Beacon은 주로 선박이나 항공기 등의 위치 확인이나 운행 상의 안전을 돕기 위해 사용하는 신호장치이다. 최근 IT 분야에서는 BLE(Bluetooth Low Energy) 기반 Beacon을 이용함으로써 적은 에너지로도 수개월 이상 동작이 가능해졌으며 BLE Beacon을 이용한 위치기반의 서비스 및 기술이 연구되고 있다. 하지만 Beacon 단독으로, 위치 측위 시 오차율이 높아 정확한 위치를 측정할 수 없는 문제가 있다. 본 논문에서는 스마트폰 기반의 WiFi와 Beacon을 결합하여 실내 위치 측위 알고리즘을 사용하고 위치 측위 값의 오차율을 줄일 수 있도록 제안한다.
본 논문은 실내 이동로봇의 자율주행 방법을 적용한 결과를 기술한다. 구체적으로는 경로 계획, 장애물 회피, 위치 추정에 대해서 설명한다. 위의 기능들은 작성된 지도 정보와 Encoder, IMU, 초음파센서, 비콘 등 여러 센서 데이터를 토대로 구현되었다. 경로계획에는 A* 알고리즘을 활용하여 최단거리 경로를 구했으며, 장애물 회피에는 초음파센서를 활용한 자체 알고리즘을 적용하였다. 또한 비콘을 활용한 삼변 측량법을 활용하여 위치 추정을 하였다. 이러한 방법들을 통합하여 실내 네비게이션 방법을 실제로 구현하여 실험하였으며, 실험을 통하여, 제안한 방법이 로봇을 안전하게 자율주행하게 함을 확인하였다.
RFID 기술은 각 사물에 전자태그를 부착하고, 사물의 고유 ID를 무선으로 인식하여, 해당 정보를 수집, 저장, 추적함으로써 사물에 대한 측위, 원거리 관리 및 사물 간 정보교환 등의 서비스를 제공하는 기술이다. RFID의 응용 분야의 하나로 전자태그가 부착되어 있는 대상의 위치를 실시간으로 파악하고 확인할 수 있는 RTLS(Real Time Locating Systems) 기술이 새로이 부각되고 있다. 본 논문에서는 AP의 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 이용해 데이터의 정확도를 위해 약 30회의 위치 추정을 통한 위치 추정의 정확도를 알아보고 스무딩을 통한 측정 거리의 오차를 확인했다. AP의 RSSI를 통한 위치추정은 AP가 설치된 건물내의 실내환경에서 이루어졌으며, 비교적 정확한 약 3m의 오차를 보였고, 필터링을 통한 교통 추정값은 그보다 약 0.5~1m 향상된 성능을 보였다.
스마트폰의 대중화와 고성능화로 인하여 다양한 센서들이 부착되고 이를 활용한 서비스가 활발히 출시되고 있다. 이들 중 GPS 위치정보를 기반으로 한 상황 인식 서비스는 다양한 분야에서 킬러 서비스로 각광을 받고 있으나, GPS 위치획득방식 특성상 실내에서는 서비스가 제한되는 문제를 안고 있다. 최근에는 GPS를 대신하여 사용자의 실내위치를 파악하기 위해 NFC, iBeacon과 같이 스마트폰 운영체제에서 제공하는 근거리통신기술을 활용하는 사례가 점차 증가하고 있다. 본 논문에서는 근거리통신기술 중 iBeacon을 사용하여 대학교에서 유용하게 활용할 수 있는 스마트 출석관리 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 시스템은 iBeacon과 학생의 스마트폰 간에 BLE(Blutooth Low Energy) 통신을 통하여 출석 정보를 자동으로 수집한다. 또한, 출석정보의 효율적인 수집과 실시간 확인을 위하여 발간/구독 기반의 DDS 미들웨어를 프레임워크로 사용한다.
연구목적: 본 논문에서는 상설 네트워크가 없는 장소에 Internet of things (IoT) 기기를 활용하여 이를 부착하는 것만으로도 실내 위치를 추적할 수 있는 측위기법을 제안한다. 연구방법: 본 논문의 제안기법은 단순한 계산을 통해 대상의 위치를 추정할 수 있는 weighted centroid localization을 활용한다. 연구결과: 일반 건물의 상설 네트워크가 없는 지하 주차장에서 제안하는 기법을 활용하여 실험을 진행하였고, 실험한 결과로 $82.5m{\times}56.4m$ 지하 공간에서 약 10m 이내의 위치 정확도를 확인하였다. 결론: 본 논문의 제안기법은 주차장, 창고, 공장 등과 같이 상설 네트워크 인프라가 없는 장소에서도 재난, 응급, 군사 작전 등과 같이 신속한 위치 추적을 필요로 하는 상황에 적용 가능하다.
본 논문에서는 실내 환경에서 초광대역 무선통신을 이용한 양방향 위치인식 기법의 성능을 분석하였다. 실험 환경은 IEEE802.15.3a 채널을 사용하였고, 위치인식 기법으로 TOA를 적용하여 분석하였다. 초광대역 무선통신 기술은 낮은 송신 전력으로 기존 시스템에 간섭의 영향이 적고, 주파수 공유가 가능하므로 주파수 효율을 높일 수 있다. 그리고 매우 좁은 폭을 갖는 펄스를 사용하기 때문에 위치인식의 정밀도가 높다. 비동기 TWR 프로토콜을 이용한 TOA방식은 단말과 기지국뿐만 아니라 기지국들 간에도 동기화를 수행하지 않아도 되는 장점이 있다. 모의실험을 통하여 초광대역 무선통신을 이용한 위치인식 기법의 실내 채널 영향에 대한 오류 확률 및 위치인식 성능에 대해 분석하였고 제안된 기법의 유용성을 확인하였다.
본 논문에서는 최근 정보통신의 다양한 분야에서 응용되고 있는 USN과 LBS 기술을 이용하여 사회복지 인프라를 위한 서비스 체계화, 상대적 소외계층을 위한 안전체계 구축, 첨단 IT 기술 접목의 복지통신정책 실현, 공공 u-Wellbeing 서비스 시스템 구축을 목적으로 u-Care 서비스 시스템을 설계 구현하였다. 이 서비스는 독거 또는 치매노인, 장애인을 위한 사회복지 서비스로 거주지 실내 활동 현황 모니터링이 가능하며, 실외 활동의 모니터링을 위해서는 초소형 GPS 기반의 위치추적 단말기를 이용하여 보호대상자의 위치정보 및 이동경로를 확인할 수 있다. 또한 보호대상자의 실내 움직임이 감지되지 않거나 위치 및 상태 정보에 이상이 생겼을 시에 사회복지 관련 기관, 경찰, 119, 가족 등에게 SMS로 자동 발송하는 서비스 방식이다.
본 논문에서는 위치기반서비스의 핵심기능을 담당하는 측위기술 중 흔히 사용되고 있는 삼각측량법과 최소자승법을 보정한 방법을 이용하여 객체의 위치를 결정하는 알고리즘의 산포를 감소시키는 방안을 연구하였다. 두 측위 방법에서 사용되는 거리값은 모두 동일한 보정과 필터링 과정을 적용하였으며, 프로그램 구현 후 실내에서 테스트를 실시하였다. 프로그램은 LabView 2010으로 구현하였고, 각각의 알고리즘을 모듈화하여 필터링 적용 전후 및 개선효과를 비교하기 쉽도록 구성하였다. 일반적인 환경에서 실험한 결과 삼각측량이 최소자승법보다 더 좋은 정확도를 보여주었고, 필터링 과정을 거칠수록 정확도가 향상되는 것을 확인하였다.
지능형 사물인터넷 (AIoT)의 핵심 응용 분야인 스마트시티는 안전, 보안, 의료 분야에서 위치 추적 및 위치 기반의 다양한 서비스를 제공한다. 위치 기반 서비스를 구현하기 위해서 실내 측위 시스템 (IPS)이 필요하며, WiFi, UWB, BLE 등의 무선통신 기술이 적용되고 있다. 저전력으로 데이터 송수신이 가능한 BLE는 저비용으로 센서, 비콘 등의 다양한 사물인터넷 소형 장치에 적용될 수 있어서 실내 측위를 위한 가장 적합한 무선통신 기술 중 하나이다. BLE는 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 거리를 추정하는데, 다중 경로 페이딩(fading)의 영향으로 인한 신호 강도 변화로 인해서 수 미터 수준의 오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 근접 서비스를 제공하기 위한 BLE 실내 측위 시스템에 적용할 수 있는 경로 손실 모델을 연구하고, 자유공간 경로손실 계수의 최적화로 송·수신 장치 사이의 거리 오차를 줄일 수 있다는 것을 확인하였다.
일반적으로 자가운전자들은 낯선 건물에 방문하거나 복잡한 주차장에 주차하는 경우, 간혹 본인이 주차해 놓은 차의 위치를 찾지 못하는 경우가 있다. 이를 해결하기 위해 넓은 주차공간을 가진 마트나 백화점 등에서는 최근 주차위치를 알려주는 서비스를 운영하기 시작했다. 그러나 대부분 NFC 태그를 이용하여 주차위치를 저장하거나 GPS를 이용하여 차량의 위치를 저장하는 방식을 사용한다. 이는 사용자가 직접 NFC태그를 인식시켜야 한다는 점과 GPS 수신이 어려운 실내 주차장의 경우에는 위치 수신이 어렵다는 한계가 있다. 본 논문에서는 주차장에 구역 별로 비콘을 설치하고 사용자가 주차장에 들어서면 자동으로 비콘의 푸쉬알림기능을 통해 주차위치를 알려주고 이를 저장하여 확인할 수 있는 주차위치 확인 시스템의 개발 내용에 대해 기술한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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