KR20180102365A - 비콘 신호를 이용한 위치 정보 보정 방법 - Google Patents

비콘 신호를 이용한 위치 정보 보정 방법 Download PDF

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KR20180102365A KR1020170028886A KR20170028886A KR20180102365A KR 20180102365 A KR20180102365 A KR 20180102365A KR 1020170028886 A KR1020170028886 A KR 1020170028886A KR 20170028886 A KR20170028886 A KR 20170028886A KR 20180102365 A KR20180102365 A KR 20180102365A
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Abstract

본 발명은 비콘 신호를 이용한 위치 정보 보정 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 위치 정보 보정 방법은 위성 가시권 확보가 어려운 환경에서의 보조 수단으로 사용되는 대표적인 관성 시스템의 오차를 줄여주는 기술로, 비콘 신호를 송출하는 발신기의 위치 정보 및 비콘 신호의 수신 신호 세기의 변화를 파악함으로써, 시간에 따라 증가하는 위치 서비스의 오차를 최소화하여 보다 정확한 위치 정보를 제공한다.

Description

비콘 신호를 이용한 위치 정보 보정 방법{POSITION DATA CORRECT METHOD USING BEACON SIGNAL}
본 발명은 비콘 신호를 이용한 위치 정보 보정 방법에 관한 것으로 구체적으로는 위성 항법 기술을 이용해 확정된 이동 단말의 위치 정보로부터 위치 추적 시간 및 이동 경로에 의한 위치 정보의 오차 누적을 보정하는 방법에 관한 것이다.
자율 주행을 위한 가장 대표적인 항법 수단으로 수십 개의 위성을 이용하여 전 세계의 모든 지역에서 언제든지 위치와 시각 서비스 제공이 가능한 위성합법 시스템이 있다. 현재 미국의 GPS, 러시아의 GLONASS가 전지구를 대상으로 운영 중에 있으며, 유럽은 Galileo를 개발, 구축이 진행 중이다. 중국은 동북아시아 지역을 대상으로 Beidou(영문명Compass) 시스템을 지역 위성항법시스템으로 사용하고 있으며, 2020년 이후 전 지구 위성항법시스템으로 사용할 예정이다.
최근 도심의 고도화로 인해 위치 정보 획득을 위해 필요한 위성들의 가시권 확보가 어려워 졌으며, 이로 인해 이를 보조할 수단으로 추측 항법 기술이 소개되었다. 추측 항법은 GPS와 같은 확정적 위치 정보 제공 서비스가 제공되지 않는 환경에서도 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서 등의 관성 센서 및 부가 정보를 이용하여 사용자의 이동 거리와 이동 방향을 추정하여 최종적으로 획득한 확정적 위치로부터 상대적인 위치 변화를 추정하여 사용자의 위치를 추정하는 기술이다.
그러나 추측 항법 기술은 일반적으로 센서의 성능이나 여러 주변 요인에 의하여 성능이 저하되어 단말기의 정확한 위치를 측위하기 어렵다는 단점이 있으며 최종적으로 획득한 확정적 위치로부터 진행된 추측 항법의 이동 거리와 이동 경로 형태에 따라 오차가 누적되어 위치의 정확도가 감소된다는 단점이 있다. 또한 하나의 단말기가 획득 가능한 측위 자원 정보 및 추측 항법 관련 정보가 제한적임에 따라 적용 가능 측위 방식이 한정되며, 각 측위 방식에 따른 최소 필요 요건을 불만족할 시 측위 기능을 수행하지 못함에 따라 사용자에 대한 측위 서비스가 제한된다는 한계점을 지닌다.
본 발명은 위치 기반 서비스로 사용되는 비콘 신호의 정보를 이용함으로써, 이동 단말의 위치에 대한 오차 누적을 보정하는 위치 정보 보정 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 비콘 송출 지점의 위치를 기반으로 수신된 신호의 수신신호강도의 최대점을 이용함으로써, 이동 단말의 위치 정보의 정확도를 향상할 수 있는 위치 정보 보정 방법을 제공할 수 있다.
일실시예에 따른 이동 단말이 수행하는 위치 보정 방법은 위성 항법 기술 기반의 가시 위성으로부터 시각 신호를 수신하여 상기 이동 단말의 3차원 위치 정보를 결정하는 단계; 상기 3차원 위치 정보를 기준으로 비콘 신호(Beacon)를 수신하기 이전까지 관성 센서를 이용해 상기 이동 단말의 위치 변화를 추정하는 단계; 상기 위치 변화를 추정하는 중에 비콘 신호를 수신하여, 비콘 신호를 송출하는 특정 장소의 제1 위치 정보를 획득하는 단계; 상기 비콘 신호를 수신한 이후에 상기 제1 위치 정보를 기반으로 이동 단말의 위치 변화에 따른 상기 비콘 신호의 수신 신호 세기를 모니터링하는 단계; 상기 모니터링한 비콘 신호의 수신 신호 세기가 최대값이 될 때의 제2 위치 정보를 획득하는 단계; 및 상기 수신한 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보를 기반으로 상기 3차원 위치 정보를 보정하는 단계를 포함하고, 상기 3차원 위치 정보, 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보는, 상기 이동 단말의 3차원적 위치를 나타내는 위도, 경도, 고도로 표시될 수 있다.
일실시예에 따른 위치 변화를 추정하는 단계는 상기 3차원 위치 정보를 기준으로 기 설정된 목적지로의 이동 경로에 따라 이동 단말이 이동했을 때의 위치 변화를 추정할 수 있다.
일실시예에 따른 제1 위치 정보를 수신하는 단계는 상기 위치 변화를 추정하는 중에 상기 이동 단말이 비콘 신호의 서비스 범위로 진입하여 서비스 정보를 포함하는 비콘 신호를 수신하면, 상기 기지국으로부터 비콘 정보를 송출하는 특정 장소의 좌표를 포함하는 제1 위치 정보를 수신할 수 있다.
일실시예에 따른 모니터링하는 단계는 기 설정된 목적지로의 이동 경로에 따른 상기 이동 단말의 이동 속도 및 이동 방향에 대응하는 위치 변화를 고려하여 상기 비콘 신호의 수신 신호 세기를 모니터링할 수 있다.
일실시예에 따른 제2 위치 정보를 획득하는 단계는 비콘 신호를 송출하는 제1 위치 정보와 상기 이동 단말의 위치 변화에 따른 비콘 신호의 수신 신호 세기가 최대값되는 지점으로부터 사용자의 위치 정보인 제2 위치 정보를 추정하거나 기지국으로부터 수신할 수 있다.
일실시예에 따른 제2 위치 정보를 수신하는 단계는 상기 이동 단말을 소지한 사용자가 차량을 통해 이동하는 경우, 비콘 신호의 수신 신호 세기의 최대값이 되는 지점에서의 상기 차량과 제1 위치 정보 수신 시, 제공 받은 인도 간에 이격된 거리 또는 인도에서 특정 장소 간에 이격된 거리 중 적어도 하나의 거리를 통해 제2 위치 정보를 대체할 수 있다.
일실시예에 따른 관성 센서는 상기 이동 단말의 위치 변화를 측정하기 위한 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 위치 정보 보정 방법은 위치 기반 서비스로 사용되는 비콘 신호의 정보를 이용함으로써, 이동 단말의 위치에 대한 오차 누적을 보정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 위치 정보 보정 방법은 비콘 송출 지점의 위치를 기반으로 수신된 신호의 수신신호강도의 최대점을 이용함으로써, 이동 단말의 위치 정보의 정확도를 향상할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 위치 정보 보정 방법은 기존의 장비들로 구비된 센서 및 모듈의 효율적인 운영을 통해 추가적인 장비없이 안정적인 위치 파악이 가능함에 따라 최근 많은 연구가 진행되고 있는 자동차용 자율 주행, 그리고 추후 무인기의 자율 운행에도 사용될 수 있을 것으로 예상될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 위치 정보 보정 방법은 위치 기반 서비스로 사용되는 비콘 신호의 정보를 이용함으로써, 이동 단말의 위치에 대한 오차 누적을 보정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 위치 정보 보정 방법은 비콘 송출 지점의 위치를 기반으로 수신된 신호의 수신신호강도의 최대점을 이용함으로써, 이동 단말의 위치 정보의 정확도를 향상할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 위치 정보 보정 방법은 기존의 장비들로 구비된 센서 및 모듈의 효율적인 운영을 통해 추가적인 장비없이 안정적인 위치 파악이 가능함에 따라 최근 많은 연구가 진행되고 있는 자동차용 자율 주행, 그리고 추후 무인기의 자율 운행에도 사용될 수 있을 것으로 예상될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 높은 건물들이 밀집한 도심에서 위치 정보를 획득하는 이동 단말의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 이동 단말이 수행하는 동작을 보다 자세히 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일실시예에 따른 이동 단말의 위치 변화에 대응하여 비콘 신호의 수신 신호 세기를 모니터링하는 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 비콘 신호의 수신 신호 세기가 최대값이 될 때의 제2 위치 정보를 수신하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 높은 건물들이 밀집한 도심에서 두 개 이상의 비콘 신호를 수신할 때, 위치 정보의 정밀도를 향상시키는 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 위치 정보 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일실시예에 따른 높은 건물들이 밀집한 도심에서 위치 정보를 획득하는 이동 단말의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 이동 단말(101'), (101'')은 위성 항법 기술 기반의 가시 위성으로부터 시각 신호를 수신하여 수신한 시각 신호에 기초해 이동 단말의 3차원 위치 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 이동 단말(101'), (101'')은 사용자의 위치에 따른 정보를 제공할 수 있는 전자 기기로, 스마트 폰, 네비게이션 등을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 이동 단말(101'), (101'')은 위성 항법 기술을 통해 4개 이상의 가시 위성을 확보하고, 확보된 4개 이상의 가시 위성 중 사용자에 의해 4개의 가시 위성이 선택될 수 있다. 그리고, 이동 단말(101'), (101'')은 선택된 가시 위성으로부터 수신한 시각 신호로부터 사용자의 3차원 위치 정보를 결정할 수 있다. 이동 단말(101'), (101'')은 의사 거리를 이용하여 미지점의 자동적인 3차원 위치 정보를 계산할 수 있다.
그리고, 이동 단말(101'), (101'')은 지속적으로 가시 위성을 통해 3차원 위치 정보를 확정할 수 있다. 최근에는 이동 단말(101'), (101'')의 3차원 위치 정보를 결정하기 위해 전지구적인 위성 항법 뿐만 아니라, 지역적 항법을 제공하기 위한 위성들이 증가함에 따라 다양한 시스템의 위성 정보를 이용하여 위치 정보를 얻기 위한 multi-GNSS 기술이 적용되고 있다.
다만, 이동 단말(101'), (101'')은 고도화된 도심의 빌딩으로 인해 4개의 가시 위성의 확보가 어려움에 따라 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서 등의 관성 센서 등을 이용하여 이동 단말(101'), (101'')의 상대적 위치 변화를 통한 불연속적인 위치 정보를 획득하고, 이를 통해 이동 단말(101'), (101'')의 3차원 위치 정보에 활용하고 있다. 이러한 상황으로 인해, 본 발명은 보다 정확한 이동 단말(101'), (101'')의 위치 정보를 획득하기 위하여 WiFi를 이용한 위치 정보 서비스에서 더 진보한 블루투스 Low Energy (BLE) 기술인 비콘(beacon) 서비스를 활용할 수 있다.
구체적으로, 이동 단말(101'), (101'')을 소지한 사용자는 도심 속의 거리를 걷다보면, 거리에 위치한 다양한 상점으로부터 상품 정보 및 이벤트와 관련된 정보가 사용자의 이동 단말(101'), (101'')로 전달되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 사용자는 이동 단말(101'), (101'')로 전달된 정보를 통해 해당 정보에 대한 서비스를 제공하는 상점이 어디에 위치하는지를 확인할 수 있다. 이는 유동 인구들을 대상으로 불특정 다수에서 정보를 제공하기 위한 방법으로, 저전력의 BLE(Bluetooth Low Energy)기술이 사용된다.
여기서, 저전력의 BLE(Bluetooth Low Energy)기술은 위치 정보를 가진 비콘(102)이 비콘 신호를 발생시키고, 이동 단말(101'), (101'')가 비콘의 서비스 범위(104) 내 인접하면 해당 비콘 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 이동 단말(101'), (101'')은 비콘 신호를 수신하면, 비콘 신호를 송출하는 특정 장소(103)과 관련된 정보를 수신함으로써, 이동 단말(101'), (101'')이 비콘 신호를 송출한 특정 장소(103)과 근접한 지점에 위치한 것으로 추정하는 기술이다. 위에서 언급한 바와 같이, 비콘 신호는 다양한 정보를 포함할 수 있으며 비콘 신호에 포함되는 정보는 비콘 신호를 출력하는 특정 장소의 정보를 포함할 수 있다. 일례로, 비콘 신호는 특정 장소가 나타내는 상점명, 브랜드명 등의 제품을 판매하기 위한 목적을 갖는 광고 정보를 포함할 수 있다. 어느 상점으로부터 제공되었는지의 위치 정보가 포함되어 있다.
또한, 비콘 신호의 서비스 범위(104)는 최대 50m로, GPS의 오차 범위와 유사한 값을 가짐에 따라, 본 발명은 고도화된 빌딩 숲인 도심 내에서 4개의 가시 위성의 확보가 어려운 경우 도심에서 쉽게 제공되는 다양한 비콘 신호들로부터 이동 단말(101'), (101'')의 3차원 위치 정보를 얻을 수 있는 것이다. 이 때, 필요한 네트워크를 통해 전달되는 데이터는 매우 적어 통신에 부담을 주지 않으며, 신속한 정보의 취득이 가능한 장점을 갖는다.
결국, 이동 단말(101'), (101'')은 가시 위성의 시각 신호를 통해 이동 단말의 3차원 위치 정보를 결정한 이후, 비콘 신호를 수신하기 이전까지 관성 센서를 통해 이동 단말의 위치 변화를 추정할 수 있다. 그리고, 이동 단말(101'), (101'')은 위치 변화를 추정하는 중에 비콘 신호를 수신하면, 기지국으로부터 상기 비콘 신호를 송출하는 특정 장소의 제1 위치 정보를 수신할 수 있다. 이 때, 제1 위치 정보는 수신한 비콘 신호로부터 획득이 가능한 방식을 포함할 수 있다. 또한, 제1 위치 정보는 네트워크를 통해 수신이 가능한 방식을 포함할 수 있다.
그리고, 비콘 신호는 특정 장소의 좌표 정보를 포함하지 않은 서비스 정보만을 포함할 수 있다. 그리고, 이동 단말(101'), (101'')은 비콘 신호를 수신한 시점으로부터 사용자가 미리 설정한 목적지로의 진행 방향(이동 방향) 및 이동 속도에 따른 비콘 신호의 수신신호세기를 모니터링할 수 있다. 이동 단말(101'), (101'')은 모니터링한 수신신호세기의 변화를 통해 세기가 최대값이 존재하는 위치에서의 제2 위치 정보를 수신하거나 혹은 미리 제공받은 지도 정보를 이용하여 제2 위치 정보를 추정 할 수 있다. 이에 따른, 제2 위치 정보는, 기 설정된 목적지로의 이동 경로로부터 제1 위치 정보의 주변에 관한 지형 정보를 기반으로 산출이 가능한 방식을 포함할 수 있다. 또한, 제2 위치 정보는 제1 위치 정보를 기반으로 네트워크를 통해 이동 단말(101'), (101'')이 위치한 위치로부터 주변의 지형 정보를 획득하여 산출하는 방식을 포함할 수 있다.
이후, 이동 단말(101'), (101'')은 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보를 기반으로 이동 단말(101'), (101'')의 3차원 위치 정보를 보정함으로써, 가시 위성을 통해 결정된 3차원 위치 정보보다 적은 오차를 갖는 3차원 위치 정보를 확정할 수 있다. 또한, 이동 단말(101'), (101'')은 비콘 신호를 이용함으로써, 관성 센서가 갖는 위치 정보에 대한 누적 오차를 제거할 수 있다.
본 발명은 GPS로 대표되는 위성 항법 시스템과 추측 항법을 이용하기 위해 가시권 미확보로 인한 확정적 위치 정보 획득이 불가능한 시점으로부터 일정 시간이 경과 후 발생하는 추측 항법의 오차를 줄일 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 이동 단말이 수행하는 동작을 보다 자세히 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참고하면, 이동 단말(201)은 고층의 건물 사이를 이동하거나 또는 건물의 지하 주차장에서 운행하는 등의 위치 파악이 어려운 상황에서 현재 위치를 정확하게 파악하기 위한 방법을 제안할 수 있다.
여기서, 이동 단말(201)은 도 1에 도시된 상황을 기반으로 동작을 설명할 수 있다. 다시 말해, 이동 단말(201)은 가시 위성으로부터 수신한 시각 신호를 이용하여 이동 단말(201)의 3차원 위치 정보의 확보가 불가능한 고층 건물들(B1~B3) 사이에 위치한다고 가정할 수 있다. 여기서, 이동 단말(201)은 사용자가 직접 소지 가능하거나 또는 사용자의 자동차에 탑재된 형태로 존재할 수 있다.
그리고, 자동차에 탑재된 형태로 이동 단말(201)이 존재하는 경우, 이동 단말(201)은 자동차의 관성항법에 기초한 기 설정된 목적지로의 이동 경로에 따라 화살표로 표시된 진행 방향으로 진행하고 있다고 가정할 수 있다. 이 때, 이동 단말(201)는 시각 정보를 통해 결정된 3차원 위치 정보에 따른 좌표로부터 일정 시간이 지남에 따라 3차원 위치 정보에 오차가 누적되고, 이로 인한 신뢰도 있는 위치 정확도가 떨어질 수 있다.
이에 따라 이동 단말(201)은 위치 정확도를 유지하기 위하여 위치 정보 결정부(202), 위치 변화 추정부(203), 제1 위치 정보 수신부(204), 모니터링부(205), 제2 위치 정보 수신부(206) 및 위치 정보 보정부(207)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 위치 정보 결정부(202)는 위성 항법 기술 기반의 가시 위성으로부터 시각 신호를 수신하여 이동 단말의 3차원 위치 정보를 결정할 수 있다.
위치 변화 추정부(203)는 3차원 위치 정보가 결정된 이후, 3차원 위치 정보를 기준으로 비콘 신호(Beacon)를 수신하기 이전까지 관성 센서를 이용해 이동 단말(201)의 위치 변화를 추정할 수 있다. 이는 높은 건물들에 의해 3차원 위치 정보의 결정이 불가한 상황이 발생한 것에 대응하여 이동 단말의 위치를 지속적으로 추적하기 위한 것일 수 있다.
여기서, 위치 변화 추정부(203)는 차원 위치 정보를 기준으로 기 설정된 목적지로의 이동 경로에 따라 이동 단말이 이동했을 때의 위치 변화를 추정할 수 있다.
제1 위치 정보 수신부(204)는 위치 변화를 추정하는 중에 비콘 신호를 수신하면, 기지국으로부터 비콘 신호를 송출하는 특정 장소의 제1 위치 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로, 제1 위치 정보 수신부(204)는 기 설정된 목적지로의 이동 경로에 따라 위치가 이동하면서, 특정 장소에서 송출하는 비콘 신호를 수신할 수 있다. 이는 이동 단말(201)이 특정 장소에서 송출하는 비콘 신호의 서비스 범위에 진입하였다는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 비콘 신호는 특정 장소의 좌표 정보를 포함하지 않은 서비스 정보만을 포함할 수 있다.
그리고, 제1 위치 정보 수신부(204)는 비콘 신호를 수신하면, 기지국을 통해 비콘 신호를 송출한 특정 장소의 제1 위치 정보를 수신할 수 있다. 이때, 제1 위치 정보 수신부(204)는 서버로부터 특정 장소의 제1 위치 정보를 수신함으로써, 비콘 신호를 송출한 특정 장소의 물리적 좌표를 확인할 수 있다.
또한, 비콘 신호의 서비스 범위는 최대 50m 정도로 서버로부터 제공받은 특정 장소의 제1 위치 정보로부터 서비스 범위 만큼의 오차를 갖게 된다. 다시 말해, 이동 단말(201)은 3차원 위치 정보를 결정한 이후, 관성 센서를 통해 이동 단말의 위치 변화를 측정하는 것으로써, 결정된 3차원 위치 정보로부터의 상대적인 위치 변화를 측정하는 것이다. 그리고, 이동 단말(201)은 상대적인 위치 변화를 측정하는 과정에서 비콘 신호를 수신하게 되고, 비콘 신호는 특정 장소로부터 50M 정도의 서비스 범위를 가지게 됨에 따라 비콘 신호를 수신한 이동 단말(201)과 특정 장소 간에는 비콘 신호의 서비스 범위인 50m만큼의 오차가 발생하게 된다.
이후, 모니터링부(205)는 기 설정된 목적지로의 이동 경로에 따른 이동 단말의 이동 속도 및 이동 방향에 대응하는 위치 변화를 고려하여 비콘 신호의 수신 신호 세기를 모니터링할 수 있다. 다시 말해, 모니터링부는 도 1에 도시된 바와 같이 이동 단말이 탑재된 자동차가 화살표 방향의 이동 방향으로 진행하면서 비콘 신호의 수신신호세기(RSSI, Received Signal Strenth Indication)를 주기적으로 모니터링할 수 있다.
위치 정보 보정부(207)는 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보를 기반으로 상기 3차원 위치 정보를 보정할 수 있다. 구체적으로, 위치 정보 보정부(207)는 관성 센서을 통해 계산된 경도를 포함하는 위치 정보를 서버로부터 제공받은 특정 장소의 제1 위치 정보 및 비콘 신호의 RSSI가 최대지점이 되는 지점을 통해 얻어진 제2 위치 정보로 보정할 경우, 관성 시스템의 오차가 누적되는 것을 개선할 수 있다.
또한, 위치 정보 보정부(207)는 자동차를 이용하여 이동하고 있으므로 수신신호세기가 최대가 되는 지점에서 사람들이 지나다니는 차량과 인도 간에 이격된 거리 또는 인도에서 특정 장소 간에 이격된 거리 중 적어도 하나의 거리에 대한 지형 정보를 반영함으로써, 매우 오차가 적은 확정적 위치를 획득할 수 있다.
결국, 본 발명은 이러한 방식을 통해 기존 GPS가 제공하는 위치 정밀도보다 개선된 확정적 위치 정보 제공이 가능하며, 이를 위해, 이동 단말(201)은 특정 장소에서 제공한 비콘 신호를 통해 특정 장소의 제1 위치 정보를 획득하고, 획득한 제1 위치 정보를 따라 서버로부터 특정 장소의 좌표 정보를 제공받을 수 있다. 그리고, 이동 단말(201)은 이동 과정 중 수신된 비콘 신호의 세기를 검출하여 최대 수신 지역을 산출하며, 산출된 위치를 기반으로 추측 항법의 오차를 업데이트 한다.
또한, 본 발명은 비콘 신호에 서비스를 제공하는 특정 장소의 좌표 정보가 포함되어 있다면, 이동 단말(201)은 네트워크에 접속할 필요 없이 수신된 위치에서 수신신호세기를 측정함으로써 수신된 상점의 위치와 매우 근접한 위치 정보를 획득 할 수 있다. 이러한 오차가 적은 위치 정보는 추측 항법을 위해 얻어진 추측 위치와 비교를 통해 추측 항법의 오차 누적을 줄여줄 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 이동 단말의 위치 변화에 대응하여 비콘 신호의 수신 신호 세기를 모니터링하는 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 이동 단말(301)은 비콘 신호를 수신한 이후, 비콘 신호를 수신한 시점으로부터 사용자가 미리 설정한 목적지로의 진행 방향(이동 방향) 및 이동 속도에 따른 비콘 신호의 수신신호세기를 모니터링할 수 있다. 그리고, 이동 단말(301)은 모니터링한 수신신호세기의 변화를 통해 세기가 최대값이 존재하는 위치에서의 제2 위치 정보를 수신하거나 혹은 기 설정된 목적지로의 이동 결로 상의 지형 정보를 이용하여 추정할 수 있다. 여기서, 이동 단말(301)은 특정 장소(302)의 좌표 정보를 포함하는 제2 위치 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 이동 단말(301)은 모니터링한 비콘 신호의 수신 신호 세기가 최대값이 될 때의 제2 위치 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 이때, 제2 위치 정보는 보통 위도, 경도, 고도로 표시되며 도 1에서와 같이 위도 변화 없이 이동을 통해 경도만 변화할 경우, 최대 신호세기 수신 지점이 바로 특정 장소가 위치한 위치에 근접하게 된다.
도 4는 일실시예에 따른 비콘 신호의 수신 신호 세기가 최대값이 될 때의 제2 위치 정보를 수신하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 이동 단말(401)은 지하 및 지상 주차 빌딩을에서 동일 건물 내에 위치한 비콘 신호를 수신하게 될 경우, 앞에서 설명한 바와 같이 주행 중에 비콘 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 이동 단말(401)은 비콘 신호의 수신신호세기의 최대값이 되는 지점에서의 특정 장소의 좌표 정보를 포함하는 제2 위치 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 본 발명은 비콘 신호의 수신신호세기의 최대값을 통해 2차원적 수신신호세기와 3차원적 수신신호세기를 비교하게 될 수 있다. 그리고, 이는 관성 센서의 정보를 이용함으로써, 2차원적 수신신호세기와 3차원적 수신신호세기에 대한 구분이 가능하게 된다
즉, 이동 단말(401)은 도로를 직선 운행 중일 경우, 비콘 신호의 수신신호세기의 최대값이 되는 지점을 추출하고, 차량과 인도 간에 이격된 거리(405) 또는 인도에서 특정 장소 간에 이격된 거리(406) 중 적어도 하나의 거리가 고려하여 제2 위치 정보를 산정할 수 있다. 즉, 제2 위치 정보는 특정 장소의 좌표 정보로 차량과 인도 간에 이격된 거리(405) 또는 인도에서 특정 장소 간에 이격된 거리(406)가 반영된 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 지하 주차장이나 지상 주차장에서 1층 출구로 이동할 때 동일한 특정 장소의 비콘 신호를 수신할 경우, 관성 센서로부터 고도 및 이동, 회전 정보를 얻어 3차원 상에서 최대지점을 산출할 수 있다. 이렇게 얻어진 3차원 정보 중 서버를 통해 얻어진 상점의 위치정보와 최대지점값을 근사시키면 주차 공간을 나오기 전에 현재 위치 파악이 가능할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 높은 건물들이 밀집한 도심에서 두 개 이상의 비콘 신호를 수신할 때, 위치 정보의 정밀도를 향상시키는 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 이동 단말(501)은 하나 이상의 비콘 신호를 수신할 수 있으며, 이는 이동 단말(501)의 위치 정확도를 향상시킬 수 있다.
구체적으로 본 발명은 도 1에서와 같이 이동 경로 E를 따라 진행하는 이동 단말(501)에서 특정 장소 A1(502)에 위치한 비콘이 송출하는 비콘 신호를 수신하면, 기지국을 통해 특정 장소 A1(502)의 제1 위치 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 본 발명은 비콘 신호의 수신신호세기의 최대점을 이용하여 보다 정확한 위치 정보를 획득할 수 있다.
이후, 본 발명은 이웃한 특정 장소 A2(503)에 위치한 비콘을 통해 송출하는 비콘 신호를 동시에 수신할 경우, 새로 수신된 특정 장소 A2(503)의 비콘에 포함된 특정 장소 A2(503)의 제1 위치 정보를 이용하여 기지국을 통해 특정 장소 A2(503)의 제2 위치 정보를 획득할하여 두 비콘 신호의 수신신호 세기가 같은 지점을 통해 경도를 계산할 수 있다.
여기서, 두 비콘 신호의 송출 전력의 차이가 있을 경우, 두 비콘의 수신 전력이 같은 지점은 변화할 수 있으므로 수신한 두 개의 비콘 신호 중 크기가 더 센 신호에 대해 최대값을 찾고, 기지국으로부터 수신한 제2 위치 정보와와 수신신호 최대지점을 이용하여 이동 단말의 3차원 위치 정보를 결정할 수도 있다.
이상에서 설명한 비콘은 상점의 정보만 포함하고, 상점의 확정적 위치 정보를 포함하지 않은 경우에 대해 설명하였다. 위치 정보 서비스가 중요해지고 무선 기술을 통해 위치 정보가 포함된 비콘 서비스가 가능한 경우, 즉 기존에 설치된 WiFi용 AP 혹은 Bluetooth 비콘이 자신이 설치된 확정적 위치를 제공할 경우, 앞에서 설명한 네트워크를 통한 상점의 위치 정보를 가져오는 단계는 생략이 가능하다.
도 6은 일실시예에 따른 위치 정보 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계(601)에서 이동 단말은 위성항법 수신이나 다수의 전파 기술들을 접목하여 확정 위치를 산출하지 못하는 상황에서, 비콘 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 이동 단말은 특정 장소의 서비스 정보를 포함하는 수신한 비콘 신호를 수신할 수 있다.
단계(602)에서 이동 단말은 수신한 비콘 신호에 특정 장소를 나타내는 위치 정보를 포함하는지를 확인할 수 있다. 여기서 위치 정보는 비콘 신호를 송출한 특정 장소에 대한 제1 위치 정보를 의미할 수 있다.
비콘 신호에 위치 정보가 포함되지 않은 경우(단계(602): No), 단계(603)에서 이동 단말은 네트워크를 통해 비콘 신호를 송출하는 특정 장소의 제1 위치 정보를 수신할 수 있다. 다시 말해, 이동 단말은 특정 장소의 서비스 정보를 이용하여 네트워크를 통해 서버에 접속하여 특정 장소의 좌표 정보를 획득할 수 있다. 본 발명은 단계(602-603)의 과정을 거치면, 비콘 신호를 솔출하는 상점(특정 장소)의 위치 정보와 비콘 신호의 서비스 제공 범위 내에 존재하는 사용자의 위치가 정의될 수 있다.
비콘 신호에 위치 정보가 포함된 경우(단계(602): Yes), 단계(604)에서 이동 단말은 미리 설정한 목적지로의 이동 경로에 따라 위치가 이동되는 과정에서 비콘 신호에 대한 수신신호세기의 최대점을 산출할 수 있다.
단계(605)에서 이동 단말은 제2 위치 정보를 산출하기 위한 지형 정보를 포함하는지를 확인할 수 있다. 다시 말해, 이동 단말은 비콘 신호에 대한 수신신호세기의 최대점에서의 제1 위치 정보의 주변에 관한 지형 정보를 획득하였는지에 대한 여부를 확인할 수 있다.
지형 정보가 포함되어 있지 않은 경우(단계(605): No), 단계(606)에서 이동 단말은 네트워크를 통해 제2 위치 정보를 산출하기 위한 지형 정보를 수신할 수 있다.
지형 정보가 포함된 경우(단계(605): Yes), 단계(607)에서 이동 단말은 비콘 신호에 대한 수신 신호 세기가 최대가 되는 지점과 지형 정보를 이용하여 이동 단말의 위치인 제2 위치 정보를 산출할 수 있다. 다시 말해, 이동 단말은 수신신호세기가 최대가 되는 지점에서 사람들이 지나다니는 차량과 인도 간에 이격된 거리 또는 인도에서 특정 장소 간에 이격된 거리 중 적어도 하나의 지형 정보를 반영함으로써, 이동 단말의 제2 위치 정보를 산출할 수 있다.
단계(608)에서 이동 단말은 위성 항법 기반의 이동 단말의 3차원 위치 정보가 되는지를 판단할 수 있다.
파악되지 않은 경우(단계:608, NO), 단계(609)에서 이동 단말은 결정된 3차원 위치 정보를 이용하여 추측항법의 기준 위치를 산출하기 위한 확정적 위치의 초기값으로 사용할 수 있다.
파악된 경우(단계:608, YES), 단계(610)에서 이동 단말은 본 발명의 기술을 통해 얻어진 현재 위치를 이용하여 추측 항법의 위치 정보를 보정하는데 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
101', 101'': 이동 단말
102: 신호 발신기
103: 특정 장소

Claims (1)

  1. 이동 단말이 수행하는 위치 보정 방법에 있어서,
    위성 항법 기술 기반의 가시 위성으로부터 시각 신호를 수신하여 상기 이동 단말의 3차원 위치 정보를 결정하는 단계;
    상기 3차원 위치 정보를 기준으로 비콘 신호(Beacon)를 수신하기 이전까지 관성 센서를 이용해 상기 이동 단말의 위치 변화를 추정하는 단계;
    상기 위치 변화를 추정하는 중에 비콘 신호를 수신하여 비콘 신호를 송출하는 특정 장소의 제1 위치 정보를 획득하는 단계;
    상기 비콘 신호를 수신한 이후에 상기 제1 위치 정보를 기반으로 이동 단말의 위치 변화에 따른 상기 비콘 신호의 수신 신호 세기를 모니터링하는 단계;
    상기 모니터링한 비콘 신호의 수신 신호 세기가 최대값이 될 때의 제2 위치 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 수신한 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보를 기반으로 상기 3차원 위치 정보를 보정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 3차원 위치 정보, 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보는,
    상기 이동 단말의 3차원적 위치를 나타내는 위도, 경도, 고도로 표시되는 위치 정보 보정 방법.
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