KR20140063650A - 하향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법 - Google Patents

하향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140063650A
KR20140063650A KR1020147005354A KR20147005354A KR20140063650A KR 20140063650 A KR20140063650 A KR 20140063650A KR 1020147005354 A KR1020147005354 A KR 1020147005354A KR 20147005354 A KR20147005354 A KR 20147005354A KR 20140063650 A KR20140063650 A KR 20140063650A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
access point
user terminal
downlink access
estimating
unit
Prior art date
Application number
KR1020147005354A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101436031B1 (ko
Inventor
성태경
Original Assignee
(주)와이파이브
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 (주)와이파이브 filed Critical (주)와이파이브
Publication of KR20140063650A publication Critical patent/KR20140063650A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101436031B1 publication Critical patent/KR101436031B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H04W4/023—Services making use of location information using mutual or relative location information between multiple location based services [LBS] targets or of distance thresholds
    • 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
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/68—Marker, boundary, call-sign, or like beacons transmitting signals not carrying directional information
    • 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
    • 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
    • G01S5/0295—Proximity-based methods, e.g. position inferred from reception of particular signals
    • 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
    • H04W4/029—Location-based management or tracking services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/33—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for indoor environments, e.g. buildings
    • 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
    • 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
    • H04W4/025—Services making use of location information using location based information parameters
    • H04W4/027—Services making use of location information using location based information parameters using movement velocity, acceleration information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명에 의한 하향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법은 비교적 적은 비용으로 효율적인 실내 위치 측정이 가능하도록 하기 위한 것이다. 본 발명은 특정 위치에 설치되는 다수의 하향링크 액세스 포인트(100) 및 현재 위치를 표시하는 하나 이상의 사용자 단말(200)을 포함하고, 상기 다수의 하향링크 액세스 포인트(100)는 서로 다른 주소 코드를 무선으로 전송하고, 상기 사용자 단말(200)은, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위 내에 있을 경우에는 전송받은 상기 주소 코드에 대응하는 위치가 현재 위치인 것으로 추정하는 것을 특징으로 한다.

Description

하향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법{SYSTEM AND METHOD FOR POSITION ESTIMATION USING DOWNLINK ACCESS POINT}
본 발명은 하향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 하향링크 액세스 포인트에서 무선으로 전송하는 각 액세스 포인트의 주소 코드를 이용하여 사용자 단말에 현재 위치를 추정하여 표시하는 위치추정장치 및 위치추정방법에 관한 것이다.
무선 기반 위치 시스템은 이미 보편적으로 사용 중인 무선랜(WLAN: Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi: Wireless Fidelity), 와이브로(Wireless Broadband Internet), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra-wideband), IrDA(Infrared Data Association), 초광대역(Ultra Wild Band), SWAP(Shared Wireless Access Protocol), LTE(Long Term Evolution) 등을 이용하므로 비용측면에서 상당히 효과적이다.
통신 인프라의 한 부분인 무선 네트워크는 노트북 컴퓨터, PDA, 스마트폰 또는 다른 무선 모바일 장치를 통해, 위치 시스템을 구현할 수 있고 이러한 소프트웨어 기반 위치 솔루션은 실내 전용 위치 추적 구조보다 현저하게 저렴하다.
종래에는 일반적으로 무선에 기반을 둔 측위기술들은 상대적으로 위치를 삼각측량하고 계산하기 위하여 무선노드(접근 포인트와 사용자)들 사이의 전파지연을 모니터링 하여 위치를 결정하는 방법을 사용한다. 현재 무선 위치 솔루션들에 대한 표준이 없으며, 또한 각 솔루션은 벤더(Vendor)에 특화되어 독자적인 특허기술을 사용하고 있으며, 사용자의 위치를 결정하는 것에 대한 세부적인 사항들은 공개하지 않고 있다.
종래의 일반적인 실내 위치 추정에 관한 기술은 서비스 대상 지역을 격자로 분할하고 각각의 격자에 기지국 특성 데이터를 수집하여 데이터베이스화 한 다음 측위 요청한 단말에서 측정한 RF전파 특성 정보와 기 구축한 데이터 베이스의 정합 정도를 판단하여 가장 적합하게 정합되는 각자를 측위 결과로 선택하는 RF Fingerprint방식 및 기지국 간 신호세기의 차에 의해 위치를 계산하는 방식인 RSSI(Received Sigmal Strength Indicator)측위 방식 등으로 분류할 수 있다.
한국 등록특허 제10-0775858호(출원번호:10-2006-109443호, 출원일:2006.11.07.)에는 실내 무선 측위용 환경 분석 시스템 및 그 방법이 개시되어 있다.
그러나 상기 방법들은 비용에 비해 효율적인 위치측정이 되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 비교적 적은 비용으로 효율적인 실내 위치 측정이 가능하도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 하향링크 액세스 포인트를 이용하는 위치추정장치는, 특정 위치에 설치되는 다수의 하향링크 액세스 포인트(100); 현재 위치를 표시하는 하나 이상의 사용자 단말(200)을 포함하고, 상기 다수의 하향링크 액세스 포인트(100)는 서로 다른 주소 코드를 무선으로 전송하고, 상기 사용자 단말(200)은, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위 내에 있을 경우에는 전송받은 상기 주소 코드에 대응하는 위치가 현재 위치인 것으로 추정하는 것을 특징으로 한다.
상기 사용자 단말(200)은, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위를 벗어날 경우에는 관성센싱부 또는 지자기센서를 이용하여 현재 위치를 추정할 수도 있다.
무선으로 주소 코드를 전송함에 있어서, 와이파이 방식 또는 블루투스 방식을 사용할 수도 있다.
상기 다수의 하향링크 액세스 포인트(100) 중 하나 이상의 하향링크 액세스 포인트(100)는 데이터 통신을 위한 유선 연결이 없는 것일 수도 있다.
상기 다수의 하향링크 액세스 포인트(100) 중 하나 이상의 하향링크 액세스 포인트(100)는 둘 이상의 지향성 안테나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 다수의 하향링크 액세스 포인트(100) 중 하나 이상의 하향링크 액세스 포인트(100)는, 둘 이상의 출입경로를 갖는 지점에 설치되고, 각 출입경로에 대응하는 영역을 향하는 방향으로 주소 코드 신호를 전송하는 둘 이상의 안테나를 포함하고, 각각의 안테나가 각기 다른 주소코드를 전송하는 것일 수 있다.
상기 둘 이상의 안테나에서 전송되는 신호는 시분할방식으로 전송하는 것일 수 있다.
상기 둘 이상의 안테나에서 전송되는 신호는 주파수분할방식으로 전송하는 것일 수 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 하향링크 액세스 포인트는 하나의 몸체부에 서로 다른 방향으로 설치된 둘 이상의 지향성 안테나를 포함하고 각각의 안테나가 각기 다른 주소코드를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 하향링크 액세스 포인트는 둘 이상의 출입경로를 갖는 지점에 설치되고, 상기 안테나는 각 출입경로에 대응하는 영역을 향하는 방향으로 대응하는 주소 코드 신호를 전송하는 것일 수 있다.
상기 둘 이상의 안테나에서 전송되는 신호는 시분할방식으로 전송하는 것일 수 있다.
상기 둘 이상의 안테나에서 전송되는 신호는 주파수분할방식으로 전송하는 것일 수 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 위치추정방법은, 안테나를 포함하는 하향링크 액세스 포인트(100), 현재 위치를 표시하는 하나 이상의 사용자 단말(200)을 포함하는 위치추정장치를 이용한 위치추정방법에 있어서, 상기 사용자 단말(200)에서 수신한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 사용자 단말(200)가 전송받은 주소 코드에 대응하는 위치를 현재의 위치로 추정하는 액세스포인트 이용 위치추정 단계; 상기 사용자 단말(200)에서 수신한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 미만일 경우, 상기 액세 스포인트 이용 위치추정 단계에서 추정한 위치 및 관성센싱부의 측정결과를 반영하여 현재의 위치를 추정하는 관성항법 위치추정 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 위치추정방법에서, 하나의 액세스 포인트에 설치된 둘 이상의 안테나로부터 동시에 데이터를 수신할 수 있는 지역이 존재하는 경우, 상기 액세스 포인트 이용 위치 추정단계에서 상기 둘 이상의 안테나로부터 데이터가 수신되는지의 여부를 이용하여 동시 데이터 수신 가능 지역 또는 단독 데이터 수신 가능지역에 있는지를 추정할 수 있고, 수신되는 데이터 수신 신호의 크기를 이용하여 사용자 단말의 위치를 더욱 정밀하게 추정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 액세스 포인트 이용 위치추정단계에서 하나의 액세스 포인트에 설치된 둘 이상의 안테나로부터 동시에 데이터를 수신하는 경우 상기 둘 이상의 안테나로부터 수신되는 데이터 수신 신호의 변화를 이용하여 이동 방향을 추정할 수 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 프로그램(스마트폰 어플리케이션)은, 스마트폰에 설치될 때 스마트폰이 상기 방법들을 실행하도록 하는 프로그램일 수 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 위치추정장치는, 설치 좌표정보, 특성정보 및 섹터정보 중 선택되는 적어도 하나의 액세스 포인트(Access Point)정보가 포함된 위치정보를 무선으로 제공하는 적어도 하나의 하향링크 액세스 포인트(100); 및 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보를 무선으로 수신하여 현재 위치를 추정하고, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위를 이탈할 경우 관성항법을 이용하여 현재 위치를 추정하며, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위에 들어갈 경우 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보를 이용하여 현재 위치를 보정하는 사용자 단말(200);를 포함하는 것일 수 있다.
상기 하향링크 액세스 포인트(100)는, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 X좌표 및 Y좌표가 포함되고, 추가로 Z좌표, 층 정보 및 액세스 포인트 아이디(ID) 값 중 선택되는 적어도 하나가 더 포함되는 좌표정보, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 지형 특성을 나타내며, 출입구, 복도, N방향 분기점(N은 2 이상의 자연수), 로비, 계단, 엘리베이터로비 중 선택되는 적어도 하나 이상의 특성정보 및 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점에서 상기 하향링크 액세스 포인트의 전파 투사방향의 방위각 정보, 전파 방사각 및 전파 방사 세기 중 선택되는 적어도 하나 이상의 섹터정보 중 선택되는 적어도 하나의 위치정보를 생성하는 위치정보 생성부(110); 상기 위치정보 생성부(110)와 연결되어 상기 위치정보 생성부로부터 생성된 위치정보를 입력받아 송신 데이터를 무선 통신, 3G(3Generation), LTE(Long Term Evolution), WiBro(Wireless Broadband Internet) 중 선택되는 적어도 하나의 통신망을 통해 송신 데이터를 출력하는 적어도 하나의 송신기(120); 상기 송신기(120)와 연결되어 상기 송신기(120)로부터 출력된 송신 데이터를 무선으로 방사하는 적어도 하나의 안테나(130); 및 상기 위치정보 생성부(110), 송신기(120) 및 안테나(130)와 각각 연결되어 상기 위치정보 생성부(110), 송신기(120) 및 안테나(130)를 제어하는 송신 제어부(140);를 포함하여 구성되되 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 상기 송신기(120)가 하나로 구성될 경우, 상기 송신기(120)의 통신 가능 영역 내에서 상기 송신 데이터를 연속으로 수신한 n개(n은 자연수)의 신호를 입력으로 시간의 흐름에 따른 상기 송신 데이터의 신호 프로파일을 통해 상기 사용자 단말(200)의 이동 궤적을 추정하고, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 상기 송신기(120)가 적어도 둘로 구성될 경우, 상기 송신기(120)들의 통신 가능 영역 내에서 상기 송신 데이터를 연속으로 수신한 n개(n은 자연수)의 신호를 입력으로 시간의 흐름에 따른 각각의 상기 송신 데이터의 신호 프로파일의 비교를 통해 상기 사용자 단말(200)의 이동 궤적을 추정하는 것일 수 있다.
상기 송신기(120)는 서로 다른 대역을 사용하는 적어도 두 개 이상의 송신기로 구성되는 것일 수 있다.
상기 하향링크 액세스 포인트(100)는 상기 위치정보를 저장하는 위치정보 데이터베이스를 더 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
상기 사용자 단말(200)은, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)에서 생성한 송신 데이터를 수신하는 수신부(210); 상기 수신부(210)와 연결되어 상기 송신 데이터의 수신 품질을 측정하는 신호품질 측정부(220); 지자기센서, 가속도계 및 자이로스코프 중 선택되는 적어도 하나 이상으로 구성되는 관성센서를 포함하여 구성되는 관성센싱부(230); 및 상기 수신부(210), 상기 신호품질 측정부(220) 및 상기 관성 센싱부(230)와 각각 연결되어 상기 수신부(210), 상기 신호품질 측정부(220) 및 상기 관성 센싱부(230)를 제어하며 상기 사용자 단말(200)의 위치를 추정하는 수신 제어부(240);를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
상기 수신 제어부(240)는, 상기 신호품질 측정부(220)에서 측정한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 수신부(210)가 수신한 송신 데이터를 이용하여 위치를 추정하는 위치추정부(241); 상기 신호품질 측정부(220)에서 측정한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 미만일 경우, 상기 위치추정부(241)에서 추청한 위치와 상기 관성 센싱부(230)에서 센싱한 관성 데이터를 이용하여 관성항법으로 위치를 추정하는 관성항법 위치추정부(242); 및 상기 신호품질 측정부(220)에서 측정한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 위치추정부(220) 또는 관성항법 위치추정부(230)에서 추정한 위치를 상기 수신부(210)에서 수신한 송신 데이터를 이용하여 보정하는 보정부(243);를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
상기 보정부(243)는, 상기 수신부(210)가 수신한 송신 데이터를 이용하여 위치를 보정하는 위치 보정부(244); 및 상기 수신부(210)가 수신한 송신 데이터를 이용하여 이동 궤적을 보정하는 궤적 보정부(245);를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 위치추정방법은, 사용자 단말(200)이 상기 하향링크 액세스 포인트(100)로부터 무선으로 제공되는 상기 송신 데이터를 수신 받는 데이터 수신 단계(S10); 상기 사용자 단말(200)가 상기 데이터 수신 단계(S10)에서 수신받은 송신 데이터의 신호 품질을 측정하는 제1 신호품질 측정 단계(S20); 상기 제1 신호품질 측정단계(S20)에서 측정된 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 사용자 단말(200)가 상기 데이터 수신단계(S10)에서 수신 받은 송신 데이터의 좌표정보를 입력받아 위치를 추정 하는 제1 위치추정 단계(S30); 상기 사용자 단말(200)가 송신 데이터를 이용하여 위치를 추정한 경우, 상기 송신 데이터를 보낸 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 신호 품질을 측정하는 제2 신호품질 측정단계(S40); 상기 제2 신호품질 측정단계(S40)에서 측정된 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 미만일 경우, 상기 사용자 단말(200)가 상기 제1 위치추정 단계(S30)에서 추정된 위치 및 상기 사용자 단말(200)의 관성센싱 데이터를 입력받아 관성항법을 이용하여 위치를 추정 하는 관성항법 위치추정 단계(S50); 상기 사용자 단말(200)가 상기 하향링크 액세스 포인트(100) 또는 다른 하향링크 액세스 포인트(100)의 송신 데이터를 입력받아 신호 품질을 측정하는 제3 신호품질 측정단계(S60); 상기 사용자 단말(200)가 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 측정된 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 제1 위치추정 단계(S30) 또는 상기 관성항법 위치추정 단계(S50)에서 추정된 위치를 입력받고, 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 송신 데이터를 입력받아 위치를 보정 하여 위치를 추정하는 제2 위치보정 단계(S70); 상기 사용자 단말(200)의 위치추정 프로그램을 종료하는 프로그램 종료단계(S80);를 포함하여 이루어지는 것일 수 있다.
상기 하향링크 액세스 포인트(100)로부터 무선으로 제공되는 상기 송신 데이터는, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 X좌표 및 Y좌표가 포함되고, 추가로 Z좌표, 층 정보 및 액세스 포인트 아이디 값 중 선택되는 적어도 하나가 더 포함되는 좌표정보, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 지형 특성을 나타내며, 출입구, 복도, N방향 분기점(N은 2 이상의 자연수), 로비, 계단, 엘리베이터로비 중 선택되는 적어도 하나 이상의 특성정보 및 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점에서 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 전파 투사방향의 방위각 정보, 전파 방사각 및 전파 방사 세기 중 선택되는 적어도 하나 이상의 섹터정보 중 선택되는 적어도 하나의 위치정보가 포함되는 것일 수 있다.
상기 보정단계(S70)는, 상기 사용자 단말(100)가 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 입력받은 송신 데이터의 좌표정보를 입력받아 위치를 보정 하는 위치 보정 단계; 상기 사용자 단말(100)가 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 입력받은 송신 데이터의 특성정보 및 섹터정보를 입력받아 이동 궤적을 보정하는 궤적 보정 단계;를 포함하여 이루어지는 것일 수 있다.
비교적 적은 비용으로 효율적인 실내 위치 측정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 사용자 단말의 블럭도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 배치 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정방법의 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정방법의 순서도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준점 추정 알고리즘을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동궤적 추정에 이용되는 자료를 나타낸 그래프.
도 9는 단일 안테나 액세스 포인트의 개념도
도 10은 하나의 몸체부에 다수의 안테나가 설치된 모습
도 11은 멀티 안테나 액세스 포인트의 개념도
도 12는 1개의 지향성 안테나에 의한 송신지역을 표시한 모습
도 13은 2개의 지향성 안테나에 의한 송신지역을 표시한 모습
도 14는 4개의 지향성 안테나에 의한 송신지역을 표시한 모습
(부호의 설명)
100: 하향링크 액세스 포인트
110: 위치정보 생성부
120: 송신기
130: 안테나
140: 송신 제어부
200: 사용자 단말
210: 수신부
220: 신호품질 측정부
230: 관성 센싱부
240: 수신 제어부
241: 위치추정부
242: 관성항법 위치추정부
243: 보정부
244: 위치 보정부
245: 궤적 보정부
S10: 데이터 수신 단계
S20: 제1 신호품질 측정 단계
S30: 제1 위치추정 단계
S40: 제2 신호품질 측정 단계
S50: 관성항법 위치추정 단계
S60: 제3 신호품질 측정 단계
S70: 제2 위치추정 단계
S80: 프로그램 종료 단계
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위치추정장치 및 방법은 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 사용자 단말의 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 배치 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정방법의 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정방법의 순서도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준점 추정 알고리즘을 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동궤적 추정에 이용되는 자료를 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치는 하향링크 액세스 포인트(100), 및 사용자 단말(200)로 구성된다.
하향링크 액세스 포인트(100)는 위치정보를 무선으로 제공하며 적어도 하나 이상이 설치된다. 상기 하향링크 액세스 포인트는(100) 위치 측위에 적합한 장소를 최소한으로 선정하여 선정된 장소에 설치가 가능하다.
하향링크 액세스 포인트(100)가 무선으로 제공하는 위치정보는 사용자 단말(100)이 현재의 위치를 추정할 수 있도록 하는 정보로서, 각 하향링크 액세스 포인트(100)의 고유한 주소 코드를 포함한다. 사용자 단말은 그 고유한 주소코드를 수신 받을 때, 그 주소코드의 하향링크 액세스 포인트(100)의 설치위치를 알고 있다면, 그 정보를 이용하여 사용자 단말의 현재 위치를 추정할 수 있게 된다. 사용자 단말은 각 하향링크 액세스 포인트(100)의 설치위치정보를 미리 제공받을 수도 있고, 각 하향링크 액세스 포인트(100)의 고유한 주소 코드를 전송받을 때 하향링크 액세스 포인트(100)의 설치위치에 대한 정보를 함께 전송받을 수도 있다.
이때 하향링크 액세스 포인트(100)에서 특정 주소코드를 전송받으면, 사용자 단말(200)은 그 특정 주소코드에 대응하는 하향링크 액세스 포인트(100)의 주위(무선신호 수신 가능 지역)에 있음을 알 수 있고, 수신신호의 크기까지 측정할 수 있으면 그 수신신호의 크기로부터 하향링크 액세스 포인트(100)와 사용자 단말(200)의 거리를 추정할 수 있으므로, 사용자 단말(200)의 위치를 보다 정확하게 추정할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(200)은 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보를 무선으로 수신하여 현재 위치를 추정하고, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위를 이탈할 경우 관성센싱 데이터로 관성항법을 이용하여 현재 위치를 추정하며, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위에 들어갈 경우 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보를 이용하여 현재 위치를 보정한다. 다시 말해, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보 송신 범위에 들어갈 경우는 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치 정보를 이용하여 상기 사용자 단말(200)의 위치를 측위하며, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보 송신 범위에서 벗어날 경우는 마지막으로 측위한 위치 및 상기 사용자 단말(200)의 관성센싱 데이터를 입력으로 관성항법을 이용하여 상기 사용자 단말(200)의 위치를 측위한다.
먼저 상기 하향링크 액세스 포인트에 대하여 자세하게 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)는 위치정보 생성부(110), 송신기(120), 안테나(130), 송신 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
위치정보 생성부(110)는 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보를 생성할 수 있다. 이때, 상기 위치정보 송신부(100)의 위치정보는 설치 좌표정보, 특성정보 및 섹터정보 중 선택되는 적어도 하나의 액세스 포인트(Access Point)정보가 포함할 수 있다.
상기 설치 좌표정보는 상기 하향링크 액세스 포인트가 설치된 지점의 X좌표 및 Y좌표가 포함되고, 추가로 Z좌표, 층 정보 및 액세스 포인트의 주소 코드(address code) 등을 포함할 수 있다. 주소 코드는 각 액세스 포인트마다 할당되어 액세스 포인트를 구별할 수 있도록 하며, 그 예로는 MAC 어드레스(address), BSSID 등이 있다. 또한 원통좌표나 구좌표 등의 기존 좌표계 및 변형 좌표계도 사용 가능하다. 이때 사용되는 좌표정보는 상기 위치정보 수신부(200)의 위치를 측위하거나 보정하는데 필요한 자료로 활용이 가능하다.
상기 특성정보는 상기 하향링크 액세스 포인트가 설치된 지점의 지형 특성을 나타내며, 출입구, 복도, N방향 분기점(N은 2 이상의 자연수), 로비, 계단, 엘리베이터로비 등의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 하향링크 액세스 포인트가 설치된 지점의 지형 특성을 나타낼 수 있다. 건물 외부로 통하는 입구의 액세스 포인트는 GPS(Global Positioning System) 절대 좌표 정보를 추가로 제공하여 실내와 실외의 연속 이동 궤적의 추적이 가능하도록 할 수 있다.
상기 섹터정보는 상기 하향링크 액세스 포인트가 설치된 지점에서 상기 하향링크 액세스 포인트의 전파 투사방향의 방위각 정보, 전파 방사각 및 전파 방사 세기 등의 정보를 포함할 수 있다. 즉 섹터는 액세스 포인트의 하나의 안테나가 전파를 송신하여 사용자단말이 전파를 수신할 수 있는 지역을 의미하여, 섹터정보는 그 섹터에 대한 정보를 의미한다.
상기 특성정보 및 상기 섹터정보는 상기 위치정보 수신부(200)의 이동 궤적을 보정하는데 필요한 자료로 활용이 가능하며, 관성항법을 이용하여 위치를 측위한 데이터를 보정하는데 필요한 자료로 활용이 가능하다.
송신기(120)는 상기 위치정보 생성부(110)와 연결되어 상기 위치정보 생성부로부터 생성된 위치정보를 입력받아 송신 데이터를 출력한다.
상기 송신기(120)는 직접 무선을 통해 출력하는 무선 통신, 3G(3Generation), LTE(Long Term Evolution), WiBro(Wireless Broadband Internet) 등의 통신망을 이용해 상기 송신 데이터를 출력 할 수 있다. 또한, 상기 송신기(120)는 서로 다른 대역을 사용하는 적어도 두 개 이상의 송신기로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 송신기(120)가 2.4GHz대역을 사용하는 송신기와 5GHz대역을 사용하는 송신기 2 개로 구성될 경우, 2.4GHz와 5GHz ISM(Industrial, Scientific, Medical)대역은 채널이 구분되고 각 채널에는 번호가 할당되어 있다.
상기 송신 제어부(140)는 송신 데이터를 2.4GHz 송신기 및 5GHz 송신기에 각각 전달하며, 2.4GHz 송신기는 송신 데이터를 2.4GHz 대역의 채널로 업컨버전(Upconversion)하고, 5GHz 송신기는 송신 데이터를 5GHz 대역의 채널로 Upconversion하여 각 송신기의 송신 채널을 설정할 수 있다.
안테나(130)는 상기 송신기(120)와 연결되어 상기 송신기(120)로부터 출력된 송신 데이터를 무선으로 방사한다. 이때, 안테나의 설치 방법에 따라 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보 송신 범위를 결정할 수 있다. 안테나의 송신 방향을 좁히기 위해 지향성 안테나를 사용할 수 있다.
송신 제어부(140)는 상기 위치정보 생성부(110), 송신기(120) 및 안테나(130)와 각각 연결되어 상기 위치정보 생성부(110), 송신기(120) 및 안테나(130)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말(100) 내에 위치정보 데이터베이스를 더 포함하여 구성되어 상기 위치정보를 저장 할 수 있다.
다음으로 상기 사용자 단말에 대하여 자세하게 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 사용자 단말(200)은 수신부(210), 신호품질 측정부(220), 관성센싱부(230) 및 수신 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
수신부(210)는 상기 하향링크 액세스 포인트(100)에서 생성한 송신 데이터를 수신할 수 있다.
신호품질 측정부(220)는 상기 수신부(210)와 연결되어 상기 송신 데이터의 수신 품질을 측정할 수 있다. 이때 상기 수신 품질 정보를 수신 제어부에 제공한다.
관성센싱부(230)는 관성센서를 포함하여 구성된다. 관성센서는 관성력을 이용하여 물체의 직선 가속도, 회전 가속도 등을 측정할 수 있는 센서를 말하며, 가속도 센서, 자이로 센서 등이 그 예이다.
수신 제어부(240)는 상기 수신부(210), 상기 신호품질 측정부(220) 및 상기 관성 센싱부(230)와 각각 연결되어 상기 수신부(210), 상기 신호품질 측정부(220) 및 상기 관성 센싱부(230)를 제어하며 상기 사용자 단말(200)의 위치를 추정할 수 있다.
수신제어부(240)에 대해 더 자세하게 설명하자면, 상기 수신 제어부(240)는 위치추정부(241), 관성항법 위치추정부(242) 및 보정부(243)를 포함하여 구성할 수 있다.
위치추정부(241)는 상기 신호품질 측정부(220)에서 측정한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 수신부(210)가 수신한 송신 데이터를 이용하여 위치를 추정할 수 있다. 다시 말해, 신호의 품질이 신뢰가 가능하면 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치 정보를 이용하여 상기 사용자 단말(200)의 위치를 측위할 수 있다.
관성항법 위치추정부(242)는 상기 신호품질 측정부(220)에서 측정한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 미만일 경우, 상기 위치추정부(241)에서 추청한 위치와 상기 관성 센싱부(230)에서 센싱한 관성 데이터를 이용하여 관성항법으로 위치를 추정할 수 있다. 다시 말해, 신호의 품질이 신뢰가 가능하지 못하다면 마지막으로 측위한 위치 및 상기 사용자 단말(200)의 관성센싱 데이터를 입력으로 관성항법을 이용하여 상기 사용자 단말(200)의 위치를 측위 할 수 있다.
보정부(243)는 상기 신호품질 측정부(220)에서 측정한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 위치추정부(220) 또는 관성항법 위치추정부(230)에서 추정한 위치를 상기 수신부(210)에서 수신한 송신 데이터를 이용하여 보정할 수 있다. 이때, 상기 보정부(243)는 상기 수신부(210)가 수신한 송신 데이터를 이용하여 위치를 보정하는 위치 보정부(244) 및 상기 수신부(210)가 수신한 송신 데이터를 이용하여 이동 궤적을 보정하는 궤적 보정부(245)를 포함하여 구성할 수 있다. 다시 말해, 관성항법을 이용하여 상기 사용자 단말(200)의 위치를 측위하는 중에 상기 하향링크 액세스 포인트(100)에서 보내주는 위치정보의 신호의 품질이 신뢰가 가능한 지역에 진입하면 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치 정보를 이용하여 상기 사용자 단말(200)의 위치를 보정할 수 있다.
스마트폰은 액세스 포인트로부터 무선신호를 수신할 수 있는 장치, 가속도 센서, 자이로 센서 등과 같은 관성 센서들, 기타 제어장치를 포함하고 있으므로 사용자 단말(200)로 이용될 수 있다. 즉 스마트폰의 각종 내부장치들이 수신부(210), 신호품질 측정부(220), 관성센싱부(230) 및 수신 제어부(240)로 동작하도록 하는 어플리케이션 프로그램을 설치하면, 스마트폰이 본 발명의 사용자 단말(200)이 되도록 할 수 있다.
기존의 스마트폰에는 관성센서 외에 지자기센서도 포함하고 있는 것이 일반적이므로, 사용자 단말(200)은 관성센싱부 외에 지자기센서를 이용하여 좀 더 정확한 자세추정 및 위치추정을 할 수 있다. 즉 사용자 단말(200)이 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위를 벗어날 경우에는 무선 송신 범위를 벗어나기 전까지 추정한 위치정보와 관성센싱부 또는 지자기센서를 이용한 정보를 취합하여 현재 위치를 추정할 수 있다. 위치추정장치(예를 들면 GPS장치)에서 위치정보가 수신되지 않을 때, 관성센싱부 또는 지자기센서 등의 DR센서를 이용하여 현재 위치를 추정하는 기술은 공지의 기술이므로 자세한 설명은 생략한다. 사용자 단말(200)은 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위 내에 있을 때도 관성센싱부 또는 지자기센서의 측정 정보를 이용하여 현재 위치 추정의 정확도를 높일 수 있다.
또한 기존의 스마트폰은 와이파이 통신 기능과 블루투스 통신 기능을 갖고 있으므로, 본원발명의 무선통신방식을 와이파이 방식 또는 블루투스 통신 방식으로 하면, 기존의 스마트폰을 본원발명의 사용자 단말(200)로 이용할 수 있다. 와이파이 방식의 하향링크 액세스 포인트나 블루투스 방식의 하향링크 액세스 포인트는 종래 기술을 이용하여 건물 내에 쉽게 설치할 수 있다.
이때 하향링크 액세스 포인트는 외부 통신망(예를 들면, 인터넷망)과 연결되어 와이파이방식이나 블루투스 방식을 이용하여 사용자 단말(200)이 외부 통신망과 데이터 통신이 가능하도록 구현할 수도 있으며, 외부 통신망과 연결되지 않고 오직 사용자 단말(200)으로 하향신호를 발생시키는 용도만으로 사용되도록 구현할 수도 있다.
본 발명에서의 액세스 포인트(100)를 하향링크 액세스 포인트라고 부르는 이유는 액세스 포인트(100)에서 사용자 단말(200) 방향으로의 신호, 즉 하향신호를 보내는 구성을 필수적으로 포함하기 때문이다. 종래의 액세스 포인트는 사용자 단말로부터 송수신한 데이터를 다시 외부의 장치로 송수신하기 위해 액세스 포인트가 외부의 장치와 유선으로 연결되어 있는 것이 일반적이나, 본 발명에서의 하향링크 액세스 포인트(100)에서는 단말기의 위치를 파악하는데 필요한 하향신호만 보낼 수 있으면 되기 때문에 다른 외부의 장치와 데이터 통신을 하기 위한 유선 연결이 필요없다. 따라서 본 발명의 하향링크 액세스 포인트(100)는 설치할 때 전원선만 연결하면 되고 데이터 통신을 하기 위한 유선 연결이 필요 없어 설치가 간편한 장점이 있다.
따라서 본 발명은, 다수의 하향링크 액세스 포인트(100)를 포함하고, 그 중 하나 이상의 하향링크 액세스 포인트(100)는 데이터 통신을 위한 유선 연결이 없는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 하향링크 액세스 포인트(100)는 적어도 하나의 송신기(120)를 포함하여 구성된다.
상기 송신기(120)는 위에서 아래로 송신 데이터를 출력 하여 액세스 포인트의 주소 코드로 상기 사용자 단말(200)의 대략적 위치 파악 기능할 수 있다.
또한, RSSI(received signal strength index) 정보를 같이 이용할 경우 액세스 포인트에서 떨어진 위치 추정도 가능하다. 이때, 상기 송신기(120)가 하나로 구성될 경우 같은 RSSI 인 곳이 대칭적으로 존재하므로 RSSI 값 사용시 위치에 대한 모호성(ambiguity)이 존재할 수 있다.
이때 상기 송신기가 비스듬한 방향으로 송신 데이터를 출력하면, 전파 파형에 방향성이 있으므로 RSSI이용한 거리 추정 시 위치에 대한 모호성을 감소시킬 수 있다.
또한, 인접한 액세스 포인트간에 간섭 없이 송신 데이터를 출력하여 액세스 포인트간의 간섭을 방지할 수 있다. 이때, 서로 다른 비스듬한 방향으로 송신 데이터를 출력함으로 사용자가 향한 위치와 이동 방향 추정이 가능하다. 즉 사용자가 향한 방향에 따라 수신 신호 세기가 다른 성질을 이용하여 이동 방향 추정이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 상기 사용자 단말(200)은 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 상기 송신기(120)가 하나로 구성될 경우, 상기 송신기(120)의 통신 가능 영역 내에서 상기 송신 데이터를 연속으로 수신한 n개(n은 자연수)의 신호를 입력으로 시간의 흐름에 따른 상기 송신 데이터의 신호 프로파일을 통해 상기 사용자 단말(200)의 이동 궤적을 추정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이,
다음 식
Figure pct00001
(R1은 하향링크 액세스 포인트와 1번째 신호를 수신한 사용자 단말의 거리, R2는 하향링크 액세스 포인트와 2번째 신호를 수신한 사용자 단말의 거리, R12는 1번째 신호를 수신한 사용자 단말과 2번째 신호를 수신한 사용자 단말의 거리, f는 신호세기 입력에 대한 출력을 거리로 계산해 주는 함수, PTX는 송신신호의 세기, PRX1은 1번째 수신 신호의 세기, PRX2는 2번째 수신 신호의 세기, Vwalk은 이동 속도, T1은 1번째 신호의 수신 시각, T2는 2번째 신호의 수신 시각, s는 헤론의 공식에 의해 정의된 변수 , Aarea는 삼각형의 넓이, Rb는 상기 하향링크 액세스 포인트와 상기 사용자 단말 사이의 거리)
을 이용하여 위치추정 상기 하향링크 액세스 포인트와 상기 사용자 단말 사이의 거리를 구하여 위치를 추정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치의 상기 사용자 단말(200)은 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 상기 송신기(120)가 적어도 둘로 구성될 경우, 상기 송신기(120)들의 통신 가능 영역 내에서 상기 송신 데이터를 연속으로 수신한 n개(n은 자연수)의 신호를 입력으로 시간의 흐름에 따른 각각의 상기 송신 데이터의 신호 프로파일의 비교를 통해 상기 사용자 단말(200)의 이동 궤적을 추정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들면, 측위용 액세스 포인트 관점에서 사용자가 액세스 포인트로 다가오고 있을 경우 RSS 값은 증가하게 된다. 상기 각각의 송신기(120)의 RSS 신호를 상기 사용자 단말(200)에서 수신하여 상기 각각의 송신기(120)의 RSS 신호를 비교하여 이동 궤적을 추정할수 있다. 이때 RSS 신호를 누적할 경우 기울기가 증가하는 그래프로 나타난다. 반대로 액세스 포인트에서 멀어질 경우 RSS 누적 신호는 기울기가 감소하는 형태로 나타난다. 이런 신호 형태를 기반으로 이동 궤적을 추정할 수 있다. 상기 각각의 송신기(120)의 RSS 신호의 차이를 비교하거나 상기 각각의 송신기(120)의 RSS 신호를 누적하여 누적결과의 파형 및 첨두치를 이용하여 이동 궤적을 결정 할 수 있다.
예를 들면, 측위용 액세스 포인트 관점에서 사용자가 액세스 포인트로 다가오고 있을 경우 RSS 값은 증가하게 된다. 시간에 따른 RSS 차이 값을 비교함으로써 이동 방향을 알 수 있다. 이때 RSS 신호를 누적할 경우 기울기가 증가하는 그래프로 나타난다. 반대로 액세스 포인트에서 멀어질 경우 RSS 누적 신호는 기울기가 감소하는 형태로 나타난다. 이런 신호 형태를 기반으로 이동 방향을 추정할 수 있다.
다음에 하향링크 액세스 포인트(100)가 이동 궤적을 추정하는 구체적 방법에 대해 예를 들어 설명한다. 송신기 A와 송신기 B의 두 개로 하향링크 액세스 포인트(100)가 구성될 경우
송신기A와 송신기B의 신호세기(RSS)를 t1, t2, t3, ... 시간마다 측정한다.
이를 그래프로 나타내면 도 8 (a)와 같다. 여기서 본 이동방향 추정방법이 구동되기 위해서는 RSS_A와 RSS_B가 RSS 임계값보다 큰 값을 가져야 하며 이를 만족하는 시간영역(즉, ‘사용되는 RSS 수집구간’) 동안 이동 궤적을 추청할 수 있다. 수집된 RSS_A와 RSS_B를 이용하여 이동궤적을 추정하게 된다. 도 8 (b)는 RSS_A와 RSS_B의 차 값에 대한 그래프이다. 그래프에서 시간의 흐름에 따라 값이 0에서 양수값으로 커진 후 음수가 되고 0으로 수렴하는 프로파일이 감지되면 사용자 단말이 RSS_A에서 RSS_B 쪽 방향으로 이동하는 것으로 판단할 수 있고, 그래프에서 시간의 흐름에 따라 값이 0에서 음수값으로 작아진 후 양수가 되고 0으로 수렴하는 프로파일이 감지되면 사용자 단말이 RSS_B에서 RSS_A 쪽 방향으로 이동하는 것으로 판단할 수 있다.
도 8 (c)는 RSS_A와 RSS_B의 차 값의 누적값에 대한 그래프이다. 그래프에서 첨두치가 양수이면 사용자 단말의 이동방향이 RSS_A에서 RSS_B 쪽 방향이 된다. 그래프에서 첨두치가 음수이면 사용자 단말의 이동방향이 RSS_B에서 RSS_A 쪽 방향이 된다.
따라서 도 4와 같이 둘 이상의 출입경로를 갖는 지점에 설치된 하향링크 액세스 포인트(100)에서 각 출입경로 영역를 향하는 다수의 안테나를 설치하고 각 안테나마다 서로 다른 주소 코드를 송신하면, 사용자 단말(200)은 각 주소 코드를 포함하는 신호의 크기 변화를 측정하여 각 주소 코드에 해당하는 안테나의 전파 송신 영역 정보를 이용하여 사용자 단말(200)의 이동방향을 추정할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추정장치를 이용한 위치추정방법은 데이터 수신 단계(S10), 제1 신호품질 측정 단계(S20), 제1 위치추정 단계(S30), 제2 신호품질 측정단계(S40), 관성항법 위치추정 단계(S50), 제3 신호품질 측정단계(S60), 제2 위치추정 단계(70) 및 프로그램 종료 단계(S80)를 포함하여 이루어진다.
데이터 수신 단계(S10)는 상기 사용자 단말(200)가 상기 하향링크 액세스 포인트(100)로부터 무선으로 제공되는 상기 송신 데이터를 수신 받는다.
제1 신호품질 측정 단계(S20)는상기 사용자 단말(200)가 상기 데이터 수신 단계(S10)에서 수신받은 송신 데이터의 신호 품질을 측정한다.
제1 위치추정 단계(S30)는 상기 제1 신호품질 측정단계(S20)에서 측정된 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 사용자 단말(200)가 상기 데이터 수신단계(S10)에서 수신 받은 송신 데이터의 좌표정보를 입력받아 위치를 추정 한다. 즉 상기 제1 위치 추정 단계(S30)에 의해 상기 사용자 단말(200)가 최초의 현재 위치 데이터를 생성 또는 추정한다.
제2 신호품질 측정단계(S40)는 상기 사용자 단말(200)가 송신 데이터를 이용하여 위치를 추정한 경우, 상기 송신 데이터를 보낸 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 신호 품질을 측정한다.
관성항법 위치추정 단계(S50)는 상기 제2 신호품질 측정단계(S40)에서 측정된 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 미만일 경우, 상기 사용자 단말(200)가 상기 제1 위치추정 단계(S30)에서 추정된 위치 및 상기 사용자 단말(200)의 관성센싱 데이터를 입력받아 관성항법을 이용하여 위치를 추정 한다. 즉 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보 송신 범위에서 벗어날 경우는 마지막으로 측위한 위치 및 상기 사용자 단말(200)의 관성센싱 데이터를 입력으로 관성항법을 이용하여 상기 사용자 단말(200)의 위치를 측위한다.
관성항법은 위치 측위 기술로 측위한 위치를 입력하면 자이로스코프에서 방위 기준을 정하고, 가속도계를 이용하여 이동 변위를 구하여 위치와 속도를 항상 계산해 파악할 수 있다. 가속도계는 물체의 가속도를 검출하기 위해서 사용된다. 자이로스코프(gyroscope)는 방향의 측정 또는 유지에 사용되는 기구로, 각운동량 보존법칙에 근거한다. 가속도계를 이용하여 가속도를 검출하고, 그것을 2회 누적하여 물체의 이동거리를 산출한다. 또 이것을 출발점의 위치정보와 함께 계산하여 물체의 현재위치를 구한다. 악천후나 전파 방해의 영향을 받지 않는다고 하는 장점을 가지지만 긴 거리를 이동하면 오차가 누적되어 커지므로 보정을 하여 사용하는 것이 바람직하다.
제3 신호품질 측정단계(S60)는 상기 사용자 단말(200)가 상기 하향링크 액세스 포인트(100) 또는 다른 하향링크 액세스 포인트(100)의 송신 데이터를 입력받아 신호 품질을 측정한다.
제2 위치추정단계(S70)(보정 단계)는 상기 사용자 단말(200)가 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 측정된 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 제1 위치추정 단계(S30) 또는 상기 관성항법 위치추정 단계(S50)에서 추정된 위치를 입력받고, 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 송신 데이터를 입력받아 위치를 보정 하여 위치를 추정 할 수 있다. 즉 관성항법을 이용하여 상기 사용자 단말(200)의 위치를 측위하는 중에 상기 하향링크 액세스 포인트(100)에서 보내주는 위치정보의 신호의 품질이 신뢰가 가능한 지역에 진입하면 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치 정보를 이용하여 상기 사용자 단말(200)의 위치를 보정할 수 있다.
이때 상기 보정단계(S70)는 상기 사용자 단말(100)가 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 입력받은 송신 데이터의 좌표정보를 입력받아 위치를 보정 하는 위치 보정 단계 및 상기 사용자 단말(100)가 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 입력받은 송신 데이터의 특성정보 및 섹터정보를 입력받아 이동 궤적을 보정하는 궤적 보정 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 위치추정 단계(80)는 상기 사용자 단말(200)가 상기 보정 단계(S70)에서 보정된 데이터 및 상기 사용자 단말(200)의 관성센싱 데이터를 입력으로 관성항법 기술을 적용하여 위치를 추정한다.
상기 하향링크 액세스 포인트(100)로부터 무선으로 제공되는 상기 송신 데이터는 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 설치 좌표정보, 특성정보 및 섹터정보 등을 포함할 수 있다.
상기 좌표정보는 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 X좌표 및 Y좌표가 포함되고, 추가로 Z좌표, 층 정보 및 액세스 포인트의 주소 코드(address code) 등을 포함할 수 있다. 또한 원통좌표나 구좌표 등의 기존 좌표계 및 변형 좌표계도 사용 가능하다. 이때 사용되는 좌표정보는 상기 위치정보 수신부(200)의 위치를 측위하거나 보정하는데 필요한 자료로 활용이 가능하다.
상기 특성정보는 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 지형 특성을 나타내며, 출입구, 복도, N방향 분기점(N은 2 이상의 자연수), 로비, 계단, 엘리베이터로비 등의 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 섹터정보는 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점에서 상기 하향링크 액세스 포인트의 전파 투사방향의 방위각 정보, 전파 방사각 및 전파 방사 세기 등의 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 특성정보 및 상기 섹터정보는 상기 위치정보 수신부(200)의 이동 궤적을 보정하는데 필요한 자료로 활용이 가능하며, 관성항법을 이용하여 위치를 측위한 데이터를 보정하는데 필요한 자료로 활용이 가능하다.
프로그램 종료단계(S80)는 상기 사용자 단말(200)의 위치추정 프로그램을 종료하며, 상기 프로그램 종료단계에서 종료를 하지 않으면 상기 제2 신호품질 측정단계(S40)로 돌아가 위치추정을 계속 진행한다.
상기 위치추정방법은 스마트폰이 위와 같은 위치추정방법을 사용하도록 하는 어플리케이션(프로그램)을 스마트폰에 설치하는 방법으로 사용되어질 수 있다. 상기 어플리케이션(프로그램)은 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장될 수 있다.
도 9는 단일 안테나 액세스 포인트의 개념도이고, 도 10은 하나의 몸체부에 다수의 안테나가 설치된 모습이고, 도 11은 멀티 안테나 액세스 포인트의 개념도이다. 도 10(a)는 하나의 몸체에 다수의 안테나가 설치된 상태의 사시도이고, 도 10(b)는 하나의 몸체에 다수의 안테나가 설치된 상태의 투시 단면도이다.
도 9와 같이, 원칙적으로 하나의 안테나는 하나의 통신용 칩에 연결된다. 도 9에서 각각의 통신용 칩에는 서로 다른 MAC 어드레스(address)가 할당되어 있다.
그러나, 도 4와 같이, 하나의 액세스 포인트(100)로 둘 이상의 방향으로 서로 다른 위치 정보를 보낼 필요가 있는 경우, 하나의 액세스 포인트(100)에 둘 이상의 안테나를 설치하는 것이 바람직하다.
이때, 도 10과 같이 하나의 몸체부에 다수의 지향성 안테나가 설치되고, 그 내부에는 도 11과 같은 회로가 설치될 수 있다. 도10에서는, 4개의 복도의 교차점 위에 하나의 몸체부를 설치하고 그 몸체부에 설치된 4개의 지향성 안테나가 각각 복도를 향해 무선신호를 전송하므로, 사용자 단말이 어떤 복도를 통해서 교차점으로 들어오거나 나가더라도 무선신호를 수신할 수 있게 된다.
도 11은 하나의 액세스 포인트에 설치된 다수의 안테나를 통해 각기 서로 다른 주소 코드를 발생시키는 회로의 예이다.
도 11의 회로에서, 저장부에는 다수의 MAC 어드레스가 저장되어 있고, 스위치의 선택에 의해 그 중 하나의 MAC 어드레스가 송신신호생성부로 보내어진다. 송신신호는 MAC 어드레스를 포함하는 송신신호를 생성해서 송신부로 보내고 그 사실을 제어부로 통지한다. 제어부는 송신부와 안테나스위치를 제어하여 송신부에서 발생시키는 송신신호를 해당되는 안테나를 통해 전송하도록 한다. 그 결과, 안테나 별로 각각 다른 주소(MAC 어드레스) 코드를 전송하게 된다.
도 11의 회로는 하나의 예시에 불과하고, 그 외 다양한 방법으로 하나의 액세스 포인트에 설치된 다수의 안테나를 통해 각기 서로 다른 주소 코드를 발생시키는 회로를 구현할 수 있다.
도 10에서는 각 안테나의 송신영역이 겹치지 않는 것처럼 표시되었지만, 실제로는 지향성 안테나를 사용하더라도 각 안테나의 송신 영역이 겹쳐서 둘 이상의 안테나로부터 신호를 수신할 수 있는 위치가 있을 수 있다.
따라서 다수의 안테나에서 신호를 전송할 때, 시분할방식 또는 주파수분할방식을 이용하는 것이 바람직하다.
만일 시분할방식을 이용하여 전송하면, 각 안테나는 동일 채널을 통해 각기 다른 시간대에 신호를 전송하므로, 사용자 단말(200)이 둘 이상의 안테나로부터 신호를 수신할 수 있는 위치에 있더라도 각 안테나로부터 전송되어 오는 신호를 정확히 수신할 수 있다.
만일 주파수분할방식을 이용하여 전송하면, 각 안테나는 다른 주파수를 이용하여 신호를 전송하므로, 사용자 단말(200)이 둘 이상의 안테나로부터 신호를 수신할 수 있는 위치에 있더라도 각 안테나로부터 전송되어 오는 신호를 정확히 수신할 수 있다.
주파수분할방식은 동시에 둘 이상의 안테나로부터 신호를 전송할 수 있으므로 시분할방식에 비해 짧은 시간에 신호를 전송할 수 있고 더 자주 신호를 보낼 수 있다는 장점이 있으나, 시분할방식에 비해 많은 주파수 대역을 차지하는 단점이 있다.
필요하다면, 시분할방식과 주파수분할방식을 동시에 사용할 수도 있다.
도 12는 1개의 지향성 안테나에 의한 송신지역을 표시한 모습이고, 도 13은 2개의 지향성 안테나에 의한 송신지역을 표시한 모습이고, 도 14는 4개의 지향성 안테나에 의한 송신지역을 표시한 모습이다.
1개의 지향성 안테나에 의한 전파 송신 지역을 도10에서보다 정확하게 표시하면 도 12와 같다. 도 12의 다수의 칸투어(contour) 중에서 중심부에 있는 칸투어일수록 신호의 세기가 강하다.
하나의 하향링크 액세스 포인트에 2개의 지향성 안테나를 설치하면 전파 송신 영역은 도 13과 같다. 만일 사용자 단말에서 1번 안테나에 의한 신호는 잡히고 2번 안테나에 의한 신호는 잡히지 않는다면 A점 근처에 사용자 단말이 있음을 추정할 수 있고, 만일 사용자 단말에서 2번 안테나에 의한 신호는 잡히고 1번 안테나에 의한 신호는 잡히지 않는다면 B점 근처에 사용자 단말이 있음을 추정할 수 있고, 사용자 단말에서 1번 안테나에 의한 신호와 2번 안테나에 의한 신호를 모두 잡을 수 있다면 하향링크 액세스 포인트(하향 AP) 바로 아래의 위치 근처에 사용자 단말이 있음을 추정할 수 있다. 이를 좀 더 자세히 설명하면, 2번 안테나에 의한 신호의 세기가 1번 안테나에 의한 신호의 세기보다 문턱값(threshold) 이상으로 크다면 B점 근처에 사용자 단말이 있음을 추정할 수 있고, 반대로 사용자 단말에서 1번 안테나에 의한 신호가 2번 안테나에 의한 신호의 세기보다 문턱값 이상으로 크다면 A점 근처에 사용자 단말이 있음을 추정가능하다. 한편, 1번 안테나에 의한 신호와 2번 안테나에 의한 신호가 비슷하며 둘 다 일정 문턱값 이상일 때에는 사용자 단말의 위치는 하향링크 액세스 포인트(하향 AP) 바로 아래라고 추정할 수 있다.
여기에 RSSI신호값의 변화나 PDR정보를 이용하면 더욱 정확한 위치 추정이 가능하다.
4개의 통로와 연결된 교차로에서 하나의 하향링크 액세스 포인트에 4개의 지향성 안테나를 설치하면 전파 수신지역은 도 14와 같이 되고, 사용자 단말은 그 수신신호로부터 자신의 위치를 추정할 수 있게 된다.
도 13과 도 14와 같이 다수의 안테나로부터 신호를 수신할 수 있을 때, 각 신호 사이의 간섭을 방지하기 위해 시분할 방식 또는 주파수분할방식을 이용할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
상기 위치추정장치는 보행자 경로 안내에 이용될 수 있다. 즉 사용자 단말(200)에 지도 정보와 위치 정보가 주어지면 주변 지리 안내 및 경로 안내 등에 이용될 수 있다. 사용자 단말(200)에 지도 정보를 제공하기 위해 별도의 서버가 설치될 수도 있다.

Claims (26)

  1. 특정 위치에 설치되는 다수의 하향링크 액세스 포인트(100);
    현재 위치를 표시하는 하나 이상의 사용자 단말(200)을 포함하고,
    상기 다수의 하향링크 액세스 포인트(100)는 서로 다른 주소 코드를 무선으로 전송하고,
    상기 사용자 단말(200)은, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위 내에 있을 경우에는 전송받은 상기 주소 코드에 대응하는 위치가 현재 위치인 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트를 이용하는 위치추정장치.
  2. 제1항에 있어서
    상기 사용자 단말(200)은, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위를 벗어날 경우에는 관성센싱부 또는 지자기센서를 이용하여 현재 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트를 이용하는 위치추정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    무선으로 주소 코드를 전송함에 있어서, 와이파이 방식 또는 블루투스 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트를 이용하는 위치추정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 하향링크 액세스 포인트(100) 중 하나 이상의 하향링크 액세스 포인트(100)는 데이터 통신을 위한 유선 연결이 없는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트를 이용하는 위치추정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 하향링크 액세스 포인트(100) 중 하나 이상의 하향링크 액세스 포인트(100)는 둘 이상의 지향성 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트를 이용하는 위치추정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 하향링크 액세스 포인트(100) 중 하나 이상의 하향링크 액세스 포인트(100)는,
    둘 이상의 출입경로를 갖는 지점에 설치되고,
    각 출입경로에 대응하는 영역을 향하는 방향으로 주소 코드 신호를 전송하는 둘 이상의 안테나를 포함하고,
    각각의 안테나가 각기 다른 주소코드를 전송하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트를 이용하는 위치추정장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 둘 이상의 안테나에서 전송되는 신호는 시분할방식으로 전송하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트를 이용하는 위치추정장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 둘 이상의 안테나에서 전송되는 신호는 주파수분할방식으로 전송하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트를 이용하는 위치추정장치.
  9. 하나의 몸체부에 서로 다른 방향으로 설치된 둘 이상의 지향성 안테나를 포함하고 각각의 안테나가 각기 다른 주소코드를 전송하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하향링크 액세스 포인트는 둘 이상의 출입경로를 갖는 지점에 설치되고,
    상기 안테나는 각 출입경로에 대응하는 영역을 향하는 방향으로 대응하는 주소 코드 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 둘 이상의 안테나에서 전송되는 신호는 시분할방식으로 전송하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 둘 이상의 안테나에서 전송되는 신호는 주파수분할방식으로 전송하는 것을 특징으로 하는 하향링크 액세스 포인트.
  13. 안테나를 포함하는 하향링크 액세스 포인트(100), 현재 위치를 표시하는 하나 이상의 사용자 단말(200)을 포함하는 위치추정장치를 이용한 위치추정방법에 있어서,
    상기 사용자 단말(200)에서 수신한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 사용자 단말(200)가 전송받은 주소 코드에 대응하는 위치를 현재의 위치로 추정하는 액세스포인트 이용 위치추정 단계;
    상기 사용자 단말(200)에서 수신한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 미만일 경우, 상기 액세스포인트 이용 위치추정 단계에서 추정한 위치 및 관성센싱부의 측정결과를 반영하여 현재의 위치를 추정하는 관성항법 위치추정 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치추정방법.
  14. 제13항에 있어서,
    하나의 액세스 포인트에 설치된 둘 이상의 안테나로부터 동시에 데이터를 수신할 수 있는 지역이 존재하는 경우,
    상기 액세스 포인트 이용 위치 추정단계에서 상기 둘 이상의 안테나로부터 데이터가 수신되는지의 여부를 이용하여 동시 데이터 수신 가능 지역 또는 단독 데이터 수신 가능지역에 있는지를 추정할 수 있고, 수신되는 데이터 수신 신호의 크기를 이용하여 사용자 단말의 위치를 더욱 정밀하게 추정하는 것을 특징으로 하는 위치추정방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 액세스 포인트 이용 위치추정단계에서 하나의 액세스 포인트에 설치된 둘 이상의 안테나로부터 동시에 데이터를 수신하는 경우 상기 둘 이상의 안테나로부터 수신되는 데이터 수신 신호의 변화를 이용하여 이동 방향을 추정하는 것을 특징으로 하는 위치추정방법.
  16. 스마트폰에 설치될 때,
    스마트폰이 제13항 내지 제15항 중 하나의 방법을 실행하도록 하는 프로그램.
  17. 설치 좌표정보, 특성정보 및 섹터정보 중 선택되는 적어도 하나의 액세스 포인트(Access Point)정보가 포함된 위치정보를 무선으로 제공하는 적어도 하나의 하향링크 액세스 포인트(100); 및
    상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보를 무선으로 수신하여 현재 위치를 추정하고, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위를 이탈할 경우 관성항법을 이용하여 현재 위치를 추정하며, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 무선 송신 범위에 들어갈 경우 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 위치정보를 이용하여 현재 위치를 보정하는 사용자 단말(200);
    를 포함하여 구성되는 위치추정장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하향링크 액세스 포인트(100)는
    상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 X좌표 및 Y좌표가 포함되고, 추가로 Z좌표, 층 정보 및 액세스 포인트 아이디(ID) 값 중 선택되는 적어도 하나가 더 포함되는 좌표정보, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 지형 특성을 나타내며, 출입구, 복도, N방향 분기점(N은 2 이상의 자연수), 로비, 계단, 엘리베이터로비 중 선택되는 적어도 하나 이상의 특성정보 및 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점에서 상기 하향링크 액세스 포인트의 전파 투사방향의 방위각 정보, 전파 방사각 및 전파 방사 세기 중 선택되는 적어도 하나 이상의 섹터정보 중 선택되는 적어도 하나의 위치정보를 생성하는 위치정보 생성부(110);
    상기 위치정보 생성부(110)와 연결되어 상기 위치정보 생성부로부터 생성된 위치정보를 입력받아 송신 데이터를 무선 통신, 3G(3Generation), LTE(Long Term Evolution), WiBro(Wireless Broadband Internet) 중 선택되는 적어도 하나의 통신망을 통해 송신 데이터를 출력하는 적어도 하나의 송신기(120);
    상기 송신기(120)와 연결되어 상기 송신기(120)로부터 출력된 송신 데이터를 무선으로 방사하는 적어도 하나의 안테나(130); 및
    상기 위치정보 생성부(110), 송신기(120) 및 안테나(130)와 각각 연결되어 상기 위치정보 생성부(110), 송신기(120) 및 안테나(130)를 제어하는 송신 제어부(140);를 포함하여 구성되되 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 상기 송신기(120)가 하나로 구성될 경우, 상기 송신기(120)의 통신 가능 영역 내에서 상기 송신 데이터를 연속으로 수신한 n개(n은 자연수)의 신호를 입력으로 시간의 흐름에 따른 상기 송신 데이터의 신호 프로파일을 통해 상기 사용자 단말(200)의 이동 궤적을 추정하고, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 상기 송신기(120)가 적어도 둘로 구성될 경우, 상기 송신기(120)들의 통신 가능 영역 내에서 상기 송신 데이터를 연속으로 수신한 n개(n은 자연수)의 신호를 입력으로 시간의 흐름에 따른 각각의 상기 송신 데이터의 신호 프로파일의 비교를 통해 상기 사용자 단말(200)의 이동 궤적을 추정하는 위치추정장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 송신기(120)는
    서로 다른 대역을 사용하는 적어도 두 개 이상의 송신기로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치추정장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 하향링크 액세스 포인트(100)는
    상기 위치정보를 저장하는 위치정보 데이터베이스를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위치추정장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 사용자 단말(200)은
    상기 하향링크 액세스 포인트(100)에서 생성한 송신 데이터를 수신하는 수신부(210);
    상기 수신부(210)와 연결되어 상기 송신 데이터의 수신 품질을 측정하는 신호품질 측정부(220);
    지자기센서, 가속도계 및 자이로스코프 중 선택되는 적어도 하나 이상으로 구성되는 관성센서를 포함하여 구성되는 관성센싱부(230); 및
    상기 수신부(210), 상기 신호품질 측정부(220) 및 상기 관성 센싱부(230)와 각각 연결되어 상기 수신부(210), 상기 신호품질 측정부(220) 및 상기 관성 센싱부(230)를 제어하며 상기 사용자 단말(200)의 위치를 추정하는 수신 제어부(240);
    를 포함하여 구성되는 위치추정장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 수신 제어부(240)는
    상기 신호품질 측정부(220)에서 측정한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 수신부(210)가 수신한 송신 데이터를 이용하여 위치를 추정하는 위치추정부(241);
    상기 신호품질 측정부(220)에서 측정한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 미만일 경우, 상기 위치추정부(241)에서 추청한 위치와 상기 관성 센싱부(230)에서 센싱한 관성 데이터를 이용하여 관성항법으로 위치를 추정하는 관성항법 위치추정부(242); 및
    상기 신호품질 측정부(220)에서 측정한 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 위치추정부(220) 또는 관성항법 위치추정부(230)에서 추정한 위치를 상기 수신부(210)에서 수신한 송신 데이터를 이용하여 보정하는 보정부(243);
    를 포함하여 구성되는 위치추정장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 보정부(243)는
    상기 수신부(210)가 수신한 송신 데이터를 이용하여 위치를 보정하는 위치 보정부(244); 및
    상기 수신부(210)가 수신한 송신 데이터를 이용하여 이동 궤적을 보정하는 궤적 보정부(245);
    를 포함하여 구성되는 위치추정장치.
  24. 위치추정장치를 이용한 위치추정방법에 있어서,
    사용자 단말(200)이 상기 하향링크 액세스 포인트(100)로부터 무선으로 제공되는 상기 송신 데이터를 수신 받는 데이터 수신 단계(S10);
    상기 사용자 단말(200)가 상기 데이터 수신 단계(S10)에서 수신받은 송신 데이터의 신호 품질을 측정하는 제1 신호품질 측정 단계(S20);
    상기 제1 신호품질 측정단계(S20)에서 측정된 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 사용자 단말(200)가 상기 데이터 수신단계(S10)에서 수신 받은 송신 데이터의 좌표정보를 입력받아 위치를 추정 하는 제1 위치추정 단계(S30);
    상기 사용자 단말(200)가 송신 데이터를 이용하여 위치를 추정한 경우, 상기 송신 데이터를 보낸 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 신호 품질을 측정하는 제2 신호품질 측정단계(S40);
    상기 제2 신호품질 측정단계(S40)에서 측정된 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 미만일 경우, 상기 사용자 단말(200)가 상기 제1 위치추정 단계(S30)에서 추정된 위치 및 상기 사용자 단말(200)의 관성센싱 데이터를 입력받아 관성항법을 이용하여 위치를 추정 하는 관성항법 위치추정 단계(S50);
    상기 사용자 단말(200)가 상기 하향링크 액세스 포인트(100) 또는 다른 하향링크 액세스 포인트(100)의 송신 데이터를 입력받아 신호 품질을 측정하는 제3 신호품질 측정단계(S60);
    상기 사용자 단말(200)가 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 측정된 신호의 세기가 미리 결정된 기준값 이상일 경우, 상기 제1 위치추정 단계(S30) 또는 상기 관성항법 위치추정 단계(S50)에서 추정된 위치를 입력받고, 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 송신 데이터를 입력받아 위치를 보정 하여 위치를 추정하는 제2 위치보정 단계(S70);
    상기 사용자 단말(200)의 위치추정 프로그램을 종료하는 프로그램 종료단계(S80);
    를 포함하여 이루어지는 위치추정방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 하향링크 액세스 포인트(100)로부터 무선으로 제공되는 상기 송신 데이터는
    상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 X좌표 및 Y좌표가 포함되고, 추가로 Z좌표, 층 정보 및 액세스 포인트 아이디 값 중 선택되는 적어도 하나가 더 포함되는 좌표정보, 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점의 지형 특성을 나타내며, 출입구, 복도, N방향 분기점(N은 2 이상의 자연수), 로비, 계단, 엘리베이터로비 중 선택되는 적어도 하나 이상의 특성정보 및 상기 하향링크 액세스 포인트(100)가 설치된 지점에서 상기 하향링크 액세스 포인트(100)의 전파 투사방향의 방위각 정보, 전파 방사각 및 전파 방사 세기 중 선택되는 적어도 하나 이상의 섹터정보 중 선택되는 적어도 하나의 위치정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 위치추정방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 보정단계(S70)는
    상기 사용자 단말(100)가 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 입력받은 송신 데이터의 좌표정보를 입력받아 위치를 보정 하는 위치 보정 단계;
    상기 사용자 단말(100)가 상기 제3 신호품질 측정단계(S60)에서 입력받은 송신 데이터의 특성정보 및 섹터정보를 입력받아 이동 궤적을 보정하는 궤적 보정 단계;
    를 포함하여 이루어지는 위치추정방법.
KR1020147005354A 2012-10-22 2013-10-18 하향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법 KR101436031B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120117087 2012-10-22
KR1020120117087 2012-10-22
PCT/KR2013/009326 WO2014065540A1 (ko) 2012-10-22 2013-10-18 하향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140063650A true KR20140063650A (ko) 2014-05-27
KR101436031B1 KR101436031B1 (ko) 2014-09-02

Family

ID=50544871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147005354A KR101436031B1 (ko) 2012-10-22 2013-10-18 하향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9942709B2 (ko)
KR (1) KR101436031B1 (ko)
WO (1) WO2014065540A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160007162A (ko) * 2014-07-11 2016-01-20 한국전자통신연구원 위치 추정 장치 및 추정 방법, 위치 추정 장치를 포함하는 전자 장치
WO2017034348A1 (ko) * 2015-08-25 2017-03-02 삼성전자 주식회사 통신 시스템에서 위치 추정 방법 및 장치
KR20170087038A (ko) * 2016-01-19 2017-07-27 캐논 가부시끼가이샤 정보 처리 장치 및 이 정보 처리 장치에서의 보정량을 결정하는 방법
KR20190028927A (ko) 2017-09-11 2019-03-20 (주)와이파이브 위치기반서비스 시스템 및 방법

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10206068B2 (en) 2015-07-09 2019-02-12 OneMarket Network LLC Systems and methods to determine a location of a mobile device
US9967884B2 (en) 2015-11-10 2018-05-08 Netgear, Inc. Dedicated backhaul for whole home coverage
KR102557529B1 (ko) * 2016-02-05 2023-07-20 삼성전자주식회사 크라우드소싱 서비스를 제공하는 방법 및 장치
KR102458532B1 (ko) 2016-03-10 2022-10-26 삼성전자주식회사 위치 판단 방법 및 장치
US9894483B2 (en) 2016-04-28 2018-02-13 OneMarket Network LLC Systems and methods to determine the locations of packages and provide navigational guidance to reach the packages
CN107783976B (zh) * 2016-08-25 2020-04-07 腾讯科技（深圳）有限公司 用户信息挖掘方法及装置
US10356681B2 (en) 2016-09-21 2019-07-16 Netgear, Inc. Client roaming in a distributed multi-band wireless networking system
US10129691B2 (en) 2016-10-14 2018-11-13 OneMarket Network LLC Systems and methods to determine a location of a mobile device
WO2018139772A2 (ko) * 2017-01-25 2018-08-02 한국과학기술연구원 경로 변화에 강인한 고정확도의 복합 측위 방법 및 장치
US10337870B2 (en) * 2017-02-01 2019-07-02 Wipro Limited Evacuation system and method for evacuating trapped personnel
JP6893316B2 (ja) * 2017-04-21 2021-06-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 情報出力システム、検知システム、情報出力方法、及びプログラム
CN107991647A (zh) * 2017-11-21 2018-05-04 深圳大学 基于WiFi和UWB的室内定位方法及系统、存储介质
US10687165B2 (en) * 2018-07-05 2020-06-16 Here Global B.V. Positioning system and method utilizing normalized beacon signal strengths
US10871544B2 (en) 2018-07-05 2020-12-22 Here Global B.V. Apparatus and method for defining a parametric model for mobile device positioning
US11206632B2 (en) * 2019-02-14 2021-12-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Position of user equipment
CN112104974B (zh) * 2020-08-18 2022-12-23 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种基于超宽带的车载定位组件、方法、装置和设备
CN114125714A (zh) * 2021-11-29 2022-03-01 平安信托有限责任公司 移动轨迹生成方法、装置、计算机设备及存储介质

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030108003A1 (en) * 2001-10-18 2003-06-12 International Business Machines Corporation Universal personal electronic device power-off or other operating mode change enforcement
US8989778B2 (en) * 2006-06-01 2015-03-24 Green Dot Corporation Secure and private location sharing for location-aware mobile communication devices
KR100775858B1 (ko) 2006-11-07 2007-11-13 한국전자통신연구원 실내 무선 측위용 환경 분석 시스템 및 그 방법
KR20090012601A (ko) * 2007-07-30 2009-02-04 엘에스전선 주식회사 위치 추적 방법 및 위치 추적 시스템
KR20090129835A (ko) * 2008-06-13 2009-12-17 (주)래디안트 단말기의 위치를 추정하는 장치 및 시스템
US8106818B2 (en) * 2009-12-31 2012-01-31 Polaris Wireless, Inc. Positioning system and positioning method
KR20110131781A (ko) 2010-05-31 2011-12-07 삼성전자주식회사 위치정보의 정확도 확인방법 및 장치
KR20120056687A (ko) 2010-11-25 2012-06-04 삼성전자주식회사 위치정보 제공 장치 및 방법
US9125165B2 (en) 2011-07-29 2015-09-01 Broadcom Corporation WLAN-based positioning system
US8467363B2 (en) * 2011-08-17 2013-06-18 CBF Networks, Inc. Intelligent backhaul radio and antenna system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160007162A (ko) * 2014-07-11 2016-01-20 한국전자통신연구원 위치 추정 장치 및 추정 방법, 위치 추정 장치를 포함하는 전자 장치
WO2017034348A1 (ko) * 2015-08-25 2017-03-02 삼성전자 주식회사 통신 시스템에서 위치 추정 방법 및 장치
US11089564B2 (en) 2015-08-25 2021-08-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for estimating position in wireless communication system
KR20170087038A (ko) * 2016-01-19 2017-07-27 캐논 가부시끼가이샤 정보 처리 장치 및 이 정보 처리 장치에서의 보정량을 결정하는 방법
KR20190028927A (ko) 2017-09-11 2019-03-20 (주)와이파이브 위치기반서비스 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US9942709B2 (en) 2018-04-10
KR101436031B1 (ko) 2014-09-02
WO2014065540A1 (ko) 2014-05-01
US20150271641A1 (en) 2015-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101436031B1 (ko) 하향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법
KR101478170B1 (ko) 상향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법
KR101886771B1 (ko) 무선으로 서비스에 액세스하는 방법 및 장치
USRE47013E1 (en) Method for measuring location of radio frequency identification reader by using beacon
KR102129265B1 (ko) 무선 통신시스템의 위치 추정 장치 및 방법
Liu et al. Survey of wireless based indoor localization technologies
JP4878488B2 (ja) 無線装置およびそれを備えた無線ネットワークシステム
KR20150081029A (ko) 전파 지도를 이용한 실내위치 인식 방법 및 장치
JP2005176386A (ja) モバイル機器
KR101415191B1 (ko) 보행자 경로안내 장치
JP2007043587A (ja) 無線位置検出方法およびそのシステム
KR101640184B1 (ko) 위치 추정 방법 및 그 장치
Obreja et al. Evaluation of an indoor localization solution based on bluetooth low energy beacons
JP5127807B2 (ja) 無線測位システム、無線測位方法、及び、プログラム
CN114485656A (zh) 室内定位方法及相关装置
US11349583B2 (en) Prorogation environment recognition method and propagation environment recognition apparatus
KR20140051188A (ko) 보행자 경로안내 장치
JP2017032486A (ja) 携帯端末の位置測定システム、携帯端末及び位置測定プログラム
Subramanian et al. SBIL: Scalable indoor localization and navigation service
TWI542895B (zh) 室內定位系統及方法
JP2014190721A (ja) 測距システム
KR102275265B1 (ko) 협력적 측위 방법 및 장치
WO2023058398A1 (en) Electronic apparatus, system, method, and program
KR101751210B1 (ko) 상향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치
JP6579278B2 (ja) 位置推定装置及び位置推定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180614

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190612

Year of fee payment: 6