KR20210051558A - 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법 - Google Patents

스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210051558A
KR20210051558A KR1020190136995A KR20190136995A KR20210051558A KR 20210051558 A KR20210051558 A KR 20210051558A KR 1020190136995 A KR1020190136995 A KR 1020190136995A KR 20190136995 A KR20190136995 A KR 20190136995A KR 20210051558 A KR20210051558 A KR 20210051558A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
smart terminal
wireless signal
virtual
distance
distances
Prior art date
Application number
KR1020190136995A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102280319B1 (ko
Inventor
이효영
Original Assignee
롯데정보통신 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롯데정보통신 주식회사 filed Critical 롯데정보통신 주식회사
Priority to KR1020190136995A priority Critical patent/KR102280319B1/ko
Publication of KR20210051558A publication Critical patent/KR20210051558A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102280319B1 publication Critical patent/KR102280319B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/021—Calibration, monitoring or correction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/06—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using intensity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252—Radio frequency fingerprinting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법이 개시된다. 본 발명의 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법은, 무선신호를 송출하는 복수의 무선 신호원으로부터 수신된 무선 신호세기를 이용하여 스마트 단말의 위치를 산출하는 방법으로서, (a) 상기 스마트 단말이 각각의 무선 신호원으로부터 수신되는 무선 신호세기(RSSI)를 이용하여 스마트 단말의 현재 추정위치를 연산하기 위해 각각의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 추정 사이거리를 산출하는 단계; (b) 상기 산출된 각각의 추정 사이거리를 기반으로 오차범위 내에서 각각의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 가상추정 사이거리를 각각 적어도 2개 이상씩 추가적으로 산출하는 단계; 및 (c) 상기 복수의 무선 신호원의 위치, 상기 복수의 가상추정 사이거리를 이용하여 아래의 방정식을 산출한 후 최소 자승법을 이용하여 상기 스마트 단말의 현재 추정위치(
Figure pat00096
)를 산출하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이에 실제 스마트 단말이 위치할 가능성이 있는 다수의 가상 추정 거리를 산출하고 다수의 방정식을 최소자승법을 이용하여 연산함으로써 단말의 현재 추정위치를 한층 정확하게 산출할 수 있다.

Description

스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법{Positioning error reduction method of smart terminal}
본 발명은 스마트 단말에 수신된 무선 신호 세기 감지를 통해 스마트 단말의 현재 추정위치를 산출하되 환경적인 요인에 의한 측위오차 발생을 최소화하여 한층 정확한 단말의 추정위치를 산출할 수 있는 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법에 관한 것이다.
컴퓨터, 전자, 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 무선통신망(Wireless Network)을 이용한 다양한 무선통신 서비스가 제공되고 있다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스 뿐만 아니라, 써킷(Circuit) 데이터, 패킷(Packet) 데이터 등과 같은 데이터를 송신하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.
이동통신 단말기를 이용한 다양한 무선 인터넷 서비스 중 특히, 위치기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 넓은 활용성 및 편리함으로 크게 각광받고 있다. 위치기반 서비스는 휴대폰 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등 이동통신 단말기의 위치를 파악하고, 파악된 위치와 관련된 부가 정보를 제공하는 통신 서비스를 말한다.
위치기반 서비스 제공을 위한 방법으로는 와이파이 AP(Access Point)나 블루투스 비콘(Beacon) 등 무선 신호원(무선신호 송출장치)의 무선 신호세기를 이용하여 단말기와 무선 신호원의 거리로 환산하고, 그 거리 값으로 측위하는 여러 방식이 있다. 그러나 이 방식은 단말기에서 측정된 무선 신호세기가 환경이나 여러 장애물로 인해 신호세기 변동이 많은 단점이 있다. 따라서 이러한 신호를 거리로 환산할 경우 거리 오차가 발생하게 되며, 이 거리오차는 측위오차를 발생시키는 원인이 된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0091409호(2009.08.28 공개)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스마트 단말에 수신된 무선 신호 세기에 따라 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이에 실제 스마트 단말이 위치할 가능성이 있는 다수의 가상 추정 거리를 산출하고 이를 최소자승법을 이용하여 한층 정확한 단말의 위치를 산출할 수 있는 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 무선신호를 송출하는 복수의 무선 신호원으로부터 수신된 무선 신호세기를 이용하여 스마트 단말의 위치를 산출하는 방법으로서, (a) 상기 스마트 단말이 각각의 무선 신호원으로부터 수신되는 무선 신호세기(RSSI)를 이용하여 스마트 단말의 현재 추정위치를 연산하기 위해 각각의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 추정 사이거리를 산출하는 단계; (b) 상기 산출된 각각의 추정 사이거리를 기반으로 오차범위 내에서 각각의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 가상추정 사이거리를 각각 적어도 2개 이상씩 추가적으로 산출하는 단계; 및 (c) 상기 복수의 무선 신호원의 위치, 상기 복수의 가상추정 사이거리, 스마트 단말의 현재 추정위치(
Figure pat00001
)와의 관계식을 생성한 후 스마트 단말의 현재 추정위치(
Figure pat00002
)를 산출하는 단계를 포함하는 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법이 제공된다.
상기 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 각각의 가상추정 사이거리 개수는 상기 복수의 무선 신호원으로부터 스마트 단말로 수신되는 무선 신호세기(RSSI)에 따라 가변적으로 변동하되, 상기 무선 신호세기가 감소할수록 상기 가상추정 사이거리 개수를 감소시키고 무선신호세기가 증가할수록 가상추정 사이거리 개수를 증가시킬 수 있다.
상기 무선 신호세기별 상기 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 각각의 가상추정 사이거리 개수(
Figure pat00003
)는 아래식을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00004
여기서,
Figure pat00005
: 측정된 무선 신호세기
Figure pat00006
: 가상추정 사이거리 개수 계수
Figure pat00007
: 가상추정 사이거리 개수 상수
상기 i번째 무선 신호원의 위치로부터 스마트 단말의 위치 추정을 위한 j번째 가상추정 사이거리(
Figure pat00008
)는 아래식을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00009
여기서,
Figure pat00010
: 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최대 가상추정 사이거리
Figure pat00011
: 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최소 가상추정 사이거리
Figure pat00012
: 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 각각의 가상추정 사이거리 개수
상기 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최대 가상추정 사이거리(
Figure pat00013
)와 상기 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최소 가상추정 사이거리(
Figure pat00014
)는 아래식을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00015
Figure pat00016
여기서,
Figure pat00017
: 무선 신호원으로부터 1m거리에서 수신된 무선신호 세기
Figure pat00018
: 스마트 단말에서 측정한 무선 신호원의 최소 가상 무선신호 세기
Figure pat00019
: 스마트 단말에서 측정한 무선 신호원의 최대 가상 무선신호 세기
Figure pat00020
: 전파 세기 감쇄 파라미터
상기 복수의 무선 신호원의 위치, 상기 복수의 가상추정 사이거리를 이용하여 아래의 방정식을 산출한 후 최소 자승법을 이용하여 스마트 단말의 현재 추정위치(
Figure pat00021
)를 산출할 수 있다.
Figure pat00022
:
Figure pat00023
:
Figure pat00024
:
Figure pat00025
여기서,
Figure pat00026
: i번째 무선 신호원의 위치로부터 스마트 단말의 j번째 가상추정 사이거리
Figure pat00027
: i번째 가상추정 사이거리의 개수
상기에서 설명한 본 발명의 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법에 의하면, 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이에 실제 스마트 단말이 위치할 가능성이 있는 다수의 가상 추정 거리를 산출하고 다수의 방정식을 최소자승법을 이용하여 연산함으로써 단말의 현재 추정위치를 한층 정확하게 산출할 수 있다.
도 1은 이상적인 무선환경에서 신호세기와 거리 관계를 나타내는 그래프,
도 2는 이상적인 무선환경에서 신호세기를 통해 산출된 거리를 이용하여 스마트 단말의 실제 위치를 구하는 모습을 나타내는 도면,
도 3은 실제 무선환경에서 신호세기와 거리 관계를 나타내는 그래프,
도 4 및 도 5는 실제 무선환경에서 발생하는 거리오차를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법을 나타내는 순서도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법에서 하나의 무선 신호원을 기준으로 2개의 가상추정 사이거리를 표시한 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법에서 복수의 무선 신호원, 복수의 가상추정 사이거리를 적용하여 스마트 단말의 현재 추정위치를 구한 것과 복수의 가상추정 사이거리를 적용하지 않고 현재 추정위치를 구한 것의 비교를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법은 복수의 무선 신호원으로부터 무선 신호를 수신하여 스마트 단말의 현재 위치를 산출하되 환경적인 요인에 따른 거리 오차(무선 신호원과 스마트 단말 사이 거리)를 최소화하여 단말의 측위 정확도를 월등히 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 스마트 단말에 수신된 무선 신호 세기에 따라 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이에 실제 스마트 단말이 위치할 가능성이 있는 다수의 가상 추정 거리를 산출하고 이를 최소자승법을 이용하여 한층 정확한 단말의 위치를 산출할 수 있다.
이하 본 발명을 구체적으로 설명하기에 앞서 배경 설명을 먼저 하기로 한다.
일반적으로, 거리별 무선 신호세기의 오차가 없는 이상적인 환경에서 스마트 단말에 수신된 무선 신호세기로 거리(무선 신호원과 스마트 단말 사이 거리)를 계산하는 식은 다음과 같다.
Figure pat00028
여기서,
Figure pat00029
: 무선 신호원으로부터 단말의 거리
Figure pat00030
: 무선 신호원으로부터 1m 거리에서 수신된 무선신호의 신호세기
Figure pat00031
: 스마트 단말에서 측정한 무선 신호원의 무선신호 세기
Figure pat00032
: 전파 세기 감쇄 파라미터
상기 수식을 기초로 이상적인 무선 환경조건에서 신호세기(RSSI)와 거리를 그래프로 나타내면 도 1과 같다.
이러한 이상적인 환경에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 수식을 통해 무선신호 세기를 환산한 거리(
Figure pat00033
)가 반지름 형태로 표현될 수 있고, 복수의 무선 신호원들로부터 각각 수신된 무선신호 세기를 통해 환산하여 표현한 복수의 원들의 교차점이 스마트 단말의 현재 추정위치가 된다. '추정위치'는 스마트 단말이 위치할 것으로 예상되는 위치를 말한다. 이와 같이 이상적인 환경에서는 거리의 오차가 없다면 스마트 단말의 위치를 정확하게 측위할 수 있다.
그러나, 실제 환경에서는 전파 간섭, 주변 구조물 유무, 이동체 등으로 인해 신호세기가 이상적으로 정확하게 측정되지 않으며, 신호세기가 증폭되거나 감쇄되어(주로 감쇄) 신호세기로 거리를 환산할 경우 거리오차가 크게 발생하며, 도 3에는 실제 환경에서 측정된 무선신호 세기와 실제 거리의 관계가 도시되어 있다. 이러한 환경에 의한 오차가 포함된 신호세기를 거리로 환산하여 스마트 단말의 측위시 도 4에 도시한 바와 같이 거리 오차가 발생하며, 최종적으로 도 5에 도시한 바와 같이 이러한 거리오차가 포함된 상태에서 환산 거리 산출시 측위 오차가 발생한다. 본 발명은 이러한 거리 오차를 최소화하여 결국 스마트 단말의 측위 정확도를 월등히 향상시킬 수 있다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법은 무선신호를 송출하는 복수의 무선 신호원으로부터 수신된 무선 신호세기를 이용하여 스마트 단말의 위치를 산출하는 방법으로서, 추정 사이거리 산출단계(S100), 가상추정 사이거리 추가 산출단계(S200), 스마트 단말의 현재 추정위치 산출단계(S300)를 포함한다.
먼저, 도 3, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 스마트 단말이 각각의 무선 신호원으로부터 수신되는 무선 신호세기(RSSI)를 이용하여 스마트 단말의 현재 추정위치를 연산하기 위해 각각의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 추정 사이거리를 산출한다(S100).
S100 단계에서 상기 추정 사이거리는 도 3에 도시된 실제 환경에서 측정된 신호 세기를 기반으로 산출하게 되며, 도시의 편의를 위해 상기 추정 사이거리는 무선 신호원을 중심으로 반지름 형태로 도시된다.
다음, S100 단계에서 산출된 각각의 추정 사이거리를 기반으로 오차범위 내에서 각각의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 가상추정 사이거리를 각각 적어도 2개 이상씩 추가적으로 산출한다(S200).
이해의 편의를 위해, 어느 하나의 무선 신호원을 기준으로 도시 및 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 하나의 무선 신호원을 기준으로 전술한 S100 단계를 통해 산출된 추정 사이거리는 '환산거리 반지름 원'으로 도시되며, 가상추정 사이거리는 '가상 환산거리 반지름 원'으로 도시된다. 전술한 바와 같이 환경적인 요인에 의해 스마트 단말이 위치하는 '실제거리 반지름 원'과 '환산거리 반지름 원'은 차이가 발생한다.
본 발명은 스마트 단말의 측위 기준이 되는 '환산거리 반지름 원'을 오차 범위 내에서 '가상 환산거리 반지름 원'을 이용하여 측위오차를 최소화하게 되며 이하 구체적으로 설명한다. 한편, 스마트 단말에 수신되는 무선신호 세기는 환경적인 요인에 의해 이상적인 값보다 작은 경우가 대부분이므로 복수의 '가상 환산거리 반지름 원'은 '환산거리 반지름 원' 내측에 위치하는 것이 보다 바람직하다.
도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 가상추정 사이거리 산출단계(S200)는 가상추정 사이거리 최대값, 최소값 산출 단계(S210), 무선신호 세기별 가상추정 사이거리 개수 산출단계(S220) 및 가상추정 사이거리 산출단계(S230)를 포함한다.
먼저, 가상추정 사이거리의 최대값, 최소값을 산출한다(S210).
복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이에는 아래 관계식을 통해 개별적으로 상기 최대값, 최소값을 산출하며, 이하에서는 어느 하나의 무선 신호원을 기준으로 설명한다. 한편, 전술한 바와 같이 각각의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 가상추정 사이거리는 각각 적어도 2개 이상씩 추가적으로 산출되는데, 이러한 가상추정 사이거리는 상기 최대값과 최소값 사이에 위치한다.
가상추정 사이거리의 최대값과 최소값은 측정된 무선신호 세기(RSSI) 값을 기준으로 산출되며, 신호세기가 크면 최소값과 최대값 차이를 감소시키고 신호세기가 작으면 최소값과 최대값 차이를 증가시킨다. 본 발명에서 스마트 단말의 추정위치(
Figure pat00034
) 산출은 후술하는 다수의 방정식 연산을 통해 이루어지는데 무선신호세기가 클수록 다수의 방정식 연산결과 거리환산 오차가 감소하기 때문이다.
무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최대 가상추정 사이거리(
Figure pat00035
)는 아래식을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00036
최소 가상신호 세기 = 측정된 RSSI + (100+ 측정된 RSSI)* 최대 감쇄 임계치 계수
Figure pat00037
여기서,
Figure pat00038
: 무선 신호원으로부터 1m거리에서 수신된 무선신호 세기
Figure pat00039
: 스마트 단말에서 측정한 무선 신호원의 최소 가상 무선신호 세기
Figure pat00040
: 전파 세기 감쇄 파라미터
무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최소 가상추정 사이거리(
Figure pat00041
)는 아래식을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00042
최대 가상신호 세기 = 측정된 RSSI + (100+ 측정된 RSSI)* 최대 증폭 임계치 계수
Figure pat00043
여기서,
Figure pat00044
: 무선 신호원으로부터 1m거리에서 수신된 무선신호 세기
Figure pat00045
: 스마트 단말에서 측정한 무선 신호원의 최대 가상 무선신호 세기
Figure pat00046
: 전파 세기 감쇄 파라미터
여기서, 최대 감쇄 임계치 계수와 최대 증폭 임계치 계수는 실험이나 기계 학습을 통해 산출 가능하다.
다음, 무선신호 세기별 가상추정 사이거리 개수를 산출한다(S220).
추가하는 가상 거리 개수는 신호세기(RSSI)에 따라 유동적으로 적용한다. 환산거리 오차 특성이 큰 약한 신호(도 3의 x축의 우측 영역)는 가상추정 사이거리 개수(
Figure pat00047
)를 적게하여 후술하는 방정식의 개수를 적게 만들므로 결국 스마트 단말의 정확한 위치 추정에 영향이 적게 미치도록 한다.
반면에, 환산거리 오차 특성이 작은 강한 신호(도 3의 x축의 좌측 영역)는 가상거리 개수(
Figure pat00048
)를 많게하여 후술하는 방정식의 개수를 많게 만들므로 결국 스마트 단말의 정확한 위치 추정에 영향을 상대적으로 영향을 많이 미치도록 한다. 이런 방식은 최소자승법(Least Square Method)의 특성을 이용하는 것으로 오차성분이 적은 방정식들이 스마트 단말의 추정위치(
Figure pat00049
)에 더 큰 영향을 주어 측위 정확도를 높이기 위함이다. 여기서 가상추정 사이거리 개수(
Figure pat00050
)는 실험이나 기계학습으로 정할 수 있으며 관련 관계식은 아래와 같다.
Figure pat00051
여기서,
Figure pat00052
: 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 각각의 가상추정 사이거리 개수
Figure pat00053
: 측정된 무선 신호세기
Figure pat00054
: 가상추정 사이거리 개수 계수
Figure pat00055
: 가상추정 사이거리 개수 상수
다음, 가상추정 사이거리를 산출한다(S230).
복수의 무선 신호원 중 i번째 무선 신호원의 위치로부터 스마트 단말의 위치추정을 위한 j번째 가상추정 사이거리(
Figure pat00056
)는 아래식을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00057
여기서,
Figure pat00058
: 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최대 가상추정 사이거리
Figure pat00059
: 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최소 가상추정 사이거리
Figure pat00060
: 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 각각의 가상추정 사이거리 개수
다음, 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이, 스마트 단말의 현재 추정위치를 산출한다(S300).
S300 단계에서는, 복수의 무선 신호원의 위치, 복수의 가상추정 사이거리를 이용하여 아래의 방정식을 산출한 후 최소 자승법을 이용하여 스마트 단말의 추정위치(
Figure pat00061
)를 산출한다.
Figure pat00062
:
Figure pat00063
:
Figure pat00064
:
Figure pat00065
여기서,
Figure pat00066
: i번째 무선 신호원의 위치로부터 스마트 단말의 j번째 가상추정 사이거리
Figure pat00067
: i번째 가상추정 사이거리의 개수
전술한 바와 같이, 무선신호 세기(RSSI)에 따라 가상추정 사이거리 개수를 증감시켜 방정식 개수를 증감시킬 수 있으며, 이러한 수식을 최소 자승법(Least Square Method)을 이용하여 스마트 단말의 현재 추정위치(
Figure pat00068
)를 산출한다.
도 8을 보면, 복수의 무선 신호원 당 하나의 가상추정 사이거리를 적용하여 산출된 스마트 단말의 현재 추정 위치(도면상 단일 원 추정 위치)에 비해 복수의 무선 신호원 당 복수의 가상추정 사이거리를 적용하여 산출된 스마트 단말의 현재 추정 위치(도면상 다수 원 추정 위치)가 실제 위치(실제 단말의 위치)에 더욱 근접함을 확인할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
S100: 추정 사이거리 산출단계
S200: 가상추정 사이거리 추가 산출단계
S210: 가상추정 사이거리 최대값, 최소값 산출 단계
S220: 무선신호 세기별 가상추정 사이거리 개수 산출단계
S230:가상추정 사이거리 산출단계
S300: 스마트 단말의 현재 추정위치 산출단계

Claims (6)

  1. 무선신호를 송출하는 복수의 무선 신호원으로부터 수신된 무선 신호세기를 이용하여 스마트 단말의 위치를 산출하는 방법으로서,
    (a) 상기 스마트 단말이 각각의 무선 신호원으로부터 수신되는 무선 신호세기(RSSI)를 이용하여 스마트 단말의 현재 추정위치를 연산하기 위해 각각의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 추정 사이거리를 산출하는 단계;
    (b) 상기 산출된 각각의 추정 사이거리를 기반으로 오차범위 내에서 각각의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 가상추정 사이거리를 각각 적어도 2개 이상씩 추가적으로 산출하는 단계; 및
    (c) 상기 복수의 무선 신호원의 위치, 상기 복수의 가상추정 사이거리, 스마트 단말의 현재 추정위치(
    Figure pat00069
    )와의 관계식을 생성한 후 스마트 단말의 현재 추정위치(
    Figure pat00070
    )를 산출하는 단계를 포함하는 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 각각의 가상추정 사이거리 개수는 상기 복수의 무선 신호원으로부터 스마트 단말로 수신되는 무선 신호세기(RSSI)에 따라 가변적으로 변동하되, 상기 무선 신호세기가 감소할수록 상기 가상추정 사이거리 개수를 감소시키고 무선 신호세기가 증가할수록 가상추정 사이거리 개수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무선 신호세기별 상기 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 각각의 가상추정 사이거리 개수(
    Figure pat00071
    )는 아래식을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법.
    Figure pat00072

    여기서,
    Figure pat00073
    : 측정된 무선 신호세기
    Figure pat00074
    : 가상추정 사이거리 개수 계수
    Figure pat00075
    : 가상추정 사이거리 개수 상수
  4. 제3항에 있어서,
    상기 i번째 무선 신호원의 위치로부터 스마트 단말의 위치 추정을 위한 j번째 가상추정 사이거리(
    Figure pat00076
    )는 아래식을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법.
    Figure pat00077

    여기서,
    Figure pat00078
    : 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최대 가상추정 사이거리
    Figure pat00079
    : 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최소 가상추정 사이거리
    Figure pat00080
    : 복수의 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 각각의 가상추정 사이거리 개수
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최대 가상추정 사이거리(
    Figure pat00081
    )와 상기 무선 신호원과 스마트 단말 사이의 복수의 가상추정 사이거리 중 최소 가상추정 사이거리(
    Figure pat00082
    )는 아래식을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법.
    Figure pat00083

    Figure pat00084

    여기서,
    Figure pat00085
    : 무선 신호원으로부터 1m거리에서 수신된 무선신호 세기
    Figure pat00086
    : 스마트 단말에서 측정한 무선 신호원의 최소 가상 무선신호 세기
    Figure pat00087
    : 스마트 단말에서 측정한 무선 신호원의 최대 가상 무선신호 세기
    Figure pat00088
    : 전파 세기 감쇄 파라미터
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 무선 신호원의 위치, 상기 복수의 가상추정 사이거리를 이용하여 아래의 방정식을 산출한 후 최소 자승법을 이용하여 스마트 단말의 현재 추정위치(
    Figure pat00089
    )를 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법.
    Figure pat00090

    :
    Figure pat00091

    :
    Figure pat00092

    :
    Figure pat00093

    여기서,
    Figure pat00094
    : i번째 무선 신호원의 위치로부터 스마트 단말의 j번째 가상추정 사이거리
    Figure pat00095
    : i번째 가상추정 사이거리의 개수

KR1020190136995A 2019-10-30 2019-10-30 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법 KR102280319B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190136995A KR102280319B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190136995A KR102280319B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210051558A true KR20210051558A (ko) 2021-05-10
KR102280319B1 KR102280319B1 (ko) 2021-07-22

Family

ID=75917596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190136995A KR102280319B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102280319B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102631946B1 (ko) * 2023-11-20 2024-01-31 주식회사 한길에이치씨 시각장애인용 음성 유도 시스템

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010064091A (ko) * 1999-12-24 2001-07-09 소영식 위치 추적을 위한 거리 추출 방법
JP2008249640A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Japan Advanced Institute Of Science & Technology Hokuriku 位置推定システム、及び、位置推定方法
KR20080103254A (ko) * 2007-05-23 2008-11-27 에스케이 텔레콤주식회사 비콘을 이용한 전파식별 리더의 위치 측정 방법 및 그를위한 전파식별 시스템
JP2008292262A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Keio Gijuku 位置推定システム及びプログラム
KR20090091409A (ko) 2008-02-25 2009-08-28 에스케이 텔레콤주식회사 Ｇｐｓ 음영지역에서 이동통신 단말기의 측위 오차를줄이는 시스템, 서버 및 방법
JP2012515899A (ja) * 2009-01-27 2012-07-12 エックスワイゼッド・インタラクティヴ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 単一のデバイスおよび／または複数のデバイスの測距探知、配向決定、および／または測位のための方法および装置
KR20130119725A (ko) * 2012-04-24 2013-11-01 한국전자통신연구원 이기종 단말에서 수집된 정보로부터 무선네트워크 요소의 위치 추정 시 보상 방법 및 장치
KR20160096742A (ko) * 2015-02-05 2016-08-17 (주)위니텍 무선신호 발신장치를 이용한 실내 위치측정 시스템 및 그 방법
JP2016187064A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 通信システム、情報収集装置、通信方法及び情報収集装置のプログラム
KR20170006587A (ko) * 2015-07-08 2017-01-18 국방과학연구소 위치 추정 서비스 및 데이터 통신을 동시에 지원하기 위한 분산 안테나 시스템에서의 빔포밍 방법 및 장치

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010064091A (ko) * 1999-12-24 2001-07-09 소영식 위치 추적을 위한 거리 추출 방법
JP2008249640A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Japan Advanced Institute Of Science & Technology Hokuriku 位置推定システム、及び、位置推定方法
KR20080103254A (ko) * 2007-05-23 2008-11-27 에스케이 텔레콤주식회사 비콘을 이용한 전파식별 리더의 위치 측정 방법 및 그를위한 전파식별 시스템
JP2008292262A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Keio Gijuku 位置推定システム及びプログラム
KR20090091409A (ko) 2008-02-25 2009-08-28 에스케이 텔레콤주식회사 Ｇｐｓ 음영지역에서 이동통신 단말기의 측위 오차를줄이는 시스템, 서버 및 방법
JP2012515899A (ja) * 2009-01-27 2012-07-12 エックスワイゼッド・インタラクティヴ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 単一のデバイスおよび／または複数のデバイスの測距探知、配向決定、および／または測位のための方法および装置
KR20130119725A (ko) * 2012-04-24 2013-11-01 한국전자통신연구원 이기종 단말에서 수집된 정보로부터 무선네트워크 요소의 위치 추정 시 보상 방법 및 장치
KR20160096742A (ko) * 2015-02-05 2016-08-17 (주)위니텍 무선신호 발신장치를 이용한 실내 위치측정 시스템 및 그 방법
JP2016187064A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 通信システム、情報収集装置、通信方法及び情報収集装置のプログラム
KR20170006587A (ko) * 2015-07-08 2017-01-18 국방과학연구소 위치 추정 서비스 및 데이터 통신을 동시에 지원하기 위한 분산 안테나 시스템에서의 빔포밍 방법 및 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102631946B1 (ko) * 2023-11-20 2024-01-31 주식회사 한길에이치씨 시각장애인용 음성 유도 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR102280319B1 (ko) 2021-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101260647B1 (ko) 무선센서네트워크 상에서 효율적인 다변측량을 이용한 무선측위방법과 이를 실시하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체
US9237415B2 (en) Method and system for estimating range of mobile device to wireless installation
US7236879B2 (en) Method for calculating the position of a mobile terminal, positioning system, and position calculation apparatus
US9113434B2 (en) Signal strength profiling
CN110045324B (zh) 一种基于uwb和蓝牙技术的室内定位融合方法
KR101019954B1 (ko) Ｗｌａｎ ａｐ의 위치 추정 방법 및 시스템
JP2020515105A (ja) チャネル待ち時間決定方法、測位方法および関連機器
US20120249300A1 (en) Determination of location using rssi and transmit power
KR20030010437A (ko) 무선 단말 장치 및 측위 시스템
KR101163335B1 (ko) 수신신호강도의 거리 추정 방식에 의거한 실내 무선 측위 방법 및 이 방법을 실시하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체
CN107484123B (zh) 一种基于集成HWKNN的WiFi室内定位方法
EP3475721A1 (en) Combined fine timing measurement (ftm) and non-ftm messaging for position determination
JP6612476B2 (ja) ターンアラウンド較正係数を推定するための組み合わされたファインタイミング測定（ｆｔｍ）および非ｆｔｍメッセージング
KR102280319B1 (ko) 스마트 단말의 측위오차를 저감시키는 방법
KR20200079733A (ko) 무선 통신 시스템에서 단말의 위치추정 방법 및 장치
JP2015507172A (ja) 距離推定
US8565784B2 (en) Signal level measurement for mobile positioning
Wahid et al. Mobile indoor localization based on rssi using kalman filter and trilateration technique
CN114401482B (zh) 终端设备定位方法、装置及存储介质
KR20190063807A (ko) Ble를 이용한 거리 측정 방법 및 장치
CN116074961B (zh) 信号传输方法、装置、电子设备及可读存储介质
KR20190069965A (ko) 복수의 노드로 구성된 무선 네트워크에서 타겟 노드의 위치를 추정하는 방법 및 장치
US20240114481A1 (en) Method for determining positioning integrity based on speed of location estimation
Wang et al. A novel frequency sense solution for cognitive radio based on tracing localization
CN114363806A (zh) 一种高精度5g三角定位方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right