KR101745288B1 - 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 적용하는 위치 식별 메커니즘은 GPS 신호와 무선 액세스 포인트 신호에 기초하여 위치 이동에 의한 이벤트가 발생하는 경우에 위치 식별 메커니즘을 동원하여 사용자의 위치를 인식할 수 있고, 이러한 이벤트 유도 방식은 연산 부하가 적은 장점을 가질 수 있다. 본 발명은 무선 액세스 포인트 신호의 수신강도를 감지하는 수신강도 감지부와, GPS 신호와 무선 액세스 포인트 신호 및 무선 액세스 포인트 신호의 수신강도에 따라 사용자 위치를 인식하는 위치 식별 알고리즘을 이용하여 층간 이동, 건물 창가의 경계 영역에 해당하는 실내 창가 또는 실외 창가에 위치하는지를 식별하는 위치 식별부와, 무선 액세스 포인트의 맥주소와 건물 각 층의 정보를 맵핑한 데이터베이스를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 장치 및 방법{THREE DIMENSIONAL GEOFENCE SERVICE APPARATUS AND METHOD USING INDOOR/OUTDOOR LOCATION-AWARE MECHANISM BY EVENT-INDUCED BASED ON GPS AND WIRELESS ACCESS POINT}

본 발명은 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지피에스 신호와 무선 액세스 포인트 신호가 동시 감지된 상황에서 발생하는 실내와 실외의 경계 영역에 대한 위치 인식 오류를 줄임으로써 지오펜스 서비스의 범위를 확대하고 위치 인식률을 향상할 수 있는 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 장치 및 방법에 관한 것이다.

널리 보급된 스마트폰으로 인해 위치 정보 서비스(LBS, Location-Based Service) 시장이 빠르게 성장하고 있으며, 근접 서비스(Proximity Service)에 대한 관심이 뜨거워지고 있다. 스마트폰의 높은 보급률은 위치 정보 서비스로서 근접 서비스의 도입을 가속화시키는 기폭제 역할을 하고 있다.

근접 서비스란 사용자가 가까이 있음으로써 가능한 서비스로써 대표적으로 상용화되고 있는 것으로 근접 마케팅이 있다. 예를 들어, 사용자가 카페 앞을 지나갈 때 카페로부터 할인 쿠폰을 수신하거나 공원에서 아이가 부모로부터 멀어지게 되면 경고음이 울리는 서비스이다.

이러한 근접 서비스는 사용자의 현재 위치가 어디인지를 알려주는 것이지만, 이와는 달리 지오펜스 서비스는 가상으로 설정한 영역에 대해 진입과 진출을 감지하는 측위 기반 기술 서비스이다. 예를 들어 임의의 상점이 지오펜스 애플리케이션을 통해 가상의 영역을 설정하면 쿠폰, 할인 행사, 프로모션 등과 같은 마케팅을 자동으로 서비스할 수 있다. 또한 지오펜싱(geofencing)을 활용하면 특정지역의 주변 맛집, 지역 행사 안내, 특정 영역에 대한 방문 자동 체크인 등의 서비스를 제공할 수 있다.

지오펜스 서비스의 구축은 다른 기술들에 비하여 별도의 장비나 설비가 많이 필요하지 않은 장점이 있다. 현재 iOS와 안드로이드(Android) 모두 GPS 기반의 경도와 위도에 의한 2차원 지오펜스 기능을 API 수준에서 제공하고 있으며, 공통적으로 지오펜스 영역 설정과 진입 및 진출 감지, 진입 및 진출 이벤트에 대한 알림(notification)을 전달하는 기능을 제공하고 있다. 하나의 예로서 선행문헌 1(한국등록특허 제10-1504555호)은 컨테이너 위치 정보와 상태 정보를 기반으로 컨테이너 이동 추적 시 제조자에서 최종 유통자까지 전 서플라인 체인(supply chain) 감시, 컨테이너 상태, 이벤트 발생 정보 처리 업무를 수행하는 지오펜스 서비스 기술을 개시한다. 다른 예로서 선행문헌 2(한국공개특허 제10-2015-0111450호)는 배송자가 기 설정된 지오펜싱 영역에 진입한 경우 그 지오펜싱 영역에서 배송해야 할 물품 정보를 이용하여 다음 지오펜싱 영역의 물품 수취인에게 물품 배송 예정 시간을 푸시하는 알림 서비스를 제공하는 기술을 개시한다.

그러나 기존의 지오펜스 서비스 기술은 3차원 영역에 대하여 적용할 수 없는 문제가 있다. 예를 들어 GPS 신호가 수신되지 않는 건물의 실내에서 서비스를 하지 않고, 건물 내부에서 층간 이동하는 사용자 위치를 파악하여 서비스를 하지 않는다. 또한 건물 창가 주변에서와 같이 GPS 신호와 무선 액세스 포인트 신호가 동시에 감지되어 사용자가 실외 또는 실내에 위치하는지가 애매한 상황에서 사용자 위치의 인식 오류가 많이 발생되어 지오펜스 서비스의 신뢰성을 크게 약화시키기 때문에 이러한 위치 인식 오류를 해결하기 위한 새로운 위치 식별 기술이 요구되고 있다.

한국등록특허 제10-1504555호(2015.03.23. 공고) 한국공개특허 제10-2015-0111450호(2015.10.06. 공개)

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 여러 가지 유형의 위치 인식 오류에 대처하기 위한 위치 식별 메커니즘을 개선함으로써 위치 인식의 정확성을 향상할 수 있는 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 장치는, 무선 액세스 포인트 신호의 수신강도를 감지하는 수신강도 감지부; GPS 신호와 무선 액세스 포인트 신호 및 상기 무선 액세스 포인트 신호의 수신강도에 따라 사용자 위치를 인식하는 위치 식별 알고리즘을 이용하여 층간 이동, 건물 창가의 경계 영역에 해당하는 실내 창가 또는 실외 창가에 위치하는지를 식별하는 위치 식별부; 상기 무선 액세스 포인트의 맥주소와 건물 각 층의 정보를 맵핑한 데이터베이스를 저장하는 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 식별부는 GPS 신호와 무선 액세스 포인트 신호 중 어느 하나만이 감지되는 경우 감지된 어느 하나의 신호를 이용하여 위치 인식하는 위치 식별 알고리즘 1과, GPS 신호와 무선 액세스 포인트 신호가 모두 감지되는 경우 무선 액세스 포인트의 수신강도에 따라 무선 액세스 포인트를 그룹화하여 위치 인식하는 위치 식별 알고리즘 2를 동원하여 위치 인식할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 식별 알고리즘 1을 적용하는 경우, GPS 신호만 단독으로 제공되는 경우 사용자가 실외에 위치한 것으로 위치 인식하고, 무선 액세스 포인트 신호만 단독으로 제공되는 경우 사용자가 실내에 위치한 것으로 인식하며, 동일한 층 내부에서의 위치 이동은 수신강도가 가장 큰 영역에 위치하는 액세스 포인트의 맥주소를 데이터베이스에서 매칭하여 층간 이동 여부를 인식할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 식별 알고리즘 2를 적용하는 경우, 수신되는 액세스 포인트 신호의 수신강도가 강하며 사용자 단말에 가까운 액세스 포인트를 우선순위 신호그룹으로 지정하고, 수신되는 액세스 포인트 신호의 수신강도가 약하며 사용자 단말에서 멀리 떨어진 액세스 포인트를 차순위 신호그룹으로 지정하며, 상기 위치 식별부가 우선순위 신호그룹과 차순위 신호그룹이 모두 지정된 제1상황과 우선순위 신호그룹만이 지정되는 제2상황에 따라 실내 창가 또는 실외 창가에 사용자가 위치하는지를 식별하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무선 액세스 포인트는 와이파이 공유기를 적용하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 방법은, 사용자 단말에 탑재된 지오펜스 서비스를 위한 애플리케이션을 실행하는 서비스 준비 단계; 상기 애플리케이션의 실행에 따라 GPS 신호와 무선 액세스 포인트 신호를 각각 탐색하고, 상기 무선 액세스 포인트 신호의 수신강도를 감지하는 신호 탐색 단계; 상기 GPS 신호와 무선 액세스 포인트 신호 중 어느 하나만이 감지되는 경우 위치식별 알고리즘 1에 따라 사용자 위치를 식별하는 1차 위치 식별 단계; 상기 1차 위치 식별 단계에서 상기 GPS 신호와 상기 무선 액세스 포인트 신호가 모두 감지되는 경우 위치식별 알고리즘 2에 따라 사용자 위치를 식별하는 2차 위치 식별 단계를 포함하되, 상기 2차 위치 식별 단계는 액세스 포인트 신호의 수신강도에 따라 사용자 단말의 주변에 있는 모든 액세스 포인트를 그룹화하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 위치 식별 단계는 동일한 층 내부에서의 위치 이동은 수신강도가 가장 큰 액세스 포인트의 맥주소를 데이터베이스에서 매칭하여 층간 이동이 없음을 인식하고, 층간 이동이 발생시 음영지역에 대한 콘택트 스위치가 동작하기 때문에 층간 이동이 이루어진 후 탐색되는 차후 수신강도가 가장 큰 액세스 포인트의 맥주소를 데이터베이스에서 매칭하여 해당 층의 위치를 인식하며, 상기 데이터베이스는 건물 각 층에 설치한 복수의 무선 액세스 포인트의 맥주소와 건물의 각 층의 정보가 맵핑하여 저장하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 위치 식별 단계는 사용자 단말을 기준으로 가까우면 수신강도가 강한 액세스 포인트를 지정하는 우선순위 신호그룹과, 사용자 단말에서 멀고 수신강도가 약한 액세스 포인트를 지정하는 차순위 신호그룹으로 구분하며, 상기 우선순위 신호그룹과 상기 차순위 신호그룹이 모두 지정된 제1상황과 상기 우선순위 신호그룹만이 지정되는 제2상황에 따라 실내 창가 또는 실외 창가에 사용자가 위치하는지를 식별하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 건물 창가 주변의 실내와 실외의 경계 영역에 대한 위치 인식 오류를 줄일 수 있어 지오펜스 서비스의 범위를 확대하고 지오펜스 서비스에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명은 사용자 단말의 애플리케이션을 구동하여 건물 내부에서 층간 이동하는 사용자 위치를 인식하는 서비스를 제공할 수 있어 사용 편의성이 뛰어나고, 널리 보급된 와이파이 공유기를 이용하므로 서비스 구축을 위한 설비 추가를 억제함으로써 적은 비용이 소요되는 장점이 있다.

본 발명은 이벤트 유도 방식의 지오펜스 서비스를 적용하므로 연산 부하가 적은 장점을 가질 수 있다. 이 점에서 기존의 지오펜스 서비스가 위치 추적을 위하여 매우 짧은 시간 주기로 위치를 탐색할 때 초래되는 과도한 연산 부하가 발생되는 문제를 회피할 수 있는 하나의 방안으로 본 발명이 적절하게 채택될 수 있다.

본 발명에 따르면 GPS 신호, 무선 액세스 포인트 신호 그리고 무선 액세스 포인트 신호의 수신강도를 이용하여 위치 식별하기 때문에 와이파이 공유기가 사용 인증이 되지 않아도 스캔 범위에서 파악되는 무선 액세스 포인트 신호의 수신강도를 이용하여 위치 식별하는 무인증 위치 인식 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 가상의 지오펜스 영역에 예시적으로 표시한 건물의 실외와 실내의 경계 영역으로 이동하는 사용자 위치를 잘못 인식하는 인식 오류의 유형을 설명하기 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치식별 알고리즘 2를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 애플리케이션을 구동한 경우 여러 상황에 해당하는 각각의 예시 화면을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 본 발명에서 언급하는 지오펜스 서비스는 사용자가 행동에 기반한 상황을 주도적으로 야기할 수 있도록 관심 지점(POI, Point of Interest)의 지리학적인 측면을 묘사하기 위한 LBS(Location Based Service)의 축소 모델(subset)를 의미하는 것으로 이해할 필요가 있다.

본 발명에 적용하는 지오펜스 서비스는 지도 위의 가상의 지오펜스 영역에 관리 대상이 들어오거나 나가는 기본적인 상황 인식 서비스를 제공한다. 관리 대상은 사람과 사물 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면 지오펜스 서비스를 구현하기 위한 사용자 단말로서 스마트폰을 적용할 수 있고, 스마트폰에 탑재된 애플리케이션을 이용하여 위치 인식된 사용자의 상황에 대한 알람 메시지를 제공할 수 있다.

본 발명은 사용자의 위치를 추적하는 기존의 지오펜스 서비스를 제공하는 것이 아니라, 사용자가 실제 위치하고 있는 장소를 정확하게 구별하는 위치 인식(location awareness)에 주안점을 두는 지오펜스 서비스를 제공한다. 여기서 위치 인식이라 함은 임의 건물 내부에서 동일한 층에서 미세 이동하는 상황은 간과하고 층간 이동 발생시 의미 있는 위치 변동이라고 인식하는 위치 식별 메커니즘을 의미한다.

본 발명에 적용하는 위치 식별 메커니즘은 GPS 신호와 무선 액세스 포인트(AP) 신호에 기초하여 위치 이동에 의한 이벤트가 발생하는 경우에 위치 식별 메커니즘을 동원하여 사용자의 위치를 인식할 수 있고, 이러한 이벤트 유도 방식은 연산 부하가 적은 장점을 가질 수 있다. 이 점에서 기존의 위치 추적을 위하여 매우 짧은 시간 주기로 위치를 탐색할 때 초래되는 과도한 연산 부하가 발생되는 문제를 회피할 수 있는 하나의 방안으로 본 발명이 적절하게 채택될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 장치의 블록 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 지오펜스 서비스 장치는 GPS 모듈(10)과 와이파이 모듈(20)을 구비한 사용자 단말(1)을 포함한다.

사용자 단말(1)은 지오펜스 서비스를 수행하기 위한 각종 정보를 저장하는 저장부(50), 위치 식별부(40)에 의해 인식된 정보에 따라 지오펜스 서비스를 제공하는 지오펜스 매니저(60), 애플리케이션 제어부(70), 터치패널(80)을 포함한다. 여기서 터치패널(80)은 사용자 인터페이스(81)와 표시부(82)를 구비한다.

본 발명은 건물의 각 층에 복수의 무선 액세스 포인트를 설치하고, 해당 무선 액세스 포인트의 맥주소(MaC Address)와 건물의 각 층의 정보가 맵핑된 데이터베이스를 저장부(50)에 저장하고 이러한 관련 정보를 위치 식별부(40)가 조회할 수 있는 동작 조건이 구비된 것으로 사전에 전제되어 있음에 유의할 필요가 있다. 실시예에서는 무선 액세스 포인트로서 와이파이 공유기를 적용하였으나, 이에 제한될 필요는 없다.

GPS 모듈(10)은 실외에서 수신한 GPS 위성 신호로부터 획득한 GPS 신호를 위치 식별부(40)에 제공한다.

와이파이 모듈(20)은 건물 안의 무선 액세스 포인트로서 와이파이 공유기로부터 수신한 액세스 포인트(AP) 신호를 위치 식별부(40)에 제공한다. 이때 수신강도 감지부(30)는 액세스 포인트(AP) 신호에 대한 수신강도(RSSI : Received Signal Strength Indication)를 감지하고 감지 결과를 위치 식별부(40)에 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 위치 식별부(40)는 GPS 신호, 액세스 포인트(AP) 신호 그리고 액세스 포인트(AP) 신호의 수신강도를 이용하여 위치 식별하기 때문에, 사용자 단말(1)에 대해 와이파이 공유기가 사용 인증이 되지 않아도 스캔(scan) 범위에서 파악되는 액세스 포인트(AP) 신호의 수신강도를 이용하여 위치 식별하는 무인증 위치 인식 서비스를 제공할 수 있다.

위치 식별부(40)는 제공받은 GPS 신호와 액세스 포인트(AP) 신호를 이용하여 관리 대상인 사람 또는 사물의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들어 사용자 단말(1)이 GPS 모듈(10)과 와이파이 모듈(20)을 동시 구동한 결과 와이파이 공유기에 연결되면 저장부(50)의 데이터베이스에 저장된 해당 액세스 포인트(AP)의 맥주소에 일치하면 실내로 인식하고, 와이파이 공유기에 연결되지 않으면 실외로 인식한다. 즉 위치 식별부(40)는 GPS 신호만 단독으로 제공되는 경우에는 사용자가 실외에 위치하고 있음을 인식하고 이와 달리 액세스 포인트(AP) 신호만 단독으로 제공되는 경우에는 사용자가 실내에 위치하고 있음을 인식하게 된다.

이와 관련된 위치 식별부(40)의 위치 식별 알고리즘은 다음의 [위치 식별 알고리즘 1]과 같다.

[위치 식별 알고리즘 1 : Indoor/outdoor_location_awareness]

BEGIN

receive the signals of GPS and WiFi simultaneously;

set the default coordinate of the building from GPS;

IF (GPS is available AND any WiFi AP are not connected)

THEN notify “Outdoor”;

ELSE IF (GPS is not available AND any WiFi AP are connected)

THEN ｛ set the default coordinate of the building on the Google

map;

notify “Indoor”;

shows the floor number which a WiFi AP of the strongest RSSI

matches the MaC address from the DB;

set the context_switch;

｝

ELSE IF (GPS is available AND any WiFi AP are connected)

THEN ｛ set the context_switch;

call the Algotithm_2;

｝

ELSE unavailable;

IF (context switch)

THEN ｛ re-process a WiFi AP of the strongest RSSI;

shows the new floor number;

｝

END

상기 [위치 식별 알고리즘 1]에 따르면 동일한 층 내부에서의 위치 이동은 액세스 포인트(AP)를 기준으로 파악할 수 있으며, 즉 수신강도(RSSI)의 수치가 가장 큰 영역에 위치하고 있는 해당 액세스 포인트(AP)의 맥주소를 데이터베이스에서 매칭하여 층간 이동이 없음을 인식하게 된다,

[위치 식별 알고리즘 1]에 따르면 다른 층으로 위치 이동하는 층간 이동이 발생한 경우 액세스 포인트(AP) 신호가 미치지 않는 음영지역이 대부분 존재하게 되므로, 이에 착안하여 음영지역에 대한 콘택트 스위치(context switch)가 동작하기 때문에, 층간 이동이 이루어진 후 탐색되는 차후 수신강도(RSSI)의 수치가 가장 큰 영역에 위치하고 있는 해당 액세스 포인트(AP)의 맥주소를 데이터베이스에서 매칭하여 해당 층의 위치를 인식할 수 있다.

이와 같이 [위치 식별 알고리즘 1]에 따르면 실내와 실외를 확실히 구분할 수 있지만, 실내와 실외의 모호한 지역 예를 들면 와이파이 공유기의 액세스 포인트(AP)에 연결할 수 있고 동시에 GPS 수신할 수 있는 건물 1층의 실내 창가와 건물 외벽의 1층의 실외 창가에 있을 때에는 실외와 실내를 구분하기가 어렵다. 즉 지오펜스 서비스가 실행되는 가상의 지오펜스 영역에 존재하는 건물의 경계 영역에서 위치 인식 오류가 발생할 수 있으며, 이러한 위치 인식 오류의 여러 가지 유형을 도 2에 따라 설명한다.

(위치인식 오류 상황 #1)

액세스 포인트(AP) 신호가 수신되지 않는 실외에서 사용자(U1)가 소지한 사용자 단말(1)에 탑재된 지오펜스 서비스용 애플리케이션을 구동한 후 건물(Bd) 내부의 실내 창가로 이동하는 경우(파선으로 나타낸 P1), 실제로 사용자가 실내에 위치하고 있지만 GPS 신호 수신에 의존하여 실외에 위치하는 것으로 잘못 인식할 수 있다.

(위치인식 오류 상황 #2)

액세스 포인트(AP) 신호가 수신되지 않는 실외에서 사용자(U1)가 소지한 사용자 단말(1)에 탑재된 지오펜스 서비스용 애플리케이션을 구동한 후 건물(Bd) 외부의 실외 창가로 이동하는 경우(파선으로 나타낸 P2), 실제로 사용자가 실외에 위치하고 있지만 실내에 설비된 와이파이 공유기로부터 수신한 액세스 포인트(AP) 신호에 의존하여 실내에 위치하는 것으로 잘못 인식할 수 있다.

(위치인식 오류 상황 #3)

GPS 신호가 수신되지 않는 실내에서 사용자(U2)가 소지한 사용자 단말(1)에 탑재된 지오펜스 서비스용 애플리케이션을 구동한 후 건물(Bd) 내부의 실내 창가로 이동하는 경우(일점쇄선으로 나타낸 P3), 실제로 사용자가 실내에 위치하고 있지만 GPS 신호 수신에 의존하여 실외에 위치하는 것으로 잘못 인식할 수 있다.

(위치인식 오류 상황 #4)

GPS 신호가 수신되지 않는 실내에서 사용자(U2)가 소지한 사용자 단말(1)에 탑재된 지오펜스 서비스용 애플리케이션을 구동한 후 건물(Bd) 외부의 실외 창가로 이동하는 경우(일점쇄선으로 나타낸 P4), 실제로 사용자가 실외에 위치하고 있지만 실내에 설비된 와이파이 공유기로부터 수신한 액세스 포인트(AP) 신호에 의존하여 실내에 위치하는 것으로 잘못 인식할 수 있다.

도 2를 참고하여 설명한 바와 같이 여러 가지의 인식 오류 상황에 대처하기 위하여, 위치 식별부(40)는 와이파이 모듈(20)을 통해 제공된 액세스 포인트(AP) 신호의 수신강도에 따라 액세스 포인트(AP)를 그룹화하고, 이를 이용하여 실외 또는 실내를 식별할 수 있다. 즉, 위치 식별부(40)는 다음의 [위치 식별 알고리즘 2]를 이용하여 위치 식별한다.

[위치 식별 알고리즘 2 : Access Point Grouping Context]

BEGIN

search the database to match for all the scanned APs;

set the Context;

IF (RSSI >= -75db)

THEN the AP includes the priority group;

ELSE IF (RSSI < -75db AND RSSI >= -90db)

THEN the AP includes the next ranking group;

ELSE call the Algorithm_1;

/* In/outdoor location analysis */

IF (the priority group has one more APs AND the next group has one

more APs)

THEN notify “Indoor”;

ELSE IF (the priority group has one more APs AND the next group has

no one AP)

THEN notify “Outdoor”;

ELSE set the default coordinate of the building on the Google

map;

END

도 3을 참고하여, 건물 내부에 복수의 액세스 포인트(ap1, ap2, ap3, ap4)가 설치된 경우를 가정한다. 사용자(Us)가 건물 내부에서 모든 액세스 포인트에 대해 사용자 단말(1)을 이용하여 탐색한 수신강도에 따라 그룹화할 수 있다. 예를 들어 우선순위 신호그룹(GP)은 사용자 단말(1)에 가까이 위치한 2개의 액세스 포인트(ap1, ap2)를 포함하며, 차순위 신호그룹(Gn)은 사용자 단말(1)에서 멀리 위치한 2개의 액세스 포인트(ap3, ap4)를 포함한다. 우선순위 신호그룹(GP)의 액세스 포인트(ap1, ap2)로부터 수신된 액세스 포인트 신호(SS)는 수신강도가 크고 강하고, 차순위 신호그룹(Gn)의 액세스 포인트(ap3, ap4)로부터 수신된 액세스 포인트 신호(WS)는 수신강도가 작고 약하다.

본 발명자에 의한 모의 실험에 의하면 액세스 포인트(AP)의 수신강도(RSSI)는 5m 이내에 있는 액세스 포인트는 -75db 이상이었으며, 수신강도(RSSI)가 -76db 부터 -90db 까지는 신호 측정은 가능하나 연결을 시도하지 않았다. 이러한 수신강도(RSSI)의 설정 범위는 시험 대상과 사용 환경에 따라 변경할 수 있음에 유의할 필요가 있다.

상기 [위치식별 알고리즘 2]에 따르면 수신강도(RSSI)의 범위가 설정되면 신호의 수신강도가 강한 1개 이상의 액세스 포인트(AP)가 우선순위 신호그룹(GP)으로 결정되고, 그 외의 약한 수신강도의 액세스 포인트(AP)가 차순위 신호그룹(Gn)으로 결정된다. 건물 실내 창가에서는 모든 액세스 포인트에 대해 우선순위 신호그룹(GP)과 차순위 신호그룹(Gn)이 생성되기 때문에 이를 고려하여 실내 여부를 판단할 수 있다. 또한, 건물 실외 창가에서는 우선순위 신호그룹(GP)이 생성되지만 차순위 신호그룹(Gn)은 생성되지 않기 때문에, 이러한 액세스 포인트의 그룹화 상태에 따라 실외 여부를 판단할 수 있다.

상기 [위치식별 알고리즘 2]를 적용하면 도 2의 (위치인식 오류상황 #1)에 대처할 수 있다. 실내 창가로 이동하는 경우(파선으로 나타낸 P1)에 우선순위 신호그룹(GP)과 차순위 신호그룹(Gn)이 모두 생성되므로 실내에 위치하는 것으로 올바르게 인식할 수 있다.

다른 예로서 도 2의 (위치인식 오류상황 #2)에 대처할 수 있다. 실외 창가로 이동하는 경우(파선으로 나타낸 P2) 우선순위 신호그룹(GP)에 해당하는 액세스 포인트의 개수가 달라질 수 있지만 차순위 신호그룹(Gn)이 생성되지 않는다. 즉, 우선순위 신호그룹(GP)만이 생성되므로 실외에 위치하는 것으로 올바르게 인식할 수 있다.

또 다른 예로서 도 2의 (위치인식 오류상황 #3)에 대처할 수 있다. GPS 신호가 수신되지 않은 실내에서 건물 실내 창가로 이동하는 경우(일점쇄선으로 나타낸 P3) GPS 신호가 감지되지만 우선순위 신호그룹(GP)과 차순위 신호그룹(Gn)이 모두 생성되므로 실내에 위치하는 것으로 올바르게 인식할 수 있다.

또 다른 예로서 도 2의 (위치인식 오류상황 #4)에 대처할 수 있다. GPS 신호가 수신되지 않은 실내에서 건물 실외 창가로 이동하는 경우(일점쇄선으로 나타낸 P4) GPS 신호가 감지되고 동시에 우선순위 신호그룹(GP)이 생성되고 차순위 신호그룹(Gn)이 생성되지 않으므로 실외에 위치하는 것으로 올바르게 인식할 수 있다.

도 4 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 애플리케이션을 구동한 경우 여러 상황에 해당하는 각각의 예시 화면을 나타낸 것이다.

도 4를 참고하여 지오펜스 서비스의 애플리케이션을 초기 구동한 경우의 예시화면으로, 실외에 위치하고 있음을 나타낸다. 이때 대화상자의 설정버튼(B1)을 클릭하면 현재 위치를 지도 상에 맵핑하여 도 5의 예시 화면과 같이 나타낸다. 도 5의 예시 화면에 맵핑된 위치(B2)는 GPS 신호의 음영지역에 해당하는 경우 2~5m 오차가 있을 수 있다.

사용자가 실외에서 건물 근처로 이동하는 경우, 도 6의 예시 화면과 같이, 화면 상단 영역(B3)의 상태 표시줄에 와이파이 공유기로부터 액세스 포인트 신호가 감지되고 있음을 알 수 있다. [위치 식별 알고리즘 2]을 적용한 결과 액세스 포인트 신호가 감지되고 GPS 신호가 동시에 감지되는 상황에서 사용자(Us1)가 실외에 위치하는 것으로 정확하게 인식하고 있다(B4).

다른 예로서, 도 7의 예시 화면에 따르면 건물 1층의 실내 입구에서 실행한 경우로서, 와이파이 공유기에 연결되어 액세스 포인트 신호를 수신하고 동시에 GPS 신호도 수신할 수 있다. [위치 식별 알고리즘 2]을 적용한 결과 사용자(Us1)가 실내에 위치하는 것으로 정확하게 인식하고 있다(B5).

다른 예로서, 도 8의 예시 화면에 따르면 건물 5층 실내에서 GPS 신호가 수신되지 않는 장소에서 실행한 경우로서, [위치 식별 알고리즘 1]을 적용한 결과 사용자(Us1)가 실내에 위치하는 것으로 정확하게 인식하고 있다(B6). 이때 GPS 신호가 측정되지 않기 때문에 지도 상에 사용자의 좌표를 표시하기 어렵지만, 건물 중앙에 기본 좌표값을 맵핑하여 지도 상에 핀(B7)을 표시하여 나타낼 수 있다. 또한 실내 5층을 나타내는 정보를 표시하고(B6), GPS 신호 측정이 되지 않는 정보를 토스트 메시지로 표시한다(B8).

다른 예로서, 도 9의 예시 화면에 따르면, 건물 5층 실내 창가에서 GPS 신호가 수신되는 장소에서 실행한 경우로서, 각 층별 액세스 포인트의 맥주소를 데이터베이스에 매칭시켜 층에 대한 정보를 알수 있으므로 사용자(Us1)가 5층에 위치하는 것을 표시할 수 있다(B9). 또한 사용자(Us1)가 실내에 위치하는 것으로 인식할 수 있고, GPS 신호 측정이 되는 정보를 토스트 메시지로 표시한다(B10).

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

사용자가 터치패널(80)의 사용자 인터페이스(81)를 통하여 실행 명령을 입력하면, 애플리케이션 제어부(70)의 제어에 따라 지오펜스 서비스용 애플리케이션을 실행시킨다(100). 이에 따라 GPS 모듈(10)과 와이파이 모듈(20)은 GPS 신호와 액세스 포인트(AP) 신호를 각각 탐색한다(111, 113).

위치 식별부(40)는 GPS 신호, 액세스 포인트(AP) 신호, 및 액세스 포인트(AP) 신호의 수신강도에 기초하여 사용자 위치를 식별하는데, GPS 신호와 액세스 포인트(AP) 신호 중 어느 하나만이 감지되는 경우 [위치식별 알고리즘 1]에 따라 위치 식별하고(112), GPS 신호와 액세스 포인트(AP) 신호가 모두 감지되는 경우 [위치식별 알고리즘 2]에 따라 위치 식별한다(114).

10 : GPS 모듈 20 : 와이파이 모듈
30 : 수신강도 감지부 40 : 위치 식별부
50 : 저장부 60 : 지오펜스 매니저
70 : 애플리케이션 제어부 80 : 터치패널

Claims (8)

1. 실내에 설치된 복수의 무선 액세스 포인트 신호의 수신강도를 감지하는 수신강도 감지부;
   상기 무선 액세스 포인트의 맥주소와 건물 각 층의 정보를 맵핑한 데이터베이스를 저장하는 저장부;
   GPS 신호와 상기 무선 액세스 포인트 신호 중 어느 하나를 단독으로 제공받아 위치 인식하는 위치식별 알고리즘 1과, 상기 복수의 무선 액세스 포인트에 대해 수신강도가 크고 거리가 가까운 우선순위 신호그룹과 수신강도가 작고 거리가 먼 차순위 신호그룹 중 어느 하나의 신호그룹으로 지정하여 위치 인식하는 위치식별 알고리즘 2를 이용하는 위치 식별부;를 포함하되,
   상기 위치 식별부는, 상기 우선순위 신호그룹에 속하는 무선 액세스 포인트 신호와 상기 차순위 신호그룹에 속하는 무선 액세스 포인트 신호를 수신함과 동시에 상기 GPS 신호를 수신하는 경우 사용자가 실내 창가에 위치한 것으로 인식하고,
   상기 GPS 신호와 상기 우선순위 신호그룹에 속하는 무선 액세스 포인트 신호를 수신하는 경우 사용자가 실외 창가에 위치한 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 지피에스와 무선 액세스 포인트에 기반한 이벤트 유도 방식의 실내외 위치 식별 메커니즘을 이용한 3차원 지오펜스 서비스 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

Images