KR102515152B1 - Position recognition system and method - Google Patents
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Abstract
본 기술은 단말의 위치 인식 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 구체적인 예에 따르면, 각 비콘의 RSSI를 토대로 생성된 각 거리 원주상의 점을 통해 구한 외심 및 내심을 이용하여 단말의 위치를 추정함에 따라 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있고, 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘에서 거리 원주가 만나지 아니한 경우 또는 두 거리 원주만 만나는 경우 또는 세 거리 원주가 한 점에서 만나지 아니한 경우에 단말의 위치 보정을 수행하는 과정이 생략되므로, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능하다.The present technology discloses a location recognition system and method of a terminal. According to a specific example of the present invention, the accuracy of the terminal location can be fundamentally improved by estimating the location of the terminal using the circumcenter and the inner center obtained through points on each distance circumference generated based on the RSSI of each beacon, In the location recognition algorithm using the existing triangulation technique, when the distance circumferences do not meet, or when only two distance circumferences meet, or when three distance circumferences do not meet at one point, the process of performing position correction of the terminal is omitted, so that the terminal's It is possible to reduce the computation complexity and computation time for the location recognition algorithm, and thus can be applied to a lightweight device.
Description
본 발명은 단말의 위치 인식 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비콘으로부터 수신된 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 토대로 생성된 단말에서 각 비콘까지의 거리 원주에 대한 외심 및 내심으로 단말의 위치를 추정할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for recognizing a location of a terminal, and more particularly, to a location of a terminal as an outer and inner center of a circumference of a distance from a terminal to each beacon generated based on a Received Signal Strength Indicator (RSSI) received from a beacon. It is about a technique that allows to estimate .
최근 단말의 위치 정보와 관련된 많은 기술 및 시스템들이 개발 및 연구되어 왔으며 이들을 통해 유용한 위치기반 서비스를 제공받을 수 있는 유비쿼터스(Ubiquitous) 환경을 구축하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 위치 정보의 신뢰성 및 유용성을 가지기 위해 사용자 단말의 위치를 결정하는 시스템 및 그 기술은 매우 중요하다고 볼 수 있다. Recently, many technologies and systems related to location information of terminals have been developed and researched, and many studies are being conducted to build a ubiquitous environment through which useful location-based services can be provided. In order to have the reliability and usefulness of such location information, a system and technology for determining the location of a user terminal are very important.
종래에 위치 인식에 사용되는 알고리즘으로는 방향성을 갖는 안테나를 사용하여 수신된 신호의 입사각을 측정함으로써 위치 인식을 수행하는 AoA 위치 인식 알고리즘, 전파의 세기가 거리에 따라 달라지는 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 비콘과 단말 간의 거리를 측정하는 RSSI 위치 인식 알고리즘, 경도, 위도, 고도 좌표 및 시간 오차 계산을 위한 원자시계 등 최소 4개의 인공위성과의 통신을 통해 위치 인식을 수행하고 삼각측량법을 기반으로 "거리 = 빛의 속도*경과시간"의 이론을 통해 GPS 수신기의 위치를 추적하는 GPS(Global Positioning System) 방식 등의 다양한 방법이 있다. 여기서, GPS 방식의 경우 실외에만 국한된 기술이고, 실내에서 수신이 가능한 무선 송신기의 실내 위치 인식 시스템의 구축이 요구된다. Algorithms conventionally used for location recognition include an AoA location recognition algorithm that performs location recognition by measuring the incident angle of a received signal using a directional antenna, and RSSI (Received Signal Strength Indicator) where the strength of radio waves varies with distance. RSSI location recognition algorithm that measures the distance between a beacon and a terminal using longitude, latitude, altitude coordinates, and an atomic clock for time error calculation. There are various methods such as a Global Positioning System (GPS) method for tracking the position of a GPS receiver through the theory of "distance = speed of light * elapsed time". Here, in the case of the GPS method, it is a technology limited only to the outdoors, and construction of an indoor location recognition system of a wireless transmitter capable of receiving indoors is required.
이에 따라 비콘으로부터 제공받은 수신 신호의 RSSI 값을 기반으로 삼각측량 알고리즘을 이용하여 위치 정보를 도출하는 RSSI 위치 인식 기술에 의한 실내 위치 인식 시스템의 경우 각 비콘으로부터 제공받은 수신 신호의 RSSI 값이 수신 가능한 각 원주(이하 '거리 원주'라 칭함)가 만나지 아니한 경우 또는 두 거리 원주만 만나는 경우 또는 세 거리 원주가 한 점에서 만나지 아니한 경우에 단말의 위치 추정은 그 정확성과 오차율에 큰 문제점이 야기된다.Accordingly, in the case of an indoor location recognition system based on RSSI location recognition technology that derives location information by using a triangulation algorithm based on the RSSI value of the received signal provided from the beacon, the RSSI value of the received signal provided from each beacon is receivable. If each circumference (hereinafter referred to as 'distance circumference') does not meet, or if only two distance circumferences meet, or if three distance circumferences do not meet at one point, position estimation of the terminal causes great problems in accuracy and error rate.
이에 본 출원인은 각 비콘으로부터 제공받은 수신 신호의 RSSI 값을 토대로 도출된 각 비콘까지의 거리 원주가 만나지 아니한 경우 또는 두 거리 원주만 만나는 경우 또는 세 거리 원주가 한 점에서 만나지 아니한 경우에 상관없이 일관적으로 적용할 수 있는 각각의 거리 원주상의 점들을 이용한 외심 및 내심을 토대로 단말의 위치를 추정하는 방안을 제안하고자 한다.Accordingly, the present applicant is consistent regardless of the case where the distance circumferences to each beacon derived based on the RSSI value of the received signal provided from each beacon do not meet, the case where only two distance circumferences meet, or the case where the three distance circumferences do not meet at one point. We propose a method of estimating the position of a terminal based on the circumcenter and the incenter using points on each distance circumference that can be applied as an equation.
본 발명은 각 비콘으로부터 제공받은 수신 신호의 거리 원주상의 점들을 통해 획득된 3개의 삼각형의 외심 및 외심으로 이루어진 하나의 삼각형의 내심을 이용하여 단말의 위치를 추정함에 따라 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있는 단말의 위치 인식 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention estimates the location of the terminal using the circumcenter of three triangles obtained through points on the distance circumference of the received signal provided from each beacon and the incenter of one triangle consisting of the circumcenter, thereby fundamentally improving the accuracy of the terminal location. It is intended to provide a system and method for recognizing the location of a terminal that can be improved.
또한 본 발명은 각 비콘으로부터 제공받은 수신 신호의 거리 원주가 만나지 아니한 경우 또는 두 거리 원주만 만나는 경우 또는 세 거리 원주가 한 점에서 만나지 아니한 경우와 무관하게 일관적으로 적용 가능하고, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능한 단말의 위치 인식 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention can be consistently applied regardless of the case where the distance circumferences of the received signals received from each beacon do not meet, when only two distance circumferences meet, or when three distance circumferences do not meet at one point, and the location recognition of the terminal An object of the present invention is to provide a system and method for recognizing a location of a terminal that can reduce computation complexity and computation time for algorithms and is applicable to lightweight devices.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects and advantages of the present invention not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations thereof set forth in the claims.
본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 위치 인식 시스템은,A location recognition system of a terminal according to an embodiment of the present invention,
다수의 비콘 중 RSSI 값이 상대적으로 큰 3개의 비콘을 선택하여 각 비콘의 RSSI 신호에 의거 각 비콘의 거리 원주를 설정하는 거리 원주 생성부;a distance circumference generator configured to select three beacons having a relatively large RSSI value among the plurality of beacons and set a distance circumference of each beacon based on the RSSI signal of each beacon;
상기 각 거리 원주상의 점을 꼭지점으로 정하여 다수의 외심 삼각형을 생성하여 각 외심 삼각형의 외심을 도출하는 외심 도출부; 및a circumcenter derivation unit for generating a plurality of circumcenter triangles by determining a point on the circumference of each distance as a vertex and deriving the circumcenter of each circumcenter triangle; and
상기 다수의 외심 삼각형의 외심을 연결하는 하나의 내심 삼각형을 생성하고 생성된 하나의 내심 삼각형의 내심으로 단말의 위치를 추정하는 내심 도출부를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.and an incenter derivation unit for generating one inner triangle connecting the circumcenters of the plurality of circumcenter triangles and estimating the position of the terminal based on the inner center of the one inner center triangle.
바람직하게 상기 외심 삼각형의 수는 3개이고,Preferably, the number of circumcenter triangles is three,
상기 다수의 외심 삼각형 각각은,Each of the plurality of circumcenter triangles,
상기 각 비콘을 연결하는 직선과 거리 원주상의 2개의 교점과 사용한 두 개의 거리 원주를 제외한 나머지 거리 원주상의 점을 꼭지점으로 하여 생성하도록 구비될 수 있다.It may be provided to generate a point on the remaining distance circumference excluding the two intersecting points on the distance circumference with the straight line connecting each of the beacons and the two used distance circumferences as vertices.
바람직하게 외심 삼각형의 외심은, 각 외심 삼각형에 대해 수직 이등분선의 교점으로 도출될 수 있다.Preferably, the circumcentre of the circumcenter triangle can be derived as the point of intersection of the perpendicular bisectors for each circumcenter triangle.
바람직하게 상기 내심 삼각형의 내심은, 내심 삼각형의 세 각의 이등분선의 교점으로 도출될 수 있다.Preferably, the incenter of the incenter triangle may be derived as an intersection of the bisectors of the three angles of the incenter triangle.
본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 위치 인식 방법은,A location recognition method of a terminal according to another embodiment of the present invention,
다수의 비콘의 RSSI에 의거 각각의 거리 원주를 생성하는 단계;generating each distance circumference based on the RSSI of multiple beacons;
상기 각각의 거리 원주상에서 점을 설정하고 연결하여 다수의 외심 삼각형을 생성하는 단계; 및generating a plurality of circumcenter triangles by setting and connecting points on each of the distance circumferences; and
상기 다수의 외심 삼각형 각각의 외심을 도출하고 도출된 외심을 연결하여 하나의 내심 삼각형을 생성하며, 생성된 내심 삼각형의 내심으로 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.Deriving the circumcenter of each of the plurality of circumcenter triangles, connecting the circumcenters to create one incenter triangle, and estimating the location of the terminal with the incenter of the created incenter triangle.
바람직하게 상기 외심 삼각형의 외심은,Preferably, the circumcenter of the circumcentered triangle is
각 외심 삼각형의 각 변의 수직 이등분선의 교점으로 도출될 수 있고,It can be derived as the intersection of the perpendicular bisectors of each side of each circumcenter triangle,
바람직하게 상기 내심 삼각형의 내심은,Preferably, the inner center of the inner triangle is
내심 삼각형의 세 개의 각의 이등분선의 교점으로 도출될 수 있다. It can be derived as the point of intersection of the bisectors of the three angles of an incenter triangle.
이러한 특징에 따르면, 각 비콘의 RSSI를 토대로 생성된 각각의 거리 원주상의 점들을 통해 구한 외심 및 내심을 이용하여 단말의 위치를 추정함에 따라 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있다.According to this feature, the accuracy of the terminal location can be fundamentally improved by estimating the location of the terminal using the circumcenter and the inner center obtained through points on each distance circumference generated based on the RSSI of each beacon.
또한 이러한 특징에 의거, 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘에서 거리 원주가 만나지 아니한 경우 또는 두 거리 원주만 만나는 경우 또는 세 거리 원주가 한 점에서 만나지 아니한 경우에 단말의 위치 보정을 수행하는 과정이 생략되므로, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능한 효과가 있다.In addition, based on these characteristics, in the location recognition algorithm using the existing triangulation technique, when the distance circumferences do not meet, when only two distance circumferences meet, or when three distance circumferences do not meet at one point, the process of performing position correction of the terminal Since this is omitted, it is possible to reduce the computation complexity and computation time for the location recognition algorithm of the terminal, and thus has an effect applicable to lightweight devices.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일 실시예의 단말의 위치 인식 장치의 구성을 보인 도이다.
도 2는 일 실시예의 장치에서 외심 삼각형 및 내심 삼각형을 설명하는 개념도이다.
도 3은 일 실시예의 장치에서 외심 삼각형의 외심을 도출하는 개념도이다.
도 4는 일 실시예의 장치에서 내심 삼각형의 내심을 도출하는 개념도이다.
도 5는 일 실시예의 장치의 단말 위치 인식 오차를 보인 예시도이다.
도 6은 다른 실시예의 단말의 위치 인식 과정을 설명하는 전체 흐름도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical idea of the present invention, the present invention is the details described in such drawings should not be construed as limited to
1 is a diagram showing the configuration of a device for recognizing a location of a terminal according to an embodiment.
2 is a conceptual diagram illustrating an circumcenter triangle and an incenter triangle in a device according to an exemplary embodiment.
3 is a conceptual diagram of deriving the circumcentre of a circumcentered triangle in the apparatus of an embodiment.
4 is a conceptual diagram of deriving the incenter of an incenter triangle in an apparatus according to an embodiment.
5 is an exemplary diagram showing a terminal location recognition error of a device according to an embodiment.
6 is an overall flowchart illustrating a location recognition process of a terminal according to another embodiment.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of a person skilled in the art or precedent, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, not simply the name of the term.
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 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.When it is said that a certain part "includes" a certain component throughout the specification, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. Also, the term "unit" used in the specification means a hardware component such as software, FPGA or ASIC, and "unit" performs certain roles. However, "unit" is not meant to be limited to software or hardware. A “unit” may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors.
따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.Thus, as an example, “unit” can refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. Functionality provided within components and "parts" may be combined into fewer components and "parts" or further separated into additional components and "parts".
본 명세서에 대한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇 가지 용어들에 대하여 명확하게 하기로 한다.Prior to the description of this specification, some terms used in this specification will be clarified.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted.
도 1은 일 실시예의 단말의 위치 인식 장치의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1의 각 거리 원주에 의거 생성된 외심 삼각형과 내심 삼각형을 보인 도이고, 도 3은 도 2의 외심 삼각형의 외심을 생성하는 개념도이며, 도 4는 도 3에 도시된 내심 삼각형에 의거 내심을 생성하는 개념도이다.1 is a diagram showing the configuration of a location recognition device of a terminal according to an embodiment, FIG. 2 is a diagram showing an circumcenter triangle and an incenter triangle generated based on each distance circumference of FIG. 1, and FIG. It is a conceptual diagram for generating an circumcenter, and FIG. 4 is a conceptual diagram for generating an incenter based on the incenter triangle shown in FIG. 3 .
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 단말의 위치 인식 장치(S)는 각 비콘의 RSSI 신호를 토대로 생성된 각 거리 원주상의 점들을 이용한 외심 삼각형과 3개의 외심 삼각형의 외심들을 꼭지점으로 하여 이루어진 내심 삼각형의 내심을 이용하여 단말의 위치를 추정하도록 구비되고, 이에 장치(S)는 거리 원주 생성부(100), 외심 도출부(200), 및 내심 도출부(300)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 4, the location recognition device S of a terminal according to an embodiment measures the circumcenters of a circumcenter triangle and three circumcenter triangles using points on each distance circumference generated based on the RSSI signal of each beacon. It is provided to estimate the location of the terminal by using the incenter of an incenter triangle made of vertices, and the device S includes a distance
거리 원주 생성부(100)는 실내의 소정 위치에 설치되는 다수의 비콘(101)(102)(103)으로부터 수신되는 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 신호를 토대로 단말에서 각 비콘(101)(102)(103)까지의 거리 원주(111)(112)(113)를 계산하여 생성한다.The distance
예를 들어, 3개의 비콘(101)(102)(103) 각각의 3개의 거리 원주(111)(112)(113)가 생성되고 비콘(101)(102)(103) 각각의 좌표를 (xa,ya), (xb,yb), (xc,yc)라고 가정하며, 비콘(101)(102)(103)과 거리 원주(111)(112)(113) 간의 거리를 ra, rb, rc 라고 가정하자. 여기서 ra, rb, rc는 다양한 방식에 의해 얻어질 수 있다. 일 예로 거리 ra, rb, rc는 비콘(101)(102)103)으로부터 수신되는 RSSI를 이용하여 도출될 수 있다.For example, three
그리고 외심 도출부(200)는 각 거리 원주(111)(112)(113)상의 각각의 점들을 연결하여 다수의 외심 삼각형(201)(202)(203)을 생성하여 생성된 외심 삼각형(201)(202)(203)의 외심을 도출한다.In addition, the
도 2를 참조하면, 외심 삼각형(201)은 2개의 비콘(101)(102)을 연결한 직선과 각각의 거리 원주(111)(112)가 만나는 점 (xa,b, ya,b), (xb,a yb,a)를 2개의 꼭지점으로 정하고 꼭지점 (xb,a yb,a), (xa,b, ya,b)의 중점과 비콘(103)을 연결하는 직선이 거리 원주(113)와 만나는 점 (xm,ab-c, ym,ab-c)을 나머지 꼭지점으로 정하여 생성된다. Referring to FIG. 2, the
또한, 외심 삼각형(202)은 2개의 비콘(101)(103)을 연결한 직선과 각각의 거리 원주(111)(113)가 만나는 점 (xa,c, ya,c), (xc,a yc,a)를 2개의 꼭지점으로 정하고 꼭지점 (xa,c, ya,c), (xc,a yc,a)의 중점과 비콘(102)을 연결하는 직선이 거리 원주(112)와 만나는 점 (xm,ac-b, ym,ac-b)을 나머지 꼭지점으로 정하여 생성된다. In addition, the
또한, 외심 삼각형(203)은 2개의 비콘(102)(103)을 연결한 직선과 각각의 거리 원주(112)(113)가 만나는 점 (xb,c, yb,c), (xc,b yc,b)를 2개의 꼭지점으로 정하고 꼭지점 (xb,c, yb,c), (xc,b yc,b)의 중점과 비콘(101)을 연결하는 직선이 거리 원주(111)와 만나는 점 (xm,bc-a, ym,bc-a)을 나머지 꼭지점으로 정하여 생성된다. In addition, the
이러한 외심 삼각형(201)(202)(203) 각각의 외심은 도 3을 참조하면, 각 외심 삼각형(201)(202)(203)의 각 변의 수직 이등분선의 교점으로 설정된다. 이때 각 외심 삼각형(201)(202)(203) 각각의 외심의 좌표는 (xcc,201 ycc,201), (xcc,202 ycc,202), (xcc,203 ycc,203)이다.Referring to FIG. 3, the circumcentres of each of the
일 예로, 외심 삼각형(201)의 외심 (xcc,201 ycc,201)은 외심 삼각형(201)의 2개의 꼭지점 (xba, yba)(xab, yab)의 중점(xm,ab ym,ab)와 거리 원주(113)의 중심점(xc, yc)을 지나는 직선과 거리 원주(113)의 원의 방정식을 토대로 도출된다.For example, the circumcenter (x cc,201 y cc,201 ) of the circumcenter triangle 201 is the midpoint (x m, It is derived based on the equation of the circle of the
즉, 외심 삼각형(201)의 2개의 꼭지점 (xba, yba)(xab, yab)의 중점(xm,ab ym,ab)와 거리 원주(113)의 중심점(xc, yc)을 지나는 직선은 다음 식 1로 나타낼 수 있다.That is, the midpoint (x m,ab y m,ab ) of the two vertices (x ba , y ba ) (x ab , y ab ) of the
[식 1][Equation 1]
그리고, 거리 원주(113)의 원의 방정식은 다음 식 2로 나타낼 수 있다.And, the equation of the circle of the
[식 2][Equation 2]
그리고, 내심 도출부(300)는 각 외심 삼각형(201)(202)(203)의 외심을 꼭지점으로 정하고 연결하여 하나의 내심 삼각형(301)을 생성하고 생성된 내심 삼각형(301)의 내심(xt, yt)으로 단말의 위치를 추정한다.In addition, the
도 4를 참조하면, 내심 삼각형(301)의 내심(xt, yt)은 내심 삼각형의 세 각의 이등분선의 교점으로 도출될 수 있다. Referring to FIG. 4 , the incenter (x t , y t ) of the
도 5는 일 실시예에 의한 단말 위치 추정 오차를 보인 그래프로서, 도 5를 참조하면, 일 실시예의 단말의 위치 추정 알고리즘은 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘과 비교하여 단말의 위치 추정의 오차가 36.7% 감소됨을 알 수 있다.5 is a graph showing a terminal position estimation error according to an embodiment. Referring to FIG. 5, the terminal position estimation algorithm according to an embodiment is compared with a position recognition algorithm using a conventional triangulation technique to estimate the position of the terminal. It can be seen that the error is reduced by 36.7%.
이에 일 실시예는 각 비콘의 RSSI를 토대로 생성된 각 거리 원주상의 점들을 이용하여 구한 외심 및 상기 외심들을 꼭지점으로 하는 삼각형의 내심을 이용하여 단말의 위치를 추정함에 따라 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있고, 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘에서 거리 원주가 만나지 아니한 경우 또는 두 거리 원주만 만나는 경우 또는 세 거리 원주가 한 점에서 만나지 아니한 경우에 단말의 위치 보정을 수행하는 과정이 생략되므로, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능하다.Accordingly, in one embodiment, by estimating the location of the terminal using the circumcenter obtained using points on each distance circumference generated based on the RSSI of each beacon and the incenter of a triangle having the circumcenters as vertices, the accuracy of the terminal location is fundamentally improved. process of performing position correction of the terminal when the distance circumferences do not meet, or when only two distance circumferences meet, or when three distance circumferences do not meet at one point in the location recognition algorithm using the existing triangulation technique Since this is omitted, it is possible to reduce the computation complexity and computation time for the location recognition algorithm of the terminal, and thus can be applied to a lightweight device.
도 6은 도 1에 도시된 단말의 위치 인식 시스템의 동작 과정을 보인 흐름도로서, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예의 단말의 위치 인식 방법을 설명한다.FIG. 6 is a flow chart showing an operating process of the system for recognizing a location of a terminal shown in FIG. 1 . Referring to FIG. 6 , a method for recognizing a location of a terminal according to another embodiment of the present invention will be described.
우선 단계(S100)에서, 일 실시예의 거리 원주 생성부(100)는 다수의 비콘의 RSSI에 의거 각 비콘과 단말간의 거리 원주를 생성하고, 단계(S201 ~ S202)에서, 일 실시예의 외심 도출부(200)는 각각의 거리 원주상의 3개의 점을 설정하여 외심 삼각형을 생성하고 생성된 외심 삼각형 각각의 외심을 도출한다.First, in step S100, the distance
이 후 단계(S301 ~ S302)에서, 일 실시예의 내심 도출부(300)은 도출된 외심을 연결하여 하나의 내심 삼각형을 생성하며, 생성된 내심 삼각형의 내심을 도출한 다음 도출된 내심을 단말의 위치로 추정한다.After that, in steps S301 to S302, the
여기서, 외심은 각 외심 삼각형의 각 변의 수직 이등분선의 교점으로 도출되고, 상기 내심 삼각형의 내심은 내심 삼각형의 세 개의 각의 이등분선의 교점으로 도출될 수 있다. Here, the circumcentre is derived as the intersection of the perpendicular bisectors of each side of each circumcenter triangle, and the incenter of the incenter triangle can be derived as the intersection of the bisectors of the three angles of the incenter triangle.
다른 예로, 각각의 거리 원주상에서 점을 설정하고 연결하여 3개의 외심 삼각형을 생성한 다음 생성된 3개의 외심 삼각형 각각의 내심을 도출하고, 도출된 내심을 연결하여 하나의 내심 삼각형으로 생성하며, 생성된 하나의 내심 삼각형의 외심으로 단말의 위치를 추정할 수 있다. As another example, three circumcenter triangles are created by setting and connecting points on each distance circumference, then deriving the incenter of each of the 3 circumcenter triangles created, connecting the derived incenters to create one incenter triangle, and generating The position of the terminal can be estimated with the circumcenter of one incenter triangle.
이에 일 실시예는 각 비콘의 RSSI를 토대로 생성된 각 거리 원주상의 점들을 통해 구한 외심 및 내심을 이용하여 단말의 위치를 추정함에 따라 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있고, 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘에서 거리 원주가 만나지 아니한 경우 또는 두 거리 원주만 만나는 경우 또는 세 거리 원주가 한 점에서 만나지 아니한 경우에 단말의 위치 보정을 수행하는 과정이 생략되므로, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능하다.Accordingly, one embodiment can fundamentally improve the accuracy of the location of the terminal by estimating the location of the terminal using the circumcenter and the inner center obtained through points on each distance circumference generated based on the RSSI of each beacon, and can fundamentally improve the accuracy of the location of the terminal. In the location recognition algorithm using the surveying technique, when the distance circumferences do not meet, or when only two distance circumferences meet, or when three distance circumferences do not meet at one point, the process of performing the position correction of the terminal is omitted, so the location recognition algorithm of the terminal It is possible to reduce the computational complexity and computational time for , and thus can be applied to lightweight devices.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. will understand Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the claims below.
각 비콘의 RSSI를 토대로 생성된 각 거리 원주상의 점들을 통해 구한 외심 및 내심을 이용하여 단말의 위치를 추정함에 따라 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있고, 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘에서 거리 원주가 만나지 아니한 경우 또는 두 거리 원주만 만나는 경우 또는 세 거리 원주가 한 점에서 만나지 아니한 경우에 단말의 위치 보정을 수행하는 과정이 생략되므로, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능한 단말의 위치 인식 시스템 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 실내 측위 시스템의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용 가능성이 있는 발명이다.By estimating the position of the terminal using the circumcenter and inner center obtained through the points on the circumference of each distance generated based on the RSSI of each beacon, the accuracy of the terminal position can be fundamentally improved, and the position using the existing triangulation technique In the recognition algorithm, when the distance circumferences do not meet, or when only two distance circumferences meet, or when three distance circumferences do not meet at one point, the process of performing position correction of the terminal is omitted, so the operation complexity for the location recognition algorithm of the terminal and The calculation time can be shortened, and thus, the accuracy and reliability aspects of the operation of the location recognition system and method of the terminal applicable to the lightweight device can bring about great progress in terms of performance efficiency, and the commercialization or sales of indoor positioning systems It is an invention with industrial applicability because the possibilities of
Claims (7)
상기 각 거리 원주상의 점 간의 선을 연결하는 다수의 외심 삼각형을 생성하고 각 외심 삼각형의 외심을 도출하는 외심 도출부; 및
상기 다수의 외심 삼각형의 외심을 연결하는 하나의 내심 삼각형을 생성하고 생성된 하나의 내심 삼각형의 내심으로 실내의 단말의 위치로 추정하는 내심 도출부를 포함하되,
상기 외심 삼각형은,
3개의 비콘 중 선택된 2개의 비콘을 연결한 직선과 선택된 각 비콘의 거리 원주가 만나는 점을 2개의 꼭지점으로 정하고 정해진 2개의 꼭지점의 중점과 선택된 2개의 비콘을 제외한 나머지 한개의 비콘을 연결하는 직선과 나머지 한개의 비콘의 거리 원주와 만나는 점을 나머지 꼭지점으로 정하여 생성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 단말의 위치 인식 시스템.a distance circumference generator configured to set a distance circumference of each beacon based on the RSSI signal of each beacon;
a circumcenter derivation unit generating a plurality of circumcenter triangles connecting lines between points on each distance circumference and deriving the circumcenter of each circumcenter triangle; and
An inward derivation unit for generating one inner triangle connecting the circumcenters of the plurality of circumcenter triangles and estimating the inner center of the one inner center triangle as the position of the terminal in the room,
The circumcenter triangle,
The point where the straight line connecting the selected two beacons among the three beacons and the distance circumference of each selected beacon meet is set as two vertices, and the straight line connecting the midpoint of the two determined vertices and the remaining one beacon excluding the selected two beacons A location recognition system for a terminal, characterized in that it is provided to generate a point where the distance circumference of the remaining one beacon meets by determining it as the remaining vertex.
상기 다수의 외심 삼각형 각각은,
상기 각각의 거리 원주상의 점을 꼭지점으로 정하여 생성하는 것을 특징으로 하는 단말의 위치 인식 시스템.The method of claim 1, wherein the number of circumcenter triangles is three,
Each of the plurality of circumcenter triangles,
The location recognition system of the terminal, characterized in that the point on the circumference of each distance is generated by determining as a vertex.
각 외심 삼각형에 대해 수직 이등분선의 교점으로 도출되는 것을 특징으로 하는 단말의 위치 인식 시스템.The method of claim 2, wherein the incenter triangle,
A location recognition system of a terminal, characterized in that it is derived as an intersection of perpendicular bisectors for each circumcenter triangle.
내심 삼각형의 세 각의 이등분선의 교점으로 도출되는 것을 특징으로 하는 단말의 위치 인식 시스템.The method of claim 3, wherein the inner center of the inner triangle,
A location recognition system for a terminal, characterized in that it is derived as an intersection of bisectors of three angles of an incenter triangle.
상기 각각의 거리 원주상의 점을 꼭지점으로 정하여 다수의 외심 삼각형을 생성하고 생성된 외심 삼각형의 외심을 도출하는 단계; 및
상기 도출된 외심을 연결하여 하나의 내심 삼각형을 생성하며, 생성된 내심 삼각형의 내심으로 실내의 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함하되,
상기 외심 삼각형은,
3개의 비콘 중 선택된 2개의 비콘을 연결한 직선과 선택된 각 비콘의 거리 원주가 만나는 점을 2개의 꼭지점으로 정하고 정해진 2개의 꼭지점의 중점과 선택된 2개의 비콘을 제외한 나머지 한개의 비콘을 연결하는 직선과 나머지 한개의 비콘의 거리 원주와 만나는 점을 나머지 꼭지점으로 정하여 생성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 단말의 위치 인식 방법.Generating a distance circumference between the terminal and each beacon based on the RSSI of the plurality of beacons;
determining a point on the circumference of each distance as a vertex to generate a plurality of circumcenter triangles and deriving the circumcenter of the generated circumcenter triangles; and
Connecting the derived circumcenters to create one incenter triangle, and estimating the location of the terminal in the room with the incenter of the created incenter triangle,
The circumcenter triangle,
A straight line connecting the selected two beacons among the three beacons and a point where the distance circumference of each selected beacon meet is set as two vertices, and a straight line connecting the midpoint of the two determined vertices and the remaining one beacon excluding the selected two beacons A method for recognizing a location of a terminal, characterized in that it is provided to generate a point where the distance circumference of the remaining one beacon meets by determining it as the remaining vertex.
각 외심 삼각형의 각 변의 수직 이등분선의 교점으로 도출되는 것을 특징으로 하는 단말의 위치 인식 방법.The method of claim 5, wherein the circumcenter of the circumcenter triangle,
A location recognition method of a terminal, characterized in that it is derived as an intersection of perpendicular bisectors of each side of each circumcentered triangle.
내심 삼각형의 세 개의 각의 이등분선의 교점으로 도출되는 것을 특징으로 하는 단말의 위치 인식 방법.
The method of claim 6, wherein the inner center of the inner triangle,
A method for recognizing a location of a terminal, characterized in that it is derived as an intersection of bisectors of three angles of an incenter triangle.
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