KR20150059410A - 실내 측위 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

실내 측위 장치 및 방법을 개시한다.
복수 개의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 획득하고, 획득한 전파 환경정보의 신호세기 정보에 기초하여 활성 AP 정보 리스트에 포함된 전파 환경정보만을 이용하여 단말기의 실내 측위정보를 산출하는 실내 측위 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

실내 측위 장치 및 방법{Method and Apparatus for Determining Indoor Position}
본 실시예는 비컨(Beacon) 신호를 이용하여 실내 측위를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적인 비컨 신호 기반의 측위 시스템은 비컨 신호를 제공하는 비컨 송신장치의 위치를 단말기의 현재 위치로 설정하는 Zone 방식과 지도상에 일정한 정확도의 모눈 격자를 설정하고 각 격자에 중첩되는 신호세기 맵을 조사하여 단말기의 실내위치를 찾아내는 핑거 프린트(Finger Print) 방식의 2 가지 측위 방식이 주로 사용한다.
이러한, 일반적인 실내 측위 시스템은 Zone 방식의 경우, 비컨 송신장치의 설치 수량에 의해 측위 정확도가 결정되면, 비컨 송신장치의 설치가 불가능한 로비나 오픈된 영역에서는 단말기의 위치를 측정할 수 없거나 측정된 위치가 정확하지 않을 수 있다. 또한, 일반적인 실내 측위 시스템은 핑거 프린트 방식의 경우, 비컨 신호들이 거리에 따라 일정한 특성을 가져야 하나 불규칙하게 감쇄함으로써, 핑거 프린트 맵을 위해 조사한 정보가 일정하지 않고, 비컨 송신장치에서 멀어지고, 복수 개의 비컨신호가 중복되는 지역에서는 정확한 격자의 구분이 불가능하여 정확도에 한계가 존재한다. 또한, 비컨신호 기반 영역을 조사하여 신호세기 맵(핑거프린트 맵)을 구축할 때에도 많은 인력과 시간이 소요되며 관리자의 입장에서도 비컨 송신장치의 위치가 변경되거나 구조물 변경으로 인해 전파환경이 변화되는 경우, 신호세기 테스트를 통해 신호세기 맵(핑거프린트 맵)을 새롭게 수정해야 한다.
본 실시예는, 복수 개의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 획득하고, 획득한 전파 환경정보의 신호세기 정보에 기초하여 활성 AP 정보 리스트에 포함된 전파 환경정보만을 이용하여 단말기의 실내 측위정보를 산출하는 실내 측위 장치 및 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 단말기로부터 전파 환경정보를 획득하는 통신부; 상기 전파 환경정보를 포함하는 주변 AP 정보 리스트를 생성하고, 상기 주변 AP 정보 리스트 중 각각의 AP 별 신호세기 정보를 확인하여 상기 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록하는 신호 관리부; 상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 복수 개의 상기 전파 환경정보에 근거한 AP 위치정보를 기준으로 상기 신호세기 정보를 이용하여 상기 상대 위치정보를 산출하는 상대 위치 산출부; 기 저장된 실내 맵 정보를 추출하는 맵 추출부; 및 상기 상대 위치정보를 상기 실내 맵 정보에 적용하여 상기 단말기의 실내 위치정보를 산출하는 측위 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 장치를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 단말기로부터 전파 환경정보를 획득하는 정보 획득과정; 상기 전파 환경정보를 포함하는 주변 AP 정보 리스트를 생성하고, 상기 주변 AP 정보 리스트 중 각각의 AP 별 신호세기 정보를 확인하여 상기 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록하는 신호 관리과정; 상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 복수 개의 상기 전파 환경정보에 근거한 AP 위치정보를 기준으로 상기 신호세기 정보를 이용하여 상기 상대 위치정보를 산출하는 상대 위치 산출과정; 기 저장된 실내 맵 정보를 추출하는 맵 정보 추출과정; 및 상기 상대 위치정보를 상기 실내 맵 정보에 적용하여 상기 단말기의 실내 위치정보를 산출하는 측위 처리과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 복수 개의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 획득하고, 획득한 전파 환경정보의 신호세기 정보에 기초하여 활성 AP 정보 리스트에 포함된 전파 환경정보만을 이용하여 단말기의 실내 측위정보를 산출함으로써, 핑거프린트 맵을 조사할 필요가 없이 최적화를 수행할 수 있고, 복수 개의 신호를 상대 비교하여 측위의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 관리자의 입장에서 특정 관심영역이 변경되더라도 특정 관심영역 내의 AP 장치의 논리적 변경을 통해 최적화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위를 수행하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2 웨이 실내 측위를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3 웨이 실내 측위를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4 웨이 실내 측위를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마트에서 비컨 신호를 이용한 실내 측위를 수행하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오버레이 비컨 신호 및 마이크로 비컨 신호를 이용하여 실내 측위를 수행하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 실내 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 실내 측위 시스템은 AP 장치(110), 단말기(120), 실내 측위 장치(130), 데이터베이스(140) 및 모니터링 장치(150)를 포함한다. 여기서, AP 장치(110)는 실내에 구비된 복수 개의 AP 장치(112, 114 및 116)를 포함할 수 있고, 실내 측위 장치(130)는 통신부(132), AP 신호 관리부(133), 상대 위치 산출부(134), 맵 추출부(136), 측위 처리부(138) 및 측위 결과 제공부(139)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 실내 측위 시스템은 일 실시예에 따른 것이며, 도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
AP 장치(110)는 무선 데이터 통신을 중계하는 장치로서, 송신 측에서 보낸 정보에 포함된 도착지 정보를 확인하여 수신 측에 도달할 수 있도록 통신 경로를 지정한 후, 지정된 통신 경로에 해당하는 통신망으로 데이터를 전송할 수 있는 장치를 말한다. 즉, AP 장치(110)는 데이터 패킷의 도착지 위치를 추출하며, 추출된 위치에 대한 최선의 통신 경로를 지정하고, 지정된 통신 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치로 전달할 수 있다. 또한, AP 장치(110)는 복수 개의 단말기(120)가 동시에 연결될 수 있으며, 일반적인 네트워크 환경에서 단말기(120) 간에 여러 회선을 공유하여 소정의 영역 내에서 통신(LAN)을 수행할 수도 있다.
본 실시예에서 AP 장치(110)는 근거리 통신을 이용하여 AP 장치(110)에 대한 식별정보, SSID 정보, 신호세기 정보(RSSI: Received Singnal Strength Indication) 및 신호전송 시간정보, 위치정보 등을 포함하는 전파 환경정보를 단말기(120)로 전송한다. 여기서, AP 장치(110)는 전파 환경정보를 비컨(Beacon) 신호의 형태로 소정의 주기마다 단말기(120)에 전송하여 연결상태를 확인할 수 있고, 단말기(120)로 각각의 AP 장치(110)에 대한 전파 환경정보를 제공한다. 또한, AP 장치(110)는 라우터(Router), 리피터(Repeater), 스위치(Switch) 및 브릿지(Bridge) 중 하나일 수 있으며, 무선랜(WIFI), UWB(Ultra Wideband), 무선 주파수(Radio Frequency), 적외선 통신(IrDA:Infrared Data Association), 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth) 및 WPAN(Wireless Personal Area Networks) 등과 같은 근거리 통신이 가능하다면 그 어떤 장치로도 구현될 수 있다.
단말기(120)는 사용자의 키 조작에 따라 AP 장치(110)를 포함한 통신 중계장치를 이용하여 각종 데이터를 송수신할 수 있는 단말기를 말하는 것이며, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone), 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 중 어느 하나일 수 있다. 단말기(120)는 AP 장치(110) 및 통신망을 이용하여 음성 또는 데이터 통신을 수행하는 단말기이며, AP 장치(110) 및 통신망을 경유하여 외부 장치와 통신하기 위한 프로그램 또는 프로토콜을 저장하기 위한 메모리, 해당 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하고 있는 단말기를 의미한다.
한편, 단말기(120)는 사용자의 조작을 통한 입출력을 수행하기 위해 터치 스크린을 구비한 형태로 제작되는 것이 바람직하며, 사용자의 조작에 따른 입력을 통해 측위 애플리케이션(미도시)을 구동할 수 있다. 이러한 측위 애플리케이션은 단말기(120)가 스마트폰인 경우 애플리케이션 스토어를 통해 다운로드된 후 인스톨된 애플리케이션을 말하며, 단말기(120)가 피쳐폰(Feature Phone)인 경우 통신사 서버를 통해 다운로드한 VM(Virtual Machine) 및 애플리케이션을 말한다.
본 실시예에 따른 단말기(120)는 실내에 기 설치된 AP 장치(110)로부터 전파 환경정보를 수집하고 이를 실내 측위 장치(130)로 전송한다. 여기서, 전파 환경정보는 AP 장치(110)에 대한 식별정보, SSID 정보, 신호세기 정보, 신호전송 시간정보 및 위치정보 등을 포함한다. 여기서, 단말기(120)는 실내 측위 장치(130)와 별도의 장치로 구현된 것으로 기재하고 있으나, 실제 구현에 있어서 단말기(120)는 실내 측위 장치(130)의 기능을 모두 포함하는 자립형(Stand Alone) 장치로 구현될 수도 있다. 또한, 단말기(120)는 구동되는 측위 애플리케이션을 이용하여 실내 측위 장치(130)로부터 실내 위치정보를 수신하여 디스플레이할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 모니터링 장치(150)를 통해 단말기(120)에 대한 실내 위치정보가 출력될 수도 있다.
실내 측위 장치(130)는 단말기(120)로부터 전파 환경정보를 획득하여 주변 AP 정보 리스트를 생성하고, 생성된 주변 AP 정보 리스트 중 기 설정된 임계값 이상의 신호 세기를 갖는 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록하여 활성 AP 정보 리스트 내의 전파 환경정보를 이용하여 단말기(120)의 실내 위치정보를 산출하는 동작을 수행한다. 이하, 실내 측위 장치(130)의 구성요소에 대해 설명하도록 한다.
통신부(132)는 단말기(120)로부터 전파 환경정보를 획득하는 동작을 수행한다. 여기서, 전파 환경정보는 각각의 AP 장치(110)의 위치정보 및 신호세기 정보 등을 포함한다.
AP 신호 관리부(133)는 복수 개의 AP 장치(110)에 대한 전파 환경정보에 기초하여 AP 위치정보 및 각각의 AP 별 신호세기 정보(RSSI)를 관리하는 동작을 수행한다. 본 실시예에 따른 AP 신호 관리부(133)는 복수 개의 AP 장치(110) 중 신호 세기가 가장 센 AP 장치(110)를 기준으로 각각의 AP 장치(110)에 대한 전파 환경정보에 기초하여 주변 AP 정보 리스트를 생성한다. 여기서, 주변 AP 정보 리스트는 단말기(120)의 주변에 위치한 AP 장치(110)들 각각에 대한 전파 환경정보를 포함한다.
AP 신호 관리부(133)는 주변 AP 정보 리스트 중 기 설정된 임계값 이상의 신호세기 정보에 해당하는 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록하고, 활성 AP 정보 리스트를 상대 위치 산출부(134)로 전송하여 단말기(120)의 상대 위치가 산출되도록 한다.
또한, AP 신호 관리부(133)는 활성 AP 정보 리스트 중 기 설정된 임계값 이하인 신호가 존재하는 경우(신호세기 정보가 기 설정된 임계값 이하로 변경되는 경우), 해당 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트에서 제외하고, 주변 AP 정보 리스트로 변경한다.
상대 위치 산출부(134)는 AP 신호 관리부(133)에서 생성된 활성 AP 정보 리스트를 기초로 단말기(120)의 상대 위치정보를 산출한다.
본 실시예에 따른 상대 위치 산출부(134)는 활성 AP 정보 리스트에 포함된 전파 환경정보에 기초하여 각각의 AP 장치별 AP 위치정보 및 신호세기 정보를 확인하고, 각각의 AP 위치정보 및 신호세기 정보를 이용하여 상대 위치정보를 산출한다.
상대 위치 산출부(134)는 활성 AP 정보 리스트에 포함된 적어도 2 개 이상의 AP 장치(110)에 대한 신호세기 정보를 비교하여 신호 세기의 상대값을 산출하여 각각의 AP 장치(110)의 신호세기 정보가 강신호 또는 약신호인지 판단하고, 판단결과에 기초하여 적어도 2 개 이상의 AP 장치(110) 간에 위치한 단말기(120)의 상대 위치정보를 산출한다. 여기서, 상대 위치정보는 적어도 2 개 이상의 AP 장치(110)의 AP 위치정보를 연결한 선분 또는 도형의 영역 내에 위치할 수 있다.
한편, 상대 위치 산출부(134)는 활성 AP 정보 리스트의 전파 환경정보가 AP 상태 변화정보를 포함하는 경우, 상대 위치정보를 산출하는 동작을 기 설정된 시간 동안 수행하지 않거나 기 설정된 횟수만큼 상대 위치정보 산출 동작을 중지할 수 있다. 이로 통해 상대 위치 산출부(134)는 AP 장치(110)의 잘못된 상태변화로 인한 측위 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
맵 추출부(136)는 데이터베이스(140)에 기 저장된 실내 맵 정보를 추출하고, 추출된 실내 맵 정보를 측위 처리부(138)로 전송하여 실내 위치정보가 산출되도록 한다. 여기서, 실내 맵 정보는 이동체가 실내에서 이동할 수 있는 통로, 복도 등의 경로를 포함하는 정보로서, 통신사, 측위 사업자, 건물 관리자 등에 의해 데이터베이스(140)에 기 저장된 정보를 의미한다.
측위 처리부(138)는 상대 위치정보를 실내 맵 정보에 적용하여 단말기(120)의 실내 위치정보를 산출하는 동작을 수행한다. 본 실시예에 따른 측위 처리부(138)는 상대 위치정보에 대한 좌표값을 실내 맵 정보에 적용하여 실내 맵 정보에서 이동체가 이동할 수 있는 통로, 복도 등에 해당하는 영역만을 단말기(120)의 실내 위치정보로 산출한다.
측위 결과 제공부(139)는 측위 처리부(138)에서 산출된 실내 위치정보를 모니터링 장치(150)로 전송하여 단말기(120)의 실내 위치정보가 출력되도록 한다. 한편, 측위 결과 제공부(139)는 산출된 실내 위치정보를 모니터링 장치(150)만을 이용하여 출력하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 산출된 실내 위치정보를 단말기(120)로 전송하고, 단말기(120)에 구비된 디스플레이를 통해 출력되도록 할 수도 있다.
데이터베이스(140)는 데이터베이스 관리 프로그램(DBMS)을 이용하여 컴퓨터 시스템의 저장공간(하드디스크 또는 메모리)에 구현된 일반적인 데이터구조를 의미하는 것으로, 데이터의 검색(추출), 삭제, 편집, 추가 등을 자유롭게 행할 수 있는 데이터 저장형태를 뜻하는 것으로, 오라클(Oracle), 인포믹스(Infomix), 사이베이스(Sybase), DB2와 같은 관계형 데이타베이스 관리 시스템(RDBMS)이나, 겜스톤(Gemston), 오리온(Orion), O2 등과 같은 객체 지향 데이타베이스 관리 시스템(OODBMS) 및 엑셀론(Excelon), 타미노(Tamino), 세카이주(Sekaiju) 등의 XML 전용 데이터베이스(XML Native Database)를 이용하여 본 발명의 일 실시예의 목적에 맞게 구현될 수 있고, 자신의 기능을 달성하기 위하여 적당한 필드(Field) 또는 엘리먼트들을 가지고 있다.
본 실시예에 따른 데이터베이스(140)는 단말기(120)의 측위를 수행하기 위해 구축된 데이터베이스로서, 건물 또는 소정의 영역에 대한 실내 맵 정보를 저장한다. 여기서, 실내 맵 정보는 이동체가 실내에서 이동할 수 있는 통로, 복도 등의 경로를 포함하는 정보로서, 통신사, 측위 사업자, 건물 관리자 등에 의해 저장된 정보일 수 있다.
한편, 데이터베이스(140)는 기 설치된 각각의 AP 장치(110)에 대한 AP 위치정보를 추가로 저장할 수 있고, 필요에 따라 AP 위치정보에 해당하는 전파 환경정보를 저장할 수도 있으며, 단말기(120)의 상대 위치정보 또는 실내 위치정보를 산출하는데 필요한 정보를 추가로 저장할 수도 있다. 즉, 데이터베이스(140)는 실내 측위 장치(130)에서 단말기(120)의 위치를 산출하기 위해 데이터 요청 시, 기 저장된 실내 맵 정보, AP 위치정보, 전파 환경정보 등을 제공할 수 있다.
모니터링 장치(150)는 실내 측위 장치(130)로부터 실내 위치정보를 수신하여 디스플레이하는 장치를 의미한다. 모니터링 장치(150)는 실내 측위 장치(130)로부터 실내 위치정보를 수신하기 위해 무선랜 신호 또는 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등과 같은 무선통신이 가능하도록 구현될 수도 있다.
한편, 모니터링 장치(150)는 실내 측위 장치(130)와 별도의 장치인 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 실내 측위 장치(130) 내에 디스플레이부와 같이 구현되거나 모니터링 장치(150)와 실내 측위 장치(130)가 결합된 측위 감시장치와 같은 하나의 장치로 구현될 수 있다. 여기서, 실내 측위 장치(130)가 산출된 실내 위치정보를 단말기(120)를 통해 출력하는 경우, 모니터링 장치(150)는 생략될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위를 수행하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
실내 측위 장치(130)는 단말기(120)로부터 전파 환경정보를 획득한다(S210). 여기서, 전파 환경정보는 각각의 AP 장치(110)의 위치정보 및 신호세기 정보 등을 포함한다.
실내 측위 장치(130)는 전파 환경정보에 기초한 주변 AP 정보 리스트에 포함된 각각의 AP 별 신호세기 정보를 확인한다(S220). 실내 측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치(110) 중 신호 세기가 가장 센 AP 장치를 기준으로 인접한 복수 개의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 포함한 주변 AP 정보 리스트를 생성하고, 각각의 AP 장치 별 신호 세기정보를 확인한다.
단계 S220을 확인한 결과, 실내 측위 장치(130)는 신호세기 정보가 기 설정된 임계값 이상인지 여부를 판단하고(S230), 기 설정된 임계값 이상인 신호세기 정보에 대응하는 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록한다(S240).
실내 측위 장치(130)는 활성 AP 정보 리스트에 포함된 적어도 2 개 이상의 전파 환경정보의 AP 위치정보 및 AP 별 신호세기 정보를 이용하여 상대 위치정보를 산출한다(S250). 더 자세히 설명하자면, 실내 측위 장치(130)는 적어도 2 개 이상의 전파 환경정보의 신호세기 정보를 비교하여 신호 세기의 상대값을 산출하고, 각각의 AP 장치(110)의 신호세기 정보가 강신호 또는 약신호인지를 판단하고, 판단결과에 기초하여 적어도 2 개 이상의 AP 장치(110) 간에 위치한 단말기(120)의 상대 위치정보를 산출한다. 여기서, 상대 위치정보는 적어도 2 개 이상의 AP 장치(110)의 AP 위치정보를 연결한 선분 또는 도형의 영역 내에 위치한다.
실내 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)에 기 저장된 실내 맵 정보를 추출하고(260), 단계 S250에서 산출된 상대 위치정보를 추출된 실내 맵 정보에 적용하여 단말기(120)의 실내 위치정보를 산출한다(S270). 다시 말해, 실내 측위 장치(130)는 활성 AP 정보 리스트에 포함된 전파 환경정보에 대응하는 AP 위치정보를 실내 맵 정보에 매칭하고, 매칭된 AP 위치정보를 기준으로 상대 위치정보를 적용한 영역 중 실내 맵 정보에서 이동체가 이동할 수 있는 통로, 복도 등에 해당하는 영역만을 단말기(120)의 실내 위치정보로 산출한다.
도 2에서는 단계 S210 내지 단계 S270를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 2에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S210 내지 단계 S270 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 2는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 도 2에 기재된 본 실시예에 따른 실내 측위 장치(130)의 동작은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 실내 측위 장치(130)의 동작을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2 웨이 실내 측위를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(400)은 2 개의 AP 장치를 이용하여 측위를 수행할 수 있는 통로에 기 설치된 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420), C-AP 장치(430), D-AP 장치(440), E-AP 장치(450) 및 F-AP 장치(460)로부터 전파 환경정보를 수신한다.
실내 측위 장치(130)는 사용자 단말(400)로부터 각각의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 획득하고, 획득한 전파 환경정보를 주변 AP 정보 리스트로 생성한다.
실내 측위 장치(130)는 주변 AP 정보 리스트 중 신호세기 정보를 확인하고, 신호세기가 기 설정된 임계값 이상인 A-AP 장치(410) 및 B-AP 장치(420)에 대한 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록하고, 활성 AP 정보 리스트에 등록된 전파 환경정보의 신호세기 정보에 근거하여 제1 상대 위치정보(470), 제2 상대 위치정보(472) 및 제3 상대 위치정보(474) 중 적어도 하나의 상대 위치정보를 산출할 수 있다. 더 자세히 설명하자면, 실내 측위 장치(130)는 A-AP 장치(410)의 신호세기 정보와 B-AP 장치(420)의 신호세기 정보의 차이의 절대값이 소정의 값 이상이면 신호세기 정보가 큰 쪽을 강신호로 판단하여 해당 AP 장치에 인접한 상대 위치정보를 산출한다. 예컨대, A-AP 장치(410)의 신호세기 정보와 B-AP 장치(420)의 신호세기 정보의 상대값이 소정의 값 이상이면, 신호세기 정보가 큰 쪽인 제1 상대 위치정보(470) 또는 제3 상대 위치정보(474)를 산출할 수 있다.
또한, 실내 측위 장치(130)는 A-AP 장치(410)의 신호세기 정보와 B-AP 장치(420)의 신호세기 정보의 차이의 절대값이 소정의 값 이하이면, 모든 신호세기 정보가 약신호인 것으로 판단하여 2 개의 AP 장치 중간인 상대 위치정보를 산출한다. 예컨대, A-AP 장치(410)의 신호세기 정보와 B-AP 장치(420)의 신호세기 정보의 상대값이 소정의 값 이하이면, 2 개의 AP 장치 중간인 제2 상대 위치정보(472)를 산출할 수 있다.
실내 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)에 기 저장된 실내 맵 정보를 추출하고, 상대 위치정보를 추출된 실내 맵 정보에 적용하여 사용자 단말(400)의 측위결과인 실내 위치정보를 산출하여 출력되도록 한다. 예컨대, 실내 측위 장치(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, '╂' 형태의 실내 맵 정보를 추출할 수 있고, 추출된 '╂' 형태의 실내 맵 정보에 상대 위치정보를 적용하여 사용자 단말(400)이 이동 가능한 통로에 대한 실내 위치정보를 산출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3 웨이 실내 측위를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 넓은 실내 영역에서 천장에 AP 장치(110)의 설치가 가능하여 기 설치된 3 개의 AP 장치를 이용해 측위를 수행하는 동작을 설명하도록 한다. 여기서, 실내에 기 설치된 3 개의 AP 장치는 도 4에 도시된 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420) 및 C-AP 장치(430)를 말한다.
실내 측위 장치(130)는 단말기(120)로부터 기 설치된 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420) 및 C-AP 장치(430)에 대한 각각의 전파 환경정보를 획득하고, 획득한 3 개의 AP 장치에 대한 각각의 전파 환경정보를 주변 AP 정보 리스트에 포함한다.
실내 측위 장치(130)는 주변 AP 정보 리스트에 포함된 전파 환경정보에 근거하여 AP 위치정보 및 신호세기 정보를 확인하고, 신호세기가 기 설정된 임계값 이상인 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420) 및 C-AP 장치(430) 중 적어도 2 개 이상의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록한다.
실내 측위 장치(130)는 활성 AP 정보 리스트에 등록된 3 개의 AP 장치의 AP 위치정보를 연결한 삼각형 영역 내에서 신호세기 정보에 근거하여 상대 위치정보를 산출한다. 예컨대, 실내 측위 장치(130)는 각각의 AP 장치별 신호세기 정보의 상대값을 계산하여 3 개의 신호세기 정보가 모두 약신호이면 AP 위치정보를 연결한 삼각형 영역의 중심을 상대 위치정보로 산출할 수 있다.
실내 측위 장치(130)는 활성 AP 정보 리스트 중 기 설정된 임계값 이하인 AP 장치가 존재하는 경우, 해당 AP 장치의 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트에서 제외하여 주변 AP 정보 리스트로 변경한다. 이러한 경우, 실내 측위 장치(130)는 도 3에 기재된 2 개의 AP 장치만을 이용하여 실내 측위를 수행하는 방식과 동일하게 상대 위치정보를 산출할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4 웨이 실내 측위를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 넓은 실내 영역에서 천장에 AP 장치(110)의 설치가 불가능한 경우, 바닥에 기 설치된 4 개의 AP 장치(110)를 이용하여 측위를 수행하는 동작을 설명하도록 한다. 여기서, 실내 영역의 바닥에 기 설치된 4 개의 AP 장치(110)는 도 5에 도시된 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420), C-AP 장치(430) 및 D-AP 장치(440)를 말한다.
실내 측위 장치(130)는 단말기(120)로부터 4 개의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 획득하고, 전파 환경정보에 포함된 신호세기 정보를 확인하여 신호세기가 가장 센 A-AP 장치(410)를 기준으로 신호세기가 가장 약한 C-AP 장치(430)를 제외한 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420) 및 D-AP 장치(440)의 전파 환경정보를 주변 AP 정보 리스트로 설정한다.
실내 측위 장치(130)는 주변 AP 정보 리스트에 포함된 전파 환경정보에 근거하여 AP 위치정보 및 신호세기 정보를 확인하고, 신호세기가 기 설정된 임계값 이상인 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420) 및 D-AP 장치(440) 중 적어도 2 개 이상의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록한다.
실내 측위 장치(130)는 활성 AP 정보 리스트에 등록된 3 개의 AP 장치의 AP 위치를 연결한 직각삼각형 영역 내에서 신호세기 정보에 근거하여 상대 위치정보를 산출한다. 예컨대, 실내 측위 장치(130)는 각각의 AP 장치별 신호세기 정보의 상대값을 계산하여 3 개의 신호세기 정보가 모두 약신호이고, 주변 AP 정보 리스트에 존재하지 않는 약신호가 포함되면 AP 위치정보를 연결한 직각삼각형 영역의 빗변의 중심을 상대 위치정보로 산출할 수 있다.
또한, 실내 측위 장치(130)는 활성 AP 정보 리스트에 등록된 3 개의 AP 장치의 AP 위치를 연결한 직각삼각형 영역의 밑변 또는 높이에 위치한 2 개의 AP 장치에 대한 신호세기 정보가 비등하고, 하나의 상이한 신호세기 정보가 존재하면, 밑변 또는 높이의 중심에 인접한 직각삼각형 영역 내부를 상대 위지정보로 산출할 수 있다.
한편, 실내 측위 장치(130)는 활성 AP 정보 리스트에 등록된 3 개의 AP 장치 중 기 설정된 임계값 이하인 AP 장치가 존재하는 경우, 해당 AP 장치의 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트에서 제외하여 주변 AP 정보 리스트로 변경한다. 이러한 경우, 실내 측위 장치(130)는 도 3에 기재된 2 개의 AP 장치만을 이용하여 실내 측위를 수행하는 방식과 동일하게 상대 위치정보를 산출할 수도 있다.
실내 측위 장치(130)는 기 저장된 실내 맵 정보를 추출하고, 산출된 상대 위치정보를 적용하여 정확한 실내 위치정보를 산출할 수 있다.
도 5에서는 기 설치된 4 개의 AP 장치(110) 중 신호세기가 가장 센 A-AP 장치(410)를 중심으로 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420) 및 D-AP 장치(440)만을 이용하여 상대 위치정보를 산출하는 것으로 기재하고 있으나 신호세기에 따라 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420), C-AP 장치(430) 및 D-AP 장치(440) 중 그 어떤 AP 장치를 중심으로도 전술한 상대 위치정보 산출 방식을 동일하게 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마트에서 비컨 신호를 이용한 실내 측위를 수행하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 마트에서 판매대 주변에 복수 개의 AP 장치(110)가 구비된 경우, 단말기(120)의 위치를 측정하는 동작을 설명하도록 한다. 여기서, 복수 개의 AP 장치(110)는 A-AP 장치(410), B-AP 장치(420), C-AP 장치(430), D-AP 장치(440), E-AP 장치(450), F-AP 장치(460), G-AP 장치(462) 및 H-AP 장치(464)를 말한다.
실내 측위 장치(130)는 단말기(120)로부터 복수 개의 AP 장치(110)에 대한 전파 환경정보를 획득하고, 전파 환경정보에 포함된 신호세기 정보를 확인하여 신호세기가 가장 센 하나의 AP 장치를 기준으로 인접한 AP 장치들의 전파 환경정보를 주변 AP 정보 리스트로 설정한다. 예컨대, 실내 측위 장치(130)는 신호세기가 가장 센 AP 장치가 A-AP 장치(410)인 경우, A-AP 장치(410), B-AP 장치(420), C-AP 장치(430) 및 G-AP 장치(462)의 전파 환경정보를 주변 AP 정보 리스트로 설정하고, 신호세기가 가장 센 AP 장치가 B-AP 장치(420)인 경우, A-AP 장치(410), B-AP 장치(420), D-AP 장치(440) 및 H-AP 장치(464)의 전파 환경정보를 주변 AP 정보 리스트로 설정할 수 있다. 또한, 실내 측위 장치(130)는 신호세기가 가장 센 AP 장치가 C-AP 장치(430)인 경우, A-AP 장치(410), C-AP 장치(430) 및 E-AP 장치(450)의 전파 환경정보를 주변 AP 정보 리스트로 설정하고, 실내 측위 장치(130)는 신호세기가 가장 센 AP 장치가 D-AP 장치(440)인 경우, B-AP 장치(420), D-AP 장치(440) 및 F-AP 장치(460)의 전파 환경정보를 주변 AP 정보 리스트로 설정할 수 있다.
실내 측위 장치(130)는 설정된 주변 AP 정보 리스트 중 신호세기 정보가 기 설정된 임계치 이상인 적어도 2 개 이상의 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록하여 상대 위치정보를 산출한다. 여기서, 실내 측위 장치(130)는 상대 위치정보를 기 저장된 실내 맵 정보에 적용하여 단말기(110)의 실내 위치정보를 산출하여 출력한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오버레이 비컨 신호 및 마이크로 비컨 신호를 이용하여 실내 측위를 수행하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실내 측위 장치(130)는 건물의 구조적인 조건이나 AP 장치(110)의 설치 제약으로 인해 마이크로 AP 장치(A', B' 및 C')를 조밀하게 설치할 수 없는 경우, 마이크로 AP 장치의 비컨신호 출력을 포함하는 오버레이 AP 장치(A 및 B)를 추가로 설치하여 연속적인 측위 서비스를 수행할 수 있다.
실내 측위 장치(130)는 마이크로 AP 장치(A', B' 및 C') 및 오버레이 AP 장치(A 및 B)를 별도의 독립적인 측위 처리를 수행하여 단말기(120)의 실내 위치정보의 정확도를 높일 수 있다. 이러한, 마이크로 AP 장치는 블루투스 비컨 신호를 이용하는 경우, 10 내지 20 m 단위로 설치하여 실내 측위 장치(130)가 3 내지 5 m의 정확도를 갖는 측위를 수행할 수 있도록 하고, 오버레이 AP 장치는 블루투스 비컨 신호를 이용하는 경우, 20 내지 100 m 단위로 설치하여 실내 측위 장치(130)가 10 내지 30 m의 정확도를 갖는 측위를 수행할 수 있도록 한다.
실내 측위 장치(130)는 마이크로 AP 장치 또는 오버레이 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 획득하여 단말기(110)의 위치를 각각 측정하는 동작은 도 1 내지 도 6에서 설명한 실내 측위 방식과 동일할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 실내 측위 분야에 적용되어, 핑거프린트 맵을 조사할 필요가 없이 최적화를 수행할 수 있고, 복수 개의 신호를 상대 비교하여 측위의 정확도를 높일 수 있는 효과를 발생하는 유용한 발명이다.
110: AP 장치 120: 단말기
130: 실내 측위장치 132: 통신부
133: AP 신호 관리부 134: 상대 위치 산출부
136: 맵 추출부 138: 측위 처리부
139: 측위 결과 제공부 140: 데이터베이스
150: 모니터링 장치

Claims (9)

  1. 단말기로부터 전파 환경정보를 획득하는 통신부;
    상기 전파 환경정보를 포함하는 주변 AP 정보 리스트를 생성하고, 상기 주변 AP 정보 리스트 중 각각의 AP 별 신호세기 정보를 확인하여 상기 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록하는 신호 관리부;
    상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 복수 개의 상기 전파 환경정보에 근거한 AP 위치정보를 기준으로 상기 신호세기 정보를 이용하여 상기 상대 위치정보를 산출하는 상대 위치 산출부;
    기 저장된 실내 맵 정보를 추출하는 맵 추출부; 및
    상기 상대 위치정보를 상기 실내 맵 정보에 적용하여 상기 단말기의 실내 위치정보를 산출하는 측위 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 관리부는,
    상기 주변 AP 정보 리스트에 포함된 상기 전파 환경정보 중 기 설정된 임계값 이상의 상기 신호세기 정보가 존재하는 경우, 상기 임계값 이상의 신호세기를 갖는 전파 환경정보를 상기 활성 AP 정보 리스트로 등록하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 관리부는,
    상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 상기 전파 환경정보 중 기 설정된 임계값 이하의 상기 신호세기 정보가 존재하는 경우, 상기 임계값 이하의 신호세기를 갖는 전파 환경정보를 상기 활성 AP 정보 리스트에서 제외한 후 상기 주변 AP 정보 리스트로 변경하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대 위치 산출부는,
    상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 상기 전파 환경정보가 상태 변화정보를 포함하는 경우, 기 설정된 시간 또는 기 설정된 횟수만큼 상기 상대 위치정보를 산출하는 동작을 중지하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대 위치 산출부는,
    상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 적어도 2 개 이상의 전파 환경정보에 대응하는 상기 AP 위치정보를 연결한 선분 또는 도형의 영역 내에서 상기 상대 측위정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 측위 처리부는,
    상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 적어도 2 개 이상의 전파 환경정보에 대응하는 상기 AP 위치정보를 상기 실내 맵 정보에 매칭하고, 상기 실내 맵 정보 내에 상기 AP 위치정보를 기준으로 상기 상대 위치정보 중 상기 실내 맵 정보의 이동 가능한 영역만을 상기 실내 위치정보로 산출하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 장치.
  7. 단말기로부터 전파 환경정보를 획득하는 정보 획득과정;
    상기 전파 환경정보를 포함하는 주변 AP 정보 리스트를 생성하고, 상기 주변 AP 정보 리스트 중 각각의 AP 별 신호세기 정보를 확인하여 상기 전파 환경정보를 활성 AP 정보 리스트로 등록하는 신호 관리과정;
    상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 복수 개의 상기 전파 환경정보에 근거한 AP 위치정보를 기준으로 상기 신호세기 정보를 이용하여 상기 상대 위치정보를 산출하는 상대 위치 산출과정;
    기 저장된 실내 맵 정보를 추출하는 맵 정보 추출과정; 및
    상기 상대 위치정보를 상기 실내 맵 정보에 적용하여 상기 단말기의 실내 위치정보를 산출하는 측위 처리과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 신호 관리과정은,
    상기 주변 AP 정보 리스트에 포함된 상기 전파 환경정보 중 기 설정된 임계값 이상의 상기 신호세기 정보가 존재하는 경우, 상기 임계값 이상의 신호세기를 갖는 전파 환경정보를 상기 활성 AP 정보 리스트로 등록하는 과정;
    상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 상기 전파 환경정보 중 기 설정된 임계값 이하의 상기 신호세기 정보가 존재하는 경우, 상기 임계값 이하의 신호세기를 갖는 전파 환경정보를 상기 활성 AP 정보 리스트에서 제외한 후 상기 주변 AP 정보 리스트로 변경하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 측위 처리과정은,
    상기 활성 AP 정보 리스트에 포함된 적어도 2 개 이상의 전파 환경정보에 대응하는 상기 AP 위치정보를 기준으로 매칭한 상기 상대 위치정보 중 상기 실내 맵 정보의 이동 가능한 영역만을 상기 실내 위치정보로 산출하는 것을 특징으로 하는 실내 측위 방법.
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