KR20000029750A - 로버스트골프네비게이션시스템 - Google Patents

Abstract

플레이중인 골퍼를 보조하기 위한 목적으로 골프 컵, 위험 지역, 또는 골프 코스상의 홀에서의 다른 지형까지의 골프 볼의 거리에 대한 비교적 정밀한 측정 방법 및 장치가 개시된다. 골프 코스는 티 박스, 컵 배치, 물 위험 구역, 모래 트랩, 거친 지형 등과 같은 코스의 각각의 홀에서의 여러가지 지형에 대한 고정된 위치 좌표들 사이의 상대적 거리가 알려지도록 측량된다. 콜프 카트(15)에 설치된 추측 항법 네비게이션(DRN) 시스템이 코스상에서 플레잉될 홀의 티 박스에 DRN 시스템의 위치에 대한 좌표의 원점으로서 설치되고; 티 샷후에, 카트(15)는 볼의 새로운 위치에 인접한 지점으로 이동된다. 카트(15)가 재배치되어질때, 상기 원점과 관련한 새로운 볼 위치의 좌표가 DRN 시스템으로부터 결정된다. 새로운 위치 좌표는 티 샷이 발생되는 티 박스와 플레잉되는 홀에 대한 컵 사이의 알려진 거리와 관련하여 사용된다. 코스의 플레이동안 일부 지점에서, DRN 시스템은 상기 결정 및 계산 단계로부터 에러 누적을 제거함으로써 정확한 측정치를 재정하도록 교정된다. 카트(15)는 글로버 위치 시스템(14)과 같은 위성 네비게이션 시스템과 통신하는데 사용될 수 있고, 칼만 필터 처리로 차동 GPS(DGPS) 정보를 사용하여 교정될 수 있다. 카트식 DRN 시스템은 코스상의 카트 위치 계산에 사용하기 위한 카트의 횔 속도와 마그네틱 헤딩을 측정하기 위한, 적어도 하나의 프론트 휠 센서와 부유된 또는 고정된 컴퍼스를 가진다.

Description

로버스트 골프 네비게이션 시스템 {ROBUST GOLF NAVIGATION SYSTEM}

골프 게임에서, 플레이어가 특정 경기 코스와 친숙하다면 더 높은 점수를 얻을 수 있을 것이다. 친숙하지 못하거나 간혹 시합하는 코스에서 경기를 하기 전에, 골퍼는 각각의 홀과 익숙해지도록 한다. 이는 예를 들어 홀이 좌로 경사졌는지, 우로 경사졌는지 또는 곧은지; 샌드 트랩, 벙커 및 물 웅덩이와 같은 장애 구역이 감쳐져 있는지; 볼(골퍼)의 현재 위치로부터 그린의 정면, 후면, 핀, 중요 장애구역 또는 그린 어프로치 쇼트를 위한 원하는 레이업 위치까지의 야드 거리를 계산하기 위하여 범위가 기록되었는지 등과 같은 특정 홀의 티 박스에서의 지식을 골퍼에게 제공한다.

일반적으로, 각각의 홀에 대한 배치 특성 및 홀을 따라 있는 일부 위치로부터 그린 중심까지의 야드 거리를 나타내기 위하여 골프 코스 정보 책자가 프로샵에서 판매된다. 또한, 야드 거리 마커는 일반적으로 각각의 홀의 경로를 따라 스프링쿨러 헤드 위에 제공되어 경기자가 그린 중심까지의 거리를 알도록 한다. 이러한 경기 도움은 홀 배치 및 장애구역 위치에 대한 정보를 제공하고 또한 볼에서 가장 가까운 스프링쿨러 헤드까지의 야드 거리를 보측함으로써 볼에서 그린 중심까지의 야드 거리를 예측할 수 있도록 한다. 상기와 같은 방법은 정확하지는 않지만 홀에 대한 정보 및 이에 따른 게임을 향상시키도록 한다. 또한 야드 거리를 보측하는 등으로 코스를 익히려는 모든 골퍼들 때문에 경기가 늦어진다. 느린 경기는 코스에 대한 수입뿐만 아니라 다른 경기자의 게임 재미에 악영향을 미친다.

골프 코스 정보 시스템을 향상시키기 위한 여러 가지 제안이 제시되었었다. 그러나 이러한 개선은 시합자의 평균 타수를 감소시키고; 경기 속도 및 몰입을 증가시키고; 모든 홀에 대한 코스에 대한 시합자의 지식, 즉 볼 또는 공의 위치에서 그린까지의 야드 거리, 핀까지의 거리와 각도 및 장애구역의 위치에 대한 지식을 향상시키기 위한 것이다. 초기 제안은 듀들리의 미국특허 5,044,634(이하 듀들리 '634특허")에 기술된 골프 정보 시스템과 같은 모빌 육상 컴포넌트와 상호작용하기 위하여 여러 가지 배치로 매설된 전선이 이용되었으며; 또한 스톰스 주니어의 미국특허 4,703,444(이하 스톰스 주니어 '444"특허) 및 왕의 미국특허 5,056,106에 기술된 것과 같이 코스의 전체 특성 및 특정 마커로부터 해당 홀핀 또는 홀 플래그까지의 거리를 골퍼에게 알려주기 위한 무선 방향 탐색 또는 삼각측량 기술을 이용한다.

이십몇년전, 미국 정부는 여러 가지 목적을 위하여 거리, 범위 및 위치를 측정하기 위하여 위성과 기지국을 이용하는 전지구 측위 시스템(GSP)을 지원하여 만들었지만, 이는 많은 산업 및 상업적 응용에 상당히 유용하다. 다수의 지구 궤도 위성은 육상 수신기를 이용하여 지구의 소정 포인트 위치 또는 인접 위치를 결정하기 위한 기준 포인트를 제공한다. 이들 위성의 궤도는 육상 스테이션 GPS 수신기에 의하여 모니터링되고 위성으로부터 수신된 신호 이동시간은 각각의 위성에 대한 위치를 측정하기 위하여 이용된다. 위성으로부터의 각 신호는 코딩되어 수신기가 각 위성으로부터의 신호 전송과 GPS 수신기 안테나에서의 수신사이의 경과 시간을 결정하도록 하고 따라서 경과 시간 및 광속도로서 거리를 계산하도록 한다. 수신기는 큰 육상 스테이션으로 제한될 필요가 없으며, 사설 네비게이션, 위치 및 거리 측정 시스템을 위한 휴대가능한 이동 스테이션이 이용될 수 있다.

3 GPS 위성에 대한 거리 측정은 지구 표면 위에 또는 근방의 물체 위치(즉 고정형 또는 휴대용 GPS 수신기의 위치)를 정확하게 파악할 수 있다. 제 4위성은 GPS 시스템내의 클록 타이밍을 검증하는 거리 측정을 제공한다. "관측 상태"에 있는 몇 개의 위성에 의하여 그리고 컴퓨터를 이용하여, 이론적으로 GPS 수신기는 상당히 정확하게 순간적으로 거리를 계산할 수 있다. 그러나, 실제로, 일반적으로 시스템으로부터 위성 신호 이동시간의 계산된 측정치 및 자연 현상에서 작은 에러가 발생하더라도, 거리 및 위치 계산의 정확도가 상당히 감소된다. 에러를 야기하는 현상은 대기중의 전파, 수신기 분배, 위성 위치표 및 위성 클록을 포함한다. 또한, 정부는 의도적으로 위성 신호에 에러를 유도하여 일반인이 정확하게 사용하지 못하도록 하였다. 이러한 에러의 영향은 약 100미터 정도이다. 이러한 잘못된 측정은 많은 GPS 기준 측정 시스템에서 허용될 수 있지만 골프 코스 위치결정 및 거리 측정 시스템에서는 허용될 수 없다.

그럼에도 불구하고, 최근의 GPS는 다른 위치 및 거리 측정 응용분야에서 사용되는 것과 동일한 목적을 위하여 골프 코스에 사용되는 것이 제안되었다. 예를 들어, 휴스턴의 미국특허 5,364,093(이하 휴스턴 '093특허")에서, 통상적인 차동 GPS(DGPS)를 이용하는 골프 코스용 위치 및 거리 측정 시스템이 공지되어 있다. 비안코의 미국특허 5,438,518(이하 비안코 '518특허") 역시 통상적인 DGPS 위치 및 거리 측정 시스템의 골프 코스 응용을 개시하고 있다. DGPS는 GPS 시스템을 개선하기 위하여 광범위하게 이용되며, 이는 사용자 근처의 알려진 위치의 지상 수신기로부터 에러 교정 정보를 방송함으로써 거리 측정 분야에서 에러를 감소시킨다. DGPS에서, 두 개가 GPS 수신기가 이용되는데, 하나는 알려진 고정 위치에 배치되어, 알려진 위치와 위성 GPS 신호로부터 계산된 위치 사이의 차이를 신호에서 에러로 고정시키도록 한다. 고정된 위치(기준) 수신기는 수신 영역 내에서 이동국일 수 있는 다른 모든 수신기에 사용하기 위한 연속 교정 신호를 제공한다. 에러에 대한 지식은 사용자의 수신기에서 모든 거리 및 위치 계산이 교정되도록 한다.

통상적인 DGPS는 위치 계산에 있어서 에러를 감소시켜 약 5미터이내의 정확도(대부분의 상업적 필요에 적합함)를 허용하도록 하지만, 골프 코스 거리 측정 시스템에는 이용할 수 없다. 해상 지상 포인트에 대한 선박 위치를 결정하기 위하여 이용되는 것과 동일한 통상적인 DGPS 시스템은 골프 코스의 홀상의 핀에 대한 골프 카트 수신기의 위치를 결정하기 위하여 이용될 수 있다. 날씨 상태 및 지형은(통신 장애를 유발하지 않으면) GPS 시스템에서의 위치 결정에 영향을 미치지 않으며, 몇 가지 제약이 사용자 수신기의 크기 또는 위치에 부과된다.

DGPS에 대한 상세한 설명은 예를 들어 블랙웰, "차동 GPS 방법의 개요" 전지구 측위 시스템, 제 3권 89-100쪽, 네비게이션 기관, 워싱턴 디씨(1986)와 같이 여러 자료에 기재되어 있다. 블랙웨(스탠포드 리서치 인스티튜션 인터네션널) 논문은 4개의 차동 GPS를 상세히 설명하며, 이중 하나는 휴스톤 '093특허"에서 제안한 것과 동일하다.

1995년 4월 18일자 및 1995년 9월 8일자 공동 계류중인 특허출원 08/423,295

및 08/525,905('295출원 및 '905출원")는 본 발명의 양수인에게 양수되었는데, 여기에서 DGPS를 이용한 골프 코스 위치결정 및 야드 거리 측정 시스템을 개선하는 것이 개시되어 있으며, 또한 무엇보다도 독특한 필터링 알고리즘을 이용함으로써 통상적인 DGPS보다 상당히 높은 정확성과 신뢰성을 제공한다. '295출원 및 '905출원에 따른 시스템에서, 기지국과 골프 카트사이의 상대적으로 경제적인 통신 네트워크는 보다 효율적인 방식으로 데이터 전송을 위하여 할당된 대역폭을 이용하며, 또한 이는 네트워크로부터 골프 카트 추가 또는 제거를 쉽고 용이하게 하는 가변 길이 통신 네트워크를 사용한다. 이들 공동 계류중인 출원의 시스템은 또한 기지국 모니터상의 코스의 모든 홀 또는 선택된 홀 그룹의 배치 및 현재 홀의 배치를 포함하는 고해상도 컬러 그래픽을 생성하고, 저장하고 디스플레이할 수 있으며 또한 코스상의 골프 카트내의 모니터 상에 사용자에 대한 컬러 광도 및 프로 팁을 제공한다. 이들 시스템은 골프 카트가 카트 모니터상의 현재 홀에 대한 자동 디스플레이, 각 홀에 대한 경기 페이스 측정 및 골프 팁의 자동 팝업시 사용하기 위하여 코스의 소정 존 또는 영역 내에 있을 때를 검출하고, 한 홀에서 다른 홀로 카트가 이동할 때 카트 모니터에 광고하고; 또한 골프 코스의 배치를 조사하고 나중을 위하여 이러한 데이터를 수집하고 나중의 검색 및 디스플레이를 위하여 저장하는 개선된 기술을 제공한다. 사용자에게 햇빛에서 예외적인 컬러 판독을 제공하도록 카트 루프 내에서 모니터를 모니터링하는 개선된 기술도 제공된다.

전술한 종래의 공동 계류중인 출원에 개시된 시스템은 PROLINK 야드 거리 및 코스 관리 시스템이하는 명칭(이하 PROLINK시스템이라하며, 이는 본 발명에 개시된 발명의 양수인인의 상품명이다)으로 판매된다. PROLINK 시스템은 골프 카트용 서브시스템을 포함하지만, 골퍼가 휴대하는 휴대용 유니트로 선택적으로 또는 부가적으로 패키징될 수 있으며, 이들 모두는 이동 유니트 또는 로빙 유니트라는 용어로 표현될 수 있다. 각각의 로빙 유니트는 상기 발명에서의 상당한 개선과 함께 종래 DGPS 기술을 사용한다.

PROLINK 시스템은 골프 코스의 컬러 또는 흑백 그래픽 표시 또는 맵을 카트내의 비디오 모니터 또는 휴대용 유니트의 액정 디스플레이(LCD)상에 디스플레이한다. 코스의 각 홀은 모든 장애구역 및 특징과 함께 선택적으로 디스플레이되며, 골퍼의 고정된 위치 또는 변화되는 위치(엄밀히 말하면, 카트용 시스템의 경우에 카트의 위치)가 경기 중에 실시간으로 중첩되어 나타난다. 시스템은 골퍼가 현재 티 박스로부터 현재 핀 위치(이들 둘은 코스 관리자에 의하여 매일 변경될 수 있음)까지의 거리(야드 또는 미터)를 정확히 측정할 수 있도록 할뿐만 아니라 홀상의 카트의 어느 다른 위치에서 다른 홀 위치까지도 정확히 측정할 수 있도록 한다. 본질적으로, 경기 중에 볼의 각 위치에 대한 클럽 선택을 향상시키도록 하는 전기 야드 거리 및 홀 특성 책자가 제공되는 것이다.

PROLINK 시스템은 또한 선택된 카트에서 골퍼에게 개인 메시지를 디스플레이하며 특정 홀에서 방송하기 위해 시스템으로 프로그램될 수 있는 팁("프로 팁"), 시스템 전체 광고 및 메시지를 제공한다. 코스 관리 서브시스템은 코스 관리자(일반적으로, 프로샵을 운영하고 경기자에게 레슨을 제공하는 코스 전문 골퍼)가 시스템 기준 카트를 통하여 위치를 추적하고 모든 골퍼 또는 각각의 골퍼와 선택적으로 통신하고 경기 페이스를 모니터링 및 개선하고 그리고 코스 운영에 대한 통계적 데이터 베이스를 수집하도록 한다. 개인 메시지는 선택된 카트에게 전송될 수 있으며, 비상 또는 그 외의 메시지는 시스템 전체로 언제나 전송될 수 있으며, 한편 "프로팁" 광고 또는 판촉 매시지는 예를 들어 홀의 그린을 나와서 다음 홀의 티 박스로 들어가는 사이의 시간에 코스상의 카트 위치를 기초로 수행된다.

PROLINK 시스템의 카트형 또는 다른 형태의 로빙 유니트는 변경하지 않고 코스 또는 특정 홀에서 경기하는 골퍼에게 이점을 제공하거나 코스관리를 어떻게 하여야 하는지를 제공한다. 이러한 이점으로는 (1) 카트로부터 중요한 코스 특징-그린, 핀, 장애구역 등까지의 거리를 실시간으로 정확하게(일반적으로 2미터 이내) 표시하며, (2) 전체 코스에 대한 맵, 개별 홀, 또는 그린 또는 그 외의 상세한 특정을 카트 모니터 상에 크고(7.5인치) 고해상도의 컬러 디스플레이를 제공하며, (3) 카트와 개별 통신 및 메시지를 전송을 가능하게 한다는 것이다.

카트의 위치는 개별 카트 모니터 및 코스 관리 스테이션 상에 해당 홀의 맵위에 실시간으로 디스플레이된다. 카트가 이동할 때, 핀까지 및 장애구역까지의 거리 계산은 자동으로 디스플레이 상에 갱신된다. 디스플레이상의 별도의 이동가능한 커서는 간단히 커서의 위치를 변경함으로써 경기자가 홀 맵상에 나타나는 지형에 대한 정확한 거리 측정치를 얻을 수 있도록 한다. 시스템의 다른 특징은 간단히 디스플레이에 인접한 "샷 거리"버튼을 누름으로써 각각의 샷에 대한 샷거리를 읽을 수 있다는 것이다.

골퍼는 경기 중에 또는 경기 후에 완전 컬러로 전체 코스 배치를 선택적으로 관측하거나 또는 개별 홀의 디스플레이를 얻을 수 있다. 자동 줌 특성은 그린의 윤곽 또는 특정 장애구역의 세부 모양을 관측하는 것처럼 선택된 목포 영역 해상도를 증가시킨다. 필요하다면, 로빙 유니트는 전체 경기를 -스트로크 단위-로 기록하여 카트 모니터 상에 원래 디스플레이된 것처럼 집 또는 그 외의 곳에서 컴퓨터 디스크로부터 재생될 수 있도록 한다. 선택적으로, 티에서 그린에 대한 페어웨어까지 각각의 샷에 대한 "하드 카피" 출력은 클럽 하우스 컴퓨터로부터 얻을 수 있다. 경기자는 경기를 분석하고 문제되는 지역에서 주의함으로써 다음 경기 전에 기술을 향상시킬 수 있다.

각각의 샷에 대한 가장 중요한 결정은 핀 위치, 장애구역 등과 관련된 위치에서 경기하기 위한 골프 클럽의 선택이다. PROLINK 시스템은 경기자가 양호하고 빠르게 클럽을 선택할 수 있도록 해준다. 동시에, 시스템은 목표 거리 및 코스 배치와 관련된 적당하지 못한 정보가 될 수 있는 스윙에서의 원래의 불일치를 교정하도록 한다.

PROLINK 시스템의 동작시, 카트 시스템에서 홀 디스플레이 및 야드 거리 기능은 각각의 홀 시작부분에서 자동으로 작동된다. 로빙 유니트에서 핀 및 트랩 및 웅덩이와 같은 장애구역까지의 야드 거리가 디스플레이되고 이들 지형이 관측될 때 디스플레이 항상 갱신된다. 4개의 화살표 키는 경기자로 하여금 홀 디스플레이를 중심으로 커서를 이동시켜 코스의 특정 포인트에서 야드 거리를 얻을 수 있도록 한다. 예를 들어 단일 버튼 누름은 코스 전문가에 의하여 만들어진 프로 팁 또는 근접한 어프로치 샷 또는 퍼티에 대한 윤곽선으로 완비된 그린의 블로우 업을 제공한다. 또한, 경기자의 드라이빙 거리는 티 샷후에 자동으로 디스플레이되어 다음 샷을 위한 핀까지의 거리를 자동으로 이용할 수 있다. 경기자가 그린에 도착한 후에, 스크린은 광고, 판촉 메시지 및 코스에 대한 정보를 디스플레이하도록 한다. 경기자가 다음 티의 고정 거리 내에 접근하거나 다음 티에 도달할 때, PROLINK 시스템은 자동으로 연속 게임을 위하여 다음 홀 배치 디스플레이로 이동한다. 또한, PROLINK 시스템은 사용자가 단일 버튼을 누르지 않고 전체 골프 라운드를 경기할 수 있고 핀 배치 및 중요 장애구역에 대한 정확한 야드 거리를 얻을 수 있도록 한다. 사용자는 프로 팁, 고도의 그린 상태 및 샷거리를 포함한 고도의 지형에 대하여 시스템과 상호작용할 것만이 요구된다.

PROLINK 시스템의 코스 관리 부분은 기지국 컴퓨터 유니트, 수신기/송신기 유니트 및 클럽하우스(또는 적당한 다른 위치)내의 비디오 모니터를 포함하여 코스 관리자로 하여금 매일의 운용과 수입에 대한 안목을 향상시키도록 한다. 코스 관리 부분의 주요 장점은 (1) 각각의 홀상의 경기 중에 정확한 위치결정과 함께 실시간으로 코스상의 모든 골프 카트의 이동을 식별하고, 위치를 알아내고 그리고 모니터링할 수 있는 능력, (2) 경기 속도를 향상시키고 모든 경기자의 즐거움을 증가시키도록 병목위치를 정확히 찾아내서 병목 원인을 분석하는 지식을 이용함, (3) 코스 운영 및 개선을 위한 정확한 통계적 통찰력을 관리자에게 제공하도록 광범위한 데이터베이스의 수집 및(4) 광고 및 판촉을 통한 잠재적인 수입 개선과 함께 모든 로빙 유니트에 대한 편리한 통신 및 메시지 소스의 이용을 포함한다.

클럽 데이터베이스의 일부로서 수집된 데이터는 관리부 및 이사회에 보고하는 관리 정보 시스템("MIS")에 이용되며, 클럽 회원 및 경기자에 대하여 필요에 따라 테이블, 카트 및 그래프로 완성된 리포트를 제공하며, 지방자치 및 다른 공공 코스인 경우에 경기자에 대한 통계적인 코스 정보의 리포트를 필요한 기관에 제공한다. 수집된 데이터는 예를 들어 라운드가 시작되는 날짜와 시간, 각각의 라운드에 대한 경기자 성명, 티 타임, 실제 시작 시간, 실제 종료 시간, 각각의 라운드에 필요한 시간, 각각의 홀에 요구된 시간, 홀당 스트로크, 매일의 핀 배치, 및 전체 라운드를 포함한다.

이러한 장점 외에, 경기를 모니터링하고 코스 문제를 해결하여 교정하기 위하여 이용되는 코스 순찰자는 PROLINK 시스템으로부터 코스 관리자에게 이용가능한 풍부한 정보 때문에 감소될 수 있다. 순찰자는 그 수가 적어도, 효율적인 경기에 대한 병목부분 또는 다른 장애부분이 발생하는 위치로 정확히 순찰자를 급파함으로써 효율적으로 이용될 수 있다. 각각의 로빙 유니트는 경기 중에 각각의 유니트를 주기적으로(예를 들어, 매 2 내지 16초, 코스상의 카트 수에 의존함) 모니터링( 및 디스플레이)하고, 메시지를 보내기 위하여 또는 문제를 야기하는 골퍼를 선택적으로 식별하기 위해 시스템에 의하여 전송된 전용 ID 번호가 할당된다.

특히, PROLINK 코스 관리 시스템은 기지국과 골프 카트가 서로 통신하고 정보를 나누도록 무선 주파수(RF) 데이터 링크 및 개인용 컴퓨터(PC) 모뎀 링크를 경합한 코스 관리 컴퓨터(CMC)를 포함한다. PROLINK 시스템의 네트워크 통신 시스템은 기지국과 골프 카트사이의 데이터 전송을 위해 비용 및 대역폭 측면에서 효율적인 기술을 이용한다. 주파수 시프트 키잉(FSK)은 데이터 전송을 위해 선택된 변조 기술인데, 이는 FSK가 저렴하고 간편하여 전체 PROLINK 시스템의 비용을 최소화하기 때문이다. FSK가 위상 시프트 키잉(PSK)과 같은 다른 고비용의 변조 기술에 대하여 대역폭 효율이 떨어지지만, PROLINK 시스템은 정확하게 시간 제어되는 시간 분할 멀티플렉싱(TDM) 기술을 이용함으로써 가용 대역폭을 효율적으로 이용하도록 한다. 상기 시간 분할 멀티플렉싱 기술은 각각의 데이터를 전송하기 위하여 기지국과 카트에 정확한 시간을 할당하기 위하여 GPS 수신기로부터 이용가능한 정확한 초당 펄스(PPS) 신호로 동기화된다. 이는 하나의 카트가 실제로 전송될 때, 코스상의 어떠한 다른 카트 또는 기지국도 전송할 수 없도록 한다. 상기와 같은 정확하게 시간 제어된 TDM 통신 네트워크에서는 기지국이 정보를 전송하기를 요구하는 각각의 카트를 폴링할 필요가 없기 때문에, 따라서 통신 네트워크의 대역폭 효율을 증가시킨다.

PROLINK 시스템은 또한 티 박스, 그린, 페어웨이, 웅덩이 장애구역 및 모래 함정과 같은 지형을 포함하는 골프 코스의 배치를 나타내는 데이터를 수집하기 위한 특이한 기술 및 방법을 제공한다. 상기와 같이 수집된 데이터는 나중에 처리되고 향후의 검색과 디스플레이를 위하여 벡터 형태로 메모리에 효율적으로 저장된다. 또한, 골프 코스를 나타내는 데이터가 메모리에 저장될 때, 상기 데이터는 소정 존 또는 구역에 대한 골프 카트의 위치를 효율적으로 결정하기 위하여 이용될 수 있다. 이를 위하여, PROLINK 시스템은 독특한 존 검출 알고리듬을 이용하며 골프 코스상의 실제 구역 또는 물체에 대응하는 다수의 상이한 존을 생성한다. 상기와 같은 존은 코스상의 특정 홀의 티 박스 영역 또는 그린 영역에 대응하여 생성된다. 따라서, PROLINK 시스템은 골프 카트 좌표가 대응하는 존내에 있을 때 골프 코스 상의 실제 영역내에 골프 카트가 있는 지를 검출할 수 있다.

상기와 같은 존 검출 알고리듬을 이용함으로써, PROLINK의 여러 가지 특징이 용이하게 수행된다. 상기와 같은 특징은 카트가 새로운 홀의 티 박스로 진입할 때 카트 모니터상의 자동 홀 디스플레이 및 카트가 하나의 홀에서 다음 홀로 이동할 때 자동 팝업 고해상도 컬러 광고를 포함한다. 또한, 홀에 대한 경기 속도는 골프 카트가 홀의 티 박스 존으로 진입할 때로부터 카트가 상기 홀의 그린 존을 벗어날 때 까지의 시간을 측정함으로써 얻어질 수 있다.

골프 코스와 그 외의 위치, 거리 측정 및 범위측정 응용분야에서 GPS 및 DGPS 시스템이 그들의 의도된 목적을 어느 정도 달성할 수 있지만, 상기 시스템들은 로빙 유니트가 장애물 뒤로 이동할 때 신호를 잃어버려 통신 및 성능이 감소된다. 골프 코스 상에서, 이는 코스에 나무가 많거나 또는 언덕이 높은 경우에, 또는 인접한 빌딩 또는 구조물이 코스 상에 있거나 또는 광한 신호 전송을 차단하거나 방해하기에 충분한 크기의 이러한 모든 장애물이 있으면 특히 문제가 된다. 이러한 경우에, 골퍼는 자신의 카트의 모니터 상에 상대적으로 자주 긴 시간 동안 스크린 서비스를 받지 못한다. 골퍼가 상기와 같은 시스템에 더많이 의존할수록, 빈번한 서비스 부재는 경기자의 게임을 방해하고 역효과를 줄 수 있으며, 따라서 시스템은 게임을 향상시키는 것이 아니라 경기자의 스트로크 수를 증가시킨다.

본 발명은 위치 측정, 거리 측정 및 네비게이션 시스템에 관한 것이며, 특히 골프 코스에 이용되어 게임의 즐거움, 경기 속도 및 코스 관리의 효율을 향상시키기 위한 새롭고 개선된 위치, 거리 측정, 네비게이션 및 정보 시스템에 관한 것이다.

도 1A, 1B 및 1C는 각각 골프 코스 상에 이용된 PROLINK 시스템의 일부에 대한 개략도, 시스템의 카트 기준 PROLINK 컴퓨터 유니트의 기본 전자 부품의 블록도 및 점유자에게 관측되는 카트 지붕 내부에 장착된 시각 디스플레이이다.

도 2는 전체 PROLINK시스템의 블록도이다.

도 3은 PROLINK의 코스 관리 시스템(CMS)/기지국 부분에 대한 상세도이다.

도 4는 기지국 PROLINK 컴퓨터의 전자 부품의 블록도이다.

도 5는 기지국 컴퓨터 소프트웨어의 블록도이다.

도 6은 CMS 컴퓨터 모니터상의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 윈도우 디스플레이이다.

도 7은 CMS 컴퓨터 모니터 상에 팝업 메시지를 가진 GUI 윈도우 디스플레이이다.

도 8은 골퍼의 게임을 향상시키기 위한 거리 측정 및 코스 관리를 위하여 카트 위치를 관리하기 위한 위치 측정을 제공하도록 강력한 골프 네비게이션 시스템에 대한 블록도이다.

도 9는 차동 GPS(DGPS) 교정을 이용하는 추측 항법 네비게이션 시스템의 블록도이다.

도 10A및 10B는 인코더를 수용하고 골프 카트에 부착하기 위하여 이용된 기구 어셈블리를 도시하는 정면 및 측면도이다.

도 11A 및 11B는 본 발명의 DR 시스템에 대한 컴퍼스 어셈블리의 상부도 및 측면도이다.

도 12는 부동 컴퍼스/정면 바퀴 센서 DR 시스템을 이용한 본 발명의 바람직한 실시예의 블록도이다.

도 13은 도 12의 실시예를 설명하기 위하여 정면 바퀴가 회전하는 각도를 나타내는 DR 네비게이션 시스템이 장착된 골프 카트의 상부도이다.

도 14는 바람직한 DR 시스템 실시예에 대한 선택적인 고정 컴퍼스/정면 바퀴 센서의 구현을 도시하는 도 12의 실시예와 유사한 블록이다.

도 15는 바람직한 DR 시스템 실시예에 대한 선택적인 이중 정면 바퀴 센서의 구현을 도시하는 블록도이다.

도 16은 도 15의 실시예를 설명하기 위하여 정면 바퀴가 회전하는 각도를 나타내는 DR 네비게이션 시스템이 장착된 골프 카트의 상부도이다.

도 17은 본 발명에 따른 DR 교정기의 블록도이다.

도 18은 본 발명의 ACUTRAK DR시스템에 이용되는 PROLINK 시스템 통신 프로세스에 대한 블록도이다.

도 19는 시스템 타이밍 메카니즘을 도시하는 그래픽이다.

도 20은 PROLINK 가변 길이 패킷 길이 네트워크의 간략도이다.

도 21은 PROLINK 시스템에 대한 통신 네트워크 패킷 타이밍도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 골프 코스를 기초로 위치, 거리 측정, 네비게이션 및 정보 시스템에서 신호를 간섭 또는 방해하는 장애물이 나타났을 때 방해받지 않도록 하는 것이다.

휴스톤 '093특허 및 비안코 '518특허에 의한 상대적으로 간단한 GPS 기준 골프 코스 거리 측정 시스템은 골프 코스상의 실제 사용에 있어서 실제 원인에 대하여 충분히 정확하지 않으며 코스 상에 나타나는 통신 장애물 문제를 처리할 수 없다. 공동 계류중인 '295 및 '905특허출원에서 개시된 시스템에 의하여 제공된 개선은 미국의 대부분의 골프 코스에 대한 골퍼 및 코스 관리의 신뢰성 및 정확성 요구 조건을 쉽게 만족시키고 있지만, 모든 또는 많은 수의 홀이 나무로 둘러싸이거나 언덕 위에 형성되거나 또는 근처에 높은 구조물이 있는 코스의 문제점을 만족하게 해결하지 못한다.

나무는 GPS 위성 신호를 감쇠시키는 것으로 알려져 있으며 수신을 완전하게 차단할 수 있다. 또한, 골프 카트가 언덕 근방에 있을 때, 언덕 꼭대기 바로 아래의 낮은 저궤도 위성으로부터의 신호는 수신되지 않는다. 유사하게, 카트가 완만한 힐의 측면에 있다면, GPS 안테나에 채용된 경사는 경사 방향으로부터 멀리 낮은 위성을 차단할 수 있다. 일반적으로, 적어도 두가지 문제가 발생하는데, 이는 1) 장애물에 의한 GPS 위성의 차단은 관측가능한 위성이 너무 작아 네비게이션 솔류션등을 계산하기 위하여 동시에 추적될 수 없도록 하거나 또는 2) 차단되지 않는 나머지(관측가능한) 위성은 야드 거리 정확성이 상당히 감소된 열악한 지형 특성을 가지도록 한다. 대부분의 골프 코스는 나무와 언덕의 조형미뿐만 아니라 이들 골프 지형이 코스에서 경기하는 골퍼에게 제공하는 재미를 제공하도록 설계되는데, 이러한 지형은 전술한 GPS 기준 네비게이션 시스템에 대한 두가지 문제의 원인이다. 또한, 조형미와 재미 대신에 거리 측정 또는 네비게이션을 위하여 장래에 골프 코스가 재설계되는 것을 예상할 수 없다. 결국, GPS 기준 시스템은 이와 같은 골프 지형 때문에 미국내의 현재 14,000골프 코스의 절반 이상에서의 경기 중에 이용될 때 제대로 서비스를 제공하지 못한다. 실제 문제로서, 이는 상기 시스템이 이들 코스에 사용되지 못하도록 한다. 또한, GPS 시스템은 -장애물에 의한 서비스 중단 때문에- 미국 코스의 1/4에서 한계적으로 사용될 뿐이다. 따라서, 미국 코스의 전체 3/4는 GPS를 기초로한 야드 거리 측정 시스템의 설치가 불가능하다. 유사한 문제가 일본 등 다른 나라에서도 발생한다.

일부분에서, 이에 대하여 선택적인 시스템으로서 듀들리 '634특허에서 제안된 매설 와이어 시스템을 초래했으며, 이는 장애물 문제를 제거했지만 시작부터 무수히 많은 문제점을 발생시켰다. 스톰스 주니어 '444특허가 개시한 추측 항법(dead reckoning) 시스템은 GPS 시스템에 역효과를 주는 시준선 제약을 해결했지만 GPS 기술로 제공할 수 없는 원인에 대한 시간 주기 및 거리 전체에 대한 정확도를 감소시켰다. 이러한 에러를 교정하기 위하여 상기 추측 항법 시스템을 갱신하는 방법은 적당한 성능을 위해 골퍼가 상당히 많은 주의와 데이터 입력을 필요로 한다. 이러한 단점으로 인하여 상기 추측 항법 시스템을 기초로한 야드 거리 측정 시스템은 골프 시장에서 인기가 없었다. 게임이외에 골퍼의 게임을 개선하는 것을 목적으로 하는 시스템의 효율에 대해 골퍼가 주의를 기울여야하는 어떠한 시스템도 허용되지 않는다.

GPS 시스템 및 추측 항법 시스템에 의하여 발생되는 이러한 문제를 직접 해결하기 위하여, 종래 시스템에서는 상당히 정확하지 않은 인위적인 전체 야드 거리 추정만을 디스플레이하거나 또는 간단히 서비스 중단하여 어떠한 야드 거리 정보도 골퍼 등이 이용할 수 없도록 하였다. 이러한 경우에, 골퍼는 이들 시스템으로부터 기대되는 신뢰성 있고 정확한 야드 거리 측정의 이점을 상실하게 된다. 사실, 잘못된 정보를 제공하거나 또는 문제가 발생할 때 정보를 제공하지 않는 것은 상기와 같은 시스템을 장착한 코스에서 경기하게될 기회를 가진 많은 골퍼에게 문제가 된다.

본 발명은 골퍼에게 고정밀도의 야드 거리 계산이 가능하게 하는 시간양을 증가시킴으로써 종래 GPS 시스템 및 추측 항법 시스템을 상당히 개선하여, 특히 나무와 고르지 못한 지형을 가진 골프 코스에서 측정 시스템의 신뢰성을 개선한다. 이를 위하여, 본 발명은 부분적으로만 GPS 또는 DGPS에 의존하는 대신 교정 목적을 위해서만 DGPS 기술을 지원받고 PROLINK 시스템의 전체 지형 관리 및 정보 능력과 결합된 추측 항법을 기초로한 야드 거리 시스템을 이용하는 골프 코스 야드 거리 정보 시스템을 제공한다.

군용 및 사용 항공기에 공동으로 현재 이용되는 네비게이션 기술은 다중 소스의 네비게이션 정보를 결합하여 어떠한 단일 소스가 제공할 수 있는 것 보다 더 광범위하게 동작 상태 범위에 걸쳐 보다 강력하고 신뢰성 있는 결과를 제공한다. 예를 들어, 추측 항법 시스템의 예인 관성 네비게이션 시스템은 초당 50회 이상 항공기의 위치, 속도 및 경도에 대하여 높은 대역폭 출력을 제공한다. 이에 비하여, GPS 위성 수신기는 초당 한번의 위치 및 속도에 대하여 바람직하지 않게 낮은 대역폭 출력을 제공하지만, 관성 네비게이션 시스템과의 사이에서 발생하는 에러 오버 타임의 축적하지는 않는다. 본 발명의 시스템은 칼마 필터를 이용하여 최적 계산 컴퓨터 알고리듬을 통하여 GPS 시스템의 소정 특징과 추측 항법 시스템의 바람직한 속성을 결합하여, 종래 기술 보다 더 넓은 동작 범위에 걸쳐 골프 코스 위치, 거리 측정 네비게이션, 정보 및 코스 관리 시스템의 성능을 상승적으로 개선하도록 한다.

따라서, 본 발명의 기본 목적은 GPS 위성의 시준선에 대한 장애물 존재와 관계없이, 코스 전체 경기에 걸쳐 일관성 있게 정확성과 신뢰성을 제공하도록 GPS 교정에 의하여 GPS를 기준으로 하지 않은 위치, 거리 측정, 및/또는 네비게이션을 상승적으로 결합한 골프 코스 운영 시스템을 제공하는 것이다. 다른 중요 목적은 우수한 세계 골프 코스 상에 예상되는 도전적인 지형 전체에 걸쳐 98퍼센트 이상의 정확성으로 골프 코스의 골퍼 위치에 대한 신뢰성 있는 정보는 제공하는 시스템을 제공하는 것이다. 다른 목적은 강력하고 경제적인 시스템을 제공하는 것이다. 상기 목적과 관련하여, 성능이 낮거나 비싼 시스템은 골퍼에게 가치가 없다.

본 발명의 골프 코스 위치, 거리 측정, 네비게이션 및 정보 시스템을 실시하기 위한 실시예를 설명하기 전에, 본 발명은 골프 코스에 대한 결과 및 정보를 제공하는 것에 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 로빙 유니트 근처의 물리적 장애물, 시준선 문제 또는 다른 강한 신호에 대한 간섭 때문에 GPS 또는 DGPS 신호 손실이 발생하는 위성 네비게이션 및 디지털 통신 기술에 있어서 그 외의 소비자, 상용 및 산업용 분야까지 확장될 수 있다. 따라서, 본 발명이ACUTRAK(본 출원에 개시된 발명의 양수인의 상품명) 골프 코스 측정 및 관리 시스템으로서 구현된 골프 코스 이용 시스템 및 방법을 중심으로 설명되더라도, 본 발명은 상기 사용에 국한되지 않으며 주위에 장애물 또는 그 외의 간섭이 존재하는 수화물 이송 시스템 또는 우송 시스템 또는 농산물 파종 및 수확 시스템과 같이 로빙 유니트의 호스트에 대한 주어진 포인트에 대한 정확한 위치, 거리, 및/또는 네비게이션을 신뢰성 있게 추적할 필요가 있는 모든 곳에 적합하다.

ACUTRAK 시스템은 골프 카트를 기초로 하지만, 작은 차량에 선택적으로 또는 부가적으로 패키징될 수 있거나 또는 전술한 바퀴 트랙킹 시스템의 보수계로 이용된 이동 유니트 또는 휴대용 유니트가 장착된 골프백 바퀴 세트일 수도 있다. 포괄적인 용어 "이동 유니트", "휴대용 유니트", "로빙 유니트" 등은 낮은 대역폭 위성 네비게이션 기술에 의하여 교정된 고 대역폭의 추측 항법 기술을 이용하는 어떠한 버전에도 이용될 수 있다. 이러한 기술의 상승적인 이용에 의하여 제공된 장점은 본 발명의 하드웨어 및 소프트웨어에 결합된 추가 특징 및 특성에 의하여 향상되어 예를 들어 경기자(일반적으로 사용자) 이동에 의한 가변 거리 측정에 대한 고정된 거리 측정 및 기지국과 로빙 유니트사이의 정보 통신 및 트래픽 관리를 제공한다.

공동 계류중인 '295 및 '905출원에 개시된 PROLINK 시스템의 모든 특징은 PROLINK 시스템에 의한 야드 측정을 위하여 전적으로 GPS 기술에 의존하는 것을 제외하고는 ACUTRAK 시스템에 결합되며, 이들 출원의 설명은 참고로 여기에 결합된다. 또한, ACUTRAK 시스템은 추측 항법 시스템형태의 독특한 유도 시스템을 가지는데 이는 전체 시스템의 일부가 결합되는 골프 카트(또는 다른 로빙 유니트)의 방향에 대하여 외삽법에 의해 추정되는 바퀴의 방향에 의하여 이동한 거리를 추적한다. ACUTRAK 시스템은 DGPS를 이용하여 경기 전에 또는 도중에 적어도 한번 시스템이 교정되는 한 장애물에 의하여 손상되거나 영향을 받지 않는다. 따라서, 카트 모니터 상에 서비스가 중지되는 않아, 골퍼는 연속적이고 신뢰성 있는 ACUTRAK 시스템의 운용만을 인식한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 설명한다.

공동 계류중인 '295 및 '905출원이 참고로 결합되어 있지만, PROLINK 시스템의 적정한 특징과 특성의 간단한 설명이 이해를 용이하게 하기 위하여 제공된다. 도 1A에 따르면, PROLINK 시스템은 예를 들어 프로샵에 배치될 수 있는 기지국 또는 코스 관리 스테이션(CMS)(10)을 포함한다. CMS(10)는 중앙 처리 유니트(CPU) 및 비디오 모니터를 가진 코스 관리 컴퓨터(CMC)와 CMC를 실행시키는 소프트웨어를 포함한다. GPS 수신기(11)는 보이는 곳에 있는 모든 GPS 위성(14)으로부터의 전형적인 GPS 데이터 전송을 수신하며, 트랜시버(12)는 다수의 카트 기준 이동 수신기 또는 로빙 유니트(16)와 양방향 무선 주파수 통신을 제공한다. 로빙 유니트는 컬러 모니터(19)(도 1C)상에 경기중인 코스 홀( 및 선택에 따라 전체 코스)의 고해상도 디스플레이하며 또한 티에서 컵까지(용어 "컵", "핀", 및 "플래그"는 홀상의 동일 포인트를 가리킴)의 거리 및 로빙 유니트에서 컵 및 여러 가지 코스 장애구역까지의 거리를 디스플레이한다.

도 1B 에서, 카트 기준 유니트(CBU)(15)는 CPU/비디오 카드(18), GPS 수신기(21), RF 디지털 데이터 전송기/수신기(트랜시버) 카드(22)와 파워 분배 카드(24)를 가진 PROLINK 컴퓨터 유니트(PCU)(16)를 포함한다. CBU(15)는 또한 모니터(19) 및 여러 가지 PROLINK 사용자 옵션을 선택하기 위한 키패드(23)를 가진다. 모니터(19)(도 1C)는 카트(16)의 지붕(20)의 하부에 장착되며, 카트가 코스 카트 스톱으로부터 체크될 때 (카트 기준 유니트내의 모든 전자 부품과 함께) 전원이 유입된다. 경기 전에 그리고 홀 사이에 제공되는 상업용 광고 또는 프로 팁을 제외하고, 모니터는 정상(즉, 디폴트) 디스플레이로서 경기중인 홀의 배치를 디스플레이한다. 디스플레이는 카트가 다음 경기의 홀에 대한 티 박스로부터 소정 거리에 도달할 때 자동으로 변경된다(카트 샵 및 제 1홀에 대한 소정 거리사이에서 코스 팁과 같은 정보 메시지가 디스플레이된다). 그러나, 사용자는 대신 카트 지붕내의 모니터뒤에 장착된 제어 패널위의 키패드(23)를 동작시킴으로써 항상 디스플레이에 대한 다른 옵션을 선택할 수 있다.

도 2의 전체 PROLINK 시스템의 블록도에서, GPS 위성(14-1, ..., 14n)에 의하여 전송된 GPS 데이터는 CMS(10) 및 CBU(15-1,...,15-n)에 의하여 수신된다. CBS(10) 및 CBU(15)사이의 트랜시버를 통하여 형성된 RF 코스 통신 네트워크(25)는 프로 팁을 포함한 광고, 일반 정보 및 DGPS 교정과 같은 기지국으로부터 카트로의 시스템 전체 및 개별 메시지를 전송하고 그리고 카트에서 기지국으로 메시지를 전송한다. 전화선(28)은 기지국(CMS)(10) 및 외부 세계로의 인터페이스(30)사이에 데이터/음성/팩스 통신 링크를 제공한다.

PROLINK 시스템에 의하여 제공된 골프 카트 성능(골퍼가 유용한 특성을 갖춘 카트를 이용하지 않도록 선택하는 경우에, 코스상의 모든 카트가 이러한 성능을 가지는 것은 아님)은 코스 카트 샵에 수용된다. CMS(10)과 관련된 컴퓨터로 진입되는 카트 체크 아웃시간에 카트 수행원에게 각각의 골퍼/렌터에 의하여 제공되는 개인 식별을 통하여, 개인 메시지는 골프 라운드 중에 언제나 코스의 어느 곳에서나 CMS(10)에 의하여 카트를 차지하는 골퍼에게 통신될 수 있다. 카트가 수행원에게 반환될 때, 카트 기준 컴퓨터 메모리에 포착되고 저장되는 라운드로부터의 데이터는 전송 라인(31)을 통하여 CMS(10)로 전송되어 프린트 출력("하드 카피") 또는 디스켓이 다음에 골퍼에 의하여 픽업 및 재생하기 위하여 클럽하우스에서 발생될 수 있다.

CMS(10)의 고정 기지국/GPS 수신기(11)는 정확한 조사 포인트에 배치되는데, 이는 GPS 시스템으로부터 표준 육상 조사 또는 위성 계산된 위치에 의하여 얻을 수 있다. 유사하게, 티박스 및 컵사이와 같이 고정된 코스 지형사이의 상대 위치(이들 배치가 다수의 잠재적인 티 및/또는 컵 위치와 함께 홀에 대한 코스 관리자에 의하여 매일 변경된다 하더라도) 및 티, 컵 또는 다른 고정된 포인트 및 장애구역 사이의 상태 위치 및 거리 및 홀 배치는 컴퓨터에 저장될 수 있고 더 이상 필요하지 않은 카트 모니터상에 언제나 디스플레이를 위하여 불려질 수 있는 각각의 홀에 대한 알려진 조사 포인트 또는 경계이다. 이러한 정보는 CBU(10)에 의하여 각각의 CBU(15)로 제공된다. 네트워크 제어 데이터는 기지국/카트 통신, 메시지, 다이나믹 물체 상태(예를 들어 핀 배치 및 티 박스 위치), 필요시 CBU GPS 수신기를 시작하는 시간 및 위치 데이터에 대한 초기 메시지 및 코스 순찰자에 대한 시작 시간 정보에 대한 타이밍 정보 제공한다. 각각의 CBU에 의하여 CMS로 제공되는 정보는 각각의 골프 카트의 ID에 의한 위치, 골퍼로부터의 메시지 정보, 경기 데이터의 페이스 및 시합후 경기자 점수와 통계적 정보를 포함한다. PROLINK 시스템의 가변 길이 통신 네트워크는 제한되지 않는 숫자의 CBU가 시스템에 의하여 지원되도록 한다. 일반적으로 18홀 코스는 약 70 내지 80개의 카트를 이용하며, 이는 PROLINK 시스템에 의하여 용이하게 수용된다.

시스템의 코스 관리 부분은 전술한 것 이외에 여러 가지 기능을 수행한다. 예를 들어, 기지국에서의 고해상도 컬러 컴퓨터 모니터는 코스 맵을 디스플레이하고 코스를 이동할 때 실시간으로 갱신되는 골프 카트, 리프레쉬먼트 카트, 관리 카트 및 그 외의 로빙 유니트를 나타낸다. 줌 특성은 특정 홀 또는 다수의 인접 홀과 같은 해당 맵의 소정 영역을 확대한다. 팝업 윈도우는 CMS 조작자에 의하여 작동되어 골프 카트에 분배되는 전체 메시지와 같은 작용을 수행하도록 한다. 런치 스페셜과 같은 광고 및 판촉 메시지, 스포츠 스코어, 가장 성적이 종은 골퍼의 성명 및 개인 메시지는 기지국으로부터 카트로 전송될 수 있다. 또한 CMS는 전체 시스템 타이밍 및 PROLINK 시스템 통신 네트워크의 마스터 제어를 제공한다.

도 3의 블록도에 도시된 바와 같이, 기지국은 기지국 지붕 인터페이스(BRIU)(37), 베이스 PC 인터페이스 유니트(BPIU)(39), 및 전체 PROLINK 시스템에 대한 마스터 제어인 CMC(41)를 포함한다. BRIU(37)는 전송 및 수신을 개선하기 위하여 CMS(10)가 설치되는 구조물의 지붕 위에 장착된다. BPIU(39)는 BRIU(37) 및 CMC(41)사이에 인터페이스를 제공하며, CMC(41)로부터의 RS-232 포맷된 데이터를 BRIU(37)에 대한 RS422포맷된 차동 데이터로 변환시키며, 그 반대도 가능하다. RS422 데이터는 CMC로부터 4000피트까지 배치될 수 있는 BRIU(37)에 도달하기 위하여 케이블(57)을 통하여 상대적으로 긴 거리를 이동하기 위하여 강해야 한다.

BRIU(37)는 안테나(43)를 가진 GPS 서브시스템(42), 각각의 카트에 대하여 데이터를 수신하고 전송하기 위한 안테나(45)를 가진 일차 PROLINK 컴퓨터 유니트(PCU)(44), 주파수를 모니터링하고 스테이션 식별 신호를 방송하기 위한 안테나(52)를 가진 이차 PCU(51) 및 BRIU(37)와 CMC(41)사이의 인터페이스를 위한 인터페이스 컨버터(53)를 포함한다. 또한 BRIU는 우수한 RF 통신을 위한 연속적인 시준선 통신을 방해할 수 있는 특정 지형과 코스를 가진 코스에 대한 중계 PCU(55)를 포함할 수 있다.

GPS 서브시스템(42)은 CMS 기지국 위치의 고정된 측량점에 대하여 각각의 가시적인 GPS 위성용 미분 실제 범위 및 실제 범위 속도 정정으로서, 위성(14-1, ..., 14-n)으로부터 수신된 GPS 신호 데이터를 이용하여 DGPS 정정을 발생한다. DPGS 정정은 BPIU(39)를 통하여 CMC(10)로 전달된다. CMC는 버스트 채널 에러에 대해 완강한(robust) 통신 패킷을 생성하고, 그것을 CBU(15-1, ... ,15-n)로의 연속적인 전송을 위해 BPIU(39)를 통해 PCU(44)로 보낸다.

GPS 서브시스템(42)은 1차 PCU(44)를 통해 RF 통신을 정밀하게 제어하기 위한 마이크로초 레벨의 시스템 타이밍을 위해, 컴퓨터에 대한 인터럽트로서 실시된 초당 펄스(PPS) 신호에 의해 CMC(10), 1차 PCU(44), 및 2차 PCU(51)에 대한 정확한 시스템 타이밍을 제공한다. 특정 PPS를 바로 뒤따르는 GPS 서브시스템으로부터의 GPS 시간-태그된 메시지는 PPS의 발생 시간을 지시한다. GPS 서브시스템이 파워 업시에 적절히 개시되지 않는 경우에는, CMC(10)는 적절한 위성 포착을 위해 초기 위치, 시간 및 날짜를 제공한다.

1차 PCU(44)는 CMC(10)의 명령하에서 CBU(15)로 정보를 전송하고, 처리 및 응답을 위해 카트로부터 수신된 데이터를 CMC로 보낸다. PCU(44)는 CMC(41)에 의해 공급된 패킷화된 시리얼 데이터 스트림을 PROLINK 시스템에 대한 방송을 위해 2진 FSK 디지털 변조로 전환한다. CBU로부터 수신된 데이터는 유니트(44)에서 FSK로부터 CMC(41)에 의한 처리를 위해 패킷화된 시리얼 비트 스트림으로 유사하게 잔환된다.

엄격한 PROLINK 시스템의 사용을 위해, 골프 코스가 가파르거나 또는 카트와 기지국 사이의 라인-오브-사이트(LOS) 통신에 대해 다른 장애를 가질 경우, 상기 문제를 완화하거나 감소시키기 위한 노력으로 RF 반사기, 회절기 또는 방향성 안테나를 갖는 중계기를 포함하는 중계기를 사용할 수 있다는 것이 제안되었다. 이러한 과정들이 이동 유니트 사이 또는 이동 유니트와 장애가 존재하는 기지국 사이에 RF 통신을 유지하기에 적합하다 하더라도, GPS 위성으로 LOS 통신의 손실을 극복하기에는 부적합하다.

CMC(41) 및 비디오 디스플레이 모니터(54)는 클럽 프로(코스 관리자)에 의해 코스 플레이의 실시간 모니터링을 용이하게 하기위해 프로 샵내에 위치되어 있다. CMC는 플레이의 속도를 더하거나 또는 코스 장애 및 다른 문제점들을 식별하기 위한 방법의 분석을 위해 개별 또는 그룹으로 골퍼의 플레이의 평균 속도에 대한 통계를 수집한다. 모뎀(48)은 고장을 긴급 수리하기 위한 필요성과 같이 각 CBU(15)의 상태를 포함하는 전체 시스템 동작 데이터 및 코스 사용 데이터를 컴퓨터로부터 다운로드시킨다. 또한 모뎀은 각 카트 모니터상에 디스플레이하기 위해 전송되는 광고물과 같이 데이터를 컴퓨터내로 로드시키고; 보수 공급업자를 PROLINK 시스템 성능 내용에 관한 데이터의 원격 추출을 위해 호출하고; 새로운 소프트웨어 업그레이드를 시스템 내에 로드시키고; 및 다른 사이트나 다른 위치에 있는 사람이PROLINK 시스템이 설치되는 코스를 사전 검토할 수 있도록 한다.

1차 PCU(44) 및 2차 PCU(51)의 컴포넌트를 설명하는 블록도인 도 4에서, 두 개의 PCU는 둘 다 GPS 서브시스템(42)을 사용하기 때문에 이전 PCU가 GPS가 부족하다는 것을 제외하고는 카트-베이스 PCU(16)(도 1B)와 각각 동일하다. CPU 카드(18)는 인터페이스 컨버터(53)를 통해 GPS 서브시스템(42)에 결합된다.

도 5는 각 태스크가 수행될 필요가 있는 속도와 아울러 CMC 소프트웨어에 의해 수행된 태스크의 탑 레벨 설명을 도시한다. 카트 및 기지국 양 측에서, 실시간 동작 시스템은 사용자로부터의 입력과 외부 소스로부터의 자동 입력이 취해지며 그에 따라 응답한다. 실행전에, 시스템 초기화(60)는 CMC 비디오 환경과 통신 포트를 셋업시키고 골프 코스상의 모든 카트에 대해 CMC가 말하는 통신 네트워크를 가동시키기 위해 수행된다. 또한 시스템 초기화(60)는 그 위치 및 시간으로 GPS 수신기를 동작시키고, 베이스 루프 인터페이스 유니트에서 1차 및 2차 PCU를 폴링하며, 시스템내에 있는 골프 카트 수를 포함하는 정보 및 코스 맵과 같은 데이터 파일을 로드한다.

시스템 초기화의 완료시에, 부가적인 태스크는 2차 PCU(51)를 인에이블시키는 모스 코드 데이터를 CMS(10)가 현재 동작중인 RF 통신 채널상의 방송국 식별로 전송하는 32-헤르츠 태스크(62); 및 1차 및 2차 PCU와 같은 시스템상에 다양한 디바이스로부터의 데이터를 전송 및 수신하는 16-헤르츠 태스크(64)를 포함한다. GPS 수신기 데이터는 어떤 새로운 데이터가 수신되는 경우를 알기 위하여 16-헤르츠 태스크 동안에 체크된다. 자기-테스트 모니터의 1-헤르츠 태스크(66)는 PROLINK 시스템의 모든 컴포넌트가 적절히 기능하고 있는지를 체크하며, GPS 수신기로부터 수신된 새로운 메시지를 디코딩하고 GPS 데이터 전환을 수행하며, 상기 태스크들은 일초의 시간간격내에서 수행된다. 그러나, 1-헤르츠 태스크(68)는 서브태스크, 즉, 프레임 카운터를 갱신하고 코스상에 카트의 존재를 결정하고 이들 카트에 대한 플레이 타이머의 속도를 갱신함으로써 네트워크 타이밍의 트랙을 유지하는 서브태스크(70); 채널 변경을 위한 필요성을 결정하는 서브태스크(72); 코스상의 카트를 관리하는 서브태스크(74); 코스상의 카트 수를 기초로한 길이를 길게 하거나 짧게 함으로써 가변 길이 네트워크의 사이즈를 제어하는 서브태스크(78); 각 카트로의 전송을 위해 서브태스크(74)의 결과를 기초로한 카트 제어 패킷을 형성하는 서브태스크(80); 카트로의 전송을 위해 어떤 메시지가 입력되었는지를 결정하고 네트워크상에 시간 및 공간과 같은 메시지를 포맷시키는 서브태스크(82); 카트로의 통신을 위해 서브태스크(78,80,82)에 의해 형성된 모든 데이터 패킷을 어셈블링하는 서브태스크(84)를 포함한다. 시스템 소프트웨어는 약간의 CPU 스루풋을 갖는 실시간 동작에 맞도록 윈도우 그래픽 사용자 인터페이스를 사용한다.

도 6은 아이콘(예를 들면 90)에 의해 코스상에 각 카트의 특정 위치를 도시하는, 전체 코스나 선택된 그룹의 홀의 레이아웃을 포함하는 주 윈도우를 갖는, 코스 관리 디스플레이(54)상에 나타나는 전형적인 이미지를 설명한다. CMC는 카트 위치 및 특정 홀을 상관시키며, 그것은 홀이 정확하게 측량되는 것에 중요하다. PROLINK 시스템에서, 카트의 좌표는 위도, 경도 및 고도를 결정하고 2차원 X-Y 기준 프레임으로 전환되어, 예를 들면 카트가 코스의 제한된 영역으로 들어가는지 또는 특정 카트의 운전이 너무 늦은지를 코스 관리자가 관찰하거나 신호로 알리도록 한다. 도 6의 우측은 디스플레이될 홀의 변화, 또는 카드로 메시지를 전송하거나 메시지(우측 하부 코너)를 수신하는 것을 포함하는 사용자/오퍼레이터에 대한 옵션의 메뉴를 도시한다.

도 7에서, CMC의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)는 코스의 전방 나인 홀을 디스플레이하며, 팝업(pop-up) 윈도우는 그 사무소를 호출하기 위하여 카트에 있는 골퍼로 메시지를 디스플레이한다. CMC 소프트웨어는 코스 관리자가 CMC로부터의 메시지를 코스상의 코든 카트로 전체적으로 또는 특정 카트로 개별적으로 전송할 수 잇도록 한다.

본 발명은 '295 및 '905 출원에서 기술된 골프 네비게이션 시스템을 통해 다양한 개선점을 제공하며, 이 네비게이션 원리들중에, 코스상의 추측항법(DR)장치가 장착된 골프 카트로부터 플레이될 각 홀에 부속되는 구멍 및 벙커들을 포함하는 중요한 여러 가지 코스 지형까지 야드수 측정을 확인하기 위하여 GPS 기술보다는 DR 네비게이션을 사용하며, 각 카트의 주기적인 DGPS 교정은 고정 측량 데이터나 기준점으로 카트를 재 키잉한다. 기지국과 카트 사이 또는 카트들 사이의 통신, 카트상의 모니터 및 키보드와 같은 장치의 위치를 포함하는 디스플레이 고려, 코스 매핑, 코스 관리 및 운영 능력등에 관련되는 PROLINK 시스템의 많은 특징들은 ACUTRAK 골프 측정 및 관리 시스템에 적어도 상당 부분을 보유하고 있다.

도 8의 블록도에 의해 설명되는 바와 같이, 완강한 골프 네비게이션 시스템(510)은 골퍼의 게임의 개선을 돕기 위하여 거리 측정(512)을, 코스 관리를 위해 카트의 위치를 관찰하기 위하여 위치 측정(513)을 제공하는 신용 정보를 발생하는데 필수 엘리먼트이다. 완강함이라는 것은 본 발명의 시스템(ACUTRAK 시스템)이 일반적으로 종래 시스템이며 특히 이러한 측정을 위해 GPS를 이용하는 시스템보다, 연장된 언덕을 갖는 코스나 나무 천개(canopy)아래와 같이 동작 상태의 넓은 범위에 걸쳐 정확한 야드수 측정을 제공한다는 것을 의미한다. 용어 "완강함"은 넓은 범위의 입력 상태하에서의 결과나 합당한 출력을 제공하기 쉬운 시스템을 기술하기 위하여 제어 시스템 및 네비게이터 분야에 종종 사용된다. 본 발명에 따르면, 완강한 골프 네비게이션 시스템은 추측 항법 네비게이션 시스템을 포함한다.

전문용어 "추측 항법 네비게이션 시스템"은 시작 위치, 속도, 및 호스트 차량의 고도로 시작될 때, 초기 시작 상태로부터 차량의 동작의 변화에서 트랙을 유지하는 네비게이션 시스템으로 네비게이션 분야애서 공통으로 규정되어 있다. 골프 코스상에서 골프 카트의 사용을 위해 저렴한 추측항법 네비게이션 장치의 중요한 컴포넌트의 일 예는 휠 회전 센서이다. 센서는 초기화된 시작점으로부터 이동된 거리를 결정하기 위한 초기화 때문에 휠의 회전 수를 측정할 수 있다. 그러나, 거리는 단지 스칼라이다. 골프 코스 적용에 유용한 이러한 정보에 대하여, 거리의 각 부분이 이동된 방향은 공지되어야 한다. 수평면에서, 예를 들면, 이것은 자기 헤딩을 결정하기 위하여 저렴한 컴퍼스의 사용에 의해 달성될 수 있다.

추측항법 시스템의 이점은 아주 높은 대역 정보(즉, 초당 수백배 속도의 정보)를 제공할 수 있다는 것이다. 부가적으로, 인치의 소수의 선형이동으로 이동하는 휠 회전은 어떤 샘플 순간에 인치의 소수에 대하여 야드수를 측정하는 물리적 한계를 추진하도록 달성되는 반면, 상이한 모드에서 동작하는 전형적인 저비용 위성 네비게이션 시스템은 어떤 단일 샘플에 대해 ±5 미터의 정확도로 초당 한번 측정을 제공할 수 있다. 더욱이, 추측 항법 시스템은 네비게이션 시스템이 야드수 평가를 전혀 제공할 수 없도록 할 수 있는 마스킹에 영향을 받지 않는다. 추측 항법 시스템의 한계는 시간이 흐름에 따라 에러가 상당히 커질 수 있도록 하는 것들에 에러의 소스가 존재하는 것이다.

거리를 측정하기 위한 휠 센서 및 방위나 헤딩을 측정하기 위한 컴퍼스의 예에서, 이러한 에러들은 휠 스케일 인자(SF), 자기 헤딩 변화 에러, 센서 잡음, 및 휠 스핀을 포함하며, 어떤 전위 컴퍼스 기본 에러와는 완전히 다르다. 예를 들면, 타이어 압력이 휠 직경을 변화시킬 수 있다면, 시스템에 의해 측정될 때 이동된 거리는 타이어 직경의 에러에 비례하는 에러에 있을 것이다. 그러므로 에러를 평가하고 정정을 하는 방법은 추측항법 시스템으로 정확하게 달성되는 어떤 레벨의 야드수를 필요로한다.

본 발명은 추측 항법 시스템에서의 에러를 교정하기 위하여 위성 네비게이션 시스템을 사용한다. 이 장치의 이익은 추측항법 시스템의 교정이 위성 커버리지가 최적일 경우에 수행된다는 것이다. 위성 커버리지가 최적이 아니거나 이용하기가 쉽지않은 상태하에서, 이전에 교정된 추측항법 시스템은 잘 수행되어 골퍼에 아주 정확한 야드수 정보를 제공한다. 중요한 것은, 추측항법 시스템에 대하여 골퍼로부터 어떠한 입력도 필요로하지 않는다는 것이다.

많은 추측 항법 실시가 가능할지라도, 골프 코스 적용의 바람직한 접근은 거리를 측정하기 위한 단일 전방 휠과 방향을 측정하기 위한 플로우팅 센서 컴퍼스의 사용을 수반한다. 이 적용을 위하여, 수평면에서의 속도 및 방향 정보만이 필요로한다. 그러나, 바람직한 접근에 대한 다른 존속가능한 대체예들은 존재하며, (i) 거리를 측정하고 각도율을 측정하기 위해 휠 회전 사이의 거리를 측정하기 위한 휠 회전을 검출하는 이중 전방 휠 센서, 또는 (ii) 방향을 검출하기 위한 고정 센서 컴퍼스, 경사 위치에 대한 지형 데이터베이스, 및 거리를 측정하기 위한 단일 전방 휠 센서의 사용을 포함한다. 대체예 (i)는 시뮬레이션에서의 저렴하고 입증된 합리적인 성능이다. 그러나, 이중 전방 휠 센서는 카트의 전방 휠이 카트의 길이방향 축과 오정렬되도록 돌아갈 수 있기 때문에 문제를 유발할 수 있다. 물론, 이것은 카트가 돌아가도록 하는데 필요하지만, 네비게이션 성능 문제를 초래할 수 있다. 대체예 (ii)는 골프 코스에 대하여 어떤 특정 위치에서 경사의 심각성을 결정하는데 사용되는 복잡한 지형 데이터베이스에 대한 필요성이 상기 접근의 적정성을 감소시킨다 할지라도, 달성될 수 있다.

상기 바람직한 접근을 선택하기 전에 고려되었으나 버려진 다른 추측 항법 시스템 실시 접근은 다음과 같다. 각도율을 결정하기 위한 속도 자이로컴퍼스 및 거리를 측정하기 위한 단일 전방 휠 센서는 골프 코스에서의 아주 양호한 네비게이션 성능을 제공하지만, 적당한 성능 및 신뢰성을 갖는 속도 자이로컴퍼스의 비용은 엄청나다. 델타 방향을 결정하기 위한 스티어링 각도 센서 및 거리를 측정하기 위한 단일 전방 휠 센서는 에이징 골프 카트가 상당히 큰 "플레이"나 스티어링 각도 감지가 신뢰성이 없게되는 스티어링 연동장치의 느슨함을 초래하는 경향이 있기 때문에 기술적으로 부적당하다고 입증되었다. 이 문제에 부가하는 것은 스티어링 각도 검출 에러에 기인한 위치의 다이버전스가 비선형이고 이동된 거리를 빠르게 성장시킨다.

또 다른 폐기된 접근은 거리를 측정하기 위한 단일 전방 휠 센서와 방향을 결정하기 위한 고정 센서 컴퍼스를 사용한다. 이 구성은 골프 코스상에 아주 공통인 3도를 초과하는 경사에 대해 신뢰적이지 못하다. 고정 센서 컴퍼스는 카트가 경사상에서 구동되는 경우 지구 자계에 대하여 경사진다. 이 경사는 컴퍼스 센서 레벨을 유지하기 위하여 비교될 때 헤딩의 측정에서의 에러를 초래한다. 대조적으로, 플로우팅 센서 컴퍼스(바람직한 접근에서 사용됨)는 카트가 경사상에 있다 하더라도 중력의 영향하에서 자계 센서 레벨을 유지하는 액체통내에 센서를 플로우팅시킨다. 또 다른 접근은 거리를 측정하고 각도율을 결정하기 위해 휠 회전 사이의 차를 측정하기 위한 휠 회전을 검출하기위해 이중 후방 휠 센서를 사용하는 것이다. 존속가능한 상기 접근중 하나와 유사하더라도, 이 구성은 골프 카트가 후방 휠 구동을 사용하거나 후방 휠이 가속 또는 브레이크로부터 견인력이 약해질 수 있기 때문에 골프 적용에 바람직하지 못하다. 후방 휠의 회전은 휠 스핀 상태를 검출하기 위해 감지되어야 하지만, 이 구성의 신뢰성은 의문스럽다.

도 9는 상이한 GPS(DGPS) 교정을 이용하는 일반화된 추측 항법 네비게이션에 대한 블록도이다. 추측 항법 센서(515)는 골프 카트 상태 벡터를 제공하며, 이 벡터는 시간 및/또는 거리가 성장시키는 경향이 있는 에러에 의해 틀려질 수 있다. GPS 수신기(516)는 이용가능한(즉, 라인-오브-사이트(LOS) 뷰에서 이용, 그러므로 마스킹되지 않음) 각 GPS 위성에 실제 범위 및 범위율의 관측을 제공한다. 이들 관측은 선택적 이용가능성 에러의 전술한 관영 도입에 의해 그리고 다른 에러 소스에 의해 틀려지지만, 라디오 범위내의 고정점에 위치된 원격 GPS 수신기(도시하지 않음)에 의해 관측될 때 LOS 뷰에서 각 GPS 위성에 대해 517에서 실제 범위 및 범위율의 DGPS 정정을 수신하는 디지털 라디오 시스템의 사용에 의해 적당한 정도로 정정될 수 있다. 이들 정정은 각 카트로부터 LOS 뷰에서 각 GPS 위성에 골프 카트 실제 범위 및 범위율의 정확한 관측을 얻기 위하여 종래의 DGPS 정정 처리(518)에 의해 처리된다. 추측 항법(DR) 교정기(519)는 센서(515)로부터 DR 교정 정정을 계산하기 위하여 처리기(518)로부터 얻어진 DGPS 정정으로 상태 섹터의 형태로 DR 네비게이션 데이터를 비교한다. 후자 정정은 아주 정확하고 확실하게 정정된 골프 카트 상태 벡터를 제공하기 위하여 알고리즘 섹션(521)내의 520에서 DR 네비게이션 솔루션에 정정된 벡터의 형태로 부가된다.

GPS가 단독으로 골프 카트 상태 벡터를 제공하는데 사용될 경우, 적어도 일부 GPS 위성 정보는 지형이나 나무 때문에 대부분의 코스에서 카트 수신기에 의해 수신되는 것으로부터 차단될 것이다. 4이하의 GPS 위성이 측정에 이용되는 경우마다. GPS 수신기는 아주 정확한 상태 벡터를 더이상 제공할 수 없다. 더욱이, 가시적인 GPS 위성이 하늘의 동일한 일반 위치에 모두 존재할 경우, 나무나 지형 마스킹이 발생되는 경우와 같이, 라인-오브-사이트 뷰잉이 적어도 4개의 위성에 이용되는 경우라도 정확도는 심각하게 저하될 수 있는데, 그 이유는 3각 측량 기하(정밀도의 약화로 불리움) 때문이다. 한편, 골프 카트가 추측 항법 네비게이션 시스템만을 사용하는 경우, 카트 상태 벡터 에러는 플레이의 라운드를 통해 자유롭게 성장할 것이다. 이러한 경우, 카트 위치 에러는 단지 플레이의 첫 번째 홀 뒤에 시스템의 의미있는 사용을 위해서는 너무 심각할 수 있다.

본 발명에 의해 나타난 접근은 이러한 문제에 당할 우려는 없다. DR 시스템은 거리(야드수) 측정과 헤딩을 결정하는데 사용되는 골프 카트 네비게이터인 반면, DGPS 정보는 각 카트가 플레이 동안 포인트를 검사하기 위하여 주기적으로 교정 ?? 재교정되도록 실시간으로 DR 에러를 교정하는데만 사용된다. 교정후에, 누적된 DR 에러는 실질적으로 감소되며, 그로인해 DGPS가 지형이나 나무 문제 때문에 홀의 플레이 동안 언제든지 완전하게 이용할 수 없다 하더라도 계속해서 아주 정확한 네비게이션을 허용한다. 그러나, DGPS 교정은 최종 교정으로부터 500 야드 연장하는 플레이의 간격내에서 반복되는 것이 바람직하다.

DR 시스템이 DGPS로 교정이나 재교정되면, 휠 스케일 인자(SF) 및 컴퍼스 오정렬 에러는 교정되지 않은 공칭 에러와 비교하여 아주 작다. 그러나, 그것들은 외부 온도 변화, 카트 타이어 가열, 및 컴퍼스에 대한 경사 효과(다음에 설명됨) 때문에 완전히 제거될 수 없다. 그러므로, 교정 후에, DR 에러는 제거되지 않지만, 그것들은 교정이 없을 경우보다 더 천천히 성장한다. 단일 교정은 약 500 야드의 거리인 파 5 골프 홀에 대하여 고려된 야드수에 대한 거리 측정에 대해 2 야드내의 정확도를 유지하기에 효과적이다. 이것은 티 박스로부터 그린 적어도 최소 LOS까지 모든 페어웨이에 대해 동일한 포인트에서 교정이 수행될 수 있도록 이용될 수 있기 때문에 일반적으로 문제가 되지 않으며, 자동적으로 수행된다. 이것은 GPS에 대해 전체가 의존하는 시스템에 대한 상황과는 아주 상이하데, 그 이유는 상기 시스템 형태를 이용하는 골프 카트에 의해 부딪치는 어떤 장애가 바로 "서비스 벗어남(out of service)" 지시를 나타내기 때문이다. 실제로, GPS, 약 900 DGPS 측정을 사용하는 인식한 베스트 시스템에서도 단일 파 5 홀에 또는 플레이의 각 두 번째에서 한번 측정에 대하여 반대로 되는 것이 요구되며, 단일 DGPS 교정은 ACUTRAK 시스템에 대해 각 홀을 요구한다. 그러므로, 코스는 각 홀의 어느 곳에서 DGPS 조어이나 재교정을 방지하는 나무나 언덕 지형에 의해 실제로 전체가 차단되거나 본 발명의 시스템으로 서비스로부터 유사한 제거를 초래하여야 한다. 물론, 차단의 정도는 완전히 영과 같지는 않다.

2애드와 같은 거리 측정의 높은 정확도를 유지하면서 본 발명의 일반적인 원리에 따른 DR 네비게이션 시스템으로 이동되는 거리는 단순히 센서의 정확도 및 복잡성(그리고 비용)의 함수라는 것을 주지해야 한다. 골프의 전 라운드, 즉 18 홀은 DR 센서가 적당한 레벨의 우수성으로 이루어질 경우 야드수 측정 정확도의 레벨내에 머무르면서 단일 초기 DGPS 교정없이 플레이될 수 있다. 그러나, 명백하게, 절충안은 그것을 구매하고 사용하는 비용과 제품의 정확도 사이에 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 코스 오너나 플레이어에는 사용료를 금지하는 DR 센서로 골프 적용에서의 높은 정확도를 제공할 수 있는 방법 및 장치를 나타낸다.

더욱이, 본 발명은 전통적인 방법으로 GPS를 사용하지 않는다. GPS 가공되지 않은 가상범위 및 범위율 측정은 DR 시스템을 교정하는데 사용된다. 골프 코스 환경을 포함하는 여러 가지 적용에 대해 다른 것들에 의해 사용된 GPS 네비게이션 시스템은 본 발명의 시스템에서는 사용되지 않는다. 그러므로, DR 에러의 교정은 4 이하의 GPS 위성이 골프 카트에 대한 LOS 뷰에 있다 하더라도 수행될 수 있다. 실제로, 하나의 GPS 위성만으로부터 얻어진 측정은 추측 항법 에러를 조정하기에 충분한 정보를 제공할 수 있다. 그러므로, 다른 시스템에 대해 신뢰가능하도록 요구되는 최소 GPS 정보의 레벨은 아주 정확한 DR 네비게이션 성능을 달성하는데 있어서 인자가 아니다.

블랙웰(Blackwell)((이전 인용문헌 참조)에 따른 "방법 1" 접근으로서 공지된 DGPS 기술은 GPS 의사 거리 및 범위율 측정에 대한 의사 거리 및 범위율 정정을 제공하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용된다. 대조적으로, 휴스톤 '093 특허 및 비안코 '518 특허에 개시된 바와 같은 종래 골프 야드수 측정에 있어서의 DGPS 사용은 다른 결함에 더하여 상기 개시된 문헌들로부터 이해되는 정도로 하류의 "방법 2"접근에 한정된다.

"방법 1" 접근에서, 기지국은 GPS 위성에 대한 평가된 기지국 의사 거리(기지국 GPS 안테나의 공지된 위치를 기초로함)와 GPS 위성에 대한 측정된 GPS 수신기 의사 거리 사이의 에러를 측정한다. 범위율에서의 에러도 측정된다. 이들 가공되지 않은 측정 에러는 기지국의 안테나의 뷰에 있는 각 위성에 대하여 계산된다. 에러는 로빙(roving)유니트 GPS 수신기가 각 위성 의사 거리 측정으로부터 각 위성 의사 거리 에러를 추출할 수 있도록 로빙 유니트로 제공된다. 기지국이 뷰에서 각 위성으로부터 측정을 제공하기 때문에, 로빙 유니트는 특정 시간에 트랙팅되는 서브세트의 GPS 위성에 단지 정정을 인가할 필요가 있다. 로빙 유니트 GPS 수신기는 네비게이션을 위해 사용자에게 제공되는 위치, 속도 및 시간(PVT) 솔루션을 계산하기 위하여 뷰에 있는 위성에 대해 정정된 의사 거리 측정을 사용한다. PVT 자체는 대부분의 사용자가 사용하는 GPS 수신기의 표준 출력을 나타낸다.

대조적으로, "방법 2" 접근에서, 기지국은 북쪽 및 동쪽 위치의 정정을 계산하기 위하여 공지된 기지국 GPS 안테나 위치(위도, 경도 및 고도)와 GPS 수신기 계산된 위치(위도, 경도 및 고도)사이의 위치 에러를 측정한다. 상기 정정은 시스템상의 모든 로빙 유니트에 제공된다. 그러나, 로빙 유니트가 기지국이 볼 수 있는 GPS 위성의 배치 및 어떤 서브세트의 전체 수로 볼 수 있기 때문에, 기지국은 각각 그리고 모든 가능한 위성의 결합에 대한 북쪽 및 동쪽 위치를 제공하여야 한다. 이것은 정정이 로빙 유니트가 트랙킹되는 특정 위성에 비길 바 없기 때문에 후속한다. 로빙 유니트는 트랙킹되는 위성의 세트에 상응하는 북쪽 및 동쪽 위치 정정을 선택하고 GPS 수신기 위도, 경도 및 고도에 대한 정정을 제공한다.

상기 두가지 DGPS 접근의 사용의 결과로서 받게되는 가장 심각한 문제는 방법 1보다 DGPS 정정을 제공하기 위하여 더 큰 통신 대역폭의 요건이다. 방법 1은 향상된 성능을 위해 사용될 필터링 알고리즘을 선택하는데 있어서 더 큰 유연성을 허용하는 "클리너" 솔루션을 제공한다. 산업표준 RTCM-104은 보다 효율적인 방법 1 접근의 이점을 가지도록 형성되었다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 플로우팅된 센서 컴퍼스 및 단일 전방 휠 센서는 카트의 DR 네비게이션 시스템에 대하여 사용되며, 블랙웰에 의해 규정된 방법 1 DGPS 기술은 시스템을 교정하는데 사용된다. 이 시스템은 골프 코스상에서 예상될수 있는 넓은 범위의 동작 상태하에서 아주 정확한 카트 위치 결정을 제공하도록 되어있다. 차례로, 이것은 카트가 공에 가깝게 위치되어 있을 때 골프 공으로부터 구멍이나 홀에 대한 여러 가지 장애(또는 측량에 포함되거나 그 위치가 본 발명의 시스템으로부터 결정되는 전체 코스상의 어떤 것)로 아주 정확한 야드수 계산; 및 코스의 효율적인 동작에서 코스 관리를 돕기 위하여 각 시스템 장착된 카트의 위치에 대한 정확한 정보를 예상할 수 있다.

두 개의 기계적인 문제는 골프 카트상의 ACUTRAK 시스템의 센서의 실시에서 언급되었다. 제 1 고려사항은 카트에 의해 이동된 거리를 측정하기 위하여 사용되는 휠 센서의 선택 및 감시에 관한 것이다. 제 2 고려사항은 방위(방향, 기준 방향 일반적으로 정북쪽에 대한 방향)을 측정하는데 사용되는 전자 컴퍼스의 선택 및 감시에 관한 것이다.

휠 센서의 선택을 위한 제 1 고려사항은 센서를 장착하기 위해 골프 카트상에 적당한 휠을 결정하는 것을 수반한다. 카트의 후방 휠은 젖은 잔디위에서 급속한 가속 및 브레이크에 기인한 골프 코스상의 빈번한 어긋남을 겪는다. 그러므로, 후방 휠상에 센서의 장착은 그 상태하에서 카트에 의해 이동된 거리의 부적당하고 부정확한 결정을 초래한다. 이것은 특히 전방 휠이 브레이크를 가지지 않으며 카트의 모터에 의해 구동되지 않기 때문에 휠 센서를 장착하기 위해 후방 휠이 뚜렷하개 음성되는 것을 나타낸다. 그러나, 전방 휠은 회전할 수 있으며 그로인해 휠 속도는 골프 카트 프레임이 소정 순간에 포인트되는 방향을 따르지 않고 휠이 포인트되는 방향을 따라 계산된다. 이 문제는 ACUTRAK 시스템에 대한 네비게이션 소프트웨어에서 수학적으로 극복된다.

제 2 고려사항은 휠 회전을 검출하기 위한 적당한 센서를 결정하기 위한 필요성이다. 홀 효과 센서는 자계의 존재를 검출하고, 극심한 외부 온도, 습기 및 오물에 견디기 위해 충분히 러깅된다. 그러나 홀 효과 센서는 양자화를 최소화하기 위한 용량, 즉 높은 분해능을 위해 그것이 회전할 때 휠의 미세한 움직임을 감지하는 능력에 제한된다. 대조적으로, 광학 센서는 휠 회전의 도의 소수 정도의 분해능으로 아주 미세한 움직임을 감지할 수 있으나; 외부 환경에서 아주 완강하지는 않으며 자기 센서보다 더 비싸다. 본 발명의 시스템의 바람직한 실시예는 휠 센서를 사용하며, 그것의 선택은 상기 인자 및 방위를 측정하기 위한 컴퍼스 센서의 선택에 관한 인자를 고려한다.

플로우팅 컴퍼스가 ACUTRAK 시스템에서와 같이 전방 휠상에 장착된 휠 센서와, 시스템에 사용되는 플로우팅된 컴퍼스에 대한 특정 가속 보상 알고리즘("컴퍼스 경사 평가" 알고리즘이라 함)과 결합하여 사용되는 추측 항법 시스템에서, 휠 회전 분해능이 휠 회전당 적어도 64 카운트가 되도록, 즉 회전의 적어도 매 5.625도를 검출하기 위한 용량을 소유하는 것이 바람직하다. 풀로우팅된 컴퍼스는 액체통내에 플로우팅되며 중력계에 대하여 센서 레벨을 유지하기 위해 지구 중력을 사용하는 센서를 가지며, 그로인해 컴퍼스 센서는 지구 자계에 대하여 고정된다. 그러므로, 플로우팅된 컴퍼스는 골프 카트가 언덕상에서 경사질 때에도 자기 헤딩의 정확한 측정을 가능하게 한다.

그러나 플로우팅된 컴퍼스는 센서가 가속 경우를 통해 기술적으로 경사지도록 골프 카트의 가속(예를 들면 시동, 브레이크, 또는 회전)에 응답하며, 이러한 경우가 존속하는 한 정확도의 상당한 손실은 시스템에 의해 수행된 측정에서 경험된다. 가속되는 동안에 컴퍼스 에러에 대한 보상은 (i) 회전당 적어도 64 카운트로 고분해능 휠 감지 및 (ii) 이러한 경우의 관측에 응답하고 네비게이션 컴퓨터에서 주행하며, 컴퍼스 헤딩 출력에 대해 유도된 경사의 효과를 예측하기 위하여 본 발명에 따라 특수하게 개발된 가속 보상 알고리즘에 의해, 본 발명의 시스템에서 달성된다.

이중 전방 휠 센서 구성이 사용될 경우, 한층 더 큰 분해능이 요구된다. 회전당 720 카운트의 최소 분해능(회전의 적어도 매 0.5도를 검출하기 위한 용량)이 요구되는데, 그 이유는 이중 전방 휠 적용을 위해 개발된 수학적 알고리즘이 정확한 추측 항법 성능을 위한 휠 양자화에 아주 민감하기 때문이다.

이러한 모든 인자들을 고려하여, 바람직한 실시예에서는 캘리포니아 리버사이드 소재의 본스 인코포레이트사에 의해 제조된 표준 광학 인코더(모델번호 ENSID-TBA-M001Z8)의 형태의 휠 센서를 사용한다. 부적당한 외부 환경에서 휠 센서가 견딜 수있도록 하기 위하여 실시된 특수 변형예는 유니트로 공급된 표준 방위보다는 인코더 샤프트상의 시일된 방위를 이용하여 물이나 오물에 의해 더러워지거나 침투에 대하여 인코더 자체를 시일하기 위해, 즉 물이나 오물로부터 인코더샤프트를 시일하기 이하여 에폭시 화합물에서 센서의 케이스를 캡슐화하는 것을 포함한다. 선택된 휠 센서(본스 광학 인코더)는 회전당 1024 카운트의 유효 분해능을 가지며 결함없이 2억번 회전할 수 있다. 이것은 플로우팅된 컴퍼스 및 단일 전방 휠 센서 구성이나 이중 전방 휠 센서 구성 추측 항법 시스템의 사용을 허용하기에 충분한 분해능이다.

골프 카트에 장착하고 인코더를 하우징하기 위하여 사용된 기구 조립체(523)를 설명하는 정면도 및 측면도인 도 10A 및 10B는 프레임이나 마운트(525)에 고착되어 있고 마찰 휠(인코더 휠)(526)과 협조를 위해 프레임을 통해 고무 바닥에 부착되어 있다. U-볼트(도시하지 않음)는 인코더 기구 조립체를 지지하기 위하여 다른 마운트(528)를 통해 전방 휠 축(도시하지 않음) 주위를 클래핑한다. 인코더 전방 휠(526)은 골프 카트 전방 휠 허브(도시하지 않음)와 마찰 쩝촉한다. 따라서, 골프 카트의 전방 휠이 회전할 때, 인코더 휠은 휠 허브와의 마찰로 인해 회전한다. 인코더 조립체는 허브가 재댜로 움직이지 않는다 하더라도 완전한 접촉을 보장하기 위하여 골프 카트 휠 허브에 대하여 529에서 스프링 하중을 받는다. 인코더 휠은 골프 카트 휠 허브의 직경의 절반이며, 골프 카트 휠 허브의 각 회전은 인코더 휠의 2회전과 동일하다.

이 시스템의 바람직한 실시예의 플로우팅된 컴퍼스 센서는 로드 아일랜드 미들타운 소재의 KVH 인더스트리스사에 의해 제조된 모델번호 C-80이다. 이 센서는 컴퍼스가 실제로는 골프 카트의 좌측 전방 휠의 상부 바로 위에 있도록 좌측(구동기) 전방측상에 시스템 지붕 조립체 내부에 장착된다. 이 장착 위치는 특히 가속 보상이 사용될 때, 휠 센서와 컴퍼스 사이의 레벨 암 효과를 최소화하는데 중요하다. 컴퍼스의 위치를 선택하는데 있어서 다른 중요한 인자는 컴퍼스가 철금속에 아주 근접하게 있지 않아야 된다는 것인데, 그 이유는 이러한 금속은 자계 및 정북국 방향을 왜곡시키는 효과를 갖기 때문이며, 그로인해 컴퍼스 판독의 정확도의 상당한 저하를 초래하게 된다.

도 11A 및 11B는 골프 카트에 대한 시스템 지붕 조립체에 장착되는 브라켓상에 컴퍼스의 장착을 설명하는, 본 발명의 ACUTRAK 시스템에 대한 컴퍼스 조립체의 평면도 및 측면도이다. 컴퍼스 브라켓(530)은 브라켓(530)을 갖는 지붕 조립체가 골프 카트에 완전히 장착될 때 일반적으로 레벨 위치에서 컴퍼스 센서(531)를 유지하면서 ACUTRAK 시스템에서 브라켓의 최적 장착을 보장하는 방법으로 각도를 형성하기 위하여 벤드를 갖는 플레이트의 형태로 있는 알루미늄(철금속의 사용을 피함)으로 이루어진다. 컴퍼스는 컴퍼스 회로 카드상에 돌출 자기 센서를 수용하는 작은 원형 홀을 통해 브라켓에 장착된다. 플로우팅되거나 진자 장착된 컴퍼스는 차량이 경사상에 있을 때의 레벨 방향에서 컴퍼스 센서를 유지하는데 사용된다. 그러나, 블행하게도, 진자는 중력으로부터 차량 가속력을 구별할 수 없다. 그러므로, 차량 회전수, 가속, 및 브레이킹은 컴퍼스가 수평면 밖으로 경사지게 하고 시스템으로의 헤딩 에러를 유도한다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 경사를 유도하기위해 플로우팅된 컴퍼스 센서상의 가속의 효과의 예측이나 컴퍼스 경사 평가, 및 컴퍼스 헤딩 출력상의 효과는 컴퍼스 및 휠 센서로부터 얻어진 데이터로부터 계산되며, 이 평가는 경사 에러를 보상하는데 사용된다. 플로우팅된 컴퍼스/전방 휠 센서 ACUTRAK 시스템은 도 12에서 블록 도식 형태로 도시된다. 이 시스템에서의 DR 센서는 플로우팅된 가직 컴퍼스(533) 및 전방 휠 인코더(534)이다. 양 센서(533에 대하여그리고 534에??대하여 휠 속도를 나타내는 펄스 스트림)의 출력은 초기 처리에 뒤따르는 DR 네비게이션 알고리즘 섹션(535)으로 전달된다. 출력은 536에서 저역 통과 필터링되고, 컴퍼스 센서 출력으로부터 유도된 필터링된 정보는 필터링된 출력(부가됨)으로부터 그리고 잔류 측정(Z^-1,감산됨)의 역함수인 인자로부터 537에서 유도된 헤딩의 변화율을 포함하는 인자, 지구 자기 경도를 나타내는 인자, 및 538에서 컴퍼스 경사 평가 또는 예측 정정 인자를 개발하기 위하여 휠 속도와 휠 가속도에 관하여 휠 센서 인코더(534)의 처리된 출력으로부터 유사한 방식으로 유도된 입력과 함께 인가된다. 이 컴퍼스 경사 평가 정정 인자는 경사 에러를 보상하기 위하여 컴퍼스 센서(533)로부터 처리된 출력에 539에서 인가된다.

그 결과에 따른 데이터는 541에서 컴퍼스 정정 테이블에 인가되고 540에서 지구 자기 경도를 나타내는 인자에 부가된다. 이 컴퍼스 정정 테이블은 DGPS/DR 교정기(519)(도 9에서 두 용어 DGPS 및 DR로 인용함. 그 이유는 시스템이 추측 항법 네비게이션 시스템의 정확도를 복원하기 위하여 상이한 GPS 교정을 사용하기 때문)로부터 컴퍼스 정정을 입력으로서 수신한다. 테이블(5410 정정은 542에서 540의 출력에 부가되고 그 결과는 휠 센서 인코더 처리 출력 처리 경로로부터 유도된 정보와 함께 테이블 교정기(544)에 인가된다.

후자 경로에서, 인코더(534)의 출력은 545에서 DGPS/DR 교정기(519)로부터 휠 스케일 인자 에러 정정의 적용을 받기 쉬우며, 시간의 흐름에 따라 이동된 거리로 증가하는 에러의 보상을 반영한다. 그 결과에 따른 출력은 휠 속도 및 가속도와 관련된 출력 쌍이 538에서 컴퍼스 경사 평가를 개발하기 위하여 인가되는 반면, 휠 속도 인자는 546에서 스티어링 보상을 제공하기 위하여 인가되도록 상기한 바와같이 컴퍼스 센서 경로에 제공되는 것과 유사한 처리를 행한다. 또한 후자에는 카트의 휠 베이스를 나타내는 인자 및 회전율(헤딩 변화율) 인자가 인가되며, 속도 보상 인자 V_x및 V_y는 테이블 계산기(544)에 적용하기 위해 유도된다.

544의 북쪽 및 동쪽 휠 속도 출력은 정정된 북쪽 및 동쪽 위치 정보 P_n및 P_e를 각각 발생하기 위하여, 카트의 초기 북쪽 및 동쪽 위치 P_n(0) 및 P_e(0)에 참조되고 DGPS/DR 교정기로부터 위치 에러 정정 인자와 함께 547, 548에서 통합된다. 이전의 알고리즘에 의해, 바람직한 실시예의 부유된 컴퍼스/프론트 휠 센서 DR 시스템을 갖춘 골프 카트의 가속으로부터 발생하는 부유된 컴퍼스로부터의 경사 에러는 커트식 시스템의 각각의 조정으로 보상된다. 심볼에 첨부된 의미들은 도 12에 도시되어 있고 관련 계산이 아래에 부연되어 있다.

자동차(예를 들면, 골프 카트) 바디 프레임(550)의 가속은 다음과 같이 계산될 수 있다(도 13를 참조하여).

에 대해,

(식 1)

(식 2)

여기에서,= 자동차 휠 베이스

= 휠 속도

= 휠 가속(휠 속도의 비율)

= 회전 속도(헤딩의 변화 속도)이다.

가속 평가의 정밀성은 휠 속도 센서와 헤딩 센서의 분해능과 노이즈에 의해 제한된다. 회전 속도 평가는 특히 센서 경사와 다른 보상되지않은 경철/연철(예를 들면, 철금속) 효과에 의해 초래된 컴퍼스 출력의 대칭적 에러에 의해 영향을 받는다.

헤딩 센서의 가속 유도된 경사는 다음과 같은 피치와 롤각도이다.

(식 3, 식 4)

여기에서,= 국부 중력이다.

도 13은 회전과 여러가지 각도 계산에 사용된 차원으로 경사진 프론트 휠(551(왼쪽) 및 552(오른쪽))을 도시하는 골프 카트(550)의 간력화된 평면도이다. 여기에서,

= 휠 속도의 변화율

= 지름 가속도

= 회전 반경

= 회전 속도

= 휠 베이스

(식 5)

(식 6)

지름 가속도 =, 접선 가속도 =

자동차의 바디 프레임에 대한 변형 가속도는,

(식 7)

주의:

(식 8, 식 9)

그러므로:

(식 10, 식 11)

피치와 롤 각도만큼 경사지는 컴퍼스 센서로부터 나타나는 마그네틱 헤딩 출력은 다음과 같이 다음과 같이 도시될 수 있다.

(식 12)

여기에서, 작은 유도된 헤딩 에러에 대해,

= 지구 마그네틱 필드 기울기

= 실제 마그네틱 헤딩

= 측정된 마그네틱 헤딩이며, 그결과

(식 13)

(식 14)이 된다.

식 12로의 식 13과 식 14의 삽입과에 대한 해는 요구된 마그네틱 헤딩 정정:

(식 15)

(식 16)을 산출한다.

스티어링 보상(도 13 참조)은 다음과 같이 달성된다. 프론트 휠이 속도 결정을 위해 사용되는 경우에, 프론트 휠(551, 552)의 방향은 차례로 자동차 바디 프레임(550)과 정렬되지않는다는 것에 유의하여야 한다. 회전된 프론트 휠은 자동차 x와 y축의 속도를 유도한다.

스티어링 각도는 도 13에 도시된 바와 같은 휠 속도, 회전 속도 및 휠 베이스로 결정된다.

(식 17)

자동차 바디 프레임의 속도는 다음과 같다.

(식 18)

(식 19)

컴퍼스 정정(도 13 참조)을 위하여, 자동차의 실제 헤딩은 컴퍼스로부터 마그네틱 헤딩으로부터 계산되어야 한다. 마그네틱 헤딩은 지구 마그네틱 필드 경사및 자동차에서의 마운팅 에러와 나머지 경철/연철(철금속) 에러에 대해 정정되어야 한다. 이런 마운팅 및 철금속 에러들은 본질적으로 GPS 측정 데이터로부터 계산된 그라운드 트랙 각도에 대해 평가된 실제 헤딩을 계산함으로써 DGPS/DR 교정 장치(519)(도 9 참조)에 의해 평가된다. 컴퍼스 정정 테이블에 대한 정정은 이런 헤딩 나머지에 기초하여 계산된다. 컴퍼스 정정 테이블은 마그네틱 헤딩에 의해 인덱싱되는 룩업 테이블이다. 현재 마그네틱 헤딩에서의 테이블내의 에러는 정정된 실제 헤딩을 형성하기 위해 마그네틱 헤딩에 부가된다.

이전에 개시된 본 발명의 바람직한 실시예에서의 부유된 센서 컴퍼스와 단일 프론트 휠 센서의 바람직한 방법과 관련한, DR 시스템 수행에 대한 다른 방법 중 하나는 기울기 위치에 대한 지형 데이터베이스를 요구하는 고정된 센서 컴퍼스/단일 프론트 휠 센서이다. 여기에서 이전에 관측된 바와 같이, 이것은 다른 방법이 덜 요구될 수 있도록 하지만, 존립할 수 있는 다른 카테고리로 상기 방법을 평가하는, 어떤 데이터베이스를 형성하는 실제 기술이 수행되어 왔다. 도 14는 많은 점에서 도 12와 유사한, 다른 방법의 수행을 도시하는 블록 다이아그램이다. 2개 도면 사이의 가장 두드러진 차이는 55에서 컴퍼스 경사 평가 정정을 지형 경사 정정 평가기로 대체한다는 것과 도 14에서의 고정된 컴퍼스(556)의 사용이라는 것을 알수 있다.

지형 평가기 사용을 위한 전제는 고정된 컴퍼스 센서의 마그네틱 헤딩 출력의 정밀성이 센서가 수평면에서 경사져서 더이상 수평이 아닐때 감소된다는 것이다. 이것은 자동차가 경사진 지형에 있을때, 이를테면 코스에 있는 언덕(어떤 기울어진 지형)의 측면을 따라 올라가고 내려갈때 발생한다. 제한된 영역, 이를데면 골프 코스에서의 동작을 위해, 상기 영역의 지형 맵은 경사 에러에 대한 고정된 컴퍼스 출력을 정정하는데 사용하기 위해 네비게이션 시스템 컴퓨터에 저장될 수 있다. 지형 경사와 경사 방향은 카트의 위치 함수로서 결정될 수 있다. 예를 들면, 중요한 영역은 그리드의 각 성분을 위해 컴퓨터에 저장된 유일한 기울기/방향을 사용하여 그리드로 분할될 수 있다. 다음에 컴퓨터 출력의 정정을 위해 사용될 수 있는 그리드 성분 기울기가 DR 네비게이션 시스템에 의해 평가된 카트 위치에의해 결정된다.

도 14의 고정된 컴퍼스/프론트 휠 센서 방법에서 정정된 노스와 이스트 위치 정보(과)의 결정은 이미 지적된 주요한 변화가 주어진다면 도 12에 개시된 바와 같이 결정과 유사하다.

지형의 경사는 바람직하게 방향와 경사 각도로 컴퓨터 메모리에 저장된다. 자동차의 고정된 컴퍼스 센서의 피치와 롤은 다음과 같이 계산될 수 있다.

(식 20)

(식 21)

(식 22)

로부터를 추출한다.

이 주어진다면 헤딩 정정이 식 15에 도시된 바와 같이 계산된다. 식 20에서, 상기 식은 경사진 기준 프레임으로부터 바디 기준 프레임가지의 방향 코사인 매트릭스(DCM)에 관련한다. DCM은 네비게이션 시스템에서 하나의 기준 프레임으로부터 다른 기준 프레임으로 변환하는데 사용된다. 식 21에서, 상기 식은 노스, 이스트, 다운(NED : North, East, Down) 기준 프레임으로부터 경사 기준 프레임까지의 DCM에 관련한다.

이전에 언급된 DR 시스템에 대한 다른 대안적 수행 방법에서, 이중 프론트 휠 센서가 휠 회전을 검출하는데 사용되고 휠 회전 사이의 거리가 검출된다. 이것은 각각 거리와 각 속도의 측정을 제공한다. 도 15는 이런 대안적 방법의 시스템 수행에 대한 블록 다이아그램이다. 도 12 및 도 14와의 일부 유사성이 드러나지만, 이런 실시예는 컴퍼스 센서 뿐만 아니라 휠 센서를 사용하는 이전의 2개 도면의 실시예와 다르다. 추측 네비게이션에 대한 노스와 이스트 위치 정보(과)는 골프 카트(도 13과 많은 점에서 유사한 카트의 간력화된 평면도인 도 16에 도시된)의 프론트 휠에 장착된 2개의 휠 인코더 센서((560)(왼쪽) 및 (561)(오른쪽))를 사용하여 결정된다. 본질적으로, 2개 프론트 휠의 평균 속도는 카트(565)의 속도이고, 카트의 회전 속도는 2개 휠의 속도 사이의 차이에 관련한다. 그러나, 2개의 프론트 휠 속도 및 속도와 각속도 평가(도 15의 567에서)를 유도하기 위한 계산은 이전에 형성된 약간 간단한 계산으로부터 나타날 수 있는 것보다 더욱 복잡하다. 도 16에서, 용어와 심볼은 다음과 같은 의미를 가진다.

= 자동차 속도

= 회전 속도

= 자동차 중심선에 대한 회전 반경

= 휠베이스

= 프론트 축 폭

= 외부 회전 휠의 속도

= 내부 회전 휠의 속도

휠 속도는 다음과 같다.

(식 23)

(식 24)

상기 2개 식을 v와 w에 대해 동시에 풀면,

(식 25)

(식 26)

정확한 네비게이션 해법은와의 결정이 측정에서의 작은 에러에 아주 민감하기 때문에 정확하고 고분해능의 휠 센서 측정에 상당히 의존한다. 간단한 논리가 회전 방향과 카트가 전후로 이동하는지 결정하기 위해 도 15이 시스템에 사용된다. 이것은 왼쪽 또는 오른쪽 휠 데이터가 내부 또는 외부 회전 휠로서 정확히 해석될 수 있도록 한다.

도 9의 DR(DGPS/DR) 교정 장치(519)의 수행은 도 17의 블록 다이아그램에 더욱 상세히 도시되어 있다. 상기 DR 교정 장치는 DR 네비게이션 해를 DGPS 데이터와 비교하고 정확하게 교정된 DR 네비게이션 시스템을 제공하기 위해 DR 해의 에러를 정정한다. 상기 정정과 교정 기술의 본질은 정정 이득 계산의 수식화와 교정될 DR 센서 에러의 수이다. 정정 이득 계산을 제공하는데 빈번히 사용되는 상기 방법은 ad hoc 디자인, 상보형 필터 디자인 및 칼만 필터 디자인을 포함한다.

칼만 필더(KF)의 사용이 바람직한 방법이다. ad hoc 디자인은 극단적으로 단순화되고 센서의 에러 특성 및 네비게이션 해내의 에러에서의 효과에 관련한 추정(비록 근거가 있더라도)에 기초하는 경향이 있다. 디자인 시간이 일반적으로 상대적으로 짧더라도, ad hoc 기술은 고성능 교정을 제공하기에 너무 간단하다. 대조적으로, 상보형 필터는 교정을 가중하기 위해 센서의 에러 특성 및 고정된 이득의 선택에 대한 분석을 요구하며, 그결과 적어도 예측된 에러를 갖는 센서 입력은 정정된 네비게이션 해에 가장 큰 영향을 끼친다. 상보형 필터는 전형적으로 에러 다이내믹(예를 들면, 센서 에러가 네비게이션 해 에러로 전달되는 방식)이 시간으로 변화하지 않을때 사용된다.

칼만 필터는 각각의 센서, 센서 에러 및 DR 네비게이션 에러의 에러 특성에 기초하여, DR 네비게이션 시스템과 같은 시간 변화 에러 다이내믹으로 시스템을 최적으로 정정(예를 들어, 교정)하기 위한 수학적 공식을 제공한다. 상기 KF는 노이즈에 의해 변조되는 다수의 입력으로부터의 최적의 결과를 평가한다. 칼만 필터링에서, 상태 자체에서보다 상태내의 에러를 평가하는 것은 공통적이다. 예를 들면, 칼만 필터는 휠 스케일 인자 자체의 평가에 대립되는 것으로 휠 스케일 인자내의 에러를 평가하는데 사용된다. 에러 상태 전달을 위한 일반적 KF 공식은 다음과 같다(R.G. Brown의 "임의 신호 분석 및 칼만 필터링 입문" 참조).

(식 27)

(식 28)

[주의: 칼만 필터 표시법에서, 가장 최후 측정의 편입 이전과 이후 상태를 표시하기 위해 -와 + 표시 어깨글자를 사용하는것이 일반적이다;은 측정이 취해진 이전 상태이고,은 측정이 취해진 이후 상태이다]

여기에서,

= 시스템 에러 상태로, 노스(N)와 이스트(E) 위치 에러, 휠 SF 에러, 컴퍼스 정렬 에러등과 같은 DR 시스템내의 몇몇 에러를 표현하고,

= 에러 상태 공분산(칼만 필터 공식에서, 에러 상태 공분산은 에러 상태 평가에서의 측정을 포함하는 매트릭스이다. 매트릭스의 대각선은 변화가능한 각각의 상태 변화를 포함한다. 대각선이 아닌 항들은 상태 변화사이의 상관을 포함한다. 공분산 매트릭스는 시간에 걸쳐 전달되고 얼마나 잘 칼만 필터가 특정 에러 상태를 평가했는지를 결정하는데 사용된다),

= 특정 에러 상태가 다른 에러들에 어떻게 영향을 끼치는지를 나타내는 에러 상태 전이 매트릭스,

= 노이즈,

= 센서 노이즈 또는 모델링 불확실성에 기인할 수 있는 에러 상태값 또는 전달 특성에서의 불확실성을 나타냄.

DR 네비게이션 시스템 교정에서, DGPS 측정이 이루어질때, 이득이 계산되고 에러 상태와 에러 상태 공분산이 업데이트된다. 에러 상태의 변화는 해를 정정하고 센서 에러를 교정하기 위해 적당한 DR 네비게이션 알고리즘 상태 변수에 부가된다.

(식 29)

(식 30)

(식 31)

여기에서,

= 측정 나머지, 예를 들면 DR 동쪽 위치와 DGPS 동쪽 위치 사이의 차이,

= 각각의 에러 상태가 측정 나머지의 에러에 어떻게 영향을 끼치는지를 나타내는 측정 매트릭스,

= 측정 나머지에 대한 예측된 노이즈 기여.

DGPS에 대해 이것은 GPS 위치 고정의 정밀성에 영향을 끼칠 수 있는 모델링된 수신기 노이즈와 위성 기하학에 기초한 위 또는 아래로 조절될 수 있다.

업데이트 방법에서, PVT(위치, 속도, 시간) 대 가공하지 않은 측정의 관련 가치는 아래에 언급된다. PVT는 대부분의 사용자기 위도, 고도, 노스 속도, 이스트 속도를 사용하는 GPS 수신기의 표준 출력을 나타내고, 시간이 특히 PVT 출력들이다. 이것은 가공하지않은 측정과 대조적으로 GPS 수신기로부터 각각의 위성까지의 가공하지않은 LOS 측정이 되고, 수신기로부터 위성까지의 의사 거리와 거리 속도(GPS 수신기와 위성 사이의 속도 또는 LOS 속도의 변화 속도)이다.

PVT:

- 공식화가 쉽다

- 더 적은 에러 상태

- 적은 계산, 메모리 요구

- 적은 로버스트 -＞ 에이딩(aiding)없이 추측 네비게이션 계산이 많아야 한다(PVT 수행은 적어도 4개 위성이 PVT 해를 제공하기 위해 GPS 수신기에 요구되기 때문에 DGPS 교정의 이득없이 더 긴 시간 주기 동안 추측 네비게이션 계산이 요구될 것이다. 4개 위성보다 적다면, DGPS 교정이 DR 시스템에 제공될 수 없다. 대조적으로, 가공하지않은 측정 수행은 DR 시스템에 DGPS 교정을 제공하기 위해 4개 위성을 요구하지 않는다. 사실상, 하나만큼 적은 위성이 약간의 DGPS 교정 이익을 제공한다. 그러므로, 가공하지않은 측정 수행은 거의 일정한 교정을 DR 시스템에 제공할 수 있으며, 더많은 로버스트가 고려된다.)

- 상태들 사이의 정정을 잃으려는 경향이 있음

- 엔진 필터링이 필터가 직렬로 될때 문제를 일으킴

가공하지않은 측정:

- 대부분의 로버스트가 1, 2, 3 또는 그 이상의 SV(위성 자동차)를 사용할 수 있다 -＞ 에이딩없이 추측 계산이 거의 요구되지 않는다.

- 더많은 필터 상태

- 더많은 메모리, 더많은 처리 능력

- GPS 엔진이 가공하지않은 측정을 지원하지 않는다

가공하지않은 측정이 분명히 더 낫지만, 단순히 소프트웨어로 수행하기에 무척 더 쉽기 때문에 PVT가 바람직할때 빠를 수 있고, GPS 엔진이 이미 PVT 데이터를 제공하고 있다면 강력한 컴퓨터를 요구하지않는다. 그러므로, 둘다의 방법에 대한 예가 컴퍼스/프론트 휠 센서를 갖는 DR 네비게이션 시스템을 위해, 그리고 이중 프론트 휠 센서를 갖는 DR 네비게이션 시스템을위해 아래에 제공된다.

컴퍼스와 프론트 휠 센서를 갖는 DR 시스템에 대한 KF 공식:

간략화된 PVT:

모델링된 에러 상태들

= 노스 위치 에러

= 이스트 위치 에러

= 휠 SF 에러

= 헤딩 에러(컴퍼스 알고리즘)

에러 전달 모델:

(식 32)

,에 대한 노이즈 모델들은 다소 측정된 자동차 네비게이션 상태에 의존할 것이다. 예를 들면, 컴퍼스 가속 보상은 보상되는 플루오트의 레이지 밖의 높은 g 회전 또는 극도의 경사하에서 모델링 플루오트 및 의사 다이내믹과 연관된 에러를 가질 것이다. 고정된 컴퍼스에 대하여, 헤딩 상관 노이즈 모델은 예를 들어 지형 맵 정밀성에 관현한 불확실성에 의해 영향을 받을 것이다. 상기 노이즈 모델은 각각의 던달 스테이지에 대한값에 영향을 끼친다.

상기 에러 모델은 상술의 명료함을 위해 단일 헤딩 에러 상태를 가진다. 전형적인 마그네틱 컴퍼스를 위하여, 더욱 상세한 에러 모델이 필요하다. 도 12와 도 14와 관련하여 논의된 DR 네비게이션 알고리즘은 서로 다른 헤딩 값에서의 서로 다른 헤딩 상과을 지원하는 헤딩 상관 룩업 테이블을 가진다. 이것은 헤딩 에러 노이즈와 자동차 헤딩 변화로서 단일 에러 상태에 대한 공분산으 조절함으로써, 또는 몇몇 헤딩 거리의 각각에 대한 다중 헤딩 에러 상태를 포함함으로써 필터에 포함될 수 있다.

측정 업데이트:

이런 KF 공식은 DGPS 위치 고정을 지원한다(다른 공식은 위치와 속도를

사용할 수 있다)

이스트 위치:

(식 33)

(식 34)

노스 위치:

(식 35)

(식 36)

각각의 업데이트된 측정에 대하여, K는 P,H,R에 기초하여 계산된다. 공분산(P)가 업데이트되고 에러 상태(X)가 업데이트된다.

업데이트된 에러 상태는 전형적으로 자동차(카트) 탄도(이런 용어는 카트 헤딩, 속도, 가속도, 경사 등을 포함한다)에 의존하여 대부분의 상태와 센서 에러에 대한 업데이트된 성분을 가질 것이다. 다음에 상기 에러들은 DR 네비게이션 알고리즘 변수로 전달될 수 있다.

(식 37, 38, 39, 40, 41)

실시간 필터 수행 결과의 요구에 의존하여,가 주어진 업데이트 주기에서 알고리즘 상태 변수로 전달될 것이다.

간력화된 가공하지않은 필터:

모델링된 에러 상태들

= DR 노스 위치 에러

= DR 이스트 위치 에러

= DR 다운 위치 에러

= 휠 SF 에러

= 헤딩 정정 에러

=GPS 수신기 클록 바이어스

= GPS 수신기 클록 속도

= GPS 수신기 클록 가속도

에러 전달 모델:

(식 42)

이런 공식은 GPS 수신기 클록 에러 상태(와)와 수직(다운) 위치 에러의 부가로, PVT 공식과 유사해진다. GPS 수신기 클록 에러를 모델링하는데 사용되는 상태수는 전형적으로 바이어스와 속도 상태가 요구되는 GPS 수신기 클록의 특성에 의존한다.

가공하지않은 LOS 측정은 위치에서 3차원에 이른다. 그러므로, 수직 위치 에러는 필터에 포함되어야 한다.

측정 업데이트:

이런 KF 공식은 의사 거리(PR) 업데이트만을 지원한다; 다른 공식은 PR

과 거리 속도(RR) 업데이트 둘다를 지원할 수 있다. PR 측정은 각각의

이용가능한 위성을 위한 수신기에 의해 취해진다. DGPS 정정이 위성을 위

해 이용가능한 경우에, 부가될 수 있다. 정정된 PR 측정은 SV에 대해 예

측된 PR과 비교된다: SV에 수신기 클록 에러를 더한 거리.

(식 43)

(식 44)

상기 측정 매트릭스(H)는 DR 네비게이션 해로부터 SV와 클록 에러까지의 시야 방향 코사인 선을 포함한다. 각각의 SV에 대한 LOS는 유일하고; 클록 에러는 모든 측정에 공통이다.

(식 45)

이미 개시된 PVT 해를 사용함으로서, K가 각각의 측정동안 각각의 P,H,R에 기초하여 계산된다. 공분산(P),및 상태(X)가 업데이트된다. PVT 디자인을 사용함으로서, 업데이트된 에러 상태는 DR 네비게이션 알고리즘 변수로 전달된다. 클록 에러는 전형적으로 필터에 유지된다.

이중 프론트 휠 센서를 갖는 DR 시스템을 위한 KF 공식:

모델링된 에러 상태들

= DR 노스 위치 에러

= DR 이스트 위치 에러

= DR 헤딩 에러

= 프론트 차축 폭 에러

= 휠 베이스 에러

= 왼쪽 프론트 휠 SF 에러

= 오른쪽 프론트 휠 SF 에러

(식 46)

상태 전이 매트릭스에서의 부분적 유도는 이미 언급된 이중 프론트 휠 센서 DR 네비게이션 식으로부터 쉽게 계산될 수 있다.

이중 프론트 휠 센서 네비게이션 정밀성은 정밀한 휠 베이스, 차축 폭, 및 휠 스케일 인자에 매우 의존한다. 휠 베이스, 및 차축 폭은 그것이 정상값내의 어떤 에러를 평가할 수 있도록 필터에 포함된다. 이런 상수에서의 노이즈 입력은 필터가 연속적으로 파라미터의 평가를 약간 정정하도록 모델링된다.

이런 필터에 대한 측정 업데이트는 사실상 PVT 프론트 휠 센서/컴퍼스 필터 경우의 업데이트와 동일하다; 단지 이런 필터에 더많은 에러 상태가 있다.

업데이트된 에러 상태는 DR 네비게이션 알고리즘 변수로 전달된다:

(식 37, 38, 39, 40, 41)

가공하지않은 측정 필터:

이런 필터에 대한 가공하지않은 측정 공식은 직접 프론트 휠 센서/컴퍼스

필터를 위해 요구된 변화를 수반한다. 즉, 수직 위치 에러 상태가 부가되

고 GPS 수신기 클록 에러 상태가 부가된다. 상기 DGPS LOS 측정 업데이트

는 이들이 프론트 휠 센서/컴퍼스 디자인을 위한 것이기 때문에 처리된다.

도 18은 정보 소스(101)(기지국 또는 카트)가 채널(107)상의 전송을 위해 트랜소스 인코더(102), 엔크립터(103), 채널 인코더(104) 및 데이터 변조기(105)를 통해 처리된 정보를 공급하는 프로링크 통신 시스템의 블록 다이아그램이다. 수신 단부에서, 인입 데이터가 복조되고(109), 비트 동기화되고(110), 채널 인코더(111), 디크립터(112), 소스 디코더(113)를 통해 처리되며, 114에 디스플레이된다.

상기 RF 트랜시버는 데이터 전송을 위한 대역폭의 효율적 사용이 가변 길이 패킷 통싱의 사용에 의해 정밀한 시분할 멀티플렉싱(TDM) 개념으로 달성될 수 있는 간단하고 비싸지않은 디지털 변조 기술인 주파수 시프트 키잉(FSK)을 사용한다. 시분할 다중접속(TDM) 방식에서는, 모든 정보가 단일 주파수 상에서 시간 슬라이스(slices)들로 송신 및 수신되며, 기지국뿐만 아니라 각 카트(cart)는 정확한 시간에 그 정보를 전송하는데 단지 하나의 정보만이 어떤 주어진 순간에 전송되도록 한다. 따라서, 정보를 송신하기 위한 전제 조건으로 카트의 기지국 폴링(polling)이 필요치 않아서, 대역폭을 절약한다. 가변 링크 네트워크는 정보의 송신 및 수신에 단지 2048bps(정확한 시스템 타이밍을 요구)에서의 명백한 고속성과 ½밀리세컨드(㎳)까지의 CMS와 CBU들의 타이밍 정확성을 제공한다.

도 19는 아래쪽에 실제 GPS 시간 선이 도시된 시스템 타이밍 기계화를 도시하고 있다. 제 1 시점은 임의적으로 선택되는데, 시간 선은 01:02:1.0초(sec)에서 시작하여 01:02:2.0(sec)으로, 다음은 01:02:3.0(sec)으로 무한하게 계속된다. GPS 시스템은 극히 정확한 타이밍을 가지는데, GPS 수신기들은 시간의 사용자에게 특정 측정이 유효하다는 것을 알려주는 전형적 방법으로서 펄스-퍼-세컨드(PPS) 출력을 사용한다.

PROLINK 시스템은 GPS 수신기로부터 CPU로의 인터럽트로서 PPS 신호를 수신한다. 인터럽트는 PROLINK 소프트웨어에 GPS 수신기 직렬 인터페이스에 걸쳐 연속적으로 수신되는 시간 및 위치 메시지가 유효한 순간(약 1마이크로세컨드까지 정확)을 알려준다. 이 메시지는 CPU에 의해 PPS 신호 이후에 0.5초까지 수신된다. 프로세서를 2048㎐에서 인터럽트하는 실시간 인터럽트 카운터를 리셋하는데 PPS 이벤트가 사용된다.

GPS 수신기로부터 위치/시간 메시지를 수신하면, 최종 PPS가 일어나는 GPS 시간이 알려진다. 시스템을 GPS 시간으로 동기화하는데 PPS가 일어난 이후로 수신된 2048㎐ 인터럽트들의 수가 계수될 수 있다. 이는 시간이 정확히 1/2048초 즉 0.5밀리세컨드보다 약간 큰 나은 값으로 유지되도록 하고, 2048㎐ 실시간 클럭의 영점이 GPS 정수 초와 정렬되도록 한다.

PROLINK 시스템은 또한 GPS PPS 신호를 사용하여 실시간 클럭의 에러를 교정할 수 있다. 매번 PPS 신호가 수신될 때마다, 2048 실시간 클럭 인터럽트의 계수가 예상되는데, 만약 연속 수신 PPS 신호들 사이에서 2048 인터럽트 미만이 수신되었다면 클럭이 너무 늦게 동작하는 것이다. 예를 들어, 단지 2000 인터럽트가 계수되었다면, 클럭은 48/2048초 늦게 동작하는 것이며, 최종 PPS 신호 이후로 2048 인터럽트 이상이 수신되었다면 클럭이 너무 빨리 동작하는 것이다. 예상되는 2048의 계수치와의 계수치 차이는 인터럽트 시간을 수정하고 연속 수신 PPS 신호들 사이에서 일어나는 2048에 가능한 가까운 계수치를 생산하는데 사용될 수 있다.

GPS 수신기로부터의 PPS가 GPS 시간에 정수 초로 동기화되는 것은 실제 필요하지 않다. 도 19와 관련하여 상기한 바와 같이, 예를 들어 01:02:01.00초에서 시작하는 정수 GPS 시간은 GPS 수신기 GPS 시간 메시지에 의해 지시된 바와 같이 PPS가 실제 일어난 정확한 시간과 일치하지는 않는다. 오히려, PPS는 실제로는 01:02:01.123456초에서 일어난다. 따라서, PPS의 정수 초 동기화가 어떤 GPS 수신기 상에는 존재하고 다른 GPS 수신기 상에는 그렇지 않다는 사실은 PROLINK 시스템의 적절한 동작에는 중요치 않은 것이다.

ACUTRAK 시스템 사용상, 시스템은 타이밍 목적상 여전히 및 가급적이면 GPS에 의존한다. 기지국 (예를 들어, 클럽하우스) 안테나는 일반적으로 항상 우수한 가시성을 위해 여러 GPS 위성에 위치 설정되는데, 이와 달리 골프 코스 상의 카트는 종종 나무와 지형에 의해 위성으로부터 가려진다. 그러나, GPS가 특정한 이유로 이용될 수 없다 하더라도 각 정수 초의 시작 시에 기지국 송신기의 방송 송신으로부터 타이밍이 키잉될 것이다. 다음 모든 카트는 타이밍을 위해 매 초 방송에 대해 기지국에 동기화될 것이다. 카트에 대한 기지국 타이밍은 GPS 타이밍에 대한 백업이어서, GPS가 사용불가한 경우에 타이밍이 기지국으로 전환되는 것이 바람직하다. 모든 네트워크 구성요소는 단지 언제 송신 가능한지를 지시하도록 초기화되면 된다. 그 후에, 기지국이 직접 동기화를 제공할 때를 제외하고는 각 네트워크 구성요소가 직접 기지국 타이밍 제어에 비동기된 독특한 특정 시간 슬롯에 송신할 수 있다.

도 20에 도시된 시스템의 변수 길이 패킷 통신 네트워크에서, 각 카트는 허가된 송신을 위해 지정된 시간 슬롯을 가진다. 카트는 각각의 시간 슬롯과 GPS 수신기에 의해 제공되는 타이밍을 독립적으로 구별한다. 따라서, 하나의 카트 시간 슬라이스가 도착하면, 카트는 매우 짧은 데이터 버스트를 방송하고 그 주파수에서 나간다. 다음, 다음 카트가 데이터 버스트를 방송하게 되며, 모든 카드가 정보를 보낼 기회를 가질 때까지 계속된다. 기지국 송신은 또한 그 시간 슬롯에 할당된 주파수 상에 다중 송신된다. 데이터 패킷을 포함하는 디지털 메시지가 TDM 포맷으로 기지국과 카트 사이에 전송된다. 각 메시지는 단일 패킷 또는 다수의 패킷을 가질 수 있으나, 사용가능한 채널 대역폭은 하나의 메시지에 많은 패킷을 패킹함에 의해 향상된다. 각 메시지는 식별 헤더를 가지며, 일반적으로 각 메시지의 처음에 동기화 정보가 제공된다.

도 21은 가변 길이 네트워크의 예시적 통신 네트워크 패킷 타이밍 다이어그램에 관한 도이다. 2048bps의 통신 비트 속도에서, 한 프레임의 기지국 메시지는 768 비트를 차지하며 이는 가용 송신 시간(375㎳)의 37.5%에 해당된다. 전송 사이에, 3비트(1.46㎳)가 현재의 송신기로 하여금 송신을 중단하고(즉, 송신기 키를 해제하여 반송 전력을 차단함) 새로운 송신기로 하여금 송신을 시작하도록 한다(즉, 송신기 키를 넣어 반송 전력을 생성함).

신속한 인터럽트 속도 때문에 2048bps의 데이터 속도가 선택되며, 2로 나누기 위해서는 우측으로 하나를 시프트하면 2로 곱하기 위해서는 좌측으로 하나를 시프트하면 되기 때문에 2비트 속도의 전력을 사용하는 시스템 구조 설계 전망으로부터의 편리함이 선택된다. 실시간 동작 시스템에서, 이는 계산적으로 효율적인 비트 시프트의 사용을 통해 상당한 부동점 시스템의 계산을 피하게 해준다.

기지국 메시지 송신 직후의 78비트 갭은 카트가 72비트 카트 메시지를 통해 네트워크로 들어갈 수 있도록 한다. 프레임의 마지막에, 새로운 프레임이 시작되기 전에 5비트 갭(2.44㎳)이 존재한다. 하나의 프레임에 서로 다른 소정 개수의 카트(예를 들어, 16 카트/프레임)가 송신될 수 있다. 바람직하게는, 현재 선호되는 가변 길이 네트워크 포맷에서는 16개 고유 프레임까지가 허용된다. 따라서, 하나의 네트워크에 255카트까지 (256이 아님, 카트 번지 00hex가 허용되지 않기 때문에, "올 콜" 주소임)가 사용될 수 있다. 이런 식으로, 하나의 PROLINK 시스템 기지국은 동시에 동작하는 세 개의 18홀 코스(54홀)를 용이하게 지원할 수 있다.

도 20에서, 프레임 사이클은 프레임 0, 1, ... n 에 의해 표시되는 n개의 고유한 프레임을 가진 원형이며, n은 네트워크 부하 필요조건 따라서 이름 가변 길이 네트워크에 따라 기지(명령)국에 의해 설정되는 정수이다. 바람직하게는 n의 최대값은 15이다. 코스에 카트가 거의 없는 경우에는, 기지국이 단지 상대적으로 적은 수의 고유 프레임들만 유지하여 코스 매니저/관리자에게 더 높은 갱신 속도의 카트 상태 패킷을 제공한다. 네트워크가 사이클에서 프레임 0으로 다시 복귀하기 전에 더 적은 수의 고유 프레임만이 송신될 필요성으로 인해 더 높은 갱신 속도가 얻어진다.

한 프레임의 카트의 수는 16이므로, 네트워크 크기의 증가로 인해 수용되는 부가적 카트들의 수는 16으로 양자화된다. 단지 정수 프레임들만이 가산 또는 감산될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 만약 20개의 카트들이 코스에 있다면, 필요한 프레임의 최대 개수는 2이며, 이는 정수 함수: INTEGER[(20/160 + 1]에 의해 결정된다. 32개 이상의 카트가 코스 상에 있으면, 기지국은 제 3 프레임을 추가하기 위해 네트워크 재구성을 명해야 한다. 16개 또는 그 미만의 카트가 코스에 있을 때 매 초마다 최고속 고유 카트 위치 갱신이 기지국에 제공되며, 240개 이상의 카트가 코스에 있을 때 매 초마다 최저속 갱신이 주어진다. 가변 길이 구조는 항상 최대 네트워크 효율을 보장한다.

실행 중에는 어떠한 프레임 또는 프레임 사이클의 인터럽트도 허용되지 않는다. 프레임 방송에서의 모든 인터럽트는 프레임 사이클의 처음에 정수 초의 처음으로 제한된다. 기지국은 기지국 패킷 3(네트워크 제어)의 사용을 통해 타이밍 인터럽트에 대해 책임을 진다. 기지국 패킷 3에서 네트워크 재구성 명령을 수신하면, 모든 카트들은 구성 변경 명령을 실행하기 전에 프레임 사이클의 마지막까지 기다려야 한다. 프레임 인터럽트들의 예가 (ⅰ) 기지국 확인 방송 준비, (ⅱ) 네트워크 재구성, 및 (ⅲ) 네트워크 듀티 사이클 제어이다.

가변 길이 네트워크가 동작하기 위해서는, 기지국은 항상 어느 카트가 코스에 있는지를 알아야 하며, 모든 카트에 기지국과의 카트 통신을 위해 한 프레임 내에 시간 슬롯을 할당해야 한다.

두 개의 카트가 동시에 카트 네트워크 엔트리 시간 슬롯에서 송신하기를 찾고 있는 경우에, 각 카트가 서로 다른 난수 시드(random number seed)를 가지기만 하면 모든 카트 난수 생성기들이 통계적으로 독립적이라고 할 수 있다. 따라서, 카트 A와 카트 B가 동시에 매 64초 동안 단지 하나의 네트워크 엔트리 시간 슬롯에서 송신하려고 시도한다. 그 단일 충돌 프레임에서는, 기지국을 어느 카트도 인식할 수 없을 것이다. 그러나, 매 64초당 7번(9초당 1번) 카트 A가 네트워크 특권을 요구하는데 성공할 것이며, 매 64초당 49번 어떤 카트도 네트워크로의 접속을 다시 시작하지는 않을 것이다. 따라서, 카트 A만이 네트워크 특권을 요청하는 경우의 단지 8초에 비해, 카드 B도 또한 네트워크로 들어 가려고 할 때에는 카트 A가 네트워크로 들어가는데 약 9초를 요한다.

각 카트가 네트워크 접속을 얻기 위한 필요시간(초)은 네트워크 특권을 동시 요청 수가 많아짐에 따라 급속히 퇴보한다. 예를 들어, 6개의 카트가 네트워크 특권을 동시에 요청하고 있다면 각 카트는 기지국에 성공적으로 접속하기 전에 16초 지연을 겪을 것이다. 그러나, 그 6개의 카트 중 하나가 성공하면, 단지 5개의 카트만이 네트워크 특권을 위해 남을 것이고, 다음에는 4개 등등의 순서가 된다. 모든 6개의 카트가 네트워크에 접속을 획득하는데 필요한 전체 시간은 곡선의 적분으로 69초이다. 10개 카트의 경우, 기지국이 모든 10개의 카트를 네트워크로 적분하는데 걸리는 시간은 157초이다.

기지국이 하나의 카트가 네트워크 특권을 요청하고 있다는 것을 인식하게 되면, 기지국은 특권을 요청하는 카트에 주소 지정된 다음 기지국 메시지에 즉시 로그(rogue) 제어 패킷(기지국 패킷 4)을 방송한다. 패킷의 바이트 0은 카트 확인을 위해 84hex여야 한다. 재송신 제어(바이트 2의 상위 니블)는 0hex로 설정된다(재송신이 불필요함). 기지국이 두 프레임 사이클 내에 카트 확인을 수신하지 않으면, 기지국은 카트가 패킷을 수신하지 않았다고 생각할 것이며 다음 기지국 메시지에서 재송신할 것이며, 카트가 성공적으로 확인될 때까지 각 프레임 사이클에서 한 번씩 수행할 것이다. 16 프레임 사이클에서 어떠한 확인도 되지 않으면, 기지국은 그 카트가 네트워크 엔트리 시간 슬롯에서 다른 네트워크 엔트리 요청을 보낼 때까지 그 카트를 활성 네트워크 구성요소에서 삭제한다.

패킷 4를 수신하면, 카트는 현재 프레임 지시자로서 바이트 2의 하위 니블을 사용한다. 다음, 카트는 각 정수 초 상에서 프레임 계수기를 증가시키고 그것이 패킷 4에서 바이트 3의 하위 니블에 의해 지시된 프레임의 전체 수를 초과하는 때에는 프레임 계수기를 (다시 0으로) 복귀시키는 책임을 가진다. 바이트 3의 상위 니블은 카트가 송신을 위해 할당한 프레임을 포함한다. 바이트 4는 카트가 할당된 프레임에서 송신하는 서브프레임을 포함한다. 카트에 의해 계산된 현재 프레임이 할당된 카트 송신 프레임과 같고, 카트 타이머가 할당된 서브프레임의 처음과 같다면, 그 카트 메시지는 방송된다. 이런 식으로, 각 카트는 특정 프레임 내의 특정 지정 시간에 그 메시지를 방송하여 두 카트가 동시에 송신하지 않으며 어떤 카트도 기지국이 송신할 때 송신하지 않도록 한다.

시스템에서, 정상 네트워크 동작 동안 네트워크 구조가 자주 요청될 것이다. 부가적 카트들의 네트워크로의 엔트리, 채널 송신, 공유 채널 조건을 만족하기 위해 송/수신 듀티 사이클 내장, 기지국 확인 방송과 같은 활동들이 다른 가능성 중에서도 네트워크 구성 변화를 필요로 한다.

최적 네트워크 동작을 위해, 기지국은 프레임과 프레임 내의 시간 슬롯들을 네트워크 시동 시에 프레임 0과 1로 시작하는 시퀀스로 카트에 할당하는 일을 부여받는다. 32개 이상의 카트들이 네트워크에 있을 필요가 있으면, 부가적 카트들을 수용하기 위해 프레임 2 및 3인 할당되고, 네트워크 상에 255개 카트까지 할당 가능한 전체 16개의 프레임까지 할당된다. 이는 CMC로의 카트 위치 보고에 대한 신속한 갱신 속도를 보장해 주며, 가용 채널 대역폭의 효율적 사용을 최대화시킨다. 네트워크 프레임들을 가산 또는 감산하는 절차를 개시한다.

네트워크에 참여하도록 요청 받은 카트들의 수가 네트워크에 의해 또는 네트워크에 대해 할당될 프레임의 개수보다 많으며, 프레임을 추가할 필요가 생긴다. 그런 경우에, 송신 타이밍 변경을 위해 카트에 부가적 프레임들을 알려주어야 한다. 통지는 기지국에 의해 네트워크 제어 패킷(기지국 패킷 3)을 경유하여 전송된다. 기지국 패킷 3의 바이트 6은 상위 니블에 현재 프레임 수를 하위 니블에 새로 필요한 프레임 수를 포함한다. 상위 및 하위 니블이 동일하면, 카트는 어떠한 네트워크 재구성도 일어나지 않는다는 것을 인식한다. 그러나, 상위 니블과 하위 니블의 프레임들의 수가 서로 다르면, 카트는 초기 타이밍과 새로운 프레임 수로부터 새로운 송신 타이밍을 계산한다. 이는 카트 제어 메시지에서 기지국에 의해 원래 통신된 동일 송신 프레임과 서브프레임을 유지함에 의해 행해지지만, 카트 송신 전의 프레임의 전체 수는 추가된 프레임 수에 의해 증가된다. 물론, 이는 한 프레임 사이클을 계산하는데 필요한 시간 길이가 새로 추가된 프레임에 의해 증가되었다는 것을 의미하지만, 실제 카트 시간 슬롯은 동일하게 유지된다. 한 프레임 사이클을 종료하는데 필요한 시간 길이가 나머지 카트들에 대해서도 마찬가지로 감소되었다는 것을 제외하고는 네트워크에서 카트의 수가 감소될 때 상기와 유사한 경우가 일어나며, 결과적으로 더 높은 카트 상태 패킷 송신 속도가 얻어진다. 네트워크 크기 감소 전에, 기지국은 로그 송신 프레임에 서브프레임을 재 할당하여 높은 번호의 프레임이 제거되도록 낮은 번호의 프레임을 재 할당한다.

기지국은 새로운 수의 프레임이 프레임 사이클의 처음에 있다고 주장하여, 매 프레임마다 네트워크 제어 패킷을 전송한다. 정의에 의해, 카트가 신뢰성있는 프레임 데이터를 수신할 수 없는 불필요한 경우에 카트는 프레임 사이클의 마지막까지 프레임 변경을 할 수 없다. 네트워크 길이 변화 직후에 기지국이 세 개의 프레임 사이클에 걸쳐 일정하게 특정 카트 송신을 수신한다면, 기지국은 카트 제어 메시지를 적절한 시간 슬롯 데이터를 확인하기 위해 그 카트로 방송함에 의해 응답한다.

현재 할당된 어떤 프레임에든지 존재하는 사용불가한 서브프레임 슬롯들의 수가 어떤 마진에 대해 허가된 임계치보다 작을 때 기지국은 프레임 크기를 증가시킨다. 나아가, 네트워크를 떠난 카트들에 의해 비워진 서브프레임들은 새 프레임들을 할당하여 채널 대역폭을 최대화하기 전에 새로운 카트들로 채워진다. 하루에 2라운드의 플레이(아침과 오후)에 사용되는 카트들은 각 라운드 후에 그들의 시간 슬롯을 포기하고 새 라운드의 시작 시에 기지국에 의해 새로운 프레임과 시간 슬롯들이 할당된다.

한 라운드의 플레이가 종료된 후에, 카트는 네트워크를 나가도록 요청한다. 그러면 기지국은 그 카트를 제거하여 그 할당된 시간을 자유롭게 하여 다른 카트에 의해 사용되게 한다. 나가기를 요청하기 전에 카트의 전원이 꺼지면, 기지국은 그 카트로부터 송신을 수신하지 않는 예를 들어 15분과 같은 소정의 시간 후에 그 카트를 네트워크로부터 제거한다.

채널 분배에 관한 FCC 규칙의 위반을 방지하기 위해, 또는 채널의 독점을 막기 위해, PROLINK 시스템은 UHF 오프셋 채널 원격측정 규칙 하에서 2와 이하의 전력으로 20 피트 이하의 안테나로 동작하는데, 이 안테나는 송신 범위 및 혼신 가능성을 제한하며 3 내지 6개 주파수를 유지한다. 시스템은 사용자로 하여금 분배되는 채널로의 접근을 얻도록 하기 위한 주파수 변경을 주파수 도약이라 한다.

네트워크 제어 패킷(기지국 패킷 3)에서 바이트 5의 상위 니블은 카트에 의해 사용되는 채널을 나타낸다. 이 패킷이 현재 채널과 다른 채널 대상을 포함한다면, 모든 카트들이 프레임 사이클의 마지막에서 새 채널로 전환되지 않으면 안된다. 이는 카트의 RF 카드 주파수 합성기를 재 프로그램함에 의해 달성된다. 채널 변경 직후에, 처음에 기지국 송신에 20 바이트의 비정보 함유 데이터가 부가된다. 이는 모든 카트가 구 프레임사이클의 마지막에서 채널을 전환하고 새 프레임 사이클의 제 1 프레임 동안 어떤 카트에 특유한 정보의 손실 없이 다시 잠겨진다. 주파수 합성기가 150㎜ 이내에 재프로그램 및 설정될 수 있기 때문에, 모든 카트는 기지국이 그 송신을 종료할 때까지 각각의 프레임에서 송신할 준비가 된다.

기지국은 특정 패킷이 의도한 카트로부터 새 채널 상에서 적어도 하나의 DGPS 패킷 확인(카트 상태 패킷 바이트 0 = 50hex)이 수신될 때까지 어떠한 카트 특유 패킷(패킷 1 및 4)도 보내는 것이 금지된다. 이는 카트가 지정된 채널 변경에 실패하는 경우에 기지국이 특정 카트로 송신하는 가능성을 막아준다.

도 3에서, 기지국은 두 개의 PROLINK 컴퓨터 유닛(PCUs)을 사용하는데, 하나는 전체 통신 네트워크를 동작시키는 주 기지국 송신기(44)이며, 다른 하나(51)는 통신을 위해 모든 채널을 검사하는 스캐너로 기능한다. CMC에 의한 요청을 받으면, PCU(51)는 CMC가 새 채널로 이동하는데 대한 결정에 관한 모든 현재 채널 통신 활동을 보고한다. 채널이 변경될 때, 기지국은 모든 카드들이 알려지도록 전체 프레임 사이클에 걸쳐 바이트 5의 상위 니블이 새 채널에 설정되도록 유지한다. PCU(51)는 그 전체 프레임 사이클에 대해 가능할 경우 PROLINK 시스템이 새 채널을 즉시 "주장"할 수 있도록 채널이 선언된 직후 장소 ID를 새 채널에 송신한다.

기지국은 카트들이 네트워크 제어 메시지의 바이트 5의 상위 니블을 프레임 사이클의 처음에 1hex로 설정함에 의해 그 시간 슬롯들에서 송신하는 것을 막고, 프레임 사이클에서 각 프레임에 대해 주장된 네트워크 정지 비트를 가진 네트워크 제어 패킷을 송신하는 것을 막는다.

정지 기간 동안, 기지국과 카트는 프레임 계수 및 2048㎐ 계수의 전파를 계속하고, 할당된 시간 슬롯에서의 실제 정보 방송을 제외하고는 모든 기능이 사용상태로 남는다. 기지국은 원한다면 방송을 계속할 수도 있지만, 네트워크가 재 시작하도록 명령될 때까지 어떠한 카트 응답도 기대할 수 없다. 네트워크 재시작은 기지국에 의해 바이트 5의 상위 니블이 2hex인 네트워크 제어 패킷을 보냄에 의해 명령된다. 이 프로세스는 모든 카트들이 그 패킷 확인을 통해 방송 중으로 알려질 때까지 계속된다.

가변 길이 네트워크는 혼성 확인-근거 및 반복 요청-근거 시스템이다. 베이스만이 카트가 특정 시간에 특정 패킷의 성공적 확인을 할 것을 요구하며, 전체 프레임 사이클에서 하나의 패킷 타입으로 하나의 카트로부터의 확인을 요구하는데, 이는 카트가 각 프레임 사이클마다 한 번만 응답할 수 있기 때문이다. 기지국은 카트에 더 높은 패킷 수신 가능성을 제공하기 위해 그 프레임 사이클 상에 걸쳐 여러 번 설정된 확인 요청과 함께 동일한 패킷을 방송하는데, 카트가 그 시간 슬롯에서 방송할 기회를 가질 때까지는 확인은 예상할 수 없다. 기지국인 적절한 카트 인식 수신에 실패하면, 그 카트는 패킷을 적절히 수신하는데 실패한 것으로 간주되며, 카트가 인식할 때까지 패킷을 재송신한다. 기지국 메시지의 어느 패킷도 확인을 요청하지 않고 어떤 골퍼 상태로 보내어지지 않았으면, 카트는 자동적으로 확인 조건을 설정한다.

16 프레임에 걸쳐 기지국으로부터 카트로 텍스트 메시지가 보내어지며, 카트는 카트 상태 패킷(바이트 0)의 전체 텍스트 메시지의 성공적 수신만을 확인한다. 텍스트 프레임에 에러가 있으면, 카트는 카트 상태 패킷을 통해 특정 프레임의 재송신을 요청할 수 있다. 다수의 프레임에 에러가 있으면, 전체 메시지의 성공적 수신기 기지국에 확인될 수 있을 때까지 각 에런트 텍스트 프레임에 대해 한 번에 한 프레임씩 재송신 요청을 카트가 방송해야 한다.

기지국은 매 16초마다 핀/티 박스 위치(각 코스 홀에 대해 하나의 패킷)를 보낸다.

시스템 데이터 패킷은 대략 매 5분에 한 번의 비율로 방송된다. 카트는 시스템 데이터 패킷의 수신을 확인할 수 없다.

카트 상태 패킷은 카트에 의해 기지국으로 보내어진다. 할당된 시간 슬롯 동안, 기지국이 4개의 연속 카트 상태 패킷 수신에 실패한다면, 카트 제어 패킷(바이트 2)을 통해 재송신 요청이 보내어진다. 카트 확장 상태 패킷도 카트에 의해 기지국으로 송신된다. 그러나, 확장 상태 패킷의 방송은 최소화되는데, 이는 그 송신이 카트 위치 갱신을 기지국에 제공하지 않기 때문이다. 카트 송신에 대한 우선 순서에 관한 시스템 규칙은 (ⅰ) 기지국은 항상 카트에 대해 최고 우선 요청권을 가지며, (ⅱ) 재송신 요청이 두 번째 우선권을 (ⅲ) 골퍼 요청이 세 번째 우선권을 가진다. 카트 확장 상태 패킷은 카트가 응답할 기회 없이 기지국에 의해 다수의 확인 요청이 제기된 경우 또는 요청에 이어서 두 번째 프레임 사이클 내에 재송신 요청이 보내질 수 없는 경우 또는 요청에 이어서 세 번째 프레임 사이클 내에 골퍼 요청이 보내질 수 없는 경우에만 기지국으로 보내진다.

스코어/플레이 속도 패킷은 각 골프 홀의 플레이가 종료된 후에 카트에 의해 기지국으로 방송된다. 기지국은 각 스코어/플레이 속도 패킷의 수신을 확인해야 한다. 카트는 또는 주기적으로 이전 플레이 홀에 대해 확인이 수신되었는가를 조사하여, 그렇지 않다면 스코어/플레이 속도 패킷을 기지국으로 다시 보낸다.

디스턴스 트래블드 패킷은 단지 각 골프 라운드 플레이가 종료되었을 때에만 카트에 의해 기지국으로 방송된다. 기지국은 각 디스턴스 트래블드 패킷의 수신을 확인해야 한다. 카트는 동작 정지 전에 기지국으로부터의 확인을 수신하지 못하면 디스턴스 트래블드 패킷을 두 번까지 다시 보내야 한다.

메시지와 패킷들은 기지국 그룹과 로빙 그룹(roving groups)으로 분리되는데, 단일 기지국에 대해서는 단지 하나의 기지국 메시지만 있지만 가변 길이 네트워크 상에는 로빙 유닛만큼의 로빙 메시지들이 있다. 기지국 메시지와 로빙 메시지 구조는 대역폭 효율 이유상 서로 다르다. 여기서, 한 바이트는 8비트로 구성되어 한 워드는 16비트로(즉, 더블 바이트) 구성되며, 비트 0은 모든 바이트와 워드에 대해 최하위 비트(LSB)라 한다. 메시지의 워드들에서, 최상위 바이트는 바이트 0이며, 최하위 바이트는 바이트 1이다. 이는 모토롤라 프로세서에 사용되는 규정과 일치하며, 모토롤라 68332 프로세서 큐드 직렬 주변 인터페이스(QSPI)는 최상위 비트를 가장 먼저 송신 및 수신한다.

모토롤라 68332 타임 프로세서 유닛(TPU)은 비트 동기화에 사용된다. TPU의 비트 동기화 검출을 지원하기 위해, 비트 동기화 워드는이며, 메시지 식별 바이트의 최상위 비트(MSB)는 로(low)여야만 한다. 또한, 선택된 비트 예를 들어 바이트 2의 비트 14는 카트에 근거한 메시지를 기지국 메시지와 구별하기 위해 하이(high)로 선택된다. 따라서, 최대개 메시지가 존재할 수 있다. 비트 동기화의 상세한 내용이 상기 '295 및 '905 애플리케이션에 설명되어 있다.

물리적 하드웨어 동기화 메커니즘과 시간 안정도를 고려할 때, 메시지에서 바이트의 수는 바이트 3과 4에 의해 64K로 제한된다. 헤더 에러 검출 상위 니블은 바이트 2와 3에 대한 4개 에러 검출 비트이며, 하위 니블은 바이트 4와 패드 바이트에 대한 에러 검출 비트이다. 제 1 패킷은 메시지 헤더를 즉시 따르며, 제 2 패킷은 제 2 패킷을 바로 뒤따르게 되며, 그런 식으로 모든 패킷이 메시지에 내장될 때까지 진행된다. 최종 패킷과 고정 길이 메시지의 마지막 사이의 어떠한 데드(채워지지 않은) 스페이스도 1hex(이진수 0000 0001)로 설정된다. 이 패턴은 68332 프로세서로의 인터럽트를 최소화하며, 수신기 구적(quadrature) 검출기로부터 AC 결합 데이터로의 다음 수신 메시지에 대한 적절한 상태를 수립해 준다.

각 기지국 패킷은 소프트웨어 범용성을 지원하는 고유 내용을 가진 범용 구조이다. 범용 구조는 헤더 바이트가 바이트 0 패킷 위치에 있으며, 최종 4개 바이트로서 에러 검출 워드 또는 워드들이 패킷에 있다. 헤더 바이트의 MSB는 수신 로그(들)로부터의 확인을 요청하도록 설정될 수 있어서, 128개까지의 고유 패킷들이 기지국으로부터 로그들로 송신될 수 있다. 예를 들어, 81hex의 패킷 식별은 81hex의 경우에는 로그로부터 엄격한 "확인"을 요하지만 01hex의 경우에는 그렇지 않다는 것을 제외하고는 81hex는 01hex와 동일하다. 패킷의 타입과 내용에 관한 상세는 '295 및 '905 애플리케이션에 설명되어 있다.

텍스트 메시지 패킷은 코스 매니저가 모든 골프 카트에 공통 메시지를 모낼 수 있게 하고, 어떤 개별 카트에 특정 메시지를 보낼 수도 있게 한다. 예를 들어, 공통 메시지는 게임 스코어, 클럽하우스 레스토랑 또는 그릴의 점심 스페셜 또는 모든 활동 카트에 해당된다고 생각되는 모든 다른 정보가 될 수 있다. 특정 카트에만 해당되는 고유 메시지는 위반 행위(예를 들어, 그린에서 카트를 모는 것)에 관한 경고 또는 사업 동료로부터의 메시지일 수 있다. 24개까지의 문자들이 패킷에서 한번에 송신될 수 있다. 그러나, 패킷의 16개까지의 프레임이 송신될 수 있으며, 이는 구두점과 스페이스(약 5개의 완전한 텍스트 라인에 해당)를 포함하여 384문자의 전체 메시지 길이를 허용한다. 모든 프레임들이 성공적으로 수신될 때까지는 메시지의 어느 부분도 카트에서 표시되지는 않으며, 수신이 될 때 전체 메시지가 팝업 윈도우에 표시된다.

여러 코스들이 매일 각 홀마다 핀 위치를 변경하며, 티 박스 위치는 통산 덜 자주 변경된다. PROLINK 시스템 기지국은 코스의 각 홀에 대해 매 16초마다 핀/티 박스 위치 패킷을 방송한다. (갱신이 가능할 때까지의) 모든 카트에 대한 "파워 온" 디폴트 가정은 핀은 그린의 가운데에 있으며, 티 박스 위치는 이전에 저장된 베이스라인에서 변경되지 않았다는 것이다. 패킷이 한 홀에 대한 정보를 포함하기 때문에, 16초마다 하나씩 연속하여 전체 18개의 서로 다른 패킷이 보내어진다. 핀/티 박스 위치 패킷은 패킷 송신 우선 순위에서 최저 순위에 할당된다.

PROLINK 디지털 통신 시스템 기능은 모토롤라 68332 마이크로프로세서에 의해 주로 기지국의 PCU(44, 51)와 카트의 PCU(16)에 의해 수행된다. 도 18에서, 디지털 데이터 송수신기는 정보 소스(101)를 위한 소스 인코더(102)를 가진 송신 CPU 회로(95), 인크립터(encryptor)(103)(선택적), 및 채널 인코더(104), 통신 채널(107) 상에서 송신을 위한 데이터 변조기(105)를 가진 RF 송신 회로(96)를 포함한다. 통신 채널의 다른 측에서는, 송수신기는 데이터 복조기(109)를 가진 수신 RF 회로(97), 비트 동기화(110)를 가진 수신 CPU 회로(98), 채널 디코더(111), 디크립터(112)(송신 측에 인크립터가 사용되는 경우), 그리고 수신 정보(114)를 출력하기 위한 소스 디코더(113)를 포함한다. CPU 회로(95, 98)는 카트 PCU(16)와 기지국 PCU(44, 51)의 CPU 카드(18) 내에 내장되지만, RF 회로(96, 97)는 기지국 제 1 및 제 2 PCU(44, 51)와 카트 PCU(16)의 RF 카드(22) 내에 내장된다. RF 카드는 어떤 "지능"도 없으며, 단지 반송파 상에 데이터를 변조 및 복조하는 책임만 가진다. PROLINK 시스템은 재발 비용을 실질적으로 감소시키기 위해 이런 식으로 분할되며, CPU 카드 상의 68332 마이크로컨트롤러에 의해 상당한 전력이 제공되며, RF 카드의 적절한 동작을 위한 독립적 마이크로컨트롤러에 대한 필요성을 제공한다.

RF 디지털 데이터 스트림은 QSPI에 대해 수신되는데, 이는 데이터를 수신 시프트 레지스터로 클럭 시키기 위해 수신된 데이터와 클럭 동기화될 것을 요한다. 데이터 스트림의 처음에 송신기에 의해 일련의 동기화 비트가 내장된다. 수신하는 PCU TPU는 동기화 비트들을 검출하고 QSPI 수신 클럭을 생성한다.

비트 동기화는 '295 및 '905 애플리케이션에서 상세히 설명된다. 컬러 모니터 어셈블리(19)는 운전자의 카트 경로 시야를 방해하지 않고 카트 소유자에 의해 보이는 것을 용이하게 하기 위해 골프 카트 루프 아래에서 내부에 장착된다. 그런 모니터(19)의 장착은 태양간 하에서 컬러 판독성에 중요하다. 키패드 어셈블리(23)는 모니터의 베이스 아래에 장착되며, 도 1C에 도시된 바와 같이 소프트웨어를 제어하는 소프트 키를 가지며 카트 조작자에 의한 신속한 접근을 허용한다. PCU(16)는 카트 루프에 내장되며, 카트 전원 인터페이스 박스(25)는 조작자를 방해하지 않고 카트에 장착된다.

유닛을 사용하는 골퍼에 의해 눌러지는 키 장치는 모니터에서 튜브의 바로 아래를 지나는 작은 키패드 스트립이다. 물리적 기계적 키는 스크린에 조사되는 소프트웨어 라벨의 아래에 있다. 소프트 키들은 특정 골퍼가 특정 키에 대해 선호 위치를 가지면 필요한 것으로 프로그램될 수 있으며, 재프로그래밍은 소프트웨어를 통해 엄격하게 이루어진다. 마찬가지로, 각 키에 대한 라벨이 CRT의 바닥 스트립을 따라 소프트웨어에 만들어져서, 이들 키들이 어떤 때에도 서로 다른 의미를 갖도록 재프로그램된다. PROLINK 유닛을 유한 야드수 화살표는 조이스틱 어셈블리, 트랙볼 어셈블리, 또는 골퍼가 손쉽게 화살표를 이동시킬 수 있는 4 내지 8개의 화살표일 수 있다.

CPU 비디오 카드(18)는 두 개의 주요 섹션을 가지는데, 이는 CPU와 비디오 컨트롤러를 포함하며, '295 및 '905 애플리케이션에 상세히 기재되어 있다. CPU는 16 메가바이트(MB)의 메모리까지 어드레스하게 하는 대형 선형 어드레스 스페이스를 가진 모토롤라 68332 마이크로프로세서 디바이스이다. 단일 압축 광고는 64킬로바이트(KB, 또는 K)의 메모리를 차지하며, 고속 프로세싱 효율을 위해서는 32비트 코어를 차지한다. 프로세서는 QSPI를 통해 칩 상에 많은 수의 주변 디바이스를 지원하는데 RF 카드(22)와 같은 주변 디바이스에 "말하는"데 사용되는 고속 직렬 인터페이스로 구성된다. 32비트 마이크로프로세서는 프로세서 코어에 무관하게 16채널 입/출력 타이밍 기능 능력을 제공하며, 시스템의 실시간 인터럽트 요청을 지원하며, 들어오는 RF 디지털 데이터 스트림 상에 비트 동기화를 지원하는 온-칩 타임 프로세싱 유닛(TPU)을 가진다.

CPU는 또한 고해상도 컬러 그래픽 모니터를 구동하고 광고와 디지털 코스 상세 지도를 포함하는 정보를 카트의 컴퓨터 모니터 상에 표시하기 위해 Western Digital사의 비디오 컨트롤러 90C20A를 포함한다. 이 디바이스는 1MB의 DRAM을 지원할 수 있으며, RAM에 비디오 이미지 데이터를 어드레스하고 기록할 수 있다. 부가적으로, 68332 디바이스는 그래픽 이미지를 갱신하기 위해 90C20A를 통해 DRAM에 액세스할 수 있다.

CPU가 하는 일들에는 사용자 명령을 수용하고, 디스플레이를 제어하며, 개별 카트와 기지국 사이의 데이터 전송을 제어하며, RF 인터페이스의 성능을 모니터하는 일들이 포함된다. CPU 제어는 EPROM 프로그램 메모리로부터 시스템의 동작을 지시하는 디지털 전자 프로세서에 의해 행해진다. 메모리는 배치, 홀 지도, 거리 데이터, 장비 현황 데이터, RF 통신 데이터, 진단 명령, 광고, 및 안정적 동작을 위해 필요하고 비휘발성 메모리를 요하는 정보를 포함하는 골프 코스 설명 데이터를 포함할 수 있다. RAM 메모리는 계산, 통신 데이터, 골퍼 스코어 또는 핸디, 및 시스템 동장에 필요한 다른 일시 데이터를 저장하기 위해 프로세서에 의해 사용된다. CPU는 유지 기능이 수행되고, 골프 코스 데이터 또는 제어 프로그램 명형이 갱신되고, 비휘발성 메모리의 어느 부분이 조사 또는 갱신되도록 하기 위해 외부 통신 인터페이스를 제공한다.

코스에 대한 개별 홀 지도, 스코어 데이터, 광고, 키패드 기능 라벨 및 다른 정보는 CPU로부터 컬러 비디오 모니터(19) 상에 디스플레이된다. 프로세서는 플래시 메모리로부터 회수된 패킹된 이진 데이터를 확장하고 디스플레이를 구동하는데 제공된 기록/판독 가능 메모리를 갱신한다.

로빙 유닛에서의 RF 카드와의 CPU 인터페이스는 각 골프 카트가 프로숍 또는 코스 상의 다른 편리한 위치에 위치한 기지국 RF 카드와 정보를 전달 가능하게 한다. 카트는 상기한 바와 같이, 그 DR 항법 시스템을 사용하여 위치를 계산한다. 이동 RF 송신기는 카트와 그 위치를 매 수초마다 식별하는 직렬 데이터를 기지국 수신기로 송신한다. 이들 송신에 의해, 각 카트의 구체적 위치가 결정되고 기지국 모니터 상에 디지털 매핑 디스플레이로 식별된다.

도 3과 CMC로 돌아가서, CMC 모니터(54) 상에 디스플레이되는 전체 골프 코스의 정확한, 디지털, 컬러 그래픽 지도는 골프 관리자로 하여금 플레이하는 홀의 특징과의 관계를 포함한 코스 상에서의 각 카트의 위치를 추적하게 한다. 각 로빙 유닛에 대응되는 컬러 모니터(19)는 특정 홀의 티 박스가 접근되는 시간부터 카트가 그린의 주변에서 다음 홀의 티 박스 위치로 이동할 때까지 자동적으로 플레이되는 특정 홀의 지도를 디스플레이한다. 유닛에 명령을 하는 골퍼는 홀의 일부에서 워터 해저드 또는 샌드 트랩과 같이 관심 있는 특정 지형을 확대할 수 있다. 이들 디스플레이 능력은 시스템에 저장된 디지털 코스 매핑과 코스 상에서의 각각의 위치에 관해 CMC로의 각 로빙 유닛에 의해 공급되는 실시간 데이터에 의해 제공된다.

이 골프 코스의 디지털 지도는 디퍼렌셜 GPS 서베이 기술을 사용하여 생성된다. 코스 특징은 표준 비트맵 그래픽 표현보다 메모리 저장, 축적, 및 회전을 포함하는 몇몇 장점을 더 제공하는 벡터형 지도 저장법을 사용하여 저장 및 디스플레이된다. 각 홀에 대한 디지털 지도 데이터 베이스는 그린, 페어웨이, 워터 해저드, 샌드 트랩, 그래스 벙커, 러프 지역, 카트 경로, 핀 등 홀의 모든 중요 특징을 포함한다. 각 특징은 그린 또는 페어웨이와 같은 영역을 커버하는 특징의 둘레에서 일련의 DGPS 위치 측정에 의해 매핑된다. 유사한 데이터 수집 프로세스가 카트 경로와 같은 선형 특징의 길이를 따라 수행된다. 서베이의 결과 벡터 목록이 예를 들어 영역 특징의 윤곽을 포함하는 각 특징을 설명하도록 편집된다.

벡터 목록은 의사 데이터 포인트를 제거하고 들쭉날쭉한 윤곽을 부드럽게 하고, 영역 타입 특징의 윤곽을 이어주는데 필요한 정도로 처리된다. 지도에 정보를 거의 제공하지 않는 데이터 포인트는 지도 데이터베이스의 메모리 저장 필요를 감소시키기 위해 삭제될 수 있다. 특정 홀에 관한 코스 특징은 결합되어 별개의 색으로 디스플레이하기 위해 그 홀에 대한 데이터베이스를 형성한다. 예를 들어 샌드 스트랩은 모래색, 워터 해저드는 청색, 그린은 녹색 등과 같을 수 있다.

골프 코스의 각 특징은 개별적으로 서베이되기 때문에, 서베이는 특정이 코스에 따라 변경될 때 용이하게 갱신될 수 있다. 예를 들어, 각 홀에 대한 티 박스와 핀 위치는 통상 그것들이 매일 변경됨에 따라 데이터베이스로 프로그램될 수 있다. 필요에 따라 더 상세히 하고 번잡을 감소시키기 위해 특징들이 지도 데이터 베이스 추가 및 그로부터 제거될 수 있다.

벡터형 지도 저장 및 디스플레이 기술은 상당한 장점을 갖는다. 지도 특징의 윤곽만이 저장되기 때문에 메모리 필요성이 감소되어 매우 적은 데이터 포인트들에 의해 상세한 특징이 표현될 수 있게 한다. 영역 특징은 특정 특징이 디스플레이될 때 이들 매우 적게 저당된 데이터 포인트로부터 인출되어 채워진다. 벡터형 시스템에서는 디스플레이되는 특징들이 정보 손실 없이 스크린 상에 감소 또는 확대될 수 있기 때문에 스케일링 또한 향상된다. 부가적으로, 서로 다른 배율로 단일 특징이 디스플레이될 수 있다. 또한, 벡터형 시스템에서는 회전도 스케일링에 유사한 장점을 갖는데, 서로 다른 방향에서의 홀 지도와 같은 특징을 홀의 전체 형상에 따라 원하는 대로 쉽게 디스플레이할 수 있다.

골프 코스 상의 각 물체의 윤곽은 각 물체의 둘레에서 DGPS 위치 데이터를 수집함에 의해 결정된다. 골프 카트 경로 또는 좁은 스트림과 같이 단순 선형인 물체들은 그들을 따라 한쪽 끝에서 다른 끝으로 데이터를 수집함에 의해 서베이된다. 수신기가 물체 주위를 따라 이동함에 따라 수신기의 출력은 규칙적 시간 간격 통상 초당 1회의 측지학적 좌표이다. 측지학적 좌표 대신에 일반 횡단 메르카토르(UTM) 좌표도 사용될 수 있다. 이들 좌표들은 다음의 후처리를 위해 저장되며, 각 물체는 디스플레이될 때 어떻게 후처리되고 인출되는지를 결정하기 위해 고유 물체 번호와 물체 타입에 의해 식별된다.

서베이 데이터는 기준 수신기에 의해 수집되는 데이터를 사용하여 선택적 유효성과 환경 에러에 대해 수정된다. 기준점에 대해 서베이 데이터로부터 공통 에러를 제거하기 위해 어떤 수의 서로 다른 GPS 방법도 사용될 수 있다.

서베이 데이터는 지도 데이터의 시프팅, 스케일링, 및 회전에 의해 CMC 모니터(54) 및 카트 모니터(19) 모두에 디스플레이되도록 전환된다. 물체의 북쪽과 동쪽 벡터 좌표는 하나의 홀 또는 홀 그룹이 디스플레이의 위쪽 왼쪽 구석에 대해 좌표지정되도록 오프셋된다. 시프트된 점들은 스케일 인자와 곱해져서 수백 야드 길이의 특징이 640 x 480 픽셀 스크린에 맞도록 감소된다. 카드 디스플레이를 위해, 홀 지도는 통상 회전되어 홀의 티 박스가 스크린의 바닥에 있고 그린이 스크린의 상부에 있게 된다. CMC 디스플레이는 통상 회전되어, 지도가 스크린의 상부를 북쪽으로 지향하도록 된다.

일단 골프 코스의 윤곽이 획득 및 저장되며, 그런 데이터는 골프 코스의 여러 존 또는 지역 내에서의 골프 카트의 위치를 결정 및 검출하는 효과를 방법을 생성하는데 사용될 수 있다. 그러한 존 검출 알고리듬은 카트의 컬러 모니터가 골프 카트가 골프 코스 내에서 특정 티 존 또는 그린 존과 간은 중요 존/영역에 대해 어디에 있는지에 대한 지식을 요하는 현재 플레이되는 홀과 플레이 타이밍의 속도/페이스를 디스플레이하는 자동 홀 디스플레이 시??싱(sequencing)과 같은 시스템 특징을 구현한다.

PROLINK 시스템은 원, 타원, 직사각형 등에 의해 기하학적으로 정의될 수 있는 "존(zones)"을 사용한다. 존은 관심 영역을 원하는 기하학적 형상으로 둘러쌈에 의해 형성된다. 각 영역을 존 형상으로 수학적으로 기술함에 의해, 골프 카트의 좌표는 각 존에 대해 비교되어 골프 카트가 특정 존 내부에 있는지 따라서 특정 관심 영역 내에 있는지를 결정하게 된다. 직사각형 존 형상은 이런 경우에 매우 효과적이며 골프 코스 지도상에서 그 중심, 세미 메이저 축, 세미 마이너 축, 서베이 그리드 축에 대한 세미 메이저 축의 회전각에 의해 x-y 좌표 그리드 상에 기술될 수 있다. 카트의 DR 시스템에 의해 결정된 바와 같이, 골프 카트(x, y)의 특정 좌표가 주어지면, 계산을 통해 골프 카트가 직사각형 존 내부에 있는지가 결정될 수 있다.

골프 카트가 홀 1의 그린 영역을 떠나서 홀 2의 티 박스 영역에 들어간다는 것을 시스템이 검출하면, 홀 2의 저장된 윤곽이 골프 카트의 컬러 모니터 상에 자동적으로 디스플레이되도록 자동 홀 시??싱이 수행된다. 또한, 카트가 한 홀에서 다음 홀로 이동함에 따라 고해상도 광고 또는 프로 팁을 자동적으로 디스플레이하는 특징은 골프 카트가 홀의 그린 영역에 관련된 영역을 막 나와서 다음 홀의 티 박스 영역으로 이동할 때를 검출함에 의해 구현될 수 있다. 부가적으로, 홀에 대한 골퍼의 플레이 페이스를 자동적으로 결정 및 기록하는 특징은 골프 카트가 홀에 관련된 티 박스 영역에 들어갈 때 타이머를 시작하고 골프 카트가 그 홀에 관련된 그린 영역을 나올 때 타이머를 정지함에 의해 수행될 수 있다.

카트가 홀의 플레이를 위해 티 박스로부터 소정의 거리 내에 있으며, 골퍼는 콘솔의 "프로 팁" 버튼을 누르게 되고, 시스템은 이에 응하여 디스플레이 모니터 상에 팝업 윈도우를 띄워 코스 전문가(코스 "프로")에 의해 제공되는 그 홀의 플레이에 대한 일군의 충고나 제안을 제공하게 된다. 예시적 디스플레이는: "운전하는 동안 페어웨이 우측의 샌드 트랩을 보시오" 또는 "이 그린은 홀 16과 공유되며 그린의 어프로치가 충분한 부분입니다"일 수 있다.

그 홀에 대한 프로 팁을 보고 나서, 골퍼는 티로부터 드라이브하기 위해 적절한 클럽 선택을 위해 카트 모니터 상에서 핀까지의 야드수에 대한 값을 보려할 것이다. 핀까지의 야드수 계산은 DGPS 데이터에 의해 교정되는 골프 카트의 데드 인지 시스템에 의해 계산된다.

마찬가지로, 골퍼는 카트 위치로부터 그 홀을 공략하는 관심 핵심 지점으로 코스 프로에 의해 선택된 지점까지의 범위를 볼 수 있는데, 이는 카트 모니터 스크린에 디스플레이될 때 홀의 디지털 지도상에 도시된다. 통상, 이들은 호수, 샌드 트랩, 또는 다른 해저드를 포함한다. 디스플레이는 또한 플레이되는 홀에서의 카트의 위치를 예를 들어 흰색 삼각형으로 보여준다. 스크린 상에 디스플레이되는 특정 범위와 그래픽은 골퍼에게 특히 티 박스에서 나안으로는 보이지 않는 해저드를 피하기 위한 중요한 정보를 제공한다.

골퍼는 또한 최상의 레이업 샷을 결정하기 위해 디스플레이 상에서 야드수 커서 화살표를 사용할 수 있다. 예를 들어, 흰색 삼각형으로부터 야드수 화살표뿐만 아니라 골프 코스의 여러 위치까지의 거리가 디스플레이되어 골퍼는 각 샷의 전략적 구상을 가능하게 하는 상당한 범위의 정보를 갖게 된다.

존 검출 알고리즘의 사용함으로써, PROLINK 시스템은 홀, 선택된 다수의 홀, 또는 골프의 전체 라운드를 골퍼가 즐기는 시간의 길이를 결정하는 능력을 가진다. PROLINK 시스템은 골퍼 카트와 코스 관리 시스템 둘다의 능력이 유사한 알고리즘을 사용하는 플레이 시간을의 트랙을 유지하도록 한다. 간략하게, 코스 관리 시스템은 현재 홀과 라운드에 대한 각각의 골퍼 카트에 대한 러닝 타이머 및 완성된 각각의 홀에 대한 플레이 시간을 디스플레이한다. 골퍼 카트는 각각의 홀에 대한 플레이 시간을 계산하고 그것의 시간을 코스 관리 시스템에 전송한다. 코스 관리 시스템은 오프라인이 분석될 수 있도록 골퍼 카트에 대한 플레이 속도 데이터를 저장한다.

비록 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 변형이 이루어진다는 것을 인식할 것이다.

Claims (18)

1. 골프 코스상의 각각의 홀에 대한 박스, 컵 배치, 워터 해저드, 샌드 트랩, 거친 지형 등과 같은 여러가지 지형의 고정된 위치 좌표들 사이의 상대적인 거리가 알려지도록 골프 코스가 측량되는, 플레이하는 골퍼의 보조 목적을 위해 골프 코스상의 홀에서의 골프 컵, 해저드, 또는 다른 지형까지의 골프 볼의 거리에 대한 상대적으로 정밀한 측정을 결정하기 위한 방법에 있어서,

   DRN 시스템이 상기 코스상에서 프레잉될 홀의 티 박스 근처에 상기 이동 DRN 시스템의 위치에 대한 좌표의 원점으로서 배치되는 단계;

   티 샷 이후에, 상기 샷으로부터 얻어지는 볼의 새로운 위치 근처에 상기 이동 DRN 시스템을 재배치하고, 상기 이동 DRN 시스템이 재배치될때 상기 티 샷이 발생하는 티 박스와 플레잉되는 홀에 대한 컵 사이의 알려진 거리와 관련한 새로운 위치 좌표를 사용하여 상기 새로운 위치 좌표로부터 상기 컵까지의 거리를 계산하기 위해 상기 이동 DRN 시스템으로부터 상기 좌표의 원점과 관련한 볼의 새로운 위치에 대한 좌표를 결정하는 단계; 및

   상기 골프 코스의 플레이동안 일부 위치에서, 상기 결정 및 계산 단계로부터의 에러 누적을 제거함으로써 정확한 측정치를 재저장하도록 상기 DRN 시스템을 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이동 DRN 시스템은 위성 네비게이션 시스템과 통신하는 능력을 처리하며, 상기 교정 단계는 상기 위성 네비게이션 시스템으로부터 얻어진 정보를 사용한 DRN 시스템의 교정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 위성 네비게이션 시스템은 GPS을 포함하며, DGPS 정보를 사용한 DRN 시스템의 교정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3항에 있어서, 칼만 필터 처리를 사용하여 교정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항에 있어서, 칼만 필터 처리를 사용하여 교정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 이동 DRN 시스템을 골프 카트에 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6항에 있어서, 휠 회전을 인코딩하기 위한 휠 센서를 갖는 골프 카트식 DRN 시스템을 제공하여, 골프 카트의 속도, 및 카트의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
8. 제 7항에 있어서, 휠 센서를 갖는 골프 카트식 DRN 시스템을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 6항에 있어서, 상기 골프 카트의 휠 속도와 마그네틱 헤딩을 측정하기 위해, 적어도 하나의 프론트 휠 센서와 컴퍼스를 갖는 골프 카트식 DRN을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 9항에 있어서, 적어도 하나의 프론트 휠 센서와 부유된 컴퍼스를 갖는 골프 카트식 DRN을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 9항에 있어서, 적어도 하나의 프론트 휠 센서와 고정된 컴퍼스를 갖는 골프 카트식 DRN을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 5항에 있어서, 상기 이동 DRN 시스템을 골프 카트에 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12항에 있어서, 휠 회전을 인코딩하기 위한 휠 센서를 갖는 골프 카트식 DRN 시스템을 제공하여, 골프 카트의 속도, 및 궁극적으로 카트의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
14. 제 13항에 있어서, 프론트 휠 센서를 갖는 골프 카트식 DRN 시스템을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 12항에 있어서, 상기 골프 카트의 휠 속도와 마그네틱 헤딩을 측정하기 위해, 적어도 하나의 프론트 휠 센서와 컴퍼스를 갖는 골프 카트식 DRN을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 15항에 있어서, 적어도 하나의 프론트 휠 센서와 부유된 컴퍼스를 갖는 골프 카트식 DRN을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제 15항에 있어서, 적어도 하나의 프론트 휠 센서와 고정된 컴퍼스를 갖는 골프 카트식 DRN을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 골프 코스상의 위치를 결정하기 위한 시스템에 있어서,

    각각 기지국으로부터 기지국으로 통신을 수신하고 전송하기 위한 수신기와 전송기를 포함하는, 골프 코스상의 위치를 결정하기 위한 다수의 DRN 시스템 유니트;

    상기 이동 DRN 시스템 유니트와 통신하기 위한 기지국; 및

    각각의 DRN 시스템에서 그것의 교정을 위해 그것의 정밀성을 재저장하여 상기 코스상의 위치, 및 상기 코스의 고정된 지형까지의 거리에 대한 상대적으로 정확한 측정을 수행하기 위한 수단을 포함하는 시스템.