KR20140045010A - 증강현실을 이용한 실내 무선 센서 네트워크 구축 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선센서 네트워크에서 센서 단말기를 이용하여 온도, 습도, 조도 및 기울기 중 적어도 하나인 환경 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득한 환경 데이터를 데이터 베이스 테이블에 저장하는 단계; 상기 센서 단말기 위치를 상기 센서 단말기에 부착된 지자기센서, 가속도 센서를 이용하여 보정하는 단계; 상기 저장된 환경 데이터를 상기 보정된 센서 단말기 위치와 증강현실로 정합하는 단계; 및 상기 증강현실로 정합된 환경 데이터를 디스플레이하는 단계를 포함하는 증강현실을 이용한 무선 네트워크 구축 방법이다.
본 발명에 따르면, 센서네트워크와 증강현실을 이용하여 사용자에게 센서 노드를 통해 수집된 데이터를 제공한다. 따라서, 반드시 PC를 이용하여야 하고, 센서의 정확한 위치가 요구되는 종래의 기술에 비하여 편리함이 인정된다. 또한 현실과 가상 현실의 융합을 통해 현실의 환경(온도, 습도, 조도, 음성, 기울기 등)이 실시간으로 제공되므로 사용자는 보다 정확하고 직관적인 데이터를 획득할 수 있는 효과가 있다.

Description

증강현실을 이용한 실내 무선 센서 네트워크 구축 방법 {Method of designing indoor wireless sensor network monitoring with augmented reality}

본 발명은 실내 무선 센서 네트워크 구축 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 증강현실을 이용한 실내 무선 센서 네트워크 구축 방법에 관한 것이다.

무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network) 기술은 환경 / 생태 감시 분야는 물론, 에너지 관리 분야, 물류 / 재고 관리 분야, 전투 지역 관리 분야 및 의료 분야 등 다양한 분야에서 연구되고 있다. 센서 네트워크를 활용한 서비스는 단일 센서 네트워크만을 이용한 서비스가 아닌, 다양한 종류의 기능과 동작 방식을 갖는 이종 센서 네트워크들이 연동되어 다양한 서비스를 제공하게 된다. 예로서, 센서를 몸이나 옷에 부착시켜 홈네트워크를 통한 헬스 케어와 과수원 등 농지에 설치하여, 온도, 습도 조도, 토양 등의 환경 데이터를 수집하여 시기에 따른 적절한 대처를 하는 것과 같이 다양한 활용이 가능하다.

종래의 센서 네트워크에서는 수집된 데이터 값을 사용자가 확인하기 위해 센서 데이터 값을 전송받은 PC 및 전용 단말기가 필요하다. PC 환경의 경우 센싱된 데이터 값을 센서가 배치된 맵을 이용하거나 장소별로 분류화하고 시각화를 하는 등 다양한 방법을 이용하였다.

그런데 종래의 센서 네트워크에서는 PC를 이용하여야 하고 직접 그 장소에서 센서값을 확인하지 못하는 불편이 있고, 전용단말기도 센서들의 데이터값을 얻기 위해 각각의 센서들이 부착된 정확한 위치가 요구되는 문제점이 있었다.

본 발명은 무선 센서 네트워크에서 수집된 정보를 센서 네트워크와 증강현실(Augmented Reality)을 이용하여 보다 정확하고 직관적인 정보를 사용자에게 전달하는 실내 무선 센서 네트워크 구축 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일면에 따른 증강현실을 이용한 실내 무선 네트워크 구축 방법은 무선센서 네트워크에서 센서 단말기를 이용하여 온도, 습도, 조도 및 기울기 중 적어도 하나인 환경 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득한 환경 데이터를 데이터 베이스 테이블에 저장하는 단계; 상기 센서 단말기 위치를 상기 센서 단말기에 부착된 지자기센서, 가속도 센서를 이용하여 보정하는 단계; 상기 저장된 환경 데이터를 상기 보정된 센서 단말기 위치와 증강현실로 정합하는 단계; 및 상기 증강현실로 정합된 환경 데이터를 디스플레이하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 센서네트워크와 증강현실을 이용하여 사용자에게 센서 노드를 통해 수집된 데이터를 제공한다. 따라서, 반드시 PC를 이용하여야 하고, 센서의 정확한 위치가 요구되는 종래의 기술에 비하여 편리함이 인정된다. 또한 현실과 가상 현실의 융합을 통해 현실의 환경(온도, 습도, 조도, 음성, 기울기 등)이 실시간으로 제공되므로 사용자는 보다 정확하고 직관적인 데이터를 획득할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서필드 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 실내 무선 센서 네트워크 구축 방법의 순서도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서필드 구성도이다. 센서필드는 X,Y축으로 구성되고, 4개의 무선 LAN (Access Point)과 여러 개의 센서들을 포함한다. 일반적으로 센서노드는 무작위로 센서필드내에 뿌려지지만, 본 발명에서 구현하고자 하는 시스템은 센서노드의 정확한 좌표값을 필요로 하므로, 배치된 센서노드의 위치를 x,y 값으로 DB 테이블에 저장해야 한다. 또한, 배치된 AP는 실내라는 특성상 기존에 사용하는 GPS를 사용하여 단말기의 위치를 측정하는 것이 불가능하기 때문에, AP에서 발신되는 비콘을 수신하여 현재 단말기의 위치를 보정해야 한다. 단말기의 위치는 각각의 AP에서 발신되는 비콘 신호 세기를 기반으로 위치를 측정하게 되는데, 센서필드의 x,y 값의 포인트마다 일일이 비콘 신호 세기 값을 측정하여 DB 테이블에 저장한다. 실제 단말기의 위치는 DB 테이블에 저장된 비콘 신호 세기 값과 현재 단말기의 비콘 신호 세기 값을 매핑하여 측정하게 된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 실내 무선 센서 네트워크 구축 방법의 순서도이다. 도 2에서 센서와 단말기 위치 측정 알고리즘이 동시에 이루어짐을 알 수 있다. 먼저 각 센서 노드에 ID를 부여한다. 노드 중 BS(BaseStation)역할을 맡을 싱크 노드를 지정한 후에 센서필드에 배치될 센서 노드들에게 각각 ID를 부여한다. 각각 ID를 부여받은 센서들은 지정된 센서 필드 내에 배치된다. 센서 필드에 배치된 각각의 센서들의 x,y 좌표값을 DB 테이블에 직접 입력시킨다. 여기서 x,y 좌표값은 배치될 센서 필드 내의 x,y 좌표값을 말한다. 배치된 센서노드들을 작동시켜 환경 데이터를 수집하게 된다. 수집된 데이터는 싱크 노드로 패킷을 전송한다. 전송된 데이터 값은 DB 테이블에 생성된 각각의 센서노드 ID별로 저장된다.

다음은, 단말기의 위치를 추적(Tracking)하기 위한 환경 구축이다. 센서 노드가 배치될 센서필드에 AP(Access Point)를 설치한다. AP는 삼각측량을 할 수 있도록 센서필드 내에 적절히 배치한다. 배치된 AP는 도 1에서 확인할 수 있다. 배치된 AP를 이용하여 센서필드 내의 단말기 위치를 삼각측량으로 계산한다. AP를 이용한 삼각측량은 무선 LAN AP가 발신하는 비콘을 수신하여 삼각측량으로 현재 위치를 계산하는 것이다. 단말기 위치가 측정되면, 지자기 센서(E-Compass)를 사용하여 단말기 방향을 보정하고, 가속도 센서(중력센서)를 이용하여 단말기의 기울기를 보정한다. 지자기 센서와 가속도센서, 및 AP 삼각측량을 사용하여 센서필드 내의 단말기 위치와 방향, 기울기 값을 측정하여 증강현실 환경을 구축한다.

센서 네트워크 환경과 AR환경이 구축되었다면, 센서위치인 x,y 좌표값을 센서 필드내에 정합시키고, 각각의 센서에서 센싱된 데이터값을 센서필드 내에 정합시킨다. 센서필드 내에 있는 위치와 방향, 기울기 값을 얻은 단말기를 이용하여 정합된 데이터를 증강현실로 디스플레이한다.

상기 알고리즘을 통해 센서에서 수집된 정보를 증강현실을 통해 시각화된 정보를 사용자에게 제공할 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 센서네트워크와 증강현실을 이용하여 사용자에게 센서 노드를 통해 수집된 데이터를 제공한다. 따라서, 반드시 PC를 이용하여야 하고, 센서의 정확한 위치가 요구되는 종래의 기술에 비하여 편리함이 인정된다. 또한 현실과 가상 현실의 융합을 통해 현실의 환경(온도, 습도, 조도, 음성, 기울기 등)을 실시간으로 제공되므로 사용자는 보다 정확하고 직관적인 데이터를 획득할 수 있는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 무선센서 네트워크에서 센서 단말기를 이용하여 온도, 습도, 조도 및 기울기 중 적어도 하나인 환경 데이터를 획득하는 단계;
   상기 획득한 환경 데이터를 데이터 베이스 테이블에 저장하는 단계;
   상기 센서 단말기 위치를 상기 센서 단말기에 부착된 지자기센서, 가속도 센서를 이용하여 보정하는 단계;
   상기 저장된 환경 데이터를 상기 보정된 센서 단말기 위치와 증강현실로 정합하는 단계; 및
   상기 증강현실로 정합된 환경 데이터를 디스플레이하는 단계
   를 포함하는 증강현실을 이용한 무선 네트워크 구축 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 저장된 환경 데이터를 상기 보정된 센서 단말기 위치와 증강현실로 정합하는 단계는
   센서노드 위치인 x,y 좌표 값을 센서필드내에 정합시키고, 상기 센서 단말기에서 센싱된 데이터값을 상기 센서필드내에 정합된 상기 센서노드 좌표에 정합시킨뒤 상기 센서필드내에 있는 위치와 방향, 기울기 값을 얻은 상기 센서 단말기를 이용하여 정합된 데이터를 증강현실로 정합하는 것
   을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 무선 네트워크 구축 방법.
   

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