• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권10호
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• pp.3534-3553
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• 2021

The low cost of Bluetooth technology has led to its wide usage in indoor positioning. However, some inherent shortcomings of Bluetooth technology have limited its further development in indoor positioning, such as the unstable positioning state caused by the fluctuation of Received Signal Strength Indicator (RSSI) and the low transmission frequency accompanied by a poor real-time performance in positioning and tracking moving targets. To address these problems, an indoor fusion positioning algorithm of Bluetooth technology and pedestrian dead reckoning (PDR) based on a particle filter with dynamic adjustment of weights calculation strategy (BPDW) will be proposed. First, an orderly statistical filter (OSF) sorts the RSSI values of a period and then eliminates outliers to obtain relatively stable RSSI values. Next, the Group-based Trilateration algorithm (GTP) enhances positioning accuracy. Finally, the particle filter algorithm with dynamic adjustment of weight calculation strategy fuses the results of Bluetooth positing and PDR to improve the performance of positioning moving targets. To evaluate the performance of BPDW, we compared BPDW with other representative indoor positioning algorithms, including fingerprint positioning, trilateral positioning (TP), multilateral positioning (MP), Kalman filter, and strong tracking filter. The results showed that BPDW has the best positioning performance on static and moving targets in simulation and actual scenes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제18권4호
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• pp.1122-1140
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• 2024

The importance of indoor positioning has grown in numerous application areas such as emergency response, logistics, and industrial automation. In ships, indoor positioning is also needed to provide services to passengers on board. Due to the complex structure and dynamic nature of ship environments, conventional positioning techniques have limitations in providing accurate positions. Compared to other indoor positioning technologies, Bluetooth 5.1-based indoor positioning technology is highly suitable for ship environments. Bluetooth 5.1 attains centimeter-level positioning accuracy by collecting In-phase and Quadrature (IQ) samples from wireless signals. However, distorted IQ samples can lead to significant errors in the final estimated position. Therefore, we propose an indoor positioning method for ships that utilizes a Deep Neural Network (DNN) combined with IQ fingerprint maps to overcome the challenges associated with accurate location detection within the ship. The results indicate that the accuracy of our proposed method can reach up to 97.76%.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권8호
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• pp.3657-3682
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• 2018

This paper presents a Bluetooth and pedestrian dead reckoning (PDR)-based indoor fusion localization approach (BtPDR) using smartphones. A Bluetooth and PDR-based indoor fusion localization approach can localize the initial position of a smartphone with the received signal strength (RSS) of Bluetooth. While a smartphone is moving, BtPDR can track its position by fusing the localization results of PDR and Bluetooth RSS. In addition, BtPDR can adaptively modify the parameters of PDR. The contributions of BtPDR include: a Bluetooth RSS-based Probabilistic Voting (BRPV) localization mechanism, a probabilistic voting-based Bluetooth RSS and PDR fusion method, and a heuristic search approach for reducing the complexity of BRPV. The experiment results in a real scene show that the average positioning error is < 2m, which is considered adequate for indoor location-based service applications. Moreover, compared to the traditional PDR method, BtPDR improves the location accuracy by 42.6%, on average. Compared to state-of-the-art Wireless Local Area Network (WLAN) fingerprint + PDR-based fusion indoor localization approaches, BtPDR has better positioning accuracy and does not need the same offline workload as a fingerprint algorithm.

• 방송공학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.790-798
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• 2021

본 논문에서는 기존의 도래각을 활용한 블루투스 기반의 측위방식에 각도 및 거리 유효성 검사를 추가하여 측위의 정확도를 개선하는 방식을 제안한다. 기존의 측위방식은 비 가시거리 환경에서 유발되는 다중경로 현상 등에 의하여 측위 값에 오차가 발생하는 현상이 발생한다. 제안된 방식은 피 측위 장치의 이동속도를 고려하여 측정될 수 있는 최대 도래각과 최소 도래각을 도출한 후 측정된 도래각이 최대 도래각과 최소 도래각 범위를 초과하는지를 검사하는 각도 유효성 검사와 측정된 피 측위 장치의 위치 및 측위 장치와의 거리가 유효거리를 초과하는지 검사하는 거리 유효성 검사를 시행하여 측위의 정확성을 제고한다. 제안된 방식과 기존 방식과의 측위 성능을 분석하기 위하여 모의실험을 실시하고, 모의실험 결과를 통해 측위 오차가 증대되는 상황에서는 기존의 방식에 비하여 각도 및 거리 유효성 검사를 통해 측위 성능이 개선됨을 확인한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.64-69
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• 2013

최근 실내 공간 사용자들을 대상으로 한 서비스의 관심이 증가하고 있다. 실내 위치추적 시스템은 다양한 무선통신 인프라를 활용하여 측위 오차의 범위를 최소화 할 수 있고 이동통신망과 결합하여 실내 측위 정확도를 향상시킬 수 있다. 하지만 환경에 상관없이 유연하게 동작하는 위치추적 시스템의 기술은 미흡한 실정이다. 따라서 체계화된 실내 위치추적 비즈니스 모델에 관한 연구가 더욱 필요한 시점이다. 본 논문의 목적은 실내 외 위치추적 시스템의 측위기술 차이점을 분류하고 실내 위치추적 시스템에 적용되는 무선통신 방식(Wi-Fi, Bluetooth, RFID, UWB, Fingerprint 등)의 기술방식과 다양한 국내 외 구축사례 및 활용사례를 연구하고 이를 통해 성공적인 실내 위치추적 시스템 모델 설정과 향후 시스템 발전방향을 제시한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.280-286
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• 2022

In order to efficiently collect data, it is essential to locate the facilities and analyze the movement data. The current technology for location collection can collect data using a GPS sensor, but GPS has a strong straightness and low diffraction and reflectance, making it difficult for indoor positioning. In the case of indoor positioning, the location is determined by using wireless network technologies such as Wifi, but there is a problem with low accuracy as the error range reaches 20 to 30 m. In this paper, using BLE 4.2 built in Raspberry Pi, we implement Bluetooth Smart Ready. In detail, a beacon was produced for Advertise, and an experiment was conducted to support the serial port for data transmission/reception. In addition, advertise mode and connection mode were implemented at the same time, and a 3-count gradual algorithm and a quadrangular positioning algorithm were implemented for Bluetooth RSSI error correction. As a result of the experiment, the average error was improved compared to the first correction, and the error rate was also improved compared to before the correction, confirming that the error rate for position measurement was significantly improved.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.302-313
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• 2018

스마트 기기의 생활화와 증강현실 활용 증가로 실내 위치 인식 시스템의 수요가 급증함에 따라, BLE(Bluetooth Lower Energy) 비콘 그리고 UWB(Ultra Wide Band) 등을 이용한 실내 측위 시스템이 개발되고 있다. 본 논문에서는 BLE Beacon을 기반으로 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용한 삼변측량(Trilateration) 기법을 사용하여 측위 플레이트(Plate)를 생성한다. 이에 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서의 방향, 속도, 이동거리 등의 데이터를 이용하여 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 측위 좌표를 산출하여 정확도를 보정한다. 또, BLE 비콘(Beacon)의 RSSI를 적용한 플레이트(Plate) 기법과 PDR 기법이 융합된 정밀 실내 측위 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제시한 알고리즘을 실제 대형 실내 경기장과 공항에 BLE 비콘을 설치, 실험하여 평균 2.2m 의 오차로 65%의 정확도가 개선됨을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.278-279
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• 2015

최근, 스마트 기기의 발전과 더불어 스마트 단말을 이용한 지능형 실내 위치 인식 서비스에 대한 관심이 증대되고 있다. 이때 실내 위치 측위 기술로서 BLE(Bluetooth Low Energy) 기술이 관심을 받고 있다. 그러나 방대한 위치 정보를 수신하는 스마트 단말에서 수집된 위치 정보의 신뢰성을 확인할 수 있는 방법은 없다. 이는 신호 간섭 등의 이유로 실내 위치 정보의 신뢰성가 떨어지기 때문이다. 본 논문에서는 iBeacon의 위치 정보로 부터 신뢰성 있는 위치 정보를 얻기 위해 수집된 빅 데이터의 관리 기법을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.352-354
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• 2016

최근 스마트 기기의 발전과 함께 실내 위치 기반 서비스의 요구가 높아지고 있다. 이를 위해 블루투스 4.0의 BLE(Bluetooth Low Energy) 스펙에 추가된 iBeacon 기술을 이용한 실내 측위 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 iBeacon과 수신 단말 사이의 거리 측정에 사용되는 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 신호는 장애물과 같은 환경적 요인으로 부정확한 거리 측정의 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 RSSI 신호의 신뢰성 증가를 위한 필터링 기술과 단말의 액세스 포인트 기능의 브로드캐스팅 신호를 이용하는 개선된 실내 측위 기법을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.270-271
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• 2015

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.