KR20180122120A - 측위 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20180122120A
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광운대학교 산학협력단
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Abstract

측위 장치 및 그 제어 방법가 게시 된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 외부 무선 통신 장치와 무선 신호를 송수신하는 통신부 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신부를 통해 외부의 식별 정보 발신 장치의 무선 신호를 수신하고, 상기 무선 신호에 포함된 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 획득하고, 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 정보인 고유 위치 정보와 상기 획득된 식별 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하되, 상기 식별 정보 발신 장치는, 외부로부터 수신된 무선 신호를 전기적 신호로 변환하고, 상기 전기적 신호에 대하여 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 포함시키는 변조를 수행하고, 상기 변조된 전기적 신호를 무선 신호의 형태로 발신하는 장치인 것을 특징으로 하는 측위 장치가 제공될 수 있다.

Description

측위 장치 및 그 제어 방법{LOCALIZATION APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 측위 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후방 산란 변조에 기초한 무선 신호를 이용하여 측위를 수행하는 측위 장치에 관한 것이다.
최근 IoT 센서 네트워크 시장의 발전으로 사용자의 위치를 파악하여 적절한 서비스를 제공하게 하는 위치 기반 서비스(Location-Based Service, LBS) 기술이 대두되고 있다. 특히 위치 기반 서비스를 위한 핵심 기술 중 하나인 측위 기술(Location Determination Technology, LDT)과 관련하여, 사용자의 정확한 위치를 파악하기 위한 측위 정밀도 향상에 관한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
기존의 측위 기술은 GPS 신호에 기반한다. 따라서, GPS 신호의 수신이 어려운 실내 또는 빌딩 등의 장애물이 많은 지역에서의 측위 정확도가 문제 된다. 이를 해결하기 위한 방안으로, GPS 신호가 아닌 다른 종류의 무선 신호를 이용하는 방안이 검토되고 있다. 하지만, 대부분의 기술들은 수신된 무선 신호에 대한 전처리 또는 후처리를 통해 측위 성능의 향상을 도모하거나, 측위용 무선 신호를 발신하는 장치의 수를 증가시키는 방식 등에 집중되어있다.
전술한 방식들 중 별도로 측위용 무선 신호를 발신하는 장치들을 활용하는 경우, 이들 장치들은 별도의 전원을 필요로 하기 때문에 비용 및 관리 등 여러 가지 측면에서 문제가 있다. 또한, 단순하게 상기 장치의 수를 증가시킨다고 해서 측위의 정확도가 선형적으로 증가하는 것이 아니기 때문에 측위 정확도 개선 효과가 미미하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 실내 또는 실외 등 장소에 무관하게 활용될 수 있는 고정밀 측위 기법을 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르면, 측위 장치에 있어서, 외부 무선 통신 장치와 무선 신호를 송수신하는 통신부; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신부를 통해 외부의 식별 정보 발신 장치의 무선 신호를 수신하고, 상기 무선 신호에 포함된 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 획득하고, 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 정보인 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하되, 상기 식별 정보 발신 장치는, 외부로부터 수신된 무선 신호에 대한 변조를 수행하여 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 발신하는 장치인 것을 특징으로 하는 측위 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 통신부를 통해 복수의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하되, 상기 각 무선 신호의 세기 및 상기 개별 식별 정보에 대응하는 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출한다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 통신부를 통해 적어도 하나의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하되, 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출한다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측정 장치의 위치의 범위를 결정하고, 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 위치의 범위 내 상기 측정 장치의 위치를 결정한다.
여기서, 상기 고유 위치 정보는 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표이고, 상기 프로세스는 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 측정 장치의 위치 좌표를 결정한다.
여기서, 후방 산란 변조(backscattering modulation)에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 외부 무선 통신 장치인 논-백스캐터링(non-backscattering) 장치에 대하여, 상기 고유 위치 정보는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 논-백스캐터링 장치의 위치를 나타내는 정보를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 논-백스캐터링 장치의 무선 신호를 상기 통신부를 통해 더 수신하고, 상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호로부터 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보를 획득하며, 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 백스캐터링 기반 위치 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 논-백스캐터링 기반 위치에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출한다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 백스캐터링 기반 위치와 상기 논-백스캐터링 기반 위치 사이의 거리가 기 설정된 거리 차이 이상인 경우, 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 방식을 결정한다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 획득한 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 1 측위를 수행하고, 상기 획득한 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 논-백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 2 측위를 수행한다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상이고 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합 이상이면 상기 제 1 측위를 수행하고, 상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합보다 작으면 상기 제 2 측위를 수행한다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 1 가중치를 결정하고, 상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 2 가중치를 결정하고, 상기 제 1 가중치가 적용된 백스캐터링 기반 위치 및 상기 제 2 가중치가 적용된 논-백스캐터링 기반 위치의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 측위 장치의 제어 방법에 있어서, 외부의 식별 정보 발신 장치의 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 무선 신호에 포함된 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 획득하는 단계; 및 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 정보인 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계를 포함하되, 상기 식별 정보 발신 장치는, 외부로부터 수신된 무선 신호에 대한 변조를 수행하여 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 발신하는 장치인 것을 특징으로 하는 제어 방법이 제공될 수 있다.
여기서, 상기 무선 신호를 수신하는 단계는 복수의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 식별 정보를 획득하는 단계는 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하고, 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 각 무선 신호의 세기 및 상기 개별 식별 정보에 대응하는 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출한다.
여기서, 상기 무선 신호를 수신하는 단계는 적어도 하나의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 식별 정보를 획득하는 단계는 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하고, 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출한다.
여기서, 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측정 장치의 위치의 범위를 결정하고, 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 위치 좌표의 범위 내 상기 측정 장치의 위치를 결정한다.
여기서, 상기 고유 위치 정보는 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표이고, 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 측정 장치의 위치 좌표를 결정한다.
여기서, 후방 산란 변조(backscattering modulation)에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 외부 무선 통신 장치인 논-백스캐터링(non-backscattering) 장치에 대하여, 상기 고유 위치 정보는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 논-백스캐터링 장치의 위치를 나타내는 정보를 더 포함하고, 상기 무선 신호를 수신하는 단계는 논-백스캐터링 장치의 무선 신호를 더 수신하고, 상기 식별 정보를 획득하는 단계는 상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호로부터 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보를 획득하며, 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 백스캐터링 기반 위치 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 논-백스캐터링 기반 위치에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출한다.
여기서, 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는, 상기 백스캐터링 기반 위치와 상기 논-백스캐터링 기반 위치 사이의 거리가 기 설정된 거리 차이 이상인 경우, 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 방식을 결정한다.
여기서, 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는, 상기 획득한 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 1 측위를 수행하고, 상기 획득한 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 논-백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별한다.
여기서, 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는, 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상이고 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합 이상이면 상기 제 1 측위를 수행하고, 상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합보다 작으면 상기 제 2 측위를 수행한다.
여기서, 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는, 상기 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 1 가중치를 결정하고, 상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 2 가중치를 결정하고, 상기 제 1 가중치가 적용된 백스캐터링 기반 위치 및 상기 제 2 가중치가 적용된 논-백스캐터링 기반 위치의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 기초한 측위를 수행할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따르면 측위의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 별도의 전원이 필요 없는 백스캐터링 장치(예를 들어, 식별 정보 발신 장치)를 통해 관리가 용이한 측위 시스템을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 백스캐터링 장치(예를 들어, 식별 정보 발신 장치) 또는 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서의 측위를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 주변 환경의 변화 또는 위치의 변화에 대응한 측위를 능동적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 측위 장치 및 식별 정보 발신 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 측위 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 후방 산란 변조 기법(backscattering modulation, 백스캐터링 변조 기법)을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 측위 방식을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보, 고유 위치 정보 및 무선 신호의 세기를 이용한 측위 방식을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보의 조합을 이용한 측위 방식을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보의 조합 및 무선 신호의 세기 비율을 이용한 측위 방식을 나타낸 도면이다.
도 8은 식별 정보의 조합에 따른 위치 좌표의 범위를 나타낸 도면이다.
도 9는 식별 정보의 조합 및 무선 신호의 세기 비율에 따른 위치를 나타낸 도면이다.
도 10은 식별 정보 발신 장치와 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서의 측위 방식을 나타낸 도면이다.
도 11은 식별 정보 발신 장치와 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서의 측위 방식의 다른 실시 예 나타낸 도면이다.
도 12는 식별 정보 발신 장치와 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서의 측위 방식의 또 다른 실시 예 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 측위 장치의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 측위 시스템의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명은 측위 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후방 산란 변조에 기초한 무선 신호를 이용하여 측위를 수행하는 측위 장치에 관한 것이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 측위 장치(100) 및 식별 정보 발신 장치(200)를 나타낸 도면이다.
도 1(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 측위 장치(100)를 나타낸 것으로, 도 1(a)에 따르면, 측위 장치(100)는 프로세서(110) 및 통신부(120)를 포함할 수 있다. 본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 측위 장치(100)의 복수의 구성 요소가 하나로 통합되거나 일부의 구성 요소가 생략될 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 측위 장치(100)는 포터블 네비게이션 디바이스, 스마트폰, 태블릿, 노트북, 웨어러블 디바이스(예를 들어, 스마트워치 등) 등의 휴대용 디바이스이거나 고정된 상태로 운용되는 개인용 컴퓨터, 서버, 거치형 네비게이션 디바이스 등일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
통신부(120)는 외부 통신 장치와 통신을 수행할 수 있다. 특히, 통신부(120)는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 이를 통해 외부의 무선 통신 장치와 무선 신호를 송수신할 수 있다.
통신부(120)는 다양한 방식의 무선 통신을 수행할 수 있으며, 예를 들어 무선랜, 블루투스, NFC, 지그비(ZigBee) 등의 근거리 무선 통신 또는 기타 데이터 통신(예를 들어, LTE 등)을 수행할 수 있다. 하지만 통신부(120)의 무선 통신 방식은 이에 한정되지 않는다. 그리고, 통신부(120)는 후방 산란 변조(backscattering modulation)된 무선 신호도 수신할 수 있다.
후술하는 프로세서(110)는 상기 통신부(120)를 통해 수신한 무선 신호의 세기를 산출할 수 있으며 무선 신호의 세기에 따른 RSSI(received signal strength indicator) 값을 획득할 수도 있다. 또한, 프로세서(110)는 통신부(120)를 통해 수신한 무선 신호의 전송 시간에 관한 정보를 획득할 수도 있다. 또한, 프로세서(110)는 통신부(120)를 통해 수신한 무선 신호로부터 상기 무선 신호를 발신한 외부 무선 통신 장치의 식별 정보를 획득할 수도 있다.
프로세서(110)는 측위 장치(100)의 전반적인 작동을 제어한다. 프로세서(110)는 각종 데이터와 신호의 연산 및 처리를 수행하고 측위 장치(100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다. 프로세서(110)는 반도체 칩 또는 전자 회로 형태의 하드웨어로 구현되거나 상기 하드웨어를 제어하는 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 상기 하드웨어와 상기 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수도 있다.
측위 장치(100)는 전술한 구성 요소 외에도, 실시하는 방식에 따라서 정보를 저장하는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 프로세서(110)의 제어에 의해 외부 무선 통신 장치의 식별 정보에 대응하는 위치를 나타내는 정보인 고유 위치 정보를 저장할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(110)는 상기 통신부(120)를 통해 외부의 식별 정보 발신 장치의 무선 신호를 수신하고, 상기 무선 신호에 포함된 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 획득하고, 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 정보인 고유 위치 정보와 상기 획득된 식별 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다.
도 1(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보 발신 장치(200)를 나타낸 것으로, 도 1(b)에 따르면, 식별 정보 발신 장치(200)는 프로세서(210) 및 통신부(220)를 포함 할 수 있다. 본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 측위 장치(100)의 복수의 구성 요소가 하나로 통합되거나 일부의 구성 요소가 생략될 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보 발신 장치(200)는 비콘(beacon) 등의 무선 신호 발신 장치, RFID 태그 또는 기타 무선 신호에 기반한 에너지 하베스팅 단말 등의 형태로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
식별 정보 발신 장치(200)의 프로세서(210) 및 통신부(220)는 측위 장치(100)의 프로세서(110) 및 통신부(120)에 대응하는 구성일 수 있으나, 본 발명을 실시하는 방식에 따라서 서로 대응하는 구성 간 구체적인 작동 방식은 서로 상이할 수 있다.
통신부(220)는 무선 신호를 송수신할 수 있다. 통신부(220)는 안테나(222)를 포함할 수 있으며, 상기 안테나(222)를 통해 전파 형태의 무선 신호를 전기적 신호로 변환하거나 전기적 신호를 전파의 형태로 변환할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 통신부(220)는 무선랜, 블루투스 등의 근거리 통신 방식에 따른 무선 신호를 수신하고, 후술하는 프로세서(210)에 의해 변조된 무선 신호를 발신할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
프로세서(210)는 식별 정보 발신 장치(200)의 작동을 제어할 수 있다. 프로세서(210)는 전술한 통신부(220)를 통해 획득된 전기적 신호(전파 형태의 무선 신호가 변환된 신호)에 대한 변조를 수행할 수 있다. 프로세서(210)는 상기 변조를 통해 식별 정보 발신 장치(200)의 식별 정보가 포함된 전기적 신호를 생성하고, 상기 통신부(220)를 통해 상기 식별 정보가 포함된 무선 신호를 발신할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 변조 방식은 후방 산란 변조(backscattering modulation) 방식일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 변조 방식이 후방 산란 변조 방식인 경우, 식별 정보 발신 장치(200)는 백스캐터링 장치로 명명될 수도 있다. 후방 산란 변조에 대한 상세한 설명은 도 3에서 다루도록 한다. 프로세서(210)는 반도체 칩 또는 전자 회로 형태의 하드웨어로 구현되거나 상기 하드웨어를 제어하는 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 상기 하드웨어와 상기 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수도 있다.
식별 정보 발신 장치(200)의 프로세서(210)는 통신부(220)를 통해 수신된 무선 신호의 전기 에너지에 기반하여 작동할 수 있으며, 이에 따라 별도의 전원 공급 수단이 없어도 전술한 변조 등을 수행할 수 있다. 이러한 식별 정보 발신 장치(200)의 구조는 측위 시스템 구현시 비용 및 관리의 측면에서 이점을 가진다고 할 수 있다.
본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 식별 정보 발신 장치(200)는 식별 정보 발신 장치(200)에 전력(또는 전기 에너지)을 공급하는 전원부(미도시) 또는 무선 신호로부터 변환된 전기적 신호의 전기 에너지를 저장하는 전력 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 식별 정보 발신 장치(200)는 상기 전원부 또는 전력 저장부의 전기 에너지에 기초하여, 외부로부터 수신된 무선 신호가 없어도 자체적으로 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 생성/발신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 측위 시스템(1000)을 나타낸 도면이다. 도 2의 측위 시스템(1000)은 측위 장치(100), 적어도 하나의 식별 정보 발신 장치(200_1 내지 200_4) 및 측위 서버(400)를 포함할 수 있다. 측위 장치(100) 및 식별 정보 발신 장치(200)에 대한 설명은 도 1의 설명과 중복되므로 생략하도록 한다.
측위 서버(400)는 유선 또는 무선 통신을 수행하는 통신부(미도시), 정보를 저장하는 저장부(미도시) 및 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 측위 서버(400)의 저장부는 특히 무선 통신 장치(또는 식별 정보 발신 장치를 포함하는 외부 무선 통신 장치)의 식별 정보에 대응하는 무선 통신 장치의 위치를 나타내는 고유 위치 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 고유 위치 정보는 제 1 식별 정보 발신 장치(200_1)의 식별 정보에 대응하는 위치 좌표 (x1, y1), 제 2 식별 정보 발신 장치(200_2)의 식별 정보에 대응하는 위치 좌표 (x2, y2), 제 3 식별 정보 발신 장치(200_3)의 식별 정보에 대응하는 위치 좌표 (x3, y3) 및 제 4 식별 정보 발신 장치(200_4)의 식별 정보(ID)에 대응하는 위치 좌표 (x4, y4)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고유 위치 정보는 식별 정보 및 상기 식별 정보에 따른 GPS 좌표의 조합을 포함하는 정보일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
한편, 본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 상기 고유 식별 정보는 후방 산란 변조(backscattering modulation)에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 외부 무선 통신 장치인 논-백스캐터링(non-backscattering) 장치의 식별 정보에 대응하는 위치를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 고유 식별 정보는 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표일 수 있으나 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보 발신 장치(200_1 내지 200_4)는 실내 또는 실외에 설치될 수 있다. 전술한 실시 예에 따라, 식별 정보 발신 장치가 별도의 전원부 등의 구성을 포함하지 않는 경우, 매우 저렴한 비용으로 생산될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보 발신 장치는 구조가 단순하기 때문에 타 액세스 포인트 또는 비콘 등에 비해 내구성이 뛰어나고 물 또는 습기에 강하다. 즉, 식별 정보 발신 장치에 대한 별도의 관리가 필요 없다. 또한. 식별 정보 발신 장치는 구조가 단순하고 생산 비용이 저렴하기 때문에 대량 생산될 수 있다. 이러한 식별 정보 발신 장치는 서로 무선 신호의 간섭이 발생되지 않는 거리 범위(예를 들어, 2~3 m)에 따라 타 측위를 위한 신호 발생 장치 대비 조밀하게 설치될 수 있다.
측위 장치(100)는 각 식별 정보 발신 장치(200_1 내지 200_4)가 발신하는 무선 신호를 수신할 수 있다. 도 2에 따르면, 측위 장치(100)가 제 4 식별 정보 발신 장치(200_4)로부터 무선 신호(bs)를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 무선 신호(bs)는 제 4 식별 정보 발신 장치(200_4)가 후방 산란 변조 방식에 따라 생성한 무선 신호일 수 있으며, 제 4 식별 정보 발신 장치(200_4)의 식별 정보(ID)를 포함할 수 있다.
측위 장치(100)는 수신한 무선 신호(bs)로부터 식별 정보(ID)를 획득할 수 있으며, 상기 식별 정보(ID)에 기반하여 측위 장치(100)의 위치를 판별할 수 있다. 도 2에 따르면, 측위 장치(100)는 획득한 식별 정보(ID)를 측위 서버(400)로 전송할 수 있으며, 측위 서버(400)는 고유 위치 정보를 참조하여 식별 정보(ID)에 대응하는 위치 정보(또는 위치 좌표)(loc)를 측위 장치(100)로 전송할 수 있다. 측위 장치(100)는 수신한 위치 정보(loc)를 통해 측위 장치(100)가 위치 좌표 (x4, y4) 또는 위치 좌표 (x4, y4)의 인근(예를 들어, (x4, y4)로부터 기 설정된 거리 범위 이내)에 위치하는 것으로 판별할 수 있다. 또 다른 방식으로, 측위 장치(100)가 별도의 정보 저장 수단을 포함하는 경우, 상기 정보 저장 수단에 고유 위치 정보를 저장할 수 있으며, 식별 정보를 획득한 즉시 내부에 저장된 고유 위치 정보를 참조하여 측위 장치(100)의 위치를 판별할 수도 있다. 이와 유사한 방식으로, 고유 위치 정보를 동, 구, 시 등의 단위로 분할한 부분 고유 위치 정보가 존재하는 상황을 가정할 수 있으며, 측위 장치(100)가 특정 동/구/시에 진입하는 경우, 진입하는 지역의 부분 고유 위치 정보 및 획득한 식별 정보에 기초하여 효율적인 측위를 수행할 수 있다.
한편, 도 2에서는 후방 산란 변조에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 무선 통신 장치인 논-백스캐터링 장치가 생략되었으나, 본 발명의 실시 예에 따른 측위 시스템(1000)은 논-백스캐터링 장치의 무선 신호를 함께 이용한 측위를 수행할 수도 있다. 식별 정보 발신 장치와 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서의 측위는 도 10 내지 도 12를 통해 상세하게 설명하도록 한다.
또한, 도 2에서는 측위 장치(100)가 하나의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 수신하는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 복수의 식별 정보 발신 장치의 무선 신호에 기초한 측위 역시 수행할 수 있다. 측위 장치(100)가 복수의 식별 정보 발신 장치의 무선 신호에 기초하여 측위를 수행하는 방식에 대해서는 도 5 내지 도 9에서 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 후방 산란 변조 기법(backscattering modulation, 백스캐터링 변조 기법)을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 식별 정보 발신 장치는 외부로부터 수신된 무선 신호에 대한 변조를 수행하여 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 발신하는 장치일 수 있다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 식별 정보 발신 장치는 외부로부터 수신된 무선 신호를 전기적 신호로 변환하고, 상기 전기적 신호에 대하여 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 포함시키는 변조를 수행하고, 상기 변조된 전기적 신호를 무선 신호의 형태로 발신할 수 있다. 여기서, 상기 식별 정보 발신 장치가 수행하는 변조는 후방 산란 변조 기법일 수 있다.
후방 산란 변조 기법은 무선 신호 또는 무선 신호에 따른 전기적 신호가 가해지는 전자 회로의 임피던스를 조정함으로써 임피던스의 정합 및 부정합을 유발하거나 임피던스가 정합되는 정도를 조정하고, 상기 임피던스의 정합 및 부정합(또는 임피던스가 정합되는 정도)에 따른 반사파 유무를 통해 특정 신호를 생성하는 기법을 의미할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보 발신 장치는 전술한 후방 산란 변조 기법을 통해 외부로부터 수신한 무선 신호 또는 상기 무선 신호에 따른 전기적 신호를 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보로 변환할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시 예에서는 이러한 후방 산란 변조 기법에 따라 변조된 무선 신호를 발신하지 않는 무선 통신 장치를 논-백스캐터링 장치로 명명한다.
도 3에서 식별 정보 발신 장치(200)는 외부의 타 무선 통신 장치(500_1 내지 500_3)의 무선 신호 ws1 내지 ws3를 수신하고, 수신된 무선 신호에 기초한 후방 산란 변조를 수행함으로써 후방 산란 변조된 무선 신호 bs를 생성 및 발신할 수 있다. 여기서 외부의 타 무선 통신 장치(500_1 내지 500_3)는 타 식별 정보 발신 장치 또는 후방 산란 변조에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 무선 통신 장치인 논-백스캐터링 장치일 수 있다. 또한, 상기 무선 신호 ws 1 내지 ws3 및 wsD는 기 설정된 주파수(예를 들어, 각 무선 통신 방식에서 이용되는 주파수 대역 중 기저 대역 주파수(baseband frequency))를 이용하는 톤(tone) 신호일 수 있으나 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 외부의 타 무선 통신 장치(500_1 내지 500_3)는 무선랜의 액세스 포인트 또는 블루투스 신호 발신기 등일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 후방 산란 변조된 무선 신호(bs)는 식별 정보 발신 장치(200)의 식별 정보(ID)를 포함할 수 있다. 또한, 식별 정보 발신 장치(200)는 외부의 타 무선 통신 장치뿐만 아니라 측위 장치(100)가 발신하는 무선 신호(wsD)에 기초하여 후방 산란 변조된 무선 신호(bs)를 생성할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 측위 방식을 나타낸 도면이다.
도 4에서 info는 측위 장치(100)가 외부로부터 수신한 무선 신호로부터 획득한 정보 및 상기 정보에 기반하여 획득된 추가 정보(위치 등)를 나타낼 수 있다.
도 4에서 각 식별 정보 발신 장치(200_1 내지 200_3)의 무선 신호(후방 산란 변조된 무선 신호) bs1, bs2, bs3의 커버리지(coverage)가 각각 점선으로 도시되었다. 도 4의 실시 예에 따르면 각 식별 정보 발신 장치(200_1 내지 200_3)는 상호간 신호 간섭이 발생되지 않는 거리만큼 떨어진 곳에 위치하는 상황을 가정하고 있다. 이에 따라, 제1 식별 정보 발신 장치(200_1)와 제 2 식별 정보 발신 장치(200_2)는 거리 d12만큼 떨어져서 위치하고, 제 2 식별 정보 발신 장치(200_2)와 제 3 식별 정보 발신 장치(200_3)는 거리 d23만큼 떨어져서 위치할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 측위 장치(100)는 자신의 위치에 따라 하나의 식별 정보 발신 장치로부터 발신된 무선 신호를 수신할 수 있다. 또는, 측위 장치(100)는 하나의 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 수신할 수 있다. 도 4의 실시 예에서는 측위 장치(100)가 제 2 식별 정보 발신 장치(200_2)로부터 발신된 무선 신호 bs2를 수신하는 상황을 나타내고 있으며, 이에 따라 측위 장치(100)는 무선 신호 bs2로부터 식별 정보 ID2를 획득할 수 있다. 측위 장치(100)는 고유 위치 정보를 참조하여 식별 정보 ID2에 따른 위치를 나타내는 좌표 (x2, y2)를 획득할 수 있으며, 측위 장치(100)가 좌표 (x2, y2) 또는 좌표 (x2, y2)로부터 기 설정된 거리 범위 내에 위치하는 것으로 판별할 수 있다. 여기서 상기 고유 위치 정보는 측위 장치(100)가 위치 판별을 수행하기 전 내부의 정보 저장 수단외 저장되어있거나 외부의 측위 서버로부터 수신한 것일 수 있다.
한편, 도 4의 실시 예에서는 후방 산란 변조에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 무선 통신 장치인 논-백스캐터링 장치가 도시되지 않았다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 측위 장치(100)는 식별 정보 발신 장치 및 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서도 동일한 방식으로 위치를 판별할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 제 3 식별 정보 발신 장치(200_3) 대신 논-백스캐터링 장치가 위치하는 상황을 가정할 수 있다. 이에 따라, 측위 장치(100)는 하나의 식별 정보 발신 장치 또는 하나의 논-백스캐터링 장치로부터 발신된 무선 신호를 수신하고(또는, 하나의 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 획득하고), 수신된 무선 신호의 식별 정보에 기초한 측위를 수행할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보, 고유 위치 정보 및 무선 신호의 세기를 이용한 측위 방식을 나타낸 도면이다.
도 4의 실시 예에서는 측위 장치가 하나의 무선 신호를 수신하는 상황을 가정하였다. 하지만 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 측위 장치는 복수의 외부 무선 통신 장치로부터 발신된 무선 신호를 수신할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 측위 장치는 복수의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하되, 상기 각 무선 신호의 세기 및 상기 개별 식별 정보에 대응하는 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다.
도 5에서 측위 장치(100)는 복수의 식별 정보 발신 장치(200_1 내지 200_3)으로부터 무선 신호(bs1 내지 bs3)를 각각 수신하는 상황을 가정하고 있다. 측위 장치(100)는 각 무선 신호(bs1 내지 bs3)의 식별 정보 ID1, ID2 및 ID3을 획득할 수 있으며, 고유 위치 정보를 참조하여 각 식별 정보에 대응하는 위치를 나타내는 좌표 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)를 획득할 수 있다. 또한 측위 장치(100)는 각 무선 신호(bs1 내지 bs3)를 수신할 때 각 무선 신호의 세기를 나타내는 값인 RSSI1 내지 RSSI3을 획득할 수 있다. 이후, 측위 장치(100)는 상기 각 좌표 및 신호의 세기를 이요한 후처리 과정을 통해 측위 장치(100)의 상세 위치 또는 위치를 나타내는 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 측위 장치(100)는 상기 각 신호의 세기 및 상기 각 신호를 발신한 각 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 좌표에 대하여 삼각 측량법을 적용함으로써 측위 장치(100)의 위치를 획득할 수 있다. 또 다른 예로써, 측위 장치(100)는 상기 각 신호의 세기 및 상기 각 신호를 발신한 각 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 좌표에 대하여 지문 방식 측위(fingerprint positioning, 또는 신호 지문 기반 측위) 기법을 적용함으로써 측위 장치(100)의 위치를 획득할 수 있으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보의 조합을 이용한 측위 방식을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5와 유사하게, 측위 장치(100)가 복수의 식별 정보 발신 장치(200_1 내지 200_3)으로부터 무선 신호(bs1 내지 bs3)를 각각 수신하는 상황을 가정하고 있다. 측위 장치(100)는 각 무선 신호(bs1 내지 bs3)의 식별 정보 ID1, ID2 및 ID3을 획득할 수 있다. 즉, 측위 장치(100)가 획득한 식별 정보의 조합은 (ID1, ID2, ID3)일 수 있다. 그리고, 측위 장치(100)는 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다. 여기서, 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 따른 위치를 나타내는 정보를 포함할 수 있으며, 이 경우, 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합 및 상기 고유 위치 정보에 기초하여 측위 장치(100)의 위치를 판별할 수 있다.
도 6에서 측위 장치(100)는 세 식별 정보의 조합에 기초하여 측위를 수행하는 것으로 도시되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 두 식별 정보의 조합에 따른 측위 또는 넷 이상의 식별 정보의 조합에 따른 측위 역시 동일하게 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보의 조합 및 무선 신호의 세기 비율을 이용한 측위 방식을 나타낸 도면이다.
도 7은 측위 장치(100)는 복수의 식별 정보 발신 장치(200_1 내지 200_3)으로부터 무선 신호(bs1 내지 bs3)를 각각 수신하는 상황을 가정하고 있다. 측위 장치(100)는 각 무선 신호(bs1 내지 bs3)의 식별 정보 ID1, ID2 및 ID3을 획득할 수 있으며, 각 무선 신호의 세기를 나타내는 값 RSSI1 내지 RSSI3를 획득할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 측위 장치(100)는 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측정 장치의 위치의 범위를 결정할 수 있다. 여기서, 상기 측정 장치의 위치의 범위는 측정 장치의 위치를 나타내는 위치 좌표의 범위를 의미할 수도 있다. 그리고, 측위 장치(100)는 상기 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위) 내 상기 측정 장치의 위치(또는 위치 좌표)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합 (ID1, ID2, ID3)에 기초하여 측위 장치(100)의 위치가 x 좌표 5 내지 10, y 좌표 11 내지 14의 범위 내에 존재하는 것으로 추정할 수 있다. 그리고, 무선 신호의 세기 비율 RSSI1 : RSSI2 : RSSI3 = 2 : 1 : 4에 기초하여 측위 장치(100)가 상기 위치 좌표의 범위 내 x 좌표 3, y 좌표 12에 위치하는 것으로 판별할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 포함되는 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표인 조합 기반 위치 좌표를 포함할 수 있다. 또는, 상기 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 포함되는 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표일 수 있다. 이에 따라, 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합에 포함되는 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 측위 장치의 위치 좌표를 결정할 수 있다. 또는, 측위 장치(100)는 상기 조합 기반 위치 좌표(또는 고유 위치 정보) 및 상기 조합에 포함되는 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 측정 장치의 위치 좌표를 결정할 수 있다. 상기 예시와 관련하여, 고유 위치 정보가 식별 정보 조합 (ID1, ID2, ID3) 및 이에 대응하는 무선 신호의 세기 비율 RSSI1 : RSSI2 : RSSI3 = 2 : 1 : 4에 따른 위치 좌표가 (3, 12)인 정보를 포함할 수 있다. 측위 장치(100)가 식별 정보 ID1, ID2 및 ID3을 획득하고, 상기 각 식별 정보를 포함하는 무선 신호의 세기의 비율이 RSSI1 : RSSI2 : RSSI3 = 2 : 1 : 4인 경우, 측위 장치(100)는 자신의 위치 좌표가 (3, 12)인 것으로 판별할 수 있다.
한편, 도 7에서 측위 장치(100)는 세 식별 정보의 조합 및 세 무선 신호의 세기에 기초하여 측위를 수행하는 것으로 도시되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 두 식별 정보의 조합 및 두 무선 신호의 세기에 따른 측위 또는 넷 이상의 식별 정보의 조합 및 넷 이상의 무선 신호의 세기에 따른 측위 역시 동일하게 수행할 수 있다.
도 8은 식별 정보의 조합에 따른 위치 좌표의 범위를 나타낸 도면이다. 또는, 도 8은 측위 장치의 각 위치 별 획득 가능한 식별 정보 또는 식별 정보의 조합을 나타낸 것일 수도 있다.
도 8은 위치 좌표의 x 값 및 y값을 나타내는 두 축을 기반으로 하는 2차원 평면에 복수의 식별 정보 발신 장치(200_1 내지 200_5)가 위치하는 상황을 도시하고 있다. 도 8에서 음영 처리된 원은 각 식별 정보 발신 장치의 위치이며, 식별 정보 발신 장치를 나타내는 원 주변의 동심원은 각 식별 정보 발신 장치에서 발신된 무선 신호의 도달 범위(즉, 커버리지)를 의미한다. 전술한 바에 따르면, 측위 장치는 적어도 하나의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득할 수 있다. 따라서, 측위 장치는 자신의 위치에 따라 획득할 수 있는 식별 정보 또는 식별 정보의 조합이 다를 수 있다. 예를 들어, 측위 장치는 제 1 식별 정보 발신 장치(200_1)와 제 2 식별 정보 발신 장치(200_2) 사이에 위치하는 경우 식별 정보 ID1 및 ID2를 각각 수신할 수 있으며, 이에 따라 식별 정보의 조합 (ID1, ID2)를 획득할 수 있다. 이를 반대로 생각하면 측위 장치의 위치에 따라서 획득할 수 있는 식별 정보의 종류가 동일한 지점 또는 특정 면적을 가지는 영역/좌표의 범위가 존재할 수 있다. 이런 관점에서 도 8은 측위 장치가 동일한 식별 정보를 획득할 수 있는 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위)를 구분하여 도시한 도면일 수도 있다. 도 8에서 위치 좌표의 범위 Sec12는 식별 정보의 조합 (ID1, ID2)를 획득할 수 있는 영역을 나타내는 것일 수 있으며, 측위 장치(100)가 식별 정보의 조합 (ID1, ID2)를 획득한 경우, 위치 좌표의 범위 Sec12 내에 위치한다고 판별할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 대응하는 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위)를 더 포함할 수 있으며, 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합을 획득한 경우, 획득한 식별 정보의 조합과 상기 고유 위치 정보에 기초하여 측위 장치(100)가 위치하는 것으로 판별되는 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위)를 산출할 수 있다.
도 9는 식별 정보의 조합 및 무선 신호의 세기 비율에 따른 위치를 나타낸 도면이다. 특히 도 9는 도 8에서 식별 정보의 조합 (ID2, ID3, ID4)를 획득할 수 있는 위치 좌표의 범위 Sec234만 별도로 나타낸 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 측위 장치(100)는 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측정 장치의 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위)를 결정하고, 상기 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위) 내 상기 측정 장치의 위치(또는 위치 좌표)를 결정할 수 있다. 도 8에 따르면 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합 (ID2, ID3, ID3)를 획득할 수 있고, 무선 신호의 세기 비율 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4를 획득할 수 있다. 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합 (ID2, ID3, ID4)에 기초하여 측위 장치가 위치 좌표의 범위 Sec234 내에 위치하는 것으로 판별할 수 있으며, 상기 무선 신호의 세기 비율 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4에 기초하여 측위 장치가 Sec234 내 특정 위치 좌표에 위치하는 것으로 판별할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 고유 위치 정보는 조합(식별 정보의 조합)의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표인 조합 기반 위치 좌표를 포함할 수 있다. 또는, 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 포함되는 개별 식별 정보에 대응하는 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표일 수 있다. 도 8에서 무선 신호의 세기 비율 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4이 2 : 3 : 3인 경우, 위치 P1의 위치 좌표가 조합 기반 위치 좌표로써 고유 위치 정보에 포함될 수 있다. 마찬가지로, 무선 신호의 세기 비율 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4이 3 : 2.2 : 3.3 또는 3.4 : 3.2 : 1.5인 경우, 위치 P2 또는 P3의 위치 좌표가 조합 기반 위치 좌표로써 고유 위치 정보에 포함될 수 있다. 본 발명을 실시 하는 방식에 따라서, 상기 무선 신호의 세기 비율에 대응하는 위치 P1 내지 P3를 나타내는 정보가 곧 고유 위치 정보일 수도 있다.
그리고 측위 장치(100)는 조합 기반 위치 좌표 및 조합(식별 정보의 조합)의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 측정 장치의 위치 좌표를 결정할 수 있다. 또는, 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합에 포함되는 개별 식별 정보에 대응하는 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 측위 장치의 위치를 판별할 수 있다. 상기의 예시에서, 측위 장치(100)는 무선 신호의 세기 비율 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4이 3 : 2.2 : 3.3인 경우, 측위 장치의 위치가 P2의 위치 좌표에 대응하는 위치인 것으로 결정할 수 있다.
여기서, 고유 위치 정보는 모든 실수 비율에 따른 조합 기반 위치 좌표를 저장하는 것은 현실적으로 불가능하다고 할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 기 설정된 기본 숫자 단위(예를 들어, 0.1)에 따른 수치(실수, 자연수 등)로 표현되는 비율에 대응하는 위치 좌표를 조합 기반 위치 좌표로써 포함할 수 있다. 이때, 측위 장치(100)는 어느 한 값이 기본 숫자 단위 미만의 실수 값을 통해 표현되는 무선 신호의 세기 비율을 가질 수 있다. 예를 들어, 기본 숫자 단위가 0.1이고 측위 장치(100)는 신호 세기의 비율 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4 = 2.14 : 2 : 3를 획득한 상황을 가정할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 측위 장치(100)는 보정된 신호 세기의 비율을 이용한 측위를 수행할 수 있다. 예를 들어, RSSI2 : RSSI3 : RSSI4이 = 2.14 : 2 : 3의 상황에서 기본 숫자 단위 미만의 값은 올림/내림/반올림 처리를 통해 보정할 수 있으며, 반올림 처리를 수행하는 경우, 신호 세기의 비율은 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4 = 2.1 : 2 : 3으로 보정될 수 있다. 이에 따라, 측위 장치(100)는 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4 = 2.1 : 2 : 3에 대응하는 위치 좌표는 측위 장치의 좌표로 결정할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 측위 장치(100)는 상기의 예시에서 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4이 = 2.1 : 2 : 3에 따른 위치 좌표와 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4이 = 2.2 : 2 : 3에 따른 위치 좌표의 조합에 기초하여 RSSI2 : RSSI3 : RSSI4이 = 2.14 : 2 : 3에 따른 위치 좌표를 산출할 수 있다. 여기서 상기 조합 방식은 두 위치 좌표의 평균 값을 획득하는 방식일 수 있으나 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다.
도 10은 식별 정보 발신 장치와 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서의 측위 방식을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 측위 장치(100)는 복수의 외부 무선 통신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하되, 상기 각 무선 신호의 세기 및 상기 개별 식별 정보에 대응하는 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다. 여기서, 상기 외부 무선 통신 장치는 식별 정보 발신 장치 또는 후방 산란 변조에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 논-백스캐터링 장치일 수 있다.
도 10는 측위 장치(100)가 제 1 식별 정보 발신 장치(200_1), 제 2 식별 정보 발신 장치(200_2) 및 논-백스캐터링 장치 A(300_A)로부터 무선 신호 bs1, bs2 및 wsA를 수신하는 상황을 나타낸다. 여기서, 상기 무선 신호 bs1 및 bs2는 후방 산란 변조에 기초한 무선 신호일 수 있고, 상기 무선 신호 wsA는 후방 산란 변조 기법에 의해 변조된 것이 아닌 무선 신호일 수 있다. 측위 장치(100)는 각 무선 신호로부터 식별 정보 ID1, ID2 및 IDA를 개별적으로 획득할 수 있으며, 고유 위치 정보를 참조하여 각 식별 정보에 대응하는 위치를 획득할 수 있다. 이때, 고유 위치 정보는 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 대응하는 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 정보뿐만 아니라 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 대응하는 논-백스캐터링 장치의 위치를 나타내는 정보도 포함할 수 있다. 또한, 측위 장치(100)는 각 무선 신호로부터 각 무선 신호의 세기를 나타내는 값 RSSI1, RSSI2 및 RSSIA를 획득할 수 있다. 측위 장치(100)는 획득한 상기 각 식별 정보 발신 장치 및 논-백스캐터링 장치의 위치 및 무선 신호의 세기에 기초하여 측위 장치의 위치를 판별할 수 있다. 측위 장치(100)가 외부의 무선 통신 장치의 위치 및 무선 신호의 세기에 기초하여 자신의 위치를 판별하는 구체적인 방법은 도 5에서 서술하였으므로 생략하도록 한다.
도 11은 식별 정보 발신 장치와 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서의 측위 방식의 다른 실시 예 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 측위 장치(100)는 적어도 하나의 외부 무선 통신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하되, 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다. 여기서, 상기 외부 무선 통신 장치는 식별 정보 발신 장치 또는 논-백스캐터링 장치를 포함할 수 있으며, 상기 식별 정보의 조합은 식별 정보 발신 장치의 식별 정보 또는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보를 포함할 수 있다.
도 11에 따르면, 측위 장치(100)는 수신된 무선 신호로부터 식별 정보의 조합 (ID1, ID2, IDA)를 획득할 수 있으며, 획득된 식별 정보의 조합에 따른 측위를 수행할 수 있다. 여기서, 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 따른 위치를 나타내는 정보를 포함할 수 있으며, 이 경우 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합 및 상기 고유 위치 정보에 기초하여 측위 장치(100)의 위치를 판별할 수 있다.
도 12는 식별 정보 발신 장치와 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서의 측위 방식의 또 다른 실시 예 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 측위 장치(100)는 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측정 장치의 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위)를 결정하고, 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위) 내 상기 측정 장치의 위치(또는 위치 좌표)를 결정할 수 있다. 여기서, 상기 식별 정보의 조합은 식별 정보 발신 장치의 식별 정보 또는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보를 포함하는 조합일 수 있으며, 상기 무선 신호의 세기의 비율은 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기 및 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기를 포함하는 비율일 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 고유 위치 정보는 상기 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표인 조합 기반 위치 좌표를 포함할 수 있다. 또는, 상기 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 포함되는 개별 식별 정보에 대응하는 무선 신호의 세기 비율에 따른 위치 좌표일 수 있다. 여기서, 측위 장치(100)는 상기 고유 위치 정보의 조합 기반 위치 좌표 및 상기 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 측정 장치의 위치 좌표를 결정할 수 있다. 또는, 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합에 포함되는 개별 식별 정보에 대응하는 무선 신호의 세기 비율에 기초하여 측위 장치(100)의 위치를 산출할 수 있다.
도 12에서, 측위 장치(100)는 식별 정보의 조합 (ID1, ID2, IDA)에 따른 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위)를 결정할 수 있고, 무선 신호의 세기 비율 RSSI1 : RSSI2 : RSSIA에 대응하는 조합 기반 위치 좌표(또는 고유 위치 정보)를 참조하여 상기 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위) 내 측위 장치의 위치(또는 위치 좌표)를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 측위 장치는 식별 정보 발신 장치의 무선 신호뿐만 아니라 후방 산란 변조에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 외부 무선 통신 장치인 논-백스캐터링 장치의 무선 신호를 더 수신하고, 상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호로부터 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 고유 위치 정보는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 대응하는 논-백스캐터링 장치의 위치를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.
여기서, 측위 장치는 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 백스캐터링 기반 위치 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 논-백스캐터링 기반 위치를 개별적으로 획득할 수 있다. 그리고, 측위 장치는 상기 백스캐터링 기반 위치 및 상기 논-백스캐터링 기반 위치에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다. 즉, 측위 장치는 기 설정된 적어도 하나의 조건의 성취 여부에 따라 측위 장치의 위치를 산출할 때 참조하는 정보를 선택할 수 있다. 이에 따라 측위 장치는 백스캐터링 기반 위치를 이용하거나 논-백스캐터링 기반 위치를 이용하거나 또는 백스캐터링 기반 위치 및 논-백스캐터링 기반을 모두 이용하는 측위를 수행할지 여부를 결정할 수 있다.
본 발명을 실시하는 방식에 따라서, 측위 장치는 상기 백스캐터링 기반 위치와 상기 논-백스캐터링 기반 위치 사이의 거리가 기 설정된 거리 차이 이상인 경우 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 방식을 결정할 수 있다.
즉, 측위 장치는 획득하는 식별 정보(또는 무선 신호)의 가지수가 늘어날수록 보다 정확한 측위를 수행할 수 있는데, 이는 측위시 이용할 수 있는 근거 데이터가 더 많음을 의미하기 때문이다. 측위 장치가 백스캐터링 기반 위치와 논-백스캐터링 기반 위치를 산출한 경우, 각 위치를 산출할 때 참조된 식별 정보의 개수에 따라 각 위치의 정확도가 결정될 수 있다. 따라서, 측위 장치는 각 식별 정보의 개수에 기초하여 백스캐터링 기반 위치/논-백스캐터링 기반 위치의 이용 여부를 결정함으로써 보다 정확한 측위를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 측위 장치는 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 1 측위를 수행할 수 있다. 또는, 측위 장치는 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 논-백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 2 측위를 수행할 수 있다.
예를 들어, 백스캐터링 기반 위치를 나타내는 위치 좌표가 (3, 1)이고, 논-백스캐터링 기반 위치를 나타내는 위치 좌표가 (3, 3)이고, 기 설정된 거리 차이를 나타내는 값이 1인 경우를 가정할 수 있다. 상기의 가정에서, 상기 백스캐터링 기반 위치와 상기 논-백스캐터링 기반 위치를 나타내는 위치 좌표 사이의 거리가 기 설정된 거리 차이를 나타내는 값 이상이므로, 이에 기초하여 측위 장치는 측위 장치의 위치를 산출하는 방식을 결정할 수 있다. 여기서, 측위 장치가 획득한 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 4 개이고, 측위 장치가 획득한 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 3 개이며, 기 설정된 문턱 값이 4인 경우, 측위 장치는 제 2 측위가 아닌 제 1 측위를 수행할 수 있다.
한편, 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상이고 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우를 가정할 수 있다. 즉, 상기 예시에서 기 설정된 문턱 값이 3인 경우, 각 식별 정보의 개수가 모두 상기 문턱 값 이상일 수 있으며, 이 경우 측위 장치는 각 무선 신호의 세기에 기초하여 측위 방식을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 측위 장치는 상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합 이상이면 상기 제 1 측위를 수행할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 측위 장치는 상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합보다 작으면 상기 제 2 측위를 수행할 수 있다. 즉, 무선 신호의 세기의 합이 클수록 해당 무선 신호에 기반한 측위의 정확도가 더 큰 것으로 가정할 수 있기 때문에 측위 장치는 보다 강한 세기의 합을 나타내는 무선 신호의 식별 정보에 기반한 위치를 측위 장치의 위치로 선별할 수 있다.
한편, 상기의 무선 신호의 세기의 합을 비교하는 과정은 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상이고 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상이며, 각 식별 정보의 개수가 서로 동일할 때 수행될 수 있다. 그리고, 만약 각 식별 정보의 개수가 서로 다른 경우, 측위 장치는 보다 많은 개수의 식별 정보에 기반한 위치를 측위 장치의 위치인 것으로 결정할 수도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 측위 장치는 상기 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 1 가중치를 결정하고, 상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 2 가중치를 결정할 수 있다. 여기서, 측위 장치는 무선 신호의 세기의 합이 클수록 보다 강한 가중치 값을 가지도록 결정할 수 있다. 그리고, 측위 장치는 상기 제 1 가중치가 적용된 백스캐터링 기반 위치 및 상기 제 2 가중치가 적용된 논-백스캐터링 기반 위치의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다. 여기서, 상기 위치의 조합은 선형 결합을 의미하는 것일 수 있다. 즉, 측위 장치는 가중치가 각각 적용된 두 종류의 위치를 모두 이용하여 측위를 수행하되, 측위시 각 위치가 반영되는 비율을 무선 신호의 세기에 기초하여 결정함으로써 측위의 정확도를 높일 수 있다.
한편, 논-백스캐터링 장치가 항상 무선 신호를 발신하는 것이 아닌 상황을 가정할 수 있다. 즉, 논-백스캐터링 장치가 특정 주기 또는 특정 조건의 만족 여부에 따라 무선 신호를 발신하거나 무선 신호를 발신하지 않을 수 있다. 여기서, 논-백스캐터링 장치가 무선 신호를 발신하지 않는 상태를 비활성 상태 또는 수면 모드로 명명하고, 논-백스캐터링 장치가 무선 신호를 발신하는 상태를 활성 상태 또는 비-수면 모드로 명명할 수 있다. 여기서, 어느 경우든 논-백스캐터링 장치는 측위 장치의 웨이크업 신호(wake-up signal)를 수신할 수 있음을 가정할 수 있다.
측위 장치는 식별 정보 발신 장치의 식별 정보만으로는 정확한 측위를 수행하지 못하는 상황이 발생할 수도 있다. 예를 들어, 측위 장치가 오직 1 개의 식별 정보 발신 장치의 식별 정보만 획득한 경우, 측위 장치의 위치가 존재하는 것으로 추정되는 위치의 범위가 매우 넓을 수 있다. 이때, 즉 측위 장치가 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 기 설정된 개수 미만 획득하고, 측위 장치의 무선 신호의 커버리지 내에 비활성 상태의 논-백스캐터링 장치가 존재하는 경우, 측위 장치는 상기 비활성 상태의 논-백스캐터링 장치를 활성 상태로 변경시키는 웨이크업 신호를 발신할 수 있다. 이에 따라, 측위 장치는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보 또는 무선 신호의 세기(또는 전송 시간)를 나타내는 정보를 추가적으로 획득할 수 있으며, 보다 정확한 측위를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 측위 장치는 식별 정보 발신 장치 또는 논-백스캐터링 장치 사이의 무선 신호의 충돌(또는 간섭, 혼선)을 방지하기 위해, 각 식별 정보 발신 장치 또는 논-백스캐터링 장치의 활성 상태 시작 시간 및 유지 시간을 개별적으로 지정할 수 있다. 예를 들어, 측위 장치, 식별 정보 발신 장치 및 논-백스캐터링 장치가 10 개의 시간 슬롯으로 구분되는 무선 통신 자원을 이용할 수 있는 상황을 가정할 수 있다. 이 경우, 측위 장치는 각 식별 정보 발신 장치를 홀수 번째의 시간 슬롯에 대응하는 무선 통신 자원을 통해 무선 신호(식별 정보 포함)를 발신하도록 하고, 논-백스캐터링 장치는 짝수 번째의 시간 슬롯에 대응하는 무선 통신 자원을 통해 무선 신호(식별 정보 포함)를 발신하도록 제어하는 무선 신호를 각 식별 정보 발신 장치 또는 각 논-백스캐터링 장치로 전송할 수 있다. 여기서, 측위 장치는 개별 식별 정보 발신 장치가 서로 다른 시간 슬롯을 이용하고, 개별 논-백스캐터링 장치가 서로 다른 시간 슬롯을 이용하도록 제어하는 무선 신호를 전송할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 식별 정보 발신 장치는 후방 산란 변조 기법에 따라 변조된 무선 신호를 발신할 수 있다. 즉, 식별 정보 발신 장치는 보다 강한 무선 신호를 수신한 경우 보다 강한 무선 신호를 발신할 수 있다. 측위 장치는 기 설정된 개수 미만의 식별 정보를 획득한 경우, 추가적인 식별 정보의 확보를 위해 타 식별 정보 발신 장치의 후방 산란 변조를 유발하는 기 설정된 세기 이상의 무선 신호를 발신할 수 있다. 이에 따라 측위 장치는 식별 정보를 획득할 수 있는 가능성을 높일 수 있다
한편, 전술한 도 5, 7, 9, 10, 12의 실시 예에 따르면 측위 장치는 무선 신호의 세기 또는 무선 신호의 세기 비율을 이용한 측위를 수행할 수 있다. 하지만 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 각 무선 신호의 전송 시간(무선 신호가 각 무선 통신 장치에서 발신된 이후 측위 장치에 도달하는데 소요된 시간) 및 전송 시간의 비율을 이용한 측위를 수행할 수도 있다. 또한, 고유 위치 정보의 조합 기반 위치 좌표는 조합(식별 정보의 조합)에 대응하는 개별 무선 신호의 전송 시간의 비율에 따른 위치 좌표를 포함할 수 있으며, 측위 장치는 상기 조합 기반 위치 좌표를 이용한 측위를 수행할 수 있다. 무선 신호의 세기가 무선 신호의 전송 시간으로 대체되는 경우 측위 정확도가 더 증가될 수 있으며, 전송 시간을 기반으로 하는 측위의 방식에 대한 설명은 무선 신호의 세기를 이용하는 방식과 대부분의 내용이 중복되므로 생략하도록 한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 측위 장치의 제어 방법을 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 측위 장치는 외부의 식별 정보 발신 장치의 무선 신호를 수신(S110)할 수 있다. 여기서, 상기 식별 정보 발신 장치는 외부로부터 수신된 무선 신호에 대한 변조를 수행하여 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 발신하는 장치일 수 있다. 측위 장치는 적어도 하나(또는 복수)의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신할 수 있다. 또한, 측위 장치는 후방 산란 변조에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 무선 통신 장치인 논-백스캐터링 장치로부터 무선 신호를 수신할 수도 있다.
그리고 측위 장치는 수신된 무선 신호에 포함된 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 획득(S120)할 수 있다. 여기서, 측위 장치가 적어도 하나(또는 복수)의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 수신한 경우 각 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 개별적으로 획득할 수 있다. 또한 측위 장치가 논-백스캐터링 장치로부터 무선 신호를 수신한 경우 논-백스캐터링 장치의 식별 정보를 획득할 수도 있다.
그리고 측위 장치는 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 정보인 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출(S130)할 수 있다. 고위 위치 정보는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 대응하는 논-백스캐터링 장치의 위치를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다. 또한, 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 따른 위치의 범위(또는 위치 좌표의 범위), 조합(식별 정보의 조합)의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표 또는 조합(식별 정보의 조합)의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 전송 시간의 비율에 따른 위치 좌표인 조합 기반 위치 좌표를 더 포함할 수 있다. 또는 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 포함되는 개별 식별 정보에 대응하는 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표일 수 있다.
여기서, 측위 장치는 상기 각 무선 신호의 세기(또는 전송 시간) 및 상기 개별 식별 정보에 대응하는 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다.
여기서, 측위 장치는 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다. 그리고, 측위 장치는 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측정 장치의 위치의 범위를 결정하고, 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기(또는 전송 시간)의 비율에 기초하여 상기 위치의 범위 내 상기 측정 장치의 위치를 결정할 수 있다. 그리고, 측위 장치는 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기(또는 전송 시간)의 비율에 기초하여 상기 측정 장치의 위치 좌표를 결정할 수 있다.
여기서, 측위 장치는 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 백스캐터링 기반 위치 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 논-백스캐터링 기반 위치에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다. 그리고, 측위 장치는 상기 백스캐터링 기반 위치와 상기 논-백스캐터링 기반 위치 사이의 거리가 기 설정된 거리 차이 이상인 경우, 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 방식을 결정할 수 있다. 이때, 측위 장치는 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 1 측위를 수행하고, 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 논-백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 2 측위를 수행할 수 있다. 그리고, 측위 장치는 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상이고 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합 이상이면 상기 제 1 측위를 수행하고, 상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합보다 작으면 상기 제 2 측위를 수행할 수 있다. 한편, 측위 장치는 상기 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 1 가중치를 결정하고, 상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 2 가중치를 결정하고, 상기 제 1 가중치가 적용된 백스캐터링 기반 위치 및 상기 제 2 가중치가 적용된 논-백스캐터링 기반 위치의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다.
각 단계에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 12를 설명할 때 서술하였으므로 생략하도록 한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 측위 시스템의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 14에 따르면, 측위 시스템의 측위 서버는 고유 위치 정보를 저장(S210)할 수 있다. 고유 위치 정보는 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 대응하는 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 고유 위치 정보는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 대응하는 논-백스캐터링 장치의 위치를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다. 또한, 고유 위치 정보는 식별 정보의 조합에 따른 위치 좌표의 범위, 조합(식별 정보의 조합)의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표 또는 조합(식별 정보의 조합)의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 전송 시간의 비율에 따른 위치 좌표인 조합 기반 위치 좌표를 더 포함할 수 있다.
그리고, 측위 시스템의 측위 장치는 식별 정보 발신 장치 또는 논-백스캐터링 장치의 무선 신호를 수신(S220)할 수 있다.
그리고, 측위 시스템의 측위 장치는 무선 신호로부터 식별 정보를 획득(S230)할 수 있다. 여기서, 측위 장치는 식별 정보 발신 장치의 무선 신호로부터 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 획득할 수 있고, 논-백스캐터링 장치의 무선 신호로부터 논-백스캐터링 장치의 무선 신호를 획득할 수 있다.
그리고, 측위 시스템의 측위 장치는 획득한 식별 정보 및 고유 위치 정보에 기초하여 측위 장치의 위치를 산출(S240)할 수 있다. 여기서, 측위 장치는 위치를 산출하기 전 측위 서버로부터 고유 위치 정보를 수신할 수 있다. 또한, 측위 장치는 무선 신호를 수신할 때 무선 신호의 세기(또는 전송 시간)를 나타내는 값을 획득할 수 있으며, 식별 정보에 대응하는 식별 정보 발신 장치 또는 논-백스캐터링 장치의 위치 및 무선 신호의 세기(전송 시간)를 이용하는 후처리 과정을 통해 측위 장치의 위치를 산출할 수 있다.
각 단계에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 12를 설명할 때 서술하였으므로 생략하도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 기초한 측위를 수행할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따르면 식별 정보의 조합에 기초하거나 식별 정보의 조합 및 무선 신호의 세기(또는 전송 시간)에 기초한 측위를 수행함으로써 측위의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 별도의 전원이 필요 없는 백스캐터링 장치(예를 들어, 식별 정보 발신 장치)를 통해 관리가 용이한 측위 시스템을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 백스캐터링 장치(예를 들어, 식별 정보 발신 장치) 또는 논-백스캐터링 장치가 혼재된 상황에서의 측위를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 주변의 외부 무선 통신 장치의 종류 별 식별 정보의 개수에 따라 측위 방식을 결정할 수 있으며, 주변 환경의 변화 또는 위치의 변화에 대응한 측위를 능동적으로 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경을 할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 본 발명의 상세한 설명 및 실시 예로부터 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 측위 장치에 있어서,
    외부 무선 통신 장치와 무선 신호를 송수신하는 통신부; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신부를 통해 외부의 식별 정보 발신 장치의 무선 신호를 수신하고, 상기 무선 신호에 포함된 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 획득하고, 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 정보인 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하되,
    상기 식별 정보 발신 장치는,
    외부로부터 수신된 무선 신호에 대한 변조를 수행하여 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 발신하는 장치인 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 통신부를 통해 복수의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하되,
    상기 각 무선 신호의 세기 및 상기 개별 식별 정보에 대응하는 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 통신부를 통해 적어도 하나의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고, 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하되,
    상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측정 장치의 위치의 범위를 결정하고,
    상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 위치의 범위 내 상기 측정 장치의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고유 위치 정보는 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표이고,
    상기 프로세스는 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 측정 장치의 위치 좌표를 결정하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    후방 산란 변조(backscattering modulation)에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 외부 무선 통신 장치인 논-백스캐터링(non-backscattering) 장치에 대하여,
    상기 고유 위치 정보는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 논-백스캐터링 장치의 위치를 나타내는 정보를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    논-백스캐터링 장치의 무선 신호를 상기 통신부를 통해 더 수신하고, 상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호로부터 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보를 획득하며,
    상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 백스캐터링 기반 위치 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 논-백스캐터링 기반 위치에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 백스캐터링 기반 위치와 상기 논-백스캐터링 기반 위치 사이의 거리가 기 설정된 거리 차이 이상인 경우,
    상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 방식을 결정하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득한 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 1 측위를 수행하고,
    상기 획득한 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 논-백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 2 측위를 수행하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상이고 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우,
    상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합 이상이면 상기 제 1 측위를 수행하고,
    상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합보다 작으면 상기 제 2 측위를 수행하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 1 가중치를 결정하고,
    상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 2 가중치를 결정하고,
    상기 제 1 가중치가 적용된 백스캐터링 기반 위치 및 상기 제 2 가중치가 적용된 논-백스캐터링 기반 위치의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  11. 측위 장치의 제어 방법에 있어서,
    외부의 식별 정보 발신 장치의 무선 신호를 수신하는 단계;
    상기 무선 신호에 포함된 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 획득하는 단계; 및
    식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 식별 정보 발신 장치의 위치를 나타내는 정보인 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 식별 정보 발신 장치는,
    외부로부터 수신된 무선 신호에 대한 변조를 수행하여 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보를 포함하는 무선 신호를 발신하는 장치인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무선 신호를 수신하는 단계는 복수의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고,
    상기 식별 정보를 획득하는 단계는 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하고,
    상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 각 무선 신호의 세기 및 상기 개별 식별 정보에 대응하는 고유 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 무선 신호를 수신하는 단계는 적어도 하나의 식별 정보 발신 장치로부터 무선 신호를 각각 수신하고,
    상기 식별 정보를 획득하는 단계는 상기 각 무선 신호에 포함된 식별 정보를 개별적으로 획득하고,
    상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 획득된 식별 정보의 조합에 기초하여 상기 측정 장치의 위치의 범위를 결정하고, 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 위치 좌표의 범위 내 상기 측정 장치의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 고유 위치 정보는 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 따른 위치 좌표이고,
    상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 식별 정보의 조합의 각 식별 정보에 대응하는 개별 무선 신호의 세기의 비율에 기초하여 상기 측정 장치의 위치 좌표를 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    후방 산란 변조(backscattering modulation)에 따른 무선 신호를 발신하지 않는 외부 무선 통신 장치인 논-백스캐터링(non-backscattering) 장치에 대하여,
    상기 고유 위치 정보는 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 대응하는 상기 논-백스캐터링 장치의 위치를 나타내는 정보를 더 포함하고,
    상기 무선 신호를 수신하는 단계는 논-백스캐터링 장치의 무선 신호를 더 수신하고,
    상기 식별 정보를 획득하는 단계는 상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호로부터 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보를 획득하며,
    상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는 상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 백스캐터링 기반 위치 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보에 기초하여 산출된 측위 장치의 위치인 논-백스캐터링 기반 위치에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는,
    상기 백스캐터링 기반 위치와 상기 논-백스캐터링 기반 위치 사이의 거리가 기 설정된 거리 차이 이상인 경우,
    상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수 및 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 방식을 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는,
    상기 획득한 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 1 측위를 수행하고,
    상기 획득한 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우, 상기 논-백스캐터링 기반 위치에 상기 측위 장치가 위치하는 것으로 판별하는 제 2 측위를 수행하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는,
    상기 식별 정보 발신 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상이고 상기 논-백스캐터링 장치의 식별 정보의 개수가 상기 문턱 값 이상인 경우,
    상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합 이상이면 상기 제 1 측위를 수행하고,
    상기 각 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합이 상기 각 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합보다 작으면 상기 제 2 측위를 수행하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 측위 장치의 위치를 산출하는 단계는,
    상기 식별 정보 발신 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 1 가중치를 결정하고,
    상기 논-백스캐터링 장치의 무선 신호의 세기의 합에 기초하여 제 2 가중치를 결정하고,
    상기 제 1 가중치가 적용된 백스캐터링 기반 위치 및 상기 제 2 가중치가 적용된 논-백스캐터링 기반 위치의 조합에 기초하여 상기 측위 장치의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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