WO2012157976A2 - 이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치 및 이를 이용한 위치 측정 시스템 - Google Patents

이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치 및 이를 이용한 위치 측정 시스템 Download PDF

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WO2012157976A2
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visible light
identification information
lamps
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mobile terminal
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고성민
김승언
김진수
안춘수
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한양대학교 산학협력단
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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an illumination device, and more particularly, to an illumination device that can measure the position of a mobile terminal using visible light communication.
  • location measurement of the user can be performed using the mobile terminal.
  • the location measurement of the mobile terminal can be largely classified into a location measurement using a global positioning system (GPS), a location measurement using a positioning service provided by a mobile carrier, and a location measurement using a radio frequency identification (RFID) or an infrared / ultrasound wave. .
  • GPS global positioning system
  • RFID radio frequency identification
  • Position measurement technology using GPS receives a GPS signal through a mobile terminal having an antenna capable of receiving a GPS signal, calculates the current position of the user based on the received GPS signal and displays it on the screen of the mobile terminal.
  • the location measurement using the positioning service provided by the mobile carrier determines that the user (that is, the subscriber subscribed to the positioning service provided by the mobile carrier) is connected to the base station and determines that the base station is located in the service area of the base station. To provide.
  • the position measuring technology using RFID or infrared / ultrasound measures a user's current position by using infrared or ultrasonic waves or wireless signals emitted from three or more access points (APs).
  • APs access points
  • the position measuring technique using GPS has a disadvantage in that the position measurement of the user is impossible in an area (eg, an indoor area or a dense building area) where the GPS signal cannot reach.
  • the location measurement using the positioning service provided by the mobile carrier has a disadvantage that it is difficult to estimate the location of the user within a few meters because the service area of the base station is very wide (hundreds of meters to several kilometers).
  • the position measuring technology using RFID it is economically undesirable because a plurality of RFID readers must be installed in the positioning area, and in the case of the position measuring technology using infrared / ultrasound, a non line of sight signal) It is not suitable for location measurement in general indoor office environment due to the disadvantage that it cannot be used in environment.
  • VLC visible light communication
  • a technology for measuring the position of a user (ie, a mobile terminal) using visible light communication Interest in is increasing.
  • the conventional technology for providing location information using visible light communication has a problem in that interference occurs between lights emitted from different lamps due to a large size of an overlapping area of light emitted from each lamp.
  • the intensity of visible light received from the mobile terminal is weakened, so that a region of the sound region is generated, thereby making it difficult to accurately measure the location.
  • the present invention proposes an illumination device that can accurately measure the position of the mobile terminal by reducing the interference between visible light emitted from the adjacent position.
  • the present invention proposes a system and method capable of providing accurate location information of a mobile terminal by reducing interference between visible light emitted from a plurality of lights and a mobile terminal capable of measuring a location using the same.
  • the present invention proposes a position measuring system and method that can simplify the control of a plurality of lights used in the position measurement of the mobile terminal.
  • the lighting device for measuring the position of the mobile terminal through visible light communication located in the boundary of the lighting device, to identify the location of the mobile terminal
  • One or more boundary lamps emitting visible light including information for identification (identification information);
  • At least one interior lamp positioned inside the lighting device excluding the boundary part and emitting visible light including the identification information;
  • at least one boundary lighting unit of at least some of the at least one boundary lighting unit, and at least one boundary condensing unit for collecting visible light emitted from the at least some boundary lighting unit.
  • the plurality of lamps are grouped into a plurality of clusters, the plurality of clusters Each includes at least two lamps (boundary lamps) located at the border and at least two lamps (internal lamps) located at the interior except the border, and within one cluster, the at least two border lamps are identified with the same first identification.
  • a position measuring system using visible light that emits visible light including information, and wherein the two or more internal lamps emit visible light, each of which includes different second identification information.
  • the visible light is emitted from a plurality of lights grouped into a plurality of clusters and includes identification information for measuring the position of the mobile terminal.
  • a mobile terminal is provided that includes 1 identification information and two or more lamps (internal lamps) located inside except for boundary portions of the plurality of clusters.
  • the present invention it is possible to more accurately measure the position of the mobile terminal, it is possible to simplify the control of a plurality of lights used for the position measurement of the mobile terminal.
  • FIG. 1 is a diagram showing a detailed configuration of a position measuring system using visible light communication according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a detailed configuration of a lighting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the operation of the light collecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of a position measuring system using visible light communication according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the concept of a cluster according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the overall flow of the method for providing location information using visible light communication according to a second embodiment of the present invention.
  • position measuring system a position measuring system (hereinafter, referred to as "position measuring system”) using visible light communication according to the first embodiment of the present invention.
  • the position measuring system may include a plurality of lighting devices 100 and a control device 102.
  • a control device 102 may be described in detail.
  • the plurality of lighting devices 100 emit visible light.
  • the emitted visible light includes identification information (ID) for measuring the position of the mobile terminal 104. That is, the plurality of lighting devices 100 emit visible light including the identification information.
  • ID identification information
  • control device 102 controls the visible light emission of the plurality of lighting devices (100). That is, the control device 102 controls the plurality of lighting devices 100 to emit specific identification information by including the visible light.
  • control device 102 may assign different identification information to the plurality of lighting devices 100 to control each of the plurality of lighting devices 100 to emit visible light including different identification information. .
  • the mobile terminal 104 receives the visible light emitted by the lighting device 100 installed near the current location of the visible light emitted from the plurality of lighting devices 100, and receives identification information included in the received visible light. Calculate your location.
  • the calculated position of the mobile terminal 104 may be provided to the user through a display unit provided in the mobile terminal 104.
  • the mobile terminal 104 may provide its location information to the user by displaying its current location on a mini-map for a place where a plurality of lighting devices 100 are installed through the display unit.
  • the mobile terminal 104 may receive location information corresponding to each identification information on the mini map and the mini map from a communication device such as a wireless AP installed in the place, and provide the location information to the user by using the same. have.
  • FIG. 2 is a view showing a detailed configuration of a lighting device 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 (a) is a plan view of the lighting device 100
  • Figure 2 (b) is a view showing a side view of the lighting device 100
  • referring to Figure 2 lighting device 100 May include a plurality of lamps 200 and 202 and two or more light collecting units 204 and 206.
  • the plurality of lamps 200 and 202 are provided in one lighting device 100, and operate as a main body of visible light including identification information as described above.
  • each of the plurality of lamps 200 and 202 may be a light emitting diode (LED) lamp.
  • LED light emitting diode
  • the plurality of lamps 200 and 202 may include one or more boundary lamps 200 located at the boundary of the lighting device 100 and one or more internal lamps located inside the lighting device 100 except for the boundary. 202 may be classified.
  • the boundary lamp 200 and the internal lamp 202 may emit the same identification information by including the visible light. This is to recognize the lighting device 100 composed of the boundary lamp 200 and the interior lamp 202 as one unit position for measuring the position of the mobile terminal.
  • Two or more light collecting units 204 and 206 are provided in at least some or all of the plurality of lamps 200 and 202 and collect visible light emitted from the at least some or all of the lamps. This collection of visible light is performed to increase the accuracy of the position measurement of the mobile terminal 104.
  • two or more light collecting units 204 and 206 may be classified into one or more boundary light collecting units 204 and one or more internal light collecting units 206.
  • the boundary light converging unit 204 is provided in at least some or all of the boundary light 200 of the one or more boundary light 200 to condense visible light emitted from at least some or all of the boundary light 200.
  • the boundary light collecting unit 204 it will be described on the assumption that all the boundary lamps 200 are provided with the boundary light collecting unit 204.
  • the boundary light collecting unit 204 is used to condense visible light emitted from the boundary lamp 200 (that is, at the boundary of the lighting device 100), and at the same time, emit light from another lighting device adjacent to the visible light. It reduces the probability of interference between the visible light.
  • the condensing unit 204 is attached to the boundary lamp 200 of the lighting device 100 to reduce the visible light emission range, thereby reducing the visible light emitted from the adjacent lighting device. This overlapping range is minimized, whereby the position of the mobile terminal 104 can be measured more accurately.
  • the lighting apparatus 100 maintains the emission intensity of the visible light at a predetermined intensity or more while reducing the emission angle of the visible light. Accordingly, it is possible to minimize the occurrence of the shaded area where the reception intensity of the visible light is weak so that the position measurement of the mobile terminal 104 becomes impossible.
  • the internal light collecting unit 206 is provided in at least some or all of the internal light 202 of the one or more internal light 202 to condense visible light emitted from at least some or all of the internal light 202. .
  • the internal light collecting unit 206 is provided in at least some or all of the internal light 202 of the one or more internal light 202 to condense visible light emitted from at least some or all of the internal light 202. .
  • the internal condensing unit 206 condenses visible light emitted from the internal lamp 202 to maintain the intensity of the visible light emitted by a predetermined intensity or more to minimize the occurrence of the shadow area.
  • the light collecting ratio by the boundary light collecting unit 204 and the light collecting ratio by the internal light collecting unit 206 may be different from each other.
  • the condensing ratio by the boundary condensing unit 204 may be greater than the condensing ratio by the internal condensing unit 206.
  • the visible light emitted from the boundary lamp 200 since the visible light emitted from the boundary lamp 200 is likely to interfere with the housekeeping light emitted from another adjacent lighting device, the visible light emitted from the boundary lamp 200 may be focused more to interfere with the visible light. To minimize this.
  • the lighting device 100 includes a plurality of lamps 200 and 202 for emitting visible light including identification information for identifying the position of the mobile terminal and the plurality of lamps 200, At least some of the lights 202 may be provided with two or more light collecting units 204 and 206 for collecting visible light.
  • the two or more condensing units 204 and 206 are grouped into a plurality of condensing unit groups (for example, a boundary condensing unit group and an inner condensing unit group), and the condensing ratios of the condensing units may differ from one condensing unit group to another. Can be.
  • the illumination lamp included in the lighting device 100 may be one LED unit for illumination, may be an LED module including a plurality of LED units for illumination.
  • the light collecting units may be separately provided to the lamps, but one light collecting unit may be allocated to the two or more lamps.
  • one condensing unit may be allocated to four interior lamps 202, and two interior lamps 202 are grouped into two interior lamp groups with one interior lamp group.
  • One condensing unit ie, two condensing units in total
  • the same may be applied to the second embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 4 to 6.
  • the lighting apparatus 100 collects and emits visible light including identification information by using a light collecting unit, so that the reception strength of the visible light is weak so that the position measurement of the mobile terminal is impossible. It is possible to minimize the occurrence of the area and to increase the resolution of the location measurement of the mobile terminal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed configuration of a position measuring system using visible light communication according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the position measuring system includes a plurality of lamps 400 and 402, a first control device 404, a second control device 406, and a plurality of light collecting units 408. ) May be included.
  • a first control device 404 a first control device 404
  • a second control device 406 a plurality of light collecting units 408.
  • the visible light emitted as described above includes identification information (ID) for measuring the position of the mobile terminal 410. That is, the plurality of lamps 400 and 402 emit visible light including identification information, and the mobile terminal 410 receives visible light emitted from the lamps 400 and 402 installed near the current location.
  • ID identification information
  • the location information is provided to the user by calculating their own location using the identification information included in the received visible light.
  • the plurality of lamps 400 and 402 are grouped into a plurality of clusters as shown in FIG. 5.
  • each of the lamps 400 and 402 are gathered to form a cluster 418, each of which has two or more lamps 400 (hereinafter referred to as “border lamps") located at the boundary. And two or more lamps 402 (hereinafter referred to as “ internal lamps ”) located therein except for the boundary portion.
  • each of the lamps 400 and 402 may be one or more LED modules for lighting or one or more LED modules including a plurality of LED units for lighting.
  • the lighting lamps 400 and 402 will be described in more detail below.
  • the boundary lamp 400 emits light including first identification information, which is identification information used for identification of the cluster 418 (that is, position measurement in units of the cluster 418).
  • the user When a user possessing the mobile terminal 410 moves in a place partitioned by the cluster 418 (for example, an indoor area), the user must be inside the cluster 418 of any one of the plurality of clusters 418. In order to be located within a particular cluster 418, the user must pass the boundary of the cluster 418.
  • a place partitioned by the cluster 418 for example, an indoor area
  • two or more boundary lamps 400 are positioned along the boundary of the cluster 418, and two or more boundary lamps 400 included in one cluster 418 are all (the corresponding).
  • the boundary lamp 400 for each cluster 418 can emit visible light including different first identification information
  • the mobile terminal 410 can measure the position in units of clusters.
  • the boundary lamp 400 emits visible light including the same first identification information, and the first identification information is divided by the cluster 418 (the boundary lamp divided into cluster units). 400) not very different from each other. That is, the first identification information included in the visible light emitted by the two or more boundary lamps 400 included in the first cluster among the plurality of clusters 418 and the two or more boundary portions included in the second cluster among the plurality of clusters 418. The first identification information included in the visible light emitted by the lamp 400 is different from each other.
  • the interior lamp 402 emits the second identification information, which is identification information used for measuring the position of the mobile terminal 410 in the cluster 418, in visible light.
  • the position measurement of the mobile terminal 410 may be performed in units of clusters 418 through the first identification information emitted from the boundary lamp 400, in the present invention, one cluster 418 may be provided.
  • the two or more second identification information included in the visible light emitted by the two or more internal lights may be the same.
  • two or more pieces of second identification information used for position measurement in the cluster 418 may be the same for each cluster. This can be understood similarly to the "frequency reuse technique" in cellular communication.
  • each of the four internal lamps 402 included in the cluster 418 on the upper left has a second identification information "a", a second identification information "b", a second identification information "c", and a second identification information "d”.
  • Two or more internal lamps 402 which emit visible light, which are included in the cluster 418 on the upper right, and also have the second identification information "a", the second identification information "b", the second identification information "c", and Each of the visible light including the second identification information "d" may be emitted.
  • the second identification information included in the visible light emitted from the internal lamp 402 existing at positions corresponding to each other in each of the two or more clusters 418 may be identical to each other. That is, in the example of FIG. 5, in each of the four clusters 418, all four internal lamps 402 positioned at the upper left emit the second identification information “a” in visible light and emit at the upper right. The four internal lamps 402 located all emit the second identification information “b” in visible light, and the four internal lamps 402 located in the lower left side all emit the second identification information “c” in visible light. The four internal lamps 402 included in the lower right side may emit light including the second identification information “d” in visible light.
  • the mobile terminal 410 may include the first identification information included in the received partial visible light. It is possible to calculate its own location by combining the second identification information.
  • the receiver 412 of the mobile terminal 410 receives visible light emitted from the plurality of lamps 400 and 402, and the position measuring unit 414 of the mobile terminal 410 receives the received visible light.
  • the location of the mobile terminal 410 is measured using the included identification information.
  • the position measuring unit 414 selects one cluster 418 determined to be located among the plurality of clusters 418 by using the first identification information included in the received visible light (that is, the mobile terminal). Identify the cluster 418 in which the 410 is located, and calculate its position in the selected one cluster 418 by using the second identification information included in the received visible light.
  • the calculated position may be provided to the user through the display unit 416 provided in the mobile terminal 410.
  • the mobile terminal 410 may provide its location information to the user by displaying its current location on a mini-map for a place where the plurality of lamps 400 and 402 are installed through the display unit 416.
  • the mobile terminal 410 may receive location information corresponding to each identification information on the mini-map and the mini-map from a communication device such as a wireless AP installed in the place, and provide the location information to the user using the same. have.
  • the first controller 404 controls the visible light emission of the boundary lamp 400 among the plurality of lamps 400 and 402. That is, the first controller 404 controls the two or more boundary lamps 400 included in the plurality of clusters 418 to emit visible light including the first identification information.
  • two or more boundary lamps 400 in one cluster 418 emit the same first identification information, and the first identification information is different for each cluster 418, and according to the second embodiment of the present invention.
  • the same first control device 404 may be additionally used.
  • the second controller 406 controls the visible light emission of the internal lamp 402 among the plurality of lamps 400 and 402. That is, the second controller 406 controls the two or more internal lamps 402 included in the plurality of clusters 418 to emit visible light including the second identification information.
  • the two or more internal lamps 402 radiate different second identification information (two or more identification information), and the two or more second identification information for each cluster 418. Since the same, two or more internal lamps 402 included in each cluster 418 can be controlled through one control device. Therefore, according to the second exemplary embodiment of the present invention, one second control device 404 may be used to collectively control visible light emission of the internal lamps 402 existing in all clusters 418. Of course, when the number of output ports of the second control device 406 is less than the number of internal lamps 402 existing in the cluster 418 (that is, the number of the second identification information), the same second control device ( 406 may additionally be used.
  • the position measuring system performs the control of the plurality of lights by dualization (control of the boundary lamp 400 / control of the internal lamp 402), thereby providing a plurality of lamps 400,. It is possible to simplify the control of 402 and to minimize the number of control devices used for the control.
  • each of the plurality of lights 400, 402 may be provided with a light collecting unit 408.
  • the light collecting unit 408 collects light emitted from the lamps 400 and 402. This collection of visible light is performed to increase the accuracy of the position measurement of the mobile terminal 410.
  • the light collecting ratio by the light collecting unit 408 provided in the boundary lamp 400 may be greater than the light collecting ratio of the light collecting unit 408 provided in the internal lamp 402. have.
  • the position measuring system preferentially calculates the position of the mobile terminal 410 in units of the cluster 418 by using the first identification information included in the visible light emitted from the boundary lamp 400.
  • the position in the cluster 418 is calculated using the second identification information included in the visible light emitted from the internal lamp 402.
  • an error occurs in the position measurement in the cluster 418, only a small error occurs in the position information finally provided to the user, while an error occurs in the position measurement in the cluster 418 unit finally A large error occurs in the location information provided to the user.
  • the second focusing ratio in the boundary lamp 400 emitting the visible light including the first identification information used for the position measurement in the unit of the cluster 418 is used for the position measurement in the cluster 418. It is possible to further increase the accuracy of position measurement in the unit of the cluster 418 by setting it to be larger than the focusing ratio in the internal lamp 402 that emits visible light including the identification information.
  • one lighting device may operate as one cluster 418.
  • the two or more boundary lamps 200 and the two or more interior lamps 402 may constitute one lighting device, and each of the plurality of clusters 418 may correspond to the plurality of lighting devices, respectively.
  • the lighting apparatus may be the lighting apparatus 100 described above with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating the overall flow of a method for providing location information using visible light communication according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, a process performed for each step will be described.
  • step S610 two or more boundary lamps positioned at the boundary of each of the plurality of clusters among the plurality of lamps grouped into the plurality of clusters emit visible light including the first identification information.
  • the identification information is different from each other.
  • the first identification information is identification information used for position measurement in a cluster unit.
  • step S620 at least two inner lamps positioned inside each other except boundary portions of the plurality of clusters among the plurality of lamps emit visible light including the second identification information.
  • the two or more second identification information included in the visible light emitted by the two or more internal lamps included in the first cluster and the two or more second identification information included in the visible light emitted by the two or more internal lamps included in the second cluster may be used. same.
  • the second identification information is identification information used for position measurement in the cluster.
  • step (S610) of the boundary lamp emitting visible light is performed before the step (S620) of the inner lamp emitting visible light, but step S620 may be performed before step S610. It will be apparent to those skilled in the art that steps S610 and S620 may be performed simultaneously.
  • step S630 the mobile terminal receives some of the visible light emitted from the plurality of lights. That is, in step S630, the mobile terminal receives the visible light emitted from the lamps located around them.
  • step S640 the mobile terminal calculates its position by combining the first identification information and the second identification information included in the received visible light.
  • the mobile terminal may calculate the location of the cluster unit using the first identification information, and then calculate the location within the cluster calculated using the second identification information.

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Abstract

이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치가 개시된다. 개시된 조명장치는 가시광 통신을 통해 이동 단말의 위치를 측정하기 위한 조명장치로서, 상기 조명장치의 경계부에 위치하며, 상기 이동 단말의 위치를 식별하기 위한 정보(식별정보)가 포함된 가시광을 방사하는 하나 이상의 경계부 조명등; 상기 경계부를 제외한 상기 조명장치의 내부에 위치하며, 상기 식별정보가 포함된 가시광을 방사하는 하나 이상의 내부 조명등; 및 상기 하나 이상의 경계부 조명등 중 적어도 일부의 경계부 조명등에 각각 구비되며, 상기 적어도 일부의 경계부 조명등에서 방사되는 가시광을 집광하는 하나 이상의 경계부 집광유닛을 포함한다

Description

이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치 및 이를 이용한 위치 측정 시스템
본 발명의 실시예들은 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가시광 통신을 이용하여 이동 단말의 위치를 측정할 수 있도록 하는 조명장치에 관한 것이다.
편리한 생활을 영위하고자 하는 경향이 증가함에 따라, 사용자들이 본인의 위치를 실시간으로 확인할 수 있는 위치 측정 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
사용자들은 일반적으로 적어도 하나 이상의 이동 단말을 소지하고 있으므로, 사용자의 위치 측정은 이동 단말을 이용하여 수행될 수 있다.
이동 단말의 위치 측정은 크게 GPS(Global Positioning System)를 이용한 위치 측정, 이동 통신사에서 제공하고 잇는 측위 서비스를 이용한 위치 측정 및 RFID(Radio Frequency IDentification) 또는 적외선/초음파를 이용한 위치 측정으로 구분될 수 있다.
GPS를 이용한 위치 측정 기술은 GPS 신호를 받을 수 있는 안테나를 구비한 이동 단말을 통해 GPS 신호를 수신하고, 수신한 GPS 신호를 기반으로 사용자의 현재 위치를 연산하여 이동 단말의 화면에 표시한다.
이동 통신사에서 제공하고 있는 측위 서비스를 이용한 위치 측정은 사용자(즉, 이동 통신사에서 제공하는 측위 서비스에 가입한 가입자)가 어떠한 기지국과 연결되어있는지 판단 후, 해당 기지국의 서비스 지역 안에 위치하고 있다는 정보를 사용자에게 제공한다.
RFID 또는 적외선/초음파를 이용한 위치 측정 기술은 3개 이상의 액세스 포인트(AP: Access Point)에서 발산된 무선신호 또는 적외선/초음파를 이용하여 사용자의 현재 위치를 측정한다.
그러나, GPS를 이용한 위치 측정 기술은 GPS 신호가 도달할 수 없는 지역(예를 들어, 실내 지역 또는 건물밀집지역)에서는 사용자의 위치 측정이 불가능하다는 단점이 있다. 또한, 이동 통신사에서 제공하는 측위 서비스를 이용한 위치 측정은 기지국의 서비스 지역이 매우 광범위(수백 미터 ~ 수 킬로미터)하여 사용자의 위치를 수 미터 이내로 추정하는 것이 힘들다는 단점이 있다. 그리고, RFID를 이용한 위치 측정 기술의 경우, 다수의 RFID 리더(reader)를 측위 영역에 설치해야 하므로 경제적으로 바람직하지 못하고, 적외선/초음파를 이용한 위치 측정 기술의 경우, 비가시신호(non line of sight signal) 환경에서는 사용이 불가능하다는 단점으로 인해 일반적인 실내 사무 환경에서의 위치 측정에는 적합하지 않다.
한편, 가시광(400~700nm)을 이용하여 데이터를 전달하는 통신 기술인 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 기술이 발전함에 따라, 가시광 통신을 이용하여 사용자(즉, 이동 단말)의 위치를 측정하는 기술에 대한 관심이 증가하고 있다.
그러나, 종래의 가시광 통신을 이용한 위치 정보 제공 기술은 각각의 조명등으로부터 발산된 빛이 중복되는 영역의 크기가 커서 서로 다른 조명등에서 방사된 빛 사이에 간섭이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 상기한 간섭의 문제를 방지하기 위해 빛이 방사되는 영역을 줄이는 경우, 이동 단말에서 수신되는 가시광의 세기가 약해져서 음역 지역이 발생하게 되어 정확한 위치의 측정이 힘들어지는 문제점이 발생하였다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 인접한 위치에서 방사되는 가시광 사이의 간섭을 줄여 이동 단말의 위치를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 조명장치를 제안한다.
또한, 본 발명은 다수의 조명등에서 방사되는 가시광 사이의 간섭을 줄여 이동 단말의 정확한 위치 정보를 제공할 수 있는 시스템 및 방법과 이를 이용하여 위치 측정이 가능한 이동 단말을 제안한다.
또한, 본 발명은 이동 단말의 위치 측정에 이용되는 다수의 조명등의 제어를 단순화할 수 있는 위치 측정 시스템 및 방법을 제안한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가시광 통신을 통해 이동 단말의 위치를 측정하기 위한 조명장치에 있어서, 상기 조명장치의 경계부에 위치하며, 상기 이동 단말의 위치를 식별하기 위한 정보(식별정보)가 포함된 가시광을 방사하는 하나 이상의 경계부 조명등; 상기 경계부를 제외한 상기 조명장치의 내부에 위치하며, 상기 식별정보가 포함된 가시광을 방사하는 하나 이상의 내부 조명등; 및 상기 하나 이상의 경계부 조명등 중 적어도 일부의 경계부 조명등에 각각 구비되며, 상기 적어도 일부의 경계부 조명등에서 방사되는 가시광을 집광하는 하나 이상의 경계부 집광유닛을 포함하는 이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치가 제공된다.
또한, 본 발명이 다른 실시예에 따르면, 이동 단말의 위치 측정을 위한 식별정보가 포함된 가시광을 방사하는 다수의 조명등을 포함하되, 상기 다수의 조명등은 복수의 클러스터로 그룹핑되고, 상기 복수의 클러스터 각각은 경계부에 위치하는 2 이상의 조명등(경계부 조명등) 및 상기 경계부를 제외한 내부에 위치하는 2 이상의 조명등(내부 조명등)을 포함하며, 하나의 상기 클러스터 내에서, 상기 2 이상의 경계부 조명등은 동일한 제1 식별정보를 포함하는 가시광을 방사하고, 상기 2 이상의 내부 조명등은 서로 다른 제2 식별정보를 각각 포함하는 가시광을 방사하는 가시광을 이용한 위치 측정 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 위치 측정이 가능한 이동 단말에 있어서, 복수의 클러스터로 그룹핑되는 다수의 조명등에서 방사되며, 상기 이동 단말의 위치 측정을 위한 식별정보가 포함된 가시광을 수신하는 수신부; 및 상기 식별정보를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 측정하는 위치 측정부를 포함하되, 상기 식별정보는 상기 복수의 클러스터 각각의 경계부에 위치하는 2 이상의 조명등(경계부 조명등)에서 방사되는 가시광에 포함된 제1 식별정보 및 상기 복수의 클러스터 각각의 경계부를 제외한 내부에 위치하는 2 이상의 조명등(내부 조명등)을 포함하는 이동 단말이 제공된다.
본 발명에 따르면, 이동 단말의 위치를 보다 정확하게 측정할 수 있으며, 이동 단말의 위치 측정에 이용되는 다수의 조명등의 제어를 단순화할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템의 상세한 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치의 상세한 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 집광유닛의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템의 상세한 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클러스터의 개념을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가시광 통신을 이용한 위치 정보 제공 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템(이하, "위치 측정 시스템"이라고 함)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 측정 시스템은 다수의 조명장치(100) 및 제어장치(102)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상술하기로 한다.
다수의 조명장치(100)는 가시광을 방사한다. 이 때, 방사되는 가시광에는 이동 단말(104)의 위치를 측정하기 위한 식별정보(ID: Identification)가 포함된다. 즉, 다수의 조명장치(100)는 식별정보가 포함된 가시광을 방사한다.
그리고, 제어장치(102)는 다수의 조명장치(100)의 가시광 방사를 제어한다. 즉, 제어장치(102)는 다수의 조명장치(100)가 특정 식별정보를 가시광에 포함시켜 방사하도록 제어한다.
일례로서, 제어장치(102)는 다수의 조명장치(100)에 대해 서로 다른 식별정보를 부여하여, 다수의 조명장치(100) 각각이 서로 다른 식별정보를 포함하는 가시광을 방사하도록 제어할 수 있다.
이동 단말(104)은 다수의 조명장치(100)에서 방사된 가시광 중 자신이 현재 위치하고 있는 지점 부근에 설치된 조명장치(100)에서 방사된 가시광을 수신하고, 수신된 가시광에 포함되어 있는 식별정보를 이용해 자신의 위치를 산출한다.
산출된 이동 단말(104)의 위치는 이동 단말(104)에 구비된 디스플레이부를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 일례로서, 이동 단말(104)은 디스플레이부를 통해 다수의 조명장치(100)가 설치된 장소에 대한 미니 맵 상에 자신의 현재 위치를 표시하여 사용자에게 위치 정보를 제공할 수 있다. 이 때, 이동 단말(104)은 상기 장소에 설치된 무선 AP와 같은 통신 장치로부터 미니 맵 및 미니 맵 상에서 각각의 식별정보와 대응되는 위치 정보를 수신하고, 이를 이용하여 사용자에게 위치 정보를 제공할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치(100)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치(100)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
보다 상세하게, 도 2의 (a)는 조명장치(100)의 평면도를, 도 2의 (b)는 조명장치(100)의 측면도를 도시한 도면으로서, 도 2를 참조하면 조명장치(100)는 다수의 조명등(200, 202) 및 2 이상의 집광유닛(204, 206)을 포함할 수 있다.
다수의 조명등(200, 202)은 하나의 조명장치(100) 내에 구비되며, 앞서 설명한 바와 같이 식별정보가 포함된 가시광의 방사 주체로서 동작한다. 일례로서, 다수의 조명등(200, 202) 각각은 LED(Light Emitting Diode) 조명등일 수 있다.
보다 상세하게, 다수의 조명등(200, 202)은 조명장치(100)의 경계부에 위치하는 하나 이상의 경계부 조명등(200) 및 상기의 경계부를 제외한 조명장치(100)의 내부에 위치하는 하나 이상의 내부 조명등(202)으로 분류될 수 있다.
이 때, 경계부 조명등(200)과 내부 조명등(202)은 동일한 식별정보를 가시광에 포함시켜 방사할 수 있다. 이는 경계부 조명등(200)과 내부 조명등(202)으로 구성되는 조명장치(100)를 이동 단말의 위치 측정을 위한 하나의 단위 위치로 인식시키기 위함이다.
2 이상의 집광유닛(204, 206)은 다수의 조명등(200, 202) 중 적어도 일부 또는 전부의 조명등에 구비되며, 상기 적어도 일부 또는 전부의 조명등에서 방사되는 가시광을 집광한다. 이러한 가시광의 집광은 이동 단말(104)의 위치 측정의 정확도를 높이기 위해 수행된다.
이에 대해 보다 상세하게 설명하면, 2 이상의 집광유닛(204, 206)은 하나 이상의 경계부 집광유닛(204) 및 하나 이상의 내부 집광유닛(206)으로 분류될 수 있다.
경계부 집광유닛(204)은 상기한 하나 이상의 경계부 조명등(200) 중 적어도 일부 또는 전부의 경계부 조명등(200)에 구비되어, 적어도 일부 또는 전부의 경계부 조명등(200)에서 방사되는 가시광을 집광한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 모든 경계부 조명등(200)에 경계부 집광유닛(204)이 구비되는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 경계부 집광유닛(204)을 이용하여 경계부 조명등(200)에서(즉, 조명장치(100)의 경계부에서) 방사되는 가시광을 집광시킴으로써, 동시에 해당 가시광과 인접한 다른 조명장치에서 방사되는 가시광 사이에서 간섭이 발생할 확률을 감소시킨다.
즉, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 집광유닛(204)이 구비되지 않는 일반적인 조명등의 경우, 인접하여 위치하는 조명장치에서 방사되는 가시광이 오버랩되는 지역이 크게 존재하여, 정확한 위치 측정이 불가능하게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 조명장치(100)의 경계부 조명등(200)에 집광유닛(204)을 부착시켜 가시광이 방사되는 범위를 줄여 인접한 조명장치에서 방사되는 가시광이 오버랩되는 범위를 최소화하며, 이에 따라 이동 단말(104)의 위치가 보다 정확하게 측정될 수 있다.
이와 함께, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치(100)는 가시광의 방사각을 줄이면서도 가시광의 방사세기를 일정 세기 이상으로 유지한다. 이에 따라, 가시광의 수신세기가 약하여 이동 단말(104)의 위치 측정이 불가능하게 되는 음영 지역의 발생을 최소화할 수 있게 된다.
그리고, 내부 집광유닛(206)은 상기한 하나 이상의 내부 조명등(202) 중 적어도 일부 또는 전부의 내부 조명등(202)에 구비되어, 적어도 일부 또는 전부의 내부 조명등(202)에서 방사되는 가시광을 집광한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 모든 내부 조명등(202)에 내부 집광유닛(206)이 구비되는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
이러한 내부 집광유닛(206)은 내부 조명등(202)에서 방사되는 가시광을 집광시켜 방사되는 가시광의 세기를 일정 세기 이상으로 유지하여 음영 지역 발생을 최소화시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 경계부 집광유닛(204)에 의한 집광비와 내부 집광유닛(206)에 의한 집광비는 서로 상이할 수 있다. 바람직하게는 경계부 집광유닛(204)에 의한 집광비는 내부 집광유닛(206)에 의한 집광비보다 클 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 경계부 조명등(200)에서 방사되는 가시광이 인접한 다른 조명장치에서 방사되는 가사광과 간섭을 일으킬 가능성이 크므로, 경계부 조명등(200)에서 방사되는 가시광을 보다 많이 집광시켜 가시광 간의 간섭을 최소화하기 위함이다.
요컨대, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치(100)는 이동 단말의 위치를 식별하기 위한 식별정보가 포함된 가시광을 방사하는 다수의 조명등(200, 202) 및 상기 다수의 조명등(200, 202) 중 적어도 일부의 조명등에 구비되어 가시광을 집광하는 2 이상의 집광유닛(204, 206)으로 구성될 수 있다. 이 경우, 2 이상의 집광유닛(204, 206)은 다수의 집광유닛 그룹(일례로, 경계부 집광유닛 그룹 및 내부 집광유닛 그룹)으로 그룹핑되고, 집광유닛에 의한 집광비는 집광유닛 그룹 별로 서로 상이할 수 있다.
한편, 조명장치(100)에 포함된 조명등은 하나의 조명용 LED 유닛일 수도 있고, 복수의 조명용 LED 유닛을 포함하는 LED 모듈일 수 있다.
그리고, 집광 유닛은 앞서 설명한 바와 같이 조명등에 각각 개별적으로 구비될 수도 있지만, 2 이상의 조명등에 하나의 집광 유닛이 할당될 수도 있다.
예를 들어, 도 2의 경우에 있어서, 4개의 내부 조명등(202)에 하나의 집광유닛이 할당될 수도 있고, 2개의 내부 조명등(202)을 하나의 내부 조명등 그룹으로 하여 2개의 내부 조명등 그룹 별로 각각 하나의 집광유닛(즉, 총 2개의 집광 유닛)이 할당될 수도 있다. 그리고 이는 도 4 내지 도 6에서 설명되는 본 발명의 제 2실시예에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명장치(100)는 식별정보가 포함된 가시광을 집광유닛을 이용하여 집광시켜 방사함으로써, 가시광의 수신세기가 약하여 이동 단말의 위치 측정이 불가능하게 되는 음영 지역의 발생을 최소화하고, 이동 단말의 위치 측정의 해상도를 높일 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 시스템은 다수의 조명등(400, 402), 제1 제어장치(404), 제2 제어장치(406) 및 다수의 집광유닛(408)을 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상술하기로 한다.
다수의 조명등(400, 402)은 가시광을 방사한다. 이 때, 앞서 설명한 바와 같이 방사되는 가시광에는 이동 단말(410)의 위치를 측정하기 위한 식별정보(ID)가 포함된다. 즉, 다수의 조명등(400, 402)은 식별정보가 포함된 가시광을 방사하며, 이동 단말(410)은 자신이 현재 위치하고 있는 지점 부근에 설치된 조명등(400, 402)에서 방사된 가시광을 수신하고, 수신된 가시광에 포함되어 있는 식별정보를 이용해 자신의 위치를 산출하여 사용자에게 위치 정보를 제공한다.
그리고, 다수의 조명등(400, 402)은 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 클러스터로 그룹핑된다.
이에 대해 보다 상세히 살펴보면, 2 이상의 조명등(400, 402)이 모여 하나의 클러스터(418)를 형성하는데, 각각의 클러스터(418)에는 경계부에 위치하는 2 이상의 조명등(400)(이하, "경계부 조명등"이라고 함) 및 경계부를 제외한 내부에 위치하는 2 이상의 조명등(402)(이하, "내부 조명등"이라고 함)이 포함된다. 여기서 각각의 조명등(400, 402)은 앞서 설명한 바와 같이 하나 이상의 조명용 LED 유닛일 수도 있고, 복수의 조명용 LED 유닛을 포함하는 하나 이상의 LED 모듈일 수도 있다. 각 조명등(400, 402)에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 경계부 조명등(400)은 클러스터(418)의 식별(즉, 클러스터(418) 단위의 위치 측정)에 이용되는 식별정보인 제1 식별정보를 가시광에 포함시켜 방사한다.
이동 단말(410)을 소지한 사용자가 클러스터(418) 단위로 구획된 장소(일례로, 실내 영역)에서 이동하는 경우, 사용자는 복수의 클러스터(418) 중 어느 하나의 클러스터(418) 내부에 반드시 위치하게 되고, 사용자가 특정 클러스터(418) 내부에 위치하기 위해서는 반드시 해당 클러스터(418)의 경계부를 지나쳐야 한다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에서는 클러스터(418)의 경계부를 따라서 2 이상의 경계부 조명등(400)을 위치시키고, 하나의 클러스터(418) 내에 포함된 2 이상이 경계부 조명등(400) 모두가 (해당 클러스터(418)의 식별정보인) 동일한 하나의 제1 식별정보를 포함하는 가시광을 방사하도록 하되, 클러스터(418) 별로 경계부 조명등(400)이 서로 다른 제1 식별정보를 포함하는 가시광을 방사하도록 하여 이동 단말(410)이 클러스터 단위로 위치를 측정할 수 있도록 한다.
다시 말해, 하나의 클러스터(418) 내에서 경계부 조명등(400)은 동일한 제1 식별정보를 포함하는 가시광을 방사하며, 이러한 제1 식별정보는 클러스터(418) 별로(클러스터 단위로 구분되는 경계부 조명등(400) 별로) 서로 상이하다. 즉, 복수의 클러스터(418) 중 제1 클러스터에 포함되는 2 이상의 경계부 조명등(400)이 방사하는 가시광에 포함된 제1 식별정보와 복수의 클러스터(418) 중 제2 클러스터에 포함되는 2 이상의 경계부 조명등(400)이 방사하는 가시광에 포함된 제1 식별정보는 서로 상이하다.
다음으로, 내부 조명등(402)은 클러스터(418) 내에서의 이동 단말(410)의 위치 측정에 이용되는 식별정보인 제2 식별정보를 가시광에 포함시켜 방사한다.
보다 상세하게, 앞서 설명한 바와 같이 경계부 조명등(400)에서 방사되는 제1 식별정보를 통해 클러스터(418) 단위로 이동 단말(410)의 위치 측정이 가능하므로, 본 발명에서는 하나의 클러스터(418) 내부에 위치하는 2 이상의 내부 조명등(402)이 서로 다른 제2 식별정보를 포함하는 가시광을 방사하도록 하여, 해당 클러스터(418) 내에서의 이동 단말(410)의 정확한 위치를 측정한다.
이 때, 복수의 클러스터(418) 중 제1 클러스터에 포함되는 2 이상의 내부 조명등(402)이 방사하는 가시광에 포함된 2 이상의 제2 식별정보와 복수의 클러스터(418) 중 제2 클러스터에 포함되는 2 이상의 내부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 2 이상의 제2 식별정보는 동일할 수 있다. 다시 말해, 클러스터(418) 내부에서의 위치 측정에 이용되는 2 이상의 제2 식별정보는 클러스터 별로 동일할 수 있다. 이는 셀룰러 통신에서의 "주파수 재사용 기법"과 유사하게 이해될 수 있다.
일례로서, 도 5에 도시된 4개의 클러스터(418) 중 왼쪽 상단에 위치하는 클러스터(418)에 포함된 2 이상의 경계부 조명등(400)은 제1 식별정보 "A"를 포함하는 가시광을 방사하고, 오른쪽 상단의 클러스터(418)에 포함된 2 이상의 경계부 조명등(400)은 제1 식별정보 "B"를 포함하는 가시광을 방사할 수 있다. 또한, 왼쪽 상단의 클러스터(418)에 포함된 4개의 내부 조명등(402) 각각은 제2 식별정보 "a", 제2 식별정보 "b" 제2 식별정보 "c" 및 제2 식별정보 "d"를 포함하는 가시광을 방사하고, 오른쪽 상단의 클러스터(418)에 포함된 2 이상의 내부 조명등(402) 역시 제2 식별정보 "a", 제2 식별정보 "b" 제2 식별정보 "c" 및 제2 식별정보 "d"를 포함하는 가시광을 각각 방사할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 2 이상의 클러스터(418) 각각에서 서로 대응되는 위치에 존재하는 내부 조명등(402)에서 방사되는 가시광에 포함된 제2 식별정보는 서로 동일할 수 있다. 즉, 도 5의 일례의 경우, 4개의 클러스터(418) 각각에서, 왼쪽 상단에 위치하는 4개의 내부 조명등(402)은 모두 제2 식별정보 "a"를 가시광에 포함시켜 방사하고, 오른쪽 상단에 위치하는 4개의 내부 조명등(402)은 모두 제2 식별정보 "b"를 가시광에 포함시켜 방사하고, 왼쪽 하단에 위치하는 4개의 내부 조명등(402)은 모두 제2 식별정보 "c"를 가시광에 포함시켜 방사하고, 오른쪽 하단에 위치하는 4개의 내부 조명등(402)은 모두 제2 식별정보 "d"를 가시광에 포함시켜 방사할 수 있다.
상기한 바와 같이 다수의 조명등(400, 402)이 제1 식별정보 또는 제2 식별정보가 포함된 가시광을 방사하는 경우, 이동 단말(410)은 수신된 일부의 가시광에 포함되는 제1 식별정보와 제2 식별정보를 조합하여 자신의 위치를 산출할 수 있다.
이에 대해 보다 상세히 살펴보면, 이동 단말(410)의 수신부(412)는 다수의 조명등(400, 402)에서 방사되는 가시광을 수신하며, 이동 단말(410)의 위치 측정부(414)는 수신된 가시광에 포함된 식별정보를 이용하여 이동 단말(410)의 위치를 측정한다.
이 경우, 위치 측정부(414)는 수신된 가시광에 포함된 제1 식별정보를 이용하여 복수의 클러스터(418) 중에서 자신이 위치하는 것으로 판단된 하나의 클러스터(418)를 선택(즉, 이동 단말(410)이 위치하는 클러스터(418)를 식별)하고, 수신된 가시광에 포함된 제2 식별정보를 이용하여 상기 선택된 하나의 클러스터(418) 내에서의 자신의 위치를 산출할 수 있다.
산출된 위치는 이동 단말(410)에 구비된 디스플레이부(416)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 일례로서, 이동 단말(410)은 디스플레이부(416)를 통해 다수의 조명등(400, 402)이 설치된 장소에 대한 미니 맵 상에 자신의 현재 위치를 표시하여 사용자에게 위치 정보를 제공할 수 있다. 이 때, 이동 단말(410)은 상기 장소에 설치된 무선 AP와 같은 통신 장치로부터 미니 맵 및 미니 맵 상에서 각각의 식별정보와 대응되는 위치 정보를 수신하고, 이를 이용하여 사용자에게 위치 정보를 제공할 수 있다.
한편, 제1 제어장치(404)는 다수의 조명등(400, 402) 중 경계부 조명등(400)의 가시광 방사를 제어한다. 즉, 제1 제어장치(404)는 복수의 클러스터(418)에 포함된 2 이상의 경계부 조명등(400)이 제1 식별정보가 포함된 가시광을 방사하도록 제어한다.
앞서 설명한 바와 같이, 하나의 클러스터(418) 내에서 2 이상의 경계부 조명등(400)은 동일한 제1 식별정보를 방사하고 이러한 제1 식별정보는 클러스터(418) 별로 서로 상이하므로, 본 발명의 제2 실시예에 따르면 하나의 제1 제어장치(404)를 이용하여 모든 클러스터(418)에 존재하는 경계부 조명등(400)의 가시광 방사를 일괄적으로 제어할 수 있게 된다. 물론, 제1 제어장치(404)의 출력포트의 개수가 클러스터(418)의 개수(즉, 제1 식별정보의 개수)보다 적은 경우, 동일한 제1 제어장치(404)가 추가적으로 사용될 수도 있다.
그리고, 제2 제어장치(406)는 다수의 조명등(400, 402) 중 내부 조명등(402)의 가시광 방사를 제어한다. 즉, 제2 제어장치(406)는 복수의 클러스터(418)에 포함된 2 이상의 내부 조명등(402)이 제2 식별정보가 포함된 가시광을 방사하도록 제어한다.
앞서 설명한 바와 같이, 하나의 클러스터(418) 내에서 2 이상의 내부 조명등(402)은 서로 다른 제2 식별정보(2 이상의 식별정보)를 방사하고, 이러한 2 이상의 제2 식별정보는 클러스터(418) 별로 동일하므로, 각각의 클러스터(418)에 포함된 2 이상의 내부 조명등(402)은 하나의 제어장치를 통해 제어가 가능하다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따르면 하나의 제2 제어장치(404)를 이용하여 모든 클러스터(418)에 존재하는 내부 조명등(402)의 가시광 방사를 일괄적으로 제어할 수 있게 된다. 물론, 제2 제어장치(406)의 출력포트의 개수가 클러스터(418) 내부에 존재하는 내부 조명등(402)의 개수(즉, 제2 식별정보의 개수)보다 적은 경우, 동일한 제2 제어장치(406)가 추가적으로 사용될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 시스템은 다수의 조명등의 제어를 이원화(경계부 조명등(400)의 제어/내부 조명등(402)의 제어)하여 수행함으로써, 다수의 조명등(400, 402)의 제어를 단순화하고, 제어에 이용되는 제어장치의 개수를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 상기한 다수의 조명등(400, 402) 각각에는 집광유닛(408)이 구비될 수 있다. 집광유닛(408)은 조명등(400, 402)에서 방사되는 빛을 집광하는 기능을 수행한다. 이러한 가시광의 집광은 이동 단말(410)의 위치 측정의 정확도를 높이기 위해 수행된다.
보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 경계부 조명등(400)에 구비된 집광유닛(408)에 의한 집광비는 내부 조명등(402)에 구비된 집광유닛(408)의 집광비보다 클 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 위치 측정 시스템은 경계부 조명등(400)에서 방사되는 가시광에 포함된 제1 식별정보를 이용하여 우선적으로 클러스터(418) 단위의 이동 단말(410)의 위치를 산출하고, 내부 조명등(402)에서 방사되는 가시광에 포함된 제2 식별정보를 이용하여 클러스터(418) 내부에서의 위치를 산출한다. 그런데, 클러스터(418) 내부에서의 위치 측정에 오차가 발생하면 최종적으로 사용자에게 제공되는 위치 정보에는 작은 오차만이 발생하게 되는 반면에, 클러스터(418) 단위의 위치 측정에 오차가 발생하면 최종적으로 사용자에게 제공되는 위치 정보에 큰 오차가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 클러스터(418) 단위의 위치 측정에 이용되는 제1 식별정보가 포함된 가시광을 방사하는 경계부 조명등(400)에서의 집광비가 클러스터(418) 내부에서의 위치 측정에 이용되는 제2 식별정보가 포함된 가시광을 방사하는 내부 조명등(402)에서의 집광비보다 크도록 설정함으로써 클러스터(418) 단위의 위치 측정의 정확도를 보다 높일 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나의 조명장치가 하나의 클러스터(418)로써 동작할 수 있다. 다시 말해, 2 이상의 경계부 조명등(200)과 2 이상의 내부 조명등(402)은 하나의 조명장치를 구성할 수 있으며, 다수의 클러스터(418) 각각은 다수의 조명장치와 각각 대응될 수 있다. 이 경우, 조명장치는 앞서 도 1 및 도 2에서 설명한 조명장치(100)일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가시광 통신을 이용한 위치 정보 제공 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다. 이하, 각 단계 별로 수행되는 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 단계(S610)에서는 복수의 클러스터로 그룹핑되는 다수의 조명등 중 복수의 클러스터 각각의 경계부에 위치하는 2 이상의 경계부 조명등이 제1 식별정보가 포함된 가시광을 방사한다.
여기서, 복수의 클러스터 중 제1 클러스터에 포함되는 2 이상의 경계부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 제1 식별정보와 복수의 클러스터 중 제2 클러스터에 포함되는 2 이상의 경계부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 제1 식별정보는 서로 상이하다. 이러한 제1 식별정보는 앞서 설명한 바와 같이 클러스터 단위의 위치 측정을 위해 이용되는 식별정보이다.
다음으로, 단계(S620)에서는 다수의 조명등 중에서 복수의 클러스터 각각의 경계부를 제외한 내부에 각각 위치하는 2 이상의 내부 조명등이 제2 식별정보가 포함된 가시광을 방사한다. 여기서, 제1 클러스터에 포함되는 2 이상의 내부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 2 이상의 제2 식별정보와 제2 클러스터에 포함되는 2 이상의 내부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 2 이상의 제2 식별정보는 동일하다. 이러한 제2 식별정보 역시 앞서 설명한 것과 같이 클러스터 내부에서의 위치 측정을 위해 이용되는 식별정보이다.
한편, 도 6에서는 경계부 조명등이 가시광을 방사하는 단계(S610)가 내부 조명등이 가시광을 방사하는 단계(S620)보다 선행하여 수행되는 것으로 설명하였지만, 단계(S620)는 단계(S610)보다 먼저 수행될 수 있고, 단계(S610)와 단계(S620)는 동시에 수행될 수도 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
계속하여, 단계(S630)에서는 이동 단말이 다수의 조명등에서 방사된 가시광 중 일부의 가시광을 수신한다. 즉, 단계(S630)에서는 이동 단말이 자신의 주변에 위치하는 조명등에서 방사된 가시광을 수신한다.
마지막으로, 단계(S640)에서는 이동 단말이 수신된 가시광에 포함된 제1 식별정보와 제2 식별정보를 조합하여 자신의 위치를 산출한다.
일례로서, 단계(S640)에서 이동 단말은 제1 식별정보를 이용하여 클러스터 단위의 위치를 산출한 후, 제2 식별정보를 이용하여 산출된 클러스터 내부에서의 위치를 산출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (18)

  1. 가시광 통신을 통해 이동 단말의 위치를 측정하기 위한 조명장치에 있어서,
    상기 조명장치의 경계부에 위치하며, 상기 이동 단말의 위치를 식별하기 위한 정보(식별정보)가 포함된 가시광을 방사하는 하나 이상의 경계부 조명등;
    상기 경계부를 제외한 상기 조명장치의 내부에 위치하며, 상기 식별정보가 포함된 가시광을 방사하는 하나 이상의 내부 조명등; 및
    상기 하나 이상의 경계부 조명등 중 적어도 일부의 경계부 조명등에 각각 구비되며, 상기 적어도 일부의 경계부 조명등에서 방사되는 가시광을 집광하는 하나 이상의 경계부 집광유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 내부 조명등 중 적어도 일부의 내부 조명등에 각각 구비되며, 상기 적어도 일부의 내부 조명등에서 방사되는 가시광을 집광하는 하나 이상의 내부 집광유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 경계부 집광유닛에 의한 집광비는 상기 하나 이상의 내부 집광유닛에 의한 집광비와 서로 상이한 것을 특징으로 하는 이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 경계부 집광유닛에 의한 집광비는 상기 하나 이상의 내부 집광유닛에 의한 집광비보다 큰 것을 특징으로 하는 이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경계부 조명등에서 방사되는 가시광에 포함된 식별정보와 상기 내부 조명등에서 방사되는 가시광에 포함된 식별정보는 동일한 것을 특징으로 하는 이동 단말의 위치 측정을 위한 조명장치.
  6. 이동 단말의 위치 측정을 위한 식별정보가 포함된 가시광을 방사하는 다수의 조명등을 포함하되,
    상기 다수의 조명등은 복수의 클러스터로 그룹핑되고, 상기 복수의 클러스터 각각은 경계부에 위치하는 2 이상의 조명등(경계부 조명등) 및 상기 경계부를 제외한 내부에 위치하는 2 이상의 조명등(내부 조명등)을 포함하며,
    하나의 상기 클러스터 내에서, 상기 2 이상의 경계부 조명등은 동일한 제1 식별정보를 포함하는 가시광을 방사하고, 상기 2 이상의 내부 조명등은 서로 다른 제2 식별정보를 각각 포함하는 가시광을 방사하는 것을 특징으로 하는 가시광을 이용한 위치 측정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 식별정보는 상기 클러스터를 식별하기 위한 식별정보이고, 상기 제2 식별정보는 상기 클러스터 내에서의 위치를 식별하기 위한 식별정보인 것을 특징으로 하는 가시광을 이용한 위치 측정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동 단말은 상기 다수의 조명등에서 방사되는 가시광을 수신하고, 상기 수신된 가시광에 포함된 제1 식별정보 및 제2 식별정보를 이용하여 위치 측정을 수행하되, 상기 제1 식별정보를 이용하여 상기 복수의 클러스터 중에서 상기 이동 단말이 위치하는 것으로 판단된 하나의 클러스터를 선택하고, 상기 제2 식별정보를 이용하여 상기 선택된 하나의 클러스터 내에서의 상기 이동 단말의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 클러스터 중 제1 클러스터에 포함되는 2 이상의 경계부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 제1 식별정보와 상기 복수의 클러스터 중 제2 클러스터에 포함되는 2 이상의 경계부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 제1 식별정보는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 가시광을 이용한 위치 측정 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 클러스터에 포함되는 2 이상의 내부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 2 이상의 제2 식별정보와 상기 제2 클러스터에 포함되는 2 이상의 내부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 2 이상의 제2 식별정보는 동일한 것을 특징으로 하는 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 2 이상의 클러스터 각각에서 서로 대응되는 위치에 존재하는 내부 조명등에서 방사되는 가시광에 포함된 제2 식별정보는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 클러스터에 포함된 상기 2 이상의 경계부 조명등이 상기 제1 식별정보가 포함된 가시광을 방사하도록 제어하는 제1 제어장치; 및
    상기 복수의 클러스터에 포함된 상기 2 이상의 내부 조명등이 상기 제2 식별정보가 포함된 가시광을 방사하도록 제어하는 제2 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 조명등에 각각 구비되며, 상기 방사되는 가시광을 집광하는 다수의 집광유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 경계부 조명등에 구비된 집광유닛에 의한 집광비는 상기 내부 조명등에 구비된 집광유닛에 의한 집광비보다 큰 것을 특징으로 하는 가시광 통신을 이용한 위치 측정 시스템.
  15. 위치 측정이 가능한 이동 단말에 있어서,
    복수의 클러스터로 그룹핑되는 다수의 조명등에서 방사되며, 상기 이동 단말의 위치 측정을 위한 식별정보가 포함된 가시광을 수신하는 수신부; 및
    상기 식별정보를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 측정하는 위치 측정부를 포함하되,
    상기 식별정보는 상기 복수의 클러스터 각각의 경계부에 위치하는 2 이상의 조명등(경계부 조명등)에서 방사되는 가시광에 포함된 제1 식별정보 및 상기 복수의 클러스터 각각의 경계부를 제외한 내부에 위치하는 2 이상의 조명등(내부 조명등)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 위치 측정부는 상기 제1 식별정보를 이용하여 상기 복수의 클러스터 중에서 상기 이동 단말이 위치하는 것으로 판단된 하나의 클러스터를 선택하고, 상기 제2 식별정보를 이용하여 상기 선택된 하나의 클러스터 내에서의 상기 이동 단말의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 클러스터 중 제1 클러스터에 포함되는 2 이상의 경계부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 제1 식별정보와 상기 복수의 클러스터 중 제2 클러스터에 포함되는 2 이상의 경계부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 제1 식별정보는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 클러스터에 포함되는 2 이상의 내부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 2 이상의 제2 식별정보와 상기 제2 클러스터에 포함되는 2 이상의 내부 조명등이 방사하는 가시광에 포함된 2 이상의 제2 식별정보는 동일한 것을 특징으로 하는 이동 단말.
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