KR100635103B1 - 주차 위치 표시 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 전파발신기가 설치된 환경에서 위치 좌표 계산 기능을 갖는 디스플레이 장치를 이용하여 현재 위치로부터 출발 위치를 표시하기 위하여 복수의 전파발신기에서 서로 구분 가능한 신호 전파를 송신하고, 디스플레이 장치에서 출발 위치를 설정하고, 디스플레이 장치에 수신된 신호 전파의 세기 또는 방향에 근거하여 출발 위치 좌표를 산출하고, 출발 위치 좌표를 디스플레이 장치의 메모리부에 저장하고, 디스플레이 장치를 출발 위치로부터 이동시키고, 이동된 지점에서 디스플레이 장치에 수신된 전파의 세기 또는 방향에 근거하여 현재 위치 좌표를 산출하고, 출발 위치 및 현재 위치의 좌표를 이용하여 디스플레이 장치의 디스플레이부에 현재 위치를 기준점으로 하여 출발위치의 상대적 위치 정보를 표시하는 디스플레이 장치 및 관련 방법을 제공한다.

주차, 위치, 표시, 전파, 주파수

Description

주차 위치 표시 장치 및 방법 {Parking position display system and the method using the same}

도1은 본 발명에 따른 차량위치 확인시스템의 작동 환경을 나타내는 전체 사시도이다.

도2는 차량과 주차 위치, 디스플레이 장치의 상대 위치를 표시하는 도면이다.

도3은 본 발명에 따른 휴대용 디스플레이 장치의 블럭다이아그램이다.

도4는 두개의 전파발신기를 기준으로 한 위치 결정 원리를 나타내는 도면이다.

도5는 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 예시한 도면이다.

도6은 알려진 좌표값을 갖는 전파발신기를 이용하여 위치를 결정하는 원리를 나타나내는 도면이다.

본 발명은 많은 수의 차량이 수용된 옥외 및 옥내 주차 공간에서 운전자가 자신이 주차한 위치를 기억하지 못하더라도 주차 위치를 그 방향과 거리에 의하여 휴대용 디스플레이 장치에 표시해줌으로써 자신이 주차한 차량을 용이하게 찾아낼 수 있도록 하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

오늘날 자동차는 도시 생활에서 필수적인 운송수단이 되었고, 대형 할인마트나, 백화점, 쇼핑몰, 멀티플렉스 극장가, 놀이동산 등 사람들이 많이 운집하는 장소에는 그 주차공간이 대형화되고 주차위치도 규격화되어 주위 환경이 매우 유사하므로 운전자가 자신이 주차한 위치를 기억해 내지 못하는 경우 넓은 주차 공간에서 자신의 차량을 찾아내는 것이 매우 곤란한 경우가 종종 발생되고 있다.

종래에는 단순히 주차 층과 주차구역을 표시하는 인식표를 구역별로 비치하여 필요시 휴대하게 하거나, 또는 휴대 가능한 기계식 기록 장치를 사용한 예 등이 있으나, 인식표 비치 함을 구역별로 마련하여 관리하여야 하며 운전자가 비치함까지 가서 인식표를 휴대하여야 하는 불편이 따르며, 기록 장치의 경우에도 일일이 기록하는 것이 사용자에게는 번거로워 사용을 기피하게 된다.

한국 공개특허 10-2004-0009298호는 다수의 송신 안테나를 주차공간에 배치하고 가장 가까운 송신 안테나로부터 주차 구역 데이터를 수신하여 이를 무선리모콘의 메모리에 저장하여 디스플레이 창에 표시하여 차량의 주차 구역을 확인할 수 있도록 한 예이나, 이러한 발명도 식별번호에 의하여 정하여진 주차 구역을 표시하여 줄 따름이므로 주차구역의 번호체계가 익숙하지 아니한 운전자의 경우 그 주차구역이 어디인지를 실제로 찾아가는 것이 용이한 것도 아니며, 주차구역의 경계가 안테나의 전파 도달 영역에 의해 정해지므로 주차구역이 중복되거나 또는 사각지역이 발생되는 등의 실용성 문제가 따를 수 있다.

한국 공개특허 특1999-015643호는 위치표시정보발생장치와 차량위치표시기를 한 벌로 하여 위치 정보 및 수신 확인 신호(ACK)를 상호 교환하고 위치표시정보발생장치가 차량으로부터 운전자의 방향을 표시하는 정보를 송신하고 차량 위치 표시기는 수신된 정보를 변환하여 차량의 위치를 표시하여 주는 예이다. 그러나 이 발명의 경우에는 상호 송수신하는 한 벌의 시스템을 갖추어야 하며 신호 교환 및 동작 절차가 복잡하여 시스템 구현에 고비용이 소요되고 단일의 송수신 채널에 의존하게 되어 정보의 다중성(redundancy)이 떨어져 디스플레이 정보 표시의 정확도가 저하되는 현실적인 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하고, 각 운전자가 복잡한 장치 조작의 부담 없이 간단히 휴대할 수 있는 디스플레이 장치에 의하여 자신이 차량을 주차한 위치를 방향과 거리 등에 의하여 표시하여 누구나 손쉽게 사용 가능한 휴대용 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 주차공간에 서로 구분되는 복수의 전파송신기를 설치하여 상기 디스플레이 장치를 동작시키기 위한 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 방법은 복수의 전파발신기가 설치된 환경에서 위치 좌표 계산 기능을 갖는 디스플레이 장치를 이용하여 현재 위치로부터 출발 위치를 표시하는 방법에 있어서; (a) 복수의 전파발신기에서 서로 구분 가능한 신호 전파를 송신하는 단계; (b) 디스플레이 장치에서 출발 위치를 설정하는 단계; (c) 디스플레이 장치에 수신된 신호 전파의 세기 또는 방향에 근거하여 출발 위치 좌표를 산출하는 단계; (d) 출발 위치 좌표를 디스플레이 장치의 메모리부에 저장하는 단계; (e) 디스플레이 장치를 출발 위치로부터 이동시키는 단계; (f) 이동된 지점에서 디스플레이 장치에 수신된 전파의 세기 또는 방향에 근거하여 현재 위치 좌표를 산출하는 단계; (g) 출발 위치 및 현재 위치의 좌표를 이용하여 디스플레이 장치의 디스플레이부에 현재 위치를 기준점으로 하여 출발위치의 상대적 위치 정보를 표시하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 출발 위치 표시 방법이다.

또한 상기 방법을 이용한 본 발명에 따른 장치는 전파 신호에 의하여 서로 구분 가능한 복수의 전파발신기가 설치된 환경에서 현재 위치로부터 출발 위치를 표시하는 디스플레이 장치로서 전파를 수신하는 안테나, 전파를 수신하여 주파수를 탐지하고 처리 주파수 대역으로 낮추는 RF 모듈, 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터, 신호 분석과 계산 및 제어 기능을 갖는 프로세서, 분석 결과 및 위치 상태를 표시하기 위한 디스플레이부, 데이터를 저장하는 메모리부, 사용자가 정보를 입력할 수 있는 조작부를 포함하여 구성되고; 출발 위치가 설정되 면 수신된 전파 신호의 세기 또는 방향을 근거로 출발위치의 좌표를 산출하여 이를 메모리부에 저장하고, 현재 위치에서 수신된 전파 신호의 세기 또는 방향을 근거로 현재 위치의 좌표를 산출하여 디스플레이부에 현재 위치를 기준점으로 하여 출발위치의 상대적 위치 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치이다.

이하에서, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 차량위치 확인시스템의 작동 환경을 나타내는 전체 사시도이다. 도1은 3개층으로 된 주차공간의 경우이다. 각 주차평면(10)에는 차량(20)이 주차된 임의의 위치에 대한 기준점을 제공할 수 있도록 전파발신기(200)가 적당한 간격으로 복수개 설치되어 있고, 운전자는 차량(20)의 위치를 표시하는 디스플레이 장치(100)를 휴대하게 된다.

도2는 차량과 주차 위치, 디스플레이 장치의 상대 위치를 표시하는 도면이다. 주차위치(C)와 디스플레이 장치의 위치(D)는 복수의 전파발신기(200) 중 어느 한 전파발신기 위치(S)를 기준점으로 하여 벡터로 표시할 수 있고, 이를 각각 Rc 및 Rd라 했을 때, 운전자가 휴대한 디스플레이 장치의 위치로부터 차량의 위치를 벡터 Rx로 나타내면 하기 수학식1과 같은 관계가 성립된다.

따라서 전파발신기를 기준점으로 하여 차량과 디스플레이 장치의 위치 좌표를 알 수 있다면 차량이 주차된 위치를 휴대용 디스플레이 장치의 창에 방향과 거리에 의하여 표시할 수 있다.

전파를 수신하는 지점으로부터 전파발신기 송신안테나까지의 거리는 각각의 위치에서 파워레벨을 검출하여 전파손실을 계산하여 이를 직선거리로 산출하는 방법을 사용할 수 있다. 자유공간에서의 전파손실(Ls)은 다음 식으로 표현된다.

여기서, R은 송신안테나와 수신안테나 사이의 거리이고, λ는 거리측정에 사용된 전파의 파장이다. 본 발명에서는 각 전파발신기의 안테나에서 미리 규정된 출력이 나오도록 출력을 조정하고 휴대용 디스플레이 장치에서 측정된 파워레벨과 이미 규정된 송신 출력값을 이용하여 전파발신기까지의 거리를 산출하도록 한다.

필요에 따라 디스플레이 장치가 있는 임의의 위치로부터 전파발신기의 방향을 측정하는 방안을 생각할 수도 있는데, 예를 들면 YAGI 안테나와 같은 지향성 안테나를 구동부에 의하여 360도 회전 구동시켜 탐색하고 해당 주파수의 전파 세기가 가장 큰 방향을 전파발신기의 방위로 결정한다.

도3은 본 발명에 의한 휴대용 디스플레이 장치의 예를 나타낸다. 디스플레이 장치(100)는 전파를 수신하는 안테나(101), 동조회로 등에 의하여 수신 고주파의 주파수를 탐지하고 처리 주파수 대역으로 낮추는 RF(Radio Frequency) 모듈(102), 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터(103), 수신된 신호의 분석 및 제어를 담당하는 프로세서(104), 분석 결과 및 상태를 표시하기 위한 디스플레이부(105), 사용자가 정보를 입력할 수 있는 조작부(106) 등이 포함될 수 있다. 프로세서(104)는 필요한 메모리부를 구비하고 있으며, 필요에 따라 프로세서의 제어를 받는 안테나구동부(107)나 외부 신호를 감지할 수 있는 감지부(108) 등이 부가될 수 있다. 디스플레이 장치의 상기 구성요소들은 필요에 따라 가감될 수 있음은 당연하다.

위와 같은 기본 원리와 디스플레이 장치에 의하여 구현되는 본 발명의 실시예는 다음과 같다.

(실시예1)

먼저 복수개의 전파발신기 안테나를 주차공간에 적당한 간격으로 설치하고 규정된 출력으로 서로 다른 주파수의 전파를 발신하게 한다. 운전자는 차량을 주차한 후 디스플레이 장치의 조작부를 통하여 출발위치 버튼을 누른다. 주차위치 버튼 대신에 엔진 꺼짐 신호 등의 특정 외부 신호를 감지하는 감지부(108)에 의하여 자동으로 출발위치 결정 단계로 진입하게 할 수도 있을 것이다.

디스플레이장치는 수신된 각 주파수에 대하여 상기 수학식1에 의하여 각 주 파수의 전파 송신안테나까지의 거리를 산출하고 방향을 결정하여 임의의 영점으로부터의 좌표를 구하여 이를 출발위치로서 메모리에 저장한다. 도4에서 보는 바와 같이 제1 주파수 송신안테나(S1)와 제2 주파수 송신안테나(S2) 사이의 방위각(θ1)과 각 송신안테나까지의 거리(R1, R2)가 정해지면 삼각 측량법 원리에 의하여 차량위치 좌표(C), 즉 출발위치를 결정할 수 있다. 이때 영점은 임의의 한 점을 선정하여 정하면 된다. 영점의 선정에 따라 기준점이되는 각 송신안테나의 구체적 좌표가 변동되지만 이는 본 발명에서 기술적으로 아무런 문제가 없다. 왜냐 하면 사용자가 원하는 정보는 도2에서 도시된 상대 벡터 Rx이므로 수학식1에서 보는 바와 같이 기준점의 좌표는 상쇄되기 때문이다.

이후 운전자가 용무를 마친 후에 주차공간의 전파도달 영역으로 돌아오면 현 위치(D)에서 출발위치에서와 같은 방법으로 제1 및 제2 주파수 안테나와의 거리 및 방위각(θ2)을 구하고 이를 메모리부에 저장된 출발위치 좌표와 비교하여 현 위치(D)에서 출발위치까지의 거리 및 방향을 계산하여 이를 디스플레이부(105)를 통하여 표시하게 된다.

디스플레이부를 통하여 표시하는 방법은 여러 가지가 있으나, 도5와 같은 방법으로 디스플레이부(105) 상에 방향(501)과 거리(502)를 표시하여 운전자가 쉽게 주차된 차량의 위치를 찾아갈 수 있도록 도와준다. 출발위치로부터 일정 반경 이내로 접근하게 되면 실측 오차 등의 영향으로 인하여 정확하게 방향을 구하여 표시하는 것은 현실적으로 곤란하므로, 이때에는 방향표시를 생략하고 근접되었음을 알리는 정보를 디스플레이하거나 근접램프를 점등시키는 방법으로 근접표시를 하여 차량이 근접거리에 있음을 표시하게 할 수도 있을 것이다.

출발위치는 디스플레이 상에 항상 표시되도록 할 수도 있지만, 선택적으로 배터리 소모를 줄이기 위하여 사용자가 조작부(106)를 통하여 디스플레이 버튼을 누를 경우에만 방향과 거리를 연산하여 표시되게 구현할 수도 있다.

여기서 두개의 전파발생기만으로도 이론적으로는 본 발명의 디스플레이 장치 및 방법이 구현 가능하지만, 추가적으로 3개 이상의 전파발생기를 사용할 경우에는 2개 이상의 위치좌표를 구할 수 있고 이들로부터 최소 자승 오차법에 의하여 위치좌표의 최적 근사해를 결정하는 방법을 적용할 수 있다.

(실시예2)

실시예2는 주파수가 다른 3개 이상의 전파 발생기를 사용하고, 각 주파수에 해당되는 전파발신기의 좌표를 프로세서(104)의 메모리부에 저장하여 둔다. 메모리부에 전파발신기의 정보를 입력하는 방식은 조작부(106)를 통하여 입력하거나 주차시설 진입시에 접촉식 또는 비접촉식 정보 교환 방식으로 입력될 수도 있다. 운전자가 여러 주차시설을 이용하는 경우에는 메모리부 내에 여러 세트의 정보를 저장하고 각 주차시설 별로 고유번호를 부여하여 입차시 자동 또는 수동으로 선택하게 할 수 있다.

이후 출발위치를 선택하는 것과 디스플레이에 출발위치의 방향과 거리를 표시하는 절차 및 방식 등은 실시예1과 동일하다.

다만 전파발신기의 좌표가 주어져 있으므로 디스플레이 장치는 각 전파발신 기로부터의 거리만을 산출하면 도6과 같은 삼각측량 원리로 현 위치의 좌표가 계산 가능한 점에 차이가 있다. 또한 각 전파 발신기에 대한 방향만을 측정하여도 역시 현 위치의 좌표를 결정할 수 있다.

또한 전파발신기를 3개 보다 많게 하거나 거리와 방향을 모두 측정하는 경우 등 위치좌표의 잉여 해를 구할 수 있는 경우에는 실시예1과 마찬가지로 최소자승오차를 갖는 최적 근사 위치좌표를 사용하는 방법의 적용이 가능하다.

(실시예3)

실시예3은 전파발신기가 RF발신기로서 해당 전파발신기의 좌표가 포함된 데이터 신호를 송신하는 방법이다. 이 경우의 동작 절차와 방법은 실시예2와 마찬가지이나 다만 메모리부에 각 전파발신기의 위치를 미리 기억시켜 둘 필요가 없으므로 운전자가 방문한 적이 없는 임의의 주차시설이라 하더라도 RF발신기가 설치되어 있다면 작동이 가능하다.

상기 실시예들은 모두 단층의 평면 주차시설을 대상으로 한 것들이다. 즉, 도1에 도시된 바와 같은 복층의 주차시설의 경우에는 바닥구조물에 의하여 전파가 차단되므로 일개 층의 전파발신기의 신호가 다른 층으로 실질적으로 전송되지 못 하므로 사용자가 층을 잘 못 찾은 경우에는 디스플레이 장치의 도움을 받을 수 없는 경우가 발생될 수 있다. 이런 경우에는 층별로 사용 주파수 대역을 구분하여 두고, 수신된 주파수 대역이 메모리부에 기록된 출발위치의 주파수 대역보다 높거 나 낮으면 도5의 503과 같이 위 또는 아래로 몇 층을 표시하는 방식으로 안내 표시를 할 수 있다. 상기 실시예3과 같이 발신 안테나에서 데이터 신호를 전송하는 경우에는 발신 안테나의 좌표 데이터와 함께 층 데이터를 포함하여 전송하고 메모리부에 기록된 최초 위치의 층 데이터와 비교하여 층 안내정보를 표시하게 할 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 의한 주차 위치 표시 방법과 장치는 종래에 흔히 사용되던 기지국과의 송수신 방식에 의한 위치 결정방법에 의존하지 아니하고 발신 전용 전파발신기를 사용하고 또한 발신하는 신호가 단순하므로 전파발신 시설의 설치가 용이하고, 디스플레이 장치도 단순히 전파를 수신하여 프로세서에서 분석 및 연산 처리하는 것으로 족하므로 저렴하게 시스템을 구성할 수 있는 효과가 있으며, 또한 운전자가 디스플레이 장치를 간편하게 사용할 수 있는 효과가 있다. 따라서 소비자가 디스플레이 장치를 구입하여 차량 내에 비치해 두고 전파발신 시설이 구축된 주차공간에서 사용하거나, 아니면 주차시설 운영 주체가 전파발신시설과 디스플레이 장치를 일괄 구비하고 주차공간 입구에서 내방객들에게 디스플레이 장치를 대여하여 고객의 주차편의를 도모한다면 고객 만족도를 높여 매출 신장에 기여하는 효과가 있다.

Claims (17)

1. 복수의 전파발신기가 설치된 환경에서 위치 좌표 계산 기능을 갖는 디스플레이 장치를 이용하여 현재 위치로부터 출발 위치를 표시하는 방법에 있어서;

   (a) 복수의 전파발신기에서 서로 구분 가능한 신호 전파를 송신하는 단계;

   (b) 디스플레이 장치에서 출발 위치를 설정하는 단계;

   (c) 디스플레이 장치에 수신된 신호 전파의 세기 또는 방향에 근거하여 출발 위치 좌표를 산출하는 단계;

   (d) 출발 위치 좌표를 디스플레이 장치의 메모리부에 저장하는 단계;

   (e) 디스플레이 장치를 출발 위치로부터 이동시키는 단계;

   (f) 이동된 지점에서 디스플레이 장치에 수신된 전파의 세기 또는 방향에 근거하여 현재 위치 좌표를 산출하는 단계;

   (g) 출발 위치 및 현재 위치의 좌표를 이용하여 디스플레이 장치의 디스플레이부에 현재 위치를 기준점으로 하여 출발위치의 상대적 위치 정보를 표시하는 단계;

   로 이루어진 출발 위치 표시 방법.
2. 제1항에 있어서, (a)단계의 복수의 전파발신기는 발신 신호의 주파수에 의하여 구분되는 출발 위치 표시 방법.
3. 제2항에 있어서, 복수의 전파발신기는 3개 이상으로서 그 위치 좌표가 미리 주어진 출발 위치 표시 방법.
4. 제1항에 있어서, (a)단계의 복수의 전파발신기는 수신 신호에 포함된 좌표 정보 데이터에 의하여 구분되는 출발 위치 표시 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, (b)단계의 출발 위치 설정은 디스플레이 장치의 조작부를 통하여 수행되거나 감지부에서 수신한 특정 신호에 의하여 수행되는 출발 위치 표시 방법.
6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, (g)단계의 상대적 위치 정보는 현재 위치를 기준으로 하여 출발위치의 방향과 거리에 의하여 표시되는 출발 위치 표시 방법.
7. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, (g)단계에서 현재위치가 출발위치의 일정반경 이내인 경우의 상대적 위치 정보는 근접표시에 의하여 표시되는 출발 위치 표시 방법.
8. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, (c) 및 (f) 단계에서 위치좌표 계산해의 잉여해가 산출될 수 있는 경우에는 최소 자승 오차에 의한 최적 근사해를 위치좌표로 산출하는 출발 위치 표시 방법.
9. 제1항에 있어서, 상대적 위치 정보는 층 안내정보를 더 포함하는 출발 위치 표시 방법.
10. 제9항에 있어서, 층 안내정보는 출발위치와 현재위치의 주파수 대역 또는 데이터 신호의 층 데이터의 비교 결과에 근거하는 출발 위치 표시 방법.
11. 전파 신호에 의하여 서로 구분 가능한 복수의 전파발신기가 설치된 환경에서 현재 위치로부터 출발 위치를 표시하는 디스플레이 장치에 있어서;

    전파를 수신하는 안테나, 전파를 수신하여 주파수를 탐지하고 처리 주파수 대역으로 낮추는 RF 모듈, 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하기 위한 A/D 컨버 터, 신호 분석과 계산 및 제어 기능을 갖는 프로세서, 분석 결과 및 위치 상태를 표시하기 위한 디스플레이부, 데이터를 저장하는 메모리부, 사용자가 정보를 입력할 수 있는 조작부를 포함하여 구성되고;

    출발 위치가 설정되면 수신된 전파 신호의 세기 또는 방향을 근거로 출발위치의 좌표를 산출하여 이를 메모리부에 저장하고, 현재 위치에서 수신된 전파 신호의 세기 또는 방향을 근거로 현재 위치의 좌표를 산출하여 디스플레이부에 현재 위치를 기준점으로 하여 출발위치의 상대적 위치 정보를 표시하는 디스플레이 장치.
12. 제11항에 있어서 전파송신기의 방향을 탐지하기 위하여 안테나를 회동시키는 안테나구동부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
13. 제11항에 있어서 특정 외부 신호를 감지하여 프로세서에 출발위치 설정신호로 전달하는 감지부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
14. 제11항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상대적 위치 정보는 현재 위치를 기준으로 하여 출발위치의 방향과 거리에 의하여 표시되는 디스플레이 장치.
15. 제11항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 현재위치가 출발위치의 일정반경 이내인 경우의 상대적 위치 정보는 근접표시에 의하여 표시되는 디스플레이 장치.
16. 제11항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상대적 위치 정보는 층 안내정보를 더 포함하는 디스플레이 장치.
17. 제16항에 있어서, 층 안내정보는 출발위치와 현재위치의 주파수 대역 또는 데이터 신호의 층 데이터의 비교 결과에 근거하는 디스플레이 장치.

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