KR20190026098A - A method and apparatus for measuring the distance between a smartphone and a vehicle using Bluetooth multi-pairing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량과 스마트폰 사이의 거리를 측정하는 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 삼각측위를 이용하여 차량과 스마트폰 사이의 거리를 측정함에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring the distance between a vehicle and a smartphone. And more particularly to measuring the distance between a vehicle and a smartphone using triangulation.
자동차가 움직이기 위해서는 먼저 '시동'이 걸려야 한다. 차량의 시동장치는 1886년 독일의 칼 벤츠가 만든 세계 최초의 휘발유 자동차에서 시작하는데, 차량의 뒷부분에 가로로 놓여 있는 커다란 플라이휠을 시계 방향으로 힘껏 돌리면 플라이휠과 연결되어 있는 금속띠가 서로 부딪히면서 불꽃을 일으켜 시동이 걸렸다. 이후, 캐딜락사 리랜드 사장의 절친한 친구였던 바이런 카터가 시동을 걸다가 크랭크 핸들이 튀어오르면서 머리를 맞아 숨지는 사고가 발생한 후 리랜드 사장의 지시로 당시 캐딜락사에 전기식 점화장치를 납품하던 회사인 델코사의 찰스 케터링 사장이 버튼만 누르면 시동이 걸리는 전기식 자동 시동장치인 셀프 스타터를 발명했다. 이것은 배터리의 직류 전기로 움직이는 모터를 크랭크축 플라이휠 기어에 연결해 시동을 거는 방식이다. 이후 1949년 미국의 크라이슬러사는 시동장치의 전기시스템을 자동차 열쇠꽂이 스위치에 연결하여 시동을 거는 턴키 스타터(turn-key starter)를 개발하였고, 반드시 열쇠를 꽂아야 시동이 걸리게 되므로 자동차 도난을 방지할 수 있게 되었으며, 같은 열쇠로 엔진은 작동시키지 않고 배터리만 연결하여 실내등이나 라디오 등 부속 편의장치를 사용할 수 있는 중간 단계도 선택할 수 있게 되었다.In order for a car to move, it has to be "started" first. The vehicle's starting system starts with the world's first gasoline car made in Germany by Karl Benz in 1886. If you turn the large flywheel, which is placed horizontally in the back of the vehicle, clockwise, the metal strips that are connected to the flywheel collide with each other, I got up and started. Since then, when Byron Carter, a close friend of Cadillac Sarrand, has been running and the crank handle has been bouncing and his head has been hitting him, the company that supplied electric ignition to Cadillac Charles Kettering, president of Indelco, invented the self-starter, an electric self-starting device that starts up when the button is pressed. This is a way of connecting the battery's direct current motor to the crankshaft flywheel gear and starting it. In 1949, Chrysler of the United States developed a turn-key starter that started by connecting the electrical system of the starter to the car key lock switch. And the same key can be used to select the intermediate stage to connect the battery only without operating the engine and to use the accessories such as the interior lamp or the radio.
최근에는 무선 통신기술의 발달과 함께 상술한 턴키 스타터 방식의 차량 도난 방지 및 중간 단계를 선택할 수 있고, 버튼 시동방식의 누름 작동식 버튼구조의 편의성을 함께 가지고 있는 차량의 스마트키 시스템이 등장하였다. 즉, 스마트키 시스템은 차량에 탑승한 운전자가 소지하고 있는 키의 신호를 감지하여 운전자가 시동 버튼을 누르는 것에 의해 엔진이 작동되도록 한다. 따라서, 운전자가 소지하고 있는 스마트키와 차량의 버튼 시동장치가 상호 무선으로 신호를 주고 받기 때문에 차량의 도난 방지 및 운전자의 편의성을 대폭 향상시켜준다. 이러한 차량의 스마트키 시스템은 운전자가 별도의 키 삽입이나 작동 버튼을 누르지 않고서도 외부에서 차량의 도어를 개폐하고, 나아가 스마트키가 실내에 있는 지를 감지하여 실내에 있는 경우 키 홈에 키 삽입과정 없이 시동 버튼을 누르는 등의 동작만으로 시동을 걸 수 있다.In recent years, with the development of wireless communication technology, there has been developed a smart key system of a vehicle having the above-described turn-key starter-type vehicle theft prevention and middle stage selection, That is, the smart key system senses a signal of a key possessed by a driver aboard the vehicle and causes the driver to operate the engine by pressing the start button. Accordingly, since the smart key possessed by the driver and the button start device of the vehicle communicate with each other wirelessly, the prevention of theft of the vehicle and the convenience of the driver are greatly improved. The smart key system of such a vehicle opens and closes the door of the vehicle from the outside without pushing a separate key insertion or operation button by the driver, and further detects whether the smart key is indoors. The start can be made only by the operation such as pressing the start button.
차량의 스마트키 시스템은 근거리 위치추적 시스템(RTLS, Real-Time Location System)을 응용한 것으로, 주로 실내나 제한된 공간과 같은 근거리에서 사용된다. 이러한 특성을 가진 위치추적 시스템은 자동차뿐만 아니라 주차장, 헬스케어센터, 생산라인 및 물류창고 등과 같은 다양한 산업시설은 물론, 위치기반 출입 통제와 같은 보안 용도로도 사용될 수 있다.The smart key system of a vehicle is an application of a real-time location system (RTLS), and is mainly used in close range such as indoor or limited space. Such location tracking systems can be used not only in automobiles but also in a variety of industrial facilities such as parking lots, healthcare centers, production lines and warehouses, as well as security applications such as location-based access control.
RTLS 시스템에서의 위치추정 방법은 GPS와 LBS(Location-Based Service)에서와 마찬가지로 삼각측량법을 이용하여 개체의 위치를 추정하는 삼각법(Triangulation)과, 사물의 영상을 이용한 영상 분석법(Scene Analysis)및 인접(Presence)기능으로 알려져 있는 인접법(Proximity)이 있다.The location estimation method in the RTLS system is based on the triangulation method of estimating the position of the object using the triangulation method as in the GPS and the LBS (Location-Based Service), the scene analysis using the image of the object, There is a proximity known as a Presence function.
이 중에서 삼각법에 의한 위치추적이 가장 보편적인 위치추정 방법이며 삼각법에 의한 위치추정은 RSSI(Received Singnal strength indication)나 ToA(Time of Arrival) 기술을 바탕으로 이루어진다. 또한, 최근 근거리통신망으로는 Beacon이 BLE(Bluetooth Low Energy)기술을 통한 스마트폰 근거리무선통신이 주목을 받고 있다. Among them, triangulation is the most common location estimation method, and triangulation is based on Received Signal Strength Indication (RSSI) or Time of Arrival (ToA). In recent years, Beacon has been attracting attention as a short-range wireless communication device for smartphones using Bluetooth low energy (BLE) technology.
한편, 대한민국 공개특허 제2005-0026192(2005.03.15)호의 손목시계 형태의 자동차의 전자키에 개시된 자동차 전자키의 동작 기능을 살펴보면, 전자키를 소지한 운전자가 자동차로 다가서서 작동핸들 및 터치센서를 온 시키면 도어핸들의 안테나가 전자키를 감지하여 도어를 여는 방식으로, 그리고 전자키를 지닌 운전자가 실내에 들어가면 4개의 실내안테나가 전자키를 감지하여 시동이 가능하도록 조절하는 방식이다.On the other hand, an operation function of a car electronic key disclosed in Korean Patent Publication No. 2005-0026192 (Mar. 15, 2005), which is an electronic key of a wristwatch type car, The antenna of the door handle detects the electronic key to open the door, and when the driver with the electronic key enters the room, the four indoor antennas detect the electronic key and control the start of the electronic key.
그러나, 이들 전자키는 주로 차체 내ㆍ외에서의 도어개폐 및 시동에 중점을 둔 것으로 휴대는 가능하지만, 운전자의 신체에 부착하거나 착용하여 데이터를 주고받는 송수신 기능이 없기 때문에 각종 차량제어에 한계점이 있고 분실할 가능성을 배제할 수 없는 문제점이 여전히 남아 있다. 또한, 위 공개특허에도 손목시계 형태의 자동차 전자키에 대한 일반 사항만 개시되어 있을 뿐 구체적인 통신 알고리즘이 제시되어 있지 않다.However, these electronic keys mainly focus on door opening and closing operations in the inside and outside of the vehicle, and they can be carried. However, since there is no transmitting / receiving function of attaching or wearing data to the body of the driver, There is still a problem that can not be ruled out. Also, the above patent discloses only a general description of a wristwatch-type automobile electronic key, but does not disclose a specific communication algorithm.
본 발명의 기술적 과제는 비콘이 아닌 삼각측량을 이용하여 차량과 스마트폰 간의 신호를 송수신으로 거리를 측정함에 있다.The technical problem of the present invention is to measure distance by transmitting and receiving signals between a vehicle and a smartphone using triangulation instead of a beacon.
본 발명에 따르면 하나의 CPU를 사용하여 3개의 블루투스 안테나부를 각 스위치를 이용하여 ON/OFF 함으로써 비콘 기반이 아니며 가격을 획기적으로 낮추는 블루투스 통신에 기반한 멀티페어링 방법을 활용하여 RSSI 값을 폰의 정확한 스마트폰 위치 파악할 수 있다.According to the present invention, by utilizing a multi-pairing method based on Bluetooth communication, which is not a beacon-based and dramatically low price by turning on / off three Bluetooth antenna units by using one CPU using one CPU, Phone location can be grasped.
도 1은 본 발명에 따라서 블루투스 통신의 멀티페어링을 활용하여 스마트폰의 위치를 파악하는 방법을 나타낸다.Figure 1 illustrates a method for locating a smartphone utilizing multi-pairing of Bluetooth communication according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Also, in order to clearly illustrate the present invention in the drawings, portions not related to the present invention are omitted, and the same or similar reference numerals denote the same or similar components.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.The objects and effects of the present invention can be understood or clarified naturally by the following description, and the objects and effects of the present invention are not limited only by the following description.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따라서 블루투스 통신의 멀티페어링을 활용하여 스마트폰의 위치를 파악하는 방법을 나타낸다.Figure 1 illustrates a method for locating a smartphone utilizing multi-pairing of Bluetooth communication according to the present invention.
도 1을 참조하면, 스마트폰(100)은 3개 이상의 블루투스 안테나부(110), 블루투스 통신 기능이 들어있는 CPU 또는 MCU(120), 블루투스 안테나부와 CPU(또는 MCU)를 연결하는 스위치(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the smartphone 100 includes three or more Bluetooth antenna units 110, a CPU or MCU 120 having a Bluetooth communication function, a switch 130 for connecting the Bluetooth antenna unit and the CPU (or MCU) ).
블루투스 안테나부(110)는 적어도 3개의 안테나(111, 113, 115)로 구성된다. 상기 3개의 안테나는 차량내의 서로다른 위치에 각각 설치된다.The Bluetooth antenna unit 110 includes at least three antennas 111, 113, and 115. The three antennas are installed at different positions in the vehicle.
CPU(120)는 제1 내지 제3 안테나를 ON/OFF하기 위하여 제1 내지 제3 스위치를 제어한다. 제1 안테나(111)는 제1 스위치(131)에 의하여 ON/OFF된다. 제2 안테나(113)는 제2 스위치(133)에 의하여 ON/OFF된다. 제3 안테나(115)는 제3 스위치(135)에 의하여 ON/OFF된다.The CPU 120 controls the first to third switches to turn on / off the first to third antennas. The first antenna 111 is turned on / off by the first switch 131. The second antenna 113 is turned on / off by the second switch 133. The third antenna 115 is turned on / off by the third switch 135.
스마트폰에서 기준 신호를 발생하면, 3개의 안테나(111, 113, 115)는 기준 신호를 각각 수신하며, RSSI 값을 측정한다. CPU는 상기 기준 신호를 수신한 각각의 RSSI 값을 기초로 제1 안테나와 스마트폰 사이의 거리(A), 제2 안테나와 스마트폰 사이의 거리(B), 제3 안테나와 스마트폰 사이의 거리(C)를 각각 측정한다. 기준신호를 기초로 측정한 3개의 거리 정보(A,B,C, 예를 들어 RSSI값)를 이용하여 CPU는 삼각측량법으로 스마트폰과 차량 사이의 거리를 계산한다.When a smartphone generates a reference signal, the three antennas 111, 113, and 115 receive the reference signals, respectively, and measure RSSI values. The CPU calculates a distance (A) between the first antenna and the smartphone, a distance (B) between the second antenna and the smartphone, a distance between the third antenna and the smartphone based on the RSSI value of the received reference signal, (C) are measured. Using the three distance information (A, B, C, eg RSSI value) measured based on the reference signal, the CPU calculates the distance between the smartphone and the vehicle by triangulation.
본 발명에 따르면 하나의 CPU를 사용하여 3개의 블루투스 안테나부를 각 스위치를 이용하여 ON/OFF 함으로써 비콘 기반이 아니며 가격을 획기적으로 낮추는 블루투스 통신에 기반한 멀티페어링 방법을 활용하여 RSSI 값을 폰의 정확한 스마트폰 위치 파악할 수 있다.According to the present invention, by utilizing a multi-pairing method based on Bluetooth communication, which is not a beacon-based and dramatically low price by turning on / off three Bluetooth antenna units by using one CPU using one CPU, Phone location can be grasped.
스마트폰에 관한 설명은 차량의 웨어러블 스마트키(예, 스마트워치로 대신할 수 있다). 먼저, 웨어러블 스마트키는 사용자가 착용할 수 있는 웨어러블 타입이고, 차량에 근접하면 상기 사용자의 액션에 따라 상기 차량의 각 안테나를 제어할 수 있도록 각각의 제어신호를 전송한다. 상기 웨어러블 스마트키는 상기 사용자가 착용할 수 있는 손목시계일 수도 있고, 그 외의 어떠한 형태나 종류라도 상관없다. 예컨대, 도면에는 도시되지 않았으나 사용자가 착용할 수 있는 팔찌, 장갑, 반지, 발찌, 허리띠, 목걸이, 귀걸이 및 안경은 물론, 사용자의 피부에 부착되는 스티커일 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 널리 일반적으로 남녀노소를 불문하고 착용되는 웨어러블 타입의 악세사리인 손목시계를 대표적으로 본 발명에 따른 웨어러블 스마트키에 대입하여 설명한다.A description of the smartphone can be found in the vehicle's wearable smart key (eg, a smart watch). First, the wearable smart key is a wearable type wearable by a user. When the wearable smart key approaches the vehicle, the wearable smart key transmits respective control signals so as to control each antenna of the vehicle according to the action of the user. The wearable smart key may be a wrist watch worn by the user, or any other form or kind. For example, it may be a bracelet, a glove, a ring, a bracelet, a waistband, a necklace, an earring, and a pair of glasses that are not shown in the drawings but may be worn by a user. However, for convenience of description, a wristwatch, which is a wearable type accessory widely worn regardless of whether a person is young or old, is typically substituted into a wearable smart key according to the present invention.
이러한 웨어러블 스마트키는 상기 차량에 근접하면, 즉 후술하는 근거리무선통신기의 다이버시티 안테나에서 송신되는 전파지역에 근접하면 차량제어모드로 전환되고, 상기 전파지역으로부터 이탈되면 일반모드로 전환된다. When the wearable smart key is close to the vehicle, that is, when it approaches a radio wave area transmitted from a diversity antenna of a short range wireless communication device, which will be described later, it switches to a vehicle control mode.
상기 일반모드는 상기 웨어러블 스마트키의 종류에 따라 각 고유의 기능을 수행하는 것을 의미하고, 상기 차량제어모드는 상기 차량의 각 안테나를 제어하는 기능을 수행하는 것을 말한다. 예컨대, 상기 웨어러블 스마트키는 상기 사용자의 손목에 착용되는 손목시계이고, 상기 일반모드는 시계 고유의 기능인 날짜나 현재 시간 등을 표시하는 기능을 수행하고, 상기 차량제어모드는 상기 사용자의 액션에 따라 상기 차량의 각 안테나를 제어하는 기능을 수행한다.The general mode means performing each unique function according to the type of the wearable smart key, and the vehicle control mode means performing a function of controlling each antenna of the vehicle. For example, the wearable smart key is a wristwatch worn on the wearer's wrist, and the general mode performs a function of displaying a date, a current time, etc., which is a function unique to a watch, And controls each antenna of the vehicle.
또한, 상기 웨어러블 스마트키는, 상기 차량의 각 안테나를 제어하기 위한 채널#1 제어신호전송부 내지 채널#3 제어신호전송부와, 차량 내부에 설치된 근거리무선통신기의 송신 전파를 수신하는 수신안테나와, 상기 채널#1 제어신호전송부 내지 채널#3 제어신호전송부의 명령을 상기 근거리무선통신기로 전송하기 위한 송신안테나와, 상기 웨어러블 스마트키에 전원을 공급하기 위한 배터리를 포함할 수 있다. In addition, the wearable smart key includes a channel # 1 control signal transmitter or channel # 3 control signal transmitter for controlling each antenna of the vehicle, a reception antenna for receiving transmission radio waves of a short range wireless communication device installed in the vehicle, A transmitting antenna for transmitting a command of the channel # 1 control signal transmitting unit or the channel # 3 control signal transmitting unit to the short range wireless communication unit, and a battery for supplying power to the wearable smart key.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 웨어러블 스마트키는, 차량관리용 어플(Application)의 설치를 통해 공중통신망(Public Network) 혹은 자동차정비회사의 사설통신망(Private Network)과 연계하여 차량관리 서비스 및 지리정보를 제공 받을 수 있다.In addition, the wearable smart key according to the embodiment of the present invention is connected to a private network of a public network or an automobile maintenance company through the installation of a vehicle management application, Geographical information can be provided.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 근거리무선통신기(Near Field Communication)는, 차량과 웨어러블 스마트키 간에 위치 추적을 통해 차량제어 데이터를 교신하기 위한 수단으로, 제1 내지 제3 안테나를 통한 무선주파수의 LF(Low Frequency) 전파에 RSSI(Received Signal Strength Indicator) MAP을 실어 송신하며, 상기 웨어러블 스마트키에서 답신되는 RF DATA에 RSSI값을 부여하여 상기 웨어러블 스마트키의 위치를 실시간으로 추적하기 위한 근거리 위치추적 서비스(RTLS, Real-Time Location Service)를 갖는다.The Near Field Communication according to an embodiment of the present invention is a means for communicating vehicle control data through position tracking between a vehicle and a wearable smart key. The LF A location location tracking service (RSSI) to transmit a RSSI (Received Signal Strength Indicator) MAP to a radio frequency (RF) radio wave transmitted from a wearable smart key and to provide an RSSI value to RF DATA returned from the wearable smart key to track the position of the wearable smart key in real time (RTLS, Real-Time Location Service).
여기서 실시간 위치추적 서비스란, 이동통신망의 위치 기반 서비스(LBS, Location-Based Service)와 동일하게 2.45GHz 대역의 무선 주파수를 사용하며, 802.11b/g 규격을 만족한다. 위치추적을 위해 사용되는 방법으로 삼각측량법을 이용하여 개체의 위치를 추정하는 삼각측량법(Triangulation Method)을 사용한다. 삼각법에 의한 위치추정은 수신신호강도(RSSI, Received Singnal strength indication)나 도착시간(ToA, Time of Arrival) 기술을 바탕으로 이루어진다.Here, the real-time location service uses radio waves of 2.45 GHz band and meets the 802.11b / g standard, similar to the location-based service (LBS) of the mobile communication network. The triangulation method is used to estimate the position of an object using triangulation method as a method used for position tracking. Trigonometric position estimation is based on Received Signal Strength Indication (RSSI) or Time of Arrival (ToA) techniques.
또한, 통신 매개체로는 무선 랜(Wi-Fi, IEEE 802.11b/g), 즉, 근거리무선통신망을 이용한다. 이러한 근거리무선통신망은, 13.56MHz의 대역을 가지며 아주 가까운 거리의 무선통신을 하기 위한 수단으로, LF, XBee, ZigBee, BlueTooth, Beacon 등을 포함하며, 현재 지원되는 데이터 통신 속도는 초당 424 Kbit로 차량, 교통, 티켓, 지불 등 여러 서비스에서 사용할 수 있다. 또한, 상기 LF(Low Frequency)주파수는 30~300kHz, 파장은 10~1km로 긴 편이며 km파 또는 장파(長波)라고도 한다. 간단한 장치로 멀리까지 교신할 수 있는 특징이 있다.In addition, the communication medium uses a wireless LAN (Wi-Fi, IEEE 802.11b / g), that is, a short-range wireless communication network. This short-range wireless communication network has a bandwidth of 13.56 MHz and is a means for wireless communication with a very short distance. It includes LF, XBee, ZigBee, BlueTooth, Beacon and the like. Currently, data communication speed is 424 Kbit per second , Transportation, tickets, payment, and so on. In addition, the LF (Low Frequency) frequency is 30 to 300 kHz and the wavelength is 10 to 1 km, which is also called a km wave or a long wave. There is a feature that it can communicate far by simple device.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 근거리무선통신기(200)의 RSSI(Received Signal Strength Indicator) MAP은 ANT1(x1, y1 ,z1), ANT2(x2,y2,z2) 및 ANT3(x3,y3,z3)이며, 상기 근거리무선통신기의 RSSI MAP에 답신하는 RSSI 부여값인 상기 웨어러블 스마트키의 RF DATA는 ANT1(xx1,yy1,zz1), ANT2(xx2,yy2,zz2) 및 ANT3(xx3,yy3,zz3)인 것으로 한다.The received signal strength indicator (RSSI) MAP of the short range wireless communication device 200 according to an exemplary embodiment of the present invention includes ANT1 (x1, y1, z1), ANT2 (x2, y2, z2) (xx1, yy1, zz1), ANT2 (xx2, yy2, zz2), and ANT3 (xx3, yy3, yy3), and the RF DATA of the wearable smart key, which is an RSSI grant value returned to the RSSI MAP of the near- zz3).
또한, 본 발명의 실시 예에 따른, 상기 RSSI(Received Signal Strength Indicator) MAP은 상기 웨어러블 스마트키의 정확한 위치를 추적하기 위해 ID(Identity)와 RSSI값을 주기적으로 송신하도록 한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the RSSI MAP periodically transmits an ID and an RSSI value to track the precise location of the wearable smart key.
이하, 본 발명의 실시간 위치추적 서비스(RTLS, Real-Time Locating Service)인 RSSI MAP을 이용한 삼각측량법(Triangulation using the RSSI MAP) 알고리즘(Algorithms)에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a triangulation using the RSSI MAP algorithm using an RSSI MAP, which is a Real-Time Locating Service (RTLS) of the present invention, will be described in detail.
RSSI MAP을 이용한 삼각측량방법은, 거리에 따른 신호세기를 수학적으로 이용한 것으로, 수신신호세기(RSSI)는 거리가 멀어질수록 신호가 약해지는 것을 응용는 것이다. 이때 무선 환경에서 수신신호세기(RSSI)는 dBm 단위로 표현되며, 기준이 되는 기준점과 이동노드 사이의 거리는 기준이 되는 기준점을 기준으로 하여 동심원 중에 한곳에 위치하게 되는 특성으로부터 기준점과 이동노드 간의 거리 d값을 측정하는 것을 말한다.The triangulation method using the RSSI MAP is based on the mathematical use of the signal intensity according to the distance, and the RSSI is applied as the signal becomes weaker as the distance increases. In this case, the received signal strength (RSSI) in the wireless environment is expressed in units of dBm. The distance between the reference point and the mobile node is defined as a distance from the reference point to the mobile node It means to measure the value.
따라서, RSSI MAP을 이용한 삼각측량법은 3개의 기준점을 각 다이버시티 안테나(111, 113, 115)의 좌표[(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3)]로 발신되는 LF전파에 실린 RSSI MAP으로 둔다. 상기 다이버시티 안테나(111, 113, 115) 각각의 3점의 좌표와 웨어러블 스마트키 사이의 각 거리 d1, d2 및 d3 값은 하기의 관계식에 의해서 구해질 수 있다.Therefore, the triangulation method using the RSSI MAP has three reference points as the coordinates [(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3) of the diversity antennas 111, ] To the RSSI MAP on the LF radio wave transmitted from the LF. The distances d1, d2 and d3 between the coordinates of the three points of each of the diversity antennas 111, 113 and 115 and the wearable smart key can be obtained by the following relational expression.
[수학식 1][Equation 1]
또한, 본 발명은 위 수학식 1으로부터, 수신신호세기(RSSI) MAP, 도착시간(ToA), 도착시간차(TDoA)를 이용한 거리 측정을 할 수 있다. Also, the present invention can measure distance using the received signal strength (RSSI) MAP, arrival time (ToA), and arrival time difference (TDoA) from Equation (1).
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 위치추적 서비스를 갖는 통신 알고리즘의 구현은, 자이로 센서, 충격과 기울기 값을 검출하는 가속도 센서, 혈압/맥박 측정 센서, 움직임을 감지하는 모션 센서, 물체의 움직임을 갖는 변위 센서, 물체의 이동을 갖는 근접 센서, 물체의 관성을 이용한 중력 센서, 지문 및 음성 인식 센서, 터치스크린 방식 등 다양한 물리적인 매커니즘과의 컨버젼스에 의한 차량의 각종 안테나(500a 내지 500n)를 제어할 수 있는 독특한 특징을 가질 수 있다.Accordingly, the implementation of the communication algorithm having the real-time location tracking service according to the embodiment of the present invention can be applied to a gyro sensor, an acceleration sensor for detecting impact and tilt values, a blood pressure / pulse measurement sensor, a motion sensor for detecting movement, The various antennas 500a to 500n of the vehicle are controlled by convergence with various physical mechanisms such as a displacement sensor having a moving object, a proximity sensor having movement of an object, a gravity sensor using an inertia of an object, a fingerprint and voice recognition sensor, You can have unique features that you can do.
ECM(Electronic Control Modules, 300)은, 엔진제어컴퓨터(ECU, Engine Contol Unit) 수단으로, 엔진의 회전수와 흡입공기량, 흡입압력, 엑셀레이터 개방정도를 최초 설정해둔 점화시기 값과 연료분사 값 등을 조회하여 수온센서, 산소센서 등을 보정하고 연료분사장치인 인젝터의 개폐율을 조정한다. 또한 엔진 각부의 과부하를 방지토록 한계 값을 미리 설정해 두며, 차량의 각 안테나(500a 내지 500n)를 총괄제어하는 컴퓨터로 각 안테나(500a 내지 500n)와는 CAN통신을 한다.An ECM (Electronic Control Modules) 300 is an engine control unit (ECU) that measures the ignition timing value and the fuel injection value, which are the initial settings of the engine revolution speed, the intake air amount, the intake pressure, And corrects the water temperature sensor, oxygen sensor, etc., and adjusts the opening and closing rate of the injector, which is the fuel injecting device. In addition, a limit value is set in advance to prevent overload of each part of the engine, and a CAN that communicates with the antennas 500a to 500n is communicated to the antennas 500a to 500n.
상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should be regarded as belonging to the above-mentioned patent claims.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept as defined by the appended claims. But is not limited thereto.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described exemplary system, the methods are described on the basis of a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of the steps, and some steps may occur in different orders . It will also be understood by those skilled in the art that the steps shown in the flowchart are not exclusive and that other steps may be included or that one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the invention.
Claims (1)
LF(Low Frequency) 전파에 각각의 RSSI(Received Signal Strength Indicator) MAP을 실어 송신하는 적어도 3개의 다이버시티 안테나(Diversity Antenna);
상기 스마트폰에서 답신되는 각각의 RF DATA에 RSSI값을 각각 부여하여 상기 스마트폰 위치를 실시간으로 추정하는 CPU를 포함하고,
상기 CPU는 상기 다이버시티 안테나를 통해 상기 스마트폰의 위치를 실시간으로 추적하기 위해 주기적으로 고유의 ID와 함께 각각의 RSSI MAP을 실어 송신하고, 상기 스마트폰으로부터 답신되는 각각의 RF DATA를 주기적으로 수신하여 RSSI값을 각각 부여하고, 2차원 평면상에 기준이 되는 기준점인 각각의 상기 다이버시티 안테나와 이동노드인 상기 스마트폰 사이의 거리값을 상기 RSSI MAP을 이용한 삼각측량방법에 의해 측정하여 상기 스마트폰의 실시간 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량의 웨어러블 스마트키 시스템.A smartphone for generating a reference signal so as to control each driving unit of the vehicle when the vehicle approaches the vehicle;
At least three diversity antennas for transmitting respective RSSI (Received Signal Strength Indicator) MAPs to LF (Low Frequency) radio waves and transmitting them;
And a CPU for assigning an RSSI value to each RF DATA returned from the smartphone to estimate the position of the smartphone in real time,
The CPU periodically transmits each RSSI MAP together with its own ID to transmit the RF data returned from the smartphone periodically in order to track the position of the smartphone in real time through the diversity antenna And measures a distance value between each of the diversity antennas, which is a reference point serving as a reference on a two-dimensional plane, and the smart phone, which is a mobile node, by a triangulation method using the RSSI MAP, And estimates the real-time position of the phone.
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|---|---|---|---|---|
| WO2020218889A1 (en) * | 2019-04-26 | 2020-10-29 | 주식회사 아모센스 | Position measuring device |
Citations (1)
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| KR20050026192A (en) | 2003-09-09 | 2005-03-15 | 현대자동차주식회사 | Wrist watch type pic key of an automobile |
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2017
- 2017-09-04 KR KR1020170112378A patent/KR20190026098A/en unknown
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| WO2020218889A1 (en) * | 2019-04-26 | 2020-10-29 | 주식회사 아모센스 | Position measuring device |
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