KR20130000851A - 실시간 위치 추적 장치 및 그의 위치 추적 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 위치 추적장치는 무선인식 리더를 통해 위치 추적 대상에 장착되는 무선 인식 태그의 거리 값을 제공받고, 상기 무선인식 태그가 위치할 수 있는 전체 공간을 좌표화한 맵 데이터 및 상기 거리 값을 이용하여 상기 무선인식 태그의 위치를 추적한다.
Description
본 발명은 실시간 위치 추적 장치 및 그의 위치 추적 방법에 관한 것으로, 특히 실시간 위치 추적 기술을 이용하여 실내에서 효과적인 위치 파악을 수행할 수 있는 실시간 위치 추적 장치 및 그의 위치 추적 방법에 관한 것이다.
실시간 위치 추적 시스템(Real Time Locating System : RTLS)은 RTLS 태그, RTLS 리더 및 RTLS 서버로 구성되며, RTLS 태그는 자신의 정보를 전달하는 역할을 하며, RTLS 리더는 RTLS 태그의 신호를 수신하고, 신호를 바탕으로 RTLS 태그와의 거리를 계산하여 RTLS 서버로 전달한다.
마지막으로 RTLS 서버는 RTLS 리더들로부터 거리 값을 전달받아 이를 이용하여 RTLS 태그의 위치를 결정짓는다.
이러한 RTLS의 응용분야는 유원지, 항만, 물류, 창고 등 사람이나 사물의 위치를 추적 하는 곳에 이용된다.
RTLS는 적용되는 환경의 특성상, 많은 수의 태그가 존재하고, 멀티패스, 비가시선(None Line of Sight : NLOS) 등 위치 측위 성능에 악영향을 미치는 요인들이 존재한다.
일반적인 RTLS의 경우, 리더의 수에 비하여 태그의 수가 월등히 많기 때문에, 하나의 리더는 여러 태그의 신호를 송수신하게 되어 있는데, 하나의 리더가 여러 태그와 통신하는 과정에서 많은 충돌이 발생하게 되며 이런 현상은 태그의 수가 늘어날수록 심해진다. 또한, 리더는 태그와의 LOS(Line of Sight)를 위해 높은 곳에 설치되게 되는데, 리더와 태그의 높이 차이로 인하여 송수신 거리가 줄어들게 된다.
이에 따라, 리더가 태그의 신호를 받게 되어도, 멀티패스 등을 통하여 신호를 수신한 경우에는 오차가 큰 거리 값을 측정하게 되어 정확한 태그의 위치 측위가 어렵게 된다.
또한, 태그의 위치 측정을 위해서는 반드시 3개 이상의 리더가 태그의 신호를 수신해야 하며, 따라서, 통신의 장애나 NLOS 등으로 인하여 신호가 수신되지 않아 3개 미만의 리더가 태그의 신호를 수신한 경우, 태그의 위치 추적은 실패하게 된다. 이러한 실제 환경에서의 많은 오차 요인들로 인하여 실시간 위치 추적 시스템은 정밀한 태그의 위치 추적 결과 및 동작을 보증할 수 없게 된다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 최소의 리더로 태그의 정확한 위치를 추적할 수 있는 실시간 위치 추적 장치 및 방법을 제공하도록 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 실시 예에서는 독립 공간 내에 설치된 하나의 리더만으로 상기 독립 공간 내에 접근한 태그의 정확한 위치를 인식할 수 있는 실시간 위치 추적 장치 및 그의 위치 추적 방법을 제공하도록 한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 위치 추적장치는 무선인식 리더를 통해 위치 추적 대상에 장착되는 무선 인식 태그의 거리 값을 제공받고, 상기 무선인식 태그가 위치할 수 있는 전체 공간을 좌표화한 맵 데이터 및 상기 거리 값을 이용하여 상기 무선인식 태그의 위치를 추적한다.
바람직하게, 상기 실시간 위치 추적 장치는, 상기 무선인식 리더로부터 전송되는 거리 값을 수신하는 수신부와, 상기 맵 데이터를 저장하는 저장부와, 상기 수신된 거리 값 및 상기 저장된 맵 데이터를 이용하여 상기 무선인식 태그의 위치를 추적하는 위치 추적부를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 저장부에 저장되는 맵 데이터는, 상기 무선인식 태그가 위치할 수 있는 전체 공간을 좌표화한 제 1 좌표 정보와, 상기 제 1 좌표 정보에 기초하여, 상기 무선인식 리더가 설치된 위치에 대응되는 좌표값들로 이루어진 제 2 좌표 정보를 포함하여 구성된다.
더욱 바람직하게, 상기 위치 추적부는, 상기 제 2 좌표정보를 이용하여 상기 거리 값을 전송하는 무선인식 리더의 위치에 대응되는 제 1 좌표값을 추적하고, 상기 제 1 좌표정보를 이용하여 상기 제 1 좌표값으로부터 상기 전송된 거리 값 반경 내에 존재하는 복수의 제 2 좌표값을 추적하며, 상기 추적한 복수의 제 2 좌표값 중 어느 하나의 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식한다.
더욱 바람직하게, 상기 전체 공간은 복수의 독립 공간을 포함하며, 상기 제 1 좌표 정보는 상기 각각의 독립 공간에 따라 구분된 복수의 제 3 좌표 정보들로 이루어진다.
더욱 바람직하게, 상기 위치 추적부는, 상기 추적한 제 1 좌표값에 기초하여, 상기 무선인식 리더가 설치된 독립 공간에 대응되는 제 3 좌표 정보를 확인하고, 상기 추적된 복수의 제 2 좌표값 중 상기 제 3 좌표 정보 내에 포함된 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식한다.
더욱 바람직하게, 상기 맵 데이터는, 상기 무선인식 태그가 실제 접근할 수 있는 위치에 대응되는 제 4 좌표 정보를 더 포함하며, 상기 위치 추적부는, 상기 추적한 제 2 좌표값 중 상기 제 4 좌표 정보 내에 포함된 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식한다.
더욱 바람직하게, 상기 무선인식 리더는, 하나의 독립 공간 내에 단일 개 설치어 상기 무선인식 태그의 거리 값을 상기 수신부로 전송한다.
더욱 바람직하게, 상기 무선인식 리더는, TWR(Two Way Ranging) 기법을 이용하여 상기 접근한 무선인식 태그와의 거리 값을 측정한다.
본 발명의 실시 예에 따른 실시간 위치 추적 방법은 위치 추적 대상에 부착된 무선인식 태그가 무선인식 리더에 접근하는 단계; 상기 무선인식 리더를 통해 상기 접근한 무선인식 태그와의 거리가 측정되고, 상기 측정된 거리에 대한 거리 값이 위치인식 서버로 전송되는 단계; 및 상기 위치인식 서버에서 기저장된 맵 데이터 및 상기 전송되는 거리 값을 이용하여 상기 무선인식 태그의 위치를 추적하는 단계를 포함하며, 상기 맵 데이터는 상기 무선인식 태그가 위치할 수 있는 전체 공간을 좌표화한 제 1 좌표정보를 포함한다.
바람직하게, 상기 맵 데이터는 상기 무선인식 리더가 설치된 위치에 대응되는 제 2 좌표 정보를더 포함하며, 상기 위치를 추적하는 단계는, 상기 제 2 좌표정보를 이용하여 상기 무선인식 리더의 설치 위치에 따른 제 1 좌표값을 추적하는 단계와, 상기 제 1 좌표정보에 포함된 모든 좌표값 중 상기 제 1 좌표값을 기준으로 상기 전송된 거리 값 반경 내에 위치한 복수의 제 2 좌표값을 추적하는 단계와, 상기 추적한 복수의 제 2 좌표값 중 어느 하나의 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식하는 단계를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 전체 공간은 복수 개의 독립 공간으로 구분되며, 상기 제 1 좌표정보는 각각의 독립 공간을 좌표화한 복수 개의 제 3 좌표정보들로 이루어진다.
더욱 바람직하게, 상기 위치를 추적하는 단계는, 상기 복수의 제 3 좌표정보 중 상기 추적한 제 1 좌표값을 포함하는 제 3 좌표정보를 확인하는 단계와, 상기 추적한 복수의 제 2 좌표값 중 상기 확인한 제 3 좌표 정보 내에 포함된 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식하는 단계를 더 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 전체 공간은, 상기 무선인식 태그의 접근이 가능한 공간과, 접근이 불가능한 공간으로 구분되며, 상기 맵 데이터는 상기 무선인식 태그의 접근 가능 공간에 대한 좌표값들로 이루어진 제 4 좌표정보를 더 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 위치를 추적하는 단계는 상기 제 3 좌표 정보 내에 포함된 제 2 좌표값이 확인되면, 상기 확인된 제 2 좌표값 중 상기 제 4 좌표정보 내에 포함된 제 2 좌표값을 재확인하는 단계와, 상기 재확인된 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 최종 위치로 인식하는 단계를 더 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 무선인식 리더는, 하나의 독립 공간 내에 단일개 설치된다.
더욱 바람직하게, 상기 무선인식 리더는, TWR(Two Way Ranging) 기법을 이용하여 상기 접근한 무선인식 태그와의 거리 값을 측정한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 위치 추적을 위한 전체 공간을 좌표화한 맵 데이터를 이용하여 무선인식 태그의 위치를 측정하므로, 위치추적이 불가능한 환경에서도 보다 정확하게 무선인식 태그의 위치를 추적할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기 맵 데이터를 이용하여 무선인식 태그의 위치를 추적함으로써, 하나의 무선인식 리더만을 이용하여 정확한 무선인식 태그의 위치를 추적할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 기법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 위치인식 장치의 상세 구성도이다.
도 4 내지 7은 본 발명의 실시 예에 따른 맵 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 9는 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 위치 추적 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 기법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 위치인식 장치의 상세 구성도이다.
도 4 내지 7은 본 발명의 실시 예에 따른 맵 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 9는 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 위치 추적 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 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.
제1, 제2 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 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 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 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 가진다. 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.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 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.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 위치 추적 시스템의 개략 구성도이다.
도 1을 참조하면, 실시간 위치 추적 시스템은 무선인식 태그(100)와, 무선인식 장치(200)와, 위치인식 서버(300)를 포함한다.
무선인식 태그(100)는 위치 추적 대상에 부착되어, 내부에 저장된 인식 정보를 무선인식 장치(200)로 전송한다.
즉, 무선인식 태그(100)가 장착되는 대상이 복수 개일 수 있는데, 실시간 위치 추적을 통해 위치를 확인하거나 추적하기 위한 사람, 동물 혹인 사물일 수 있다. 예를 들면, 출/퇴근자, 어린이, 노인, 정신 장애자, 애완동물 등의 사람 또는 동물이거나, 상품, 미술품, 노트북, PDA, 자동차 등의 사물일 수 있다
여기서, 무선인식 태그(100)는 후술할 무선인식 장치(200)의 탐색 신호를 인식하고, 이에 반응하여 무선 주파수를 통하여 자신의 인식정보가 포함된 응답신호를 송신한다.
무선인식 장치(200)는 무선인식 태그(100)가 접근함에 따라 상기 무선인식 태그(100)로부터 전송되는 응답신호를 수신하여, 상기 접근한 무선인식 태그(100)의 정보를 획득한다.
또한, 무선인식 장치(200)는 후술할 위치인식 서버(300)의 거리 요청에 따라 상기 무선인식 태그(100)와의 거리 값을 측정하고, 상기 측정한 거리 값을 위치인식 서버(300)로 전송한다. 이때, 상기 무선인식 장치(200)는 상기 거리 값 이외에도 상기 획득한 무선인식 태그(100)의 인식 정보가 포함된 응답신호를 상기 위치인식 서버(300)로 전송한다. 상기 무선인식 장치(200)는 상기 태그(100)의 접근을 인식하는 무선인식 리더라고도 이름할 수 있을 것이다.
이때, 상기 무선인식 장치(200)는 TWR(Two Way Ranging) 기법을 이용하여 상기 무선인식 태그(100)와의 거리 값을 측정한다.
상기 TWR(Two Way Ranging) 기법은 양방향 통신이 가능한 RTLS 기반 기술의 하나로, IR-UWB, CSS 등의 기술을 사용할 수 있는데, 이러한 기술들은 송/수신단의 전파 도달 시간, 즉, ToF(Time of Flight) 기반으로 상기 위치 값을 인식할 수 있는 방법이다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 무선인식 장치(200)는 무선신호의 도착 시간(TOA:Time-of-Arrival)을 이용하여 상기 태그(100)와의 거리를 측정한다. 이를 위해, 상기 태그(100)는 주기적으로 블링크 신호를 전송하며, 상기 무선인식 장치(200)는 상기 블링크 신호의 수신 상태(수신 시점)에 의거하여 상기 거리를 측정한다.
상기 무선 신호의 도착 시간은 다음과 같은 수학식에 의해 계산될 수 있다.
상기 무선인식 장치(200)는 상기 접근한 태그(100)와의 거리가 측정되면, 상기 측정된 거리에 대한 거리 값을 위치인식 서버(300)로 전송한다.
위치인식 서버(300)는 상기 거리 값을 전송한 위치인식 서버(300)의 위치정보와, 상기 전송되는 거리 값을 이용하여 상기 태그(100)의 위치를 인식한다.
이때, 상기 위치인식 서버(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수신부(310), 저장부(320) 및 위치 추적부(330)를 포함한다.
수신부(310)는 상기 무선인식 장치(200)와 통신을 하여, 상기 무선인식 장치(200)를 통해 측정된 상기 태그(100)의 거리 값을 수신한다. 이때, 상기 수신부(310)는 상기 거리 값 이외에도 상기 접근한 태그(100)가 가지는 고유의 식별정보도 수신한다.
저장부(320)는 상기 위치인식 서버(300)에서 상기 태그(100)의 위치를 인식 동작을 수행하기 위해 필요한 다양한 정보들을 저장하고 있다.
특히, 저장부(320)는 상기 태그(100)가 접근할 수 있는 전체 공간을 하나의 좌표로 표시한 좌표정보를 포함하는 맵 데이터를 저장한다.
상기 맵 데이터는 위치 추적이 필요한 전체 공간을 하나의 좌표로 표시하고, 상기 좌표를 이용하여 상기 접근한 태그(100)의 위치를 추적할 수 있도록 하는 좌표정보이다. 즉, 상기 맵 데이터는 각 영역의 좌표 스케일 및 위치 좌표를 맵 데이터 상의 블록으로 미리 데이터베이스화한 정보일 수 있다.
여기에서, 상기 위치 추적이 필요한 전체 공간을 도 4에 도시된 바와 같다.
즉, 상기 전체 공간은 사무실 및 회의실 등을 포함하는 실내 공간일 수 있다. 상기 전체 공간에는 상기 태그(100)의 접근을 인식하고, 상기 접근한 태그(100)와의 거리를 측정하기 위한 무선인식 장치(200)가 설치되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같은, 전체 공간상에서 상기 태그(100)의 위치를 인식하고자 할 때에는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 전체 공간을 좌표화한 제 1 좌표 정보(500)를 생성하고, 상기 생성한 제 1 좌표 정보(500)로 이루어진 맵 데이터를 상기 저장부(320)에 저장한다.
상기 제 1 좌표 정보(500)는 기설정된 단위로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 전체 공간이 50m*50m일 경우, 상기 제 1 좌표 정보(500)는 50cm*50cm 단위로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 좌표 정보(500)가 50cm*50cm로 형성되는 경우, 상기 제 1 좌표 정보(500)를 이루는 네 모서리의 좌표값은 (0,0), (0,100), (100,0) 및 (100,100)을 포함하게 된다.
이때, 상기 제 1 좌표 정보(500)가 기설정된 특정 단위로 형성되기 때문에, 만약, 상기 제 1 좌표 정보(500) 내에서 상기 태그(100)가 (50,50) 좌표값에 위치한 경우, 상기 위치 추적부(330)는 상기 태그(100)의 위치를 상기 전체 공간의 최초 시작지점에서 우측 방향으로 25m, 하측 방향으로 25m 떨어진 지점을 상기 태그(100)의 위치로 인식할 수 있을 것이다. 결론적으로, 상기 위치 추적부(330)는 상기 제 1 좌표정보(500) 내에서 상기 태그(100)의 위치에 대응되는 좌표값을 인식하여, 실제 상기 태그(100)의 위치를 인식하는 것이다.
그러나, 상기와 같이 제 1 좌표 정보(500)만이 존재하는 경우, 상기 무선인식 장치(200)로부터는 상기 무선인식 장치(200)와 상기 태그(100) 간의 거리 값만이 전송되기 때문에, 상기 태그(100)의 위치를 인식할 수 없게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 맵 데이터는 상기와 같은 제 1 좌표 정보(500) 뿐만 아니라, 상기 제 1 좌표 정보(500) 내에서 본 발명의 실시 예에 따른 무선인식 장치(200)가 설치된 위치에 따른 좌표값을 포함하는 제 2 좌표 정보(600)를 더 포함한다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 맵 데이터는 상기 제 1 좌표 정보(500) 내에서 각각의 무선인식 장치(200)가 설치된 위치에 대응되는 제 2 좌표 정보(600)를 더 포함한다.
이때, 상기 각각의 무선인식 장치(200)는 고유 식별정보를 가지며, 이에 따라 상기 위치인식 서버(300)로 상기 태그(100)와의 거리 값을 전송하는 경우, 상기 자신의 고유 식별정보도 함께 전송한다.
위치 추적부(300)는 상기 무선인식 장치(200)로부터 거리 값이 전송되는 경우, 우선적으로 상기 무선인식 장치(200)의 식별정보를 이용하여 상기 무선인식 장치(200)의 위치를 인식한다.
즉, 위치 추적부(300)는 상기 제 2 좌표 정보(600) 내에서 상기 무선인식 장치(200)의 식별정보에 대응되는 좌표값(이하, 다른 좌표값과 구분하기 위해, 이를 제 1 좌표값이라 함)을 추출한다. 예를 들어, 상기 무선인식 장치(200)가 제 1 무선인식 장치(200a)인 경우, 상기 위치 추적부(300)는 상기 제 1 좌표값을 (1,3)으로 인식할 수 있다.
이후, 상기 위치 추적부(300)는 상기 인식한 제 1 좌표값과, 상기 전송되는 거리 값을 이용하여 상기 태그(100)의 위치를 인식한다.
예를 들어, 상기 전송되는 거리 값이 50cm인 경우, 상기 위치 추적부(300)는 상기 제 1 좌표값에서 상기 전송된 거리 값 반경 내에 위치한 좌표값(이하, 다른 좌표값과 구분하기 위해 이를 제 2 좌표값이라 함), 보다 구체적으로, 상기 제 1 좌표값에서 50cm 떨어진 제 2 좌표값을 확인한다.
이때, 상기 제 2 좌표값은 상기 제 1 좌표값으로부터 일정 반경 내에 위치한 좌표값이므로, 복수 개 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기와 같은 경우, 상기 제 2 좌표값은 (0,2), (1,2), (2,2), (2,3), (2,4), (1,4), (0,4) 및 (0,2)일 수 있다.
이에 따라, 상기 위치 추적부(300)는 상기와 같은 복수의 제 2 좌표값 중 어느 하나의 제 2 좌표값을 상기 접근한 태그(100)의 위치로 인식한다.
이때, 상기 무선인식 장치(200)가 방향성을 갖는 복수의 안테나를 구비한 경우, 상기 위치 추적부(300)는 상기 무선인식 장치(200)로부터 방향성 정보를 수신하여 상기 태그(100)의 정확한 위치를 인식할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 방향성 정보가 우측 방향성 정보인 경우, 상기 위치 추적부(300)는 상기 제 1 좌표값을 기준으로 우측 방향에 위치한 (2,3) 좌표값을 상기 태그(100)의 위치로 인식할 수 있다.
그러나, 상기 무선인식 장치(200)가 방향성을 갖는 복수의 안테나로 구성되지 않을 수 있으므로, 본 발명의 실시 예에 따른 맵 데이터는 보다 정확한 태그 위치를 인식하기 위한 제 3 좌표 정보를 더 포함한다.
상기 제 3 좌표 정보는 도 4에 도시된 바와 같은 전체 공간을 복수의 독립공간으로 구분하고, 그에 따라 상기 구분된 각각의 독립 공간에 대한 좌표정보이다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 맵 데이터는 상기 전체 공간을 복수의 독립공간으로 구분하고, 상기 구분된 각각의 독립 공간에 대한 좌표 정보(710,720,730,740,750,760,770,780,790)를 나타내는 제 3 좌표정보를 포함한다.
다시 말해서, 상기 제 1 좌표 정보(500)는 상기 태그(100)의 위치 추적을 위한 전체 공간에 대한 하나의 좌표정보이고, 상기 제 3 좌표정보(710,720,730,740,750,760,770,780,790)는 상기 하나의 좌표정보를 각각의 독립 공간으로 분할한 복수의 좌표정보이다. 결론적으로, 상기 제 3 좌표 정보(710,720,730,740,750,760,770,780,790)는 상기 제 1 좌표 정보(500) 내에 포함될 수 있으며, 상기 제 3 좌표 정보(710,720,730,740,750,760,770,780,790)의 집합이 상기 제 1 좌표 정보(500)를 의미할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명에 따른 실시 예에서의 무선인식 장치(200)는 하나의 독립 공간에 단일개로 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기와 같은 독립 공간을 일반적으로 좁은 공간으로 이루어져 있으며, 좁은 공간에 복수 개의 무선인식 장치(200)를 설치한다면, 실시간 위치 추적 시스템 설치를 위한 비용이 증가하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 하나의 독립 공간에 하나의 무선인식 장치(200)만을 설치한 후, 상기와 같은 맵 데이터 및 상기 독립 공간에 단일개로 설치된 무선인식 장치(200)를 이용하여 상기 태그(100)의 위치를 인식할 수 있도록 한다.
상기 위치 추적부(330)는 상기와 같은 제 3 좌표 정보가 더 포함된 맵 데이터를 이용하여 상기 태그(100)의 위치를 인식하도록 한다.
다시 말해서, 상기 태그(100)가 제 1 독립 공간에 진입한 경우, 상기 태그(100)에 대한 위치 정보는 상기 제 1 독립 공간 안에 설치된 무선인식 장치에서 인식될 것이다.
즉, 상기와 같은 독립 공간은 분리 벽에 의해 서로 다른 공간과 분리되어 있기 때문에, 상기 태그가 진입한 독립 공간 내에 설치된 무선인식 장치에서 상기 태그의 위치가 인식될 가능성이 크다. 이때, 다른 독립공간에서도 상기 태그의 위치가 인식될 수도 있겠지만, 상기 다른 독립공간에 위치한 무선인식 장치에서는 상기 태그로부터 전송되는 신호의 세기가 약하기 때문에, 상기 신호의 세기를 이용하여 상기 접근한 태그가 위치한 독립 공간을 확인할 수 있을 것이다.
예를 들어, 상기 태그(100)의 접근이 제 1 무선인식 장치에서 인식된 경우, 우선적으로 상기 위치 추적부(330)는 상기 제 2 좌표 정보 내에서 상기 제 1 무선인식 장치가 설치된 제 1 좌표값을 확인한다. 또한, 위치 추적부(330)는 상기 제 1 좌표값이 확인된 경우, 상기 제 1 좌표값을 포함하는 제 3 좌표 정보를 확인한다. 다시 말해서, 상기 위치 추적부(300)는 상기 태그(100)의 접근을 인식한 무선인식장치가 설치된 독립 공간에 대응되는 제 3 좌표 정보를 확인한다. 그리고, 상기 위치 추적부(300)는 상기 제 3 좌표 정보가 확인되면, 상기 확인된 제 2 좌표값 중 제 3 좌표 정보 내에 포함되어 있는 제 2 좌표값을 상기 태그(100)의 위치로 인식하게 된다.
즉, 상기 제 1 좌표값을 기준으로 일정 반경 내에 위치한 제 2 좌표값은, 하나의 동일한 독립 공간에 대응되는 좌표값만을 포함하고 있을 수 있지만, 복수의 독립 공간에 대응되는 좌표값을 포함하고 있을 수 있다.
이에 따라, 상기 위치 추적부(330)는 상기 확인된 제 2 좌표값 중 상기 무선인식장치가 위치한 독립 공간 내에 포함된 제 2 좌표값만을 이용하여 상기 태그(100)의 위치를 인식하게 된다. 예를 들어, 상기 확인된 제 2 좌표값이 총 6개이고, 이 중 3개는 제 1 독립 공간 내에 포함된 좌표값이고, 다른 3개는 제 2 독립 공간 내에 포함된 좌표값이며, 상기 태그(100)의 접근을 인식한 무선인식 장치가 제 1 독립 공간 내에 설치된 경우, 상기 위치 인식부(330)는 상기 제 1 독립 공간 내에 포함된 3개의 제 2 좌표값 중 어느 하나의 제 2 좌표값을 상기 태그(100)의 위치로 인식할 수 있을 것이다.
한편, 상기와 같이 태그(100)의 위치를 추적하여도, 실제 상기 태그(100)의 위치는 복수 개의 좌표값으로 인식될 수 있을 것이다. 즉, 상기 예에서도 설명하였듯이, 상기 태그(100)의 위치는 총 3개의 좌표값으로 인식될 수 있을 것이다.
이에 따라, 본 발명에서는 상기 태그(100)가 위치할 수 있는 공간에 대한 좌표값과, 상기 태그(100)가 위치할 수 없는 공간에 대한 좌표값으로 이루어진 제 4 좌표 정보를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 맵 데이터는 상기 태그(100)가 위치할 수 있는 공간, 예를 들어 별도의 장애물이 없는 공간에 대한 정보와, 상기 태그(100)가 위치할 수 없는 공간, 예를 들어, 장애물이 위치한 공간에 대한 정보를 포함하는 제 4 좌표 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 4 좌표 정보는 장애물, 예를 들어 탁자나 책장, 사물함 등이 설치된 위치에 대한 좌표값에 대한 정보와, 상기 장애물이 위치하지 않은 좌표값에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 위치 인식부(330)는 상기 제 4 좌표 정보를 이용하여 상기와 같이 확인한 제 2 좌표값 중 어느 하나의 제 2 좌표값을 상기 태그(100)의 위치로 인식한다. 예를 들어, 상기 확인된 제 2 좌표값이 총 3개이고, 이 중 하나의 좌표값만이 태그(100)가 위치할 수 있는 좌표에 대한 정보를 나타내는 제 4 좌표정보에 포함된 경우, 상기 좌표값을 상기 태그(100)의 위치로 인식한다.
결론적으로, 본 발명에 따른 실시 예에서는 제 1, 2, 3 및 4 좌표정보를 포함하는 맵 데이터를 이용하여 최소의 무선인식 장치(200)를 이용하여 상기 태그(100)의 정확한 위치를 계산하도록 한다.
즉, 우선적으로, 태그(100)의 접근을 인식한 무선인식 장치(200)의 위치를 확인하고, 그에 따라 상기 확인한 무선인식 장치(200)의 위치에 대응되는 독립 공간을 확인한다. 이후, 상기 독립 공간이 확인되면, 상기 무선인식 장치(200)의 위치를 기준으로 상기 독립 공간 내의 위치 중 상기 무선인식 장치(200)의 위치로부터 기측정된 상기 태그(100)의 거리 값 반경 내에 포함된 위치를 확인한다. 또한, 상기 거리 값 반경 내에 포함된 위치가 확인되면, 상기 확인된 위치 중 실제 상기 태그(100)가 위치할 수 있는 공간에 포함된 위치를 확인하고, 그에 따라 상기 최종적으로 확인된 위치를 상기 태그(100)의 위치를 인식하게 된다.
상기와 같이 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 위치 추적을 위한 전체 공간을 좌표화한 맵 데이터를 이용하여 무선인식 태그의 위치를 측정하므로, 위치추적이 불가능한 환경에서도 보다 정확하게 무선인식 태그의 위치를 추적할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기 맵 데이터를 이용하여 무선인식 태그의 위치를 추적함으로써, 하나의 무선인식 리더만을 이용하여 정확한 무선인식 태그의 위치를 추적할 수 있다.
도 8 및 9를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 실시간 위치 추적 방법을 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 우선적으로 무선인식 장치(200)는 주기적으로 태그(100)의 접근을 감지하고, 그에 따라 특정 태그(100)의 접근을 인식하게 된다(800단계).
이때, 상기 무선인식 장치(200)는 고정된 위치에 각각 설치될 수 있으며, 상기 설치된 무선인식 장치(200)는 상기 설치 위치에서 특정 태그(100)의 접근을 감지하게 된다.
다음으로, 무선인식 장치(200)는 상기 태그(100)의 접근이 인식되면, 위치인식 서버(300)의 거리 측정 명령에 따라 상기 태그(100)와의 거리 값을 측정한다(810단계).
즉, 무선인식 장치(200)는 TWR 기법을 이용하여 무선신호의 도착시간을 기준으로 상기 태그(100)와의 거리 값을 측정한다.
상기 태그(100)와의 거리 값이 측정되면, 무선인식 장치(200)는 상기 측정된 거리 값을 위치인식 서버(300)로 전송한다. 이때, 상기 무선인식 장치(200)는 상기 태그(100)로부터 획득한 상기 태그(100)가 가지는 고유 식별정보와, 자신의 고유 식별정보를 상기 거리 값과 함께 상기 위치인식 서버(300)로 전송할 수 있다.
위치인식 서버(300)는 상기 위치인식 서버(300)로부터 전송되는 신호와, 기저장된 맵 데이터를 이용하여 상기 접근한 태그(100)의 위치를 인식한다(820단계).
이하, 상기 태그(100)의 위치 인식 단계(820단계)를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 위치인식 서버(300)는 맵 데이터에 포함된 제 2 좌표 정보를 기준으로 상기 거리 값을 전송한 무선인식 장치(200)의 위치를 인식한다(900단계).
상기 제 2 좌표 정보는 위치 추적을 위한 전체 공간을 좌표화한 제 1 좌표정보에서 상기 무선인식 장치(200)가 설치된 좌표값을 의미한다.
즉, 위치인식 서버(300)는 상기 제 2 좌표 정보를 이용하여 상기 무선인식 장치(200), 바람직하게는 상기 태그(100)의 접근을 인식한 무선인식 장치(200)가 설치된 위치에 대응되는 제 1 좌표값을 확인한다. 상기 제 1 좌표값은 제 1 좌표 정보 내에서 실제 상기 거리 값을 전송한 무선인식 장치(200)가 설치되어 있는 위치의 좌표값을 의미한다.
다음으로, 위치인식 서버(300)는 상기 무선인식 장치(200)로부터 전송되는 거리 값을 이용하여, 상기 확인된 제 1 좌표값으로부터 상기 거리 값 반경 내에 위치하는 복수의 제 2 좌표값들을 확인한다(910단계).
즉, 위치인식 서버(300)는 상기 제 1 좌표값을 기준으로, 상기 거리 값만큼 떨어져있는 복수의 제 2 좌표값을 확인한다. 상기 제 2 좌표값은 제 1 좌표값을 기준으로 전후좌우 방향에 위치한 좌표값일 수 있다.
다음으로, 위치인식 서버(300)는 제 3 좌표 정보를 기준으로 상기 무선인식 장치(200)가 설치된 독립 공간을 확인한다(920단계),
상기 제 3 좌표 정보는 상기 위치추적을 위한 전체 공간을 복수의 독립 공간으로 구분하고, 그에 따라 상기 구분된 각각의 독립 공간에 대한 좌표 정보를 의미한다. 상기 독립 공간은 전체 공간에 대해 분리 벽 등으로 구분될 수 있다.
상기 독립 공간이 확인되면, 위치 인식 서버(300)는 상기 제 3 좌표 정보를 이용하여 상기 확인된 제 2 좌표값 중 상기 제 3 좌표정보 내에 포함되어 있는 제 2 좌표값들을 확인한다(930단계).
즉, 위치인식 서버(300)는 상기 확인된 제 2 좌표값들 중 상기 무선인식 장치(200)가 설치된 독립 공간에 포함된 제 2 좌표값, 또는 상기 제 1 좌표값이 존재하는 독립 공간에 포함되어 있는 제 2 좌표값을 확인한다. 이때, 상기 확인되는 제 2 좌표값은 복수 개일 수 있다.
다음으로, 위치인식 서버(300)는 제 4 좌표 정보를 이용하여 상기 확인된 제 2 좌표값 중 실제 태그(100)가 위치할 수 있는 공간에 대응되는 제 2 좌표값을 재확인한다(940단계).
즉, 탁자, 에어컨, 책상 등의 장애물이 설치된 영역에는 상기 태그(100)가 위치할 수 없다. 이에 따라, 상기 태그(100)가 위치할 수 있는 영역에 대한 좌표값들과, 태그(100)가 위치할 수 없는 영역에 대한 좌표값들로 이루어진 제 4 좌표 정보를 저장하고, 이에 따라 상기 제 4 좌표 정보를 이용하여 상기 제 2 좌표값 중 실제 태그(100)가 위치할 수 있는 영역에 대응되는 제 2 좌표값을 최종 확인한다.
다음으로, 위치인식 서버(300)는 상기 최종 확인된 제 2 좌표값을 상기 접근한 태그(100)의 최종 위치로 인식한다(950단계).
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 위치 추적을 위한 전체 공간을 좌표화한 맵 데이터를 이용하여 무선인식 태그의 위치를 측정하므로, 위치추적이 불가능한 환경에서도 보다 정확하게 무선인식 태그의 위치를 추적할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기 맵 데이터를 이용하여 무선인식 태그의 위치를 추적함으로써, 하나의 무선인식 리더만을 이용하여 정확한 무선인식 태그의 위치를 추적할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 무선인식 태그
200: 무선인식 장치
300: 위치인식 서버
200: 무선인식 장치
300: 위치인식 서버
Claims (17)
- 무선인식 리더를 통해 위치 추적 대상에 장착되는 무선 인식 태그의 거리 값을 제공받고, 상기 무선인식 태그가 위치할 수 있는 전체 공간을 좌표화한 맵 데이터 및 상기 거리 값을 이용하여 상기 무선인식 태그의 위치를 추적하는 실시간 위치 추적 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 실시간 위치 추적 장치는,
상기 무선인식 리더로부터 전송되는 거리 값을 수신하는 수신부와,
상기 맵 데이터를 저장하는 저장부와,
상기 수신된 거리 값 및 상기 저장된 맵 데이터를 이용하여 상기 무선인식 태그의 위치를 추적하는 위치 추적부를 포함하는 실시간 위치추적 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 저장부에 저장되는 맵 데이터는,
상기 무선인식 태그가 위치할 수 있는 전체 공간을 좌표화한 제 1 좌표 정보와,
상기 제 1 좌표 정보에 기초하여, 상기 무선인식 리더가 설치된 위치에 대응되는 좌표값들로 이루어진 제 2 좌표 정보를 포함하여 구성되는 실시간 위치추적 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 위치 추적부는,
상기 제 2 좌표정보를 이용하여 상기 거리 값을 전송하는 무선인식 리더의 위치에 대응되는 제 1 좌표값을 추적하고,
상기 제 1 좌표정보를 이용하여 상기 제 1 좌표값으로부터 상기 전송된 거리 값 반경 내에 존재하는 복수의 제 2 좌표값을 추적하며,
상기 추적한 복수의 제 2 좌표값 중 어느 하나의 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식하는 실시간 위치추적 장치. - 제 4항에 있어서,
상기 전체 공간은 복수의 독립 공간을 포함하며,
상기 제 1 좌표 정보는 상기 각각의 독립 공간에 따라 구분된 복수의 제 3 좌표 정보들로 이루어지는 실시간 위치추적 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 위치 추적부는,
상기 추적한 제 1 좌표값에 기초하여, 상기 무선인식 리더가 설치된 독립 공간에 대응되는 제 3 좌표 정보를 확인하고,
상기 추적된 복수의 제 2 좌표값 중 상기 제 3 좌표 정보 내에 포함된 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식하는 실시간 위치추적 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 맵 데이터는,
상기 무선인식 태그가 실제 접근할 수 있는 위치에 대응되는 제 4 좌표 정보를 더 포함하며,
상기 위치 추적부는,
상기 추적한 제 2 좌표값 중 상기 제 4 좌표 정보 내에 포함된 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식하는 실시간 위치추적 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 무선인식 리더는,
하나의 독립 공간 내에 단일 개 설치되어 상기 무선인식 태그의 거리 값을 상기 수신부로 전송하는 실시간 위치 추적 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 무선인식 리더는,
TWR(Two Way Ranging) 기법을 이용하여 상기 접근한 무선인식 태그와의 거리 값을 측정하는 실시간 위치 추적 장치 . - 위치 추적 대상에 부착된 무선인식 태그가 무선인식 리더에 접근하는 단계;
상기 무선인식 리더를 통해 상기 접근한 무선인식 태그와의 거리가 측정되고, 상기 측정된 거리에 대한 거리 값이 위치인식 서버로 전송되는 단계; 및
상기 위치인식 서버에서 기저장된 맵 데이터 및 상기 전송되는 거리 값을 이용하여 상기 무선인식 태그의 위치를 추적하는 단계를 포함하며,
상기 맵 데이터는 상기 무선인식 태그가 위치할 수 있는 전체 공간을 좌표화한 제 1 좌표정보를 포함하는 실시간 위치 추적 방법. - 제 10항에 있어서,
상기 맵 데이터는 상기 무선인식 리더가 설치된 위치에 대응되는 제 2 좌표 정보를더 포함하며,
상기 위치를 추적하는 단계는,
상기 제 2 좌표정보를 이용하여 상기 무선인식 리더의 설치 위치에 따른 제 1 좌표값을 추적하는 단계와,
상기 제 1 좌표정보에 포함된 모든 좌표값 중 상기 제 1 좌표값을 기준으로 상기 전송된 거리 값 반경 내에 위치한 복수의 제 2 좌표값을 추적하는 단계와,
상기 추적한 복수의 제 2 좌표값 중 어느 하나의 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식하는 단계를 포함하는 실시간 위치 추적 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 전체 공간은 복수 개의 독립 공간으로 구분되며,
상기 제 1 좌표정보는 각각의 독립 공간을 좌표화한 복수 개의 제 3 좌표정보들로 이루어지는 실시간 위치 추적 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 위치를 추적하는 단계는,
상기 복수의 제 3 좌표정보 중 상기 추적한 제 1 좌표값을 포함하는 제 3 좌표정보를 확인하는 단계와,
상기 추적한 복수의 제 2 좌표값 중 상기 확인한 제 3 좌표 정보 내에 포함된 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 위치로 인식하는 단계를 더 포함하는 실시간 위치 추적 방법. - 제 13항에 있어서,
상기 전체 공간은,
상기 무선인식 태그의 접근이 가능한 공간과, 접근이 불가능한 공간으로 구분되며,
상기 맵 데이터는 상기 무선인식 태그의 접근 가능 공간에 대한 좌표값들로 이루어진 제 4 좌표정보를 더 포함하는 실시간 위치 추적 방법. - 제 14항에 있어서,
상기 위치를 추적하는 단계는
상기 제 3 좌표 정보 내에 포함된 제 2 좌표값이 확인되면, 상기 확인된 제 2 좌표값 중 상기 제 4 좌표정보 내에 포함된 제 2 좌표값을 재확인하는 단계와,
상기 재확인된 제 2 좌표값을 상기 무선인식 태그의 최종 위치로 인식하는 단계를 더 포함하는 실시간 위치 추적 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 무선인식 리더는,
하나의 독립 공간 내에 단일개 설치되는 실시간 위치 추적 방법. - 제 16항에 있어서,
상기 무선인식 리더는,
TWR(Two Way Ranging) 기법을 이용하여 상기 접근한 무선인식 태그와의 거리 값을 측정하는 실시간 위치 추적 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110061626A KR101273125B1 (ko) | 2011-06-24 | 2011-06-24 | 실시간 위치 추적 장치 및 그의 위치 추적 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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