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KR101751805B1 - E-zigbee with complex postioning fuction and device and method for indoor postioning using the same - Google Patents

E-zigbee with complex postioning fuction and device and method for indoor postioning using the same Download PDF

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KR101751805B1
KR101751805B1 KR1020160025438A KR20160025438A KR101751805B1 KR 101751805 B1 KR101751805 B1 KR 101751805B1 KR 1020160025438 A KR1020160025438 A KR 1020160025438A KR 20160025438 A KR20160025438 A KR 20160025438A KR 101751805 B1 KR101751805 B1 KR 101751805B1
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KR
South Korea
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tag
flag
radio signal
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signal including
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KR1020160025438A
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Inventor
문연국
박경수
이동현
Original Assignee
전자부품연구원
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 측위 장치는 무선신호를 발생하는 태그; 상기 태그로부터 무선신호를 수신하여 태그 ID 및 수신된 무선신호의 세기를 확인하고, 상기 태그로 플래그가 포함된 무선신호를 전송하고, 상기 태그로부터 플래그가 포함된 무선신호를 수신하여 상기 무선신호의 세기 정보 및 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보를 전송하는 AP; 및 상기 AP로부터 상기 무선신호의 세기 정보 및 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보를 수신하여 상기 태그의 위치를 결정하는 측위서버를 포함하고, 상기 태그는 상기 AP로부터 플래그가 포함된 무선신호 신호 수신시 태그의 타임 카운트를 시작하고 상기 플래그가 포함된 무선신호를 AP로 전송시 태그의 타임 카운트를 종료하며, 상기 AP는 상기 플래그가 포함된 무선신호를 태그로 전송시 AP의 타임 카운트를 시작하고, 상기 태그로부터 상기 플래그가 포함된 무선신호 수신시 AP의 타임 카운트를 종료한다. An indoor positioning apparatus according to an embodiment of the present invention includes a tag for generating a wireless signal; Receiving a radio signal from the tag, checking a tag ID and strength of the received radio signal, transmitting a radio signal including a flag to the tag, receiving a radio signal including a flag from the tag, An AP for transmitting transmission / reception time information of a wireless signal including intensity information and a flag; And a positioning server for receiving the radio signal intensity information and radio signal transmission / reception time information from the AP and determining the position of the tag, wherein the tag is a radio signal signal including a flag from the AP, The AP starts time counting of the tag upon reception and ends the time count of the tag when transmitting the radio signal including the flag to the AP, and the AP starts counting time of the AP when transmitting the radio signal including the flag to the tag And terminates the time counting of the AP upon receiving the radio signal including the flag from the tag.

Description

복합 측위 기능이 내재된 e-Zigbee 및 활용한 실내 측위 장치 및 실내 측위 방법{E-ZIGBEE WITH COMPLEX POSTIONING FUCTION AND DEVICE AND METHOD FOR INDOOR POSTIONING USING THE SAME }TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an indoor positioning apparatus and an indoor positioning method using an e-Zigbee,

본 발명은 복합 측위 기능이 내재된 e-Zigbee 및 이를 활용한 실내 측위 장치 및 실내 측위 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 향상된 측위용 지그비 태그와 복합형 맵 DB 학습을 통해 측위 정밀도를 향상시킬 수 있는 실내 측위 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an e-Zigbee having an integrated positioning function, an indoor positioning device and an indoor positioning method using the same, more specifically, to improve positioning accuracy through an improved positioning ZigBee tag and a hybrid map DB learning The present invention relates to an indoor positioning apparatus and method.

다양한 멀티미디어 통신 서비스 중 특히, 위치 및 지리 정보를 활용해 서비스를 제공하는 위치기반서비스(LBS:Location-Based Service)가 넓은 활용성 및 편리함으로 크게 각광받고 있다. Among various multimedia communication services, location-based service (LBS), which provides services using location and geographical information, is widely regarded as being widely utilized and convenient.

위치 기반 서비스(LBS)는 GPS 등과 같은 위성 기반의 위치 확인 수신 단말을 사용하여 현재의 위치 정보를 확인하고, 확인된 위치 정보를 이용하여 길 안내, 주위 정보 안내, 교통 정보, 물류 관제, 구조 요청, 범죄 신고 대응, 위치 기반 CRM(Customer Relationship Management) 등 다양한 부가 서비스를 제공하는 서비스이다.The location based service (LBS) confirms the current location information by using a satellite-based location confirmation receiving terminal such as GPS, and transmits the route guidance, surrounding information guidance, traffic information, distribution control, , Crime report countermeasures, and location based CRM (Customer Relationship Management).

이와 같은 위치 기반 서비스를 이용하기 위해서는 위치 확인 수신 단말의 위치를 파악하는 것이 필수적이다. 그러나, 위성 기반의 위치 확인 수신 단말은 실내, 터널, 지하 주차장이나 도심 지역 등 위성 신호가 미약한 지역에서는 위치 정보를 제공하지 못하는 문제점이 있다.In order to use such a location-based service, it is necessary to grasp the location of the location confirmation receiving terminal. However, the satellite-based positioning terminal can not provide location information in areas where satellite signals are weak, such as indoors, tunnels, underground parking lots, and urban areas.

이와 같은 문제점 해결을 위하여, 실내와 같이 위성 신호가 미약한 지역에서 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 실내 측위 기술들이 다양하게 연구되고 있다. 특히, 무선랜(WLAN), 초광대역 무선통신(UWB), 첩 스펙트럼 확산(CSS), 지그비(Zigbee), 블루투스 등의 무선 통신 장치를 이용한 무선 측위 방법이 많이 연구 및 개발되고 있다.In order to solve such a problem, indoor positioning techniques for providing location-based services in areas where satellite signals are weak, such as indoors, have been studied variously. In particular, wireless positioning methods using wireless communication devices such as wireless LAN (WLAN), ultra wideband wireless communication (UWB), spread spectrum (CSS), Zigbee, and Bluetooth have been researched and developed.

특히, 무선 통신 인프라 기반의 실내 측위는 AP(AP: Access Point, '이하 'AP'라 칭함)와 수신 단말 사이의 신호 세기를 측정하는 핑거프린트 기법이 많이 이용되고 있다. In particular, a fingerprint technique for measuring a signal strength between an AP (Access Point) (hereinafter, referred to as 'AP') and a receiving terminal is widely used for indoor positioning based on a wireless communication infrastructure.

핑거프린트 방식은 실내 공간을 가상의 격자로 잘게 쪼개고, 해당 격자마다 각 무선신호의 세기를 측정하여 지문과 같은 형태로 데이터베이스화 해 놓은 후, 자신이 측정한 무선신호의 세기(Received Signal Strength, RSS)를 상기 데이터베이스와 비교하여 위치를 알아낼 수 있도록 하는 방식이다. The fingerprint method divides the indoor space into virtual lattices and measures the strength of each radio signal for each lattice to form a database in the form of a fingerprint. Then, the received signal strength, RSS ) Is compared with the database to find out the location.

그러나 이러한 핑거프린트 방법의 경우 여전히 오차 범위가 크기 때문에 보다 정확한 실내 위치 방법을 구현할 필요가 있다. However, in the fingerprint method, since the error range is still large, it is necessary to implement a more accurate indoor positioning method.

무선신호는 와이파이(wifi)나 지그비(Zigbee) 등의 근거리 무선통신이 사용될 수 있다. 특히 지그비의 RSS를 이용한 삼각측량 방법이 사용되고 있지만 여전히 오차가 있어 이를 개선할 필요가 있다. The wireless signal may be a short-range wireless communication such as Wi-Fi or Zigbee. In particular, ZigBee's RSS triangulation method is used, but it still needs to be improved because of the error.

지그비 통신에서 무선신호의 도달시간을 이용하는 방법도 고려할 수 있지만, 이 경우에는 오차가 더욱 크다. 예를 들어, 지그비 통신에서 대역폭은 일반적으로 2MHz이다. 이 경우 시간값을 이용하여 삼각측량을 하게 되면 대략 37m 오차가 발생하게 된다. A method of using the arrival time of the radio signal in the Zigbee communication can also be considered, but in this case, the error is larger. For example, the bandwidth in ZigBee communication is typically 2 MHz. In this case, when triangulation is performed using the time value, an error of about 37 m occurs.

오차가 발생하는 원리를 간략히 살펴보면 아래와 같다. The principle of error generation is as follows.

수신 데이터 복원을 위한 Sampling rate의 경우 통상적인 통신시스템에서 bandwidth 의 3~4배 정도 속도로 샘플링하다. 따라서2MHz 대역폭의 경우, 8MHz로 샘플링하게 된다. 따라서 8MHz 속도로 데이터 검출이 되면, 샘플링이 어긋나서 데이터가 깨질 수 있는 하드웨어적 한계가 발생하며, 샘플링 간격 한번 놓치게 되면 전파속도에 의해 측위오차가 발생하게 된다. Sampling rate for recovering received data is sampled at a speed of 3 to 4 times the bandwidth in a conventional communication system. Therefore, in the case of 2 MHz bandwidth, sampling is performed at 8 MHz. Therefore, when data is detected at 8MHz speed, there is a hardware limitation that the data may be broken due to the sampling error. If the sampling interval is missed, the positioning error occurs due to the propagation speed.

샘플링 간격은 주파수의 역수이므로 주파수가 8HHz인 경우 0.125us의 샘플링 간격을 가지게 된다. 상기 샘플링 간격에 전파의 속도(3*108m/s)를 곱하게 되면, 아래 [수학식1]과 같이 37.5m의 오차가 발생하게 되는 것이다. Since the sampling interval is a reciprocal of the frequency, a sampling interval of 0.125us is obtained when the frequency is 8HHz. When the sampling interval is multiplied by the propagation speed (3 * 10 8 m / s), an error of 37.5 m occurs as shown in the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

d=c*t = 3*108 * 0.125*10-6 = 37.5m
d = c * t = 3 * 10 8 * 0.125 * 10 -6 = 37.5 m

최근에는 대역폭 4MHz의 지그비 칩이 이용되기도 하는데, 이 경우에도 역시 18m 이상의 오차가 발생해 실내 측위에 사용하기에는 문제점이 있다. Recently, a ZigBee chip having a bandwidth of 4 MHz is used. In this case, too, an error of more than 18 m is generated, which is problematic for use in an indoor positioning.

특히, 선박이 침몰하거나 건물 내 화재가 발생하는 경우 신속한 구조를 위해서는 피구조자의 위치를 정확히 파악할 필요가 있으므로 보다 정밀한 측위 장치 개발이 요구된다.
Especially, in case of a ship sinking or a fire in a building, it is necessary to accurately grasp the position of the rescuer in order to construct a rapid structure, so it is necessary to develop a more accurate positioning apparatus.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복합 측위 기능이 내제된 e-Ziggee 태그를 제공하고, 이러한 e-Zigbee 태그 및 복합형 맵 DB 학습을 통해 측위 정밀도를 향상시킬 수 있는 실내 측위 장치 및 실내 측위 방법을 제공하는 데 있다.
An object of the present invention is to solve such a problem by providing an e-Ziggee tag with a built-in multi-positioning function and an indoor positioning device capable of improving positioning accuracy through e-Zigbee tag and hybrid map DB learning And an indoor positioning method.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 측위 기능이 내장된 e-Zigbee는 무선신호를 생성하여 AP로 전파하고, 상기 AP로부터 측위 측정용 플래그가 추가된 무선신호를 수신하고, 이를 다시 상기 AP로 재전송하되, 상기 무선신호 수신시에는 타임 카운트를 시작하고, 상기 무선신호를 재전송시에는 타임 카운트를 종료하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, an e-Zigbee with a built-in complex positioning function generates and transmits a radio signal to an AP, And resumes the retransmission to the AP, wherein the time counting is started when the radio signal is received, and the time counting is terminated when the radio signal is retransmitted.

일 실시예에서, 상기 플래그는 e-Zigbee 신호 PPDU 필드의 페이로드 필드에 추가될 수 있다.
In one embodiment, the flag may be added to the payload field of the e-Zigbee signal PPDU field.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 측위 장치는 무선신호를 발생하는 태그; 상기 태그로부터 무선신호를 수신하여 태그 ID 및 수신된 무선신호의 세기를 확인하고, 상기 태그로 플래그가 포함된 무선신호를 전송하고, 상기 태그로부터 플래그가 포함된 무선신호를 수신하여 상기 무선신호의 세기 정보 및 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보를 전송하는 AP; 및 상기 AP로부터 상기 무선신호의 세기 정보 및 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보를 수신하여 상기 태그의 위치를 결정하는 측위서버를 포함하고, 상기 태그는 상기 AP로부터 플래그가 포함된 무선신호 신호 수신시 태그의 타임 카운트를 시작하고 상기 플래그가 포함된 무선신호를 AP로 전송시 태그의 타임 카운트를 종료하며, 상기 AP는 상기 플래그가 포함된 무선신호를 태그로 전송시 AP의 타임 카운트를 시작하고, 상기 태그로부터 상기 플래그가 포함된 무선신호 수신시 AP의 타임 카운트를 종료하는 것을 특징으로 한다. In addition, an indoor positioning apparatus according to an embodiment of the present invention includes a tag for generating a wireless signal; Receiving a radio signal from the tag, checking a tag ID and strength of the received radio signal, transmitting a radio signal including a flag to the tag, receiving a radio signal including a flag from the tag, An AP for transmitting transmission / reception time information of a wireless signal including intensity information and a flag; And a positioning server for receiving the radio signal intensity information and radio signal transmission / reception time information from the AP and determining the position of the tag, wherein the tag is a radio signal signal including a flag from the AP, The AP starts time counting of the tag upon reception and ends the time count of the tag when transmitting the radio signal including the flag to the AP, and the AP starts counting time of the AP when transmitting the radio signal including the flag to the tag And terminates the time counting of the AP upon receiving the radio signal including the flag from the tag.

일 실시예에서, 상기 태그는 e-Zigbee 태그일 수 있다. In one embodiment, the tag may be an e-Zigbee tag.

일 실시예에서, 상기 플래그는 e-Zigbee PPDU 필드의 페이로드 필드에 추가될 수 있다. In one embodiment, the flag may be added to the payload field of the e-Zigbee PPDU field.

일 실시예에서, 상기 태그는 플래그가 포함된 무선신호를 AP를 전송할 때 태그의 타임 카운트 값을 동시에 전송할 수 있다. In one embodiment, the tag may simultaneously transmit a time count value of a tag when transmitting an AP with a radio signal including a flag.

일 실시예에서, 상기 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간은 태그의 타임 카운트 값 및 AP의 타임 카운트 값을 포함할 수 있다. In one embodiment, the transmission and reception times of the wireless signal including the flag may include a time count value of the tag and a time count value of the AP.

일 실시예에서, 상기 측위서버는 상기 AP로부터 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보와 RSS(Received Signal Strength)값을 수신하는 무선통신부; 미리 정의된 영역에서 측정된 ToA(Time of Arrival)값이 저장되어 있는 제1 데이터베이스; 상기 태그와 AP간 무선통신 수행시 발생하는 지연 파라미터가 저장되어 있는 파라미터 저장부; 및 상기 무선통신부가 수신한 시간 정보에서 상기 지연 파라미터를 차감하여 ToA를 계산하고, 상기 계산된 ToA값과 제1 데이터베이스에 저장되어 있는 ToA값을 비교하여 일치하는 영역을 상기 태그 위치로 결정하는 위치결정부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the positioning server includes: a wireless communication unit for receiving transmission / reception time information and RSS (Received Signal Strength) of a radio signal including a flag from the AP; A first database storing a time of arrival (ToA) value measured in a predefined area; A parameter storage unit for storing delay parameters generated when wireless communication between the tag and the AP is performed; And calculating a ToA value by subtracting the delay parameter from the time information received by the wireless communication unit, comparing the calculated ToA value with a ToA value stored in the first database, and determining a matching region as the tag position And a determination section.

일 실시예에서, 상기 측위서버는 미리 정의된 영역에서 측정된 RSS값이 저장되어 있는 제2 데이터베이스를 더 포함하고, 상기 위치결정부는 상기 계산된 ToA값과 제1데이터베이스에 저장된 ToA값의 비교결과 일치하는 영역이 2개 이상인 경우에는 상기 수신된 RSS값과 제2 데이터베이스에 저장된 RSS값을 비교하여 일치하는 영역을 상기 태그 위치로 결정할 수 있다. In one embodiment, the positioning server further includes a second database storing a measured RSS value in a predefined area, and the position determination unit may calculate a comparison result of the calculated ToA value and the ToA value stored in the first database If there are two or more matching regions, the received RSS value may be compared with the RSS value stored in the second database to determine the matching region as the tag position.

일 실시예에서, 상기 AP는 실내 공간에 다수개 배치되며, 상기 다수의 AP는 상기 플래그 발생 명령 전송 및 플래그가 포함된 무선신호 수신을 순차적으로 수행할 수 있다. In one embodiment, a plurality of APs are arranged in the indoor space, and the APs can sequentially transmit the flag generation command and receive the radio signal including the flag.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위 방법은 AP가 태그로부터 무선신호를 수신하여 상기 태그의 ID 및 무선신호의 세기를 확인하는 단계; 상기 AP가 상기 태그로 플래그가 포함된 무선신호를 전송하고 AP의 타임 카운트를 시작하는 단계; 상기 태그가 플래그가 포함된 무선신호를 수신하고, 태그의 타임 카운트를 시작하는 단계; 상기 태그가 플래그가 포함된 무선신호를 상기 AP로 전송하고 상기 태그의 타임 카운트를 종료하고, 동시에 태그의 타임 카운트 값을 AP로 전송하는 단계; 상기 AP가 플래그가 포함된 무선신호를 수신하고 AP의 타임 카운트를 종료하는 단계; 상기 AP는 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보 및 무선신호의 세기를 측위서버로 전송하는 단계; 상기 측위서버는 상기 시간 정보를 이용하여 ToA값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 ToA값과 제1데이터베이스에 저장된 ToA값을 비교하여 일치하는 영역을 상기 태그 위치로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. Also, an indoor positioning method according to an embodiment of the present invention includes the steps of: an AP receiving a wireless signal from a tag and confirming the ID of the tag and the strength of the wireless signal; The AP transmitting a flagged radio signal to the tag and starting a time count of the AP; The tag receiving a radio signal including a flag and starting a time count of the tag; Transmitting the radio signal including the flag to the AP, terminating the time count of the tag, and transmitting the time count value of the tag to the AP at the same time; The AP receiving the radio signal including the flag and terminating the time count of the AP; Transmitting, by the AP, the transmission / reception time information of the radio signal including the flag and the strength of the radio signal to the positioning server; The positioning server calculating the ToA value using the time information; And comparing the calculated ToA value with a ToA value stored in the first database to determine a matching region as the tag position.

일 실시예에서, 상기 시간정보는 AP의 타임 카운트 및 태그의 타임 카운트 값을 포함할 수 있다. In one embodiment, the time information may include a time count of the AP and a time count value of the tag.

일 실시예에서, 상기 무선신호는 e-Zigbee 무선신호이며, 상기 플래그는 e-Zigbee PPDU 필드의 페이로드 필드에 추가될 수 있다. In one embodiment, the radio signal is an e-Zigbee radio signal, and the flag may be added to the payload field of the e-Zigbee PPDU field.

일 실시예에서, 상기 ToA값을 계산하는 단계는 상기 시간 정보에서 태그와 AP간 무선통신 수행시 발생하는 지연 파라미터값을 차감하여 계산할 수 있다. In one embodiment, the step of calculating the ToA value may be calculated by subtracting a delay parameter value generated when performing wireless communication between the tag and the AP in the time information.

일 실시예에서, 상기 계산된 ToA값과 제1 데이터베이스에 저장된 ToA값 비교결과, 일치영역이 두개 이상인 경우에는 상기 무선신호의 세기와 제2 데이터베이스 저장된 무선신호 세기값을 비교하여 일치하는 영역을 상기 태그 위치로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
In one embodiment, if the calculated ToA value and the ToA value stored in the first database are equal to or more than two, the intensity of the radio signal is compared with the radio signal strength value stored in the second database, Tag position as a tag position.

본 발명에 의하면, 무선신호의 세기를 측정한 데이터와 무선신호의 도착시간을 측정한 데이터를 함께 사용함으로써, 실내에서 위치를 보다 정확히 측정할 수 있다. According to the present invention, the measurement of the strength of the radio signal and the measurement of the arrival time of the radio signal are used together, whereby the position can be measured more accurately in the room.

또한, 본 발명에 의하면, 종래에 사용되는 지그비 신호에 플래그만을 추가하여 사용할 수 있으며 적은 비용으로 구현할 수 있고 다른 기기에 비해 배터리 소모량 또한 적어 오랜 기간 사용이 가능하다. In addition, according to the present invention, it is possible to add only a flag to a conventional ZigBee signal, to implement it with less cost, and to use it for a long period of time with less battery consumption than other devices.

또한, 본 발명에 의하면, 사용자는 별도의 장비 없이 지그비 칩셋을 부착하면 되기 때문에 쉽게 사용할 수 있다.
In addition, according to the present invention, a user can easily use a ZigBee chipset without additional equipment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측정 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 AP가 실내에 다수 설치되고 태그가 무선신호를 수신하는 예를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 측위서버(30)의 상세 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 4A는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 배치를 도시한 것이다.
도 4B는 도 4A의 AP별 타임 카운트 값을 도시한 것이다.
도 5A는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 배치를 도시한 것이다.
도 5B는 도 5A의 AP별 타임 카운트 값을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 데이터베이스를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그와 AP와의 무선신호 도달 시간 측정 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 AP 복수 개인 경우 무선신호 도달 시간 측정 과정을 도시한 것이다.
도 9는 무선 신호 도달 시간 측정시, 지연성분을 고려한 도달시간 값을 계산하는 방법을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
1 is a block diagram showing an indoor measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates an example in which a plurality of APs are installed in a room and a tag receives a wireless signal according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the detailed configuration of the positioning server 30 of Fig.
4A illustrates an AP deployment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4B shows the time count value by AP in FIG. 4A.
5A illustrates an AP deployment in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 5B shows the time count value for each AP in FIG. 5A.
Figure 6 illustrates a second database according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic view illustrating a process of measuring a wireless signal arrival time between a tag and an AP according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows a process of measuring a radio signal arrival time when there are a plurality of APs.
9 shows a method of calculating the arrival time value in consideration of the delay component in the measurement of the radio signal arrival time.
10 is a flowchart of an indoor positioning method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위 장치의 블럭도를 나타낸 것이고, 도 2는 상기 실내 측위 장치를 실내에 설치한 예를 도시한 것이다. FIG. 1 is a block diagram of an indoor positioning device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates an example of the indoor positioning device installed in a room.

도 1를 참조하면, 실내 측위 장치는 태그(10), 다수의 액세스 포인트(20, Access Point, 이하 AP), 및 측위서버(30)를 포함한다. 1, an indoor positioning device includes a tag 10, a plurality of access points 20 (hereinafter referred to as an AP), and a positioning server 30.

상기 태그(10)는 AP(20)와 무선신호를 송수신한다. 태그(10)로는 근거리 통신을 수행하는 무선 통신 태그가 사용될 수 있으며, e-zigbee 태그가 사용되는 것이 바람직하다. The tag 10 transmits and receives wireless signals to and from the AP 20. As the tag 10, a wireless communication tag that performs close-range communication may be used, and an e-zigbee tag is preferably used.

본 발명에서 사용되는 e-ZigBee(enhanced-Zigbee)란 기존의 지그비 칩셋을 사용하면서 실내 측위 전용으로 사용 가능한 확장된 프로토콜을 사용하여 하드웨어 구조의 변경 없이 소프트웨어 처리만으로도 하드웨어적인 측위 정밀도의 한계를 극복할 수 있는 지그비(zigbee)를 의미하고, e-zigbee 측위란 이러한 지그비 칩셋을 이용한 측위 방법을 의미한다. 구체적으로는 전파의 세기정보와 시간정보의 2종 측위 데이터를 융합하여 측위 정밀도를 향상시키는 방식을 말한다. E-ZigBee (e-ZigBee) used in the present invention can overcome the limitation of hardware positioning accuracy by using only the software processing without changing the hardware structure by using an extended protocol that can be used for indoor positioning while using the existing ZigBee chipset Zigbee, and e-zigbee positioning refers to a positioning method using such a ZigBee chipset. Specifically, it refers to a method of improving positioning accuracy by fusing two-position data of the radio wave intensity information and the time information.

그리고 e-zigbee 신호는  지그비 기반의 측위 측정을 위한 플래그 및 측위용 데이터 패킷이 추가된 신호를 의미한다. 상기 패킷에 측위를 위한 플래그가 추가될 수 있다. And the e-zigbee signal means a signal for adding ZigBee-based positioning measurement flags and positioning data packets. A flag for positioning can be added to the packet.

지그비(ZigBee)는 소형, 저전력 디지털 라디오를 이용해 개인 통신망을 구성하여 통신하기 위한 표준 기술로, IEEE 802.15 표준을 기반으로 만들어졌다. 지그비 장치는 메시 네트워크 방식을 이용, 여러 중간 노드를 거쳐 목적지까지 데이터를 전송함으로써 저전력임에도 불구하고 넓은 범위의 통신이 가능하다. 지그비는 다른 근거리 통신망에 비해 저전력으로 통신을 수행하므로 상대적으로 긴 배터리 수명을 보장한다. 또한, 지그비 표준은 블루투스나 와이파이 같은 다른 WPAN 기술에 비해 상대적으로 더 단순하고 저렴하기 때문에 지그비를 사용하는 경우 저가로 본 발명을 구현할 수 있다. ZigBee is a standard technology for configuring and communicating private networks using small, low power digital radios and is based on the IEEE 802.15 standard. The ZigBee device transmits data to the destination via several intermediate nodes using a mesh network, which allows a wide range of communication to be performed despite low power. Because ZigBee communicates at low power compared to other local area networks, it guarantees a relatively long battery life. In addition, since the ZigBee standard is relatively simple and inexpensive compared to other WPAN technologies such as Bluetooth and Wi-Fi, the present invention can be implemented at low cost when using ZigBee.

측위 성능의 향상을 위해서는 지그비외에도 다른 다양한 칩셋시 사용될 수 있는데, 지그비의 경우에는 칩셋에 비해 저가이면서 동시에 저전력으로 구동 가능하기 때문에 저가 측위 장치를 구현할 수 있다. 특히, 본 발명과 같은 e-zigbee의 경우에도 기존의 지그비 칩셋에 별도의 하드웨어를 추가하지 않고 구현할 수 있으므로 저가로 향상된 측위 장치를 구현할 수 있다. In order to improve positioning performance, it can be used in various other chipsets besides ZigBee. In case of ZigBee, it is possible to implement low-cost positioning device because it can be operated at low cost and low power as compared with chipset. In particular, the e-zigbee according to the present invention can be implemented without adding any additional hardware to the existing ZigBee chipset, thereby realizing an improved positioning apparatus at a low cost.

상기 AP(20)는 실내에 다수개 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 4개의 AP(22, 24, 26, 28)가 설치된 경우를 도시하였으나 이에 한정되지 않는다. AP(20)는 무선 데이터 통신을 중계하는 장치로서, 송신측에서 보낸 정보에 포함된 도착지 정보를 확인하여 수신측에 도달하기 위해 적절한 통신 경로를 지정한 후, 지정된 통신 경로에 해당하는 통신망으로 데이터를 전송할 수 있는 장치를 말한다. AP(20)는 근거리 통신을 이용하며 AP 식별정보, SSID 정보, 신호 세기 정보 및 신호 전송시간 정보, 신호 수신시간 정보 등과 같은 정보를 측위서버(30)로 전송한다. A plurality of the APs 20 may be installed in the room, and four APs 22, 24, 26, and 28 are provided in the present embodiment, but the present invention is not limited thereto. The AP 20 is an apparatus for relaying wireless data communication. The AP 20 identifies the destination information included in the information transmitted from the transmitting side, designates an appropriate communication path to reach the receiving side, and transmits the data to the communication network corresponding to the designated communication path It is a device that can transmit. The AP 20 uses the short distance communication and transmits information such as AP identification information, SSID information, signal strength information, signal transmission time information, signal reception time information, and the like to the positioning server 30.

상기 AP(20)는 태그(10)와 무선신호를 송수신하면서, 태그(10)로부터 수신되는 무선신호를 수신하여 태그정보와 수신된 무선신호의 세기(RSS, Recieved signal strength)를 확인하고, 해당 태그로 측위 측정을 위한 플래그를 무선신호에 추가하여 상기 태그(10)로 전송한다. AP는 상기 플래그가 삽입된 무선신호 전송시 AP의 타임 카운트를 시작하고, 상기 태그(10)로부터 플래그가 삽입된 무선신호가 다시 수신될 때 AP의 타임카운트를 종료한다. The AP 20 transmits and receives a wireless signal to and from the tag 10 and receives the wireless signal received from the tag 10 to check the tag information and the RSS (Recieved Signal Strength) of the received wireless signal, Adds a flag for positioning measurement to the radio signal, and transmits the radio signal to the tag (10). The AP starts time counting of the AP when transmitting the radio signal in which the flag is inserted, and terminates the time count of the AP when the radio signal into which the flag is inserted is received again from the tag 10.

상기 무선 태그(10)는 상기 플래그가 추가된 무선신호를 수신하고, 무선신호가 수신되는 즉시 AP(20)와 마찬가지로 태그의 타임 카운트를 시작한다. 그리고 플래그가 삽입된 무선신호를 다시 AP로 재전송할 때 태그의 타임카운트를 종료한다. 이때 태그의 타임 카운트 값도 AP로 함께 전송한다. 태그(10)과 AP(20)는 각각 독립적으로 타임 카운트를 시작 및 종료한다. The radio tag 10 receives the radio signal to which the flag is added and starts counting the time of the tag as soon as the AP 20 receives the radio signal. And, when the radio signal with the flag inserted is retransmitted back to the AP, the time count of the tag is terminated. At this time, the time count value of the tag is also transmitted to the AP. The tag 10 and the AP 20 start and end time counts independently of each other.

상기 AP(20)는 태그(10)로부터 플래그가 삽입된 무선신호가 재수신되면 타임카운트를 종료하고, 상기 타임 카운트된 값 즉, 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보를 측위 서버(30)로 전송한다. AP의 타임 카운트 값과 태그의 타임 카운트 값을 모두 전송하여, 이때 RSS 정보도 당연히 함께 전송한다. 상기 타임 카운트 값은 측위서버에서 ToA(Time of Arrival)를 계산하는데 사용된다. 상기 타임 카운팅은 AP 및 태그의 클럭 측정에 의해 이루어질 수 있다. The AP 20 terminates the time count when the radio signal with the flag inserted from the tag 10 is re-received, and transmits the time counted value, that is, the transmission / reception time information of the radio signal including the flag, Lt; / RTI > Both the time count value of the AP and the time count value of the tag are transmitted, and at this time, the RSS information is also transmitted together. The time count value is used to calculate a time of arrival (ToA) in the positioning server. The time counting may be accomplished by clocking the AP and the tag.

상기 플래그는 지그비 무선신호에 추가되는 인디케이트 비트(indicate bit)이다. 지그비 신호의 PPDU는 프리앰플(preable), 헤더(head), 페이로드(payload, 데이터의 프레임 비트)로 구분되는데, 상기 페이로드에 플래그를 추가할 수 있다. 보다 상세히 살펴보면, 상기 헤드는 24비트로 에러 부호화 방식, 정진폭 변화방식, 페이로드 길이, 헤더검사수열이 정의되어 있고, 상기 페이로드는 MAC 헤드, MAC 페이로드, 프레임 검사수열이 정의되어 있는데, 프레임 검사수열에 플래그 비트가 추가될 수 있다. The flag is an indication bit added to the ZigBee radio signal. The PPDU of the ZigBee signal is divided into a preamble (preamble), a header, and a payload (frame bit of data). A flag can be added to the payload. In more detail, the head is defined by an error encoding method, a constant amplitude varying method, a payload length, and a header check sequence in 24 bits. The payload includes a MAC header, a MAC payload and a frame check sequence. A flag bit may be added to the check sequence.

상기 플래그는 '0' 또는 '1'이 추가될 수 있으며, 플래그가 '1'인 경우에 ToA 계산을 위한 타임 카운트를 시작한다. The flag may be '0' or '1', and if the flag is '1', it starts a time count for ToA calculation.

지그비는 통신 칩으로 사용되기 때문에 보통의 경우, AP는 태그의 기본 정보만을 수신하고 확인한다. 즉, AP는 태그에서 발생된 무선신호를 수신하고 해당 태그의 ID와 무선신호의 세기 등 기본 정보만을 확인하게 된다. 하지만 측위를 하고자 하는 경우에는 AP에서 플래그 발생 명령을 태그로 전송하고, 태그는 페이로드 부분에 플래그가 추가된 무선신호를 생성하여 전파(broadcast)하고, AP에서 이를 수신한다. Since ZigBee is used as a communication chip, the AP normally receives and confirms only the basic information of the tag. That is, the AP receives the radio signal generated from the tag, and checks only the basic information such as the ID of the tag and the strength of the radio signal. However, if it is desired to perform positioning, the AP transmits a flag generation command to the tag, and the tag generates and transmits a radio signal with a flag added to the payload portion and receives it from the AP.

측위서버(30)는 상기 AP(20)로부터 상기 무선신호의 세기(RSS) 정보와 시간정보를 수신하여 태그의 위치를 산출한다. 측위서버(30)는 상기 도착시간(ToA) 정보를 이용하여 태그(10)의 위치를 제1위치로 산출하고, 상기 무선신호의 세기(RSS)를 수신하여 태그(10)의 위치를 제2 위치로 산출한 후, 이를 조합하여 최종 위치를 산출한다. The positioning server 30 receives the RSS (Radio Frequency) information and the time information from the AP 20 and calculates the position of the tag. The positioning server 30 calculates the position of the tag 10 to the first position using the arrival time ToA information and receives the RSS of the radio signal to determine the position of the tag 10 as the second Position, and then combines them to calculate the final position.

구체적인 구성 및 동작은 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. The specific configuration and operation will be described with reference to Fig.

도 3은 상기 측위서버(30)의 상세 구성을 나타낸 블럭도이다. 3 is a block diagram showing the detailed configuration of the positioning server 30. As shown in Fig.

도 3을 참조하면, 상기 측위서버(30)는 무선통신부(32), 데이터베이스(34), 파라미터 저장부(38), 및 위치결정부(39)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the positioning server 30 may include a wireless communication unit 32, a database 34, a parameter storage unit 38, and a positioning unit 39.

상기 무선통신부(32)는 AP(20)와 통신하며, AP가 태그로부터 수신한 무선신호의 세기값과 타임 카운트값을 수신한다. 상기 무선신호는 e-Zigbee 신호일 수 있다. The wireless communication unit 32 communicates with the AP 20 and receives an intensity value and a time count value of the wireless signal received from the tag by the AP. The radio signal may be an e-Zigbee signal.

상기 데이터베이스(34)는 측위하고자 하는 실내의 각 위치에 대한 무선신호의 세기 및 TOA 정보가 미리 측정되어 저장되어 있다. 상기 데이터베이스(34)는 TOA 정보를 저장하는 제1 데이터베이스(35)와 무선신호의 세기를 저장하는 제2 데이터베이스(36)를 포함한다. 제1 데이터베이스(35) 및 제2 데이터베이스(36)의 상세 구성은 후술하기로 한다. The database 34 previously measures and stores the strength of the radio signal and the TOA information for each position of the room to be positioned. The database 34 includes a first database 35 for storing TOA information and a second database 36 for storing the intensity of the wireless signal. The detailed configuration of the first database 35 and the second database 36 will be described later.

상기 파라미터저장부(38)는 도착시간 측정시에 발생하는 각종 지연 정보를 저장하고 있다. 상기 지연 정보를 수신단의 시스템 지연, 송신단의 시스템 지연, 루프백 지연 등을 포함할 수 있다. The parameter storage unit 38 stores various delay information generated at the time of arrival time measurement. The delay information may include a system delay of a receiving end, a system delay of a transmitting end, a loopback delay, and the like.

상기 위치결정부(39)는 AP로부터 시간정보 및 RSS 정보를 수신하여 상기 데이터베이스(34)에 저장되어 있는 값과 비교하여 태그(10)의 위치를 산출한다. The positioning unit 39 receives the time information and the RSS information from the AP and compares the time information and the RSS information with the value stored in the database 34 to calculate the position of the tag 10.

도 4는 가로, 세로의 길이가 각각 15m인 공간에 AP를 배치한 경우 및 그에 따른 데이터베이스 구성을 도시한 것이다. 4 shows a case where APs are arranged in a space of 15 m in length and 15 m in length, respectively, and a database structure therefor.

도 4A는 AP 배치 및 셀구분을 도시한 것이고, 도 4B는 각 셀에서의 ToA값을 도시한 것이다. FIG. 4A shows AP arrangement and cell classification, and FIG. 4B shows ToA values in each cell.

도 4를 참조하면 8개의 AP가 배치되어있으며, 25개(C1~C25)의 셀영역이 분류되어 있다. 각각의 셀영역에 대한 ToA 정보가 저장되어 있다. Referring to FIG. 4, eight APs are arranged, and 25 (C1 to C25) cell regions are classified. The ToA information for each cell area is stored.

제1 데이터베이스(35)에는 도 4B에 도시된 것과 같이 각각의 셀 영역에서 모든 AP(AP1~AP8)에 대한 ToA 값이 저장될 수 있다. As shown in FIG. 4B, the first database 35 may store ToA values for all the APs AP1 to AP8 in the respective cell areas.

지그비 칩에서 대역폭이 2MHz 인 경우 대략 37m 정도의 오차가 발생하고, 4MHz인 경우에도 대략 18m 이상의 오차가 발생함은 앞서 [수학식 1]에서 살펴 보았다. 즉, 대역폭이 4MHd인 경우 샘플링 레이트(sampling rate)는 16Mhz가 되고, 클럭 한 중기 동안 신호는 1/ 16MHz = 62.5ns 로 18.75m 로 비행하는데, 신호검출시 샘플링되는 시점에 의해 AP를 기준으로 ±9.375m 반경(R)의 오차 경계가 생기게 된다. 상기 클럭은 샘플링 속도의 의한 간격을 의미한다. In the ZigBee chip, an error of about 37 m occurs when the bandwidth is 2 MHz, and an error of about 18 m occurs when the bandwidth is 4 MHz. In other words, when the bandwidth is 4MHd, the sampling rate becomes 16Mhz, and during the mid-clock period, the signal flows at 18.75m at 1 / 16MHz = 62.5ns. An error boundary of 9.375 m radius (R) is generated. The clock means the interval by the sampling rate.

따라서 AP로부터 오차 반경(R)이내에서는 동일 시간값(ToA)을 가지고, 오차반경반경을 벗어나면 한 클럭 증가하게 되어 시간값도 1 증가하게 된다. Therefore, the AP has the same time value (ToA) within the error radius (R) from the AP, and the clock value increases by one clock when the error radius is outside the radius.

예를 들어, 셀1(C1)에서는 AP1와 AP3로부터 오차 반경 이내에 있기 때문에 ToA값은 동일한 값을 가진다. 이 값을 T1이라고 하면, AP2, AP4, AP5, AP6, AP7, AP8에서의 값은 T1+1이 된다. 마찬가지로 셀13(C13)은 AP3, AP4, AP5, AP6에서의 값이 'T1'이 되고, AP1, AP2, AP7, AP8에서의 값이 'T1+1'이 된다. For example, in cell 1 (C1), the ToA values have the same value because they are within the error radius from AP1 and AP3. If this value is T1, the values at AP2, AP4, AP5, AP6, AP7 and AP8 are T1 + 1. Likewise, in cell 13 (C13), the values at AP3, AP4, AP5 and AP6 are 'T1' and the values at AP1, AP2, AP7 and AP8 are 'T1 + 1'.

제1 데이터베이스(35)에는 정의된 모든 셀 영역에서 모든 AP에 대한 ToA 정보가 저장되어 있다. 제1 데이터베이스(35)에 이러한 정보가 미리 저장되어 있기 때문에 상기 위치결정부(39)는 제1 데이터베이스(35) 값을 참조하여 태그가 어느 영역에 있는지 알 수 있다. 즉, 셀1에서 셀15 중 어느 셀에 있는지 알 수 있다. 위치결정부(39)는 다수의 AP 신호(AP1~AP8)를 수신하고, ToA값을 계산하여 제1 데이터베이스 값과 비교한다. The first database 35 stores ToA information for all APs in all defined cell areas. Since this information is stored in the first database 35 in advance, the positioning unit 39 can refer to the value of the first database 35 to know which area the tag is located in. That is, it is possible to know which of the cells 15 to 15 belong in the cell 1. The positioning unit 39 receives a plurality of AP signals AP1 to AP8, calculates a ToA value, and compares it with a first database value.

예를 들어 산출된 ToA값 즉, AP1 내지 AP8의 ToA값이 (T1+1, T1+1, T1, T1, T1, T1, T1+1, T1+1)인 경우, 위치결정부(39)는 상기 값들과 일치하는 데이터가 어느 영역인지를 비교한다. 이 경우 태그(10)가 셀13(C13) 영역에 있음을 알 수 있다. For example, when the calculated ToA value, that is, the ToA value of AP1 to AP8 is (T1 + 1, T1 + 1, T1, T1, T1, T1, T1 + Compares which region the data coinciding with the above values is. In this case, it can be seen that the tag 10 is in the cell 13 (C13) area.

도 4와 같은 형태로 태그를 AP를 배치할 경우 제1 데이터베이스(35)에는 중복되는 값이 없다. 즉, 중복되는 값이 없어 ToA 비교에 의해 위치를 한번에 찾을 수 있으나, 경우에 따라서는 AP 배치에 따라 데이터베이스에 저장된 값이 중복될 수도 있다. When the APs are arranged in the form of FIG. 4, there is no overlapping value in the first database 35. That is, there is no overlapping value, and the position can be found at a time by the ToA comparison, but in some cases, the value stored in the database may be overlapped depending on the AP arrangement.

도 5는 ToA 값이 중복되는 경우의 예를 도시한 것으로, 도 5A는 AP 배치 및 셀 영역를 도시한 것이고, 도 5B는 각 셀에 저장된 ToA 값을 나타낸 것이다. FIG. 5 shows an example of overlapping ToA values. FIG. 5A shows the AP arrangement and cell area, and FIG. 5B shows the ToA values stored in each cell.

도 5를 참조하면, 가로, 세로 30m 영역에 16개의 AP(AP1~AP16)가 배치되어 있으며 100개의 셀(C1~C100)이 정의되어 있는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that 16 APs (AP1 to AP16) are arranged in a 30-m-wide area and 100 cells (C1 to C100) are defined.

본 실시예에서, 셀3(C3)은 AP1, AP2, AP3, AP5, AP6, AP7과는 한 클럭 거리 이내에 배치되어 있어 'T1'의 ToA값을 가지고, AP4, AP9, AP9~A16과는 한 클럭 거리 밖에 배치되어 있어 'T1+1'의 ToA값을 가지는 것을 확인할 수 있다. In this embodiment, the cell 3 (C3) is located within a clock distance from AP1, AP2, AP3, AP5, AP6, and AP7 and has a ToA value of 'T1', and AP4, AP9, Is located outside the clock distance and can be confirmed to have a ToA value of 'T1 + 1'.

이때, 셀3(C3)의 옆에 위치한 셀10(C10) 역시 셀3(C3) 동일한 ToA 값을 가진다. 즉, 셀3 영역과 셀10 영역에서는 모든 AP(AP1~AP16)에 대해서 동일한 ToA 값을 가지게 되어 ToA값으로는 상기 두 영역을 구분할 수 없다. At this time, the cell 10 (C10) located next to the cell 3 (C3) also has the same ToA value in the cell 3 (C3). That is, in the cell 3 area and the cell area 10, the same ToA value is obtained for all the APs (AP1 to AP16), and the two areas can not be distinguished by the ToA value.

따라서 이러한 경우에는 다른 방법으로 태그의 위치를 결정해야 하고, 본 실시예에서는 무선신호의 세기(RSS)를 기준으로 위치를 결정한다. Therefore, in this case, the position of the tag is determined by another method. In this embodiment, the position is determined based on the strength RSS of the wireless signal.

도 6은 상기 제2 데이터베이스(36)의 예를 도시한 것이다. FIG. 6 shows an example of the second database 36. FIG.

도 6을 참조하면, 각각의 셀 영역에서의 무선신호의 세기가 테이블 형태로 저장되어 있다. Referring to FIG. 6, the intensity of a radio signal in each cell region is stored in a table form.

위치결정부(39)는 AP로부터 수신한 무선 신호의 세기를 제2 데이터베이스(36)에 저장되어 있는 값과 비교하여 위치를 산출한다. The position determination unit 39 compares the strength of the radio signal received from the AP with the value stored in the second database 36 to calculate the position.

예를 들어, ToA값을 이용하는 경우, 셀3(C3)과 셀10(C10)의 ToA값이 같아 위치를 구별할 수 없었으나 RSS값은 서로 다른 값을 가지므로 셀3과는 셀10의 위치를 구별할 수 있다. For example, in the case of using the ToA value, since the ToA values of the cells 3 (C3) and 10 (C10) are the same, the positions can not be distinguished but the RSS values have different values. Can be distinguished.

이상에서 살펴본바와 같이 ToA맵을 이용하면 보다 정확한 위치를 산출할 수 있으며, ToA값이 중복되어 위치를 구할 수 없는 경우에도 무선신호 세기 값을 이용하여 이를 보완할 수 있다.
As described above, a more accurate position can be calculated by using the ToA map, and even when the position can not be obtained because the ToA value is duplicated, it can be compensated by using the radio signal intensity value.

이하에서는 위치결정부(39)에서 ToA를 계산하는 방법에 대해 상세히 살펴본다. Hereinafter, a method of calculating ToA in the position determination unit 39 will be described in detail.

상기 위치결정부(39)에서는 AP로부터 수신한 타임 카운트 정보를 근거로 정확한 도착시간(ToA)를 계산한다. TWR ToA(Two Way Ranging Time of Arrival) 방식이 사용될 수 있다.The positioning unit 39 calculates an accurate arrival time ToA based on the time count information received from the AP. TWR To (Two Way Ranging Time of Arrival) scheme can be used.

도 7은 ToA를 계산하기 위한 AP와 태그 사이의 타임 카운트 방법을 도시한 것이다. FIG. 7 shows a time counting method between an AP and a tag for calculating ToA.

먼저 태그에서 태그의 ID를 포함하는 태그 정보를 전송하면(S1) AP에서는 이를 수신하여 태그 정보와 무선신호의 세기를 확인한다. AP는 태그 정보를 확인하여 태그의 ID를 확인하고, 플래그 발생 명령을 태그로 전송하고 (S2), 동시에 타임 카운트를 시작한다. 이때 전송 시간 정보를 저장한다. 태그에서는 상기 플래그 발생 명령이 수신되면 무선신호에 측위 측정을 위한 플래그를 추가하여 상기 AP로 전송한다(S3). 플래그는 앞서 살펴본 바와 같이 '1' 또는 '0'이 될 수 있다. AP에서는 상기 플래그가 추가된 무선신호가 다시 수신되면 수신된 시각을 저장하고 타임 카운트를 종료한다. 이러한 방법을 사용하면 AP와 태그 사이에 시간 동기화를 하지 않고 AP에서의 클럭만 카운팅하여도 ToA를 측정하는 것이 가능하다. 상기 AP는 측위서버(30)로부터 수신되는 제어신호에 의해 플래그 발생 명령을 발생시킬 수 있다. First, when the tag information including the ID of the tag is transmitted in the tag (S1), the AP receives the tag information and confirms the strength of the radio signal and the tag information. The AP confirms the tag information, confirms the ID of the tag, transmits the flag generation command to the tag (S2), and starts the time counting at the same time. At this time, transmission time information is stored. Upon receipt of the flag generation command, the tag adds a flag for measurement of position to the wireless signal and transmits the flag to the AP (S3). The flag may be '1' or '0' as described above. When the radio signal to which the flag is added is received again, the AP stores the received time and ends the time counting. Using this method, it is possible to measure the ToA even if the AP only counts the clock at the AP without time synchronization between the AP and the tag. The AP can generate a flag generation command based on a control signal received from the positioning server 30. [

이때 AP에서 플래그 발생 명령 신호가 전송된 시간(t0)과 다시 플래그가 수신된 시간(t1) 차이를 구하면 태그와의 거리를 구할 수 있다. At this time, if the difference between the time (t0) at which the flag generation command signal is transmitted and the time (t1) at which the flag is received again is obtained at the AP, the distance to the tag can be obtained.

도 8은 하나의 태그와 4개의 AP 사이에 ToA 측정 방법을 도시한 것이다. FIG. 8 shows a ToA measurement method between one tag and four APs.

도 7과 마찬가지로, 태그(10)는 무선신호를 생성하여 전파하고 각각의 AP(AP1~AP4)는 이를 수신하여 태그정보를 확인하고, 플래그 발생 명령을 발생시킨다. 최초 무선신호는 4개의 AP가 모두 동시에 수신할 수 있지만(S1), 플래그 발생 명령 발생 및 타임 카운트는 순차적으로 이루어진다(S2~S5). 즉, 제1AP(AP1)가 태그(10)에 플래그 발생 명령을 전송하고 태그(10)로부터 플래그 '1' 이 삽입된 신호를 수신(S2)하는 동안 나머지 AP들은 대기를 하고, 단계 S2 절차로 종료되면, 제2 AP(AP2)가 플래그 발생 명령을 전송하고 플래그가 추가된 무선신호를 수신한다(S3). 이러한 방법으로 AP가 증가하더라도 순차적으로 시간을 카운트한다. 즉, 제1AP가 태그(10)와 측위 측정을 위한 통신을 수행하는 경우 다른 AP들은 간섭(interrupt)하지 않는다. As in FIG. 7, the tag 10 generates and propagates a radio signal, and each of the APs AP1 to AP4 receives it to check tag information and generate a flag generation command. The initial radio signal can be received by all four APs at the same time (S1), but the generation of the flag generation command and the time counting are sequentially performed (S2 to S5). That is, while the first AP 1 transmits a flag generation command to the tag 10 and receives a signal inserted with the flag " 1 " from the tag 10 (S2), the remaining APs wait, When it is finished, the second AP (AP2) transmits a flag generation command and receives a radio signal to which a flag is added (S3). In this way, even if the AP increases, the time is counted sequentially. That is, when the first AP performs communication for positioning measurement with the tag 10, the other APs do not interrupt.

측위서버(30)에서는 상기 AP에서 카운트한 시간값을 수신하고, 시간차을 이용해 태그의 위치를 산출한다. 하지만, 무선신호가 실제 비행한 시간을 정확히 측정하기 위해서는 여러가지 지연요소를 고려하여야 한다. 앞서 살펴본 시간(t0)과 시간(t1) 사이에는 기기에서 발생하는 여러 지연(delay) 요소가 있기 때문에 이를 고려하여야 한다. The positioning server 30 receives the time value counted by the AP, and calculates the position of the tag using the time difference. However, to accurately measure the actual flight time of a radio signal, various delay factors must be considered. Between time t0 and time t1, there are several delay elements that occur in the device.

도 9는 이러한 지연성분을 고려한 도달시간 값을 계산하는 방법을 도시한 것이다. 도 7에서는 AP와 태그를 편의상 Node A와 Node B로 표현하였다. Fig. 9 shows a method of calculating a time-of-arrival value considering such a delay component. In FIG. 7, AP and tag are expressed as Node A and Node B for convenience.

Node A에서 신호가 최초 t0 시점에서 생성된 후 Node B를 거쳐 다시 수신되는 시점(t7)까지 발생하는 지연 요소는 아래와 같다. The delay elements that occur from the Node A to the time point t7 when the signal is generated at the initial point t0 and then received again via the Node B are as follows.

.t0~t1: 노드 A의 TOA 패킷 송신 지연. RF/Modem Tx 모듈에 시스템 지연. T1.t0 ~ t1: TOA packet transmission delay of node A System delay in RF / Modem Tx module. T1

.t1~t2: TOA 패킷 프로파게이션 지연(Propagation Delay). T_prop.t1 ~ t2: TOA packet propagation delay. T_prop

.t2~t3: 노드 B의 TOA 패킷 수신 지연. RF/Modem Rx 모듈에 시스템 지연. T2.t2 ~ t3: Delay in receiving TOA packet from node B. System delay in RF / Modem Rx module. T2

.t3~t4: 노드 B의 TOA 패킷 송신 지연. MCU / MODEM에 시스템 루프백(LoopBack) 지연, T3.t3 to t4: Delay in transmission of TOA packet from node B. System LoopBack delay in MCU / MODEM, T3

.t4~t5: 노드 B의 TOA 패킷 송신 지연. RF/Modem Tx 모듈에 시스템 지연. T4.t4 ~ t5: Delay in transmission of TOA packet from node B. System delay in RF / Modem Tx module. T4

.t5~t6: TOA 패킷 프로파게이션 지연(Propagation Delay), T_prop.t5 to t6: TOA packet propagation delay (Propagation Delay), T_prop

.t6~t7: 노드 A의 TOA 패킷 수신 지연. RF/Modem Rx 모듈에 시스템 지연. T5.t6 to t7: Delay in receiving TOA packet from node A. System delay in RF / Modem Rx module. T5

.t0~t7: Node_A 모뎀이 송/수신하는데 걸리는 시간, T6
.t0 ~ t7: Node_A The time it takes for the modem to send / receive, T6

따라서 두 노드 사이에서 실질적인 신호의 송수신 시간(T_prop)은 아래 [수학식 1]과 같이 구해질 수 있다. Therefore, the actual signal transmission / reception time (T_prop) between the two nodes can be obtained as shown in Equation (1) below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112016020599354-pat00001
Figure 112016020599354-pat00001

상기 수학식1에서, (t1-t0)+(t3-t2)+(t5-t4)+(t7-t6)를 시스템 지연 T_system로 표현하면 상기 [수학식 2]은 다음 [수학식 3]과 같이 정리된다. (T1-t0) + (t3-t2) + (t5-t4) + (t7-t6) in the above Equation 1 is expressed by the system delay T_system, Equation It is arranged together.

[수학식 3]&Quot; (3) "

T_Prop = (T6 - T3 - T_system delay)/2
T_Prop = (T6 - T3 - T_system delay) / 2

상기 수학식 2, 3에 의해 T_prop 가 구해지면 전파의 속도를 곱해서 두 노드 사이의 거리를 계산할 수 있다. 즉, 전파의 속도에 상기 타임값을 곱해서 거리를 구할 수 있다. When T_prop is obtained from Equations (2) and (3), the distance between two nodes can be calculated by multiplying the propagation speed. That is, the distance can be obtained by multiplying the propagation speed by the time value.

상기 각 지연 성분들에 값은 파라미터저장부(38)에 저장되어 있으므로, 상기 시간 값만 수신하면 위치결정부(39)에서 상기 수학식2, 3에 근거하여 정확한 ToA 값을 계산할 수 있다. Since the values for the respective delay components are stored in the parameter storage unit 38, when the time value is received, the position determination unit 39 can calculate an accurate ToA value based on Equations 2 and 3 above.

위치결정부(39)는 ToA 값이 계산되면 이 값을 제1 데이터베이스(35)에 저장되어 있는 값과 비교하여 태그의 위치를 산출한다. 상기 제1 데이터베이스(35)에 저장된 값 역시 앞서 살펴본 지연요소를 고려하여 저장된 값이다.
When the ToA value is calculated, the position determination unit 39 compares the value with the value stored in the first database 35 to calculate the position of the tag. The value stored in the first database 35 is also a value stored in consideration of the delay factors.

이상에서 살펴본 바와 같이 위치결정부(39)는 ToA를 이용하여 태그의 위치를구하고, 데이터베이스에 저장된 값이 중복되어 태그의 위치를 특정할 수 없는 경우에는 RSS 값을 이용하여 태그의 위치를 구할 수 있다.
As described above, the position determination unit 39 obtains the position of the tag using the ToA, and if the value stored in the database is duplicated and the position of the tag can not be specified, the position of the tag can be obtained using the RSS value have.

상기 위치결정부는 상기와 같이 태그의 위치가 구해지면 무선신호의 세기에 의해 구해진 값과 도달시간에 의해 구해진 값을 조합하여 태그의 최종 위치를 산출할 수 있다. When the position of the tag is determined as described above, the position determining unit can calculate the final position of the tag by combining the value obtained by the strength of the radio signal and the value obtained by the arrival time.

최종 위치를 산출하는 방법으로는 두 값을 산술적으로 평균하여 구할 수 있으며, 경우에 따라 어느 하나의 값에 가중치를 두어 구할 수도 있다. As a method of calculating the final position, two values may be obtained by averaging them arithmetically, and in some cases, one of the values may be weighted.

상기와 같이 두 값을 조합하여 태그의 위치를 산출하게 되면 종래 무선신호의 세기만으로 위치를 산출할 때보다 더욱 정확한 결과를 도출할 수 있다.
If the position of the tag is calculated by combining the two values as described above, it is possible to obtain a more accurate result than when calculating the position based on the intensity of the conventional radio signal.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 방법을 나타낸 흐름도이다. 10 is a flowchart illustrating a positioning method according to an embodiment of the present invention.

먼저, AP는 태그에서 발생된 무선신호를 수신하여(S10) 무선신호의 세기와 태그 정보를 확인한다. 태그 정보를 확인한 AP는 태그로 플래그가 포함된 무선신호를 전송함과 동시에 AP의 타임 카운트를 시작한다(S11). 태그에서는 상기 플래그가 추가된 무선신호를 수신하고 태그의 타임 카운트를 시작한다. 그리고 수신된 무선신호를 다시 AP로 전송한다(S12). AP로 무선신호를 전송한 후에는 태그는 태그의 타임 카운트를 종료한다. AP는 플래그가 포함된 무선신호를 수신하고 AP의 타임 카운트를 종료한다. AP는 AP의 타임 카운트 값 및 태그의 타임 카운트 값을 포함하는 시간정보를 무선신호세기(RSS)값과 함께 측위서버로 전송한다(S13).First, the AP receives the wireless signal generated in the tag (S10) and confirms the strength of the wireless signal and the tag information. The AP that has confirmed the tag information transmits the wireless signal including the flag to the tag and starts the time counting of the AP (S11). The tag receives the radio signal to which the flag is added and starts time counting of the tag. The received wireless signal is transmitted to the AP again (S12). After transmitting the radio signal to the AP, the tag ends the time count of the tag. The AP receives the radio signal including the flag and ends the time count of the AP. The AP transmits time information including the time count value of the AP and the time count value of the tag to the positioning server together with the radio signal strength (RSS) value (S13).

측위서버에서는 먼저 시간정보를 이용하여 ToA를 계산하고(S14), 계산된 ToA 값과 제1 데이터베이스에 저장되어 있는 ToA값을 비교한다(S15). 비교 결과 일치되는 값이 한 개이면 해당 값의 셀 영역을 태그위치로 결정한다(S16). 만약 비교결과 일치되는 값이 한 개 이상이면 상기 수신한 RSS값과 제2 데이터베이스에 저장되어 있는 RSS 값을 비교하여(S17), 일치되는 값이 있는 셀 영역을 태그위치로 결정한다(S18).
The positioning server first calculates ToA using the time information (S14), and compares the calculated ToA value with the ToA stored in the first database (S15). If the comparison result shows that there is only one matching value, the cell region of the corresponding value is determined as the tag position (S16). If the comparison result shows that there is more than one value, the received RSS value is compared with the RSS value stored in the second database (S17), and the cell region having the matching value is determined as the tag position (S18).

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 무선신호를 발생하는 태그;
상기 태그로부터 무선신호를 수신하여 태그 ID 및 수신된 무선신호의 세기를 확인하고, 상기 태그로 플래그가 포함된 무선신호를 전송하고, 상기 태그로부터 플래그가 포함된 무선신호를 수신하여 상기 무선신호의 세기 정보 및 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보를 전송하는 AP; 및
상기 AP로부터 상기 무선신호의 세기 정보 및 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보를 수신하여 상기 태그의 위치를 결정하는 측위서버를 포함하고,
상기 태그는 상기 AP로부터 플래그가 포함된 무선신호 신호 수신시 태그의 타임 카운트를 시작하고 상기 플래그가 포함된 무선신호를 AP로 전송시 태그의 타임 카운트를 종료하며,
상기 AP는 상기 플래그가 포함된 무선신호를 태그로 전송시 AP의 타임 카운트를 시작하고, 상기 태그로부터 상기 플래그가 포함된 무선신호 수신시 AP의 타임 카운트를 종료하고,
상기 측위서버는,
상기 AP로부터 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보와 RSS(Received Signal Strength)값을 수신하는 무선통신부;
가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역에서 측정된 ToA(Time of Arrival)값이 저장되어 있는 제1 데이터베이스;
상기 가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역에서 측정된 RSS값이 저장되어 있는 제2 데이터베이스;
상기 태그와 AP간 무선통신 수행시 발생하는 지연 파라미터가 저장되어 있는 파라미터 저장부; 및
상기 무선통신부가 수신한 시간 정보에서 상기 지연 파라미터를 차감하여 상기 가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역 내 배치된 AP와의 ToA값을 각각 계산하고, 상기 계산된 ToA값들과 제1 데이터베이스에 저장되어 있는 ToA값들을 비교하여 일치하는 영역을 상기 태그 위치로 결정하고, 상기 계산된 ToA값과 상기 제1 데이터베이스에 저장된 ToA값의 비교결과 일치하는 영역이 2개 이상인 경우, 상기 수신된 RSS값과 상기 제2 데이터베이스에 저장된 RSS값을 비교하여 일치하는 영역을 상기 태그 위치를 결정하는 위치결정부를 포함하되,
상기 제1 데이터베이스는, 상기 가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역 내에 배치된 상기 AP에서 보내는 상기 태그와의 모든 송수신 시간정보들을 데이터베이스화하고,
상기 AP는, 상기 가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역 내에 복수로 구비되되, 각각의 AP를 중심으로 하고, 같은 송수신 시간 정보 값을 가지는 9.375m의 오차반경을 반지름으로 하는 원이 3m의 단위 셀 간격으로 겹쳐질 수 있도록 배치되는 실내 측위 장치.
A tag for generating a wireless signal;
Receiving a radio signal from the tag, checking a tag ID and strength of the received radio signal, transmitting a radio signal including a flag to the tag, receiving a radio signal including a flag from the tag, An AP for transmitting transmission / reception time information of a wireless signal including intensity information and a flag; And
And a positioning server for receiving the wireless signal strength information and the wireless signal transmission / reception time information from the AP and determining the position of the tag,
The tag starts counting time of a tag when receiving a radio signal signal including a flag from the AP and terminates a time count of the tag when transmitting the radio signal including the flag to the AP,
The AP starts a time count of the AP when the radio signal including the flag is transmitted to the tag, terminates the time count of the AP upon receiving the radio signal including the flag from the tag,
The positioning server,
A wireless communication unit for receiving transmission / reception time information and RSS (Received Signal Strength) of a radio signal including a flag from the AP;
A first database in which a measured Time of Arrival (ToA) value in a predefined area of a square of 15 m in length and 15 m is stored;
A second database in which a measured RSS value is stored in a predefined area of a square of 15 m in length and 15 m in length;
A parameter storage unit for storing delay parameters generated when wireless communication between the tag and the AP is performed; And
The wireless communication unit subtracts the delay parameter from the time information received by the wireless communication unit to calculate a ToA value with respect to APs arranged in a predefined area of a square of 15 m in length and 15 m and stores the calculated ToA values in the first database And comparing the calculated RSS value and the ToA value stored in the first database with each other to determine whether the tag value matches the ToA value, And a positioning unit for comparing the RSS values stored in the second database and determining the tag position as a matching area,
Wherein the first database stores all transmission and reception time information of the RFID tag, which is arranged in a predefined area of the square of 15 m in length and width,
The AP includes a plurality of APs in a predefined area of a square of 15 m in length and 15 m in length, each circle having a radius of 9.375 m having a radius of about 3 m And the indoor positioning device is arranged so as to be overlapped with the cell space.
제3항에 있어서,
상기 태그는 e-Zigbee 태그인 실내 측위 장치.
The method of claim 3,
Wherein the tag is an e-Zigbee tag.
제4항에 있어서, 상기 플래그는 e-Zigbee PPDU 필드의 페이로드 필드에 추가되는 실내 측위 장치.
5. The indoor positioning device of claim 4, wherein the flag is added to a payload field of an e-Zigbee PPDU field.
제3항에 있어서,
상기 태그는 플래그가 포함된 무선신호를 AP를 전송할 때 태그의 타임 카운트 값을 동시에 전송하는 실내 측위 장치.
The method of claim 3,
Wherein the tag simultaneously transmits the time count value of the tag when transmitting the radio signal including the flag to the AP.
제6항에 있어서,
상기 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간은 태그의 타임 카운트 값 및 AP의 타임 카운트 값을 포함하는 실내 측위 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the transmission / reception time of the radio signal including the flag includes a time count value of the tag and a time count value of the AP.
삭제delete 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 AP는 실내 공간에 다수개 배치되며,
상기 다수의 AP는 상기 플래그 발생 명령 전송 및 플래그가 포함된 무선신호 수신을 순차적으로 수행하는 실내 측위 장치.
The method of claim 3,
A plurality of APs are arranged in an indoor space,
Wherein the plurality of APs sequentially transmit the flag generation command and the radio signal including the flag.
태그가, 무선신호를 발생하는 단계;
AP가, 상기 태그로부터 무선신호를 수신하여 태그 ID 및 수신된 무선신호의 세기를 확인하고, 상기 태그로 플래그가 포함된 무선신호를 전송하고, 상기 태그로부터 플래그가 포함된 무선신호를 수신하여 상기 무선신호의 세기 정보 및 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보를 전송하는 단계;
측위서버가, 상기 AP로부터 상기 무선신호의 세기 정보 및 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보를 수신하여 상기 태그의 위치를 결정하는 단계;
상기 태그가, 상기 AP로부터 플래그가 포함된 무선신호 신호 수신시 태그의 타임 카운트를 시작하고 상기 플래그가 포함된 무선신호를 AP로 전송시 태그의 타임 카운트를 종료하는 단계;
상기 AP가, 상기 플래그가 포함된 무선신호를 태그로 전송시 AP의 타임 카운트를 시작하고, 상기 태그로부터 상기 플래그가 포함된 무선신호 수신시 AP의 타임 카운트를 종료하는 단계;
상기 측위서버의 무선통신부가, 상기 AP로부터 플래그가 포함된 무선신호의 송수신 시간 정보와 RSS값을 수신하는 단계;
상기 측위서버의 제1 데이터베이스가, 가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역에서 측정된 ToA값을 저장하는 단계;
상기 측위서버의 제2 데이터베이스가, 상기 가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역에서 측정된 RSS값이 저장되어 있는 제2 데이터베이스;
상기 측위서버의 파라미터 저장부가, 상기 태그와 AP간 무선통신 수행시 발생하는 지연 파라미터를 저장하는 단계; 및
상기 측위서버의 위치결정부가, 상기 무선통신부가 수신한 시간 정보에서 상기 지연 파라미터를 차감하여 상기 가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역 내 배치된 AP와의 ToA값을 각각 계산하고, 상기 계산된 ToA값들과 제1 데이터베이스에 저장되어 있는 ToA값들을 비교하여 일치하는 영역을 상기 태그 위치로 결정하고, 상기 계산된 ToA값과 상기 제1 데이터베이스에 저장된 ToA값의 비교결과 일치하는 영역이 2개 이상인 경우, 상기 수신된 RSS값과 상기 제2 데이터베이스에 저장된 RSS값을 비교하여 일치하는 영역을 상기 태그 위치를 결정하는 단계를 포함하되,
상기 제1 데이터베이스는, 상기 가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역 내에 배치된 상기 AP에서 보내는 상기 태그와의 모든 송수신 시간정보들을 데이터베이스화하고,
상기 AP는, 상기 가로 세로 15m의 정사각형의 미리 정의된 영역 내에 복수로 구비되되, 각각의 AP를 중심으로 하고, 같은 송수신 시간 정보 값을 가지는 9.375m의 오차반경을 반지름으로 하는 원이 3m의 단위 셀 간격으로 겹쳐질 수 있도록 배치되는 실내 측위 방법.
The tag generating a wireless signal;
The AP receives a radio signal from the tag to confirm the tag ID and the strength of the received radio signal, transmits the radio signal including the flag to the tag, receives the radio signal including the flag from the tag, Transmitting radio signal strength information and radio signal transmission / reception time information including a flag;
The positioning server receiving the radio signal strength information and radio signal transmission / reception time information including the flag from the AP and determining the position of the tag;
When the tag starts counting time of a tag when receiving a radio signal signal including a flag from the AP and terminating a time count of the tag when transmitting the radio signal including the flag to the AP;
When the AP transmits the wireless signal including the flag to the tag, starts counting time of the AP and ends the time count of the AP when receiving the wireless signal including the flag from the tag;
Receiving, by the wireless communication unit of the positioning server, transmission and reception time information and a RSS value of a radio signal including a flag from the AP;
The first database of the positioning server storing the measured ToA value in a predefined area of a square of 15 m in length and width;
A second database in which the second database of the positioning server stores RSS values measured in a predefined area of a square of 15 m length and breadth;
Storing a delay parameter generated when a wireless communication between the tag and the AP is performed; And
Wherein the position server of the positioning server calculates a ToA value with respect to APs arranged in a predefined area of a square of 15 m square by subtracting the delay parameter from the time information received by the wireless communication unit, Values and the ToA values stored in the first database are compared with each other to determine the matching region as the tag position, and if the calculated ToA value and the ToA value stored in the first database match two or more Comparing the received RSS value with an RSS value stored in the second database and determining the tag location as a matching area,
Wherein the first database stores all transmission and reception time information of the RFID tag, which is arranged in a predefined area of the square of 15 m in length and width,
The AP includes a plurality of APs in a predefined area of a square of 15 m in length and 15 m in length, each circle having a radius of 9.375 m having a radius of about 3 m Wherein the plurality of indoor units are arranged so as to overlap each other at a cell interval.
제11항에 있어서,
상기 시간정보는 AP의 타임 카운트 및 태그의 타임 카운트 값을 포함하는 실내 측위 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the time information includes a time count of the AP and a time count value of the tag.
제11항에 있어서,
상기 무선신호는 e-Zigbee 무선신호이며,
상기 플래그는 e-Zigbee PPDU 필드의 페이로드 필드에 추가되는 실내 측위 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the wireless signal is an e-Zigbee wireless signal,
Wherein the flag is added to a payload field of an e-Zigbee PPDU field.
삭제delete 삭제delete
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