KR20150081825A - 복수의 센서를 이용한 근거리 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근거리 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 전송장치로부터 전송된 음파와 블루투스 신호를 수신하고 수신된 음파와 블루투스 신호를 토대로 전송장치와 수신부 사이의 거리를 측정하되, 음파의 경우 주파수의 동일성을 토대로 거리를 측정하고, 블루투스 신호의 경우 전계강도를 토대로 거리를 측정하는 것을 그 요지로 한다.

Description

복수의 센서를 이용한 근거리 측정 장치 및 그 방법 {Short distance estimation device using plural sensors, and the method thereof}

본 발명은 근거리 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로 복수의 센서를 이용한 근거리 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

두 장치 간의 거리를 측정하기 위한 방법으로는 신호 세기를 이용한 방법, 신호의 전달 속도를 이용한 방법, 두 신호 간의 전달 속도 차이를 이용한 방법 등이 있다. 신호 세기를 이용하는 방법으로는 WLAN, 블루투스, 지그비, RFID 등의 다양한 무선 신호들을 사용하는 방법들이 있다. 그런데 위 방법들은 주변의 무선 신호에 의한 간섭, 회절 및 반사 등에 의해 오차율이 상대적으로 크므로 정확한 거리 를 측정하기에는 무리가 있다. 하지만 제품 단가가 싸다는 장점이 있어 거리 측정에 널리 사용된다.

또한, 신호 전달 속도를 이용한 방법은 전송 장치에서 신호를 전송한 시간과 수신 장치에서 신호를 수신한 시간의 차이를 이용하여 거리를 측정하는 것이다.

이 방법은 신호 전달 모델을 이용한 방법으로 두 장치 시간을 정확히 동기화를 해야 하는 어려움이 있다. 그러나 시간 동기화가 정확히 된다면 무선 신호 전달 모델을 이용하여 거리 측정을 할 수 있다. 두 신호 간 전달 속도 차이를 이용한 방법에서는, 전송 장치에서 전달 속도 차이가 많이 있는 두 가지 신호를 동시에 전송하고, 수신 장치에서 수신된 두 가지 신호가 수신된 시간의 차이와 각각의 신호 전달 모델을 이용하여 송신 장치와 수신 장치와의 거리를 측정한다.

그런데, 이 방법은 상대적으로 정확한 거리를 측정할 수 있지만, 두 가지 신호를 동시에 전송하고 수신할 수 있는 장치가 필요하여 추가적인 하드웨어가 필요하고, 초음파 신호의 경우 측정 거리가 짧으므로 측정할 수 있는 거리 제한이 있는 문제점이 있었다.

종래 발명은 블루투스 단말의 거리 측정 방법 및 장치에 관한 것으로 (한국 등록번호 10-0790074), 블루투스 연결이 가능한 하나 이상의 블루투스 휴대 단말 중에서 사용자 선택에 대응하는 특정 블루투스 휴대 단말로 블루투스 모듈을 통해, 미리 정해진 전파 세기로 제1거리 측정 전파를 송신하고, 블루투스 모듈을 통해, 특정 블루투스 휴대 단말로부터 거리 제1측정 전파 송신에 대응하는 제2거리 측정 전파를 수신하면, 미리 저장된 거리 측정 전파의 전파 세기에 따른 거리 정보에서 제2거리 측정 전파의 전파 세기에 대응하는 거리를 검출하여 사용자에게 통보하며, 임의의 블루투스 휴대 단말로부터 제2거리 측정 전파외 임의의 측정 전파가 수신되면, 임의의 블루투스 휴대 단말로 제2거리 측정 전파외 임의의 측정 전파 수신에 대응하여 미리 정해진 전파 세기로 제2거리 측정 전파를 송신하는 것을 그 요지로 한다.

그런데 종래 발명은 블루투스 신호만을 이용하여 두 장치 간의 거리를 측정하므로, 블루투스 신호가 수신되지 않은 경우에는 두 장치 간의 거리를 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 두 장치 간의 거리 측정을 위해 복수의 센서 장치(음파, 블루투스)를 이용하는 근거리 거리 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일면에 따른, 근거리 측정 장치는 전송장치로부터 전송된 음파와 블루투스 신호를 수신하는 수신부; 및 수신된 상기 음파와 상기 블루투스 신호를 토대로 상기 전송부와 상기 수신부 사이의 거리를 측정하는 거리 인식부를 포함하되, 상기 거리 인식부는 상기 음파의 경우 주파수의 동일성을 토대로 거리를 측정하고, 상기 블루투스 신호의 경우 전계강도를 토대로 거리를 측정한다.

본 발명의 다른 면에 따른, 음파를 통한 근거리 측정 방법은 음파를 조절하는 단계; 조절된 상기 음파를 전송하는 단계; 및 전송된 상기 음파를 수신하면 수신된 상기 음파를 토대로 전송부와 수신부 사이의 거리를 측정한다.

본 발명에 따르면, 전송장치로부터 전송된 음파와 블루투스 신호를 수신하고 수신된 음파와 블루투스 신호를 토대로 전송장치와 수신부 사이의 거리를 측정하되, 음파의 경우 주파수의 동일성을 토대로 거리를 측정하고, 블루투스 신호의 경우 전계강도를 토대로 거리를 측정한다.

따라서, 종래에는 하나의 신호만 이용하여 측정 거리가 짧고, 이를 극복하기 위해서는 새로운 하드웨어 장착 때문에 비용이 많이 드는 문제점이 있었으나, 음파, 블루투스 신호와 같이 복수 개의 신호를 효율적으로 이용하여 두 장치 간의 거리를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 별도의 하드웨어 장착이 불필요하므로, 비용을 절감할 수 있는 경제적 장점이 있다.

도 1은 종래 발명의 실시 예에 블루투스 단말의 거리 측정 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 근거리 측정 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 근거리 측정 방법의 순서도.

본 발명의 이 점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 근거리 측정 장치의 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 근거리 측정 장치는 수신부(200), 거리 인식부(300)를 포함한다.

수신부(200)는 음파 수신부(210), 음파 수신 주파수 관리부(220)를 포함한다.

수신부(200)는 전송장치(100)로부터 전송된 음파와 블루투스 신호를 수신한다.

수신부(200)는 음파 수신부(210), 음파 수신 주파수 관리부(220)를 포함한다.

거리 인식부(300)는 수신된 음파와 블루투스 신호를 토대로 전송장치(100)와 수신부(200) 사이의 거리를 측정한다. 구체적으로, 거리 인식부(300)는 음파의 경우 주파수의 동일성을 토대로 거리를 측정하고, 블루투스 신호의 경우 전계강도를 토대로 거리를 측정한다.

전송장치(100)는 음파 전송 세기 조절부(110), 음파 주파수 조절부(120)를 포함한다.

음파 전송 세기 조절부(110)는 음파의 전송 세기를 조절한다. 구체적으로, 음파는 거리가 멀어질수록 급격히 신호의 세기가 약해지기 때문에 최대 4 ~ 5 m 밖에 전송하지 못하며, 또한 음파 도달 가능 거리는 음파의 세기에 따라 달라진다. 따라서 음파 전송 세기 조절부(110)를 통해 음파의 전송 세기를 조절하여 음파 도달 가능 거리를 조절할 수 있다.

음파 주파수 조절부(120)는 음파의 주파수를 조절한다. 음파 주파수 조절부(120)는 사람이 인식할 수 없는 고주파 신호를 이용한다. (20 KHz 이상)

전송장치(100)는 다른 블루투스 장치가 inquiry scan을 할 때 블루투스 신호를 전송한다.

수신부(200)는 음파 수신부(210), 음파 수신 주파수 관리부(220)를 포함한다. 구체적으로, 수신부(200)는 전송장치(100)로부터 전송된 음파를 수신한다.

아울러, 수신부(200)는 inquiry scan을 하여 전송장치(100)로부터 블루투스 신호를 신호를 수신하며, 거리 인식부(300)는 수신된 블루투스 신호의 전계강도 세기를 분석하여 두 장치 간의 거리를 계산한다.

음파 수신부(210)는 수신한 음파를 필터링하여 기설정된 주파수인지 확인한다.

음파 수신 주파수 관리부(220)는 수신한 음파의 주파수를 음파 수신부(210)에 알려준다.

거리 인식부(300)는 수신한 음파의 주파수가 기설정된 주파수와 동일하면 음파의 세기에 기초하여 거리를 측정한다. 즉, 사용자가 원하는 주파수의 음파가 수신된다면, (수신한 음파의 주파수가 기설정된 주파수와 동일) 전송장치(100)와 수신부(200)는 음파의 세기에 따라 측정 가능한 거리에 존재하는 것이고, 음파가 수신되지 않는다면, 두 장치는 측정 가능한 거리 범위 밖에 존재하는 것이므로 이를 이용하여 거리를 측정할 수 있다.

다른 실시 예로서, 거리 인식부(300)는 음파를 통해 측정한 거리와 블루투스 신호를 통해 측정한 거리를 토대로 평균값을 구하여 거리를 측정한다. 따라서, 음파를 통해 측정한 거리와 블루투스 신호를 통한 측정한 거리는 달라도, 평균값을 구하여 거리를 측정하므로 전송장치(100)와 수신부(200)의 실제 거리에 더 근접한 값을 획득할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 근거리 측정 방법의 순서도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, 음파를 조절한다(S310). 구체적으로, 음파 전송 세기 조절부(110)를 통하여 음파의 전송 세기를 조절하고 음파 주파수 조절부(120)를 통하여 주파수를 조절한다.

다음으로, 조절된 음파를 수신부(200)로 전송한다(S320). 구체적으로 전송장치(100)를 통하여 조절된 음파를 수신부(200)로 전송한다.

전송된 음파를 수신하는지 확인한다(S330). 구체적으로 음파 수신부(210)를 통하여 전송된 음파를 수신하는지 확인한다. 음파가 수신되지 않는다면, 두 장치는 측정 가능한 거리 범위 밖에 존재한다.

음파를 수신하면 수신된 음파를 토대로 거리 인식부(300)를 통하여 전송장치(100)와 수신부(200) 사이의 거리를 측정한다(S340).

이어, 블루투스 신호를 전송한다(S410). 구체적으로, 전송장치(100)를 통하여 다른 블루투스 장치가 inquiry scan을 할 때 블루투스 신호를 전송한다.

전송된 블루투스 신호를 수신하는지 확인한다(S420). 블루투스 신호가 수신되지 않으면 두 장치는 불루투스 수신 거리 범위 밖에 있다.

블루투스 신호를 수신하면 수신된 블루투스 신호의 전계강도를 분석한다(S430). 구체적으로 거리 인식부(300)를 통하여 수신된 블루투스 신호의 전계강도를 분석한다.

분석된 전계강도를 토대로 전송장치(100)와 수신부(200) 사이의 거리를 측정한다(S440). 구체적으로 거리 인식부(300)를 통하여 분석된 전계강도를 토대로 전송장치(100)와 수신부(200) 사이의 거리를 측정한다.

계속하여, 측정된 거리를 획득한다(S510). 구체적으로 거리 인식부(300)를 통하여 측정된 거리를 획득한다.

끝으로, 획득한 거리를 공유한다(S520). 구체적으로 거리 인식부(300)를 통하여 획득한 거리를 공유한다.

본 발명에 따르면, 전송장치로부터 전송된 음파와 블루투스 신호를 수신하고 수신된 음파와 블루투스 신호를 토대로 전송장치와 수신부 사이의 거리를 측정하되, 음파의 경우 주파수의 동일성을 토대로 거리를 측정하고, 블루투스 신호의 경우 전계강도를 토대로 거리를 측정한다.

따라서, 종래에는 하나의 신호만 이용하여 측정 거리가 짧고, 이를 극복하기 위해서는 새로운 하드웨어 장착 때문에 비용이 많이 드는 문제점이 있었으나, 음파, 블루투스 신호와 같이 복수 개의 신호를 효율적으로 이용하여 두 장치 간의 거리를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 별도의 하드웨어 장착이 불필요하므로, 비용을 절감할 수 있는 경제적 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 전송장치
110 : 음파 전송 세기 조절부 120 : 음파 주파수 조절부
200 : 수신부
210 : 음파 수신부 220 : 음파 수신 주파수 관리부
300 : 거리 인식부

Claims (1)

1. 전송장치로부터 전송된 음파와 블루투스 신호를 수신하는 수신부; 및
   수신된 상기 음파와 상기 블루투스 신호를 토대로 상기 전송장치와 상기 수신부 사이의 거리를 측정하는 거리 인식부를 포함하되,
   상기 거리 인식부는 상기 음파의 경우 주파수의 동일성을 토대로 거리를 측정하고, 상기 블루투스 신호의 경우 전계강도를 토대로 거리를 측정하는 것
   인 근거리 측정 장치.
   

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