KR102649687B1 - Position correcting apparatus of indoor positioning system - Google Patents

Position correcting apparatus of indoor positioning system Download PDF

Info

Publication number
KR102649687B1
KR102649687B1 KR1020210113433A KR20210113433A KR102649687B1 KR 102649687 B1 KR102649687 B1 KR 102649687B1 KR 1020210113433 A KR1020210113433 A KR 1020210113433A KR 20210113433 A KR20210113433 A KR 20210113433A KR 102649687 B1 KR102649687 B1 KR 102649687B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
circle
received signal
indoor positioning
intersection
Prior art date
Application number
KR1020210113433A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230031053A (en
Inventor
이예훈
박양배
변석주
유지현
김예빈
김동호
Original Assignee
서울과학기술대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울과학기술대학교 산학협력단 filed Critical 서울과학기술대학교 산학협력단
Priority to KR1020210113433A priority Critical patent/KR102649687B1/en
Priority to PCT/KR2021/017079 priority patent/WO2022124625A1/en
Priority to US18/255,799 priority patent/US20240004025A1/en
Publication of KR20230031053A publication Critical patent/KR20230031053A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102649687B1 publication Critical patent/KR102649687B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205Details
    • G01S5/021Calibration, monitoring or correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/06Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using intensity measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252Radio frequency fingerprinting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/12Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S2205/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S2205/01Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations specially adapted for specific applications
    • G01S2205/02Indoor

Abstract

본 기술은 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 구체적인 예에 따르면, 다수의 실내 측위 센서로부터 제공받은 수신신호 세기로 생성된 거리를 이용하여 생성된 단말 추정 위치와 상기 가장 큰 수신신호 세기로 정해진 반지름이 가장 작은 원과 적어도 하나 이상의 상기 단말 추정 위치 간의 교점과 상기 교점으로 이루어진 가장 작은 원의 원호와 상기 수신신호 세기로 정해진 가장 작은 원을 제외한 나머지 두 원의 반지름의 비를 토대로 단말 보정 위치를 도출함에 따라, 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있고, 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘에서 단말의 위치 보정을 수행하는 과정이 생략되므로, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능한 효과가 있다.This technology relates to a terminal position correction device for an indoor positioning system. According to a specific example of the present invention, the estimated terminal location is generated using the distance generated by the received signal strength provided from a plurality of indoor positioning sensors, the circle with the smallest radius determined by the largest received signal strength, and at least one of the above By deriving the terminal correction position based on the intersection between the estimated terminal positions and the ratio of the arc of the smallest circle formed by the intersection and the radii of the remaining two circles excluding the smallest circle determined by the received signal strength, the accuracy of the terminal location is fundamentally improved. Since the process of performing position correction of the terminal is omitted in the location recognition algorithm using the existing triangulation technique, the computational complexity and computational time for the location recognition algorithm of the terminal can be reduced, and thus, it can be used in lightweight devices. There are applicable effects.

Description

실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치{POSITION CORRECTING APPARATUS OF INDOOR POSITIONING SYSTEM}Terminal position correction device for indoor positioning system {POSITION CORRECTING APPARATUS OF INDOOR POSITIONING SYSTEM}

본 발명은 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 실내 측위 센서로부터 제공받은 수신신호 세기로 생성된 거리를 이용하여 단말 위치를 추정하고 추정된 단말 위치를 실측 위치에 근접된 단말 보정 위치를 도출함에 따라 단말 위치의 정확도를 향상시킬 수 있도록 한 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a terminal position correction device for an indoor positioning system, and more specifically, to estimate the terminal location using the distance generated by the strength of the received signal provided from a plurality of indoor positioning sensors and to convert the estimated terminal location to the actual location. This relates to a technology that improves the accuracy of terminal location by deriving a nearby terminal correction position.

현재까지 WSN(Wireless Sensor Networks)과 관련된 많은 기술 및 시스템들이 개발 및 연구되어 왔으며 이들을 통해 유용한 환경 정보 및 기타 서비스를 제공받을 수 있는 유비쿼터스(Ubiquitous) 환경을 구축하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다.To date, many technologies and systems related to WSN (Wireless Sensor Networks) have been developed and researched, and much research is being conducted to build a ubiquitous environment through which useful environmental information and other services can be provided.

이러한 WSN 관련 기술에서 다양한 정보의 신뢰성 및 유용성을 가지기 위해 타겟의 정보를 감지하거나 위치를 결정하는 문제와 관련된 이벤트는 매우 중요하다고 볼 수 있다. 따라서, WSN에서 센서 노드는 자신의 위치를 알고 있고, 분산된 센서 노드의 밀도 수가 높은 상태에서 위치인식 알고리즘을 적용할 시 정밀한 위치 인식이 수행되어야 한다. In these WSN-related technologies, events related to detecting target information or determining location can be considered very important in order to have reliability and usefulness of various information. Therefore, in WSN, sensor nodes know their own location, and when applying a location recognition algorithm with a high density of distributed sensor nodes, precise location recognition must be performed.

이에 종래에 위치인식에 사용되는 알고리즘으로는 방향성을 갖는 안테나를 사용하여 수신신호의 입사각을 측정함으로써 위치인식을 수행하는 AoA 위치인식 알고리즘, 전파의 세기가 거리에 따라 달라지는 수신신호 세기(RSSI: Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 비컨과 단말 간의 거리를 측정하는 RSSI 위치인식 알고리즘, 및 경도, 위도, 고도 좌표 및 시간 오차 계산을 위한 원자시계 등 최소 4개의 인공위성과의 통신을 통해 위치인식을 수행하고 삼각측량법을 기반으로 "거리 = 빛의 속도*경과시간"의 이론을 통해 GPS 수신기의 위치를 추적하는 GPS(Global Positioning System) 방식 등의 다양한 방법이 있다. Accordingly, the algorithms used for location recognition in the past include the AoA location recognition algorithm, which performs location recognition by measuring the angle of incidence of the received signal using a directional antenna, and the received signal intensity (RSSI: Received signal intensity), in which the intensity of radio waves varies depending on the distance. Position recognition is performed through communication with at least four artificial satellites, including the RSSI location recognition algorithm that measures the distance between the beacon and the terminal using the Signal Strength Indicator, and the atomic clock for calculating longitude, latitude, altitude coordinates, and time error. There are various methods, such as the GPS (Global Positioning System) method, which tracks the location of a GPS receiver through the theory of "distance = speed of light * elapsed time" based on triangulation.

여기서, GPS 방식의 경우 실외에만 국한된 기술이고, 실내에서 수신이 가능한 무선 송신기의 실내 위치 인식 시스템의 구축이 요구된다. Here, the GPS method is a technology limited to outdoors, and construction of an indoor location recognition system with a wireless transmitter that can receive indoors is required.

예를 들어, 와이파이, 블루투스, 비콘, UWB(Ultra Wide Band) 등의 실내 측위 센서로부터 제공받은 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 값과 특정 전파 특성 모델을 이용하여 환산된 거리 값으로 실행되는 삼각측량 알고리즘을 이용하여 단말 위치를 측위할 수 있다.For example, a triangulation algorithm that is executed with RSSI (Received Signal Strength Indicator) values provided from indoor positioning sensors such as Wi-Fi, Bluetooth, beacons, and UWB (Ultra Wide Band) and distance values converted using a specific radio wave characteristic model. You can determine the terminal location using .

단말의 위치를 도출하는 삼각측량 알고리즘은 다중 경로 페이딩, 주변 간섭신호등의 영향으로 오차가 발생하고, 이러한 단말 위치 오차를 줄이기 위한 위치 보정 알고리즘에 대한 연구가 이루어지고 있다.The triangulation algorithm that derives the location of the terminal generates errors due to the effects of multi-path fading and surrounding interference signals, and research is being conducted on a position correction algorithm to reduce these terminal location errors.

그러나, 추정된 단말 위치가 유효한 실내 공간을 벗어나는 경우 추정된 위치의 오차를 보정할 수 없는 한계에 도달한다.However, if the estimated terminal location is outside the valid indoor space, the error in the estimated location cannot be corrected.

이에 본 출원인은 단말의 위치를 추정한 다음 유효한 실내 공간을 벗어나는 단말 추정 위치를 실측 위치에 근접한 단말 보정 위치로 보정하는 방안을 제안하고자 한다.Accordingly, the present applicant would like to propose a method of estimating the location of the terminal and then correcting the estimated terminal location that is outside the effective indoor space to a terminal correction position that is close to the actual measured location.

한국등록공보 제10-1515013호(실내 무선 측위 시스템 및 실내 무선 측위 방법)Korean Registration Publication No. 10-1515013 (Indoor wireless positioning system and indoor wireless positioning method)

본 발명은 다수의 실내 측위 센서로부터 제공받은 수신신호 세기(RSSI: Received Signal Strength Indicator)로 생성된 거리를 이용하여 단말 추정 위치를 도출한 다음 유효 실내 공간을 벗어난 단말 추정 위치에 대해 실측 위치에 근접된 단말 보정 위치를 도출함에 따라 실내 측위된 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있는 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치를 제공하고자 한다.The present invention derives the estimated terminal location using the distance generated by the received signal strength indicator (RSSI) provided from a plurality of indoor positioning sensors, and then approximates the actual location for the estimated terminal location outside the effective indoor space. The objective is to provide a terminal position correction device for an indoor positioning system that can fundamentally improve the accuracy of the indoor positioning terminal position by deriving the corrected terminal position.

또한 본 발명은 단말 위치 오차를 보정하는 보정 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능한 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention seeks to provide a terminal position correction device for an indoor positioning system that can reduce the computational complexity and computational time for a correction algorithm that corrects terminal position error and is applicable to lightweight devices.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood through the following description and will be more clearly understood through the examples of the present invention. In addition, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof as indicated in the claims.

본 발명의 한 실시예에 따른 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치는,A terminal position correction device for an indoor positioning system according to an embodiment of the present invention,

다수의 실내 측위 센서로부터 제공받은 수신신호 세기로 생성된 거리를 이용하여 단말 추정 위치를 생성하는 실내 측위 시스템에 있어서, In an indoor positioning system that generates an estimated terminal location using the distance generated by the received signal strength provided from a plurality of indoor positioning sensors,

다수의 실내 측위 센서에 의거 설정된 유효 실내 공간을 벗어난 상기 단말 추정 위치를 보정하는 위치 보정 장치를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다.One feature further includes a position correction device that corrects the estimated location of the terminal that deviates from an effective indoor space set based on a plurality of indoor positioning sensors.

바람직하게 상기 위치 보정 장치는 Preferably, the position correction device is

상기 단말 추정 위치가 다수의 실내 측위 센서에 의거 정해진 유효 실내 영역 내에 존재하는 지를 판단하는 제어모듈; a control module that determines whether the estimated terminal location is within an effective indoor area determined based on a plurality of indoor positioning sensors;

상기 제어모듈에 의거 상기 단말 추정 위치가 상기 유효 실내 영역 내에 존재하지 아니한 경우 다수의 실내 측위 센서의 수신신호 세기에 의거 생성된 각 원 중 가장 큰 수신신호 세기에 의거 생성된 반지름이 가장 작은 원과 상기 단말 추정 위치 간의 교점을 획득하는 교점 획득모듈; 및If the estimated location of the terminal according to the control module is not within the effective indoor area, a circle with the smallest radius generated based on the largest received signal strength among each circle generated based on the received signal strength of a plurality of indoor positioning sensors; An intersection acquisition module that acquires an intersection between the estimated terminal positions; and

상기 교점의 수가 2 개인 경우 상기 각 교점들과 가장 큰 수신신호 세기로 생성된 반지름이 가장 작은 원의 중심이 이루는 내각, 가장 큰 수신신호 세기로 생성된 반지름이 가장 작은 원을 제외한 나머지 원의 반지름의 비, 및 가장 큰 수신신호 세기로 생성된 반지름이 가장 작은 원의 원주 상의 교점들로 생성된 원호를 토대로 단말 보정 위치를 결정하는 보정모듈을 포함할 수 있다.When the number of intersections is 2, the interior angle formed by each of the intersections and the center of the circle with the smallest radius created with the greatest received signal intensity, the radius of the remaining circles excluding the circle with the smallest radius created with the greatest received signal intensity It may include a correction module that determines the terminal correction position based on the ratio of and the arc created by intersections on the circumference of the circle with the smallest radius created with the greatest received signal strength.

바람직하게 상기 교점 획득모듈은, Preferably, the intersection point acquisition module is:

다수의 실내 측위 센서의 수신신호의 세기에 의거 생성된 각 원 A, B, C 중 가장 큰 수신신호의 세기에 의거 생성된 반지름이 가장 작은 원 A을 제외한 나머지 두 원 B, C의 중심 E, G와 상기 단말 추정 위치 X를 연결하는 직선 XE, XG을 각각 생성하고 Center E of the remaining two circles B and C, excluding circle A, which has the smallest radius, created based on the strength of the largest received signal among circles A, B, and C created based on the strength of the received signal from multiple indoor positioning sensors, Create straight lines XE and XG connecting G and the terminal estimated position X, respectively,

생성된 각 직선 XE, XG와 원 A의 원주 상의 교점 UB, UC을 생성하도록 구비될 수 있다.It may be provided to generate intersection points U B and U C on the circumference of each of the generated straight lines XE and XG and circle A.

바람직하게 상기 보정모듈은, Preferably, the correction module is:

상기 교점 획득모듈의 교점의 수가 2개 인 경우 상기 교점 UB, UC과 원 A의 중심이 이루는 내각 ∠A을 상기 나머지 두 원 B, C의 반지름의 비로 이등분하여 각 ∠B 및 각 ∠C를 도출하고, If the number of intersections of the intersection point acquisition module is 2, the interior angle ∠A formed by the intersection points U B , U C and the center of circle A is divided into two halves by the ratio of the radii of the remaining two circles B and C to obtain angles ∠B and angle ∠C. Derive

도출된 각 ∠B 및 각 ∠C와, 원 A의 중심 H과, 원 A의 원주 상의 교점 UB, UC 로 생성된 원호가 만나는 교점 P을 상기 단말 보정 위치로 설정하도록 구비될 수 있다. It may be provided to set the intersection point P, where the derived angles ∠B and angle ∠C, the center H of circle A, and the arcs created by the intersection points U B and U C on the circumference of circle A meet, as the terminal correction position.

바람직하게 상기 보정모듈은Preferably, the correction module is

상기 교점 획득모듈의 교점의 수가 2개인 경우 각 교점 UB, UC 로 정의된 원 A의 원호의 길이와 나머지 두 원 B, C의 반지름의 비로 상기 단말 보정 위치를 설정하도록 구비될 수 있다.When the number of intersections of the intersection point acquisition module is two, the terminal correction position may be set as a ratio of the length of the arc of circle A defined by each intersection point U B and U C and the radius of the remaining two circles B and C.

바람직하게 상기 보정모듈은,Preferably, the correction module is:

상기 각 교점 UB, UC 로 정해진 원 A의 원호의 길이를 두 원 B, C의 반지름의 비로 분할한 다음 분할된 원 A의 원주 상의 위치를 상기 단말 보정 위치로 설정하도록 구비될 수 있다. It may be provided to divide the length of the arc of circle A determined by each intersection point U B and U C by the ratio of the radii of the two circles B and C, and then set the position on the circumference of the divided circle A as the terminal correction position.

바람직하게 상기 교점 획득모듈은, Preferably, the intersection point acquisition module is:

상기 획득된 교점의 수가 1개 이하인 경우 다수의 실내 측위 센서에 의거 설정된 유효 실내 영역 중 가장 작은 수신 신호의 실내 측위 센서에 의거 유효 실내 영역의 직선 M, N과 수신신호 세기에 의거 생성된 원 A'의 원주 상의 교점 UB', UC'을 도출하고,If the number of obtained intersection points is 1 or less, a circle A generated based on the straight lines M and N of the effective indoor area and the received signal strength based on the indoor positioning sensor of the smallest received signal among the effective indoor areas set based on a plurality of indoor positioning sensors Derive the intersection points U B ', U C ' on the circumference of ',

상기 보정모듈은, The correction module is,

도출된 교점 UB', UC' 과 원 A'의 중심이 이루는 내각 ∠A'를 상기 수신신호 세기로 정해진 나머지 두 원 B', C'의 반지름의 비로 이등분하여 각 ∠B' 및 각 ∠C'를 도출하고,The interior angle ∠A' formed by the derived intersection points U B ', U C ' and the center of circle A' is divided into two halves by the ratio of the radii of the remaining two circles B' and C' determined by the received signal strength, and angle ∠B' and angle ∠ Derive C',

도출된 각 ∠B' 및 각 ∠C'과, 원 A'의 중심과, 교점 UB', UC'으로 생성된 원 A'의 원호가 만나는 교점 P'을 상기 단말 보정 위치로 결정하도록 구비될 수 있다. Equipped to determine the intersection point P' where the derived angle ∠B' and angle ∠C', the center of circle A', and the arc of circle A' created by the intersection points U B ' and U C ' meet as the terminal correction position. It can be.

바람직하게 상기 교점 획득모듈은, Preferably, the intersection point acquisition module is:

상기 획득된 교점의 수가 1개 이하인 경우 다수의 실내 측위 센서에 의거 설정된 유효 실내 영역 중 가장 작은 수신 신호의 실내 측위 센서에 의거 유효 실내 영역의 직선 M, N과 수신신호 세기에 의거 생성된 원 A'의 원주 상의 교점 UB', UC'을 도출하고,If the number of obtained intersection points is 1 or less, a circle A generated based on the straight lines M and N of the effective indoor area and the received signal strength based on the indoor positioning sensor of the smallest received signal among the effective indoor areas set based on a plurality of indoor positioning sensors Derive the intersection points U B ', U C ' on the circumference of ',

상기 보정모듈은, The correction module is,

상기 각 교점 UB', UC' 로 정해진 원 A'의 원호의 길이를 두 원 B', C'의 반지름의 비로 나눈 원호 상의 위치를 상기 단말 보정 위치로 설정하도록 구비될 수 있다. It may be provided to set the terminal correction position as the position on the arc divided by the length of the arc of the circle A' determined by each intersection U B ' and U C ' by the ratio of the radii of the two circles B' and C'.

이러한 특징에 따르면, 각 실내 측위 센서의 수신신호 세기를 토대로 생성된 각 엑세스 포인트를 이용하여 도출된 단말 추정 위치와 상기 수신신호 세기로 정해진 반지름이 가장 작은 원과 상기 반지름이 가장 작은 원을 제외한 나머지 두 원과 단말 추정 위치를 이은 직선 간의 교점을 이용하여 상기 교점으로 이루어진 가장 작은 원의 원호와 상기 수신신호 세기로 정해진 가장 작은 원을 제외한 나머지 두 원의 반지름의 비를 토대로 단말 보정 위치를 도출함에 따라, 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있다.According to these characteristics, the estimated location of the terminal derived using each access point generated based on the received signal strength of each indoor positioning sensor and the circle with the smallest radius determined by the received signal strength and the circle with the smallest radius are excluded. Using the intersection point between the two circles and the straight line connecting the estimated terminal position, the terminal correction position is derived based on the ratio of the arc of the smallest circle formed by the intersection point and the radius of the remaining two circles excluding the smallest circle determined by the received signal strength. Accordingly, the accuracy of the terminal location can be fundamentally improved.

또한 이러한 특징에 의거, 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘에서 단말의 위치 보정을 수행하는 과정이 생략되므로, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능한 효과가 있다.In addition, based on these characteristics, the process of performing position correction of the terminal is omitted in the location recognition algorithm using the existing triangulation technique, so the computational complexity and computational time for the terminal location recognition algorithm can be reduced, and thus, it can be used in lightweight devices. There are applicable effects.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일 실시예가 적용되는 실내 측위 시스템의 구성을 보인 도이다.
도 2는 일 실시예의 시스템의 위치 보정 장치의 세부 구성도이다.
도 3은 일실시예의 시스템의 교점을 도출 과정을 보인 예시도이다.
도 4는 도 3의 교점으로 단말 보정 위치 설정 과정을 보인 예시도이다.
도 5는 일 실시예의 시스템의 교점 획득 과정을 보인 다른 예시도이다.
도 6은 도 5의 교점으로 단말 보정 위치 설정 과정을 보인 예시도이다.
The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later. Therefore, the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
Figure 1 is a diagram showing the configuration of an indoor positioning system to which an embodiment is applied.
Figure 2 is a detailed configuration diagram of the position correction device of the system of one embodiment.
Figure 3 is an example diagram showing the process of deriving the intersection of the system in one embodiment.
Figure 4 is an example diagram showing the terminal correction position setting process at the intersection of Figure 3.
Figure 5 is another example diagram showing the intersection point acquisition process of the system of one embodiment.
Figure 6 is an example diagram showing the terminal correction position setting process at the intersection of Figure 5.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear with reference to the embodiments described below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly explained, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention are general terms that are currently widely used as much as possible while considering the function in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a person working in the art, the emergence of new technology, etc. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than simply the name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.When it is said that a part "includes" a certain element throughout the specification, this means that, unless specifically stated to the contrary, it does not exclude other elements but may further include other elements. Additionally, the term “unit” used in the specification refers to a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and the “unit” performs certain roles. However, “wealth” is not limited to software or hardware. The “copy” may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to run on one or more processors.

따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.Thus, as an example, “part” refers to software components, such as object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, procedures, Includes subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functionality provided within the components and “parts” may be combined into smaller numbers of components and “parts” or may be further separated into additional components and “parts”.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts unrelated to the description are omitted.

도 1은 일 실시예가 적용되는 실내 측위 시스템의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1의 위치 보정 장치의 세부 구성도이며, 도 3은 도 2의 수신신호 세기가 가장 작은 원과 단말 추정 위치 간의 교점을 설명하기 위한 개념도이며, 도 4는 도 3의 교점으로부터 단말 보정 위치를 설정하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an indoor positioning system to which an embodiment is applied, FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the position correction device of FIG. 1, and FIG. 3 is a circle with the smallest received signal strength in FIG. 2 and the estimated terminal position. This is a conceptual diagram for explaining the intersection between the points, and FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the process of setting the terminal correction position from the intersection in FIG. 3.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 실내 측위 시스템의 위치 보정 장치는 각 실내 측위 센서의 수신신호 세기를 토대로 생성된 각 엑세스 포인트를 이용하여 추정된 단말 추정 위치를 실측 위치와 근접된 단말 보정 위치로 보정하도록 구비될 수 있고, 이에 실내 측위 시스템은 단말 위치 추정 장치(100) 및 위치 보정 장치(200)를 포함할 수 있다. Referring to Figures 1 to 4, the position correction device of the indoor positioning system according to an embodiment approximates the estimated terminal position to the actual position using each access point generated based on the received signal strength of each indoor positioning sensor. The indoor positioning system may include a terminal location estimation device 100 and a position correction device 200.

여기서, 단말 위치 추정 장치(200)는 다수의 실내 측위 센서로부터 제공받은 수신신호 세기에 의거 각각 정해진 원 A, B, C의 원주상의 점들을 통해 도출된 3개의 삼각형의 외심과 상기 외심으로 이루어진 삼각형의 내심을 이용하여 단말 추정 위치를 도출하는 구성을 갖춘다. 다수의 실내 측위 센서로부터 제공받은 수신신호 세기에 의거 각각 정해진 원 A, B, C의 원주상의 점들을 통해 도출된 3개의 삼각형의 외심과 상기 외심으로 이루어진 삼각형의 내심을 이용하여 단말 추정 위치를 도출하는 과정은 본 출원인에 의해 기 출원되었는 바 본 명세서 상에서 구체적으로 명시하지 아니한다.Here, the terminal location estimation device 200 consists of the circumcenter of three triangles derived through points on the circumference of circles A, B, and C, respectively determined based on the received signal strength provided from a plurality of indoor positioning sensors, and the circumcenter. It is equipped with a configuration that derives the estimated location of the terminal using the incenter of the triangle. The estimated location of the terminal is determined using the circumcenter of three triangles derived from points on the circumference of circles A, B, and C, respectively, based on the received signal strength provided from multiple indoor positioning sensors, and the inner center of the triangle composed of the outer centers. The derivation process has already been filed by the present applicant and is not specifically specified in this specification.

한편, 위치 보정 장치(200)는 단말 추정 위치가 유효 실측 공간을 벗어난 경우 단말 추정 위치를 실측 위치에 근접한 단말 보정 위치로 보정하는 구성을 갖추면, 이에 장치(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어모듈(210), 교점 획득모듈(230) 및 보정모듈 (250) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.On the other hand, if the position correction device 200 is configured to correct the terminal estimated position to a terminal correction position close to the actual measured position when the terminal estimated position is outside the effective measured space, the device 200 is configured to Likewise, it may include at least one of a control module 210, an intersection acquisition module 230, and a correction module 250.

여기서, 제어모듈(210)는 위치 인식 장치(100)의 단말 추정 위치가 유효 실측 영역을 벗어났는 지를 판단한다. 여기서, 유효 실내 영역은 다수의 실내 측위 센서가 설치된 실내 공간이고, 다수의 실내 측위 센서가 설치된 유효 실내 영역을 벗어난 경우 이러한 단말 추정 위치는 음의 값을 가지며, 이에 단말 추정 위치에 대한 보정이 수행된다.Here, the control module 210 determines whether the terminal's estimated location of the location recognition device 100 deviates from the effective ground truth measurement area. Here, the effective indoor area is an indoor space where a plurality of indoor positioning sensors are installed, and if it is outside the effective indoor area where a plurality of indoor positioning sensors are installed, this terminal estimated position has a negative value, and accordingly, correction for the terminal estimated position is performed. do.

이러한 단말 추정 위치와 실측 위치 간의 오차를 보정하기 위해 교점 획득모듈(230)은 다수의 실내 측위 센서의 수신신호 세기에 의거 생성된 각 원 중 가장 큰 수신신호 세기에 의거 생성된 반지름이 가장 작은 원 A과 단말 위치 추정 장치(100)의 단말 추정 위치 X 간의 교점을 획득한다. 여기서, 각 원의 반지름은 수신신호 세기에 반비례하는 값으로 결정된다.In order to correct the error between the terminal's estimated position and the actual measured position, the intersection point acquisition module 230 is a circle with the smallest radius generated based on the largest received signal strength among each circle generated based on the received signal strength of a plurality of indoor positioning sensors. Obtain the intersection between A and the estimated terminal position X of the terminal location estimation device 100. Here, the radius of each circle is determined as a value inversely proportional to the intensity of the received signal.

이하 도 3 및 도 4를 참조하여 다수의 실내 측위 센서 a, b, c의 수신신호 세기에 의거 생성된 각 원 A, B, C중 가장 큰 수신신호 세기의 반지름이 가장 작은 원 A과 단말 추정 위치 X 간의 교점 UB, UC을 획득한 다음 획득된 교점 UB, UC을 토대로 단말 보정 위치를 결정하는 과정을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 3 and 4, the circle A with the smallest radius of the largest received signal strength among the circles A, B, and C generated based on the received signal strength of the plurality of indoor positioning sensors a, b, and c is estimated by the terminal. The process of obtaining the intersection points U B and U C between positions

도 3을 참조하면, 교점 획득모듈(230)은 다수의 실내 측위 센서 a, b, c 중 가장 큰 수신신호 세기의 실내 측위 센서 a의 원 A의 중심 H와, 실내 측위 센서 a과 이웃하는 실내 측위 센서 b, c의 수신신호 세기로 정해진 원 B의 중심 E 및 원 C의 중심 G를 각각 획득한다. Referring to FIG. 3, the intersection acquisition module 230 is connected to the center H of the circle A of the indoor positioning sensor a with the largest received signal strength among the plurality of indoor positioning sensors a, b, and c, and the indoor positioning sensor a adjacent to the indoor positioning sensor a. The center E of circle B and the center G of circle C, which are determined by the received signal strengths of positioning sensors b and c, are acquired, respectively.

그리고, 교점 획득모듈(230)는 획득된 원 B의 중심 E와 원 C의 중심 G과 단말 추정 위치 X에 대해 직선 XE, XG를 각각 도출하고 도출된 직선 XE, XG과 원 A의 원주 상의 교점 UB, UC를 각각 획득하고 획득된 교점 UB, UC의 위치는 보정모듈(250)로 전달된다.And, the intersection acquisition module 230 derives straight lines XE and XG for the acquired center E of circle B, center G of circle C, and terminal estimated position U B and U C are obtained respectively, and the positions of the obtained intersection points U B and U C are transmitted to the correction module 250.

도 4를 참조하면, 일 례로, 보정모듈(250)는 교점 UB, UC 과 원 A의 중심 H가 이루는 내각 ∠A을 원 B 및 원 C의 반지름의 비(rE : rG)로 이등분하여 각 ∠B 및 각 ∠C를 도출하고, 이등분된 각 ∠B 및 각 ∠C와 교점 UB, UC에 의해 생성된 원 A의 원호와의 교점 P를 단말 보정 위치로 도출한다. Referring to FIG. 4, for example, the correction module 250 converts the interior angle ∠A formed by the intersection points U B and U C and the center H of circle A into the ratio of the radii of circles B and circle C (r E : r G ). By bisecting, angle ∠B and angle ∠C are derived, and the intersection point P with the arc of circle A created by the bisecting angle ∠B and angle ∠C and the intersection points U B and U C is derived as the terminal correction position.

이에 원 A의 중심 H(10,0), 원 B의 중심 E(0,0), 및 원 C의 중심 G(10,10)이고, 단말 추정 위치 X(10.36, -0.39)인 경우 보정모듈(250)의 단말 보정 위치 P(8.33, 1.55)이다. 따라서, 보정 전 실측 위치 Y(7.71, 1.22)와 단말 추정 위치 X(10.36, -0.39)의 오차는 3.1 m인 반면 실측 위치 Y(7.71, 1.22)와 단말 보정 위치 P(8.33, 1.55) 간의 오차는 0.8 m이다. 이에 단말 보정 위치 P가 단말 추정 위치 X와 비교하여 실측 위치 Y에 근접됨을 알 수 있다. Accordingly, if the center of circle A is H(10,0), the center of circle B is E(0,0), and the center of circle C is G(10,10), and the terminal estimated position is X(10.36, -0.39), the correction module The terminal correction position of (250) is P(8.33, 1.55). Therefore, the error between the actual measured location Y (7.71, 1.22) and the terminal estimated location is 0.8 m. Accordingly, it can be seen that the terminal correction position P is closer to the actual measured position Y compared to the terminal estimated position X.

다른 례로, 보정모듈(250)는 교점 UB, UC로 생성된 원 A의 원호의 길이를 원 B 및 원 C의 반지름의 비(rE : rG)로 분할한 다음 분할된 원 A의 원주 상의 위치 P를 단말 보정 위치로 도출할 수 있다.As another example, the correction module 250 divides the length of the arc of circle A created by the intersection points U B and U C by the ratio of the radii of circle B and circle C (r E : r G ), and then divides the length of the arc of circle A into the ratio of the radii of circle B and circle C (r E: r G). The position P on the circumference can be derived as the terminal correction position.

따라서, 일 실시예는 단말 추정 위치가 유효 실내 영역을 벗어났음에도 불구하고 실측 위치에 근접된 단말 보정 위치를 결정함에 따라 단말 위치를 정확하게 도출할 수 있고, 이에 실내 측위 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Therefore, in one embodiment, the terminal location can be accurately derived by determining the terminal correction position that is close to the actual measured position even though the terminal estimated position is outside the effective indoor area, thereby improving the reliability of the indoor positioning system. there is.

한편, 실내 측위 센서 a의 수신신호 세기가 클수록(즉, 반지름이 작을수록) 단말 추정 위치와 실측 위치 간의 오차가 작아지고, 교점의 수가 하나 이하로 생긴다. Meanwhile, the greater the received signal strength of the indoor positioning sensor a (i.e., the smaller the radius), the smaller the error between the terminal's estimated position and the actual measured position, and the number of intersections becomes one or less.

이하 도 5 및 도 6을 참조하여 교점의 수가 한 개 이하인 경우 보정모듈(250)에 의거 유효 실내 공간을 벗어난 단말 추정 위치를 실측 위치에 근접된 단말 보정 위치로 보정하는 일련의 과정을 설명한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6, when the number of intersections is one or less, a series of processes for correcting the estimated terminal location outside the effective indoor space to the terminal correction position close to the actual measured location based on the correction module 250 will be described.

일 실시예는 다수의 실내 측위 센서의 수신신호 세기에 의거 생성된 각 원 중 가장 큰 수신신호 세기로 생성된 반지름이 가장 작은 원과 단말 추정 위치 간의 교점을 교점 획득모듈(230)에 의거 획득하고 획득된 교점이 하나 이하일 때 보정모듈(250)에 의거 단말 보정 위치를 결정한다.In one embodiment, the intersection point between the circle with the smallest radius generated with the largest received signal strength among the circles generated based on the received signal strength of a plurality of indoor positioning sensors and the estimated location of the terminal is acquired based on the intersection acquisition module 230, When the obtained intersection point is one or less, the terminal correction position is determined based on the correction module 250.

이에 도 5를 참조하면, 교점 획득모듈(230)는 다수의 실내 측위 센서 a, b, c의 수신신호 세기(RSSI: Received Signal Strength Indicator) 중 가장 큰 수신신호 세기의 실내 측위 센서 a의 수신신호 세기로 정해진 원 A'의 중심 H'과 실내 측위 센서 a와 인접된 실내 측위 센서 b, c의 수신신호 세기로 정해진 원 B'의 중심 E' 및 원 C'의 중심 G'를 각각 획득한다.Accordingly, referring to FIG. 5, the intersection acquisition module 230 receives the received signal of indoor positioning sensor a with the largest received signal strength among the received signal strengths (RSSI: Received Signal Strength Indicator) of a plurality of indoor positioning sensors a, b, and c. The center H' of circle A' determined by the intensity, the center E' of circle B' and the center G' of circle C' determined by the received signal intensity of indoor positioning sensors b and c adjacent to indoor positioning sensor a are obtained, respectively.

그리고, 교점 획득모듈(230)는 획득된 원 B'의 중심 E'와 원 C'의 중심 G'와 단말 추정 위치 X'에 대해 직선 X'E', X'G'를 도출하고, 도출된 직선 X'E', X'G'과 원 A'의 원주 상의 교점이 1개 이하 일 경우 실내 측위 센서 a에 의거 설정된 유효 실내 공간 M, N과 원 A'의 원주 상의 교점 UB', UC'를 각각 획득하고 획득된 교점 UB', UC'은 보정모듈(250)로 전달된다.Then, the intersection acquisition module 230 derives straight lines X'E' and If the intersection of straight lines X'E', C ' is acquired respectively, and the obtained intersection points U B ' and U C ' are transmitted to the correction module 250.

일 례로 보정모듈(250)는 실내 측위 센서 a에 의거 설정된 유효 실내 공간 M, N과 원 A'의 원주 상의 교점 UB', UC'를 각각 획득한 다음 교점 UB', UC'와 원 A'의 중심 H가 이루는 내각 ∠A'를 도출한다.For example, the correction module 250 acquires the intersection points U B ', U C ' on the circumference of the effective indoor space M, N and circle A' set based on the indoor positioning sensor a, respectively, and then obtains the intersection points U B ', U C ' Derive the interior angle ∠A' formed by the center H of circle A'.

그리고 보정모듈(250)는 도출된 내각 ∠A'를 두 원 B', C'의 반지름(rE', rG')의 비로 내분한 다음 내분된 각 ∠B' 및 각 ∠C'에 대해 원 A'의 원주상의 교점 UB', UC' 로 생성된 원호와 만나는 교점 P'을 단말 보정 위치로 결정한다.And the correction module 250 divides the derived interior angle ∠A' by the ratio of the radii (r E ', r G ') of the two circles B' and C', and then divides the interior angle ∠B' and angle ∠C' into The intersection point P', which meets the arc created by the intersection points U B ' and U C ' on the circumference of circle A', is determined as the terminal correction position.

따라서, 단말 추정 위치가 유효 실내 영역을 벗어났음에도 불구하고 실측 위치에 근접된 단말 보정 위치를 도출함에 따라 단말 위치를 정확하게 도출할 수 있고, 이에 실내 측위 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Therefore, even though the estimated terminal location is outside the effective indoor area, the terminal location can be accurately derived by deriving a terminal correction position that is close to the actual measured location, thereby improving the reliability of the indoor positioning system.

또한, 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘에서 단말의 위치 보정을 수행하는 과정이 생략되므로, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능하다.In addition, since the process of performing position correction of the terminal is omitted in the location recognition algorithm using the existing triangulation technique, the computational complexity and computational time for the terminal location recognition algorithm can be reduced, and thus can be applied to lightweight devices.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will recognize that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. You will understand. Therefore, the scope of technical protection of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below.

유효 실내 공간을 벗어난 단말 추정 위치를 실측 위치로 보정함에 따라 단말 위치의 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있고, 기존의 삼각 측량 기법을 이용한 위치 인식 알고리즘에서 단말의 위치 보정을 수행하는 과정이 생략되므로, 단말의 위치 인식 알고리즘에 대한 연산 복잡도 및 연산 시간을 단축할 수 있고 이에 경량 디바이스에 적용 가능한 단말의 위치 보정 시스템에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 실내 측위 시스템의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.By correcting the terminal's estimated position outside the effective indoor space to the actual location, the accuracy of the terminal's location can be fundamentally improved, and the process of performing terminal position correction is omitted in the location recognition algorithm using the existing triangulation technique. It can reduce the computational complexity and computational time for the terminal's location recognition algorithm, and thus bring about great progress in terms of operational accuracy and reliability of the terminal's position correction system applicable to lightweight devices, and further in terms of performance efficiency. , it is an invention that has industrial applicability because it not only has sufficient potential for commercialization or sales of an indoor positioning system, but also can be clearly implemented in reality.

Claims (8)

삭제delete 다수의 실내 측위 센서로부터 제공받은 수신신호 세기로 생성된 거리를 이용하여 단말 추정 위치를 생성하는 실내 측위 시스템에 있어서,
다수의 실내 측위 센서에 의거 설정된 유효 실내 공간을 벗어난 상기 단말 추정 위치를 보정하는 위치 보정장치를 더 포함하되
상기 위치 보정장치는,
상기 단말 추정 위치가 다수의 실내 측위 센서에 의거 정해진 유효 실내 영역 내에 존재하는 지를 판단하는 제어모듈;
상기 제어모듈에 의거 상기 단말 추정 위치가 상기 유효 실내 영역 내에 존재하지 아니한 경우 다수의 실내 측위 센서의 수신신호 세기에 의거 생성된 각 원 중 가장 큰 수신신호 세기로 생성된 반지름이 가장 작은 원과 상기 단말 추정 위치 간의 교점을 획득하는 교점 획득모듈; 및
상기 교점의 수가 2개 인 경우 상기 각 교점들과 가장 큰 수신신호 세기로 생성된 반지름이 가장 작은 원의 중심이 이루는 내각, 가장 큰 수신신호 세기로 생성된 반지름이 가장 작은 원을 제외한 나머지 원의 반지름의 비, 및 가장 큰 수신신호 세기로 생성된 반지름이 가장 작은 원의 원주 상의 교점들로 생성된 원호를 토대로 단말 보정 위치를 결정하는 보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치.
In an indoor positioning system that generates an estimated terminal location using the distance generated by the received signal strength provided from a plurality of indoor positioning sensors,
It further includes a position correction device that corrects the estimated location of the terminal outside the effective indoor space set based on a plurality of indoor positioning sensors,
The position correction device,
a control module that determines whether the estimated terminal location is within an effective indoor area determined based on a plurality of indoor positioning sensors;
If the estimated location of the terminal according to the control module is not within the effective indoor area, the circle with the smallest radius generated with the largest received signal strength among the circles generated based on the received signal strength of a plurality of indoor positioning sensors and the An intersection acquisition module that acquires the intersection between the estimated terminal positions; and
If the number of intersections is two, the interior angle formed by each of the intersections and the center of the circle with the smallest radius created with the greatest received signal intensity, the angle of the remaining circles excluding the circle with the smallest radius created with the greatest received signal intensity The terminal position of the indoor positioning system, comprising a correction module that determines the terminal correction position based on the ratio of radii and the arc created by intersections on the circumference of the circle with the smallest radius generated by the largest received signal strength. Compensating device.
제2항에 있어서, 상기 교점 획득모듈은,
다수의 실내 측위 센서의 수신신호의 세기에 의거 생성된 각 원 A, B, C 중 가장 큰 수신신호의 세기에 의거 생성된 반지름이 가장 작은 원 A을 제외한 나머지 두 원 B, C의 중심 E, G와 상기 단말 추정 위치 X를 연결하는 직선 XE, XG을 각각 생성하고
생성된 각 직선 XE, XG와 원 A의 원주 상의 교점 UB, UC을 생성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치.
The method of claim 2, wherein the intersection point acquisition module,
Center E of the remaining two circles B and C, excluding circle A, which has the smallest radius, created based on the strength of the largest received signal among circles A, B, and C created based on the strength of the received signal from multiple indoor positioning sensors, Create straight lines XE and XG connecting G and the terminal estimated position X, respectively,
A terminal position correction device for an indoor positioning system, characterized in that it is provided to generate intersection points U B and U C on the circumference of each of the generated straight lines XE and XG and circle A.
제3항에 있어서, 상기 보정모듈은,
상기 교점 획득모듈의 교점의 수가 2개 인 경우 상기 교점 UB, UC과 원 A의 중심이 이루는 내각 ∠A을 상기 나머지 두 원 B, C의 반지름의 비로 이등분하여 각 ∠B 및 각 ∠C를 도출하고,
도출된 각 ∠B 및 각 ∠C와, 원 A의 중심 H과, 원 A의 원주 상의 교점 UB, UC 로 생성된 원호가 만나는 교점 P을 상기 단말 보정 위치로 설정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치.
The method of claim 3, wherein the correction module,
If the number of intersections of the intersection point acquisition module is 2, the interior angle ∠A formed by the intersection points U B , U C and the center of circle A is divided into two halves by the ratio of the radii of the remaining two circles B and C to obtain angles ∠B and angle ∠C. Derive
Characterized by being provided to set the intersection point P where the derived angle ∠B and angle ∠C, the center H of circle A, and the arc created by the intersection points U B and U C on the circumference of circle A meet as the terminal correction position. A terminal position correction device for an indoor positioning system.
제3항에 있어서, 상기 보정모듈은
상기 교점 획득모듈의 교점의 수가 2개 인 경우 각 교점 UB, UC 로 정의된 원 A의 원호의 길이와 나머지 두 원 B, C의 반지름의 비로 상기 단말 보정 위치를 설정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치.
The method of claim 3, wherein the correction module is
When the number of intersections of the intersection acquisition module is two, the terminal correction position is set as a ratio of the length of the arc of circle A defined by each intersection U B and U C and the radii of the remaining two circles B and C. A terminal position correction device for an indoor positioning system.
제5항에 있어서, 상기 보정모듈은,
상기 각 교점 UB, UC 로 정해진 원 A의 원호의 길이를 두 원 B, C의 반지름의 비로 분할한 다음 분할된 원 A의 원주 상의 위치를 상기 단말 보정 위치로 설정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치.
The method of claim 5, wherein the correction module,
Characterized by dividing the length of the arc of circle A determined by each intersection point U B and U C by the ratio of the radii of the two circles B and C, and then setting the position on the circumference of the divided circle A as the terminal correction position. A terminal position correction device for an indoor positioning system.
제2항에 있어서, 상기 교점 획득모듈은,
상기 획득된 교점의 수가 1개 이하인 경우 다수의 실내 측위 센서에 의거 설정된 유효 실내 영역 중 가장 큰 수신 신호의 실내 측위 센서에 의거 생성된 유효 실내 영역의 직선 M, N과 가장 큰 수신신호 세기로 생성된 반지름이 가장 작은 원 A'의 원주 상의 교점 UB', UC'을 도출하고,
상기 보정모듈은,
도출된 교점 UB', UC' 과 원 A'의 중심이 이루는 내각 ∠A'를 상기 수신신호 세기로 정해진 나머지 두 원 B', C'의 반지름의 비로 이등분하여 각 ∠B' 및 각 ∠C'를 도출하고,
도출된 각 ∠B' 및 각 ∠C'과, 원 A'의 중심과, 교점 UB', UC'으로 생성된 원 A'의 원호가 만나는 교점 P'을 상기 단말 보정 위치로 결정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치.
The method of claim 2, wherein the intersection point acquisition module,
If the number of obtained intersection points is 1 or less, it is generated by straight lines M and N of the effective indoor area generated based on the indoor positioning sensor of the largest received signal among the effective indoor areas set based on a plurality of indoor positioning sensors and the largest received signal strength. Derive the intersection points U B ', U C ' on the circumference of circle A' with the smallest radius,
The correction module is,
The interior angle ∠A' formed by the derived intersection points U B ', U C ' and the center of circle A' is divided into two halves by the ratio of the radii of the remaining two circles B' and C' determined by the received signal strength, and angle ∠B' and angle ∠ Derive C',
Equipped to determine the intersection point P' where the derived angle ∠B' and angle ∠C', the center of circle A', and the arc of circle A' created by the intersection points U B ' and U C ' meet as the terminal correction position. A terminal position correction device for an indoor positioning system, characterized in that:
제2항에 있어서, 상기 교점 획득모듈은,
상기 획득된 교점의 수가 1개 이하인 경우 다수의 실내 측위 센서에 의거 설정된 유효 실내 영역 중 가장 큰 수신 신호의 실내 측위 센서에 의거 유효 실내 영역의 직선 M, N과 가장 큰 수신신호 세기에 의거 생성된 반지름이 가장 작은 원 A' 의 원주 상의 교점 UB', UC'을 도출하고,
상기 보정모듈은,
상기 각 교점 UB', UC' 로 정해진 원 A'의 원호의 길이를 두 원 B', C'의 반지름의 비로 나눈 원호 상의 위치를 상기 단말 보정 위치로 설정하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 실내 측위 시스템의 단말 위치 보정 장치.
The method of claim 2, wherein the intersection point acquisition module,
If the number of obtained intersection points is 1 or less, the signal generated based on the straight lines M and N of the effective indoor area and the largest received signal intensity based on the indoor positioning sensor of the largest received signal among the effective indoor areas set based on a plurality of indoor positioning sensors Derive the intersection points U B ', U C ' on the circumference of circle A' with the smallest radius,
The correction module is,
Indoor, characterized in that the position on the arc divided by the ratio of the radii of the two circles B ' and C ', divided by the length of the arc of the circle A' determined by each intersection U B ', U C ', is set as the terminal correction position. A terminal position correction device for a positioning system.
KR1020210113433A 2020-12-08 2021-08-26 Position correcting apparatus of indoor positioning system KR102649687B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210113433A KR102649687B1 (en) 2021-08-26 2021-08-26 Position correcting apparatus of indoor positioning system
PCT/KR2021/017079 WO2022124625A1 (en) 2020-12-08 2021-11-19 System and method for terminal positioning
US18/255,799 US20240004025A1 (en) 2020-12-08 2021-11-19 System and method for terminal positioning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210113433A KR102649687B1 (en) 2021-08-26 2021-08-26 Position correcting apparatus of indoor positioning system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230031053A KR20230031053A (en) 2023-03-07
KR102649687B1 true KR102649687B1 (en) 2024-03-21

Family

ID=85513043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210113433A KR102649687B1 (en) 2020-12-08 2021-08-26 Position correcting apparatus of indoor positioning system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102649687B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101515013B1 (en) 2013-12-18 2015-04-24 숭실대학교산학협력단 Indoor wireless positioning system and indoor wireless positioning method
KR102257714B1 (en) * 2019-08-07 2021-05-27 조선대학교산학협력단 A method and apparatus for location estimation of terminal in mobile communication system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230031053A (en) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Boukerche et al. Localization systems for wireless sensor networks
KR101260647B1 (en) Wireless localization method based on an efficient multilateration algorithm over a wireless sensor network and a recording medium in which a program for the method is recorded
ES2717947T3 (en) Mitigation of multipath distortions for geolocation based on TDOA
JP5717639B2 (en) Device and method for estimating the orientation of a portable terminal device
ES2434731T3 (en) Apparatus and procedure for determining a match between a position and a reference position
Kilani et al. RSSI-based indoor tracking using the extended Kalman filter and circularly polarized antennas
Jiang et al. Localization with rotatable directional antennas for wireless sensor networks
CN110022574A (en) A kind of method of automatic configuration of UWB indoor positioning base station
WO2016088346A1 (en) Wireless positioning system, wireless positioning terminal, and location information transmission device
Sinha et al. Range based improved localization scheme in densely populated wireless sensor network
KR102649687B1 (en) Position correcting apparatus of indoor positioning system
US20240004025A1 (en) System and method for terminal positioning
EP2856199A1 (en) Determining location and orientation of directional tranceivers
Ou Range-free node localization for mobile wireless sensor networks
JP6984817B2 (en) Position estimation method using wireless communication device, position estimation device and mobile communication device
CN115979256A (en) Multi-source collaborative pose determination method, device and system based on artificial beacon
CN108332749B (en) Indoor dynamic tracking and positioning method
JP2017032486A (en) Mobile terminal positioning system, mobile terminal, and positioning program
CN206369546U (en) A kind of hybrid location system based on smart mobile phone
US20080186232A1 (en) Method of and apparatus for true north azimuth determination using the combination of crossed loop antenna and radio positioning system technologies
CN110944293B (en) Radio search positioning method based on path attenuation and Kalman filtering fusion
KR102515152B1 (en) Position recognition system and method
Darakeh et al. An accurate distributed rage free localization algorithm for WSN
KR101925570B1 (en) Method and apparatus for providing target tracing in antenna system
Garg et al. Indoor tracking using BLE-brief survey of techniques

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right