KR101647948B1 - A position tracking system, a position tracking apparatus and a position tracking method for a user device using visible light communication - Google Patents

A position tracking system, a position tracking apparatus and a position tracking method for a user device using visible light communication Download PDF

Info

Publication number
KR101647948B1
KR101647948B1 KR1020140066432A KR20140066432A KR101647948B1 KR 101647948 B1 KR101647948 B1 KR 101647948B1 KR 1020140066432 A KR1020140066432 A KR 1020140066432A KR 20140066432 A KR20140066432 A KR 20140066432A KR 101647948 B1 KR101647948 B1 KR 101647948B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical signal
user device
information
identifier information
optical
Prior art date
Application number
KR1020140066432A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150137850A (en
Inventor
황유민
박영식
송유찬
김진영
Original Assignee
광운대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광운대학교 산학협력단 filed Critical 광운대학교 산학협력단
Priority to KR1020140066432A priority Critical patent/KR101647948B1/en
Publication of KR20150137850A publication Critical patent/KR20150137850A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101647948B1 publication Critical patent/KR101647948B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116Visible light communication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

본 발명은 가시광 통신을 이용한 유저 디바이스의 위치 추적 시스템, 위치 추적 장치 및 위치 추적 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 컨트롤러의 제어 명령에 기초하여 광 신호를 출력하는 광 송신부와, 외부로부터 광 신호를 수신하여 상기 컨트롤러에 전달하는 광 수신부와, 상기 광 송신부의 광 신호 출력을 제어하고 상기 광 수신부가 수신한 광 신호에 기초하여 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하는 컨트롤러를 포함하는 위치 추적 장치; 상기 위치 추적 장치와 광 신호의 송수신이 가능한 유저 디바이스; 및 복수의 조명 식별자에 각각 대응하는 위치 정보를 저장하는 데이터 베이스를 포함하되, 상기 위치 추적 장치는, 상기 광 송신부가 복수의 영역에 대하여 각각 서로 다른 조명 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력하도록 하되, 상기 서로 다른 조명 식별자는 서로 다른 위치 정보를 나타내고, 상기 유저 디바이스는, 상기 위치 추적 장치의 송신 신호로부터 획득한 조명 식별자 정보를 포함하는 응답 신호를 출력하고, 상기 위치 추적 장치는, 유저 디바이스의 응답 신호를 수신하고, 상기 응답 신호로부터 조명 식별자 정보를 추출하고, 추출된 조명 식별자 정보에 기초하여 해당 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 시스템을 제공한다.The present invention relates to a position tracking system, a position tracking device, and a position tracking method of a user device using visible light communication. A light receiving unit for receiving an optical signal from the outside and transmitting the optical signal to the controller; and a control unit for controlling the optical signal output of the optical transmitting unit, A position tracking device including a controller for acquiring position information of the user device based on the optical signal received by the receiver; A user device capable of transmitting and receiving an optical signal with the position tracking device; And a data base for storing position information corresponding to each of the plurality of illumination identifiers, wherein the optical transmitter is configured to cause the optical transmitter to output an optical signal including different illumination identifier information for a plurality of regions, , The different illumination identifiers represent different position information, and the user device outputs a response signal including illumination identifier information obtained from a transmission signal of the position tracking device, and the position tracking device Extracts illumination identifier information from the response signal, and acquires position information of the user device based on the extracted illumination identifier information.

Description

가시광 통신을 이용한 유저 디바이스의 위치 추적 시스템, 위치 추적 장치 및 위치 추적 방법{A POSITION TRACKING SYSTEM, A POSITION TRACKING APPARATUS AND A POSITION TRACKING METHOD FOR A USER DEVICE USING VISIBLE LIGHT COMMUNICATION}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a position tracking system, a position tracking device, and a position tracking method for a user device using visible light communication,

본 발명은 가시광 통신을 이용한 유저 디바이스의 위치 추적 시스템, 위치 추적 장치 및 위치 추적 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 영역으로 서로 다른 광 신호를 전송하는 광 송신기를 이용한 유저 디바이스의 위치 추적 시스템, 위치 추적 장치 및 위치 추적 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position tracking system, a position tracking apparatus and a position tracking method for a user device using visible light communication, and more particularly, , A location tracking device and a location tracking method.

위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 사용자 위치에 기반하여 사용자에게 유용한 다양한 정보와 서비스를 제공하는 기술이다. 근래에는 스마트 기기의 보급이 활성화됨에 따라 GPS(Global Positioning Service)나 와이파이 AP(Wi-Fi Access Point) 또는 이동 통신 기지국을 이용하는 측위 기술을 활용하여 다양한 위치 기반 서비스가 이루어지고 있다. Location Based Service (LBS) is a technology that provides a variety of information and services useful to users based on user location. 2. Description of the Related Art In recent years, as the spread of smart devices has been activated, various location-based services have been performed by utilizing a positioning technology using a global positioning service (GPS), a Wi-Fi access point (AP), or a mobile communication base station.

종래의 측위 서비스는 주로 GPS 신호를 이용한 기법이 활용되고 있는데, 실내 환경에서는 그 적용이 제한적인 단점을 가지고 있다. GPS를 이용하는 측위 방식의 경우에 실내 환경에서는 GPS 신호의 수신이 어려워 정확한 측위가 거의 불가능하며, 이외에 와이파이 신호나 이동 통신 신호의 수신 신호 강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator)를 이용하는 측위 방식 역시 건물의 벽면에 의한 신호 감쇄(attenuation), 실내 장애물에 의한 신호 왜곡(distortion)이나 신호 반사에 따른 다중 경로(multipath)의 발생으로 인하여 의사 거리 오차가 커 측위가 부정확해지는 문제가 있다.The conventional positioning service mainly uses a GPS signal, and its application is limited in the indoor environment. In the case of the positioning method using GPS, it is difficult to receive the GPS signal in the indoor environment, and the positioning method using the received signal strength indicator (RSSI: Received Signal Strength Indicator) of the Wi- There is a problem that the pseudo range error becomes large due to signal attenuation caused by the wall surface, signal distortion due to an obstacle in the room, or multipath due to signal reflection.

따라서, 최근에는 기존의 형광등이나 백열등을 이용하던 조명 인프라가 디지털 반도체 소자인 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)로 대체되면서, 기존 실내 측위의 부정확성을 극복하기 위한 대안으로 LED를 빠른 속도로 점멸시킴으로써 약 400~700nm의 가시광 주파수 영역의 빛에 정보를 담아보내는 가시광 통신 기술을 이용한 측위에 대한 논의가 진행되고 있다.Therefore, in recent years, a lighting infrastructure using a conventional fluorescent lamp or an incandescent lamp has been replaced with a light emitting diode (LED), which is a digital semiconductor element. As an alternative to overcome the inaccuracy of the existing indoor positioning, There is a discussion about positioning using a visible light communication technology that transmits information in the visible light frequency range of about 400 to 700 nm.

본 발명은 GPS 신호를 이용하는 측위가 어려운 실내 환경에서, 가시광 통신을 이용하여 유저 디바이스의 정확한 위치를 안내하는 위치 추적 시스템, 위치 추적 장치 및 위치 추적 방법을 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.An object of the present invention is to provide a position tracking system, a position tracking device, and a position tracking method for guiding an accurate position of a user device by using visible light communication in an indoor environment where positioning using a GPS signal is difficult.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 컨트롤러의 제어 명령에 기초하여 광 신호를 출력하는 광 송신부와, 외부로부터 광 신호를 수신하여 상기 컨트롤러에 전달하는 광 수신부와, 상기 광 송신부의 광 신호 출력을 제어하고 상기 광 수신부가 수신한 광 신호에 기초하여 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하는 컨트롤러를 포함하는 위치 추적 장치; 상기 위치 추적 장치와 광 신호의 송수신이 가능한 유저 디바이스; 및 복수의 조명 식별자에 각각 대응하는 위치 정보를 저장하는 데이터 베이스를 포함하되, 상기 위치 추적 장치는, 상기 광 송신부가 복수의 영역에 대하여 각각 서로 다른 조명 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력하도록 하되, 상기 서로 다른 조명 식별자는 서로 다른 위치 정보를 나타내고, 상기 유저 디바이스는, 상기 위치 추적 장치의 송신 신호로부터 획득한 조명 식별자 정보를 포함하는 응답 신호를 출력하고, 상기 위치 추적 장치는, 유저 디바이스의 응답 신호를 수신하고, 상기 응답 신호로부터 조명 식별자 정보를 추출하고, 추출된 조명 식별자 정보에 기초하여 해당 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical communication system including an optical transmitter for outputting an optical signal based on a control command of a controller, a light receiver for receiving an optical signal from the outside and transmitting the optical signal to the controller, A position-tracking device including a controller for controlling the output and acquiring positional information of the user device based on the optical signal received by the optical receiver; A user device capable of transmitting and receiving an optical signal with the position tracking device; And a data base for storing position information corresponding to each of the plurality of illumination identifiers, wherein the optical transmitter is configured to cause the optical transmitter to output an optical signal including different illumination identifier information for a plurality of regions, , The different illumination identifiers represent different position information, and the user device outputs a response signal including illumination identifier information obtained from a transmission signal of the position tracking device, and the position tracking device Extracts illumination identifier information from the response signal, and acquires position information of the user device based on the extracted illumination identifier information.

또한, 본 발명은 컨트롤러의 제어 명령에 기초하여 광 신호를 출력하는 광 송신부; 외부로부터 광 신호를 수신하여 상기 컨트롤러에 전달하는 광 수신부; 및 상기 광 송신부 및 광 수신부의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는, 상기 광 송신부가 복수의 영역에 대하여 각각 서로 다른 조명 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력하도록 제어하되, 상기 서로 다른 조명 식별자는 서로 다른 위치 정보를 나타내고, 상기 광 수신부가 수신한 유저 디바이스의 응답 신호로부터 조명 식별자 정보를 추출하고, 추출된 조명 식별자 정보에 기초하여 해당 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical communication system including: an optical transmitter for outputting an optical signal based on a control command of a controller; A light receiving unit for receiving an optical signal from the outside and transmitting the optical signal to the controller; And a controller for controlling operations of the optical transmitter and the optical receiver, wherein the controller controls the optical transmitter to output an optical signal including different illumination identifier information for a plurality of regions, Wherein the light identifier indicates different position information, extracts the light identifier information from the response signal of the user device received by the light receiver, and acquires the position information of the user device based on the extracted light identifier information A device for tracking a position of a user device is provided.

또한, 본 발명은 광 송신부의 광 방사 범위를 복수의 영역으로 분할하여, 각 영역에 대하여 서로 다른 조명 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력하는 단계; 광 수신부를 통해 유저 디바이스의 응답 신호를 수신하는 단계; 상기 응답 신호로부터 조명 식별자 정보를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 조명 식별자 정보에 기초하여 해당 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하는 단계를 포함하되, 상기 서로 다른 조명 식별자는 서로 다른 위치 정보를 나타내는 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a light emitting device, the method comprising: dividing an optical emission range of the optical transmitter into a plurality of regions and outputting optical signals including different illumination identifier information for each region; Receiving a response signal of the user device through the light receiving unit; Extracting illumination identifier information from the response signal; And acquiring position information of the user device based on the extracted illumination identifier information, wherein the different illumination identifiers indicate different position information.

본 발명의 실시예에 따르면, 조명 모듈에서 출력되는 광 신호를 이용함으로 실내 환경에서의 유저 디바이스의 위치를 효율적으로 추적하고, 이를 이용한 다양한 서비스, 이를 테면 실내 위치 추적 서비스, 실내 위치 안내 서비스 등을 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the position of the user device in the indoor environment can be efficiently tracked by using the optical signal output from the lighting module, and various services using the optical signal, such as the indoor location tracking service and the indoor location guidance service, .

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 위치 추적 장치에서 출력되는 광 신호를 복수의 영역으로 분할하여 사용함으로 유저 디바이스의 정밀한 위치 추적이 가능하다.In addition, according to the embodiment of the present invention, the optical signal output from the position tracking device is divided into a plurality of regions, and the optical device can precisely track the position of the user device.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유저 디바이스의 위치 추적 시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위치 추적 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 위치 추적 장치가 출력하는 가시광 신호의 프레임 구조의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 위치 추적 장치가 복수의 영역에 가시광 신호를 교번하여 전송하는 실시예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 복수의 영역이 섹터 단위로 분할된 실시예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유저 디바이스의 위치 추적 방법을 나타낸 순서도.
1 is a schematic diagram illustrating a system for tracking a position of a user device according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram showing a configuration of a position tracking apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram showing an embodiment of a frame structure of a visible light signal output by the position tracking apparatus of the present invention.
4 is a view showing an embodiment in which the position tracking device of the present invention alternately transmits visible light signals to a plurality of areas.
5 illustrates an embodiment in which a plurality of regions are divided into sector units according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of tracking a location of a user device according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
As used herein, terms used in the present invention are selected from general terms that are widely used in the present invention while taking into account the functions of the present invention. However, these terms may vary depending on the intention of a person skilled in the art, custom or the emergence of new technology. Also, in certain cases, there may be a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning thereof will be described in the description of the corresponding invention. Therefore, it is intended that the terminology used herein should be interpreted relative to the actual meaning of the term, rather than the nomenclature, and its content throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유저 디바이스의 위치 추적 시스템(1000)을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a system 1000 for tracking a location of a user device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 위치 추적 시스템(1000)은 위치 추적 장치(1200), 적어도 하나의 유저 디바이스(1400) 및 데이터 베이스(1600)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a location tracking system 1000 of the present invention may include a location tracking device 1200, at least one user device 1400, and a database 1600.

본 발명의 위치 추적 시스템(1000)은 실외 환경 뿐만 아니라 실내 환경에서도 유저 디바이스(1400)의 정확한 위치를 추적하기 위한 것으로, 위치 추적 장치(1200)와 유저 디바이스(1400) 간의 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 이용할 수 있다.The position tracking system 1000 of the present invention is for tracking the precise position of the user device 1400 in the indoor environment as well as in the outdoor environment and can be used for visibility communication between the position tracking device 1200 and the user device 1400 Light Communication) can be used.

가시광 통신은 기존의 고주파(RF: Radio Frequency) 대역의 신호 대신 사람의 눈에 보이는 약 380~780nm 파장의 가시광 대역 신호를 정보 전달 매체로 이용하는 방식이다. 가시광 통신의 전송 측에서는 LED 등과 같이 가시광을 내는 디지털 발광 소자가 빠르게 온/오프(on/off) 스위칭하거나 빛의 세기 변조(intensity modulation)를 수행하여 가시광에 정보를 담아 출력할 수 있다. 또한, 가시광 수신 측에서는 포토 다이오드(PD: Photo Diode)나 이미지 센서, 광 센서와 같은 수광 소자를 이용하여 가시광을 수신하고, 수신된 가시광으로부터 정보를 추출하여 데이터 송수신이 이루어질 수 있다.Visible light communication is a method of using a visible light band signal of a wavelength of about 380 to 780 nm visible to the human eye as an information transmission medium instead of a conventional RF (Radio Frequency) band signal. On the transmission side of visible light communication, a digital light emitting device emitting visible light such as an LED can quickly switch on / off or perform intensity modulation of light to output information in visible light. On the visible light receiving side, visible light is received using a light receiving element such as a photodiode (PD), an image sensor, or an optical sensor, and information can be extracted from the received visible light to transmit and receive data.

가시광에 정보를 담거나 추출하기 위한 가시광 신호를 변복조(modulation/demodulation)하는 방식은 크게 기저대역에서 이루어지는 기저대역 변조 기법(baseband modulation)과 부반송파(subcarrier)를 이용하여 전송하는 서브캐리어 변조(subcarrier modulation)으로 분류될 수 있다. 기저대역 변조 기법의 대표적인 예로는 라인 코딩과 펄스의 위치, 너비, 간격 등과 같은 펄스 특성을 이용하는 펄스 변조 기법을 들 수 있다. 또 부반송파를 이용하는 변조 기법의 대표적인 에로는 M-PSK(M-ary Phase Shift Keying), M-PAM(M-ary Phase Amplitude Modulation), M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation) 변조 기법 등을 들 수 있다. 또한 온-오프 키잉(OOK: On-Off Keying) 변조 기법과 펄스 위치 변조 기법(PPM: Pulse Position Modulation)이 가시광 통신에서 많이 사용되고 있으며, 이외에도 NRZ-OOK(Non-Return to Zero On Off Keying), PWM(Pulse Width Modulation), SC-PPM(Sub-Carrier Pulse Position Modulation), SCFSK(Sub-Carrier Frequency Shift Keying), PAM(Pulse Amplitude Modulation), ASK(Amplitude Shift Keying), SC-PSK(Sub-Carrier Phase Shift Keying) 등의 다양한 기법이 활용될 수 있다.A method of modulating / demodulating a visible light signal for storing or extracting information in visible light is divided into a baseband modulation in a baseband and a subcarrier modulation in which a subcarrier is transmitted using a subcarrier. ). ≪ / RTI > Typical examples of baseband modulation schemes include pulse coding using pulse characteristics such as line coding and position, width, and spacing of pulses. A typical example of a modulation technique using subcarriers is M-ary Phase Shift Keying (M-PSK), M-ary Phase Amplitude Modulation (M-PAM), and M-ary Quadrature Amplitude Modulation . In addition, on-off keying (OOK) modulation and pulse position modulation (PPM) are widely used in visible light communication. In addition, NRZ-OOK (Non-Return to Zero On Off Keying) (Pulse Width Modulation), Sub-Carrier Pulse Position Modulation (SC-PPM), Sub-Carrier Frequency Shift Keying (SCFSK), Pulse Amplitude Modulation (PAM), Amplitude Shift Keying (ASK) Phase Shift Keying) can be utilized.

가시광 통신은 무선 통신 매체로서 가시광을 이용하기 때문에 인체에 무해하며, 주파수 허가와 같은 법적 제한으로부터 자유로울 뿐 아니라, ISM(Industrial, Scientific and Medical) 주파수 대역과 간섭도 없으며, 물리적으로 보안 기능을 가지는 장점을 가진다.Visible light communication is harmless to the human body because it uses visible light as a wireless communication medium. It is free from legal restrictions such as frequency permission, has no interference with ISM (Industrial, Scientific and Medical) frequency band, .

특히, LED를 이용한 가시광 통신의 경우에는 기존의 형광등과는 달리 수은을 함유하지 않기 때문에 친환경적이며, 100lm/W에 이르는 고효율로 5만에서 10만 시간에 이르는 긴 수명을 가지므로 기존 백열등이나 형광등에 비하여 70~90%의 에너지를 절약할 수 있다. 또한 일반적으로 사람의 눈은 가시광 점멸 속도가 초당 100회 이상이 되면 빛의 깜빡임을 인지하지 못하고 계속 켜져있는 것으로 인식하므로, 이러한 원리를 이용하면 조명이나 디스플레이가 본연의 조명/영상 출력 기능을 유지하면서도 데이터 통신이 가능하게 된다.
Especially, in case of visible light communication using LED, unlike conventional fluorescent lamps, it is environment-friendly because it does not contain mercury and has a long lifetime ranging from 50,000 to 100,000 hours with high efficiency of up to 100 lm / W. 70 ~ 90% energy savings can be achieved. In general, the human eye recognizes that the visible light flicker rate is more than 100 times per second, so it can not recognize the flicker of light. Therefore, using this principle, it is possible to maintain the illumination / Data communication becomes possible.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 위치 추적 시스템(1000)의 구성요소에 관하여 설명한다.Hereinafter, the components of the position tracking system 1000 according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 위치 추적 장치(1200)는 가시광 통신을 이용하여 유저 디바이스(1400)의 위치를 추적할 수 있으며, 가시광 신호를 출력하는 광 송신부(1220), 외부로부터 가시광 신호를 수신하는 광 수신부(미도시)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 위치 추적 장치(1200)는 다양한 종류의 조명 장치와 결합된 형태로 제공될 수 있다.First, the position tracking apparatus 1200 can track the position of the user device 1400 using visible light communication, and includes an optical transmitter 1220 for outputting a visible light signal, a light receiver (not shown) for receiving a visible light signal from the outside ). According to one embodiment, the location tracking device 1200 may be provided in combination with various types of lighting devices.

위치 추적 장치(1200)는 가시광 신호에 정보를 담아 출력할 수 있다. 예를 들어, 위치 추적 장치(1200)는 가시광을 출력하는 광원(예를 들어, LED)을 구비하고, 원하는 정보가 가시광에 포함되도록 상술한 다양한 변조 기법을 활용하여 광원의 출력을 제어함으로써 다양한 정보를 포함하는 가시광 신호를 출력할 수 있다.The position tracking device 1200 can output information in a visible light signal. For example, the position tracking device 1200 includes a light source (e.g., LED) that outputs visible light, and controls the output of the light source by utilizing various modulation techniques as described above so that desired information is included in visible light, And outputs the visible light signal.

여기서, 가시광 신호에 포함되는 정보는 위치 추적 장치(1200) 별로 고유한 값이 할당되는 조명 식별자일 수 있다. 본 발명의 유저 디바이스(1400)는 후술하는 바와 같이, 위치 추적 장치(1200)의 가시광 신호로부터 조명 식별자 정보를 획득하고, 획득한 조명 식별자 정보를 포함하는 응답 신호를 출력한다. 유저 디바이스(1400)의 응답 신호를 수신한 위치 추적 장치(1200)는 응답 신호에 포함된 조명 식별자를 이용하여 해당 유저 디바이스의 위치 정보를 획득할 수 있다.Here, the information included in the visible light signal may be an illumination identifier to which a unique value is assigned to each of the position tracking devices 1200. The user device 1400 of the present invention obtains the light identifier information from the visible light signal of the position tracking device 1200 and outputs a response signal including the obtained light identifier information as described later. Upon receiving the response signal from the user device 1400, the location tracking device 1200 can acquire the location information of the corresponding user device using the illumination identifier included in the response signal.

유저 디바이스(1400)는 위치 추적 장치(1200)와 가시광 신호의 송수신을 수행할 수 있는 각종 디바이스를 포함한다. 예를 들면, 유저 디바이스(1400)는 스마트폰, 셀룰러폰, 네비게이션, 디지털 방송용 단말기, 개인 정보 기기(PDA: Personal Digital Assistance), 노트북 컴퓨터 등을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.The user device 1400 includes various devices capable of performing transmission and reception of a visible light signal with the position tracking device 1200. For example, the user device 1400 may include a smart phone, a cellular phone, a navigation device, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a notebook computer, and the like.

한편, 데이터 베이스(1600)는 위치 추적 장치(1200)가 유저 디바이스(1400)의 위치 추적을 수행하기 위해 필요한 각종 정보를 저장한다. 예를 들어, 상기 데이터 베이스(1600)는 복수의 조명 식별자에 각각 대응하는 위치 정보를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면 데이터 베이스(1600)는 위치 추적 장치(1200)와 유/무선의 네트워크로 연결되어 정보를 제공할 수 있으며, 또는 위치 추적 장치(1200)에 포함될 수 있다.Meanwhile, the database 1600 stores various information necessary for the location tracking device 1200 to track the location of the user device 1400. For example, the database 1600 may store location information corresponding to each of a plurality of illumination identifiers. According to one embodiment, the database 1600 may be connected to the location tracking device 1200 through a wired / wireless network to provide information, or may be included in the location tracking device 1200.

본 발명의 실시예에 따르면, 위치 추적 장치(1200)는 광 송신부(1220)의 가시광 방사 범위를 복수의 영역으로 분할하여, 각 영역에 대하여 서로 다른 조명 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력할 수 있다. 도 1을 참조하면, 위치 추적 장치(1200)는 광 송신부(1220)를 통해 가시광의 방사가 가능한 영역을 2개의 영역 즉, 제1 영역(Area 1)과 제2 영역(Area 2)로 나누고, 각각의 영역에 대하여 서로 다른 조명 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력할 수 있다. 즉, 제1 영역에 송신되는 제1 가시광 신호(Sig. 1)의 조명 식별자는 제2 영역에 송신되는 제2 가시광 신호(Sig. 2)의 조명 식별자와 서로 다른 값을 갖는다. 각각의 영역에 송신되는 가시광 신호는 위치 추적 장치(1200)와 유저 디바이스(1400) 간에 미리 약속된 비콘의 형태로 전송될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the position tracking device 1200 divides the visible light emission range of the optical transmitter 1220 into a plurality of areas, and outputs optical signals including different illumination identifier information for each area have. 1, the position tracking device 1200 divides an area capable of emitting visible light into two areas, that is, a first area (Area 1) and a second area (Area 2) through an optical transmitter 1220, It is possible to output an optical signal including different illumination identifier information for each region. That is, the illumination identifier of the first visible light signal (Sig. 1) transmitted to the first region has a different value from the illumination identifier of the second visible light signal (Sig. 2) transmitted to the second region. The visible light signal transmitted in each area can be transmitted in the form of a beacon promised in advance between the position tracking device 1200 and the user device 1400. [

위치 추적 장치(1200)로부터 가시광 신호를 수신한 유저 디바이스(1400)는 이에 대응하는 응답 신호(Ack)를 전송한다. 이때, 응답 신호에는 유저 디바이스(1400)가 수신한 가시광 신호의 조명 식별자 정보를 포함한다. 유저 디바이스(1400)의 응답 신호를 수신한 위치 추적 장치(1200)는 응답 신호에 포함된 조명 식별자 정보를 이용하여 해당 유저 디바이스(1400)의 위치 정보를 획득할 수 있다.The user device 1400 receiving the visible light signal from the position tracking device 1200 transmits the corresponding response signal Ack. At this time, the response signal includes the illumination identifier information of the visible light signal received by the user device 1400. Upon receiving the response signal of the user device 1400, the location tracking device 1200 can acquire the location information of the user device 1400 using the illumination identifier information included in the response signal.

도 1의 실시예에서 유저 디바이스(1400)는 제2 가시광 신호(Sig. 2)를 수신하고, 이에 대응하여 응답 신호(Ack)를 출력할 수 있다. 상기 응답 신호(Ack)에는 제2 가시광 신호(Sig. 2)의 조명 식별자 정보가 포함될 수 있다. 유저 디바이스(1400)의 응답 신호(Ack)를 수신한 위치 추적 장치(1200)는 해당 응답 신호(Ack)에 제2 가시광 신호(Sig. 2)의 조명 식별자가 포함되어 있음을 알 수 있으며, 제2 가시광 신호(Sig. 2)를 방사하는 제2 영역(Area 2)에 유저 디바이스(1400)가 위치함을 알 수 있다.In the embodiment of FIG. 1, the user device 1400 can receive the second visible light signal (Sig. 2) and output the response signal (Ack) accordingly. The light identifier information of the second visible light signal (Sig. 2) may be included in the response signal (Ack). Upon receiving the response signal Ack of the user device 1400, the position tracking device 1200 can recognize that the corresponding response signal Ack includes the illumination identifier of the second visible light signal Sig. 2, It can be seen that the user device 1400 is located in the second area (Area 2) emitting the second visible light signal (Sig. 2).

일 실시예에 따르면, 하나의 위치 추적 시스템(1000) 내에서 복수의 위치 추적 장치(1200)가 존재할 수 있으며, 각각의 위치 추적 장치(1200)는 복수의 영역에 서로 다른 조명 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력할 수 있다. 만약, 복수의 위치 추적 장치(1200)에서 출력하는 각각의 광 신호에 포함된 조명 식별자 정보가 모두 다를 경우, 위치 추적 장치(1200)는 응답 신호(Ack)에 포함된 조명 식별자 정보만으로 해당 유저 디바이스(1400)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 그러나 복수의 위치 추적 장치(1200)에서 각각 출력하는 광 신호 간에 조명 식별자 정보의 중복이 허용될 경우, 위치 추적 장치(1200)는 응답 신호(Ack)에 포함된 조명 식별자 정보와 해당 위치 추적 장치(1200)의 설치 위치 정보의 조합을 이용하여 해당 유저 디바이스(1400)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 데이터 베이스(1600)는 위치 추적 시스템(1000)의 설정 상황에 따라, 조명 식별자 정보 및 기타 정보 들을 이용하여 유저 디바이스(1400)의 위치 정보를 획득하기 위한 데이터를 저장하고 있다.According to one embodiment, there may be a plurality of location tracking devices 1200 within one location tracking system 1000, each location tracking device 1200 having a plurality of areas with different illumination identifier information It is possible to output an optical signal. If all the pieces of the light identifier information included in the optical signals output from the plurality of position tracking devices 1200 are different, the position tracking device 1200 transmits the light identifier information included in the response signal Ack to the corresponding user device It is possible to obtain the positional information of the position sensor 1400. However, if overlapping of the light identifier information is allowed between the optical signals output from the plurality of position tracking devices 1200, the position tracking device 1200 may detect the light identifier information included in the response signal Ack and the position identifier The location information of the corresponding user device 1400 can be acquired by using the combination of the installation location information of the user device 1400 and the location information of the user device 1400. The database 1600 stores data for acquiring location information of the user device 1400 using the illumination identifier information and other information according to the setting status of the location tracking system 1000. [

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유저 디바이스(1400)의 위치 정보를 획득한 위치 추적 장치(1200)는 해당 유저 디바이스(1400)에 가시광 신호를 빔포밍 하여 전송할 수 있다. 구체적으로, 위치 추적 장치(1200)는 획득된 유저 디바이스(1400)의 위치 정보가 해당 위치 추적 장치(1200)가 출력하는 광 신호의 조명 식별자가 나타내는 위치 정보와 일치하는지 여부를 판단한다. 이러한 위치 정보 일치 여부는 실시예에 따라 조명 식별자의 일치 여부에 따라 결정될 수도 있다. 만약 위치 정보가 일치할 경우, 유저 디바이스(1400)는 해당 위치 추적 장치(1200)의 광 방사 범위 내에 위치함을 알 수 있다. 이때, 위치 추적 장치(1200)는 해당 조명 식별자에 대응하는 영역으로 가시광 신호를 빔포밍하여 전송함으로, 유저 디바이스(1400)로 데이터를 효율적으로 전송할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the location tracking device 1200 acquiring location information of the user device 1400 can beam-form a visible light signal to the corresponding user device 1400 and transmit the beam. Specifically, the location tracking device 1200 determines whether the acquired location information of the user device 1400 matches the location information indicated by the illumination identifier of the optical signal output by the location tracking device 1200. The matching of the position information may be determined according to the matching of the illumination identifiers according to the embodiment. If the position information matches, the user device 1400 can know that it is located within the light emission range of the position tracking device 1200. At this time, the position tracking device 1200 can beam-transmit the visible light signal to the area corresponding to the corresponding illumination identifier, and transmit the data to the user device 1400 efficiently.

한편, 획득된 유저 디바이스(1400)의 위치 정보가 해당 위치 추적 장치(1200)가 출력하는 광 신호의 조명 식별자가 나타내는 위치 정보와 일치하지 않을 수도 있다. 위치 추적 시스템(1000) 내에 복수의 위치 추적 장치(1200)가 존재할 경우, 다른 위치 추적 장치의 가시광 신호에 대응하여 출력된 유저 디바이스(1400)의 응답 신호(Ack)가 현재의 위치 추적 장치(1200)로 수신될 수 있다. 이 경우, 위치 추적 장치(1200)는 상기 빔포밍을 수행하지 않음으로 데이터 전송의 안정성 및 신뢰도를 증가시킬 수 있다.On the other hand, the acquired location information of the user device 1400 may not coincide with the location information indicated by the illumination identifier of the optical signal output by the location tracking device 1200. When a plurality of position tracking devices 1200 exist in the position tracking system 1000, the response signal Ack of the user device 1400, which is output corresponding to the visible light signal of the other position tracking device, ). ≪ / RTI > In this case, the position tracking apparatus 1200 does not perform the beamforming, thereby increasing stability and reliability of data transmission.

이와 같이 본 발명의 위치 추적 시스템(1000)은 위치 추적 장치(1200)의 광 방사 범위를 복수의 영역으로 분할하여 사용함으로 더욱 정밀한 위치 추적 및 효율적인 데이터 전송을 수행할 수 있다.
As described above, the location tracking system 1000 of the present invention can perform more precise location tracking and efficient data transmission by dividing the optical emission range of the location tracking device 1200 into a plurality of areas.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위치 추적 장치(1200)의 구성을 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing a configuration of a position tracking apparatus 1200 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 위치 추적 장치(1200)는 컨트롤러(1210), 광 송신부(1220), 광 수신부(1230), 메모리(1240) 및 통신부(1250)를 포함할 수 있다.2, the location tracking apparatus 1200 may include a controller 1210, an optical transmitter 1220, a light receiver 1230, a memory 1240, and a communication unit 1250.

먼저, 광 송신부(1220)는 컨트롤러(1210)의 제어 명령에 기초하여 가시광 신호를 출력한다. 전술한 바와 같이, 컨트롤러(1210)는 기저대역 변조 또는 서브캐리어 변조 등을 이용하여 가시광 신호에 정보를 담을 수 있다. 상기 광 송신부(1220)는 다양한 조명 모듈이 사용될 수 있는데, 일 실시예에 따르면 LED 모듈을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 광 송신부(1220)는 복수의 영역에 서로 다른 가시광 신호를 전송하기 위하여 복수의 조명 모듈을 구비할 수 있다. 컨트롤러(1210)는 하나 이상의 조명 모듈을 그룹핑(Grouping)하여 각 그룹 별로 서로 다른 가시광 신호를 출력하도록 할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 하나의 조명 모듈을 이용하여 복수의 영역에 대한 가시광 신호 전송이 수행될 수도 있다.First, the optical transmitter 1220 outputs a visible light signal based on a control command of the controller 1210. As described above, the controller 1210 can store information in a visible light signal using baseband modulation or subcarrier modulation. The light transmitting unit 1220 may include various LED modules, according to an exemplary embodiment of the present invention. According to the embodiment of the present invention, the optical transmitter 1220 may include a plurality of illumination modules to transmit different visible light signals to a plurality of areas. The controller 1210 may group one or more lighting modules and output different visible light signals for each group. However, the present invention is not limited to this, and the visible light signal transmission to a plurality of regions may be performed using one illumination module.

광 수신부(1230)는 외부로부터 가시광 신호를 수신하여 컨트롤러(1210)에 전달한다. 광 수신부(1230)는 수신된 가시광 신호를 복조하여 해당 신호에 포함된 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 광 수신부(1230)는 수광 소자와 복조 회로를 포함할 수 있다. 이때, 수광 소자로는 포토 다이오드 등이 사용될 수 있다. 수광 소자는 가시광 신호를 입력받아 이를 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 복조 회로는 수광 소자로부터 출력되는 전기 신호를 복조할 수 있다. 한편, 다른 실시예에 따르면, 광 수신부(1230)에 복조 회로가 생략되는 대신 컨트롤러(1210)가 복조 기능을 대신 수행할 수도 있다. 가시광 신호에 포함된 정보는 이러한 복조된 전기 신호에서 추출될 수 있는데, 이는 광 수신부(1230) 또는 컨트롤러(1210)에서 수행될 수 있다.The light receiving unit 1230 receives the visible light signal from the outside and transmits it to the controller 1210. The light receiving unit 1230 can demodulate the received visible light signal and extract the information included in the corresponding signal. For example, the light receiving section 1230 may include a light receiving element and a demodulation circuit. At this time, a photodiode or the like can be used as the light receiving element. The light receiving element can receive the visible light signal and convert it into an electrical signal. The demodulation circuit can demodulate the electric signal output from the light receiving element. According to another embodiment, the demodulation circuit may be omitted in the light receiving unit 1230, but the controller 1210 may perform the demodulation function instead. Information contained in the visible light signal can be extracted from this demodulated electrical signal, which can be performed in the light receiver 1230 or the controller 1210.

메모리(1240)는 위치 추적 장치(1200)를 구동하기 위한 각종 프로그램이나 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1240)는 데이터를 반영구적으로 또는 임시적으로 저장할 수 있다. 또 메모리(1240)는 위치 추적 장치(1200)에 내장되는 형태나 탈부착 가능한 형태로 제공될 수 있다. 메모리(1240)의 예로는 하드 디스크(HDD: Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 플래쉬 메모리(flash memory), 롬(ROM: Read-Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory) 등이 있을 수 있다. The memory 1240 may store various programs and data for driving the position tracking device 1200. The memory 1240 may store data semi-permanently or temporarily. Also, the memory 1240 may be provided in a form embedded in the position tracking device 1200 or in a detachable form. Examples of the memory 1240 include a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a flash memory, a ROM (Read-Only Memory), a RAM This can be.

통신부(1250)는 위치 추적 장치(1200)가 외부 디바이스와 데이터를 송수신 하기 위한 구성이다. 위치 추적 장치(1200)는 통신부(1250)를 통해 유/무선의 네트워크에 접속할 수 있으며, 네트워크에 연결된 데이터 베이스로부터 정보를 수신할 수 있다.The communication unit 1250 is a structure for the location tracking device 1200 to transmit and receive data to / from an external device. The location tracking device 1200 can access the wired / wireless network through the communication unit 1250 and can receive information from a database connected to the network.

통신부(1250)는 유/무선의 다양한 통신 모듈을 포함할 수 있는데, 무선 통신의 경우 이동 통신 모듈 또는 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 이동 통신 모듈의 경우에는 CDMA, GSM, CDS, cdmaOne, HSCSD, CDMA2000, UMTS, WCDMA, EV-DO, HSDPA, HSPA+, LTE, LTE-advanced, WiMAX, Wibro, OFDM 과 같이 3세대, 4세대 이동 통신 규격 등 다양한 규격에 따라 이동 통신망에 접속하여 통신을 수행할 수 있다. 또 근거리 통신 모듈의 경우에는 와이파이, 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee)를 비롯한 근거리 통신 방식을 통해 외부 디바이스와 데이터 송수신을 할 수 있다.The communication unit 1250 may include various communication modules such as wired / wireless communication. In case of wireless communication, the communication unit 1250 may include a mobile communication module or a short-range communication module. 3G, 4G mobile communication such as CDMA, GSM, CDS, cdmaOne, HSCSD, CDMA2000, UMTS, WCDMA, EV-DO, HSDPA, HSPA +, LTE, LTE-advanced, WiMAX, Wibro, It is possible to perform communication by connecting to the mobile communication network according to various standards such as specifications. In the case of the short-range communication module, data can be transmitted / received to / from an external device via a short-distance communication method including Wi-Fi, bluetooth, and zigbee.

본 발명의 위치 추적 장치(1200)는 유저 디바이스의 무선 통신을 위한 액세스 포인트로 사용될 수 있다. 즉, 위치 추적 장치(1200)는 광 송신부(1220) 및 광 수신부(1230)를 이용하여 유저 디바이스와 데이터를 송수신 하고, 통신부(1250)를 이용하여 외부 네트워크와 상기 데이터를 송수신 할 수 있다. 따라서, 위치 추적 장치(1200)는 유저 디바이스가 외부 네트워크와 통신을 수행할 수 있도록 중계하는 액세스 포인트 역할을 수행할 수 있다.The location tracking device 1200 of the present invention can be used as an access point for wireless communication of a user device. That is, the location tracking device 1200 transmits and receives data to and from the user device using the optical transmitter 1220 and the optical receiver 1230, and can transmit and receive the data to and from the external network using the communication unit 1250. Accordingly, the location tracking device 1200 can serve as an access point that relays the user device to perform communication with the external network.

컨트롤러(1210)는 위치 추적 장치(1200)의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 컨트롤러(1210)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고 위치 추적 장치(1200)의 각 구성 요소들의 동작을 제어할 수 있다. 후술하는 설명에서 별도의 언급이 없는 경우에는 위치 추적 장치(1200)의 동작은 컨트롤러(1210)의 제어에 따라 수행되는 것으로 해석될 수 있다.The controller 1210 controls the overall operation of the position tracking device 1200. That is, the controller 1210 may perform arithmetic operation and processing of various information and may control the operation of each component of the position tracking apparatus 1200. The operation of the position tracking device 1200 may be interpreted to be performed under the control of the controller 1210 unless otherwise mentioned in the following description.

컨트롤러(1210)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 컨트롤러(1210)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 컨트롤러(1210)를 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.
The controller 1210 may be implemented as a computer or similar device depending on the hardware, software, or combination thereof. The controller 1210 may be provided in the form of an electronic circuit that processes an electrical signal to perform a control function, and may be provided in a form of a program that drives a hardware controller 1210 in software.

도 3은 본 발명의 위치 추적 장치가 출력하는 가시광 신호의 프레임 구조의 일 실시예를 나타내고 있다.FIG. 3 shows an embodiment of a frame structure of a visible light signal output by the position tracking apparatus of the present invention.

본 발명의 위치 추적 장치는 가시광 신호를 전송할 때, 조명 식별자 정보(Light ID Info.)를 프레임 내에 담아서 해당 영역에 프레임을 전송할 수 있다. 조명 식별자 정보는 위치 추적 장치의 광 방사 범위 중 분할된 각각의 영역 별로 고유하게 할당되는 것으로서, 서로 다른 영역에 대하여는 서로 다른 조명 식별자 정보가 할당될 수 있다. 도 3의 프레임 내에서, 조명 식별자 정보는 실시예에 따라 물리적인 위치를 나타내는 영역 정보, 섹터 정보 등으로 대체될 수 있다.When transmitting a visible light signal, the position tracking apparatus of the present invention can transmit a frame to a corresponding area by storing light identifier information (Light ID Info.) In the frame. The illumination identifier information is uniquely allocated to each of the divided regions of the optical emission range of the position tracking apparatus, and different illumination identifier information may be allocated to different regions. In the frame of FIG. 3, the illumination identifier information may be replaced with region information, sector information, or the like that indicates a physical location according to the embodiment.

전송된 프레임을 수신한 유저 디바이스는 수신한 프레임 내에서 조명 식별자 정보를 추출하고, 추출된 조명 식별자 정보를 포함하는 응답 신호를 출력한다. 유저 디바이스의 응답 신호를 수신한 위치 추적 장치는 응답 신호에 포함된 조명 식별자를 이용하여 해당 유저 디바이스의 위치 정보를 획득할 수 있다.
The user device receiving the transmitted frame extracts the illumination identifier information in the received frame and outputs a response signal including the extracted illumination identifier information. The location tracking device receiving the response signal of the user device can acquire the location information of the user device using the illumination identifier included in the response signal.

도 4는 본 발명의 위치 추적 장치가 복수의 영역에 가시광 신호를 교번하여 전송하는 실시예를 나타내고 있다. 도 4(a)는 위치 추적 장치가 광 방사 범위를 2개의 영역으로 분할하여 가시광 신호를 출력하는 실시예를, 도 4(b)는 위치 추적 장치가 광 방사 범위를 3개의 영역으로 분할하여 가시광 신호를 출력하는 실시예를 나타내고 있다.FIG. 4 shows an embodiment in which the position tracking apparatus of the present invention alternately transmits visible light signals to a plurality of regions. 4 (a) shows an embodiment in which the position tracking apparatus divides the light emission range into two regions to output visible light signals. Fig. 4 (b) shows an example in which the position tracking apparatus divides the light emission range into three regions, And outputs a signal.

도 4를 참조하면, 본 발명의 위치 추적 장치는 복수의 영역에 대응하는 각각의 가시광 신호를 기 설정된 주기(Tp)로 교번하여 출력할 수 있다. 도 4(a)를 참조하면, 위치 추적 장치는 제1 영역(Area 1) 및 제2 영역(Area 2)에 대하여 가시광 신호를 교번하여 출력하되, 제1 영역에 대한 현재 가시광 출력과 다음 가시광 출력 간의 시간 간격을 기 설정된 주기(Tp)로 유지할 수 있다. 마찬가지로, 도 4(b)를 참조하면, 위치 추적 장치는 제1 영역(Area 1), 제2 영역(Area 2) 및 제3 영역(Area 3)에 대하여 가시광 신호를 교번하여 출력하되, 제1 영역에 대한 현재 가시광 출력과 다음 가시광 출력 간의 시간 간격을 기 설정된 주기(Tp)로 유지할 수 있다. 이는 제2 영역 및 제3 영역에 대한 가시광 출력에도 동일하게 적용된다.Referring to FIG. 4, the position tracking apparatus of the present invention can alternately output each visible light signal corresponding to a plurality of regions in a predetermined period Tp. Referring to FIG. 4A, the position tracking apparatus alternately outputs visible light signals to the first area (Area 1) and the second area (Area 2), and outputs the current visible light output to the first area and the next visible light output Can be maintained at a predetermined period Tp. Similarly, referring to FIG. 4B, the position tracking apparatus alternately outputs visible light signals to the first area (Area 1), the second area (Area 2), and the third area (Area 3) The time interval between the current visible light output and the next visible light output for the region can be maintained at a predetermined period Tp. This applies equally to visible light output for the second region and the third region.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 위치 추적 장치는 상기 주기(Tp)를 5ms 이하로 설정할 수 있다. 5ms 이하의 교번 주기를 갖게 되면, 사람의 눈이 빛의 깜박거림을 감지할 수 없어 항상 모든 영역에 빛이 방사되는 것처럼 보일 수 있으며, 플리커 현상을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the position tracking device can set the period Tp to 5 ms or less. Having an alternating period of less than 5 ms, the human eye can not sense the flickering of light, so it can always appear to emit light in all areas and prevent flickering.

이와 같이 위치 추적 장치가 각 영역에 대하여 가시광 신호를 교번하여 출력하던 중 특정 영역(도 4의 경우, 제1 영역)에 대한 응답 신호를 수신하면, 해당 영역(제1 영역)에 가시광 신호를 빔포밍하여 전송할 수 있다.
When the position tracking apparatus receives the response signal to the specific region (the first region in the case of FIG. 4) while alternately outputting the visible light signal for each region, the visible light signal is irradiated to the region (first region) And can be transmitted.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 복수의 영역이 섹터 단위로 분할된 실시예를 나타내고 있다.FIG. 5 shows an embodiment in which a plurality of areas are divided into sector units according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 위치 추적 장치(1200)는 광 송신부(1220)의 광 방사 범위를 다양한 형태의 영역으로 분할하여 가시광 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면 위치 추적 장치(1200)는 광 송신부(1220)의 광 방사 범위를 복수의 섹터(Sector 1, Sector 2, Sector 3, Sector 4)로 분할하여, 각 섹터에 대하여 서로 다른 조명 식별자 정보가 포함된 가시광 신호를 출력할 수 있다. 이와 같이 광 방사 범위를 복수의 섹터로 분할하기 위하여, 광 송신부(1220)는 복수의 조명 모듈을 구비할 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, the position tracking device 1200 can divide the optical radiation range of the optical transmitter 1220 into various types of regions and output a visible light signal. For example, referring to FIG. 5, the position tracking apparatus 1200 divides the optical radiation range of the optical transmitter 1220 into a plurality of sectors (Sector 1, Sector 2, Sector 3, and Sector 4) It is possible to output a visible light signal including different illumination identifier information. In order to divide the light emission range into a plurality of sectors in this manner, the optical transmitter 1220 may include a plurality of illumination modules.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유저 디바이스의 위치 추적 방법을 나타낸 순서도이다. 도 6의 각 단계는 위치 추적 장치의 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다.6 is a flowchart illustrating a method of tracking a position of a user device according to an embodiment of the present invention. Each step of Fig. 6 can be controlled by the controller of the position tracking device.

먼저, 위치 추적 장치는 복수의 영역에 대하여 서로 다른 조명 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력한다(S110). 위치 추적 장치는 광 송신부의 광 방사 범위를 다양한 형태의 복수의 영역으로 분할할 수 있으며, 분할된 각각의 영역에 대하여는 서로 다른 조명 식별자 정보가 할당된다. 조명 식별자 정보는 분할된 각 영역에 대한 위치 정보, 또는 물리적인 위치 정보를 나타낼 수 있다. 본 발명의 실시예에서 조명 식별자 정보는 물리적인 위치를 나타내는 영역 정보, 섹터 정보 등으로 대체될 수 있다.First, the position tracking apparatus outputs an optical signal including different illumination identifier information for a plurality of regions (S110). The location tracking device can divide the optical radiation area of the optical transmitter into a plurality of areas of various types, and different illumination identifier information is allocated to each divided area. The illumination identifier information may indicate location information for each divided area, or physical location information. In the embodiment of the present invention, the illumination identifier information may be replaced with area information indicating a physical location, sector information, and the like.

다음으로, 위치 추적 장치는 광 수신부를 통해 유저 디바이스의 응답 신호를 수신한다(S120). 전술한 바와 같이, 유저 디바이스가 S110 단계의 광 신호를 수신하면, 해당 광 신호로부터 조명 식별자 정보를 획득하고, 획득된 조명 식별자 정보를 포함하는 응답 신호를 출력한다. 위치 추적 장치는 포토 다이오드 등의 수광 소자를 이용하여 상기 유저 디바이스가 출력한 응답 신호를 수신할 수 있다.Next, the position tracking apparatus receives the response signal of the user device through the light receiving unit (S120). As described above, when the user device receives the optical signal in step S110, it acquires the light identifier information from the optical signal, and outputs a response signal including the acquired light identifier information. The position tracking device can receive a response signal output from the user device using a light receiving element such as a photodiode.

다음으로, 위치 추적 장치는 응답 신호로부터 조명 식별자 정보를 추출한다(S130). 위치 추적 장치의 광 수신부는 수신된 광 신호를 복조하여 해당 신호에 포함된 정보를 추출할 수 있다. 이를 위한 복조 회로는 위치 추적 장치의 광 수신부 또는 컨트롤러에 포함될 수 있다. 위치 추적 장치는 복조 회로에 의해 복조된 전기 신호로부터 응답 신호의 프레임 정보를 획득하고, 해당 프레임에서 조명 식별자 정보를 추출할 수 있다.Next, the location tracking device extracts the illumination identifier information from the response signal (S130). The optical receiver of the location tracking device can demodulate the received optical signal and extract information contained in the signal. A demodulation circuit for this purpose may be included in the light receiving unit or the controller of the position tracking apparatus. The position tracking apparatus can acquire frame information of a response signal from the electric signal demodulated by the demodulation circuit and extract the illumination identifier information in the frame.

다음으로, 위치 추적 장치는 추출된 조명 식별자 정보에 기초하여 해당 유저 디바이스의 위치 정보를 획득한다(S140). 위치 추적 시스템 내에서 모든 조명 식별자가 각각 하나의 위치 정보와 일대일 매핑될 경우, 위치 추적 장치는 획득된 조명 식별자 정보만을 이용하여 유저 디바이스의 위치 정보를 획득할 수 있다. 그러나 위치 추적 시스템 내에서 복수의 위치 추적 장치에서 각각 출력하는 광 신호 간에 조명 식별자의 중복이 허용될 경우, 위치 추적 장치는 응답 신호에 포함된 조명 식별자 정보와 해당 위치 추적 장치의 설치 위치 정보 등의 조합을 이용하여 해당 유저 디바이스의 위치 정보를 획득할 수 있다. 위치 추적 시스템의 데이터 베이스는 설정 상황에 따라, 조명 식별자 정보 및 기타 정보 들을 이용하여 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하기 위한 데이터를 저장하고 있다.Next, the location tracking device obtains the location information of the user device based on the extracted illumination identifier information (S140). When all the illumination identifiers are mapped one-to-one with each one of the location information in the location tracking system, the location tracking device can obtain location information of the user device using only the acquired illumination identifier information. However, when the overlapping of the light identifiers is allowed between the optical signals output from the plurality of position tracking devices in the position tracking system, the position tracking device detects the position of the light spot by using the light identifier information included in the response signal, The location information of the corresponding user device can be obtained by using the combination. The database of the location tracking system stores data for acquiring location information of the user device using the illumination identifier information and other information according to the setting status.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유저 디바이스의 위치 정보를 획득한 위치 추적 장치는 해당 유저 디바이스에 가시광 신호를 빔포밍 하여 전송할 수 있다. 위치 추적 장치는 획득된 유저 디바이스의 위치 정보가 해당 위치 추적 장치가 출력하는 광 신호의 조명 식별자가 나타내는 위치 정보와 일치하는지 여부를 판단한다. 만약 위치 정보가 일치할 경우, 위치 추적 장치는 해당 조명 식별자에 대응하는 영역으로 가시광 신호를 빔포밍하여 전송함으로, 유저 디바이스로 데이터를 효율적으로 전송할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, a location tracking device that obtains location information of a user device can beam-form a visible light signal to the user device and transmit the beam. The location tracking device determines whether the acquired location information of the user device coincides with the location information indicated by the illumination identifier of the optical signal output by the location tracking device. If the location information matches, the location tracking device transmits the visible light signal to the area corresponding to the corresponding illumination identifier, and transmits the visible light signal efficiently to the user device.

한편, 본 명세서에서는 위치 추적 시스템에서 위치 추적 장치와 유저 디바이스가 가시광 통신을 이용하는 실시예에 대해서 서술하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않으며 가시광 영역을 벗어나는 다양한 주파수 대역의 광 통신, 이를테면 적외선 통신 등도 동일한 방법으로 이용될 수 있다.However, the present invention is not limited to this, and optical communication in various frequency bands, such as infrared communication, which are out of the visible light region, may be performed in the same manner Method can be used.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.While the present invention has been described with reference to the particular embodiments, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, it is to be understood that those skilled in the art can easily deduce from the detailed description and the embodiments of the present invention that they fall within the scope of the present invention.

1000: 위치 추적 시스템
1200: 위치 추적 장치
1210: 컨트롤러
1220: 광 송신부
1230: 광 수신부
1240: 메모리
1250: 통신부
1400: 유저 디바이스
1600: 데이터 베이스
1000: Location tracking system
1200: location tracking device
1210: Controller
1220:
1230:
1240: Memory
1250:
1400: User device
1600: Database

Claims (9)

광 신호를 송수신하는 유저 디바이스;
상기 유저 디바이스로 광 신호를 전송하고, 상기 유저 디바이스로부터 전송된 광 신호에 기초하여 상기 유저 디바이스의 위치를 판별하는 위치 추적 장치; 및
상기 광 신호에 대응하는 위치 정보를 저장하는 데이터베이스; 를 포함하고,
상기 위치 추적 장치의 광 신호 방사 범위는 복수의 영역으로 분할되며,
상기 위치 추적 장치는,
상기 분할된 영역을 개별적으로 식별하는 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력하되, 서로 다른 상기 영역은 서로 다른 상기 식별자 정보에 대응되고, 상기 서로 다른 식별자 정보는 상기 광 신호 방사 범위 내에서 서로 다른 위치 정보를 나타내고,
상기 광 신호에 대한 상기 유저 디바이스의 응답 신호를 수신하고, 상기 응답 신호로부터 상기 식별자 정보를 추출하고,
상기 데이터베이스를 참조하여 상기 추출된 식별자 정보에 대응되는 상기 광 신호 방사 범위 내 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하고,
상기 획득한 유저 디바이스의 위치 정보에 대응하는 영역으로 광 신호를 빔포밍하는 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 시스템.
A user device for transmitting and receiving an optical signal;
A position tracking device for transmitting an optical signal to the user device and determining a position of the user device based on the optical signal transmitted from the user device; And
A database for storing position information corresponding to the optical signal; Lt; / RTI >
Wherein the optical signal emission range of the position tracking device is divided into a plurality of regions,
The position tracking device includes:
And outputting an optical signal including identifier information for individually identifying the divided regions, wherein the different regions correspond to the different identifier information, and the different identifier information is different from a position Information,
Receiving a response signal of the user device with respect to the optical signal, extracting the identifier information from the response signal,
Obtains positional information of the user device in the optical signal emission range corresponding to the extracted identifier information with reference to the database,
And the optical signal is beamformed into an area corresponding to the acquired position information of the user device.
컨트롤러의 제어 명령에 기초하여 광 신호를 출력하는 광 송신부;
외부로부터 광 신호를 수신하여 상기 컨트롤러에 전달하는 광 수신부; 및
상기 광 송신부 및 상기 광 수신부의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 광 송신부의 광 신호 방사 범위는 복수의 영역으로 분할되며,
상기 컨트롤러는,
상기 광 송신부를 통해 상기 분할된 영역을 개별적으로 식별하는 식별자 정보가 포함된 광 신호를 출력하되, 서로 다른 상기 영역은 서로 다른 상기 식별자 정보에 대응되고, 상기 서로 다른 식별자 정보는 상기 광 신호 방사 범위 내에서 서로 다른 위치 정보를 나타내고,
상기 광 신호에 대한 유저 디바이스의 응답 신호를 상기 광 수신부를 통해 수신하고, 상기 응답 신호로부터 상기 식별자 정보를 추출하며,
상기 추출된 식별자 정보에 기초하여 상기 광 신호 방사 범위 내 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하고,
상기 획득한 유저 디바이스의 위치 정보에 대응하는 영역으로 광 신호를 빔포밍하는 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 장치.
An optical transmitter for outputting an optical signal based on a control command of the controller;
A light receiving unit for receiving an optical signal from the outside and transmitting the optical signal to the controller; And
And a controller for controlling operations of the optical transmitter and the light receiver,
Wherein the optical signal emission range of the optical transmitter is divided into a plurality of regions,
The controller comprising:
And outputs the optical signal including the identifier information that individually identifies the divided regions through the optical transmission unit, wherein the different regions correspond to the different identifier information, and the different identifier information includes the optical signal emission range Lt; RTI ID = 0.0 > location information,
Receiving a response signal of the user device with respect to the optical signal through the light receiving unit, extracting the identifier information from the response signal,
Acquiring location information of the user device in the optical signal emission range based on the extracted identifier information,
And performs beamforming of the optical signal to an area corresponding to the acquired position information of the user device.
제2 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 복수의 영역에 대응하는 각각의 광 신호가 기 설정된 주기로 교번하여 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the controller controls each of the optical signals corresponding to the plurality of regions to be alternately output at a predetermined cycle.
제3 항에 있어서,
상기 주기는 5ms 이하인 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 장치.
The method of claim 3,
Wherein the period is 5 ms or less.
제2 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 획득된 유저 디바이스의 위치 정보가 상기 광 송신부가 전송하는 광 신호의 식별자 정보가 나타내는 위치 정보와 일치할 경우, 상기 식별자 정보에 대응하는 영역에 광 신호를 빔 포밍하여 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 장치.
3. The method of claim 2,
The controller controls the optical signal to be beamformed and transmitted to an area corresponding to the identifier information when the acquired position information of the user device coincides with the position information indicated by the identifier information of the optical signal transmitted by the optical transmitter And the position of the user device.
제2 항에 있어서,
상기 광 신호는 가시광 신호이고, 상기 광 송신부는 LED 모듈인 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the optical signal is a visible light signal and the optical transmitter is an LED module.
삭제delete 제2 항에 있어서,
상기 위치 추적 장치는 상기 유저 디바이스의 무선 통신을 위한 액세스 포인트인 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the location tracking device is an access point for wireless communication of the user device.
식별자 정보가 포함된 광 신호를 발신하는 단계, 상기 식별자 정보는 복수 개로 분할된 광 신호 방사 범위의 각 영역을 개별적으로 식별하기 위한 정보이며, 서로 다른 상기 영역은 서로 다른 상기 식별자 정보에 대응되고, 상기 서로 다른 식별자 정보는 상기 광 신호 방사 범위 내에서 서로 다른 위치 정보를 나타냄;
상기 광 신호에 대한 유저 디바이스의 응답 신호를 수신하는 단계;
상기 응답 신호로부터 상기 식별자 정보를 추출하는 단계;
상기 추출된 식별자 정보에 기초하여 상기 광 신호 방사 범위 내 유저 디바이스의 위치 정보를 획득하는 단계; 및
상기 획득한 유저 디바이스의 위치 정보에 대응하는 영역으로 광 신호를 빔포밍하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유저 디바이스의 위치 추적 장치의 제어 방법.
The method comprising the steps of: transmitting an optical signal including identifier information, the identifier information being information for individually identifying each region of the plurality of divided optical signal emission ranges, the different regions corresponding to different identifier information, Wherein the different identifier information indicates different position information within the optical signal emission range;
Receiving a response signal of the user device to the optical signal;
Extracting the identifier information from the response signal;
Obtaining location information of the user device in the optical signal emission range based on the extracted identifier information; And
Beamforming an optical signal into an area corresponding to the acquired position information of the user device; And controlling the position of the user device based on the position information.
KR1020140066432A 2014-05-30 2014-05-30 A position tracking system, a position tracking apparatus and a position tracking method for a user device using visible light communication KR101647948B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140066432A KR101647948B1 (en) 2014-05-30 2014-05-30 A position tracking system, a position tracking apparatus and a position tracking method for a user device using visible light communication

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140066432A KR101647948B1 (en) 2014-05-30 2014-05-30 A position tracking system, a position tracking apparatus and a position tracking method for a user device using visible light communication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150137850A KR20150137850A (en) 2015-12-09
KR101647948B1 true KR101647948B1 (en) 2016-08-12

Family

ID=54873730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140066432A KR101647948B1 (en) 2014-05-30 2014-05-30 A position tracking system, a position tracking apparatus and a position tracking method for a user device using visible light communication

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101647948B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108508407A (en) * 2018-02-07 2018-09-07 杭州电子科技大学 A kind of indoor locating system of visible light communication

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014075714A (en) 2012-10-04 2014-04-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Positioning method, positioning system, and program thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5943511A (en) * 1982-09-03 1984-03-10 Midori Anzen Kk Current transformer
WO2005086375A1 (en) * 2004-03-03 2005-09-15 Nec Corporation Positioning system, positioning method, and program thereof
KR20110083961A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 삼성전자주식회사 System and method for indoor navigation using led lamp

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014075714A (en) 2012-10-04 2014-04-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Positioning method, positioning system, and program thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150137850A (en) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3158664B1 (en) Transmission of identifiers using visible light communication
KR101827685B1 (en) Derivation of an identifier encoded in a visible light communication signal
US8165472B2 (en) Apparatus for transmitting and receiving a signal in a visible light communication system
EP3048747B1 (en) Positioning method based on visible light source, mobile terminal and controller
US20100322635A1 (en) Using ambient led light for broadcasting info and navigation
del Campo-Jimenez et al. A VLC-based beacon location system for mobile applications
KR101558060B1 (en) Indoor positioning system based on visible light communication, method, system, server and electronic device for indoor navigation
KR101536449B1 (en) Indoor and outdoor positioning method using led and gps, method, system, server and electronic device for indoor positioning
US10794578B2 (en) Lighting device or lamp with configurable beam angle and/or profile
KR101466134B1 (en) Commerce data trasceiving system using led digial signage based on visible light communication, method, system, display device and electronic device for visible light communication
CN104582167A (en) Lighting equipment, intelligent terminal, lighting equipment networking system and method
KR20170004976A (en) Determining an orientation of a mobile device
KR20140084842A (en) SYSTEM FOR RECOGNIZING INDOOR POSITION USING Visible Light Communication AND METHOD THEREFOR
KR20120093810A (en) Pushbits for semi-synchronized pointing
KR100790181B1 (en) Illumination light communication system and method thereof
KR101647948B1 (en) A position tracking system, a position tracking apparatus and a position tracking method for a user device using visible light communication
CN113412589B (en) Method and system for communication via optical signals
KR101580407B1 (en) An apparatus and a method for VLC
WO2016068670A3 (en) Wireless communication method for saving power and wireless communication terminal using same
EP2219307A1 (en) Apparatus for transmitting and receiving a signal in a visible light communication system
JP6311527B2 (en) Lighting system
KR101587732B1 (en) A system and a method for VLC
KR101576746B1 (en) An apparatus and a method for VLC
KR101417891B1 (en) Dual Way Positioning System
KR20180026003A (en) Method and Apparatus for Combining Visible Light Signal and Wireless Communication Signal

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190603

Year of fee payment: 4