KR20110068543A - A movable node position searching device and the position searching method thereof - Google Patents

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KR20110068543A
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Abstract

PURPOSE: A mobile node recognizing apparatus and method thereof are provided to calculate accurate location information of a mobile node in an indoor wireless environment. CONSTITUTION: If a positioning server receives signal strength information from three or more reference nodes, the positioning server starts the location calculation of an MN(Mobile Node)(S202). The positioning server selects the location of the mobile node(S203). The positioning server estimates the signal strength about each reference node(S204). The positioning server determines a location coordinate through comparing the estimated signal strength with real signal strength(S205).

Description

이동 노드 위치 인식 장치 및 이를 이용한 이동 노드 위치 인식 방법{A movable node position searching device and the position searching method thereof}A mobile node position recognizing apparatus and a mobile node position recognizing method using the same

본 발명은 이동 노드의 위치를 인식할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내 환경에서 실측된 전파 세기와 공간 정보를 활용한 전파 세기 추정 알고리즘을 활용해 임의의 이동 노드의 실내에서의 위치를 인식할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and a method for recognizing a location of a mobile node, and more particularly, to a mobile node indoors using a propagation strength estimation algorithm using the propagation strength and spatial information measured in an indoor environment. The present invention relates to a device and a method for recognizing a location of a.

본 발명은 지식경제부의 IT 성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2008-S-023-02,과제명:NanoQplus 기반 센서 네트워크 시뮬레이터 개발].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT growth engine technology development project of the Ministry of Knowledge Economy [Task management number: 2008-S-023-02, Title: Development of NanoQplus-based sensor network simulator].

유비쿼터스 센서 네트워크이나 홈 네트워크에 대한 관심이 커지면서 실내에서 무선 이동 노드의 위치 또한 그 중요도가 높아지고 있다.As interest in ubiquitous sensor networks and home networks grows, the location of wireless mobile nodes in the room is also becoming more important.

위치 인식은 U-Health에서 환자의 위치를 파악한다든지 산업환경에서 물류의 위치를 파악하는 응용, 홈 네트워크 환경에서 위치를 이용한 상황 인지 서비스 등 다양한 응용에 사용 될 수 있다.Location recognition can be used for a variety of applications, such as identifying a patient's location in U-Health, an application for locating logistics in an industrial environment, or a context-aware service using location in a home network environment.

실외의 경우 GPS를 이용한 위치의 인식이 가능하다. 그러나, 실내의 경우 위성 신호를 받지 못해 GPS 같은 기술은 사용할 수 없다.In the case of outdoors, it is possible to recognize the location using GPS. However, indoors cannot receive satellite signals and cannot use technologies such as GPS.

종래 실내 위치 인식 기술은 크게 연결성을 가지고 파악하는 영역(Zone) 방식과 신호의 세기를 이용한 거리를 활용한 삼각측량법 두 가지로 나눌 수 있다.Conventional indoor location recognition technology can be classified into two methods: a zone method that can be identified with connectivity and a triangulation method that uses a distance using signal strength.

첫 번째 방법은, 미리 위치가 알려진 무선 단말의 통신 영역에 들어옴으로써 위치를 파악하는 방법으로 그 구현이 간단하지만 해당 영역 안에 어떤 위치에 있는지 정확한 위치를 파악할 수 없고, 정확도를 높이기 위해 영역의 기준이 되는 단말이 많은 필요하게 된다.The first method is to find a location by entering a communication area of a wireless terminal whose location is known in advance, but the implementation is simple, but it is impossible to determine the exact location of the location within the area. Many terminals are needed.

두 번째 방법은, 3개 이상의 앵커(Anchor) 노드로부터 거리를 구한 후 삼각측량법(Triangulation)을 이용하여 노드의 위치를 찾는 방법이다. 노드 간 거리를 알기 위해서는 일반적으로 전파 신호 세기를 사용하는데 복잡한 실내 구조 때문에 오차가 커진다는 단점이 있다.The second method is to find the position of a node using triangulation after finding the distance from three or more anchor nodes. In order to know the distance between nodes, radio signal strength is generally used. However, the error is large due to the complicated interior structure.

따라서, 복잡한 실내 공간 환경에서 센서 네트워크 망, 홈 네트워크 망 등의 무선 네트워크환경에서 실내 위치인식의 높일 수 있는 새로운 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for a new technology for improving indoor location recognition in wireless network environments such as sensor network networks and home network networks in complex indoor space environments.

본 발명은 복잡한 실내 공간 환경에서 이동 노드의 위치 정보를 정확히 산출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for accurately calculating position information of a mobile node in a complex indoor space environment.

또한, 본 발명은 네트워크 망, 홈 네트워크 망 등의 무선 네트워크환경에서 무선 통신 장치의 위치를 정확히 산출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목 적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for accurately calculating the position of a wireless communication device in a wireless network environment such as a network network and a home network network.

또한, 본 발명은 공간정보를 활용한 전파 세기 예측을 활용하여 좀 더 정확한 위치 정보를 제공할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of providing more accurate location information by using propagation intensity prediction using spatial information.

또한, 본 발명은 영역 판단 방식(Zone-based Method) 보다 이동 노드의 위치를 정확하게 산출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of accurately calculating the position of a mobile node rather than a zone-based method.

또한, 본 발명은 초음파 센서를 이용하는 방법보다 적은 수의 기준 노드를 이용하여 이동 노드의 위치를 산출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide an apparatus and method for calculating the position of a mobile node using fewer reference nodes than a method using an ultrasonic sensor.

또한, 이동 노드의 위치를 초기화, 보정시키는 등의 부가작업이 없이 이동 노드의 위치를 산출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for calculating the position of a mobile node without additional work such as initializing and correcting the position of the mobile node.

본 발명의 이동 노드 위치 인식장치는, 주기적으로 이동 노드로부터 패킷을 수신하여 신호세기정보를 출력하는 복수개의 기준 노드; 및 상기 기준 노드로부터 수신한 신호세기정보, 및 기저장된 공간정보와 기준 노드 배치정보를 이용하여 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 측위 서버를 구비한다.The mobile node position recognizing apparatus of the present invention comprises: a plurality of reference nodes which periodically receive packets from the mobile node and output signal strength information; And a positioning server for calculating the position of the mobile node using the signal strength information received from the reference node, and prestored spatial information and reference node arrangement information.

특히, 상기 기준 노드로부터 신호세기정보를 수신하는 통신부; 및 상기 신호세기정보, 및 기저장된 공간정보와 상기 기준 노드의 배치정보를 기반으로 위치 추정 알고리즘에 따라 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 위치 추정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In particular, the communication unit for receiving the signal strength information from the reference node; And a position estimator configured to calculate a position of the mobile node according to a position estimation algorithm based on the signal strength information, prestored spatial information, and arrangement information of the reference node.

또한, 상기 위치 추정부는, Ray-Tracing 신호 예측 알고리즘을 사용하여 상 기 이동 노드의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.The position estimator may calculate position information of the mobile node using a ray-tracing signal prediction algorithm.

또한, 상기 기준 노드는, 블루투스, RFID, 지그비(Zigbee), UWB, 및 무선랜 중 어느 하나의 통신 방식을 이용하여 상기 이동 노드로부터 패킷을 수신하는 것을 특징으로 한다.The reference node may be configured to receive a packet from the mobile node using any one of Bluetooth, RFID, Zigbee, UWB, and wireless LAN.

또한, 상기 기준 노드와 상기 측위 서버는 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다.In addition, the reference node and the positioning server is characterized in that for transmitting and receiving data in a wireless communication method.

또한, 상기 측위 서버는, 3개 이상의 기준 노드로부터 수신한 신호세기정보를 이용하여 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 것을 특징으로 한다.The positioning server may calculate a location of the mobile node using signal strength information received from three or more reference nodes.

또한, 상기 측위 서버는, 상기 이동 노드가 자신의 위치를 요구한 경우, 해당 신호를 수신한 기준 노드 중 신호 세기가 가장 센 기준 노드로 위치 정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the mobile node requests its own location, the positioning server transmits the location information to the reference node having the strongest signal strength among the reference nodes that receive the signal.

한편, 본 발명의 이동 노드 위치 인식 방법은, 기준 노드에서 이동 노드로부터 패킷을 수신하는 단계; 상기 기준 노드에서 수신된 신호의 세기를 추출하는 단계; 상기 기준 노드에서 추출된 신호세기정보를 측위 서버로 전송하는 단계; 및 상기 측위 서버에서 상기 기준 노드로부터 수신한 신호세기정보, 및 기저장된 공간정보와 기준 노드 배치정보를 이용하여 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 단계를 포함한다.On the other hand, the mobile node position recognition method of the present invention, the step of receiving a packet from the mobile node at the reference node; Extracting the strength of the signal received at the reference node; Transmitting the signal strength information extracted from the reference node to a positioning server; And calculating, by the positioning server, the position of the mobile node using signal strength information received from the reference node, previously stored spatial information, and reference node arrangement information.

특히, 상기 측위 서버는, 3개 이상의 기준 노드로부터 신호세기정보를 수신한 경우, 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 것을 특징으로 한다.In particular, the positioning server, when receiving the signal strength information from three or more reference nodes, characterized in that for calculating the position of the mobile node.

또한, 상기 측위 서버는, 상기 이동 노드가 자신의 위치를 요구한 경우, 해당 신호를 수신한 기준 노드 중 신호 세기가 가장 센 기준 노드로 위치 정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the mobile node requests its own location, the positioning server transmits the location information to the reference node having the strongest signal strength among the reference nodes that receive the signal.

또한, 상기 측위 서버는, Ray-Tracing 신호 예측 알고리즘을 사용하여 상기 이동 노드의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.The positioning server may calculate position information of the mobile node using a ray-tracing signal prediction algorithm.

또한, 상기 기준 노드에서 이동 노드로부터 패킷을 수신하는 단계는, 블루투스, RFID, 지그비(Zigbee), UWB, 및 무선랜 중 어느 하나의 통신 방식을 이용하여 상기 이동 노드로부터 패킷을 수신하는 것을 특징으로 한다.The receiving of the packet from the mobile node at the reference node may include receiving the packet from the mobile node using any one of Bluetooth, RFID, Zigbee, UWB, and wireless LAN. do.

본 발명에 따른 이동 노드 위치 인식 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.The mobile node position recognition apparatus and method according to the present invention can expect the following effects.

첫째, 실내 무선 환경에서의 이동 노드에 대한 정확한 위치 정보를 산출할 수 있다.First, accurate location information about a mobile node in an indoor wireless environment can be calculated.

둘째, GPS 같은 실외 환경에서만 사용할 수 있는 기술을 대체할 수 있다.Second, it can replace technologies that can only be used in outdoor environments such as GPS.

셋째, 영역 판단 방식(Zone-based Method) 보다 이동 노드의 위치를 정확하게 산출할 수 있다.Third, the position of the mobile node can be calculated more accurately than the zone-based method.

넷째, 초음파 센서를 이용하는 방법보다 적은 수의 기준 노드를 이용하여 이동 노드의 위치를 산출할 수 있다.Fourth, the position of the mobile node can be calculated using fewer reference nodes than the method using the ultrasonic sensor.

다섯째, 이동 노드의 위치를 초기화, 보정시키는 등의 부가작업이 없이 이동 노드의 위치를 산출할 수 있다.Fifth, the position of the mobile node can be calculated without additional work such as initializing and correcting the position of the mobile node.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the repeated description, well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, and detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

먼저 무선 환경에서 이동 노드의 위치 파악을 위한 데이터의 흐름에 대해 기술한다. 본 발명에서 설명하는 무선 환경은 싱글 홉 다중 AP(또는 싱크노드) 환경을 모두 포함하며 블루투스, RFID, 지그비(Zigbee), UWB, 및 무선랜 등 신호 세기를 추출 할 수 있는 모든 무선 네트워크 프로토콜에 적용 가능하다.First, data flow for locating a mobile node in a wireless environment is described. The wireless environment described in the present invention includes a single hop multiple AP (or sync node) environment and is applicable to all wireless network protocols capable of extracting signal strength such as Bluetooth, RFID, Zigbee, UWB, and WLAN. It is possible.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 노드 위치 인식 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a mobile node position recognition apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 이동 노드 위치 인식 장치는 주기적으로 이동 노드로부터 패킷을 수신하여 신호세기정보를 출력하는 기준 노드(20), 및 기준 노드(20)로부터 수신한 신호세기정보, 기저장된 공간정보 및 기준 노드 배치정보를 이용하여 이동 노드(10)의 위치를 계산하는 측위 서버(30)를 구비한다. 여기서, 기준 노드(20)는 복수 개 존재하며, 측위 서버(30)는 3개 이상의 기준 노드(20)로부터 신호세기정보를 수신하여 이동 노드(10)의 위치를 추정하는 것이 바람직하다.The mobile node position recognition apparatus of the present invention periodically receives a packet from the mobile node and outputs signal strength information, and signal strength information, prestored spatial information, and reference node received from the reference node 20. The positioning server 30 calculates the position of the mobile node 10 using the placement information. Here, a plurality of reference nodes 20 exist, and the positioning server 30 may receive signal strength information from three or more reference nodes 20 to estimate the position of the mobile node 10.

이동 노드(10)는 주기적으로 또는 필요에 따라 패킷을 기준 노드(20)로 전송한다. 미리 설치된 기준 노드(20)는 이동 노드(10)로부터 해당 패킷을 수신하여 이동 노드(10)의 신호세기를 검출한다. 여기서, 기준 노드(20)는 삼각측량법에서 앵커(Anchor) 역할을 하는 노드이다. The mobile node 10 sends the packet to the reference node 20 periodically or as needed. The pre-installed reference node 20 receives the corresponding packet from the mobile node 10 and detects the signal strength of the mobile node 10. Here, the reference node 20 is a node that serves as an anchor in triangulation.

기준 노드(20)는 이동 노드(10)의 신호세기정보를 측위 서버(30)로 전달한다. 기준 노드(20)와 측위 서버(30)는 유선 또는 무선으로 데이터를 주고 받을 수 있다.The reference node 20 transmits signal strength information of the mobile node 10 to the positioning server 30. The reference node 20 and the positioning server 30 may exchange data by wire or wirelessly.

측위 서버(30)는 통신부(32), 위치 추정부(34), 공간 정보 DB(36), 및 기준 노드 배치정보 DB(38)를 구비한다.The positioning server 30 includes a communication unit 32, a position estimating unit 34, a spatial information DB 36, and a reference node arrangement information DB 38.

통신부(32)는 기준 노드(20)로부터 전송되는 신호세기정보를 수신하여, 이를 위치 추정부(34)에 전달한다.The communication unit 32 receives the signal strength information transmitted from the reference node 20 and transfers it to the position estimating unit 34.

위치 추정부(34)는 위치 추정 알고리즘을 이용하여 이동 노드(10)의 위치를 계산한다. 보다 상세하게는, 위치 추정부(34)는 기준 노드(20)로부터 수신한 신호세기정보, 공간 정보 DB(36)에 저장된 공간정보, 및 기준노드 배치정보 DB(38)에 저장된 기준 노드(20)의 배치정보를 기반으로 위치 추정 알고리즘에 따라 이동 노드(10)의 위치를 계산한다. 여기서 위치 추정 알고리즘으로 Ray-Tracing과 같은 신호 예측 알고리즘이 사용될 수 있다. Ray-Tracing 이외에도 공간정보를 이용하여 신호 세기를 추출하는 휴리스틱 한 알고리즘 등이 사용될 수 있다.The position estimator 34 calculates the position of the mobile node 10 using a position estimation algorithm. In more detail, the position estimator 34 stores the signal strength information received from the reference node 20, the spatial information stored in the spatial information DB 36, and the reference node 20 stored in the reference node arrangement information DB 38. The position of the mobile node 10 is calculated according to the position estimation algorithm based on the arrangement information of. Here, a signal prediction algorithm such as ray tracing may be used as the location estimation algorithm. In addition to ray tracing, heuristic algorithms for extracting signal strength using spatial information can be used.

공간 정보 DB(36)는 실내 건축물에 대한 데이터(즉, 공간정보)를 저장하며, 요청에 따라 저장된 공간 정보를 위치 추정부(34)에 제공한다. 공간 정보는 캐드 파일, 3D 폴리곤으로 구성된 데이터 등을 포함한 다양한 포맷이 될 수 있다.The spatial information DB 36 stores data on the indoor building (ie, spatial information), and provides the stored spatial information to the position estimating unit 34 as requested. Spatial information can be in various formats, including CAD files, data composed of 3D polygons, and the like.

기준 노드 배치정보 DB(38)는 기준 노드(20)의 배치정보를 저장하며, 요청에 따라 저장된 기준 노드 배치정보를 위치 추정부(34)에 제공한다. 기준 노드 배치정보는 해당 공간에 따라 2차원 또는 3차원 좌표가 될 수 있다.The reference node arrangement information DB 38 stores the placement information of the reference node 20, and provides the stored reference node arrangement information to the position estimating unit 34 as requested. The reference node arrangement information may be two-dimensional or three-dimensional coordinates according to the space.

도 2는 본 발명에 따른 이동 노드 위치 인식 방법의 진행과정을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of a mobile node location recognition method according to the present invention.

도 2를 참조하면, 이동 노드는 주기적으로 패킷 신호를 전송하고 기준 노드가 이를 수신한다(S201).Referring to FIG. 2, the mobile node periodically transmits a packet signal and the reference node receives it (S201).

종래 기술에 의하면 기준 노드가 이동 노드에 비컨 메시지(beacon)를 보내는 경우도 있다. 하지만, 이러한 경우, 이동 노드가 다수 개의 메시지를 수신하여 처리해야 하므로, 이동 노드에 부하가 걸리고 비콘 메시지들이 동시에 처리되지 않는 경우가 발생한다.According to the prior art, a reference node sometimes sends a beacon message to a mobile node. However, in this case, since the mobile node needs to receive and process a plurality of messages, the mobile node is overloaded and beacon messages are not processed at the same time.

따라서, 본 발명에서는 이동 노드가 기준 노드로 메시지를 보내는 방식을 이용한다. 이러한 방식은 이미 인프라(infra)가 갖추어져 있는 환경에서 쉽게 적용될 수 있다.Therefore, in the present invention, the mobile node uses a method of sending a message to the reference node. This approach can be easily applied in an environment that already has infrastructure.

다음으로, 기준 노드는 이동 노드로부터 받은 패킷 신호을 기반으로 신호 세기를 추출한다. 그리고, 기준 노드는 이동 노드의 신호세기정보를 측위 서버로 전송한다.Next, the reference node extracts signal strength based on the packet signal received from the mobile node. The reference node transmits signal strength information of the mobile node to the positioning server.

측위 서버는 하나의 3개 이상의 기준 노드로부터 신호세기정보를 수신하게 되면, 위치 추정 알고리즘에 따라 이동 노드의 위치 계산을 시작한다(S202). 전술한 기준 노드의 개수는 기준 노드가 설치되어 있는 수에 따라 달라질 수 있으며, 그 수가 증가할수록 보다 정확한 위치 계산이 가능해진다.When the positioning server receives signal strength information from one or more reference nodes, the positioning server starts calculating the position of the mobile node according to the position estimation algorithm (S202). The number of the reference nodes described above may vary depending on the number of reference nodes installed, and as the number of reference nodes increases, more accurate position calculation is possible.

한편, 이동 노드가 자신의 위치를 요구한 경우, 측위 서버에서는 해당 신호를 수신한 기준 노드 중 신호 세기가 가장 센 기준 노드로 위치 정보를 전달한다.On the other hand, when the mobile node requests its own location, the positioning server transmits the location information to the reference node having the strongest signal strength among the reference nodes that receive the signal.

측위 서버는 각 기준 노드의 좌표(배치정보)를 이미 알고 있으므로, 각 기준 노드의 해당 좌표를 바탕으로 이동 노드가 있을 수 있는 위치(1차 영역)를 1차적으로 선별한다(S203). 이는 각 기준 노드의 위치에서 장애물이 없는 환경인 프리 스페이스(Free-Space) 모델로 구할 수 있다. 1차적으로 범위를 좁힘으로써 계산 속도를 높일 수 있다.Since the positioning server already knows the coordinates (arrangement information) of each reference node, it first selects a position (primary region) where the mobile node may be based on the corresponding coordinates of each reference node (S203). This can be obtained with a free-space model, which is an obstacle-free environment at the position of each reference node. By primarily narrowing the range, the calculation speed can be increased.

S203 단계를 통해 설정된 1차 영역에 대해 공간정보를 이용한 위치 추정 알고리즘을 사용하여 각 기준 노드에 대한 신호 세기를 추정한다(S204).The signal strength of each reference node is estimated using a position estimation algorithm using spatial information with respect to the primary region set in step S203 (S204).

다음으로, S204 단계에서 추정한 신호세기와 실제 신호세기를 비교하여 위치 좌표를 결정한다. 즉, 추정한 신호세기가 각 기준 노드에 대한 실제 신호세기와 일치하거나 오차가 가장 적은 위치를 이동 노드의 위치 좌표를 결정한다(S205).Next, the position coordinates are determined by comparing the signal strength estimated in step S204 with the actual signal strength. That is, the position coordinates of the mobile node are determined at the position where the estimated signal strength coincides with the actual signal strength for each reference node or the error is the smallest (S205).

공간 정보는 캐드 파일, 3D 폴리곤으로 구성된 데이터 등을 포함한 다양한 포맷이 될 수 있으며, 기준 노드 배치정보는 해당 공간에 따라 2차원 또는 3차원 좌표가 될 수 있다.The spatial information may be in various formats including a CAD file, data composed of 3D polygons, and the like, and the reference node arrangement information may be two-dimensional or three-dimensional coordinates according to the corresponding space.

기존 삼각측량법에 의한 위치 추적은 공간정보가 없기 때문에 장애물이 없는 환경에서 동일한 신호 감쇄가 일어난다는 가정하에 위치를 계산한다. 따라서, 오류 가 많을 수밖에 없다.The location tracking by the conventional triangulation method calculates the location under the assumption that the same signal attenuation occurs in an obstacle-free environment because there is no spatial information. Therefore, there are many errors.

반면, 본 발명에서는 공간 구조에 따른 신호 세기가 예측 가능한 알고리즘을 사용하여 추정한다.On the other hand, in the present invention, the signal strength according to the spatial structure is estimated using a predictable algorithm.

따라서, 기존 공간 구조를 사용하지 않은 발명보다 정확도를 높일 수 있다. 실제 수신된 신호 세기를 바탕으로 위치를 계산할 때 위치 추정 알고리즘은 Ray-Tracing과 같은 신호 예측 알고리즘을 사용하여 위치를 추정한다.Therefore, the accuracy can be higher than the invention that does not use the existing spatial structure. When calculating the position based on the actual received signal strength, the position estimation algorithm estimates the position using a signal prediction algorithm such as Ray-Tracing.

Ray-Tracing 이 외에도 공간 정보를 활용한 신호 세기를 추출하는 휴리스틱 한 알고리즘 등이 사용될 수 있다.In addition to ray tracing, heuristic algorithms for extracting signal strength using spatial information can be used.

이러한 예측 알고리즘을 이용하여 추정한 신호 세기와 실제 기준 노드를 통해 전달된 신호세기정보를 비교하여 현재 이동 노드의 위치 좌표를 결정한다.The location coordinates of the current mobile node are determined by comparing the signal strength estimated using the prediction algorithm with the signal strength information transmitted through the actual reference node.

본 발명의 일부 단계들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, CD-RW, 자기 테이프, 플로피디스크, HDD, 광 디스크, 광자기 저장장치 등이 있을 수 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.Some steps of the invention may be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording media may include ROM, RAM, CD-ROM, CD-RW, magnetic tape, floppy disk, HDD, optical disk, magneto-optical storage, and the like. , Transmission over the Internet). The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the best embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 위치 측정을 위한 정보 전달 흐름을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing an information transmission flow for position measurement.

도 2는 본 발명에 따른 이동 노드 위치 인식 방법의 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of a mobile node location recognition method according to the present invention.

도 3은 기준 노드에 따른 RF 신호 세기 추정 예시도이다.3 illustrates an example of RF signal strength estimation according to a reference node.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10:이동 노드 20:기준 노드10: mobile node 20: reference node

30:측위 서버 32:통신부30: positioning server 32: communication unit

34:위치 추정부 36:공간정보 DB34: position estimation unit 36: spatial information DB

38:기준노드 배치정보DB38: Base node placement information DB

Claims (12)

주기적으로 이동 노드로부터 패킷을 수신하여 신호세기정보를 출력하는 복수개의 기준 노드; 및A plurality of reference nodes periodically receiving a packet from the mobile node and outputting signal strength information; And 상기 기준 노드로부터 수신한 신호세기정보, 및 기저장된 공간정보와 기준 노드 배치정보를 이용하여 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 측위 서버를 구비하는, 이동 노드 위치 인식장치.And a positioning server for calculating a position of the mobile node using signal strength information received from the reference node, and prestored spatial information and reference node arrangement information. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 기준 노드로부터 신호세기정보를 수신하는 통신부; 및A communication unit for receiving signal strength information from the reference node; And 상기 신호세기정보, 및 기저장된 공간정보와 상기 기준 노드의 배치정보를 기반으로 위치 추정 알고리즘에 따라 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 위치 추정부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식장치.And a position estimator configured to calculate a position of the mobile node according to a position estimation algorithm based on the signal strength information, prestored spatial information, and arrangement information of the reference node. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 위치 추정부는, Ray-Tracing 신호 예측 알고리즘을 사용하여 상기 이동 노드의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식 장치.And the position estimating unit calculates position information of the mobile node using a ray-tracing signal prediction algorithm. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 기준 노드는, 블루투스, RFID, 지그비(Zigbee), UWB, 및 무선랜 중 어느 하나의 통신 방식을 이용하여 상기 이동 노드로부터 패킷을 수신하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식 장치.And the reference node receives a packet from the mobile node using any one of Bluetooth, RFID, Zigbee, UWB, and wireless LAN. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 기준 노드와 상기 이동 노드는 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식장치.And the reference node and the mobile node transmit and receive data in a wireless communication manner. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 측위 서버는, 3개 이상의 기준 노드로부터 수신한 신호세기정보를 이용하여 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식장치.And the positioning server calculates a position of the mobile node using signal strength information received from three or more reference nodes. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 측위 서버는, 상기 이동 노드가 자신의 위치를 요구한 경우, 해당 신호 를 수신한 기준 노드 중 신호 세기가 가장 센 기준 노드로 위치 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식장치.And the location server, when the mobile node requests its location, transmits location information to the reference node having the strongest signal strength among the reference nodes that have received the corresponding signal. 기준 노드에서 이동 노드로부터 패킷을 수신하는 단계;Receiving a packet from a mobile node at a reference node; 상기 기준 노드에서 수신된 신호의 세기를 추출하는 단계;Extracting the strength of the signal received at the reference node; 상기 기준 노드에서 추출된 신호세기정보를 측위 서버로 전송하는 단계; 및Transmitting the signal strength information extracted from the reference node to a positioning server; And 상기 측위 서버에서 상기 기준 노드로부터 수신한 신호세기정보, 및 기저장된 공간정보와 기준 노드 배치정보를 이용하여 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 단계를 포함하는, 이동 노드 위치 인식 방법.And calculating the position of the mobile node using the signal strength information received from the reference node, the pre-stored spatial information, and the reference node arrangement information in the positioning server. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 측위 서버는, 3개 이상의 기준 노드로부터 신호세기정보를 수신한 경우, 상기 이동 노드의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식 방법.And the positioning server calculates the position of the mobile node when receiving the signal strength information from three or more reference nodes. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 측위 서버는, 상기 이동 노드가 자신의 위치를 요구한 경우, 해당 신호 를 수신한 기준 노드 중 신호 세기가 가장 센 기준 노드로 위치 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식 방법.And the location server, when the mobile node requests its location, transmits location information to the reference node having the strongest signal strength among the reference nodes that have received the corresponding signal. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 측위 서버는, Ray-Tracing 신호 예측 알고리즘을 사용하여 상기 이동 노드의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식 방법.And the location server calculates location information of the mobile node using a ray-tracing signal prediction algorithm. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 기준 노드에서 이동 노드로부터 패킷을 수신하는 단계는,Receiving a packet from a mobile node at the reference node, 블루투스, RFID, 지그비(Zigbee), UWB, 및 무선랜 중 어느 하나의 통신 방식을 이용하여 상기 이동 노드로부터 패킷을 수신하는 것을 특징으로 하는, 이동 노드 위치 인식 방법.A method for recognizing a mobile node location, comprising receiving a packet from the mobile node using any one of Bluetooth, RFID, Zigbee, UWB, and wireless LAN.
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