KR101853700B1 - Indoor localization system in disaster relief and localization method thereof - Google Patents

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KR101853700B1
KR101853700B1 KR1020160168500A KR20160168500A KR101853700B1 KR 101853700 B1 KR101853700 B1 KR 101853700B1 KR 1020160168500 A KR1020160168500 A KR 1020160168500A KR 20160168500 A KR20160168500 A KR 20160168500A KR 101853700 B1 KR101853700 B1 KR 101853700B1
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전화숙
이효원
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서울대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to aindoor localization system and method during disaster relief, which can carry out exact localization by recognizing an indoor position if existing communication facilities are interrupted, and an indoor environment is changed (damaged) in a disaster situation. The indoor localization system comprises: a disaster victim terminal as a fixed node; a plurality of rescuer terminals as a plurality of mobile nodes, which can communicate with the disaster victim terminal; a localization server which divides a lower region with respect to the indoor environment, determines a position of the disaster victim terminal with the highest accuracy among positions reported from all the rescuer terminals as the final position of the disaster victim terminal; a database which divides the inside of a building into a latticed target region by the localization server, divides the target region into a lower region in accordance with the number and type of walls between the region and each latticed point, and stores information with respect to the indoor environment realized by separately forming the gathering of reference points (RP) with respect to each latticed point. According to the present invention, therefore, costs of an off-line step may be reduced in comparison to a conventional fingerprint-based method.

Description

재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법{Indoor localization system in disaster relief and localization method thereof} [0001] INDOOR POSITION DISPLAY SYSTEM AND METHOD FOR DISPLACEMENT IN DISASTER RESONANCE [0002]

본 발명은 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 재난 상황에서 기존의 통신 시설이 중단되고 실내 환경이 변경(손상)되는 경우 실내 위치를 파악하여 정확한 위치 표시(localization)를 실행할 수 있는 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for displaying an indoor location at the time of a disaster, and more particularly, it relates to a system and method for displaying an indoor location when a disaster situation is interrupted and an indoor environment is changed (damaged) And more particularly, to a system and method for displaying an indoor location at the time of disaster relief.

일반적으로, 스마트 단말기는 이동통신 시스템에서 작동하기 위해서 기지국들과 주기적으로 페이징 신호를 교환한다. 이를 통해 이동통신 시스템에서는 스마트 단말과 통신을 수행하는 기지국의 위치를 통해 스마트 단말의 위치를 개략적으로나마 파악할 수 있다. 이러한 위치 정보의 파악은 기본적으로 스마트 단말로 페이징 신호를 제공하기 위한 것으로서 개략적인 위치만을 알 수 있을 뿐 스마트 단말의 정확한 위치를 알 수는 없다.Generally, a smart terminal periodically exchanges paging signals with base stations to operate in a mobile communication system. Accordingly, the position of the smart terminal can be grasped roughly through the location of the base station communicating with the smart terminal in the mobile communication system. In order to provide the paging signal to the smart terminal, the location of the smart terminal can be known only by knowing the approximate position of the smart terminal.

또 재해 시 전력 및 정보통신망이 파괴될 경우 각 사고지역으로 재해지역의 정보 및 안전대피 정보를 제시할 방법이 없고, 수동형으로 배치되어 정해진 방향만을 지시하는 있는 Exit 유도등과 비상방송은 사고지역과 관계없이 비상탈출구 표시만을 하고 화재경보 사이렌만을 방송하여 오히려 사고지역 계단과 복도로 인명을 안내하여 최악의 피해를 유도할 수 있는 문제가 있다.In addition, there is no way to present information and safety evacuation information of the disaster area to each accident area when the power and information communication network are destroyed at the time of disaster. Exit guide lights and emergency broadcasting, There is a problem that it can induce the worst damage by guiding the person to the stairs and the corridor of the accident area by broadcasting only the emergency exit and broadcasting only the fire alarm siren.

최근에는 재난 또는 사고 등으로 인한 긴급 상황에서 스마트 단말의 위치 결정을 위한 프로그램의 탑재가 이루어지고 있다. 즉, 재난 또는 사고 등으로 인한 긴급 상황에서 스마트 단말의 위치를 파악하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.Recently, a program for positioning a smart terminal has been installed in an emergency due to a disaster or an accident. That is, various technologies for locating smart terminals in an emergency due to a disaster or an accident are being developed.

즉, 긴급구조를 요청하는 측에서 그 구조요청 지점을 일단 개략적으로 설명하고 그 정확한 위치는 구조대가 출동하면서 스마트 단말의 GPS 위치를 추적하여 확정할 수 있다. 하지만, 실내나 지하공간과 같이 GPS 신호 수신에 어려움이 있는 지역에서 긴급구조 서비스가 요청되는 경우에는 종래에는 스마트 단말의 위치를 기술적으로 검출하는 데에 어려움이 있었기에 긴급 구조가 효율적으로 제공되지 못하였다. In other words, the rescue request point is briefly described at the requesting side, and the accurate position can be determined by tracking the GPS position of the smart terminal while the rescue team is dispatched. However, when an emergency rescue service is requested in an area where reception of GPS signals is difficult, such as an indoor or underground space, it has been difficult to technically detect the location of the smart terminal in the past, so that an emergency structure is not efficiently provided .

예를 들어, 화재 및 지진과 같은 재난이 발생하면 실내 위치 표시(indoor localization) 기술이 건물에 있는 사람들을 구조하는 데 매우 유용하다. 그러나 재난으로 인해 정전이 발생하면, 건물에 설치된 통신 시설이 작동하지 않을 수 있다. 이 경우, 인프라 구조를 이용하는 실내 위치 표시 기술은 사용할 수 없다. 대신, 구조자의 장치와 피해자의 장치 사이의 수신 신호 강도(RSS : Received Signal Strength)가 실내 현지화에 사용될 수 있다.For example, when a disaster such as a fire or an earthquake occurs, indoor localization technology is very useful for rescuing people in buildings. However, if a disaster causes a power outage, the communication facilities installed in the building may not work. In this case, it is not possible to use the indoor location indication technology using the infrastructure. Instead, the received signal strength (RSS) between the rescuer's device and the victim's device can be used for indoor localization.

이러한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 및 비특허문헌 등에 개시되어 있다.One example of such a technique is disclosed in the following patent documents and non-patent documents.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 지하철, 지하철역, 버스, 백화점, 건물, 아파트(집)에 비콘을 설치하고, 설치된 비콘 ID는 세부 위치 정보와 함께 재난방지 시스템 DB에 등록하며 해당 시설물 관리책임자 및 안전요원 등의 DB도 구축하게 되며, 자동차, 버스 등은 차량번호 및 차종 DB 입력하며, 상황실 관리자의 판단에 따라 재난 발생 위치 주변 비콘 ID들을 재난신고 앱(App)에 전송하며, 이때 경고 음성 및 작성한 메시지 등으로 보내지는 실내위치제공장치를 통한 재난방지 시스템에 대해 개시되어 있다.For example, in the following Patent Document 1, a beacon is installed in a subway, a subway station, a bus, a department store, a building, and an apartment (home), and the beacon ID installed is registered in the disaster prevention system DB together with the detailed position information. And vehicle IDs of vehicles and buses, and transmits beacon IDs related to the disaster occurrence location to the disaster report app (App) according to the judgment of the situation room manager. At this time, And a disaster prevention system through an indoor location providing device that is sent to a created message or the like.

또 하기 특허문헌 2에는 실시간으로 건조물 내부에 각 구획 공간마다 설치된 센서부로부터 사람의 출입정보를 실시간 감지하여 획득한 인원분포데이터가 저장되어 있는 인원DB, 시뮬레이션엔진에 입력한 건조물 특성, 각 구획 공간별 인원 분포정보 및 알고리즘 파라미터를 이용하여 시뮬레이션 결과 값으로 인원분포정보가 포함된 대피 경로를 저장하는 시뮬레이션 DB, 실제 재난 또는 화재 발생 시 상기 인원DB의 인원분포데이터와 상기 시뮬레이션 DB의 상기 시뮬레이션 결과 값 중 인원분포데이터를 유클리디언 디스턴스(Euclidean distance)를 이용하여 상기 각 구획공간 별로 인원차이를 연산하여, 상기 인원차이 값이 0에 가장 가까운 값을 가지는 상기 시뮬레이션 DB에 포함된 상기 대피 경로를 추출하는 제어부 및 상기 추출된 대피경로를 수신받아 디스플레이하는 출력부를 포함하는 재난 대피 시스템에 대해 개시되어 있다.Patent Document 2 discloses a personnel DB in which personnel distribution data obtained by sensing real-time access information of a person from a sensor unit installed in each partition space in real time in real time is stored, characteristics of a building to be inputted to a simulation engine, A simulation DB for storing a evacuation path including the personnel distribution information as a simulation result value by using the distribution data of the number of stars and algorithm parameters and a simulation DB for storing the personnel distribution data of the personnel DB in case of actual disaster or fire and the simulation result value The Euclidean distance is used to calculate the personnel difference for each of the compartment spaces, and the evacuation route included in the simulation DB having the personnel difference value closest to 0 is extracted And a control unit for receiving the extracted evacuation route, Ray output is disclosed for the emergency evacuation system including a to.

또 하기 특허문헌 3에는 국가기관 단말이 긴급구조 요청자의 스마트 단말로 위치검색 요구신호를 송신하는 단계, 스마트 단말이 무선랜 수신기를 구동시켜 근방의 액세스포인트를 스캐닝하는 단계, 스마트단말이 스캐닝을 통해 획득된 액세스포인트들의 식별정보 및 신호세기 정보에 기초하여 보고정보를 생성하는 단계, 위치결정 서버가 보고정보를 획득하는 단계, 위치결정 서버가 보고정보에 포함된 액세스포인트들의 식별정보를 데이터베이스에 조회하여 스마트 단말에 의해 스캐닝된 액세스포인트들의 지리적 위치를 획득하는 단계, 위치결정 서버가 액세스포인트들의 지리적 위치 및 보고정보에 포함된 신호 세기 정보에 기초하여 스마트 단말의 지리적 위치를 계산하는 단계, 위치결정 서버가 그 계산된 스마트 단말의 지리적 위치를 국가기관 단말로 제공하는 단계 및 국가기관 단말이 그 제공된 지리적 위치정보를 긴급구조에 제공하는 단계를 포함하는 스마트 단말 위치결정 기반의 긴급구조 서비스 방법에 대해 개시되어 있다.In addition, Patent Document 3 discloses a method in which a national institution terminal transmits a location search request signal to a smart terminal of an emergency rescue requester, a smart terminal drives a wireless LAN receiver to scan a nearby access point, Generating positioning information based on the identification information and the signal strength information of the acquired access points; acquiring reporting information by the positioning server; searching the database for identification information of the access points included in the reporting information; Obtaining a geographical location of the access points scanned by the smart terminal, calculating the geographical location of the smart terminal based on the geographical location of the access points and the signal strength information contained in the reporting information, The server sends the calculated geographical location of the smart terminal to the national institution And providing the geographical location information provided by the national institution terminal to the emergency structure.

또 하기 비특허문헌 1에는 위치 측위 대상 면적을 감소시킴으로써 위치 예측 정확도를 향상시키기 위한 기법으로서, 단말기의 신호를 수신한 AP들로 구성된 다각형의 무게중심을 사용하여 단말기의 상대적인 위치를 예측하고, 일단 단말기의 상대적인 위치가 예측되면 단말기에서 지리적으로 가장 근접한 AP를 단말기 위치 예측을 위한 기준 AP로 선택함으로써 측위 대상 다각형의 면적을 줄일 수 있는 기술에 대해 개시되어 있다.The following non-patent document 1 discloses a technique for improving the accuracy of position prediction by reducing the area to be positioned by positioning, estimating the relative position of the terminal using the center of gravity of the polygon composed of the APs receiving the signal of the terminal, Discloses a technique capable of reducing the area of a target polygon by selecting the closest AP as a reference AP for predicting the terminal position when the relative position of the terminal is predicted.

대한민국 공개특허공보 제2015-0138790호(2015.12.10 공개)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0138790 (published Dec. 10, 2015) 대한민국 등록특허공보 제10-1442658호(2014.09.15 등록)Korean Registered Patent No. 10-1442658 (Registered on Sep. 15, 2014) 대한민국 등록특허공보 제10-1513658호(2015.04.14 등록)Korean Registered Patent No. 10-1513658 (Registered on Apr. 14, 2014)

임 유진, 박 재성, "실내환경에서 래터레이션을 이용한 위치 측위 기법" 2010년, 한국정보처리학회 수록지명 제17권 3호 pp.251~259.  Lim, Yu - Jin, Park, Jae - Sung, "Location Positioning Technique using Laterality in Indoor Environment", Korea Information Processing Society, 2010, Vol. 17 No.3 pp.251 ~ 259.

그러나 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 대상 건물 내의 벽의 종류들 사이의 전파 특성에 대한 사전 측정을 미리 하고 이 실내 위치에 대한 데이터베이스를 구축해야 하므로 구축 비용이 증대한다는 문제가 있었다.However, in the conventional art as described above, there has been a problem that a preliminary measurement of the propagation characteristics between the types of walls in the target building is made in advance and a database for the indoor position is constructed, thereby increasing the construction cost.

또 상기와 같이 데이터베이스가 구축되어도, 재난 상황에서 기존의 통신 시설이 중단되고 실내 환경이 변경(손상)되는 경우, 기존의 현지화 계획은 큰 오류를 유발할 수 있으며 작동하지 않을 수도 있는 문제에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않았다. 즉, 재난 상황에서 정전 등으로 인해 와이파이, AP 등이 작동되지 않으면 통신 시스템을 이용한 재난피해자의 위치 파악이 불가능하다는 문제가 있었다.If the existing communication facility is interrupted and the indoor environment is changed (damaged) in the event of a disaster, even if the database is constructed as described above, the existing localization plan may cause a large error. Was not. That is, if a Wi-Fi or an AP does not operate due to a power outage in the event of a disaster, there is a problem that it is impossible to locate the victim using the communication system.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 재해 구호 상황에서 효과적으로 작동할 수 있는 하부 영역 분할 방법과 경로 손실 모델을 기반으로 하여 실내 위치 표시를 정확하게 실행할 수 있는 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a subarea division method that can effectively operate in a disaster relief situation, And to provide an indoor location display system and method.

본 발명의 다른 목적은 이동 노드(구조자)가 하부 영역 데이터베이스를 기반으로 고정 노드(재난피해자)의 위치를 추정할 수 있는 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a system and method for indicating an indoor location at the time of a disaster, in which a mobile node (rescuer) can estimate the location of a fixed node (disaster victim) based on a lower region database.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템은 재난 상황에서 기존의 통신 시설이 중단되고 실내 환경이 변경(손상)되어도 재난 구조를 위해 재난피해자의 실내 위치를 정확하게 표시할 수 있는 실내 위치 표시 시스템으로서, 고정 노드로서 재난피해자 단말기, 다수의 이동 노드로서 상기 재난피해자 단말기와 통신 가능한 다수의 구조자 단말기, 상기 실내 환경에 대한 하부 영역을 분할하고, 상기 재난피해자 단말기의 최종 위치로서 모든 구조자 단말기들로부터 보고된 위치들 중에서 가장 높은 정확도를 갖는 재난피해자 단말기의 위치를 재난피해자 단말기의 최종 위치로 결정하는 위치 표시 서버, 상기 위치 표시 서버에 의해 건물 내를 격자로 표적 영역으로 분할하고, 영역과 각 격자점 사이의 벽의 개수와 종류에 따라 표적 영역을 하부 영역으로 분할하고, 각 격자점에 대해 별도로 참조 점(RP : Reference Points) 집합을 형성하여 이루어진 상기 실내 환경에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, an indoor location display system for a disaster relief system accurately displays an indoor location of a disaster victim for disaster relief even when an existing communication facility is interrupted and the indoor environment is changed A plurality of rescuer terminals capable of communicating with the disaster victim terminal as a plurality of mobile nodes, and a plurality of rescuer terminals capable of communicating with the disaster victim terminal, wherein the resident victim terminal is divided into a lower region for the indoor environment, A position display server for determining the position of the disaster victim terminal having the highest accuracy among the positions reported from all rescuer terminals as the final position of the disaster victim terminal; The number of walls between the region and each lattice point, And a database for storing information on the indoor environment, which is obtained by dividing the target area into lower areas and forming a set of reference points (RPs) separately for each lattice point according to the type of the indoor space.

또 본 발명에 따른 실내 위치 표시 시스템에서, 상기 재난피해자 단말기가 상기 구조자 단말기로부터 신호를 수신하면 상기 구조자 단말기에 RSS(Received Signal Strength)를 보고하고, 상기 구조자 단말기는 경로 손실 모델과 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스를 기반으로 재난피해자 단말기의 위치를 추정하는 것을 특징으로 한다.Further, in the indoor location display system according to the present invention, when the disaster victim terminal receives a signal from the rescuer terminal, it reports RSS (Received Signal Strength) to the rescuer terminal, And estimating a location of the disaster victim terminal based on the lower-level domain database.

또 본 발명에 따른 실내 위치 표시 시스템에서, 상기 구조자 단말기는 가속도계와 자이로스코프를 구비하고, 상기 가속도계의 측정값이 피크 값이 될 때, 단계 이벤트가 발생하는 것으로 간주하여 이동 거리를 추정하고, 일정기간 동안 측정된 상기 자이로스코프 값을 평균하여 이동 방향을 추정하는 것을 특징으로 한다.Further, in the indoor position display system according to the present invention, the rescue terminal includes an accelerometer and a gyroscope, and when the measured value of the accelerometer becomes a peak value, it is considered that a step event occurs, And estimating the moving direction by averaging the gyroscope values measured during the period.

또 본 발명에 따른 실내 위치 표시 시스템에서, 상기 구조자 단말기는 그룹 리더와 다른 그룹 멤버 간의 통신을 위해 블루투스를 사용하고, 상기 구조자 단말기와 재난피해자 단말기 간의 통신은 와이파이(wifi) 핫 스폿을 사용하는 것을 특징으로 한다.Also, in the indoor location display system according to the present invention, the rescuer terminal uses Bluetooth for communication between the group leader and other group members, and the communication between the rescuer terminal and the disaster victim terminal uses a wifi hot spot .

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 실내 위치 표시 방법은 재난 상황에서 기존의 통신 시설이 중단되고 실내 환경이 변경(손상)되어도 재난 구조를 위해 재난피해자의 실내 위치를 정확하게 표시할 수 있는 실내 위치 표시 방법으로서, (a) 건물 내에서 재난피해자 단말기를 고정 노드로 설정하고, 상기 재난피해자단말기와 통신 가능한 다수의 구조자 단말기를 다수의 이동 노드로 설정하는 단계, (b) 상기 고정 노드가 상기 이동 노드로부터 신호를 수신하면 상기 고정 노드가 상기 이동 노드에 RSS(Received Signal Strength)를 보고하는 단계, (c) 상기 이동 노드가 경로 손실 모델과 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스를 기반으로 고정 노드의 위치를 추정하는 단계, (d) 위치 표시 서버가 노드 간의 거리를 직접 계산하는 대신 경로 손실 모델을 기반으로 각 고정 노드가 각 하부 영역에 위치할 확률을 추정하고, 고정 노드의 위치를 이 확률에 의해 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for displaying an indoor location of a disaster victim in a disaster situation even if an existing communication facility is interrupted and the indoor environment is changed (A) setting a disaster victim terminal as a fixed node in a building, and setting a plurality of rescuer terminals capable of communicating with the disaster victim terminal as a plurality of mobile nodes; (b) Receiving a signal from the mobile node, the fixed node reports RSS (Received Signal Strength) to the mobile node; (c) when the mobile node is in a fixed state based on the path loss model and the sub- Estimating the position of the node, (d) Estimating a probability that each fixed node, the yarn model is based be located at each lower region, it characterized in that it comprises the step of determining by the position of the fixed node to the probability.

또 본 발명에 따른 실내 위치 표시 방법에서, 상기 하부 영역 데이터베이스는 건물 내를 격자로 표적 영역으로 분할하고, 영역과 각 격자점 사이의 벽의 개수와 종류에 따라 표적 영역을 하부 영역으로 분할하고, 각 격자점에 대해 별도로 참조 점(RP : Reference Points) 집합을 형성하는 것에 의해 구축되고, 상기 데이터베이스는 온라인 단계에서 고정 노드의 위치 표시로 사용되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for displaying an indoor location, the method comprising: dividing a building into a target area by a grid, dividing the target area into a lower area according to the number and type of walls between the area and each grid point, And is formed by forming a set of reference points (RP) separately for each lattice point, and the database is used as a location indication of a fixed node in an online step.

또 본 발명에 따른 실내 위치 표시 방법에서, 상기 단계 (a)는 상기 다수의 이동 노드를 그룹화하고 이동 노드의 정확한 위치 표시를 위한 그룹 리더로서 다수의 이동 노드 중의 하나를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (c)는 상기 그룹 리더와 다른 그룹 구성원 간에 RSS를 사용하여 추정 오류를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the indoor location display method according to the present invention, the step (a) may include grouping the plurality of mobile nodes and selecting one of a plurality of mobile nodes as a group leader for displaying an accurate location of the mobile node, And the step (c) includes the step of correcting an estimation error using RSS between the group leader and another group member.

또 본 발명에 따른 실내 위치 표시 방법에서, 상기 단계 (a)는 오프라인 단계와 온라인 단계로 구성되고, 상기 오프라인 단계에서는 건물의 평면도를 사용하여 하부 영역 데이터베이스를 형성하고, 상기 온라인 단계에서 고정 노드의 위치는 이동 노드가 보행자 추측 항법(PDR : Pedestrian Dead Reckoning) 기술을 기반으로 현재 위치를 계산하여 추정하는 것을 특징으로 한다.In the indoor location display method according to the present invention, the step (a) includes an off-line step and an on-line step. In the off-line step, a bottom area database is formed using the floor plan of the building, The location is characterized in that the mobile node calculates and estimates the current location based on Pedestrian Dead Reckoning (PDR) techniques.

또 본 발명에 따른 실내 위치 표시 방법에서, 상기 추정 오류를 수정하는 단계는 상기 이동 노드의 위치 표시의 정확성을 높이기 위해, 각 이동 노드는 추정된 위치가 특정 조건을 검사하여 정정이 필요한지 결정하고, 상기 이동 노드가 조건을 만족하면, 상기 이동 노드는 상기 그룹 리더에게 정정을 요청하고, 상기 그룹 리더는 정정이 필요한 이동 노드의 위치에 관한 정정 프로세스를 실행하고, 정정된 위치를 상기 이동 노드에게 통지하는 것을 특징으로 한다.Further, in the method of displaying an indoor location according to the present invention, in the step of correcting the estimation error, each mobile node determines whether correction is necessary by examining a specific condition of an estimated position, If the mobile node satisfies the condition, the mobile node requests correction to the group leader, the group leader executes a correction process on the position of the mobile node that needs to be corrected, and sends the corrected position to the mobile node .

또 본 발명에 따른 실내 위치 표시 방법에서, 각 이동 노드는 추정된 위치, 고정 노드로부터의 RSS 및 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스에 따라 각 고정 노드의 위치를 계산하고, 각각의 이동 노드는 고정 노드의 최적의 위치를 찾기 위해 각 고정 노드의 추정 위치를 위치 표시 서버에 보고하고, 상기 위치 표시 서버는 고정 노드의 최종 위치로서 모든 이동 노드들로부터 보고된 위치들 중에서 가장 높은 정확도를 갖는 고정 노드의 위치를 고정 노드의 최종 위치로 결정하는 것을 특징으로 한다.Further, in the indoor location display method according to the present invention, each mobile node calculates the location of each fixed node according to the estimated location, the RSS from the fixed node, and the lower area database established at the offline stage, The location server reports the estimated location of each fixed node to the location indication server to find the optimal location of the node, and the location indication server reports the location of the fixed node with the highest accuracy among the locations reported from all mobile nodes, Is determined as the final position of the fixed node.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법에 의하면, 경로 손실 모델에 기반한 확률을 사용하여 노드가 위치하는 하부 영역을 추정하며, 위치 표시 프로세스가 오프라인 단계와 온라인 단계의 두 단계로 구성되며, 오프라인 단계에서는 대상 건물을 건물의 평면도를 기준으로 여러 개의 하부 영역으로 나누고, 오프라인 단계에서 RSS를 측정하지 않기 때문에 종래의 지문 기반 방법에 비해 오프라인 단계의 비용을 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the indoor location display system and method at the time of the disaster relief structure according to the present invention, the lower area where the node is located is estimated using the probability based on the path loss model, In the offline stage, the target building is divided into several sub-areas based on the floor plan of the building, and since the RSS is not measured at the offline stage, the cost of the offline stage can be reduced compared to the conventional fingerprint-based method Effect is obtained.

또, 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법에 의하면, 온라인 단계에서 구조 대원에 해당하는 이동 노드가 이동하지 않는 재난피해자와 같은 고정 노드를 찾기 위해 건물을 돌아다니며, 이동 노드가 예를 들어 모바일 장치에서 가속도계 및 자력계의 감지 값을 사용하여 장치의 위치를 추적하는 보행자 추측 항법(PDR : Pedestrian Dead Reckoning)을 통해 각각의 위치를 추적할 수 있으므로, 실내 환경이 변화된 상황에서 RSS 기반의 위치 표시 정확도를 향상시킬 수 있다는 효과도 얻어진다.In addition, according to the system and method for displaying the indoor location at the time of disaster relief according to the present invention, the mobile node corresponding to the rescue member moves around the building to find a fixed node such as the disaster victim, For example, since each location can be tracked through Pedestrian Dead Reckoning (PDR), which uses the sensing values of the accelerometer and magnetometer in mobile devices to track the location of the device, It is possible to obtain an effect of improving the position display accuracy of the display device.

또, 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법에 의하면, 핑거프린팅 기술에 필요한 RSS 측정 비용을 없앨 수 있고, 실내 환경이 변경(손상)되는 경우에도 정확하게 실내 위치를 파악하여 건물에 있는 사람들을 구조하는 것과 같은 재난 구조를 용이하게 실현할 수 있다는 효과도 얻어진다.In addition, according to the present invention, it is possible to eliminate the RSS measurement cost required for the fingerprinting technique and to accurately grasp the indoor position even when the indoor environment is changed (damaged) It is also possible to easily realize a disaster structure such as rescuing people with disabilities.

도 1은 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템의 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 3은 하부 영역 분할의 프로세스를 설명하기 위한 도면,
도 4는 서울 대학교 공과 대학 302호 3층을 모델링한 실험 환경의 평면도,
도 5는 정상 시나리오의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프,
도 6은 벽이 손상된 시나리오의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프,
도 7은 시뮬레이션 결과와 실험 결과를 대비한 그래프.
1 is a conceptual diagram of an indoor location display system at the time of a disaster relief structure according to the present invention,
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of displaying an indoor location in a disaster relief according to the present invention.
3 is a diagram for explaining the process of sub region division,
FIG. 4 is a top view of the experimental environment modeled on the third floor of 302, Seoul National University,
5 is a graph showing simulation results of a normal scenario,
6 is a graph showing simulation results of a scenario in which a wall is damaged,
7 is a graph comparing simulation results and experimental results.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.These and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 기본적인 구성에 대해 설명한다.First, the basic configuration of the present invention will be described.

본 발명에 적용되는 고정 노드와 이동 노드는 건물에 대해 설정된 두 가지 유형의 노드로 설정한다. 즉, 건물 내에서 재난피해자를 나타내는 고정 노드는 자신의 위치를 알지 못한다. 반대로, 건물 내에서 구조자를 나타내는 이동 노드는 각각의 위치를 알고 있다. 구조 대원이 건물 입구 또는 계단을 통해 바닥에 닿을 수 있기 때문에 모든 이동 노드가 바닥에 있는 초기 위치를 알고 있는 것으로 가정한다.The fixed node and the mobile node applied to the present invention are set to two types of nodes set for the building. That is, a fixed node representing a disaster victim in a building does not know its location. Conversely, mobile nodes representing rescuers within a building know their respective locations. It is assumed that all mobile nodes know the initial location at the bottom because the rescuer can touch the floor through the building entrance or stairs.

또한, 다수의 이동 노드를 그룹화하고 이동 노드의 정확한 위치 표시를 위한 그룹 리더로서 이러한 이동 노드 중 하나를 선택한다. 그런 다음 그룹 리더와 다른 그룹 구성원 간에 RSS(Received Signal Strength)를 사용하여 추정 오류를 수정한다.Also, a plurality of mobile nodes are grouped and one of these mobile nodes is selected as a group leader for precise location indication of the mobile node. It then uses RSS (Received Signal Strength) between the group leader and other group members to correct the estimation error.

각 이동 노드는 가속도계의 이동 거리와 자력계와 자이로스코프의 이동 방향을 추정한다. 그러면 각 이동 노드는 일정시간 동안 이동 거리와 이동 방향을 이용하여 위치를 추정할 수 있다. 각 이동 노드가 위치를 추적하는 동안 노드는 이동 노드 근처의 고정 노드(재난피해자)에게 신호를 전송한다.Each mobile node estimates the moving distance of the accelerometer and the direction of movement of the magnetometer and gyroscope. Then, each mobile node can estimate the position using the moving distance and the moving direction for a predetermined time. While each mobile node is tracking its location, the node sends a signal to a fixed node (disaster victim) near the mobile node.

고정 노드가 이동 노드로부터 신호를 수신하면 이동 노드에 RSS를 보고한다. 그런 다음, 이동 노드는 경로 손실 모델과 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스를 기반으로 고정 노드의 위치를 추정한다. 위치 표시 서버는 노드 간의 거리를 직접 계산하는 대신 경로 손실 모델을 기반으로 각 고정 노드가 각 하부 영역에 위치할 확률을 추정한다. 마지막으로, 고정 노드의 위치(하부 영역)는 이 확률에 의해 결정된다.When the fixed node receives a signal from the mobile node, it reports the RSS to the mobile node. Then, the mobile node estimates the location of the fixed node based on the path loss model and the subdomain database established at the offline stage. Instead of directly calculating the distance between nodes, the location server estimates the probability that each fixed node will be located in each sub-region based on the path loss model. Finally, the location (sub-region) of the fixed node is determined by this probability.

따라서, 본 발명에서는 단일 층 영역에서 M 개의 이동 노드와 N 개의 고정 노드를 갖는 시스템을 고려한다. 본 발명에서 경로 손실 모델은 각 고정 노드가 보고된 RSS에서 각 하부 영역에 위치할 확률을 추정하는 데 사용된다. 또 두 노드 사이의 거리뿐만 아니라 두 노드 사이의 벽에 의한 벽 감쇠 계수(WAF)도 고려한다.Therefore, in the present invention, a system having M mobile nodes and N fixed nodes in a single layer region is considered. In the present invention, the path loss model is used to estimate the probability that each fixed node will be located in each sub-region in the reported RSS. We also consider the wall attenuation factor (WAF) by the wall between the two nodes as well as the distance between the two nodes.

COST231 다중 벽 모델(G. Ding, Z. Tan, J. Zhang, and L. Zhang, "Regional propagation model based fingerprinting localization in indoor environemnts," in IEEE PIMRC 2013, pp. 291-295, Sept. 2013.)에 따르면, WAF(Wall Attenuation Factor)가 있는 경로 손실 모델은 다음과 같이 식 (1)로 나타낼 수 있다.COST231 multi-wall model (G. Ding, Z. Tan, J. Zhang, and L. Zhang, "Regional propagation model based fingerprinting localization in indoor environemnts," IEEE PIMRC 2013, pp. 291-295, Sept. 2013.) , The path loss model with WAF (Wall Attenuation Factor) can be expressed by Equation (1) as follows.

Figure 112016121472817-pat00001
…(1)
Figure 112016121472817-pat00001
... (One)

여기서,

Figure 112016121472817-pat00002
, wafw는 벽 w로 인한 신호 감쇄이다. 그리고,
Figure 112016121472817-pat00003
는 경로 손실 지수이고, d0는 대표적으로 1m로 가정되는 기준 거리이다.here,
Figure 112016121472817-pat00002
, waf w is the signal attenuation due to the wall w. And,
Figure 112016121472817-pat00003
Is the pathloss index, and d 0 is a reference distance, which is typically assumed to be 1 m.

또 dij는 이동 노드 i와 고정 노드 j 사이의 거리이며, 이동 노드 i가 전송 전력 Ti(dB)로 신호를 전송할 때, 고정 노드 j에서의 RSS, Rij는 다음 식(2)과 같이 주어진다.D ij is the distance between the mobile node i and the fixed node j, and when the mobile node i transmits the signal with the transmission power T i (dB), RSS and R ij at the fixed node j are expressed by the following equation (2) Given.

Rij = R0 - 10

Figure 112016121472817-pat00004
log(dij) - WAF + ηi …(2)R ij = R 0 - 10
Figure 112016121472817-pat00004
log (d ij ) - WAF + η i ... (2)

여기서, R0 = Ti - PL(d0) + 10

Figure 112016121472817-pat00005
log(d0)가 거리 d0에서 RSS이고, ηi 는 표준 편차 σ를 갖는 제로-평균 가우스 잡음이다.Here, R 0 = T i - PL (d 0 ) + 10
Figure 112016121472817-pat00005
log (d 0 ) is RSS at distance d 0 , and η i Is a zero-mean Gaussian noise having a standard deviation sigma.

ηi ~ N(0, σ2), Rij ~ N(C, σ2)이 특정

Figure 112016121472817-pat00006
와 dij와 만날 때, C = R0 - 10
Figure 112016121472817-pat00007
log(dij) - WAF 이다.η i ~ N (0, σ 2 ), R ij ~ N (C, σ 2 )
Figure 112016121472817-pat00006
And d ij , C = R 0 - 10
Figure 112016121472817-pat00007
log (d ij ) - WAF.

따라서 다음 식 (3)과 같은 정확도 함수를 사용하여 측정된 RSS가 rij인 경우, 실제 거리 dij와 비교하여 주어진 거리 d의 정확도를 계산할 수 있다.Therefore, if the measured RSS is r ij using the accuracy function shown in the following equation (3), the accuracy of the given distance d can be calculated by comparing with the actual distance d ij .

Figure 112016121472817-pat00008
…(3)
Figure 112016121472817-pat00008
... (3)

여기서,

Figure 112016121472817-pat00009
이고, ε는 이 함수의 정확도를 제어하는 상수이다.here,
Figure 112016121472817-pat00009
And ε is a constant that controls the accuracy of this function.

본 발명에서, 위치 표시 프로세스는 오프라인 단계와 온라인 단계의 두 단계로 구성된다. 오프라인 단계에서는 건물의 평면도를 사용하여 하부 영역 데이터베이스를 형성한다. 온라인 단계에서 고정 노드의 위치는 다음 단계에 따라 추정된다. 먼저, 각 이동 노드는 예를 들어 PDR 기술을 기반으로 현재 위치를 계산한다.In the present invention, the location display process is composed of two steps, an offline step and an online step. In the offline phase, the floor plan of the building is used to form a lower area database. In the online stage, the position of the fixed node is estimated according to the following steps. First, each mobile node calculates its current location based on, for example, PDR technology.

이동 노드의 위치 표시의 정확성을 높이기 위해, 각 이동 노드는 추정된 위치가 특정 조건을 검사하여 정정이 필요한지 결정한다. 이동 노드가 조건을 만족하면, 이동 노드는 그룹 리더에게 정정을 요청한다. 다음에, 그룹 리더는 정정이 필요한 이동 노드의 위치에 관한 정정 프로세스를 실행하고, 정정된 위치를 이동 노드에 통지한다. In order to increase the accuracy of the location indication of the mobile node, each mobile node determines whether the estimated location needs to be checked by checking a specific condition. If the mobile node satisfies the condition, the mobile node requests the group leader for correction. Next, the group leader executes a correction process on the position of the mobile node that needs to be corrected, and notifies the mobile node of the corrected position.

다음에, 각 이동 노드는 추정된 위치, 고정 노드로부터의 RSS 및 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스에 따라 각 고정 노드의 위치를 계산한다. 서로 다른 이동 노드들에서 추정된 고정 노드들의 위치가 서로 다를 수 있으므로, 각각의 이동 노드는 고정 노드의 최적의 위치를 찾기 위해 각 고정 노드의 추정 위치를 위치 표시 서버에 보고한다. 마지막으로, 위치 표시 서버는 고정 노드의 최종 위치로서 모든 이동 노드들로부터 보고된 위치들 중에서 가장 높은 정확도를 갖는 고정 노드의 위치를 고정 노드의 최종 위치로 결정한다. Next, each mobile node calculates the position of each fixed node according to the estimated position, the RSS from the fixed node, and the lower region database established at the offline stage. Since the positions of the estimated fixed nodes in different mobile nodes may be different from each other, each mobile node reports the estimated position of each fixed node to the location indication server to find the optimal position of the fixed node. Finally, the location server determines the position of the fixed node having the highest accuracy among the positions reported from all the mobile nodes as the final position of the fixed node as the final position of the fixed node.

다음에 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법에 대해 도면을 따라 설명한다.Next, an indoor location display system and method at the time of a disaster relief according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템의 개념도 이다.1 is a conceptual diagram of a system for displaying an indoor location in a disaster relief structure according to the present invention.

본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템은 재난 상황에서 기존의 통신 시설이 중단되고 실내 환경이 변경(손상)되어도 재난 구조를 위해 재난피해자의 실내 위치를 정확하게 표시할 수 있는 실내 위치 표시 시스템으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정 노드로서 재난피해자 단말기(10), 이동 노드로서 구조자 단말기(20), 고정 노드의 최종 위치로 결정하는 위치 표시 서버(30), 실내 환경에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스(40)를 포함한다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an indoor location display system for a disaster relief system is provided with an indoor location display system capable of accurately displaying an indoor location of a victim of a disaster for disaster relief even when an existing communication facility is interrupted and the indoor environment is changed 1, a disaster victim terminal 10 as a fixed node, a rescue terminal 20 as a mobile node, a location display server 30 for determining a final location of a fixed node, And a database 40 for storing data.

도 1에서는 설명의 편의상 하나의 재난피해자 단말기(10)와 구조자 단말기(20)를 나타내었지만, 본 발명에서는 다수의 재난피해자 단말기(10)와 구조자 단말기(20)로 이루어진다. 또 이와 같은 재난피해자 단말기(10)와 구조자 단말기(20)는 서로의 통신이 가능한 스마트폰, 태블릿 PC, 패블릿 등 통상의 컴퓨팅 기능을 구비한 이동 단말을 적용할 수 있다. 특히, 재난피해자 단말기(10)와 구조자 단말기(20)는 모바일용 애플리케이션(또는 앱, 어플)이 설치되어 실행될 수 있는 이동 단말기이다.FIG. 1 shows one disaster victim terminal 10 and a rescuer terminal 20 for convenience of explanation. In the present invention, a plurality of disaster victim terminals 10 and a rescuer terminal 20 are provided. In addition, the disaster victim terminal 10 and the rescuer terminal 20 can be applied to a mobile terminal having a normal computing function such as a smart phone, a tablet PC, and a pellet, which are capable of communicating with each other. In particular, the disaster victim terminal 10 and the rescuer terminal 20 are mobile terminals to which a mobile application (or an app, an application) can be installed and executed.

상기 재난피해자 단말기(10)가 상기 구조자 단말기(20)로부터 신호를 수신하면 상기 구조자 단말기(20)에 RSS를 보고하고, 구조자 단말기(20)는 경로 손실 모델과 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스를 기반으로 재난피해자 단말기(10)의 위치를 추정한다.When the disaster victim terminal 10 receives a signal from the rescuer terminal 20, the rescuer terminal 20 reports the RSS to the rescuer terminal 20. The rescuer terminal 20 analyzes the path loss model and the lower region database And estimates the location of the disaster victim terminal 10 based on the location information.

상기 구조자 단말기(20)는 가속도계와 자이로스코프를 구비하고, 상기 가속도계의 측정값이 피크 값이 될 때, 단계 이벤트가 발생하는 것으로 간주하여 이동 거리를 추정하고, 일정기간 동안 측정된 상기 자이로스코프 값을 평균하여 이동 방향을 추정할 수 있다.The rescue terminal 20 includes an accelerometer and a gyroscope. When the measured value of the accelerometer is a peak value, the rescue terminal 20 estimates a moving distance by considering that a step event occurs, and calculates the gyroscope value The moving direction can be estimated.

또 상기 구조자 단말기(20)는 그룹 리더와 다른 그룹 멤버 간의 통신을 위해블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee), 와이파이(wifi) 중의 어느 하나, 바람직하게는 블루투스를 사용하고, 상기 구조자 단말기(20)와 재난피해자 단말기(10) 간의 통신은 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee), 와이파이(wifi) 중의 어느 하나, 바람직하게는 데는 와이파이(wifi)를 사용한다.The rescuer terminal 20 uses any one of bluetooth, zigbee and WiFi, preferably Bluetooth, for communication between the group leader and other group members, Communication between the victim terminal 10 and the disaster victim terminal 10 uses any one of bluetooth, zigbee and wifi, preferably WiFi.

상기 위치 표시 서버(30)는 실내 환경에 대한 하부 영역을 분할하고, 고정 노드인 재난피해자 단말기(10)의 최종 위치로서 모든 이동 노드인 구조자 단말기(20)들로부터 보고된 위치들 중에서 가장 높은 정확도를 갖는 고정 노드인 재난피해자 단말기(10)의 위치를 재난피해자 단말기(10)의 최종 위치로 결정하여 구조자 단말기(20)에 표시되게 한다.The location display server 30 divides the lower area of the indoor environment and determines the highest accuracy among the positions reported from the rescuer terminals 20 as all the mobile nodes as the final position of the disaster victim terminal 10, The disaster victim terminal 10 is determined as the final position of the disaster victim terminal 10 and is displayed on the rescuer terminal 20.

상기 실내 환경에 대한 정보는 위치 표시 서버(30)에 의해 건물 내를 격자로 표적 영역으로 분할하고, 영역과 각 격자점 사이의 벽의 개수와 종류에 따라 표적 영역을 하부 영역으로 분할하고, 각 격자점에 대해 별도로 참조 점(RP : Reference Points) 집합을 형성하여 이루어진 정보이다.The information on the indoor environment is divided into a target area by a lattice by a location display server 30, a target area is divided into a lower area according to the number and kind of walls between the area and each lattice point, And is formed by forming a reference point (RP) group separately for the lattice points.

다음에 상술한 바와 같은 시스템을 이용하여 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 방법에 대해 도 2 내지 도 7에 따라 설명한다.Next, a method for displaying the indoor position at the time of the disaster relief according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 to FIG. 7 by using the system as described above.

도 2는 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 하부 영역 분할의 프로세스를 설명하기 위한 도면으로서 도 3(a)는 영역 내의 격자점을 나타내고, 도 3(b)는 격자점 a에서 방 1의 하부 영역을 나타내고, 도 3(c)는 전체 표적 영역에 대한 격자점 a에서의 RPs를 나타낸다.FIG. 3 is a diagram for explaining a process of dividing a lower region. FIG. 3 (a) shows a lattice point in an area, and FIG. 3 3 (b) shows the lower region of the room 1 at the lattice point a, and Fig. 3 (c) shows the RPs at the lattice point a with respect to the entire target region.

먼저, 본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 방법에서는 재난 상황에서 기존의 통신 시설이 중단되고 실내 환경이 변경(손상)되어도 재난 구조를 위해 재난피해자의 실내 위치를 정확하게 표시할 수 있는 실내 위치 표시 방법으로서, 건물 내에서 재난피해자 단말기(10)를 고정 노드로 설정하고, 상기 재난피해자단말기(10)와 통신 가능한 다수의 구조자 단말기(20)를 다수의 이동 노드로 설정한다(S10). 이하, 설명에서는 재난피해자 단말기(10)를 고정 노드로 설명하고, 구조자 단말기(20)를 이동 노드로 설명한다.First, in the method of displaying the indoor position at the time of the disaster relief according to the present invention, even if the existing communication facility is interrupted and the indoor environment is changed (damaged) in the disaster situation, the indoor position of the disaster victim can be accurately displayed As a display method, a disaster victim terminal 10 is set as a fixed node in a building, and a plurality of rescuer terminal 20 capable of communicating with the disaster victim terminal 10 is set as a plurality of mobile nodes (S10). Hereinafter, the disaster victim terminal 10 will be described as a fixed node and the rescuer terminal 20 will be described as a mobile node.

또한, 실내 환경에 대한 정보를 저장하기 위해 하부 영역 데이터베이스(40)를 구축한다(S20). 상기 단계 S20은 위치 표시 서버(30)에 의해 건물 내를 격자로 표적 영역으로 분할하고, 영역과 각 격자점 사이의 벽의 개수와 종류에 따라 표적 영역을 하부 영역으로 분할하고, 각 격자점에 대해 별도로 참조 점(RP : Reference Points) 집합을 형성하여 이루어진다.In addition, the lower region database 40 is constructed to store information on the indoor environment (S20). In step S20, the inside of the building is divided into a target area by the location display server 30, the target area is divided into sub areas according to the number and types of walls between the area and each lattice point, (RP) is formed separately for the reference points.

그 후, 건물 내에서 고정 노드가 이동 노드로부터 신호를 수신하면 고정 노드가 상기 이동 노드에 RSS(Received Signal Strength)를 보고하고(S30), 상기 단계 S30에서의 보고에 따라, 상기 이동 노드가 경로 손실 모델과 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스를 기반으로 고정 노드의 위치를 추정한다(S40).Thereafter, when a fixed node receives a signal from the mobile node in the building, the fixed node reports RSS (Received Signal Strength) to the mobile node (S30). According to the report in step S30, The location of the fixed node is estimated based on the loss model and the lower region database established at the offline stage (S40).

그리고 위치 표시 서버(30)가 노드 간의 거리를 직접 계산하는 대신 경로 손실 모델을 기반으로 각 고정 노드가 각 하부 영역에 위치할 확률을 추정하고, 고정 노드의 위치를 이 확률에 의해 결정한다(S50).Instead of directly calculating the distance between the nodes, the location display server 30 estimates the probability that each fixed node is located in each sub-region based on the path loss model, and determines the location of the fixed node by this probability (S50 ).

상기 단계 S20에서의 하부 영역 데이터베이스(40)를 구축하기 위해, 도 3(a)과 같이 크기가 같은 격자로 표적 영역을 분할한다. 다음에, 표적 영역이 각 격자점에 대한 다수의 하부 영역으로 분할된다. RSS는 주로 실내 환경의 벽에 영향을 받으므로, 영역과 각 격자점 사이의 벽의 수와 종류에 따라 표적 영역을 하부 영역으로 분할한다. 도 3(b)는 격자점 a에서 방 1에 대한 하부 영역을 설명한다. 예를 들어, 신호가 격자점 a에서 전송되면, 신호가 하부 영역(A)의 임의의 지점에서 수신될 때 벽 1에 의해 감쇄된다. In order to construct the lower region database 40 in the step S20, the target region is divided into grids having the same size as shown in Fig. 3 (a). Next, the target area is divided into a plurality of sub areas for each lattice point. Since RSS is mainly influenced by walls of the indoor environment, the target region is divided into sub regions according to the number and types of walls between the region and each grid point. Fig. 3 (b) illustrates the lower region for room 1 at lattice point a. For example, if a signal is transmitted at grid point a, it is attenuated by wall 1 when the signal is received at any point in the lower region A.

마찬가지로, 격자점 a로부터의 신호는 신호가 하부 영역 B의 임의의 지점으로부터 수신될 때 벽 2 및 3에 의해 감쇠된다. 따라서 이 경우에 방 1을 하부 영역 A와 하부 영역 B의 두 부분으로 분할한다. 유사한 방식으로 전체 대상 영역에 대한 하부 영역을 분할한 후, 각 하부 영역의 중심을 참조 점(RP : Reference Points)으로 선택한다. 도 3(c)는 전체 표적 영역에 대한 격자점 a에서의 RPs를 나타낸다. 이 방법으로 각 격자점에 대해 별도로 RP 집합을 만듭니다.Likewise, the signal from the lattice point a is attenuated by the walls 2 and 3 when the signal is received from any point in the lower region B. Therefore, in this case, room 1 is divided into two parts, lower area A and lower area B. After dividing the lower region for the entire object region in a similar manner, the center of each lower region is selected as the reference point (RP). Figure 3 (c) shows the RPs at the lattice point a for the entire target area. In this way, you create separate sets of RPs for each grid point.

WAFij는 격자점 i와 RP j 사이의 벽에 의한 감쇠 계수를 나타낸다. WAFij

Figure 112016121472817-pat00010
에 의해 주어지며, 여기서 n은 격자점 i와 RP j 사이의 벽의 개수이다. 각 격자점 i와 각 RP j에 대해 RP와 WAFij의 위치 정보를 데이터베이스에 저장한다. 이 데이터베이스는 온라인 단계에서 고정 노드의 위치 표시로 사용된다.WAF ij represents the damping coefficient due to the wall between the grid points i and RP j. WAF ij
Figure 112016121472817-pat00010
, Where n is the number of walls between the grid points i and RP j. For each grid point i and each RP j, the location information of RP and WAF ij is stored in the database. This database is used to indicate the location of fixed nodes in the online phase.

이동 노드가 온라인 단계에서 특정 격자점에 위치할 때 고정 노드의 위치는 격자점에 대응하는 RP 중 하나로 결정된다. 각 RP는 고정 노드의 가능한 위치를 나타내고, WAFij는 두 노드 사이의 벽으로 인한 신호 감쇠를 나타낸다. 그 다음, 본 발명에 따른 알고리즘은 고정 노드가 각 가능한 위치에 위치할 확률을 계산한다.When the mobile node is located at a specific lattice point in the on-line stage, the position of the fixed node is determined to be one of the RPs corresponding to the lattice point. Each RP represents the possible location of the fixed node, and WAF ij represents the signal attenuation due to the wall between the two nodes. The algorithm according to the invention then calculates the probability that the stationary node will be located at each possible location.

다음에 이동 노드의 위치 표시에 대해 설명한다.Next, the location indication of the mobile node will be described.

본 발명에서는 건물 내에서 움직이는 장치의 위치를 추적하기 위한 다양한 방법과 함께 사용될 수 있다. 그 중 PDR 기술(W. Kang and Y. Han, "SmartPDR: Smartphone-based pedestrian dead reckoning for indoor localization," IEEE Sensors J., vol. 15, no. 5, pp. 2906-2916, May 2015.)은 이동 노드를 추적하기 위해 간단히 적용할 수 있다. PDR은 센서의 측정값을 사용하여 이동 거리 및 이동 방향을 추정한다. 이동 거리는 단계 이벤트 수를 계산하여 추정한다. 단계 이벤트는 이동 노드가 이동하는지 여부를 나타내는 이벤트이다.The present invention can be used in conjunction with various methods for tracking the location of a moving device within a building. Among them, PDR technology (W. Kang and Y. Han, "SmartPDR: Smartphone-based pedestrian dead reckoning for indoor localization," IEEE Sensors J. vol. 15, no. 5, pp. 2906-2916, May 2015.) Can be simply applied to track the mobile node. The PDR estimates the moving distance and the moving direction using the measured values of the sensor. The moving distance is estimated by calculating the number of step events. The step event is an event indicating whether or not the mobile node moves.

본 발명에서 가속도계의 측정값이 피크 값이 될 때, 단계 이벤트가 발생하는 것으로 간주한다. 모든 단계 이벤트는 동일한 단계 길이 ℓ을 갖는다고 가정한다. 따라서, 이동 거리는 D = ℓ × NS 에 의해 계산될 수 있다. 여기서, NS는 특정기간 동안의 단계 이벤트의 수를 나타낸다. 또 일정기간 동안 측정된 자이로스코프 값을 평균하여 이동 방향을 추정한다. 이동 방향의 추정에는 자이로스코프의 평균값을 사용하기 때문에 이동 방향의 오차가 크지 않다.In the present invention, when the measured value of the accelerometer becomes the peak value, it is assumed that the step event occurs. It is assumed that all step events have the same step length l. Therefore, the travel distance can be calculated by D = l x N S. Here, N S represents the number of step events during a specific period. The moving direction is estimated by averaging gyroscope values measured over a certain period of time. Since the average value of the gyroscope is used for the estimation of the moving direction, the error in the moving direction is not large.

이동 노드의 초기 위치를 알고 있으므로, 이동 노드의 위치는 이동 거리 및 이동 방향에 의해 추정될 수 있다. 그러나 이 간단한 PDR 기법은 시간에 따라 누적 된 감지 값의 오차로 인해 큰 추정 오차를 가질 수 있다. 이동 노드가 그룹화되고, 그룹의 노드 사이에서 RSS를 사용하여 노드의 위치를 정정한다. 본 발명에서는 그룹화에 의한 유사한 정정 기법이 사용된다.Since the initial position of the mobile node is known, the position of the mobile node can be estimated by the movement distance and the movement direction. However, this simple PDR technique can have a large estimation error due to the error of the accumulated detection value over time. The mobile nodes are grouped, and the position of the node is corrected using RSS between the nodes of the group. In the present invention, a similar correction technique by grouping is used.

이 정정 프로세스를 보다 자세히 설명한다. 모든 위치 표시 시간 t에서, 그룹 리더는 그룹 내의 다른 이동 노드들에게 위치 표시 요청 메시지를 보낸다. 위치 표시 요청 메시지를 수신할 때, 각 이동 노드 i는 이 메시지 ril의 RSS을 측정하고, 이동 거리

Figure 112016121472817-pat00011
, 이동 방향
Figure 112016121472817-pat00012
및 시간 t-1에서의 그 위치
Figure 112016121472817-pat00013
를 사용하여 추정된 위치
Figure 112016121472817-pat00014
를 계산한다.This correction process will be described in more detail. At every location indication time t, the group leader sends a location indication request message to other mobile nodes in the group. When receiving the location indication request message, each mobile node i measures the RSS of this message r il ,
Figure 112016121472817-pat00011
, Direction of movement
Figure 112016121472817-pat00012
And its position at time t-1
Figure 112016121472817-pat00013
Using the estimated location
Figure 112016121472817-pat00014
.

그 후, 이동 노드 i는

Figure 112016121472817-pat00015
가 어떤 임계 값
Figure 112016121472817-pat00016
보다 큰 값인지를 검사한다.
Figure 112016121472817-pat00017
이면, 이동 노드의 이동 방향이 변화하고 있다. 그렇지 않은 경우, 이 차이는 감지 값의 오류로 인해 발생할 수 있으며 추정 오류가 발생할 수 있다. 이 경우, 각 이동 노드의 추정된 위치는 정정이 필요하다. 시간 t-1과 시간 t에서 노드의 이동 방향 간의 차이가
Figure 112016121472817-pat00018
보다 작게 하기 위해 이동 노드 집합을 Su로 한다. Su에서 각 이동 노드 i는 시간 t-1에서의 최종 추정 위치
Figure 112016121472817-pat00019
, 시간 t에서의 계산된 위치
Figure 112016121472817-pat00020
및 리더에 대한 ril을 보고하여 정정을 요청한다. 다음에 그룹 리더 ℓ은 Su에서 이동 노드의 위치를 정정한다.Then, the mobile node i
Figure 112016121472817-pat00015
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112016121472817-pat00016
It is checked whether the value is larger.
Figure 112016121472817-pat00017
, The moving direction of the mobile node changes. Otherwise, this difference may be due to an error in the sense value and an estimation error may occur. In this case, the estimated position of each mobile node needs to be corrected. The difference between the direction of movement of the node at time t-1 and time t
Figure 112016121472817-pat00018
The mobile node set S u is set to be smaller. In S u , each mobile node i has a final estimated location at time t-1
Figure 112016121472817-pat00019
, The calculated position at time t
Figure 112016121472817-pat00020
And r il for the leader to request correction. Next, the group leader ℓ corrects the position of the mobile node in S u .

정정 과정은 다음과 같다. Su에서 각 이동 노드 i에 대해, 두 개의 후보 위치가 정정 과정에서 고려된다. 하나는 시간 t에서 이동 노드 i에 의해 계산하여 보고되는 위치

Figure 112016121472817-pat00021
이다. 다른 하나는 그룹 리더 ℓ에 의해 계산된 위치
Figure 112016121472817-pat00022
이다. 리더는 시간 t-1에서
Figure 112016121472817-pat00023
에 위치한 이동 노드 i가
Figure 112016121472817-pat00024
의 방향으로 이동 노드 i에 의해 보고된
Figure 112016121472817-pat00025
의 거리를 이동시킨다는 가정하에
Figure 112016121472817-pat00026
을 계산한다.
Figure 112016121472817-pat00027
는 방향
Figure 112016121472817-pat00028
를 사용하여 계산되고,
Figure 112016121472817-pat00029
는 방향
Figure 112016121472817-pat00030
를 사용하여 계산된다.The correction process is as follows. For each mobile node i in S u , two candidate positions are considered in the correction process. One is the location reported by mobile node i at time t
Figure 112016121472817-pat00021
to be. The other is the position calculated by group leader l
Figure 112016121472817-pat00022
to be. At time t-1, the reader
Figure 112016121472817-pat00023
RTI ID = 0.0 > i <
Figure 112016121472817-pat00024
Lt; RTI ID = 0.0 > i < / RTI >
Figure 112016121472817-pat00025
On the assumption that the distance of
Figure 112016121472817-pat00026
.
Figure 112016121472817-pat00027
Direction
Figure 112016121472817-pat00028
, ≪ / RTI >
Figure 112016121472817-pat00029
Direction
Figure 112016121472817-pat00030
≪ / RTI >

한편, 그룹 리더는 Su에 있을 수도 있다. 이 경우 리더의 위치를 정정해야 한다. 그룹 리더 ℓ은 최종 보정 위치

Figure 112016121472817-pat00031
로서
Figure 112016121472817-pat00032
m과
Figure 112016121472817-pat00033
중 높은 평균 정확도를 갖는 것을 선택한다. 즉, dis(a,b)가 점 a와 점 b 사이의 거리를 나타낼 때, 하기 식(4)와 같이,On the other hand, the group leader may be at S u . In this case, the reader's position must be corrected. Group leader l is the last calibration position
Figure 112016121472817-pat00031
as
Figure 112016121472817-pat00032
m and
Figure 112016121472817-pat00033
Among those having a high average accuracy. That is, when dis (a, b) represents the distance between point a and point b,

Figure 112016121472817-pat00034
…(4)
Figure 112016121472817-pat00034
... (4)

이며, 여기서 n은 리더를 제외한 Su에서 이동 노드의 수이다. 마찬가지로 Su에서 이동 노드의 위치는 리더의 최종 추정 위치를 사용하여 정정되며,

Figure 112016121472817-pat00035
는 하기 식 (5)와 같다., Where n is the number of mobile nodes in S u , excluding the leader. Similarly, the position of the mobile node in S u is corrected using the final estimated position of the reader,
Figure 112016121472817-pat00035
(5). &Quot; (5) "

Figure 112016121472817-pat00036
…(5)
Figure 112016121472817-pat00036
... (5)

Su에서 모든 이동 노드의 위치를 정정한 후 리더는 이러한 정정된 위치를 이동 노드에 통지한다.After correcting the position of all the mobile nodes in S u , the reader notifies the mobile node of the corrected position.

다음에 고정 노드의 위치 표시를 설명한다.Next, the location indication of the fixed node will be described.

이동 노드의 위치 표시가 끝나면, 모든 이동 노드는 각 고정 노드의 위치를 추정한다(S40). 이동 노드 i는 다음과 같이 고정 노드 j의 위치를 추정한다. 먼저, 이동 노드 i는 오프라인 단계에서 구축된 데이터베이스로부터 각 RPr에 대응하는 RPs 및 벽 감쇠율 WAFir를 얻는다. 이동 노드 i의 추정된 위치가 영역 내의 임의의 위치이므로, 각각의 이동 노드는 이동 노드의 추정된 위치로부터 가장 가까운 격자점 상에 위치한다고 가정한다.When the location indication of the mobile node is completed, all mobile nodes estimate the location of each fixed node (S40). The mobile node i estimates the position of the fixed node j as follows. First, the mobile node i obtains the RPs and the wall decay rate WAF ir corresponding to each RPr from the database constructed at the offline stage. It is assumed that each mobile node is located on the closest lattice point from the estimated position of the mobile node since the estimated position of the mobile node i is an arbitrary position in the area.

다음에, 이동 노드 i는 고정 노드 j로부터 RSS, rij를 측정한다.

Figure 112016121472817-pat00037
은 고정 노드 j가 RPr에 위치하는 조건하에서 이동 노드 i와 고정 노드 j 사이의 거리를 나타낸다. 다음에 식 (3)의 정확도 함수로
Figure 112016121472817-pat00038
의 정확도를 계산할 수 있다. 고정 노드 j의 실제 위치가 RPr에 가까울 경우,
Figure 112016121472817-pat00039
의 정확도가 높아진다. 그러므로,
Figure 112016121472817-pat00040
의 정확도는 고정 노드 j가 이동 노드 i의 관점에서 RPr에 위치할 확률일 수 있다.Next, the mobile node i measures RSS, r ij from the fixed node j.
Figure 112016121472817-pat00037
Represents the distance between the mobile node i and the fixed node j under the condition that the fixed node j is located at the RPr. Next, as an accuracy function of equation (3)
Figure 112016121472817-pat00038
Can be calculated. When the actual position of the fixed node j is close to RPr,
Figure 112016121472817-pat00039
The accuracy of the image is increased. therefore,
Figure 112016121472817-pat00040
May be the probability that the fixed node j will be located at the RPr in terms of the mobile node i.

그러나 이동 노드는 일반적으로 격자점이 아닌 임의의 위치에 위치하므로, 가장 높은 확률로 RP를 선택하는 것이 정확하지 않을 수 있다. 따라서 시간 t-1에서의 위치 표시 결과는 제안된 기법에서 추가적으로 사용된다. 우리는 Stij를 계산 된 확률이 시간 t에서 특정 임계값

Figure 112016121472817-pat00041
보다 높게 설정된 RP의 집합으로 식 (6)과 같이
Figure 112016121472817-pat00042
를 정의한다.However, since the mobile node is usually located at a random location other than the grid point, it may not be accurate to select the RP with the highest probability. Thus, the position indication result at time t-1 is additionally used in the proposed technique. We assume that Stij is the probability that the computed probability is at a certain threshold
Figure 112016121472817-pat00041
As a set of higher RPs,
Figure 112016121472817-pat00042
.

Figure 112016121472817-pat00043
…(6)
Figure 112016121472817-pat00043
... (6)

여기서, S는 모든 RPs 집합이다.

Figure 112016121472817-pat00044
= 0일 때, 이동 노드 i는
Figure 112016121472817-pat00045
Figure 112016121472817-pat00046
만큼 낮게 하고,
Figure 112016121472817-pat00047
> 0일 때까지 다시 계산한다. 그 후, 이동 노드 i는 이전 결과를 고려하여 형성된 RPs 세트인 하기 식 (7)
Figure 112016121472817-pat00048
에서 가장 높은 가능성을 가진 RP로서 고정 노드 j의 위치를 추정한다. Here, S is a set of all RPs.
Figure 112016121472817-pat00044
= 0, the mobile node i
Figure 112016121472817-pat00045
To
Figure 112016121472817-pat00046
As a result,
Figure 112016121472817-pat00047
Calculate again until> 0. After that, the mobile node i calculates the following equation (7), which is a set of RPs formed considering the previous result,
Figure 112016121472817-pat00048
The position of the fixed node j is estimated as the RP having the highest probability.

Figure 112016121472817-pat00049
(7)
Figure 112016121472817-pat00049
(7)

이것은 다음과 같은 이유에 따른다. 이동 노드(즉, 구조자)가 보행자인 경우, 이동 속도가 빠르지 않고 위치 갱신 간격 동안의 이동 거리가 작을 것으로 예상된다. 이러한 이유로, 시간 t에서의 고정 노드의 추정 위치는 시간 t-1에서의 예측 노드와 크게 다르지 않다. 따라서 고정 노드 j의 위치는

Figure 112016121472817-pat00050
의 세트에서 선택할 수 있다. 그러나
Figure 112016121472817-pat00051
= 0일 때, 이동 노드는
Figure 112016121472817-pat00052
에서 가장 높은 확률을 갖는 RP로서 고정 노드의 위치를 추정한다. 이동 노드 i에서 고정 노드 j의 위치 표시 단계는 하기 표 1의 알고리즘으로 주어진다.This is for the following reasons. If the mobile node (i.e., rescuer) is a pedestrian, it is expected that the travel speed is not fast and the travel distance during the location update interval is small. For this reason, the estimated position of the fixed node at time t is not significantly different from the predicted node at time t-1. Therefore, the position of the fixed node j is
Figure 112016121472817-pat00050
Can be selected. But
Figure 112016121472817-pat00051
= 0, the mobile node
Figure 112016121472817-pat00052
The position of the fixed node is estimated as the RP having the highest probability. The location indication step of the fixed node j at the mobile node i is given by the algorithm of Table 1 below.

Figure 112016121472817-pat00053
Figure 112016121472817-pat00053

위치 표시의 정확성을 더욱 향상시키기 위해, 위치 표시 서버는 모든 이동 노드의 위치 표시 결과를 수집하고 결과 중 하나를 고정 노드의 최종 위치로 선택한다. 그룹에 둘 이상의 이동 노드가 있는 경우, 각 이동 노드는 위치

Figure 112016121472817-pat00054
, 고정 노드 j의 예상 위치
Figure 112016121472817-pat00055
및 각 고정 노드 rij의 RSS를 위치 표시 서버로 전송한다.
Figure 112016121472817-pat00056
는 하기 식 (8)에 의해 모든 이동 노드들로부터 고정 노드 j의 추정된 위치들의 세트를 나타낸다.In order to further improve the accuracy of the location indication, the location display server collects the location indication results of all mobile nodes and selects one of the results as the final location of the fixed node. If there is more than one mobile node in the group,
Figure 112016121472817-pat00054
, The expected position of the fixed node j
Figure 112016121472817-pat00055
And the RSS of each fixed node r ij to the location display server.
Figure 112016121472817-pat00056
Represents a set of estimated positions of fixed node j from all mobile nodes by the following equation (8).

Figure 112016121472817-pat00057
(8)
Figure 112016121472817-pat00057
(8)

그런 다음, 위치 표시 서버는 식 (4)와 마찬가지로 하기 식(9)를 사용하여

Figure 112016121472817-pat00058
로부터 가장 높은 평균 정확도를 갖는 RP를 고정 노드 j의 최종 추정 위치로 결정한다(S50).Then, the location display server uses the following equation (9) as in equation (4)
Figure 112016121472817-pat00058
The RP having the highest average accuracy is determined as the final estimated position of the fixed node j (S50).

Figure 112016121472817-pat00059
(9)
Figure 112016121472817-pat00059
(9)

본 발명에 따른 시뮬레이션의 평가는 다음과 같다.The evaluation of the simulation according to the present invention is as follows.

시뮬레이션을 통해 본 발명에 따른 위치 인식 기법의 성능을 평가한다. 총 평면은 33.0m × 34.8m이다. 도 4는 서울 대학교 공과 대학 302호 3층을 모델링한 실험 환경의 평면도로서, 격자점 a(참조 점△)에서 하부 영역 데이터베이스의 예를 나타낸다. 여기서, R0 = -23dB와 새도잉 효과의 표준 편차 σ = 6dB를 사용한다. 또 모든 벽은 각각 18dB의 벽 감쇠 계수를 갖는 것으로 추정하였다. 이러한 매개 변수는 경험적 방법을 통해 얻어진다. 예를 들어 격자점 a에서의 RPs 및 벽 감쇠 계수 세트를 도 4에 나타내었다. 다른 파라미터는 정확도 임계 값

Figure 112016121472817-pat00060
= 0.85,
Figure 112016121472817-pat00061
= π/18 rad, ε = 18 및
Figure 112016121472817-pat00062
= 2m이다. 위치 표시 업데이트 간격은 1초로 설정한다. 여기서, 이 지역에 10개의 고정 노드를 무작위로 배포한다. 시뮬레이션에서 각각의 이동 노드는 1 m/s의 속도로 움직이며, 제안된 기법의 최종 목표인 고정 노드 위치 추정의 정확성을 집중적으로 나타내기 위해 그 위치는 정확히 알려져 있는 것으로 가정한다.The performance of the position recognition technique according to the present invention is evaluated through simulation. The total plane is 33.0m × 34.8m. FIG. 4 is a plan view of an experimental environment modeled on the third floor of the university building 302 of Seoul National University, and shows an example of the lower region database at the lattice point a (reference point?). Here, R0 = -23dB and the standard deviation sigma = 6dB of the new drawing effect are used. It was also assumed that all the walls had wall attenuation coefficients of 18 dB each. These parameters are obtained through empirical methods. For example, the RPs and the set of wall attenuation coefficients at grid point a are shown in FIG. Other parameters include an accuracy threshold
Figure 112016121472817-pat00060
= 0.85,
Figure 112016121472817-pat00061
=? / 18 rad,? = 18, and
Figure 112016121472817-pat00062
= 2m. The location update interval is set to 1 second. Here, 10 fixed nodes are randomly distributed in this area. In the simulation, each mobile node moves at a speed of 1 m / s. It is assumed that its position is known accurately in order to focus on the accuracy of the fixed node location estimation, which is the final goal of the proposed technique.

성능 평가를 위해 하부 영역 결정 알고리즘에 결합한 기존의 핑거프린팅 기반의 최근접 알고리즘(이하, 'SD-NN'이라 함)과 본 발명에서 제안한 기법을 비교하였다. SD-NN 알고리즘에서 각 하부 영역의 RPs 수는 오프라인 단계의 비용뿐만 아니라 알고리즘의 성능에도 영향을 준다. 따라서 각 하부 영역의 12 RPs와 각 하부 영역의 2 RPs인 두가지 사례에 대해 SD-NN 알고리즘의 성능을 평가하였다.In order to evaluate the performance, a conventional fingerprinting based nearest neighbor algorithm (hereinafter referred to as 'SD-NN') combined with a sub-region decision algorithm was compared with the scheme proposed in the present invention. In the SD-NN algorithm, the number of RPs in each sub-region affects not only the cost of the offline step but also the performance of the algorithm. Therefore, the performance of the SD-NN algorithm was evaluated for two cases: 12 RPs in each sub-region and 2 RPs in each sub-region.

식 (3)과 같이 제안된 알고리즘의 정확도는 경로 손실 모델을 기반으로 하므로, 결과적으로 경로 손실 지수

Figure 112016121472817-pat00063
의 영향을 받는다. 따라서
Figure 112016121472817-pat00064
가 알려진 이상적인 경우와
Figure 112016121472817-pat00065
가 알려지지 않은 현실적인 경우인 두 가지 경우에 대해 본 발명에 따른 구성의 성능을 평가하였다.As shown in equation (3), the accuracy of the proposed algorithm is based on the path loss model,
Figure 112016121472817-pat00063
. therefore
Figure 112016121472817-pat00064
Is the ideal known case
Figure 112016121472817-pat00065
The performance of the configuration according to the present invention was evaluated for two cases, in which it is unknown that it is a real case.

각 시뮬레이션 실행에서 경로 손실 지수

Figure 112016121472817-pat00066
는 [2.0, 6.0] 사이에 균일하게 분산된 값으로 설정된다. 이상적인 경우(알려진
Figure 112016121472817-pat00067
)에 대해 식 (3)의 계산에 대해
Figure 112016121472817-pat00068
와 동일한 값을 사용한다. 반대로 현실적인 경우에
Figure 112016121472817-pat00069
의 값을 모르므로, 식 (3)의 계산에 대해
Figure 112016121472817-pat00070
= 4.0이라고 가정한다.In each simulation run, the path loss index
Figure 112016121472817-pat00066
Is set to a value uniformly distributed between [2.0, 6.0]. Ideal case (known
Figure 112016121472817-pat00067
) For the calculation of equation (3)
Figure 112016121472817-pat00068
The same value is used. Conversely, in a realistic case
Figure 112016121472817-pat00069
(3) is not known,
Figure 112016121472817-pat00070
= 4.0.

고정 노드의 평균 위치 표시 오차와 평균 적중률을 비교하였다. 적중률은 하부 영역이 정확하게 결정되는 고정 노드의 수와 테스트중인 모든 고정 노드의 수의 비율로 정의된다. 또한, 본 발명에 따른 구성의 목표 중 하나는 재난 구조 상황에 대한 환경 변화에 대한 견고성이므로, 일반적인 시나리오와 벽면 손상 시나리오의 두 가지 시나리오에서 알고리즘을 비교하였다. 정상적인 시나리오에서는 오프라인 단계와 온라인 단계 사이에 환경적인 변화가 없다. 벽이 손상된 시나리오에서는 온라인 단계에서 해당 지역의 일부 벽이 손상된다. 두 시나리오의 각 구성에 대해 200회의 시뮬레이션을 수행하였다.We compared the average position error and average hit rate of fixed nodes. The hit ratio is defined as the ratio of the number of fixed nodes where the sub area is accurately determined to the number of all fixed nodes under test. Also, one of the goals of the configuration according to the present invention is robustness to environmental changes in disaster relief situations, so the algorithms are compared in two scenarios, a general scenario and a wall damage scenario. In normal scenarios there is no environmental change between off-line and on-line. In a scenario where a wall is damaged, some walls in the area are damaged during the online phase. 200 simulations were performed for each configuration of the two scenarios.

정상 시나리오의 결과는 다음과 같다.The results of the normal scenario are as follows.

정상적인 시나리오에서 위치 표시에 사용된 이동 노드의 수에 대한 평균 위치 표시 오차와 평균 적중률을 비교하였다. 재난 구조 상황에서 구조 대원의 수가 단일 층에 대해 크지 않을 수 있으므로, 이동 노드의 수를 2 내지 5로 설정한다. SD-NN 알고리즘은 위치 표시를 위해 고정되고 알려진 위치인 AP를 사용한다. 따라서 SD-NN 알고리즘에서 AP로 간주 될 수 있는 각 이동 노드에 대해서는 고정되고 알려진 위치를 제공한다.In the normal scenario, the average position error and the average hit rate were compared for the number of mobile nodes used for location indication. The number of mobile nodes may be set to 2 to 5 since the number of rescue personnel may not be large for a single layer in a disaster relief situation. The SD-NN algorithm uses fixed and known location APs for location indication. Thus providing a fixed and known location for each mobile node that can be considered an AP in the SD-NN algorithm.

도 5는 정상 시나리오의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프로서, 도 5(a) 및 도 5(b)는 정상 시나리오에서 각각 고정 노드에서의 평균 위치 표시 오차와 평균 적중률을 나타낸다. 본 발명에 따른 방법과 SD-NN 알고리즘은 이동 노드의 수가 증가함에 따라 고정 노드의 평균 위치 표시 오차가 감소함을 보여준다. 이것은 이동 노드가 더 많은 정보를 얻으면 사용할 수 있는 RSS 측정값이 증가하기 때문입니다. 따라서, 측정 노이즈의 효과가 낮아지므로, 평균 위치 표시 오차는 감소한다. 이동 노드의 수가 적은 경우, SD-NN 알고리즘이 하부 영역당 많은 RP를 사용하지만, 본 발명에 따른 방법은 보다 정확한 위치 파악을 수행한다. 5개의 이동 노드가 있더라도 본 발명에 따른 방법은 하부 영역당 많은 RPs를 갖는 SD-NN 알고리즘에 비해 비슷한 성능을 제공한다. 그러나 기존 알고리즘이 하부 영역마다 많은 RPs를 사용하는 경우, 오프라인 단계에서 RPs를 위한 지문 작성 비용이 많이 소요된다. 본 발명에 따른 방법은 오프라인 단계에서 훨씬 적은 비용이 소요되므로, 건물 비용당 위치 표시 정확도에서 더 효율적이다. 한편, SD-NN 알고리즘이 오프라인 단계의 훈련 비용을 낮추기 위해 RPs를 적게 사용하면, 본 발명에 따른 방법이 보다 정확한 위치 표시 결과를 제공한다.FIG. 5 is a graph showing simulation results of a normal scenario, and FIGS. 5 (a) and 5 (b) show an average position display error and an average hit ratio at a fixed node in a normal scenario, respectively. The method according to the present invention and the SD-NN algorithm show that the average position error of the fixed nodes decreases as the number of mobile nodes increases. This is because the RSS measure that can be used increases as the mobile node gets more information. Therefore, since the effect of the measurement noise is lowered, the average position display error decreases. If the number of mobile nodes is small, the SD-NN algorithm uses many RPs per sub-area, but the method according to the present invention performs more accurate positioning. Although there are five mobile nodes, the method according to the present invention provides similar performance compared to the SD-NN algorithm with many RPs per sub-region. However, if the existing algorithm uses many RPs for each sub-region, the cost of creating fingerprints for the RPs at the offline stage is high. The method according to the present invention is much more efficient at location indication accuracy per building cost since it is much less expensive at the offline stage. On the other hand, if the SD-NN algorithm uses less RPs to lower training costs in the off-line phase, the method according to the present invention provides more accurate locator results.

벽이 손상된 시나리오의 결과는 다음과 같다.The results of the wall damaged scenario are as follows.

벽이 손상된 시나리오에서는 각 설정으로 5개의 이동 노드를 사용하였다. 대신 평균 표시 위치 오류와 평균 적중률을 해당 영역의 피해 비율과 비교하였다. 피해 비율은 재해로 인해 손상된 벽의 수와 해당 영역의 모든 벽의 수의 비율로 정의된다.In the case of a wall damaged scenario, five mobile nodes were used for each setting. Instead, the average position error and the average hit rate are compared with the damage rate in the corresponding area. The damage rate is defined as the ratio of the number of walls damaged by a disaster to the number of all walls in the area.

도 6은 벽이 손상된 시나리오의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프로서, 도 6(a) 및 도 6(b)는 벽 손상 시나리오에서 각각 고정 노드의 평균 위치 표시 오차와 평균 적중률을 나타낸다. 본 발명에 따른 방법과 SD-NN 알고리즘은 고정 노드의 평균 위치 표시 오차가 증가하고, 면적의 손상률이 커짐에 따라 평균 적중률이 감소함을 보여준다. 이것은 오프라인 단계에서 사전 조사된 데이터가 영역의 손상 비율이 증가함에 따라 신뢰도가 낮아지기 때문이다. 그러나 온라인 단계에서 환경이 변경되면, RSS의 변화는 벽 감쇄의 변화보다 훨씬 크다. FIG. 6 is a graph showing a simulation result of a scenario in which a wall is damaged, and FIGS. 6 (a) and 6 (b) show an average position display error and an average hit rate of fixed nodes in a wall damage scenario, respectively. The method according to the present invention and the SD-NN algorithm show that the average hit ratio decreases as the average position error of the fixed node increases and the area damage ratio increases. This is because the data pre-investigated at the off-line level is less reliable as the damage rate of the area increases. However, if the environment changes at the online level, the change in RSS is much greater than the change in wall attenuation.

또한, 본 발명에 따른 방법은 RSS가 특정 범위 내에 있을 확률을 확인하므로, 표시 위치를 위해 지문을 직접 사용하는 SD-NN 알고리즘보다 허용 오차가 크다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 벽이 손상된 시나리오에서 SD-NN 알고리즘보다 성능 저하가 적다.In addition, the method according to the present invention confirms the probability that the RSS is within a certain range, so that there is a larger tolerance than the SD-NN algorithm which directly uses the fingerprint for the display position. Thus, the method according to the present invention has less performance degradation than the SD-NN algorithm in a wall damaged scenario.

본 발명에 따른 위치 표시 방법의 성능을 실험을 통해 평가하였다. 본 발명에 따른 방법을 실제 검증하기 위해, 실험 결과와 상술한 시뮬레이션 결과를 비교하였다. 실험은 서울 대학교 공과 대학 302호 3층에서 진행하였다. 실험실에 4개의 고정 노드를 배포하였다. 이동 노드는 바닥의 복도를 돌아다닌다. 이동 노드가 고정 노드에서 너무 멀리 떨어져 있으면, 이동 노드로부터 신호가 고정 노드에서 검출될 수 없기 때문에 실험은 바닥의 한 부분에서 수행된다. 시험 환경은 33.0m × 34.8m 크기이며, 도 4는 레이아웃을 나타낸다. 본 발명에서는 실험을 위해 시뮬레이션에 사용된 것과 동일한 매개 변수를 사용하였다. 또한, 본 발명에서는 건물의 레이아웃과 시뮬레이션에서 각 벽에 대해 18dB의 벽 감쇠 계수만을 사용하여 구성된 동일한 데이터베이스를 사용한다. 본 발명에 따른 방법을 안드로이드 애플리케이션으로 구현하고, 상업용 스마트폰인 Samsung Galaxy S4와 Samsung Galaxy Note 10.1을 사용하여 실험을 수행하였다. 또 이동 노드는 그룹 리더와 다른 그룹 멤버 간의 통신을 위해 블루투스를 사용한다. 그룹 리더와 다른 그룹 멤버 간의 거리가 짧기 때문에 블루투스의 통신 범위가 짧지만 블루투스를 사용하면 충분하다. 또한, 이동 노드는 이동 노드와 고정 노드 간의 통신을 위해 Wi-Fi 핫 스폿을 사용한다.The performance of the position indicating method according to the present invention was evaluated through experiments. In order to actually verify the method according to the present invention, experimental results and the above-described simulation results were compared. The experiment was conducted at the 3rd floor of the 302, Seoul National University. Four fixed nodes were deployed in the laboratory. The mobile node roams through the floor corridor. If the mobile node is too far away from the fixed node, the experiment is performed at one part of the floor because the signal from the mobile node can not be detected at the fixed node. The test environment is 33.0 m x 34.8 m in size, and Fig. 4 shows the layout. In the present invention, the same parameters as those used in the simulation for the experiment were used. Further, the present invention uses the same database constructed by using only the wall attenuation coefficient of 18 dB for each wall in building layout and simulation. The method according to the present invention was implemented as an Android application, and experiments were conducted using Samsung Galaxy S4, a commercial smartphone, and Samsung Galaxy Note 10.1. The mobile node also uses Bluetooth for communication between the group leader and other group members. Since the distance between the group leader and other group members is short, the range of Bluetooth communication is short, but using Bluetooth is sufficient. In addition, the mobile node uses a Wi-Fi hotspot for communication between the mobile node and the fixed node.

고정 노드의 평균 위치 표시 오차와 평균 적중률을 위치 표시에 사용된 이동 노드의 수와 비교하였다. 시뮬레이션 설정에서와 마찬가지로 이동 노드의 수가 2에서 5로 변경된다. 각각의 경우에 대해 2분 동안 실험을 실행하였다.We compared the average position error and the average hit rate of fixed nodes with the number of mobile nodes used for location indication. As in the simulation setup, the number of mobile nodes is changed from 2 to 5. Experiments were run for 2 minutes for each case.

실험 결과는 도 7와 같다.The results of the experiment are shown in FIG.

도 7은 시뮬레이션 결과와 실험 결과를 대비한 그래프로서, 도 7(a) 및 도 7(b)는 고정 노드의 평균 위치 표시 오차와 평균 적중률을 나타낸다. 실험 결과는 시뮬레이션 결과에 비해 정확도가 약 10% 저하되었음을 나타낸다. 이는 고정 노드의 위치 표시 성능을 보기 위해 시뮬레이션에서 각 이동 노드의 정확한 위치를 알고 있다고 가정하기 때문입니다. 반대로, 실험에서 이동 노드의 위치가 약간의 추정 오차를 가질 수 있기 때문에 고정 노드의 위치 표시 정확도 또한 감소한다.FIG. 7 is a graph comparing simulation results with experimental results, and FIGS. 7 (a) and 7 (b) show average position error and average hit rate of fixed nodes. The experimental results show that the accuracy is about 10% lower than the simulation results. This is because we assume that we know the exact location of each mobile node in the simulation to see the location indication performance of the fixed nodes. Conversely, since the position of the mobile node in the experiment can have some estimation error, the accuracy of the position indication of the fixed node also decreases.

또한, 경로 손실 모델의 부정확성으로 인해 성능이 저하될 수 있다. 실험에서 성능이 약간 저하되더라도 실제로는 본 발명에 따른 방법의 실행 가능성을 입증하는 것으로 충분하다. 또 본 발명에 따른 방법은 건물의 평면도와 오프라인 단계의 단순한 경로 손실 모델만 필요하므로, 실제로 지문 데이터베이스 구축을 위한 RSS를 측정하기 위해 높은 비용이 필요한 지문 기반 접근법에 비해 다양한 건물에 간단하게 적용할 수 있다. 따라서 본 발명은 특히 재난 구호와 같은 긴급 상황에서 비용이 적게 드는 매우 실용적인 위치 표시 방법을 마련한다. 구조 대원이 재해 구조를 위해 특수화된 모바일 장치를 사용하는 경우 위치 표시 정확도가 향상될 것이다.In addition, performance may be degraded due to the inaccuracy of the path loss model. It is sufficient to actually demonstrate the feasibility of the method according to the invention even if the performance is slightly degraded in the experiment. In addition, since the method according to the present invention requires only a simple path loss model of a building plan and an off-line step, it can be applied to various buildings more easily than a fingerprint-based approach that requires high cost to actually measure RSS for building a fingerprint database have. Therefore, the present invention provides a very practical location marking method which is inexpensive especially in emergency situations such as disaster relief. Positioning accuracy will improve if the rescuer uses a specialized mobile device for disaster relief.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 평면도에 기반한 새로운 실내 위치 표시 기법을 제안한다. 노드 사이의 벽의 수에 따라 하부 영역 분할을 수행함으로써 본 발명에 따른 알고리즘은 온라인 단계에서의 환경 변화에 더 많은 허용 오차를 갖는다. 또 본 발명에 따른 방법은 데이터베이스 구축 비용을 줄이기 위해 임의의 RSS를 사전에 측정하지 않는다. 시뮬레이션 결과는 정상적인 상황에서 기존의 핑거프린팅 방법에 비해 위치 표시 정확도가 향상되었음을 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 재난 상황에서 상당한 성능 향상을 제공한다. 시뮬레이션 이외에 실험 결과는 본 발명에 다른 방법이 실제로 가능하다는 것을 증명하였다.As described above, the present invention proposes a new indoor location display technique based on a floor plan. By performing sub-region partitioning according to the number of walls between nodes, the algorithm according to the present invention has more tolerance for environmental changes in the online phase. Further, the method according to the present invention does not measure any RSS in advance in order to reduce the cost of building a database. The simulation results show that the accuracy of position indication is improved compared to the conventional fingerprinting method under normal circumstances. In addition, the method according to the present invention provides a significant performance improvement in a disaster situation. Experimental results in addition to simulations have proved that other methods according to the invention are actually possible.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명에 따른 재난 구조시의 실내 위치 표시 시스템 및 방법을 사용하는 것에 의해 종래의 지문 기반 방법에 비해 오프라인 단계의 비용을 줄일 수 있다.The cost of the off-line step can be reduced compared to the conventional fingerprint-based method by using the indoor location display system and method according to the present invention.

10 : 재난피해자 단말기
20 : 구조자 단말기
30 : 위치 표시 서버
40 : 데이터베이스
10: Disaster victim terminal
20: rescue terminal
30: Location display server
40: Database

Claims (10)

재난 상황에서 기존의 통신 시설이 중단되고 실내 환경이 변경되어도 재난 구조를 위해 재난피해자의 실내 위치를 정확하게 표시할 수 있는 실내 위치 표시 시스템으로서,
고정 노드로서 재난피해자 단말기,
다수의 이동 노드로서 상기 재난피해자 단말기와 통신 가능한 다수의 구조자 단말기,
상기 실내 환경에 대한 하부 영역을 분할하고, 상기 재난피해자 단말기의 최종 위치로서 모든 구조자 단말기들로부터 보고된 위치들 중에서 가장 높은 정확도를 갖는 재난피해자 단말기의 위치를 재난피해자 단말기의 최종 위치로 결정하는 위치 표시 서버,
상기 위치 표시 서버에 의해 건물 내를 격자로 표적 영역으로 분할하고, 영역과 각 격자점 사이의 벽의 개수와 종류에 따라 표적 영역을 하부 영역으로 분할하고, 각 격자점에 대해 별도로 참조 점(RP : Reference Points) 집합을 형성하여 이루어진 상기 실내 환경에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 표시 시스템.
An indoor location display system for accurately indicating an indoor location of a disaster victim for disaster relief even when an existing communication facility is interrupted and an indoor environment is changed in a disaster situation,
A disaster victim terminal as a fixed node,
A plurality of rescuer terminals capable of communicating with the victim terminal as a plurality of mobile nodes,
Wherein the location of the disaster victim terminal having the highest accuracy among the positions reported from all rescuer terminals as the final position of the disaster victim terminal is determined as the final position of the disaster victim terminal Display server,
The inside of the building is divided into the target area by the location display server, the target area is divided into the lower area according to the number and type of the wall between the area and each lattice point, and the reference point RP And a database for storing information on the indoor environment formed by forming a set of reference points.
제1항에서,
상기 재난피해자 단말기가 상기 구조자 단말기로부터 신호를 수신하면 상기 구조자 단말기에 RSS(Received Signal Strength)를 보고하고, 상기 구조자 단말기는 경로 손실 모델과 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스를 기반으로 재난피해자 단말기의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 표시 시스템.
The method of claim 1,
The rescue terminal reports RSS (Received Signal Strength) to the rescuer terminal when the disaster victim terminal receives a signal from the rescuer terminal. The rescuer terminal reports the path loss model to the rescuer terminal, And estimating the position of the indoor location.
제1항에서,
상기 구조자 단말기는 가속도계와 자이로스코프를 구비하고, 상기 가속도계의 측정값이 피크 값이 될 때, 단계 이벤트가 발생하는 것으로 간주하여 이동 거리를 추정하고, 일정기간 동안 측정된 상기 자이로스코프 값을 평균하여 이동 방향을 추정하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 표시 시스템.
The method of claim 1,
The rescue terminal includes an accelerometer and a gyroscope. When the measured value of the accelerometer is a peak value, the rescue terminal estimates a moving distance by considering that a step event occurs and averages the gyroscope values measured during a predetermined period And estimating a moving direction of the indoor space.
제1항에서,
상기 구조자 단말기는 그룹 리더와 다른 그룹 멤버 간의 통신을 위해 블루투스를 사용하고,
상기 구조자 단말기와 재난피해자 단말기 간의 통신은 와이파이(wifi) 핫 스폿을 사용하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 표시 시스템.
The method of claim 1,
Wherein the rescuer terminal uses Bluetooth for communication between the group leader and other group members,
Wherein the communication between the rescuer terminal and the disaster victim terminal uses a wifi hot spot.
재난 상황에서 기존의 통신 시설이 중단되고 실내 환경이 변경되어도 재난 구조를 위해 재난피해자의 실내 위치를 정확하게 표시할 수 있는 실내 위치 표시 방법으로서,
(a) 건물 내에서 재난피해자 단말기를 고정 노드로 설정하고, 상기 재난피해자단말기와 통신 가능한 다수의 구조자 단말기를 다수의 이동 노드로 설정하는 단계,
(b) 상기 고정 노드가 상기 이동 노드로부터 신호를 수신하면 상기 고정 노드가 상기 이동 노드에 RSS(Received Signal Strength)를 보고하는 단계,
(c) 상기 이동 노드가 경로 손실 모델과 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스를 기반으로 고정 노드의 위치를 추정하는 단계,
(d) 위치 표시 서버가 노드 간의 거리를 직접 계산하는 대신 경로 손실 모델을 기반으로 각 고정 노드가 각 하부 영역에 위치할 확률을 추정하고, 고정 노드의 위치를 이 확률에 의해 결정하는 단계를 포함하고,
상기 하부 영역 데이터베이스는 건물 내를 격자로 표적 영역으로 분할하고, 영역과 각 격자점 사이의 벽의 개수와 종류에 따라 표적 영역을 하부 영역으로 분할하고, 각 격자점에 대해 별도로 참조 점(RP : Reference Points) 집합을 형성하는 것에 의해 구축되고,
상기 데이터베이스는 온라인 단계에서 고정 노드의 위치 표시로 사용되는 것을 특징으로 하는 실내 위치 표시 방법.
There is provided an indoor location indication method for accurately indicating an indoor location of a disaster victim for disaster relief even when an existing communication facility is interrupted and the indoor environment is changed in a disaster situation,
(a) setting a disaster victim terminal as a fixed node in a building, and setting a plurality of rescuer terminals capable of communicating with the disaster victim terminal as a plurality of mobile nodes,
(b) the fixed node reports a received signal strength (RSS) to the mobile node when the fixed node receives a signal from the mobile node,
(c) estimating the location of the fixed node based on the path loss model and the lower region database established in the offline step,
(d) the location indication server estimates the probability that each fixed node will be located in each sub-area based on the path loss model instead of directly calculating the distance between the nodes, and determining the position of the fixed node by this probability and,
The lower region database divides the interior of the building into a target region by a lattice, divides the target region into sub regions according to the number and type of walls between the region and each lattice point, Reference Points) set,
Wherein the database is used as a location indicator of a fixed node in an online step.
삭제delete 제5항에서,
상기 단계 (a)는 상기 다수의 이동 노드를 그룹화하고 이동 노드의 정확한 위치 표시를 위한 그룹 리더로서 다수의 이동 노드 중의 하나를 선택하는 단계를 포함하고,
상기 단계 (c)는 상기 그룹 리더와 다른 그룹 구성원 간에 RSS를 사용하여 추정 오류를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 표시 방법.
The method of claim 5,
Wherein the step (a) includes grouping the plurality of mobile nodes and selecting one of a plurality of mobile nodes as a group leader for displaying an accurate position of the mobile node,
Wherein the step (c) includes the step of correcting an estimation error using RSS between the group leader and another group member.
제5항에서,
상기 단계 (a)는 오프라인 단계와 온라인 단계로 구성되고,
상기 오프라인 단계에서는 건물의 평면도를 사용하여 하부 영역 데이터베이스를 형성하고,
상기 온라인 단계에서 고정 노드의 위치는 이동 노드가 보행자 추측 항법(PDR : Pedestrian Dead Reckoning) 기술을 기반으로 현재 위치를 계산하여 추정하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 표시 방법.
The method of claim 5,
The step (a) comprises an off-line step and an on-line step,
In the off-line step, a bottom area database is formed using the floor plan of the building,
Wherein the position of the fixed node in the on-line step is calculated by calculating the current position based on a pedestrian dead reckoning (PDR) technique of the mobile node.
제7항에서,
상기 추정 오류를 수정하는 단계는 상기 이동 노드의 위치 표시의 정확성을 높이기 위해, 각 이동 노드는 추정된 위치가 특정 조건을 검사하여 정정이 필요한지 결정하고, 상기 이동 노드가 조건을 만족하면, 상기 이동 노드는 상기 그룹 리더에게 정정을 요청하고, 상기 그룹 리더는 정정이 필요한 이동 노드의 위치에 관한 정정 프로세스를 실행하고, 정정된 위치를 상기 이동 노드에게 통지하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 표시 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step of correcting the estimation error comprises the steps of: determining, in order to increase the accuracy of the location indication of the mobile node, each mobile node examining a specific condition to determine if correction is necessary; Wherein the group leader requests the group leader for correction, the group leader performs a correction process on the position of the mobile node that needs to be corrected, and notifies the mobile node of the corrected position.
제9항에서,
각 이동 노드는 추정된 위치, 고정 노드로부터의 RSS 및 오프라인 단계에서 구축된 하부 영역 데이터베이스에 따라 각 고정 노드의 위치를 계산하고,
각각의 이동 노드는 고정 노드의 최적의 위치를 찾기 위해 각 고정 노드의 추정 위치를 위치 표시 서버에 보고하고,
상기 위치 표시 서버는 고정 노드의 최종 위치로서 모든 이동 노드들로부터 보고된 위치들 중에서 가장 높은 정확도를 갖는 고정 노드의 위치를 고정 노드의 최종 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 표시 방법.
The method of claim 9,
Each mobile node calculates the position of each fixed node according to the estimated position, the RSS from the fixed node, and the lower region database constructed in the offline step,
Each mobile node reports the estimated location of each fixed node to the location indication server to find the optimal location of the fixed node,
Wherein the location display server determines the position of the fixed node having the highest accuracy among the positions reported from all the mobile nodes as the final position of the fixed node as the final position of the fixed node.
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