KR102660382B1 - Devices and methods for indoor/outdoor positioning using heterogeneous system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 GPS 시스템과 UWB 시스템과 같은 서로 다른 시스템을 이용하여 실내외 영역에서 효율적으로 측위를 수행할 수 있는 실내외 측위 장치 및 방법을 제안한다. 본 발명의 실내외 측위 장치는, 제1 수신단이 구비되며 실외 측위를 위한 제1 측위부와, 제2 송신단 및 제2 수신단이 구비되며 실내 측위를 위한 제2 측위부를 포함한다. 그리고 제1 측위부와 제2 측위부의 구동을 위하여 GPS 신호 및 제2 수신단이 수신하는 수신전력 크기를 체크하는 체크부, 체크부의 체크 결과에 따라 상기 제1 측위부 또는 제2 측위부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.The present invention proposes an indoor and outdoor positioning device and method that can efficiently perform positioning in indoor and outdoor areas using different systems such as a GPS system and a UWB system. The indoor/outdoor positioning device of the present invention is provided with a first receiving end and includes a first positioning unit for outdoor positioning, a second transmitting end, and a second receiving end, and includes a second positioning unit for indoor positioning. And a check unit that checks the magnitude of the received power received by the GPS signal and the second receiver in order to drive the first positioning unit and the second positioning unit, and controls the driving of the first positioning unit or the second positioning unit according to the check result of the check unit. It is composed of a control unit that does.

Description

이종 시스템을 이용한 실내외 측위 장치 및 방법{Devices and methods for indoor/outdoor positioning using heterogeneous system}{Devices and methods for indoor/outdoor positioning using heterogeneous system}

본 발명은 이종 시스템(예를 들면 GPS 시스템과 UWB 시스템)을 이용하여 실내외 영역에서 효율적으로 측위를 수행할 수 있는 실내외 측위 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an indoor and outdoor positioning device and method that can efficiently perform positioning in indoor and outdoor areas using heterogeneous systems (eg, GPS system and UWB system).

실외 측위 및 실내 측위 방식은 서로 다른 시스템을 사용해야 한다. 실외 측위는 GPS 시스템을 이용한다. GPS 시스템은 복수 개의 정지위성에서 송신된 신호의 위치정보와 시간차를 통해 위치를 파악하는 기술이다. 종래의 GPS 기술은 2 ~ 3m의 거리 측위 정확도를 보였으나, 최근 A-GPS와 D-GPS 등을 이용한 GPS 기술은 거리 측위 정확도를 0.5 m 이하 수준으로 높일 수 있다. 그러나, 이러한 GPS 기술은 위성 신호를 수집할 수 없는 실내에서는 측위 자체가 어렵다.Outdoor positioning and indoor positioning methods must use different systems. Outdoor positioning uses a GPS system. The GPS system is a technology that determines location through the location information and time difference of signals transmitted from multiple geostationary satellites. Conventional GPS technology showed distance positioning accuracy of 2 to 3 m, but recent GPS technology using A-GPS and D-GPS can increase distance positioning accuracy to 0.5 m or less. However, this GPS technology has difficulty in positioning indoors where satellite signals cannot be collected.

그래서 실내 측위 방식은 UWB(Ultrawideband), FMCW 레이더, WIFI, 광대역 통신망과 같이 모바일 단말기와 고정 단말기 간의 통신 또는 전파 송수신 기술을 이용한다. 최근에 도입된 UWB 시스템의 경우 기존 통신망 기반(WIFI, LTE 등)의 실내 측위 서비스가 갖는 낮은 분해능을 해결하면서 다수 단말기에 대한 서비스 제공이 가능하여 폭넓게 사용된다. 이러한 UWB 시스템을 기반으로 한 실내 측위 기술은 출력 전력 한계로 인한 낮은 커버리지 특성을 셀 확장개념으로 늘릴 수 있어, 복합 지형물에서도 탐지가 가능한 장점이 있다.Therefore, the indoor positioning method uses communication or radio wave transmission and reception technologies between mobile terminals and fixed terminals, such as UWB (Ultrawideband), FMCW radar, WIFI, and broadband communication networks. The recently introduced UWB system is widely used as it can provide services to multiple terminals while solving the low resolution of indoor positioning services based on existing communication networks (WIFI, LTE, etc.). Indoor positioning technology based on this UWB system has the advantage of being able to increase the low coverage characteristics due to output power limitations through the cell expansion concept, enabling detection even in complex terrain.

종래에는 상기한 기술을 독립적으로 이용하여 실내 측위 및 실외 측위를 정확하게 수행할 수 있었다. 필요에 따라 GPS 시스템과 UWB 시스템을 결합하여 실내 및 실외 측위를 동시에 수행하는 경우도 있었다. 이 경우 실내 및 실외 측위를 동시에 수행하기 위해서는 사용자의 위치, 전파 수신 환경에 관계없이 정확한 위치정보를 제공하고 네비게이션 기능을 구현하는 기술이 절대적으로 필요하다. 그러나 GPS 시스템과 UWB 시스템을 단순하게 결합하여 사용할 경우 측위를 정확하게 수행할 수 없었다. 즉 서로 다른 주파수 대역과 위치 정보 획득 방식에서 차이를 갖는 실내 측위 기법과 실외 측위 기법을 동시에 운용하여 실내/외를 이동하는 객체 위치 정보를 표시하기 위해서는 각기 다른 방식으로 구동하는 서로 다른 시스템을 운용해야 하는데, 이 경우 각 방식의 고유한 특성 차이로 인해 실내에서 실외로 혹은 그 역(실외에서 실내로)으로 이동하는 대상의 측위 정보가 연동되는 구간에서 위치 정보를 제공할 수 없거나, 정보 획득의 지연 발생 또는 오동작 등 다양한 문제점이 발생했기 때문이다. In the past, indoor positioning and outdoor positioning could be accurately performed using the above-mentioned technology independently. When necessary, there were cases where indoor and outdoor positioning was performed simultaneously by combining the GPS system and UWB system. In this case, in order to perform indoor and outdoor positioning simultaneously, technology that provides accurate location information and implements navigation functions regardless of the user's location and radio wave reception environment is absolutely necessary. However, if the GPS system and UWB system were simply used in combination, accurate positioning could not be performed. In other words, in order to display location information of objects moving indoors and outdoors by simultaneously operating indoor and outdoor positioning techniques that have differences in different frequency bands and location information acquisition methods, different systems operating in different ways must be operated. In this case, due to differences in the unique characteristics of each method, location information cannot be provided in the section where the positioning information of a target moving from indoors to outdoors or vice versa (outdoors to indoors) is linked, or there is a delay in obtaining information. This is because various problems such as malfunction or malfunction occurred.

그래서 종래에 이러한 문제를 해결하기 위하여 사용자가 실내와 실외의 경계면(경계 영역)에 진입 시, 두 측위 시스템이 동시에 활성화되어 위치를 측위하는 방식이 제안된 바 있다. 그러나 실내 및 실외 측위 시스템이 동시에 활성화되면 모바일 단말기의 전력 소모가 증가함은 물론, 측위 시스템에서 사용하는 전파 특성으로 각각 측위 시스템의 수신 감도가 저하되는 성능 열화 문제가 발생하는 다른 문제가 초래되었다.Therefore, in order to solve this problem, a method has been proposed in the past where when a user enters the boundary area (boundary area) between indoors and outdoors, two positioning systems are activated simultaneously to determine the location. However, when the indoor and outdoor positioning systems are activated simultaneously, not only does the power consumption of the mobile terminal increase, but the radio wave characteristics used in the positioning system cause other problems such as performance degradation in which the reception sensitivity of each positioning system deteriorates.

따라서 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 실내 및 실외 측위를 위한 시스템을 모두 구비한 단말기에서 전력 효율성을 높이면서 실내 측위와 실외 측위를 실시간으로 전환하도록 하여 위치를 정확하면서도 빠르게 결정하는 측위장치 및 방법을 제공하는 것이다. Therefore, the purpose of the present invention to solve the problems of the prior art is to accurately and quickly determine the location by switching between indoor and outdoor positioning in real time while increasing power efficiency in a terminal equipped with both indoor and outdoor positioning systems. To provide a positioning device and method.

본 발명의 다른 목적은 실내 측위 및 실외 측위는 물론 실내외 경계 영역을 따라 이동하는 객체의 추적을 효과적으로 수행할 수 있는 측위 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a positioning device and method that can effectively perform indoor positioning and outdoor positioning as well as tracking an object moving along an indoor/outdoor boundary area.

본 발명의 또 다른 목적은, 실내외 측위를 수행하는 단말기의 송신단 동작을 최소화하여 모바일 단말기의 구동 가능 시간을 연장하고 전력 송신에 의한 신호 감도 저하를 방지하는 측위 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a positioning device and method that minimizes the operation of the transmitting end of the terminal that performs indoor and outdoor positioning, extends the driving time of the mobile terminal, and prevents signal sensitivity deterioration due to power transmission.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to what was mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실내외 측위 장치는, 제1 수신단이 구비되며 실외 측위를 위한 제1 측위부; 제2 송신단 및 제2 수신단이 구비되며 실내 측위를 위한 제2 측위부; GPS 신호 및 제2 수신단이 수신하는 수신전력 크기를 체크하는 체크부; 및 상기 체크부의 체크 결과에 따라 상기 제1 측위부 또는 제2 측위부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The indoor/outdoor positioning device of the present invention for achieving this purpose includes: a first positioning unit for outdoor positioning and a first receiving end; A second positioning unit equipped with a second transmitting end and a second receiving end for indoor positioning; a check unit that checks the GPS signal and the amount of received power received by the second receiving end; and a control unit that controls driving of the first positioning unit or the second positioning unit according to the check result of the check unit.

상기 제2 수신단은, 실내 측위 기지국 송신단의 송출신호를 수신하며, 상기 송출신호를 수신하고 대기 상태에서 전력검출 상태로 변환하는 셀프 바이어싱 모드; 및 제2 수신단만 온 구동하여 상기 송출신호를 수신하는 저전력 구동 모드 중 어느 하나의 모드로 동작한다.The second receiving end receives a transmission signal from the indoor positioning base station transmitting end, and includes a self-biasing mode for receiving the transmitted signal and converting from a standby state to a power detection state; and a low-power driving mode in which only the second receiving end is turned on to receive the transmission signal.

본 발명은 실외 측위 가능 영역, 실내 측위 가능 영역, 상기 실외 측위 가능 영역과 실내 측위 가능 영역이 중복되는 경계 영역에 대한 측위를 수행하며, 벡터 추적기능을 이용하여 상기 경계 영역으로의 접근 및 경계 영역에서의 이동 방향을 판단한다.The present invention performs positioning on an outdoor positionable area, an indoor positionable area, and a boundary area where the outdoor positionable area and the indoor positionable area overlap, and uses a vector tracking function to access and access the boundary area. Determine the direction of movement in .

상기 경계 영역은, 실외 측위 분해능 이상으로 탐지가 가능한 영역이다.The boundary area is an area that can be detected beyond the outdoor positioning resolution.

상기 제1 측위부는 GPS 포지셔닝 기술을 기반으로 하고, 상기 제2 측위부는 UWB 위치 기술을 기반으로 한다.The first positioning unit is based on GPS positioning technology, and the second positioning unit is based on UWB positioning technology.

본 발명은, 실외에서 실내로 이동시, 상기 제2 수신단만 온 구동되며, 상기 제2 수신단이 수신한 수신전력 크기가 기 설정된 기준전력 크기 이상이면 실내 측위를 시작하고, 상기 제2 수신단이 수신한 수신전력 크기가 기 설정된 기준전력 크기 미만이면 제2 수신단만 온 상태를 유지하면서 수신전력 크기를 모니터링한다. In the present invention, when moving from outdoors to indoors, only the second receiving end is turned on, and when the received power level received by the second receiving end is greater than a preset reference power level, indoor positioning begins, and the second receiving end receives the received power level. If the received power level is less than the preset reference power level, only the second receiving end remains in the on state and monitors the received power level.

본 발명은, 실내에서 실외로 이동시, GPS 신호 채널이 소정 개수 이상이면 실내외 측위 장치가 상기 경계 영역 내에 위치한 것으로 판단하여 제1 수신단 및 제2 수신단을 온 구동시키고, 상기 제2 수신단의 수신전력 크기가 기준전력 크기 이상이면 제1 수신단 및 제2 수신단의 온 상태를 유지하고, 상기 제2 수신단의 수신전력 크기가 기준전력 크기 미만이면 제1 수신단에 의한 실외 측위를 수행하고 제2 수신단은 오프시킨다. In the present invention, when moving from indoors to outdoors, if the number of GPS signal channels is more than a predetermined number, it is determined that the indoor/outdoor positioning device is located within the boundary area, the first and second receiving ends are turned on, and the received power of the second receiving end is reduced. If the received power level of the second receiving end is less than the standard power level, the first receiving end and the second receiving end are kept on. If the received power level of the second receiving end is less than the standard power level, outdoor positioning is performed by the first receiving end and the second receiving end is turned off. .

또한 본 발명의 실내외 측위 방법은, 실내 및 실외 위치를 측위하는 실내외 측위 장치가, 제1 측위 신호를 수신하는 제1 수신단에 의해 실외 위치를 측위하는 단계; 실외 위치 측위가 어려운 경우 제2 측위 신호를 수신하는 제2 수신단을 온 구동하는 단계; 상기 제2 수신단의 수신전력 크기와 기 설정된 기준전력 크기를 비교하는 단계; 및 상기 수신전력 크기가 상기 기준전력 크기 이상이면, 상기 제2 수신단을 이용한 실내 위치를 측위하는 단계를 포함하고, 상기 실내 위치를 측위할 때 제2 송신단과 제2 수신단은 온 상태이고, 상기 제1 측위 신호를 수신하는 제1 수신단은 오프 상태인 것을 특징으로 한다.In addition, the indoor and outdoor positioning method of the present invention includes the steps of: an indoor and outdoor positioning device for positioning indoor and outdoor positions, determining the outdoor position by a first receiving end that receives a first positioning signal; When outdoor positioning is difficult, turning on and driving a second receiving end that receives a second positioning signal; Comparing the received power level of the second receiving end with a preset reference power level; and if the received power level is greater than or equal to the reference power level, determining an indoor location using the second receiving end, wherein when determining the indoor location, the second transmitting end and the second receiving end are in an on state, and the second receiving end is in an on state. 1 The first receiving end that receives the positioning signal is characterized in that it is in an off state.

상기 수신전력 크기가 상기 기준전력 크기 미만이면 상기 제2 수신단만 온 상태를 유지한다. If the received power level is less than the reference power level, only the second receiving terminal remains in the on state.

상기 제2 측위 신호를 이용한 실내 측위를 하는 도중, 실내외 측위 장치가 경계 영역으로의 이동을 판단하는 단계; 상기 경계 영역으로 이동하는 경우, 상기 제1 수신단을 온 구동하는 단계; 상기 제1 수신단의 제1 측위 신호가 측위에 필요한 개수 이상인지 판단하는 단계; 판단 결과, 상기 필요한 개수 이상이면 상기 실내외 측위 장치가 경계 영역 내에 위치한 것으로 판단하고, 제2 수신단만 온 구동하는 단계; 및 상기 제2 수신단의 수신전력 크기가 기준전력 크기 미만이면 상기 제1 수신단에 의해 실외 측위를 수행하는 단계를 더 포함한다.During indoor positioning using the second positioning signal, determining movement of the indoor/outdoor positioning device to a boundary area; When moving to the border area, turning on and driving the first receiving end; determining whether the number of first positioning signals from the first receiving end is greater than or equal to that required for positioning; As a result of the determination, if the required number is greater than the required number, determining that the indoor/outdoor positioning device is located within a boundary area, and turning on and driving only the second receiving end; and performing outdoor positioning by the first receiving end when the received power level of the second receiving end is less than the reference power level.

상기 제2 수신단의 수신전력 크기가 기준전력 크기 이상이면 상기 제2 수신단의 온 상태를 계속 유지한다.If the received power level of the second receiving end is greater than or equal to the reference power level, the second receiving end continues to be turned on.

이상과 같은 본 발명에 따른 실내외 측위 장치 및 방법은, 서로 다른 측위 시스템을 연동 가능하게 활용하여 실시간으로 실내 또는 실외 측위를 전환할 수 있어, 실내 및 실외 측위를 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.The indoor and outdoor positioning device and method according to the present invention as described above can switch between indoor and outdoor positioning in real time by interoperably utilizing different positioning systems, which has the effect of accurately performing indoor and outdoor positioning.

본 발명에 따르면, 실내외 경계 영역에서 발생하는 단말기의 불필요한 전력 송신을 최소화할 수 있어 단말기의 전력 효율성을 향상시킬 수 있고, 단말기의 구동 가능 시간을 늘릴 수 있다. 그리고 불필요한 전파 송신을 줄일 수 있어 비선형성 증가와 잡음 지수 증가를 방지할 수 있어 주파수 대역내의 잡음 특성을 낮출 수도 있다. According to the present invention, unnecessary power transmission of the terminal that occurs in indoor and outdoor boundary areas can be minimized, thereby improving the power efficiency of the terminal and increasing the operating time of the terminal. In addition, unnecessary radio wave transmission can be reduced, preventing increased non-linearity and noise index, thereby lowering noise characteristics within the frequency band.

본 발명에 따르면 실내외 경계 영역을 기초로 한 측위 방식을 활용하기 때문에 정보 획득에 지연발생을 방지할 수 있어, 종래의 동작 지연 현상 및 오동작 발생을 줄일 수 있다. According to the present invention, since a positioning method based on indoor and outdoor boundary areas is utilized, delays in information acquisition can be prevented, thereby reducing the occurrence of conventional operation delays and malfunctions.

본 발명은 측위를 위한 다양한 이종 시스템 간의 연동에 대한 일련의 프로세스를 제시할 수 있어 이를 기초로 한 다양한 측위 서비스를 연계할 수 있는 효과가 있다. The present invention can present a series of processes for linking various heterogeneous systems for positioning, and has the effect of linking various positioning services based on this.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 실내외 측위 장치의 구성도이고,
도 1b는 실내외 측위장치가 2가지 측위 시스템을 구비하고 있음을 간략하게 보여준 도면이다.
도 2는 제 1모드로 구동하기 위한 셀프 바이어싱 모드 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실내외 측위장치에 의한 측위 가능영역을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 측위 방법 중 실외에서 실내로 이동시의 측위 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 측위 방법 중 실내에서 실외로 이동시의 측위 과정을 설명하는 흐름도이다.1A is a configuration diagram of an indoor/outdoor positioning device according to an embodiment of the present invention;
Figure 1b is a diagram briefly showing that the indoor and outdoor positioning device is equipped with two positioning systems.
Figure 2 is a self-biasing mode configuration diagram for driving in the first mode.
Figure 3 is a diagram showing a positioning area possible by the indoor/outdoor positioning device of the present invention.
Figure 4 is a flowchart explaining the positioning process when moving from outdoors to indoors among the positioning methods of the present invention.
Figure 5 is a flowchart explaining the positioning process when moving from indoors to outdoors among the positioning methods of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.The purpose and effects of the present invention, and technical configurations for achieving them, will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.The terms described below are defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 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. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. These examples are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to fully inform those skilled in the art of the present invention of the scope of the invention, and that the present invention is defined by the scope of the claims. It just becomes. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

이와 같은 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention is described with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention is described below by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the claims.

이하에서는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본원이 이러한 실시 예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the drawings. However, the present application is not limited to these examples and drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 실내외 측위 장치를 블록 구성도로 보인 도면이고, 도 1b는 실내외 측위장치가 2가지 측위 시스템을 구비하고 있음을 간략하게 보여준 도면이다.FIG. 1A is a block diagram showing an indoor/outdoor positioning device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram briefly showing that the indoor/outdoor positioning device includes two positioning systems.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실내외 측위 장치는 다양한 형태의 단말장치일 수 있다. 단말장치는 모바일 단말기를 포함한다. 모바일 단말기는 손쉽게 휴대하고 이동시킬 수 있는 각종 디바이스를 말하며, 예를 들면 스마트 폰, 휴대 단말기, 휴대 가능한 컴퓨터 등일 수 있다. 또한 단말장치는 차량 등과 같은 이동수단에 의해 이동하는 장치이거나, 차량 등에 탑재되어 동작하는 장치와 같이 다양한 구성일 수 있다. 즉 본 발명의 실내외 측위 장치는 특정한 구성의 장치나 디바이스로 제한되지 않는다. As shown in FIG. 1A, the indoor/outdoor positioning device of the present invention may be a terminal device of various types. Terminal devices include mobile terminals. Mobile terminals refer to various devices that can be easily carried and moved, and may include, for example, smart phones, portable terminals, and portable computers. Additionally, the terminal device may be a device that moves by means of transportation, such as a vehicle, or may be of various configurations, such as a device that operates while mounted on a vehicle, etc. In other words, the indoor/outdoor positioning device of the present invention is not limited to a specific configuration or device.

본 발명의 실시 예는 실내외 측정장치를 모바일 단말기를 예를 들어 설명하기로 한다.An embodiment of the present invention will be described using a mobile terminal as an example of an indoor/outdoor measuring device.

모바일 단말기는 실외 위치를 측위하는 제1 측위부(110), 실내 위치를 측위하는 제2 측위부(120)를 포함한다. 즉 실내 및 실외 측위가 가능한 2개의 시스템을 지원한다. The mobile terminal includes a first positioning unit 110 that determines an outdoor location and a second positioning unit 120 that determines an indoor location. In other words, it supports two systems capable of indoor and outdoor positioning.

제1 측위부(110)는 GPS 포지셔닝 기술(A-GPS와 D-GPS 등)을 기반으로 하여 사용자의 실외 위치를 측위하는 구성이고 제1 수신단(110-1)만을 포함한다. GPS 신호만 받으면 되기 때문에 제1 측위부(110)는 신호 송신을 위한 송신단의 구성은 없어도 된다. 제1 수신단(110-1)은 위치 파악과 경로 추정을 수행하기 위하여 외부에서 송출된 복수 개의 신호(GPS 신호일 수 있음)를 수신한다. 제1 수신단(110-1)은 실외 측위 결과를 계속해서 모니터링 하도록 동작한다. The first positioning unit 110 is configured to determine the user's outdoor location based on GPS positioning technology (A-GPS, D-GPS, etc.) and includes only the first receiving end 110-1. Since it only needs to receive GPS signals, the first positioning unit 110 does not need to configure a transmitter for signal transmission. The first receiving end 110-1 receives a plurality of externally transmitted signals (which may be GPS signals) in order to determine location and estimate route. The first receiving end 110-1 operates to continuously monitor the outdoor positioning results.

제2 측위부(120)는 UWB 기술을 기반으로 하는 양방향 통신에 의하여 실내 위치를 측위하는 구성이고, 제2 송신단(120-1) 및 제2 수신단(120-2)을 포함한다. 제2 수신단(120-2)은 전체 동작 주파수 대역 내의 전력 크기를 검출하는 구성으로, 실내에 고정된 송신단(즉 실내 측위 기지국 송신단)에서 송출하는 신호 전력 크기를 모니터링할 수 있다. 제2 수신단(120-2)은 측위 정보 없이 복수의 송신단별 전력 크기만을 구분하여 모니터링을 수행한다.The second positioning unit 120 is configured to determine an indoor location through two-way communication based on UWB technology, and includes a second transmitting end 120-1 and a second receiving end 120-2. The second receiving end 120-2 is configured to detect the power level within the entire operating frequency band, and can monitor the signal power level transmitted from a transmitting end fixed indoors (i.e., an indoor positioning base station transmitting end). The second receiving end (120-2) performs monitoring by distinguishing only the power level of each transmitting end without positioning information.

여기서 상기 제2 수신단(120-2)은 2가지 모드를 지원할 수 있다. 제1 모드는 셀프 바이어싱 모드(Self-Biasing Mode)이고, 제2 모드는 저전력 구동모드이다. 셀프 바이어싱 모드는 실내 측위 기지국의 송신단에서 송출된 신호를 받아 대기 상태에서 전력 검출상태를 변환하여 전력 크기를 검출하는 모드이고, 저전력 구동 모드는 제2 수신단(120-1)만 동작하여 실내 측위 기지국의 송신단에서 송출된 신호를 검출하는 모드이다. 제1 모드 또는 제2 모드는 필요에 따라 어느 하나의 모드로 셋팅되어 동작할 수 있을 것이다. 예를 들면 모바일 단말기의 배터리 잔여량에 따라 제1 모드에서 제2 모드, 또는 제2 모드에서 제1 모드로 변환 운영될 수 있을 것이다. Here, the second receiving end 120-2 can support two modes. The first mode is a self-biasing mode, and the second mode is a low-power driving mode. The self-biasing mode is a mode that detects the power level by converting the power detection state in the standby state by receiving a signal transmitted from the transmitting end of the indoor positioning base station, and the low-power driving mode operates only the second receiving end (120-1) for indoor positioning. This is a mode that detects signals transmitted from the transmitting end of the base station. The first mode or the second mode may be set and operated as any one mode as needed. For example, depending on the remaining battery capacity of the mobile terminal, the operation may be converted from the first mode to the second mode, or from the second mode to the first mode.

본 발명의 모바일 단말기는 GPS 수신감도나 감지 가능한 위성 개수, 또는 제2 수신단(120-2)의 전력 크기를 체크하는 체크부(130)와, 체크결과에 따라 제1 측위부(110) 또는 제2 측위부(120)를 구동시켜 실내외 측위 동작의 수행을 위한 전체적인 동작을 제어하는 제어부(140)를 포함한다. The mobile terminal of the present invention includes a check unit 130 that checks GPS reception sensitivity, the number of detectable satellites, or the power level of the second receiving end 120-2, and a first positioning unit 110 or a second positioning unit 110 according to the check result. 2 It includes a control unit 140 that drives the positioning unit 120 to control the overall operation for performing indoor and outdoor positioning operations.

제어부(140)는 제1 수신단(110-1) 또는 제2 수신단(120-2)을 선택적으로 온/오프 구동 제어한다. 즉 제어부(140)는 체크부(130)의 체크결과를 기초로 하여 실외 측위 또는 실내 측위를 위한 구성들을 제어하는데, 이러한 제어부(140)의 구체적인 제어동작은 후술하여 설명한다. The control unit 140 selectively controls on/off driving of the first receiving end 110-1 or the second receiving end 120-2. That is, the control unit 140 controls the components for outdoor positioning or indoor positioning based on the check result of the check unit 130, and the specific control operation of the control unit 140 will be described later.

한편 본 발명의 모바일 단말기는 위치 추적 데이터를 통해 객체의 벡터 추적 기능을 제공한다. 따라서 경계 영역(400, 도 3)의 근접 여부 및 경계 영역(400)에서의 방향 판단이 가능하다.Meanwhile, the mobile terminal of the present invention provides a vector tracking function of an object through location tracking data. Therefore, it is possible to determine whether the border area 400 (FIG. 3) is close and the direction in the border area 400.

도 1b는 위에서 설명한 모바일 단말기가 제1 측위부(GPS 구성, 110) 및 제2 측위부(UWB 구성, 120)를 구비하고 있음을 보여준 도면이다. FIG. 1B is a diagram showing that the mobile terminal described above is equipped with a first positioning unit (GPS configuration, 110) and a second positioning unit (UWB configuration, 120).

도 2는 앞서 설명한 제2 수신단(120-2)이 지원하는 2가지 모드 중 제1 모드로 구동하기 위한 셀프 바이어싱 모드 구성도이다. 도 2에서 보듯이 셀프 바이어싱 모드 구성은, 임피던스 정합부(122), 전력 검출기(124)를 포함하고, 전력 검출기(124)가 검출한 DC 전압 크기를 모니터링 하도록 구성된다.Figure 2 is a self-biasing mode configuration diagram for driving in the first mode among the two modes supported by the second receiving terminal 120-2 described above. As shown in FIG. 2, the self-biasing mode configuration includes an impedance matching unit 122 and a power detector 124, and is configured to monitor the level of DC voltage detected by the power detector 124.

도 3은 본 발명의 실내외 측위장치의 측위 가능 영역을 보여주는 도면이다. Figure 3 is a diagram showing a positioning area of the indoor/outdoor positioning device of the present invention.

도 3을 참조하면, 제1 측위부(110)에 의한 실외 측위 가능 영역(200)과 제2 측위부(120)에 의한 실내 측위 가능 영역(200)이 존재하고, 실외 측위 가능 영역(200)와 실내 측위 가능 영역(300)이 일부 중복되는 경계 영역(400)이 존재한다. 본 발명에는 이처럼 경계 영역(400)과 같은 실외 측위 가능 영역(200)과 실내 측위 가능 영역(300)이 겹치는 영역이 필요하다. 상기 경계 영역(400)은 실외 측위를 위한 GPS 신호의 분해능 이상으로 탐지가 가능한 영역이어야 한다. 즉 경계 영역(400)은 GPS 최소 분해능으로 설정한다. Referring to FIG. 3, there is an outdoor positioning possible area 200 by the first positioning unit 110 and an indoor positioning possible area 200 by the second positioning unit 120, and the outdoor positioning possible area 200 There is a boundary area 400 where the indoor positioning possible area 300 partially overlaps. The present invention requires an area where the outdoor positionable area 200 and the indoor positionable area 300 overlap, such as the boundary area 400. The boundary area 400 must be an area that can be detected beyond the resolution of the GPS signal for outdoor positioning. That is, the border area 400 is set to the minimum GPS resolution.

그리고 경계 영역(200)의 크기는 실내/외 전환을 통해 실내/외 측위를 정확하게 수행할 수 있는 적정한 크기를 가져야 한다. 너무 좁으면 경계 영역(400)으로의 이동 여부 등을 판단하는 것이 쉽지 않기 때문이다. And the size of the boundary area 200 must be an appropriate size to accurately perform indoor/outdoor positioning through indoor/outdoor switching. This is because if it is too narrow, it is not easy to determine whether or not to move to the border area 400.

상기 실외 측위 가능 영역(200), 실내 측위 가능 영역(300), 경계 영역(400)은 GPS 신호 세기, 실내 측위 기지국의 송신단의 신호 세기, 모바일 단말기의 성능 등에 따라 더 넓어지거나 좁아질 수 있다.The outdoor positioning area 200, the indoor positioning area 300, and the boundary area 400 may become wider or narrower depending on GPS signal strength, signal strength of the transmitter of the indoor positioning base station, performance of the mobile terminal, etc.

다음에는 이와 같이 구성된 실내외 측위 장치를 이용하여 실내외 영역을 이동하는 경우의 측위 방법에 대해 설명한다. Next, a positioning method when moving between indoor and outdoor areas using the indoor/outdoor positioning device configured as described above will be described.

기본적으로 본 발명은 실내외 측위 장치가 실외에서 실내로 이동시에는 제2 수신단(120-2)의 전력 크기 정보만을 활용하여 실내 측위를 수행하고, 실내에서 실외로 이동시에는 제1 수신단(110-1)이 수신하는 GPS 신호 감도(위성 개수정보)를 활용하여 실외 측위를 수행하는 바, 다음의 도 4 및 도 5를 참조하여 각각의 실내/외 측위방법에 대해 살펴보기로 한다. Basically, the present invention performs indoor positioning using only the power level information of the second receiving end (120-2) when the indoor/outdoor positioning device moves from outdoors to indoors, and when moving from indoors to outdoors, the first receiving end (110-1) performs indoor positioning. Since outdoor positioning is performed using the received GPS signal sensitivity (satellite number information), we will look at each indoor/outdoor positioning method with reference to FIGS. 4 and 5 below.

도 4는 본 발명의 측위 방법 중 실외에서 실내로 이동시의 측위 과정을 설명하는 흐름도이다.Figure 4 is a flowchart explaining the positioning process when moving from outdoors to indoors among the positioning methods of the present invention.

사용자(모바일 단말기)가 실외에 있다가 실내로 이동할 경우이다. 이 경우 모바일 단말기는 실외에 위치하고 있기 때문에 제1 측위부(110)가 실외 측위를 수행하게 된다(S100). 실외 측위를 하는 동안에는 GPS 신호의 낮은 분해능으로 인하여 GPS 신호를 이용한 벡터 추정은 수행하지 않는다. This occurs when the user (mobile terminal) moves from outdoors to indoors. In this case, since the mobile terminal is located outdoors, the first positioning unit 110 performs outdoor positioning (S100). During outdoor positioning, vector estimation using GPS signals is not performed due to the low resolution of GPS signals.

실외 측위를 하는 동안 제1 수신단(110-1)은 계속해서 GPS 신호의 수신감도 또는 감지 가능한 위성 개수의 계속 모니터링 하며, 모니터링 결과는 체크부(130)가 전달받는다(S120). During outdoor positioning, the first receiver 110-1 continues to monitor the reception sensitivity of the GPS signal or the number of detectable satellites, and the monitoring result is received by the check unit 130 (S120).

체크부(130)는 제1 수신단(110-1)이 수신한 GPS 신호의 수신 감도가 저하되거나 감지 가능한 위성 개수가 감소하는 지를 체크한다(S130). 즉 실외 측위를 수행할 수 있는가를 지속적으로 체크하는 것이라 할 것이다. 체크 결과, GPS 신호의 수신 감도가 양호하거나 위성 개수가 소정 개수 이상이면 제어부(140)는 계속해서 실외 측위 동작을 수행하도록 한다. 그러나 GPS 신호의 수신 감도가 저하되거나 위성 개수가 감소한 경우 제어부(140)는 우선 제2 수신단(120-2)을 온 구동한다(S140). 제2 수신단(120-2)이 온 구동되었다고 해서 바로 실내 측위 동작이 수행되지는 않는다.The check unit 130 checks whether the reception sensitivity of the GPS signal received by the first receiving end 110-1 decreases or the number of detectable satellites decreases (S130). In other words, it is continuously checking whether outdoor positioning can be performed. As a result of the check, if the reception sensitivity of the GPS signal is good or the number of satellites is more than a predetermined number, the control unit 140 continues to perform the outdoor positioning operation. However, when the reception sensitivity of the GPS signal decreases or the number of satellites decreases, the control unit 140 first turns on the second receiving end 120-2 (S140). Even if the second receiving end 120-2 is turned on, the indoor positioning operation is not immediately performed.

제2 수신단(120-2)이 온 구동되면, 제2 수신단(120-2)은 복수 개의 실내 측위 기지국 송신단이 송출하는 신호를 수신한다. 수신 신호는 실내 측위를 위하여 복수 개이고, 제2 수신단(120-2)은 이렇게 수신된 수신신호의 전력 크기를 제어부(140)로 전달한다. 수신 신호가 둘 이상일 경우 신호들의 평균값을 수신신호의 전력 크기로 제공할 수도 있다. When the second receiving end 120-2 is turned on, the second receiving end 120-2 receives signals transmitted from a plurality of indoor positioning base station transmitting ends. There are multiple received signals for indoor positioning, and the second receiving end 120-2 transmits the power level of the received signals to the control unit 140. If there are two or more received signals, the average value of the signals may be provided as the power level of the received signals.

그러면 제어부(140)는 미리 설정된 기준전력 크기와 수신전력 크기를 비교한다(S150). 여기서 기준전력 크기는 실내 측위를 수행할 수 있는 최소한의 임계값을 말할 수 있다. 기준전력 크기 이상인 경우에만 충분하게 실내 측위를 수행할 수 있음을 의미한다고 할 것이다.Then, the control unit 140 compares the preset reference power level and the received power level (S150). Here, the reference power size refers to the minimum threshold at which indoor positioning can be performed. This means that sufficient indoor positioning can be performed only when the power level is above the standard power level.

비교 결과, 수신전력 크기가 기준전력 크기보다 크면(S160), 제어부(140)는 제2 측위부(120)를 이용한 실내 측위 가능 범위에 들어온 것으로 판단하여, 제2 송신단(120-1)도 온 구동시켜서 실내 측위를 시작한다(S170). 이 경우 제2 송신단(120-1)과 제2 수신단(120-2)이 모두 온 상태가 된다. 이때 제1 수신단(110-1)은 오프된다. 반대로 수신전력 크기가 기준전력 크기보다 작으면, 제2 수신단(120-2)만 온 상태를 유지하면서, 수신전력 크기를 계속 모니터링 한다(S180). 모니터링 결과에 따라 제어부(140)는 제2 수신단(120-2)을 이용하여 실내 측위 동작을 하거나, 또는 실내 측위 기지국 송신단이 송출하는 신호를 수신할 수 없는 상태가 되면, 제2 수신단(120-2)도 오프 시킨다. 물론 지속적인 모니터링에 따라 실내 측위 기지국 송신단이 송출하는 신호를 수신할 수 있고, 기준전력 크기 이상이 되면 제2 송/수신단(120-1, 120-2)은 다시 온 동작되어 실내 측위를 수행하게 될 것이다.As a result of the comparison, if the received power level is greater than the reference power level (S160), the control unit 140 determines that indoor positioning using the second positioning unit 120 is within the range, and the second transmitting unit 120-1 is also turned on. Drive it and start indoor positioning (S170). In this case, both the second transmitting end (120-1) and the second receiving end (120-2) are turned on. At this time, the first receiving terminal 110-1 is turned off. Conversely, if the received power level is smaller than the reference power level, only the second receiving terminal (120-2) remains on and continues to monitor the received power level (S180). According to the monitoring results, the control unit 140 performs an indoor positioning operation using the second receiving end 120-2, or when the signal transmitted by the indoor positioning base station transmitting end cannot be received, the second receiving end 120-2 2) Also turn it off. Of course, according to continuous monitoring, the signal transmitted by the indoor positioning base station transmitter can be received, and when the standard power level is exceeded, the second transmitter/receiver (120-1, 120-2) will be turned on again to perform indoor positioning. will be.

도 5는 본 발명의 측위 방법 중 실내에서 실외로 이동시의 측위 과정을 설명하는 흐름도이다.Figure 5 is a flowchart explaining the positioning process when moving from indoors to outdoors among the positioning methods of the present invention.

제2 측위부(120)에 의해 실내 측위가 수행되는 동안(S200), 제어부(140)는 모바일 단말기가 경계 영역(400)으로 이동하는 가를 지속적으로 판단한다(S210). 경계 영역(400)으로의 이동 판단은, 제어부(140)가 위치 추적 데이터를 기초로 한 벡터 값으로 추정한다. 벡터 값을 이용하면 경계 영역(400)으로의 접근 여부는 물론 이동 방향을 판단할 수 있다. While indoor positioning is performed by the second positioning unit 120 (S200), the control unit 140 continuously determines whether the mobile terminal moves to the boundary area 400 (S210). When determining movement to the border area 400, the control unit 140 estimates a vector value based on location tracking data. Using the vector value, it is possible to determine whether or not to approach the border area 400 as well as the direction of movement.

판단 결과, 모바일 단말기가 경계 영역(400)으로 이동하는 것이 판단되면 GPS 신호의 수신을 위하여 제어부(140)는 우선 제1 수신단(110-1)을 온 구동시킨다(S220). 이때 제어부(140)는 측위 동작 없이 GPS 신호를 수신하는 채널 연결 여부만을 확인하게 된다.As a result of the determination, if it is determined that the mobile terminal is moving to the border area 400, the control unit 140 first turns on the first receiving end 110-1 to receive the GPS signal (S220). At this time, the control unit 140 only checks whether a channel for receiving GPS signals is connected without performing a positioning operation.

제1 수신단(110-1)이 온 구동되면, 체크부(130)는 감지 가능한 위성 개수를 체크한다(S230). 체크 결과는 제어부(140)가 전달받게 된다. 위성 개수가 적정 개수 이상인 경우에만 실외 측위를 수행할 수 있기 때문이다. When the first receiving terminal 110-1 is turned on, the check unit 130 checks the number of satellites that can be detected (S230). The control unit 140 receives the check result. This is because outdoor positioning can only be performed when the number of satellites is more than the appropriate number.

체크 결과 측위에 필요한 최소 개수 이상이 확인되면, 제어부(140)는 모바일 단말기가 경계 영역(400) 내에 진입했다고 판단한다(S240). 그래서 제어부(140)는 제1 측위부(110)의 제1 수신단(110-1)을 온 구동시켜 실외 측위 동작을 활성화하고 제2 측위부(120)의 제2 수신단(120-2)은 온 상태를 유지한다. 제2 송신단(120-2)은 오프시킨다. 즉 모바일 단말기가 경계 영역(400)에 위치한 경우 제1 수신단(110-1)과 제2 수신단(120-2)은 온 상태가 된다. As a result of the check, if the minimum number required for positioning is confirmed, the control unit 140 determines that the mobile terminal has entered the boundary area 400 (S240). Therefore, the control unit 140 activates the outdoor positioning operation by turning on the first receiving end 110-1 of the first positioning unit 110, and the second receiving end 120-2 of the second positioning unit 120 is turned on. maintain the status quo The second transmitting terminal 120-2 is turned off. That is, when the mobile terminal is located in the border area 400, the first receiving end 110-1 and the second receiving end 120-2 are turned on.

여기서 제1 수신단(110-1)이 온 구동되었다 하더라도 실외 측위를 바로 수행하지는 않는다. 실내 측위와 마찬가지로 아래와 같이 기준전력 크기와의 비교를 통해 수행하게 될 것이다.Here, even if the first receiving end 110-1 is turned on, outdoor positioning is not immediately performed. As with indoor positioning, it will be performed through comparison with the standard power level as shown below.

한편 측위에 필요한 최소 개수 미만이면, 제어부(140)는 모바일 단말기가 아직 실내에 있다고 판단하여 제2 측위부(120)가 실내 측위를 계속 하도록 제어한다. Meanwhile, if the number is less than the minimum number required for positioning, the control unit 140 determines that the mobile terminal is still indoors and controls the second positioning unit 120 to continue indoor positioning.

상기 실외 측위 동작이 활성화된 상태에서, 제어부(140)는 제2 수신단(120-2)의 수신전력 크기와 기준전력 크기를 비교하게 된다(S250). 비교 결과, 수신전력 크기가 기준전력 크기보다 크면(S260의 예), 제어부(200)는 모바일 단말기가 아직 경계 영역(400) 내에 위치한 것으로 판단하여 제2 수신단(120-2)의 온 상태를 계속 유지하도록 한다(S280). 그러나 수신전력 크기가 기준전력 크기보다 작고 GPS 신호 감도가 일정 레벨 이상이면(S260의 아니오), 제어부(140)는 모바일 단말기가 경계 영역에서 벗어나 실외 측위 가능 영역으로 위치한 것으로 판단하여 제2 수신단(120-2)을 오프 시킨다. 따라서 제1 수신단(110-1)이 GPS 신호를 수신하면서 실외 측위를 수행하게 된다(S270). When the outdoor positioning operation is activated, the control unit 140 compares the received power level of the second receiving end 120-2 with the reference power level (S250). As a result of the comparison, if the received power level is greater than the reference power level (example in S260), the control unit 200 determines that the mobile terminal is still located within the border area 400 and continues to turn on the second receiving end 120-2. Maintain it (S280). However, if the received power level is smaller than the reference power level and the GPS signal sensitivity is above a certain level (No in S260), the control unit 140 determines that the mobile terminal is outside the boundary area and is located in the outdoor positioning possible area, and sends the second receiving end 120 Turn off -2). Therefore, the first receiving end 110-1 performs outdoor positioning while receiving the GPS signal (S270).

이와 같이 본 발명은 GPS 시스템과 UWB 시스템이 구비된 단말기에서 전력 효율성을 높이면서 실외 측위와 실내 측위를 실시간으로 전환하면서 수행하는 것이다. As such, the present invention is performed by switching between outdoor and indoor positioning in real time while increasing power efficiency in a terminal equipped with a GPS system and a UWB system.

이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention is described with reference to the illustrated embodiments, but these are merely illustrative examples, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the gist and scope of the present invention. It will be apparent that variations, modifications, and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached claims.

110: 제1 측위부
110-1: 제1 수신단
120: 제2 측위부
120-1: 제2 송신단
120-2: 제2 수신단
130: 체크부
140: 제어부
200: 실외 측위 가능 영역
300: 실내 측위 가능 영역
400: 경계 영역110: first positioning unit
110-1: 1st receiving end
120: second positioning unit
120-1: 2nd transmitting end
120-2: 2nd receiving end
130: check unit
140: control unit
200: Outdoor positioning possible area
300: Indoor positioning possible area
400: border area

Claims (11)

제1 수신단이 구비되며 실외 측위를 위한 제1 측위부;
제2 송신단 및 제2 수신단이 구비되며 실내 측위를 위한 제2 측위부;
GPS 신호 및 제2 수신단이 수신하는 수신전력 크기를 체크하는 체크부; 및
상기 체크부의 체크 결과에 따라 상기 제1 측위부 또는 제2 측위부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제2 수신단은 제1 모드 또는 제2 모드로 동작되며, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드는 상호 변환 운영되는 실내외 측위 장치.A first positioning unit equipped with a first receiving end and for outdoor positioning;
A second positioning unit equipped with a second transmitting end and a second receiving end for indoor positioning;
a check unit that checks the GPS signal and the amount of received power received by the second receiving end; and
A control unit that controls the operation of the first positioning unit or the second positioning unit according to the check result of the check unit,
The second receiving end operates in a first mode or a second mode, and the first mode and the second mode are converted to each other. 제1항에 있어서,
상기 제2 수신단은,
실내 측위 기지국 송신단의 송출신호를 수신하며,
상기 제1 모드는 상기 송출신호를 수신하고 대기 상태에서 전력검출 상태로 변환하는 셀프 바이어싱 모드이고,
상기 제2 모드는 상기 제2 수신단만 온 구동하여 상기 송출신호를 수신하는 저전력 구동 모드인 실내외 측위 장치.According to paragraph 1,
The second receiving end is,
Receives a signal transmitted from the indoor positioning base station transmitter,
The first mode is a self-biasing mode that receives the transmission signal and converts from a standby state to a power detection state,
The second mode is a low-power driving mode in which only the second receiving end is turned on to receive the transmission signal. 제1항에 있어서,
실외 측위 가능 영역, 실내 측위 가능 영역, 상기 실외 측위 가능 영역과 실내 측위 가능 영역이 중복되는 경계 영역에 대한 측위를 수행하며,
벡터 추적기능을 이용하여 상기 경계 영역으로의 접근 및 경계 영역에서의 이동 방향을 판단하는, 실내외 측위 장치.According to paragraph 1,
Performs positioning on an outdoor positionable area, an indoor positionable area, and a boundary area where the outdoor positionable area and the indoor positionable area overlap,
An indoor/outdoor positioning device that uses a vector tracking function to determine approach to the boundary area and direction of movement in the boundary area. 제3항에 있어서,
상기 경계 영역은,
실외 측위 분해능 이상으로 탐지가 가능한 영역인, 실내외 측위 장치.According to paragraph 3,
The border area is,
Indoor and outdoor positioning devices, areas that can be detected beyond the outdoor positioning resolution. 제1항에 있어서,
상기 제1 측위부는 GPS 포지셔닝 기술을 기반으로 하고,
상기 제2 측위부는 UWB 위치 기술을 기반으로 하는, 실내외 측위 장치.According to paragraph 1,
The first positioning unit is based on GPS positioning technology,
The second positioning unit is an indoor/outdoor positioning device based on UWB positioning technology. 제1항에 있어서,
실외에서 실내로 이동시,
상기 제2 수신단만 온 구동되며,
상기 제2 수신단이 수신한 수신전력 크기가 기 설정된 기준전력 크기 이상이면 실내 측위를 시작하고,
상기 제2 수신단이 수신한 수신전력 크기가 기 설정된 기준전력 크기 미만이면 제2 수신단만 온 상태를 유지하면서 수신전력 크기를 모니터링하는, 실내외 측위 장치.According to paragraph 1,
When moving from outdoors to indoors,
Only the second receiving end is turned on and driven,
If the received power level received by the second receiving end is greater than or equal to a preset reference power level, indoor positioning begins,
An indoor/outdoor positioning device that monitors the received power level while maintaining only the second receiving end when the received power level received by the second receiving end is less than a preset reference power level. 제1항에 있어서,
실내에서 실외로 이동시,
GPS 신호 채널이 소정 개수 이상이면 실내외 측위 장치가 경계 영역 내에 위치한 것으로 판단하여 제1 수신단 및 제2 수신단을 온 구동시키고,
상기 제2 수신단의 수신전력 크기가 기준전력 크기 이상이면 제1 수신단 및 제2 수신단의 온 상태를 유지하고,
상기 제2 수신단의 수신전력 크기가 기준전력 크기 미만이면 제1 수신단에 의한 실외 측위를 수행하고 제2 수신단은 오프시키는, 실내외 측위 장치.According to paragraph 1,
When moving from indoors to outdoors,
If the number of GPS signal channels is more than a predetermined number, it is determined that the indoor/outdoor positioning device is located within the boundary area, and the first and second receivers are turned on and operated;
If the received power level of the second receiving end is greater than or equal to the reference power level, the first receiving end and the second receiving end are maintained in the on state,
An indoor/outdoor positioning device that performs outdoor positioning using the first receiving end and turns off the second receiving end if the received power level of the second receiving end is less than the reference power level. 실내 및 실외 위치를 측위하는 실내외 측위 장치가,
제1 측위 신호를 수신하는 제1 수신단에 의해 실외 위치를 측위하는 단계;
실외 위치 측위가 어려운 경우 제2 측위 신호를 수신하는 제2 수신단을 온 구동하는 단계;
상기 제2 수신단의 수신전력 크기와 기 설정된 기준전력 크기를 비교하는 단계;
상기 수신전력 크기가 상기 기준전력 크기 이상이면 상기 제2 수신단을 이용한 실내 위치를 측위하는 단계를 포함하고,
상기 실내 위치를 측위할 때 제2 송신단과 제2 수신단은 온 상태이고, 상기 제1 측위 신호를 수신하는 제1 수신단은 오프 상태이며,
상기 제2 수신단은 제1 모드 또는 제2 모드로 동작하며, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드는 상호 변환 운영되는 실내외 측위 방법.An indoor and outdoor positioning device that determines indoor and outdoor locations,
Positioning an outdoor location by a first receiving end receiving a first positioning signal;
When outdoor positioning is difficult, turning on and driving a second receiving end that receives a second positioning signal;
Comparing the received power level of the second receiving end with a preset reference power level;
If the received power level is greater than or equal to the reference power level, determining the indoor location using the second receiving end,
When determining the indoor location, the second transmitting end and the second receiving end are in an on state, and the first receiving end receiving the first positioning signal is in an off state,
The second receiving end operates in a first mode or a second mode, and the first mode and the second mode are converted to each other. 제8항에 있어서,
상기 수신전력 크기가 상기 기준전력 크기 미만이면 상기 제2 수신단만 온 상태를 유지하는, 실내외 측위 방법.According to clause 8,
An indoor/outdoor positioning method in which only the second receiving end remains on when the received power level is less than the reference power level. 제8항에 있어서,
상기 제2 측위 신호를 이용한 실내 측위를 하는 도중,
실내외 측위 장치가 경계 영역으로의 이동을 판단하는 단계;
상기 경계 영역으로 이동하는 경우, 상기 제1 수신단을 온 구동하는 단계;
상기 제1 수신단의 제1 측위 신호가 측위에 필요한 개수 이상인지 판단하는 단계;
판단 결과, 상기 필요한 개수 이상이면 상기 실내외 측위 장치가 경계 영역 내에 위치한 것으로 판단하고, 제2 수신단만 온 구동하는 단계;
상기 제2 수신단의 수신전력 크기가 기준전력 크기 미만이면 상기 제1 수신단에 의해 실외 측위를 수행하는 단계를 더 포함하는, 실내외 측위 방법.According to clause 8,
During indoor positioning using the second positioning signal,
An indoor/outdoor positioning device determining movement into a boundary area;
When moving to the border area, turning on and driving the first receiving end;
determining whether the number of first positioning signals from the first receiving end is greater than or equal to that required for positioning;
As a result of the determination, if the required number is greater than the required number, determining that the indoor/outdoor positioning device is located within a boundary area, and turning on and driving only the second receiving end;
Indoor/outdoor positioning method further comprising performing outdoor positioning by the first receiving end when the received power level of the second receiving end is less than the reference power level. 제10항에 있어서,
상기 제2 수신단의 수신전력 크기가 기준전력 크기 이상이면 상기 제2 수신단의 온 상태를 계속 유지하는, 실내외 측위 방법.
According to clause 10,
An indoor/outdoor positioning method in which the second receiver continues to be turned on when the received power level of the second receiver is equal to or greater than the reference power level.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080014963A1 (en) * 2006-03-31 2008-01-17 Advanced Telecommunications Research Institute International Radio apparatus capable of autonomous position estimation and radio network system including the same
KR101616720B1 (en) * 2014-10-29 2016-05-02 동명대학교 산학협력단 A seamless localization system between indoor and outdoor and the method thereof
KR101745288B1 (en) * 2016-12-23 2017-06-09 강릉원주대학교산학협력단 Three dimensional geofence service apparatus and method using indoor/outdoor location-aware mechanism by event-induced based on gps and wireless access point

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080014963A1 (en) * 2006-03-31 2008-01-17 Advanced Telecommunications Research Institute International Radio apparatus capable of autonomous position estimation and radio network system including the same
KR101616720B1 (en) * 2014-10-29 2016-05-02 동명대학교 산학협력단 A seamless localization system between indoor and outdoor and the method thereof
KR101745288B1 (en) * 2016-12-23 2017-06-09 강릉원주대학교산학협력단 Three dimensional geofence service apparatus and method using indoor/outdoor location-aware mechanism by event-induced based on gps and wireless access point

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