KR20220105969A - 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법에서 벗어나, 변화하는 네트워크 환경 및 실제 환경에서도 유연하고 정확도 높은 측위 맵을 생성 및 이를 활용하여 단말의 위치를 측정하는 새로운 방식의 측위 기법을 실현하기 위한 기술을 개시한다.

Description

단말 측위 장치 및 단말 측위 방법{TERMINAL POSITIONING DEVICE AND TERMINAL POSITIONING METHOD}

본 발명은, 단말에 대한 위치를 측정하는 측위 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하주차장, 터널 등과 같은 GPS 음영 지역에서 단말에 대한 위치를 측정하기 위한 기술에 관한 것이다.

위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 이동 통신망이나 위성항법장치(GPS: Global Positioning System) 등을 통해 얻은 단말의 위치 정보를 바탕으로 서비스 이용자에게 여러 가지 서비스를 제공하는 서비스를 의미한다.

이러한 위치 기반 서비스에서는, 단말이 실외에 위치해 있을 경우 측위 오차 범위가 작게 발생하는 GPS 기반의 측위 기술을 이용하여 단말 위치를 획득할 수 있지만, 지하주차장, 터널 등과 같이 GPS 신호가 수신되지 않거나 GPS 신호가 미약한 지역(이하, GPS 음영 지역)에 위치해 있을 경우 GPS 기반의 측위 기술을 이용하여 단말 위치를 획득하는 것이 불가능하다.

이에, GPS 음영 지역에 위치해 있는 단말의 위치를 측정하는 다양한 측위 기법이 등장하였으나, 기존의 측위 기법의 경우 그 측위 오차 범위가 GPS 측위 기술 보다 크게 발생하기 때문에 서비스 이용자에게 신뢰도 높은 위치 기반 서비스를 제공하지 못하는 문제점이 있다.

결국, GPS 음영 지역에 위치한 서비스 이용자에게도 신뢰도 높은 위치 기반 서비스를 제공하기 위해서는, GPS 음영 지역에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정하는 측정 기법이 반드시 필요하다.

한편, 기존의 측위 기법 중 핑거프린트 기반 측위 기법은, 실제 환경에서의 참조 위치 지정 및 참조 위치에서 특정 단말이 측정한 측정 정보를 기반으로 생성한 Fingerprint map을 기준으로 하여, 측위 대상의 단말이 측정하는 측정 정보와 매칭되는 위치를 단말 위치로 측정하는 측위 방식이다.

하지만, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법은, 측위 시 기준이 되는 Fingerprint map을 하나만 가지기 때문에 매번 변화하는 네트워크 환경을 제대로 반영하지 못하는 한계, 특수 단말을 이용하는 제한된 환경에서의 측정 정보로 생성한 Fingerprint map을 기준으로 하기 때문에 실제 환경에서 야기될 수 있는 측위 성능의 한계 등을 갖는다.

이에, 본 발명에서는, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법이 갖는 한계들로부터 자유로우며, GPS 음영 지역에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정할 수 있는 새로운 방식의 측위 기법을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법이 갖는 한계들로부터 자유로우며, GPS 음영 지역에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정할 수 있는 새로운 방식의 측위 기법을 실현하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 단말 측위 장치는, 특정 지역과 관련된 다수의 단말로부터 수집되는 데이터를 근거로, 상기 특정 지역에 대한 측위 맵(map)을 생성하는 맵 생성부; 및 측위 대상의 단말이 상기 특정 지역에 진입하는 경우, 상기 측위 대상의 단말로부터 수집되는 센싱 데이터와 상기 측위 맵의 유사도를 기반으로 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치를 측정하는 측위 수행부를 포함한다.

구체적으로, 상기 다수의 단말은, 상기 특정 지역을 이동하는 단말 중, 상기 특정 지역으로의 진입 전 속도, 상기 특정 지역에서의 진출 후 속도 및 상기 특정 지역 내 평균 속도 중 적어도 하나를 근거로 상기 특정 지역에서 정속 이동하는 것으로 특정되거나, 단말의 이동 패턴을 근거로 기 정의된 안전 이동 패턴에 부합하는 것으로 특정되는 단말일 수 있다.

구체적으로, 상기 맵 생성부는, 상기 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를, 단말이 상기 특정 지역 내를 이동하는 평균 속도를 이용하여 예측되는 수집 시점의 특정 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장하고, 상기 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를 상기 특정 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장한 축적 데이터를 이용하여, 상기 측위 맵을 생성할 수 있다.

구체적으로, 상기 수집되는 데이터는, 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며, 상기 맵 생성부는, 상기 축적 데이터의 각 데이터를, 데이터의 상기 특정 지역 내 예측 위치가 속하는 상기 특정 지역의 단위 거리 당 구분 위치로 분류하고, 상기 특정 지역의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 상기 구분 위치에서 계산되는 인식 비율값을 갖는 상기 측위 맵을 생성할 수 있다.

구체적으로, 상기 각 셀 관련정보 중 특정 셀 관련정보에 대해 구분 위치에서 계산되는 인식 비율값은, 상기 구분 위치에서 인식된 전체 셀 관련정보의 인식 값 대비 상기 구분 위치에서 상기 특정 셀 관련정보가 인식된 인식 값의 비율, 또는 상기 특정 지역의 전체 구분 위치 중 상기 특정 셀 관련정보가 가장 많이 인식된 최대 인식 값 대비 상기 구분 위치에서 상기 특정 셀 관련정보가 인식된 인식 값의 비율일 수 있다.

구체적으로, 상기 수집되는 데이터는, 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며, 상기 맵 생성부는, 상기 측위 맵 생성 시, 상기 축적 데이터에서 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율이 임계치 미만인 셀 관련정보의 데이터를 제외한 후 축적 데이터를 이용할 수 있다.

구체적으로, 상기 수집되는 센싱 데이터는, 상기 측위 대상의 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며, 상기 측위 수행부는, 상기 측위 대상의 단말이 상기 특정 지역을 이동하는 단위 시간 각각에 대하여, 단위 시간에 인식된 각 셀 관련정보 별로 상기 단위 시간에 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율값을 나타내는 시간 기준의 패턴 정보를 파악하고, 상기 시간 기준의 패턴 정보와 상기 측위 맵의 유사도를 기반으로 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치를 측정할 수 있다.

구체적으로, 상기 측위 맵은, 상기 특정 지역의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 인식 비율값을 갖는 위치 기준의 맵이며, 상기 측위 수행부는, 상기 시간 기준의 패턴 정보와 상기 위치 기준의 측위 맵을 비교하여, 상기 특정 지역의 각 구분 위치 중 상기 패턴 정보와의 유사도가 가장 높은 구분 위치를 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치로 측정할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 단말 측위 방법은, 특정 지역과 관련된 다수의 단말로부터 수집되는 데이터를 근거로, 상기 특정 지역에 대한 측위 맵(map)을 생성하는 맵 생성단계; 및 측위 대상의 단말이 상기 특정 지역에 진입하는 경우, 상기 측위 대상의 단말로부터 수집되는 센싱 데이터와 상기 측위 맵의 유사도를 기반으로 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치를 측정하는 측위 수행단계를 포함한다.

구체적으로, 상기 다수의 단말은, 상기 특정 지역을 이동하는 단말 중, 상기 특정 지역으로의 진입 전 속도, 상기 특정 지역에서의 진출 후 속도 및 상기 특정 지역 내 평균 속도 중 적어도 하나를 근거로 상기 특정 지역에서 정속 이동하는 것으로 특정되거나, 단말의 이동 패턴을 근거로 기 정의된 안전 이동 패턴에 부합하는 것으로 특정되는 단말일 수 있다.

구체적으로, 상기 맵 생성단계는, 상기 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를, 단말이 상기 특정 지역 내를 이동하는 평균 속도를 이용하여 예측되는 수집 시점의 특정 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장하고, 상기 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를 상기 특정 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장한 축적 데이터를 이용하여, 상기 특정 지역에 대한 측위 맵을 생성할 수 있다.

구체적으로, 상기 수집되는 데이터는, 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며, 상기 맵 생성단계는, 상기 축적 데이터의 각 데이터를, 데이터의 상기 특정 지역 내 예측 위치가 속하는 상기 특정 지역의 단위 거리 당 구분 위치로 분류하고, 상기 특정 지역의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 상기 구분 위치에서 계산되는 인식 비율값을 갖는 상기 측위 맵을 생성할 수 있다.

구체적으로, 상기 수집되는 데이터는, 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며, 상기 맵 생성단계는, 상기 측위 맵 생성 시, 상기 축적 데이터에서 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율이 임계치 미만인 셀 관련정보의 데이터를 제외한 후 축적 데이터를 이용할 수 있다.

구체적으로, 상기 수집되는 센싱 데이터는, 상기 측위 대상의 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며, 상기 측위 수행단계는, 상기 센싱 데이터를 근거로, 상기 측위 대상의 단말이 상기 특정 지역을 이동하는 단위 시간 각각에 대하여, 단위 시간에 인식된 각 셀 관련정보 별로 상기 단위 시간에 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율값을 나타내는 시간 기준의 패턴 정보를 파악하고, 상기 시간 기준의 패턴 정보와 상기 측위 맵의 유사도를 기반으로 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치를 측정할 수 있다.

구체적으로, 상기 측위 맵은, 상기 특정 지역의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 인식 비율값을 갖는 위치 기준의 맵이며, 상기 측위 수행단계는, 상기 시간 기준의 패턴 정보와 상기 위치 기준의 측위 맵을 비교하여, 상기 특정 지역의 각 구분 위치 중 상기 패턴 정보와의 유사도가 가장 높은 구분 위치를 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치로 측정할 수 있다.

본 발명의 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법에 따르면, GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법에서 벗어나, 변화하는 네트워크 환경 및 실제 환경에서도 유연하고 정확도 높은 측위 맵을 생성 및 이를 활용하여 단말의 위치를 측정하는 새로운 방식의 측위 기법을 실현할 수 있다.

이렇듯, 본 발명에서는, GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법이 갖는 한계들로부터 자유로우며, GPS 음영 지역에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정할 수 있는 측위 기법을 실현함으로써, GPS 음영 지역에 위치한 서비스 이용자에게도 신뢰도 높은 위치 기반 서비스를 제공할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 측위 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 단말 측위 장치가 구현되는 실시예들을 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 측위 방법이 동작하는 흐름을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에서 생성되는 측위 맵 및 측위 대상 단말의 패턴 정보를 보여주는 일 예에 따른 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명은, 단말에 대한 위치를 측정하는 측위 기술에 관한 것이다.

위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 이동 통신망이나 위성항법장치(GPS: Global Positioning System) 등을 통해 얻은 단말의 위치 정보를 바탕으로 서비스 이용자에게 여러 가지 서비스를 제공하는 서비스를 의미한다.

이러한 위치 기반 서비스에서는, 단말이 실외에 위치해 있을 경우 측위 오차 범위가 작게 발생하는 GPS 기반의 측위 기술을 이용하여 단말 위치를 획득할 수 있지만, 지하주차장, 터널 등과 같이 GPS 신호가 수신되지 않거나 GPS 신호가 미약한 지역(이하, GPS 음영 지역)에 위치해 있을 경우 GPS 기반의 측위 기술을 이용하여 단말 위치를 획득하는 것이 불가능하다.

이에, GPS 음영 지역에 위치해 있는 단말의 위치를 측정하는 다양한 측위 기법이 등장하였으나, 기존의 측위 기법의 경우 그 측위 오차 범위가 GPS 측위 기술 보다 크게 발생하기 때문에 서비스 이용자에게 신뢰도 높은 위치 기반 서비스를 제공하지 못하는 문제점이 있다.

결국, GPS 음영 지역에 위치한 서비스 이용자에게도 신뢰도 높은 위치 기반 서비스를 제공하기 위해서는, GPS 음영 지역에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정하는 측정 기법이 반드시 필요하다.

한편, 기존의 GPS 음영 지역을 위한 측위 기법은, 삼각 측량 기반의 측위 기법, 자립식 측위 기법, 핑거프린트 기반 측위 기법 등이 있다.

삼각 측량 기반의 측위 기법은, 범위 넓은 지역에서 대략적인 위치를 찾는데 정확하다는 장점이 있지만, 실내의 좁은 공간의 경우에서는 물리적 장애물, 신호의 간섭 등의 요인으로 인해 오차가 높은 단점이 있다.

자립식 측위 기법의 경우, 이동 단말에 장착된 가속도 센서 등으로부터 수집된 자료를 이용하여 위치를 알아내는 측위 방식으로서, 시간이 지남에 따라 오차가 누적되는 특성 때문에 GPS 기반 측위 기법과 병행하여 사용할 수 있는 수준에 그친다.

핑거프린트 기반 측위 기법은, 실제 환경에서의 참조 위치 지정 및 참조 위치에서 특정 단말이 측정한 측정 정보를 기반으로 생성한 Fingerprint map을 기준으로 하여, 측위 대상의 단말이 측정하는 측정 정보와 매칭(Pattern matching)되는 위치를 단말 위치로 측정하는 측위 방식이다.

GPS 음영 지역의 경우, 지하주차장, 터널 등과 같이 실내의 협소한 공간이 대부분이라는 점을 감안하면, GPS 음영 지역을 위한 측위 기법으로 핑거프린트 기반 측위 기법이 가장 많이 활용되고 있다.

이러한 기존 핑거프린트 기반 측위 기법을 좀 더 설명하면, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법은, Fingerprint map 생성을 위한 특수 단말을 지정한 참조 위치에 두고 측정한 측정 정보 예컨대 셀 신호세기값(예: RSRP, Reference Signal Received Power)를 해당 참조 위치와 함께 수집하고, 이렇듯 셀 신호세기값(예: RSRP)/참조 위치 형태로 수집한 데이터를 기반으로 Fingerprint map을 생성한다.

그리고, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법은, 측위 대상의 단말이 측정한 셀 신호세기값(예: RSRP)으로 표현되는 Snapshot과 Fingerprint map 간 패턴 매칭(Pattern matching)을 통해 측위 대상의 단말이 측정한 셀 신호세기값(예: RSRP)의 Snapshot과 가장 유사한 Fingerprint map 상의 참조 위치를 단말의 위치로서 측정한다.

이렇듯, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법은, 특수 단말을 이용하여 Fingerprint map을 생성하면, 측위 시 변화할 수도 있는 네트워크 환경에 대한 고려 없이 고정(생성)된 Fingerprint map 만을 기준으로 사용하기 때문에, 매번 변화하는 네트워크 환경을 제대로 반영하지 못하는 한계를 갖는다.

아울러, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법은, 특수 단말을 이용하는 제한된 환경에서 측정한 셀 신호세기값(예: RSRP) 기반의 Fingerprint map을 기준으로 하기 때문에, 제한된 환경이 아닌 실제 환경에서 야기될 수 있는 측위 성능의 한계(예: Coverage 문제 및 신호 강도의 노이즈를 통한 부정확 문제 등)를 갖는다.

이에, 본 발명에서는, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법이 갖는 한계들로부터 자유로우며, GPS 음영 지역에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정할 수 있는 새로운 방식의 측위 기법을 제안하고자 한다.

구체적으로, 본 발명에서는, GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법에서 벗어나, 변화하는 네트워크 환경 및 실제 환경에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정할 수 있는 기술을 실현하는, 단말 측위 장치(100)를 제안하고자 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 단말 측위 장치(100)는, 맵 생성부(110), 측위 수행부(120)을 포함한다.

이러한 단말 측위 장치(100)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.

여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대 단말 측위 장치(100) 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 단말 측위 장치(100) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다.

결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 측위 장치(100)는 전술한 구성을 통해, 본 발명에서 제안하는 새로운 기술, 즉 GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법에서 벗어나, 변화하는 네트워크 환경 및 실제 환경에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정할 수 있는 기술을 실현한다.

구체적인 설명에 앞서, 간략히 본 발명에 대해 설명하면, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 변화하는 네트워크 환경 및 실제 환경에서도 유연하고 정확도 높은 측위 맵을 생성하는데 특징 구성이 있고, 이처럼 생성한 측위 맵을 활용하여 단말의 위치를 측정하는 측위 방식에 특징 구성이 있다 하겠다.

특히, 본 발명의 측위 맵을 생성하는데 구성과 관련해서는, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법의 경우 특수 단말을 이용하는 제한된 환경에서 셀 신호세기값(예: RSRP) 기반의 Fingerprint map을 생성하였다면, 본 발명에서는 측위 맵을 생성할 특정 지역(예: GPS 음영 지역)의 다수 단말로부터 수집한 실제 환경의 데이터를 근거로 측위 맵을 생성하는 특징, 이처럼 생성된 측위 맵의 형태 역시 셀 신호세기값(예: RSRP) 기반의 기존 Fingerprint map과는 다른 형태 즉 셀 신호세기값(예: RSRP)을 사용하지 않는 형태를 갖는 특징이 있다.

아울러, 본 발명의 측위 맵을 활용한 측위 방식 구성과 관련해서는, 기존 핑거프린트 기반 측위 기법의 경우 측위 대상 단말이 측정한 셀 신호세기값(예: RSRP)의 Snapshot을 기반으로 Fingerprint map 간 패턴 매칭(Pattern matching)을 통해 측위 하였다면, 본 발명에서는 Snapshot 기반의 측위 방식을 벗어나, 셀 신호세기값(예: RSRP)을 사용하지 않는 형태의 측위 맵을 활용하여 측위 대상 단말의 위치를 측정하는 특징이 있다.

이하에서는 전술의 특징 구성들을 실현하기 위한 단말 측위 장치(100) 내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 측위 맵을 생성할 특정 지역(예: GPS 음영 지역)와 관련된 다수의 단말로부터 수집한 실제 환경의 데이터를 근거로 한다.

이하, 본 발명에서 설명하는 단말은, 이동하는 이동체(예: 차량)에 탑재된 단말 또는 이동체(예: 차량)에 탑승한 이용자가 소지하고 있는 단말일 수 있다.

맵 생성부(110)는, 특정 지역과 관련된 다수의 단말로부터 수집되는 데이터를 근거로, 상기 특정 지역에 대한 측위 맵(map)을 생성하는 기능을 담당한다.

여기서, 특정 지역은, 지하주차장, 터널 등과 같이 GPS 신호가 수신되지 않거나 GPS 신호가 미약한 지역, 예컨대 GPS 음영 지역을 의미할 수 있다.

물론, 본 발명에서 지칭하는 특정 지역은, GPS 음영 지역으로 제한되지 않으며, 본 발명이 적용 가능한 실내 또는 실외 지역은 모두 해당될 수 있다.

다만, 이하의 설명에서는, 일 예로서 특정 지역을 GPS 음영 지역으로 지칭하여 설명하겠다.

이에 구체적으로 설명하면, 맵 생성부(110)는, 특정 지역(이하, GPS 음영 지역)과 관련된 다수의 단말로부터 수집되는 데이터를 근거로, 해당 GPS 음영 지역에 대한 측위 맵을 생성할 수 있다.

이때, 측위 맵을 생성 시 근거로 활용할 데이터를 수집하게 되는 다수의 단말은, 해당 GPS 음영 지역에 진입하여 이동하는 단말들일 수 있다.

한편, 본 발명에서는, 해당 GPS 음영 지역에 진입하여 이동하는 불특정 단말들 모두로부터 측위 맵을 생성 시 근거로 활용할 데이터를 수집하기 보단, 수집한 데이터의 신뢰도를 높이기 위해서 데이터를 수집할 단말을 특정/제한할 수 있다.

이에, 본 발명에서는, 측위 맵을 생성 시 근거로 활용할 데이터를 수집하는 다수의 단말을, 특정 지역 예컨대 전술의 GPS 음영 지역을 이동하는 단말 중, 해당 GPS 음영 지역으로의 진입 전 속도, 해당 GPS 음영 지역에서의 진출 후 속도 및 해당 GPS 음영 지역 내 평균 속도 중 적어도 하나를 근거로 해당 GPS 음영 지역에서 정속 이동하는 것으로 특정되는 단말, 및/또는 단말의 이동 패턴을 근거로 기 정의된 안전 이동 패턴에 부합하는 것으로 특정되는 단말로 제한할 수 있다.

구체적으로 예를 들면, GPS 음영 지역에 진입한 사실을 인지한 단말은, 해당 GPS 음영 지역을 벗어날 때까지, 수신되는 신호를 측정(센싱)하여 인식한 셀 관련정보(예: PCI/FCN/TAC/TA 등)를 주기적으로 본 발명의 단말 측위 장치(100)에 전달하고, 더불어 단말의 이동 속도를 주기적으로 또는 필요 시 측정하여 본 발명의 단말 측위 장치(100)에 전달할 수 있다.

이렇게 되면, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 측위 맵을 생성할 GPS 음영 지역에 위치해 있는 다수의 불특정한 단말로부터, 데이터(셀 관련정보, 이동 속도)를 수집할 수 있다.

그리고, 본 발명의 단말 측위 장치(100, 예: 맵 생성부(110))는, 다수의 불특정한 단말로부터 수집되는 데이터에서, 데이터 내 이동 속도를 근거로 확인 또는 계산되는 진입 전 속도, 진출 후 속도 및 GPS 음영 지역 내 평균 속도가 일정 변동치 이상으로 변하지 않고 일정하다고 판단되는 단말을 정속 이동하는 단말로 특정할 수 있다.

또한 예를 들면, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 측위 맵을 생성할 GPS 음영 지역에 위치해 있는 다수의 불특정한 단말로부터 데이터(셀 관련정보, 이동 속도)를 수집하되, 데이터(셀 관련정보, 이동 속도)이 수집되는 불특정한 각 단말에 대한 이동 패턴을 확인하여 기 정의된 안전 이동 패턴에 부합하는 것으로 판단되는 단말을 특정할 수 있다.

이때, 기 정의된 안전 이동 패턴이란, 정의하기에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들면 과속이나 급 가속, 급 감속이 없는 이동 패턴을 안전 이동 패턴으로 기 정의할 수 있다.

이에, 본 발명의 단말 측위 장치(100, 예: 맵 생성부(110))는, 전술과 같이 GPS 음영 지역에서 정속 이동하는 것으로 특정된 다수 단말, 또는 GPS 음영 지역에서 이동 중이면서 과속이나 급 가속, 급 감속이 없는 이동 패턴을 갖는 것으로 특정된 다수 단말, 또는 GPS 음영 지역에서 정속 이동하면서 과속이나 급 가속, 급 감속이 없는 이동 패턴을 갖는 것으로 특정된 다수 단말로부터의 데이터 만을 수집하고, 이처럼 수집되는 데이터를 근거로 해당 GPS 음영 지역에 대한 측위 맵을 생성할 수 있다.

설명의 편의 상, 이하 설명에서는, GPS 음영 지역에서 정속 이동하는 것으로 특정된 다수 단말로부터 데이터를 수집하여 해당 GPS 음영 지역에 대한 측위 맵을 생성하는 실시예로서 설명하겠다.

이하에서는, 본 발명에서 GPS 음영 지역에 대한 측위 맵을 생성하는 구성에 대해 구체적으로 설명하겠다.

맵 생성부(110)는, 다수의 단말 즉 GPS 음영 지역에 위치해 있으면서 정속 이동하는 것으로 특정된 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를, 단말이 해당 GPS 음영 지역 내를 이동하는 평균 속도를 이용하여 예측되는 수집 시점의 GPS 음영 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장한다.

구체적으로 설명하면, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 단말 측위 장치(100, 예: 맵 생성부(110))는, 다수의 단말로부터 수집되는 데이터에서, 데이터 내 이동 속도를 근거로 각 단말이 해당 GPS 음영 지역 내를 이동하는 평균 속도를 확인 또는 계산할 수 있다.

예를 들어, 다수의 단말 중 하나의 단말을 언급하고, 해당 단말로부터 GPS 음영 지역에 진입한 후 GPS 음영 지역을 벗어날 때까지 주기적으로 N회 측정(센싱)한 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)의 데이터가 전달된 경우로 가정할 수 있다.

이 경우, 맵 생성부(110)는, 해당 단말로부터 수집된 N개의 데이터 각각을, 해당 단말의 평균 속도를 이용하여 산출한 단위 시간(예: 1초) 당 이동 거리 및 GPS 음영 지역 진입 후 데이터가 수집된 경과 시간(진입 시각 - 데이터 측정 시각)에 따라, 금번 GPS 음영 지역 내에서 예측되는 수집 시점의 GPS 음영 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장할 수 있다.

이와 같은 방식으로, 맵 생성부(110)는, 다수의 단말 별로, 각 단말로부터 수집된 각 데이터를 GPS 음영 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장함으로써, 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를 GPS 음영 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장한 축적 데이터를 얻을 수 있다.

그리고, 맵 생성부(110)는, 전술과 같이 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를 GPS 음영 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장한 축적 데이터를 이용하여, 해당 GPS 음영 지역에 대한 측위 맵을 생성한다.

이때, 본 발명에서는, 저장한 축적 데이터를 모두 이용하여 GPS 음영 지역에 대한 측위 맵을 생성하기 보단, 측위 맵의 정확도를 높이기 위해 축적 데이터 중 불필요한 데이터를 필터링할 수 있다.

이를 위해, 맵 생성부(110)는, 전술과 같이 저장한 축적 데이터에서 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율이 임계치 미만인 셀 관련정보의 데이터를 제외하는 필터링 이후의 축적 데이터를 이용하여, 해당 GPS 음영 지역에 대한 측위 맵을 생성할 수 있다.

예를 들면, GPS 음영 지역의 측위 맵 생성을 위해 정속 이동하는 단말로 특정된 다수의 단말로부터 수집한 데이터를 저장한 축적 데이터에서 인식된 서로 다른 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)가 총 10000개 라고 가정하면, 이 중에서 특정 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN, 1-228:8459)가 5000개 인식되었다고 가정하면, 특정 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN, 1-228:8459)의 전체 셀 관련정보(10000 개)에 대비한 인식 비율(값)은 0.5라고 할 수 있다.

이와 같은 방식으로, 맵 생성부(110)는, 축적 데이터에서 인식된 서로 다른 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별로 전체 셀 관련정보(예: 10000 개)에 대비한 인식 비율(값)을 확인하고, 확인한 인식 비율이 기 설정된 임계치(예: 0.05) 미만인 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)의 데이터를 축적 데이터에서 제외하는 필터링 이후의 축적 데이터를 이용하여, 해당 GPS 음영 지역에 대한 측위 맵을 생성할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 맵 생성부(110)는, 전술한 (필터링 후) 축적 데이터의 각 데이터를, 앞서 예측한 해당 데이터의 GPS 음영 지역 내 예측 위치가 속하는 GPS 음영 지역의 단위 거리 당 구분 위치로 분류할 수 있다.

즉, 금번 측위 맵을 생성할 GPS 음영 지역(예: 터널)의 전체 거리를 단위 거리(예: X m)로 구분한다고 가정하면, 맵 생성부(110)는 축적 데이터의 각 데이터 별로 해당 데이터에 대해 예측한 GPS 음영 지역 내 예측 위치가 속하는 GPS 음영 지역의 구분 위치(예: X m 단위의 위치)로 해당 데이터를 분류하는 것이다.

이렇게 되면, 본 발명에서는, 특정 지역(예: GPS 음영 지역)의 측위 맵 생성을 위해 실제 환경에서 이동하는 다수의 단말로부터 수집 및 신뢰도/정확도를 높이고자 제한/필터링하여 얻은 축적 데이터를 특정 지역(예: GPS 음영 지역)의 구분 위치 별로 분류함으로써, 실제 환경에서 다수의 단말로부터 수집하였으나 위치로 구분할 수 없었던 축적 데이터를 특정 지역(예: GPS 음영 지역) 내 위치 기반의 데이터 형태로 재구성해낼 수 있다.

이에, 맵 생성부(110)는, 특정 지역 예컨대 GPS 음영 지역 내 위치 기반의 데이터 형태로 재구성한 축적 데이터를 이용하여, 해당 GPS 음영 지역에 대한 측위 맵을 생성한다.

구체적으로, 맵 생성부(110)는, 전술의 축적 데이터를 근거로, 해당 GPS 음영 지역의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 해당 구분 위치에서 계산되는 인식 비율값을 갖는 측위 맵을 생성할 수 있다.

이때, 특정 셀 관련정보에 대해 구분 위치에서 계산되는 인식 비율값은, 해당 구분 위치에서 인식된 전체 셀 관련정보의 인식 값 대비 해당 구분 위치에서 특정 셀 관련정보가 인식된 인식 값의 비율일 수 있고, 해당 GPS 음영 지역의 전체 구분 위치 중 특정 셀 관련정보가 가장 많이 인식된 최대 인식 값 대비 해당 구분 위치에서 특정 셀 관련정보가 인식된 인식 값의 비율일 수 있다.

구체적으로 예를 들면, 전술과 같이, GPS 음영 지역(예: 터널)의 전체 거리를 단위 거리(예: X m)로 구분한다고 가정하고, 0~X m의 구분 위치로 분류된 데이터들(예: 5000개)로부터 인식된 서로 다른 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)가 2개이며, 2개 중 하나의 특정 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN, 1-228:8459)가 4200개 인식되었다고 가정할 수 있다.

이 경우, 맵 생성부(110)는, 측위 맵 내 0~X m의 구분 위치에 대해서, 해당 구분 위치에서 인식된 2개의 각 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별로, 해당 구분 위치의 인식된 전체(2개) 셀 관련정보의 인식 값(5000개) 대비 해당 구분 위치에서 셀 관련정보가 인식된 인식 값의 비율로 계산된 인식 비율값, 즉 특정 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN, 1-228:8459)의 경우 0.84(또는 ceiling 처리 후 0.8), 나머지 하나의 특정 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)의 경우 0.16(또는 ceiling 처리 후 0.2)을 갖도록 측위 맵을 생성할 수 있다.

또 다른 예를 들면, 전술과 같이, GPS 음영 지역(예: 터널)의 전체(전체 거리)에서 인식된 서로 다른 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)가 3개라고 가정할 수 있다.

이 경우, 맵 생성부(110)는, 전체(3개) 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별로, GPS 음영 지역(예: 터널)의 각 구분 위치 중 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)가 가장 많이 인식된 최대 인식 값을 확인한다.

이에, 맵 생성부(110)는, GPS 음영 지역(예: 터널)의 구분 위치 각각에 대하여, 3개 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별로 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)의 기 확인한 최대 인식 값 대비 해당 구분 위치에서 셀 관련정보가 인식된 인식 값의 비율로 계산된 인식 비율값을 갖도록 측위 맵을 생성할 수 있다.

맵 생성부(110)는, 전술과 같은 방식으로, GPS 음영 지역(예: 터널) 내 0~X m의 구분 위치를 비롯한 각 구분 위치 별로, 해당 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)의 인식 비율값을 갖는 측위 맵을 생성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 측위 맵을 생성할 특정 지역(예: GPS 음영 지역)에서 이동하는 실제 다수의 단말로부터 수집 및 신뢰도/정확도를 높이고자 제한/필터링하여 얻은 실제 환경의 축적 데이터를 해당 특정 지역(예: GPS 음영 지역) 내 위치 기반의 데이터 형태로 재구성한 후, 위치 기반의 형태로 재구성된 축적 데이터를 근거로 셀 신호세기값(예: RSRP)이 아닌 인식 비율값으로 표현되는 측위 맵을 생성하고 있다.

측위 수행부(120)는, 측위 대상의 단말이 특정 지역 예컨대 GPS 음영 지역에 진입하는 경우, 측위 대상의 단말로부터 수집되는 센싱 데이터와 해당 GPS 음영 지역에 대해 생성한 측위 맵의 유사도를 기반으로 측위 대상 단말의 GPS 음영 지역 내 위치를 측정하는 기능을 담당한다.

여기서, 측의 대상의 단말은, 특정 지역 예컨대 GPS 음영 지역에 진입하되 측위가 요구되는 단말로서, 전술의 측위 맵 생성을 위한 데이터 수집에 이용된 다수의 단말 중 하나일 수 있고 별개의 단말일 수도 있다.

이하에서는, 본 발명에서 측위 대상의 단말에 대해 특정 지역(예: GPS 음영 지역) 내 위치를 측정하는 구성에 대해 구체적으로 설명하겠다.

측위 수행부(120)는, 측위 대상의 단말이 특정 지역 예컨대 GPS 음영 지역을 이동하는 단위 시간 각각에 대하여, 단위 시간에 인식된 각 셀 관련정보 별로 단위 시간에 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율값을 나타내는 시간 기준의 패턴 정보를 파악할 수 있다.

구체적으로 설명하면, GPS 음영 지역(예: 터널)에 진입한 사실을 인지한 측위 대상의 단말은, 해당 GPS 음영 지역(예: 터널)을 벗어날 때까지, 수신되는 신호를 측정(센싱)하여 인식한 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)를 주기적으로 본 발명의 단말 측위 장치(100)에 전달할 수 있다.

이렇게 되면, 본 발명의 단말 측위 장치(100, 측위 수행부(120))는, 측위 대상의 단말로부터 전달(수집)되는 센싱 데이터를 근거로, 해당 측위 대상의 단말이 GPS 음영 지역(예: 터널)을 이동하는 단위 시간(예: 1초) 별로, 해당 단위 시간에는 어떤 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)를 인식하였는지 및 인식한 각 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별로 인식 비율값이 어떤 값인지를 확인(산출)함으로써, 단위 시간(예: 1초) 당 인식된 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별 인식 비율값을 나타내는 패턴 정보, 즉 시간 기준의 패턴 정보를 파악할 수 있다.

그리고, 측위 수행부(120)는, 측위 대상 단말에 대해 파악한 시간 기준의 패턴 정보와 금번 측위 대상 단말이 진입한 GPS 음영 지역(예: 터널)의 측위 맵 간 유사도를 기반으로, 측위 대상 단말의 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 위치를 측정할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 측위 대상 단말에 대해 파악한 패턴 정보는 단위 시간(예: 1초) 당 인식된 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별 인식 비율값을 나타내는 시간 기준의 데이터이다.

한편, 측위 맵은, 실제 환경의 축적 데이터를 위치 기반의 데이터 형태로 재구성한 후, 이를 근거로 단위 거리(예: X m) 당 인식된 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별 인식 비율값을 나타내는 위치 기준의 데이터이다.

이에, 측위 수행부(120)는, 서로 다른 기준(차원)을 갖는 데이터 간 유사도를 구하기 위한 알고리즘을 사용하여, 서로 다른 기준의 데이터인 시간 기준의 패턴 정보 및 위치 기준의 측위 맵을 비교할 수 있다.

예컨대, 측위 수행부(120)는, DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘을 사용하여, 서로 다른 기준의 데이터인 시간 기준의 패턴 정보 및 위치 기준의 측위 맵을 비교할 수 있으며, DTW 알고리즘은 기존에 서로 다른 기준을 갖는 데이터 간 유사도를 구하는데 사용되어 온 기존 기술로서 구체적인 비교 과정에 대한 설명은 생략하도록 하겠다.

물론, 측위 수행부(120)는, DTW 알고리즘 외에도, 서로 다른 기준(차원)을 갖는 데이터 간 유사도를 구하기 위한 기존 알고리즘들 중 어떤 알고리즘을 채택하여 사용하더라도 무관할 것이다.

이에, 측위 수행부(120)는, 금번 측위 대상의 단말에 대해 파악한 패턴 정보와 GPS 음영 지역(예: 터널)의 측위 맵을 비교하여, GPS 음영 지역(예: 터널)의 각 구분 위치 중 금번 측위 대상 단말의 패턴 정보와의 유사도가 가장 높은 구분 위치를 측위 대상 단말의 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 위치로 측정할 수 있다.

도 5는 본 발명에서 생성되는 측위 맵 즉 위치 기준의 측위 맵과, 측위 대상 단말의 패턴 정보 즉 시간 기준의 패턴 정보를 일 예로서 보여주고 있다.

도 5에서 상단에 도시된 Fingerprint map(filtered by current pci)이 본 발명에서 생성한 측위 맵에 해당되며, 하단에 도시된 Current Fingerprint map은 GPS 음영 지역(예: 터널)에 진입한 측위 대상 단말(차량)에 대해 파악한 패턴 정보에 해당된다.

참고로, 도 5에서는 도식화의 편의를 위해, 측위 맵(Fingerprint map)에서 각 셀 관련정보의 인식 비율값을 120 m의 거리로 구분하여 도시하였을 뿐, GPS 음영 지역(예: 터널) 내 단위 거리(예: X m)가 120 m로 제한되는 것은 아닐 것이다.

도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 생성한 측위 맵(Fingerprint map)은 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 단위 거리 당 인식된 셀 관련정보 별 인식 비율값을 나타내며, 도 5에서는 일 예로서 인식된 셀 관련정보를 2개로 가정하고 있다(1-228:8459:1350, 2-161:8459:1350).

아울러, 도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 파악한 측위 대상 단말(차량)의 패턴 정보(Current Fingerprint map)는, 단위 시간(예: 1초) 당 인식된 셀 관련정보 별 인식 비율값을 나타내며, 도 5에서는 일 예로서 인식된 셀 관련정보를 2개로 가정하고 있다(1-228:8459:1350, 2-161:8459:1350).

본 발명에서는, 도 5에 도시된 바와 같이 표현할 수 있는 측위 대상 단말의 패턴 정보와 GPS 음영 지역(예: 터널)의 측위 맵을 비교하여, GPS 음영 지역(예: 터널)의 각 구분 위치 중 금번 측위 대상 단말의 패턴 정보 특히 인식된 각 셀 관련정보의 인식 비율값이 교차되는 21초~22초 시간 구간의 단말 위치로서 유사도가 가장 높은 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 1200m~1320m 구분 위치를 측정할 수 있다.

아울러, 본 발명에서는, 전술과 같이 측위 대상 단말에 대해 21초~22초 시간 구간의 단말 위치로서 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 1200m~1320m 구분 위치를 측정한 이후에는, 측위 대상 단말의 평균 속도를 이용하여 산출한 단위 시간(예: 1초) 당 이동 거리에 따라 단말 위치를 측정할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 특수 단말을 활용하는 제한된 환경이 아닌 실제 환경의 축적 데이터를 근거로 하여 크라우드 소싱(Crowdsourcing) 방식으로 특정 지역(예: GPS 음영 지역)에 대한 측위 맵을 생성하되, 셀 신호세기값(예: RSRP)이 아닌 셀의 인식 비율값으로 표현되는 새로운 형태의 측위 맵을 생성하고 있다.

그리고, 본 발명에서는, 셀의 인식 비율값으로 표현되는 측위 맵 생성을 구성을 기본 특징으로, 측위 대상 단말에 대한 측위 시 측위 대상 단말에 대해 특정 지역(예: GPS 음영 지역) 진입 시점부터 셀의 인식 비율값이 변화하는 패턴을 사용하여 측위 맵으로부터 특정 지역(예: GPS 음영 지역) 내 위치를 측정하고 있다.

이렇듯, 본 발명에 따르면, GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법에서 벗어나, 변화하는 네트워크 환경 및 실제 환경에서도 유연하고 정확도 높은 측위 맵을 생성 및 이를 활용하여 단말의 위치를 측정하는 새로운 방식의 측위 기법을 실현할 수 있다.

한편, 전술한 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, (측위 대상) 단말 및 서버로 분산 구현될 수도 있고, 단일 서버 형태로 구현될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 단말 측위 장치(100)가 구현되는 구현 형태의 실시예 중 측위 대상 단말(10) 및 서버(200)로 분산 구현되는 경우를 도시하고 있으며, 이 경우 측위 대상 단말(10)에 대한 측위는 단말(10)에서 수행된다(단말향 측위).

예를 들면, 단말(10, 센싱데이터전달부(12))은, GPS 음영 지역(예: 터널)에 진입한 사실을 인지하면, 해당 GPS 음영 지역(예: 터널)을 벗어날 때까지, 수신되는 신호를 측정(센싱)하여 인식한 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)를 주기적으로 맵 생성서버(200)에 전달할 수 있고, 더불어 단말(10)의 이동 속도를 주기적으로 또는 필요 시 맵 생성서버(200)에 전달할 수 있다.

맵 생성서버(200)의 데이터 수집부(210)는, 이러한 단말(10)들 다수로부터 전달되는 데이터를 수집하고, 맵 생성서버(200)의 맵 생성부(110)는 전술한 바와 같이 다수의 단말(10)로부터 수집된 데이터를 이용하여 GPS 음영 지역(예: 터널)에 대하여 구분 위치 당 각 셀의 인식 비율값으로 표현되는 측위 맵을 생성한다.

그리고 맵 생성서버(200)는 GPS 음영 지역(예: 터널)에 대한 측위 맵을 측위 대상의 단말(10)로 전달한다.

측위 대상의 단말(10)의 측위 수행부(120)는, 전술한 바와 같이 단말(10)이 GPS 음영 지역(예: 터널)에 진입하여 파악한 패턴 정보(단위 시간 당 각 셀의 인식 비율값)를 측위 맵과 비교하여, 단말(10)의 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 위치를 측정하는 측위를 수행할 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 단말 측위 장치(100)가 구현되는 구현 형태의 실시예 중 단일 서버(300) 형태로 구현되는 경우를 도시하고 있으며, 이 경우 측위 대상 단말(10')에 대한 측위는 서버(300)에서 수행된다(서버향 측위).

예를 들면, 단말(10', 센싱데이터전달부(12))은, GPS 음영 지역(예: 터널)에 진입한 사실을 인지하면, 해당 GPS 음영 지역(예: 터널)을 벗어날 때까지, 수신되는 신호를 측정(센싱)하여 인식한 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)를 주기적으로 맵 생성서버(200)에 전달할 수 있고, 더불어 단말(10)의 이동 속도를 주기적으로 또는 필요 시 단말 측위 서버(300)에 전달할 수 있다.

단말 측위 서버(300)의 데이터 수집부(310)는, 이러한 단말(10')들 다수로부터 전달되는 데이터를 수집하고, 단말 측위 서버(300)의 맵 생성부(110)는 전술한 바와 같이 다수의 단말(10)로부터 수집된 데이터를 이용하여 GPS 음영 지역(예: 터널)에 대하여 구분 위치 당 각 셀의 인식 비율값으로 표현되는 측위 맵을 생성한다.

그리고, 단말 측위 서버(300)의 측위 수행부(120)는, GPS 음영 지역(예: 터널)에 진입하는 측위 대상의 단말(10')에 대해 GPS 음영 지역(예: 터널)에 진입하여 파악한 패턴 정보(단위 시간 당 각 셀의 인식 비율값)를 측위 맵과 비교하여, 단말(10')의 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 위치를 측정하는 측위를 수행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법에서 벗어나, 변화하는 네트워크 환경 및 실제 환경에서도 유연하고 정확도 높은 측위 맵을 생성 및 이를 활용하여 단말의 위치를 측정하는 새로운 방식의 측위 기법을 실현할 수 있다.

이렇듯, 본 발명에서는, GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법이 갖는 한계들로부터 자유로우며, GPS 음영 지역에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정할 수 있는 측위 기법을 실현함으로써, GPS 음영 지역에 위치한 서비스 이용자에게도 신뢰도 높은 위치 기반 서비스를 제공할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 단말 측위 방법을 설명하겠다.

설명의 편의 상, 본 발명의 단말 측위 방법을 수행하는 주체로, 단말 측위 장치(100)를 언급하여 설명하겠다.

본 발명에 따르면, 특정 지역(이하, GPS 음영 지역)에 진입한 사실을 인지한 단말은, 해당 GPS 음영 지역을 벗어날 때까지, 수신되는 신호를 측정(센싱)하여 인식한 셀 관련정보(예: PCI/FCN/TAC/TA 등)를 주기적으로 본 발명의 단말 측위 장치(100)에 전달하고, 더불어 단말의 이동 속도를 주기적으로 또는 필요 시 측정하여 본 발명의 단말 측위 장치(100)에 전달할 수 있다.

이에 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, 측위 맵을 생성할 GPS 음영 지역(예: 터널)에 위치해 있는 다수의 불특정한 단말로부터, 데이터(셀 관련정보, 이동 속도)를 수집할 수 있다(S10).

예컨대, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, 다수의 불특정한 단말로부터 수집되는 데이터에서, 데이터 내 이동 속도를 근거로 확인 또는 계산되는 진입 전 속도, 진출 후 속도 및 GPS 음영 지역 내 평균 속도가 일정 변동치 이상으로 변하지 않고 일정하다고 판단되는 단말을 정속 이동하는 단말로 특정할 수 있다.

이에, 단말 측위 장치(100)는, S10단계에서 GPS 음영 지역(예: 터널)에서 정속 이동하는 것으로 특정된 다수 단말로부터의 데이터 만을 수집할 수 있다.

그리고, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, S10단계에서 수집한 데이터를 근거로, 해당 GPS 음영 지역(예: 터널)에 대한 측위 맵을 생성한다(S20~S40).

구체적으로 설명하면, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, 데이터를 수집한 다수의 단말 별로, 각 단말로부터 수집된 각 데이터를 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 예측 위치에 대응시켜 저장함으로써, 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를 GPS 음영 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장한 축적 데이터를 얻을 수 있다(S20).

이때, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, 축적 데이터를 모두 이용하여 GPS 음영 지역(예: 터널)에 대한 측위 맵을 생성하기 보단, 측위 맵의 정확도를 높이기 위해 축적 데이터 중 불필요한 데이터를 필터링할 수 있다.

즉 단말 측위 장치(100)는, S20단계에서 저장한 축적 데이터에서 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율이 임계치(예: 0.05) 미만인 셀 관련정보의 데이터를 제외하는 필터링을 수행할 수 있다(S30).

그리고, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, S30단계에서 필터링한 축적 데이터를 이용하여 GPS 음영 지역(예: 터널)에 대한 측위 맵을 생성한다(S40).

구체적으로, 단말 측위 장치(100)는, 전술한 (필터링 후) 축적 데이터의 각 데이터를, 앞서 예측한 해당 데이터의 GPS 음영 지역 내 예측 위치가 속하는 GPS 음영 지역(예: 터널)의 단위 거리(예: X m) 당 구분 위치로 분류할 수 있다.

이렇게 되면, 본 발명에서는, GPS 음영 지역(예: 터널)의 측위 맵 생성을 위해 실제 환경에서 이동하는 다수의 단말로부터 수집 및 신뢰도/정확도를 높이고자 제한/필터링하여 얻은 축적 데이터를 GPS 음영 지역(예: 터널)의 구분 위치 별로 분류함으로써, 실제 환경에서 다수의 단말로부터 수집하였으나 위치로 구분할 수 없었던 축적 데이터를 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 위치 기반의 데이터 형태로 재구성해낼 수 있다.

그리고, 단말 측위 장치(100)는, GPS 음영 지역(예: 터널) 내 위치 기반의 데이터 형태로 재구성한 축적 데이터를 이용하여, 해당 GPS 음영 지역(예: 터널)의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 해당 구분 위치에서 인식 비율값을 계산함으로써, GPS 음영 지역(예: 터널) 내 각 구분 위치 별로 각 셀의 인식 비율값을 갖는 측위 맵을 생성할 수 있다.

한편, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, 측위 대상의 단말이 특정 지역 예컨대 GPS 음영 지역(예: 터널)에 진입하는 경우(S50), 측위 대상의 단말로부터 수집되는 센싱 데이터를 이용하여, 해당 측정 대상 단말이 GPS 음영 지역(예: 터널) 진입 시점부터 인식하게 되는 셀의 인식 비율값이 변하는 패턴을 나타내는 패턴 정보를 파악한다(S60).

구체적으로, 단말 측위 장치(100)는, 측위 대상의 단말로부터 수집되는 센싱 데이터를 이용하여, 해당 측위 대상의 단말이 GPS 음영 지역(예: 터널)을 이동하는 단위 시간(예: 1초) 별로, 해당 단위 시간에는 어떤 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN)를 인식하였는지 및 인식한 각 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별로 인식 비율값이 어떤 값인지를 계산함으로써, 단위 시간(예: 1초) 당 인식된 셀 관련정보(예: PCI/TAC/FCN) 별 인식 비율값을 나타내는 패턴 정보, 즉 시간 기준의 패턴 정보를 파악할 수 있다.

그리고 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, DTW 알고리즘을 사용하여, 서로 다른 기준의 데이터인 시간 기준의 패턴 정보 및 위치 기준의 측위 맵을 비교할 수 있다(S70).

이에, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, S70단계의 비교를 통해, GPS 음영 지역(예: 터널)의 각 구분 위치 중 금번 측위 대상 단말의 패턴 정보와의 유사도가 가장 높은 구분 위치를 측위 대상 단말의 GPS 음영 지역(예: 터널) 내 위치로 측정할 수 있다(S80).

그리고, 단말 측위 장치(100)는, 측위 대상 단말의 측위 결과를, 측위 대상 단말에게 위치 기반의 서비스를 제공하고자 하는 위치 기반 서비스로 제공할 수 있다(S90).

이상, 본 발명에 따르면, GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법에서 벗어나, 변화하는 네트워크 환경 및 실제 환경에서도 유연하고 정확도 높은 측위 맵을 생성 및 이를 활용하여 단말의 위치를 측정하는 새로운 방식의 측위 기법을 실현할 수 있다.

이렇듯, 본 발명에서는, GPS 음영 지역을 위한 기존의 측위 기법이 갖는 한계들로부터 자유로우며, GPS 음영 지역에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정할 수 있는 측위 기법을 실현함으로써, GPS 음영 지역에 위치한 서비스 이용자에게도 신뢰도 높은 위치 기반 서비스를 제공할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단말 측위 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

본 발명의 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법에 따르면, GPS 음영 지역에서도 단말에 대해 정확한 위치를 측정할 수 있는 새로운 방식의 측위 기법을 실현하는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100 : 단말 측위 장치
110 : 맵 생성부 120 : 측위 수행부

Claims (16)

1. 특정 지역과 관련된 다수의 단말로부터 수집되는 데이터를 근거로, 상기 특정 지역에 대한 측위 맵(map)을 생성하는 맵 생성부; 및
   측위 대상의 단말이 상기 특정 지역에 진입하는 경우, 상기 측위 대상의 단말로부터 수집되는 센싱 데이터와 상기 측위 맵의 유사도를 기반으로 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치를 측정하는 측위 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 단말은,
   상기 특정 지역을 이동하는 단말 중, 상기 특정 지역으로의 진입 전 속도, 상기 특정 지역에서의 진출 후 속도 및 상기 특정 지역 내 평균 속도 중 적어도 하나를 근거로 상기 특정 지역에서 정속 이동하는 것으로 특정되거나, 단말의 이동 패턴을 근거로 기 정의된 안전 이동 패턴에 부합하는 것으로 특정되는 단말인 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 맵 생성부는,
   상기 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를, 단말이 상기 특정 지역 내를 이동하는 평균 속도를 이용하여 예측되는 수집 시점의 특정 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장하고,
   상기 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를 상기 특정 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장한 축적 데이터를 이용하여, 상기 측위 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 수집되는 데이터는, 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며,
   상기 맵 생성부는,
   상기 축적 데이터의 각 데이터를, 데이터의 상기 특정 지역 내 예측 위치가 속하는 상기 특정 지역의 단위 거리 당 구분 위치로 분류하고,
   상기 특정 지역의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 상기 구분 위치에서 계산되는 인식 비율값을 갖는 상기 측위 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 각 셀 관련정보 중 특정 셀 관련정보에 대해 구분 위치에서 계산되는 인식 비율값은,
   상기 구분 위치에서 인식된 전체 셀 관련정보의 인식 값 대비 상기 구분 위치에서 상기 특정 셀 관련정보가 인식된 인식 값의 비율, 또는
   상기 특정 지역의 전체 구분 위치 중 상기 특정 셀 관련정보가 가장 많이 인식된 최대 인식 값 대비 상기 구분 위치에서 상기 특정 셀 관련정보가 인식된 인식 값의 비율인 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 수집되는 데이터는, 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며,
   상기 맵 생성부는,
   상기 측위 맵 생성 시, 상기 축적 데이터에서 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율이 임계치 미만인 셀 관련정보의 데이터를 제외한 후 축적 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 수집되는 센싱 데이터는, 상기 측위 대상의 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며,
   상기 측위 수행부는,
   상기 측위 대상의 단말이 상기 특정 지역을 이동하는 단위 시간 각각에 대하여, 단위 시간에 인식된 각 셀 관련정보 별로 상기 단위 시간에 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율값을 나타내는 시간 기준의 패턴 정보를 파악하고,
   상기 시간 기준의 패턴 정보와 상기 측위 맵의 유사도를 기반으로 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 측위 맵은,
   상기 특정 지역의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 인식 비율값을 갖는 위치 기준의 맵이며,
   상기 측위 수행부는,
   상기 시간 기준의 패턴 정보와 상기 위치 기준의 측위 맵을 비교하여, 상기 특정 지역의 각 구분 위치 중 상기 패턴 정보와의 유사도가 가장 높은 구분 위치를 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치로 측정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
9. 특정 지역과 관련된 다수의 단말로부터 수집되는 데이터를 근거로, 상기 특정 지역에 대한 측위 맵(map)을 생성하는 맵 생성단계; 및
   측위 대상의 단말이 상기 특정 지역에 진입하는 경우, 상기 측위 대상의 단말로부터 수집되는 센싱 데이터와 상기 측위 맵의 유사도를 기반으로 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치를 측정하는 측위 수행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다수의 단말은,
    상기 특정 지역을 이동하는 단말 중, 상기 특정 지역으로의 진입 전 속도, 상기 특정 지역에서의 진출 후 속도 및 상기 특정 지역 내 평균 속도 중 적어도 하나를 근거로 상기 특정 지역에서 정속 이동하는 것으로 특정되거나, 단말의 이동 패턴을 근거로 기 정의된 안전 이동 패턴에 부합하는 것으로 특정되는 단말인 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 맵 생성단계는,
    상기 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를, 단말이 상기 특정 지역 내를 이동하는 평균 속도를 이용하여 예측되는 수집 시점의 특정 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장하고,
    상기 다수의 단말로부터 수집된 각 데이터를 상기 특정 지역 내 예측 위치에 대응시켜 저장한 축적 데이터를 이용하여, 상기 특정 지역에 대한 측위 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 수집되는 데이터는, 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며,
    상기 맵 생성단계는,
    상기 축적 데이터의 각 데이터를, 데이터의 상기 특정 지역 내 예측 위치가 속하는 상기 특정 지역의 단위 거리 당 구분 위치로 분류하고,
    상기 특정 지역의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 상기 구분 위치에서 계산되는 인식 비율값을 갖는 상기 측위 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 수집되는 데이터는, 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며,
    상기 맵 생성단계는,
    상기 측위 맵 생성 시, 상기 축적 데이터에서 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율이 임계치 미만인 셀 관련정보의 데이터를 제외한 후 축적 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 수집되는 센싱 데이터는, 상기 측위 대상의 단말에서 신호 측정을 통해 인식한 셀 관련정보를 포함하며,
    상기 측위 수행단계는,
    상기 측위 대상의 단말이 상기 특정 지역을 이동하는 단위 시간 각각에 대하여, 단위 시간에 인식된 각 셀 관련정보 별로 상기 단위 시간에 인식된 전체 셀 관련정보에 대비한 인식 비율값을 나타내는 시간 기준의 패턴 정보를 파악하고,
    상기 시간 기준의 패턴 정보와 상기 측위 맵의 유사도를 기반으로 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 측위 맵은,
    상기 특정 지역의 구분 위치 각각에 대하여, 구분 위치에서 인식된 각 셀 관련정보 별로 인식 비율값을 갖는 위치 기준의 맵이며,
    상기 측위 수행단계는,
    상기 시간 기준의 패턴 정보와 상기 위치 기준의 측위 맵을 비교하여, 상기 특정 지역의 각 구분 위치 중 상기 패턴 정보와의 유사도가 가장 높은 구분 위치를 상기 측위 대상 단말의 특정 지역 내 위치로 측정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
16. 하드웨어와 결합되어, 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 방법에서 수행되는 각 단계를 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.

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