KR20150125533A - 무선 위치 추정 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치는 복수개의 안테나를 포함하는 복수개의 AP(Access Point)로부터 자신의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신하는 무선 통신부, 상기 AP별로 상기 각각의 안테나의 채널 이득의 변경여부에 따라 상기 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 결합 또는 선택하는 무선 신호 처리부, 상기 AP별로 상기 무선 신호 처리부에 의해 선택 또는 결합된 무선 신호의 수신전계강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정하고, 상기 측정한 RSSI 값을 이용하여 상기 AP와의 거리 값을 산출하는 거리 산출부 및 상기 AP별로 산출된 상기 거리 값 및 상기 위치 정보를 이용하여 단말의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함한다.
Description
본 발명은 무선 위치 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 실외 환경에서는 위성항법장치(Global Positioning System, GPS)를 사용하여 위치를 추정할 수 있으나, 실내환경은 GPS 신호를 획득하기 어렵기 때문에 무선통신, 영상 초음파 등을 이용하여 측위할 수 있고, 공간적 제약으로 인하여 비교적 정밀한 위치추정 성능이 요구되고 있다.
이러한 요구사항을 만족할 수 있는 서비스를 도입하기 위하여 많은 비용이 소모되기 때문에 실내 위치기반서비스를 도입하는 것은 쉽지 않은 상황이다.
종래에는, 실내의 경우, GPS 신호를 기반으로 하는 셀룰러(Cellular) 망을 이용한 방법이나, IEEE 802.11 기반의 WiFi 신호를 이용하여 위치를 추정하는 방법이 있다.
그러나, 종래의 위치 추정 방법은, 단순히 특정 위치에서 WiFi 등의 수신 신호 세기를 측정한 후 지도상에서 위치를 추정하나, 위치 추정에 사용되는 수신 신호의 세기가 순시적으로 변화하므로, 이에 따른 위치 추정의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다. 특히 건물 내에서는 위치 추정이 어려운 단점이 있다.
하기의 특허문헌 1은 이동 단말기 및 이동 단말기의 측위 방법에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 안테나를 포함하는 AP로부터 전송되는 복수의 무선 신호를 결합 또는 선택함으로써, 페이딩(Fading) 환경에서도 무선 신호의 신호대잡음비를 향상시켜 보다 정확한 위치 측위를 할 수 있는 무선 위치 추정 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치는 복수개의 안테나를 포함하는 복수개의 AP(Access Point)로부터 자신의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신하는 무선 통신부, 상기 AP별로 상기 각각의 안테나의 채널 이득의 변경여부에 따라 상기 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 결합 또는 선택하는 무선 신호 처리부, 상기 AP별로 상기 무선 신호 처리부에 의해 선택 또는 결합된 무선 신호의 수신전계강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정하고, 상기 측정한 RSSI 값을 이용하여 상기 AP와의 거리 값을 산출하는 거리 산출부 및 상기 AP별로 산출된 상기 거리 값 및 상기 위치 정보를 이용하여 단말의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 무선 위치 추정 장치는, 가속도 센서 및 지자기 센서를 더 포함할 수 있으며, 상기 위치 추정부는, 상기 가속도 센서의 측정값 및 상기 지자기 센서 값을 이용하여 상기 단말의 이동 속도 및 이동 방향을 추정할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치는, 복수개의 안테나를 포함하는 복수개의 AP(Access Point)로부터 자신의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신하는 무선 통신부, 상기 AP별로 상기 각각의 안테나의 채널 이득의 변경여부에 따라 상기 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 결합 또는 선택하는 무선 신호 처리부, 상기 AP별로 상기 무선 신호 처리부에 의해 선택 또는 결합된 무선 신호의 수신전계강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정하고, 상기 측정한 RSSI 값을 이용하여 상기 AP와의 거리 값을 산출하는 거리 산출부, 기압을 측정하여 기압 정보를 생성하는 기압 센서 및 상기 AP별로 산출된 상기 거리 값, 상기 기압 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여 단말의 삼차원 위치를 추정하는 위치 추정부 를 포함하되, 상기 무선 신호 처리부는, 상기 AP의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되는 경우, 최대비결합(Maximal Ratio Combining, MRC) 기법을 이용하여 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호를 결합하고, 상기 AP의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되지 않는 경우, 안테나 선택(Antenna Selection) 기법을 이용하여, 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호 중 신호대잡음비(Signal to noise ratio, SNR)가 가장 큰 무선 신호를 선택한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 방법은, 복수개의 안테나를 포함하는 복수개의 AP(Access Point)로부터 자신의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신하는 단계, 상기 AP별로 상기 각각의 안테나의 채널 이득의 변경여부에 따라 상기 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 결합 또는 선택하는 단계, 상기 AP별로 상기 선택 또는 결합된 무선 신호의 수신전계강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정하는 단계, 상기 측정한 RSSI 값을 이용하여 상기 AP와의 거리 값을 산출하는 단계 및 상기 AP별로 산출된 상기 거리 값 및 상기 위치 정보를 이용하여 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 복수의 안테나를 포함하는 AP로부터 전송되는 복수의 무선 신호를 결합 또는 선택함으로써, 페이딩(Fading) 환경에서도 무선 신호의 신호대잡음비를 향상시켜 보다 정확한 위치 측위를 할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 무선 위치 추정 장치가 AP(Access Point)로부터 무선 신호를 수신하는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 거리 산출부가 단말의 위치를 추정하는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 단말의 변경된 위치를 재산출하는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 위치 추정 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 6의 무선 신호를 결합 또는 선택하는 단계의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 무선 위치 추정 방법의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명에 따른 무선 위치 추정 방법의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1의 무선 위치 추정 장치가 AP(Access Point)로부터 무선 신호를 수신하는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 거리 산출부가 단말의 위치를 추정하는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 단말의 변경된 위치를 재산출하는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 위치 추정 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 6의 무선 신호를 결합 또는 선택하는 단계의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 무선 위치 추정 방법의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명에 따른 무선 위치 추정 방법의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 무선 위치 추정 장치가 AP(Access Point)로부터 무선 신호를 수신하는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치(100)는 무선 통신부(110), 무선 신호 처리부(120), 거리 산출부(130) 및 위치 추정부(140)를 포함할 수 있다.
무선 통신부(110)는 복수개의 AP(Access Point, 10a, 10b, 10c)로부터 자신의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 복수개의 AP(10a, 10b, 10c) 각각은 복수개의 안테나를 포함할 수 있으며, 무선 통신부(110)는 복수개의 안테나 각각으로부터 상기 무선 신호를 수신할 수 있다.
예를 들면, 제1 AP(10a)는, 도 2에서와 같이, 복수개의 안테나(12a, 14a, 16a)를 포함할 수 있으며, 무선 통신부(110)는 복수개의 안테나(12a, 14a, 16a) 각각으로부터 AP(10a)의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신할 수 있다.
무선 신호 처리부(120)는 복수개의 AP(10a, 10b, 10c)의 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 기초로 상기 복수개의 안테나 각각의 채널 이득을 감지할 수 있고, 상기 채널 이득의 변경여부에 따라 AP별로 수신한 무선 신호를 결합 또는 선택할 수 있다. 즉, 무선 신호 처리부(120)는 하나의 AP(10)의 복수개의 안테나로부터 수신되는 복수개의 무선 신호를 결합 또는 선택함으로써, 상기 AP(10)와의 거리 값을 산출하기 위한 하나의 무선 신호를 특정할 수 있다.
예를 들면, 무선 통신부(110)는 제1 AP(10a)의 제1 안테나(12a), 제2 안테나(14a) 및 제3 안테나(16a)로부터 제1 AP(10a)의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신할 수 있고, 무선 신호 처리부(120)는 제1 안테나(12a), 제2 안테나(14a) 및 제3 안테나(16a)의 채널 이득의 변경여부에 따라 제1 안테나(12a), 제2 안테나(14a) 및 제3 안테나(16a)로부터 수신되는 무선 신호를 결합하거나, 제1 안테나(12a), 제2 안테나(14a) 및 제3 안테나(16a)로부터 수신되는 무선 신호 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
여기서, 무선 신호 처리부(120)는 제1 안테나(12a), 제2 안테나(14a) 및 제3 안테나(16a) 각각으로부터 수신되는 무선 신호를 기초로 각 안테나의 채널 이득을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 무선 신호 처리부(120)는 AP(10)의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되는 경우, 최대비결합(Maximal Ratio Combining, MRC) 기법을 이용하여 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호를 결합할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 시간은 AP(10)와 무선 통신부(110) 사이에서 무선 신호를 송수신하는 시간일 수 있다. 즉, 무선 통신부(110)가 AP(10)로부터 무선 신호를 수신하는 동안 AP(10)의 복수개의 안테나의 채널 이득이 변경되는 경우, 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호를 MRC 기법을 이용하여 결합할 수 있다.
여기서, MRC 기법이란, 안테나로부터 수신되는 무선 신호를 채널 이득에 따른 가중치를 적용하여 결합하는 방법으로, MRC 기법을 적용하여 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 결합함으로써 노이즈를 최소화하여 수신확률을 높일 수 있다.
일 실시예에서, 무선 신호 처리부(120)는 AP(10)의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되지 않는 경우, 안테나 선택(Antenna Selection) 기법을 이용하여 복수개의 안테나로부터 수신되는 복수개의 무선 신호 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
즉, 무선 신호 처리부(120)는 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호의 SNR(Signal to Noise Ratio, 신호 대 잡음비)을 측정하고, 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 복수개의 무선 신호 중 SNR이 가장 높은 무선 신호를 선택할 수 있다.
이와 같은 안테나 선택 기법은, 무선 신호가 수신되는 시간 동안 안테나의 채널 이득이 변경되면, SNR이 향상되는 정도가 매우 줄어들 수 있다. MRC 기법의 경우, 채널 이득이 변경되더라도 적용가능하나, 가중치의 연산 및 적용되는 과정에서 전류 소모가 높아지게 되는 문제가 있다.
따라서, 미리 설정된 시간 동안 채널 이득이 변하는 경우, MRC 기법을 이용하여 무선 신호를 결합함으로써, SNR을 향상시켜 위치 추정의 정확도를 높이고, 채널 이득이 변하지 않는 경우, 안테나 선택 기법을 이용하여 SNR이 좋은 무선 신호를 선택함으로써, SNR을 향상시킴과 동시에 전류 소모를 줄일 수 있는 효과를 가질 수 있다.
거리 산출부(130)는 무선 신호 처리부(120)에 의해 AP(10)별로 특정된 무선 신호의 수신전계강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정하고, 상기 측정한 RSSI 값을 이용하여 AP(10)와의 거리 값을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, RSSI 값에 따른 거리 값은 미리 계산되어 테이블로 마련될 수 있으며, 거리 산출부(130)는 RSSI를 측정하고, 상기 측정된 RSSI 값을 상기 테이블을 참조하여 이에 거리 값으로 환산할 수 있다.
위치 추정부(140)는 거리 산출부(130)에서 산출한 AP(10)와 단말(20) 사이의 거리 값과 무선 신호에 포함되는 위치 정보를 이용하여 상기 단말(20)의 위치를 추정할 수 있다.
여기서, 단말(20)은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치(100)를 포함하는 휴대용 단말 장치일 수 있으며, 단말(20)의 위치 값은 무선 위치 추정 장치(100)의 위치 값과 동일할 수 있다.
이러한 위치 추정부(140)에 대해서는 도 3을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
도 3은 도 1의 거리 산출부가 단말의 위치를 추정하는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 먼저, 거리 산출부(130)가 무선 신호 처리부(120)에 의해 처리된 제1 AP(10a)의 무선 신호의 RSSI를 측정하고, 상기 측정한 RSSI 값을 이용해 거리 값 d1을 산출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 거리 산출부(130)는 제2 AP(10b) 및 제3 AP(10c)의 거리 값 d2 및 d3을 산출할 수 있다.
위치 추정부(140)는, 도 3에서와 같이, 제1 AP(10a)와의 거리 값 d1, 제2 AP(10b)와의 거리 값 d2, 제3 AP(10c)와의 거리 값 d3과 제1 AP(10a)의 위치 정보 (x1, y1), 제2 AP(10b)의 위치 정보 (x2, y2) 및 제3 AP(10c)의 위치 정보(x3, y3)을 이용하여 단말(100)의 위치 (x, y)를 추정할 수 있다.
여기서, 제1 AP(10a), 제2 AP(10b) 및 제3 AP(10c)의 위치 정보는 상기 AP들이 실제로 위치한 장소에 대응되는 좌표 값 일 수 있으며, 각각의 AP(10)에 저장되어 무선 신호를 통해 무선 통신 모듈(110)로 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 실시예는 기본적인 구성은 도 1의 실시예와 동일하나 기압 센서(150), 가속도 센서(160) 및 지자기 센서(170)를 이용하여 삼차원 위치 추정 및 이동 속도와 이동 방향의 추정을 할 수 있다는 점에서 차이가 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 장치(100)는 무선 통신부(110), 무선 신호 처리부(120), 거리 산출부(130), 위치 추정부(140) 및 기압 센서(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 무선 위치 추정 장치(100)는 가속도 센서(160) 및 지자기 센서(170)를 더 포함할 수 있다.
기압 센서(150)는 기압을 측정하여 기압 정보를 생성할 수 있다. 위치 추정부(140)는 기압 센서(150)로부터 상기 기압 정보를 수신하여 단말(20)의 높이를 추정할 수 있다.
일 실시예에서, 위치 추정부(140)는 기압 정보에 따른 고도 정보를 포함하는 테이블을 저장할 수 있으며, 상기 테이블을 참조하여 측정된 기압에 따른 높이 정보를 산출할 수 있다.
위치 추정부(140)는 복수의 AP(10)로부터 수신한 무선 신호를 이용하여 단말(20)의 평면상의 위치를 추정함과 동시에 기압 센서(150)를 이용하여 단말(20)의 높이를 추정함으로써, 3차원 위치 정보를 추정할 수 있다.
가속도 센서(160)와 지자기 센서(170)는 각각 단말(100)의 가속도 및 방향을 감지할 수 있다. 위치 추정부(140)는 가속도 센서(160)의 측정값을 이용하여 단말(100)의 이동 속도를 추정할 수 있으며, 지자기 센서(170)의 측정값을 이용하여 단말(20)의 이동 방향을 추정할 수 있다.
도 5는 단말의 변경된 위치를 재산출하는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정부(140)는 단말(20)의 위치가 추정된 이후에, 단말(20)의 위치가 변경되는 경우, 복수의 AP(10)와의 거리 값을 재산출하여 변경된 위치의 위치 값을 재추정할 수 있다.
이때, 위치 추정부(140)는 가속도 센서(160)의 측정값과 지자기 센서(170)의 측정값을 이용하여 단말(20)의 이동 방향 및 이동 속도를 추정할 수 있으며, 단말(20)의 최초의 위치 값과 상기 추정된 이동 방향 및 이동 속도를 이용하여 변경된 위치의 위치 값을 추정할 수 있다. 위치 추정부(140)는 가속도 센서(160)의 측정값과 지자기 센서(170)의 측정값을 이용하여 추정한 변경된 위치의 위치 값을 이용하여 상기 재추정된 위치 값을 보정할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 위치 추정 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이며, 도 7은 도 6의 무선 신호를 결합 또는 선택하는 단계의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는, 도 6 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 방법을 설명한다. 다만, 이하의 무선 위치 추정 방법은 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 무선 위치 추정 장치에서 수행되므로, 상술한 설명과 동일하거나 또는 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 서술하지 아니한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 방법은, 먼저, 무선 통신부(110)가 복수개의 안테나를 포함하는 복수개의 AP(10)로부터 자신의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신할 수 있다(S100).
구체적으로, 무선 통신부(110)는 각각의 AP(10)에 포함되는 복수개의 안테나 각각으로부터 상기 무선 신호를 수신할 수 있다. 다음으로, 무선 신호 처리부(120)는 AP(10)별로 상기 AP(10)의 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 안테나 이득의 변경여부에 따라 결합 또는 선택할 수 있다(s110).
다시 말하면, 무선 통신부(110)가 하나의 AP(10)에 대해 상기 AP(10)에 포함된 복수의 안테나로부터 복수의 무선 신호를 수신하고(S100), 무선 신호 처리부(120)가 상기 하나의 AP(10)에 대해 수신한 복수의 무선 신호를 안테나 이득의 변경 여부에 따라 결합 또는 선택하여 하나의 무선 신호로 처리할 수 있다(S110).
일 실시예에서, 무선 신호를 결합 또는 선택하는 단계는, 도 7에서와 같이, 미리 설정된 시간 동안 안테나의 채널 이득의 변경 여부를 판단하여(S112), 상기 채널 이득이 변경되면, 최대비결합(Maximal Ratio Combining, MRC) 기법을 이용하여 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호를 결합할 수 있고(S114), 상기 채널 이득이 변경되지 않는 경우, 안테나 선택(Antenna Selection) 기법을 이용하여, 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호 중 신호대잡음비(Signal to noise ratio, SNR)가 가장 큰 무선 신호를 선택할 수 있다(S116).
다음으로, 거리 산출부(130)가 상기 AP별(10)로 상기 무선 신호 처리부(120)에 의해 선택 또는 결합된 무선 신호의 수신전계강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정할 수 있고(S120), 상기 측정한 RSSI 값을 이용하여 상기 AP와의 거리 값을 산출할 수 있다(S130).
다음으로, 위치 추정부(140)가 상기 AP(10)별로 산출된 상기 거리 값 및 상기 위치 정보를 이용하여 단말(20)의 위치를 추정할 수 있다(S140).
이하에서는, 도 8 내지 도 9을 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 위치 추정 방법을 설명한다. 다만, 이하의 무선 위치 추정 방법은 도 4 및 도 5을 참조하여 상술한 무선 위치 추정 장치에서 수행되므로, 상술한 설명과 동일하거나 또는 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 서술하지 아니한다.
도 8은 본 발명에 따른 무선 위치 추정 방법의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 거리 산출부(130)가 AP(10)와의 거리를 산출한 이후에, 기압 센서(150)가 기압을 측정하여 기압 정보를 생성하고(S132), 위치 추정부(140)가 기압 정보를 이용하여 단말(20)의 높이를 추정하며, 거리 값 산출 단계(S130)에서 산출한 AP(10)와의 거리 값 및 AP(10)의 위치 정보를 이용하여 단말(20)의 삼차원 위치를 추정할 수 있다(S142).
도 9는 본 발명에 따른 무선 위치 추정 방법의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 단말의 위치를 추정하는 단계(S140) 이후에, 가속도 센서(160) 및 지자기 센서(170)가 단말(20)의 가속도 및 지자기를 측정하고(S150), 위치 추정부(140)가 가속도 센서(160) 및 지자기 센서(170)의 측정값을 이용하여 단말(20)의 이동 속도 및 이동 방향을 추정할 수 있다(S160).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
10: AP(Access Point)
20: 단말
100: 무선 위치 추정 장치
110: 무선 통신부
120: 무선 신호 처리부
130: 거리 산출부
140: 위치 추정부
150: 기압 센서
160: 가속도 센서
170: 지자기 센서
20: 단말
100: 무선 위치 추정 장치
110: 무선 통신부
120: 무선 신호 처리부
130: 거리 산출부
140: 위치 추정부
150: 기압 센서
160: 가속도 센서
170: 지자기 센서
Claims (14)
- 복수개의 안테나를 포함하는 복수개의 AP(Access Point)로부터 자신의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신하는 무선 통신부;
상기 AP별로 상기 각각의 안테나의 채널 이득의 변경여부에 따라 상기 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 결합 또는 선택하는 무선 신호 처리부;
상기 AP별로 상기 무선 신호 처리부에 의해 선택 또는 결합된 무선 신호의 수신전계강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정하고, 상기 측정한 RSSI 값을 이용하여 상기 AP와의 거리 값을 산출하는 거리 산출부; 및
상기 AP별로 산출된 상기 거리 값 및 상기 위치 정보를 이용하여 단말의 위치를 추정하는 위치 추정부;
를 포함하는 무선 위치 추정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 무선 신호 처리부는,
상기 AP의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되는 경우, 최대비결합(Maximal Ratio Combining, MRC) 기법을 이용하여 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호를 결합하는 무선 위치 추정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 무선 신호 처리부는,
상기 AP의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되지 않는 경우, 안테나 선택(Antenna Selection) 기법을 이용하여, 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호 중 신호대잡음비(Signal to noise ratio, SNR)가 가장 큰 무선 신호를 선택하는 무선 위치 추정 장치.
- 제1항에 있어서,
기압을 측정하여 기압 정보를 생성하는 기압 센서를 더 포함하며,
상기 위치 추정부는, 상기 기압 정보를 이용하여 상기 단말의 높이를 추정하는 무선 위치 추정 장치.
- 제1항에 있어서,
가속도 센서 및 지자기 센서를 더 포함하며,
상기 위치 추정부는, 상기 가속도 센서의 측정값 및 상기 지자기 센서 값을 이용하여 상기 단말의 이동 속도 및 이동 방향을 추정하는 무선 위치 추정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 위치 추정부는,
상기 단말의 위치가 추정된 이후에, 상기 단말의 이동이 감지되는 경우, 상기 AP와의 거리 값을 재산출하여 상기 이동에 의해 변경된 위치를 재추정하되,
상기 가속도 센서 측정값 및 상기 지자기 센서의 측정값을 이용하여 상기 이동에 의해 변경된 위치를 추정하고,
상기 가속도 센서 측정값 및 상기 지자기 센서의 측정값을 이용하여 추정된 위치를 이용하여 상기 재추정된 위치를 보정하는 무선 위치 추정 장치.
- 복수개의 안테나를 포함하는 복수개의 AP(Access Point)로부터 자신의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신하는 무선 통신부;
상기 AP별로 상기 각각의 안테나의 채널 이득의 변경여부에 따라 상기 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 결합 또는 선택하는 무선 신호 처리부;
상기 AP별로 상기 무선 신호 처리부에 의해 선택 또는 결합된 무선 신호의 수신전계강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정하고, 상기 측정한 RSSI 값을 이용하여 상기 AP와의 거리 값을 산출하는 거리 산출부;
기압을 측정하여 기압 정보를 생성하는 기압 센서; 및
상기 AP별로 산출된 상기 거리 값, 상기 기압 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여 단말의 삼차원 위치를 추정하는 위치 추정부; 를 포함하되,
상기 무선 신호 처리부는, 상기 AP의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되는 경우, 최대비결합(Maximal Ratio Combining, MRC) 기법을 이용하여 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호를 결합하고, 상기 AP의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되지 않는 경우, 안테나 선택(Antenna Selection) 기법을 이용하여, 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호 중 신호대잡음비(Signal to noise ratio, SNR)가 가장 큰 무선 신호를 선택하는 무선 위치 추정 장치.
- 제7항에 있어서,
가속도 센서 및 지자기 센서를 더 포함하며,
상기 위치 추정부는, 상기 가속도 센서의 측정값 및 상기 지자기 센서 값을 이용하여 상기 단말의 이동 속도 및 이동 방향을 추정하는 무선 위치 추정 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 위치 추정부는,
상기 단말의 위치가 추정된 이후에, 상기 단말의 이동이 감지되는 경우, 상기 AP와의 거리 값을 재산출하여 상기 이동에 의해 변경된 위치를 재추정하되,
상기 가속도 센서 측정값 및 상기 지자기 센서의 측정값을 이용하여 상기 이동에 의해 변경된 위치를 추정하고,
상기 가속도 센서 측정값 및 상기 지자기 센서의 측정값을 이용하여 추정된 위치를 이용하여 상기 재추정된 위치를 보정하는 무선 위치 추정 장치.
- 복수개의 안테나를 포함하는 복수개의 AP(Access Point)로부터 자신의 위치 정보를 포함하는 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 AP별로 상기 각각의 안테나의 채널 이득의 변경여부에 따라 상기 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 결합 또는 선택하는 단계;
상기 AP별로 상기 선택 또는 결합된 무선 신호의 수신전계강도(Received Signal Strength Indication, RSSI)를 측정하는 단계;
상기 측정한 RSSI 값을 이용하여 상기 AP와의 거리 값을 산출하는 단계; 및
상기 AP별로 산출된 상기 거리 값 및 상기 위치 정보를 이용하여 단말의 위치를 추정하는 단계; 를 포함하는 무선 위치 추정 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 AP별로 상기 각각의 안테나의 채널 이득의 변경여부에 따라 상기 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 선택 또는 결합하는 단계는,
상기 AP의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되는 경우, 최대비결합(Maximal Ratio Combining, MRC) 기법을 이용하여 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호를 결합하는 무선 위치 추정 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 AP별로 상기 각각의 안테나의 채널 이득의 변경여부에 따라 상기 복수개의 안테나로부터 수신한 무선 신호를 선택 또는 결합하는 단계는,
상기 AP의 복수개의 안테나의 채널 이득이 미리 설정된 시간 이내에 변경되지 않는 경우, 안테나 선택(Antenna Selection) 기법을 이용하여, 상기 복수개의 안테나로부터 수신되는 무선 신호 중 신호대잡음비(Signal to noise ratio, SNR)가 가장 큰 무선 신호를 선택하는 무선 위치 추정 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 거리 값을 산출하는 단계 이후에,
기압을 측정하여 기압 정보를 생성하는 단계를 더 포함하되,
상기 위치 추정 단계는,
상기 AP별로 산출된 상기 거리 값, 상기 기압 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여 단말의 삼차원 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 무선 위치 추정 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 위치를 추정하는 단계 이후에,
상기 단말의 가속도 및 지자기를 측정하는 단계; 및
상기 측정한 가속도 값 및 지자기 값을 이용하여 상기 단말의 이동 속도 및 이동 방향을 추정하는 단계; 를 더 포함하는 무선 위치 추정 방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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