KR20120071291A - 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120071291A
KR20120071291A KR1020110049770A KR20110049770A KR20120071291A KR 20120071291 A KR20120071291 A KR 20120071291A KR 1020110049770 A KR1020110049770 A KR 1020110049770A KR 20110049770 A KR20110049770 A KR 20110049770A KR 20120071291 A KR20120071291 A KR 20120071291A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
indoor
location
information
gnss
wireless
Prior art date
Application number
KR1020110049770A
Other languages
English (en)
Inventor
박용직
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Publication of KR20120071291A publication Critical patent/KR20120071291A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252—Radio frequency fingerprinting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/06—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using intensity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/10—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals
    • G01S19/12—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals wherein the cooperating elements are telecommunication base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Abstract

본 발명은 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법을 제공한다. 실내 위치 측정 장치는 건물의 실내 환경을 나타내는 디지털 지도상에서 복수의 기준 위치들에 대한 GNSS 좌표 정보를 표시하는 기준 위치 표시부, 복수의 기준 위치들로 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 각 기준 위치에 대한 기준 위치 정보를 생성하는 위치 정보 생성부 및 건물 내부에서 위치를 측정하려는 실내 위치로 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호들을 측정하며, 각 기준 위치에 대한 상기 기준 위치 정보와 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호들을 이용하여 실내 위치에서의 GNSS 위치 정보를 추출하는 실내 위치 제공부를 포함한다.

Description

무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법{Indoor position finding apparatus and method for measuring indoor positioning using wireless communication}
본 발명은 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신과 GNSS 방식을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 또는 고정 상태에서 무선통신을 이용하는 장치의 경도 및 위도 그리고 해발 정보 등을 측정하기 위해 일반적으로 글로벌위성항법시스템(Global Navigation Satellite System, 이하 "GNSS"이라고 함)을 이용한다. 이러한 글로벌위성항법시스템 환경을 이용하는 기술의 경우 몇 가지 보조적 수단을 적용하게 되면 실외 환경에서 정밀한 위치 정보를 제공할 수 있다.
이처럼 무선통신을 이용하여 측정되는 위치 정보는 다양한 형태로 응용이 가능하여 매우 중요한 자료로 활용되기도 한다. 특히, 이동통신 환경에서 다양한 위치 기반 서비스들의 기초 정보로 이용되거나 또는 긴급한 상황에서의 공공 안전을 위한 정보로써 이용될 수 있다.
그러나, 위성에서 송신되는 매우 낮은 전력의 신호를 이용하여 실외의 무선통신 장치 자신의 위치를 계산하는 GNSS 기반의 위치 식별 방식은 무선통신 장치가 실내에 위치할 경우에는 위치 측정에 필요한 신호 세기를 만족하는 경우가 실외에 비해서 상대적으로 낮게 되므로 정확한 실내 위치 측정이 불가능하거나 또는 매우 부정확한 측정 결과를 생성한다.
물론 이러한 GNSS 기반의 실내 위치 측정의 단점을 보완하기 위해 실외 및 실내에 GNSS 신호 재전송 장치를 설치하여 GNSS 신호를 실내로 재전송하는 방법들이 제안되고 있으나, 재전송 전력의 제한과 같은 기술적 제약이 있으며 또한 재전송하기 위한 GNSS 신호를 수신하는 재전송장치의 위치가 실질적인 위치 정보로 결정되므로 재전송 신호를 수신한 무선통신 장치에서 산출되는 위치 정보는 실제 위치 정보와 차이를 나타내는 점 등으로 인해서 아직 상용화되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 무선통신과 GNSS 방식을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측정 장치는 건물의 실내 환경을 나타내는 디지털 지도상에서 복수의 기준 위치들에 대한 GNSS 좌표 정보를 표시하는 기준 위치 표시부; 상기 복수의 기준 위치들로 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 각 기준 위치에 대한 기준 위치 정보를 생성하는 위치 정보 생성부; 및 상기 건물 내부에서 위치를 측정하려는 실내 위치로 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호들을 측정하며, 상기 각 기준 위치에 대한 상기 기준 위치 정보와 상기 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호들을 이용하여 상기 실내 위치에서의 GNSS 위치 정보를 추출하는 실내 위치 제공부를 포함한다.
상기 기준 위치 표시부는 상기 디지털 지도상의 상기 건물의 실내와 실외의 경계 좌표를 측정하고, 상기 실내와 실외의 경계 좌표를 기준으로 상기 GNSS 좌표 정보를 결정한다.
상기 위치 정보 생성부는 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트에 대한 식별 정보들을 검출하고, 상기 식별 정보들을 이용하여 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트를 구분하며, 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트별로 전달되는 상기 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 각 기준 위치에 대한 상기 기준 위치 정보를 생성한다.
상기 실내 위치 제공부는 상기 각 기준 위치에 대한 기준 위치 정보와 상기 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호를 비교하고, 상기 비교한 결과에 따른 오차를 보정하여 상기 실내 위치에서의 상기 GNSS 위치 정보를 추출한다.
상기 위치 정보 생성부는 상기 건물의 임의의 층을 해발의 위치를 측정하기 위한 기준이 되는 기준 해발층으로 결정하여 GNSS 방식으로 측정한 해발 높이와 상기 건물의 각 층 사이의 실제 높이를 이용하여 각 층의 GNSS 해발 높이 정보를 생성하고, 상기 각 층의 GNSS 해발 높이 정보와 상기 건물의 각 층에 위치하는 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트의 식별 정보를 매핑시켜 미리 저장한다.
상기 실내 위치 제공부는 상기 건물에서 측정하려는 실내 해발층에 위치하는 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트의 식별 정보를 이용하여 상기 실내 해발층에 대한 GNSS 해발 높이를 추출한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 건물의 실내 환경을 나타내는 디지털 지도상에서 복수의 기준 위치들에 대한 GNSS 좌표 정보를 표시하는 단계; 상기 복수의 기준 위치들로 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 각 기준 위치에 대한 기준 위치 정보를 생성하고 저장하는 단계; 상기 건물 내부에서 위치를 측정하려는 실내 위치로 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호들을 측정하는 단계; 및 상기 복수의 기준 위치들에 대한 상기 기준 위치 정보와 상기 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호들을 이용하여 상기 실내 위치에서의 GNSS 위치 정보를 추출한다.
상기 GNSS 좌표 정보를 표시하는 단계는 상기 디지털 지도상의 상기 건물의 실내와 실외의 경계 좌표를 측정하는 단계; 및 상기 실내와 실외의 경계 좌표를 기준으로 상기 GNSS 좌표 정보를 결정하여 표시하는 단계를 포함한다.
상기 기준 위치 정보를 생성하고 저장하는 단계는 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트에 대한 식별 정보들을 검출하는 단계; 상기 식별 정보들을 이용하여 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트를 구분하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트별로 전달되는 상기 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 각 기준 위치에 대한 상기 기준 위치 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 GNSS 위치 정보를 추출하는 단계는 상기 각 기준 위치에 대한 기준 위치 정보와 상기 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호를 비교하는 단계; 및 상기 비교한 결과에 따른 오차를 보정하여 상기 실내 위치에서의 GNSS 위치 정보를 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건물의 복수의 기준 위치마다 GNSS 좌표 정보를 결정하고, 각 기준 위치로 액세스 포인트들이 전달하는 무선 전파 신호를 측정하여 기준 위치 정보를 생성하며, 기준 위치 정보와 실제 위치를 측정하려는 임의의 실내 위치로 전달되는 무선 전파 신호들을 비교하여 GNSS 방식으로 위치 정보를 추출함에 따라 실내 및 실외에서의 위치 측정 연속성을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 실제 위치를 측정하려는 실내 경로에 포함되는 임의의 실내 위치에 대한 무선 전파 신호들과 디지털 도면상의 측정 경로에 포함되는 복수의 기준 위치에 대한 기준 위치 정보가 상호 연관성을 유지함에 따라 종래 실내 위치 측정 방식들이 제공하지 못하는 GNSS 위치 정보 형태로 위치 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 실외 및 실내 위치를 측정하는 실내 위치 측정 시스템의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 실내 위치 측정 시스템에서 실내 위치를 측정하기 위해 사용하는 정보의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시한 실내 위치 측정 장치의 기준 위치 표시부에서 GNSS 좌표 정보를 결정하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3에 도시한 실내 위치 측정 장치의 위치 정보 생성부에서 기준 위치 정보를 생성하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 3에 도시한 실내 위치 측정 장치의 실내 위치 제공부에서 GNSS 위치 정보를 추출하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용하여 실내 해발 위치를 측정하기 위한 실내 위치측정 장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 해발 위치를 측정하기 위한 한 예를 나태는 도면이다.
도 10은 도 3에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치측정 장치에서 GNSS 방식으로 실내 위치를 측정하는 순서를 나타내는 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 일반적인 실외 및 실내 위치를 측정하는 실내 위치 측정 시스템의 한 예를 나타내는 도면이다. 도 2는 일반적인 실내 위치 측정 시스템에서 실내 위치를 측정하기 위해 사용하는 정보의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 일반적인 GNSS 기반의 실외 및 실내 위치 측정을 위한 실내 위치 측정 시스템(1)은 GNSS 장치(10), 무선통신 장치(20a, 20b) 및 GNSS 신호 재전송 장치(30)를 포함한다.
일반적으로 GNSS 장치(10)로부터 송신되는 매우 낮은 전력의 GNSS 전송 신호(30)를 이용하여 실외의 무선통신 장치(20a)가 자신의 위치를 계산하는 GNSS 기반의 위치 식별 방식의 경우, 전송되는 GNSS 전송 신호(40)의 세기가 미약하여 실내에 위치하는 무선통신 장치(20b)의 정확한 위치를 측정하기 불가능하거나 또는 매우 부정확한 측정 결과를 생성한다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 실외 및 실내에 GNSS 신호 재전송 장치(40)를 설치하여 GNSS 전송 신호(30)를 실내로 재전송하여 위치를 측정하기도 한다. 그러나, GNSS 신호 재전송 장치(40)의 위치가 실질적인 위치 정보로 결정되므로 GNSS 신호 재전송 장치(40)를 통해 전달되는 재전송 신호를 수신한 무선통신 장치에서 산출되는 위치 정보는 실제 위치 정보와의 차이를 나타내게 되어 상용화되기 어려운 문제점이 있다.
이처럼 실내 위치 측정의 불완전한 특성을 보완하기 위해 최근 다양한 방안들이 제안되고 있으며 그 중 무선 IP(Internet Protocol) 네트워크, 예를 들어 WiFi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth) 및 WPAN(Wireless Personal Area Network) 등의 인터넷 프로토콜을 무선 환경으로 확장 가능한 무선 네트워크 기반의 실내 위치 측정 방법들에 대한 관심이 증가하고 있다.
이러한 무선 IP 네트워크 기반의 실내 위치 측정 방법은 실내에서의 인터넷 확장을 위해 이미 설치되어 있는 무선 인터넷 프로토콜 네트워크 환경을 이용하므로 추가적으로 설비를 구축하지 않고 기존 장치를 이용하여 무선통신 장치 자신의 위치를 측정할 수 있다. 그리고, 무선 IP 네트워크 기반의 실내 위치 측정 방법은 전파의 이동 거리와 위치 결정을 위해 삼각법 또는 역 삼각법을 적용하기 위한 최소 규모의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트 및 참고용 기준 시각 등의 정보를 이용하며, 실제 실내 위치를 표현하기 위해 실내환경의 전파 전달 특성을 적용한 실내 공간에 대한 디지털 지도 등을 활용하며, 그 한 예는 도 2와 같다. 즉, 도 2를 참고하면 무선 IP 네트워크 기반으로 실내 위치를 측정하기 위해 무선 IP 네트워크 액세스 포인트(50), 위치를 측정하려는 무선통신 장치(60) 및 삼각법에 의한 무선통신 장치의 위치 측정 개념과 실내 디지털 지도(70) 등이 활용될 수 있다.
그러나, 무선 IP 네트워크 환경을 이용한 실내 위치 측정은 일반적으로 좌표 체계를 적용하지 않거나 또는 실내 위치 구분을 위한 특정 식별 정보 즉, 무선 IP 네트워크 액세스 포인트를 식별하는 정보, 위치와 공간을 구분하기 위한 식별 정보 등을 이용하여 실내 환경을 2차원 또는 3차원 디지털 지도에 개략적으로 위치 영역을 표시한다. 이러한 실내 위치 정보 또는 위치 식별 방법은 위치 정보의 활용을 전제로 개발되는 다양한 서비스에 적용하기에는 효율적인 위치 정보로써의 역할을 수행하지 못하는 문제점이 있다.
이하 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치들을 실외와 동일한 GNSS 위치 정보로 표현하여 실내 및 실외에서의 위치 측정 연속성을 제공하기 위한 방법에 대하여 도 3 내지 도 10을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4 및 도 5는 도 3에 도시한 실내 위치 측정 장치의 기준 위치 표시부에서 GNSS 좌표 정보를 결정하는 한 예를 나타내는 도면이다. 도 6은 도 3에 도시한 실내 위치 측정 장치의 위치 정보 생성부에서 기준 위치 정보를 생성하는 한 예를 나타내는 도면이다. 도 7은 도 3에 도시한 실내 위치 측정 장치의 실내 위치 제공부에서 GNSS 위치 정보를 추출하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치측정 장치(100)는 기준 위치 표시부(110), 위치 정보 생성부(120) 및 실내 위치 제공부(130)를 포함한다.
기준 위치 표시부(110)는 GNSS 방식으로 실내 위치를 측정하기 위해 무선 IP 네트워크 환경에서 연속되는 복수의 기준 위치마다 GNSS 좌표 정보를 결정한다. 즉, 기준 위치 표시부(110)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 측정하려는 건물의 실내 환경을 나타내는 디지털 지도(200)상에 복수의 기준 위치(L1-L8)를 표시한다. 그리고, 기준 위치 표시부(110)는 실내 위치 측정에 필요한 측정 경로(210)의 GNSS 좌표 정보를 검출한다. 본 발명의 실시예에서는 복수의 기준 위치가 측정 경로(210)상에 포함되는 것으로 가정한다.
예를 들어, 건물의 실외와 실내의 경계 좌표[(X1, Y1), (X2, Y1), (X1, Y2), (X2, Y3)]의 위도가 (Y1, Y2, Y3)이고 경도가 (X1, X2)인 경우, 기준 위치 표시부(110)는 임의의 기준 위치(A1)의 경도를 건물의 경계 좌표[(X1, Y1), (X2, Y1)]의 경도의 사이 값인 (X1-X2)으로 결정한다. 그러면, 임의의 기준 위치(A1)의 GNSS 좌표 정보는 A1(X1-X2, Y1)으로 결정된다. 그리고, 임의의 기준 위치(B1)가 임의의 기준 위치(A1)와 경도가 동일하고 위도만 변경되는 경우, 기준 위치 표시부(110)는 임의의 기준 위치(B1)를 경계 좌표[(X1, Y1), (X2, Y2), (X1, Y2)]의 위도의 사이 값인 (Y1-Y2)으로 결정한다. 그러면, 임의의 기준 위치(B1)의 GNSS 좌표 정보는 B1(X1-X2, Y1-Y2)으로 결정된다.
본 발명의 실시예에서는 건물 내부 복도의 중앙을 복수의 기준 위치가 존재하는 측정 경로로 설정하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 복도를 분할해서 좌우 실내 공간에 근접한 두 개의 측정 경로들로 구성할 수도 있다. 그리고, 실내 위치 측정을 위한 경로를 복도로 선택하는 경우 위치 측정의 정밀성을 향상시키기 위해 복수의 경로에 대해서 좌표를 계산할 수 있다. 이때, 실내 위치 측정의 효율성을 향상시키기 위해 직선 형태의 측정 경로를 가정하는 것이 바람직하나, 필요한 경우 그 외의 세부적인 공간에 대해서도 동일한 방법으로 좌표를 정의할 수 있다.
다시 도 3을 참고하면, 위치 정보 생성부(120)는 측정 경로(210)에 존재하는 복수의 기준 위치에 대한 GNSS 좌표 정보가 결정되면, 복수의 기준 위치 각각으로 실제로 무선 IP 네트워크 액세스 포인트(AP1-APm)(이하, "액세스 포인트들"라고 함)가 전송하는 전파 신호(이하, "무선 전파 신호"라고 함)를 수신한다. 그리고, 위치 정보 생성부(120)는 무선 전파 신호를 이용하여 각 액세스 포인트들에 대한 식별 정보를 검출하여 액세스 포인트들을 구분한다. 위치 정보 생성부(120)는 복수의 기준 위치 각각에 액세스 포인트별로 전달되는 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 기준 위치 정보를 생성한다. 즉, 위치 정보 생성부(120)는 임의의 실내 위치를 식별하기 위한 기준으로 복수의 기준 위치, 복수의 기준 위치에서 측정되는 무선 전파 신호들의 세기 및 액세스 포인트(AP1-APm)의 식별 정보를 연계하여 실내 위치를 추출하는 기준이 되는 기준 위치 정보를 생성한다.
예를 들어, 도 6을 참고하면 위치 정보 생성부(120)는 복수의 기준 위치 중 기준 위치(P1)에 대한 GNSS 좌표 정보가 결정되면 액세스 포인트들(AP1-APm)가 전송하는 무선 전파 신호를 수신한다. 위치 정보 생성부(120)는 무선 전파 신호를 이용하여 각 액세스 포인트들에 대한 식별 정보를 검출하여 액세스 포인트들(AP1-APm)을 구분한다. 위치 정보 생성부(120)는 액세스 포인트들(AP1-APm)별로 전달되는 무선 전파 신호의 세기를 측정한다. 이때, 기준 위치(P1)에 대한 무선 전파 신호의 세기는 기준 위치(P1)에 가장 가까운 액세스 포인트(APm)의 무선 전파 신호의 세기가 가장 크며, 기준 위치(P1)에서 멀어질수록 무선 전파 신호의 세기가 작아진다. 위치 정보 생성부(120)는 기준 위치(P1)에 대한 GNSS 좌표 정보와 액세스 포인트들(AP1-APm)로부터 전달되는 서로 다른 세기의 무선 전파 신호의 세기를 이용하여 기준 위치(P1)에 대한 기준 위치 정보를 생성한다.
동일한 방법으로, 위치 정보 생성부(120)는 복수의 기준 위치 중 기준 위치(P2)에 대한 GNSS 좌표 정보가 결정되면 액세스 포인트들(AP1-APm)가 전송하는 무선 전파 신호를 수신한다. 위치 정보 생성부(120)는 무선 전파 신호를 이용하여 각 액세스 포인트들에 대한 식별 정보를 검출하여 액세스 포인트들(AP1-APm)을 구분한다. 위치 정보 생성부(120)는 액세스 포인트들(AP1-APm)별로 전달되는 무선 전파 신호의 세기를 측정한다. 이때, 기준 위치(P2)에 대한 무선 전파 신호의 세기는 기준 위치(P2)에 가장 가까운 액세스 포인트(APn)의 무선 전파 신호의 세기가 가장 크며, 기준 위치(P2)에서 멀어질수록 무선 전파 신호의 세기가 작아진다. 위치 정보 생성부(120)는 기준 위치(P2)에 대한 GNSS 좌표 정보와 액세스 포인트들(AP1-APm)로부터 전달되는 서로 다른 세기의 무선 전파 신호의 세기를 이용하여 기준 위치(P2)에 대한 기준 위치 정보를 생성한다.
다시 도 3 및 도 7을 참고하면, 실내 위치 제공부(130)는 건물 내부에서 실제 위치를 측정하려는 임의의 실내 위치로 전달되는 무선 전파 신호들과 위치 정보 생성부(120)로부터 전달되는 기준 위치 정보를 이용하여 실제 위치를 측정하려는 실내 위치에 대해 GNSS 방식으로 측정한 위치 정보(이하, "GNSS 위치 정보")를 추출한다.
예를 들어, 실내 위치 제공부(130)는 건물 내부에서 실제 위치를 측정하려는 임의의 실제 실내 위치(RP1)(이하, "실내 위치"라고 함)로 액세스 포인트들(AP1-APm)이 전송하는 무선 전파 신호들을 측정한다. 그리고, 실내 위치 제공부(130)는 복수의 기준 위치 각각에 대한 기준 위치 정보와 실내 위치(RP1)로 전송되는 무선 전파 신호들을 이용하여 실내 위치(RP1)에서의 GNSS 위치 정보를 추출한다. 즉, 실내 위치 제공부(130)는 복수의 기준 위치 각각에 대한 기준 위치 정보와 실제 실내 위치(RP1)로 전송되는 무선 전파 신호들 비교하고, 비교 결과 실내 위치(RP1)로 전송되는 무선 전파 신호와 가장 근접한 기준 위치 정보를 갖는 기준 위치(P1)를 검출한다. 실내 위치 제공부(130)는 비교 결과에 따른 오차를 보정하여 실내 위치(RP1)에서의 GNSS 위치 정보를 추출한다.
이처럼 실제 실내 경로(220)에 포함되는 임의의 실내 위치에 대한 무선 전파 신호들, 디지털 도면상의 측정 경로(210)에 포함되는 복수의 기준 위치에 대한 기준 위치 정보가 상호 연관성을 유지함에 따라 GNSS 방식으로 건물 내부에서 실제 위치를 측정하려는 실내 위치에 대한 GNSS 위치 정보를 추출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용하여 실내 해발 위치를 측정하기 위한 실내 위치측정 장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 해발 위치를 측정하기 위한 한 예를 나태는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치측정 장치(100')는 기준 위치 표시부(110), 위치 정보 생성부(120) 및 해발 위치 제공부(140)를 포함한다. 도 8에서는 도 3과 유사한 기능으로 동작하는 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 도 9에서는 해발 위치를 측정하기 위한 디지털 지도(300)가 제1 해발층(E1), 제2 해발층(E2), 제3 해발층(E3), 제4 해발층(E4) 및 제5 해발층(E5)을 포함하는 것으로 가정한다. 본 발명의 실시예에서는 전술한 실내 위치를 GNSS 방식으로 추출하는 것과 같이 실내에서의 층(floor) 식별, 즉 해발의 위치를 측정하기 위한 기준이 되는 기준 해발층에 대한 해발 기준 정보를 생성하고, 건물의 각 층 사이의 실제 높이를 측정하여 실내에서 측정하려는 해발층에 대한 GNSS 방식으로 측정한 해발 위치 정보(이하, "GNSS 해발 위치 정보")를 추출한다.
위치 정보 생성부(120)는 해발의 위치를 측정하기 위한 기준이 되는 기준 해발층을 건물의 실내와 실외 경계층에 위치하는 제3 해발층(E3)으로 결정하고, GNSS 방식으로 측정한 제3 해발층(E3)의 해발 높이 정보와 건물의 각 층 사이의 실제 높이를 이용하여 각 층의 GNSS 해발 높이 정보를 생성하고, 각 층의 GNSS 해발 높이 정보와 각 층에 위치하는 적어도 하나의 액세스 포인트의 식별 정보를 매핑시켜 미리 저장한다.
해발 위치 제공부(140)는 건물에서 제3 해발층(E3)보다 낮으며 실내에 위치하는 제4 해발층(E4)에 대한 실내 해발 위치를 추출해야 하는 경우, 제4 해발층(E4)에 위치하는 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트의 식별 정보를 이용하여 매핑된 제4 해발층(E4)에 대한 GNSS 해발 높이 정보를 추출한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 실내 해발 위치에 대한 GNSS 해발 높이 정보를 생성하는 경우에도 특정한 액세스 포인트들이 특정 층(floor)에 항상 위치하고 있으므로, 실내에서 해발 위치를 측정하려는 해당 층에 위치하는 액세스 포인트별 식별 정보를 이용하여 현재 GNSS 해발 높이 정보를 제공할 수 있다.
도 10은 도 3에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치측정 장치에서 GNSS 방식으로 실내 위치를 측정하는 순서를 나타내는 도면이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치측정 장치(100)의 기준 위치 표시부(110)는 디지털 지도(200)에 복수의 기준 위치를 표시한다(S100). 기준 위치 표시부(110)는 실내 위치 측정에 필요한 복수의 기준 위치의 GNSS 좌표 정보를 결정한다(S110).
위치 정보 생성부(120)는 복수의 기준 위치에 대한 GNSS 좌표 정보가 결정되면, 복수의 기준 위치 각각으로 실제 액세스 포인트들이 전송하는 무선 전파 신호의 세기를 측정한다. 위치 정보 생성부(120)는 무선 전파 신호를 이용하여 각 액세스 포인트들에 대한 식별 정보를 검출하여 액세스 포인트들을 구분한다. 그리고, 위치 정보 생성부(120)는 복수의 기준 위치 각각에 액세스 포인트별로 전달되는 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 기준 위치 정보를 생성하고 저장한다(S120)[도 6참고].
실내 위치 제공부(130)는 건물 내부에서 실제 위치를 측정하려는 임의의 실내 위치로 액세스 포인트들이 전송하는 무선 전파 신호들의 세기를 측정한다. 실내 위치 제공부(130)는 복수의 기준 위치 각각에 대한 기준 위치 정보와 임의의 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호들을 이용하여 임의의 실내 위치에서의 GNSS 위치 정보를 추출한다(S120)[도 7참고].
이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 건물의 복수의 기준 위치마다 GNSS 좌표 정보를 결정하고, 각 기준 위치로 액세스 포인트들이 전달하는 무선 전파 신호를 측정하여 기준 위치 정보를 생성하며, 기준 위치 정보와 실제 위치를 측정하려는 임의의 실내 위치로 전달되는 무선 전파 신호들을 비교하여 GNSS 방식으로 위치 정보를 추출함에 따라 실내 및 실외에서의 위치 측정 연속성을 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에서는 실제 위치를 측정하려는 실내 경로에 포함되는 임의의 실내 위치에 대한 무선 전파 신호들과 디지털 도면상의 측정 경로에 포함되는 복수의 기준 위치에 대한 기준 위치 정보가 상호 연관성을 유지함에 따라 종래 실내 위치 측정 방식들이 제공하지 못하는 GNSS 위치 정보 형태로 위치 정보를 제공할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 실내 위치측정 장치
110: 기준 위치 표시부
120: 위치 정보 생성부
130: 실내 위치 제공부
140: 해발 위치 제공부

Claims (10)

  1. 건물의 실내 환경을 나타내는 디지털 지도상에서 복수의 기준 위치들에 대한 GNSS 좌표 정보를 표시하는 기준 위치 표시부;
    상기 복수의 기준 위치들로 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 각 기준 위치에 대한 기준 위치 정보를 생성하는 위치 정보 생성부; 및
    상기 건물 내부에서 위치를 측정하려는 실내 위치로 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호들을 측정하며, 상기 각 기준 위치에 대한 상기 기준 위치 정보와 상기 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호들을 이용하여 상기 실내 위치에서의 GNSS 위치 정보를 추출하는 실내 위치 제공부
    를 포함하는 실내 위치 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준 위치 표시부는,
    상기 디지털 지도상의 상기 건물의 실내와 실외의 경계 좌표를 측정하고, 상기 실내와 실외의 경계 좌표를 기준으로 상기 GNSS 좌표 정보를 결정하는 실내 위치 측정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 정보 생성부는,
    상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트에 대한 식별 정보들을 검출하고, 상기 식별 정보들을 이용하여 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트를 구분하며, 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트별로 전달되는 상기 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 각 기준 위치에 대한 상기 기준 위치 정보를 생성하는 실내 위치 측정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 실내 위치 제공부는,
    상기 각 기준 위치에 대한 기준 위치 정보와 상기 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호를 비교하고, 상기 비교한 결과에 따른 오차를 보정하여 상기 실내 위치에서의 상기 GNSS 위치 정보를 추출하는 실내 위치 측정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 정보 생성부는,
    상기 건물의 임의의 층을 해발의 위치를 측정하기 위한 기준이 되는 기준 해발층으로 결정하여 GNSS 방식으로 측정한 해발 높이와 상기 건물의 각 층 사이의 실제 높이를 이용하여 각 층의 GNSS 해발 높이 정보를 생성하고, 상기 각 층의 GNSS 해발 높이 정보와 상기 건물의 각 층에 위치하는 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트의 식별 정보를 매핑시켜 미리 저장하는 실내 위치 측정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 실내 위치 제공부는,
    상기 건물에서 측정하려는 실내 해발층에 위치하는 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트의 식별 정보를 이용하여 상기 실내 해발층에 대한 GNSS 해발 높이를 추출하는 실내 위치 측정 장치.
  7. 건물의 실내 환경을 나타내는 디지털 지도상에서 복수의 기준 위치들에 대한 GNSS 좌표 정보를 표시하는 단계;
    상기 복수의 기준 위치들로 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 각 기준 위치에 대한 기준 위치 정보를 생성하고 저장하는 단계;
    상기 건물 내부에서 위치를 측정하려는 실내 위치로 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트가 전송하는 무선 전파 신호들을 측정하는 단계; 및
    상기 복수의 기준 위치들에 대한 상기 기준 위치 정보와 상기 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호들을 이용하여 상기 실내 위치에서의 GNSS 위치 정보를 추출하는 단계
    를 포함하는 실내 위치 측정 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 GNSS 좌표 정보를 표시하는 단계는,
    상기 디지털 지도상의 상기 건물의 실내와 실외의 경계 좌표를 측정하는 단계; 및
    상기 실내와 실외의 경계 좌표를 기준으로 상기 GNSS 좌표 정보를 결정하여 표시하는 단계를 포함하는 실내 위치 측정 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 기준 위치 정보를 생성하고 저장하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트에 대한 식별 정보들을 검출하는 단계;
    상기 식별 정보들을 이용하여 상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트를 구분하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 무선 IP 네트워크 액세스 포인트별로 전달되는 상기 무선 전파 신호의 세기를 측정하여 각 기준 위치에 대한 상기 기준 위치 정보를 생성하는 단계를 포함하는 실내 위치 측정 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 GNSS 위치 정보를 추출하는 단계는,
    상기 각 기준 위치에 대한 기준 위치 정보와 상기 실내 위치로 전송되는 무선 전파 신호를 비교하는 단계; 및
    상기 비교한 결과에 따른 오차를 보정하여 상기 실내 위치에서의 GNSS 위치 정보를 추출하는 단계를 포함하는 실내 위치 측정 방법.
KR1020110049770A 2010-12-22 2011-05-25 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법 KR20120071291A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100132871 2010-12-22
KR20100132871 2010-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120071291A true KR20120071291A (ko) 2012-07-02

Family

ID=46706368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110049770A KR20120071291A (ko) 2010-12-22 2011-05-25 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120071291A (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016125931A1 (ko) * 2015-02-05 2016-08-11 (주)위니텍 무선신호 발신장치를 이용한 실내 위치측정 시스템 및 그 방법
WO2017052257A1 (ko) * 2015-09-25 2017-03-30 네이버비즈니스플랫폼 주식회사 실내 및 실외 통합 측위 제공 방법 및 시스템
KR101890283B1 (ko) * 2018-06-04 2018-08-21 (주)네트 실내외 측위장치 및 그것을 포함하는 측위시스템
KR20200082460A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 광운대학교 산학협력단 실내 경로 손실 모델링을 위한 cnn 학습 데이터 생성 방법 및 그 장치와, 이를 이용한 실내 경로 손실 모델링 방법 및 그 장치
KR20200115898A (ko) 2019-03-28 2020-10-08 (주)제로웹 Gnss 신호기반 건물 내외부 위치여부 판별방법
US10849205B2 (en) 2015-10-14 2020-11-24 Current Lighting Solutions, Llc Luminaire having a beacon and a directional antenna
WO2023022312A1 (ko) * 2021-08-19 2023-02-23 고려대학교 산학협력단 실내 측위를 위한 맵 압축 방안

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016125931A1 (ko) * 2015-02-05 2016-08-11 (주)위니텍 무선신호 발신장치를 이용한 실내 위치측정 시스템 및 그 방법
WO2017052257A1 (ko) * 2015-09-25 2017-03-30 네이버비즈니스플랫폼 주식회사 실내 및 실외 통합 측위 제공 방법 및 시스템
US10440518B2 (en) 2015-09-25 2019-10-08 Naver Business Platform Corporation Method and system for providing integrated indoor and outdoor positioning
US10849205B2 (en) 2015-10-14 2020-11-24 Current Lighting Solutions, Llc Luminaire having a beacon and a directional antenna
KR101890283B1 (ko) * 2018-06-04 2018-08-21 (주)네트 실내외 측위장치 및 그것을 포함하는 측위시스템
KR20200082460A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 광운대학교 산학협력단 실내 경로 손실 모델링을 위한 cnn 학습 데이터 생성 방법 및 그 장치와, 이를 이용한 실내 경로 손실 모델링 방법 및 그 장치
KR20200115898A (ko) 2019-03-28 2020-10-08 (주)제로웹 Gnss 신호기반 건물 내외부 위치여부 판별방법
WO2023022312A1 (ko) * 2021-08-19 2023-02-23 고려대학교 산학협력단 실내 측위를 위한 맵 압축 방안

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Maghdid et al. Seamless outdoors-indoors localization solutions on smartphones: Implementation and challenges
KR102252566B1 (ko) 로케이션 서비스를 개선하기 위해 3차원 로케이션 정보를 사용하기 위한 시스템 및 방법
Muthukrishnan et al. Towards smart surroundings: Enabling techniques and technologies for localization
Bell et al. WiFi-based enhanced positioning systems: accuracy through mapping, calibration, and classification
CN108027419A (zh) 自组织混合室内定位系统
KR20120071291A (ko) 무선통신을 이용하여 실내 위치를 측정하기 위한 실내 위치 측정 장치 및 방법
EP2527861A2 (en) Wireless position determination using adjusted round trip time measurements
KR101247964B1 (ko) 비콘을 이용한 전파식별 리더의 위치 측정 방법 및 그를 위한 전파식별 시스템
KR20080103254A (ko) 비콘을 이용한 전파식별 리더의 위치 측정 방법 및 그를위한 전파식별 시스템
CN107003378A (zh) 确定具有合成天线阵列的便携式电子装置的地理位置
CN102224430A (zh) 节点处理延迟的网络中心式确定
JP2013515952A (ja) 電磁信号源の位置特定
CN102216734A (zh) 使用运动传感器的基于无线的定位调整
Elazab et al. Integrated cooperative localization for connected vehicles in urban canyons
CA2946686C (en) Location error radius determination
CN108445520A (zh) 一种基于云端的室内外建图方法、装置、电子设备及计算机程序产品
KR101709411B1 (ko) 가중치 삼변측량법에 기반한 위치 측정 방법과 이를 이용한 실내 측위 방법
US20230314603A1 (en) Ad hoc positioning of mobile devices using near ultrasound signals
US11864152B2 (en) Location determination using acoustic-contextual data
Khalel Position location techniques in wireless communication systems
TW201140123A (en) Locating electromagnetic signal sources
KR101058098B1 (ko) 다른 단말기의 위치정보 및 그 위치정보의 신뢰도에 따라 자신의 위치를 측정하는 단말기 및 시스템 그리고 그 위치 측정 방법
Riesebos et al. Smartphone-based real-time indoor positioning using BLE beacons
Cho et al. Performance tests for wireless real-time localization systems to improve mobile robot navigation in various indoor environments
Moutinho et al. Indoor Sound Based Localization: Research Questions and First Results

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid