KR20130067411A - 라디오 맵 구축을 위한 보로노이 테셀레이션 기법을 이용한 인터폴레이션 방법 및 이를 이용한 장치 - Google Patents

라디오 맵 구축을 위한 보로노이 테셀레이션 기법을 이용한 인터폴레이션 방법 및 이를 이용한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보로노이 테셀레이션(Voronoi tessellation) 기법에 기반한 인터폴레이션(interpolation) 방법을 제시한다. 본 발명의 실시예들에 따른 인터폴레이션 방법은 고차(high-order) 보로노이 다이어그램(Voronoi diagram)에 의해 구분된 복수의 셀들 각각을 위한 무선 신호의 전파 모델(propagation model)을 조정한다.

Description

라디오 맵 구축을 위한 보로노이 테셀레이션 기법을 이용한 인터폴레이션 방법 및 이를 이용한 장치{INTERPOLATION METHOD FOR RADIO MAP CONSTRUCTION USING VORONOI TESSELLATION AND DEVICE USING THE METHOD}
아래의 실시예들은 라디오 맵 구축을 위하여 보로노이 테셀레이션 기법을 이용한 인터폴레이션 방법, 상기 라디오 맵을 이용하여 위치를 추정하는 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것이다.
최근 WLAN을 이용한 핑거프린트(fingerprint) 기반 위치 추정 기법이 주목 받고 있다. 다만, 핑거프린트 기반 위치 추정 기법은 위치 추정을 하고자 하는 대상 영역 내 수많은 지점들에서 핑거프린트(fingerprint) 정보를 수집하는 과정에서 막대한 시간과 노력이 소모된다.
본 발명의 실시예들은 인터폴레이션 기법을 이용함으로써 핑거프린트(fingerprint) 정보를 수집하는 과정에서 소모되는 비용을 감소시키고, 벽이나 장애물 등에 의해 발생하는 신호 페이딩(signal fading)을 고려함으로써 정확도가 향상된 라디오 맵을 구축하는 기술을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 신호를 이용한 위치 추정 시스템에 이용되는 인터폴레이션(interpolation) 방법은 복수의 레퍼런스 포인트(reference point)들 각각에서 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호의 세기를 측정하는 단계; 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 및 상기 신호의 세기를 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 획득하는 단계; 보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계; 및 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 인터폴레이션을 수행함으로써 얻어진 결과를 기초로 상기 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area)에 대한 라디오 맵(radio map)을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 인터폴레이션 함수는 상기 무선 신호의 전파 모델(propagation model)에 의존하고, 상기 무선 신호의 전파 모델은 로그 거리 경로 손실(Log-Distance Path Loss) 모델을 포함할 수 있다.
상기 복수의 파라미터들은 상기 액세스 포인트의 위치와 관련된 파라미터; 경로 손실 지수(path loss exponent)와 관련된 파라미터; 및 기준 거리(reference distance)에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터를 포함할 수 있다.
상기 복수의 파라미터들을 획득하는 단계는 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치, 상기 신호의 세기, 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각을 위한 제1 레지듀얼(residual)을 계산하는 단계; 상기 신호의 세기 및 미리 설정된 전력 파라미터를 기초로 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각을 위한 가중치를 계산하는 단계; 상기 레지듀얼 및 상기 가중치를 기초로 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각을 위한 가중된 레지듀얼(weighted residual)을 계산하는 단계; 및 상기 가중된 레지듀얼의 총합이 최소가 되도록 상기 복수의 파라미터들을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 설정된 전력 파라미터는 상기 액세스 포인트에 의해 전송된 신호의 강도에 의존할 수 있다.
상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계는 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 기초로 상기 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area)을 복수의 보로노이(Voronoi) 셀들로 구분하는 단계; 상기 복수의 보로노이 셀들 각각과 연관된 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트(cell reference point)에서 상기 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호의 세기를 측정하는 단계; 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트 및 상기 액세스 포인트(AP) 사이의 거리를 추정하는 단계; 및 상기 측정된 신호의 세기 및 상기 추정된 거리를 기초로 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 어느 하나의 값의 조정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 보로노이 셀들 각각은 유클리드 거리가 가장 가까운 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트를 공유하는 복수의 포인트들을 포함할 수 있다.
상기 거리를 추정하는 단계는 상기 복수의 파라미터들 중 상기 액서스 포인트의 위치와 관련된 파라미터를 이용할 수 있다.
상기 조정을 수행하는 단계는 상기 측정된 신호의 세기, 상기 추정된 거리, 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 상기 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트를 위한 제2 레지듀얼을 계산하는 단계; 및 상기 제2 레지듀얼의 총합이 최소가 되도록 상기 복수의 파라미터들 중 상기 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 경로 손실 지수와 관련된 파라미터의 값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 파라미터들 중 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 상기 기준 거리에 위치한 레퍼런스 포인트를 위한 제3 레지듀얼을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 계산하는 단계는 상기 제2 레지듀얼 및 상기 제3 레지듀얼의 총합이 최소가 되도록 상기 복수의 파라미터들 중 상기 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 경로 손실 지수와 관련된 파라미터의 값을 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 위치 추정을 위한 인터폴레이션 방법은 복수의 레퍼런스 포인트(reference point)들 각각에서 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호를 수신하는 단계; 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 및 상기 신호의 세기를 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 추정하는 단계; 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 기초로 상기 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area)을 복수의 보로노이(Voronoi) 셀들로 구분하는 단계; 상기 복수의 보로노이 셀들에 기초하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계; 및 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 신호를 이용한 위치 추정 시스템에 이용되는 인터폴레이션(interpolation) 장치는 복수의 레퍼런스 포인트(reference point)들 각각에서 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호의 세기를 측정하는 신호 세기 측정부; 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 및 상기 신호의 세기를 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 획득하는 파라미터 획득부; 보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 조정부; 및 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행하는 인터폴레이션부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 위치 추정을 위한 단말은 복수의 액세스 포인트들 각각으로부터 무선 신호를 수신하는 수신부; 상기 복수의 액세스 포인트들 각각에 대응하는 라디오 맵이 저장된 메모리; 및 상기 무선 신호의 세기 및 상기 라디오 맵을 이용하여 상기 단말의 위치를 추정하는 프로세서를 포함하고, 상기 라디오 맵은 보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하고, 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행함으로써 생성된 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 위치 추정을 위한 서비스 서버는 복수의 액세스 포인트들 각각에 의해 전송되고, 적어도 하나의 단말에 의해 수신된 무선 신호의 세기와 관련된 정보를 수신하는 수신부; 상기 복수의 액세스 포인트들 각각에 대응하는 라디오 맵이 저장된 메모리; 및 상기 무선 신호의 세기와 관련된 정보 및 상기 라디오 맵을 이용하여 상기 적어도 하나의 단말의 위치를 추정하는 프로세서를 포함하고, 상기 라디오 맵은 보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하고, 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행함으로써 생성된 것이다.
본 발명의 실시예들은 인터폴레이션 기법을 이용함으로써 핑거프린트(fingerprint) 정보를 수집하는 과정에서 소모되는 비용을 감소시키고, 벽이나 장애물 등에 의해 발생하는 신호 페이딩(signal fading)을 고려함으로써 정확도가 향상된 라디오 맵을 구축하는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 세 개의 서로 다른 지점인 L1, L2, 및 L3에서 인터폴레이션을 수행하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 L1 지점을 포함하는 보로노이 셀, L2 지점을 포함하는 보로노이 셀, 및 L3 지점을 포함하는 보로노이 셀 각각에서 액세스 포인트로부터의 거리가 증가함에 따라 수신되는 무선 신호의 세기가 감쇄하는 현상을 설명하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 보로노이 테셀레이션 기법을 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 조정하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 레퍼런스 포인트들의 수를 변경하면서 상기 세 개의 인터폴레이션 방법들의 정확도를 평균 거리 에러의 측면에서 비교한 결과이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법을 이용하여 대학 건물에서 위치 추정을 한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 추정을 위한 단말 및 서비스 서버를 나타낸 블록도이다.
1. 본 발명의 일실시예에 따른 2 개의 페이즈들로 구성된 인터폴레이션 방법
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 두 개의 페이즈들(phases)로 이루어질 수 있다. 제1 페이즈에서 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area) 내 모든 액세스 포인트들(APs)의 위치를 추정한다. 제2 페이즈에서 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 복수의 보로노이 셀들(Voronoi cells) 각각에서의 신호 페이딩(signal fading)과 관련된 파라미터들을 추정한다. 그 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 벽이나 장애물 등으로 인한 신호 페이딩 현상을 보다 정확하게 고려할 수 있다.
A. 제1 페이즈
로그 거리 경로 손실(Log-Distance Path Loss) 모델에 기반한 무선 신호의 전파(propagation) 모델은 다음과 같이 정의될 수 있다.
(수식 1)
P(d) = P(d0) - 10·θ·log10(d/d0)
여기서, d, θ, d0, 및 P(d0)는 각각 액세스 포인트(AP)로부터의 거리, 경로 손실 지수(path loss exponent), 기준 거리, 및 기준 거리에서의 무선 신호의 세기이다. 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 상기 d0를 1 미터로 설정할 수 있고, 상기 d를 (
Figure pat00001
,
Figure pat00002
) 좌표로 위치가 추정되는 APk로부터의 유클리드 거리(Euclidean distance)로 치환할 수 있다. 이 경우, APk를 위한 인터폴레이션 함수는 다음과 같이 정의될 수 있다.
(수식 2)
Figure pat00003

여기서, x 및 y는 인터폴레이션을 수행할 좌표이고,
Figure pat00004
는 P(d0) 이며,
Figure pat00005
는 APk를 위한 경로 손실 지수일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 임의의 지점에서 무선 신호의 세기를 계산하기 위하여
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
, 및
Figure pat00009
의 값을 적절하게 결정할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 제1 페이즈에서 위치 추정 시스템의 대상 영역 내 모든 액세스 포인트들의 위치인 (
Figure pat00010
,
Figure pat00011
)를 추정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 (
Figure pat00012
,
Figure pat00013
)와 함께
Figure pat00014
및
Figure pat00015
도 추정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 미리 설정된 복수의 레퍼런스 포인트들(RPs)에서 액세스 포인트로부터 전송된 무선 신호를 수신하고, 상기 무선 신호의 세기를 이용하여
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
, 및
Figure pat00019
의 값을 추정할 수 있다.
이 때, N개의 레퍼런스 포인트들 각각을 RP1 ~ RPN이라 하고, RPi에서 APk로부터 전송된 무선 신호를 수신한 경우 무선 신호의 세기를 sk ,i라 하며, RPi의 위치를 (xi,yi)라 할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 넬더-매드 심플렉스 알고리즘(Nelder-Mead simplex algorithm)을 이용하여
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
, 및
Figure pat00023
의 값을 구할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 하기 (수식 3)을 이용하여 상기 네 개의 파라미터들을 추정할 수 있다.
(수식 3)
Figure pat00024

(수식 4)
Figure pat00025

(수식 5)
Figure pat00026

여기서,
Figure pat00027
는 레지듀얼(residual)이고, sk ,i 및 Zk(xi,yi) 사이의 차이를 이용하여 계산될 수 있다(수식 4). 각 레지듀얼은 (수식 5)에 의해 가중치가 부여될 수 있다. 이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 전력 파라미터 p를 이용하여 기대 범위 내에서 상기 네 개의 파라미터들의 값을 추정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은
Figure pat00028
,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
, 및
Figure pat00031
의 값을 추정하기 위한 시작 지점으로 각각
Figure pat00032
,
Figure pat00033
, 2.0, 및 sk , max를 이용할 수 있다. 여기서, (
Figure pat00034
,
Figure pat00035
)는 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 좌표들 (xi,yi)의 평균이고, sk , max는 복수의 레퍼런스 포인트들에서 측정된 복수의 무선 신호의 세기들 중 가장 강한 무선 신호의 세기에 1을 더한 값이다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 전술한 과정을 모든 액세스 포인트들에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 상기 적용 결과 추정된 파라미터들의 값들 및 (수식 2)를 이용하여 위치 추정 시스템의 대상 영역에 대한 라디오 맵을 구축할 수 있다.
B. 제2 페이즈
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 제2 페이즈에서
Figure pat00036
및
Figure pat00037
의 값을 조정할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 고차(higher-order) 보로노이 다이어그램(Voronoi diagram)을 이용하여 위치 추정 시스템의 대상 영역을 복수의 보로노이 셀들로 구분할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 복수의 보로노이 셀들 각각에서
Figure pat00038
및
Figure pat00039
의 값을 조정할 수 있다.
이 때, 상기 복수의 보로노이 셀들 각각에 의해 구분되는 영역은 내부에 복수의 포인트들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 포인트들은 자기 자신으로부터 유클리드 거리가 가장 가까운 적어도 하나의 레퍼런스 포인트를 공유할 수 있다. 이하, 상기 보로노이 셀 내부의 복수의 포인트들에 의해 공유되는 최단 거리 레퍼런스 포인트(closest RP)를 셀 레퍼런스 포인트라고 명칭한다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 복수의 보로노이 셀들 각각은 하나의 셀 레퍼런스 포인트를 가질 수 있고, 더 나아가 복수의 셀 레퍼런스 포인트들을 가질 수 있다. 보로노이 셀이 복수의 셀 레퍼런스 포인트들을 가지는 경우, 상기 보로노이 셀을 고차(higher-order) 보로노이 셀이라고 부를 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 세 개의 서로 다른 지점인 L1, L2, 및 L3에서 인터폴레이션을 수행하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 L1 지점(121), L2 지점(122), 및 L3 지점(123) 각각에서 액세스 포인트(110)로부터 전송된 신호를 수신할 수 있다.
이 때, L1 지점(121) 및 액세스 포인트(110) 사이의 LOS(Line of Sight) 상에는 하나의 벽(141)이 존재한다. 상기 LOS(Line of Sight)는 L1 지점(121) 및 액세스 포인트(110) 사이를 최단 경로로 잇는 선이다.
마찬가지로, L3 지점(123) 및 액세스 포인트(110) 사이의 LOS 상에도 하나의 벽(142)이 존재한다. 다만, L2 지점(122) 및 액세스 포인트(110) 사이의 LOS 상에는 총 세 개의 벽들(142, 143, 및 144)이 존재한다.
도 2는 L1 지점을 포함하는 보로노이 셀, L2 지점을 포함하는 보로노이 셀, 및 L3 지점을 포함하는 보로노이 셀 각각에서 액세스 포인트로부터의 거리가 증가함에 따라 수신되는 무선 신호의 세기가 감쇄하는 현상을 설명하는 그래프이다.
도 2를 참조하면, L2 지점(122)에서의 무선 신호의 페이딩(fading) 현상(230)은 L1 지점(121)에서의 무선 신호의 페이딩 현상(220) 및 L3 지점(123)에서의 무선 신호의 페이딩 현상(240)에 비해 더 심각하다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 제2 페이즈를 수행함으로써 인터폴레이션 함수와 관련된
Figure pat00040
및
Figure pat00041
의 값을 조정하지 아니하는 경우, 무선 신호의 페이딩 현상(210)은 상기 L1 지점, L2 지점, 및 L3 지점 각각에서의 실제 페이딩 현상과 다르게 추정될 수 있다.
한편, 만약 대상 영역이 Q-차 보로노이 다이어그램에 의해 구분되는 경우, 각각의 보로노이 셀 v는 Q개의 셀 레퍼런스 포인트들, RPv ,j(1≤j≤Q),을 가진다. 예를 들면, L2 지점(122)을 포함하는 보로노이 셀이 2차 보로노이 셀인 경우, 상기 L2 지점(122)을 포함하는 보로노이 셀은 2개의 셀 레퍼런스 포인트들로서 RP3(131) 및 RP6(132)을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 상기 복수의 보로노이 셀들 각각에서
Figure pat00042
및
Figure pat00043
의 값을 조정하기 위하여, 상기 복수의 보로노이 셀들 각각에 포함된 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트에서 액세스 포인트로부터 전송된 신호의 세기를 측정할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 제2 페이즈에서 (sk,v,j,dk,v,j) 쌍들을 구할 수 있다. 여기서, sk ,v,j는 RPv ,j에서 측정된 APk로부터 전송된 신호의 세기이고, dk ,v,j는 RPv ,j 및 APk 사이의 유클리드 거리(
Figure pat00044
)이다.
더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 (sk ,v,0=
Figure pat00045
, dk,v,0=1)의 쌍을 더 이용할 수 있다. 여기서,
Figure pat00046
는 제1 페이즈에서 추정된 APk로부터 기준 거리만큼 떨어진 곳에서의 무선 신호의 세기이고, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 기준 거리는 1 미터일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 상기 Q+1개의 쌍들을 이용하여 복수의 보로노이 셀들 각각 및 복수의 액세스 포인트들 각각을 위한
Figure pat00047
및
Figure pat00048
의 값의 조정을 수행할 수 있다.
(수식 6)
Figure pat00049

여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 제1 페이즈에서 추정된
Figure pat00050
및
Figure pat00051
를 시작 지점으로 사용함으로써, 넬더-매드 심플렉스 알고리즘에 따라 상기
Figure pat00052
및
Figure pat00053
의 값을 조정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 상기 조정된
Figure pat00054
및
Figure pat00055
의 값 및 (수식 2)를 기초로 보다 정확한 라디오 맵을 구축할 수 있다.
2. 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 신호를 이용한 위치 추정 시스템에 이용되는 인터폴레이션 방법은 복수의 레퍼런스 포인트들 각각에서 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호의 세기를 측정하는 단계(310) 및 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 및 상기 신호의 세기를 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 획득하는 단계(320)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 복수의 파라미터들을 획득하는 단계(320)는 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치, 상기 신호의 세기, 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각을 위한 제1 레지듀얼(residual)을 계산하는 단계; 상기 신호의 세기 및 미리 설정된 전력 파라미터를 기초로 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각을 위한 가중치를 계산하는 단계; 상기 레지듀얼 및 상기 가중치를 기초로 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각을 위한 가중된 레지듀얼(weighted residual)을 계산하는 단계; 및 상기 가중된 레지듀얼의 총합이 최소가 되도록 상기 복수의 파라미터들을 계산하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 인터폴레이션 함수는 상기 무선 신호의 전파 모델(propagation model)에 의존하고, 상기 무선 신호의 전파 모델은 로그 거리 경로 손실(Log-Distance Path Loss) 모델을 포함할 수 있다.
상기 복수의 파라미터들은 상기 액세스 포인트의 위치와 관련된 파라미터; 경로 손실 지수(path loss exponent)와 관련된 파라미터; 및 기준 거리(reference distance)에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 미리 설정된 전력 파라미터는 상기 액세스 포인트에 의해 전송된 신호의 강도에 의존할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계(330)를 더 포함한다.
이에 대한 보다 구체적인 사항들에 대하여는 도 4를 참조하여 후술한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행하는 단계(340)를 더 포함하고, 상기 인터폴레이션을 수행함으로써 얻어진 결과를 기초로 상기 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area)에 대한 라디오 맵(radio map)을 생성하는 단계(350)를 더 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 단계들 각각에는 도 1 및 도 2를 통하여 기술된 사항들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 보로노이 테셀레이션 기법을 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 조정하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계(330)는 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 기초로 상기 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area)을 복수의 보로노이(Voronoi) 셀들로 구분하는 단계(410); 상기 복수의 보로노이 셀들 각각과 연관된 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트(cell reference point)에서 상기 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호의 세기를 측정하는 단계(420)를 포함한다.
여기서, 상기 복수의 보로노이 셀들 각각은 유클리드 거리가 가장 가까운 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트를 공유하는 복수의 포인트들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계(330)는 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트 및 상기 액세스 포인트(AP) 사이의 거리를 추정하는 단계(430)를 더 포함한다.
이 때, 상기 거리를 추정하는 단계(430)는 상기 복수의 파라미터들 중 상기 액서스 포인트의 위치와 관련된 파라미터를 이용할 수 있다.
또한, 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계(330)는 상기 측정된 신호의 세기 및 상기 추정된 거리를 기초로 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 어느 하나의 값의 조정을 수행하는 단계(440)를 더 포함한다.
이 때, 상기 조정을 수행하는 단계(440)는 상기 측정된 신호의 세기, 상기 추정된 거리, 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 상기 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트를 위한 제2 레지듀얼을 계산하는 단계; 및 상기 제2 레지듀얼의 총합이 최소가 되도록 상기 복수의 파라미터들 중 상기 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 경로 손실 지수와 관련된 파라미터의 값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 조정을 수행하는 단계(440)는 상기 복수의 파라미터들 중 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 상기 기준 거리에 위치한 레퍼런스 포인트를 위한 제3 레지듀얼을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 경로 손실 지수와 관련된 파라미터의 값을 계산하는 단계는 상기 제2 레지듀얼 및 상기 제3 레지듀얼의 총합이 최소가 되도록 상기 복수의 파라미터들 중 상기 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 경로 손실 지수와 관련된 파라미터의 값을 계산할 수 있다.
도 4에 도시된 단계들 각각에는 도 1 및 도 2를 통하여 기술된 사항들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 위치 추정을 위한 인터폴레이션 방법은 복수의 레퍼런스 포인트(reference point)들 각각에서 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호를 수신하는 단계; 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 및 상기 신호의 세기를 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 추정하는 단계; 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 기초로 상기 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area)을 복수의 보로노이(Voronoi) 셀들로 구분하는 단계; 상기 복수의 보로노이 셀들에 기초하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계; 및 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
3. 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법의 성능
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법을 이용하여 대형 쇼핑몰에서 위치 추정을 한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법에 의한 위치 추정의 평균 거리 에러(Mean Distance Error, 530)를 이미 알려진 두 개의 공지 기술들에 의한 결과들(510 및 520)과 비교할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 파워 파라미터 p의 값으로 4를 사용하고, 제2 페이즈에서의 파라미터 조정을 위한 셀 레퍼런스 포인트들의 수로 2를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 연산 시간을 감소시키기 위하여 복도 공간에 대하여만 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 인터폴레이션의 간격은 1 미터 간격일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 레퍼런스 포인트들의 수를 변경하면서 상기 세 개의 인터폴레이션 방법들의 정확도를 평균 거리 에러의 측면에서 비교한 결과이다.
레퍼런스 포인트들의 수를 증가시키면 어느 방법에 의하든 위치 추정의 정확도가 높아진다. 다만, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 레퍼런스 포인트들의 수에 관계없이 다른 두 개의 공지 기술보다 정확하게 위치를 추정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법에 의한 평균 거리 에러들(530)의 평균은 8.79 미터이고, 제1 공지 기술인 RBF(Radial Basis Function) 기법에 의한 평균 에러들(520)의 평균은 10.22 미터이며, 제2 공지 기술인 IDW(Inverse Distance Weighting) 기법에 의한 평균 거리 에러들(510)의 평균은 9.73 미터이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법을 이용하여 대학 건물에서 위치 추정을 한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법에 의한 위치 추정의 평균 거리 에러(Mean Distance Error, 630)를 이미 알려진 두 개의 공지 기술들에 의한 결과들(610 및 620)과 비교할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 파워 파라미터 p의 값으로 1을 사용하고, 제2 페이즈에서의 파라미터 조정을 위한 셀 레퍼런스 포인트들의 수로 1을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 연산 시간을 감소시키기 위하여 복도 공간에 대하여만 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 인터폴레이션의 간격은 1 미터 간격일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레퍼런스 포인트들의 수를 변경하면서 상기 세 개의 인터폴레이션 방법들의 정확도를 평균 거리 에러의 측면에서 비교한 결과이다.
레퍼런스 포인트들의 수를 증가시키면 어느 방법에 의하든 위치 추정의 정확도가 높아진다. 다만, 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법은 레퍼런스 포인트들의 수에 관계없이 다른 두 개의 공지 기술보다 정확하게 위치를 추정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 방법에 의한 평균 거리 에러들(630)의 평균은 3.48 미터이고, 제1 공지 기술인 RBF(Radial Basis Function) 기법에 의한 평균 에러들(620)의 평균은 4.69 미터이며, 제2 공지 기술인 IDW(Inverse Distance Weighting) 기법에 의한 평균 거리 에러들(510)의 평균은 4.88 미터이다.
4. 본 발명의 일실시예에 따른 인터폴레이션 장치
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 추정을 위한 단말 및 서비스 서버를 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위치 추정을 위한 단말(700)은 복수의 액세스 포인트들 각각으로부터 무선 신호를 수신하는 수신부(710); 상기 복수의 액세스 포인트들 각각에 대응하는 라디오 맵이 저장된 메모리(720); 및 상기 무선 신호의 세기 및 상기 라디오 맵을 이용하여 상기 단말의 위치를 추정하는 프로세서(730)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 위치 추정을 위한 서비스 서버(700)는 복수의 액세스 포인트들 각각에 의해 전송되고, 적어도 하나의 단말에 의해 수신된 무선 신호의 세기와 관련된 정보를 수신하는 수신부(710); 상기 복수의 액세스 포인트들 각각에 대응하는 라디오 맵이 저장된 메모리(720); 및 상기 무선 신호의 세기와 관련된 정보 및 상기 라디오 맵을 이용하여 상기 적어도 하나의 단말의 위치를 추정하는 프로세서(730)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 라디오 맵은 보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하고, 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행함으로써 생성된 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 신호를 이용한 위치 추정 시스템에 이용되는 인터폴레이션 장치는 복수의 레퍼런스 포인트(reference point)들 각각에서 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호의 세기를 측정하는 신호 세기 측정부; 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 및 상기 신호의 세기를 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 획득하는 파라미터 획득부; 보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 조정부; 및 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행하는 인터폴레이션부를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 모듈들 각각에는 도 1 내지 도 6을 통하여 기술된 사항들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
700: 위치 추정을 위한 단말 또는 위치 추정을 위한 서비스 서버
710: 수신부
720: 라디오 맵이 저장된 메모리
730: 단말의 위치를 추정하는 프로세서

Claims (15)

  1. 무선 신호를 이용한 위치 추정 시스템에 이용되는 인터폴레이션(interpolation) 방법에 있어서,
    복수의 레퍼런스 포인트(reference point)들 각각에서 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호의 세기를 측정하는 단계;
    상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 및 상기 신호의 세기를 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 획득하는 단계;
    보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행하는 단계
    를 포함하는 인터폴레이션 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    인터폴레이션을 수행함으로써 얻어진 결과를 기초로 상기 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area)에 대한 라디오 맵(radio map)을 생성하는 단계
    를 더 포함하는 인터폴레이션 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인터폴레이션 함수는
    상기 무선 신호의 전파 모델(propagation model)에 의존하고,
    상기 무선 신호의 전파 모델은
    로그 거리 경로 손실(Log-Distance Path Loss) 모델을 포함하는 인터폴레이션 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 파라미터들은
    상기 액세스 포인트의 위치와 관련된 파라미터;
    경로 손실 지수(path loss exponent)와 관련된 파라미터; 및
    기준 거리(reference distance)에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터
    를 포함하는 인터폴레이션 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 파라미터들을 획득하는 단계는
    상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치, 상기 신호의 세기, 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각을 위한 제1 레지듀얼(residual)을 계산하는 단계;
    상기 신호의 세기 및 미리 설정된 전력 파라미터를 기초로 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각을 위한 가중치를 계산하는 단계;
    상기 레지듀얼 및 상기 가중치를 기초로 상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각을 위한 가중된 레지듀얼(weighted residual)을 계산하는 단계; 및
    상기 가중된 레지듀얼의 총합이 최소가 되도록 상기 복수의 파라미터들을 계산하는 단계
    를 포함하는 인터폴레이션 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 미리 설정된 전력 파라미터는
    상기 액세스 포인트에 의해 전송된 신호의 강도에 의존하는 인터폴레이션 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계는
    상기 복수의 레퍼런스 포인트들 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 기초로 상기 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area)을 복수의 보로노이(Voronoi) 셀들로 구분하는 단계;
    상기 복수의 보로노이 셀들 각각과 연관된 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트(cell reference point)에서 상기 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호의 세기를 측정하는 단계;
    상기 복수의 파라미터들 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트 및 상기 액세스 포인트(AP) 사이의 거리를 추정하는 단계; 및
    상기 측정된 신호의 세기 및 상기 추정된 거리를 기초로 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 어느 하나의 값의 조정을 수행하는 단계
    를 포함하는 인터폴레이션 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 보로노이 셀들 각각은
    유클리드 거리가 가장 가까운 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트를 공유하는 복수의 포인트들을 포함하는 인터폴레이션 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 거리를 추정하는 단계는
    상기 복수의 파라미터들 중 상기 액서스 포인트의 위치와 관련된 파라미터를 이용하는 인터폴레이션 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 조정을 수행하는 단계는
    상기 측정된 신호의 세기, 상기 추정된 거리, 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 상기 적어도 하나의 셀 레퍼런스 포인트를 위한 제2 레지듀얼을 계산하는 단계; 및
    상기 제2 레지듀얼의 총합이 최소가 되도록 상기 복수의 파라미터들 중 상기 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 경로 손실 지수와 관련된 파라미터의 값을 계산하는 단계
    를 포함하는 인터폴레이션 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 파라미터들 중 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 상기 기준 거리에 위치한 레퍼런스 포인트를 위한 제3 레지듀얼을 계산하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 계산하는 단계는
    상기 제2 레지듀얼 및 상기 제3 레지듀얼의 총합이 최소가 되도록 상기 복수의 파라미터들 중 상기 기준 거리에서의 무선 신호의 세기와 관련된 파라미터 및 경로 손실 지수와 관련된 파라미터의 값을 계산하는 인터폴레이션 방법.
  12. 복수의 레퍼런스 포인트(reference point)들 각각에서 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호를 수신하는 단계;
    상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 및 상기 신호의 세기를 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 추정하는 단계;
    상기 복수의 레퍼런스 포인트들 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 기초로 상기 위치 추정 시스템의 대상 영역(target area)을 복수의 보로노이(Voronoi) 셀들로 구분하는 단계;
    상기 복수의 보로노이 셀들에 기초하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행하는 단계
    를 포함하는 위치 추정을 위한 인터폴레이션 방법.
  13. 무선 신호를 이용한 위치 추정 시스템에 이용되는 인터폴레이션(interpolation) 장치에 있어서,
    복수의 레퍼런스 포인트(reference point)들 각각에서 액세스 포인트(AP)에 의해 전송된 신호의 세기를 측정하는 신호 세기 측정부;
    상기 복수의 레퍼런스 포인트들 각각의 위치 및 상기 신호의 세기를 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들을 획득하는 파라미터 획득부;
    보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하는 조정부; 및
    상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행하는 인터폴레이션부
    를 포함하는 인터폴레이션 장치.
  14. 위치 추정을 위한 단말에 있어서,
    복수의 액세스 포인트들 각각으로부터 무선 신호를 수신하는 수신부;
    상기 복수의 액세스 포인트들 각각에 대응하는 라디오 맵이 저장된 메모리; 및
    상기 무선 신호의 세기 및 상기 라디오 맵을 이용하여 상기 단말의 위치를 추정하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 라디오 맵은
    보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하고, 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행함으로써 생성된 것인 위치 추정을 위한 단말.
  15. 위치 추정을 위한 서비스 서버에 있어서,
    복수의 액세스 포인트들 각각에 의해 전송되고, 적어도 하나의 단말에 의해 수신된 무선 신호의 세기와 관련된 정보를 수신하는 수신부;
    상기 복수의 액세스 포인트들 각각에 대응하는 라디오 맵이 저장된 메모리; 및
    상기 무선 신호의 세기와 관련된 정보 및 상기 라디오 맵을 이용하여 상기 적어도 하나의 단말의 위치를 추정하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 라디오 맵은
    보로노이 테셀레이션(Voronoi Tessellation) 기법을 이용하여 인터폴레이션 함수와 관련된 복수의 파라미터들 중 적어도 하나의 값을 조정하고, 상기 조정된 적어도 하나의 값, 상기 복수의 파라미터들 및 상기 인터폴레이션 함수를 기초로 위치 추정을 위한 인터폴레이션을 수행함으로써 생성된 것인 위치 추정을 위한 서비스 서버.
KR1020110134538A 2011-12-14 2011-12-14 라디오 맵 구축을 위한 보로노이 테셀레이션 기법을 이용한 인터폴레이션 방법 및 이를 이용한 장치 KR101290910B1 (ko)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160090231A (ko) * 2015-01-21 2016-07-29 삼성전자주식회사 디바이스들 간의 거리를 결정하는 방법 및 디바이스
CN106211327A (zh) * 2016-09-18 2016-12-07 中山大学 一种自动生成位置指纹数据的方法
WO2018135923A1 (ko) * 2017-01-23 2018-07-26 한국과학기술원 라디오 맵 구축 방법
KR102196076B1 (ko) * 2020-05-15 2020-12-29 주식회사 케이스랩 삼각-육각 지도 생성방법 및 장치와 이를 이용한 이동체의 광역위치 결정방법 및 장치
US10884098B2 (en) 2017-01-23 2021-01-05 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Radio map construction method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7389114B2 (en) * 2004-02-11 2008-06-17 Avaya Technology Corp. Estimating the location of inexpensive wireless terminals by using signal strength measurements
KR100942051B1 (ko) * 2007-10-30 2010-02-11 한국전자통신연구원 실내 위치결정방법 및 장치
KR100946774B1 (ko) * 2008-02-18 2010-03-11 영남대학교 산학협력단 무선랜 기반 측위를 위한 신호 세기 예측 방법
KR20100045355A (ko) * 2008-10-23 2010-05-03 한국전자통신연구원 무선측위를 위한 핑거프린트 데이터베이스 구축방법 및 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160090231A (ko) * 2015-01-21 2016-07-29 삼성전자주식회사 디바이스들 간의 거리를 결정하는 방법 및 디바이스
CN106211327A (zh) * 2016-09-18 2016-12-07 中山大学 一种自动生成位置指纹数据的方法
WO2018135923A1 (ko) * 2017-01-23 2018-07-26 한국과학기술원 라디오 맵 구축 방법
US10884098B2 (en) 2017-01-23 2021-01-05 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Radio map construction method
KR102196076B1 (ko) * 2020-05-15 2020-12-29 주식회사 케이스랩 삼각-육각 지도 생성방법 및 장치와 이를 이용한 이동체의 광역위치 결정방법 및 장치

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