KR101972546B1 - 보행 경로 안내 방법 - Google Patents

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KR101972546B1
KR101972546B1 KR1020180085854A KR20180085854A KR101972546B1 KR 101972546 B1 KR101972546 B1 KR 101972546B1 KR 1020180085854 A KR1020180085854 A KR 1020180085854A KR 20180085854 A KR20180085854 A KR 20180085854A KR 101972546 B1 KR101972546 B1 KR 101972546B1
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Abstract

본 발명은 비콘이 설치되어 있는 보행 환경에서 스마트 단말의 보행 도우미앱과 비콘 사이의 정보 교환을 통해 노인, 장애인, 외국인 또는 서비스 제공이 가장 어려운 시각장애인의 보행 특성을 고려하여 시각장애인 등의 보행을 안내하되, 목적지, 경유지 또는 분기점 등의 주요 지점에 대한 안내를 적시에 수행할 수 있도록 한 보행 경로 안내 방법에 관한 것이다.
본 발명은 가속도 센서 및 보행 도우미앱이 탑재된 스마트 단말이 보행 환경의 적소에 설치된 비콘과의 사이에서 정보 교환을 통해 보행 경로를 안내하는 보행 안내 방법에 있어서, 비콘 신호의 RSSI에 의거하여 비콘과의 거리인 RSSI 기반 남은 거리(LR)를 산출하는 (a) 단계; 가속도 센서에 의해 감지된 가속도값에 의거하여 비콘과의 거리인 가속도값 기반 남은 거리(LA)를 산출하는 (b) 단계; 각 비콘 구간에 대한 이동 시간과 각 비콘 구간의 거리에 의거하여 각 구간별 이동 속도를 산출하고, 각 이동 속도를 평균하여 평균 이동 속도를 산출하며, 평균 이동 속도를 적용하여 다음 구간에서의 비콘과의 거리인 속도 기반 남은 거리(LS)를 산출하는 (c) 단계; 속도 기반 남은 거리(LS)에 가속도값 기반 남은 거리(LA)나 RSSI 기반 남은 거리(LR)를 평균하여 평균 남은 거리(LM)를 산출하는 (d) 단계 및 평균 남은 거리(LM)에 의거하여 안내 거리에 도달한 시점에 안내를 제공하는 (e) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에서, 상기 안내는 상기 안내는 스마트 단말을 통한 안내 이미지나 안내 문자 안내 음성 또는 미리 정해진 진동 패턴 중 하나 이상의 조합으로 이루어진다.
상기 안내 시점은 상기 평균 이동 속도에 따라 달리 정해진다.

Description

보행 경로 안내 방법{walking route guiding method}
본 발명은 보행 경로 안내 방법에 관한 것으로, 특히 비콘이 설치되어 있는 보행 환경에서 스마트 단말의 애플리케이션과 비콘 사이의 정보 교환을 통해 시각장애인 등의 보행을 안내하되, 목적지, 경유지 또는 분기점 등의 주요 지점에 대한 안내를 적시에 수행할 수 있도록 한 보행 경로 안내 방법에 관한 것이다.
복지와 인권에 대한 관점에서 노약자나 시각장애인 등에 대한 이동권 보장이 사회적인 이슈로 대두되고 있다. 그 일환으로 노약자나 지체장애인 또는 시각장애인 등(이하 총칭하여 '장애인'이라 한다)을 대상으로 철도나 지하철 역사, 관공서, 터미널, 지상이나 지하의 복합 쇼핑몰, 전시장 또는 박물관과 같이 복잡하고, 넓은 실내 또는 실외 공간(이하 총칭하여 '보행 환경'이라 한다)에서 현재 위치로부터 목적지까지 보행 경로를 안내하는 기술이 폭넓게 제안되고 있다. 가장 초보적인 보행 경로 안내 기술로는 시각장애인을 대상으로 보행 환경 내에 설치된 점자 블록을 들 수 있다.
좀더 발전된 기술로서 범용 운영체제를 채택하여 다양한 애플리케이션 프로그램(이하 간단히 '앱'이라 한다)을 설치할 수 있고, 이외에도 지자기 센서, 자이로 센서 또는 가속도 센서 등을 구비한 스마트폰이나 태플릿 PC 등(이하 총칭하여 '스마트 단말'이라 한다)에 설치된 보행 도우미앱과 보행 환경 내에 설치된 비콘 사이의 정보 교환에 의해 목적지까지의 경로를 안내하는 기술이 제안되어 있다.
한편, 보행 경로 안내 시스템에서 안내 음성을 제공하는 시점은 장애인이 특정 지점, 예를 들어 분기점, 경유지 또는 목적지에서 2~3M 지점에 도달했을 때가 가장 이상적이다. 이를 위해 종래 보행 경로 안내 시스템에서는 보행 도우미앱이 비콘 신호의 수신 전계 강도(RSSI; Received Signal Strength Indicator) 값을 체크하여 기준 값 이상일 때 안내 메시지, 예를 들어 안내 음성을 발생시키는 기술이 제안되어 있다.
그러나 비콘 신호의 RSSI를 이용하는 기술은 비콘의 설치 위치의 차이(보행 환경의 천장, 벽기둥 또는 벽면 등)에 따라 비콘 신호의 RSSI가 상이하고, 이외에도 스마트 단말의 통신 모듈, 예를 들어 블루투스(Bluetooth) 모듈의 성능이 기기마다 상이하기 때문에 이를 통해서는 장애인의 정확한 위치를 파악하기 어렵다는 문제점이 있었다.
특히, RF 신호의 특성상 보행 환경의 온도나 습도에 따라 비콘 신호의 RSSI가 큰 차이를 보이는데, 우리나라와 같이 여름과 겨울의 온도차가 큰 경우(실내기준: 여름 20~30℃, 겨울 -10~10℃ 내외)에는 RSSI에 의해 파악한 장애인의 위치 오차가 더 커지는 문제점이 있고, 결과적으로 이 기술만으로는 보행 경로 안내 시스템의 신뢰성을 확보하기가 어렵다는 문제점이 있었다.
이를 감안하여 비콘과 스마트 단말의 가속도 센서를 활용한 이동 거리 및 위치 측정 방법이 하기 선행기술 1로 제안되어 있다. 도 1은 선행기술 1에 따른 비콘과 가속도 센서를 활용한 이동 거리 및 위치 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 실내 네비게이션 서비스를 제공하기 위한 이동 거리 및 위치 측정 방법은 크게 가속도 센서 신호 입력 단계(S10), 가속도값 초기화 단계(S20), 고주파 필터링 단계(S30), 저주파 필터링 단계(S40), 걸음 수 측정 단계(S50), 걸음 길이 측정 단계(S60) 및 측위 보정 단계(S70)를 포함할 수 있다.
전술한 구성에서, 가속도 센서 신호 입력 단계(S10)는 GPS 신호가 미치지 못하는 건물 내부의 전파음영 지역에 스마트 단말이 진입하는 경우에 스마트 단말에 내장된 가속도 센서가 활성화되면서 감지한 가속도 신호를 입력받는 제1 단계일 수 있다.
다음으로, 가속도값 초기화 단계(S20)는, 상기 제1 단계에서 입력된 센서 신호를 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 알고리즘에 적용하여 스마트 단말의 위치를 측정하기 위한 디지털 데이터 신호로 변환하여 최신 가속도값으로 업데이트하는 제 2 단계일 수 있다.
다음으로, 고주파 필터링 단계(S30)는, 상기 업데이트된 가속도값에서 중력값을 제거하기 위해 고주파 필터링을 수행하는 제3 단계일 수 있다. 저주파 필터링 단계(S40)는 상기 중력값이 제거된 가속도값에서 노이즈를 제거하기 위해 저주파 필터링을 수행하는 제4 단계일 수 있다. 이와 관련하여, 스마트 단말에 탑재되어 있는 가속도 센서는 3방향, 즉, x,y,z축 방향으로의 가속도값을 측정할 수 있으나, 측정된 가속도값에 중력값과 노이즈값이 포함되어 있기 때문에 이동 거리를 계산함에 있어 오차가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 고주파 및 저주파 필터링을 순차적으로 수행하여 중력값과 노이즈값을 제거함으로써 이동거리 측정에 따른 오차를 줄일 수 있다.
다음으로, 걸음수 측정 단계(S50)는 고주파 및 저주파 필터링 과정을 거친 가속도값이 제로가 되는 순간을 기준으로 하는 제로 크로싱 알고리즘을 이용하여 사용자의 걸음 수를 측정하는 제5 단계일 수 있다. 이와 관련하여, 사람이 걸음에 따라 가속도값이 증가와 감소를 반복하게 되는데, 제로-크로싱 방법(Zero-Crossing Method)을 이용하여 가속도값이 0이 되는 곳을 찾아서 그 사이의 시간 동안을 한 번의 걸음 수로 인식할 수 있다.
걸음 길이 측정 단계(S60)는 최대 가속도값, 최소 가속도값 및 가속도 평균값 중 하나 이상의 가속도값을 필요로 하는 보폭 측정 알고리즘을 이용하여 사용자의 걸음 길이를 측정하는 제6 단계일 수 있다. 이와 관련하여, 사용자의 걸음 길이를 측정하는 대표적인 방법인 웨인버그 어프로치 방식(Weinberg approach)은 사람이 걸었을 때의 수직 움직임이 보폭(Step Length)과 비례한다고 가정하고 수직 움직임의 최대값과 최소값의 차이를 수식으로 도출하여 각 걸음의 길이를 구하는 방식이다. 이외에도 스칼렛 어프로치 방식(Scarlet Approach)이나 김 어프로치 방식(Kim approach)을 이용하여 각 걸음에 따른 길이를 구할 수 있다.
마지막으로, 측위 보정 단계(S70)는 건물 내부에 설치된 복수의 비콘으로부터 전달되는 RSSI를 통하여 측위를 최종 보정하는 제7 단계일 수 있다. 이와 관련하여 스마트 단말에서 측정한 가속도값만을 이용하는 경우에는 시간이 경과, 즉 이동 거리가 늘어날수록 오차가 켜지게 때문에 사용자가 임의의 비콘으로부터 일정거리 이내, 예를 들러 1m 이내에 있을 때에는 사용자가 해당 비콘에 위치한 것으로 간주한다. 이때 사용자와 비콘 사이의 거리는 비콘 신호의 RSSI를 통해 계산할 수 있다. 스마트 단말과 비콘 사이의 통신 방식은 전력 소모를 줄이기 위해 저전력 기반의 블루투스 4.0 기술을 적용한 것이 바람직하다.
도 2는 각각 선행기술 1에서 건물 내부에 설치된 복수의 비콘을 나타낸 도면이고, 도 3은 선행기술 1에 따른 측위 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 선행기술 1의 비콘과 가속도 센서에 기반한 실내 네비게이션 서비스를 가능하게 하는 실내 측위 시스템은, 복수의 비콘(10), 스마트 단말(20), 지도정보 DB 서버(30), 측위 서버(40) 및 애플리케이션 서버(50)를 구비할 수 있다.
전술한 구성에서, 비콘(10)은 건물 내부에 상호 일정한 거리만큼 이격된 설치되어 주기적으로 블루투스 기반의 비콘 신호를 송출한다. 스마트 단말(20)은 복수의 비콘(10)으로부터 수신되는 비콘 신호의 도달 시간을 산출하여 현재의 위치를 보정하고 지도상의 아이콘으로 표시할 수 있는 보행 도우미앱을 구비할 수 있다.
지도정보 DB 서버(30)는 보행 도우미앱을 통해 제공되는 위치기반 서비스에 이용할 지도 정보를 제공할 수 있으며, 측위 서버(40)는 스마트 단말의 보행 도우미앱에 표시되는 스마트 단말(20)의 위치를 보정하기 위하여 실시간으로 스마트 단말(20)에게 각 비콘(10)의 위치를 제공할 수 있다. 애플리케이션 서버(50)는 스마트 단말(20)에 구비되는 보행 도우미앱을 배포하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 선행기술 1에서 비콘(10)은 주기적으로 위치 확인을 위한 비콘 신호를 송출하며, 건물 내부에 3개 또는 4 개 이상의 복수로 구성되고 서로 이격되어 설치될 수 있다. 비콘(10)은 실내의 벽, 기둥과 같은 실내 구조물에 임의로 설치되고 각 비콘의 위치(또는 좌표)는 미리 산출된 후 측위 서버(40)에 저장되어 스마트 단말(20)에게 위치 정보로 제공될 수 있다.
각 비콘(10)은 고유식별코드로 구분된 채로 리스트 형식의 정보로 측위서버(40)에 저장될 수 있으며, 지도상에 아이콘으로 표시되는 위치 정보가 임의의 비콘(10)과 기설정된 기준값 이내의 거리만큼 가까워지는 경우에 해당 비콘에 아이콘이 위치하는 것으로 표시되고 이동 거리값이 초기화 될 수 있다.
선행기술 1에서 스마트 단말(20)은 내장된 보행 도우미앱을 통해 현재 위치 인식, 목적지 검색, 경로 탐색, 경로 안내의 4가지 기능을 제공할 수 있다.
먼저, 현재 위치 인식 기능은 시작 화면에서의 보정과 비콘의 탐지 기능을 통해 현재 위치를 알 수 있으며, 아이콘으로 그 위치를 표시한다. 비콘에 가까워지면 아이콘을 해당 비콘의 위치로 이동하고 이동거리 값 초기화를 통해 정확도를 높일 수 있다.
다음으로, 목적지 검색 기능은 메뉴 버튼을 통해 목적지를 탐색하고 해당하는 목적지를 검색할 수 있도록 하는 인터페이스이다. 경로 탐색 기능은 현재 위치로부터 목적지까지의 가까운 경로를 탐색해 안내해주는 인터페이스이다. Dijkstra Algorithm(다익스트라 알고리즘)을 통해 최적의 경로를 탐색하게 되고 선을 통해 표시함으로써 길 안내 역할을 할 수 있다.
마지막으로, 경로 안내 기능은 스마트 단말에 구비된 센서와 비콘을 통해 실시간으로 사용자의 위치를 표시 및 안내하는 인터페이스이다. 최단 거리가 탐색되면 비콘들 사이에서 가속도 센서(이동 거리)와 자기장 센서(방향)를 통해 방향과 이동 거리를 계산하여 실시간으로 사용자의 위치를 표시할 수 있게 되며, 목적지에 도착하게 될 경우에는 알림 메시지를 통해 목적지 도착을 알릴 수 있다.
그러나 전술한 방식을 사용하는 선행기술 1의 보행 안내 시스템에 따르면, RSSI를 이용한 측위 보정 단계(S70)에서 RSSI 값이 설치 위치, 스마트 단말의 거치 상태나 내장 블루투스 모듈의 성능 차이 및 온도와 습도 등에 의해 크게 달라질 수 있기 때문에 장애인이 특정 지점에서 2~3M 전방에 도달한 시점에 정확하게 안내하는 것이 결코 쉽지 않다는 문제점이 있었다.
선행기술1: 한국 공개특허공보 제10-2016-0105628호(발명의 명칭: 비콘과 가속도 센서를 활용한 이동거리와 위치 측정 방법 및 이를 이용한 실내 측위 시스템)
선행기술2: 한국정보과학회 학술발표논문집, 201412, p. 1334-1336(비콘과 가속도 센서를 활용한 실내 측위 및 이동거리 측정 시스템)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 비콘이 설치되어 있는 보행 환경에서 스마트 단말의 보행 도우미앱과 비콘 사이의 정보 교환을 통해 노인, 장애인, 외국인 또는 서비스 제공이 가장 어려운 시각장애인의 보행 특성을 고려하여 시각장애인 등의 보행을 안내하되, 목적지, 경유지 또는 분기점 등의 주요 지점에 대한 안내를 적시에 수행할 수 있도록 한 보행 경로 안내 방법을 제공함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가속도 센서 및 보행 도우미앱이 탑재된 스마트 단말이 보행 환경의 적소에 설치된 비콘과의 사이에서 정보 교환을 통해 보행 경로를 안내하는 보행 안내 방법에 있어서, 비콘 신호의 RSSI에 의거하여 비콘과의 거리인 RSSI 기반 남은 거리(LR)를 산출하는 (a) 단계; 가속도 센서에 의해 감지된 가속도값에 의거하여 비콘과의 거리인 가속도값 기반 남은 거리(LA)를 산출하는 (b) 단계; 각 비콘 구간에 대한 이동 시간과 각 비콘 구간의 거리에 의거하여 각 구간별 이동 속도를 산출하고, 각 이동 속도를 평균하여 평균 이동 속도를 산출하며, 평균 이동 속도를 적용하여 다음 구간에서의 비콘과의 거리인 속도 기반 남은 거리(LS)를 산출하는 (c) 단계; 속도 기반 남은 거리(LS)에 가속도값 기반 남은 거리(LA)나 RSSI 기반 남은 거리(LR)를 평균하여 평균 남은 거리(LM)를 산출하는 (d) 단계 및 평균 남은 거리(LM)에 의거하여 안내 거리에 도달한 시점에 안내를 제공하는 (e) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에서, 상기 안내는 스마트 단말을 통한 안내 이미지나 안내 문자 안내 음성 또는 미리 정해진 진동 패턴 중 하나 이상의 조합으로 이루어진다.
상기 안내 시점은 상기 평균 이동 속도에 따라 달리 정해진다.
본 발명의 보행 경로 안내 방법에 따르면, 기존에 제안된 RSSI 기반의 거리 측정 방식이나 가속도값 기반의 이동 거리 이외에 해당 사용자의 실제 이동 속도 기반의 이동 거리를 반영, 즉 이동 속도 기반의 남은 거리에 가속도값 기반 남은 거리와 RSSI 기반 남은 거리 중 하나 이상을 평균하여 얻어진 평균 남은 거리에 의해 안내를 제공하기 때문에 안내 시점의 정확도를 더욱 향상시킬 수가 있다. 나아가, 사용자의 실제 이동 속도를 반영하여 안내 시점을 적절하게 증감, 즉 안내 제공을 위한 비콘과의 거리를 적절하게 증감할 수가 있다.
도 1은 선행기술 1에 따른 비콘과 가속도 센서를 활용한 이동 거리 및 위치 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 2는 각각 선행기술 1에서 건물 내부에 설치된 다수개의 비콘을 나타낸 도면.
도 3은 선행기술 1에 따른 측위 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 보행 경로 안내 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 보행 경로 안내 방법에서 평균 이동 속도 산출 방법을 설명하기 위한 개념도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 보행 경로 안내 방법에 따른 장점을 설명하기 위한 도.
이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 보행 경로 안내 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하는데, 비콘 설치 위치나 그 측위 시스템은 전술한 선행기술 1과 유사하게 구성되거나 다르게 구성될 수 있을 것이다.
즉, 본 발명의 보행 경로 안내 방법은 가속도 센서가 탑재된 스마트 단말이 보행 환경에 설치된 복수의 비콘 중 임의의 비콘과 무선 통신, 바람직하게는 블루투스 기술을 이용한 무선 통신에 의해 정보를 수신하거나 송수신하면서 수행될 수 있다.
본 발명의 보행 경로 안내 방법은 사용자가 비콘 구간을 통과할 때마다 누적된 시간을 기반으로 한 평균 이동 속도에 의해 산출된 비콘과의 남은 거리(LS)와 RSSI에 의해 환산된 비콘과의 남은 거리(LR) 또는 스마트 단말에 탑재된 가속도 센서를 통해 감지된 가속도값에 의해 산출된 비콘과의 남은 거리(LA) 중 하나 이상을 평균하여 얻어진 평균 남은 거리(LM)가 안내 거리에 도달하였을 때 안내를 제공하는 방식으로 수행될 수 있는데, 이하에서는 이를 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 보행 경로 안내 방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 스마트 단말을 주체로 하여 수행될 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 단계 S10에서는 사용자, 예를 들어 시각장애인의 보행 환경 내에서의 현재 위치에서 목적지까지의 경로를 확인하고, 단계 S20에서는 비콘 구간의 평균 이동 속도를 산출하기 위해 구간 타이머를 구동한다.
다음으로 단계 S30에서는 주기적으로 비콘 신호의 RSSI를 확인하고, 단계 S40에서는 RSSI를 기반으로 하여 비콘과의 남은 거리(LR)를 산출하는데, 일반적으로 아래의 수학식 1을 적용하여 산출할 수 있다.
Figure 112018073023323-pat00001
위의 수학식 1에서 TxPower는 1M 이격 지점에서 측정되는 RSSI 신호(이상적)의 크기를 나타내고, n은 전파 손실도로서 장애물이 없는 공간에서는 2가 된다. ^ 연산자는 멱(누승)을 나타낸다. 예를 들어 스마트 단말에서 수신되는 RSSI가 -75dBm이고 비콘에서 송출하는 TxPower가 -65dBm(0dBm 기준)일 경우 스마트 단말과 비콘과의 남은 거리(d=LR)는 3.16m(=10^((-65-(-75)) / (10*2) = 10^(10/20))가 된다.
다시 도 4로 돌아가서, 단계 S50에서는 가속도 센서를 통해 주기적으로 가속도값을 감지하는데, 단계 S30과 단계 S40 및 단계 S50의 순서가 바뀌거나 동시에 이루어져도 무방하다. 단계 S60에서는 가속도값을 기반으로 한 비콘과의 남은 거리(LA)를 산출하는데, 예를 들어 선행기술 1의 제로 크로싱 방법에 의해 걸음 수를 산출하고, 다시 아래의 수학식 2와 같이 선행기술 1에서 언급된 웨인버그 어프로치 방식(Weinberg approach)을 이용하여 보폭 거리를 산출하며, 걸음 수에 보폭 거리를 곱하여 가속도값 기반 남은 거리(LA)를 산출할 수 있다.
Figure 112018073023323-pat00002
위의 수학식 2에서 k는 적절한 상수로 0.35를 적용할 수 있다. amax는 사용자가 한 걸음 걷는 시간 동안의 최대 가속도를 나타내고, amin은 사용자가 한 걸음 걷는 시간 동안의 최소 가속도를 나타낸다.
다음으로, 단계 S70에서는 각 비콘 구간에 대한 이동 시간을 산출하는데, 이를 위해 스마트 단말은 보행 환경의 이동 경로에 존재하는 각 비콘의 고유식별코드 및 각 비콘 사이의 거리를 자체 저장 데이터 또는 외부의 서버와의 통신 등에 의해 사전에 알 수 있을 것이다. 이 경우에 각 비콘 사이의 거리는 특별한 사정이 없는 한 일정한 간격(예를 들어 20m)으로 설정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 보행 경로 안내 방법에서 평균 이동 속도 산출 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 출발지에서는 그 평균 이동 속도를, 예를 들어 시각장애인의 평균 이동 속도인 0.6m/s로 정의한 상태에서 사용자가 각 비콘을 통과할 때마다 그 구간 이동 시간을 산출하고, 이를 기반으로 비콘 구간별 이동 속도 및 누적된 평균 이동 속도를 산출(단계 S70)한다. 이와 같이 하여 평균 이동 속도가 산출되면, 이러한 평균 이동 속도를 기반으로 하여 다음 비콘 구간에서의 일정 시간이 경과한 시점에서 비콘과의 남은 거리(LS)를 산출(단계 S80)한다.
이때 각 비콘 구간별 이동 속도는 구간 거리(L)를 이동 시간(S)으로 나누어서 산출되고, 평균 이동 속도는 각 구간별 이동 속도를 지속적으로 누적하여 산출될 수 있다. 또한 사용자가 임의의 비콘을 통과하는 시점은 비콘의 RSSI가 최대값이 되는 지점을 확인하여 사후적으로 추정할 수 있고, 이렇게 비콘 통과 시점이 확인되면 다음의 비콘 구간 통과 시점을 산출하기 위해 구간 타이머를 초기화한다. 여기에서, RSSI는 예를 들어 -60dBm ~ -110dBm가 될 수 있는데, 비콘과 스마트 단말 사이의 거리가 가까워질수록 낮아진다.
다시 도 4로 돌아가서, 단계 S90에서는 속도 기반 남은 거리(LS)와 RSSI 기반 남은 거리(LR) 또는 스마트 단말에 탑재된 가속도 센서를 통해 감지된 가속도값 기반 남은 거리(LA) 중 하나 이상, 바람직하게는 모두를 평균하여 얻어진 평균 남은 거리(LM)를 산출한다.
다음으로, 단계 S100에서는 이렇게 산출된 평균 남은 거리(LM)가 안내 거리에 도달, 예를 들어 비콘 전방 3m 지점에 도달하였는지를 판단하는데, 도달하지 않은 경우에는 단계 S30으로 복귀하는 반면에 도달한 경우에는 단계 S110으로 진행하여 안내를 제공한다. 이때의 안내 방식으로는 스마트 단말을 통한 방향안내 이미지와 문자를 포함한 음성 안내 또는 미리 정해진 진동 패턴을 통한 안내가 있을 수 있다. 이외에도 비콘에 지시하여 비콘과 연결된 음성 유도기를 통해 음성 안내를 수행하거나 음성 유도기와 직접 통신하여 음성 안내를 수행할 수도 있다.
한편, 단계 S110에서는 RSSI가 최대치에 도달하였는지를 판단하는데, 사용자가 이동 중에 RSSI가 최대가 되는 경우는 사용자가 막 특정 비콘을 통과한 경우에 해당하므로 다음 비콘 구간의 이동 시간을 산출하기 위해 구간 타이머를 초기화(단계 S120)한다.
다음으로, 단계 S130에서는 목적지에 도달하였는지를 판단하는데, 도달하지 않은 경우에는 단계 S30으로 복귀하는 반면에 도달한 경우에는 프로그램을 종료한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 보행 경로 안내 방법에 따른 장점을 설명하기 위한 도이다. 먼저 도 6에 도시한 바와 같이, 사용자와 비콘 사이의 실제 남은 거리가 2.5m이고, 속도 기반 남은 거리(LS)가 2m이며, RSSI 기반 남은 거리(LR)가 3m이고, 가속도값 기반 남은 거리가 4m(LA)라고 가정하자. 이 경우 모든 값이 부정확하기 때문에 이들 각각 값에 의거하여 안내를 제공하면 너무 늦거나 빨리 안내를 제공하게 된다.
반면에 본 발명의 안내 방법에 따르면, 각 남은 거리를 평균한 남은 거리(LM)에 의해 오차가 상쇄되기 때문에 평균 남은 거리(LM)는 3m(=2m+3m+4m)가 되고, 결과적으로 실제 거리와 0.5m 오차(오차 범위 이내)로 알맞은 시점에 안내를 제공할 수 있게 된다.
다음으로 도 7에 도시한 바와 같이, 사용자와 비콘 사이의 실제 남은 거리가 4m이고(4m에서는 안내정보 제공하지 않음), 속도 기반 남은 거리(LS)가 5m이며, RSSI 기반 남은 거리(LR)가 2.5m이고, 가속도값 기반 남은 거리(LA)가 3m라고 가정하자. 이 경우에 RSSI 기반 남은 거리(LR)와 가속도값 기반 남은 거리(LA) 만을 이용할 경우 평균 남은 거리는 2.75m(=2.5m+3m)가 되는데, 이를 기반으로 하면 너무 빨리 안내를 제공하게 됨으로써 보행자에게 혼선을 줄 수 있다.
반면에 본 발명의 안내 방법에 따르면, 각 남은 거리를 평균한 남은 거리(LM)에 의해 오차가 상쇄되기 때문에 평균 남은 거리(LM)는 3.5m(=2.5m+3m+5m)가 되고, 결과적으로 안내 정보는 제공하지 않는다(안내 정보 제공 시점은 2∼3m 이내).
이와 같이, 본 발명에서는 기존에 제안된 RSSI 기반 남은 거리(LR)나 가속도값 기반 남은 거리(LA) 이외에 해당 사용자의 실제 이동 속도에 의해 산출된 속도 기반 남은 거리(LS)를 반영, 즉 속도 기반 남은 거리(LS)에 RSSI 기반 남은 거리(LR)와 가속도값 기반 남은 거리(LA) 중 하나 이상을 평균하여 얻어진 평균 남은 거리(LM)에 의해 안내를 제공하기 때문에 안내 시점의 정확도를 더욱 향상시킬 수가 있다.
본 발명의 보행 경로 안내 방법은 청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있음을 밝혀둔다. 예를 들어, 안내 시점은 사용자의 이동 속도에 의거하여 달리 정해질 수 있다. 즉, 이동 속도가 빠른 경우에는 비콘과의 거리가 상대적으로 먼 지점을 안내 시점으로 정하는 반면에 이동 속도가 느린 경우에는 비콘과의 거리가 상대적으로 가까운 지점을 안내 시점으로 정할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 및 하기 청구범위에서의 각 단계의 순서는 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 적절하게 변경되거나 경우에 따라서는 동시에 수행될 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 가속도 센서 및 보행 도우미앱이 탑재된 스마트 단말이 보행 환경의 적소에 설치된 비콘과의 사이에서 정보 교환을 통해 보행 경로를 안내하는 보행 안내 방법에 있어서,
    비콘 신호의 RSSI에 의거하여 비콘과의 거리인 RSSI 기반 남은 거리(LR)를 산출하는 (a) 단계;
    가속도 센서에 의해 감지된 가속도값에 의거하여 비콘과의 거리인 가속도값 기반 남은 거리(LA)를 산출하는 (b) 단계;
    각 비콘 구간에 대한 이동 시간과 각 비콘 구간의 거리에 의거하여 각 구간별 이동 속도를 산출하고, 각 이동 속도를 평균하여 평균 이동 속도를 산출하며, 평균 이동 속도를 적용하여 다음 구간에서의 비콘과의 거리인 속도 기반 남은 거리(LS)를 산출하는 (c) 단계;
    속도 기반 남은 거리(LS)에 가속도값 기반 남은 거리(LA)나 RSSI 기반 남은 거리(LR)를 평균하여 평균 남은 거리(LM)를 산출하는 (d) 단계 및
    평균 남은 거리(LM)에 의거하여 안내 거리에 도달한 시점에 안내를 제공하는 (e) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 보행 경로 안내 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안내는 스마트 단말을 통한 안내 이미지나 안내 문자 안내 음성 또는 미리 정해진 진동 패턴 중 하나 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 보행 경로 안내 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 안내 시점은 상기 평균 이동 속도에 따라 달리 정해지는 것을 특징으로 하는 보행 경로 안내 방법.
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