KR101621839B1 - 이동 패턴 데이터베이스를 이용한 측위 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 패턴 데이터베이스를 이용한 측위 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자로부터 측위 환경 데이터를 수집하여 이로부터 측위 환경의 변화를 감지하는 크라우드 소싱 방식을 사용하고, 여기에 이동 단말 소지자의 이동패턴 데이터베이스를 이용함에 의하여 더욱 정확한 측위 데이터베이스를 구축하면서 정확한 측위를 수행하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 정확한 측위 수행을 위해, 크라우드 소싱 방식에 의해 사용자로부터 측위 환경 데이터를 수집하여 이로부터 측위 환경의 변화를 감지할 뿐 아니라, 이동 패턴 데이터베이스를 지속적으로 업데이트하면서, 이러한 이동패턴 데이터베이스를 이용함에 의하여 더욱 정확한 측위를 수행할 수 있도록 한다.

Description

이동 패턴 데이터베이스를 이용한 측위 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR POSITION-MEASURING BY USING MOVING PATTERN DATABASE}

본 발명은 이동 패턴 데이터베이스를 이용한 측위 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자로부터 측위 환경 데이터를 수집하여 이로부터 측위 환경의 변화를 감지하는 크라우드 소싱 방식을 사용하고, 여기에 이동 단말 소지자의 이동패턴 데이터베이스를 이용함에 의하여 더욱 정확한 측위 데이터베이스를 구축하면서 정확한 측위를 수행하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

(1) WPS 실내 측위 기술

GPS 음영 지역 또는 실내에서 사용자의 위치를 추정하기 위해서 사용되는 측위 기술이다. WPS 측위 기술은 WIFI AP에서 방출하는 비콘 메시지를 인식하여 AP 위치를 인식하고 이를 통하여 AP간 삼각 측량(centroid) 또는 지문 방식(fingerprint)을 이용하여 사용자의 위치를 추정한다. 그러나 WPS의 문제점은,

1) 주변 WIFI AP의 수와 거리에 따라 측위 품질이 결정된다. 최악의 경우, 주위에 WIFI AP가 없으면 측위가 불가하다.

2) WIFI 측위 환경이 좋은 경우라도 시간이 지남에 따라 새로운 AP가 설치, 철거, 이동하는 경우가 자주 발생하고 이로 인하여 기구축되어 있는 측위 DB와 측위 환경이 달라져서 측위 품질이 저하된다. 이를 해결하기 위해서는 새로운 측위 환경을 수집하여 DB를 새로이 구축하여야 하며 부가적인 유지보수 비용이 발생한다.

(2) 센서를 이용한 기술 응용 (PDR 기술)

스마트폰 기반 실내 측위의 경우, 스마트폰에 내장된 센서를 이용하여 사용자의 이동 상황을 모니터링하여 이동 거리 및 방향을 추정하여 위치를 추정하는 기술(개인항법 시스템/PDR)을 이용한다. 사용자의 이동 거리는 가속도 센서를 이용하여 사람의 걸음을 인식하고 이를 통하여 추정하며 이동 방향은 지자기센서와 자이로 센서를 사용하여 추정한다. 그러나 PDR의 문제점은,

1) 상대 위치를 추정하는 것이므로 단독으로 운용할 수 없으며 초기 위치가 반드시 필요하다

2) 이동 거리가 늘어나면 날수록 상대 측위 오차가 누적된다.

3) 사용자의 거치 자세에 따라 이동 방향을 잘못 추정하여 상대 측위 오차가 발생한다.

(3) 지자기를 이용한 실내 측위 기술

지구상의 모든 공간은 지구 자기장을 형성하고 있다. 일반적으로 20~70μT 정도의 세기로 측정되며 실내의 경우에는 각종 철골 구조물 및 전자장비 등으로 인하여 지구자기장이 왜곡된 형태를 뛴다. 이를 이용하여 핑거프린트(fingerprint) 형태의 DB를 구축하고 현재 위치의 지자기와 비교함으로써 위치를 추정할 수 있으나 지자기 값이 유사한 장소가 무수히 많기 때문에 보통은 이동중의 지자기 변화 패턴을 이용하여 보다 정확한 위치를 탐지한다. 그러나 지자기 기반 측위는 다음과 같은 문제점이 존재한다.

1) 지자기가 변화되는 단위가 조밀하므로 핑거프린트 형태의 DB를 구축하기 위해서는 최소 1m x 1m 단위 이하의 격자형태로 DB를 구축하여야 하고 WPS보다 더 조밀하게 지자기 환경을 수집해야 하므로 구축 비용이 훨씬 많이 소요된다.

2) 조밀하게 지자기 DB를 구축해야 하는 만큼 크기가 커지게 되고 보다 많은 연산이 필요하며 스마트폰의 한정된 용량과 성능으로는 실시간 측위를 수행하기 어렵다.

KR 10-2011-0096321 A

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 정확한 측위 수행을 위해, 크라우드 소싱 방식에 의해 사용자로부터 측위 환경 데이터를 수집하여 이로부터 측위 환경의 변화를 감지할 뿐 아니라, 사용자의 이동패턴 데이터베이스를 지속적으로 업데이트하면서, 이러한 이동패턴 데이터베이스를 이용함에 의하여 더욱 정확한 측위를 수행할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이동 패턴을 이용한 측위 시스템이, 실내 또는 거리에서 사람들이 이동하는 경로를 패턴화하여 구분한 각 단위 경로(이하 '이동 패턴'이라 한다)를 이용한 측위를 수행하는 방법은, (a) 이동 단말로부터, 상기 이동 단말에 대하여 측정된 측위 정보를 수신하는 단계; (b) 수신한 측위 정보를 이동 패턴 단위로 분류하는 단계; (c) 상기 측위 정보로부터 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 수신한 측위 정보 중에서, 상기 이동 단말에 대하여 특정 방식에 의해 산출된 측위 정보(이하 '기준 측위 정보'라 한다)와 일치하는 측위 환경 정보를 이동 패턴 데이터베이스에서 검색하여, 이에 의해 파악된 상기 이동 단말의 위치 정보를 상기 이동 단말의 현재 위치로서 상기 이동 단말로 송신하는 단계를 포함한다.

(c01) 상기 측위 정보로부터 상기 이동 단말에 의해 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말에 대한 측위값 조정 요청을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 단계(b)와 단계(c) 사이에, (b11) 상기 측위 정보로부터 측위 정확도를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 기준 측위 정보는, 상기 이동 단말이 측정한 상기 이동 단말에 대한 현재 위치에서의 지자기 데이터이고, 상기 기준 측위 정보와 일치 여부를 비교하는 상기 측위 환경 정보는, 각 이동 패턴에 대하여 측정되어 있는 지자기 패턴 데이터일 수 있다.

상기 단계(a) 이전에, (a01) 실내 또는 거리에서 사람들의 이동 가능한 경로를 다수의 단위 경로로 구분하는 단계; (a02) 상기 각 단위 경로 상의 각 지점에 대하여 측정된 측위 데이터를 수집하는 단계; 및 (a03) 상기 각 단위 경로 데이터와, 각 단위 경로에 대하여 측정된 상기 측위 데이터를 매핑하여 저장함으로써 초기 이동 패턴 데이터베이스를 구축하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 실내 또는 거리에서 사람들이 이동하는 경로를 패턴화하여 구분한 각 단위 경로(이하 '이동 패턴'이라 한다)를 이용한 측위를 수행하는 시스템(이동 패턴을 이용한 측위 시스템)은, 이동 단말로부터, 상기 이동 단말에 대하여 측정된 측위 정보를 수신하는 크라우드 소싱(crowd sourcing) 데이터 수신모듈; 수신한 측위 정보를 이동 패턴 단위로 분류하는 이동 패턴 분류모듈; 상기 측위 정보로부터 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 수신한 측위 정보 중에서, 상기 이동 단말에 대하여 특정 방식에 의해 산출된 측위 정보(이하 '기준 측위 정보'라 한다)와 일치하는 측위 환경 정보를 이동 패턴 데이터베이스에서 검색하여, 이에 의해 파악된 상기 이동 단말의 위치 정보를 상기 이동 단말의 현재 위치로서 판단하는 위치 정보 산출모듈; 상기 판단된 상기 이동 단말의 현재 위치 정보를 상기 이동 단말로 송신하는 크라우드 소싱 데이터 송신모듈; 측위 환경 정보 데이터를 저장하는 측위 데이터베이스; 이동 패턴 데이터를 저장하는 이동 패턴 데이터베이스; 및 상기 각 모듈을 제어하여 이동 패턴을 이용한 측위와 관련된 일련의 처리를 수행하는 제어부를 포함한다.

상기 크라우드 소싱 데이터 수신모듈은, 상기 측위 정보로부터 상기 이동 단말에 의해 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말에 대한 측위값 조정 요청을 수신하는 기능을 더 포함할 수 있다.

상기 이동 패턴을 이용한 측위 시스템은, 상기 측위 정보로부터 측위 정확도를 판단하는 측위 환경 유사도 측정모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 기준 측위 정보는, 상기 이동 단말이 측정한 상기 이동 단말에 대한 현재 위치에서의 지자기 데이터이고, 상기 기준 측위 정보와 일치 여부를 비교하는 상기 측위 환경 정보는, 각 이동 패턴에 대하여 측정되어 있는 지자기 패턴 데이터일 수 있다.

상기 이동 패턴을 이용한 측위 시스템은, 실내 또는 거리에서 사람들의 이동 가능한 경로를 다수의 단위 경로로 구분하고, 상기 각 단위 경로 상의 각 지점에 대하여 측정된 측위 데이터를 수집하며, 상기 각 단위 경로 데이터와, 각 단위 경로에 대하여 측정된 상기 측위 데이터를 매핑하여 저장함으로써 초기 이동 패턴 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이동 단말이, 그 이동 단말에 설치된 측위 클라이언트 프로그램(이하 '측위 클라이언트'라 한다)의 동작에 의해, 상기 이동 패턴을 이용한 측위 시스템과 통신하며, 이동 단말에서 측정된 측위 정보를, 상기 이동 패턴을 이용한 측위 시스템에 제공하고, 이동 단말의 위치 정보를 수신하는 방법은, (a) 이동 단말이 이동하는 각 지점의 위치 좌표를 파악한 측위점 정보(이하 '절대위치 측위점'이라 한다)를 산출하는 단계; (b) 상기 절대위치 측위점을 산출한 측위 방식 이외의 방식에 의해 상기 이동 단말의 이동 지점을 파악한 측위 정보(이하 '타 측위 정보'라 한다)를 산출하는 단계; (c) 상기 절대위치 측위점 및 상기 타 측위 정보를 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 단계; 및 (d) 이동 패턴을 이용한 측위 시스템에서 산출한 상기 이동 단말의 현재 위치 정보를 수신하는 단계를 포함한다.

상기 단계(b)와 단계(c) 사이에, (b1) 상기 절대위치 측위점과 상기 타 측위 정보의 유사도를 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 절대위치 측위점과 상기 타 측위 정보가 일정 기준 이상 차이가 날 경우, 상기 단계(c)에서 송신하는 정보에는, 상기 이동 단말의 현재 위치에 대한 위치정보 산출을 요청하는 메시지가 더 포함될 수 있다.

상기 단계(c)에서 송신하는 정보에는, 상기 이동 단말의 위치에서 측정된 지자기 데이터가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이동 단말에 설치되어, 상기 이동 패턴을 이용한 측위 시스템과 통신하며, 이동 단말에서 측정된 측위 정보를, 상기 이동 패턴을 이용한 측위 시스템에 제공하는 측위 클라이언트 프로그램(이하 '측위 클라이언트'라 한다)이 수록된 기록매체로서, 상기 측위 클라이언트는, 이동 단말이 이동하는 각 지점의 위치 좌표를 파악한 측위점 정보(이하 '절대위치 측위점'이라 한다)를 산출하는 기능; 상기 절대위치 측위점을 산출한 측위 방식 이외의 방식에 의해 상기 이동 단말의 이동 지점을 파악한 측위 정보(이하 '타 측위 정보'라 한다)를 산출하는 기능; 상기 절대위치 측위점 및 상기 타 측위 정보를 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 크라우드 소싱(crowd sourcing) 송신 기능; 및 이동 패턴을 이용한 측위 시스템에서 산출한 상기 이동 단말의 현재 위치 정보를 수신하는 크라우드 소싱 수신 기능을 포함한다.

상기 측위 클라이언트는, 상기 절대위치 측위점과 상기 타 측위 정보의 유사도를 측정하는 기능을 더 포함하고, 상기 절대위치 측위점과 상기 타 측위 정보가 일정 기준 이상 차이가 날 경우, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 정보에는, 상기 이동 단말의 현재 위치에 대한 위치정보 산출을 요청하는 메시지가 더 포함될 수 있다.

상기 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 정보에는, 상기 이동 단말의 위치에서 측정된 지자기 데이터가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 의하면, 정확한 측위 수행을 위해, 크라우드 소싱 방식에 의해 사용자로부터 측위 환경 데이터를 수집하여 이로부터 측위 환경의 변화를 감지할 뿐 아니라, 사용자의 이동패턴 데이터베이스를 지속적으로 업데이트하면서, 이러한 이동패턴 데이터베이스를 이용함에 의하여 더욱 정확한 측위를 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이동패턴을 이용한 측위 데이터베이스 구축 및 측위를 수행하기 위한 네트워크 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 측위 환경 변화 여부 판단 방법을 수행하는 순서도.
도 3은 측위 동선의 유사도를 측정하기 위한 알고리즘의 일 실시예로서, DTW(dynamic time wraping) 알고리즘의 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 이동 패턴을 이용한 측위 데이터베이스 구축 방법을 수행하는 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 이동패턴을 이용한 측위 방법을 수행하는 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 이동 패턴을 이용한 측위 데이터베이스 구축 및 측위 방법을 설명하기 위한 일 실시예로서의 도면.
도 7은 본 발명에 따른 이동패턴을 이용한 측위 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 이동패턴을 이용한 측위를 수행하기 위한 이동 단말의 클라이언트 프로그램의 구성을 나타내는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동 패턴을 이용한 측위 데이터베이스 구축 및 측위를 수행하기 위한 네트워크 구성을 도시한 도면이다.

측위 크라우드 소싱 기술은, WPS와 같이 측위 환경 변화에 따른 측위 품질 저하를 최소화하기 위하여 사용자로부터 측위점과 측위 환경 데이터 등을 수집하고 이로부터 측위 환경 변화를 감지하여 측위 데이터베이스를 업데이트하여 배포하는 기술이다. 측위점이란 예를 들어 단말의 위치한 좌표값을 의미할 수 있으며, 측위 환경 데이터란, 예를 들어 와이파이 망 또는 블루투스 망에서의 RSSI 데이터, 지자기 기반 측위에서의 지자기 패턴 데이터 등의 데이터를 말한다. 측위 데이터베이스에는 이와 같이 AP(access point)의 위치, 와이파이 망 또는 블루투스 망에서의 RSSI 데이터의 평균값, 지자기 기반 측위에서의 지자기 패턴 데이터 등, 측위와 관련된 다양한 데이터가 포함될 수 있다.

일반적으로 실외의 경우에는 GPS를 이용하여 비교적 정확하게 수집 위치를 알 수 있기 때문에 크라우드 소싱 기술의 효과를 볼 수 있으나 실내 또는 GPS 음영 지역의 경우에는 측위 환경이 변화하여 측위 오차가 커진 WPS를 사용할 경우, 정확한 수집 위치를 알 수 없기 때문에 정상적인 측위 DB를 생성할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 수집된 WPS 측위점을 맵매칭(map-matching) 기술 등을 이용하여 사용자의 동선을 분석하고 이를 통하여 수집 위치를 추정함으로써 측위 DB의 품질을 높이고 있다. 맵매칭 기술이란, 위치를 추정한 후, 실내 지도(map)에 맞추어 개략적으로 위치를 보정하는 기술이다. 그러나 맵매칭 기술을 이용한 사용자 동선 분석은 대략적인 수집 위치를 추정할 수 있으나 정밀한 수집 위치 추정은 어렵기 때문에 실외보다 높은 수준의 정밀도를 요구하는 실내 측위에는 추가적인 분석 기술이 필요하다.

이에 따라 본 발명에서는, 이동 단말을 소지한 사용자들의 이동 패턴에 대한 데이터베이스를 구축하고, 이러한 이동 패턴을 이용하여 측위 환경 변화 여부를 판단하고, 또한 이러한 이동 패턴을 이용하여 측위 환경과 관련한 데이터베이스, 즉 측위 데이터베이스를 구축 및 업데이트할 뿐만 아니라 이동 단말에 대한 정확한 측위를 수행하는 기술을 개시한다.

본 발명에서 기술하는 용어인 '이동 패턴'이란, 실내 또는 거리에서 사람들이 이동하는 경로를 패턴화하여 구분한 각 단위 경로를 의미한다. 즉, 일반적으로 사용자가 원하는 위치를 찾아 가기 위해서는 다양한 형태의 동선을 나타내는데, 동선의 형태를 살펴보면 직선 구간, 회전 구간, 정지구간으로 분류할 수 있으며 공간의 특성에 따라 직선 구간, 회전 구간, 정지 구간으로 매핑할 수 있다. 예를 들어 사거리에서는 90도 회전 구간 또는 직선 구간으로 나타난다. 이러한 회전 구간은 삼거리, 사거리, 오거리 등과 같은 갈림길과 에스칼레이터 앞, 상점입구와 같은 출입구가 있을 수 있고 정지 구간은 에스칼레이터 위, 엘리베이터입구, 매표소 입구, 상점 쇼윈도우, 각종 자판기 앞과 같은 출입구나 이정표가 있을 수 있다. 이와 같이 사용자들이 특정한 이동 형태를 나타내는 다양한 단위 구간을 이동 패턴이라 하며, 따라서 사용자의 동선이 같은 경우, 비슷한 이동 패턴으로 나타난다. 또한 공간 특성을 보행자 네트워크에 반영하여 이동 패턴을 보행자 네트워크의 노드나 링크에 연관시킬 수 있다.

도 1은 전술한 바와 같은 화살표(1,2,3,4)로써 이동 패턴의 몇가지 실시예들을 도시하고 있다. 도 1에는 사각형의 블럭들 및 그 사이에 형성된 통행로, 그리고 각 위치에 설치된 AP(access point)가 도시되어 있는데, 이러한 블럭 및 통행로는, 실외에서는 건물들과 그 사이 도로 또는 보도를 나타낼 수 있고, 실내에서는 각 방 및 복도를 나타낼 수도 있다. 제1 이동 패턴(1)은 통행로 상의 직선 이동 구간을 나타낸다. 제2 이동 패턴(2)은 통행로 주행중 건물의 출입구 또는 방으로 진입하는 경로 구간을 표시하며 제3 이동 패턴(3)은 횡단보도를 건넌 후 보도 방향으로 회전하는 경로 구간을 표시한다. 또한 제4 이동 패턴(4)은 블럭에서 우회전하는 경로 구간을 나타낸다. 이외에도 앞서 언급한 바와 같이 더욱 다양한 이동 패턴이 가능함은 물론이다.

이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)은, 다수의 이동 단말(20)과의 크라우드 소싱(crowd sourcing) 방식에 의해, 전술한 바와 같이, 이동 단말을 소지한 사용자들에 대한 이동 패턴에 대한 데이터베이스를 구축하고, 이러한 이동 패턴을 이용하여 측위 환경 변화 여부를 판단하며, 또한 이러한 이동 패턴을 이용하여 측위 환경과 관련한 데이터베이스, 즉 측위 데이터베이스를 구축 및 업데이트, 그리고 이동 단말에 대한 정확한 측위를 수행한다. 이하에서는 도 2 내지 도 8을 참조하여 이와 같은 각 발명의 수행 방법 및 시스템의 구성에 대하여 세부적으로 기술하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 측위 환경 변화 여부 판단 방법을 수행하는 순서도이고, 도 3은 측위 동선의 유사도를 측정하기 위한 알고리즘의 일 실시예로서, DTW(dynamic time wraping) 알고리즘의 개념도이다.

측위 환경 변화가 존재하는 WPS와 같은 측위 기술은 측위 환경이 변화하였는지, 현재 측위 품질은 어떠한지 여부에 대하여 지금까지는, 실제 공간에 직접 가서 측위 환경 및 측위값을 측정하고 분석하여야 알 수 있었다. 실제 서비스에서 이러한 작업을 주기적으로 수행하기에는 유지 보수 비용이 많이 들어간다. 도 2의 순서도에 나타난 본 발명의 일 측면은, 이러한 유지보수 비용을 최소화하기 위하여 온라인으로 측위 품질을 모니터링하고 이를 통하여 측위 환경 변화를 감지하는 방법에 대한 것이다.

이와 같은 측위 환경 변화 여부 판단은, 이동 단말(20)이 수행하거나, 또는 이동 단말(20)들로부터의 크라우드 소싱 방식에 의한 데이터 수집을 통해, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 수행할 수 있는데, 이동 단말(20)과 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 모두 수행할 수도 있다.

이동 단말(20)과 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 모두 측위 환경 변화 여부 판단을 수행하는 경우에는, 이동 단말(20)의 측위 환경 변화 판단은, 단기간 동안(예를 들어 몇분 이내)의 변화를 감지함으로써 크라우드 소싱 데이터량을 최소화하는 역할을 하며, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)의 측위 환경 변화 판단은, 중기간 동안(예를 들어 1일이상)의 변화를 감지하여 실제 측위 환경, 즉 예를 들어 WIFI AP가 실제 설치 / 제거 / 이동했는지를 판단하게 된다.

먼저, 이동 단말(20)이, 자신이 이동하는 각 위치 좌표를 파악한 측위점 정보(이하 '절대위치 측위점'이라 한다)를 산출한다(S210). 또한, 이동 단말(20)이, 상기 절대위치 측위점을 산출한 측위 방식 이외의 방식에 의해 자신의 위치에 대하여 측위 정보(이하 '타 측위 정보'라 한다)를 산출한다(S220). 이로부터 절대위치 측위점에 의해 파악된 측위 동선을 산출하고(S230), 타 측위 정보에 의해 파악된 측위 동선을 산출한다(S240). 이후 절대위치 측위점에 의해 파악된 측위 동선과 타 측위 정보에 의해 파악된 측위 동선의 유사도를 측정하여(S250), 절대위치 측위점을 산출하는 측위 환경의 변화 여부를 판단한다(S260). 이와 같은 측위점 산출과 이로부터 이동 동선 파악 등은, 일정 측위 구간, 즉 전술한 바와 같은 이동 패턴 단위로 이루어지며, 측위점 산출은 이동 단말에서 이루어지지만, 동선 파악, 동선의 유사도 판단, 측위 환경 변화 여부 판단은, 전술한 바와 같이 이동 단말(20)에서 수행할 수도 있고, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 수행할 수도 있다.

절대위치 측위점의 일 실시예로서는 와이파이 방식에 의한 위치확인 시스템인 WPS(WIFI positioning system)에 의해 산출된 이동 단말(20)의 측위점 정보가 있으며, 타 측위 정보의 일 실시예로서는 PDR 방식에 의해 산출된 이동 단말(20)의 측위점 정보가 있다. 이러한 실시예를 이용하여 도 2의 순서도의 내용을 예시하여 설명하면 다음과 같다.

사용자로부터 WPS 측위점(절대위치 측위점)과 PDR 측위점(타 측위 정보)을 동시에 수집할 경우, WPS 측위점과 PDR 측위점은 각각 이동 동선을 형성하게 된다. PDR 측위 동선은 오차가 누적되기 전 한정된 시간 동안에는 실제 사용자의 이동 동선과 매우 유사한 패턴을 가지게 된다. 따라서 이동 패턴 단위로 구분한 PDR 측위 동선과 WPS의 측위 동선의 유사도를 비교하면 WPS 측위 지역(보행자 네트?상의 노드나 링크)의 측위 품질을 반영할 수 있다.

유사도를 구하는 알고리즘은 DTW(Dynamic Time Wraping)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 비슷한 용도의 다른 알고리즘을 사용할 수도 있다. 도 3에는 두 패턴 데이터(31,32)가 도시되어 있으며, 두 패턴 데이터는 예를 들어 각각 PDR 측위 동선 및 WPS의 측위 동선의 패턴일 수 있다. 이하의 설명은 DTW를 이용한 경우의 예시로서의 설명이다.

두 패턴 사이의 유클리안 거리는,

로 나타내어진다. 이때,

는 두 패턴 중 길이 I인 하나의 패턴을 나타내고,

는 길이 J인 다른 하나의 패턴을 나타낸다. 이때 최소 거리는,

로 나타내어진다.

여기서 DTW 알고리즘을 이용한 유사도 산출은

에 의해 이루어지며, NF는 정규화계수를 의미하고, 결과값이 작을수록 유사함을 나타낸다.

여러 사용자로부터 수집한 데이터를 지역별 1일 단위의 통계치를 구축하고 비교하면 해당 지역의 WPS 측위 품질을 모니터링 할 수 있다. 또한 사용자의 사용 기기별 통계를 통하여 기기별 품질에 대한 통계치를 산출할 수 있다.

두 가지 측위 동선에 대한 유사도와 실제 측위 품질 사이의 관계는 측정된 측위 품질 변화를 이용하여 측위 크라우드 소싱시 업데이트된 측위 DB를 이동 단말(20)들에게 배포할 시기를 결정할 수 있다.

측위 품질과 측위 환경 변화는 비례 관계에 있기 때문에 측위 품질의 변화는 해당 지역의 측위 환경 변화가 있음을 의미한다. 따라서 측위 품질 변화가 일정 수치 이상 바뀐 경우 측위 환경 변화를 탐지할 수 있다. 즉, PDR 측위점에 의한 이동 동선을 기준으로 WPS 측위점에 의한 이동 동선을 비교하여 WPS 측위점에 의한 이동 동선이 일정 기준 이상 차이가 남으로써 WPS 측위 품질이 저하되었음이 판단된 경우, WPS 측위 환경(예를 들어 AP의 위치 등)에 변화가 일어난 것으로 판단할 수 있는 것이다. 상기 측위 품질 모니터링 방법은 절대위치 측위점으로서 예시한 WPS 뿐만 아니라 전파를 사용하고 시간이 지남에 따라 측위 환경 변화에 따라 품질이 달라지는 모든 측위 방식에 적용 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 이동 패턴을 이용한 측위 데이터베이스 구축 방법을 수행하는 순서도이고, 도 6은 본 발명에 따른 이동 패턴을 이용한 측위 데이터베이스 구축 및 측위 방법을 설명하기 위한 일 실시예로서의 도면이다.

즉 도면의 방법은 측위 크라우드 소싱으로 측위 DB를 업데이트할 때 보다 정확한 수집 위치를 추정하여 고품질의 측위 데이터베이스를 구축하는 방법을 설명한다.

먼저 초기 이동 패턴 데이터베이스를 구축한다(S410). 사용자로부터 수집된 측위 및 측위 환경 정보로부터 실제 수집 위치를 추정하기 위해서는 최초에 이동 패턴 데이터베이스가 필요하며, 사용자의 실제 이동 패턴은 사용자로부터 수집하기 전까지는 패턴화를 할 수 없다. 따라서 초기 측위 데이터베이스 구축시에 예측 가능한 이동 패턴 데이터베이스를 추가로 구축한다.

초기 이동 패턴 데이터베이스를 구축하는 방법은, 실내 또는 거리에서 사람들의 이동 가능한 경로를 다수의 단위 경로로 구분하고, 상기 각 단위 경로 상의 각 지점에 대하여 측정된 측위 데이터를 수집한 후, 상기 각 단위 경로 데이터와, 각 단위 경로에 대하여 측정된 상기 측위 데이터를 매핑하여 저장함으로써 이루어진다.

즉, 초기 이동 패턴 데이터베이스는 공간상의 특징에 따라 수집된 데이터를 분류하고 실제 위치와 매핑시켜서 구축하며, 수집 데이터를 공간 특징과 매핑을 쉽게 하기 위하여 경로 안내시 사용하는 보행자 네트워크를 이용할 수 있다. 이때 수집 데이터는 WIFI 측위 환경 정보, PDR 주행 정보, 지자기 데이터, 블루투스 비콘 정보, 음향 정보등 WIFI 측위 환경 이외에 다양한 측위 환경 데이터가 될 수 있다.

사용자의 이동 단말로부터, 측위 환경 정보를 수신하여, 수신한 측위 환경 정보를 이동 패턴 데이터베이스에 저장되어 있는 이동 패턴 단위로 분류한다(S420). 이러한 이동 패턴은 일례로서 이동 단말(20)의 PDR 주행 정보로부터 분류가 가능하며, 이를 기 구축된 이동 패턴 데이터베이스와 비교하여 실제 수집 위치를 추정할 수 있다. 측위 환경 정보에는, 이동 단말이 이동하는 각 지점의 위치 좌표를 파악한 측위점 정보인 '절대위치 측위점'과, 상기 절대위치 측위점을 산출한 측위 방식 이외의 방식에 의해 상기 이동 단말의 이동 지점을 파악한 측위 정보인 타 측위 정보가 포함된다.

이후, 측위 환경 변화 여부를 판단할 수 있다(S430). 측위 환경 변화 여부는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 이동 단말(20)로부터 수집한 측위 환경 정보를 이용하여 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 수행할 수도 있고, 이동 단말(20) 직접 수행할 수도 있으며, 이동 단말(20)과 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 모두 수행할 수도 있다.

즉, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 수행하는 경우는, 단계 S420에서 수신되어 이동 패턴 단위로 분류된 측위 환경 정보에 포함된 정보 중, 절대위치 측위점으로부터, 이동 패턴 단위로 상기 이동 단말의 측위 동선 정보를 추출하고, 또한 타 측위 정보로부터, 이동 패턴 단위로 상기 이동 단말의 측위 동선 정보를 추출하여, 타 측위 정보에 의한 이동 패턴 단위의 측위 동선을 기준으로 상기 절대위치 측위점에서 파악된 이동 패턴 단위의 측위 동선의 유사도를 측정하여, 절대위치 측위점을 산출하는 측위 환경의 변화 여부를 판단하게 되는 것이다. 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)의 측위 환경 변화 판단은, 중기간 동안(예를 들어 몇분 이내)의 변화를 감지하여 실제 측위 환경, 즉 예를 들어 WIFI AP가 실제 설치 / 제거 / 이동했는지를 판단한다.

또는 이동 단말(20)이 측위 환경 변화 여부를 수행하는 경우는, 이동 단말(20)이, 특정 측위 구간에서 자신이 측정한 절대위치 측위점 정보 및 타 측위 정보로부터 각각 파악된 이동 단말의 이동하는 동선인 측위 동선을 파악하여 타 측위 정보에 의한 이동 패턴 단위의 측위 동선을 기준으로 상기 절대위치 측위점에서 파악된 이동 패턴 단위의 측위 동선의 유사도를 측정하여, 절대위치 측위점을 산출하는 측위 환경의 변화 여부를 판단하고, 이를 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)으로 송신하게 된다. 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 이동 단말(20)의 측위 환경 변화 판단은, 단기간 동안(예를 들어 몇분 이내)의 변화를 감지함으로써 크라우드 소싱 데이터량을 최소화하는 역할을 한다.

이후, 분류된 측위 환경 정보와 상기 이동 패턴 데이터베이스에 저장된 이동 패턴 별 측위 환경 정보의 유사도(이하 '측위 환경 유사도'라 한다)를 측정하여, 이를 바탕으로 측위 환경 변화 여부를 판단한다.

즉, 단계 S430에서 측위 환경 변화가 이루어지지 않은 것으로 판단된 경우(S440), 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)은 상기 이동 단말이 위치한 지역의 이동 패턴 데이터베이스를 검색하여(S451), 상기 타 측위 정보들 중 하나 이상과, 해당 타 측위 정보에 상응하는, 검색한 이동 패턴 데이터베이스 내의 측위 환경 정보 데이터를 비교하여 측위 환경 유사도를 측정한다(S461).

이와 같이 측정된 측위 환경 유사도에 따라 상기 이동 패턴 데이터베이스의 데이터를 업데이트 하거나, 측위 데이터베이스의 데이터를 업데이트 하게 된다.

이러한 측위 환경 유사도에 의해 일정 기준 이상 유사한 것으로 판단된 측위 환경 정보 데이터가 검색한 이동 패턴 데이터베이스에 없는 경우(S471), 상기 수신한 타 측위 정보에 의해 파악된 이동 패턴을 해당 지역의 새로운 이동 패턴으로서 상기 이동 패턴 데이터베이스에 저장하고(S481), 측위 환경 유사도에 의해 일정 기준 이상 유사한 것으로 판단된 측위 환경 정보 데이터가 검색한 이동 패턴 데이터베이스에 존재하는 경우에는(S471), 최근 일정 기간 내 수신한 측위 환경 정보 데이터들 중, 측위 환경 유사도가 가장 유사한 위치를 현재 위치로 추정하여(S482), 해당 위치에 대한 측위 데이터베이스 상의 측위 환경 정보 데이터를 업데이트 하게 되는 것이다(S490).

또는 상기 단계 S430에서 측위 환경이 변화한 것으로 판단된 경우(S440), 상기 이동 단말이 위치한 지역 및 그 인접 지역까지의 이동 패턴 데이터베이스를 모두 검색하여(S452), 상기 타 측위 정보들 중 하나 이상과, 해당 타 측위 정보에 상응하는, 검색한 모든 이동 패턴 데이터베이스 내의 측위 환경 정보 데이터를 비교하여 측위 환경 유사도를 측정한다(S462).

측정된 측위 환경 유사도에 의해 일정 기준 이상 유사한 것으로 판단된 측위 환경 정보 데이터가 검색한 이동 패턴 데이터베이스에 존재하는 경우에는(S472), 최근 일정 기간 내 수신한 측위 환경 정보 데이터들 중, 측위 환경 유사도가 가장 유사한 위치를 현재 위치로 추정하여(S482), 해당 위치에 대한 측위 데이터베이스 상의 측위 환경 정보 데이터를 업데이트 하고(S490), 만약 측위 환경 유사도에 의해 일정 기준 이상 유사한 것으로 판단된 측위 환경 정보 데이터가 검색한 이동 패턴 데이터베이스에 없는 경우에는(S472), 현재 위치를 알 수 없는 경우이기 때문에, 수신한 타 측위 정보를 버리게 된다(S483).

지금까지 도 4의 순서도를 참조하여 단계별로 기술한 측위 크라우드 소싱을 통한 이동 패턴 데이터베이스 구축 및 수집 위치 추정 및 이에 의한 측위 데이터베이스 구축 방법을 실시예를 통해 설명하면 다음과 같다.

이동 패턴 단위로 분류된 측위 환경 정보에는, 절대위치 측위점의 예로서 WPS 측위점들이 있고, 타 측위 정보의 예로서 PDR 측위점들이 있다. 이러한 WPS 측위점들과 PDR 측위점들을 이용하여 대상 지역의 WPS 측위 환경 변화 여부를 판단하며, 이에 대하여는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같다.

가. WPS 측위 환경이 변화하지 않은 경우에는(S440), 이동 단말(20)이 위치한 지역의 모든 이동 패턴 데이터베이스를 검색하여(S451), WPS를 제외한 측위 환경의 유사도를 측정하는데(S461), WPS를 제외한 측위 환경에는, 타 측위 정보 중의 하나, 즉 예를 들어 이동 단말(20)에서 측정한, 상기 이동 단말(20)의 현재 위치에서의 지자기 데이터가 포함된다. 즉, 이동 단말(20)에서 보내온 상기 지자기 데이터와, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)의 이동 패턴 데이터베이스 내의 측위 환경 정보 데이터 중 하나로서 각 이동 패턴 구간에 대하여 측정되어 있는 지자기 패턴 데이터의 유사도를 측정하는 것이다.

나. WPS 측위 환경이 변화한 경우에는(S440), 이동 단말(20)이 위치한 지역 뿐만 아니라, 그 지역과 인접한 지역까지의 모든 이동 패턴 데이터베이스를 검색하여(S452), WPS 제외한 측위 환경, 즉 일 실시예로서 전술한 바와 같이 이동 패턴에 대한 지자기 패턴의 유사도를 측정한다(S461).

다. WPS 측위 환경이 변화하지 않은 경우에, 측위 환경 유사도가 비슷한 것이 없을 경우에는 해당 이동 패턴을 해당 지역의 이동 패턴 데이터베이스에 추가하여 새로운 이동 패턴으로 등록한다. 예를 들어 WPS 측위 환경이 변화하지 않은 경우, 도 6에서 이동 단말(20)에서 보내온 타 측위 정보, 즉, 일 실시예로서 지자기 패턴 데이터를, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)의 이동 패턴 데이터베이스의 각 이동 패턴 구간에 대하여 측정되어 있는 지자기 패턴 데이터와 비교한다. 그 결과 이동 단말(20)에서 보내온 지자기 데이터와 동일한 지자기 패턴은 해당 경로(70)에서 가장자리 쪽 이동 패턴(72)이고, 이동 패턴 데이터베이스에는 다른 이동 패턴(71) 만이 등록되어 있다면, 그 가장자리 쪽 이동 패턴(72)를 해당 경로 구간(70) 내의 새로운 이동 패턴으로서 이동 패턴 데이터베이스에 추가하는 것이다. 그러나 WPS 측위 환경이 변화한 것으로 판단된 경우에, 측위 환경 유사도가 비슷한 것이 없을 경우에는, 현재 위치를 알 수 없는 경우이기 때문에 수신한 타 측위 정보를 버려야 한다.

라. WPS 측위 환경이 변화하지 않은 것으로 판단된 경우거나 또는 WPS 측위 환경이 변화한 것으로 판단된 경우, 검색한 이동 패턴 데이터베이스에 측위 환경 유사도가 비슷한 것이 존재하는 경우에는(S471,S472) 해당 패턴 내에서 마지막으로 수집된 측위 환경 정보 및 히스토리를 기준으로 측위 환경 유사도가 가장 비슷한 위치를 현재 위치로 추정한다(S482,S490). 즉, 예를 들어 WPS 측위 환경이 변화한 것으로 판단된 경우(S440), 이동 단말(20)에서 보내온 자신의 위치 또는 이동 패턴(61)이, 변화한 측위 환경(예를 들어 AP의 위치 변화 등)에서는 틀린 위치일 경우, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)은 그 지역(60) 외의 인접 지역의 경로(80)까지 모든 이동 패턴 데이터베이스를 검색하여 지자기 패턴이 가장 일치하는 이동 단말(20)의 위치(62)를 찾아내면, 이를 그 이동 단말(20)의 위치로 인정하고 이에 따라 관련된 측위 데이터를 측위 데이터베이스 상에서 업데이트 하는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 이동 패턴을 이용한 측위 방법을 수행하는 순서도이다.

즉, 도 5의 순서도를 통해 도시한 발명은, 측위 크라우드 소싱을 통하여 구축한 이동 패턴 데이터베이스를 이용한 측위 방법에 대한 것이다.

WPS와 PDR을 이용하여 측위시 일반적인 경우에는 PDR을 이용해서 WPS가 튀는 경우를 방지할 수 있다. 그러나 WIFI 측위 환경이 나쁜 경우에는 WPS 품질 또한 나쁘기 때문에 지속적으로 튀는 경우가 자주 발생한다. 최악의 환경에서는 WIFI 기반으로 측위를 수행하지 못하여 PDR의 초기점을 생성할 수 없는 경우도 발생한다. 이러한 경우에 PDR이 사용자의 실제 위치를 추정하더라도 추정한 위치가 실제 위치인지 아닌지 확인할 방법이 없다. 이를 해결하기 위하여 측위 크라우드 소싱을 통하여 구축한 이동 패턴 데이터베이스를 이용하여 현재 위치에 대한 기타 측위 환경(지자기 데이터 등)에 대한 신뢰도를 측정하여 문제를 해결하는 것이다.

초기 이동 패턴 데이터베이스를 구축(S510)하는 방법은 도 4의 경우와 동일하다.

이동 패턴을 이용한 측위 시스템이, 실내 또는 거리에서 사람들이 이동하는 경로를 패턴화하여 구분한 각 단위 경로(이하 '이동 패턴'이라 한다)를 이용한 측위를 수행하는 방법으로서,

이동 단말(20)로부터, 상기 이동 단말(20)이 자신의 위치에 대하여 측정한 측위 정보를 수신하고, 수신한 측위 정보를 이동 패턴 단위로 분류한다(S520). 수신한 측위 정보에는 절대위치 측위점과 타 측위 정보가 포함된다.

수신한 측위 정보로부터 측위 정확도를 판단한다. 이러한 측위 정확도는 이동 단말(20)이 판단하여(S531) 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)으로 정확한 측위를 수행해 줄 것으로 요청할 수 있다. 또는 이와 같은 요청 없이, 수신한 측위 정보로부터 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 직접 측위 정확도를 판단하여(S541) 측위 정확도가 일정 기준 이하인지 판단할 수도 있다(S542).

판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 수신한 측위 정보 중에서, 상기 이동 단말에 대하여 특정 방식에 의해 산출된 측위 정보(이하 '기준 측위 정보'라 한다)를 추출하고(S550) 이와 일치하는 측위 환경 정보를 이동 패턴 데이터베이스에서 검색하여(S560), 이에 의해 파악된 상기 이동 단말의 위치 정보를 상기 이동 단말의 현재 위치로서 상기 이동 단말로 송신한다(S570).

이때 일 실시예로서 기준 측위 정보는, 이동 단말이 측정한 자신의 현재 위치에서의 지자기 데이터이고, 이러한 지자기 데이터와 일치 여부를 비교하는 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 보유한 측위 환경 정보는, 각 이동 패턴 구간에 대하여 측정되어 있는 지자기 패턴 데이터일 수 있다. 즉, 예를 들어 이동 단말에서 측정한 WPS 측위점과 PDR 측위점이 일정 기준 이상 차이가 날 경우, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 이동 단말(20)의 현재 위치에서의 지자기 데이터와 일치하는 지자기 패턴을 이동 패턴 데이터베이스에서 검색하여, 검색된 지자기 패턴에 해당하는 이동 패턴 상의 위치를 그 이동 단말(20)의 정확한 위치로 판단하여 이동 단말(20)에 그 결과 데이터를 송신하는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 이동패턴을 이용한 측위 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다. 이동패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 수행하는 측위 품질 변화 판단, 이동 패턴을 이용한 측위 데이터베이스 구축 및 이동 패턴을 이용한 측위 방법에 대하여는 이미 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하였으므로, 이하에서는 그러한 방법을 수행하는 이동패턴을 이용한 측위 시스템(100)의 각 모듈의 기능을 중심으로 간략히 기술하기로 한다.

실내 또는 거리에서 사람들이 이동하는 경로를 패턴화하여 구분한 각 단위 경로(이하 '이동 패턴'이라 한다)를 이용하여 측위 데이터베이스를 구축하는 시스템으로서,

제어부(101)는 상기 각 모듈을 제어하여 이동 패턴을 이용한 측위 데이터베이스 구축과 관련된 일련의 처리를 수행한다.

크라우드 소싱(crowd sourcing) 데이터 수신모듈(102)은, 사용자의 이동 단말로부터 측위 환경 정보를 수신한다. 또한 측위 환경 정보로부터 상기 이동 단말에 의해 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말에 대한 측위값 조정 요청을 수신하는 기능을 더 포함할 수 있다.

이동 패턴 분류모듈(103)은 수신한 측위 환경 정보를 이동 패턴 데이터베이스에 저장되어 있는 이동 패턴 단위로 분류한다.

측위 환경 유사도 측정모듈(104)은 이동 패턴 단위로 분류된 측위 환경 정보와 상기 이동 패턴 데이터베이스에 저장된 이동 패턴 별 측위 환경 정보의 유사도(이하 '측위 환경 유사도'라 한다)를 측정한다. 또한 측위 환경 유사도 측정모듈(104)은, 이동 패턴 단위로 분류된 측위 환경 정보에 포함된 정보 중, 상기 이동 단말이 이동하는 각 위치 좌표를 파악한 측위점 정보인 절대위치 측위점으로부터, 이동 패턴 단위로 상기 이동 단말의 측위 동선 정보를 추출하고, 이동 패턴 단위로 분류된 측위 환경 정보에 포함된 정보 중, 상기 절대위치 측위점을 산출한 측위 방식 이외의 방식에 의해 상기 이동 단말에 대하여 산출된 측위 정보인 타 측위 정보로부터, 이동 패턴 단위로 상기 이동 단말의 측위 동선 정보를 추출하며, 상기 타 측위 정보로부터 파악된 이동 패턴 단위의 측위 동선을 기준으로 상기 절대위치 측위점으로부터 파악된 이동 패턴 단위의 측위 동선의 유사도를 측정한다. 이와 같은 측위 동선의 유사도는 측위 품질을 반영한다.

측위 환경변화 판단모듈(105)은 전술한 바와 같이 측정된 측위 동선의 유사도를 바탕으로, 측위 품질변화가 일정 수치 이상 변화된 경우 상기 절대위치 측위점을 산출하는 측위 환경의 변화 여부를 판단하는 기능을 수행한다. 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 이동 단말(20)과 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 모두 측위 환경 변화 여부 판단을 수행하는 경우에는, 이동 단말(20)의 측위 환경 변화 판단은, 단기간 동안(예를 들어 몇분 이내)의 변화를 감지함으로써 크라우드 소싱 데이터량을 최소화하는 역할을 하는데 비하여, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)의 측위 환경변화 판단모듈(105)의 측위 환경 변화 판단은, 중기간 동안(예를 들어 1일이상)의 변화를 감지하여 실제 측위 환경, 즉 예를 들어 WIFI AP가 실제 설치 / 제거 / 이동했는지를 판단하게 된다.

또한 측위 환경 유사도 측정모듈(104)은, 상기 측위 환경이 변화하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 이동 단말이 위치한 지역의 이동 패턴 데이터베이스를 검색하여, 상기 타 측위 정보들 중 하나 이상과, 해당 타 측위 정보에 상응하는 상기 이동 패턴 데이터베이스 내의 측위 환경 정보 데이터를 비교하여 측위 환경 유사도를 측정하고, 상기 측위 환경이 변화한 것으로 판단된 경우, 상기 이동 단말이 위치한 지역 및 인접 지역의 이동 패턴 데이터베이스를 검색하여, 상기 타 측위 정보들 중 하나 이상과, 해당 타 측위 정보에 상응하는 상기 이동 패턴 데이터베이스 내의 측위 환경 정보 데이터를 비교하여 측위 환경 유사도를 측정하는 기능을 더 포함할 수 있다. 또한 측위 환경 유사도 측정모듈(104)은, 측위 수행에 있어서, 측위 정보로부터 측위 정확도를 판단하는 기능을 더 포함할 수 있다.

데이터베이스 구축모듈(106)은 상기 측위 환경 유사도에 따라 상기 이동 패턴 데이터베이스의 데이터를 업데이트 하거나, 측위 데이터베이스의 데이터를 업데이트 한다. 또한 데이터베이스 구축모듈(106)은, 측위 환경 유사도에 의해 일정 기준 이상 유사한 것으로 판단된 측위 환경 정보 데이터가 상기 이동 패턴 데이터베이스에 없는 경우, 상기 수신한 타 측위 정보에 의해 파악된 이동 패턴을 해당 지역의 새로운 이동 패턴으로서 상기 이동 패턴 데이터베이스에 저장하고, 측위 환경 유사도에 의해 일정 기준 이상 유사한 것으로 판단된 측위 환경 정보 데이터가 상기 이동 패턴 데이터베이스에 있는 경우, 최근 일정 기간 내 수신한 측위 환경 정보 데이터들 중, 측위 환경 유사도가 가장 유사한 위치를 현재 위치로 추정하여, 해당 위치에 대한 측위 데이터베이스 상의 측위 환경 정보 데이터를 업데이트 한다.

또한 데이터베이스 구축모듈(106)은, 실내 또는 거리에서 사람들의 이동 가능한 경로를 다수의 단위 경로로 구분하고, 상기 각 단위 경로 상의 각 지점에 대하여 측정된 측위 데이터를 수집하며, 상기 각 단위 경로 데이터와, 각 단위 경로에 대하여 측정된 상기 측위 데이터를 매핑하여 저장함으로써 초기 이동 패턴 데이터베이스를 구축하는 기능을 더 포함한다.

위치 정보 산출모듈(107)은 상기 측위 정보로부터 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 수신한 측위 정보 중에서, 상기 이동 단말에 대하여 특정 방식에 의해 산출된 측위 정보(이하 '기준 측위 정보'라 한다)와 일치하는 측위 환경 정보를 이동 패턴 데이터베이스에서 검색하여, 이에 의해 파악된 상기 이동 단말의 위치 정보를 상기 이동 단말의 현재 위치로서 판단한다.

크라우드 소싱 데이터 송신모듈(108)은 상기 판단된 상기 이동 단말의 현재 위치 정보를 상기 이동 단말로 송신한다.

측위 환경 통계모듈(109)은 여러 사용자로부터 수집한 측위 환경 데이터를 지역별로 단위시간, 예를 들어 1일 단위의 통계치를 구축하고 비교하여 해당 지역의 WPS 등의 측위 품질을 모니터링할 수 있도록 하며, 또한 사용자의 사용 긱기별 통계를 통하여 기기별 품질에 대한 통계치를 산출할 수 있다.

측위 데이터베이스(110)는 측위 환경 정보 데이터를 저장한다.

이동 패턴 데이터베이스(111)는 이동 패턴 데이터를 저장한다.

도 8은 본 발명에 따른 이동패턴을 이용한 측위를 수행하기 위한 이동 단말의 클라이언트 프로그램(이하 '측위 클라이언트'라 한다)(200)의 구성을 나타내는 도면이다.

절대위치 측위점 산출모듈(210)은 이동 단말이 이동하는 각 지점의 위치 좌표를 파악한 측위점 정보(이하 '절대위치 측위점'이라 한다)를 산출하는 기능을 수행한다. 또한 산출된 절대위치 측위점 정보로부터, 특정 측위 구간에서 상기 이동 단말의 이동하는 동선(이하 '측위 동선'이라 한다)을 파악할 수도 있다.

타 측위 정보 산출모듈(220)은 상기 절대위치 측위점을 산출한 측위 방식 이외의 방식에 의해 상기 이동 단말의 이동 지점을 파악한 측위 정보(이하 '타 측위 정보'라 한다)를 산출하는 기능을 수행한다. 또한 산출된 타 측위 정보로부터, 상기 측위 구간에서 상기 이동 단말의 측위 동선을 파악할 수도 있다.

측위 정보 유사도 산출모듈(230)은 측위 정보의 유사도를 측정하고, 이때 상기 절대위치 측위점과 상기 타 측위 정보가 일정 기준 이상 차이가 날 경우, 크라우드 소싱 데이터 송신모듈(240)이 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)으로 송신하는 정보에는, 상기 이동 단말의 현재 위치에 대한 위치정보 산출을 요청하는 메시지가 더 포함될 수 있다.

크라우드 소싱(crowd sourcing) 데이터 송신모듈(240)은 상기 절대위치 측위점 및 상기 타 측위 정보를 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 기능을 수행한다. 또한 상기 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 정보에는, 이동 단말의 위치에서 측정된 지자기 데이터가 더 포함될 수 있다.

크라우드 소싱 데이터 수신모듈(250)은 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 이동 단말(20)의 위치에 대한 측위를 수행한 결과를 수신한다.

측위 환경변화 판단모듈(260)은 상기 타 측위 정보로부터 파악된 측위 동선을 기준으로, 상기 절대위치 측위점 정보로부터 파악된 측위 동선의 유사도를 측정하여, 상기 절대위치 측위점을 산출하는 측위 환경의 변화 여부를 판단하는 기능을 수행한다. 이 경우 크라우드 소싱 데이터 송신모듈(240)이 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)으로 송신하는 정보에는, 판단된 측위 환경 변화 여부에 대한 정보가 더 포함될 수 있다. 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 이동 단말(20)과 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)이 모두 측위 환경 변화 여부 판단을 수행하는 경우에는, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)의 측위 환경변화 판단모듈(105)의 측위 환경 변화 판단은, 중기간 동안(예를 들어 1일이상)의 변화를 감지하여 실제 측위 환경, 즉 예를 들어 WIFI AP가 실제 설치 / 제거 / 이동했는지를 판단하는데 비하여, 이동 단말(20)의 측위 환경변화 판단모듈(260)의 측위 환경 변화 판단은, 단기간 동안(예를 들어 몇분 이내)의 변화를 감지함으로써 크라우드 소싱 데이터량을 최소화하는 역할을 하게 된다.

이외에 이동 단말(20)은, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템(100)과 통신하며 측위 수행을 하기 위한 각종 센서(300)를 보유한다.

100: 이동 패턴을 이용한 측위 시스템

Claims (16)

1. 이동 패턴을 이용한 측위 시스템이, 실내 또는 거리에서 사람들이 이동하는 경로를 패턴화하여 구분한 각 단위 경로(이하 '이동 패턴'이라 한다)를 이용한 측위를 수행하는 방법으로서,
   (a) 이동 단말로부터, 상기 이동 단말에 대하여 측정된 측위 정보를 수신하는 단계;
   (b) 수신한 측위 정보를 이동 패턴 단위로 분류하는 단계;
   (c) 상기 측위 정보로부터 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 수신한 측위 정보 중에서, 상기 이동 단말에 대하여 특정 방식에 의해 산출된 측위 정보(이하 '기준 측위 정보'라 한다)와 일치하는 측위 환경 정보를 이동 패턴 데이터베이스에서 검색하여, 이에 의해 파악된 상기 이동 단말의 위치 정보를 상기 이동 단말의 현재 위치로서 상기 이동 단말로 송신하는 단계
   를 포함하는 이동 패턴을 이용한 측위 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   (c01) 상기 측위 정보로부터 상기 이동 단말에 의해 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말에 대한 측위값 조정 요청을 수신하는 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 패턴을 이용한 측위 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계(b)와 단계(c) 사이에,
   (b11) 상기 측위 정보로부터 측위 정확도를 판단하는 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 패턴을 이용한 측위 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준 측위 정보는,
   상기 이동 단말이 측정한 상기 이동 단말에 대한 현재 위치에서의 지자기 데이터이고,
   상기 기준 측위 정보와 일치 여부를 비교하는 상기 측위 환경 정보는,
   각 이동 패턴에 대하여 측정되어 있는 지자기 패턴 데이터인 것
   을 특징으로 하는 이동 패턴을 이용한 측위 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계(a) 이전에,
   (a01) 실내 또는 거리에서 사람들의 이동 가능한 경로를 다수의 단위 경로로 구분하는 단계;
   (a02) 상기 각 단위 경로 상의 각 지점에 대하여 측정된 측위 데이터를 수집하는 단계; 및
   (a03) 상기 각 단위 경로 데이터와, 각 단위 경로에 대하여 측정된 상기 측위 데이터를 매핑하여 저장함으로써 초기 이동 패턴 데이터베이스를 구축하는 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 패턴을 이용한 측위 방법.
6. 실내 또는 거리에서 사람들이 이동하는 경로를 패턴화하여 구분한 각 단위 경로(이하 '이동 패턴'이라 한다)를 이용한 측위를 수행하는 시스템으로서,
   이동 단말로부터, 상기 이동 단말에 대하여 측정된 측위 정보를 수신하는 크라우드 소싱(crowd sourcing) 데이터 수신모듈;
   수신한 측위 정보를 이동 패턴 단위로 분류하는 이동 패턴 분류모듈;
   상기 측위 정보로부터 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 수신한 측위 정보 중에서, 상기 이동 단말에 대하여 특정 방식에 의해 산출된 측위 정보(이하 '기준 측위 정보'라 한다)와 일치하는 측위 환경 정보를 이동 패턴 데이터베이스에서 검색하여, 이에 의해 파악된 상기 이동 단말의 위치 정보를 상기 이동 단말의 현재 위치로서 판단하는 위치 정보 산출모듈;
   상기 판단된 상기 이동 단말의 현재 위치 정보를 상기 이동 단말로 송신하는 크라우드 소싱 데이터 송신모듈;
   측위 환경 정보 데이터를 저장하는 측위 데이터베이스;
   이동 패턴 데이터를 저장하는 이동 패턴 데이터베이스; 및
   상기 각 모듈을 제어하여 이동 패턴을 이용한 측위와 관련된 일련의 처리를 수행하는 제어부
   를 포함하는 이동 패턴을 이용한 측위 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 크라우드 소싱 데이터 수신모듈은,
   상기 측위 정보로부터 상기 이동 단말에 의해 판단된 측위 정확도가 일정 기준 이하인 경우, 상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말에 대한 측위값 조정 요청을 수신하는 기능
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 패턴을 이용한 측위 시스템.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 측위 정보로부터 측위 정확도를 판단하는 측위 환경 유사도 측정모듈
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 패턴을 이용한 측위 시스템.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 기준 측위 정보는,
   상기 이동 단말이 측정한 상기 이동 단말에 대한 현재 위치에서의 지자기 데이터이고,
   상기 기준 측위 정보와 일치 여부를 비교하는 상기 측위 환경 정보는,
   각 이동 패턴에 대하여 측정되어 있는 지자기 패턴 데이터인 것
   을 특징으로 하는 이동 패턴을 이용한 측위 시스템.
10. 청구항 6에 있어서,
    실내 또는 거리에서 사람들의 이동 가능한 경로를 다수의 단위 경로로 구분하고, 상기 각 단위 경로 상의 각 지점에 대하여 측정된 측위 데이터를 수집하며, 상기 각 단위 경로 데이터와, 각 단위 경로에 대하여 측정된 상기 측위 데이터를 매핑하여 저장함으로써 초기 이동 패턴 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축모듈
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 패턴을 이용한 측위 시스템.
11. 이동 단말이, 그 이동 단말에 설치된 측위 클라이언트 프로그램(이하 '측위 클라이언트'라 한다)의 동작에 의해, 청구항 6의 이동 패턴을 이용한 측위 시스템과 통신하며, 이동 단말에서 측정된 측위 정보를, 청구항 6의 이동 패턴을 이용한 측위 시스템에 제공하고, 이동 단말의 위치 정보를 수신하는 방법으로서,
    (a) 이동 단말이 이동하는 각 지점의 위치 좌표를 파악한 측위점 정보(이하 '절대위치 측위점'이라 한다)를 산출하는 단계;
    (b) 상기 절대위치 측위점을 산출한 측위 방식 이외의 방식에 의해 상기 이동 단말의 이동 지점을 파악한 측위 정보(이하 '타 측위 정보'라 한다)를 산출하는 단계;
    (c) 상기 절대위치 측위점 및 상기 타 측위 정보를 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 단계; 및
    (d) 이동 패턴을 이용한 측위 시스템에서 산출한 상기 이동 단말의 현재 위치 정보를 수신하는 단계
    를 포함하는 이동 단말의 측위 정보 제공 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 단계(b)와 단계(c) 사이에,
    (b1) 상기 절대위치 측위점과 상기 타 측위 정보의 유사도를 측정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 절대위치 측위점과 상기 타 측위 정보가 일정 기준 이상 차이가 날 경우, 상기 단계(c)에서 송신하는 정보에는,
    상기 이동 단말의 현재 위치에 대한 위치정보 산출을 요청하는 메시지가 더 포함되는 것
    을 특징으로 하는 이동 단말의 측위 정보 제공 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 단계(c)에서 송신하는 정보에는,
    상기 이동 단말의 위치에서 측정된 지자기 데이터가 더 포함되는 것
    을 특징으로 하는 이동 단말의 측위 정보 제공 방법.
14. 이동 단말에 설치되어, 청구항 6의 이동 패턴을 이용한 측위 시스템과 통신하며, 이동 단말에서 측정된 측위 정보를, 청구항 6의 이동 패턴을 이용한 측위 시스템에 제공하는 측위 클라이언트 프로그램(이하 '측위 클라이언트'라 한다)이 수록된 기록매체로서, 상기 측위 클라이언트는,
    이동 단말이 이동하는 각 지점의 위치 좌표를 파악한 측위점 정보(이하 '절대위치 측위점'이라 한다)를 산출하는 기능;
    상기 절대위치 측위점을 산출한 측위 방식 이외의 방식에 의해 상기 이동 단말의 이동 지점을 파악한 측위 정보(이하 '타 측위 정보'라 한다)를 산출하는 기능;
    상기 절대위치 측위점 및 상기 타 측위 정보를 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 크라우드 소싱(crowd sourcing) 송신 기능; 및
    이동 패턴을 이용한 측위 시스템에서 산출한 상기 이동 단말의 현재 위치 정보를 수신하는 크라우드 소싱 수신 기능
    을 포함하는 측위 클라이언트가 수록된 기록매체.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 측위 클라이언트는,
    상기 절대위치 측위점과 상기 타 측위 정보의 유사도를 측정하는 기능
    을 더 포함하고,
    상기 절대위치 측위점과 상기 타 측위 정보가 일정 기준 이상 차이가 날 경우, 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 정보에는,
    상기 이동 단말의 현재 위치에 대한 위치정보 산출을 요청하는 메시지가 더 포함되는 것
    을 특징으로 하는 측위 클라이언트가 수록된 기록매체.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 이동 패턴을 이용한 측위 시스템으로 송신하는 정보에는,
    상기 이동 단말의 위치에서 측정된 지자기 데이터가 더 포함되는 것
    을 특징으로 하는 측위 클라이언트가 수록된 기록매체.
    

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