RTLS(Real Time Locating System)은 사람이나 사물의 위치를 실시간으로 추적하는 시스템이다. 이 시스템에서는 RTLS 리더가 태그와 무선 통신으로 시간이나 거리 등을 측정하고, 위치 엔진은 이를 이용하여 태그의 위치를 추정한다. 하지만 사물을 위치를 추정하는 데 있어 비가시성에 따른 측정 오류는 성능에 심각한 영향용 미친다. 비자시성은 측위 시스템을 실제 환경에 적용하기 위해 반드시 일어나는 요소이며, 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 거리를 역추적하여 알맞은 리더를 찾아내는 선택법을 이용한 새로운 측위 시스템을 제안한다. 제안한 기법을 실제 구현하여 실험한 결과 기존 기법에 비해 50% 이상 향상된 것을 알 수 있었다.
The 7th International Conference on Construction Engineering and Project Management Summit Forum on Sustainable Construction and Management
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pp.210-213
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2017
The construction industry has witnessed an exponential growth of drones used in the field over the past few years. Likewise, the field of maintenance has paid increasing attention to using drones with a view to improving the efficiency of condition checks in high-rise buildings and major space. Although operators manipulate drones to inspect buildings at present, drones are expected to autonomously move around without operators in a few years. Also, for indoor maintenance, it is important for drones to find accurate locations, which is implemented by real-time locating systems(RTLS). Yet, the accuracy of RTLS varies across the types of systems and indoor settings, which warrants a locating system suitable for indoor space and a location correction system designed to improve the accuracy. Hence, the current study investigated the accuracy of real-time locating systems(RTLS) for the maintenance of indoor space of buildings with drones and delved into the methods of correcting the location information to improve the accuracy of RTLS.
RTLS(Real Time Locating Systems)는 실시간으로 대상들의 위치를 추적하고 파악하는데 사용된다. RTLS는 태그, 리더, 엔진 등으로 구성되고, 다양한 환경에 적용된다. RTLS 의 문제점 중 하나는 환경에 따라 리더를 설치하는데 제약사항이 발생할 수 있다는 것이다. 이러한 환경에서는 이동형 리더를 사용할 수 있는 기술을 개발할 필요가 있다. 이동형 리더가 많아지면 전체 리더 개수도 늘어난다. 그리고 그 중에서 일부 유용한 리더들만 선택하여 이용한다. 선택된 리더들은 RTLS의 성능에 영향을 미친다. 이 논문에서는 convex hull 알고리즘을 사용하여 좋은 리더를 선택하는 기술을 소개한다. 성능 평가 결과, 위치오차가 작고, 네트워크 오버헤드를 줄여 RTLS의 성능이 개선되었음을 보여준다.
RTLS 태그는 추적 대상이 되는 사람이나 물체에 부착되어 리더에게 주기적인 블링크를 전송하는 역할을 하며, 배터리 등의 제한된 전원에 의해 동작한다. 특히, 블링크 전송 주기는 태그의 에너지 효율에 직접적인 영향을 미치며, 태그의 이동성은 RTLS 시스템의 위치 측위 정밀도에 영향을 준다. 블링크 주기와 RTLS 시스템의 위치 측위 정밀도는 서로 상충 관계에 있으며, 본 논문에서는 태그의 에너지 효율과 RTLS 시스템의 위치 측위 정밀도를 동시에 향상시키기 위해 모션 센서를 이용하여 태그의 이동 정도를 측정하고, 이에 따라 블링크 주기를 조절하는 기법을 제안한다. 결과적으로 기존 연구 대비 40% 가량 송신 횟수를 줄이면서도 비슷한 수준의 위치 측위 정밀도를 보였다.
This paper proposes an efficient code acquisition scheme for direct-sequence spread spectrum (DSSS) based real-time locating systems (RTLS). The proposed scheme employs multiple bit integration to significantly decrease false alarms when no packet signal is transmitted and increase the detection probability when the RTLS tags are excited. The performance of the proposed code acquisition scheme is analyzed and numerically evaluated, and compared with those of single-dwell and traditional double-dwell code acquisition schemes. The simulation results show that the proposed multiple-bit integration scheme outperforms single-dwell and double-dwell schemes.
Time synchronization between distributed embedded systems in the Real Time Locating System (RTLS) based on Time Difference of Arrival (TDOA) is one of the most important factors to consider in system design. Clock jitter error between each system causes many difficulties in maintaining such a time synchronization. In this paper, we implemented a system to synchronize clocks between FPGA based distributed embedded systems using the recovery clock of CDR (clock data recovery) used in high speed serial communication to solve the clock jitter error problem. It is experimentally confirmed that the cumulative time error that occurs when the synchronization is not performed through the synchronization logic using the CDR recovery clock can be completely eliminated.
본 논문에서는 실시간 위치 추적 시스템 (RTLS: real-time locating system)을 위한 ESPRIT 기반의 초 분해능 지연 시간 추정 (super-resolution time delay estimation) 알고리즘을 개발하고 여러 가지 다중 경로 환경에서 성능을 분석한다. 지연 시간 추정을 위한 기존의 코릴레이션 방식은 다중 경로들의 지연 시간의 차이가 한 칩 이내일 경우 성능이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 대표적인 초 분해능 도래각 추정 알고리즘인 ESPRIT을 지연 시간 추정에 적용하여 주파수 영역 초 분해능 지연 시간 추정 알고리즘을 개발하고 여러 가지 다중 경로 환경에서 알고리즘의 성능을 분석한다.
RFID 기술은 대표적으로 인식, 실시간 추적, 보안 등의 분야에 적용할 수 있으며, 이중에서 실시간 추적의 경우 대상의 위치를 실시간으로 파악함으로써 흐름을 제어하고 비용을 절감할 수 있다. 최근 들어 이러한 실시간 추적의 응용으로 RTLS(Real-Time Locating System)에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 본 논문에서는 표준과의 호환성과 확장성을 고려하여 RTLS 전체 시스템을 설계하고 구현하였다. 호환성을 위해 433MHz RTLS 표준에서 제시된 프로토콜을 준수하여 시스템을 설계하고 하드웨어 상에서 구현하였다. 그리고 리더간의 무선 통신이 가능하게 함으로써 RTLS 전체 시스템을 확장시켰다. 이의 검증을 위하여 실제 야외 환경에서 태그의 위치 정확도를 측정하였고 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제시한 리더간의 데이터 전달 기법에 대해서도 성능평가를 하였다.
최근 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 발전과 함께 센서 및 RFID에 관련한 정보 인식, 위치 측위와 같은 다양한 유비쿼터스 영역에 대한 관심과 연구가 증대되고 있다. 특히, 시공간 데이터를 다루는 실시간 위치 추적 서비스 기술이 대두되고 있다. 이에, ISO/IEC에서는 실시간 위치 추적 서비스의 데이타 호환성과 상호 운용성을 위해 RTLS 표준 명세를 제시하였다. 본 논문에서는 이동 객체의 시공간 데이타 스트림에 대한 효율적인 관리와 검색을 지원하는 시공간 질의 처리 시스템을 설계 및 구현하였다. 시공간 질의 처리 시스템의 시공간 미들웨어는 끊임없이 연속으로 들어오는 시공간 데이타 스트림을 실시간으로 처리하고 시공간 DBMS간의 양방향 동기화를 지원한다. 웹 서버는 서버와 클라이언트간의 상호 운용성을 위하여 SOAP(Simple Object Access Protocol) 메시지를 사용하며, 클라이언트의 SOAP 메시지를 분석하여 시공간 미들웨어의 CQL(Continuous Query Language)로 변환하는 기능을 지원한다. 마지막으로, 본 논문에서는 실시간 위치 추적 서비스에 적용해 봄으로써 시공간 질의 처리 시스템의 효용성을 입증하였다.
본 논문에서는 다중경로 환경 하에서 ISO/IEC 24730-2 국제표준에 기반한 실시간 위치추적 시스템(Real-time Locating Systems, RTLS)의 위치 정확도를 분석한다. RTLS 수신기는 송신 데이터 검출을 위한 복조 기능뿐만 아니라 수신 신호로부터 도착시간 정보를 얻을 수 있어야 한다. 일반적으로, 다중경로 환경에서 수신 신호는 직접 경로와 간접 경로를 통해 왜곡된 형태를 갖게 된다. 이러한 다중경로 성분들은 첫 번째 도착 신호의 수신시간을 결정하는데 매우 중요한 역할을 한다. 다중경로 환경하에서 RTLS의 위치 오차를 분석하기 위해 노이즈 잡음은 고려하지 않고 두 개의 다중경로가 존재하는 환경을 고려하기로 한다. 모의실험 및 실제 실험 결과에 의하면, 두 경로 성분 간 지연 시간차가 1.125 Tc 이상에서는 위치 오차가 발생하지 않으나 0.5 Tc 이내에서는 2.4m 정도의 위치 오차가 생기게 된다. 또한 지연 시간차가 1Tc 보다 작은 경우 두 경로 성분의 분해능은 상대적인 위상 차이에 따라 크게 영향을 받음을 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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