KR20200074607A - Rssi 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명은 송신 장치에서 송신하는 신호가 수신기에 수신될 때의 신호 세기인 RSSI를 이용하여 송신 장치의 위치를 측정하되, 수신기에 장애물, 전파 방해와 같은 장애가 발생하여 정확한 측정이 이루어지지 않는 경우를 대비하여, RSSI 값들의 변화율을 이용하여, 수신기에 장애가 존재하였는지 여부를 확인하고, 장애가 발생했다고 판단되면, 장애가 발생된 시간 구간의 각 송신 장치의 RSSI 값의 차이값을 구하고, 상기 차이값의 중앙값을 보정값으로 설정하여, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 상기 보정값으로 보정하여 송신 장치의 위치를 측정함으로써, 실내에서 이동하는 사물의 위치를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

Description

RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템 및 방법{Object positioning system and method based on RSSI}
본 발명은 사물 위치 추적 및 보정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 사물인터넷의 활성으로 WPAN(Wireless Personal Area)의 다양한 무선 통신 송신 장치들이 데이터를 제공한다. 이 때 무선 수신기는 무선 통신 장치로부터 수신된 신호의 세기인 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 계산할 수 있다. 이 신호 세기는 송신기와 수신기간의 거리를 기준으로 발생되므로, 역치환하여 거리를 알 수 있고, RSSI와 거리와의 관계는 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서, n은 보정상수(일반적으로 2로 설정됨), D: 거리, TXpower:신호의 송신 전력을 각각 나타낸다.
상기한 수학식 1에 의해서, 각 수신기는 신호를 송신하는 송신 장치와의 거리를 측정할 수 있고, 이를 이용하면, 상기 송신 장치의 위치를 파악할 수 있다.
도 1은 삼각 측량 방식에 따라서 송신 장치의 위치를 측정하는 개념을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 송신 장치(B)가 신호를 송신하면, 송신된 신호는 P1, P2, P3에 배치된 신호 수신기들에서 각각 수신되고, 각 수신기는 상기 수학식 1에 따라서 송신 장치(B)와 수신기간의 거리(r1, r2, r3)를 측정한다. 각 수신기의 위치(P1, P2, P3) 및 수신기들 간의 거리는 사전에 알려져 있으므로, 삼각 측량법에 따라서 송신 장치(B)의 위치는 용이하게 계산된다.
이렇게, 사물의 움직임을 실시간으로 파악할 수 있는 경우, 다양한 편익을 제공할 수 있다. 예컨대, 사원증을 소지한 채 이동하는 사람이 감지되면, 사람의 전방에 잠진 문을 자동으로 개방하는 서비스를 제공할 수도 있고, 업무 시간 중 사용자들의 이동 경로를 파악하여, 회사 전체의 관점에서 가장 효율적인 위치에 사용자들을 배치함으로써 업무 효율을 향상시킬 수도 있다.
그러나, 다양한 환경에서는 장애물, 전파 간섭 등으로 인하여 상기 수학식 1에 따라서 계산된 거리와, 실제 송신 장치와 수신기 간의 거리에는 오차가 발생하므로, 이러한 오차를 보정할 수 있는 사물 위치 추적 및 보정 시스템 및 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실내에서 이동하는 사물의 위치를 보다 정확하게 측정하고, 신호의 수신 장애 발생시 이를 보정할 수 있는 사물 위치 추적 및 보정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템은, 일정한 시간 주기로 식별 정보를 포함하는 신호를 송신하는 복수의 송신 장치; 실내의 복수의 위치에 각각 서로 이격되도록 설치되어, 상기 송신 장치로부터 신호를 수신하여 신호의 세기를 나타내는 RSSI 값을 상기 식별 정보와 함께 출력하는 복수의 수신기; 상기 수신기들로부터, 상기 각 송신 장치에서 송신되고 상기 송신 장치에 수신된 신호들의 RSSI 값 및 송신 장치의 식별 정보를 수신하고, RSSI 값을 이용하여 각 송신 장치의 위치를 측정하되, 시간 구간별로 RSSI 값의 변화율에 따라서 RSSI 값을 보정하여 상기 송신 장치의 위치를 측정하는 위치 추적부; 및 상기 복수의 수신기의 위치 정보, 실내 구조물의 구조 및 위치 정보를 저장하며, 상기 위치 추적부에서 측정된 송신 장치의 위치 정보를 저장하는 위치 정보 DB를 포함한다.
또한, 상기 위치 추적부는, 수신기에서 수신되는 전체 송신 장치들의 시간 구간별 RSSI 값의 변화율의 평균이 사전에 정의된 임계 % 이상으로 급변하는 경우에 장애물로 인하여 RSSI값이 부정확하게 측정되었다고 판단하고, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 보정하여 상기 송신 장치의 위치를 측정할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적부는, RSSI 값의 변화율이 급변한 시간 구간에서, 각 송신 장치의 RSSI 값의 차이값을 구하고, 상기 차이값의 중앙값을 보정값으로 설정하여, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 상기 보정값으로 보정하여, 상기 송신 장치의 위치를 측정할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적부는, 수신기에서 수신되는 전체 송신 장치들의 시간 구간별 RSSI 값의 변화율의 평균이 사전에 정의된 임계 % 이상으로 급변하는 경우에 장애물로 인하여 RSSI값이 부정확하게 측정되었다고 판단하고, RSSI 값의 변화율이 급변한 시간 구간에서, 각 송신 장치의 RSSI 값의 차이값을 구하고, 상기 차이값의 중앙값을 보정값으로 설정하여, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 상기 보정값으로 보정하여 출력하는 RSSI 보정부; 상기 RSSI 보정부에서 수신된 각 송신 장치의 RSSI 값을 이용하여 시간대별로 각 송신 장치와 각 수신기간의 거리를 측정하는 거리 측정부; 및 상기 거리 측정부에서 수신된 각 송신 장치와 각 수신기간 거리와, 복수의 수신기 간의 거리를 이용하여, 상기 송신 장치의 위치를 측정하는 위치 측정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적부는, 상기 송신 장치의 위치를 이용하여, 상기 송신 장치의 이동 속도 및 이동 방향을 측정하고, 상기 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 상기 송신 장치의 이동 방향을 예측하고, 예측된 이동 방향을 상기 위치 정보 DB로부터 입력된 실내 구조물의 구조 및 위치 정보에 따라서 수정할 수 있다.
또한, 상기 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템은, 상기 위치 추적부로부터 송신 장치의 예측 이동 방향을 입력받아, 문 자동 개폐 및 조명 자동 점등 및 소등 중 적어도 하나의 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 방법은, (a) 위치 추적부가 복수의 수신기로부터, 해당 수신기가 수신한 신호들의 RSSI 값과 해당 신호를 송신한 송신 장치의 식별 정보를 수신하는 단계; (b) 상기 위치 추적부가 시간 구간별로 각 수신기가 수신한 RSSI 값들의 변화율을 계산하여, 장애로 인하여 RSSI 값이 부정확하게 측정되었는지 여부를 확인하고, 장애로 인하여 RSSI 값이 부정확하게 측정되었다고 판단되면, 상기 변화율에 따라서 RSSI 값을 보정하는 단계; 및 (c) 상기 보정된 RSSI 값을 이용하여 송신 장치와 수신기 간의 거리를 측정하고, 상기 송신 장치와 수신기간의 거리와, 수신기들간의 거리를 이용하여 상기 송신 장치의 위치를 측정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (b) 단계는, 수신기에서 수신되는 전체 송신 장치들의 시간 구간별 RSSI 값의 변화율의 평균이 사전에 정의된 임계 % 이상으로 급변하는 경우에 장애로 인하여 RSSI값이 부정확하게 측정되었다고 판단하고, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 보정할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는, RSSI 값의 변화율이 급변한 시간 구간에서, 각 송신 장치의 RSSI 값의 차이값을 구하고, 상기 차이값의 중앙값을 보정값으로 설정하여, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 상기 보정값으로 보정할 수 있다.
또한, 상기 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 방법은, (d) 상기 송신 장치의 위치를 이용하여, 상기 송신 장치의 이동 속도 및 이동 방향을 측정하고, 상기 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 상기 송신 장치의 이동 방향을 예측하고, 예측된 이동 방향을 위치 정보 DB로부터 판독된 실내 구조물의 구조 및 위치 정보에 따라서 수정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 송신 장치에서 송신하는 신호가 수신기에 수신될 때의 신호 세기인 RSSI를 이용하여 송신 장치의 위치를 측정하되, 수신기에 장애물, 전파 방해와 같은 장애가 발생하여 정확한 측정이 이루어지지 않는 경우를 대비하여, RSSI 값들의 변화율을 이용하여, 수신기에 장애가 존재하였는지 여부를 확인하고, 장애가 발생했다고 판단되면, 장애가 발생된 시간 구간의 각 송신 장치의 RSSI 값의 차이값을 구하고, 상기 차이값의 중앙값을 보정값으로 설정하여, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 상기 보정값으로 보정하여 송신 장치의 위치를 측정함으로써, 실내에서 이동하는 사물의 위치를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 삼각 측량 방식에 따라서 송신 장치의 위치를 측정하는 개념을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적부의 세부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템은, 송신 장치(100), 복수의 수신기(200), 위치 추적부(300), 위치 정보 DB(400)를 포함한다.
먼저, 송신 장치(100)는 사용자들이 휴대하거나 이동하는 사물에 부착 또는 설치되어 일정한 시간 주기로 신호를 송신하는 장치이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 송신 장치(100)는 사원들이 휴대하는 스마트 카드, RFID 카드, 비콘 등으로 구현될 수 있다.
복수의 수신기(200)는 실내의 복수 위치에 서로 이격되도록 각각 설치되어 송신 장치(100)로부터 신호를 수신하여 수신된 신호의 세기를 측정하고, 송신 장치(100)의 식별 정보 및 신호의 세기(RSSI)를 위치 추적부(300)로 출력한다.
위치 정보 DB(400)는 각 수신기(200)의 위치 정보와 실내 구조물의 구조 및 위치 정보를 저장하고, 위치 추적부(300)에서 측정된 송신 장치(100)의 위치 정보를 저장한다.
위치 추적부(300)는 복수의 수신기(200)로부터 수신된 송신 장치들(100)의 RSSI를 입력받고, 상술한 수학식 1에 따라서, 송신 장치(100)와 복수의 수신기들(200) 간의 거리를 측정한다. 그 후, 위치 정보 DB(400)를 조회하여 수신기들(200) 간의 거리를 조회하고, 수신기들(200) 간의 거리 및 송신 장치(100)와 수신기들(200) 간의 거리를 이용하여 삼각 측량 방법에 따라서 송신 장치(100)의 실내 위치를 측정하여 서비스 제공 장치(500)로 출력한다.
아울러, 위치 추적부(300)는 수신기들(200)로부터 입력되는 특정 송신 장치(100)의 RSSI 값들을 조사하여, 수신되는 RSSI 값에 오류가 있다고 판단되면, 해당 RSSI 값들을 보정하고, 보정된 RSSI 값들을 이용하여 다시 송신 장치(100)의 위치를 측정한다.
한편, 서비스 제공 장치(500)는, 상술한 바와 같이, 출입문 자동 개폐와 같은 송신 장치(100)의 위치에 따른 다양한 서비스를 제공한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적부(300)의 세부 구성을 도시하는 블록도이다. 도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 RSSI 값을 보정함으로써 송신 장치(100)의 위치를 보정하는 과정을 설명한다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 추적부(300)는 RSSI 보정부(310), 거리 측정부(320), 및 위치 측정부(330)를 포함하여 구성된다.
먼저, RSSI 보정부(310)는 각 수신기들(200)로부터 송신 장치들(100)의 식별 정보와 해당 송신 장치들(100)로부터 수신된 신호의 RSSI 값들을 수신하고, 시간대별로 수신되는 RSSI 값들의 변화율을 조사하여, 수신된 RSSI 값들이 정확한 값인지 또는 장애물로 인하여 부정확하게 측정된 값인지 여부를 확인한다. 확인 결과, 해당 수신기(200)로부터 입력된 RSSI 값들이 정확하다고 판단되면, 수신된 RSSI 값들을 그대로 거리 측정부(320)로 출력하고, 수신된 RSSI 값들이 장애물로 인하여 부정확하게 측정되었다고 판단되면 수신된 값들을 보정하여 거리 측정부(320)로 출력한다. 이 때, 장애물로 인하여 RSSI 값이 부정확하게 측정되었는지 여부를 측정하는 방법은 다양하게 적용될 수 있는데, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 수신기에서 수신되는 전체 송신 장치(스마트 카드)들의 시간 구간별 RSSI 값의 변화율의 평균이 사전에 정의된 임계 % 이상으로 급변하는 경우에 장애물로 인하여 RSSI값이 부정확하게 측정되었다고 판단한다.
예컨대, 특정 수신기(200)가 실내 공간에 있는 복수의 송신 장치(100)(예컨대, 스마트 카드)들로부터 신호를 수신하는 경우에, 해당 수신기(200) 주변에 커다란 판 형상의 도체가 지나가거나, 설치되는 경우에는, 전자기파가 실딩(shielding)되어 송신 장치(100)로부터 다이렉트 경로를 통해서 신호를 수신할 수 없다. 따라서, 갑자기 신호의 크기가 감소하거나 왜곡되는데, RSSI 보정부(310)는 이를 감지하고, 수신기(200)로부터 수신되는 RSSI 값들을 보정하여 거리 측정부(320)로 출력한다.
아래의 표 1을 참조하면, 특정 수신기(200)가 1초 단위로 주변 스마트 카드들로부터 수신되는 신호의 세기인 RSSI를 측정하여 RSSI 보정부(310)로 입력하고, 수신된 값들이 아래의 표 1과 같다고 가정한다. 여기서, 1:00 이전부터 1:00까지의 시간 구간들에서 측정된 각 스마트 카드의 RSSI는 후술하는 수학식 1에 따라서 구해지고, 후술하는 표 2의 평균이 10% 이내의 변화율을 나타낸다고 가정한다.
Figure pat00002
RSSI 보정부(310)는 상기 수신기(200)로부터 수신된 스마트 카드 1~ 스마트 카드 7의 RSSI 값들의 각 시간 구간마다의 변화율을, 아래의 수학식 2 따라서 구한다.
Figure pat00003
상기 표 1에 기재된 데이터들을 수학식 2에 따라서 구한 변화율들은 아래의 표 2와 같다.
Figure pat00004
상기 표 2에서 평균은 각 시간 구간에서 전체 스마트 카드의 RSSI 신호들의 변화률들의 평균의 절대값을 나타낸다.
상기 표 2를 살펴보면, 1구간에서의 평균 변화율은 3%에 불과한 반면, 2구간(시간 구간 1:01~1:02)에서의 평균 변화율은 38%에 달하며, 그 이후로 다시 2% 이내의 변화율을 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서, RSSI 보정부(310)는 시간 구간 1:01~1:02에서 장애물 등으로 인하여 전파 수신이 방해되어 RSSI 값이 급변하였다고 판단하고, 보정값을 생성하기 위해서, 아래의 표 3 과 같이, 해당 구간의 각 송신 장치들(스마트 카드들)(100)의 RSSI 값들의 차이값을 계산하고, 차이값들의 중앙값 -23을 보정값으로서 추출한다.
Figure pat00005
그 후, RSSI 보정부(310)는 상기 표 1에 기재된 바와 같이, RSSI 값이 급변한 시간 구간 1:02 이후에 수신기(200)로부터 수신된 RSSI 값에서, 상기 표 3에서 구해진 보정값(중앙값)인 -23을 감산하여 전체 RSSI값들을 보정한다. 보정된 RSSI 값은 아래의 표 4와 같다.
Figure pat00006
그 후, RSSI 보정부(310)는 상기 보정된 RSSI 값들을 거리 측정부(320)로 출력한다.
거리 측정부(320)는 입력된 RSSI 값을 상기 수학식 1에 대입하여 수신기(200)와 각 스마트 카드 간의 거리를 측정하여 위치 측정부(330)로 출력한다. 예컨대, 상기 1:04 시간에 RSSI 값이 -53인 스마트 카드 3의 경우, 수신기(200)와 스마트 카드 3간의 거리는 0.794m 가 된다.
위치 측정부(330)는 거리 측정부(320)로부터 입력된 수신기(200)와 스마트 카드들 간의 각각의 거리와, 다른 수신기들(200)과 스마트 카드들 간의 각각의 거리와, 위치 정보 DB(400)에 저장된 각 수신기들(200) 간의 거리를 이용하여 삼각 측량 방법에 따라서 스마트 카드의 위치를 계산한다.
예컨대, 상기 표 4에 기재된 바와 같이, 위치 측정부(330)는 시간대별로 수신기 1과 스마트 카드 1 내지 6 간의 거리를 위치 측정부(330)로부터 입력 받을 뿐만 아니라, 동일한 시간대별로 수신기 2 및 수신기 3과 스마트 카드 1 내지 6 간의 거리를 위치 측정부(330)로부터 입력받는다.
이와 동시에, 위치 측정부(330)는 위치 정보 DB(400)로부터 수신기 1 및 2 간의 거리, 수신기 2와 3간의 거리, 및 수신기 3과 수신기 1 간의 거리를 입력받아, 삼각 측량 방법에 따라서 스마트 카드 1 내지 6의 위치를 측정한다.
또한, 위치 측정부(330)는 측정된 각 스마트 카드의 위치 정보를 위치 정보 DB(400)에 저장하는 한편, 서비스 제공 장치(500)로 출력할 수 있다.
서비스 제공 장치(500)는 위치 측정부(330)로부터 입력되는 위치에 따라서 자동 문 개폐, 자동 전등 점등 및 점멸 등과 같은 서비스를 제공한다. 이를 위해서, 서비스 제공 장치(500)는 사용자의 업무 공간 내부의 전기 기기에 대한 제어를 수행한다.
한편, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기한 위치 측정부(330)는 단순히 사용자의 위치만을 측정하는 것이 아니라, 실시간으로 측정되는 사용자의 위치에 따라서 사용자의 이동 속도 및 이동 방향을 예측하고, 이를 서비스 제공 장치(500)로 전달함으로써, 서비스 제공 장치(500)로 하여금 보다 원활한 서비스 제공을 가능하게 한다.
이를 위해서, 위치 측정부(330)는 먼저, 실시간으로 사용자가 휴대한 스마트 카드의 위치를 실시간으로 측정하면서 스마트 카드의 이동 방향 및 이동 속도를 계산하고, 스마트 카드의 이동 방향을 예측한다.
이 때, 출입문, 사용자의 스마트 카드가 주로 많이 머무는 위치(예컨대, 사용자의 책상, 회의실 등)를 고려하여 스마트 카드의 진행 방향을 예측할 수 있다.
위치 측정부(330)는 예측된 스마트 카드의 이동 방향에 위치 정보 DB(400)로부터 판독된 장애물을 존재하는 경우에는 경로를 수정한다. 예컨대, 스마트 카드의 진행 방향에 벽이 존재하는 경우에는 벽을 우회하는 방향으로 방향을 수정한다. 이 때, 해당 스마트 카드가 이동했던 이력이 위치 정보 DB(400)에 저장되어 있으므로, 이를 참조하여 이동 예측 방향을 수정할 수 있다.
도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 방법을 설명한다. 다만, 도 4에 도시된 방법은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템에서 수행되는 것이므로, 중복되는 설명은 생략하고 전체적인 흐름을 중심으로 설명한다.
먼저, 복수의 사용자들이 각각 휴대한 복수의 송신 장치들(100)(이하, 사용자들이 휴대하는 "스마트 카드"로 예시하여 설명함)은 일정한 시간 주기로 자신의 식별 정보가 포함된 신호를 송신하고, 송신된 신호는 복수의 위치에 1개씩 서로 이격되도록 설치된 복수의 수신기(200)에 의해서 각각 수신되며, 수신기들(200)은 수신된 신호의 세기인 RSSI를 계산하고, RSSI 값을 해당 신호를 송신한 송신 장치(100)인 스마트 카드의 식별 정보와 함께 위치 추적부(300)로 출력하고, 위치 추적부(300)의 RSSI 보정부(310)가 이를 수신한다(S411).
RSSI 보정부(310)는 각 수신기(200)별로, 해당 수신기(200)로부터 수신된 RSSI 값들의 시간 구간별로 변화율을 계산한다(S413).
그 후, RSSI 보정부(310)는 변화율이 사전에 정의된 임계 % 이상으로 급변하는 구간이 존재하는지 여부를 확인하고, 변화율 급변 구간이 없다면 제 S431 단계로 진행한다(S421). 변화율이 급변하는 구간을 확인하는 방식에 대해서는 표 2를 참조하여 상술하였으므로 자세한 설명은 생략한다.
RSSI 값들의 변화율이 급변하는 구간이 존재하면, RSSI 보정부(310)는 변화율이 급변하는 구간의 각 스마트 카드들의 RSSI값들의 차이값을 구하고, 차이값들의 중앙값을 이용하여 변화율 급변 구간 이후의 RSSI 값들을 차이값을 이용하여 보정하고, 보정된 RSSI 값들을 거리 측정부(320)로 출력한다(S423). 보정 방법에 대해서는, 표 3 및 표 4를 이용하여 상술하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
그 후, 거리 측정부(320)는 RSSI 보정부(310)로부터 입력된 RSSI 값들을 이용하여 상술한 수학식 1에 따라서, 스마트 카드들과 수신기들(200) 간의 거리를 계산하여 위치 측정부(330)로 출력한다(S431).
위치 측정부(330)는 거리 측정부(320)로부터 각 스마트 카드와 각 수신기(200) 간의 거리를 입력받고, 위치 정보 DB(400)를 조회하여 수신기들(200) 간의 거리를 입력받으면, 삼각 측량 방법에 따라서, 스마트 카드의 위치를 측정한다(S433).
위치 측정부(330)는 스마트 카드의 위치 정보를 위치 정보 DB(400)로 출력하여 저장하는 한편(S441), 스마트 카드의 위치를 실시간으로 추적하여 스마트 카드의 이동 속도 및 이동 방향을 계산한다(S443).
그 후, 위치 측정부(330)는 스마트 카드의 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여, 앞으로의 이동 방향을 예측하고(S451), 위치 정보 DB(400)를 조회하여 예측된 이동 방향 경로상에 장애물이 존재하는지 여부를 확인한다(S453).
위치 측정부(330)는 예측된 이동방향에 장애물이 존재하면, 예측된 이동 방향을 수정하여 상술한 제 S453 단계부터 다시 수행한다(S455). 이 때, 상술한 바와 같이, 위치 측정부(330)는 위치 정보 DB(400)를 조회하여 스마트 카드가 이동하는 실내 구조를 파악하여, 벽이나 사무용 가구와 같은 장애물이 예측된 이동 방향에 존재한다면, 예측된 이동 방향을 수정하되, 해당 스마트 카드가 주로 이동하는 경로 및 스마트 카드 소유자가 주로 머무는 위치 등을 고려하여, 예측된 이동 방향을 수정한다.
한편, 상술한 제 S453 단계에서, 예측된 이동 방향에 장애물이 존재하지 않는다면, 스마트 카드의 위치 및 예측된 이동 방향을 서비스 제공 장치(500)로 출력하여, 서비스 제공 장치(500)로 하여금 자동 문 개폐, 조명 점등 및 소등 등의 서비스를 제공하게 한다(S460).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 송신 장치 200 : 수신기
300 : 위치 추적부 310 : RSSI 보정부
320 : 거리 측정부 330 : 위치 측정부
400 : 위치 정보 DB 500 : 서비스 제공 장치

Claims (10)

  1. 일정한 시간 주기로 식별 정보를 포함하는 신호를 송신하는 복수의 송신 장치;
    실내의 복수의 위치에 각각 서로 이격되도록 설치되어, 상기 송신 장치로부터 신호를 수신하여 신호의 세기를 나타내는 RSSI 값을 상기 식별 정보와 함께 출력하는 복수의 수신기;
    상기 수신기들로부터, 상기 각 송신 장치에서 송신되고 상기 송신 장치에 수신된 신호들의 RSSI 값 및 송신 장치의 식별 정보를 수신하고, RSSI 값을 이용하여 각 송신 장치의 위치를 측정하되, 시간 구간별로 RSSI 값의 변화율에 따라서 RSSI 값을 보정하여 상기 송신 장치의 위치를 측정하는 위치 추적부; 및
    상기 복수의 수신기의 위치 정보, 실내 구조물의 구조 및 위치 정보를 저장하며, 상기 위치 추적부에서 측정된 송신 장치의 위치 정보를 저장하는 위치 정보 DB를 포함하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 추적부는
    수신기에서 수신되는 전체 송신 장치들의 시간 구간별 RSSI 값의 변화율의 평균이 사전에 정의된 임계 % 이상으로 급변하는 경우에 장애물로 인하여 RSSI값이 부정확하게 측정되었다고 판단하고, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 보정하여 상기 송신 장치의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 위치 추적부는
    RSSI 값의 변화율이 급변한 시간 구간에서, 각 송신 장치의 RSSI 값의 차이값을 구하고, 상기 차이값의 중앙값을 보정값으로 설정하여, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 상기 보정값으로 보정하여, 상기 송신 장치의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 위치 추적부는
    수신기에서 수신되는 전체 송신 장치들의 시간 구간별 RSSI 값의 변화율의 평균이 사전에 정의된 임계 % 이상으로 급변하는 경우에 장애물로 인하여 RSSI값이 부정확하게 측정되었다고 판단하고, RSSI 값의 변화율이 급변한 시간 구간에서, 각 송신 장치의 RSSI 값의 차이값을 구하고, 상기 차이값의 중앙값을 보정값으로 설정하여, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 상기 보정값으로 보정하여 출력하는 RSSI 보정부;
    상기 RSSI 보정부에서 수신된 각 송신 장치의 RSSI 값을 이용하여 시간대별로 각 송신 장치와 각 수신기간의 거리를 측정하는 거리 측정부; 및
    상기 거리 측정부에서 수신된 각 송신 장치와 각 수신기간 거리와, 복수의 수신기 간의 거리를 이용하여, 상기 송신 장치의 위치를 측정하는 위치 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치 추적부는
    상기 송신 장치의 위치를 이용하여, 상기 송신 장치의 이동 속도 및 이동 방향을 측정하고, 상기 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 상기 송신 장치의 이동 방향을 예측하고, 예측된 이동 방향을 상기 위치 정보 DB로부터 입력된 실내 구조물의 구조 및 위치 정보에 따라서 수정하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 위치 추적부로부터 송신 장치의 예측 이동 방향을 입력받아, 문 자동 개폐 및 조명 자동 점등 및 소등 중 적어도 하나의 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 시스템.
  7. (a) 위치 추적부가 복수의 수신기로부터, 해당 수신기가 수신한 신호들의 RSSI 값과 해당 신호를 송신한 송신 장치의 식별 정보를 수신하는 단계;
    (b) 상기 위치 추적부가 시간 구간별로 각 수신기가 수신한 RSSI 값들의 변화율을 계산하여, 장애로 인하여 RSSI 값이 부정확하게 측정되었는지 여부를 확인하고, 장애로 인하여 RSSI 값이 부정확하게 측정되었다고 판단되면, 상기 변화율에 따라서 RSSI 값을 보정하는 단계; 및
    (c) 상기 보정된 RSSI 값을 이용하여 송신 장치와 수신기 간의 거리를 측정하고, 상기 송신 장치와 수신기간의 거리와, 수신기들간의 거리를 이용하여 상기 송신 장치의 위치를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    수신기에서 수신되는 전체 송신 장치들의 시간 구간별 RSSI 값의 변화율의 평균이 사전에 정의된 임계 % 이상으로 급변하는 경우에 장애로 인하여 RSSI값이 부정확하게 측정되었다고 판단하고, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 보정하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    RSSI 값의 변화율이 급변한 시간 구간에서, 각 송신 장치의 RSSI 값의 차이값을 구하고, 상기 차이값의 중앙값을 보정값으로 설정하여, RSSI 값이 급변한 시간 구간 이후의 RSSI 값들을 상기 보정값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    (d) 상기 송신 장치의 위치를 이용하여, 상기 송신 장치의 이동 속도 및 이동 방향을 측정하고, 상기 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 상기 송신 장치의 이동 방향을 예측하고, 예측된 이동 방향을 위치 정보 DB로부터 판독된 실내 구조물의 구조 및 위치 정보에 따라서 수정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RSSI 기반의 사물 위치 추적 및 보정 방법.
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