(Ist-If)를 출력하는 제1중간주파수 처리부(40)와, 상기 제1중간주파수 처리부(40)의 출력인 중간주파수를 일정 대역의 주파수를 통과시키기 위해 필터링하는 대역통과필터(50)와, 상기 대역 통과 필터(50)의 필터링된 신호를 입력하여 복조 출력하는 복조기(60)와, 상기 복조기(60)의 복조출력된 신호에 의해 송신제어를 상기 T/R 스위치(20)에 입력시키고, 차량의 고유 어드레스 발생 제어신호를 출력하며 계산된 위치데이타를 모니터로 송출하는 제1제어부(70)와, 상기 제1주파수(70)의 고유 어드레스 발생 제어신호에 의해 상기 주파수 발생기(30)의 제3주파수를 PRN 신호로 발생하는 PRN 발생부(80)와, 상기 PRN 발생부(80)의 PRN 신호를 상기 주파수 발생기(30)의 제2주파수에 의해 PSK 변조 출력하는 PSK 변조부(90)와, 상기 PSK 변조부(90)의 출력을 상기 주파수 발생기(30)의 제1주파수로 변조하여 증촉 출력하는 송신 신호발생부(100)와, 상기 제1제어부(70)의 고유 어드레스 발생 제어신호에 의해 인에이블 동작되어 상기 송신 신호 발생부(100)의 출력을 전력 증폭하여 상기 T/R 스위치(20)를 통해 전파출력하는 전력증폭기(110)로 구성된다.2 is a circuit diagram of the on-vehicle device according to the present invention. The antenna ANT1 is connected to the antenna ANT1 with a transmission signal of a predetermined state switched by a predetermined control to the antenna ANT1, and a received signal of the antenna ANT1. Transmitting / receiving switch (hereinafter referred to as T / R switch) 20 for receiving a signal and a temperature compensated oscillator 31 for oscillating a predetermined frequency are included, and the first and second converting the frequency to have a predetermined frequency. The
상기 구성중 제1중간 주파 처리부(40)는 수신신호를 증폭하는 RF 증폭기(41)와, 상기 RF 증폭기(41)의 증폭 출력신호를 소정 제1주파수로 믹싱하여 제1중간주파수를 출력하는 RF 믹서(42)로 구성되고, 주파수 발생기(30)는 소정 주파수(fx)를 발생하는 온도 보상 발진기(31)와, 상기 온도 보상 발진기(31)의 출력을 소정 제1주파수로 변환 출력하는 제1위상 동기 루프(Phase Locked Loop ; 이하 PLL이라 함) (32)와, 상기 온도 보상 발진기(31)의 출력을 제3주파수로 분리하는 분주기(33)와, 상기 분주기(33)의 출력을 제2주파수로 변환 출력하는 제2위상 동기 루프(34)로 구성되며, 송신신호 발생부(100)는 상기 PSK 변조부(90)의 출력을 증폭출력하는 증폭기(101)와, 상기 증폭기(101)의 증폭 출력하는 상기 주파수 발생기(30)의 소정 제1주파수로 믹싱하여 출력하는 송신 믹서(102)로 구성된다.In the above configuration, the first
제3도는 기지국의 수신시스템 구성도로서, 기지국 수신시스템의 제반동작을 제어하는 제2제어부(200)와, 상기 제2제어부(200)의 제어신호에 의해 PRN 신호를 발생하는 PRN 발생부(210)와, 국부 발진 주파수를 발생하는 국부발진기(220)와, 상기 국부발진기(220)의 발진주파수와 상기 PRN 발생부(210)의 PRN 신호를 믹싱하는 믹서(230)와, 상기 믹서(230)의 믹싱된 신호를 일정 대역으로 필터링 출력하는 대역 통과 필터(240)와, 안테나(ANT2)로부터 수신된 신호를 증폭 출력하는 증폭기(25)와, 상기 증폭기(25)에서 증폭된 신호를 상기 대역 통과 필터(240)의 필터링된 주파수에 의해 복조 출력하는 복조기(260)로 구성된다.3 is a diagram illustrating a configuration of a reception system of a base station. The
상술한 구성에 의거 본 발명의 일 실시예를 제2-3도를 참조하여 상세히 설명한다.Based on the above-described configuration, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
자동차를 타고 처음 가보는 지역에서 자신의 위치를 파악하기 위해서는 먼저 제1도의 제 1 제어부(70)에서는 기억되어 있는 자신의 고유번호를 송신하기 위해 송수신스위치(20)로 송신 제어신호를 출력하여 상기 송수신스위치(20)를 송신모드로 절환한다. 그런후 상기 제1제어부(70)에서는 자신의 고유번호를 변조기(90)로 출력한다. 이때 온도 보상 발진기(31)는 소정 주파수를 발생하며 이는 제1 PLL(32)에 의해서 소정 제1주파수로 록킹(locking)되어 RF 믹서(42) 및 송신 믹서(102)에 제공된다.In order to determine the location of the vehicle in the first visit by car, the
상기 온도 보상 발진기(31)의 출력은 분주기(33)에 의해 제3주파수로 디바이더되어 PRN 발생기(46)의 입력으로 공급되고, 또 제2PLL(34)에 의해 주파수 변환되어 제2주파수로 록킹되어 PSK 변조기(90)의 변조 주파수로 입력된다.The output of the temperature compensated oscillator 31 is divided by the
이때 상기 제어부(70)에서 출력된 자신의 고유번호를 입력하는 상기 PSK 변조기(90)는 상기 제2PLL (34)의 제2주파수에 의해 변조 출력하게 된다. 상기 PSK 변조기(90)에서 변조된 신호는 증폭기(101)를 통해 증폭 출력하게 된다. 상기 증폭기(101)를 통해 증폭된 신호는 송신 믹서(102)에서 상기 제1PLL(32)의 제1주파수에 의해 높은 주파수로 변조 출력된다. 상기 송신 믹서(102)에서 변조 출력된 신호는 전력증폭기(110)를 통해 증폭되어 안테나(ANT1)로 송신된다. 상기 송수신스위치(20)는 일단 한번 송신된 후 수신모드로 스위칭 절환된다.At this time, the
상기 안테나(ANT1)로부터 송신된 신호는 제3도의 안테나(ANT2)로 수신된다. 상기 안테나(ANT2)로 수신된 고유번호는 증폭기(250)를 통해 증폭 출력된다. 이때 제3도의 제2제어부(200)가 PRN 발생기(210)를 오프시킴으로 국부발진기(220)의 발진신호는 믹서(230)를 통해 출력된다. 상기 믹서(230)를 통해 출력된 국부 발진 주파수를 입력하는 대역 통과 필터(240)는 불요신호(spurious signal)을 감소시켜 출력하게 된다. 상기 증폭기(250)의 증폭된 고유번호는 상기 대역 통과 필터(240)의 불요신호가 감소된 발진주파수에 의해 복조기(260)에서 복조 출력하여 중앙통제국(CC)으로 송신된다. 상기 고유번호를 수신한 중앙통제국(CC)에서는 수신신호에 응답하여 차량위치를 계산하기 위한 차량의 고유번호를 송신하게 된다.The signal transmitted from the antenna ANT1 is received by the antenna ANT2 of FIG. The unique number received by the antenna ANT2 is amplified and output through the
상기 중앙통제국(CC)으로부터 차량의 고유번호는 안테나(ANT1)로 수신되어 송수신스위치(20)를 통해 RF 증폭기(41)로 인가된다. 이로 인해 상기 RF 증폭기(41)는 저잡음 증폭하여 RF 믹서(42)로 입력하게 된다. 이때 RF 믹서(42)는 입력 RF 신호와 제1PLL(32)의 제1주파수를 RF 믹싱하여 제1중간주파수를 출력하게 된다. 상기 믹서(42)의 출력은 대역 통과 필터(50)에 의해 필터링되어 불요신호를 감소시켜 출력하게 된다. 상기 대역 통과 필터(50)에서 필터링된 신호를 입력하는 복조기(60)는 복조되어 출력하게 된다. 상기 복조기(60)의 복조 출력된 신호를 입력하는 제1제어부(70)는 자신의 고유번호와 상기 복조기(60)의 복조 출력된 어드레스를 비교하여 같지 않을 경우에는 송수신스위치(20)를 수신모드에 있게 하고, 자신의 고유번호와 동일한 경우에는 제1제어부(70)에서 제어신호를 발생하여 PRN 발생기(80)를 동작시킨다. 이때 상기 PRN 발생기(80)는 상기 제1제어부(70)에 동작 제어 신호를 받아 제2PLL(34)의 제3주파수를 입력하여 PRN 신호를 발생시켜 출력한다.The unique number of the vehicle from the central control station CC is received by the antenna ANT1 and applied to the RF amplifier 41 through the transmission / reception switch 20. As a result, the RF amplifier 41 amplifies low noise and inputs the RF mixer 42. At this time, the RF mixer 42 outputs a first intermediate frequency by RF mixing the input RF signal and the first frequency of the
상기 PRN 발생기(80)에서 발생된 PRN 신호를 입력하는 PSK 변조기(90)는 상기 제2PLL(34)의 제2주파수에 의해 변조 출력하게 된다.The
상기 PSK 변조기(90)에서 변조된 신호는 증폭기(101)를 통해 증폭 출력하게 된다. 상기 증폭기(101)를 통해 증폭된 신호는 송신 믹서(102)에서 상기 제1PLL(32)의 제1주파수에 의해 높은 주파수로 변조 출력하게 된다. 송신 믹서(102)에서 변조 출력된 PRN 코드신호는 전력 증폭기(110)를 통해 증폭되어 안테나(ANT1)로 송신된다. 상기 송수신 스위치(20)는 일단 한번 송신된 후 수신모드로 스위칭된다. 상기 안테나(ANT1)로부터 송신된 PRN 코드신호는 제3도의 안테나(ANT2)에 의해 수신된다. 상기 안테나(ANT2)에 의해 수신된 PRN 신호는 증폭기(250)를 통해 증폭출력한다. 이때 제3도의 제2제어부(200)로 PRN 발생기(210)를 동작시키게 된다. 이로 인해 상기 PRN 발생기(210)는 PRN 신호를 발생하여 믹서(230)로 인가되어 국부발진기(220)의 발진신호와 믹싱되어 출력하게 된다. 상기 믹서(230)에서 믹싱된 PRN 신호는 대역 통과 필터(240)를 통해 필터링 출력된다. 이때 상기 증폭기(250)에서 증폭된 PRN 코드 신호와 상기 대역 통과 필터(240)에서 출력된 PRN 코드신호는 복조기(260)로 입력되어 자기 상관함수(Auto-correlation)를 발생하여 타임 딜레이를 계산할 수 있다. 즉, 수신된 신호가 S(t+)라 하고 PRN 발생기(210)로부터 발생된 신호를 S(t)라 하면, 타임 딜레이 Rτ (t)는 하기 식(1)에 의해 얻을 수 있다.The signal modulated by the
상기 복조기(260)에서 타임딜레이된 신호를 중앙통제국(CC)으로 전송하게 되면 상기 중앙통제국(CC)에서는 위치를 계산하여 지도에 맵핑한 후 이 데이타를 다시 차량 탑재장치로 송신한다. 여기서 위치계산은 최소 3개의 기지국에서 얻은 지연시간[Rτ(t)]을 이용하여 하기 식(2)과 같이 구할 수 있다.When the
S : 거리 V : 전자파 속도 3×10 8m/sec이므로 거리를 계산할 수 있다. 이렇게 거리를 알게 되면 중앙통제국(CC)에서는 기지국 안테나를 중심으로 3개의 원을 그려 서로 크로스(Cross)되는 지점이 차량의 위치임을 알 수 있다.S: distance V: electromagnetic wave speed 3 × 10 8m / sec, so the distance can be calculated. When the distance is known, the central control station (CC) draws three circles around the base station antenna to know that the point where the crosses are crossed.
상기 중앙통제국(CC)에서 송신된 위치데이타를 안테나(ANT1)로 수신되어 송수신스위치(20)를 통해 RF 증폭기(41)로 인가된다. 이로 인해 상기 RF 증폭기(41)는 저잡음 증폭하며 RF 믹서(42)로 입력하게 된다.The position data transmitted from the central control station CC is received by the antenna ANT1 and applied to the RF amplifier 41 through the transmission / reception switch 20. As a result, the RF amplifier 41 is a low noise amplification and input to the RF mixer 42.
이때 RF 믹서(42)는 입력된 RF 신호와 제1PLL(32)의 제1주파수를 RF 믹싱하여 제1중간주파수를 출력하게 된다. 상기 RF 믹서(42)의 출력은 대역 통과 필터(50)에 의해 필터링되어 불요신호를 감소시켜 출력하게 된다. 상기 대역 통과 필터(50)에서 필터링된 신호를 입력하는 복조기(60)는 복조하여 제1제어부(70)로 인가된다. 이로 인해 제1제어부(70)는 위치데이타를 모니터로 보내 차량의 위치를 표시하게 된다. 여기서 차량 탑재장치에는 대용량을 갖는 메모리에 각 지역의 지도를 기억시켜 모니터상에 지도와 함께 자신의 위치를 기억하게 된다.At this time, the RF mixer 42 outputs a first intermediate frequency by RF mixing the input RF signal with the first frequency of the
상수한 바와 같이 차량의 송수신 키를 작동시켜 기지국을 통해 부여된 해당 어드레스를 중앙통제국으로 송신하고 중앙통제국으로부터 수신된 위치데이타를 수신하여 차량의 모니터 상에 위치를 표시함으로서 정확하게 위치를 확인할 수 있으며 또한 어느 장소에서 교통 체중이 발생되었는가를 파악하여 원할한 교통정보를 받을 수 있는 이점이 있다.As a constant, the position can be accurately identified by operating the transmission / reception key of the vehicle to transmit the corresponding address given through the base station to the central control station, receiving the position data received from the central control station, and displaying the position on the monitor of the vehicle. There is an advantage in that it is possible to receive the desired traffic information by grasping where the weight of the traffic is generated.
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