KR100937495B1 - 속도 측정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 속도 측정 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 정확하고 융통성 있는 속도 측정을 가능케 하는 것이다. 본 목적의 달성을 위하여 발산물 성분들이 두 개의 서로 다른 경로(11, 12)를 통하여 전달되고 탐지된다. 비-작동 장치(1)와 관련하여 양 경로의 발산 성분들 사이의 위상 변화에 대한 수정은 평가 수단(13)을 위한 장치(1)의 실제 속도에 대한 비율을 나타낸다. 따라서 회전 운동이 위상 변화의 수정에 미치는 영향이 방지되거나 보상된다. 본 발명은 또한 상기 장치를 구비한 시스템과 그에 대응하는 속도 측정 방법에 관한 것이다.

속도 측정, 발산, 공급원, 위상 변위, 경로, 전파, 평가 수단.

Description

속도 측정 장치 및 방법{SPEED MEASUREMENT}

본 발명은 속도를 측정하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.

오늘날에는 어떤 장치 또는 시스템의 속도를 측정하는 데에 사용되는 매우 다양한 방법 및 장치가 있다. 그러나, 대개 그러한 방법 및 장치들은 특별히 정확하지 않고 많은 공간을 필요로 하며 외부 정보를 요한다.

1984년 발간된 뵘 엠.(M. Bohm) 저 "위치 탐지 및 항법(Ortung and Navigation)"의 "항법, 싸냐크 효과 및 미켈슨 실험(Navigation, Sagnac Effect and Michelson Experiment)" 장에서는 절대 속도 측정에 대하여 가설적인 고찰을 하고 있다. 즉, 서로 다른 굴절 지수를 가지고 길이가 동일한 두 개의 인접한 평행 전파 경로로 레이저(LASER)가 신호를 보내는 것으로 가정한다. 관성적인 병진 속도는 시간 차이에 의하여 측정될 수 있다. 대안적으로, 음향 신호의 상응하는 측정법도 언급되어 있다. 결과적으로 상기 텍스트는 불가능을 말하고 있다.

본 발명은 실제로 달성가능하고 독립적이며 신뢰성 있는 속도 측정을 제공하려는 목적에 근거한다.

이러한 목적은 속도 측정 장치에 의하여 달성된다. 본 장치는 적어도 하나의 발산물을 발생시키도록 설계된 적어도 하나의 공급원을 포함한다. 본 장치는, 또한 상기 적어도 하나의 공급원에 의하여 발생된 상기 적어도 하나의 발산물의 적어도 일부분이 각각 알려진 파장과 각각 알려진 전파 속도로 전파되는 적어도 두 개의 경로를 포함한다. 이러한 상황에서, 상기 경로들은, 본 장치의 병진 운동이 상기 적어도 두 개의 경로 상에서 전파되는 발산된 부분들 사이에서 위상 변위를 일으키도록 형성된다. 본 장치는 또한, 상기 적어도 두 개의 경로들을 빠져나가는 발산 부분을 탐지하고 탐지된 발산 부분들 사이의 위상 변위를 장치가 정지 상태에 있을 때의 위상 변위와 비교하여 평가함으로써 적어도 하나의 공간 방향에서 장치의 속도를 결정하도록 설계된 평가 수단을 포함한다. 마지막으로, 본 장치는, 본 장치의 회전 운동에 기하여 상기 평가 수단에 의해 탐지된 발산 부분들의 위상 변위가 변화하지 않도록 또는 그러한 변화를 보상하도록 설계된다.

여기서 "파장"이라는 용어는 모든 물체에 적용될 수 있는 일반적인 물리적 파장을 지칭하는 것으로 사용된다.

본 발명의 목적은 시스템의 속도를 탐지하기 위한 하나 이상의 상기 장치를 포함하는 시스템에 의하여 또한 달성된다.

마지막으로 상기 목적은 어떤 장치의 속도를 측정하는 방법에 의해서도 해결된다. 본 방법은 적어도 하나의 발산물을 발생시키는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한 각각 알려진 파장과 각각 알려진 전파 속도를 가진 적어도 두 개의 경로 상에서 적어도 하나의 발산물의 적어도 일부분을 이동시키는 단계를 포함한다. 이러한 상황에서, 장치의 병진 운동은 상기 적어도 두 개의 경로들 상에서 전파되는 발산 부분들 사이에서 위상 변위를 일으킨다. 본 방법은 또한 상기 적어도 두 개의 경로들을 빠져나가는 발산 부분들을 탐지하고, 탐지된 발산 부분들 사이의 위상 변위의 변화를 장치가 정지 상태에 있을 때의 위상 변위와 비교하여 평가함으로써 적어도 하나의 공간 방향에서 장치의 속도를 결정하는 단계를 포함한다. 이러한 상황에서 장치의 회전 운동에 기한 발산 부분들의 위상 변위의 변화는 방지되거나 보상되게 된다.

본 발명은 한편으로는 싸냐크 효과가 속도 측정에 단지 가설적으로만 적용되는 것은 아니라는 생각에 근거하고 있다. 그러나, 다른 한편으로 본 발명은 뵘의 가설적인 장치에서 측정 결과는 그 장치의 회전 운동에 의하여 왜곡될 수 있다는 생각에 근거하고 있다.

따라서 속도 측정을 위해서 한편으로는 두 개의 서로 다른 경로 상에서 전파되는 발산 부분들 사이의 위상 변위의 변화를 탐지하고, 다른 한편으로는 회전 운동의 영향을 방지하는 것이 제안된다. 이 때에 측정 방향은 경로로 공급되는 발산 부분들의 전파의 자유도로부터 결정된다. 본 발명은 신뢰성 있고 독립적인 속도 측정을 가능케 하는 장점을 가진다. 동시에 본 발명은 매우 작은 공간에서 수행될 수 있고 특히 유연성 있게 다방면으로 사용될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예는 종속항들로부터 얻어진다.

상기 적어도 하나의 공급원은 매우 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 그것은 예를 들어 어떠한 바람직한 레이저(LASER)의 형태와 같은 광원을 포함할 수 있다. 대안으로서, 공급원은 예를 들어 메이저(MASER) 또는 전자 빔 공급원을 포함할 수도 있다. 상기 적어도 하나의 공급원은 또한 하나의 발산 위치 또는 공간적으로 떨어져 있는 방출 위치들에서 발산물을 발생시킬 수 있다. 나아가서 상기 적어도 두 개의 경로로 공급된 발산 부분들은 동시에 또는 시간 간격을 두고 발산될 수 있다. 유일하게 고려해야 할 점은, 장치의 정지 상태에서 발산 부분들 사이에서 상기 두 경로 상에 생기는 위상 변위가 알려진다는 것이다. 상기 적어도 하나의 공급원이 수 개의 발산을 발생시킬 때에 개별 발산 부분은 또한 완전한 발산물을 각각 포함할 수 있다고 이해된다.

사용되는 경로들은, 공급원에 의하여 생성된 발산 부분들을 전방으로 안내하기에 적당한 한, 매우 다양하게 형성될 수 있다. 경로들은 동일한 재료 또는 서로 다른 재료들로 이루어질 수 있다. 개별 경로는 균질이거나 비균질일 수도 있다. 그것은 하나의 재료만으로 이루어지거나, 서로 다른 재료로 된 수 개의 부분들로 이루어질 수 있다. 공급원이 광원을 포함한다면, 경로들은 예를 들어 발산 부분의 굴절에 의하여 개별 경로의 코스를 결정하는 광학 섬유 또는 반사기를 포함할 수 있다.

장치의 정지 상태에서 두 개의 경로들 상의 발산 부분들이 그 경로를 지나는 시간은 서로 다르다는 점에서, 즉 경로들의 물리적 길이의 차이 때문에, 장치의 병진 운동에 기인하여 상기 적어도 두 개의 경로 상에서 전파되는 발산 부분들 사이의 위상 변위의 변화가 얻어질 수 있다. 이는, 일례로, 예를 들어 사용된 서로 다른 재료의 굴절 지수가 서로 달라서, 하나의 경로에서의 전파 속도가 다른 경로에서보다 더 크기 때문에 그리고/또는 하나의 경로에서의 기하학적 트랙 길이가 다른 경로에서보다 더 길기 때문에 달성될 수 있다. 두 개의 경로 상에서의 주행 시간 차이가 클수록, 얻어진 속도의 분해능(resolution)이 더 커진다.

또한, 속도 결정에 대한 회전 운동의 영향은 여러 방법으로 제거될 수 있다.

따라서 경로들은 예를 들어, 회전이 발산 부분들의 위상각에 미치는 영향이 최초부터 방지되도록 하는 기하학적 구조로 설계될 수 있다. 이는, 가상의 직선 외측에 경로들이 존재하되 그 직선의 마주보는 양측에 동일한 크기의 경로 부분이 있는 구성에 의하여 달성될 수 있다. 이 때 상기 가상의 직선은, 예를 들어 경로들의 공통의 시작점과 공통의 종료점을 연결할 수 있다. 그것은 대개 장치의 측정 방향에 대응한다.

그러나, 대안으로서, 회전 운동에 대하여 순차적으로 계산된 보상이 수행될 수도 있다. 이를 위해서 장치의 회전 운동이 따로 탐지된다. 이 경우 상기 두 개의 경로 상에서의 발산 부분들의 위상 변위 변화의 측정값은 속도가 결정되기 전에 회전적인 영향에 따라서 수정된다.

본 발명의 유리한 실시예에서는, 상기 적어도 두 개의 경로들은 적어도 하나의 공통된 경로 부분을 나타내도록 설계된다. 상기 적어도 두 개의 경로들에 공급된 발산 부분들은 마주보는 방향으로 상기 공통된 경로 부분을 통과한다. 그 결과, 경로들 중 하나에 대하여, 예를 들어 반사기의 개수나 광학 섬유의 길이와 같은, 구성 요소의 개수 및/또는 크기가 최소화될 수 있다. 또한, 공통 경로 부분은, 위상 변위에 대하여 바람직하지 않은 영향을 끼칠 수 있는 상기 적어도 두 개의 경로 상에서의 온도 및 다른 경로 조건의 차이를 줄여준다.

상기 공통 경로 부분은, 예를 들어, 장치의 측정 방향에서 발산 부분들 중 하나에 의하여 관통되는 제1 경로 부분과 상기 측정 방향과 반대 방향에서 이 발산 부분에 의하여 관통되는 제2 경로 부분을 가지도록 설계될 수 있다. 상기 두 개의 경로 부분들은 장치의 정지 상태에서 물리적 길이가 서로 다르다. 그 결과, 측정 방향에서 경로들 중 하나가 상기 적어도 두 개의 경로들 중 다른 하나보다 물리적 길이가 크게 되는 것이 확보된다.

본 발명이 바람직한 일 실시예에서는, 장치는 운동 없이도 국부 중력 수직의 기준을 정할 수 있는 가속도 센서를 또한 포함한다. 이는, 가속도 센서가 초기 상태에서 장치의 배향을 결정하는 데에 사용될 수 있고 그러한 배향을 본 발명에 따라 결정되는 장치의 속도의 시작점으로 삼을 수 있다는 것을 의미한다. 그러한 가속도 센서는 예를 들어 수평계(spirit level)에 의하여 실현될 수도 있다.

하나의 공간 방향에서 속도를 측정하기 위해서는 본 발명에 따른 장치는 단지 하나가 필요하다. 그 장치는 측정의 방향이 원하는 공간 방향과 일치하도록 배열된다. 이에 더하여, 장치는 발산 부분들 사이의 위상 변위의 최대 변화가 달성될 때까지 각 경우에 필요한 만큼 회전될 수 있다. 그러면 측정 방향은 최대의 변화가 얻어지는 위치에서의 장치의 측정 방향에 상응한다.

그러나, 수 개의 방향에서의 보다 간단하고 신속한 속도의 탐지를 위해서는, 서로 다른 공간 방향에서 동시에 속도를 탐지하는 본 발명에 따른 수 개의 장치를 본 발명에 따른 시스템에 사용할 수도 있다. 이 때에는, 그러한 수 개의 장치에 대하여 발산을 발생시키기 위하여 선택적으로 하나의 공급원이 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 광원이 다수의 적절히 배열된 광섬유들로 광신호를 동시에 공급할 수 있다. 하나의 시스템의 병진 및 회전 운동을 완전하게 탐지하기 위해서, 시스템은 적어도 여섯 개의 본 발명에 따른 장치를 포함한다. 수학적인 계산에 의하여, 여섯 개의 장치의 측정 방향을 적절하게 배열한 상태로, 크기의 면에서 어떠한 원하는 운동도 얻을 수 있다.

측정의 정확도는 특히 발산물의 파장과 상기 적어도 두 개의 경로의 진행 시간 차이에 달려 있다.

측정의 가능한 반복률은 특히 진행 시간이 더 긴 경로 상에서의 발산 부분의 진행 시간과 평가에 소요되는 시간에 달려 있다.

본 발명에 따른 장치는 그 자체의 속도를 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 이 경우, 본 장치 그 자체는 특히 속도 측정이 중요하게 되는 대상에 대하여 추가적인 구성요소 및 기능을 가질 수 있다. 그러나 본 장치가 또 다른 이동되는 물체와 고정된 관계에 있게 되면, 본 발명에 따른 장치에 의하여 어떠한 원하는 물체의 속도도 결정될 수 있다. 이는 본 발명에 다른 시스템에도 동일하게 적용된다.

본 발명은 예를 들어 항법 시스템에서 속도의 결정 및 위치 탐지 또는 컴퓨터 마우스의 이동 탐지 등 매우 다양한 부문에 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 장치에 대해 제공된 실시예의 구조적 특징의 기능은 본 발명에 따른 방법의 실시예에서 기능적 특징으로서 사용될 수 있고, 그 역의 관계도 성립한다.

본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 예시적으로 보다 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예를 나타내는 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 장치의 제3 실시예를 나타내는 개략도이다.

도 4는 본 발명에 따른 장치의 제4 실시예를 나타내는 개략도이다.

도 5는 본 발명에 따른 장치로 어떠한 원하는 속도도 측정하기 위한 측정의 구성의 방향을 나타내는 개략도이다.

도 1은 하나의 방향으로 속도 측정을 할 수 있는 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 개략적으로 도시한다.

장치(1)에서 발산 위치의 공급원(10)은 두 개의 경로(11, 12)를 통하여 측정 위치의 상 비교기(13)로 연결된다. 또한, 회전 측정 장치(14)도 상 비교기(13)에 연결된다.

공급원(10)은, 동일한 위상각을 가진 부분이 두 개의 경로(11, 12)에 공급되기 시작하는 시각(t₀)에 발산물을 생성한다. 두 개의 경로(11, 12)는, 발산 부분이 각각의 경로에 의하여 형성된 루트를 주파하는 데에 걸리는 시간이 서로 다르도록 배치된다.

공급원(10)은, 예를 들어 광신호를 발산하는 레이저일 수 있고, 두 개의 경로(11, 12)는 예를 들어 서로 다른 굴절 지수를 갖는 서로 다른 재료로 된 동일한 길이의 두 개의 광학 섬유일 수 있다.

측정 위치에서 두 개의 경로(11, 12)의 발산 부분들은 중첩되어 간섭 신호를 형성한다. 상 비교기(13)는 그 간섭 신호를 평가한다. 장치(1)가 정지 상태에 있는 경우, 두 개의 경로(11, 12) 상에서의 서로 다른 전파 속도 때문에 발산 부분들 사이에서 특유의 위상 변위가 발생한다. 예를 들어 경로(11) 상에서는, 정지 상태에서, 런타임이 t₁이고 경로(12) 상에서는 런타임이 t₂일 수 있다. 여기서 런타임 t₁은 t₂보다 큰 인자이다. 즉 t₁ = a*t₂이다. 장치가 움직이지 않는 한, 간섭 신호는 시각 t₀와 t₀+(t₁-t₂)에서 생성되는 발산 부분으로부터 측정 위치에 형성된다.

본 장치가 발산 위치와 측정 위치 사이에서 연결선에 대응하는 방향 요소와 함께 이동하면, 이러한 위상 변위가 변한다.

장치(1)가 발산 위치로부터 보이는 방향에서 측정 위치를 향하여 v=Δl/Δt의 속도로 움직이면, 이러한 운동으로 인하여 위상 변위가 양 경로(11, 12)에 대해 추가된다. 이 때에 Δl은 경로들(11, 12)의 길이이고 Δt는 장치(1)가 Δl을 이동하는 데에 걸리는 시간이다. 런타임은 싸냐크 효과로 인하여 경로(12) 상에서 Δt만큼 증가하고 경로(11) 상에서는 a*Δt만큼 증가한다. 따라서 경로(11)의 출구에서 런타임이 t₁+a*Δt인 정지 상태의 경로의 위상각에 대응하는 위상각이 존재하고, 경로(12)의 출구에서는 런타임이 t₂+Δt인 정지 상태의 경로의 위상각에 대응하는 위상각이 존재한다. 속도 v와 (a-1)*Δt의 곱에 의존하는 값으로서의 두 개의 경로(11, 12) 상에서 발산 부분들 사이의 위상 변위의 변화는 주기적인 간섭 신호를 제공한다.

간섭 신호에 기초하여 상 비교기(13)는 변화의 양을 결정하고, 이에 기초하여 장치(1)의 병진 속도(v)가 결정된다.

그러면 결정된 속도는 어떠한 원하는 방식으로, 예를 들어 속도를 디스플레이 장치에 직접 표시하거나 항법 시스템에서의 계산에 사용될 수 있다. 결정된 속도를 추가로 처리하는 데에 필요한 구성 요소는 장치(1)에 일체로 포함되거나 예를 들어 또 다른 장치의 일 부분으로서 외부적으로 장치(1)에 연결될 수 있다.

두 경로(11, 12)가 도시된 것처럼 서로에 대하여 평행하고 추가적인 고려가 없다면, 장치(1)의 회전 운동은 위상 변위의 변화를 초래하고 이는 설명된 병진 운동에 기한 위상 변위의 변화에 중첩된다.

이러한 상황을 위하여, 장치(1)의 회전 운동을 탐지하는 회전 측정 장치(14)가 제공된다. 회전 측정 장치(14)는 예를 들어 레이저 자이로스코프에 의하여 형성될 수 있다. 회전 측정 장치(14)는 신호를 상 비교기(13)에 전달하고, 상 비교기(13)는 그 신호로부터 장치(1)의 회전에 기한 양 경로(11, 12) 상의 발산 부분의 위상 변위의 변화의 비율을 정한다. 상 비교기(13)가 두 경로(11, 12) 상의 발산 부분들 사이의 위상 변위의 변화에 기초하여 장치(1)의 병진 속도를 결정하기 전에, 상 비교기(13)는 변화값으로부터 회전 운동 때문에 생긴 부분을 뺀다.

경로(11, 12)가 처음부터 경로(11, 12)들 상의 발산 부분들 사이의 위상 변위의 변화에 대한 회전 운동의 영향을 방지하도록 형성되었다면, 상기와 같은 별도 의 회전 측정 장치(14)는 필요하지 않게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예를 개략적으로 도시하며, 이 실시예에서 경로들은 회전 운동의 영향을 보상하도록 형성된다.

장치(2)는 발산 위치의 공급원(20)과, 측정 위치에서 별도로 도시되지 않은 탐지기를 구비한 상 비교기(23)를 포함한다. 공급원(20)과 상 비교기(23) 사이의 직접 연결선 상에는, 공급원(20)의 근방에 제1 빔 분할기(24) 그리고 상 비교기(23)의 근방에 제2 빔 분할기(25)가 배치된다. 또한, 공급원(20)과 상 비교기(23)의 사이 부분은 편평한 반사기(26, 27)들에 의하여 상방 및 하방의 경계가 정해진다.

공급원(20)이 발산물을 발생시키면, 제1 발산 부분이 직접 연결선을 따라 상 비교기(23)로 전파된다. 이를 위하여, 제1 빔 분할기(24)는 발산물의 제1 부분이 굴절 없이 통과하게 하고, 제2 빔 분할기(25)는 제1 발산 부분 전체가 통과하게 한다.

한편, 공급원(20)에 의하여 생성된 발산물의 제2 부분은 제1 빔 분할기(24)에 의하여 상방으로 굴절될 것이다. 이 제2 발산 부분은 상부 반사기(26)에 부딪히고 이에 의하여 반사되어 하부 반사기(27)에 부딪힌 다음 다시 상부 반사기(26)에 부딪힌다. 이 때에 제1 빔 분할기(24)에서의 굴절각은, 최종 단계에서 제2 발산 부분이 하부 반사기(27)로부터 정확히 제2 빔 분할기(25)로 반사되도록 조정된다. 제2 빔 분할기(25)는 제1 발산 부분처럼 제2 발산 부분이 상 비교기(23)로 안내되도록 제2 발산 부분을 다시 굴절시킨다.

경로(21, 22)들의 길이가 다르기 때문에, 본 장치(2)에서의 발산 부분들은 각각의 경로에 의하여 형성된 루트를 통과하는 데에 필요로 하는 시간이 서로 다르다.

측정 위치에서, 상 비교기(23)는 두 개의 발산 부분들에서 나오는 간섭 신호를 평가한다. 장치가 정지 상태에 있는 경우, 루트 길이가 서로 다르기 때문에, 발산물 부분들 사이에서 특정한 위상 변위가 발생한다. 장치가 발산 위치와 측정 위치 사이의 연결선에 대응하는 방향 요소와 함께 이동하면, 이러한 위상 변위가 변화한다. 상 비교기(23)는 그 변화의 양을 측정하고, 이에 근거하여 장치의 병진 속도를 측정한다.

이 경우, 가능한 회전 운동에 기인한 상 변화의 별도의 보상은 필요하지 않은데, 이는 공급원(20)과 상 비교기(23) 사이의 발산 부분들의 대칭적인 전파에 의하여 그러한 위상 변위가 방지되지 때문이다.

도 3은 본 발명에 따른 장치의 제3 실시예를 개략적으로 도시하며, 제3 실시예에서는 경로의 일 부분이 두 번 사용된다.

본 장치(3)에서, 공급원(30)은 제1 경로(31) 및 제2 경로(32)를 통하여 상 비교기(33)에 연결된다. 제1 경로(31)의 중간 부분과 제2 경로(32)의 중간 경로는 공통의 경로 부분(34)으로 이루어지며, 이 부분은 공급원(30)과 상 비교기(33) 사이의 연결선에 수직으로 배치되어 제1 경로(31)와 제2 경로(32)에 대하여 서로 반대 방향으로 사용된다.

공급원(30)은 서로 위상이 같은 두 개의 발산 위치에서 발산물을 생성한다. 발산물들 중 하나는 제1 경로(31)로 공급되고, 다른 하나는 제2 경로(32)로 공급된다. 경로(31, 32)들의 단부에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 장치(1, 2)들에서처럼 발산물들이 상 비교기(33)에 의하여 탐지되고 평가된다.

이 경우 두 개의 경로(31, 32)는, 장치(3)의 회전 운동에 의한 위상 변위의 변화를 피하도록 설계될 수 있다. 대안으로서, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 그러한 변화를 순차적으로 보상할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 장치의 제4 실시예를 개략적으로 도시하며, 본 실시예에서는 접음으로써 공통의 경로 부분이 얻어진다.

장치(4)는 두 개의 편평한 반사기(49, 50)에 의하여 경계가 정해지는 전파 매체를 포함한다. 전파 매체 내에서 두 개의 반사기(49, 50)에 평행한 직선 상에 네 개의 반사기(45, 46, 47, 48)들이 배치된다. 이 직선은 또한 장치(4)의 측정축에 해당한다. 장치(4)는 또한 전파 매체 위에 광원(40)과 두 개의 탐지기(43, 44)를 포함한다. 탐지기(43, 44)들은 도시되지 않은 상 비교기에 추가로 연결된다.

광원(40)에 의하여 생성된 발산물의 제1 부분은 스플리터(51)에 의하여 좌측 광섬유(52)를 통해서 중간 우측 반사기(47)로 안내되고, 이 발산물의 제2 부분은 우측 광섬유(53)를 통하여 중간 좌측 반사기(46)로 안내된다. 그에 따라 좌측 광섬유(52)와 우측 광섬유(53)는 스플리터(51)로부터 각각의 반사기(47, 46)로 가는 도중에 교차한다.

중간 우측 반사기(47)는 스플리터(51)로부터 오는 발산 부분을 직선 상에서 바깥 우측 반사기(48)로 안내한다. 바깥 우측 반사기(48)는 대향 방향 요소에 의하 여 발산 부분을 하부 반사기(50)로 굴절시킨다. 그곳으로부터 발산 부분은 상부 반사기(49)로 반사되고 다시 하부 반사기(50)로 반사되며 또 다시 상부 반사기(49)로 반사된다. 결국 발산 부분은 상부 반사기(49)로부터 바깥 좌측 반사기(45)로 안내된다. 상부 및 하부 반사기(49, 50)들 사이에서의 반사의 회수는 직선 위와 아래에서 동일한 분량으로 발생하는 한 원하는 회수로 설정될 수 있는 것으로 이해된다.

바깥 좌측 반사기(45)는 최종적으로 발산 부분을 중간 좌측 반사기(46)로 반사시킨다. 중간 좌측 반사기(46)는 발산 부분을 우측 광학 섬유(53)로 반사하고, 우측 광학 섬유를 통하여 발산 부분은 전파 매체를 빠져 나와서 우측 탐지기(44)로 안내된다.

반사기(45 내지 50)들에 의하여, 스플리터(51)로부터 우측 광학 섬유(53)로 안내되는 발산 부분은 좌측 광학 섬유(52)로 안내되는 발산 부분과 마주보는 루트를 취한다. 전자의 발산 부분은 좌측 광학 섬유(52)를 통하여 전파 매체를 빠져 나와서 좌측 탐지기(43)로 안내된다.

따라서 우측 광학 섬유(53)로 공급된 발산 부분은 제1 경로 상에서 전파되고, 좌측 광학 섬유(52)로 공급된 발산 부분은 이에 마주보는 제2 경로 상에서 전파된다.

본 장치(4)에서 루트의 길이는 양 경로에 대하여 동일하고 사용되는 재료도 동일하다. 정지 시에 탐지기(43, 44)는 제1 경로 상의 발산 부분과 제2 경로 상의 발산 부분 사이에서 어떠한 위상 변위도 탐지하지 않는다.

그러나, 장치(4)가 직선의 정렬에 대응하는 방향 요소와 함께 병진 운동을 하면, 발산 부분은 경로들 중 하나 위에서는 대부분이 운동의 방향으로 전파되고, 다른 하나의 경로 상에서는 대부분이 운동 방향에 반대로 전파된다. 따라서 병진 운동은 두 개의 발산 부분의 각각의 주 방향에 대하여 반대되는 부호를 가진다. 이로부터 병진 운동 시에 두 개의 발산 부분들 사이의 위상 변위가 얻어진다.

각각의 위상각은 탐지기(43, 44)에 의하여 탐지되어 상 비교기로 전달되며, 상 비교기는 이로부터 직선의 방향으로 현재의 속도를 결정한다.

장치(4)의 광원(40), 탐지기(43, 44) 및 스플리터(51)는 예를 들어 공지의 섬유 자이로스코프에 의하여 대체될 수 있다.

장치(2, 3, 4)들에서 결정되는 속도는 장치(1)에 관하여 언급된 바와 같이 서로 다른 방식으로 사용될 수도 있는 것으로 이해된다.

도 5는 본 발명에 따른 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시하며, 본 실시예에서는 어떠한 원하는 병진 및 회전 속도도 측정할 수 있다.

시스템(6)은 입방체의 형태로 설계된다. 입방체의 각각의 여섯 개의 면은 도 1 내지 도 4에 따른 장치들 중 하나를 포함한다. 입방체의 보이는 세 개의 면(60, 61, 62)에는 각각의 장치의 측정 축(70, 71, 72)이 표시된다. 입방체의 세 개의 감추어진 면은 입방체의 마주보는 면(60, 61, 62) 상의 장치의 측정 축(70, 71, 72)과 비교될 때 마주보게 정렬된 측정 축을 가지는 장치를 각각 포함한다. 하나의 처리 장치가 여섯 개의 방향에 대하여 탐지된 시스템(6)의 속도를 평가하고, 이로부터 병진 및 회전 속도와 운동의 방향 또는 방향들을 포함하는 시스템(6)의 전체 속도를 결정한다.

속도 벡터의 측정을 위하여 여기에 제공되는 방법 및/또는 장치(도 1에 의해 기능이 개략적으로 표시된다; 도 1은 고정된 구체적 형상을 제시하고 있지 않다)는 피조(Fizeau), 싸냐크(Sagnac) 및 도플러(Doppler)에 따른 효과들에 기초한 것이며, 적어도 하나(및/또는 수 개의)의 발산 위치가 하나의(및/또는 수 개의) 공급원에 존재하고, 그 발산 위치의 발산물은 각각 알려진 속도와 각각 알려진 파장으로 적어도 두 개의 경로 상에서 전파되고(여기서 일반적인 물리적 파장은 모든 물체에 적용 가능한 것을 의미함) 또한 특히(그러나 이하에만 한정되는 것은 아님) 하나 이상의 측정 위치들에서 개별적으로 필요한 측정의 기간 동안 그리고 이러한 형태의 발산 위치(들)로부터 이러한 형태의 측정 위치(들)까지의 적어도 하나의 경로에서 평가 가능한 간섭을 제공하여 병진 운동에 의해 이러한 경로에 제공되는 위상각이 각각의 다른 경로의 위상각에 대하여 변위될 수 있게 한다. 이 때에 경로들은, 회전 사건, 열적 영향 또는 다른 비-병진적 영향이 이러한 경로들 사이의 위상각들의 변위를 일으키지 않도록 또는 이러한 중복된 사건 및 영향이 경로 바깥에 위치한 장치들(=외부 장치들)에 의하여 수정되도록 표시된다. 그러면 이러한 경로들의 간섭 신호를 발생시키는 위상각의 변위(=측정 신호)가 속도를 위한 측정값이다. 그 방향은 주어진 경로에 대한 측정 신호가 그 최대값에 있는 (경로의 차이가 최대인) 공간적 방향으로서 얻어진다. 특히 정의된 속도 벡터가 준비되어 있으면, 장치에 내재하는 측정 축이 결정될 수 있다.

지금까지 설명된 경로는 반드시 균질일 필요는 없다. 이는 경로들은 각각의 경우에 속성이 서로 다른 수 개의 섹션으로 이루어질 수도 있다는 것을 의미한다.

참조되는 효과와 측정 신호는 발산물이 계획된 전파 경로 상에서 방해받지 않고 전파될 수 있을 때에 발생한다. 즉, 발산물은 전파에 필요한 자유도와 그에 따라 상기 효과의 발생을 위해 필요한 자유도를 나타낸다. 도시에 의하여 표현되고 그에 따라 단순화되어, 예를 들어 광학적 파 안내부(wave guide)의 광자가 오직 길이 방향 모드에서만 존재한다면, 그것은 단지 이러한 모드에서만 자유도를 가지고 단지 이러한 자유도에서 명백한 효과를 가질 것이다. 따라서 바람직한 측정의 방향을 선택하는 것은, 센서의 구조 설계와 물리적 특성, 즉 전파의 자유도의 결정에 의하여 구체화될 것이다.

다른 방식으로 표현하여, 본 방법 및/또는 장치는 방사를 위한 발산 위치를 가진 어떠한 종류의 소스가 표시되어도, 이는 측정 과정의 발산 위치들 사이에서 알려진 위상 관계를 나타내고(이러한 발산 위치들은 공간적 및/또는 시간적 간격을 가짐), 그에 대한 경로(루트)들은 병진 운동에 관한 위상각의 (가능한 최대) 변위를 각각 나타낸다.

여기에 제공되는 방법 및/또는 장치의 정확도의 원칙적으로 가능한 결정 요소는 경로들 상에서의 통과 시간 차이와 발산물의 파장이다. 상 비교기의 성능과 정적 에러 및 시스템 에러는 이러한 결정 요소에 종속적이다.

넓은 범위의 바람직한 실시 형태가 있고 그 중 단지 일부만이 여기서 구체적으로 고려되는데, 이는 이러한 일부 예가 상기 넓은 범위 내의 특별한 경우를 대표하며 다른 실시예들은 그의 파생물이기 때문이다.

일 실시예에서, 공급원은 광원이다. 일반적으로 어떠한 원하는 구조 형태의 레이저(물론 각도 측정에 또한 사용될 수 있는 선형-링 레이저, 총칭적인 용어를 일컫는 고체, 가스 또는 액체 레이저)도 사용될 수 있다(양자 우물(quantum well), 초형광(superfluorescence) 등과 같은 외래의 물리적 효과와 같은 기술은 명백히 개별적으로 열거할 필요가 없다). 따라서 광속이 알려진 속도로서 제공된다.

다른 실시예에서는, 소스는 어떠한 형태의 메이저(maser)로도 할 수 있다.

다른 실시예에서 경로를 위한 해법은, 경로의 길이를 다르게 할 수 있을 뿐만 아니라(도 2) 특히 경로가 전파 속도가 서로 다른 재료로 이루어지게 할 수 있고, 그러한 두 가지 방법을 조합할 수도 있다.

회전 위상 변위의 보상에 대해서는 몇 가지 방법이 있다. 하나는 경로의 기하학적 배치이고(이를 위하여, 시작부와 단부 사이의 연결선 외측의 경로 부분들이, 일측의 각각의 부분에 대하여 각각의 마주보는 측에 동일한 크기의 부분이 있도록 배치된다), 다른 하나는 예를 들어 레이저 자이로스코프에 의한 회전의 결정과 이후의 감산에 의해 수행되는 계산 보정이다.

모든 실시예에서 발산물은 경로 상에 분배된 다음 간섭 평가를 위하여 다시 모인다.

일부 실시예의 설계에는 락-인 효과(lock-in effect)에 의한 효과가 작용한다(간단히 말해서 결함부에 진동 노드를 고정). 이 경우 상기 락-인 효과는 세 개의 공간 치수 중에서 적어도 두 개에 필요하다. 하나의 공간 방향에 대하여 존재하지 않는다면(예를 들어 레이저 자이로스코프), 유용한 측정 신호를 얻기 위해서는, 가장 차이가 큰 경로는 이러한 공간 방향에 수직인 벡터 성분을 가져야 한다. 그 이유는, 이 경우 싸냐크 효과는 락-인 효과가 없는 공간 방향에서 운동에 작용할 부분을 가지지 못하지만, 상의 변위는, 개별 경로 상에서 통과 시간의 차이와의 공동 작용으로, 속도에 의해서 초래되는 발산 위치의 변위로 인하여 발생하기 때문이다. 이 결과는 명백하게 이러한 락-인 효과가 없는 공간 방향에 기인하는 것은 아닌데, 왜냐하면 이러한 구성에서 그러한 위상 변위는 최대 차이의 경로 방향에서 속도 성분에 의하여 싸냐크 효과의 결과로서 동일하게 발생하기 때문이다. 따라서 경로에 의하여 걸쳐진 이러한 구역과 락-인 효과가 없는 공간 방향에서 속도를 위하여 측정값이 얻어진다. 이러한 구역에 수직인 속도 부분은 신호를 발생시키지 않는다. 이러한 벡터 속도 측정값이, 이러한 구역에 선형으로 독립이고 동시에 서로에 대하여 선형으로 독립인 추가 구역을 위한 상사형 수단(analog means)에 의하여 결정된 벡터 속도 측정의 측정값과 결합된다면, 간단한 벡터 계산 후에 공간에서의 속도를 위한 측정값이 얻어진다. 한편, 모든 공간 방향에 대하여 존재하는 락-인 효과의 경우에는 제한이 없고 싸냐크 효과가 변위를 제공한다.

이러한 실시예에서 락-인 효과가 모든 공간 방향에서 존재하는 경우에는, 동일한 위상각을 가지는 신호가 t₀에서 양 경로에 공급된다(경로 1은 t₁의 통과 시간을 가지고 경로 2는 t₂의 통과 시간을 가지며, t₁>t₂, 즉 t₁=a*t₂이다). 장치가 움직이지 않으면, t₀와 t₀+(t₁-t₂)의 시각에서 송신된 신호로부터 형성된 간섭 신호가 측정 위치에 존재한다. 장치가 v=Δl/Δt의 속도로 움직이면, 이러한 운동에 의하여 생기는 변위는 양 경로에 더해지고, 각각의 경로, 즉 각각의 런타임은 그에 따라 더 길어진다. 구체적으로 경로 2에 대해서는 Δt만큼 길어지고 경로 1에 대해서는 a*Δt만큼 길어진다. 이는 경로 1의 단부에 런타임 t₁+a*Δt의 경로의 위상각에 대응하는 위상이 존재하고, 경로 2의 단부에는 원래의 위상이 락-인 효과에 의하여 지녀지기 때문에 t₂+Δt의 위상각에 대응하는 위상이 존재한다. (a-1)*Δt라는 인자에 따라서 속도 v에 종속하는 위상각의 차이의 변화는 주기적인 간섭 신호를 제공한다.

이러한 실시예에서 공간 방향에 대해서 락-인 효과가 존재하지 않는 경우에는, 이미 설명한 바와 같이 최대 차이의 경로는 이러한 공간 방향에 수직인 벡터 성분을 가져야 한다. 이러한 벡터 성분에 대해서는 지금까지와 매우 유사한 고려로부터 (a-1)*Δt에 의하여 위상 차이가 얻어진다.

속도 벡터의 측정을 위하여 여기에 제공되는 방법 및/또는 장치는, 3차원 측정의 경우에 대하여 모든 속도들/속도 벡터를 다 함께 탐지한다. 예를 들어 우리에게 알려진 우주의 은하수의 속도로부터 시작하여 은하 중심에 대한 태양계의 운동을 거쳐서, 태양계 내에서의 지구의 운동을 거쳐서, 지구의 지각의 운동과 같은 지구 자체의 고유의 운동을 거쳐서, 장치 자체의 고유의 속도와 같이 측정되는 물체의 본래의 또는 고유의 운동까지 함께 탐지한다. 따라서 고려되는 벡터 부분의 결정을 위해서는, 다른 벡터들이 감산되어야 한다.

다른 실시예는 공급원으로서 예를 들어 특히 레이저, 레이저 다이오드(laser diode)(여러 종류의 링 레이저와 선형 가스, 액체 또는 고체 레이저)를 사용한다. 이러한 레이저의 빛 발산 위치로부터, 예를 들어 짧은 경로 후에 쪼개지고 그 하나의 분지(경로)가 분열 후에 다른 하나보다 더 길어지며 간섭 형성의 목적으로 다시 합쳐지는 광학 섬유(LWL)가 안내된다. 이러한 간섭 평가 장치(상 비교기)의 단부에는 센서로서 예를 들어 광다이오드(photodiode)를 갖춘 것이 설치된다. 그 지점에서 이전에 발산된(저장된) 빛의 위상각은 나중에 발산된 빛의 위상각과 비교된다. 광학 섬유는 이제 공간 방향의 선택을 위하여 필요한 요건(상기 참조)에 따라 이동된다. 대안적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 반사기와 빔 분할기를 갖춘 물리적으로 비슷한 구조가 사용된다. 특히, 여기에서 사용되는 레이저로부터 나오는 빛은 적절히 배치된 추가적인 분열 광학 섬유에 의하여 추가적인 공간 방향의 측정을 위하여 동시에 사용될 수 있다.

다른 바람직한 실시예는 오랫동안 알려져 왔던 섬유 자이로스코프의 구조를 원칙적으로 이용할 수 있다. 여기서 근본적인 차이는 센서 헤드(경로)의 디자인에 있다. 이 경우, 센서 헤드는 감긴 광학 섬유로 이루어지지 않고 지금까지 설명된 설비에 따라 구성된 경로로 이루어진다. 원칙적인 구조는 도 3 및 도 4에서 볼 수 있다. 특히 이 때에 사용된 레이저에서 나오는 빛은 다른 공간 방향의 측정을 위하여 배치된 모든 추가적인 분열된 광학 섬유에 대하여 동시에 사용될 수 있다. 접음으로써 경로의 일 부분을 늘리는 대신에, 경로의 "신장"을 위한 서로 다른 굴절 지수를 갖는 재료의 사용에 의해서 매체에서의 전파 속도의 변화가 이용될 수도 있다. 당연히 두 형태의 조합에 의하여 발생할 수도 있다. 차이가 클수록, 분해능이 향상되고 실시예의 감도가 높아진다는 원칙이 적용된다.

측정 효과의 스케일의 개념을 얻기 위해서는, 결과적인 위상 변위가 3.6km/hour(3.6 km/hour = 1 nm/nsec)의 통상적인 보행 속도에 기초하여 표시된다. 발산물 위치들의 거리 간격을 일 광 나노초(one light nanosecond)(약 30cm)로 그리고 빛의 파장을 400nm로 가정하면, 이는 쉽게 숙달되는 측정값이 된다.

측정의 잠재적으로 가능한 반복률은 본질적으로 신호의 순차적인 처리와 마찬가지로 더 긴 경로 상에서의 발산물의 런타임으로부터 얻어지고, 이는 높은 메가헤르쯔(MegaHertz) 범위에 있다.

여기에 제공되는 방법 및/또는 장치는 관성 작업 시스템을 나타내므로, 예를 들어 이에 대한 단순한 접촉에 의하여 다른 이동되는 물체에 대한 기준이 표시된다. 그렇지 않으면 장치는 그 자체의 속도 벡터를 표시한다.

다른 바람직한 실시예에서는 경로가 발산물이 양 방향(서로 반대 방향)으로 뻗어나간다는 점에서(도 3에서 기능적으로 도시됨) 적어도 두 번 이용된다. 이 때의 장점은 구성 요소를 최소화하고 열적 조건 및 다른 경로 조건을 줄이기 위하여 측정 장치에 대한 하나의 경로를 아낄 수 있다는 것이다.

다른 바람직한 실시예에서는 이러한 하나의 경로는 두 개의 별개의 경로에 의하여 대체된다.

다른 바람직한 실시예에서, 운동(병진 및 회전)을 완전하게 획득하기 위해서, 여기에 설명된 방법에 따라 제공되는 적어도 여섯 개의 장치가, 방법 및/또는 장치에 의하여 얻어진 측정 축의 측정된 신호가 적절히 선택된 수학적 계산에 의하여 명백히 운동, 즉 병진 및 회전 속도를 모두 특징짓는 공간 벡터로 분해되도록, 공간에 분포된다. 회전 속도의 분해능은 장치의 거리 간격의 확대와 그에 따른 측정 축의 확대에 의하여 개선된다. 그러한 배치의 일례는 입방체의 여섯 개의 표면에 여섯 개의 장치를 배치하는 것이다.

운동을 완전하게 획득하기를 원하지 않고 그리고/또는 완전하게 획득할 필요가 없는 다른 바람직한 실시예에서, 요구되지 않는 측정 축은 생략되고 그리고/또는 다른 방법 및/또는 장치에 의하여 대체된다.

다른 바람직한 실시예에서, 방법 및/또는 장치는, 운동이 존재하지 않은 채로 국부적 중력 수직 방향에 대한 기준이 확립되도록 하나 이상의 가속도 센서에 의하여 보완된다.

다른 바람직한 실시예에서, 방법 및/또는 장치는, 운동이 존재하지 않은 채로 국부적 중력 수직 방향에 대한 기준이 확립되도록 하나 이상의 수평계(spirit level) 또는 그와 같은 것에 의하여 보완된다.

적용 분야는 서로 다른 물체와 대상 또는 그것들의 부분들의 배치와 위치 결정이며, 그 중에서 단지 일부 분야만이 여기서 예시적으로 제공되었다.

연필, 볼펜과 같은 필기구, 컴퓨터, 컴퓨터 마우스, 자전거, 오토바이, 자동차, 크레인과 같은 특수 차량, 이동식 다리, 건설 차량 및 중량물 차량, 철도, 자기부상열차인 트랜스래피드(Transrapid), 헬리콥터, 유도 미사일, 비행기, 우주선, 선박, 잠수함, 모든 종류의 군용 차량, 총알, 수류탄, 로켓, 진공청소기와 잔디깎는 기계와 같은 가전 제품, 가정용 및 산업용 로봇, 운반 팰릿(transport pallet), 지게차, 크레인, 롤러와 같은 산업용 기구, 드릴 및 밀링 기계와 같은 광산 및 터널용 기계, 플랫폼 안정화(platform stabilization)와 같은 근해에서의 사용, 심부 시추 기구, 인형과 같은 장난감, 동물, 자동차 및 그 부품들과 운동의 자유도가 측정되거나 조정되어야 하는 모든 물체에 적용될 수 있다.

인간과 손가락, 손, 팔, 다리, 발, 머리 및 몸통과 같은 인간의 신체 부분에도 적용될 수 있고, 장기나 그 부분들과 같은 내부 부분에도 적용될 수 있다. 또한, 동물과 동물의 신체 부분에도 적용될 수 있다.

여기에 설명된 실시예는 본 발명에 따른 방법과 본 발명에 따른 장치의 서로 다른 많은 가능한 실시예들 중 단지 일부가 선택된 것이다.

Claims (12)

1. 적어도 하나의 발산물을 발생시키도록 설계된 적어도 하나의 공급원과,

   서로 다른 공간 방향에서 시스템의 회전 및 속도를 측정하기 위하여 시스템에 배치된 속도 측정을 위한 적어도 여섯 개의 장치로서, 적어도 여섯 개의 장치 각각은 상기 적어도 하나의 공급원에 의하여 발생된 적어도 하나의 발산물의 적어도 일부가 각각의 알려진 파장 및 각각의 알려진 전파 속도를 가지고 각각 전파되는 적어도 두 개의 경로를 가지고, 상기 적어도 두 개의 경로는, 개별 장치의 병진 운동이 장치의 상기 적어도 두 개의 경로 상에서 전파되는 발산물 부분들 사이에 위상 변위를 일으키도록 형성되는 구성의 적어도 여섯 개의 장치와,

   상기 적어도 두 개의 경로를 각각 빠져 나가는 발산물 부분들을 탐지하고, 상기 장치 정지 시의 위상 변위와 비교하여 탐지된 발산물 부분들 사이의 위상 변위의 변화를 평가함으로써 적어도 하나의 공간 방향에서 장치 각각의 속도를 각각 결정하도록 설계된 평가 수단을 포함하되,

   장치 중 각각의 하나에 대하여 그 장치의 회전 운동에 기인하여 평가 수단에 의하여 탐지된 발산물 부분들의 위상 변위의 변화가 방지되거나 보상되도록 설계된 것을 특징으로 하는 시스템.
2. 제1항에 있어서, 각각의 장치의 상기 적어도 두 개의 경로는 서로 다른 재료나 재료들의 서로 다른 조합으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 장치의 상기 적어도 두 개의 경로는 서로 다른 기하학적 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 장치의 회전 운동에 기인하여 평가 수단에 의하여 탐지된 발산물 부분들 사이의 위상 변위의 변화를 방지하기 위하여, 상기 장치의 상기 적어도 두 개의 경로 각각은, 가상의 직선 외부에서, 이러한 직선의 마주보는 쪽들에 위치한 본질적으로 동일한 크기의 경로 부분들을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 장치의 회전 운동을 탐지하도록 설계된 탐지 수단을 추가로 포함하고, 상기 평가 수단은 상기 탐지 수단으로부터의 정보에 기초하여, 탐지된 발산물 부분들 사이의 위상 변위에 있어서 상기 각각의 장치의 상기 적어도 두 개의 경로 상에서의 회전 운동에 의하여 생긴 변화를 보상하도록 설계된 것을 특징으로 하는 시스템.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 장치의 상기 적어도 두 개의 경로는, 상기 적어도 두 개의 경로로 공급된 발산물 부분들이 서로 반대 방향으로 관통하는 적어도 하나의 공통 경로 부분을 갖도록 설계된 것을 특징으로 하는 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 공통 경로 부분은, 본질적으로 각각의 장치의 측정 방향으로 발산물 부분들 중 하나가 관통하는 경로 부분과, 본질적으로 상기 측정 방향과 반대 방향으로 그러한 발산물 부분이 관통하는 경로 부분을 가지되, 상기 두 경로 부분은 장치의 정지 시에 서로 다른 물리적 길이를 갖도록, 설계된 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 국부 중력 수직(local gravity normal)에 대한 기준(reference)을 생성하도록 설계된 가속도 센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 여섯 개의 장치들은 입방체의 여섯 개의 표면에 배치되고, 상기 장치들은 서로에 대하여 직각으로 정렬된 측정축들을 인접한 표면들에서 가지고, 상기 장치들은 서로에 대하여 마주보도록 정렬된 측정축들을 상호 마주보는 표면들에서 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
10. 시스템의 회전 및 속도를 측정하는 방법으로서, 서로 다른 공간 방향으로 배치된 시스템의 여섯 개의 장치 각각에 대하여,

    적어도 하나의 발산물을 발생시키는 단계와,

    상기 적어도 하나의 발산물의 적어도 일부를 각각의 알려진 파장 및 각각의 알려진 전파 속도를 가지고 적어도 두 개의 경로 상에서 이동시키되, 장치의 병진 운동이 이러한 적어도 두 개의 경로 상에서 전파되는 발산물 부분들 사이에 위상 변위를 일으키도록 하는 단계와,

    상기 적어도 두 개의 경로를 빠져 나가는 발산물 부분들을 탐지하는 단계와,

    장치 정지 시의 위상 변위와 비교하여 탐지된 발산물 부분들 사이의 위상 변위의 변화를 평가함으로써 적어도 하나의 공간 방향에서 장치의 속도를 결정하되, 장치의 회전 운동에 기인한 발산물 부분들의 위상 변위의 변화가 방지되거나 보상되도록 하는 단계를 포함하고,

    상기 각각의 장치에 대하여 탐지된 속도로부터 시스템의 회전 및 속도를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템의 회전 및 속도 측정 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 적어도 여섯 개의 장치는 입방체의 여섯 개의 표면 상에 배치되고,

    인접한 표면들 상의 상기 장치들은 서로에 대하여 직각으로 공간 방향에서 속도를 결정하고,

    마주보는 표면들 상의 상기 장치들은 서로 마주보는 공간 방향에서 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템의 회전 및 속도 측정 방법.
12. 삭제

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