KR101483998B1 - 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법, 서버 및 단말 - Google Patents

무선랜 기반 실내 위치 추정 방법, 서버 및 단말 Download PDF

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Abstract

무선랜 기반 실내 위치 추정 방법이 개시된다. 이 방법은, 상기 사설 AP에서 측정한 상기 공용 AP의 수신신호의 세기(Received Signal Strength: RSS)값, 상기 단말에서 측정한 상기 공용 AP의 RSS값과 사설 AP의 RSS값을 수신하는 과정과, 상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS값을 이용하여 상기 사설 AP의 위치 정보를 추정하는 과정 및 핑거프린트 방식에 따라 상기 공용 AP의 RSS값을 이용하여 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하고, 전파 감쇄 모델에 따라 상기 사설 AP의 위치 정보와 상기 사설 AP의 RSS값을 이용하여 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하고, 상기 계산된 제1 및 제2 위치 추정 오차를 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 과정을 포함한다.

Description

무선랜 기반 실내 위치 추정 방법, 서버 및 단말{METHOD FOR ESTIMATING INDOOR POSITION BASED ON WIRELESS LAN, SEVER AND TERMINAL}
본 발명은 무선 랜 기반 실내 위치 추정 방법, 서버 및 단말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 실내 환경에서 단말의 위치를 정확하게 추정할 수 있는 무선 랜 기반 실내 위치 추정 방법 및 그의 장치에 관한 것이다.
최근 스마트 폰의 급속한 보급에 따라 이동 단말의 위치정보를 이용한 위치기반 서비스가 크게 주목 받고 있다. 실내 환경에서의 위치추정은 대형 건물이나 쇼핑몰 내에서 단말의 위치 인지 및 경로 안내, 대형 주차장에 주차된 차량까지의 위치 안내, 화재나 지진 등 재난이 발생한 경우 대형 건물 안에 고립된 인명 구조 등 다양한 방면에서 활용될 수 있다.
일반적으로, 위성기반 위치 확인시스템 (GPS: Global Positioning System)을 이용한 위치 추정방법이 주로 사용되고 있지만, GPS 수신기는 실내 환경에서 GPS 위성신호를 안정적으로 수신할 수 없다는 문제점이 있다. 이에 따라 실내환경에서는 이동통신 부하를 경감시키기 위해 이미 다수 설치되어있는 무선 랜 (Wireless LAN: WLAN)을 이용한 위치추정기법이 주목 받고 있다.
실외 환경에서 GPS 위성신호를 사용하는 경우 GPS 위성과 수신기 사이에 시각동기가 맞춰져 있으므로 ToA (Time of Arrival), TDoA (Time Difference of Arrival)를 사용하여 위치를 추정하지만, 실내 환경에서 WLAN기반 위치추정을 하는 경우 액세스 포인트 (AP: Access Point)와 단말 사이 시각 동기가 되어있지 않으므로, ToA와 TDoA를 사용할 수 없다. 이로 인해 시각 동기 이외에 다른 방식을 사용한 실내 위치추정기법들이 활발히 연구되고 있다.
WLAN기반 실내 위치추정에는 Cell-ID를 기반으로 현재 접속해 있는 AP를 단말의 위치로 추정하는 Cell-ID 기법, AP에서 전송된 신호의 세기를 측정하여 위치를 추정하는 핑거프린트 (fingerprint) 기법, 전파 감쇄 모델을 이용하여 AP와 단말 사이의 거리를 추정하여 삼각측량법으로 위치를 계산하는 위치추정기법 등을 사용한다. 이 중 핑거프린트 기반 위치추정기법은 가장 널리 이용되는 방법이다.
신호의 세기를 측정하여 단말의 위치를 추정하는 핑거프린트 기반 위치 추정 기법과 전파 감쇄 모델 기반 위치 추정 기법 중 핑거프린트 기반 위치 추정 기법은 AP로부터 전송된 수신 신호의 세기(RSS: received signal strength)를 기반으로 지도를 작성하여 실제 수신된 신호의 세기와 가장 가까운 점을 단말의 위치로 추정하는 기법으로, 오프라인 단계와 온라인 단계로 구분한다.
오프라인 단계에서는 추정하고자 하는 영역에 일정한 간격 (fingerprint grid)으로 기준점 (reference points)을 설정하고, 각 기준점에서 인접한 다수의 AP로부터 수신되는 신호의 RSS를 여러 번 측정한 값을 평균하여 DB (database)에 저장하는 단계이다.
온라인 단계는 실제 위치추정 단계로 단말이 다수의 AP로부터 신호를 수신하고, RSS 값을 추출하여 추출한 RSS 값과 DB에 저장된 RSS 값을 비교하여 가장 비슷한 특성을 갖는 기준점을 단말의 위치로 결정하는 단계이다. Fingerprint 방식의 경우 오프라인 단계에서 DB 생성을 위해 다수의 기준점에서 반복적으로 RSS 값을 측정하여야 하며, 실내공간의 배치에 따라 RSS 값의 변화가 크기 때문에 공간적 배치가 달라졌을 경우 DB를 다시 생성해야 한다는 단점이 있다.
신호의 수신신호의 세기를 이용한 두 번째 방식으로는 전파 감쇄 모델을 이용한 위치추정기법이 있다. 전파 감쇄 모델은 전송 거리에 따라 수신 신호 전력이 감소하는 특성을 이용한 방법으로 간단한 전파 감쇄 모델은 다음과 같다.
Figure 112014089797212-pat00001
여기서, r(k)는 k 번째 AP에서 수신한 RSS 값을 dB로 표현한 값이고, d는 단말과 AP 사이의 거리를 나타내며, χσ는 평균이 0이고, 분산이 σ인 가우시안 분포를 따르는 잡음이다. 또한, d0 는 기준거리이고, r0는 기준 거리에서의 RSS 값을 나타낸다. 이때, 송신기의 위치와 수신신호의 세기를 알면 송신기와 수신기 사이의 거리를 추정할 수 있다. 우선적으로 위치를 알고 있는 다수의 AP로부터 거리 별 RSS 값을 실측하여 전파 감쇄 모델을 정한다.
이후 실제 위치 추정 단계에서 다수의 AP로부터 수신된 RSS 값을 전파 감쇄 모델에 적용하여 삼각측량법을 이용하여 단말의 위치를 추정한다. 전파 감쇄 모델은 기준점마다 RSS 값을 측정하여 지도를 작성하는 핑거프린트 방식에 비해 RSS 값을 측정하는 데 노력을 크게 줄일 수 있으며, 실내 구조나 가구 배치 등의 변화에 둔감하다는 장점이 있다.
반면 전파 감쇄 모델은 건물의 구조에 따라 거리 감쇄의 정도가 달라지므로 건물 구조를 고려하여 파라미터를 변경해주어야 한다. 또한 송신단과 수신단 사이의 거리 정보만을 추정할 수 있으므로, 송신단의 위치를 알아야 수신단의 위치를 알 수 있다는 단점이 있다.
핑거프린트 기반 위치 추정 기법에서, 단말은 다수의 AP로부터 수신한 RSS 값을 이용하여 자신의 위치를 추정하므로 사용 가능한 AP의 수가 많을수록 위치추정 정확도가 향상된다. 실제 환경에서 공용 AP는 건물주에 의해 설치되므로 위치가 고정되어있지만, 사설 AP의 경우, 개인에 의해서 임의로 설치되므로 설치위치가 수시로 변경될 수 있다.
따라서 기존 핑거프린트 기반 위치 추정 기법은 공용 AP에만 적용가능하고 사설 AP에는 적용이 힘들다. 전파 감쇄 모델 기반 위치 추정 기법에서는 송신단의 위치를 알고 있어야 전파 감쇄 모델에 적용 가능하므로 설치 위치를 알 수 없는 사설 AP에는 적용이 힘들다.
만일 핑거프린트 기반 위치 추정 기법과 전파 감쇄 모델 기반 위치 추정 기법의 각 장점만을 취합한 실내 위치 추정 방안이 제안된다면, 실내 환경에서의 정확한 위치 추정이 가능할 것이다. 그러나 아직까지 이러한 방안이 개발되고 있지 않은 실정이다.
본 발명의 목적은 핑거프린트 방식을 이용한 위치 추정 기법과 전파 감쇄 모델을 이용한 위치 추정 기법을 결합하여 실내 환경에서 단말의 정확한 위치를 추정할 수 있는 무선 랜 기반 실내 위치 추정 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 이용한 서버 및 단말을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 공용 액세스 포인트 (Access Point: AP)와 사설 AP를 구비한 무선랜 통신 환경의 서버에서 단말의 실내 위치를 추정하는 실내 위치 추정 방법은, 상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 수신신호의 세기 (Received Signal Strength: RSS) 값, 상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값과 상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값을 수신하는 과정과, 상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 사설 AP의 위치 정보를 추정하는 과정 및 핑거프린트 (fingerprint) 방식에 따라 상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하고, 전파 감쇄 모델에 따라 상기 사설 AP의 위치 정보와 상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하고, 상기 계산된 제1 및 제2 위치 추정 오차를 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 일면에 따른 공용 AP와 사설 AP를 구비한 무선랜 통신 환경의 단말에서 실내 위치 추정 방법은, 상기 공용 AP와 사설 AP의 RSS 값을 측정하고, 상기 측정된 공용 AP의 RSS 값을 서버로 송신하는 과정과, 상기 서버로부터 상기 사설 AP에 의해 측정된 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑커프린트 지도를 이용하여 추정된 사설 AP의 위치 정보 및 핑거프린트 방식에 따라 상기 측정된 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 계산된 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 수신하는 과정 및 전파 감쇄 모델에 따라 상기 수신된 사설 AP의 위치 정보와 상기 측정된 사설 AP의 RSS값을 이용하여 자신(단말)의 제2 위치 추정 오차를 계산하고, 상기 수신된 제1 위치 오차 및 상기 계산된 제2 위치 추정 오차를 이용하여 최종 위치를 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 일면에 따른 공용 AP와 사설 AP를 구비한 무선랜 통신 환경에서 단말의 실내 위치를 추정하는 서버는,
상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값, 상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값 및 상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값을 수신하는 통신부 및 상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 사설 AP의 위치 정보를 추정하고, 핑거프린트 방식에 따라 상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하고, 전파 감쇄 모델에 따라 상기 사설 AP의 위치 정보와 상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하여, 상기 계산된 제1 및 제2 위치 추정 오차를 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 제어부를 포함한다.
삭제
본 발명의 또 다른 일면에 따른 공용 AP와 사설 AP를 구비한 무선랜 통신 환경에서 서버와 연동하여 실내 위치를 추정하는 단말은, 상기 공용 AP와 상기 사설 AP의 무선랜 신호를 각각 수신하는 통신부 및 상기 통신부를 통해 수신된 상기 공용 AP의 무선랜 신호의 RSS 값과 상기 사설 AP의 무선랜 신호의 RSS 값을 측정하고, 상기 측정된 공용 AP의 RSS 값을 상기 서버로 송신하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상기 서버로부터 상기 사설 AP에 의해 측정된 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑커프린트 지도를 이용하여 추정된 사설 AP의 위치 정보 및 핑거프린트 방식에 따라 상기 측정된 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 계산된 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 수신하고, 전파 감쇄 모델에 따라 상기 수신된 사설 AP의 위치 정보와 상기 측정된 사설 AP의 RSS 값을 이용하여 자신(단말)의 제2 위치 추정 오차를 계산하여, 상기 수신된 제1 위치 추정 오차와 상기 계산된 제2 위치 추정 오차를 이용하여 최종 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 핑거프린트 기반 위치 추정 기법과 전파 감쇄 모델 기반 위치 추정 기법의 각 장점만을 취합한 실내 위치 추정 방안을 제안함으로써, 실내 환경에서의 단말의 정확한 위치 추정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공용 AP와 사설 AP를 이용하여 실내 위치 추정을 수행하는 경우에서의 무선 랜 통신 환경을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 추정 시스템의 네트워크 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 위치 추정 시스템에서 단말의 위치 추정 과정을 보여주는 신호 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실내 위치 추정 시스템에서 단말의 위치 추정 과정을 보여주는 신호 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 측정 서버에서 공용 AP의 무선랜 신호를 이용하여 핑거프린트 기법에 따라 사설 AP의 위치를 추정하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 측정 서버에서 단말의 최종 위치를 추정하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 7은 도 6에서 단말의 위치 좌표를 계산하는 과정을 상세히 보여주는 순서도이다.
도 8은 도 4에 도시된 다른 실시 예에 따라 공용 AP의 무선랜 신호를 이용하여 핑거프린트 기법을 이용하여 단말과 기준점 간의 제1 거리 오차의 계산 과정을 보여주는 순서도이다.
도 9는 도 4에 도시된 다른 실시 예에 따라 단말에서 전파 감쇄 모델 방식을 이용하여 단말과 기준점 간의 제2 거리 오차의 계산 과정을 보여주는 순서도이다.
본 발명에서는 핑거프린트 기법과 전파 감쇄 모델을 결합한 무선랜 기반 실내 위치 추정 기법이 제안된다. 본 발명에서 제안하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 기법은 실내에 설치된 무선랜 AP를 설치 위치가 고정된 공용 AP와 설치 위치가 사용자에 의해 임의로 변경되는 사설 AP를 구분하는 과정과, 공용 AP에 핑거프린트 방식을 적용하여 사설 AP의 위치를 추정하는 과정과, 공용 AP를 이용한 핑거프린트 방식과 사설 AP를 이용한 전파감쇄 모델을 동시에 적용하여 단말의 위치를 추정하는 과정을 포함한다.
즉, 본 발명에서 제안하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 기법은 위치가 고정된 공용 AP를 이용하여 핑거프린트 기법으로 단말 위치를 추정하거나, AP의 위치를 정확히 아는 경우 전파감쇄 모델을 적용하여 위치를 추정하는 기존의 실내 위치 추정 기법과는 달리 공용 AP에는 핑거프린트 기법을 적용하고, 사설 AP에는 전파 감쇄 모델을 적용하여 단말의 위치를 추정한다. 이렇게 함으로써, 핑거프린트 기법만 사용하는 경우나 전파감쇄 모델만을 이용하는 기존의 실내 위치 추정 기법에 비해 위치 추정 정확도가 높다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선랜 통신 환경을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 통신 환경은 실내 위치 추정을 수행하기 위해 다수의 공용 AP와 다수의 사설 AP를 포함하는 무선랜 AP를 포함한다.
다수의 공용 AP는 통신 사업자, 건물의 관리 주체 등에 의해 고정된 위치에 설치되어 동작하므로, 그 설치 위치에 대한 위치 정보의 확보가 용이하다. 반면, 다수의 사설 AP는 개인 사용자의 필요에 의해 설치되어, 개인 사용자에 의해 임의로 그 설치 위치가 변경될 수 있다. 따라서, 설치 위치에 대한 위치 정보의 확보가 어렵다.
도 1에서는 3개의 공용 AP들 (공용 AP1, 공용 AP2 및 공용 AP3)과 3개의 사설 AP들 (사설 AP1, 사설 AP2 및 사설 AP3)가 예시되지만, 이는 설명의 이해를 돕기 위함이지 본 발명이 3개의 공용 AP와 3개의 사설 AP를 갖는 무선 랜 통신 시스템에 한정되는 것은 아니다.
단말(100)은 다수의 공용 AP와 다수의 사설 AP로부터 무선랜 신호를 수신하고, 이를 아래에서 설명되는 위치 측정 서버로 전송한다. 도면에 도시하지는 않았으나, 단말(100)은 다수의 공용 AP와 다수의 사설 AP로부터 무선랜 신호를 수신하고, 또한 이동통신망을 통해 위치 측정 서버와 통신할 수 있는 통신부를 구비할 수 있으며, 또한 단말(100)은 아래의 실시 예에서 설명되는 실내 위치를 추정하기 위한 각종 데이터, 소프트웨어, 알고리즘 펌웨어 등을 제어 및 관리하는 제어부를 포함할 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한 단말은 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 사용자 장비 (user equiment: UE)로 통칭될 수 있다. 예컨대, UE는 이동국 (mobile station), 어드밴스드 이동국 (advanced mobile station), 무선 단말 통신 장치, M2M 장치, MTC 장치 등으로 지칭될 수도 있다. 또한, 단말은 예를 들어, 클라이언트, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 네트워크 컴퓨터, 워크스테이션, PDA (personal digital assistant), 태블릿 PC, 스캐너, 전화기, 페이저, 카메라, 텔레비전, 휴대용 비디오 게임 장치, 음악 장치, 미디어 재생 장치, 무선 센서 등일 수도 있으며, 몇몇 응용들에서, 단말은 버스, 기차, 항공기, 보트, 자동차 등과 같은 모바일 환경에서 작동하는 고정식 컴퓨팅 장치일 수도 있다.
아래에서 상세히 설명하겠지만, 위치 측정 서버는 단말(100)로부터 수신된 상기 다수의 공용 AP와 다수의 사설 AP의 무선랜 신호를 이용하여 단말(100)의 위치 추정을 수행한다. 도면에 도시하지는 않았으나, 위치 측정 서버는 인터넷 망(50) 및 이동통신망(60)과 같은 이종의 통신망을 통해 공용 및/또는 사설 AP(210, 220)와 단말(100)과 통신하기 위해, 통신부를 구비할 수 있고, 또한 단말의 실내 위치 추정을 위한 동작을 수행하기 위해, 마이크로프로세서를 탑재한 제어부를 구비할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는, 공용 AP의 경우, AP가 설치된 영역 주변에 정의된 다수의 기준점에서의 사전 측정에 의해 핑거프린트 지도가 작성되어 있으며, 이 핑거프린트 지도는 아래에서 상세히 설명하겠지만, 공용 AP 데이터베이스에 저장된 것으로 가정한다. 반면에 사설 AP의 경우, 사용자에 의해 설치 위치가 임의로 변경될 수 있으므로 신뢰할 수 있는 핑거프린트 지도가 없는 것으로 가정한다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여, 도 1에 도시된 무선 통신 환경에서 단말의 위치를 추정하는 과정에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 추정 시스템의 네트워크 구성을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 실내 위치 추정 시스템은 단말(100), 공용 AP(210)와 사설 AP(220)를 포함하는 무선랜 AP(200), 위치 측정 서버(300) 및 위치 측정 서버(300)와 연동하는 공용 AP 데이터베이스(310)를 포함한다.
공용 AP(210)와 사설 AP(220)는 인터넷 망(50)을 통해 위치 측정 서버(300)와 통신 가능하도록 연결된다.
단말(100)은 이동통신망(60)을 통해 위치 측정 서버(300)와 통신 가능하도록 연결된다. 또한 단말(100)은 무선랜을 통해 공용 AP(210) 및 사설 AP(220)와 통신 가능하도록 연결되어 공용 AP(210) 및 사설 AP(220)로부터 무선랜 신호를 수신할 수 있다.
공용 AP 데이터베이스(310)는 상기 위치 측정 서버(300)와 연동하며, 공용 AP(210)의 SSID, MAC 주소와 같은 식별정보를 저장하고, 다수의 기준점에서 수집된 공용 AP(210)의 AP 식별정보와 신호 세기를 저장한다.
사설 AP(220)는 인접한 공용 AP(210)에서 수신된 무선랜 신호의 세기를 측정한 후, 위치 측정 서버(300)로 전송하고, 위치 측정 서버(300)는 핑거프린트 방식으로 사설 AP의 위치를 추정한다.
단말(100)은 인접한 공용 AP(210)와 사설 AP(220)로부터 무선랜 신호를 수신하여 수신된 무선랜 신호의 세기를 측정한 후, 위치 측정 서버(300)로 전송하고, 위치 측정 서버(300)는 공용 AP의 무선랜 신호와 사설 AP의 위치 추정을 통해 위치 정보를 확보한 사설 AP의 무선랜 신호를 이용하여 단말(100)의 위치를 추정하고, 추정된 단말(100)의 위치와 관련된 정보를 상기 단말(100)에게 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 위치 추정 시스템에서 단말의 위치 추정 과정을 보여주는 신호 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, S310에서, 공용 AP(210)와 사설 AP(220)는 무선랜 신호를 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting) 한다.
이어, S320에서, 사설 AP(220)는 인접한 공용 AP(210)와 인접한 사설 AP로부터 브로드캐스팅된 무선랜 신호들을 수신하고, 수신된 무선랜 신호에서 공용 AP(210) 및/또는 인접한 사설 AP(도시되지 않음)의 AP 식별정보를 추출하고, 공용 AP(210) 및/또는 인접한 사설 AP(도시되지 않음)로부터 수신된 무선랜 신호의 RSS값을 계산한다.
이어, S330에서, 사설 AP(220)는 상기 S320에서 추출된 AP 식별 정보와 계산된 RSS값을 위치 측정 서버(300)로 전송한다.
S340에서, 위치 측정 서버(340)는 사설 AP(220)의 위치 정보를 추정한다. 이를 위해, 위치 측정 서버(340)는 상기 사설 AP(220)로부터 수신된 AP 식별 정보와 RSS값 중 공용 AP의 식별정보와 RSS값만을 추출(또는 선별)하고, 상기 공용 AP 데이터베이스 (도 2의 310)에 저장된 다수의 기준점에서 수집된 공용 AP(210)의 AP 식별정보와 신호 세기를 이용하여 핑거프린트 방식으로 사설 AP의 위치를 추정한다. 사설 AP의 위치의 추정 과정은 도 5에서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, S350에서, 단말(100)은 인접한 공용 AP(210)와 사설 AP(220)로부터 무선랜 신호를 수신하고, 수신된 무선랜 신호에 포함된 공용 AP(201) 및/또는 사설 AP(220)의 AP 식별 정보를 추출하고, 수신된 공용 AP(210) 및/또는 사설 AP(220)의 무선랜 신호의 RSS 값을 계산한다.
이어, S360에서, 단말(100)은 상기 S350에서 추출된 AP 식별 정보와 계산된 무선랜 신호의 RSS 값을 위치 측정 서버(300)로 전송한다. 이때, 단말(100)은 추출된 AP 식별 정보와 계산된 무선랜 신호의 RSS 값을 위치 측정 서버(300)로 전송하면서, 자신의 위치 추정 동작을 수행하도록 요청하는 위치 추정 요청 메시지를 함께 전송할 수도 있다. 이 경우, 위치 측정 서버(300)는 위치 추정 요청 메시지에 응답하여 단말(100)의 위치 추정 과정을 수행한다. 여기서, 단말(100)은 위치 추정 요청 메시지를 별도로 전송할 수도 있으며, 전송하지 않을 수도 있다.
단말이 위치 추정 요청 메시지를 위치 측정 서버(300)에게 전송하지 않는 경우, 위치 측정 서버(300)는 단말(100)로부터 AP 식별 정보와 RSS값을 수신하는 것만으로 단말(100)에 대한 위치 추정을 요청하는 것으로 인지할 수도 있다.
이어, S370에서 위치 측정 서버(300)는 상기 S340에서 추정된 사설 AP의 위치정보, 상기 S360에서 단말(100)로부터 수신한 공용 AP 및/또는 사설 AP의 AP 식별정보와 RSS 값을 이용하여 단말의 위치를 추정한다. 단말의 위치를 추정하는 과정에 대해서는 도 6 및 도 7를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이어, S380에서 위치 측정 서버(300)는 상기 S370에서 최종적으로 추정된 단말(100)의 위치 정보를 단말(100)로 전송한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실내 위치 추정 시스템에서 단말의 위치 추정 과정을 보여주는 신호 흐름도로서, 도 3의 일 실시 예에서는 단말(100)의 위치 추정 과정이 위치 측정 서버(300)에서 단독으로 처리되는 반면, 도 4의 다른 실시 예에서는 단말(100)의 위치 추정 과정이 단말(100)과 위치 측정 서버(300)에서 분산 처리되는 점에서 차이가 있다.
도 4를 참조하면, 먼저, S410에서, 공용 AP(210)와 사설 AP(220)는 무선랜 신호를 주기적으로 브로드캐스팅 한다.
S420에서, 사설 AP(220)는 인접한 공용AP(210)와 인접한 사설 AP (도 4에서는 도시되지 않음)로부터 브로드캐스팅 된 무선랜 신호를 수신하고, 수신된 무선랜 신호에서 공용 AP(210) 및/또는 인접한 사설 AP (도 4에는 도시되지 않음)의 AP 식별정보를 추출하고, 수신된 무선랜 신호의 RSS 값을 계산하고, S430에서, 사설 AP(220)는 추출된 공용 AP(210) 및/또는 사설 AP(220)의 AP 식별 정보와 계산된 RSS 값을 위치 측정 서버(300)로 전송한다.
S440에서, 위치 측정 서버(300)는 상기 서설 AP(220)로부터 수신된 정보들 (AP 식별 정보와 RSS 값) 중 공용 AP(210)의 AP 식별정보와 RSS 값만을 추출한 후, 공용 AP 데이터베이스(도 2의 310)에 저장된 공용 AP(210)의 AP 식별정보와 RSS 값을 참조하여 상기 수신된 정보에서 추출된 공용 AP(210)의 AP 식별정보와 RSS 값만을 이용하여 핑커프린트 방식으로 사설 AP(220)의 위치를 추정한다.
S450에서, 단말(100)은 상기 S420에서 브로드캐스팅 된 인접한 공용 AP(210)와 인접한 사설 AP(220)의 무선랜 신호를 수신하고, 수신된 무선랜 신호로부터 인접한 공용 AP(210)와 인접한 사설 AP(220)의 AP 식별 정보를 추출하고, RSS 값을 계산한다.
S460에서, 단말(100)은 위치 추정 서비스가 필요한 경우, S450에서 추출된 AP 식별 정보와 RSS 값을 위치 측정 서버(300)로 전송한다. 즉, 단말(100)은 AP 식별정보와 RSS 값을 위치 측정 서버(300)로 전송함에 따라 위치 측정 서버(300)가 단말의 위치 추정 동작을 수행하도록 요청할 수 있다. 이때, 단말(100)은 위치 측정 서버(300)로 전송하는 AP 식별 정보와 RSS 값과는 별도로 위치 추정을 요청하는 위치 추정 요청 메시지를 별도로 전송함으로써, 위치 측정 서버(300)에게 위치 추정을 수행하도록 요청할 수도 있다.
S480에서, 위치 측정 서버(300)는 아래의 도 8에서 상세히 설명하겠지만, 공용 AP 데이터베이스 (도 2의 310)를 이용하여 단말(100)로부터 수신된 정보들 중 공용 AP의 식별정보와 RSS 값을 추출하고, 이를 이용하여 핑거프린트 방식으로 단말과 기준점 간의 거리 오차가 가장 작은 K개의 기준점 정보와 이에 대응되는 제1 거리오차 값을 계산한다
한편, S470에서, 위치 측정 서버(300)는 단말(100)로부터 위치 추정 요청 메시지와 같은 위치 추정을 요청 받으며, 상기 S440에서 추정한 사설 AP(220)의 위치 정보를 단말(100)로 전송한다.
S490에서, 단말(100)은 아래의 도 9를 참조하여 상세히 설명하겠지만, 전파 감쇄 모델 기반의 추정 기법을 이용하여 단말(100)과 기준점 간의 제2 거리오차 값을 계산한다.
S492에서 단말(100)이 S480에서 계산된 K개의 기준점 정보와 제1 거리오차 값 (또는 단말 위치 추정 오차)을 상기 위치 측정 서버(300)로부터 수신하면, S494에서 단말(100)은 수신된 K개의 기준점 정보와 제1 거리오차 값과 상기 S490에서 제2 거리오차 값을 결합하여 최종적으로 자신의 위치를 추정한다. 여기서, 제1 및 제2 거리오차 값을 결합하여 단말(100)의 위치를 추정하는 방법에 대해서는 아래의 도 7에서 상세하게 설명될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 측정 서버에서 공용 AP의 무선랜 신호를 이용하여 핑거프린트 기법에 따라 사설 AP의 위치를 추정하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 먼저, S510에서, 위치 측정 서버(300)는 사설 AP를 통해 상기 사설 AP에 인접한 공용 AP와 사설 AP의 AP 식별 정보 및 RSS 값을 수신한다. AP 식별 정보는 일례로, SSID, MAC 주소 등일 수 있고, 사설 AP에서 주기적으로 전송되는 무선랜 신호 내의 비콘 프레임(beacon frame)을 통해 획득할 수 있다. 상기 사설 AP 통해 수신된 RSS 값은 상기 사설 AP에서 일정 시간 동안 수신한 무선랜 신호를 평균하여 계산된 값일 수도 있다.
이어, S520에서, 위치 측정 서버(300)는 공용 AP 데이터베이스(310)에 저장된 정보들 참조하여 사설 AP 통해 수신된 AP 식별 정보 및 RSS 값 중에서 공용 AP의 AP 식별 정보와 공용 AP의 RSS 값만을 추출한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에서는 사설 AP가 수신된 신호가 공용 AP의 신호인지 사설 AP의 신호인지 구분할 수 없음을 가정한다. 그러나, 사설 AP가 인접 AP들로부터 수신된 무선랜 신호의 식별정보를 구분할 수 있게 설계된다면, 공유 AP에 대한 정보와 사설 AP에 대한 정보를 구분하여 위치 측정 서버로 전송할 수도 있다. 이 경우, 위의 S520의 과정은 생략될 수 있다.
이어, S530에서, 위치 측정 서버(300)는 공용 AP 데이터베이스(310)에 저장된 정보들 참조하여 사설 AP의 위치를 추정한다. 즉, 위치 측정 서버(300)는 공용 AP 데이터베이스(300)에 저장된 공용 AP 핑커프린트 지도를 이용하여 사설 AP로부터 공유 AP에 대한 RSS 값과 핑거프린트 지도상의 RSS 값 간의 차이가 가장 작은 핑거프린트 지도상의 RSS 값을 검색하고, 검색된 RSS 값에 대응하는 기준점을 사설 AP의 위치로 추정한다. 이러한 사설 AP의 위치 추정에는 NN (nearest neighbor), WKNN (weighted K nearest neighbor), 확률론적 방법 (probabilistic method) 등 다양한 알고리즘이 사용될 수 있다.
S540에서, 사설 AP는 필요한 경우 추정된 위치 정보를 위치 측정 서버에서 전달받아서 이를 비콘 프레임에 포함시켜서 브로드캐스팅 함으로써, 인접한 AP들 또는 단말(100)에게 자신의 위치 정보를 알릴 수도 있다.
한편, 상기 위치 측정 서버(300)는 추정한 사설 AP의 위치 정보를 내부에 구비된 저장 유닛, 공용 AP 데이터베이스 또는 별도의 데이터베이스에 저장할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 측정 서버에서 단말의 최종 위치를 추정하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 먼저, 도 1에서 설명한 바와 같이, 단말(100)은 인접한 공용 및/또는 사설 AP의 무선랜 신호를 수신하고, 수신된 무선랜 신호에서 공용 및/또는 사설 AP의 AP 식별 정보를 추출하고, 수신된 무선랜 신호의 RSS값을 계산한다.
S610에서, 위치 측정 서버(300)는 단말(100)로부터 AP 식별 정보와 RSS 값을 수신한다.
S620에서, 위치 측정 서버(300)는 공용 AP 데이터베이스를 참조하여 상기 단말(100)로부터 수신된 AP 식별 정보와 RSS 값을 공용 AP의 AP 식별 정보와 RSS 값과 사설 AP의 AP 식별 정보와 RSS 값으로 구분한다.
S630에서, 위치 측정 서버(300)는 구분된 사설 AP의 AP 식별 정보를 이용하여 저장 유닛에 저장된 도 5에서 추정된 사설 AP의 위치 정보를 불러온다. 이때 단말의 최종 위치를 추정하기 위해, 사설 AP로부터 수신된 RSS 값 중 위치 정보를 알고 있는 사설 AP의 신호만 사용할 수 있다. 이를 위해, 사전에 추정되어 저장된 사설 AP의 위치 정보를 이용하여 단말(100)로부터 수신된 사설 AP의 무선랜 신호 중에서 상기 저장된 사설 AP의 위치 정보에 대응하는 사설 AP의 식별정보와 RSS 값을 추출할 수 있다.
이어, S640에서, 공용 AP의 AP 식별 정보와 RSS 값에 핑거프린트 방식을 적용하고, 사설 AP의 위치 정보와 RSS 값에 전파 감쇄 모델을 적용하여 단말의 위치 좌표를 계산하고, S650에서 계산된 위치 좌표가 단말의 최종 위치로 결정된다.
도 7은 도 6에 도시된 단말의 위치 좌표를 계산하는 과정을 상세히 보여주는 순서도이다.
도 7을 참조하면, S710에서, 측위 대상 단말로부터 수신된 인접 AP들의 무선랜 신호를 공용 AP의 무선랜 신호와 사설 AP의 무선랜 신호를 구분한다.
이어, S720에서, 구분된 무선랜 신호가 공용 AP의 무선랜 신호인 경우에 S730으로 진행하고, 공용 AP의 무선랜 신호가 아닌 경우에는 S750으로 진행한다.
먼저, S720에서, 구분된 무선랜 신호가 공용 AP의 경우, S730에서, 사전에 정의된 fingerprint 지도를 이용하여 단말이 측정한 공용 AP의 RSS 값에 대응하는 RSS 벡터와 공용 AP 데이터베이스에 저장된 핑거프린트 지도상의 RSS 값에 대응하는 RSS 벡터 간의 거리 차를 계산한다. 이어, S740에서, 상기 S730에서 계산된 거리오차에 아래의 수학식 4에 표시되는 제1 가중치(w1)를 적용하여 단말과 기준점 간의 제1 거리 오차를 계산한다.
S720에서, 구분된 무선랜 신호가 사설 AP의 경우, S750에서, 사설 AP의 위치 정보를 기준으로 측정된 사설 AP의 RSS 값에 대응하는 RSS 벡터와 전파 감쇄 모델을 이용하여 계산된 RSS 벡터 간의 거리오차를 계산한다. 이어, S760에서 상기 S750에서 계산된 거리오차에 아래의 수학식 4에 표시되는 제2 가중치(w2)를 적용하여 단말과 기준점 간의 제2 거리 오차를 계산한다. 여기서, 상기 제1 가중치(w1) 및 제2 가중치(w2)는 위치추정 정확도를 높이기 위해 설계자에 따라 다양하게 설정되는 값으로서, 서로 다른 값으로 설정될 수 있다.
이어, S770에서, S740에서 상기 제1 가중치(w1)가 반영된 제1 거리오차와 S760에서 상기 제2 가중치(w2)가 반영된 제2 거리 오차를 연산하여 단말과 기준점 간의 최종 거리 오차를 계산한다.
이어, S780에서 상기 계산된 최종 거리오차를 이용하여 단말의 최종 위치를 추정한다. 이때 단말의 위치 추정을 위해 NN, WKNN, 확률론적 방법 등 다양한 위치추정 알고리즘을 사용할 수 있음은 전술한 바와 같다.
이하, 이상 설명한 단말의 위치 좌표를 계산하는 과정에 대해 구체적인 예를 들어 설명하기로 한다.
먼저, 인접한 m번째 AP에서 수신된 RSS 값을 rm이라고 할 때, M개의 인접 AP에서 수신된 신호의 RSS 벡터를
Figure 112014089797212-pat00002
으로 정의한다. 또한, i번째 기준점에서 m번째 AP로부터 수신된 RSS 값을 pm(i)라고 하면, 데이터베이스에 저장된 i번째 기준점의 RSS 벡터는
Figure 112014089797212-pat00003
로 정의된다. 이때 핑거프린트 방식에 의한 거리오차는 다음과 같이 계산된다.
Figure 112014089797212-pat00004
여기서, N은 데이터베이스에 저장된 기준점의 개수를 나타낸다. 그리고 i번째 기준점에서 전파손실모델에 의해 계산된 m번째 AP의 RSS 값을 qm(i)라고 하면, i번째 기준점에서 전파손실모델에 의해 계산된 RSS 벡터는
Figure 112014089797212-pat00005
로 정의된다. 이때 전파손실모델 기반 위치 추정 방식의 거리오차는 다음과 같이 주어진다.
Figure 112014089797212-pat00006
최종적으로 핑거프린트 방식의 거리오차와 전파 감쇄 모델의 거리오차를 결합하여 단말과 i번째 기준점과의 거리 오차를 계산하는 과정은 다음과 같다.
Figure 112014089797212-pat00007
여기서, w1과 w2는 핑거프린트 방식의 가중치과 전파 손실 모델의 가중치를 각각 나타낸다. 상기 수학식 (4)에서 계산한 거리추정 오차에 일례로, NN 위치추정 알고리즘을 적용할 경우, 단말과 가장 가까운 기준점과의 거리(Dmin)는 다음과 같이 주어진다.
Figure 112014089797212-pat00008
상기 Dmin에 대응되는 좌표가 단말의 위치로 결정된다. 상기 수학식 (4)에서 계산한 거리추정 오차에 일례로, WKNN 위치 추정 알고리즘을 적용할 경우, 단말의 위치는 다음과 같이 결정된다.
Figure 112014089797212-pat00009
이때, (xi, yi)는 상기 수학식 (4)에서 계산된 거리추정 오차를 기준으로 단말에 k번째로 가까운 기준점의 좌표를 나타내고, C(k)는 거리오차의 역수에 비례하는 가중치를 의미한다. 이외에도 확률론적 방법을 적용하여 식(2), 식(3)으로 정의된 거리오차 계산시, 각 AP의 RSS 오차 간의 가중치를 다르게 하는 방법 등이 있을 수 있다.
도 8은 도 4에 도시된 다른 실시 예에 따라 공용 AP의 무선랜 신호를 이용하여 핑거프린트 기법을 이용하여 단말과 기준점 간의 제1 거리 오차의 계산 과정을 보여주는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 먼저 단말에서는 인접한 공용 AP와 사설 AP로부터 주기적으로 수신되는 무선랜 신호를 이용하여 공용 AP의 AP 식별 정보와 RSS 값 및 사설 AP의 AP 식별 정보와 RSS 값을 계산한다.
S810에서, 위치 측정 서버는 상기 단말로부터 공용 AP의 AP 식별 정보와 RSS 값 및 사설 AP의 AP 식별 정보와 RSS 값을 수신하고, S820에서, 위치 측정 서버는 공용 AP 데이터베이스를 이용하여 수신된 정보 중 공용 AP의 식별정보와 RSS 값을 추출한다.
이어, S830에서, 위치 측정 서버는 공용 AP 데이터베이스에 저장된 공용 AP 핑거프린트 지도에 정의된 기준점의 RSS 값과 상기 추출된 공용 AP의 RSS 값을 비교하여 단말과 기준점 간의 거리오차를 계산한다.
이어, S840에서, 위치 측정 서버는 단말과 기준점 간의 거리 오차가 가장 작은 K개의 기준점에 대한 위치 정보와 이에 대응되는 거리 오차를 선택한다. 이때 K는 1 이상의 정수이고 거리오차를 이용하여 위치를 추정하는 알고리즘에 따라 값이 달라질 수 있다.
도 9는 도 4에 도시된 실시 예에 따라 단말에서 전파 감쇄 모델 방식을 이용하여 단말과 기준점 간의 제2 거리 오차의 계산 과정을 보여주는 순서도이다.
도 9를 참조하면, S910에서, 단말은 인접한 공용 AP와 사설 AP에서 무선랜 신호를 주기적으로 수신하고, 수신된 무선랜 신호에 포함된 공용 AP와 사설 AP의 식별정보를 추출하고, RSS 값을 계산한다.
이어, S920에서, 단말은 위치 측정 서버에서 수신된 사설 AP 위치 정보 (도 4의 S470)에 포함된 사설 AP의 AP 식별 정보를 이용하여 사설 AP의 AP 식별 정보와 RSS 값을 추출한다.
이어, S930에서, 추출된 사설 AP의 RSS 값과 사설 AP의 위치 정보에 전파 감쇄 모델을 적용하여 단말과 기준점 간의 제2 거리오차를 계산한다.
본 발명의 예시적 실시 예와 관련하여 도시되고 기술되었지만, 당업자는, 첨부한 청구범위로 포함되는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 여러 형식 및 상세 사항의 변경이 여기서 행해질 수 있는 것으로 이해될 것이다.
또한 블록도, 흐름도, 및 네트워크 다이어그램은 다수의 요소를 포함할 수 있고, 서로 다르게 배치되거나, 서로 다르게 나타낼 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이런 구성은 본 발명의 실시예의 실행을 예시하는 다이어그램 및 다이어그램의 수를 조정할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 블록도, 흐름도, 및 네트워크 다이어그램의 요소는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 게다가, 상술한 다이어그램의 요소는 조합되거나, 소프트웨어, 하드웨어, 또는 펌웨어에서 어떤 방식으로 분할될 수도 있다. 예컨대, 본 명세서 전반에 걸쳐 기재된 서버와 단말은 각각 통신부, 제어부 및 메모리를 구비할 수 있으며, 특히 제어부는 메모리에 저장된 각종 데이터 또는 소프트웨어를 이용하여 실내 위치 추정을 수행하기 위해, 메모리 및 소프트웨어의 실행을 제어하는 마이크로프로세서를 탑재할 수 있다.
소프트웨어에서 구현되면, 소프트웨어는 여기에 개시된 실시 예를 지원할 수 있는 어떤 언어로 기록될 수 있으며, 소프트웨어는, 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 리드 온리 메모리 (ROM), 콤팩트 디스크 리드 온리 메모리 (CD-ROM), 및 다른 넌(non)-트랜지터리 매체와 같은 컴퓨터 판독 가능한 매체의 어떤 형식으로 저장될 수 있다. 동작 시에, 범용 또는 애플리케이션 특정 프로세서는 본 기술 분야에서 잘 이해되는 방식으로 소프트웨어를 적재 및 실행한다.

Claims (22)

  1. 공용 액세스 포인트 (Access Point: AP)와 사설 AP를 구비한 무선랜 통신 환경의 서버에서 단말의 실내 위치를 추정하는 실내 위치 추정 방법에 있어서,
    상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 수신신호의 세기 (Received Signal Strength: RSS) 값, 상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값 및 상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값을 수신하는 과정;
    상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 사설 AP의 위치 정보를 추정하는 과정; 및
    핑거프린트 (fingerprint) 방식에 따라 상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하고, 전파 감쇄 모델에 따라 상기 사설 AP의 위치 정보와 상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하고, 상기 계산된 제1 및 제2 위치 추정 오차를 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 과정
    을 포함하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사설 AP의 위치 정보를 추정하는 과정은,
    상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 기준점의 RSS 값을 비교하여, 상기 사설 AP의 위치 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 사설 AP의 위치 정보를 추정하는 과정은,
    상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 RSS 값 간의 차이가 가장 작은 기준점을 상기 사설 AP의 위치 정보로 추정하는 것을 특징으로 하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하는 과정은,
    상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 기준점의 RSS 값을 비교하여, 상기 단말과 상기 기준점 간의 거리오차를 계산하는 과정; 및
    상기 계산된 거리오차를 이용하여 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하는 과정
    을 포함하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하는 과정은,
    상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값과 상기 전파 감쇄 모델에 따라 상기 사설 AP의 위치 정보를 이용하여 계산된 사설 AP의 RSS 값을 비교하여, 기준점과 단말 간의 거리오차를 계산하는 과정; 및
    상기 계산된 거리오차를 이용하여 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하는 과정
    을 포함하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 과정은,
    제1 가중치를 반영하여 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하는 과정과; 및
    상기 제1 가중치와 다른 제2 가중치를 반영하여 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하는 과정
    을 포함하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  7. 공용 액세스 포인트 (Access Point: AP)와 사설 AP를 구비한 무선랜 통신 환경의 단말에서 실내 위치 추정 방법에 있어서,
    상기 공용 AP와 상기 사설 AP의 수신신호의 세기 (Received Signal Strength: RSS) 값을 측정하고, 상기 측정된 공용 AP의 RSS 값을 서버로 송신하는 과정;
    상기 서버로부터 상기 사설 AP에 의해 측정된 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑커프린트 (fingerprint) 지도를 이용하여 추정된 사설 AP의 위치 정보 및 핑거프린트 방식에 따라 상기 측정된 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 계산된 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 수신하는 과정; 및
    전파 감쇄 모델에 따라 상기 수신된 사설 AP의 위치 정보와 상기 측정된 사설 AP의 RSS 값을 이용하여 자신(단말)의 제2 위치 추정 오차를 계산하고, 상기 수신된 제1 위치 추정 오차 및 상기 계산된 제2 위치 추정 오차를 이용하여 최종 위치를 결정하는 과정
    을 포함하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 수신된 사설 AP의 위치 정보는,
    상기 서버에 의해 상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 기준점의 RSS 값을 비교하여, 상기 사설 AP의 위치를 추정한 정보인 것을 특징으로 하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수신된 사설 AP의 위치 정보는,
    상기 서버에 의해 상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 RSS 값 간의 차이가 가장 작은 기준점을 상기 사설 AP의 위치 정보로 추정한 정보인 것을 특징으로 하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 수신된 단말의 제1 위치 추정 오차는,
    상기 측정된 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 기준점의 RSS 값을 비교한 결과에 따라 추정된 오차인 것을 특징으로 하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 계산된 단말의 제2 위치 추정 오차는,
    상기 측정된 사설 AP의 RSS 값과 상기 전파 감쇄 모델에 따라 상기 수신된 사설 AP의 위치 정보를 이용하여 계산된 사설 AP의 RSS 값을 비교한 결과에 따라 추정된 오차인 것을 특징으로 하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 최종 위치를 결정하는 과정은,
    상기 수신된 제1 위치 추정 오차에 제1 가중치를 반영하는 과정;
    상기 계산된 제2 위치 추정 오차에 상기 제1 가중치와 다른 제2 가중치를 반영하는 과정; 및
    상기 제1 가중치가 반영된 제1 위치 추정 오차와 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치가 반영된 제2 위치 추정 오차를 연산하여 상기 최종 위치를 결정하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜 기반 실내 위치 추정 방법.
  13. 공용 액세스 포인트 (Access Point: AP)와 사설 AP를 구비한 무선랜 통신 환경에서 단말의 실내 위치를 추정하는 서버에 있어서,
    상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 수신신호의 세기 (Received Signal Strength: RSS) 값, 상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값 및 상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값을 수신하는 통신부; 및
    상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 사설 AP의 위치 정보를 추정하고, 핑거프린트 (fingerprint) 방식에 따라 상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하고, 전파 감쇄 모델에 따라 상기 사설 AP의 위치 정보와 상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값을 이용하여 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하여, 상기 계산된 제1 및 제2 위치 추정 오차를 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 제어부
    를 포함하는 서버.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 기준점의 RSS 값을 비교한 결과에 따라 상기 사설 AP의 위치 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 서버.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말에서 측정한 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 기준점의 RSS 값을 비교한 결과에 따라 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하는 것을 특징으로 하는 서버.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말에서 측정한 사설 AP의 RSS 값과 상기 전파 감쇄 모델에 따라 상기 사설 AP의 위치 정보를 이용하여 계산된 사설 AP의 RSS 값을 비교한 결과에 따라 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하는 것을 특징으로 하는 서버.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    제1 가중치를 반영한 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 계산하고, 상기 제1 가중치와 다른 제2 가중치를 반영한 상기 단말의 제2 위치 추정 오차를 계산하는 것을 특징으로 하는 서버.
  18. 제14항에 있어서, 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도를 저장한 공용 AP 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서버.
  19. 공용 액세스 포인트 (Access Point: AP)와 사설 AP를 구비한 무선랜 통신 환경에서 서버와 연동하여 실내 위치를 추정하는 단말에 있어서,
    상기 공용 AP와 상기 사설 AP의 무선랜 신호를 각각 수신하는 통신부; 및
    상기 통신부를 통해 수신된 상기 공용 AP의 무선랜 신호의 RSS 값과 상기 사설 AP의 무선랜 신호의 RSS 값을 측정하고, 상기 측정된 공용 AP의 RSS 값을 상기 서버로 송신하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해 상기 서버로부터 상기 사설 AP에 의해 측정된 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑커프린트 (fingerprint) 지도를 이용하여 추정된 사설 AP의 위치 정보 및 핑거프린트 방식에 따라 상기 측정된 공용 AP의 RSS 값을 이용하여 계산된 상기 단말의 제1 위치 추정 오차를 수신하고,
    전파 감쇄 모델에 따라 상기 수신된 사설 AP의 위치 정보와 상기 측정된 사설 AP의 RSS 값을 이용하여 자신(단말)의 제2 위치 추정 오차를 계산하여,
    상기 수신된 제1 위치 추정 오차와 상기 계산된 제2 위치 추정 오차를 이용하여 최종 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
  20. 제19항에 있어서, 상기 수신된 사설 AP의 위치 정보는,
    상기 서버에 의해 상기 사설 AP에서 측정한 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 기준점의 RSS 값을 비교한 결과에 따라 추정된 정보인 것을 특징으로 하는 단말.
  21. 제19항에 있어서, 상기 수신된 단말의 제1 위치 추정 오차는,
    상기 측정된 공용 AP의 RSS 값과 상기 공용 AP의 핑거프린트 지도에 정의된 기준점의 RSS 값을 비교한 결과에 따라 추정된 오차인 것을 특징으로 하는 단말.
  22. 제19항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 측정된 사설 AP의 RSS 값과 상기 전파 감쇄 모델에 따라 상기 수신된 사설 AP의 위치 정보를 이용하여 계산된 사설 AP의 RSS 값을 비교한 결과에 따라 상기 제2 위치 추정 오차를 계산하는 것을 특징으로 하는 단말.
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