KR102603337B1 - System for tracking location using access point and imu and method thereof - Google Patents

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KR102603337B1
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Abstract

본 발명은 AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템을 이용한 위치추적 방법에 있어서, 사용자 단말기는 주변에 설치된 AP(액세스 포인트)로부터 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하는 단계, 상기 사용자 단말기에 설치된 관성측정장치(IMU)를 통해 데이터를 센싱하는 단계, 상기 센싱된 데이터를 글로벌 좌표계로 변환하여 변환 데이터를 획득하는 단계, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보행 여부를 판단하는 단계, 상기 사용자가 보행하는 것으로 판단되면, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보폭을 추정하는 단계, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 방향을 추정하는 단계, 상기 변환 데이터와 상기 사용자의 보폭을 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 기법에 적용하여 상기 사용자의 위치를 추정하는 단계, 그리고 상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되면 상기 추정된 사용자의 위치를 현재 위치로 결정한다.
The present invention relates to a location tracking system and method using AP and IMU.
According to the present invention, in the location tracking method using a location tracking system using an AP and an IMU, the user terminal acquires the distance range between the user terminal and the AP from an AP (access point) installed nearby, and Sensing data through an installed inertial measurement unit (IMU), obtaining converted data by converting the sensed data into a global coordinate system, determining whether the user is walking using the converted data, and determining whether the user is walking. If it is determined that the user is walking, estimating the user's stride length using the converted data, estimating the direction of the user using the converted data, and combining the converted data and the user's stride length into a PDR (Pedestrian Dead) step. Reckoning) technique to estimate the user's location, and if the distance obtained through the coordinates between the estimated coordinates of the user's current location and the AP is within the distance range between the user terminal and the AP The estimated user's location is determined as the current location.

Description

AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR TRACKING LOCATION USING ACCESS POINT AND IMU AND METHOD THEREOF}Location tracking system and method using AP and IMU {SYSTEM FOR TRACKING LOCATION USING ACCESS POINT AND IMU AND METHOD THEREOF}

본 발명은 AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, iOS 기반의 사용자 단말기의 위치를 정확히 추적하기 위한 AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a location tracking system and method using an AP and IMU, and to a location tracking system and method using an AP and IMU for accurately tracking the location of an iOS-based user terminal.

기존의 스마트폰을 활용한 실내 위치 측위 방안은 실내에 설치된 Wi-Fi AP (Access Point)를 통해 실내 지도를 스마트폰으로부터 전달 받은 후 Wi-Fi AP로부터 제공받는 RSS(Received Signal Strength) 값을 통해 사용자의 위치를 추적하는 방식을 이용하였다.The indoor location positioning method using an existing smartphone is to receive an indoor map from the smartphone through a Wi-Fi AP (Access Point) installed indoors and then use the RSS (Received Signal Strength) value provided by the Wi-Fi AP. A method of tracking the user's location was used.

하지만, 지난 19년 9월 Apple 사의 iOS 13 업데이트로 인한 Wi-Fi 정보 제공 정책 변화로 인해 Wi-Fi AP로부터 RSS값을 수신할 수 없는 문제가 존재한다.However, due to a change in Wi-Fi information provision policy due to Apple's iOS 13 update in September 2019, there is a problem of not being able to receive RSS values from Wi-Fi AP.

따라서, iPhone 사용자들의 실내 환경에서 Wi-Fi AP를 통한 사용자 위치 측위 기술에 스마트폰에 탑재된 관성 측정 센서(Inertial Measurement Unit; IMU)를 통해 사용자의 현재 위치를 계산할 수 있는 방법이 필요하게 되었다.Therefore, in the indoor environment of iPhone users, a method of calculating the user's current location through the inertial measurement unit (IMU) mounted on the smartphone was needed for user location location technology through Wi-Fi AP.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-1600561호(2016.03.07. 공고)에 개시되어 있다.The technology behind the present invention is disclosed in Korean Patent No. 10-1600561 (announced on March 7, 2016).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 iOS 기반의 사용자 단말기의 위치를 정확히 추적하기 위한 AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a location tracking system and method using AP and IMU to accurately track the location of an iOS-based user terminal.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템을 이용한 위치추적 방법에 있어서, 주변에 설치된 AP(액세스 포인트)와의 근거리 통신을 통하여 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하는 단계, 상기 사용자 단말기에 설치된 관성측정장치(IMU)를 통해 데이터를 센싱하는 단계, 상기 센싱된 데이터를 글로벌 좌표계로 변환하여 변환 데이터를 획득하는 단계, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보행 여부를 판단하는 단계, 상기 사용자가 보행하는 것으로 판단되면, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보폭을 추정하는 단계, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 방향을 추정하는 단계, 상기 변환 데이터와 상기 사용자의 보폭을 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 기법에 적용하여 상기 사용자의 위치를 추정하는 단계, 그리고 상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되면 상기 추정된 사용자의 위치를 현재 위치로 결정하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention to achieve this technical problem, in a location tracking method using a location tracking system using an AP and an IMU, the distance between the user terminal and the AP is determined through short-distance communication with an AP (access point) installed nearby. Obtaining a range, sensing data through an inertial measurement unit (IMU) installed in the user terminal, converting the sensed data into a global coordinate system to obtain converted data, using the converted data to determining whether the user is walking; if it is determined that the user is walking, estimating the user's stride length using the converted data; estimating the direction of the user using the converted data; and estimating the user's location by applying the user's stride length to a PDR (Pedestrian Dead Reckoning) technique, and the distance obtained through the coordinates of the estimated current location of the user and the AP is the user If it is within the distance range between the terminal and the AP, determining the estimated user's location as the current location.

상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하는 단계는, 상기 AP의 수신신호강도(RSSI)를 이용하여 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하되, 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위에 따라 인근 상태(immediate), 근거리 상태(near), 원거리 상태(far) 및 확인불가 상태(unknown)로 구분할 수 있다.The step of obtaining the distance range between the user terminal and the AP includes obtaining the distance range between the user terminal and the AP using the received signal strength (RSSI) of the AP, and determining the distance range between the user terminal and the AP. Accordingly, it can be divided into nearby state (immediate), near state (near), far state (far), and unidentifiable state (unknown).

상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되지 않으면 상기 사용자의 위치를 상기 RSSI 값에 기반하여 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.If the distance obtained through the coordinates for the estimated user's current location and the coordinates between the AP is not included in the distance range between the user terminal and the AP, correcting the user's location based on the RSSI value More may be included.

상기 사용자의 위치를 상기 RSSI 값에 기반하여 보정하는 단계는, 상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 보다 짧으면, 상기 사용자 단말기와 상기 AP 사이를 연결하는 가상의 직선을 연장하여, 상기 AP의 해당 거리 범위에 대응하는 내측원과 교차되는 지점을 상기 사용자의 현재 위치로 결정할 수 있다.In the step of correcting the user's location based on the RSSI value, if the distance obtained through the coordinates between the estimated coordinates of the user's current location and the AP is shorter than the distance range between the user terminal and the AP, By extending a virtual straight line connecting the user terminal and the AP, the point where it intersects the inner circle corresponding to the corresponding distance range of the AP can be determined as the user's current location.

상기 사용자의 위치를 상기 RSSI 값에 기반하여 보정하는 단계는, 상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 보다 길면, 상기 사용자 단말기와 상기 AP 사이를 연결하는 직선과, 상기 AP의 해당 거리 범위에 대응하는 외측원과 교차되는 지점을 상기 사용자의 현재 위치로 결정할 수 있다.In the step of correcting the user's location based on the RSSI value, if the distance obtained through the coordinates between the estimated coordinates of the user's current location and the AP is longer than the distance range between the user terminal and the AP, The point where the straight line connecting the user terminal and the AP intersects the outer circle corresponding to the corresponding distance range of the AP can be determined as the user's current location.

상기 사용자의 보행 여부를 판단하는 단계는, 상기 관성측정장치로부터 측정된 가속도 값이 임계 값() 이상인 경우, 상기 사용자가 보행하는 것으로 판단할 수 있다.In the step of determining whether the user is walking, the acceleration value measured from the inertial measurement device is a threshold value ( ) or more, it can be determined that the user is walking.

상기 사용자의 보폭을 추정하는 단계는, 상기 변환 데이터를 아래의 수학식에 적용하여 상기 사용자의 보폭을 추정할 수 있다.In the step of estimating the user's stride length, the user's stride length can be estimated by applying the converted data to the equation below.

여기서, 는 상기 사용자의 보폭이고, 는 최대 가속도 값, 은 최소 가속도 값, 는 보정상수이다.here, is the user's stride length, is the maximum acceleration value, is the minimum acceleration value, is the correction constant.

상기 사용자의 위치를 추정하는 단계는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 사용자의 위치를 추정할 수 있다.In the step of estimating the user's location, the user's location can be estimated using the equation below.

여기서, 는 상기 사용자의 초기 위치이고, 는 k번째로 이동한 상기 사용자의 위치이고, 은 상기 사용자의 보폭, 은 상기 사용자의 방향성이다.here, and is the initial location of the user, and is the location of the user moved to the kth time, is the stride length of the user, is the direction of the user.

상기 관성측정장치는, 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서 및 나침반 센서를 포함할 수 있다.The inertial measurement device may include a gyro sensor, an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, and a compass sensor.

상기 사용자 단말기는, iOS 운영체계를 기반일 수 있다.The user terminal may be based on the iOS operating system.

상기 인근 상태는 상기 AP로부터 제1 기준 거리 이내에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며, 상기 근거리 상태는 상기 AP로부터 제1 기준 거리 이상 제2 기준 거리보다 작은 거리에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며, 상기 원거리 상태는 상기 AP로부터 제2 기준 거리 이상 제3 기준 거리보다 작은 거리에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며, 상기 확인불가 상태는 상기 AP로부터 제3 기준 거리 이상의 거리에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타낼 수 있다.The nearby state indicates a case where the user terminal exists within a first reference distance from the AP, and the short-distance state indicates a case where the user terminal exists at a distance greater than the first reference distance but less than a second reference distance from the AP. Indicates that the remote state indicates that the user terminal exists at a distance greater than or equal to the second reference distance from the AP but less than the third reference distance, and the unidentifiable state indicates that the user terminal exists at a distance greater than or equal to the third reference distance from the AP. It can indicate a case where exists.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템에 있어서, 주변에 설치된 AP(액세스 포인트)와의 근거리 통신을 통하여 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하는 통신부, 상기 사용자 단말기에 설치된 관성측정장치(IMU)를 통해 데이터를 센싱하는 데이터 센싱부, 상기 센싱된 데이터를 글로벌 좌표계로 변환하여 변환 데이터를 획득하는 변환 데이터 획득부, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보행 여부를 판단하고, 상기 사용자가 보행하는 것으로 판단되면, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보폭과, 상기 사용자의 방향을 추정하는 위치 추정부, 상기 변환 데이터와 상기 사용자의 보폭을 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 기법에 적용하여 상기 사용자의 위치를 추정하는 위치 추정부, 그리고 상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되면 상기 추정된 사용자의 위치를 현재 위치로 결정하는 제어부를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, in a location tracking system using an AP and an IMU, a communication unit that obtains the distance range between the user terminal and the AP through short-distance communication with an AP (access point) installed nearby, the user terminal A data sensing unit that senses data through an installed inertial measurement unit (IMU), a conversion data acquisition unit that converts the sensed data into a global coordinate system to obtain conversion data, and uses the conversion data to determine whether the user is walking. And, if it is determined that the user is walking, a position estimation unit that estimates the user's stride length and the user's direction using the converted data, and a PDR (Pedestrian Dead Reckoning) technique that estimates the converted data and the user's stride length. A location estimation unit that estimates the user's location by applying it to the location, and if the distance obtained through the coordinates between the estimated coordinates of the user's current location and the AP is within the distance range between the user terminal and the AP, It includes a control unit that determines the estimated user's location as the current location.

이와 같이 본 발명에 따르면, 기존의 실내 위치 측위 기법에서 사용하는 Wi-Fi AP의 추가 설치할 필요 없이 기존에 배치된 최소한의 Wi-Fi AP를 통해 시작위치를 파악하면 스마트폰의 IMU센서를 통해 사용자의 위치를 추정할 수 있다.In this way, according to the present invention, without the need to install additional Wi-Fi APs used in existing indoor location determination techniques, the starting location can be determined through the minimum existing Wi-Fi AP, and the user can be detected through the IMU sensor of the smartphone. The location can be estimated.

또한, 재난 환경과 같은 외부 통신이 어려운 상황에서 효과적인 위치 추정이 가능할 수 있다.Additionally, effective location estimation may be possible in situations where external communication is difficult, such as a disaster environment.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 시스템의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 도 2의 S210 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 S240 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 S280 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 도 2의 S290 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 방법을 설명한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위치추척 시스템을 이용하여 실내에서의 위치를 추적한 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 시스템과 기존의 PDR기법만 사용한 경우의 정확도를 나타낸 도면이다.
1 is a configuration diagram for explaining the configuration of a location tracking system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart for explaining a location tracking method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining step S210 of FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram for explaining step S240 of FIG. 2.
Figure 5 is a diagram for explaining step S280 of Figure 2.
FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining step S290 of FIG. 2.
Figure 7 is a block diagram explaining a location tracking method according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing the results of tracking an indoor location using a location tracking system according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram showing the accuracy when only the location tracking system according to an embodiment of the present invention and the existing PDR technique are used.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.

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 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Then, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 시스템의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.1 is a configuration diagram for explaining the configuration of a location tracking system according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 위치추척 시스템(100)은 통신부(110), 데이터 센싱부(120), 변환 데이터 획득부(130), 방향 추정부(140), 위치 추정부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.As shown in Figure 1, the location tracking system 100 according to an embodiment of the present invention includes a communication unit 110, a data sensing unit 120, a conversion data acquisition unit 130, a direction estimation unit 140, and a location estimation unit. It includes 150 and a control unit 160.

먼저, 통신부(110)는 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득한다.First, the communication unit 110 obtains the distance range between the user terminal and the AP.

이때, 통신부(110)는 AP의 수신신호강도(RSSI)를 이용하여 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하되, 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위에 따라 인근 상태(immediate), 근거리 상태(near), 원거리 상태(far) 및 확인불가 상태(unknown)로 구분한다.At this time, the communication unit 110 uses the received signal strength (RSSI) of the AP to obtain the distance range between the user terminal and the AP, and depending on the distance range between the user terminal and the AP, the nearby state (immediate) or the near state (near state) ), it is divided into a remote state (far) and an unidentifiable state (unknown).

또한, 인근 상태는 AP로부터 제1 기준 거리 이내에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며, 근거리 상태는 AP로부터 제1 기준 거리 이상 제2 기준 거리보다 작은 거리에 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며, 원거리 상태는 AP로부터 제2 기준 거리 이상 제3 기준 거리보다 작은 거리에 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며, 확인불가 상태는 AP로부터 제3 기준 거리 이상의 거리에 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타낸다.In addition, the nearby state indicates a case where the user terminal exists within a first reference distance from the AP, and the near state indicates a case where the user terminal exists at a distance greater than the first reference distance but less than the second reference distance from the AP. The state indicates that the user terminal exists at a distance greater than or equal to the second reference distance from the AP but less than the third reference distance, and the unidentifiable state indicates that the user terminal exists at a distance greater than or equal to the third standard distance from the AP.

이때, 제1 내지 제3 기준거리는 각각 5m, 10m 및 15m로 설정될 수 있으며, 위치추적 시스템(100)의 설정에 따라 달라질 수 있다.At this time, the first to third reference distances may be set to 5m, 10m, and 15m, respectively, and may vary depending on the settings of the location tracking system 100.

또한, 수신신호강도(RSSI)는 무선 수신기에서 수신되는 신호 전력을 의미하며, 본 발명의 실시예에서는 AP로부터 사용자 단말기 사이의 거리 범위를 측정하기 위해 사용한다.Additionally, received signal strength (RSSI) refers to the signal power received by a wireless receiver, and in embodiments of the present invention, it is used to measure the distance range between the AP and the user terminal.

여기서, 사용자 단말기는 휴대가 가능한 사용자 단말기로서, 노트북 컴퓨터, 스마트 패드 또는 스마트 폰 등과 같이 유선 또는 무선으로 네트워크에 접속하여 정보를 주고받을 수 있는 기기로 구현되며 iOS 운영체제로 구동되는 단말기를 의미한다.Here, the user terminal is a portable user terminal, implemented as a device that can exchange information by connecting to a wired or wireless network, such as a laptop computer, smart pad, or smart phone, and means a terminal running on the iOS operating system.

또한, AP(액세스 포인트)는 무선 장치를 네트워크를 통해 다른 유선 장치에 연결하도록 지원하는 장비로, 본 발명의 실시예에서는 와이파이(Wi-Fi) 장비를 의미한다.Additionally, an AP (access point) is equipment that supports connecting a wireless device to another wired device through a network, and in an embodiment of the present invention, it refers to Wi-Fi equipment.

다음으로, 데이터 센싱부(120)는 사용자 단말기에 설치된 관성측정장치(IMU)를 통해 데이터를 센싱한다.Next, the data sensing unit 120 senses data through an inertial measurement unit (IMU) installed in the user terminal.

여기서, 관성측정장치(IMU)는 가속도센서, 회전 센서 및 자력센서를 이용하여 신체의 특정한 힘, 각도 비율 및 때로는 신체를 둘러싼 자기장을 측정하기 위한 장치로, 본 발명의 실시예에서는 사용자 단말기에 설치되어 각각의 데이터를 센싱한다.Here, the inertial measurement unit (IMU) is a device for measuring the specific force, angular ratio, and sometimes magnetic field surrounding the body using an acceleration sensor, a rotation sensor, and a magnetic force sensor. In the embodiment of the present invention, it is installed in the user terminal. and senses each data.

다음으로, 변환 데이터 획득부(130)는 센싱된 데이터를 글로벌 좌표계로 변환하여 변환 데이터를 획득한다.Next, the conversion data acquisition unit 130 acquires conversion data by converting the sensed data into a global coordinate system.

여기서, 글로벌 좌표계는 본초자오선(Prime Meridian)을 기준으로 위도, 경도 및 높이를 나타내는 좌표계이며, 본 발명에서는 센싱된 로컬 좌표계를 글로벌 좌표계로 변환하여 사용한다.Here, the global coordinate system is a coordinate system representing latitude, longitude, and height based on the Prime Meridian, and in the present invention, the sensed local coordinate system is converted to a global coordinate system and used.

다음으로, 방향 추정부(140)는 변환 데이터를 이용하여 사용자의 보행 여부를 판단하고, 사용자가 보행하는 것으로 판단되면, 변환 데이터를 이용하여 사용자의 보폭을 추정한다.Next, the direction estimation unit 140 determines whether the user is walking using the conversion data, and if it is determined that the user is walking, it estimates the user's stride length using the conversion data.

그리고, 위치 추정부(150)는 변환 데이터를 이용하여 사용자의 방향과 사용자의 보폭을 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 기법에 적용하여 사용자의 위치를 추정한다.Then, the location estimation unit 150 uses the converted data to estimate the user's location by applying the user's direction and stride length to the PDR (Pedestrian Dead Reckoning) technique.

여기서, PDR 기법은 복수의 센서를 사용하여 사람이 이동하는 속도, 가속도, 방향 및 거리와 같은 이동 정보를 파악하여 출발지점으로부터의 상대위치를 산출하는 알고리즘으로, 본 발명의 실시예에서는 사용자의 위치를 추정하기 위해 사용한다.Here, the PDR technique is an algorithm that calculates the relative position from the starting point by identifying movement information such as the speed, acceleration, direction, and distance at which a person moves using a plurality of sensors. In the embodiment of the present invention, the user's location is calculated. Used to estimate .

다음으로, 제어부(160)는 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함여부를 판단한다.Next, the control unit 160 determines whether the distance obtained through the coordinates between the estimated coordinates of the user's current location and the AP is within the distance range between the user terminal and the AP.

이때, 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되지 않으면, 제어부(160)는 사용자의 위치를 RSSI 값에 기반하여 보정한다.At this time, if the distance obtained through the coordinates between the estimated coordinates of the user's current location and the AP is not within the distance range between the user terminal and the AP, the control unit 160 determines the user's location based on the RSSI value. Correct.

즉, 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 보다 짧으면, 제어부(160)는 사용자 단말기와 상기 AP 사이를 연결하는 가상의 직선을 연장하여, AP의 해당 거리 범위에 대응하는 내측원과 교차되는 지점을 사용자의 현재 위치로 결정한다.That is, if the distance obtained through the coordinates between the estimated coordinates of the user's current location and the AP is shorter than the distance range between the user terminal and the AP, the control unit 160 creates a virtual network connecting the user terminal and the AP. By extending the straight line, the point where it intersects the inner circle corresponding to the corresponding distance range of the AP is determined as the user's current location.

이하에서는 도 2 내지 도 7을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 방법을 설명한다.Hereinafter, a location tracking method according to an embodiment of the present invention will be described using FIGS. 2 to 7.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 2 is a flowchart for explaining a location tracking method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 통신부(110)는 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득한다(S210).First, the communication unit 110 obtains the distance range between the user terminal and the AP (S210).

이때, 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위는 인근 상태, 근거리 상태, 원거리 상태 및 확인 불가 상태를 의미한다.At this time, the distance range between the user terminal and the AP refers to a nearby state, a short-distance state, a far-distance state, and an unidentifiable state.

도 3은 도 2의 S210 단계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining step S210 of FIG. 2.

도 3에서 나타낸 것처럼, AP 사이의 거리 범위는 AP를 기준으로 제1 내지 제3 기준 거리를 반지름으로 하는 범위를 의미한다.As shown in FIG. 3, the distance range between APs means a range with the first to third reference distances as the radius based on the AP.

이때, 통신부(110)는 AP로부터 제1 기준 거리 이내에 사용자 단말기가 존재하는 경우를 인근 상태로 설정하고, AP로부터 제1 기준 거리 이상 제2 기준 거리보다 작은 거리에 사용자 단말기가 존재하는 경우를 근거리 상태로 설정한다.At this time, the communication unit 110 sets the case where the user terminal exists within a first reference distance from the AP as a nearby state, and the case where the user terminal exists at a distance greater than the first reference distance but less than the second reference distance from the AP is considered close. Set to status.

또한, 통신부(110)는 AP로부터 제2 기준 거리 이상 제3 기준 거리보다 작은 거리에 사용자 단말기가 존재하는 경우를 원거리 상태로 설정하고, AP로부터 제3 기준 거리 이상의 거리에 사용자 단말기가 존재하는 경우를 확인불가 상태로 설정한다.In addition, the communication unit 110 sets the remote state when the user terminal exists at a distance greater than or equal to the second reference distance from the AP but less than the third standard distance, and when the user terminal exists at a distance greater than or equal to the third standard distance from the AP. Set to unconfirmable state.

다음으로, 데이터 센싱부(120)는 사용자 단말기에 부착된 관성측정장치(IMU)를 통해 데이터를 센싱한다(S220).Next, the data sensing unit 120 senses data through an inertial measurement unit (IMU) attached to the user terminal (S220).

즉, 데이터 센싱부(120)는 관성측정장치를 통해 사용자의 움직임에 대한 가속도, 회전반경 및 진행방향에 대한 데이터를 센싱한다.That is, the data sensing unit 120 senses data about the acceleration, turning radius, and direction of movement of the user through an inertial measurement device.

다음으로, 변환 데이터 획득부(130)는 센싱된 데이터를 글로벌 좌표계로 변환하여 변환 데이터를 획득한다(S230).Next, the conversion data acquisition unit 130 acquires conversion data by converting the sensed data into a global coordinate system (S230).

이때, 변환 데이터 획득부(130)는 센싱된 데이터를 저역통과 필터에 적용하여 센싱된 데이터를 전처리하고, 전처리된 데이터를 글로벌 좌표계로 변환하여 변환 데이터를 획득한다.At this time, the converted data acquisition unit 130 applies the sensed data to a low-pass filter to preprocess the sensed data, and converts the preprocessed data into a global coordinate system to obtain converted data.

다음으로, 방향 추정부(140)는 현재 사용자가 보행중인지 여부를 판단한다(S240).Next, the direction estimation unit 140 determines whether the user is currently walking (S240).

도 4는 도 2의 S240 단계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for explaining step S240 of FIG. 2.

즉, 도 4에서 나타낸 것처럼, 방향 추정부(140)는 관성측정장치로부터 측정된 3축 가속도 값이 임계 값()이상인 상태에서 최대 가속도 값(A_max)에 도달한뒤 임계 값보다 작은 값을 가지는 경우, 사용자가 보행하는 것으로 판단한다.That is, as shown in FIG. 4, the direction estimation unit 140 determines that the three-axis acceleration value measured from the inertial measurement device is a threshold value ( ) or more, reaches the maximum acceleration value (A_max) and then has a value smaller than the threshold value, it is determined that the user is walking.

여기서, 사용자가 보행중이 아닌 경우, 방향 추정부(140)는 지속적으로 사용자의 보행여부를 판단한다.Here, when the user is not walking, the direction estimation unit 140 continuously determines whether the user is walking.

반면에, 사용자가 보행중인 경우, 방향 추정부(140)는 변환 데이터를 이용하여 사용자의 보폭 및 방향을 추정한다(S250).On the other hand, when the user is walking, the direction estimation unit 140 estimates the user's stride length and direction using the conversion data (S250).

즉, 방향 추정부(140)는 변환 데이터를 아래의 수학식 1에 적용하여 사용자의 보폭을 추정한다.That is, the direction estimation unit 140 estimates the user's stride length by applying the converted data to Equation 1 below.

여기서, 는 상기 사용자의 보폭이고, 는 최대 가속도 값, 은 최소 가속도 값, 는 보정상수이다.here, is the user's stride length, is the maximum acceleration value, is the minimum acceleration value, is the correction constant.

다음으로, 위치 추정부(150)는 변환 데이터와 사용자의 보폭을 PDR 기법에 적용하여 사용자의 위치를 추정한다(S260).Next, the location estimation unit 150 estimates the user's location by applying the converted data and the user's stride length to the PDR technique (S260).

즉, 위치 추정부(150)는 아래의 수학식 2를 이용하여 사용자의 위치를 추정한다.That is, the location estimation unit 150 estimates the user's location using Equation 2 below.

여기서, 는 사용자의 초기 위치이고, 는 k번째로 이동한 사용자의 위치이고, 은 사용자의 보폭, 은 사용자의 방향성이다.here, and is the user's initial location, and is the location of the kth moved user, is the user's stride length, is the user's direction.

여기서, 사용자의 방향성()은 관성측정장치을 통해 측정된 데이터를 iOS의 CoreLocation 라이브러리로부터 제공되는 CLHeading 클래스를 통해 연산된다.Here, the user's direction ( ) is calculated using the CLHeading class provided from iOS's CoreLocation library on data measured through an inertial measurement device.

다음으로, 제어부(160)는 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함여부를 판단한다(S270). Next, the control unit 160 determines whether the distance obtained through the coordinates of the estimated user's current location and the coordinates between the AP is within the distance range between the user terminal and the AP (S270).

즉, 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표가 인근 상태, 근거리 상태, 원거리 상태 또는 확인불가 상태 중에서 어디에 위치하는지 판단한다.In other words, it is determined whether the coordinates for the estimated current location of the user are located in a nearby state, a near state, a far state, or an unconfirmable state.

다음으로, 획득한 거리가 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되면, 제어부(160)는 추정된 사용자의 위치를 현재 위치로 결정한다(S280).Next, if the obtained distance is within the distance range between the user terminal and the AP, the control unit 160 determines the estimated user's location as the current location (S280).

도 5는 도 2의 S280 단계를 설명하기 위한 도면이다.Figure 5 is a diagram for explaining step S280 of Figure 2.

예를 들어, 도 5에서 나타낸 것과 같이, 추정된 사용자의 현위치가 AP로부터 근거리 상태인 경우, 제어부(160)는 추정된 사용자의 위치를 현재 위치로 결정한다.For example, as shown in FIG. 5, when the estimated current location of the user is close to the AP, the control unit 160 determines the estimated user's location as the current location.

반면에, 획득한 거리가 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되지 않으면, 제어부(160)는 추정된 사용자의 위치를 RSSI 값에 기반하여 보정한다(S290).On the other hand, if the obtained distance is not within the distance range between the user terminal and the AP, the control unit 160 corrects the estimated user's location based on the RSSI value (S290).

도 6a 및 도 6b는 도 2의 S290 단계를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining step S290 of FIG. 2.

예를 들어, 도 6a에서 나타낸 것처럼, 추정된 사용자의 현 위치가 제2 기준거리 밖에 존재하는 경우, 제어부(160)는 추정된 사용자의 현위치와 AP를 가상의 직선으로 연결하고, 해당 거리 범위에 대응하는 외측원과 교차되는 지점을 사용자의 현재 위치로 보정한다.For example, as shown in FIG. 6A, when the estimated user's current location is outside the second reference distance, the control unit 160 connects the estimated user's current location and the AP with a virtual straight line and sets the corresponding distance range. The point that intersects the outer circle corresponding to is corrected to the user's current location.

또 다른 예를 들어, 도 6b에서 나타낸 것처럼, 추정된 사용자의 현 위치가 제1 기준거리 내에 존재하는 경우, 제어부(160)는 추정된 사용자의 현위치와 AP를 가상의 직선으로 연결하고, 해당 거리 범위에 대응하는 내측원과 교차되는 지점을 사용자의 현재 위치로 보정한다.For another example, as shown in Figure 6b, when the estimated user's current location is within the first reference distance, the control unit 160 connects the estimated user's current location and the AP with a virtual straight line, and The point that intersects the inner circle corresponding to the distance range is corrected to the user's current location.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 방법을 설명한 블록도이다.Figure 7 is a block diagram explaining a location tracking method according to an embodiment of the present invention.

즉, 도 7에서 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 방법은 iOS 기반의 사용자 단말기의 Wi-Fi 신호와 관성측정장치로부터 센싱한 복수의 데이터를 이용하여 해당 사용자 단말기의 위치를 추적한다.That is, as shown in Figure 7, the location tracking method according to an embodiment of the present invention tracks the location of the user terminal using the Wi-Fi signal of the iOS-based user terminal and a plurality of data sensed from an inertial measurement device. .

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위치추척 시스템을 이용하여 실내에서의 위치를 추적한 결과를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 시스템과 기존의 PDR기법만 사용한 경우의 정확도를 나타낸 도면이다.Figure 8 is a diagram showing the results of indoor location tracking using the location tracking system according to an embodiment of the present invention, and Figure 9 is a case where only the location tracking system according to an embodiment of the present invention and the existing PDR technique are used. This is a drawing showing the accuracy of.

도 8에서 나타낸 것처럼, 파란색 선은 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 시스템을 통해 추적된 사용자 위치이며, AP 신호를 이용함으로써 추적된 위치가 실제 이동한 위치로 보정됨을 확인할 수 있다.As shown in Figure 8, the blue line is the user's location tracked through the location tracking system according to an embodiment of the present invention, and it can be confirmed that the tracked location is corrected to the actual moved location by using the AP signal.

또한, 도 9에서 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 위치추적 시스템을 이용하여 위치를 추정한 결과가 기존의 PDR 기법만을 이용했을 때보다 20% 내지 30%의 오차를 감소시킨 것을 확인할 수 있다.In addition, as shown in Figure 9, it can be seen that the location estimation results using the location tracking system according to the embodiment of the present invention reduced the error by 20% to 30% compared to when using only the existing PDR technique. .

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 실내 위치 측위 기법에서 사용하는 Wi-Fi AP의 추가 설치할 필요 없이 기존에 배치된 최소한의 Wi-Fi AP를 통해 시작위치를 파악하면 스마트폰의 IMU센서를 통해 사용자의 위치를 추정할 수 있다.According to this embodiment of the present invention, if the starting position is determined through the minimum existing Wi-Fi AP without the need to install additional Wi-Fi APs used in existing indoor location determination techniques, the IMU sensor of the smartphone You can estimate the user's location through .

또한, 재난 환경과 같은 외부 통신이 어려운 상황에서 효과적인 위치 추정이 가능할 수 있다.Additionally, effective location estimation may be possible in situations where external communication is difficult, such as a disaster environment.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명 되었으나 이는 예시적인 것이 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 위치추적 시스템, 110: 통신부,
120: 데이터 센싱부, 130: 변환 데이터 획득부,
140: 방향 추정부, 150: 위치 추정부,
160: 제어부
100: Location tracking system, 110: Department of Communications,
120: data sensing unit, 130: conversion data acquisition unit,
140: direction estimation unit, 150: position estimation unit,
160: control unit

Claims (18)

AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템을 이용한 위치추적 방법에 있어서,
주변에 설치된 AP(액세스 포인트)와의 근거리 통신을 통하여 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하는 단계,
상기 사용자 단말기에 설치된 관성측정장치(IMU)를 통해 데이터를 센싱하는 단계,
상기 센싱된 데이터를 글로벌 좌표계로 변환하여 변환 데이터를 획득하는 단계,
상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보행 여부를 판단하는 단계,
상기 사용자가 보행하는 것으로 판단되면, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보폭을 추정하는 단계,
상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 방향을 추정하는 단계,
상기 변환 데이터와 상기 사용자의 보폭을 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 기법에 적용하여 상기 사용자의 위치를 추정하는 단계,
상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되면 상기 추정된 사용자의 위치를 현재 위치로 결정하는 단계, 그리고
상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되지 않으면 상기 사용자의 위치를 수신신호강도(RSSI) 값에 기반하여 보정하는 단계를 포함하고,
상기 사용자의 위치를 상기 RSSI 값에 기반하여 보정하는 단계는,
상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 보다 짧으면, 상기 사용자 단말기와 상기 AP 사이를 연결하는 가상의 직선을 연장하여, 상기 AP의 해당 거리 범위에 대응하는 내측원과 교차되는 지점을 상기 사용자의 현재 위치로 결정하며,
상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 보다 길면,
상기 사용자 단말기와 상기 AP 사이를 연결하는 직선과, 상기 AP의 해당 거리 범위에 대응하는 외측원과 교차되는 지점을 상기 사용자의 현재 위치로 결정하는 위치추적 방법.
In the location tracking method using a location tracking system using AP and IMU,
Obtaining the distance range between the user terminal and the AP through short-distance communication with an AP (access point) installed nearby,
Sensing data through an inertial measurement unit (IMU) installed in the user terminal,
Obtaining converted data by converting the sensed data into a global coordinate system,
Determining whether the user is walking using the converted data,
If it is determined that the user is walking, estimating the user's stride length using the converted data;
estimating the direction of the user using the converted data,
Estimating the user's location by applying the converted data and the user's stride length to a PDR (Pedestrian Dead Reckoning) technique,
If the distance obtained through the coordinates of the estimated user's current location and the coordinates between the AP is within the distance range between the user terminal and the AP, determining the estimated user's location as the current location, and
If the distance obtained through the coordinates of the estimated user's current location and the coordinates between the AP is not within the distance range between the user terminal and the AP, the user's location is determined based on the received signal strength (RSSI) value. Including a correction step,
The step of correcting the user's location based on the RSSI value is,
If the distance obtained through the coordinates of the estimated user's current location and the coordinates between the AP is shorter than the distance range between the user terminal and the AP, extend the virtual straight line connecting the user terminal and the AP , determining the point that intersects the inner circle corresponding to the corresponding distance range of the AP as the current location of the user,
If the distance obtained through the coordinates between the estimated coordinates of the user's current location and the AP is longer than the distance range between the user terminal and the AP,
A location tracking method that determines the point where a straight line connecting the user terminal and the AP intersects an outer circle corresponding to the corresponding distance range of the AP as the user's current location.
제1항에 있어서,
상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하는 단계는,
상기 AP의 수신신호강도(RSSI)를 이용하여 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하되,
상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위에 따라 인근 상태(immediate), 근거리 상태(near), 원거리 상태(far) 및 확인불가 상태(unknown)로 구분하는 위치 추적 방법.
According to paragraph 1,
The step of obtaining the distance range between the user terminal and the AP is,
Obtain the distance range between the user terminal and the AP using the received signal strength (RSSI) of the AP,
A location tracking method that classifies a nearby state (immediate), a near state (near), a far state (far), and an unidentifiable state (unknown) according to the distance range between the user terminal and the AP.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 사용자의 보행 여부를 판단하는 단계는,
상기 관성측정장치로부터 측정된 가속도 값이 임계 값() 이상인 경우, 상기 사용자가 보행하는 것으로 판단하는 위치 추적 방법.
According to paragraph 2,
The step of determining whether the user is walking is,
The acceleration value measured from the inertial measurement device is the threshold ( ) or more, a location tracking method that determines that the user is walking.
제6항에 있어서,
상기 사용자의 보폭을 추정하는 단계는,
상기 변환 데이터를 아래의 수학식에 적용하여 상기 사용자의 보폭을 추정하는 위치추적 방법:

여기서, 는 상기 사용자의 보폭이고, 는 최대 가속도 값, 은 최소 가속도 값, 는 보정상수이다.
According to clause 6,
The step of estimating the user's stride length is,
A location tracking method that estimates the user's stride length by applying the converted data to the equation below:

here, is the user's stride length, is the maximum acceleration value, is the minimum acceleration value, is the correction constant.
제7항에 있어서,
상기 사용자의 위치를 추정하는 단계는,
아래의 수학식을 이용하여 상기 사용자의 위치를 추정하는 위치추적 방법:

여기서, 는 상기 사용자의 초기 위치이고, 는 k번째로 이동한 상기 사용자의 위치이고, 은 상기 사용자의 보폭, 은 상기 사용자의 방향성이다.
In clause 7,
The step of estimating the user's location is,
A location tracking method that estimates the user's location using the equation below:

here, and is the initial location of the user, and is the location of the user moved to the kth time, is the stride length of the user, is the direction of the user.
제1항에 있어서,
상기 관성측정장치는,
자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서 및 나침반 센서를 포함하는 위치 추적 방법.
According to paragraph 1,
The inertial measurement device,
A location tracking method including a gyro sensor, an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, and a compass sensor.
제1항에 있어서,
상기 사용자 단말기는
iOS 운영체계를 기반으로 하는 위치 추적 방법.
According to paragraph 1,
The user terminal is
A location tracking method based on the iOS operating system.
제2항에 있어서,
상기 인근 상태는 상기 AP로부터 제1 기준 거리 이내에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며,
상기 근거리 상태는 상기 AP로부터 제1 기준 거리 이상 제2 기준 거리보다 작은 거리에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며,
상기 원거리 상태는 상기 AP로부터 제2 기준 거리 이상 제3 기준 거리보다 작은 거리에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며,
상기 확인불가 상태는 상기 AP로부터 제3 기준 거리 이상의 거리에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내는 위치추적 방법.
According to paragraph 2,
The nearby state represents a case where the user terminal exists within a first reference distance from the AP,
The short-distance state represents a case where the user terminal exists at a distance from the AP that is greater than a first reference distance but less than a second reference distance,
The remote state represents a case where the user terminal exists at a distance from the AP that is greater than or equal to a second reference distance but less than a third reference distance,
The location tracking method indicates that the unconfirmable state indicates that the user terminal exists at a distance greater than or equal to a third reference distance from the AP.
AP 및 IMU를 이용한 위치추적 시스템에 있어서,
주변에 설치된 AP(액세스 포인트)와의 근거리 통신을 통하여 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하는 통신부,
상기 사용자 단말기에 설치된 관성측정장치(IMU)를 통해 데이터를 센싱하는 데이터 센싱부,
상기 센싱된 데이터를 글로벌 좌표계로 변환하여 변환 데이터를 획득하는 변환 데이터 획득부,
상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보행 여부를 판단하고, 상기 사용자가 보행하는 것으로 판단되면, 상기 변환 데이터를 이용하여 상기 사용자의 보폭과 상기 사용자의 방향을 추정하는 방향 추정부,
상기 변환 데이터와 상기 사용자의 보폭을 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 기법에 적용하여 상기 사용자의 위치를 추정하는 위치 추정부, 그리고
상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되면 상기 추정된 사용자의 위치를 현재 위치로 결정하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 내에 포함되지 않으면 상기 사용자의 위치를 수신신호강도(RSSI) 값에 기반하여 보정하고,
상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 보다 짧으면, 상기 사용자 단말기와 상기 AP 사이를 연결하는 가상의 직선을 연장하여, 상기 AP의 해당 거리 범위에 대응하는 내측원과 교차되는 지점을 상기 사용자의 현재 위치로 결정하며,
상기 추정된 사용자의 현재 위치에 대한 좌표와 상기 AP 사이의 좌표를 통해 획득한 거리가 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위 보다 길면, 상기 사용자 단말기와 상기 AP 사이를 연결하는 직선과, 상기 AP의 해당 거리 범위에 대응하는 외측원과 교차되는 지점을 상기 사용자의 현재 위치로 결정하는 위치추적 시스템.
In a location tracking system using AP and IMU,
A communication unit that obtains the distance range between the user terminal and the AP through short-distance communication with an AP (access point) installed nearby,
A data sensing unit that senses data through an inertial measurement unit (IMU) installed in the user terminal,
A conversion data acquisition unit that converts the sensed data into a global coordinate system and obtains conversion data,
A direction estimation unit that uses the converted data to determine whether the user is walking, and when it is determined that the user is walking, estimates the user's stride length and the user's direction using the converted data;
A location estimation unit that estimates the user's location by applying the converted data and the user's stride length to a PDR (Pedestrian Dead Reckoning) technique, and
If the distance obtained through the coordinates of the estimated user's current location and the coordinates between the AP is within the distance range between the user terminal and the AP, it includes a control unit that determines the estimated user's location as the current location; ,
The control unit,
If the distance obtained through the coordinates of the estimated user's current location and the coordinates between the AP is not within the distance range between the user terminal and the AP, the user's location is determined based on the received signal strength (RSSI) value. correct,
If the distance obtained through the coordinates of the estimated user's current location and the coordinates between the AP is shorter than the distance range between the user terminal and the AP, extend the virtual straight line connecting the user terminal and the AP , determining the point that intersects the inner circle corresponding to the corresponding distance range of the AP as the current location of the user,
If the distance obtained through the coordinates of the estimated user's current location and the coordinates between the AP is longer than the distance range between the user terminal and the AP, a straight line connecting the user terminal and the AP, A location tracking system that determines the point that intersects the outer circle corresponding to the distance range as the user's current location.
제12항에 있어서,
상기 통신부는,
상기 AP의 수신신호강도(RSSI)를 이용하여 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위를 획득하되, 상기 사용자 단말기와 AP 사이의 거리 범위에 따라 인근 상태(immediate), 근거리 상태(near), 원거리 상태(far) 및 확인불가 상태(unknown)로 구분하는 위치추적 시스템.
According to clause 12,
The Department of Communications,
The distance range between the user terminal and the AP is obtained using the received signal strength (RSSI) of the AP, and depending on the distance range between the user terminal and the AP, it is in a nearby state (immediate state), a near state (near state), or a far state. Location tracking system divided into (far) and unconfirmed (unknown) status.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제12항에 있어서,
상기 사용자 단말기는
iOS 운영체계를 기반으로 하는 위치 추적 시스템.
According to clause 12,
The user terminal is
A location tracking system based on the iOS operating system.
제13항에 있어서,
상기 인근 상태는 상기 AP로부터 제1 기준 거리 이내에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며,
상기 근거리 상태는 상기 AP로부터 제1 기준 거리 이상 제2 기준 거리보다 작은 거리에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며,
상기 원거리 상태는 상기 AP로부터 제2 기준 거리 이상 제3 기준 거리보다 작은 거리에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내며,
상기 확인불가 상태는 상기 AP로부터 제3 기준 거리 이상의 거리에 상기 사용자 단말기가 존재하는 경우를 나타내는 위치추적 시스템.
According to clause 13,
The nearby state represents a case where the user terminal exists within a first reference distance from the AP,
The short-distance state represents a case where the user terminal exists at a distance from the AP that is greater than a first reference distance but less than a second reference distance,
The remote state represents a case where the user terminal exists at a distance from the AP that is greater than or equal to a second reference distance but less than a third reference distance,
The location tracking system indicates that the unconfirmable state indicates that the user terminal exists at a distance greater than or equal to a third reference distance from the AP.
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