KR102152941B1 - 비콘을 이용한 무선 측위 서비스 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

비콘 신호를 이용한 무선 측위 서비스 방법 및 장치가 개시된다. 무선 측위 서비스 방법은, 사용자 주변에 위치하는 비콘 송신기들 각각으로부터 비콘 신호를 수집하는 단계, 및 상기 비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 가상 포인트, 및 상기 비콘 신호 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

비콘을 이용한 무선 측위 서비스 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING WIRELESS LOCATION SERVICE USING THE BEACON}
본 발명의 실시예들은 비콘을 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하고, 사용자의 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스를 제공하는 기술에 관한 것이다.
무선 측위 서비스는, 사용자의 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스(LBS: Location-Based Services)를 제공하기 위해 사용자의 위치를 측정하는 기술이다. 위치 기반 서비스는, GPS, 와이파이(WIFI) 등을 이용하여 건물 내부에 위치하는 스마트폰, PDA, 태블릿 PC 등의 위치에 기초하여 실내 지도 등의 서비스를 제공한다.
그런데, GPS, 와이파이의 경우, 건물 내부에서 측정된 단말의 위치 오차가 커서, 적절한 위치 기반 서비스를 제공하는 데 어려움이 존재한다.
블루투스(Bluetooth)를 이용하여 사용자의 위치를 측정할 수 있으나, 블루투스이더라도 배터리 소모는 무시할 수 없고 초기 설치비용이 부담된다.
비콘 송신기들을 이용하여 사용자의 위치를 측정할 수 있으나, 비콘 송신기들의 배치 간격에 따라 사용자의 위치 측정이 어려운 경우가 발생한다. 예를 들어, 비콘 송신기들이 건물 내부에 좁은 간격으로 촘촘하게 배치된 경우, 비용이 증가할 뿐만 아니라, 비콘 신호들이 중첩되어 간섭이 발생하여 사용자의 위치를 정확히 측정하는데 어려움이 존재한다. 또한, 비콘 송신기의 간격이 넓거나, 혹은 사용자가 양쪽의 비콘 송신기의 중간 지점의 공간에 위치하는 경우, 사용자의 위치를 파악하기 어려운 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 이동 단말의 배터리 소모를 감소시키면서 보다 정교하게 사용자의 위치를 측정하여 위치 기반 서비스를 제공하는 기술이 요구된다.
비콘 송신기들을 너무 촘촘하거나, 혹은 너무 넓게 배치하지 않으면서, 배치 비용 및 신호 중첩을 고려하여 적절한 배치가 가능하도록 비콘 송신기들 사이사이에 가상 공간인 가상 포인트를 배치하는 무선 측위 서비스 방법 및 장치가 제공된다.
비콘 송신기들 사이사이에 배치된 가상 포인트 및 비콘 송신기들로부터 수신된 비콘 신호를 이용하여 건물 내부에서 사용자의 위치를 보다 정교하게 측정하는 무선 측위 서비스 방법 및 장치가 제공된다.
이동 단말의 자이로 센서를 이용하여 사용자의 상세 이동 경로를 제공하는 무선 측위 서비스 방법 및 장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 방법은, 사용자 주변에 위치하는 비콘 송신기들 각각으로부터 비콘 신호를 수집하는 단계, 및 상기 비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 가상 포인트, 및 상기 비콘 신호 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일측면에 따르면, 상기 가상 포인트는, 상기 사용자가 위치한 건물 내부에 기설정된 일정 간격으로 배치된 비콘 송신기들 사이에 위치하는 공간 중 상기 건물 내부에 형성된 통로의 길목 및 교차로 중 적어도 하나에 가상 배치될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 사용자의 현재 위치를 결정하는 단계는, 상기 비콘 송신기들로부터 수집된 비콘 신호의 세기에 기초하여 후보 비콘 신호들을 결정하는 단계, 상기 후보 비콘 신호들의 신호 세기의 차이값에 기초하여 상기 사용자의 현재 위치가 가상 포인트에 해당하는지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 사용자의 현재 위치가 상기 가상 포인트에 해당함에 따라, 상기 가상 포인트에 해당하는 위치 좌표를 상기 사용자의 현재 위치로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 사용자의 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 사용자가 소지한 이동 단말에 구비된 자이로 센서에 기초하여 사용자의 방향 전환이 감지됨에 따라, 방향 전환에 따른 이동 경로를 실내 지도에 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 비콘 신호를 수집하는 단계 및 상기 사용자의 현재 위치를 결정하는 단계를 실행시키기 위한 어플리케이션을 실행시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 장치는, 사용자 주변에 위치하는 비콘 송신기들 각각으로부터 비콘 신호를 수집하는 신호 수집부, 및 상기 비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 가상 포인트, 및 상기 비콘 신호 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 사용자의 이동 단말에 사용자의 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스를 제공하는 어플리케이션은, 사용자 주변에 위치하는 비콘 송신기들 각각으로부터 비콘 신호를 수집하는 단계, 및 상기 비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 가상 포인트, 및 상기 비콘 신호 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 단계를 실행시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 장치는, 사용자의 이동 단말에 설치된 어플리케이션을 통해, 사용자 주변에 위치하는 비콘 송신기들 각각으로부터 수집된 비콘 신호를 수신하는 정보 수신부, 상기 비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 가상 포인트, 및 상기 비콘 신호 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 위치 결정부, 및 결정된 사용자의 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스를 상기 이동 단말에 제공하는 서비스 제공부를 포함할 수 있다.
비콘 송신기들 사이사이에 가상 공간인 가상 포인트를 배치함에 따라, 비콘 송신기들을 너무 촘촘하거나, 혹은 너무 넓게 배치하지 않으면서, 배치 비용을 절감하고, 신호 중첩을 감소 또는 제거하도록 비콘 송신기들을 적절하게 배치할 수 있다.
비콘 송신기들 사이사이에 배치된 가상 포인트 및 비콘 송신기들로부터 수신된 비콘 신호를 이용하여 건물 내부에서 사용자의 위치를 보다 정교하게 측정할 수 있다.
이동 단말의 자이로 센서를 이용하여 위치 기반 서비스를 제공함에 따라, 사용자의 상세 이동 경로를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 장치와 비콘 송신기들을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 비콘 송신기로부터 수신하는 비콘 신호의 패킷 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, BLE 기반의 무선 측위 서비스를 제공하기 위해 건물 내부에 배치된 비콘 송신기들 및 가상 포인트들이 도시된 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 기준 차이값 1 및 2를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 세부 동작을 도시한 흐름도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 비콘 송신기를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 가상 포인트를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 자이로 센서를 이용하여 사용자의 상세 이동 경로를 제공하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서, 위치 기반 서비스 제공 방법의 실행 환경의 예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예들은 BLE 기반의 비콘 신호를 이용하여 위치 기반 서비스를 제공하는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 이동 단말에 적용될 수 있다. 예를 들어, 안드로이드 API 4.3 이상, IOS7 이상, 블루투스 4.0 이상이 탑재된 이동 단말에서 이용될 수 있다. 안드로이드 4.3 미만의 경우, 이동 단말에 탑재된 블루투스 3.0을 이용하여 비콘 사용이 가능하다. 본 실시예에서는, 비콘을 이용하여 위치 기반 서비스를 제공하는 것으로 설명하나, 이는 실시예에 해당되며, 비콘 이외에 비콘과 유사한 성능을 제공하는 통신 모듈이 탑재된 이동 단말을 통해 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 가상 포인트를 이용하여 위치 기반 서비스를 적용하는 기술은 비콘 이외에 모든 저전력 근거리 통신 모듈에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 장치와 비콘 송신기들을 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 복수의 비콘 송신기들(101)이 배치될 수 있다. 여기서, 비콘 송신기들(101)은 모바일 결재 서비스 등을 제공하기 위해 건물 내부에 위치하는 상점들에 배치될 수도 있고, 이벤트, 할인 쿠폰 정보, 건물 내부의 길안내 등을 위해 건물 내부의 통로 천장 등에 배치될 수도 있다.
무선 측위 서비스 장치(100)는 건물 내부를 이동하면서 건물 내부에 배치된 비콘 송신기들(101)로부터 비콘 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 무선 측위 서비스 장치(100)는 위치 기반 서비스를 제공받기 위해 해당 어플리케이션을 실행함에 따라, 사용자의 현재 위치를 결정하고, 결정된 현재 위치에 기초하여 건물 내부의 실내 지도, 길안내, 행사 정보 등의 위치 기반 서비스를 제공받을 수 있다.
예를 들어, 무선 측위 서비스 장치(100)는 스마트폰, 태블릿 PC 등이 이용될 수 있으며, 위치 기반 서비스와 관련된 웹/모바일 사이트의 접속 또는 서비스 전용 어플리케이션의 설치 및 실행이 가능한 모든 단말 장치를 의미할 수 있다. 이때, 무선 측위 서비스 장치(100)는 웹/모바일 사이트 또는 전용 어플리케이션의 제어 하에 서비스 화면 구성, 데이터 입력, 데이터 송수신, 데이터 저장 등 서비스 전반의 동작을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 비콘 송신기로부터 수신하는 비콘 신호의 패킷 구조를 도시한 도면이다.
도 2에서, 비콘 신호의 패킷 구조는 저전력 기반인 브로드캐스트(BroadCast) 패킷 구조를 나타내며, 패킷은 1byte의 프리앰블(preamble), 4bytes의 접속주소(Access Address), 2 내지 39 bytes의 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit) 및 3byts의 CRC 코드를 포함할 수 있다.
프로토콜 데이터 유닛은 2bytes의 헤더(header), 6bytes의 맥 주소(MAC Address), 및 31bytes의 데이터를 포함할 수 있다. 여기서, 데이터는 비콘 신호마다 부여된 고유의 식별 정보(Major, Minor)를 포함할 수 있다. 이처럼, 비콘 신호마다 식별 정보를 포함하고 있으므로, 무선 측위 서비스 장치는 복수의 비콘 송신기들로부터 수신된 각 비콘 신호를 구분할 수 있으며, 수신된 비콘 신호가 어느 비콘 송신기에 해당하는지 파악할 수 있다
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 무선 측위 서비스를 제공하기 위해 건물 내부에 배치된 비콘 송신기들 및 가상 포인트들이 도시된 예시도이다.
도 3을 참고하면, 비콘 송신기들(B: beacon transceiver)은, 건물 내부의 통로 길목, 및 교차로 보다는 통로의 중심 부분에 기설정된 일정 간격으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 비콘 송신기들(B)은 천장에서 바닥을 향하는 방향으로 배치될 수 있으며, 10 내지 13m 간격으로 일정하게 배치될 수 있다. 비콘 신호는 설치 방향에 대해 수직하게 신호를 방사하며, 방향성이 존재하므로, 광장이나 건물 내부의 오픈된 공간에서는 비콘 송신기들(B)이 10 내지 13m보다 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 다시 말해, 비콘 송신기들(B)은, 건물의 특성 및 크기에 따라 배치 간격을 다르게 조절하여 일정하게 배치될 수 있다.
그리고, 비콘 송신기들(B) 사이에는 가상 포인트(VP: Virtual Point)가 배치될 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 비콘 송신기들이 건물 내부에 좁은 간격으로 촘촘하게 배치되면 신호가 중첩되고, 적절한 간격으로 배치되면 사용자의 위치가 부정확한 경우가 발생할 수 있다.이에 따라, 비콘 송신기들 사이사이에 가상의 공간인 가상 포인트(VP)를 배치함에 따라, 비콘 송신기들의 배치 대수를 줄여 비용 절감 및 신호 중첩으로 인한 간섭을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 비콘 송신기들 중간 부분에 사용자가 위치하더라도 사용자의 위치를 보다 정교하게 파악할 수 있다. 이때, 가상 포인트는, 비콘 송신기들의 중간 위치에 해당하는 공간에 배치될 수도 있고, 사용자의 방향 전환 등을 보다 정교하게 파악하기 위해 건물 내부 통로의 길목, 교차로 등에 배치될 수 있다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 비콘 신호 및 가상 포인트를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 방법을 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 무선 측위 서비스 장치(400)는 프로세서(410), 버스(420), 네트워크 인터페이스(430) 메모리(440), 및 자이로 센서(450)를 포함할 수 있다. 메모리(440)는 운영체제(441) 및 무선 측위 서비스 제공 루틴(442)을 포함할 수 있다. 프로세서(410)는 신호 수집부(411) 및 위치 결정부(412)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 무선 측위 서비스 장치(400)는 도 4의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 측위 서비스 장치(400)는 디스플레이나 트랜시버(transceiver)와 같은 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다.
메모리(440)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(440)에는 운영체제(441)와 무선 측위 서비스 제공 루틴(442)을 위한 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘(drive mechanism, 미도시)을 이용하여 메모리(440)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체가 아닌 네트워크 인터페이스(430)를 통해 메모리(440)에 로딩될 수도 있다.
버스(420)는 무선 측위 서비스 장치(400)의 구성요소들간의 통신 및 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다. 버스(420)는 고속 시리얼 버스(high-speed serial bus), 병렬 버스(parallel bus), SAN(Storage Area Network) 및/또는 다른 적절한 통신 기술을 이용하여 구성될 수 있다.
네트워크 인터페이스(430)는 무선 측위 서비스 장치(400)를 컴퓨터 네트워크에 연결하기 위한 컴퓨터 하드웨어 구성요소일 수 있다. 네트워크 인터페이스(430)는 무선 측위 서비스 장치(400)를 무선 또는 유선 커넥션을 통해 컴퓨터 네트워크에 연결시킬 수 있다.
자이로 센서(450)는 건물 내부를 이동하는 사용자의 이동 방향 및 방향 전환 여부를 감지할 수 있다.
무선 통신 모듈(460)은 건물 내부에 위치하는 무선 액세스 포인트, 비콘 송신기들과 통신을 수행하고, 사용자의 현재 위치를 결정하기 위한 정보를 송수신하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(460)은 와이파이(WiFi) 모듈, 지그비(Zigbee) 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈 등을 포함할 수 있다. 여기서, 블루투스 모듈은, BLE 기반의 블루투스 4.0 이상뿐만 아니라, 블루투스 3.0을 포함할 수 있다.
프로세서(410)는 메모리(440)에 저장된 무선 측위 서비스 제공 루틴을 실행하여 사용자가 위치한 건물 내부에서 사용자의 현재 위치를 결정하고, 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.
프로세서(410)는 기본적인 산술, 로직 및 무선 측위 서비스 장치(400)의 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(440) 또는 네트워크 인터페이스(430)에 의해, 그리고 버스(420)를 통해 프로세서(410)로 제공될 수 있다. 프로세서(410)는 신호 수집부(411) 및 위치 결정부(412)를 위한 프로그램 코드를 실행하도록 구성될 수 있고, 이러한 프로그램 코드는 메모리(440)와 같은 기록 장치에 저장될 수 있다.
신호 수집부(411) 및 위치 결정부(412)는 도 5의 단계들(510 내지 550)을 수행하기 위해 구성될 수 있다.
510 단계에서, 신호 수집부(511)는 건물 내부에 배치된 복수의 비콘 송신기들 중에서 사용자 주변에 위치하는 적어도 하나의 비콘 송신기로부터 비콘 신호를 수신할 수 있다. 이때, 비콘 송신기들은, 건물 내부의 통로의 중심 천장 부분에 일정 간격으로 배치될 수 있으며, 비콘 송신기들 사이사이에는 가상 포인트가 배치될 수 있다. 여기서, 가상 포인트는, 비콘 송신기들 사이에 위치하는 공간의 위치 좌표를 포함할 수 있다.
520 단계에서, 위치 결정부(412)는 수신된 비콘 신호들의 세기에 기초하여 후보 비콘 신호를 결정할 수 있다.
일례로, 위치 결정부(412)는 수신된 비콘 신호들의 세기(RSSI 값)을 비교하여 세기가 큰 순서대로 기설정된 개수의 후보 비콘 신호들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 2개의 후보 비콘 신호들을 결정하는 경우, 위치 결정부(412)는 수신된 비콘 신호들 중 세기가 가장 큰 2개의 비콘 신호들을 후보 비콘 신호로 결정하고, 두 후보 비콘 신호의 정보를 저장할 수 있다. 다시 말해, 위치 결정부(412)는 두 후보 비콘 신호의 식별 정보, MAC 주소 등을 포함하는 패킷 데이터를 저장할 수 있다. 그리고, 나머지 비콘 신호는 폐기하여 저장 공간이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
530 단계에서, 위치 결정부(412)는 후보 비콘 신호들의 세기의 차이값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 후보 비콘 신호가 결정된 경우, 위치 결정부(412)는 후보 비콘 신호 1의 세기(RSSI)와 후보 비콘 신호 2의 세기(RSSI)의 차이값을 계산할 수 있다.
540 단계에서, 위치 결정부(412)는 상기 계산된 차이값과 기설정된 기준 차이값 1 및 기준 차이값 2를 기초로 가상 포인트 및 비콘 송신기 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정할 수 있다. 여기서, 상기 계산된 차이값, 기준 차이값 1 및 2를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 동작에 대해서는 도 6 내지 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.
550 단계에서, 프로세서(410)는 메모리(440)에 저장된 무선 측위 서비스 제공 루틴을 실행하여 사용자의 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.
예를 들어, 무선 측위 서비스 제공 루틴은, 건물 내부에서 사용자의 현재 위치에 기초한 길 안내 등의 실내 지도를 제공하거나, 사용자가 이동함에 따라 건물 내부의 각 상점에 해당하는 이벤트, 쿠폰 할인 정보 등을 제공할 수 있다.
이때, 자이로 센서(350)는 사용자의 방향 전환을 감지할 수 있다. 이에 따라, 무선 측위 서비스 제공 루틴은, 사용자가 좌측, 우측 방향 등으로 방향을 전환하거나, 건물 내부의 통로 길목, 교차로 등에서 사용자가 방향을 전환함에 따른 위치 변화를 바로 실내 지도에 반영할 수 있다. 예를 들어, 무선 측위 서비스 제공 루틴은, 사용자가 전환한 방향을 기준으로 실내 지도를 회전하여 사용자에게 제공할 수 있다. 자이로 센서(350)를 이용하여 사용자의 상세 이동 경로를 제공하는 동작에 대해서는 도 10을 참조하여 후술하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 기준 차이값 1 및 2를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 세부 동작을 도시한 흐름도이다. 다시 말해, 도 6은 도 5의 540 단계의 세부 흐름도이다. 그리고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 비콘 송신기를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 예시도이고, 도 9는 가상 포인트를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하는 예시도이다.
610 단계에서, 위치 결정부(412)는 후보 비콘 신호들의 차이값이 기설정된 기준회수 이상 기준 차이값 1 이상인지 여부를 비교할 수 있다. 예를 들어, 기준 회수는 2회 이상으로 기설정되며, 기준 차이값 1은 5dB, 10dB 등으로 기설정될 수 있다.
이때, 위치 결정부(412)는 상기 후보 비콘 신호들의 차이값이 기준회수 미만인 경우, 예를 들어, 상기 차이값이 기준차이값 1 이상인 경우가 1회인 경우, 기설정된 일정시간 동안 상기 차이값을 임시 저장하고 있을 수 있다. 그리고, 일정시간 이내에 기준 차이값 1 이상인 차이값이 존재하지 않으면, 위치 결정부(412)는 임시 저장된 차이값을 폐기할 수 있다.
그리고, 일정시간 이내에 기준 차이값 1이상인 차이값이 존재하면, 위치 결정부(412)는 차이값 계산에 이용된 후보 비콘 신호를 전송한 비콘 송신기의 위치 좌표에 기초하여 사용자의 현재 위치를 결정할 수 있다.
일례로, 도 7을 참조하면, A 비콘 송신기와 B 비콘 송신기에서 송신된 비콘 신호가 후보 비콘 신호로 결정되고, 두 비콘 신호의 차이값이 기준 회수 이상 기준 차이값 1 이상이 경우(610: YES), 위치 결정부(412)는 비콘 송신기의 좌표에 기초하여 사용자의 현재 위치를 결정할 수 있다.
이때, 도 7과 같이, A 비콘 송신기의 비콘 신호가 B 비콘 송신기의 비콘 신호보다 세기가 큰 경우, 위치 결정부(412)는 A 비콘 송신기의 위치 좌표에 기초하여 사용자의 현재 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 비콘 신호의 세기는 비콘 송신기가 설치된 위치로부터 거리가 멀어질수록 감소되는 특성이 있으므로, 위치 결정부(412)는 기저장된 비콘 신호와 거리 간의 특성 관계에 기초하여 A 비콘 송신기로부터 수신된 비콘 신호의 세기에 기초하여 A비콘 송신기로부터 사용자가 얼만큼 떨어져 위치해 있는지를 계산할 수 있다. 그리고, 위치 결정부(412)는 계산된 값에 기초하여 사용자의 현재 위치 좌표를 결정할 수 있다. 이외에, 비콘 송신기들이 이격되어 위치한 간격이 작은 경우, 위치 결정부(412)는 처리 속도를 높이고 보다 빠르게 위치 기반 서비스를 제공하기 위해 단순히 A 비콘 송신기의 위치 좌표를 사용자의 현재 위치로 결정할 수도 있다.
마찬가지로, 도 8과 같이, B 비콘 송신기의 비콘 신호가 A 비콘 송신기의 비콘 신호보다 큰 경우, 위치 결정부(412)는 B 비콘 송신기의 위치 좌표에 기초하여 사용자의 현재 위치를 결정할 수 있다.
한편, 610 단계에서, 상기 차이값이 기준 회수 이상 기준 차이값 1 이상이 아닌 경우(610: NO), 위치 결정부(412)는 회수 카운트 1을 하나 증가시킬 수 있다. 여기서, 회수 카운트 1은 이후에 차이값이 기준 차이값 1 이상인 경우가 발생한 회수가 기준 회수 이상인지 여부를 비교하기 위해 이용될 수 있다.
630 단계에서, 위치 결정부(412)는 후보 비콘 신호들의 세기 차이값이 기준 회수 이상 기준 차이값 2 이하인지 여부를 비교할 수 있다. 여기서, 기준 회수는, 2회 이상으로 기설정되며, 기준 차이값 1과 비교를 위해 이용된 기준 회수와 동일하거나 또는 다른 값으로 기설정될 수 있다. 그리고, 기준 차이값 2는 3dB 이하의 값으로 기설정될 수 있다.
일례로, 기준 회수 이상 상기 차이값이 기준 차이값 2 이하인 경우(630:YES), 위치 결정부(412)는 두 후보 비콘 신호에 해당하는 비콘 송신기들 사이에 위치하는 가상 포인트(VP)의 위치 좌표에 기초하여 사용자의 현재 위치를 결정할 수 있다. 도 9를 참조하면, 무선 측위 서비스 장치(901)가 A 비콘 송신기(902)에서 B 비콘 송신기(903)가 설치된 통로를 이동하는 경우, 이동에 따라 무선 측위 서비스 장치(901)는 A 비콘 송신기(902)에서 수신된 비콘 신호와 B 비콘 송신기(903)에서 수신된 비콘 신호의 세기가 비슷한 공간에 위치할 수 있다. 예를 들어, A 및 B 비콘 신호의 세기 차이값이 3dB 이하일 수 있다.
640 단계에서, 위치 결정부(412)는 A 비콘 송신기(902)와 B 비콘 송신기(903) 사이에 배치된 가상 포인트(VP, 904)의 위치 좌표를 사용자의 현재 위치로 결정할 수 있다. 그리고, 무선 측위 서비스 제공 루틴(442)은 가상 포인트를 이용하여 결정된 현재 위치에 기초하여 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다. 이처럼, 두 비콘 송신기의 세기가 비슷한 경우, 중간에 배치된 가상 포인트를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정함에 따라, 사용자의 현재 위치를 보다 정교하게 결정할 수 있다. 예를 들어, 오차 범위가 5 내지 6m로 감소될 수 있다.
이때, 기준회수 이상 차이값이 기준 차이값 2 이하가 아닌 경우(630: NO), 위치 결정부(412)는 회수 카운트 2를 하나 증가시키고, 계속하여 비콘 신호들을 수집할 수 있다. 다시 말해, 도 5의 510 단계로 돌아가서 이상의 도 5 및 도 6에서 설명한 각 단계들(510 내지 550 단계, 610 내지 640 단계)을 반복할 수 있다. 여기서, 회수 카운트 2은 이후에 차이값이 기준 차이값 2 이하인 경우가 발생한 회수가 기준 회수 이하인지 여부를 비교하기 위해 이용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 자이로 센서를 이용하여 사용자의 상세 이동 경로를 제공하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 예시도이다.
건물 내부 등의 실내에서는 하수도 파이프, 전기 배선 등과 같이 자성에 영향을 미치는 구조물이 많이 존재하므로 동서남북 자성이 모두 달라진다. 단순히 나침반으로 실내에서 사용자의 방향(예를 들어, 동서남북)을 결정하는 경우, 오차가 매우 커서 전혀 다른 방향이 사용자의 방향으로 결정된다. 이에 따라, 본 실시예에서는 도 10을 참고하여 실내에서도 사용자의 방향을 정확하게 결정하기 위해 자이로 센서 및 비콘을 이용하는 동작에 대해 설명하기로 한다. 예를 들어, 자이로 센서를 이용하면 동서남북 방향을 알지는 못하나, 센싱값에 기초하여 얼만큼 틀었는지를 알 수 있다. 그리고, 비콘 송신기 또는 가상 포인트를 이용함에 따라, 기준점을 알 수 있다. 그러면, 무선 측위 서비스 장치는, 기준점을 기준으로 90도, 180도 등의 방향 전환이 발생함을 확인할 수 있다.
도 10을 참고하면, 스마트폰 등의 무선 측위의 서비스 장치를 소지한 사용자가 건물 내부를 이동할 때 통로 중심을 일정하게 이동하기 보다는 통로를 기준으로 양측의 상점들에 디스플레이된 제품을 구경하거나, 혹은 사람들을 피해서 좌측, 우측 등으로 방향을 이동하면서 목적지까지 이동한다. 이처럼, 목적지까지 이동 시, 무선 측위 서비스 장치(300)는 자이로 센서를 이용하여 사용자의 세부 이동 경로(1001)를 실내 지도 등에 디스플레이할 수 있다. 그리고, 사용자의 세부 이동에 따라 달라진 방향을 실내 지도에 반영하여 지도를 회전하여 사용자에게 제공할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 길목에서 좌측으로 이동한 경우, 자이로 센서는 좌측으로 방향이 전환되었음을 즉시 감지할 수 있다. 그러면, 무선 측위 서비스 제공 루틴(342)은 실내 지도를 사용자가 방향을 전환한 방향으로 회전하여 제공할 수 있다. 이처럼, 실내 지도가 사용자의 방향 전환에 따라 회전하여 현재 위치부터 목적지까지 제공됨에 따라, 보다 정교하게 사용자에게 길안내를 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서, 위치 기반 서비스 제공 방법의 실행 환경의 예를 도시한 도면이다. 도 11은 무선 측위 서비스 장치(1110), 파일 배포 시스템(1120) 및 설치 파일(1130)을 도시하고 있다.
무선 측위 서비스 장치(1110)은 스마트폰, 태블릿, PC 등과 같이 이동통신과 데이터 통신이 모두 가능한 사용자의 이동 단말일 수 있고, 파일 배포 시스템(1120)은 설치 파일(1130)을 제공하는 서버일 수 있다.
일례로, 파일 배포 시스템(1120)은 설치 파일(1130)을 저장 및 관리하는 설치 파일 관리부(1121) 및 무선 측위 서비스 장치(1110)의 요청에 따라 설치 파일(1130)을 무선 측위 서비스 장치(1110)로 전송하는 설치 파일 전송부(1122)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 파일 배포 시스템(1120)은 본 발명의 실시예들에 따라 동작하는 어플리케이션을 무선 측위 서비스 장치(1110)에 제공하는 설치 파일(1130)을 하나 이상의 어플리케이션 판매자 또는 개발자로부터 등록받는 어플리케이션 스토어(Application Store) 등일 수 있다.
무선 측위 서비스 장치(1110)는 파일 배포 시스템(1120)으로부터 수신한 설치 파일(1130)을 통해 어플리케이션을 설치(installation)할 수 있으며, 설치된 어플리케이션에 따라 본 발명의 실시예들에 따른 무선 측위 서비스 제공 방법을 수행할 수 있다.
예를 들어, 어플리케이션은, 비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 가상 포인트, 및 비콘 신호를 전송한 비콘 송신기 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정하고, 결정된 사용자의 현재 위치에 기초하는 위치 기반 서비스를 제공받도록 이동 단말을 제어할 수 있다.
또한, 어플리케이션은, 사용자가 소지한 이동 단말에 구비된 자이로 센서에 기초하여 사용자의 방향 전환이 감지됨에 따라, 방향 전환에 따른 상세 이동 경로를 실내 지도에 디스플레이하도록 이동 단말을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션은, 방향에 따라 실내 지도를 회전하여 디스플레이하도록 이동 단말을 제어할 수 있다.
또한, 어플리케이션은, 비콘 송신기들로부터 수집된 비콘 신호의 세기에 기초하여 후보 비콘 신호들을 결정하도록 이동 단말을 제어할 수 있다. 그리고, 어플리케이션은, 후보 비콘 신호들의 신호 세기의 차이값과 기설정된 기준 차이값 1 및 2에 기초하여 사용자의 현재 위치가 가상 포인트에 해당하는지 여부를 결정하도록 이동 단말을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션은, 사용자의 현재 위치가 가상 포인트에 해당함에 따라, 가상 포인트에 해당하는 위치 좌표를 사용자의 현재 위치로 결정하도록 이동 단말을 제어할 수 있다. 그리고, 사용자의 현재 위치가 가상 포인트에 해당하지 않는 경우, 어플리케이션은 후보 비콘 신호들 중 세기가 가장 큰 비콘 신호에 해당하는 비콘 송신기의 위치 좌표에 기초하여 사용자의 현재 위치가 결정되도록 이동 단말을 제어할 수 있다.
그리고, 어플리케이션은, 결정된 사용자의 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스가 제공되도록 이동 단말을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션은, 사용자의 현재 위치뿐만 아니라 상세 이동 경로가 안내되도록 이동 단말을 제어할 수 있다.
이외에, 어플리케이션은, 모바일 결제 서비스, 공연장에서의 작품 안내 등과 같은 BLE(Bluetooth Low Energy) 기반의 서비스가 제공되도록 이동 단말을 제어할 수 있다.
지금까지, 무선 측위 서비스 장치가 이동 단말인 경우를 예를 들어 설명하였으나, 무선 측위 서비스 장치로는 이동 단말에 위치 기반 서비스를 제공하는 서버가 이용될 수도 있으며 이하의 도 12에서 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 무선 측위 서비스 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다. 무선 측위 서비스 장치(1200)는 정보 수신부(1210), 위치 결정부(1220), 및 서비스 제공부(1230)를 포함할 수 있다.
위치 기반 서비스를 제공받기 위해 이동 단말이 서버로부터 어플리케이션을 다운로드 받아 설치한 이후, 어플리케이션을 실행하면, 정보 수신부(1210)는 이동 단말(1201)에서 수집된 비콘 신호를 상기 어플리케이션을 통해 수신할 수 있다.
위치 결정부(1220)는, 수신된 비콘 신호를 이용하여 사용자의 현재 위치를 결정할 수 있다. 여기서, 도 12의 위치 결정부(1220)에서 현재 위치를 결정하는 동작은 도 4의 위치 결정부(412)에서 현재 위치를 결정하는 동작과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
서비스 제공부(1230)는, 결정된 사용자의 현재 위치에 기초하여 위치 기반 서비스를 이동 단말에 제공할 수 있다. 서비스 제공부(1230)는 이동 단말(1201)이 어플리케이션을 실행함에 따라 무선 측위 서비스 장치(1200)와 이동 단말 간에 형성된 인터페이스를 통해 위치 기반 서비스를 이동 단말(1201)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 서비스 제공부(1230)는 이동 단말에 사용자의 현재 위치를 디스플레이하거나, 또는 현재 위치를 기반으로 목적지까지의 길안내를 제공하거나, 혹은 현재 위치 주변의 관심 지점 정보 등을 제공하는 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 사용자 주변에 위치하는 비콘 송신기들 각각으로부터 비콘 신호를 수집하는 단계; 및
    상기 수집된 비콘 신호 중에서 결정된 후보 비콘 신호들의 신호 세기에 기초하여 상기 사용자의 현재 위치가 가상 포인트에 해당하면, 상기 가상 포인트에 해당하는 위치 좌표를 상기 사용자의 현재 위치로 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 사용자의 현재 위치로 결정하는 단계는,
    상기 후보 비콘 신호들의 신호 세기의 차이값과 기설정된 기준 차이값에 기초하여 상기 현재 위치가 가상 포인트에 해당하는지 여부를 결정하고,
    상기 가상 포인트는, 상기 비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선 측위 서비스 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가상 포인트는,
    상기 사용자가 위치한 건물 내부에 기설정된 일정 간격으로 배치된 비콘 송신기들 사이에 위치하는 공간 중 상기 건물 내부에 형성된 통로의 길목 및 교차로 중 적어도 하나에 가상 배치되는 무선 측위 서비스 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스를 제공하는 단계
    를 더 포함하는 무선 측위 서비스 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사용자가 소지한 이동 단말에 구비된 자이로 센서에 기초하여 사용자의 방향 전환이 감지됨에 따라, 방향 전환에 따른 이동 경로를 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 무선 측위 서비스 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이동 경로를 디스플레이하는 단계는,
    방향에 따라 실내 지도를 회전하여 디스플레이하는 무선 측위 서비스 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 비콘 신호를 수집하는 단계는,
    기구축된 상기 비콘 송신기들을 이용하여 상기 비콘 신호를 수집하는 무선 측위 서비스 방법.
  8. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  9. 사용자의 이동 단말에 어플리케이션을 설치하기 위한 설치 파일을 배포하는 파일 배포 시스템에 있어서,
    상기 설치 파일을 저장 및 관리하는 설치 파일 관리부; 및
    상기 이동 단말의 요청에 따라 상기 설치 파일을 상기 이동 단말로 전송하는 설치 파일 전송부
    를 포함하고,
    상기 어플리케이션은,
    비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 가상 포인트, 및 사용자 주변에 위치하는 비콘 송신기들로부터 수집된 비콘 신호 중 적어도 하나를 이용하여 결정된 사용자의 현재 위치에 기초하는 위치 기반 서비스를 제공받도록 상기 이동 단말을 제어하고,
    상기 비콘 송신기들로부터 수집된 비콘 신호 중에서 결정된 후보 비콘 신호들의 신호 세기에 기초하여 상기 사용자의 현재 위치가 가상 포인트에 해당하면, 상기 가상 포인트에 해당하는 위치 좌표를 상기 사용자의 현재 위치로 결정하되, 상기 후보 비콘 신호들의 신호 세기의 차이값과 기설정된 기준 차이값에 기초하여 상기 현재 위치가 가상 포인트에 해당하는지 여부를 결정하도록 상기 이동 단말을 제어하는 파일 배포 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 어플리케이션은,
    상기 사용자가 소지한 이동 단말에 구비된 자이로 센서에 기초하여 사용자의 방향 전환이 감지됨에 따라, 방향 전환에 따른 이동 경로를 실내 지도에 디스플레이하도록 상기 이동 단말을 제어하는 파일 배포 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 어플리케이션은,
    방향에 따라 상기 실내 지도를 회전하여 디스플레이하도록 상기 이동 단말을 제어하는 파일 배포 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 파일 배포 시스템은,
    상기 어플리케이션을 이동 단말에 설치하기 위한 설치 파일을 하나 이상의 어플리케이션 판매자 또는 개발자로부터 등록받는 어플리케이션 스토어인 것을 특징으로 하는 파일 배포 시스템.
  13. 사용자 주변에 위치하는 비콘 송신기들 각각으로부터 비콘 신호를 수집하는 신호 수집부; 및
    상기 수집된 비콘 신호 중에서 결정된 후보 비콘 신호들의 신호 세기에 기초하여 상기 사용자의 현재 위치가 가상 포인트에 해당하면, 상기 가상 포인트에 해당하는 위치 좌표를 상기 사용자의 현재 위치로 결정하는 위치 결정부
    를 포함하고,
    상기 위치 결정부는 상기 후보 비콘 신호들의 신호 세기의 차이값과 기설정된 기준 차이값에 기초하여 상기 현재 위치가 가상 포인트에 해당하는지 여부를 결정하고,
    상기 가상 포인트는, 상기 비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선 측위 서비스 장치.
  14. 사용자의 이동 단말에 설치된 어플리케이션을 통해, 사용자 주변에 위치하는 비콘 송신기들 각각으로부터 수집된 비콘 신호를 수신하는 정보 수신부;
    상기 수신된 비콘 신호 중에서 결정된 후보 비콘 신호들의 신호 세기에 기초하여 상기 사용자의 현재 위치가 상기 비콘 송신기들이 배치된 공간 사이에 위치하는 가상 포인트에 해당하면, 상기 가상 포인트에 해당하는 위치 좌표를 상기 사용자의 현재 위치로 결정하는 위치 결정부; 및
    결정된 사용자의 현재 위치에 기초한 위치 기반 서비스를 상기 이동 단말에 제공하는 서비스 제공부
    를 포함하고,
    상기 위치 결정부는 상기 후보 비콘 신호들의 신호 세기의 차이값과 기설정된 기준 차이값에 기초하여 상기 현재 위치가 가상 포인트에 해당하는지 여부를 결정하는 무선 측위 서비스 장치.
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