유비쿼터스 환경에 있는 사용자는 현재 자신의 위치, 시간 그리고 주변의 상태에 기반한 상황 인식 서비스를 받을 수 있다. 이러한 상황 인식 컴퓨팅에서 위치 기반서비스는 매우 중요한 역할을 한다. 위치를 측정하기 위하여 전용 장비를 설치하고 운영하는 데 많은 비용이 소요되기 때문에 기존의 WLAN(Wirless Local Area Netowork) 인프라스트럭처가 구축된 환경에서 무선 장비만을 이용하여 위치를 측정하는 방법들이 연구되고 있다. 이미 위치가 알려지고 고정된 AP(Access Point)와 노드간의 RSSI(Received Signal Strength Indicator)만을 이용하는 비콘 기반의 위치 측정 시스템 보다 무선 장비들 간의 RSSI 까지도 이용하는 상호 협력 위치 측정 시스템(Cooperative Positioning System)은 정확성이 높기 때문에 많은 관심을 끌고 있다. 본 논문에서는 상호 협력 위치 측정 시스템 중의 하나인 기존의 WiPS(wireless LAM based indoor Positioning System)의 문제점을 분석하고, 이웃하는 노드간의 영향 관계를 밝히고, 노드의 밀도에 따라 위치 수렴 조정 계수를 결정하여 성능을 개선한 WiCOPS-d(Wireless Cooperative Positioning System using node density)를 제안한다.
In off-line phase of the preliminary Cut-off indoor positioning scheme, which is one of the indoor positioning scheme using the fingerprint, relative ranks of peak RSSIs received from beacons at each reference point are stored in the fingerprint map. In some reference points, signals of multiple beacons may be received. In this case, the relative ranks may be different when constructing fingerprint and when receiving signals in real-time. To solve this problem, we propose a method to utilize only up to five beacons with high ranking when constructing a fingerprint and when receiving signals in real-time and comparing them with stored information of a fingerprint. Experiments were conducted on the estimation probabilities and the average error when using this method. Those are compared with the previous methods. Experimental results show that the estimation probabilities and the average error are improved by removing only the remaining five beacons at each reference point of the fingerprint.
실내 무선측위 시스템은 정확한 태그 위치를 측정하기 위하여 비콘의 거리 정보를 사용한다. 시스템은 비콘과 태그 사이의 거리를 추정하기 위해서, 독립적인 클럭 오프셋을 포함하는 각 비콘에 도착하는 태그 펄스의 시간 정보를 계산한다. 이러한 클럭 오프셋은 비콘의 측위와 위치 추정 성능에 심각한 영향을 미친다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 클럭 오프셋 보정 기법을 제안한다. 제안하는 기법의 성능을 검증하기 위해여 랜덤하게 -1,000ppm~1,000ppm 사이의 클럭 오프셋을 가지는 상황에서 측위 실험을 진행하였으며, 모의실험 결과를 통하여 제안하는 기법이 클럭 오프셋 문제를 효율적으로 해결할 수 있음을 확인하였다.
해상 준설성과의 과학적 평가를 위해서는 준설선의 유도 위치, 준설수심 및 준설 토사량 등의 준설공정을 실시간으로 모니터링하면서 작업공정을 관리하고 평가할 수 있는 시스템의 구축이 필요하다. 본 연구에서는 기상조건과 거리에 상관없이 상시측량이 가능한 GPS 측량방법을 응용하는 정밀위치측량과 항행의 두가지 기법에 수심측정기법 등을 병용하는 해상측량시스템을 개발하고자 하였다. Beacon DGPS를 기반으로 하는 선박위치측정, GPS/Gyro 통합장비에 의한 선박방향 측정, 준설심도와 붐대위치 측정, 조위에 따른 준설심도 보정 등의 기능을 갖춘 해상준설선의 유도 및 위치관리시스템을 구축하고 준설선의 작업 현황을 실시간으로 모니터링하면서 정확히 작업을 유도할 수 있는 운용프로그램을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 시스템은 해상준설 또는 해상건설산업에서 원가 절감에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
최근 사물인터넷의 핵심으로 비콘(Beacon)이 주목받고 있다. 사물인터넷 관련 통신기술 중 가장 빠르게 확산되고 있는 기술이기도 한다. 비콘은 사용자의 위치를 파악해 맞춤형으로 정보를 제공하는 데이터 통신 기술이다. 저전력 블루투스(BLE, Bluetooth Low Energy) 기술을 이용하여 사람이랑 사물 등의 위치를 파악한다. 비접촉 방식에다 최대 70m 내에서 통신이 가능하다는 점 때문에 NFC보다 더 관심을 받고 있다. 비콘은 현재 쿠폰 안내, 제품 정보 제공 등의 광고 플랫폼으로 이용하거나, 실내 측위 서비스로도 사용되고 있다. 따라서 본 논문에서는 비콘이 사물인터넷에서 어떻게 활용되고 있는지 활용 사례에 대해서 소개 및 분석하였다. 비콘이 스마트 폰에서 벗어나 구글 글래스 및 스마트 워치 등의 웨어러블 기기와 연동되어 사용될 날이 멀지 않았다. 향후 비콘이 어디까지 확장되어 사용될지 기대된다.
최근 스마트 기기의 보급 및 활용 증가로 인한 실내 위치 인식 시스템 수요가 급증함에 따라, Wi-Fi 및 BLE(Bluetooth Low Energy) 비콘을 이용한 실내 측위 시스템이 각광받고 있다. 본 논문은 BLE 비콘 기반에 중점을 두고 RSSI 신호를 이용하여 거시적인 삼변 측량 기법을 이용하여 산출한다. 그 결과 값을 근사치 위치에만 Fingerprinting을 적용하여 위치 측위 기본 연산량을 줄임과 동시에 에너지 효율을 증대시킨다. 또한 선정된 Fingerprinting Cell 주위의 AP(Access Point)만을 이용하여 사용자의 단말 위치의 정밀성을 보장하는 정밀 삼변 측량 연산을 수행하여 에너지 효율을 고려한 BLE 핑거프린팅 기반의 정밀 실내 측위 알고리즘을 제안한다. 또한 비교 기술로 실내 측위 시장 내 많이 이용 되는 BLE 및 Wi-Fi 환경 내의 핑거프린팅 기술을 본 논문에 제안한 알고리즘 방식을 기반으로 비교하여 실험 및 결과를 검증하였다.
위치정보를 측정하는 기술은 고대 별들의 위치를 이용한 방법으로부터 나침판, 소형의 무선 기지국을 이용한 beacon방식 그리고 현재 인공위성을 이용한 방법에 이르기까지 획기적인 발전을 거듭해 왔다. 예로부터 위치정보는 매우 중요한 군사 전략기술에 속하였으며, 현재 미국에서 운영되고 있는 GPS(Global Positioning System)도 군사목적으로 개발된 것이다[1]. 과거에는 정확한 항해를 위해서 위치가 고정된 별을 중심으로 현재의 위치를 계산하였으나, 지금에 와서는 인위적으로 쏘아올린 별 즉, 인공위성에 의해 위치 정보를 얻게 되었다. 이는 정확도면에서 엄청난 발전을 이루었다. 이렇듯 위치정보의 획기적인 발전을 가져오게 한 원동력인 GPS와 GPS를 이용하여 위치정보의 정확도를 개선한 여러가지 방법에 대하여 살펴보고자 한다.
최근 통신기술의 발달로 사용자의 위치 정보에 기반한 다양한 위치기반서비스(Location Based Service)가 각광을 받고 있다. 위치기반서비스의 경우 대부분 GPS(Global Positioning System)정보를 사용하지만 실내에서는 위성정보를 받을 수 없어서 위치추적이 어려운 문제가 있다. 본 논문에서는 실내 공간에서 사용자의 위치를 추적하기 위해 비콘을 이용한 위치 찾기 서비스를 제안한다. 제안하는 방법은 기존 비콘 통신 방법인 비콘을 고정시키고 고가의 수신기를 휴대해야 하는 단점을 보완하였다. 이를 위해 비콘과 수신기의 역할을 변경하여 수신기를 고정시키고 비콘에 이동성을 주어, 실내에서도 사용자들이 보다 저렴하고 효율적으로 사용할 수 있도록 구현하였다. 특히, 삼각측량법을 활용하여 보다 정확한 위치를 찾도록 구현하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제4권3호
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pp.243-257
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2010
Rapid developments in wireless sensor networks have extended many applications, hence, many studies have developed wireless sensor network positioning systems for indoor environments. Among those systems, the Global Position System (GPS) is unsuitable for indoor environments due to Line-Of-Sight (LOS) limitations, while the wireless sensor network is more suitable, given its advantages of low cost, easy installation, and low energy consumption. Due to the complex settings of indoor environments and the high demands for precision, the implementation of an indoor positioning system is difficult to construct. This study adopts a low-cost positioning method that does not require additional hardware, and uses the received signal strength (RSS) values from the receiver node to estimate the distance between the test objects. Since many objects in indoor environments would attenuate the radio signals and cause errors in estimation distances, knowing the path loss exponent (PLE) in an environment is crucial. However, most studies preset a fixed PLE, and then substitute it into a radio propagation loss model to estimate the distance between the test points; such method would lead to serious errors. To address this problem, this study proposes a Path Loss Exponent Estimation Algorithm, which uses only four beacon nodes to construct a radio propagation loss model for an indoor environment, and is able to provide enhanced positioning precision, accurate positioning services, low cost, and high efficiency.
본 논문은 조업 어선의 정확한 조업 위치를 실시간으로 수록할 수 있게 하고, 저렴하며 효율적인 어선조업정보 자동기록장비 개발을 위해 GPS 모듈(KGP9800C, KiRyung)의 측위 정도에 대한 실험을 육상과 해상의 기준점에서 행하였으며, 또한 측위 정도의 검정을 위해 동일한 기준점에서 DGPS 수신기(MGP-100D, Shin-A)와 DGPS 비콘(GP-36, Furuno)으로써 측정하여 비교하였다 또한. CPS 모듈의 오차를 최소화시키기 위한 알고리즘을 사용하여 측위오차를 개선하고, 그 측위 정도를 분석 검토하였다. 그 결과 수정 전의 CPS 모듈의 측위 정도는 육상에서의 경우. 확률원 반경 12.0m, 해상의 경우 36.0m로서 기준점으로 북동쪽으로 약 400.0m 편위하였으나 측위오차 최소화 알고리즘에 의해 구한 편위오차는 10.0m 이내였다. 또 한, DCPS 수신기 및 DGPS 비콘의 측위 정도와 비교 검토한 결과 육상과 해상에서 모두 거의 일치하였다. 따라서 본 실험의 결과 실험용 GPS 모듈 (KGP9800C)은 한 개의 CPU보드(V25)를 사용하여 실시간으로 신뢰성있는 조업 어선의 위치정보를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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