• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1775-1780
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• 2005

One of the most important factors so that mobile objects can achieve their purpose is the information about their positions. In this paper, we propose an improved beacon system, to which ultrasonic sensors are attached, for the indoor localization of mobile objects. We have researched so that it can cover the wider space and estimate more accurate positions than the existent beacon systems. The existent beacon systems have the constraint that one beacon cannot cover wide area since ultrasonic sensors have limits in the angle of signal (beam-angle) on which their signal strength depends. Hence, we used the active beacon which consists of a pan-tilt mechanism and a beacon module. The active beacon system can always aim at mobile objects in order to transmit the strongest signal of the ultrasonic sensors into the objects using the pan-tilt mechanism. In addition, this system is inexpensive because it can decrease the number of beacons by about a half of the beacons of the existent system. Finally, the results show what is the difference between the active beacon system and existent beacon systems, and how accurate it is.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.734-741
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• 2009

A new localization algorithm is proposed for a fast moving mobile robot, which utilizes only one beacon and the global features of the differential-driving mobile robot. It takes a relatively long time to localize a mobile robot with active beacon sensors since the distance to the beacon is measured by the traveling time of the ultrasonic signal. When the mobile robot is moving slowly the measurement time does not yield a high error. At a higher mobile robot speed, however, the localization error becomes too large to locate the mobile robot. Therefore, in high-speed mobile robot operations, instead of using two or more active beacons for localization, only one active beacon and the global features of the mobile robot are used to localize the mobile robot in this research. The two global features are the radius and center of the rotational motion for the differential-driving mobile robot which generally describe motion of the mobile robot and are used for the trace prediction of the mobile robot. In high speed operations the localizer finds an intersection point of this predicted trace and a circle which is centered at the beacon and has the radius of the distance between the mobile robot and the beacon. This new approach resolves the large localization error caused by the high speed of the mobile robot. The performance of the new localization algorithm has been verified through the experiments with a high-speed mobile robot.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제6권2호
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• pp.147-162
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• 2010

In this paper, we present a fine-grained localization algorithm for wireless sensor networks using a mobile beacon node. The algorithm is based on distance measurement using RSSI. The beacon node is equipped with a GPS sender and RF (radio frequency) transmitter. Each stationary sensor node is equipped with a RF. The beacon node periodically broadcasts its location information, and stationary sensor nodes perceive their positions as beacon points. A sensor node's location is computed by measuring the distance to the beacon point using RSSI. Our proposed localization scheme is evaluated using OPNET 8.1 and compared with Ssu's and Yu's localization schemes. The results show that our localization scheme outperforms the other two schemes in terms of energy efficiency (overhead) and accuracy.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.1182-1188
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• 2010

This paper proposes a precise localization algorithm for a quickly moving mobile robot. In order to localize a mobile robot with active beacon sensors, a relatively long time is needed, since the distance to the beacon is measured using the flight time of the ultrasonic signal. The measurement time does not cause a high error rate when the mobile robot moves slowly. However, with an increase of the mobile robot's speed, the localization error becomes too high to use for accurate mobile robot navigation. Therefore, in this research into high speed mobile robot operations, instead of using two active beacons for localization an active beacon and dual compass are utilized to localize the mobile robot. This new approach resolves the high localization error caused by the speed of the mobile robot. The performance of the precise localization algorithm was verified by comparing it to the conventional method through real-world experiments.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제6권1호
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• pp.47-57
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• 2007

In this paper, optimal parameters of a hopping pilot beacon are analyzed in a CDMA mobile cellular network. The hopping pilot beacon is used for inter-frequency handoff. It can reduce the number of pilot beacons needed for the inter-frequency handoff by transmitting neighbor frequency pilots periodically through a pilot beacon. The optimal parameters for transmission time and period of the hopping pilot bacon are derived by mathematical approach. It is highly recommended that the optimal values for the hopping pilot beacon under various operation environments.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.293-299
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• 2010

The multiple block localization method in a wide area for multiple robots using iGS is proposed in this paper. The iGS is developed for the indoor global localization using ultrasonic and RF sensors. To measure the distance between a mobile robot and a beacon, the tag on the mobile robot wakes up one beacon to send out the ultrasonic signal and measures the traveling time from the beacon to the mobile robot. As the number of robots is increased, the sampling time of localization also becomes longer. Note that only one robot can localize its own position calling beacons one by one during each of the sampling interval. This is a severe constraint for the localization of multiple robots in a wide area. This paper proposes an efficient localization algorithm for the multiple robots in a wide area which can be divided into multiple blocks. For a given block, a master beacon is designated to synchronize robots. By the access of the synchronization signal, each beacon in the selected group sends out an ultrasonic signal. When the robots in the block receive the ultrasonic signal, they can calculate their own locations based on the distances to the beacons, which are obtained by the multiplication of flight time and velocity of the ultrasonic signal. The efficiency of the algorithm is verified through the real experiments.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권2호
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• pp.272-279
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• 2015

현재 스마트 디바이스의 활용도가 높아짐에 따라 사용자의 요구는 점점 복잡하게 되어가고 있다. 대부분의 IT 전문가들은 이러한 요구사항을 만족시키기 위해서 추가적인 기능들이 추가되어야 할 것으로 주장한다. 모바일 서비스 형태의 대부분이 위치 기반 서비스(LBS: Location-based Service)를 고려하기 때문에 이는 특히 중요한 연구로서 집중되고 있다. 일반적으로 Wi-Fi 기술은 위치 즉, 네트워크 존(Network Zone)이 변경됨에 따라 새로운 연결을 요구하기 때문에 위치 파악이 제한적일 수밖에 없다. 또한, GPS는 부정확한 실내 데이터를 가지기 때문에 실내 환경에서 LBS 서비스를 제공하는 것은 여전한 시스템적인 문제가 있다. 따라서 이러한 한계를 극복하기 위해 iBeacon 기술이 설계되고 Wi-Fi 혹은 GPS 대신에 LBS 서비스를 위해 사용되고 있다. Bluetooth 4.0 LE 기술 기반 iBeacon을 사용하여 우리는 현재의 사용자 위치와 지하철 도착 시간을 활용할 수 있는 다양한 mLBS(micro LBS) 서비스를 정확하고 알맞게 제공하기 위한 M-SAS(Mobile-Subway Alarm Service System)을 제안한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.311-317
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• 2016

사물 인터넷의 활성화로 스마트 디바이스를 기반으로 하는 많은 서비스들이 개발되고 있으며, 이에 디바이스 간의 보안이 강조되고 있다. 현재 사물 인터넷 서비스에 비콘이 상업적 분야에 활용되고 있으며, 일반 가정의 사물 인터넷 서비스에도 적용되고 있다. 그러나 비콘은 블루투스 기반의 서비스로서 보안에 취약하다. 따라서 비콘의 보안을 강화하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 비콘 기반의 서비스 보안을 강화 할 수 있는 이중 보안 기법을 제안한다. 비콘과 인증 서비스를 기반으로 하는 이중 보안 아키텍쳐와 보안 처리 프로세스를 제안한다. 또한, 제안 기법의 적합성을 증명하기 위해 비콘기반의 모바일 어플리케이션을 개발하여 검증한다. 검증을 위한 실험 방법는 1차 인증 실패의 인증 실패 사례와 1차 인증 성공와 2차 인증 성공의 인증 성공 사례를 실험한다. 검증 실험의 구성 요소는 2개의 비콘(비콘 ID와 일치, 비콘 ID와 불일치), 1개의 모바일 디바이스 그리고 인증 애플리케이션으로 구성된다. 이중 보안 아키텍쳐와 1차/2차 인증 프로세스의 적합성을 검증하기 위해 실험한다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.195-200
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• 2021

In this paper, we propose a method for a mobile robot to estimate a specific location of a service provision target using a beacon-tag for the purpose of providing location-based services (LBS) to users in an indoor environment. To estimate the location, the irregular characteristics and error factors of the received signal strength indicator (RSSI) generated from the beacon are analyzed, and the distance conversion function is derived from the RSSI data extracted by applying a Gaussian filter. Then, the distance data converted from the plurality of beacons estimates an indoor location through a triangulation technique. After that, the improvement in the location estimation is analyzed by applying the temporal confidence reasoning technique. The possibility of providing a LBS of a mobile robot was confirmed through a location estimation experiment for a plurality of designated locations in an indoor environment.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.1123-1128
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• 2016

최근 IoT 기술에서 BLE Beacon은 실내 측위를 위한 방법으로 많이 이용되고 있다. 그러나 정확한 측위를 위하여 필터링 기술은 필요하다. 그것은 대부분 고정형 비콘을 이용되었다. 정확한 위치 산출은 비콘을 통해 발생된 정보를 수신하여 측정하는 것은 정확성이 떨어지기 때문에 필터링이 중요하다. 그래서 위치를 산출하고, 불필요한 값을 필터링하는데 많은 시간이 소요된다. 이에 본 논문은 실내에 고정된 비콘이 아니라 이동하는 비콘의 정확한 위치 측정하고, 이를 재사용하는 방안으로 온톨로지를 이용하는 방법을 제안한다. 수신세기(RSSI)는 비콘과의 거리를 나타내는 대표적인 값이다. 이 값은 값들 간의 연관관계 분석을 통한 정규화로써 위치 온톨로지를 구성한다. 이 온톨로지는 이동하는 비콘의 위치 정보를 산출하는 방법이 된다. 사용자를 식별하기 위한 식별 온톨로지와 식별된 사용자를 위한 서비스를 제공하기 위한 서비스 온톨로지를 제공한다. 이는 실내에서 빠르고 정확한 위치 정보 및 서비스를 제공할 수 있다.