DOI QR코드

DOI QR Code

비컨노드의 동적배치 기반 3차원 삼각측량 알고리즘을 적용한 위치인식 시스템에 대한 연구

A Study on Localization System using 3D Triangulation Algorithm based on Dynamic Allocation of Beacon Node

  • 이호철 (동명대학교 컴퓨터공학과 모바일 연구실) ;
  • 이동명 (동명대학교 컴퓨터공학과)
  • 투고 : 2010.11.29
  • 심사 : 2011.03.02
  • 발행 : 2011.04.30

초록

본 논문에서는 제한된 실험 영역이 아닌 실제 영역에서 동적으로 비컨노드를 배치할 수 있는 3차원 삼각측량 알고리즘을 제안하고 이를 위치인식 시스템에 적용한 후 그 성능을 분석하였다. 비컨노드와 이동노드간의 거리를 계산함에 있어서 기존의 삼각측량법에서는 이들 노드간의 거리를 반지름으로 하는 3개의 원이 중첩되는 2차원 지점을 계산하지만, 제안하는 알고리즘에서는 3개의 구 표면이 중첩되는 3차원 지점을 계산하는 방법을 적용한다. 또한 제안하는 알고리즘에 의한 위치인식 시스템의 성능을 분석하기 위해 먼저 비컨노드의 배치형태를 실제의 모형으로 제작하고, 사면체인 실제 모형을 컴퓨터에서 시뮬레이션 할 수 있도록 이동노드의 거리 값 및 비컨노드 간의 임의의 거리 값 10개를 추출하여 모델링하였다. 그 다음 제안된 알고리즘과 2 차원 삼각측량법에 의해 계산된 각 이동노드의 2차원 좌표를 서로 비교하고, 제안하는 알고리즘의 3차원 좌표(z축)에 대한 위치정확도를 실제 모형의 3차원 좌표와 비교하여 확인하였다.

The three-dimensional triangulation algorithm that the beacon nodes can be allocated to dynamically in not the experimental region but the practical region is suggested, and the performance of the localization system adapting the suggested algorithm is analyzed. The suggested algorithm adapts the computation method of the three dimensional point that the surfaces of three spheres overlapped, while the traditional triangulation algorithm adapts the computation method of the two dimensional point that three circles are overlapped in order to compute the distance between beacon nodes and mobile node that means a radius. In addition to this, to analyze the performance of the localization system adapting the suggested algorithm, first of all, the allocation layout of beacon nodes is made, and the allocation layout is modeled by selection of ten random distance values between mobile node and beacon nodes for computer simulation of the practical model. Next, the two dimensional coordinator of mobile node that is calculated by the suggested algorithm and the traditional triangulation algorithm is compared with each other. The localization measuring performance about three dimensional coordinator(z axis) of the suggested algorithm is also obtained by comparing with that of the practical model.

키워드

참고문헌

  1. Rick Roberts, "TDOA Localization Techniques," Harris Corporation, 4 October 2004 (http://www.ieee802.org)
  2. J.M.Mart in Abreu, "Measuring the 3D-position of a Walking Vehicle using Ultrasonic and Electromagnetic Waves Sensors and Actuators," Vol.75, Issue 2, pp.131-138, 25 May 1999. https://doi.org/10.1016/S0924-4247(98)00378-1
  3. Xinwei Wang, "Localization in Wireless Ad-hoc Sensor Networks using Multilateration with RSSI for Logistic Applications," University of Bremen (Otto-Hahn-Allee NW1, D-28359 Bremen), Germany, pp.461-464, 2009.
  4. Rainer Hach, "Coexistence Assurance Information for the CSS part of 15.4a," Nanotron Technologies(GmbH Alt-Moabit 61, 10555), Berlin Germany, 26 April 2006.
  5. 최상호, "유비쿼터스 센서 네트워크의 위치탐지 기술 및 동향," 주간기술동향 통권 1291호, pp.27-37, 2007.4.11.
  6. Hanback Electronics, "HBE-Ubi-nanoLOC Ubiquitous Sensor Network," 2009.
  7. 진태석, "3D Position Recognition and Tracking of Walking Humans Using Multiple CCD Cameras," 한국지능시스템학회 2008년도 추계 학술대회 학술발표논문집 제18권 제2호, pp.400-403, 2008.10.
  8. Abdellah Chehri, "UWB-based Sensor Networks for Localization in Mining Environments," Ad Hoc Networks, Vol.7, Issue 5, pp.987-1000, July 2009. https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2008.08.007
  9. 장현성, "밀집 환경에 적합한 신뢰성 있는 분산형 RTLS 시스템의 설계 및 구현," 한국통신학회논문지 '제35권 제2호(네트워크 및 서비스), pp. 287-295, 2006.10.
  10. 김수희, "Wireless LAN 환경 하에서 Access Point의 RSSI 삼각측량 방식을 이용한 RTLS 설계," 한국정보과학회 2006 가을 학술발표논문집 제33권 제2호(D) pp.330-333, 2006.10.
  11. 최상호, "유비쿼터스 센서 네트워크의 위치탐지 기술 및 동향," 주간기술동향 통권 1291호, pp.27-37, 2007.4.11.

피인용 문헌

  1. Location Estimation Method of Positioning System utilizing the iBeacon vol.19, pp.4, 2015, https://doi.org/10.6109/jkiice.2015.19.4.925
  2. Intelligent Security IT System for Detecting Intruders Based on Received Signal Strength Indicators vol.18, pp.10, 2016, https://doi.org/10.3390/e18100366