KR101871052B1 - 하이브리드 실내 측위 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 실내 측위 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 측위 대상자의 신체 일부분에 부착되며, 외부로부터 UWB(Ultra Wide-Band) 신호를 송수신하는 UWB 태그와, 측위 대상자의 신체 일부분에 부착되며, 복수개의 센서들을 구비한 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU)를 이용하여 해당 측위 대상자의 측위 정보를 송출하는 PDR(Pedestrian Dead-Reckoning) 태그와, 실내의 특정 장소에 설치되며, UWB 태그로부터의 UWB 신호를 송수신하는 복수개의 UWB 엥커와, PDR 태그로부터 송출되는 해당 측위 대상자의 측위 정보를 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 움직임으로부터 정지, 점프, 걷기 또는 달리기 상태 중 적어도 하나의 움직임 상태를 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터 상기 UWB 태그의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 현재 위치를 측정하고, 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치가 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위를 벗어날 경우, UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단하는 실내 측위 모니터링 수단을 포함함으로써, 실내 측위 오차를 줄이고 실내 측위의 정밀도 및 정확도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

하이브리드 실내 측위 시스템 및 그 방법{HYBRID INDOOR POSITIONING SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 하이브리드 실내 측위 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서 기반의 실내 측위 정보와 UWB(Ultra Wide-Band) 기반의 실내 측위 정보를 함께 사용함으로써, 실내 측위 오차를 줄이고 실내 측위의 정밀도 및 정확도를 증가시킬 수 있도록 한 하이브리드 실내 측위 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 무선 및 이동통신 기술의 급속한 발전으로 정확한 위치 정보는 통신, 의료, 안전, 군용 등 많은 응용 분야에 매우 유용한 요소를 제공한다.
이러한 위치 정보 추정 또는 측위 기술은 일반적으로 사람이나 사물의 위치 또는 주변 물체와의 위치적 관계에 기반한 다양한 서비스를 제공할 수 있는 기술이다.
현재, 글로벌 측위 위성 시스템인 GPS(Global Positioning System)가 이를 위하여 일반화되어 있으나, GPS의 실내 측위 및 전력 소모 등의 한계성을 극복하기 위해, 최근 이동 통신망(Cellular Network), 무선 랜(WLAN: Wirelss Local Area Network), 초 광대역(UWB: Ultra-wideband) 통신, 블루투스(Bluetooth) 등 무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)를 이용한 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service), IMU(Inertial Measurement Unit) 센서를 이용한 보행자 추측 항법(Pedestrian Dead Reckoning, PDR)의 개발이 활발하게 논의되고 있다.
종래 실내 측위를 위해서 사용되는 여러 위치 측위 기술들은 모두 각각의 특성에 따라 장단점을 갖고 있다. 즉, 초 광대역(UWB)을 이용한 실내 측위 기술의 경우 정밀도가 매우 우수하나 UWB 엥커(Anchor)와 UWB 태그 사이의 가시거리(Line of Sight, LOS) 유무에 따라 측위 성능이 결정되며, 하드웨어적인 설치 부담이 큰 문제점이 있다.
또한, 초 광대역(UWB) 신호를 이용한 실내 측위 기술의 경우, 가시거리(LOS)가 확보될 때, 약 1m 내지 2m 내외의 매우 정밀도 있는 측위가 가능하지만, 비가시거리(non-Line of Sight, NLOS)일 경우 실내 측위 오차가 약 2m 내지 5m 이상 발생할 수 있으며, 특히 UWB 태그(tag)로부터의 신호를 송수신하는 UWB 엥커(Anchor)의 위치와 설치 개수에 따라 측위 오차는 매우 다양하게 발생한다.
한편, 측위 대상자인 사람에게 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 태그를 부착하여 움직임을 추정하는 보행자 추측 항법(PDR)을 이용한 실내 측위 기술의 경우, 초 광대역(UWB)을 이용한 실내 측위 기술의 경우보다 실내 측위 오차는 크고 하드웨어적인 설치 부담은 작다. 또한, 실내 측위 시간이 지날수록 드리프트(drift) 오차가 커지는 문제점이 있다.
국내 등록특허 제10-1635421호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서 기반의 실내 측위 정보와 UWB(Ultra Wide-Band) 기반의 실내 측위 정보를 상호 보완하고 이를 함께 사용함으로써, 실내 측위 오차를 줄이고 실내 측위의 정밀도 및 정확도를 증가시킬 수 있도록 한 하이브리드 실내 측위 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 측위 대상자의 신체 일부분에 부착되며, 외부로부터 UWB(Ultra Wide Band) 신호를 송수신하는 UWB 태그; 측위 대상자의 신체 일부분에 부착되며, 복수개의 센서들을 구비한 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU)를 이용하여 해당 측위 대상자의 측위 정보를 송출하는 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 태그; 실내의 특정 장소에 설치되며, 상기 UWB 태그로부터의 UWB 신호를 송수신하는 복수개의 UWB 엥커; 및 상기 PDR 태그로부터 송출되는 해당 측위 대상자의 측위 정보를 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 움직임으로부터 정지, 점프, 걷기 또는 달리기 상태 중 적어도 하나의 움직임 상태를 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터 상기 UWB 태그의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 현재 위치를 측정하고, 상기 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치가 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위를 벗어날 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단하는 실내 측위 모니터링 수단을 포함하는 하이브리드 실내 측위 시스템을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치가 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위 내에 존재할 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 정상 측위 상태로 판단하고, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정함이 바람직하다.
바람직하게, 상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 작을 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 상태로 판단하고, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치와 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 조합하여 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정할 수 있다.
바람직하게, 상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 상태로 판단할 경우, 하기의 식 1에 의해 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위(P(x,y)) 정보로 결정할 수 있다.
(식 1)
Figure 112016100699848-pat00001
여기서, 상기 PUWB(x,y)는 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이고, 상기 PPDU(x,y)는 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이며, 상기 α는 측위 비율을 조절하기 위한 가중치 변수로서 0.5 내지 0.9 범위로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 클 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 비정상 측위 상태로 판단하고, 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정할 수 있다.
바람직하게, 상기 실내 측위 모니터링 수단은, 각 UWB 엥커로부터 상기 UWB 태그의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 삼변 측량법(Trilateration Method)을 이용하여 해당 측위 대상자의 현재 위치를 측정할 수 있다.
바람직하게, 상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 복수개의 UWB 엥커 중 적어도 하나의 UWB 엥커와 유선 또는 무선 통신방식으로 연결된 별도의 장치 또는 서버로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 설정된 임계값(TLOS)은, 10dB 내지 16dB 범위로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위는, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 정지 또는 점프 상태일 경우 0.5m 내지 1.5m 범위로 이루어질 수 있고, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 걷기 상태일 경우 2.5m 내지 3.5m 범위로 이루어질 수 있으며, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 달리기 상태일 경우 4.5m 내지 5.5m 범위로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 UWB 태그 및 상기 PDR 태그는 하나의 전자기기에 포함되어 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 전자기기는, 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad), 스마트 노트(Smart Note) 또는 스마트 기어(Smart Gear) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 UWB 태그 및 상기 PDR 태그는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 상호 연결된 형태로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 관성측정장치(IMU)는, 3축 가속도계 센서, 3축 각속도계 센서 또는 3축 지자기계 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 측위 대상자에 부착되는 UWB(Ultra Wide Band) 태그 및 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 태그와, 실내의 특정 장소에 설치되는 복수개의 UWB 엥커와, 별도의 실내 측위 모니터링 수단을 포함하는 시스템을 이용한 하이브리드 실내 측위 방법으로서, (a) 각 UWB 엥커를 통해 해당 측위 대상자에 부착된 UWB 태그로부터의 UWB 신호를 송수신하는 단계; (b) 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 PDR 태그로부터 송출되는 해당 측위 대상자의 측위 정보를 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 움직임으로부터 정지, 점프, 걷기 또는 달리기 상태 중 적어도 하나의 움직임 상태를 판단하는 단계; (c) 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 단계(a)에서 수신된 상기 UWB 태그의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 현재 위치를 측정하는 단계; 및 (d) 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 단계(c)에서 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치가 상기 단계(b)에서 판단된 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위를 벗어날 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 단계(c) 이후에, 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 단계(c)에서 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치가 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위 내에 존재할 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 정상 측위 상태로 판단하고, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 단계를 더 포함함이 바람직하다.
바람직하게, 상기 단계(d) 이후에, 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 작을 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 상태로 판단하고, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치와 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 조합하여 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 상태로 판단할 경우, 하기의 식 1에 의해 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위(P(x,y)) 정보로 결정할 수 있다.
(식 1)
Figure 112016100699848-pat00002
여기서, 상기 PUWB(x,y)는 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이고, 상기 PPDU(x,y)는 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이며, 상기 α는 측위 비율을 조절하기 위한 가중치 변수로서 0.5 내지 0.9 범위로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 설정된 임계값(TLOS)은, 10dB 내지 16dB 범위로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(d) 이후에, 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 클 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 비정상 측위 상태로 판단하고, 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 설정된 임계값(TLOS)은, 10dB 내지 16dB 범위로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(c)에서, 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 각 UWB 엥커로부터 상기 UWB 태그의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 삼변 측량법(Trilateration Method)을 이용하여 해당 측위 대상자의 현재 위치를 측정할 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(d)에서, 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위는, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 정지 또는 점프 상태일 경우 0.5m 내지 1.5m 범위로 이루어질 수 있고, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 걷기 상태일 경우 2.5m 내지 3.5m 범위로 이루어질 수 있으며, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 달리기 상태일 경우 4.5m 내지 5.5m 범위로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(b)에서, 상기 PDR 태그로부터 송출되는 해당 측위 대상자의 측위 정보는, 3축 가속도계 센서, 3축 각속도계 센서 또는 3축 지자기계 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하는 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU)를 이용할 수 있다.
본 발명의 제3 측면은, 상술한 하이브리드 실내 측위 방법을 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명에 따른 하이브리드 실내 측위 방법은 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록매체에 컴퓨터로 판독할 수 있는 코드로 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
예컨대, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 롬(ROM), 램(RAM), 시디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 하드디스크, 플로피 디스크, 이동식 저장장치, 비휘발성 메모리(Flash Memory), 광 데이터 저장장치 등이 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 하이브리드 실내 측위 시스템 및 그 방법에 따르면, IMU(Inertial Measurement Unit) 센서 기반의 실내 측위 정보와 UWB(Ultra Wide-Band) 기반의 실내 측위 정보를 상호 보완하고 이를 함께 사용함으로써, 실내 측위 오차를 줄이고 실내 측위의 정밀도 및 정확도를 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 라인 오브 사이트(LOS)가 확보되지 않거나 무선 전송이 신뢰할 수 없는 공간에서도 약 2m 내지 3m 이내의 실내 측위 오차 범위내에서 IoT(Internet of Things) 기술을 이용한 시각 장애인용 실내 네비게이션과 위치 기반 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 7m구간에서 무선 구간 가시거리(LOS)가 확보되지 않을 때 UWB 엥커로부터 수신한 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 7m구간에서 무선 구간 가시거리(LOS)가 확보되지 않을 때 UWB 엥커로부터 수신한 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이(PRX-PFP) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이고, 도 2는 7m구간에서 무선 구간 가시거리(LOS)가 확보되지 않을 때 UWB 엥커로부터 수신한 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 결과를 나타낸 그래프이며, 도 3은 7m구간에서 무선 구간 가시거리(LOS)가 확보되지 않을 때 UWB 엥커로부터 수신한 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이(PRX-PFP) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 시스템은, 크게 UWB(Ultra Wide Band) 태그(100), PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 태그(200), 복수개의 UWB 엥커(Anchor)(300-1 내지 300-3), 및 실내 측위 모니터링 수단(400) 등을 포함하여 이루어진다. 한편, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 시스템은 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 시스템의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
UWB 태그(100)는 측위 대상자(10)의 신체 일부분(예컨대, 신발, 허리띠 등)에 부착되어 있으며, 외부로부터 UWB 신호를 송수신하는 기능을 수행한다.
이러한 UWB 태그(100)는 반송파를 사용하지 않고 일정한 주기와 파형을 가지고 있는 전기적인 펄스를 수 ns(nano second) 이하의 짧은 펄스를 사용하여 데이터를 기저대역으로 송수신하는 통신방식인 초광대역 임펄스 라디오 통신 방식에 따라 아주 짧은 무선 펄스를 연속적으로 복수개의 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로 전송하게 된다.
상기 연속적인 펄스는 수 ㎓의 광대역 스펙트럼을 차지하는 반면, 매우 낮은 전력 밀도를 갖는다. UWB 태그(100)를 포함하는 시스템은 거리 분해력이 매우 우수해 신호의 전달시간을 정확히 추정할 수 있기 때문에 위치 인식 시스템으로 적합하다. 그리고, UWB 신호는 낮은 중심 주파수에서 동작해 투과력이 우수하므로 가시거리(Line of Sight, LOS) 상황이 아닌 실내 환경이나 그늘진 환경에서도 위치 인식 정확도가 뛰어나다.
또한, UWB 태그(100)를 포함하는 시스템은 RF 통신기술과 달리 반송파를 사용하지 않으므로, 중간주파수 모듈(IF module)이 필요 없는 간단한 무선구조로 설계할 수 있다.
즉, UWB 태그(100)는 복수개의 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터 수신되는 UWB 임펄스 신호를 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로 선택적으로 반사함으로써 태그 정보 등을 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로 전송하게 된다.
PDR 태그(200)는 측위 대상자(10)의 신체 일부분(예컨대, 신발, 허리띠 등)에 부착되어 있으며, 복수개의 센서들을 구비한 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU)(미도시)를 이용하여 해당 측위 대상자(10)의 측위 정보를 송출하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 관성측정장치(IMU)는 비행기 또는 군사용 무기 제어나 시뮬레이션 장치의 자세 측정으로 사용되는 장치로서, 예컨대, 3축 가속도계 센서, 3축 각속도계 센서 또는 3축 지자기계 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함함이 바람직하며, 진행 방향, 횡 방향, 높이 방향의 가속도와 롤링(Roll), 피칭(Pitch), 요(Yaw) 각속도의 측정이 가능하다.
이러한 관성측정장치(IMU)를 이용하여 측위 대상자의 걸음 검출, 진행 방향 추정이 가능하며, 측위 대상자(10)의 걸음 검출은 통상적인 피크 검출 기법, 일정 구간 검출 기법 또는 영교차 검출 기법 등을 통해서 가능하다.
상기와 같이 구성된 UWB 태그(100) 및 PDR 태그(200)는 하나의 전자기기(미도시)에 포함되어 이루어지거나, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 상호 연결된 형태로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 전자기기는 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad), 스마트 노트(Smart Note) 또는 스마트 기어(Smart Gear) 중 적어도 어느 하나의 이동 단말 장치로 이루어짐이 바람직하며, 이외에도 팜(Palm) PC, 모바일 게임기(Mobile play-station), 통신 기능이 있는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)폰, 태블릿 PC, 아이패드(iPad) 등 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3) 및/또는 실내 측위 모니터링 수단(400)에 접속하기 위한 사용자 인터페이스를 갖는 모든 유무선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있다.
한편, 상기 전자기기가 스마트폰으로 이루어질 경우, 상기 스마트폰은 일반 핸드폰(일명 피처폰(feature phone))과는 달리 사용자가 원하는 다양한 어플리케이션(Application) 프로그램을 다운로드받아 자유롭게 사용하고 삭제가 가능한 오픈 운영체제를 기반으로 한 폰(Phone)으로서, 일반적으로 사용되는 음성/영상통화, 인터넷 데이터통신 등의 기능뿐만 아니라, 모바일 오피스 기능을 갖춘 모든 모바일 폰 또는 음성통화 기능이 없으나 인터넷 접속 가능한 모든 인터넷폰 또는 테블릿 PC(Tablet PC)를 포함하는 통신기기로 이해함이 바람직하다.
이러한 스마트폰은 다양한 개방형 운영체제를 탑재한 스마트폰으로 구현될 수 있으며, 상기 개방형 운영체제로는 예컨대, 노키아(NOKIA)사의 심비안, 림스(RIMS)사의 블랙베리, 애플(Apple)사의 아이폰, 마이크로소프트사(MS)의 윈도즈 모바일, 구글(Google)사의 안드로이드, 삼성전자의 바다 등으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 스마트폰은 개방형 운영체제를 사용하므로 폐쇄적인 운영체제를 가진 휴대폰과 달리 사용자가 임의로 다양한 어플리케이션 프로그램을 설치하고 관리할 수 있다.
즉, 전술한 상기 스마트폰은 기본적으로 제어부, 메모리부, 화면출력부, 키입력부, 사운드 출력부, 사운드 입력부, 카메라부, 무선망 통신모듈, 근거리 무선 통신모듈, 관성측정장치(IMU) 및 전원 공급을 위한 배터리 등을 구비한다.
상기 제어부는 스마트폰의 동작을 제어하는 기능 구성의 총칭으로서, 적어도 하나의 프로세서와 실행 메모리를 포함하며, 스마트폰에 구비된 각 기능 구성부와 버스(BUS)를 통해 연결된다.
이러한 상기 제어부는 상기 프로세서를 통해 스마트폰에 구비되는 적어도 하나의 프로그램 코드를 상기 실행 메모리에 로딩하여 연산하고, 그 결과를 상기 버스를 통해 적어도 하나의 기능 구성부로 전달하여 스마트폰의 동작을 제어한다.
상기 메모리부는 스마트폰에 구비되는 비휘발성 메모리의 총칭으로서, 상기 제어부를 통해 실행되는 적어도 하나의 프로그램 코드와, 상기 프로그램 코드가 이용하는 적어도 하나의 데이터 셋트를 저장하여 유지한다. 상기 메모리부는 기본적으로 스마트폰의 운영체제에 대응하는 시스템 프로그램 코드와 시스템 데이터 셋트, 스마트폰의 무선 통신 연결을 처리하는 통신 프로그램 코드와 통신 데이터 셋트 및 적어도 하나의 응용프로그램 코드와 응용 데이터 셋트를 저장하며, 본 발명을 구현하기 위한 프로그램 코드와 데이터 셋트 역시 상기 메모리부에 저장된다.
상기 화면 출력부는 화면출력 장치(예컨대, LCD(Liquid Crystal Display) 장치)와 이를 구동하는 출력 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 화면 출력에 대응하는 연산 결과를 상기 화면출력 장치로 출력한다.
상기 키입력부는 적어도 하나의 키 버튼을 구비한 키 입력장치(또는 상기 화면 출력부와 연동하는 터치스크린 장치)와 이를 구동하는 입력 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산을 명령하는 명령을 입력하거나, 또는 상기 제어부의 연산에 필요한 데이터를 입력한다.
상기 사운드 출력부는 사운드 신호를 출력하는 스피커와 상기 스피커를 구동하는 사운드 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 사운드 출력에 대응하는 연산 결과를 상기 스피커를 통해 출력한다. 상기 사운드 모듈은 기 스피커를 통해 출력할 사운드 데이터를 디코딩(Decoding)하여 사운드 신호로 변환한다.
상기 사운드 입력부는 사운드 신호를 입력받는 마이크로폰과 상기 마이크로폰을 구동하는 사운드 모듈로 구성되며, 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 사운드 데이터를 상기 제어부로 전달한다. 상기 사운드 모듈은 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 사운드 신호를 엔코딩(Encoding)하여 부호화한다.
상기 카메라부는 광학부와 CCD(Charge Coupled Device)와 이를 구동하는 카메라 모듈로 구성되며, 상기 광학부를 통해 상기 CCD에 입력된 비트맵 데이터를 획득한다. 상기 비트맵 데이터는 정지 영상의 이미지 데이터와 동영상 데이터를 모두 포함할 수 있다.
상기 무선망 통신모듈은 무선 통신을 연결하는 통신 구성의 총칭으로서, 특정 주파수 대역의 무선 주파수 신호를 송수신하는 안테나, RF모듈, 기저대역모듈, 신호처리모듈을 적어도 하나 포함하여 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 무선 통신에 대응하는 연산 결과를 무선 통신을 통해 전송하거나, 또는 무선 통신을 통해 데이터를 수신하여 상기 제어부로 전달함과 동시에, 상기 무선 통신의 접속, 등록, 통신, 핸드오프의 절차를 유지한다.
또한, 상기 무선망 통신모듈은 CDMA/WCDMA 규격에 따라 이동 통신망에 접속, 위치등록, 호처리, 통화연결, 데이터통신, 핸드오프를 적어도 하나 수행하는 이동 통신 구성을 포함한다. 한편, 당업자의 의도에 따라 상기 무선망 통신모듈은 IEEE 802.16 규격에 따라 휴대인터넷에 접속, 위치등록, 데이터통신, 핸드오프를 적어도 하나 수행하는 휴대 인터넷 통신 구성을 더 포함할 수 있으며, 상기 무선망 통신모듈이 제공하는 무선 통신 구성에 의해 본 발명이 한정되지 아니함을 명백히 밝혀두는 바이다.
상기 근거리 무선 통신모듈은 일정 거리 이내에서 무선 주파수 신호를 통신매체로 이용하여 통신세션을 연결하는 근거리 무선 통신모듈로 구성되며, 바람직하게는 ISO 180000 시리즈 규격의 RFID 통신, 블루투스 통신, 와이파이 통신, 공중 무선 통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 근거리 무선 통신모듈은 상기 무선망 통신모듈과 통합될 수 있다.
다른 한편, 상기 유선 또는 무선 네트워크는 이더넷(Ethernet) 또는 이동 통신망 등으로 이루어짐이 바람직하며, 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망일 수 있으며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 와이파이(Wi-Fi), 와이기그(WiGig), 와이브로(Wireless Broadband Internet, Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등을 포함하는 차세대 무선망일 수 있다.
상기 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service) 등을 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미하며, UWB 태그(100)와 PDR 태그(200) 간에 서로 접속될 수 있게 하는 환경을 제공한다. 한편, 상기 인터넷은 유선 또는 무선 인터넷일 수도 있고, 이외에도 유선 공중망, 무선 이동 통신망, 또는 휴대 인터넷 등과 통합된 코어망 일 수도 있다.
만약, 상기 유선 또는 무선 네트워크가 이동 통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 상기 이동 통신망은 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망, 5G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP 망일 수 있다. 이러한 상기 유선 또는 무선 네트워크는 UWB 태그(100)와 PDR 태그(200) 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 수행한다.
복수개의 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)는 실내의 특정 장소에 설치되어 있으며, UWB 태그(100)로부터의 UWB 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 한편, 도 1에서는 설명의 편의상 3개의 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로 구현하였지만, 이에 국한하지 않는다.
또한, 복수개의 UWB 엥커(300-1 내지 300-3) 중 적어도 하나의 UWB 엥커는 UWB 태그(100)로부터의 UWB 신호를 유선 또는 무선 통신 방식을 이용하여 실내 측위 모니터링 수단(400)으로 전송하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 유선 통신 방식은 USB(Universal Serial Bus) 통신으로 이루어짐이 바람직하고, 상기 무선 통신 방식은 예컨대, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 비콘(Beacon), RFID(Radio Frequency Identification), UWB(Ultra Wideband) 또는 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신 중 적어도 하나의 근거리 무선 통신 방식 또는 장거리 무선 통신 방식 등을 이용하여 실내 측위 모니터링 수단(400)과 데이터 통신을 수행함이 바람직하다.
그리고, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 PDR 태그(200)로부터 송출되는 해당 측위 대상자(10)의 측위 정보를 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자(10)의 움직임으로부터 정지(halt), 점프(jumping), 걷기(walking) 또는 달리기(running) 상태 중 적어도 하나의 움직임 상태를 판단하는 기능을 수행한다.
또한, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 해당 측위 대상자(10)의 움직임 상태를 판단한 후, 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터 UWB 태그(100)의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자(100)의 현재 위치를 측정하는 기능을 수행한다.
또한, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치가 해당 측위 대상자(10)의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위를 벗어날 경우, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(uncertain status, Su) 또는 비정상 측위(abnormal status, Sa) 상태로 판단하는 기능을 수행한다.
즉, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 PDR 태그(200)를 통해 감지된 측위 대상자(10)의 움직임 상태가 정지 상태이거나 점프 상태임을 판단한 시점이후, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과도 현재 위치에서 미리 설정된 허용범위(δhj) 이내에 존재해야 한다.
만약, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치가 미리 설정된 허용범위(δhj)를 벗어날 경우, 이는 해당 측위 대상자(10)가 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터 가시거리(LOS)가 확보되지 않았거나, 무선 신호가 열악한 상황일 수 있다. 즉, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과는 불확실 측위(uncertain status, Su) 상태 또는 비정상 측위(abnormal status, Sa) 상태에 해당된다. 이때, 상기 미리 설정된 기준 허용범위(δhj)는 약 0.5m 내지 1.5m 범위(바람직하게, 약 1m 정도)로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 PDR 태그(200)를 통해 감지된 측위 대상자(10)의 움직임 상태가 걷고 있는 상태임을 판단한 시점이후, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과도 현재 위치에서 미리 설정된 허용범위(δhj) 이내에 존재해야 한다.
만약, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치가 미리 설정된 허용범위(δw)를 벗어날 경우, 이는 해당 측위 대상자(10)가 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터 가시거리(LOS)가 확보되지 않았거나, 무선 신호가 열악한 상황일 수 있다. 즉, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과는 불확실 측위(uncertain status, Su) 상태 또는 비정상 측위(abnormal status, Sa) 상태에 해당된다. 이때, 상기 미리 설정된 기준 허용범위(δw)는 약 2.5m 내지 3.5m 범위(바람직하게, 약 3m 정도)로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 PDR 태그(200)를 통해 감지된 측위 대상자(10)의 움직임 상태가 달리고 있는 상태임을 판단한 시점이후, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과도 현재 위치에서 미리 설정된 허용범위(δr) 이내에 존재해야 한다.
만약, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치가 미리 설정된 허용범위(δr)를 벗어날 경우, 이는 해당 측위 대상자(10)가 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터 가시거리(LOS)가 확보되지 않았거나, 무선 신호가 열악한 상황일 수 있다. 즉, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과는 불확실 측위(uncertain status, Su) 상태 또는 비정상 측위(abnormal status, Sa) 상태에 해당된다. 이때, 상기 미리 설정된 기준 허용범위(δr)는 약 4.5m 내지 5.5m 범위(바람직하게, 약 5m 정도)로 이루어짐이 바람직하다.
한편, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치가 해당 측위 대상자(10)의 움직임 상태(예컨대, 정지, 점프, 걷기 또는 달리기 등)에 따라 미리 설정된 기준 허용범위(δhj, δw, δr) 내에 존재할 경우, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 정상 측위(normal status, Sn) 상태로 판단할 수 있고, UWB 태그(100)를 통go 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과 즉, 현재 위치를 해당 측위 대상자(10)의 최종 실내 측위 정보로 결정할 수 있다.
또한, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(uncertain status, Su) 상태 또는 비정상 측위(abnormal status, Sa) 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(RX power level in dBm, PRX)와 최단경로 수신신호 세기(first path power level in dBm, PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 작을 경우, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(uncertain status, Su) 상태로 판단할 수 있고, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치와 PDR 태그(200)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치를 조합하여 해당 측위 대상자(10)의 최종 실내 측위 정보로 결정할 수 있다. 이때, 상기 미리 설정된 임계값(TLOS)은 약 10dB 내지 16dB 범위(바람직하게, 13dB 정도)로 이루어짐이 바람직하고, 실내 측위 환경에 따라 달라질 수 있다.
즉, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(uncertain status, Su) 상태로 판단할 경우, 하기의 식 1에 의해 해당 측위 대상자(10)의 최종 실내 측위(P(x,y)) 정보로 결정할 수 있다.
(식 1)
Figure 112016100699848-pat00003
여기서, 상기 PUWB(x,y)는 UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치 좌표값이고, 상기 PPDU(x,y)는 PDR 태그(200)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치 좌표값이며, 상기 α는 측위 비율을 조절하기 위한 가중치 변수로서 0.5 내지 0.9 범위로 이루어질 수 있다.
또한, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(uncertain status, Su) 상태 또는 비정상 측위(abnormal status, Sa) 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-N)로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 클 경우, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 비정상 측위(abnormal status, Sa) 상태로 판단하고, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 신뢰하지 않고, PDR 태그(200)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 신뢰하여, PDR 태그(200)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치를 해당 측위 대상자(10)의 최종 실내 측위 정보로 결정할 수 있다.
또한, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터 UWB 태그(100)의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 삼변 측량법(Trilateration Method)을 이용하여 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치를 측정할 수 있다.
또한, 실내 측위 모니터링 수단(400)은 복수개의 UWB 엥커(300-1 내지 300-3) 중 적어도 하나의 UWB 엥커와 유선 또는 무선 통신방식으로 연결된 별도의 장치(Device) 또는 서버(Server) 형태로 이루어질 수 있다.
예컨대, 실내 측위 모니터링 수단(400)이 별도의 장치(Device) 형태로 이루어질 경우, 해당 측위 대상자(10)가 소지하고 다닐 수 있도록 전술한 전자기기 형태로 구현함이 바람직하다.
이하에는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 방법은, 먼저, 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)를 통해 해당 측위 대상자(10)에 부착된 UWB 태그(100)로부터의 UWB 신호를 송수신한다(S100).
이후에, 실내 측위 모니터링 수단(400)을 통해 PDR 태그(200)로부터 송출되는 해당 측위 대상자(10)의 측위 정보를 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자(10)의 움직임으로부터 정지, 점프, 걷기 또는 달리기 상태 중 적어도 하나의 움직임 상태를 판단한다(S200).
이때, 상기 단계S200에서, PDR 태그(200)로부터 송출되는 해당 측위 대상자(10)의 측위 정보는 예컨대, 3축 가속도계 센서, 3축 각속도계 센서 또는 3축 지자기계 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하는 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU)를 이용함이 바람직하다.
그런 다음, 실내 측위 모니터링 수단(400)을 통해 상기 단계S100에서 수신된 UWB 태그(100)의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치를 측정한다(S300).
이때, 상기 단계S300에서, 실내 측위 모니터링 수단(400)을 통해 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터 UWB 태그(100)의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 삼변 측량법(Trilateration Method)을 이용하여 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치를 측정함이 바람직하다.
다음으로, 실내 측위 모니터링 수단(400)을 통해 상기 단계S300에서 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치가 상기 단계S200에서 판단된 해당 측위 대상자(10)의 움직임 상태(예컨대, 정지, 점프, 걷기 또는 달리기 등)에 따라 미리 설정된 기준 허용범위(δhj, δw, δr)를 벗어날 경우, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(Su) 상태 또는 비정상 측위(Sa) 상태로 판단한다(S400).
이때, 상기 단계S400에서, 해당 측위 대상자(10)의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위(δhj, δw, δr)는 다음과 같이 이루어질 수 있다.
즉, 해당 측위 대상자(10)의 움직임 상태가 정지 또는 점프 상태일 경우, 상기 미리 설정된 기준 허용범위(δhj)는 약 0.5m 내지 1.5m 범위(바람직하게, 약 1m 정도)로 이루어질 수 있다.
또한, 해당 측위 대상자(10)의 움직임 상태가 걷기 상태일 경우, 상기 미리 설정된 기준 허용범위(δw)는 약 2.5m 내지 3.5m 범위(바람직하게 약 3m 정도)로 이루어질 수 있다.
또한, 해당 측위 대상자(10)의 움직임 상태가 달리기 상태일 경우, 상기 미리 설정된 기준 허용범위(δr)는 약 4.5m 내지 5.5m 범위(바람직하게, 약 5m 정도)로 이루어질 수 있다.
추가적으로, 상기 단계S300 이후에, 실내 측위 모니터링 수단(400)을 통해 상기 단계S300에서 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치가 해당 측위 대상자(10)의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위(δhj, δw, δr) 내에 존재할 경우, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 정상 측위(Sn) 상태로 판단하고, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치를 해당 측위 대상자(10)의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 단계S400 이후에, 실내 측위 모니터링 수단(400)을 통해 UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(Su) 상태 또는 비정상 측위(Sa) 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 작을 경우, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(Su) 상태로 판단하고, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치와 PDR 태그(200)를 통해 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치를 조합하여 해당 측위 대상자(10)의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 한편, 상기 미리 설정된 임계값(TLOS)은 약 10dB 내지 16dB 범위(바람직하게, 13dB 정도)로 이루어짐이 바람직하고, 실내 측위 환경에 따라 달라질 수 있다.
이때, 실내 측위 모니터링 수단(400)을 통해 UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(Su) 상태로 판단할 경우, 하기의 식 1에 의해 해당 측위 대상자(10)의 최종 실내 측위(P(x,y)) 정보로 결정함이 바람직하다.
(식 1)
Figure 112016100699848-pat00004
여기서, 상기 PUWB(x,y)는 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이고, 상기 PPDU(x,y)는 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이며, 상기 α는 측위 비율을 조절하기 위한 가중치 변수로서 0.5 내지 0.9 범위로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 단계S400 이후에, 실내 측위 모니터링 수단(400)을 통해 UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 불확실 측위(Su) 상태 또는 비정상 측위(Sa) 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커(300-1 내지 300-3)로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 클 경우, UWB 태그(100)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 실내 측위 결과를 비정상 측위(Sa) 상태로 판단하고, PDR 태그(200)를 통해 측정된 해당 측위 대상자(10)의 현재 위치를 해당 측위 대상자(10)의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 시스템 및 그 방법은, 기존의 실내 측위 기술들 중에서 UWB 레인징과 IMU 센서 기반의 2가지 실내 측위 기술을 활용한 것으로서, UWB 태그(100)를 이용한 고정밀한 UWB 기반의 실내 측위 결과를 먼저 우선적으로 사용하게 되나, 가시거리(LOS)가 확보되지 않거나 무선 전송이 신뢰할 수 없는 공간에서는 PDR 태그(200)를 이용한 IMU 센서 기반의 실내 측위 결과로 얻는 위치 정보를 활용한다.
이에 따라, 가시거리(LOS)가 확보되지 않거나 무선 전송이 신뢰할 수 없는 공간에서도 약 2m 내지 3m 이내의 측위 오차 범위 내에서 실내 네비게이션과 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 실내 측위 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
예컨대, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 롬(ROM), 램(RAM), 시디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 이동식 저장장치, 비휘발성 메모리(Flash Memory), 광 데이터 저장장치 등이 있다.
또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 하이브리드 실내 측위 시스템 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 : UWB 태그,
200 : PDR 태그,
300-1 내지 300-3 : UWB 엥커,
400 : 실내 측위 모니터링 수단

Claims (24)

  1. 측위 대상자의 신체 일부분에 부착되며, 외부로부터 UWB(Ultra Wide Band) 신호를 송수신하는 UWB 태그;
    측위 대상자의 신체 일부분에 부착되며, 복수개의 센서들을 구비한 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU)를 이용하여 해당 측위 대상자의 측위 정보를 송출하는 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 태그;
    실내의 특정 장소에 설치되며, 상기 UWB 태그로부터의 UWB 신호를 송수신하는 복수개의 UWB 엥커; 및
    상기 PDR 태그로부터 송출되는 해당 측위 대상자의 측위 정보를 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 움직임으로부터 정지, 점프, 걷기 또는 달리기 상태 중 적어도 하나의 움직임 상태를 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터 상기 UWB 태그의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 현재 위치를 측정하고, 상기 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치가 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위를 벗어날 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단하는 실내 측위 모니터링 수단을 포함하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치가 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위 내에 존재할 경우,
    상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 정상 측위 상태로 판단하고, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 작을 경우,
    상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 상태로 판단하고, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치와 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 조합하여 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 상태로 판단할 경우, 하기의 식 1에 의해 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위(P(x,y)) 정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
    (식 1)
    Figure 112016100699848-pat00005

    여기서, 상기 PUWB(x,y)는 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이고, 상기 PPDU(x,y)는 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이며, 상기 α는 측위 비율을 조절하기 위한 가중치 변수로서 0.5 내지 0.9 범위로 이루어진다.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 클 경우,
    상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 비정상 측위 상태로 판단하고, 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 실내 측위 모니터링 수단은, 각 UWB 엥커로부터 상기 UWB 태그의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 삼변 측량법(Trilateration Method)을 이용하여 해당 측위 대상자의 현재 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 실내 측위 모니터링 수단은, 상기 복수개의 UWB 엥커 중 적어도 하나의 UWB 엥커와 유선 또는 무선 통신방식으로 연결된 별도의 장치 또는 서버로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  8. 제3 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 임계값(TLOS)은, 10dB 내지 16dB 범위로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위는, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 정지 또는 점프 상태일 경우 0.5m 내지 1.5m 범위로 이루어지고, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 걷기 상태일 경우 2.5m 내지 3.5m 범위로 이루어지며, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 달리기 상태일 경우 4.5m 내지 5.5m 범위로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 UWB 태그 및 상기 PDR 태그는 하나의 전자기기에 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 전자기기는, 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad), 스마트 노트(Smart Note) 또는 스마트 기어(Smart Gear) 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 UWB 태그 및 상기 PDR 태그는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 상호 연결된 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 관성측정장치(IMU)는, 3축 가속도계 센서, 3축 각속도계 센서 또는 3축 지자기계 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 시스템.
  14. 측위 대상자에 부착되는 UWB(Ultra Wide Band) 태그 및 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 태그와, 실내의 특정 장소에 설치되는 복수개의 UWB 엥커와, 별도의 실내 측위 모니터링 수단을 포함하는 시스템을 이용한 하이브리드 실내 측위 방법으로서,
    (a) 각 UWB 엥커를 통해 해당 측위 대상자에 부착된 UWB 태그로부터의 UWB 신호를 송수신하는 단계;
    (b) 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 PDR 태그로부터 송출되는 해당 측위 대상자의 측위 정보를 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 움직임으로부터 정지, 점프, 걷기 또는 달리기 상태 중 적어도 하나의 움직임 상태를 판단하는 단계;
    (c) 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 단계(a)에서 수신된 상기 UWB 태그의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 해당 측위 대상자의 현재 위치를 측정하는 단계; 및
    (d) 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 단계(c)에서 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치가 상기 단계(b)에서 판단된 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위를 벗어날 경우, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 단계(c) 이후에, 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 단계(c)에서 측정된 해당 측위 대상자의 현재 위치가 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위 내에 존재할 경우,
    상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 정상 측위 상태로 판단하고, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 단계(d) 이후에, 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 작을 경우,
    상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 상태로 판단하고, 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치와 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 조합하여 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 상태로 판단할 경우, 하기의 식 1에 의해 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위(P(x,y)) 정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
    (식 1)
    Figure 112016100699848-pat00006

    여기서, 상기 PUWB(x,y)는 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이고, 상기 PPDU(x,y)는 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치 좌표값이며, 상기 α는 측위 비율을 조절하기 위한 가중치 변수로서 0.5 내지 0.9 범위로 이루어진다.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 임계값(TLOS)은, 10dB 내지 16dB 범위로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 단계(d) 이후에, 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 불확실 측위 또는 비정상 측위 상태로 판단한 후, 각 UWB 엥커로부터의 수신신호 중에서 전체 수신신호 세기(PRX)와 최단경로 수신신호 세기(PFP)의 차이값(PRX-PFP)이 미리 설정된 임계값(TLOS)보다 클 경우,
    상기 UWB 태그를 통한 해당 측위 대상자의 실내 측위 결과를 비정상 측위 상태로 판단하고, 상기 PDR 태그를 통한 해당 측위 대상자의 현재 위치를 해당 측위 대상자의 최종 실내 측위 정보로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 임계값(TLOS)은, 10dB 내지 16dB 범위로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
  21. 제14 항에 있어서,
    상기 단계(c)에서, 상기 실내 측위 모니터링 수단을 통해 각 UWB 엥커로부터 상기 UWB 태그의 UWB 신호를 각각 제공받아 이를 기반으로 삼변 측량법(Trilateration Method)을 이용하여 해당 측위 대상자의 현재 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
  22. 제14 항에 있어서,
    상기 단계(d)에서, 해당 측위 대상자의 움직임 상태에 따라 미리 설정된 기준 허용범위는, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 정지 또는 점프 상태일 경우 0.5m 내지 1.5m 범위로 이루어지고, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 걷기 상태일 경우 2.5m 내지 3.5m 범위로 이루어지며, 해당 측위 대상자의 움직임 상태가 달리기 상태일 경우 4.5m 내지 5.5m 범위로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
  23. 제14 항에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 상기 PDR 태그로부터 송출되는 해당 측위 대상자의 측위 정보는, 3축 가속도계 센서, 3축 각속도계 센서 또는 3축 지자기계 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하는 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU)를 이용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 실내 측위 방법.
  24. 제14 항 내지 제23 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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