KR101178041B1 - 실내 내비게이션을 수행하는 위치 기반 서비스 시스템 및 방법 - Google Patents

실내 내비게이션을 수행하는 위치 기반 서비스 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

실내 내비게이션을 수행하는 위치 기반 서비스 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 위치 기반 서비스 시스템은, 실내에 설치되어, 식별정보를 포함하는 Wi-Fi 신호를 송출하도록 동작하는 복수의 액세스 포인트; 복수의 액세스 포인트 중 적어도 하나에 연결되어, 액세스 포인트로부터 송출된 Wi-Fi 신호를 수신하고, 수신된 Wi-Fi 신호를 이용하여 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 형성하도록 동작하는 휴대 단말기; 및 휴대 단말기에 연결되고, 실내의 복수의 위치에 대응하는 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하고, 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 휴대 단말기의 위치를 추정할 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하고, 선정된 Wi-Fi 라디오 맵에 기초하여 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트로부터 상기 휴대 단말기의 위치를 추정하도록 동작하는 내비게이션 서비스 서버를 포함하고, 상기 제1 및 제2 Wi-Fi 핑거프린트는 Wi-Fi 신호의 수신강도 및 Wi-Fi 신호를 송출한 액세스 포인트의 식별정보를 포함한다.

Description

실내 내비게이션을 수행하는 위치 기반 서비스 시스템 및 방법{LOCATION BASED SERVICE SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMING INDOOR NAVIGATION}
본 발명은 내비게이션 시스템에 관한 것으로, 특히 와이파이 라디오 맵(Wi-Fi radio map)을 이용하여 실내 내비게이션을 수행하는 위치 기반 서비스 시스템 및 방법에 관한 것이다.
위치 기반 서비스(location based service, LBS)는 GPS(global positioning system) 등을 이용하여 휴대 단말기의 현재 위치 정보를 확인하고, 확인된 위치 정보를 이용하여 길 안내, 주위 정보 안내, 교통 정보, 물류 관제, 구조 요청, 범죄 신고 대응, 위치 기반 CRM(customer relationship management) 등 다양한 부가 서비스를 제공하는 서비스이다.
이와 같은 위치 기반 서비스를 이용하기 위해서는 휴대 단말기의 위치를 파악하는 것이 필수적이다. 그러나, GPS 위성을 이용하는 위치 기반 서비스는 실내, 터널, 지하 주차장, 도심 지역 등과 같이 GPS 위성 신호가 미약한 지역에서 위치 정보를 제공할 수 없는 문제점을 갖는다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 실내 등과 같이 GPS 위성 신호가 미약한 지역에서 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 실내 측위 기술들이 다양하게 연구되고 있다. 특히, 무선랜(WLAN), 초광대역 무선통신(UWB), 첩 스펙트럼 확산(CSS), 지그비(Zigbee), 블루투스 등의 무선 통신 장치를 이용한 무선 측위 방법이 연구 및 개발되고 있다.
최근에는 Wi-Fi를 이용한 무선 통신망 보급이 확산되면서, 도심 곳곳에 수백만 개의 액세스 포인트(access point)(이하, AP라 함)가 설치되고 있다. 그 결과, 상가나 오피스가 밀집한 도심의 한 장소에서는 평균 7개 내지 8개의 서로 다른 AP 신호를 수신할 수 있게 되었다. 이와 같이 AP가 설치되는 밀도가 증가함에 따라, 실내에 위치한 휴대 단말기가 Wi-Fi 신호에 기반하여 위치를 추정할 수 있게 되었다.
그런데, 일반적으로 기지국 또는 중계기로부터 휴대 단말기로 신호를 전송하는 과정에서, 기지국 또는 중계기에서의 전송 지연 현상과 휴대 단말기에서의 수신 지연 현상이 발생한다. 특히, 위치를 이동하는 휴대 단말기의 경우, 전방의 신호가 다소 지체되어 수신되고, 후방의 신호는 전방의 신호가 수신될 때가지 휴대 단말기에 남게 되는 잔상 현상이 발생한다. 이러한 현상을 신호 끌림(signal dragging) 현상이라 한다.
Wi-Fi 신호의 수신에 있어서도, Wi-Fi 신호 끌림(Wi-Fi Signal Dragging) 현상이 존재한다. 일반적인 Wi-Fi 신호 기반 위치 인식 기법을 사용하여 휴대 단말기의 위치를 추정하는 경우, Wi-Fi 신호 끌림 현상으로 인하여 위치 인식 정확도가 떨어지게 되며, 이에 따라 Wi-Fi 신호 기반의 위치 인식 기법을 이용하여 내비게이션 등의 위치 기반 서비스를 제공할 수 없는 문제점이 있다
본 발명은 신호 끌림 현상을 완화하거나 제거한 실내 내비게이션을 수행하는 위치 기반 서비스 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 위치 인식의 정확도가 향상된 실내 내비게이션을 수행하는 위치 기반 서비스 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 위치 기반 서비스 시스템은, 실내에 설치되어, 식별정보를 포함하는 Wi-Fi 신호를 송출하도록 동작하는 복수의 액세스 포인트; 상기 Wi-Fi 신호를 수신하고, 상기 수신된 Wi-Fi 신호를 이용하여 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 형성하도록 동작하는 휴대 단말기; 및 상기 휴대 단말기에 연결되고, 상기 실내의 복수의 위치에서 획득된 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하고, 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵중에서 상기 휴대 단말기의 위치를 추정할 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하고, 상기 선정된 Wi-Fi 라디오 맵에 기초하여 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트로부터 상기 휴대 단말기의 위치를 추정하여 위치 정보를 형성하도록 동작하는 내비게이션 서비스 서버를 포함하고, 상기 제1 및 제2 Wi-Fi 핑거프린트는 Wi-Fi 신호의 수신강도 및 상기 Wi-Fi 신호를 송출한 액세스 포인트의 식별정보를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른, 실내에 설치되어 식별정보를 포함하는 Wi-Fi 신호를 송출하도록 동작하는 복수의 액세스 포인트, 휴대 단말기 및 내비게이션 서비스 서버를 포함하는 위치 기반 서비스 시스템에서의 실내 내비게이션 방법은, a) 상기 내비게이션 서비스 서버에서, 상기 실내의 복수의 위치에서 획득된 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하는 단계; b) 상기 휴대 단말기에서, Wi-Fi 신호를 수신하여 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 형성하는 단계; c) 상기 내비게이션 서비스 서버에서, 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 상기 휴대 단말기의 위치를 추정할 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하는 단계; d) 상기 내비게이션 서비스 서버에서, 상기 선정된 Wi-Fi 라디오 맵에 기초하여 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트로부터 상기 휴대 단말기의 위치를 추정하여 위치 정보를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 및 제2 Wi-Fi 핑거프린트는 Wi-Fi 신호의 수신강도 및 상기 Wi-Fi 신호를 송출한 액세스 포인트의 식별정보를 포함한다.
본 발명은 건물 내부, 건물 지하, 터널 등의 실내에서 휴대 단말기의 위치를 정확하게 추정하고 경로 정보를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 Wi-Fi 신호의 수신 과정에서 발생하는 Wi-Fi 신호 끌림 현상을 완화 또는 제거할 수 있어 휴대 단말기의 위치 추정의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 실내 내비게이션 대상 영역의 크기에 관계없이 응답 속도를 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 위치를 영역과 지점으로 나누어서 표시함으로써 실내 내비게이션 서비스의 안정성과 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 휴대 단말기의 위치 추정시 층간 문제를 감소시킬 수 있어 휴대 단말기의 위치 추정의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대 단말기의 구성을 보이는 블록도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내비게이션 서비스 서버의 구성을 보이는 블록도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 실내 내비게이션 서비스를 구축하는 절차를 보이는 플로우챠트.
도 5는 분할 영역 크기 증가에 따른 정확도 및 정밀도의 변화를 보이는 예시도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 정확도와 정밀도를 동시에 고려한 분할 영역 크기를 결정하는 절차를 보이는 플로우챠트.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 실내 내비게이션 서비스의 구축을 설명하기 위한 설명도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따라 휴대 단말기의 위치 추정을 수행하는 절차를 보이는 플로우챠트.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따라 위치 추정 신뢰도를 향상시키는 절차를 보이는 플로우챠트.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따라, 유효성 검증을 위한 Wi-Fi 핑거프린트를 수집한 쇼핑몰의 예시도.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따라, 이동 경로 정보를 제공하는 휴대 단말기의 예시도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 내비게이션 서비스 서버의 구성을 보이는 블록도.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따라 신호 세기 기반 인덱스 키를 할당하는 예를 보이는 예시도.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따라 확률적 랭크 기반 인덱스 키를 할당하는 예를 보이는 예시도.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따라 휴대 단말기의 위치 추정을 수행하는 절차를 보이는 플로우챠트.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 휴대 단말기의 위치 추정을 보이는 예시도.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 내비게이션 서비스 서버의 구성을 보이는 블록도.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 따라 실내 내비게이션 서비스를 구축하는 절차를 보이는 플로우챠트.
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따라 휴대 단말기의 위치 추정을 수행하는 절차를 보이는 플로우챠트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 구성을 보이는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 위치 기반 서비스 시스템(100)은 복수의 액세스 포인트(access point, AP)(110a 내지 110n), 휴대 단말기(120) 및 내비게이션 서비스 서버(130)를 포함한다.
복수의 AP(110a 내지 110n)는 건물 내부, 건물 지하, 터널 등의 실내에 설치되며, 유무선 네트워크를 위한 기지국이다. 복수의 AP(110a 내지 110n) 각각은 식별 정보로써 구분된다. 본 실시예에서, 식별정보는 MAC 주소(media access control address, MACA)를 포함한다. 그러나, 식별정보는 반드시 이에 한정되지 않는다. 복수의 AP(110a 내지 110n) 각각은 식별 정보를 포함하는 Wi-Fi 신호를 송출한다.
휴대 단말기(120)는 복수의 AP(110a 내지 110n)중 적어도 하나의 AP로부터 제공되는 Wi-Fi 신호 및 내비게이션 서비스 서버(130)로부터 제공되는 위치 정보를 이용하여, 복수의 AP(110a 내지 110n)이 설치된 실내(건물 내부, 건물 지하, 터널 등)에 해당하는 맵상에 내비게이션 정보를 표시하는 실내 내비게이션을 수행한다. 내비게이션 정보는 휴대 단말기(120)의 위치 및 경로 정보를 포함한다. 그러나, 내비게이션 정보는 반드시 이에 한정되지 않는다. 휴대 단말기(120)는 복수의 AP(110a 내지 110n)중 적어도 하나의 AP에 연결되고, 연결된 AP로부터 Wi-Fi 신호를 수신하며, 실내 내비게이션을 수행할 수 있는 장치라면 어떤 장치(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 PC 등)라도 무방하다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대 단말기의 구성을 보이는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 휴대 단말기(120)는 제1 통신 모듈(210), 핑거프린트 형성부(220), 사용자 입력부(230), 내비게이션 실행부(240), 저장부(250) 및 출력부(260)를 포함한다.
제1 통신 모듈(210)은 복수의 AP(110a 내지 110n) 중 적어도 어느 하나의 AP에 연결되어, 해당 AP로부터 송출된 Wi-Fi 신호를 수신한다. 또한, 제1 통신 모듈(210)은 내비게이션 서비스 서버(130)에 연결되어, Wi-Fi 핑거프린트(finger print)를 내비게이션 서비스 서버(130)로 전송하고, 내비게이션 서비스 서버(130)로부터 제공되는 위치 정보를 수신한다. Wi-Fi 핑거프린트는 AP(110a 내지 110n)로부터 송출된 Wi-Fi 신호의 수신강도(received signal strength indicator, RSSI) 및 Wi-Fi 신호를 송출한 AP(110a 내지 110n)의 식별정보(예를 들어, MAC(media access control) 주소 등)를 포함하는 정보 데이터이다. 그러나, Wi-Fi 핑거프린트는 반드시 이에 한정되지 않는다. 제1 통신 모듈(210)은 복수의 AP(110a 내지 110n) 및 내비게이션 서비스 서버(130)와 데이터 송수신이 가능한 장치라면 어떤 장치라도 무방하다.
핑거프린트 형성부(220)는 제1 통신 모듈(210)로부터 제공되는 Wi-Fi 신호를 이용하여 Wi-Fi 핑거프린트를 형성한다. 본 실시예에서, 핑거프린트 형성부(220)는 제1 통신 모듈(210)을 통해 수신된 Wi-Fi 신호의 수신강도를 측정하고, Wi-Fi 신호의 식별정보를 검출한다. 핑거프린트 형성부(220)는 Wi-Fi 신호의 수신강도 및 식별정보를 포함하는 Wi-Fi 핑거프린트를 형성한다.
사용자 입력부(230)는 사용자의 입력정보를 수신한다. 본 실시예에서, 입력정보는 최종 목적지를 설정하기 위한 목적지 설정정보를 포함한다. 또한, 입력정보는 실내 내비게이션을 개시하기 위한 실내 내비게이션 개시 정보 및/또는 실내 내비게이션을 종료하기 위한 실내 내비게이션 종료 정보를 포함한다. 그러나, 입력정보는 반드시 이에 한정되지 않는다. 사용자 입력부(230)는 키버튼, 터치 스크린 등을 포함한다.
저장부(240)는 복수의 AP(110a 내지 110n)가 설치된 실내의 맵 정보를 저장한다. 또한, 저장부(240)는 핑거프린트 형성부(220)에서 형성된 Wi-Fi 핑거프린트를 저장한다. 또한, 저장부(240)는 사용자 입력부(230)에서 수신된 입력정보를 저장한다. 또한, 저장부(240)는 실내 내비게이션을 실행하기 위한 내비게이션 프로그램을 저장할 수도 있다.
내비게이션 실행부(250)는 제1 통신 모듈(210)로부터 제공되는 위치 정보에 기초하여 실내 내비게이션을 실행한다. 일례로서, 내비게이션 실행부(250)는 제1 통신 모듈(210)로부터 제공되는 위치 정보 및 저장부(240)에 저장된 맵 정보를 이용하여 실내 내비게이션을 실행한다. 다른 예로서, 내비게이션 실행부(250)는 제1 통신 모듈(210)로부터 제공되는 위치 정보 및 맵 정보를 이용하여 실내 내비게이션을 실행한다. 또한, 내비게이션 실행부(250)는 제1 통신 모듈(210)로부터 제공되는 위치 정보 및 사용자 입력부(230)로부터 제공되는 입력정보(즉, 목적지 설정정보)에 기초하여 휴대 단말기(120)의 현재 위치에서부터 목적지까지의 경로 정보를 형성하고, 형성된 경로 정보를 맵상에 표시하는 실내 내비게이션을 실행한다.
출력부(260)는 내비게이션 실행부(250)에서 실행되는 실내 내비게이션, 즉 맵, 위치 정보 및 경로 정보를 출력한다. 출력부(260)는 맵, 위치 정보 및 경로 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(도시하지 않음)를 포함한다. 그러나, 출력부(260)는 반드시 이에 한정되지 않는다.
전술한 실시예에서는 핑거프린트 형성부(220) 및 내비게이션 실행부(250)를 별도로 구현하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는 핑거프린트 형성부(220) 및 내비게이션 실행부(250)를 하나의 프로세서(예를 들어, CPU(central processing unit), 마이크로프로세서(microprocessor) 등)로서 구현할 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 내비게이션 서비스 서버(130)는 휴대 단말기(120)에 연결된다. 내비게이션 서비스 서버(130)는 휴대 단말기(120)로부터 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 휴대 단말기(120)의 위치를 추정하여 위치 정보를 형성한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내비게이션 서비스 서버의 구성을 보이는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 내비게이션 서비스 서버(130)는 제2 통신 모듈(310), 내비게이션 서비스 구축부(320), 데이터베이스부(330) 및 위치 추정부(340)를 포함한다.
제2 통신 모듈(310)은 휴대 단말기(120)에 연결되어, 휴대 단말기(120)로부터 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트를 수신하고, 위치 추정부(340)로부터 제공되는 위치 정보를 휴대 단말기(120)로 전송한다. 제2 통신 모듈(310)는 휴대 단말기(120)와 데이터 송수신이 가능한 장치라면 어떤 장치라도 무방하다.
내비게이션 서비스 구축부(320)는 복수의 AP(110a 내지 110n) 각각에 해당하는 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 실내 내비게이션 서비스를 구축한다. 내비게이션 서비스 구축부(320)의 동작에 대해서는 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 실내 내비게이션 서비스를 구축하는 절차를 보이는 플로우챠트이다. 도 4는 참조하면, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 복수의 AP(110a 내지 110n)에 대응하는 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축한다(S402).
여기서, Wi-Fi 라디오 맵을 구축하기 위한 Wi-Fi 핑거프린트는 Wi-Fi 신호를 수신하여 Wi-Fi 핑거프린트를 수집할 수 있는 단말기(예를 들어, 휴대 단말기(120) 등)(이하, 수집용 단말기라 함)를 이용하여 수집될 수 있다. 수집용 단말기를 통해 수집된 Wi-Fi 핑거프린트는 제2 통신 모듈(310)을 통해 수신된다. 본 실시예에서, Wi-Fi 라디오 맵은 고정형 Wi-Fi 라디오 맵 및 이동형 Wi-Fi 라디오 맵을 포함한다.
고정형 Wi-Fi 라디오 맵은 수집용 단말기를 이동시키지 않는 상태, 즉 고정한 상태에서 복수의 AP(110a 내지 110n) 각각으로부터 송출된 Wi-Fi 신호에 대응하는 Wi-Fi 핑거프린트를 수집한 Wi-Fi 라디오 맵이다. 즉, 고정형 Wi-Fi 라디오 맵은 Wi-Fi 신호 끌림(signal dragging) 현상을 제거한 상태에서 Wi-Fi 핑거프린트를 수집한 Wi-Fi 라디오 맵이다.
이동형 Wi-Fi 라디오 맵은 수집용 단말기를 정해진 방향 및 속도로 이동시키면서 복수의 AP(110a 내지 110n) 각각으로부터 송출된 Wi-Fi 신호에 대응하는 Wi-Fi 핑거프린트를 수집한 Wi-Fi 라디오 맵이다. 즉, 이동형 Wi-Fi 라디오 맵은 수집용 단말기의 이동에 의해 발생하는 Wi-Fi 신호 끌림 현상을 미리 반영한 Wi-Fi 라디오 맵이다. 따라서, 실내 내비게이션의 실행시 Wi-Fi 신호 끌림 현상이 반영된 Wi-Fi 라디오 맵을 이용하여 휴대 단말기(120)의 위치를 추정함으로써, Wi-Fi 신호 끌림 현상으로 인해 발생하는 오차가 감소될 수 있다.
본 실시예에서, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 이동형 Wi-Fi 라디오 맵을 구축할 때, 이동 가능한 방향 및 이동 속도별로 Wi-Fi 핑거프린트를 수집하여 다양한 Wi-Fi 라디오 맵을 구축한다. 즉, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 한 지역에 대해 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축한다.
한편, 실제로 이동형 Wi-Fi 라디오 맵을 구축함에 있어서, 수집용 단말기(즉, 보행자)의 이동 속도 결정 방법, Wi-Fi 라디오 맵의 준비 개수 등은 다양하게 구현될 수 있으므로, 본 실시예에서 상세하게 설명하지 않는다.
내비게이션 서비스 구축부(320)는 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해 실내 내비게이션 서비스 대상 영역을 복수의 영역으로 분할한다(S404). 여기서, 실내 내비게이션 서비스 대상 영역을 복수의 영역으로 분할하는 것은 다음의 두 가지 목적을 위해서이다.
첫번째 목적은, 분할된 영역과 연계되는 AP 인덱스를 구축하고 AP 인덱스를 이용함으로써, 휴대 단말기(120)의 위치 인식에 소요되는 시간을 줄이기 위함이다. 두번째 목적은, 휴대 단말기(120)의 위치를 추정함에 있어서, 분할 영역 추정과 지점 추정을 조합하여 판단함으로써, 위치 추정의 안정성을 향상시키며 휴대 단말기(120)의 위치를 표시함에 있어서도 상황에 따라 분할 영역 표시 또는 지점 표시를 선택적으로 사용함으로써 효율적인 위치 표시를 하기 위함이다.
여기서, 실내 내비게이션 서비스 대상 영역을 분할함에 있어서, 분할 영역의 크기 설정에 따라 정확도(accuracy)와 정밀도(precision)가 변화한다. 본 실시예에 따른 분할 영역의 크기를 설정함에 있어서, 분할 영역의 크기를 작은 크기에서 시작하여 점차 분할 영역의 크기를 크게 늘리거나, 반대로 분할 영역의 크기를 충분히 크게 설정한 후 점차 크기를 줄여가면서, 정확도와 정밀도의 변화를 확인하여, 최적의 영역 크기를 결정하는 것이 바람직하다.
정확도는 영역 단위로 추정한 위치의 정확도를 의미하며, 정밀도는 기준 영역 크기 대비 추정시 사용한 평균적인 영역 크기를 의미한다. 따라서, 분할 영역의 크기를 크게 하면, 정확도는 개선되지만 정밀도는 떨어지고, 분할 영역의 크기를 작게 하여 추정하면, 정밀도는 개선되지만 정확도는 떨어지는 상반 관계(trade-off) 효과가 있다.
도 5는 분할 영역 크기 증가에 따른 정확도 및 정밀도의 변화를 보이는 예시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 분할 영역을 크게 한 경우, 정확도는 개선되지만 정밀도가 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 도 5에 있어서, 영역 A2와 A3을 합쳐 영역을 크게 하면, 세 번의 위치 추정이 수행되는 동일한 상황에서 정확도는 66.7%에서 100%로 개선되는 반면, 정밀도는 75%에서 60%로 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 정밀도는 기준 면적을 추정 영역 면적의 평균으로 나누어 계산한 결과이다. 즉, 정밀도는 '기준 면적/추정 영역 면적 평균'의 공식을 통해 산출된다. 일반적으로 가장 작은 분할 영역의 크기를 기준 면적으로 설정하여 계산하는 것이 바람직하므로, 도 5에 있어서 기준 면적은 분할 영역 A1의 크기로 설정하여 산출한다.
본 실시예에 따라 분할 영역의 크기를 설정함에 있어서, 정확도 및 정밀도의 목표치를 사전에 설정하고, 분할 영역의 크기를 변화시키면서 정확도 및 정밀도가 사전에 설정된 목표치를 만족하는지 여부를 확인하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 정확도와 정밀도를 동시에 고려한 분할 영역 크기를 결정하는 절차를 보이는 플로우챠트이다. 도 6에서는 분할 영역의 크기를 결정함에 있어서, 최초에 분할 영역의 크기를 최소 크기로 설정한 후, 점차 분할 영역의 크기를 늘려가며 최적의 영역 크기를 결정하는 절차를 설명하기로 한다. 도 6을 참조하면, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 분할 영역의 크기 결정 작업을 수행하기 전에 정확도 목표치(α) 및 정밀도 목표치(β)를 설정한다(S602).
내비게이션 서비스 구축부(320)는 분할 영역의 크기를 초기화한다(S604). 본 실시예에서, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 최소 크기로 실내 내비게이션 서비스 대상 영역을 분할한다.
내비게이션 서비스 구축부(320)는 해당 분할 영역의 크기에서 위치 추정의 정확도(x) 및 정밀도(y)를 산출한다(S606). 정확도 및 정밀도는 도 5에 도시된 바와 같이 산출될 수 있으므로 상세하게 설명하지 않는다.
내비게이션 서비스 구축부(320)는 산출된 정밀도(y)와 정밀도 목표치(β)를 비교한다(S608). 단계 S608에서 산출된 정밀도(y)가 정밀도 목표치(β)를 만족하지 않는 것으로 판단되면, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 정확도 목표치(α) 및 정밀도 목표치(β)를 완화시켜 재설정하고(S610), 단계 S604 내지 단계 S608를 수행한다.
한편, 단계 S608에서 산출된 정밀도(y)가 정밀도 목표치(β)를 만족하는 것으로 판단되면, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 산출된 정확도(x)와 정확도 목표치(α)를 비교한다(S612).
단계 S612에서 산출된 정확도(x)가 정확도 목표치(α)를 만족하지 않는 것으로 판단되면, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 분할 영역의 크기를 사전 설정된 크기만큼 증가시키고(S614), 단계 S606 내지 단계 S612를 수행한다.
한편, 단계 S612에서 산출된 정확도(x)가 정확도 목표치(α)를 만족하는 것으로 판단되면, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 단계 S604에서 설정된 분할 영역의 크기를 최종 분할 영역의 크기로 설정한다(S616).
다시 도 4를 참조하면, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 Wi-Fi 라디오 맵에 대해 복수의 Wi-Fi 핑거프린트를 분할 영역별로 분류한다(S406). 다수의 Wi-Fi 핑거프린트가 분할 영역별로 분류되어도, 휴대 단말기(120)의 위치 추정을 위해 신규로 수신되는 Wi-Fi 핑거프린트가 어느 분할 영역에 속하는지 즉각적으로 결정하는 것은 불가능하다.
따라서, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 Wi-Fi 핑거프린트가 속한 분할 영역의 정보와, 분할 영역을 담당하는 AP의 식별정보를 매핑시킨 AP 인덱스를 구축한다(S408). AP 인덱스는 Wi-Fi 라디오 맵을 이용하여 AP의 식별정보와, AP로부터 Wi-Fi 신호가 수신되는 분할 영역을 연계시키는 정보이다.
본 실시예에서, 내비게이션 서비스 구축부(320)는 모든 Wi-Fi 핑거프린트를 스캔하여, Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 Wi-Fi 신호의 AP 식별정보를 확인한다. 내비게이션 서비스 구축부(320)는 확인된 식별정보에 기초하여 해당 AP의 식별정보(즉, MAC 주소)를 포함하는 적어도 하나의 Wi-Fi 핑거프린트를 검출한다. 내비게이션 서비스 구축부(320)는 해당 Wi-Fi 핑거프린트가 수집된 분할 영역을 조사함으로써, AP 식별정보와 분할 영역 간의 연계 정보, 즉 AP 인덱스를 구축한다.
따라서, 본 실시예에서는 구축된 AP 인덱스를 이용하여, 수신되는 임의의 Wi-Fi 핑거프린트가 어느 분할 영역에서 획득된 것인지 확인하기 위해, 전체 Wi-Fi 핑거프린트를 검색하지 않고, 해당 Wi-Fi 핑거프린트에 포함된 AP의 식별정보로부터 분할 영역의 정보를 즉각적으로 확인할 수 있다.
전술한 단계 S402 내지 S408을 통해 본 실시예에 따른 내비게이션 서비스 구축 절차가 수행되며, 이러한 내비게이션 서비스 구축에 대한 전반적인 절차는 도 7을 통해 확인할 수 있다. 도 7은 내비게이션 서비스 구축 절차에 따라 구축되는 정보를 예시하고 있으며, 상기에서 설명한 사항의 범주 내에 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
다시 도 3을 참조하면, 데이터베이스부(330)는 실내 내비게이션 서비스를 위한 각종 데이터를 저장한다. 데이터베이스부(330)는 내비게이션 서비스 구축부(320)에 의해 구축된 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 저장하기 위한 제1 데이터베이스(도시하지 않음), 내비게이션 서비스 구축부(320)에 의해 분할된 실내 내비게이션 서비스 대상 영역의 분할 영역 정보를 저장하기 위한 제2 데이터베이스(도시하지 않음) 및 내비게이션 서비스 구축부(320)에 의해 구축된 AP 인덱스를 저장하기 위한 제3 데이터베이스(도시하지 않음)를 포함한다. 그러나, 데이터베이스부(330)는 반드시 이에 한정되지 않는다.
본 실시예에서, 다수의 Wi-Fi 핑거프린트가 분할 영역별로 분류되면, Wi-Fi 핑거프린트의 정보가 저장되는 Wi-Fi 라디오 맵 정보 데이터베이스에 분할 영역 표시를 위한 필드를 추가하여, 각 Wi-Fi 핑거프린트가 획득된 분할 영역, 즉 각 Wi-Fi가 속하는 분할 영역을 표시하는 것이 바람직하다. 또는, 분할 영역을 표현하는 데이터 구조에 해당 분할 영역에서 수집된 Wi-Fi 핑거프린트를 쉽게 접근할 수 있는 핸들이 추가되어, Wi-Fi 핑거프린트가 속한 분할 영역이 쉽게 확인될 수 있도록 한다. 이때, Wi-Fi 핑거프린트와 분할 영역 간의 연결 구조는 각각의 분할 영역을 요소 또는 노드로 하는 배열 구조나, 그래프, 트리, 비순환 그래프(directed acyclic graph, DAG) 등의 데이터 구조를 사용하여 나타낼 수 있다.
위치 추정부(340)는 휴대 단말기(120)로부터 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 휴대 단말기(120)의 위치 추정을 수행한다. 위치 추정부(340)의 동작에 대해서는 도 8을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따라 휴대 단말기의 위치 추정을 수행하는 절차를 보이는 플로우챠트이다. 도 8을 참조하면, 위치 추정부(340)는 휴대 단말기(120)의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보를 획득한다(S802).
여기서, 휴대 단말기(120)의 이동 방향에 대한 정보는 휴대 단말기(120)의 사용자에 의해 선택된 최종 목적지와 휴대 단말기(120)의 현재 위치를 이용하여 경로를 선택하고, 선택된 경로의 방향을 결정함으로써 획득될 수 있다.
또한, 휴대 단말기(120)의 이동 속도에 대한 정보는 다양한 방법을 이용하여 획득될 수 있다. 일례로서, 처음에는 임의로 추정된 속도가 사용될 수 있으나, 실내 내비게이션 서비스를 시작하여 일정 시간 이상 제공된 경우에 휴대 단말기(120)의 이동 거리를 주기적으로 검사함으로써 휴대 단말기(120)의 이동 속도가 획득될 수 있다. 다른 예로서, 3축 가속 센서, 만보기 센서, 자이로 센서 등을 복합적으로 사용하여, 휴대 단말기(120)의 실시간 이동 속도가 산출될 수도 있다.
위치 추정부(340)는 데이터베이스부(330)를 조회하여, 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 휴대 단말기(120)의 위치 추정에 사용할 Wi-Fi 라디오 맵을 선정한다(S804). 본 실시예에서, 위치 추정부(340)는 획득된 이동 방향 및 이동 속도에 기초하여 Wi-Fi 라디오 맵을 선정할 수 있다. 즉, 위치 추정부(340)는 데이터베이스부(330)에 저장된 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 실내 내비게이션 서비스가 제공되는 휴대 단말기(120)의 이동 방향과 이동 속도와 가장 유사한 상황에서 구축된 Wi-Fi 라디오 맵을 선정할 수 있다.
위치 추정부(340)는 휴대 단말기(120)로부터 제2 통신 모듈(310)을 통해 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트를 수신한다(S806). 본 실시예에서, 위치 추정부(340)는 Wi-Fi 핑거프린트를 사전 설정된 업데이트 주기마다 수신할 수 있다. 업데이트 주기는 휴대 단말기(120)의 특성, 실내 내비게이션 서비스 대상 영역의 특성에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
위치 추정부(340)는 데이터베이스부(330)에 저장된 AP 인덱스에 기초하여, 수신된 Wi-Fi 핑거프린트가 속하는 분할 영역을 결정한다(S808). AP 인덱스는 AP의 식별정보(즉, MAC 주소)에 연계된 적어도 하나의 분할 영역 정보가 매핑된다. 이때, 임의의 Wi-Fi 핑거프린트는 {<x1, ->, <x4, ->, ...}와 같은 형식으로 구현된다. 즉, Wi-Fi 핑거프린트는 복수의 AP 식별정보(즉, MAC 주소(x1, x4 등))가 포함되므로, AP 인덱스를 통해 Wi-Fi 핑거프린트가 속하는 분할 영역이 결정될 수 있다.
본 실시예에서, 위치 추정부(340)는 1개의 Wi-Fi 핑거프린트에 포함되는 각 AP 식별정보(MAC 주소)와 연계된 분할 영역 간의 교집합을 구함으로써, 해당 Wi-Fi 핑거프린트가 속한 분할 영역을 결정할 수 있다. 이때, 교집합을 구하는 과정에서 공집합이 되거나, 교집합이 여러 분할 영역을 포함하는 경우가 발생할 수 있다. 여기서, 교집합이 공집합이 되는 경우에는 가능한 많은 AP 식별정보와 연계되는 분할 영역을 해당 Wi-Fi 핑거프린트가 속한 영역으로 선택하는 것이 바람직하다. 반대로, 교집합이 여러 분할 영역을 포함하는 경우에는 그대로 사용하거나, 또는 Wi-Fi 신호 세기의 정보를 추가적으로 이용하여 다수의 분할 영역 중에서 하나 이상의 분할 영역을 선택할 수 있다. 예를 들면, 특정 세기 이상을 갖는 AP 만을 대상으로 선정함으로써, 대상이 되는 분할 영역의 수를 감소시킬 수 있다.
위치 추정부(340)는 결정된 분할 영역에 속하는 복수의 Wi-Fi 핑거프린트 각각과 수신된 Wi-Fi 핑거프린트 간의 거리를 산출한다(S810). 본 실시예에서, 위치 추정부(340)는 아래의 수학식 1을 이용하여 2개의 Wi-Fi 핑거프린트 간의 거리를 산출할 수 있다.
Figure 112011037921378-pat00001
수학식 1에 있어서, Lp는 가중 거리(a generalized weighted distance), N은 AP의 개수, W는 가중치(weighting factor), P는 규준치 파라미터(norm parameter), Si 및 Pi는 수신된 핑거프린트 및 비교 대상 핑거프린트에서 수신 강도 값이다.
본 실시예에서는 전술한 수학식 1을 이용하여 2개의 Wi-Fi 핑거프린트 간의 거리를 산출하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는 다양한 방법을 이용하여 2개의 Wi-Fi 핑거프린트 간의 거리를 산출할 수도 있다.
위치 추정부(340)는 산출된 거리를 비교하여(S812), 가장 짧은 거리에 해당하는 Wi-Fi 핑거프린트를 수신된 Wi-Fi 핑거프린트와 가장 근접한 Wi-Fi 핑거프린트로서 검출한다(S814).
위치 추정부(340)는 검출된 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 휴대 단말기(120)의 위치 정보를 형성한다(S816). 즉, 위치 추정부(340)는 검출된 Wi-Fi 핑거프린트의 수집 위치(지점)를 휴대 단말기(120)의 최종 위치로서 결정하고, 결정된 최종 위치를 포함하는 위치 정보로서 형성한다. 위치 정보는 제2 통신 모듈(310)을 통해 휴대 단말기(120)로 전송된다.
전술한 바와 같은 실내 내비게이션 서비스를 제공함에 있어서, 이동중인 사용자의 위치를 주기적, 지속적으로 추정하다 보면, Wi-Fi 신호의 변동이나 구축 데이터의 오류 등으로 인하여, 일정한 속도, 일정한 방향으로 이동하는 사용자의 위치가 정확하게 추정되지 못하고 앞 또는 뒤로 몇십 미터씩 추정 위치가 튀는 현상이 발생한다. 따라서, 추정 위치가 튀는 현상을 보정하는 과정이 요구된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 위치 추정 신뢰도를 향상시키는 절차를 보이는 플로우챠트이다. 추정 위치가 튀는 현상을 보정하는 방법으로서 다양한 방법이 사용될 수 있으나, 여기서는 분할 영역에 대한 위치 추정과, 지점에 대한 위치 추정을 독립적으로 수행한 후, 독립적으로 수행된 두 위치 추정 결과를 비교하여 최종 위치를 판단함으로써, 위치 추정의 신뢰도와 안정성을 도모하는 방법을 기준으로 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 위치 추정부(340)는 분할 영역에 대한 위치 추정과 지점에 대한 위치 추정을 혼합하여 사용하기 위하여, 휴대 단말기(120)로부터 수신된 Wi-Fi 핑거프린트가 속하는 분할 영역(이하 '소속 영역'이라 한다)을 결정한다(S902). 이때, 소속 영역을 결정하는 방법은 도 8의 단계 S806과 동일하므로 상세하게 설명하지 않는다.
위치 추정부(340)는 해당 분할 영역과 더불어 일정 범위의 인접한 모든 분할 영역을 탐색 영역으로 결정한다(S904). 본 실시예에서, 탐색 영역은 소속 영역을 포함하여 이를 확대한 영역이다.
위치 추정부(340)는 탐색 영역에 속하는 모든 Wi-Fi 핑거프린트를 대상으로 하여, 휴대 단말기(120)로부터 수신된 Wi-Fi 핑거프린트와 비교하여 가장 유사한 Wi-Fi 핑거프린트를 검출하고(S906), 검출된 Wi-Fi 핑거프린트의 수집 지점을 추정 위치로 결정한다(S908).
위치 추정부(340)는 단계 S902에서 결정된 소속 영역과 단계 S908에서 결정된 추정 위치를 포함하는 분할 영역이 일치하는지 판단한다(S910). 단계 S910에서 소속 영역과 분할 영역이 일치하지 않는 것으로 판단되면, 위치 추정부(340)는 해당 위치 추정 결과를 무시하고, 새로운 위치 추정을 수행한다(S912).
전술한 바와 같은 절차는 위치 추정의 주기마다 반복되며, 여러 번의 위치 추정에서, 추정 위치가 포함된 분할 영역과 소속 영역의 불일치가 수차례 반복되는 경우, 휴대 단말기(120)로부터 수신된 Wi-Fi 핑거프린트가 소속된 영역('소속 영역') 내에 속하는 Wi-Fi 핑거프린트만을 대상으로 탐색하고, 탐색된 Wi-Fi 핑거프린트의 위치를 휴대 단말기(120)의 최종 위치로 결정하는 것이 바람직하다.
전술한 단계 S902 내지 S912를 수행하여 위치를 추정하면, 갑자기 수십 미터를 벗어나 위치가 표시되는 현상을 자연스럽게 예방할 수 있으며, 위치추정의 신뢰도와 안정도를 높이는 효과를 기대할 수 있다.
전술한 실시예에서는 내비게이션 서비스 서버(130)의 내비게이션 서비스 구축부(320)가 실내 내비게이션 서비스를 구축하고, 위치 추정부(340)가 휴대 단말기(120)의 위치 추정을 수행하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는 휴대 단말기(120)가 내비게이션 서비스 서버(130)가 수행하는 기능의 전부 또는 일부를 수행할 수도 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 내비게이션 서비스 구축부(320) 및 위치 추정부(340)를 별도로 구현하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는 내비게이션 서비스 구축부(320) 및 위치 추정부(340)를 하나의 프로세서(예를 들어, CPU(central processing unit), 마이크로프로세서(microprocessor) 등)로서 구현할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라, 유효성 검증을 위한 Wi-Fi 핑거프린트를 수집한 쇼핑몰의 예시도이다. 본 발명의 실시예에 따라, 쇼핑몰의 600미터 구간에서 Wi-Fi 핑거프린트를 수집하여, 위치 추정 정확도를 측정하였다. 해당 쇼핑몰에는 약 340개의 AP가 존재하며, 실시 구간에는 약 200개의 AP가 존재하였다. 총 212개의 지점에 대하여 지점당 10개씩 총 2120개의 Wi-Fi 핑거프린트를 수집하였으며, 양 방향으로 보행 속도를 유지하면서 각각 2120개씩의 Wi-Fi 핑거프린트를 수집하였다. 즉, 고정식 Wi-Fi 라디오 맵을 위해 약 2120개의 Wi-Fi 핑거프린트를 수집하였으며, 이동식 Wi-Fi 라디오 맵을 위해 약 4240개의 Wi-Fi 핑거프린트를 수집하였다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 실내 내비게이션 시스템 및 방법의 효과를 살펴보기 위하여 30미터당 한 지점씩 선정된 위치에서 Wi-Fi 핑거프린트를 수신하여 위치 추정을 수행하였다. 위치 추정 결과 고정식 Wi-Fi 핑거프린트를 이용한 위치 추정에서는 약 8미터의 위치 추정 오차가 발생되는 데 반하여, 본 발명의 실시예에 따라 사용자의 이동성을 고려한 위치 추정 방법에 따르면 약 5미터의 오차가 발생되었다. 이에 따라, 사용자의 이동성을 고려한 본 발명의 방식을 통해 30% 이상의 정확도 개선 효과가 있음을 확인할 수 있다. 아울러, 본 발명의 실시예에 따른 실내 내비게이션 시스템을 구현한 결과, Wi-Fi에 기반한 사용자의 위치 인식의 정확도와 응답 속도가 실제로 사용 가능한 것으로 확인되었다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라, 이동 경로 정보를 제공하는 휴대 단말기의 예시도이다. 사용자는 차량용 내비게이션과 유사하게 표시되는 경로를 따라 이동할 수 있으며, 주기적인 위치 추정을 통해 변경된 사용자의 위치를 휴대 단말기(120)에 디스플레이되는 맵상에 표시함으로써, 복잡한 실내 공간에서 사용자가 목적지까지 손쉽게 찾아갈 수 있음을 확인하였다.
본 발명의 실시예에 따른 영역 분할을 통한 사용자 위치 인식 방법은 AP가 충분하게 설치되지 않은 넓은 공간에서도 효율적으로 활용될 수 있다. 예를 들면, 주차장과 같은 넓은 환경에서는 정확한 위치보다 대략적인 위치를 분할된 영역 정도의 정밀도로 안내하면 충분하므로, 효율적으로 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 주차 위치 확인 서비스를 제공함에 있어서, Wi-Fi 라디오 맵이 구축되어 있으며 주차 영역이 분할되어 있는 대규모의 주차 공간에서, 사용자가 자신의 휴대 단말기를 이용하여 분할된 영역 단위로 주차 위치를지정하고, 추후 지정된 주차 위치를 안내받는 서비스 형태로 제공될 수 있다. 즉, 주차 위치 확인 서비스를 제공받기 위하여, 사용자는 자신의 휴대 단말기에 설치된 주차 위치 확인 프로그램을 구동시킨다. 주차 위치 확인 프로그램은 해당 지점의 Wi-Fi 핑거프린트를 수집하고, 수집된 Wi-Fi 핑거프린트가 속하는 영역을 인식한 뒤 결과를 저장한다. 저장된 주차 위치 정보는 실내 내비게이션에 연결되어 사용되거나, 사용자가 자신의 차량 위치로의 복귀를 위한 주차 위치 확인에 활용될 수 있다.
주차 위치 확인 서비스가 일반화되면, 영역 분할이 이루어지고, Wi-Fi 라디오 맵 구축이 완료된 많은 빌딩의 주차장 정보를 서버에서 일괄 관리할 수 있도록 저장한 뒤, 서버와 연결된 휴대 단말기에 설치된 주차 위치 확인 프로그램을 통해 서비스하는 것이 효과적이다.
제2 실시예
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 구성을 보이는 블록도이다. 도 12를 참조하면, 위치 기반 서비스 시스템(1200)은 복수의 액세스 포인트(access point, AP)(1210a 내지 1210n), 휴대 단말기(1220) 및 내비게이션 서비스 서버(1230)를 포함한다.
복수의 AP(1210a 내지 1210n)는 건물 내부, 건물 지하, 터널 등의 실내에 설치되며, 유무선 네트워크를 위한 기지국이다. 본 실시예에서의 복수의 AP(1210a 내지 1210n)는 제1 실시예에서의 복수의 AP(110a 내지 110n)와 동일하므로 상세하게 설명하지 않는다.
휴대 단말기(1220)는 복수의 AP(1210a 내지 1210n)중 적어도 하나의 AP에 연결되어, 해당 AP로부터 제공되는 Wi-Fi 신호 및 내비게이션 서비스 서버(1230)로부터 제공되는 위치 정보를 이용하여, 복수의 AP(1210a 내지 1210n)이 설치된 실내(건물 내부, 건물 지하, 터널 등)에 해당하는 맵상에 내비게이션 정보를 표시하는 실내 내비게이션을 수행한다. 본 실시예에서의 휴대 단말기(1220)는 제1 실시예에서의 휴대 단말기(120)와 동일하므로 상세하게 설명하지 않는다.
내비게이션 서비스 서버(1230)는 휴대 단말기(1220)에 연결된다. 내비게이션 서비스 서버(1230)는 휴대 단말기(1220)로부터 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 휴대 단말기(1220)의 위치 추정을 수행한다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 내비게이션 서비스 서버의 구성을 보이는 블록도이다. 도 13을 참조하면, 내비게이션 서비스 서버(1230)는 제2 통신 모듈(1310), 내비게이션 서비스 구축부(1320), 데이터베이스부(1330) 및 위치 추정부(1340)를 포함한다.
제2 통신 모듈(1310)은 휴대 단말기(1220)에 연결되어, 휴대 단말기(1220)로부터 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트를 수신하고, 위치 추정부(1340)로부터 제공되는 위치 정보를 휴대 단말기(1220)로 전송한다. 본 실시예에서의 제2 통신 모듈(1310)은 제1 실시예에서의 통신 모듈(310)과 동일하므로 상세하게 설명하지 않는다.
내비게이션 서비스 구축부(1320)는 복수의 AP(1210a 내지 1210n) 각각에 해당하는 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 실내 내비게이션 서비스를 구축한다. 본 실시예에서, 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 복수의 AP(1210a 내지 1210n)에 대응하는 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축한다. Wi-Fi 라디오 맵의 구축은 제1 실시예에서의 도 4의 단계 S402와 동일하므로 상세하게 설명하지 않는다. 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해, 각 지점에서 수집된 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여, 해당 Wi-Fi 핑거프린트에 인덱스 키(index key)를 할당한다.
일례로서, 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해, 각 지점에서 수집된 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여, 해당 Wi-Fi 핑거프린트에 포함되는 복수의 AP 각각의 Wi-Fi 신호의 세기를 검출하고, 검출된 신호 세기에 기초하여 해당 지점에 신호 세기 기반 인덱스 키(signal strength based index key)를 할당한다. 즉, 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 도 14에 도시된 바와 같이, 임의의 Wi-Fi 라디오 맵에 대해, 지점(P1)에서 수집된 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여, Wi-Fi 핑거프린트에 포함되는 AP(AP1 내지 AP5) 각각의 Wi-Fi 신호의 세기를 검출한다. 내비게이션 서비스 구축부(1340)는 검출된 신호 세기를 비교하여 강한 신호 세기의 순으로 사전 설정된 개수(예를 들어 3개)의 AP(AP1, AP3 및 AP2)를 추출한다. 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 지점(P1)에 AP1, AP3 및 AP2를 인덱스 키(즉, 신호 세기 기반 인덱스 키)를 할당한다. 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 나머지 지점(P2 내지 P20)에 대해서도 전술한 바와 같이 인덱스 키를 할당한다. 도 14에 있어서, 지점(P5 내지 P20)은 인덱스 키가 할당되지 않은 상태를 나타낸다.
다른 예로서, 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해 해당 지점에서 수집된 복수의 Wi-Fi 핑거프린트(예를 들어 20개의 Wi-Fi 각각를 분석하여, 해당 Wi-Fi 핑거프린트에 포힘되는 복수의 AP 각각의 Wi-Fi 신호의 분산 및 수신 확률을 고려하여 해당 지점에 확률적 랭크 기반 인덱스 키(probabilistic rank based index key)를 할당한다. 즉, 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 임의의 Wi-Fi 라디오 맵에 대해, 도 15에 도시된 바와 같이 지점(P1)에서 수집된 복수의 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여, 각 Wi-Fi 핑거프린트에 포함되는 AP별로 평균 Wi-Fi 신호 세기, 신호 세기의 분산(variance) 값 및 Wi-Fi 신호 수신 확률을 검출한다. 여기서, 수신 확률은 복수의 Wi-Fi 핑거프린트 중에서 해당 AP의 Wi-Fi 신호가 수신되는 Wi-Fi 핑거프린트의 확률을 나타낸다. 예를 들면, 20개의 Wi-Fi 핑거프린트중에서 AP1의 Wi-Fi 신호가 수신되는 Wi-Fi 핑거프린트의 개수가 10개이면, 수신 확률은 50%이다. 도 15에 있어서, 지점(P1)에서의 AP1의 수신 확률은 100%이고, AP2의 수신 확률은 90%이고, AP3의 수신 확률은 20%이고, AP4의 수신 확률은 65%이고, AP5의 수신 확률은 70%이다. 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 신호 세기, 분산값 및 수신 확률을 이용하여, 가장 강한 Wi-Fi 신호를 수신할 확률의 순으로 사전 설정된 개수의 AP(AP1, AP2 및 AP3)를 추출한다. 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 추출된 AP1, AP2 및 AP3을 인덱스 키로서 지점(P1)에 할당한다. 내비게이션 서비스 구축부(1320)는 나머지 지점(P2 내지 P20)에 대해서도 전술한 바와 같이 인덱스 키를 할당한다. 도 15에 있어서, 지점(P5 내지 P20)은 인덱스 키가 할당되지 않은 상태를 나타낸다.
데이터베이스부(1330)는 실내 내비게이션 서비스를 위한 각종 데이터를 저장한다. 데이터베이스부(1330)는 내비게이션 서비스 구축부(1320)에 의해 인덱스 키가 할당된 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 저장하기 위한 제1 데이터베이스(도시하지 않음)를 포함한다. 또한, 데이터베이스부(1330)는 내비게이션 서비스 구축부(1320)에 의해 구축된 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 저장하기 위한 제2 데이터베이스(도시하지 않음)를 포함할 수도 있다.
위치 추정부(1340)는 휴대 단말기(1220)로부터 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 휴대 단말기(1220)의 위치 추정을 수행한다. 위치 추정부(1340)에 대해서는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따라 휴대 단말기의 위치 추정을 수행하는 절차를 보이는 플로우챠트이다. 도 16을 참조하면, 위치 추정부(1340)는 휴대 단말기(1220)의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보를 획득한다(S1602). 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보는 제1 실시예에서의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보와 동일하므로 본 실시예에서 상세하게 설명하지 않는다.
위치 추정부(1340)는 데이터베이스부(1330)를 조회하여, 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 휴대 단말기(1220)의 위치 추정에 사용할 Wi-Fi 라디오 맵을 선정한다(S1604). 본 실시예에서, 위치 추정부(1340)는 획득된 이동 방향 및 이동 속도에 기초하여 Wi-Fi 라디오 맵을 선정할 수 있다. 즉, 위치 추정부(1340)는 데이터베이스부(1330)에 저장된 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 실내 내비게이션 서비스가 제공되는 휴대 단말기(1220)의 이동 방향과 이동 속도와 가장 유사한 상황에서 구축된 Wi-Fi 라디오 맵을 선정할 수 있다.
위치 추정부(1340)는 휴대 단말기(1220)로부터 제2 통신 모듈(1310)을 통해 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트를 수신한다(S1606). 본 실시예에서, 위치 추정부(1340)는 Wi-Fi 핑거프린트를 사전 설정된 업데이트 주기마다 수신할 수 있다. 업데이트 주기는 휴대 단말기(1220)의 특성, 실내 내비게이션 서비스 대상 영역의 특성에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
위치 추정부(1340)는 수신된 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여(S1608), 수신된 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 위치를 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 추정하고(S1610), 추정된 위치를 포함하는 위치 정보를 형성한다(S1612). 형성된 위치 정보는 제2 통신 모듈(1310)을 통해 휴대 단말기(1220)로 전송된다.
일례로서, 위치 추정부(1340)는 수신된 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여, Wi-Fi 핑거프린트에 포함된 복수의 AP 각각의 Wi-Fi 신호의 세기를 검출한다. 위치 추정부(1340)는 검출된 신호 세기를 비교하여, 도 17에 도시된 바와 같이 강한 신호 세기의 순으로 사전 설정된 개수(예를 들어, 3개)의 AP를 추출한다(AP1, AP2 및 AP3). 선정된 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 위치 추정부(1340)는 추출된 AP(AP1, AP2 및 AP3)를 인덱스 키로서 할당된 지점(P1)을 검출하고, 검출된 지점(P1)을 휴대 단말기(1220)의 현재 위치로서 추정하여 지점(P1)을 포함하는 위치 정보를 형성한다.
다른 예로서, 위치 추정부(1340)는 수신된 복수의 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여, 복수의 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 대해, AP별로 Wi-Fi 신호의 신호 세기, 상기 신호 세기의 분산 및 Wi-Fi 신호의 수신 확률을 검출하고, 검출된 신호 세기, 상기 분산 및 상기 수신 확률에 기초하여 가장 강한 Wi-Fi 신호를 수신할 확률의 순으로 사전 설정된 개수의 액세스 포인트를 추출하고, 선정된 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 추출된 액세스 포인트를 인덱스 키로서 할당된 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 검출하고, 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 해당하는 위치를 상기 휴대 단말기의 위치로서 추정한다.
전술한 실시예에서는 내비게이션 서비스 서버(1230)의 내비게이션 서비스 구축부(1320)가 실내 내비게이션 서비스를 구축하고, 위치 추정부(1340)가 휴대 단말기(1220)의 위치 추정을 수행하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는 휴대 단말기(1220)가 내비게이션 서비스 서버(1230)가 수행하는 기능의 전부 또는 일부를 수행할 수도 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 내비게이션 서비스 구축부(1320) 및 위치 추정부(1340)를 별도로 구현하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는 내비게이션 서비스 구축부(1320) 및 위치 추정부(1340)를 하나의 프로세서(예를 들어, CPU(central processing unit), 마이크로프로세서(microprocessor) 등)로서 구현할 수도 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 휴대 단말기(1220)의 위치 추정을 수행하기 위해 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 모든 핑거프린트를 가져오는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는 휴대 단말기(1220)의 위치 추정을 일정한 시간 간격으로 주기적으로 수행하는 특성을 이용하여 휴대 단말기(1220)의 위치 추정에 사용된 핑거프린트들을 저장부(도시하지 않음)에 저장해 두고, 새로이 필요한 핑거프린트만을 라디오 맵으로부터 가져오는 방식을 이용함으로써, Wi-Fi 라디오 맵으로부터 핑거프린트를 가져오는데 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.
제3 실시예
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 구성을 보이는 블록도이다. 도 18을 참조하면, 위치 기반 서비스 시스템(1800)은 복수의 액세스 포인트(access point, AP)(1810a 내지 1810n), 휴대 단말기(1820) 및 내비게이션 서비스 서버(1830)를 포함한다.
복수의 AP(1810a 내지 1810n)는 건물 내부, 건물 지하, 터널 등의 실내에 설치되며, 유무선 네트워크를 위한 기지국이다. 본 실시예에서의 복수의 AP(1810a 내지 1810n)는 제1 실시예에서의 복수의 AP(1810a 내지 1810n)와 동일하므로, 본 실시예에서 상세하게 설명하지 않는다.
휴대 단말기(1810)는 복수의 AP(1810a 내지 1810n)중 적어도 하나의 AP에 연결되어, 해당 AP로부터 제공되는 Wi-Fi 신호 및 내비게이션 서비스 서버(1830)로부터 제공되는 위치 정보를 이용하여, 복수의 AP(1810a 내지 1810n)이 설치된 실내(건물 내부, 건물 지하, 터널 등)에 해당하는 맵상에 내비게이션 정보를 표시하는 실내 내비게이션을 수행한다. 본 실시예에서의 휴대 단말기(1810)는 제1 실시예에서의 휴대 단말기(120)와 동일하므로 본 실시예에서 상세하게 설명하지 않는다.
내비게이션 서비스 서버(1830)는 휴대 단말기(1820)에 연결된다. 내비게이션 서비스 서버(1830)는 휴대 단말기(1820)로부터 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 휴대 단말기(1820)의 위치 추정을 수행한다.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 내비게이션 서비스 서버의 구성을 보이는 블록도이다. 도 19를 참조하면, 제2 통신 모듈(1910), 내비게이션 서비스 구축부(1920), 데이터베이스부(1930) 및 위치 추정부(1940)를 포함한다.
제2 통신 모듈(1910)는 휴대 단말기(1820)에 연결되어, 휴대 단말기(1820)로부터 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트를 수신하고, 위치 추정부(1940)로부터 제공되는 위치 정보를 휴대 단말기(1820)로 전송한다. 본 실시예에서의 제2 통신 모듈(1910)는 제1 실시예에서의 제2 통신 모듈(310)과 동일하므로 상세하게 설명하지 않는다.
내비게이션 서비스 구축부(1920)는 복수의 AP(1810a 내지 1810n) 각각에 해당하는 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 실내 내비게이션 서비스를 구축한다. 내비게이션 서비스 구축부(1920)의 동작에 대해서는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 따라 실내 내비게이션 서비스를 구축하는 절차를 보이는 플로우챠트이다. 도 20을 참조하면, 내비게이션 서비스 구축부(1920)는 복수의 AP(1810a 내지 1810n)에 대응하는 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하고(S2002), 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해 실내 내비게이션 서비스 대상 영역을 복수의 영역으로 분할하고(S2004), Wi-Fi 라디오 맵에 대해 복수의 Wi-Fi 핑거프린트를 분할 영역별로 분류하고(S2006), Wi-Fi 핑거프린트가 속한 분할 영역의 정보와, 분할 영역을 담당하는 AP의 식별정보를 매핑시킨 AP 인덱스를 구축한다(S2008). 본 실시예에서의 단계 S2002 내지 S2008은 제1 실시예에서의 단계 S402 내지 S408과 동일하므로 상세하게 설명하지 않는다.
내비게이션 서비스 구축부(1920)는 AP 인덱스가 구축된 Wi-Fi 라디오 맵에 층간 문제가 발생할 수 있는 WFCA(Wi-Fi fingerprint confusion area)를 설정한다(S2010). 일례로서, 내비게이션 서비스 구축부(1920)는 내비게이션 서비스 구축자에 의해 설정된 영역을 WFCA로서 Wi-Fi 라디오 맵에 설정할 수 있다. 다른 예로서, 내비게이션 서비스 구축부(1920)는 구축된 Wi-Fi 핑거프린트 간 교차 검증(cross-validating)을 통해 휴대 단말기(1820)의 위치 추정에 판단되는 Wi-Fi 핑거프린트들을 n개의 그룹으로 나누어 특정 그룹을 테스트 데이터로, 나머지 데이터를 학습 데이터로 두고 각각 위치 추정을 수행하여 층간 판단에 문제가 생기는 영역을 WFCA로 설정한다. 여기서, 교차 검증은 공지된 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있으므로 본 실시예에서 상세하게 설명하지 않는다. 또 다른 예로서, 내비게이션 서비스 구축부(1920)는 구축된 Wi-Fi 핑거프린트들을 신호 유사성을 기준으로 계층 군집화(hierarchical clustering)를 수행하여 클러스터(그룹)를 생성하고, 생성된 클러스터 중 복수의 층이 한데 묶인 클러스터들을 추출함으로써 위치 추정시에 층간 문제가 발생할 수 있는 WFCA를 Wi-Fi 라디오 맵에 설정할 수 있다.
전술한 실시예에서는 실내 내비게이션 서비스를 구축하기 위해 제1 실시예에서의 실내 내비게이션 서비스 구축 절차를 이용하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는 제1 실시예 및/또는 제2 실시예에서의 실내 내비게이션 서비스 구축 절차를 이용할 수도 있다.
데이터베이스부(1930)는 실내 내비게이션 서비스를 위한 각종 데이터를 저장한다. 일례로서, 데이터베이스부(1930)는 내비게이션 서비스 구축부(1920)에 의해 구축된 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 저장하기 위한 제1 데이터베이스(도시하지 않음), 내비게이션 서비스 구축부(1920)에 의해 분할된 실내 내비게이션 서비스 대상 영역의 분할 영역 정보를 저장하기 위한 제2 데이터베이스(도시하지 않음), 내비게이션 서비스 구축부(1920)에 의해 구축된 AP 인덱스를 저장하기 위한 제3 데이터베이스(도시하지 않음) 및 WFCA가 설정된 Wi-Fi 라디오 맵을 저장하기 위한 제4 데이터베이스(도시하지 않음)를 포함한다. 다른 예로서, 데이터베이스부(1930)는 내비게이션 서비스 구축부(1920)에 의해 인덱스 키가 할당된 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 저장하기 위한 제1 데이터베이스(도시하지 않음) 및 WFCA가 설정된 Wi-Fi 라디오 맵을 저장하기 위한 제2 데이터베이스(도시하지 않음)를 포함한다. 또한, 데이터베이스부(1930)는 내비게이션 서비스 구축부(1920)에 의해 구축된 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 저장하기 위한 제2 데이터베이스(도시하지 않음)를 포함할 수도 있다.
위치 추정부(1940)는 휴대 단말기(1820)로부터 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 휴대 단말기(1820)의 위치 추정을 수행한다. 위치 추정부(1940) 대해서는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따라 휴대 단말기의 위치 추정을 수행하는 절차를 보이는 플로우챠트이다. 도 21을 참조하면, 위치 추정부(1940)는 휴대 단말기(1820)의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보를 획득한다(S2102). 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보는 제1 실시예에서의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보와 동일하므로 상세하게 설명하지 않는다.
위치 추정부(1940)는 데이터베이스부(1930)를 조회하여, 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 휴대 단말기(1820)의 위치 추정에 사용할 Wi-Fi 라디오 맵을 선정한다(S2104). 본 실시예에서, 위치 추정부(1940)는 획득된 이동 방향 및 이동 속도에 기초하여 Wi-Fi 라디오 맵을 선정할 수 있다. 즉, 위치 추정부(1940)는 데이터베이스부(1930)에 저장된 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 실내 내비게이션 서비스가 제공되는 휴대 단말기(1820)의 이동 방향 및 이동 속도와 가장 유사한 상황에서 구축된 Wi-Fi 라디오 맵을 선정할 수 있다.
위치 추정부(1940)는 휴대 단말기(1820)로부터 제2 통신 모듈(1910)을 통해 제공되는 Wi-Fi 핑거프린트를 수신한다(S2106). 본 실시예에서, 위치 추정부(1940)는 Wi-Fi 핑거프린트를 사전 설정된 업데이트 주기마다 수신할 수 있다. 업데이트 주기는 휴대 단말기(1820)의 특성, 실내 내비게이션 서비스 대상 영역의 특성에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
위치 추정부(1940)는 수신된 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 데이터베이스부(1930)를 조회하여 휴대 단말기(1820)의 위치 추정을 수행한다(S2108). 본 실시예에서의 위치 추정은 제1 실시예 및/또는 제2 실시예에서의 위치 추정과 동일하게 수행될 수 있으므로 상세하게 설명하지 않는다.
위치 추정부(1940)는 추정된 휴대 단말기(1820)의 위치가 WFCA인지를 판단한다(S2110). 단계 S2110에서 추정된 휴대 단말기(1820)의 위치가 WFCA인 것으로 판단되면, 위치 추정부(1940)는 수신된 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여(S2112), 수신된 Wi-Fi 핑거프린트에 포함된 AP의 개수를 검출한다(S2114).
위치 추정부(1940)는 검출된 AP 개수와 사전 설정된 임계값을 비교한다(S2116). 여기서, 임계값은 경우에 따라 다양하게 설정될 수 있음을 당업자라면 충분히 이해할 것이다.
단계 S2116에서 검출된 AP 개수가 임계값 이하인 것으로 판단되면, 위치 추정부(1940)는 수신된 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 휴대 단말기(1820)의 층간 위치 보정을 수행한다(S2116). 본 실시예에서, 위치 추정부(1940)는 집합 유사성(set similarity)을 이용하여 휴대 단말기(1820)의 층간 위치 보정을 수행한다. 보다 상세하게, 위치 추정부(1940)는 수신된 Wi-Fi 핑거프린트와 WFCA에 해당하는 Wi-Fi 핑거프린트 간에 집합 유사성을 고려하되, 집합 유사성의 척도로서 아래의 수학식과 같이 자카드 계수(Jaccard's coefficient)를 사용하여, 휴대 단말기(1820)의 층간 위치 보정을 수행한다.
Figure 112011037921378-pat00002
수학식 2에 있어서, A는 수신된 Wi-Fi 핑거프린트를 나타내고, B는 WFCA에 해당하는 Wi-Fi 핑거프린트를 나타내며, J(A,B)는 자카드 계수를 나타낸다.
위치 추정부(1940)는 수신된 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 보정된 층간 위치에서 휴대 단말기(1820)의 위치 추정을 재수행하고(S2120), 추정된 위치를 포함하는 위치 정보를 형성한다(S2122). 형성된 위치 정보는 제2 통신 모듈(1910)을 통해 휴대 단말기(1820)로 전송된다.
한편, 단계 S2110에서 추정된 휴대 단말기(1820)의 위치가 WFCA가 아닌 것으로 판단, 또는 단계 S2116에서 검출된 AP 개수가 임계값을 초과하는 것으로 판단되면, 위치 추정부(340)는 추정된 위치를 포함하는 위치 정보를 형성한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
본 발명은 바람직한 실시예를 통해 설명되고 예시되었으나, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 사항 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
100, 1200, 1800: 위치 기반 서비스 시스템
110a~110n, 1210a~1210n, 1810a~1810n: 액세스 포인트
120, 1220, 1820: 휴대 단말기
130, 1230, 1830: 내비게이션 서비스 서버
210: 제1 통신 모듈 220: Wi-Fi 핑거프린트 형성부
230: 사용자 입력부 240:저장부
250: 내비게이션 실행부 260: 출력부
310, 1310, 1910: 제2 통신 모듈
320, 1320, 1920: 내비게이션 서비스 구축부
330, 1330, 1930: 데이터베이스부
340, 1340, 1940: 위치 추정부

Claims (38)

  1. 위치 기반 서비스 시스템으로서,
    실내에 설치되어, 식별정보를 포함하는 Wi-Fi 신호를 송출하도록 동작하는 복수의 액세스 포인트;
    상기 Wi-Fi 신호를 수신하고, 상기 수신된 Wi-Fi 신호를 이용하여 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 형성하도록 동작하는 휴대 단말기; 및
    상기 휴대 단말기에 연결되고, 상기 실내의 복수의 위치에서 획득된 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하고, 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵중에서 상기 휴대 단말기의 위치를 추정할 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하고, 상기 선정된 Wi-Fi 라디오 맵에 기초하여 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트로부터 상기 휴대 단말기의 위치를 추정하여 위치 정보를 형성하도록 동작하는 내비게이션 서비스 서버
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 Wi-Fi 핑거프린트는 Wi-Fi 신호의 수신강도 및 상기 Wi-Fi 신호를 송출한 액세스 포인트의 식별정보를 포함하는 위치 기반 서비스 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 식별정보는 MAC 주소(media access control address)를 포함하는 위치 기반 서비스 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 휴대 단말기는,
    상기 수신된 Wi-Fi 신호에 기초하여 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 형성하도록 동작하는 Wi-Fi 핑거프린트 형성부; 및
    상기 액세스 포인트로부터 송출된 Wi-Fi 신호를 수신하고, 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 상기 내비게이션 서비스 서버로 전송하도록 동작하는 제1 통신 모듈
    을 포함하는 위치 기반 서비스 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 내비게이션 서비스 서버는,
    상기 휴대 단말기의 이동 방향 및 이동 속도를 고려하여 상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하도록 동작하는 내비게이션 서비스 구축부;
    상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 저장하기 위한 데이터베이스부;
    상기 휴대 단말기의 이동 방향 및 이동 속도를 획득하고, 상기 데이터베이스부를 조회하여 상기 획득된 이동 방향 및 이동 속도에 해당하는 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하고, 상기 선정된 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 검출하고, 상기 검출된 제2 Wi-Fi 핑거프린트의 위치를 상기 휴대 단말기의 위치로서 추정하며, 상기 추정된 위치를 포함하는 상기 위치 정보를 형성하도록 동작하는 위치 추정부; 및
    상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 수신하고, 상기 위치 정보를 상기 휴대 단말기로 전송하도록 동작하는 제2 통신 모듈
    을 포함하는 위치 기반 서비스 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 휴대 단말기는,
    사용자로부터 최종 목적지를 설정하기 위한 입력정보를 수신하도록 동작하는 사용자 입력부;
    상기 위치 정보에 기초하여 상기 실내의 맵상에 현재 위치 정보를 표시하고, 상기 입력정보에 기초하여 현재 위치로부터 상기 최종 목적지까지의 경로 정보를 형성하며, 상기 맵상에 경로 정보를 표시하는 실내 내비게이션을 실행하도록 동작하는 내비게이션 실행부; 및
    상기 내비게이션 실행부에서 실행되는 상기 실내 내비게이션을 출력하도록 동작하는 출력부
    를 더 포함하는 위치 기반 서비스 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 내비게이션 서비스 구축부는,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하고,
    상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해 실내 내비게이션 서비스 대상 영역을 복수의 영역으로 분할하고,
    상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해 상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 분할 영역별로 분류하고,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각이 속한 분할 영역과 상기 분할 영역을 담당하는 액세스 포인트의 식별정보를 매핑시킨 액세스 포인트 인덱스를 구축하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 Wi-Fi 라디오 맵은 상기 휴대 단말기의 이동에 의해 발생하는 신호 끌림 현상을 반영한 이동형 Wi-Fi 라디오 맵 및 상기 휴대 단말기의 이동에 의해 발생하는 신호 끌림 현상을 반영하지 않은 고정형 Wi-Fi 라디오 맵 중 적어도 하나를 포함하는 위치 기반 서비스 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 내비게이션 서비스 구축부는, 상기 휴대 단말기의 이동 방향 및 이동 속도별로 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하도록 더 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 내비게이션 서비스 구축부는,
    상기 휴대 단말기의 위치 추정에 대한 정확도 목표치 및 정밀도 목표치를 설정하고,
    상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해 상기 분할 영역의 크기를 초기화하고,
    해당 분할 영역의 크기에서 상기 휴대 단말기에 대한 위치 추정의 정확도 및 정밀도를 산출하고,
    상기 산출된 정밀도와 상기 정밀도 목표치를 비교하여, 상기 산출된 정밀도가 상기 정밀도 목표치를 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 정확도 목표치 및 상기 정밀도 목표치를 완화시켜 재설정하고,
    상기 산출된 정밀도가 상기 정밀도 목표치를 만족하는 것으로 판단되면, 상기 산출된 정확도와 상기 정확도 목표치를 비교하여, 상기 산출된 정확도가 상기 정확도 목표치를 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 분할 영역의 크기를 사전 설정된 크기만큼 증가시키고,
    상기 산출된 정확도가 상기 정확도 목표치를 만족하는 것으로 판단되면, 상기 설정된 분할 영역의 크기를 최종 분할 영역의 크기로 설정하도록 더 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 내비게이션 서비스 구축부는,
    상기 Wi-Fi 라디오 맵에 포함되는 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 대해 동일한 액세스 포인트의 식별정보를 포함하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 선별하고,
    상기 선별된 제2 Wi-Fi 핑거프린트가 수집된 분할 영역을 검출하여, 상기 액세스 포인트의 식별정보와 상기 검출된 분할 영역 간의 연계 정보를 구축하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  11. 제6항에 있어서, 상기 위치 추정부는,
    상기 휴대 단말기의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보를 획득하고,
    상기 데이터베이스부를 조회하여 상기 획득된 이동 방향 및 이동 속도에 해당하는 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하고,
    상기 액세스 포인트 인덱스에 기초하여 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 해당하는 분할 영역을 결정하고,
    상기 결정된 분할 영역에 속하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트와 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트 간의 거리를 산출하고,
    상기 산출된 거리를 비교하여 최단 거리에 해당하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 제1 Wi-Fi 핑거프린트와 가장 근접한 Wi-Fi 핑거프린트로서 검출하고,
    상기 검출된 제2 Wi-Fi 핑거프린트의 위치를 상기 휴대 단말기의 위치로서 추정하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 위치 추정부는,
    상기 결정된 분할 영역과 상기 결정된 분할 영역과 인접하는 영역을 탐색 영역으로 결정하고,
    상기 탐색 영역의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 중, 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트와 가장 근접한 제2 Wi-Fi 핑거프린트의 수집 위치를 추정 위치로 결정하고,
    상기 추정 위치가 포함된 분할 영역과 상기 결정된 분할 영역이 일치하는지 판단하여, 일치하지 않는 것으로 판단되면 상기 추정 위치를 무시하도록 더 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  13. 제4항에 있어서, 상기 내비게이션 서비스 구축부는,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하고,
    상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해, 상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여 상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 인덱스 키를 할당하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 내비게이션 서비스 구축부는,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 포함되는 복수의 액세스 포인트 각각의 Wi-Fi 신호의 세기를 검출하고,
    상기 검출된 신호 세기를 비교하여 신호 세기의 순으로 사전 설정된 개수의 액세스 포인트를 추출하고,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 대해 상기 추출된 액세스 포인트를 상기 인덱스 키로서 할당하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 위치 추정부는,
    상기 휴대 단말기의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보를 획득하고,
    상기 데이터베이스부를 조회하여 상기 획득된 이동 방향 및 이동 속도에 해당하는 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하고,
    상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 포함된 액세스 포인트별로 Wi-Fi 신호의 세기를 검출하고,
    상기 검출된 신호 세기를 비교하여 신호 세기의 순으로 사전 설정된 개수의 액세스 포인트를 추출하고,
    상기 선정된 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 상기 추출된 액세스 포인트를 인덱스 키로서 할당된 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 검출하고,
    상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 해당하는 위치를 상기 휴대 단말기의 위치로서 추정하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 내비게이션 서비스 구축부는,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 포함되는 액세스 포인트별로 Wi-Fi 신호의 신호 세기, 상기 신호 세기의 분산 및 Wi-Fi 신호의 수신 확률을 검출하고,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 대해 상기 검출된 신호 세기, 상기 분산 및 상기 수신 확률에 기초하여 가장 강한 Wi-Fi 신호를 수신할 확률의 순으로 사전 설정된 개수의 액세스 포인트를 추출하고,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 대해 상기 추출된 액세스 포인트를 인덱스 키로서 할당하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 위치 추정부는,
    상기 휴대 단말기의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보를 획득하고,
    상기 데이터베이스부를 조회하여 상기 획득된 이동 방향 및 이동 속도에 해당하는 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하고,
    상기 휴대 단말기로부터 제공되는 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 수신하고,
    상기 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 대해, 액세스 포인트별로 Wi-Fi 신호의 신호 세기, 상기 신호 세기의 분산 및 Wi-Fi 신호의 수신 확률을 검출하고,
    상기 검출된 신호 세기, 상기 분산 및 상기 수신 확률에 기초하여 가장 강한 Wi-Fi 신호를 수신할 확률의 순으로 사전 설정된 개수의 액세스 포인트를 추출하고,
    상기 선정된 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 상기 추출된 액세스 포인트를 인덱스 키로서 할당된 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 검출하고,
    상기 검출된 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 해당하는 위치를 상기 휴대 단말기의 위치로서 추정하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  18. 제4항에 있어서, 상기 내비게이션 서비스 구축부는,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하고,
    상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에 층간 문제가 발생할 수 있는 WFCA(Wi-Fi fingerprint confusion area)를 설정하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 위치 추정부는,
    상기 휴대 단말기의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보를 획득하고,
    상기 데이터베이스부를 조회하여 상기 획득된 이동 방향 및 이동 속도에 해당하는 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하고,
    상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 상기 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 상기 휴대 단말기의 위치를 추정하고,
    상기 추정된 위치가 상기 WFCA인지를 판단하여, 상기 추정된 위치가 상기 WFCA인 것으로 판단되면 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 포함된 액세스 포인트의 개수를 검출하고,
    상기 검출된 액세스 포인트 개수와 사전 설정된 임계값을 비교하여, 상기 검출된 액세스 포인트 개수가 상기 임계값 이하인 것으로 판단되면, 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 층간 위치 보정을 수행하고,
    상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 상기 보정된 층간 위치에서 상기 휴대 단말기의 위치를 재추정하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 위치 추정부는, 자카드 계수(Jaccard's coefficient)를 이용하여 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트와 상기 WFCA에 해당하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트 간에 집합 유사성(set similarity)을 고려하여 상기 추정된 위치의 보정을 수행하도록 동작하는 위치 기반 서비스 시스템.
  21. 실내에 설치되어 식별정보를 포함하는 Wi-Fi 신호를 송출하도록 동작하는 복수의 액세스 포인트, 휴대 단말기 및 내비게이션 서비스 서버를 포함하는 위치 기반 서비스 시스템에서의 실내 내비게이션 방법으로서,
    a) 상기 내비게이션 서비스 서버에서, 상기 실내의 복수의 위치에서 획득된 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하는 단계;
    b) 상기 휴대 단말기에서, Wi-Fi 신호를 수신하여 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 형성하는 단계;
    c) 상기 내비게이션 서비스 서버에서, 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 상기 휴대 단말기의 위치를 추정할 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하는 단계;
    d) 상기 내비게이션 서비스 서버에서, 상기 선정된 Wi-Fi 라디오 맵에 기초하여 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트로부터 상기 휴대 단말기의 위치를 추정하여 위치 정보를 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 Wi-Fi 핑거프린트는 Wi-Fi 신호의 수신강도 및 상기 Wi-Fi 신호를 송출한 액세스 포인트의 식별정보를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 식별정보는 MAC 주소(media access control address)를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 Wi-Fi 라디오 맵은 상기 휴대 단말기의 이동에 의해 발생하는 신호 끌림 현상을 반영한 이동형 Wi-Fi 라디오 맵 및 상기 휴대 단말기의 이동에 의해 발생하는 신호 끌림 현상을 반영하지 않은 고정형 Wi-Fi 라디오 맵 중 적어도 하나를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  24. 제21항에 있어서, 상기 단계 a)는,
    a1) 상기 휴대 단말기의 이동 방향 및 이동 속도를 고려하여 상기 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 대응하는 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하는 단계;
    a2) 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해 실내 내비게이션 서비스 대상 영역을 복수의 영역으로 분할하는 단계;
    a3) 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해 상기 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 분할 영역별로 분류하는 단계; 및
    a4) 상기 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트 각각이 속한 분할 영역과 상기 분할 영역을 담당하는 액세스 포인트의 식별정보를 매핑시킨 액세스 포인트 인덱스를 구축하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 단계 a2)는,
    상기 휴대 단말기의 위치 추정에 대한 정확도 목표치 및 정밀도 목표치를 설정하는 단계;
    상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해 상기 분할 영역의 크기를 초기화하는 단계;
    해당 분할 영역의 크기에서 상기 휴대 단말기에 대한 위치 추정의 정확도 및 정밀도를 산출하는 단계;
    상기 산출된 정밀도와 상기 정밀도 목표치를 비교하여, 상기 산출된 정밀도가 상기 정밀도 목표치를 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 정확도 목표치 및 상기 정밀도 목표치를 완화시켜 재설정하는 단계;
    상기 산출된 정밀도가 상기 정밀도 목표치를 만족하는 것으로 판단되면, 상기 산출된 정확도와 상기 정확도 목표치를 비교하여, 상기 산출된 정확도가 상기 정확도 목표치를 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 분할 영역의 크기를 사전 설정된 크기만큼 증가시키는 단계; 및
    상기 산출된 정확도가 상기 정확도 목표치를 만족하는 것으로 판단되면, 상기 설정된 분할 영역의 크기를 최종 분할 영역의 크기로 설정하는 단계
    를 더 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 단계 a4)는,
    상기 Wi-Fi 라디오 맵에 포함되는 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 대해 동일한 액세스 포인트의 식별정보를 포함하는 Wi-Fi 핑거프린트를 선별하는 단계; 및
    상기 선별된 Wi-Fi 핑거프린트가 수집된 분할 영역을 검출하여, 상기 액세스 포인트의 식별정보와 상기 검출된 분할 영역 간의 연계 정보를 구축하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  27. 제21항에 있어서, 상기 단계 c)는,
    상기 휴대 단말기의 이동 방향 및 이동 속도를 획득하는 단계; 및
    상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에서 상기 획득된 이동 방향 및 이동 속도에 해당하는 Wi-Fi 라디오 맵을 선정하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  28. 제24항에 있어서, 상기 단계 d)는,
    상기 액세스 포인트 인덱스에 기초하여 상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 해당하는 분할 영역을 결정하는 단계;
    상기 결정된 분할 영역에 속하는 제1 Wi-Fi 핑거프린트와 상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트 간의 거리를 산출하는 단계;
    상기 산출된 거리를 비교하여 최단 거리에 해당하는 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 제2 Wi-Fi 핑거프린트와 가장 근접한 Wi-Fi 핑거프린트로서 검출하는 단계;
    상기 검출된 제1 Wi-Fi 핑거프린트의 위치를 상기 휴대 단말기의 위치로서 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 위치를 포함하는 상기 위치 정보를 형성하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 단계 d)는,
    상기 결정된 분할 영역과 상기 결정된 분할 영역과 인접하는 영역을 탐색 영역으로 결정하는 단계;
    상기 탐색 영역의 제1 Wi-Fi 핑거프린트 중, 상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트와 가장 근접한 제1 Wi-Fi 핑거프린트의 수집 위치를 추정 위치로 결정하는 단계;
    상기 추정 위치가 포함된 분할 영역과 상기 결정된 분할 영역이 일치하는지 판단하여, 일치하지 않는 것으로 판단되면 상기 추정 위치를 무시하는 단계
    를 더 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  30. 제21항에 있어서, 상기 단계 a)는,
    a1) 상기 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하는 단계; 및
    a2) 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵 각각에 대해, 상기 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여 상기 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 인덱스 키를 할당하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 단계 a2)는,
    상기 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 포함되는 복수의 액세스 포인트 각각의 Wi-Fi 신호의 세기를 검출하는 단계;
    상기 검출된 신호 세기를 비교하여 신호 세기의 순으로 사전 설정된 개수의 액세스 포인트를 추출하는 단계; 및
    상기 복수의 제1 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 대해 상기 추출된 액세스 포인트를 상기 인덱스 키로서 할당하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  32. 제30항에 있어서, 상기 단계 d)는,
    상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 포함된 액세스 포인트별로 Wi-Fi 신호의 세기를 검출하는 단계;
    상기 검출된 신호 세기를 비교하여 신호 세기의 순으로 사전 설정된 개수의 액세스 포인트를 추출하는 단계;
    상기 선정된 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 상기 추출된 액세스 포인트를 인덱스 키로서 할당된 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 검출하는 단계; 및
    상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 해당하는 위치를 상기 휴대 단말기의 위치로서 추정하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  33. 제21항에 있어서, 상기 단계 a)는,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 포함되는 액세스 포인트별로 Wi-Fi 신호의 신호 세기, 상기 신호 세기의 분산 및 Wi-Fi 신호의 수신 확률을 검출하는 단계;
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 대해 상기 검출된 신호 세기, 상기 분산 및 상기 수신 확률에 기초하여 가장 강한 Wi-Fi 신호를 수신할 확률의 순으로 사전 설정된 개수의 액세스 포인트를 추출하는 단계; 및
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 대해 상기 추출된 액세스 포인트를 인덱스 키로서 할당하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 단계 d)는,
    상기 휴대 단말기로부터 제공되는 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 수신하는 단계;
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트 각각에 대해, 액세스 포인트별로 Wi-Fi 신호의 신호 세기, 상기 신호 세기의 분산 및 Wi-Fi 신호의 수신 확률을 검출하는 단계;
    상기 검출된 신호 세기, 상기 분산 및 상기 수신 확률에 기초하여 가장 강한 Wi-Fi 신호를 수신할 확률의 순으로 사전 설정된 개수의 액세스 포인트를 추출하는 단계;,
    상기 선정된 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 상기 추출된 액세스 포인트를 인덱스 키로서 할당된 제1 Wi-Fi 핑거프린트를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 제1 Wi-Fi 핑거프린트에 해당하는 위치를 상기 휴대 단말기의 위치로서 추정하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  35. 제21항에 있어서, 상기 단계 a)는,
    상기 복수의 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 이용하여 상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵을 구축하는 단계; 및
    상기 복수의 Wi-Fi 라디오 맵에 층간 문제가 발생할 수 있는 WFCA(Wi-Fi fingerprint confusion area)를 설정하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 단계 d)는,
    d1) 상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 상기 Wi-Fi 라디오 맵으로부터 상기 휴대 단말기의 위치를 추정하는 단계;
    d2) 상기 추정된 위치가 상기 WFCA인지를 판단하여, 상기 추정된 위치가 상기 WFCA인 것으로 판단되면 상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트를 분석하여 상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 포함된 액세스 포인트의 개수를 검출하는 단계;
    d3) 상기 검출된 액세스 포인트 개수와 사전 설정된 임계값을 비교하여, 상기 검출된 액세스 포인트 개수가 상기 임계값 이하인 것으로 판단되면, 상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 층간 위치 보정을 수행하는 단계; 및
    d4) 상기 제2 Wi-Fi 핑거프린트에 기초하여 상기 보정된 층간 위치에서 상기 휴대 단말기의 위치를 재추정하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 단계 d3)은,
    자카드 계수(Jaccard's coefficient)를 이용하여 상기 제1 Wi-Fi 핑거프린트와 상기 WFCA에 해당하는 제2 Wi-Fi 핑거프린트 간에 집합 유사성(set similarity)을 고려하여 상기 추정된 위치의 보정을 수행하는 단계
    를 포함하는 실내 내비게이션 방법.
  38. 제21항 내지 제37항중 어느 한 항에 있어서,
    e) 상기 휴대 단말기에서, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 실내에 해당하는 지도에 현재 위치 정보를 표시하고, 현재 위치로부터 최종 목적지까지의 경로 정보를 표시하는 실내 내비게이션을 실행하는 단계; 및
    f) 상기 휴대 단말기에서, 상기 실행되는 상기 실내 내비게이션을 출력하는 단계
    를 더 포함하는 실내 내비게이션 방법.
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