KR20180090097A - 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법 - Google Patents

전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법은 상기 사용자 단말기를 소지한 사용자가 전시장 입구로 진입하는 경우, 상기 전시장 내의 제1 전시물 상에 설치된 제1 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 상기 사용자 단말기의 제1 위치좌표를 산출하는 제1 단계, 상기 제1 위치좌표를 기준으로, 상기 사용자 단말기에 구비된 자이로 센서, 가속도 센서, 및 자기장 센서에서 감지된 센싱 정보를 이용하여 상기 사용자의 움직임을 추정하여 사용자의 위치좌표의 변화를 감지하는 제2 단계, 및 상기 감지된 사용자의 위치좌표의 변화가 설정된 범위의 변위값에 포함되는 경우, 상기 제1 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도와 상기 전시장 내의 제2 전시물 상에 설치된 제2 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도를 이용하여 상기 사용자 단말기의 제2 위치좌표를 결정하는 제3 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 특정한 형태로 구획된 공간에서 실내 측위의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법{METHOD FOR IMPROVING ACCURACY OF LOCATION POSITIONING IN EXHIBITION}
본 발명은 비콘 장치와 저전력 블루투스 통신 및 다수의 센서의 센싱 정보를 이용하여 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법에 관한 것이다.
최근 업무, 엔터테인먼트, 쇼핑 등 대부분의 활동이 실내 공간에서 이루어짐에 따라 실내 공간을 대상으로 제공되는 다양한 형태의 위치 기반 서비스도 주목을 받기 시작했다. 특히, 실내 위치 측정 기술(Indoor Positioning System)은 위치 정확도, 가용 서비스 영역, 적용 대상 서비스, 적용 가능 센서 등에 따라 매우 다양하게 분류될 수 있다. 예를 들어, 위치 정확도와 가용 서비스 영역을 기준으로 기지국, Wi-Fi, 관성항법, 고감도 GNSS(Global Navigation Satellite System), UWB(Ultra Wide Band), RFID(Radio Frequency Identification), 의사위성, 초음파, 적외선, 지자계, 카메라 등 다양한 물리적인 자원을 활용한 측위 기술로 분류된다.
현재 Wi-Fi를 이용한 핑거프린팅 기술은 실내 위치 인식 기술로 상용화되었다. 하지만, Wi-Fi를 이용한 핑거프린팅 기술은 다음과 같은 문제점이 있다. 먼저, Wi-Fi를 이용한 핑거프린팅 기술은 Wi-Fi AP마다 출력파워가 다르게 설정될 수 있기 때문에 수신 신호 강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator) 값이 AP에 설정된 출력파워에 의존적이므로 객관화가 어려운 문제점이 있다. 또한, Wi-Fi를 이용한 핑거프린팅 기술은 건물 밖의 Wi-Fi의 간섭을 받을 수 있고, Wi-Fi는 인접 채널 사용 시 밴드폭(Bandwidth)이 오버랩되어 간섭이 발생하는 문제점이 있다. 또한, Wi-Fi는 사용자의 이동성이 많아지면 채널의 트래픽 현황이 실시간 변경되어 RSSI를 주기적으로 재측정해야 하고, Wi-Fi AP는 상시 전력을 공급해야 하고 초기 설치 및 유지보수 비용이 발생하는 등 다양한 문제가 있어, 새로운 실내 위치 측정 기술의 개발이 필요하다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하기 위하여, 전시장 내에 설치된 비콘 장치로부터 수신한 RSSI를 이용하여 사용자의 제1 위치좌표를 획득하고, 사용자 단말기에 구비된 다수의 센싱 정보를 이용하여 특정 공간에서의 사용자의 움직임을 추정하여 전시 환경에서 위치 측위의 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 사용자 단말기를 소지한 사용자가 전시장 입구로 진입하는 경우, 상기 전시장 내의 제1 전시물 상에 설치된 제1 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 상기 사용자 단말기의 제1 위치좌표를 산출하는 제1 단계, 상기 제1 위치좌표를 기준으로, 상기 사용자 단말기에 구비된 자이로 센서, 가속도 센서, 및 자기장 센서에서 감지된 센싱 정보를 이용하여 상기 사용자의 움직임을 추정하여 사용자의 위치좌표의 변화를 감지하는 제2 단계, 및 상기 감지된 사용자의 위치좌표의 변화가 설정된 범위의 변위값에 포함되는 경우, 상기 제1 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도와 상기 전시장 내의 제2 전시물 상에 설치된 제2 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도를 이용하여 상기 사용자 단말기의 제2 위치좌표를 결정하는 제3 단계를 포함하는 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법을 제공한다.
또한, 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법은 상기 전시장 내에 세 개 이상의 전시물이 배치된 경우, 상기 제2 단계 내지 제3 단계를 반복적으로 수행하여, 상기 사용자의 위치좌표 변화를 감지할 수 있다.
또한, 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법의 제3 단계는, 상기 전시장에 배치된 전시물의 위치정보를 저장하는 구획도와 비교하여 상기 제2 위치정보를 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 특정한 형태로 구획된 공간에서 비콘 신호를 수신하여 제1 위치좌표를 특정한 후, 사용자의 움직임을 감지하여 위치 변화를 추정함으로써 실내 측위의 정밀도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 천장이 높거나 간섭이 발생할 수 있는 환경에서, 정확한 실내 위치 측정이 가능하다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법의 흐름도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전시 환경에서 위치좌표를 측정하는 사용자 단말기의 내부 구성에 대한 블록도들이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 전시 환경에서 위치 측정 정밀도를 향상시키는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 사용자 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법의 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법은 제1 전시물 상에 설치된 제1 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도(RSSI))를 이용하여 사용자 단말기의 제1 위치좌표를 산출하는 제1 단계(S110), 사용자의 움직임을 추정하여 사용자의 위치좌표의 변화를 감지하는 제2 단계(S130), 및 제2 전시물 상에 설치된 제2 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도를 이용하여 사용자 단말기의 제2 위치좌표를 결정하는 제3 단계(S150)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 단계(S110)는 사용자 단말기를 소지한 사용자가 전시장 입구로 진입하는 경우, 전시장 내의 제1 전시물 상에 설치된 제1 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 사용자 단말기의 제1 위치좌표를 산출할 수 있다.
제2 단계(S130)는 제1 위치좌표를 기준으로, 사용자 단말기에 구비된 자이로 센서, 가속도 센서, 및 자기장 센서에서 감지된 센싱 정보를 이용하여 사용자의 움직임을 추정하여 사용자의 위치좌표의 변화를 감지할 수 있다.
제3 단계(S150)는 감지된 사용자의 위치좌표의 변화가 설정된 범위의 변위값에 포함되는 경우, 제1 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도와 전시장 내의 제2 전시물 상에 설치된 제2 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도를 이용하여 사용자 단말기의 제2 위치좌표를 결정할 수 있다. 이때, 제3 단계(S150)는 전시장에 배치된 전시물의 위치정보를 저장하는 구획도와 비교하여 제2 위치정보를 결정할 수 있다.
또한, 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법은 전시장 내에 세 개 이상의 전시물이 배치된 경우, 제2 단계(S130) 내지 제3 단계(S150)를 반복적으로 수행하여, 사용자의 위치좌표 변화를 감지할 수 있다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전시 환경에서 위치좌표를 측정하는 사용자 단말기의 내부 구성에 대한 블록도들이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전시 환경에서 위치좌표를 측정하는 사용자 단말기(100)는 BLE 모듈(110) 및 센싱 모듈(120)을 포함하여 구성될 수 있고, 전시장에 배치된 비콘 장치(200)와 저전력 블루투스 통신을 수행할 수 있다.
저전력 블루투스 4.0 (BLE: Bluetooth Low Energy) 통신 방법은 커넥션 모드(connection mode)와 어드버타이즈 모드(advertise mode)로 구성된다. 커넥션 모드는 두 개의 장치를 블루투스 통신 방법으로 페어링한 후 1대 1로 데이터 통신을 수행하는 동작 모드이며, 어드버타이즈 모드는 특정 장치를 지정하지 않고 주변으로 일방적으로 어드버타이징 신호를 전송하여 주변 장치를 검색하는 동작 모드이다.
BLE 모듈(110)은 비콘 장치(200)로부터 주기적으로 송신된 어드버타이징 신호를 수신하여 수신신호강도를 측정할 수 있다. 사용자 단말기(100)의 제어부는 BLE 모듈(110)에서 측정한 수신신호강도를 이용하여 제1 위치좌표를 산출할 수 있다.
또한, 센싱 모듈(120)은 자이로 센서(122), 가속도 센서(124), 및 자기장 센서(126)를 포함하여 구성될 수 있다. 사용자 단말기(100)는 각 센서(122, 124, 126)에서 감지한 센싱 신호를 이용하여, 사용자 단말기(100)를 소지한 사용자의 보행, 회전, 정지(화면 응시) 등의 움직임 형태를 결정할 수 있다. 즉, 사용자 단말기(100)는 결정된 움직임 형태에 따라 위치 좌표 변화를 산출할 수 있다.
사용자 단말기(100)는 BLE 모듈(110)의 수신신호강도를 이용하여 제1 위치좌표를 산출한 후, 제1 위치좌표에 센싱 모듈(120)에서 감지한 센싱 정보를 이용하여 위치 좌표 변화를 적용하여 제2 위치좌표를 결정할 수 있다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 전시 환경에서 위치 측정 정밀도를 향상시키는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전시 환경에서 위치 측정 정밀도를 향상시키는 방법은 전시장에 배치된 전시물의 위치정보를 나타내는 구획도를 이용하여 사용자의 위치좌표를 결정할 수 있다.
구체적으로, 사용자 단말기(100)는 전시장 입구로 진입하면 제1 전시물 상에 배치된 제1 비콘 장치(200a)로부터 수신한 수신신호강도를 이용하여 제1 위치좌표를 결정할 수 있다.
다음으로, 사용자 단말기(100)를 소지한 사용자가 다음 전시물인 제2 전시물로 이동함에 따라, 사용자 단말기(100)에 구비된 센싱 모듈(120)을 통해 센싱 신호를 감지하고, 감지된 센싱 신호를 이용하여 위치 좌표 변화를 산출할 수 있다. 즉, 제1 위치좌표에서 오른쪽 회전, 보행 및 정지를 감지하는 위치 좌표 변화를 적용하여 제2 위치좌표를 결정할 수 있다.
또한, 사용자 단말기(100)를 소지한 사용자가 그 전시물인 제3 전시물로 이동함에 따라, 사용자 단말기(100)는 제2 비콘 장치(200b)로부터 수신신호강도를 수신하여 제2 위치좌표를 결정하고, 제2 위치좌표를 기준으로 센싱 신호를 이용하여 위치 좌표 변화를 적용하여 제3 위치좌표를 결정할 수 있다.
마찬가지 방법으로, 전시장 내의 10개의 전시물을 관람하는 사용자(사용자 단말기)의 위치좌표를 비콘 장치들(200a-200j)로부터 수신한 수신신호강도 및 센싱 신호를 종합하여 결정할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전시 환경에서 위치 측정 정밀도를 향상시키는 방법은 두 개 이상의 비콘 장치(200a, 200b)로부터 수신한 수신신호강도 및 센싱 신호를 이용하여 변경된 위치좌표(x, y, z)를 결정할 수 있다.
이때, 사용자 단말기(100)는 두 개 이상의 비콘 장치(200a, 200b)로부터 수신한 수신신호강도를 이용하여 삼각측량 방법으로 위치좌표를 결정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도뿐만 아니라, 사용자 단말기에 구비된 센싱 모듈(120)에서 감지한 움직임과 관련된 위치 좌표 변화를 산출하여 종합적으로 위치좌표를 결정함으로써, 위치좌표 측정의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 전시장의 구획도와 위치좌표 및 위치 좌표 변화를 비교하여 위치 측정의 정밀도를 높일 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 사용자 단말기
110: BLE 모듈 120: 센싱 모듈
122: 자이로 센서 124: 가속도 센서
126: 자기장 센서
200: 비콘 장치

Claims (3)

  1. 자이로 센서, 가속도 센서, 및 자기장 센서를 구비하는 사용자 단말기를 이용하여 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법에 있어서,
    상기 사용자 단말기를 소지한 사용자가 전시장 입구로 진입하는 경우, 상기 전시장 내의 제1 전시물 상에 설치된 제1 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 상기 사용자 단말기의 제1 위치좌표를 산출하는 제1 단계;
    상기 제1 위치좌표를 기준으로, 상기 사용자 단말기에 구비된 자이로 센서, 가속도 센서, 및 자기장 센서에서 감지된 센싱 정보를 이용하여 상기 사용자의 움직임을 추정하여 사용자의 위치좌표의 변화를 감지하는 제2 단계; 및
    상기 감지된 사용자의 위치좌표의 변화가 설정된 범위의 변위값에 포함되는 경우, 상기 제1 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도와 상기 전시장 내의 제2 전시물 상에 설치된 제2 비콘 장치로부터 수신한 수신신호강도를 이용하여 상기 사용자 단말기의 제2 위치좌표를 결정하는 제3 단계;를 포함하는 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전시장 내에 세 개 이상의 전시물이 배치된 경우, 상기 제2 단계 내지 제3 단계를 반복적으로 수행하여, 상기 사용자의 위치좌표 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 단계는, 상기 전시장에 배치된 전시물의 위치정보를 저장하는 구획도와 비교하여 상기 제2 위치정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 전시 환경에서 위치 측위 정밀도를 향상시키는 방법.
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KR102221420B1 (ko) * 2019-09-19 2021-03-02 인하대학교 산학협력단 위치 정보를 이용한 3차원 매핑 및 위치 추적 시스템

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