KR100825924B1 - Collision Prevention Appartus toward a Target - Google Patents

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KR100825924B1 KR1020050082092A KR20050082092A KR100825924B1 KR 100825924 B1 KR100825924 B1 KR 100825924B1 KR 1020050082092 A KR1020050082092 A KR 1020050082092A KR 20050082092 A KR20050082092 A KR 20050082092A KR 100825924 B1 KR100825924 B1 KR 100825924B1
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Abstract

본 발명의 목적은 항만에 구비된 컨테이너 이동용 타워 크레인 및 공장 내에 구비된 호이스트 등과 같은 이동물체 상호간 혹은 이동물체와 고정물체 상호간의 충돌 위험성을 사전에 효과적으로 예방할 수 있게 한 충돌방지장치를 제공함에 있 다. 이러한 본 발명은 서로 다른 편파의 주파수 신호를 송수신하여 양 물체간의 거리를 측정함으로써 송신 주파수 신호의 출력이 다른 수신기로 누출되거나 간섭 신호가 유기되는 것을 억제하여 반사신호의 수신감도를 좋게 하고 거리탐지를 확대하며 거리 지시값을 안정하게 하여 물체 상호간의 충돌방지를 효과적으로 방지하게 한 것이다.An object of the present invention is to provide an anti-collision device that can effectively prevent the risk of collision between moving objects, such as a tower crane for moving containers provided in the port and a hoist provided in a factory, or between moving objects and fixed objects in advance. . The present invention measures the distance between two objects by transmitting and receiving frequency signals of different polarizations, thereby suppressing leakage of output of transmission frequency signals to other receivers or interference of interference signals, thereby improving reception sensitivity of reflected signals and detecting distances. It is to enlarge and stabilize the distance indication so as to effectively prevent collision between objects.

크레인, 호이스트, 충돌, 마이크로 파, 주파수 Crane, hoist, crash, microwave, frequency

Description

표적물에 대한 충돌방지장치{Collision Prevention Appartus toward a Target }Collision Prevention Appartus toward a Target}

도1은 본 발명에 따른 표적물에 대한 충돌방지장치의 사용예를 측면에서 보아 개략적으로 나타낸 도면,1 is a schematic view showing a side view of an example of an anti-collision device for a target according to the present invention;

도2는 본 발명에서 능동반사기를 나타낸 블록도,2 is a block diagram showing an active reflector in the present invention;

도3은 본 발명에서 송수신기를 나타낸 블록도,3 is a block diagram showing a transceiver in the present invention;

도4는 도3에서 주파수 송수신부를 나타낸 블록도,4 is a block diagram illustrating a frequency transceiver of FIG. 3;

도5는 도3에서 신호처리부를 나타낸 블록도,5 is a block diagram illustrating a signal processor in FIG. 3;

도6은 본 발명에 따른 표적물에 대한 충돌방지장치의 작동원리를 나타낸 흐름도이다.6 is a flow chart showing the operation principle of the collision avoidance device for the target according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1a,1b:타워 크레인 10:능동반사기1a, 1b: Tower crane 10: Active reflector

11a:제1수신 안테나 11b:제1송신 안테나11a: first receiving antenna 11b: first transmitting antenna

12:제1저잡음 증폭기 13a:국부 발진기12: first low noise amplifier 13a: local oscillator

13b:국부발진 증폭기 100:송수신기13b: local oscillation amplifier 100: transceiver

110:주파수 송수신부 120:주파수 송신부110: frequency transceiver 120: frequency transmitter

121:전압제어 발진기 122:방향성 결합기121: voltage controlled oscillator 122: directional coupler

123:게이트 유닛 124:제2송신 안테나123: gate unit 124: second transmission antenna

130:주파수 수신부 131:제2수신 안테나130: frequency receiver 131: second receiving antenna

132:제2저잡음 증폭기 133:환 분할기132: second low noise amplifier 133: ring divider

134:제3저잡음 증폭기 135:제2혼합기134: third low noise amplifier 135: second mixer

136:중간 주파수 증폭기 150:신호처리부136: intermediate frequency amplifier 150: signal processing unit

151:전단 증폭기 152:신호처리기151: shear amplifier 152: signal processor

153:SRAM 154:플래시 메모리153: SRAM 154: Flash memory

155:버퍼 레지스터155: buffer register

본 발명은 항만의 컨테이너 이동용 타워 크레인이나 공장 내의 호이스트 등에 설치하여 그 물체들 상호간에 충돌을 예방할 수 있게 한 충돌방지장치에 관한 것으로, 특히 심한 간섭 반사신호로 인해 수신감도가 떨어지고 소정의 거리탐지가 제한되며 거리 지시값이 불안정한 원인들을 개선한 표적물에 대한 충돌방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-collision device installed in a port crane for moving a port or a hoist in a factory to prevent a collision between the objects. Particularly, the reception sensitivity is lowered due to a severe interference reflection signal and a predetermined distance detection is performed. An anti-collision device for a target that is limited and improves the causes of unstable distance indications.

일반적으로 항만에 설치되어 컨테이너를 운반하여 이동할 수 있게 한 타워 크레인이나 공장내에 설치되어 중량물을 이동할 수 있게 한 호이스트 등과 같은 이동물체 상호간 혹은 이동물체와 고정물체 상호간의 충돌방지를 위해 이들 설비에 충돌방지용 장비를 부착하여 사용함은 주지된 사실이다.In general, to prevent collision between moving objects such as a tower crane installed in a port to move a container and a hoist installed in a factory, or a moving object and a fixed object to prevent collision between the moving objects and fixed objects. It is well known to use equipment attached.

그러나, 기존의 물체 상호간의 충돌방지를 위해 설치된 장비는 측정 환경이 열악한 곳에서는 물체 상호간의 충돌방지를 위해 측정되는 거리 감지에 대한 오차가 있어서 충돌 위험성을 발생되게 할 문제가 있고, 또 구조가 복잡하여 제작상 비용을 많이 소요되게하는 단점이 있고 또한 복잡한 구조로 인한 중량(重量)으로 설치 역시 용이하지 않다고 하는 단점과 함께 심한 간섭 반사신호로 인해 수신감도가 떨어지고 소정의 거리탐지가 제한되며 거리 지시값이 불안정하다는 문제가 있다.However, the existing equipment installed to prevent collision between objects has a problem of generating a collision risk because there is an error about the distance sensing measured to prevent collision between objects in a poor measurement environment, and the structure is complicated. It has the disadvantage of making it costly to manufacture, and also the disadvantage that it is not easy to install due to the weight due to the complicated structure. There is a problem that the value is unstable.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로, 반사신호의 수신감도를 좋게 하고 거리탐지를 확대하며 거리 지시값을 안정하게 한 표적물에 대한 충돌방지장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an anti-collision apparatus for a target that improves the reception sensitivity of a reflected signal, expands the distance detection, and stabilizes the distance indication value.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동물체와 고정물체 또는 상호 이동하는 물체들에 송수신기와 한조를 이루며 각각 대향 설치되어 서로 간섭이 없게 다른 편파의 주파수 신호를 송수신하며 상기 송수신기로부터 수신하는 주파수 신호를 국부발진주파수 신호와 믹싱(Mixing)하여 상기 송수신기에 송신하기 위한 능동반사기; 및 이동물체와 고정물체 또는 상호 이동하는 물체들에 상기 능동반사기와 한조를 이루며 각각 대향 설치되어 서로 간섭이 없게 다른 편파의 주파수 신호를 송수신하며 상기 능동반사기로부터 반사되어 송신되는 주파수 신호를 수신하여 양 물체 사이의 거리를 측정하고 그 측정된 거리를 숫자로서 표시함과 아울러 그 측정 감지된 거리 결과가 기 입력된 충돌 위험 거리에 해당될때 마다 충돌 위험 용 경보음을 발생하여 물체들 상호간에 안전 거리를 유지하도록 한 송수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention forms a pair with a transceiver on a moving object and a fixed object or mutually moving objects, and is installed opposite to each other to transmit and receive frequency signals of different polarizations without interference from each other, and receive from the transceiver. An active reflector for mixing the signal with a local oscillation frequency signal and transmitting the signal to the transceiver; And a pair of the active reflector on the moving object, the fixed object, or the moving objects, and are installed opposite to each other so as to transmit and receive frequency signals of different polarizations without interference with each other, and receive and transmit the frequency signals reflected from the active reflector. The distance between objects is measured and the measured distance is displayed as a number, and whenever the result of the detected distance corresponds to the previously entered collision danger distance, a collision danger alarm is generated to determine the safety distance between the objects. And a transceiver for maintaining.

상기 능동반사기는 상기 송수신기로부터의 주파수 신호를 수신하기 위한 제1수신 안테나와, 상기 송수신기를 향하여 주파수 신호를 송신하기 위한 제1송신 안테나로 이루어진 안테나부; 상기 제1수신 안테나로부터 수신되는 주파수 신호를 증폭하기 위한 제1저잡음 증폭기; 국부발진주파수 신호를 생성하고 그 생성된 국부발진주파수 신호를 증폭하기 위한 국부발진주파수 생성 및 증폭부; 및 상기 제1저잡음 증폭기로부터의 주파수 신호와 상기 국부발진주파수 생성 및 증폭부로부터의 국부발진주파수 신호를 믹싱(Mixing)하고 그 믹싱(Mixing)된 주파수 신호를 상기 송수신기에 송신하게 상기 제1송신 안테나에 출력하기 위한 제1혼합기(Mixer)로 이루어짐이 바람직하다.The active reflector includes an antenna unit including a first receiving antenna for receiving a frequency signal from the transceiver and a first transmitting antenna for transmitting a frequency signal toward the transceiver; A first low noise amplifier for amplifying a frequency signal received from the first receiving antenna; A local oscillation frequency generation and amplification unit for generating a local oscillation frequency signal and amplifying the generated local oscillation frequency signal; And mixing the frequency signal from the first low noise amplifier with the local oscillation frequency signal from the local oscillation frequency generating and amplifying unit, and transmitting the mixed frequency signal to the transceiver. It is preferably made of a first mixer (Mixer) for outputting to.

또, 상기 송수신기는 주파수 신호를 생성하여 상기 능동반사기에 송신하고 그 능동반사기로부터 반사되어 송신되는 주파수 신호를 수신하기 위한 주파수 송수신부; 상기 주파수 송수신부와 전기적으로 연결되게 설치되어 상기 주파수 송수신부로부터 수신되는 주파수 신호를 증폭하기 위한 전단 증폭기와, 그 전단 증폭기로부터의 주파수 신호를 디지털화하고 평균화하여 최대치를 얻은 다음 가변비율을 통해서 양 물체 사이의 거리를 측정하며, 그 측정된 거리가 기 설정된 위험거리들에 해당하는지의 여부를 판단하여 위험 거리에 해당될 때 양 물체간의 충돌 위험이 없도록 제어하는 신호처리기로 이루어진 신호처리부; 및 상기 신호처리기와 연결되게 설치되어 상기 신호처리기로부터 측정된 거리 데이터와 위험 신호를 외부에서 알 수 있도록 숫자 및 경고음으로 표시하기 위한 표시장치부로 이루어짐이 바람직하다.The transceiver may include a frequency transceiver for generating a frequency signal and transmitting the frequency signal to the active reflector and receiving a frequency signal reflected from the active reflector; It is installed to be electrically connected to the frequency transceiver and the front-end amplifier for amplifying the frequency signal received from the frequency transceiver, and the digitized and averaged frequency signal from the front-end amplifier to obtain the maximum value and then both objects through a variable ratio A signal processor configured to measure a distance between the signal processors and determine whether the measured distances correspond to preset danger distances, and to control a collision risk between the two objects when the distances correspond to the danger distances; And a display device unit installed to be connected to the signal processor to display the distance data measured from the signal processor and the danger signal by numbers and warning sounds so as to be known from the outside.

또, 상기 주파수 송수신부는 외부로부터 인가되는 전압으로 발진주파수 신호를 생성하여 출력하기 위한 전압제어발진기와, 그 전압제어발진기로부터 출력되는 발진주파수 신호의 일부를 주파수 수신부에 공급하기 위한 방향성 결합기(Directed coupler)와, 게이트 유닛의 중계로 상기 방향성 결합기로부터 출력되는 발진주파수 신호를 상기 능동반사기에 송신하기 위한 제2송신 안테나로 이루어진 주파수 송신부; 및 상기 능동반사기로부터의 주파수 신호를 수신하기 위한 제2수신 안테나와, 그 제2수신 안테나로부터 수신되는 주파수 신호를 증폭하기 위한 제2저잡음 증폭기와, 그 제2저잡음 증폭기로부터의 주파수 신호와 상기 방향성 결합기로부터의 발진주파수 신호를 믹싱(Mixing)하기 위한 환 분할기(Ring Divider)와, 그 환 분활기로부터의 주파수 신호를 증폭하기 위한 제3저잡음 증폭기와, 그 제3저잡음 증폭기로부터의 주파수 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호로 출력하기 위한 제2혼합기와, 그 제2혼합기로부터의 중간 주파수 신호의 출력을 작동할 수 있는 수준까지 증폭하기 위한 중간 주파수 증폭기로 이루어진 주파수 수신부로 이루어짐이 바람직하다.The frequency transceiver includes a voltage controlled oscillator for generating and outputting an oscillation frequency signal using a voltage applied from the outside, and a directional coupler for supplying a portion of the oscillation frequency signal output from the voltage controlled oscillator to a frequency receiver. A second transmitting antenna configured to transmit an oscillation frequency signal output from the directional coupler to the active reflector through a relay of a gate unit; And a second receiving antenna for receiving a frequency signal from the active reflector, a second low noise amplifier for amplifying a frequency signal received from the second receiving antenna, a frequency signal from the second low noise amplifier and the directionality. A ring divider for mixing the oscillation frequency signal from the combiner, a third low noise amplifier for amplifying the frequency signal from the ring divider, and a frequency signal from the third low noise amplifier And a second receiver for outputting the intermediate frequency signal and an intermediate frequency amplifier for amplifying the output of the intermediate frequency signal from the second mixer to an operable level.

또, 상기 주파수 송수신부와 신호처리부와의 사이에는 변조신호를 생성하여 상기 주파수 송수신부에 공급하되 상기 신호처리부에는 동기신호로서 공급하기 위한 발진기가 더 설치됨이 바람직하다.In addition, it is preferable that an oscillator for generating a modulated signal and supplying the modulated signal between the frequency transceiver and the signal processor is provided as a synchronization signal in the signal processor.

상기 목적 및 장점 그리고 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 설명으로 부터 명백할 것이다.The above objects, advantages and other features will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 표적물에 대한 충돌방지 장치의 보다 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail a preferred embodiment of the anti-collision apparatus for the target according to the present invention.

도1은 본 발명에 따른 표적물에 대한 충돌방지장치의 사용예를 측면에서 보아 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 도면은 이동물체 상호간 즉, 항만에 설치되어 컨테이너를 운반 이동함에 사용하는 타워 크레인에 설치되어 사용되는 것을 예로 들어 표시한 것이다.1 is a view schematically showing an example of the use of an anti-collision apparatus for a target according to the present invention. This figure shows an example of being installed and used in a tower crane used to transport containers between each other, that is, in a port.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 표적물에 대한 충돌방지장치는 안내레일(2)를 따라서 이동하게 한 타워 크레인들(1a,1b)의 이동물체 상호간의 대향면에 각각 설치되어 주파수 신호(Micro Wave)를 송신하거나 수신하며, 그 주파수 신호를 통해 양 물체 즉, 타워 크레인들(1a,1b) 사이의 거리를 측정하여 숫자로서 표시하고, 그 측정 감지된 거리 결과가 기 입력된 충돌 위험거리에 해당될때 마다 충돌 위험용 경보음을 발생하여 타워 크레인들(1a,1b)의 물체들 상호간에 안전 거리를 유지하게 함에 의해, 크레인들(1a,1b)이 너무 근접되게 이동함으로써 충돌 위험이 있게 되는 것을 사전에 예방할 수 있게 하는 작용을 하게 한다.As shown in the figure, an anti-collision device for a target according to the present invention is installed on opposite surfaces between moving objects of the tower cranes 1a and 1b, which are moved along the guide rails 2, respectively. Microwave) transmits or receives, measures the distance between two objects, that is, the tower cranes (1a, 1b) through the frequency signal and displays it as a number, and the measured detected distance result is a collision risk distance that is inputted Whenever a warning is generated, a danger warning sound is generated to maintain a safe distance between the objects of the tower cranes 1a and 1b so that the cranes 1a and 1b move too close to the risk of collision. It helps to prevent things from happening in advance.

이를 위해 본 발명에 따른 표적물에 대한 충돌방지장치는 능동반사기(10)와 송수신기(100)로 이루어지며, 이동 물체인 타워 크레인들(1a,1b)에 송수신기(100)와 능동반사기(10)가 한조를 이루어 대향 설치됨에 의해, 타워 크레인들(1a,1b)이 너무 인접되게 이동함으로써 충돌하게 될 위험성이 있다고 하는 것을, 타워 크레인 운전자 즉, 오퍼레이터에게 즉시 경고를 주어 그 운전자로 하여금 타워 크레인들(1a,1b)이 충돌을 없도록 제어할 수 있게 한다.To this end, an anti-collision device for a target according to the present invention is composed of an active reflector 10 and a transceiver 100, and a transceiver 100 and an active reflector 10 to tower cranes 1a and 1b which are moving objects. Is installed in opposing pairs, the tower crane driver, ie the operator, is immediately alerted that the tower cranes 1a and 1b are at risk of colliding by moving too closely. It is possible to control (1a, 1b) so that there is no collision.

또한 본 발명에 따른 표적물에 대한 충돌방지장치는 연속적인 신호를 시간에 따라 샘플링한 형태의 신호를 평균화하여 퓨리에 변환으로 연산하는 이산적 퓨리에 변화(DFT;Discrete Fourier Transform) 방식을 채용하여 타워 크레인들(1a,1b) 사이의 거리를 측정하는데, 그 DFT 신호처리를 타워 크레인들(1a,1b) 상호 간의 측정거리는 10~100m 범위로, 측정거리오차가 ±1등으로 하고 있다. 이산적 퓨리에 변환은 보통 아날로그 신호를 받아서 처리하는 기술로, 그 아날로그 신호 값들을 디지털 값으로 변환하여 타워 크레인들(1a,1b) 사이의 거리를 측정한다.In addition, an anti-collision device for a target according to the present invention employs a Discrete Fourier Transform (DFT) method that averages a signal of a form in which a continuous signal is sampled over time and computes a Fourier transform. The distance between the fields 1a and 1b is measured. The distance between the tower cranes 1a and 1b is measured in the range of 10 to 100 m, and the measurement distance error is ± 1. Discrete Fourier Transform is a technique that normally receives and processes analog signals, and converts the analog signal values into digital values to measure the distance between tower cranes 1a and 1b.

또한 본 발명에 따른 표적물에 대한 충돌방지장치는 상기 능동반사기(10)와 송수신기(100)가 서로 다른 편파의 주파수 신호를 송신하거나 수신하게 하여 그 주파수 신호가 원치 않는 다른 능동반사기(10) 또는 송수신기(100)로 누출되거나 간섭 신호가 유기되는 것을 억제하고 있다. 예컨대 주파수 신호가 선형편파인 경우, 상기 송수신기(100)의 송신 안테나(124)와 상기 능동반사기(10)의 수신 안테나(11a)의 편파를 수직 편파로 하고, 상기 송수신기(100)의 수신 안테나(131)와 상기 능동반사기(10)의 송신 안테나(11b)의 편파를 수평 편파로 하여, 주파수 신호가 원하지 않는 다른 능동반사기(10) 또는 송수신기(100)로 누출되거나 간섭 신호가 유기되는 것을 억제하고 있다. 여기서, 상기 안테나는 유전체 기판에 인쇄된 마이크로스트립 형태의 평면 안테나이고 주파수 신호를 수직 또는 수평 편파로 하여 출력한다.In addition, an anti-collision device for a target according to the present invention allows the active reflector 10 and the transceiver 100 to transmit or receive frequency signals of different polarizations, so that other active reflectors 10 or the frequency signals are not desired. It is suppressed to leak to the transceiver 100 or to induce interference signals. For example, when the frequency signal is linearly polarized, the polarizations of the transmitting antenna 124 of the transceiver 100 and the receiving antenna 11a of the active reflector 10 are vertically polarized, and the receiving antenna of the transceiver 100 ( 131 and the polarization of the transmitting antenna 11b of the active reflector 10 are horizontally polarized to suppress the leakage of the frequency signal to another active reflector 10 or the transceiver 100 or the interference of the interference signal. have. Here, the antenna is a planar antenna in the form of a microstrip printed on a dielectric substrate and outputs a frequency signal with vertical or horizontal polarization.

상기에서 타워 크레인들(1a,1b)에 대한 구체적 구성이나 이들 작동에 대한 것은 일반적인 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The detailed configuration of the tower cranes (1a, 1b) or their operation is a general technique in the above description thereof will be omitted.

도2는 본 발명에서 능동반사기를 나타낸 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing an active reflector in the present invention.

도면 표시와 같이, 상기 능동반사기(10)는 상기 송수신기(100)로부터 수신하는 아날로그 신호인 주파수 신호를 능동적으로 국부발진주파수 신호와 믹싱(Mixing)하여 다시 상기 송수신기(100)에 송신하는 즉, 반사하는 기능을 담당한다. 이러한 상기 능동반사기(10)는 안테나부(11), 제1저잡음 증폭기(12), 국부발진주파수 생성 및 증폭부(13) 및 제1혼합기(14)로 이루어진다.As shown in the drawing, the active reflector 10 actively mixes a frequency signal, which is an analog signal received from the transceiver 100, with a local oscillation frequency signal, and transmits the signal back to the transceiver 100. In charge of the function. The active reflector 10 includes an antenna unit 11, a first low noise amplifier 12, a local oscillation frequency generating and amplifying unit 13, and a first mixer 14.

상기 안테나부(11)는 상기 송수신기(100)로부터의 주파수 신호를 수신하기 위한 제1수신 안테나(11a)와, 상기 송수신기(100)를 향하여 주파수 신호를 송신하기 위한 제1송신 안테나(11b)로 이루어진다.The antenna unit 11 is a first receiving antenna 11a for receiving a frequency signal from the transceiver 100 and a first transmitting antenna 11b for transmitting a frequency signal toward the transceiver 100. Is done.

상기 제1저잡음 증폭기(12)는 상기 제1수신 안테나(11a)로부터 수신되는 주파수 신호를 증폭하기 위한 기능을 갖는다.The first low noise amplifier 12 has a function of amplifying a frequency signal received from the first receiving antenna 11a.

상기 국부발진주파수 생성 및 증폭부(13)는 국부 발진기(13a)와 국부발진 증폭기(13b)로 이루어지는데, 상기 국부발진 증폭기(13b)는 상기 국부 발진기(13a)가 생성한 국부발진주파수 신호를 증폭하여 상기 제1혼합기(14)로 출력한다.The local oscillation frequency generating and amplifying unit 13 includes a local oscillator 13a and a local oscillating amplifier 13b. The local oscillating amplifier 13b receives a local oscillation frequency signal generated by the local oscillator 13a. Amplified and output to the first mixer (14).

상기 제1혼합기(14)는 상기 제1저잡음 증폭기(12)로부터의 주파수 신호와 상기 국부발진주파수 생성 및 증폭부(13)로부터의 국부발진주파수 신호를 믹싱(Mixing)하고 그 믹싱(Mixing)된 주파수 신호를 상기 송수신기(100)에 송신하게 상기 제1송신 안테나(11b)에 출력하기 위한 기능을 갖는다.The first mixer 14 mixes and mixes the frequency signal from the first low noise amplifier 12 and the local oscillation frequency signal from the local oscillation frequency generating and amplifying unit 13. It has a function for outputting the frequency signal to the first transmitting antenna (11b) to transmit to the transceiver 100.

도3은 본 발명에서 송수신기를 나타낸 블록도, 도4는 도3에서 주파수 송수신부를 나타낸 블록도, 도5는 도3에서 신호처리부를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing a transceiver in the present invention, FIG. 4 is a block diagram showing a frequency transceiver in FIG. 3, and FIG. 5 is a block diagram showing a signal processor in FIG.

도면 표시와 같이, 상기 송수신기(100)는 어느 이동 물체인 타워 크레인(1a) 혹은 (1b)에 취부된 능동반사기(10)(도1참조)를 향하여 주파수 신호를 송신하거나 수신하기 위한 주파수 송수신부(110)와, 그 주파수 송수신부(110)로부터의 주파수 신호를 이산적 퓨리에 변환으로 타워 크레인들(1a,1b) 사이의 거리를 측정하기 위한 신호처리부(150)와, 그 신호처리부(150)로부터 측정된 거리 데이터와 위험 신호를 외부에서 알 수 있도록 숫자 및 경고음으로 표시하기 위한 표시장치부(180)로 대별된다.As shown in the figure, the transceiver 100 is a frequency transceiver for transmitting or receiving a frequency signal toward the active reflector 10 (see Fig. 1) attached to a tower crane (1a) or (1b) which is a moving object And a signal processor 150 for measuring the distance between the tower cranes 1a and 1b by discrete Fourier transform of the frequency signal from the frequency transceiver 110 and the signal processor 150. The distance data and the dangerous signal measured from the display unit 180 for displaying a number and a warning sound so as to know from the outside.

도4에 표시된 바와 같이, 상기 주파수 송수신부(110)는 주파수 신호를 생성하여 상기 능동반사기(10)에 송신하기 위한 주파수 송신부(120)와, 상기 능동반사기(10)로부터 반사되어 송신되는 주파수 신호를 수신하기 위한 주파수 수신부(130)로 대별된다.As shown in FIG. 4, the frequency transceiver 110 generates a frequency signal and transmits the frequency signal to the active reflector 10 and the frequency signal reflected from the active reflector 10. It is roughly divided into a frequency receiving unit 130 for receiving.

상기 주파수 송신부(120)는 외부로부터 인가되는 전압으로 발진주파수 신호를 생성하여 출력하기 위한 전압제어발진기(121)와, 그 전압제어발진기(121)로부터 출력되는 발진주파수 신호의 일부를 상기 주파수 수신부(130)에 공급하기 위한 방향성 결합기(Directed coupler)(122)와, 게이트 유닛(123)의 중계로 상기 방향성 결합기(122)로부터 출력되는 발진주파수 신호를 상기 능동반사기(10)에 송신하기 위한 제2송신 안테나(124)로 이루어진다. 상기 제2송신 안테나(124)에서 상기 능동반사기(10)로 출력되는 주파수 신호는 아날로그 신호이다. 상기 게이트 유닛(123)은 상기 제2송신 안테나(124)와 통신 인터페이스를 형성하기 위한 장치부를 말한다. 상기 전압제어발진기(121)는 전압제어발진기 제어회로(125)의 제어를 받으며 발진주파수 신호를 생성하여 출력하는데, GaAs FET 트랜지스터와 마이크로스트립 라인을 이용하여 정확한 전압제어발진기 중심 주파수를 생성하여 출력한다. 상기 방향성 결합기(122)는 10㏈의 발진주파수 신호의 일부를 주파수 수신부(130)에 공급하며, 상기 전압제어발진기(121)의 안정화를 위해서 마이크로스트립 분리회로를 두고 있다.The frequency transmitter 120 generates a voltage controlled oscillator 121 for generating and outputting an oscillation frequency signal using a voltage applied from the outside, and a portion of the oscillation frequency signal output from the voltage controlled oscillator 121. And a second coupler for transmitting the oscillation frequency signal output from the directional coupler 122 through the relay of the gate unit 123 to the active reflector 10. Transmit antenna 124. The frequency signal output from the second transmitting antenna 124 to the active reflector 10 is an analog signal. The gate unit 123 refers to an apparatus unit for forming a communication interface with the second transmitting antenna 124. The voltage controlled oscillator 121 generates and outputs an oscillation frequency signal under the control of the voltage controlled oscillator control circuit 125, and generates and outputs an accurate voltage controlled oscillator center frequency using a GaAs FET transistor and a microstrip line. . The directional coupler 122 supplies a portion of the 10 kHz oscillation frequency signal to the frequency receiver 130 and has a microstrip separation circuit for stabilizing the voltage controlled oscillator 121.

상기 주파수 수신부(130)는 상기 능동반사기(10)로부터의 주파수 신호를 수신하기 위한 제2수신 안테나(131)와, 그 제2수신 안테나(131)로부터 수신되는 주파수 신호를 증폭하기 위한 제2저잡음 증폭기(132)와, 그 제2저잡음 증폭기(132)로부터의 주파수 신호와 상기 방향성 결합기(122)로부터의 발진주파수 신호를 믹싱(Mixing)하기 위한 환 분할기(Ring Divider;133)와, 그 환 분활기(133)로부터의 주파수 신호를 증폭하기 위한 제3저잡음 증폭기(134)와, 그 제3저잡음 증폭기(134)로부터의 주파수 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호로 출력하기 위한 제2혼합기(135)와, 그 제2혼합기(135)로부터의 중간 주파수 신호의 출력을 작동할 수 있는 수준까지 증폭하기 위한 중간 주파수 증폭기(136)로 이루어진다.The frequency receiver 130 has a second receiving antenna 131 for receiving a frequency signal from the active reflector 10 and a second low noise for amplifying a frequency signal received from the second receiving antenna 131. A ring divider 133 for mixing the amplifier 132, the frequency signal from the second low noise amplifier 132, and the oscillation frequency signal from the directional coupler 122, and the ring A third low noise amplifier 134 for amplifying the frequency signal from the vigor 133, a second mixer 135 for mixing the frequency signal from the third low noise amplifier 134 and outputting it as an intermediate frequency signal; And an intermediate frequency amplifier 136 for amplifying the output of the intermediate frequency signal from the second mixer 135 to an operational level.

도5에 표시한 바와 같이, 상기 신호처리부(150)는 상기 중간 주파수 증폭기(136)로부터의 중간 주파수 신호를 얻어 타워 크레인들(1a,1b) 사이의 거리를 측정한다. 상기 신호처리부(150)는 전단 증폭기(151)와 신호처리기(152)로 대별되는데, 상기 신호처리기(152)는 잘 알려진 기술의 SRAM(153), 플래시 메모리(154), 버퍼 레지스터(155)로 이루어지는 제어패널의 도움을 받아 타워 크레인들(1a,1b) 사이의 거리를 측정한다. 타워 크레인들(1a,1b) 사이의 거리를 측정하기 위한 프로그램은 플래시 메모리(154)에 설치되며, 상기 신호처리기(152)의 그 플래시 메모리(154)에 설치된 프로그램에 따라 연산 및 판단하여 타워 크레인들(1a,1b) 사이의 거리를 측정한다.As shown in FIG. 5, the signal processor 150 obtains an intermediate frequency signal from the intermediate frequency amplifier 136 and measures the distance between the tower cranes 1a and 1b. The signal processor 150 is roughly divided into a front-end amplifier 151 and a signal processor 152. The signal processor 152 is a well-known SRAM 153, a flash memory 154, and a buffer register 155. The distance between the tower cranes 1a and 1b is measured with the help of the control panel. The program for measuring the distance between the tower cranes (1a, 1b) is installed in the flash memory 154, the operation and determination according to the program installed in the flash memory 154 of the signal processor 152 to determine the tower crane The distance between them 1a and 1b is measured.

도3에 표시된 바와 같이, 상기 주파수 송수신부(110)와 신호처리부(150)와의 사이에 설치된 발진기(190)는 변조신호를 생성하여 상기 주파수 송수신부(110)에 공급하되 상기 신호처리부(150)에는 동기신호로서 공급하기 위한 기능을 갖는다.As shown in FIG. 3, the oscillator 190 installed between the frequency transceiver 110 and the signal processor 150 generates a modulated signal and supplies the modulated signal to the frequency transceiver 110, but the signal processor 150 is provided. Has a function for supplying as a synchronization signal.

상기 전단 증폭기(151)는 상기 중간 주파수 증폭기(136)로부터의 주파수 신호를 증폭하기 위한 기능을 갖는다. 상기 신호처리기(152)는 상기 플래시 메모리(154)에 설치된 프로그램이 부팅된 상태에서 상기 전단 증폭기(151)로부터의 주파수 신호를 수집하고 샘플링하여 디지털화한다. 이후, 상기 신호처리기(152)는 그 디지털화한 주파수 신호를 이산적 퓨리에 변환하여 주파수 성분을 계산하고 평균화하여 최대치를 얻는다. 이산적 퓨리에 변환으로 정확한 주파수를 계산한 상기 신호처리기(152)는 상기 방향성 결합기(122)로부터 얻은 송신하였던 송신 주파수 신호와 상기 주파수 수신부(130)로부터 얻은 상기 능동반사기(10)로부터의 수신 주파수 신호를 통해 얻은 가변비율을 통해서 타워 크레인들(1a,1b) 사이의 거리를 측정한다.The front end amplifier 151 has a function for amplifying a frequency signal from the intermediate frequency amplifier 136. The signal processor 152 collects, samples, and digitizes a frequency signal from the front end amplifier 151 while a program installed in the flash memory 154 is booted. The signal processor 152 then performs discrete Fourier transform of the digitized frequency signal to calculate and average frequency components to obtain a maximum value. The signal processor 152, which calculates the exact frequency by the discrete Fourier transform, transmits the transmitted frequency signal obtained from the directional coupler 122 and the received frequency signal from the active reflector 10 obtained from the frequency receiver 130. Measure the distance between the tower crane (1a, 1b) through a variable ratio obtained through.

이렇게 신호처리기(152)을 통하여 처리된 이동물체 즉, 크레인들(1a,1b)간의 거리에 대한 데이터는 실시간으로 그 신호처리기(152)에 연결되어 제어를 받게 되는 표시장치부(180)의 LED 표시기 및 FND(Seven Segment LED) 표시기를 통해 숫자로서 거리를 표시하여, 이를 크레인 운전자들이 볼 수 있게 함으로써, 크레인들 (1a,1b)의 충돌위험 여부를 사전에 알아서 운전할 수 있게 한다.The data of the moving object processed through the signal processor 152, that is, the distance between the cranes 1a and 1b, is connected to the signal processor 152 in real time to be controlled by the LED of the display unit 180. The distance is displayed as a number through an indicator and a Seven Segment LED (FND) indicator, so that the crane driver can see it, so that the cranes 1a and 1b can be driven in advance.

상기 신호처리기(152)는 위와 같이 처리된 양 물체들(1a,1b)간의 거리(R)에 대한 데이터를, 상기 신호처리기(152)에 3단계로 구분되어 입력된 데이터 즉, "R3= 경고구역" "R2=위험구역" "R1=비상스위치 구역"의 거리에 대한 데이터들과 같은 세가지의 기준 측정거리를 산출하여, 그 측정되는 거리R과 상기 세가지의 기준거리들(R1~R3)과를 비교하는데, 예컨대, 측정된 거리 R의 수치가 R3보다 작거나 같게 되는 경우 즉, R≤R3가 되면 상기 신호처리기(152)는 그 표시장치부(180)의 LED 표시기 중 R3를 구동되게 하여 거리를 표시되게 하고, 또 R≤R2인 경우에는 그 표시장치부(180)의 LED 표시기 중 R2를 구동되게 하여 표시되게 함으로써, 크레인 운전자들이 확인할 수 있게 하고, 또 R≤R1인 경우에는 그 표시장치부(152)의 LED 표시기 중 R1을 구동되게하여 표시되게함으로써, 크레인 운전자들이 확인할 수 있게 한다. 상기 신호처리기(152)에서 측정한 R1,R2,R3 관련 데이터 신호는 그 3채널의 광전자 결합 및 전류 증폭기와 마이크로 회로 등으로 이루어진 릴레이 모드에서 처리되어 출력된다.The signal processor 152 divides the data about the distance R between the objects 1a and 1b processed as described above into three parts in the signal processor 152, that is, "R3 = warning". Three reference measurement distances are calculated, such as the data for the area "R2 = danger zone" and "R1 = emergency switch zone", the measured distance R and the three reference distances R1 to R3 and For example, when the measured value of the distance R becomes less than or equal to R3, that is, when R≤R3, the signal processor 152 causes R3 of the LED indicators of the display unit 180 to be driven. When the distance is displayed, and when R≤R2, R2 of the LED indicators of the display unit 180 is driven to be displayed, so that the crane driver can check it, and when R≤R1, the display is displayed. By driving R1 of the LED indicators of the device unit 152 to be displayed, It allows the driver to see. The R1, R2, and R3 related data signals measured by the signal processor 152 are processed and output in the relay mode including the optoelectronic coupling of the three channels and the current amplifier and the micro circuit.

또한, 상기 신호처리기(152)는 상기 R1,R2,R3 관련 데이터 신호와 병렬 연결되는 별도의 릴레이를 통해 연결되는 상기 표시장치부(180)의 경보장치를 통해 그 R1,R2,R3 관련 데이터 신호에 해당하는 경보음을 발생하여 크레인 운전자들에게 크레인들(1a,1b)의 충돌위험 여부를 청각적으로 환기시키도록 하고 있다.In addition, the signal processor 152 is connected to the R1, R2, R3 related data signal through the alarm device of the display device unit 180 connected through a separate relay connected in parallel to the R1, R2, R3 related data signal By generating an alarm sound corresponding to the crane drivers to audibly ventilate whether the danger of the crane (1a, 1b) collision.

이와 같이 상기 표시장치부(180)는 외부에서 크레인들을 운전하는 사람들로 하여금 보고 들을 수 있게 하여, 크레인의 충돌 위험성을 없도록 신속하게 표시하 는 것으로, 충돌 위험 거리를 사전에 입력하여 설정한 것을 외부에서 확인할 수 있게 표시하는 LED 표시기와 그리고 위험 거리를 숫자로 표시하기 위한 FND 표시기와 경보음을 출력하기 위한 경보장치로 이루어진다. 상기 신호처리기(152)로 입력되는 크레인들(1a,1b)에 대한 위험 거리들(R1~R3)에 대한 데이터는 정하여져 있는 것은 아니고, 여러 상황에 따라서 운전자들이 임의로 설정할 수 있다. 이러한 이유로 가중치에 값이 입력된다.In this way, the display unit 180 allows the people who drive the cranes to watch and listen to the outside, thereby quickly displaying the danger of the collision of the crane. LED indicators for identification and FND indicators for numerical indication of hazard distances and alarms for alarm sounds. The data on the dangerous distances R1 to R3 for the cranes 1a and 1b input to the signal processor 152 is not determined, and may be arbitrarily set by the driver according to various situations. For this reason, a value is entered for the weight.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서로 다른 편파의 주파수 신호를 송수신하여 양 물체간의 거리를 측정함으로써 송신 주파수 신호의 출력이 다른 수신기로 누출되거나 간섭 신호가 유기되는 것을 억제하여 반사신호의 수신감도를 좋게 하고 거리탐지를 확대하며 거리 지시값을 안정하게 하여 물체 상호간의 충돌방지를 효과적으로 방지하게 한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by measuring the distance between the two objects by transmitting and receiving the frequency signal of the different polarization, the reception sensitivity of the reflected signal is reduced by suppressing leakage of the output of the transmission frequency signal to other receivers or interference of the interference signal. It is effective to prevent collision between objects by improving the distance detection and stabilizing the distance indication.

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 이동물체와 고정물체 또는 상호 이동하는 물체들에 송수신기와 한조를 이루며 각각 대향 설치되어 서로 간섭이 없게 다른 편파의 주파수 신호를 송수신하며 상기 송수신기로부터 수신하는 주파수 신호를 국부발진주파수 신호와 믹싱(Mixing)하여 상기 송수신기에 송신하기 위한, 상기 송수신기로부터의 주파수 신호를 수신하기 위한 제1수신 안테나와 상기 송수신기를 향하여 주파수 신호를 송신하기 위한 제1송신 안테나로 이루어진 안테나부와, 상기 제1수신 안테나로부터 수신되는 주파수 신호를 증폭하기 위한 제1저잡음 증폭기와, 국부발진주파수 신호를 생성하고 그 생성된 국부발진주파수 신호를 증폭하기 위한 국부발진주파수 생성 및 증폭부와, 상기 제1저잡음 증폭기로부터의 주파수 신호와 상기 국부발진주파수 생성 및 증폭부로부터의 국부발진주파수 신호를 믹싱(Mixing)하고 그 믹싱(Mixing)된 주파수 신호를 상기 송수신기에 송신하게 상기 제1송신 안테나에 출력하기 위한 제1혼합기(Mixer)로 이루어진 능동반사기; 및A pair of transceivers are installed on a moving object and a fixed object or mutually moving objects so as to face each other so as to transmit and receive frequency signals of different polarizations without interference, and mix the frequency signals received from the transceiver with local oscillation frequency signals. An antenna unit comprising: a first receiving antenna for receiving a frequency signal from the transceiver, a first transmitting antenna for transmitting a frequency signal toward the transceiver, and receiving from the first receiving antenna A first low noise amplifier for amplifying a frequency signal, a local oscillation frequency generation and amplification unit for generating a local oscillation frequency signal and amplifying the generated local oscillation frequency signal, and a frequency signal from the first low noise amplifier; Local from the local oscillation frequency generation and amplification unit Mixing (Mixing) the resonant frequency signals and the mixing (Mixing) The active reflector made of a first mixer (Mixer) transmits the frequency signal to the transceiver to output the first transmission antenna; And 외부로부터 인가되는 전압으로 발진주파수 신호를 생성하여 출력하기 위한 전압제어발진기와 그 전압제어발진기로부터 출력되는 발진주파수 신호의 일부를 주파수 수신부에 공급하기 위한 방향성 결합기(Directed coupler)와 게이트 유닛의 중계로 상기 방향성 결합기로부터 출력되는 발진주파수 신호를 상기 능동반사기에 송신하기 위한 제2송신 안테나로 이루어진 주파수 송신부와, 상기 능동반사기로부터의 주파수 신호를 수신하기 위한 제2수신 안테나와 그 제2수신 안테나로부터 수신되는 주파수 신호를 증폭하기 위한 제2저잡음 증폭기와 그 제2저잡음 증폭기로부터의 주파수 신호와 상기 방향성 결합기로부터의 발진주파수 신호를 믹싱(Mixing)하기 위한 환 분할기(Ring Divider)와 그 환 분활기로부터의 주파수 신호를 증폭하기 위한 제3저잡음 증폭기와 그 제3저잡음 증폭기로부터의 주파수 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호로 출력하기 위한 제2혼합기와 그 제2혼합기로부터의 중간 주파수 신호의 출력을 작동할 수 있는 수준까지 증폭하기 위한 중간 주파수 증폭기로 이루어진 주파수 수신부로 이루어진 주파수 송수신부와, 상기 주파수 송수신부와 전기적으로 연결되게 설치되어 상기 주파수 송수신부로부터 수신되는 주파수 신호를 증폭하기 위한 전단 증폭기와 그 전단 증폭기로부터의 주파수 신호를 디지털화하고 평균화하여 최대치를 얻은 다음 가변비율을 통해서 양 물체 사이의 거리를 측정하며, 그 측정된 거리가 기 설정된 위험거리들에 해당하는지의 여부를 판단하여 위험 거리에 해당될 때 양 물체간의 충돌 위험이 없도록 제어하는 신호처리기로 이루어진 신호처리부와, 상기 신호처리기와 연결되게 설치되어 상기 신호처리기로부터 측정된 거리 데이터와 위험 신호를 외부에서 알 수 있도록 숫자 및 경고음으로 표시하기 위한 표시장치부와, 상기 주파수 송수신부와 신호처리부와의 사이에 설치되어 변조신호를 생성하여 상기 주파수 송수신부에 공급하되 상기 신호처리부에는 동기신호로서 공급하기 위한 발진기로 이루어진 송수신기를 포함함을 특징으로 하는 표적물에 대한 충돌방지장치.As a relay between a voltage controlled oscillator for generating and outputting an oscillation frequency signal with a voltage applied from the outside, and a directional coupler and a gate unit for supplying a portion of the oscillation frequency signal output from the voltage controlled oscillator to a frequency receiver. A frequency transmitter comprising a second transmitting antenna for transmitting the oscillation frequency signal output from the directional coupler to the active reflector, a second receiving antenna for receiving the frequency signal from the active reflector, and a second receiving antenna From a ring divider and a ring divider for mixing a second low noise amplifier for amplifying a frequency signal, and a frequency signal from the second low noise amplifier and an oscillation frequency signal from the directional coupler. A third low noise amplifier for amplifying the frequency signal A frequency consisting of a second mixer for mixing and outputting the frequency signal from the third low noise amplifier as an intermediate frequency signal and an intermediate frequency amplifier for amplifying the output of the intermediate frequency signal from the second mixer to an operable level; A frequency transceiver comprising a receiver, and electrically connected to the frequency transceiver, the digitizing and averaging the front end amplifier for amplifying the frequency signal received from the frequency transceiver and the frequency signal from the front end amplifier. Next, the distance between the two objects is measured by using a variable ratio, and the signal processor determines whether the measured distance corresponds to preset dangerous distances and controls that there is no risk of collision between the two objects when the dangerous distance is included. A signal processor and the signal processor A display device unit which is installed to be connected to display the distance data measured by the signal processor and the danger signal with a number and a warning sound so that the signal can be seen from the outside, and is provided between the frequency transceiver and the signal processor to generate a modulated signal Supplying to the frequency transceiver unit, wherein the signal processor includes a transceiver comprising an oscillator for supplying as a synchronization signal. 삭제delete
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