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이동체의 위치감지장치, 이동체의 위치감지방법, 조명장치, 공조장치, 보안장치, 및 주차장관리장치
Position detection apparatus and method for a movable matter, lighting apparatus, air conditioning apparatus, security apparatus, and parking apparatus
출원번호 : 1020140052253 / 20140430
등록번호 : 1016735790000 / 20161101

광주과학기술원 왕세명,김기현,유호민

초록

본 발명에 따른 이동체의 위치감지장치에는, 감지공간으로 펄스음을 단속하여 발생시키는 스피커; 및 상기 감지공간에서 발생하는 상기 펄스음의 반사음을 획득하는 마이크 어레이가 포함되고, 상기 반사음으로부터 음장변화를 추출하여 이동체의 위치를 추정하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 이동체의 위치를 각도 및 거리까지 정확하게 감지할 수 있으므로, 다른 어떠한 부작용이 없이 이동체의 감지장치에 적용할 수 있다. 또한, 건강상의 문제점이 없고, 적용상의 부작용이 없는 점으로 인하여, 조명장치, 공조장치, 보안장치, 및 주차장관리장치 등과 같은 다양한 응용분야에 용이하게 적용할 수 있다.

대표청구항

감지공간으로 가청주파수 영역의 펄스음을 단속하여 발생시키는 스피커; 및
상기 감지공간에서 발생하는 상기 펄스음의 반사음을 획득하는 복수의 마이크를 포함하는 마이크 어레이; 및
상기 반사음에서 이전에 측정된 기존 반사음과 다르게 변동된 변동음장을 추출하는 변동음장추출부;가 포함되고,
상기 마이크 어레이는 2차원 배치로, 상기 마이크 어레이를 이루는 각 마이크들은 원형, 나선형, 직교형, 또는 바퀴형으로 배치되고,
상기 감지공간은 3차원으로 형성되며,
상기 3차원 감지공간을 구획하는 블록의 각 지점의 위치와 상기 마이크의 상대적인 위치를 나타내는 상대적위치정보가 저장되는 블록구성부를 포함하고,
상기 상대적위치정보와 상기 변동음장을 참조하여, 상기 감지공간을 스캐닝하여 이동체의 3차원위치를 추정하는 위치추정부가 포함되는
상기 반사음으로부터 음장변화를 추출하여 이동체의 위치를 추정하고,
상기 펄스음은,
포락선을 가지는 사인파를 포함하는 음향신호이고,
상기 변동음장추출부는,
상기 마이크를 통해 감지된 반사음을 아래 수학식 1과 2에 대입하여, 이전과 변동된 상기 변동음장은 이동하는 이동체에 의한 반사음만을 추출하고,
상기 위치 추정부는,
상기 변동음장이 상기 감지공간을 소정의 방식으로 구획하는 블록의 어느 격자에서 발생한 것인지를 지연-합 빔포밍 방식을 적용하여 확인하고, 상기 격자 중에서 상기 지연-합 빔포밍 방식에서 상기 변동음장이 증폭되는 곳을 검출하여 상기 이동체의 위치로 추정하고,
상기 블록을 이루는 각 격자의 격자중심 또는 격자점의 위치가, 상기 마이크 어레이에 포함되는 각 마이크들에 대하여 가지는 소정의 상대적인 위치관계를 거리(r)과 각도(θ)의 정보로 저장하는 블록구성부를 더 포함하고,
상기 위치추정부는,
상기 블록구성부로부터 상기 격자들의 위치 정보와 상기 마이크 어레이의 각 마이크에 대하여 가지는 소정의 상대적인 위치관계에 따라서, 상기 이동체와 상기 마이크 사이에 거리(r)와 각도(θ)에 기초한 음압파워를 호출함으로써, 상기 이동체의 위치를 추출하며,
상기 변동음장 추출부는,
상기 이동체의 위치 추정 전 상기 마이크들에서 측정된 반사음에서 고정체에 의한 반사음은 필터링하고 상기 이동체에 의한 반사음을 추출하는
이동체의 위치감지장치.

[수학식 1]

(i는 마이크 어레이에 제공되는 각 마이크의 색인이고, ΔH_i는 i번째 마이크에서 감지되는 감지공간의 전달함수, 즉 i번째 마이크에서 감지되는 변동된 음장을 나타내고, X는 음원이고, Y_i는 i번째 마이크에 수신된 반사음의 신호)
[수학식 2]

(R_i는 변동된 음장을 측정한 각 마이크의 신호)

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