KR101603712B1 - 실내 측위 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 위치 측위 방법 및 시스템에 관한 것으로, 휴대단말의 주변에서 블루투스 신호를 송출하는 복수의 송출장치를 탐색하고, 탐색된 복수의 송출장치와 블루투스 장치 검색만을 수행하며, 검색된 복수의 송출장치 중 휴대단말에 기등록된 복수의 송출장치만을 선택한 후, 선택된 복수의 송출장치로부터 블루투스 신호의 전계 강도와 맥 어드레스를 포함하는 송출장치 식별정보를 획득하고, 휴대단말로부터 휴대 전화 번호와 맥 어드레스를 포함하는 휴대단말 식별정보를 획득하며, 획득한 휴대단말 식별정보와 획득한 송출장치 식별정보를 위치 파악 서버로 전송한 후, 식별정보와 송출장치 식별정보를 기초로 위치 파악 서버가 휴대단말과 송출장치 간의 전계강도와 시점에 따른 가중치를 곱한 것의 전체 합을 통해 파악한 휴대단말의 위치 정보를 수신하는 것을 그 요지로 한다.

Description

실내 측위 방법 및 시스템 {Method for indoor positioning and, system thereof}

본 발명은 실내 측위 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블루투스 송출장치를 기반으로 하는 무선 네트워크를 통하여 사용자의 휴대단말의 현재 위치를 파악할 수 있는 실내 위치 측위 방법 및 시스템에 관한 것이다.

GPS(Global Positioning System) 수신기가 개발됨에 따라 상업용 차량 항법시스템에서 측위 센서로 GPS 수신기가 사용되고 있다. 예를 들어, GPS 수신기를 통해 획득된 차량의 위치 정보를 사용하여 교통 안내, 위치기반 정보제공 등의 위치기반서비스(LBS : Location Based Service)를 제공하고 있다.

하지만, GPS 수신기는 실내, 터널, 지하주차장, 도심 지역 등에서는 GPS 위성신호를 완전/부분적으로 수신할 수 없는 경우가 발생하므로 연속적인 위치 정보를 제공하지 못하였다.

이에 따라, 실내 측위를 위한 여러 방법이 연구되고 있는데, 예를 들면, 고감도 GPS 수신기, MEMS(MicroElectro Mechanical System) 센서를 사용한 보행자용 DR, 무선 통신 신호를 이용한 무선 측위 등의 방법이 있다. 이 중에서 GPS와 같은 방식으로 측위를 할 수 있는 무선 측위 장치 및 기법은, 현재 많은 관심과 연구 / 개발이 진행되고 있다.

실내에서 무선 측위는, WLAN, 블루투스, UWB 등의 무선 통신 장치를 사용하여 구현될 수 있는데, 이들 장치를 이용하는 장점은 이미 실내에 무선통신을 위한 인프라가 구축되어 있다는 것이다. 실외에서 GPS를 사용하는 경우 GPS 위성과 수신기 사이에는 시각 동기가 되어 있으므로 ToA(Time of Arrival)를 사용하여 위치를 계산한다. 그러나 실내 측위를 위한 무선 통신용 AP와 모뎀 사이에는 시각동기가 되어있지 않으므로 ToA를 사용할 수 없다.

또한, WLAN의 경우 AP들 간의 동기 또한 되어있지 않으므로 TDoA(Time Difference of Arrival)를 사용할 수 없다. 따라서 이 경우 AP에서 전송된 신호의 세기를 측정하여 모뎀의 위치를 계산해야 한다.

신호의 세기를 측정하여 모뎀의 위치를 계산하는 방법에는 두 가지가 있다. 하나는 신호의 전파(propagation) 감쇄 모델을 사용하여 AP와 모뎀 사이의 거리를 추정하여 삼각측량법으로 위치를 계산하는 것이다. 다른 하나는 Fingerprint용 Database를 사용하여 위치를 추정하는 것이다.

즉, 종래에는 실내에서 GPS 수신이 어려워 실내 측위를 위한 방법으로, 서버, 복수의 AP 및 휴대단말과 의 무선통신을 이용하여, 휴대단말이 복수의 고정 AP의 식별정보를 복수의 고정 AP로부터 획득한 후, 자신의 휴대단말 식별정보와 고정 AP의 식별 정보를 서버로 전송하면, 서버가 휴대단말의 식별 정보와 고정 AP의 식별 정보를 토대로, ID-Cell 삼각측량법, 핑거프린트 방식으로 휴대단말의 위치를 찾는 것이었다.

그런데, 종래의 기술인 무선통신을 이용한 와이파이 방식은 전파환경의 변화, 간섭 등으로 수신 전계 강도가 시변하여 휴대단말의 위치를 파악할 때, 휴대단말의 위치 정보의 정확도가 떨어지고 따라서 상용화가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 송출장치, 휴대단말, 위치 파악 서버를 무선 네트워크로 연결하여 휴대단말의 실내 측위 시스템을 구성하고 이에 기초하여, 사용자가 휴대단말을 소지한 상태에서 고정된 복수의 송출장치가 장착된 실내 공간에서 이동하면, 위치 파악 서버가 사용자가 소지한 휴대단말의 위치를 파악하여 사용자의 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있는 실내 측위 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일면에 따른, 실내 측위 방법은 위치 파악 서버, 휴대단말 및 복수의 영역정보 송출장치(이하 '송출장치')와 무선 통신을 통하여 상기 휴대단말의 위치를 파악하는 실내 측위 방법으로서, 상기 휴대단말의 주변에서 블루투스 신호를 송출하는 복수의 송출장치를 탐색하는 단계; 탐색된 상기 복수의 송출장치와 블루투스 장치 검색(inquiry)만을 수행하는 단계; 검색된 상기 복수의 송출장치 중 상기 휴대단말에 기등록된 복수의 송출장치만을 선택하는 단계; 선택된 상기 복수의 송출장치로부터 상기 블루투스 신호의 맥 어드레스를 포함하는 송출장치 식별정보를 획득하고, 상기 휴대단말로부터 휴대 전화 번호와 맥 어드레스를 포함하는 휴대단말 식별정보를 획득하는 단계; 획득한 상기 휴대단말 식별정보와 획득한 상기 송출장치 식별정보를 위치 파악 서버로 전송하는 단계; 및 상기 식별정보와 상기 송출장치 식별정보를 기초로 상기 위치 파악 서버가 상기 휴대단말과 상기 송출장치 간의 전계강도와 시점에 따른 가중치를 곱한 것의 전체 합을 통해 파악한 상기 휴대단말의 위치 정보를 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 면에 따른, 실내 측위 시스템은 위치 파악 서버, 휴대단말 및 복수의 영역정보 송출장치와 무선 통신을 통하여 상기 휴대단말의 위치를 파악하는 실내 측위 시스템으로서, 블루투스 신호를 송출하는 복수의 영역정보 송출장치(이하 '송출장치'); 및 상기 복수의 송출장치를 탐색하고, 탐색된 상기 복수의 송출장치와 블루투스 장치 검색만을 수행하고, 검색된 상기 복수의 송출장치 중 상기 휴대단말에 기등록된 복수의 송출장치만을 선택하며, 선택된 상기 복수의 송출장치로부터 상기 블루투스 신호의 전계강도와 맥 어드레스를 포함하는 송출장치 식별정보를 획득하고, 자신으로부터 휴대 전화 번호와 맥 어드레스를 포함하는 휴대단말 식별정보를 획득한 후, 획득한 상기 휴대단말 식별정보와 획득한 상기 송출장치 식별정보를 전송하는 휴대단말로부터 수신한 상기 휴대단말 식별정보와 상기 송출장치 식별정보를 기초로 상기 휴대단말의 위치를 파악하는 위치 파악 서버를 포함한다.

본 발명에 따르면, 와이파이에 비하여 수신 신호의 정확도가 높고 장치간 상호 접속성이 좋은 블루투스 통신을 사용하였다. 블루투스 통신은 장치 검색 - 페어링 - 연결 과정을 거치는데, 본 발명은 이 중에서, 블루투스 장치만을 검색하는 장치 검색 과정만 수행하여 빠른 속도로 실내 측위를 실행시킬 수 있어, GPS 가 작동하지 않는 실내에서도, 휴대단말의 정확한 위치를 신속하게 찾을 수 있다.

또한, 블루투스 장치를 검색시 소정 시간의 주기 간격으로 블루투스 장치 검색을 수행하여, 항상 ON 상태로 주변 블루투스 장치를 검색하지 않으므로 불필요한 전력 낭비를 감소시킬 수 있다.

이어, 위치 파악 서버는 휴대단말과 송출장치간의 전계강도와 시점에 따른 가중치를 곱한 것의 전체 합을 통하여 휴대단말의 위치를 파악하므로, 휴대단말의 위치를 더욱 정확하게 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 측위 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 전계강도를 기준으로 한 측위 방식인 히스토리 인덱스 개념을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 히스토리 인덱스 방식을 이용하여 사용자의 다음 경로와 진행 방향을 예측하는 것을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 측위 시스템의 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 측위 시스템의 송출장치의 구성을 도시한 구성도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트폰 앱 실행시 동작 화면을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버 웹 어플리케이션 동작 화면을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 송출장치가 휴대단말의 위치 정보를 위치 파악 서버로 전송하는 것을 도시한 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 위치 파악 서버(300), 휴대단말(200) 및 복수의 영역정보 송출장치(100)(이하, '송출장치'라 함)가 상호간의 무선통신을 통하여 휴대단말(200)의 현재 위치를 파악하는 것이다. 즉, 위치 파악 서버(300)가 송출장치 식별정보 및 수신 전계강도를 기초로 휴대단말(200)의 위치를 파악하거나 휴대단말(200)이 송출장치 식별정보를 토대로 자신의 위치를 파악하는 것을 전제로 본 발명에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 측위 방법의 순서도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 먼저, 복수의 영역정보 송출장치 (이하 '송출장치')가 블루투스 신호를 송출한다(S110). 복수의 송출장치(100)는 송출장치의 송신 신호 파워 출력을 변경할 수 있다. 따라서, 송출 신호의 도달 범위(예컨대, 블루투스 커버리지)도 변경이 가능하다. 또한 송출장치(100)는 송출 신호의 송신 주기를 변경할 수 있다. 여기서, 송출장치(100)는 AP(Access Point), 블루투스 AP, 와이파이 AP를 포함한다.

이어, 휴대단말의 주변에서 블루투스 신호를 송출하는 복수의 송출장치를 탐색한다(S120).

예컨대, 블루투스 신호를 송출하는 복수의 송출장치의 맥 어드레스와 전계강도를 나타내면, 제1번 송출장치는 (00:07:7F:41:44:15 / RSSI : -45)이 되고, 제2번 송출장치는 (00:07:7F:41:44:OF / RSSI : -52)가 되며, 제3번 송출장치는 (00:07:7F:41:44:12 / RSSI : -51)이 된다. 제4번 송출장치는 (00:07:7F:41:44:2B5 / RSSI : -38)이 된다.

계속하여, 탐색된 복수의 송출장치와 블루투스 장치 검색(inquiry)만을 수행한다(S130). 휴대단말(200)은 복수의 송출장치와 블루투스 장치 검색만을 제한적으로 수행한다. 휴대단말(200)과 복수의 송출장치와 블루투스 연결이 되기 위해서는 장치 검색 - 페어링 - 연결 과정을 수행해야 하는데, 본 발명에서는 장치 검색만을 수행한다. 이 과정에서 휴대단말(200)은 마스터(master)가 되고, 복수의 송출장치(100)는 슬레이브(slave)가 된다.

본 발명에서는 페어링 - 연결 과정은 수행하지 않음으로써, 휴대단말(200)의 위치를 보다 짧은 주기로 확인할 수 있어서 휴대단말의 이동시에도 위치 정확도를 개선할 수 있다.

구체적으로, 블루투스 통신의 일부 기능인 장치 검색 과정만을 제한적으로 휴대단말(200)에서 수행하여 주변 블루투스 장치들의 검색 / 인식 시간을 단축할 수 있다.

검색된 복수의 송출장치 중 휴대단말에 기등록된 복수의 송출장치만을 선택한다(S140).

예컨대, 복수의 송출장치가 100개 있으면, 휴대단말(200)은 휴대단말(200)에 기등록된 20개의 복수의 송출장치만을 선택한다.

여기서, 기등록된 20개의 복수의 송출장치만을 선택하는 것은 휴대단말(200)에 사전에 스마트폰 전용 앱(App)을 설치하여, 위치 파악 서버와 연계된 20개의 송출장치만을 선택하는 것을 의미한다.

즉, 휴대단말(200)에서 사전에 서비스 관련하여 저장 / 관리되는 송출장치이름으로 필터링 작업을 수행하고, 선별된 송출장치들에 한하여, 전계강도 크기를 비교한다. 따라서, 수십 내지 수백 명이 한 지점을 통과해도 휴대단말(200)을 중심으로 송출장치들의 한정된 수량과의 전계강도 크기를 비교하므로 실내 측위 시스템에 무리가 되지 않는다.

구체적으로, 사용자는 휴대단말(200)에 스마트폰 전용 앱을 설치하고, 서비스 회원 가입시 사용자 ID를 할당받고, 위치 파악 서버(300)는 이를 관리한다.

선택된 복수의 송출장치는 SSID, 블루투스 신호의 전계강도와 맥 어드레스를 포함하는 송출장치 식별정보를 송출한다(S150).

휴대단말(200)은 제1영역정보 송출장치의 송출장치 식별정보 (00:07:7F:41:44:15 / RSSI : -45), 제2송출장치의 제2 송출장치 식별정보, 제3송출장치의 제3 송출장치 식별정보, 제4송출장치의 제4 송출장치 식별정보를 송출장치(100)로부터 획득한다(S160).

제2 송출장치 식별정보는 (00:07:7F:41:44:OF / RSSI : -52)가 되고, 제3 송출장치 식별정보는 (00:07:7F:41:44:12 / RSSI : -51)이 되며, 제4 송출장치 식별정보는 (00:07:7F:41:44:2B5 / RSSI : -38)이 된다. 여기서, 전계강도 크기의 단위는 dBm 이 된다. 전계강도 크기만을 비교했을 때, 제4 송출 장치가 가장 큰 블루투스 신호를 송출하고 있다.

휴대단말(200)은 송출장치 식별정보를 복수의 송출장치(100)로부터 소정의 주기 간격으로 획득한다. 연속적으로 획득하면 휴대단말의 전력 소모가 크므로, 소정의 주기 간격으로 송출장치 식별정보를 획득하여 휴대단말(200) 자체의 전력 소모를 절감할 수 있다.

제2주기는 일반적인 불루투스 장치들의 검색 주기보다 빠른 것이 바람직하다. 구체적으로 휴대단말(200)이 송출장치로부터 신호를 수신하지 못할 경우에는 근처에 송출장치가 없는 것으로 간주하여 제1주기 (예컨대, 5분)로 검색을 실시하고, 하나 이상의 송출장치로부터 신호를 수신한 후에는 제2주기 (예컨대, 5초)로 검색을 시작한다.

일반적으로, 주변 블루투스 장치들의 장치 검색 과정에 소요되는 시간은 환경에 따라 15 ~ 20초 정도가 소요된다. 이때 발생하는 이동에 따른 위치 인식 오차를 감소시키기 위해, 보다 빠른 제2주기 (예컨대, 5초)로 장치 검색 과정을 중도에 다시 멈추고 다시 장치 검색 과정을 시작하는 등의 과정을 수행한다.

따라서, 장치 검색 과정을 기다리는 동안 시간이 지연되는 것을 방지할 수 있고, 장치 검색 과정이 원활하지 않은 경우 다시 리셋 과정이 수행되므로 사용자 위치 인식률이 개선되는 효과가 있다.

휴대단말(200)은 획득한 송출장치 식별정보를 자신의 식별정보(휴대 전화 번호, 또는 맥 어드레스 등)과 함께 위치 파악 서버로 전송한다(S170).

위치 파악 서버(300)는 휴대단말 식별정보와 송출장치 식별정보를 기초로 휴대단말의 위치 정보를 파악한다(S180).

각 제1송출장치 식별정보에 포함되는 맥 주소는 각 영역정보 송출장치의 고유한 것으로, 위치 파악 서버(300)는 각 영역정보 송출장치가 설치된 위치를 정확하게 알고 있음을 전제한다.

기본적으로 위치 파악 서버(300)는 가장 센 전계강도의 신호를 송출하는 영역정보 송출장치가 위치한 영역에 휴대단말이 위치하고 있다고 판단한다. 그런데 외부교란이나 간섭으로 전계강도 측정치의 오차에 따른 오류를 방지하고자, 본원발명에서는 위치 파악 서버(300)가 히스토리 인덱스 방식을 이용하여 측위 정확도를 높인다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 전계강도를 기준으로 한 측위 방식인 히스토리 인덱스 개념을 도시한 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, A, B, C, D의 위치에 각각 송출장치가 설치되어 있다. 히스토리 인덱스(History index) 방식은 사용자의 휴대단말이 현재 시점에 위치하고 있는 지점의 전계강도와 이전 시점에 위치들의 전계강도를 기반으로 수학식 1을 통하여 정확한 위치 정보를 제공한다. 즉, 휴대단말과 송출장치 간의 전계강도와 시점에 따른 가중치를 곱한 것의 전체 합을 통해 휴대단말의 정확한 위치를 파악하는 것이다.

구체적으로, 히스토리 인덱스는 t-2시점, t-1시점, t시점에서의 전계강도와 가중치(Wt)를 곱한 뒤, 이를 전체적으로 더한 값이다.

여기서, Wt는 시간에 대한 가중치이다. t-2에서 Wt = 0.1, t-1에서 Wt = 0.2, t에서 Wt = 0.7이 된다. 가중치가 시간대 별로 차이가 나는 것은 현재 시각의 전계강도가 사용자의 현재 위치 파악에 가장 큰 영향을 주고, 전 시각의 전계강도가 상대적으로 작은 영향을 주며, 전전 시각의 전계강도가 가장 작은 영향을 주기 때문이다.

전계강도의 범위는 0 ~ 100이 된다. 여기서, 100은 전계강도가 최상의 값을 가지는 경우에 해당한다. 본 명세서의 0 ~ 100의 범위는 실제 전계강도 값이 아니라, 발명의 이해를 돕기 위한 예시적 수치이다.

표 1은 사용자가 단말장치를 휴대하고 시간대 별로 이동한 경우를 표시한 표이다. 사용자는 t-2 시점에서는 A 영역에 있었고, t-1 시점에는 B 영역에 있었다. 그리고, t 시점에는 C 와 D 영역 사이에 있는데, C쪽에 더 가깝게 있다고 가정한다.

이때, 전계강도를 기준으로, 사용자에게 가장 근접한 송출장치를 판단한다. t-2시점에서는 A영역에 위치한 송출장치(A 송출장치)로부터의 수신신호 전계강도가 가장 크고, t-1시점에서는 B영역에 위치한 송출장치 (B 송출장치)로부터의 수신신호 전계강도가 가장 크다. 그러나 t시점에서, 사용자는 실제로 C 영역에 가까이 있음에도, 전파환경에 따라 측정한 전계강도는 D 송출장치로부터의 신호가 가장 크므로, 전계강도만을 기준으로 삼으면, 위의 실시 예와 같이 사용자가 어느 지점에 근접한지 정확하게 판단하는데 한계가 있다.

RSSI		A	B	C	D	판단위치
	t-4	20	0	0	0	-
	t-3	30	10	0	0	-
	t-2	80	20	10	0	A
	t-1	10	90	20	0	B
	t	0	10	60	65	D

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 히스토리 인덱스 개념을 도입한 것이다.

History Index		A	B	C	D	판단위치
	t-4	-	-	-	-	-
	t-3	-	-	-	-	-
	t-2	64	16	7	0	A
	t-1	26	68	16	0	B
	t	10	27	47	45.5	C

t-2 에서 A송출장치에서의 히스토리 인덱스 값은 0.1*20 + 0.2*30 + 0.7*80 = 64 가 된다. t-1 에서 A송출장치의 히스토리 인덱스 값은 0.1*30 + 0.2*80 + 0.7*10 = 26 이 된다. t에서 A송출장치의 히스토리 인덱스 값은 0.1*80 + 0.2*10 + 0.7*0 = 10 이 된다.

마찬가지로, B, C, D 송출장치에 대해서도 t-2, t-1, t 시점에서 히스토리 인덱스 값을 구하면, 표 2와 같이 된다.

t 시점에서, 히스토리 인덱스 값이 C송출장치는 47이 되고, D송출장치는 45.5가 된다. 따라서, t 시점에서 판단위치는 가장 큰 값인 47을 갖는 C가 된다. 사용자가 C 및 D 송출장치 사이에 있는 경우, C 송출장치에 더 근접하므로 결과와 일치하게 된다.

따라서, 히스토리 인덱스를 이용하면, 단순히 전계강도만을 비교한 경우보다, 사용자가 실제로 어느 송출장치에 근접해 있는지, 즉 어느 영역에 위치하고 있는지를 보다 정확하게 판단할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 히스토리 인덱스를 이용하여 사용자의 다음 경로와 진행 방향을 예측하는 것을 도시한 도면이다.

case 1은 두 지점간의 히스토리 인덱스 차이가 기설정된 임계값 이하 (예컨대 5)인 경우, 히스토리 인덱스를 이용한 보정 전의 위치를 사용자의 다음 진행 위치로 예측을 하는 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 사용자가 A -> B -> C (시점 t-2, t-1, t)로 진행하면, t+1 시점에서 다음 진행 방향은 어디인가가 문제된다. 히스토리 인덱스 값이 C(47)이고, D(45.5)이면, C와 D 사이의 히스토리 인덱스 값이 2.5로 임계값 (예컨대, 5) 이하이므로, 사용자의 다음 진행 위치 및 방향을 D위치, C -> D로 향한 방향으로 예측할 수 있다.

case 2는 두 지점간의 전계강도와 히스토리 인덱스 사이에 오차가 발생한 경우, 오차가 발생한 지점을 바로 다음 지점으로 예측하는 것이다. 사용자는 실제로 C와 근접하고 있는데, 전계강도에 따르면, 사용자는 D에 근접한 것으로 나오고, 히스토리 인덱스에 따르면, 사용자는 C에 근접한 것으로 나온다.

따라서, 이러한 경우에는 사용자의 이동 경로는 A -> B -> C 다음에 바로 D위치가 되고, 진행 방향은 C -> D로 향한 방향이 된다. case 2는 case 1에 비하여 히스토리 인덱스에 의한 결과와 전계강도에 의한 결과가 다르면 히스토리 인덱스 계산 결과에 따른 영역을 현재 위치(t)로 잡고, 전계강도 비교에 의한 영역을 다음 경로(t+1)로 잡아, 판단하는 시간을 감소시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 측위 시스템의 구성도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 실내 측위 시스템은 복수의 송출장치(100), 휴대단말(200), 위치 파악 서버(300)를 포함한다.

하나 이상의 송출장치(100)는 블루투스 신호를 송출한다. 송출장치(100)는 송출장치의 송신 파워 출력을 변경할 수 있다. 따라서, 송출 신호의 도달 범위(예컨대, 블루투스 커버리지)도 변경이 가능하다. 또한 송출장치(100)는 송출하는 블루투스 신호의 송신 주기도 변경할 수 있다.

송출장치(100)는 내부에 센서 네트워크와 블루투스 장비를 포함한다.

휴대단말(200)은 복수의 송출장치(100)를 탐색하고, 탐색된 복수의 송출장치(100)와 블루투스 장치 검색(장치 검색)만을 수행하고, 검색된 복수의 송출장치 중 휴대단말에 기등록된 복수의 송출장치(100)만을 선택한다.

예컨대, 복수의 송출장치가 100개 있으면, 휴대단말(200)은 휴대단말(200)에 기등록된 복수의 송출장치 20개만을 선택한다.

휴대단말(200)은 선택된 복수의 송출장치로부터 SSID, 블루투스 신호의 전계 강도, 맥 어드레스를 포함하는 송출장치 식별정보를 획득한다.

휴대단말(200)은 소정 주기의 간격으로 주변 송출장치를 검색(Scanning)한다.

휴대단말(200)은 자신의 휴대 전화 번호와 맥 어드레스를 포함하는 휴대단말 식별정보와 획득한 송출장치 식별정보를 위치 파악 서버(300)로 전송한다.

여기서, 휴대단말(200)은 무선 통신 기능이 탑재된 모바일 단말로 전용단말, 스마트폰, 테블릿 PC, 스카우터(정보를 전달하는 안경 형태의 단말기기) 등을 포함한다.

휴대단말(200)은 사용자의 움직임, 동선에 대한 정보를 무선 통신 (와이파이, 3G, LTE와 같은 이동 통신망)을 이용하여 위치 파악 서버(300)로 전달한다.

여기서, 휴대단말(200)은 앱이 설치될 수 있는 스마트폰인 것이 바람직하며, 그 운영체제는 애플사의 iOS, 구글사의 안드로이드, 마이크로소프트사의 윈도 모바일 등을 포함한다.

위치 파악 서버(300)는 휴대단말(200)로부터 수신한 휴대단말 식별정보와 송출장치 식별정보를 기초로 휴대단말(200)의 위치를 파악한다. 여기서, 위치 파악 서버(300)는 맥 어드레스와 같은 송출장치 식별정보, 송출장치(100)의 설치 위치, 소정의 장소에 대한 실내 지도, 소정의 장소에 대한 실내 지도와 전계강도에 따른 매핑 데이터 등은 미리 저장부에 저장되어 있다.

위치 파악 서버(300)는 위치 정보를 이미지 파일 형태로 휴대단말(200)로 전송한다.

따라서, 휴대단말(200)의 사용자는 앱을 통해서 자신의 현재 위치를 바로 확인할 수 있다.

위치 파악 서버(300)와 관련하여, 서버 준비 단계에서는 위치 파악 서버(300)는 매장 내 송출장치를 설치한 위치 정보를 미리 저장해야 한다.

위치 파악 서버(300)에 가입하고 동작하는 것과 관련하여, 사용자는 휴대단말(200)을 통하여 앱을 다운로드한다. 여기서, 휴대단말(200)은 스마트폰을 포함한다.

사용자는 앱을 통하여 서비스 회원에 가입한다. 스마트폰의 전화번호, 블루투스 맥 어드레스를 위치 파악 서버(300)에 저장한다. 휴대단말(200)은 인터넷을 통하여 위치 파악 서버(300)로 맥 어드레스, 휴대 전화 번호를 포함하는 휴대단말의 식별정보, 맥 어드레스, 전계강도를 포함하는 주변의 송출장치 식별정보를 전송한다.

위치 파악 서버(300)는 휴대단말(200)로부터 수신한 해당 송출장치의 맥 어드레스를 저장된 맥 어드레스 목록에서 검색한다.

다른 실시 예에서, 위치 파악 서버(300)는 삼각 측량법 또는 핑거프린트 방식을 통하여 휴대단말의 위치를 파악할 수 있다. 또한, 위치 파악 서버(300)는 삼각 측량법 또는 핑거프린트 방식을 통하여 휴대단말의 위치를 파악하고 히스토리 인덱스 방식을 통해서 파악한 위치를 보정하는데 이용할 수 있다.

본 발명에 실시 예에 따르면, 휴대단말(200)의 사용자는 먼저 본 발명에 의한 위치 파악 서비스 정보를 제공받을 수 있도록 작동하는 프로그램을 외부 서버로부터 다운받는다. 다음으로, 위치 파악 서버(300)가 사용자를 확인하고 서비스 제공이 용이하도록 사용자는 회원 가입을 수행한다. 위치 파악 서버(300)는 휴대단말(200)의 식별정보(휴대 전화 번호 또는 맥 어드레스), 송출장치 식별정보를 저장부에 저장한다.

다음으로, 휴대단말(200)이 실내에서, 주변의 송출장치(100)를 선택하고 그와 관련된 송출장치 식별정보를 포함하는 데이터를 수신한다. 휴대단말은 송출장치 식별정보와 단말장치 식별정보를 위치 파악 서버(300)로 전송한다. 위치 파악 서버(300)는 수신한 송출장치 식별정보에 기초하여 주변의 송출장치의 위치를 확인한 후, 휴대단말(200)의 위치 정보를 파악한다.

위치 파악 서버(300)는 휴대단말(200)로 위치 정보를 전송한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 측위 시스템의 송출장치의 구성을 도시한 구성도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 송출장치(100)는 배터리부(110), 전력 조절부(120), 타이머부(130), 제어부(140), 통신부(150) 및 경고부(160)를 포함한다.

배터리부(110)는 전력을 공급한다. 배터리부(110)는 1차 전지, 리튬 이온 전자, 리튬 이온 폴리머 전지, 니켈 수소, 니켈 카드뮴과 같은 2차 전지를 포함한다.

전력 조절부(120)는 블루투스 통신이 활성화되는 액티브 모드와 슬리핑 모드를 포함하는 모드 상태를 이용하여 배터리부(110)로부터 공급되는 전력의 소모량을 조절한다. 이 경우 ON/OFF 조절시에는 TR 스위치를 이용한다.

액티브 모드(Active)는 장치와 장치 사이에 블루투스 통신이 활성화되어 데이터 전송이 이루어지고 있는 상태이다.

슬리핑 모드는 3가지 상태를 포함한다. 중지 모드(Hold), 스니프 모드(Sniff) 및 파크 모드(Park)이다.

중지 모드는 마스터나 슬레이브가 원할 경우, 중지 모드로 전환이 가능하고, 이 도중에는 데이터가 전송되지 않는다. 이것의 주목적은 전력 소비를 절감하기 위함이다. 이 모드 이외에는 지속적으로 데이터 교환이 이루어진다. 중지 모드로 들어가는 전형적인 이유 중 하나는 몇몇 피코넷과 연결하기 위함이다.

스니프 모드는 슬레이브 유닛에만 해당하는 모드이고 이것은 전력 소비를 절감하기 위한 모드이지만, 중지 모드 만큼은 아니다. 이 모드에서는 슬레이브는 피코넷에서 스스로 데이터 전송을 하고 있지는 않지만 이보다 낮은 레벨에서 전송되는 데이터를 수신한다. 이것은 일반적으로 프로그램을 통해 설정이 가능하다.

파크 모드는 중지 모드보다 더욱 낮은 활동 레벨이다. 이 모드에서는 슬레이브가 피코넷에 동기화되므로 완전한 재가동을 필요로 하지 않게 되지만 데이터 전송은 하지 않는다. 이 상태에서는 맥 어드레스를 장치가 갖고 있지 않지만 마스터와 동기화하고 전해지는 메시지를 확인하기 위해서 신호를 수신하는 상태이다.

타이머부(130)는 인터럽트 발생 횟수와 클럭수 중 적어도 하나에 기초하여 전력 조절부(120)의 가동 시간을 조정한다.

구체적으로, 타이머부(130)는 MCU 타이머를 사용해서 구현된다. 이 경우, 인터럽트 발생 횟수와 클럭수 중 적어도 하나에 기초하여 타이머를 구현할 수 있다.

예컨대, 250 ms * 4회 = 1 초가 되고, 1시간 = 3,600 초가 된다. 따라서, 글로벌 타이머(Global Timer)를 사용하지 않으므로, 비용 절감, 소형화의 효과가 있다. 이를 적용하기 위해서는 송출장치와 관리자 앱 사이의 통신 규약(Protocol)이 필요하다.

통신규약은 Group id / ID / Commmand / Data, Group id / ID / Response / Data 의 형식을 따른다.

제어부(140)는 전력 조절부(120)와 타이머부(130)를 제어한다.

통신부(150)는 외부 단말과 외부 서버 중 적어도 하나와 데이터를 송수신한다. 제어부(140)는 통신부(150)를 통해 배터리부(110)의 전압 정보를 포함하는 상태 정보를 외부 단말(스마트폰)과 외부 서버 중 적어도 하나로 전송한다. 따라서, 관리자는 외부에서 관리자용 스마트폰을 통하여 송출장치 배터리 상태를 모니터링을 하고, 배터리부(110)의 전압 크기가 기준 전압보다 작아지면, 이에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다.

경고부(160)는 경고 메시지를 출력한다. 구체적으로, 제어부(140)는 배터리부(110)의 전압 크기가 기설정한 임계값 미만이면 교체 필요 상황으로 판단하고, 경고부(160)를 통하여 경고 메시지를 전달한다. 즉 전압 크기가 기설정한 임계값 미만이면, 경고부(160)는 LED 점멸, 경고음, 경고 메시지 출력 등을 통해 관리자에게 교체 필요 상황임을 알린다. 관리자는 이에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다.

송출장치(100)는 관리자의 휴대단말(200)과 원활한 통신을 위하여 휴대단말(200)과 송출장치(100) 사이에 페어링 수행을 하여야 한다.

단, 평시에는 휴대단말(200)과 송출장치(100) 사이에 페어링 수행을 하지 않는다. 이는 휴대단말(200)과 송출장치(100) 사이의 블루투스 통신 속도를 향상시키기 위함이다.

예컨대, 관리자 모드로 진입시, 관리자가 '관리자 모드 진입용 버튼'을 누르면, 송출장치(100)는 소정 시간 동안 페어링 기능을 지원하도록 상태가 변경된다. 관리자가 세팅을 완료한 후 소정 시간이 경과하면, 송출장치(100)는 페어링 미지원 기능 모드로 전환되어 작동된다.

송출장치(100)는 지속적으로 센서 네트워크를 통하여 휴대단말(200)의 휴대 전화 번호, 맥 어드레스를 포함하는 휴대단말 식별정보, 송출장치 식별정보를 외부 서버 (예컨대, 위치 파악 서버)로 전송한다.

또한, 송출장치(100)는 휴대단말 식별정보, 주변 송출장치 식별정보를 외부 서버로 전송한다.

여기서, 복수의 송출장치(100)들 중 적어도 일부는 센서 모듈을 포함한다. 센서 모듈은 송출장치(100)의 주변의 공기 오염도, 온도, 습도, 미세 먼지 농도, CO2 농도, CO 농도 등을 포함하는 환경 정보를 감지한다. 따라서 송출장치(100)는 센서 모듈을 통해 주변으로부터 환경 정보를 획득한다.

송출장치(100)는 획득한 환경 정보를 각 송출장치로 구성된 센서 네트워크를 통하여 위치 파악 서버(300)로 전송한다.

식별 정보와 함께 환경 정보를 송출하는 경우, 휴대단말(200)이 환경 정보를 수신하여 이를 식별정보, 전계강도 정보와 함께 위치 파악 서버(300)로 전송할 수도 있다.

위치 파악 서버(300)는 수신한 환경 정보를 토대로 송출장치(100)가 설치된 건물 내의 공기 오염도, 온도, 습도, 미세 먼지 농도, CO2 농도, CO 농도 등이 정상 범위인지 파악한다.

예컨대, 위치 파악 서버(300)는 이산화탄소 농도를 판단시, 800 ppm 이하, 양호, 800 ~ 1200 ppm 정상, 1200 ppm 이상이면 오염 발생으로 판단한다.

또한, 위치 파악 서버(300)는 원칙적으로 실내 온도, 습도 판단시, 적정 온도를 18 ~ 22도, 적정 습도를 40 ~ 60%로 판단한다.

위치 파악 서버(300)는 적정 온도, 적정 습도 기준을 계절에 따라, 탄력적으로 운영하며, 봄과 가을에는 적정 온도를 19 ~ 23도, 적정 습도를 50%로 판단한다. 여름에는 적정 온도를 24 ~ 27도, 적정 습도를 60%로 판단하고, 겨울에는 적정 온도를 18 ~ 21도, 적정 습도를 40%로 판단한다.

따라서, 위치 파악 서버(300)는 수신한 환경 정보를 토대로 정상 범위 인지 판단한 후, 측정된 환경 정보가 정상 범위가 아니면, 관리자의 휴대단말(200)로 이를 알릴 수 있다. 위치 파악 서버(300)는 와이파이, 3G, LTE 통신을 통하여 관리자의 휴대단말(300)에게 이러한 정보를 제공할 수 있다.

이에, 관리자는 휴대단말(200)에 수신된 내용을 보고, 환경 정보가 정상 범위가 아님을 인지하고, 이에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다.

구체적으로, 관리자는 CO2 농도가 너무 높으면, 환기를 시키거나, 환풍기를 가동시킬 수 있다. 또한, 실내 온도가 너무 높으면, 관리자는 에어컨을 가동시켜 실내 온도를 적정하게 조절할 수 있다.

따라서, 매장이 위치한 건물의 환경을 쾌적하게 할 수 있어, 고객이 실내에서 쇼핑하는 경우 쾌적한 환경을 제공할 수 있어, 고객의 만족도가 향상된다.

- 휴대단말의 정보 전송 방식 -

휴대단말(200)은 자신의 식별정보(휴대폰 전화 번호, 맥 어드레스 등)와 주변에서 획득한 송출장치 식별정보(전계강도, 맥 어드레스)를 위치 파악 서버(300)로 전송한다. 이 경우 휴대단말(200)이 이동통신망 또는 와이파이 망을 통해 직접 위치 파악 서버(300)로 전송할 수 있으며, 이와는 달리 송출장치(100)들로 센서 네트워크 망을 형성하며 최근접 송출장치로 정보를 전달하고 이를 수신한 송출장치가 주변 송출장치로 중계하며 위치 파악 서버(300)에 연결된 송출장치(싱크 노드)까지 전달케 한 후, 싱크노드 역할의 송출장치가 위치 파악 서버로 유/무선 네트워크를 통해 전달할 수도 있다.

후자의 경우 휴대단말(200)의 데이터 전송 부하, 요금, 배터리 소모를 줄일 수 있으며 센서가 부착된 송출장치를 경유하면서 실내 환경에 대한 데이터도 함께 전달되는 이점이 있다.

- 수거 / 배치 관련 방법 -

먼저, QR 코드 및 바코드를 이용한 인식 방법과 관련하여, 센서가 설치될 장소의 정확한 위치 인식용 QR 코드 및 바코드와 설치될 해당 송출장치의 맥 어드레스를 관리자용 앱을 통해서 기입한다. 센서 탐색을 통해 무선 신호의 강도별 송출장치를 선택하고 이를 등록하여 관리를 단순화한다.

구체적으로, 송출장치(100)가 매장의 매대에 부착된 경우, 매대가 이동하는 경우에는 송출장치(100)를 다시 재배치하는 것이 문제된다. 즉, 마트의 경우, 농산물 매장, 생선 매장, 정육 매장에서는 매대의 위치가 자주 바뀐다. 또한, 본 발명의 따른, 송출장치는 1회 4 ~ 8시간 동안 충전하면, 15일 정도 사용할 수 있다. 이러한 경우, 송출장치(100)들을 모두 수거하여, 매장에 바뀐 곳에 재배치할 때, 사용자 혼동이 생기는 것을 방지하기 위하여, 송출장치(100)에 QR 코드를 부착하여, 사용자가 휴대단말, 스마트폰으로 QR 코드를 찍으면, 본 발명 송출장치(100)에 대응하는 매장 위치를 표시하는 이미지가 출력된다. 따라서, 사용자는 충전을 마치고, 용이하게 송출장치(100)를 서버에 저장된 맥 어드레스에 대응하는 위치에 재배치가 가능하다.

다음으로, 문자 인식 방법과 관련하여, AR(증강현실) 기능을 지원하는 앱을 이용하여 사용자가 송출장치에 부착된 QR 코드를 스마트폰을 촬영하면, QR 코드 문자 인식률이 향상된다. 따라서, 사용자는 화면창에서 바로 QR 코드에 대응하는 매장 위치를 직관적으로 알 수 있다.

- 실내 측위 기능과 실내 환경 센싱 기능의 복합적 동작 -

송출장치(100)는 페어링을 통한 별도의 프로그램 설치의 번거로움을 피하기 위하여 센서 인터페이스와 연결된 MCU의 핀에서 인식한 대상 센서값의 범위에 따라 센서 종류 (예컨대, 온도, 습도, 고도 등)를 파악하여 휴대단말(200)을 통하여 외부 관리 서버로 센서 종류, 센서 값 등을 전송한다.

또한, 송출장치(100)는 인터럽트 발생 횟수를 제어하고, 클럭수를 조절하는 타이머를 이용하여, 페어링 모드 전환, 액티브 모드(Active Mode - 페어링을 하지 않는 모드) 진입 등을 수행한다.

도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트폰 앱 실행시 동작 화면을 도시한 도면이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 도 6 (a)처럼 BT MAC - Client 스마트폰 앱을 실행시키면, 도 6 (b)처럼 대기화면이 지난 후, 도 6 (c)와 같은 화면이 휴대단말(200)의 디스플레이부에 표출된다.

BT MAC - client의 화면에는 휴대단말(200) 주변의 복수의 송출장치의 맥 어드레스와 전계강도 크기가 나타난다. 사용자는 현재 주변에 4개의 송출장치(100)가 있으며, 각각의 맥 어드레스와 전계강도가 다름을 알 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버 웹 어플리케이션 동작 화면을 도시한 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 위치 파악 서버(300)는 휴대단말(200)이 수신한 휴대단말(200)의 식별정보와 송출장치 식별정보를 토대로 하여, 휴대단말(200)의 위치를 파악하고, 이를 모니터링한다. 또한 위치 파악 서버(300)는 휴대단말의 이동을 토대로 사용자 이동의 이력 데이터를 생성하고 이를 관리한다.

송출장치(100)는 1번 송출장치 내지 송출장치가 있고, 이 중에서, 가장 전계 강도의 크기가 센 6번 송출장치를 이용해서, 위치 파악 서버(300)는 휴대단말(200)과 6번 송출장치 간의 전계강도를 모니터링 한다.

서버 웹 어플리케이션 동작 화면에는 휴대단말(200)의 맥 어드레스와 송출장치의 맥 어드레스가 나오며, 시간대 별로 전계강도의 크기가 출력된다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 송출장치가 휴대단말의 위치 정보를 위치 파악 서버로 전송하는 것을 도시한 도면이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 1번 내지 6번 송출장치 중 어느 하나가 사용자의 휴대단말(200)과의 무선 통신 연결이 되고, 6번 송출장치와 사용자의 휴대단말(200)간의 전계강도의 크기 변화를 통하여 사용자 이동 동선 히스토리를 관리할 수 있다.

즉, 상향에서는 휴대단말(200)이 주변의 송출장치를 검색하여, 맥 어드레스 를 포함하는 송출장치 식별정보와, 휴대단말 식별정보를 와이파이 또는 이동통신망(3G, LTE)를 이용하여 위치 파악 서버(300)로 전달한다.

하향에서는 위치 파악 서버(300)가 수신한 송출장치 식별정보와 휴대단말의 식별정보를 토대로 휴대단말(200)의 위치를 파악하고, 위치 파악 서버(300)는 위치 정보를 와이파이 또는 이동통신망(3G, LTE)를 이용하여 휴대단말(200)로 전송한다.

또한, 위치 파악 서버(300)는 휴대단말(200)로 와이파이, 3G 및 LTE 중 적어도 하나를 통해 위치 정보와 고객 정보 등을 전송한다. 여기서, 위치 파악 서버(300)는 휴대단말(200)로 이미지 파일 형태로 위치 정보를 전송한다. 구체적으로 이미지 파일 형태는 실내 내부 지도가 표시된 이미지 위에 사용자의 위치를 표시한 이미지를 오버레이하여 이를 하나의 이미지로 구성한 것이다.

휴대단말이 자신의 위치 정보를 수신한다(S200). 따라서, 사용자는 휴대단말(200)의 화면을 보고, 자신이 현재 어느 위치에 있음을 알 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 즉 히스토리 인덱스 방식에 따르면, 휴대단말(200)은 송출장치들(100)의 전계강도의 크기를 비교하여 가장 신호 세기가 큰 송출장치를 선정한다. 휴대단말(200)은 선정한 송출장치의 SSID, 맥 어드레스와 전계강도의 크기를 포함한 송출장치 식별정보를 소정 시간 간격으로 위치 파악 서버(300)로 전송한다. 이는 복수의 송출장치 식별정보를 전송하는 경우에 비하여, 데이터 패킷 발생을 최소화할 수 있어서 효율적이다.

여기서, SSID (Service Set identifier)는 여러 송출장치들을 그룹화시켜 하나의 IP 서브넷 관할하에 두고 운용하는 서비스 제공자 명칭이다. 시드는 통상적으로 사람이 읽을 수 있는 아스키(ASCII) 문자열로 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 위치 파악 서버(300)는 4개의 송출장치 식별정보를 획득하고, 이 중에서 3개의 송출장치 식별정보를 선택하여 이를 토대로 휴대단말(200)의 위치를 파악할 수 있다.

제1송출장치 식별정보, 제2송출장치 식별정보, 제3송출장치 식별정보, 제4송출장치 식별정보를 획득하고, 이중에서 3개의 송출장치 식별정보를 조합하면, (1, 2, 3), (1, 2, 4), (1, 3, 4), (2, 3, 4)인 4개의 조합이 나온다. 따라서, 위의 4개의 조합에 따라 파악된 휴대단말(200)의 위치가 4개가 나올 수 있고, 이들의 위치 좌표의 평균값을 구하여 휴대단말(200)의 위치를 파악할 수 있다.

이 경우, 단순히 3개의 송출장치 식별정보만을 이용하여 구한 것보다, 송출장치 식별정보의 개수가 더 많으므로, 더 정확하게 휴대단말(200)의 위치를 파악할 수 있다.

일반적인 경우로 확장시키면, n은 4이상의 자연수인 경우, n개에서 3개를 취하는 nC3을 취하고 이에 따른 송출장치의 조합을 구하고, 3개의 송출장치 식별정보를 포함하는 각각의 조합으로부터 휴대단말(200)의 위치를 파악하고, 파악된 위치 좌표의 평균값을 구하는 방식(예컨대, 위치 좌표를 조합의 개수로 나누는 방식)으로 휴대단말(200)의 위치를 파악할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 휴대단말(200)은 시드, 주변의 블루투스 장치 이름, 맥 어드레스, 전계강도의 크기(RSSI) 등을 획득하고, 페어링 과정을 거치지 않고, 활성화된 주변 블루투스 장치 이름을 검색하고, 이미 저장 / 관리되는 블루투스 송출 이름에 한해서 필터링 작업을 수행한 후, 가장 전계강도의 크기가 큰 장치의 맥 어드레스를 3G / 와이파이를 통해 위치 파악 서버(300)에 전송한다. 여기서 블루투스 장치는 AP를 포함한다.

여기서, 블루투스 페어링 과정까지 이루어지면, 핸드 오버 등의 과정이 빠른 시간내에 이루어지기 어렵다. 따라서, 사용자가 빠르게 움직이면, 사용자의 위치를 놓치게 되는 가능성이 커지므로 장치 검색 과정으로 제한하여 필요한 정보만 (맥 어드레스, 전계강도의 크기) 획득할 수 있어, 통신 속도가 향상되어 더욱 우수한 성능을 보인다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 위치 파악 서버(300)는 삼각 측위법과 핑거프린트 방식을 혼합해서 휴대단말(200)의 위치 정보를 파악할 수 있다.

예컨대, 삼각 측위법을 통해 얻은 위치 정보 a1과 핑거프린트 방식을 통해 얻은 위치 정보 a2가 있으면, a = (a1+a2)/2를 통해, 휴대단말(200)의 위치 정보 a를 파악할 수 있다.

이럼으로써, 위치 파악 서버(300)는 2개의 방식으로 측정하여 평균값을 구하므로 휴대단말의 위치 정보를 더욱 정확하게 파악할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 위치 파악 서버(300)는 삼각 측위법, 핑거프린트 방식, 히스토리 인덱스 방식을 혼합해서 휴대단말(200)의 위치 정보를 파악할 수 있다.

예컨대, 삼각 측위법을 통해 얻은 위치 정보 a1과 핑거프린트 방식을 통해 얻은 위치 정보 a2, 히스토리 인덱스 방식을 통해 얻은 위치 정보 a3가 있으면, a=(a1 + a2 + a3)/3을 통해, 휴대단말(200)의 위치 정보 a를 파악할 수 있다.

따라서, 위치 파악 서버(300)는 3개의 방식으로 측정하여 평균값을 구하므로 휴대단말의 위치 정보를 더욱 정확하게 파악할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 히스토리 인덱스 방식을 통해 휴대단말의 위치를 파악하는 방법이 주체에 따라 두 가지가 있다.

case 1에서, 휴대단말(200)은 자신이 획득한 송출장치 식별정보를 토대로 히스토리 인덱스 방식으로 자신의 현재 위치를 계산하고, 이를 자신의 디스플레이부에 표출할 수 있다.

case 2에서, 휴대단말(200)은 자신이 획득한 송출장치 식별정보를 위치 파악 서버(300)로 전송하고, 위치 파악 서버(300)가 히스토리 인덱스 방식으로 휴대단말의 위치 정보를 파악하여, 파악한 위치 정보를 휴대단말(200)로 전송한다. 사용자는 휴대단말(200)의 디스플레이부를 통하여 표출된 위치 정보를 보고 자신의 현재 위치를 알 수 있다.

본 발명에 따르면, 와이파이에 비하여 수신 신호의 정확도가 높고 장치간 상호 접속성이 좋은 블루투스 통신을 사용하였다. 블루투스 통신은 장치 검색 - 페어링 - 연결 과정을 거치는데, 본 발명은 이 중에서, 블루투스 장치만을 검색하는 장치 검색 과정만 수행하여 빠른 속도로 실내 측위를 실행시킬 수 있어, GPS 가 작동하지 않는 실내에서도, 휴대단말의 정확한 위치를 신속하게 찾을 수 있다.

또한, 블루투스 장치를 검색시 소정 시간의 주기 간격으로 블루투스 장치 검색을 수행하여, 항상 ON 상태로 주변 블루투스 장치를 검색하지 않으므로 불필요한 전력 낭비를 감소시킬 수 있다.

이어, 위치 파악 서버는 휴대단말과 송출장치간의 전계강도와 시점에 따른 가중치를 곱한 것의 전체 합을 통하여 휴대단말의 위치를 파악하므로, 휴대단말의 위치를 더욱 정확하게 파악할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 복수의 송출장치
110 : 배터리부 120 : 전력 조절부
130 : 타이머부 140 : 제어부
150 : 통신부 160 : 경고부
200 : 휴대단말
300 : 위치 파악 서버

Claims (8)

1. 위치 파악 서버, 휴대단말 및 복수의 영역정보 송출장치(이하 '송출장치')와 무선 통신을 통하여 상기 휴대단말의 위치를 파악하는 실내 측위 방법으로서,
   상기 휴대단말의 주변에서 블루투스 신호를 송출하는 복수의 송출장치를 탐색하는 단계;
   탐색된 상기 복수의 송출장치와 블루투스 장치 검색(inquiry)만을 수행하는 단계;
   검색된 상기 복수의 송출장치 중 상기 휴대단말에 기등록된 복수의 송출장치만을 선택하는 단계;
   선택된 상기 복수의 송출장치로부터 송출장치 식별정보를 획득하고, 상기 휴대단말로부터 휴대 전화 번호와 맥 어드레스를 포함하는 휴대단말 식별정보를 획득하는 단계;
   획득한 상기 휴대단말 식별정보와 획득한 상기 송출장치 식별정보 및 수신전계강도를 위치 파악 서버로 전송하는 단계; 및
   상기 위치 파악 서버가 상기 휴대단말과 상기 송출장치 간의 시점별 전계강도와 상기 시점에 따른 가중치를 곱한 것의 전체 합을 통해 파악한 상기 휴대단말의 위치 정보를 수신하는 단계
   를 포함하는 실내 측위 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 블루투스 장치 검색만을 수행하는 단계는
   소정 시간의 주기 간격으로 상기 블루투스 장치 검색만을 수행하는 것
   인 실내 측위 방법.
   
3. 위치 파악 서버, 휴대단말 및 복수의 영역정보 송출장치(이하 '송출장치')와 무선 통신을 통하여 상기 휴대단말로부터 수신한 휴대단말 식별정보와 송출장치 식별정보를 기초로 상기 휴대단말의 위치를 파악하는, 위치 파악 서버가 수행하는 실내 측위 방법으로서,
   상기 휴대단말과 상기 송출장치 간의 시점별 전계강도와 상기 시점에 따른 가중치를 곱한 것의 전체 합을 통하여 상기 휴대단말의 위치를 파악하는 단계
   를 포함하는 실내 측위 방법.
   
4. 위치 파악 서버, 휴대단말 및 복수의 영역정보 송출장치와 무선 통신을 통하여 상기 휴대단말의 위치를 파악하는 실내 측위 시스템으로서,
   블루투스 신호를 송출하는 복수의 영역정보 송출장치(이하 '송출장치'); 및
   상기 복수의 송출장치를 탐색하고, 탐색된 상기 복수의 송출장치와 블루투스 장치 검색만을 수행하고, 검색된 상기 복수의 송출장치 중 상기 휴대단말에 기등록된 복수의 송출장치만을 선택하며, 선택된 상기 송출장치로부터 맥 어드레스를 획득하고 수신 전계강도 및 휴대단말 식별정보를 휴대단말로부터 수신하여 이를 기초로 상기 휴대단말의 위치를 파악하는 위치 파악 서버
   를 포함하는 실내 측위 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 송출장치는
   전력을 공급하는 배터리부와,
   블루투스 통신이 활성화되는 액티브 모드와 슬리핑 모드를 포함하는 모드 상태를 이용하여 상기 배터리부로부터 공급되는 전력의 소모량을 조절하는 전력 조절부와,
   인터럽트 발생 횟수와 클럭수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전력 조절부의 가동 시간을 조정하는 타이머부 및
   상기 전력 조절부와 상기 타이머부를 제어하는 제어부를 포함하는 것
   인 실내 측위 시스템.
   
6. 제5항에 있어서, 외부 단말과 외부 서버 중 적어도 하나와 데이터를 송수신하는 통신부를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상기 배터리부의 전압 정보를 포함하는 상태 정보를 상기 외부 단말과 상기 외부 서버 중 적어도 하나로 전송하는 것
   인 실내 측위 시스템.
   
7. 제4항에 있어서, 상기 송출장치는
   지속적으로 센서 네트워크를 통하여 상기 휴대단말 식별정보와 자신의 송출장치 식별정보를 외부 서버로 전송하는 것
   인 실내 측위 시스템.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 송출장치는
   상기 송출장치 식별정보를 상기 외부 서버로 전송할 때, 추가적으로 환경 정보를 상기 외부 서버로 전송하는 것
   인 실내 측위 시스템.
   

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