KR20160071305A

KR20160071305A - 비콘을 이용한 실내 위치 정보 제공 장치 및 이를 위한 방법

Info

Publication number: KR20160071305A
Application number: KR1020150068293A
Authority: KR
Inventors: 유기석
Original assignee: 유기석
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2016-06-21
Also published as: KR101680151B1

Abstract

본 발명은 비콘을 이용한 실내 위치 정보 제공 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 복수의 비콘의 비콘 신호를 수신하는 통신부와, 복수의 비콘의 비콘 신호의 수신신호세기를 결정하고, 결정된 수신신호세기와 상기 비콘 신호의 송신신호세기의 차이인 경로손실값을 이용하여 현재 위치를 산출하며, 산출된 현재 위치를 실내 지도 상의 사용자의 예상 진로에 맞춰 보정하여 보정된 현재 위치를 도출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치와, 이에 따른 방법을 제공한다.

Description

비콘을 이용한 실내 위치 정보 제공 장치 및 이를 위한 방법{Apparatus for providing indoor location information using beacons and method thereof}

본 발명은 실내 위치 정보 제공 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 실내에 설치된 비콘(beacon)을 이용한 실내 위치 정보를 제공할 수 있는 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.

구글(Goggle)은 이미 공항, 백화점등과 같은 주요 시설에 대한 실내 지도를 확보하고 있으며 글로벌 스마트폰 제조사들은 실내 측위 표준기술확보를 위해 협력하기로 하는 등 경쟁이 가속되고 있다. 또한, 구글은 최근에 안드로이드 앱, Goggle Maps Floor Plan Market을 출시하여 실내 지도 서비스를 강화하고 있다. 그러나 구글의 이 서비스는 실내 지도의 정보를 스마트폰에 전송하여 앱 사용자가 스스로 지도를 보고 원하는 장소를 찾아 가야 하는 수동식이다.

능동적 방식으로는 국내의 기술로 한국전자통신연구원에서는 와이파이 신호와 와이파이 AP의 위치 정보를 이용하여 스마트폰 사용자에게 위치 정보를 알려주는 시스템을 개발하였다. 핵심 기술로는 와이파이 AP와 스마트폰 사이에서 서로 위치를 알기위한 메시지를 전송하여 서로 도달하는 시간의 차를 이용하여 스마트폰의 위치를 측위하는 기술로서, 와이파이를 사용하여 메시지를 주고받아야 하므로 스마트폰의 전력소모가 상대적으로 많고, 기 설치된 와이파이 AP를 이용하는 장점은 있으나, 한 건물 내에서 제한된 장소에서만 설치되어 있어서 실용적 서비스를 위해서는 추가의 와이파이 AP 설치가 요구되어 고가의 인프라 구축비용이 발생한다. 또한 현재로서 사용자가 정지되어 있는 상태에서 어느 방향을 향하여 정지되어 있는 지에 대한 정보를 제공하는 기술은 없다.

한국공개특허 제2014-0032090호 2014년 3월 14일 공개 (명칭: 위치 측정 장치 및 방법)

본 발명의 목적은 비콘을 이용하여 실내에서 보다 신뢰도 높은 위치 정보를 제공할 수 있는 실내 위치 정보 제공 장치 및 이러한 실내 위치 정보 제공 방법을 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치는 복수의 비콘의 비콘 신호를 수신하는 통신부와, 상기 복수의 비콘의 비콘 신호의 수신신호세기를 결정하고, 결정된 복수의 수신신호세기와 상기 비콘 신호의 송신신호세기의 차이인 경로손실값을 이용하여 현재 위치를 산출하며, 산출된 현재 위치를 실내 지도 상의 사용자의 예상 진로에 맞춰 보정하여 보정된 현재 위치를 도출하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 제어부는 상기 비콘 신호의 수신신호세기를 결정할 때, 수신신호세기에 대한 복수의 측정값을 복수의 그룹으로 분산시키고, 각 그룹에 속한 측정값의 수에 따라 각 그룹에 가중치를 적용하여 복수의 측정값의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 수신신호세기로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제어부는 복수의 측정값들을 복수의 그룹을 가지는 복수의 클러스터의 각 그룹으로 분산시키고, 상기 복수의 클러스터 중 어느 하나의 클러스터에 속한 그룹과 다른 클러스터에 속한 그룹의 측정값 범위를 차이가 있도록 설정하고, 가장 많은 측정값을 가지는 그룹이 속한 클러스터를 수신신호세기를 측정하는 클러스터로 지정하고, 다른 클러스터를 예비 클러스터로 지정하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제어부는 복수의 비콘 각각에 대해, 사전에 설치된 비콘의 설치 위치에 대한 정보를 갖고, 이웃하는 비콘 간의 거리를 기준으로 상기 이웃하는 비콘 간의 수신신호세기와 송신신호세기의 차에 의해 계산된 경로손실값에 대한 비를 이용하여 상기 이웃하는 비콘 방향의 벡터를 구하고, 구해진 벡터의 합벡터를 도출하여, 합벡터의 교점을 현재 위치로 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제어부는 상기 복수의 비콘의 비콘 신호의 송신신호세기와 상기 복수의 비콘의 비콘 신호 각각의 수신신호세기의 차인 경로손실값으로부터 상기 장치와 복수의 비콘 각각의 상대거리를 산출하고, 산출된 각각의 상대거리의 교점을 현재 위치로 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제어부는 상기 산출된 현재 위치와 상기 예상 진로 방향의 직선과 수직의 교점을 상기 장치의 현재 위치로 보정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제어부는 상기 보정된 현재 위치와 상기 산출된 현재 위치의 차로 오차 성분을 도출하고, 도출된 오차 성분을 이용하여 각 비콘의 송신신호세기를 보정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치는 화면을 표시하기 위한 표시부를 더 포함한다. 여기서, 제어부는 통신부를 통해 수신되는 비콘 신호의 특정 코드로부터 건물을 식별하고, 식별된 건물의 실내 지도를 표시부를 통해 표시하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실내 위치 정보를 제공하기 위한 방법은, 복수의 비콘의 비콘 신호를 수신하는 단계와, 복수의 비콘의 비콘 신호의 수신신호세기를 결정하는 단계와, 상기 결정된 수신신호세기와 상기 비콘 신호의 송신시호세기의 차이인 경로손실값을 계산하고, 계산된 경로손실값으로 현재 위치를 산출하는 단계와, 상기 산출된 현재 위치를 실내 지도 상의 사용자의 예상 진로에 맞춰 보정하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 실내에서 비콘이 전송하는 비콘 신호의 수신신호세기를 복수의 측정값을 이용하여 결정하고, 결정된 수신신호세기와 비콘 신호의 송신신호세기의 차이인 경로손실값을 이용하여 현재 위치를 추정하며, 실내 지도에서 입구 및 출구를 고려한 예상 진로에 따라 현재 위치를 보정하기 때문에 실내에서 보다 정밀한 위치 정보를 제공할 수 있다. 더욱이, 비콘의 송신신호세기를 지속적으로 보정하여 실내 위치를 측위하기 때문에, 신뢰도 높은 위치 정보를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위를 위한 사용자 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위를 통한 길 안내 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위를 통한 길 안내 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위를 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7c는 동일한 위치에서 수신되는 비콘 신호의 수신신호세기를 도시한 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신신호세기 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신신호세기 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 수신신호세기의 최대값과 최소값을 이용한 위치 측위 결과를 도시하는 도면이다.
도 10은 경로손실값의 평균값을 삼각측량기법에 적용하였을 때의 결과를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 삼각측량기법을 이용한 현재 위치 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 벡터를 이용하여 현재 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 산출된 현재 위치를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예에 따른 산출된 현재 위치의 오차 성분을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 안정화 상수를 적용하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 비콘의 송신신호세기를 보정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 나침반 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위 시스템을 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위 시스템은 사용자 장치(100) 및 적어도 3개의 비콘(200: 210, 220, 230)을 포함한다.

사용자 장치(100)는 사용자에게 실내에서 위치 정보를 제공하는 기능을 포함하는 장치이다. 이러한 사용자 장치(100)는 바람직하게, 스마트폰을 예시할 수 있다. 하지만, 사용자 장치(100)는 스마트폰 외에도, 내비게이션, 이동통신단말기, PDA, 태블릿PC, 스마트폰, 디지털카메라, 등의 다양한 디바이스가 될 수 있다. 따라서 각 장치에 따라 이하에서 설명되는 다양한 모듈을 구비할 수 있다. 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상술한 다양한 디바이스는 다양한 출력 수단을 가질 수 있으며, 상술한 본 발명의 실시예의 방법으로 제공되는 실내에서의 위치 정보(현재 위치)가 각 장치에 따라 적절한 방법으로 사용되거나, 출력될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

비콘(200)은 ISM(Industrial Scientific and Medical equipment) 대역을 이용하여 신호를 전송하는 장치로, 대표적으로, 애플사의 아이비콘(iBeacons)을 예시할 수 있다. 하지만, 본 발명의 비콘(200)은 이에 한정되는 것이 아니다. 실내에서 특정 위치에 고정되어 본 발명의 실시예에 따른 사용자 장치(100)가 위치를 확인할 수 있도록 지속적으로 전파를 방사하는 기능을 구비하는 장치라면, 본 발명의 실시예에 따른 비콘(200)이 될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 사용자 장치(100)는 복수의 비콘(200)으로부터 비콘 신호를 수신하면, 복수의 비콘의 수신신호세기를 결정한다. 그리고 사용자 장치(100)는 비콘의 송출전력(송신신호세기)과 결정된 수신신호세기를 이용하여 사용자 장치(100)와 비콘 사이의 경로손실값을 구한다. 여기서, 경로 손실값은 송신신호세기와 수신신호세기의 차이값이다. 그리고 사용자 장치(100)는 구해진 경로손실값을 사용하여 현재 위치를 산출할 수 있다. 또한, 사용자 장치(100)는 산출된 현재 위치를 실내 지도 상의 사용자의 예상 진로에 맞춰 보정하여 보정된 현재 위치를 도출할 수 있다. 또한, 사용자 장치(100)는 보정된 현재 위치에 따라 비콘의 송신신호세기를 지속적으로 보정하여 실내 위치를 측위할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 장치(100)는 사용자에게 신뢰도 높은 위치 정보를 제공할 수 있다. 본 문헌에서 주로 3개의 비콘, 즉, 제1, 제2 및 제3 비콘(210, 220 및 230)를 이용하여 실시예가 설명될 것이며, 제1, 제2 및 제3 비콘(210, 220 및 230)은 각각 도면에서 P1, P2 및 P3로 나타내거나, A, B 및 C로 나타낼 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위를 위한 사용자 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 장치(100)는 통신부(110), 센서부(120), 입력부(130), 표시부(140), 저장부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.

통신부(110)는 기지국, AP, 비콘 등과 통신하기 위한 것이다. 이를 위하여 통신부(110)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 특히, 통신부(110)는 ISM(Industrial Scientific and Medical equipment) 대역을 이용하여 다른 장치와 통신할 수 있다. 이때, 통신부(110)는 예컨대, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 적외선(IrDA) 등의 통신 규격, 이들 통신 규격과 동등하거나, 이들 통신 규격으로부터 개량 혹은 개선된 통신 규격을 사용할 수 있다. 개량 혹은 개선된 통신 규격은 대표적으로 BLE(Bluetooth Low Energy) 4.0을 예시할 수 있다.

센서부(120)는 적어도 하나의 센서를 포함하며, 사용자 장치(100)의 움직임을 감지하기 위한 것이다. 이러한 센서부(120)는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서, 고도계, 심도계 등을 포함할 수 있다. 특히, 센서부(120)는 지자기 센서 등을 이용하여 디지털 나침반 기능을 수행할 수 있다.

입력부(130)은 사용자 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어부(160)에 전달한다. 입력부(130)은 전원 on/off를 위한 전원 키, 숫자 키, 방향키 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 사용자 장치(100)의 일면에 소정의 기능키로 형성될 수 있다. 입력부(130)은 각 종 키들의 기능이 표시부(140)에서 이루어질 수 있으며, 표시부(140)만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력부(130)은 생략될 수도 있다.

표시부(140)는 제어부(160)로부터 화면 표시를 위한 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 화면으로 표시한다. 표시부(140)은 사용자 장치(100)의 메뉴, 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공한다. 표시부(140)은 사용자 장치(100)의 부팅 화면, 대기 화면, 메뉴 화면, 기타 어플리케이션 화면을 출력하는 기능을 수행한다. 표시부(140)가 터치스크린으로 형성되는 경우, 입력부(130)의 기능의 일부 또는 전부를 대신 수행할 수 있다. 표시부(140)은 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다.

저장부(150)는 사용자 장치(100)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 프로그램 영역은 사용자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램 및 사용자 장치(100)를 부팅시키는 운영체제(OS, Operating System), 응용 프로그램 등을 저장할 수 있다. 데이터 영역은 사용자 장치(100)의 사용에 따라 발생하는 사용자 데이터가 저장되는 영역이다. 또한, 저장부(150)은 사용자의 사용자 장치(100) 사용에 따라 발생되는 각 종 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(150)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.

제어부(160)는 사용자 장치(100)의 전반적인 동작 및 사용자 장치(100)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(160)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor) 등이 될 수 있다.

제어부(160)는 복수의 비콘의 비콘 신호를 통신부(110)를 통해 수신하면, 복수의 비콘의 비콘 신호의 수신신호세기를 결정할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 실제의 수신신호세기 결정을 위해 복수의 수신신호세기 측정값을 이용하여 결정한다.

또한, 비콘은 신호를 송신할 때, 해당 신호에 비콘의 송신신호세기를 포함시켜 전송한다. 이에 따라, 제어부(160)는 결정된 수신신호세기와 비콘이 송신한 신호에 포함된 송신신호세기와의 차이값으로 경로손실값을 계산한다. 그런 다음, 제어부(160)는 계산된 경로손실값으로 현재 위치를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(160)는 각 비콘의 송출전력(송신신호세기)와 수신신호세기를 통해 구해진 경로손실값으로 각 비콘과의 상대 거리를 구하고, 구해진 상대 거리에 따른 교점을 산출하여 현재 위치를 도출할 수 있다. 게다가, 제어부(160)는 실내 지도에서 입구 및 출구를 고려한 예상 진로에 따라 산출된 현재 위치를 보정할 수 있다. 이에 따라, 실내에서 보다 정밀한 위치 정보가 제공된다. 더욱이, 제어부(160)는 비콘(200)의 송신신호세기를 지속적으로 보정하여 실내 위치를 측위하기 때문에, 신뢰도 높은 위치 정보를 제공할 수 있다. 그 밖에 보다 상세한 제어부(160)의 동작은 아래에서 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위를 통한 길 안내 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위를 통한 길 안내 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.

도 3을 참조하면, 사용자 장치(100)의 사용자가 다수의 비콘(200)이 설치되어 있는 건물의 내부에 진입할 때, 제어부(160)는 S110 단계에서 어느 하나의 비콘(200) 신호를 감지하여, 건물 내부 진입을 감지할 수 있다. 건물 진입을 감지하면, 제어부(160)는 S120 단계에서 도 4에 도시된 바와 같은 실내 지도를 표시부(140)를 통해 화면으로 표시한다. 실내 지도를 표시하는 화면에는 현재 위치(1), 목적지(2), 경로(4) 및 방위표(3)가 같이 표시될 수 있다. 제어부(160)는 이러한 실내 지도를 제공하는 서버(미도시)로부터 미리 다운로드하여 저장부(150)에 저장할 수도 있고, 특정 건물에 진입한 후에 다운로드할 수도 있다. 제어부(160)는 건물의 식별은 비콘 신호로부터 장소를 식별하기 위한 특정 코드(예컨대, MAC address)를 추출하고, 추출된 코드와 미리 매핑된 건물 식별자를 통해 이루어질 수 있다. 따라서 제어부(160)는 비콘 신호의 특정 코드로부터 건물을 식별하고, 식별된 건물의 실내 지도를 표시부(140)를 통해 출력할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 실내 지도는 미리 다운로드되거나, 건물을 식별한 후 다운로드 될 수 있다.

내부 지도가 표시된 상태에서 사용자는 목적지(2)를 입력할 수 있으며, 제어부(160)는 S130 단계에서 목적지를 지정하는 입력을 수신하면, S140 단계에서 사용자 장치(100)의 지속적으로 변경되는 현재 위치를 도출하고, 도출된 현재 위치(1)와, 목적지(2) 및 현재 위치(1)로부터 목적지(2)까지의 경로(4)를 내부 지도상에 표시한다. 지속적으로 변경되는 현재 위치를 도출하는 방법에 대해서는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.

사용자는 도 5에 보인 바와 같이, 평면도인 내부 지도에 표시되는 저장된 방위표(3)와 예상 진행 방향을 일치 시켜서 원하는 진행 방향의 찾아 낸 후, 해당 방향으로 사용자 장치(100)의 센서부(120)의 나침반과 일치시켜주면, 예상 진행 방향으로 사용자 장치(100)의 방향이 일치하게 되어 사용자 장치(100) 사용자의 정면으로 진행하면 예상 진행 방향과 일치하게 되고, 방향 전환점에서 같은 과정을 반복하여 원하는 목적지(2)까지 찾아 갈 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위를 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6에서 설명되는 실시예는, 도 3의 현재 위치를 표시하여 경로를 안내하는 프로세스와 별도의 프로세스를 통해 이루어진다. 또한, 도 6에서 설명되는 현재 위치 측위 방법에 따른 프로세스는 도 3과 같이 제어부(160)가 건물 내에 진입한 것을 감지한 후 시작되어 지속적으로 현재 위치를 측위하고 갱신한다. 또한, 제어부(160)는 도 3의 실시예에 따른 프로세스에서 현재 위치를 요청할 경우, 도 6의 실시예에서 도출된 최신의 현재 위치를 제공한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실내 위치 측위 방법은, 기본적으로, 비콘(200)으로부터 수신되는 신호인 비콘 신호를 이용한다. 보다 구체적으로, 비콘 신호의 수신신호세기(RSSI: Received Signal Strength Indication)를 이용한다. 즉, 제어부(160)는 S210 단계에서 통신부(110)를 통해 복수의 비콘(200: 210, 220, 230)으로부터 비콘 신호를 수신한다. 그런 다음, 제어부(160)는 S220 단계에서 비콘 신호의 수신신호세기를 결정한다.

도 7a 내지 도 7c는 동일한 위치에서 수신되는 비콘 신호의 수신신호세기를 도시한 그래프이다. 도 7a는 실제거리 1m인 경우에 측정된 수신신호세기의 그래프이고, 도 7b는 실제거리 2m에서 측정된 수신신호세기의 그래프이며, 도 7c는 실제거리 3m에서 측정된 수신신호세기의 그래프이다. 보인 바와 같이, 측정된 값들은 실제 거리와 심하게 오차가 있는 경우가 있으며, 그 편차 또한 상당하다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 수신신호세기의 측정값을 일정 범위(예컨대, 5dB)로 그룹화하여 N개의 그룹을 형성하여, 복수의 측정값 각각을 형성된 복수의 그룹에 분산시킨다. 그리고 형성된 복수의 그룹에서 가장 많은 측정값을 갖는 그룹 순으로 가중치를 많이 주고, 이에 따른 평균값을 산출하여 산출된 평균값을 수신신호세기로 결정하는 방법을 제안한다. 도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신신호세기 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수신신호세기 = ((그룹 1의 평균치 * 가중치 1) + (그룹 2의 평균치 * 가중치 2) + .... + (그룹 n의 평균치 * 가중치 n) / 그룹의 수)로 계산된다. 이때, 각 그룹의 가중치는 그룹에 속한 측정값의 개수에 비례하거나, 사전에 측정된 전파환경에 맞추어 정해질 수 있다. 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신신호세기 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 복수의 측정값들을 복수의 그룹을 가지는 복수의 클러스터의 각 그룹으로 분산시킨다. 도 8b의 예에서, 클러스터 1 및 클러스터 2 각각은 복수의 그룹을 가지며, 클러스터 1과 클러스터 2의 각 그룹은 서로 다른 범위의 측정값을 가진다. 예컨대, 클러스터 1은 -11 내지 -120dBm 범위에서 10dB 단위로 그룹을 구성하고, 클러스터 2는 -16 내지 -125dBm 범위에서 10dB 단위로 그룹을 구성한다. 이에 따라, 클러스터 1의 그룹 1은 -11 내지 -20dBm의 범위의 측정값을 가지는 반면, 클러스터 2의 그룹 1'는 -16 내지 -25dBm의 범위의 측정값을 가진다. 제어부(160)는 수신신호세기를 측정할 때마다, 클러스터 1 및 클러스터 2 각각의 해당하는 그룹에 입력한다. 예컨대, 측정된 수신신호세기가 -21dBm인 경우, 제어부(160)는 클러스터 1의 경우 그룹 2에 클러스터 2의 경우 그룹 1'에 입력한다. 그리고 제어부(160)는 클러스터 1 및 클러스터 2 중 어느 하나를 이용하여, 수신신호세기를 결정한다. 이러한 수신신호세기를 결정하는 방법은 도 8a를 참조로 하여 설명된 방법과 같다. 제어부(160)는 수신신호세기를 결정하는 중 복수의 클러스터 각각에서 가장 많은 수의 측정값을 가지는 그룹을 도출하고, 가장 많은 수의 측정값을 가지는 그룹이 속한 클러스터를 수신신호세기를 결정하는 클러스터로 변경할 수 있다. 예컨대, 클러스터 1에서 가장 많은 측정값을 가지는 그룹은 그룹 2로 측정값이 12개(-26dBm, -26dBm, -25dBm, -26dBm, -27dBm, -28dBm, -29dBm, -28dBm, -27dBm, -28dBm, -29dBm, -28dBm)이고, 클러스터 2에서 가장 많은 측정값을 가지는 그룹은 그룹 2'로 측정값이 11개(-26dBm, -26dBm, -28dBm, -27dBm, -28dBm, -29dBm, -28dBm, -27dBm, -28dBm, -29dBm, -30dBm)라고 가정한다. 이러한 경우, 제어부(160)는 클러스터 1 및 2 전체에서 클러스터 1의 그룹 2의 측정값이 가장 많은 수를 가지기 때문에, 클러스터 1을 수신신호세기를 결정하는 클러스터로 사용한다. 제어부(160)가 클러스터 1로 수신신호세기를 결정하는 중 클러스터 1의 그룹 2의 측정값은 11개(-26dBm, -26dBm, -25dBm, -26dBm, -27dBm, -28dBm, -29dBm, -28dBm, -27dBm, -28dBm, -29dBm)이고, 클러스터 2의 그룹 2'의 측정값은 12개(-26dBm, -26dBm, -28dBm, -27dBm, -28dBm, -29dBm, -28dBm, -27dBm, -28dBm, -28dBm, -29dBm, -30dBm)가 됐다고 가정한다. 이러한 경우, 제어부(160)는 클러스터 1 및 2 전체에서 클러스터 2의 그룹 2'의 측정값이 가장 많은 수를 가지기 때문에, 클러스터 1에서 클러스터 2로 수신신호세기를 결정하는 클러스터를 변경한다. 변경된 클러스터를 이용하여 수신신호세기를 결정하는 방법은 도 8a에서 설명된 바와 같다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 어느 하나의 클러스터에 속한 그룹과 다른 클러스터에 속한 그룹의 측정값 범위를 차이가 있도록 설정하고, 가장 많은 측정값을 가지는 그룹이 속한 클러스터를 수신신호세기를 측정하는 클러스터로 사용한다. 이때, 다른 클러스터는 다른 클러스터를 예비 클러스터가 된다. 수신신호세기는 선형적으로 변경될 것이며 그 변경폭이 크지 않을 것으로 예상할 수 있다. 따라서 복수의 클러스터를 이용하여 수신신호세기를 측정하는 경우, 수신신호세기의 선형적이고 서서히 변하는 전파 환경을 보다 정확하게 모델링할 수 있고, 이러한 모델링에 따라 수신신호세기를 높은 신뢰도로 결정할 수 있다.

전술한 바와 같이, 비콘 신호의 수신신호세기를 결정한 후, 제어부(160)는 S230 단계에서 앞서 결정된 비콘 신호의 수신신호세기와 비콘 신호의 송신신호세기의 차이로부터 경로손실값을 계산하고, 계산된 경로손실값에 따라 현재 위치를 산출한다. 여기서, 비콘 신호의 송신신호세기는 비콘이 비콘 신호에 포함시켜 전송한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(160)는 수신되는 비콘 신호의 수신신호세기로부터 경로손실값을 계산하고, 계산된 경로손실값에 따라 삼각측량기법을 이용하여 현재 위치를 측정한다. 예컨대, 현재 위치를 도출하기 위하여 제어부(160)는 통신부(110)를 통해 3개 이상의 비콘(200)으로부터 송신되는 비콘 신호(예컨대, BLE 신호)를 수신하여 해당 비콘(200)으로부터 수신되는 신호들의 수신신호세기와 송신신호세기의 차이값인 경로손실값을 계산하고, 계산된 경로손실값에 따라 각 비콘(200)과의 거리를 도출한 후, 삼각측량기법을 사용하여 현재 위치를 산출한다. 한편, 비콘(200)의 비콘 신호의 경로손실값만을 고려하여 삼각측량기법을 통해 현재 위치를 산출한 경우, 오차가 발생할 수 있다. 왜냐하면, 사용자 장치(100)의 비콘 신호 수신신호세기가 고정된 위치에서 조차 10dB 이상의 큰 폭의 오차를 보일 수 있으며, 또한 실내의 물건의 배치나 사람들의 분포에 따라 큰 폭의 오차를 갖게된다 도 9는 수신신호세기의 최대값과 최소값을 이용한 위치 측위 결과를 도시하는 도면이다. 도 9에 보인 바와 같이, 주어진 수신신호세기(RSSI) 값의 최대치와 최소치를 사용하여 삼각측량기법에 적용하였을 때, 현재 위치로 산출되는 영역(70) 내의 어느 한 지점이 될 수 있다. 즉, 단순히 측정된 수신신호세기와 비콘 신호에 포함된 송신신호세기의 차이인 경로손실값을 계산하고, 계산된 경로손실값 만으로 산출되는 현재 위치는 오차가 있으며 높은 편차를 보일 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 전술한 바와 같은 경로손실값만을 이용하여 위치를 추정하는 경우에 발생되는 오차를 방지하기 위하여 수신신호세기의 평균값을 수신신호세기로 결정할 수도 있다. 도 10은 경로손실값의 평균값을 삼각측량기법에 적용하였을 때의 결과를 보인다. 하지만, 이러한 방법 또한 평균값을 이용하기 때문에 오차가 발생할 수도 있다. 따라서 본 발명은 전술한 도 8a 및 도 8b와 같은 방법을 이용하여 수신신호세기를 결정할 수 있다. 이에 따라, 삼각측량기법에 따른 현재 위치 산출의 오차를 줄일 수 있다.

그러면, 보다 자세히, 삼각측량기법에 대해서 도 11을 참조하여 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 삼각측량기법을 이용한 현재 위치 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이동하는 사용자 장치(100)의 위치를 실시간으로 추정하기 위해서는 적어도 3개의 비콘(210, 220, 230)이 요구되며, P1, P2 및 P3는 각각 복수의 비콘(210, 220, 230)의 위치이다. 도 11에 도시된 바와 같이, P1, P2 및 P3 각각의 좌표는 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)이며, 이동하는 사용자 장치(100)의 현재의 위치의 좌표는 (x, y)라고 하자. 또한, 사용자 장치(100)로부터 3개의 비콘(210, 220, 230)까지의 거리를 d1, d2, d3라고 하자. 이때, 현재 위치(x, y)를 구하기 위해 제어부(150)는 다음의 수학식 1에 따른 3개의 방정식을 만족하는 점 (x, y)의 값을 구한다.

다만, 이때에 복수의 비콘(210, 220, 230) 중 어느 하나와 사용자 장치(100) 간의 거리 d(d1, d2, d3)는 수신신호세기(RSSI)의 값과 송신신호세기의 차이값인 경로손실값으로 결정한다. 이러한 거리는 다음의 수학식 2에 따라 산출된다.

수학식 2는 Frilis 공식을 나타내며, Frilis 공식은 자유 공간에서의 경로 손실을 구하는 것이다. 여기서 λ는 전파의 파장을 나타내며 거리 d와 동일한 단위를 사용한다. 수학식 2를 두 지점 사이의 거리 d(d1, d2, d3)에 대하여 표현하면 다음의 수학식 3과 같다.

여기서 c는 전파 속도이며, f는 주파수를 나타내고, L은 경로손실로서 비콘의 송신신호세기와 수신신호세기의 차이이므로 거리 d(d1, d2, d3)를 계산 할 수 있다. 결국, 제어부(160)는 복수의 비콘(210, 220, 230) 각각의 수신신호세기와 송신신호세기의 차이를 이용하여 복수의 비콘(210, 220, 230) 각각의 위치(x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)와 사용자 장치(100)와의 거리 d1, d2, d3을 각각 산출하고, 산출된 각각의 거리 d1, d2, d3을 수학식 1에 적용하여 현재 위치(x, y)를 추정한다. 즉, 산출된 각각의 거리 d1, d2, d3의 교점을 현재 위치(x, y)로 추정한다.

한편, 도 11의 실시예에 대한 대안적인 실시예에 따르면, 벡터를 이용하여 현재 위치(x, y)를 추정할 수 있다. 도 12는 벡터를 이용하여 현재 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 사용자 장치(100)의 제어부(160)는 이웃하는 비콘 간의 거리를 기준으로 이웃하는 비콘 간의 수신신호세기와 송신신호세기의 차이인 경로손실값에 대한 비를 이용하여 이웃하는 비콘에 대한 방향의 벡터를 구한다. 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 제어부(160)가 통신부(110)를 통해 비콘 A, B, C(210, 220, 230) 각각으로부터 수신된 신호의 수신신호세기와 비콘의 송신신호세기의 차이에 의해 구한 경로손실값을 각각 RxPa, RxPb, RxPc라고 가정한다. 먼저, 제어부(160)는 각각의 경로손실값인 RxPa와 RxPb를 2개의 비콘 A와 B로부터의 경로손실값에 비례하여 상대적 거리로 환산하고 이를 벡터로 표시하면 Vab와 Vba로 표현될 수 있다. 그 중 비콘 A(210)에 대한 성분인 벡터 Vab가 도출된다. 또한, 제어부(160)는 같은 방법으로 RxPa와 RxPc로부터 상대적 거리로 환산하고 이를 벡터로 표시하면 Vac와 Vca로 표현될 수 있다. 그 중 비콘 A(210)에 대한 성분인 벡터 Vac가 도출된다. 예컨대, 비콘 A(210)와 비콘 B(220) 사이의 거리가 10m이고, 비콘 A(210)에 대한 경로손실값 RxPa가 -120dB이며, 비콘 B(220)에 대한 경로손실값 RxPb가 -80dB이라고 가정한다. 그러면, Vab는 다음의 수학식 4와 같이 구할 수 있다.

즉, Vab는 비콘 A(220)로부터 비콘 B(220)를 향하는 방향으로 6m의 크기를 가지는 벡터이다. 같은 방법을 비콘 A와 비콘 C 사이에 적용하여 벡터 Vac를 구한다.

그런 다음, 제어부(160)는 두 개의 벡터 Vab 및 Vac의 합으로 새로운 벡터 Va를 생성한다. 동일한 방법으로, 제어부(160)는 도시된 바와 같이, 벡터 Vb 및 벡터 Vc를 생성할 수 있다. 그러면, 제어부(160)는 세 개의 벡터(Va, Vb, Vc)가 만나는 점을 사용자 장치(100)의 현재 위치(x, y)로 결정한다. 설명의 편의를 위하여 도 12에서 설명된 실시예를 '벡터법'이라고 칭하기로 한다. 이러한 벡터법은 기본적으로, 서로 이웃하는 두 개의 비콘(200)으로부터 수신된 신호들의 경로손실값의 비를 이용하여 벡터를 이용하기 때문에 단순히, 각 비콘(200)을 이용하는 삼각측량기법에 비해 제어부에서 현재 위치를 계산하는 계산량과 시간을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

한편, 삼각측량기법 혹은 벡터법을 이용하여 계산된 현재 위치는 실제 위치와 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차는 비콘(200) 각각의 송신 출력(송신신호세기)이 일정하지 않거나, 실내의 전파 전파 특성에 따른 다중경로 페이딩이 발생하거나 또는 실내의 다른 이동 물체와의 반사등에 의해 RSSI 값의 변동이 있는 경우에 발생할 수 있다. 이러한 오차를 보정하기 위하여, 제어부(160)는 S240 단계에서 사용자의 예상 진로를 추가로 고려하여 삼각측량기법 혹은 벡터법으로 산출된 현재 위치를 보정한다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 산출된 현재 위치를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 제어부(160)는 실내 지도로부터 입구 및 출구를 고려하여, 사용자의 예상 진로를 도출할 수 있다. 이러한 예상 진로와 계산된 현재 위치(x, y)는 차이가 발생할 수 있다. 예상 진로는 실내 지도로부터 도출되며 직선으로 모델링된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 계산된 현재 위치(x, y)와 직선인 예상 진로가 수직으로 만나는 점(a, b)을 사용자 장치의 실제 현재 위치라고 추정한다. 이와 같이, 사용자가 출구 및 입구를 고려한 예상 진로로 진행한다고 가정하였을 때, 계산된 현재 위치(x, y)와 예상 진로(직선)를 구성하는 점 중 가장 가까운 점(a, b)을 실제 현재 위치라고 추정하는 것이다.

앞서, 삼각측량기법에서 사용된 경로 손실은 비콘(200)의 송신신호세기와 사용자 장치(100)의 수신신호세기의 차(비콘의 송신신호세기 - 사용자 장치의 수신신호세기)에 의해 구해진다. 비콘(200)의 송신신호세기는 비콘이 송신하는 신호 내에 정보로 포함되어 전송되며, 사용자 장치(100)의 제어부(160)는 비콘(200)으로부터 신호를 수신하면, 수신된 신호 내에 포함된 송신신호세기를 이용하여 경로손실값을 구해 현재 위치를 추정한다. 비콘(200)의 송신신호세기는 변할 수 있으며, 때로는 부정확할 수도 있다. 이러한 경우, 경로 손실 계산에 오차가 발생할 수 있다. 한편, 산출된 현재 위치(x, y)를 보정하여 보정된 현재 위치(a, b)가 구해지면 오차 성분이 도출된다. 제어부(160)는 이러한 오차 성분을 비콘(200)의 송신신호세기의 변화가 가장 주된 원인으로 발생된 것으로 추정한다. 오차 성분은 산출된 현재 위치(x, y)와 추정되는 현재 위치(a, b)의 차이이다. 도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예에 따른 산출된 현재 위치의 오차 성분을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 오차 성분은 x 성분과 y 성분을 포함한다. 이에 따라, 제어부(160)는 (삼각측량기법 혹은 벡터법으로) 산출된 현재 위치(x, y)와 (예상 진로를 고려하여) 추정된 현재 위치(a, b)의 차이에 의해 오차의 x 성분과 y 성분을 계산한다. 한편, 이 x, y 성분은 벡터법과 삼각측량기법에 모두 사용될 수 있다. 벡터법에 사용되는 경우는 벡터 Va, Vb, Vc의 각각의 x, y 성분에 오차 성분만큼을 고려하여 새로이 보정된 벡터 Va, Vb, Vc를 도출한다. 그리고 보정된 벡터 Va, Vb, Vc를 이용하여 새로운 교점을 찾아서 보정된 현재의 위치로 결정한다. 이렇게 새롭게 구한 벡터는 도 14b에 도시한 바와 같다. 같은 방법을 삼각측정기법에 적용한다면, 제어부(160)는 이러한 오차 성분을 통해 제1 비콘(210)의 위치 P1(x1, y1)에서 점(a, b) 사이의 새로운 거리 D1을 계산할 수 있고, 이렇게 구해진 거리 D1을 이용하여 다음의 수학식 5(Frilis 공식)에 따라 경로 손실을 다시 구할 수 있다.

수학식 5를 통해 구해진 경로 손실을 이용하여 제1 비콘(210)의 송신신호세기를 보정한다. 같은 방법을 적용하여 제2 비콘(220) 및 제3 비콘(230)의 송신신호세기를 보정할 수 있다.

이때, 제어부(160)는 구해진 거리 D1을 온전히 새로운 거리값으로 적용하지 않고, 구해진 거리 D1에 안정화 상수 m(0<m<1)을 적용한다. 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 안정화 상수를 적용하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 도시된 바와 같이 구해진 거리 D1에 m을 적용하여 구해진 거리 D1을 보정한다. 이에 따라, D1 값의 심한 변동을 줄여주고 실제 거리 D에 안정적으로 수렴할 수 있다.

또한, 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 비콘의 송신신호세기를 보정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 도 15에서 설명된 바와 유사하게, 새롭게 계산된 비콘(200)의 송신신호세기를 실제의 송신신호세기로 적용하면 값의 변동이 심하여 실제 송신신호세기의 값 계산의 오차가 크게 변동할 수 있다. 따라서 제어부(160)는 이전의 사용된 송신신호세기와 새롭게 계산된 송신신호세기를 누적한 값의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 송신신호세기로 결정한다. 이에 따라, 도 16의 그래프에 도시된 바와 같이, 보정된 송신신호세기가 실제 송신신호세기에 안정적으로 근접하여 갈 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같이, 지속적으로 현재 위치를 측정하고, 보정하는 절차를 반복적으로 수행하여, 실내에서 위치 측위의 정밀도를 높일 수 있다. 한편, 전술한 도 6의 절차는 사용자 장치(100) 사용자의 요청이 있는 경우 지속적으로 이루어질 수 있다. 또한, 전술한 도 6의 절차는 실내에 있는 동안 사용자 장치(100) 사용자의 요청이 없는 경우에도 지속적으로 수행될 수 있다.

한편, 제어부(160)는 센서부(120)의 가속도 센서를 통해 사용자 장치(100)가 정지되어 있는 것을 감지하면, 사용자 장치(100)가 정지를 감지한 시점까지 산출되거나(S230), 보정된(S240) 현재 위치를 현재 위치로 결정하고, 위치를 결정하는 도 6의 프로세스를 중단할 수도 있다. 이를 통해, 사용자 장치(100)의 프로세스 자원을 절약할 수 있다. 반면, 제어부(160)는 센서부(120)의 가속도 센서를 통해 감지된 가속도가 0으로 정지되어 있는 경우에도, 지속적으로 도 6의 프로세스를 수행할 수도 있다. 이러한 경우, 현재 위치에 대한 신뢰도가 높아질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부(160)는 건물 내부에 진입한 것을 감지하고, 건물을 식별한 후, 식별된 건물의 실내 지도를 화면으로 표시한 후, 주기적으로 센서부(120)의 지자기 센서를 통해 나타나는 나침반을 사용자의 예상 진로 방향과 방위표(3)에 맞춰 보정할 수 있다. 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 나침반 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 사용자의 예상 진로와 실내 지도에서 주어지는 방위표(3)에 따라 사용자가 현재 북쪽을 바라보고 있지만, 나침반의 북쪽은 조금 뒤틀려 있다고 가정한다. 그러면, 제어부(160)는 예상 진로 방향과 방위표(3)에 따라 나침반의 방향을 보정한다.

본 발명에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, SSD(Solid State Disk), HDD(Hard Disk Drive) 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100: 사용자 장치 110: 통신부
120: 센서부 130: 입력부
140: 표시부 150: 저장부
160: 제어부 200: 비콘

Claims

복수의 비콘의 비콘 신호를 수신하는 통신부; 및
상기 복수의 비콘의 비콘 신호의 수신신호세기를 결정하고, 결정된 수신신호세기와 상기 비콘 신호의 송신신호세기의 차이인 경로손실값을 이용하여 현재 위치를 산출하며, 산출된 현재 위치를 실내 지도 상의 사용자의 예상 진로에 맞춰 보정하여 보정된 현재 위치를 도출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 비콘 신호의 수신신호세기를 결정할 때, 수신신호세기에 대한 복수의 측정값을 복수의 그룹으로 분산시키고, 각 그룹에 속한 측정값의 수에 따라 각 그룹에 가중치를 적용하여 복수의 측정값의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 수신신호세기로 결정하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는
복수의 측정값들을 복수의 그룹을 가지는 복수의 클러스터의 각 그룹으로 분산시키고, 상기 복수의 클러스터 중 어느 하나의 클러스터에 속한 그룹과 다른 클러스터에 속한 그룹의 측정값 범위를 차이가 있도록 설정하고, 가장 많은 측정값을 가지는 그룹이 속한 클러스터를 수신신호세기를 측정하는 클러스터로 사용하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
복수의 비콘 각각에 대해, 이웃하는 비콘 간의 거리를 기준으로 상기 이웃하는 비콘 간의 경로손실값에 대한 비를 이용하여 상기 이웃하는 비콘 방향의 벡터를 구하고, 구해진 벡터의 합벡터를 도출하여, 합벡터의 교점을 현재 위치로 산출하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 산출된 현재 위치와 상기 예상 진로 방향의 직선과 수직의 교점을 상기 장치의 현재 위치로 보정하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는
상기 보정된 현재 위치와 상기 산출된 현재 위치의 차로 오차 성분을 도출하고, 도출된 오차 성분을 이용하여 삼각측량법 또는 벡터법을 적용하여 각 비콘의 송신신호세기를 보정하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
화면을 표시하기 위한 표시부;를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 통신부를 통해 수신되는 비콘 신호의 특정 코드로부터 건물을 식별하고, 식별된 건물의 실내 지도를 표시부를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 정보를 제공하기 위한 장치.
복수의 비콘의 비콘 신호를 수신하는 단계;
상기 복수의 비콘의 비콘 신호의 수신신호세기를 결정하는 단계;
상기 결정된 수신신호세기와 상기 비콘 신호의 송신신호세기의 차이인 경로손실값을 이용하여 현재 위치를 산출하는 단계;
상기 산출된 현재 위치를 실내 지도 상의 사용자의 예상 진로에 맞춰 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치 정보를 제공하기 위한 방법.