KR20140077763A - 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법 - Google Patents

단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140077763A
KR20140077763A KR1020120146883A KR20120146883A KR20140077763A KR 20140077763 A KR20140077763 A KR 20140077763A KR 1020120146883 A KR1020120146883 A KR 1020120146883A KR 20120146883 A KR20120146883 A KR 20120146883A KR 20140077763 A KR20140077763 A KR 20140077763A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
information
location
terminal
database
fingerprint database
Prior art date
Application number
KR1020120146883A
Other languages
English (en)
Inventor
지명인
조영수
박상준
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020120146883A priority Critical patent/KR20140077763A/ko
Publication of KR20140077763A publication Critical patent/KR20140077763A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252—Radio frequency fingerprinting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

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)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 실내에서 WLAN AP로부터 생성한 핑거프린트 데이터베이스(fingerprint database)를 이용하여 단말 기반 위치 추정을 하기 위해 핑거프린트 데이터베이스를 최적화하는 방법에 관한 것으로, 필요한 데이터베이스의 정밀도에 따라 기 구축된 위치별 AP정보 데이터베이스 중 상기 정밀도에 대응하는 간격으로 배치된 위치별 AP정보만을 추출하는 위치정보 추출단계 그리고, 상기 위치정보 추출단계에서 추출된 위치별 AP 정보중, 기 설정된 알고리즘에 따라 해당 위치별 AP 정보 중 일부 AP 정보를 필터링하는 AP정보 필터링 단계;를 포함하는 핑거프린트 데이터베이스 생성방법을 제공한다.

Description

단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법 {Method and apparatus for generation of fingerprint database for location recognition based on a mobile device}
본 발명은 실내에서 WLAN AP로부터 생성한 핑거프린트 데이터베이스(fingerprint database)를 이용하여 단말 기반 위치 추정을 하기 위해 핑거프린트 데이터베이스를 최적화하는 방법과 관련된 것이다.
일반적으로, 텔레매틱스(Telematics)/위치기반서비스(Local Based Service, LBS)용 항법시스템은 범지구위치결정시스템(Global Position System, GPS)과 같은 위성기반 위치확인 시스템용 수신기를 이용하여 구성된다. 예를 들어, GPS 수신기를 통해 획득된 차량의 위치정보를 사용하여 길안내 및 주위 정보 제공 등의 서비스를 제공하고 있다. 한편, 이러한 GPS 수신기는 실내, 터널, 지하주차장, 도심지역 등에서 미약한 위성신호로 인해 위치정보를 제공하지 못하는 문제점을 갖고 있다.
이에 따라, 실내에서의 다양한 위치기반 서비스를 제공하기 위해 실내 측위 기술들이 활발히 연구되고 있으며, 이 중에서도 무선랜(Wireless Local Area Network, WLAN), 초광대역(Ultra Wide Band, UWB), 첩 스펙트럼 확산(Chirp Spread Spectrum, CSS), 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth) 등의 무선통신장치를 이용한 무선측위 기법들이 많이 연구되고 있다. 그러나, 이러한 무선통신장치를 이용하여 실내 측위를 수행하는 경우, 액세스포인트(Access Point, 이하 'AP'라 칭함)와 단말 사이의 거리가 짧고, 벽, 가구 등에 의한 다중경로오차, 신호감쇄 등의 영향에 의해 정확도가 높은 위치정보를 획득하는 것이 어려운 문제점이 있다.
일반적으로 무선측위를 수행하는 방법으로는, AP와 단말 사이의 거리를 측정하거나 추정하여 단말의 위치를 계산하는 삼변법(Trilateration)과 위치 인식을 위한 핑거프린트 기법이 있다.
이 중 핑거프린트 방법은 위치를 추정하기 전에 해당 서비스 지역에서 각각 전파 신호 레벨 등의 정보를 수집하여 데이터 베이스를 구축하고, 위치 요청시 전파신호레벨이 가장 비슷한 수집지점의 위치를 현재 위치로 추정하는 방식으로, 비가시선(None Line Of Sight, NLOS) 등이 많은 환경에서 좋은 성능을 제공할 수 있다.
그러나, 이러한 핑거프린트 방식은 데이터베이스의 용량이 크고 계산량이 많기 때문에, 데이터베이스를 서버에 저장한 상태에서 서버를 기반으로 단말의 위치 추정이 이루어지므로 다양한 서비스를 제공하는데 한계가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해, 단말 자체에서 핑거프린트 데이터베이스를 이용할 수 있도록, 서비스에 요구되는 정밀도에 따라 단말용 핑거프린트 데이터 베이스를 생성하는 방법을 제공하기 위함이다.
상기한 본 발명의 목적은 필요한 데이터베이스의 정밀도에 따라 기 구축된 위치별 AP정보 데이터베이스 중 상기 정밀도에 대응하는 간격으로 배치된 위치별 AP정보만을 추출하는 위치정보 추출단계 그리고, 상기 위치정보 추출단계에서 추출된 위치별 AP 정보중, 기 설정된 알고리즘에 따라 해당 위치별 AP 정보 중 일부 AP 정보를 필터링하는 AP정보 필터링 단계;를 포함하는 핑거프린트 데이터베이스 생성방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 단말에 기반의 핑거프린트 위치 인식이 가능하며, 서버를 기반으로 하였을 경우의 네트워크 지연을 최소화하여 실시간 위치 인식을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터 생성방법을 도시한 블록도,
도 2는 도 1에서 위치정보 추출단계를 도시한 도면이고,
도 3은 도 1에서 AP 정보 필터링 단계를 도시한 도면이고,
도 4는 도 1에 따른 데이터 송수신의 예를 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.
일반적으로 실내 위치 추정을 위한 핑거프린트 데이터베이스(Fingerprint Database)에는 수집 지점의 위치 정보(예를 들어, 실내 상대 좌표 및 층 정보), 해당 수집 지점에서 수신한 AP(Access Point)의 ID 및 수신 신호 강도(RSSI, Received Signal Strength Indication) 정보가 저장된다. 따라서, 특정 공간에서 수집 지점간의 간격이 조밀하여 수집 위치가 많을수록, 그리고 해당 수집 위치에서 수집되는 AP 정보가 많을수록 정밀한 위치 추정이 가능한 반면, 데이터 베이스의 용량이 커지고 이에 따른 계산량도 증가하기 때문에 서버 기반으로 운영되는 것이 일반적이다.
다만, 서버 기반으로 위치 인식이 이루어질 경우 네트워크 딜레이(network delay)가 발생하는 문제가 있다. 또한, 일부 서비스는 서버에 구축된 데이터베이스 수준보다 덜 정밀한 수준의 데이터베이스로도 충분히 운영이 가능하다. 따라서 본 발명은 단말에서 제공하고자 하는 서비스의 특성에 따라 단말에서도 운용할 수 있는 수준의 가벼운 데이터베이스를 구축하는 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터 생성방법을 도시한 블록도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트데이터 생성방법을 구체적으로 설명한다. 다만, 도 1에서는 각각의 단계를 서버의 입장에서 도시한 것임을 밝혀둔다.
우선 서비스 특성 정보를 수신하는 단계를 진행한다(S10). 단말측에서 단말 기반 핑거프린트 위치추정을 위해 서버측으로 데이터베이스 생성을 요청하는 경우, 제공하고자 하는 서비스의 특성 정보를 포함하여 요청할 수 있다. 이때, 단말측에서 전송되는 서비스의 특성 정보는 위치 추정이 적용되는 서비스의 정밀도(QoP, Quality of Precision) 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 서버는 이러한 단말측에 요청에 대해, 요청된 서비스의 정밀도 정보를 고려하여 핑거프린트 데이터베이스를 가공하여 생성하는 단계를 진행한다.
우선, 서버는 위치 정보 추출 단계를 진행할 수 있다(S20). 위치 정보 추출 단계는 기 구축된 서버의 데이터베이스에 포함된 다수의 위치 정보 중 필요한 정보의 일부 위치 정보만을 선택적으로 추출하는 과정이다.
도 2는 도 1에서 위치정보 추출단계를 도시한 도면이다. 도 2의 a는 서버에 구축된 데이터베이스의 일 예를 도시한 것으로, 서버의 데이터베이스 상에서는 1m 간격으로 위치별정보가 구축된 것을 확인할 수 있다. 다만, 단말에서 제공하는 서비스에서 요구되는 정밀도가 10m 간격의 위치 정보만으로도 충분하다면 서버에 구축된 수준의 데이터베이스를 이용하는 것은 데이터 용량 및 계산량을 고려했을 때 비효율적일 수 있다. 따라서, 서버는 단말에서 요청된 서비스의 정밀도에 따라 도 2의 b와 같이 정밀도에 대응되는 수준으로 일부의 위치별 AP정보만을 추출하여 제공하는 것이 가능하다.
이와 같이 위치정보를 추출하는 단계는, 요청된 서비스 정밀도(QoP)에 대응되는 간격으로 위치 정보 및 이에 대한 수집 정보만을 추출하고, 나머지 위치 정보에 대한 데이터는 삭제하는 방식으로 처리할 수 있다.
또는, 요청된 서비스 정밀도(QoP)에 대응되는 간격에 해당하는 신호 통계 정보를 명시하여 최적화 하는 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 서비스의 정밀도가 10m 간격에 해당할 때, 10m 반경에 해당하는 각 기지국별 신호레벨의 평균 및 편차 등의 통계정보를 해당 지점으로 매핑하는 방식으로 수행하는 것도 가능하다.
이러한 단계를 통해서 위치 정보를 추출하는 단계가 완료되면, 이후에는 AP 정보를 필터링하는 단계를 진행할 수 있다(S30). 여기서, AP 정보를 필터링하는 단계는 이전 단계를 통해 추출된 위치 정보 중에서 해당 위치 정보에 포함된 AP 정보들 가운데 일부의 AP 정보만을 필터링하는 과정이다. (도 3 참조)
이때, 해당 위치 정보에 포함된 다수개의 AP 정보 가운데 일부의 AP 정보를 필터링하는 과정은 기설정된 알고리즘에 의거하여 필터링될 수 있으며, 이러한 알고리즘은 서버 특성 또는 서비스의 특성에 따라 다양한 알고리즘을 적용할 수 있다.
예를 들어, 해당 위치 정보에 포함된 AP 정보 중 신호 강도가 센 K개의 AP 만을 선택하는 알고리즘(selecting K-strongest AP algorithm)을 사용하는 것도 가능하며, 해당 위치를 식별할 수 있는 최소 AP set을 구하는 알고리즘(Selecting effective AP algorithm)을 사용하는 것도 가능하다. 이 이외에도, 기존에 알려진 다양한 알고리즘을 이용하여 AP 정보를 선별하여 사용하는 것이 가능하다.
이와 같이, 위치 정보 추출 단계 및 AP 정보 필터링 단계를 통해, 가벼운 용량의 핑거프린트 데이터베이스가 생성되면, 해당 데이터베이스를 단말 측으로 전송하는 단계를 진행한다(S40). 이러한 과정에 의해 생성된 데이터베이스는 서비스의 정밀도에 대응하여 용량이 작고 요구되는 계산량이 적도록 가공된 것으로, 단말을 이러한 데이터베이스를 이용하여 단말 기반 위치 추정이 가능하다.
도 4는 도 1에 따른 데이터 송수신의 예를 도시한 도면으로, 이하에서는 단말에서 Fingerprint DB기반 위치추정을 하기 위해 단말이 Fingerprint DB 서버에 최적화된 Fingerprint DB를 요청하는 일 예를 간략하게 설명한다.
단말(10)은 서비스 지역에서 스캔한 일부 결과, 서비스에서 요구하는 서비스 정밀도(QoP, Quality of Precision), 단말의 모델명, 요구하는 핑거프린트 데이터베이스의 단위 등의 특성 정보를 전송한다. 단말의 스캔결과는 Wi-Fi AP의 MAC address와 같은 고유번호 또는 SSID(service set ID) 정보, 단말이 수신한 Wi-Fi AP의 신호세기 정보 등을 포함할 수 있다. 핑거프린트 데이터베이스 서버(20)는 이 정보를 기반으로 단말의 대략적인 위치를 알 수 있으며, 해당되는 핑거프린트 데이터베이스를 가져올 수 있다. 단말에서 전송하는 단말모델명 정보는, 정규화(Normalized)되어 저장된 핑거프린트 데이터베이스를 단말에 맞게 교정(Calibration)하는 데에 사용할 수 있다. (이는 동일한 지점에서도 단말 모델에 따라 안테나의 위치, Wi-Fi 칩셋(Chipset)의 차이 등의 이유로 수신신호강도가 차이 나기 때문이다.)
이를 수신한 핑거프린트 데이터베이스 서버는 기구축된 해당 지역의 핑거프린트 데이터베이스 정보를 이용하여 서비스 정밀도(QoP) 및 단말 모델을 고려하여 데이터베이스 정보를 가공 및 교정하여, 단말 기반용 핑거프린트 데이터베이스를 생성하여 단말로 전송한다.
이상 설명한 바와 같이 본발명에 의할 경우 단말에 기반의 핑거프린트 위치 인식이 가능하며, 서버를 기반으로 하였을 경우의 네트워크 지연을 최소화하여 실시간 위치 인식이 가능하며, 이를 이용하여 이동하는 사람 또는 사물에 대한 트랙킹 서비스 혹은 네비게이션 서비스 등을 구현할 수 있다.

Claims (1)

  1. 필요한 데이터베이스의 정밀도에 따라, 기 구축된 위치별 AP정보 데이터베이스 중, 상기 정밀도에 대응하는 간격으로 배치된 위치별 AP정보만을 추출하는 위치정보 추출단계; 그리고,
    상기 위치정보 추출단계에서 추출된 위치별 AP 정보중, 기 설정된 알고리즘에 따라 해당 위치별 AP 정보 중 일부 AP 정보를 필터링하는 AP 정보 필터링 단계;를 포함하는 핑거프린트 데이터베이스 생성방법.
KR1020120146883A 2012-12-14 2012-12-14 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법 KR20140077763A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120146883A KR20140077763A (ko) 2012-12-14 2012-12-14 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120146883A KR20140077763A (ko) 2012-12-14 2012-12-14 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140077763A true KR20140077763A (ko) 2014-06-24

Family

ID=51129613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120146883A KR20140077763A (ko) 2012-12-14 2012-12-14 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140077763A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106376080A (zh) * 2016-11-09 2017-02-01 北京邮电大学 一种ap过滤方法及装置
KR20170078120A (ko) * 2015-12-29 2017-07-07 에스케이플래닛 주식회사 Rf 핑거프린트 기반의 위치 등록 방법 및 이를 위한 장치, 이를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170078120A (ko) * 2015-12-29 2017-07-07 에스케이플래닛 주식회사 Rf 핑거프린트 기반의 위치 등록 방법 및 이를 위한 장치, 이를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체
CN106376080A (zh) * 2016-11-09 2017-02-01 北京邮电大学 一种ap过滤方法及装置
CN106376080B (zh) * 2016-11-09 2019-09-24 北京邮电大学 一种ap过滤方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101494252B1 (ko) Ｗｌａｎ 기반의 위치 확인 시스템 내에서 위치 확인 에러를 추정하기 위한 시스템 및 방법
US7433693B2 (en) Location-sensitive calibration data
RU2363117C2 (ru) Способ, предназначенный для нахождения местоположения подвижного терминала в сотовой радиосистеме
US8478280B1 (en) Minimum coverage area of wireless base station determination
Li et al. On outdoor positioning with Wi-Fi
US20110199916A1 (en) Method and system for determining the location of a wireless access point using single device based power measurements
CN101536596B (zh) 用于确定移动通信网络中终端设备的位置的方法和装置
US9380472B2 (en) Method and apparatus for updating access point information for location measurement
US8947299B2 (en) Location measuring method and apparatus using access point for wireless local area network service
US20090005083A1 (en) Position estimation system
US9161237B2 (en) Checking a validity of coverage area position information
US20110201360A1 (en) Method and system for physical map-assisted wireless access point locating
KR101247964B1 (ko) 비콘을 이용한 전파식별 리더의 위치 측정 방법 및 그를 위한 전파식별 시스템
US9686766B2 (en) Location positioning using M2M ecosystem
CN104918323A (zh) 一种终端定位方法及设备
US8634846B2 (en) Method and system for determining a location of a mobile device based on a plurality of location samples
US20140228058A1 (en) System for estimating position of base station and method of estimating position of base station by the same
KR102153932B1 (ko) 측위 인프라 데이터베이스 자동 갱신 장치 및 방법
US8188920B2 (en) Location measurement acquisition optimization with Monte Carlo simulation
KR20140077763A (ko) 단말 기반 위치 인식을 위한 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법
KR20180031150A (ko) 라디오 맵 구축 기능을 가진 핑거프린팅 방식을 이용한 측위 시스템 및 이의 라디오 맵 구축 방법
KR101700612B1 (ko) 단말의 위치를 측정하는 방법 및 이를 지원하는 장치
KR20120071643A (ko) 공간 정보 식별자를 활용한 맵 데이터베이스 생성 방법
KR101878487B1 (ko) 위치인식용 이종 인프라 위치 데이터베이스 생성 방법
KR20120064151A (ko) 실내외 연속 측위를 통한 단말의 위치 표시 방법

Legal Events

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