KR20230113884A - Indoor positioning system using multiple signals of smart phone and its operation method - Google Patents

Indoor positioning system using multiple signals of smart phone and its operation method Download PDF

Info

Publication number
KR20230113884A
KR20230113884A KR1020220009697A KR20220009697A KR20230113884A KR 20230113884 A KR20230113884 A KR 20230113884A KR 1020220009697 A KR1020220009697 A KR 1020220009697A KR 20220009697 A KR20220009697 A KR 20220009697A KR 20230113884 A KR20230113884 A KR 20230113884A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
indoor
map
positioning system
multiple signals
radio
Prior art date
Application number
KR1020220009697A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
전영준
최원익
김태엽
Original Assignee
파파야 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 파파야 주식회사 filed Critical 파파야 주식회사
Priority to KR1020220009697A priority Critical patent/KR20230113884A/en
Publication of KR20230113884A publication Critical patent/KR20230113884A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-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
    • G01S5/0252Radio frequency fingerprinting
    • G01S5/02521Radio frequency fingerprinting using a radio-map
    • G01S5/02524Creating or updating the radio-map
    • G01S5/02525Gathering the radio frequency fingerprints
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S2205/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S2205/01Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations specially adapted for specific applications
    • G01S2205/02Indoor

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 실내 측위 시스템은, 휴대 단말로부터 위치 정보에 대응하여 센싱된 다중 신호를 수집하여 대응하는 이미지화 처리를 수행하고, 이미지화 처리된 데이터 간 유사도를 기반으로, 측위 정보를 출력하도록 하는 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 구축하는 유사도 기반 신경망 학습하며, 및 상기 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 이용하여, 실내 측위 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.An indoor positioning system according to an embodiment of the present invention collects multiple signals sensed in correspondence with location information from a portable terminal, performs a corresponding imaging process, and outputs positioning information based on the similarity between the imaged data. Learning a similarity-based neural network to build an indoor coordinate positioning model based on an artificial intelligence neural network, and providing indoor positioning information using the indoor coordinate positioning model based on the artificial intelligence neural network.

Description

스마트폰의 다중신호를 이용한 실내 위치 측정 시스템 및 그 동작방법{Indoor positioning system using multiple signals of smart phone and its operation method}Indoor positioning system using multiple signals of smart phone and its operation method

본 발명은 실내 위치 측정 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 스마트폰에서 수신 가능한 다중신호에 대응된 실내위치정보를 맵핑하여 두고, 다중신호에 대응된 전파맵 지문을 생성하여 실내 위치 정보를 탐색하는 스마트폰의 다중신호를 이용한 실내 위치 측정 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.The present invention relates to an indoor positioning system and its operating method. More specifically, an indoor positioning system using multiple signals of a smartphone that searches for indoor location information by mapping indoor location information corresponding to multiple signals that can be received by a smartphone and generating a radio wave map fingerprint corresponding to the multiple signals. and its operating method.

최근 대부분의 스마트폰에 GPS(Global Positioning System)가 탑재되기 시작하면서 실생활의 다양한 영역에 위치기반서비스가 활용되기 시작했다. 특히 스마트폰의 각종 앱(APP)에서 GPS를 자유롭게 이용할 수 있게 되면서 위치 정보와 다양한 서비스의 결합이 이루어지게 되었다.Recently, as GPS (Global Positioning System) has begun to be installed in most smartphones, location-based services have begun to be used in various areas of real life. In particular, as GPS can be used freely in various applications (APPs) of smartphones, the combination of location information and various services has been made.

그러나 GPS 위성에서 발생된 신호는 2만km 가 넘는 대기를 통과하면서 매우 약해지기 때문에 건물 내부까지 침투하는 것은 불가능하다. 따라서 실내에서는 길안내(내비게이션) 서비스와 같은 위치기반 서비스를 이용할 수없는 상황이다. 왜냐하면 대부분의 위치기반 서비스가 GPS에 의존적인 상황이기 때문이다.However, since the signals generated by GPS satellites become very weak as they pass through more than 20,000 km of atmosphere, it is impossible to penetrate the interior of a building. Therefore, a location-based service such as a road guidance (navigation) service cannot be used indoors. This is because most location-based services depend on GPS.

이를 해결하기 위해, 다양한 실내 위치 측위 방법들이 제안되고 있다. 현재까지 알려진 실내 위치 측위 기술은 무선기지국 및 실내 측위를 위해 수집된 무선랜(WiFi) AP 정보만을 이용하여 실내의 위치를 측위 하는 방식과, GPS/기지국/WiFi/자기장 정보를 이용한 실내외 위치를 연속 측위 하는 방법 등이 제안되어 있다.To solve this problem, various indoor positioning methods have been proposed. The indoor positioning technology known so far is a method of positioning an indoor position using only wireless LAN (WiFi) AP information collected for wireless base station and indoor positioning, and a method of positioning indoors and outdoors using GPS/base station/WiFi/magnetic field information continuously. Positioning methods and the like are proposed.

또한, 실내의 위치 측위를 위한 데이터 수집은 관련된 사람 직접 수집을 하거나, 관련 소프트웨어를 이용하여 무선랜(WiFi) AP 신호 정보를 수집하여 맵을 제작하는 핑거프린팅 방식들이 예시된다.In addition, data collection for indoor positioning is exemplified by fingerprinting methods in which a related person directly collects data or collects wireless LAN (WiFi) AP signal information using related software to create a map.

그러나, 대형화되고 있는 건물의 증가에 따라 실내공간에서의 활동시간이 급증하고 있는 현재 시점에서도 실내 측위 기술의 정확도는 여전히 미흡한 상태이다.However, the accuracy of the indoor positioning technology is still insufficient even at the present time when the activity time in the indoor space is rapidly increasing according to the increase in the size of the building.

특히, 실내 신호를 수집하여 맵을 구축하고 유지하는 것은 건물의 정확한 도면과 숙련된 전문가가 있어야 하므로 그 비용이 높게 소요되며, 무선 신호를 삼각측량으로 측위하더라도 그 위치 정확도가 수십미터의 오차를 가져 실 사용에는 미흡한 측면이 존재한다.In particular, building and maintaining a map by collecting indoor signals is expensive because accurate drawings of buildings and skilled experts are required. There are deficiencies in actual use.

나아가 지자계를 이용한 측위기술은 범용성이 떨어지며, 위치에 따른 고유성이 없고 미리 정해진 경로로만 측위가 가능한 바, 일부의 자기장이 변경되는 경우 모든 맵을 다시 구축해야만 하는 문제점이 있다.Furthermore, positioning technology using a geomagnetic field has poor versatility, has no uniqueness according to location, and can only be located through a predetermined path. Therefore, there is a problem in that all maps must be rebuilt when some magnetic fields are changed.

이러한 이유로, 한시적으로 건설된 공간이나 터널, 주차장, 전시장 등의 특수환경에서는 적용이 어려운 문제점들이 존재하고 있다.For this reason, there are problems that are difficult to apply in special environments such as temporarily constructed spaces, tunnels, parking lots, and exhibition halls.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 통상의 휴대용 단말기에서 수집되는 다양한 신호들을 다중신호로서 수집하고, 이러한 다중신호 빅데이터를 이용하여 구축된 인공지능 신경망 기반의 측위 네트워크를 이용하여, 실내 좌표를 저비용으로 정확하게 측위하면서도 다양한 환경에 적용시킬 수 있는 실내 좌표 측위 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and collects various signals collected from a typical portable terminal as multiple signals, and uses an artificial intelligence neural network-based positioning network built using such multi-signal big data. Accordingly, an object of the present invention is to provide an indoor coordinate positioning system that can be applied to various environments while accurately locating indoor coordinates at low cost.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은, 실내 측위 시스템에 있어서, 휴대 단말로부터 위치 정보에 대응하여 센싱된 다중 신호를 수집하는 다중 신호 수집부; 상기 다중 신호에 대응하는 이미지화 처리를 수행하는 이미지화 처리부; 상기 이미지화 처리된 데이터 및 상기 이미지화 처리된 데이터 간 유사도를 기반으로, 측위 정보를 출력하도록 하는 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 구축하는 유사도 기반 신경망 학습부; 및 상기 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 이용하여, 실내 측위 정보를 제공하는 학습 모델 기반 실내 측위 서비스 제공부를 포함한다.A system according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is an indoor positioning system, comprising: a multi-signal collector for collecting multi-signals sensed in response to location information from a portable terminal; an imaging processing unit that performs imaging processing corresponding to the multiple signals; a similarity-based neural network learning unit constructing an indoor coordinate positioning model based on an artificial intelligence neural network to output positioning information based on a similarity between the imaged data and the imaged data; and a learning model-based indoor positioning service provider providing indoor positioning information using the artificial intelligence neural network-based indoor coordinate positioning model.

본 발명은, 다중신호, 실내위치정보(무슨건물 몇호 등등>으로 매핑하는 테이블을 전세계적으로 공유하는 개념으로서, 인터넷의 DNS처럼 모든 대중이 자신의 위치에서 다중신호를 수집한 후 그 실내정보(무슨건물 몇호,아파트 몇동 몇호등)를 입력하면 글로벌로 전파될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이렇게 구축된 Indoor Name Server로 모든 대중이 실내위치정보를 획득할 수 있다.The present invention is a concept of globally sharing a table mapping multi-signal and indoor location information (what kind of building number, etc. (what building number, number of apartment buildings, etc.) is entered so that it can be spread globally, so that all the public can acquire indoor location information with the Indoor Name Server built in this way.

또한, 본 발명은 실내측위에 사용되는 전파맵 지문을 전세계 범위에서 대량으로 보관하고 고속으로 탐색하는 기술과 이를 이용한 인메모리 데이터베이스를 구축한다. 이를 위하여 사용자가 생성한 지문을 포함한 요청이 들어왔을 때, 보관된 지문 중 유사할 가능성이 높은 지문을 고속으로 선정하기 위한 역인덱스 기술을 포함한다. 이 역인덱스는 전파맵 지문에 포함된 하나하나의 전파원에 대해 생성되고 별도로 보관된다. 전파맵 지문을 대량으로 보관하고 고속으로 임의 탐색이 가능하도록 모든 전파맵 지문을 저장하는 해시맵 기술을 포함한다. 또한, 위치 기반 인덱스, 사용자 기반 인덱스 등 필요에 따라 다른 인덱스를 추가할 수 있다.In addition, the present invention constructs a technology for storing radio map fingerprints used for indoor positioning in large quantities around the world and searching them at high speed, and an in-memory database using the same. To this end, when a request including a fingerprint generated by a user is received, an inverse index technology is included to quickly select a fingerprint that is likely to be similar among stored fingerprints. This inverse index is generated for each radio source included in the radio map fingerprint and stored separately. A hash map technology is included to store radio map fingerprints in large quantities and store all radio map fingerprints to enable high-speed random search. In addition, other indexes can be added as needed, such as location-based indexes and user-based indexes.

본 발명의 실시 예에 따르면, 휴대 단말로부터 위치 정보에 대응하여 센싱된 다중 신호를 이미지화 처리하여, 측위 정보를 출력하도록 하는 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 구축할 수 있으며, 이에 기초한 학습 모델 기반 실내 측위 서비스를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to build an indoor coordinate positioning model based on an artificial intelligence neural network that outputs positioning information by imaging multiple signals sensed in correspondence with location information from a portable terminal, and a learning model based thereon. Based indoor positioning service can be provided.

이에 따라, 통상의 휴대용 단말기에서 수집되는 다양한 신호들을 다중신호로서 수집하고, 이러한 다중신호 빅데이터를 이용하여 구축된 인공지능 신경망 기반의 측위 네트워크를 이용하여, 실내 좌표를 저비용으로 정확하게 측위하면서도 다양한 환경에 적용시킬 수 있는 실내 좌표 측위 시스템을 제공할 수 있다.Accordingly, various signals collected in a typical portable terminal are collected as multi-signals, and by using an artificial intelligence neural network-based positioning network built using such multi-signal big data, indoor coordinates are accurately located at low cost and in various environments. An indoor coordinate positioning system that can be applied to can be provided.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예 구현을 위한 서비스 플랫폼을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중신호를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 신경망 구축 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 구축된 신경망의 특징 및 측위 프로세스를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 측위 서비스 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 서비스 시스템의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram schematically illustrating a system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a service platform for implementing an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a multi-signal in more detail according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a neural network construction process according to an embodiment of the present invention.
5 to 10 are diagrams for explaining characteristics and positioning processes of a neural network constructed according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram for explaining a location determination service process according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram for explaining implementation examples of various service systems according to an embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the present invention. Therefore, those skilled in the art can invent various devices that embody the principles of the present invention and fall within the concept and scope of the present invention, even though not explicitly described or shown herein. In addition, it is to be understood that all conditional terms and embodiments listed herein are, in principle, expressly intended only for the purpose of making the concept of the present invention understood, and not limited to such specifically listed embodiments and conditions. It should be.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Further, it should be understood that all detailed descriptions reciting specific embodiments, as well as principles, aspects and embodiments of the present invention, are intended to encompass structural and functional equivalents of these matters. In addition, it should be understood that such equivalents include not only currently known equivalents but also equivalents developed in the future, that is, all devices invented to perform the same function regardless of structure.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams herein are to be understood as representing conceptual views of exemplary circuits embodying the principles of the present invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudo code, etc., are meant to be tangibly represented on computer readable media and represent various processes performed by a computer or processor, whether or not the computer or processor is explicitly depicted. It should be.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.The functions of various elements shown in the drawings including functional blocks represented by processors or similar concepts may be provided using dedicated hardware as well as hardware capable of executing software in conjunction with appropriate software. When provided by a processor, the functionality may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of separate processors, some of which may be shared.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.In addition, the explicit use of terms presented as processor, control, or similar concepts should not be construed as exclusively citing hardware capable of executing software, but without limitation, digital signal processor (DSP) hardware, ROM for storing software (ROM), random access memory (RAM) and non-volatile memory. Other hardware for the governor's use may also be included.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.In the claims of this specification, components expressed as means for performing the functions described in the detailed description include, for example, a combination of circuit elements performing the functions or all types of software including firmware/microcode, etc. It is intended to include any method that performs the function of performing the function, combined with suitable circuitry for executing the software to perform the function. Since the invention defined by these claims combines the functions provided by the various enumerated means and is combined in the manner required by the claims, any means capable of providing such functions is equivalent to that discerned from this disclosure. should be understood as

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The above objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs can easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명은, 다중신호, 실내위치정보(무슨건물 몇호 등등>으로 매핑하는 테이블을 전세계적으로 공유하는 개념으로서, 인터넷의 DNS처럼 모든 대중이 자신의 위치에서 다중신호를 수집한 후 그 실내정보(무슨건물 몇호,아파트 몇동 몇호등)를 입력하면 글로벌로 전파될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이렇게 구축된 Indoor Name Server로 모든 대중이 실내위치정보를 획득할 수 있다.The present invention is a concept of globally sharing a table mapping multi-signal and indoor location information (what kind of building number, etc. (what building number, number of apartment buildings, etc.) is entered so that it can be spread globally, so that all the public can acquire indoor location information with the Indoor Name Server built in this way.

또한, 본 발명은 실내측위에 사용되는 전파맵 지문을 전세계 범위에서 대량으로 보관하고 고속으로 탐색하는 기술과 이를 이용한 인메모리 데이터베이스를 구축한다. 이를 위하여 사용자가 생성한 지문을 포함한 요청이 들어왔을 때, 보관된 지문 중 유사할 가능성이 높은 지문을 고속으로 선정하기 위한 역인덱스 기술을 포함한다. 이 역인덱스는 전파맵 지문에 포함된 하나하나의 전파원에 대해 생성되고 별도로 보관된다. 전파맵 지문을 대량으로 보관하고 고속으로 임의 탐색이 가능하도록 모든 전파맵 지문을 저장하는 해시맵 기술을 포함한다. 또한, 위치 기반 인덱스, 사용자 기반 인덱스 등 필요에 따라 다른 인덱스를 추가할 수 있다.In addition, the present invention constructs a technology for storing radio map fingerprints used for indoor positioning in large quantities around the world and searching them at high speed, and an in-memory database using the same. To this end, when a request including a fingerprint generated by a user is received, an inverse index technology is included to quickly select a fingerprint that is likely to be similar among stored fingerprints. This inverse index is generated for each radio source included in the radio map fingerprint and stored separately. A hash map technology is included to store radio map fingerprints in large quantities and store all radio map fingerprints to enable high-speed random search. In addition, other indexes can be added as needed, such as location-based indexes and user-based indexes.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating an entire system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전체 시스템은 휴대용 단말기(200), 실내 좌표 측위 시스템(100) 및 서비스 제공 장치(300)를 포함한다.The entire system according to an embodiment of the present invention includes a portable terminal 200, an indoor coordinate positioning system 100, and a service providing device 300.

실내 좌표 측위 시스템(100)은, 본 발명의 실시 예에 따른 실내 좌표 측위 서비스 제공을 위해, 각 휴대용 단말기(200) 및 서비스 제공 장치(300)와 유/무선 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 상호간 통신을 수행할 수 있다.The indoor coordinate positioning system 100 may be connected to each portable terminal 200 and the service providing device 300 through a wired/wireless network to provide an indoor coordinate positioning service according to an embodiment of the present invention, and communicate with each other. can be performed.

여기서 상기 각 네트워크는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 개인 근거리 무선통신(Personal Area Network; PAN), 이동 통신망(mobile radiocommunication network) 또는 위성 통신망 등과 같은 모든 종류의 유/무선 네트워크로 구현될 수 있다.Here, each network is a Local Area Network (LAN), a Wide Area Network (WAN), a Value Added Network (VAN), a Personal Area Network (PAN), a mobile communication network ( It can be implemented in all types of wired/wireless networks, such as a mobile radiocommunication network) or a satellite communication network.

그리고, 휴대용 단말기(200)는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 스마트 패드(smart pad), PDA(Personal Digital Assistants) 중 어느 하나의 개별적 기기일 수 있으며, 환경으로부터 수집되는 다양한 센서 정보를 실내 측위를 위한 다중 신호로 구성하고, 구성된 다중 신호를 위치 매핑 정보와 함께 실내 좌표 측위 시스템(100)으로 전송할 수 있다.In addition, the portable terminal 200 may be an individual device of any one of a mobile phone, a smart phone, a smart pad, and a PDA (Personal Digital Assistants), and transmits various sensor information collected from the environment indoors. It is composed of multiple signals for positioning, and the composed multiple signals together with location mapping information can be transmitted to the indoor coordinate positioning system 100.

본 발명의 실시 예에서 상기 다중 신호는, 와이파이 신호, 블루투스 신호, GPS/GLONASS 신호, 모바일 네트워크 신호, 지자기 센서 신호, 가속도 센서 신호, 기압계 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있는 바, 휴대용 단말기(200)에 통상적으로 구비되는 다양한 환경 센서들의 신호들을 행렬 결합하여 상기 다중 신호가 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the multiple signals may include at least one of a Wi-Fi signal, a Bluetooth signal, a GPS/GLONASS signal, a mobile network signal, a geomagnetic sensor signal, an acceleration sensor signal, and a barometer signal. The multi-signal may be configured by matrix combining signals of various environmental sensors, which are typically provided in ).

그리고, 실내 좌표 측위 시스템(100)은, 휴대용 단말기(200)의 다중 신호와 위치 매핑 정보의 학습을 통해 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 구축할 수 있으며, 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델 기반의 실내 측위 서비스를 서비스 제공 장치(300)를 통해 제공할 수 있다.In addition, the indoor coordinate positioning system 100 can build an artificial intelligence neural network-based indoor coordinate positioning model through learning of multiple signals and location mapping information of the portable terminal 200, and indoor coordinate positioning based on an artificial intelligence neural network. A model-based indoor positioning service may be provided through the service providing device 300 .

보다 구체적으로, 실내 좌표 측위 시스템(100)은, 다중 신호 수집부(110), 이미지화 처리부(120), 유사도 기반 신경망 학습부(130) 및 학습 모델 기반 실내 측위 서비스 제공부(140)를 포함한다.More specifically, the indoor coordinate positioning system 100 includes a multi-signal collection unit 110, an imaging processing unit 120, a similarity-based neural network learning unit 130, and a learning model-based indoor positioning service providing unit 140. .

먼저, 다중 신호 수집부(110)는, 휴대용 단말기(200)로부터 위치 정보에 대응하여 센싱된 다중 신호를 수집한다.First, the multi-signal collection unit 110 collects multi-signals sensed from the portable terminal 200 corresponding to location information.

여기서, 상기 다중 신호는 스마트폰 등에서 수신 가능한 모든 신호를 <KEY, VALUE> 페어로 변환하여 구성한 정보일 수 있으며, 스마트폰 기종에 무관하도록 정규화(NORMALIZATION) 처리될 수 있다.Here, the multi-signal may be information configured by converting all signals receivable from a smartphone into <KEY, VALUE> pairs, and may be normalized regardless of the type of smartphone.

그리고, 이미지화 처리부(120)는, 상기 다중 신호에 대응하는 이미지화 처리를 수행한다.Then, the imaging processing unit 120 performs imaging processing corresponding to the multiple signals.

이에 따라, 유사도 기반 신경망 학습부(130)는, 상기 이미지화 처리된 데이터 및 상기 이미지화 처리된 데이터 간 유사도를 기반으로, 측위 정보를 출력하도록 하는 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 구축한다.Accordingly, the similarity-based neural network learning unit 130 builds an artificial intelligence neural network-based indoor coordinate positioning model to output positioning information based on the imaged data and the similarity between the imaged data.

그리고, 학습 모델 기반 실내 측위 서비스 제공부(140)는, 상기 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 이용하여, 실내 측위 정보를 제공한다.The learning model-based indoor positioning service providing unit 140 provides indoor positioning information using the artificial intelligence neural network-based indoor coordinate positioning model.

여기서, 상기 이미지화 처리부는 상기 위치 정보가 매핑된 상기 다중 신호에 대응하는 센서 이미지 맵을 생성하는 프로세스를 포함할 수 있다.Here, the imaging processing unit may include a process of generating a sensor image map corresponding to the multiple signals to which the location information is mapped.

이러한 상기 센서 이미지 맵은, 상기 다중 신호의 종류, 개수 및 강도에 따라, 색상 크기 및 농도가 상이한 별자리 이미지 객체를 포함할 수 있다.The sensor image map may include constellation image objects having different color sizes and concentrations according to the types, numbers, and intensities of the multiple signals.

이러한 별자리 이미지 객체 구성에 따라, 정규화된 다중 신호는 하나의 별자리 이미지로서 변환될 수 있으며, 별자리 이미지는 수집된 위치를 대표하는 신호맵 역할을 수행할 수 있다. 또한, 별자리 이미지는 빅데이터화되어 인공지능 신경망 구축에 효과적으로 이용될 수 있다.According to the configuration of the constellation image object, the normalized multiple signals can be converted into one constellation image, and the constellation image can serve as a signal map representing the collected location. In addition, constellation images can be converted into big data and effectively used to build an artificial intelligence neural network.

그리고, 유사도 기반 신경망 학습부(130)는, 상기 별자리 이미지 객체간 유사도 비교를 위한 다차원 활성 함수를 이용하여 측위 예측 정보를 다차원으로 학습하는, 상기 별자리 이미지 객체의 딥러닝 기반 위치 신경망(Positioning Neural Network, PNN) 모델을 구축할 수 있다.Further, the similarity-based neural network learning unit 130 uses a multi-dimensional activation function for similarity comparison between the constellation image objects to learn positioning prediction information in a multi-dimensional manner, a positioning neural network based on deep learning of the constellation image objects. , PNN) model can be built.

본 발명의 실시 예에 따른 위치 신경망 모델은, 별자리 이미지 비교에 특화된 퍼셉트론(PERCEPTRON) 신경망일 수 있으며, 각각의 이미지의 모든 별(이미지 객체 픽셀)에 대응하는 퍼셉트론이 존재하도록 구성될 수 있다.The location neural network model according to an embodiment of the present invention may be a PERCEPTRON neural network specialized for constellation image comparison, and may be configured such that there are perceptrons corresponding to all stars (image object pixels) of each image.

또한, 별자리 이미지는 동일한 위치 정보에 매핑된 신호픽셀을 연결하는 이미지일 수 있으며, 이에 기초한 퍼셉트론 학습 및 비교 과정을 최적화함에 따라 고속화된 학습 프로세스가 수행될 수 있다.In addition, the constellation image may be an image connecting signal pixels mapped to the same location information, and an accelerated learning process may be performed by optimizing the perceptron learning and comparison process based thereon.

나아가, 유사도 기반 신경망 학습부(130)는 2개의 입력에 대응하는 3차원 또는 다차원 활성화 함수를 적용하여 신경망을 구축하며, 불연속(DISCRETE)의 함수를 최적화하여 보다 정확한 측위 정보가 구성되도록 처리한다.Furthermore, the similarity-based neural network learning unit 130 constructs a neural network by applying a three-dimensional or multi-dimensional activation function corresponding to two inputs, and optimizes a function of DISCRETE to form more accurate positioning information.

예를 들어, 두 별자리 이미지가 비슷할수록 그 유사도 기반 거리는 가깝게 산출될 수 있으며, 별자리 이미지 모양이 다를수록 그 유사도 기반 거리가 멀게 산출될 수 있는 바, 이러한 유사도 정보를 이용하여 구축된 신경망으로 미리 매핑된 위치 정보를 예측하도록 하는 학습을 수행하면, 다양하고 특수한 환경에서도 측위가 가능하도록 특화된 측위 서비스를 제공할 수 있게 된다.For example, the similarity-based distance can be calculated as the two constellation images are similar, and the similarity-based distance can be calculated as far as the shape of the constellation images is different. If learning is performed to predict the obtained location information, it is possible to provide a specialized location location service to enable location location in various special environments.

그리고, 학습 모델 기반 실내 측위 서비스 제공부(140)는, 서비스 제공 장치(300)로부터의 요청에 따라 실내 측위 정보 기반의 다양한 서비스 정보를 서비스 제공 장치(300)로 제공할 수 있다.Also, the learning model-based indoor positioning service provider 140 may provide various service information based on indoor positioning information to the service providing device 300 according to a request from the service providing device 300 .

예를 들어, 서비스 정보는 실내 측위 정보를 이용하여 제공되는 실내외 측위 정보, 격자주소 검색 정보, XR 컨텐츠 서비스 정보, 실내외 3D 모델링 정보, CCTV 영상 분석 정보, 로봇 안내 정보, 재난 안전 정보, 건설관리 클라우드 정보 등 다양한 서비스 정보가 예시될 수 있다.For example, service information includes indoor and outdoor positioning information provided using indoor positioning information, grid address search information, XR content service information, indoor and outdoor 3D modeling information, CCTV image analysis information, robot guidance information, disaster safety information, construction management cloud Various service information such as information may be exemplified.

이와 같은 시스템 구축에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 실내 좌표 측위 시스템(100)은, 다양한 건물, 특수환경에 적합한 모델들을 구축할 수 있으며, 구축 비용 및 시간을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.According to the construction of such a system, the indoor coordinate positioning system 100 according to an embodiment of the present invention can build models suitable for various buildings and special environments, and has the advantage of reducing construction cost and time.

도 2는 본 발명의 실시 예 구현을 위한 서비스 플랫폼을 예시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a service platform for implementing an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 플랫폼은, 사용자계층, 서비스 계층 및 코어 계층으로 구분될 수 있으며, 실내 좌표 측위 시스템(100) 및 서비스 제공 장치(300)가 연동하여 개인, 건물주, 광고주, 서비스업체, 정부, 지자체 등의 각각의 서비스 대상에 특화된 서비스 프로세스를 플랫폼 기반으로 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the service platform according to an embodiment of the present invention may be divided into a user layer, a service layer, and a core layer, and the indoor coordinate positioning system 100 and the service providing device 300 interwork to provide individual, Service processes specialized for each service target such as building owners, advertisers, service companies, governments, and local governments can be performed based on the platform.

또한, 코어 계층에서는 휴대용 단말기(200)의 다중신호를 글로벌 신호맵, 그룹별 신호맵, 고객별 신호맵 등으로 빅데이터화하여 구축하고, 이에 기초한 다양한 속성별 측위 엔진을 구성할 수 있으며, 나아가 본 발명의 다른 실시 예에 따른 층수 추정부를 더 구비하여, 2차원 측위 뿐만 아니라 건물 내 층수 측위도 가능하게 된다.In addition, in the core layer, the multiple signals of the portable terminal 200 are converted into big data such as a global signal map, a signal map for each group, a signal map for each customer, and the like, and based on this, a positioning engine for each attribute can be configured. A floor number estimating unit according to another embodiment of the present invention is further provided, so that not only the two-dimensional positioning but also the number of floors within the building can be determined.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중신호를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a multi-signal in more detail according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 휴대용 단말기(200)에서 수집되는 다중신호는 각 종류별로 다양한 정보를 포함할 수 있는 바, 휴대용 단말기(200)의 무선 신호 센서 정보 뿐만 아니라, 지자기 센서, 가속도 센서, 기압계, 휴대용 단말기(200)의 기기 정보, 모델 정보, MAC 주소 정보 등도 다중 신호에 포함될 수 있다.As shown in FIG. 3, the multi-signal collected by the portable terminal 200 may include various information for each type. In addition to wireless signal sensor information of the portable terminal 200, a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, A barometer, device information of the portable terminal 200, model information, MAC address information, and the like may also be included in the multi-signal.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 신경망 구축 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a neural network construction process according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 다중 신호 수집부(110)는 수집된 다중 신호를 정규화하여 전처리할 수 있으며, 이미지화 처리부(120) 및 유사도 기반 신경망 학습부(130)에서는 이미지화 및 측위 신경망 학습을 수행함에 따라, 실태 측위용 빅데이터 학습 모델이 구축될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the multi-signal collection unit 110 normalizes and pre-processes the collected multi-signals, and the imaging processing unit 120 and the similarity-based neural network learning unit 130 perform imaging and positioning neural network learning. , a big data learning model for actual positioning can be built.

도 4에서는 상기 다중 신호를 별자리 이미지로 변환하는 과정을 나타내는 바, 다중 신호(SIGNAL)는 KEY 값과 VALUE 값의 페어(PAIR)로 변환될 수 있다. 그리고, 다중 신호는 정규화 프로세스에 의해 정규화되며, KEY 정보는 해싱 프로세스에 의해 별자리 이미지 객체 픽셀의 X, Y좌표 및 컬러로서 변환되고, VALUE 값은 강도(INTENSITY)로 결정되어 객체의 농도로 변환될 수 있다.4 shows a process of converting the multi-signal into a constellation image, the multi-signal SIGNAL can be converted into a pair of KEY and VALUE values. Then, the multiple signals are normalized by a normalization process, the KEY information is converted into X, Y coordinates and colors of constellation image object pixels by a hashing process, and the VALUE value is determined as intensity (INTENSITY) and converted into object density. can

이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 실내 특정 위치 정보를 대표하는 별자리 이미지 객체로 구성된 별자리 이미지가 구성될 수 있다. 각각의 센서 종류는 이미지 객체인 점의 색상으로 표현되며, 센서의 개수는 점의 크기로 표현되고, 센서의 강도는 점의 색상 농도로서 표현될 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 4 , a constellation image composed of constellation image objects representing indoor specific location information may be configured. Each type of sensor is represented by the color of a dot, which is an image object, the number of sensors is represented by the size of the dot, and the strength of the sensor is represented by the color density of the dot.

이러한 별자리 이미지에 따라, 실내에서 수신가능한 복합신호는 센서맵 이미지로 구성될 수 있으며, 딥러닝 학습 프로세스에 의해 실내 위치 정보를 예측하는 위치 신경망 모델로 구축될 수 있다.According to these constellation images, a composite signal receivable indoors can be configured as a sensor map image, and a location neural network model that predicts indoor location information through a deep learning process can be built.

도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 구축된 신경망의 특징 및 측위 프로세스를 설명하기 위한 도면들이다.5 to 10 are diagrams for explaining characteristics and positioning processes of a neural network constructed according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위치 신경망(Positioning Neural Network)을 구축한 결과를 나타낸 것으로, 별자리 이미지 데이터를 학습함에 따라, 두 지점의 신호의 유사도는 별자리 이미지 데이터의 유사도 비교를 이용한 실제 유클리디안 거리(Euclidian distance)로서 변환될 수 있다.5 shows the result of constructing a Positioning Neural Network according to an embodiment of the present invention. As constellation image data is learned, the similarity between signals of two points is actually similar using comparison of similarity between constellation image data. It can be converted as a Euclidian distance.

이에 따라, 각 위치별 대표 별자리 이미지가 구성되면, 측위 모델로서 이용 가능한 위치 신경망이 구축될 수 있게 된다. 이러한 학습과정은 기존의 CNN 등의 학습 방식으로는 구현될 수 없는 구성이다.Accordingly, when a representative constellation image for each location is configured, a location neural network usable as a positioning model can be constructed. This learning process is a configuration that cannot be implemented with a learning method such as an existing CNN.

도 6은 위치 신경망 구축을 위한 실제 유클리디안 거리 산출 프로세스를 도시한 것으로, 위치 신경망은 두 별자리 이미지 간 유사도를 학습하여 구축될 수 있으며, 두 별자리의 유사도는 거리 정보로서 변환되어 위치 정보의 학습에 이용될 수 있음을 나타낸다.6 shows the actual Euclidean distance calculation process for building a location neural network. The location neural network can be built by learning the similarity between two constellation images, and the similarity between the two constellations is converted into distance information to learn location information. indicates that it can be used for

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 별자리 이미지(별자리형 신호 지도 이미지) 기반의 유클리디안 거리를 기반으로, 실내별자리 측위 전용 활성 함수가 처리된 결과 그래프를 도시한 것이다.FIG. 7 illustrates a result graph obtained by processing an active function dedicated to indoor constellation positioning based on a Euclidean distance based on a constellation image (constellation signal map image) according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유사도 기반 신경망 학습부(130)는, 상기 별자리 이미지 객체간 유사도 비교를 위한 다차원 활성 함수를 이용하여 측위 예측 정보를 다차원으로 학습하는, 상기 별자리 이미지 객체의 딥러닝 기반 위치 신경망(Positioning Neural Network, PNN) 모델을 구축할 수 있는 바, 본 발명의 실시 예에 따른 위치 신경망 모델은, 별자리 이미지 비교에 특화된 퍼셉트론(PERCEPTRON) 신경망일 수 있으며, 각각의 이미지의 모든 별(이미지 객체 픽셀)에 대응하는 퍼셉트론이 존재하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 7 , the similarity-based neural network learning unit 130 according to an embodiment of the present invention learns positioning prediction information in a multi-dimensional manner using a multi-dimensional activation function for comparing the similarity between the constellation image objects. A positioning neural network (PNN) model based on deep learning of a constellation image object can be built. The positioning neural network model according to an embodiment of the present invention may be a PERCEPTRON neural network specialized for comparing constellation images, It can be configured so that there is a perceptron corresponding to every star (image object pixel) in each image.

또한, 별자리 이미지는 동일한 위치 정보에 매핑된 신호픽셀을 연결하는 이미지일 수 있으며, 각 비교되는 별자리 이미지 간 가중치는 동일하게 설정되어, 이에 기초한 퍼셉트론 학습 및 비교 과정을 최적화함에 따라 고속화된 학습 프로세스가 수행될 수 있다.In addition, the constellation image may be an image that connects signal pixels mapped to the same location information, and the weight between each compared constellation image is set to be the same, so that a speeded-up learning process is achieved by optimizing the perceptron learning and comparison process based on this. can be performed

또한, 측위 전용 활성화함수(Activation function)가 2개 입력에 대응하는 3차원 또는 다차원 함수로 이용됨에 따라, 성능이 최적화될 수 있다.In addition, performance can be optimized as an activation function dedicated to positioning is used as a 3-dimensional or multi-dimensional function corresponding to two inputs.

도 8은 다차원 활성화 함수에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 위치 신경망은, 기존의 획일화된 활성화 함수로는 측위 불가능한 정보를, 기능마다 상이한 다차원 함수를 적용함에 따른 출력을 이용하여 정확한 위치를 예측할 수 있도록 한다.8 relates to a multi-dimensional activation function, and the location neural network according to an embodiment of the present invention uses information that cannot be located with an existing standardized activation function to obtain an accurate location using the output of applying a different multi-dimensional function for each function. make it possible to predict

예를 들어, 함수 모양을 결정하는 변수는 실내외 측위 적용에 맞도록 설계될 수 있는 바, 양수 출력의 최대값, 음수 출력의 최소값, 양수 출력의 x=y 선상의 0이 되는 점, 음수 추출력의 x=0, y=0인 선상의 0이 되는 점 등의 특수 설계된 변수 기반 활성화 함수가 이용될 수 있다.For example, the variables that determine the shape of the function can be designed to fit indoor and outdoor positioning applications, such as the maximum value of positive output, the minimum value of negative output, the zero point on the x=y line of positive output, and the negative extraction power. A specially designed variable-based activation function, such as a point that becomes 0 on the line of x = 0 and y = 0 of , may be used.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 위치 신경망의 손실함수를 최소화하는 활성화 함수의 형태 결정방법을 설명하기 위한 도면으로서, 출력값은 유사도이며, 정의역 0 내지 1, 공역 -1 내지 1로 설정된 함수일 수 있다.9 is a diagram for explaining a method for determining the shape of an activation function that minimizes a loss function of a positional neural network according to an embodiment of the present invention. The output value is similarity and may be a function set to domain 0 to 1 and conjugate domain -1 to 1. there is.

여기서, 손실함수는 가장 가깝다고 평가되는 페어 간 거리로 결정되며, 예를 들어, 센서맵 별자리 이미지 3천개에 대해 각각의 쌍이 생성되는 경우, 최대 9백만개가 연산될 수 있다. 만약 예측된 결과의 층수가 틀린 경우 오차에는 더 큰 값이 가중될 수 있다.Here, the loss function is determined as a distance between pairs that are evaluated as closest. For example, when each pair is generated for 3,000 sensor map constellation images, up to 9 million can be calculated. If the number of layers of the predicted result is incorrect, a larger value may be added to the error.

그리고, 학습과정은 상기 손실함수를 최소화하는 활성화 함수의 형태를 결정하는 프로세스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 4차원 공간에서, 원점과 주변 영역에 대응하는 손실 함수 값을 계산하여 이를 최소화하는 신경망 구축 프로세스가 학습 프로세스로서 수행될 수 있다.And, the learning process may include a process of determining a form of an activation function that minimizes the loss function. For example, in a 4-dimensional space, a neural network construction process that calculates and minimizes loss function values corresponding to the origin and the surrounding area may be performed as a learning process.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 불연속(discrete) 함수 특성을 반영한 최적화된 학습 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining an optimized learning algorithm reflecting the characteristics of a discrete function according to an embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 위치 신경망의 학습프로세스는 불연속 함수에 대한 경사하강법(gradient decent algorithm)을 적용하여, SA(Simulated annealing)에 기초한 총 4차원에 대한 최적화가 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 10, the learning process of the positional neural network according to an embodiment of the present invention applies a gradient decent algorithm to a discontinuous function, and optimizes a total of 4 dimensions based on simulated annealing (SA). can be done

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 측위 서비스 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a location determination service process according to an embodiment of the present invention.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 측위 서비스 프로세스는, 실내외 인지, 수직층위, 수평측위(영역), 수평측위(위치트래킹), LAS 위치인증 등의 각각의 서비스 프로세스로 구현될 수 있는 바, 다양한 서비스에서의 활용가능성이 높음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 11, the positioning service process according to an embodiment of the present invention is implemented as each service process such as indoor/outdoor recognition, vertical layer, horizontal positioning (area), horizontal positioning (location tracking), and LAS location authentication. As it can be, it can be confirmed that the possibility of utilization in various services is high.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 서비스 시스템의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining implementation examples of various service systems according to an embodiment of the present invention.

도 12에 도시된 바와 같이, 서비스 제공 장치(300)는, 실내 좌표 측위 시스템(100)을 이용한 다양한 서비스 시스템을 구축할 수 있는 바, 실내외 측위 시스템, 격자주소 검색 시스템, XR 컨텐츠 서비스 시스템, 실내외 3D 모델링 시스템, CCTV 영상 분석 시스템, 로봇 안내 시스템, 재난 안전 시스템, 건설관리 클라우드 시스템 등 다양한 서비스 시스템들이 예시될 수 있다.As shown in FIG. 12, the service providing device 300 can build various service systems using the indoor coordinate positioning system 100, such as an indoor/outdoor positioning system, a grid address search system, an XR contents service system, and an indoor/outdoor positioning system. Various service systems such as a 3D modeling system, a CCTV image analysis system, a robot guidance system, a disaster safety system, and a construction management cloud system may be exemplified.

상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.The method according to the present invention described above may be produced as a program to be executed on a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, and magnetic tape. , floppy disks, and optical data storage devices.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer-readable recording medium is distributed to computer systems connected through a network, so that computer-readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the method can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention belongs.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

Claims (6)

실내 측위 시스템에 있어서,
스마트폰을 이용하여 자신의 위치에서 다중신호를 수집하여 전파 맵을 생성하고, 그 실내위치정보(건물 주소, 건물 명, 건물내 층 및 호수를 적어도 하나이상 포함하는 실내위치 정보)로 매핑하여 전세계적으로 공유하도록 인도어 네임 서버를 구축하고,
사용자가 자신의 위치에서 스마트폰을 이용해 수집되는 다중신호의 전파맵을 이용하여 상기 인도어 네임서버에서 대응되는 실내 위치 정보를 탐색하여 실내 위치 정보를 측정하는 실내 측위 시스템.
In the indoor positioning system,
Using a smartphone, a radio wave map is created by collecting multiple signals from one's location, and the map is mapped to indoor location information (including at least one building address, building name, floor and number within the building), Build an Indian name server to share globally,
An indoor positioning system in which a user measures indoor location information by searching for indoor location information corresponding to the indoor name server using a propagation map of multiple signals collected using a smartphone at a user's location.
제 1 항에 있어서,
상기 전파 맵은,
상기 다중 신호의 종류, 개수 및 강도에 따라, 색상 크기 및 농도가 상이한 별자리 이미지 객체를 포함하는 전파맵 지문으로 생성하는 것을 특징으로 하는
실내 측위 시스템.
According to claim 1,
The propagation map is
Characterized in that it is generated as a propagation map fingerprint including constellation image objects having different color sizes and concentrations according to the type, number and intensity of the multiple signals
indoor positioning system.
제 1 항에 있어서
사용자가 생성한 전파맵을 포함한 실내 위치 탐색 요청이 들어왔을 때, 보관된 전파맵중 유사할 가능성이 높은 전파맵을 고속으로 선정하기 위한 역인덱스 기반 전파맵 탐색을 실행하여 실내 위치 정보를 검출하는
실내 측위 시스템.
According to claim 1
When an indoor location search request including a user-created radio map is received, indoor location information is detected by executing an inverse index-based radio map search to quickly select a radio map that is likely to be similar among stored radio maps.
indoor positioning system.
제 3 항에 있어서
상기 역인덱스를 위하여, 전파맵 지문에 포함된 하나하나의 전파원에 대해 생성되고 별도로 보관되며, 전파맵 지문을 대량으로 보관하고 고속으로 임의 탐색이 가능하도록 모든 전파맵 지문을 저장하는 해시맵 기술을 포함하는
실내 측위 시스템.
According to claim 3
For the inverse index, hash map technology that is generated for each radio source included in the radio map fingerprint and stored separately, and stores all radio map fingerprints so that a large amount of radio map fingerprints can be searched at high speed. containing
indoor positioning system.
실내 측위 시스템의 동작방법에 있어서,
스마트폰을 이용하여 자신의 위치에서 다중신호를 수집하는 단계;
상기 수집된 다중 신호의 종류, 개수 및 강도에 따라, 색상 크기 및 농도가 상이한 별자리 이미지 객체를 포함하는 전파맵 지문으로 이미지화 처리하는 단계;
상기 이미지화 처리된 전파맵 지문에 대응된 실내 위치 정보를 맵핑하여 데이터 베이스에 저장하고, 네트워크를 통해 공유 서비스를 제공하는 단계;
실내 위치 측정을 위한 사용자의 스마트폰 다중신호를 수집하여 네트워크를 통해 상기 데이터 베이스에 전송하여, 수집된 다중신호의 전파맵 지문을 탐색하는 단계;
탐색된 전파맵 지문에 매핑된 실내 위치정보를 추출하여 사용자의 스마트폰 위치정보를 획득하는 단계; 를 포함하는
실내 측위 시스템의 동작방법.
In the operating method of the indoor positioning system,
Collecting multiple signals at one's location using a smartphone;
image processing into a propagation map fingerprint including constellation image objects having different color sizes and concentrations according to the types, numbers, and intensities of the collected multiplex signals;
mapping indoor location information corresponding to the imaged radio map fingerprint, storing it in a database, and providing a sharing service through a network;
Collecting multiple signals of a user's smartphone for indoor location measurement and transmitting them to the database through a network to search for a propagation map fingerprint of the collected multiple signals;
obtaining location information of a user's smartphone by extracting indoor location information mapped to the searched radio map fingerprint; containing
Operation method of indoor positioning system.
제 5항에 있어서,
상기 이미지화 처리된 데이터 및 상기 이미지화 처리된 데이터 간 유사도를 기반으로, 측위 정보를 출력하도록 하는 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 구축하는 단계; 및
상기 인공지능 신경망 기반의 실내 좌표 측위 모델을 이용하여, 실내 측위 정보를 제공하는 단계를 포함하는
실내 측위 시스템의 동작 방법.
According to claim 5,
constructing an artificial intelligence neural network-based indoor coordinate positioning model to output positioning information based on a similarity between the imaged data and the imaged data; and
Providing indoor positioning information using the artificial intelligence neural network-based indoor coordinate positioning model
Operation method of indoor positioning system.
KR1020220009697A 2022-01-24 2022-01-24 Indoor positioning system using multiple signals of smart phone and its operation method KR20230113884A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220009697A KR20230113884A (en) 2022-01-24 2022-01-24 Indoor positioning system using multiple signals of smart phone and its operation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220009697A KR20230113884A (en) 2022-01-24 2022-01-24 Indoor positioning system using multiple signals of smart phone and its operation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230113884A true KR20230113884A (en) 2023-08-01

Family

ID=87561643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220009697A KR20230113884A (en) 2022-01-24 2022-01-24 Indoor positioning system using multiple signals of smart phone and its operation method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230113884A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012268438B2 (en) Prediction of indoor level and location using a three stage process
RU2689332C2 (en) Adaptive positioning
US9953438B2 (en) Image annotation on portable devices
US8639640B1 (en) Prediction of indoor location using decision trees
US9173069B2 (en) Navigating using an indoor map representation
US9052206B2 (en) Generating an indoor map model
CA2946686C (en) Location error radius determination
Shahid et al. Indoor positioning:“an image-based crowdsource machine learning approach”
US11030456B1 (en) Systems and methods for geo-localization in sensor-deprived or sensor-limited environments
Teng et al. SISE: Self-updating of indoor semantic floorplans for general entities
KR20190029411A (en) Image Searching Method, and Media Recorded with Program Executing Image Searching Method
KR20230113884A (en) Indoor positioning system using multiple signals of smart phone and its operation method
KR20230113887A (en) Indoor positioning method using multi-signal propagation map imaging of smartphone
KR20230113886A (en) Operation method of indoor coordinate positioning system using multi-signal sensor map image
KR20230113885A (en) Smart beacon device providing accurate indoor positioning based on smartphone recognition and operating method therefor
KR20230096523A (en) Indoor positioning method and apparatus
KR20230113888A (en) Position and floor number positioning system using multiple signals and barometric pressure signals of smart phone and its operation method
US20220196432A1 (en) System and method for determining location and orientation of an object in a space
KR20230113889A (en) Barometer-based fall detection system and its operation method
KR20230113890A (en) Location service system in large indoor cultural space and its operation method
KR20230113891A (en) Indoor positioning platform service system based on indoor coordinate positioning model based on artificial intelligence neural network and its operation method
KR20230114221A (en) A method and an apparatus for providing user location information sharing services using artificial intelligence neural network-based positioning system built on the basis of sensor map image of multi-signal environment data
Im et al. User-assisted OCR on outdoor images for approximate positioning
van Zoest et al. A note on the propagation of positional uncertainty in environmental models
Ajith et al. Indoor Mapping Based on Augmented Reality Using Unity Engine