KR20180110392A

KR20180110392A - 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법

Info

Publication number: KR20180110392A
Application number: KR1020170039853A
Authority: KR
Inventors: 김현
Original assignee: 현대엘리베이터주식회사
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-10-10

Abstract

본 발명은 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법에 관한 것으로, 비콘 기반 위치 측위 방법에 PDR 보정 및 자기장 위치 측위 기술을 조합한 하이브리드 기술을 스마트 기기에 적용하여 보다 정밀한 실내 측위가 이루어질 수 있도록 한 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해, 특정 건물 내에 위치한 사용자가 휴대한 스마트 기기를 통해 임의의 비콘 신호가 인식됨에 따라 비콘 기반의 위치 측위가 이루어지는 단계와; 상기 스마트 기기에서 인식된 비콘 신호 정보가 서버 측으로 전송된 후, 상기 서버에서 상기 비콘 기반 위치 측위의 정확도를 판단하는 단계와; 상기 스마트 기기에 내장된 자이로 센서(Gyro sensor)를 통해 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 측위가 이루어진 후, 이를 매개로 1차 측위 보정이 이루어지는 단계와; 상기 서버에서 비콘 및 PDR 기반의 1차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계와; 상기 스마트 기기의 마그네틱 센서를 통해 자기장 측위가 이루어진 후, 이를 매개로 2차 측위 보정이 이루어지는 단계와; 상기 서버에서 비콘과 PDR 및 자기장 기반의 2차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계 및; 상기 서버에서 상기 비콘 기반 위치 측위 값과, 상기 비콘 및 PDR 기반의 1차 측위 보정 값과, 상기 비콘과 PDR 및 자기장 기반의 2차 측위 보정 값의 병합 연산을 통해 최종 측위 결과가 연산되는 단계;의 과정을 거쳐 제어가 이루어지게 된다.

Description

스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법{HYBRID LOCATION POSITIONING METHOD FOR INDOOR LOCATION MEASUREMENT BASED ON SMART DEVICE}

본 발명은 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비콘 기반의 위치 측위 방법에 PDR 보정 및 자기장 위치 측위 기술을 조합하여 스마트 기기를 매개로 정밀한 실내 측위가 가능하도록 한 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법에 관한 것이다.

최근, 특정 건물 내 사용자의 위치를 기반으로 하는 서비스가 점차 증대되고 있으며, 상술한 바와 같은 서비스는 가까운 미래에 보다 활성화 될 것으로 예측되고 있다.

일반적으로, 실내 측위 기술은 실외 측위 기술과는 달리 건물의 구조 및 재료 등에 따라 측위 방법이 상당히 까다롭고 난이도가 높은 특징을 갖는다.

현재, 가장 널리 사용되는 측위 방법으로는 비콘을 기반으로 하는 RSSI 신호 분석 연산방법이 있는데, 이는 RSSI 신호의 특성상 공간 구조 및 재료 등에 따른 편차가 크게 발생되므로, 이를 보완하기 위한 방법을 필요로 하게 된다.

이에, 스마트 기기에 내장되어 있는 자이로 센서를 이용하여 방향 및 이동 속도를 연산함에 따라, 상기 RSSI 신호의 편차를 보정하는 방법이 사용되기도 한다.

그러나, 상술한 바와 같은 비콘 및 자이로 센서를 이용하는 종래의 측위방법은 정밀도 및 정확도에 있어서 신뢰성을 보장하기가 어려운 문제점이 발생하게 되었으며, 이에 정밀도 및 정확도의 개선이 꾸준히 요구되고 있는 실정이다.

국내 등록특허 제10-1680151호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 비콘 기반 위치 측위 방법에 PDR 보정 및 자기장 위치 측위 기술을 조합한 하이브리드 기술을 스마트 기기에 적용하여 보다 정밀한 실내 측위가 이루어질 수 있도록 한 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법은, 특정 건물 내에 위치한 사용자가 휴대한 스마트 기기를 통해 임의의 비콘 신호가 인식됨에 따라 비콘 기반의 위치 측위가 이루어지는 단계와; 상기 스마트 기기에서 인식된 비콘 신호 정보가 서버 측으로 전송된 후, 상기 서버에서 상기 비콘 기반 위치 측위의 정확도를 판단하는 단계와; 상기 스마트 기기에 내장된 자이로 센서(Gyro sensor)를 통해 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 측위가 이루어진 후, 이를 매개로 1차 측위 보정이 이루어지는 단계와; 상기 서버에서 비콘 및 PDR 기반의 1차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계와; 상기 스마트 기기의 마그네틱 센서를 통해 자기장 측위가 이루어진 후, 이를 매개로 2차 측위 보정이 이루어지는 단계와; 상기 서버에서 비콘과 PDR 및 자기장 기반의 2차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계 및; 상기 서버에서 상기 비콘 기반 위치 측위 값과, 상기 비콘 및 PDR 기반의 1차 측위 보정 값과, 상기 비콘과 PDR 및 자기장 기반의 2차 측위 보정 값의 병합 연산을 통해 최종 측위 결과가 연산되는 단계의 과정을 거쳐 제어가 이루어지는 것;을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 비콘 기반 위치 측위의 정확도를 판단하는 단계와, 상기 1차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계와, 상기 2차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계에서는 그 정확도의 판단 결과 값이 각각 1차 판단 DB와 2차 판단 DB 및 3차 판단 DB에 저장되며, 상기 최종 측위 결과는 상기 1차 판단 DB 내지 3차 판단 DB에 저장된 데이터의 병합 연산을 통해 산출되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 비콘 기반 위치 측위 방법에 PDR 보정 및 자기장 위치 측위 기술을 조합한 하이브리드 기술로 스마트 기기를 통한 실내 측위방법을 제공하므로서, 종래의 실내 측위 결과에 비해 보다 정밀한 실내 측위가 가능해지는 효과가 있게 되며, 이러한 실내 측위 기술을 기반으로 하는 매우 다양한 서비스에 인프라 기술로 활용할 수가 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법이 적용되는 개략적인 시스템 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법을 나타내는 플로우차트이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법은, 비콘 기반 위치 측위 방법에 PDR 보정 및 자기장 위치 측위 기술을 조합한 하이브리드 기술을 스마트 기기에 적용하여 보다 정밀한 실내 측위가 가능하도록 구현된다.

이를 위해, 본 발명에 따른 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법이 적용되는 시스템 구성은, 특정 건물 내 일정 지점에 설치되는 다수 개의 비콘(1~n)(10)과, 사용자가 휴대하는 스마트 기기(20) 및, 위치 측위 서비스의 제공을 위해 구비되는 서버(30) 등을 포함하여 구성된다.

상기 비콘(10)은 해당 건물 내 일정 지점에 다수 개가 설치되어, 각각의 비콘(10)이 설치된 위치에 따른 RSSI(RF 값)를 발생시키게 된다.

상기 스마트 기기(20)는 사용자가 휴대하는 공지의 스마트폰으로서, 상기 비콘(10) 및 서버(30)와 통신부(22)를 매개로 무선통신을 수행하는 한편, PDR 측위를 위한 자이로 센서(24) 및 자기장 측위를 위한 마그네틱 센서(26)가 구비되어 구성된다.

상기 서버(30)는 해당 건물 내 또는 원격지에 설치되어 상기 스마트 기기(20)와 통신을 수행하면서, 상기 스마트 기기(20)로부터 전송되는 정보 및 DB에 저장된 각종 데이터를 이용한 연산과정을 통해 각 스마트 기기(20)에 대한 정밀한 위치 측위를 수행하는 기능을 제공하도록 구성된다.

이어, 본 발명에 따른 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법에 대해 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법은, 특정 건물 내에 구비된 다수 개의 비콘(10) 신호가 사용자가 휴대한 스마트 기기(20) 측에 인식됨에 따라 비콘 기반의 위치 측위가 이루어지게 된다(S 1).

이때, 상기 다수 개의 비콘(10)은 각 비콘의 위치별로 RSSI(RF 값)가 측정된 후 상기 서버(30)에 비콘별 DB 테이블이 제작되어 저장되게 되며, 또한 각 비콘(10)의 RSSI DB는 비콘이 설치된 구역의 평면도에 매칭되도록 이루어진다.

또, 상기 각 비콘(10)의 RSSI DB와 평면도로 이루어진 도면의 매칭 후에는 각 비콘(10) 간의 거리 및 이동 가능한 지점의 계산 값이 DB로 생성되어 Lookup Table이 만들어지게 된다.

상기 스마트 기기(20)에서 인식된 비콘 신호 정보가 서버(30) 측으로 전송된 후, 상기 서버(30)에 저장된 DB를 기초로 상기 비콘 기반 위치 측위의 정확도를 판단하는 과정이 진행되게 되며, 상기 정확도의 판단 결과 값은 1차 판단 DB로 저장되게 된다(S 2 및 S 3).

그 후, 상기 스마트 기기(20)에 내장된 자이로 센서(Gyro sensor)(24)를 통해 방향 및 속도의 연산을 위한 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 측위가 이루어진 후에는 이를 기초로 1차 측위 보정이 이루어지게 된다(S 4).

즉, 실제 비콘(10)의 RSSI 값을 측정한 후 상기 PDR 결과 값을 상기 DB로 생성된 값과 비교하여 오차 값이 최소화되도록 보정이 이루어지게 된다.

또, 상기 서버(30)에서는 상기 비콘(10) 및 PDR 기반의 1차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 과정이 수행되게 되며, 상기 정확도의 판단 결과 값은 2차 판단 DB로 저장되게 된다(S 5 및 S 6).

그리고, 상기 스마트 기기(20)의 마그네틱 센서(26)를 통해 자기장 측위가 이루어진 후, 절대좌표의 연산을 위한 2차 측위 보정이 이루어지게 되는데(S 7), 이는 위치별로 위도 및 경도 형태의 자기장 값이 측정된 후 상기 서버(30)에 DB로 생성되어 자기장 별로 DB 테이블이 제작되고, 자기장 값이 평면도에 매칭되게 된다. 또한 자기장 값과 평면도로 이루어진 도면의 매칭 후에는 각 거리 및 이동 가능한 지점이 계산되어 DB로 생성되는 Look Table이 만들어지게 되며, 이를 통한 2차 측위 보정은 상기 1차 보정 값과 자기장 값의 비교를 통해 오차 값이 최소화될 수 있게 된다.

또, 상기 서버(30)에서는 상기 비콘(10)과 PDR 및 자기장 기반의 2차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 과정이 수행되게 되며, 상기 정확도의 판단 결과 값은 3차 판단 DB로 저장되게 된다(S 8 및 S 9).

최종적으로 상기 서버(03)에서는 상기 비콘 기반 위치 측위 값과, 상기 비콘 및 PDR 기반의 1차 측위 보정 값과, 상기 비콘과 PDR 및 자기장 기반의 2차 측위 보정 값이 각각 저장된 1차 판단 DB 내지 3차 판단 DB에 저장된 데이터의 병합 연산을 통해 최종 측위 결과가 산출될 수 있게 된다(S 10).

한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.

10: 비콘, 20: 스마트 기기,
22: 통신부, 22: 자이로 센서,
24: 마그네틱 센서, 30: 서버.

Claims

특정 건물 내에 위치한 사용자가 휴대한 스마트 기기를 통해 임의의 비콘 신호가 인식됨에 따라 비콘 기반의 위치 측위가 이루어지는 단계와;
상기 스마트 기기에서 인식된 비콘 신호 정보가 서버 측으로 전송된 후, 상기 서버에서 상기 비콘 기반 위치 측위의 정확도를 판단하는 단계와;
상기 스마트 기기에 내장된 자이로 센서(Gyro sensor)를 통해 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 측위가 이루어진 후, 이를 매개로 1차 측위 보정이 이루어지는 단계와;
상기 서버에서 비콘 및 PDR 기반의 1차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계와;
상기 스마트 기기의 마그네틱 센서를 통해 자기장 측위가 이루어진 후, 이를 매개로 2차 측위 보정이 이루어지는 단계와;
상기 서버에서 비콘과 PDR 및 자기장 기반의 2차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계 및;
상기 서버에서 상기 비콘 기반 위치 측위 값과, 상기 비콘 및 PDR 기반의 1차 측위 보정 값과, 상기 비콘과 PDR 및 자기장 기반의 2차 측위 보정 값의 병합 연산을 통해 최종 측위 결과가 연산되는 단계의 과정을 거쳐 제어가 이루어지는 것;을 특징으로 하는 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법.
제 1항에 있어서,
상기 비콘 기반 위치 측위의 정확도를 판단하는 단계와, 상기 1차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계와, 상기 2차 측위 보정 결과에 대한 정확도를 판단하는 단계에서는 그 정확도의 판단 결과 값이 각각 1차 판단 DB와 2차 판단 DB 및 3차 판단 DB에 저장되며, 상기 최종 측위 결과는 상기 1차 판단 DB 내지 3차 판단 DB에 저장된 데이터의 병합 연산을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 스마트기기 기반의 실내 위치 측정을 위한 하이브리드 위치 측위 방법.