KR20230142877A - 위치 추정 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20230142877A
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조영수
전주일
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한경수
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한국전자통신연구원
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Abstract

측위요청단말의 위치를 추정하는 위치 추정 장치는 상기 측위요청단말이 제1 커버리지 범위의 제1 무선통신 인프라를 통해 획득한 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제1 커버리지 범위보다 큰 제2 커버리지 범위의 제2 무선통신 인프라를 통해 획득한 제2 무선통신 인프라 측정정보를 포함한 측위요청신호를 수신하면, 상기 측위요청단말과 동일한 위치에서 측정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 추정한 후, 상기 측위요청신호에 포함된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 추정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 결합하여 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보를 생성하고, 상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들을 각 그리드 위치에 대응하여 저장하고 있는 측위 DB와 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 비교를 통해 상기 측위요청단말의 위치를 결정한다.

Description

위치 추정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING LOCATION}
본 개시는 위치 추정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장거리 무선통신 인프라를 활용한 위치 추정 방법 및 장치에 관한 것이다.
GPS(Global Positioning System) 기반 측위 기술은 GPS 위성을 활용하여 전 지구상의 실외 영역에서 수m~수십m 수준의 위치 정확도로 GPS 수신기가 탑재된 사용자 단말의 위치정보를 전역 좌표계(예를 들면, 위도, 경도, 고도 등)로 제공할 수 있다. 향후에는 유럽의 갈릴레오(Galileo), 러시아의 글로나스(Glonass) 등의 추가적인 광역위성항법시스템의 등장으로 실외 공간에서 위치 가용성 및 정확도가 향상될 것으로 판단된다. 하지만 실내 및 도심 밀집 지역에서 건물 차단에 따른 미약신호 수신 및 다중경로오차 증가로 인해 위치 결정이 불가능하거나 위치 정확도가 떨어진다. 또한 가시 위성 저하에 따른 초기위치결정시간(TTFF: Time To First Fix)이 오래 걸리는 문제도 발생한다.
이동통신 기지국 기반 측위 기술은 GPS에 비해 상대적으로 TTFF를 빠르게 할 수 있는 반면, 기지국 셀 기반 위치결정의 경우 기지국 배치에 따라 영향을 받지만 일반적으로 GPS에 비해 위치 정확도가 떨어진다.
일반적으로 기지국 기반 측위 기술은 셀-식별자(Cell-ID) 기술, 삼변 측량(Trilateration) 기술, TDoA(Time Difference of Arrival) 기술, AoA(Angle of arrival) 기술, AoD(Arrival of Departure) 기술 등으로 분류될 수 있다.
한편, Wi-Fi 기반 측위 기술은 GPS 신호가 수신되지 않거나 GPS 위치오차가 큰 건물 실내 및 도심 밀집지역에서 Wi-Fi AP(access point)들로부터의 수신신호세기 등을 이용하여 수m 수준의 정밀한 위치정보를 제공할 수 있다. 최근에는 워드라이빙(Wardriving) 또는 AP 매핑 기술을 통해 대도시 영역으로 서비스 가용 영역을 확장하고 있다. 하지만 차량을 이용한 워드라이빙 기술은 Wi-Fi AP의 DB 초기 구축에 많은 비용이 필요하다. 또한 수집이 실외 영역에서 이루어지기 때문에 수집 위치는 GPS 위치정보를 사용하는데, 이는 GPS 수신이 어려운 실내 영역에서 수집 위치 획득이 불가능하다. 또한 Wi-Fi AP의 DB가 사전에 구축되어 있더라도 측위 단말이 구축 커버리지 밖에 존재하거나 측위 단말 내 Wi-Fi AP 측정값이 간헐적으로 측정되거나 측정되지 않는 경우 위치정보를 제공할 수 없으며, Wi-Fi AP들의 이동 또는 설치/제거가 있는 경우, 주기적인 수집을 통해 DB의 업데이트가 필요하다.
일반적으로 Wi-Fi 기반 측위 기술은 Wi-Fi AP의 설치 위치를 알고 있는 경우, Cell-ID, 중심(Centroid), 삼변 측량 방식 등을 활용하여 단말의 위치를 계산하는 방법이 있고, Wi-Fi AP의 설치 위치를 알지 못하는 경우, 정확한 위치를 알거나 계산할 수 있는 기준 위치에서 수신된 Wi-Fi AP별 MAC 주소, 수신신호세기, 왕복이동거리(RTT: Round Trip Time), AoA 등을 사전에 패턴화한 뒤, 측위 단말에서 측위 시 수신된 패턴과 가장 유사한 패턴을 가지는 기준위치를 단말 위치로 제공하는 핑거프린팅(Fingerprinting) 또는 RF 패턴 매핑 방법이 있다.
긴급구조용 위치정보는 긴급구조요청 시 긴급구조기관이 위치정보사업자(예를 들면, 이동통신사업자)에게 요청하여 제공받는 위치정보를 의미한다.
긴급구조용 위치정보 제공을 위한 측위 기술은 이동통신 기지국 기반, GPS 기반과 Wi-Fi 기반 측위 기술을 주로 활용하고 있다. 구체적으로, 긴급구조요청 시 긴급구조기관이 구조 요청한 이동통신 전화번호에 대한 위치정보를 요청하면 해당 이동통신사는 구조 요청 단말과 측위 서버와 연동하여, 긴급구조기관에서 측위 서버에 요구하는 구조 요청 단말의 위치 계산 방식으로 계산된 위치정보를 긴급구조기관에 제공한다.
다만, 긴급구조요청 시에만 구조 요청 단말이 가입된 이동통신사만을 통해 제공된 측정정보만을 이용하여 위치정보를 계산할 수 있기 때문에, 긴급구조요청 이전에 누적된 측정정보를 활용하거나 지도 정보 등을 활용하여 보정된 위치정보를 제공하기 어렵다. 특히, 기지국 기반 측위 기술의 경우 현재 통신 중이거나 주변에 검색된 소수의 기지국 측정정보만을 활용할 수 있기에 위치 정확도를 개선하는데 한계가 있다.
현재 실외 환경에서는 미국 GPS 뿐만 아니라 유럽, 러시아, 중국 등의 다양한 항법위성들의 다중 주파수 신호를 결합하여 수십cm~수m의 위치정보를 제공할 수 있으므로, 긴급구조를 위해 요구되는 위치정확도를 충분히 만족할 수 있다고 판단된다.
다만, 실내 환경에서는 통상 GPS 신호가 미약하거나 수신이 차단되기 때문에 기지국 또는 Wi-Fi 기반 측위 기술에 의존하고 있으나, 기지국 기반 측위 기술 또는 Wi-Fi 기반 측위 기술의 한계 또는 긴급구조요청 시에만 제한된 시간의 측정정보만이 활용 가능한 점 때문에 위치 정확도를 개선하는데 어려움이 컸다.
또한 복수의 이동통신사업자들이 긴급구조요청에 따라 개별적으로 위치정보를 제공하는 경우 구축된 측위 기술 방식 및 성능 수준에 따라 위치정보의 성능 품질의 차이가 크게 발생할 수 있어 긴급구조기관이 재난/재해/범죄 등이 긴급상황에서 신속하고 정확한 출동 위치 판단 시 어려움이 컸다.
본 개시에서 해결하려는 과제는 위치정보의 정확도를 개선할 수 있는 위치 추정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
한 실시 예에 따르면, 위치 추정 장치에서 측위요청단말의 위치를 추정하는 방법이 제공된다. 위치 측정 방법은 상기 측위요청단말이 제1 커버리지 범위의 제1 무선통신 인프라를 통해 획득한 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제1 커버리지 범위보다 큰 제2 커버리지 범위의 제2 무선통신 인프라를 통해 획득한 제2 무선통신 인프라 측정정보를 포함한 측위요청신호를 상기 측위 요청 단말로부터 수신하는 단계, 상기 측위요청단말과 동일한 위치에서 측정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 추정하는 단계, 상기 측위요청신호에 포함된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 추정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 결합하여 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보를 생성하는 단계, 그리고 상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들을 각 그리드 위치에 대응하여 저장하고 있는 측위 DB와 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 비교를 통해 상기 측위요청단말의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 위치 측정 방법은 상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제2 무선통신 인프라 측정정보를 측위요청측정정보 DB에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 추정하는 단계는 상기 측위요청신호에 포함된 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위요청측정정보 DB에 저장되어 있는 제1 무선통신 인프라 측정정보들간 유사성을 비교하는 단계, 그리고 상기 측위요청단말이 가입되어 있지 않은 제2 무선통신 인프라의 종류별로 최대 유사도를 가지는 제1 무선통신 인프라 측정정보에 대응되어 있는 제2 무선 통신 인프라 측정정보를 상기 측위요청측정정보 DB로부터 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 위치 측정 방법은 상기 수신하는 단계 이전에, 일정 영역을 복수의 그리드로 나누는 단계, 상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들의 수집위치를 이용하여, 동일 그리드 내 모든 수집 위치에서의 측정정보들을 인프라 종류별로 결합하여 인프라 종류별 결합된 측정정보를 생성하는 단계, 그리고 각 그리드에 대한 인프라 종류별 결합된 측정정보를 상기 측위 DB에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 결정하는 단계는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 저장된 상기 각 그리드에 대한 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 유사도 비교를 통해 최대 유사도 매칭을 가지는 그리드 위치를 상기 측위요청단말의 위치로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결정하는 단계는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 저장된 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 유사도 비교를 통해 임계값 이상의 유사도 매칭을 가지는 적어도 하나의 그리드 위치들을 이용하여 상기 측위요청단말의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 위치 추정 방법은 이미지 매칭용 수집위치별 측정정보들과 각 수집위치와 인접한 그리드의 인프라 종류별 결합된 측정정보를 비교하여 그리드별 매칭 정보를 계산하는 단계, 상기 그리드별 매칭 정보를 이용하여 상기 그리드별 매칭정보 분포 이미지를 생성하는 단계, 그리고 상기 그리드별 매칭정보 분포 이미지를 상기 측위 DB에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 결정하는 단계는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 상기 각 그리드에 대한 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 매칭정보를 계산하여 확장된 제2 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지를 생성하는 단계, 그리고 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지와 상기 측정 DB에 저장된 그리드별 매칭정보 분포 이미지간 유사도 매칭을 통해 상기 측위요청단말의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들은 수집위치와 함께 수집 DB에 우선적으로 저장되고, 상기 위치 추정 방법은 상기 측위요청단말의 참위치를 수신하는 경우, 상기 참위치를 이용하여 상기 측위요청단말의 결정된 위치에 대한 위치오차를 계산하는 단계, 그리고 상기 위치오차가 설정값 이상이면, 상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 참위치와 함께 상기 수집 DB에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 무선통신 인프라는 마이크로셀 또는 펨토셀을 포함하고, 상기 제2 무선통신 인프라는 매크로셀을 포함할 수 있다.
상기 제1 무선통신 인프라는 단말의 내부 또는 외부와 연계된 센서 인프라를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 측위요청단말의 위치를 추정하는 위치 추정 장치가 제공된다. 위치 추정 장치는 측위요청측정정보 DB, 측위요청 수집부, 측위 DB, 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부, 그리고 측위 결정부를 포함한다. 상기 측위요청 수집부는 상기 측위요청단말이 제1 커버리지 범위의 제1 무선통신 인프라를 통해 획득한 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제1 커버리지 범위보다 큰 제2 커버리지 범위의 제2 무선통신 인프라를 통해 획득한 제2 무선통신 인프라 측정정보를 포함한 측위요청신호를 수신하면, 상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 측위요청측정정보 DB에 저장한다. 상기 측위 DB는 상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들을 각 그리드 위치에 대응하여 저장하고 있다. 상기 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부는 상기 측위요청단말과 동일한 위치에서 측정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 측위요청측정정보 DB로부터 추정하고, 상기 측위요청신호에 포함된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위요청측정정보 DB로부터 추정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 결합하여 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보를 생성한다. 그리고 상기 측위 결정부는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB 내 측정정보간 비교를 통해 상기 측위요청단말의 위치를 결정한다.
상기 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부는 상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위요청측정정보 DB에 저장되어 있는 제1 무선통신 인프라 측정정보들간 유사성을 비교하고, 상기 측위요청단말이 가입되어 있지 않은 제2 무선통신 인프라의 종류별로, 최대 유사도를 가지는 제1 무선통신 인프라 측정정보에 대응되어 있는 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 측위요청측정정보 DB로부터 추출할 수 있다.
상기 위치 추정 장치는 일정 영역을 복수의 그리드로 나누고, 상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들의 수집위치를 이용하여, 동일 그리드 내 모든 수집 위치에서의 측정정보들을 인프라 종류별로 결합하여 인프라 종류별 결합된 측정정보를 생성하며, 각 그리드에 대한 인프라 종류별 결합된 측정정보를 상기 측위 DB에 저장하는 측위 DB 생성부를 더 포함할 수 있다.
상기 측위 결정부는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 저장된 상기 각 그리드에 대한 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 유사도 비교를 통해 최대 유사도 매칭을 가지는 그리드 위치를 상기 측위요청단말의 위치로 결정할 수 있다.
상기 측위 결정부는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 저장된 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 유사도 비교를 통해 임계값 이상의 유사도 매칭을 가지는 적어도 하나의 그리드 위치들을 이용하여 상기 측위요청단말의 위치를 결정할 수 있다.
상기 측위 DB 생성부는 이미지 매칭용 수집위치별 측정정보들과 각 수집위치와 인접한 그리드의 인프라 종류별 결합된 측정정보를 비교하여 그리드별 매칭 정보를 계산하고, 상기 그리드별 매칭 정보를 이용하여 상기 그리드별 매칭정보 분포 이미지를 생성하여 상기 측위 DB에 저장할 수 있다.
상기 측위 결정부는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 상기 각 그리드에 대한 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 매칭정보를 계산하여 확장된 제2 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지를 생성하고, 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지와 상기 측정 DB에 저장된 그리드별 매칭정보 분포 이미지간 유사도 매칭을 통해 상기 측위요청단말의 위치를 결정할 수 있다.
상기 위치 추정 장치는 사용자 참여 또는 전용 수집 방식을 이용하여 상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 측정정보를 수집위치와 함께 수집하여 수집 DB에 저장하는 멀티소스 인프라 수집부를 더 포함할 수 있다.
상기 위치 추정 장치는 상기 측위요청단말의 참위치를 수신하는 경우, 상기 참위치를 이용하여 상기 측위요청단말의 결정된 위치에 대한 위치오차를 계산하고, 상기 위치오차가 설정값 이상이면, 상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 참위치와 함께 상기 수집 DB에 저장하는 수집 DB 갱신부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 무선통신 인프라는 마이크로셀 또는 펨토셀을 포함하고, 상기 제2 무선통신 인프라는 매크로셀을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 실내 수집 없이 상대적으로 신속한 수집이 가능한 실외 수집 데이터를 기반으로 단거리 무선통신 인프라 측정정보간 유사성을 가지는 다양한 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 결합하여 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 생성함으로써, 무선통신 인프라의 개수 및 주파수 다양성 증가를 통한 개선된 위치 정확도를 제공할 수 있다.
또한 단거리 무선통신 인프라 측정정보간 유사성을 가지는 복수 개의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 활용함으로써, 측위요청단말이 획득 가능한 장거리 무선통신 인프라 측정정보만을 활용하는 방법에 비해 위치 정확도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 위치 추정 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 멀티소스 인프라 수집부에서 사용자 참여 방식으로 데이터를 수집하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 멀티소스 인프라 수집부에서 전용 수집 방식으로 데이터를 수집 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 측위 DB 생성부에서 측위 DB를 생성하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 측위 DB 생성부에서 측위 DB를 생성하는 방법의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부에서 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정 정보를 생성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 도 1에 도시된 측위 결정부에서 측위요청단말의 위치를 결정하는 방법의 일 예를 설명하는 흐름도이다.
도 8은 도 1에 도시된 측위 결정부에서 측위요청단말의 위치를 결정하는 방법의 다른 일 예를 설명하는 흐름도이다.
도 9는 도 1에 도시된 수집 DB 갱신부의 수집 DB 갱신 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 실시 예에 따른 측위요청단말의 위치 추정 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 실시 예에 따른 위치 추정 방법의 위치 정확도 개선 효과를 설명하는 도면이다.
도 12은 다른 실시 예에 따른 위치 추정 장치를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 개시의 실시 예에 따른 위치 추정 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 위치 추정 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 위치 추정 장치(100)는 멀티소스 인프라 수집부(110), 수집 데이터베이스(database, DB)(120), 측위 DB 생성부(130), 측위 DB(140), 측위요청 수집부(150), 측위요청측정정보 DB(160), 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170), 측위 결정부(180) 및 수집 DB 갱신부(190)를 포함한다.
멀티소스 인프라 수집부(110)는 하나 이상의 수집지점에서 수집위치와 함께 장거리 무선통신 인프라 측정정보, 단거리 무선통신 인프라 측정정보, 센서 측정정보 등을 수집하고, 수집위치에 대응하여 측정정보를 수집 DB(120)에 저장한다. 수집위치는 수집지점을 공간적으로 특징할 수 있는 좌표, 주소, 상호, 기타 식별자 등을 의미하며, 예를 들면, 수집시각에 GNSS 수신기에서 제공되는 위치좌표를 활용하거나 지도상의 관심지점(Point of interest, POI)이나 건물 위치를 선택하는 방법이 사용될 수 있다.
장거리 무선통신 인프라는 수백m~수km를 커버할 수 있는 2세대/3세대/4세대/5세대/6세대 매크로셀(Macro cell) 등을 의미하며, 장거리 무선통신 인프라 측정정보는 매크로셀의 기지국으로부터 단말이 수신한 무선채널정보 등의 데이터를 포함한다.
단거리 무선통신 인프라는 수m~수십m를 커버할 수 있는 마이크로셀(Micro cell) 또는 펨토셀(Femto cell)을 의미하며, 단거리 무선통신 인프라 측정정보는 Wi-Fi, BT(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), UWB(Ultra-Wide Band), 가시광 통신장치 등 무선통신 및 측위를 위해 전파 또는 빛을 송신하는 장치로부터 단말이 수신 가능한 측정 데이터를 통칭한다. 하나의 실시 예로써, 해당 데이터는 무선통신 인프라 식별자, 송신전파세기, 송신주파수, 수신전파세기 및 품질지표(RSSI, RSRP, RSRQ 등), 왕복이동시간(Round Trip Time, RTT), 전파도착 수신각(Angle of Arrival, AoA), 전파출발 송신각(Angle of Departure, DoA) 등을 포함할 수 있으며, 그 외에 각각의 무선통신 인프라별 표준 데이터에 포함되어 수신 가능한 모든 정보를 포함할 수 있다.
센서 측정정보는 단말의 내부 또는 외부와 연계된 센서로부터 측정 또는 추정된 정보를 의미하며, 예를 들면 이미지, 기압, 지자기, 방향, 운동 동작 또는 상태 등을 포함한다.
멀티소스 인프라 수집부(110)는 사용자 참여 방식과 전용 수집 방식으로 수집위치와 함께 장거리 무선통신 인프라 측정정보, 단거리 무선통신 인프라 측정정보, 센서 측정정보 등을 수집할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 멀티소스 인프라 수집부에서 사용자 참여 방식으로 데이터를 수집하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 2를 참고하면, 멀티소스 인프라 수집부(110)는 사용자들이 소지한 단말에서 획득한 장거리 무선통신 인프라 측정정보, 단거리 무선통신 인프라 측정정보, 센서 측정정보를 수집 위치(P1, P2, P3)와 함께 수신하고, 수집 위치(P1, P2, P3)에 대응하여 사용자들이 소지한 단말로부터 수신한 측정정보를 수집 DB(120)에 저장한다.
이러한 사용자 참여 방식의 경우, 하나의 사용자로부터는 해당 사용자가 가입된 장거리 무선통신 인프라의 측정정보만을 수신할 수 있다. 사용자들이 가입된 장거리 무선통신 인프라가 다양하기 때문에, 다수의 사용자 참여를 통해 다양한 종류(A, B, C)의 장거리 무선통신 인프라 측정정보의 수집이 가능할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 멀티소스 인프라 수집부에서 전용 수집 방식으로 데이터를 수집 방법을 설명하는 도면이다.
도 3을 참고하면, 멀티소스 인프라 수집부(110)는 수집자 전용의 수집 장치에서 획득한 다양한 종류(A, B, C)의 장거리 무선통신 인프라 측정정보, 단거리 무선통신 인프라 측정정보, 센서 측정정보를 수집 위치(P1, P2, P3)와 함께 수신하고, 수집 위치(P1, P2, P3)에 대응하여 수집 장치로부터 수신한 측정정보를 수집 DB(120)에 저장한다.
이러한 전용 수집 방식은 수집 장치를 통해 다양한 종류(A, B, C)의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 획득할 수 있으므로, 수집 위치별 복수 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 균일하게 DB화할 수 있지만, 전용의 수집 장치가 필요하여 추가 비용이 발생할 수 있다.
다시, 도 1을 보면, 측위 DB 생성부(130)는 일정 간격의 2차원 또는 3차원의공간 그리드를 생성한다. 2차원은 예를 들면, 위도와 경도를 의미할 수 있고, X 및 Y 좌표를 의미할 수 있다. 3차원은 위도, 경도 및 고도를 의미할 수 있고, X, Y 및 Z 좌표를 의미할 수 있다.
측위 DB 생성부(130)는 수집 DB(120)에 저장된 수집정보를 이용하여 동일 그리드 영역 내 결합된 멀티소스 인프라 측정정보를 생성하고, 동일 그리드 영역 내 결합된 멀티소스 인프라 측정정보를 측위 DB(140)에 저장한다.
측위 DB(140)에 저장된 그리드 위치(G1, G2)에 따른 결합된 멀티소스 인프라 측정정보는 측위 결정부(180)에서 위치 요청 단말의 위치 결정을 위해 사용된다.
도 4는 도 1에 도시된 측위 DB 생성부에서 측위 DB를 생성하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 측위 DB 생성부(130)는 동일 그리드(G1, G2) 내 포함된 모든 수집위치(P1, P2, P3)에 대한 측정정보를 인프라 종류별로 결합하여 인프라 종류별 결합된 측정정보를 생성하고, 이를 측위 DB(140)에 저장한다.
이 경우, 측위 DB(140)는 그리드 위치(G1, G2)에 대응하여, 결합된 장거리 무선통신 인프라 측정정보, 결합된 무선통신 인프라 측정정보 및 결합된 센서 측정정보를 포함할 수 있다.
예를 들면, 동일 그리드 내 결합된 측정정보는 동일 그리드 내 포함된 모든 수집위치에서 장거리 무선통신인프라, 단거리 무선통신인프라 및 센서 인프라 등의 수신 식별자 및 측위에 가용한 측정값의 누적된 값 또는 통계값을 포함한다. 통계값은 특정 수신 식별자의 수신 확률, 수신신호세기의 평균값 또는 표준편차값 등을 포함할 수 있다.
동일한 수집위치 내 측정정보일지라도 무선통신 인프라의 채널 상태, 단말 통신칩 및 안테나 종류, 센서 종류 등에 따라 상이한 정보를 제공하기 때문에, 측위 DB 생성부(130)는 그리드별 측정 정보를 통계값 형태로 측위 DB(140)에 저장한다.
도 5는 도 1에 도시된 측위 DB 생성부에서 측위 DB를 생성하는 방법의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 측위 DB 생성부(130)는 도 4에서 설명한 방법과 동일하게 동일 그리드(G1, G2) 내 포함된 모든 수집위치(P1, P2, P3)에 대한 측정정보를 인프라 종류별로 결합하여 인프라 종류별 결합된 측정정보를 생성하고, 이를 측위 DB(140) 내 인프라 종류별 결합된 측정정보 DB(142)에 저장한다.
측위 DB 생성부(130)는 이미지 매칭용 수집위치별 멀티소스 인프라 측정정보와 인프라 종류별 결합된 측정정보 DB(142) 내 각 수집위치와 인접한 그리드 위치의 인프라 종류별 결합된 측정정보를 비교하고, 그리드 위치별 매칭 정보를 계산할 수 있다. 이미지 매칭용 수집위치별 멀티소스 인프라 측정정보는 수집 DB(120)에 저장된 수집 정보 중 일부일 수 있으며, 수집 DB(120)에 저장된 수집 정보 중 나머지 일부는 각 그리드(G1, G2)의 인프라 종류별 결합된 측정정보를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 또는 이미지 매칭용 수집위치별 멀티소스 인프라 측정정보는 별도로 수집될 수 있다.
측위 DB 생성부(130)는 계산된 매칭정보를 이용하여 매칭정보 분포 이미지를 생성한다. 측위 DB 생성부(130)는 계산된 매칭 정보를 이용하여 그리드의 위치별 매칭정보를 지도 상에 이미지로 표출하여 그리드 위치별 매칭정보 분포 이미지를 생성할 수 있다.
매칭 정보는 매칭 수, 매칭 측정정보의 상관계수 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 이미지 매칭용 수집위치별 멀티소스 인프라 측정정보 중에서 수집위치별 수신 식별자와 인프라 종류별 결합된 측정정보 DB(142) 내 각 수집위치와 인접한 그리드 위치의 수신 식별자를 비교하고, 수신 식별자의 매칭 수를 계산할 수 있다.
다시, 도 1을 보면, 측위요청 수집부(150)는 측위요청단말(10)로부터 멀티소스 인프라 측정정보를 포함한 측위 요청을 수신하면, 측위요청단말(10)로부터 수신한 멀티소스 인프라 측정정보를 측위요청측정정보 DB(160)에 저장한다. 측위요청측정정보 DB(160)에는 위치 추정 장치(100)로 위치를 요청한 단말들로부터 수신한 멀티소스 인프라 측정정보들이 저장된다.
위치 계산을 위해 임의의 사용자 단말은 단말 내 연산을 통해 사용자 단말이 가입한 이동통신사(예를 들면, A)의 장거리 무선통신 인프라, 단거리 무선통신 인프라, 센서 인프라 등의 측정정보를 획득할 수 있다.
임의의 복수의 사용자 단말이 가입한 이동통신사들(예를 들면, A, B, C)은 서로 상이하기 때문에, 측위를 요청한 불특정 다수의 사용자 단말이 획득한 장거리 무선통신 인프라 측정정보, 단거리 무선통신 인프라 측정정보 및 센서 측정정보는 측위요청측정정보 DB(160)에 저장된다. 따라서, 측위요청측정정보 DB(160) 내에는 측위요청단말(10)이 가입한 이동통신사 외에도 측위요청단말(10)이 가입하지 않은 이동통신사로부터 측정된 장거리 무선통신 인프라 측정정보, 단거리 무선통신 인프라 측정정보, 센서 인프라 측정정보들이 모두 저장된다.
측위요청 수집부(150)는 측위요청단말(10)로부터 수신한 멀티소스 인프라 측정정보를 포함한 측위요청신호를 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)로 전달한다.
확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 측위요청신호를 수신하면, 측위요청신호에 포함된 단거리 무선통신 인프라 측정정보와 측위요청측정정보 DB(160) 내 단거리 무선통신 인프라 측정정보의 유사성간 유사성 비교를 통해, 측위요청단말(10)과 동일 위치에서 측정된 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보로 추정한다. 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 측위 요청에 포함된 단거리 무선통신 인프라 측정정보와 측위요청측정정보 DB(160) 내 단거리 무선통신 인프라 측정정보의 유사성간 유사성 비교를 통해, 측위요청 측위요청측정정보 DB(160)로부터 측위요청단말(10)이 가입되지 않은 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 추출하고, 추출한 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 측위요청단말(10)과 동일 위치에서 측정된 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보로 추정할 수 있다.
확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 추출한 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 측위요청신호에 포함되어 있는 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 결합하여 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 생성한다.
측위 결정부(180)는 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)에서 생성한 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 측위 DB(140)에 저장된 결합된 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 비교하여 측위요청단말(10)의 위치를 결정한다. 측위 결정부(180)는 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 측위 DB(140)에 저장된 결합된 장거리 무선통신 인프라 측정정보간 최대 유사도 매칭을 가지는 그리드의 위치를 측위요청단말(10)의 위치로 결정할 수 있다. 측위 결정부(180)는 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 측위 DB(140)에 저장된 결합된 장거리 무선통신 인프라 측정정보간 임계값 이상의 유사도 매칭을 가지는 후보 그리드 위치들의 가중치 합을 측위요청단말(10)의 위치로 결정할 수 있다.
수집 DB 갱신부(190)는 측위 결정부(180)에 의해 임의의 위치에서 측위요청단말(10)이 위치 계산을 위해 제공하는 멀티소스 인프라 측정정보로부터 측위요청단말(10)의 위치가 결정되면, 측위요청단말(10)의 위치로부터 위치 오차를 계산하고, 위치오차를 토대로 측위요청단말(10)이 제공한 멀티소스 인프라 측정정보를 수집 DB(120)에 저장할지 결정한다. 수집 DB 갱신부(190)는 측위요청단말(10)의 위치로부터 위치 오차 계산이 가능할 경우에 동작한다.
도 6은 도 1에 도시된 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부에서 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정 정보를 생성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 측위요청단말(10)의 멀티소스 인프라 측정정보를 획득한다(S610). 설명의 편의를 위한 측위요청단말(10)이 A' 이동통신사에 가입되어 있다고 가정하면, 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 측위요청단말(10)이 가입된 A' 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보, 단거리 무선통신 인프라 측정정보 및 센서 인프라 측정정보를 획득할 수 있다.
확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 측위요청단말(10)로부터 수신한 멀티소스 인프라 측정정보를 측위요청측정정보 DB(160)에 저장한다(S620).
확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 측위요청단말(10)의 멀티소스 인프라 측정정보 중 단거리 무선통신 인프라 측정정보 또는 센서 인프라 측정정보를 측위요청측정정보 DB(160) 내 단거리 무선통신 인프라 측정정보 또는 센서 인프라 측정정보와 유사도 매칭을 수행한다(S630). 단계(S630)에서 유사도 매칭을 수행할 측정정보는 위치에 따라 변별력을 가지는 정보가 사용될 수 있다. 예를 들면, 센서 인프라 측정정보 중에서 특정 위치에 관계없이 비슷한 값을 제공하는 기압정보 등은 유사도 매칭으로 활용이 어렵고, 단거리 무선통신 인프라 측정정보 중에서 Wi-Fi, 블루투스 등은 해당 AP(또는 비콘) 송신 범위 내에서만 측정값 제공이 가능하기에 위치에 따른 변별력이 있으므로, Wi-Fi, 블루투스를 통해 획득한 측정정보는 단계(S630)에서 유사도 매칭을 위해 사용될 수 있다. 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 최대 유사도 매칭을 가진 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 추출한다(S640). 예를 들어, 측위요청측정정보 DB(160) 내에서 측위요청단말(10)의 단거리 무선통신 인프라 측정정보와 최대 유사도를 가진 단거리 무선통신 인프라 측정정보에 대응하여 저장되어 있는 다른 종류(B', C')의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 추출한다.
확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 측위요청단말(10)이 가입된 A' 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정 정보와 추출된 다른 종류(B', C')의 장거리 무선통신 인프라 측정 정보를 결합하여, 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 생성한다(S650).
일반적으로 사용자 단말은 사용자가 가입한 이동통신사가 아닌 타 이동통신사의 무선신호를 직접 측정할 수 없다. 따라서, 본 실시 예에서는 동일 위치에서 측정된 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 보다 정확히 추정하기 위해 통신 커버리지가 상대적으로 작은 단거리 무선통신 인프라 측정정보간 또는 센서 인프라 측정정보간 최대 유사도 매칭 기법을 사용하여, 측위요청측정정보 DB(160)로부터 간접적으로 동일 위치에서 측정된 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 추정한다. 이때, 단거리 무선통신 인프라의 통신 커버리지 또는 센서 측정값의 변별력 커버리지가 작을수록 보다 정확한 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 추정할 수 있다.
하나의 예로써, 측위요청단말(10)의 멀티소스 인프라 측정정보 내 특정 단거리 무선통신 인프라(예를 들면, Wi-Fi)의 특정 식별자(예를 들면, MAC 주소) 리스트가 수신되었다고 가정한다. 이때 측위요청측정정보 DB(160) 내에서 측위요청단말(10)로부터 수신한 특정 식별자 리스트와 최대 유사도를 가지는 식별자 리스트를 추출하고, 추출된 식별자 리스트에 대응하여 저장되어 있는 장거리 무선통신 인프라 측정정보 중에서 측위요청단말(10)로부터 수신한 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 추출할 수 있다.
다른 예로써, 측위요청단말(10)의 멀티소스 인프라 측정정보 내 특정 센서값(예를 들면, 대기압 보정된 기압값)이 수신되었다고 가정할 때, 측위요청측정정보 DB(160) 내에서 특정 센서값과 최대 유사도를 가지는 센서값을 추출하고, 추출된 센서값에 대응하여 저장되어 있는 장거리 무선통신 인프라 측정정보 중에서 측위요청단말(10)로부터 수신한 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 추출할 수 있다.
확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170)는 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 측위 결정부(180)로 전달한다.
도 7은 도 1에 도시된 측위 결정부에서 측위요청단말의 위치를 결정하는 방법의 일 예를 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참고하면, 측위 결정부(180)는 측위요청단말(10)이 위치 계산을 위해 제공하는 멀티소스 인프라 측정정보로부터 생성된 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 수신하면(S710), 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 측위 DB(도 4의 140) 내 인프라 종류별 결합된 측정정보 중에서 그리드 위치별 결합된 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 유사도 매칭을 수행한다(S720). 측위 DB(도 4의 140)는 도 5의 인프라 종류별 결합된 측정정보 DB(142)와 동일하다.
측위 결정부(180)는 유사도 매칭 결과, 최대 유사도 매칭을 가지는 결합된 장거리 무선통신 인프라 측정정보에 대응되는 그리드 위치를 측위요청단말(10)의 위치로 결정할 수 있다(S730).
측위 결정부(180)는 유사도 매칭 결과, 유사도 매칭이 큰 소정 개수의 결합된 장거리 무선통신 인프라 측정정보에 대응되는 후보 그리드 위치를 추출하고, 후보 그리드 위치를 이용하여 측위요청단말(10)의 위치를 결정할 수 있다(S730). 예를 들면, 측위 결정부(180)는 유사도에 비례하여 해당 후보 그리드의 위치에 가중치를 할당하고, 가중치가 할당된 후보 그리드 위치들을 이용하여 측위요청단말(10)의 위치를 결정할 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 측위 결정부에서 측위요청단말의 위치를 결정하는 방법의 다른 일 예를 설명하는 흐름도이다.
도 8을 참고하면, 측위 결정부(180)는 측위요청단말(10)이 위치 계산을 위해 제공하는 멀티소스 인프라 측정정보로부터 생성된 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 수신하면(S810), 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 인프라 종류별 결합된 측정정보 DB(142) 내 인프라 종류별 결합된 측정정보를 비교하여 매칭정보를 계산한다(S820). 측위 결정부(180)는 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 인프라 종류별 결합된 측정정보 DB(142) 내 결합된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 비교하여 매칭정보를 계산할 수 있다.
측위 결정부(180)는 계산된 매칭정보를 이용하여 확장된 장거리 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지를 생성한다(S830).
측위 결정부(180)는 확장된 장거리 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지와 매칭정보 분포 DB(144) 내 그리드 위치별 장거리 무선통신 인프라 매칭정보 분포 이미지간 유사도 매칭을 수행한다(S840).
측위 결정부(180)는 유사도 매칭 결과, 최대 유사도 매칭을 가지는 그리드 위치를 측위요청단말(10)의 위치로 결정할 수 있다(S850).
측위 결정부(180)는 유사도 매칭 결과, 유사도 매칭이 큰 소정 개수의 후보 그리드 위치를 추출하고, 후보 그리드 위치를 이용하여 측위요청단말(10)의 위치를 결정할 수 있다(S850).
도 9는 도 1에 도시된 수집 DB 갱신부의 수집 DB 갱신 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9를 참고하면, 측위 결정부(180)에 의해 임의의 위치에서 측위요청단말(10)이 위치 계산을 위해 제공하는 멀티소스 인프라 측정정보로부터 측위요청단말(10)의 위치가 결정된다.
수집 DB 갱신부(190)는 측위요청단말(10)의 참위치 정보 또는 위치 정확도가 높은 타 측위 방식으로 결정된 측위요청단말(10)의 측정위치 정보를 수신하면(S910), 수신한 위치 정보를 토대로 도 7 또는 도 8에 도시된 방법으로 결정된 측위요청단말(10)의 위치 오차를 계산한다(S920).
수집 DB 갱신부(190)는 위치 오차를 설정된 설정값과 비교한다(S930).
수집 DB 갱신부(190)는 위치 오차가 설정값 이상이면, 측위요청단말(10)이 위치 계산을 위해 제공하는 멀티소스 인프라 측정정보와 수신한 측위요청단말(10)의 참위치(또는 측정위치)를 수집 DB(120)에 저장하여, 수집 DB(120)를 갱신한다(S940). 이렇게 함으로써, 정확한 위치에서의 멀티소스 인프라 측정정보를 이용하여 불완전하거나 부정확한 수집 DB(120)의 수집정보를 보완할 수 있게 된다.
한편, 수집 DB 갱신부(190)는 위치 오차가 설정된 설정값보다 작으면, 측위요청단말(10)이 위치 계산을 위해 제공하는 멀티소스 인프라 측정정보를 수집 DB(120)에 저장하지 않는다(S950).
통상적으로 수집 DB(120)는 수집 시 이동 여부, 장거리 또는 단거리 무선통신 채널상태, 센서 캘리브레이션 여부, 수집위치 정확도 등에 따라 다양한 측정오차를 포함할 수 있다. 또한 해당 측정오차는 복합적 요인으로 발생하기 때문에 오차 모델링이 간단하지 않다. 따라서, 임의의 수집위치 내 복수 개의 측정정보를 수집한 후 통계화하여 비정상 측정정보를 정제하거나 부족한 측정정보를 보완하는 방법이 필요하다. 본 실시 예에서는 상기와 같은 방법으로 측위요청단말(10)이 위치 계산을 위해 제공하는 멀티소스 인프라 측정정보를 정확한 위치정보와 함께 수집 DB(120)에 저장함으로써, 측위 성능이 부족한 지점의 측정정보를 좀 더 정확한 측정정보로 대체하거나 보완할 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 측위요청단말의 위치 추정 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10을 참고하면, 위치 추정 장치(100)는 측위요청단말(10)로부터 측위요청단말(10)이 획득한 멀티소스 인프라 측정정보를 포함한 측위요청신호를 수신한다(S1010).
위치 추정 장치(100)는 측위요청신호에 포함된 멀티소스 인프라 측정정보를 이용하여 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 생성한다(S1020). 위치 추정 장치(100)는 도 6에서 설명한 방법을 토대로 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 생성할 수 있다.
위치 추정 장치(100)는 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보와 측위 DB(140)를 이용하여 측위요청단말(10)의 위치를 결정한다(S1030). 위치 추정 장치(100)는 도 7 또는 도 8에서 설명한 방법을 토대로 측위요청단말(10)의 위치를 결정할 수 있다.
이러한 방법으로 측위요청단말(10)의 위치를 결정하기 위해서는 측위 DB(140)가 우선적으로 생성 및 구축되어 있어야 하며, 측위 DB(140)는 도 4 또는 도 5에서 설명한 방법으로 생성될 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 위치 추정 방법의 위치 정확도 개선 효과를 설명하는 도면이다.
도 11을 참고하면, 측위요청단말(10)이 획득할 수 있는 소수의 장거리 무선통신 인프라 측정정보만을 이용하여 측위요청단말(10)의 위치를 계산하면, 위치 정확도가 낮아질 수 있다.
반면, 실시 예에 따른 위치 추정 장치(100)는 측위요청단말(10)에서 제공되는 단거리 무선통신 인프라 측정정보와 측위요청측정정보 DB(160) 내 단거리 무선통신 인프라 측정정보간 유사성 매칭을 통해, 측위요청단말(10)과 동일 위치에서 측정된 다수의 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 추정하고, 측위요청단말(10)이 획득할 수 있는 장거리 무선통신 인프라 측정정보뿐만 아니라 추정된 다수의 다른 종류의 장거리 무선통신 인프라 측정정보를 결합하여 측위요청단말(10)의 위치를 계산함으로써, 개선된 위치 정확도를 제공할 수 있다.
도 12는 다른 실시 예에 따른 위치 추정 장치를 나타낸 도면이다.
도 12를 참고하면, 위치 추정 장치(1200)는 앞에서 설명한 위치 추정 방법이 구현된 컴퓨팅 장치를 나타낼 수 있다.
위치 추정 장치(1200)는 프로세서(1210), 메모리(1220), 입력 인터페이스 장치(1230), 출력 인터페이스 장치(1240), 저장 장치(1250) 및 네트워크 인터페이스 장치(1260) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 각각의 구성 요소들은 공통 버스(bus)(1270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. 또한, 각각의 구성 요소들은 공통 버스(1270)가 아니라, 프로세서(1210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다.
프로세서(1210)는 AP(Application Processor), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphic　Processing　Unit) 등과 같은 다양한 종류들로 구현될 수 있으며, 메모리(1220) 또는 저장 장치(1250)에 저장된 명령을 실행하는 임의의 반도체 장치일 수 있다. 프로세서(1210)는 메모리(1220) 및 저장 장치(1250) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 이러한 프로세서(1210)는 도 1에서 설명한 멀티소스 인프라 수집부(110), 측위 DB 생성부(130), 측위요청 수집부(150), 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부(170), 측위 결정부(180) 및 수집 DB 갱신부(190)의 적어도 일부 기능을 구현하기 위한 프로그램 명령을 메모리(1220)에 저장하여, 도 1 내지 도 10을 토대로 설명한 동작이 수행되도록 제어할 수 있다.
메모리(1220) 및 저장 장치(1250)는 수집 DB(120), 측위 DB(140) 및 측위요청측정정보 DB(160)를 포함할 수 있다. 메모리(1220) 및 저장 장치(1250)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비 휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1220)는 ROM(read-only memory)(1221) 및 RAM(random access memory)(1222)를 포함할 수 있다. 메모리(1220)는 프로세서(1210)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 메모리(1220)는 이미 알려진 다양한 수단을 통해 프로세서(1210)와 연결될 수 있다.
입력 인터페이스 장치(1230)는 데이터를 프로세서(1210)로 제공하도록 구성된다.
출력 인터페이스 장치(1240)는 프로세서(1210)로부터의 데이터를 출력하도록 구성된다.
네트워크 인터페이스 장치(1260)는 유선 네트워크 또는 무선 네트워크를 통해 다른 디바이스(예를 들어, 사용자 단말)와 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 위치 추정 방법 중 적어도 일부는 컴퓨팅 장치에서 실행되는 프로그램 또는 소프트웨어로 구현될 수 있고, 프로그램 또는 소프트웨어는 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장될 수 있다.
또한 본 개시의 실시 예에 따른 위치 추정 방법 중 적어도 일부는 컴퓨팅 장치와 전기적으로 접속될 수 있는 하드웨어로 구현될 수도 있다.
이상에서 본 개시의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 개시의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 개시의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 개시의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 위치 추정 장치에서 측위요청단말의 위치를 추정하는 방법에서,
    상기 측위요청단말이 제1 커버리지 범위의 제1 무선통신 인프라를 통해 획득한 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제1 커버리지 범위보다 큰 제2 커버리지 범위의 제2 무선통신 인프라를 통해 획득한 제2 무선통신 인프라 측정정보를 포함한 측위요청신호를 상기 측위 요청 단말로부터 수신하는 단계,
    상기 측위요청단말과 동일한 위치에서 측정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 추정하는 단계,
    상기 측위요청신호에 포함된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 추정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 결합하여 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보를 생성하는 단계, 그리고
    상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들을 각 그리드 위치에 대응하여 저장하고 있는 측위 DB와 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 비교를 통해 상기 측위요청단말의 위치를 결정하는 단계
    를 포함하는 위치 추정 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제2 무선통신 인프라 측정정보를 측위요청측정정보 DB에 저장하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 추정하는 단계는
    상기 측위요청신호에 포함된 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위요청측정정보 DB에 저장되어 있는 제1 무선통신 인프라 측정정보들간 유사성을 비교하는 단계, 그리고
    상기 측위요청단말이 가입되어 있지 않은 제2 무선통신 인프라의 종류별로 최대 유사도를 가지는 제1 무선통신 인프라 측정정보에 대응되어 있는 제2 무선 통신 인프라 측정정보를 상기 측위요청측정정보 DB로부터 추출하는 단계를 포함하는 위치 추정 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 수신하는 단계 이전에,
    일정 영역을 복수의 그리드로 나누는 단계,
    상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들의 수집위치를 이용하여, 동일 그리드 내 모든 수집 위치에서의 측정정보들을 인프라 종류별로 결합하여 인프라 종류별 결합된 측정정보를 생성하는 단계, 그리고
    각 그리드에 대한 인프라 종류별 결합된 측정정보를 상기 측위 DB에 저장하는 단계
    를 더 포함하는 위치 추정 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 결정하는 단계는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 저장된 상기 각 그리드에 대한 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 유사도 비교를 통해 최대 유사도 매칭을 가지는 그리드 위치를 상기 측위요청단말의 위치로 결정하는 단계를 포함하는 위치 추정 방법.
  5. 제3항에서,
    상기 결정하는 단계는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 저장된 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 유사도 비교를 통해 임계값 이상의 유사도 매칭을 가지는 적어도 하나의 그리드 위치들을 이용하여 상기 측위요청단말의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 위치 추정 방법.
  6. 제3항에서,
    이미지 매칭용 수집위치별 측정정보들과 각 수집위치와 인접한 그리드의 인프라 종류별 결합된 측정정보를 비교하여 그리드별 매칭 정보를 계산하는 단계,
    상기 그리드별 매칭 정보를 이용하여 상기 그리드별 매칭정보 분포 이미지를 생성하는 단계, 그리고
    상기 그리드별 매칭정보 분포 이미지를 상기 측위 DB에 저장하는 단계
    를 더 포함하는 위치 추정 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 결정하는 단계는
    상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 상기 각 그리드에 대한 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 매칭정보를 계산하여 확장된 제2 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지를 생성하는 단계, 그리고
    상기 확장된 제2 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지와 상기 측정 DB에 저장된 그리드별 매칭정보 분포 이미지간 유사도 매칭을 통해 상기 측위요청단말의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 위치 추정 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들은 수집위치와 함께 수집 DB에 우선적으로 저장되고,
    상기 측위요청단말의 참위치를 수신하는 경우, 상기 참위치를 이용하여 상기 측위요청단말의 결정된 위치에 대한 위치오차를 계산하는 단계, 그리고
    상기 위치오차가 설정값 이상이면, 상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 참위치와 함께 상기 수집 DB에 저장하는 단계
    를 더 포함하는 위치 추정 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 무선통신 인프라는 마이크로셀 또는 펨토셀을 포함하고, 상기 제2 무선통신 인프라는 매크로셀을 포함하는 위치 추정 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 무선통신 인프라는 단말의 내부 또는 외부와 연계된 센서 인프라를 포함하는 위치 추정 방법.
  11. 측위요청단말의 위치를 추정하는 위치 추정 장치에서,
    측위요청측정정보 DB,
    상기 측위요청단말이 제1 커버리지 범위의 제1 무선통신 인프라를 통해 획득한 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제1 커버리지 범위보다 큰 제2 커버리지 범위의 제2 무선통신 인프라를 통해 획득한 제2 무선통신 인프라 측정정보를 포함한 측위요청신호를 수신하면, 상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 측위요청측정정보 DB에 저장하는 측위요청 수집부,
    상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들을 각 그리드 위치에 대응하여 저장하고 있는 측위 DB,
    상기 측위요청단말과 동일한 위치에서 측정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 측위요청측정정보 DB로부터 추정하고, 상기 측위요청신호에 포함된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위요청측정정보 DB로부터 추정된 다른 종류의 제2 무선통신 인프라 측정정보를 결합하여 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보를 생성하는 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부, 그리고
    상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB 내 측정정보간 비교를 통해 상기 측위요청단말의 위치를 결정하는 측위 결정부
    를 포함하는 위치 추정 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 확장된 장거리 무선통신 인프라 측정정보 생성부는 상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위요청측정정보 DB에 저장되어 있는 제1 무선통신 인프라 측정정보들간 유사성을 비교하고, 상기 측위요청단말이 가입되어 있지 않은 제2 무선통신 인프라의 종류별로, 최대 유사도를 가지는 제1 무선통신 인프라 측정정보에 대응되어 있는 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 측위요청측정정보 DB로부터 추출하는 위치 추정 장치.
  13. 제11항에서,
    일정 영역을 복수의 그리드로 나누고, 상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 수집된 측정정보들의 수집위치를 이용하여, 동일 그리드 내 모든 수집 위치에서의 측정정보들을 인프라 종류별로 결합하여 인프라 종류별 결합된 측정정보를 생성하며, 각 그리드에 대한 인프라 종류별 결합된 측정정보를 상기 측위 DB에 저장하는 측위 DB 생성부
    를 더 포함하는 위치 추정 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 측위 결정부는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 저장된 상기 각 그리드에 대한 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 유사도 비교를 통해 최대 유사도 매칭을 가지는 그리드 위치를 상기 측위요청단말의 위치로 결정하는 위치 추정 장치.
  15. 제13항에서,
    상기 측위 결정부는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 저장된 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 유사도 비교를 통해 임계값 이상의 유사도 매칭을 가지는 적어도 하나의 그리드 위치들을 이용하여 상기 측위요청단말의 위치를 결정하는 위치 추정 장치.
  16. 제13항에서,
    상기 측위 DB 생성부는 이미지 매칭용 수집위치별 측정정보들과 각 수집위치와 인접한 그리드의 인프라 종류별 결합된 측정정보를 비교하여 그리드별 매칭 정보를 계산하고, 상기 그리드별 매칭 정보를 이용하여 상기 그리드별 매칭정보 분포 이미지를 생성하여 상기 측위 DB에 저장하는 위치 추정 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 측위 결정부는 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 측정정보와 상기 측위 DB에 상기 각 그리드에 대한 결합된 제2 무선통신 인프라 측정정보간 매칭정보를 계산하여 확장된 제2 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지를 생성하고, 상기 확장된 제2 무선통신 인프라 매칭 분포 이미지와 상기 측정 DB에 저장된 그리드별 매칭정보 분포 이미지간 유사도 매칭을 통해 상기 측위요청단말의 위치를 결정하는 위치 추정 장치.
  18. 제11항에서,
    사용자 참여 또는 전용 수집 방식을 이용하여 상기 제1 무선통신 인프라와 상기 제2 무선통신 인프라를 통해 측정정보를 수집위치와 함께 수집하여 수집 DB에 저장하는 멀티소스 인프라 수집부
    를 더 포함하는 위치 추정 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 측위요청단말의 참위치를 수신하는 경우, 상기 참위치를 이용하여 상기 측위요청단말의 결정된 위치에 대한 위치오차를 계산하고, 상기 위치오차가 설정값 이상이면, 상기 측위요청신호에 포함된 상기 제1 무선통신 인프라 측정정보와 상기 제2 무선통신 인프라 측정정보를 상기 참위치와 함께 상기 수집 DB에 저장하는 수집 DB 갱신부
    를 더 포함하는 위치 추정 장치.
  20. 제11항에서,
    상기 제1 무선통신 인프라는 마이크로셀 또는 펨토셀을 포함하고, 상기 제2 무선통신 인프라는 매크로셀을 포함하는 위치 추정 장치.
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