KR102253118B1 - 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법은 모바일 환경의 변화에 대응하여 라디오 맵(radio map)이 실시간으로 업데이트되도록 하여 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식의 유효성이 지속적으로 유지될 수 있는 한편 위치인식의 정밀도와 정확도가 높은 수준에서 지속적으로 유지될 수 있는 기술적 특징을 갖는다.

Description

와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법{radio map auto-updating method based on WIFI fingerprint}

본 발명은 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 모바일 환경의 변화에 대응하여 라디오 맵(radio map)이 실시간으로 업데이트되도록 하여 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식의 유효성이 지속적으로 유지될 수 있는 한편 위치인식의 정밀도와 정확도가 높은 수준에서 지속적으로 유지될 수 있는 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법에 관한 것이다.

컴퓨터, 전자, 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 무선통신망(Wireless Network)을 이용한 다양한 무선통신 서비스가 제공되고 있다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만 아니라, 써킷(Circuit) 데이터, 패킷(Packet) 데이터 등과 같은 데이터를 송신하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.

이동통신 단말기를 이용한 다양한 무선 인터넷 서비스 중 특히, 위치기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 넓은 활용성 및 편리함으로 크게 각광받고 있다. 위치기반 서비스는 휴대폰 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등 이동통신 단말기의 위치를 파악하고, 파악된 위치와 관련된 부가 정보를 제공하는 통신 서비스를 말한다.

한편 위치기반 서비스 제공을 위한 위치측정기술 중의 하나인 와이파이 핑거프린팅 기반 위치측정기술은 무선랜(WLAN)을 이용하는 것으로, 와이파이용 AP와 객체(스마트 폰 등) 사이의 거리에 따른 신호세기의 변화를 라디오 맵(radio map:신호 분포도)에 저장하여 위치를 추정해 나가는 기술이다. 이와 같은 와이파이 핑거프린팅 기반 위치측정기술은 저렴한 비용과 높은 정확도를 가지므로, 특히 다양한 실내 측위기술 중에서는 최고라고 할 수 있다.

그러나 라디오 맵을 최신으로 유지하고 관리해야 하는 한계가 있어 모바일 환경에서 치명적인 약점을 안고 있다. 즉 사용자가 소지한 스마트 폰이 위치한 주변환경이 변화함에 따라 기존의 라디오 맵은 유효성을 상실하게 된다. 예를 들어 기존의 라디오 맵이 제작된 환경 기준으로 일부 공유기가 없어지거나, 몇개의 공유기가 새로 생길 경우 기존의 라디오 맵은 유효성을 상실하게 되는 것이다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1471038호 "무선랜 전파 환경 맵을 이용한 ＡＰ 위치 추정 방법 및 장치"

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 초기 설정된 라디오 맵의 단위셀 별 기준신호가 단위셀 내부 중앙부위에 위치한 통신단말기에 수신된 것으로 추정되는 와이파이용 AP신호로부터 선정 및 업데이트되는 알고리즘을 제공함으로써 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식의 유효성이 지속적으로 유지될 수 있도록 하고, 위치인식의 정밀도와 정확도가 높은 수준에서 지속적으로 유지될 수 있도록 하는 새로운 형태의 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 와이파이 핑거프린트 기반의 위치인식이 적용되는 대상공간(1)에 대한 초기 라디오맵(radio map)(200)이 라디오맵 관리서버(100)에 설정되되, 상기 대상공간(1)이 설정패턴으로 구획되어 복수의 단위셀(2)로 분할되고, 각 단위셀(2)에 소속되는 와이파이용 AP신호를 판별하기 위한 기준신호가 각 단위셀(2) 별로 부여되는 초기 라디오맵 설정단계; 상기 대상공간(1)에 위치된 통신단말기(300)에 수신된 와이파이용 AP신호가 무선통신으로 라디오맵 관리서버(100)로 자동 전송되어 수집되는 와이파이용 AP신호 수집단계; 상기 라디오맵 관리서버(100)로 전송된 와이파이용 AP신호가 각 단위셀(2)의 기준신호와 비교되면서 와이파이용 AP신호의 소속 단위셀이 판별되고, 소속 단위셀이 판별된 와이파이용 AP신호가 해당 단위셀(2)로 할당되며, 소속 단위셀이 판별된 와이파이용 AP신호가 해당 단위셀(2)로 할당될 때마다 해당 단위셀(2)로 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 카운팅되는 와이파이용 AP신호 소속 단위셀 판별단계; 기준신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 업데이트기준 카운팅값에 도달하게 되면, 해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 중 해당 단위셀(2)의 기준신호와 매칭되는 비율(해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 신호세기값을 해당 단위셀(2)에 초기 부여된 기준신호 신호세기값으로 나눈 값)인 매칭값이 최대인 신호를 제1보조신호로 설정하여 해당 단위셀(2)에 할당하는 제1보조신호 설정단계; 기준신호와 제1보조신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 업데이트기준 카운팅값에 도달하게 되면, 해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 중 해당 단위셀(2)의 기준신호와의 매칭값이 최대이고 해당 단위셀(2)의 제1보조신호와의 매칭값이 최소인 신호를 제2보조신호로 설정하여 해당 단위셀(2)에 할당하는 제2보조신호 설정단계; 제1보조신호와 제2보조신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 업데이트기준 카운팅값에 도달하게 되면, 해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 중 해당 단위셀(2)의 제1보조신호 및 제2보조신호와의 매칭값이 최대인 신호를 업데이트 기준신호로 설정하여 해당 단위셀(2)에 할당하는 업데이트 기준신호 설정단계;를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따른 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법에서 상기 초기 라디오맵 설정단계는 각 단위셀(2)의 지리적 공간좌표 상 중앙에서 수집되는 와이파이용 AP신호가 각 단위셀(2)에 기준신호로 부여되는 프로세스를 통해 상기 초기 라디오맵(200)이 설정되도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법에서 상기 와이파이용 AP신호 수집단계는 사용자가 휴대하게 되는 스마트 폰(300a)을 통신단말기(300)로 하여 와이파이용 AP신호를 수집하게 될 수 있다.

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본 발명에 의한 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법에 의하면, 모바일 환경의 변화에 대응하여 라디오 맵(radio map)이 실시간으로 업데이트되는 효과가 있다. 이를 통해 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식의 유효성이 지속적으로 유지되고, 위치인식의 정밀도와 정확도가 높은 수준에서 지속적으로 유지되는 효과가 구현된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법의 순서 블록도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법을 구현하기 위한 시스템 구성도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법에서 업데이트 기준신호가 설정되는 과정을 보여주기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 와이파이 기술, 와이파이용 AP, 와이파이 핑거프린트, 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식기술, 라디오 맵(radio map), 통신단말기, 스마트 폰 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법은 도 1에서와 같이 초기 라디오맵 설정단계, 와이파이용 AP신호 수집단계, 와이파이용 AP신호 소속 단위셀 판별단계, 제1보조신호 설정단계, 제2보조신호 설정단계, 업데이트 기준신호 설정단계를 거쳐 수행된다.

초기 라디오맵 설정단계는 와이파이 핑거프린트 기반의 위치인식이 적용되는 대상공간(1)에 대한 초기 라디오맵(radio map)(200)이 라디오맵 관리서버(100)에 설정되는 단계이다. 이를 위하여 도 2에서와 같이 대상공간(1)이 설정패턴으로 구획되어 복수의 단위셀(2)로 분할되고, 각 단위셀(2)에 소속되는 와이파이용 AP신호를 판별하기 위한 기준신호가 각 단위셀(2) 별로 부여된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 초기 라디오맵 설정단계는 각 단위셀(2)의 지리적 공간좌표 상 중앙에서 수집되는 와이파이용 AP신호가 각 단위셀(2)에 기준신호로 부여되는 프로세스를 통해 초기 라디오맵(200)이 설정되도록 한다.

와이파이용 AP신호 수집단계는 대상공간(1)에 위치된 통신단말기(300)에 수신된 와이파이용 AP신호가 무선통신으로 라디오맵 관리서버(100)로 자동 전송되어 수집되는 단계이다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 와이파이용 AP신호 수집단계는 사용자가 휴대하게 되는 스마트 폰(300a)을 통신단말기(300)로 하여 와이파이용 AP신호를 수집하게 된다.

와이파이용 AP신호 소속 단위셀 판별단계는 라디오맵 관리서버(100)로 전송된 와이파이용 AP신호가 각 단위셀(2)의 기준신호와 비교되면서 와이파이용 AP신호의 소속 단위셀이 판별되고, 소속 단위셀이 판별된 와이파이용 AP신호가 해당 단위셀(2)로 할당되며, 소속 단위셀이 판별된 와이파이용 AP신호가 해당 단위셀(2)로 할당될 때마다 해당 단위셀(2)로 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 카운팅되는 단계이다.

제1보조신호 설정단계는 기준신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 업데이트기준 카운팅값에 도달하게 되면, 해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 중 해당 단위셀(2)의 기준신호와 매칭되는 비율(해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 신호세기값을 해당 단위셀(2)에 초기 부여된 기준신호 신호세기값으로 나눈 값)인 매칭값이 최대인 신호를 제1보조신호로 설정하여 해당 단위셀(2)에 할당하는 단계이다.

제2보조신호 설정단계는 기준신호와 제1보조신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 업데이트기준 카운팅값에 도달하게 되면, 해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 중 해당 단위셀(2)의 기준신호와의 매칭값이 최대이고 해당 단위셀(2)의 제1보조신호와의 매칭값이 최소인 신호를 제2보조신호로 설정하여 해당 단위셀(2)에 할당하는 단계이다. 여기서 기준신호와 제1보조신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호는 기준신호와 제1보조신호 모두에 대해 해당 단위셀(2)에 소속된 것으로 판단되는 신호를 의미한다. 그리고 제2보조신호는 기준신호와의 매칭값이 최대이고 제1보조신호와의 매칭값이 최소인 신호이므로, 도 3에서와 같이 제1보조신호 반대측에 배치되면서 기준신호와는 가장 가까운 신호가 제2보조신호로 선택된다. 이는 업데이트 기준신호가 거리값만으로 결정되지 않도록 하기 위함이다. 즉 업데이트 기준신호 설정시 방향성이 부여되도록 하여 업데이트 기준신호가 해당 단위셀 영역을 벗어나 설정되는 오류를 방지하게 된다.

업데이트 기준신호 설정단계는 제1보조신호와 제2보조신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 업데이트기준 카운팅값에 도달하게 되면, 해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 중 해당 단위셀(2)의 제1보조신호 및 제2보조신호와의 매칭값이 최대인 신호를 업데이트 기준신호로 설정하여 해당 단위셀(2)에 할당하는 단계이다. 여기서 제1보조신호와 제2보조신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호는 제1보조신호와 제2보조신호 모두에 대해 해당 단위셀(2)에 소속된 것으로 판단되는 신호를 의미한다. 그리고 업데이트 기준신호는 제1보조신호 및 제2보조신호와의 매칭값이 최대인 신호이므로, 도 3에서와 같이 제1보조신호와 제2보조신호 사이에 배치되면서 제1보조신호와 제2보조신호에 가장 가까운 신호가 업데이트 기준신호로 설정된다. 이에 따라 항시 단위셀(2)의 지리적 공간좌표 상 중앙 부위에서 수집되는 와이파이용 AP신호가 각 단위셀(2)에 업데이트 기준신호로 설정될 수 있게 된다.

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상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법은 초기 설정된 라디오 맵(200)의 단위셀(2) 별 기준신호가 단위셀(2) 내부 중앙부위에 위치한 통신단말기(300)에 수신된 것으로 추정되는 와이파이용 AP신호로부터 선정 및 업데이트되는 알고리즘을 제공하므로, 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식의 유효성이 지속적으로 유지될 수 있고, 위치인식의 정밀도와 정확도가 높은 수준에서 지속적으로 유지될 수 있게 된다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

1 : 대상공간
2 : 단위셀
100 : 라디오맵 관리서버
200 : 라디오 맵
300 : 통신단말기
300a : 스마트 폰
400 : AP

Claims (4)

1. 와이파이 핑거프린트 기반의 위치인식이 적용되는 대상공간(1)에 대한 초기 라디오맵(radio map)(200)이 라디오맵 관리서버(100)에 설정되되, 상기 대상공간(1)이 설정패턴으로 구획되어 복수의 단위셀(2)로 분할되고, 각 단위셀(2)에 소속되는 와이파이용 AP신호를 판별하기 위한 기준신호가 각 단위셀(2) 별로 부여되는 초기 라디오맵 설정단계;
   상기 대상공간(1)에 위치된 통신단말기(300)에 수신된 와이파이용 AP신호가 무선통신으로 라디오맵 관리서버(100)로 자동 전송되어 수집되는 와이파이용 AP신호 수집단계;
   상기 라디오맵 관리서버(100)로 전송된 와이파이용 AP신호가 각 단위셀(2)의 기준신호와 비교되면서 와이파이용 AP신호의 소속 단위셀이 판별되고, 소속 단위셀이 판별된 와이파이용 AP신호가 해당 단위셀(2)로 할당되며, 소속 단위셀이 판별된 와이파이용 AP신호가 해당 단위셀(2)로 할당될 때마다 해당 단위셀(2)로 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 카운팅되는 와이파이용 AP신호 소속 단위셀 판별단계;
   기준신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 업데이트기준 카운팅값에 도달하게 되면, 해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 중 해당 단위셀(2)의 기준신호와 매칭되는 비율(해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 신호세기값을 해당 단위셀(2)에 초기 부여된 기준신호 신호세기값으로 나눈 값)인 매칭값이 최대인 신호를 제1보조신호로 설정하여 해당 단위셀(2)에 할당하는 제1보조신호 설정단계;
   기준신호와 제1보조신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 업데이트기준 카운팅값에 도달하게 되면, 해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 중 해당 단위셀(2)의 기준신호와의 매칭값이 최대이고 해당 단위셀(2)의 제1보조신호와의 매칭값이 최소인 신호를 제2보조신호로 설정하여 해당 단위셀(2)에 할당하는 제2보조신호 설정단계;
   제1보조신호와 제2보조신호를 기준으로 하여 단위셀(2)에 할당되는 와이파이용 AP신호의 개수가 업데이트기준 카운팅값에 도달하게 되면, 해당 단위셀(2)에 할당된 와이파이용 AP신호 중 해당 단위셀(2)의 제1보조신호 및 제2보조신호와의 매칭값이 최대인 신호를 업데이트 기준신호로 설정하여 해당 단위셀(2)에 할당하는 업데이트 기준신호 설정단계;를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 초기 라디오맵 설정단계는 각 단위셀(2)의 지리적 공간좌표 상 중앙에서 수집되는 와이파이용 AP신호가 각 단위셀(2)에 기준신호로 부여되는 프로세스를 통해 상기 초기 라디오맵(200)이 설정되도록 하는 것을 특징으로 하는 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 와이파이용 AP신호 수집단계는 사용자가 휴대하게 되는 스마트 폰(300a)을 통신단말기(300)로 하여 와이파이용 AP신호를 수집하게 되는 것을 특징으로 하는 와이파이 핑거프린트 기반 위치인식용 라디오맵 자동 업데이트 방법.
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