WO2013069963A1 - 가시광 통신을 이용한 위치 보정 장치 및 방법 - Google Patents

가시광 통신을 이용한 위치 보정 장치 및 방법 Download PDF

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WO2013069963A1
WO2013069963A1 PCT/KR2012/009339 KR2012009339W WO2013069963A1 WO 2013069963 A1 WO2013069963 A1 WO 2013069963A1 KR 2012009339 W KR2012009339 W KR 2012009339W WO 2013069963 A1 WO2013069963 A1 WO 2013069963A1
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visible light
position correction
light signal
illumination
terminal
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PCT/KR2012/009339
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손재승
배태한
구선기
박승훈
원은태
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삼성전자 주식회사
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Publication date
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    • 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
    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G—PHYSICS
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    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
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    • G01S1/70—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using electromagnetic waves other than radio waves
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    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves

Definitions

  • the present invention relates to a position correction apparatus and method, and more particularly, to a position correction apparatus and method for providing an accurate position of the terminal using visible light communication.
  • visible light communication is performed by outputting visible light using an LED or a laser diode (LD) as a light source in a transmitter and processing the output visible light using a PD (Photo Detector) in a receiver.
  • LD laser diode
  • PD Photo Detector
  • Visible light communication is safe, its use band is wide and unregulated, so it can be used freely. Besides, it is possible to know the receiving range of information precisely because it can see the place where light is reaching or the direction of progress. Therefore, it can be trusted in terms of security. In addition, there is an advantage that can be driven at low power in terms of power consumption.
  • a mobile terminal that can be carried by a user includes additional functions for user convenience, such as a message transmission / reception function, a wireless Internet function, and a positioning service function.
  • the positioning service uses a medium such as radio waves or light to measure the location of a mobile terminal or a user or provide information on the location.
  • a navigation system using GPS signals is one example of implementation of a positioning service.
  • the navigation system can be used outdoors, it cannot be used indoors or underground because it cannot receive a GPS signal.
  • the need for development of positioning technology and system that can be used indoors is increasing.
  • the present invention provides an apparatus and method for performing position correction using visible light communication to accurately provide a position of a terminal indoors.
  • an apparatus for position correction using visible light communication comprising: a transceiver for receiving a visible light signal including illumination position information from an illumination device, and the apparatus using the received visible light signal.
  • a position correcting unit for calculating a corrected position, and extracting the illumination position information from the visible light signal when the visible light signal is received from the transceiver according to the position providing request of the device;
  • a control unit for controlling the position correction unit to calculate a correction position.
  • the present invention is a method for position correction using visible light communication in the position correction device, receiving a visible light signal including the illumination position information from the illumination device, and extracting the illumination position information from the received visible light signal And calculating a corrected position of the position correcting device by using the extracted illumination position information when there is a request for position correction.
  • the present invention has the advantage that it is possible to provide an accurate location of the user according to the user's location information request using the visible light signal received from the lighting device indoors.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a lighting device and a terminal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a terminal for position correction using visible light communication according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a position correction unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exemplary view illustrating a process for calculating an error distance according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process for providing a corrected position of a terminal in a position correcting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • An embodiment of the present invention provides an apparatus and method for correcting a position using visible light communication. Since the location information of the terminal using visible light communication provides the location information of the lighting as the location information of the terminal, even when the actual location of the terminal is different from the location of the lighting, the location information received from the lighting is recognized as the location information of the terminal. The case occurs. Accordingly, in order to provide the actual position information of the terminal, the present invention calculates an error distance between the position of the lighting and the actual position of the terminal, and calculates the corrected position of the terminal based on the calculated error distance, thereby accurately positioning the terminal to the user. Can be provided.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a lighting device and a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the lighting apparatus 100 outputs a visible light signal including lighting position information including a preset lighting position identifier.
  • the lighting location identifier includes location data where lighting is located, such as address information and building information of the lighting device 100.
  • the terminal 200 determines whether a visible light signal including the lighting position information is received from the lighting apparatus 100 when a request for providing the position information of the terminal 200 is received, and extracts the lighting position information from the visible light signal when the visible light signal is received. do.
  • the terminal 200 displays the extracted illumination position information as the position information of the terminal 200 on the screen.
  • the terminal 200 further includes an acceleration measurement sensor and measures the moving speed of the terminal through the acceleration measurement sensor.
  • the terminal 200 determines whether there is a position correction request, and if there is a position correction request, calculates an incident angle and an incident distance of the received visible light signal.
  • the incident angle means an angle formed by the horizontal direction in which the terminal 200 is positioned and the direction in which the visible light signal is incident
  • the incident distance means the distance between the illumination device 100 and the terminal 200 in the direction in which the visible light signal is incident. do.
  • the terminal 200 calculates an error distance of the terminal 200 using the calculated incidence angle and incidence distance, and calculates a correction position of the terminal 200 using the calculated error distance and illumination position information.
  • the terminal 200 displays the calculated correction position on the screen of the terminal 200.
  • the terminal 200 may display an icon indicating the corrected position calculated on the map information screen.
  • the present invention can accurately provide the position of the terminal indoors using visible light communication through the lighting device.
  • FIG. 2 is a block diagram of a terminal 200 for position correction using visible light communication according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the terminal 200 of the present invention includes a controller 210, a transceiver 220, a sensor 230, a position corrector 240, a memory 250, and a display 260.
  • the controller 210 controls the overall operation of the terminal 200. In particular, when a request for providing the location information of the terminal 200 is received, the controller 210 determines whether a visible light signal including illumination location information is received through the transceiver 220. When the visible light signal is received, the illumination position information is extracted from the received visible light signal.
  • the illumination location information includes an illumination location identifier of the lighting device 100, and the illumination location identifier includes location data such as address information and building information of the lighting device 100.
  • the controller 210 measures whether the movement speed of the terminal 200 is greater than or equal to a preset threshold speed through the sensor unit 230, and if the measured movement speed is greater than or equal to the threshold speed, the terminal 200 outputs the illumination position information extracted above. It is displayed through the display unit 260 as the position information of.
  • the controller 210 determines whether there is a request for position correction.
  • the controller 210 calculates an error distance between the position of the lighting and the actual position of the terminal 200 through the position correction unit 240, and uses the calculated error distance to the terminal 200. Calculate the correction position of.
  • the controller 210 displays the calculated correction position on the screen through the display unit 260.
  • the transceiver 220 receives the visible light signal broadcast from the lighting device 100.
  • the sensor unit 230 includes a geomagnetic sensor for measuring the orientation of the terminal 200, an acceleration sensor for measuring the acceleration of gravity of the terminal 200, and three axes (x-axis, y-axis, and z-axis) of the terminal 200. It includes a gyro sensor that can measure tilt.
  • the position corrector 240 calculates an incident angle and an incident distance at which a visible light signal is incident through a camera (not shown) of the terminal 200 under the control of the controller 210, and calculates the calculated incident angle and the incident distance. After calculating the error distance between the lighting device 100 and the terminal 200 using the calculated error distance, the correction distance of the terminal 200 is calculated. This will be described in detail with reference to FIG. 3.
  • FIG 3 shows a detailed configuration diagram of the position correction unit 240 according to an embodiment of the present invention.
  • the position corrector 240 of the present invention includes an incident distance calculator 241, an incident angle calculator 242, an error distance calculator 243, and a correction position calculator 244.
  • the incident distance calculator 241 calculates an incident distance between the lighting device 100 and the terminal 200 corresponding to the direction in which the visible light signal transmitted from the lighting device 100 is incident.
  • the incident distance calculator 241 may calculate the incident distance in three ways.
  • the method of calculating the incidence distance includes a method of using the transmission power of the lighting device 100 and the reception power of the terminal 200, a method of using the time information of the lighting device 100 and the time information of the terminal 200, and transmitting and receiving a message. There is a method using the time difference.
  • the incident distance calculator 241 compares the transmission power of the lighting apparatus 100 with the reception power of the terminal 200, calculates a power difference value between the transmission power and the reception power, and uses the calculated power difference value.
  • the incident distance can be calculated.
  • the transmission power and the reception power used in the lighting device 100 and the terminal 200 are standardized and determined in advance, and since the power is inversely proportional to the square of the distance, the transmission power of the lighting device 100 and the terminal 200.
  • the distance between the lighting device 100 and the terminal 200 may be calculated using the difference between the received powers of the devices.
  • the incident distance calculator 241 calculates a time difference value between the lighting device 100 and the terminal 200 by comparing the time information measured by the lighting device 100 with the time information measured by the terminal 200.
  • the incident distance may be calculated using the calculated time difference value.
  • the distance between the lighting device 100 and the terminal 200 may be calculated using the speed value and the time difference value of the terminal 200 measured by the acceleration sensor.
  • the incident distance calculator 241 calculates a difference value between the transmission time and the reception time by comparing the time when the illumination device 100 transmits the visible light signal with the time when the terminal 200 receives the visible light signal, The incident distance may be calculated using the calculated time difference value.
  • the incident angle calculator 242 calculates an incident angle formed between the horizontal direction in which the terminal 200 is located and the direction in which the visible light signal is incident. In detail, the incident angle calculator 242 calculates an incident angle by using an inclination value of the terminal 200 measured through a posture control related sensor such as a gyro sensor.
  • the error distance calculator 243 calculates an error distance between the position of the lighting apparatus 100 and the actual position of the terminal 200 by using the incident distance and the incident angle calculated above. This will be described in detail with reference to FIG. 4.
  • FIG. 4 is an exemplary view illustrating a process for calculating an error distance according to an embodiment of the present invention.
  • the lighting apparatus 100 broadcasts a visible light signal including the lighting position information, and upon request for providing the position information of the terminal, the terminal extracts the lighting position information included in the visible light signal received from the lighting apparatus 100. It can be provided as the location information of the terminal. This may provide illumination location information as the location information of the terminal when the location of the terminal corresponds to the reference numeral 400 of FIG. 4. However, if the position of the terminal corresponds to the reference numeral 401, the position of the terminal occurs an error distance from the position of the illumination.
  • the incident distance d between the lighting device 100 and the terminal at the position 401 and the incident angle ⁇ between the lighting apparatus 100 and the terminal at the position 401 are calculated, and the calculated incident
  • the error distance e may be calculated using the distance d and the incident angle ⁇ .
  • the error distance e is calculated through d ⁇ cos ⁇ .
  • the error distance calculator 243 uses the incident distance d calculated through the incident distance calculator 241 and the incident angle ⁇ calculated through the incident angle calculator 242 to determine the error distance d ⁇ cos ⁇ . Calculated by e.
  • the correction position calculator 244 calculates the correction position of the terminal 200 by reflecting the error distance calculated above in the illumination position information.
  • the memory unit 250 stores all data used in the terminal 200.
  • the memory unit 250 stores lighting position information included in the visible light signal received through the transceiver 220.
  • the display unit 260 displays the calculated correction position of the terminal 200 on the screen.
  • the display unit 260 may display the previously stored map information screen in advance, and display an icon indicating the calculated correction position together with the map information screen.
  • the present invention can accurately provide the position of the terminal indoors using visible light communication through the lighting device.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process for providing a corrected position of a terminal in a position correcting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the controller 210 determines whether a visible light signal is received through the transceiver 220 in step 500, and if the visible light signal is received, proceeds to step 503. If no visible light signal is received, the process proceeds to step 501.
  • step 501 the controller 210 counts the number of waits during the preset threshold time.
  • the threshold time means a preset time for counting the number of times to wait for reception of the visible light signal.
  • step 502 the controller 210 determines whether the counted waiting number is greater than or equal to the threshold number, and if the threshold count is greater than or equal to the threshold number, the controller 210 proceeds to step 503. .
  • the threshold number means a preset number of times for determining the reception of the visible light signal according to the counted waiting times.
  • control unit 210 extracts the illumination position information from the received visible light signal in step 503.
  • step 504 the controller 210 measures the moving speed of the terminal through the sensor unit 230, determines whether the measured moving speed is greater than or equal to a preset threshold speed, and proceeds to step 505 when the threshold speed is greater than or equal to the threshold speed. Proceed to step 506.
  • the threshold speed means a preset speed value in order to determine whether to perform the position correction of the terminal 200 according to the moving speed of the terminal 200.
  • step 505 the controller 210 displays the lighting position information as the position information of the terminal 200 through the display unit 260.
  • step 506 the controller 210 determines whether there is a position correction request from the terminal 200, and if there is a position correction request, proceeds to step 507. If there is no position correction request, the controller 210 proceeds to step 505. Is displayed as the location information of the terminal 200. In the case of the position correction request, the position correction may be performed when there is an input according to the position correction request from the user, but the position correction may be performed according to the inclination of the terminal 200.
  • the controller 210 determines that position correction is necessary and performs position correction for the terminal 200.
  • the controller 210 calculates an incident distance through the incident distance calculator 241 of the position corrector 240, and calculates an incident angle through the incident angle calculator 242.
  • the controller 210 calculates an error distance of the terminal 200 through the error distance calculator 243 using the calculated incident distance and the incident angle.
  • step 509 the control unit 210 calculates the correction position of the terminal 200 using the illumination position information and the calculated error distance through the correction position calculator 244, and then displays the calculated correction position through the display unit 260. Display.
  • step 510 the control unit 210 determines whether the position correction is completed, if it is completed, terminates the position correction operation of the terminal 200, and if not, determines whether the visible light signal is received in step 500. Proceed to step 510.
  • the present invention can accurately provide the position of the terminal indoors using visible light communication through the lighting device.

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Abstract

본 발명은 가시광 통신을 이용한 위치 보정 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 조명 장치로부터 조명 위치 정보를 포함하는 가시광 신호를 수신하여 수신된 가시광 신호로부터 조명 위치 정보를 추출하고, 위치 보정에 대한 요청이 있으면 추출된 조명 위치 정보를 이용하여 위치 보정 장치의 보정 위치를 산출함으로써 실내에서 사용자의 정확한 위치를 제공할 수 있게 된다.

Description

가시광 통신을 이용한 위치 보정 장치 및 방법
본 발명은 위치 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 가시광 통신을 이용하여 단말의 정확한 위치를 제공하기 위한 위치 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 송신기에서 LED 또는 LD(Laser Diode) 등을 광원으로 사용하여 가시광을 출력하고, 출력되는 가시광을 수신기에서 PD(Photo Detector) 등을 이용하여 처리함으로써 가시광 통신이 이루어진다.
이러한 가시광 통신은 최근 RF(Radio Frequency) 대역 주파수의 고갈, 다양한 무선 통신 기술 간의 혼선 가능성 및 통신의 보안성 요구 증대 등으로 인하여 더욱 관심이 증대되고 있다. 또한 LED 조명의 급속한 확산과 더불어 가시광 통신의 이용 또한 급속히 확산되고 있는 추세이다.
가시광 통신은 안전하며 그 사용 대역이 넓고 규제를 받지 않아 자유롭게 사용할 수 있다는 점 외에도 광이 도달하는 장소나 진행하는 방향을 볼 수 있기 때문에 정보의 수신범위를 정확하게 알 수 있다는 장점이 있다. 따라서 보안 측면에서도 신뢰할 수 있다. 또한 전력소모 측면에서도 저 전력으로 구동시킬 수 있는 장점이 있다.
그래서 RF 사용이 제한된 병원, 비행기 등에서도 적용이 가능하며, 전광판을 이용한 부가 정보 서비스도 제공 가능하다.
한편, 사용자가 휴대할 수 있는 이동단말기에는, 단순한 음성 통화 기능 이외에 메시지 송수신 기능, 무선 인터넷 기능, 측위 서비스 기능 등 사용자의 편의를 위한 부가적인 기능들이 탑재되고 있다.
상기와 같이 종래에는 측위 서비스는 전파, 빛 등의 매체를 이용하여 이동단말기 또는 사용자의 위치를 측정하거나 위치에 관한 정보를 제공하였다. GPS 신호를 이용한 네비게이션 시스템은 측위 서비스의 구현 예 중 하나이다. 이 네비게이션 시스템은 실외에서는 사용 가능하지만, 실내 또는 지하에서는 GPS 신호를 수신하지 못하여 사용할 수가 없다는 단점이 있다. 측위를 이용한 여러 가지 서비스들이 개발되고 있는 현실을 고려할 때 실내에서도 사용될 수 있는 측위 기술과 시스템의 개발 필요성이 증대되고 있다.
따라서, 본 발명은 실내에서도 단말의 위치를 정확하게 제공하기 위해 가시광 통신을 이용하여 위치 보정을 수행하는 장치 및 방법을 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 가시광 통신을 이용한 위치 보정을 위한 장치에 있어서, 조명 장치로부터 조명 위치 정보를 포함하는 가시광 신호를 수신하는 송수신부와, 상기 수신된 가시광 신호를 이용하여 상기 장치의 보정 위치를 산출하는 위치 보정부와, 상기 장치의 위치 제공 요청에 따라 상기 송수신부로부터 상기 가시광 신호가 수신되면 상기 가시광 신호로부터 상기 조명 위치 정보를 추출하고, 위치 보정에 대한 요청이 있으면 상기 장치의 보정 위치를 산출하도록 상기 위치 보정부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 위치 보정 장치에서 가시광 통신을 이용한 위치 보정을 위한 방법에 있어서, 조명 장치로부터 조명 위치 정보를 포함하는 가시광 신호를 수신하는 과정과, 상기 수신된 가시광 신호로부터 상기 조명 위치 정보를 추출하는 과정과, 위치 보정에 대한 요청이 있으면 상기 추출된 조명 위치 정보를 이용하여 상기 위치 보정 장치의 보정 위치를 산출하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 실내에서 조명 장치로부터 수신된 가시광 신호를 이용하여 사용자의 위치 정보 요청에 따라 사용자의 정확한 위치를 제공할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조명 장치와 단말의 구성도를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 가시광 통신을 이용한 위치 보정을 위한 단말의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 보정부의 상세 구성도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 오차 거리를 산출하기 위한 과정을 설명하는 예시도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 위치 보정 장치에서 단말의 보정 위치를 제공하기 위한 과정을 나타내는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예에서는 가시광 통신을 이용한 위치 보정 장치 및 방법을 제공한다. 가시광 통신을 이용한 단말의 위치 정보 제공은 조명의 위치 정보를 단말의 위치 정보로써 제공하기 때문에, 단말의 실제 위치가 조명의 위치와 다른 경우에도 조명으로부터 수신된 위치 정보를 단말의 위치 정보로 인식하는 경우가 발생한다. 이에 따라, 단말의 실제 위치 정보를 제공하기 위해서 본 발명에서는 조명의 위치와 단말의 실제 위치간의 오차 거리를 산출하고, 산출된 오차 거리를 기반으로 단말의 보정 위치를 산출함으로써 사용자에게 정확한 단말의 위치를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조명 장치와 단말의 구성도를 나타내는 도면이다.
조명 장치(100)는 미리 설정된 조명 위치 식별자를 포함하는 조명 위치 정보가 포함된 가시광 신호를 출력한다. 여기서, 조명 위치 식별자는 조명 장치(100)의 주소 정보, 건물 정보와 같은 조명이 위치한 위치 데이터를 포함한다.
단말(200)은 단말(200)의 위치 정보에 대한 제공 요청이 있으면 조명 장치(100)로부터 조명 위치 정보가 포함된 가시광 신호가 수신되는지 판단하여 가시광 신호가 수신되면 가시광 신호로부터 조명 위치 정보를 추출한다.
이후 단말(200)이 임계 속도 이상으로 이동 중이면 단말(200)은 추출된 조명 위치 정보를 단말(200)의 위치 정보로써 화면에 표시한다. 이때, 단말(200)은 가속도 측정 센서를 더 구비하고, 가속도 측정 센서를 통해서 단말의 이동 속도를 측정한다.
만약 단말(200)의 이동속도가 임계속도 미만이면 단말(200)은 위치 보정 요청이 있는지 판단하고, 위치 보정 요청이 있으면 수신된 가시광 신호의 입사 각도와 입사 거리를 산출한다. 여기서, 입사 각도는 단말(200)이 위치한 수평 방향과 가시광 신호가 입사된 방향이 이루는 각도를 의미하고, 입사 거리는 가시광 신호가 입사된 방향으로 조명 장치(100)와 단말(200)간의 거리를 의미한다.
단말(200)은 산출된 입사 각도와 입사 거리를 이용하여 단말(200)의 오차 거리를 산출하고, 산출된 오차 거리와 조명 위치 정보를 이용하여 단말(200)의 보정 위치를 산출한다.
이후 단말(200)은 산출된 보정 위치를 단말(200)의 화면에 표시한다. 예를 들어, 단말(200)은 지도 정보 화면에 산출된 보정 위치를 나타내는 아이콘을 표시할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 조명 장치를 통한 가시광 통신을 이용하여 실내에서 단말의 위치를 정확하게 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 가시광 통신을 이용한 위치 보정을 위한 단말(200)의 구성도를 나타낸다.
본 발명의 단말(200)은 제어부(210), 송수신부(220), 센서부(230), 위치 보정부(240), 메모리부(250), 표시부(260)를 포함한다.
제어부(210)는 단말(200)의 전반적인 동작을 제어하는데, 특히 단말(200)의 위치 정보 제공에 대한 요청이 있으면 송수신부(220)를 통해서 조명 위치 정보를 포함하는 가시광 신호가 수신되는지 판단하여 가시광 신호가 수신되면 수신된 가시광 신호로부터 조명 위치 정보를 추출한다. 여기서, 조명 위치 정보는 조명 장치(100)의 조명 위치 식별자를 포함하는데, 이러한 조명 위치 식별자는 조명 장치(100)의 주소 정보, 건물 정보와 같은 조명이 위치한 위치 데이터를 포함한다.
제어부(210)는 센서부(230)를 통해서 단말(200)의 이동 속도가 미리 설정된 임계 속도 이상인지를 측정하여 측정된 이동 속도가 임계 속도 이상이면 상기에서 추출된 조명 위치 정보를 단말(200)의 위치 정보로써 표시부(260)를 통해서 표시한다.
제어부(210)는 측정된 이동 속도가 임계 속도 미만이면 위치 보정을 위한 요청이 있는지 판단한다.
판단 결과, 위치 보정 요청이 있으면 제어부(210)는 위치 보정부(240)를 통해서 조명의 위치와 단말(200)의 실제 위치간의 오차 거리를 산출하고, 산출된 오차 거리를 이용하여 단말(200)의 보정 위치를 산출한다.
제어부(210)는 산출된 보정 위치를 표시부(260)를 통해서 화면에 표시한다.
송수신부(220)는 조명 장치(100)로부터 브로드캐스팅된 가시광 신호를 수신한다.
센서부(230)는 단말(200)의 방위를 측정하기 위한 지자기 센서, 단말(200)의 중력 가속도를 측정하는 가속도 센서, 단말(200)의 3축(x축, y축, z축)의 기울기를 측정할 수 있는 자이로 센서를 포함한다.
위치 보정부(240)는 제어부(210)의 제어에 따라 가시광 신호가 단말(200)의 카메라(도시하지 않음)를 통해서 입사한 입사 각도 및 입사 거리를 산출하고, 산출된 입사 각도 및 입사 거리를 이용하여 조명 장치(100)와 단말(200)간의 오차 거리를 산출한 후 산출된 오차 거리를 이용하여 단말(200)의 보정 거리를 산출한다. 이에 대해서, 구체적으로 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 보정부(240)의 상세 구성도를 나타낸다.
본 발명의 위치 보정부(240)는 입사 거리 산출부(241), 입사 각도 산출부(242), 오차 거리 산출부(243), 보정 위치 산출부(244)를 포함한다.
*입사 거리 산출부(241)는 조명 장치(100)에서 송신된 가시광 신호가 입사된 방향에 대응하는 조명 장치(100)와 단말(200)간의 입사 거리를 산출한다.
구체적으로, 입사 거리 산출부(241)는 다음의 3가지 방법으로 입사 거리를 산출할 수 있다.
입사 거리를 산출하는 방법에는 조명 장치(100)의 송신 전력과 단말(200)의 수신 전력을 이용하는 방법, 조명 장치(100)의 시간 정보와 단말(200)의 시간 정보를 이용하는 방법, 메시지 송수신에 의한 시간 차이를 이용하는 방법이 있다.
먼저, 입사 거리 산출부(241)는 조명 장치(100)의 송신 전력과 단말(200)의 수신 전력을 비교하여 송신 전력과 수신 전력간의 전력 차이값을 산출하고, 산출된 전력 차이값을 이용하여 입사 거리를 산출할 수 있다. 다시 말해서, 조명 장치(100)와 단말(200)에서 이용되는 송신 전력 및 수신 전력은 미리 표준화되어 정해지고, 전력은 거리의 제곱에 반비례하기 때문에 조명 장치(100)의 송신 전력과 단말(200)의 수신 전력간의 차이를 이용하여 조명 장치(100)와 단말(200)간에 거리를 산출할 수 있다.
또한, 입사 거리 산출부(241)는 조명 장치(100)에서 측정된 시간 정보와 단말(200)에서 측정된 시간 정보를 비교하여 조명 장치(100)와 단말(200)간의 시간 차이값을 산출하고, 산출된 시간 차이값을 이용하여 입사 거리를 산출할 수 있다. 다시 말해서, 속도는 거리/시간에 해당하므로, 가속도 센서를 통해서 측정된 단말(200)의 속도값과 시간 차이값을 이용하여 조명 장치(100)와 단말(200)간에 거리를 산출할 수 있다.
뿐만 아니라, 입사 거리 산출부(241)는 조명 장치(100)에서 가시광 신호를 송신한 시간과 단말(200)에서 가시광 신호를 수신한 시간을 비교하여 송신 시간과 수신 시간간의 차이값을 산출하고, 산출된 시간 차이값을 이용하여 입사 거리를 산출할 수 있다.
입사 각도 산출부(242)는 단말(200)이 위치한 수평 방향과 가시광 신호가 입사된 방향이 이루는 입사 각도를 산출한다. 구체적으로, 입사 각도 산출부(242)는 자이로 센서 등 자세 제어 관련 센서들을 통해서 측정된 단말(200)의 기울기 값을 이용하여 입사 각도를 산출한다.
오차 거리 산출부(243)는 상기에서 산출된 입사 거리와 입사 각도를 이용하여 조명 장치(100)의 위치와 단말(200)의 실제 위치와의 오차 거리를 산출한다. 이에 대해서 구체적으로 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 오차 거리를 산출하기 위한 과정을 설명하는 예시도이다.
조명 장치(100)는 조명 위치 정보를 포함하는 가시광 신호를 브로드캐스팅하고, 단말의 위치 정보 제공에 대한 요청이 있으면 단말은 조명 장치(100)로부터 수신된 가시광 신호에 포함된 조명 위치 정보를 추출하여 단말의 위치 정보로써 제공할 수 있다. 이는 단말의 위치가 도 4의 도면부호 400에 해당하는 경우 조명 위치 정보를 단말의 위치 정보로써 제공할 수 있다. 하지만, 단말의 위치가 도면부호 401에 해당하는 경우 단말의 위치는 조명의 위치와의 오차 거리가 발생한다.
오차 거리를 산출하기 위해서는 조명 장치(100)와 도면부호 401의 위치에 있는 단말간의 입사 거리 d와 조명 장치(100)와 도면부호 401의 위치에 있는 단말간의 입사 각도 θ를 산출하고, 산출된 입사 거리 d와 입사 각도 θ를 이용하여 오차 거리 e를 산출할 수 있다. 이때, 오차 거리 e는 d × cos θ를 통해서 산출한다.
즉, 오차 거리 산출부(243)는 입사 거리 산출부(241)를 통해서 산출된 입사 거리 d와 입사 각도 산출부(242)를 통해서 산출된 입사 각도 θ를 이용하여 d × cos θ 값을 오차 거리 e로써 산출한다.
보정 위치 산출부(244)는 상기에서 산출된 오차 거리를 조명 위치 정보에 반영하여 단말(200)의 보정 위치를 산출한다.
메모리부(250)는 단말(200)에서 이용되는 모든 데이터를 저장하는데, 특히 송수신부(220)를 통해서 수신된 가시광 신호에 포함된 조명 위치 정보를 저장한다.
표시부(260)는 산출된 단말(200)의 보정 위치를 화면에 표시한다. 이때, 표시부(260)는 미리 저장된 지도 정보 화면을 미리 표시하고, 산출된 보정 위치를 나타내는 아이콘을 지도 정보 화면과 함께 표시할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 조명 장치를 통한 가시광 통신을 이용하여 실내에서 단말의 위치를 정확하게 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 위치 보정 장치에서 단말의 보정 위치를 제공하기 위한 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5에 따르면, 제어부(210)는 단말의 위치 정보 제공에 대한 요청이 있으면 500단계에서 송수신부(220)를 통해서 가시광 신호가 수신되는지 여부를 판단하여 가시광 신호가 수신되면 503단계를 진행하고, 가시광 신호가 수신되지 않으면 501단계로 진행한다.
501단계에서 제어부(210)는 미리 설정된 임계 시간 동안 대기 횟수를 카운트 한다. 여기서, 임계 시간은 가시광 신호에 대한 수신을 대기하는 횟수를 카운트하기 위해 미리 설정된 시간을 의미한다.
502단계에서 제어부(210)는 카운트한 대기 횟수가 임계 횟수 이상인지 여부를 판단하여 임계 횟수 이상이면 503단계로 진행하고, 임계 횟수 미만이면 500단계로 진행하여 계속적으로 가시광 신호의 수신이 있는지 판단한다. 여기서, 임계 횟수는 카운트한 대기 횟수에 따라 가시광 신호의 수신을 판단하기 위해서 미리 설정된 횟수를 의미한다.
조명 장치(100)의 조명 위치 정보를 포함하는 가시광 신호가 수신되면 503단계에서 제어부(210)는 수신된 가시광 신호로부터 조명 위치 정보를 추출한다.
504단계에서 제어부(210)는 센서부(230)를 통해서 단말의 이동 속도를 측정하고, 측정된 이동 속도가 미리 설정된 임계 속도 이상인지를 판단하여 임계 속도 이상이면 505단계를 진행하고, 임계 속도 미만이면 506단계를 진행한다. 여기서, 임계 속도는 단말(200)의 이동 속도에 따라 단말(200)의 위치 보정을 수행할 것인지를 판단하기 위해서 미리 설정된 속도 값을 의미한다.
505단계에서 제어부(210)는 표시부(260)를 통해서 조명 위치 정보를 단말(200)의 위치 정보로써 표시한다.
506단계에서 제어부(210)는 단말(200)의 위치 보정 요청이 있는지 판단하여 위치 보정 요청이 있으면 507단계를 진행하고, 위치 보정 요청이 없으면 505단계로 진행하여 표시부(260)를 통해서 조명 위치 정보를 단말(200)의 위치 정보로써 표시한다. 위치 보정 요청의 경우, 사용자로부터 위치 보정 요청에 따른 입력이 있을 때 위치 보정을 수행할 수 있지만 단말(200)의 기울기에 따라 위치 보정을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 제어부(210)는 센서부(230)를 통해서 단말(200)의 기울기가 미리 설정된 임계 기울기 이상이면 위치 보정이 필요한 것으로 판단하고, 단말(200)에 대한 위치 보정을 수행한다.
507단계에서 제어부(210)는 위치 보정부(240)의 입사 거리 산출부(241)를 통해서 입사 거리를 산출하고, 입사 각도 산출부(242)를 통해서 입사 각도를 산출한다.
508단계에서 제어부(210)는 산출된 입사 거리와 입사 각도를 이용하여 오차 거리 산출부(243)를 통해서 단말(200)의 오차 거리를 산출한다.
509단계에서 제어부(210)는 보정 위치 산출부(244)를 통해서 조명 위치 정보와 산출된 오차 거리를 이용하여 단말(200)의 보정 위치를 산출한 후 산출된 보정 위치를 표시부(260)를 통해서 표시한다.
510단계에서 제어부(210)는 위치 보정이 완료되었는지 여부를 판단하여 완료되었으면 단말(200)의 위치 보정 동작을 종료하고, 완료되지 않았으면 500단계에서 가시광 신호가 수신되는지 여부를 판단하여 501단계~510단계를 진행한다.
이와 같이 본 발명은 조명 장치를 통한 가시광 통신을 이용하여 실내에서 단말의 위치를 정확하게 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 가시광 통신을 이용한 위치 보정 장치에 있어서,
    조명 장치로부터 조명 위치 정보를 포함하는 가시광 신호를 수신하는 송수신부와,
    상기 수신된 가시광 신호를 이용하여 상기 위치 보정 장치의 보정 위치를 산출하는 위치 보정부와,
    상기 송수신부로부터 상기 가시광 신호가 수신되면 상기 가시광 신호로부터 상기 조명 위치 정보를 추출하고, 위치 보정에 대한 요청에 따라 상기 위치 보정 장치의 보정 위치를 산출하도록 상기 위치 보정부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 보정 장치의 방위, 가속도, 기울기를 측정하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 보정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 센서부를 통해서 측정된 위치 보정 장치의 가속도가 미리 설정된 임계 속도 이상인지 판단하여 판단 결과 상기 측정된 가속도가 상기 임계 속도 이상이면 상기 추출된 조명 위치 정보를 상기 위치 보정 장치의 위치 정보로 출력하고, 상기 측정된 가속도가 상기 임계 속도 미만이면 상기 위치 보정 장치에 대한 위치 보정 요청이 있는지 판단하는 것을 특징으로 하는 위치 보정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 위치 보정 요청이 있으면 상기 위치 보정부를 통해서 상기 위치 보정 장치의 위치 보정을 수행하고, 상기 위치 보정 요청이 없으면 상기 추출된 조명 위치 정보를 상기 위치 보정 장치의 위치 정보로 출력하는 것을 특징으로 하는 위치 보정 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 센서부를 통해서 측정된 상기 위치 보정 장치의 기울기가 미리 설정된 임계 각도 이상이면 상기 위치 보정 요청이 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 위치 보정 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 위치 보정부는,
    상기 수신된 가시광 신호가 입사한 방향에 대응하는 상기 조명 장치와 상기 위치 보정 장치간의 입사 거리를 산출하는 입사 거리 산출부와,
    상기 위치 보정 장치가 위치한 수평 방향과 상기 수신된 가시광 신호가 입사한 방향 사이의 입사 각도를 산출하는 입사 각도 산출부와,
    상기 산출된 입사 거리와 상기 입사 각도를 이용하여 상기 위치 보정 장치의 오차 거리를 산출하는 오차 거리 산출부와,
    상기 산출된 오차 거리를 기반으로 상기 위치 보정 장치의 보정 위치를 산출하는 보정 위치 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 보정 장치.
  7. 위치 보정 장치에서 가시광 통신을 이용한 위치 보정 방법에 있어서,
    조명 장치로부터 조명 위치 정보를 포함하는 가시광 신호를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 가시광 신호로부터 상기 조명 위치 정보를 추출하는 과정과,
    위치 보정에 대한 요청이 있으면 상기 추출된 조명 위치 정보를 이용하여 상기 위치 보정 장치의 보정 위치를 산출하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위치 보정 장치의 방위, 가속도, 기울기 중 어느 하나를 측정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 측정된 위치 보정 장치의 가속도가 미리 설정된 임계 속도 이상인지 판단하는 과정과,
    판단 결과 상기 측정된 가속도가 상기 임계 속도 이상이면 상기 추출된 조명 위치 정보를 상기 위치 보정 장치의 위치 정보로 출력하는 과정과,
    상기 측정된 가속도가 상기 임계 속도 미만이면 상기 단말에 대한 위치 보정 요청이 있는지 판단하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    판단 결과 상기 위치 보정 요청이 있으면 상기 위치 보정 장치의 위치 보정을 수행하는 과정과,
    상기 위치 보정 요청이 없으면 상기 추출된 조명 위치 정보를 상기 위치 보정 장치의 위치 정보로 출력하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 측정된 상기 위치 보정 장치의 기울기가 미리 설정된 임계 각도 이상이면 상기 위치 보정 요청이 있다고 판단하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 위치 보정 장치의 보정 위치를 산출하는 과정은,
    상기 수신된 가시광 신호가 입사한 방향에 대응하는 상기 조명 장치와 상기 위치 보정 장치간의 입사 거리를 산출하는 과정과,
    상기 위치 보정 장치가 위치한 수평 방향과 상기 수신된 가시광 신호가 입사한 방향 사이의 입사 각도를 산출하는 과정과,
    상기 산출된 입사 거리와 상기 입사 각도를 이용하여 상기 위치 보정 장치의 오차 거리를 산출하는 과정과,
    상기 산출된 오차 거리를 기반으로 상기 위치 보정 장치의 보정 위치를 산출하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 위치 보정 방법.
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