KR100821615B1

KR100821615B1 - 위치 추적 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100821615B1
Application number: KR1020070045916A
Authority: KR
Inventors: 안효성; 이유철; 유원필
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-04-16

Abstract

본 발명은 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 바닥면의 특성을 감지할 수 있는 바닥면 구별센서 또는 바닥에 설치된 RFID 태그를 인식할 수 있는 태그 리더기를 신발이나 사람의 발목에 부착하여 실내에서의 현재 위치를 감지하고 이들 감지신호를 몸에 부착된 무선랜(WLAN)을 이용하여 서버에 전달하여 보행자의 위치를 추적할 수 있다. 본 발명에 따르면, 병원에서 환자의 위치를 추적하거나 대형 마트에서 소비자의 위치를 파악하는데 효율적으로 이용될 수 있으며, 실내의 이동형 로봇에 적용되어 로봇의 서비스 능력을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

보행자, 위치, 실내, RFID, 바닥

Description

위치 추적 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PURCHASING POSITION}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 위치 추적 시스템의 개념도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 태그 배치에 따른 통신 영역을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시예로서, 특징이 다른 두 개의 바닥이 연결되어 있는 경우를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 다른 실시예로서, 감지장치가 신발에 적용된 개념도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예로서, 보행자가 바닥면의 특성이 다른 두 개의 공간을 이동하는 경우를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 다른 실시예로서, 9개의 서로 다른 특성을 가지는 정사각형 바닥면을 나타낸 도면,

도 7은 본 발명의 다른 실시예로서, 9개의 서로 다른 특성을 가지는 정사각형 바닥면을 공간 전체로 이어서 확장하여 설치한 경우를 나타낸 도면,

도 8은 본 발명의 다른 실시예로서, 9개의 서로 다른 특성을 가지는 정사각형 바닥에서 보행자의 궤적을 나타낸 도면,

도 9는 본 발명의 다른 실시예로서, 7개의 서로 다른 특성을 가지는 정육각 형 바닥면을 공간 전체로 이어서 확장하여 설치한 경우를 나타낸 도면,

도 10은 본 발명의 다른 실시예로서, 서로 구분되는 특성을 가진 바닥면을 이용하여 물체 및 공간의 위치를 찾기 위한 경로 제공 방법의 개념도,

도 11은 본 발명의 다른 실시예로서, 선택적 정밀도를 제공해 주는 바닥면의 배열을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : RFID 태그 20 : 감지장치

201 : 태그 리더기 202, 204 : 무선랜

203 : 바닥면 구별센서 30 : 서버

본 발명은 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태그 또는 서로 특성이 다른 바닥면을 보행자에 부착된 감지장치를 통해 감지하여 보행자의 경로 및 위치를 실시간으로 정밀하게 파악하는 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것이다.

보행자의 위치를 정밀하게 추적하는 것이 때로 필요할 때가 있다. 예를 들어, 병원에서 환자의 위치를 파악할 수 있다면 환자의 병상 관리에 큰 도움이 될 것이며, 환자의 상태를 실시간 파악할 수도 있을 것이다.

기존에는 “관성센서를 이용한 보행용 포장내 위치 측정 장치”[한국공개특허 제2006-0018128호(2006.2.28)]에서는 관성 장치와 방향용 자기센서를 이용하여 보행자가 보행자 전용 도로를 이동할 때 보행자의 위치와 움직인 거리를 계산하는 방법을 제시하고 있다. 하지만, 이 기술은 실외에만 적용되는 것으로 실내에 적용하기에는 적합하지 않으며, 실질적으로 실내의 바닥면의 특성을 이용하여 보행자의 위치를 계산하는 방안에 적용하기에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.

또한, “보행자 네비게이션 장치, 보행자 네비게이션 방법 및 보행자 네비게이션 프로그램 기록매체”[한국공개특허 제2005-0107606호(2005.11.14)]에서는 GPS를 이용하여 보행자의 위치를 결정하는 방법을 제시하고 있다. 하지만, 이 방법은 GPS 신호가 도달하지 않는 실내에서는 사용될 수 없으며 정밀도가 우수하지 못하다는 단점이 있었다.

그리고, “이동통신망을 통한 보행자용 네비게이션 시스템 및 방법”[한국공개특허 제2005-0104939호(2005.11.3)]은 GPS를 이용한 보행자의 위치 결정 시스템으로서, 이 역시 실내에 적용하기에는 실질적인 어려움이 있으며 정밀도가 떨어진다는 단점이 있었다.

이외에, 보행자 위치 결정과 관련된 논문은 많이 찾아볼 수 있는데, 예를 들어 “Design of a wireless assisted pedestrian dead reckoning system- The NavMote experience”[Lei Fang, et al., IEEE Trans. on Instrument and Measurement, Vol. 54, No. 6, Dec. 2005, pp. 2342-2358]에서는 보행자의 위치 추 적을 위하여 관성장치와 자기센서를 이용하는 방법을 소개하고 있으며, 이는 상기한 “관성센서를 이용한 보행용 포장내 위치 측정 장치”와 유사한 문제점을 가지고 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 위치정보를 갖는 RFID 태그를 바닥에 설치하고, 보행자와 함께 움직이는 이동체에 결합된 감지장치를 통해 RFID 태그를 감지하여 현재 위치를 서버로 전송함으로써 보행자의 위치를 실시간으로 정밀하게 추적하는 위치 추적 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

한편, 본 발명의 다른 목적은 바닥면 구별센서가 감지할 수 있는 재질이나 또는 구분 가능한 특성을 가지는 타일 등의 바닥면을 바닥에 설치하고, 보행자와 함께 움직이는 이동체에 결합된 감지장치를 통해 바닥면을 감지하여 현재 위치를 서버로 전송함으로써 보행자의 위치를 실시간으로 정밀하게 추적하는 위치 추적 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위치 추적 시스템은, 실내 바닥에 설치되는 설치부재; 상기 설치부재의 센싱을 통해 발생된 감지신호를 서버로 전송하는 감지장치; 및 상기 설치부재의 위치에 대한 정보를 저장하여 상기 감지장 치의 이동을 추적하는 서버를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 감지장치는, 상기 RFID 태그를 읽기 및 판독하는 태그 리더기; 및 상기 판독된 정보를 서버로 무선 송신하는 무선 송신장치로 이루어지거나, 상기 바닥면을 구분 및 판독하는 바닥면 구별센서; 및 상기 판독된 정보를 서버로 무선 송신하는 무선 송신장치로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 위치 추적 방법은, (a) 실내 바닥에 설치되어 위치정보를 갖는 설치부재에 대해 감지장치가 센싱을 수행하는 단계; (b) 상기 센싱을 통해 발생된 감지신호를 서버로 전송하는 단계; 및 (c) 상기 서버에서 미리 저장된 위치정보를 바탕으로 감지장치의 위치를 추적하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 감지장치는 RFID 태그를 인식하거나, 서로를 구분되는 특징을 갖는 바닥면을 인식한다. 여기서, 상기 위치 추적은 미리 정의된 기준점을 바탕으로 위치 추적이 이루어지거나, 현재 위치를 기준점으로 하여 위치 추적이 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 위치 추적 시스템 및 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에서는 실내에서 움직이는 보행자의 위치 추적을 위하여 바닥에 인공표식이나 타일을 설치하여 보행자의 위치를 실시간으로 정밀하게 추적하는 방법을 제시하는데 있어, 크게 두 가지 경우를 제시한다. 그 첫 번째 방법은 RFID(Radio Frequency IDentification)를 이용하여 보행자의 위치를 추적하는 것이고, 그 두 번째 방법은 바닥의 특성을 이용하여 보행자의 위치를 추적하는 것이다. 이에 대해 각각 구분하여 설명하기로 한다.

- RFID 태그를 이용한 보행자의 위치 추적

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 위치 추적 시스템의 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 위치 추적 시스템은 크게 바닥에 설치되는 RFID 태그(10), 감지장치(20) 및 서버(30)로 구성되어 있다. 이 감지장치(20)는 보행자의 발목 등에 부착되게 되며, 이 감지장치(20)는 태그 리더기(201)와 이 태그 리더기(201)에 접속된 무선랜(202)으로 구성되어 있다. 한편, RFID 태그(10)의 신호 반경은 도 1에 도시된 바와 같은 영역을 가질 수도 있으나, 이들이 겹쳐지도록 함으로써 태그가 감지되지 않는 영역을 최소화하는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이, RFID 태그(10)를 이용한 보행자의 위치 추적의 기본 개념은, 바닥에 소형 수동형(passive type) RFID 태그(10)를 설치하고 발목에 태그 리더기(201)(reader)를 설치하는 것이다. 또한, 태그 리더기(201)는 무선랜(202)(Wireless LAN)과 유선으로 연결되어 있으며, 서버(30)에 태그의 아이디를 전달하는 기능을 수행한다. 따라서 본 발명은 세 개의 장비로 구성된다. 즉, 그 첫째는 바닥에 규칙적으로 설치된 태그 시스템이고, 그 두 번째는 RFID 리더기와 무선통신시스템이며, 그 세 번째는 서버(30)에 저장되어 있는 태그에 대한 정보로서 각각 아이디를 가지는 태그가 설치된 좌표이다.

일반적으로 저가의 수동형 RFID 태그(10) 신호의 유효 통신 거리는 30cm~60cm 정도이기 때문에, 태그 리더기(201)를 발목에 장착할 경우 안정적으로 신호를 수신할 수 있다. 즉, 사람이 태그 리더기(201)를 상체나 허리에 부착할 경우 태그의 전파 신호를 수신하지 못하는 경우가 발생하지만, 발목이나 신발에 부착할 경우 RFID 태그(10)와 태그 리더기(201)간의 유효거리를 확보하여 보행자의 위치를 안정적으로 결정할 수 있게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 중요한 요소중에 하나는 발목이나 신발에 태그 리더기(201)를 부착하여 바닥에 부착된 RFID 태그(10)와 유효 통신거리를 손쉽게 확보하도록 하는 것이다. 여기서, RFID 태그(10)는 스티커형이고 손가락보다 작기 때문에 사람이 실내에서 활동하는데 큰 지장을 초래하지 않으면서 바닥에 설치될 수 있다. 따라서 바닥에 사람의 일상 생활에 지장을 주지 않으면서 보행자의 위치를 안정적으로 추적할 수 있다.

한편, 보행자의 위치 추적을 위해서는 다음의 단계에 의한 위치 계산이 필요하다. 먼저, RFID 태그(10)의 위치는 서버(30)에 저장되어 있어야 한다. 즉 RFID 태그(10)를 설치할 때, 각각의 RFID 태그(10)의 아이디를 알고 있기 때문에 RFID 태그(10)를 설치하면서 RFID 태그(10)의 좌표를 측정하여 서버(30)에 데이터베이스로 저장하고 있어야 한다. 또한, 태그 리더기(201)가 임의의 RFID 태그(10) 아이디를 수신할 경우, 태그 리더기(201)는 그 RFID 태그(10) 주변에 있다고 결론 내릴 수 있고 이를 통하여 보행자의 위치를 추적하게 되는데, 도 1에서 보이듯이 RFID 태그(10)와 태그 리더기(201) 사이의 통신 반경은 제한되어 있으므로, 도 1과 같이 태그를 배열할 경우, 보행자의 위치를 파악할 수 없는 사각지대가 발생한다. 이를 보완할 방법으로 태그의 통신반경이 중첩하도록 도 2와 같이 설치할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 태그 배치에 따른 통신 영역을 나타낸 도면이다. 이와 같이 통신 영역이 중첩될 경우에는, 태그 리더기(201)는 다중 RFID 태그(10)를 인식할 수 있는 리더기여야 한다. 즉, 태그 리더기(201)가 태그 a 와 태그 b를 동시에 수신할 경우, 보행자는 두 개의 신호가 중첩한 영역에 있다고 판단하면 된다.

- 바닥면의 특성을 이용한 보행자의 위치 추적

도 3은 본 발명의 다른 실시예로서, 특징이 다른 두 개의 바닥이 연결되어 있는 경우를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 실시예에 적용되는 감지장치(20)의 설치 상태도이며, 도 5는 보행자가 바닥면의 특성이 다른 두 개의 공간을 이동하는 경우를 나타낸 도면이다.

본 바닥면의 특성을 이용한 보행자의 위치 추적에서는 바닥에 구분 가능한 특성을 가지는 여러 종류의 타일이나 양탄자 깔려있을 때, 또는 색깔이 다르게 칠해져 있을 경우 이들 특성을 감지할 수 있는 바닥면 구별센서(203)가 신발의 바닥이나 신발의 옆에 부착되어 있어 보행자의 위치를 결정할 수 있는 방법을 제시하고 있다.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 특징(색깔, 촉감, 무늬 등)이 다른 두 개의 바닥(a, b)이 있을 경우 보행자가 이들 특징을 인식할 수 있는 바닥면 구별센 서(203)를 부착한 신발을 신고 a 에서 b 로 이동할 때, 바닥면 구별센서(203)는 a 에서 b 로 보행자가 이동하였음을 알려준다. 도 4에 도시된 바와 같이, 신발의 뒤꿈치에 부착된 바닥면 구별센서(203)와, 바닥면 구별센서(203)의 신호를 무선으로 전달하는 무선랜(204)이 신발에 적용된 예를 도시하고 있다. 도 4에서 바닥면 구별센서(203)를 부착한 신발을 신은 보행자가 도 3의 a 에서 b 로 이동할 경우, 바닥면 구별센서(203)는 보행자가 a 에 있다는 정보를 보내주다가 b 로 넘어갈 경우 b 에 있다는 정보를 무선 송신한다. 도 5는 바닥면의 특성이 다른 두 개의 공간을 보행자가 p1, p2, p3, p4, p5,… 로 이동하는 경우를 보여준다. p1, p2, p3, p4에서 바닥면 구별센서(203)는 a의 특성을 감지해서 무선랜(204)으로 전송하고, p4에서 p5로 이동할 경우, 바닥면 구별센서(203)는 b의 특성을 감지하여 무선랜(204)으로 전송하고 무선랜(204)은 서버(30)로 무선 송신한다.

도 6은 9개의 서로 다른 특성을 가지는 정사각형 바닥면을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예로서, 9개의 서로 다른 특성을 가지는 정사각형 바닥면을 공간 전체로 이어서 확장하여 설치한 경우를 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 5에서와 같이 보행자가 두 개의 서로 다른 바닥면을 이동할 때, 바닥면 구별센서(203)의 감지 정보를 이용하면 보행자의 이동을 인식할 수 있으나, 보행자가 이동하는 공간 전체를 서로 특성이 다른 타일이나 색깔 또는 서로 다른 재질의 재료로 모두 설치하기에는 불가능하기 때문에 본 실시예에서는 도 6과 같이 9개의 서로 다른 특성의 바닥면을 구축한다. 여기서 9개의 바닥면은 하나의 예일 뿐이고, 그 종류는 임의로 변경할 수 있다. 이와 같이, 바닥면은 특성 a 부터 특성 i 까지 가지게 된다. 보행자가 a 에서 g 로 이동할 경우 바닥면 구별센서(203)는 이를 감지하여 바닥면의 특성을 송신한다. 도 6에서는 a 에서 보행자가 다른 면으로 이동하였을 경우 그 이동을 구분할 수 있다. 도 7은 도 6의 9개의 직사각형 바닥면을 공간 전체로 이어서 확장하여 설치한 경우를 보여준다. 이러한 경우 보행자는 어느 바닥에 있다 하더라도 경계하는 바닥면들은 서로 다른 특성을 가지게 된다. 즉, 보행자가 e 위에 있을 경우, 경계하는 바닥면들은 c, d, b, i, h, f, g, a 가 된다. 그리고 보행자가 f 위에 있을 경우에는 a, e, i, h, b, d, c, g 면과 경계하게 된다. 따라서 f 에서 c 로 이동하였을 경우, 보행자의 위치 변이를 계산할 수 있다.

도 8은 9개의 서로 다른 특성을 가지는 정사각형 바닥에서 보행자의 궤적을 나타낸 도면이고, 도 9는 7개의 서로 다른 특성을 가지는 정육각형 바닥면을 공간 전체로 이어서 확장하여 설치한 경우를 나타낸 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하여 바닥면의 특성을 이용하면 보행자의 궤적을 추적하는 경우를 알아본다. 도 8에 도시된 바와 같이, 최초에 a에서 출발하여 보행자가 이동한다고 하자. 보행자가 a면 위에 있을 때, 바닥면 구별센서(203)는 바닥면이 a 라는 감지신호를 서버(30)에 전달한다. 그 이후 보행자가 i면 위로 이동하면 바닥면 구별센서(203)는 i라는 감지신호를 보낸다. 이처럼 보행자가 특성이 다른 바닥면을 이동할 때, 일정한 시간에 따라 또는 움직임이 발생함에 따라 신호를 a --> i --> e --> e --> f --> h --> h --> b --> b --> b --> d --> … 순서로 서버(30)에 전달하게 된다. 여기서 e --> e, h --> h, b --> b --> b 는 보행자가 동일한 바닥면 안에서 이동하였기 때문에 동일한 감지신호를 보내게 되는 경우다.

여기서, 중요한 요소 중에 하나는 보행자의 궤적을 추적하여 보행자가 이동 후에 최종적으로 어느 지점에 있는지 파악하는 것이다. 도 8에 나타나 있듯이, 2차원 X-Y 좌표계를 이용한다. 초기의 a 면의 위치를 (0,0) 이라고 하자. 바닥이 한 칸씩 증가하거나 감소함에 따라 좌표계는 +1 또는 -1의 값의 증분을 갖는다. 최초에 보행자가 a에 있다는 사실을 알고 있기 때문에, 신호가 a에서 i로 바뀌었다면, a 에서 접하고 있는 i의 상대 좌표는 (-1,0)이기 때문에 보행자의 위치는 (-1,0) 이라고 판단할 수 있다. i 에서 e로 신호가 바뀌면 i 에서 접하고 있는 e의 바닥면의 상대 위치는 (-1,0)이기 때문에 보행자의 위치는 (-1,0) + (-1,0)에 의하여 (-2,0)이 된다. 다음으로는 e에서 e로 이동하였기 때문에 상대 위치 변화는 (0,0)이기 때문에 보행자의 위치는 그대로 (-2,0)이 된다. 다음으로는 e에서 f로 이동하였기 때문에 상대 위치는 (0,-1)이 된다. 따라서 f에서의 보행자의 위치는 (-2,0) + (0,-1) = (-2,-1)이 된다. 이와 같은 방법으로 바닥면 구별센서(203) 정보 a --> i --> e --> e --> f --> h --> h --> b --> b --> b --> d를 이용하면, 보행자의 최종 위치는 (-2,-2)에 있음을 계산할 수 있다. 이와 같이, 현재 위치를 기준으로 위치 추적이 이루어지는 경우에는 국부적인 위치에서의 처리만을 수행하여도 되므로 연산 처리를 최소화할 수 있을 것이다.

지금까지는 정사각형의 바닥면을 9개 배치하여 보행자의 위치를 추적하였으 나, 도 9에서 보이듯이 a, b, c, d, e, f, g 와 같이 서로 특징이 다른 7개의 정육각형의 바닥면을 배열하여 보행자의 위치를 더 적은 바닥면의 특징들을 가지고 추적할 수도 있다. 도 9는 a --> b --> d --> a --> f --> f --> e 로 움직인 것을 보여준다. 이 경우에 바닥면의 상대적 위치는 [표 1]과 같이 계산된다. [표 1]에서 첫 번째 열은 보행자가 출발한 바닥을 나타내고 첫 번째 행은 보행자가 이동하여 도착한 바닥면을 나타낸다. [표 1]에서 ㆍ은 [표 1]을 7 x 7 행렬로 간주할 경우 우상변 값들에서 부호가 바뀐 후에 대칭되는 값을 보여준다. 예를 들어 d --> b 이동의 경우, b --> d 이동에 해당하는 (0,1)에서 부호가 바뀐 (0,-1) 값을 가지게 된다. 표 1을 이용하여, 보행자가 a --> b --> d --> a --> f --> f --> e 순서로 이동하였을 경우, 최종 위치를 계산하면, a --> b: (0,1), b --> d: (0,1), d --> a: (-,

0.5), a --> f: (-

, -0.5), f --> f: (0,0), f --> e: (

, -0.5)로부터, 모든 상대 위치 값들을 합하여, (-

, 1.5)로 계산하게 된다.

[표 1]: 이웃한 바닥면 사이의 상대 위치 (첫번째 열: 출발, 첫번째 행: 도착)

지금까지 도 8과 도 9를 이용하여 바닥면이 9개의 서로 다른 정사면체의 특징을 가질 경우와 7개의 정육각형의 특징을 가질 경우, 바닥면 구별센서(203)를 이용하여 보행자의 최종 위치를 계산하는 방법을 제시하였다. 하지만 위의 방법에서 만일 바닥면 구별센서(203)의 오작동이나 바닥면에서 특징이 바닥면 구별센서(203)에 인식되지 않을 경우 보행자의 위치는 오차를 가지게 된다. 이에 대한 보완책으로 보행자의 양쪽 발목이나 양쪽 신발에 감시센서를 두 개 부착할 경우, 바닥면 구별센서(203)의 오작동이라는 문제를 보완할 수 있다. 즉, 두 개의 바닥면 구별센서의 감지 정보가 계속 틀리게 나오거나, 두 개의 바닥면 구별센서의 정보를 바탕으로 계산된 보행자의 위치들이 보행자의 보폭보다 크게 나올 경우 바닥면 구별센서가 오작동하고 있다고 판단할 수 있다.

다른 문제점으로 두 개의 바닥면 구별센서가 정상적으로 작동하지만, 바닥면 의 마모 등에 의하여 바닥면의 특징이 추출되지 않을 경우를 생각할 수 있다. 이런 경우 보행자의 위치는 특징이 추출되지 않은 바닥면 간의 상대 위치를 합한 만큼 오차를 가지게 되는 경우를 생각해 볼 수 있다. 결국, 비록 바닥면의 특징이 몇 개 추출되지 않았다 하더라도, 보행자의 위치 오차는 발산하지 않고 특징이 추출되지 않은 바닥면 개수를 합한 양만큼 벗어나지 않음을 알 수 있다. 따라서 본 발명에서 제시한 방법은 발산의 위험이 없고 위치 오차가 단순하게 누적되기 때문에 극단적으로 바닥이 마모되지 않는 한 보행자의 위치는 대략적으로 추적이 가능하다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예로서, 서로 구분되는 특성을 가진 바닥면을 이용하여 물체 및 공간의 위치를 찾기 위한 경로 제공 방법의 개념도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예로서, 선택적 정밀도를 제공해 주는 바닥면의 배열을 나타낸 도면이다.

도 10과 같이 RFID 태그 또는 서로 구분되는 바닥면이 설치된 공간에서 출입구와 같이 초기 위치가 이미 설정된 경우나 특정 위치를 도시하여 시작점이 설정된 경우, 특정 물체 및 공간으로 이동하기 위한 경로 안내로도 사용될 수 있다. 이는 관공서와 같이 공간 이동에 안내가 필요한 경우 유용하게 사용될 수 있다. 또한 앞선 사용자가 미리 경로를 생성하며 이동할 경우, 이에 대한 정보를 활용하여 이동체가 사용자를 따라가는데도 이용할 수 있다. 이는 이동로봇과 같이 무거운 짐을 나르는 이동체를 손쉽게 사용자의 움직임만으로도 이동체의 이동제어를 수행할 수 있는데 큰 편리성이 있다.

지금까지 정밀도가 고정된 보행자의 위치 추적을 위한 방법을 제시하였으나, 선택적으로 정밀도를 보장하는 방법을 제시한다. 도 11은 선택적 정밀도를 제공해주는 예를 보여준다. 작게 구분된 구역에서는 크게 구분된 구역보다 9배 더 정밀한 위치 정보를 제공해 주고 있다. 이렇게 선택적으로 정밀도를 제공해주도록 바닥면을 배치할 경우 정밀도가 중요하지 않은 공간에서는 대략적으로 보행자의 위치 추적 기능만을 제공해 주도록 하고, 정밀도가 중요한 공간에서는 바닥면의 특성을 작은 구역으로 나누어 높은 정밀도를 보장하도록 한다. 도 10은 정사각형을 이용한 선택적 정밀도를 제공해주는 방법이지만, 공간의 모양은 다양하게 변경될 수 있을 것이다.

병원, 비행기, 배, 공항, 대형 마트 등과 같은 실내공간에서 보행자의 위치를 정밀하게 추적하기 위한 장비로 활용될 수 있다. 비행기에서 승객의 위치를 항상 실시간으로 추적하는 경우, 비행기 바닥면에 RFID 태그를 부착하거나, 도 8 및 도 9에서 제시한 것처럼 바닥면을 특징이 다르게 연결하고, 보행자의 신발이나 발목에 태그 리더기 또는 바닥면 구별센서를 설치하여 보행자의 위치를 실시간 추적할 수 있다.

다른 응용 분야로서, 대형 마트에서 소비자의 소비 패턴을 확인하기 위하여 보행자의 신발이나 발목에 태그 리더기 또는 바닥면 구별센서를 설치하여 보행자의 위치를 실시간 추적할 수 있다. 보행자에게 부착이 어려울 경우 대형 마트의 경우 소비자가 밀고 다니는 카트(cart)의 바닥에 태그 리더기 또는 바닥면 구별센서를 설치하여 카트들의 움직임을 파악하여 소비자의 소비 성향을 분석하는데 이용 가능하다.

공항의 경우 탑승자가 이동하여야 할 경로가 미리 정해지는 경우가 많으나 (예를 들어 비행기에 탑승해야 할 게이트로 이동하는 경우), 목적지를 찾지 못하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우, 보행자의 발목이나 신발에 본 발명에서 제시한 감지장치(20)를 부착하고, 보행자가 자신의 현재 위치를 파악할 수 있도록 한다면 보행자는 자신이 원하는 방향이나 지점으로 쉽게 이동할 수 있을 것이다.

환자를 감시/관리하는데 유용하게 이용될 수 있다. 예를 들어 병원에서 환자의 위치를 파악하고자 한다면, 만일 환자가 걸어 다닐 수 있을 경우 발목이나 신발 등에 바닥면 구별센서를 부착하고, 만일 환자가 걸어 다니지 못할 경우 휠체어 바닥에 바닥면 구별센서를 부착하여 환자의 위치를 파악할 수 있다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 위치 추적 시스템 및 방법은, 실내 로봇 서비스, 보행자 관리/감시, 병원에서 환자의 감시 등에 유용하게 적용될 수 있다.

Claims

실내 바닥에 설치되는 설치부재;

상기 설치부재의 센싱을 통해 발생된 감지신호를 서버로 전송하는 감지장치; 및

상기 설치부재의 위치에 대한 정보를 저장하여 상기 감지장치의 이동을 추적하는 서버

를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 설치부재는 RFID 태그인 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 감지장치는,

상기 RFID 태그를 읽기 및 판독하는 태그 리더기; 및

상기 판독된 정보를 서버로 무선 송신하는 무선 송신장치

로 이루어진 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 2 항 또는 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 RFID 태그의 통신반경은 이웃하는 RFID 태그의 통신반경과 중첩하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 태그 리더기는 다수의 RFID 태그에 대해 읽기 및 판독을 함께 수행하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 설치부재는 서로를 구분되는 특징을 갖는 바닥면인 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 감지장치는,

상기 바닥면을 구분 및 판독하는 바닥면 구별센서; 및

상기 판독된 정보를 서버로 무선 송신하는 무선 송신장치

로 이루어진 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 실내 바닥은 일정개수로 형성된 그룹에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 그룹은 서로 구분되는 특징으로 갖는 7개의 인접한 정육각형 바닥면들로 형성되는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 그룹은 서로 구분되는 특징으로 갖는 9개의 인접한 정사각형 바닥면들로 형성되는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 그룹을 형성하는 바닥면은 서로 구분되는 특징으로 갖는 바닥면 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
제 3 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 감지장치는 사용자, 사용자 부착물 및 사용자 이동체 중에서 어느 하나에 부착되는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
(a) 실내 바닥에 설치되어 위치정보를 갖는 설치부재에 대해 감지장치가 센싱을 수행하는 단계;

(b) 상기 센싱을 통해 발생된 감지신호를 서버로 전송하는 단계; 및

(c) 상기 서버에서 미리 저장된 위치정보를 바탕으로 감지장치의 위치를 추적하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 감지장치는 RFID 태그를 인식하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 RFID 태그를 이웃하는 RFID 태그의 통신반경과 중첩하도록 설치하여 상기 감지장치에서 다수의 RFID 태그를 함께 인식하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 감지장치는 서로를 구분되는 특징을 갖는 바닥면을 인식하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 위치 추적은 미리 정의된 기준점을 바탕으로 위치 추적이 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 방법은 현재 위치를 기준으로 상기 서버에 미리 저장된 목표지점으로의 경로를 상기 서버에서 감지장치로 전송하여 경로 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 위치 추적은 현재 위치를 기준점으로 하여 위치 추적이 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 실내 바닥은 일정개수로 형성된 그룹에 의해 형성되며, 상기 그룹에 대한 위치정보를 통해 국부적인 위치 추적이 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 그룹은 서로 구분되는 특징으로 갖는 인접한 바닥면들로 형성되는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 바닥면들은 서로 구분되는 특징으로 갖는 인접한 바닥면들로 형성되는 것을 특징으로 하는 위치 추적 방법.