KR101049603B1 - Ｒｆｉｄ를 이용한 이동체 실시간 위치 결정 시스템 및 그 방법과, 그를 위한 무선중계장치 설치 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동체 측위 기술분야에 관한 것으로, RFID를 이용하여 이동체의 위치를 실시간으로 정확하게 파악하는 이동체 실시간 위치 결정 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 이동체 위치 결정 시스템에 있어서, 위치 인식 대상체에 설치/부착되는 RFID 태그와 통신하여 상기 RFID 태그를 식별하는 무선중계장치를 포함하되, 상기 무선중계장치를 도시 기반 시설물에 설치하여, 상기 무선중계장치에서 해당 도시 기반 시설물의 위치좌표를 기준점(위치좌표정보)으로 하여 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＲＦＩＤ를 이용한 이동체 실시간 위치 결정 시스템 및 그 방법과, 그를 위한 무선중계장치 설치 방법{System and method of deciding the realtime location of mobile station using a RFID and method of setting up wireless repeater therefor}
본 발명은 이동체 측위 기술분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선식별 기술(RFID : Radio Frequency IDentification)을 이용하여 이동체의 위치를 실시간으로 정확하게 파악할 수 있는 이동체 실시간 위치 결정 시스템 및 그 방법과, 그를 위한 무선중계장치(예로서, RFID 리더기, RFID 리더기+AP(Access Point) 등) 설치 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선통신 기술은 통신 서비스를 제공할 수 있는 범위에 따라 매우 넓은 영역에서 무선통신 서비스를 제공하는 무선 이동통신 기술과 가정, 사무실, 공장, 창고 및 특정 단지 등을 중심으로 한 근거리에서 무선통신 서비스를 제공하는 근거리 무선통신 기술로 구분할 수 있다.
과거 근거리 무선통신 기술은 무전기를 이용하여 음성통신을 하거나 단순하고 용량이 적은 데이터 전송에 활용되는 정도였으나, 최근 디지털 통신 기술 및 반도체 기술의 발달로 인해 다양한 무선 데이터 전송, 장치의 무선 제어, 음성/오디오/동영상 등의 멀티미디어 전송이 가능한 다양한 근거리 무선통신 솔루션들이 개발 적용되고 있는 추세이다. 특히, 근거리 통신망 내에서 다수의 대상체에 대한 위치인식을 위한 무선통신 솔루션들이 개발되고 있다.
이동체의 위치 파악은 군사적인 목적 이외에, 미아 방지, 물류 관리, 영업 지원 관리, 응급시 구조원 지휘, 운행정보제공 등의 다양한 형태로 민간 부분에서도 활용될 수 있으므로 많은 관심을 가지고 연구를 기울이고 있는 분야이다.
종래의 이동체 위치 파악은 주로 GPS(Global Positioning System)를 이용하거나, 이동통신망의 기지국 위치정보에 기초한 방식이 일반적이다.
위성통신을 이용한 위치기반기술인 GPS는 신호 반경이 넓고 고정된 위성을 통해 안정적인 서비스를 제공하는 장점 때문에 실외에서 대상체의 위치추적에 광범위하게 사용되고 있지만, 위성에 의존할 수밖에 없다는 한계성과 전력 소모량이 많고 처음 위치를 획득하는데 걸리는 시간(TTFF : Time To First Fix)이 길며, 다중경로와 가시위성 부족으로 인한 도심 및 음영지역에서의 정확성에 관한 근본적인 문제점을 갖고 있다.
주지하다시피, GPS를 이용한 위치인식 시스템은 실내에서 사용이 불가능하고, 건물이 밀집되어 있는 곳에서도 동작이 안되는 경우가 있다. 또한, 이와 같은 GPS를 이용한 위치인식 시스템은 광범위한 지역에 대한 상대적인 정도는 좋지만, 좁은 지역에 대한 반복 정도는 수십 미터로써 매우 낮다.
이에 대해 대한민국 등록특허공보 제0351962호 "의사위성을 이용한 항법 시스템"은 이와 같은 종래 위치인식 시스템을 보완하여 실내에서도 사용 가능한 방법을 제안하고 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 가까운 거리에서 신호 강도의 변화가 크다는 등의 문제로 실용화에는 장애가 있다.
한편, 이와 같은 위치인식 시스템들보다 용이한 방법으로 초음파를 적용하는 다양한 기술(예로서, AT&T Laboratories Cambridge에서 Active Bat System으로 제안한 The Bat Ultrasonic Location System)이 제안되고 있다. 이와 같은 위치인식 시스템은 이동체가 초음파를 발신하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 초음파를 이용한 위치인식은 전파를 이용하는 방법과 달리 초음파의 간섭 특성상 동시에 발신이 곤란하므로 이동체에서 초음파를 발신하고 여러 개의 수신기에서 도달시간을 측정하는 방법이다. 그러나, 이와 같은 방법은 1개의 이동체에 대해서만 적용이 가능하다는 문제점이 있다.
이에 대해 대한민국 공개특허공보 제2003-0093387호 "이동체의 위치 및 방향 추정을 위한 초음파 센서 시스템"은 이동체가 초음파를 수신하는 방법을 제안하였지만, 이와 같은 방법도 동기신호 송신이 이동체에서 이루어지기 때문에 여러 개의 이동체가 독립적으로 운용되는 것이 불가능하다. 특히, 이와 같은 방법은 이동체가 여러 개인 경우 서로 간섭이 있기 때문에 또 다른 규칙이 필요하다.
또한, Freger에 의한 미국특허 제5,793,704호 "METHOD AND DEVICE FOR ULTRASONIC RANGING"은 최대진폭을 통해 초음파를 이용한 거리측정방법을 제안하고 있으나, 이와 같은 최대진폭 방식은 다소 복잡할 뿐만 아니라 성능이 제한적이다.
한편, 유무선 이동통신을 이용하여 대상체의 위치를 파악하기 위한 여러 가지 접근들이 제안되고 있으나, 이동통신망을 이용한 기술은 기지국의 위치에 따라 500미터에서 수 킬로미터의 측정 오차를 갖고 있으며 기지국 셀 크기와 측정방식에 따라 정확도에 차이가 많다는 문제점이 있다.
따라서, 정밀한 측위를 위하여 RFID를 이용하여 몇몇 방식이 제안되고 있다.
RFID 기술은 물건을 식별하는 고유의 기능뿐만 아니라, 점차 위치 인식 기술로까지 발전하고 있다. 특히, 위치기반 서비스 분야에서 RFID가 갖는 장점은 위치인식이 가능하다는 것과 센서 네트워크를 통한 정보의 송수신이 가능하다는 것이다. 하지만, 지금까지 RFID를 이용한 위치추적 기술은 실내를 중심으로 활용되고 있으며, 실외에서는 RFID를 활용한 위치추적 기술에 대한 실제 적용 사례가 부족한 실정이다.
RFID를 이용한 위치추적 기술의 일 예로, 천정에 설치된 비콘(Beacon)에서 초음파와 RF신호를 동시에 발생시키면 사용자에게 부착된 리스너(Listener)에서 이를 감지함으로써, Beacon에서 동시에 출발한 RF전파와 초음파가 Listener에 도달하는데 걸리는 시간이 다르다는 점을 이용하여 Beacon과 Listener 사이의 거리를 측정하는 "Cricket" 시스템이 제안된 바 있다. 그러나, Cricket 시스템 연구는 Beacon간의 충돌을 방지하는 알고리즘, 칼만 필터를 이용해 위치를 추정하는 알고리즘 등이 포함되어 있어서 비교적 정확한 위치 위치결정이 가능하지만, 초음파의 도달 거리가 짧으므로 16sqft(약 1.32232m2)마다 한 개의 Beacon을 설치해야 한다는 점과, 장애물로 인해 시야가 확보되지 않을 경우 위치결정이 어렵다는 단점이 있다.
또한, 위치 값 보정을 위해 RFID 태그에 위치기준점을 적용한 LANDMARK(LocAtioN iDentification based on dynaMic Active Rfid Calibration) 방식이 제안되었는데, 실내 측위를 위해 필요한 리더기(Reader) 개수를 줄이고, 기준점 정보를 동적으로(Dynamically) 갱신하는 과정을 통해 신뢰성 있는 정확도를 유지하는 장점이 있으나, 장애물 등이 있는 경우에는 충분한 측위 성능을 발휘하지 못하고 있다.
또한, 종래의 RFID 방식은 주로 실내에서의 측위를 목적하고 있어서 외부의 고속 이동체에 대한 위치 파악에 적합하지 못하다.
따라서, 외부 환경에 대한 영향을 받지 않고 안정적이고 높은 정확도로 이동체의 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 과제이다.
이에 따라, 본 발명은 RFID를 이용하여 이동체의 위치를 실시간으로 정확하게 파악하는 이동체 실시간 위치 결정 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 이동체의 위치 오차를 줄여 정확하게 파악할 수 있도록, 단열삼각망 구조를 이용한 무선중계장치(예로서, RFID 리더기, RFID 리더기+AP 등) 설치 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동체 위치 결정 시스템에 있어서, 위치 인식 대상체에 설치/부착되는 RFID 태그와 통신하여 상기 RFID 태그를 식별하는 무선중계장치를 포함하되, 상기 무선중계장치를 도시 기반 시설물에 설치하여, 상기 무선중계장치에서 해당 도시 기반 시설물의 위치좌표를 기준점(위치좌표정보)으로 하여 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 이동체 위치 결정 시스템에 있어서, 위치 인식 대상체에 설치/부착되는 RFID 태그와 통신하여 상기 RFID 태그를 식별하는 무선중계장치; 및 상기 무선중계장치가 설치된 해당 도시 기반 시설물의 위치좌표를 기준점(위치좌표정보)으로 하여 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는 위치 결정 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 이동체 위치 결정 방법에 있어서, 도시 기반 시설물에 설치된 무선중계장치가 주기적으로 탐색신호를 송출하는 단계; 상기 무선중계장치가 위치 인식 대상체에 설치/부착되는 RFID 태그로부터 상기 탐색신호에 대한 응답신호를 수신하여 상기 RFID 태그를 식별하는 단계; 및 상기 무선중계장치가 해당 도시 기반 시설물의 위치좌표를 기준점(위치좌표정보)으로 하여 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 이동체 위치 결정 방법에 있어서, 도시 기반 시설물에 설치된 무선중계장치가 주기적으로 탐색신호를 송출하는 단계; 상기 무선중계장치가 위치 인식 대상체에 설치/부착되는 RFID 태그로부터 상기 탐색신호에 대한 응답신호를 수신하여 상기 RFID 태그를 식별하는 단계; 및 위치 결정 서버가 해당 도시 기반 시설물의 위치좌표를 기준점(위치좌표정보)으로 하여 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 한편, 본 발명은, 프로세서를 구비한 이동체 위치 결정 시스템에, 도시 기반 시설물에 설치된 무선중계장치가 주기적으로 탐색신호를 송출하는 기능; 상기 무선중계장치가 위치 인식 대상체에 설치/부착되는 RFID 태그로부터 상기 탐색신호에 대한 응답신호를 수신하여 상기 RFID 태그를 식별하는 기능; 및 상기 무선중계장치가 해당 도시 기반 시설물의 위치좌표를 기준점(위치좌표정보)으로 하여 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 이동체 위치 결정 시스템에, 도시 기반 시설물에 설치된 무선중계장치가 주기적으로 탐색신호를 송출하는 기능; 상기 무선중계장치가 위치 인식 대상체에 설치/부착되는 RFID 태그로부터 상기 탐색신호에 대한 응답신호를 수신하여 상기 RFID 태그를 식별하는 기능; 및 위치 결정 서버가 해당 도시 기반 시설물의 위치좌표를 기준점(위치좌표정보)으로 하여 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선중계장치 설치 방법에 있어서, 위치 인식 대상체에 설치/부착되는 RFID 태그와 통신하여 상기 RFID 태그를 식별하는 RFID 리더기를 도시 기반 시설물에 설치하되, 상기 RFID 태그가 단열 삼각망 구조 내부에 위치하도록 적어도 3개의 RFID 리더기를 배치하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은, 기상 조건 등 환경의 영향을 받지 않고 매우 정밀하게 이동체의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 RFID 태그가 단열 삼각망 구조의 내부에 위치하는 경우에 외부에 위치하는 경우보다 거리 오차를 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동체 위치 결정 시스템의 일실시예 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 이동체 위치 결정을 위해 무선중계장치를 적용시킨 도시 기반 시설물(가로등)을 도시한 구조도,
도 3은 본 발명에 따른 이동체 위치 결정 방법을 나타낸 일실시예 설명도,
도 4는 본 발명에 따라 수치지도를 이용하여 도시 기반 시설물(가로등)을 활용한 이동체 위치 결정 방법을 나타낸 일실시예 설명도,
도 5는 본 발명에 따라 단열 삼각망 구조를 활용하여 이동체 위치 추적 과정을 적용한 수치지도를 나타낸 일실시예 설명도,
도 6은 본 발명에 따라 RFID 태그가 단열 삼각망 외부에 위치하고 있을 경우, RFID 태그와 RFID 리더기의 거리 오차를 도시한 오차분포도를 나타낸 일실시예 설명도,
도 7은 본 발명에 따라 RFID 태그가 단열 삼각망 내부에 위치하고 있을 경우, RFID 태그와 RFID 리더기의 거리 오차를 도시한 오차분포도를 나타낸 일실시예 설명도,
도 8은 상기 도 6에 도시된 오차분포도를 3차원으로 표현한 일실시예 설명도,
도 9는 상기 도 7에 도시된 오차분포도를 3차원으로 표현한 일실시예 설명도,
도 10은 상기 도 6에 상기 도 8을 매칭한 도면,
도 11은 상기 도 7에 상기 도 9를 매칭한 도면,
도 12는 본 발명에 따라 삼각측량기법을 활용한 이동체 위치 추적 과정을 나타낸 설명도,
도 13은 본 발명에 따른 단열삼각망을 이용한 RFID 리더기 설치 과정을 보여주는 일실시예 설명도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
기존 RFID를 활용한 위치 추적은 주로 실내 및 한정된 공간(물류창고 등)에 국한되어 사용되었다. 따라서, 실내에서는 GPS와 같은 기준좌표체계가 존재하지 않으므로 RFID, UWB, 적외선, 초음파 등 각각의 시스템마다 다른 좌표 부여 방식(거리, 몇 층 몇 호, 바닥이나 천장에 Cell ID 부여하기 등)을 사용하였다. 이와 같이 RFID를 실외에 적용하기 위해서는, 정확한 위치 기준점이 될 수 있는 위치좌표를 갖고 있어야 하며 동시에 RFID 리더기에 전원을 공급할 수 있는 고정 시설물이 필요하다.
따라서, 본 발명에서는 RFID 리더기를 고정 시설물(예로서, 가로등)에 설치하여 고정 시설물의 위치좌표를 기준점(위치좌표 기준점)으로 사용함으로써 이동체의 위치를 실시간으로 추적하고자 한다. 즉, 도로마다 일정한 간격(가로등설치기준법에 의해 도로 폭마다 설치 간격은 상이함)으로 설치되어 있으며 전원 공급이 가능하고 무엇보다 수치지도를 이용해서 전세계 공통적으로 사용할 수 있는 정확한 위치데이터(위치좌표)를 보유하고 있는 가로등을 RFID 리더기가 설치되는 고정 시설물로 선택한다.
여기에서 수치지도가 갖는 의미는 이동체 위치를 추적하는 기법인 셀(Cell) ID, 수신신호 세기 측정(RSSI : Received Signal Strength Indication), 신호의 도달각(AOA : Angel of Arrival), 신호의 도달방향(DoA : Direction of Arrival), 신호의 도달시간(TOA : Time of Arrival), 신호의 도달시간차(TDoA : Time Difference of Arrival) 등 모든 방식의 근간이 될 수 있는 위치 기준점을 제공한다[Cell ID 방식에서는 1개의 위치 기준점을 제공하고, 삼각측량 원리를 이용한 AoA, ToA, TDoA 방식에서는 3개의 위치 기준점을 제공하며, RSSI 방식에서는 1개 이상의 위치 기준점을 제공하고(삼각측량 원리를 이용할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있음), DoA 방식에서는 2개 이상의 기준점을 제공함].
특히, TDoA는 RFID 리더기와 RFID 태그 간의 정밀한 전파 송수신 시간 차이를 이용하여 거리를 산출하기 때문에, 이때 기준이 되는 위치 기준점의 역할이 상당히 중요하다. 또한, 본 발명에서 제안한 고정 시설물(가로등)을 이용하게 되면 좀더 정밀한 셀(Cell)을 구성할 수 있으므로 기존 기지국 반경이 너무 넓다는 Cell ID 방식의 약점을 보완할 수 있다.
이중 본 발명의 실시예에서는 특히 TDoA 방식에 의한 위치 추적 방식에 대해 보다 상세하게 살펴보기로 한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지 않음에 유의하여야 하며, 이해를 돕기 위하여 각 위치 추적 방식에 대해 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
첫째, RFID 태그로부터 태그 주위의 여러 RFID 리더기에 도달하는 신호의 도달시간(ToA)을 이용하여 이동체의 위치를 추적할 수 있다. 즉, 각 RFID 리더기에 도달하는 신호의 도달시간을 알면 RFID 리더기로부터 RFID 태그까지의 거리를 환산할 수 있고, RFID 태그 주위의 여러 RFID 리더기에서 획득한 거리정보를 이용하면 이동체(RFID 태그)의 위치를 추적할 수 있다.
둘째, 수신신호 세기 측정(RSSI)을 통한 이동체 위치 추적 기술에 대해 살펴보면, 두 개의 RFID 리더기에서 RFID 태그 신호의 세기를 측정하여 위치를 추적할 수 있다. 이는 RFID 태그의 송신 전력을 알고 있다고 가정하고 수신신호의 감쇄를 측정하면, 환경에 적합한 전파전파모델을 적용하여 RFID 태그로부터 RFID 리더기까지의 거리(하기의 [수학식 1] 참조)를 환산할 수 있다. 이 거리정보를 이용하여 이동체(RFID 태그)의 위치를 추적할 수 있다.
Figure 112010042602357-pat00001
셋째, 신호의 도달방향(DoA)을 이용한 이동체 위치 추적 기술에 대해 살펴보면, 두 개 또는 그 이상의 RFID 리더기에서 신호의 도달 방향을 추정하면 방향의 교차점으로 이동체(RFID 태그)의 위치를 파악할 수 있다. 이 기법은 셀(RFID 리더기)에서 어레이 안테나가 필요하게 된다.
넷째, 신호의 도달시간차(TDoA)를 이용한 위치 추적 기술에 대해 살펴보면, 이는 세 개 이상의 셀(RFID 리더기)이 관여하고 각 셀(RFID 리더기)은 동기화되었다고 가정한다. 각 셀(RFID 리더기)에서 신호의 도달시간(Time Stamp)을 측정하여 셀(RFID 리더기) 간 시간차를 구한다. 이러한 시간차로부터 셀(RFID 리더기) 간 교차점으로 이동체(RFID 태그)의 위치를 파악할 수 있다.
상기에서, 삼각측량 기법을 활용한 이동체 위치 추적 과정을 도 12를 참조하여 살펴보면, RFID 리더기1,2,3과 RFID 태그 간의 거리 d1, d2, d3를 구하여 이동체(RFID 태그)의 위치를 결정함에 있어서, 삼각측량은 피타고라스의 정리에 의해 RFID 리더기와 RFID 태그 간의 거리를 하기의 [수학식 2]과 같이 구한다.
Figure 112010042602357-pat00002
한편, 이상에서 언급한 바와 같이 도로에 일정한 간격으로 위치한 가로등에 RFID 리더기를 설치하고자 할 때 어떤 기준으로 어떻게 설치할 것인가에 대한 문제를 본 발명에서 해결하고자 한다. 즉, 본 발명에서는 위치 기준점으로 활용하기 위한 RFID 가로등을 어떻게 설치할 것인가에 대한 해결방안을 단열삼각망 측량 기법을 적용하여 해결한다.
단열삼각망은 기존 측량업에서 측량 기준점을 설정하기 위한 방법으로 하천, 도로, 터널과 같이 폭이 좁고 길이가 긴 지역에 적합한 방법이다. 따라서, 일정한 간격으로 설치되어 있는 가로등 모두에 RFID 리더기를 설치하는 것이 아니라, 도 13에서와 같이 단열삼각망 기법을 활용하여 이동체의 RFID 태그가 RFID 리더기가 구성하는 단열삼각망 내에 존재하도록 설치한다. 도 13에서는 RFID 인식거리에 따라 RFID 리더기를 설치함에 있어서, 모든 가로등에 RFID 리더기를 설치하는 것이 아니라, 일측 도로변의 가로등에 RFID 리더기를 설치하고, 이와 단열삼각망 구조를 형성하는 타측 도로변의 가로등 2개에 RFID 리더기 두 개를 각각 설치하는 방식을 보여준다[RFID 리더기의 설치 개수를 줄임]. 이 단열삼각망 내부에서는 RFID 태그의 위치 정확도가 매우 높게 나타난다[하기의 도 5 내지 도 11에서 삼각망 내부/외부 위치정확도 비교실험으로 증명됨].
특히, 이때 도로의 길이는 상이하지만, 도로의 폭은 최소 3m에서 최대 50m이내(예로서, '세종문화회관' 앞 왕복 8차선 도로, 중앙 가드레일 포함)로 정해져 있으므로, 도로를 기준으로 일정한 간격으로 설치되어 있는 가로등에 RFID 리더기 설치시에는 도로의 길이를 기준으로 RFID 인식거리와 무선 AP 설치시 통신거리(유선일 경우는 고려할 필요 없음)를 고려하여 설치하면 된다.
이 단열삼각망 구조를 이용하게 되면, 도로상의 정확한 이동체(차량) 추적이 가능할 뿐만 아니라, 응용 서비스의 일 예로 아파트 단지 등에서 삼각망 구조를 벗어난 경우 부모에게 알람을 통보하는 미아방지 서비스 등에도 활용될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이동체 위치 결정 시스템의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 '이동체 위치 결정 제1 실시예'에 따른 이동체 실시간 위치 결정 시스템은, 위치 인식 대상체(예로서, 어린이, 노인, 정신장애자, 애완동물, 상품, 미술품, 자동차, 노트북, PDA, 그외 보호 대상자 및 대상물품)에 설치되는 RFID 태그(비접촉식 능동형 태그임)(10)와 통신하여 RFID 태그(10)를 무선식별하는 무선중계장치(RFID 리더기 또는 RFID 리더기와 연결된 AP 포함)(20)를 포함하되, 무선중계장치(20)를 도시 기반 시설물(예로서, 정확한 위치데이터를 보유하고 있는 고정 시설물로서, 전원 공급이 가능한 가로등)에 설치하여, 무선중계장치(20)에서 해당 도시 기반 시설물(가로등)의 위치좌표를 기준점(위치좌표정보)으로 하여 위치 인식 대상체(예로서, 어린이, 노인, 정신장애자, 애완동물, 상품, 미술품, 자동차, 노트북, PDA, 그외 보호 대상자 및 대상물품)의 위치를 결정한다.
상기 '이동체 위치 결정 제1 실시예'는 이동체의 위치 추적을 무선중계장치(20)에서 수행하는 경우를 염두해 둔 것이다. 이 경우, 무선중계장치(20)는, 자신 및 인접 무선중계장치가 설치된 각 도시 기반 시설물의 위치좌표 기준점(위치좌표정보)을 기 데이터베이스화하고 있게 된다.
한편, 본 발명의 '이동체 위치 결정 제2 실시예'에 따른 이동체 실시간 위치 결정 시스템은, 위치 인식 대상체(예로서, 어린이, 노인, 정신장애자, 애완동물, 상품, 미술품, 자동차, 노트북, PDA, 그외 보호 대상자 및 대상물품)에 설치되는 RFID 태그(비접촉식 능동형 태그임)(10)와 통신하여 RFID 태그(10)를 무선식별하는 '도시 기반 시설물(예로서, 정확한 위치데이터를 보유하고 있는 고정 시설물로서, 전원 공급이 가능한 가로등)에 설치된 무선중계장치(RFID 리더기 또는 RFID 리더기와 연결된 AP 포함)(20)'와, 해당 도시 기반 시설물의 위치좌표를 기준점(위치좌표정보)으로 하여 위치 인식 대상체(예로서, 어린이, 노인, 정신장애자, 애완동물, 상품, 미술품, 자동차, 노트북, PDA, 그외 보호 대상자 및 대상물품)의 위치를 결정하는 위치 결정 서버(30)를 포함한다.
상기 '이동체 위치 결정 제2 실시예'는 이동체의 위치 추적을 위치 결정 서버(30)에서 수행하는 경우를 염두해 둔 것이다. 이 경우, 위치 결정 서버(30)는, 무선중계장치(20)가 설치된 각 도시 기반 시설물의 위치좌표 기준점(위치좌표정보)을 기 데이터베이스화하고 있거나, 위치 인식 대상체의 위치 추적시, 각 무선중계장치(20)로부터 해당 도시 기반 시설물의 위치좌표 기준점(위치좌표정보)을 실시간으로 제공받게 된다.
상기 '이동체 위치 결정 제1 및 제2 실시예'에서, 무선중계장치(20)는, AoA, ToA, TDoA, RSSI 방식의 삼각측량을 위해 적어도 3개로 구성되며, 적어도 3개의 무선중계장치(20)를 도시 기반 시설물(가로등)에 각각 설치하여, 삼각망 구조를 형성토록 한다. 이때, 삼각망 구조라 함은, 도 13에 도시된 바와 같이 일측 도로변의 도시 기반 시설물(가로등)에 무선중계장치(RDID 리더기)(20) 한 개를 설치하고, 타측 도로변의 도시 기반 시설물(가로등)에 각각 무선중계장치(RDID 리더기)(20) 두 개를 설치하여, 삼각망 구조를 형성한다. 즉, 모든 가로등에 RFID 리더기(20)를 설치하는 것이 아니라, 일측 도로변의 가로등에 RFID 리더기(20) 한 개를 설치하고, 이와 단열삼각망 구조를 형성하는 타측 도로변의 가로등 2개에 RFID 리더기(20) 두 개를 각각 설치하여, RFID 리더기(20)의 설치 개수를 줄일 수 있다.
또한, 상기 '이동체 위치 결정 제1 및 제2 실시예'에서 위치 기준점의 위치 획득시에, 지리정보시스템(GIS)을 위하여 제작된 수치지도를 이용할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 '이동체 위치 결정 제1 및 제2 실시예'에서 위치 인식 대상체의 위치를 결정함에 있어서, 무선중계장치(20)의 셀 ID를 기반으로, 기 데이터베이스화된 위치좌표정보로부터 RFID 태그(10)의 위치를 계산할 수 있다[Cell ID 방식에 의한 이동체 위치 추적].
또한, RFID 태그(10)로부터 무선중계장치(20)에 도달하는 신호의 도달시간(ToA) 정보를 이용하여 무선중계장치(20)와 RFID 태그(10) 사이의 거리(거리정보)를 계산한 후, 거리정보와 기 데이터베이스화된 위치좌표정보로부터 RFID 태그(10)의 위치를 계산할 수 있다[ToA 방식에 의한 이동체 위치 추적].
또한, RFID 태그(10)로부터 수신되는 신호의 감쇄를 측정(RSSI)하고, 환경에 적합한 전파전파모델을 적용하여 무선중계장치(20)와 RFID 태그(10) 사이의 거리(거리정보)를 계산한 후, 거리정보와 기 데이터베이스화된 위치좌표정보로부터 RFID 태그(10)의 위치를 계산할 수 있다[RSSI 방식에 의한 이동체 위치 추적].
또한, 신호의 도달방향(DoA)을 추정하여 방향의 교차점으로 RFID 태그(10)의 위치를 계산할 수 있다[DoA 방식에 의한 이동체 위치 추적].
또한, 신호의 도달시간차(TDoA)를 구하고, 이러한 시간차로부터 셀간 교차점으로 RFID 태그(10)의 위치를 계산할 수 있다[TDoA 방식에 의한 이동체 위치 추적].
상기 '이동체 위치 결정 제1 실시예'에서, TDoA 방식 등의 삼각측량을 통해 이동체 위치를 결정하는 경우, 무선중계장치(20)는 적어도 3개로 구성되며, 적어도 3개의 무선중계장치(20) 중 일 무선중계장치는, 자신의 위치좌표 기준점(위치좌표정보)과, 인접 무선중계장치(이동체 위치 결정에 관여하는 인접 RFID 리더기)가 설치된 도시 기반 시설물(가로등)의 위치좌표 기준점(위치좌표정보)들을 기 데이터베이스화하고 있게 된다. 따라서, 적어도 3개의 무선중계장치(20)는 각각, 주기적으로 탐색신호를 송출하여, 탐색신호의 전파영역 내의 RFID 태그(10)가 이에 응답하여 자신의 식별정보가 포함된 응답신호를 발생하면, 탐색신호의 송출시간과 RFID 태그(10)로부터 수신된 응답신호의 수신시간의 차이로부터 자신(20)과 RFID 태그(10) 사이의 거리(거리정보)를 계산하고, 거리정보와 기 데이터베이스화된 위치좌표정보로부터 RFID 태그(10)의 위치를 계산할 수 있다.
또한, 상기 '이동체 위치 결정 제2 실시예'에서, TDoA 방식 등의 삼각측량을 통해 이동체 위치를 결정하는 경우, 위치 결정 서버(30)는, 각 도시 기반 시설물(가로등)의 위치좌표 기준점(위치좌표정보)들을 기 데이터베이스화하고 있게 된다. 따라서, 적어도 3개의 무선중계장치(20)는 각각, 주기적으로 탐색신호를 송출하여, 탐색신호의 전파영역 내의 RFID 태그(10)가 이에 응답하여 자신의 식별정보가 포함된 응답신호를 발생하면, 탐색신호의 송출시간과 RFID 태그(10)로부터 수신된 응답신호의 수신시간의 차이로부터 자신(20)과 RFID 태그(10) 사이의 거리(거리정보)를 계산하여, 거리정보를 위치 결정 서버(30)로 전송하고, 위치 결정 서버(20)는, 거리정보와 기 데이터베이스화된 위치좌표정보로부터 RFID 태그(10)의 위치를 계산할 수 있다.
한편, 상기 '이동체 위치 결정 제1 실시예'에서, 결정된 위치 인식 대상체의 위치는, RFID 태그(10) 및/또는 위치 결정 서버(20)로 무선 전송되거나, 유선통신망 또는 무선통신망을 통하여 타 응용 서비스 서버(컴퓨터)(예로서, 미아방지 서비스 서버)로 전달될 수 있다.
또한, 상기 '이동체 위치 결정 제2 실시예'에서, 결정된 위치 인식 대상체의 위치는, RFID 태그(10)로 무선 전송되거나, 유/무선통신망을 통하여 위치 결정 서버(20) 및/또는 타 응용 서비스 서버(예로서, 미아방지 서비스 서버)로 전달될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동체 실시간 위치 결정 시스템은, 노변에 설치된 복수 개의 가로등에 무선중계장치(RFID 리더기 or AP)(20)가 설치되고, 이들이 위치 결정 서버(30), 및 위치 인식과 관련한 처리 또는 위치 안내 등의 타 응용 서비스(예로서, 미아방지 서비스)를 위한 컴퓨터와 연결되어 있다.
가로등에 위치한 RFID 리더기(20)는 가급적 넓은 범위를 커버할 수 있도록 반경 200~400m 내의 RFID 태그(10) 존재를 인식할 수 있는 것이 바람직하다. 그리고, RFID 리더기(10)의 간격은 바람직하게는 100m이고, RFID 리더기(20)의 설치 높이는 지면으로부터 3.5m인 것이 바람직하다. 그러나, 가로등이 밀집되어 있는 대로변과 같은 곳에서는 수십 m 내외의 인식 영역을 갖는 RFID 리더기(20)를 사용해도 무방하다. RFID 리더기(20)는 일정 주기별로, 예컨대 수 ns 마다 탐색신호를 송출한다.
RFID 태그(10)는 이동체(예로서, 사람, 가축 등)가 소지하거나 또는 이동체(예로서, 차량, 노트북, PDA 등)에 부착되어 임의의 속도록 이동하게 된다. RFID 태그(10)가 RFID 리더기(20)의 인식영역(탐색신호의 전파영역) 내에 위치할 경우, RFID 태그(10)는 RFID 리더기(20)의 탐색신호를 인식하고 이에 반응하여 자신(10)의 식별정보가 포함된 응답신호를 송출하게 된다.
이후, RFID 리더기(20)는 자신의 탐색신호 송출시점과 이에 반응하여 RFID 태그(10)로부터 수신된 응답신호의 수신시점의 차이를 이용하여 자신(20)과 RFID 태그(10)와의 거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 3개의 RFID 리더기(20)는 각각 자신(20)이 송출한 탐색신호의 송출시간과 이에 응답한 RFID 태그(10)로부터의 응답신호의 수신시간의 차이(탐색신호의 송출시간과 응답신호의 수신시간을 비교하여 생성된 차이값)로부터 각각 자신(20)과 응답한 RFID 태그(10) 사이의 거리를 계산한다.
즉, 위 각 신호의 전파속도는 광속이므로, RFID 리더기(20)로부터의 송신시점과 수신시점에 광속을 곱하면 거리가 도출될 수 있다. 이때, RFID 태그(10)가 응답하는데 소요되는 시간이 무시할 정도가 아니라면, 위 시간차에 RFID 태그의 응답 소요 시간을 차감하여 광속을 곱하면 된다. 통상적으로는, RFID 태그(10)가 응답하는데 소요되는 시간을 무시하는 것이 일반적이다.
RFID 리더기(20)는 각자의 인식영역이 중첩되게 복수 개 설치되므로, 하나의 RFID 태그(10)에 대하여 복수 개의 RFID 리더기(20)가 자신(20)과 RFID 태그(10)와의 거리를 계산하게 된다.
복수 개의 RFID 리더기(20)가 특정 RFID 태그(10)와의 거리를 계산한 후에는 후술하는 위치 결정 알고리즘에 의하여 RFID 태그(10)의 위치를 계산하고, 이를 RFID 태그(10)로 전달하거나, 또는 위치 결정 서버(30) 및/또는 타 응용 서비스(예로서, 미아방지 서비스)의 컴퓨터에 전달하여 RFID 태그(10) 위치를 저장/관리/이용한다. 이때, RFID 리더기(20)로부터 위치 결정 서버(30) 및/또는 타 응용 서비스(예로서, 미아방지 서비스) 컴퓨터로의 전달은 유선망을 통할 수도 있고, 가로등에 설치되고 RFID 리더기(20)와 연결된 무선 AP(Access Point)를 통하여 무선으로 전달될 수도 있다.
위치 결정 서버(30)는 또한 자신의 관할 영역 내의 가로등, 즉 RFID 리더기(20)의 위치를 저장하고 특정 RFID 리더기(20)의 요구에 따라 인접 RFID 리더기(이동체 위치 결정에 관여하는 인접 RFID 리더기)의 위치를 전달한다.
도 2는 본 발명에 따른 이동체 위치 결정을 위해 무선중계장치를 적용시킨 도시 기반 시설물(가로등)을 도시한 구조도이다.
도 2를 참조하면, 무선중계장치(20)를 설치한 가로등은 가로등 등주 및 가로등 기초로 구성된다.
가로등 등주는 가로등을 설치하는 기둥으로써, RFID 리더기 또는 'RFID 리더기와 연결된 무선 AP'가 설치된다. RFID 리더기(20)는 지상 3.5m에 설치하는 것이 바람직하며, 강풍 및 강우에 의한 영향을 최소화하기 위해 가로등 등주에 홈을 파서 플라스틱으로 덮는 내장형 박스 방식이 바람직하다.
가로등 기초는 RFID 리더기(20)의 위치 추적 데이터 전송에 필요한 유선 통신망이 설치된다. 여기서, AP를 설치하는 경우에는 광케이블이 노말밴드로 연결되어 네트워크를 구성하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 이동체 위치 결정 방법을 나타낸 일실시예 설명도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 위치 기준점(R1 내지 R4)(본 실시예에서는 가로등에 위치한 RFID 리더기) 중 두 개의 위치 기준점을 초점으로 하는 쌍곡선 위에 이동체(T)(즉, RFID 태그)를 위치시킬 수 있고, 이동체(T)의 위치는 이러한 쌍곡선들의 교점이 된다.
위치 기준점의 위치는 위치 결정 서버(30) 또는 각 RFID 리더기(20)에 보관되어 있으므로 기준점의 위치, 기준점과 이동체와의 거리를 바탕으로 전술한 쌍곡선을 형성할 수 있다.
도 3에는 위치 기준점이 4개 도시되어 있으나, 3개 이상의 위치 기준점이 확보되어 있으면 이동체의 평면상 위치를 계산할 수 있다. 본 실시예에서는 이동체의 위도, 경도, 및 고도까지 계산하는 것을 전제하고 4개의 위치 기준점으로부터 이동체의 위치를 결정하는 것을 설명토록 한다.
한편, 위치 기준점의 위치 획득은 지리정보시스템(GIS : Geographic Information System) 등을 위하여 제작된 수치지도를 이용할 수 있다. 도 4는 수치지도를 이용하여 위치 결정을 하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 4를 참조하여 가로등(S1 내지 S4)과 같은 도시 기반 시설물에 구현 가능한 수치지도를 이용한 TDoA 위치 결정 개념을 설명한다.
위치 기준점(RFID 리더기)으로부터 이동체(RFID 태그) 사이의 거리는 하기의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010042602357-pat00003
상기 [수학식 3]에서, Di +1,i는 i+1과 i번째 가로등 기준점 사이의 추정된 도달시간 차이(TDoA)이다. 위치를 알고 있는 Si번째 가로등의 위치를 (xi, yi, zi)로 놓으면 이동체의 위치 (x, y, z)는 하기의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010042602357-pat00004
위의 식이 이동체의 위치를 구하는 비선형방정식의 집합을 이루게 된다. 하지만 비선형방정식인 상기 [수학식 4]를 푸는 것은 어렵다. 이를 풀기 위해서 많은 알고리즘이 제안되고 있다. Taylor series를 이용한 방법은 간편하나 선형식을 풀기 위하여 순환법을 이용하므로 수렴에 문제가 있으며, Fang이 제안한 방법은 미지수와 TDoA의 측정치의 수가 같을 때 정확한 해를 구하였으나 4개 이상의 TDoA의 측정값을 사용할 수 없고, 이차방정식을 푸는 것으로 인하여 두 근 중에서 선택해야 하는 모호성이 존재하게 된다는 단점이 있다. 따라서, 본 실시예서는 현재 기준점을 이용하는 위치 결정에 있어서 최적의 성능을 보여주고 있는 Chan과 Ho(이하 'CH 알고리즘')가 제안한 방법을 적용한다. ri ,j = ri - rj인 관계를 이용하여 다음과 같은 일차방정식 [수학식 5]를 얻을 수 있다.
Figure 112010042602357-pat00005
식을 간단하게 하기 위해 상기 [수학식 5]에 변수
Figure 112010042602357-pat00006
를 사용하여 계산하면,
Figure 112010042602357-pat00007
이며, 다음의 [수학식 6]을 얻을 수 있다.
Figure 112010042602357-pat00008
상기 [수학식 6]과 같은 과정을
Figure 112010042602357-pat00009
에 대해서 차례대로 적용하면, [수학식 7] 내지 [수학식 9]를 얻을 수 있다.
Figure 112010042602357-pat00010
Figure 112010042602357-pat00011
Figure 112010042602357-pat00012
상기 [수학식 6] 내지 [수학식 9]를 정리하여 행렬식으로 나타내면 다음의 [수학식 10]이 도출된다.
Figure 112010042602357-pat00013
상기 [수학식 10]으로부터 이동체의 위치(x, y, z)를 구할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 '이동체 위치 결정 제1 및 제2 실시예'에서는 위치결정 연산을 RFID 리더기(10) 또는 위치 결정 서버(30)에서 수행할 수 있음을 시사하였다. 이때, 상기 '이동체 위치 결정 제2 실시예'를 위해서는 위치 결정 서버(30)의 DB에 각 RFID 리더기(20)의 위치좌표정보가 저장되어 있고, 상기 '이동체 위치 결정 제1 실시예'를 위해서는 각 RFID 리더기(20)가 자신과 인접 RFID 리더기의 위치정보를 DB에 저장하고 있게 된다.
비록, 상기 [수학식 2] 내지 [수학식 10]을 통해 TDoA 방식에 의한 이동체 위치 추적 과정을 살펴보았지만, 전술한 바와 같이 Cell ID, AoA, DoA, ToA, RSSI 방식에 의한 이동체 위치 추적이 가능함에 유의하여야 한다.
이제, 단열 삼각망 구조를 활용하여 이동체 위치 추적 과정을 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 따라 단열 삼각망 구조를 활용하여 이동체 위치 추적 과정을 적용한 수치지도를 나타낸 일실시예 설명도이다.
단열 삼각망 구조는 거리가 먼 두 점의 위치 관계를 결정하는 것으로 폭이 좁고 거리가 먼 지역을 측정하는데 적합하다.
단열 삼각망 구조를 구성하는 위치 인식에 필요한 세 개의 RFID 리더기를 선택하고, 이를 도로에 적용시켜보면 도 5와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, 좀더 정확한 위치 오차를 판별하기 위해 RFID 태그가 단열 삼각망 외부에 존재하는 경우와 내부에 태그가 존재할 경우를 나누어서 비교/설명하며, 효과적인 설명을 위해 RFID 리더기 네 개를 선택하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 주기적으로 탐색신호를 송출하는 RFID 리더기#1 내지 RFID 리더기#4를 RFID 리더기#1과 RFID 리더기#3을 동측에 두고 타측의 RFID 리더기#2와 RFID 리더기#4를 선택하여, 각각 RFID 리더기의 간격은 100m로 한다. 여기서, 단열 삼각망 구조의 적용을 위해 RFID 리더기#1이 온(ON)되면 RFID 리더기#4는 오프(OFF)되며, RFID 리더기#1이 오프(OFF)되면 RFID 리더기#4는 온(ON)되는 것이 바람직하다.
자신의 식별정보가 포함된 무선신호를 발생시키는 RFID 태그는 RFID 리더기#2와 RFID 리더기#4를 중심으로 5m 간격으로 40개를 형성한다.
RFID 리더기#1이 온(ON)되는 경우, RFID 리더기#1 내지 RFID 리더기#3이 단열 삼각망 구조를 구성하며, RFID 태그는 단열 삼각망 구조 외부에 위치한다.
그러나, RFID 리더기#4가 온(ON)되는 경우, RFID 리더기#2 내지 RFID 리더기#4가 단열 삼각망 구조를 구성하며, RFID 태그는 단열 삼각망 구조의 내부에 위치한다.
따라서, RFID 리더기#1과 RFID 리더기#4가 각각 온(ON)되었을 경우를 상술한 CH 알고리즘을 적용하여 RFID 태그와 단열 삼각망 구조를 구성하는 RFID 리더기 간의 거리 오차를 구하여 보면 하기의 [표 1]과 같으며, 이는 RFID 태그가 단열 삼각망 내부에 위치하고 있을 경우 단열 삼각망 외부에 위치하고 있는 경우의 거리 오차보다 감소한다는 것을 알 수 있다.
Figure 112010042602357-pat00014
도 6은 본 발명에 따라 RFID 태그가 단열 삼각망 외부에 위치하고 있을 경우, RFID 태그와 RFID 리더기의 거리 오차를 도시한 오차분포도를 나타낸 일실시예 설명도이며, 도 7은 본 발명에 따라 RFID 태그가 단열 삼각망 내부에 위치하고 있을 경우, RFID 태그와 RFID 리더기의 거리 오차를 도시한 오차분포도를 나타낸 일실시예 설명도이다.
도 6 및 도 7에서는, RFID 태그와 RFID 리더기의 거리 오차를 상기 [표 1]의 결과값을 참조하여 구간을 나누고, 구간에 따라 거리 오차를 색의 명암으로 구분하였다. 즉, 거리 오차가 커질수록 명암은 더 어두워진다. 또한, 거리 오차가 같은 곳은 동일한 명암으로 표시된다.
RFID 태그가 단열 삼각망 외부에 위치하고 있을 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 거리 오차의 편차가 큰 반면, 도 7과 같이 RFID 태그가 단열 삼각망 내부에 위치하고 있을 경우에는 그 편차가 작다는 것을 알 수 있다.
도 8은 상기 도 6에 도시된 오차분포도를 3차원으로 표현한 일실시예 설명도이며, 도 9는 상기 도 7에 도시된 오차분포도를 3차원으로 표현한 일실시예 설명도ㅇ이다.
도 8 및 도 9에서는, RFID 태그와 RFID 리더기의 거리 오차를 상기 [표 1]의 결과값을 참조하여 구간을 나누고, 구간에 따라 거리 오차를 고도로 표시하였다. 즉, 거리 오차가 커질수록 고도는 높아진다.
RFID 태그가 단열 삼각망 외부에 위치하고 있을 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 고도가 높아지는 반면, 도 9와 같이 RFID 태그가 단열 삼각망 내부에 위치하고 있을 경우에는 고도가 거의 일정하게 낮다는 것을 알 수 있다.
도 10은 상기 도 6에 상기 도 8을 매칭한 도면이며, 도 11은 상기 도 7에 상기 도 9를 매칭한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, RFID 태그가 단열 삼각망 내부에 위치하고 있을 경우의 거리 오차는 RFID 태그가 단열 삼각망 외부에 위치하고 있을 경우의 거리 오차보다 상대적으로 크게 감소한다는 것을 알 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 이동체 측위 기술분야에 이용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 도시 기반 시설물에 설치된 무선중계장치에 있어서,
    위치 인식 대상체의 RFID 태그를 식별하여, 상기 위치 인식 대상체와 상기 무선중계장치 사이의 거리를 계산하며, 상기 계산된 거리 정보 및 지리 정보 시스템(GIS)에 따른 상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 이용하여, 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는 RFID 리더기를 포함하며,
    상기 무선중계장치는 상기 도시 기반 시설물로부터 전원을 공급받는
    무선중계장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 데이터베이스화한 데이터베이스
    를 더 포함하는 무선중계장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 위치 인식 대상체의 결정된 위치 정보를 응용 서비스 서버로 전송하는 전송부
    를 더 포함하는 무선중계장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 RFID 리더기는
    ToA, AoA, TdoA 및 RSSI를 이용하는 방식 중 하나를 이용하여 상기 위치 인식 대상체와 상기 무선중계장치 사이의 거리를 계산하는
    무선중계장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 결정된 위치 인식 대상체의 위치는
    상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 기준점으로 하는 위치인
    무선중계장치.
  6. 도시 기반 시설물에 설치된 무선중계장치에 있어서,
    위치 인식 대상체의 RFID 태그를 인식하고, 상기 위치 인식 대상체와 상기 무선중계장치 사이의 거리를 계산하는 RFID 리더기; 및
    상기 계산된 거리 정보를 위치 결정 서버로 전송하는 전송부를 포함하며,
    상기 무선중계장치는 상기 도시 기반 시설물로부터 전원을 공급받으며,
    상기 위치 결정 서버는 상기 거리 정보 및 지리 정보 시스템(GIS)에 따른 상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 이용하여, 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는
    무선중계장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 무선중계장치는
    상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 상기 위치 결정 서버로 제공하는 제공부
    를 더 포함하는 무선중계장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 위치 결정 서버는
    상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 데이터베이스화하는
    무선중계장치.
  9. 도시 기반 시설물에 설치된 무선 중계 장치의 위치 결정 방법에 있어서,
    위치 인식 대상체의 RFID 태그를 식별하여, 상기 위치 인식 대상체와 상기 무선중계장치 사이의 거리를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 거리 정보 및 지리 정보 시스템(GIS)에 따른 상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 이용하여, 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 무선중계장치는 상기 도시 기반 시설물로부터 전원을 공급받는
    무선 중계 장치의 위치 결정 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 데이터베이스화하는 단계
    를 더 포함하는 무선 중계 장치의 위치 결정 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 거리를 계산하는 단계는
    ToA, AoA, TdoA 및 RSSI를 이용하는 방식 중 하나를 이용하여 상기 위치 인식 대상체와 상기 무선중계장치 사이의 거리를 계산하는
    무선 중계 장치의 위치 결정 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 결정된 위치 인식 대상체의 위치는
    상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 기준점으로 하는 위치인
    무선 중계 장치의 위치 결정 방법.
  13. 도시 기반 시설물에 설치된 무선 중계 장치의 위치 결정 방법에 있어서,
    위치 인식 대상체의 RFID 태그를 인식하고, 상기 위치 인식 대상체와 상기 무선중계장치 사이의 거리를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 거리 정보를 위치 결정 서버로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 무선중계장치는 상기 도시 기반 시설물로부터 전원을 공급받으며,
    상기 위치 결정 서버는 상기 거리 정보 및 지리 정보 시스템(GIS)에 따른 상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 이용하여, 상기 위치 인식 대상체의 위치를 결정하는
    무선 중계 장치의 위치 결정 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 도시 기반 시설물의 위치좌표정보를 상기 위치 결정 서버로 제공하는 단계
    를 더 포함하는 무선 중계 장치의 위치 결정 방법.



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