KR102638409B1 - 휴대형 복합 신호수집 기기와 qr 코드를 활용한 실내외 통합 위치인식 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 신호수집 기기에서 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실외에서 실내로의 전환을 탐지하는 단계, 실내에 대응하는 건물을 탐지하는 단계, 탐지된 건물에서의 제1 기준 위치를 탐지하는 단계 및 제1 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실내 위치를 추정하는 단계를 포함하는 위치인식 방법에 관한 것이다.

Description

휴대형 복합 신호수집 기기와 QR 코드를 활용한 실내외 통합 위치인식 방법 및 시스템{INDOOR AND OUTDOOR INTEGRATED LOCATION RECOGNITION METHOD AND SYSTEM UTILIZING PORTABLE COMPLEX SIGNAL COLLECTION DEVICE AND QR CODE}

본 발명은 휴대형 복합 신호수집 기기와 QR 코드를 활용한 실내외 통합 위치인식 방법 및 시스템에 관한 것으로서 구체적으로는 복합 신호수집 기기를 활용하여 다양한 신호를 수집하고 수집된 다양한 신호에 기반하여 실내에서의 위치를 추정하고 QR 코드를 통해 복합 신호수집 기기의 위치와 연관된 서비스를 제공할 수 있는 휴대형 복합 신호수집 기기와 QR 코드를 활용한 실내외 통합 위치인식 방법 및 시스템에 관한 것이다.

스마트폰을 활용한 위치 인식에 대해 요구 및 응용이 증대하고 있는데, 스마트폰 또는 스마트폰 소지자의 위치가 인식되면 다양한 위치기반 서비스를 제공할 수 있기 때문에 GPS를 활용할 수 있는 실외를 넘어 실내 공간에서의 위치 인식에 대한 요구도 증가하고 있는 추세이다. 실내 공간에서의 위치 인식이 가능해지면 실내/외 통합 길 안내 서비스, 친구 찾기, 어린이, 노약자 보호 등의 다양한 양질의 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.

실외에서는 GPS 신호를 사용하여 용이하게 스마트폰과 같은 이동 기기의 위치를 추정할 수 있다. GPS가 도달하지 않는 실내 공간에서 위치를 인식하기 위해서 스마트폰으로 수신할 수 있는 블루투스 신호나 무선랜 신호 등으로부터의 신호를 활용하기도 한다.

하지만, 최근 개인 프라이버시 침해의 우려로 스마트폰을 활용한 위치 인식에 많은 제약이 가해지고 있다. 애플의 경우 스마트폰에서 무선랜 신호를 스캔하는 것을 허용하지 않고 있으며 구글의 경우에도 무선랜 신호를 스캔하는 주기를 2분에 최대 4회만을 허용하는 제약을 가하고 있다.

이와 같이, 실외뿐 아니라 실내에서도 사용자의 위치를 정확히 인식할 수 있는 휴대형 복합 신호수집 기기와 QR 코드를 활용한 실내외 통합 위치인식 방법 및 시스템이 필요하다.

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 실내외를 아울러 통합적으로 사용자의 위치 인식이 가능한 위치인식 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 스마트폰의 센서 사용 제약을 극복하고 휴대형 복합 신호수집 기기 기반의 다양한 센싱 신호를 이용하여 정확한 실내 위치 인식과 위치 추적이 가능한 위치인식 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 휴대형 복합 신호수집 기기의 다양한 센싱 신호로부터 실내의 다양한 유형의 기준 위치를 특정하고 특정된 위치로부터 사용자의 정확한 위치 추적이 가능한 위치인식 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 휴대형 복합 신호수집 기기에 대응하는 QR 코드를 이용하여 위치 관련 서비스를 제공하고 휴대형 복합 신호수집 기기 기반의 위치 서비스를 제공할 수 있는 위치인식 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상에 따른 위치인식 방법은 위치인식 서버가 복합 신호수집 기기에서 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실외에서 실내로의 전환을 탐지하는 단계; 상기 위치인식 서버가 상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하는 단계; 상기 위치인식 서버가 탐지된 건물에서의 제1 기준 위치를 탐지하는 단계; 및 상기 위치인식 서버가 상기 제1 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실내 위치를 추정하는 단계;를 포함한다.

상기한 위치인식 방법에 있어서, 상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하는 단계 이후에, 상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기로부터 센싱된 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터로부터 상기 제1 기준 위치에 매칭되는 기준 기압을 추정하는 단계; 및 상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기로부터 센싱된 후속 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터와 상기 기준 기압에 기초하여 상기 건물 내에서 위치하는 층을 추정하는 단계;를 더 포함한다.

상기한 위치인식 방법에 있어서, 상기 실내 위치를 추정하는 단계 이후에, 상기 위치인식 서버가 탐지된 건물에서의 제2 기준 위치를 탐지하는 단계; 및 상기 위치인식 서버가 상기 제2 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실내 위치를 추정하는 단계;를 더 포함한다.

상기한 위치인식 방법에 있어서, 상기 제1 기준 위치를 탐지하는 단계는 복수의 센싱신호 데이터 중 GPS 데이터를 이용하여 상기 건물에서의 출입구인 상기 제1 기준 위치를 탐지하고, 상기 제2 기준 위치를 탐지하는 단계는 복수의 센싱신호 데이터 중 3축가속기 데이터 및 기압계 데이터를 이용하여 계단 또는 엘리베이터의 상기 제2 기준 위치를 탐지한다.

상기한 위치인식 방법에 있어서, 상기 실내로의 전환을 탐지하는 단계는 학습된 인공지능 엔진에 의해 시간축으로 연속적으로 센싱된 일련의 복수의 센싱신호 데이터의 입력에 따라 실외로부터 실내로의 전환을 탐지하고, 상기 복수의 센싱신호 데이터는 GPS 데이터, 기압계 데이터, 조도 데이터, 지자기 데이터를 포함한다.

상기한 위치인식 방법에 있어서, 상기 실내로의 전환을 탐지하는 단계 이전에, 상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기로부터 기기 ID와 복수의 센싱신호 데이터 및 시각을 포함하는 센싱신호 정보를 수신하고 수집신호 DB에 저장하는 단계; 및 상기 실내 위치를 추정하는 단계 이후에, 상기 위치인식 서버가 추정된 실내 위치를 상기 복합 신호수집 기기의 기기 ID에 매칭시켜 기기위치 DB에 저장하는 단계;를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따른 위치인식 방법은 위치인식 서버가 복합 신호수집 기기에서 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실외에서 실내로의 전환을 탐지하는 단계; 상기 위치인식 서버가 상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하는 단계; 상기 위치인식 서버가 탐지된 건물에서의 제1 기준 위치를 탐지하는 단계; 상기 위치인식 서버가 상기 제1 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실내 위치를 추정하고 추정된 실내 위치 정보를 기기위치 DB에 저장하는 단계; 상기 위치인식 서버가 이동 단말에 의해 인식되는 QR 코드를 통한 웹 접속에 따라 상기 QR 코드에 포함된 기기 ID를 수신하는 단계; 및 상기 위치인식 서버가 상기 기기위치 DB에서 수신된 상기 기기 ID에 대응하는 실내 위치 정보를 상기 이동 단말로 전송하는 단계;를 포함한다.

상기한 위치인식 방법에 있어서, 상기 복합 신호수집 기기의 QR 코드를 인식한 상기 이동 단말이 수신된 실내 위치 정보를 디스플레이에 표시하는 단계;를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따른 위치인식 방법은 복합 신호수집 기기가 주기적으로 복수의 센서를 이용하여 센싱신호를 수집하는 단계; 상기 복합 신호수집 기기가 상기 복수의 센서의 센싱신호로부터 구성되는 복수의 센싱신호 데이터와 상기 복합 신호수집 기기의 기기 ID 및 센싱 시각을 포함하는 센싱신호 정보를 위치인식 서버로 무선망을 통해 전송하는 단계; 상기 위치인식 서버가 수신된 센싱신호 정보를 수집신호 DB에 저장하는 단계; 상기 위치인식 서버가 복합 신호수집 기기에서 센싱되어 저장되어 있는 상기 수집신호 DB의 센싱신호 정보의 복수의 센싱신호 데이터로부터 실외에서 실내로의 전환을 탐지하는 단계; 상기 위치인식 서버가 상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하는 단계; 상기 위치인식 서버가 탐지된 건물에서의 제1 기준 위치를 탐지하는 단계; 및 상기 위치인식 서버가 상기 제1 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 센싱신호 정보의 복수의 센싱신호 데이터로부터 실내 위치를 추정하는 단계;를 포함한다.

상기한 위치인식 방법에 있어서, 상기 복합 신호수집 기기에 의해 구성되는 상기 복수의 센싱신호 데이터 중 하나 이상의 센싱신호 데이터는 센서로부터 센싱된 복수의 센싱신호에 대한 처리로 구성되는 데이터이고, 상기 복합 신호수집 기기는 휴대형 기기이다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따른 위치인식 서버는 통신망을 통해 데이터를 송수신하는 통신 유닛; 복수의 DB를 포함하여 데이터를 저장하는 저장 유닛; 및 복합 신호수집 기기에서 센싱된 상기 저장 유닛의 복수의 센싱신호 데이터로부터 실외에서 실내로의 전환과 상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하고 탐지된 건물에서의 제1 기준 위치를 탐지하며 상기 제1 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 상기 저장 유닛의 복수의 센싱신호 데이터로부터 실내 위치를 추정하는 제어 유닛;을 포함한다.

상기한 위치인식 서버에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 실내에 대응하는 건물의 탐지 이후에 상기 복합 신호수집 기기로부터 센싱된 상기 저장 유닛의 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터로부터 상기 제1 기준 위치에 매칭되는 기준 기압을 추정하고 후속 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터와 상기 기준 기압에 기초하여 상기 건물 내에서 위치하는 층을 추정한다.

상기한 위치인식 서버에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 실내 위치의 추정 이후에, 탐지된 건물에서의 제2 기준 위치를 탐지하고 상기 제2 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실내 위치를 더 추정하며, 상기 제1 기준 위치는 상기 건물에서의 복수의 출입구 중 하나의 출입구이고, 상기 제2 기준 위치는 상기 건물 내에 위치하는 계단 또는 엘리베이터이다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따른 위치인식 시스템은 상기한 위치인식 서버; 및 무선의 통신망을 통해 상기 위치인식 서버에 연결되는 복수의 복합 신호수집 기기;를 포함하고, 상기 복합 신호수집 기기는 주기적으로 복수의 센서를 이용하여 센싱신호를 수집하고 상기 복수의 센서의 센싱신호로부터 구성되는 복수의 센싱신호 데이터와 상기 복합 신호수집 기기의 기기 ID 및 센싱 시각을 포함하는 센싱신호 정보를 상기 위치인식 서버로 전송한다.

상기한 위치인식 시스템에 있어서, 이동 단말;을 더 포함하고, 상기 이동 단말은 상기 복합 신호수집 기기의 QR 코드를 인식하고 인식된 QR 코드의 웹 사이트 주소에 따라 상기 위치인식 서버에 접속하고 상기 QR 코드의 기기 ID를 전송하며 상기 위치인식 서버로부터 수신되는 실내 위치 정보를 디스플레이에 표시한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 위치인식 방법 및 시스템은 실내외를 아울러 통합적으로 사용자의 위치 인식이 가능한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 위치인식 방법 및 시스템은 스마트폰의 센서 사용 제약을 극복하고 휴대형 복합 신호수집 기기 기반의 다양한 센싱 신호를 이용하여 정확한 실내 위치 인식과 위치 추적이 가능한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 위치인식 방법 및 시스템은 휴대형 복합 신호수집 기기의 다양한 센싱 신호로부터 실내의 다양한 유형의 기준 위치를 특정하고 특정된 위치로부터 사용자의 정확한 위치 추적이 가능한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 위치인식 방법 및 시스템은 휴대형 복합 신호수집 기기에 대응하는 QR 코드를 이용하여 위치 관련 서비스를 제공하고 휴대형 복합 신호수집 기기 기반의 위치 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 위치인식 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 복합 신호수집 기기의 전용 기기로 실제 구현된 예를 도시한 도면이다.
도 3은 위치인식 서버의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 4는 복합 신호수집 기기 및 QR 코드를 활용하여 복합 신호수집 기기의 위치를 추정하고 위치를 모니터링하는 예시적인 주요 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 수집된 센싱신호를 이용하여 복합 신호수집 기기의 위치를 추정하는 구체적인 제어 흐름을 도시한 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술 되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 예시적인 위치인식 시스템을 도시한 도면이다.

도 1의 위치인식 시스템은 휴대형의 복합 신호수집 기기(200)와 QR 코드(300)를 활용하여 실내외를 통합하여 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 인식할 수 있도록 구성되고 특히 복합 신호수집 기기(200)에서 센싱되는 다양한 센싱신호와 실내의 특성 기반으로 실내에서 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 높은 정확도로 특정할 수 있도록 구성된다.

위치인식 시스템은 위치인식 서버(100), 하나 이상의 복합 신호수집 기기(200) 및 QR 코드(300)와 하나 이상의 이동 단말(400)을 포함하고 복합 신호수집 기기(200)와 이동 단말(400)은 위치인식 서버(100)에 통신망(500)을 통해 연결되어 각종 데이터를 송수신할 수 있다.

도 1의 위치인식 시스템을 살펴보면, 복합 신호수집 기기(200)는 외부 환경의 각종 센싱신호를 수집한다. 복합 신호수집 기기(200)는 각종 센서들을 구비하여 각종 센서들로부터의 센싱신호를 수집하고 수집된 센싱신호에서 센싱신호 데이터를 구성하고 각종 센서들의 다수의 센싱신호 데이터, 복합 신호수집 기기(200)의 기기 ID 및 센싱 시각을 포함하는 센싱신호 정보를 무선의 통신망(500)(무선망)을 통해 연결되는 위치인식 서버(100)로 주기적으로 또는 즉각적으로 전송한다.

복합 신호수집 기기(200)는 휴대형 기기로 구성되어 응용에 따라 이동 단말(400)의 이용자가 휴대하거나, 이동단말(400)의 이용자가 케어, 관리, 또는 가이드하는 타인 등이 휴대할 수 있다. 복합 신호수집 기기(200)는 전용 기기(예를 들어, 태그나 카드 타입의 기기)로 구성되거나 다른 용도의 기기에 내장될 수 있도록 구성된다. 복합 신호수집 기기(200)에 대해서는 도 2 및 도 4 이하에서 좀 더 살펴보도록 한다.

위치인식 서버(100)는 하나 이상의 복합 신호수집 기기(200)로부터의 센싱신호 정보를 수집신호 DB(151)에 저장하고 저장된 센싱신호 정보의 각종 센싱신호 데이터를 이용하여 실외 및 실내 판별, 실외 또는 실내에서의 위치를 추정하고 추정된 위치를 기기위치 DB(155)에 저장한다. 위치인식 서버(100)는 이동 단말(400)로부터의 접속에 따라 특정 복합 신호수집 기기(200)의 추정된 현재 위치를 이동 단말(400)로 전송할 수 있다. 위치인식 서버(100)에 대해서는 도 3 이하에서 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

복합 신호수집 기기(200)는 QR 코드(300)에 연계된다. 예를 들어, 복합 신호수집 기기(200)의 케이스 표면이나 복합 신호수집 기기(200)에 연결된 기기의 케이스 표면에는 QR 코드(300)가 부착되거나 프린팅 되어 있을 수 있다. QR 코드(300)는 위치인식 서버(100)로 접속하기 위한 웹 사이트 주소와 연계된 복합 신호수집 기기(200)를 특정하기 위한 기기 ID를 적어도 포함하도록 구성된다.

이동 단말(400)은 인식된 QR 코드(300)에 연계된 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 표시하는 기기이다. 이동 단말(400)은 카메라, 디스플레이, 프로세서 및 무선통신 칩을 구비한다. 이동 단말(400)은 예를 들어 스마트폰, 태블릿 PC 등일 수 있다. 설계 예에 따라 이동 단말(400)은 생략될 수 있다. 다른 설계 예로 이동 단말(400) 대신에 고정 단말(예를 들어, 중앙관제 센터의 단말)이 위치인식 시스템에 포함될 수도 있다.

이동 단말(400)은 구비된 카메라를 통해 휴대하거나 특정 위치의 복합 신호수집 기기(200)에 연계된 QR 코드(300)를 인식하고 인식된 QR 코드(300)의 웹 사이트 주소(URL)에 따라 위치인식 서버(100)에 접속한다. 이동 단말(400)은 접속 과정에서 또는 후속하여 QR 코드(300)에서 추출된 기기 ID를 위치인식 서버(100)로 전송하고 위치인식 서버(100)로부터 수신되는 위치 정보를 구비된 디스플레이에 표시한다. 특히, 이동 단말(400)은 위치인식 서버(100)에 의해 높은 정확도로 추정되는 실내 위치 정보를 수신하고 이를 디스플레이에 표시한다. 이동 단말(400)에서 이루어지는 주요 과정은 도 4에서 좀 더 살펴보도록 한다.

통신망(500)은 각종 데이터를 송수신한다. 통신망(500)은 무선망을 포함하여 구성될 수 있다. 통신망(500)은 이동 단말(400)과 위치인식 서버(100) 사이의 각종 데이터를 송수신하기 위한 이동통신망을 포함하고 복합 신호수집 기기(200)와 위치인식 서버(100) 사이의 각종 데이터를 송수신하기 위한 전용 무선망(예를 들어, LORA 통신망)을 포함한다. 설계 예에 따라, 복합 신호수집 기기(200)는 이동 단말(400)을 통해 위치인식 서버(100)와 각종 데이터를 송수신할 수 있다.

도 2는 복합 신호수집 기기(200)가 전용 기기로 실제 구현된 예를 도시한 사진이다.

도 2의 (a)는 복합 신호수집 기기(200)가 실 구현된 보드의 상측 뷰를 나타내고, 도 2의 (b)는 실 구현된 보드의 하측 뷰를 나타낸다.

도 2의 예와 같이, 복합 신호수집 기기(200)는 다수의 센서들과 저장 모듈, 통신 모듈 및 MPU(Micro Processing Unit : MPU) 모듈을 포함하고 그 외 다른 전자 부품(예를 들어, 레귤레이터, USB 커넥터, USIM 등)을 더 포함할 수 있다.

복합 신호수집 기기(200)는 GPS 센서, 무선랜 모듈, 블루투스 센서, 관성 센서, 기압계 센서, 지자기 센서 및 조도 센서를 포함하여 각종 외부 환경 신호를 센싱할 수 있도록 구성된다. 설계 예에 따라 일부 센서는 생략 구성될 수 있다.

저장 모듈은 센서에 의해 센싱된 각종 신호와 데이터를 저장한다. 저장 모듈은 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리 또는 디램 등의 휘발성 메모리를 포함하여 각종 신호와 데이터를 저장한다.

통신 모듈은 무선망을 통해 데이터를 송수신한다. 통신 모듈은 LoRA, LTE의 무선망을 통해 수집된 센싱신호로부터 구성되는 센싱신호 정보를 직접 또는 이동 단말(400)을 경유하여 위치인식 서버(100)로 전송할 수 있다. 이동 단말(400)을 경유하여 센싱신호 정보를 전송하는 경우, 통신 모듈은 무선랜이나 블루투스 통신을 통해 센싱신호 정보를 이동 단말(400)로 전송하고 이동 단말(400)이 센싱신호 정보를 무선의 통신망(500)을 통해 위치인식 서버(100)로 전송할 수 있다.

MPU 모듈은 센서들을 제어하여 센싱신호를 수집하고 수집된 센싱신호들에서 센싱신호 데이터들을 구성하여 구성된 센싱신호 데이터들, 센싱 시각 및 복합 신호수집 기기(200)의 기기 ID를 포함하는 센싱신호 정보를 통신 모듈을 통해 위치인식 서버(100)로 전송한다.

MPU 모듈은 각종 센서들을 제어하여 GPS 신호, 무선랜 신호, 블루투스 신호, 관성 신호(3축가속기 신호, 자이로스코프 신호), 기압계 신호, 지자기 신호 및 조도 신호를 수집하고 수집된 신호로부터 각각의 센싱신호 데이터인 GPS 데이터, 무선랜 데이터, 블루투스 데이터, 관성 데이터, 기압계 데이터, 지자기 데이터 및 조도 데이터를 구성할 수 있다.

MPU 모듈은 동일한 주기에 따라 센싱 신호를 수집하거나 서로 다른 주기에 따라 센싱 신호를 수집할 수 있다. MPU 모듈은 모든 센싱신호를 수집하거나 조건에 따라 일부 센싱신호 만을 수집할 수 있다.

MPU 모듈은 센싱신호로부터 센싱신호 데이터를 구성하는 데, 센싱신호 자체가 센싱신호 데이터로 구성되거나 시간축으로 연속적인 여러 센싱신호들로부터 단일의 센싱신호 데이터가 구성될 수 있다. 예를 들어, MPU 모듈은 관성 신호의 3축가속기 신호들로부터 걸음걸이 수를 결정하고 결정된 걸음걸이 수를 관성 신호(의 3축가속기 센서)에 대응하는 센싱신호 데이터로 구성할 수 있다. 이와 같이, 복수의 센싱신호 데이터 중 하나 이상의 센싱신호 데이터는 센싱된 여러 센싱신호에 대한 처리로 구성되는 데이터일 수 있다.

MPU 모듈은 구성된 센싱신호 데이터들과 센싱 시각 및 기기 ID(예를 들어, UUID)를 포함하는 센싱신호 정보를 구성하고 구성된 센싱신호 정보를 통신 모듈을 통해 위치인식 서버(100)로 전송한다. MPU 모듈은 주기적으로, 또는 센싱신호 정보의 구성에 따라 바로, 센싱신호 정보를 전송할 수 있다. 전송 주기는 통신 환경에 따라 달리 설정될 수 있다.

도 3은 위치인식 서버(100)의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.

도 3에 따르면, 위치인식 서버(100)는 통신 유닛(110), 저장 유닛(150), 연결 유닛(170) 및 제어 유닛(190)을 포함하여 구성된다. 도 3의 블록도는 기능 블록을 나타내는 기능 블록도이다. 도 3에 따른 위치인식 서버(100)는 각각의 기능을 수행하기 위한 다양한 물리적 구성을 가질 수 있다. 위치인식 서버(100)는 다수의 물리적 서버로 분할 구성될 수 있고 할당된 기능에 따라 분리 구성될 수도 있다. 특정 구현 예에서는 저장 유닛(150)의 각종 DB는 별도 서버나 스토리지에 구현될 수도 있다. 이와 같이, 위치인식 서버(100)의 구성은 단일한 서버로 국한되지 않고 구성 가능한 다양한 서버 구성을 가질 수 있다.

도 3을 통해 각 기능 블록을 살펴보면, 통신 유닛(110)은 통신망(500)을 통해 데이터를 송수신한다. 통신 유닛(110)은 무선랜, 유선랜, 광랜 등에 연결되어 이동통신망이나 무선망으로부터의 각종 데이터를 송수신하기 위한 통신 칩셋이나 회로를 포함한다.

저장 유닛(150)은 각종 데이터를 저장한다. 저장 유닛(150)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및/또는 하드디스크 등의 대용량 저장매체를 포함하여 위치인식 서버(100)에서 이용되는 각종 데이터와 프로그램을 저장한다.

저장 유닛(150)은 제어 유닛(190)에서 수행되는 위치추정 제어 프로그램, 미리 학습된 인공지능 엔진 프로그램, 웹 인터페이스 프로그램 등을 포함하여 제어 유닛(190)이 이러한 프로그램의 수행에 따라 위치인식 서버(100)에 부여된 각종 기능을 수행한다.

또한, 저장 유닛(150)은 다수의 DB를 포함한다. 저장 유닛(150)은 수집신호 DB(151), 라디오맵 DB(153), 기기위치 DB(155)를 포함하여 복합 신호수집 기기(200)의 위치 추정과 추적에 필요한 각종 데이터를 저장한다.

수집신호 DB(151)는 위치 관리 대상인 복합 신호수집 기기(200)들 각각으로부터 수집되는 센싱신호들을 저장한다. 수집신호 DB(151)는 복합 신호수집 기기(200)별 수집정보 엔트리들을 포함하고, 각각의 수집정보 엔트리는 기기 ID와 다수의 센싱신호 아이템들을 저장한다. 센싱신호 아이템들 각각은 센싱 시각 및 복수의 센싱신호 데이터를 포함하고 복수의 센싱신호 데이터 각각은 특정 센서에 매칭되어(식별가능하도록) 저장된다. 수집신호 DB(151)의 엔트리에 저장되는 센싱신호 정보들(센싱신호 데이터들)은 서비스의 종류나 정책에 따라 과거 수시간에서 길게는 수일간 수집되는 센싱신호 정보들일 수 있다.

라디오맵 DB(153)(또는 신호지도)는 실내의 각 지점에서 수집한 무선랜 신호의 특성 정보를 모아둔 테이블이다. 특정 지점에서의 무선랜 신호의 특성은 특정 지점에서 수신(인식)되는 신호 중계기(AP)와 신호세기(RSSI)의 쌍으로 한 리스트로 표현된다. 라디오맵 DB(153)는 (특정) 건물 각각에 대해 구축될 수 있고 구축된 건물(건물 ID)의 라디오맵 DB(153)를 이용하여 해당 건물 내에서의 복합 신호수집 기기(200)(나 이동 단말(400))의 위치를 추정할 수 있다. 라디오맵은 다양한 방식으로 구축될 수 있다.

기기위치 DB(155)는 복합 신호수집 기기(200)에서 수집된 센싱신호들을 이용하여 추정된 위치 정보를 저장한다. 기기위치 DB(155)는 복합 신호수집 기기(200)별 위치정보 엔트리들을 포함하고 각각의 위치정보 엔트리는 기기 ID와 다수의 위치정보 아이템들을 저장한다. 위치정보 아이템들 각각은 위치 추정된 시각(예를 들어 센싱 시각)과 함께 추정된 위치 정보를 포함하여 구성된다. 위치 정보는 실내/실외 구별 데이터, 추정 위치 데이터를 포함하고 추정 위치 데이터는 실외의 경우 위도나 경도로 표현되거나 실내인 경우 건물 내에서 인식 가능한 데이터(예를 들어, 층수, 건물지도에서 인식 가능한 해당 층에서의 위치)로 표현된다.

위치 추정에 따라 구성되는 기기위치 DB(155)는 다양한 용도나 목적으로 활용 가능하다. 일 예로 기기위치 DB(155)의 위치정보 엔트리의 위치정보 아이템들이나 최근 위치정보 아이템은 이동 단말(400)의 디스플레이로 출력되어 실시간 위치 또는 과거 위치 이력을 알 수 있는 위치 서비스를 제공할 수 있다. 또는, 기기위치 DB(155)의 위치정보 엔트리의 위치정보 아이템들이나 최근 위치정보 아이템은 중앙 관제 센터의 화면으로 출력되어 관리자가 특정 대상을 모니터링할 수 있다. 기기위치 DB(155)의 위치정보 엔트리의 위치정보 아이템들이나 최근 위치정보 아이템은 과학관, 박물관, 쇼핑센터 등 다양한 목적과 용도에서 활용 가능하다.

연결 유닛(170)은 위치인식 서버(100) 내의 블록 사이의 각종 데이터를 송수신한다. 연결 유닛(170)은 병렬 버스, 시리얼 버스, 이더넷, 와이파이 등을 하나 이상 포함하여 각종 데이터를 송수신할 수 있다.

제어 유닛(190)은 위치인식 서버(100)를 제어한다. 제어 유닛(190)은 저장 유닛(150)의 하나 이상의 프로그램을 통해 위치인식 서버(100)를 제어할 수 있다. 제어 유닛(190)은 CPU, MPU, 중앙 처리 장치, 마이컴 등을 하나 이상 포함하여 프로그램의 명령어 코드를 수행할 수 있다.

위치추정 제어 프로그램, 미리 학습된 인공지능 엔진 프로그램 및/또는 웹 인터페이스 프로그램을 수행하는 제어 유닛(190)은 복합 신호수집 기기(200)로부터 수집되는 센싱신호들을 저장하고 저장된 센싱신호들로부터 위치를 추정하고 추정된 위치를 저장하고 이후 이동 단말(400)로부터의 요청에 따라 추정된 위치를 전송할 수 있다. 제어 유닛(190)에서 이루어지는 좀 더 구체적인 제어 흐름은 도 4 및 도 5에서 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

도 4는 복합 신호수집 기기(200) 및 QR 코드(300)를 활용하여 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 추정하고 위치를 모니터링하는 예시적인 주요 제어 흐름을 도시한 도면이다. 이미 도 1 내지 도 3을 통해 상세히 살펴본 내용은 이하 간단히 살펴보도록 한다.

먼저, 복합 신호수집 기기(200)는 구비된 복수의 센서를 이용하여 센신신호를 주기적 또는 비주기적으로 수집(①)한다. 복합 신호수집 기기(200)(의 MPU 모듈)는 각종 센서들(GPS 센서, 무선랜 센서, 블루투스 센서, 관성 센서, 기압계 센서, 지자기 센서 및 조도 센서)을 제어하여 GPS 신호, 무선랜 신호, 블루투스 신호, 관성 신호(3축가속기 신호, 자이로스코프 신호), 기압계 신호, 지자기 신호 및 조도 신호를 수집한다. 또한, 복합 신호수집 기기(200)(의 MPU 모듈)는 수집된 복수의 센싱신호로부터 복수의 센싱신호 데이터를 구성한다.

각 센서별 수집 주기는 다를 수 있고, 예를 들어, GPS 센서, 무선랜 센서 및 블루투스 센서는 수 초를 수집 주기로 설정될 수 있다. 반면, 관성 센서(Inertial and Magnetic sensor), 기압계 센서, 지자기 센서 및 조도 센서는 훨씬 더 빈번한 주기로 신호를 수집할 수 있다.

복합 신호수집 기기(200)(의 MPU 모듈)는 구성된 복수의 센싱신호 데이터, 복합 신호수집 기기(200)의 기기 ID 및 센싱 시각을 포함하는 센싱신호 정보를 생성하고 센싱신호 정보를 무선의 통신망(500)(예를 들어, LoRA 통신망이나 LTE 망 등)을 통해 위치인식 서버(100)로 전송(② 참조)한다.

위치인식 서버(100)는 복수의 복합 신호수집 기기(200)로부터 센싱신호 정보를 수신하고 이를 수집신호 DB(151)에 저장한다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 센싱신호 정보의 기기 ID를 이용하여 수집신호 DB(151)의 동일한 기기 ID를 가지는 수집정보 엔트리를 검색하고 검색된 수집정보 엔트리에 신규의 센싱신호 아이템을 생성하고 생성된 센싱신호 아이템에 센싱신호 정보의 센싱 시각과 복수의 센싱신호 데이터를 저장한다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 주기적으로 또는 비주기적으로 복수 회에 걸쳐 각각의 복합 신호수집 기기(200)로부터 센싱신호 정보를 수신하고 수신된 센싱신호 정보를 수집신호 DB(151)에 저장한다.

위치인식 서버(100)는 각각의 복합 신호수집 기기(200)에서 수집된 센싱신호를 이용하여 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 추정하고 추정된 위치를 저장(③ 참조)한다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 수집신호 DB(151)에서 각각의 복합 신호수집 기기(200)별 수집정보 엔트리를 추출하고 추출된 수집정보 엔트리의 복수의 센싱신호 데이터들(센싱신호 아이템들의 복수의 센싱신호 데이터)을 이용하여 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 추정하고 추정된 위치를 기기위치 DB(155)에 저장한다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복합 신호수집 기기(200)별 위치정보 엔트리에 신규의 위치정보 아이템을 생성하고 신규의 위치정보 아이템에 해당 복합 신호수집 기기(200)에 대해 추정되는 위치 정보(실내/실외 구별 데이터, 추정 위치 데이터를 포함하고 추정 위치 데이터는 실외의 경우 위도나 경도로 표현되거나 실내인 경우 건물 내에서 인식 가능한 데이터)와 추정 시각을 저장한다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 각각의 복합 신호수집 기기(200)별 추출된 수집정보 엔트리의 복수의 센싱신호 데이터들을 이용하고 센싱신호의 특성과 건물 내부의 특성에 따라 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 추정한다.

이와 같이, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 지속적으로 각각의 복합 신호수집 기기(200)별 센싱신호를 수집하고 수집된 센싱신호에서 해당 복합 신호수집 기기(200)의 실내외 위치를 통합적으로 추정하고 위치 추정 후 추정된 위치(실내 위치)를 추정 시각과 함께 기기 ID에 매칭시켜 기기위치 DB(155)에 저장한다.

한편, 이동 단말(400)은 구비된 카메라를 제어하여 복합 신호수집 기기(200)에 연계된 QR 코드(300)를 인식(④ 참조)한다. 이동 단말(400)은 QR 코드(300)로부터 위치인식 서버(100)에 대응하는 웹 사이트 주소와 복합 신호수집 기기(200)를 특정하는 기기 ID를 추출한다. 웹 사이트 주소는 URL로 표현되고 기기 ID는 범용 고유 식별자(universally unique identifier : UUID)일 수 있다.

QR 코드(300)를 인식한 이동 단말(400)은 추출된 웹 사이트 주소로 접속하고 QR 코드(300)에 연계된 복합 신호수집 기기(200)의 위치 정보를 요청(⑤ 참조)한다. 이동 단말(400)은 추출된 기기 ID를 위치인식 서버(100)로 전송하여 기기 ID에 대응하는 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 요청할 수 있다. 이에 따라, 위치인식 서버(100)는 QR 코드(300)에 포함된 기기 ID를 수신한다.

위치인식 서버(100)는 기기위치 DB(155)에서 이동 단말(400)로부터 수신된 기기 ID에 대응하는 위치 정보를 검색하고 검색된 위치 정보를 이동 단말(400)로 전송(⑥ 참조)한다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 기기위치 DB(155)에서 수신된 기기 ID를 가지는 위치정보 엔트리를 검색하고 검색된 위치정보 엔트리의 최종(최근) 위치정보 아이템 또는 최종(최근) 위치정보 아이템으로부터 일정 개수의 위치정보 아이템 또는 모든 위치정보 아이템의 추정 시각 및 위치 정보를 위치 요청에 대한 응답으로 이동 단말(400)로 전송한다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 수신된 기기 ID에 대응하는 실외 또는 실내 위치 정보를 통신망(500)을 통해 이동 단말(400)로 전송할 수 있다.

복합 신호수집 기기(200)의 QR 코드(300)를 인식하여 위치 정보를 요청한 이동 단말(400)은 위치인식 서버(100)로부터 실외 또는 실내의 위치 정보를 통신망(500)을 통해 수신하고 이를 디스플레이에 표시(⑦ 참조)한다.

도 4의 주요 제어 흐름은 다양한 서비스에 적용 가능하다. 도 4의 주요 제어 흐름은 실내외 통합 내비게이션, 어린이, 노약자 보호 및 모니터링 서비스, 과학관, 박물관, 미술관에서의 위치 기반 안내 서비스, 투어에서 인솔자나 피인솔자의 위치 알림 서비스, 차량 위치 서비스 등 다양한 목적이나 용도로 적용 가능하다. 한편, 이동 단말(400)에 위치 정보를 직접 제공하는 대신, 위치 정보에 대응하는 정보, 예를 들면, 해당위치에 전시된 전시물정보, 작품정보 등을 제공토록 할 수 있다.

도 5는 수집된 센싱신호를 이용하여 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 추정(도 4의 ③)하는 구체적인 제어 흐름을 도시한 도면이다.

도 5의 제어 흐름은 위치인식 서버(100)에 의해 수행되고 바람직하게는 위치추정 제어 프로그램 및 인공지능 엔진 프로그램을 수행하는 제어 유닛(190)에 의해 이루어진다.

먼저, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복합 신호수집 기기(200)별로 수집신호를 수집신호 DB(151)에서 추출(S101)한다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 기기별 수집정보 엔트리에서 시간(센싱 시각)상으로 정렬된 순서(시퀀스)의 복수의 센싱신호 데이터들을 추출할 수 있다. 각각의 복수의 센싱신호 데이터는 GPS 데이터, 무선랜 데이터, 블루투스 데이터, 관성 데이터, 기압계 데이터, 지자기 데이터 및 조도 데이터 중 하나 이상을 포함하고 미인식에는 미인식을 나타내는 해당 데이터(예를 들어, 플래그 등)를 더 포함할 수 있다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복합 신호수집 기기(200)별 위치가 실내인지 실외인지를 판별(S103)한다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복수의 센싱신호 데이터의 GPS 데이터의 수신 여부에 따라 실내 또는 실외를 판별할 수 있다.

GPS 신호는 다양한 외부 환경에 따라 수신되지 않을 수도 있고 실내에서도 수신될 수 있다. 이러한 특성을 고려하여, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 지자기 데이터, 기압계 데이터 및 조도 데이터를 복합적으로 이용하여 실내 또는 실외를 확정할 수 있다.

예를 들어, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 기압계 데이터로 체류하는 층을 인식할 수 있고 인식되는 층이 2층 이상인 경우 비록 GPS 신호가 수신되는 경우라도 실내로 판정한다. 또한, 낮에는 실외 조도 데이터가 실내 환경보다 매우 높고 이러한 특성을 반영하여 실내외를 판별할 수 있다.

실외인 경우, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복수의 센싱신호 데이터의 GPS 데이터를 추출(S105)하고 추출된 GPS 데이터를 이용하여 실외 위치를 추정(S107)하고 추정된 실외 위치 정보(위도 및/또는 경도)를 포함하는 위치정보 아이템을 생성하고 추정(센싱) 시각과 함께 복합 신호수집 기기(200)의 위치정보 엔트리에 저장한다.

실내로 판별된 경우, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복수의 센싱신호 데이터에서 무선랜 데이터를 추출(S109)하고 무선랜 데이터로부터 무선랜 신호가 존재하는 지를 판단(S111)한다.

무선랜 신호가 존재하고 무선랜 신호에 대응하는 라디오 맵이 라디오 DB에서 존재하는지를 판단하고(S113), 존재하는 경우 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 라디오 맵을 이용하여 실내 위치를 추정(S115)하고 추정된 실내 위치를 포함하는 위치정보 아이템을 생성 및 복합 신호수집 기기(200)의 위치정보 엔트리에 저장한다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 라디오 맵이 구축된 환경하에서 무선랜 핑거프린트 방식으로 실내에서 상당한 정확도로 위치를 추정할 수 있다.

무선랜 신호가 존재하지 않거나 라디오 맵이 구축되지 않은 환경하에서, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 다양한 센싱신호를 활용하여 실내 위치를 추정(S117 내지 S129)한다. 응용에 따라서는 특정 건물내, 또는 실내에서만 수행될 수 있어서, S117 내지 S129의 과정들 또는 그 부분집합들만 실행될 수도 있다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 관성 센서(3축가속기 센서, 자이로스코프), 기압계 센서, 지자기 센서 및 조도 센서를 복합적으로 활용하고 건물 내의 위치 특성을 더 활용하여 복합 신호수집 기기(200)(의 이용자)의 위치를 상당한 정확도로 추정할 수 있다.

다양한 센서를 활용하여 실내 위치 추정의 구체적인 과정을 살펴보면, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복합 신호수집 기기(200)에서 센싱된 일련의 복수의 센싱신호 데이터들로부터 실외에서 실내로의 전환을 탐지(S117)한다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복합 신호수집 기기(200)에서 센싱되어 저장되어 있는 수집신호 DB(151)의 센싱신호 정보의 복수의 센싱신호 데이터들로부터 실외에서 실내로의 전환을 탐지한다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 시간상의 일련의 복수의 센싱신호 데이터들의 GPS 데이터의 인식 여부를 주요한 인자로 이용하고 나아가 지자기 데이터의 변화, 조도 데이터의 변화, 기압계 데이터의 변화를 또 다른 인자로 활용하여 실외에서 실내로의 전환(나아가 실내에서 실외로의 전환)을 탐지할 수 있다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 각종 센서신호로 미리 학습된 인공지능 엔진 (프로그램)에 의해 시간축상 연속적으로 센싱된 일련의 복수의 센싱신호 데이터들의 입력에 따라 실외로부터 실내로의 전환을 탐지할 수 있다. 복수의 센싱신호 데이터는 GPS 데이터, 기압계 데이터, 조도 데이터, 관성 데이터 및/또는 지자기 데이터를 포함할 수 있다.

일반적으로, 실외에서는 GPS 신호가 높은 확률로 잡히고, 조도가 밝고, 지자기 신호의 변화가 적고, 기압계 신호의 변화가 적은 특성이 있다. 반면에, 실내에서는 GPS 신호가 낮은 확률로 잡히고, 조도가 어둡고, 지자기 신호의 변화가 심하고 기압계 신호의 변화도 상대적으로 높은 특성을 가진다. 이러한 특성에 따라 각종 센서신호로 미리 학습된 인공지능 엔진 (프로그램)을 수행하는 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 시간축상 연속적으로 센싱된 일련의 복수의 센싱신호 데이터들의 입력에 따라 실외로부터 실내로의 전환을 높은 정확도로 탐지한다.

실외에서 실내로의 전환의 탐지는 실내에서의 위치 추정에 필요한 다양한 특성을 추정하거나 탐지할 수 있도록 한다. 실외에서 실내로의 전환의 탐지에 따라, 진입하는 건물이나 출입구를 탐지할 수 있고 나아가 진입하는 건물에서의 기준 기압을 추정 가능케 한다. 이러한 출입구 및 기준 기압의 탐지나 추정은 건물 내부(실내)에서의 정확한 위치 추정을 위한 기준점으로 바람직하게 이용될 수 있다.

실외에서 실내로의 전환 탐지에 후속하여 또는 동시에, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 실내에 대응하는 건물을 탐지하고 탐지된 건물에서의 기준 위치를 탐지(S119)한다.

실외에서 실내로의 전환을 탐지한 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복수의 센싱신호 데이터들의 GPS 데이터로부터 실외 위치를 특정하고 실외 위치에 인접하거나 가장 가까운 건물을 탐지할 수 있다. 도심에서는 GPS 데이터뿐 아니라 무선랜 데이터를 더 이용하여 진입하는 건물을 탐지할 수 있다.

또한, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 탐지된 건물에서의 진입을 위한 기준 위치(예를 들어, 출입구)를 더 탐지한다. 탐지된 건물은 하나 또는 복수의 출입구를 가질 수 있다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 GPS 데이터뿐 아니라 지자기 데이터의 방향값으로 진입 방향을 확인하고 복수의 출입구 중 진입 방향에 대응하는 출입구를 특정(탐지)할 수 있다.

이와 같이, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복합 신호수집 기기(200)에서 수집된 다양한 유형의 센싱신호로 실내외 전환을 탐지하고 실내로의 전환시에 건물과 기준 위치(출입구)를 용이하게 식별할 수 있다.

또한, 건물의 탐지 이후에, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 기준 위치에 매칭되는 기준 기압을 추정(S121)한다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 센싱된 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터로부터 탐지된 기준 위치에 매칭되는 기준 기압을 추정할 수 있다.

건물은 다수의 층으로 구성되고, 고도 변화에 따라 기압계 센서에서 측정되는 기압값도 달라진다. 센싱되는 기압값을 이용하면 복합 신호수집 기기(200)의 이동 층을 탐지할 수 있다. 여기서, 날씨 변화, 기압계 센서의 종류, 건물의 환경에 따라 절대 기압값을 활용하여 정확한 층을 탐지할 수 없음을 확인하였는데, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 기준 위치(출입구)에 대응하여 측정된 기준 기압을 기준 위치의 층에 매칭시켜 높은 정확도로 이동후의 층을 탐지할 수 있다.

본 발명에 따른 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 실내외의 전환에 따라 출입구(기준 위치)의 탐지시에 출입구에 대응하는 층(예를 들어, 1층)을 특정하고 해당 층에서의 측정된 기압계 데이터의 기압값을 기준 기압으로 설정(S121)한다. 이후, 기준 기압과 측정된 기압과의 차이에 따라 복합 신호수집 기기(200)가 위치하는 층을 추정할 수 있다.

실내로의 전환 탐지와 건물 탐지 이후에, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 후속하여 센싱되는 일련의 복수의 센싱신호 데이터들로부터 기준 위치로부터(기준 위치를 정확한 시작 위치로 설정하여) 보행자 항법 기법(PDR)을 적용(S127)하여 복합 신호수집 기기(200)의 최종 위치를 추정(S129)하고 추정된 실내 위치를 나타내는 실내 위치 정보를 기기위치 DB(155)에 저장한다.

보행자 항법 기법(Pedestrian Dead-Reckoning : PDR)은 기준 위치(출발 위치)로부터 일련의 복수의 센싱신호 데이터의 관성 데이터(3축가속기 데이터, 자이로스코프 데이터)에 기반으로 하여 기준 위치에 상대적인 실내 위치를 추정할 수 있다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 3축가속기로 걸음걸이 횟수를 파악할 수 있고 자이로스코프로 이동 방향을 탐지할 수 있기에 기준 위치로부터 상대적인 정확한 실내 위치를 파악 가능하다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 탐지된 건물에 대해 제작된 실내 지도 데이터(DB)를 이용하여 건물 내에서의 실내 위치를 추정할 수 있다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 추정된 실내 위치 정보를 기기위치 DB(155)의 위치 추정 대상인 복합 신호수집 기기(200)의 위치정보 엔트리에 신규 생성되는 위치정보 아이템에 추정된 시각과 함께 저장한다.

실내 위치 추적 과정에서 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 실내에서의 정확한 위치 추적에 필요하고 동적으로 식별이 필요한 각종 중요 인자(요소)를 후속하여 센싱되는 일련의 복수의 센싱신호 데이터들로부터 추정하거나 탐지하고 중요 인자를 활용하여 지속적으로 실내 위치를 정확히 추적하고 그에 따른 위치 정보를 기기위치 DB(155)에 저장한다.

실내 위치 추적 과정에서, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복합 신호수집 기기(200)의 건물 내 위치하는 층을, 후속하여 수신되는 일련의 복수의 센싱신호 데이터에 기초하여 추정(S123)한다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 후속 복수의 센싱신호 데이터 중에서의 기압계 데이터와 앞서 결정된 기준 기압(탐지된 출입구가 위치하는 층에서 추정된 기압(S121 참조), 예를 들어 1층에서의 기압)에 기초하여 탐지된 건물 내에서의 층을 추정한다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 기준 기압과 기압계 데이터의 차이가, 단위 층고(예를 들면 3 미터)의 기압차 * N(N은 1 이상의 정수) 내외인(마진 내외인) 경우에 복합 신호수집 기기(200)의 위치가 N 층 달라진(변화한) 것으로 판단할 수 있다. 일반적으로, 각 층에서의 절대적 기압값은 날씨와 높이에 따라 달라져 기압계 데이터로부터 정확한 층을 추정하기란 용이치 않다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 출입구에 대응하는 기준 기압과 기압계 데이터의 비교로 상당히 정확한 수준으로 위치 층을 추정할 수 있다.

또한, 한 층이 달라질때 어느 정도의 기압 변화가 발행하는 지는 층의 높이(층고)와 날씨에 따라서 약간씩 달라질 수도 있는데, 층고는 직접 알기 어렵다. 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 기상청 서버 등으로부터 건물 위치의 기압 정보를 수신하고 수신된 기압 정보와, 해당 건물에서 과거 수집된 층간 이동시의 기압 변화 정보를 이용하여, 단위 층고의 기압차를 결정하고 이를 기준으로 기준 기압과 기압계 데이터의 비교로부터 보다 더 정확하게 이동한 층을 추정 가능하다.

층의 변화 탐지에 따라, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 해당 층의 실내 지도를 이용하여 보행자 항법 기법에 따라 복합 신호수집 기기(200)의 위치를 정확한 위치로 업데이트(S127, S129)할 수 있다.

또한, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 실내 위치의 추정(S129) 후 지속적으로, 복합 신호수집 기기(200)에 의해 센싱되는 복수의 센싱신호 데이터로부터 탐지된 건물에서의 다른 기준 위치를 탐지(S125)한다. 다른 기준 위치는 건물 내에 위치하는 예를 들어 엘리베이터, 계단 또는 에스컬레이터일 수 있다. 다른 기준 위치의 탐지는 위치하는 층의 변화 탐지(S123 참조)에 후속하여 이루어질 수 있다.

건물의 실내 환경에서, 복합 신호수집 기기(200)의 정확한 위치 추정을 위해서는 층 변화의 탐지뿐 아니라 층 변화를 야기한 층 이동 수단을 또한 탐지해야 하고 층 이동 수단은 일반적으로 엘리베이터, 계단, 에스컬레이터 등이 있다. 각 층에 엘리베이터, 계단, 에스컬레이터는 실내의 층의 특정 위치에 고정 설치되기에 정확한 위치 추적의 기준 위치로 또한 활용 가능하다.

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 복합 신호수집 기기(200)의 복수의 센싱신호 데이터의 관성 센서의 3축가속기 데이터와 기압계 데이터를 복합적으로 사용하여 층 이동 수단의 이용과 유형을 탐지할 수 있다. 예를 들어, 계단을 통한 이동의 경우에는 걸음에 따른 흔들림과 고도 변화가 발생한다. 반면, 엘리베이터나 에스컬레이터를 통해 이동하는 경우 흔들림은 적으나 (빠른) 고도 변화가 발생한다. 또한, 기압계 데이터의 변화 속도의 활용으로 엘리베이터나 에스컬레이터를 구별할 수 있다.

특정 층에 다수의 층 이동 수단이 존재하는 경우, 위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 층 변화 전 추정된 실내 위치에 따라, 특정 층 이동 수단을 결정할 수 있다(예를 들어, 층간 이동전 마지막 추정 위치에 인접한 계단이나 엘리베이터 등으로 층 이동 수단을 결정함).

위치인식 서버(100)(의 제어 유닛(190))는 층 변화의 인식과 후속하여 동적으로 탐지되는 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 보행자 항법 기법 적용(S127)에 따라 실내 위치를 동적으로 추정(S129)한다.

실내 위치 추적을 위한, S117 내지 S129 과정은 모든 과정이 반드시 순차적으로 수행되지 않고 바람직하게는 시간상으로 순차적으로 센싱되는 복수의 센싱신호 데이터에 대해 적어도 둘 이상의 과정은 독립적 또는 병렬적으로 수행될 수 있다.

도 5의 위치 추정 제어 흐름으로 위치인식 서버(100)는 실내 진입에 따라 실내에서의 각종 구조물의 인식과 특성 기반으로 동적으로 복합 신호수집 기기(200)를 휴대한 사용자의 실내 위치를 높은 정확도로 추정하고 그에 따른 위치 서비스를 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100 : 위치인식 서버
110 : 통신 유닛 150 : 저장 유닛
151 : 수집신호 DB 153 : 라디오맵 DB
155 : 기기위치 DB
170 : 연결 유닛 190 : 제어 유닛
200 : 복합 신호수집 기기
201 : GPS 센서 203 : 무선랜 센서
205 : 블루투스 센서 207 : 관성 센서
209 : 기압계 센서 211 : 지자기 센서
213 : 조도 센서
230 : 저장 모듈 250 : 통신 모듈
270 : MPU 모듈
300 : QR 코드
400 : 이동 단말
500 : 통신망

Claims (16)

1. 위치인식 서버가 복합 신호수집 기기에서 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실외에서 실내로의 전환을 탐지하는 제 1 단계;
   상기 위치인식 서버가 상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하는 제 2 단계;
   상기 위치인식 서버가 탐지된 건물에서의 제1 기준 위치를 탐지하는 제 3 단계; 및
   상기 위치인식 서버가 상기 제1 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 상기 복합 신호수집 기기의 실내 위치를 추정하는 제 4 단계;를 포함하며,
   상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하는 단계 이후에,
   상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기로부터 센싱된 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터로부터 상기 제1 기준 위치에 매칭되는 기준 기압을 추정하는 제 5 단계; 및
   상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기로부터 센싱된 후속 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터와 상기 기준 기압에 기초하여 상기 건물 내에서 위치하는 층을 추정하는 제 6 단계;를 더 포함하며,
   상기 제1 기준위치는 상기 탐지된 건물에서 진입을 위한 위치이며,
   상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기에서 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 무선랜 데이터를 추출하여 무선랜 신호가 존재하는지를 판단하고, 이러한 무선랜 신호에 대응하는 라디오맵이 존재하는지를 판단하는 제 7 단계;를 더 포함하며,
   상기 위치인식 서버는 i) 상기 제 7 단계의 판단결과 무선랜 신호가 존재하고 라디오맵이 존재하는 경우 라디오 맵을 이용하여 실내 위치를 추정하며, ii) 상기 제 7 단계의 판단결과 무선랜 신호가 존재하지 않거나 라디오맵이 존재하지 않는 경우, 상기 제 1 단계 내지 상기 제 6 단계에 의해서 실내 위치를 추정하는,
   위치인식 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제 4 단계에서 실내 위치를 추정하는 단계 이후에,
   상기 위치인식 서버가 탐지된 건물에서의 제2 기준 위치를 탐지하는 단계; 및
   상기 위치인식 서버가 상기 제2 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실내 위치를 추정하는 단계;를 더 포함하는,
   위치인식 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 기준 위치를 탐지하는 단계는 복수의 센싱신호 데이터 중 GPS 데이터를 이용하여 상기 제1 기준 위치를 탐지하고,
   상기 제2 기준 위치를 탐지하는 단계는 복수의 센싱신호 데이터 중 3축가속기 데이터 및 기압계 데이터를 이용하여 계단 또는 엘리베이터의 상기 제2 기준 위치를 탐지하는,
   위치인식 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 실내로의 전환을 탐지하는 단계는 학습된 인공지능 엔진에 의해 시간축으로 연속적으로 센싱된 일련의 복수의 센싱신호 데이터의 입력에 따라 실외로부터 실내로의 전환을 탐지하고,
   상기 복수의 센싱신호 데이터는 GPS 데이터, 기압계 데이터, 조도 데이터, 지자기 데이터를 포함하는,
   위치인식 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 실내로의 전환을 탐지하는 단계 이전에, 상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기로부터 기기 ID와 복수의 센싱신호 데이터 및 시각을 포함하는 센싱신호 정보를 수신하고 수집신호 DB에 저장하는 단계; 및
   상기 실내 위치를 추정하는 단계 이후에, 상기 위치인식 서버가 추정된 실내 위치를 상기 복합 신호수집 기기의 기기 ID에 매칭시켜 기기위치 DB에 저장하는 단계;를 더 포함하는,
   위치인식 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 위치인식 서버가 이동 단말에 의해 인식되는 QR 코드를 통한 웹 접속에 따라 상기 QR 코드에 포함된 기기 ID를 수신하는 단계; 및
   상기 위치인식 서버가 상기 기기위치 DB에서 수신된 상기 기기 ID에 대응하는 실내 위치 정보를 상기 이동 단말로 전송하는 단계;를 더 포함하는,
   위치인식 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 복합 신호수집 기기의 QR 코드를 인식한 상기 이동 단말이 수신된 실내 위치 정보를 디스플레이에 표시하는 단계;를 더 포함하는,
   위치인식 방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 통신망을 통해 데이터를 송수신하는 통신 유닛;
    복수의 DB를 포함하여 데이터를 저장하는 저장 유닛; 및
    복합 신호수집 기기에서 센싱된 상기 저장 유닛의 복수의 센싱신호 데이터로부터 실외에서 실내로의 전환과 상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하고 탐지된 건물에서의 제1 기준 위치를 탐지하며 상기 제1 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 상기 저장 유닛의 복수의 센싱신호 데이터로부터 상기 복합 신호수집 기기의 실내 위치를 추정하는 제어 유닛;을 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 실내에 대응하는 건물의 탐지 이후에 상기 복합 신호수집 기기로부터 센싱된 상기 저장 유닛의 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터로부터 상기 제1 기준 위치에 매칭되는 기준 기압을 추정하고 후속 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터와 상기 기준 기압에 기초하여 상기 건물 내에서 위치하는 층을 추정하며,
    상기 제1 기준위치는 상기 탐지된 건물에서 진입을 위한 위치이며,
    상기 제어 유닛은 상기 복합 신호수집 기기에서 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 무선랜 데이터를 추출하여 무선랜 신호가 존재하는지를 판단하고, 이러한 무선랜 신호에 대응하는 라디오맵이 존재하는지를 판단하며, 이러한 판단결과 무선랜 신호가 존재하고 라디오맵이 존재하는 경우 라디오 맵을 이용하여 실내 위치를 추정하며, 무선랜 신호가 존재하지 않거나 라디오맵이 존재하지 않는 경우, 상기한 전환의 탐지와 건물 및 제1 기준 위치의 탐지를 수행하고 상기 제1 기준 위치로부터 후속하여 상기 센싱된 상기 저장 유닛의 복수의 센싱신호 데이터로부터 상기 복합 신호수집 기기의 실내 위치를 추정하는 것을 수행하는,
    위치인식 서버.
12. 삭제
13. 제11항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 실내 위치의 추정 이후에, 탐지된 건물에서의 제2 기준 위치를 탐지하고 상기 제2 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실내 위치를 더 추정하며,
    상기 제2 기준 위치는 상기 건물 내에 위치하는 계단 또는 엘리베이터인,
    위치인식 서버.
14. 제11항의 위치인식 서버; 및
    무선의 통신망을 통해 상기 위치인식 서버에 연결되는 복수의 상기 복합 신호수집 기기;를 포함하고,
    상기 복합 신호수집 기기는 주기적으로 복수의 센서를 이용하여 센싱신호를 수집하고 상기 복수의 센서의 센싱신호로부터 구성되는 복수의 센싱신호 데이터와 상기 복합 신호수집 기기의 기기 ID 및 센싱 시각을 포함하는 센싱신호 정보를 상기 위치인식 서버로 전송하는,
    위치인식 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    이동 단말;을 더 포함하고,
    상기 이동 단말은 상기 복합 신호수집 기기의 QR 코드를 인식하고 인식된 QR 코드의 웹 사이트 주소에 따라 상기 위치인식 서버에 접속하고 상기 QR 코드의 기기 ID를 전송하며 상기 위치인식 서버로부터 수신되는 실내 위치 정보를 디스플레이에 표시하는,
    위치인식 시스템.
16. 서버에서 실행되는 소프트웨어 프로그램이 저장된 저장매체으로서,
    위치인식 서버가 복합 신호수집 기기에서 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 실외에서 실내로의 전환을 탐지하는 제 1 단계;
    상기 위치인식 서버가 상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하는 제 2 단계;
    상기 위치인식 서버가 탐지된 건물에서의 제1 기준 위치를 탐지하는 제 3 단계; 및
    상기 위치인식 서버가 상기 제1 기준 위치로부터 후속하여 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 상기 복합 신호수집 기기의 실내 위치를 추정하는 제 4 단계;를 포함하고, 상기 제1 기준위치는 상기 탐지된 건물에서 진입을 위한 위치이며,
    상기 실내에 대응하는 건물을 탐지하는 단계 이후에,
    상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기로부터 센싱된 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터로부터 상기 제1 기준 위치에 매칭되는 기준 기압을 추정하는 제 5 단계; 및
    상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기로부터 센싱된 후속 복수의 센싱신호 데이터 중 기압계 데이터와 상기 기준 기압에 기초하여 상기 건물 내에서 위치하는 층을 추정하는 제 6 단계;를 더 포함하며,
    상기 위치인식 서버가 상기 복합 신호수집 기기에서 센싱된 복수의 센싱신호 데이터로부터 무선랜 데이터를 추출하여 무선랜 신호가 존재하는지를 판단하고, 이러한 무선랜 신호에 대응하는 라디오맵이 존재하는지를 판단하는 제 7 단계;를 더 포함하며,
    상기 위치인식 서버는 i) 상기 제 7 단계의 판단결과 무선랜 신호가 존재하고 라디오맵이 존재하는 경우 라디오 맵을 이용하여 실내 위치를 추정하며, ii) 상기 제 7 단계의 판단결과 무선랜 신호가 존재하지 않거나 라디오맵이 존재하지 않는 경우, 상기 제 1 단계 내지 상기 제 6 단계에 의해서 실내 위치를 추정하는,
    방법을 실행하는 소프트웨어 프로그램이 저장된 저장매체.