KR101947812B1 - 키드냅 탐지 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 가상의 무선 신호 핑거프린트 지도를 이용한 키드냅 탐지 장치는 주변에 위치하는 하나 이상의 무선 기기로부터 무선 신호를 수신하는 통신모듈, 키드냅 탐지를 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 통신모듈이 수신한 제 1 무선 신호에 기초하여 제 1 무선 신호 핑거프린트를 생성하고, 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트에 기초하여 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하며, 상기 통신모듈을 통해 현재 위치에 대응하는 제 2 무선 신호를 수신하여 제 2 무선 신호 핑거프린트를 생성하고, 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도와 상기 제 2 무선 신호 핑거프린트를 비교하여 상기 키드냅 발생 여부를 판단하되, 상기 통신모듈이 수신한 상기 제 2 무선 신호는 상기 제 1 무선 신호와 상이한 시간을 가진다.

Description

키드냅 탐지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING KIDNAP}
본 발명은 키드냅 탐지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가상의 무선 신호 핑거프린트 지도를 이용하여 이동 로봇이나 자율 주행 자동차 등에 키드냅 현상이 발생한 경우 이를 탐지할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 로봇이나 자율 주행 자동차에 올바른 제어 입력이 아닌 외부의 요인에 의해 이동하게 되는 키드냅(kidnap) 현상을 탐지하는 기술은, 이동 로봇이나 자율 주행 자동차의 도난이나 충돌에 의한 파손 등을 방지하는 것을 위해 필요하다.
그러나 종래 기술의 경우 이동 로봇이나 자율 주행 자동차에 카메라나 레이저 스캐너와 같은 외부 환경을 인식하는 추가적인 센서를 구비하지 않고서는 키드냅 현상의 발생 여부를 탐지할 수 없다는 문제가 있었다.
이에 따라, 이동 로봇이나 자율 주행 자동차에 키드냅 현상이 발생하였을 경우, 이를 추가적인 센서 없이 무선 신호 수집만을 통해 탐지할 수 있는 기술이 필요하다.
이와 관련하여, 한국공개특허공보 제10-2010-0045585호(발명의 명칭: 로봇의 위치 검출방법)는 로봇이 이동하는 도중에 장애물 등과의 충돌 등으로 튕겨져 액츄에이터의 구동과는 관계없는 위치로 이동하는 키드냅핑이 발생한 경우에 로봇의 현재위치를 간단히 검출할 수 있는 로봇의 위치 검출방법을 개시하고 있다.
본 발명의 실시예는 이동 로봇이나 자율 주행 자동차 등에 올바른 제어 입력이 아닌 외부의 요인에 의해 이동하게 되는 키드냅 현상이 발생한 경우, 키드냅 현상을 별도의 센서 없이 무선 신호를 수집하는 모듈만으로 탐지할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 가상의 무선 신호 핑거프린트 지도를 이용한 키드냅 탐지 장치는 주변에 위치하는 하나 이상의 무선 기기로부터 무선 신호를 수신하는 통신모듈, 키드냅 탐지를 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 통신모듈이 수신한 제 1 무선 신호에 기초하여 제 1 무선 신호 핑거프린트를 생성하고, 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트에 기초하여 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하며, 상기 통신모듈을 통해 현재 위치에 대응하는 제 2 무선 신호를 수신하여 제 2 무선 신호 핑거프린트를 생성하고, 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도와 상기 제 2 무선 신호 핑거프린트를 비교하여 상기 키드냅 발생 여부를 판단하되, 상기 통신모듈이 수신한 상기 제 2 무선 신호는 상기 제 1 무선 신호와 상이한 시간을 가진다.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 가상의 무선 신호 핑거프린트 지도를 이용한 키드냅 탐지 방법은 주변에 위치하는 하나 이상의 무선 기기로부터 제 1 무선 신호를 수집하는 단계; 상기 제 1 무선 신호에 기초하여 제 1 무선 신호 핑거프린트를 생성하는 단계; 상기 생성된 제 1 무선 신호 핑거프린트를 기반으로 복수 개의 가상의 무선 신호 핑거프린트로 샘플링하는 단계; 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트와 상기 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트에 기초하여, 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 중심으로 하는 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 단계; 상기 제 1 무선 신호와 상이한 시간을 가지는 제 2 무선 신호를 수집하는 단계; 상기 제 2 무선 신호에 기초하여 제 2 무선 신호 핑거프린트를 생성하는 단계 및 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도와 상기 제 2 무선 신호 핑거프린트를 비교하여 키드냅 발생 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 이동 로봇이나 자율 주행 자동차에 카메라나 레이저 스캐너와 같은 외부 환경을 인식하는 추가적인 센서를 구비하지 않은 경우에도, 무선 신호만을 수집하여 키드냅 현상의 발생 여부를 탐지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치의 기능 블록의 예시도이다.
도 3은 무선 신호 핑거프린트의 예시도이다.
도 4는 가상의 무선 신호 핑거프린트를 샘플링한 예시도이다.
도 5는 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 방법의 순서도이다.
도 7은 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 단계의 순서도이다.
도 8은 키드냅 현상의 발생 여부를 탐지하는 단계의 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
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 있는 것을 의미한다.
본 발명은 가상의 무선 신호 핑거프린트 지도를 이용한 키드냅 탐지 장치(100) 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 로봇이나 자율 주행 자동차 등에 올바른 제어 입력이 아닌 외부의 요인에 의해 이동하게 되는 키드냅 현상이 발생한 경우, 키드냅 현상을 별도의 센서 없이 무선 신호를 수집하는 모듈만으로 탐지가 가능하다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치(100)에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치(100)의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치(100)의 기능 블록의 예시도이다. 도 3은 무선 신호 핑거프린트의 예시도이다. 도 4는 가상의 무선 신호 핑거프린트를 샘플링한 예시도이다. 도 5는 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 예시도이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치(100)는 통신모듈(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.
통신모듈(110)은 주변에 위치하는 하나 이상의 무선 기기로부터 무선 신호를 수신한다. 이와 같은 통신모듈(110)은 WLAN(wireless LAN), Bluetooth, HDR WPAN, UWB, ZigBee, Impulse Radio, 60GHz WPAN, Binary-CDMA, 무선 USB 기술 및 무선 HDMI 기술 등으로 구현된 무선 통신 기술일 수 있다.
메모리(120)에는 키드냅 탐지를 위한 프로그램이 저장된다. 이때, 메모리(120)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다.
예를 들어, 메모리(120)는 콤팩트 플래시(compact flash; CF) 카드, SD(secure digital) 카드, 메모리 스틱(memory stick), 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive; SSD) 및 마이크로(micro) SD 카드 등과 같은 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD) 등과 같은 마그네틱 컴퓨터 기억 장치 및 CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 광학 디스크 드라이브(optical disc drive) 등을 포함할 수 있다.
프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 통신모듈(110)이 수신한 무선 신호에 기초하여 무선 핑거프린트 지도를 생성하여 키드냅 현상을 탐지할 수 있다.
이와 같은 프로세서(130)에 의해 키드냅 현상을 탐지하는 과정을 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치(100)는 프로세서(130)에 의해 구동되는 무선 신호 핑거프린트 생성부(131), 가상 무선 신호 핑거프린트 샘플링부(132), 가상 무선 신호 핑거프린트 지도 작성부(133) 및 키드냅 발생 탐지부(134)를 포함한다.
이러한 구성을 포함하는 키드냅 탐지 장치(100)는 크게 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 과정(A)와 이를 기초로 하는 키드냅 현상 탐지 과정(B)을 수행하여 키드냅 발생 여부를 탐지하게 된다.
무선 신호 핑거프린트 생성부(131)는 통신모듈(110)이 수신한 제 1 무선 신호에 기초하여 제 1 무선 신호 핑거프린트를 생성한다. 이때, 무선 신호 핑거프린트 생성부(131)는 통신모듈(110)에 의해 수신한 제 1 무선 신호에 기초하여 무선 기기의 ID 및 무선 신호의 강도에 기초하여 히스토그램 형태의 제 1 무선 신호 핑거프린트를 생성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 예를 들어 제 1 무선 신호가 WIFI 핫스팟 기기들로부터 수신된 경우, 무선 신호 핑거프린트 생성부(131)는 히스토그램의 X축을 WIFI의 SSID로 지정하고 Y축을 각각의 WIFI 핫스팟 기기들로부터 수신된 신호의 RSSI값으로 지정하여 무선 신호 핑거프린트를 생성할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 가상 무선 신호 핑거프린트 샘플링부(132)는 생성된 제 1 무선 신호 핑거프린트를 기반으로 복수 개의 가상 무선 신호 핑거프린트로 샘플링한다.
구체적으로 가상 무선 신호 핑거프린트 샘플링부(132)는 도 4에 도시된 바와 같이, 도 3과 같은 히스토그램 형태의 제 1 무선 신호 핑거프린트의 Y축 좌표값에 해당하는 신호강도, 즉 RSSI값을 랜덤하게 변경하여 복수 개의 가상의 무선 신호 핑거프린트로 샘플링할 수 있다.
예를 들어, 도 3에서 7개의 SSID를 대상으로 하는 신호강도에 대한 하나의 제 1 무선 신호 핑거프린트가 생성된 경우, 하나의 제 1 무선 신호 핑거프린터를 대상으로 도 4와 같이 y축에 해당하는 신호강도를 랜덤하게 변경한 5개의 샘플인 가상의 무선 신호 핑거프린트를 생성할 수 있다. 이와 같이 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트는 추후 제 1 무선 신호 핑거프린트와 취합되어 키드냅 발생 여부를 파악하기 위한 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는데 사용된다.
다시 도 2를 참조하면, 가상 무선 신호 핑거프린트 지도 작성부(133)는 제 1 무선 신호 핑거프린트가 생성되고 샘플링이 완료되면, 제 1 무선 신호 핑거프린트와 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트에 기초하여, 제 1 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 중심으로 하는 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성한다.
구체적으로 가상 무선 신호 핑거프린트 지도 작성부(133)는 제 1 무선 신호 핑거프린트와 샘플링된 무선 신호 핑거프린트를 취합하고, 취합된 무선 신호 핑거프린트 중 임의의 무선 신호 핑거프린트 간의 상대거리를 식 1에 의해 산출한다.
[식 1]
Figure 112017008423931-pat00001
위 식 1에서 Si와 Sj는 두 개의 무선 신호 핑거프린트를 의미하며, 함수 f는 두 개의 무선 신호 핑거프린트 간의 거리를 구하는 함수로서, 코사인 거리, L1 거리, L2 거리 해밍(hamming) 거리, 맨해탄(manhattan) 거리, 히스토그램 교차(intersection) 거리 함수 등 다양한 함수로 구현될 수 있다.
가상 무선 신호 핑거프린트 지도 작성부(133)는 식 1에 의해 산출된 상대거리에 기초하여 다차원 스케일링(multidimensional scaling) 기법을 통해 취합된 모든 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 산출한다. 그리고 산출된 2차원 좌표값(P2)을 제 1 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값(P1)을 중심으로 좌표 변환을 수행하여, 도 5와 같은 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성한다.
이와 같이 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도가 생성되고 나면, 무선 신호 핑거프린트부는 통신모듈(110)을 통해 현재 위치에 대응하는 제 2 무선 신호를 수신하여 제 2 무선 신호 핑거프린트를 생성한다.
이때, 제 2 무선 신호 핑거프린트는 제 1 무선 신호 핑거프린트와 같이 무선 기기의 ID 및 무선 신호의 강도에 기초하여 생성된 히스토그램 형태의 핑거프린트일 수 있다.
한편, 통신모듈(110)이 수신한 제 1 무선 신호와 제 2 무선 신호는 각각 상이한 시간에 수신된 무선 신호에 해당한다. 즉, 제 1 무선 신호 및 이에 기초하여 생성된 제 1 무선 신호 핑거프린트는 ‘t 시간’에 수신 및 생성된 것이라면, 제 2 무선 신호 및 이에 기초하여 생성된 제 2 무선 신호 핑거프린트는 ‘t 시간’ 이후에 수신 및 생성된 것일 수 있다.
제 2 무선 신호 핑거프린트가 생성되면, 키드냅 발생 탐지부(134)는 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도와 제 2 무선 신호 핑거프린트를 비교하여 키드냅 현상의 발생여부를 탐지한다.
구체적으로, 키드냅 발생 탐지부(134)는 키드냅 현상의 발생 여부를 탐지하기 위하여, 먼저 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트와 제 2 무선 신호 핑거프린트와의 유사도 및 거리를 산출한다.
그 다음 산출된 유사도 및 거리에 기초하여 제 2 무선 신호 핑거프린트의 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도 상에서의 위치를 추정한다.
이때, 키드냅 발생 탐지부(134)는 추정된 위치가 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 중심에서 기 설정된 범위 이상 벗어나는 경우 키드냅 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치(100)는 키드냅 발생 탐지의 정확도를 증가시키기 위해, 이동 로봇이나 자율 주행 자동차에 장착된 휠 엔코더, 자이로 센서, 가속도 센서 등의 각종 센서에 의해 측정된 값을 오도메트리(odometry) 정보로써 활용할 수 있다.
이 경우, 키드냅 발생 탐지부(134)는 제 2 무선 신호 핑거프린트의 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 중심에서부터의 거리를 산출하고, 산출된 거리가 오도메트리로 측정된 총 이동 거리와 기 설정된 거리 이상 차이를 가지는 경우 키드냅 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치(100)는 키드냅이 발생한 것으로 판단한 경우 이를 알림 메시지 등을 통해 알리고, 키드냅이 발생하지 않은 것으로 판단한 경우, 이후 다시 현재 위치에서의 제 1 무선 신호를 수신하고 이를 기초로 제 1 무선 신호 핑거프린트를 생성하여 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 작성하는 단계를 반복 수행한다.
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 1 내지 도 2에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 형태로 구현될 수 있으며, 소정의 역할들을 수행할 수 있다.
그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.
구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치(100)에서의 키드냅 탐지 방법을 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 방법의 순서도이다. 도 7은 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 단계의 순서도이다. 도 8은 키드냅 현상의 발생 여부를 탐지하는 단계의 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 장치(100)는 먼저, 주변에 위치하는 하나 이상의 무선 기기로부터 제 1 무선 신호를 수집하고(S110), 수집된 제 1 무선 신호에 기초하여 제 1 무선 신호 핑거프린트를 생성한다(S120). 이때 제 1 무선 신호 핑거프린트와 후술하는 제 2 무선 신호 핑거프린트는 무선 기기의 ID 및 무선 신호의 강도에 기초한 히스토그램 형태의 핑거프린트일 수 있다.
다음으로, 제 1 무선 신호 핑거프린트를 기반으로 복수개 의 가상 무선 신호 핑거프린트로 샘플링한다(S130). 이때, 가상의 무선 신호 핑거프린트로 샘플링하는 단계는, 히스토그램 형태의 핑거프린트의 Y축을 랜덤하게 변경하여 가상? 무선 신호 핑거프린트로 샘플링할 수 있다.
제 1 무선 신호 핑거프린트와 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트에 기초하여 제 1 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 중심으로 하는 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성한다(S140).
구체적으로 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 단계는 도 7과 같이, 먼저 제 1 무선 신호 핑거프린트와 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트를 취합하고(S141), 취합된 무선 신호 핑거프린트 중 임의의 무선 신호 핑거프린트 간의 상대거리를 산출한다(S142).
다음으로 상대거리에 기초하여 다차원 스케일링 기법을 통해 취합된 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 산출하고(S143), 2차원 좌표값을 제 1 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 중심으로 좌표 변환하여 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성한다(S144).
다시 도 6을 참조하면, 이와 같이 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도가 생성되면, 다음으로 제 1 무선 신호와 상이한 시간을 가지는 제 2 무선 신호를 수집하고(S150), 제 2 무선 신호에 기초하여 제 2 무선 신호 핑거프린트를 생성한다(S160).
제 2 무선 신호 핑거프린트가 생성되고 나면, 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도와 제 2 무선 신호 핑거프린트를 비교하여 키드냅 발생 여부를 판단한다(S170).
이때, 키드납 발생 여부를 판단하는 단계는 도 8과 같이 먼저, 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트와 제 2 무선 신호 핑거프린트와의 유사도를 추정하고(S171), 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트와 제 2 무선 신호 핑거프린트와의 거리를 산출한다(S172).
그리고 유사도 및 거리에 기초하여, 제2 무선 신호 핑거프린트의 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도 상에서의 위치를 추정하여(S173), 추정된 위치가 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 중심에서 기 설정된 범위 이상 벗어나는 경우 키드냅이 발생한 것으로 판단한다(S174).
한편, 오도메트리 정보를 이용하는 경우에는, 제 2 무선 신호 핑거프린트의 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 중심에서부터의 거리를 산출하고, 산출된 거리가 오도메트리로 측정된 총 이동 거리와 기 설정된 거리 이상 차이를 가지는 경우 키드냅이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S174는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 5에서 이미 기술된 내용은 도 6 내지 도 8의 키드냅 탐지 방법에도 적용될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예 중 어느 하나에 의하면, 이동 로봇이나 자율 주행 자동차에 카메라나 레이저 스캐너와 같은 외부 환경을 인식하는 추가적인 센서를 구비하지 않은 경우에도, 무선 신호만을 수집하여 키드냅 현상의 발생 여부를 탐지할 수 있다.
이에 따라, 이동 로봇이나 자율 주행 자동차의 도난이나 충돌에 의해 파손되는 등의 발생을 사전에 방지할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 키드냅 탐지 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 키드냅 탐지 장치
110: 통신모듈
120: 메모리
130: 프로세서

Claims (13)

  1. 가상의 무선 신호 핑거프린트 지도를 이용한 키드냅 탐지 장치에 있어서,
    주변에 위치하는 하나 이상의 무선 기기로부터 무선 신호를 수신하는 통신모듈, 키드냅 탐지를 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 통신모듈이 수신한 제 1 무선 신호에 기초하여 제 1 무선 신호 핑거프린트를 생성하고, 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트를 기반으로 복수 개의 가상 무선 신호 핑거프린트로 샘플링하며, 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트와 상기 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트를 취합하여, 상기 취합된 무선 신호 핑거 프린트 중 임의의 무선 신호 핑거프린트 간의 산출된 상대거리에 기초하여 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하며,
    상기 통신모듈을 통해 현재 위치에 대응하는 제 2 무선 신호를 수신하여 제 2 무선 신호 핑거프린트를 생성하고, 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도와 상기 제 2 무선 신호 핑거프린트를 비교하여 상기 키드냅 발생 여부를 판단하되,
    상기 통신모듈이 수신한 상기 제 2 무선 신호는 상기 제 1 무선 신호와 상이한 시간을 가지는 무선 신호인 것인 키드냅 탐지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 무선 기기의 ID 및 무선 신호의 강도에 기초하여 히스토그램 형태의 제 1 및 제 2 무선 신호 핑거프린트를 생성하는 것인 키드냅 탐지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트와 상기 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트에 기초하여, 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 중심으로 하는 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 것인 키드냅 탐지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 히스토그램 형태의 제 1 무선 신호 핑거프린트의 y축의 좌표값에 해당하는 신호강도를 랜덤하게 변경하여 상기 복수 개의 가상의 무선 신호 핑거프린트로 샘플링하는 것인 키드냅 탐지 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 상대거리에 기초하여 다차원 스케일링 기법을 통해 상기 취합된 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 산출하고, 상기 2차원 좌표값을 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 중심으로 좌표 변환하여 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 것인 키드냅 탐지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트와 상기 제 2 무선 신호 핑거프린트와의 유사도 및 거리를 산출하고, 상기 유사도 및 거리에 기초하여 상기 제2 무선 신호 핑거프린트의 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도 상에서의 위치를 추정하되,
    상기 추정된 위치가 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 중심에서 기 설정된 범위 이상 벗어나는 경우 상기 키드냅이 발생한 것으로 판단하는 것인 키드냅 탐지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 2 무선 신호 핑거프린트의 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 중심에서부터의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리가 오도메트리로 측정된 총 이동 거리와 기 설정된 거리 이상 차이를 가지는 경우 상기 키드냅이 발생한 것으로 판단하는 것인 키드냅 탐지 장치.
  8. 가상의 무선 신호 핑거프린트 지도를 이용한 키드냅 탐지 방법에 있어서,
    주변에 위치하는 하나 이상의 무선 기기로부터 제 1 무선 신호를 수집하는 단계;
    상기 제 1 무선 신호에 기초하여 제 1 무선 신호 핑거프린트를 생성하는 단계;
    상기 생성된 제 1 무선 신호 핑거프린트를 기반으로 복수 개의 가상의 무선 신호 핑거프린트로 샘플링하는 단계;
    상기 제 1 무선 신호 핑거프린트와 상기 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트를 취합하고, 상기 취합된 무선 신호 핑거프린트 중 임의의 무선 신호 핑거프린트 간의 산출된 상대거리에 기초하여, 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 중심으로 하는 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 단계;
    상기 제 1 무선 신호와 상이한 시간을 가지는 제 2 무선 신호를 수집하는 단계;
    상기 제 2 무선 신호에 기초하여 제 2 무선 신호 핑거프린트를 생성하는 단계 및
    상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도와 상기 제 2 무선 신호 핑거프린트를 비교하여 키드냅 발생 여부를 판단하는 단계를 포함하는 키드냅 탐지 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 무선 신호 핑거프린트를 생성하는 단계는,
    상기 무선 기기의 ID 및 무선 신호의 강도에 기초한 히스토그램 형태의 핑거프린트를 생성하는 것인 키드냅 탐지 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가상의 무선 신호 핑거 프린트로 샘플링하는 단계는,
    상기 히스토그램 형태의 제 1 무선 신호 핑거프린트의 y축의 좌표값에 해당하는 신호강도를 랜덤하게 변경하여 상기 복수 개의 가상의 무선 신호 핑거프린트로 샘플링하는 것인 키드냅 탐지 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 단계는,
    상기 산출된 상대거리에 기초하여 다차원 스케일링 기법을 통해 상기 취합된 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 산출하는 단계 및
    상기 2차원 좌표값을 상기 제 1 무선 신호 핑거프린트의 2차원 좌표값을 중심으로 좌표 변환하여 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도를 생성하는 단계를 포함하는 키드냅 탐지 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 키드냅 발생 여부를 판단하는 단계는,
    상기 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트와 상기 제 2 무선 신호 핑거프린트와의 유사도를 추정하는 단계;
    상기 샘플링된 가상의 무선 신호 핑거프린트와 상기 제 2 무선 신호 핑거프린트와의 거리를 산출하는 단계;
    상기 유사도 및 거리에 기초하여, 상기 제2 무선 신호 핑거프린트의 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도 상에서의 위치를 추정하는 단계 및
    상기 추정된 위치가 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 중심에서 기 설정된 범위 이상 벗어나는 경우 상기 키드냅이 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 키드냅 탐지 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 키드냅 발생 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제 2 무선 신호 핑거프린트의 상기 2차원 무선 신호 핑거프린트 지도의 중심에서부터의 거리를 산출하는 단계 및
    상기 산출된 거리가 오도메트리로 측정된 총 이동 거리와 기 설정된 거리 이상 차이를 가지는 경우 상기 키드냅이 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 키드냅 탐지 방법.
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