KR102099499B1 - Method and apparatus for estimating location - Google Patents

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KR102099499B1 KR1020170137763A KR20170137763A KR102099499B1 KR 102099499 B1 KR102099499 B1 KR 102099499B1 KR 1020170137763 A KR1020170137763 A KR 1020170137763A KR 20170137763 A KR20170137763 A KR 20170137763A KR 102099499 B1 KR102099499 B1 KR 102099499B1
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이치범
김영흠
박영일
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서울과학기술대학교 산학협력단
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    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
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Abstract

위치 추정 방법 및 장치가 개시된다. 위치 추정 장치는 태그 노드가 위치한 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산하고, 적어도 세 개 이상의 위치에서 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산하고, 적어도 세 개 이상의 위치 및 위치 각각에 대응하는 거리를 기초로 앵커 노드의 위치를 추정한다.Disclosed is a method and apparatus for position estimation. The position estimation apparatus calculates displacement at at least three or more locations where the tag node is located, calculates a distance between the tag node and the anchor node at at least three locations, and based on the distance corresponding to each of the at least three locations and locations Estimate the position of the anchor node.

Description

위치 추정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING LOCATION}METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING LOCATION}

아래의 설명은 실내에서 물체의 위치를 추정하는 기술에 관한 것이다.The description below relates to a technique for estimating the location of an object indoors.

GPS 기술은 실내에서 적용되기 어렵기 때문에, 실내에서 물체의 위치를 찾기 위해 다른 기술이 이용된다. 앵커 노드와 태그 노드 간의 통신을 이용하여 앵커 노드 또는 태그 노드의 위치를 찾는 기술이 존재한다. 이 기술은 복수의 앵커 노드를 실내에 설치하고 태그 노드와 통신함으로써 태그 노드의 절대 좌표를 추정한다.Since GPS technology is difficult to apply indoors, other technologies are used to locate objects indoors. There is a technique for finding the location of an anchor node or tag node using communication between the anchor node and the tag node. This technique estimates the absolute coordinates of a tag node by installing a plurality of anchor nodes indoors and communicating with the tag node.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다The above-described background technology is possessed or acquired by the inventor during the derivation process of the present invention, and is not necessarily a known technology disclosed to the public before the filing of the present invention.

본 발명은 앵커 노드와 태그 노드의 상대적인 위치를 추정함으로써 적은 비용으로 앵커 노드의 위치를 추정하는 방법 및 장치를 제공한다. The present invention provides a method and apparatus for estimating the position of an anchor node at a low cost by estimating the relative position of an anchor node and a tag node.

일 실시예에 따른 위치 추정 방법은, 태그 노드가 위치한 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산하는 단계, 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산하는 단계 및 상기 적어도 세 개 이상의 위치 및 상기 위치 각각에 대응하는 상기 거리를 기초로 상기 앵커 노드의 위치를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The method for estimating a location according to an embodiment includes calculating displacements at at least three locations where tag nodes are located, calculating distances between the tag nodes and anchor nodes at the at least three locations, and the at least three locations. And estimating the position of the anchor node based on the above position and the distance corresponding to each of the positions.

상기 변위를 계산하는 단계는, 관성 센서를 이용하여 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 가속도 및 각속도를 측정하는 단계 및 상기 가속도 및 상기 각속도를 기초로 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the displacement includes measuring acceleration and angular velocity at the at least three locations using an inertial sensor, and calculating displacement at the at least three locations based on the acceleration and the angular velocity. can do.

상기 변위를 계산하는 단계는, 상기 가속도 각각을 적분한 결과를 상기 가속도 각각에 대응하는 각속도와 결합하여 상기 변위를 계산할 수 있다.In the calculating of the displacement, the displacement may be calculated by combining the result of integrating each of the accelerations with an angular velocity corresponding to each of the accelerations.

상기 변위를 계산하는 단계는, 보수계를 이용하여 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 걸음 횟수, 걸음 방향 및 보폭을 측정하는 단계 및 상기 걸음 횟수, 걸음 방향 및 보폭을 기초로 상기 변위를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the displacement includes measuring a number of steps, a walking direction and a stride at the at least three positions using a pedometer, and calculating the displacement based on the number of steps, the walking direction, and the step length can do.

상기 태그 노드가 모터를 이용하는 물체에 의해 이동하는 경우, 상기 변위를 계산하는 단계는, 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 모터의 회전 각도 및 상기 모터의 방향을 측정하는 단계 및 상기 모터의 회전 각도 및 상기 모터의 방향을 기초로 상기 변위를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.When the tag node is moved by an object using a motor, the calculating of the displacement may include measuring a rotation angle of the motor and a direction of the motor at the three or more positions, and a rotation angle of the motor and And calculating the displacement based on the direction of the motor.

상기 거리를 계산하는 단계는, 상기 앵커 노드로부터 전자기파를 수신하는 단계 및 상기 수신된 전자기파의 세기를 기초로 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the distance may include receiving an electromagnetic wave from the anchor node and calculating a distance between the tag node and the anchor node at the at least three locations based on the strength of the received electromagnetic wave. have.

상기 거리를 계산하는 단계는, 상기 앵커 노드로 전자기파를 송신하고 상기 앵커 노드로부터 전자기파를 수신하는 단계 및 상기 송신된 전자기파 및 상기 수신된 전자기파의 TOF(Time of Flight)를 기초로 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the distance may include: transmitting electromagnetic waves to the anchor node and receiving electromagnetic waves from the anchor node; and at least three or more based on the transmitted electromagnetic waves and the time of flight (TOF) of the received electromagnetic waves. And calculating a distance between the tag node and the anchor node at a location.

상기 앵커 노드의 위치를 추정하는 단계는, 상기 계산된 변위로부터 적어도 세 개 이상의 원의 중심 위치를 계산하는 단계, 상기 계산된 거리로부터 적어도 세 개 이상의 원의 반지름을 계산하는 단계 및 상기 적어도 세 개 이상의 원의 중심 위치 및 반지름이 교차하는 교점을 상기 앵커 노드의 위치로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of estimating the position of the anchor node includes: calculating a center position of at least three circles from the calculated displacement, calculating a radius of at least three circles from the calculated distance, and the at least three circles. It may include the step of estimating the intersection of the center position and the radius of the circle as the position of the anchor node.

일 실시예에 따른 태그 노드를 포함하는 위치 추정 장치는, 적어도 하나의 프로세서 및 상기 프로세서에 의해 실행될 인스트럭션들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 태그 노드가 위치한 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산하고, 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산하고, 상기 적어도 세 개 이상의 위치 및 상기 위치 각각에 대응하는 상기 거리를 기초로 상기 앵커 노드의 위치를 추정할 수 있다.A location estimation apparatus including a tag node according to an embodiment includes at least one processor and at least one memory storing instructions to be executed by the processor, wherein the processor includes: Calculate displacements at at least three locations, calculate distances between the tag node and anchor nodes at the at least three locations, and place the anchors based on the at least three locations and the distance corresponding to each of the locations You can estimate the location of the node.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 앵커 노드와 태그 노드의 상대적인 위치를 추정함으로써 적은 비용으로 앵커 노드의 위치를 추정할 수 있다.According to an embodiment, the position estimation apparatus may estimate the position of the anchor node at a low cost by estimating the relative position of the anchor node and the tag node.

도 1은 일 실시예에 따른 실내에서 앵커 노드의 위치를 측정하기 위한 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 위치 추정 방법의 동작을 도시한 순서도이다.
도 3a은 종래 기술에 따른 복수의 앵커 노드를 배치한 일례를 도시한 도면이다.
도 3b는 종래 기술에 따른 서로 다른 위치에서 측정된 앵커 노드에 대한 태그 노드의 위치를 표시한 원들을 이용해 태그 노드의 위치를 추정하는 그래프를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에 의해 앵커 노드의 위치를 추정하기 위한 그래프를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.
1 is a diagram showing the overall configuration of a system for measuring the position of an anchor node indoors according to an embodiment.
2 is a flowchart illustrating an operation of a location estimation method according to an embodiment.
3A is a diagram illustrating an example in which a plurality of anchor nodes are arranged according to the prior art.
FIG. 3B is a diagram illustrating a graph of estimating the position of the tag node using circles indicating the position of the tag node with respect to the anchor node measured at different positions according to the prior art.
4 is a diagram illustrating a graph for estimating the position of an anchor node by a position estimation apparatus according to an embodiment.
5 is a diagram illustrating a detailed configuration of a location estimation apparatus according to an embodiment.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only, and may be implemented in various forms. Accordingly, the embodiments are not limited to a specific disclosure form, and the scope of the present specification includes modifications, equivalents, or substitutes included in the technical spirit.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first or second may be used to describe various components, but these terms should be interpreted only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" to another element, it should be understood that other elements may be present, either directly connected to or connected to the other element.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to designate the existence of a described feature, number, step, action, component, part, or combination thereof, one or more other features or numbers, It should be understood that the existence or addition possibilities of steps, actions, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined herein. Does not.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

도 1은 일 실시예에 따른 실내에서 앵커 노드의 위치를 측정하기 위한 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a system for measuring the position of an anchor node indoors according to an embodiment.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 앵커 노드(Anchor Node) (120)와의 상대적인 거리 및 방향을 추정할 수 있다. 사용자(100)는 위치 추정 장치(110)를 이용하여 실내에서 간편하게 앵커 노드(120)의 위치를 추정할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 상대적인 위치(Relative Location)를 추정하므로 앵커 노드(120)의 위치를 추정함으로써 앵커 노드(120)에 대한 위치 추정 장치(110) 자신의 상대적인 위치를 추정할 수도 있다.According to an embodiment, the position estimation apparatus 110 may estimate a relative distance and direction from the anchor node 120. The user 100 can easily estimate the location of the anchor node 120 indoors using the location estimation device 110. Since the location estimation apparatus 110 estimates a relative location, the location estimation apparatus 110 relative to the anchor node 120 itself may be estimated by estimating the location of the anchor node 120.

위치 추정 장치(110)는 실내에서 앵커 노드(120)의 위치를 추정하는 문제에 적용될 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network, WSN)를 이용하는 사물 인터넷(Internet of Things, IoT) 분야에 적용될 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 앵커 노드(120)가 부착된 물건의 위치를 실내에서 쉽게 추정하는 것(Indoor Localization)에 이용될 수 있다. 예를 들어, 위치 추정 장치(110)는 실내에서 잃어버린 물건을 찾는 문제(Lost Items Problem), 증강 현실(Augmented Reality, AR), 주차장에서 차량의 위치를 찾는 문제, 상점 등에서 상품의 위치를 찾는 문제, 와이파이(Wi-Fi)의 AP(Access Point)를 찾는 문제를 해결하기 위해 적용될 수 있다.The position estimation apparatus 110 may be applied to a problem of estimating the position of the anchor node 120 indoors. The position estimation apparatus 110 may be applied to the field of the Internet of Things (IoT) using a wireless sensor network (WSN). The location estimation apparatus 110 may be used to easily estimate the location of an object to which the anchor node 120 is attached indoors (Indoor Localization). For example, the location estimation device 110 may find a lost item in the room (Lost Items Problem), augmented reality (Augmented Reality, AR), a problem in the location of a vehicle in a parking lot, a problem in the location of a product in a store, etc. , It can be applied to solve the problem of finding an access point (AP) of Wi-Fi.

도 1을 참조하면, 위치 추정 장치(110)는 스마트폰을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 위치 추정 장치(110)는 웨어러블 디바이스(wearable device)를 포함할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 팔이나 다리에 착용되는 기기일 수 있으며, 헬멧의 형태로 구현될 수도 있다. Referring to FIG. 1, the location estimation device 110 may include a smart phone, but is not limited thereto. For example, the location estimation apparatus 110 may include a wearable device. The position estimation device 110 may be a device worn on an arm or leg, or may be implemented in the form of a helmet.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 앵커 노드(120)와의 상대적인 위치를 추정할 수 있다. 여기서, 위치 추정 장치(110)는 태그 노드(Tag Node)로 지칭될 수 있다. 또는 위치 추정 장치(110)는 태그 노드를 포함할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 서로 다른 위치에서 앵커 노드(120)에 대한 변위 및 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 적어도 세 개 이상의 위치에서 계산된 앵커 노드(120)에 대한 변위 및 거리를 이용하여 앵커 노드(120)의 상대적인 위치를 추정할 수 있다.According to an embodiment, the location estimation apparatus 110 may estimate a relative location with the anchor node 120. Here, the location estimation apparatus 110 may be referred to as a tag node. Alternatively, the location estimation device 110 may include a tag node. The position estimation device 110 may calculate displacements and distances for the anchor node 120 at different positions. The position estimation apparatus 110 may estimate the relative position of the anchor node 120 using the displacement and distance to the anchor node 120 calculated from at least three or more positions.

위치 추정 장치(110)는 태그 노드에 대한 앵커 노드의 방향과 거리를 추정하여 사용자(100)에게 제공함으로써 앵커 노드의 위치를 사용자에게 직관적으로 알려줄 수 있다. 사용자(100)는 위치 추정 장치(110)로부터 실시간으로 상대적인 위치에 대한 정보를 제공 받음으로써 앵커 노드(120)에 근접하고 있는지를 판단할 수 있다. The location estimation apparatus 110 may intuitively inform the user of the location of the anchor node by estimating the direction and distance of the anchor node with respect to the tag node and providing it to the user 100. The user 100 may determine whether it is close to the anchor node 120 by receiving information about the relative position in real time from the location estimation device 110.

위치 추정 장치(110)는 하나 또는 적은 수의 앵커 노드(120)를 이용하여 앵커 노드(120)의 위치를 추정할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 태그 노드(110)와 앵커 노드(120)의 상대적인 위치를 이용하기 때문에, 다수의 앵커 노드(120)를 이용한 절대 좌표 방식의 위치 추정 방식에 비해 적은 수(예를 들어, 하나의 앵커 노드)의 앵커 노드(120)로도 앵커 노드(120)의 위치를 쉽게 추정할 수 있다. 이처럼, 위치 추정 장치(110)는 다수의 앵커 노드(120)를 설치하는 비용을 줄임으로써 적은 비용으로 앵커 노드(120)의 위치를 추정할 수 있다.The position estimation apparatus 110 may estimate the position of the anchor node 120 using one or a small number of anchor nodes 120. Since the position estimation apparatus 110 uses the relative positions of the tag node 110 and the anchor node 120, it is less than the position estimation method of the absolute coordinate method using a plurality of anchor nodes 120 (for example, Also, the position of the anchor node 120 can be easily estimated with the anchor node 120 of one anchor node). As such, the position estimation apparatus 110 can estimate the position of the anchor node 120 at a small cost by reducing the cost of installing the plurality of anchor nodes 120.

도 2는 일 실시예에 따른 위치 추정 방법의 동작을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating an operation of a location estimation method according to an embodiment.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 태그 노드가 위치한 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 태그 노드의 이동에 따라 제1 위치에서 제2 위치를 향하는 방향 및 이동 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 태그 노드의 이동에 따라 제2 위치에서 제3 위치를 향하는 방향 및 이동 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 태그 노드의 이동에 따라 제3 위치에서 제4 위치를 향하는 방향 및 이동 거리를 계산할 수 있다.According to an embodiment, the location estimation apparatus 110 may calculate displacement at at least three or more locations where the tag node is located. The position estimation apparatus 110 may calculate a direction and a moving distance from the first location to the second location according to the movement of the tag node. The position estimation apparatus 110 may calculate a direction and a moving distance from the second position to the third position according to the movement of the tag node. The position estimation apparatus 110 may calculate a direction and a moving distance from the third position to the fourth position according to the movement of the tag node.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 관성 센서를 이용하여 적어도 세 개 이상의 위치에서 가속도 및 각속도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 관성 센서는 IMU(Inertial measurement unit)를 포함할 수 있다. 관성 센서는 일정한 주기로 가속도 및 각속도를 측정할 수 있다. 관성 센서는 메모리에 측정된 가속도 및 각속도를 시간에 따라 저장할 수 있다.According to an embodiment, the position estimation device 110 may measure acceleration and angular velocity at at least three positions using an inertial sensor. For example, the inertial sensor may include an inertial measurement unit (IMU). The inertial sensor can measure acceleration and angular velocity at regular intervals. The inertial sensor can store the measured acceleration and angular velocity over time in memory.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 가속도 및 각속도를 기초로 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여 각 시간 구간 동안 태그 노드가 이동한 방향 및 이동 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 변위에 따라 이동된 위치 추정 장치(110) 또는 태그 노드의 위치를 결정할 수 있다.According to an embodiment, the position estimation device 110 may calculate displacement at at least three positions based on acceleration and angular velocity. The position estimation apparatus 110 may calculate a direction and a moving distance of the tag node during each time period using the measured acceleration and angular velocity. The position estimation device 110 may determine the position of the position estimation device 110 or the tag node moved according to each displacement.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 가속도 각각을 적분한 결과를 가속도 각각에 대응하는 각속도와 결합하여 변위를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 시간 구간 별로 측정된 가속도를 시간에 따라 2회 적분하여 이동 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 시간 구간 별로 측정된 각속도를 시간에 따라 1회 적분하여 이동 방향을 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 이동 거리 및 이동 방향을 기초로 태그 노드의 이동 거리를 계산할 수 있다.According to an embodiment, the position estimation apparatus 110 may calculate displacement by combining the result of integrating each acceleration with an angular velocity corresponding to each acceleration. The position estimation apparatus 110 may calculate the moving distance by integrating the acceleration measured for each time section twice with time. The position estimation apparatus 110 may calculate the moving direction by integrating the angular velocity measured for each time section once with time. The position estimation apparatus 110 may calculate the movement distance of the tag node based on the movement distance and the movement direction.

다른 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 보수계(Pedometer)를 이용하여 적어도 세 개 이상의 위치에서 걸음 횟수, 걸음 방향 및 보폭을 측정할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 복수의 시간 구간 각각에 대하여 걸음 횟수, 걸음 방향 및 보폭을 측정할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 시간 구간 별로 측정된 걸음 횟수, 걸음 방향 및 보폭을 메모리에 저장할 수 있다. According to another embodiment, the position estimation apparatus 110 may measure the number of steps, the walking direction, and the stride at at least three positions using a pedometer. The position estimation apparatus 110 may measure the number of steps, the step direction, and the step length for each of the plurality of time sections. The location estimation device 110 may store the number of steps, the direction of walking, and the step length measured for each time section in the memory.

위치 추정 장치(110)는 걸음 횟수, 걸음 방향 및 보폭을 기초로 변위를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 걸음마다 걸음 방향과 보폭을 계산하여 변위를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 변위를 합산하여 총 걸음에 대한 변위를 계산할 수 있다.The position estimator 110 may calculate displacement based on the number of steps, the direction of walking, and the step length. The position estimation apparatus 110 may calculate the displacement by calculating the step direction and the step length for each step. The position estimation apparatus 110 may calculate displacements for the total steps by summing each displacement.

다른 실시예에 따르면, 태그 노드가 모터를 이용하는 물체에 의해 이동하는 경우, 위치 추정 장치(110)는 적어도 세 개 이상의 위치에서 모터의 회전 각도 및 모터의 방향을 측정할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 일정한 시간 주기로 모터의 회전 각도 및 모터의 방향을 측정할 수 있다. 예를 들어, 위치 추정 장치(110)는 바퀴가 달린 이동 장치를 포함할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 시간에 따른 모터의 회전 각도 및 회전 방향을 인코딩된 데이터로 메모리에 저장할 수 있다. 인코딩된 데이터는 인코더 데이터로 지칭될 수 있다.According to another embodiment, when the tag node moves by an object using a motor, the position estimation apparatus 110 may measure the rotation angle of the motor and the direction of the motor at at least three positions. The position estimation apparatus 110 may measure the rotation angle of the motor and the direction of the motor at a constant time period. For example, the position estimation device 110 may include a wheeled mobile device. The position estimation apparatus 110 may store the rotation angle and rotation direction of the motor over time in memory as encoded data. The encoded data may be referred to as encoder data.

위치 추정 장치(110)는 모터의 회전 각도 및 모터의 방향을 기초로 변위를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 시간 구간 별로 모터의 회전 각도를 이용하여 태그 노드의 이동 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 시간 구간 별로 태그 노드의 방향을 계산할 수 있다. The position estimation apparatus 110 may calculate displacement based on the rotation angle of the motor and the direction of the motor. The position estimation apparatus 110 may calculate the movement distance of the tag node by using the rotation angle of the motor for each time section. The location estimation apparatus 110 may calculate the direction of the tag node for each time period.

이처럼, 위치 추정 장치(110)는 다양한 방식으로 각 시간 구간에 따른 태그 노드의 변위를 계산함으로써 이동된 후의 위치를 결정할 수 있다.As described above, the position estimation apparatus 110 may determine the position after the movement by calculating the displacement of the tag node according to each time section in various ways.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 적어도 세 개 이상의 위치에서 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 여기서, 거리가 계산되는 세 개 이상의 위치는 각각 변위가 계산되는 위치에 대응할 수 있다. According to an embodiment, the location estimation apparatus 110 may calculate a distance between the tag node and the anchor node at at least three locations. Here, three or more positions where the distance is calculated may correspond to a position where the displacement is calculated, respectively.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 앵커 노드로부터 전자기파를 수신할 수 있다. 앵커 노드는 주기적으로 일정한 세기의 전자기파를 방사할 수 있다. 여기서 전자기파는 허용된 대역폭 내의 전자기파가 사용될 수 있다. 예를 들어, 전자기파는 실내에서 사용되지 않는 대역폭의 전자기파를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 앵커 노드는 태그 노드로부터 요청 신호를 수신한 경우에 일정한 세기의 전자기파를 방사할 수도 있다.According to an embodiment, the location estimation apparatus 110 may receive electromagnetic waves from an anchor node. The anchor node may periodically emit electromagnetic waves of a constant intensity. Here, electromagnetic waves within an allowed bandwidth may be used. For example, the electromagnetic wave may include electromagnetic waves having a bandwidth not used indoors. According to another embodiment, the anchor node may emit electromagnetic waves of a certain intensity when a request signal is received from the tag node.

위치 추정 장치(110)는 수신 신호의 세기(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 기초로 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 전자기파의 세기를 기초로 적어도 세 개 이상의 위치에서 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 전자기파의 세기는 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리가 클수록 작아지고, 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리가 작을수록 커질 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 이러한 원리를 이용하여 앵커 노드로부터 수신된 전자기파의 세기를 기초로 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. The position estimation apparatus 110 may calculate the distance between the tag node and the anchor node based on the received signal strength indicator (RSSI). The distance between the tag node and the anchor node can be calculated at at least three locations based on the intensity of electromagnetic waves. The intensity of the electromagnetic wave may decrease as the distance between the tag node and the anchor node increases, and as the distance between the tag node and the anchor node decreases. The position estimation apparatus 110 may calculate the distance between the tag node and the anchor node based on the intensity of electromagnetic waves received from the anchor node using this principle.

위치 추정 장치(110)는 각 위치에 대하여 계산된 변위 및 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 대응 시킬 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 변위와 거리의 대응 관계를 시간 별로 메모리에 저장할 수 있다.The position estimation apparatus 110 may correspond to the displacement calculated for each position and the distance between the tag node and the anchor node. The position estimation apparatus 110 may store a correspondence relationship between displacement and distance in memory for each time.

다른 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 앵커 노드로 전자기파를 송신하고 앵커 노드로부터 전자기파를 수신할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 주기적으로 전자기파를 방사할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 전자기파를 브로드캐스팅할 수도 있고 특정 방향으로 전자기파를 전파할 수도 있다. 앵커 노드는 전자기파를 수신하고 이에 대응하여 전자기파를 태그 노드로 방사할 수 있다. 앵커 노드는 즉시 또는 일정한 시간 간격을 두고 전자기파를 태그 노드로 방사할 수 있다.According to another embodiment, the position estimation apparatus 110 may transmit electromagnetic waves to the anchor node and receive electromagnetic waves from the anchor node. The position estimation device 110 may periodically radiate electromagnetic waves. The position estimation apparatus 110 may broadcast electromagnetic waves or propagate electromagnetic waves in a specific direction. The anchor node may receive electromagnetic waves and radiate electromagnetic waves to the tag nodes correspondingly. The anchor node can emit electromagnetic waves to the tag node immediately or at regular time intervals.

위치 추정 장치(110)는 전자기파 및 수신된 전자기파의 TOF(Time of Flight)를 기초로 적어도 세 개 이상의 위치에서 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 실내에서 전자기파의 속도를 미리 메모리에 저장할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 태그 노드와 앵커 노드 간의 전자기파의 왕복 시간을 측정할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 전자기파의 왕복 시간과 전자기파의 속도를 기초로 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 위치 추정 장치(110)는 전자기파의 왕복 시간 동안 시간에 따라 전자기파의 속도를 적분함으로써 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다.The location estimation apparatus 110 may calculate the distance between the tag node and the anchor node at at least three locations based on the time of flight (TOF) of the electromagnetic wave and the received electromagnetic wave. The position estimation apparatus 110 may store the speed of electromagnetic waves in the memory in advance in the room. The position estimation apparatus 110 may measure the round trip time of electromagnetic waves between the tag node and the anchor node. The position estimation apparatus 110 may calculate the distance between the tag node and the anchor node based on the round trip time of the electromagnetic wave and the speed of the electromagnetic wave. For example, the position estimation apparatus 110 may calculate the distance between the tag node and the anchor node by integrating the velocity of the electromagnetic wave over time during the round trip time of the electromagnetic wave.

관성 센서와 RSSI를 사용한 거리 센서는 보통 스마트폰에 내장된다. 따라서, 위치 추정 장치(110)가 관성 센서 및 RSSI를 이용한 거리 센서로 구현되는 경우, 별도의 하드웨어 구축이 필요하지 않다는 장점이 있다. Inertial sensors and distance sensors using RSSI are usually built into smartphones. Therefore, when the position estimation device 110 is implemented as an inertial sensor and a distance sensor using RSSI, there is an advantage in that no separate hardware is required.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 적어도 세 개 이상의 위치 및 위치 각각에 대응하는 거리를 기초로 앵커 노드의 위치를 추정할 수 있다. 여기서 세 개 이상의 위치는 각각 태그 노드가 이전 시점으로부터 변화된 위치를 지칭할 수 있다. 여기서 거리는 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 지칭할 수 있다.According to an embodiment, the location estimation apparatus 110 may estimate the location of the anchor node based on at least three locations and a distance corresponding to each of the locations. Here, the three or more locations may refer to locations where the tag node has changed from the previous viewpoint. Here, the distance may refer to a distance between the tag node and the anchor node.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 적어도 세 개 이상의 원이 교차하는 교점을 앵커 노드의 위치로 추정할 수 있다. 위치 추정 장치는(110)는 앵커 노드와 태그 노드 간의 세 개 이상의 상대적인 위치를 기초로 삼각 측량법을 통해 앵커 노드의 위치를 추정할 수 있다. 이를 위하여, 위치 추정 장치(110)는 적어도 세 개 이상의 원의 중심 위치 및 반지름을 계산할 수 있다.According to an embodiment, the location estimation apparatus 110 may estimate the intersection of at least three or more circles as the location of the anchor node. The position estimation apparatus 110 may estimate the position of the anchor node through triangulation based on three or more relative positions between the anchor node and the tag node. To this end, the position estimation apparatus 110 may calculate the center position and radius of at least three circles.

위치 추정 장치(110)는 계산된 변위로부터 적어도 세 개 이상의 원의 중심 위치를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 계산된 거리로부터 적어도 세 개 이상의 원의 반지름을 계산할 수 있다.The position estimation apparatus 110 may calculate the center position of at least three or more circles from the calculated displacement. The position estimation apparatus 110 may calculate a radius of at least three or more circles from the calculated distance.

다른 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 적어도 세 개 이상의 구가 교차하는 교점을 앵커 노드의 위치로 추정할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 앵커 노드와 태그 노드 간의 세 개 이상의 상대적인 위치를 기초로 3차원 상의 삼각 측량법을 이용하여 앵커 노드의 위치를 추정할 수 있다.According to another embodiment, the location estimation apparatus 110 may estimate the intersection of at least three or more spheres as the location of the anchor node. The position estimation apparatus 110 may estimate the position of the anchor node using triangulation in three dimensions based on three or more relative positions between the anchor node and the tag node.

이를 위하여, 위치 추정 장치(110)는 계산된 변위로부터 적어도 세 개 이상의 구의 중심 위치를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 계산된 거리로부터 적어도 세 개 이상의 구의 반지름을 계산할 수 있다.To this end, the position estimation apparatus 110 may calculate the center position of at least three or more spheres from the calculated displacement. The position estimation apparatus 110 may calculate a radius of at least three or more spheres from the calculated distance.

도 3a은 종래 기술에 따른 복수의 앵커 노드를 배치한 일례를 도시한 도면이다.3A is a diagram illustrating an example in which a plurality of anchor nodes are arranged according to the prior art.

이 방법에 따르면, 다수의 앵커 노드는 건물 안에 격자형으로 설치된다. 또한 앵커 노드 각각의 절대 좌표가 설정되어야 하고, 좌표 데이터 교환 과정에서 태그 노드 소지자의 위치 정보가 쉽게 노출될 수 있는 단점이 있다. 복수의 앵커 노드를 건물마다 설치하는 경우 많은 비용이 요구되므로, 절대 좌표를 추정하는 기술은 위치 기반 서비스(Location Based Service, LBS) 제공을 위한 유비쿼터스(Ubiquitous) 환경 구축에 걸림돌이 된다.According to this method, a plurality of anchor nodes are installed in a lattice shape in the building. In addition, the absolute coordinates of each anchor node must be set, and in the process of exchanging coordinate data, the location information of the tag node holder can be easily exposed. Since installing a plurality of anchor nodes for each building requires a high cost, a technique for estimating absolute coordinates is an obstacle to constructing a ubiquitous environment for providing a location based service (LBS).

도 3b는 종래 기술에 따른 서로 다른 위치에서 측정된 앵커 노드에 대한 태그 노드의 위치를 표시한 원들을 이용해 태그 노드의 위치를 추정하는 그래프를 도시한 도면이다.FIG. 3B is a diagram illustrating a graph of estimating the position of the tag node using circles indicating the position of the tag node with respect to the anchor node measured at different positions according to the prior art.

실내 환경에서 GPS(Global Positioning System)는 사용될 수 없기 때문에, 보통 앵커 노드가 적어도 3개 이상 설치되고, 위치를 찾고자 하는 태그 노드와의 위치 관계를 이용하여 삼각 측량법을 통해 태그 노드의 위치가 추정된다. 일례로, 절대 좌표를 사용하는 경우, 잃어버린 물건이 현재 건물에서

Figure 112017104712210-pat00001
좌표에 있고 사용자의 위치는
Figure 112017104712210-pat00002
에 있다는 정보가 사용자에게 제공된다. Since the Global Positioning System (GPS) cannot be used in an indoor environment, at least three anchor nodes are usually installed, and the position of the tag node is estimated through triangulation using a positional relationship with the tag node to locate. . As an example, if you use absolute coordinates, the lost item is in the current building.
Figure 112017104712210-pat00001
Coordinates and the user's location
Figure 112017104712210-pat00002
Information is provided to the user.

도 3b를 참조하면, 세 개의 앵커 노드로부터 태그 노드의 위치를 찾기 위한 그래프가 도시된다. P1, P2 및 P3는 앵커 노드의 위치를 나타낸다. 각 앵커 노드의 위치로부터 태그 노드의 위치까지의 거리가 측정된다. 각 앵커 노드의 위치를 중심으로 각 거리를 반지름으로 하는 원이 설정된다. 세 앵커 노드를 중심으로 설정된 원의 교집합에 태그 노드가 위치한다고 추정될 수 있다.Referring to FIG. 3B, a graph for locating a tag node from three anchor nodes is shown. P1, P2 and P3 indicate the position of the anchor node. The distance from the position of each anchor node to the position of the tag node is measured. A circle with each distance as a radius is set around the position of each anchor node. It can be estimated that the tag node is located at the intersection of the circles set around the three anchor nodes.

도 4는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에 의해 앵커 노드의 위치를 추정하기 위한 그래프를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a graph for estimating the position of an anchor node by a position estimation apparatus according to an embodiment.

위치 추정 장치(110)는 태그 노드의 위치 및 앵커 노드와 태그 노드 간의 거리를 결정하고 태그 노드의 각 위치로부터 삼각 측량을 이용하여 앵커 노드의 위치를 추정할 수 있다. The position estimation apparatus 110 may determine the position of the tag node and the distance between the anchor node and the tag node, and estimate the position of the anchor node using triangulation from each position of the tag node.

위치 추정 장치(110)는 관성 센서를 이용하여 태그 노드의 위치 변화를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 태그 노드의 서로 다른 세 위치를 결정할 수 있다. 도 4를 참조하면, 위치 추정 장치(110)는 태그 노드가 P1, P2 및 P3로 이동하는 과정을 추적할 수 있다.The position estimation device 110 may calculate the position change of the tag node using the inertial sensor. The location estimation apparatus 110 may determine three different locations of the tag node. Referring to FIG. 4, the location estimation apparatus 110 may track the process of moving the tag node to P1, P2 and P3.

위치 추정 장치(110)는 P1에서 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 P2에서 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 P3에서 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리만 계산하고 방향은 알지 못하기 때문에 삼각 측량법을 이용하여 앵커 노드의 위치를 추정할 수 있다.The position estimation apparatus 110 may calculate the distance between the tag node and the anchor node at P1. The position estimation apparatus 110 may calculate the distance between the tag node and the anchor node at P2. The position estimation apparatus 110 may calculate the distance between the tag node and the anchor node at P3. Since the position estimation apparatus 110 calculates only the distance between the tag node and the anchor node and does not know the direction, the position of the anchor node can be estimated using triangulation.

위치 추정 장치(110)는 P1, P2 및 P3에서 각 위치를 원의 중심으로 설정하고, 해당 위치에서 앵커 노드까지의 거리를 원의 반지름으로 설정할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 원이 교차하는 지점을 앵커 노드의 위치로 추정할 수 있다.The position estimation apparatus 110 may set each position as the center of the circle in P1, P2, and P3, and set the distance from the corresponding position to the anchor node as the radius of the circle. The position estimation apparatus 110 may estimate a point at which each circle intersects as the position of the anchor node.

다른 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(110)는 P1, P2 및 P3에서 각 위치를 구의 중심으로 설정하고, 해당 위치에서 앵커 노드까지의 거리를 구의 반지름으로 설정할 수 있다. 위치 추정 장치(110)는 각 구가 교차하는 지점을 앵커 노드의 위치로 추정할 수 있다.According to another embodiment, the location estimation apparatus 110 may set each location as the center of the sphere in P1, P2, and P3, and set the distance from the location to the anchor node as the radius of the sphere. The position estimation apparatus 110 may estimate the point at which each sphere intersects as the position of the anchor node.

도 5는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a detailed configuration of a location estimation apparatus according to an embodiment.

일 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(500)는 프로세서(501), 메모리(503), 변위 센서(505) 및 거리 센서(507)를 포함할 수 있다. 위치 추정 장치(500)는 태그 노드로 지칭될 수 있다. 또는 위치 추정 장치(500)는 태그 노드를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the position estimation apparatus 500 may include a processor 501, a memory 503, a displacement sensor 505 and a distance sensor 507. The location estimation apparatus 500 may be referred to as a tag node. Alternatively, the location estimation apparatus 500 may include a tag node.

메모리(503)는 프로세서(501) 에 의해 실행될 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다. 메모리(503)는 앵커 노드로부터 수신한 신호를 시간 별로 저장할 수 있다. 메모리(503)는 변위 센서(505) 및 거리 센서(507)로부터 수신한 신호를 시간 별로 저장할 수 있다. 메모리(503)는 계산된 태그 노드의 위치 및 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 시간 별로 저장할 수 있다. The memory 503 can store instructions to be executed by the processor 501. The memory 503 may store the signal received from the anchor node by time. The memory 503 may store signals received from the displacement sensor 505 and the distance sensor 507 for each time. The memory 503 may store the calculated position of the tag node and the distance between the tag node and the anchor node by time.

변위 센서(505)는 일정한 시간 주기로 태그 노드의 변위를 계산할 수 있다. 일례로, 변위 센서(505)는 관성 센서 또는 보수계를 포함할 수 있다.The displacement sensor 505 may calculate the displacement of the tag node at a constant time period. In one example, the displacement sensor 505 may include an inertial sensor or a pedometer.

거리 센서(507)는 일정한 시간 주기로 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 여기서, 거리가 계산되는 세 개 이상의 위치는 각각 변위가 계산되는 위치에 대응할 수 있다. 일례로, 거리 센서(507)는 앵커 노드로부터 수신한 수신 신호의 세기를 측정하거나 TOF를 이용하여 거리를 계산할 수 있다.The distance sensor 507 may calculate the distance between the tag node and the anchor node at a constant time period. Here, three or more positions where the distance is calculated may correspond to a position where the displacement is calculated, respectively. In one example, the distance sensor 507 may measure the strength of the received signal received from the anchor node or calculate the distance using TOF.

프로세서(501)는 태그 노드가 위치한 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산할 수 있다. 프로세서(501)는 적어도 세 개 이상의 위치에서 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산할 수 있다. 프로세서(501)는 적어도 세 개 이상의 위치 및 위치 각각에 대응하는 거리를 기초로 앵커 노드의 위치를 추정할 수 있다.The processor 501 may calculate displacement at at least three locations where the tag node is located. The processor 501 may calculate the distance between the tag node and the anchor node at at least three locations. The processor 501 may estimate the location of the anchor node based on at least three locations and a distance corresponding to each location.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented with hardware components, software components, and / or combinations of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors (micro signal processors), microcomputers, and field programmable gates (FPGAs). Arrays, programmable logic units (PLUs), microprocessors, or any other device capable of executing and responding to instructions can be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers. The processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For convenience of understanding, a processing device may be described as one being used, but a person having ordinary skill in the art, the processing device may include a plurality of processing elements and / or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. In addition, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.

실시예들에서 설명된 구성요소들은 하나 이상의 DSP (digital signal processor), 프로세서, 컨트롤러, ASIC (application specific integrated circuit), FPGA (field programmable gate array)와 같은 프로그래머블 논리 소자, 다른 전자 기기들 및 이것들의 조합 중 하나 이상을 포함하는 하드웨어 구성 요소에 의해 구현될 수 있다. 실시예들에 설명된 과정들 또는 기능들 중 적어도 일부는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있고, 해당 소프트웨어는 기록 매체에 기록될 수 있다. 실시예들에서 설명된 구성요소들, 기능들 및 과정들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다.The components described in the embodiments may include one or more digital signal processors (DSPs), processors, controllers, application specific integrated circuits (ASICs), programmable logic elements such as field programmable gate arrays (FPGAs), other electronic devices, and the like. It may be implemented by hardware components including one or more of the combinations. At least some of the processes or functions described in the embodiments may be implemented by software, and the software may be recorded on a recording medium. The components, functions, and processes described in the embodiments may be implemented by a combination of hardware and software.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device. Software and / or data may be interpreted by a processing device, or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodied in the transmitted signal wave. The software may be distributed on networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. Computer-readable media may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the computer-readable medium may be specially designed and configured for the embodiments, or may be known and usable by those skilled in the computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and / or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

100: 사용자
110: 위치 추정 장치
120: 앵커 노드
100: user
110: position estimation device
120: anchor node

Claims (10)

태그 노드가 위치한 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산하는 단계;
상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산하는 단계; 및
상기 적어도 세 개 이상의 위치 및 상기 위치 각각에 대응하는 상기 거리를 기초로 상기 앵커 노드의 위치를 추정하는 단계
를 포함하고,
상기 태그 노드가 모터를 이용하는 물체에 의해 이동하는 경우,
상기 변위를 계산하는 단계는,
각 시간 구간 별로 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 모터의 회전 각도 및 상기 모터의 방향을 측정하는 단계;
상기 측정된 회전 각도 및 방향을 인코딩된 데이터로 저장하는 단계; 및
상기 모터의 회전 각도 및 상기 모터의 방향을 기초로 상기 변위를 계산하는 단계를 포함하는 위치 추정 방법.
Calculating displacement at at least three or more locations where the tag node is located;
Calculating a distance between the tag node and the anchor node at the at least three locations; And
Estimating the position of the anchor node based on the at least three positions and the distance corresponding to each of the positions
Including,
When the tag node is moved by an object using a motor,
The step of calculating the displacement,
Measuring a rotation angle of the motor and a direction of the motor at each of the at least three positions for each time period;
Storing the measured rotation angle and direction as encoded data; And
And calculating the displacement based on the rotation angle of the motor and the direction of the motor.
제1항에 있어서,
상기 변위를 계산하는 단계는,
관성 센서를 이용하여 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 가속도 및 각속도를 측정하는 단계; 및
상기 가속도 및 상기 각속도를 기초로 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
According to claim 1,
The step of calculating the displacement,
Measuring acceleration and angular velocity at the at least three locations using an inertial sensor; And
Calculating displacement at the at least three or more locations based on the acceleration and the angular velocity
Location estimation method comprising a.
제2항에 있어서,
상기 변위를 계산하는 단계는,
상기 가속도 각각을 적분한 결과를 상기 가속도 각각에 대응하는 각속도와 결합하여 상기 변위를 계산하는,
위치 추정 방법.
According to claim 2,
The step of calculating the displacement,
Calculating the displacement by combining the result of integrating each of the accelerations with an angular velocity corresponding to each of the accelerations,
Location estimation method.
제1항에 있어서,
상기 변위를 계산하는 단계는,
보수계를 이용하여 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 걸음 횟수, 걸음 방향 및 보폭을 측정하는 단계; 및
상기 걸음 횟수, 걸음 방향 및 보폭을 기초로 상기 변위를 계산하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
According to claim 1,
The step of calculating the displacement,
Measuring a number of steps, a walking direction and a stride at the at least three positions using a pedometer; And
Calculating the displacement based on the number of steps, the direction of walking and the step length
Location estimation method comprising a.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 거리를 계산하는 단계는,
상기 앵커 노드로부터 전자기파를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 전자기파의 세기를 기초로 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
According to claim 1,
The step of calculating the distance,
Receiving electromagnetic waves from the anchor node; And
Calculating a distance between the tag node and the anchor node at the at least three locations based on the received electromagnetic wave strength.
Location estimation method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 거리를 계산하는 단계는,
상기 앵커 노드로 전자기파를 송신하고 상기 앵커 노드로부터 전자기파를 수신하는 단계; 및
상기 송신된 전자기파 및 상기 수신된 전자기파의 TOF(Time of Flight)를 기초로 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
According to claim 1,
The step of calculating the distance,
Transmitting electromagnetic waves to the anchor node and receiving electromagnetic waves from the anchor node; And
Calculating a distance between the tag node and the anchor node at the at least three locations based on the transmitted electromagnetic wave and the time of flight (TOF) of the received electromagnetic wave.
Location estimation method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 앵커 노드의 위치를 추정하는 단계는,
상기 계산된 변위로부터 적어도 세 개 이상의 원의 중심 위치를 계산하는 단계;
상기 계산된 거리로부터 적어도 세 개 이상의 원의 반지름을 계산하는 단계; 및
상기 적어도 세 개 이상의 원의 중심 위치 및 반지름이 교차하는 교점을 상기 앵커 노드의 위치로 추정하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
According to claim 1,
Estimating the position of the anchor node,
Calculating a center position of at least three or more circles from the calculated displacement;
Calculating a radius of at least three circles from the calculated distance; And
Estimating the intersection of the center position and radius of the at least three circles as the position of the anchor node.
Location estimation method comprising a.
제1항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium recording a program for executing the method of claim 1 on a computer. 태그 노드를 포함하는 위치 추정 장치에 있어서,
적어도 하나의 프로세서 및
상기 프로세서에 의해 실행될 인스트럭션들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 태그 노드가 위치한 적어도 세 개 이상의 위치에서 변위를 계산하고,
상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 태그 노드와 앵커 노드 간의 거리를 계산하고,
상기 적어도 세 개 이상의 위치 및 상기 위치 각각에 대응하는 상기 거리를 기초로 상기 앵커 노드의 위치를 추정하고,
상기 태그 노드가 모터를 이용하는 물체에 의해 이동하는 경우,
상기 프로세서는, 각 시간 구간 별로 상기 적어도 세 개 이상의 위치에서 상기 모터의 회전 각도 및 상기 모터의 방향을 측정하고, 상기 측정된 회전 각도 및 방향을 인코딩된 데이터로 저장하고, 상기 모터의 회전 각도 및 상기 모터의 방향을 기초로 상기 변위를 계산하는,
위치 추정 장치.
In the position estimation apparatus comprising a tag node,
At least one processor and
And at least one memory for storing instructions to be executed by the processor,
The processor,
The displacement is calculated at least three or more locations where the tag node is located,
Calculating a distance between the tag node and the anchor node at the at least three locations,
Estimate the position of the anchor node based on the at least three positions and the distance corresponding to each of the positions,
When the tag node is moved by an object using a motor,
The processor measures the rotation angle of the motor and the direction of the motor at the at least three locations for each time period, stores the measured rotation angle and direction as encoded data, and rotates the rotation angle of the motor and Calculating the displacement based on the direction of the motor,
Position estimation device.
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