• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권2호
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• pp.13-25
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• 2008

본 연구는 저속의 UWB를 이용하여 지하 주차장, 터널 등 GPS로 위치 인식이 불가능한 실내 지역에서 차량관리 및 위치 인식을 하기 위한 목적으로 진행되었다. 본 논문에서는 IEEE802.15.4a의 2.45GHz 대역 표준으로 채택된 CSS(Chirp Spread Spectrum)를 이용하여 Ranging과 TOA(Time-of-Arrival)방식의 실내 위치인식 시스템을 제안 하였다. 기존의 실내 위치 인식기술로 사용되고 있는 Zigbee의 RSSI(Received Signal Strength Indication)는 환경 변화에 따른 오차율과 항상 최대 전력 사용을 필요로 하기 때문에 전력 소비가 많은 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 위에서 언급된 단점을 보완하기 위하여 위치기반으로 표준화된 801.15.4a Chirp 신호와 스펙트럼 방식의 특성을 이용한 SDS-TWR(Symmetrical Double Side-Two Way Ranging) 방식을 채택하여 TOA(Time of Arrival) 알고리즘을 통해 계산된 거리와 좌표를 측정하였다.. 컴퓨터 모의실험을 통해 오류 방지 알고리즘을 적용한 데이터 오류율이 1% 미만으로 줄었으며, 가중치 팩터와 노드 운영 방안을 이용한 좌표 측정에서 $6m{\times}3m$ 공간 안에 5cm 미만의 오차를 갖는 위치인식 시스템을 검증할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권5B호
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• pp.370-376
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• 2012

CSS(Chirp Spread Spectrum)는 WPAN(Wireless Personal Area Network) 환경에서 SDS-TWR(Symmetric Double Sided - Two Way Ranging) 기반의 위치인식 시스템을 구현하는 기술로 사용된다. 그러나 CSS의 SDS-TWR은 전파 및 장애물과 같은 환경에 따른 간섭으로 인해 레인징 오차가 발생한다. 따라서 위치인식 시스템 개발을 위해서는 이를 보정하기 위한 보정 알고리즘이 요구된다. 본 논문은 위치인식 정확도 성능 향상을 위하여 AEDR(Algorithm of Equivalent Distance Rate) 알고리즘과 칼만필터가 적용된 KF_EDR(Kalman Filter and Equivalent Distance Rate) 보정 알고리즘을 제안하고, 그 성능을 분석 및 평가하였다. 실험 결과, KF_EDR은 AEDR 알고리즘에 비해 위치인식 정확도를 복도 그리고 운동장에서 각각 10.5%, 4.2% 더 개선시켰다. 이 결과는 위치인식 데이터의 신뢰성을 향상시킴 으로써 실제 위치인식 시스템 구현에 상당한 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 로봇학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.127-132
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• 2016

For a practical mobile robot team such as carrying out a search and rescue mission in a disaster area, the localization have to be guaranteed even in an environment where the network infrastructure is destroyed or a global positioning system (GPS) is unavailable. The proposed architecture supports localizing robots seamlessly by finding their relative locations while moving from a global outdoor environment to a local indoor position. The proposed schemes use a cooperative positioning system (CPS) based on the two-way ranging (TWR) technique. In the proposed TWR-based CPS, each non-localized mobile robot act as tag, and finds its position using bilateral range measurements of all localized mobile robots. The localized mobile robots act as anchors, and support the localization of mobile robots in the GPS-shadow region such as an indoor environment. As a tag localizes its position with anchors, the position error of the anchor propagates to the tag, and the position error of the tag accumulates the position errors of the anchor. To minimize the effect of error propagation, this paper suggests the new scheme of full-mesh based CPS for improving the position accuracy. The proposed schemes assuring localization were validated through experiment results.

• 공학교육연구
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• 제13권5호
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• pp.76-80
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• 2010

In this paper, the Location Compensation Mechanism using equivalent distance rate ($LCM_{edr}$) for localization system based on SDS-TWR (Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging) in wireless sensor network is proposed. The performance of the mechanism is experimented in terms of two types of the localization tracking scenarios of indoor and outdoor environments in university campus. From the experimentations, the compensation ratio in the $LCM_{edr}$ is better than that in SDS-TWR about 90% in indoor/outdoor environments in scenario 1 but also is better than that of SDS-TWR about 91.7% in indoor environment and about 100% in outdoor environment in scenario 2 respectively.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권7C호
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• pp.608-615
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• 2007

일반적으로 양방향 전송을 통한 TOA(Time Of Arrival) 정보는 두 디바이스간의 정확한 RTT(Round Trip Time) 정보로부터 도출되지만 디바이스간의 서로 다른 클럭 표류의 영향으로 인하여 RTT 측정 시 요구되는 응답 시간이 길 경우 매우 심각한 TOA 오차를 야기 시키게 된다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 비동기 시스템에서 클럭 표류의 영향을 줄이면서 TOA와 TDOA(Time Difference Of Arrival) 정보를 획득하는 방안을 제안한다. 이를 검증하기 위해서 IEEE 802.15.4a Task Group에서 제시한 단방향 전송을 통한 측위 방안과 비교하였으며 제안된 방안이 기존 방법들보다 개선된 성능을 보임을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권2호
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• pp.229-236
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• 2009

WPAN에서는 해상도가 높은 UWB 신호를 사용하여 노드 간의 거리를 추정하고 이로부터 이동노드의 위치를 추정한다. 비동기 거리추정 방식은 고정노드와 이동노드 간에 비동기 상태에서 노드간의 거리를 추정하는 바 각 노드 국부클럭의 주파수 차이에 의한 영향이 심각하다. 고속 UWB에서는 각 노드 국부클럭의 주파수 차이에 의한 영향을 감소시키기 위하여 비동기 TWR 방식을 연속으로 수행하고, 상대주파수 편이 보상방안을 제시하고 있다. 본 논문에서는 고속 UWB의 상대주파수 편이 보상 수식을 완성하고, 이를 적용하는데 대한 문제점을 분석하고, 정확한 주파수편이 보상 방안을 제안한다. 거리추정 방식은 원래의 TWR, 상대주파수 편이 보상 및 정확한 주파수 편이 보상 방식에 의한 TWR에 대하여 시뮬레이션으로 성능을 분석하였다. 상대주파수편이 방식과 정확한 주파수편이 방식은 잡음이 없는 상태에서는 유사한 성능을 나타내었다. 제안된 정확한 주파수 편이 방식은 SNR이 열악한 환경에서 상대주파수 편이 보상 방식보다 정확한 거리를 추정하는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권2호
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• pp.75-83
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• 2005

NASA와 독일 DLR의 Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE)는 편대비행을 하는 두 개의 저궤도 위성을 이용하여 지구중력장을 측정하는 연구이다. 주요 관측 장비는 위성 사이의 거리를 측정하기 위한 초단파 거리측정기와 비중력 가속도를 측정하기 위한 정전기 방식의 3축 가속도계이다. 기본설계 및 허용오차 분석 등에 활용하기 위하여 정밀한 관측기 시뮬레이션 모델을 개발하였는데, 본 논문에서는 이러한 모델링 기법과 이를 적용한 궤도 및 중력장 추정기법에 관해 살펴보았다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2012년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.133-133
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• 2012

본 연구에서는 현재의 실내 위치인식시스템에 있어서 오차 발생 문제점을 초전센서를 이용하여 보완하였다. 기존의 CSS기술은 SDS-TWR(Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging) 기반의 위치인식시스템을 구현하는 기술로 사용되고 있으나 전파의 반사 및 간섭에 의해 레인징의 오차가 크게 발생하고 수신 감도가 현저하게 떨어지는 현상이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 환경적인 제약을 받는 공간에서 CSS을 이용한 SDS-TWR과 초전센서를 사용하여 수신불량과 오차를 줄여 사용자의 위치인식을 가능하도록 하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권5호
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• pp.407-412
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• 2014

최근, 스마트폰의 GPS (Global Positioning System) 및 Wi-Fi를 이용한 위치기반서비스 (Location Based Services : LBS)에 대한 관심과 수요가 국내외에서 증가하고 있다. 위치추정 실험결과, WPAN (Wireless Personal Area Network)에서 실내 위치추정의 경우 고정노드와 이동노드간의 거리 측정 시 빈번하게 많은 오차 값이 발생함을 확인하였다. 본 논문에서는 최대 측정거리 값을 이용하여 이동객체의 위치추정 성능을 향상시킬 수 있는 위치추정 보정 알고리즘 ($LCA_{MMV}$)을 제안하고, 이동노드가 이동하는 상황을 3가지 시나리오로 구성하여 실험을 통해 성능을 분석하였다. 성능분석 결과, 제안한 알고리즘의 평균 위치추정 정확도는 SDS-TWR (Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging)과 삼변측량법 보다 시나리오 1-3에서 각각 40.9cm, 77.6cm, 6.3cm 더 정확하게 측정됨을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권4B호
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• pp.309-316
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• 2012

본 논문에서는 WPAN의 NLOS(Non Line of Sight)환경에서 최소자승법을 적용한 위치인식 보정 알고리즘을 제안하고, 성능을 분석하였다. 이동 중인 이동노드의 위치인식 정확도를 향상시키기 위해 먼저 일정한 속도로 이동 중인 이동노드의 거리 값들을 SDS-TWR(Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging)로 측정 한 후 이들을 사용하여 삼각 측량법(Triangulation)으로 위치를 측정하고, 그다음 최소자승법을 적용하여 위치인식 값을 보정하였다. NLOS환경에서 실험한 결과, 삼변 측량법, 칼만필터 및 최소자승법을 적용한 경우의 위치인식 평균오차는 ${\pm}1m$, ${\pm}0.2m$, ${\pm}0.1m$로 측정됨을 확인하였다. 결론적으로 제안한 최소자승법을 적용한 위치인식 보정 알고리즘의 위치인식 정확도는 삼각측량법에 의한 위치인식 정확도 보다 평균 86.0%, 칼만필터에 의한 위치인식 정확도 보다 평균 16.0% 향상된 것이다.