KR101600561B1 - Apparatus and method for indoor positioning using a smartphone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 건물의 실내에서 모바일 단말기의 위치를 추적할 수 있는 실내 위치추적 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an indoor location tracking apparatus and method for tracking a location of a mobile terminal in a building.
최근, 모바일 단말기의 기능이 진보함에 따라 단순한 무선 통신 수단을 넘어 카메라 기능, 멀티미디어 재생 기능과 같이 무선 통신 외적인 기능들이 모바일 단말기에 부가되고 있는 실정이다. 2. Description of the Related Art [0002] In recent years, as functions of a mobile terminal have progressed, functions other than wireless communication such as a camera function and a multimedia playback function have been added to a mobile terminal beyond a simple wireless communication means.
이러한 멀티미디어 기능은 모바일 단말기의 표시 창 개선과 고속 통신의 실현에 의해 점차 활용 범위를 넓혀가고 있으며, 결국, 모바일 단말기가 궁극적인 휴대 엔터테인먼트 시스템으로 사용되고 있다. 이와 같이, 휴대 엔터테인먼트 시스템으로 사용되기 위해, 모바일 단말기는 다양한 애플리케이션을 실행한다.These multimedia functions are gradually being expanded due to the improvement of the display window of the mobile terminal and the realization of the high-speed communication. As a result, the mobile terminal is being used as the ultimate portable entertainment system. As such, for use as a portable entertainment system, the mobile terminal executes a variety of applications.
이러한 다양한 애플리케이션 중에서 특정 모바일 단말기의 위치를 표시하는 애플리케이션이 존재하지만, 이 애플리케이션은 실외에서 GPS를 통해 특정 모바일 단말기의 대략적인 위치를 추적할 수 있지만, 실내에서 특정 모바일 단말기의 정확한 위치를 추적하지 못하는 문제점이 있었다. Among these various applications, there is an application that displays the location of a specific mobile terminal, but the application can track the approximate location of a particular mobile terminal via GPS outdoors, but can not track the exact location of a particular mobile terminal indoors There was a problem.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허청에 출원되어 공개된 공개특허공보 10-2013-0004849호(2013.01.14)가 게재되어 있다.
BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Published Patent Application No. 10-2013-0004849 (Mar. 13, 2013) filed in the Korean Intellectual Property Office.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 건물의 실내에서 모바일 단말기의 위치를 추적할 수 있는 실내 위치추적 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an indoor location tracking device and method capable of tracking a location of a mobile terminal in a building.
본 발명의 일실시예에 따른 스마트폰을 이용한 실내 위치추적장치는, 건물의 층을 측정하는 건물층측정모듈(10)과 건물의 각 구역마다 구비되어 건물의 층과 중계기ID를 외부로 전송하는 로컬중계기(20)와, 건물층측정모듈(10)에서 측정되는 건물 층을 인식하여 자신의 위치가 건물의 어느 층에 위치하는지 인식하고, 로컬중계기(20)들에서 전송되는 중계기ID들이 수신되는 시간차이를 이용하여 로컬중계기(20)들 사이에서 자신의 위치를 인식하는 모바일 단말기(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The indoor location tracking device using a smartphone according to an embodiment of the present invention includes a building
본 발명은 건물의 실내에서 모바일의 위치를 추적할 수 있어서, 모바일을 휴대한 사용자가 모바일을 통해 건물의 실내에서 자신의 위치를 확인할 수 있는 이점이 있다.
The present invention is capable of tracking the position of a mobile in a room of a building, so that a user carrying the mobile can check his or her position in the room through the mobile.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트폰을 이용한 실내 위치추적 장치의 전체 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 적용되는 모바일 단말기에 설치된 각 모듈을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용되는 층 인식부의 세부 모듈을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 적용되는 구역인식부의 세부 모듈을 나타낸다.1 shows an overall structure of an indoor location tracking apparatus using a smartphone according to an embodiment of the present invention.
2 shows each module installed in the mobile terminal according to the present invention.
Fig. 3 shows a detailed module of the layer recognition unit applied to the present invention.
Fig. 4 shows a detailed module of the area recognizing part applied to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세히 살펴본다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 건물층측정모듈(10)과, 로컬중계기(20)와, 모바일 단말기(30)를 포함한다. Includes a building
건물층측정모듈(10)는 건물의 층을 측정하는 것으로 기압을 측정하는 기압계 센서를 포함하고 있다. 기압계 센서는 스마트폰에 내장되어 있는 압력 센서가 기압의 변화를 감지하여 현재 위치에 따른 기압의 변화를 계산하여 높이를 구할 수 있다. 이러한, 건물층측정모듈(10)는 모바일 단말기(30)에 설치되어 있고, 모바일 단말기(30)를 휴대한 사용자가 건물의 층을 오르내리면 건물층측정모듈(10)이 기압을 측정기 때문에 모바일 단말기(30)가 위치한 건물의 층을 확인할 수 있다. The building
로컬중계기(20)는 건물의 각 구역마다 구비되어 건물 층과 중계기ID를 외부로 전송하는 것으로, 모바일 단말기(30)와 한방향 또는 양방향의 통신신호를 송수신하여 데이터를 전송하고, 통신신호를 증폭하거나 정형할 수 있고, 기지국들의 사이에서 신호를 중계할 수 있다. The
여기서, 중계기ID는 로컬중계기(20)가 구비된 건물의 각 구역의 호실에 해당되는 호실번호를 포함할 수 있다. Here, the repeater ID may include a room number corresponding to the room of each area of the building where the
이러한, 로컬중계기(20)는 적어도 3개 이상 구비되어 건물의 각 구역마다 구비될 수 있다. At least three
모바일 단말기(30)는 건물층측정모듈(10)을 통해 측정되는 건물의 층을 인식하여 자신의 위치가 건물의 어느 층에 위치하는지 인식하고, 복수의 로컬중계기(20)에서 전송되는 중계기ID들이 수신되는 시간차이를 이용하여 자신의 위치를 인식한다. The
이러한, 모바일 단말기(30)는 건물층측정모듈(10)에서 측정되는 건물 층을 근거로 자신이 건물의 어느 층에 위치하는지 인식하는 층인식부(31)와, 적어도 3개 이상의 구역에 구비된 로컬중계기(20)들에서 전송되는 중계기ID들을 근거로 삼각측량법을 이용하여 자신이 어느 구역에 위치하는지 인식하는 구역인식부(32)를 포함한다. The
층인식부(31)는 모바일 단말기(30)가 건물의 1층에 위치할 때 측정되는 측정값을 제1기준값으로 설정하고, 건물의 1층과 인접하는 다른 층에 위치할 때 측정되는 측정값을 제2기준값으로 설정하는 기준값설정부(33)와, 기준값설정부(33)에서 설정된 제1기준값 및 제2기준값 설정이 완료되면 건물층측정모듈(10)에서 인식되는 측정값과 제1기준값을 비교하여 차이 나는 만큼의 차이값을 제2기준값으로 나눠서 계산값을 계산하는 계산부(34)와, 계산부(34)에서 계산된 계산값에 1을 더해서 건물층수를 판단하는 건물층판단부(35)를 포함한다. The
여기서, 기압계센서에서 측정된 측정값을 이용하여 건물의 층수를 구하는 방법은 수학식 1과 같다. Here, a method of calculating the number of buildings using the measurement value measured by the barometer sensor is expressed by Equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
여기서, p0 은 지상층, p1 은 지상으로부터 +1층, 즉 2층을 나타낸다.Here, p 0 represents a ground layer, and p 1 represents a +1 layer from the ground, that is, 2 layers.
예를 들어, 지상층의 기압이 100이고 2층의 기압이 90이고 현재 기압(pk)가 80이면 현재 층(Fk)는 (100-80)/(100-90)=2 즉 지상+2층이므로 3층이 된다. 또 다른 예는 지상층의 기압이 100이고 2층의 기압이 90이고 현재 기압(pk)가 110이면 현재 층(Fk)는 (100-110)/(100-90)=-1 즉 지상-1층이므로 지하 1층이 된다.For example, if the pressure of the ground layer is 100, the pressure of the second layer is 90, and the current pressure (p k ) is 80, then the current layer F k is (100-80) / (100-90) = 2, Because it is a layer, it becomes three layers. Another is the pressure of the ground floor 100 and a second layer of pressure 90 and if the current pressure (p k), the current layer 110 (F k) is (100-110) / (100-90) = - 1, i.e. the ground - Because it is the first floor, it becomes the first basement.
따라서, 사용자는 건물층측정모듈(10)이 설치된 모바일 단말기(30)를 휴대한 상태로 특정 건물의 1층에서 기압을 측정하여 제1기준값을 설정하고, 2층이나 지하1층으로 이동하여 기압을 측정하여 제2기준값을 설정한다. 이러한 상태에서 건물의 특정 층수로 이동하면 건물층측정모듈(10)이 특정 층에서 기압을 측정하므로, 계산부(34)가 특정 층에서 측정된 측정값과 제1기준값 및 제2기준값을 계산하면, 건물층판단부(35)가 특정 층이 몇 층인지 판단한다. 즉, 판단된 건물 층에 대한 숫자가 모바일 단말기(30)의 화면을 통해 표시되어, 모바일 단말기(30)를 휴대한 사용자가 자신이 위치한 건물의 층수를 확인할 수 있다. Therefore, the user sets the first reference value by measuring the atmospheric pressure in the first floor of the specific building while carrying the
구역인식부(32)는 로컬중계기(20)들에서 전송되는 중계기ID들을 각각 인식하는 중계기ID인식부(36)와, 중계기ID인식부(36)에서 인식되는 중계기ID들의 인식시간을 체크하는 시간체크부(37)와, 시간체크부(37)에서 체크된 각각의 체크시간들 중 가장 빠른 체크시간순서로 3개의 중계기ID를 선별하는 중계기ID선별부(38)와, 중계기ID선별부(38)에서 선별된 3개의 중계기ID를 근거로 위치를 산출하는 위치산출부(39)를 포함한다. The
여기서, 위치산출부(39)는 중계기ID선별부(38)에서 선별된 3개의 중계기ID에 해당하는 로컬중계기(20)들의 구역을 근거로 삼각측량법을 이용하여 위치를 산출할 수 있다. Here, the
또한, 위치산출부(39)는 중계기ID선별부(38)에서 선별된 3개의 중계기ID에 각각 해당하는 체크시간들을 이용하여 위치를 산출할 수 있다. In addition, the
이와 같이, 위치산출부(39)는 선별된 3개의 중계기ID를 이용하여 삼각측량법이나 체크시간들을 근거로 하여 로컬중계기(20)들과 통신하는 모바일 단말기(30)의 위치를 산출할 수 있다. In this way, the
따라서, 사용자는 모바일 단말기(30)를 휴대한 상태로 특정 건물의 특정 층에서 특정 구역으로 이동하면, 중계기ID인식부(36)에서 인식되면 시간체크부(37)에서 각각의 인식되는 시간을 체크하고, 중계기ID선별부(38)가 체크시간들 중 가장 빠른 체크시간순서로 3개의 중계기ID를 선별하면, 위치산출부(39)가 선별된 3개의 중계기ID를 이용하여 삼각측량법을 이용하여 모바일 단말기(30)의 위치를 산출한다. 즉, 모바일 단말기(30)를 휴대한 사용자는 자신이 있는 특정 층에서 어느 구역에 위치하고 확인할 수 있다. Accordingly, when the user moves to a specific zone in a specific building in a specific building while carrying the
이와 같이, 확인된 모바일 단말기(30)의 위치는 모바일 단말기(30)의 화면으로 숫자와 문자로 표시되거나, 건물 내부에 대한 약도에 해당 모바일 단말기(30)의 위치가 표시된 상태로 모바일 단말기(30)의 화면으로 출력될 수 있다. 따라서, 사용자는 휴대한 모바일 단말기(30)에 표시되는 위치정보를 육안으로 확인하면서 건물의 실내에서 자신의 위치를 정확하게 파악할 수 있다. The location of the identified
또한, 본 발명은 모바일 단말기(30)를 휴대한 사용자의 움직임을 인식하고 움직임이 정지된 상태를 인식하는 층인식부(31) 및 구역인식부(32)를 작동시키는 움직임감지모듈(40)을 더 포함한다. The present invention also includes a
이러한, 움직임감지모듈(40)은 모바일 단말기(30)에 설치되고 가속도센서를 포함하고 있다.The
따라서, 사용자가 모바일 단말기(30)를 휴대한 상태로 건물의 특정 층에서 이동하다가 정지하면 움직임감지모듈(40)이 이를 인식하여 층인식부(31) 및 구역인식부(32)를 작동시킨다. 즉, 사용자가 건물의 특정 층에서 다른 층으로 이동하거나 특정 층에서 다른 구역으로 이동할 때 마다 층인식부(31) 및 구역인식부(32)가 작동되므로 사용자가 몇 층에 위치하고 있는지 특정 층에서 어느 구역에 위치하고 있는지 산출되어서 모바일 단말기(30)를 통해 화면으로 출력될 수 있다. Accordingly, when the user moves from a specific floor of the building while the
이와 같이, 본 발명은 실내에서 위치를 정확히 추적할 수 있어 가정이나 요양원 또는 병원 등에서 널리 사용될 수 있는 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.
As described above, the present invention can accurately track a position in a room, which is a very useful invention that can be widely used in homes, nursing homes or hospitals.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의의 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is to be understood, therefore, that the embodiments described above are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the foregoing description, All changes or modifications that come within the scope of the equivalent concept are to be construed as being included within the scope of the present invention.
10 : 건물층측정모듈 20 : 로컬중계기
30 : 모바일 단말기 31 : 층인식부
32 : 구역인식부 33 : 기준값설정부
34 : 계산부 35 : 건물층판단부
36 : 중계기ID인식부 37 : 시간체크부
38 : 중계기ID선별부 39 : 위치산출부
40 : 움직임감지모듈10: building floor measurement module 20: local repeater
30: mobile terminal 31: layer recognition unit
32: Zone recognition unit 33: Reference value setting unit
34: calculation unit 35: building floor judgment unit
36: Repeater ID Recognizing Unit 37: Time Checker
38: Repeater ID selection unit 39: Position calculation unit
40: Motion detection module
Claims (14)
건물의 각 구역마다 구비되어 건물 층과 중계기ID를 외부로 전송하는 로컬중계기(20)와,
상기 건물층측정모듈(10)에서 측정되는 건물의 층을 인식하여 자신의 위치가 건물의 어느 층에 위치하는지 인식하고, 상기 로컬중계기(20)들에서 전송되는 중계기ID들이 수신되는 시간차이를 이용하여 상기 로컬중계기(20)들 사이에서 자신의 위치를 인식하는 모바일 단말기(30)를 포함하며,
상기 모바일 단말기(30)는
상기 건물층측정모듈(10)에서 측정되는 건물 층을 근거로 자신이 건물의 어느 층에 위치하는지 인식하는 층인식부(31)와,
상기 로컬중계기(20)들에서 전송되는 중계기ID들을 근거로 자신이 어느 구역에 위치하는지 인식하는 구역인식부(32)를 포함하고,
상기 층인식부(31)는
건물의 1층에 위치할 때 측정되는 측정값을 제1기준값으로 설정하고, 건물의 1층과 인접하는 다른 층에 위치할 때 측정되는 측정값을 제2기준값으로 설정하는 기준값설정부(33)와,
상기 기준값설정부(33)에서 설정된 제1기준값 및 제2기준값 설정이 완료되면 상기 건물층측정모듈(10)에서 인식되는 측정값과 제1기준값을 비교하여 차이값을 제2기준값으로 나눠서 계산하는 계산부(34)와,
상기 계산부(34)에서 계산된 값에 1을 더해서 건물층수를 판단하는 건물층판단부(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실내 위치추적 장치. A building floor measurement module 10 for measuring the floor of the building,
A local repeater 20 provided for each zone of the building to transmit the building layer and the repeater ID to the outside,
Recognizes the floor of the building measured by the building floor measurement module 10 and recognizes the floor of the building in which the floor of the building is located and uses the difference in time at which the repeater IDs transmitted from the local repeaters 20 are received And a mobile terminal (30) that recognizes its position among the local repeaters (20)
The mobile terminal (30)
A floor recognizing unit 31 for recognizing the floor of the building based on the building floor measured by the building floor measuring module 10,
And a zone recognizer (32) for recognizing the zone in which the wireless repeater (20) is located based on the repeater IDs transmitted from the local repeaters (20)
The layer recognition unit 31
A reference value setting unit 33 for setting a measured value measured when the first floor of the building is located to a first reference value and setting a measured value measured when the floor is located on another floor adjacent to the first floor of the building as a second reference value, Wow,
When the first reference value and the second reference value set by the reference value setting unit 33 are completed, the measured value recognized by the building floor measurement module 10 is compared with the first reference value, and the difference value is divided by the second reference value A calculation unit 34,
And a building floor determination unit (35) for determining the number of buildings by adding 1 to the value calculated by the calculation unit (34).
상기 로컬중계기(20)들에서 전송되는 중계기ID들을 각각 인식하는 중계기ID인식부(36)와,
상기 중계기ID인식부(36)에서 인식되는 중계기ID들의 인식시간을 체크하는 시간체크부(37)와,
상기 시간체크부(37)에서 체크된 각각의 체크시간들 중 가장 빠른 체크시간순서로 3개의 중계기ID를 선별하는 중계기ID선별부(38)와,
상기 중계기ID선별부(38)에서 선별된 3개의 중계기ID를 근거로 위치를 산출하는 위치산출부(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실내 위치추적 장치. The apparatus according to claim 1, wherein the area recognition unit (32)
A repeater ID recognizer 36 for recognizing repeater IDs transmitted from the local repeaters 20,
A time check unit 37 for checking the recognition time of the repeater IDs recognized by the repeater ID recognition unit 36,
A repeater ID selector 38 for selecting three repeater IDs in the fastest check time order among the check times checked in the time checker 37,
And a position calculator (39) for calculating a position based on the three repeater IDs selected by the repeater ID selector (38).
상기 선별된 3개의 중계기ID에 해당하는 상기 로컬중계기(20)들의 구역을 근거로 삼각측량법을 이용하여 위치를 산출하거나, 상기 선별된 3개의 중계기ID에 각각 해당하는 체크시간들을 이용하여 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실내 위치추적 장치. The system according to claim 6, wherein the position calculation unit (39)
The location is calculated using the triangulation method based on the area of the local repeaters 20 corresponding to the selected three repeater IDs or the location is calculated using the check times corresponding to the selected three repeater IDs And the indoor location tracking device using the smart phone.
상기 건물의 각 구역마다 구비되어 건물의 층과 중계기ID를 외부로 전송하는 단계와,
상기 건물층측정단계에서 측정된 상기 건물의 층을 인식하여 자신의 위치가 상기 건물의 어느 층에 위치하는지 인식하고, 상기 전송된 중계기ID들이 수신되는 시간차이를 이용하여 로컬중계기(20)들 사이에서 자신의 위치를 인식하는 단계와,
상기 건물층측정 단계에서 측정된 건물의 충을 근거로 자신이 건물의 어느 층에 위치하는지 인식하는 층 인식 단계와,
상기 전송된 중계기 ID들을 근거로 자신이 어느 구역에 위치하는지 인식하는 구역인식단계를 포함하고,
상기 층 인식 단계는 상기 건물의 1층에 위치할 때 측정되는 측정값을 제1기준 값으로 설정하고, 상기 건물의 1층과 인접하는 다른 층에 위치할 때 측정되는 측정값을 제2기준 값으로 설정하는 기준값 설정단계와,
상기 기준값 설정단계에서 설정된 상기 제1기준 값 및 상기 제2기준 값 설정이 완료되면 상기 건물층측정 단계에서 인식되는 측정값과 상기 제1기준 값을 비교하여 차이 값을 상기 제2기준 값으로 나눠서 계산하는 단계와,
상기 계산하는 단계는 상기 계산된 값에 1을 더해서 건물층수를 판단하는 건물층판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실내 위치추적 방법.A building floor measuring the floor of the building,
Transmitting a layer of the building and a repeater ID to the outside of the building,
Recognizes the floor of the building measured in the building layer measurement step, recognizes the floor of the building, recognizes the floor of the building, and calculates the distance between the local repeaters 20 Recognizing its own location in the network,
A layer recognizing step of recognizing a floor of the building based on the building insufficiency measured in the building floor measuring step;
And recognizing, based on the transmitted repeater IDs, the location of the repeater ID in which zone it is located,
Wherein the layer recognition step sets a measured value measured when the first layer is located on the first floor of the building to a first reference value and sets a measured value measured when the layer is positioned on another layer adjacent to the first layer of the building to a second reference value A reference value setting step of setting,
When the first reference value and the second reference value set in the reference value setting step are completed, the measured value recognized in the building layer measuring step is compared with the first reference value to divide the difference value into the second reference value Calculating,
Wherein the calculating step includes a building layer determining step of determining a building number by adding 1 to the calculated value.
상기 중계기ID인식 단계에서 인식된 상기 중계기ID들의 인식시간을 체크하는 시간체크단계와,
상기 시간 체크단계에서 체크된 각각의 체크시간들 중 가장 빠른 체크시간순서로 3개의 상기 중계기ID를 선별하는 중계기ID선별단계와,
상기 중계기ID선별단계에서 선별된 3개의 상기 중계기ID를 근거로 위치를 산출하는 위치산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실내 위치추적 방법. 12. The method of claim 10, wherein the zone recognition step comprises: a repeater ID recognition step of recognizing each of the transmitted repeater IDs;
A time checking step of checking the recognition time of the repeater IDs recognized in the repeater ID recognition step;
A repeater ID selecting step of selecting three repeater IDs in the fastest check time order among the respective check times checked in the time checking step;
And a position calculating step of calculating a position based on the three repeater IDs selected in the repeater ID selecting step.
[14] The method of claim 13, wherein the calculating the position comprises: calculating a position using the triangulation method based on the area of the local repeaters (20) corresponding to the selected three repeater IDs, And calculating a position using the check times of the plurality of indoor units.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150006674A KR101600561B1 (en) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | Apparatus and method for indoor positioning using a smartphone |
Applications Claiming Priority (1)
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