KR102636085B1 - 위치 추적 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위치 추적 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템은, 각속도 센서와 가속도 센서를 구비하고 위치 추적 대상자가 지니는 대상자 단말과, 대상자 단말과 근거리 무선 통신 연결되는 비콘, 그리고 대상자 단말로부터 수신한 각속도 데이터와 가속도 데이터에 기초하여 방향 데이터 및 거리 데이터를 산출하고, 산출한 방향 데이터 및 거리 데이터에 기초하여 대상자의 현재 위치를 추적하는 서버를 포함하고, 대상자 단말은 비콘과 근거리 무선 통신 연결시, 연결된 비콘에 대한 비콘 데이터를 생성하여 서버에 송신하고, 서버는 수신한 비콘 데이터에 포함되는 비콘 위치 및 통행 방향 데이터를 기준으로 하여 대상자의 현재 위치를 추적한다. 이로 인해 본 발명은 각속도 및 가속도 데이터만으로도 추적 대상자의 현재 위치를 정확하게 추적 가능하므로, 작업 인력의 관리 효율이 향상되고 안전사고가 발생한 작업자를 조기에 발견하여 대응 가능한 효과가 있으며, 위치 추적을 위한 센서 비용 및 송신 데이터 트래픽을 저감시킬 수 있다.
Description
본 발명은 위치 추적 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 추적 대상자가 비콘에 위치시 생성한 비콘의 위치 및 통행 방향 데이터를 기준으로 하여, 추가 수신하는 각속도 및 가속도 데이터만으로도 추적 대상자의 현재 위치를 정확하게 추적 가능한 위치 추적 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 건설 및 산업 현장은 다수의 작업 인력이 투입되어 동시에 여러 작업이 진행되는 노동집약적인 산업의 장소로서, 투입되는 다수의 작업 인력에 대한 체계적이며 효과적인 안전관리가 무엇보다도 중요할 것이다.
이러한 건설 및 산업 현장에 배치되는 다수의 작업 인력은 필요에 따라 다양한 작업에 배치되며, 작업자들은 각자의 위치에서 배치된 작업을 수행하게 된다.
그런데 이러한 작업자들의 수에 비해 관리자의 수는 극히 적고, 실외 작업시 현장 관리자의 통제와 관리가 제한되는 영역이 발생하게 되어 현장 내 인력에 대한 효율적이고 정확한 관리가 이루어지지 않고 있다는 문제점이 있다.
또한, 건설 및 산업 현장은 작업 또는 현장 환경에 따른 위험성을 내재하고 있으며 작업자의 사소한 부주의에도 안전사고 발생 위험성이 높은데, 관리자 또는 다른 작업자의 시선이 닿지 않는 외진 곳에서 작업자에게 안전사고가 발생한다면, 해당 작업자의 발견이 어려워 안전사고에 대해 대응이 늦어질 수 있다는 문제점이 존재한다.
본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 추적 대상자가 비콘에 위치시 생성한 비콘의 위치 및 통행 방향 데이터를 기준으로 하여, 추가 수신하는 각속도 및 가속도 데이터만으로도 추적 대상자의 현재 위치를 정확하게 추적 가능한 위치 추적 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 추적 대상자에게 가스 센서, 온도 센서 등의 주변 환경 정보를 수집할 수 있는 각종 센서를 장착하여, 이상 지역을 판단 가능하고, 나아가서는 추적 대상자들을 이상 지역으로부터 이탈하거나 접근하지 않도록 가이드할 수 있는 위치 추적 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은, 추적 대상자의 가속도 및 각속도 변화에 기초하여 추적 대상자의 상태를 판단 가능한 위치 추적 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템은, 각속도 센서와 가속도 센서를 구비하고 위치 추적 대상자가 지니는 대상자 단말과, 대상자 단말과 근거리 무선 통신 연결되는 비콘, 그리고 대상자 단말로부터 수신한 각속도 데이터와 가속도 데이터에 기초하여 방향 데이터 및 거리 데이터를 산출하고, 산출한 방향 데이터 및 거리 데이터에 기초하여 대상자의 현재 위치를 추적하는 서버를 포함하고, 대상자 단말은 비콘과 근거리 무선 통신 연결시, 연결된 비콘에 대한 비콘 데이터를 생성하여 서버에 송신하고, 서버는 수신한 비콘 데이터에 포함되는 비콘 위치 및 통행 방향 데이터를 기준으로 하여 대상자의 현재 위치를 추적한다.
이때, 비콘은 위치 추적 대상 영역의 입구에 설치되는 제1 비콘을 포함할 수 있다.
또한, 서버는 수신한 비콘 데이터에 기초하여, 기준 위치 데이터 및 기준 방향 데이터를 포함하는 기준 데이터를 생성하는 기준 산출부와, 대상자 단말로부터 수신한 각속도 데이터에 기초하여 방향 데이터를 산출하는 방향 산출부와, 대상자 단말로부터 수신한 가속도 데이터에 기초하여 거리 데이터를 산출하는 거리 산출부, 그리고 산출한 방향 데이터와 거리 데이터를 대상자의 기준 위치 데이터 또는 직전 위치 데이터에 적용하여, 대상자의 현재 위치 데이터를 산출하는 위치 산출부를 포함할 수 있다.
또한, 기준 산출부는 수신된 초기 가속도 데이터에 기초하여 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw) 데이터를 추정하고, 추정한 롤, 피치, 요 데이터에 기초하여 기준 사원수(quaternion) 데이터를 산출할 수 있다.
또한, 방향 산출부는 수신한 각속도 데이터에 사바츠키-골레이 필터(Savgol Filter)를 적용하여 노이즈를 제거할 수 있다.
또한, 방향 산출부는 초기 또는 직전 사원수 데이터에 매드윅 필터(Madgwick Filter)를 적용하여 사원수 데이터를 산출하고, 산출한 사원수 데이터를 방향 데이터로 전환할 수 있다.
또한, 거리 산출부는 수신한 가속도 데이터에 칼만 필터(Kalman Filter)를 적용하여 노이즈를 제거할 수 있다.
또한, 거리 산출부는 노이즈를 제거한 가속도 데이터에 사바츠키-골레이 필터를 적용하여 드리프트 동향 데이터를 산출하고, 노이즈를 제거한 가속도 데이터에 드리프트 동향 데이터를 차감하여 드리프트를 제거할 수 있다.
또한, 거리 산출부는 드리프트를 제거한 가속도 데이터를 적분하여 속도 데이터를 산출하고, 산출한 속도 데이터의 드리프트를 제거할 수 있다.
또한, 거리 산출부는 속도 데이터가 양수이면 속도 데이터의 극소점 간을 연결한 극소점 기울기를 속도 데이터에 감산하고, 속도 데이터가 음수이면 속도의 극대점 간을 연결한 극대점 기울기를 속도 데이터에 감산하여, 속도 데이터의 드리프트를 제거할 수 있다.
또한, 거리 산출부는 드리프트를 제거한 속도 데이터에 보상을 적용하고, 보상을 적용한 속도 데이터를 적분하여 거리 데이터를 산출할 수 있다.
또한, 비콘은 위치 추적 대상 영역 내에 설치되는 1개 이상의 제2 비콘을 구비하고, 기준 산출부에서 제2 비콘에 따른 기준 위치 데이터를 생성하면 위치 산출부는 생성된 기준 위치 데이터에 따라 대상자의 직전 위치 데이터를 보정하여 현재 위치 데이터를 산출할 수 있다.
또한, 제2 비콘은 2개씩 매칭되어 근접 배치되고, 대상자 단말은 매칭된 2개의 제2 비콘과 연속하여 근거리 무선 통신 연결시 비콘 데이터를 생성하되 나중에 근거리 무선 통신 연결된 제2 비콘에 따른 비콘 데이터를 생성하며, 서로 간에 매칭된 2개의 제2 비콘에 대한 각각의 통행 방향 데이터는 서로 마주하는 방향의 반대 방향일 수 있다.
또한, 대상자 단말은 대상자가 착용하는 헬멧에 장착될 수 있다.
본 발명에 의하면, 추적 대상자가 비콘에 위치시 생성한 비콘의 위치 및 통행 방향 데이터를 기준으로 하여 추가 수신하는 각속도 및 가속도 데이터만으로도 추적 대상자의 현재 위치를 정확하게 추적 가능하므로, 작업 인력의 관리 효율이 향상되고 안전사고가 발생한 작업자를 조기에 발견하여 대응 가능한 효과가 있으며, 위치 추적을 위한 센서 비용 및 송신 데이터 트래픽을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 추적 대상자에게 가스 센서, 온도 센서 등의 주변 환경 정보를 수집할 수 있는 각종 센서를 장착하여 이상 지역을 판단 가능하므로, 이상 지역을 조기에 발견하여 대응할 수 있으며, 나아가서는 추적 대상자들을 이상 지역으로부터 이탈하거나 접근하지 않도록 가이드함으로써 이상 지역에 따른 인명 피해를 사전에 방지 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 추적 대상자의 가속도 및 각속도 변화에 기초하여 추적 대상자의 상태를 판단 가능하므로, 작업자의 이상 상태 발생을 조기에 판단하여 대응 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상자 단말의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘의 배치 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 비콘 배치 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 데이터 산출 과정을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 데이터 산출 과정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상자 단말의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘의 배치 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 비콘 배치 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 데이터 산출 과정을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 데이터 산출 과정을 도시한 순서도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 위치 추적 시스템에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템은 추적 대상자(예를 들면 현장의 작업자)가 비콘에 위치시 생성한 비콘의 위치 및 통행 방향 데이터를 기준으로 하여, 추가 수신하는 각속도 및 가속도 데이터만으로도 추적 대상자의 현재 위치를 정확하게 추적하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 실시예에 따른 위치 추적 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 추적 대상자(w)가 지니는 대상자 단말(10)과, 위치 추적 대상 영역에 설치되는 비콘(30), 그리고 추적 대상자(w)의 위치를 추적하는 서버(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
대상자 단말(10)은 대상자 단말(10)은 다양한 형태로 구현될 수 있는데 예를 들어 휴대폰, 무전기, 헬멧 등의 소지가 용이한 형태로 구현될 수 있으며, 또는 작은 사이즈로 제작되어 휴대폰 무전기, 헬멧 등에 장착될 수 있다. 바람직하게, 대상자 단말(10)은 위치 추적 대상자가 작업 현장에서 항시 착용해야 하는 헬멧으로 구현되거나 헬멧에 장착 가능하게 구비될 수 있다.
비콘(30)은 대상자 단말(10)이 소정 거리 이내에 접근시 근거리 무선 통신 연결되도록 구비되며, 근거리 무선 통신 연결된 대상자 단말(10)로 비콘 식별 데이터를 제공할 수 있다. 이때, 비콘(30)은 국소적으로 제한된 범위 내에 위치한 대상자 단말(10)과 근거리 무선 통신 연결되도록 연결 신호가 제한될 수 있다.
대상자 단말(10)은 비콘(30)과 근거리 무선 통신 연결되어 비콘 식별 데이터를 제공받으면 비콘 식별 데이터에 기초하여 비콘 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 생성되는 비콘 데이터에는 비콘 위치 및 통행 방향 데이터가 포함될 수 있다.
그리고 대상자 단말(10)은 네트워크(70)를 통해 서버(50)와 통신 연결되며, 비콘 데이터 생성시 생성한 비콘 데이터를 서버(50)로 송신할 수 있다. 또한, 대상자 단말(10)은 추적 대상자의 움직임에 따른 각속도 데이터와 가속도 데이터를 생성하며, 생성한 각속도 데이터와 가속도 데이터도 네트워크(70)를 통해 서버(50)로 송신할 수 있다.
이때, 대상자 단말(10)은 다수개 구비되며 대수개의 대상자 단말(10)은 위치 추적 대상자에게 개별 소지되어, 서버(50)가 다수의 추적 대상자를 동시에 추적할 수 있다. 이를 위해, 각 대상자 단말(10)에서 생성 및 송신하는 비콘 데이터, 각속도 데이터, 가속도 데이터에는 각 대상자 단말의 단말 식별 데이터가 포함될 수 있으며, 서버(50)는 단말 식별 데이터를 통해 각 데이터를 송신한 대상자 단말(10)을 식별할 수 있지만, 이러한 단말 식별 데이터를 통해 각 데이터를 송신한 대상자 단말을 식별하는 방법은 공지된 기술이므로 설명의 편의를 위해 이하에서는 대상자 단말(10)의 식별 과정에 관한 설명은 생략하기로 한다.
서버(50)는 대상자 단말(10)로부터 수신한 각속도 데이터와 가속도 데이터에 기초하여 대상자 단말(10)의 이동 방향과 이동 거리에 대한 방향 데이터 및 거리 데이터를 산출하고, 산출한 방향 데이터 및 거리 데이터에 기초하여 대상자의 현재 위치를 추적하는데, 이때, 서버(50)는 수신한 비콘 데이터에 포함되는 비콘 위치 및 통행 방향 데이터를 기준으로 하여 대상자의 현재 위치를 추적할 수 있다.
구체적으로, 서버(50)는 대상자 단말(10)로부터 비콘 데이터 수신시 비콘 데이터에 포함되는 비콘 위치 및 통행 방향 데이터에 기초하여 대상자 단말(10)에 대한 기준 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 기준 데이터에는 기준 위치 데이터 및 기준 방향 데이터가 포함될 수 있다. 그리고 서버(50)는 수신한 각속도 데이터와 가속도 데이터를 이용하여 대상자 단말(10)의 이동 방향과 이동 거리에 대한 방향 데이터 및 거리 데이터를 산출할 수 있다. 또한, 서버(50)는 기준 데이터에 산출한 방향 데이터 및 거리 데이터를 부가하여 대상자 단말(10)의 현재 위치를 추적할 수 있다. 여기서, 서버(50)는 비콘 데이터 수신시 생성한 기준 위치를 비콘 데이터 수신 시점(또는 기준 데이터 생성 시점)에서의 대상자 단말(10)의 현재 위치로 판단할 수 있으며, 대상자 단말(10)의 위치는 곧 대상자 단말(10)을 소지한 추적 대상자의 위치를 의미할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 위치 추적 시스템은, 추적 대상자가 비콘(30)에 위치시 생성한 비콘의 위치 및 통행 방향 데이터를 기준으로 하여 추가 수신하는 각속도 및 가속도 데이터만으로도 추적 대상자의 현재 위치를 추적 가능하므로, 작업 인력의 관리 효율이 향상되고 안전사고가 발생한 작업자를 조기에 발견하여 대응 가능한 효과가 있으며, 위치 추적을 위한 센서 비용 및 송신 데이터 트래픽을 저감시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상자 단말의 기능 블록도이다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 대상자 단말(10)에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 대상자 단말(10)은 비콘(30)과 근거리 무선 통신 연결되고, 비콘 데이터와 각속도 및 가속도 데이터를 생성하며, 생성한 데이터를 서버(50)로 송신할 수 있다.
이를 위해, 대상자 단말(10)은 비콘(30)과 통신 연결되는 비콘 연결부(11)와, 비콘 데이터를 생성하는 비콘 데이터 생성부(12)와, 각속도 데이터를 생성하는 각속도 센서(13)와, 가속도 데이터를 생성하는 가속도 센서(14), 그리고 네트워크(70)를 통해 서버(50)와 통신 연결되는 단말 통신부(15)를 포함하여 구성될 수 있다.
비콘 연결부(11)는 소정 거리 이내 접근한 비콘(30)과 근거리 무선 통신 연결되도록 구비될 수 있다. 여기서, 비콘 연결부(11)와 비콘(30) 간의 근거리 무선 통신 연결에는 블루투스, NFC, RFID 기술이 적용될 수 있다.
비콘 연결부(11)는 비콘(30)과 근거리 무선 통신 연결시 비콘(30)으로부터 비콘 식별 데이터를 수신할 수 있으며, 수신한 비콘 식별 데이터는 비콘 데이터 생성부(12)로 제공될 수 있다.
비콘 데이터 생성부(12)는 제공받은 비콘 식별 데이터에 기초하여 비콘 연결부(11)와 근거리 무선 통신 연결된 비콘(30)을 식별하고, 식별한 비콘(30)에 대한 비콘 데이터를 생성할 수 있다. 이때 생성한 비콘 데이터에는 상술한 바와 같이 비콘 위치 데이터와 통행 방향 데이터가 포함되는데, 비콘 위치 데이터는 비콘(30)이 위치한 위치 좌표일 수 있으며, 비콘의 통행 방향 데이터는 비콘(30)이 배치된 위치에서 추적 대상자들의 주된 통행 방향일 수 있다. 예를 들어, 비콘(30)이 작업장 입구에 배치된 경우 입구를 통해 작업장으로 들어가는 방향이 비콘의 통행 방향일 수 있다.
각속도 센서(13)는 추적 대상자의 움직임에 따른 각속도 데이터를 생성할 수 있고, 가속도 센서(14)는 추적 대상자의 움직임에 따른 가속도 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 각속도 데이터와 가속도 데이터는 연속적으로 생성될 수 있다. 여기서, 각속도 센서(13)와 가속도 센서(14)는 역할에 따라 그 구성을 구분한 것일 뿐, 하나의 센서로 통합되어 구현될 수 있다. 예를 들어 대상자 단말(10)에는 각속도 데이터와 가속도 데이터를 둘 다 생성 가능한 6축 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서가 구비될 수 있다.
단말 통신부(15)는 네트워크(70)를 통해 서버(50)와 통신 연결되며, 비콘 데이터 생성부(12), 각속도 센서(13) 및 가속도 센서(14)가 생성한 비콘 데이터, 각속도 데이터 및 가속도 데이터를 서버(50)로 송신할 수 있다. 이때, 단말 통신부(15)는, 특정 조건(비콘과 대상자 단말 간의 근거리 무선 통신 연결 조건)에서 생성되는 비콘 데이터는 생성 즉시 서버(50)로 송신할 수 있으며, 연속적으로 생성되는 각속도 데이터 및 가속도 데이터는 서버(50)로 연속적으로 전송하거나 소정 시간마다 전송할 수 있다.
한편, 대상자 단말(10)은 주변의 온도를 감지하여 온도 데이터를 생성하는 온도 센서(16)와, 주변의 가스 농도를 감지하여 가스 농도 데이터를 생성하는 가스 센서(17) 같은 주변 환경 정보를 수집 가능한 다양한 센서를 별도로 구비할 수 있으며, 생성한 온도 데이터 및 가스 농도 데이터와 같은 각종 환경 정보는 단말 통신부(15)를 통해 서버(50)로 송신할 수 있다. 서버(50)는 수신한 환경 정보에 기초하여 이상 지역을 판단하고 대응할 수 있는데, 이에 관한 구체적인 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘의 배치 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 비콘 배치 일례를 도시한 도면이다.
이하에서는 도 3 내지 4를 참조하여 비콘(30)에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
비콘(30)은 위치 추적 대상 영역(c)에 설치되며 다수개 구비될 수 있다.
도 3을 참조하면, 비콘(30)은 위치 추적 대상 영역(c)의 입구에 설치되는 제1 비콘(31)을 포함할 수 있다. 이때, 위치 추적 대상 영역(c)에 다수의 입구가 존재한다면 제1 비콘(31)은 다수개 구비되며 각 입구에 개별 배치될 수 있다. 이때, 다수개의 제1 비콘(31)은 서로 다른 비콘 식별 데이터를 갖는다.
또한, 비콘(30)은 위치 추척 영역(c)의 내부 공간에 설치되는 제2 비콘(32)을 구비할 수 있다. 제2 비콘(32)은 다수개 구비되며, 다수개의 제2 비콘(32)은 2개씩 매칭되어 근접 배치될 수 있다.
바람직하게, 추적 대상자가 통과하여 지나가면 대상자 단말(10)이, 매칭된 2개의 제2 비콘(32)에 순차적으로 근거리 무선 통신 연결 가능하도록, 매칭된 2개의 제2 비콘(32-1, 32-2)은 도 4에 도시된 것처럼 좁은 통로에 순차적으로 배치될 수 있다. 이때, 대상자 단말의 비콘 데이터 생성부(12)는 비콘 연결부(11)가 매칭된 2개의 제2 비콘(32-1, 32-2)과 연속하여 근거리 무선 통신 연결시 비콘 데이터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 비콘 데이터 생성부(12)는 소정 시간 이내에 연속하여 2개의 제2 비콘(32-1, 32-2)이 근거리 무선 통신 연결되었을 시에 비콘 데이터를 생성할 수 있다. 이때 생성하는 비콘 데이터는 2개의 제2 비콘(32-1, 32-2) 중 나중에 근거리 무선 통신 연결된 제2 비콘(32-2)에 대한 비콘 데이터일 수 있다. 또한, 서로 간에 매칭된 2개의 제2 비콘(32)에 대한 각각의 통행 방향 데이터는 서로 마주하는 방향의 반대 방향일 수 있다. 도 4를 예로하여 설명하면, 도면상에 왼쪽에 배치된 제2 비콘(32)에 대한 통행 방향 데이터는 우에서 좌로 향하는 방향이고, 도면상에 우측에 배치된 제2 비콘(32)에 대한 통행 방향 데이터는 좌에서 우로 향하는 방향일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 기능 블록도이다.
이하에서는 도 5를 참조하여 서버(50)에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 서버(50)는 대상자 단말(10)로부터 비콘 데이터, 각속도 데이터 및 가속도 데이터를 수신하며, 수신한 데이터를 이용하여 대상자의 현재 위치를 추적할 수 있다.
이를 위해, 서버(50)는 단말 통신부(15)와 통신 연결되는 서버 통신부(51)와, 기준 데이터를 생성하는 기준 산출부(52)와, 각종 데이터를 저장하는 데이터 저장부(53)와, 방향 데이터를 산출하는 방향 산출부(54)와, 거리 데이터를 산출하는 거리 산출부(55), 그리고 위치 데이터를 산출하는 위치 산출부(56)를 포함하여 구성될 수 있다.
서버 통신부(51)는 네트워크(70)를 통해 단말 통신부(15)와 통신 연결되어, 단말 통신부(15)로부터 비콘 데이터, 각속도 데이터 및 가속도 데이터를 수신할 수 있다. 서버 통신부(51)에서 수신한 비콘 데이터, 각속도 데이터 및 가속도 데이터는 기준 산출부(52), 방향 산출부(54) 및 거리 산출부(55) 중 적어도 한 곳에 제공할 수 있다.
기준 산출부(52)는 서버 통신부(51)로부터 비콘 데이터를 제공받을 수 있다. 기준 산출부(52)는 제공받은 비콘 데이터에 기초하여 대상자 단말(10)에 대한 기준 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 기준 데이터에는 기준 위치 데이터와 기준 방향 데이터가 포함되며, 기준 산출부(52)는 비콘 데이터의 비콘 위치 데이터에 따라 기준 위치 데이터를 생성하고, 기준 방향 데이터에 따라 기준 방향 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 기준 산출부(52)는 서버 통신부(51)로부터 초기 가속도 데이터를 제공받을 수 있다. 여기서 초기 가속도 데이터란 서버 통신부(51)로부터 비콘 데이터를 수신한 뒤 최초로 수신되는 가속도 데이터를 의미한다. 기준 산출부(52)는 수신된 초기 가속도 데이터에 기초하여 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw) 데이터를 추정할 수 있다. 이때, 기준 산출부(52)는 아래의 <수학식 1>에 따라 롤, 피치, 요 데이터를 추정할 수 있다.
,
그리고 기준 산출부(52)는 추정한 롤, 피치, 요 데이터에 기초하여 기준 사원수(quaternion) 데이터를 산출할 수 있다. 이때, 기준 산출부(52)는 아래의 <수학식 2>에 따라 기준 사원수 데이터를 산출할 수 있다.
상기의 과정을 통해 기준 산출부(52)에서 산출한 기준 데이터와 기준 사원수 데이터는 데이터 저장부(53)에 제공되어 저장될 수 있다. 이때, 데이터 저장부(53)에 저장되는 각 데이터에는 데이터 생성 시간 또는 데이터 저장 시간에 관한 정보가 포함될 수 있다. 그리고 데이터 저장부(53)에는 기준 산출부(52)에서 산출한 기준 데이터뿐 아니라, 방향 산출부(54), 거리 산출부(55) 및 위치 산출부(56)에서 산출한 방향 데이터, 거리 데이터 및 현재 위치 데이터가 저장될 수 있으며, 또한, 방향 산출부(54)와 거리 산출부(55)에서 방향 데이터 및 거리 데이터를 산출하는 과정에서 산출된 각종 데이터가 저장될 수 있다.
방향 산출부(54)는 서버 통신부(51)로부터 각속도 데이터를 제공받고, 제공받은 각속도 데이터에 기초하여 방향 데이터를 산출할 수 있다.
구체적으로, 방향 산출부(54)는 제공받은 각속도 데이터의 노이즈를 제거하고, 노이즈를 제거한 각속도 데이터를 이용하여 사원수 데이터를 산출하며, 산출한 사원수 데이터를 방향으로 전환하는 과정을 통해 방향 데이터를 산출할 수 있는데, 이러한 방향 산출부(54)의 방향 산출 과정에 관한 보다 구체적인 설명은 도 7를 참조하여 후술하기로 한다.
거리 산출부(55)는 서버 통신부(51)로부터 가속도 데이터를 제공받고, 제공받은 가속도 데이터에 기초하여 거리 데이터를 산출할 수 있다.
구체적으로, 거리 산출부(55)는 제공받은 가속도 데이터의 노이즈를 제거하고, 노이즈를 제거한 가속도 데이터의 드리프트를 제거하며, 드리프트를 제거한 가속도 데이터를 적분하여 속도 데이터를 산출하고, 산출한 속도 데이터에서 드리프트를 제거하며, 드리프트 제거과정에서 발생한 속도 데이터의 손실을 보상하고, 보상이 완료된 속도 데이터를 적분하는 과정을 통해 거리 데이터를 산출할 수 있는데, 이러한 거리 산출부(55)의 거리 산출 과정에 관한 보다 구체적인 설명은 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.
상기와 같은 과정을 통해 산출된 방향 데이터와 거리 데이터는 위치 산출부(56)에 제공될 수 있다. 위치 산출부(56)는 제공받은 방향 데이터와 거리 데이터를 직전 위치 데이터에 적용하여 대상자의 현재 위치 데이터를 산출할 수 있다. 이때, 직전 위치 데이터는 직전에 산출된 대상자의 현재 위치 데이터로 데이터 저장부(53)로부터 제공받을 수 있으며, 만약, 저장된 직전 위치 데이터가 존재하지 않는 경우 위치 산출부(56)는 직전 위치 데이터를 대신하여 기준 위치 데이터에 방향 데이터와 거리 데이터를 적용하여 대상자의 현재 위치 데이터를 산출할 수 있다. 즉, 기준 산출부로부터 기준 위치 데이터가 산출된 이후, 대상자의 위치가 최초 산출되는 경우에는 직전 위치 데이터를 대신하여 기준 위치 데이터가 사용될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 대상자 단말(10)에는 주변의 온도 데이터를 생성하는 온도 센서(16), 주변의 가스 농도를 감지하여 가스 농도 데이터를 생성하는 가스 센서(17)가 구비될 수 있으며, 생성한 온도 데이터와 가스 농도 데이터는 단말 통신부(15)를 통해 서버(50)로 송신할 수 있다. 그리고 서버(50)는 대상자 단말(10)로부터 수신한 온도 데이터와 가스 농도 데이터에 기초하여 대상자 단말(10) 주변의 이상 상태를 판단할 수 있다.
이를 위해, 서버(50)에는 수신한 온도 데이터와 가스 농도 데이터에 기초하여 대상자 단말(10) 주변의 이상 상태를 판단하는 상태 판단부(57)가 추가로 구비될 수 있다.
서버 통신부(51)는 단말 통신부로부터 온도 데이터와 가스 농도 데이터를 수신하며, 수신한 온도 데이터와 가스 농도 데이터를 상태 판단부(57)에 제공할 수 있다. 상태 판단부(57)는 서버 통신부(51)로부터 제공받은 온도 데이터와 가스 농도 데이터에 기초하여 이상 지역을 판단할 수 있다.
구체적으로, 상태 판단부(57)는 제공받은 온도 데이터가 정상 범위를 벗어나 소정 온도 이상이거나 또는 소정 온도 이하이면 이상 온도 상황으로 판단하고, 이상 온도 상황으로 판단되면 데이터 저장부(53)에 저장된 추적 대상자의 직전 위치 데이터에 해당하는 위치를 중심으로 하는 소정 범위의 지역을 온도 이상 지역으로 판단할 수 있다.
또한, 상태 판단부(57)는 제공받은 가스 농도 데이터가 소정 농도 이상이거나 또는 소정 농도 미만이면 이상 가스 농도 상황으로 판단하고, 이상 가스 농도 상황으로 판단되면 데이터 저장부(53)에 저장된 추적 대상자의 직전 위치 데이터에 해당하는 위치를 중심으로 하는 소정 범위 지역을 가스 농도 이상 지역으로 판단할 수 있다. 이때, 제공받은 가스 농도 데이터가 산소 농도 데이터인 경우 상태 판단부(57)는 가스 농도 데이터가 소정 농도 미만이면 이상 가스 농도 상황으로 판단하고, 제공받은 가스 농도 데이터가 일산화탄소, 이산화탄소 등의 유해 가스 데이터인 경우 상태 판단부(57)는 가스 농도 데이터가 소정 농도 이상이면 이상 가스 농도 상황으로 판단할 수 있다.
또한, 상태 판단부(57)는 이상 지역 판단시 서버 통신부(51)를 통해 대상자 단말의 단말 통신부(15)로 경고 신호를 송신할 수 있으며, 대상자 단말(10)에는 단말 통신부(15)를 통해 경고 신호 수신시 소리 또는 빛을 출력하여 경보를 발생하는 경보 발생 모듈이 별도로 구비될 수 있다.
바람직하게, 상태 판단부(57)는 이상 지역 판단시 데이터 저장부(53)에 저장된 위치 데이터에 기초하여 이상 지역으로 판단된 위치 주변에 위치하는 다른 대상자 단말(10)로도 경고 신호를 송신할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 추적 대상자에게 가스 센서, 온도 센서 등의 주변 환경 정보를 수집할 수 있는 각종 센서를 장착하여 이상 지역을 판단 가능하므로, 이상 지역을 조기에 발견하여 대응할 수 있으며, 나아가서는 추적 대상자들을 이상 지역으로부터 이탈하거나 접근하지 않도록 가이드함으로써 이상 지역에 따른 인명 피해를 사전에 방지 가능한 효과가 있다.
상태 판단부(57)는 서버 통신부(51)에서 수신한 가속도 데이터와 각속도 데이터에 기초하여 대상자 단말 이상 상태를 판단할 수 있다. 구체적으로, 상태 판단부(57)는 서버 통신부(51)에서 수신한 가속도 데이터와 각속도 데이터를 제공받고, 기준시간 동안 제공받은 가속도 데이터가 변화하지 않고 기준 시간동안 제공받은 각속도 데이터가 변화하지 않는다면 대상자 단말 이상 상태로 판단할 수 있다. 상태 판단부(57)는 대상자 단말 이상 상태로 판단시, 데이터 저장부(53)에 저장된 위치 데이터에 기초하여 대상자 단말 이상 상태로 판단한 대상자 단말(10)로 경고 신호를 송신할 수 있다. 이러한 대상자 단말 이상 상태는 해당 대상자 단말(10)을 소지한 추적 대상자가 대상자 단말(10)을 소지하지 않고 있거나(예를 들면 헬멧을 벗어놨거나) 또는 움직이지 못하는 상황을 의미할 수 있다. 따라서, 경고 신호 수신에 따른 경보 발생시, 추적 대상자가 대상자 단말(10)을 소지하지 않고 있는 상황이라면 추적 대상자는 대상자 단말(10)을 다시 소지하게 되며, 추적 대상자가 움직이지 못하는 상황이라면 주변의 다른 추적 대상자가 경보를 통해 해당 추적 대상자를 조기에 발견할 수 있다.
상기와 같이 경보가 발생하는 대상자 단말(10)을 다시 소지하였거나, 또는 다른 추적 대상자가 해당 추적 대상자를 발견하여 흔들거나 수송하는 경우 대상자 단말(10)에서는 움직임이 발생할 것이고 이로 인해 가속도 데이터 및 각속도 데이터에는 변화가 발생할 것이다. 상태 판단부(57)는 이처럼 대상자 단말 이상 상태로 판단하였던 대상자 단말에서 가속도 데이터 및 각속도 데이터의 변화가 발생하면 경고 중단 신호를 송신하도록 하여 경보 모듈에서 경보 발생이 중단되도록 할 수 있다.
바람직하게, 대상자 단말(10)이 헬멧이거나 또는 헬멧에 장착되는 경우, 데이터 저장부(53)에는 헬멧이 보관되는 보관 위치 데이터가 저장되고, 상태 판단부(57)는 데이터 저장부(53)에 저장된 데이터에 기초하여 대상자 단말(10)의 현재 위치 데이터가 보관 위치 데이터로부터 소정 거리 이내인 동안에는 해당 대상자 단말(10)에 대한 이상 상태 판단을 중단할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 추적 대상자의 가속도 및 각속도 변화에 기초하여 추적 대상자의 상태를 판단 가능하므로, 작업자의 이상 상태 발생을 조기에 판단하여 대응 가능한 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
이하에서는 도 6을 참조하여 서버(50)의 위치 추적 과정을 살펴보기로 한다. 서버 통신부(51)가 단말 통신부(15)로부터 데이터를 수신하면(S10), 기준 산출부(52)는 서버 통신부(51)로 수신된 데이터가 비콘 데이터인지 판단할 수 있다(S20).
만약, 수신된 데이터가 비콘 데이터인 경우(S20-Y), 기준 산출부(52)는 기준 데이터를 산출하며(S30), 산출한 기준 데이터 중 기준 위치 데이터를 위치 산출부(56)로 제공할 수 있다. 위치 산출부(56)는 기준 산출부(52)로부터 기준 위치 데이터를 제공받으면 제공받은 기준 위치 데이터에 따라 해당 대상자 단말(10)의 현재 위치 데이터를 산출할 수 있다(S60). 여기서, 기준 산출부(52)에서 제1 비콘(31)에 따른 기준 위치 데이터를 생성하였다면 위치 산출부(56)에서 산출한 현재 위치 데이터는 추적 대상자의 시작 위치일 것이고, 기준 산출부(52)에서 제2 비콘(32)에 따른 기준 위치 데이터를 생성하였다면 위치 산출부(56)에서 산출한 현재 위치 데이터는 기존에 추적한 위치 데이터를 보정하는 보정 위치 데이터일 것이다.
한편, 서버 통신부(51)가 수신한 데이터가 비콘 데이터가 아니라면(S20-N), 수신한 데이터는 가속도 또는 각속도 데이터일 것이며, 방향 산출부(54)는 각속도 데이터에 기초하여 방향 데이터를 산출하고(S40), 거리 산출부(55)는 가속도 데이터에 기초하여 거리 데이터를 산출할 수 있다(S50).
생성된 방향 데이터와 거리 데이터는 위치 산출부(56)로 제공되며, 위치 산출부(56)는 대상자 단말(10)의 직전 위치 데이터에 방향 데이터와 거리 데이터를 적용하여 현재 위치 데이터를 산출할 수 있다(S60).
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 데이터 산출 과정을 도시한 순서도이다.
상술한 바와 같이 방향 산출부(54)는 제공받은 각속도 데이터의 노이즈를 제거하고, 노이즈를 제거한 각속도 데이터를 이용하여 사원수 데이터를 산출하며, 산출한 사원수 데이터를 방향으로 전환하는 과정을 통해 방향 데이터를 산출할 수 있다. 이하에서는 도 7을 참조하여 방향 산출부(54)의 방향 데이터 산출 과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
방향 산출부(54)는 서버 통신부(51)에서 수신한 각속도 데이터에 사바츠키-골레이 필터(Savgol Filter)를 적용하여 노이즈를 제거할 수 있다(S41). 이때, 노이즈가 충분히 제거되도록 윈도우(window)를 작게(예를 들면 0.5초 이하) 설정하는 것이 바람직하다.
각속도 데이터의 노이즈를 제거한 방향 산출부(54)는, 데이터 저장부(53)에 저장된 직전 사원수 데이터에 매드윅 필터(Madgwick Filter)를 적용하여 사원수 데이터를 산출할 수 있다(S42). 이와 같이 매드윅 필터 적용시 사용되는 각속도 데이터는 노이즈가 제거된 각속도 데이터이며, 가속도 데이터는 서버 통신부(51)에서 수신한 가속도 데이터가 사용될 수 있다.
사원수 데이터를 산출한 방향 산출부(54)는 산출한 사원수 데이터를 방향 데이터로 전환할 수 있다(S43).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 데이터 산출 과정을 도시한 순서도이다.
상술한 바와 같이, 거리 산출부(55)는 제공받은 가속도 데이터의 노이즈를 제거하고, 노이즈를 제거한 가속도 데이터의 드리프트를 제거하며, 드리프트를 제거한 가속도 데이터를 적분하여 속도 데이터를 산출하고, 산출한 속도 데이터에서 드리프트를 제거하며, 드리프트 제거과정에서 발생한 속도 데이터의 손실을 보상하고, 보상이 완료된 속도 데이터를 적분하는 과정을 통해 거리 데이터를 산출할 수 있다. 이하에서는 도 8을 참조하여 거리 산출부(55)의 거리 데이터 산출 과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
거리 산출부(55)는 서버 통신부(51)에서 수신한 가속도 데이터에 칼만 필터(Kalman Filter)를 적용하여 노이즈를 제거할 수 있다(S51).
여기서, 칼만 필터는 상태 예측(state prediction)과 측정 업데이트(measurement update)를 반복적으로 수행하는 필터이다.
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가속도 데이터의 노이즈를 제거한 거리 산출부(55)는 노이즈를 제거한 가속도 데이터에 사바츠키-골레이 필터를 적용하여 드리프트 동향 데이터를 산출하고, 노이즈를 제거한 가속도 데이터에 드리프트 동향 데이터를 차감하여 드리프트를 제거할 수 있다(S52). 이때, 드리프트 동향 데이터 산출을 위해 사바츠키-골레이 필터를 적용할 때에는 윈도우를 크게(예를 들면 2초 이상) 설정하는 것이 바람직하다.가속도 데이터의 노이즈 및 드리프트를 제거한 거리 산출부(55)는 드리프트를 제거한 가속도 데이터를 적분하여 속도 데이터를 산출할 수 있다(S53).
그리고 속도 데이터를 산출한 거리 산출부(55)는 속도 데이터의 드리프트를 제거할 수 있다(S54). 이때, 거리 산출부(55)는 산출된 속도 데이터가 양수이면 속도 데이터의 극소점 간을 연결한 극소점 기울기를 속도 데이터에 감산하고, 속도 데이터가 음수이면 속도의 극대점 간을 연결한 극대점 기울기를 속도 데이터에 감산하여, 속도 데이터의 드리프트를 제거할 수 있다.
속도 데이터의 드리프트를 제거한 거리 산출부(55)는 드리프트 제거 과정에서의 손실값을 보상할 수 있다(S55). 이때, 거리 산출부(55)는 드리프트를 제거한 속도 데이터에 보상 상수를 곱하여 손실값을 보상할 수 있으며, 보상 상수는 반복 실험을 통해 결정 가능하다. 예를 들면, 보상 상수는 2.5로 거리 산출부(55)는 드리프트를 제거한 속도 데이터에 2.5를 곱하여 손실값을 보상할 수 있다.
마지막으로, 거리 산출부(55)는 보상이 완료된 속도 데이터를 적분하여 거리 데이터를 산출할 수 있다(S56).
상기와 같은 과정을 통해 본 발명은 본 발명에 의하면, 비콘 데이터와 각속도 및 가속도 데이터를 통해 추적 대상자의 현재 위치를 정확하게 추적 가능하며, 이로 인해 작업 인력의 관리 효율이 향상되고 안전사고가 발생한 작업자를 조기에 발견하여 대응 가능한 효과가 있으며, 위치 추적을 위한 센서 비용 및 송신 데이터 트래픽을 저감시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 대상자 단말
11: 비콘 연결부
12: 비콘 데이터 생성부
13: 각속도 센서
14: 가속도 센서
15: 단말 통신부
16: 온도 센서
17: 가스 센서
30: 비콘
31: 제1 비콘
32: 제2 비콘
50: 서버
51: 서버 통신부
52: 기준 산출부
53: 데이터 저장부
54: 방향 산출부
55: 거리 산출부
56: 위치 산출부
70: 네트워크
11: 비콘 연결부
12: 비콘 데이터 생성부
13: 각속도 센서
14: 가속도 센서
15: 단말 통신부
16: 온도 센서
17: 가스 센서
30: 비콘
31: 제1 비콘
32: 제2 비콘
50: 서버
51: 서버 통신부
52: 기준 산출부
53: 데이터 저장부
54: 방향 산출부
55: 거리 산출부
56: 위치 산출부
70: 네트워크
Claims (14)
- 각속도 센서와 가속도 센서를 구비하고, 위치 추적 대상자가 지니는 대상자 단말;
상기 대상자 단말과 근거리 무선 통신 연결되는 비콘; 및
상기 대상자 단말로부터 수신한 각속도 데이터와 가속도 데이터에 기초하여, 상기 대상자 단말의 이동 방향과 이동 거리에 대한 방향 데이터 및 거리 데이터를 산출하고, 산출한 방향 데이터 및 거리 데이터에 기초하여 대상자의 현재 위치를 추적하는 서버를 포함하고,
상기 대상자 단말은 상기 비콘과 근거리 무선 통신 연결시, 연결된 비콘에 대한 비콘 데이터를 생성하여 상기 서버에 송신하고, 상기 서버는 수신한 상기 비콘 데이터에 포함되는 비콘 위치 및 통행 방향 데이터를 기준으로 하여 대상자의 현재 위치를 추적하며,
상기 서버는
상기 대상자 단말로부터 수신한 가속도 데이터에 기초하여 거리 데이터를 산출하는 거리 산출부를 포함하고,
상기 거리 산출부는
가속도 데이터를 적분하여 속도 데이터를 산출하고,
상기 속도 데이터가 양수이면 속도 데이터의 극소점 간을 연결한 극소점 기울기를 상기 속도 데이터에 감산하고, 상기 속도 데이터가 음수이면 속도 데이터의 극대점 간을 연결한 극대점 기울기를 상기 속도 데이터에 감산하여, 상기 속도 데이터의 드리프트를 제거하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 비콘은 위치 추적 대상 영역의 입구에 설치되는 제1 비콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 제 2 항에 있어서, 상기 서버는
수신한 상기 비콘 데이터에 기초하여, 기준 위치 데이터 및 기준 방향 데이터를 포함하는 기준 데이터를 생성하는 기준 산출부;
상기 대상자 단말로부터 수신한 각속도 데이터에 기초하여 방향 데이터를 산출하는 방향 산출부; 및
산출한 상기 방향 데이터와 상기 거리 데이터를 대상자의 기준 위치 데이터 또는 직전 위치 데이터에 적용하여, 대상자의 현재 위치 데이터를 산출하는 위치 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 기준 산출부는 수신된 초기 가속도 데이터에 기초하여 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw) 데이터를 추정하고, 추정한 롤, 피치, 요 데이터에 기초하여 기준 사원수(quaternion) 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 제 4 항에 있어서,
상기 방향 산출부는 수신한 각속도 데이터에 사바츠키-골레이 필터(Savgol Filter)를 적용하여 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 방향 산출부는 초기 또는 직전 사원수 데이터에 매드윅 필터(Madgwick Filter)를 적용하여 사원수 데이터를 산출하고, 산출한 사원수 데이터를 방향 데이터로 전환하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 거리 산출부는 수신한 가속도 데이터에 칼만 필터(Kalman Filter)를 적용하여 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 7 항에 있어서,
상기 거리 산출부는 드리프트를 제거한 속도 데이터에 보상을 적용하고, 보상을 적용한 속도 데이터를 적분하여 거리 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 비콘은 위치 추적 대상 영역 내에 설치되는 1개 이상의 제2 비콘을 구비할 수 있고,
상기 기준 산출부에서 상기 제2 비콘에 따른 기준 위치 데이터를 생성하면, 상기 위치 산출부는 생성된 기준 위치 데이터에 따라 대상자의 직전 위치 데이터를 보정하여 현재 위치 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제2 비콘은 2개씩 매칭되어 근접 배치되고,
상기 대상자 단말은 매칭된 2개의 제2 비콘과 연속하여 근거리 무선 통신 연결시 비콘 데이터를 생성하되 나중에 근거리 무선 통신 연결된 제2 비콘에 따른 비콘 데이터를 생성하며, 서로 간에 매칭된 2개의 제2 비콘에 대한 각각의 통행 방향 데이터는 서로 마주하는 방향의 반대 방향인 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 대상자 단말은 상기 대상자가 착용하는 헬멧에 장착되는 것을 특징으로 하는 위치 추적 시스템.
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