KR20190084405A - Method of estimating position of mobile user node in room using deformed trilateration - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 하나의 모바일 사용자 노드가 3개의 비콘 노드 각각으로부터의 수신 강도 세기(RSSI)를 측정하여 삼변 측량법을 이용하여서 교점을 획득하는 과정을 2개의 원들씩 번갈아 가면서 획득하여 그 획득된 3개의 교점을 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심을 구하고 그 구해진 내심을 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하는, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating a position of a mobile user node in a room by using a modified trilateration method. In particular, a mobile user node measures the RSSI from each of three beacon nodes, The method of acquiring the intersection is obtained by alternately taking two circles, and the obtained three intersections are assumed to be the vertices of the triangle to obtain the inwardness, and the obtained inwardness is designated as the final mobile user position. To a system and method for estimating the position of a mobile user node in a room.
일반적으로, 위치 정보에 기초하여 사용자에게 부가 정보를 제공하는 서비스인 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 사물 인터넷의 일부로서 최근에 다양하게 제안되고 있다. 사용자의 위치 정보는 GPS(Global Positioning System)와 같은 위성 측위 시스템이나 이동통신 기지국들에 의존하여 획득될 수 있는데, 실내에서는 정확도가 저하되기 때문에, 위치 기반 서비스는 주로 실외에서 제공되고 있다. 최근에는 쇼핑몰과 같은 대규모 시설 내에서도 위치 기반 서비스의 수요가 증가함에 따라, 여러 가지 실내 측위기법들이 제안되고 있는데 이 기법들 중 삼변측량법이 많이 사용된다.2. Description of the Related Art In general, a location based service (LBS), which is a service for providing additional information to a user based on location information, has recently been proposed variously as part of the Internet. The location information of a user can be obtained depending on a satellite positioning system such as a GPS (Global Positioning System) or a mobile communication base station. Since the accuracy is lowered in a room, a location based service is mainly provided outdoors. In recent years, as the demand for location - based services has increased in large - scale facilities such as shopping malls, various indoor positioning techniques have been proposed. Among these techniques, trilateration is widely used.
삼변측량법은 건물 내부에 설치된 송신부로부터 수신 강도 신호 세기(RSSI)값을 이용하여 위치를 파악하는 방식으로서, 세 개의 비콘(BEACON) 노드로부터 수신 강도 신호 세기(RSSI)값을 이용하여 모바일 사용자 노드까지의 거리를 각각 구하고, 비콘 노드를 중심으로 해당 거리를 반지름으로 하는 3가지 원을 생성하여, 3가지 원 중 두 개의 원을 선택하고, 선택된 원들 중 두 개의 교점을 구하여 사용되지 않은 비톤 노드의 정점과 가까운 교점을 선택함으로써 모바일 사용자 위치를 추정한다.The trilateration method is a method to grasp the position using the RSSI value from the transmitter installed inside the building. It uses the RSSI value from the three beacon nodes to determine the position of the mobile user node And three circles having a corresponding distance around the beacon node are generated. Then, two circles of the three circles are selected, and two intersections of the circles are selected. The vertices of the unused bitone nodes And estimates the mobile user location.
그러나 이 방식은 실제 수신 강도 신호 세기 값의 측정 시 장애물로 인한 반사 및 간섭으로 인하여 원이 넓어져 3가지 원이 한 점에서 만나는 경우가 거의 존재하지 않게 되어 값을 구하기 힘들므로 특히 실내에서의 측위 시 정밀도가 떨어진다는 문제점이 있었다.However, in this method, it is difficult to obtain the value because the circle is widened due to the reflection and interference due to the obstacle when measuring the actual reception strength signal intensity, and there is hardly a case where the three circles meet at one point. There was a problem in that the precision of the time was inferior.
따라서 본 발명은 상기와 같은 상황을 고려하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 실내에서의 모바일 사용자 위치를 파악할 때 장애물에 의한 오차를 줄임으로써 측위 정밀도를 높일 수 있는, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템 및 방법을 제공하는 데에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a mobile terminal that can improve positioning accuracy by reducing an error caused by an obstacle when locating a mobile user in a room, There is provided a system and method for estimating a position of a mobile user node.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템은 건물이나 특정 장소의 세 위치에 부착되어 측위를 위한 무선 신호를 발생하도록 구성된 비콘 노드; 및 상기 비콘 노드 각각으로부터 무선 신호를 입력받아 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 측정하고, 이 측정된 수신 강도 신호 세기를 이용하여 상기 비콘 노드 각각으로부터의 거리를 산출하며, 상기 비콘 노드 각각을 중심으로 하고 상기 산출된 거리를 반지름으로 하는 3개의 원(C1, C2, C3)을 생성하고, 삼변 측량법을 이용하여 교점을 획득하는 과정을 한 쌍의 원들(C1, C2),(C2, C3),(C3, C1)에 대해 번갈아 가면서 수행하여 3개의 교점(I2, I3, I5)을 획득하고, 이 3개의 교점(I2, I3, I5)을 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심(MF)을 구하고 그 구해진 내심을 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하는 모바일 사용자 노드를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a system for estimating a position of a mobile user node in an indoor space using a modified trilateration method according to an embodiment of the present invention includes a beacon which is attached to three locations in a building or a specific place, Node; And receiving a radio signal from each of the beacon nodes, measuring a received strength signal strength (RSSI), calculating a distance from each of the beacon nodes using the measured received strength signal strength, (C1, C2, C3) with the calculated distance as a radius, and acquiring an intersection point using the trilateration method is performed by a pair of circles C1, C2, C2, C3, (MF) is obtained by assuming that the three intersection points I2, I3 and I5 are the vertexes of the triangle, And a mobile user node designating the obtained inward end as a final mobile user location.
상기 실시형태에 의한 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템에 있어서, 기 삼변 측량법을 이용하여 한 쌍의 원들(C1, C2),(C2, C3),(C3, C1)에 대해 번갈아 가면서 수행하여 3개의 교점(I2, I3, I5)을 획득하는 것은 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C1, C2)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I1, I2)을 획득하고, 이 획득된 교점(I1, I2) 중 사용되지 않은 원(C3)의 노드(B3)로부터 가까운 교점(I2)을 획득하는 것; 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C2, C3)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I3, I4)을 획득하고, 이 획득된 교점(I3, I4) 중 사용되지 않은 원(C1)의 노드(B1)로부터 가까운 교점(I3)을 획득하는 것; 및 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C3, C1)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I5, I6)을 획득하고, 이 획득된 교점(I5, I6) 중 사용되지 않은 원(C2)의 노드(B2)로부터 가까운 교점(I5)을 획득하는 것을 포함할 수 있다. (C1, C2), (C2, C3), (C3, C1) by using the trilateration method in the mobile user node in the room using the deformation trilateration method according to the above embodiment, And obtaining three intersections I2, I3 and I5 by alternately performing the steps of selecting the two circles C1 and C2 among the three circles C1, I1 and I2 and acquiring an intersection I2 nearest to the node B3 of the unused circle C3 among the obtained intersections I1 and I2; Two circles C2 and C3 among the three circles C1, C2 and C3 are selected to acquire the intersections I3 and I4 of the two selected circles and the used one of the obtained intersections I3 and I4 Obtaining an intersection I3 close to the node B1 of the circle C1; And two circles C3 and C1 among the three circles C1, C2 and C3 to obtain the intersections I5 and I6 of the two selected circles and use of the obtained intersections I5 and I6 And obtaining an intersection I5 nearest to the node B2 of the circle C2 that has not been intersected.
상기 실시형태에 의한 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템에 있어서, 상기 모바일 사용자 노드는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 및 랩톱 컴퓨터 중 하나를 포함할 수 있다. In a system for estimating a location of a mobile user node in an indoor environment using the trilateration method according to the above embodiment, the mobile user node may include one of a smart phone, a tablet PC, a notebook, and a laptop computer.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 방법은 비콘 노드 각각으로부터 무선 신호를 입력받아 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 측정하는 단계; 측정된 상기 수신 강도 신호 세기를 이용하여 상기 비콘 노드 각각으로부터의 거리를 산출하는 단계; 상기 비콘 노드 각각을 중심으로 하고 상기 산출된 거리를 반지름으로 하는 3개의 원(C1, C2, C3)을 생성하는 단계; 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C1, C2)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I1, I2)을 획득하는 단계; 획득된 상기 교점(I1, I2) 중 사용되지 않은 원(C3)의 노드(B3)로부터 가까운 교점(I2)을 획득하는 단계; 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C2, C3)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I3, I4)을 획득하는 단계; 획득된 상기 교점(I3, I4) 중 사용되지 않은 원(C1)의 노드(B1)로부터 가까운 교점(I3)을 획득하는 단계; 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C3, C1)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I5, I6)을 획득하는 단계; 획득된 상기 교점(I5, I6) 중 사용되지 않은 원(C2)의 노드(B2)로부터 가까운 교점(I5)을 획득하는 단계; 및 상기 3개의 교점(I2, I3, I5)을 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심(MF)을 구하고 그 구해진 내심을 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for estimating a location of a mobile user node in an indoor space using a modified trilateration method according to an embodiment of the present invention includes receiving radio signals from each of beacon nodes and measuring RSSI ; Calculating a distance from each of the beacon nodes using the measured received signal strength; Generating three circles (C1, C2, C3) centered on each of the beacon nodes and having the calculated distance as a radius; Selecting two circles (C1, C2) out of the three circles (C1, C2, C3) to obtain intersections (I1, I2) of the two selected circles; Acquiring an intersection (I2) near the node (B3) of the unused circle (C3) of the acquired intersection (I1, I2); Selecting two circles (C2, C3) out of the three circles (C1, C2, C3) to obtain intersections (I3, I4) of the two selected circles; Acquiring an intersection (I3) near the node (B1) of the unused circle (C1) of the obtained intersection (I3, I4); Selecting two circles (C3, C1) of the three circles (C1, C2, C3) to obtain intersections (I5, I6) of the two selected circles; Obtaining an intersection (I5) near the node (B2) of the unused circle (C2) of the obtained intersection (I5, I6); And determining the inward center (MF) by assuming the three intersections I2, I3 and I5 as vertexes of a triangle, and designating the obtained inner center as a final mobile user position.
본 발명의 실시형태에 의한 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템 및 방법에 의하면, 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터 무선 신호를 입력받아 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 측정하고, 이 측정된 수신 강도 신호 세기를 이용하여 상기 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터의 거리(d1, d2, d3)를 산출하며, 상기 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각을 중심으로 하고 상기 산출된 거리(d1, d2, d3)를 반지름으로 하는 3개의 원(C1, C2, C3)을 생성하고, 삼변 측량법을 이용하여 교점을 획득하는 과정을 한 쌍의 원들(C1, C2),(C2, C3),(C3, C1)에 대해 번갈아 가면서 수행하여 3개의 교점(I2, I3, I5)을 획득하고, 이 3개의 교점(I2, I3, I5)을 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심(MF)을 구하고 그 구해진 내심을 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하도록 구성됨으로써, 실내에서의 모바일 사용자 위치를 파악할 때 장애물에 의한 오차를 줄임으로써 측위 정밀도를 높일 수 있다는 뛰어난 효과가 있다. According to the system and method for estimating the position of the mobile user node in the room using the deformation trilateration method according to the embodiment of the present invention, the wireless signal is received from each of the beacon nodes (B1, B2, B3) Calculates the distances d1, d2 and d3 from the beacon nodes B1, B2 and B3 using the measured reception strength signal intensities and calculates the distances d1, d2 and d3 from the beacon nodes B1, The process of generating three circles C1, C2 and C3 with the calculated distances d1, d2 and d3 as radii and acquiring an intersection using the trilateration method is performed by a pair of circles C1 I3 and I5 are obtained by alternately performing the operations of the three intersection points I2 and I3 and I5 on the vertexes C2, C3, (MF), and is configured to designate the obtained inwardness as a final mobile user location As, an excellent effect that can increase the positioning accuracy by reducing the errors due to obstacles when determining the location of a mobile user in a room.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템을 구현하기 위한 시스템의 구성도이다.
도 2A 및 도 2B는 본 발명의 실시예에 의한, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템에 있어서, 변형 삼변측량법을 이용해 3개의 교점을 구하고 이를 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심을 구하여 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a system for implementing a position estimation system for a mobile user node in a room using a modified trilateration method according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2A and FIG. 2B are flowcharts for explaining a method of estimating a location of a mobile user node in a room by using the modified trilateration method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining a method of estimating a position of a mobile user node in a room using transformed trilateration according to an embodiment of the present invention. To a mobile user location.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템을 구현하기 위한 시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템에 있어서, 변형 삼변측량법을 이용해 3개의 교점을 구하고 이를 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심을 구하여 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a system for implementing a position estimation system of a mobile user node in an indoor space using a trilateration method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view for explaining how to determine three points of intersection by using the deformation trilateration method and to determine the inward point by assuming it as a vertex of a triangle to designate the final mobile user position.
본 발명의 실시예에 의한 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템은, 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 비콘 노드(B1, B2, B3) 및 모바일 사용자 노드(M)를 포함한다. The beacon nodes B1, B2, and B3 and the mobile user node M, as shown in FIGS. 1 and 3, are used to estimate the location of a mobile user node in the room using the trilateration method according to an embodiment of the present invention. .
비콘 노드(B1, B2, B3)는 건물이나 특정 장소의 세 위치에 부착되어 측위를 위한 무선 신호를 발생함으로써 모바일 사용자 노드()에서 수신할 수 있도록 하는 역할을 한다. The beacon nodes B1, B2, and B3 are attached to three locations in a building or a specific place, and generate wireless signals for positioning, thereby enabling the mobile user node to receive the beacon nodes B1, B2, and B3.
모바일 사용자 노드(M)는 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터 무선 신호를 입력받아 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 측정하고, 이 측정된 수신 강도 신호 세기를 이용하여 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터의 거리(d1, d2, d3)를 산출하며, 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각을 중심으로 하고 산출된 거리(d1, d2, d3)를 반지름으로 하는 3개의 원(C1, C2, C3)을 생성하고, 삼변 측량법을 이용하여 교점을 획득하는 과정을 한 쌍의 원들(C1, C2),(C2, C3),(C3, C1)에 대해 번갈아 가면서 수행하여 3개의 교점(I2, I3, I5)을 획득하고, 이 3개의 교점(I2, I3, I5)을 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심(MF)을 구하고 그 구해진 내심을 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하는 역할을 한다. 모바일 사용자 노드(M)는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 및 랩톱 컴퓨터 중 하나로 구성될 수 있다.The mobile user node M receives the radio signals from each of the beacon nodes B1, B2 and B3 and measures the received strength signal strength RSSI. The beacon nodes B1 and B2 D2 and d3 from each of the beacon nodes B1, B2 and B3 and calculates the distances d1, d2 and d3 from the respective beacon nodes B1, C1, C2, C3) and acquiring an intersection point using the trilateration method is performed alternately for a pair of circles (C1, C2), (C2, C3), (C3, C1) I3, and I5), and assuming that the three intersections I2, I3, and I5 are the vertexes of the triangle, determine the inward center (MF) and designate the obtained inward center as the final mobile user position do. The mobile user node M may be comprised of one of a smartphone, a tablet PC, a notebook, and a laptop computer.
모바일 사용자 노드(M)가 삼변 측량법을 이용하여 한 쌍의 원들(C1, C2),(C2, C3),(C3, C1)에 대해 번갈아 가면서 수행하여 3개의 교점(I2, I3, I5)을 획득하는 과정을 도 3을 참조하여 설명한다.The mobile user node M alternately performs three intersections I2, I3 and I5 on the pair of circles C1, C2, C3, and C3 using trilateration The process of acquiring will be described with reference to FIG.
먼저, 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C1, C2)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I1, I2)을 획득하고, 이 획득된 교점(I1, I2) 중 사용되지 않은 원(C3)의 노드(B3)로부터 가까운 교점(I2)을 획득한다(도 3a 참조).First, two circles C1 and C2 among the three circles C1, C2, and C3 are selected to obtain intersections I1 and I2 of the two selected circles, and among the obtained intersections I1 and I2 An intersection I2 close to the node B3 of the unused circle C3 is obtained (see Fig. 3A).
이어서, 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C2, C3)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I3, I4)을 획득하고, 이 획득된 교점(I3, I4) 중 사용되지 않은 원(C1)의 노드(B1)로부터 가까운 교점(I3)을 획득한다(도 3b 참조).Subsequently, two circles C2 and C3 among the three circles C1, C2 and C3 are selected to obtain intersections I3 and I4 of the two selected circles, and among the obtained intersections I3 and I4 An intersection I3 close to the node B1 of the unused circle C1 is obtained (see Fig. 3B).
이후, 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C3, C1)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I5, I6)을 획득하고, 이 획득된 교점(I5, I6) 중 사용되지 않은 원(C2)의 노드(B2)로부터 가까운 교점(I5)을 획득한다(도 3c 참조).Thereafter, two circles C3 and C1 among the three circles C1, C2 and C3 are selected to obtain intersections I5 and I6 of the two selected circles, and among the obtained intersections I5 and I6 An intersection I5 close to the node B2 of the unused circle C2 is obtained (see Fig. 3C).
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for estimating a location of a mobile user node in a room using the deformation trilateration method according to an embodiment of the present invention constructed as described above will be described.
도 2A 및 도 2B는 본 발명의 실시예에 의한, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 나타낸다.FIG. 2A and FIG. 2B are flowcharts for explaining a method of estimating a location of a mobile user node in a room by using the modified trilateration method according to an embodiment of the present invention, where S represents a step.
설명하기에 앞서, 비콘 노드(B1, B2, B3)가 건물이나 특정 장소의 세 위치에 부착되어 측위를 위한 무선 신호를 발생한다고 가정한다.Prior to the description, it is assumed that beacon nodes B1, B2, and B3 are attached to three locations in a building or a specific place to generate a radio signal for positioning.
먼저, 모바일 사용자 노드(M)는 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터 무선 신호를 입력받아 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 측정하고(S10), 측정된 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 이용하여 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터의 거리(d1, d2, d3)를 산출한다(S20).First, the mobile user node M receives a radio signal from each of the beacon nodes B1, B2, and B3 and measures a received strength signal strength RSSI (S10). Then, the mobile user node M uses the measured received strength signal strength RSSI And calculates distances d1, d2, and d3 from each of the beacon nodes B1, B2, and B3 (S20).
이어서, 모바일 사용자 노드(M)는 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각을 중심으로 하고 상기 스텝(S20)에서 산출된 거리(d1, d2, d3)를 반지름으로 하는 3개의 원(C1, C2, C3)을 생성한 후(S30), 삼변 측량법을 이용하여 교점을 획득하는 과정을 한 쌍의 원들(C1, C2),(C2, C3),(C3, C1)에 대해 번갈아 가면서 수행하여 3개의 교점(I2, I3, I5)을 획득한다(S40, S50, S60, S70, S80, S90).Next, the mobile user node M has three circles (C1, C2) each having the radius d1, d2, and d3 calculated in step S20 centered on each of the beacon nodes B1, B2, (C3, C1), and then the process of acquiring an intersection point by using the trilateration method is performed alternately for a pair of circles (C1, C2), (C2, C3), S40, S70, S80, S90) of the intersection points I2, I3, I5.
스텝(S40)에서는 모바일 사용자 노드(M)가 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C1, C2)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들(C1, C2)의 교점(I1, I2)을 획득한다.In step S40, the mobile user node M selects two circles C1 and C2 among the three circles C1, C2, and C3 and selects intersections I1 and I2 of the two selected circles C1 and C2 ).
스텝(S50)에서는 모바일 사용자 노드(M)가 상기 스텝(S40)에서 획득된 교점(I1, I2) 중 사용되지 않은 원(C3)의 노드(B3)로부터 가까운 교점(I2)을 획득한다.In step S50, the mobile user node M acquires an intersection I2 close to the node B3 of the unused circle C3 among the intersections I1 and I2 obtained in the step S40.
스텝(S60)에서는 모바일 사용자 노드(M)가 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C2, C3)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I3, I4)을 획득한다.In step S60, the mobile user node M selects two circles C2 and C3 among the three circles C1, C2, and C3 to obtain intersections I3 and I4 of the two selected circles.
스텝(S70)에서는 모바일 사용자 노드(M)가 상기 스텝(S60)에서 획득된 교점(I3, I4) 중 사용되지 않은 원(C1)의 노드(B1)로부터 가까운 교점(I3)을 획득한다.In step S70, the mobile user node M acquires an intersection I3 close to the node B1 of the unused circle C1 among the intersections I3 and I4 acquired in the step S60.
스텝(S80)에서는 모바일 사용자 노드(M)가 3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C3, C1)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I5, I6)을 획득한다.In step S80, the mobile user node M selects two circles C3 and C1 among the three circles C1, C2, and C3 to obtain intersections I5 and I6 of the two selected circles.
스텝(S90)에서는 모바일 사용자 노드(M)가 상기 스텝(S80)에서 획득된 교점(I5, I6) 중 사용되지 않은 원(C2)의 노드(B2)로부터 가까운 교점(I5)을 획득한다.In step S90, the mobile user node M acquires an intersection I5 close to the node B2 of the unused circle C2 among the intersections I5 and I6 obtained in the step S80.
이어서, 모바일 사용자 노드(M)는 상기 스텝(S50, S70, S90)에서 회득한 3개의 교점(I2, I3, I5)을 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심(MF)을 구하고 그 구해진 내심(MF)을 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정한다(S100).Subsequently, the mobile user node M obtains the inward center (MF) by assuming that the three intersections I2, I3 and I5 obtained in the above steps S50, S70 and S90 are vertexes of the triangle, To the final mobile user location (SlOO).
본 발명의 실시예에 의한 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템 및 방법에 의하면, 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터 무선 신호를 입력받아 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 측정하고, 이 측정된 수신 강도 신호 세기를 이용하여 상기 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터의 거리(d1, d2, d3)를 산출하며, 상기 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각을 중심으로 하고 상기 산출된 거리(d1, d2, d3)를 반지름으로 하는 3개의 원(C1, C2, C3)을 생성하고, 삼변 측량법을 이용하여 교점을 획득하는 과정을 한 쌍의 원들(C1, C2),(C2, C3),(C3, C1)에 대해 번갈아 가면서 수행하여 3개의 교점(I2, I3, I5)을 획득하고, 이 3개의 교점(I2, I3, I5)을 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심(MF)을 구하고 그 구해진 내심을 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하도록 구성됨으로써, 실내에서의 모바일 사용자 위치를 파악할 때 장애물에 의한 오차를 줄임으로써 측위 정밀도를 높일 수 있다.According to a system and method for estimating a location of a mobile user node in a room using the trilateration method according to an embodiment of the present invention, a radio signal is received from each of beacon nodes (B1, B2, B3) Calculates the distances d1, d2 and d3 from the beacon nodes B1, B2 and B3 using the measured reception strength signal intensities and calculates the distances d1, d2 and d3 from the beacon nodes B1, The process of generating three circles C1, C2 and C3 with the calculated distances d1, d2 and d3 as radii and acquiring an intersection using the trilateration method is performed by a pair of circles C1 I3 and I5 are obtained by alternately performing the operations of the three intersection points I2 and I3 and I5 on the vertexes C2, C3, (MF), and designate the obtained inward end as the final mobile user location Writing, it is possible to increase the positioning accuracy by reducing the errors due to obstacles when determining the location of a mobile user in a room.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the best mode has been shown and described in the drawings and specification, certain terminology has been used for the purpose of describing the embodiments of the invention and is not intended to be limiting or to limit the scope of the invention described in the claims. It is not. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
B1, B2, B3: 비콘 노드
M: 모바일 사용자 노드B1, B2, B3: Beacon node
M: Mobile user node
Claims (5)
상기 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터 무선 신호를 입력받아 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 측정하고, 이 측정된 수신 강도 신호 세기를 이용하여 상기 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터의 거리(d1, d2, d3)를 산출하며, 상기 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각을 중심으로 하고 상기 산출된 거리(d1, d2, d3)를 반지름으로 하는 3개의 원(C1, C2, C3)을 생성하고, 삼변 측량법을 이용하여 교점을 획득하는 과정을 한 쌍의 원들(C1, C2),(C2, C3),(C3, C1)에 대해 번갈아 가면서 수행하여 3개의 교점(I2, I3, I5)을 획득하고, 이 3개의 교점(I2, I3, I5)을 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심(MF)을 구하고 그 구해진 내심을 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하는 모바일 사용자 노드(M)를 포함하는, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템.Beacon nodes (B1, B2, B3) attached to three positions of a building or a specific place and configured to generate a radio signal for positioning; And
B2, and B3 from the beacon nodes B1, B2, and B3, measures the RSSI of the beacon nodes B1, B2, and B3, D2 and d3 of the beacon nodes B1 and B2 and the three circles C1 and C2 having the radiuses d1, d2 and d3 as the centers of the beacon nodes B1, B2 and B3, respectively, And C3 are obtained by performing the triangulation method to obtain an intersection point on a pair of circles C1, C2, C2, C3, and C3 alternately to obtain three intersections I2 I3 and I5 of the mobile node M and a mobile user node M for determining the inward center MF by assuming the three intersections I2, I3 and I5 as vertexes of the triangle and designating the obtained in- ) Of a mobile user node in a room using transformed trilateration.
상기 삼변 측량법을 이용하여 한 쌍의 원들(C1, C2),(C2, C3),(C3, C1)에 대해 번갈아 가면서 수행하여 3개의 교점(I2, I3, I5)을 획득하는 것은
3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C1, C2)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I1, I2)을 획득하고, 이 획득된 교점(I1, I2) 중 사용되지 않은 원(C3)의 노드(B3)로부터 가까운 교점(I2)을 획득하는 것;
3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C2, C3)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I3, I4)을 획득하고, 이 획득된 교점(I3, I4) 중 사용되지 않은 원(C1)의 노드(B1)로부터 가까운 교점(I3)을 획득하는 것; 및
3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C3, C1)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I5, I6)을 획득하고, 이 획득된 교점(I5, I6) 중 사용되지 않은 원(C2)의 노드(B2)로부터 가까운 교점(I5)을 획득하는 것을 포함하는, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템. The method according to claim 1,
The three intersections I2, I3, I5 are obtained by alternately performing the triangulation method for the pair of circles C1, C2, C2, C3, and C3
Two circles C1 and C2 among the three circles C1, C2 and C3 are selected to acquire the intersections I1 and I2 of the two selected circles and the used one of the acquired intersections I1 and I2 Obtaining an intersection I2 nearest to the node B3 of the circle C3 that is not circular;
Two circles C2 and C3 among the three circles C1, C2 and C3 are selected to acquire the intersections I3 and I4 of the two selected circles and the used one of the obtained intersections I3 and I4 Obtaining an intersection I3 close to the node B1 of the circle C1; And
Two circles C3 and C1 among the three circles C1, C2 and C3 are selected to acquire the intersection points I5 and I6 of the two selected circles and the used one of the obtained intersections I5 and I6 And obtaining an intersection (I5) near the node (B2) of the circle (C2) that is not the circle (C2).
상기 모바일 사용자 노드(M)는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 및 랩톱 컴퓨터 중 하나를 포함하는, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the mobile user node (M) comprises one of a smartphone, a tablet PC, a notebook, and a laptop computer.
비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터 무선 신호를 입력받아 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 측정하는 단계;
측정된 상기 수신 강도 신호 세기(RSSI)를 이용하여 상기 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각으로부터의 거리(d1, d2, d3)를 산출하는 단계;
상기 비콘 노드(B1, B2, B3) 각각을 중심으로 하고 상기 산출된 거리(d1, d2, d3)를 반지름으로 하는 3개의 원(C1, C2, C3)을 생성하는 단계;
3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C1, C2)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I1, I2)을 획득하는 단계;
획득된 상기 교점(I1, I2) 중 사용되지 않은 원(C3)의 노드(B3)로부터 가까운 교점(I2)을 획득하는 단계;
3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C2, C3)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I3, I4)을 획득하는 단계;
획득된 상기 교점(I3, I4) 중 사용되지 않은 원(C1)의 노드(B1)로부터 가까운 교점(I3)을 획득하는 단계;
3개의 원(C1, C2, C3) 중 2개의 원(C3, C1)을 선택하여 이 선택된 2개의 원들의 교점(I5, I6)을 획득하는 단계;
획득된 상기 교점(I5, I6) 중 사용되지 않은 원(C2)의 노드(B2)로부터 가까운 교점(I5)을 획득하는 단계; 및
상기 3개의 교점(I2, I3, I5)을 삼각형의 꼭지점으로 가정하여 내심(MF)을 구하고 그 구해진 내심을 최종적인 모바일 사용자 위치로 지정하는 단계를 포함하는, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 방법.A method for estimating a location of a mobile user node using a location estimation system of a mobile user node in indoor using the deformation trilateration method according to claim 1,
Receiving a radio signal from each of the beacon nodes (B1, B2, B3) and measuring a received signal strength (RSSI);
Calculating distances d1, d2, and d3 from the beacon nodes B1, B2, and B3 using the measured RSSI;
Generating three circles (C1, C2, C3) having a radius as the center of each of the beacon nodes (B1, B2, B3) and calculating the distances d1, d2, d3 as radii;
Selecting two circles (C1, C2) out of the three circles (C1, C2, C3) to obtain intersections (I1, I2) of the two selected circles;
Acquiring an intersection (I2) near the node (B3) of the unused circle (C3) of the acquired intersection (I1, I2);
Selecting two circles (C2, C3) out of the three circles (C1, C2, C3) to obtain intersections (I3, I4) of the two selected circles;
Acquiring an intersection (I3) near the node (B1) of the unused circle (C1) of the obtained intersection (I3, I4);
Selecting two circles (C3, C1) of the three circles (C1, C2, C3) to obtain intersections (I5, I6) of the two selected circles;
Obtaining an intersection (I5) near the node (B2) of the unused circle (C2) of the obtained intersection (I5, I6); And
(MF), assuming that the three intersection points (I2, I3, I5) are triangle vertices, and designating the obtained inward end as a final mobile user location. A method for estimating a position of a user node.
상기 모바일 사용자 노드(M)는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 및 랩톱 컴퓨터 중 하나를 포함하는, 변형 삼변측량법을 이용한 실내에서의 모바일 사용자 노드의 위치 추정 방법. 5. The method of claim 4,
Wherein the mobile user node (M) comprises one of a smartphone, a tablet PC, a notebook, and a laptop computer.
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