Recently, interests on positioning system for location-based services have been significantly increased. Many indoor environment systems using fingerprint scheme have been designed to take more accuracy of positioning, but they are inefficient in adapting to change of environments. In this paper, we focus on a client-based positioning system over WLAN for decreasing installation cost and adapting to change of environments. In the proposed system, APs with stable RSSI are selected as base APs independently for each reference point. Experimental results show that proposed system expands service area approximately 20% much than traditional systems using K-NN algorithm and needs only 20% modification process to fingerprint data compare with traditional systems whenever environment conditions are changed.
최근 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 상황인식 서비스를 위한 핵심 기술로 실내 위치인식 기술이 주목받고 있다. 기존에 연구된 크리켓은 비중앙집중형 구조로 설계되어 사용자의 프라이버시를 보호하고, 확장, 유지관리가 용이하며, 하드웨어 비용이 저렴한 잇점이 있다. 이 논문에서는 RF와 초음파신호 사이의 TDOA에 기반한 크리켓 시스템보다 개선된 실내 측위시스템을 설계하였다. RF 메시지를 전송하기 위하여 ISM 대역인 2.4GHz 주파수를 사용하였다. 비콘에서 RF와 초음파를 전송하는 빈도(Beaconing frequency)는 채널 이용률을 높이기 위해 2배 높였다. 초음파 펄스 지속시간은 초음파 신호의 거리를 증가시키면서 최적화 시켰다. 또한 위치좌표를 계산하는 기능을 리스너에 내장시켰다. 실험결과 위치 업데이트율과 위치 정확도는 향상되었다.
본 논문에서는 경로감쇠에 기반한 실내 음향측위 시스템에 활용할 수 있는 실내 음향신호의 경로 감쇠 특성을 분석한다. 실내 음향시스템은 주로 25 평방미터 이내의 협소한 공간에서 적용되기 때문에 기존에 정의된 넓은 공간에서의 모형만으로는 경로감쇠에 기반한 실내음향측위 시스템을 설계할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 자유음장 모형과 더불어 실내공간의 온도와 습도, 그리고 대기의 주요구성성분의 홉음영향을 고려한 실내 음향신호 경로 감쇠 모형을 보이고, 무향실에서 실제 실험을 통해 모형의 적절성을 평가한다. 실험을 위해서 1kHz-20kHz의 단일 주파수를 갖는 감쇠정현파를 사용한다. 그리고 실험 음원으로 두개 이상의 단일 주파수를 갖는 감쇠정현파를 함게 사용할 대의 경로감쇠를 보이고, 이를 분석한다.
실내 측위를 위한 기법으로 Fingerprinting, 삼변 측량을 이용한 실내 위치 측위 방법, Wi-Fi / Bluetooth 등 장비로 얻은 정보를 활용하여 사용자의 실내 위치를 특정 하는 것이 일반적이고 대표적인 방법이다. 하지만 이러한 방법들은 실내 공간이 다수의 장비(AP, Beacon)를 설치할 수 있을 만큼의 장소가 마련되어야 한다. 본 논문에서는 폭이 좁은 건물 등 기존 방식을 적용할 수 없는 건물 구조에서 GPS 신호와 비콘 으로부터 전달된 신호를 동시에 이용하여 건물 내 사용자의 위치를 표현할 수 있는 기법을 제안한다. 또한 최단 경로 탐색을 위해 가장 대표적이고 효율적인 최단 경로 탐색 알고리즘 중의 하나인 다익스트라 알고리즘(Dijkstra Algorithm)를 적용하여 최단 경로 탐색 시스템을 설계 구현했다. 제안된 기법은 향후 건물 구조 특성을 고려한 사용자 실내 위치 측정 방법 중 하나로 고려될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 소프트웨어로 검증된 GPS 신호생성 알고리즘을 FPGA 기반으로 구현함으로써 RF레벨에서 다중 위성신호를 실시간으로 생성 가능한 GPS 신호생성기에 대해 기술한다. 탑재된 신호생성 알고리즘은 궤도 및 환경 오차 모델을 반영하고 수신기 위치를 기반으로 위성 신호를 모의한다. GPS 신호생성기 하드웨어는 16개의 위성 신호를 실시간으로 생성할 수 있는 디지털보드와 IF Data를 RF 신호로 변환해주는 아날로그보드로 구성되어 있다. Windows 기반의 신호생성 시뮬레이터를 제어하는 소프트웨어를 통해 항법신호뿐만 아니라 기만신호, 재밍신호를 생성이 가능하며 GIS 화면위에서 수신기의 경로를 편집할 수 있는 시나리오 구성 기능이 제공된다. GPS 신호생성기는 성능은 상용수신기를 이용해 검증하였다. GPS 신호생성기를 이용한 응용 예로써 실내측위 시스템을 구성하고 시험하였으며 실내측위 시스템의 정확도를 개선하는 것은 추가적인 연구를 진행하고 있다.
최근 사물 사이의 정보 소통을 가능하게 하는 사물 인터넷 기술을 이용한 지능형 실내 위치 인식서비스에 대한 관심이 증대되고 있다. 특히 스마트 기기를 이용한 실내 위치 기반 서비스에 대한 수요와 적용 사례가 활발히 이루어지고 있다. 이를 위해 실내 위치 측위 기술로서 BLE (Bluetooth Low Energy) 기술에 많은 관심이 증가되고 있다. 그러나 iBeacon이 제공하는 신호만을 이용하여 측위를 하게 되면 신호 간섭 등의 이유로 실내 위치 정보의 신뢰도는 떨어지게 된다. 본 논문에서는 iBeacon의 신호 정보로 부터 신뢰성 있는 위치 정보를 얻기 위한 데이터 수집 방법과 신뢰도 높은 위치 정보 연산 기법을 제안한다.
본 논문에서는 Zigbee 무선통신모듈과 RSS(Received Signal Strength) 측위 방식을 이용하여 다단계 TSS(Transmission Signal Strength)기술을 적용한 실내측위 시스템을 제안하고자 한다. 특히 실내공간에서 효과적으로 사용할 수 있는 확률적 알고리즘과 영역인식 알고리즘을 적용하여 위치정+확도에 대한 신뢰를 높이고자 하였다. 또한 1차원공간과 2차원 공간에서의 실험을 통해 공간의 형태에 따라 반사나, 회절, 멀티패스 등의 영향으로 변화하는 전파환경을 고려한 효과적인 측위 시스템을 확인하고자 하였다. 특히 약자나 환자에 대한 긴급 상황 발생 시 해당 위치를 찾아 신속한 대응이 필요하다. 따라서 본 연구의 측위 시스템은 교통 IT 분야에 적용하여 사용 될 수 있을 것으로 기대된다.
WiFi Fingerprinting기술의 측위 정확도에 가장 큰 영향을 주는 요인은 수신되는 신호세기(RSS)의 안정성이다. 하지만 실내 환경의 높은 복잡도로 인해 같은 위치에서도 RSS가 시간에 따라 변화하며 불안정하다. 이러한 RSS variance 문제를 해결 하기위한 다양한 연구들이 수행되었다. 하지만 기존 연구들의 경우 시스템의 복잡도가 증가하며, RSS가 급격히 변하는 경우에는 측위 성능을 보장 할 수 없다. 본 논문에서는 특수한 구조를 갖는 Neural Network설계하고 이에 최적화된 입력 Feature고안하며 이를 통해 급격한 RSS 변화에서도 성능을 보장하는 WiFi Fingerprinting 알고리즘 제안한다. 제안하는 알고리즘과 기존 알고리즘을 동일한 조건에서 시뮬레이션을 통해 비교한 결과 제안하는 알고리즘이 급격한 RSS 변화에서 상대적으로 높은 측위 정확도 보여줌을 확인 할 수 있었다.
최근 IT분야의 눈부신 발전으로 Web 3.0의 시대를 맞아 유비쿼터스 시대에 점점 다가가고 있다. 그리하여, 일반 이용자도 전문 기술자들의 지식을 인터넷이나 스마트 폰과 같은 통신매체를 통해 쉽게 습득 할 수 있게 되어, 측량과 같은 전문적인 분야도 일반 사용자가 원할 때는 언제, 어디서나 사용할 수 있도록 하기 위해 연구를 진행 하였다. 본 논문의 목적은 전파를 통해 언제, 어디서나, 누구나 지식을 요하지 않아도 정적, 동적 객체 위치 개념의 정보, 해석, 관리 등을 할 수 있는 무선 측위 네트워크를 구축하기 위해, 실내에 무선 네트워크 망을 구성하여, 1차원 또는 2차원, 장애물 투과성, 이동 객체 대상물의 측위를 통하여, U-Surveying을 위한 기초 실험을 하였다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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