KR102643308B1 - A Positioning System and Method thereof using Signal Strength, Distance and Azimuth - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선신호 발신장치에서 발신되는 무선신호를 다수의 수신기가 수신하고 수신된 무선신호가 서버로 전송되어 서버에서 무선신호 발신장치의 위치를 측정한 후, 송출기의 무선신호를 수신하는 수신기의 신호세기로 단위위치를 연산하고, 송출기과의 거리 및 방위각을 추가하여 단위위치의 정확도를 높인 최종 단위위치를 결정하고 종합하여 최종 위치를 선정함으로서 위치측정의 신뢰성을 높일 수 있는 측위시스템과 그 방법에 관한 것이다. In the present invention, a plurality of receivers receive a wireless signal transmitted from a wireless signal transmitting device, the received wireless signal is transmitted to a server, the server measures the location of the wireless signal transmitting device, and then the receiver receives the wireless signal from the transmitter. A positioning system and method that can increase the reliability of position measurement by calculating the unit position using signal strength, determining the final unit position with increased accuracy of the unit position by adding the distance and azimuth to the transmitter, and selecting the final position through synthesis. It's about.

Description

신호 세기, 거리, 방위각을 이용한 측위시스템 및 그 방법{A Positioning System and Method thereof using Signal Strength, Distance and Azimuth}A positioning system and method using signal strength, distance and azimuth}

본 발명은 무선신호 발신장치에서 발신되는 무선신호를 다수의 수신기가 수신하고 수신된 무선신호가 서버로 전송되어 서버에서 무선신호 발신장치의 위치를 측정한 후, 송출기의 무선신호를 수신하는 수신기의 신호세기로 단위위치를 연산하고, 송출기과의 거리 및 방위각을 추가하여 단위위치의 정확도를 높인 최종 단위위치를 결정하고 종합하여 최종 위치를 선정함으로서 위치측정의 신뢰성을 높일 수 있는 측위시스템과 그 방법에 관한 것이다. In the present invention, a plurality of receivers receive a wireless signal transmitted from a wireless signal transmitting device, the received wireless signal is transmitted to a server, the server measures the location of the wireless signal transmitting device, and then the receiver receives the wireless signal from the transmitter. A positioning system and method that can increase the reliability of position measurement by calculating the unit position using signal strength, determining the final unit position with increased accuracy of the unit position by adding the distance and azimuth to the transmitter, and selecting the final position through synthesis. It's about.

무선신호발신장치(이하, '송출기'라 함)를 사람이나 물건에 부착하여 위치를 추적하여 미아발생 방지 및 찾기, 물류 이동시 위치 추적 등 각종 서비스를 제공하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 이와 같은 시도는 BLE(Bluetooth Low Energy) 비콘, 와이파이, 블루투스, 지그비, UWB와 같은 무선신호를 발신하는 송출기에서 발신되는 무선신호를 별도의 수신장치(이하, '수신기'라 함)가 수신하여 신호세기를 바탕으로 송출기의 위치를 측정하는 방식으로 이루어지고 있다.Attempts are being made to attach a wireless signal transmitting device (hereinafter referred to as a 'transmitter') to a person or object to track their location and provide various services such as preventing and finding missing children and tracking location during logistics movement. In such an attempt, a separate receiver (hereinafter referred to as 'receiver') receives the wireless signal transmitted from a transmitter that transmits wireless signals such as BLE (Bluetooth Low Energy) beacon, Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, and UWB. It is done by measuring the position of the transmitter based on the intensity.

지금까지 위치를 측정하는 방법은 삼각측량/삼변측량 그리고 무선 핑거프린트 방식이 사용되었다. 그러나, 송출기에서 발신되는 무선신호는 다른 전파, 온도, 습도, 물체, 사람 등 수많은 요소에 의해 그 값이 동일한 지점에서도 시시각각 변할 정도로 불안정하다. 따라서, 불안정한 무선신호를 바탕으로 위치를 측정하게 되면, 단말기가 동일 지점에 있더라도, 수신기가 수신하는 송출기의 무선신호가 시시각각 변하기 때문에, 마치 송출기의 위치가 변경된 것으로 나타나는 경우가 발생하게 된다. 이런 신뢰성의 문제는 지금까지 무선신호를 이용하여 송출기의 위치를 측정하고자 하는 시도에 중대한 결점이라 할 수 있다. 따라서, 불안정한 무선신호를 신뢰할 수 있는 안정적 무선신호로 정규화하는 과정이 반드시 필요하며, 본 발명은 이와 같은 맥락에서 출발하였다. Until now, triangulation/trilateration and wireless fingerprint methods have been used to measure location. However, the wireless signal transmitted from the transmitter is unstable to the extent that its value changes from moment to moment even at the same point due to numerous factors such as other radio waves, temperature, humidity, objects, and people. Therefore, when the location is measured based on an unstable wireless signal, even if the terminal is at the same point, the wireless signal of the transmitter that the receiver receives changes from time to time, so it appears as if the location of the transmitter has changed. This reliability problem can be said to be a major drawback in attempts to measure the location of a transmitter using wireless signals so far. Therefore, a process of normalizing unstable wireless signals into reliable and stable wireless signals is essential, and the present invention started in this context.

[선행특허문헌][Prior patent literature]

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0119333호 "위치 정확도 향상을 위한 위치 측위 방법 및 그 장치"Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0119333 “Positioning method and device for improving location accuracy”

앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, It was designed to solve the problems of the prior art,

본 발명의 목적은, 송출기의 무선신호를 수신하는 수신기 가운데 신호세기 순으로 소정 개수의 수신기를 선정하고 이들 수신기의 무선신호 가운데 가장 강한 무선신호세기를 보여주는 수신기를 기준으로 나머지 수신기 사이에서의 단위위치를 연산하고 이들 다수의 단위위치를 종합하여 최종 위치를 선정함으로서 위치측정의 신뢰성을 높일 수 있는 측위 시스템과 그 방법을 제공하는 것이다. The purpose of the present invention is to select a predetermined number of receivers in order of signal strength among the receivers that receive the wireless signal from the transmitter and to determine the unit position among the remaining receivers based on the receiver showing the strongest wireless signal strength among the wireless signals of these receivers. The aim is to provide a positioning system and method that can increase the reliability of position measurement by calculating and combining these multiple unit positions to select the final position.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 위치측정부는 상기 제1단위위치에 대해 송출기와 수신기의 거리 및 방위각을 포함하여 추가적으로 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 최종 단위위치연산부를 더 포함하고, 상기 최종 단위위치연산부는 수신기로부터 계측된 송출기와 수신기의 거리 및 방위각에 기반하여 송출기의 제2단위위치를 결정하는 제2단위위치 결정모듈, 제2단위위치를 상기 단위위치 연산부에서 결정된 제1단위위치와 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 최종 단위위치 결정모듈을 포함하고, 상기 최종위치결정부는 복수의 최종 단위위치를 연산하여 송출기의 최종 위치를 결정함으로써 서로 다른 성격의 계측값에 의해 발생하는 오차를 감소시켜 더욱 정확한 위치를 계측할 수 있도록 하는 측위 시스템과 그 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is that the position measurement unit further includes a final unit position calculation unit that determines the final unit position by additionally calculating the distance and azimuth of the transmitter and receiver with respect to the first unit position, and the final unit The position calculation unit is a second unit position determination module that determines the second unit position of the transmitter based on the distance and azimuth between the transmitter and receiver measured from the receiver, and calculates the second unit position with the first unit position determined by the unit position calculation unit. It includes a final unit position determination module that determines the final unit position, and the final position determination unit calculates a plurality of final unit positions to determine the final position of the transmitter, thereby reducing errors caused by measurement values of different characteristics. The goal is to provide a positioning system and method that allows more accurate location measurement.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 각 수신기별로 계측된 제1단위위치와 제2단위위치 중 각 단위위치를 연결한 영역의 넓이가 더 작은 단위위치에 가깝게 최종단위위치를 결정하고, 상기 최종 단위위치는 복수의 제1단위위치와 제2단위위치가 형성하는 영역의 넓이의 제곱근의 비에 반비례하도록 가중되어 연산되도록 함으로써 더욱 정확한 단위위치를 기반으로 송출기의 위치를 계측하여 위치측정의 정확도를 향상시킨 측위 시스템과 그 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is that the final unit position determination module determines the final unit position close to the unit position where the area connecting each unit position is smaller among the first and second unit positions measured for each receiver. The final unit position is calculated to be weighted in inverse proportion to the ratio of the square root of the area formed by the plurality of first unit positions and the second unit position, so that the position of the transmitter is measured based on a more accurate unit position. The goal is to provide a positioning system and method that improve the accuracy of location measurement.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 최강 수신기의 제2단위위치를 최강 수신기 및 차강 수신기들의 제1단위위치와 연산하여 각 수신기들의 최종 단위위치를 연산하도록 함으로써 위치측정의 속도를 빠르게 할 수 있는 측위 시스템과 그 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is that the final unit position determination module calculates the final unit position of each receiver by calculating the second unit position of the strongest receiver with the first unit position of the strongest receiver and the lowest receiver, thereby increasing the speed of position measurement. The goal is to provide a positioning system and method that can quickly do this.

본 발명의 다른 목적은, 현재 무선신호를 수신한 수신기와, 송출기의 이전 위치 사이의 거리를 연산하여 소정의 거리 임계값보다 큰 경우에는 해당 수신기를 송출기의 위치측정과정에서 배제하여 위치측정의 신뢰성을 높일 수 있는 측위 시스템과 그 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to calculate the distance between the receiver that currently received the wireless signal and the previous location of the transmitter, and if it is greater than a predetermined distance threshold, exclude the receiver from the location measurement process of the transmitter, thereby ensuring reliability of location measurement. The goal is to provide a positioning system and method that can increase .

본 발명의 또 다른 목적은, 가장 강한 무선신호를 수신한 수신기와 나머지 수신기의 무선신호세기의 차이값이 소정의 신호세기 임계값 이상이면 송출기가 가장 강한 무선신호를 수신하는 수신기에 인접해 위치하는 것으로 판단함으로 위치측정의 신뢰성을 높일 수 있는 측위 시스템과 그 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is that, if the difference between the wireless signal strength of the receiver receiving the strongest wireless signal and the remaining receivers is greater than a predetermined signal strength threshold, the transmitter is located adjacent to the receiver receiving the strongest wireless signal. The goal is to provide a positioning system and method that can increase the reliability of location measurement.

본 발명의 또 다른 목적은, AoA 수신기 통해서 들어오는 송출기의 거리 및 방위각을 이용을 이용하여, 기존의 무선신호세기를 이용한 위치측정과정에 송출기의 거리 및 방위각을 추가하여 정확도를 높이는 측위 시스템과 그 방법을 제공하는 것이다Another object of the present invention is a positioning system and method that improves accuracy by adding the distance and azimuth of the transmitter to the position measurement process using the existing wireless signal strength by using the distance and azimuth of the transmitter coming through the AoA receiver. is to provide

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 실시예에 의해 구현된다. The present invention is implemented by the following embodiments to achieve the above-described object.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 측위 시스템은, 송출기로부터 송출되는 무선신호를 수신하는 다수의 수신기와, 상기 다수의 수신기로부터 무선신호 정보를 전송받는 서버를 포함하며, 상기 서버는 위치결정에 참여할 수신기의 개수를 규정하는 수신기 리스트결정부, 수신기 리스트결정부에 의해 정해진 수신기 리스트상의 각각의 수신기의 무선신호의 신호세기 또는 신호세기, 거리 및 방위각에 바탕하여 송출기의 위치를 결정하는 최종위치 결정부를 가지는 위치측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to one embodiment of the present invention, the positioning system of the present invention includes a plurality of receivers that receive wireless signals transmitted from a transmitter, and a server that receives wireless signal information from the plurality of receivers, and the server is located at the location. A receiver list decision unit that specifies the number of receivers to participate in the decision, and a final unit that determines the location of the transmitter based on the signal strength or signal strength, distance, and azimuth of the wireless signal of each receiver on the receiver list determined by the receiver list decision unit. It is characterized by comprising a position measurement unit having a position determination unit.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 측위 시스템은, 상기 수신기리스트결정부는 정해진 개수의 범위내에서 강한 신호세기를 보여주는 수신기 순으로 수신기리스트에 정렬하고, 상기 위치측정부는 최강 수신기와 차강 수신기의 신호세기에 바탕하여 최강 수신기와 적어도 하나 이상의 차강 수신기 사이에서 송출기의 제1단위위치를 연산하는 단위위치 연산부를 포함하되, 상기 제1단위위치는 최강 수신기와 차강 수신기 사이의 직선 상에서 규정되는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the positioning system of the present invention, the receiver list determination unit sorts the receiver list in the order of receivers showing strong signal strength within a predetermined number of ranges, and the position measuring unit sorts the strongest receiver and the lowest receiver. It includes a unit position calculation unit that calculates the first unit position of the transmitter between the strongest receiver and at least one lower-level receiver based on the signal strength of the stronger receiver, and the first unit position is defined on a straight line between the strongest receiver and the lower-level receiver. It is characterized by

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 측위 시스템은, 상기 위치측정부는 상기 제1단위위치에 대해 송출기와 수신기의 거리 및 방위각을 포함하여 추가적으로 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 최종 단위위치연산부를 더 포함하고, 상기 최종 단위위치연산부는 수신기로부터 계측된 송출기와 수신기의 거리 및 방위각에 기반하여 송출기의 제2단위위치를 결정하는 제2단위위치 결정모듈, 제2단위위치를 상기 단위위치 연산부에서 결정된 제1단위위치와 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 최종 단위위치 결정모듈을 포함하고, 상기 최종위치결정부는 복수의 최종 단위위치를 연산하여 송출기의 최종 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the positioning system of the present invention includes a final unit position calculation unit in which the position measurement unit determines the final unit position by additionally calculating the first unit position including the distance and azimuth of the transmitter and the receiver. It further includes a second unit position determination module, wherein the final unit position calculation unit determines the second unit position of the transmitter based on the distance and azimuth between the transmitter and the receiver measured from the receiver, and the unit position calculation unit determines the second unit position. It includes a final unit position determination module that determines the final unit position by calculating the first unit position determined in, and the final position determination unit determines the final position of the transmitter by calculating a plurality of final unit positions.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 측위 시스템은, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 각 수신기별로 계측된 제1단위위치와 제2단위위치를 평균연산하여 최종 단위위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the positioning system of the present invention is characterized in that the final unit position determination module determines the final unit position by calculating the average of the first unit position and the second unit position measured for each receiver. do.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 측위 시스템은, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 각 수신기별로 계측된 제1단위위치와 제2단위위치 중 각 단위위치를 연결한 영역의 넓이가 더 작은 단위위치에 가깝게 최종단위위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the positioning system of the present invention, the final unit position determination module has a smaller area of the area connecting each unit position among the first unit position and the second unit position measured for each receiver. It is characterized by determining the final unit position close to the unit position.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 측위 시스템은, 상기 최종 단위위치는 복수의 제1단위위치와 제2단위위치가 형성하는 영역의 넓이의 제곱근의 비에 반비례하도록 가중되어 연산되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the positioning system of the present invention, the final unit position is calculated by being weighted in inverse proportion to the ratio of the square root of the area of the area formed by the plurality of first unit positions and the second unit position. It is characterized by

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 측위 시스템은, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 최강 수신기의 제2단위위치를 최강 수신기 및 차강 수신기들의 제1단위위치와 연산하여 각 수신기들의 최종 단위위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the positioning system of the present invention, the final unit position determination module calculates the second unit position of the strongest receiver with the first unit position of the strongest receiver and the lowest receiver to determine the final unit position of each receiver. It is characterized by calculating .

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 측위 시스템은, 상기 수신기리스트결정부는 정해진 개수의 범위내에서 강한 신호세기를 보여주는 수신기 순으로 수신기리스트에 정렬하고, 상기 위치측정부는 상기 수신기리스트의 최강 수신기와 차강 수신기의 신호세기 차이값이 소정의 신호세기 임계값 이상이면 송출기가 최강 수신기에 인접해 있는 것으로 판단하는 인접판단부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the positioning system of the present invention, the receiver list determination unit sorts the receiver list in the order of receivers showing the strongest signal strength within a predetermined number of ranges, and the position measuring unit arranges the receiver list with the strongest signal strength within a predetermined number of ranges. If the signal strength difference value between the receiver and the lower-level receiver is greater than a predetermined signal strength threshold, it is characterized in that it additionally includes a proximity determination unit that determines that the transmitter is adjacent to the strongest receiver.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 측위 시스템은, 상기 수신기리스트결정부는 현재 무선신호를 송출한 수신기와 송출기의 이전 위치 사이의 거리를 연산하여 거리 임계값보다 큰 경우 해당 수신기를 상기 수신기리스트에서 배제하여 위치측정의 오차를 줄이는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the positioning system of the present invention, the receiver list determination unit calculates the distance between the receiver that currently transmits the wireless signal and the previous location of the transmitter, and if it is greater than the distance threshold, selects the corresponding receiver as the receiver. It is characterized by reducing errors in position measurement by excluding them from the list.

본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다. The present invention has the following effects by virtue of the above-described configuration.

본 발명은, 송출기의 무선신호를 수신하는 수신기의 신호세기로 단위위치를 연산하고, 송출기과의 거리 및 방위각을 추가하여 단위위치의 정확도를 높인 최종 단위위치를 결정하고 종합하여 최종 위치를 선정함으로서 위치측정의 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다. The present invention calculates the unit position with the signal strength of the receiver that receives the wireless signal from the transmitter, determines the final unit position with increased accuracy of the unit position by adding the distance and azimuth to the transmitter, and selects the final position by combining the results. This has the effect of increasing the reliability of measurement.

본 발명은, 상기 위치측정부는 상기 제1단위위치에 대해 송출기와 수신기의 거리 및 방위각을 포함하여 추가적으로 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 최종 단위위치연산부를 더 포함하고, 상기 최종 단위위치연산부는 수신기로부터 계측된 송출기와 수신기의 거리 및 방위각에 기반하여 송출기의 제2단위위치를 결정하는 제2단위위치 결정모듈, 제2단위위치를 상기 단위위치 연산부에서 결정된 제1단위위치와 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 최종 단위위치 결정모듈을 포함하고, 상기 최종위치결정부는 복수의 최종 단위위치를 연산하여 송출기의 최종 위치를 결정함으로써 서로 다른 성격의 계측값에 의해 발생하는 오차를 감소시켜 더욱 정확한 위치를 계측할 수 있도록 한다.In the present invention, the position measurement unit further includes a final unit position calculation unit that determines the final unit position by additionally calculating the first unit position including the distance and azimuth of the transmitter and the receiver, and the final unit position calculation unit determines the final unit position of the receiver. A second unit position determination module that determines the second unit position of the transmitter based on the distance and azimuth between the transmitter and receiver measured from the second unit position, and calculates the second unit position with the first unit position determined in the unit position calculation unit to obtain the final unit position. It includes a final unit position determination module that determines, and the final position determination unit calculates a plurality of final unit positions to determine the final position of the transmitter, thereby reducing errors caused by measurement values of different characteristics and providing a more accurate position. Make it measurable.

본 발명은, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 각 수신기별로 계측된 제1단위위치와 제2단위위치 중 각 단위위치를 연결한 영역의 넓이가 더 작은 단위위치에 가깝게 최종단위위치를 결정하고, 상기 최종 단위위치는 복수의 제1단위위치와 제2단위위치가 형성하는 영역의 넓이의 제곱근의 비에 반비례하도록 가중되어 연산되도록 함으로써 더욱 정확한 단위위치를 기반으로 송출기의 위치를 계측하여 위치측정의 정확도를 향상시키는 효과를 가진다.In the present invention, the final unit position determination module determines the final unit position close to the unit position in which the area connecting each unit position is smaller among the first and second unit positions measured for each receiver, and The final unit position is calculated to be weighted in inverse proportion to the ratio of the square root of the area formed by the plurality of first unit positions and the second unit position, thereby measuring the position of the transmitter based on a more accurate unit position to increase the accuracy of position measurement. It has the effect of improving.

본 발명은, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 최강 수신기의 제2단위위치를 최강 수신기 및 차강 수신기들의 제1단위위치와 연산하여 각 수신기들의 최종 단위위치를 연산하도록 함으로써 위치측정의 속도를 빠르게 할 수 있다.In the present invention, the final unit position determination module calculates the final unit position of each receiver by calculating the second unit position of the strongest receiver with the first unit position of the strongest receiver and the lowest receiver, thereby speeding up the position measurement. there is.

본 발명은, 현재 무선신호를 수신한 수신기와, 송출기의 이전 위치 사이의 거리를 연산하여 소정의 거리 임계값보다 큰 경우에는 해당 수신기를 송출기의 위치측정과정에서 배제하여 위치측정의 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 가진다. The present invention calculates the distance between the receiver that currently received the wireless signal and the previous location of the transmitter, and if it is greater than a predetermined distance threshold, the receiver can be excluded from the location measurement process of the transmitter to increase the reliability of location measurement. It has an effect.

본 발명은, 가장 강한 무선신호를 수신한 수신기와 나머지 수신기의 무선신호세기의 차이값이 소정의 신호세기 임계값 이상이면 송출기가 가장 강한 무선신호를 수신하는 수신기에 인접해 위치하는 것으로 판단함으로 위치측정의 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다. The present invention determines that the transmitter is located adjacent to the receiver receiving the strongest wireless signal when the difference between the wireless signal strength of the receiver receiving the strongest wireless signal and the remaining receivers is greater than a predetermined signal strength threshold. This has the effect of increasing the reliability of measurement.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 시스템과 그 방법을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호 정규화 시스템의 블럭도.
도 3은 도 2에 도시된 무선신호 정규화부의 블럭도.
도 4는 도 2에 도시된 무선신호 정규화부에 의해 무선신호 신호세기, 거리 및 방위각이 입력된 큐를 도시하는 도면.
도 5는 도 2에 도시된 위치측정부의 블럭도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선신호 정규화 방법 및 이를 이용한 측위방법을 도시하는 흐름도.
도 7은 도 6에 도시된 무선신호 정규화단계의 흐름도.
도 8은 도 7에 도시된 신호세기 결정단계의 흐름도.
도 9는 도 6에 도시된 위치측정단계의 흐름도.
도 10은 도 9에 도시된 수신기 리스트 결정단계의 흐름도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 측위방법의 사용상태를 나타내는 도면.
도 12는 각 수신기의 제1단위위치들이 형성하는 영역과 제2단위위치들이 형성하는 영역을 비교한 도면.
도 13은 최종 단위위치들이 형성하는 영역 내에 송출기(1)가 위치한 것을 도시한 도면.
1 is a diagram showing a positioning system and method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram of a wireless signal normalization system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram of the wireless signal normalization unit shown in Figure 2.
FIG. 4 is a diagram illustrating a cue in which wireless signal strength, distance, and azimuth are input by the wireless signal normalization unit shown in FIG. 2.
Figure 5 is a block diagram of the position measurement unit shown in Figure 2.
Figure 6 is a flowchart showing a wireless signal normalization method and a positioning method using the same according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a flow chart of the wireless signal normalization step shown in Figure 6.
Figure 8 is a flow chart of the signal strength determination step shown in Figure 7.
Figure 9 is a flow chart of the position measurement step shown in Figure 6.
Figure 10 is a flow chart of the receiver list determining step shown in Figure 9.
Figure 11 is a diagram showing the state of use of the positioning method according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a diagram comparing the area formed by the first unit positions of each receiver and the area formed by the second unit positions.
Figure 13 is a diagram showing that the transmitter 1 is located within the area formed by the final unit positions.

이하에서는 본 발명에 따른 인공견관절의 관절와 베이스플레이트를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니고, 다른 구성요소 또한 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 명세서에 기재된 "~부" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, 어떤 구성요소간 "연결"된다고 할 때, 이는 구성요소끼리 직접 접촉하며 체결된다는 것에 한정되는 것이 아니라 다른 구성요소를 통하여 체결되는 것을 포함하며, 체결되어있지 않더라도 소정의 힘이나 에너지를 전달할 수 있도록 배치된다는 것을 의미할 수 있다. "제1~", "제2~"와 같은 용어는 동일하거나 실질적으로 동일한 구성을 순서를 달리 표기하기 위해 사용될 수 있고 "제1", "제2" 등을 표시하지 않은 구성과 실질적으로 같은 구성으로 해석될 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the glenoid base plate of the artificial shoulder joint according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. It should be noted that like elements in the drawings are represented by like symbols wherever possible. Additionally, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention are omitted. Unless otherwise specified, all terms in this specification have the same general meaning as understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains, and if there is a conflict with the meaning of the terms used in this specification, this specification Follow the definitions used in the specification. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this does not mean excluding other components unless specifically stated to the contrary, but also means that other components may also be included. Terms such as “~unit” described mean a unit that processes at least one function or operation. In addition, when certain components are said to be "connected," this is not limited to the components being directly contacted and fastened to each other, but also includes being connected through other components, and even if not connected, a certain amount of force or energy can be transmitted. It may mean that it is arranged so that Terms such as "1st~" and "2nd~" may be used to indicate the same or substantially the same configuration in a different order, and may be used to indicate the same or substantially the same configuration as the configuration without "1st", "2nd", etc. It can be interpreted as a composition. Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 시스템과 그 방법을 도시하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a positioning system and method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 측위시스템은 송출기로부터 송출되는 무선신호를 수신하는 다수의 수신기(B1, B2, B3,,,,,,, Bn)와 이들로부터 무선신호를 수신하고 신호세기, 거리, 방위각, 그리고 수신기에 대한 식별정보를 포함하는 무선신호 정보를 수신하여 송출기의 위치를 측정하는 서버(3)를 포함한다. 여기서, 서버는 수신기와 원격지나 근거리에 위치할 수 있으며 유무선 통신채널, 인터넷 등에 의해 서버와 수신기 간의 양방향 또는 일방향 통신이 가능하다. 또한, 상기 서버는 수신기와 별개로 구성될 수 있지만 다수의 수신기 가운데 어느 하나에 함께 구비될 수 있음이 배제되는 것은 아니다. 수신기는 송출기로부터 송출되는 무선신호를 수신한 후, 송출기와 수신기 사이의 거리, 수신기를 기준으로 송출기가 위치하는 방향의 방위각을 계측한다. 이때 방위각이란 구면좌표계에서 송출기의 방향을 기준평면에 수직으로 투영하여 기준벡터와 이루는 각도로 나타낸 것이다. 방위각 계측의 기준벡터는 정북, 자북 등이 될 수 있으며, 북쪽을 기준으로 시계방향(clockwise)으로 갈수록 증가한다.Referring to Figure 1, the positioning system of the present invention includes a plurality of receivers (B1, B2, B3,,,,,,, Bn) that receive wireless signals transmitted from a transmitter, receive wireless signals from them, and determine signal strength, It includes a server 3 that measures the location of the transmitter by receiving wireless signal information including distance, azimuth, and identification information for the receiver. Here, the server may be located remotely or nearby the receiver, and two-way or one-way communication between the server and the receiver is possible through wired or wireless communication channels, the Internet, etc. In addition, the server may be configured separately from the receiver, but it is not excluded that it may be installed together with any one of multiple receivers. After receiving the wireless signal transmitted from the transmitter, the receiver measures the distance between the transmitter and the receiver and the azimuth of the direction in which the transmitter is located based on the receiver. At this time, the azimuth is expressed as the angle formed with the reference vector by projecting the direction of the transmitter perpendicular to the reference plane in a spherical coordinate system. The reference vector for azimuth measurement can be true north or magnetic north, and increases clockwise based on north.

앞서 본 바와 같이, 상기 수신기(B1, B2, B3,,,,,,, Bn)는 BLE(Bluetooth Low Energy) 비콘, 와이파이, 블루투스, 지그비와 같은 무선신호를 발신하는 송출기로부터 무선신호를 수신하는 장치로서, 송출기와의 상호작용을 통해 송출기의 위치를 측정할 필요가 있는 공간에 소정의 설계안에 따라 일정 간격마다 다수 개가 배치된다. 도 1은 4개의 수신기가 4 지점에 설치되고, 그 지점들 사이에 송출기(1)가 위치하고 있다.As seen previously, the receivers (B1, B2, B3,,,,,,, Bn) receive wireless signals from a transmitter that transmits wireless signals such as BLE (Bluetooth Low Energy) beacons, Wi-Fi, Bluetooth, and ZigBee. As a device, a plurality of devices are placed at regular intervals according to a predetermined design in a space where it is necessary to measure the position of the transmitter through interaction with the transmitter. In Figure 1, four receivers are installed at four points, and a transmitter (1) is located between the points.

상기 송출기는 무선신호를 주기적으로 발신하는데 예컨대 1초에 2~4번 정도 발신하도록 설정할 수 있으며, 배터리 수명을 고려하여 적정하게 설정할 수 있다. The transmitter periodically transmits a wireless signal, for example, can be set to transmit 2 to 4 times per second, and can be set appropriately taking battery life into consideration.

상기 수신기(B1, B2,,,, Bn)는 상기 송출기에서 송출되는 무선신호를 수신하는데, 무선신호를 수신할 수 있는 수단을 탑재하고 있어야 하며, 스마트폰, 비콘 스캐너 등을 예를 들 수 있다. The receiver (B1, B2,,,, Bn) receives a wireless signal transmitted from the transmitter, and must be equipped with a means for receiving a wireless signal, for example, a smartphone, a beacon scanner, etc. .

상기 서버(3)는 수신한 무선신호를 정규화하는 무선신호 정규화부(10)와 정규화된 무선신호 또는 정규화되지 않은 무선신호를 바탕으로 송출기의 위치를 측정하는 위치측정부(20)를 포함한다. The server 3 includes a wireless signal normalization unit 10 that normalizes the received wireless signal and a position measurement unit 20 that measures the location of the transmitter based on the normalized wireless signal or the non-normalized wireless signal.

상기 송출기가 발신하는 무선신호는 그 세기가 다른 전파, 온도, 습도, 물체, 사람 등 수많은 요소에 의해 그 값이 동일한 지점에서도 시시각각 변할 정도로 불안정하다. 따라서, 수신된 무선신호의 세기, 거리 및 방위각을 처리없이 그대로 위치측정에 사용하게 되면 위치 측정의 신뢰성이 낮아질 수 밖에 없다. 상기 무선신호 정규화부(10)는 수신된 각 수신기의 무선신호 세기, 거리 및 방위각을 정규화하는 역할을 수행하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 수신부(11), 신호세기결정부(12), 리스트관리부(15), 정규신호세기 산출부(16), 정규거리 산출부(17) 및 정규방위각 산출부(18)를 포함한다. The wireless signal transmitted by the transmitter is unstable to the extent that its value changes from time to time even at the same point due to numerous factors such as radio waves with different strengths, temperature, humidity, objects, and people. Therefore, if the strength, distance, and azimuth of the received wireless signal are used for position measurement without processing, the reliability of the position measurement will inevitably be lowered. The wireless signal normalization unit 10 serves to normalize the wireless signal strength, distance, and azimuth of each received receiver. As shown in FIG. 3, it includes a receiving unit 11, a signal strength determination unit 12, It includes a list management unit (15), a regular signal strength calculation unit (16), a regular distance calculation unit (17), and a regular azimuth calculation unit (18).

도 1에 도시된 바와 같이, 송출기(1)가 위치하는 공간에 설치된 다수의 수신기(B1, B2, B3,,,,,,, Bn)는 송출기가 발신하는 무선신호를 수신하고 그 세기, 거리, 방위각을 계측한다. 이론상으로는 수신기가 수신하는 무선신호 세기는 송출기(1)에 가까운 수신기일수록 크다고 할 수 있지만, 앞서 본 바와 같이, 무선신호는 여러가지 요소에 의해 불안정하므로, 가장 가까운 수신기가 가장 먼 수신기보다 작은 신호세기를 보여줄 수도 있다. 이와 같은 신호세기에 바탕하여 위치를 측정하게 되면, 송출기가 가장 가까운 수신기가 아니라 가장 먼 수신기 근처에 위치하는 것으로 확인될 수 있게 된다. 즉, 도 1의 경우, 수신기(B1, B2, B3,,,,,,, Bn)는 신호세기를 B1>B2>B3>B4 순으로 계측하여야 하지만, 무선신호의 불안정성으로 인해 수신기가 수신한 신호세기가 수신기기 B1보다 수신기 B4가 더 큰 것으로 계측되는 경우가 빈번히 발생하고, 이를 바탕으로 위치를 측정하면 송출기(1)가 수신기 B4에 가까이 위치하는 것으로 표현할 수 있다. 이는 단말기의 위치측정의 오류에 해당한다. 이와 같은 이유로 무선신호를 안정적으로 변환하는 정규화 과정이 요구된다. 이는 각 수신기가 계측하는 거리와 방위각에도 동일하게 적용됨이 바람직하다. 도 1의 경우 각 수신기(B1, B2, B3,,,,,,, Bn)는 거리를 B1<B2<B3<B4 순으로 계측하여야 하지만, 신호세기의 경우와 같이 무선신호의 불안정성으로 인해 B4 수신기가 B1 수신기보다 가까운 거리에 있는 것으로 계측될 수 있다. As shown in Figure 1, a plurality of receivers (B1, B2, B3,,,,,,, Bn) installed in the space where the transmitter 1 is located receive the wireless signal transmitted by the transmitter and measure its strength and distance. , measure the azimuth. In theory, the strength of the wireless signal received by the receiver can be said to be greater the closer the receiver is to the transmitter (1). However, as seen earlier, wireless signals are unstable due to various factors, so the closest receiver has a lower signal strength than the farthest receiver. You can also show it. When the location is measured based on this signal strength, it can be confirmed that the transmitter is located near the farthest receiver, not the nearest receiver. That is, in the case of Figure 1, the receivers (B1, B2, B3,,,,,,, Bn) must measure the signal strength in the order B1>B2>B3>B4, but due to the instability of the wireless signal, the signal strength received by the receiver There are frequent cases where the signal strength is measured to be greater for receiver B4 than for receiver B1, and if the position is measured based on this, the transmitter (1) can be expressed as being located close to receiver B4. This corresponds to an error in the location measurement of the terminal. For this reason, a normalization process that stably converts wireless signals is required. It is desirable that this equally applies to the distance and azimuth measured by each receiver. In the case of Figure 1, each receiver (B1, B2, B3,,,,,,, Bn) must measure the distance in the order B1<B2<B3<B4, but due to the instability of the wireless signal, as in the case of signal strength, B4 The receiver can be measured to be closer than the B1 receiver.

상기 신호세기결정부(12)는, 송출기가 일정 시간동안 이동할 수 있는 물리적 가능범위는 제한되어 있다는 점에 착안하여, 발생하는 무선신호의 신호세기의 차이값과 최대변동폭 C를 고려하여 현재 신호세기를 결정하게 된다. 예를 들면, 송출기가 일정시간 동안 이동할 수 있는 거리를 물리적 한계로 규정할 수 있고, 일정시간 동안 그 물리적 한계를 넘어서 이동하는 것은 불가능하다. The signal strength determination unit 12 takes into account the fact that the physically possible range in which the transmitter can move for a certain period of time is limited, and considers the difference value of the signal strength of the generated wireless signal and the maximum fluctuation width C to determine the current signal strength. is decided. For example, the distance a transmitter can move during a certain period of time can be defined as a physical limit, and it is impossible to move beyond that physical limit for a certain period of time.

상기 최대 변동폭 C는 송출기가 이동할 때 송출기의 이전 신호세기와 그 다음 신호세기의 차이값으로서 물리적으로 가능한 최대값을 의미하며 사용자가 설정할 수 있다. 예컨대, 송출기가 수신기 B1에서 B4로 접근하게 되면, 송출기의 무선신호를 수신하는 수신기 B1의 무선신호 세기는 작아지고 송출기의 무선선호를 수신하는 수신기 B4의 무선신호 세기는 커지게 되는데, 위와 같은 송출기 (1)의 이동으로 인해 발생할 수 있는 신호세기의 변동폭은 물리적으로 가능한 범위가 있다. 송출기가 짧은 시간동안 도저히 이동할 수 없는 거리의 변동이 발생함을 의미하는 신호세기의 변동은 무선신호의 불안정성을 초래한다.The maximum fluctuation range C is the difference between the previous signal strength of the transmitter and the next signal strength when the transmitter moves, which means the maximum physically possible value and can be set by the user. For example, when a transmitter approaches from receiver B1 to B4, the wireless signal strength of receiver B1, which receives the transmitter's wireless signal, decreases, and the wireless signal strength of receiver B4, which receives the transmitter's wireless preference, increases. There is a physically possible range of fluctuations in signal strength that can occur due to the movement of (1). Fluctuations in signal strength, which means fluctuations in the distance that the transmitter cannot travel in a short period of time, cause instability in the wireless signal.

이어서, 상기 신호세기 결정부(12)는 동일한 수신기의 이전 신호세기와 현재 신호세기의 차이값 E가 최대 변동폭 C보다 작은 경우에는 현재 신호세기를 입력신호로 변경없이 사용한다. 이는 차이값 E가 최대 변동폭 C보다 작다면, 송출기가 물리적으로 가능한 범위내에서 움직였다는 것을 의미하므로, 현재 신호세기를 그대로 사용하게 된다. 그러나, 신호세기의 차이값 E가 최대 변동폭 C보다 큰 경우에는 아래와 같은 현재 신호세기가 결정된다. Subsequently, the signal strength determination unit 12 uses the current signal strength as the input signal without change when the difference E between the previous signal strength and the current signal strength of the same receiver is less than the maximum variation range C. This means that if the difference value E is less than the maximum fluctuation range C, the transmitter has moved within the physically possible range, and the current signal strength is used as is. However, if the difference value E of the signal strength is greater than the maximum variation range C, the current signal strength is determined as follows.

신호세기의 차이값 E가 최대 변동폭 C보다 큰 경우, 상기 신호세기 결정부(12)는 동일한 수신기의 현재 신호세기가 이전 신호세기보다 큰 경우에는 이전 신호세기에 최대 변동폭 C를 더하여 현재 신호세기로 대체하고 동일한 수신기의 현재 신호세기가 이전 신호세기보다 작은 경우에는 이전 신호세기에 최대변동폭 C를 빼서 현재 신호세기로 대체한다. 이때, 이전 신호세기는 최대변동폭 C보다 큰 값을 가지는 것이 바람직하다.When the difference value E of the signal strength is greater than the maximum fluctuation range C, the signal strength determination unit 12 adds the maximum fluctuation range C to the previous signal strength when the current signal strength of the same receiver is greater than the previous signal strength to the current signal strength. If the current signal strength of the same receiver is lower than the previous signal strength, the maximum fluctuation width C is subtracted from the previous signal strength and replaced with the current signal strength. At this time, it is desirable that the previous signal strength has a value greater than the maximum fluctuation width C.

상기 리스트관리부(15)는 상기 신호세기 결정부에서 결정된 무선신호를 도 4에 도시된 바와 같은 큐(Q1,Q2,Q3,Q4)에 입력하고 입력된 신호세기의 갯수가 정해진 갯수를 초과할 경우 가장 오래된 신호세기를 삭제하게 된다. 도 4를 참조하면, 수신기 B1에서 발신한 무선신호 5개의 신호세기는 앞서 본 신호세기 결정부에 의해 결정된 5개의 무선신호의 신호세기가 큐 Q1에 입력된 것이며, 큐 Q2,Q3,Q4에는 모두 동일한 과정을 통해 수신기 B2,B3,B4의 무선신호 세기가 입력된다. 동시에 Q5, Q6, Q7, Q8에는 거리, Q9, Q10, Q11, Q12에는 방위각이 입력되고, 큐에 입력되는 데이터 갯수는 상기 리스트 관리부(15)의 신호세기 결정부 기준에 따라 결정된다.The list management unit 15 inputs the wireless signal determined by the signal strength determination unit into the queues Q1, Q2, Q3, and Q4 as shown in FIG. 4, and when the number of input signal strengths exceeds the set number. The oldest signal strength is deleted. Referring to FIG. 4, the signal strengths of the five wireless signals transmitted from receiver B1 are the signal strengths of the five wireless signals determined by the signal strength determination unit seen above input to queue Q1, and the signal strengths of five wireless signals are input to queue Q1, and queues Q2, Q3, and Q4 are all input. Through the same process, the wireless signal strengths of receivers B2, B3, and B4 are input. At the same time, the distance is input to Q5, Q6, Q7, and Q8, and the azimuth is input to Q9, Q10, Q11, and Q12, and the number of data input to the queue is determined according to the standards of the signal strength determination unit of the list management unit 15.

상기 정규신호세기 산출부(16)는 상기 큐에 정해진 개수가 모두 채워졌을 때 채워진 신호세기를 평균하여 해당 수신기의 신호세기로 규정한다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 도면부호 A에서 도출된 평균값이 무선신호 세기가 되며 Q1 내지 Q4의 평균값이 위치측위에 사용되게 된다. 따라서, 각각의 수신기에서 5번에 걸쳐 변하던 신호세기가 평균값에 의해 안정화되게 된다. 예를 들면, 수신기 B1은 -54,-59,-55,-62, -60의 신호세기를 보여주지만 평균값은 -58이 되고, 수신기 B2는 평균값이 -64.8, 송출기 B3은 -72.4, 송출기 B3은 -82가 된다. The regular signal strength calculation unit 16 averages the signal strengths filled when the predetermined number of queues are filled and defines it as the signal strength of the corresponding receiver. As can be seen in FIG. 4, the average value derived from reference numeral A becomes the wireless signal strength, and the average value of Q1 to Q4 is used for positioning. Therefore, the signal strength that changed over five times in each receiver is stabilized by the average value. For example, receiver B1 shows signal strengths of -54, -59, -55, -62, and -60, but the average value is -58, receiver B2 has an average value of -64.8, and transmitter B3 has -72.4. becomes -82.

상기 정규거리 산출부(17)는 상기 큐에 정해진 개수가 모두 채워졌을 때 채워진 거리를 평균하여 해당 수신기와 송출기의 거리로 규정한다. 도 4에서 도면부호 A에서 도출된 평균값이 거리로 정의될 수 있으며, 거리로 정의된 Q5 내지 Q8의 평균값이 위치측위에 사용되게 된다. 따라서, 각각의 수신기에서 5번에 걸쳐 변하던 거리의 평균값에 의해 안정화되게 된다. 예를 들면, 수신기 B1은 2, 2.1, 1.9, 2, 2.2의 거리를 보여주지만 평균값은 2.04가 되고, 수신기 B2는 평균값이 1.92, 수신기 B3은 1.88, 수신기 B4는 2.08이 된다. The regular distance calculation unit 17 averages the filled distance when the specified number of queues is filled and defines it as the distance between the corresponding receiver and the transmitter. In FIG. 4, the average value derived from reference numeral A can be defined as the distance, and the average value of Q5 to Q8 defined as the distance is used for positioning. Therefore, it is stabilized by the average value of the distance that changed over 5 times in each receiver. For example, receiver B1 shows distances of 2, 2.1, 1.9, 2, 2.2, but the average value is 2.04, receiver B2 has an average value of 1.92, receiver B3 is 1.88, and receiver B4 is 2.08.

상기 정규방위각 산출부(18)는 상기 큐에 정해진 개수가 모두 채워졌을 때 채워진 방위각을 평균하여 해당 송출기의 방위각으로 규정한다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 도면부호 A의 평균값이며 방위각으로 정의되며, Q9 내지 Q12의 평균값이 방위각으로 위치측위에 사용되게 된다. 따라서, 각각의 수신기에서 5번에 걸쳐 변하던 방위각의 평균값에 의해 안정화되게 된다. 예를 들면, 수신기 B1은 260, 255, 257, 264, 262의 방위각을 보여주지만 평균값은 259.6이 되고, 수신기 B2는 평균값이 259.4, 수신기 B3은 260.2, 수신기 B4는 260.6이 된다.The regular azimuth calculation unit 18 averages the filled azimuths when the specified number of queues is filled and defines them as the azimuth of the corresponding transmitter. As can be seen in FIG. 4, it is the average value of reference symbol A and is defined as the azimuth, and the average value of Q9 to Q12 is used for positioning as the azimuth. Therefore, it is stabilized by the average value of the azimuth that changed five times in each receiver. For example, receiver B1 shows azimuths of 260, 255, 257, 264, and 262, but the average value is 259.6, receiver B2 shows the average value 259.4, receiver B3 shows 260.2, and receiver B4 shows 260.6.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치측정부(20)를 살펴본다. Below, we will look at the position measuring unit 20 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 위치측정부(20)는 앞서 본 정규화된 무선신호 또는 정규화 과정을 거치지 아니한 무선신호의 신호세기, 거리 및 방위각을 바탕으로 송출기(1)의 위치를 측정하며, 수신기리스트결정부(21), 인접판단부(22), 단위위치연산부(23), 최종 단위위치연산부(24) 및 최종위치결정부(25)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the position measuring unit 20 measures the position of the transmitter 1 based on the signal strength, distance, and azimuth of the normalized wireless signal seen previously or the wireless signal that has not gone through the normalization process, and the receiver list It includes a determination unit 21, an adjacent determination unit 22, a unit position calculation unit 23, a final unit position calculation unit 24, and a final position determination unit 25.

상기 수신기리스트결정부(21)는 위치결정에 참여할 수신기의 개수를 규정하는데, 정해진 개수의 범위 내에서 강한 신호세기를 보여주는 수신기 순으로 수신기리스트에 정렬한다. 도 1을 참조하면, 수신기의 위치를 결정하는데 4개의 수신기를 이용할 경우, 이들 수신기리스트는 B1,B2,B3,B4순으로 정렬된 정보를 포함하게 된다. 여기서, 가장 강한 무선신호세기를 보여주는 수신기를 최강 수신기로 그리고 나머지 수신기들을 차강 수신기로 명명한다. 이들 수신기의 개수는 필요에 따라 변경될 수 있는데, 개수가 증가하면 위치측정의 정확성은 높아지는 반면 데이타량의 증가로 위치측정에 시간이 증가되는 문제점이 있으므로, 설치된 수신기의 개수와 간격을 고려하여 적정하게 선정하는 것이 바람직하다. The receiver list determination unit 21 defines the number of receivers that will participate in positioning, and sorts the receiver list in the order of receivers showing strong signal strength within a predetermined number of ranges. Referring to FIG. 1, when four receivers are used to determine the location of the receiver, these receiver lists include information sorted in the following order: B1, B2, B3, and B4. Here, the receiver showing the strongest wireless signal strength is named the strongest receiver, and the remaining receivers are named the weakest receivers. The number of these receivers can be changed as needed. As the number increases, the accuracy of location measurement increases, but there is a problem that the time for location measurement increases due to an increase in the amount of data. Therefore, it is appropriate to take into account the number and spacing of installed receivers. It is desirable to select appropriately.

상기 수신기리스트결정부(21)는 송출기의 이전 위치와 송출기의 현재 무선신호를 수신한 수신기 사이의 거리를 연산하여 거리 임계값 F 보다 큰 경우 해당 수신기를 상기 수신기리스트에서 배제하여 위치측정의 오차를 줄인다. 수신기 리스트 내의 수신기 가운데 송출기(1)의 이전위치와의 거리가, 다른 수신기와 송출기의 이전위치와의 거리에 비해 큰 경우에는 해당 수신기에서 발신한 무선신호가 불안정한 것으로 보고 배제함으로써 위치측정의 오류를 줄이기 위하여, 거리 임계값 F를 정의하며, 송출기의 이전 위치와 송출기의 현재 무선신호를 수신한 수신기 사이의 거리가 거리 임계값 F를 넘어설 경우 해당 수신기를 리스트에서 삭제할 수 있다.The receiver list determination unit 21 calculates the distance between the previous location of the transmitter and the receiver that received the current wireless signal of the transmitter, and if it is greater than the distance threshold F, excludes the corresponding receiver from the receiver list to prevent errors in position measurement. Reduce. If the distance from the previous position of the transmitter (1) among the receivers in the receiver list is greater than the distance between the previous positions of other receivers and the transmitter, the wireless signal transmitted from the corresponding receiver is considered unstable and excluded to prevent errors in position measurement. To reduce this, a distance threshold F is defined, and if the distance between the previous location of the transmitter and the receiver that currently received the wireless signal of the transmitter exceeds the distance threshold F, the corresponding receiver can be deleted from the list.

상기 인접판단부(22)는 송출기(1)가 다수의 수신기가 설치된 공간에서 소정의 수신기에 인접하여 위치하는지 여부를 판단한다. 최강 수신기와 차강 수신기 사이의 신호세기 차이값 R이 소정의 신호세기 임계값 G 이상이면 송출기가 최강 수신기에 인접해 있는 것으로 판단하여 최강 수신기의 좌표를 해당 송출기의 위치로 결정한다. 예컨대 수신기가 천정이나 높은 곳에 설치되어 있는 경우, 송출기를 해당 수신기에 매우 인접하게 가져가지 않으면 무선신호의 세기가 인접해 있을 때만큼의 신호세기를 보여주지 못하므로, 후술하는 단위위치 연산부에 따라 연산을 하게 되면 최강 수신기와 차강 수신기 사이의 소정 지점에 송출기가 위치하는 것으로 결정되지만, 위와 같이 인접판단부에 따라 신호세기 차이값 R이 신호세기 임계값 G 이상이면 송출기의 위치를 바로 최강 수신기의 위치로 결정되게 되어 위치측정의 정확성이 높아지게 된다. 이 경우에는 아래 단위위치 연산부에 의한 연산을 수행하지 않게 된다. The proximity determination unit 22 determines whether the transmitter 1 is located adjacent to a predetermined receiver in a space where a plurality of receivers are installed. If the signal strength difference value R between the strongest receiver and the next-generation receiver is greater than or equal to a predetermined signal strength threshold G, it is determined that the transmitter is adjacent to the strongest receiver, and the coordinates of the strongest receiver are determined as the location of the transmitter. For example, if the receiver is installed on the ceiling or in a high place, unless the transmitter is brought very close to the receiver, the strength of the wireless signal will not be as strong as when it is adjacent, so the calculation is performed according to the unit position calculation unit described later. When doing so, it is determined that the transmitter is located at a predetermined point between the strongest receiver and the lowest receiver. However, as above, if the signal strength difference value R according to the adjacent judgment unit is greater than the signal strength threshold G, the location of the transmitter is immediately changed to the location of the strongest receiver. This increases the accuracy of location measurement. In this case, the calculation by the unit position calculation unit below is not performed.

상기 단위위치 연산부(23)는 수신기리스트 결정부에 의해 결정된 수신기리스트 내의 수신기 가운데 최강 수신기와 차강 수신기 사이의 송출기의 제1단위위치를 연산한다. 앞서 본 바와 같이, 수신기리스트 이내에서, 차강 수신기는 최강 수신기 이외의 모든 수신기를 의미하며, 제1단위위치는 최강 수신기와 나머지 차강 수신기를 연결하는 직선상에서 송출기의 위치이다. 도 11에 도시된 바에 의하면, 수신기 B1의 좌표는 P1, 수신기 B2의 좌표는 P2, 수신기 B3의 좌표는 P3, 수신기 B4의 좌표는 P4가 되며, 제1단위위치는 최강 수신기 B1의 좌표 P1, 최강 수신기 B1과 차강 수신기 B2 사이의 직선상에서 송출기의 좌표 P12, 최강 수신기 B1과 차강 수신기 B3 사이의 직선상에서 송출기의 좌표 P13, 최강 수신기 B1과 차강 수신기 B4 사이의 직선상에서 송출기의 좌표 P14가 된다. 제1단위위치는 다양한 수식에 의해 연산될 수 있는데, 예컨대, 단위위치 P1n는 다음과 같은 수식에 의해 결정될 수 있다.The unit position calculation unit 23 calculates the first unit position of the transmitter between the strongest receiver and the lowest receiver among the receivers in the receiver list determined by the receiver list determination unit. As seen previously, within the receiver list, the Chagang receiver refers to all receivers other than the strongest receiver, and the first unit position is the position of the transmitter on a straight line connecting the strongest receiver and the remaining Chagang receivers. As shown in Figure 11, the coordinates of receiver B1 are P 1 , the coordinates of receiver B2 are P 2 , the coordinates of receiver B3 are P 3 , the coordinates of receiver B4 are P 4 , and the first unit position is the strongest receiver B1. Coordinates P 1 , coordinates of the transmitter on a straight line between the strongest receiver B1 and Chagang receiver B2 P 12 , coordinates of the transmitter on a straight line between the strongest receiver B1 and Chagang receiver B3 P 13 , on a straight line between the strongest receiver B1 and Chagang receiver B4 The coordinates of the transmitter are P 14 . The first unit position can be calculated using various formulas. For example, the unit position P 1n can be determined by the following formula.

P1n=Pn-(Pn-P1)치R/G P 1n =P n -(P n -P 1 )valueR/G

R: 최강 수신기와 차강 수신기의 신호세기 차이값 R: The difference in signal strength between the strongest receiver and the lowest receiver

G: 신호세기 임계값G: Signal strength threshold

P1n: 최강 수신기와 차강 수신기간의 직선상에서의 송출기의 제1단위위치 P 1n : The first unit position of the transmitter on a straight line between the strongest receiver and the lowest receiver.

Pn: 차강 수신기의 위치좌표 P1:최강 수신기의 위치좌표 P n : Position coordinates of the lowest receiver. P 1 : Position coordinates of the highest receiver.

상기 제1단위위치에 최강 수신기의 좌표를 포함하는 것이 위치 측정의 정확성을 높일 수 있어서 바람직하다. 그리고, 위치 측정에 사용되는 최강 수신기의 좌표를 제1단위위치에 포함시킬 것인지 여부는 수식에 따라 의존적으로 변경될 수 있다. It is preferable to include the coordinates of the strongest receiver in the first unit location because it can increase the accuracy of location measurement. Additionally, whether or not to include the coordinates of the strongest receiver used for position measurement in the first unit position may vary depending on the formula.

상기 최종 단위위치 연산부(24)는 제1단위위치에 대해 송출기와 수신기의 거리 및 방위각을 포함하여 추가적으로 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 구성으로, 단위위치 결정부에 의해 결정된 송출기의 제1단위위치와 송출기와 수신기의 거리 및 방위각에 의해 결정된 송출기의 제2단위위치를 연산하여 최종 단위위치의 정확성을 높인다. 전술한 바와 같이 제1단위위치는 최강 수신기와 차강 수신기들 사이를 연결한 직선들 상에 위치하는 지점이지만, 실제로 송출기(1)는 복수의 수신기들 사이 영역 중 어느 한 지점에 위치하게 되며, 제1단위위치의 좌표를 평균연산하더라도 송출기의 실제 위치와는 소정 정도 오차가 발생할 수 있다. 이에 따른 오차를 최소화하기 위하여, 최종 단위위치 연산부(24)는 신호세기와는 다른 성격의 데이터를 통해 최강 수신기와 차강 수신기들 사이를 연결한 직선들에서 벗어난 좌표를 가질 수 있는 제2단위위치를 결정하고, 제2단위위치와 기 도출된 제1단위위치를 통해 최종 단위위치를 연산함으로써 계측되는 위치와 송출기의 위치 사이의 오차를 더욱 줄일 수 있다. 상기 최종 단위위치 연산부(24)는 제2단위위치 결정모듈(241), 최종단위위치 결정모듈(243)을 포함한다.The final unit position calculation unit 24 is configured to determine the final unit position by additionally calculating the first unit position, including the distance and azimuth of the transmitter and the receiver, and the first unit position of the transmitter determined by the unit position determination unit. The accuracy of the final unit position is increased by calculating the second unit position of the transmitter determined by the distance and azimuth of the transmitter and receiver. As described above, the first unit position is a point located on the straight lines connecting the strongest receiver and the lowest receiver, but the transmitter 1 is actually located at one point among the areas between the plurality of receivers, Even if the coordinates of one unit position are averaged, a certain amount of error may occur with the actual location of the transmitter. In order to minimize the resulting error, the final unit position calculation unit 24 determines the second unit position that can have coordinates that deviate from the straight lines connecting the strongest receiver and the lowest receiver through data of a different nature from the signal strength. By determining and calculating the final unit position through the second unit position and the previously derived first unit position, the error between the measured position and the position of the transmitter can be further reduced. The final unit position calculation unit 24 includes a second unit position determination module 241 and a final unit position determination module 243.

제2단위위치 결정모듈(241)은 수신기로부터 계측된 송출기와 수신기의 거리 및 방위각에 기반하여 송출기의 제2단위위치를 결정한다. 제2단위위치는 송출기와 수신기 사이의 거리 및 방위각 중 적어도 하나 이상으로부터 도출될 수 있으나, 바람직하게는 송출기와 수신기 사이의 거리와 방위각 모두를 기반으로 하여 연산될 수 있다. 제2단위위치의 결정에 사용되는 거리 및 방위각은 전술한 정규화된 거리 및 방위각인 것이 바람직하다. 도 11에 도시된 바에 의하면, 수신기 B2와 송출기의 위치 Pf 사이의 거리는 D2, 방위각은 Z2이며, 거리와 방위각을 이용하여 제2단위위치(P22)가 연산될 수 있다. 다른 수신기들에 대해서도 동일하게 제2단위위치(P2n)를 연산한다.The second unit position determination module 241 determines the second unit position of the transmitter based on the distance and azimuth between the transmitter and the receiver measured from the receiver. The second unit location may be derived from at least one of the distance and azimuth between the transmitter and the receiver, but may preferably be calculated based on both the distance and azimuth between the transmitter and the receiver. It is preferable that the distance and azimuth angle used in determining the second unit position are the normalized distance and azimuth angle described above. As shown in FIG. 11, the distance between the receiver B2 and the position Pf of the transmitter is D2, the azimuth is Z2, and the second unit position (P 22 ) can be calculated using the distance and azimuth. The second unit position (P 2n ) is calculated in the same way for other receivers.

최종단위위치 결정모듈(243)은 상기 제2단위위치(P2n)를 상기 단위위치 연산부에서 결정된 제1단위위치(P1n)와 연산하여 최종 단위위치(P3n)를 결정한다. 전술한 정규거리 산출부(17) 및 정규방위각 산출부(18)에서 정규화된 각 수신기로부터의 정규거리 및 정규방위각은 각각 소정의 위치좌표를 나타낸다. 각 수신기로부터의 정규거리(Dn) 및 정규방위각(Zn)은 각각 동일한 위치좌표를 나타내지 않을 수 있다. 이는 무선신호의 불안정성 및 정규화에 기인하며, 각 수신기에서 계측된 정규거리(Dn) 및 정규방위각(Zn)으로 계측한 제2단위위치(P2n)들은 실제 송출기의 위치와 소정의 오차가 발생한다. 이때, 제2단위위치와 송출기의 실제 위치(Pf) 사이의 오차는 계측된 거리와 방위각을 기준으로 계측할 때 발생하는 것으로, 신호세기를 기반으로 정의된 제1단위위치(P1n)와 송출기의 실제 위치(Pf) 사이의 오차와 그 성격이 다르다. 이러한 오차는 합성하여 스무딩하는 경우 서로 다른 성격의 계측값에 의해 발생하는 오차를 감소시켜 더욱 정확한 위치를 계측할 수 있다. 따라서, 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P2n)를 평균연산하여 최종 단위위치(P3n)를 연산하여 계측오차를 최소화할 수 있게 된다.The final unit position determination module 243 calculates the second unit position (P 2n ) with the first unit position (P 1n ) determined in the unit position calculation unit to determine the final unit position (P 3n ). The normal distance and normal azimuth from each receiver normalized in the above-described normal distance calculation unit 17 and normal azimuth calculation unit 18 respectively represent predetermined position coordinates. The normal distance (Dn) and normal azimuth (Zn) from each receiver may not represent the same position coordinates. This is due to the instability and normalization of the wireless signal, and the second unit position (P 2n ) measured by the normal distance (Dn) and normal azimuth (Zn) measured at each receiver has a certain error with the actual location of the transmitter. . At this time, the error between the second unit position and the actual position of the transmitter (P f ) occurs when measuring based on the measured distance and azimuth, and the first unit position (P 1n ) defined based on the signal strength The error between the actual position of the transmitter (P f ) and its nature are different. When these errors are combined and smoothed, errors caused by measurement values of different characteristics can be reduced, allowing for more accurate position measurement. Therefore, the measurement error can be minimized by calculating the final unit position (P 3n ) by calculating the average of the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 2n ).

본 발명의 일 실시예에서는 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P2n)가 평균연산되어 최종 단위위치가 결정될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 최종 단위위치를 결정할 때 각 수신기별로 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P2n)를 평균연산하여 최종 단위위치(P3n)를 도출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 2n ) may be averaged to determine the final unit position. In a preferred embodiment of the present invention, when determining the final unit position, the final unit position (P 3n ) can be derived by averaging the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 2n ) for each receiver. there is.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 각 수신기의 제1단위위치(P1n) 사이의 영역 넓이와 제2단위위치(P22) 사이의 영역 넓이에 따라 다른 비율로 최종 단위위치가 연산될 수 있다. 도 12를 참고하면, 수신기의 종류에 따라 복수의 수신기들로부터 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P22)들이 달리 연산될 수 있으며, 제1단위위치(P1n) 사이의 영역과 제2단위위치(P22) 사이의 영역도 달리 연산될 수 있다. 제1단위위치(P1n) 사이의 영역의 넓이보다 제2단위위치(P2n) 사이의 영역의 넓이가 더 작은 경우, 제2단위위치(P2n)가 상대적으로 정확한 단위위치로 추정될 수 있다. 이 경우 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P2n)를 평균연산하여 최종 단위위치를 도출하는 것이 아니라 최종 단위위치(P3n)가 제2단위위치(P2n)에 가깝게 도출되도록 연산에 가중치를 적용할 수 있다. 이에 따라서, 본 발명의 최종단위위치 결정모듈(243)은 제1단위위치와 제2단위위치 중 오차가 더 작은, 즉 복수의 단위위치를 연결한 영역의 넓이가 더 작은 단위위치에 가깝게 최종단위위치를 결정할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the final unit position may be calculated at a different ratio depending on the area area between the first unit location (P 1n ) and the area area between the second unit location (P 22 ) of each receiver. Referring to FIG. 12, the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 22 ) may be calculated differently from a plurality of receivers depending on the type of receiver, and the The area between the area and the second unit position (P 22 ) may also be calculated differently. If the area between the second unit positions (P 2n ) is smaller than the area between the first unit positions (P 1n ), the second unit position (P 2n ) can be estimated as a relatively accurate unit position. there is. In this case, the final unit position is not derived by calculating the average of the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 2n ), but the final unit position (P 3n ) is derived close to the second unit position (P 2n ). If possible, weights can be applied to the calculation. Accordingly, the final unit position determination module 243 of the present invention determines the final unit position close to the unit position where the error is smaller between the first unit position and the second unit position, that is, the area of the area connecting the plurality of unit positions is smaller. The location can be determined.

이때, 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P2n)의 영역의 넓이의 비는 각 단위위치들 사이의 거리의 제곱에 비례하므로, 각 단위위치들이 형성하는 영역의 넓이의 제곱근의 비에 반비례하도록 가중되어 연산될 수 있다. 따라서, 아래 수학식과 같이 최종 단위위치(P3n)는 각 단위위치들이 형성하는 넓이에 따라 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P2n)를 정해진 비율로 내분하는 위치로 결정될 수 있다.At this time, the ratio of the areas of the first unit location (P 1n ) and the second unit location (P 2n ) is proportional to the square of the distance between each unit location, so the square root of the area of the area formed by each unit location It can be calculated by weighting so that it is inversely proportional to the ratio of . Therefore, as shown in the equation below, the final unit position (P 3n ) can be determined as a position that divides the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 2n ) at a set ratio according to the area formed by each unit position. there is.

Figure 112021125787322-pat00001
Figure 112021125787322-pat00001

P1n: 수신기(Bn)의 제1단위위치 P2n: 수신기(Bn)의 제2단위위치P 1n : 1st unit position of receiver (Bn) P 2n : 2nd unit position of receiver (Bn)

A1: 제1단위위치들이 형성하는 영역의 넓이A 1 : Area of the area formed by the first unit positions

A2: 제2단위위치들이 형성하는 영역의 넓이A 2 : Area of the area formed by the second unit positions

본 발명의 또다른 일 실시예에서는 최강 수신기의 제2단위위치를 기반으로 하여 최종 단위위치를 연산할 수 있다. 어플리케이션 또는 시스템에 따라 송출기의 측위를 계측하는 것에 최소연산을 요구하거나 빠른 시간을 요구할 수 있는데, 이 때에는 최강 수신기로부터의 거리와 방위각을 가장 정확한 제2단위위치(P21)로 추정하고, 제1단위위치와 연산하여 최종 단위위치를 도출함으로써, 연산하는 속도를 줄여 송출기의 측위를 더욱 빠르게 계측할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the final unit position can be calculated based on the second unit position of the strongest receiver. Depending on the application or system, measuring the position of the transmitter may require minimal calculations or require a fast time. In this case, the distance and azimuth from the strongest receiver are estimated as the most accurate second unit position (P 21 ), and the first By calculating the final unit position with the unit position, the calculation speed can be reduced and the positioning of the transmitter can be measured more quickly.

상기 최종위치결정부(25)는 상기 다수의 최종 단위위치를 이용해 송출기의 최종 위치를 결정한다. 도 13에 도시된 바에 의하면, 상기 최종위치 Pf는 최종 단위위치P31, P32, P33, P34를 직선으로 연결했을 때 둘러싸인 공간내에 존재하게 되며, 예를 들어 이들 네 좌표의 평균값을 통해 최종 위치를 연산하게 된다. 이와 같은 과정을 통해 최종위치가 연산되므로, 송출기의 위치를 실제와 흡사하게 잡아낼 수 있다. 이런 과정을 통해 밝혀진 최종 위치는 지도 등에 표시하여 현재 위치를 표현해 줄 수도 있고, 아동이나 물류의 위치에 대한 정보를 파악할 수 있는 등 다양한 위치정보 기반 서비스를 제공할 수 있게 된다. The final position determination unit 25 determines the final position of the transmitter using the plurality of final unit positions. As shown in FIG. 13, the final position P f exists in the space enclosed when the final unit positions P 31 , P 32 , P 33 , and P 34 are connected with a straight line. For example, the average value of these four coordinates is The final position is calculated through Since the final position is calculated through this process, the position of the transmitter can be captured as close to the actual position. The final location revealed through this process can be displayed on a map to express the current location, and various location information-based services can be provided, such as identifying information about the location of children or logistics.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 측위방법을 설명한다. 상기 측위방법은 송출기와 수신기 사이의 신호세기를 기반으로 도출한 복수의 제1단위위치, 송출기와 수신기 사이의 거리와 방위각을 기반으로 도출한 제2단위위치를 통해 연산한 최종단위위치를 종합하여 송출기의 최종 위치를 선정함으로써 위치측정의 신뢰성을 높일 수 있는 것으로, AoA 수신기 통해서 들어오는 송출기의 거리 및 방위각을 이용을 이용하여, 기존의 무선신호세기를 이용한 위치측정과정에 송출기의 거리 및 방위각을 추가하여 정확도를 높일 수 있다. 상기 측위방법은 무선신호 정규화방법(S3)과 위치측정방법(S5)을 포함한다.Below, a positioning method according to an embodiment of the present invention will be described. The positioning method combines the final unit positions calculated through a plurality of first unit positions derived based on the signal strength between the transmitter and receiver and the second unit positions derived based on the distance and azimuth between the transmitter and receiver. By selecting the final location of the transmitter, the reliability of position measurement can be increased. By using the distance and azimuth of the transmitter coming through the AoA receiver, the distance and azimuth of the transmitter are added to the position measurement process using the existing wireless signal strength. This can increase accuracy. The positioning method includes a wireless signal normalization method (S3) and a position measurement method (S5).

출원인은 이하에서 도 6 내지 8을 참조하여 무선신호 정규화 방법(S3)을 살펴본다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 무선신호 정규화 방법은 다수의 수신기로부터 무선신호를 수신하는 무선신호수신단계(S30), 최대변동폭설정단계(S31), 신호세기결정단계(S34), 리스트관리단계(S35), 신호세기평균단계(S37) 거리평균단계(S38), 방위각평균단계(S39)를 포함한다. The applicant will look at the wireless signal normalization method (S3) below with reference to FIGS. 6 to 8. According to another embodiment of the present invention, the wireless signal normalization method of the present invention includes a wireless signal receiving step (S30) of receiving wireless signals from a plurality of receivers, a maximum fluctuation width setting step (S31), a signal strength determining step (S34), It includes a list management step (S35), a signal strength average step (S37), a distance average step (S38), and an azimuth average step (S39).

상기 무선신호 수신단계(S30)는 상기 수신부(11)가 각각의 수신기가 송출하는 무선신호를 수신하여 신호세기결정부(12)에 전달하는 단계이다. The wireless signal reception step (S30) is a step in which the receiving unit 11 receives the wireless signal transmitted by each receiver and transmits it to the signal strength determination unit 12.

상기 최대변동폭설정단계(S31)는 송출기가 이동할 때 물리적으로 계측할 수 있는 송출기의 이전 신호세기와 현재 신호세기의 차이값으로서 물리적으로 가능한 최대값을 의미하며, 이들 최대변동폭 C가 설정되는 단계이다. The maximum fluctuation width setting step (S31) refers to the maximum physically possible value as the difference between the previous signal strength of the transmitter and the current signal strength that can be physically measured when the transmitter moves, and is the step in which the maximum fluctuation width C is set. .

상기 신호세기결정단계(S34)는 송출기의 움직임을 감지하여 최대 변동폭 C와 상기 수신부에서 수신한 수신기의 무선신호의 신호세기를 연동시켜 신호세기를 결정하는 단계로서, 신호세기판단단계(S341), 신호세기증가단계(S343)와 신호세기감소단계(S345)를 포함한다. The signal strength determination step (S34) is a step of detecting the movement of the transmitter and determining the signal strength by linking the maximum fluctuation range C with the signal strength of the wireless signal of the receiver received from the receiver. A signal strength determination step (S341), It includes a signal intensity increase step (S343) and a signal intensity decrease step (S345).

상기 신호세기판단단계(S341)는 수신기가 수신한 무선신호의 현재 신호세기와 이전 신호세기와의 차이값이 상기 최대변동폭 C 이상인지 미만인지를 판단한다. The signal strength determination step (S341) determines whether the difference between the current signal strength of the wireless signal received by the receiver and the previous signal strength is greater than or less than the maximum fluctuation width C.

상기 최대 변동폭 C는 송출기가 이동할 때 송출기의 이전 신호세기와 그 다음 신호세기의 차이값으로서 물리적으로 가능한 최대값을 의미한다. 예컨대, 송출기가 수신기 B1에서 B4로 접근하게 되면, 송출기의 무선신호를 수신하는 수신기 B1의 무선신호 세기는 작아지고 송출기의 무선선호를 수신하는 수신기 B4의 무선신호 세기는 커지게 되는데, 위와 같은 송출기(1)의 이동으로 인해 발생할 수 있는 신호세기의 변동폭은 물리적으로 가능한 범위가 있다. 송출기가 짧은 시간동안 도저히 이동할 수 없는 거리의 변동이 발생함을 의미하는 신호세기의 변동은 무선신호의 불안정성을 초래한다.The maximum fluctuation range C refers to the maximum physically possible value as the difference between the previous signal strength of the transmitter and the next signal strength when the transmitter moves. For example, when a transmitter approaches from receiver B1 to B4, the wireless signal strength of receiver B1, which receives the transmitter's wireless signal, decreases, and the wireless signal strength of receiver B4, which receives the transmitter's wireless preference, increases. There is a physically possible range of fluctuations in signal strength that can occur due to the movement of (1). Fluctuations in signal strength, which means fluctuations in the distance that the transmitter cannot travel in a short period of time, cause instability in the wireless signal.

상기 신호세기판단단계(S341)은 동일한 수신기의 이전 신호세기와 현재 신호세기의 차이값 E가 최대 변동폭 C보다 작은 경우에는 현재 신호세기를 입력신호로 변경없이 사용한다. 이는 차이값 E가 최대 변동폭 C보다 작다면, 송출기가 물리적으로 가능한 이동 범위내에서 움직였다는 것을 의미하므로, 현재 신호세기를 그대로 사용하게 된다. 그러나, 신호세기의 차이값 E가 최대 변동폭 C 이상인 경우에는 아래와 같은 신호세기증가단계와 신호세기감소단계가 진행된다. In the signal strength determination step (S341), if the difference value E between the previous signal strength and the current signal strength of the same receiver is less than the maximum variation range C, the current signal strength is used as the input signal without change. This means that if the difference value E is less than the maximum fluctuation range C, the transmitter has moved within the physically possible movement range, and the current signal strength is used as is. However, if the difference value E of the signal strength is greater than the maximum variation range C, the signal strength increase step and signal strength decrease step are performed as follows.

상기 신호세기증가단계(S343)는 동일한 수신기의 현재 신호세기가 이전 신호세기보다 큰 경우에는 이전 신호세기에 최대변동폭 C를 더하여 현재 신호세기로 대체하는 단계이고, 상기 신호세기감소단계(S345) 동일한 수신기의 현재 신호세기가 이전 신호세기보다 작은 경우에는 이전 신호세기에 최대 변동폭 C를 빼서 현재 신호세기로 대체하는 단계이다. The signal strength increase step (S343) is a step where, if the current signal strength of the same receiver is greater than the previous signal strength, the previous signal strength is replaced with the current signal strength by adding the maximum fluctuation width C, and the signal strength decrease step (S345) is the same. If the current signal strength of the receiver is smaller than the previous signal strength, this is the step of subtracting the maximum fluctuation range C from the previous signal strength and replacing it with the current signal strength.

상기 신호세기도출단계(S347)는 위 신호세기판단단계(S341), 신호세기증가단계(S343)와 신호세기감소단계(S345)를 통해 최종적인 신호세기를 결정하는 단계이다. The signal strength derivation step (S347) is a step of determining the final signal strength through the signal strength determination step (S341), signal strength increase step (S343), and signal strength decrease step (S345).

상기 리스트 관리단계(S35)는 수신기별로 상기 신호세기결정단계에서 출력된 신호세기를 큐에 일정개수만큼 입력하고 가장 오래된 신호세기를 삭제하는 단계이다. 상기 신호세기 결정부에서 결정된 무선신호를 도 4에 도시된 바와 같은 큐(Q1,Q2,Q3,Q4)에 입력하고 입력된 신호세기의 개수가 정해진 개수를 초과할 경우 가장 오래된 신호세기를 삭제하게 된다. 도 4를 참조하면, 수신기 B1에서 발신한 무선신호 5개의 신호세기는 앞서 본 신호세기 결정부에 의해 결정된 5개의 무선신호의 신호세기가 큐 Q1에 입력된 것이며, 큐 Q2,Q3,Q4에는 모두 동일한 과정을 통해 수신기 B2,B3,B4의 무선신호 세기가 입력된다. The list management step (S35) is a step of inputting a certain number of signal strengths output from the signal strength determination step for each receiver into a queue and deleting the oldest signal strength. The wireless signal determined in the signal strength determination unit is input to the queues (Q1, Q2, Q3, Q4) as shown in FIG. 4, and when the number of input signal strengths exceeds the set number, the oldest signal strength is deleted. do. Referring to FIG. 4, the signal strengths of the five wireless signals transmitted from receiver B1 are the signal strengths of the five wireless signals determined by the signal strength determination unit seen above input to queue Q1, and the signal strengths of five wireless signals are input to queue Q1, and queues Q2, Q3, and Q4 are all input. Through the same process, the wireless signal strengths of receivers B2, B3, and B4 are input.

상기 신호세기평균단계(S37)는 상기 리스트관리단계를 통해 큐에 입력된 신호세기의 평균값을 해당 수신기의 신호세기로 규정하는 단계이다. 상기 큐에 정해진 갯수가 모두 채워졌을 때 채워진 신호세기를 평균하여 해당 수신기의 신호세기로 규정한다. 도 4에서 도면부호 A가 평균값이며 무선신호 세기가 되며 이 값이 위치측위에 사용되게 된다. 따라서, 각각의 수신기에서 5번에 걸쳐 변하던 신호세기가 평균값에 의해 안정화되게 된다. 예를 들면, 수신기 B1은 -54,-59,-55,-62, -60의 신호세기를 보여주지만 평균값은 -58이 되고, 수신기 B2는 평균값이 -64.8, 수신기 B3은 -72.4, 수신기 B4는 -82가 된다. The signal strength averaging step (S37) is a step of defining the average value of the signal strength input to the queue through the list management step as the signal strength of the corresponding receiver. When the specified number of queues is filled, the filled signal strength is averaged and defined as the signal strength of the corresponding receiver. In FIG. 4, reference numeral A is the average value and represents the wireless signal strength, and this value is used for location determination. Therefore, the signal strength that changed over five times in each receiver is stabilized by the average value. For example, receiver B1 shows signal strengths of -54, -59, -55, -62, -60, but the average value is -58, receiver B2 has an average value of -64.8, receiver B3 -72.4, and receiver B4 becomes -82.

상기 거리평균단계(S38)는 상기 리스트관리단계를 통해 큐에 입력된 거리의 평균값을 해당 송출기와 수신기의 거리로 규정하는 단계이다. 상기 큐에 정해진 갯수가 모두 채워졌을 때 채워진 거리를 평균하여 해당 송출기와 수신기의 거리로 규정한다. 도 4에서 도면부호 A에 나타나는 평균값이 거리로 정의될 수 있으며, 거리로 정의된 Q5 내지 Q8의 평균값이 위치측위에 사용되게 된다. 따라서, 각각의 수신기에서 5번에 걸쳐 변하던 거리의 평균값에 의해 안정화되게 된다. 예를 들면, 수신기 B1은 2, 2.1, 1.9, 2, 2.2의 거리를 보여주지만 평균값은 2.04가 되고, 수신기 B2는 평균값이 1.92, 수신기 B3은 1.88, 수신기 B4는 2.08이 된다.The distance average step (S38) is a step in which the average value of the distance input into the queue through the list management step is defined as the distance between the transmitter and the receiver. When the specified number of queues is filled, the filled distance is averaged and defined as the distance between the transmitter and receiver. In FIG. 4, the average value indicated by reference numeral A can be defined as the distance, and the average value of Q5 to Q8 defined as the distance is used for positioning. Therefore, it is stabilized by the average value of the distance that changed over 5 times in each receiver. For example, receiver B1 shows distances of 2, 2.1, 1.9, 2, 2.2, but the average value is 2.04, receiver B2 has an average value of 1.92, receiver B3 is 1.88, and receiver B4 is 2.08.

상기 방위각평균단계(S39)는 상기 리스트관리단계를 통해 큐에 입력된 방위각의 평균값을 해당 송출기의 방위각으로 규정하는 단계이다. 상기 큐에 정해진 갯수가 모두 채워졌을 때 채워진 방위각을 평균하여 해당 송출기의 방위각으로 규정한다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 도면부호 A의 평균값이며 방위각으로 정의되며, Q9 내지 Q12의 평균값이 방위각으로 위치측위에 사용되게 된다. 따라서, 각각의 수신기에서 5번에 걸쳐 변하던 방위각의 평균값에 의해 안정화되게 된다. 예를 들면, 수신기 B1은 260, 255, 257, 264, 262의 방위각을 보여주지만 평균값은 259.6이 되고, 수신기 B2는 평균값이 259.4, 수신기 B3은 260.2, 수신기 B4는 260.6이 된다.The azimuth average step (S39) is a step in which the average value of the azimuth input into the queue through the list management step is defined as the azimuth of the corresponding transmitter. When the specified number of queues is filled, the filled azimuths are averaged and defined as the azimuth of the corresponding transmitter. As can be seen in FIG. 4, it is the average value of reference symbol A and is defined as the azimuth, and the average value of Q9 to Q12 is used for positioning as the azimuth. Therefore, it is stabilized by the average value of the azimuth that changed five times in each receiver. For example, receiver B1 shows azimuths of 260, 255, 257, 264, and 262, but the average value is 259.6, receiver B2 shows the average value 259.4, receiver B3 shows 260.2, and receiver B4 shows 260.6.

출원인은 이하에서 도 6, 도 9 내지 12를 참조하여 송출기 위치측정 방법을 살펴본다. The applicant will look at the transmitter position measurement method with reference to FIGS. 6 and 9 to 12 below.

상기 위치측정방법은, 도 9를 참조하면, 앞서 본 정규화된 무선신호 또는 정규화되지 아니한 신호세기를 바탕으로 송출기(1)의 위치를 측정하며, 수신기리스트결정단계(S51), 인접판단단계(S53), 단위위치연산단계(S55), 최종 단위위치연산단계(S56), 최종위치결정단계(S57)를 포함한다. Referring to FIG. 9, the position measurement method measures the position of the transmitter 1 based on the normalized wireless signal or the non-normalized signal strength seen earlier, and includes a receiver list determination step (S51) and a proximity determination step (S53). ), unit position calculation step (S55), final unit position calculation step (S56), and final position determination step (S57).

상기 수신기리스트결정단계(S51)는 위치결정에 참여할 수신기의 개수를 규정하는 수신기 개수 설정단계(S511)와 정해진 개수의 범위내에서 강한 신호세기를 보여주는 수신기 순으로 수신기리스트에 정렬하는 수신기 정렬단계(S513)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 송출기의 위치를 결정하는데 4개의 수신기를 이용할 경우, 이들 수신기리스트는 B1,B2,B3,B4순으로 정렬된 정보를 포함하게 된다. 이들 수신기의 개수는 필요에 따라 변경될 수 있는데, 개수가 올라가면 위치측정의 정확성은 높아지는 반면 데이타량의 증가로 위치측정에 시간이 증가되는 문제점이 있으므로, 적정하게 선정하는 것이 필요하다. The receiver list determination step (S51) includes a receiver number setting step (S511) that defines the number of receivers that will participate in positioning, and a receiver sorting step that sorts the receiver list in order of receivers showing strong signal strength within a predetermined number of ranges ( S513). Referring to FIG. 1, when four receivers are used to determine the location of a transmitter, these receiver lists include information sorted in the following order: B1, B2, B3, and B4. The number of these receivers can be changed as needed. As the number increases, the accuracy of position measurement increases, but there is a problem in that the time for position measurement increases due to an increase in the amount of data, so it is necessary to select them appropriately.

상기 수신기리스트결정단계(S51)는 송출기의 이전 위치와 현재 무선신호를 송출한 수신기 사이의 거리를 연산하여 거리 임계값 F 보다 큰 경우 해당 수신기를 상기 수신기리스트에서 배제하여 위치측정의 오차를 줄이는 수신기 배제단계(S515)를 추가로 포함한다. 수신기 리스트 내의 수신기 가운데 송출기의 이전위치와의 거리가, 다른 수신기와 송출기의 이전위치와의 거리에 비해 큰 경우에는 해당 수신기에서 발신한 무선신호가 불안정한 것으로 보고 배제함으로서 위치측정의 오류를 줄이기 위하여, 거리 임계값 F를 정의하며, 거리가 거리 임계값F를 넘어설 경우 해당 수신기를 리스트에서 삭제한다. The receiver list determination step (S51) calculates the distance between the previous location of the transmitter and the receiver that currently transmits the wireless signal, and if it is greater than the distance threshold F, excludes the corresponding receiver from the receiver list to reduce the error in position measurement. An exclusion step (S515) is additionally included. If the distance from the previous location of the transmitter among the receivers in the receiver list is greater than the distance between the previous location of other receivers and the transmitter, the wireless signal transmitted from the corresponding receiver is considered unstable and excluded to reduce errors in location measurement. Define the distance threshold F, and if the distance exceeds the distance threshold F, the corresponding receiver is deleted from the list.

상기 인접판단단계(S53)는 송출기(1)가 다수의 수신기가 설치된 공간에서 소정의 수신기에 인접하여 위치한 경우를 판단한다. 최강 수신기와 차강 수신기 사이의 신호세기 차이값 R이 소정의 신호세기 임계값 이상이면 송출기가 최강 수신기에 인접해 있는 것으로 판단하여 최강 수신기의 좌표를 해당 송출기의 위치로 결정한다. 예컨대 수신기가 천정이나 높은 곳에 설치되어 있는 경우, 송출기를 해당 수신기에 매우 인접하게 가져가지 않으면 무선신호의 세기가 인접해 있을 때 만큼의 신호세기를 보여주지 못하므로, 아래 단위위치 연산부에 따라 연산을 하게 되면 최강 수신기와 차강 수신기 사이의 소정 지점에 송출기가 위치하는 것으로 결정되지만, 위와 같이 인접판단단계에 따라 차이값 R이 신호세기 임계값 G 이상이면 수신기의 위치를 바로 최강 수신기의 위치로 결정되게 되어 위치측정의 정확성이 높아지게 된다. 이 경우에는 아래 단위위치 연산 단계에 의한 연산을 수행하지 않게 된다. The proximity determination step (S53) determines if the transmitter 1 is located adjacent to a predetermined receiver in a space where multiple receivers are installed. If the signal strength difference value R between the strongest receiver and the next-generation receiver is greater than or equal to a predetermined signal strength threshold, it is determined that the transmitter is adjacent to the strongest receiver, and the coordinates of the strongest receiver are determined as the location of the transmitter. For example, if the receiver is installed on the ceiling or in a high place, unless the transmitter is brought very close to the receiver, the strength of the wireless signal will not be as strong as when it is close to the receiver. Therefore, calculation is performed according to the unit position calculation section below. In this case, it is determined that the transmitter is located at a predetermined point between the strongest receiver and the lowest receiver. However, if the difference value R is greater than the signal strength threshold G according to the proximity determination step as above, the location of the receiver is determined as the location of the strongest receiver. This increases the accuracy of location measurement. In this case, the calculation in the unit position calculation step below is not performed.

상기 단위위치 연산단계(S55)는 수신기리스트 결정단계에 의해 결정된 수신기리스트 내의 수신기 가운데 최강 수신기와 차강 수신기간의 송출기의 제1단위위치를 연산한다. 앞서 본 바와 같이, 수신기리스트 이내에서, 차강 수신기는 최강 수신기 이외의 모든 수신기를 의미하며, 제1단위위치는 최강 수신기와 나머지 차강 수신기를 연결하는 직선상에서 단말기의 위치이다. 도 11에 도시된 바에 의하면, 수신기 B1의 좌표는 P1, 수신기 B2의 좌표는 P2, 수신기 B3의 좌표는 P3, 수신기 B4의 좌표는 P4가 되며, 제1단위위치는 최강 수신기 B1의 좌표 P1, 최강 수신기 B1과 차강 수신기 B2 사이의 직선상에서 송출기의 좌표 P12, 최강 수신기 B1과 차강 수신기 B3 사이의 직선상에서 송출기의 좌표 P13, 최강 수신기 B1과 차강 수신기 B4 사이의 직선상에서 송출기의 좌표 P14가 된다. 제1단위위치는 다양한 수식에 의해 연산될 수 있는데, 예컨대, 단위위치 P1n는 앞서 살펴본 수식에 의해 결정된다. The unit position calculation step (S55) calculates the first unit position of the transmitter between the strongest receiver and the lowest receiver among the receivers in the receiver list determined by the receiver list determination step. As seen previously, within the receiver list, the Chagang receiver refers to all receivers other than the strongest receiver, and the first unit position is the position of the terminal on a straight line connecting the strongest receiver and the remaining Chagang receivers. As shown in Figure 11, the coordinates of receiver B1 are P 1 , the coordinates of receiver B2 are P 2 , the coordinates of receiver B3 are P 3 , the coordinates of receiver B4 are P 4 , and the first unit position is the strongest receiver B1. Coordinates P 1 , coordinates of the transmitter on a straight line between the strongest receiver B1 and Chagang receiver B2 P 12 , coordinates of the transmitter on a straight line between the strongest receiver B1 and Chagang receiver B3 P 13 , on a straight line between the strongest receiver B1 and Chagang receiver B4 The coordinates of the transmitter are P 14 . The first unit position can be calculated using various formulas. For example, the unit position P 1n is determined by the formula discussed above.

상기 제1단위위치에 최강 수신기의 좌표를 포함하는 것이 위치 측정의 정확성을 높일 수 있어서 바람직하다. 그리고, 위치 측정에 사용되는 최강 수신기의 좌표를 단위위치에 포함시킬 것인지 여부는 수식에 따라 의존적으로 변경될 수 있다. It is preferable to include the coordinates of the strongest receiver in the first unit location because it can increase the accuracy of location measurement. Additionally, whether or not to include the coordinates of the strongest receiver used for position measurement in the unit position may vary depending on the formula.

상기 최종 단위위치 연산단계(S56)는 제1단위위치에 대해 송출기와 수신기의 거리 및 방위각을 포함하여 추가적으로 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 단계로, 단위위치 연산단계(S55)에 의해 결정된 송출기의 제1단위위치와 송출기와 수신기의 거리 및 방위각에 의해 결정된 송출기의 제2단위위치를 연산하여 최종 단위위치를 결정함으로써 위치 계측의 정확성을 높일 수 있다. 전술한 바와 같이 제1단위위치는 최강 수신기와 차강 수신기들 사이를 연결한 직선들 상에 위치하는 지점이지만, 실제로 송출기(1)는 복수의 수신기들 사이 영역 중 어느 한 지점에 위치하게 되며, 제1단위위치의 좌표를 평균연산하더라도 송출기의 실제 위치와는 소정 정도 오차가 발생할 수 있다. 이에 따른 오차를 최소화하기 위하여, 최종 단위위치 연산부(24)는 신호세기와는 다른 성격의 데이터를 통해 최강 수신기와 차강 수신기들 사이를 연결한 직선들에서 벗어난 좌표를 가질 수 있는 제2단위위치를 결정하고, 제2단위위치와 기 도출된 제1단위위치를 통해 최종 단위위치를 연산함으로써 계측되는 위치와 송출기의 위치 사이의 오차를 더욱 줄일 수 있다. 상기 최종 단위위치 연산단계(S56)는 제2단위위치 결정단계(S561), 최종단위위치 결정단계(S563)를 포함한다.The final unit position calculation step (S56) is a step of determining the final unit position by additionally calculating the first unit position, including the distance and azimuth of the transmitter and receiver. The accuracy of position measurement can be increased by determining the final unit position by calculating the first unit position and the second unit position of the transmitter determined by the distance and azimuth of the transmitter and receiver. As described above, the first unit position is a point located on the straight lines connecting the strongest receiver and the lowest receiver, but the transmitter 1 is actually located at one point among the areas between the plurality of receivers, Even if the coordinates of one unit position are averaged, a certain amount of error may occur with the actual location of the transmitter. In order to minimize the resulting error, the final unit position calculation unit 24 determines the second unit position that can have coordinates that deviate from the straight lines connecting the strongest receiver and the lowest receiver through data of a different nature from the signal strength. By determining and calculating the final unit position through the second unit position and the previously derived first unit position, the error between the measured position and the position of the transmitter can be further reduced. The final unit position calculation step (S56) includes a second unit position determination step (S561) and a final unit position determination step (S563).

제2단위위치 결정단계(S561)는 수신기로부터 계측된 송출기와 수신기의 거리 및 방위각에 기반하여 송출기의 제2단위위치를 결정한다. 제2단위위치의 결정에 사용되는 거리 및 방위각은 전술한 정규화된 거리 및 방위각인 것이 바람직하다. 도 11에 도시된 바에 의하면, 수신기 B2와 송출기의 위치 Pf 사이의 거리는 D2, 방위각은 Z2이며, 거리와 방위각을 이용하여 제2단위위치(P22)가 연산될 수 있다. 다른 수신기들에 대해서도 동일하게 제2단위위치(P2n)를 연산한다.The second unit position determination step (S561) determines the second unit position of the transmitter based on the distance and azimuth between the transmitter and the receiver measured from the receiver. It is preferable that the distance and azimuth angle used in determining the second unit position are the normalized distance and azimuth angle described above. As shown in FIG. 11, the distance between the receiver B2 and the position Pf of the transmitter is D2, and the azimuth is Z2, and the second unit position (P 22 ) can be calculated using the distance and azimuth. The second unit position (P 2n ) is calculated in the same way for other receivers.

최종단위위치 결정단계(S563)에서는 상기 제2단위위치(P2n)를 상기 단위위치 연산부에서 결정된 제1단위위치(P1n)와 연산하여 최종 단위위치(P3n)를 결정한다. 본 발명의 일 실시예에서는 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P2n)가 평균연산되어 최종 단위위치가 결정될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 최종 단위위치를 결정할 때 각 수신기별로 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P2n)를 평균연산하여 최종 단위위치(P3n)를 도출할 수 있다.In the final unit position determination step ( S563 ), the final unit position (P 3n ) is determined by calculating the second unit position (P 2n) with the first unit position (P 1n ) determined in the unit position calculation unit. In one embodiment of the present invention, the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 2n ) may be averaged to determine the final unit position. In a preferred embodiment of the present invention, when determining the final unit position, the final unit position (P 3n ) can be derived by averaging the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 2n ) for each receiver. there is.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 각 수신기의 제1단위위치(P1n) 사이의 영역 넓이와 제2단위위치(P22) 사이의 영역 넓이에 따라 다른 비율로 최종 단위위치가 연산될 수 있다. 도 12를 참고하면, 수신기의 종류에 따라 복수의 수신기들로부터 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P22)들이 달리 연산될 수 있으며, 제1단위위치(P1n) 사이의 영역과 제2단위위치(P22) 사이의 영역도 달리 연산될 수 있다. 제1단위위치(P1n) 사이의 영역의 넓이보다 제2단위위치(P2n) 사이의 영역의 넓이가 더 작은 경우, 제2단위위치(P2n)가 상대적으로 정확한 단위위치로 추정될 수 있다. 이 경우 제1단위위치(P1n)와 제2단위위치(P2n)를 평균연산하여 최종 단위위치를 도출하는 것이 아니라 최종 단위위치(P3n)가 제2단위위치(P2n)에 가깝게 도출되도록 연산에 가중치를 적용할 수 있다. 이에 따라서, 본 발명의 최종단위위치 결정단계(S563)에서는 제1단위위치와 제2단위위치 중 오차가 더 작은, 즉 복수의 단위위치를 연결한 영역의 넓이가 더 작은 단위위치에 가깝게 최종단위위치를 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 각 단위위치들이 형성하는 영역의 넓이의 제곱근의 비에 반비례하도록 가중되어 연산될 수 있다. In another embodiment of the present invention, the final unit position may be calculated at a different ratio depending on the area area between the first unit location (P 1n ) and the area area between the second unit location (P 22 ) of each receiver. Referring to FIG. 12, the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 22 ) may be calculated differently from a plurality of receivers depending on the type of receiver, and the The area between the area and the second unit position (P 22 ) may also be calculated differently. If the area between the second unit positions (P 2n ) is smaller than the area between the first unit positions (P 1n ), the second unit position (P 2n ) can be estimated as a relatively accurate unit position. there is. In this case, the final unit position is not derived by calculating the average of the first unit position (P 1n ) and the second unit position (P 2n ), but the final unit position (P 3n ) is derived close to the second unit position (P 2n ). If possible, weights can be applied to the calculation. Accordingly, in the final unit position determination step (S563) of the present invention, the final unit is close to the unit position where the error is smaller between the first unit position and the second unit position, that is, the area of the area connecting the plurality of unit positions is smaller. The location can be determined. As described above, in one embodiment of the present invention, the calculation may be weighted in inverse proportion to the ratio of the square root of the area of the area formed by each unit position.

본 발명의 또다른 일 실시예에서는 최강 수신기의 제2단위위치를 기반으로 하여 최종 단위위치를 연산할 수 있다. 어플리케이션 또는 시스템에 따라 송출기의 측위를 계측하는 것에 최소연산을 요구하거나 빠른 시간을 요구할 수 있는데, 이 때에는 최강 수신기로부터의 거리와 방위각을 가장 정확한 제2단위위치(P21)로 추정하고, 제1단위위치와 연산하여 최종 단위위치를 도출함으로써, 연산하는 속도를 줄여 송출기의 측위를 더욱 빠르게 계측할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the final unit position can be calculated based on the second unit position of the strongest receiver. Depending on the application or system, measuring the position of the transmitter may require minimal calculations or require a fast time. In this case, the distance and azimuth from the strongest receiver are estimated as the most accurate second unit position (P 21 ), and the first By calculating the final unit position with the unit position, the calculation speed can be reduced and the positioning of the transmitter can be measured more quickly.

상기 최종위치결정단계(S57)는 상기 다수의 최종 단위위치를 이용해 송출기의 최종 위치를 결정한다. 도 11과 12에 도시된 바에 의하면, 상기 최종위치 Pf는 단위위치 P31, P32, P33, P34 를 직선으로 연결했을 때 둘러싸인 공간내에 존재하게 되며, 예를 들어 이들 네 좌표의 평균값을 통해 최종 위치를 연산하게 된다. 이와 같은 과정을 통해 최종위치가 연산되므로, 단말기의 위치를 실제와 흡사하게 잡아낼 수 있다. 이런 과정을 통해 밝혀진 최종 위치는 지도 등에 표시하여 현재 위치를 표현해 줄 수도 있고, 아동이나 물류의 위치에 대한 정보를 파악할 수 있는 등 위치정보 기반 서비스를 제공할 수 있게 된다. The final position determination step (S57) determines the final position of the transmitter using the plurality of final unit positions. As shown in Figures 11 and 12, the final position P f exists in the space surrounded by connecting the unit positions P 31, P 32 , P 33 , and P 34 with a straight line, for example, the average value of these four coordinates The final position is calculated through . Since the final location is calculated through this process, the location of the terminal can be captured as close to the actual location. The final location revealed through this process can be displayed on a map to express the current location, and location information-based services such as information on the location of children or logistics can be provided.

출원인은 이상에서 본원발명의 기술적 사항을 구현하는 실시예를 살펴보았지만, 본발명의 권리범위는 위 실시예에만 국한되지 않고 다양한 변경예와 수정예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. Although the applicant has looked at embodiments that implement the technical details of the present invention above, the scope of the present invention is not limited to the above embodiments and should be interpreted as including various changes and modifications.

b1, b2,,,,bn: 수신기 1: 송출기 3:서버
10: 무선신호 정규화부 11: 수신부 12: 신호세기결정부
15: 리스트관리부 16: 정규신호세기 산출부 17: 정규거리 산출부
18: 정규방위각 산출부
20: 위치측정부 21: 수신기리스트 결정부 22: 인접판단부
23: 단위위치연산부 24: 최종 단위위치결정부
241: 제2단위위치 결정모듈 243: 최종단위위치 결정모듈
25: 최종위치 결정부
S3: 무선신호 정규화방법
S30: 무선신호수신단계 S31: 최대변동폭설정단계 S34: 신호세기결정단계
S35: 리스트관리단계 S37: 신호세기평균단계 S38: 거리평균단계
S39: 방위각평균단계
S5: 위치측정방법
S51: 수신기리스트결정단계 S53: 인접판단단계
S55: 단위위치연산단계 S56: 최종 단위위치연산단계
S57: 최종위치결정단계
b1, b2,,,,bn: Receiver 1: Transmitter 3: Server
10: Wireless signal normalization unit 11: Receiving unit 12: Signal strength determination unit
15: List management unit 16: Regular signal strength calculation unit 17: Regular distance calculation unit
18: Regular azimuth calculation unit
20: Position measurement unit 21: Receiver list determination unit 22: Adjacency determination unit
23: unit position calculation unit 24: final unit position determination unit
241: Second unit position determination module 243: Final unit position determination module
25: final position determination unit
S3: Wireless signal normalization method
S30: Wireless signal reception step S31: Maximum fluctuation width setting step S34: Signal strength determination step
S35: List management step S37: Signal strength average step S38: Distance average step
S39: Azimuth average step
S5: Position measurement method
S51: Receiver list decision step S53: Adjacent decision step
S55: Unit position calculation step S56: Final unit position calculation step
S57: Final positioning step

Claims (17)

송출기로부터 송출되는 무선신호를 수신하는 다수의 수신기와, 상기 다수의 수신기로부터 무선신호 정보를 전송받는 서버를 포함하며,
상기 서버는 위치결정에 참여할 수신기의 개수를 규정하는 수신기 리스트결정부, 수신기 리스트결정부에 의해 정해진 수신기 리스트상의 각각의 수신기의 무선신호에 따라 송출기의 제1단위위치를 연산하는 단위위치 연산부, 송출기의 제2단위위치를 도출하고 상기 제1단위위치와 함께 송출기의 최종 단위위치를 연산하는 최종 단위위치연산부 및 상기 최종 단위위치에 바탕하여 송출기의 위치를 결정하는 최종위치 결정부를 가지는 위치측정부를 포함하는 측위 시스템.
It includes a plurality of receivers that receive wireless signals transmitted from a transmitter, and a server that receives wireless signal information from the plurality of receivers,
The server includes a receiver list determination unit that defines the number of receivers to participate in position determination, a unit position calculation unit that calculates the first unit position of the transmitter according to the radio signal of each receiver on the receiver list determined by the receiver list determination unit, and a transmitter. It includes a position measurement unit having a final unit position calculation unit that derives the second unit position and calculates the final unit position of the transmitter together with the first unit position, and a final position determination unit that determines the position of the transmitter based on the final unit position. positioning system.
제1항에 있어서, 상기 제1단위위치는 송출기와 수신기의 신호세기에 따라 결정되며, 상기 제2단위위치는 송출기와 수신기의 거리와 방위각 중 적어도 하나 이상을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 측위 시스템.The positioning method of claim 1, wherein the first unit position is determined based on the signal strength of the transmitter and the receiver, and the second unit position is determined based on at least one of the distance and azimuth of the transmitter and the receiver. system. 제2항에 있어서, 상기 수신기리스트결정부는 정해진 개수의 범위내에서 강한 신호세기를 보여주는 수신기 순으로 수신기리스트에 정렬하고, 상기 단위위치 연산부는 최강 수신기와 차강 수신기의 신호세기에 바탕하여 최강 수신기와 적어도 하나 이상의 차강 수신기 사이에서 송출기의 제1단위위치를 연산하되,
상기 제1단위위치는 최강 수신기와 차강 수신기 사이의 직선 상에서 규정되는 것을 특징으로 하는 측위 시스템.
According to claim 2, wherein the receiver list determination unit sorts the receiver list in the order of receivers showing strong signal strength within a predetermined number of ranges, and the unit position calculation unit determines the strongest receiver and the strongest receiver based on the signal strength of the strongest receiver and the lowest receiver. Calculate the first unit position of the transmitter between at least one car steel receiver,
The first unit position is a positioning system characterized in that it is defined on a straight line between the strongest receiver and the lowest receiver.
제3항에 있어서, 최종 단위위치연산부는 수신기로부터 계측된 송출기와 수신기의 거리 및 방위각에 기반하여 송출기의 제2단위위치를 결정하는 제2단위위치 결정모듈, 제2단위위치를 상기 단위위치 연산부에서 결정된 제1단위위치와 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 최종 단위위치 결정모듈을 포함하고,
상기 최종위치결정부는 복수의 최종 단위위치를 연산하여 송출기의 최종 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 측위 시스템.
The method of claim 3, wherein the final unit position calculation unit includes a second unit position determination module that determines the second unit position of the transmitter based on the distance and azimuth between the transmitter and the receiver measured from the receiver, and the unit position calculation unit that determines the second unit position. It includes a final unit position determination module that determines the final unit position by calculating with the first unit position determined in,
A positioning system characterized in that the final position determination unit determines the final position of the transmitter by calculating a plurality of final unit positions.
제4항에 있어서, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 각 수신기별로 계측된 제1단위위치와 제2단위위치를 평균연산하여 최종 단위위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 측위 시스템.The positioning system according to claim 4, wherein the final unit position determination module determines the final unit position by calculating the average of the first unit position and the second unit position measured for each receiver. 제4항에 있어서, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 각 수신기별로 계측된 제1단위위치와 제2단위위치 중 각 단위위치를 연결한 영역의 넓이가 더 작은 단위위치에 가깝게 최종단위위치를 결정하되, 상기 최종 단위위치는 복수의 제1단위위치와 제2단위위치가 형성하는 영역의 넓이의 제곱근의 비에 반비례하도록 가중되어 연산되는 것을 특징으로 하는 측위 시스템. The method of claim 4, wherein the final unit position determination module determines the final unit position closer to the unit position where the area of the area connecting each unit position is smaller among the first and second unit positions measured for each receiver, , The final unit position is calculated by being weighted in inverse proportion to the ratio of the square root of the area formed by the plurality of first unit positions and the second unit position. 제4항에 있어서, 상기 최종 단위위치 결정모듈은 최강 수신기의 제2단위위치를 최강 수신기 및 차강 수신기들의 제1단위위치와 연산하여 각 수신기들의 최종 단위위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 측위 시스템.The positioning system of claim 4, wherein the final unit position determination module calculates the final unit position of each receiver by calculating the second unit position of the strongest receiver with the first unit position of the strongest receiver and the lowest receiver. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신기리스트결정부는 정해진 개수의 범위내에서 강한 신호세기를 보여주는 수신기 순으로 수신기리스트에 정렬하고,
상기 위치측정부는 상기 수신기리스트의 최강 수신기와 차강 수신기의 신호세기 차이값이 소정의 신호세기 임계값 이상이면 송출기가 최강 수신기에 인접해 있는 것으로 판단하는 인접판단부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 시스템.
According to any one of claims 1 to 7,
The receiver list determination unit sorts the receiver list in the order of receivers showing strong signal strength within a predetermined number of ranges,
The position measurement unit further comprises a proximity determination unit that determines that the transmitter is adjacent to the strongest receiver if the difference in signal strength between the strongest receiver and the lowest-cost receiver in the receiver list is greater than a predetermined signal strength threshold. system.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신기리스트결정부는 현재 무선신호를 송출한 수신기와 송출기의 이전 위치 사이의 거리를 연산하여 거리 임계값보다 큰 경우 해당 수신기를 상기 수신기리스트에서 배제하여 위치측정의 오차를 줄이는 것을 특징으로 하는 측위 시스템.
The method of any one of claims 1 to 7, wherein the receiver list determination unit calculates the distance between the receiver that currently transmits the wireless signal and the previous location of the transmitter, and, if it is greater than the distance threshold, selects the corresponding receiver from the receiver list. A positioning system characterized by reducing errors in position measurement by excluding them.
송출기로부터 송출되는 무선신호를 수신한 다수의 수신기로부터 무선신호정보가 서버로 전송되고 위치결정에 참여할 수신기의 개수를 규정하는 수신기 리스트결정단계, 상기 수신기 리스트결정단계에 의해 정해진 수신기 리스트상의 각각의 수신기의 무선신호에 따라 송출기의 제1단위위치를 연산하는 단위위치 연산단계, 송출기의 제2단위위치를 도출하고 상기 제1단위위치와 함께 송출기의 최종 단위위치를 연산하는 최종 단위위치연산단계 및 상기 최종 단위위치에 바탕하여 송출기의 위치를 결정하는 최종위치 결정단계를 포함하는 측위방법.A receiver list determining step in which wireless signal information is transmitted to a server from a plurality of receivers that receive wireless signals transmitted from a transmitter and defines the number of receivers to participate in position determination, and each receiver on the receiver list determined by the receiver list determining step. A unit position calculation step of calculating the first unit position of the transmitter according to the wireless signal, a final unit position calculation step of deriving the second unit position of the transmitter and calculating the final unit position of the transmitter together with the first unit position, and the above A positioning method including a final position determination step of determining the position of the transmitter based on the final unit position. 제10항에 있어서, 상기 제1단위위치는 송출기와 수신기의 신호세기에 따라 결정되며, 상기 제2단위위치는 송출기와 수신기의 거리와 방위각 중 적어도 하나 이상을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 측위방법.The method of claim 10, wherein the first unit position is determined based on the signal strength of the transmitter and the receiver, and the second unit position is determined based on at least one of the distance and azimuth of the transmitter and the receiver. method. 제11항에 있어서, 상기 수신기리스트결정단계는 정해진 개수의 범위내에서 강한 신호세기를 보여주는 수신기 순으로 수신기리스트에 정렬하고, 상기 단위위치 연산단계는 최강 수신기와 차강 수신기의 신호세기에 바탕하여 최강 수신기와 적어도 하나 이상의 차강 수신기 사이에서 송출기의 제1단위위치를 연산하되,
상기 제1단위위치는 최강 수신기와 차강 수신기 사이의 직선 상에서 규정되는 것을 특징으로 하는 측위방법.
The method of claim 11, wherein the receiver list determining step sorts the receiver list in the order of receivers showing strong signal strengths within a predetermined number of ranges, and the unit position calculation step is based on the signal strengths of the strongest receiver and the lowest receiver. Calculate the first unit position of the transmitter between the receiver and at least one car steel receiver,
The first unit position is a positioning method characterized in that it is defined on a straight line between the strongest receiver and the lowest receiver.
제12항에 있어서, 최종 단위위치연산단계는 수신기로부터 계측된 송출기와 수신기의 거리 및 방위각에 기반하여 송출기의 제2단위위치를 결정하는 제2단위위치 결정단계, 제2단위위치를 단위위치 연산부에서 결정된 제1단위위치와 연산하여 최종 단위위치를 결정하는 최종 단위위치 결정단계를 포함하고,
상기 최종위치결정단계는 복수의 최종 단위위치를 연산하여 송출기의 최종 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 측위방법.
The method of claim 12, wherein the final unit position calculation step is a second unit position determination step of determining the second unit position of the transmitter based on the distance and azimuth between the transmitter and the receiver measured from the receiver, and the second unit position is determined by the unit position calculation unit. It includes a final unit position determination step of determining the final unit position by calculating with the first unit position determined in,
The final position determination step is a positioning method characterized in that the final position of the transmitter is determined by calculating a plurality of final unit positions.
제13항에 있어서, 상기 최종 단위위치 결정단계는 각 수신기별로 계측된 제1단위위치와 제2단위위치 중 각 단위위치를 연결한 영역의 넓이가 더 작은 단위위치에 가깝게 최종단위위치를 결정하되,
상기 최종 단위위치는 복수의 제1단위위치와 제2단위위치가 형성하는 영역의 넓이의 제곱근의 비에 반비례하도록 가중되어 연산되는 것을 특징으로 하는 측위방법.
The method of claim 13, wherein the final unit position determination step determines the final unit position close to the unit position in which the area of the area connecting each unit position is smaller among the first and second unit positions measured for each receiver, ,
The positioning method characterized in that the final unit position is calculated by being weighted in inverse proportion to the ratio of the square root of the area formed by the plurality of first unit positions and the second unit position.
제13항에 있어서, 상기 최종 단위위치 결정단계는 각 수신기별로 계측된 제1단위위치와 제2단위위치를 평균연산하여 최종 단위위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 측위방법.The positioning method according to claim 13, wherein the final unit position determining step determines the final unit position by calculating the average of the first unit position and the second unit position measured for each receiver. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신기리스트결정단계는 정해진 개수의 범위내에서 강한 신호세기를 보여주는 수신기 순으로 수신기리스트에 정렬하고, 상기 측위방법은 상기 수신기리스트의 최강 수신기와 차강 수신기의 신호세기 차이값이 소정의 신호세기 임계값 이상이면 송출기가 최강 수신기에 인접해 있는 것으로 판단하는 인접판단단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 측위방법.
According to any one of claims 10 to 15,
The receiver list determination step sorts the receiver list in the order of receivers showing strong signal strength within a predetermined number of ranges, and the positioning method determines the signal strength difference between the strongest receiver of the receiver list and the lowest receiver at a predetermined signal strength threshold. If the value is greater than or equal to the value, the positioning method further includes a proximity determination step in which the transmitter is determined to be adjacent to the strongest receiver.
제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신기리스트결정단계는 현재 무선신호를 송출한 수신기와 송출기의 이전 위치 사이의 거리를 연산하여 거리 임계값보다 큰 경우 해당 수신기를 상기 수신기리스트에서 배제하여 위치측정의 오차를 줄이는 것을 특징으로 하는 측위방법. The method of any one of claims 10 to 15, wherein the receiver list determining step calculates the distance between the receiver that currently transmits the wireless signal and the previous location of the transmitter, and if it is greater than the distance threshold, the corresponding receiver is placed in the receiver list. A positioning method characterized by reducing the error in position measurement by excluding from.
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