KR102666637B1 - 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법 및 장치 - Google Patents

단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법 및 장치에 관한 것으로, 복수개의 WPS(Wifi Positioning System) 위치들 및 단일 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위치를 획득하는 단계; 상기 복수개의 WPS 위치들의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 현재 신호 수신 가능한 AP(Access Point)들의 개수, 일정 세기 이상의 신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 갖는 AP들의 개수를 제 1 임계값 세트와 비교하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계; 상기 단일 GNSS 위치의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수, 제 2 세기 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고(Elevation)미만의 위성들의 밀집도를 제 2 임계값 세트와 비교하여 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계; 및 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값 및 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 단계;를 포함한다.

Description

단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법 및 장치 {COMPLEX POSITIONING METHOD AND DEVICE FOR IMPROVING LOCATION ACCURACY OF TERMINAL}
본 발명은 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일 GNSS 위치와 복수개의 WPS 위치들을 이용하여 위치를 결정하는 복합측위 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
단말의 위치를 측정하는 기술은 크게 인공위성의 신호를 이용하는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 측위 방식과, 와이파이 AP를 이용하는 WPS(Wifi Positioning Service) 측위 방식, 그리고 이동통신망 기지국 정보를 이용하는 Cell 측위 방식으로 구분할 수 있다. GNSS 측위 방식은 위성에서 발신된 전파를 수신기에서 수신하여 위성으로부터의 거리를 계산하는 방식으로 위치를 추정한다. 이에 따라 위성의 전파를 수신 가능한 위치에서만 정상적인 측위가 가능한 단점이 존재한다. 한편, WPS 측위 방식은 GPS를 통한 위치 획득이 어려운 실내 환경에서 측위가 가능하지만 AP의 개수에 크게 의존적으로 AP의 신호강도에 따라 오차가 크게 발생하기 때문에 측위 정확도가 떨어지는 단점이 존재한다. Cell 측위 방식은 복수의 기지국 마다 ID를 부여하고 특정 기지국에 단말이 연결되면 이를 Cell ID로 매칭하여 단말의 위치를 추정한다. 그러나 통상적으로 단말은 하나의 기지국에 연결되고, 같은 위치에서 서로 다른 기지국에 연속해서 연결을 요청하지 않기 때문에 단말이 연결된 기지국의 통신 반경 내 어느 위치가 단말의 위치인지 정확하게 판단하기 어렵고, 통신 반경 자체가 오차범위로 계산될 수 있어서 정확도가 매우 떨어지는 단점이 존재한다.
상술한 바와 같이 각 측위 방식 별로 장단점이 존재하므로 최근에는 서로 다른 측위 방식을 복합적으로 이용하여 단말의 위치에 구애받지 않고 보다 정확한 위치를 추정하는 기술이 개발되고 있다.
한국 등록특허 제10-2103170호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수개의 WPS 위치에 대한 유효 카운트 값과 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 비교하여 단말의 최종 위치를 결정하는 복합측위 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법을 제공한다. 상기 복합측위 방법은, 복수개의 WPS(Wifi Positioning System) 위치들 및 단일 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위치를 획득하는 단계, 상기 복수개의 WPS 위치들의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 현재 신호 수신 가능한 AP(Access Point)들의 개수, 일정 세기 이상의 신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 갖는 AP들의 개수를 제 1 임계값 세트와 비교하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계, 상기 단일 GNSS 위치의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수, 제 2 세기 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고(Elevation)미만의 위성들의 밀집도를 제 2 임계값 세트와 비교하여 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계 및 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값 및 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
일 측면에서, 상기 위치를 획득하는 단계는, 복수개의 WPS 신호들을 수신하는 단계 및 상기 복수개의 WPS 신호들을 이용하여 상기 단말에 대한 상기 복수개의 WPS 위치들을 각각 계산하는 단계를 포함한다.
다른 측면에서, 상기 위치를 획득하는 단계는, 복수개의 GNSS 신호들을 수신하는 단계 및 상기 복수개의 GNSS 신호들을 이용하여 상기 단말에 대한 상기 단일 GNSS 위치를 계산하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는, 상기 복수개의 WPS 위치들 각각에 대하여 상기 단일 GNSS 위치와의 거리를 계산하는 단계, 상기 계산된 거리가 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 거리에 대한 임계값 미만인지 판단하는 단계 및 상기 거리에 대한 임계값 이상의 WPS 위치는 상기 단말의 최종 위치 결정을 위한 후보에서 제외시키는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는, 상기 복수개의 WPS 위치들의 HPE 값을 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 HPE 임계값과 비교하는 단계 및 상기 HPE 임계값 미만의 WPS 위치에 대해 유효 카운트 값을 증가시키는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는, 상기 현재 신호 수신 가능한 AP들의 개수가 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 제 1 개수 임계값 이상인지 비교하는 단계, 비교 결과, 상기 제 1 개수 임계값 이상인 상태에서, 신호강도가 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 신호강도 임계값 이상인 AP들의 개수가 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 제 2 개수 임계값 이상인지 비교하는 단계 및 비교 결과, 상기 제 2 개수 임계값 이상임에 응답하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대해 유효 카운트 값을 증가시키는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는, 상기 단일 GNSS 위치의 HPE 값을 제 2 임계값 세트에 포함된 HPE 임계값과 비교하는 단계 및 상기 단일 GNSS 위치의 HPE 값이 상기 HPE 임계값 이하임에 응답하여, 상기 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 증가시키는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 상기 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수를 상기 제 2 임계값 세트에 포함된 제 1 개수 임계값과 비교하는 단계 및 상기 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수가 상기 제 1 개수 임계값 이상임에 응답하여 상기 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 증가시키는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는, 상기 제 2 세기 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고 미만의 위성들의 방위값의 표준편차 값을 상기 밀집도로써 산출하는 단계, 상기 표준편차 값을 상기 제 2 임계값 세트에 포함된 밀집도 임계값과 비교하는 단계 및 상기 표준편차 값이 상기 밀집도 임계값 이상임에 응답하여, 상기 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 증가시키는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 상기 최종 위치를 결정하는 단계는, 상기 복수개의 WP 위치들의 유효 카운트 값 및 상기 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값 중 카운트 값이 가장 높은 위치를 상기 단말의 최종 위치로 결정하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 상기 최종 위치를 결정하는 단계는, 상기 복수개의 WP 위치들의 유효 카운트 값 및 상기 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값 중 카운트 값을 산출한 결과가 동일하면, HPE 값이 가장 작은 위치를 상기 단말의 최종 위치로 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 단말의 위치 정확도 개선을 위한 측위 방법을 제공한다. 상기 측위 방법은, 복수개의 WPS(Wifi Positioning System) 위치들을 획득하는 단계, 상기 복수개의 WPS 위치들의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 현재 신호 수신 가능한 AP(Access Point)들의 개수, 일정 세기 이상의 신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 갖는 AP들의 개수를 제 1 임계값 세트와 비교하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계 및 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 장치를 제공한다. 상기 복합측위 장치는, 복수개의 WPS(Wifi Positioning System) 위치들 및 단일 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위치를 획득하는 통신장치 및 상기 복수개의 WPS 위치들의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 현재 신호 수신 가능한 AP(Access Point)들의 개수, 일정 세기 이상의 신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 갖는 AP들의 개수를 제 1 임계값 세트와 비교하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하고, 상기 단일 GNSS 위치의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수, 제 2 세기 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고(Elevation)미만의 위성들의 밀집도를 제 2 임계값 세트와 비교하여 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하고, 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값 및 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 프로세서를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법 및 장치는 단말의 정확한 위치를 추정하는 효과가 있다.
또한, 단말의 현재 위치에 따라 보다 정확한 측위 결과를 산출하여 측위 정확도를 개선하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 시스템의 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법에 대한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 장치에 대한 블록도이다.
도 4는 GNSS 위치와 WPS 위치의 HPE를 비교하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 AP의 개수 및 신호강도를 비교하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 단말을 중심으로 위성의 방위값(Azimuth)을 나타낸 도면이다.
도 7은 위성의 신호강도, 표고 및 방위값을 토대로 위성의 밀집도를 판단하는 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다.
그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서, WPS(Wifi Positioning System) 신호는 와이파이 신호를 이용한 위치 추정 시스템에서, AP(Access Point)로부터 단말로 전송되는 신호를 의미하고, WPS 위치는 이러한 WPS 신호들을 이용하여 산출된 단말의 추정 위치를 나타낸다.
GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호는 위성으로부터 단말이 전달받는 신호를 의미하며, GNSS 위치는 이러한 GNSS 신호를 이용하여 산출된 단말의 추정 위치를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 시스템의 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면 복합측위 시스템(100)은 단말(110), AP(120) 및 위성(130)을 포함한다. 도 1에 도시된 복합측위 시스템(100)을 기반으로 하여, 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 모델(Business Model, BM)이 구현될 수 있다. 본 실시예에 따른 방법은 단말(110)에 의한 동작으로 설명되나, 단말(110) 이외에 서버나 기타 다른 장치에 의한 동작으로 치환될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
단말(110)은 휴대 단말, 스마트폰, 모바일 단말, PDA(Personal Digital Assistant), IoT 단말, PC, 태블릿 PC, 노트북을 포함할 수 있다. 단말(110)은 사용자의 위치 이동에 따라 실내 또는 실외 공간에 제약을 받지 않고 AP(Access Point, 120)로부터 WPS(Wifi Positioning System) 신호를 수신하고 위성(130)으로부터 GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호를 수신할 수 있다. 다만, GNSS 신호의 경우 단말이 위성의 전파가 닿지 않는 실내에 위치하는 경우에는 위성에서 GNSS 신호를 전송하더라도 수신하지 못할 수 있다. 물론 WPS 신호 또한 AP와의 거리에 따라 수신하지 못할 수 있다. 단말(110)은 복수개의 AP 또는 복수개의 위성으로부터 브로드캐스팅되는 신호를 무선으로 수신할 수 있는 통신모듈, GPS 수신기를 탑재할 수 있다. 단말(110)은 AP나 위성으로부터 일정 주기 마다 브로드캐스팅되는 신호들을 수신할 수도 있고 AP 또는 위성에 신호를 요청함에 따라 수신할 수도 있다.
AP(120)는 단말(110)의 와이파이 연결을 지원하는 무선 액세스 포인트로, 스마트폰, IoT 단말, PC, 태블릿 PC, 노트북, 공유기, 셋톱박스, 네트워크 디바이스, 무선 중계 기지국을 포함할 수 있다. AP(120)는 와이파이 표준에 따른 WPS 신호를 브로드캐스팅할 수 있다. 도 1에 실시예와 같이 보다 정확한 측위를 위해 복수개의 AP들(120)이 구비될 수 있다. 복수개의 AP들은 서로 다른 위치에 각각 구비되어 단말(110)에 WPS 신호를 전송할 수 있다.
위성(130)은 위성항법 시스템에 따라 자신의 궤도정보와 신호 발신 시간을 포함하는 GNSS 신호를 매 주기마다 전송하는 장치일 수 있다. 위성(130)은 국가 별 또는 지역 별로 다르게 운영되는 위성항법 시스템에 따른 신호를 전송할 수 있다. 예컨대, GPS, GLONASS, 베이더우, IRNSS 또는 QZSS와 같은 신호들을 전송할 수 있다. 위성(130) 또한 AP(120)와 마찬가지로 서로 다른 위치에 복수개가 구비될 수 있으며 복수개의 위성들이 각각 서로 다른 위치에서 GPS 수신기를 탑재한 단말(110)에 GNSS 신호를 브로드캐스팅할 수 있다.
단말(110)은 수신한 신호의 종류에 따라 서로 다른 측위 계산 과정을 수행할 수 있다. 가령, WPS 신호들만 수신되는 경우, WPS 신호에 의하여 산출되는 단말의 위치를 WPS 위치로 획득할 수 있다. WPS 신호에 의한 위치의 획득은, 3개 이상의 AP로부터의 신호를 기반으로 핑거프린트 기법, 삼각측량법 등을 사용하여 이루어질 수 있다. 또는, WPS 신호와 GNSS 신호가 모두 수신되는 경우 WPS 신호에 의하여 산출되는 WPS 위치와 GNSS 신호에 의하여 산출되는 GNSS 위치를 획득할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, WPS 위치와 GNSS 위치는 단말의 위치를 나타내는 것이며, 단말은 두 위치를 서로 비교한 후 정확도가 높은 특정 위치를 최종 위치로 결정할 수 있다. 이하에는 가장 대표적인 실시예로 단말이 2가지 위치를 모두 획득하는 상황을 예로 들어 설명한다.
단말(110)은 복수개의 WPS 위치들과 단일 GNSS 위치를 획득한다. 단말(110)의 위치는 실내일 수도 있고 실외일 수도 있다. 단말(110)은 통신모듈을 이용하여 복수개의 AP들의 통신 반경 이내에서 브로드캐스팅되는 복수개의 WPS 신호들을 수신하여 복수개의 WPS 위치를 각각 획득할 수 있다. 일 실시예로, 복수개의 AP들로부터 각각 복수개의 WPS 신호들을 수신하고, 복수개의 WPS 신호들에 의해 산출된 복수개의 WPS 위치들을 획득할 수 있다. 단말(110)은 정해진 주기마다 전송되는 WPS 신호를 이용하여 각각에 대한 WPS 위치들을 한번에 계산할 수도 있고, 서로 다른 주기에 따라 전송되는 WPS 신호를 이용하여 위치를 계산할 수도 있다.
한편, 단말(110)은 복수개의 GNSS 신호들을 토대로 단일 GNSS 위치를 획득할 수 있다. 일 실시예로, 복수개의 위성들로부터 각각 복수개의 GNSS 신호들을 수신하고, 이를 종합하여 하나의 GNSS 위치를 계산할 수 있다. 물론 복수개의 GNSS 위성들 중 신뢰도가 높은 특정 위성으로부터 수신되는 GNSS 신호만을 이용하여 GNSS 위치를 획득하는 것도 가능하다. 신뢰도가 높은 특정 위성이라 함은 이전에 측위 과정에서 이용한 위성일 수도 있고, 복수개의 위성들 중 신호강도가 가장 높은 위성일 수도 있다.
단말(110)은 이하의 연산과정에 따라 획득된 복수개의 WPS 위치들과 단일 GNSS 위치를 이용하여 이들 중 어느 위치가 자신의 위치를 보다 정확하게 나타내는 것인지 비교할 수 있다. 위치 정확도를 비교하기 위해서 단말(110)은 유효 카운트 값을 산출하는 방식을 이용한다.
단말(110)은 복수개의 WPS 위치들의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 현재 신호 수신 가능한 복수개의 AP(Access Point)들의 개수, 일정 세기 이상의 신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 갖는 AP들의 개수를 제 1 임계값 세트와 비교하여 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출할 수 있다. 여기에서 제 1 임계값 세트는 WPS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하기 위한 기준으로 이용하는 정보들을 의미한다. 제 1 임계값 세트는 WPS 위치와 GNSS 위치의 거리에 대한 임계값, WPS 위치의 HPE에 대한 임계값, 신호 수신 가능한 AP들의 제 1 개수, AP들의 신호강도에 대한 임계값, 및 일정 신호 강도 이상의 AP들의 제 2 개수에 대한 임계값을 포함한다.
복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하기 위해서, 단말(110)은 먼저 복수개의 WPS 위치들 각각에 대하여 단일 GNSS 위치와의 거리를 계산할 수 있다. 가령, 복수개의 WPS 위치들이 각각 제 1 WPS 위치, 제 2 WPS 위치 및 제 3 WPS 위치의 3개 위치들을 포함한다면 제 1 WPS 위치와 GNSS 위치와의 거리, 제 2 WPS 위치와 GNSS 위치와의 거리, 제 3 WPS 위치와 GNSS 위치와의 거리를 각각 계산할 수 있다. 이 과정에서 계산된 거리가 제 1 임계값 세트에 포함된 거리에 대한 임계값 미만인지 판단할 수 있다. 만약 계산된 거리가 제 1 임계값 세트에 포함된 거리에 대한 임계값 이상인 WPS 위치는 단말의 최종 위치 결정을 위한 후보에서 제외시킬 수 있다. 즉, 단말(110)은 GNSS위치와 거리 차이가 큰 WPS 위치는 정확도가 떨어지는 것으로 판단하고 제외한다.
단말(110)은 복수개의 WPS 위치들 각각의 HPE 값을 제 1 임계값 세트에 포함된 HPE 임계값과 비교할 수 있다. 단말(110)은 HPE 임계값 미만의 WPS 위치에 대해 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다. 여기에서 유효 카운트 값을 증가시킨다는 의미는 최종 위치 결정에 대한 우선순위가 높아지는 것을 의미한다. 즉, 유효 카운트 값이 높은 위치가 최종 위치로 결정될 수 있다. 단말(110)은 HPE 임계값 이상의 WPS 위치는 유효 카운트 값을 증가시키지 않고, HPE 임계값 미만의 WPS 위치에 대해서만 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다.
한편, WPS 위치들의 유효 카운트 값을 산출하기 위한 기준으로 현재 신호 수신 가능한 AP들에 대한 정보를 이용할 수 있다. 여기에서 현재 신호 수신 가능한 AP들은 WPS 위치들을 획득하는데 이용한 AP들일 수도 있고, 주변의 다른 AP들일 수도 있다. 단말(110)은 다수의 AP로부터 신호가 수신되는 상황을 측위에 대한 신뢰도가 높은 상황으로 판단할 수 있다. 일 실시예로, 현재 신호 수신 가능한 AP들의 개수가 제 1 임계값 세트에 포함된 제 1 개수 임계값 이상인지 비교할 수 있다. 그리고 비교 결과, AP들의 개수가 제 1 개수 임계값 이상인 상태에서, 신호강도가 제 1 임계값 세트에 포함된 신호강도 임계값 이상인 AP들의 개수가 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 제 2 개수 임계값 이상인지 비교할 수 있다. 가령 제 1 개수 임계값이 15개이고, 신호강도 임계값이 -70dBm이고 제 2 개수 임계값이 3개로 설정되었다면, 현재 신호 수신 가능한 AP들이 15개 이상인지 비교하고, 15개 이상인 AP들 중 신호강도가 -70dBm 이상인 AP들의 개수가 3개 이상인지 비교할 수 있다. 비교 결과, AP들이 제 1 개수 임계값과 제 2 개수 임계값을 모두 만족하면, AP가 밀집된 지역, 즉 실내 또는 도심지에 있는 것으로 판단할 수 있다. 이때, 단말(110)은 WPS 위치들에 대한 신뢰도가 높은 것으로 판단하여 WPS 위치들에 대해 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다. 만약, 위의 임계값들 기반의 조건을 만족하지 못한다면, AP가 부족한 교외 지역에 있다고 판단하여 유효 카운트 값을 증가시키지 않는 것이 바람직하다. 상술한 과정에 따라 단말(110)은 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출할 수 있다.
한편, 단말(110)은 단일 GNSS 위치의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수, 제 2 세기 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고(Elevation) 미만의 위성들의 밀집도를 제 2 임계값 세트와 비교하여 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출할 수 있다. 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하기 위해서, 단말은 단일 GNSS 위치의 HPE 값을 제 2 임계값 세트에 포함된 HPE 임계값과 비교할 수 있다. 만약, 단일 GNSS 위치의 HPE 값이 HPE 임계값 이하이면 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다. 여기에서 제 2 임계값 세트는 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하기 위한 기준으로 이용하는 정보들을 의미한다. 제 2 임계값 세트는 GNSS 위치의 HPE에 대한 임계값, 제 1 세기에 대한 임계값(예를 들어, 35dB), 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 제 1 개수에 대한 임계값(예를 들어, 5개), 밀집도에 대한 임계값(표준편차 임계값이라 부를 수 있음)을 포함할 수 있으며 밀집도에 대한 임계값을 구하기 위해서, 제 2 세기에 대한 임계값(예를 들어, 30dB), 표고에 대한 임계값(예를 들어, 60), 방위값의 표준편차 값에 대한 임계값(예를 들어, 60)을 포함할 수 있다.
한편, 앞서 WPS 위치들에 대한 신뢰도를 신호 수신 가능한 AP들에 대한 정보를 토대로 판단하는 것과 유사하게 GNSS 위치에 대한 신뢰도를 위성들에 대한 정보를 토대로 판단할 수 있다. 일 실시예로, 제 1 세기(예를 들어, 35dB) 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수를 제 2 임계값 세트에 포함된 제 1 개수 임계값(예를 들어, 5개)과 비교할 수 있다. 비교 결과 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수가 제 1 개수 임계값 이상이면 실외 환경으로 판단하여, GNSS 위치의 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다.
또한, 제 2 세기(예를 들어, 30dB) 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고(예를 들어, 60) 미만의 위성들의 방위값의 표준편차 값을 밀집도로써 산출할 수 있다. 이때, 특정 신호 세기 이상의 위성 개수를 확인하기 위해, C/No 값을 이용하는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이 산출된 표준편차 값을 제 2 임계값 세트에 포함된 밀집도에 대한 임계값(예를 들어, 60) 과 비교하고, 표준편차 값이 제 2 임계값 세트에 포함된 밀집도에 대한 임계값 이상이면 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다. 상술한 과정에 따라 단말(110)은 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 최종적으로 산출할 수 있다.
복수개의 WP 위치들의 유효 카운트 값과 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 각각 산출하면, 단말(110)은 최종 위치를 결정할 수 있다. 최종 위치는 카운트 값이 가장 높은 위치일 수 있다. 단말이 측위를 수행하는 위치에 따라 특정 WPS 위치가 최종 위치로 결정될 수도 있고, 단일 GNSS 위치가 최종 위치로 결정될 수도 있다. 가령, WPS 위치와 GNSS 위치를 획득하는 과정에서 어떠한 방해도 받지 않는 상황을 가정한다면 일반적으로 GNSS 위치의 유효 카운트 값이 높게 산출될 수 있다. 그러나 실제 환경에서는 장애물이나, 단말의 위치 등에 따라 유효 카운트 값이 얼마든지 변경될 수 있다.
만약 최종 위치를 결정하는 과정에서 WPS 위치 및 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값이 동일하다면, 이들 중 HPE 값이 가장 작은 위치를 단말의 최종 위치로 결정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법에 대한 순서도이다. 도 2를 참조하면 복합측위 방법(200)은 S210 내지 S280 단계를 포함한다. S210 내지 S270 단계는 단말이 획득하는 위치의 종류에 따라 S210a 내지 S270a 단계와 S210b 내지 S270b 단계로 각각 구분될 수 있다. 예컨대, 복수개의 WPS 위치들만 획득하면 S210b 내지 S270b 단계 없이, S210a 내지 S270a 단계만 수행될 수 있다. 하지만, GNSS 위치까지 획득되는 상황이라면, 도 2의 전체 단계들이 수행될 수 있다. S210a 내지 S270a 단계와 S210b 내지 S270b 단계는 각각 단말의 프로세서에 의해 순차적으로 수행될 수도 있고 병렬로 수행될 수도 있다. 본 실시예에 따른 방법은 단말에 의한 동작으로 설명되나, 서버 또는 다른 장치에 의한 동작으로 치환될 수도 있다. 그리고 상황에 따라 일부 단계를 건너뛰거나 특정 단계에 병합될 수 있다.
S210a 및 S210b 단계에서 단말은 복수개의 WPS 위치들을 획득하고, 단일 GNSS 위치를 획득한다. 상술한 바와 같이 S210a 단계 내지 S230a 단계, 및 S210b 단계는 순차적으로 수행될 수도 있고 병렬로 수행될 수도 있다.
S220a 단계에서 단말은 획득된 WPS 위치 및 GNSS 위치의 거리 차이가 임계값 미만인지 비교할 수 있다. 만약 비교 결과 거리 차이가 임계값을 초과하는 것으로 판단하면, S230a 단계에 따라 임계값을 초과한 WPS 위치를 단말의 최종 위치 후보에서 제외시킬 수 있다.
한편, 단말은 S240a 내지 S270a 단계와 S220b 내지 S270b 단계를 각각 순차적으로 수행하거나 병렬로 수행할 수 있다. 각 단계를 수행함에 따라 단말은 복수개의 WPS 위치들 각각에 대한 유효 카운트 값과 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 각각 산출할 수 있다.
일 실시예로, S240a 단계에서 GNSS 위치와의 거리가 임계값 미만인 WPS 위치들 중 HPE 값이 임계값 미만인 WPS 위치를 선별할 수 있다. 그리고 S250a 단계에서, S240a 단계에서 선별된 WPS 위치들 각각에 유효 카운트 값을 하나 증가시킬 수 있다. 만약, 임계값 이상의 HPE 값을 갖는 WPS 위치는 S250a 단계를 건너뛰어 S260a 단계로 가게 된다. 그리고 S260a 단계에서 현재 신호 수신 가능한 복수개의 AP들의 개수가 제 1 임계값 세트에 포함된 제 1 개수 임계값(예를 들어, 15개) 이상인지 확인한다. 만약, 제 1 개수 임계값 이상이라면, 그 다음으로, 상기 AP들 중 신호강도가 제 1 임계값 세트에 포함된 신호강도 임계값(예를 들어, -70dBm) 이상인 AP들의 개수가 제 1 임계값 세트에 포함된 제 2 개수 임계값(예를 들어, 3개) 이상인지 비교할 수 있다. 만약 위의 제 1 개수 임계값과 제 2 개수 임계값에 대한 조건을 모두 만족한다면 S270a 단계에 따라 복수개의 WPS 위치들에 유효 카운트 값을 하나 증가시킬 수 있다. 둘 중 하나라도 만족하지 못한다면, S270a 단계를 건너뛰어 S280 단계로 가게 된다.
다른 실시예로, S220b 단계에서 단일 GNSS 위치에 대한 HPE 값이 제 2 임계값 세트에 포함된 HPE 임계값(예를 들어, 20) 이하인지 비교할 수 있다. 비교 결과 HPE 임계값 이하인 것으로 판단하면 S230b 단계에 따라 유효 카운트 값을 하나 증가시킬 수 있다. 만약, GNSS 위치가 임계값 이상의 HPE 값을 갖는다면, S230b 단계를 건너뛰어 S240b 단계로 가게 된다. 그리고 S240b 단계에서 제 2 임계값 세트에 포함된 제 1 신호강도 임계값(예를 들어, 35dB)과 비교하여, 제 1 신호 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수가 제 2 임계값 세트에 포함된 제 1 개수 임계값(예를 들어, 5개) 이상인지 비교할 수 있다. 만약 제 1 개수 임계값 조건을 만족하는 위성들이 존재하면 S250b 단계에서 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다. 다만, S240b 단계의 조건을 만족하지 못한다면, 유효 카운트 값의 증가 없이 S260b 단계로 가게 된다. 그리고, S260b 단계에서 위성들의 신호강도가 제 2 임계값 세트에 포함된 제 2 신호강도 임계값(30dB) 이상이고, 제 2 신호강도 임계값 이상인 위성들 중 표고가 제 2 임계값 세트에 포함된 표고 임계값(예를 들어 60) 미만이며, 위 두 조건을 모두 만족하는 위성들의 방위값들의 표준편차 값이 제 2 임계값 세트에 포함된 표준편차 임계값(예를 들어, 60) 이상인지 비교할 수 있다. 만약 S260b 단계의 모든 조건을 만족한다면 S270b 단계에 따라 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 하나 증가시킬 수 있다.
S280 단계에서 단말은 복수개의 WPS 위치와 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 비교하여 최종 위치를 결정한다. S280 단계에서 단말은 가장 유효 카운트 값이 높은 위치를 자신의 최종 위치로 결정할 수 있다. 만약 가장 높은 유효 카운트 값을 갖는 위치가 둘 이상 존재하면 이들 중 HPE 값이 가장 작은 것을 최종 위치로 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 장치에 대한 블록도이다. 도 3을 참조하면 복합측위 장치(300)는 통신장치(310), 프로세서(320) 및 메모리(330)를 포함한다. 본 실시예에 따른 복합측위 장치(300)는 단말의 구성요소를 기준으로 설명되나, 다른 장치로 치환될 수도 있다.
통신장치(310)는 복수개의 AP(Access Point)들로부터 복수개의 WPS(Wifi Positioning System) 신호들을 수신하여 복수개의 WPS 위치들을 획득하고, 복수개의 위성들로부터 복수개의 GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호들을 수신하여 단일 GNSS 위치를 획득한다. 통신장치(310)는 복수개의 AP 또는 복수개의 위성들과 각각 무선으로 통신할 수 있으며 신호 송수신에 따른 보안을 위해 별도의 채널을 형성할 수 있다. 복합측위 장치(300)는 하나의 채널을 이용하여 복수개의 AP 및 복수개의 위성들과 신호를 송수신할 수도 있고 종류 별로 각각 서로 다른 채널을 형성하여 신호를 송수신할 수도 있고 송신 측과 1:1로 각각 별개의 채널을 형성하여 신호를 송수신할 수도 있다. 통신장치(310)는 복합측위 장치(300)의 통신모듈 내지는 GPS 수신기로 구현될 수 있다.
프로세서(320)는 복수개의 WPS 위치들의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 현재 신호 수신 가능한 복수개의 AP(Access Point)들의 개수, 일정 세기 이상의 신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 갖는 AP들의 개수를 제 1 임계값 세트와 비교하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출한다. 그리고, 단일 GNSS 위치의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수, 제 2 세기 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고(Elevation)미만의 위성들의 밀집도를 제 2 임계값 세트와 비교하여 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출한다. 그리고, 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값 및 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 이용하여 단말의 최종 위치를 결정한다. 프로세서(320)는 복합측위 장치(300)의 CPU 또는 AP로 구현될 수 있다.
메모리(330)는 통신장치(310)에서 수신한 신호들을 저장한다. 또한, 제 1 임계값 세트 및 제 2 임계값 세트에 포함된 각종 임계값들을 저장한다. 이는 사용자 설정에 의해 가변될 수 있는 값들이다. 그리고 프로세서에서 계산한 최종 위치에 대한 정보를 저장한다. 통신장치(310)가 수신한 WPS 신호들과 WPS 신호들을 토대로 계산된 WPS 위치 및 GNSS 신호들과 GNSS 신호들을 토대로 계산된 GNSS 위치는 최종 위치를 계산한 이후 삭제될 수 있다. 그리고 최종 위치 계산 결과 또한 일정 시간 이후 자동으로 삭제되거나 복합측위 장치(300)의 사용자의 입력에 의해 삭제될 수 있다. 메모리(330)는 복합측위 장치(300)의 하드디스크, 스토리지, 데이터베이스 또는 저장소로 구현될 수 있다.
한편, 상술한 효율적인 복합측위 장치(300)는 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행 가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현될 수도 있다. 상기 프로그램은 일시적 또는 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM (read-only memory), PROM (programmable read only memory), EPROM(Erasable PROM, EPROM) 또는 EEPROM(Electrically EPROM) 또는 플래시 메모리 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
일시적 판독 가능 매체는 스태틱 램(Static RAM，SRAM), 다이내믹 램(Dynamic RAM，DRAM), 싱크로너스 디램 (Synchronous DRAM，SDRAM), 2배속 SDRAM(Double Data Rate SDRAM，DDR SDRAM), 증강형 SDRAM(Enhanced SDRAM，ESDRAM), 동기화 DRAM(Synclink DRAM，SLDRAM) 및 직접 램버스 램(Direct Rambus RAM，DRRAM) 과 같은 다양한 RAM을 의미한다.
도 4는 GNSS 위치와 WPS 위치의 HPE를 비교하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면 GNSS 위치와 WPS 위치들의 HPE를 비교하는 과정은 기본적으로 단말의 프로세서가 내부적으로 계산할 수 있으나 필요에 따라 단말의 화면을 통해 계산 과정에 대한 정보가 출력될 수도 있다. 도 4와 같이 각 위치들은 위도, 경도, HPE 값을 포함한다.
도 4와 같이 하나의 GNSS 위치와 복수개의 WPS 위치들을 획득한 상태에서, 단말은 먼저 WPS 위치와 GNSS 위치를 비교한다. 비교적 정확도가 높은 GNSS 위치를 이용하여 정확도가 과도하게 떨어지는 WPS 위치는 제외시키는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 도 4의 실시예에서, WPS 위치 #1은 GNSS 위치와의 거리 차이가 임계값보다 적어 적절한 위치로 판단되지만, WPS 위치 #2는 GNSS 위치와의 거리 차이가 임계값 이상이기에 정확하지 않은 위치로 판단되어 버려지게 된다. 이때, 별도의 유효 카운트 값의 증가는 없다.
이러한 거리 기반의 비교 동작 이후, 단말은 각각 WPS 위치에 대한 HPE 임계값과 GNSS 위치에 대한 HPE 임계값을 이용하여 HPE 값이 임계값보다 낮은 위치에 대해 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다. 만약, WPS 위치에 대한 HPE 임계값이 40으로 설정되었다면 도 4의 실시예에서, WPS 위치 #1의 HPE가 10이므로, WPS 위치 #1만 HPE 기준을 만족하기에, 유효한 위치로 판단하여 WPS 위치 #1만 유효 카운트 값을 1 증가시킨다. WPS 위치 #2는 앞서 버려졌기 때문에, 이후의 과정에서 고려대상이 되지 못한다.
한편, GNSS 위치의 경우, HPE 임계값이 20으로 설정되어 있을 수 있다. 단말은 GNSS 위치의 HPE가 20으로, 임계값 이하이므로, 유효한 위치로 판단하여 유효 카운트 값을 1 증가시킬 수 있다.
도 5는 AP의 개수 및 신호강도를 비교하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 단말은 현재 신호 수신 가능한 AP 개수, 그리고 일정 세기 이상의 신호를 주는 AP의 개수를 기반으로 현재 실내 환경인지 판단한다. 특히, 이때 주변의 와이파이 AP들에 대한 정보를 획득하는 것이 바람직하다.
단말의 프로세서는 상기 획득한 와이파이 AP들에 대한 정보로부터 와이파이 AP들의 개수 및 신호세기(RSSI)를 추출하여 AP 개수가 15개 이상이고, 신호세기가 -70dBm 이상인 AP가 3개 이상이면 실내 환경으로 판단한다. 도 5의 실시예에서는, 현재 신호 수신 가능한 AP가 20개라고 가정하고, 신호세기가 -70dBm 이상인 AP가 4개 이상이기 때문에, 앞서 확보된 WPS 위치 #1에 대한 유효 카운트 값을 1 추가로 증가시킨다. 앞서 HPE 조건에 의해 유효 카운트 값이 1 증가되었고, 도 5의 실시예에 따른 조건에 의해 유효 카운트 값이 또다시 1 증가되었기에, 최종적으로 WPS 위치 #1은 "2"의 유효 카운트 값을 가질 수 있다. 이때, AP들에 대한 개수를 각 AP들의 맥주소(MAC Address)를 이용하여 식별할 수 있다. 서로 중복되는 맥주소를 갖는 AP들은 존재하지 않으므로 각각의 맥주소를 AP의 개수에 대입할 수 있다. 그리고 각 맥주소 별로 매칭된 AP의 신호강도(RSSI)를 확인하여 임계값을 만족하는 AP가 몇 개인지 계산할 수 있다.
도 6은 단말을 중심으로 위성의 방위값(Azimuth)을 나타낸 도면이다. 앞서 도 4의 실시예에서, HPE 값 비교에 따라 GNSS 위치의 유효 카운트 값이 1인 것을 상기하자.
다음으로, 도 6을 참조하면, 지상의 단말을 중심으로 동서남북으로 위성의 방위값이 결정될 수 있다. 방위값은 위성이 단말의 어느 방향에 있는지 나타내는 값으로 0~360의 값을 갖는다. 0은 북쪽, 90은 동쪽, 180은 남쪽, 270은 서쪽을 나타낸다. 각 위성은 서로 다른 방위값을 가질 수 있다.
도 6의 실시예는 위성들이 남쪽으로 편향된 상태로 배치된 것을 나타낸다. 만약 단말에서 한 쪽에 편향된 위성들의 방위값에 대한 정보를 수신하였다면, 방위값의 표준편차를 계산한 결과가 낮게 측정될 수 있다. 반대로 위성들이 전체적으로 산개한 상태에서 방위값에 대한 정보를 수신하였다면 각 위성들의 방위값을 토대로 표준편차를 계산한 결과가 높은 값을 나타낼 수 있다. 즉, 단말은 일정 세기 이상의 신호가 수신되는 복수개의 위성들로부터 수신된 신호를 기반으로 각 위성들의 방위값을 확인한 후 방위값에 대한 표준편차를 계산하는 것으로 위성들이 편향된 배치를 이루는지 아니면 산개된 배치를 이루는지 파악할 수 있다. 신호 수신하는 단말의 입장에서 산개된 위치의 위성들로부터 수신된 신호가 편향된 위치의 위성들로부터 수신하는 신호보다 신뢰도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 이들 위성들에 대한 신뢰도가 높다면 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다. 따라서, 단말은 방위값의 표준편차를 계산하고 제 2 임계값 세트에 포함된 표준편차 임계값과 비교하여 방위값 표준편차가 임계값 이상이면 위성이 충분히 산개된 것으로 판단하여 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 증가시킬 수 있다.
도 7은 위성의 신호강도, 표고 및 방위값을 토대로 위성의 밀집도를 판단하는 과정을 나타낸 도면이다. 위성들의 개수, 신호강도, 표고 및 방위값을 비교하는 목적은 위성들의 신호가 특정 방향에서만 수신되는 것을 단말이 판단하여 최종 위치 결정에 따른 정확도를 높이기 위함이다.
먼저, 신호강도가 임계값 미만인 신호들은 위성의 신호가 단말에 직접 도달하지 않고 반사되어 도달하는 등 정확한 값이 아닌 것으로 간주하여 최종 위치 결정 과정에서 우선순위가 높아지지 않도록 유효 카운트 값을 증가시키지 않도록 한다. 도 7의 실시예에서, 위성번호 5, 17, 23, 27 및 13번이 제 1 세기(예를 들어 35dB) 이상의 신호가 수신되는 위성들(701)일 수 있다. 단말은 35dB 이상의 신호를 제공하는 위성이 제 1 개수 임계값(예를 들어, 5개) 이상인지 판단한다. 도 7의 실시예에서는, 위성번호 5, 17, 23, 27 및 13번의 5개 위성들이 존재하기에, GNSS 위치값이 유효한 것으로 판단하여 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 1 증가시킨다. 이로써 HPE 조건 및 신호세기 기반의 위성 수 조건을 모두 달성하여 GNSS 위치는 "2"의 유효 카운트 값을 갖게 된다.
다음으로, 위성의 밀집도 기반의 유효 카운트 값을 고려한다. 이를 위해 단말은 GNSS 신호들의 세기를 제 2 세기 임계값(30dB)과 비교한다. 그리고 신호 세기가 30dB인 위성들(701)에 대해, 각 위성의 표고(Elevation)를 확인할 수 있다. 표고는 위성이 단말에서 어느 정도 높이로 떠 있는지 나타내는 값으로, 0-90의 값을 갖는다. 0은 지표면 높이, 90은 수직방향 높이를 나타낸다. 각 위성들의 표고는 서로 다를 수 있다. 90에 가까워질수록 위성의 방향을 파악하기 어려우므로 제 2 세기 이상의 신호를 제공하면서, 표고에 대한 임계값 미만인 위성의 신호들만 선별할 수 있다. 도 7의 실시예에서 위성번호 5, 17, 23, 27 및 13번은 신호 세기가 30dB 이상이고, 표고가 60 미만으로 낮은 반면, 위성번호 31은 신호 세기도 30dB 이상이 되지 않고, 표고도 60을 초과하였으므로 방위값 산정 절차에서 제외될 수 있다. 위성번호 8은 앞서 신호강도가 제 2 세기 임계값인 30dB보다 낮은 것으로 판단되었으므로 표고가 낮더라도 방위값 산정 절차에서 제외될 수 있다.
다음으로 제 2 세기보다 강한 신호를 제공하면서 표고도 60 미만인 위성들(702)의 방위값을 확인하여 방위값에 대한 표준편차 값을 계산할 수 있다. 앞서 도 6을 통해 설명한 바와 같이 표준편차 값이 임계값보다 작으면 위성들이 몰려있는 것으로 판단할 수 있고 임계값보다 크면 산개한 것으로 판단할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 신호강도에 대한 임계값, 표고에 대한 임계값을 만족하는 위성번호 5, 17, 23, 27 및 13번의 방위값(703)은 각각 240, 120, 180.8, 160.1 및 210.3이며 이들 방위값(703)을 이용하여 계산한 표준편차는 약 46.1로 산출된다. 이는 표준편차 값의 임계값인 60보다 작은 값이기에, 단말은 어느 한 방향에 위성들이 몰려있는 것으로 판단하여 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 더 이상 증가시키지 않는다.
결과적으로 WPS 위치 #1과 단일 GNSS 위치는 유효 카운트 값이 2로 동일하므로, HPE 값이 더 낮은 위치가 단말의 최종 위치가 된다. 본 발명의 실시예에서는, WPS 위치 #1의 HPE 값이 10으로, 단일 GNSS 위치의 HPE 값인 20보다 더 작기에, WPS 위치 #1을 단말의 최종 위치로 결정한다. 단말은 이를 다른 장치 또는 단말의 디스플레이부를 통해 리포팅(Reporting)할 수 있다. 특히, 이러한 상황은 WPS 위치와 GNSS 위치 모두 유효 카운트 값이 2로 충분히 높은 값을 갖기에, GPS 신호 수신이 가능한 실내환경으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법, 장치 및 시스템은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고하여 설명되었지만 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 방법에 있어서,
    복수개의 WPS(Wifi Positioning System) 위치들 및 단일 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위치를 획득하는 단계;
    상기 복수개의 WPS 위치들의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 현재 신호 수신 가능한 AP(Access Point)들의 개수, 일정 세기 이상의 신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 갖는 AP들의 개수를 제 1 임계값 세트와 비교하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계;
    상기 단일 GNSS 위치의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수, 제 2 세기 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고(Elevation) 미만의 위성들의 밀집도를 제 2 임계값 세트와 비교하여 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계; 및
    상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값 및 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치를 획득하는 단계는,
    복수개의 WPS 신호들을 수신하는 단계; 및
    상기 복수개의 WPS 신호들을 이용하여 상기 단말에 대한 상기 복수개의 WPS 위치들을 각각 계산하는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 위치를 획득하는 단계는,
    복수개의 GNSS 신호들을 수신하는 단계; 및
    상기 복수개의 GNSS 신호들을 이용하여 상기 단말에 대한 상기 단일 GNSS 위치를 계산하는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는,
    상기 복수개의 WPS 위치들 각각에 대하여 상기 단일 GNSS 위치와의 거리를 계산하는 단계;
    상기 계산된 거리가 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 거리에 대한 임계값 미만인지 판단하는 단계; 및
    상기 거리에 대한 임계값 이상의 WPS 위치는 상기 단말의 최종 위치 결정을 위한 후보에서 제외시키는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는,
    상기 복수개의 WPS 위치들의 HPE 값을 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 HPE 임계값과 비교하는 단계; 및
    상기 HPE 임계값 미만의 WPS 위치에 대해 유효 카운트 값을 증가시키는 단계를 포함하는 복합측위 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는,
    상기 현재 신호 수신 가능한 AP들의 개수가 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 제 1 개수 임계값 이상인지 비교하는 단계;
    비교 결과, 상기 제 1 개수 임계값 이상인 상태에서, 신호강도가 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 신호강도 임계값 이상인 AP들의 개수가 상기 제 1 임계값 세트에 포함된 제 2 개수 임계값 이상인지 비교하는 단계; 및
    비교 결과, 상기 제 2 개수 임계값 이상임에 응답하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대해 유효 카운트 값을 증가시키는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는,
    상기 단일 GNSS 위치의 HPE 값을 제 2 임계값 세트에 포함된 HPE 임계값과 비교하는 단계; 및
    상기 단일 GNSS 위치의 HPE 값이 상기 HPE 임계값 이하임에 응답하여, 상기 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 증가시키는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수를 상기 제 2 임계값 세트에 포함된 제 1 개수 임계값과 비교하는 단계; 및
    상기 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수가 상기 제 1 개수 임계값 이상임에 응답하여 상기 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 증가시키는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계는,
    상기 제 2 세기 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고 미만의 위성들의 방위값의 표준편차 값을 상기 밀집도로써 산출하는 단계;
    상기 표준편차 값을 상기 제 2 임계값 세트에 포함된 밀집도 임계값과 비교하는 단계; 및
    상기 표준편차 값이 상기 밀집도 임계값 이상임에 응답하여, 상기 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값을 증가시키는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 최종 위치를 결정하는 단계는,
    상기 복수개의 WP 위치들의 유효 카운트 값 및 상기 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값 중 카운트 값이 가장 높은 위치를 상기 단말의 최종 위치로 결정하는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 최종 위치를 결정하는 단계는,
    상기 복수개의 WP 위치들의 유효 카운트 값 및 상기 단일 GNSS 위치의 유효 카운트 값 중 카운트 값을 산출한 결과가 동일하면, HPE 값이 가장 작은 위치를 상기 단말의 최종 위치로 결정하는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  12. 단말의 위치 정확도 개선을 위한 측위 방법에 있어서,
    복수개의 WPS(Wifi Positioning System) 위치들을 획득하는 단계;
    상기 복수개의 WPS 위치들의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 현재 신호 수신 가능한 AP(Access Point)들의 개수, 일정 세기 이상의 신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 갖는 AP들의 개수를 제 1 임계값 세트와 비교하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하는 단계; 및
    상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 단계;를 포함하는 복합측위 방법.
  13. 단말의 위치 정확도 개선을 위한 복합측위 장치에 있어서,
    복수개의 WPS(Wifi Positioning System) 위치들 및 단일 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위치를 획득하는 통신장치; 및
    상기 복수개의 WPS 위치들의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 현재 신호 수신 가능한 AP(Access Point)들의 개수, 일정 세기 이상의 신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)를 갖는 AP들의 개수를 제 1 임계값 세트와 비교하여 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값을 산출하고, 상기 단일 GNSS 위치의 HPE(Horizontal Position Error) 값, 제 1 세기 이상의 신호가 수신되는 위성들의 개수, 제 2 세기 이상의 신호가 수신되면서 일정 표고(Elevation)미만의 위성들의 밀집도를 제 2 임계값 세트와 비교하여 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 산출하고, 상기 복수개의 WPS 위치들에 대한 유효 카운트 값 및 상기 단일 GNSS 위치에 대한 유효 카운트 값을 이용하여 상기 단말의 최종 위치를 결정하는 프로세서;를 포함하는 복합측위 장치.
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