• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.361-368
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• 2015

본 논문은 실내 환경에서 이동로봇의 위치추정을 위해 무향 칼만 필터(UKF, Unscented Kalman Filter)를 적용하는 방법을 기술한다. 위치 추정을 위해 적용한 무향 칼만 필터 방법은 측정 거리에 따라 오차 공분산 값을 조절하는 새로운 측정 불확실성 모델을 제안한다. 또한 이 방법은 속도정보의 불확실성 및 측정 불확실성에 관한 오차 공분산 행렬의 비 대각 성분을 '0'이 아닌 값으로 설정한다. 이 방법은 100*40m 의 실내 작업환경에서 외수용성 센서로서 레이저영역측정기(Laser range finder)를 가진 차륜형 이동로봇을 이용한 실험을 통하여 평가한다. 이 실험에서는 적응적 불확실성 모델을 사용하지 않는 보통의 방법과 제안된 방법의 추정성능을 비교한다. 또한 이 실험은 오차 공분산의 비 대각성분을 '0'이 아닌 값으로 설정하여 추정 성능이 개선되는 것을 확인한다. 이 논문은 이동로봇의 위치추정을 위한 실용적인 UKF 방법을 구현하고 그 성능을 평가 하는 것을 주요 내용으로 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권1호
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• pp.92-98
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• 2014

최근 저비용 실내 측위 시스템을 구축하기 위하여 WLAN기반 RSSI를 이용한 핑거프린트 기법이 많이 연구되고 있다. 이 기법은 UWB의 측위와 비교해서 상대적으로 정확도가 떨어지므로 다양한 실내 위치기반 서비스를 구현하기 위하여 지속적으로 WLAN기반 핑거프린트의 측위 성능은 향상되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 IEEE 802.15.4 표준에 포함된 RSSI와 LQI를 이용하여 실내 측위 성능을 향상 할 수 있는 핑거프린트 기법을 제안한다. 제안한 기법은 RSSI와 LQI를 활용함으로써 각 위치의 특징을 더욱 뚜렷하게 만들고 변형된 유클리드 거리법을 사용하여 핑거프린트 기법을 개선하였다. 다양한 장애물이 존재하는 NLOS의 실내 환경에서 실험을 진행한 결과 측위 성능이 22% 향상되는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권7호
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• pp.655-663
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• 2017

ICT 기술의 발달로 로봇의 실내 활용이 증가하고 있다. 현재 이용되거나 향후 이용 범위가 증가할 수 있는 운반, 청소, 안내 로봇 등의 연구가 고도화 될 것이다. 실내 공간에서 이동 로봇 활용을 원활히 하기 위해 자기 위치 인식 문제는 가장 먼저 해결되어야 하는 중요한 연구이다. 추가적으로 이동 로봇의 위치가 인위적으로 이동되거나 예기치 못한 충돌로 인해 기존의 경로에서 이탈하였을 경우 등에서도 이동 로봇이 이런 상황을 인지하고 판단하여 목적지로 정확히 이동할 수 있는 강인한 시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이동 로봇의 자기 위치 관련 여러 문제들을 해결하고자 실내에 설치되어 있는 다수의 CCTV 등 외부 영상 및 이를 절대 공간 좌표 변환한 정보와 더불어 이동 로봇의 엔코더 정보 등을 융합하여 강인한 위치 인식 시스템을 구현하였다. 추가로 이동 로봇 시스템에 경로 주행 알고리즘인 벡터 필드 히스토그램 기법을 적용하였고 실제 실험 수행 후 연구 결과를 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.551-560
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• 2011

최근 WLAN을 기반으로 하는 실내 위치추정 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. 대부분의 WLAN을 기반으로 하는 위치추정 시스템들은 fingerprinting 기법을 사용한다. fingerprinting 기법에서 이동객체의 위치정확도는 참조 점의 수에 비례한다. 하지만 참조 점의 수에 따라 training 단계에서 fingerprint 데이터베이스를 생성하기 위해 많은 시간과 노력을 요구한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 본 논문에서는 WLAN 기반 AP들의 주변 환경정보를 이용하여 AP와 이동 객체 간의 거리를 산출하여 위치를 추정하는 새로운 알고리즘을 제안하였으며, 이동 객체의 위치 정확도를 개선하기 위하여 제안 알고리즘에 파티클 필터를 적용하였다. 이 알고리즘을 구현하기 위하여 먼저 AP들의 주변에 존재하는 벽, 철문, 유리문, 파티션 등과 같은 환경 정보 데이터베이스를 구축하였고 위치 추정은 감쇠 모델과 경로 손실 모델을 이용하였다. 제안 알고리즘을 실험을 통하여 확인한 결과 위치 정확도는 낮았지만 fingerprinting의 문제점을 해결하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.220-223
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• 2018

스마트폰의 GPS 기능으로 위치 정보를 수집하여 사용자에게 서비스를 제공하는 시스템이 많아지고 있다. 이러한 GPS 기능은 위성에서 송신된 신호로 위도와 경도를 측정하여 위치를 계산한다. 하지만, 이러한 기능은 사용자가 실외에 있을 경우에만 사용이 가능한 것으로, 실내에서는 사용이 불가능하다는 단점이 있다. 최근 상용화 되고 있는 UWB 레이더 센서는 실내외에서 사용이 가능하고, 객체 탐지 및 거리측정이 간단함과 동시에 저렴하다는 장점이 있다. 본 논문에서는 UWB 레이더 센서와 표준편차를 이용하여 거리 측정 방법을 제시하고자 한다. 제시하고 있는 방법은 레이더 센서에서 나오는 raw data를 그래프화 하여 최대 탐지 거리가 몇 m 인지 파악하고, 파악된 최대 감지 거리를 일정 구간으로 나누어 구간별 거리를 측정한다. 그 후 표준편차 공식을 이용하여 객체의 유무를 판단한다. 실험 결과에서는 제시하는 방법으로 최대 거리 9.7m에서 최대 오차 0.27m 이내로 측정되는 것을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제32권3호
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• pp.43-53
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• 2023

본 연구는 실내 상업적 공간, 특히 카페에서 보안 카메라를 이용해 방문자 수와 위치를 실시간으로 파악하고, 이를 통해 사용 가능한 좌석 정보와 혼잡도 예측을 제공하는 시스템의 개발을 목표로 한다. 우리는 실시간 객체 탐지 및 추적 알고리즘인 YOLO를 활용하여 방문자 수와 위치를 실시간으로 파악하며, 이 정보를 카페 실내 지도에 업데이트하여 카페 방문자가 사용 가능한 좌석을 확인할 수 있도록 한다. 또한, 우리는 vanishing gradient문제를 해결한 장단기 메모리(Long Short Term Memory, LSTM)와 시간적인 관계를 가지는 데이터를 처리하는데 유용한 시퀀스-투-시퀀스(Sequence-to-Sequence, Seq2Seq)기법을 활용해 다양한 시간 간격에 따른 방문자 수와 움직임 패턴을 학습하고, 이를 바탕으로 카페의 혼잡도를 실시간으로 예측하는 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 카페의 관리자와 이용자 모두에게 예상 혼잡도를 제공함으로써, 카페의 운영 효율성을 향상시키고, 고객 만족도를 높일 수 있다. 본 연구에서는 보안 카메라를 활용한 실내 위치 추적 기술의 효용성을 입증하며, 상업적 공간에서의 활용 가능성과 더불어 미래 연구 방향을 제시한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.25-30
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• 2024

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.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권11A호
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• pp.1672-1681
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• 2000

초광대역 시간 도약 이전 임펄스 무전 전송 시스템의 성능 평가 1672 최근 들어 실내 무선 LAN(local area network)이나 군용 무선 통신 시스템을 위한 새로운 대역 확산 전송방식으로서 초광대역 시간 도약 임펄스 무선 전송(ultra wideband time hopping impulse radio; 이하 IR) 기술이 큰 관심을 모으고 있다. 신호 전송을 위해 연속적인 정현파를 이용하는 기존의 무선 전송 시스템과는 달리 IR 시스템은 1 nese 이하의 매우 짧은 펄스폭의 펄스 위치 변조(pulse position modulation)된 가우시안 모노사이클 멀스 열을 이용하므로서 매우 작은 크기의 수 GHz에 이르는 초광대역 스펙트럼을 가지며 기존의 통신 시스템에 거의 간섭을 미치지 않으며 사용 가능하다. 본 논문에서는 동기식 이진 (synchronous binary) IR 시스템의 성능 분석 및 평가 결과를 제시하고자 한다.이를 위해 의사 잡음 부호 발생기와 decimator로 구성된 시간 도약 패턴을 사용 하여 다원 접속 간섭 이 배제되는 동기식 이진 IR 시스템의 비트 오율에 대한 closed form 결과를 유도하고, 유도된 이론적인 성능 결과를 부가성 백색 가우시안 잡음 채널에 대한 모의 실험을 통해 확인하였다. 또한 모의 실험을 통해 상관 복조기에서 발행한 렌덤 타이밍 지터에 대해 IR 시스템의 강인한 특성을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권3호
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• pp.60-67
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• 2011

가시광 무선 통신은 반도체로 제조된 LED (light emitted diode)의 발광을 제어하여 데이터를 송신하고, 수광 소자인 PD (photo diode)를 통하여 데이터를 수신하는 차세대 무선통신 기술이다. 가시광 무선 통신 시스템의 전송 능력은 LED의 발광 세기, PD의 수신 감도, 송수신기 간의 거리 및 송수신기가 이루는 수신각에 의해 결정된다. 특히, 수신기의 수직적 및 수평적 이동에 따라 송수신기가 거리와 수신각의 변화가 발생하고, 이러한 변화는 수신기의 수신 감도에 영향을 주어 시스템의 전송 능력이 저하될 수 있다. 이에 본 논문에서는 실내 가시광 무선 통신 시스템에서 LED AP (access point)의 통신 영역 내 수신 광도에 따른 위치별 수신 광도 특성화 곡선과 주기적으로 측정된 단말기의 수신 광도 변화를 비교하는 특징을 가진 단말기의 위치와 수신각 추정 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘에 대한 성능 분석을 위해 모의실험을 수행하였고, 그 결과 수신 광도 정보를 이용한 위치 및 수신각 추정이 가시광 무선통신 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.90-94
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• 2014

본 논문에서는 IEEE 802.15.4 기반 무선센서네트워크(WSN) 및 수신신호세기(RSSI)를 이용하여 건물 내에서의 소방대원의 조난을 감지하고 무선으로 조난신호를 보냄으로써 근처 동료 소방대원이 수신신호세기(RSSI)를 통해 조난신호의 송신방향을 읽고 위치를 추적하는 시스템을 제안하였다. 또한, 제안된 시스템을 이용한 실험에서 이론값과 실험값의 오차가 작기 때문에 RSSI를 통한 위치추적이 가능하다는 것을 확인하였다.