KR20200005266A - 실시간 위치 추적 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트폰의 각종 센서를 이용하여 건물 내에서 사용자의 위치를 실시간으로 추적할 수 있는 실시간 위치 추적 시스템에 관한 것으로, GPS 신호를 수신하는 GPS 센서와, 방향을 검출하는 자이로 센서와, 움직임을 감지하는 가속도 센서와, 고도를 감지하는 고도 센서와, 이미지를 촬영하는 카메라 모듈과, 상기 GPS 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 및 고도 센서에서 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 위치 정보를 생성하는 중앙 처리 모듈과, 상기 중앙 처리 모듈에서 발생된 위치 정보를 디스플레이부에 표시하여 지도상에 현재 위치를 표시하는 표시 모듈과, 상기 카메라 모듈에서 촬영된 이미지를 송신하는 제1 통신 모듈을 포함하는 이동 단말기 및 건물 내부의 이미지가 저장된 안내도 저장부와, 상기 제1 통신 모듈에서 송신한 이미지를 수신하는 수신 모듈과, 상기 수신 모듈에서 수신된 이미지와 상기 안내도 저장부에 저장된 이미지와 매칭하는 공간 매칭부와, 상기 공간 매칭부에서 매칭된 이미지 정보를 상기 이동 단말기로 송신하는 제2 통신 모듈을 포함하는 서버를 포함하되, 상기 이동 단말기는 상기 제2 통신 모듈에서 송신된 이미지 정보를 수신하여 상기 중앙 처리 모듈에서 생성된 위치 정보에 상기 이미지 정보를 반영하여 위치 측정 정확성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

Description

실시간 위치 추적 시스템{Real time location tracking system}
본 발명은 실시간 위치 추적 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트폰의 각종 센서를 이용하여 건물 내에서 사용자의 위치를 실시간으로 추적할 수 있는 실시간 위치 추적 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 사용자의 가입을 기본으로 하는 인터넷이나 모바일 서브에서 종래의 위치 추적 방식은 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성항법시스템인 GPS(Global Positioning System)이라 할 수 있다.
이는, 항공기, 선박, 자동차 등의 내비게이션장치에 주로 쓰이고 있으며, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC등에서도 많이 활용되고 있다.
하지만, GPS 시스템의 오차 범위와 위치 탐색의 한계로 인해 위치 추적 방식이 적용 시 너무 많은 사용자가 탐색되기 때문에 근거리에 위치하는 사용자를 골라내기 어려운 문제가 있다. 즉, 근거리에 위치하는 사용자들의 정보를 측정하여 제공하기에는 오차 범위가 지나치게 큰 문제가 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 종래의 등록실용신안공보 제20-0331381호에서는 GPS 기술과 이동통신 단말기를 이용하여 유아나 의사경정무능력자의 위치를 추적할 수 있는 시스템에 대해 개시되어 있다.
종래의 시스템에서는 GPS 송수신기가 내장된 악세사리를 피보호자에게 착용시키고 위치를 보호자가 휴대한 이동통신단말기의 인터넷 서비스를 통해 확인할 수 있도록 한 것이다.
여기서, 다수의 사용자가 동일한 서비스를 사용하는 경우, 각 장치별로 피보호자를 식별할 수 있는 정보를 포함하여야 하며 이에 대한 정보를 특정한 서버 등에 저장하여 다수의 장치 중 원하는 장치를 선택하여 추적할 수 있도록 구성하여야 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래에 개발된 위치 정보 시스템으로써, 자이로센서와 3축 가속도센서를 탑재한 IEEE802.15.4에 준거한 센서 단말기와, 무선 기지국 및 서버기기 등으로 구성되어 있는 장치가 제안된 바 있다.
상술한 위치 정보 시스템에서는 자이로센서에서 감지된 보행자의 진행방향 정보와, 가속도센서에서 가속도의 벡터를 시간 적분한 정보를 상기 센서 단말기에서 무선으로 상기 서버기기에 송신하면, 상기 서버기기 쪽에서 가속도의 벡터를 시작 적분하여 상기 센서단말기의 이동 경로를 추적하여 위치를 파악하는 방식이다.
종래의 위치 추적 시스템에서는 GPS 신호를 수신받은 지점에서 자이로 센서와 가속도 센서를 통해 취득한 정보를 통해 보행자의 위치를 추적하는 것이나, 취득한 보행자의 진행방향과 움직임의 정보에서도 오차가 발생하여 건물 내에 위치한 보행자의 현재 위치에 대한 위치 추적이 어려우며, 오차로 인해 건물 내의 보행자의 현재 위치, 즉, 특정 공간(침실, 주방, 욕실 등)에 대한 정보의 오차가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이동 단말기에 구비된 자이로 센서와 가속도 센서를 이용한 위치 추적 기술에서 발생하는 현재 위치의 오차를 보정하여 건물 내에서도 정확한 위치를 추적할 수 있는 실시간 위치 추적 시스템을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템은 GPS 신호를 수신하는 GPS 센서와, 방향을 검출하는 자이로 센서와, 움직임을 감지하는 가속도 센서와, 고도를 감지하는 고도 센서와, 이미지를 촬영하는 카메라 모듈과, 상기 GPS 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 및 고도 센서에서 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 위치 정보를 생성하는 중앙 처리 모듈과, 상기 중앙 처리 모듈에서 발생된 위치 정보를 디스플레이부에 표시하여 지도상에 현재 위치를 표시하는 표시 모듈과, 상기 카메라 모듈에서 촬영된 이미지를 송신하는 제1 통신 모듈을 포함하는 이동 단말기 및 건물 내부의 이미지가 저장된 안내도 저장부와, 상기 제1 통신 모듈에서 송신한 이미지를 수신하는 수신 모듈과, 상기 수신 모듈에서 수신된 이미지와 상기 안내도 저장부에 저장된 이미지와 매칭하는 공간 매칭부와, 상기 공간 매칭부에서 매칭된 이미지 정보를 상기 이동 단말기로 송신하는 제2 통신 모듈을 포함하는 서버를 포함하되, 상기 이동 단말기는 상기 제2 통신 모듈에서 송신된 이미지 정보를 수신하여 상기 중앙 처리 모듈에서 생성된 위치 정보에 상기 이미지 정보를 반영하여 위치 측정 정확성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공간 매칭부는 상기 카메라 모듈에서 촬영된 이미지의 중심을 측정하는 중심 측정 수단과, 상기 중심 측정 수단으로부터 측정된 중심축에서 상기 이미지에 표시된 벽면과의 각도를 연산하는 각도 측정 수단과, 상기 중심 측정 수단으로부터 측정된 중심축에서 상기 이미지에 표시된 벽면과의 거리를 연산하는 거리 측정 수단과, 상기 중심 측정 수단, 각도 측정 수단 및 거리 측정 수단에서 측정된 정보를 입력받아 이미지 촬영 위치를 연산하는 위치 연산 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동 단말기는 조도를 측정하는 조도 센서를 더 포함하며, 상기 제1 통신 모듈에서는 상기 조도 센서에서 측정된 조도 정보를 상기 수신 모듈로 송신하고, 상기 서버는 건물 내부에 일정 거리 간격으로 구획된 구역의 조도 정보가 저장된 조도 정보 저장부와, 상기 수신 모듈에서 수신된 조도 정보와 상기 조도 정보 저장부에 저장된 조도 정보를 매칭하는 조도 매칭부와, 상기 공간 매칭부에서 매칭된 공간과 상기 조도 매칭부에서 매칭된 구역의 유사도를 비교하는 공간 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동 단말기는 현재 위치하는 공간의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하며, 상기 제1 통신 모듈에서는 상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 상기 수신 모듈로 송신하고, 상기 서버는 건물 내부에 일정 거리 간격으로 구획된 구역의 온도 정보가 저장된 온도 정보 저장부와, 상기 수신 모듈에서 수신된 온도 정보와 상기 온도 정보 저장부에 저장된 온도 정보를 매칭하는 온도 매칭부와, 상기 공간 매칭부에서 매칭된 공간과 상기 온도 매칭부에서 매칭된 구역의 유사도를 비교하는 공간 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 서버는 상기 이동 단말기의 위치에서부터 건물의 출입구까지의 안내 경로를 생성하는 대피 경로 생성부를 더 포함하고, 상기 이동 단말기는 상기 대피 경로 생성부에서 생성된 대피 경로를 수신하고, 상기 표시 모듈은 현재 위치에서 출입구까지의 대피 경로를 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시간 위치 추적 시스템은 각종 센서(자이로센서, 가속도 센서, 고도 센서)에서 측정된 위치 정보에서 스마트폰에 구비된 카메라 모듈에서 촬영된 이미지와, 안내도 저장부에 저장된 건물 내부의 이미지를 비교하여 공간 정보를 매칭하므로 위치 추적 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 카메라 모듈에서 측정한 이미지에서 기준을 선정하고, 선정된 기준에서 벽면과의 각도와 거리를 연산하여 사용자의 현재 공간 내에서의 위치를 추적하여 위치 추적 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 각종 센서에서 측정된 위치 정보에서 스마트폰에 구비된 조도 센서 및 온도 센서에서 각각 측정한 조도 정보 및 온도 정보와, 서버 내에 기저장된 조도 정보 및 온도 정보와 비교하여 공간 정보를 매칭하므로 위치 추적 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 대피 경로 생성부는 상기의 각종 센서와, 카메라 모듈, 온도 센서 및 조도 센서를 통해 정확한 위치를 추적한 사용자의 위치에서 출입구까지의 경로를 생성하여 비상 또는 재난 시에 건물 외부로 탈출할 수 있는 경로를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 실시간 위치 추적 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 안내도 저장부에 저장된 이미지를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공간 매칭부에서 이미지 비교를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공간 매칭부를 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공간 매칭부의 매칭 방법을 나타낸 예시도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 실시간 위치 추적 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 실시간 위치 추적 시스템은 이동 단말기(100) 및 서버(200)를 포함한다.
먼저, 상기 이동 단말기(100)는 통상적으로 스마트폰을 의미하며, 후술할 각종 센서와 모듈이 설치된 자동차 또는 선박에 구비된 장치일 수 있으며, 이동식 밴드 또는 태블릿 PC일 수 있다.
이때, 상기 이동 단말기(100)는 GPS 센서(110), 자이로 센서(120), 가속도 센서(130), 고도 센서(140), 카메라 모듈(150), 중앙 처리 모듈(160), 표시 모듈(170), 제1 통신 모듈(175), 조도 센서(180) 및 온도 센서(190)를 포함한다.
상기 GPS 센서(110)는 GPS 신호를 수신하는 센서로, 복수 개의 위성들로부터 위성 신호를 수신하고, 수신된 위성 신호로부터 위성 데이터를 복조한다.
본 발명의 실시간 위치 추적 시스템은 건물 외부뿐만 아니라 내부에서 정확한 위치를 추적하기 위한 시스템으로, 상기 GPS 센서(110)에서 수신된 현재 위치 정보는 건물에 출입하기 직전의 위치 정보를 기준으로 한다.
그리고 상기 자이로 센서(120)는 이동 단말기(100)가 이동되는 방향을 검출하는 센서로, 상기 이동 단말기(100)가 회전한 각도의 값을 측정하여 이동 단말기(100)의 이동 방향을 감지하며, 상기 GPS 센서(110)에서 수신된 마지막 위치에서부터 이동 단말기(100)의 이동 방향을 측정한다.
또한, 상기 가속도 센서(130)는 특정 방향 이동에 대한 속도의 증감비를 계산하여 움직임을 감지하며, 상기 이동 단말기(100)에 가해지는 가속도의 크기를 출력하는 것으로 범위가 3축 방향인 3축 가속도 센서는 x, y, z축의 3축 방향의 3차원 공간에서 가속도를 측정할 수 있다.
즉, 중력 가속도를 기준으로 물체의 기울어진 각도와 각 방향의 가속도로부터 물체의 움직임을 검출할 수 있으며, 중력 가속도를 기준으로 물체의 기울어진 각도는 지구 중력의 수직방향으로 중력가속도 1G이고, 수평으로 있던 가속도 센서가 기울어지면 중력에 반응하여 90도, 즉 수직을 이루었을 때 1G가 검출된다.
따라서, 중력가속도는 sin(기울어진 각도)의 관계로 가속도 센서(130)가 기울어져 있는 상태 및 지면 방향을 감지할 수 있게 된다.
이러한 가속도 센서(130)는 이동 단말기(100)의 움직임을 검출하며, 상기 자이로 센서(120)에서 측정한 방향과 상기 가속도 센서(130)에서 측정한 움직임을 통해 상기 GPS 신호(110)에서 수신된 마지막 위치에서부터 이동 단말기(100)의 이동 방향 및 이동 가속도를 측정하여 이동 거리를 측정할 수 있게 된다.
다음으로, 상기 고도 센서(140)는 이동 단말기(100)의 현재 고도를 감지하는 센서로, 일예로 대기압을 측정하여 고도를 감지한다.
여기서, 상기 고도 센서(140)는 고도를 측정하기 위해서 압력 센서를 이용하고, 일예로, 상기 고도 센서(140)에서 압력을 받으면 저항값이 변화하는 반도체 피에조 저항효과를 이용하여 압력이 다이어프레임을 변형시키면 감압소자 위에 붙어 있는 가스 확산방식의 피에조 저항의 값이 변화한다.
상기의 원리를 이용하여 휘스톤브리지 회로로 구성된 4개의 피에조 저항을 정전류로 구동하며, 압력을 받으면 출력단에 압력에 비례한 정압신호를 얻을 수 있고, 온도보상회로를 함께 내장하여 정도를 일정하게 유지시킨다.
즉, 상기 고도 센서(140)는 건물 내부에서 이동 단말기(100)의 고도를 측정하여 상기 자이로 센서(120)와 가속도 센서(130)를 통해 수평 방향의 이동을 측정하고, 상기 고도 센서(140)를 통해 수직 방향으로의 이동(즉, 수직 방향으로의 변화량)을 측정하게 된다.
그리고 상기 카메라 모듈(150)은 이미지(사진 또는 동영상)를 촬영하는 모듈로, 촬영된 이미지는 이동 단말기(100)에 내장되어 있는 이미지 저장부(미도시)에 저장된다.
이때, 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영된 이미지는 후술할 안내도 저장부(210)에 저장된 이미지와 비교하여 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영된 이미지의 위치를 파악하는 수단이 된다.
다음으로, 상기 중앙 처리 모듈(160)은 상기 GPS 센서(110), 자이로 센서(120), 가속도 센서(130) 및 고도 센서(140)에서 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 위치 정보를 발생시킨다.
이때, 상기 중앙 처리 모듈(160)은 상기 각 센서(110, 120, 130, 140)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 속도, 가속도, 위치 센서들의 원리를 이용하여 위치 정보를 발생시키도록 할 수 있는 것은 자명한 사실이다.
즉, 일반적으로 가속도를 시간으로 적분하면 속도가 되고, 반대로 속도를 시간으로 미분하면 가속도가 된다.
여기서, 최초의 속도를 알고 그 다음에 가속도를 계속 측정하면 속도를 구할 수 있으며, 위치는 속도를 적분하여 구하므로, 이 역시 최초 위치가 적분상수가 되며 가속도를 계속 측정하면 속도의 변화를 계속해서 알게 되므로 이것을 적분하여 위치 값을 연산할 수 있게 된다.
그리고 상기 표시 모듈(170)은 상기 중앙 처리 모듈(160)에서 연산한 이동 단말기(100)의 현재 위치를 이동 단말기(100)의 디스플레이부에 표시하여 지도 상에 현재 위치를 표시하게 된다.
상술한 각 센서(110, 120, 130, 140)와, 중앙 처리 모듈(160) 및 표시 모듈(170)을 통해 획득한 현재 위치는 외부 또는 건물 내부에서 이동 단말기(100)의 위치를 획득할 수 있으나, 각 센서(110, 120, 130, 140)에서 측정한 정보에 오차가 발생할 수 있어 오차 범위 내에서의 현재 위치를 확인할 수 있다.
즉, 상기 GPS 센서(110)에서 측정된 현재 위치값을 기준으로 자이로 센서(120), 가속도 센서(130) 및 고도 센서(140)를 통해 측정된 이동 방향 및 이동 거리를 보정하여 현재 위치를 측정하지만, 통상적으로 상기 GPS 센서(110)에서 수신한 GPS 신호는 최대 대략 30M 수준의 오차가 발생하게 되는데, 발생된 오차에 의해 최종 이동 단말기(100)의 실제 위치와 연산된 위치 값에서는 큰 오차가 발생할 수 있게 된다.
상기의 오차 값을 보정하기 위해 본 발명의 실시간 위치 추적 시스템에서는 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영된 이미지를 상기 제1 통신 모듈(175)을 통해 상기 서버(200)로 송신하며, 송신된 이미지와, 후술할 안내도 저장부(210)에 기저장된 이미지를 비교하여 위치 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.
다음으로, 상기 서버(200)는 안내도 저장부(210), 수신 모듈(220), 공간 매칭부(230), 제2 통신 모듈(240)을 포함한다.
먼저, 상기 안내도 저장부(210)는 건물 내부의 이미지가 저장되어 있는 저장 공간으로, 각 건물당 일정 거리 또는 일정 공간으로 구분하여 촬영된 이미지가 저장될 수 있으며, 360도 촬영 가능한 파노라마 이미지로 저장될 수 있다.
이때, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 안내도 저장부(210)는 건물 내부를 층을 기준으로 구분한 안내도가 저장되어 있으며, 상기 안내도에서 일정 공간을 기준으로 이미지가 저장된다.
여기서, 상기 안내도 저장부(210)에 저장된 이미지는 다양한 정보를 포함하며, 상기 다양한 정보는 특정 구역의 명칭(예를 들어, 주방, 욕실, 화장실 및 회의실 등)과, 층 정보(예를 들어, 1층, 2층 등)와, 호수 정보(예를 들어, 201호, 202호 등) 및 위치 정보를 의미한다.
또한, 상기 안내도 저장부(210)에 저장된 이미지에서는 각 공간에 대한 방위(예를 들어, 동서남북 기준)와, 각 방위에 따른 크기 및 각 공간의 면적에 대한 정보가 저장된다.
그리고 상기 수신 모듈(220)은 상기 제1 통신 모듈(175)에서 송신된 이미지를 수신하며, 다시 말해, 사용자가 현재 위치하는 공간을 상기 카메라 모듈(150)을 통해 촬영한 이미지를 제1 통신 모듈(175)을 통해 서버(200)로 송신하게 되는데, 이를 상기 수신 모듈(220)이 수신하게 된다.
이때, 상기 공간 매칭부(230)는 상기 수신 모듈(220)에서 수신된 이미지와 상기 안내도 저장부(210)에 저장된 이미지와 매칭하며, 매칭된 이미지에 의해 상기 이동 단말기(100)의 위치를 측정할 수 있게 된다.
상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공간 매칭부(230)는 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영된 이미지에 포함된 특정 물체 또는 벽면과, 상기 안내도 저장부(210)에 저장된 다수 개의 이미지에 포함된 특정 물체 또는 벽면과의 유사도를 비교하며, 상기 안내도 저장부(210)에 기저장된 이미지 중 유사도가 가장 높은 이미지를 선정하게 된다.
이후, 상기 제2 통신 모듈(240)은 상기 공간 매칭부(230)에서 매칭된(유사도가 가장 높은) 이미지에 대한 정보를 상기 이동 단말기(100)로 송신하게 되며, 이때 상기 이동 단말기(100)는 상기 제2 통신 모듈(240)에서 송신된 이미지에 대한 정보를 수신하는 제2 수신 모듈(미도시)를 더 포함한다.
이때, 상기 이동 단말기(100)는 상기 제2 통신 모듈(240)에서 송신된 이미지 정보를 수신하고, 상기 중앙 처리 모듈(160)에서 생성된 위치 정보에 상기 송신된 이미지 정보를 반영하여 위치 측정 정확성을 향상시키게 된다.
상세하게는, 상기 중앙 처리 모듈(160)이 각 센서(110, 120, 130, 140)에서 수신된 정보를 디지털 신호로 변환하여 생성된 이동 단말기(100)의 위치 정보와, 상기 제2 통신 모듈(240)에서 송신된 이미지 정보(선정된 이미지의 특정 구역의 명칭, 층 정보 및 호수 정보 중 적어도 하나 이상의 정보)를 반영하여 위치 측정 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.
다시, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 사용자가 카메라 모듈(150)을 통해 현재 위치하는 공간의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 서버(200)로 송신하게 되면, 상기 공간 매칭부(230)에서 수신 모듈(220)에서 수신된 이미지와, 안내도 저장부(210)에 저장된 이미지와 비교하여 유사도를 파악하여 매칭된 이미지를 이동 단말기(100)로 송신하게 된다.
그리고 이동 단말기(100)는 상기 제2 통신 모듈(240)에서 송신된 이미지 정보를 통해 현재 위치(도면 상 602호) 정보를 반영하게 된다.
따라서, 이동 단말기(100)를 소지한 사용자가 카메라 모듈(150)을 통해 촬영한 이후 이동하게 되면, 반영된 현재 위치를 기준으로 자이로 센서(120), 가속도 센서(130) 및 고도 센서(140)에서 측정된 정보를 가지고 중앙 처리 모듈(160)에서 이동된 위치를 생성할 수 있게 되어 위치 측정 정확성을 향상시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시간 위치 추적 시스템은 카메라 모듈(150)에서 촬영된 이미지와, 안내도 저장부(210)에 기저장된 이미지를 비교하여 매칭된 이미지의 정보를 반영하여 실시간으로 현재 위치를 정확하게 측정할 수 실시간 위치 추적 시스템을 제공할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영된 이미지를 바탕으로 더욱 정확한 위치를 추적할 수 있으며, 이를 위해 상기 공간 매칭부(230)는 도 5에 도시된 바와 같이, 중심 측정 수단(231), 각도 측정 수단(232), 거리 측정 수단(233) 및 위치 연산 수단(234)을 더 포함한다.
먼저, 상기 중심 측정 수단(231)은 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영된 이미지의 중심을 측정하는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자가 촬영한 이미지에서 수직축 및 수평축의 중심을 측정하게 된다.
그리고 상기 각도 측정 수단(232)은 상기 중심 측정 수단(231)으로부터 측정된 이미지의 중심축에서 이미지에 표시된 벽면과의 각을 연산하게 된다.
이때, 벽면은 통상적인 벽면뿐만 아니라 바닥면과 천장면을 포함하며, 본 발명에서는 건물 내의 현재 위치를 측정하게 되는 것으로, 건물 내에서 상기 카메라 모듈(150)을 통해 촬영된 이미지에는 적어도 하나 이상의 벽면이 촬영되게 된다.
일예로, 도 6을 참조하면, 일측 벽면을 제1 벽면, 천장 벽면을 제2 벽면, 타측 벽면을 제3 벽면으로 설정하고, 상기 제1 벽면과 제2 벽면 사이의 각(θ1), 상기 제1 벽면과 제2 벽면 사이의 각(θ2), 상기 제2 벽면과 제3 벽면 사이의 각(θ3)으로 설정한다.
제1 내지 제3 벽면 각각이 실제 이루는 각은 90°이지만, 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영된 2차원의 이미지에서 이루는 각에는 차이가 발생하므로, 상기의 차이를 이용하여 중심축에서 제1 내지 제3 벽면과 이루는 각을 연산할 수 있게 된다.
또한, 상기 거리 측정 수단(233)은 상기 중심 측정 수단으로부터 측정된 중심축에서 상기 이미지에 표시된 벽면과의 거리를 연산하게 된다.
이를 통해, 상기 위치 연산 수단(234)은 상기 중심 측정 수단(231), 각도 측정 수단(232) 및 거리 측정 수단(233)에서 측정된 정보를 입력받아 상기 카메라 모듈(150)에서 촬영한 이미지에서 제1 내지 제3 벽면과의 거리를 연산하여 이미지 촬영 당시의 위치 연산할 수 있게 된다.
따라서, 상기 제2 통신 모듈(240)은 상기 중심 측정 수단(231), 각도 측정 수단(232), 거리 측정 수단(233) 및 위치 연산 수단(234)에서 측정된 공간 내에서의 사용자의 위치를 측정한 정보를 이동 단말기(100)로 송신하여, 이동 단말기(100)를 사용하는 사용자의 현재 위치하고 있는 공간의 정보뿐만 아니라, 공간 내에서의 사용자의 위치를 확인할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시간 위치 추적 시스템은 위치 측정 오차를 줄이기 위한 구성으로, 상기 이동 단말기(100)는 조도를 측정하는 조도 센서(180)를 더 포함하며, 상기 제1 통신 모듈(175)에서는 상기 조도 센서(180)에서 측정된 조도 정보를 상기 수신 모듈(220)로 송신하게 되고, 상기 서버(200)는 조도 정보 저장부(250), 조도 매칭부(255) 및 공간 비교부(260)를 더 포함한다.
먼저, 상기 조도 저장부(250)는 건물 내부에 일정 거리 또는 공간을 기준으로 구획된 구역의 조도 정보가 기저장되며, 바람직하게는, 상기 안내도 저장부(210)에 저장된 각 이미지를 복수 개의 공간으로 구획하여 각각의 조도 정보를 저장하게 된다.
예를 들면, 가로 8M, 세로 6M, 높이 2M의 공간 내에서는 가로 2M, 세로 2M 높이 2M인 하나의 공간을 12개의 공간으로 구획하여 각각의 공간의 조도를 저장하게 된다.
즉, 상기 이동 단말기(100)에 내장된 조도 센서(180)에서 측정된 조도 값과, 상기 공간 매칭부(230)에서 매칭된 공간 내에서 조도 값을 상기 조도 매칭부(255)에서 매칭하며, 상기 공간 비교부(260)에서는 상기 조도 매칭부(255)에서 매칭된 공간 내에서의 지점과, 상기 공간 매칭부(230)에서 연산한 공간 내에서의 지점의 유사도를 비교하여 상기 이동 단말기(100)에서 촬영한 당시의 공간 내에서의 위치를 추적할 수 있게 된다.
본 발명의 실시간 위치 추적 시스템은 위치 측정 오차를 줄이기 위한 다른 구성으로는, 상기 이동 단말기(100)는 현재 위치하는 공간의 온도를 측정하는 온도 센서(190)를 더 포함하며, 상기 제1 통신 모듈(175)에서는 상기 온도 센서(190)에서 측정된 온도 정보를 상기 수신 모듈(220)로 송신하게 되고, 상기 서버(200)는 온도 정보 저장부(270), 온도 매칭부(275) 및 공간 비교부(260)를 더 포함한다.
먼저, 상기 온도 저장부(270)는 건물 내부에 일정 거리 또는 공간을 기준으로 구획된 구역의 온도 정보가 기저장되며, 바람직하게는, 상기 안내도 저장부(210)에 저장된 각 이미지를 복수 개의 공간으로 구획하여 각각의 온도 정보를 저장하게 된다.
그리고 상기 이동 단말기(100)에 내장된 온도 센서(190)에서 측정된 온도 값과, 상기 공간 매칭부(230)에서 매칭된 공간 내에서 온도 값을 상기 온도 매칭부(275)에서 매칭하며, 상기 공간 비교부(260)에서는 상기 온도 매칭부(275)에서 매칭된 공간 내에서의 지점과, 상기 공간 매칭부(230)에서 연산한 공간 내에서의 지점의 유사도를 비교하여 상기 이동 단말기(100)에서 촬영한 당시의 공간 내에서의 위치를 추적할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시간 위치 추적 시스템은 건물 내에서 사용자의 현재 위치 추적의 정확성을 향상시키며, 사용자가 위치하는 건물 내의 공간뿐만 아니라 공간 내에서도 정확한 위치를 추적할 수 있다.
더불어, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시간 위치 추적 시스템은 정확한 위치 추적뿐만 아니라, 추적된 위치에서 비상시에 건물 외부로 대피할 수 있도록, 상기 서버(200)는 대피 경로 생성부(280)를 더 포함한다.
먼저, 상기 경로 저장부(280)는 건물 전체의 경로가 저장되되, 상기 경로에는 비상구의 위치 및 출입구의 위치가 마련된다.
그리고 상기 대피 경로 생성부(280)는 상기 이동 단말기(100)의 추적된 위치에서부터 건물의 출입구까지의 안내 경로를 생성하며, 상기 제2 통신 모듈(240)에서는 대피 경로 생성부(280)에서 생성된 대피 경로를 상기 이동 단말기(100)로 송신하게 된다.
또한, 상기 이동 단말기(100)는 제2 통신 모듈(240)에서 송싱된 대피 경로를 수신하고, 상기 표시 모듈(170)은 이동 단말기(100)의 현재 위치에서 출입구까지의 대피 경로를 이동 단말기(100)의 디스플레이부에 표시하게 된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 이동 단말기 220 : 수신 모듈
110 : GPS 센서 230 : 공간 매칭부
120 : 자이로 센서 231 : 중심 측정 수단
130 : 가속도 센서 232 : 각도 측정 수단
140 : 고도 센서 233 : 거리 측정 수단
150 : 카메라 모듈 234 : 위치 연산 수단
160 : 중앙 처리 모듈 240 : 제2 통신 모듈
170 : 표시 모듈 250 : 조도 정보 저장부
175 : 제1 통신 모듈 260 : 공간 비교부
180 : 조도 센서 260 : 공간 비교부
190 : 온도 센서 270 : 온도 정보 저장부
200 : 서버 275 : 온도 매칭부
210 : 안내도 저장부 280 : 대피 경로 생성부

Claims (5)

  1. GPS 신호를 수신하는 GPS 센서와, 방향을 검출하는 자이로 센서와, 움직임을 감지하는 가속도 센서와, 고도를 감지하는 고도 센서와, 이미지를 촬영하는 카메라 모듈과, 상기 GPS 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 및 고도 센서에서 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 위치 정보를 생성하는 중앙 처리 모듈과, 상기 중앙 처리 모듈에서 발생된 위치 정보를 디스플레이부에 표시하여 지도상에 현재 위치를 표시하는 표시 모듈과, 상기 카메라 모듈에서 촬영된 이미지를 송신하는 제1 통신 모듈을 포함하는 이동 단말기; 및
    건물 내부의 이미지가 저장된 안내도 저장부와, 상기 제1 통신 모듈에서 송신한 이미지를 수신하는 수신 모듈과, 상기 수신 모듈에서 수신된 이미지와 상기 안내도 저장부에 저장된 이미지와 매칭하는 공간 매칭부와, 상기 공간 매칭부에서 매칭된 이미지 정보를 상기 이동 단말기로 송신하는 제2 통신 모듈을 포함하는 서버;를 포함하되,
    상기 이동 단말기는,
    상기 제2 통신 모듈에서 송신된 이미지 정보를 수신하여 상기 중앙 처리 모듈에서 생성된 위치 정보에 상기 이미지 정보를 반영하여 위치 측정 정확성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공간 매칭부는,
    상기 카메라 모듈에서 촬영된 이미지의 중심을 측정하는 중심 측정 수단과, 상기 중심 측정 수단으로부터 측정된 중심축에서 상기 이미지에 표시된 벽면과의 각도를 연산하는 각도 측정 수단과, 상기 중심 측정 수단으로부터 측정된 중심축에서 상기 이미지에 표시된 벽면과의 거리를 연산하는 거리 측정 수단과, 상기 중심 측정 수단, 각도 측정 수단 및 거리 측정 수단에서 측정된 정보를 입력받아 이미지 촬영 위치를 연산하는 위치 연산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동 단말기는,
    조도를 측정하는 조도 센서를 더 포함하며, 상기 제1 통신 모듈에서는 상기 조도 센서에서 측정된 조도 정보를 상기 수신 모듈로 송신하고,
    상기 서버는,
    건물 내부에 일정 거리 간격으로 구획된 구역의 조도 정보가 저장된 조도 정보 저장부와, 상기 수신 모듈에서 수신된 조도 정보와 상기 조도 정보 저장부에 저장된 조도 정보를 매칭하는 조도 매칭부와, 상기 공간 매칭부에서 매칭된 공간과 상기 조도 매칭부에서 매칭된 구역의 유사도를 비교하는 공간 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이동 단말기는,
    현재 위치하는 공간의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하며, 상기 제1 통신 모듈에서는 상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 상기 수신 모듈로 송신하고,
    상기 서버는,
    건물 내부에 일정 거리 간격으로 구획된 구역의 온도 정보가 저장된 온도 정보 저장부와, 상기 수신 모듈에서 수신된 온도 정보와 상기 온도 정보 저장부에 저장된 온도 정보를 매칭하는 온도 매칭부와, 상기 공간 매칭부에서 매칭된 공간과 상기 온도 매칭부에서 매칭된 구역의 유사도를 비교하는 공간 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 이동 단말기의 위치에서부터 건물의 출입구까지의 안내 경로를 생성하는 대피 경로 생성부를 더 포함하며,
    상기 이동 단말기는,
    상기 대피 경로 생성부에서 생성된 대피 경로를 수신하고, 상기 표시 모듈은 현재 위치에서 출입구까지의 대피 경로를 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하는 실시간 위치 추적 시스템.

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