KR20110048932A - 무선 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR20110048932A KR1020090105695A KR20090105695A KR20110048932A KR 20110048932 A KR20110048932 A KR 20110048932A KR 1020090105695 A KR1020090105695 A KR 1020090105695A KR 20090105695 A KR20090105695 A KR 20090105695A KR 20110048932 A KR20110048932 A KR 20110048932A
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조성윤
최영우
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한국전자통신연구원
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Abstract

적어도 하나의 무선 접속 장치와 연결된 단말의 무선 위치를 추정하기 위해 검색 공간을 설정한다. 검색 공간에 후보 공칭점을 설정하고 후보 공칭점의 추정 순서를 설정한다. 추정 순서가 가장 빠른 후보 공칭점을 기준으로 후보 공칭점에 대한 제1 오차를 추정한다. 제1 오차가 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 후보 공칭점을 갱신한다. 수렴 조건이 만족되면, 추정 순서가 가장 빠른 후보 공칭점으로부터 추정된 위치 정보를 이용하여 추정한 제2 오차가 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 후보 공칭점을 다음 추정 순서의 후보 공칭점으로 변경한다.
최소자승법, 무선위치추정, 후보 공칭점, 전역 최소 위치, 지역 최소 위치

Description

무선 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRESUMING WIRELESS LOCALIZATION}
본 발명은 무선 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 거리 기반의 무선위치추정 기술을 이용한 단말의 위치 추정 시 최소 자승법의 올바른 해를 유도하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선통신 인프라 기반의 단말의 위치를 추정하는 무선위치추정(Wireless Localization, WL) 기술은 군용 위치 확인 시스템뿐만 아니라 LBS(Location Based Service)/Telematics 등과 같은 민용 위치 확인 시스템에 적용되고 있다.
CDMA(Code Division Multiple Access) 및 WiBro(Wireless Broadband) 등과 같은 이동통신 인프라와 WLAN(Wireless Local Area Network), ZigBee, UWB(Ultra- Wide Band), CSS(Chirp Spread Spectrum) 및 RFID(Radio Frequency Identification) 등과 같은 무선통신 인프라를 활용하여 단말의 위치를 추정하는 경우 Cell-ID(Identification) 및 핑거프린팅(Fingerprinting) 기법과 같이 인식 기반으로 위치를 추정하는 방법, ToA(Time of Arrival), TDoA(Time Difference of Arrival) 및 TWR(Two Way Ranging)과 같이 시각 기반 거리 또는 거리 차 정보를 활 용하는 방법, AoA(Angle of Arrival)와 같이 각도 정보를 이용하는 방법 등이 사용된다. 이 방법 중에서 정확도 및 실용성 등을 고려하여 시각 기반 거리 정보를 활용하는 방법이 가장 많이 사용된다.
ToA 및 TWR을 통해 획득된 거리 정보를 사용한 무선위치의 추정은 비선형식을 풀어서 단말의 해를 구하며, 이 경우 반복적인 최소자승법(Iterative Least Square, ILS)이 가장 많이 이용된다. 최소자승법은 임의의 단말기 위치를 공칭점(Nominal Point)으로 하여 그 점을 기준으로 비선형식을 선형화하는 방법으로, 선형화된식을 사용하여 공칭점에 대한 오차를 추정한다. 그리고 추정된 오차를 공칭점에 더한 값을 다시 공칭점으로 사용하여 비선형식을 선형화하고 최소자승법을 활용한 오차를 반복해서 추정한다. 이 때 추정된 오차값이 특정 문턱값(Threshold) 보다 작은 경우 해가 수렴된 것으로 보고 반복을 중단한다. 그리고 최종적으로 추정된 오차를 최종적으로 사용한 공칭점에 더하여 단말의 위치로 결정한다.
그러나 무선위치추정에서 최소자승법을 이용하여 단말의 위치를 추정할 때 임의의 초기 공칭점에 따라 최종 수렴해가 실제 단말의 위치와 큰 오차를 갖고 추정되는 경우가 발생한다. 즉, 무선위치추정에서 최소자승법을 이용하는 경우 최소자승법에서 사용하는 오차의 제곱값의 최소가 되는 전역 최소값(Global Minimum) 외에 지역적으로 최소가 되는 지역 최소값(Local Minimum)이 존재하여 실제 단말의 위치가 다르게 추정되는 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 거리 기반의 무선위치추정 기술을 이용한 단말의 위치 추정 시 최소 자승법의 올바른 해를 유도하기 위한 장치 및 방법 에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 적어도 하나의 무선 접속 장치와 연결된 단말의 무선 위치를 추정하기 위한 방법에 있어서,
상기 단말의 위치를 추정하기 위한 검색 공간을 설정하는 단계, 상기 검색 공간에 후보 공칭점을 설정하고, 상기 후보 공칭점의 추정 순서를 설정하는 단계, 상기 추정 순서가 가장 빠른 상기 후보 공칭점을 기준으로 후보 공칭점에 대한 제1 오차를 추정하는 단계, 상기 제1 오차가 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 상기 후보 공칭점을 갱신하는 단계, 그리고 상기 수렴 조건이 만족되면, 상기 추정 순서가 가장 빠른 상기 후보 공칭점으로부터 추정된 위치 정보를 이용하여 추정한 제2 오차가 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 상기 후보 공칭점을 다음 추정 순서의 후보 공칭점으로 변경하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 적어도 하나의 무선 접속 장치와 연결된 단말의 무선 위치를 추정하기 위한 장치에 있어서,
상기 단말의 위치를 추정하기 위한 검색 공간을 설정하는 검색공간 설정부,상기 검색 공간에 후보 공칭점을 설정하는 후보 공칭점 설정부, 그리고 상기 후보 공칭점의 추정 순서를 설정하여 상기 추정 순서가 가장 빠른 제1후보 공칭점을 기준으로 상기 단말의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함하며, 상기 위치 추정부는 상기 제1 후보 공칭점에 대한 제1 오차를 추정하고, 상기 제1 오차가 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 상기 제1 후보 공칭점을 갱신하고, 상기 수렴 조건이 만족되면, 상기 제1후보 공칭점으로부터 추정된 위치 정보를 이용하여 추정한 제2 오차가 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 제1후보 공칭점을 다음 추정 순서의 제2 후보 공칭점으로 변경한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 거리 기반의 무선위치추정 기술을 이용한 단말의 위치 추정 시 수렴 조건과 오차 조건을 고려하여 후보 공칭점을 갱신 및 후보 공칭점을 변경함에 따라 최종 해가 올바르게 수렴되도록 할 수 있으며, 그 결과 정확한 단말의 위치를 추정할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선위치추정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1의 무선위치추정 장치에서 단말의 위치를 추정하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선위치추정 장치(100)는 검색공간 설정부(110), 후보 공칭점 설정부(120) 및 위치 추정부(130)를 포함한다.
검색공간 설정부(110)는 각 무선 접속 장치(Access Point)(AP1, AP2, AP3)와 단말 사이에 측정된 거리 정보(Distance Information, DSIF) 및 무선 접속 장치의 위치 정보(Location Information, LOIF)를 이용하여 검색 공간(200)을 설정한다. 즉, 검색공간 설정부(110)는 ToA(Time of Arrival) 및 TWR(Two Way Ranging) 등을 이용하여 무선 접속 장치(AP1, AP2, AP3)와 단말 사이의 거리 정보(DSIF)를 획득하며, 무선 접속 장치(AP1, AP2, AP3)의 위치 정보(LOIF)를 획득하여 검색 공간(200)을 설정한다. 그리고 검색공간 설정부(110)는 검색 공간(200)이 설정되었음을 후보 공칭점 설정부(120)로 알린다. 본 발명의 실시예에서는 거리 정보를 ToA(Time of Arrival) 및 TWR(Two Way Ranging) 등을 이용하여 획득하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 유사한 알고리즘에 의해 거리 정보를 획득할 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에서는 3개의 무선 접속 장치(AP1, AP2, AP3)만을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 적어도 하나의 무선 접속 장치가 포함될 수 있다.
후보 공칭점 설정부(120)는 단말의 위치 추정에 필요한 비선형식을 선형화를 위한 초기 공칭점(Nominal Point)의 후보(이하, "후보 공칭점"이라고 함)(NP1-NP8)를 설정하여 이에 대한 정보를 위치 추정부(130)로 전달한다.
위치 추정부(130)는 임의로 후보 공칭점(NP1- NP8)의 추정 순서를 설정하고, 가장 처음 추정 순서로 설정된 후보 공칭점을 선택한다. 위치 추정부(130)는 가장 처음 추정 순서로 설정된 후보 공칭점을 기준으로 최소자승법(Least Square Method)을 적용하여 후보 공칭점에 대한 오차를 추정한다. 여기서, 최소자승법은 일반적인 거리 기반의 무선위치추정 기술에서 위치를 추정할 때 사용하는 것과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
위치 추정부(130)는 후보 공칭점에 대해 추정된 오차(이하, "제1 오차"라고 함)가 임의로 설정된 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 후보 공칭점을 갱신하고 갱신된 후보 공칭점을 기준으로 다시 오차를 추정하여 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단한다.
이처럼 후보 공칭점을 반복하여 갱신하는 과정에서 후보 공칭점에 대한 제1오차가 수렴 조건을 만족하는 경우, 위치 추정부(130)는 해당 후보 공칭점으로부터 추정된 위치 정보를 사용하여 계산된 거리에 대한 오차(이하, "제2 오차"라고 함)가 임의로 설정된 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 다음 추정 순서로 설정된 후보 공칭점으로 공칭점을 변경할 지의 여부를 결정한다. 이때, 제2 오차가 오차 조건을 만족하면, 위치 추정부(130)는 해당 후보 공칭점에 제1 오차를 더하여 최종 해, 즉 단말의 위치로 결정한다.
도 3은 도 1에 도시한 무선위치추정 장치에서 최소 자승법의 올바른 해를 산출하는 순서를 타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선위치추정 장치(100)의 검색공간 설정부(110)는 무선 접속 장치(AP1, AP2, AP3)와 측정하려는 단말 사이에 측정된 거리 정보(DSIF) 및 무선 접속 장치의 위치 정보(LOIF)를 이용하여 검색 공간(200)을 설정하며, 검색 공간(200)은 수학식 1과 같이 표시한다(S300). 본 발명의 실시예에서는 수평 위치만 추정하는 2차원의 경우를 한 예로 설명한다.
Figure 112009067677444-PAT00001
여기서 n은 무선 접속 장치의 개수이며,
Figure 112009067677444-PAT00002
는 i번째 무선 접속 장치의 위치 정보(DSIF)이며,
Figure 112009067677444-PAT00003
은 i번째 무선 접속 장치와 단말 사이에 측정된 거리 정보(DSIF)이다. 즉, 단말의 검색 공간(200)은
Figure 112009067677444-PAT00004
로 설정되는 직사각 공간으로 표시된다.
무선위치추정 장치(100)의 후보 공칭점 설정부(120)는 단말의 위치 추정에 필요한 비선형식을 선형화를 위한 8개의 공칭점의 후보(NP1-NP8)를 설정한다(S301). 이때 후보 공칭점(NP1- NP8)은 단말의 검색 공간(200)에서 상하좌우에 위치할 수 있으며, 수학식 2에 의해 설정된다. 본 발명의 실시예에 따른 공칭점의 후보는 사용자의 설정에 따라 검색 공간에 설정되는 개수가 달라질 수 있다.
Figure 112009067677444-PAT00005
여기서,
Figure 112009067677444-PAT00006
은 검색 공간(200)의 x축으로의 최소값이며,
Figure 112009067677444-PAT00007
는 검색 공간(200)의 x축으로의 최대값이며,
Figure 112009067677444-PAT00008
은 검색 공간(200)의 y축으로의 최소값이며,
Figure 112009067677444-PAT00009
은 검색 공간(200)의 y축으로의 최대값이다.
무선위치추정 장치(100)의 위치 추정부(130)는 임의로 8개의 후보 공칭점(NP1-NP8)의 추정 순서를 설정한다. 본 발명의 실시예에서는 후보 공칭점(NP1)이 가장 처음 추정 순서로 설정되며, 후보 공칭점(NP1-NP8)이 차례로 다음 추정 순서로 설정되며, 후보 공칭점(NP8)이 가장 마지막 추정 순서로 설정되는 것으로 가정한다. 위치 추정부(130)는 가장 처음 추정 순서의 후보 공칭점(NP1)을 선택한다(S302).
위치 추정부(130)는 후보 공칭점(NP1)을 기준으로 최소자승법(Least Square Method)을 적용하여 후보 공칭점(300a)에 대한 오차를 추정한다(S303).
위치 추정부(130)는 후보 공칭점(NP1)에 대해 추정된 제1 오차가 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단한다. 즉, 위치 추정부(130)는 후보 공칭점(NP1)에 대한 제1 오차가 임의로 설정된 수렴 기준값 보다 작은지의 여부를 판단한다(S304).
후보 공칭점(NP1)에 대한 제1 오차가 수렴 기준값 보다 큰 경우, 위치 추정부(130)는 후보 공칭점(NP1)에 대한 제1 오차가 수렴 조건을 만족하지 않는 것으로 판단하여 후보 공칭점(NP1)을 갱신한다(S305). 본 발명의 실시예에 따른 후보 공칭점의 갱신은 바로 직전의 후보 공칭점을 기준으로 최소자승법을 통해 제1 오차를 더한 것이다. 그리고 무선위치추정 장치(100)는 갱신된 후보 공칭점(NP1)을 기준으로 S303 단계 이후의 과정을 반복한다.
한편, 후보 공칭점(NP1)에 대한 제1 오차가 수렴 기준값 보다 작은 경우, 위치 추정부(130)는 후보 공칭점(NP1)에 대한 제1 오차가 수렴 조건을 만족하는 것으로 판단한다. 그리고 위치 추정부(130)는 후보 공칭점(NP1)으로부터 추정된 단말의 위치 정보를 사용하여 계산된 거리에 대한 제2 오차(error)가 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하며, 오차 조건은 수학식 3과 같이 표시된다. 즉, 위치 추정부(130)는 수학식 3 및 수학식 4를 이용하여 후보 공칭점(NP1)으로부터의 제2 오차가 오차 기준값(
Figure 112009067677444-PAT00010
) 보다 작은지의 여부를 판단한다(S306).
Figure 112009067677444-PAT00011
여기서
Figure 112009067677444-PAT00012
은 i번째 무선 접속 장치와 단말 사이에 측정된 거리 정보이다.
Figure 112009067677444-PAT00013
은 i번째 무선 접속 장치와 단말 사이에 계산된 거리 정보이며, 수학식 4와 같이 계산된다.
Figure 112009067677444-PAT00014
는 임의의 작은 양의 값으로 설정된 오차 기준값으로 무선 인프라의 거리 추정 성능을 고려하여 설정된다.
Figure 112009067677444-PAT00015
여기서
Figure 112009067677444-PAT00016
는 i번째 무선 접속 장치의 위치 정보이며,
Figure 112009067677444-PAT00017
는 추정된 단말의 위치 정보이다.
후보 공칭점(NP1)으로부터의 제2 오차가 오차 기준값 보다 작은 경우, 위치 추정부(130)는 후보 공칭점(NP1)에 제1 오차를 더하여 최종 해, 즉 단말의 위치로 선정한다(S307).
한편, 후보 공칭점(NP1)으로부터의 제2 오차가 오차 기준값 보다 큰 경우, 위치 추정부(130)는 후보 공칭점(NP1)을 다음 후보 공칭점(NP2)으로 변경하고 S303 단 계 이후의 과정을 반복한다(S308).
본 발명의 실시예에서는 후보 공칭점에 대해 추정된 오차가 수렴 조건과 오차 조건을 만족하는 경우, 최종 해가 올바른 해로 수렴된 것을 의미하며 이러한 위치를 검색 공간(200) 내에서의 오차 제곱의 전역 최소 위치(Global Minimum Point, GMP)라고 한다. 한편, 후보 공칭점에 대한 오차가 수렴 조건은 만족하지만 오차 조건을 만족하지 않는 경우, 최종 해가 올바른 해로 수렴되지 않은 것을 의미하며 이러한 위치를 검색 공간(200) 내에서의 지역 최소 위치(Local Minimum Point, LMP)라고 한다. 도 2에 도시한 무선 접속 장치(AP1, AP2, AP3)의 위치, 추정된 단말의 위치에 따라 결정되는 추정 경로 및 무선 접속 장치(AP1, AP2, AP3)와 단말 간의 거리 정보가 획득되는 경우 오차 제곱의 전역 최소 위치(GMP) 및 지역 최소 위치(LMP)의 한 예는 도 4와 같다. 도 4에서는 오차 제곱을 x축으로 나타낸 것으로, 후보 공칭점이 전역 최소 위치(GMP) 근처로 설정되면 최소자승법의 해가 전역 최소 위치(GMP)로 수렴할 가능성이 크며, 지역 최소 위치(LMP) 근처로 설정되면 최소자승법의 해가 지역 최소 위치(LMP)로 수렴할 가능성이 커진다.
도 5는 일반적인 단말의 위치를 추정하는 한 예를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위치를 추정하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이 후보 공칭점(NP11)이 설정된 경우 일반적으로 단말의 위치는 후보 공칭점(NP11)에 반복적으로 적용된 최소자승법에 의해 추정된 추정 경로(300)를 통해 전역 최소 위치(GMP)에 수렴된다. 이처럼 전역 최소 위치(GMP)로 단말이 추정된 것은 올바른 해를 유도한 것이다. 반면, 초기 공칭점(NP12)이 도 5에 도시한 바와 같이 설정된 경우 단말의 위치는 초기 공칭점(NP12)에 반복적으로 적용된 최소자승법에 의해 추정된 추정 경로(400)를 통해 지역 최소 위치(LMP)로 수렴하게 된다. 이처럼 지역 최소 위치(LMP)로 단말이 수렴하게 되는 것은 추정된 단말의 위치가 실제 단말의 위치와 큰 오차를 갖고 추정된 것이므로 잘못된 해를 유도한 것이다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 무선위치추정 장치(100)는 이러한 문제를 해결하기 위해 도 6에 도시한 바와 같이 무선 접속 장치와 측정하려는 단말 사이에 측정된 거리 정보(DSIF) 및 거리 정보(DSIF)가 생성된 무선 접속 장치의 위치 정보(LOIF)를 이용하여 검색 공간(200)을 설정한다. 그리고 무선위치추정 장치(100)는 4개의 후보 공칭점(NP21, NP22, NP23, NP24)을 수학식 5와 같이 설정한다.
Figure 112009067677444-PAT00018
여기서,
Figure 112009067677444-PAT00019
은 검색 공간(200)의 x축으로의 최소값이며,
Figure 112009067677444-PAT00020
는 검색 공간(200)의 x축으로의 최대값이며,
Figure 112009067677444-PAT00021
은 검색 공간(200)의 y축으로의 최소값이며,
Figure 112009067677444-PAT00022
은 검색 공간(200)의 y축으로의 최대값이다.
즉, 무선위치추정 장치(100)는 도 5에서 단말의 위치를 지역 최소 위치(LMP) 로 잘못 추정하게 설정된 후보 공칭점의 위치(NP12)에 후보 공칭점(NP21)을 설정한다. 그리고 무선위치추정 장치(100)는 후보 공칭점(NP21)을 기준으로 반복적으로 최소자승법을 적용하여 후보 공칭점(NP21)에 대해 추정된 제1 오차가 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하고, 후보 공칭점(NP21)으로부터 추정된 단말의 위치 정보를 사용하여 계산된 거리에 대한 제2 오차가 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 반복적으로 판단하여 후보 공칭점을 갱신 및 변경하는 방법으로 도 5에서와 같이 단말이 추정 경로(400)를 통해 지역 최소 위치(LMP)로 수렴하게 되더라도 최종적으로는 도 6의 추정 경로(500)를 통해 전역 최소 위치(GMP)에 수렴하도록 하여 올바른 단말의 위치를 유도한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선위치추정 장치(100)는 검색 공간을기반으로 설정된 후보 공칭점에 반복적으로 최소자승법을 적용하여 후보 공칭점에 대해 추정된 제1 오차가 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하고, 후보 공칭점으로부터 추정된 단말의 위치 정보를 사용하여 계산된 거리에 대한 제2 오차가 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 반복적으로 판단하여 후보 공칭점을 갱신 및 변경함에 따라 실제 단말의 위치와 큰 오차를 갖는 지역 최소 위치로 단말의 위치가 추정되는 것을 방지할 수 있다. 그에 따라 보다 정확하게 전역 최소 위치(GMP)로 단말의 위치를 추정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선위치추정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 무선위치추정 장치에서 단말의 위치를 추정하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 무선위치추정 장치에서 최소 자승법의 올바른 해를 산출하는 순서를 타내는 도면이다.
도 4는 전역 최소 위치 및 지역 최소 위치의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 일반적인 단말의 위치를 추정하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 위치를 추정하는 한 예를 나타내는 도면이다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 무선 접속 장치와 연결된 단말의 무선 위치를 추정하기 위한 방법에 있어서,
    상기 단말의 위치를 추정하기 위한 검색 공간을 설정하는 단계,
    상기 검색 공간에 후보 공칭점을 설정하고, 상기 후보 공칭점의 추정 순서를 설정하는 단계,
    상기 추정 순서가 가장 빠른 상기 후보 공칭점을 기준으로 후보 공칭점에 대한 제1 오차를 추정하는 단계,
    상기 제1 오차가 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 상기 후보 공칭점을 갱신하는 단계, 그리고
    상기 수렴 조건이 만족되면, 상기 추정 순서가 가장 빠른 상기 후보 공칭점으로부터 추정된 상기 단말의 위치 정보를 이용하여 추정한 제2 오차가 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 상기 후보 공칭점을 다음 추정 순서의 후보 공칭점으로 변경하는 단계
    를 포함하는 무선 위치 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검색 공간을 설정하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 무선 접속 장치의 위치 정보를 획득하는 단계,
    상기 적어도 하나의 무선 접속 장치와 상기 단말 사이의 거리 정보를 획득하는 단계, 그리고
    상기 위치 정보와 상기 거리 정보를 이용하여 상기 검색 공간을 설정하는 단계를 포함하는 무선 위치 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 후보 공칭점에 대한 제1오차를 추정하는 단계는,
    상기 추정 순서가 가장 빠른 상기 후보 공칭점에 최소자승법(Least Square Method)을 적용하여 상기 제1 오차를 추정하는 단계를 포함하는 무선 위치 추정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 후보 공칭점을 갱신하는 단계는,
    상기 제1 오차가 임의로 설정된 수렴 기준값 보다 작은지의 여부를 판단하는 단계,
    상기 제1 오차가 상기 수렴 기준값 보다 큰 경우, 상기 후보 공칭점에 상기 제1 오차를 더하여 상기 후보 공칭점을 갱신하는 단계, 그리고
    상기 갱신된 상기 후보 공칭점에 상기 최소자승법을 적용하여 오차를 추정하는 단계를 포함하는 무선 위치 추정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 후보 공칭점으로 변경하는 단계는,
    상기 제1 오차가 상기 수렴 기준값 보다 작은 경우, 상기 제2 오차가 임의로 설정된 오차 기준값 보다 작은 지의 여부를 판단하는 단계,
    상기 제2 오차가 상기 오차 기준값 보다 작은 경우, 상기 후보 공칭점에 상기 제1 오차를 더하여 상기 단말의 위치를 최종 해로 선정하는 단계, 그리고
    상기 제2 오차가 상기 오차 기준값 보다 큰 경우, 상기 다음 추정 순서의 후보 공칭점에 상기 최소자승법을 적용하여 오차를 추정하는 단계를 포함하는 무선 위치 추정 방법.
  6. 적어도 하나의 무선 접속 장치와 연결된 단말의 무선 위치를 추정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 단말의 위치를 추정하기 위한 검색 공간을 설정하는 검색공간 설정부,
    상기 검색 공간에 후보 공칭점을 설정하는 후보 공칭점 설정부, 그리고
    상기 후보 공칭점의 추정 순서를 설정하여 상기 추정 순서가 가장 빠른 제1후보 공칭점을 기준으로 상기 단말의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함하며,
    상기 위치 추정부는,
    상기 제1 후보 공칭점에 대한 제1 오차를 추정하고, 상기 제1 오차가 수렴 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 상기 제1 후보 공칭점을 갱신하고, 상기 수렴 조건이 만족되면, 상기 제1후보 공칭점으로부터 추정된 상기 단말의 위치 정보 를 이용하여 추정한 제2 오차가 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하여 제1후보 공칭점을 다음 추정 순서의 제2 후보 공칭점으로 변경하는 무선 위치 추정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 위치 추정부는,
    상기 제1 후보 공칭점에 최소자승법(Least Square Method)을 적용하여 상기 제1 오차를 추정하는 무선 위치 추정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수렴 조건은 임의로 설정된 수렴 기준값을 포함하며,
    상기 위치 추정부는,
    상기 제1 오차가 상기 수렴 기준값 보다 큰 경우, 상기 제1 후보 공칭점에 상기 제1 오차를 더하여 상기 제1 후보 공칭점을 갱신하며, 상기 갱신된 제1 후보 공칭점에 상기 최소자승법을 적용하여 오차를 추정하는 무선 위치 추정 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 위치 추정부는,
    상기 제1 오차가 상기 수렴 기준값 보다 작은 경우, 상기 제2 오차가 상기 오차 조건을 만족하는 지의 여부를 판단하는 무선 위치 추정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오차 조건은 임의로 설정된 오차 기준값을 포함하며,
    상기 위치 추정부는,
    상기 제2 오차가 상기 오차 기준값 보다 작은 경우 상기 제1 후보 공칭점에 상기 제1 오차를 더하여 상기 단말의 위치를 최종 해로 선정하며,
    상기 제2 오차가 상기 오차 기준값 보다 큰 경우, 상기 제2 후보 공칭점에 상기 최소자승법을 적용하여 오차를 추정하는 무선 위치 추정 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 검색공간 설정부는,
    상기 적어도 하나의 무선 접속 장치의 위치 정보 및 상기 적어도 하나의 무선 접속 장치와 상기 단말 사이의 거리 정보를 이용하여 상기 검색 공간을 설정하는 무선 위치 추정 장치.
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KR101354944B1 (ko) * 2012-08-07 2014-01-24 한국과학기술원 이동하는 무선 단말에 대한 이동경로망 기반 위치 예측과 추정 방법

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