KR102056720B1

KR102056720B1 - 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102056720B1
Application number: KR1020150155302A
Authority: KR
Inventors: 김주영; 전주일; 조영수; 지명인
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2020-01-22
Also published as: US10885071B2; US20170132248A1; KR20170053038A

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치는 실내 공간에서 보행자가 이동할 수 있는 경로를 나타내는 링크 위에서 수집된 측위 자원 정보를 수신하여 수집 DB에 저장하는 수집 데이터 처리부 및 상기 수집 DB에 저장된 측위 자원 정보와 상기 링크에 관한 정보에 기초하여 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하고, 생성된 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 측위 DB에 저장하는 데이터베이스 생성부를 포함한다.

Description

링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CREATING A GRID FINGERPRINT DATABSAE OF LINK-TYPE}

본 발명은 핑거프린트 기반의 측위 시스템에 관한 것으로, 특히 실내 공간을 링크들의 연결 네트워크로 단순화하고, 이들 링크 위에서만 측위 자원 정보를 수집하여 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하는 방법과 장치에 관한 것이다.

최근 스마트폰이나 태블릿과 같은 스마트 기기 사용자가 급격히 증가함에 따라 이들에게 편의성과 부가서비스를 제공할 수 있는 위치기반서비스(LBS)가 주목받고 있다. 이에 따라 GPS(Global Positioning System)를 사용할 수 없는 실내에서 정확한 위치 정보를 제공할 수 있는 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

이러한 기법 중 환경에 강인하며 비교적 높은 정확도를 내는 기법은 핑거프린트 방식이다(P. Bahl and V. N. Padmanabhan. "RADAR: an in-building RF-based user location and tracking system," in INFOCOM 2000. Nineteenth Annual joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. Proceedings. IEEE, 2000, pp. 775-784, vol2 참고).

핑거프린트 방식은 서비스 지역에 대한 측위 자원 정보를 미리 수집해 놓고, 이후 위치 정보를 요청하는 사용자가 현장에서 측위 자원 정보를 획득하였을 때 기 수집한 데이터와의 패턴 비교를 통해 사용자의 위치를 추정한다.

보다 상세히 부연 설명하면, 도 1에 도시한 바와 같이 우선 수집 과정을 통해 실내 공간의 여러 지점에서 측위 자원 정보를 수집하고, 이에 대한 데이터베이스를 생성한다. 수집하는 측위 자원의 대표적인 예는 각 지점에서 수신할 수 있는 다수 개의 AP(Access Point)로부터 전달되어오는 와이파이 신호의 수신신호세기(RSSI)이다. 각 지점에서 수집된 데이터는 지점의 측위 자원 정보를 대표하는 패턴이 되고, 이를 핑거프린트라 한다. 이렇게 데이터베이스를 구축한 후에는 이를 이용해 사용자의 위치를 인식할 수 있다.

위치 정보를 요청하는 사용자가 서비스 지역에서 측위 환경 정보(예를 들어, 상기한 바와 같이 다수 개의 와이파이 신호의 RSSI, 이하 '사용자 측정값')를 획득하면, 데이터베이스에 저장되어 있는 핑거프린트들과의 비교과정을 거쳐 가장 유사한 패턴이 있는 지점으로 사용자의 위치를 추정한다. 상술한 과정들에서 수집, DB 생성 과정을 오프라인 단계(Offline phase), 위치 인식 단계를 온라인 단계(Online phase)라고도 한다.

패턴을 비교하는 핑거프린트 방식의 특성상 정확한 데이터베이스가 있어야만 사용자의 위치를 정확히 계산할 수 있다. 따라서 적절한 방식으로 생성되어 충분한 정보를 담고 있는 데이터베이스의 생성이 필수적이다. 일반적으로 기존의 데이터베이스 생성 방식은 실내 공간을 격자형태를 갖는 구역으로 나누어 각 구역의 가운데 지점에서 측위 자원 정보를 수집하고 이를 가공하여 생성한다. 이러한 방식을 사용했을 때의 한계점은 공간을 나누는 격자의 크기가 클 경우 위치 인식의 해상도(Resolution)가 떨어지고(Granularity가 떨어진다고도 표현함), 구역을 잘게 나누면 수집 DB 생성에 너무 과다한 시간과 비용이 발생한다는 것이다.

이 밖에 패턴 비교를 통해 측위를 하는 방식의 일반적인 문제점 중 하나로 측위 결과가 점프(jump)하거나 튀는 것처럼 보이는 현상이 있다. 통상 실내 공간에서는 무선 채널환경이 매우 복잡할 뿐만 아니라 다양한 이동체로 인해 그 특성이 계속 변화한다. 이러한 경향은 건물의 규모가 크고 구조가 복잡하며 유동인구가 많은 일반적인 실내 LBS의 서비스 지역에서 더욱 심하게 나타난다.(이러한 타겟 서비스 지역의 예로는 컨벤션 홀, 전시장, 공항, 복합 역(驛)사, 대규모 쇼핑센터 등을 들 수 있다.) 또한 여기에 무선 신호의 송수신 회로 혹은 센서 모듈에서 추가되는 잡음이 더해짐으로써 사용자 측정값이 계속해서 변화하게 되고, 이에 따라 측위 결과도 계속해서 움직이는 양상을 띤다.

즉, 가만히 서있는 상태에서 측위를 하더라도 그 결과가 튀는 것처럼 계속해서 움직이게 된다. 이러한 현상은 실내 공간의 복잡한 특성과 많은 이동체에 의한 것이므로 와이파이나 블루투스와 같은 무선 자원뿐만 아니라, 지자기와 같은 다른 측위 인프라에도 해당된다. 특히 기존의 데이터베이스 생성방식을 활용하는 경우에는 유사한 패턴을 갖는 지역이 2차원 공간상에 넓게 퍼질 수밖에 없어 측위 결과 값도 전, 후, 좌, 우 사방으로 튀게 되어 사용자가 체감하는 측위 품질이 몹시 떨어지게 된다.

공개특허공보 10-2011-0061767

이에 본 발명의 목적은 상술한 단점을 극복하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 데이터베이스 경량화와 측위 품질 성능 효과를 얻을 수 있는 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법 및 장치를 제공함에 있으며,

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 핑거프린트 방식의 데이터베이스를 생성함에 있어서 정확한 측위에 도움이 될 수 있는 링크 속성 정보를 함께 제공하는 것을 포함함으로써 측위 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치는 실내 공간에서 보행자가 이동할 수 있는 경로를 나타내는 링크 위에서 수집된 측위 자원 정보를 수신하여 수집 DB에 저장하는 수집 데이터 처리부 및 상기 수집 DB에 저장된 측위 자원 정보와 상기 링크에 관한 정보에 기초하여 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하고, 생성된 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 측위 DB에 저장하는 데이터베이스 생성부를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 보행자가 이동할 수 있는 경로를 상기 링크로 단순화시킴으로써 전체 경로를 링크들의 연결 네트워크로 구성하기 위한 공간정보 단순화 장치, 상기 연결 네트워크를 구성하는 각 링크 위의 복수 지점에서 상기 측위 자원 정보를 수집하기 위한 수집 장치를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스는 상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스의 기준점이 되는 대표지점 별로 그룹핑된 측위 자원 정보들을 가공하여 생성된 링크 형 격자 핑거프린트들의 조합으로 구성될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 데이터베이스 생성부는 교차점 상의 측위 자원 정보를 가공하여 교차점 핑거프린트를 더 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 측위 자원 정보는 상기 링크 상의 수집 지점 좌표, 상기 링크 상에서 수집한 방향, 상기 수집 지점 좌표에서 수집한 측위 자원의 종류, 측위 자원 측정값, 상기 수집 지점 좌표의 링크 속성 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 실내 공간에서 보행자가 이동할 수 있는 경로를 나타내는 링크 위에서 수집된 측위 자원 정보를 수신하여 수집 DB에 저장하는 단계, 상기 수집 DB에 저장된 측위 자원 정보와 상기 링크에 관한 정보에 기초하여 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하는 단계 및 생성된 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 측위 DB에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하는 단계는 상기 링크 위에서 수집된 상기 측위 자원 정보들과 상기 링크에 관한 정보들을 로딩하여, 로딩된 측위 자원 정보들을 링크별로 분류하는 단계, 링크별로 상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스의 기준점이 되는 대표지점을 생성하는 단계, 상기 대표지점에 인접하는 측위 자원 정보들을 그룹핑하는 단계, 대표지점 별로 그룹핑된 측위 자원 정보들을 가공하여 링크 형 격자 핑거프린트를 생성하는 단계 및 생성된 링크 형 격자 핑거프린트들에 기초하여 상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 방법은 교차점 상의 측위 자원 정보를 가공하여 교차점 핑거프린트를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 측위 자원 정보는 상기 링크 상의 수집 지점 좌표, 상기 링크 상에서 수집한 방향, 상기 수집 지점 좌표에서 수집한 측위 자원의 종류, 상기 측위 자원 측정값, 상기 수집 지점 좌표의 링크 속성 정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

상술한 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 측위 자원 정보의 수집 지점을 서비스 사용자 혹은 보행자들이 주로 왕래하는 실내 공간 내의 경로 위주로 한정함으로써, 2차원의 면을 수집하는 것에서 1차원의 선상 수집으로 수집 범위를 축소할 수 있다. 이에 보행자의 접근성이나 밀집도 등을 고려한 경로 설계를 통해 의미 있는 데이터만을 간추려서 수집하는 것이 가능해져 수집 효율을 크게 끌어올릴 수 있으며, 수집에 드는 비용과 시간을 크게 줄일 수 있고, 이에 따라 데이터베이스 생성 효율도 올라가는 효과가 있다.

또한 본 발명은 추정 위치 역시 경로 상에 존재하게 되어 사용자가 체감하는 측위 품질이 향상된다. 즉, 환경 변화나 회로 잡음에 의해 발생하는 측위 추정치 튐 현상이 링크 위 선(線) 상의 지점들로 제한되는 효과가 있으며, 측위 시 링크 정보를 활용하여 측위 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 핑거프린트 기반 실내 측위 방식 흐름 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치의 블럭 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공간정보 단순화 과정을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 흐름 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 핑거프린트 방식 기반의 위치기반서비스 제공을 위한 실내 위치 인식 플랫폼 구축 시 실내 공간을 보행자의 이동이 가능한 경로로만 단순화하여 구성한 지도 네트워크의 링크 상에서만 측위 자원 정보를 수집한 뒤 이를 바탕으로 링크 형 격자 데이터베이스를 생성하는 장치에 관한 것이다. 또한 상기 데이터베이스를 생성함에 있어 링크 정보를 포함하여 측위 시 보조정보로 활용할 수 있도록 하는 것 역시 본 발명의 범위에 포함된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치의 블럭 구성도를 예시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치는 기본적으로 보행자가 실내 공간에서 이동할 수 있는 경로를 나타내는 링크 위에서 수집된 측위 자원 정보를 수신하여 이를 수집 DB(204)에 저장하기 위한 수집 데이터 처리부(203)와, 상기 수집 DB(204)에 저장된 측위 자원 정보들과 링크에 관한 정보들에 기초하여 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하고, 생성된 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 측위 DB(206)에 저장하기 위한 데이터베이스 생성부(205) 및 측위 DB(206)를 포함한다.

이들 구성 외에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치는 도 2에 도시한 바와 같이 실내 공간정보를 보행자가 이동할 수 있는 경로인 링크로 단순화시켜 링크들의 연결 네트워크로 재구축하기 위한 공간정보 단순화 장치(201)와, 링크들의 연결 네트워크를 구성하는 각 링크 위에서 측위 자원 정보를 수집하기 위한 수집 장치(202)를 더 포함하여 구성할 수 있다. 참고적으로, 도 2에 도시한 사용자 단말(207)은 측위 DB(206)에서 측위 정보를 전달받아 사용자의 위치를 인식하는데 이용된다.

상술한 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치의 각 구성을 보다 구체적으로 부연 설명하면,

우선 공간정보 단순화 장치(201)는 실내 공간 정보를 파악하여 보행자가 이동할 수 있는 경로를 링크로 단순화시켜 실내 공간정보를 링크들의 연결 네트워크로 단순화한다. 이때 생성한 링크 연결 네트워크를 구성하는 각각의 링크나 노드(링크의 시, 종점이 되는 점)에 속성 정보(링크 혹은 노드 속성정보로 명할 수 있다)를 부여할 수 있다.

링크 혹은 노드 속성 정보에는 링크 혹은 노드의 고유 식별자(ID), 링크의 지도상의 방향, 노드와 연결된 링크의 정보(링크가 교차하고 있는 경우 여러 링크 정보가 포함될 수 있음) 등이 포함된다. 또한 링크 연결 네트워크상의 선분인 링크의 특정 방향을 정방향으로 지정하여 그 정보를 저장할 수도 있다. 이에 기초하여 실제 공간정보를 단순화시킨 예를 도 3에 도시하였다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공간정보 단순화 과정을 설명하기 위한 도면을 예시한 것이다.

도 3을 참조하면, 건물에서 보행자가 통행할 수 있는 복도를 실선으로 표시한 링크 연결 형태의 네트워크(A)가 생성되어 있다. 또한 생성된 네트워크상의 링크 위에는 각 링크의 ID 역할을 하는 링크 속성 정보(1,2,3,4,5,6)가 적혀있으며 이 ID를 통해 서로 다른 링크를 구분할 수 있다. 또한 수집 효율을 더욱 향상하기 위한 실시 예로서 경로를 설계함에 있어 보행자가 자주 이동하는 구역 위주로 경로를 설정하고, 일반 보행자가 접근할 수 없는 제한 구역을 배제하는 방식이 포함될 수 있다.

수집장치(202)는 실내 공간 내에서 보행자가 이동할 수 있는 경로를 링크로 단순화시킨 각각의 링크 위의 최소 1개 이상의 여러 지점에서 각종 측위 자원 정보를 수집하는 장치이다. 수집장치(202)가 수집하는 측위 자원 정보에는 링크 상의 수집 지점 좌표, 링크 상에서 수집한 방향, 해당 좌표에서 수집한 측위 자원의 종류, 측위 자원 측정값(와이파이, 블루투스, LTE, 와이맥스 등 각종 무선 인프라의 수신감도, 지자기, 기압 측정값) 등이 포함될 수 있으나, 이것으로 한정하지는 않는다. 또한 데이터베이스 생성 시 보조정보로 사용할 수 있는 수집 좌표의 링크 속성 정보가 포함될 수도 있다.

상기 수집 방향은 상기 공간정보 단순화 장치(201)에서 기술한 바와 같이 링크 상의 특정 방향을 정방향, 반대방향을 역방향이라고 지정하였을 때 수집자가 수집 시 향한 방향이 정/역방향 중 어떤 방향인지를 나타내는 실시 예를 포함한다. 혹은 링크가 가리키고 있는 방향을 이용하여, 수집장치(202)의 나침반 등을 활용해 사용자가 향한 방위각이 측정되었을 때 링크 상의 정방향인지 역방향인지를 확인하여 해당 정보로 저장하는 것 역시 실시예에 포함될 수 있다.

수집 데이터 처리부(203)는 수집 장치(202)로부터 링크 연결 네트워크를 구성하는 각 링크 위의 최소 1개 이상의 여러 지점에서 수집된 측위 자원 정보를 전달받아 필요한 경우 이를 처리하여 수집 DB(204)에 저장하는 역할을 한다. 이를 위해 수집 데이터 처리부(203)는 수집장치 연동/통신모듈, 수집 데이터 처리 모듈, 수집 DB 연동/통신모듈 등으로 구성될 수 있다.

수집 DB(204)는 수집 데이터 처리부(203)에서 전달된 측위 자원 정보를 DB화 하여 저장한다. 수집 DB(204)는 별도의 장치로 구성될 수도 있고, 수집 데이터 처리부(203)를 포함하는 장치 내에 포함될 수도 있다.

데이터베이스 생성부(205)는 수집 DB(204)로부터 주기적으로 측위 자원 정보와 링크에 관한 정보를 로딩해와 링크 형 격자 데이터베이스를 생성하고 그 데이터베이스를 측위 DB(206)에 저장한다. 데이터베이스에는 대표지점 좌표, 데이터베이스를 생성할 때 사용한 수집 데이터의 수집 방향, 해당 좌표(대표지점 좌표)에서 수집된 측위 자원 종류, 해당 측위 자원의 측정값, 그리고 해당 좌표(대표지점 좌표)가 속한 링크의 속성 정보가 포함된다. 측위 자원의 측정값에는 상기 수집 정보에 포함되었던 무선 인프라 수신 감도나 지자기 또는 기압 측정값이 포함될 수 있다.

또한 측위 방식에 따라 측위 자원의 절대 수치가 아닌 변화 정도를 저장할 수 있다. 예를 들어, 와이파이 수신감도 측정값을 이용해 데이터베이스를 생성함에 있어 각 AP로부터 전송된 신호의 수신감도 절대치가 아닌 그 변화 정도를 데이터베이스에 입력하는 것이 가능하다. 이러한 변화 정도를 수치화할 때는 분산이나 표준편차와 같은 통계치가 사용될 수 있다.

측위 DB(206)는 데이터베이스 생성부(205)에 의해 생성된 링크 형 격자 데이터베이스를 저장한다. 측위 DB(206)는 별도의 장치로 구성될 수도 있고, 데이터베이스 생성부(205)를 포함하는 장치 내에 포함될 수도 있다.

사용자 단말(207)은 사용자가 위치기반 서비스를 제공받기 위해 사용하는 단말이다. 사용자가 서비스 지역에 진입하고 위치기반 서비스를 받기 위해 측위를 시작하면 단말은 측위 자원 정보를 획득하고 측위 DB(206)에 저장된 링크 형 격자 데이터베이스와 비교하여 가장 유사한 데이터가 있는 지점으로 사용자의 위치를 계산한다. 이때 측위 DB(206)는 측위 기능을 시작할 때 유무선 네트워크 등을 통해 전달받을 수도 있고 사전에 사용자 단말(207)에 저장해 놓은 것을 사용할 수도 있다.

이하 도 4를 참조하여 데이터베이스 생성부(205)의 동작, 즉 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하는 방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 흐름도를 예시한 것이다.

도 4를 참조하면, 우선 데이터베이스 생성부(205)는 1회 혹은 주기적으로 수집 DB(204)로부터 수집 데이터를 로딩한다(데이터 로딩단계, S10단계). 여기서 데이터는 수집 DB(204)에 저장된 측위 자원 정보와 링크에 관한 정보이다. 한편, 데이터 로딩 주기는 구축하는 서비스의 특성마다 다를 수 있다. 이때 적절한 데이터만을 로딩하기 위해 수집 DB(204)에 특정 조건을 충족하는 데이터만 로딩할 수 있는 기능을 포함할 수 있다. 특정 조건에는 수집 시간, 수집 장소, 수집 장소 내 특정 구역(예: 좌표 or 층), 수집 단말의 종류 등이 포함될 수 있다.

데이터가 로딩되면, 데이터베이스 생성부(205)는 링크별 수집 데이터를 분류한다(링크별 수집 데이터 분류단계, S20단계). 링크 별 수집 데이터 분류 단계에서는 수집 데이터의 수집 지점 좌표 혹은 데이터 안에 포함되어 있는 링크 속성 정보를 확인하여 각각의 데이터가 어떤 링크에서 수집된 것인지 확인하고 서로 다른 링크에서 수집된 데이터들은 분리한다. 이때 교차점에 대한 별도의 처리를 할 경우 각 교차점 인근의 데이터는 링크 별 데이터와는 별도로 따로 분류한다.

링크 별로 수집 데이터가 분류되었으면, 데이터베이스 생성부(205)는 링크 내 대표지점 생성 단계를 수행한다(S30단계). 링크 내 대표지점 생성 단계는 수집 데이터가 있는 링크에 대해 핑거프린트 데이터베이스의 기준점이 되는 대표지점들을 생성한다. 대표지점들은 링크 상에 균등한 거리에 있는 지점들로 구성될 수도 있고, 수집 지점의 밀도에 따라 거리에 차등을 두어 구성할 수도 있다.

이후 데이터베이스 생성부(205)는 대표지점 별 데이터 분류 단계를 수행한다(S40단계). 대표지점 별 데이터 분류 단계에서는 수집 데이터를 가공하여 대표지점마다 핑거프린트를 생성할 수 있도록 대표지점에 인접하여 수집된 데이터들을 분류하여 묶어준다.

링크 형 격자 핑거프린트 생성단계(S50단계)에서 데이터베이스 생성부(205)는 각 대표지점 별로 묶인 수집 데이터들을 가공하여 핑거프린트를 생성한다. 마치 격자를 나누어 핑거프린트 데이터베이스를 생성하였던 것처럼 링크 상의 격자 가운데의 대표지점에 핑거프린트를 생성하는 것과 유사하여 링크 형 격자 핑거프린트라 할 수 있다.

핑거프린트를 생성하는 방식은 각 측위 자원별로 측정값을 평균하는 방식을 실시 예로 포함하나 하나의 방식으로 특정하지 않는다. 즉, 3축 지자기 정보를 수집하였을 경우 각 축별로 수집된 데이터들을 모두 평균을 취하여 각 축에 대한 측정값을 나타내는 핑거프린트를 생성하거나, 각각의 수집 데이터의(3축 지자기 데이터 값) Norm 값을 취한 뒤, 이 데이터들에 대한 평균을 취하여 핑거프린트를 생성할 수 있다.

또한 측위 시 보조정보로 활용하여 측위 정확도 향상에 기여할 수 있는 링크 속성 정보가 포함될 수 있다. 링크 속성 정보에는 링크 고유 식별자(예를 들어, 그림 3에서의 링크 별 ID), 링크 방향 등이 포함될 수 있다.

한편, 데이터베이스 생성부(205)는 교차점 핑거프린트 생성 단계(S60단계)에서 상기 링크 별 수집 데이터 분류 단계(S20단계)에서 나뉘어 진 교차점 상의 수집 데이터를 가공하여 핑거프린트를 만든다. 교차점 핑거프린트에서도 일반 링크 상의 핑거프린트와 동일한 정보가 포함된다. 다만 상기 실시예와 같은 링크 속성 정보를 포함할 경우 교차점임을 나타내는 별도의 링크 고유 식별자와 최소 2개 이상의 링크 방향 정보가 포함된다. 이는 교차점이 최소 2개 이상의 링크가 만나는 지점에 생성되기 때문이다.

이후 데이터베이스 생성부(205)는 핑거프린트 취합 및 데이터베이스 생성단계(S70단계)를 통해 교차점과 링크 상의 여러 대표지점에서 생성된 핑거프린트들을 모두 모아 데이터 베이스를 생성하고 이를 측위 DB(206)로 전송한다. 이때 핑거프린트들을 취합하여 데이터베이스를 구성함에 있어 단순히 핑거프린트를 모으지 않고 인접한 지점에서 생성된 데이터를 활용해 핑거프린트를 보정한 뒤 취합하는 기능이 포함될 수 있다.

상술한 바와 같은 과정을 통해 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하게 되면, 측위 자원 정보 수집에 드는 시간과 비용을 최소화할 수 있다. 즉, 수집 지점을 서비스 지역의 넓은 공간을 나눈 것에서 서비스 사용자 혹은 보행자들이 주로 왕래하는 경로 위주로 한정함으로써, 2차원의 면을 수집하는 것에서 1차원의 선상 수집으로 수집 범위를 축소할 수 있다.

또한 본 발명은 보행자의 접근성이나 밀집도 등을 고려한 경로 설계를 통해 의미 있는 데이터만을 간추려서 수집하는 것이 가능해져 수집 효율을 크게 끌어올릴 수 있다. 따라서 수집에 드는 비용과 시간을 크게 줄일 수 있으며, 이에 따라 데이터베이스 생성 효율도 올라가는 효과가 있다.

한편, 본 발명을 통해 생성된 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 이용하여 사용자 위치를 계산하는 방법을 부연 설명하면,

우선 사용자 위치를 계산함에 있어 측위 성능 향상을 위해 이전 측위 결과와 측위 DB(206)에서 제공하는 링크 속성 정보를 복합적으로 활용할 수 있다. 이를 위해 현재 위치 추정 단계, 이전 추정 위치와의 링크 속성 정보 비교 단계, 현재 추정 위치 보정 단계를 포함하는 측위 보정 방식이 실시예로 포함될 수 있다.

실시 예에 대한 자세한 설명을 위해, 이전 최소 1번 이상의 측위 결과가 특정 링크 상에 존재했던 상황을 가정한다. 이러한 상황에서 갑작스런 환경변화 등으로 인해 부적절한 측위 자원 정보를 사용자가 획득하고 이로 인해 현재 추정위치 정보가 지난 추정위치가 속한 링크와 전혀 동떨어진 다른 링크에 위치한 경우, 상기한 실시 예를 통해 현재 추정 위치를 보정하거나, 그 값을 배제하고 기존의 위치로 계속해서 사용할 수 있다.

상기 링크 속성 정보를 이용한 측위 방식의 또 다른 실시예로서 센서 기반 측위 시스템에서 해당 정보를 사용하여 방향 정보를 보정하는 방식이 포함될 수 있다. 센서를 단독 혹은 복합적으로 사용하여 사용자의 상대적인 변위를 업데이트하는 방식의 측위 시스템에 있어 사용자의 방향정보를 링크 속성 정보를 이용하여 보정할 수 있다. 즉, 측위 결과 사용자가 이전 위치 대비 특정 각도로 특정 거리만큼 전진하였다고 추정되었지만 실제 링크 속성 정보를 확인해본 결과 해당 링크의 참 방향이 추정치와 다른 경우 이러한 정보를 이용해 사용자의 위치를 올바르게 업데이트 할 수 있다.

상기 보정작업을 거치지 않을 경우 방향 추정에서의 오차가 누적되면, 사용자의 위치가 실내 공간상의 경로에 한정되지 않고 벗어날 수 있는 데 상기 실시 예를 통해 이를 보정할 수 있다. 즉, 방향 정보에 대한 보정이 없다면 복도를 걷고 있던 사용자의 위치가 복도의 벽을 넘어있는 방으로 향하는 것과 같은 부작용을 방지할 수 있다. 이를 위한 바람직한 구성 예는 위치 정보 추정 단계, 링크 속성 정보 확인 단계, 현재 추정 위치 보정 단계를 포함한다.

상술한 사용자 위치 계산 방법을 고려해 보더라도, 본 발명은 추정 위치 역시 경로 상에 존재하게 되어 사용자가 체감하는 측위 품질이 향상된다. 즉, 환경 변화나 회로 잡음에 의해 발생하는 측위 추정치 튐 현상이 링크 위 선(線) 상의 지점들로 제한되는 효과가 있다.

또한 측위 시 링크 정보를 활용하여 측위 성능을 향상할 수 있다. 앞서 설명한 두 종류의 실시예에 따라, 이전 측위 결과가 어떤 링크 상에 위치해 있는지를 파악하여 갑작스런 위치 변화를 배제하거나 보정함으로써 순간적인 위치를 보정할 수 있으며, 또는 센서 기반 보행항법(PDR, Pedestrian Dead Reckoning) 사용시 사용자의 이동 방향을 링크 방향 정보를 이용하여 보정함으로써 위치 인식 정확도를 높이고, 사용자의 위치가 잘못 업데이트 되어 통과하는 것이 불가능한 벽이나 장애물을 넘어가는 것과 같은 위치 정보 오추정을 막아 측위 값이 올바르게 나타날 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

이상은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

201: 공간정보 단순화 장치 202: 수집 장치
203: 수집 데이터 처리부 204: 수집 DB
205: 데이터베이스 생성부 206: 측위 DB
207: 사용자 단말

Claims

실내 공간에서 보행자가 이동할 수 있는 경로를 나타내는 링크 위에서 수집된 측위 자원 정보를 수신하여 수집 DB에 저장하는 수집 데이터 처리부; 및
상기 수집 DB에 저장된 측위 자원 정보와 상기 링크에 관한 정보에 기초하여 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하고, 생성된 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 측위 DB에 저장하는 데이터베이스 생성부를 포함하고,
상기 데이터베이스 생성부는
교차점 상의 측위 자원 정보를 가공하여 교차점이 아닌 위치의 링크 별 데이터와 구별될 수 있도록 교차점 핑거프린트를 더 생성하고,
상기 교차점 핑거프린트는
교차점임을 나타내는 별도의 링크 고유 식별자와 적어도 2개 이상의 링크 방향 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치.
제1항에 있어서,
상기 보행자가 이동할 수 있는 경로를 상기 링크로 단순화시킴으로써 전체 경로를 링크들의 연결 네트워크로 구성하기 위한 공간정보 단순화 장치; 및
상기 연결 네트워크를 구성하는 각 링크 위의 복수 지점에서 상기 측위 자원 정보를 수집하기 위한 수집 장치를 더 포함하는 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스는,
상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스의 기준점이 되는 대표지점 별로 그룹핑된 측위 자원 정보들을 가공하여 생성된 링크 형 격자 핑거프린트들의 조합으로 구성되는 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치.
삭제
제3항에 있어서, 상기 측위 자원 정보는,
상기 링크 상의 수집 지점 좌표, 상기 링크 상에서 수집한 방향, 상기 수집 지점 좌표에서 수집한 측위 자원의 종류, 측위 자원 측정값, 상기 수집 지점 좌표의 링크 속성 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 장치.
실내 공간에서 보행자가 이동할 수 있는 경로를 나타내는 링크 위에서 수집된 측위 자원 정보를 수신하여 수집 DB에 저장하는 단계;
상기 수집 DB에 저장된 측위 자원 정보와 상기 링크에 관한 정보에 기초하여 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하는 단계;
교차점 상의 측위 자원 정보를 가공하여 교차점이 아닌 위치의 링크 별 데이터와 구별될 수 있도록 교차점 핑거프린트를 더 생성하는 단계; 및
생성된 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 측위 DB에 저장하는 단계를 포함하고,
상기 교차점 핑거프린트는
교차점임을 나타내는 별도의 링크 고유 식별자와 적어도 2개 이상의 링크 방향 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법.
제6항에 있어서, 상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하는 단계는,
상기 링크 위에서 수집된 상기 측위 자원 정보들과 상기 링크에 관한 정보들을 로딩하여, 로딩된 측위 자원 정보들을 링크별로 분류하는 단계;
링크별로 상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스의 기준점이 되는 대표지점을 생성하는 단계;
상기 대표지점에 인접하는 측위 자원 정보들을 그룹핑하는 단계;
대표지점 별로 그룹핑된 측위 자원 정보들을 가공하여 링크 형 격자 핑거프린트를 생성하는 단계; 및
생성된 링크 형 격자 핑거프린트들에 기초하여 상기 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스를 생성하는 단계를 포함하는, 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법.
삭제
제7항에 있어서, 상기 측위 자원 정보는,
상기 링크 상의 수집 지점 좌표, 상기 링크 상에서 수집한 방향, 상기 수집 지점 좌표에서 수집한 측위 자원의 종류, 측위 자원 측정값, 상기 수집 지점 좌표의 링크 속성 정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 링크 형 격자 핑거프린트 데이터베이스 생성 방법.