KR20150036008A - 장치의 측위를 위한 방법, 노드 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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KR20150036008A
KR20150036008A KR1020157000291A KR20157000291A KR20150036008A KR 20150036008 A KR20150036008 A KR 20150036008A KR 1020157000291 A KR1020157000291 A KR 1020157000291A KR 20157000291 A KR20157000291 A KR 20157000291A KR 20150036008 A KR20150036008 A KR 20150036008A
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Abstract

모바일 노드(100) 내에서 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 장치(110)의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 장치(110)의 ID를 포함하는 경보 신호를 장치(110)로 전송하는 단계를 더 포함한다. 방법은 장치(110)의 ID를 포함하는 응답 신호를 장치(110)로부터 수신하는 단계를 더 포함한다. 방법은 수신된 응답 신호를 측정하여 장치(110)까지의 거리 또는 방향을 계산함으로써 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하는 단계를 더 포함한다.

Description

장치의 측위를 위한 방법, 노드 및 컴퓨터 프로그램{METHODS NODES AND COMPUTER PROGRAM FOR POSITIONING OF A DEVICE}
본 발명은 일반적으로 장치의 측위(positioning)를 위한 방법, 노드, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
소위 삼각측량(triangulation)이라고 하는 기술의 도움에 의해 휴대폰, PDA 등과 같은 모바일 장치의 지리적 위치를 확인하는 것이 알려져 있다. 모바일 장치의 대략적인 위치 확인은 모바일 장치의 네트워크의 적어도 세 개의 무선탑 즉 기지국의 무선 신호 강도의 감지를 통해 밝혀진다. Cell ID, CGI/TA, E-CGI 및 A-GPS와 같은 다른 측위 방법도 이용할 수 있다.
또한 GPS 측위 수단의 도움에 의해 분실 또는 도난 물체의 위치를 확인하는 것이 알려져 있다. 물체는 바람직하게 GPS 위성으로부터 물체에 대한 위치 데이터를 수집하기 위해 무선 통신을 통해 중심국 또는 사용자에 의해 작동될 수 있는 비밀 GPS 추적기(tracker), 즉 GPS 수신기를 구비할 수 있다. 이러한 추적기는 예를 들어 GB2483459 A 또는 GB2484273 A에 알려져 있다. 이러한 유형의 추적기의 단점은 이들이 고가의 휴대폰 가입 및 예를 들어 GSM 모뎀 및 GPS 수신기 장치의 구성을 필요로 한다는 것이다. 상기 장치는 많은 에너지를 소모하고 따라서 비교적 부피가 큰 배터리를 장착할 필요가 있으며, 이는 의도한 대로 GPS 추적기의 작동을 제어하는 것에 관해서 지속적인 충전 및 작업자의 훈련을 필요로 한다. 증가된 비용, 크기, 무게 및 부피는 특정 응용에 대해 GPS 추적기의 유용성을 더 감소시키며, 이러한 매개변수는 바람직하게 예를 들어 도난 자전거, 차량 등을 추적하기 위해 작게 유지된다. 예를 들어, 일반적으로 GPS 추적기 자체에 비해 상대적으로 낮은 비용의 물체를 추적하는 것은 실현 가능하지 않으며, 단일 사용자가 자신이 원하는 모든 물체에 고가의 GPS 추적기를 장착할 여유가 있을 수 없다. 예를 들어 자전거 또는 오토바이와 같은 일부 물체는 큰 규모로 도난 당함으로써, 소유자에 대해서뿐만 아니라 보험 회사에도 높은 비용을 발생시킨다. 또 다른 단점은 GPS 추적기를 이용하여 추적되는 도난 또는 분실 물체가 모바일 네트워크를 통해 GPS 신호 또는 신호를 수신하는 이들의 능력이 크게 감소되는 방식으로 배치되는 경우, 이들의 추적 능력이 무력화된다는 것이다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점 중 일부를 완화하고, 이용과 제조 시 저렴하며 작은 크기로 유지될 수 있는, 물체의 측위를 위한 개선된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 더욱 신뢰할 수 있고 견고한, 물체의 측위를 위한 개선된 장치를 제공하는 것이다.
일 실시형태에 따르면, 모바일 노드 내에서 장치의 위치 결정을 가능하게 하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은,
- 상기 장치의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 수신하는 단계;
- 상기 장치의 ID를 포함하는 경보 신호를 장치로 전송하는 단계;
- 상기 장치의 ID를 포함하는 응답 신호를 장치로부터 수신하는 단계; 및
- 상기 수신된 응답 신호를 측정하여 장치까지의 거리 또는 방향을 계산함으로써 상기 장치의 위치 결정을 가능하게 하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 장치의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지는 원격 노드로부터 수신된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 장치까지의 계산된 거리 또는 방향 및 모바일 노드의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 응답이 원격 노드로 전송되는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 장치까지의 거리는 신호 강도 또는 신호 지연을 측정함으로써 계산되는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 장치의 방향은 가장 강한 신호 강도에 대한 방위를 결정함으로써 계산 는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 노드는 제 1 수신 장치와 제 2 수신 장치에서 상기 장치로부터 응답 신호를 수신하고, 상기 제 2 수신 장치는 마이크 장치인 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 마이크 장치는 장치로부터 음향 신호를 더 수신하는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 노드는 제 3 수신 장치에서 장치로부터 응답 신호를 수신하고, 상기 제 3 수신 장치는 모바일 노드에 장착될 수 있는 별도의 안테나 장치인 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 방법이 반복적으로 수행되는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 장치 내에서 모바일 노드에 의해 상기 장치의 위치 결정을 가능하게 하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은,
- 상기 장치의 ID를 포함하는 경보 신호를 상기 모바일 노드로부터 수신하는 단계;
- 상기 수신된 ID를 장치의 사전에 프로그램된 ID와 비교함으로써 상기 장치에 경보를 알리는 단계;
- 상기 수신된 ID와 일치하는 장치의 ID를 포함하는, 경보 신호에 대한 응답을 전송함으로써 상기 장치의 위치 결정을 가능하게 하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 경보 신호에 대한 응답이 반복적으로 전송되는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 원격 노드 내에서 장치의 위치 결정을 가능하게 하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은,
- 상기 장치의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 다수의 모바일 노드로 전송하는 단계;
- 상기 모바일 노드에서 장치까지의 계산된 거리 및 모바일 노드의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 적어도 하나의 응답을 수신하는 단계;
- 상기 적어도 하나의 모바일 노드의 위치와 함께 상기 모바일 노드에서 상기 장치까지의 거리를 계산함으로써 장치의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 장치의 위치가 소정의 지리적 영역 또는 공간 내에 있는지 및/또는 상기 장치의 위치가 지리적 지점으로부터 소정의 거리 내에 있는지를 결정하는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 장치의 위치가 소정의 지리적 영역 또는 공간 외부에 있는 것으로 결정될 때 및/또는 상기 장치의 위치가 지리적 지점으로부터 소정의 거리 너머에 있는 것으로 결정될 때 경보 장치에 경보 메시지를 전송하는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 경보 장치는 원격 노드, 모바일 노드 또는 장치 중 적어도 하나를 포함하는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 지리적 지점은 모바일 노드의 위치에 의해 규정되는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 측위 요청 메시지는 반복적으로 전송되는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 측위 요청 메시지에 대한 응답이 다수의 모바일 노드로부터 수신되면, 상기 장치의 위치는 삼각측량(triangulation), 또는 다변측량(multilateration), 또는 삼변측량(trilateration) 중 하나를 이용하여 계산되는 방법이 제공된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 원격 노드는 모바일 노드에 의해 관리되는 방법이 제공된다.
일 실시형태에 따르면, 모바일 노드는 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되고,
상기 모바일 노드는 상기 장치의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 수신하도록 구성되고,
상기 모바일 노드는 상기 장치의 ID를 포함하는 경보 신호를 상기 장치로 전송하도록 구성되고,
상기 모바일 노드는 상기 장치의 ID를 포함하는 응답 신호를 상기 장치로부터 수신하도록 구성되고, 및
상기 모바일 노드는 상기 수신된 응답 신호를 측정하여 상기 장치까지의 거리 또는 방향을 계산함으로써 상기 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성된다.
일 실시형태에 따르면, 장치는 모바일 노드에 의해 상기 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되고,
- 상기 장치는 장치의 ID를 포함하는 경보 신호를 모바일 노드로부터 수신하도록 구성되고,
- 상기 장치는 상기 수신된 ID를 장치의 사전에 프로그램된 ID와 비교함으로써 장치에 경보를 알리도록 구성되고,
- 상기 장치는 상기 수신된 ID와 일치하는 장치의 ID를 포함하는, 경보 신호에 대한 응답을 전송함으로써 상기 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성된다.
일 실시형태에 따르면, 원격노드는 장치의 위치를 결정하도록 구성되고,
- 상기 원격 노드는 상기 장치의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 다수의 모바일 노드로 전송하도록 구성되고,
- 상기 원격 노드는 상기 모바일 노드에서 상기 장치까지의 계산된 거리 및 상기 모바일 노드의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 적어도 하나의 응답을 수신하도록 구성되고,
- 상기 원격 노드는 상기 적어도 하나의 모바일 노드의 위치와 함께 상기 모바일 노드에서 상기 장치까지의 거리를 계산함으로써 상기 장치의 위치를 결정하도록 구성된다.
일 실시형태에 따르면, 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 모바일 노드에서 실행될 때, 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 모바일 노드로 하여금 해당 방법을 수행하도록 하는, 컴퓨터로 판독 가능한 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
상기 방법과 노드 및 컴퓨터 프로그램은 다양한 선택적인 실시형태에 따라 구성되고 구현될 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조로 이제 예를 들어 설명된다, 도면에서:
도 1은 측위 솔루션의 개략도이다.
도 2는 측위 솔루션의 실시형태를 나타내는 개략도이다.
도 3은 모바일 노드에서의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 4는 장치에서의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 5는 원격 노드에서의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 6은 측위 솔루션의 또 다른 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도 7은 컴퓨터 환경을 갖는 측위 솔루션의 또 다른 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도 8A 내지 도 8C는 거리와 영역을 도시하고 있다.
도 9는 모바일 노드의 재배치를 도시하고 있다.
도 10은 일부 실시형태에 따른 신호전달을 도시하고 있다.
도 11은 장치의 예시적인 실시형태를 도시하고 있다.
다음에서, 본 발명의 상세한 설명이 주어질 것이다. 도면에서, 유사한 참조번호는 여러 도면에 걸쳐 동일하거나 대응하는 요소를 나타낸다. 이들 도면은 오직 설명을 위한 것이며 본 발명의 범위를 어떠한 방식으로도 제한하지 않음을 알 수 있다.
도 1은 모바일 노드(100)를 포함하는 측위 시스템의 개략도이며, 상기 모바일 노드(100)는, 예를 들어, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC, ADSL 라우터, 무선 근거리 통신만(Local Area Network, LAN) 접속 장치, 댁내 광가입자망(fiber-to-the-home) 단말 장치, 무선 장치용 액세스 포인트, 모바일 단말기, 차량용 단말기, 가정 자동화 접속 장치, TV 셋톱 박스, 및 유사한 네트워크 액세스 포인트 중의 하나를 포함할 수 있으며, 다른 장치로 제한되지 않는다. 측위 시스템은 위치가 결정될 장치(110)를 더 포함한다. 장치(110)는 예를 들어, 휴대폰, 무선 LAN 접속 장치, 무선 장치용 액세스 포인트, 모바일 무선 LAN 접속 장치, 무선 주파수 식별(Radio Frequency Identification, RFID) 장치, 블루투스(Bluetooth) 장치, 지그비(ZigBee) 장치 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 다른 장치로 제한되지 않는다. 장치(110)는 위치가 측정될 다른 장치 상에 배치될 수 있다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 모바일 노드는 장치(110)의 ID(identification)를 포함하는 측위 요청 메시지(A:1)를 수신하도록 구성된다. 일 실시형태에 따르면, 측위 요청 메시지(A:1)는, 예를 들어, 모바일 노드(100), 모바일 장치, 개인용 컴퓨터, 웹 사이트, 가상 네트워크 클라이언트, 서버, 또는 그 밖의 다른 유형의 네트워크에 접속된 장치를 포함하는 원격 노드(120)로부터 전송될 수 있으며, 이로부터 모바일 노드(100)와 통신할 수 있다. 모바일 노드(100)는 장치(110)의 ID를 포함하는 경보 신호(A:2)를 장치(110)로 전송하고, 장치(110)의 ID를 포함하는 응답 신호(A:4)를 장치(110)로부터 수신하며, 수신된 응답 신호를 측정함으로써 장치(110)까지의 거리 또는 방향을 계산(A:6)할 수 있도록 더 구성됨으로써, 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 한다. ID는 예를 들어 매체 접근 제어(Media Access Control, MAC) 주소, 서비스 세트 식별자(Service Set Identifier, SSI), 이메일 주소, 세션 개시 프로토콜(Session Initiation Protocol, SIP) 주소, 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 주소, 통합 자원 지시자(Uniform Resource Locator, URL) 또는 통합 자원 식별자(Uniform Resource Identifier, URI)일 수 있으며, 이용되는 ID의 다른 유형을 제한하지 않는다. 신호는 예를 들어 전송 제어 프로토콜(Transfer Control Protocol, TCP)/사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol, UDP)/인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP), 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(Hypertext Transfer protocol, http), 무선 LAN, 보완 http(http secure, https), SIP-메시지, 또는 이메일을 통해 전송될 수 있으며, 신호를 전달하기 위한 다른 적절한 프로토콜을 제한하지 않는다.
일 실시형태에 따르면, 모바일 노드(100)는 신호 강도 또는 신호 지연을 측정함으로써 장치(110)까지의 거리를 측정하도록 구성된다. 이는 종종 감지할 수 있는 신호를 전송하는 장치의 측위, 추적, 또는 위치확인이라고 불린다. 일 실시형태에 따르면, 모바일 노드(100)는 가장 강한 신호 강도에 대한 방위를 결정함으로써 장치(110)의 방향을 계산하도록 구성된다.
일 실시형태에 따르면, 모바일 노드(100)는 제 1 수신 장치(180)와 제 2 수신 장치(190)에서 장치(110)로부터 응답 신호를 수신하도록 구성된다. 경보 장치(170), 제 1 수신 장치(180), 제 2 수신 장치(190), 및 제 3 수신 장치(200)가 도 6에 도시되어 있다. 일 실시형태에 따르면, 제 1 수신 장치(180)는 안테나 장치이다. 일 실시형태에 따르면, 제 2 수신 장치(190)는 마이크 장치이다. 또 다른 실시형태에서, 제 2 수신 장치는 카메라일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 마이크 장치는 응답 신호의 가장 강한 신호 강도에 대한 방위를 결정하도록 구성된다. 응답 신호는, 일 실시형태에서, 전자기 신호일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 응답 신호는 음향 신호를 포함할 수 있다. 제 2 수신 장치(190)는 장치(110)까지의 거리와 방향을 결정하는 능력 및/또는 정확도를 더 향상시키기 위해 이용될 수 있다. 일 실시형태에서, 모바일 노드(100)는 제 3 수신 장치(200)에서 장치(110)로부터 응답 신호를 수신하도록 구성되며, 제 3 수신 장치(200)는 모바일 노드(100)에 장착될 수 있는 별도의 안테나 장치이다. 제 3 수신 장치(200)는 장치(110)까지의 거리와 방향을 결정하는 능력 및/또는 정확도를 더 향상시키기 위해 이용될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 모바일 노드(100)는 장치(110)까지의 계산된 거리 또는 방향을 포함하는, 측위 요청 메시지(A:1)에 대한 응답을 원격 노드(120)로 전송하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 응답 메시지는 또한 모바일 노드(100)의 위치를 포함한다. GPS 수신기, A-GPS 기능, 와이파이(WiFi)가 개선된 GPS 기능 또는 다른 개선된 GPS 측위 기술을 구비하도록 구성되거나 이를 이용함으로써 또는 모바일 네트워크를 이용하여 삼각측량, 삼변측량(trilateration) 또는 다변측량(multilateration)을 이용하도록 구성됨으로써 모바일 노드(100)의 위치가 모바일 노드(100)에 의해 결정될 수 있다.
모바일 노드(100)의 측위를 위해 모바일 네트워크가 이용되는 경우, 모바일 노드(100)의 위치는 모바일 네트워크에서 제공될 수 있다.
또한, 도 1의 측위 시스템에서, 장치(110)는 장치(110)의 ID를 포함하는 경보 신호를 모바일 노드(100)로부터 수신하고, 수신된 ID를 장치(110)의 사전에 프로그램된 ID와 비교함으로써 장치(110)에 경보를 알리고, 상기 수신된 ID와 일치하는 장치(110)의 ID를 포함하는, 경보 신호에 대한 응답을 전송함으로써 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성된다. 일 실시형태에 따르면, 장치(110)는 경보 신호에 대한 응답을 반복적으로 전송하도록 구성된다. 이에 의해, 예를 들어, 장치(110) 또는 모바일 노드(100)의 위치에서 기인하는 빈약한 신호 강도/연결성으로 인해 원격 노드(120)가 응답을 수신하지 못하는 위험이 감소될 수 있다. 또 다른 장점은, 장치(110)가 위치를 변경한 경우, 새로운 위치를 결정할 수 있다는 것이다.
도 2는 다수의 모바일 노드(100)를 포함하는 측위 시스템의 개략도이다. 측위 시스템은 예를 들어 모바일 노드(100)를 포함하는 원격 노드(120)를 더 포함한다. 원격 노드(120)는 장치(110)의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 다수의 모바일 노드(100)로 전송하도록 구성된다. 이러한 다수의 모바일 노드는 특정 서비스를 이용하기로 동의한 사용자들의 폐쇄 사용자 그룹, 원격 노드(120) 근처에 위치한 모바일 노드(100)의 랜덤 그룹, 애드혹 네트워크(ad hoc network) 또는 메쉬 네트워크(meshed network)에 사용자들이 가입할 수 있는 개방 사용자 그룹 등 일 수 있다. 원격 노드(120)는 모바일 노드(100)에서 장치(110)까지의 계산된 거리 및 모바일 노드(100)의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 적어도 하나의 응답을 수신하도록 구성되며, 적어도 하나의 모바일 노드(100)의 위치와 함께 모바일 노드(100)에서 장치(110)까지의 거리를 계산함으로써 장치(110)의 위치를 결정하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 원격 노드(120)는 다수의 모바일 노드(100)로부터 측위 요청 메시지에 대한 응답을 수신하면 삼각측량, 삼변측량 또는 다변측량 중 하나를 이용하여 장치(110)의 위치를 계산하도록 구성된다. 일 실시형태에 따르면, 원격 노드(120)는 모바일 노드(100)에 의해 관리된다, 즉, 원격 노드(120)는 그 자체가 장치(110)의 위치를 결정하는데 이용될 수 있다.
도 2에서 더 볼 수 있는 바와 같이, 일 실시형태에서, 노드(100, 110 및 120)는 도 6에 따른 컴퓨터 프로그램 소프트웨어의 명령을 처리하기 위한 처리 장치(201)를 포함한다. 도면은 컴퓨터 프로그램 소프트웨어의 저장 및 처리 장치(201)과의 협력을 위한 메모리 장치(202)를 더 도시하고 있다. 이러한 처리 장치(201)와 메모리 장치(202)는 범용 컴퓨터 또는 노드(100, 110 및/또는 120)용 전용 컴퓨터에 구비될 수 있다.
모바일 노드, 예를 들어, 장치의 위치 결정을 가능하게 하기 위한 측위 시스템의 모바일 노드(100)에서의 절차 또는 방법이 이제 도 3을 참조로 설명될 것이다. 제 1 단계(S100)에서, 장치(110)의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지가 모바일 노드(100)에 수신된다. 측위 요청 메시지는 예를 들어 원격 노드(120)로부터 수신될 수 있다. 다음 단계(S110)에서, 모바일 노드(100)는 장치(110)의 ID를 포함하는 경보 신호를 장치(110)로 전송한다. 다음 단계(S120)에서, 모바일 노드(100)는 장치(110)의 ID를 포함하는 응답 신호를 장치(110)로부터 수신한다. 단계(S130)에서, 수신된 응답 신호를 측정함으로써, 장치(110)까지의 거리 또는 방향의 계산이 모바일 노드(100)에서 수행됨으로써, 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 한다. 일 실시형태에 따른 또 다른 가능한 단계에서, 장치(110)까지의 계산된 거리 및 모바일 노드(100)의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 응답이 원격 노드(120)로 전송된다. 일 실시형태에 따르면, 장치(110)까지의 거리는 신호 강도 또는 신호 지연을 측정함으로써 계산된다. 일 실시형태에 따르면, 장치(110)의 방향은 가장 강한 신호 강도에 대한 방위를 결정함으로써 계산된다.
도 4는 장치, 예를 들어, 모바일 노드(100)에 의해 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하기 위한 장치(110)에서 수행되는 절차 또는 방법을 도시하고 있다. 제 1 단계(S200)에서, 장치는 장치(110)의 ID를 포함하는 경보 신호를 모바일 노드(100)로부터 수신한다. 다음 단계(S210)에서, 장치(110)는 수신된 ID를 장치(110)의 사전에 프로그램된 ID와 비교함으로써 경보를 받는다. 단계(S220)에서, 장치는 상기 수신된 ID와 일치하는 장치(110)의 ID를 포함하는, 경보 신호에 대한 응답을 전송함으로써 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 한다. 일 실시형태에 따르면, 경보 신호에 대한 응답은 반복적으로 전송된다.
도 5는 원격 노드, 예를 들어, 장치(110)의 위치 결정을 위한 원격 노드(120)에서 수행되는 절차 또는 방법을 도시하고 있다. 제 1 단계(S300)에서, 장치(110)의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지가 다수의 모바일 노드(100)로 전송된다. 다음 단계(S310)에서, 원격 노드(120)는 모바일 노드(100)에서 장치(110)까지의 계산된 거리 및 모바일 노드(100)의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 적어도 하나의 응답을 수신한다. 단계(S320)에서, 적어도 하나의 모바일 노드(100)의 위치와 함께 모바일 노드(100)에서 장치(110)까지의 거리를 계산함으로써 장치(110)의 위치를 결정하는 단계가 원격 노드(120)에서 수행된다. 일 실시형태에 따르면, 측위 요청 메시지에 대한 응답을 다수의 모바일 노드(100)로부터 수신하는 경우, 삼각측량, 삼변측량 또는 다변측량 중 하나를 이용하여 장치(110)의 위치가 계산된다. 일 실시형태에 따르면, 원격 노드(120)는 모바일 노드에 의해 관리된다.
일 실시형태에서, 도면에 도시되지는 않았으나, 예시적인 절차는 다음 단계를 포함할 수 있다. 물건, 상품, 또는 사람과 같은 물체는 상기 장치(110)와 같은 장치를 구비한다, 즉, 장치는 물체와 연결된다. 이 단계에서, 장치는 수동적이며 신호를 수신할 수만 있다. 주어진 시점에서, 사용자는 연결된 장치를 구비한 물체의 위치를 찾고자 한다. 예를 들어, 특정 물체가 도난 또는 분실된 경우, 사람이 실종된 것으로 예상할 수 있다. 사용자는 측위를 시작하라는 명령을 포함하는 명령을 원격 노드를 통해 등록할 수 있다. 원격 노드는 이후 모바일 노드에 측위 요청을 전송함으로써 측위를 개시할 수 있다. 요청이 도달된 모바일 노드는 이후 위치를 찾고자 하는 물품에 연결된 장치에 경보 신호를 전송한다. 모바일 노드의 사용자는 원격 노드 또는 장치와의 통신을 인식할 필요가 없을 수 있다. 장치는 활성화될 수 있다. 장치 근처의 모바일 노드는 장치의 위치를 찾을 수 있거나, 또는 적어도 신호를 측정할 수 있으며, 상기 장치는 위치를 찾고자 하는 물품에 연결되어 있다. 수신된 신호 및 모바일 노드의 위치는 모바일 노드에 의해 원격 노드로 전송될 수 있으며, 원격 노드는 물품에 연결된 장치의 위치를 결정함으로써, 사용자는 분실, 도난 또는 실종된 물체의 위치를 찾을 수 있다.
도 6은 모바일 노드(100), 장치(110) 및 원격 노드(120)를 구비한 솔루션의 실시형태를 나타내는 블록도이다. 원격 노드(120)는 하나의 모바일 노드(100)에 포함될 수 있다.
원격 노드(120)는 모바일 노드(100), 예를 들어, 모바일 노드(100:A)에서 작동하도록 구성되는 응용일 수 있다. 원격 노드(120)가 이러한 환경에서 작동하도록 구성된 일례에서, 원격 노드(120)는 원격 노드(120)가 설치된 모바일 노드(100:A)의 측위 능력을 활용할 수 있다. 원격 노드(120)는 모바일 노드(100:B 및 100:C)와 같은 이웃하는 모바일 노드와 더 통신할 수 있다. 모바일 노드(100:B 및 100:C)는 모바일 노드(100:A) 근처에 있을 수 있거나, 또는 원격 노드(120)를 포함하는 모발일 노드(100:A)에 대해 원격에 위치할 수 있다. 따라서 원격 노드(120)는 모발일 노드(100:A)뿐만 아니라 모바일 노드(100:B 및 100:C)와 통신할 수 있으며, 이에 따라 원격 노드(120)는 측위 요청 메시지를 전송하고 측위 요청 메시지에 대한 요청을 수신할 수 있다. 원격 노드(120)는 측위 요청 메시지를 전송하고 응답을 수신하기에 적합한 표준 응용 프로그램 인터페이스(Application Programming Interface, API), 또는 예를 들어 자바(Java)나 안드로이드(Android)가 제공하는 적절한 기술을 통해 모바일 노드(100:A)의 환경과 내부적으로 통신하도록 구성될 수 있다. 원격 노드(120)와 모바일 노드(100:B 및 100:C) 간의 통신을 위해, 예를 들어 블루투스가 제공하는 개인 통신망(Personal Area Network, PAN)과 같은 다른 통신 수단이 사용될 수 있다. 또 다른 예는 와이파이가 제공하는 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network, WLAN)이다. 또 다른 예는 직접 통신을 통해 또는 각각의 노드에 대한 인터넷 접속을 통해 제공되는 전송 제어 프로토콜(Transfer Control Protocol, TCP)/사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol, UDP)/인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP)을 기반으로 하는 통신이다.
도 7은 모바일 노드(100), 장치(110), 원격 노드(120), 원격 노드(120)의 작동을 위한 컴퓨터 환경(130) 및 측위 서비스의 이용을 위한 서비스 클라이언트(160)를 구비한 실시형태를 나타낸다.
원격 노드(120)는 컴퓨터 환경(130) 내에 배치될 수 있다. 컴퓨터 환경의 예는 네트워크에 접속된 컴퓨터, 응용 서버, 웹 서버, 데이터 설비, 컴퓨터 클라우드, 호스팅 서비스이며, 컴퓨터 환경(130)의 다른 적절한 용어로 컴퓨터 환경이란 용어를 제한하지 않는다. 컴퓨터 환경(130)은 원격 노드(120)가 모바일 노드(100)와 통신할 수 있도록 배치될 수 있다. 통신은 공인 인터넷을 통해, 또는 인터넷을 통한 가상 사설 통신망, 또는 폐쇄 TCP/IP 네트워크, 또는 측위 서비스를 위한 운영자/서비스 제공자 특정 네트워크를 통해 수행될 수 있으며, 다른 유형의 네트워크를 사용하는 솔루션을 제한하지 않는다.
원격 노드(120)가 컴퓨터 환경(130)에서 중앙에 위치하여 모바일 노드(100)와 통신하고 따라서 장치(110)의 위치를 찾을 수 있게 되는 일례에서, 솔루션의 사용자는 실제로 원격 노드(120)에 직접 접근할 수 없을 수 있다. 따라서 솔루션의 사용자는 원격 노드(120)에 접근하기 위해 서비스 클라이언트(160)를 이용할 수 있다. 서비스 클라이언트(160)의 예는 웹 브라우저, 모바일 장치에 설치된 모바일 응용 프로그램, 또는 원격 노드(120)에 접근하기 위한 전용 클라이언트 응용 프로그램일 수 있으며, 다른 클라이언트 솔루션을 제한하지 않는다. 솔루션의 사용자는 물품에 부착된 장치(110)의 위치 또는 장치(110)까지의 거리를 요청함으로써 서비스 클라이언트(160)를 통해 분실 또는 도난 물품의 측위를 요청할 수 있다. 이용의 일례는 다음과 같을 수 있다. 장치(110)의 ID가 요청의 일부로 입력될 수 있다. 사용자는 장치(110)의 ID를 파악함으로써 장치(110)의 위치를 요청하는 것만 허용될 수 있다. 사용자는 본 기술분야의 숙련자에게 알려져 있고 본 발명의 범위를 벗어나는 일종의 인증-인가-과금(Authentication Authorization Accounting, AAA) 솔루션에 의해 인증될 수 있다.
서비스 클라이언트(160)는 http, https, 또는 다른 적절한 프로토콜을 통해 원격 노드(120)와 통신할 수 있다. 원격 노드(120)는 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 적어도 하나의 모바일 노드(100:A, 100:B, 100:C)로 전송할 수 있다. 모바일 노드(100:A, 100:B, 100:C)는 경보 신호를 장치(110)로 전송할 수 있다. 장치(110)는 ID를 포함하는 경보 신호를 수신할 수 있다. 수신된 ID를 사전에 프로그램된 ID와 비교함으로써, 장치(110)는 경보를 수신할 수 있다. 모든 모바일 노드(100)는 경보 신호와 함께 방치(110)에 도달하지 않을 수 있다. 장치(110)가 사전에 프로그램된 ID와 일치하지 않는 ID를 포함하는 경보 신호를 수신하는 경우, 장치(110)는 경보 신호를 무시할 수 있다.
경보를 받은 장치(110)는 ID를 포함하는, 경보 신호에 대한 응답을 전송함으로써, 모바일 노드는 장치(110)까지의 거리 및/또는 방향을 계산할 수 있다. 모바일 노드(100)의 위치를 포함하는 계산된 거리 및/또는 방향은 원격 노드(120)로 전송되거나 원격 노드(120)에 의해 검색될 수 있다. 원격 노드(120)는 장치(110)까지의 거리 및/또는 방향 및 모바일 노드(100)의 위치를 이용하여 장치(110)의 위치를 결정할 수 있다.
원격 노드(120)는 장치(110)의 위치를, 서비스 클라이언트(160)로부터 장치(110)로의 방향과 같은, 서비스 클라이언트(160)가 접근할 수 있는 그래프 표현으로 나타내거나, 지도 상의 장치(110)의 위치를 나타낼 수 있으며, 다른 유형의 표현을 제한하지 않는다.
도 8A는 장치(110)가 지리적 지점(140)으로부터 일정한 거리에 있는 상황에 대한 블록도이다. 원격 노드(120)는 장치(110)의 위치가 지리적 지점(140)으로부터 소정의 거리(D) 내에 있는지, 또는 장치(110)가 소정의 거리 외부에 있는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 원격 노드(120)는 장치(110)의 위치와 설정된 지리적 지점(140)을 비교함으로써 위치를 결정하고 이들 사이의 거리를 계산한다. 도 8C에 더 개시되어 있는 또 다른 실시형태에 따르면, 지리적 지점(140)은 모바일 노드(100)의 위치에 의해 규정된다. 모바일 노드(100)의 위치는 동적일 수 있다.
도 8B는 장치(110)가 소정의 지리적 영역(150) 내의 제 1 위치에서 소정의 지리적 영역(150) 외부의 파선으로 나타낸 제 2 위치로 이동하는 상황에 대한 블록도이다. 지리적 영역(150)에 3차원 좌표를 추가함으로써, 이는 지리적 공간으로 간주될 수도 있다(미도시). 원격 노드(120)는 장치(110)의 위치가 지리적 영역(150) 또는 공간 내에 있는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 원격 노드(120)는 장치(110)의 위치를 지리적 영역(150) 또는 공간 내의 또는 이의 경계 위의 일련의 허용되는 위치와 비교함으로써 위치를 결정한다. 다양한 실시형태에 따르면, 지리적 영역(150)은 내부 또는 외부로 결정되어야 하는 위치를 지도상에 표시함으로써 또는 지도상에 경계를 표시함으로써 사용자에 의해 결정될 수 있다. 사용자는 또한 지리적 영역(150)을 결정하는 방법으로 좌표계 내에 좌표를 나타낼 수 있으며, 영역 또는 공간을 결정하는 다른 적절한 방법을 제한하지 않는다.
원격 노드(120)는 장치(110)의 위치가 소정의 지리적 영역(150) 또는 공간 외부에 있는 것으로 결정될 때 및/또는 장치(110)의 위치가 모바일 노드(100)에 포함될 수 있는 지리적 지점(140)으로부터 소정의 거리(D) 너머에 있는 것으로 결정될 때 경보 장치(170)에 경보 메시지를 전송하도록 더 구성된다. 일 실시형태에 따르면, 경보 장치(170)는 원격 노드(120), 모바일 노드(100) 또는 장치(110) 중 적어도 하나를 포함한다. 일 실시형태에 따르면, 원격 노드(120)는 장치(110)의 위치를 계속해서 결정하기 위해 다수의 모바일 노드(100)에 측위 요청 메시지를 반복적으로 전송하도록 구성된다.
이는 예를 들어 모바일 노드(100)에 의해 관리되는 원격 노드(120, 130)로부터 또는 서비스 클라이언트(160)로부터 하나 또는 다수의 장치(110)의 연속적인 추적을 가능하게 하며, 장치(110)가 허용된 지리적 지점(140), 영역(150) 또는 공간을 벗어나 이동하는 경우, 경보 메시지는 모바일 노드(100), 서비스 클라이언트(160)의 사용자 또는 장치(110)가 장착된 사람에게 경고할 것이다. 예를 들어, 모바일 노드(100)에 의해 규정될 때 지리적 지점(140)은 부모가 가지고 다니는 휴대폰에 해당될 수 있고 장치(110)는 어린이가 가지고 다닐 수 있으며, 따라서 장치는 부모로부터 소정의 거리(D)보다 더 멀리 떨어지는 것이 허용되지 않는 어린이와 연결된다. 또 다른 실시형태에 따르면, 지리적 영역(150) 또는 공간은 건축 부지 주위의 영역 또는 공간에 해당될 수 있고 장치(110)들은 건축 부지 내에 연장(tool)으로 구성될 수 있으며, 따라서 각각의 장치는 건축 부지를 떠나는 것이 허용되지 않는 연장과 연결된다.
이하에서, 측위 기술의 몇 가지 예를 설명한다. 이들 예는 장치(110)의 방향, 거리, 및/또는 위치가 결정될 수 있는 방법을 설명하기 위한 것이다. 이들 예는 이용할 수 있는 다른 기술을 제한하지 않는다.
가장 가까운 모바일 노드(100). 위치 결정 기술의 가장 기본은 장치(110)에 가장 가까운 모바일 노드(100)를 기반으로 위치를 확인하는 것이다. 이는 장치(110)와 모바일 노드(100)의 결합을 검토함으로써 또는 신호 강도를 측정함으로써 이루어질 수 있다.
클라이언트 장치(110)와 하나 이상의 모바일 노드(100) 간의 대략적인 거리 계산. 이 기술은 래터레이션(lateration)이라고 한다. 거리는 신호 강도 또는 시간 정보(timing information)를 기반으로 계산될 수 있다.
수신 신호 강도 지수(Received Signal Strength Indication, RSSI). 신호 강도는 전송 신호가 전송기로부터 특정 거리에서 얼마나 강하게 수신되는지에 대한 크기이다. 신호 강도는 거리, 장애물 및 간섭하는 무선 주파수 신호에 따라 변화한다. 다중 경로 페이딩(multi-path fading)은 또한 신호 강도에 영향을 미친다. 와이파이 네트워크에서, 신호 강도는 수신 신호 강도 지수(Received Signal Strength Indication, RSSI)로 정의된다. RSSI는 모바일 노드(100)에 의해 측정될 수 있다. 링크 품질 지표(Link Quality Indicator, LQI)는 수신된 신호의 현재 품질의 계량이다. LQI는 동기화 단어(sync word) 이후의 64개의 심볼에 대해 이상적인 별자리와 수신된 신호 간의 오차의 크기를 축적함으로써, 수신된 신호가 얼마나 쉽게 복조될 수 있는가에 대한 추정치를 제공할 수 있다.
도착 시간 차이(Time Difference of Arrival, TDoA - 전파시간(time of flight)이라고도 함). 신호 전파 시간을 기반으로 거리를 계산할 수 있다. 무선 전파는 무선 매체를 통해 알려진 속도로 이동한다. 따라서, 전송 시간과 신호 도착 시간을 알면, 거리를 계산할 수 있다. 도착 시간 차이(Time Difference of Arrival, TDoA)는 이러한 기술의 일례이다. TDoA에서, 신호가 다양한 모바일 노드(100)에 도착될 때의 시간 차이를 기반으로 위치를 계산할 수 있다.
도착 각도([Angle of Arrival, AoA). 시간 정보 대신에, 위치를 계산하기 위해 각도를 이용할 수 있다. 각각의 액세스 포인트에서, 무선 신호는 특정 각도로 도착한다. 두 개의 모바일 노드(100)에서의 도착 각도 간의 지리적 관계를 이용함으로써, 추정된 위치를 계산할 수 있다.
삼각측량(triangulation) 및 삼변측량(trilateration). 세 개 이상의 모바일 노드(100)로부터의 각도 측정을 기반으로 위치를 추정할 때, 이 방법을 삼각측량이라 한다. 커버리지 서클(coverage circle)과 교차점을 형성하기 위해 여러 곳의 액세스 포인트로부터의 신호 강도 또는 시간 정보를 또한 함께 이용할 수 있다. 적어도 세 개의 다른 모바일 노드(100)로부터의 거리를 계산할 수 있는 경우, 이 기술은 삼변측량으로 알려져 있다. 알고리즘의 이용과 함께, 다양한 모바일 노드(100)로부터의 정보를 기반으로, 위치할 가능성이 가장 높은 장치(110)들을 나타낼 수 있다. 위치를 계산하는데 기여하는 모바일 노드(100)가 많을수록, 정확한 근사치를 얻을 수 있는 확률이 높다.
위치 패터닝(Location Patterning). 상기한 위치 결정 기술 그 어느 것도 반사, 감쇄, 다중경로 페이딩과 같은 신호 전파 특성을 고려하지 않는다. 그러나, 위치 패터닝 기술로 인해, 실제 무선 매체의 이러한 특성이 위치 계산에서 고려될 수 있다. 이 위치 패터닝 기술은 무선 신호가 환경 전체에 걸쳐 전파되는 방법을 기록하기 위해 교정(calibration)을 필요로 할 수 있다. 이 교정 단계 동안, RF 특성 및 장애가 전파에 미치는 영향에 관한 실제 데이터가 수집되어 데이터베이스에 미리 저장될 수 있다. 이 정보는 이후 더욱 정확한 위치 근사치 얻기 위해 모바일 노드(100)로부터의 실시간 정보와 비교될 수 있다.
앤드류((Andrews) 위치 측정 장치(Location Measurement Unit, LMU)와 함께 이용되는 다중 범위 예측 탐지기(Multiple Range Estimation Locator, MREL)(다중 범위 예측 위치(Multiple Range Estimation Location)). MREL은 장치(110)가 위치할 수 있는 원형 범위 링(circular range ring)을 결정하기 위해 신호의 전송 시간과 도착 시간을 이용할 수 있다. 이후 다수의 다중 범위 링의 최상의 교차에 의해 위치를 추정할 수 있다. 반대로, TDoA는 다수 쌍의 수신기들 간의 모바일 신호의 도착 시간 차이를 결정한다. 도착 시간 차이는 장치(110)일 수 있는 수신기들 간의 쌍곡선을 결정한다. 이후 다수의 쌍곡선의 최상의 교차에 의해 위치를 추정할 수 있다.
일 실시형태에서, 거리 또는 위치는 상기한 솔루션 중 어느 하나와 함께 연결 또는 신호 강도, 시간 정보, 수신 신호 강도 지수(RSSI), 링크 품질 지표(LQI), 도착 시간 차이/도착 시간(TDoA/TOA), 삼각측량 및/또는 삼변측량, 위치 패터닝, 다중 범위 예측 탐지기(MREL)(다중 범위 예측 위치) 중 적어도 하나를 이용하여 결정될 수 있다.
도 9는 솔루션의 일 실시형태를 나타내고 있다. 모바일 노드(100)는 다양한 위치에 재배치될 수 있다. 다양한 위치는 좌표계로 표현될 수 있다. 일례는 모바일 노드(100)의 시작점이 좌표 "0"으로 결정되는 것이다. 모바일 노드(100)가 재배치되고 신호가 장치(110)로부터 수신되는 각각의 지점에서, 새로운 좌표가 결정된다. 따라서, 하나의 모바일 노드(100)를 이용하여 다수의 모바일 노드(100)를 시뮬레이션할 수 있으며, 시뮬레이션된 다수의 모바일 노드(100)는 하나의 모바일 노드(100)보다 장치(110)의 위치를 더욱 잘 결정할 수 있다. 모바일 노드(100)는 GPS 등을 이용하여 이의 좌표를 결정할 수 있다. 모바일 노드(100)는 또한 예를 들어 지로(gyro), 자기 나침반, 속도계, 기울기 센서, 자이로스코프, 고도계 중 하나를 이용하여 상대 좌표를 결정할 수 있으며, 이동 및/또는 상대 위치를 결정하는 다른 유형의 센서로 제한되지 않는다.
일 실시형태에서, 도 9에 도시되지는 않았으나, 좌표계는 3차원 좌표계일 수 있으며, 모바일 노드(100)가 재배치될 때 그리고 재배치되는 동안 장치(110)로부터 수신된 각각의 신호에 대해 3차원 좌표를 결정한다.
모바일 노드(100)의 사용자는 각각 하나의 모바일 노드(100)를 소지한 사용자 그룹의 주위를 이동하여 시뮬레이션할 수 있으며, 따라서 한 지점에 고정된 하나의 모바일 노드(100)보다 장치(110)의 위치를 더욱 잘 결정할 수 있게 된다.
일 실시형태에서, 도착 시간 차이는 모바일 노드(100)가 아닌 장치(110)에 의해 측정된다. 대안적인 예는 경보 신호 또는 그 밖의 다른 신호와 같은 신호를 적어도 하나의 모바일 노드(100)가 전송함으로써 장치(110)가 모바일 노드(100)로부터 장치(110)로의 전파 시간을 측정할 수 있는 것이다. 장치(110)는 경보 신호 또는 그 밖의 다른 신호에 대한 응답을 전송할 수 있으며, 상기 응답은 장치(110)의 ID 및 모바일 노드(100)와 장치(110) 간의 측정된 전송 시간을 포함한다. 장치(110)는 또한 모바일 노드(100)와 장치(110) 간의 측정된 전송 시간을 근거로 모바일 노드(100)와 장치(110) 간의 거리를 측정할 수 있다. 장치(110)에 의해 전송되는 응답은 장치(110)의 ID, 모바일 노드(100)와 장치(110) 간의 결정된 전송 시간, 및 모바일 노드(100)와 장치(110) 간의 결정된 거리를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 시간은 마이크로 초까지의 정확도로 측정될 수 있다.
장치(110)가 모바일 노드(100) 대신에 도착 시간, 도착 시간 차이 또는 전파 시간을 측정할 수 있다는 장점이 있을 수 있다. 시간을 측정하기 위해 모바일 노드(100)를 이용하는 것보다 더 나은 정확도로 장치(110)가 시간을 측정하도록 구성될 수 있다는 또 다른 장점이 있을 수 있다. 장치에서 측정을 수행함으로써, 시간 측정에 대한 지원과 함께 모바일 노드(100)에서만 하는 것 보다 더 많은 모바일 노드(100)가 더 나은 정확도로 장치(110)의 위치를 측정하는데 참여할 수 있다는 또 다른 장점이 있을 수 있다. 장치(110)에서 시간을 측정하는 또 다른 장점은 모바일 단말기와 장치(110) 간의 거리 결정을 위한 다수의 추가적인 소스가 신호 반사 및 기타 장애를 회피할 수 있게 한다는 것이다.
다수의 모바일 노드(100)가 있는 상황에서, 장치(110)는 유효한 ID를 전송한 각각의 모바일 노드(100)에 응답을 전송할 수 있다. 응답은 ID, 측정된 전송 시간, 및 결정된 거리 중 하나를 포함할 수 있다. 다수의 모바일 노드(100)는 장치(110)의 위치를 더욱 잘 결정할 수 있다.
도 10은 일 실시형태의 신호전달의 예를 도시하고 있다. 모바일 노드(100)는 ID를 포함한 경보 신호를 장치(110)에 전달할 수 있다. 경보 신호는 "설정 보안(setup security)"으로 표시될 수 있다. 장치(110)는 장치(110)의 ID에 응답할 수 있다. 장치(110)로부터의 응답은 또한 "설정 확인(security ack)"으로 표시될 수 있다. 모바일 노드(100)에서 장치(110)로의 경보 신호와 장치(110)에서 모바일 노드(100)로의 응답은 또한 설정 보안과 설정 확인에 대한 사전 단계일 수 있다. 측정 개시 명령이 모바일 노드(100)에서 장치(110)로 전달될 수 있다. 장치(110)는 타임 스탬프 신호의 전송에 응답할 수 있고, 이후 모바일 노드(100)는 상기 신호를 반환함으로써, 장치(110)는 장치(110)와 모바일 노드(100) 간의 시간을 측정하거나 왕복 시간을 측정할 수 있다. 확실한 평균 측정이 달성될 때까지 측정이 반복될 수 있다. 마지막 단계는 측정된 결과를 장치(110)에서 모바일 노드(100)로 전송하는 것일 수 있다. 전송된 결과는 평균, 또는 모든 측정, 또는 일부 부분적으로 통합된 측정 결과일 수 있다.
도 11은 장치(110)의 실시형태를 도시하고 있다. 장치(110)는 처리 장치(201)에 의해 실행될 때 장치(110)로 하여금 상기한 행위를 수행하도록 하는 코드 수단을 포함하는 각각의 컴퓨터 프로그램의 프로그램 모듈에 의해 구현될 수 있다. 처리 장치(201)는 하나의 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU)를 포함할 수 있고, 또는 두 개 이상의 처리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 처리 장치(201)는 범용 마이크로프로세서, 명령어 집합 프로세서(instruction set processor) 및/또는 관련 칩 세트 및/또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)와 같은 특수 목적 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 처리 장치(201)는 또한 캐싱용 저장소를 포함할 수 있다.
각각의 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터로 판독 가능한 매체를 구비하고 처리 장치(201)에 연결된 메모리의 형태로 도 1, 도 2, 도 6, 도 7 등에 도시된, 장치(110) 내의 컴퓨터 프로그램 제품(202)에 의해 수행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품(202) 또는 메모리는 따라서, 예를 들어 컴퓨터 프로그램 모듈 "m"의 형태인, 컴퓨터 프로그램이 저장될 수 있는, 컴퓨터로 판독 가능한 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(202)는 플래시 메모리, 랜덤 액세스 메모리(Random-Access Memory, RAM), 읽기 전용 메모리(Read-Only Memory, ROM) 또는 전기적으로 소거 및 프로그램 가능한 ROM(Electrically Erasable Programmable ROM, EEPROM)일 수 있으며, 프로그램 모듈(m)은, 대안적인 실시형태에서, 장치(202) 내의 메모리 형태인 다양한 컴퓨터 프로그램 제품 상에 분포될 수 있다.
장치(110)는 통신 장치(210)를 더 포함할 수 있다. 통신 장치는 모바일 노드(100)와 통신하도록 구성될 수 있다. 통신 장치(210)는 또한 장치(110)의 프로그래밍 및/또는 구성을 위해 구비될 수 있다. 일 실시형태에서, 통신 장치(210)는, 이에 제한되지 않으나 IEEE(전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)) 802.11a/b/n 또는 다른 유사한 향후 있을 표준을 포함하여 IEEE 802.11을 통한 통신에 적용되는 칩 세트를 포함할 수 있다. 통신 장치(210)에 의해 지원될 수 있는 표준의 다른 예는 지그비, 블루투스, RFID(무선 주파수 식별(Radio Frequency Identification)), 범용 직렬 버스(Universal serial bus, USB)이다. 통신 장치(210)는 안테나를 포함할 수 있다. 통신 장치(210)는 외부 안테나에 연결될 수 있다.
장치(110)는 전원 공급 장치(220)를 포함할 수 있다. 전원 공급 장치는 처리 장치(201), 메모리 장치(202), 및/또는 통신 장치(210)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 전원 공급 장치(220)의 예는 배터리, 캐패시터, 연료 전지, 태양 전지, 유도성 접촉, USB-접촉, 유선 접촉이며, 전원 공급 장치(220)에 적합한 다른 예로 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 측위 시스템의 일 실시형태가 설명되었다. 그러나, 이는 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 첨부된 청구 범위 내에서 변경될 수 있다는 것을 본 기술분야의 숙련자는 인식할 것이다.
상기한 모든 대안적인 실시형태 또는 일 실시형태의 부분들은 조합이 모순되지 않는 한 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 자유롭게 조합될 수 있다.

Claims (49)

  1. 모바일 노드(100) 내에서 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
    - 상기 장치(110)의 ID(identification)를 포함하는 측위 요청 메시지를 수신하는 단계;
    - 상기 장치(110)의 ID를 포함하는 경보 신호를 장치(110)로 전송하는 단계;
    - 상기 장치(110)의 ID를 포함하는 응답 신호를 장치(110)로부터 수신하는 단계; 및
    - 상기 수신된 응답 신호를 측정하여 상기 장치(110)까지의 거리 또는 방향을 계산함으로써 상기 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치(110)의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지는 원격 노드(120)로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 장치(110)까지의 계산된 거리 또는 방향 및 상기 모바일 노드(100)의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 응답이 원격 노드(120)로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치(110)까지의 거리는 신호 강도 또는 신호 지연을 측정함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치(110)의 방향은 가장 강한 신호 강도에 대한 방위를 결정함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모바일 노드(100)는 제 1 수신 장치와 제 2 수신 장치에서 상기 장치(110)로부터 응답 신호를 수신하고, 상기 제 2 수신 장치는 마이크 장치인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마이크 장치는 장치(110)로부터 음향 신호를 더 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모바일 노드(100)는 제 3 수신 장치에서 장치(110)로부터 응답 신호를 수신하고,
    상기 제 3 수신 장치는 모바일 노드(100)에 장착될 수 있는 별도의 안테나 장치인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 8 항에 따른 방법을 반복적으로 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 장치(110) 내에서 적어도 하나의 무선 네트워크를 통해 모바일 노드(100)에 의해 상기 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
    - 상기 장치(110)의 ID를 포함하는 경보 신호를 상기 모바일 노드(100)로부터 수신하는 단계;
    - 상기 수신된 ID를 장치(110)의 사전에 프로그램된 ID와 비교함으로써 상기 장치(110)에 경보를 알리는 단계;
    - 상기 수신된 ID와 일치하는 장치(110)의 ID를 포함하는, 경보 신호에 대한 응답을 전송함으로써 상기 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 경보 신호에 대한 응답은 반복적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 경보 신호에 대한 대응하여 음향 신호가 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모바일 노드(100)까지의 거리는 전파 시간(time of flight)을 측정함으로써 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 측정된 결과는 모바일 노드(100)로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 원격 노드(120) 내에서 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
    - 상기 장치(110)의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 다수의 모바일 노드(100)로 전송하는 단계;
    - 상기 모바일 노드(100)에서 상기 장치(110)까지의 계산된 거리 및 상기 모바일 노드(100)의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 적어도 하나의 응답을 수신하는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 모바일 노드(100)의 위치와 함께 상기 모바일 노드(100)에서 상기 장치(110)까지의 거리를 계산함으로써 장치(110)의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 장치(110)의 위치가 소정의 지리적 영역(150) 또는 공간 내에 있는지 및/또는 상기 장치(110)의 위치가 지리적 지점(140)으로부터 소정의 거리(D) 내에 있는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 장치(110)의 위치가 소정의 지리적 영역(150) 또는 공간 외부에 있는 것으로 결정될 때 및/또는 상기 장치(110)의 위치가 지리적 지점(140)으로부터 소정의 거리(D) 너머에 있는 것으로 결정될 때 경보 장치에 경보 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 경보 장치는 원격 노드(120), 모바일 노드(100) 또는 서비스 클라이언트(160) 중 적어도 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지리적 지점(140)은 모바일 노드(100)의 위치에 의해 규정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측위 요청 메시지는 반복적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    측위 요청 메시지에 대한 응답이 다수의 모바일 노드(100)로부터 수신되면, 상기 장치(110)의 위치는 삼각측량(triangulation), 또는 다변측량(multilateration), 또는 삼변측량(trilateration) 중 하나를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 15 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원격 노드(120)는 모바일 노드(100)에 의해 관리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 모바일 노드(100)에 있어서,
    상기 모바일 노드(100)는 상기 장치(110)의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 수신하도록 구성되고,
    상기 모바일 노드(100)는 상기 장치(110)의 ID를 포함하는 경보 신호를 상기 장치(110)로 전송하도록 구성되고,
    상기 모바일 노드(100)는 상기 장치(110)의 ID를 포함하는 응답 신호를 상기 장치(110)로부터 수신하도록 구성되고, 및
    상기 모바일 노드(100)는 상기 수신된 응답 신호를 측정하여 상기 장치(110)까지의 거리 또는 방향을 계산함으로써 상기 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 노드(100).
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 모바일 노드(100)는 상기 장치(110)의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 원격 노드(120)로부터 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 노드(100).
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 모바일 노드(100)는 상기 장치(110)까지의 계산된 거리 또는 방향 및 상기 모바일 노드(100)의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 응답을 원격 노드(120)로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 노드(100).
  26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치(110)까지의 거리는 신호 강도 또는 신호 지연을 측정함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 모바일 노드(100).
  27. 제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치(110)의 방향은 가장 강한 신호 강도에 대한 방위를 결정함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 모바일 노드(100).
  28. 제 23 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노드는 제 1 수신 장치와 제 2 수신 장치에서 상기 장치로부터 응답 신호를 수신하고, 상기 제 2 수신 장치는 마이크 장치인 것을 특징으로 하는 모바일 노드(100).
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 장치(110)로부터의 응답 신호는 마이크 장치에 의해 수신되는 음향 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 노드(100).
  30. 제 23 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 3 수신 장치는 상기 장치(110)로부터 응답 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제 3 수신 장치는 모바일 노드(100)에 장착될 수 있는 별도의 안테나 장치인 것을 특징으로 하는 모바일 노드(100).
  31. 적어도 하나의 무선 네트워크를 통해 모바일 노드(100)에 의해 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 장치(110)에 있어서,
    - 상기 장치(110)는 장치(110)의 ID를 포함하는 경보 신호를 상기 모바일 노드(100)로부터 수신하도록 구성되고,
    - 상기 장치(110)는 상기 수신된 ID를 장치(110)의 사전에 프로그램된 ID와 비교함으로써 장치(110)에 경보를 알리도록 구성되고,
    - 상기 장치(110)는 상기 수신된 ID와 일치하는 장치(110)의 ID를 포함하는, 경보 신호에 대한 응답을 전송함으로써 상기 장치(110)의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 장치(110)는 경보 신호에 대한 응답을 반복적으로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
    상기 장치(110)는 경보 신호에 대응하여 음향 신호를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제 31 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치(110)는 전파 시간을 측정함으로써 상기 모바일 노드(100)까지의 거리를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 장치(110)는 측정된 결과를 모바일 노드(100)로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 장치(110)의 위치를 결정하도록 구성되는 원격 노드(120)에 있어서,
    - 상기 원격 노드(120)는 상기 장치(110)의 ID를 포함하는 측위 요청 메시지를 다수의 모바일 노드(100)로 전송하도록 구성되고,
    - 상기 원격 노드(120)는 상기 모바일 노드(100)에서 상기 장치(110)까지의 계산된 거리 및 상기 모바일 노드(100)의 위치를 포함하는, 측위 요청 메시지에 대한 적어도 하나의 응답을 수신하도록 구성되고,
    - 상기 원격 노드(120)는 상기 적어도 하나의 모바일 노드(100)의 위치와 함께 상기 모바일 노드(100)에서 상기 장치(110)까지의 거리를 계산함으로써 상기 장치(110)의 위치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 노드(120).
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 원격 노드(120)는 상기 장치(110)의 위치가 소정의 지리적 영역(150) 또는 공간 내에 있는지 및/또는 상기 장치(110)의 위치가 지리적 지점(140)으로부터 소정의 거리(D) 내에 있는지를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 노드(120).
  38. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
    상기 원격 노드(120)는 상기 장치(110)의 위치가 소정의 지리적 영역(150) 또는 공간 외부에 있는 것으로 결정될 때 및/또는 상기 장치(110)의 위치가 지리적 지점(140)으로부터 소정의 거리(D) 너머에 있는 것으로 결정될 때 경보 장치에 경보 메시지를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 노드(120).
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 경보 장치는 원격 노드(120), 모바일 노드(100) 또는 장치(110) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 노드(120).
  40. 제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지리적 지점(140)은 모바일 노드(100)의 위치에 의해 규정되는 것을 특징으로 하는 원격 노드(120).
  41. 제 36 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원격 노드(120)는 측위 요청 메시지를 반복적으로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 노드(120).
  42. 제 36 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원격 노드(120)는, 측위 요청 메시지에 대한 응답이 다수의 모바일 노드(100)로부터 수신되면, 삼각측량, 또는 다변측량, 또는 삼변측량 중 하나를 이용하여 상기 장치(110)의 위치를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 노드(120).
  43. 제 36 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원격 노드(120)는 모바일 노드(100)에 의해 관리되는 것을 특징으로 하는 원격 노드(120).
  44. 제 23 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 따른 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 모바일 노드에서 실행될 때, 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 모바일 노드로 하여금 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 해당 방법을 수행하도록 하는, 컴퓨터로 판독 가능한 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  45. 컴퓨터로 판독 가능한 매체 및 제 44 항에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 상기 프로그램 제품은 상기 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  46. 제 31 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 따른 모바일 노드에 의해 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 장치에서 실행될 때, 모바일 노드에 의해 상기 장치의 위치 결정을 가능하게 하도록 구성되는 장치로 하여금 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 해당 방법을 수행하도록 하는, 컴퓨터로 판독 가능한 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  47. 컴퓨터로 판독 가능한 매체 및 제 46 항에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 상기 프로그램 제품은 상기 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  48. 제 36 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 따른 장치의 위치를 결정하도록 구성되는 원격 노드에서 실행될 때, 장치의 위치를 결정하도록 구성되는 원격 노드로 하여금 제 15 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 해당 방법을 수행하도록 하는, 컴퓨터로 판독 가능한 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  49. 컴퓨터로 판독 가능한 매체 및 제 48 항에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 상기 프로그램 제품은 상기 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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