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KR20160090199A - 무선 신호를 이용한 실내 위치 측정 장치 및 방법 - Google Patents

무선 신호를 이용한 실내 위치 측정 장치 및 방법 Download PDF

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KR20160090199A
KR20160090199A KR1020150010217A KR20150010217A KR20160090199A KR 20160090199 A KR20160090199 A KR 20160090199A KR 1020150010217 A KR1020150010217 A KR 1020150010217A KR 20150010217 A KR20150010217 A KR 20150010217A KR 20160090199 A KR20160090199 A KR 20160090199A
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indoor
radio signal
terminal
unit
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KR1020150010217A
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노현석
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한국전자통신연구원
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Abstract

무선 신호를 이용한 실내 위치 측정 장치 및 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 실내 위치 측정 장치는 단말 장치에 탑재되는 실내 위치 측정 장치에 있어서, 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신하는 무선신호 수신부, 상기 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득하는 공간정보 획득부 및 상기 무선신호, 공간정보 및 상기 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 위치 산출부를 포함한다.

Description

무선 신호를 이용한 실내 위치 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING INDOOR POSITION USING WIRELESS SIGNAL}
본 발명은 실내 위치 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 무선 신호를 이용한 실내 위치 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
블루투스(Bluetooth) 기술은 근거리 내에서 하나의 무선 연결을 통해서 장치 간에 필요한 여러 케이블 연결을 대신하게 해준다. 예를 들어, 블루투스 무선 기술이 휴대폰과 랩 탑 컴퓨터 안에 구현되면 케이블 없이도 연결되어 사용할 수 있다. 프린터, PDA, 데스크탑, FAX, 키보드, 조이스틱은 물론이고, 사실상 모든 디지털 장비들이 블루투스 시스템의 일부가 될 수 있다. 장치들을 케이블로부터 자유롭게 만들어 주는 것뿐 아니라, 블루투스 무선 기술은 기존의 데이터망과 주변 장치들간의 인터페이스, 그리고 고정된 네트워크 하부구조로부터 멀리 떨어진 장치들 간에 특별한 그룹을 형성시켜주는 보편적인 다리 역할을 제공할 수 있다. 한편, 클래식 블루투스와 블루투스 하이 스피드와 블루투스 저 에너지를 포함한 기능을 가진 블루투스 4.0이 발표됨에 따라, 블루투스 저 에너지 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
한편, GPS(Global Positioning System)가 일반화되어 언제 어디서나 사용자 및 단말의 위치를 얻을 수 있는 실외와 달리 실내공간에서 아직 대중적으로 활용되고 있는 측위 기술은 없으며 이를 위해 다양한 측위 기술들이 개발 및 초기 적용 중이다. 현재 실내 측위를 위해 개발되고 있는 기술로는 RF(Radio Frequency) 기반 측위, 관성측정 기반 측위, 의사위성(Pseudolites) 기반 측위, RFID(Radio Frequency Identification) 기반 측위, Floor Sensor 기반 측위, 자기시스템(Magentic System) 기반 측위, 광학시스템(Optical System) 기반 측위 등이 있다. 이들 측위 기술은 서로 다른 형태의 인프라를 요구하고 서로 다른 범위의 정확도와 커버리지를 제공하므로, 제공하고자 하는 실내 내비게이션 서비스의 구체적인 요구사항 및 시나리오와 대상 실내공간의 상황에 따라 선택적으로 사용되어야 한다. 이러한 여러 측위 기술 중, 현재 가장 활발히 개발 및 적용되고 있는 기술은 무선랜(WLAN) 기반의 측위와 보행항법기술(PDR: Pedestrian Dead Reckoning)을 포함한 관성측정 기반 측위, 그리고 자기시스템 기반 측위기술이라 할 수 있다. 타 기술들은 기본적으로 전원이 필요하여 AP를 설치할 때 별도의 전원 공사가 필요하여 추가적인 비용 지출이 수반되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 정확도가 높은 실내 위치 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 하나의 과제는 사용자의 행동 패턴을 위치 측정에 이용한 실내 위치 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 하나의 과제는 실내 위치 측정을 위하여 필요한 제반 비용을 최소화할 수 있는 실내 위치 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 측정 장치는 단말 장치에 탑재되는 실내 위치 측정 장치에 있어서, 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신하는 무선신호 수신부, 상기 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득하는 공간정보 획득부 및 상기 무선신호, 공간정보 및 상기 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 위치 산출부를 포함한다.
상기 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 무선신호 수신부는 블루투스 규격에 기초하여 설정된 세기의 신호를 발생하는 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신할 수 있다.
상기 실시예의 다른 측면에 의하면, 상기 무선신호는 상기 무선신호 발생 장치로부터 반복적으로 전송되는 비콘신호일 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 상기 위치 산출부는 적어도 세 개의 무선신호 발생 장치로부터 수신한 무선신호를 기초로 삼각 측량을 수행하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 상기 실내 위치 측정 장치는 상기 위치 산출부에 의하여 산출된 상기 단말 장치의 현재 위치를 외부 장치로 전송하는 측위값 전송부를 더 포함할 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 상기 실내 위치 측정 장치는 상기 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 상기 단말 장치의 이동 여부를 판단하는 이동 여부 판단부를 더 포함하고, 상기 위치 산출부는 상기 이동 여부 판단부에 의하여 판단한 결과값을 더 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
이 경우에, 상기 위치 산출부는 상기 이동 여부 판단부에 의하여 판단한 결과 상기 단말 장치가 정지한 것으로 판단되면 상기 단말 장치의 현재 위치 산출을 중지할 수 있다.
또는, 상기 실내 위치 측정 장치는 상기 단말 장치에 내장된 회전 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 상기 단말 장치의 회전 정도를 판단하는 회전 정도 판단부를 더 포함하고, 상기 위치 산출부는 상기 회전 정도 판단부에 의하여 판단한 결과값을 더 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 상기 실내 위치 측정 장치는 상기 단말 장치에 내장된 회전 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 상기 단말 장치의 회전 정도를 판단하는 회전 정도 판단부를 더 포함하고, 상기 위치 산출부는 상기 회전 정도 판단부에 의하여 판단한 결과값을 더 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 실내 위치 측정의 정확도를 높일 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 행동 패턴을 위치 측정에 이용하여 실내 위치 측정 정확도의 편차를 줄일 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따르면, 실내 위치 측정을 위하여 필요한 제반 비용을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 측정 장치를 이용한 실내 위치 측정 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 측정 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실내 위치 측정 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 측정 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실내 위치 측정 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실내 위치 측정 방법을 보여주는 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 통상의 기술자에게는 당연할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 및 단어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예에서 사용된 용어는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 통상의 기술자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 측정 장치를 이용한 실내 위치 측정 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 실내 위치 측정 시스템은 실내 위치 측정 장치가 탑재된 단말 장치(110), 무선신호 발생 장치(120) 및 위치관리서버(130)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 실내 위치 측정 장치는 단말 장치(110)에서 애플리케이션 모듈로 탑재되어 동작할 수 있다.
단말 장치(110)는 단말 장치에 탑재된 실내 위치 측정 장치를 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출한다. 또한, 단말 장치(110)는 단말 장치의 현재 위치를 위치관리서버(130)로 전송할 수 있다.
단말 장치(110)는 무선신호 발생 장치(120) 및 위치관리서버(130)와 무선 네트워크를 통하여 정보를 송수신한다. 예를 들어, 무선 네트워크는 이동 통신망 또는 무선 인터넷망(Wifi) 등 일 수 있다.
이러한 단말 장치(110)는 개인 이동 통신 단말 장치(Personal Mobile Communication Services Terminal), 개인용 디지털 단말 장치(Personal Digital Assistants: PDA), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿(tablet), 랩탑, 노트북, 및 무선 랜 단말 장치, 또는 스마트 안경 등과 같이, 개인이 휴대하면서 다양한 기능의 구현이 가능한 단말 장치 중 하나일 수 있다.
무선신호 발생 장치(120)는 미리 설정된 세기로 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 브로드캐스팅한다. 예를 들어, 무선신호 발생 장치(120)는 블루투스 AP, 비콘센서 등일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선신호 발생 장치(120)는 블루투스 규격에 기초하여 설정된 세기의 무선신호를 브로드캐스팅한다. 무선신호 발생 장치(120)가 브로드캐스팅하는 무선신호에는 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 무선신호 발생 장치(120)는 저전력 블루투스인 BLE(Bluetooth Low Energy)에 기초하여 설정된 세기의 무선신호를 브로드캐스팅한다.
위치관리서버(130)는 단말 장치(110)로부터 단말 장치의 현재 위치를 획득하여 저장하고 관리한다. 위치관리서버(130)는 단말 장치에게 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 전송할 수 있다. 위치관리서버(130)는 저장된 단말 장치의 위치정보를 타 시스템으로 재전송할 수 있다. 위치관리서버(130)가 수집한 단말 장치의 위치는 단말 장치의 위치를 기반으로 사용자 맞춤형 서비스를 제공하기 위한 정보로 활용될 수 있다.
위치관리서버(130)는 시스템 운용에 필요한 정보들이 저장되는 위치정보 데이터 베이스(Data Base)와, 외부 장치와 데이터 베이스를 연결 및 중계하는 역할을 수행하는 미들웨어(Middle Ware)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 측정 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 실내 위치 측정 장치(200)는 무선신호 수신부(210), 공간정보 획득부(220) 및 위치 산출부(230)를 포함한다. 일 양상에 따르면, 실내 위치 측정 장치(200)는 측위값 전송부(240)를 더 포함할 수 있다. 다른 양상에 따르면, 실내 위치 측정 장치(200)는 이동 여부 판단부(250)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 도 2에 도시되어 있는 실내 위치 측정 장치(200)의 구성은 예시적인 것으로서, 실내 위치 측정 장치(200)는 도 2에 개시되어 있는 모듈들의 일부만을 구비하거나 및/또는 그 동작을 위하여 필수적인 다른 모듈들을 추가로 구비할 수도 있다. 예를 들어, 실내 위치 측정 장치(200)는 사용자가 명령을 직접 입력할 수 있는 조작부 등을 추가로 구비할 수 있다.
이하, 설명에서 무선신호 수신부(210), 공간정보 획득부(220), 위치 산출부(230), 측위값 전송부(240) 및 이동 여부 판단부(250)는 서로 독립된 부분으로 개시되지만, 무선신호 수신부(210), 공간정보 획득부(220), 위치 산출부(230), 측위값 전송부(240) 및 이동 여부 판단부(250)는 하나의 단일한 형태, 하나의 물리적 장치 또는 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 예를 들어, 무선신호 수신부(210), 공간정보 획득부(220), 위치 산출부(230), 측위값 전송부(240) 및 이동 여부 판단부(250)는 하나 또는 복수의 서버에서 각각 별개의 프로세스로 실행되도록 구현되거나, 또는 복수의 프로세스로 실행되도록 구현될 수 있다. 더 나아가 전체가 하나의 프로세스로 실행되도록 구현될 수도 있다. 이뿐만 아니라, 무선신호 수신부(210), 공간정보 획득부(220), 위치 산출부(230), 측위값 전송부(240) 및 이동 여부 판단부(250)는 각각 하나의 물리적인 장치 또는 집단이 아닌 복수의 물리적 장치 또는 집단으로 구현될 수 있다. 실내 위치 측정 장치(200)는 단말 장치에 탑재될 수 있다.
무선신호 수신부(210)는 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보(RSSI; Received Signal Strength Indication) 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신한다.
일 실시예에 따르면, 무선신호 수신부(210)는 블루투스 규격에 기초하여 설정된 세기의 신호를 발생하는 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신할 수 있다.
바람직하게는, 무선신호 수신부(210)는 저전력 블루투스인 BLE(Bluetooth Low Energy)에 기초하여 설정된 세기의 신호를 발생하는 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신할 수 있다. BLE(Bluetooth Low Energy)는 전력소모를 최소화한다.
일 실시예에 따르면, 무선신호는 무선신호 발생 장치로부터 반복적으로 전송되는 비콘신호일 수 있다. 비콘은 무선통신 장치로써 블루투스 4.0(BLE; Bluetooth Low Energy) 기반의 프로토콜을 사용하여 매우 작은 주파수의 신호를 주위에 전달한다.
공간정보 획득부(220)는 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득한다. 실내 공간의 공간정보는 무선신호 발생 장치의 위치정보를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 공간정보 획득부(220)는 2D 또는 3D로 구현된 전자지도로부터 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 공간정보 획득부(220)는 별도의 외부 시스템에서 관리되고, 공간정보 획득부(220)가 통신망을 통하여 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 공간정보 획득부(220)는 위치관리서버(130)로부터 통신망을 통하여 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득할 수 있다.
위치 산출부(230)는 무선신호, 공간정보 및 상기 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출한다.
일 실시예에 따르면, 위치 산출부(230)가 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 방법에는 특별한 제한이 없는데, 단말 장치의 현재 위치를 산출하기 위하여 알려진 실내 측위 알고리즘 중의 하나를 이용할 수 있다.
실내 측위 방식은 측위 방식별 무선 통신 기술에 따라, 삼각측량방식, 근접식별방식, 위치지문방식으로 나뉘어진다. 삼각측량방식(Triangulation)은 세 점으로부터 구한 거리를 이용해서 알고자 하는 위치를 계산해내는 방식이다. 근접식별방식(Proximity)은 위치 추적 대상 물체가 무선 셀 네트워크 안에서 하나 혹은 복수의 접속 포인트의 가용범위 내에 들어왔는지 무선 접속점을 감시하는 방법과 자동식별 시스템이나 태그의 정보를 호출해 식별하여 측정하는 방법이 있다. 위치지문방식(Location Fingerprint)은 핑거프린트 기법으로 서비스 지역에서 미리 임의로 여러 개의 위치를 선정하고 선정한 위치에서 수집한 신호 세기 정보를 이용하여 위치를 추정하는 방식이다.
한편, 삼각 측량(Triangulation)은 세 점으로부터 구한 거리를 이용해서 알고자 하는 위치를 계산해내는 방식이다. 삼각 측량 방식은 수신 신호 세기(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 이용하는 방식과 도착 시간(Time Of Arrival, TOA) 정보를 이용하는 방식이 있다. 수신 신호 세기(RSSI)를 이용하는 방식은 무선신호 발생 장치와 단말 장치의 거리가 멀어질수록 수신 신호의 세기가 약해지는 것을 이용하여 단말 장치의 위치를 계산한다. 도착 시간(TOA) 정보를 이용하는 방식은 단말 장치가 무선신호 발생 장치로 위치 정보를 보낸 시간과 무선신호 발생 장치에서 그 정보를 수신한 시간 사이의 차이를 거리로 환산하여 단말 장치의 위치를 계산한다.
일 실시예에 따르면, 위치 산출부(230)는 적어도 세 개의 무선신호 발생 장치로부터 수신한 무선신호를 기초로 삼각 측량을 수행하여 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 위치 산출부(230)는 무선신호 발생 장치로부터 수신한 무선신호의 신호세기정보(RSSI; Received Signal Strength Indication)를 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
일 양상에 따르면, 실내 위치 측정 장치(200)는 측위값 전송부(240)를 더 포함할 수 있다.
측위값 전송부(240)는 위치 산출부(230)에 의하여 산출된 단말 장치의 현재 위치를 외부 장치로 전송한다. 측위값 전송부(240)는 외부 장치와 유선 네트워크 또는 무선 네트워크를 통하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 네트워크는 이동 통신망 또는 무선 인터넷망(Wifi) 등일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 측위값 전송부(240)는 위치 산출부(230)에 의하여 산출된 단말 장치의 현재 위치를 단말 장치의 모듈로 전송할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 측위값 전송부(240)는 위치 산출부(230)에 의하여 산출된 단말 장치의 현재 위치를 실내 위치 측정 장치(200)의 다른 모듈로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 측위값 전송부(240)는 위치 산출부(230)에 의하여 산출된 단말 장치의 현재 위치를 소정의 시간에 위치관리서버(130)로 전송할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 측위값 전송부(240)는 위치 산출부(230)에 의하여 산출된 단말 장치의 현재 위치를 주기적으로 위치관리서버(130)로 전송할 수 있다.
일 양상에 따르면, 실내 위치 측정 장치(200)는 이동 여부 판단부(250)를 포함할 수 있다.
이동 여부 판단부(250)는 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 이동 여부를 판단한다. 이때, 위치 산출부(230)는 이동 여부 판단부(250)에 의하여 판단한 결과값을 더 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
단말 장치에는 여러 종류의 센서가 내장될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰(Smart Phone)에는 자이로스코프 센서(Gyroscope Sensor), 지자기 센서(Geomagnetic Sensor), 가속도계(Accelerometer), 중력센서(Gravity Sensor), 광 센서/조도센서(Light Sensor), 근접 센서(Proximity Sensor) 등이 포함될 수 있다. 특정 센서로부터 감지된 값 또는 복수 센서의 조합으로부터 감지된 값을 이용하여 단말 장치의 움직임을 감지할 수 있다. 특정 센서 또는 복수의 센서는 움직임을 감지하는 센서일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이동 여부 판단부(250)는 단말 장치에 내장된 물리 센서(Physical Sensor)로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 이동 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 이동 여부 판단부(250)는 단말 장치에 내장된 자이로스코프 센서(Gyroscope Sensor), 지자기 센서(Geomagnetic Sensor), 가속도계(Accelerometer), 중력센서(Gravity Sensor) 등 물리 센서 중 하나 이상으로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 이동 여부를 판단할 수 있다. 가속도계(Accelerometer)는 관성에 의한 반작용을 측정하여 직선 가속도 또는 각 가속도를 측정한다. 중력센서(Gravity Sensor)는 단말 장치의 좌우 기울기 또는 상하 기울기를 감지하여 단말 장치의 움직임을 감지한다
일 실시예에 따르면, 위치 산출부(230)는 이동 여부 판단부(250)에 의하여 판단한 결과 단말 장치가 정지한 것으로 판단되면 단말 장치의 현재 위치 산출을 중지할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 위치 산출부(230)는 이동 여부 판단부(250)에 의하여 판단한 결과 단말 장치가 이동하는 것으로 판단되면 단말 장치의 현재 위치 산출을 재개할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실내 위치 측정 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 실내 위치 측정 장치(300)는 무선신호 수신부(310), 공간정보 획득부(320), 위치 산출부(330), 측위값 전송부(340), 이동 여부 판단부(350) 및 회전 정도 판단부(360)를 포함한다. 그리고, 도 3에 도시되어 있는 실내 위치 측정 장치(300)의 구성은 예시적인 것으로서, 실내 위치 측정 장치(300)는 도 3에 개시되어 있는 모듈들의 일부만을 구비하거나 및/또는 그 동작을 위하여 필수적인 다른 모듈들을 추가로 구비할 수도 있다. 예를 들어, 실내 위치 측정 장치(300)는 사용자가 명령을 직접 입력할 수 있는 조작부 등을 추가로 구비할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 실내 위치 측정 장치(300)는 회전 정도 판단부(360)를 더 포함한다는 점에서, 도 2에 도시된 실내 위치 측정 장치(200)와 차이가 있다. 이하, 도 2의 실내 위치 측정 장치(200)와의 차이점을 중심으로 도 3의 실내 위치 측정 장치(300)에 관하여 설명한다. 따라서, 도 3의 실내 위치 측정 장치(300)와 관련하여 구체적으로 설명하지 않은 사항은 각 구성요소의 본질적인 특성상 적용이 불가능한 경우를 제외하고는 도 2의 실내 위치 측정 장치(200)와 관련하여 설명한 사항이 동일하게 적용될 수 있다.
이하, 설명에서 무선신호 수신부(310), 공간정보 획득부(320), 위치 산출부(330), 측위값 전송부(340), 이동 여부 판단부(350) 및 회전 정도 판단부(360)는 서로 독립된 부분으로 개시되지만, 무선신호 수신부(310), 공간정보 획득부(320), 위치 산출부(330), 측위값 전송부(340), 이동 여부 판단부(350) 및 회전 정도 판단부(360)는 하나의 단일한 형태, 하나의 물리적 장치 또는 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 예를 들어, 무선신호 수신부(310), 공간정보 획득부(320), 위치 산출부(330), 측위값 전송부(340), 이동 여부 판단부(350) 및 회전 정도 판단부(360)는 하나 또는 복수의 서버에서 각각 별개의 프로세스로 실행되도록 구현되거나, 또는 복수의 프로세스로 실행되도록 구현될 수 있다. 더 나아가 전체가 하나의 프로세스로 실행되도록 구현될 수도 있다. 이뿐만 아니라, 무선신호 수신부(310), 공간정보 획득부(320), 위치 산출부(330), 측위값 전송부(340), 이동 여부 판단부(350) 및 회전 정도 판단부(360)는 각각 하나의 물리적인 장치 또는 집단이 아닌 복수의 물리적 장치 또는 집단으로 구현될 수 있다. 실내 위치 측정 장치(300)는 단말 장치에 탑재될 수 있다.
회전 정도 판단부(360)는 단말 장치에 내장된 회전 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 회전 정도를 판단한다. 이때, 위치 산출부(330)는 회전 정도 판단부(360)에 의하여 판단한 결과값을 더 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출한다.
일 실시예에 따르면, 회전 정도 판단부(360)는 단말 장치에 내장된 물리 센서(Physical Sensor)로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 회전 정도를 판단할 수 있다. 구체적으로, 회전 정도 판단부(360)는 단말 장치에 내장된 자이로스코프 센서(Gyroscope Sensor), 자기 센서(Magnetic Sensor), 지자기 센서(Geomagnetic Sensor), 가속도계(Accelerometer), 중력센서(Gravity Sensor) 등 물리 센서 중 하나 이상으로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 회전 정도를 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 위치 측정 방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명의 실시예를 포함하여 이하에서 설명되는 절차는 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하다. 도 5 내지 도 7에 도시된 실내 위치 측정 방법은 도 2의 실내 위치 측정 장치(200), 도 3의 실내 위치 측정 장치(300) 또는 이를 구비하는 전자 기기를 이용하여 실내 위치를 측정하는 방법일 수 있다. 따라서, 불필요한 반복을 피하기 위하여 실내 위치 측정 방법에 관하여 간략히 설명하며, 여기에서 상세히 설명되지 않은 사항은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 사항이 동일하게 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단말 장치에 탑재된 실내 위치 측정 방법에 있어서, 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신하는 단계(S401), 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득하는 단계(S402) 및 무선신호, 공간정보 및 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 단계(S403)을 포함한다.
먼저, 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신한다(S401).
일 실시예에 따르면, 무선신호 수신 단계(S401)에서는 블루투스 규격에 기초하여 설정된 세기의 신호를 발생하는 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선신호는 무선신호 발생 장치로부터 반복적으로 전송되는 비콘신호일 수 있다. 비콘은 무선통신 장치로써 블루투스 4.0(BLE; Bluetooth Low Energy) 기반의 프로토콜을 사용하여 매우 작은 주파수의 신호를 주위에 전달한다.
다음으로, 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득한다(S402).
다음으로, 무선신호, 공간정보 및 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출한다(S403).
일 실시예에 따르면, 위치 산출 단계(S403)에서 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 방법에는 특별한 제한이 없는데, 단말 장치의 현재 위치를 산출하기 위하여 알려진 실내 측위 알고리즘 중의 하나를 이용할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 위치 산출 단계(S403)에서는 적어도 세 개의 무선신호 발생 장치로부터 수신한 무선신호를 기초로 삼각 측량을 수행하여 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 위치 산출 단계(S403)에서는 무선신호 발생 장치로부터 수신한 무선신호의 신호세기정보(RSSI; Received Signal Strength Indication)를 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
일 양상에 따르면, 위치 산출 단계(S403)에서 산출된 단말 장치의 현재 위치를 외부 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실내 위치 측정 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 실내 위치 측정 방법은 도 4에 도시된 실내 위치 측정 방법에서 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 이동 여부를 판단하는 단계(S502)를 더 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 실내 위치 측정 방법은 도 2의 실내 위치 측정 장치(200) 또는 이를 구비하는 전자 기기를 이용하여 실내 위치를 측정하는 방법일 수 있다. 따라서, 불필요한 반복을 피하기 위하여 실내 위치 측정 방법에 관하여 간략히 설명하며, 여기에서 상세히 설명되지 않은 사항은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 사항이 동일하게 적용될 수 있다.
먼저, 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 센싱값을 획득하고(S501), 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 이동 여부를 판단한다(S502).
다음으로, 단말 장치의 이동 여부를 판단한 결과(S503), 단말 장치가 이동하지 않은 경우에는 단말 장치의 현재 위치를 산출하지 않고 종료한다. 반면에, 단말 장치가 이동한 경우에는 단말 장치의 현재 위치를 산출한다(S504). 이때, 위치 산출 단계(S504)에서는 이동 여부 판단 단계(S502)에서 판단한 결과값을 더 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실내 위치 측정 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 실내 위치 측정 방법은 도 5에 도시된 실내 위치 측정 방법에서 단말 장치에 내장된 회전 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 회전 정도를 판단하는 단계(S604)를 더 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 실내 위치 측정 방법은 도 3의 실내 위치 측정 장치(300) 또는 이를 구비하는 전자 기기를 이용하여 실내 위치를 측정하는 방법일 수 있다. 따라서, 불필요한 반복을 피하기 위하여 실내 위치 측정 방법에 관하여 간략히 설명하며, 여기에서 상세히 설명되지 않은 사항은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 사항이 동일하게 적용될 수 있다.
먼저, 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 센싱값을 획득한다(S601).
다음으로, 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 이동 여부를 판단한다(S602).
다음으로, 단말 장치의 이동 여부를 판단한 결과(S603), 단말 장치가 이동하지 않은 경우에는 단말 장치의 현재 위치를 산출하지 않고 종료한다. 반면에, 단말 장치가 이동한 경우에는 단말 장치에 내장된 회전 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 단말 장치의 회전 정도를 판단한다(S604).
다음으로, 단말 장치의 현재 위치를 산출한다(S605). 이때, 위치 산출 단계(S605)에서는 이동 여부 판단 단계(S602)에서 판단한 결과값과 회전 정도 판단 단계(S604)에서 판단한 결과값을 더 이용하여 단말 장치의 현재 위치를 산출할 수 있다.
또한, 이러한 실내 위치 측정 방법은 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장될 수 있다. 이때, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 제안된 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 단말 장치
120 : 무선신호 발생 장치
130 : 위치관리서버
200, 300 : 실내 위치 측정 장치
210, 310 : 무선신호 수신부
220, 320 : 공간정보 획득부
230, 330 : 위치 산출부
240, 340 : 측위값 전송부
250, 350 : 이동 여부 판단부
360 : 회전 정도 판단부

Claims (15)

  1. 단말 장치에 탑재되는 실내 위치 측정 장치에 있어서,
    무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신하는 무선신호 수신부;
    상기 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득하는 공간정보 획득부; 및
    상기 무선신호, 공간정보 및 상기 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 위치 산출부;
    를 포함하는 실내 위치 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선신호 수신부는 블루투스 규격에 기초하여 설정된 세기의 신호를 발생하는 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신하는 실내 위치 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선신호는 상기 무선신호 발생 장치로부터 반복적으로 전송되는 비콘신호인 실내 위치 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는 적어도 세 개의 무선신호 발생 장치로부터 수신한 무선신호를 기초로 삼각 측량을 수행하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 실내 위치 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내 위치 측정 장치는 상기 위치 산출부에 의하여 산출된 상기 단말 장치의 현재 위치를 외부 장치로 전송하는 측위값 전송부를 더 포함하는 실내 위치 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내 위치 측정 장치는 상기 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 상기 단말 장치의 이동 여부를 판단하는 이동 여부 판단부를 더 포함하고,
    상기 위치 산출부는 상기 이동 여부 판단부에 의하여 판단한 결과값을 더 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 실내 위치 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는 상기 이동 여부 판단부에 의하여 판단한 결과 상기 단말 장치가 정지한 것으로 판단되면 상기 단말 장치의 현재 위치 산출을 중지하는 실내 위치 측정 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 실내 위치 측정 장치는 상기 단말 장치에 내장된 회전 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 상기 단말 장치의 회전 정도를 판단하는 회전 정도 판단부를 더 포함하고,
    상기 위치 산출부는 상기 회전 정도 판단부에 의하여 판단한 결과값을 더 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 실내 위치 측정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내 위치 측정 장치는 상기 단말 장치에 내장된 회전 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 상기 단말 장치의 회전 정도를 판단하는 회전 정도 판단부를 더 포함하고,
    상기 위치 산출부는 상기 회전 정도 판단부에 의하여 판단한 결과값을 더 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 실내 위치 측정 장치.
  10. 단말 장치에 탑재된 실내 위치 측정 방법에 있어서,
    무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신하는 단계;
    상기 단말 장치가 위치한 실내 공간의 공간정보를 획득하는 단계; 및
    상기 무선신호, 공간정보 및 상기 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 단계;
    를 포함하는 실내 위치 측정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 무선신호 수신 단계에서는 블루투스 규격에 기초하여 설정된 세기의 신호를 발생하는 무선신호 발생 장치로부터 브로드캐스팅된 무선신호의 식별정보, 신호세기정보 중 하나 이상을 포함하는 무선신호를 수신하는 실내 위치 측정 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 무선신호는 상기 무선신호 발생 장치로부터 반복적으로 전송되는 비콘신호인 실내 위치 측정 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 위치 산출 단계에서는 적어도 세 개의 무선신호 발생 장치로부터 수신한 무선신호를 기초로 삼각 측량을 수행하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 실내 위치 측정 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 실내 위치 측정 방법에서는 상기 단말 장치에 내장된 움직임 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 상기 단말 장치의 이동 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 위치 산출 단계에서는 상기 이동 여부 판단 단계에서 판단한 결과값을 더 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 실내 위치 측정 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 실내 위치 측정 방법에서는 상기 단말 장치에 내장된 회전 감지 센서로부터 획득한 값을 이용하여 상기 단말 장치의 회전 정도를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 위치 산출 단계에서는 상기 회전 정도 판단 단계에서 판단한 결과값을 더 이용하여 상기 단말 장치의 현재 위치를 산출하는 실내 위치 측정 방법.
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