• 제목/요약/키워드: Indoor Location System

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IEEE 802.11 기반 저전력 위치 추적 장치의 설계 및 구현 (Design and implementation of low-power tracking device based on IEEE 802.11)

  • 손상현;김태욱;백윤주
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.466-474
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    • 2014
  • 무선 네트워크 기술과 모바일 프로세서의 성능이 향상됨에 따라 스마트 폰과 같은 무선통신이 가능한 소형 단말이 널리 활용되고 있다. 이러한 이동형 장치는 GPS를 이용하여 위치정보의 활용이 가능하여 위치정보를 기반으로 하는 서비스가 증가하고 있다. GPS는 위성신호를 수신할 수 없는 실내와 전파음영지역에서 위치 정보를 제공하지 못하며, 근거리 통신기술을 이용하는 시스템은 인프라의 구축이 필수적이다. IEEE 802.11을 기반으로 하는 추적 시스템은 널리 보급된 AP 인프라를 기반으로 위치 측정이 가능하나 표준 동작을 따를 때 심각한 전력소모의 문제가 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11 기반 저전력 위치 추적 장치를 제안한다. 저전력 동작을 위해 채널 검색 및 연결유지로 인한 전력소모를 최소화하여 동작시간을 극대화 하였다. 성능평가를 위해 저전력 태그 장치를 설계 및 구현하여 전력소모를 측정하였으며, 시뮬레이션 결과 기본 방법에 비해 제안 방법의 전력소모가 46% 감소함을 확인하였다.

Fingerprinting 기반의 실내조명 제어 시스템 개발 (Development of Indoor Lighting Control System based on Fingerprinting)

  • 조경우;한병훈;오창헌
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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    • pp.661-663
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    • 2014
  • 대형 건물에 설치된 조명의 경우, 야간 통행자를 위해 인체 감지센서나 재실 감지센서를 이용하여 통행자가 존재할 때 조명기구를 점등하고 통행자가 없을 시 자동적으로 조명기구를 소등하여 불필요한 전력 소모를 줄인다. 하지만 부적절한 센서 위치로 인한 오작동의 문제가 있으며, 통로의 경우 통행자 통과 후에도 장시간 조명기구가 점등되어 효율적으로 전력 소비를 감소시키지 못한다. 본 논문에서는 실내 위치 측위 기술 중 하나인 fingerprinting 기법을 이용, 통행자의 위치를 추정하여 조명기구를 제어하는 방안을 제안한다. 1개 통로를 대상으로 한 실험 결과 통행자 이탈 후 조명이 점등되어 있는 시간이 기존방식에 비해 약 7분정도 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

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친환경건축물 인증제도 평가를 통한 고층 주거용 건물의 환경성능 분석 (A Study on the Analysis of Environment Performances in High-Rise Residential Building Through Green Building Certification System)

  • 채문병;차민철;제성호;석호태
    • 한국주거학회:학술대회논문집
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    • 한국주거학회 2006년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.281-286
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    • 2006
  • In case of Korea, immovable property like location, land prise or investment value is more highly estimated than quality of life of residents for performance and value of apartment house, because of limited land area or high density of population. But the high level of life has recently caused the increasing demand in better life. As there is no cases to provide the house in bulk due to the housing market condition, it is necessary to evaluate performance and value of structure, disaster prevention safety, habitability, antiquated condition of building and equipment, maintenance condition and so on that has importantly influence on resident's life quality. So, this study aims to understand the actual condition of environmental performance for the present apartment by comparing the designated apartment, which is ready to have completed in Daegu, with the mixed use residential building, which gained the best grade for green building certification system. Also by analyzing and evaluating a right to enjoy sunshine, floor impact noise etc. and indoor air quality.

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Position Estimation of Mobile Robots using Multiple Active Sensors with Network

  • Jin, Tae-Seok
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제11권4호
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    • pp.280-285
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    • 2011
  • Recently, with the development of service robots and the concept of ubiquitous, the position estimation of mobile objects has received great interest. Some of the localization schemes are introduced, which provide the relative location of the moving objects subjected to accumulated errors. To implement a real time localization system, a new absolute position estimation method for a mobile robot in indoor environment is proposed. Design and implementation of the localization system comes from the usage of active beacon systems (based upon RFID technology). The active beacon system is composed of an RFID receiver and an ultra-sonic transmitter. The RFID receiver gets the synchronization signal from the mobile robot and the ultra-sonic transmitter sends out the traveling signal to be used for measuring the distance. Position of a mobile robot in a three dimensional space can be calculated basically from the distance information from three beacons and the absolute position information of the beacons themselves. In some case, the mobile robot can acquire the ultrasonic signals from only one or two beacons, due to the obstacles located along the moving path. In this paper, a position estimation scheme using fewer than three sensors is developed. Also, the extended Kalman filter algorithm is applied for the improvement of position estimation accuracy of the mobile robot.

3차원 TDOA 위치인식 시스템의 마이크 센서 배열 최적 설계 (Optimum Design of the Microphone Sensor Array for 3D TDOA Positioning System)

  • 오종택
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.31-36
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    • 2014
  • 실내에서의 위치기반 서비스를 위한 실내 위치 인식 기술에 대한 연구가 활발하다. 음향 신호와 TDOA 기술을 기반으로 하는 3차원 위치 인식 시스템에 있어서, 마이크 센서의 개수와 배열 위치에 따라 추정된 위치의 오차 특성이 달라지므로, 본 논문에서는 마이크 센서의 배열과 측정된 거리 차이값의 오차 크기에 따른 추정 위치의 오차를 DOP로 분석하고, 그 추정 위치 오차 패턴과 추정 위치 오차값을 고려하여 최적의 마이크 배열을 결정하는 방법에 대해서 연구하였다.

블라인더가 설치된 제로에너지 하우스를 위한 복합 USN 센서 개발 (Development of Complex USN Sensor for Zero Energy House with Blind System)

  • 김기환
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.221-227
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    • 2013
  • 본 논문에서는 제로 에너지 하우스의 에너지 절감을 모니터링하기 위하여 Zigbee 통신을 이용한 온 습도, 연기감지, 조도 및 CO2의 복합 센서 보드를 개발하고 이를 처리하는 프로토콜 등에 관하여 다루었다. 특히 센서를 장착시키는 실내 공간의 위치에 따라 제어하는 알고리즘이 달라지게 되므로 이를 무선인 Zigbee를 통하여 센서 장착 위치를 자유롭게 변경할 수 있다는 장점이 있으며. 또한 창을 통해 발생하는 에너지 손실을 줄일 수 있고 실내의 조명 제어에도 중요한 역할을 할 수 있는 시스템이다.

Ad-hoc 통신 노드를 이용한 기회 컴퓨팅형 위치인식 및 상황인지 서비스 구조 설계 (Design of Location and User Status Awareness Service Architecture Based on Opportunistic Computing with Ad-hoc Nodes)

  • 김태현;조형곤;정설영;강순주
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권12B호
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    • pp.1199-1210
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    • 2010
  • 최근 Ad-hoc 통신과 관련하여 기회 컴퓨팅(Opportunistic Computing)에 대한 관심이 점차로 커지고 있으며 실질적인 서비스 및 관련된 요구사항에 대한 연구가 크게 요구되고 있다. 본 논문에서는 가상의 기회 컴퓨팅 응용서비스인 "어린이 보호 시스템"에 대해 먼저 논의하고 이 서비스에 적합하도록 새롭게 제작된 사용자용 Ad-hoc 통신 장치인 휴대폰 연동형 노드(uMobile)와 의복내장형 노드(uClo)를 제안한다. uMobile은 휴대폰에 연결되어 휴대폰 통신과 Ad-hoc 통신을 연동할 수 있고 uClo는 다양한 센서를 사용하여 사용자의 상태정보를 인식하며 의복에 내장될 수 있도록 제작되었다. 개발된 통신 장치를 사용하여 위치인식과 상황인지 서비스를 구현하였고 실제 실내 환경에서 테스트하여 그 결과를 나타내었다. 본 연구가 기회 컴퓨팅 기반의 다양한 서비스를 위한 참조 서비스로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

확장 Kalman 필터를 적용한 첩 신호 대역확산 거리 측정 기반의 위치추정시스템 (Localization Using Extended Kalman Filter based on Chirp Spread Spectrum Ranging)

  • 배병철;남윤석
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제49권4호
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    • pp.45-54
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    • 2012
  • 위치기반서비스에서 주요기술로는 GPS가 있지만, 현재 위성 통신을 통해 위치 추정이 불가능한 실내지역의 위치추정기술로는 저 전력 근거리 통신의 연구가 주로 이루어지고 있다. 특히 첩 대역확산방식을 이용한 저 전력 근거리 통신 기술이 신호도달거리의 확장, 잡음에 대한 영향, 저 전력 데이터 통신 등 여러 가지 면에서 기존의 근거리 통신 기술보다 더 나은 특징을 보임에 따라 위치 추정을 위하여 제안된 IEEE802.15.4a의 물리계층에 표준으로 채택되었다. 하지만, 첩 대역확산 방식을 통한 측정된 거리는 기본적으로 오차를 가지는데, 이를 측정된 거리에 따라 가중치 값을 나타내는 비례 계수를 이용하여 영이 아닌 평균값을 가지는 잡음으로 모델링 할 수 있다. 하지만 초기의 빠르고 정확한 위치 추정에는 다소 시간이 걸린다. 따라서 본 논문에서는 이동 노드의 정확한 위치 추정을 위하여 최소자승법과 확장 칼만 필터를 이용하여 보다 빠르고 안정된 위치 추정 시스템을 제안한다. 끝으로 실제 위치 추정 시스템의 구현으로 한 실험 결과를 바탕으로 제안된 알고리즘의 안정된 적응성과 정확성을 평가하여 그 성능을 알아보았다.

최적화 기법을 사용한 실내 이동 로봇의 위치 인식 (An Optimization Approach for Localization of an Indoor Mobile Robot)

  • 한준희;고낙용
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.253-258
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    • 2016
  • 본 논문은 실내 주행 로봇의 위치 추정을 위해 최적화 기법을 적용한 방법에 대해 기술한다. 주행 로봇의 위치 추정에 사용되는 베이지안 필터 방법의 경우는 측정값과 환경 요소에 대한 불확실성을 고려하기위해 사용하는 조절 파라미터에 따라 추정성능이 달라진다. 또한 로봇동작 및 센서 측정 모델의 비선형성에 의하여 성능이 저하될 수 있다. 최적화 기법은 조절 파라미터가 적고 모델의 비선형성의 영향을 적게 받는다. 본 연구에서는 최적화 기법의 위치 추정 활용성을 보이기 위해 최적화 방법에 의한 추정성능과 EKF방법에 의한 추정 성능을 비교한다. 사용한 측정 센서는 초음파 위성 시스템(USAT, Ultrasonic Satellites system)으로서 4개의 비컨으로부터 로봇까지의 거리를 측정한다. 측정값의 비정상 오차를 제거하기 위하여 마할라노비스 거리(Mahalanobis Distance)를 이용한다. 최적화 기법은 거리 측정값을 사용하여 목적함수를 설계하고 반복계산을 통해 위치의 최적 값을 찾는다. 반복 수행을 위한 초기 위치를 베이시안 필터 방법을 통하여 적절히 설정함으로서 제안된 방법은 위치 추정 성능을 향상시키고 실행 시간을 단축시킬 수 있다.

지향성 특성을 갖는 UWB 용 테이퍼드 슬롯 안테나 분석 (Analysis of Tapered Slot Antenna for UWB with Directivity Characteristic)

  • 김선웅;최동유
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.691-697
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    • 2016
  • 본 논문에서는 UWB 통신 시스템에 적합한 안테나를 제안하였으며, 특정 구간에서 위치 인식에 적합한 특성을 만족하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS 시뮬레이션 툴을 통하여 최적화 설계되었으며, 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.62 mm를 갖는 Taconic TRF-45 기판으로 제작되었다. 테이퍼드 슬롯 안테나는 주파수 영역에서의 반사계수 및 정재파비, 방사패턴 등을 분석하였다. 제작된 테이퍼드 슬롯 안테나의 임피던스 대역폭은 3.8 ~ 8.9 GHz 대역에서 5.1 GHz 대역폭을 보였으며, 안테나의 E-평면과 H-평면에서 방사패턴은 특정 구간에서 실내 외 위치 인식에 적합한 지향성의 특성을 만족하였다. 안테나 이득은 시뮬레이션에서 6 GHz 대역에서 7.4 dBi이며, 측정 결과는 6 GHz 대역에서 7.6 dBi의 최대 이득을 보인다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 시뮬레이션과 측정 결과는 다소 차이가 있지만 UWB 통신 시스템의 규정을 만족하였다.