KR102078181B1 - Tracking relative position of nodes system and method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 서로 간에 양방향으로 RSS 신호를 전송하여 통신을 하고, 복수 개로 이루어지는 노드; 상기 노드에 설치되어 상기 노드의 이동에 의해 상기 복수의 노드 각각을 고정 노드 또는 이동 노드로 판단 가능하도록 이루어지는 동작 센서; 및 상기 고정 노드의 존재 여부에 근거하여, 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 위치판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 상대적 위치 추적 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention provides a communication apparatus which transmits an RSS signal in both directions with each other, and comprises a plurality of nodes; An operation sensor installed in the node and configured to determine each of the plurality of nodes as a fixed node or a mobile node by the movement of the node; And a position determining unit for estimating a relative position of the at least one mobile node and another node based on the presence of the fixed node.

Description

노드의 상대적 위치 추적 시스템 및 노드의 상대적 위치 추적 방법{TRACKING RELATIVE POSITION OF NODES SYSTEM AND METHOD OF THE SAME}Relative position tracking system of node and relative position tracking method of node {TRACKING RELATIVE POSITION OF NODES SYSTEM AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은 복수의 노드가 이동 또는 고정 노드로 가변인 상황에서 적용할 수 있는 노드의 상대적 위치 추적 시스템 및 노드의 상대적 위치 추적 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a relative position tracking system of a node and a relative position tracking method of a node applicable to a situation where a plurality of nodes are variable as moving or fixed nodes.

센서 네트워크 환경에서의 위치 인식 기술은 이미 알고 있는 위치로부터의 거리나 각도와 같은 정보를 이용하여 상대 위치를 추정하고, 이를 이용하여 노드들의 위치를 계산하는 기술이다.Location recognition technology in the sensor network environment is a technique for estimating the relative position using information such as distance or angle from a known position, and calculating the position of nodes using the same.

센서 네트워크 환경에서 위치를 측정할 수 있는 일반적인 방법은 적외선, 초음파, RFID, UWB, RSSI, 카메라 센서, 빛을 이용한 방법 등 다양한 기술이 있다.Common methods for measuring location in a sensor network environment include various technologies such as infrared, ultrasonic, RFID, UWB, RSSI, camera sensor, and light.

전술한 다양한 기술 중에서, 센서 노드의 수신 신호 세기 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 이용한 위치 측정 기술은 RSSI가 주변 환경의 특성에 따라서 변화가 심하기 때문에 직접적으로 이용하기가 용이하지 않다. 이런 불규칙한 RSSI 값을 이용하여 거리를 측정하기 위해서 많은 연구들이 이루어지고 있는 실정이다.Among the various techniques described above, the position measurement technique using the received signal strength RSSI (Received Signal Strength Indication) of the sensor node is not easy to use directly because the RSSI varies greatly depending on the characteristics of the surrounding environment. Many studies are being conducted to measure distance using such irregular RSSI values.

또한, 노드의 위치를 탐지 하기 위해서는 사건 탐지(event detection), 위치 인지 기반 계산(location awareness dependent computing) 및 지리적 트레킹(geographic tracking)등의 기술이 필요하다. 센서 네트워크 관점에서 신뢰성(Reliability)과 데이터 신뢰성(Robust)에 많은 연구가 이루어지고 있지만, 위치 인지에서는 수신호의 신뢰성(Confidence)을 확보할 수 있는 방법 및 시스템이 필요한 실정이다.In addition, in order to detect the location of the node, techniques such as event detection, location awareness dependent computing, and geographic tracking are required. Although much research has been conducted on reliability and data reliability from the viewpoint of sensor networks, there is a need for a method and system that can secure the reliability of hand signals in location recognition.

한국 등록 특허 10-1052097(발명의 명칭: 무선 센서 노드의 위치 관리 시스템 및 방법, 공고일:2011.7.26)Korea Patent Registration 10-1052097 (Invention name: Location management system and method of wireless sensor node, Announcement date: July 26, 2011)

본 발명의 일 목적은 노드 간의 상태적인 변화가 발생하는 경우 또는 노드 간의 구조가 가변적인 경우에 노드의 상대적인 위치를 추정하는 것이다.One object of the present invention is to estimate the relative position of nodes when a state change occurs between nodes or when the structure between nodes is variable.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명의 노드의 상대적 위치 추적 시스템은 서로 간에 양방향으로 RSS 신호를 전송하여 통신을 하고, 복수 개로 이루어지는 노드; 상기 노드에 설치되어 상기 노드의 이동에 의해 상기 복수의 노드 각각을 고정 노드 또는 이동 노드로 판단 가능하도록 이루어지는 동작 센서; 및 상기 고정 노드의 존재 여부에 근거하여, 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 위치판단부를 포함한다. In order to solve the above problems, the relative position tracking system of the node of the present invention is to communicate by transmitting RSS signals in both directions between each other, the node consisting of a plurality; An operation sensor installed in the node and configured to determine each of the plurality of nodes as a fixed node or a mobile node by the movement of the node; And a position determining unit estimating a relative position of the at least one mobile node and another node based on the presence of the fixed node.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 위치판단부는, 상기 고정 노드가 존재하는 경우, 상기 고정 노드들 사이의 거리 정보와 RSS 신호를 활용하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정한다.According to an example related to the present disclosure, the location determining unit, when the fixed node exists, uses the distance information and the RSS signal between the fixed nodes to determine a relative position between the at least one mobile node and another node. Estimate.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 상기 위치판단부는, 상기 고정 노드가 존재하지 않는 경우, 상기 이동 노드들 사이의 RSS 신호를 활용하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정한다. According to another example related to the present disclosure, when the fixed node does not exist, the position determining unit estimates a relative position of the at least one mobile node and another node by using an RSS signal between the mobile nodes. do.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 의하면, 상기 동작 센서는 복수의 노드의 움직임에 의해 발생된 전압값이 기 결정된 전압값 이상이면 이동 노드로 판단하고, 복수의 노드의 움직임에 의해 발생된 전압값이 기 결정된 전압값 이하이면 고정 노드로 판단한다. According to another example related to the present invention, the motion sensor determines that the voltage generated by the movement of the plurality of nodes is greater than or equal to the predetermined voltage value, and determines the mobile node, and the voltage value generated by the movement of the plurality of nodes. If it is less than the predetermined voltage value, it is determined as a fixed node.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 상기 위치판단부는, 상기 노드들 사이의 거리 정보 및 상기 노드들 사이의 RSS 신호에 근거하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정한다. According to another example related to the present disclosure, the position determining unit estimates a relative position of the at least one mobile node and another node based on distance information between the nodes and an RSS signal between the nodes.

상기의 다른 과제를 해결하기 위해, 노드의 상대적 위치 추적 방법은 동작 센서에 의해 복수의 노드의 움직임을 검출하여 상기 복수의 노드를 고정 노드 또는 이동 노드로 판별하는 단계; 및 고정 노드의 존재 여부에 근거하여, 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 위치 추정 단계를 포함한다. In order to solve the above another problem, the relative position tracking method of the node comprises the steps of detecting the movement of the plurality of nodes by the motion sensor to determine the plurality of nodes as a fixed node or a mobile node; And a position estimating step of estimating a relative position of the mobile node with another node based on the presence of the fixed node.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 위치 추정 단계는, 상기 고정 노드가 존재하는 경우, 상기 고정 노드들 사이의 거리 정보와 RSS 신호를 활용하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 단계를 포함한다. According to an example related to the present disclosure, the position estimating may include, when the fixed node exists, a relative position between the at least one mobile node and another node using distance information between the fixed nodes and an RSS signal. Estimating.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 상기 위치 추정 단계는, 상기 고정 노드가 존재하지 않는 경우, 상기 이동 노드들 사이의 RSS 신호를 활용하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 단계를 포함한다. According to another example related to the present disclosure, the location estimating step may be performed by using an RSS signal between the mobile nodes to determine a relative position between the at least one mobile node and another node when the fixed node does not exist. Estimating.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 의하면, 노드의 상대적 위치 추적 방법은 상기 복수의 노드 사이의 RSS 신호를 보정하는 단계를 더 포함한다.According to another example related to the present invention, the method for tracking a relative position of a node further includes correcting an RSS signal between the plurality of nodes.

본 발명은 필요에 의해 노드의 부착, 이동 및 개수 변경 등이 자유로우므로, 노드가 고정된 위치가 아닌 필요에 의한 임의 위치에 설치 가능하게 한다.The present invention is free to attach, move, and change the number of nodes as necessary, so that the nodes can be installed at any position as needed rather than a fixed position.

본 발명은 고정 노드의 동작이 발생되는 경우, 이동 노드로 변환되고, 이동 노드의 동작이 없게 되는 경우, 고정 노드로 변환되어, 이에 근거하여 노드의 상대적인 위치를 추정할 수 있다.According to the present invention, when an operation of a fixed node occurs, the mobile node is converted to a mobile node, and when the mobile node is no longer operated, the mobile node is converted to a fixed node, and the relative position of the node can be estimated based on this.

본 발명은 고정/이동 노드를 동작 센서를 통해 자체적으로 판단하고, 고정 노드가 없는 경우도 상대 관계 추정이 가능하므로, 기존의 고정된 형태의 위치 서비스뿐만 아니라, 동적 상황 혹은 노드 상태가 가변인 경우에도 적용 가능하다.According to the present invention, since the fixed / mobile node is determined by the motion sensor itself and the relative relationship can be estimated even when there is no fixed node, the dynamic situation or the node state is variable as well as the existing fixed type of location service. Applicable to

본 발명은 RSS 신호 기반하여, 단거리 내의 위치 추정 성능을 보다 향상시킴으로써, 주차 확인 서비스 및 실내 위치 서비스에 활용될 수 있다.The present invention can be utilized for parking confirmation service and indoor location service by further improving location estimation performance within a short distance based on RSS signal.

도 1은 본 발명의 노드의 상대적 위치 추적 시스템의 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 이동 노드에서 동작 센서에 의해 발생된 신호의 예를 도시하는 그래프이다.
도 2b는 본 발명의 고정 노드에서 동작 센서에 의해 발생된 신호의 예를 도시하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 노드 사이의 신호를 송수신하는 예를 도시하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 노드의 상대적 위치 추적 방법의 순서도이다.
1 is a conceptual diagram of a relative position tracking system of a node of the present invention.
2A is a graph illustrating an example of a signal generated by a motion sensor in a mobile node of the present invention.
2B is a graph illustrating an example of a signal generated by a motion sensor at a fixed node of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating an example of transmitting and receiving a signal between nodes of the present invention.
4 is a flowchart of a method for tracking relative positions of nodes of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same or similar reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "part" for the components used in the following description is given or mixed in consideration of ease of specification, and does not have a meaning or role distinguished from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed herein, but are not limited to the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings, all changes included in the spirit and scope of the present invention. It should be understood to include equivalents and substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "설치된다" 및 "연결된다" 고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 설치 및 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "installed" and "connected" to another component, it should be understood that there may be other components in between, although it may be directly installed and connected to the other component. .

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the term "comprises" and the like is intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but one or more other features or numbers, step It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of any operation, a component, a part, or a combination thereof.

본 발명의 노드의 상대적 위치 추적 시스템(100)은 노드(10), 동작 센서(20) 및 위치판단부(30)를 포함한다.The relative position tracking system 100 of a node of the present invention includes a node 10, a motion sensor 20, and a position determining unit 30.

노드(10)는 복수 개로 이루어지는데, 복수 개의 노드(10)는 서로 간에 양방향으로 RSS 신호를 전송하여 통신을 한다. 노드(10)는 후술하는 바와 같이, 고정 노드(10a) 또는 이동 노드(10b)일 수 있고, 노드(10)는 센서 네트워크라 칭할 수 있다. The node 10 is composed of a plurality of nodes, the plurality of nodes 10 communicate with each other by transmitting the RSS signal in both directions. The node 10 may be a fixed node 10a or a mobile node 10b, as described below, and the node 10 may be referred to as a sensor network.

본 발명의 고정 노드(10a) 및 이동 노드(10b)는 일정한 강도를 가지는 RF(Radio Frequency)를 송수신할 수 있는 임의의 기기 또는 센서 노드를 포함할 수 있다. The fixed node 10a and the mobile node 10b of the present invention may include any device or sensor node capable of transmitting and receiving RF (Radio Frequency) having a constant intensity.

RSS 신호는 수신된 신호의 강도(RSS : Received Signal Strength)에 의한 신호일 수 있다. The RSS signal may be a signal based on received signal strength (RSS).

복수의 노드(10)는 서로의 노드(10) 간에 전송되는 신호의 세기를 감지하여 수신신호 강도를 획득할 수 있다. The plurality of nodes 10 may acquire the strength of the received signal by sensing the strengths of the signals transmitted between the nodes 10.

복수의 노드(10)는 상대적 위치 추적 시스템(100)을 형성할 수 있는 가변 노드로 이해될 수 있다. 가변 노드의 상대적 위치 추적 시스템(100)은 복수의 노드(10) 각각이 이동 또는 고정 노드(10a)로 유동적으로 변동할 수 있는 시스템으로 이해될 수 있다. 또한, 가변 노드의 상대적 위치 추적 시스템(100)은 노드(10)의 개수나 작동 위치 등이 변동할 수 있는 시스템으로 이해될 수 있다. The plurality of nodes 10 may be understood as variable nodes capable of forming the relative position tracking system 100. The relative position tracking system 100 of the variable node may be understood as a system in which each of the plurality of nodes 10 may be flexibly changed to a moving or fixed node 10a. In addition, the relative position tracking system 100 of the variable node may be understood as a system in which the number or operating position of the node 10 may vary.

동작 센서(20)는 노드(10)에 설치된다. 일례로, 동작 센서(20)는 복수의 노드(10) 각각에 설치될 수 있다. 동작 센서(20)에 의해 복수의 노드(10)는 각각 고정 노드(10a) 또는 이동 노드(10b)로 판단 가능하다. The motion sensor 20 is installed in the node 10. For example, the motion sensor 20 may be installed in each of the plurality of nodes 10. The motion sensors 20 may determine the plurality of nodes 10 as the fixed node 10a or the mobile node 10b, respectively.

동작 센서(20)는 노드(10)의 움직임의 검출 여부에 의해, 고정 노드(10a) 또는 유동 노드로 판단하게 된다.The motion sensor 20 determines whether the motion of the node 10 is detected as a fixed node 10a or a floating node.

일례로, 동작 센서(20)는 노드(10)의 움직임을 검출하여 전압 값을 송출하도록 하여, 송출된 전압값이 기 결정된 전압값 이상이면 이동 노드(10b)로 판단하고, 송출된 전압값이 기 결정된 전압값 이하이면 고정 노드(10a)로 판단할 수 있게 한다.For example, the motion sensor 20 detects the movement of the node 10 and transmits a voltage value. If the transmitted voltage value is greater than or equal to a predetermined voltage value, the operation sensor 20 determines the mobile node 10b, and the transmitted voltage value is If it is less than the predetermined voltage value, it can be determined by the fixed node (10a).

동작 센서(20)는 일례로, 관성 측정장치(IMU, Inertial Measurement Unit)일 수 있다.The motion sensor 20 may be, for example, an inertial measurement unit (IMU).

도 2a 및 2b에는 노드(10)에 설치된 동작 센서(20)에 의해 송출된 전압값의 예가 도시되는데, 도 2a에는 노드(10)의 이동에 의해 기결정된 전압값 이상의 전압값이 송출된 예가 도시되는데, 이동 노드(10b)로 판단되게 된다. 도 2b에는 노드(10)가 거의 이동하지 않아 기결정된 전압값 이하의 전압값이 송출된 예가 도시되는데, 고정 노드(10a)로 판단되게 된다.2A and 2B illustrate examples of voltage values transmitted by the motion sensor 20 installed in the node 10, and FIG. 2A illustrates examples of voltage values exceeding a predetermined voltage value by the movement of the node 10. It is determined that the mobile node 10b. In FIG. 2B, an example in which the node 10 is hardly moved and a voltage value of less than or equal to a predetermined voltage value is transmitted is illustrated, which is determined as the fixed node 10a.

위치판단부(30)는 고정 노드(10a)의 존재 여부에 근거하여, 적어도 하나의 이동 노드(10b)와 다른 노드(10)와의 상대적인 위치를 추정하도록 이루어진다. The position determining unit 30 is configured to estimate a relative position of the at least one mobile node 10b and another node 10 based on the presence of the fixed node 10a.

위치판단부(30)는 복수의 노드(10) 및 동작 센서(20)와 전기적으로 연결되거나 유무선 통신 가능하도록 연결될 수 있다. The position determining unit 30 may be electrically connected to the plurality of nodes 10 and the motion sensor 20 or may be connected to enable wired or wireless communication.

위치판단부(30)는 고정 노드(10a)가 존재하는 경우, 고정 노드(10a)들 사이의 거리 정보 및 RSS 신호를 활용하여 적어도 하나의 이동 노드(10b)와 다른 노드(10)와의 상대적인 위치를 추정할 수 있다. 또한, 위치판단부(30)는 고정 노드(10a)가 존재하는 경우, 고정 노드(10a)와 이동 노드(10b) 또는 이동 노드(10b)와 이동 노드(10b) 사이의 거리 정보 및 RSS 신호를 추가로 활용함으로써, 적어도 하나의 이동 노드(10b)와 다른 노드(10)와의 상대적인 위치를 추정할 수 있다.When the fixed node 10a is present, the position determining unit 30 uses the distance information and the RSS signal between the fixed nodes 10a and the relative position between the at least one mobile node 10b and another node 10. Can be estimated. In addition, when the fixed node 10a is present, the location determining unit 30 may provide RSS information and distance information between the fixed node 10a and the mobile node 10b or between the mobile node 10b and the mobile node 10b. By further utilizing, it is possible to estimate the relative position of at least one mobile node 10b with another node 10.

또한, 위치판단부(30)는, 고정 노드(10a)가 존재하지 않는 경우, 이동 노드(10b)들 사이의 RSS 신호를 활용하여 적어도 하나의 이동 노드(10b)와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정할 수 있다. In addition, when the fixed node 10a does not exist, the position determining unit 30 utilizes an RSS signal between the mobile nodes 10b to determine a relative position between the at least one mobile node 10b and another node. It can be estimated.

위치판단부(30)는 고정 노드가 존재하는 경우와 고정 노드가 존재하지 않는 경우에서 이동 노드의 위치를 추정할 때 TOA(Time-Of-Arrival), TDOA(Time Difference of Arrival), RSS(Received Signal Strength), AOA(Angle of Attack) 및 멀티홉(Multihop) 등을 사용할 수 있다.The position determining unit 30 determines time-of-arrival (TOA), time difference of arrival (TDOA), and RSS (received) when estimating the position of the mobile node in the presence of the fixed node and in the absence of the fixed node. Signal Strength, AOA (Angle of Attack), Multihop, etc. may be used.

도 3을 참조하여, 양방향의 RSS 신호에 대해 서술한다. Referring to Fig. 3, a bidirectional RSS signal will be described.

양방향의 RSS 신호가 서로 다른 특성을 보이는 경우, 통계적인 방법 또는 동작 센서(20)의 활용에 의해 RSS 신호의 보정이 가능할 수 있다.When the bidirectional RSS signals have different characteristics, the RSS signal may be corrected by a statistical method or by using the motion sensor 20.

양방향의 RSS 신호를 조합하여 보다 높은 정확도의 거리 추정이 가능할 수 있다. By combining the bidirectional RSS signals, higher accuracy distance estimation may be possible.

양방향의 RSS 신호 전송이 가능하기 때문에 모든 노드(10)가 고정 및 이동 노드(10a, 10b)로 상호 전환이 가능할 수 있으며, 이에 대하여는 전술하였다. Since the RSS signal can be transmitted in both directions, all nodes 10 can be switched to the fixed and mobile nodes 10a and 10b, which has been described above.

한편, 본 발명의 노드의 상대적 위치 추적 방법(S100)은 복수의 노드(10)를 고정 노드(10a) 또는 이동 노드(10b)로 판별하는 단계(S10) 및 위치 추정 단계(S20)를 포함한다.On the other hand, the relative position tracking method (S100) of the node of the present invention includes the step (S10) and the position estimation step (S20) for determining the plurality of nodes 10 as a fixed node (10a) or a mobile node (10b). .

복수의 노드(10)를 고정 노드(10a) 또는 이동 노드(10b)로 판별하는 단계(S10)는 복수의 노드(10)에 설치된 동작 센서(20)가 복수의 노드(10)의 움직임을 검출함으로써 이루어지게 된다.In the step S10 of determining the plurality of nodes 10 as the fixed node 10a or the mobile node 10b, the motion sensor 20 installed in the plurality of nodes 10 detects the movement of the plurality of nodes 10. By doing so.

일례로, 판별하는 단계(S10)는 동작 센서(20)가 노드(10)의 움직임을 검출하여 전압 값을 송출하도록 하여, 송출된 전압값이 기 결정된 전압값 이상이면 이동 노드(10b)로 판단하고, 송출된 전압값이 기 결정된 전압값 이하이면 고정 노드(10a)로 판단할 수 있게 함으로써 수행될 수 있다.For example, in the determining of operation S10, the motion sensor 20 detects the movement of the node 10 and transmits a voltage value. And, if the transmitted voltage value is less than the predetermined voltage value may be performed by allowing the fixed node (10a) to determine.

위치 추정 단계(S20)는 고정 노드(10a)의 존재 여부에 근거하여, 이동 노드(10b)와 다른 노드(10)와의 상대적인 위치를 추정한다. The position estimating step S20 estimates a relative position between the mobile node 10b and another node 10 based on the presence of the fixed node 10a.

위치 추정 단계(S20)는, 고정 노드(10a)가 존재하는 경우, 고정 노드(10a)들 사이의 거리 정보 및 RSS 신호를 활용하여 적어도 하나의 이동 노드(10b)와 다른 노드(10)와의 상대적인 위치를 추정하는 단계(S23)를 포함할 수 있다. In the case of the position estimating step S20, when the fixed node 10a exists, the position information relative to the at least one mobile node 10b and the other node 10 may be utilized by utilizing the distance information and the RSS signal between the fixed nodes 10a. It may include the step of estimating the position (S23).

또한, 위치 추정 단계(S20)는, 고정 노드(10a)가 존재하지 않는 경우, 이동 노드(10b)들 사이의 RSS 신호를 활용하여 적어도 하나의 이동 노드(10b)와 다른 노드(10)와의 상대적인 위치를 추정하는 단계(S25)를 포함할 수 있다. In addition, when the fixed node 10a does not exist, the position estimating step S20 utilizes an RSS signal between the mobile nodes 10b so as to be relative to at least one mobile node 10b and another node 10. It may include the step of estimating the position (S25).

위치 추정 단계(S20)는 위치판단부(30)에 의해 이루어질 수 있다. The position estimation step S20 may be performed by the position determination unit 30.

위치판단부(30)는 고정 노드(10a)가 존재하는 경우, 고정 노드(10a)들 사이의 거리 정보 및 상기 RSS 신호를 활용하여 적어도 하나의 이동 노드(10b)와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정할 수 있다. 또한, 위치판단부(30)는 고정 노드(10a)가 존재하는 경우, 고정 노드(10a)와 이동 노드(10b) 사이의 거리 정보 및 RSS 신호 또는 이동 노드(10b)와 이동 노드(10b) 사이의 거리 정보 및 RSS 신호를 활용함으로써, 적어도 하나의 이동 노드(10b)와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정할 수 있다. When the fixed node 10a is present, the position determining unit 30 uses the distance information between the fixed nodes 10a and the RSS signal to determine a relative position of at least one mobile node 10b and another node. It can be estimated. In addition, when the fixed node 10a is present, the position determining unit 30 includes distance information between the fixed node 10a and the mobile node 10b and an RSS signal or between the mobile node 10b and the mobile node 10b. By using the distance information of the and the RSS signal, it is possible to estimate the relative position of the at least one mobile node (10b) and the other node.

또한, 위치판단부(30)는, 고정 노드(10a)가 존재하지 않는 경우, 이동 노드(10b)들 사이의 RSS 신호를 활용하여 적어도 하나의 이동 노드(10b)와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정할 수 있다.In addition, when the fixed node 10a does not exist, the position determining unit 30 utilizes an RSS signal between the mobile nodes 10b to determine a relative position between the at least one mobile node 10b and another node. It can be estimated.

본 발명의 노드의 상대적 위치 추적 방법(S100)은 복수의 노드 사이의 RSS 신호를 보정하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다. Relative position tracking method (S100) of the node of the present invention may further comprise the step (S30) of correcting the RSS signal between the plurality of nodes.

복수의 노드 사이의 RSS 신호를 보정하는 단계는, 일례로, 복수의 노드(10) 사이에 양방향의 RSS 신호가 서로 다른 특성을 보이는 경우, 통계적인 방법 또는 동작 센서(20)의 활용에 의해 RSS 신호의 보정에 의해 수행될 수 있다. 또한, 양방향의 RSS 신호를 조합하여 보다 높은 정확도의 거리 추정이 가능할 수 있다. Compensating the RSS signal between the plurality of nodes, for example, when the bidirectional RSS signal between the plurality of nodes 10 exhibits different characteristics, the RSS by a statistical method or the use of the motion sensor 20 Can be performed by correction of the signal. In addition, a higher accuracy distance estimation may be possible by combining the bidirectional RSS signals.

이상에서 설명한 노드의 상대적 위치 추적 시스템(100) 및 노드의 상대적 위치 추적 방법(S100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. The relative position tracking system 100 and the relative position tracking method S100 of the node described above are not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but the embodiments may be modified in various embodiments. All or some of these may optionally be combined.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

100:노드의 상대적 위치 추적 시스템
10:노드 10a:고정 노드 10b:이동 노드
20:동작 센서
30:위치판단부
S100:노드의 상대적 위치 추적 방법
S10:복수의 노드를 고정 노드 또는 이동 노드로 판별하는 단계
S20:위치 추정 단계
S23:고정 노드가 존재하는 경우, 고정 노드들 사이의 거리 정보 및 RSS 신호를 활용하여 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 단계
S25:고정 노드가 존재하지 않는 경우, 이동 노드들 사이의 RSS 신호를 활용하여 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 단계
100: node relative position tracking system
10: node 10a: fixed node 10b: mobile node
20: motion sensor
30: position determination
S100: How to track the relative position of a node
S10: determining a plurality of nodes as fixed nodes or mobile nodes
S20: position estimation step
S23: estimating the relative position between the mobile node and another node by using the RSS information and distance information between the fixed nodes when the fixed node exists.
S25: estimating the relative position of the mobile node with other nodes by utilizing the RSS signal between the mobile nodes when there is no fixed node

Claims (9)

복수의 노드가 이동 또는 고정 노드로 가변인 상황에서 적용할 수 있는 노드의 상대적 위치 추적 시스템으로서,
서로 간에 양방향으로 RSS 신호를 전송하여 통신을 하고, 복수 개로 이루어지는 노드;
상기 노드에 설치되어 상기 노드의 이동에 의해 상기 복수의 노드 각각을 고정 노드 또는 이동 노드로 판단 가능하도록 이루어지는 동작 센서; 및
상기 고정 노드의 존재 여부에 근거하여, 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 위치판단부를 포함하고,
상기 위치판단부는, 상기 고정 노드가 존재하지 않는 경우, 상기 이동 노드들 사이의 상기 RSS 신호를 활용하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하고,
상기 위치판단부는, 상기 고정 노드가 존재하는 경우, 상기 고정 노드들 사이의 거리 정보 및 상기 RSS 신호를 활용하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 노드의 상대적 위치 추적 시스템.
As a relative position tracking system of a node that can be applied in a situation where a plurality of nodes are variable as moving or fixed nodes,
A node comprising a plurality of nodes which communicate by transmitting RSS signals in both directions with each other;
An operation sensor installed in the node and configured to determine each of the plurality of nodes as a fixed node or a mobile node by the movement of the node; And
A position determining unit for estimating a relative position of the at least one mobile node and another node based on the presence of the fixed node;
If the fixed node does not exist, the location determining unit estimates a relative position of the at least one mobile node and another node by utilizing the RSS signal between the mobile nodes,
The location determining unit, when the fixed node is present, estimates a relative position of the at least one mobile node and another node by using distance information between the fixed nodes and the RSS signal. Relative position tracking system.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 동작 센서는 복수의 노드의 움직임에 의해 발생된 전압값이 기 결정된 전압값 이상이면 이동 노드로 판단하고, 복수의 노드의 움직임에 의해 발생된 전압값이 기 결정된 전압값 이하이면 고정 노드로 판단하는 것을 특징으로 하는 노드의 상대적 위치 추적 시스템.
The method of claim 1,
The motion sensor determines the mobile node if the voltage value generated by the movement of the plurality of nodes is greater than or equal to the predetermined voltage value, and determines the fixed node if the voltage value generated by the movement of the plurality of nodes is less than or equal to the predetermined voltage value. Relative position tracking system of the node, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 위치판단부는, 상기 노드들 사이의 거리 정보 및 상기 노드들 사이의 RSS 신호에 근거하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 노드의 상대적 위치 추적 시스템.
The method of claim 1,
The position determining unit estimates a relative position between the at least one mobile node and another node based on distance information between the nodes and an RSS signal between the nodes.
복수의 노드가 이동 또는 고정 노드로 가변인 상황에서 적용할 수 있는 노드의 상대적 위치 추적 방법으로서,
동작 센서에 의해 복수의 노드의 움직임을 검출하여 상기 복수의 노드를 고정 노드 또는 이동 노드로 판별하는 단계; 및
고정 노드의 존재 여부에 근거하여, 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 위치 추정 단계를 포함하고,
상기 위치 추정 단계는, 상기 고정 노드가 존재하지 않는 경우, 상기 이동 노드들 사이의 RSS 신호를 활용하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 단계를 포함하고,
상기 위치 추정 단계는, 상기 고정 노드가 존재하는 경우, 상기 고정 노드들 사이의 거리 정보 및 RSS 신호를 활용하여 상기 적어도 하나의 이동 노드와 다른 노드와의 상대적인 위치를 추정하는 단계를 포함하는 노드의 상대적 위치 추적 방법.
As a method of tracking the relative position of a node that can be applied when a plurality of nodes are variable as moving or fixed nodes,
Detecting the movement of the plurality of nodes by a motion sensor and determining the plurality of nodes as fixed nodes or mobile nodes; And
A position estimation step of estimating a relative position of the mobile node with another node based on the presence of a fixed node,
The location estimating step includes estimating a relative position of the at least one mobile node and another node by utilizing an RSS signal between the mobile nodes when the fixed node does not exist,
The location estimating step includes estimating a relative position of the at least one mobile node and another node by using the RSS information and distance information between the fixed nodes when the fixed node exists. Relative location tracking method.
삭제delete 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 복수의 노드 사이의 RSS 신호를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 상대적 위치 추적 방법.
The method of claim 6,
And correcting an RSS signal between the plurality of nodes.
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