KR101840258B1 - 적응형 losl을 이용한 수동적 위치 추적 시스템 및 방법 - Google Patents

적응형 losl을 이용한 수동적 위치 추적 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법은, 복수의 송신 모듈에 의해 이동체의 검출을 위한 전파 신호를 송신하여 LOSL을 형성하는 단계; 복수의 수신 모듈에 의해 복수의 송신 모듈로부터 송신된 전파 신호를 수신하여 복수의 송신 모듈과 함께 LOSL을 형성하는 단계; 송/수신 모듈에 의해 LOSL이 형성되고, 이동체의 검출을 위한 대기 상태인 경우 LOSL의 최소한의 링크 네트워크인 기본 링크만을 유지시키는 단계; 기본 링크에 이동체가 검출될 경우, 제어부에 의해 기본 링크에서 링크 복잡도가 기본 링크보다 상대적으로 더 높은 제1 링크로 변경하도록 하는 명령을 수신 모듈로 전송하는 단계; 수신 모듈에 의해 제1 링크로 변경된 상태에서 위치 추적이 수행되는 중에 이동체에 이벤트가 발생할 시, 제1 링크 상태에서 링크 복잡도가 제1 링크보다 더 높은 복잡 링크 상태로 변경하는 단계; 및 복잡 링크 상태에서 제어부에 의해 이동체의 LOSL에 대한 교차점(CP)을 추정하고, 그를 이용하여 이동체의 위치(이동 경로)를 추적하는 단계를 포함한다.

Description

적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템 및 방법{Passive tracking system and method using adaptive LOSL(Line of Sight Link)}
본 발명은 수동적 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전자 장치를 소지하지 않은 실내 이동체에 대해 LOSL(Line of Sight Link)을 이용하여 위치를 추적함에 있어서, 이동체에 이벤트가 발생할 시 링크 복잡도를 높여 이동체의 위치를 추적함으로써 위치 추적(측정)의 정밀도를 향상시킬 수 있는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근에, 무선 랜 접속 포인트의 광범위한 배치와 일반적인 지적인 무선 단말기들이 떠오르는 연구 분야로서의 실내 위치 추적에 기반하여 RSS(Received Signal Strength)를 가동시키고 있다. 추적 시나리오에 따르면, 현재의 RSS 기반의 실내 추적 기법은 2개의 카테고리, 즉 능동 추적 기법과 수동 추적 기법으로 분류된다. 능동 추적 작업을 위해, 목표물은 자신의 위치를 추론하도록 도우면서 RSS 값을 위치추적 시스템으로 전송하는 스마트폰, 랩탑 컴퓨터와 같은 보조 장치를 휴대하는 것으로 가정된다. 그럼에도 불구하고, 많은 추적 경우들에서, 보조 장치를 가지지 않은 목표물로 지칭되는 목표물이 어떠한 보조 장치를 휴대하는 것으로 기대되지는 않는다. 예를 들어, 어떤 불법 침입자는 모니터링 시스템과 통신할 수 있는 무선 단말기를 소지하기를 항상 회피하는 경향이 있거나, 불청객의 무선 단말기는 자신의 궤적을 추정하도록 하는 자신의 RSS 값을 추적 시스템에 제공하는 것이 불가능할지도 모른다. 더욱이 납치된 사람 또는 어린이는 어떠한 무선 단말기를 휴대할 수 없다. 보조 장치를 가지지 않은 목표물을 추적하는 것은 수동 추적 문제로 정의된다. 무선 주파수 단층 촬영(RF Tomography)은 실내 추적 시나리오를 위해 떠오르는 기술이다. 무선 주파수 단층 촬영은 특히 목표물이 복수의 쌍의 노드들 사이의 LOSL(line-of-sight Link)을 가로질러 이동할 때 목표물에 의해 야기된 무선 전파 변화, 즉 RSS 변동에 관련될 수 있다. 거리측정 기술, 지문 기술과 같은 종래 RSS 기반의 기술과 비교할 때, 무선 주파수 단층 촬영은 변화가 심한 환경에 더 높은 강건함과 획득하기 쉬운 장점을 갖는다. 하지만, 현재의 기존 방식들의 공통적인 단점은 그들이 신뢰할만한 추적 정밀도를 보장하는 네트워크를 형성하는 높은 밀도의 특정 노드를 요구한다는 것이고, 이것은 불가피하게 실행하기에 매우 복잡한 문제를 야기하며, 따라서 그들의 실행 가능성을 떨어뜨린다.
한편, 한국 공개특허공보 제10-2016-0004084호(특허문헌 1)에는 "실내 보행자 위치 추적 장치 및 방법"이 개시되어 있는바, 이에 따른 위치 추적 방법은, 움직임 관련 데이터와 방향 관련 데이터를 검출하여 제공하는 데이터 제공 단계와, 상기 데이터 제공 단계에서 제공된 움직임 관련 데이터를 이용하여 소지 방식을 검출하는 소지 방식 검출 단계와, 상기 소지 방식 검출 단계에서 검출된 소지 방식에 따라 상기 데이터 제공 단계에서 제공된 움직임 관련 데이터를 이용하여 걷기 동작의 한 걸음을 검출하는 걷기 동작 검출 단계와, 상기 걷기 동작 검출 단계에서 걷기 동작의 한 걸음이 검출되면 상기 데이터 제공 단계에서 제공된 방향 관련 데이터를 이용하여 걷기 동작의 한 걸음에 대한 걷기 방향을 검출하는 걷기 방향 검출 단계 및 상기 걷기 동작 검출 단계에서 검출된 걷기 동작의 한 걸음과 상기 걷기 방향 검출 단계에서 검출된 걷기 방향을 이용하여 건물 내부 지도상에 현재 위치를 추적하여 제공하는 위치 추적 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 특허문헌 1의 경우, 관성 항법을 이용하여 실내 보행자의 위치를 추적함으로써 정확한 위치 추적이 가능하고, 랜드마크 검출 기능을 구비함으로써 관성 항법에 의한 오차 보정을 가능하게 하며, 핑거프린팅 방식에 비해 처리 시간을 감소시킬 수 있는 장점이 있을지는 모르나, 이 또한 이동체가 휴대 가능한 전자 장치(예를 들면, 스마트폰)를 구비하고 있는 상태를 전제로 하고 있어, 그와 같은 전자 장치를 소지하고 있지 않은 실내의 이동체에 대해서는 위치 추적이 불가능한 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제10-2016-0004084호(2016.01.12.)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서,전자 장치를 소지하지 않은 실내 이동체에 대해 LOSL(Line of Sight Link)을 이용하여 위치를 추적함에 있어서, 이동체에 이벤트가 발생할 시 링크 복잡도를 높여 이동체의 위치를 추적함으로써 위치 추적(측정)의 정밀도를 향상시킬 수 있는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템은, 건축물의 실내에서 전자 장치를 소지하지 않은 이동체의 위치를 추적하기 위한 시스템으로서,
건축물의 실내 벽면에 설치되며, 상기 이동체의 검출을 위한 전파 신호를 송신하여 LOSL(Line of Sight Link)을 형성하는 복수의 송신 모듈과;
상기 송신 모듈이 설치된 벽면과 대면하는 벽면 쪽에 설치되며, 상기 복수의 송신 모듈로부터 송신된 전파 신호를 수신하여 상기 복수의 송신 모듈과 함께 LOSL을 형성하며, 이동체의 이동에 의한 LOSL의 차단에 따른 수신 신호 세기 (Received Signal Strength; RSS) 변화 값들을 수집하여 상위 계층으로 전송하는 복수의 수신 모듈; 및
상기 복수의 송신 모듈 및 수신 모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 수신 모듈로부터의 RSS 변화 값들을 수신하여 차단된 LOSL 시퀀스 및 타임 스탬프들을 기록하며, 이를 바탕으로 이동체가 LOSL을 가로지르는 교차점(cross point; CP)을 추정하여 이동체의 위치(이동 경로)를 추적하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 이동체에 이벤트가 발생할 경우, 상기 수신 모듈로 링크 복잡도를 높이도록 하는 명령을 전송하여 상기 수신 모듈에 의해 링크 복잡도를 높인 상태에서 이동체의 위치(이동 경로)를 추적하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 바람직하게는 상기 제어부에는 상기 이동체와 상기 LOSL의 현재의교차점(CP)의 정확한 위치를 파악하기 위해 이동체의 이전의 히스토리(history) 정보를 바탕으로 입자 무리 최적화(Particle Swarm Optimization; PSO) 알고리즘을 실행하도록 구성된 소프트웨어 프로그램이 탑재된다.
이때, 상기 이동체의 이전의 히스토리 정보는 적어도 이동체의 현재의 LOSL 교차점의 바로 직전의 LOSL(LOSL(n-1))의 교차점 정보와 시간 정보(time stamp)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동체의 이동 경로가 절대적으로 대칭인 경우가 발생하지 않도록 하기 위해 상기 복수의 송신 모듈과 수신 모듈은 비대칭으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 수신 모듈은 상기 수신 신호 세기(RSS) 변화 값들을 수집하는 동안 벽들로부터 다중 통로의 영향을 완화하기 위해, 벽으로부터 소정 거리 떨어진 곳에 위치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 송신 모듈로는 서로 다른 주파수를 사용하는 전자기기가 사용될 수 있다.
또한, 상기 복수의 송신 모듈은 고정 노드 또는 이동 노드로 구성될 수 있다.
이때, 상기 이동 노드로는 드론(drone)이 사용될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법은,
복수의 송신 모듈, 복수의 수신 모듈 및 제어부를 포함하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템을 바탕으로 건축물의 실내에서 전자 장치를 소지하지 않은 이동체의 위치를 추적하기 위한 방법으로서,
a) 상기 복수의 송신 모듈에 의해 이동체의 검출을 위한 전파 신호를 송신하여 LOSL(Line of Sight Link)을 형성하는 단계;
b) 상기 복수의 수신 모듈에 의해 상기 복수의 송신 모듈로부터 송신된 전파 신호를 수신하여 상기 복수의 송신 모듈과 함께 LOSL을 형성하는 단계;
c) 상기 송/수신 모듈에 의해 LOSL이 형성되고, 이동체의 검출을 위한 대기 상태인 경우 LOSL의 최소한의 링크 네트워크인 기본 링크만을 유지시키는 단계;
d) 상기 기본 링크에 이동체가 검출될 경우, 상기 제어부에 의해 기본 링크에서 링크 복잡도가 기본 링크보다 상대적으로 더 높은 제1 링크로 변경하도록 하는 명령을 상기 수신 모듈로 전송하는 단계;
e) 상기 수신 모듈에 의해 제1 링크로 변경된 상태에서 위치 추적이 수행되는 중에 이동체에 이벤트가 발생할 시, 제1 링크 상태에서 링크 복잡도가 제1 링크보다 더 높은 복잡 링크 상태로 변경하는 단계; 및
f) 상기 복잡 링크 상태에서 상기 제어부에 의해 이동체의 LOSL에 대한 교차점(CP)을 추정하고, 그를 이용하여 이동체의 위치(이동 경로)를 추적하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 단계 f) 이후에 상기 제어부에 의해 기본 링크로 변경하도록 하는 명령을 상기 수신 모듈로 전송하고, 수신 모듈에 의해 복잡 링크 상태에서 기본 링크 상태로 변경하여 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 f)에서 상기 제어부에 의해 상기 이동체의 LOSL에 대한 교차점(CP)의 정확한 위치를 추정하기 위해 이동체의 이전의 히스토리(history) 정보를 바탕으로, 탑재된 소프트웨어 프로그램으로서의 입자 무리 최적화(Particle Swarm Optimization; PSO) 알고리즘을 실행할 수 있다.
이때, 상기 이동체의 이전의 히스토리 정보는 적어도 이동체의 현재의 LOSL 교차점의 바로 직전의 LOSL(LOSL(n-1))의 교차점 정보와 시간 정보(time stamp)를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 전자 장치를 소지하지 않은 실내 이동체에 대해 LOSL(Line of Sight Link)을 이용하여 위치를 추적함에 있어서, 이동체에 이벤트가 발생할 시 링크 복잡도를 높여 이동체의 위치를 추적함으로써 위치 추적(측정)의 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법의 실행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법에 따라 복잡 링크를 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템(100)은, 건축물의 실내에서 전자 장치를 소지하지 않은 이동체의 위치를 추적하기 위한 시스템으로서, 송신 모듈(110), 수신 모듈(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성된다.
송신 모듈(110)은 건축물의 실내 벽면에 설치되며, 상기 이동체의 검출을 위한 전파 신호를 송신하여 LOSL(Line of Sight Link)(도 1에서 L1∼L4로 표시된 일종의 전파 신호 그물망)을 형성한다. 이와 같은 송신 모듈(110)은 접속점 (Access Point; AP)에 해당하는 것으로 벽면에 복수개가 설치된다. 이때, 복수의 송신 모듈(110)이 벽면에 설치됨에 있어서, 바닥면으로부터 동일한 높이로 수평으로 나란히 설치될 수도 있고, 바닥면으로부터 높이가 점차적으로 높아지는 상향 경사식으로 또는 점차적으로 낮아지는 하향 경사식으로 설치될 수도 있으며, 특정한 높이의 제한 없이 무작위로(불규칙하게) 설치될 수도 있다. 또한, 이와 같은 송신 모듈(110)은 미리 설정된 위치, 즉 설치되는 위치에 대한 좌표 정보를 알 수 있는 위치에 고정될 수 있다. 또한, 이상과 같은 송신 모듈(110)로는 무선 공유기가 사용될 수 있다.
또한, 상기 복수의 송신 모듈(110)로는 서로 다른 주파수를 사용하는 전자기기(예를 들면, UWB, Zeebee, Wi-Fi, BT와 연동된 전자기기 등)가 사용될 수 있다.
또한, 상기 복수의 송신 모듈(110)은 고정 노드 또는 이동 노드로 구성될 수 있다. 이때, 이동 노드로는 드론(drone)이 사용될 수 있다.
수신 모듈(120)은 상기 송신 모듈(110)이 설치된 벽면과 대면하는 벽면 쪽에 설치되며, 상기 복수의 송신 모듈(110)로부터 송신된 전파 신호를 수신하여 상기 복수의 송신 모듈(110)과 함께 LOSL을 형성하며, 이동체의 이동에 의한 LOSL의 차단에 따른 수신 신호 세기(Received Signal Strength; RSS) 변화 값들을 수집하여 상위 계층, 즉 제어부(130)로 전송한다. 이와 같은 수신 모듈(120)은 무선 단말기(Wireless Terminal; WT)에 해당하는 것으로 송신 모듈(110)과 마찬가지로 복수개가 설치된다. 또한, 그 설치 방식에 있어서도 송신 모듈(110)처럼 다양한 형태로 설치될 수 있다. 여기서, 특히 이와 같은 수신 모듈(120)은 상기 수신 신호 세기(RSS) 변화 값들을 수집하는 동안 벽들로부터 다중 통로의 영향을 완화하기 위해, 수신 모듈(120) 측의 벽으로부터 소정 거리(예를 들면, 2미터) 떨어진 곳에 위치될 수 있다. 또한, 이와 같은 수신 모듈(120)은 송신 모듈(110)과 마찬가지로 미리 설정된 위치, 즉 설치되는 위치에 대한 좌표 정보를 알 수 있는 위치에 고정될 수 있다. 또한, 이상과 같은 수신 모듈(120)로는 예를 들면, 제3자의 스마트폰이 사용될 수 있다.
또한, 바람직하게는 이동체의 이동 경로가 절대적으로 대칭인 경우가 발생하지 않도록 하기 위해 상기 송신 모듈(110)과 수신 모듈(120)은 비대칭으로 배치된다.
제어부(130)는 상기 복수의 송신 모듈(110) 및 수신 모듈(120)과 전기적으로 연결되며, 수신 모듈(120)로부터의 RSS 변화 값들을 수신하여 차단된 LOSL 시퀀스 및 타임 스탬프들을 기록하며, 이를 바탕으로 이동체가 LOSL을 가로지르는 교차점(cross point; CP)을 추정하여 이동체의 위치(이동 경로)를 추적한다. 이와 같은 제어부(130)는 이동체에 이벤트가 발생할 경우, 상기 수신 모듈(120)로 링크 복잡도를 높이도록 하는 명령을 전송하여 상기 수신 모듈(120)에 의해 링크 복잡도를 높인 상태에서 이동체의 위치(이동 경로)를 추적한다. 또한, 이와 같은 제어부(130)는 중앙 서버 역할을 하는 것으로 일반적인 데스크 탑 컴퓨터나 노트북 컴퓨터, 경우에 따라서는 마이크로 컨트롤러 등이 제어부(130)로 사용될 수도 있다.
여기서, 바람직하게는 상기 제어부(130)에는 상기 이동체와 상기 LOSL의 현재의 교차점(CP)의 정확한 위치를 파악하기 위해 이동체의 이전의 히스토리(history) 정보를 바탕으로 입자 무리 최적화(Particle Swarm Optimization; PSO) 알고리즘을 실행하도록 구성된 소프트웨어 프로그램이 탑재된다. 이때, 상기 이동체의 이전의 히스토리 정보는 적어도 이동체의 현재의 LOSL 교차점(CP)(예를 들면, 도 1에서 L2의 CP)의 바로 직전의 LOSL(LOSL(n-1))(즉, L1)의 교차점 정보와 시간 정보(time stamp)를 포함할 수 있다.
그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템을 바탕으로, 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법에 대해 간략히 설명해 보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법의 실행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법은, 전술한 바와 같이 복수의 송신 모듈(110), 복수의 수신 모듈 (120) 및 제어부(130)를 포함하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템 (100)을 바탕으로 건축물의 실내에서 전자 장치를 소지하지 않은 이동체의 위치를 추적하기 위한 방법으로서, 먼저 상기 복수의 송신 모듈(110)에 의해 이동체의 검출을 위한 전파 신호를 송신하여 LOSL(Line of Sight Link)을 형성한다(단계 S201).
또한, 상기 복수의 수신 모듈(120)에 의해 상기 복수의 송신 모듈(110)로부터 송신된 전파 신호를 수신하여 상기 복수의 송신 모듈(110)과 함께 LOSL을 형성한다(단계 S202).
이상과 같이 상기 송/수신 모듈(110)(120)에 의해 LOSL이 형성되고, 이동체의 검출을 위한 대기 상태인 경우, LOSL의 최소한의 링크 네트워크인 기본 링크(예를 들면, 도 1에서 L1, L4)만을 유지시킨다(단계 S203). 이는 아직 위치 추적 시스템이 본격적으로 가동되기 이전의 초기 단계로서 최소한의 기본 링크만 유지시킴으로써 불필요한 전력 소모를 방지하기 위한 것이다.
이후, 상기 기본 링크에 이동체가 검출될 경우, 상기 제어부(130)에 의해 기본 링크에서 링크 복잡도가 기본 링크보다 상대적으로 더 높은 제1 링크(예를 들면, 도 1에서 L1∼L4)로 변경하도록 하는 명령을 상기 수신 모듈(120)로 전송한다(단계 S204). 이때, 상기 수신 모듈(120)에 의해 이동체의 이동에 의한 LOSL의 차단에 따른 수신 신호 세기(Received Signal Strength; RSS) 변화 값들을 수집하여 상기 제어부(130)로 전송하게 된다.
그런 다음, 상기 수신 모듈(120)에 의해 제1 링크로 변경된 상태에서 위치 추적이 수행되는 중에 이동체에 이벤트가 발생할 시(예를 들면, 이동체가 멈춘 경우), 제1 링크 상태에서 링크 복잡도가 제1 링크보다 더 높은, 도 3에 도시된 바와 같은 복잡 링크 상태로 변경한다(단계 S205).
그런 후, 상기 복잡 링크 상태에서 상기 제어부(130)에 의해 이동체의 LOSL에 대한 교차점(CP)을 추정하고, 그를 이용하여 이동체의 위치(이동 경로)를 추적한다(단계 S206). 여기서, 상기 제어부(130)에 의해 상기 이동체의 LOSL에 대한 교차점(CP)의 정확한 위치를 추정하기 위해 이동체의 이전의 히스토리 (history) 정보를 바탕으로, 탑재된 소프트웨어 프로그램으로서의 입자 무리 최적화(Particle Swarm Optimization; PSO) 알고리즘을 실행할 수 있다. 이때, 상기 이동체의 이전의 히스토리 정보는 적어도 이동체의 현재의 LOSL 교차점의 바로 직전의 LOSL(LOSL(n-1))의 교차점 정보와 시간 정보(time stamp)를 포함할 수 있다.
여기서, 이상과 같은 PSO 알고리즘과 관련해서는 본 출원인과 동일 출원인에 의해 선출원된 출원번호 제10-2016-0143376호(실내 이동체의 수동적 위치 추적 시스템 및 방법)에 상세하게 설명되어 있으며, 따라서 본 실시예에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 또한 상기 단계 S206 이후에 바람직하게는 상기 제어부(130)에 의해 복잡 링크에서 기본 링크로 변경하도록 하는 명령을 상기 수신 모듈(120)로 전송하고, 수신 모듈(120)에 의해 복잡 링크 상태에서 기본 링크 상태로 변경하여 유지하는 단계(S207)를 더 포함할 수 있다. 이는 송신 모듈(110)과 수신 모듈(120) 간에 복잡한 링크를 형성함으로써 불필요하게 많은 전력이 소모되고, 이에 따른 전자기기의 열화가 심화되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템 및 방법은 전자 장치를 소지하지 않은 실내 이동체에 대해 LOSL(Line of Sight Link)을 이용하여 위치를 추적함에 있어서, 이동체에 이벤트가 발생할 시 링크 복잡도를 높여 이동체의 위치를 추적함으로써 위치 추적(측정)의 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: (본 발명) 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템
110: 송신 모듈(AP)
120: 수신 모듈(WT)
130: 제어부

Claims (12)

  1. 건축물의 실내에서 전자 장치를 소지하지 않은 이동체의 위치를 추적하기 위한 시스템으로서,
    건축물의 실내 벽면에 설치되며, 상기 이동체의 검출을 위한 전파 신호를 송신하여 LOSL(Line of Sight Link)을 형성하는 복수의 송신 모듈과;
    상기 송신 모듈이 설치된 벽면과 대면하는 벽면 쪽에 설치되며, 상기 복수의 송신 모듈로부터 송신된 전파 신호를 수신하여 상기 복수의 송신 모듈과 함께 LOSL을 형성하며, 이동체의 이동에 의한 LOSL의 차단에 따른 수신 신호 세기 (Received Signal Strength; RSS) 변화 값들을 수집하여 상위 계층으로 전송하는 복수의 수신 모듈; 및
    상기 복수의 송신 모듈 및 수신 모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 수신 모듈로부터의 RSS 변화 값들을 수신하여 차단된 LOSL 시퀀스 및 타임 스탬프들을 기록하며, 이를 바탕으로 이동체가 LOSL을 가로지르는 교차점(cross point; CP) 추정하여 이동체의 위치(이동 경로)를 추적하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 이동체에 이벤트가 발생할 경우, 상기 수신 모듈로 링크 복잡도를 높이도록 하는 명령을 전송하여 상기 수신 모듈에 의해 링크 복잡도를 높인 상태에서 이동체의 위치(이동 경로)를 추적하는 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에는 상기 이동체와 상기 LOSL의 현재의교차점(CP)의 정확한 위치를 파악하기 위해 이동체의 이전의 히스토리(history) 정보를 바탕으로 입자 무리 최적화(Particle Swarm Optimization; PSO) 알고리즘을 실행하도록 구성된 소프트웨어 프로그램이 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동체의 이전의 히스토리 정보는 적어도 이동체의 현재의 LOSL 교차점의 바로 직전의 LOSL(LOSL(n-1))의 교차점 정보와 시간 정보(time stamp)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동체의 이동 경로가 절대적으로 대칭인 경우가 발생하지 않도록 하기 위해 상기 복수의 송신 모듈과 수신 모듈은 비대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수신 모듈은 상기 수신 신호 세기(RSS) 변화 값들을 수집하는 동안 벽들로부터 다중 통로의 영향을 완화하기 위해, 벽으로부터 소정 거리 떨어진 곳에 위치되는 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 송신 모듈은 서로 다른 주파수를 사용하는 전자기기인 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 송신 모듈은 고정 노드 또는 이동 노드로 구성되는 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동 노드는 드론(drone)인 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템.
  9. 복수의 송신 모듈, 복수의 수신 모듈 및 제어부를 포함하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 시스템을 바탕으로 건축물의 실내에서 전자 장치를 소지하지 않은 이동체의 위치를 추적하기 위한 방법으로서,
    a) 상기 복수의 송신 모듈에 의해 이동체의 검출을 위한 전파 신호를 송신하여 LOSL(Line of Sight Link)을 형성하는 단계;
    b) 상기 복수의 수신 모듈에 의해 상기 복수의 송신 모듈로부터 송신된 전파 신호를 수신하여 상기 복수의 송신 모듈과 함께 LOSL을 형성하는 단계;
    c) 상기 송/수신 모듈에 의해 LOSL이 형성되고, 이동체의 검출을 위한 대기 상태인 경우 LOSL의 최소한의 링크 네트워크인 기본 링크만을 유지시키는 단계;
    d) 상기 기본 링크에 이동체가 검출될 경우, 상기 제어부에 의해 기본 링크에서 링크 복잡도가 기본 링크보다 상대적으로 더 높은 제1 링크로 변경하도록 하는 명령을 상기 수신 모듈로 전송하는 단계;
    e) 상기 수신 모듈에 의해 제1 링크로 변경된 상태에서 위치 추적이 수행되는 중에 이동체에 이벤트가 발생할 시, 제1 링크 상태에서 링크 복잡도가 제1 링크보다 더 높은 복잡 링크 상태로 변경하는 단계; 및
    f) 상기 복잡 링크 상태에서 상기 제어부에 의해 이동체의 LOSL에 대한 교차점(CP)을 추정하고, 그를 이용하여 이동체의 위치(이동 경로)를 추적하는 단계를 포함하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단계 f) 이후에 상기 제어부에 의해 기본 링크로 변경하도록 하는 명령을 상기 수신 모듈로 전송하고, 수신 모듈에 의해 복잡 링크 상태에서 기본 링크 상태로 변경하여 유지하는 단계를 더 포함하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 단계 f)에서 상기 제어부에 의해 상기 이동체의 LOSL에 대한 교차점(CP)의 정확한 위치를 추정하기 위해 이동체의 이전의 히스토리(history) 정보를 바탕으로, 탑재된 소프트웨어 프로그램으로서의 입자 무리 최적화(Particle Swarm Optimization; PSO) 알고리즘을 실행하는 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이동체의 이전의 히스토리 정보는 적어도 이동체의 현재의 LOSL 교차점의 바로 직전의 LOSL(LOSL(n-1))의 교차점 정보와 시간 정보(time stamp)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응형 LOSL을 이용한 수동적 위치 추적 방법.
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CN114727217A (zh) * 2022-03-02 2022-07-08 西北工业大学 一种基于数据链通信的低成本双领队异构无人机编队协同定位方法

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JP2015102499A (ja) 2013-11-27 2015-06-04 株式会社デンソー 物体検知システム
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