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KR101058098B1 - A terminal and a system for measuring its own location according to the location information of another terminal and the reliability of the location information and a method for measuring the location - Google Patents

A terminal and a system for measuring its own location according to the location information of another terminal and the reliability of the location information and a method for measuring the location Download PDF

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KR101058098B1
KR101058098B1 KR1020080093397A KR20080093397A KR101058098B1 KR 101058098 B1 KR101058098 B1 KR 101058098B1 KR 1020080093397 A KR1020080093397 A KR 1020080093397A KR 20080093397 A KR20080093397 A KR 20080093397A KR 101058098 B1 KR101058098 B1 KR 101058098B1
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주인원
신천식
이상욱
김재훈
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 실내 측위를 하고자 하는 단말기가 정상적으로 항법을 수행하여 자신의 위치정보를 이미 알고 있는 주변의 항법수신기를 탑재한 장치 또는 단말기에게 실내측위를 위한 정보를 요구하는 신호를 송신한 후, 주변단말기들로부터 그 단말기들의 위치정보가 포함된 정보를 수신하면, 상기 신호의 전파이동시간과 주변단말기들의 위치정보 및 그 위치정보의 신뢰성 정보를 이용하여 삼변측량 기법을 통해 자신의 위치를 측정하는 단말기와 시스템 그리고 그 방법에 관한 것이다. 이러한 방법으로 실내에서 측위를 수행한 단말기는 실내에서 측위를 요청하는 다른 단말기가 존재하는 경우에, 자신의 위치정보 및 그 위치정보의 신뢰성 정보를 보내줌으로써, 실내의 다른 단말기들도 측위를 수행할 수 있게 해준다. 결국 위성항법신호를 이용할 수 없는 실내의 모든 단말기들이 실내측위용 정보를 서로 주고받음으로써 자신의 위치를 측정할 수 있게 된다.

Figure R1020080093397

According to the present invention, a terminal for indoor positioning normally performs a navigation and transmits a signal for requesting information for indoor positioning to a device or a terminal equipped with a navigation receiver in the vicinity which already knows its location information, and then a peripheral terminal. When the terminal receives the information including the location information of the terminals from the terminal, the terminal for measuring its position through the triangulation technique using the propagation time of the signal, the position information of the surrounding terminals and the reliability information of the position information; System and its method. In this way, the terminal that performs the positioning indoors sends its location information and the reliability information of the location information when there is another terminal requesting the positioning indoors, so that other terminals in the room may also perform the positioning. To make it possible. As a result, all indoor terminals that cannot use satellite navigation signals can measure their own location by exchanging indoor positioning information with each other.

Figure R1020080093397

Description

다른 단말기의 위치정보 및 그 위치정보의 신뢰도에 따라 자신의 위치를 측정하는 단말기 및 시스템 그리고 그 위치 측정 방법{Mobile terminal and system finding its location using information of other mobile terminals and credibility of the information and method thereof}A mobile terminal and system finding its location using information of other mobile terminals and credibility of the information and method according to the location information of another terminal and the reliability of the location information

본 발명은 위성항법신호를 수신할 수 없는 실내에서 자신의 위치를 측정할 수 있는 단말기와 그 측정 방법에 관한 것으로서, 위성항법시스템은 측위 정확도는 매우 높다는 장점이 있지만 위성항법신호를 수신할 수 없는 실내와 같은 음영지역에서는 측위를 할 수 없다는 단점을 해결하고, 추가적인 장치나 비용 부담없이 실내에서 정확도가 향상된 측위 방법 및 이 방법을 수행할 수 있는 단말기와 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a terminal capable of measuring its position in a room that cannot receive satellite navigation signals and a method of measuring the same, but the satellite navigation system has an advantage of very high positioning accuracy, but cannot receive satellite navigation signals. The present invention solves the disadvantage that positioning cannot be performed in a shadow area such as a room, and relates to an improved positioning method and a terminal and a system capable of performing the method in a room without additional equipment or cost.

본 발명은 지식경제부의 위성항법 지상국시스템 및 탐색구조 단말기 개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호:2006-S-021-03, 과제명:위성항법 지상국시스템 및 탐색구조 단말기 기술개발]The present invention is derived from a study conducted as part of the satellite navigation ground station system and search structure terminal development project of the Ministry of Knowledge Economy. [Task management number: 2006-S-021-03, Task name: Satellite navigation ground station system and search structure] Terminal Technology Development]

최근에 위성항법시스템인 GPS를 포함한 GNSS(global navigation satellite system)를 이용한 위성항법수신기가 보편화되어 네비게이션 장치, 휴대용 멀티미디 어 장치(PMP) 및 휴대용 단말기에 탑재되고 있다. 위성항법시스템은 측위 정확도는 매우 높다는 장점이 있지만, 위성항법신호를 수신할 수 없는 실내와 같은 음영지역에서는 측위를 할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 다양한 실내측위 기법이 제안되고 있다.Recently, GPS navigation receivers using GNSS (global navigation satellite system), including GPS, have been widely used in navigation devices, portable multimedia devices (PMPs), and portable terminals. Satellite navigation system has the advantage that positioning accuracy is very high, but it has the disadvantage that positioning cannot be done in the shadow area such as the room which cannot receive satellite navigation signal. In order to overcome this problem, various indoor positioning techniques have been proposed.

위성항법수신기를 자체적으로 민감도를 향상시켜서 실내측위를 수행하기도 하지만, 이러한 경우, 측위 정확도가 저하되어 측위를 했더라고 의미없는 정보가 된다. 셀룰러 휴대용 단말기의 경우, 셀 반경내에 단말기가 위치하면 실내에서도 대략적인 측위가 가능하지만, 측위 정확도가 매우 낮다. 무선랜이나 블루투스 신호를 이용하는 측위의 경우도 마찬가지로 정확도가 높지 않다.Although satellite navigation receivers perform indoor positioning by enhancing their own sensitivity, in this case, the positioning accuracy is deteriorated, and thus the positioning becomes meaningless information. In the case of a cellular portable terminal, when the terminal is located within a cell radius, rough positioning is possible indoors, but positioning accuracy is very low. In case of positioning using a WLAN or Bluetooth signal, the accuracy is not high.

한편, 실내에서 측위 정확도를 향상시키기 위해서는 의사위성을 사용하거나, RFID 기반으로 센서를 이용하게 되는데 이러한 경우, 추가적인 장치나 기반시설을 설치되어야 하므로 비용이 많이 들게 되는 문제점이 있다.On the other hand, in order to improve the positioning accuracy in the room to use a pseudo-satellite, or to use a sensor based on RFID, in this case, there is a problem that the cost is expensive because additional devices or infrastructure must be installed.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 추가적인 장치나 비용의 부담없이 위성항법신호를 수신할 수 없는 실내에서 자신의 위치를 측정할 수 있는 단말기와 그 단말기를 포함하는 시스템 그리고 그 측정 방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve the above problems, the terminal and the terminal capable of measuring its location in the room that can not receive satellite navigation signals without the burden of additional devices or costs It is to provide a system that includes and a method of measuring the same.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 단말기는 적어도 하나 이상의 단말기에게 그 단말기의 위치정보를 요구하는 제1신호를 송신하는 측위신호발생부; 상기 위치정보를 포함하는 제2신호를 수신하여 자신의 위치를 계산하는 위치계산부; 상기 위치계산부가 측위한 자신의 위치정보에 신뢰도 등급을 부여하여 신뢰성정보를 생성하는 신뢰도설정부; 및 외부의 단말기로부터의 요구에 따라 자신의 위치정보와 신뢰성정보를 송신하여주는 응답부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a terminal according to the present invention includes a positioning signal generator for transmitting a first signal for requesting at least one terminal location information of the terminal; A position calculator which receives a second signal including the position information and calculates a position thereof; A reliability setting unit for generating reliability information by assigning a confidence level to its location information for the location calculation unit; And a response unit for transmitting its own location information and reliability information according to a request from an external terminal.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 단말기의 위치를 측정하는 시스템은 항법위성, 상기 항법위성의 정보를 제공받아 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 제1단말기, 상기 제1단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 제2단말기, 및 상기 제2단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 제3단말기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a system for measuring the position of a terminal according to the present invention receives a navigation satellite and information on the navigation satellite to measure its own position and provides measured position information. A second terminal for measuring its position based on the position information of the first terminal, a second terminal for providing the measured position information, and a position thereof based on the position information of the second terminal, and measuring the measured position information Providing a third terminal; characterized in that it comprises a.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 단말기가 자신의 위치를 측정하는 방법은 적어도 하나 이상의 단말기에게 그 단말기의 위치정보를 요구하는 제1신호를 송신하는 단계; 상기 위치정보를 포함하는 제2신호를 수신하여 자신의 위치를 계산하는 단계; 계산한 자신의 위치정보에 신뢰도 등급을 부여하여 신뢰성정보를 생성하는 단계; 및 외부의 단말기로부터의 요구에 따라 자신의 위치정보와 상기 신뢰성정보를 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a location of a terminal by a terminal, the method comprising: transmitting a first signal for requesting location information of the terminal to at least one terminal; Receiving a second signal including the location information to calculate its location; Generating reliability information by assigning a confidence level to the calculated position information thereof; And transmitting its own location information and the reliability information according to a request from an external terminal.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 단말기가 자신의 위치를 측정하는 방법은 항법위성, 상기 항법위성과 직접 통신이 가능한 제1단말기, 상기 항법위성과 직접 통신이 불가하고 상기 제1단말기를 포함하는 다른 단말기와 통신이 가능한 제2단말기, 상기 항법위성과 직접 통신이 불가하고 상기 제2단말기를 포함하는 다른 단말기와 통신이 가능한 제2단말기를 포함하는 통신망에서 상기 제2 내지 제3단말기가 자신의 위치를 측정하는 방법에 있어서, 상기 제1단말기가 항법위성의 정보를 제공받아 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보 및 그 위치정보의 신뢰성정보를 제공하는 단계; 상기 제2단말기가 상기 제1단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 단계; 및 상기 제3단말기가 상기 제2단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a method for measuring a terminal's own position according to the present invention includes a navigation satellite, a first terminal capable of direct communication with the navigation satellite, and a direct communication with the navigation satellite, and thus not possible. A second terminal capable of communicating with another terminal including a second terminal in a communication network including a second terminal capable of communicating with another terminal including the second terminal and not capable of direct communication with the navigation satellite; A method for measuring its own location, comprising: receiving, by a first terminal, information of a navigation satellite, measuring its own location, and providing measured location information and reliability information of the location information; Measuring, by the second terminal, its own location based on the location information of the first terminal, and providing the measured location information; And measuring, by the third terminal, its own location based on the location information of the second terminal, and providing the measured location information.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 타단말기의 위치정보 그리고 그 위치정보의 신뢰도에 따라 자신의 위치를 측정하는 단말기 및 그 위치 측정 방법은 이미 정상적으로 항법을 수행하는 위성항법수신기로부터 위치정보와 회신된 실내측위용 신호를 이용하여 실내환경에서도 추가적인 장치나 추가 비용 없이 정확도가 향상된 측위를 할 수 있는 효과가 있으며, 정확도가 향상된 실내 측위 기술을 통해 재난구조, 미아찾기, 친구찾기 등 LBS기반의 다양한 응용분야에 활용될 수 있다.As described above, the terminal for measuring its position according to the position information of the other terminal and the reliability of the position information according to the present invention and the method for measuring its position are returned from the satellite navigation receiver which normally performs navigation. By using the indoor positioning signal, it is possible to perform positioning accuracy without additional equipment or additional cost even in the indoor environment.LBS-based various methods such as disaster relief, finding lost children, finding friends, etc. It can be used for applications.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 도 1 은 본 발명에 의한 항법수신기 및 다른 단말기들의 위치정보와 그 위치정보에 대한 신뢰성 정보를 이용한 정확도가 향상된 실내측위를 위한 전체 시스템 구조를 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 단말기의 개략적으로 보여주는 블록도이다. 그리고 도 3은 본 발명에 의한 단말기가 위치를 측정하는 방법의 개략적인 흐름도이며, 도 4a 내지 도 4b는 도 3의 흐름을 보다 상세하게 도시한 것으로서, 항법수신기 및 다른 단말기들의 위치정보와 그 위치에 대한 신뢰성 정보를 이용한 정확도가 향상된 실내 측위 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a view showing the entire system structure for indoor positioning with improved accuracy using the position information of the navigation receiver and other terminals according to the present invention and the reliability information of the position information, Figure 2 is a schematic diagram of a terminal according to the present invention Is a block diagram. FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for measuring a location of a terminal according to the present invention, and FIGS. 4A to 4B illustrate the flow of FIG. 3 in more detail. Flow chart showing the process of the improved indoor positioning method using the reliability information for.

도 1은 본 발명에 의한 단말기와 시스템이 운용되는 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 2는 본 발명에 의한 단말기의 블록도이므로, 도 1을 참조하면서 전체의 운용을 먼저 설명하고 도 2를 참조하면서 본 발명에 의한 단말기가 어떻게 동작하는지를 설명하도록 한다. 이해의 편의를 위하여 항법위성과 직접 통신이 가능한 단말기(도 1의 120)을 제1단말기, 상기 항법위성과 직접 통신이 불가하고 상기 제1단말기를 포함하는 다른 단말기와 통신이 가능한 단말기를 제2단말기(도 1의 130), 상기 항법위성과 직접 통신이 불가하고 상기 제2단말기를 포함하는 다른 단말기와 통신이 가능한 단말기를 제3단말기(도 1의 160)으로 표현한다. 이제 도 1을 참조하면, 항법위성(110)은 미국의 GPS, 러시아의 GLONASS, 유럽의 Galileo 시스템을 모두 포함한다. 항법수신기를 탑재한 장치 또는 제1단말기(120)는 항법위성(110)으로부터 항법신호(140)를 직접 수신할 수 있으므로 자신의 위치를 용이하게 측정할 수 있다. 실내에서 측위하려는 단말기는 위성항법신호(140)를 직접 수신할 수 없으므로 항법위성을 이용한 측위는 불가능하다. 이러한 경우, 실내에서 측위하려는 단말기중에서 실내환경에서도 외부환경에 근접한 제2단말기(130)는 자신의 주변에서 이미 측위를 수행하여 자신의 위치를 알고 있는 제1단말기들(120)에게 실내측위용 신호(150)를 송신한다. 제1단말기들(120)은 실내측위용 신호를 수신하여 현재 자신의 위치정보와 그 위치정보에 대한 신뢰성 정보 즉 그 위치정보가 어느 정도의 신뢰성을 가지는지 등급을 부여하여 신뢰성 정보(170)를 형성한 후, 실내측위용 신호(150)에 실어서 실내에서 측위하려는 제2단말기(130)에게 보내준다.Figure 1 shows the overall configuration of the terminal and the system operating according to the present invention, Figure 2 is a block diagram of the terminal according to the present invention, with reference to Fig. 1 will be described first with reference to Figure 2 It will be described how the terminal according to the invention operates. For convenience of understanding, a terminal (120 of FIG. 1) capable of directly communicating with a navigation satellite and a terminal capable of communicating with another terminal including the first terminal cannot communicate directly with the navigation satellite and a second terminal. A terminal (130 of FIG. 1), a terminal which cannot communicate directly with the navigation satellite and can communicate with another terminal including the second terminal, is represented by a third terminal (160 of FIG. 1). Referring now to FIG. 1, the navigation satellite 110 includes all of the GPS in the United States, GLONASS in Russia, and the Galileo system in Europe. Since the apparatus equipped with the navigation receiver or the first terminal 120 can directly receive the navigation signal 140 from the navigation satellite 110, it can easily measure its position. Since the terminal to be positioned indoors cannot directly receive the satellite navigation signal 140, positioning using the navigation satellite is impossible. In this case, the second terminal 130 which is close to the external environment even in the indoor environment among the terminals to be located indoors has already performed positioning in its surroundings to signal the first terminal 120 to know its location for indoor positioning. Transmit 150. The first terminals 120 receive the indoor positioning signal and give the reliability information 170 by assigning a rating of the reliability information of the current location information and the location information, that is, the location information. After forming, it is loaded on the indoor positioning signal 150 and sent to the second terminal 130 to be positioned indoors.

실내에서 측위하려는 제2단말기(130)는 실내측위용 신호(150)를 수신하여 본 신호의 이동경로, 즉 본 신호를 회신한 제2단말기의 위치정보를 획득한다. 그리고, 실내측위용 신호의 송신시간과 회신시간차이, 즉, 실내측위용 신호의 전파이동시간을 이용하여 거리를 측정한다. 한편, 실내에서 측위하려는 제2단말기(130)에서 실내측위용 신호를 송신하고 회신하여 전파이동시간을 측정하면, 실내에서 측위하려는 제2단말기(130)와 주변의 제2단말기들(120)간의 시각 동기를 유지하지 않아도 되는 장점이 있다. 한편, 제1단말기(120)에서 실내측위용 신호(150)를 수신한 후 자신의 위치정보와 신뢰성 정보를 실내측위용 신호에 포함하는 과정에서 신호처리 지연시간이 발생하게 된다. 이러한 신호처리 지연시간은 시험을 통해 얻을 수 있는 고정값이므로 실내에서 측위하려는 제2단말기(130)에서 전파이동시간를 계산할 때 제1단말기(120)의 신호처리 지연시간을 제거하고 계산한다.The second terminal 130 to be located indoors receives the indoor positioning signal 150 and acquires a movement path of the present signal, that is, location information of the second terminal that has returned the present signal. The distance is measured using the difference between the transmission time of the indoor positioning signal and the reply time, that is, the propagation time of the indoor positioning signal. On the other hand, when the second terminal 130 to be measured indoors in the indoor positioning signal is transmitted and returned by measuring the radio wave movement time, between the second terminal 130 to be positioned indoors and the surrounding second terminals 120 There is an advantage that it is not necessary to maintain visual motivation. On the other hand, after receiving the indoor positioning signal 150 from the first terminal 120, a signal processing delay time occurs in the process of including its location information and reliability information in the indoor positioning signal. Since the signal processing delay time is a fixed value obtained through a test, the signal processing delay time of the first terminal 120 is removed and calculated when calculating the propagation time in the second terminal 130 to be positioned indoors.

이와 같은 방법으로 실내에서 측위하려는 제2단말기(130)는 자신의 위치정보를 알고 있는 주변의 제1단말기들(120)중 3개 이상으로부터 각각의 위치정보 및 신뢰성 정보와 전파이동시간를 수신한다. 전파이동시간은 빛의 속도를 적용하면 이격거리로 계산할 수 있다. 예를 들어, 실내에서 측위하려는 제2단말기(130)의 위치를 미지수(x, y, z)로 놓고, 자신의 위치정보를 알고 있는 주변의 제1단말기들(120)에서 획득한 위치정보와 이격거리를 A(x1, y1, z1, r1), B(x2, y2, z2, r2), C(x3, y3, z3, r3)로 놓으면 아래와 같은 미지수가 3개인 3개의 방정식이 성립한다. In this manner, the second terminal 130 to be positioned indoors receives the respective position information, reliability information, and propagation time from three or more of the surrounding first terminals 120 that know its own position information. The propagation time can be calculated as the separation distance by applying the speed of light. For example, the position of the second terminal 130 to be positioned indoors to the unknown (x, y, z), and the position information obtained from the surrounding first terminals 120 that know their position information and If you set the separation distance as A (x 1 , y 1 , z 1 , r 1 ), B (x 2 , y 2 , z 2 , r 2 ), C (x 3 , y 3 , z 3 , r 3 ) Three equations with three equal unknowns hold.

(x-x1)2+(y-y1)2+(z-z1)2=r1 2 (xx 1 ) 2 + (yy 1 ) 2 + (zz 1 ) 2 = r 1 2

(x-x2)2+(y-y2)2+(z-z2)2=r2 2 (xx 2 ) 2 + (yy 2 ) 2 + (zz 2 ) 2 = r 2 2

(x-x3)2+(y-y3)2+(z-z3)2=r3 2 (xx 3 ) 2 + (yy 3 ) 2 + (zz 3 ) 2 = r 3 2

위 방정식을 풀면 실내에서 측위하려는 제2단말기(130)의 위치(x, y, z)를 알 수 있다. 이는 삼변측량(trilateration) 기법을 통해 자신의 위치를 측정한 것이므로, 기존 대부분의 실내 측위 기법이었던 대략적인 근접 측위 기법과는 다르게, 높은 측위 정확도를 제공하게 된다. 이와 같은 방법으로 실내환경에서도 외부 환경에 근접한 제2단말기(130)들은 위성항법신호를 수신하여 위치정보를 측정한 제1단말기들(120)을 이용하여 위치를 측정할 수 있다.Solving the above equation can know the position (x, y, z) of the second terminal 130 to be located in the room. Since the position is measured by a trilateration technique, it provides a high positioning accuracy, unlike the approximate proximity positioning technique, which is the most existing indoor positioning technique. In this way, even in an indoor environment, the second terminals 130 which are close to the external environment may measure the position by using the first terminals 120 that receive the satellite navigation signal and measure the location information.

또한, 실내환경에서도 외부환경과 완전히 차단된 제3단말기(160)에서 실내측위용 신호(150)를 송신하면, 실내에서 측위를 수행한 제2단말기들(130)는 자신의 위치정보를 실내측위용 신호에 포함하여 송신하므로 위에서 설명한 것과 동일한 방식으로 제3단말기(160)도 측위를 수행할 수 있다. 이러한 방식으로 실내의 모든 단말기들(130,160)이 실내측위용 신호를 상호간에 서로 주고 받아 실내측위가 가능하게 된다.In addition, when the indoor positioning signal 150 is transmitted from the third terminal 160 that is completely blocked from the external environment even in the indoor environment, the second terminals 130 having performed the positioning indoors use their own location information to indoor positioning. The third terminal 160 may also perform positioning in the same manner as described above since the transmission is included in the received signal. In this manner, all terminals 130 and 160 in the room exchange indoor positioning signals with each other, thereby enabling indoor positioning.

이상의 과정을 도 4a 내지 도 4b를 참조하면서 요약한다. 제1단말기는 위성항법신호를 정상적으로 수신할 수 있으므로 그 위성항법신호를 기초로 자신의 위치를 정확하게 알고 있다(411 내지 413단계). 이 상태에서 실내이지만 외부의 단말기들 즉 제1단말기(120)와 통신이 가능한 제2단말기(130)는 제1단말기로 실내측위를 위한 정보를 요구하는 신호(150)를 송신한다. 이 신호를 수신한 제1단말기는 자신의 위치정보와 신뢰성 정보를 제2단말기로 보내준다(415단계). 제2단말기는 3개 이상의 제1단말기들로부터 위치정보와 신뢰성 정보를 각각 수신하여(417단계), 예를 들면 삼변측량기법을 이용하여 자신의 위치를 측정한다(418단계). 이로써 제2단말기(130)는 자신의 위치를 결정할 수 있게 된다(419단계).The above process is summarized with reference to FIGS. 4A-4B. Since the first terminal can normally receive the satellite navigation signal, it knows its position accurately based on the satellite navigation signal (steps 411 to 413). In this state, the second terminal 130, which is indoor but communicates with external terminals, that is, the first terminal 120, transmits a signal 150 requesting information for indoor positioning to the first terminal. The first terminal receiving the signal transmits its location information and reliability information to the second terminal (step 415). The second terminal receives location information and reliability information from three or more first terminals, respectively (step 417), and measures its position using, for example, a trilateration technique (step 418). As a result, the second terminal 130 may determine its position (step 419).

이제, 제3단말기(160)의 경우를 살펴본다. 제3단말기가 통신이 가능한 단말기는 제2단말기(130) 그리고 다른 제2단말기들이다. 따라서 제2단말기는 제3단말기로 실내측위를 위한 정보를 요구하는 신호(150)를 송신하고, 이에 따라 제2단말기 는 자신의 위치정보와 그 신뢰성 정보를 보내준다(420단계). 제3단말기는 3개 이상의 제2단말기들로부터 위치정보와 신뢰성 정보를 각각 수신하여(421단계), 예를 들면 삼변측량기법을 이용하여 자신의 위치를 측정한다(422단계). 이로써 제3단말기(160)는 자신의 위치를 결정할 수 있게 된다(423단계).Now, a case of the third terminal 160 will be described. Terminals that the third terminal can communicate with are the second terminal 130 and other second terminals. Accordingly, the second terminal transmits a signal 150 requesting information for indoor positioning to the third terminal, and accordingly, the second terminal transmits its location information and its reliability information (step 420). The third terminal receives location information and reliability information from three or more second terminals, respectively (step 421), and measures its position using, for example, a trilateration technique (step 422). As a result, the third terminal 160 may determine its position (step 423).

도 2 내지 도 3을 참조하면서, 도 1의 시스템 및 도 4a 내지 도 4b의 흐름에 적용되는 단말기와 그 단말기의 동작을 살펴본다. 제1단말기 내지 제3단말기는 자신의 위치가 어디인지에 따라 제1단말기가 제2 또는 제3단말기가 될 수 있다. 즉 단말기가 실외에 있으면 제1단말기가 되는 것이고, 실내에 있으면 제2 또는 제3단말기가 되는 것이다. 그러므로 본 발명에 의한 단말기는 도 2의 구성을 공통으로 가져야 한다.2 to 3, the terminal and the operation of the terminal are applied to the system of FIG. 1 and the flows of FIGS. 4A to 4B. The first terminal to the third terminal may be the second terminal or the third terminal depending on where the position of the first terminal. In other words, if the terminal is outdoors, the terminal becomes the first terminal, and if the terminal is indoors, the terminal becomes the second or third terminal. Therefore, the terminal according to the present invention should have the configuration of FIG. 2 in common.

측위신호발생부(220)는 적어도 하나 이상의 단말기, 즉 자신 이외의 단말기들에게 그 단말기의 위치정보를 요구하는 신호를 보낸다(310 단계). 위치계산부(210)는 다른 단말기들이 보내주는 위치정보 및 그 위치정보의 신뢰도 정보를 수신하여 자신의 위치를 계산, 예를 들면 삼변측량법으로 한다(320단계). 신뢰도 설정부(230)는 상기 위치계산부(210)가 측위한 자신의 위치정보에 신뢰도 등급을 부여하여 신뢰성정보를 생성한다(330 단계). 응답부(240)는 자신이외의 외부의 다른 단말기로부터의 요구에 따라 상기 자신의 위치정보와 신뢰성정보를 송신하여주게 된다(340단계).The positioning signal generator 220 transmits a signal for requesting location information of the terminal to at least one terminal, that is, terminals other than itself (step 310). The location calculator 210 receives location information transmitted from other terminals and reliability information of the location information to calculate its location, for example, using trilateration (step 320). The reliability setting unit 230 generates reliability information by assigning a reliability level to the location information of the location calculation unit 210 (step 330). The response unit 240 transmits its own location information and reliability information according to a request from an external terminal other than itself (step 340).

한편, 위치정보에 대한 신뢰성 정보에 대하여 설명하면 다음과 같다. 정확도가 향상된 실내측위 기법의 기본 원리는 주변에 이미 항법을 수행한 단말기의 위치 정보를 기반으로 자신의 위치를 측위하게 되므로, 다른 단말기로부터 수신하는 위치정보의 정확도가 매우 중요하다. 그런데 실내측위용 신호에 포함되는 위치정보의 정확도는 위성항법신호를 직접 수신하여 측위한 경우도가 가장 높고, 위성항법신호를 직접 수신하지 못하고 제1단말기의 위치정보를 이용하여 계산된 위치정보일 경우 그보다 정확도 떨어지게 되며, 제2단말기의 위치정보를 이용하는 하위 구조로 갈수록 정확도는 계속 떨어질 수 있다. 따라서 실내측위용 신호를 수신한 단말기가 자신의 위치정보를 추가하는 경우, 그 위치정보에 대한 신뢰도 등급을 스스로 부여하여 제공한다. 즉, 단계를 구분하여 위성항법신호를 직접 수신하여 측위한 위치정보일 경우 신뢰도정보의 순위를 가장 높게 주고, 위성항법신호를 직접 수신하지 못하고 제1단말기의 위치정보를 이용하여 계산된 위치정보일 경우, 즉 제2단말기의 경우 신뢰성 정보의 순위를 그 다음으로 하며, 다른 단말기의 위치정보를 이용하는 하위 구조(예를 들면 제3단말기)로 갈수록 신뢰성 정보의 우선순위를 더욱 더 낮게 주어서 수집된 주변의 단말기들의 위치정보를 이용할 때 그 위치정보의 신뢰성 정보를 기초로 우선순위가 높은 위치정보를 우선적으로 이용하게 되면 좀더 향상된 위치 정확도를 얻을 수 있게 된다.On the other hand, the reliability information for the location information will be described as follows. Since the basic principle of the improved indoor positioning technique is to position its own location based on the location information of a terminal that has already performed navigation in the vicinity, the accuracy of the location information received from another terminal is very important. However, the accuracy of the location information included in the indoor positioning signal is the highest in the case of directly receiving the satellite navigation signal, and the location information calculated using the location information of the first terminal without receiving the satellite navigation signal directly. In this case, the accuracy is lower than that, and the accuracy may continue to decrease toward the lower structure using the location information of the second terminal. Therefore, when the terminal receiving the indoor positioning signal adds its own location information, the terminal provides a reliability level for the location information. That is, if the position information for receiving the satellite navigation signal by dividing the steps directly, the position of the reliability information is highest, and the position information calculated using the position information of the first terminal cannot be directly received the satellite navigation signal. In other words, in the case of the second terminal, the reliability information is ranked next, and the peripheral information collected by lowering the priority of the reliability information toward the lower structure (for example, the third terminal) using the location information of the other terminal is collected. When using the location information of the terminal of the location information of higher priority based on the reliability information of the location information, it is possible to obtain a more improved location accuracy.

본 발명은 위성항법시스템이 다원화되면서 가용도가 향상되고, 또한 위치 정확도가 향상됨에 따라 위성항법수신기에서 생성된 위치정보도 높은 정확도를 제공한다. 따라서 위성항법을 통해 얻은 정확도가 향상된 위치정보를 실내와 같이 위성항법신호를 수신할 수 없는 열악한 주변환경에서 측위하는데 기초가 되는 정보로 활용한다.According to the present invention, as the satellite navigation system is diversified, the availability is improved, and as the position accuracy is improved, the position information generated by the satellite navigation receiver also provides high accuracy. Therefore, the location information with improved accuracy obtained through satellite navigation is used as the basic information for positioning in poor surroundings where satellite navigation signals cannot be received.

도 1 은 본 발명에 의한 항법수신기 및 다른 단말기들의 위치정보와 그 위치정보에 대한 신뢰성 정보를 이용한 정확도가 향상된 실내측위를 위한 전체 시스템 구조를 보여주는 도면이다.1 is a view showing the overall system structure for indoor positioning with improved accuracy using the position information of the navigation receiver and other terminals according to the present invention and the reliability information of the position information.

도 2는 본 발명에 의한 단말기의 개략적으로 보여주는 블록도이다. 2 is a schematic block diagram of a terminal according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 단말기가 위치를 측정하는 방법의 개략적인 흐름도이다.3 is a schematic flowchart of a method for measuring a location by a terminal according to the present invention.

도 4a 내지 도 4b는 도 3의 흐름을 보다 상세하게 도시한 것으로서, 항법수신기 및 다른 단말기들의 위치정보와 그 위치에 대한 신뢰성 정보를 이용한 정확도가 향상된 실내 측위 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.4A to 4B illustrate the flow of FIG. 3 in more detail, and are a flowchart illustrating a process of an indoor positioning method having improved accuracy using location information of the navigation receiver and other terminals and reliability information of the location.

Claims (19)

적어도 하나 이상의 단말기에게 그 단말기의 위치정보를 요구하는 제1신호를 송신하는 측위신호발생부;A positioning signal generator which transmits a first signal to the at least one terminal requesting position information of the terminal; 상기 위치정보를 포함하는 제2신호를 수신하여 자신의 위치를 계산하는 위치계산부;A position calculator which receives a second signal including the position information and calculates a position thereof; 상기 위치계산부가 측위한 자신의 위치정보에 신뢰도 등급을 부여하여 신뢰성정보를 생성하는 신뢰도설정부; 및A reliability setting unit for generating reliability information by assigning a confidence level to its location information for the location calculation unit; And 외부의 단말기로부터의 요구에 따라 자신의 위치정보와 신뢰성정보를 송신하여주는 응답부;를 포함하고,A response unit for transmitting its own location information and reliability information according to a request from an external terminal; 상기 신뢰도설정부는The reliability setting unit 상기 신뢰도 등급을 부여할 때 상기 위치정보가 항법위성에서 수신한 정보이면 가장 높은 등급을 부여하고, 상기 가장 높은 등급의 정보를 기초로 위치를 측정했으면 그 다음 등급을 부여하고, 상기 그 다음 등급의 정보를 기초로 위치를 측정했으면 그 보다 하위의 등급을 부여하는 것을 특징으로 하는 단말기.When assigning the reliability level, if the position information is information received from the navigation satellite, the highest grade is assigned. If the position is measured based on the highest grade information, the next grade is assigned. If the position is measured based on the information terminal characterized in that the lower grade. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 위치계산부는The method of claim 1, wherein the position calculation unit 상기 제1신호의 송신시점과 제2신호의 수신시점 간의 시간차이를 반영한 전파이동시간을 기초로 자신의 위치를 삼변측량법에 따라 계산하는 것을 특징으로 하 는 단말기.And a terminal thereof is calculated according to a triangulation method based on a propagation time reflecting a time difference between a transmission point of the first signal and a reception point of the second signal. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 위치계산부는The method of claim 1 or 3, wherein the position calculation unit 자신의 위치를 결정할 때, 신뢰도 등급이 높은 위치정보를 우선적으로 반영하여 자신의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 단말기.When determining its own location, the terminal characterized in that it determines the position of its own by first reflecting the location information of high reliability level. 제1항에 있어서, 상기 항법위성은The method of claim 1, wherein the navigation satellite GPS, GLONASS, 또는 GALILEO를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.Terminal comprising a GPS, GLONASS, or GALILEO. 삭제delete 항법위성;Navigation satellite; 상기 항법위성의 정보를 제공받아 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 제1단말기;A first terminal receiving the information of the navigation satellite to measure its position and providing the measured position information; 상기 제1단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 제2단말기; 및A second terminal which measures its position based on the position information of the first terminal and provides measured position information; And 상기 제2단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 제3단말기;를 포함하고,And a third terminal that measures its position based on the position information of the second terminal and provides the measured position information. 상기 제1단말기는The first terminal is 자신의 위치정보에 신뢰도 등급을 부여하여 신뢰성정보를 생성하는 신뢰도설정부; 및A reliability setting unit generating reliability information by assigning a reliability level to its location information; And 상기 제2 내지 제3단말기로부터의 요구에 따라 자신의 위치정보와 상기 신뢰성정보를 송신하여주는 응답부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 시스템.And a response unit which transmits its own location information and the reliability information according to the request from the second to third terminals. 항법위성;Navigation satellite; 상기 항법위성의 정보를 제공받아 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 제1단말기;A first terminal receiving the information of the navigation satellite to measure its position and providing the measured position information; 상기 제1단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 제2단말기; 및A second terminal which measures its position based on the position information of the first terminal and provides measured position information; And 상기 제2단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 제3단말기;를 포함하고,And a third terminal that measures its position based on the position information of the second terminal and provides the measured position information. 상기 제2 내지 제3단말기는The second to third terminals are 자신 이외의 단말기에게 그 단말기의 위치정보를 요구하는 제1신호를 송신하는 측위신호발생부;A positioning signal generator for transmitting a first signal for requesting location information of the terminal to a terminal other than itself; 상기 위치정보를 포함하는 제2신호를 수신하여 자신의 위치를 계산하는 위치계산부;A position calculator which receives a second signal including the position information and calculates a position thereof; 상기 위치계산부가 측위한 자신의 위치정보에 신뢰도 등급을 부여하여 신뢰성정보를 생성하는 신뢰도설정부; 및A reliability setting unit for generating reliability information by assigning a confidence level to its location information for the location calculation unit; And 자신 이외의 단말기로부터의 요구에 따라 자신의 위치정보와 상기 신뢰성정보를 송신하여주는 응답부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 시스템.And a response unit which transmits its location information and the reliability information according to a request from a terminal other than itself. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 신뢰도설정부는The method of claim 7 or 8, wherein the reliability setting unit 상기 신뢰도 등급을 부여할 때 상기 위치정보가 항법위성에서 수신한 정보이면 가장 높은 등급을 부여하고, 상기 가장 높은 등급의 정보를 기초로 위치를 측정했으면 그 다음 등급을 부여하고, 상기 그 다음 등급의 정보를 기초로 위치를 측정 했으면 그 보다 하위의 등급을 부여하는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 시스템.When assigning the reliability level, if the position information is information received from the navigation satellite, the highest grade is assigned. If the position is measured based on the highest grade information, the next grade is assigned. If the position is measured based on the information system that measures the position of the terminal, characterized in that the lower grade. 제8항에 있어서, 상기 위치계산부는The method of claim 8, wherein the position calculation unit 상기 제1신호의 송신시점과 제2신호의 수신시점 간의 시간차이를 반영한 전파이동시간을 기초로 자신의 위치를 삼변측량법에 따라 계산하는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 시스템.A system for measuring the position of a terminal according to a triangulation method, wherein its position is calculated based on a propagation time reflecting a time difference between a transmission point of the first signal and a reception point of a second signal. 제8항에 있어서, 상기 위치계산부는 자신의 위치를 결정할 때, 신뢰도 등급이 높은 위치정보를 우선적으로 반영하여 자신의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 시스템.The system of claim 8, wherein the location calculator determines its location by first reflecting location information having a high reliability level when determining its location. 적어도 하나 이상의 단말기에게 그 단말기의 위치정보를 요구하는 제1신호를 송신하는 단계;Transmitting a first signal to at least one terminal requesting location information of the terminal; 상기 위치정보를 포함하는 제2신호를 수신하여 자신의 위치를 계산하는 단계;Receiving a second signal including the location information to calculate its location; 계산한 자신의 위치정보에 신뢰도 등급을 부여하여 신뢰성정보를 생성하는 단계; 및Generating reliability information by assigning a confidence level to the calculated position information thereof; And 외부의 단말기로부터의 요구에 따라 자신의 위치정보와 상기 신뢰성정보를 송신하는 단계;를 포함하고,Transmitting its own location information and the reliability information according to a request from an external terminal; 상기 신뢰성정보를 생성하는 단계는Generating the reliability information 상기 위치정보가 항법위성에서 수신한 정보이면 가장 높은 등급을 부여하고, 상기 가장 높은 등급의 정보를 기초로 위치를 측정했으면 그 다음 등급을 부여하고, 상기 그 다음 등급의 정보를 기초로 위치를 측정했으면 그 보다 하위의 등급을 부여하는 것을 특징으로 하는 단말기가 자신의 위치를 측정하는 방법.If the location information is information received from the navigation satellite, the highest grade is given. If the position is measured based on the highest grade information, the next grade is assigned, and the position is measured based on the information of the next grade. If the terminal is given a lower rating than that characterized in that the terminal measures its position. 삭제delete 삭제delete 항법위성, 상기 항법위성과 직접 통신이 가능한 제1단말기, 상기 항법위성과 직접 통신이 불가하고 상기 제1단말기를 포함하는 다른 단말기와 통신이 가능한 제2단말기, 상기 항법위성과 직접 통신이 불가하고 상기 제2단말기를 포함하는 다른 단말기와 통신이 가능한 제3단말기를 포함하는 통신망에서 상기 제2 내지 제3단말기가 자신의 위치를 측정하는 방법에 있어서,A first terminal capable of direct communication with a navigation satellite, the navigation satellite, a second terminal not capable of direct communication with the navigation satellite, and capable of communicating with another terminal including the first terminal, no direct communication with the navigation satellite In the method for measuring the position of the second to third terminals in the communication network comprising a third terminal capable of communicating with another terminal including the second terminal, (a) 상기 제1단말기가 항법위성의 정보를 제공받아 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보 및 그 위치정보의 신뢰성정보를 제공하는 단계;(a) receiving the information of the navigation satellite by the first terminal to measure its location, and providing the measured location information and reliability information of the location information; (b) 상기 제2단말기가 상기 제1단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 단계; 및(b) the second terminal measuring its position based on the position information of the first terminal and providing the measured position information; And (c) 상기 제3단말기가 상기 제2단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 단계;를 포함하고,(c) measuring, by the third terminal, its own location based on the location information of the second terminal, and providing the measured location information; 상기 (b)단계는Step (b) is (b1) 상기 제2단말기 자신의 위치정보에 신뢰도 등급을 부여하여 신뢰성정보를 생성하는 단계; (b1) generating reliability information by assigning a reliability level to the location information of the second terminal itself; (b2) 적어도 하나 이상의 상기 제1단말기에게 그 단말기의 위치정보를 요구하는 단계; 및(b2) requesting at least one location information of the terminal from the first terminal; And (b3) 상기 제1단말기의 위치정보를 포함하는 신호를 수신하여 자신의 위치를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 방법.(b3) calculating a position of the terminal by receiving a signal including the position information of the first terminal; 항법위성, 상기 항법위성과 직접 통신이 가능한 제1단말기, 상기 항법위성과 직접 통신이 불가하고 상기 제1단말기를 포함하는 다른 단말기와 통신이 가능한 제2단말기, 상기 항법위성과 직접 통신이 불가하고 상기 제2단말기를 포함하는 다른 단말기와 통신이 가능한 제3단말기를 포함하는 통신망에서 상기 제2 내지 제3단말기가 자신의 위치를 측정하는 방법에 있어서,A first terminal capable of direct communication with a navigation satellite, the navigation satellite, a second terminal not capable of direct communication with the navigation satellite, and capable of communicating with another terminal including the first terminal, no direct communication with the navigation satellite In the method for measuring the position of the second to third terminals in the communication network comprising a third terminal capable of communicating with another terminal including the second terminal, (a) 상기 제1단말기가 항법위성의 정보를 제공받아 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보 및 그 위치정보의 신뢰성정보를 제공하는 단계;(a) receiving the information of the navigation satellite by the first terminal to measure its location, and providing the measured location information and reliability information of the location information; (b) 상기 제2단말기가 상기 제1단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 단계; 및(b) the second terminal measuring its position based on the position information of the first terminal and providing the measured position information; And (c) 상기 제3단말기가 상기 제2단말기의 위치정보를 기초로 자신의 위치를 측정하고, 측정된 위치정보를 제공하는 단계;를 포함하고,(c) measuring, by the third terminal, its own location based on the location information of the second terminal, and providing the measured location information; 상기 (c)단계는Step (c) is (c1) 상기 제3단말기 자신의 위치정보에 신뢰도 등급을 부여하여 신뢰성정보를 생성하는 단계; (c1) generating reliability information by assigning a reliability level to the location information of the third terminal itself; (c2) 적어도 하나 이상의 상기 제2단말기에게 그 단말기의 위치정보를 요구하는 단계;(c2) requesting location information of the terminal from at least one second terminal; (c3) 상기 제2단말기의 위치정보를 포함하는 신호를 수신하여 자신의 위치를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 방법.(c3) calculating a location of the terminal by receiving a signal including the location information of the second terminal. 제15항에 있어서, 상기 (b3)단계는The method of claim 15, wherein step (b3) 자신의 위치를 계산하는 단계는 상기 제1단말기에게 그 단말기의 위치정보를 요구한 시점과 상기 제1단말기로부터 수신하는 시점간의 시간 차이를 반영한 전파 이동시간을 기초로 삼변측량법에 따라 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 방법.Computing its own position may include: calculating according to a triangulation method based on a propagation movement time reflecting a time difference between a time point at which the first terminal requests location information of the terminal and a time point received from the first terminal; Method for measuring the position of the terminal comprising a. 제16항에 있어서, 상기 (c3)단계는The method of claim 16, wherein step (c3) 자신의 위치를 계산하는 단계는 상기 제2단말기에게 그 단말기의 위치정보를 요구한 시점과 상기 제2단말기로부터 수신하는 시점간의 시간 차이를 반영한 전파이동시간을 기초로 삼변측량법에 따라 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 방법.Computing its own position may include: calculating according to a triangulation method based on a propagation time reflecting a time difference between a time point at which the second terminal requests location information of the terminal and a time point received from the second terminal; Method for measuring the position of the terminal comprising a. 제15항 또는 제16항에 있어서,The method according to claim 15 or 16, 상기 신뢰성정보는 상기 제1단말기의 위치정보에 가장 높은 신뢰도 등급을 가지고, 제2단말기의 위치정보가 그 다음의 신뢰도 등급을 가지며 제3단말기의 위치정보가 제2단말기의 위치정보의 신뢰도 등급보다 낮은 등급을 가지는 것을 특징으로 하는 단말기의 위치를 측정하는 방법.The reliability information has the highest reliability rating in the location information of the first terminal, the location information of the second terminal has the next reliability rating, and the location information of the third terminal is less than the reliability rating of the location information of the second terminal. A method for measuring the position of a terminal, characterized in that it has a lower rating.
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