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WO2022039355A1 - 스캔 횟수를 최소화하는 타이밍 측정 데이터 기반 측위 방법 및 장치 - Google Patents

스캔 횟수를 최소화하는 타이밍 측정 데이터 기반 측위 방법 및 장치 Download PDF

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WO2022039355A1
WO2022039355A1 PCT/KR2021/006844 KR2021006844W WO2022039355A1 WO 2022039355 A1 WO2022039355 A1 WO 2022039355A1 KR 2021006844 W KR2021006844 W KR 2021006844W WO 2022039355 A1 WO2022039355 A1 WO 2022039355A1
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WO
WIPO (PCT)
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terminal
neighboring aps
location
positioning
measurement data
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2021/006844
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English (en)
French (fr)
Inventor
유승민
이준
유소영
고상필
정은비
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Railroad Research Institute KRRI
Original Assignee
Korea Railroad Research Institute KRRI
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Railroad Research Institute KRRI filed Critical Korea Railroad Research Institute KRRI
Priority to US18/042,031 priority Critical patent/US20240276443A1/en
Publication of WO2022039355A1 publication Critical patent/WO2022039355A1/ko
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    • G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318—Received signal strength
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    • H04W48/20—Selecting an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Definitions

  • Embodiments of the present invention consider an obstacle characteristic between a timing measurement data-based terminal positioning method and apparatus, in particular, a terminal and an access point (AP), but omit a scan process for all APs. It relates to a method and apparatus for positioning a terminal based on timing measurement data that can.
  • AP access point
  • wireless communication-based positioning technology In order to provide a location of a terminal in a GPS shaded area such as indoors and under a building, wireless communication-based positioning technology is increasingly used.
  • the communication standards used in the LAN-based positioning technology include Bluetooth (Bluetooth), Bluetooth at Low Energy (BLE), Ultra-Wideband (UWB), Wi-Fi (Wi-Fi), and the like.
  • a wireless communication-based positioning method estimates the location of a terminal by applying a multilateration or fingerprint method to a received signal strength (RSSI) of a beacon signal.
  • RSSI received signal strength
  • the distance between the terminal and the AP is obtained using the signals received by the terminal from the access points, and triangulation or multilateration is applied to the distance between the AP and the terminal.
  • triangulation or multilateration is applied to the distance between the AP and the terminal.
  • the timing measurement data-based positioning method measures the time the signal travels between the terminal and the AP, obtains the distance from the measured time and propagation speed, and applies triangulation or multilateration to the distance between the AP and the terminal to position the terminal It refers to a fine timing measurement (FTM) technique for estimating .
  • FTM fine timing measurement
  • a conventional positioning method based on timing measurement data performs a scanning process and a sensing process.
  • the scan process is a process in which the terminal receives beacon signals from all the neighboring APs in order to determine which APs exist in the vicinity.
  • the sensing process is a process of generating timing measurement data by selecting specific APs from among the scanned APs and exchanging signals with the selected APs. In the sensing process, APs are selected according to the RSSI of the beacon signal, and a scan process must be performed.
  • the terminal is manufactured to perform the scan process a predetermined number of times for a predetermined time.
  • the terminal may be manufactured to perform a scan process a total of 4 times for 2 minutes. This has a problem in that the timing measurement data-based positioning method makes it difficult to estimate the position of the terminal while moving in real time, and causes a positioning error due to positioning delay.
  • a positioning error may occur due to an obstacle between the terminal and the AP. For example, if there is a wall or other electronic device between the terminal and the AP, an error may occur in timing measurement data generated by the terminal using the AP. When estimating the location of the terminal using the timing measurement data including the error, there is a problem that a positioning error occurs.
  • Embodiments of the present invention reduce the positioning delay and positioning error due to the limited number of scans of the terminal by minimizing the number of scans, which is a pre-process of the sensing process, and selecting APs for generating timing measurement data based on a pre-stored map.
  • An object of the present invention is to provide a positioning method and apparatus for a terminal.
  • an object of the present invention is to provide a positioning method and apparatus for reducing positioning error.
  • a positioning method of a terminal comprising: estimating a temporary location of the terminal; a process of analyzing obstacle characteristics between the temporary location of the terminal and the neighboring APs based on a map stored in advance and in which neighboring APs and obstacles are expressed; calculating a distance between the temporary location of the terminal and the neighboring APs based on the map; selecting at least three neighboring APs from among the neighboring APs according to at least one of the distance and the obstacle characteristics; generating timing measurement data with the at least three neighboring APs by using the identification information on the at least three neighboring APs; and estimating the current location of the terminal by using the timing measurement data.
  • a positioning device for a terminal comprising: a first estimator for estimating a temporary location of the terminal; an analysis unit that analyzes the characteristics of obstacles between the temporary location of the terminal and the neighboring APs based on a map stored in advance and in which neighboring APs and obstacles are expressed; a calculator for calculating a distance between the temporary location of the terminal and the neighboring APs based on the map; a selection unit for selecting at least three neighboring APs from among the neighboring APs according to at least one of the distance and the obstacle characteristics; a generator configured to generate timing measurement data with respect to the at least three neighboring APs by using the identification information of the at least three neighboring APs; and a second estimator for estimating the current location of the terminal by using the timing measurement data.
  • Positioning delay and positioning error can be reduced.
  • the selection is made in consideration of the obstacle characteristics as well as the distance between the terminal and the APs, resulting in signal distortion. positioning error can be reduced.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the components of a positioning device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a map according to an embodiment of the present invention.
  • 3A is a diagram illustrating a process of selecting an AP to generate timing measurement data according to an embodiment of the present invention.
  • 3B is a diagram illustrating a process of estimating a current location of a terminal through selected neighboring APs according to an embodiment of the present invention.
  • 4A is a diagram illustrating a process of estimating a location to which a terminal is expected to move as a temporary location according to an embodiment of the present invention.
  • 4B is a diagram illustrating a process of estimating a reference position as a temporary position according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a positioning method of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms.
  • terms such as ' ⁇ unit' and 'module' described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software.
  • the positioning device of the terminal is described as being located inside the terminal, but the positioning device of the terminal may be the terminal itself or may be implemented as a server.
  • the positioning process may be performed by receiving timing measurement data generated by the terminal or the AP.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the components of a positioning device according to an embodiment of the present invention.
  • the positioning apparatus 10 of the terminal includes a first estimator 100 , an analyzer 110 , a calculator 120 , a selector 130 , a generator 140 , and a second estimator. (150).
  • the first estimator 100 is a component for estimating the temporary location of the terminal.
  • the temporary location of the terminal means a location used to select an AP to generate timing measurement data.
  • the first estimator 100 may determine whether there is information on the previous location of the terminal.
  • the information on the previous location of the terminal means a location estimated by the second estimator 150 in a previous iteration of the timing measurement data-based positioning method, or the first estimator 100 uses the Global Navigation Satellite It means a position estimated using a GNSS system or a received signal strength indicator (RSSI) of a beacon signal.
  • RSSI received signal strength indicator
  • the present invention is not limited thereto, and includes all information available for the location of the terminal.
  • the first estimator 100 estimates the previous location of the terminal using GNSS or RSSI of beacon signals received from neighboring APs. can do.
  • the first estimator 100 receives beacon signals from all neighboring APs.
  • the beacon signal includes identification information of a plurality of peripheral devices, and the identification information includes one or more of a MAC address, a Service Set Identifier (SSID), and identification information.
  • the first estimator 100 may estimate the previous location of the terminal by applying a fingerprint method or a multilateration method to the RSSI of the beacon signal.
  • the first estimator 100 may receive a satellite signal and estimate the previous location of the terminal by applying GNSS.
  • the first estimator 100 may determine the previous location of the terminal as the temporary location of the terminal.
  • the first estimator 100 when there is information on the previous location of the terminal, obtains one or more of the movement direction, speed, or step count of the terminal, and moves the terminal A location where the terminal is expected to move from the previous location may be determined as the temporary location of the terminal based on one or more of a direction, a speed, or the number of steps.
  • the first estimator 100 may estimate the temporary location of the terminal using a reference point preset in the map. Specifically, the first estimator 100 sets a plurality of reference positions on the map. The first estimator 100 may determine a reference location closest to the previous location of the terminal among the plurality of reference locations as the temporary location of the terminal.
  • the first estimator 100 may divide the map at regular intervals to set the plurality of reference positions.
  • the first estimator 100 may set the reference position at regular intervals.
  • the first estimator 100 may set a plurality of reference positions on the map on a path that the terminal can move.
  • the path through which the terminal can move may be a corridor without obstacles.
  • the reference position may be set only on a path that the terminal can move, or more reference positions may be set on a path that the terminal can move than a path that the terminal cannot move.
  • a node may be set at an intersection of paths on the map, and a reference position may be set on a straight path between the node and the node.
  • the analysis unit 110 is a component that analyzes the characteristics of obstacles between the temporary location of the terminal and the neighboring APs using a pre-stored map in which the neighboring APs and obstacles are expressed. Specifically, the analysis unit 110 may analyze one or more of the number or types of obstacles between the temporary location of the terminal and the neighboring APs.
  • the type of obstacle means the type of all obstacles that can be expressed on the map.
  • the calculator 120 is a component that calculates the distance between the temporary location of the terminal and the neighboring APs based on the map.
  • the calculator 120 may calculate a linear distance between the location coordinates of the APs displayed on the map and the temporary location of the terminal.
  • the selection unit 130 is a component that selects at least three neighboring APs from which timing measurement data is to be generated among neighboring APs according to at least one of a distance or an obstacle characteristic.
  • the selector 130 may select a neighboring AP by considering the distance or obstacle characteristics simultaneously or sequentially.
  • the selector 130 may calculate priority scores for neighboring APs according to distance or obstacle characteristics, and select APs for generating timing measurement data based on the priority scores. Specifically, the selector 130 calculates priority scores for neighboring APs according to distances or obstacle characteristics. The selector 130 selects at least three neighboring APs having a high priority score among neighboring APs.
  • the priority score is calculated as the number of obstacles between the temporary location of the terminal and the neighboring APs is small and the distance is closer, and a preset score is calculated for the type of obstacle.
  • the selection unit 130 sets the first priority according to the obstacle characteristics, sets the second priority according to the distance between the terminal and the neighboring APs, and then generates the timing measurement data. You can select neighboring APs to be used. Specifically, the selector 130 determines the first priority for neighboring APs according to obstacle characteristics. In this case, when there are four or more neighboring APs having the same first priority, the selection unit 130 determines the second priority for the four or more neighboring APs according to the distance to the terminal. The selector 130 may select at least three neighboring APs having high first priority and second priority.
  • the selector 130 first determines the first priority according to the distance, and when there are four or more neighboring APs having the same first priority, the selection unit 130 considers the second priority according to the characteristics of the obstacle. At least three neighboring APs may be selected from among neighboring APs.
  • the selector 130 selects at least three neighboring APs preset for each reference position according to at least one of a distance or an obstacle characteristic. You can choose. This will be described in detail with reference to FIG. 4B .
  • the generator 140 is a component that generates timing measurement data with respect to at least three neighboring APs by using pre-stored identification information for at least three neighboring APs.
  • the timing measurement data may include at least one of Round Trip Time (RTT), Time of Flight (ToF), Time of Arrival (ToA), and Time Difference of Arrival (TDoA).
  • RTT Round Trip Time
  • ToF Time of Flight
  • ToA Time of Arrival
  • TDoA Time Difference of Arrival
  • the second estimator 150 is a component for estimating the current location of the terminal by using the timing measurement data.
  • the second estimator 150 may estimate the current location of the terminal by applying a finger print method, triangulation, or multilateration to timing measurement data generated for at least three selected neighboring APs.
  • the second estimator 150 may correct timing measurement data using obstacle characteristics.
  • the second estimator 150 may estimate the current location of the terminal using the corrected timing measurement data. For example, the degree of signal distortion may be corrected according to obstacle characteristics for each neighboring AP. When there is a wall having a low signal transmittance between the terminal and the AP, the second estimator 150 may reduce the signal transmission time of the timing measurement data.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a map according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of neighboring APs (201, 202, 203, 204, 205, 206 and a plurality of obstacles 210 , 212 and 214 are shown on the map.
  • a plurality of neighboring APs (201, 202, 203, 204, 205, 206) includes a first neighboring AP 201, a second neighboring AP 202, a third neighboring AP 203, a fourth neighboring AP 204, a fifth peripheral AP 205 , and a sixth peripheral AP 206 .
  • the plurality of obstacles 210 , 212 , and 214 include a first obstacle 210 , a second obstacle 212 , and a third obstacle 214 .
  • the plurality of obstacles 210 , 212 , and 214 are all described as a kind of wall, but the present invention is not limited thereto and may include any object capable of distorting the terminal-AP signal.
  • the first obstacle 210 is a wooden wall
  • the second obstacle 212 is a concrete wall
  • the third obstacle 214 is a glass wall.
  • the signal transmittance of the glass wall is higher than the signal transmittance of the wooden wall.
  • the positioning apparatus may store a map in advance.
  • the map includes identification information and location coordinates of a plurality of neighboring APs (201, 202, 203, 204, 205, 206).
  • the map includes information on the positions, shapes, types, numbers, and the like of the plurality of obstacles 210 , 212 , and 214 .
  • the positioning device may update the map every preset period, or may update the map according to a user's selection.
  • 3A is a diagram illustrating a process of selecting an AP to generate timing measurement data according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of neighboring APs 201 , 202 , 203 , 204 , 205 , 206 , a plurality of obstacles 210 , 212 , 214 , and a temporary location 300 of the terminal are shown.
  • the positioning device 10 estimates a temporary location 300 of the terminal. Specifically, the positioning device 10 may estimate one of a previous position, a reference position, or a moved position of the terminal as the temporary position 300 of the terminal.
  • the positioning device 10 analyzes the number and types of obstacles located between the temporary location 300 of the terminal and the plurality of neighboring APs (201, 202, 203, 204, 205, 206).
  • FIG. 3A there are two wooden walls between the temporary location 300 of the terminal and the first peripheral AP 201 , and there is one wooden wall between the temporary location 300 of the terminal and the second peripheral AP 202 . .
  • the positioning device 10 calculates a distance between the temporary location 300 of the terminal and the plurality of neighboring APs (201, 202, 203, 204, 205, 206). In this case, the order of the process of the positioning device 10 analyzing the obstacle characteristics and the process of calculating the distance may be changed.
  • the positioning device 10 selects at least three neighboring APs from among the plurality of neighboring APs 201 , 202 , 203 , 204 , 205 and 206 according to at least one of a distance or an obstacle characteristic.
  • the positioning device 10 may select the third neighboring AP 203 and the fifth neighboring AP 205 where there is no obstacle up to the temporary location 300 of the terminal. Additionally, since the third obstacle 214 is one glass wall, the positioning device 10 may select the sixth peripheral AP 206 .
  • the positioning device 10 selects the third neighboring AP 203 and the fifth neighboring AP 205 , and selects the second neighboring AP 202 that is closer than the sixth neighboring AP 206 . may be
  • the positioning device 10 may calculate a priority score for a plurality of neighboring APs (201, 202, 203, 204, 205, 206). For example, the positioning device 10 may calculate a high priority score for the fifth neighboring AP 205 that is close to the temporary location 300 of the terminal and is not obstructed by an obstacle. On the other hand, even if the distance to the temporary location 300 of the terminal is close, a lower priority score may be calculated for the fourth neighboring AP 204 having a low signal transmittance. In addition, a low priority score may be calculated for the first neighboring AP 201 having a long distance from the temporary location 300 of the terminal and having two obstacles. The positioning device 10 first selects at least three neighboring APs in the order of the highest score.
  • the positioning device 10 when there are two or more neighboring APs that are not disturbed by an obstacle other than the third neighboring AP 203 and the fifth neighboring AP 205 , the positioning device 10 is The distance to the temporary location 300 of the terminal may be compared with respect to neighboring APs that are not disturbed. That is, the positioning device 10 may select neighboring APs according to obstacle characteristics and then compare the selected neighboring APs according to distances. Conversely, the positioning device 10 may select neighboring APs according to a distance and then compare the selected neighboring APs according to obstacle characteristics.
  • the positioning device 10 selects neighboring APs to generate timing measurement data without scanning beacon signals from a plurality of neighboring APs (201, 202, 203, 204, 205, 206) and measures the timing data can be created.
  • 3B is a diagram illustrating a process of estimating a current location of a terminal through selected neighboring APs according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B a plurality of neighboring APs 201 , 202 , 203 , 204 , 205 and 206 , a plurality of obstacles 210 , 212 , 214 , and a current location 310 of the terminal are shown.
  • the positioning device 10 selects the second neighboring AP 202 , the third neighboring AP 203 , and the fifth neighboring AP 205 .
  • the positioning device 10 generates timing measurement data with the selected neighboring APs 202 , 203 , and 205 using pre-stored identification information for the selected neighboring APs 202 , 203 , 205 . That is, the positioning device 10 performs a sensing process with respect to the selected neighboring APs (202, 203, 205). Thereafter, the positioning device 10 may derive the distance to the selected neighboring APs 202 , 203 , and 205 from the signal transmission time and propagation speed included in the timing measurement data. The positioning device 10 may estimate the current location 310 of the terminal by applying triangulation or multilateration to a distance from the selected neighboring APs 202 , 203 , and 205 . In addition, the positioning device 10 may estimate the current location 310 of the terminal through a fingerprint method.
  • the positioning device 10 may correct timing measurement data according to obstacle characteristics. For example, referring to FIGS. 3A and 3B , since the first obstacle 210 composed of a wooden wall exists between the temporary location 300 of the terminal and the second peripheral AP 202 , the positioning device 10 is A correction may be made to reduce the measured signal transmission time for the second neighboring AP 202 .
  • 4A is a diagram illustrating a process of estimating a location to which a terminal is expected to move as a temporary location according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of neighboring APs (201, 202, 203, 204, 205, 206), a plurality of obstacles (210, 212, 214), a temporary location of the terminal 300, and a previous location of the terminal (400) is shown.
  • the previous location 400 of the terminal may be the location of the terminal estimated by the positioning device 10 in a previous iteration. Also, the previous location 400 of the terminal may be a location estimated by the positioning device 10 using GNSS. In addition, the previous location 400 of the terminal allows the positioning device 10 to scan a plurality of neighboring APs (201, 202, 203, 204, 205, 206) for beacon signals, and multilaterate or fingerprint the RSSI of the beacon signal. It may be a location estimated by applying . The positioning device 10 does not have information on the previous location 400 of the terminal and performs the scan process once only when using the RSSI of the beacon signal.
  • the positioning device 10 uses an inertial measurement unit (IMU) to determine the location where the terminal is expected to move from the previous location 400 of the terminal to the temporary location ( 300) can be determined.
  • the positioning device 10 obtains one or more of the moving direction, speed, or number of steps of the terminal by using the IMU.
  • the positioning device 10 may estimate the temporary location 300 of the terminal according to one or more of the moving direction, speed, or number of steps.
  • the positioning device 10 determines the moving direction, speed or One or more of the steps may be obtained. That is, the positioning device 10 may estimate the temporary location 300 of the terminal by using several previous locations of the terminal.
  • 4B is a diagram illustrating a process of estimating a reference position as a temporary position according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of peripheral APs (201, 202, 203, 204, 205, 206), a plurality of obstacles (210, 212, 214), the previous location of the terminal 400, the first reference location (410) , and a second reference position 412 are shown.
  • the positioning device 10 may set a plurality of reference positions by dividing the map at regular intervals.
  • more reference positions may be set in the area than reference positions outside the area. For example, if there is a movement line mainly used by people who possess a terminal, many reference positions may be set in the movement line.
  • the positioning device 10 may determine a first reference location 410 that is the closest reference location to the previous location 400 of the terminal among a plurality of reference locations as the temporary location of the terminal.
  • the positioning device 10 may set at least three neighboring APs having a high priority score for each reference position, and select neighboring APs set for the reference position used as a temporary position of the terminal. For example, the positioning device 10 may pre-compute and store the priority scores for the plurality of neighboring APs 201 , 202 , 203 , 204 , 205 and 206 at the first reference position 410 . The positioning device 10 selects at least three neighboring APs according to the priority score. In FIG. 4B , the three neighboring APs having a high priority score in the first reference location 410 are the second neighboring APs 202 , the third neighboring APs 203 , and the fifth neighboring APs 205 . In the second reference position 412 , the three neighboring APs having a high priority score are the second neighboring APs 202 , the fifth neighboring APs 205 , and the sixth neighboring APs 206 .
  • the positioning device 10 generates timing measurement data with the second peripheral AP 202 , the third peripheral AP 203 , and the fifth peripheral AP 205 preset for the first reference position 410 , and measures the timing
  • the current location of the terminal may be estimated using the data.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a positioning method of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the positioning device estimates the temporary location of the terminal ( S500 ).
  • the positioning device may estimate one of a previous location, a reference location, or a location expected to move of the terminal as a temporary location of the terminal.
  • the positioning device analyzes the obstacle characteristics between the temporary location of the terminal and the neighboring APs based on the previously stored map on which the neighboring APs and obstacles are expressed (S502). Obstacle characteristics include the number and type of obstacles.
  • the positioning device calculates the distance between the temporary location of the terminal and the neighboring APs based on the map (S504).
  • the positioning device selects at least three neighboring APs from among the neighboring APs according to at least one of a distance or an obstacle characteristic (S506).
  • the positioning device may calculate a priority score according to the distance or obstacle characteristics between the temporary location of the terminal and the neighboring AP, and select at least three neighboring APs having a high priority score.
  • the positioning device may select at least three neighboring APs preset for each reference location.
  • the positioning device generates timing measurement data with respect to at least three neighboring APs by using identification information on the at least three neighboring APs (S508).
  • the positioning device estimates the current location of the terminal by using the timing measurement data (S510).
  • the positioning apparatus may correct timing measurement data according to obstacle characteristics, and estimate the current location of the terminal using the corrected timing measurement data.
  • steps S500 to S510 are sequentially executed in FIG. 5, this is merely illustrative of the technical idea of an embodiment of the present invention.
  • one of ordinary skill in the art to which an embodiment of the present invention pertains may change the order described in FIG. 5 without departing from the essential characteristics of an embodiment of the present invention or perform one of steps S500 to S510 Since the above process may be variously modified and applied by executing the above process in parallel, FIG. 5 is not limited to a time-series order.
  • the processes illustrated in FIG. 5 can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. That is, the computer-readable recording medium may be a non-transitory medium such as ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage device, and also carrier wave (for example, , transmission via the Internet) and may further include a transitory medium such as a data transmission medium.
  • the computer-readable recording medium is distributed in a network-connected computer system so that the computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
  • the components of the present invention may use an integrated circuit structure such as a memory, a processor, a logic circuit, a look-up table, and the like. This integrated circuit structure implements each of the functions described herein through the control of one or more microprocessors or other control devices.
  • the components of the present invention may be specifically implemented by a part of a program or code including one or more executable instructions for performing a specific logical function and executed by one or more microprocessors or other control devices.
  • the components of the present invention may include or be implemented by a central processing unit (CPU), a microprocessor, etc. that perform respective functions.
  • components of the present invention may store instructions executed by one or more processors in one or more memories.

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Abstract

단말의 측위 방법에 있어서, 단말의 임시 위치를 추정하는 과정; 미리 저장되고 주변 AP들 및 장애물이 표현된 맵(map)에 기초하여, 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 장애물 특성을 분석하는 과정; 상기 맵에 기초하여 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 거리를 산출하는 과정; 상기 거리 또는 상기 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 상기 주변 AP들 중 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 과정; 상기 적어도 세 개의 주변 AP에 대한 식별 정보를 이용하여 상기 적어도 세 개의 주변 AP와의 타이밍 측정 데이터(timing measurement)를 생성하는 과정; 및 상기 타이밍 측정 데이터를 이용하여 상기 단말의 현재 위치를 추정하는 과정을 포함하는 단말의 측위 방법을 제공한다.

Description

스캔 횟수를 최소화하는 타이밍 측정 데이터 기반 측위 방법 및 장치
본 발명의 실시예들은 타이밍 측정 데이터(timing measurement) 기반 단말 측위 방법 및 장치, 특히 단말과 액세스 포인트(Access Point; AP)들 사이의 장애물 특성을 고려하되, 모든 AP들에 대한 스캔 과정을 생략할 수 있는 타이밍 측정 데이터 기반 단말 측위 방법 및 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
실내 및 건물 지하와 같은 GPS 음영지역에서 단말의 위치를 제공하기 위해, 무선통신 기반 측위 기술이 점점 많이 활용되고 있다. 여기서, 랜 기반 측위 기술에 이용되는 통신 규격은 블루투스(Bluetooth), 저전력 블루투스(Bluetooth at Low Energy, BLE), UWB(Ultra-Wideband), 와이파이(Wi-Fi) 등이 있다.
일반적으로, 무선통신 기반의 측위 방법은 비콘 신호의 수신 신호 세기(Received Signal Strength, RSSI)에 다변 측량 또는 핑거프린트 방식을 적용하여 단말의 위치를 추정한다. 무선 신호를 이용한 실내 측위 방법 중 대표적인 방법으로는 액세스 포인트(Access point)들로부터 단말이 수신한 신호를 이용하여 단말과 AP 간 거리를 구하고, AP-단말 간 거리에 삼각 측량 또는 다변 측량을 적용하여 단말의 위치를 추정하는 방법이 있다.
최근에 무선통신 기반 측위 기술에 대한 연구가 활발히 진행되어 RSSI 기반 측위 방법 외에 타이밍 측정 데이터(timing measurement) 기반 측위 방법에 대한 연구도 활발이 이루어지고 있다. 타이밍 측정 데이터 기반 측위 방법이란, 단말과 AP 사이에서 신호가 이동하는 시간을 측정하고, 측정한 시간과 전파속도로부터 거리를 구하며, AP-단말 간 거리에 삼각 측량 또는 다변 측량을 적용하여 단말의 위치를 추정하는 정밀 타이밍 측정(Fine Timing Measurement; FTM) 기술을 의미한다.
종래의 타이밍 측정 데이터 기반 측위 방법은 스캔 과정과 센싱 과정을 수행한다. 스캔(scan) 과정은 단말이 주변에 어떤 AP들이 존재하는지 파악하기 위하여 주변에 있는 모든 AP들로부터 비콘 신호를 수신하는 과정이다. 센싱(sensing) 과정은 스캔된 AP들 중 특정 AP들을 선택하고, 선택된 AP들과 신호를 주고 받음으로써, 타이밍 측정 데이터를 생성하는 과정이다. 센싱 과정에서는 비콘 신호의 RSSI에 따라 AP들을 선택하며, 스캔 과정을 필수적으로 수행해야 한다.
하지만, 일반적으로 단말은 기 지정된 시간 동안 기 지정된 횟수만큼 스캔 과정을 수행할 수 있도록 제조된다. 예를 들면, 단말은 2분 동안 총 4회의 스캔 과정을 수행할 수 있도록 제조될 수 있다. 이는, 타이밍 측정 데이터 기반 측위 방법이 이동 중의 단말의 위치를 실시간으로 추정하기 어렵게 만들고, 측위 지연으로 인한 측위 오차를 발생시킨다는 문제점이 있다.
한편, 무선 신호의 특성상 시간, 날씨 또는 유동 인구 등의 다양한 요인에 따라 신호의 세기가 변하거나 다중경로(mulithpath), NLOS(non-line of sight) 등에 의해 무선 신호가 왜곡되는 경우, 실내 환경에서 위치 측정의 정확도가 떨어지는 영역이 생길 수 있다. 특히, 실내 공간의 경우 단말 간 직진 경로가 없는 NLOS 환경이 대부분이므로 거리 측정 값 및 최종 위치 추정 값에 에러가 포함될 가능성이 높다.
타이밍 측정 데이터 기반 측위 방법도 단말과 AP 사이의 장애물에 의해 측위 오차가 발생할 수 있다. 예를 들어, 단말과 AP 사이에 벽이나 다른 전자장치가 있는 경우 단말이 AP를 이용하여 생성한 타이밍 측정 데이터에 오차가 발생할 수 있다. 오차가 포함된 타이밍 측정 데이터를 이용하여 단말의 위치를 추정하는 경우, 측위 오차가 발생한다는 문제점이 있다.
따라서, 단말의 제한된 스캔 횟수에 따른 측위 지연을 줄이고, 장애물에 의한 측위 오차를 줄일 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.
본 발명의 실시예들은, 센싱 과정의 전제 과정인 스캔 횟수를 최소화하고, 타이밍 측정 데이터를 생성할 AP들을 기 저장된 맵에 기초하여 선택함으로써, 단말의 제한된 스캔 횟수에 따른 측위 지연과 측위 오차를 줄이기 위한 단말의 측위 방법 및 장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 다른 실시예들은, 타이밍 측정 데이터를 생성할 AP들을 기 저장된 맵에 기초하여 선택할 때, 단말과 AP들 사이의 거리뿐만 아니라 장애물 특성을 더 고려하여 선택함으로써, 신호의 왜곡으로 인해 발생하는 측위 오차를 줄이기 위한 측위 방법 및 장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 단말의 측위 방법에 있어서, 단말의 임시 위치를 추정하는 과정; 미리 저장되고 주변 AP들 및 장애물이 표현된 맵(map)에 기초하여, 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 장애물 특성을 분석하는 과정; 상기 맵에 기초하여 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 거리를 산출하는 과정; 상기 거리 또는 상기 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 상기 주변 AP들 중 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 과정; 상기 적어도 세 개의 주변 AP에 대한 식별 정보를 이용하여 상기 적어도 세 개의 주변 AP와의 타이밍 측정 데이터를 생성하는 과정; 및 상기 타이밍 측정 데이터를 이용하여 상기 단말의 현재 위치를 추정하는 과정을 포함하는 단말의 측위 방법을 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 단말의 측위 장치에 있어서, 단말의 임시 위치를 추정하는 제1 추정부; 미리 저장되고 주변 AP들 및 장애물이 표현된 맵(map)에 기초하여, 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 장애물 특성을 분석하는 분석부; 상기 맵에 기초하여 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 거리를 산출하는 산출부; 상기 거리 또는 상기 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 상기 주변 AP들 중 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 선택부; 상기 적어도 세 개의 주변 AP에 대한 식별 정보를 이용하여 상기 적어도 세 개의 주변 AP와의 타이밍 측정 데이터를 생성하는 생성부; 및 상기 타이밍 측정 데이터를 이용하여 상기 단말의 현재 위치를 추정하는 제2 추정부를 포함하는 단말의 측위 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 센싱 과정의 전제 과정인 스캔 횟수를 최소화하고, 타이밍 측정 데이터를 생성할 AP들을 기 저장된 맵에 기초하여 선택함으로써, 단말의 제한된 스캔 횟수에 따른 측위 지연과 측위 오차를 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 타이밍 측정 데이터를 생성할 AP들을 기 저장된 맵에 기초하여 선택할 때, 단말과 AP들 사이의 거리뿐만 아니라 장애물 특성을 더 고려하여 선택함으로써, 신호의 왜곡으로 인해 발생하는 측위 오차를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 장치의 구성요소를 예시한 구성도다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 맵을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 타이밍 측정 데이터를 생성할 AP를 선택하는 과정을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 선택된 주변 AP들을 통해 단말의 현재 위치를 추정하는 과정을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말이 이동한 것으로 예상되는 위치를 임시 위치로 추정하는 과정을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 참조 위치를 임시 위치로 추정하는 과정을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 측위 방법을 설명하기 위해 예시한 순서도다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '~부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하에서, 단말의 측위 장치는 단말의 내부에 위치한 것으로 설명하지만, 단말의 측위 장치는 단말 자체일 수도 있고, 서버로 구현될 수도 있다. 측위 장치가 서버로 구현되는 경우, 단말 또는 AP가 생성한 타이밍 측정 데이터(timing measurement)를 수신하여 측위 과정을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 장치의 구성요소를 예시한 구성도다.
도 1을 참조하면, 단말의 측위 장치(10)는 제1 추정부(100), 분석부(110), 산출부(120), 선택부(130), 생성부(140) 및 제2 추정부(150)를 포함한다.
제1 추정부(100)는 단말의 임시 위치를 추정하는 구성요소다. 여기서, 단말의 임시 위치는 타이밍 측정 데이터를 생성할 AP를 선별하는 데 이용되는 위치를 의미한다.
제1 추정부(100)는 단말의 이전 위치에 대한 정보가 있는지 판단할 수 있다. 단말의 이전 위치에 대한 정보란, 타이밍 측정 데이터 기반 측위 방법의 이전 반복에서 제2 추정부(150)에 의해 추정된 위치를 의미하거나, 제1 추정부(100)가 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System; GNSS) 또는 비콘 신호(beacon signal)의 수신 신호 세기(Received Signal Strength Indicator; RSSI)를 이용하여 추정한 위치를 의미한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 단말의 위치로 이용할 수 있는 모든 정보를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 단말의 이전 위치에 대한 정보가 없는 경우, 제1 추정부(100)는 GNSS, 또는 주변 AP들로부터 수신한 비콘 신호의 RSSI를 이용하여 단말의 이전 위치를 추정할 수 있다.
구체적으로, 제1 추정부(100)는 주변의 모든 AP들로부터 비콘 신호를 수신한다. 여기서, 비콘 신호는 복수의 주변 디바이스의 식별 정보를 포함하고, 식별 정보는 맥 어드레스(MAC address), 서비스 셋 아이디(Service Set Identifier, SSID) 또는 식별 정보 중 하나 이상을 포함한다. 이후, 제1 추정부(100)는 비콘 신호의 RSSI에 핑거프린트(finger-print) 방식 또는 다변 측량(multilateration) 방식을 적용함으로써, 단말의 이전 위치를 추정할 수 있다. 또한, 제1 추정부(100)는 위성 신호를 수신하여 GNSS를 적용하여 단말의 이전 위치를 추정할 수도 있다. 제1 추정부(100)는 단말의 이전 위치를 단말의 임시 위치로 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 단말의 이전 위치에 대한 정보가 있는 경우, 제1 추정부(100)는 단말의 이동 방향, 속도 또는 걸음 수(step count) 중 하나 이상을 구하고, 단말의 이동 방향, 속도 또는 걸음 수 중 하나 이상에 기초하여 단말이 이전 위치에서 이동한 것으로 예상되는 위치를 단말의 임시 위치로 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제1 추정부(100)는 맵에 미리 설정된 참조 위치(reference point)를 이용하여 단말의 임시 위치를 추정할 수 있다. 구체적으로, 제1 추정부(100)는 맵에 복수의 참조 위치를 설정한다. 제1 추정부(100)는 복수의 참조 위치 중 단말의 이전 위치와 가장 가까운 참조 위치를 단말의 임시 위치로 결정할 수 있다.
복수의 참조 위치를 설정하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 추정부(100)는 맵을 일정한 간격으로 분할하여 복수의 참조 위치를 설정할 수 있다. 바람직하게는, 제1 추정부(100)가 단말이 자유롭게 돌아다닐 수 있는 방(room)이나 홀(hall)의 경우, 일정한 간격으로 참조 위치를 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제1 추정부(100)는 맵에 단말이 이동할 수 있는 경로에 복수의 참조 위치를 설정할 수도 있다. 여기서, 단말이 이동할 수 있는 경로는 장애물이 없는 복도일 수 있다. 이때, 단말이 이동할 수 있는 경로에만 참조 위치를 설정할 수도 있고, 단말이 이동할 수 있는 경로에 단말이 이동할 수 없는 경로보다 많은 참조 위치를 설정할 수도 있다. 또한, 맵 상에 경로의 교차점이 있는 곳에 노드(node)를 설정하고, 노드와 노드 사이의 직선 경로에 참조 위치를 설정할 수도 있다.
분석부(110)는 기 저장되고, 주변 AP들 및 장애물이 표현된 맵을 이용하여 단말의 임시 위치와 주변 AP들 사이의 장애물 특성을 분석하는 구성요소다. 구체적으로, 분석부(110)는 단말의 임시 위치와 주변 AP들 사이의 장애물의 개수 또는 종류 중 하나 이상을 분석할 수 있다. 여기서, 장애물의 종류는 맵 상에 표현될 수 있는 모든 장애물들의 종류를 의미한다.
산출부(120)는 맵에 기초하여 단말의 임시 위치와 주변 AP들 사이의 거리를 산출하는 구성요소다. 산출부(120)는 맵에 표시된 AP들의 위치 좌표와 단말의 임시 위치 간 직선 거리를 산출할 수 있다.
선택부(130)는 거리 또는 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 주변 AP들 중 타이밍 측정 데이터를 생성할 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 구성요소다. 선택부(130)는 거리 또는 장애물 특성을 동시 또는 순서대로 고려하여 주변 AP를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 선택부(130)는 거리 또는 장애물 특성에 따라 주변 AP들에 대한 우선 점수를 계산하고, 우선 점수에 기초하여 타이밍 측정 데이터를 생성할 AP들을 선택할 수 있다. 구체적으로, 선택부(130)는 거리 또는 장애물 특성에 따라 주변 AP들에 대한 우선 점수를 산출한다. 선택부(130)는 주변 AP들 중 우선 점수가 높은 적어도 세 개의 주변 AP를 선택한다. 여기서, 우선 점수는 단말의 임시 위치와 주변 AP들 사이에 장애물의 개수가 적고, 거리가 가까울수록 높게 산출되고, 장애물의 종류에 대해 미리 설정된 점수가 산출된다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 선택부(130)는 장애물 특성에 따라 제1 우선 순위를 설정하고, 단말과 주변 AP들 사이의 거리에 따라 제2 우선 순위를 설정한 후 타이밍 측정 데이터를 생성할 주변 AP들을 선택할 수 있다. 구체적으로, 선택부(130)는 장애물 특성에 따라 주변 AP들에 대해 제1 우선 순위를 결정한다. 이때, 제1 우선 순위가 같은 주변 AP가 네 개 이상 존재하는 경우, 선택부(130)는 네 개 이상의 주변 AP들에 대해 단말까지 거리에 따라 제2 우선 순위를 결정한다. 선택부(130)는 제1 우선 순위 및 제2 우선 순위가 높은 적어도 세 개의 주변 AP를 선택할 수 있다.
반대로, 선택부(130)는 제1 우선 순위를 거리에 따라 먼저 결정하고, 제1 우선 순위가 같은 주변 AP가 네 개 이상 존재하는 경우, 장애물 특성에 따른 제2 우선 순위를 고려하여 네 개 이상의 주변 AP 중 적어도 세 개의 주변 AP를 선택할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제1 추정부(100)가 참조 위치를 설정한 경우, 선택부(130)는 거리 또는 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 참조 위치마다 미리 설정된 적어도 세 개의 주변 AP를 선택할 수 있다. 이에 대해서는 도 4b에서 자세히 설명한다.
생성부(140)는 적어도 세 개의 주변 AP에 대해 기 저장된 식별 정보를 이용하여 적어도 세 개의 주변 AP와의 타이밍 측정 데이터를 생성하는 구성요소다. 여기서, 타이밍 측정 데이터는, 왕복 시간(Round Trip Time; RTT), 비행 시간(Time of Flight; ToF), 도착 시간(Time of Arrival; ToA) 또는 도착 시간차(Time Difference of Arrival; TDoA) 중 적어도 어느 하나를 의미한다. 즉, 타이밍 측정 데이터는 타이밍 측정(Timing Measurement)을 기반으로 하는 거리 측정 방식의 모든 데이터를 의미할 수 있다.
제2 추정부(150)는 타이밍 측정 데이터를 이용하여 단말의 현재 위치를 추정하는 구성요소다. 제2 추정부(150)는 선택된 적어도 세 개의 주변 AP에 대해 생성된 타이밍 측정 데이터에 핑거프린트(finger print) 방식, 삼각 측량 또는 다변 측량을 적용하여 단말의 현재 위치를 추정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제2 추정부(150)는 장애물 특성을 이용하여 타이밍 측정 데이터를 보정할 수도 있다. 제2 추정부(150)는 보정된 타이밍 측정 데이터를 이용하여 단말의 현재 위치를 추정할 수 있다. 예를 들면, 각 주변 AP마다 장애물 특성에 따라 신호의 왜곡 정도를 보정할 수 있다. 단말과 AP 사이에 신호의 투과율이 낮은 벽이 있는 경우, 제2 추정부(150)는 타이밍 측정 데이터의 신호 전달 시간을 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 맵을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 맵에는 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206) 및 복수의 장애물(210, 212, 214)이 도시되어 있다. 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206)은 제1 주변 AP(201), 제2 주변 AP(202), 제3 주변 AP(203), 제4 주변 AP(204), 제5 주변 AP(205), 및 제6 주변 AP(206)을 포함한다. 복수의 장애물(210, 212, 214)는 제1 장애물(210), 제2 장애물(212) 및 제3 장애물(214)을 포함한다.
이하에서, 복수의 장애물(210, 212, 214)은 모두 일종의 벽인 것으로 설명하나, 이에 한정되지 않고 단말-AP 간 신호를 왜곡할 수 있는 모든 물체를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예로서, 제1 장애물(210)은 나무 벽이고, 제2 장애물(212)은 콘크리트 벽이며, 제3 장애물(214)은 유리 벽인 것으로 설명한다. 이때, 유리 벽의 신호 투과율이 나무 벽의 신호 투과율보다 높은 것으로 가정한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 측위 장치는 맵을 미리 구축하여 저장해 둘 수 있다. 맵은 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206)의 식별 정보와 위치 좌표를 포함한다. 또한, 맵은 복수의 장애물(210, 212, 214)의 위치, 모양, 종류, 개수 등에 대한 정보를 포함한다.
측위 장치는 맵을 기 설정된 주기마다 갱신할 수도 있고, 사용자의 선택에 따라 맵을 갱신할 수도 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 타이밍 측정 데이터를 생성할 AP를 선택하는 과정을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206), 복수의 장애물(210, 212, 214), 및 단말의 임시 위치(300)가 도시되어 있다.
측위 장치(10)는 단말의 임시 위치(300)를 추정한다. 구체적으로, 측위 장치(10)는 단말의 이전 위치, 참조 위치 또는 이동한 위치 중 하나를 단말의 임시 위치(300)로 추정할 수 있다.
측위 장치(10)는 단말의 임시 위치(300)와 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206) 사이에 위치한 장애물의 개수와 종류를 분석한다. 도 3a에서는 단말의 임시 위치(300)와 제1 주변 AP(201) 사이에 2 개의 나무 벽이 있고, 단말의 임시 위치(300)와 제2 주변 AP(202) 사이에 1 개의 나무 벽이 있다. 제3 주변 AP(203)와 제5 주변 AP(205)와 관련된 장애물은 존재하지 않는다. 단말의 임시 위치(300)와 제4 주변 AP(204) 사이에 1 개의 콘크리트 벽이 있고, 단말의 임시 위치(300)와 제6 주변 AP(206) 사이에 1 개의 유리 벽이 있다.
추가적으로, 측위 장치(10)는 단말의 임시 위치(300)와 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206) 사이 거리를 산출한다. 이때, 측위 장치(10)가 장애물 특성을 분석하는 과정과 거리를 산출하는 과정의 순서는 바뀔 수 있다.
측위 장치(10)는 거리 또는 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206) 중 적어도 세 개의 주변 AP를 선택한다.
예를 들어, 측위 장치(10)는 단말의 임시 위치(300)까지 장애물이 존재하지 않는 제3 주변 AP(203)와 제5 주변 AP(205)를 선택할 수 있다. 추가적으로, 제3 장애물(214)이 1 개의 유리 벽이므로, 측위 장치(10)는 제6 주변 AP(206)를 선택할 수 있다.
또 다른 예로서, 측위 장치(10)는 제3 주변 AP(203)와 제5 주변 AP(205)를 선택하고, 제6 주변 AP(206)보다 거리가 가까운 제2 주변 AP(202)를 선택할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 측위 장치(10)는 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206)에 대해 우선 점수를 계산할 수 있다. 예를 들어, 측위 장치(10)는 단말의 임시 위치(300)와 거리가 가깝고, 장애물의 방해가 없는 제5 주변 AP(205)에 대한 우선 점수를 높게 산출할 수 있다. 반면, 단말의 임시 위치(300)와의 거리가 가깝더라도 신호 투과율이 낮은 제4 주변 AP(204)에 대해 우선 점수를 낮게 산출할 수 있다. 또한, 단말의 임시 위치(300)와의 거리가 멀고 장애물이 2 개 존재하는 제1 주변 AP(201)에 대해 우선 점수를 낮게 산출할 수 있다. 측위 장치(10)는 우선 점수가 높은 순서대로 적어도 세 개의 주변 AP를 선택한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제3 주변 AP(203)와 제5 주변 AP(205) 외에 장애물의 방해를 받지 않는 주변 AP가 두 개 이상 더 존재하는 경우, 측위 장치(10)는 장애물의 방해를 받지 않는 주변 AP들에 대해 단말의 임시 위치(300)까지의 거리를 비교할 수 있다. 즉, 측위 장치(10)는 장애물 특성에 따라 주변 AP들을 선택한 후 선택된 주변 AP들을 거리에 따라 비교할 수 있다. 반대로, 측위 장치(10)는 거리에 따라 주변 AP들을 선택한 후 선택된 주변 AP들을 장애물 특성에 따라 비교할 수 있다.
전술한 과정을 통해, 측위 장치(10)는 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206)로부터 비콘 신호를 스캔하지 않고도, 타이밍 측정 데이터를 생성할 주변 AP들을 선택하고 타이밍 측정 데이터를 생성할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 선택된 주변 AP들을 통해 단말의 현재 위치를 추정하는 과정을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 3b를 참조하면, 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206), 복수의 장애물(210, 212, 214), 및 단말의 현재 위치(310)가 도시되어 있다. 도 3b에서는, 측위 장치(10)가 제2 주변 AP(202), 제3 주변 AP(203) 및 제5 주변 AP(205)를 선택한 것으로 설명한다.
측위 장치(10)는 선택된 주변 AP(202, 203, 205)에 대해 기 저장된 식별 정보를 이용하여 선택된 주변 AP(202, 203, 205)와 타이밍 측정 데이터를 생성한다. 즉, 측위 장치(10)는 선택된 주변 AP(202, 203, 205)에 대해 센싱(sensing) 과정을 수행한다. 이후, 측위 장치(10)는 타이밍 측정 데이터에 포함된 신호 전송 시간과 전파 속도로부터 선택된 주변 AP(202, 203, 205)와의 거리를 도출할 수 있다. 측위 장치(10)는 선택된 주변 AP(202, 203, 205)와의 거리에 삼각 측량 또는 다변 측량을 적용하여 단말의 현재 위치(310)를 추정할 수 있다. 이 외에도, 측위 장치(10)는 핑거프린트 방식을 통해 단말의 현재 위치(310)를 추정할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 측위 장치(10)는 장애물 특성에 따라 타이밍 측정 데이터를 보정할 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 단말의 임시 위치(300)와 제2 주변 AP(202) 사이에 나무 벽으로 구성된 제1 장애물(210)이 존재하므로, 측위 장치(10)는 제2 주변 AP(202)에 대해 측정된 신호 전송 시간을 감소시키는 보정을 할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말이 이동한 것으로 예상되는 위치를 임시 위치로 추정하는 과정을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206), 복수의 장애물(210, 212, 214), 단말의 임시 위치(300) 및 단말의 이전 위치(400)가 도시되어 있다.
단말의 이전 위치(400)는 측위 장치(10)가 이전 반복에서 추정한 단말의 위치일 수 있다. 또한, 단말의 이전 위치(400)는 측위 장치(10)가 GNSS를 이용하여 추정한 위치일 수도 있다. 또한, 단말의 이전 위치(400)는 측위 장치(10)가 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206)를 비콘 신호를 스캔하고, 비콘 신호의 RSSI에 다변 측량 또는 핑거프린트를 적용하여 추정한 위치일 수 있다. 측위 장치(10)는 단말의 이전 위치(400)에 대한 정보가 없고, 비콘 신호의 RSSI를 이용하는 경우에만 스캔 과정을 1회 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 측위 장치(10)는 관성 측정장치(Inertial Measurement Unit; IMU)를 이용하여 단말의 이전 위치(400)에서 단말이 이동한 것으로 예상되는 위치를 단말의 임시 위치(300)로 결정할 수 있다. 측위 장치(10)는 IMU를 이용하여 단말의 이동 방향, 속도 또는 걸음 수 중 하나 이상을 구한다. 측위 장치(10)는 이동 방향, 속도 또는 걸음 수 중 하나 이상에 따라 단말의 임시 위치(300)를 추정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 측위 장치(10)는 단말의 이전 위치(400)의 개수가 복수인 경우, 이전 위치들 간 거리와 이전 위치가 추정된 시간에 따라 단말의 이동 방향, 속도 또는 걸음 수 중 하나 이상을 구할 수도 있다. 즉, 측위 장치(10)는 단말에 대한 여러 이전 위치들을 이용하여 단말의 임시 위치(300)를 추정할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 참조 위치를 임시 위치로 추정하는 과정을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 4b를 참조하면, 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206), 복수의 장애물(210, 212, 214), 단말의 이전 위치(400), 제1 참조 위치(410), 및 제2 참조 위치(412)가 도시되어 있다.
측위 장치(10)는 맵을 일정한 간격으로 분할하여 복수의 참조 위치를 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 여러 단말들의 위치로 자주 추정되는 영역이 있는 경우, 그 영역 내에 참조 위치를 영역 밖의 참조 위치보다 많이 설정할 수도 있다. 예를 들어, 단말을 소지한 사람들이 주로 이용하는 동선이 있는 경우, 동선에 참조 위치를 많이 설정할 수 있다.
측위 장치(10)는 복수의 참조 위치 중 단말의 이전 위치(400)와 가장 가까운 참조 위치인 제1 참조 위치(410)를 단말의 임시 위치로 결정할 수 있다.
측위 장치(10)는 참조 위치마다 우선 점수가 높은 주변 AP들을 적어도 세 개 이상씩 설정해두고, 단말의 임시 위치로 이용되는 참조 위치에 대해 설정된 주변 AP들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 측위 장치(10)는 제1 참조 위치(410)에서 복수의 주변 AP(201, 202, 203, 204, 205, 206)에 대한 우선 점수를 미리 산출하여 저장해 둘 수 있다. 측위 장치(10)는 우선 점수에 따라 적어도 세 개의 주변 AP를 선택한다. 도 4b에서, 제1 참조 위치(410)에서 우선 점수가 높은 세 개의 주변 AP는 제2 주변 AP(202), 제3 주변 AP(203) 및 제5 주변 AP(205)다. 그리고 제2 참조 위치(412)에서 우선 점수가 높은 세 개의 주변 AP는 제2 주변 AP(202), 제5 주변 AP(205) 및 제6 주변 AP(206)다.
측위 장치(10)는 제1 참조 위치(410)에 대해 미리 설정된 제2 주변 AP(202), 제3 주변 AP(203) 및 제5 주변 AP(205)와 타이밍 측정 데이터를 생성하고, 타이밍 측정 데이터를 이용하여 단말의 현재 위치를 추정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 측위 방법을 설명하기 위해 예시한 순서도다.
도 5를 참조하면, 측위 장치는 단말의 임시 위치를 추정한다(S500). 측위 장치는 단말의 이전 위치, 참조 위치, 또는 이동한 것으로 예상되는 위치 중 하나를 단말의 임시 위치로 추정할 수 있다.
측위 장치는 미리 저장되고 주변 AP들 및 장애물이 표현된 맵에 기초하여 단말의 임시 위치와 주변 AP들 사이의 장애물 특성을 분석한다(S502). 장애물 특성은 장애물의 개수와 종류를 포함한다.
측위 장치는 맵에 기초하여 단말의 임시 위치와 주변 AP들 사이의 거리를 산출한다(S504).
측위 장치는 거리 또는 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 주변 AP들 중 적어도 세 개의 주변 AP를 선택한다(S506).
본 발명의 실시예들에 의하면, 측위 장치는 단말의 임시 위치와 주변 AP 사이 거리 또는 장애물 특성에 따른 우선 점수를 계산하고, 우선 점수가 높은 적어도 세 개의 주변 AP를 선택할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 측위 장치는 참조 위치마다 미리 설정된 적어도 세 개의 주변 AP들을 선택할 수 있다.
측위 장치는 적어도 세 개의 주변 AP에 대한 식별 정보를 이용하여 적어도 세 개의 주변 AP와의 타이밍 측정 데이터를 생성한다(S508).
측위 장치는 타이밍 측정 데이터를 이용하여 단말의 현재 위치를 추정한다(S510). 본 발명의 일 실시예에 의하면, 측위 장치는 장애물 특성에 따라 타이밍 측정 데이터를 보정하고, 보정된 타이밍 측정 데이터를 이용하여 단말의 현재 위치를 추정할 수도 있다.
도 5에서는 과정 S500 내지 과정 S510을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 5에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 과정 S500 내지 과정 S510 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 5는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 5에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등의 비일시적인(non-transitory) 매체일 수 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송) 및 데이터 전송 매체(data transmission medium)와 같은 일시적인(transitory) 매체를 더 포함할 수도 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소들은 메모리, 프로세서, 논리 회로, 룩-업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구조를 사용할 수 있다. 이러한 직접 회로 구조는 하나 이상의 마이크로 프로세서 또는 다른 제어 장치의 제어를 통해 본 명세서에 기술 된 각각의 기능을 실행한다. 또한, 본 발명의 구성 요소들은 특정 논리 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하고 하나 이상의 마이크로 프로세서 또는 다른 제어 장치에 의해 실행되는 프로그램 또는 코드의 일부에 의해 구체적으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 요소들은 각각의 기능을 수행하는 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로 프로세서 등을 포함하거나 이에 의해 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 요소들은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 명령어들을 하나 이상의 메모리에 저장할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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본 특허출원은, 본 명세서에 그 전체가 참고로서 포함되는, 2020년 08월 18일자로 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2020-0103035호에 대해 우선권을 주장한다.

Claims (25)

  1. 단말의 측위 방법에 있어서,
    단말의 임시 위치를 추정하는 과정;
    미리 저장되고 주변 AP들 및 장애물이 표현된 맵(map)에 기초하여, 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 장애물 특성을 분석하는 과정;
    상기 맵에 기초하여 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 거리를 산출하는 과정;
    상기 거리 또는 상기 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 상기 주변 AP들 중 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 과정;
    상기 적어도 세 개의 주변 AP에 대한 식별 정보를 이용하여 상기 적어도 세 개의 주변 AP와의 타이밍 측정 데이터(timing measurement)를 생성하는 과정; 및
    상기 타이밍 측정 데이터를 이용하여 상기 단말의 현재 위치를 추정하는 과정
    을 포함하는 단말의 측위 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 임시 위치를 추정하는 과정은,
    상기 단말의 이동 방향, 속도 또는 걸음 수 중 하나 이상을 구하는 과정; 및
    상기 이동 방향, 상기 속도 또는 상기 걸음 수 중 하나 이상에 기초하여 상기 단말이 이전 위치에서 이동한 위치를 상기 단말의 임시 위치로 결정하는 과정
    을 포함하는 단말의 측위 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 임시 위치를 추정하는 과정은,
    상기 맵에 복수의 참조 위치를 설정하는 과정; 및
    상기 복수의 참조 위치 중 상기 단말의 이전 위치와 가장 가까운 참조 위치를 상기 단말의 임시 위치로 결정하는 과정
    을 포함하는 단말의 측위 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 참조 위치를 설정하는 과정은,
    상기 맵을 일정한 간격으로 분할하여 상기 복수의 참조 위치를 설정하는 과정인 단말의 측위 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 참조 위치를 설정하는 과정은,
    상기 맵 내 상기 단말이 이동할 수 있는 경로에 상기 복수의 참조 위치를 설정하는 과정인 단말의 측위 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 과정은,
    상기 거리 또는 상기 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 참조 위치마다 미리 설정된 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 과정인 것을 특징으로 하는 단말의 측위 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 임시 위치를 추정하는 과정은,
    상기 단말의 이전 위치에 대한 정보가 있는지 판단하는 과정;
    상기 단말의 이전 위치에 대한 정보가 있는 경우, 상기 단말의 이전 위치를 상기 단말의 임시 위치로 결정하는 과정; 및
    상기 단말의 이전 위치에 대한 정보가 없는 경우, 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System; GNSS), 또는 상기 주변 AP들로부터 수신한 비콘 신호의 수신 신호 세기(Received Signal Strength Indicator; RSSI)를 이용하여 상기 단말의 이전 위치를 추정하고, 상기 단말의 이전 위치를 상기 단말의 임시 위치로 결정하는 과정
    을 포함하는 단말의 측위 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장애물 특성을 분석하는 과정은,
    상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이에 위치한 장애물의 개수 또는 종류 중 하나 이상을 분석하는 과정인 것을 특징으로 하는 단말의 측위 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 과정은,
    상기 거리 또는 상기 장애물 특성에 따라 상기 주변 AP들에 대한 우선 점수를 계산하는 과정; 및
    상기 주변 AP들 중 상기 우선 점수가 높은 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 과정
    을 포함하는 단말의 측위 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 우선 점수는,
    상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이에 장애물의 개수가 적고, 거리가 가까울수록 높게 계산되고, 장애물의 종류에 대해 미리 설정된 점수가 계산되는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 과정은,
    상기 장애물 특성에 따라 상기 주변 AP들에 대한 제1 우선 순위를 결정하는 과정;
    상기 제1 우선 순위가 같은 주변 AP가 네 개 이상 존재하는 경우, 상기 네 개 이상의 주변 AP들에 대해 상기 단말까지 거리에 따라 제2 우선 순위를 결정하는 과정; 및
    상기 주변 AP들 중 상기 제1 우선 순위 및 상기 제2 우선 순위가 높은 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 과정
    을 포함하는 단말의 측위 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 현재 위치를 추정하는 과정은,
    상기 장애물 특성에 기초하여 상기 타이밍 측정 데이터를 보정하는 과정; 및
    보정된 타이밍 측정 데이터를 이용하여 상기 단말의 현재 위치를 추정하는 과정
    을 포함하는 단말의 측위 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 측정 데이터는,
    왕복 시간(Round Trip Time; RTT), 비행 시간(Time of Flight; ToF), 도착 시간(Time of Arrival; ToA) 또는 도착 시간차(Time Difference of Arrival; TDoA) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 단말의 측위 방법.
  14. 단말의 측위 장치에 있어서,
    단말의 임시 위치를 추정하는 제1 추정부;
    미리 저장되고 주변 AP들 및 장애물이 표현된 맵(map)에 기초하여, 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 장애물 특성을 분석하는 분석부;
    상기 맵에 기초하여 상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이의 거리를 산출하는 산출부;
    상기 거리 또는 상기 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 상기 주변 AP들 중 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 선택부;
    상기 적어도 세 개의 주변 AP에 대한 식별 정보를 이용하여 상기 적어도 세 개의 주변 AP와의 타이밍 측정 데이터를 생성하는 생성부; 및
    상기 타이밍 측정 데이터를 이용하여 상기 단말의 현재 위치를 추정하는 제2 추정부
    를 포함하는 단말의 측위 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 추정부는,
    상기 단말의 이동 방향, 속도 또는 걸음 수 중 하나 이상을 구하고, 상기 이동 방향, 상기 속도 또는 상기 걸음 수 중 하나 이상에 기초하여 상기 단말이 이전 위치에서 이동한 위치를 상기 단말의 임시 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 추정부는,
    상기 복수의 참조 위치를 설정하고, 상기 복수의 참조 위치 중 상기 단말의 이전 위치와 가장 가까운 참조 위치를 상기 단말의 임시 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 추정부는,
    상기 맵을 일정한 간격으로 분할하여 상기 복수의 참조 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 추정부는,
    상기 맵 내 상기 단말이 이동할 수 있는 경로에 상기 복수의 참조 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 거리 또는 상기 장애물 특성 중 적어도 하나에 따라 참조 위치마다 미리 설정된 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제1 추정부는,
    상기 단말의 이전 위치에 대한 정보가 있는지 판단하고, 상기 단말의 이전 위치에 대한 정보가 있는 경우 상기 단말의 이전 위치를 상기 단말의 임시 위치로 결정하며, 상기 단말의 이전 위치에 대한 정보가 없는 경우 GNSS, 또는 상기 주변 AP들로부터 수신한 비콘 신호의 RSSI를 이용하여 상기 단말의 이전 위치를 추정하고, 상기 단말의 이전 위치를 상기 단말의 임시 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이에 위치한 장애물의 개수 또는 종류 중 하나 이상을 분석하는 과정인 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 거리 또는 상기 장애물 특성에 따라 상기 주변 AP들에 대한 우선 점수를 계산하고, 상기 주변 AP들 중 상기 우선 점수가 높은 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 우선 점수는,
    상기 단말의 임시 위치와 상기 주변 AP들 사이에 장애물의 개수가 적고, 거리가 가까울수록 높게 계산되고, 장애물의 종류에 대해 미리 설정된 점수가 계산되는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 장애물 특성에 따라 상기 주변 AP들에 대한 제1 우선 순위를 결정하고, 상기 제1 우선 순위가 같은 주변 AP가 네 개 이상 존재하는 경우 상기 네 개 이상의 주변 AP들에 대해 상기 단말까지 거리에 따라 제2 우선 순위를 결정하며, 상기 주변 AP들 중 상기 제1 우선 순위 및 상기 제2 우선 순위가 높은 적어도 세 개의 주변 AP를 선택하는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 제2 추정부는,
    상기 장애물 특성에 기초하여 상기 타이밍 측정 데이터를 보정하고, 보정된 타이밍 측정 데이터를 이용하여 상기 단말의 현재 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 단말의 측위 장치.
PCT/KR2021/006844 2020-08-18 2021-06-02 스캔 횟수를 최소화하는 타이밍 측정 데이터 기반 측위 방법 및 장치 Ceased WO2022039355A1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102702056B1 (ko) * 2023-02-08 2024-09-04 한양대학교 에리카산학협력단 지능형 반사 표면의 배치 위치 선정 방법 및 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160018891A (ko) * 2014-08-07 2016-02-18 주식회사 아이티원 위치 추정 방법 및 그 장치
KR101599986B1 (ko) * 2015-08-12 2016-03-04 전자부품연구원 위치 정확도 향상을 위한 위치 측정 방법 및 위치 측정 시스템
KR20170078116A (ko) * 2015-12-29 2017-07-07 에스케이플래닛 주식회사 무선 핑거프린트 맵 구축 및 위치 측위 방법 및 이를 위한 장치, 이를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체
KR101788464B1 (ko) * 2016-08-03 2017-10-19 (주)제주넷 비콘을 이용한 광고 보상 방법 및 장치
KR101945417B1 (ko) * 2018-01-02 2019-02-07 영남대학교 산학협력단 실내 위치 측정 서버와 이를 이용한 실내 위치 측정 방법 및 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160018891A (ko) * 2014-08-07 2016-02-18 주식회사 아이티원 위치 추정 방법 및 그 장치
KR101599986B1 (ko) * 2015-08-12 2016-03-04 전자부품연구원 위치 정확도 향상을 위한 위치 측정 방법 및 위치 측정 시스템
KR20170078116A (ko) * 2015-12-29 2017-07-07 에스케이플래닛 주식회사 무선 핑거프린트 맵 구축 및 위치 측위 방법 및 이를 위한 장치, 이를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체
KR101788464B1 (ko) * 2016-08-03 2017-10-19 (주)제주넷 비콘을 이용한 광고 보상 방법 및 장치
KR101945417B1 (ko) * 2018-01-02 2019-02-07 영남대학교 산학협력단 실내 위치 측정 서버와 이를 이용한 실내 위치 측정 방법 및 시스템

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