• 대한임베디드공학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.16-22
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• 2009

This paper aims at designing an impulse-radio ultra-wideband (IR-UWB) transceiver, especially targeting the IEEE 802.15.4a indoor ranging and communication systems. We first investigate the IEEE 802.15.4a IR-UWB signals and suggest the full-digital transceiver architecture accordingly. Since the wireless systems equipped with the impulse signal have the property of low-duty cycle, i.e., discontinuity in time, while the conventional systems takes the continuous signals, it is required to reconfigure the system design, including link budget. Following brief introduction to our IEEE 802.15.4a IR-UWB system hardware, we finally examine the ranging performance in indoor environments to verify our system design.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1682-1692
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• 2021

Digital Twin, one of the core technologies of the Fourth Industrial Revolution, is attracting attention as a very suitable technology for disaster monitoring such as fires and earthquakes. In this paper, we implement a system equipped with UWB RTLS(Ultra-Wideband Real Time Location System), real-time remote control, and video streaming, which are element technologies for disaster monitoring digital twin. Since the proposed system structure is based on a cloud server, the actual location of the UWB indoor positioning-based client is transmitted to the user device in real time and stored on the cloud server for statistical and data analysis. In addition, we demonstrate through experiments that outliers occurs when the value of RSSI(Received Signal Strength Indicator) decreases due to communication collisions between UWB Tags, and propose an RSSI outlier correction algorithm to solve this problem.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권6호
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• pp.42-47
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• 2008

이 논문은 임펄스 UWB 시스템을 위한 새로운 일정진폭 프리코딩을 제안한다. IEEE 802.15.4a 표준에 따르면 임펄스 UWB는 실내측위와 센서 데이터 전달에 사용될 수 있다. 대부분의 USN(ubiquitous sensor network)은 다중접속을 필요로 한다. 그러나 UWB 시스템은 다중접속으로 야기되는 중첩신호를 검출하는데 있어 제약성이 있다. 이를 극복하기 위하여 Wada 및 Kim의 CAMC(constant amplitude multi-code) 개념을 응용하였다. 제안하는 시스템은 체계적 일정진폭 프리코딩과 LDPC 디코딩으로 구성된다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 BER성능이 우수함을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.490-495
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• 2015

As flying robots are becoming popular, there are increased needs to use themforsuch purposes as parcel delivery, serving in restaurants, and stage performances. To control flying robots such as quad copters, localization is essential. In order to properly position flying robots, many techniques are in development, including IR (infra-red)-based systemswhich catch markers on a flying robot in order that it can position itself. However, this technique demonstrates only short coverage. Furthermore, localization from inertial sensors diverges as time passes. For this reason, this paper suggests a TWR (two-way ranging) based positioning technique. Despite the weaknesses in currently available TWR system, this paper suggests a self-positioning and outlier detection technique in order to provide reliable position information with a faster update rate. The self-positioning system sends a shorter message which reduces wireless traffic. By detecting and removing outlier measurements, a positioning result with better accuracy is acquired. Finally, this paper shows that the suggesting system detects outlierssequentially from less than half the number of anchors in localization system according to the degree of outlier in measurement and the noise level. By performing an outlier algorithm, better positioning accuracy is acquired as shown in the experimental result.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.876-882
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• 2006

This study presents an ultrasonic location awareness system for the ubiquitous computing with absolute position. The flight time of ultrasonic waves is determined by a period detecting technique which is able to extend the sensing range compared with traditional methods. For location awareness, ultrasonic waves are sent successively from each ultrasonic transmitter and synchronized by radio frequency (RF) signal, where the transmitting part is fixed and the receiving part is movable. To expand the recognizing range, cell matching technique and coded ultrasonic technique are introduced. The experimentation for various distances is accomplished to verify the used period detecting technique of U-SAT system. The positioning accuracy by using cell matching is also verified by finding the locations of settled points and the usability of coded ultrasonic technique is verified. As a result, the possibility of ultrasonic location awareness system for the ubiquitous computing can be discussed as a pseudo-satellite system with low cost, a high update rate, and relatively high precision, in the places where CPS is not available.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1290-1297
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• 2019

본 논문에서는 ultra-wideband(UWB) 시스템에서 합성곱 신경망(CNN)을 이용한 거리 추정 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 UWB 신호를 이용하여 송신기와 수신기 사이의 거리를 추정하기 위하여 수신신호의 크기 샘플로 이루어진 1차원 벡터를 2차원 행렬로 재구성하며, 이 2차원 행렬로부터 합성곱 신경망 회귀를 이용하여 거리를 추정한다. IEEE 802.15.4a 표준의 UWB 실내 가시선 채널모델을 이용하여 수신신호를 생성하여 학습데이터를 만들며 합성곱 신경망 모델을 학습시킨다. 또한 실제 필드 시험을 통해 실내환경에서의 실험 데이터를 이용하여 거리추정 성능을 확인한다. 제안하는 기법은 기존의 문턱값 기반의 거리 추정 기법과의 성능비교도 수행하는데, 결과에 따르면 10m 거리에서 제안기법은 0.6m의 제곱근 평균 자승 에러를 보이는데 기존기법은 1.6m로 훨씬 큰 에러를 보인다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권5호
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• pp.488-495
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• 2012

전파를 이용한 실내 위치인식 기술은 현재 다양한 환경에서 연구되고 있다. 그 중 철골구조로 이루어진 선박은 전파의 반사에 의해 수신율은 높지만 레인징 오차가 크게 발생한다. 이러한 환경에서 발생하는 위치측정 오차를 줄이기 위하여 본 연구에서는 IEEE 802.15.4a의 CSS 기반으로 변형 이변측위와 초전센서를 이용한 선내 위치인식보정 알고리즘을 제안한다. 제안한 시스템은 선내 복도와 같은 좁은 통로에서 CSS의 특성분석을 통하여 이동노드와 고정노드 사이의 적합한 수신거리를 추정하여 고정노드의 수를 줄이고 또한 전파의 반사와 회절에 의한 레인징 오차가 크게 변동하는 코너영역에서 제안한 변형 이변측위기법과 초전센서를 이용하여 이동구간을 추적하여 위치를 인식하였다. 실험결과 제안한 알고리즘이 일반적인 방법 대비 86.2 %의 선내 위치인식 정확도와 효율이 향상됨을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권2호
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• pp.285-297
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• 2015

본 논문은 compressive sampling (CS)을 활용한 Ulta-WideBand 채널 측정 및 모델링 기법을 제안한다. 기존에 실내 위치측위 기술 중 제안 UWB채널 측정 기법은 UWB 신호의 주파수 도메인에서의 sparsity 특성을 활용하여, 적은 복잡도로 합리적인 성능을 낼 수 있다. 게다가, 본 논문에서는 노이즈 환경에서 성능을 향상 시키기 위해 CS 기법에서 신호 복원기법을 위한 최적화기법으로 soft thresholding method를 제안한다. UWB시스템에서의 실내 위치추정 기법 성능 분석을 위해 실 측정 데이터를 활용하여, 제안한 채널 측정 및 모델링 기법의 성능을 위치 측정 오차, bandwidth, CS 압축률 등 다양한 조건하에 거리 오차값을 분석한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.119-124
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• 2013

Recent increasing demand on the indoor localization requires more advanced and hybrid technology. This paper proposes an application of the hybrid indoor localization method based on a position-coded pattern that can be used with other existing indoor localization techniques such as vision, beacon, or landmark technique. To reduce the pattern-recognition error rate, the error detection and correction algorithm was applied based on Hamming code. The indoor localization experiments based on the proposed algorithm were performed by using a QCIF-grade CMOS sensor and a position-coded pattern with an area of $1.7{\times}1.7mm^2$. The experiments have shown that the position recognition error ratio was less than 0.9 % with 0.4 mm localization accuracy. The results suggest that the proposed method could be feasibly applied for the localization of the indoor mobile service robots.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.75-76
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• 2022

WPS는 무선 AP의 정보를 통해 현재 이동 객체의 위치를 찾는 시스템이다. 실외 및 실내의 AP 신호 세기 특징을 활용하여 현재 위치를 판단하며 이를 위해 AP 정보를 저장하기 위한 Radio Map구축이 선행되어야 한다. 최초 서비스를 위하여 map을 구성하더라도 실외의 경우 AP신호의 가변성에 의해 구축된 DB의 map 정보를 완전히 신뢰할 수 없다. 따라서 WPS의 정확도를 올리기 위한 다양한 알고리즘이 필요하다. 본 논문은 이동객체의 현재 위치를 판단하기 위해 다양한 방법을 적용하여 측위 정확도를 높이기 위한 시스템에 대하여 제안한다.