KR20160076551A - 파라미터 계수를 활용한 단말기 위치 측위 방법 및 장치 - Google Patents

파라미터 계수를 활용한 단말기 위치 측위 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예는 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 도출하고, 도출된 파라미터 계수를 활용하여 단말기의 위치 정보를 산출함으로써 전파 환경에 따라 야기될 수 있는 위치 측위 결과에 대한 오류 발생 가능성을 낮출 수 있는 파라미터 계수를 활용한 단말기 위치 측위 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

파라미터 계수를 활용한 단말기 위치 측위 방법 및 장치{Method And Apparatus for Determining Position by Using Parameter Coefficent}
본 실시예는 파라미터 계수를 활용한 단말기 위치 측위 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 산출된 복수 개의 AP 장치별 파라미터 계수를 활용하여 단말기의 위치를 측위하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
다양한 멀티미디어 통신 서비스 중 특히, 위치 및 지리 정보를 활용해 서비스를 제공하는 위치 기반 서비스(LBS: Location-Based Service)가 넓은 활용성 및 편리함으로 크게 각광받고 있다. 위치 기반 서비스 제공을 위한 위치 측정 기술은 단말기의 위치를 측정하기 위하여 중계 장치의 전파 환경을 이용하여 소프트웨어적으로 위치를 확인하는 네트워크 기반(Network Based) 방식과 단말기에 탑재된 GPS(Global Positioning System) 수신기를 이용한 핸드셋 기반(Handset Based) 방식, 그리고 이들 두 가지 방식을 혼합한 혼합(Hybrid) 방식으로 분류된다.
최근에는 실내 및 건물 지하와 같은 GPS 음영지역에서 네트워크 기반 측위 기술이 점점 많이 활용되고 있는 추세이다. 이러한, 네트워크 기반 측위 기술 중 무선랜 기반의 측위 방식은 무선랜의 수신 신호 세기인 RSSI(Received Signal Strength)를 바탕으로 삼각측량, 핑거프린트 방식을 이용하여 위치를 추정한다. 하지만, 이러한 RSSI 기반의 측위 방식의 경우, 전파 환경에 따라 오차가 발생하여 상대적으로 낮은 위치 추정 정확성 및 낮은 위치 추정 안전성을 제공한다는 문제점이 있다.
본 실시예는 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 도출하고, 도출된 파라미터 계수를 활용하여 단말기의 위치 정보를 산출함으로써 전파 환경에 따라 야기될 수 있는 위치 측위 결과에 대한 오류 발생 가능성을 낮추고자 하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예는, 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 상기 복수의 격자 셀에서 수집된 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 상기 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출하는 계수 산출부; 상기 복수 개의 AP 장치에 대응하는 AP 식별정보별로 상기 파라미터 계수를 매칭시켜 저장하는 매칭부; 및 단말기로부터 상기 단말기와 통신하고 있는 주변 AP 장치에 대한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 수신하고, 상기 주변 수신신호 세기정보 및 상기 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 측위 장치가 위치 측위를 수행하는 방법에 있어서, 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 상기 복수의 격자 셀에서 수집된 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 상기 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출하는 계수 산출과정; 상기 복수 개의 AP 장치에 대응하는 AP 식별정보별로 상기 파라미터 계수를 매칭시켜 저장하는 매칭과정; 및 단말기로부터 상기 단말기와 통신하고 있는 주변 AP 장치에 대한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 수신하고, 상기 주변 수신신호 세기정보 및 상기 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 결정과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측위 방법을 제공한다.
본 실시예에 의하면, 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 도출하고, 도출된 파라미터 계수를 활용하여 단말기의 위치 정보를 산출함으로써 전파 환경에 따라 야기될 수 있는 위치 측위 결과에 대한 오류 발생 가능성을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 단말기에 대한 측위 결과정보 및 측위 결과를 산출하는 과정에서 수집된 주변 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 주변 AP 장치에 대응되는 파라미터 계수를 업데이트시킴으로써 전파 환경 특성에 적합한 위치 측위 결과가 산출될 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 파라미터 계수를 활용한 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 측위 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 파라미터 계수를 활용한 측위 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 파라미터 계수를 산출하는 방법을 예시한 예시도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 파라미터 계수가 저장되는 형태를 예시한 예시도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 파라미터 계수를 활용한 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
본 실시예에 따른 파라미터 계수를 활용한 측위 시스템은 AP 장치(110), 단말기(120), 측위 장치(130) 및 데이터베이스(140)를 포함한다. 여기서, AP 장치(110)는 복수 개의 AP 장치(112, 114, 116)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 측위 시스템에 포함된 구성 요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 데이터베이스(140)는 측위 장치(130)의 내부에 구비되는 형태로 구현될 수 있다.
AP 장치(110)는 무선 데이터 통신을 중계하는 장치로서, 송신 측에서 보낸 정보에 포함된 도착지 정보를 확인하여 수신 측에 도달하기 위한 가장 적절한 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. AP 장치(110)에 복수 개의 단말기(120)가 동시에 연결될 수 있으며, 동일 AP 장치(110)에 연결된 네트워크 환경에서 복수 개의 단말기(120) 간에 정보를 공유할 수 있는 로컬지역 내 통신(LAN)을 수행할 수도 있다. 본 실시예에 따른 AP 장치(110)는 통신사업자에 의해 설치된 통신사 AP 장치인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 개인 사용자 또는 개인사업자가 설치한 사설 AP 장치를 포함한다.
본 실시예에 따른 AP 장치(110)는 근거리 통신을 이용하여 AP 장치(110)에 대한 맥 어드레스(MAC Address) 정보, 신호 세기 정보(RSSI: Received Signal Strength Indication), SSID(Service Set Identifier) 정보 및 AP 식별정보 등과 같은 정보를 포함하는 AP 전파 환경정보를 단말기(120)로 전송한다. 여기서, AP 장치(110)는 AP 전파 환경정보를 비컨(Beacon) 신호의 형태로 소정의 주기마다 단말기(120)에 전송하여 연결상태를 확인할 수 있다.
또한, AP 장치(110)는 AP 전파 환경정보를 측위 장치(130)로 전송한다. 여기서, 측위 장치(130)는 AP 전파 환경정보를 데이터베이스(140)에 저장하여 데이터를 구축하고, 구축된 데이터를 이용하여 측위를 수행한다.
AP 장치(110)는 라우터(Router), 리피터(Repeater), 스위치(Switch) 및 브릿지(Bridge) 중 하나일 수 있으며, 무선랜, UWB(Ultra Wideband), 무선 주파수(Radio Frequency), 적외선 통신(IrDA:Infrared Data Association), 지그비(Zigbee) 및 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 근거리 통신이 가능하다면 그 어떤 장치로도 구현될 수 있다.
단말기(120)는 사용자의 키 조작 또는 명령에 따라 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. 또한, 단말기(120)는 UWB(Ultra Wide Band) 태그, 블루투스(Bluetooth) 태그 등을 포함하는 스마트 시계(Smart Watch), 스마트 앱세서리(Smart Appcessory) 등으로 구현될 수도 있다.
본 실시예에 따른 단말기(120)는 위치 기반 애플리케이션을 탑재하여 위치 기반 서비스를 수행할 수 있다. 즉, 단말기(120)는 사용자의 조작 또는 명령에 의해 위치 기반 애플리케이션을 구동하며, 위치 기반 애플리케이션을 통해 측위 결과를 출력할 수 있다. 이러한 위치 기반 애플리케이션의 설치 방식에 대해 설명하자면, 단말기(120)가 스마트 폰인 경우 애플리케이션 스토어를 통해 위치 기반 애플리케이션을 다운로드한 후 인스톨할 수 있으며, 단말기(120)가 피쳐 폰(Feature Phone)인 경우 통신사 서버를 통해 다운로드된 VM(Virtual Machine) 상에서 구동될 수 있다.
이하, 단말기(120)가 탑재된 위치 기반 애플리케이션을 이용하여 위치 기반 서비스를 제공받는 과정에 대해 설명하도록 한다. 단말기(120)는 입력된 사용자의 조작 또는 명령에 의한 위치 요청 신호를 생성한다. 사용자가 단말기(120)를 조작하여 현재 위치를 확인하고자 하는 명령을 입력하는 경우, 단말기(120)는 측위 장치(130)로 위치 요청 신호를 전송하게 된다. 이후, 단말기(120)는 측위 장치(130)로부터 위치 정보를 수신하여 탑재된 위치 기반 애플리케이션 상에 나타낼 수 있다. 이때, 단말기(120)는 측위 프로토콜을 이용하여 측위 장치(130)와 통신할 수 있다.
또한, 단말기(120)는 사용자의 명령 또는 조작에 의해 위치 기반 애플리케이션이 구동되면, 주변 AP(110)로부터 수집한 AP 전파 환경정보를 기반으로 단말 전파 환경정보를 생성하고, 이를 측위 장치(130)로 전송한다. 여기서, 단말 전파 환경정보는 주변 AP(110)에 대한 맥 어드레스(MAC Address) 정보, 신호 세기정보(RSSI: Received Signal Strength Indication), SSID(Service Set Identifier) 정보 및 AP 식별정보 등과 같은 정보를 포함한다.
측위 장치(130)는 단말기(120)로부터 단말 전파 환경정보를 포함한 측위 요청 신호를 수신하는 경우, 수신한 단말 전파 환경정보를 바탕으로 단말기(120)의 현재 위치 정보를 추출하여 단말기(120)로 전송하는 장치를 말한다. 이러한, 측위 장치(130)는 측위를 수행하기 위한 환경을 구축하기 위하여 AP 장치(110)로부터 수신한 AP 전파 환경정보를 데이터베이스(140)로 전송하고, 이를 통해, 데이터베이스(140)에 AP 전파 환경정보가 매칭되어 저장되도록 한다. 한편, 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)를 내부에 포함하여 하나의 장치로 구현될 수 있다.
본 실시예에 따른 측위 장치(130)는 단말기(120)로부터 단말기(120)와 통신하고 있는 주변 AP 장치(110)에 대한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 포함한 단말 전파 환경정보를 수신한다. 한편, 본 실시예에 따른 측위 장치(130)는 기 산출된 AP 장치별 파라미터 계수를 활용하여 단말기(130)의 위치 정보를 산출한다. 즉, 측위 장치(130)는 주변 수신신호 세기정보 및 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 이용하여 주변 수신신호 세기정보를 거리 정보로 변환하고, 변환된 거리 정보를 이용하여 단말기(130)의 위치 정보를 산출한다. 이를 위해 본 실시예에 따른 측위 장치(130)는 사전에 데이터베이스(140)에 포함된 데이터를 이용하여 복수 개의 AP 장치별로 서로 다른 파라미터 계수를 산출하고, 복수 개의 AP 장치에 대응하는 AP 식별정보별로 파라미터 계수가 적용된 변환 수식을 매칭시켜 저장한다. 한편, 복수 개의 AP 장치는 위치 측위 서비스 대상 지역에 위치하는 AP 장치들을 의미한다. 이후, 측위 장치(130)는 산출된 위치정보를 단말기(120)에 제공한다.
이하, 측위 장치(130)가 동작하는 과정에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)에 포함된 데이터를 이용하여 복수의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출한다. 즉, 측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출한다. 측위 장치(130)가 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출하는 방법에 대해 설명하자면, 먼저 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)로부터 기 저장된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 수집한다.
측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치의 설치 위치에 해당하는 위치 좌표값 및 복수의 격자 셀의 중심 좌표값을 이용하여 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보를 산출한다. 한편, 측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치에 대한 설치 위치 및 복수의 격자 셀의 중심 좌표값을 데이터베이스(140)로부터 제공받을 수도 있으며 기 파악하여 저장하고 있을 수도 있다.
측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 복수 개의 AP 장치별로 구분하여 테이블 형태로 저장한다.
측위 장치(130)는 저장된 데이터들에 대하여 회귀분석을 수행하여 복수 개의 AP 장치별로 거리정보와 수신신호 세기정보 간의 상호 관계를 확인하고, 확인 결과에 따라 복수 개의 AP 장치별 서로 다른 파라미터 계수를 각각 산출한다. 이때, 파라미터 계수는 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 거리정보로 변환하기 위한 변환 수식에 적용되는 계수 값을 의미한다. 한편, 측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치에 대응하는 AP 식별정보별로 파라미터 계수가 적용된 변환 수식을 매칭시켜 저장한다.
측위 장치(130)는 단말기(120)로부터 주변 단말기(120)와 통신하고 있는 주변 AP 장치(110)에 대한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 포함한 단말 전파 환경정보를 수신하는 경우, 주변 수신신호 세기정보 및 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 이용하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출한다. 즉, 측위 장치(130)는 주변 수신신호 세기정보를 주변 AP 식별정보에 해당하는 변환 수식에 대입시켜 거리 정보로 변환하고, 변환된 거리 정보를 이용하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출한다. 본 실시예에 따른, 측위 장치(130)는 바람직하게는 주변 AP 장치(110)의 설치 위치에 해당하는 위치 좌표값 및 변환된 거리 정보를 바탕으로 한 삼각측위 방식을 이용하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 측위 장치(130)는 단말기(120)에 대한 측위 결과정보 및 측위 결과를 산출하는 과정에서 수집된 주변 AP 장치(110)에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 주변 AP 장치(110)에 대응되는 파라미터 계수를 업데이트시키며 이를 통해, 전파 환경 특성에 적합한 위치 측위 결과가 산출될 수 있도록 동작한다.
데이터베이스(140)는 각각의 셀 ID를 갖는 격자 셀로 구분되되, 각각의 격자 셀에 네트워크를 기반으로 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 매칭하여 저장한다. 여기서, 전파 환경정보는 AP 장치에 대한 맥 어드레스(MAC Address) 정보, 신호 세기 정보(RSSI: Received Signal Strength Indication), SSID(Service Set Identifier) 정보 및 AP 식별정보 등과 같은 정보를 포함한다. 이러한 데이터베이스는 측위 장치(130)의 내부 또는 외부에 구현될 수 있다.
본 실시예에 따른 데이터베이스(140)는 측위 장치(130)에서 복수 개의 AP 장치별 파라미터 계수를 산출하기 위해 데이터를 요청 시, 기 저장된 AP 위치정보, 격자 셀의 중심 좌표값 및 전파 환경정보 등을 제공할 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 측위 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다. 한편, 도 2는 실질적으로 데이터베이스(140)를 탑재한 측위 장치(130)의 내부 도면을 나타내고 있으며, 이러한 데이터베이스(140)는 측위 장치(130)와 별도의 장치로 구현될 수 있다.
통신부(210)는 단말기(120)로부터 위치 요청신호를 수신하고 이후, 단말기(120)로 산출된 단말기(120)의 위치정보를 전송한다. 통신부(210)는 위치 요청신호를 수신하는 경우 단말기(120)로부터 주변 AP(110)에 대한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 포함한 단말 전파 환경정보를 동시에 수신한다. 이때, 단말 전파 환경정보는 위치 요청신호에 포함될 수도 있으며 별도로 전송될 수도 있다.
계수 산출부(220)는 데이터베이스(140)에 포함된 데이터를 이용하여 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출한다. 이때, 복수 개의 AP 장치는 위치 측위 서비스 대상 지역에 위치하는 AP 장치들을 의미한다. 즉, 계수 산출부(220)는 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출한다. 이하, 계수 산출부(220)가 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
계수 산출부(220)는 데이터베이스(140)로부터 기 저장된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 수집한다.
계수 산출부(220)는 복수 개의 AP 장치의 설치 위치에 해당하는 위치 좌표값 및 복수의 격자 셀의 중심 좌표값을 이용하여 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보를 산출한다. 한편, 계수 산출부(220)가 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보를 산출하는 방법을 수식으로 표현하면 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
수학식 1에서 Xb, Yb 및 Xi, Yi는 각각 AP 장치의 설치 위치 좌표값 및 격자 셀의 중심 좌표값을 의미한다.
계수 산출부(220)는 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 복수 개의 AP 장치별로 구분하여 테이블 형태로 저장한다.
계수 산출부(220)는 저장된 데이터들에 대하여 회귀분석을 수행하여 복수 개의 AP 장치별로 거리정보와 수신신호 세기정보 간의 상호 관계를 확인하고, 확인 결과에 따라 복수 개의 AP 장치별 서로 다른 파라미터 계수를 각각 산출한다. 한편, 도 2에서는 계수 산출부(220)가 복수 개의 AP 장치별로 서로 다른 파라미터 계수만을 산출하여 제공하는 것으로 명시하였으나 반드시 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 계수 산출부(220)는 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수가 적용된 변환 수식을 제공할 수도 있다.
본 실시예에 따른 계수 산출부(220)는 위치 결정부(240)에 의해 단말기(120)의 위치 정보가 산출된 경우 위치 결정부(240)로부터 단말기(120)에 대한 측위 결과정보를 제공받는다. 이후, 계수 산출부(220)는 측위 결과정보 및 측위 결과를 산출하는 과정에서 수집된 주변 AP 장치(110)에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 주변 AP 장치(110)에 대응되는 파라미터 계수를 재산출하며, 이를 통해, AP 장치별 파라미터 계수가 지속적으로 업데이트될 수 있도록 동작한다.
매칭부(230)는 복수 개의 AP 장치에 대응되는 AP 식별정보별로 계수 산출부(220)에 의해 산출된 파라미터 계수를 각각 매칭시켜 저장한다. 이때, 매칭부(230)는 복수 개의 AP 장치에 대응하는 AP 식별정보별로 파라미터 계수가 적용된 변환 수식을 매칭시켜 저장한다. 한편, 매칭부(230)에 AP 식별정보별로 매칭되어 저장되는 변환 수식을 예시하면 수학식 2와 같다.
Figure pat00002
수학식 2에서 Yi는 AP 장치의 설치 위치로부터 현재 단말기(120)가 위치하는 지점 예컨대, 소정 격자 셀까지의 거리정보를 의미하며, Xi는 현재 단말기(120)가 위치하는 지점에서 수집된 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 의미하며, a, b는 앞서 계수 산출부(220)에 의해 산출된 해당 AP 장치에 대응되는 파라미터 계수를 의미한다.
위치 결정부(240)는 통신부(210)를 통해 단말기(120)로부터 단말기(120)와 통신하고 있는 주변 AP 장치(110)에 대한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 포함한 단말 전파 환경정보를 수신한다.
위치 결정부(240)는 주변 수신신호 세기정보 및 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 이용하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출한다. 즉, 본 실시예에 따른 위치 결정부(240)는 주변 AP 식별정보에 기초하여, 매칭부(230)에 AP 식별정보별로 매칭되어 저장된 변환 수식 중 주변 AP 식별정보에 해당하는 변환 수식을 산출한다.
위치 결정부(240)는 주변 수신신호 세기정보를 주변 AP 식별정보에 해당하는 변환 수식에 대입시켜 거리 정보로 변환하고, 변환된 거리 정보를 이용하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출한다. 이때, 위치 결정부(240)는 주변 AP 장치(110)의 설치 위치정보 및 변환된 거리 정보를 바탕으로 삼각측위 방식을 수행하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 위치 결정부(240)는 필요에 따라 RSSI(Received Signal Strength Indication) 핑거프린트 방식 또는 가중치 평균 산출법 등의 다양한 측위 기법을 이용하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출할 수도 있다.
이후, 위치 결정부(240)는 단말기(120)에 대한 측위 결과정보를 계수 산출부(220)에 제공하며, 이를 통해, 계수 산출부(220)가 단말기(120)에 대한 측위 결과정보를 이용하여 기 산출된 파라미터 계수를 업데이트할 수 있도록 동작한다.
또한, 위치 결정부(240)는 단말기(120)에 대한 측위 결과정보, 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 데이터베이스(140)로 전송하며, 데이터베이스(140)는 위치 결정부(240)로부터 수신한 정보를 기반으로 데이터베이스(140)에 기 저장된 데이터를 업데이트한다. 즉, 데이터베이스(140)는 단말기(120)에 대한 측위 결과정보, 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 기반으로 단말기(120)의 위치 정보에 대응되는 격자 셀에 저장되어 있는 주변 AP 장치에 대한 전파 환경 정보를 업데이트한다.
또한, 위치 결정부(240)는 단말기(120)의 기종정보를 포함한 단말기 식별정보를 데이터베이스(140)에 추가 전송할 수 있다. 한편, 데이터베이스(140)는 단말기(120)의 식별정보, 단말기(120)에 대한 측위 결과정보, 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보에 근거하여 해당 단말기(120)에 특화되는 전파 환경 맵을 별도로 구축할 수 있다. 이러한, 전파 환경 맵은 이후, 측위 장치(130)로부터 수신되는 해당 단말기(120)와 동일한 기종의 다른 단말기에 대한 측위 결과정보, 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 통해 지속적으로 업데이트될 수 있다. 마찬가지로, 데이터베이스(140)는 다른 기종의 단말기에 대해서도 동일한 과정을 수행함으로써 단말기 기종별로 각각 단말기 고유의 전파 특성이 반영된 전파 환경 맵을 구축할 수 있다.
본 실시예에 따른 계수 산출부(220)는 단말기 기종별 전파 환경 맵 각각을 이용하여 단말기 기종별로 복수 개의 AP 장치별 파라미터 계수를 산출하고, 이를 매칭부(230)로 전송한다. 이후, 위치 결정부(240)는 특정 기종의 단말기에 대한 위치 측위 시 특정 단말기의 기종에 대응되는 전파 환경 맵을 통해 산출된 AP 장치별 파라미터 계수를 이용하여 해당 단말기의 위치 정보를 산출함으로써 전파 환경 특성에 보다 적합한 위치 측위 결과를 산출될 수 있도록 동작한다.
데이터베이스(140)는 각각의 셀 ID를 갖는 격자 셀로 구분되되, 각각의 격자 셀에 네트워크를 기반으로 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 전파 환경정보를 매칭하여 저장한다. 여기서, 전파 환경정보는 AP 장치에 대한 맥 어드레스 정보, 신호 세기 정보, SSID 정보 및 AP 식별정보 등과 같은 정보를 포함한다.
도 3은 본 실시예에 따른 파라미터 계수를 활용한 측위 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
측위 장치(130)는 데이터베이스(140)에 포함된 데이터를 이용하여 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리 정보를 산출한다(S302). 단계 S302에서 측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치의 설치 위치에 해당하는 위치 좌표값 및 복수의 격자 셀의 중심 좌표값을 바탕으로 수학식 1을 이용하여 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보를 산출한다.
측위 장치(130)는 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 확보한다(S304). 단계 S304에서 측위 장치(130)는 단계 S302 및 단계 S304에서 수집한 정보를 각각 복수 개의 AP 장치별로 구분하여 테이블 형태로 저장한다.
측위 장치(130)는 단계 S304에서 저장된 데이터를 이용하여 복수 개의 AP 장치별로 서로 다른 파라미터 계수를 각각 산출한다(S306). 단계 S306에서 측위 장치(130)는 단계 S304에서 저장된 데이터들에 대하여 회귀분석을 수행하여 복수 개의 AP 장치별로 거리정보와 수신신호 세기정보 간의 상호 관계를 확인하고, 확인 결과에 따라 복수 개의 AP 장치별로 서로 다른 파라미터 계수를 각각 산출한다.
측위 장치(130)는 단말기(120)로부터 단말기(120)와 통신하고 있는 주변 AP 장치(110)에 대한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 포함한 단말 전파 환경정보를 수신한다(S310).
측위 장치(130)는 단계 S310에서 수신한 주변 수신신호 세기정보 및 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 이용하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출한다(S312). 단계 S312에서 측위 장치(130)는 단계 S310에서 수신한 주변 수신신호 세기정보를 주변 AP 식별정보에 해당하는 변환 수식에 대입시켜 거리 정보로 변환하고, 변환된 거리 정보를 이용하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출한다. 이때, 측위 장치(130)는 주변 AP 장치(110)의 설치 위치정보 및 변환된 거리 정보를 바탕으로 삼각측위 방식을 수행하여 단말기(120)의 위치 정보를 산출한다.
측위 장치(130)는 단계 S312에서 산출된 단말기(120)에 대한 측위 결과정보, 단계 S310에서 수신한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 데이터베이스로 전송하여 데이터베이스가 기 저장된 복수 개의 AP 장치에 대한 전파 환경 정보를 업데이트하도록 동작한다(S314). 단계 S314에서 측위 장치(130)는 단계 S312에서 산출된 단말기(120)에 대한 측위 결과정보 및 단계 S310에서 수신한 주변 수신신호 세기정보를 이용하여 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 추가로 업데이트할 수도 있다.
여기서, 단계 S302 내지 S314는 앞서 설명된 측위 장치(130)의 각 구성요소의 동작에 대응되므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 실시예에 따른 파라미터 계수를 산출하는 방법을 예시한 예시도이다.
도 4에서 도시하듯이, 본 실시예에 따른 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)에 포함된 데이터를 이용하여 복수의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출한다. 즉, 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)로부터 기 저장된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 수집한다.
또한, 측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치의 설치 위치에 해당하는 위치 좌표값 및 복수의 격자 셀의 중심 좌표값을 이용하여 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보를 산출한다.
한편, 측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 복수의 격자 셀에서 수집된 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 복수 개의 AP 장치별로 구분하여 테이블 형태로 저장한다. 도 4에서는 복수 개의 AP 장치 중 어느 하나의 AP 장치 예컨대, AP1 장치에 대응되는 데이터의 저장 형태를 예시적으로 도시하였다.
측위 장치(130)는 앞서 테이블 형태로 저장된 데이터를 이용하여 복수 개의 AP 장치별로 거리정보와 수신신호 세기정보 간의 상호 관계를 확인하고, 확인 결과에 따라 복수 개의 AP 장치별 서로 다른 파라미터 계수를 각각 산출한다.
도 5는 본 실시예에 따른 파라미터 계수가 저장되는 형태를 예시한 예시도이다.
도 5에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치에 대응되는 AP 식별정보별로 앞서 도 4에서 산출된 파라미터 계수를 각각 매칭시켜 저장한다. 이때, 측위 장치(130)는 복수 개의 AP 장치에 대응하는 AP 식별정보별로 파라미터 계수가 적용된 변환 수식을 매칭시켜 저장하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
110: AP 장치 120: 단말기
130: 측위 장치 140: 데이터베이스
210: 통신부 220: 계수 산출부
230: 매칭부 240: 위치 결정부

Claims (13)

  1. 복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 상기 복수의 격자 셀에서 수집된 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 상기 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출하는 계수 산출부;
    상기 복수 개의 AP 장치에 대응하는 AP 식별정보별로 상기 파라미터 계수를 매칭시켜 저장하는 매칭부; 및
    단말기로부터 상기 단말기와 통신하고 있는 주변 AP 장치에 대한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 수신하고, 상기 주변 수신신호 세기정보 및 상기 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 결정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 계수 산출부는,
    셀 ID 별로 구분된 상기 복수의 격자 셀에 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 전파 환경 정보를 매칭시켜 저장하는 데이터베이스로부터 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 위치 결정부는,
    상기 단말기에 대한 측위 결과정보, 상기 주변 AP 식별정보 및 상기 주변 수신신호 세기정보를 상기 데이터베이스로 전송하여, 상기 데이터베이스가 기 저장된 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 전파 환경 정보를 업데이트하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 계수 산출부는,
    상기 복수 개의 AP 장치의 설치 위치에 해당하는 위치 좌표값 및 상기 복수의 격자 셀의 중심 좌표값을 이용하여 상기 거리 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 계수 산출부는,
    상기 복수 개의 AP 장치별로 상기 거리정보 및 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 구분하여 테이블 형태로 저장하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 계수 산출부는,
    상기 거리정보 및 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 기반으로 회귀분석을 수행하여 상기 복수 개의 AP 장치별로 거리정보와 수신신호 세기정보 간의 상호 관계를 확인하고, 확인결과에 따라 상기 파라미터 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 계수 산출부는,
    상기 위치 결정부로부터 상기 단말기에 대한 측위 결과정보를 제공받고, 상기 측위 결과정보 및 상기 주변 수신신호 세기정보를 이용하여 상기 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 측위장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 매칭부는,
    상기 AP 식별정보별로 상기 파라미터 계수가 적용된 변환 수식을 매칭시켜 저장하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 위치 결정부는,
    상기 주변 수신신호 세기정보를 상기 주변 AP 식별정보에 해당하는 변환 수식을 이용하여 거리 정보로 변환하고, 변환된 거리 정보를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 위치 결정부는,
    상기 주변 AP 장치의 설치 위치에 해당하는 위치 좌표값 및 상기 변환된 거리 정보를 바탕으로 삼각측위 방식을 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  11. 측위 장치가 측위를 수행하는 방법에 있어서,
    복수 개의 AP 장치 각각의 설치 위치로부터 복수의 격자 셀까지의 거리정보 및 상기 복수의 격자 셀에서 수집된 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 이용하여 상기 복수 개의 AP 장치별로 파라미터 계수를 산출하는 계수 산출과정;
    상기 복수 개의 AP 장치에 대응하는 AP 식별정보별로 상기 파라미터 계수를 매칭시켜 저장하는 매칭과정; 및
    단말기로부터 상기 단말기와 통신하고 있는 주변 AP 장치에 대한 주변 AP 식별정보 및 주변 수신신호 세기정보를 수신하고, 상기 주변 수신신호 세기정보 및 상기 주변 AP 식별정보에 해당하는 파라미터 계수를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 결정과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 계수 산출과정은,
    상기 거리정보 및 상기 복수 개의 AP 장치에 대한 수신신호 세기정보를 기반으로 회귀분석을 수행하여 상기 복수 개의 AP 장치별로 거리정보와 수신신호 세기정보 간의 상호 관계를 확인하고, 확인결과에 따라 상기 파라미터 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 매칭과정은, 상기 AP 식별정보별로 상기 파라미터 계수가 적용된 변환 수식을 매칭시켜 저장하고,
    상기 위치 결정과정은, 상기 주변 수신신호 세기정보를 상기 주변 AP 식별정보에 해당하는 변환 수식을 이용하여 거리 정보로 변환하고, 변환된 거리 정보를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
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