KR101041974B1 - 정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신을 이용한 실시간 위치 추적 시스템에서의 노드의 출력을 변화시켜 태그의 위치 정보를 측정하거나 또는 태그의 출력을 변화시켜 노드에서 변화된 출력값에 위해 주위 전파 간섭에 의한 위치 오차를 줄여 정확한 위치 정보를 파악하는 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 시스템은, 실시간 위치추적 시스템에 있어서, 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 태그에 전송하고, 상기 태그로부터 노드 출력 정보와 태그의 수신감도값을 수신하는 다수의 노드; 평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 상기 노드에서 출력된 수신된 감도에 따라 노드 출력 정보와 수신감도값을 수신한 후 재전송하는 태그; 상기 노드에서 수신된 상기 노드 출력 정보와 상기 태그의 수신감도값을 연산하여 현재 상기 태그의 위치를 파악하는 위치서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시간, 위치, 추적, 노드, 태그, AP, 위치서버

Description

정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 시스템 및 방법 {Method for enhancement accuracy at RF Real-Time Locating System}
본 발명은 실시간 위치추적 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신을 이용한 실시간 위치 추적 시스템에서의 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선 통신을 이용한 종래의 실시간 위치 추적 시스템(Real-Time Locating System)에서는 태그의 수신감도(RSSI)만을 이용한 위치 추적을 실시하였다.
이러한 종래의 무선 통신을 이용한 기존의 실시간 위치 추적 시스템(RTLS)은, 전술한 바와 같이 태그의 수신감도만을 이용하기 때문에 사람, 벽, 책상, 사물등의 전파간섭으로 인한 다중경로 전파의 식별이 용이하지 않아 수미터(m) 이상의 오차가 발생하게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 무선통신을 이용한 실시간 위치 추적 시스템에서의 노드의 출력을 변화시켜 태그의 위치 정보를 측정하거나 또는 태그의 출력을 변화시켜 노드에서 변화된 출력값에 위해 주위 전파 간섭에 의한 위치 오차를 줄여 정확한 위치 정보를 파악하는 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 시스템은, 실시간 위치추적 시스템에 있어서, 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 태그에 전송하고, 상기 태그로부터 노드 출력 정보와 태그의 수신감도 값을 수신하는 다수의 노드; 평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 상기 노드에서 출력된 수신된 감도에 따라 노드 출력 정보와 수신감도 값을 수신한 후 재전송하는 태그; 상기 노드에서 수신된 상기 노드 출력 정보와 상기 태그의 수신감도 값을 연산하여 현재 상기 태그의 위치를 파악하는 위치서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은, 실시간 위치추적 시스템에 있어서, 평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 노드에 전송하는 태그; 상기 태그로부터 출력 정보를 수신하 고 각각의 수신감도 값을 전송하는 다수의 노드; 상기 노드에서 수신된 상기 태그 출력 정보와 상기 노드 수신감도 값을 연산하여 현재 상기 태그의 위치를 파악하는 위치서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 출력 레벨은 강한 레벨에서 단계별로 약한 레벨로 변경하거나 또는 약한 레벨에서 단계별로 강한 레벨로 변경하여 출력하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 방법은 실시간 위치추적 방법에 있어서, 노드에서 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 태그에 전송하는 단계; 태그에서 평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 상기 노드에서 출력된 수신된 감도에 따라 노드 출력 정보와 수신감도 값을 수신한 후 재전송하는 단계; 상기 태그로부터 노드 출력 정보와 태그의 수신감도 값을 노드로 수신하고, 위치서버에서 상기 노드에서 수신된 상기 노드 출력 정보와 상기 태그의 수신감도 값을 연산하여 현재 상기 태그의 위치를 파악하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 특징은 실시간 위치추적 방법에 있어서, 태그에서 평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 노드에 전송하는 단계; 다수의 노드에서 상기 태그로부터 출력 정보를 수신하고 각각의 수신감도 값을 전송하는 단계; 위치서버에서 상기 노드에서 수신된 상기 태그 출력 정보와 상기 노드 수신감도 값을 연산하여 현재 상기 태그의 위치를 파악하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 시스템 및 방법에 의하면, 태그가 자신의 출력을 여러 단계로 변경하여 출력 변화에 따른 수신감도를 노드 전달하며 또한 노드에서도 자신의 출력을 일정 주기로 변경하여 태그에 전달하여 전파 감섭에 의한 오차를 줄여 더욱 정확한 위치 추적이 가능한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 시스템의 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은 다수의 노드(101), 태그(102), AP(Access Point)(103) 및 위치서버(104)로 구성되어 노드(101)의 출력을 변경하여 위치를 추 적하거나 또는 태그(102)에서 출력을 변경하여 위치를 추적함으로써, 태그(102)의 현 위치를 파악하는 시스템이다.
이를 위하여, 상기 다수의 노드(101)는 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 태그(102)에 전송한다.
태그(102)는 평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가, 전송주기가 되면 깨어나서 노드(101)에서 출력된 수신된 감도에 따라 노드 출력 정보와 수신감도값을 수신한 후 재전송한다. 전송 후 태그(102)는 슬립 모드 상태로 된다.
AP(Access Point)(103)는 상기 노드(101)의 출력 변화에 따른 노드 출력 정보와 태그(102)의 수신감도 값을 위치서버(104)에 전송한다.
위치서버(104)는 노드(101)에서 수신된 노드(101)의 출력 변화에 따른 노드 출력 정보와 태그(102)의 수신감도 값을 연산하여 현재 태그(102)의 정확한 위치를 파악한다.
다른 실시예로서, 상기 태그(102)는 평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 노드(101)에 전송하고, 상기 노드(101)는 태그(102)로부터 출력 정보를 수신하고 각각의 수신감도 값을 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 방법의 일 실시예를 나타낸 제어 흐름도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은, 노드(101)가 자신의 출력을 변경하여 일정 주기로 태그(102)에 전송하는 단계(S201), 태그(102)는 자신의 위치 정보를 전송할 주기가 되면 웨이크업 모드로 전환하여 수신대기 상태로 있는 단계(S202), 태그(102)의 위치 정보를 노드(101)의 출력 변화에 따른 노드(101)로 전송하는 단계(S203), 위치 서버(104)에서 상기 태그(102)로부터 노드 출력 정보와 태그의 수신감도 값을 수신하여 태그(102)의 위치를 파악하는 단계(S204)로 이루어진다.
도 2 및 도 1을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 4군데의 노드(101)에서 동시에 일정 주기 간격으로 노드 출력을 여러 레벨로 변경하여 태그(102)로 전송한다.
태그(102)는 평상시 슬립 모드로 대기(저전력모드)하고 있는 상태로 있다가 자신의 전송 주기가 되면 웨이크업 모드로 변경하여 먼저 노드(101)의 출력 데이터를 기다리는 상태의 수신 대기 상태로 유지합니다.
노드(101)의 출력을 수신하면 출력 정보에 따른 태그(102)의 수신감도를 노드(101)를 통해서 위치 서버(104)로 전송한다. 전송 후 태그(102)는 다시 슬립모드로 변경한다.
가까운데 위치한 노드(101)일수록 출력 변화에 관계없이 태그(102)의 위치정보를 수신하게 된다. 반대로 멀리 위치한 노드(101)인 경우 출력이 감소할수록 태그(101)의 위치 정보가 수신되지 않는다.
이와 같이, 위치 서버(104)가 4군데의 노드(101)에서 수신된 노드(101)의 출력 변화에 따른 태그(102)의 수신감도를 연산하여 현재 태그(102)의 정확한 위치를 파악할 수 있다.
도 3은 도 2의 실시간 위치추적 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 노드(101)의 출력을 여러 레벨로(0dB, -1dB, -2dB, -3dB.....) 일정주기(예로서, 50ms 간격)로 변경한다.
태그(102)는 전송주기가 되면 깨어나서 먼저 수신 대기를 한다.
태그(102)는 노드(101)에서 수신된 감도에 따라서 노드 출력 정보와 수신감도값을 전송한다. 전송 후 태그(102)는 슬립 모드 상태로 된다.
노드(101)와 가까이 있는 태그(102)일수록 출력 변화에 상관없이 송수신하게 된다.
도 3에 도시된 A노드(101)의 경우는 0,-1,-2dB모든 출력에 응답, B 노드(101)의 경우는 0,-1dB에 응답, C(101)노드의 경우는 0dB에 응답, D노드(101)는 수신이 않됨을 알 수 있다.
노드(101)의 전파세기 및 태그(102)의 수신감도 값 측정을 통한 해당물체의 현재 위치영역을 확인한다.
따라서, 태그(102)의 출력을 조절하는 것보다 노드(101)의 출력을 변경함으로써 태그(102)의 전류소모를 줄일 수 있다. 태그(102)에서 수신대기 하는 것이 데이터 전송보다 전류소모가 적게 소모된다.
도 4는 본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 방법의 다른 실시예를 나타낸 제어 흐름도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은, 태그(102)가 자신의 위치 정보를 전송할 주기가 되면 웨이크업 모드로 전환하는 단계(S301), 태그(102)의 출력을 여러 레벨로 변경하고 출력 변화에 따른 위치 정보를 노드(101)로 전송하는 단계(S302), 전송후 슬립모드로 전환하는 단계(S303), 노드가 태그의 정보를 위치 감시 서버로 전송하는 단계(S304) 및 위치감시 서버가 태그의 출력과 수신감도를 합산하여 태그의 현재 위치를 산출하는 단계(S305)로 이루어진다.
도 4 및 도 1을 참조하여, 보다 상세하게 설명하면, 태그가(102)가 자신의 위치 정보를 전송할 주기가 되면 슬립 모드를 해제 후 4군데의 노드(101)로 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 변경된 출력에 따른 수신 감도를 노드(102)로 전달하고 슬립모드로 전환한다.
노드(101)는 태그의 위치정보를 수신하여 위치서버(104)로 전송하고, 위치 서버(104)는 4군데 노드(101)에서 수신된 위치정보를 수신한다.
수신된 위치 정보는 태그(102)에 가까이 위치한 노드일수록 태그(102)의 출력 변화에 관계없이 태그(101)의 정보를 수신하게 된다. 반대로 멀리 위치한 노드(101)인 경우 태그(102)의 출력이 감소할수록 노드(101)에서 위치 정보가 수신되지 않는다.
이와 같이 위치 서버(104)가 4군데의 노드(101)에서 수신된 태그(102)의 출력 변화에 따른 수신감도를 연산하여 현재 태그(102)의 위치를 파악한다.
도 5는 도 4의 실시간 위치추적 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 태그(102)는 전송주기가 되면 태그(102)의 출력을 여러 레벨로(0dB, -1dB, -2dB, -3dB.....) 변경하여 전송한다.
태그(102)에서 전송하는 정보는 출력 정보 및 수신감도 값을 전송한다. 전송 후 태그(102)는 다시 슬립 모드 상태로 된다.
이때, 태그(102)와 가까이 있는 노드(101)일수록 태그의 출력 변화에 상관없이 수신하게 된다.
A노드(101)의 경우는 0,-1,-2dB 모든 출력에 수신, B노드(101)의 경우는 0,-1dB에 수신, C노드(101)의 경우는 0dB에 수신, D노드(101)에는 수신이 않된다.
따라서, 위치 서버(104)는 태그(102)의 전파 레벨 세기 및 태그(102)의 수신감도 값 측정을 통해서 현재 위치영역을 확인한다.
이때, 태그(102)가 전송하는 횟수(1회 ~ 3회 이상)가 늘어남에 따라 전류 소모가 많아질 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 방법의 일 실시예를 나타낸 제어 흐름도.
도 3은 도 2의 실시간 위치추적 방법을 설명하기 위한 블록 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 정확도를 향상시킨 실시간 위치추적 방법의 다른 실시예를 나타낸 제어 흐름도.
도 5는 도 4의 실시간 위치추적 방법을 설명하기 위한 블록 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 노드 102 : 태그
103 : AP(Access Point) 104 : 위치서버

Claims (5)

  1. 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 시스템에 있어서,
    자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 태그에 전송하고, 상기 태그로부터 노드 출력 정보와 태그의 수신감도 값을 수신하는 다수의 노드;
    평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 상기 노드에서 출력된 노드 출력 정보를 수신하고 각각의 수신감도 값을 전송하는 태그;
    상기 노드에서 수신된 상기 노드 출력 정보와 상기 태그의 수신감도값을 연산하여 현재 상기 태그의 위치를 파악하는 위치서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 시스템.
  2. 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 시스템에 있어서,
    평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 노드에 전송하는 태그;
    상기 태그로부터 출력 정보를 수신하고 각각의 수신감도 값을 전송하는 다수의 노드;
    상기 노드에서 수신된 상기 태그 출력 정보와 상기 노드 수신감도 값을 연산하여 현재 상기 태그의 위치를 파악하는 위치서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 출력 레벨은 강한 레벨에서 단계별로 약한 레벨로 변경하거나 또는 약한 레벨에서 단계별로 강한 레벨로 변경하여 출력하는 것을 특징으로 하는 정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 시스템.
  4. 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 방법에 있어서,
    노드에서 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 태그에 전송하는 단계;
    태그에서 평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 상기 노드에서 출력된 노드 출력 정보를 수신하고 각각의 수신감도 값을 전송하는 단계;
    상기 태그로부터 노드 출력 정보와 태그의 수신감도 값을 노드로 수신하고, 위치서버에서 상기 노드에서 수신된 상기 노드 출력 정보와 상기 태그의 수신감도값을 연산하여 현재 상기 태그의 위치를 파악하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 방법.
  5. 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 방법에 있어서,
    태그에서 평상시 슬립 모드 상태로 수신 대기하다가 전송주기가 되면 깨어나서 자신의 출력을 여러 레벨로 변경하여 일정 주기로 노드에 전송하는 단계;
    다수의 노드에서 상기 태그로부터 출력 정보를 수신하고 각각의 수신감도 값을 전송하는 단계;
    위치서버에서 상기 노드에서 수신된 상기 태그 출력 정보와 상기 노드 수신감도 값을 연산하여 현재 상기 태그의 위치를 파악하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정확도를 향상시킨 무선통신을 이용한 실시간 위치추적 방법.
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