KR102673268B1 - method of providing in-door navigation by use of UWB tags and smartphones - Google Patents
method of providing in-door navigation by use of UWB tags and smartphones Download PDFInfo
- Publication number
- KR102673268B1 KR102673268B1 KR1020230008388A KR20230008388A KR102673268B1 KR 102673268 B1 KR102673268 B1 KR 102673268B1 KR 1020230008388 A KR1020230008388 A KR 1020230008388A KR 20230008388 A KR20230008388 A KR 20230008388A KR 102673268 B1 KR102673268 B1 KR 102673268B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- uwb
- navigation
- smartphone
- indoor
- building
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
- G01C21/206—Instruments for performing navigational calculations specially adapted for indoor navigation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
- H04W4/33—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for indoor environments, e.g. buildings
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 일반적으로 건물 내부에서 이동경로를 안내하는 인도어 내비게이션 기술에 관한 것이다. The present invention generally relates to indoor navigation technology that guides movement routes inside a building.
특히, 본 발명은 건물 내부의 각 통로 및 상점에 UWB 태그를 배치한 상태에서 사용자의 스마트폰을 UWB 앵커로 활용하여 사용자에 대해 인도어 내비게이션 서비스를 구현하는 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 기술에 관한 것이다. In particular, the present invention is a technology for providing indoor navigation using UWB tags and smartphones that implements an indoor navigation service for users by using the user's smartphone as a UWB anchor while UWB tags are placed in each passage and store inside the building. It's about.
최근들어 백화점이나 아웃렛 등의 건물 규모가 커짐에 따라 건물 내부에서 이용자에게 각자의 목적지에 대한 이동경로를 안내하는 인도어 내비게이션(in-door navigation) 기술의 개발이 활발하다. Recently, as the size of buildings such as department stores and outlets has increased, the development of in-door navigation technology that guides users to their respective destinations inside the building has been actively developed.
일반적으로 내비게이션 기술은 GPS(Global Positioning System) 기반으로 개발되었으나 실내 공간에서는 GPS 신호 수신이 곤란하므로 대체 기술이 필요하다. In general, navigation technology has been developed based on GPS (Global Positioning System), but since it is difficult to receive GPS signals in indoor spaces, alternative technology is needed.
블루투스(BLE)와 무선랜(WiFi) 기반의 인도어 내비게이션 시스템이 제안되었다. 건물 내에 BLE 비콘(BLE beacon)과 무선랜 액세스포인트(WiFi AP)를 다수 설치한 상태에서, 그 건물 내의 사용자가 휴대한 스마트폰에서 비콘 신호와 무선랜 신호의 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 값을 측정한다. 이들 RSSI 값에 삼각측량법(Triangulation)과 핑거프린팅(Fingerprinting) 기법을 적용하여 사용자의 위치를 측정하고 그에 기초하여 인도어 내비게이션을 제공한다. 그러나, 이 방식은 건물 내에 다수의 BLE 비콘 장치와 무선랜 액세스포인트 장치를 설치해야 하므로 설치비용과 유지보수 부담이 큰 단점이 있다. An indoor navigation system based on Bluetooth (BLE) and wireless LAN (WiFi) was proposed. With multiple BLE beacons and wireless LAN access points (WiFi APs) installed in a building, the RSSI (Received Signal Strength Indicator) values of the beacon signals and wireless LAN signals can be checked from smartphones carried by users in the building. Measure. Triangulation and fingerprinting techniques are applied to these RSSI values to measure the user's location and provide indoor navigation based on that. However, this method has the disadvantage of requiring installation of multiple BLE beacon devices and wireless LAN access point devices within the building, resulting in high installation costs and maintenance burden.
한편, UWB(Ultra Wide Band) 기반의 위치 추적 시스템이 제안되었다. 건물 내에 UWB 앵커(UWB anchor)를 다수 설치한 상태에서 사용자가 자신의 물건(예: 가방, 열쇠고리)에 UWB 태그(UWB tag)를 부착하는 것이다. UWB 태그가 부착된 그 물건이 건물 내에 어디에 있는지 위치를 추적할 수 있다. 그러나, 이 방식도 건물 내에 다수의 UWB 앵커 장치를 설치해야 하므로 설치비용과 유지보수 부담이 큰 단점이 있다. Meanwhile, a location tracking system based on UWB (Ultra Wide Band) has been proposed. With multiple UWB anchors installed in a building, users attach UWB tags to their items (e.g. bags, key chains). The location of an object with a UWB tag can be tracked within the building. However, this method also has the disadvantage of requiring installation of multiple UWB anchor devices within the building, resulting in high installation costs and maintenance burden.
본 발명의 목적은 일반적으로 건물 내부에서 이동경로를 안내하는 인도어 내비게이션 기술을 제공하는 것이다. The purpose of the present invention is to provide indoor navigation technology that generally guides movement routes inside a building.
특히, 본 발명의 목적은 건물 내부의 각 통로 및 상점에 UWB 태그를 배치한 상태에서 사용자의 스마트폰을 UWB 앵커로 활용하여 사용자에 대해 인도어 내비게이션 서비스를 구현하는 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 기술을 제공하는 것이다. In particular, the purpose of the present invention is to provide indoor navigation using UWB tags and smartphones, which implements an indoor navigation service for users by using the user's smartphone as a UWB anchor while UWB tags are placed in each passage and store inside the building. It is about providing technology.
본 발명의 해결 과제는 이 사항에 제한되지 않으며 본 명세서의 기재로부터 다른 해결 과제가 이해될 수 있다. The problem to be solved by the present invention is not limited to this matter, and other problems to be solved can be understood from the description in this specification.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 건물 내부에 존재하는 다수의 이동경로 포인트에 미리 설치된 다수의 UWB 태그(100)와 사용자가 소지하는 UWB 모듈 내장형의 스마트폰(201)을 이용하여 건물 내부에서의 인도어 내비게이션을 제공하기 위한 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법을 제시한다. In order to achieve the above object, the present invention uses a plurality of UWB tags (100) pre-installed at a plurality of movement path points inside the building and a smartphone (201) with a built-in UWB module carried by the user. We present a method of providing indoor navigation using UWB tags and smartphones to provide indoor navigation.
본 발명에 따른 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법은, 스마트폰(201)에 설치된 UWB 내비부(220)가 사용자로부터 목적지 정보를 입력받는 단계; 스마트폰(201)에 설치된 UWB 앵커부(210)가 스마트폰(201)을 UWB 앵커로 작동시키는 단계; UWB 앵커부(210)가 스마트폰(201)에 내장된 UWB 모듈을 이용하여 주변의 UWB 태그(100)와 UWB 신호의 송수신을 수행하는 단계; UWB 앵커부(210)가 UWB 송수신 정보를 수집하여 내비게이션 서버(300)로 전달하는 단계; 내비게이션 서버(300)가 목적지 정보와 UWB 송수신 정보를 수신하는 단계; 내비게이션 서버(300)가 해당 건물에 대한 건물구조 데이터와 태그배치 데이터를 획득하는 단계; 내비게이션 서버(300)가 태그배치 데이터와 UWB 송수신 정보에 기초하여 스마트폰(201)에 대한 실내 위치측위를 수행하는 단계; 내비게이션 서버(300)가 건물구조 데이터, 실내 위치측위 결과, 목적지 정보에 기초하여 인도어 이동경로를 생성하는 단계; 내비게이션 서버(300)가 인도어 이동경로를 스마트폰(201)으로 제공하는 단계; UWB 내비부(220)가 인도어 이동경로에 기초하여 스마트폰(201)의 디스플레이 화면에 인도어 내비게이션을 제공하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다. A method of providing indoor navigation using a UWB tag and a smartphone according to the present invention includes the steps of the UWB navigation unit 220 installed in the smartphone 201 receiving destination information from the user; A step where the UWB anchor unit 210 installed in the smartphone 201 operates the smartphone 201 as a UWB anchor; A step of the UWB anchor unit 210 transmitting and receiving UWB signals to and from a surrounding UWB tag 100 using a UWB module built into the smartphone 201; The UWB anchor unit 210 collects UWB transmission and reception information and transmits it to the
본 발명에서 UWB 송수신 정보는 스마트폰(201)과 UWB 신호를 송수신한 UWB 태그(100)의 식별정보와 UWB 신호 수신강도(RSSI)를 포함하여 구성될 수 있다. In the present invention, UWB transmission and reception information may include identification information of the UWB tag 100 that transmits and receives UWB signals to and from the smartphone 201 and UWB signal reception strength (RSSI).
본 발명에 따른 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법은, 내비게이션 서버(300)가 인도어 이동경로와 함께 태그배치 데이터를 UWB 내비부(220)로 제공하는 단계; 인도어 내비게이션이 제공되는 도중에, UWB 내비부(220)가 태그배치 데이터와 UWB 송수신 정보에 기초하여 스마트폰(201)의 현재 위치를 실시간으로 업데이트하고 그 업데이트된 현재 위치에 따라 인도어 내비게이션 화면을 업데이트하는 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다. A method of providing indoor navigation using a UWB tag and a smartphone according to the present invention includes the steps of the
한편, 본 발명에 따른 컴퓨터프로그램은 컴퓨터에 이상과 같은 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법을 실행시키기 위하여 비휘발성 저장매체에 저장된 것이다.Meanwhile, the computer program according to the present invention is stored in a non-volatile storage medium in order to execute the above method of providing indoor navigation using a UWB tag and a smartphone on a computer.
본 발명에 따르면 건물 내부에서 고정밀의 인도어 내비게이션을 제공할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, there is an advantage of providing high-precision indoor navigation inside a building.
특히, 본 발명에 따르면 사용자의 스마트폰을 UWB 앵커로 활용함에 따라 건물 내에 다수의 UWB 앵커 장치를 설치할 필요가 없게 되어 설치비용과 유지보수 부담이 낮은 장점이 있다. In particular, according to the present invention, by using the user's smartphone as a UWB anchor, there is no need to install multiple UWB anchor devices in the building, which has the advantage of lower installation costs and maintenance burden.
[도 1]은 본 발명을 위한 인도어 내비게이션 시스템의 전체 구성도.
[도 2]는 일반적인 UWB 앵커 장치와 UWB 태그의 예시도.
[도 3]은 본 발명에서 건물구조 데이터와 태그배치 데이터의 예시도.
[도 4]는 본 발명에서 인도어 내비게이션 서비스의 예시도.
[도 5]는 본 발명에서 인도어 내비게이션 화면의 일 예시도.
[도 6]은 본 발명에서 인도어 내비게이션 화면의 다른 예시도.
[도 7]은 본 발명에 따른 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법의 순서도. [Figure 1] is an overall configuration diagram of an indoor navigation system for the present invention.
[Figure 2] is an example of a typical UWB anchor device and UWB tag.
[Figure 3] is an example of building structure data and tag placement data in the present invention.
[Figure 4] is an example of an indoor navigation service in the present invention.
[Figure 5] is an example of an indoor navigation screen in the present invention.
[Figure 6] is another example of an indoor navigation screen in the present invention.
[Figure 7] is a flowchart of a method for providing indoor navigation using a UWB tag and a smartphone according to the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명을 설명함에 있어서 종래기술과 중복되는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략할 수 있다. In describing the present invention, detailed descriptions of parts that overlap with the prior art may be omitted.
[도 1]은 본 발명에 따른 UWB 태그(100)와 스마트폰(201)을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법을 구현하기 위한 인도어 내비게이션 시스템의 전체 구성도이다. [Figure 1] is a diagram showing the overall configuration of an indoor navigation system for implementing a method of providing indoor navigation using a UWB tag 100 and a smartphone 201 according to the present invention.
먼저, 건물 내부에서 사람들이 이동하는 경로 상의 각 지점에 UWB 태그(100 : 100A ~ 100H)를 배치한다. 예를 들면, UWB 태그(100)가 건물 내의 상점과 통로에 배치될 수 있는데, 본 명세서에서는 이러한 지점을 '이동경로 포인트'라고 부른다. 건물 내의 모든 상점과 통로마다 하나이상의 UWB 태그(100)가 배치되는 것이 바람직하다. First, UWB tags (100:100A ~ 100H) are placed at each point along the path where people move inside the building. For example, the UWB tag 100 may be placed in stores and passageways within a building, and in this specification, these points are referred to as 'path points'. It is desirable for one or more UWB tags 100 to be placed in every store and passageway within the building.
[도 2]는 일반적인 UWB 앵커 장치와 UWB 태그의 예시도이다. [도 2] (a), (b)는 UWB 앵커 장치의 예시도이고, [도 2] (c), (d)는 UWB 태그의 예시도이다. [도 2]를 참조하면 UWB 태그는 UWB 앵커 장치에 비해 크기도 작고 가격도 저렴하며 전력 소모도 작다. 그에 따라, 건물 내부에 다수의 UWB 앵커 장치를 배치하는 것은 설치비용과 유지보수의 부담이 큰 반면, 건물 내부에 다수의 UWB 태그를 배치하는 것은 설치비용과 유지보수의 부담이 크지 않다. [Figure 2] is an example diagram of a typical UWB anchor device and UWB tag. [FIG. 2] (a) and (b) are illustrative diagrams of a UWB anchor device, and [FIG. 2] (c) and (d) are illustrative diagrams of a UWB tag. Referring to [Figure 2], UWB tags are smaller in size, cheaper, and consume less power than UWB anchor devices. Accordingly, placing multiple UWB anchor devices inside a building has a large installation cost and maintenance burden, whereas placing multiple UWB tags inside a building does not have a large installation cost and maintenance burden.
건물 내부를 이동하는 사용자들은 각자 스마트폰(201 : 201A ~ 201C)을 휴대한다. 그 스마트폰(201)에는 UWB 앵커부(210 : 210A ~ 210C)와 UWB 내비부(220 : 220A ~ 220C)가 설치되어 있다. 일 실시예로서 UWB 앵커부(210)와 UWB 내비부(220)는 스마트 앱(예: Android App, iOS App)의 형태로 구현될 수 있다. Users moving inside the building each carry a smartphone (201: 201A ~ 201C). The smartphone 201 is equipped with a UWB anchor unit (210: 210A to 210C) and a UWB navigation unit (220: 220A to 220C). As an embodiment, the UWB anchor unit 210 and the UWB navigation unit 220 may be implemented in the form of a smart app (eg, Android App, iOS App).
UWB 앵커부(210)는 사용자의 스마트폰(201)에 내장된 UWB 모듈을 이용하여 스마트폰(201)을 UWB 앵커(UWB anchor)로 작동시키는 구성요소이다. 2019년에 애플(Apple Inc.)이 iPhone11에 UWB 모듈을 탑재하고 정밀 측위 기반의 서비스를 제시하였는데, 그 이후로 스마트폰에 UWB 모듈이 내장되고 있다. 본 발명에서는 사용자의 스마트폰(201)에 UWB 모듈이 내장되어 있다고 가정한다. UWB 앵커부(210)가 작동하면 사용자의 스마트폰(201)은 예컨대 1초에 한번씩 10 msec 동안 UWB 앵커 역할을 수행한다. The UWB anchor unit 210 is a component that operates the smartphone 201 as a UWB anchor using the UWB module built into the user's smartphone 201. In 2019, Apple Inc. installed a UWB module in the iPhone 11 and presented a service based on precision positioning, and since then, UWB modules have been built into smartphones. In the present invention, it is assumed that the user's smartphone 201 has a built-in UWB module. When the UWB anchor unit 210 operates, the user's smartphone 201 serves as a UWB anchor for 10 msec, for example, once per second.
UWB 앵커 역할을 수행할 때에 스마트폰(201)은 내장 UWB 모듈을 이용하여 자신 부근의 다수의 UWB 태그(100)와 UWB 신호 송수신을 수행한다. 사용자가 스마트폰(201)을 소지한 채로 이동하면 스마트폰(201)이 UWB 신호 송수신을 수행하는 UWB 태그(100)는 지속적으로 변화하게 된다. UWB 앵커부(210)는 UWB 신호의 송수신 정보('UWB 송수신 정보')를 수집하여 내비게이션 서버(300)로 전달한다. 이때, UWB 송수신 정보는 스마트폰(201)과 UWB 신호를 송수신한 UWB 태그(100)의 식별정보(identifier)와 UWB 신호 수신강도(RSSI)를 포함하여 구성될 수 있다. When performing the UWB anchor role, the smartphone 201 transmits and receives UWB signals to and from a plurality of UWB tags 100 in its vicinity using a built-in UWB module. When a user moves while carrying the smartphone 201, the UWB tag 100 through which the smartphone 201 transmits and receives UWB signals continuously changes. The UWB anchor unit 210 collects UWB signal transmission and reception information ('UWB transmission and reception information') and transmits it to the
UWB 내비부(220)는 외부의 내비게이션 서버(300)와 연동하여 사용자에게 실내 길안내 서비스(인도어 내비게이션 서비스)를 제공하는 구성요소이다. UWB 내비부(220)는 내비게이션 조작을 위한 사용자 인터페이스(UI)를 스마트폰(201)의 디스플레이 화면에 제공한다. 사용자가 스마트폰(201)의 UI를 통해 목적지를 설정하면, UWB 앵커부(210)는 스마트폰(201)을 UWB 앵커로 동작시키고, UWB 내비부(220)는 목적지 정보를 내비게이션 서버(300)로 전달한다. 그리고 나서, UWB 내비부(220)는 내비게이션 서버(300)로부터 이동경로 정보를 획득하고 이를 이용하여 스마트폰(201)의 디스플레이 화면에 실내 길안내 정보(인도어 내비게이션 정보)를 표시한다. The UWB navigation unit 220 is a component that provides an indoor route guidance service (indoor navigation service) to the user in conjunction with the
내비게이션 서버(300)는 스마트폰(201)의 UWB 앵커부(210) 및 UWB 내비부(220)와 협조 동작하여 건물 내부의 사용자에 대해 인도어 내비게이션 서비스를 제공하는 구성요소이다. 내비게이션 서버(300)는 UWB 내비부(220)로부터 목적지 정보를 제공받고 UWB 앵커부(210)로부터 UWB 송수신 정보를 제공받는다. 내비게이션 서버(300)는 UWB 송수신 정보에 기초하여 스마트폰(201)의 실내 위치측위를 수행하고, 그 실내 위치측위 결과에 기초하여 스마트폰(201)에 대한 인도어 이동경로를 생성하여 UWB 내비부(220)로 제공한다. The
내비게이션 서버(300)는 건물구조 데이터베이스(310)와 태그배치 데이터베이스(320)를 관리한다. 건물구조 데이터베이스(310)는 해당 건물의 내부 구조에 관한 정보(건물구조 데이터)를 저장하는 데이터베이스이고, 태그배치 데이터베이스(320)는 해당 건물 내에 UWB 태그(100)가 배치되어 있는 현황에 관한 정보(태그배치 데이터)를 저장하는 데이터베이스이다. [도 3]은 본 발명에서 건물구조 데이터와 태그배치 데이터의 예시도이다. [도 3] (a)의 건물구조 데이터와 [도 3] (b)의 태그배치 데이터는 동일 공간에 대한 데이터이며, 내비게이션 서버(300)는 건물구조 데이터와 태그배치 데이터를 상호 매핑하여 활용한다. The
이처럼 내비게이션 서버(300)는 해당 건물에 대한 건물구조 데이터와 태그배치 데이터를 레퍼런스(reference)로서 이용할 수 있다. 그에 따라, 내비게이션 서버(300)는 UWB 앵커부(210)로부터 제공받은 UWB 신호의 송수신 정보에 기초하여 스마트폰(201)이 건물 내에 어디에 있는지 위치측위를 수행하고, 그 위치측위 결과에 기초하여 스마트폰(201)에 대한 인도어 이동경로를 생성하여 UWB 내비부(220)로 제공할 수 있다. In this way, the
[도 4]는 본 발명에서 인도어 내비게이션 서비스의 예시도이고, [도 5]와 [도 6]은 본 발명에서 UWB 내비부(220)가 제공하는 인도어 내비게이션 화면의 예시도이다. [FIG. 4] is an exemplary diagram of an indoor navigation service in the present invention, and [FIG. 5] and [FIG. 6] are exemplary diagrams of an indoor navigation screen provided by the UWB navigation unit 220 in the present invention.
[도 4]와 같이 사용자가 건물 내의 특정 위치(현위치)에서 스마트폰(201)의 UI를 통해 목적지를 설정하면, 내비게이션 서버(300)는 인도어 이동경로를 UWB 내비부(220)로 제공하고, UWB 내비부(220)는 스마트폰(201)의 화면에 [도 5] 및 [도 6]과 같은 인도어 내비게이션 화면을 제공한다. As shown in [Figure 4], when the user sets a destination through the UI of the smartphone 201 at a specific location (current location) in the building, the
[도 4]에 나타낸 바와 같이 사용자가 인도어 내비게이션 화면에 따라 이동하면 스마트폰(201)의 UWB 앵커부(210)는 지속적으로 자신의 주변에 새롭게 나타나는 UWB 태그들(100)과 UWB 신호 송수신을 수행한다. 이 UWB 신호 송수신 정보에 기초하여 사용자의 현재 위치를 실시간으로 업데이트하고, 위치 업데이트에 기초하여 인도어 내비게이션 화면도 업데이트 제공된다. As shown in [FIG. 4], when the user moves along the indoor navigation screen, the UWB anchor unit 210 of the smartphone 201 continuously transmits and receives UWB signals with UWB tags 100 that newly appear around the user. do. Based on this UWB signal transmission and reception information, the user's current location is updated in real time, and the indoor navigation screen is also updated based on the location update.
일 실시예로서, UWB 앵커부(210)가 UWB 신호 송수신 정보를 내비게이션 서버(300)로 전달하고, 내비게이션 서버(300)가 위치측위를 통해 사용자의 현재 위치를 실시간으로 업데이트하고 인도어 이동경로를 업데이트하여 UWB 내비부(220)로 제공함으로써 인도어 내비게이션 화면을 업데이트하는 구성이 가능하다. As an embodiment, the UWB anchor unit 210 transmits UWB signal transmission and reception information to the
다른 실시예로서, 내비게이션 서버(300)가 해당 건물에 대한 태그배치 데이터를 UWB 내비부(220)로 제공함으로써 UWB 내비부(220)가 자체적으로 사용자의 현재 위치를 실시간으로 업데이트하고 인도어 내비게이션 화면을 업데이트하는 구성도 가능하다. In another embodiment, the
본 발명은 UWB 신호에 의한 위치측위 방식이므로 오차범위가 수 cm에 불과할 정도로 정밀도가 매우 높다. 쇼핑몰이나 백화점 또는 대형 마트에서 빠르고 정확하게 이동경로를 알려줄 수 있어 해당 건물에 대한 사용자 경험을 제고할 수 있고 물건 구매도 효율적으로 이루어지도록 하는데 도움을 줄 수 있다. 또한, 오차범위가 수 cm 수준이므로 건물의 층별 구분도 가능하여 여러 층을 이동하는 인도어 내비게이션도 제공할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 다수의 이동경로 포인트에 UWB 태그(100 : 100A ~ 100H)를 배치함으로써 위치측위의 레퍼런스를 다수 제공할 수 있다. 이를 통해 위치측위의 정밀도 향상을 달성할 수 있다. Since the present invention is a positioning method using UWB signals, the accuracy is very high, with an error range of only a few centimeters. It can provide quick and accurate travel routes in shopping malls, department stores, or large marts, improving the user experience in the building and helping to make product purchases more efficient. In addition, since the margin of error is at the level of several centimeters, it is possible to classify each floor of a building and provide indoor navigation for moving between multiple floors. In particular, the present invention can provide multiple references for location determination by placing UWB tags (100: 100A ~ 100H) at multiple movement path points. Through this, the accuracy of location determination can be improved.
한편, 본 발명에서는 내비게이션 서버(300)와 스마트폰(201)의 UWB 내비부(220)와 백오피스(back-office) 단말(400)을 연동하여 관리자에 의한 실시간 관리 및 모니터링을 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 건물 내의 사람들이 어느 장소를 많이 방문하고 싶어하는지에 관한 정보를 실시간으로 모니터링하고 해당 장소의 매니저에게 그 정보를 제공하여 사람들의 방문을 대비하도록 알려줄 수 있다. 또한, 사용자들의 탐색 빈도를 해당 장소에 대한 선호도로 간주하여 전반적인 매장 설계에 반영하도록 할 수도 있다. Meanwhile, in the present invention, it is desirable to provide real-time management and monitoring by the administrator by linking the
[도 6]은 본 발명에 따른 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법의 순서도이다. [Figure 6] is a flowchart of a method for providing indoor navigation using a UWB tag and a smartphone according to the present invention.
본 발명은 건물 내부에 존재하는 다수의 이동경로 포인트에 미리 설치된 다수의 UWB 태그(100)와 사용자가 소지하는 UWB 모듈 내장형의 스마트폰(201)을 이용하여 건물 내부에서의 인도어 내비게이션을 제공하기 위한 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법을 제시한다. The present invention is to provide indoor navigation inside a building using a plurality of UWB tags (100) pre-installed at a plurality of movement path points inside the building and a smartphone (201) with a built-in UWB module carried by the user. We present a method of providing indoor navigation using UWB tags and smartphones.
단계 (S100) : 먼저, 스마트폰(201)에 설치된 UWB 내비부(220)가 사용자 인터페이스(UI)를 통해 사용자로부터 건물 내에서의 목적지 정보를 입력받는다. 예를 들어, 건물 내의 특정 호실이나 특정 상점, 혹은 화장실 등이 목적지로 지정될 수 있다. Step (S100): First, the UWB navigation unit 220 installed in the smartphone 201 receives destination information within the building from the user through a user interface (UI). For example, a specific room, a specific store, or a bathroom in a building can be designated as a destination.
단계 (S110, S120) : 목적지가 설정되면 스마트폰(201)에 설치된 UWB 앵커부(210)는 스마트폰(201)을 UWB 앵커로 작동시킨다. 그에 따라, 스마트폰(201)은 내장 UWB 모듈을 이용하여 스마트폰(201) 주변의 UWB 태그(100)와 UWB 신호의 송수신을 수행한다. UWB 앵커부(210)는 스마트폰(201)과 주변의 UWB 태그(100) 간에 이루어지는 UWB 신호 송수신을 모니터링하고, 그에 따라 UWB 송수신 정보를 수집하여 내비게이션 서버(300)로 전달한다. 이때, UWB 송수신 정보는 스마트폰(201)과 UWB 신호를 송수신한 UWB 태그(100)의 식별정보와 UWB 신호 수신강도(RSSI)를 포함하여 구성될 수 있다. Steps (S110, S120): When the destination is set, the UWB anchor unit 210 installed in the smartphone 201 operates the smartphone 201 as a UWB anchor. Accordingly, the smartphone 201 uses the built-in UWB module to transmit and receive UWB signals with the UWB tag 100 around the smartphone 201. The UWB anchor unit 210 monitors UWB signal transmission and reception between the smartphone 201 and the surrounding UWB tag 100, collects UWB transmission and reception information accordingly, and transmits it to the
단계 (S130, S140) : 내비게이션 서버(300)는 사용자의 스마트폰(201)으로부터 목적지 정보와 UWB 송수신 정보를 수신한다. 구체적으로는 스마트폰(201)의 UWB 내비부(220)로부터 목적지 정보를 수신하고, 스마트폰(201)의 UWB 앵커부(210)로부터 UWB 송수신 정보를 수신한다. Steps (S130, S140): The
또한, 내비게이션 서버(300)는 건물구조 데이터베이스(310)와 태그배치 데이터베이스(320)로부터 해당 건물에 대한 건물구조 데이터와 태그배치 데이터를 획득한다. Additionally, the
단계 (S150) : 내비게이션 서버(300)는 태그배치 데이터와 UWB 송수신 정보에 기초하여 스마트폰(201)에 대한 실내 위치측위를 수행한다. 먼저, 내비게이션 서버(300)는 태그배치 데이터로부터 각각의 UWB 태그(100)가 건물 내에서 어디에 배치되어 있는지에 관한 정보를 얻어 실내 위치측위의 레퍼런스로 설정한다. 또한, 내비게이션 서버(300)는 UWB 송수신 정보로부터 스마트폰(201)이 어느 UWB 태그(100)와 어느 정도의 수신강도로 UWB 신호를 송수신하는지에 관한 정보를 얻는다. 태그배치 데이터를 레퍼런스로 삼고 UWB 송수신 정보를 적용하여 스마트폰(201)에 대한 실내 위치측위를 수행할 수 있다. Step (S150): The
단계 (S160, S170) : 다음으로, 내비게이션 서버(300)는 건물구조 데이터, 실내 위치측위 결과, 목적지 정보에 기초하여 [도 4]에 예시된 것과 같은 인도어 이동경로를 생성한다. 이때, 이동경로를 생성하는 알고리즘은 미리 마련되어 있는 것으로 가정한다. 내비게이션 서버(300)는 그 생성된 인도어 이동경로를 스마트폰(201)으로 제공한다. Steps (S160, S170): Next, the
단계 (S180) : UWB 내비부(220)는 인도어 이동경로에 기초하여 스마트폰(201)의 디스플레이 화면에 [도 5] 및 [도 6]에 예시된 것과 같은 인도어 내비게이션을 제공한다. Step (S180): The UWB navigation unit 220 provides indoor navigation as illustrated in Figures 5 and 6 on the display screen of the smartphone 201 based on the indoor movement path.
[도 4]에 나타낸 바와 같이 사용자가 인도어 내비게이션 화면에 따라 이동하면 스마트폰(201)의 UWB 앵커부(210)는 지속적으로 자신의 주변에 새롭게 나타나는 UWB 태그들(100)과 UWB 신호 송수신을 수행한다. UWB 내비부(220)는 이 UWB 신호 송수신 정보에 기초하여 사용자의 현재 위치를 실시간으로 업데이트하고, 위치 업데이트에 기초하여 인도어 내비게이션 화면도 업데이트 제공된다. As shown in [FIG. 4], when the user moves along the indoor navigation screen, the UWB anchor unit 210 of the smartphone 201 continuously transmits and receives UWB signals with UWB tags 100 that newly appear around the user. do. The UWB navigation unit 220 updates the user's current location in real time based on the UWB signal transmission and reception information, and the indoor navigation screen is also updated based on the location update.
일 실시예로서, UWB 앵커부(210)가 UWB 신호 송수신 정보를 내비게이션 서버(300)로 전달하고, 내비게이션 서버(300)가 위치측위를 통해 사용자의 현재 위치를 실시간으로 업데이트하고 인도어 이동경로를 업데이트하여 UWB 내비부(220)로 제공함으로써 인도어 내비게이션 화면을 업데이트하는 구성이 가능하다. As an embodiment, the UWB anchor unit 210 transmits UWB signal transmission and reception information to the
다른 실시예로서, 내비게이션 서버(300)가 인도어 이동경로를 제공하면서 태그배치 데이터도 함께 UWB 내비부(220)로 제공하고, 인도어 내비게이션이 제공되는 도중에, UWB 내비부(220)가 태그배치 데이터와 UWB 송수신 정보에 기초하여 스마트폰(201)의 현재 위치를 실시간으로 업데이트하고 그 업데이트된 현재 위치에 따라 인도어 내비게이션 화면을 업데이트하는 구성도 가능하다. In another embodiment, the
한편, 본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비휘발성 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현되는 것이 가능하다. 이러한 비휘발성 기록매체로는 다양한 형태의 스토리지 장치가 존재하는데 예컨대 하드디스크, SSD, CD-ROM, NAS, 자기테이프, 웹디스크, 클라우드 디스크 등이 있다. 또한, 본 발명은 하드웨어와 결합되어 특정의 절차를 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터프로그램의 형태로 구현될 수도 있다. Meanwhile, the present invention can be implemented in the form of computer-readable code on a computer-readable non-volatile recording medium. These non-volatile recording media include various types of storage devices, such as hard disks, SSDs, CD-ROMs, NAS, magnetic tapes, web disks, and cloud disks. Additionally, the present invention may be implemented in the form of a computer program stored on a medium in order to execute a specific procedure in combination with hardware.
100 : UWB 태그
210 : UWB 앵커부
220 : UWB 내비부
201 : 스마트폰
300 : 내비게이션 서버
310 : 건물구조 데이터베이스
320 : 태그배치 데이터베이스
400 : 백오피스 단말100: UWB tag
210: UWB anchor unit
220: UWB internal affairs department
201: Smartphone
300: Navigation server
310: Building structure database
320: Tag placement database
400: Back office terminal
Claims (4)
사용자가 휴대하는 스마트폰(201)에 설치된 UWB 내비부(220)가 사용자로부터 내비게이션 조작에 의한 목적지 정보를 입력받는 단계;
사용자의 목적지 정보 입력이 식별되면 상기 스마트폰(201)에 설치된 UWB 앵커부(210)가 상기 스마트폰(201)을 UWB 앵커로 작동시키는 단계;
상기 UWB 앵커부(210)가 상기 스마트폰(201)에 내장된 UWB 모듈을 이용하여 주기적으로 UWB 앵커 동작을 수행하는 단계;
상기 UWB 앵커부(210)가 상기 UWB 앵커 동작을 수행할 때에 상기 스마트폰(201)에 내장된 UWB 모듈을 이용하여 자신 부근의 UWB 태그(100)와 UWB 신호 송수신을 수행하는 단계;
상기 UWB 앵커부(210)가 상기 스마트폰(201)과 자신 부근의 UWB 태그(100) 간의 UWB 송수신 정보를 수집하여 내비게이션 서버(300)로 전달하는 단계;
사용자가 상기 스마트폰(201)을 소지한 상태로 이동함에 대응하여 상기 UWB 앵커부(210)는 상기 스마트폰(201)의 부근에서 지속적으로 변화하는 UWB 송수신 정보를 지속적으로 수집하여 상기 내비게이션 서버(300)로 전달하는 단계;
상기 내비게이션 서버(300)가 상기 UWB 내비부(220)로부터 상기 목적지 정보를 수신하는 단계;
상기 내비게이션 서버(300)가 상기 UWB 앵커부(210)로부터 상기 UWB 송수신 정보를 지속적으로 수신하는 단계;
상기 내비게이션 서버(300)가 해당 건물의 내부 구조에 관한 정보인 건물구조 데이터를 획득하는 단계;
상기 내비게이션 서버(300)가 해당 건물 내에 다수의 UWB 태그(100)가 배치되어 있는 현황에 관한 정보인 태그배치 데이터를 획득하는 단계;
상기 내비게이션 서버(300)가 상기 태그배치 데이터와 상기 UWB 송수신 정보에 기초하여 상기 스마트폰(201)이 건물 내에서 어디에 있는지에 관한 실내 위치측위를 수행하는 단계;
상기 내비게이션 서버(300)가 상기 건물구조 데이터, 상기 실내 위치측위 결과, 상기 목적지 정보에 기초하여 인도어 이동경로를 생성하는 단계;
상기 내비게이션 서버(300)가 상기 인도어 이동경로를 상기 스마트폰(201)으로 제공하는 단계;
상기 UWB 내비부(220)가 상기 인도어 이동경로에 기초하여 상기 스마트폰(201)의 디스플레이 화면에 인도어 내비게이션을 제공하는 단계;
상기 내비게이션 서버(300)가 상기 인도어 이동경로와 함께 상기 태그배치 데이터를 상기 UWB 내비부(220)로 제공하는 단계; 및
상기 인도어 내비게이션이 제공되는 도중에, 사용자가 상기 스마트폰(201)을 소지한 상태로 인도어 내비게이션 화면을 따라 이동함에 따라 상기 스마트폰(201)의 상기 UWB 앵커부(210)가 지속적으로 자신의 주변에 새롭게 나타나는 UWB 태그들(100)과 UWB 신호 송수신을 추가로 수행하고, 상기 UWB 내비부(220)는 상기 태그배치 데이터 및 상기 추가로 수행한 UWB 신호 송수신에 의해 수집된 UWB 송수신 정보에 기초하여 상기 스마트폰(201)의 현재 위치를 실시간으로 업데이트하고 그 업데이트된 현재 위치에 따라 인도어 내비게이션 화면을 업데이트하는 단계;
를 포함하여 구성되는 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법.
UWB to provide indoor navigation inside the building using a plurality of UWB tags (100) pre-installed at a number of movement route points such as passageways and stores inside the building and a smartphone (201) with a built-in UWB module carried by the user. As a method of providing indoor navigation using tags and a smartphone,
A step where the UWB navigation unit 220 installed in the smartphone 201 carried by the user receives destination information by navigation operation from the user;
When the user's input of destination information is identified, the UWB anchor unit 210 installed in the smartphone 201 operates the smartphone 201 as a UWB anchor;
The UWB anchor unit 210 periodically performing a UWB anchor operation using a UWB module built into the smartphone 201;
When the UWB anchor unit 210 performs the UWB anchor operation, transmitting and receiving a UWB signal with a nearby UWB tag 100 using a UWB module built into the smartphone 201;
The UWB anchor unit 210 collects UWB transmission and reception information between the smartphone 201 and a nearby UWB tag 100 and transmits it to the navigation server 300;
In response to the user moving while holding the smart phone 201, the UWB anchor unit 210 continuously collects continuously changing UWB transmission and reception information in the vicinity of the smart phone 201 and sends it to the navigation server ( 300) passing on;
The navigation server 300 receiving the destination information from the UWB navigation unit 220;
The navigation server 300 continuously receiving the UWB transmission and reception information from the UWB anchor unit 210;
Obtaining building structure data, which is information about the internal structure of the building, by the navigation server 300;
Obtaining, by the navigation server 300, tag placement data, which is information about the status of a plurality of UWB tags 100 being placed within the building;
The navigation server 300 performing indoor location determination of where the smartphone 201 is within the building based on the tag placement data and the UWB transmission and reception information;
generating, by the navigation server 300, an indoor movement route based on the building structure data, the indoor location determination results, and the destination information;
The navigation server 300 providing the indoor movement route to the smartphone 201;
The UWB navigation unit 220 providing indoor navigation on the display screen of the smartphone 201 based on the indoor movement path;
The navigation server 300 providing the tag placement data along with the indoor movement path to the UWB navigation unit 220; and
While the indoor navigation is being provided, as the user moves along the indoor navigation screen while holding the smartphone 201, the UWB anchor unit 210 of the smartphone 201 continuously moves around the user. UWB signal transmission and reception is additionally performed with newly appearing UWB tags 100, and the UWB navigation unit 220 is based on the tag placement data and UWB transmission and reception information collected through the additionally performed UWB signal transmission and reception. updating the current location of the smartphone 201 in real time and updating the indoor navigation screen according to the updated current location;
A method of providing indoor navigation using a UWB tag and a smartphone, including:
상기 UWB 송수신 정보는 상기 스마트폰(201)과 UWB 신호를 송수신한 UWB 태그(100)의 식별정보와 UWB 신호 수신강도(RSSI)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 UWB 태그와 스마트폰을 이용한 인도어 내비게이션 제공 방법.
In claim 1,
The UWB transmission and reception information includes identification information of the UWB tag 100 that transmitted and received the UWB signal to the smartphone 201 and UWB signal reception strength (RSSI). How to provide navigation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020230008388A KR102673268B1 (en) | 2023-01-20 | 2023-01-20 | method of providing in-door navigation by use of UWB tags and smartphones |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020230008388A KR102673268B1 (en) | 2023-01-20 | 2023-01-20 | method of providing in-door navigation by use of UWB tags and smartphones |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102673268B1 true KR102673268B1 (en) | 2024-06-07 |
Family
ID=91480692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020230008388A Active KR102673268B1 (en) | 2023-01-20 | 2023-01-20 | method of providing in-door navigation by use of UWB tags and smartphones |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102673268B1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120082789A (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-24 | 엘지이노텍 주식회사 | Method for providing route information, system and terminal therefor |
KR20130021231A (en) * | 2011-08-22 | 2013-03-05 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Apparatus and computer-readable recording medium for inferencing location |
KR101345687B1 (en) * | 2013-06-04 | 2013-12-30 | 에이큐 주식회사 | Indoor navigation system and method thereof |
KR20170130234A (en) | 2016-05-18 | 2017-11-28 | 삼성전자주식회사 | Electronic Apparatus providing indoor navigation and method thereof |
KR101947134B1 (en) | 2014-07-04 | 2019-02-12 | 네이버비즈니스플랫폼 주식회사 | Method and apparatus for providing indoor navigation service |
KR102404098B1 (en) | 2022-01-03 | 2022-06-02 | 기가찬 주식회사 | Method of providing indoor navigation for managing machine equipment in each floor of bulding and system using the same |
KR20220145056A (en) | 2021-04-21 | 2022-10-28 | 경북대학교 산학협력단 | indoor navigation service method and apparatus |
-
2023
- 2023-01-20 KR KR1020230008388A patent/KR102673268B1/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120082789A (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-24 | 엘지이노텍 주식회사 | Method for providing route information, system and terminal therefor |
KR20130021231A (en) * | 2011-08-22 | 2013-03-05 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Apparatus and computer-readable recording medium for inferencing location |
KR101345687B1 (en) * | 2013-06-04 | 2013-12-30 | 에이큐 주식회사 | Indoor navigation system and method thereof |
KR101947134B1 (en) | 2014-07-04 | 2019-02-12 | 네이버비즈니스플랫폼 주식회사 | Method and apparatus for providing indoor navigation service |
KR20170130234A (en) | 2016-05-18 | 2017-11-28 | 삼성전자주식회사 | Electronic Apparatus providing indoor navigation and method thereof |
KR20220145056A (en) | 2021-04-21 | 2022-10-28 | 경북대학교 산학협력단 | indoor navigation service method and apparatus |
KR102404098B1 (en) | 2022-01-03 | 2022-06-02 | 기가찬 주식회사 | Method of providing indoor navigation for managing machine equipment in each floor of bulding and system using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Satan | Bluetooth-based indoor navigation mobile system | |
US10470011B2 (en) | Adaptive position determination | |
US10149112B2 (en) | Method and system for providing indoor positioning service | |
KR101534995B1 (en) | Method and apparatus for mobile location determination | |
US8565790B2 (en) | Methods and apparatuses for determining if access to a region is feasible or infeasible for a user of a mobile device | |
EP3004914B1 (en) | Fine grain position data collection | |
Ozer et al. | Improving the accuracy of bluetooth low energy indoor positioning system using kalman filtering | |
US20150309180A1 (en) | Indoor global positioning system | |
US10145962B1 (en) | Adaptive localization and incremental deployment of infrastructure with crowd-sourced feedback | |
US20120310529A1 (en) | Method and system for exchanging data | |
RU2680093C2 (en) | Location error radius determination | |
EP3092830B1 (en) | Feedback in a positioning system | |
US10234291B1 (en) | Collaborative localization between phone and infrastructure | |
CN114746765B (en) | Deployment of indoor positioning system | |
US11997578B2 (en) | Method and apparatus for indoor mapping and location services | |
Hu | Wi-Fi based indoor positioning system using smartphone | |
US20180195867A1 (en) | Systems and methods for indoor and outdoor mobile device navigation | |
CN111034285A (en) | Electronic device with position coordinates obtained from a mobile device | |
Ching et al. | Uniwide WiFi based positioning system | |
KR102673268B1 (en) | method of providing in-door navigation by use of UWB tags and smartphones | |
Sikeridis et al. | Occupant tracking in smart facilities: An experimental study | |
Bbosale et al. | Indoor navigation system using BLE beacons | |
Saraswat et al. | Beacon controlled campus surveillance | |
Keser et al. | A priori verification and validation study of RFKON database | |
van de Laar et al. | Location Awareness in HealthCare |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20230120 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PA0302 | Request for accelerated examination |
Patent event date: 20230125 Patent event code: PA03022R01D Comment text: Request for Accelerated Examination Patent event date: 20230120 Patent event code: PA03021R01I Comment text: Patent Application |
|
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20231030 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240430 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240603 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20240603 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration |