KR102651723B1

KR102651723B1 - 실내 위치 추정 시스템

Info

Publication number: KR102651723B1
Application number: KR1020230158829A
Authority: KR
Inventors: 박희석; 김영복; 이희찬; 김용훈
Original assignee: 주식회사 포윈
Priority date: 2023-11-16
Filing date: 2023-11-16
Publication date: 2024-03-28

Abstract

본 발명은 비콘을 이용하여 건물 내 사용자의 위치를 추정하되, 추정된 위치 정보의 정확성을 검증하여 보다 정확한 실내 위치 측위를 수행할 수 있는 실내 위치 추정 시스템을 제안한다. 상기 시스템은 실내를 이동하는 사용자를 인지하기 위한 인지 센서를 구비하여 상기 사용자의 인지 여부에 따라 광을 조사하며, 위치 추정을 위한 신호를 송출하는 비콘(beacon)을 구비하는 복수의 조명 장치, 상기 복수의 조명 장치가 설치된 실내를 이동하는 상기 사용자가 소지하며, 상기 복수의 조명 장치에 각각 설치된 비콘으로부터 송출되는 신호를 수신하는 사용자 단말기 및 상기 사용자 단말기로부터 상기 비콘으로부터 송출되는 신호에 대한 신호 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 값을 수신하며, 상기 수신된 신호 세기 값이 사전 설정된 값 이상인 복수의 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 상기 사용자의 인지 여부에 관한 인지 신호를 수신하고, 상기 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 조명 장치의 비콘으로부터 수신된 복수의 신호 세기 값을 기초로 상기 사용자 단말기의 위치를 추정하는 위치 추정 서버를 포함할 수 있다.

Description

실내 위치 추정 시스템{System for indoor location estimation}

본 발명은 위치 측위 기술(location determination technology)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 비콘(beacon)을 이용하여 건물 내 사용자의 위치를 추정하되, 추정된 위치 정보의 정확성을 검증하여 보다 정확한 실내 위치 측위를 수행할 수 있는 실내 위치 추정 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 위치 정보에 기초하여 사용자에게 부가 정보를 제공하는 서비스인 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 사물 인터넷(IoT, Internet of Things)의 일부로서 다양하게 제안되고 있다.

구체적으로, 위치 기반 서비스는 연결된 사물 들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 다양한 산업 간의 융복합을 통하여 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카, 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

일반적으로, 위치 기반 서비스는 GPS(Global Positioning System)와 같은 위성 측위 시스템이나 이동통신 기지국들에 의존하여 사물 들의 위치 정보를 획득한다.

그러나, GPS에 기반한 위치 기반 서비스는 실외에서 원활한 서비스 제공이 가능하지만, 실내에서 위성 신호 수신이 제한되기 때문에, 실내에서의 서비스가 제한되는 문제점이 있었다.

이러한, 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 근거리 무선 통신을 이용하여 실내에서 위치를 측위할 수 있는 다양한 기술들이 개발되고 있다.

특히, 비콘(beacon)은 근거리에 있는 통신 기기를 자동으로 인식하여 필요한 데이터를 전송할 수 있는 무선 통신 장치이다. 이러한, 비콘은 신호를 전송하는 방법에 따라 음파 비콘, LED 비콘, WiFi 비콘, 블루투스 비콘 등으로 분류될 수 있다. 비콘은 사정 거리 이내에 통신 기기가 접근하면 특정 ID(UUID) 값을 송출할 수 있다.

최근에는 이러한 비콘을 이용한 다양한 위치 측위 방식에 관한 연구가 진행되고 있으나, 다양한 통신 장애 요소에 따라 측위된 위치의 정확성이 불확실하기 때문에, 측위된 위치 정보의 정확성을 검증하여 보다 정확한 위치 측위를 수행할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.

또한, 현재까지 개발된 위치 측위 서비스는 통신 기기를 구비하는 사용자의 위치를 정확히 측위하는데 포커싱(focusing)되어 있기 때문에, 측위된 위치 정보를 이용하여 다양한 산업에서 보다 효과적으로 활용할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0083095호, ‘비콘의 RSSI를 이용한 실내 측위 방법 및 시스템’, (2018.07.20. 공개)

본 발명의 일 목적은 비콘을 이용하여 건물 내 사용자의 위치를 추정하되, 추정된 위치 정보의 정확성을 검증하여 보다 정확한 실내 위치 측위를 수행할 수 있는 실내 위치 추정 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 비콘을 이용하여 건물 내 사용자의 위치를 추정하되, 추정된 위치 정보의 정확성을 검증하여 보다 정확한 실내 위치 측위를 수행할 수 있는 실내 위치 추정 시스템을 제안한다. 상기 시스템은 실내를 이동하는 사용자를 인지하기 위한 인지 센서를 구비하여 상기 사용자의 인지 여부에 따라 광을 조사하며, 위치 추정을 위한 신호를 송출하는 비콘(beacon)을 구비하는 복수의 조명 장치, 상기 복수의 조명 장치가 설치된 실내를 이동하는 상기 사용자가 소지하며, 상기 복수의 조명 장치에 각각 설치된 비콘으로부터 송출되는 신호를 수신하는 사용자 단말기 및 상기 사용자 단말기로부터 상기 비콘으로부터 송출되는 신호에 대한 신호 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 값을 수신하며, 상기 수신된 신호 세기 값이 사전 설정된 값 이상인 복수의 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 상기 사용자의 인지 여부에 관한 인지 신호를 수신하고, 상기 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 조명 장치의 비콘으로부터 수신된 복수의 신호 세기 값을 기초로 상기 사용자 단말기의 위치를 추정하는 위치 추정 서버를 포함할 수 있다.

상기 위치 추정 서버는 상기 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 셋 이상의 조명 장치로부터 수신된 신호 세기 값을 이용하여 삼각 측량(triangulation)을 수행하고, 상기 수행된 삼각 측량을 기준으로 상기 셋 이상의 조명 장치와 상기 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고 상기 추정된 상대적인 위치 관계를 상기 셋 이상의 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 상기 사용자 단말기의 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 위치 추정 서버는 상기 셋 이상의 조명 장치에 구비된 인지 센서로부터 인지 세기를 수신하고, 상기 수신된 인제 세기를 기초로 상기 생성된 위치 정보를 검증하는 것을 특징으로 한다.

상기 위치 추정 서버는 상기 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 복수의 조명 장치를 셋 이상의 조명 장치를 포함하는 복수의 위치 추정 그룹으로 그룹핑(grouping)하고, 상기 복수의 위치 추정 그룹 별로 상기 사용자 단말기의 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 위치 추정 서버는 상기 복수의 위치 추정 그룹 별 생성된 복수의 위치 정보에 포함된 위치 좌표를 연결하는 다각형을 생성하고, 상기 생성된 다각형의 무게 중심점의 좌표를 상기 사용자의 위치로 추정하는 것을 특징으로 한다.

상기 위치 추정 서버는 상기 생성된 사용자 단말기의 위치 정보를 기초로 복수의 조명 장치 각각에 위치한 사용자에 대한 혼잡도를 예측하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 조명 장치는 디밍(dimming) 제어가 가능한 조명 장치인 것을 특징으로 한다.

상기 위치 추정 서버는 상기 예측된 혼잡도가 사전 설정된 값보다 높은 조명 장치의 광량을 사전 설정된 값만큼 증가시키고, 상기 예측된 혼잡도가 사전 설정된 값보다 낮은 조명 장치의 광량을 사전 설정된 값만큼 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 조명 장치는 상기 사용자에 의해 발생되는 소음을 측정하는 마이크(microphone)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 위치 추정 서버는 상기 셋 이상의 조명 장치에 설치된 마이크로부터 측정된 소음의 세기를 기초로 상기 생성된 위치 정보를 검증하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 조명 장치 내에 설치된 비콘(beacon)을 이용한 내부 무선 통신(local network)을 통해 사용자의 위치를 측위함으로써, 외부 통신이 불가한 환경에서도 사용자의 위치 측위가 가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 위치 추정 시스템은 조명 장치 내에 설치된 인지 센서를 통해 비콘에 의해 측위된 위치 정보를 검증함으로써, 보다 정확한 실내 위치 측위를 수행할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 추정 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 서버의 논리적 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 서버의 하드웨어 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

한편, 비콘(beacon)은 근거리에 있는 통신 기기를 자동으로 인식하여 필요한 데이터를 전송할 수 있는 무선 통신 장치이다. 이러한, 비콘은 신호를 전송하는 방법에 따라 음파 비콘, LED 비콘, WiFi 비콘, 블루투스 비콘 등으로 분류될 수 있다. 비콘은 사정 거리 이내에 통신 기기가 접근하면 특정 ID(UUID) 값을 송출할 수 있다.

이러한 한계를 극복하고자, 본 발명은 비콘을 이용하여 건물 내 사용자의 위치를 추정하고, 추정된 사용자의 위치를 활용하여 다양한 서비스를 제공할 수 있는 다양한 수단들을 제안하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 추정 시스템을 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 추정 시스템(500)은 복수의 조명 장치(100a, 100b, …, 100n; 100), 사용자 단말기(200), 영상 수집 장치(300) 및 위치 추정 서버(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 추정 시스템(500)의 구성 요소들은 기능적으로 구분되는 요소들을 나타낸 것에 불과하므로, 둘 이상의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되어 구현되거나, 하나의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 분리되어 구현될 수 있다.

각각의 구성 요소에 대하여 설명하면, 복수의 조명 장치(100)는 실내의 사전 설정된 위치에 설치되어, 설치된 영역에 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 복수의 조명 장치(100)는 건물 내에 복도, 계단, 방, 엘리베이터 등에 사전 설정된 간격으로 설치될 수 있다.

이러한, 조명 장치(100)는 조명등(110), 비콘(120, beacon), 인지 센서(130) 및 마이크(microphone)를 포함하여 구성될 수 있다.

조명등(110)은 빛을 조사하는 LED(light emitting diode)로 구성되어 설치된 영역에 광을 조사할 수 있다. 한편, 조명등(110)은 LED인 것으로 설명하나, 이에 한정된 것은 아니고, 디밍(dimming) 기능을 갖는 다양한 조명이 적용될 수 있다.

비콘(120)은 조명등(110) 내부에 설치되어, 블루투스 저 에너지(BLE, Bluetooth Low Energy)를 이용하여 사용자 단말기(200)가 사정 거리 이내에 접근하면 특정 ID(UUID) 값을 송출할 수 있다. 즉, 비콘(120)은 송수신 가능한 영역 내에 블루투스(bluetooth)가 활성화된 사용자 단말기(200)가 존재할 때, 사용자 단말기에 특정 ID를 전송할 수 있다. 여기서, 특정 ID 값은 해당 조명 장치를 식별할 수 있는 식별 정보를 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘은 신호를 전송하는 수단으로 블루투스 저 에너지를 이용하는 것으로 설명하지만, 이에 한정된 것은 아니고, 음파 비콘, LED 비콘, WiFi 비콘 등 다양한 통신 방식의 비콘이 적용될 수 있다.

인지 센서(130)는 조명등(110)에 설치되어, 사정 거리 이내에 접근한 사용자를 인지할 수 있다. 이러한, 인지 센서(130)는 사용자와의 거리에 따른 인지 신호를 생성할 수 있다. 인지 센서(130)는 생성된 인지 신호를 위치 추정 서버(400)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 인지 센서(130)는 초음파 센서(ultrasonic sensor), 적외선 센서(infrared sensor), 레이더(radar), 라이다(lidar) 등이 포함될 수 있다.

마이크는 조명등(110)의 내부에 설치되어 실내를 이동하는 사용자에 의해 발생되는 소음을 측정할 수 있다.

다음 구성으로, 사용자 단말기(200)는 복수의 조명 장치(100)가 설치된 실내를 이동하는 위치 추적 대상이 되는 사용자가 소지한 장치가 될 수 있다.

사용자 단말기(200)는 복수의 조명 장치(100) 각각의 비콘(120)으로부터 송출되는 신호를 수신할 수 있다.

또한, 사용자 단말기(200)는 비콘(120)으로부터 송출되는 신호에 대한 신호 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 값을 측정하고, 측정된 신호 세기 값을 위치 추정 서버(400)에 전송할 수 있다.

상술한 바와 같은 특징을 가지는, 사용자 단말기(200)는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 규정하고 있는 사용자 장치(User Equipment, UE)에 한정되지 아니하며, 조명 장치(100) 및 위치 추정 서버(300)와 데이터를 송수신하고, 송수신된 데이터를 기초로 연산을 수행할 수 있는 장치라면 어떠한 장치라도 허용될 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말기(200)는 데스크탑(desktop), 워크스테이션(workstation) 또는 서버(server)와 같은 고정식 컴퓨팅 장치, 또는 스마트폰(smart phone), 랩탑(laptop), 태블릿(tablet), 패블릿(phablet), 휴대용 멀티미디어 재생장치(Portable Multimedia Player, PMP), 개인용 휴대 단말기(Personal Digital Assistants, PDA) 또는 전자책 단말기(E-book reader)과 같은 이동식 컴퓨팅 장치 중 어느 하나가 될 수 있다.

다음 구성으로, 영상 수집 장치(300)는 특정 영역에 설치되어 영상을 획득할 수 있다. 구체적으로, 영상 수집 장치(300)는 카메라(camera)를 이용하여 특정 영역에 포함된 적어도 한 명의 사람을 촬영한 영상을 획득할 수 있다. 영상 수집 장치(300)는 위치 추정 서버(400)의 요청에 따라 촬영된 영상을 위치 추정 서버(400)에 전송할 수 있다.

예를 들어, 영상 수집 장치(300)는 복수의 조명 장치(100)가 설치된 건물 내부에 설치되어, 방범, 감시, 화재 예방 등의 안전을 목적으로 해당 장소의 영상을 획득할 수 있는 폐쇄회로 텔레비전(CCTV, Closed Circuit Television)이 될 수 있다.

이러한, 영상 수집 장치(300)는 소자에 따라 1/2"CCD(Charge Coupled Device), 1/3"CCD, 1/4"CCD 등이 사용될 수 있으며, 형태에 따라 돔형 카메라, 불렛(bullet) 카메라, 하우징 카메라, PTZ(Pan Tilt Zoom) 카메라 등이 사용될 수 있으며, 기능에 따라 고정 카메라, 스피드 돔 카메라, 팬 틸트 줌 카메라 등이 사용될 수 있다.

그리고, 영상 수집 장치(300)는 촬영된 영상을 위치 추정 서버(400)에 실시간 전송할 수 있다.

다음 구성으로, 위치 추정 서버(400)는 조명 장치(100)에 구비된 비콘(120)을 이용하여 건물 내 사용자의 위치를 추정하되, 추정된 위치 정보의 정확성을 검증하여 보다 정확한 실내 위치 측위를 수행할 수 있다.

이러한, 위치 추정 서버(400)는 실내에 설치된 복수의 조명 장치(100) 각각에 구비된 비콘(120)으로부터 송출되는 신호에 대한 신호 세기 값(RSSI, Received Signal Strength Indicator)을 실내를 이동하는 사용자가 소지하는 사용자 단말기(100)로부터 수신하고, 수신된 신호 세기 값이 사전 설정된 값 이상인 조명 장치(100) 각각에 구비된 인지 센서(130)로부터 사용자의 인지 여부에 관한 인지 신호를 수신할 수 있다.

또한, 위치 추정 서버(400)는 사용자가 인지된 인지 센서(130)가 설치된 조명 장치(100)의 비콘(120)으로부터 수신된 복수의 신호 세기 값을 기초로 사용자 단말기(100)의 위치를 추정하고, 추정된 사용자 단말기(100)의 위치를 기초로 서비스를 제공할 수 있다.

한편, 위치 추정 서버(400)의 구체적인 구성에 대해서는 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.

이러한, 위치 추정 서버(400)는 데스크탑(desktop), 워크스테이션(workstation) 또는 서버(server)와 같은 고정식 컴퓨팅 장치 중 어느 하나가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은, 복수의 조명 장치(100), 사용자 단말기(200), 영상 수집 장치(300) 및 위치 추정 서버(400)는 장치들 사이를 직접 연결하는 보안 회선, 공용 유선 통신망 또는 이동통신망 중 하나 이상이 조합된 네트워크를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.

예를 들어, 공용 유선 통신망에는 이더넷(ethernet), 디지털가입자선(x Digital Subscriber Line, xDSL), 광동축 혼합망(Hybrid Fiber Coax, HFC), 광가입자망(Fiber To The Home, FTTH)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이동통신망에는 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 와이드 밴드 코드 분할 다중 접속(Wideband CDMA, WCDMA), 고속 패킷 접속(High Speed Packet Access, HSPA), 롱텀 에볼루션(Long Term Evolution, LTE), 5세대 이동통신(5th generation mobile telecommunication)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것도 아니다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 서버의 논리적 구성에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 서버의 논리적 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 서버(400)는 통신부(405), 입출력부(410), 위치 추정부(415), 서비스 제공부(420) 및 저장부(425)를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은, 위치 추정 서버(400)의 구성 요소들은 기능적으로 구분되는 요소들을 나타낸 것에 불과하므로, 둘 이상의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되어 구현되거나, 하나의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 분리되어 구현될 수 있을 것이다.

각각의 구성 요소에 대하여 설명하면, 통신부(405)는 복수의 조명 장치 사용자 단말기 및 영상 수집 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.

구체적으로, 통신부(405)는 복수의 조명 장치로부터 인지 신호를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(405)는 사용자 단말기로부터 신호 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 값을 수신할 수 있다. 또한, 통신부(405)는 영상 수집 장치로부터 촬영된 영상을 수신할 수 있다.

다음 구성으로, 입출력부(410)는 사용자 단말기로부터 수신된 신호 세기 값 및 복수의 조명 장치로부터 수신된 인지 신호를 기초로 사용자의 위치를 추정하기 위한 다양한 설정 정보들을 입력 받을 수 있다.

다음 구성으로, 위치 추정부(415)는 사용자 단말기로부터 수신된 신호 세기 값 및 복수의 조명 장치로부터 수신된 인지 신호를 기초로 사용자의 위치를 추정할 수 있다.

구체적으로, 위치 추정부(415)는 실내에 설치된 복수의 조명 장치 각각에 구비된 비콘으로부터 송출되는 신호에 대한 신호 세기 값을 실내를 이동하는 사용자가 소지하는 사용자 단말기로부터 수신할 수 있다.

다음으로, 위치 추정부(415)는 수신된 신호 세기 값이 사전 설정된 값 이상인 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 사용자의 인지 여부에 관한 인지 신호를 수신할 수 있다. 즉, 위치 추정부(415)는 수신된 신호 세기 값에 대한 검증을 위하여, 해당 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 인지 신호를 추가로 제공받을 수 있다.

여기서, 위치 추정부(415)는 사용자 단말기로부터 수신된 신호 세기 값이 -20dbm를 초과하는 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 사용자의 인지 여부에 관한 인지 신호를 수신할 수 있다. 즉, 위치 추정부(415)는 수신된 신호 세기 값이 -20dbm를 초과하는 조명 장치를 사용자 단말기와 인접한 조명 장치로 판단할 수 있다.

다음으로, 위치 추정부(415)는 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 조명 장치의 비콘으로부터 수신된 복수의 신호 세기 값을 기초로 사용자 단말기의 위치를 추정할 수 있다.

구체적으로, 위치 추정부(415)는 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 셋 이상의 조명 장치로부터 수신된 신호 세기 값을 이용하여 삼각 측량(triangulation)을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 셋 이상의 조명 장치와 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고, 추정된 상대적인 위치 관계를 셋 이상의 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 사용자 단말기의 위치 정보를 생성할 수 있다.

이때, 위치 추정부(415)는 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 복수의 조명 장치를 셋 이상의 조명 장치를 포함하는 복수의 위치 추정 그룹으로 그룹핑(grouping)하고, 복수의 위치 추정 그룹 별로 사용자 단말기의 위치 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 복수의 조명 장치가 밀집되어 수신된 신호 세기 값이 사전 설정된 값 이상인 조명 장치가 네 개인 경우, 위치 추정부(415)는 네 개의 조명 장치를 이용하여 세 개의 조명 장치를 그룹핑 할 수 있는 모든 경우의 수를 고려하여 복수의 위치 추정 그룹을 생성할 수 있다.

또한, 위치 추정부(415)는 복수의 위치 추정 그룹 별로 삼각 측량을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 각 위치 추정 그룹에 포함된 조명 장치와 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고 추정된 상대적인 위치 관계를 각 위치 추정 그룹에 포함된 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 복수의 위치 정보를 생성할 수 있다.

또한, 위치 추정부(415)는 복수의 위치 추정 그룹 별 생성된 복수의 위치 정보에 포함된 위치 좌표를 연결하는 다각형을 생성하고, 생성된 다각형의 무게 중심점의 좌표를 사용자의 위치로 추정할 수 있다.

즉, 실내에는 벽, 장신구, 가구 등에 의해 전파 왜곡이 발생될 수 있다. 이로 인해, 사용자 단말기로부터 수신되는 비콘의 신호 세기 값 또한 왜곡이 발생되어 정확도가 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.

이에 따라, 위치 추정부(415)는 사용자 단말기에 신호를 송출한 조명 장치를 복수의 그룹으로 그룹핑하고, 그룹핑 된 조명 장치에 의해 생성된 복수의 위치 정보에 대한 지리적 평균 값을 이용하여 사용자의 위치를 정확히 추정할 수 있다.

또한, 위치 추정부(415)는 생성된 위치 정보를 기준으로 사전 설정된 거리 이내에 있는 복수의 조명 장치에 구비된 인지 센서로부터 인지 세기를 수신하고, 수신된 인지 세기를 기초로 생성된 위치 정보를 검증할 수 있다.

예를 들어, 위치 추정부(415)는 인지 센서가 적외선 센서 일 경우, 인지 센서의 적외선 수신부로부터 측정되는 적외선의 아날로그 세기 값을 인지 세기로 수신할 수 있다.

여기서, 위치 추정부(415)는 인지 세기를 기초로 삼각 측량을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 셋 이상의 조명 장치와 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고 추정된 상대적인 위치 관계를 상기 셋 이상의 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 생성된 위치 정보를 검증하기 위한 검증 위치 정보를 생성할 수 있다.

위치 추정부(415)는 인지 세기를 이용하여 생성된 검증 위치 정보와, 신호 세기 값에 의해 생성된 위치 정보를 비교하여, 좌표 값이 사전 설정된 이상 차이가 나는 경우, 신호 세기 값에 의해 생성된 위치 정보를 에러(error)로 판단할 수 있다.

또한, 위치 추정부(415)는 셋 이상의 조명 장치에 설치된 마이크로부터 측정된 소음의 세기를 기초로 생성된 위치 정보를 검증할 수 있다.

여기서, 위치 추정부(415)는 소음의 세기를 기초로 삼각 측량을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 셋 이상의 조명 장치와 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고 추정된 상대적인 위치 관계를 상기 셋 이상의 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 생성된 위치 정보를 검증하기 위한 검증 위치 정보를 생성할 수 있다.

다음 구성으로, 서비스 제공부(420)는 추정된 사용자 단말기의 위치를 기초로 서비스를 제공할 수 있다.

구체적으로, 서비스 제공부(420)는 생성된 사용자 단말기의 위치 정보를 기초로 복수의 조명 장치 각각에 위치한 사용자에 대한 혼잡도를 예측할 수 있다. 즉, 서비스 제공부는 생성된 위치 정보를 기초로 단위 면적 당 사용자의 수를 산출하고, 산출된 단위 면적 당 사용자 수를 기초로 혼잡도를 계산할 수 있다.

여기서, 서비스 제공부(420)는 예측된 혼잡도가 사전 설정된 값보다 높은 조명 장치의 광량을 사전 설정된 값만큼 증가시키고, 예측된 혼잡도가 사전 설정된 값보다 낮은 조명 장치의 광량을 사전 설정된 값만큼 감소시킬 수 있다.

또한, 서비스 제공부(420)는 추정된 사용자 단말기의 위치를 기초로 사용자의 행위를 분석하고, 분석된 사용자의 행위에 따라 경고 신호를 생성할 수 있다.

구체적으로, 서비스 제공부(420)는 추정된 사용자 단말기의 위치가 사전 설정된 시간 동안 변동이 없는 경우, 추정된 위치를 촬영하는 영상 수집 장치를 통해 사용자를 촬영한 영상을 수신하고, 수신된 영상을 기초로 사용자의 행위를 분석할 수 있다.

이때, 서비스 제공부(420)는 사전 기계 학습(machine learning)된 인공지능(AI, Artificial Intelligence) 모델을 기초로 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람에 대한 쓰러짐 여부를 판단할 수 있다.

즉, 서비스 제공부(420)는 인공지능 모델을 통해 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람을 라벨링(labelling)하고, 라벨링 된 데이터를 쓰러진 사람에 대한 라벨링 데이터와 비교한 클래스 일치도가 사전 설정된 값보다 큰 사람을 쓰러진 사람으로 판단할 수 있다.

여기서, 서비스 제공부(420)는 쓰러진 상태로 판단된 사람의 위치로부터 사전 설정된 범위 내에 위치한 복수의 조명 장치를 점멸(blink)시킬 수 있다. 즉, 서비스 제공부(420)는 쓰러진 상태로 판단된 사람 주위에 위치한 다른 사용자가 쓰러진 상태로 판단된 사람을 인식할 수 있도록 조명 장치를 점멸시킬 수 있다.

또한, 서비스 제공부(420)는 쓰러진 상태로 판단된 사람의 위치와 가장 인접한 타 사용자 단말기를 식별하고, 식별된 타 사용자 단말기로부터 쓰러진 상태로 판단된 사람의 위치까지 경로 상에 위치한 복수의 조명 장치를 점멸시켜 쓰러진 상태로 판단된 사람의 위치를 가이드 할 수 있다.

또한, 서비스 제공부(420)는 화재 발생과 관련된 신호가 입력되면, 사용자 단말기의 위치 정보를 기준으로 비상구까지의 경로 상에 위치한 복수의 조명 장치를 점등하되, 점등된 복수의 조명 장치를 제외한 나머지 조명 장치를 소등시켜 대피 경로를 가이드할 수 있다. 즉, 서비스 제공부(420)는 화재 발생시 조명 장치를 통해 대피 경로를 가이드 함으로써, 사용자의 탈출이 용이하도록 지원할 수 있다.

이때, 서비스 제공부(420)는 점등된 복수의 조명 장치에 구비된 인지 센서를 통해 가이드 한 대피 경로를 따라 이동하는 사용자가 최종적으로 머무른 위치를 식별하고, 식별된 위치 정보를 사전 설정된 장치로 전송할 수 있다.

예를 들어, 서비스 제공부(420)는 대피 경로를 가이드 한 후에, 인지 센서를 통해 사용자가 가이드 한 대피 경로로 이동하고 있는지를 모니터링 할 수 있으며, 사용자가 최종적으로 머무른 위치를 식별하고, 구조를 위하여 식별된 위치 정보를 소방서 서버로 전송할 수 있다.

이하, 상술한 바와 같은 위치 추정 서버의 논리적 구성요소를 구현하기 위한 하드웨어에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정 서버의 하드웨어 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 위치 추정 서버(400)는 프로세서(Processor, 450), 메모리(Memory, 455), 송수신기(Transceiver, 460), 입출력장치(Input/output device, 465), 데이터 버스(Bus, 470) 및 스토리지(Storage, 475)를 포함하여 구성될 수 있다.

프로세서(450)는 메모리(455)에 상주된 실내 위치 추정을 통한 위치 기반 서비스 제공 방법이 구현된 소프트웨어(480a)에 따른 명령어를 기초로, 위치 추정 서버(400)의 동작 및 기능을 구현할 수 있다.

메모리(455)에는 본 발명의 실시예들에 따른 실내 위치 추정을 통한 위치 기반 서비스 제공 방법이 구현된 소프트웨어(480a)가 상주(loading)될 수 있다.

송수신기(460)는 복수의 조명 장치(100), 사용자 단말기(200) 및 영상 수집 장치(300)와 데이터를 송수신할 수 있다.

입출력장치(465)는 위치 추정 서버(400)의 동작에 필요한 데이터를 입력 받고, 사용자의 위치 정보를 출력할 수 있다.

데이터 버스(470)는 프로세서(450), 메모리(455), 송수신기(460), 입출력장치(465) 및 스토리지(475)와 연결되어, 각각의 구성 요소 사이가 서로 데이터를 전달하기 위한 이동 통로의 역할을 수행할 수 있다.

스토리지(475)는 본 발명의 실시예들에 따른 실내 위치 추정을 통한 위치 기반 서비스 제공 방법이 구현된 소프트웨어(480a)의 실행을 위해 필요한 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(Application Programming Interface, API), 라이브러리(library) 파일, 리소스(resource) 파일 등을 저장할 수 있다. 또한, 스토리지(475)는 본 발명의 실시예들에 따른 방법이 구현된 소프트웨어(480b) 및 데이터베이스(485)를 저장할 수 있다. 이 경우, 데이터베이스(485)에는 인공 신경망(ANN)에 의해 구현된 인공지능(AI)이 저장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 메모리(455)에 상주되거나 또는 스토리지(475)에 저장된 실내 위치 추정을 통한 위치 기반 서비스 제공 방법을 구현하기 위한 소프트웨어(480a, 480b)는 프로세서(450)가, 실내에 설치된 복수의 조명 장치 각각에 구비된 비콘(beacon)으로부터 송출되는 신호에 대한 신호 세기 값(RSSI, Received Signal Strength Indicator)을 실내를 이동하는 사용자가 소지하는 사용자 단말기로부터 수신하는 단계, 프로세서(450)가, 수신된 신호 세기 값이 사전 설정된 값 이상인 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 사용자의 인지 여부에 관한 인지 신호를 수신하는 단계, 프로세서(450)가, 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 조명 장치의 비콘으로부터 수신된 복수의 신호 세기 값을 기초로 사용자 단말기의 위치를 추정하는 단계 및 프로세서(450)가, 추정된 사용자 단말기의 위치를 기초로 서비스를 제공하는 단계를 실행시키기 위하여, 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램이 될 수 있다.

보다 구체적으로, 프로세서(450)는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋(chipset), 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(455)는 ROM(Read-Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신기(460)는 유무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 입출력장치(465)는 키보드(keyboard), 마우스(mouse), 및/또는 조이스틱(joystick) 등과 같은 입력 장치 및 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 다이오드(Organic LED, OLED) 및/또는 능동형 유기 발광 다이오드(Active Matrix OLED, AMOLED) 등과 같은 영상 출력 장치 프린터(printer), 플로터(plotter) 등과 같은 인쇄 장치를 포함할 수 있다.

본 명세서에 포함된 실시 예가 소프트웨어로 구현될 경우, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(455)에 상주되고, 프로세서(450)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(455)는 프로세서(450)의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 널리 알려진 다양한 수단으로 프로세서(450)와 연결될 수 있다.

도 3에 도시된 각 구성요소는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

또한, 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현되어, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한, 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4를 참조하면, S110 단계에서 위치 추정 서버는 실내에 설치된 복수의 조명 장치 각각에 구비된 비콘으로부터 송출되는 신호에 대한 신호 세기 값을 실내를 이동하는 사용자가 소지하는 사용자 단말기로부터 수신할 수 있다.

다음으로, S120 단계에서 위치 추정 서버는 수신된 신호 세기 값이 사전 설정된 값 이상인 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 사용자의 인지 여부에 관한 인지 신호를 수신할 수 있다. 즉, 위치 추정 서버는 수신된 신호 세기 값에 대한 검증을 위하여, 해당 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 인지 신호를 추가로 제공받을 수 있다.

여기서, 위치 추정 서버는 사용자 단말기로부터 수신된 신호 세기 값이 -20dbm를 초과하는 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 사용자의 인지 여부에 관한 인지 신호를 수신할 수 있다. 즉, 위치 추정 서버는 수신된 신호 세기 값이 -20dbm를 초과하는 조명 장치를 사용자 단말기와 인접한 조명 장치로 판단할 수 있다.

다음으로, S130 단계에서 위치 추정 서버는 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 조명 장치의 비콘으로부터 수신된 복수의 신호 세기 값을 기초로 사용자 단말기의 위치를 추정(S140)할 수 있다.

구체적으로, 위치 추정 서버는 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 셋 이상의 조명 장치로부터 수신된 신호 세기 값을 이용하여 삼각 측량(triangulation)을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 셋 이상의 조명 장치와 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고, 추정된 상대적인 위치 관계를 셋 이상의 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 사용자 단말기의 위치 정보를 생성할 수 있다.

이때, 위치 추정 서버는 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 복수의 조명 장치를 셋 이상의 조명 장치를 포함하는 복수의 위치 추정 그룹으로 그룹핑(grouping)하고, 복수의 위치 추정 그룹 별로 사용자 단말기의 위치 정보를 생성할 수 있다.

또한, 위치 추정 서버는 복수의 위치 추정 그룹 별로 삼각 측량을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 각 위치 추정 그룹에 포함된 조명 장치와 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고 추정된 상대적인 위치 관계를 각 위치 추정 그룹에 포함된 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 복수의 위치 정보를 생성할 수 있다.

또한, 위치 추정 서버는 복수의 위치 추정 그룹 별 생성된 복수의 위치 정보에 포함된 위치 좌표를 연결하는 다각형을 생성하고, 생성된 다각형의 무게 중심점의 좌표를 사용자의 위치로 추정할 수 있다.

이에 따라, 위치 추정 서버는 사용자 단말기에 신호를 송출한 조명 장치를 복수의 그룹으로 그룹핑하고, 그룹핑 된 조명 장치에 의해 생성된 복수의 위치 정보에 대한 지리적 평균 값을 이용하여 사용자의 위치를 정확히 추정할 수 있다.

다음으로, S150 단계에서, 위치 추정 서버는 생성된 위치 정보를 기준으로 사전 설정된 거리 이내에 있는 복수의 조명 장치에 구비된 인지 센서로부터 인지 세기를 수신하고, 수신된 인지 세기를 기초로 생성된 위치 정보를 검증할 수 있다.

여기서, 위치 추정 서버는 인지 세기를 기초로 삼각 측량을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 셋 이상의 조명 장치와 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고 추정된 상대적인 위치 관계를 상기 셋 이상의 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 생성된 위치 정보를 검증하기 위한 검증 위치 정보를 생성할 수 있다.

위치 추정 서버는 인지 세기를 이용하여 생성된 검증 위치 정보와, 신호 세기 값에 의해 생성된 위치 정보를 비교하여, 좌표 값이 사전 설정된 이상 차이가 나는 경우, 신호 세기 값에 의해 생성된 위치 정보를 에러(error)로 판단할 수 있다.

또한, 위치 추정 서버는 셋 이상의 조명 장치에 설치된 마이크로부터 측정된 소음의 세기를 기초로 생성된 위치 정보를 검증할 수 있다.

여기서, 위치 추정 서버는 소음의 세기를 기초로 삼각 측량을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 셋 이상의 조명 장치와 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고 추정된 상대적인 위치 관계를 상기 셋 이상의 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 생성된 위치 정보를 검증하기 위한 검증 위치 정보를 생성할 수 있다.

그리고, S170 단계에서 위치 추정 서버는 추정된 사용자 단말기의 위치를 기초로 서비스를 제공할 수 있다.

구체적으로, 위치 추정 서버는 생성된 사용자 단말기의 위치 정보를 기초로 복수의 조명 장치 각각에 위치한 사용자에 대한 혼잡도를 예측할 수 있다. 즉, 서비스 제공부는 생성된 위치 정보를 기초로 단위 면적 당 사용자의 수를 산출하고, 산출된 단위 면적 당 사용자 수를 기초로 혼잡도를 계산할 수 있다.

여기서, 위치 추정 서버는 예측된 혼잡도가 사전 설정된 값보다 높은 조명 장치의 광량을 사전 설정된 값만큼 증가시키고, 예측된 혼잡도가 사전 설정된 값보다 낮은 조명 장치의 광량을 사전 설정된 값만큼 감소시킬 수 있다.

또한, 위치 추정 서버는 추정된 사용자 단말기의 위치를 기초로 사용자의 행위를 분석하고, 분석된 사용자의 행위에 따라 경고 신호를 생성할 수 있다.

구체적으로, 위치 추정 서버는 추정된 사용자 단말기의 위치가 사전 설정된 시간 동안 변동이 없는 경우, 추정된 위치를 촬영하는 영상 수집 장치를 통해 사용자를 촬영한 영상을 수신하고, 수신된 영상을 기초로 사용자의 행위를 분석할 수 있다.

이때, 위치 추정 서버는 사전 기계 학습(machine learning)된 인공지능(AI, Artificial Intelligence) 모델을 기초로 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람에 대한 쓰러짐 여부를 판단할 수 있다.

즉, 위치 추정 서버는 인공지능 모델을 통해 영상에 포함된 적어도 한 명의 사람을 라벨링(labelling)하고, 라벨링 된 데이터를 쓰러진 사람에 대한 라벨링 데이터와 비교한 클래스 일치도가 사전 설정된 값보다 큰 사람을 쓰러진 사람으로 판단할 수 있다.

여기서, 위치 추정 서버는 쓰러진 상태로 판단된 사람의 위치로부터 사전 설정된 범위 내에 위치한 복수의 조명 장치를 점멸(blink)시킬 수 있다. 즉, 위치 추정 서버는 쓰러진 상태로 판단된 사람 주위에 위치한 다른 사용자가 쓰러진 상태로 판단된 사람을 인식할 수 있도록 조명 장치를 점멸시킬 수 있다.

또한, 위치 추정 서버는 쓰러진 상태로 판단된 사람의 위치와 가장 인접한 타 사용자 단말기를 식별하고, 식별된 타 사용자 단말기로부터 쓰러진 상태로 판단된 사람의 위치까지 경로 상에 위치한 복수의 조명 장치를 점멸시켜 쓰러진 상태로 판단된 사람의 위치를 가이드 할 수 있다.

또한, 위치 추정 서버는 화재 발생과 관련된 신호가 입력되면, 사용자 단말기의 위치 정보를 기준으로 비상구까지의 경로 상에 위치한 복수의 조명 장치를 점등하되, 점등된 복수의 조명 장치를 제외한 나머지 조명 장치를 소등시켜 대피 경로를 가이드할 수 있다. 즉, 위치 추정 서버는 화재 발생시 조명 장치를 통해 대피 경로를 가이드 함으로써, 사용자의 탈출이 용이하도록 지원할 수 있다.

이때, 위치 추정 서버는 점등된 복수의 조명 장치에 구비된 인지 센서를 통해 가이드 한 대피 경로를 따라 이동하는 사용자가 최종적으로 머무른 위치를 식별하고, 식별된 위치 정보를 사전 설정된 장치로 전송할 수 있다.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 위치 추정 서버는 사용자(A)가 인지된 인지 센서(130)가 설치된 조명 장치(100)의 비콘으로부터 수신된 복수의 신호 세기 값을 기초로 사용자 단말기(200)의 위치를 추정할 수 있다.

구체적으로, 위치 추정 서버는 사용자(A)가 인지된 인지 센서(130)가 설치된 셋 이상의 조명 장치(B)로부터 수신된 신호 세기 값을 이용하여 삼각 측량(triangulation)을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 셋 이상의 조명 장치(B)와 사용자 단말기(200)의 상대적인 위치 관계를 추정하고, 추정된 상대적인 위치 관계를 셋 이상의 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 사용자 단말기(200)의 위치 정보를 생성할 수 있다.

이때, 위치 추정 서버는 사용자(A)가 인지된 인지 센서(130)가 설치된 복수의 조명 장치(100)를 셋 이상의 조명 장치를 포함하는 복수의 위치 추정 그룹(group)으로 그룹핑하고, 복수의 위치 추정 그룹 별로 사용자 단말기(200)의 위치 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 조명 장치(100)가 밀집되어 수신된 신호 세기 값이 사전 설정된 값 이상인 조명 장치(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)가 네 개인 경우, 위치 추정부(415)는 네 개의 조명 장치(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)를 이용하여 세 개의 조명 장치를 그룹핑 할 수 있는 모든 경우의 수를 고려하여 복수의 위치 추정 그룹(group)을 생성할 수 있다.

또한, 위치 추정 서버는 복수의 위치 추정 그룹 별로 삼각 측량을 수행하고, 수행된 삼각 측량을 기준으로 각 위치 추정 그룹에 포함된 조명 장치와 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고 추정된 상대적인 위치 관계를 각 위치 추정 그룹에 포함된 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 복수의 위치 정보(point a, point b, point c, point d)를 생성할 수 있다.

또한, 위치 추정 서버는 복수의 위치 추정 그룹 별 생성된 복수의 위치 정보(point a, point b, point c, point d)에 포함된 위치 좌표를 연결하는 다각형(polygon)을 생성하고, 생성된 다각형(polygon)의 무게 중심점의 좌표를 사용자의 위치(location point)로 추정할 수 있다.

이에 따라, 위치 추정 서버는 사용자 단말기(200)에 신호를 송출한 조명 장치(100)를 복수의 그룹으로 그룹핑하고, 그룹핑 된 조명 장치(100)에 의해 생성된 복수의 위치 정보에 대한 지리적 평균 값을 이용하여 사용자의 위치를 정확히 추정할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 위치 추정 서버는 추정된 사용자 단말기(200)의 위치가 사전 설정된 시간 동안 변동이 없는 경우, 추정된 위치를 촬영하는 영상 수집 장치(300)를 통해 사용자를 촬영한 영상을 수신하고, 수신된 영상을 기초로 사용자(A)의 행위를 분석할 수 있다.

여기서, 위치 추정 서버는 쓰러진 상태로 판단된 사람(A)의 위치로부터 사전 설정된 범위 내에 위치한 복수의 조명 장치를 점멸(blink)시킬 수 있다. 즉, 위치 추정 서버는 쓰러진 상태로 판단된 사람 주위에 위치한 다른 사용자가 쓰러진 상태로 판단된 사람을 인식할 수 있도록 조명 장치를 점멸시킬 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 위치 추정 서버는 쓰러진 상태로 판단된 사람(A)의 위치와 가장 인접한 타 사용자 단말기(B)를 식별하고, 식별된 타 사용자 단말기(B)로부터 쓰러진 상태로 판단된 사람(A)의 위치까지 경로 상에 위치한 복수의 조명 장치(100)를 점멸시켜 쓰러진 상태로 판단된 사람의 위치를 가이드 할 수 있다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적해석에 의해 선정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100 : 조명 장치 200 : 사용자 단말기
300 : 영상 수집 장치 400 : 위치 추정 서버
405 : 통신부 410 : 입출력부
415 : 위치 추정부 420 : 서비스 제공부
435 : 저장부 500 : 위치 추정 시스템

Claims

실내를 이동하는 사용자를 인지하기 위한 인지 센서를 구비하여 상기 사용자의 인지 여부에 따라 광을 조사하며, 위치 추정을 위한 신호를 송출하는 비콘(beacon)을 구비하는 복수의 조명 장치;
상기 복수의 조명 장치가 설치된 실내를 이동하는 상기 사용자가 소지하며, 상기 복수의 조명 장치에 각각 설치된 비콘으로부터 송출되는 신호를 수신하는 사용자 단말기; 및
상기 사용자 단말기로부터 상기 비콘으로부터 송출되는 신호에 대한 신호 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 값을 수신하며, 상기 수신된 신호 세기 값이 사전 설정된 값 이상인 복수의 조명 장치 각각에 구비된 인지 센서로부터 상기 사용자의 인지 여부에 관한 인지 신호를 수신하고, 상기 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 조명 장치의 비콘으로부터 수신된 복수의 신호 세기 값을 기초로 상기 사용자 단말기의 위치를 추정하는 위치 추정 서버; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 실내 위치 추정 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 위치 추정 서버는
상기 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 셋 이상의 조명 장치로부터 수신된 신호 세기 값을 이용하여 삼각 측량(triangulation)을 수행하고, 상기 수행된 삼각 측량을 기준으로 상기 셋 이상의 조명 장치와 상기 사용자 단말기의 상대적인 위치 관계를 추정하고 상기 추정된 상대적인 위치 관계를 상기 셋 이상의 조명 장치 각각의 위치 좌표에 반영하여, 상기 사용자 단말기의 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는, 실내 위치 추정 시스템.
제2 항에 있어서, 상기 위치 추정 서버는
상기 셋 이상의 조명 장치에 구비된 인지 센서로부터 인지 세기를 수신하고, 상기 수신된 인지 세기를 기초로 상기 생성된 위치 정보를 검증하는 것을 특징으로 하는, 실내 위치 추정 시스템.
제2 항에 있어서, 상기 위치 추정 서버는
상기 사용자가 인지된 인지 센서가 설치된 복수의 조명 장치를 셋 이상의 조명 장치를 포함하는 복수의 위치 추정 그룹으로 그룹핑(grouping)하고, 상기 복수의 위치 추정 그룹 별로 상기 사용자 단말기의 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는, 실내 위치 추정 시스템.
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제2 항에 있어서, 상기 위치 추정 서버는
상기 생성된 사용자 단말기의 위치 정보를 기초로 복수의 조명 장치 각각에 위치한 사용자에 대한 혼잡도를 예측하는 것을 특징으로 하는, 실내 위치 추정 시스템.
제6 항에 있어서, 상기 복수의 조명 장치는
디밍(dimming) 제어가 가능한 조명 장치인 것을 특징으로 하는, 실내 위치 추정 시스템.
제7 항에 있어서, 상기 위치 추정 서버는
상기 예측된 혼잡도가 사전 설정된 값보다 높은 조명 장치의 광량을 사전 설정된 값만큼 증가시키고, 상기 예측된 혼잡도가 사전 설정된 값보다 낮은 조명 장치의 광량을 사전 설정된 값만큼 감소시키는 것을 특징으로 하는, 실내 위치 추정 시스템.
제2 항에 있어서, 상기 복수의 조명 장치는
상기 사용자에 의해 발생되는 소음을 측정하는 마이크(microphone); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 실내 위치 추정 시스템.
제9 항에 있어서, 상기 위치 추정 서버는
상기 셋 이상의 조명 장치에 설치된 마이크로부터 측정된 소음의 세기를 기초로 상기 생성된 위치 정보를 검증하는 것을 특징으로 하는, 실내 위치 추정 시스템.