KR101819970B1 - 단말의 위치를 인식하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

단말의 위치를 인식하는 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위치 정보를 송신하는 LED 조명을 이용하는 가시광 무선통신에서 적어도 두 개의 위치 정보를 동시에 수신하는 단말의 위치를 인식하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 단말의 위치를 인식하는 장치는 적어도 하나의 조명의 위치 아이디를 수신하는 단계, 수신하는 단계에서 가장 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표로 수신 단말의 위치 좌표를 초기화하는 단계, 수신하는 단계에서 두번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 선택하는 단계 및 초기화한 조명의 좌표와 선택한 조명의 좌표간의 수신 비율을 계산하고, 계산한 수신 비율로 단말의 좌표를 보정하는 단계를 포함한다.

Description

단말의 위치를 인식하는 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECOGNIZING POSITION OF TERMINAL}
본 발명은 단말의 위치를 인식하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 위치 정보를 송신하는 LED 조명을 이용하는 가시광 무선통신에서 적어도 두 개의 위치 정보를 동시에 수신하는 단말의 위치를 인식하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
가시광선은 전자기파 중에서 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지는 광선으로, 파장으로는 380nm~780nm에 해당한다. 가시광선 내에서는 파장에 따른 성질의 변화가 각각 색깔로 나타나며 빨강색으로부터 보라색으로 갈수록 파장이 짧아진다. 빨강색보다 파장이 긴 빛을 적외선이라 하고, 보라색보다 파장이 짧은 빛을 자외선이라고 한다. 단색광인 경우 700∼610㎚는 빨강, 610∼590㎚는 주황, 590∼570㎚는 노랑, 570∼500㎚는 초록, 500∼450㎚는 파랑, 450∼400㎚는 보라로 보인다. 각 파장의 색들의 혼합으로 다양한 색으로 보인다.
가시광선은 자외선 및 적외선과 달리 사람이 볼 수 있는 빛으로서 이를 발산하는 조명은 정확한 색 표현 등 다양한 요구사항을 가지고 있다. 그 중에 하나가 깜박임이 없어야 한다는 것이다. 하지만 인간은 초당 200회 이상의 깜박임은 인식할 수 없기 때문에 LED를 이용한 조명은 LED의 빠른 점멸 성능을 이용하여 조명의 수명 연장과 에너지 절약을 위하여 PWM(Pulse Width Modulation)을 이용하여 깜박이고 있다.
가시광 무선통신은 이러한 가시영역 380nm ~ 780nm 사이의 파장을 이용하는 무선통신 기술로 적외선통신과 유사하나 이용되는 파장 영역이 다르다. 이러한 통신 영역에서의 빛을 이용한 통신 기술에는 적외선 영역을 사용하는 적외선 데이터 무선통신(IrDA), 가시광선을 이용한 가시광 무선통신, 광섬유를 이용한 광통신 등이 있다.
적외선 데이터 통신(Infrared Data Association, IrDA)은 적외선 데이터 통신의 규격을 제정하기 위해 1993년에 설립된 민간 표준 단체이나 일반적으로는 IrDA가 정한 통신 규격을 가리키는 경우가 많다. PC(personal computer)에서 이용되는 주요 규격으로는 최대 데이터 전송 속도가 2.4~115.2kbps인 IrDA1.0 및 1.152Mbps와 4Mbps의 IrDA1.1이 있다. 이러한 적외선 통신은 앞서 설명한 850nm~900nm의 파장을 가지는 적외선 영역을 사용하여 통신을 하는 기술이다.
가시광 무선통신은 380nm~780nm 영역의 파장을 이용하는 통신 기술로, IEEE 802.15 WPAN(Wireless Personal Area Network)에서 Study Group으로 표준화가 진행 중이며, 국내에서는 한국정보통신기술협회(TTA)에서 가시광 무선통신 실무반이 운영 중이다.
일반적으로, 가시광 무선통신을 이용한 위치 인식은 도 1과 같이, 조명 별 서로 다른 아이디(Identification, ID)를 전달하는 방식으로, 조명에서 송신한 아이디를 수신하는 경우, 해당 조명이 있는 곳에 수신 단말이 위치한 것으로 판단하는 방법이다.
예를 들어, 미국공개특허 제2012-0154824호 "위치 측정 장치 및 그 방법"은 송신 광원을 포함하는 적어도 하나의 통신 장치로부터 제공되는 정보를 토대로 위치를 측정하는 기술에 관하여 기재하고 있다.
이와 같이, 가시광 무선통신을 이용하여 단말의 위치를 인식하는 기술은 활발히 연구되고 있으나, 복수개의 조명으로부터 위치 정보를 동시에 수신하는 경우 보다 정밀하게 단말의 위치를 인식하는 기술이 필요하다.
본 발명의 목적은 위치 정보를 송신하는 LED 조명을 이용하는 가시광 무선통신에서 적어도 두 개의 위치 정보를 동시에 수신하는 단말의 위치를 인식하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단말의 위치를 인식하는 방법은
적어도 하나의 조명의 위치 아이디를 수신하는 단계; 상기 수신하는 단계에서 가장 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표로 수신 단말의 위치 좌표를 초기화하는 단계; 상기 수신하는 단계에서 두번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 선택하는 단계; 및 초기화한 조명의 좌표와 선택한 조명의 좌표간의 수신 비율을 계산하고, 계산한 수신 비율로 단말의 좌표를 보정하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 수신하는 단계는 타이머를 초기화 단계;
적어도 하나의 조명으로부터 해당 위치 아이디를 설정된 시간 동안 수신하는 단계; 및 상기 타이머를 완료하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 수신하는 단계에서 세번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 선택하는 경우, 상기 보정하는 단계에서 보정된 단말의 좌표와 상기 세번째로 많이 수신된 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표간의 수신 비율로 단말의 좌표를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 단말의 위치를 인식하는 장치는
적어도 하나의 조명의 위치 아이디를 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 가장 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표로 수신 단말의 위치 좌표를 초기화하는 초기화부; 상기 수신부에서 두번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 선택하는 선택부; 및 초기화한 조명의 좌표와 선택한 조명의 좌표간의 수신 비율을 계산하고, 계산한 수신 비율로 단말의 좌표를 보정하는 보정부를 포함한다.
이 때, 상기 수신부는 타이머를 초기화하고, 적어도 하나의 조명으로부터 해당 위치 아이디를 설정된 시간 동안 수신한 다음에 상기 타이머를 완료하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 보정부는 상기 수신부에서 세번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 선택하는 경우, 보정된 단말의 좌표와 상기 세번째로 많이 수신된 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표간의 수신 비율로 단말의 좌표를 보정하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 수신부에서 수신하는 조명의 위치 아이디를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 위치를 인식하는 방법은
적어도 하나의 조명의 위치 아이디를 수신하는 단계; 상기 수신하는 단계에서 수신한 횟수를 토대로 수신 단말의 위치 좌표를 초기화하고, 조명의 좌표를 선택하는 단계; 및 초기화환 수신 단말의 위치 좌표와 선택한 조명의 좌표간의 수신 비율을 계산하고, 계산한 수신 비율로 단말의 좌표를 보정하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 선택하는 단계는 상기 수신하는 단계에서 가장 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표로 수신 단말의 위치 좌표를 초기화하고, 상기 수신하는 단계에서 두번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 선택하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 수신하는 단계는 상기 수신하는 단계에서 수신한 적어도 하나의 조명의 위치 아이디를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 단말의 위치를 인식하는 장치 및 그 방법은 가시광 무선 통신을 이용하여 위치 인식 서비스를 제공하는 경우에 서로 다른 위치 정보를 송신하는 여러 조명 내에 수신 단말이 존재하는 경우 보다 정밀하게 위치를 인식할 수 있다.
도 1은 종래의 가시광 무선 통신을 이용하여 위치를 인식하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 조명 간의 위치가 근접한 경우, 수신 단말의 위치를 인식하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 복수개의 조명으로부터 위치 아이디를 수신하는 경우, 수신 단말의 위치를 인식하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위치를 인식하는 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위치를 인식하는 장치에 적용되는 참고도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위치를 인식하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예 따른 단말의 위치를 인식하는 장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 종래의 가시광 무선 통신을 이용하여 위치를 인식하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 제1 조명(10) 및 제2 조명(20)은 각각 서로 다른 아이디를 수신 단말로 전달한다.
수신 단말은 특정 조명에서 송신한 아이디를 수신하는 경우, 해당 조명이 있는 곳에 자신이 위치한 것으로 판단한다.
예를 들어, 수신 단말은 제1 조명(10)으로부터 아이디를 수신하고 현재 위치가 A임을 확인하고, 이동 후에 수신 단말이 제2 조명(20)으로부터 아이디를 수신하고 현재 위치가 B임을 확인할 수 있다.
다만, 도 2와 같이 제1 조명(10)과 제2 조명(20) 간의 위치가 근접한 경우 또는 빛의 반사 등을 이용하여 복수개의 아이디가 수신 단말에 동시에 전달되는 경우, 신호 수신이 되지 않거나 또는 두 신호를 모두 받는 경우가 발생하여 정확한 위치를 수신단말이 확인하지 못하는 경우가 발생할 수 있는 단점이 있다.
도 3과 같이 복수개의 조명(10~40)으로부터 위치 아이디를 수신하는 경우, 일반적으로 전력의 세기를 측정하고, 측정한 전력의 세기에 삼각 측량법을 적용하여 수신단말의 위치를 계산할 수도 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위치를 인식하는 장치를 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위치를 인식하는 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 또한, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위치를 인식하는 장치에 적용되는 참고도이다.
도 4를 참고하면, 단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 수신부(410), 저장부(420), 초기화부(430), 선택부(440) 및 보정부(450)를 포함한다.
수신부(410)는 설정된 시간 동안 LED 조명의 위치 아이디를 N개 수신한다.
구체적으로, 수신부(410)는 타이머(도시하지 않음)를 초기화하고, 적어도 하나의 LED 조명으로부터 해당 위치 아이디를 수신한다. 이때, 수신부(410)는 설정된 시간 동안 위치 아이디를 수신하고 타이머를 완료한다.
저장부(420)는 수신부(410)에서 설정된 시간 동안 수신한 적어도 하나의 LED 조명의 위치 아이디를 저장한다.
초기화부(430)는 저장부(420)에 저장된 적어도 하나의 LED 조명의 위치 아이디 중에서 가장 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 LED 조명의 좌표로 수신단말의 위치좌표를 초기화한다.
선택부(440)는 저장부(420)에 저장된 적어도 하나의 LED 조명의 위치 아이디 중에서 두번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 LED 조명의 좌표를 선택한다.
보정부(450)는 초기화부(430)에서 초기화환 LED 조명의 좌표 및 수신 횟수와 선택부(440)에서 선택한 LED 조명의 좌표 및 수신 횟수를 이용하여 보정 위치를 계산한다.
예를 들어, 도 5에서의 제2 조명(20)으로부터 가장 많은 위치 아이디를 수신한 경우, 초기화부(430)는 제2 조명(20)의 좌표로 수신단말의 위치좌표를 초기화한다. 이때, 제2 조명(20)의 좌표는 (XB, YB) 이며, 수신된 위치 아이디의 갯수는 RB로 가정한다.
제1 조명(10)으로부터 두번째로 많이 위치 아이디를 수신한 경우, 선택부(440)는 제1 조명(10)의 좌표를 선택한다. 이때, 제1 조명(10)의 좌표는 (XA, YA)이며, 수신된 위치 아이디 개수는 RA로 가정한다.
보정부(450)는 초기화부(430)에서 초기화환 LED 조명의 좌표(XB, YB)와 선택부(440)에서 선택한 LED 조명의 좌표(XA, YA)를 이용하여 보정 위치좌표(XN, YN)를 수학식 1과 같이 계산한다.
[수학식 1]
Figure 112014014218117-pat00001
다음, 보정부(450)는 제3 조명(30)으로부터 세번째로 많이 위치 아이디를 수신한 경우, 보정 위치좌표(XN, YN), RN과, 제3 조명(30)의 좌표(XC, YC), RC를 이용하여 수신 단말의 교정 위치를 결정한다.
이와 같이, 단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 가시광 무선 통신을 이용하여 위치 인식 서비스를 제공하는 경우에 서로 다른 위치 정보를 송신하는 여러 조명 내에 수신 단말이 존재하는 경우, 반복적으로 수신단말의 위치를 보정함으로써, 보다 정밀하게 위치를 인식할 수 있다.
다음, 단말의 위치를 인식하는 방법을 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위치를 인식하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참고하면, 단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 단말의 위치를 인식하기에 앞서 타이머(도시하지 않음)를 초기화한다(S710).
단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 적어도 하나의 LED 조명으로부터 해당 위치 아이디를 수신한다(S720).
단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 적어도 하나의 LED 조명으로부터 해당 위치 아이디를 수신하는 동안 설정된 시간이 만료되었는지를 확인한다(S730).
단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 S710 단계에서 S730 단계 동안 LED 조명의 위치 아이디를 N개 수신한다(S740).
단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 S740 단계에서 수신한 결과 중에서 가장 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 LED 조명의 좌표로 수신단말의 위치좌표를 초기화한다(S750).
단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 S740 단계에서 수신한 결과 중에서 두번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 LED 조명의 좌표를 선택한다(S760).
단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 S750 단계에서 초기화한 LED 조명의 좌표와 S760 단계에서 선택한 LED 조명의 좌표에 해당하는 수신 비율을 계산한다(S770).
단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 S770 단계에서 계산한 수신 비율로 좌표를 보정한다(S780).
단말의 위치를 인식하는 장치(400)는 모든 위치 아이디에 대한 좌표 보정이 완료되었는지를 확인하고(S790), 좌표 보정이 완료되었으면 동작을 종료하고, 좌표 보정이 완료되지 않았으면 SS760 단계를 수행한다.
이와 같이, 본 발명은 가시광 무선 통신을 이용하여 위치 인식 서비스를 제공하는 경우에 서로 다른 위치 정보를 송신하는 여러 조명 내에 수신 단말이 존재하는 경우 보다 정밀하게 위치를 인식할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10~40; 조명
400; 단말의 위치를 인식하는 장치
410; 수신부
420; 저장부
430; 초기화부
440; 선택부
450; 보정부

Claims (10)

  1. 가시광 무선통신을 통하여, 복수의 조명의 위치 아이디를 수신하는 단계;
    상기 수신하는 단계에서 가장 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표로 수신 단말의 위치 좌표를 초기화하는 단계;
    상기 수신하는 단계에서 두 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 선택하는 단계;
    초기화한 상기 수신 단말에 상응하는 수신 횟수와, 선택된 상기 두 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 상기 조명에 상응하는 수신 횟수를 이용하여, 제1 수신 비율을 계산하는 단계,
    계산한 상기 제1 수신 비율을 기반으로, 상기 수신 단말에 상응하는 위치 좌표와 상기 두 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 상기 조명의 좌표를 이용하여 상기 수신 단말의 위치 좌표를 보정하는 단계;
    보정된 상기 수신 단말에 상응하는 수신 횟수와 상기 수신하는 단계에서 세 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 수신 횟수를 이용하여, 제2 수신 비율을 계산하는 단계; 및
    상기 제2 수신 비율을 기반으로, 상기 보정된 수신 단말의 위치 좌표 및 상기 세 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 이용하여 상기 수신 단말의 위치 좌표를 교정하는 단계
    를 포함하는 단말의 위치를 인식하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신하는 단계는
    타이머를 초기화 단계;
    적어도 하나의 상기 조명으로부터 해당 위치 아이디를 설정된 시간 동안 수신하는 단계; 및
    상기 타이머를 완료하는 단계
    를 포함하는 단말의 위치를 인식하는 방법.
  3. 삭제
  4. 가시광 무선통신을 통하여, 복수의 조명의 위치 아이디를 수신하는 수신부;
    상기 수신부에서 가장 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표로 수신 단말의 위치 좌표를 초기화하는 초기화부;
    상기 수신부에서 두 번째 및 세 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 각각 선택하는 선택부; 및
    초기화한 상기 수신 단말에 상응하는 수신 횟수와, 선택된 상기 두 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 상기 조명에 상응하는 수신 횟수를 이용하여 제1 수신 비율을 계산하고, 계산한 상기 제1 수신 비율을 기반으로, 상기 수신 단말에 상응하는 위치 좌표와 상기 두 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 상기 조명의 좌표를 이용하여 상기 수신 단말의 위치 좌표를 보정하며, 보정된 상기 수신 단말에 상응하는 수신 횟수와 상기 세 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 수신 횟수를 이용하여 제2 수신 비율을 계산하고 상기 제2 수신 비율을 기반으로, 상기 보정된 수신 단말의 위치 좌표 및 상기 세 번째로 많이 수신한 위치 아이디에 해당하는 조명의 좌표를 이용하여 상기 수신 단말의 위치 좌표를 교정하는 보정부
    를 포함하는 단말의 위치를 인식하는 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 수신부는
    타이머를 초기화하고, 적어도 하나의 상기 조명으로부터 해당 위치 아이디를 설정된 시간 동안 수신한 다음에 상기 타이머를 완료하는 것을 특징으로 하는 단말의 위치를 인식하는 장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 수신부에서 수신하는 조명의 위치 아이디를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 위치를 인식하는 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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