KR20190066370A - Position recognition system and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위치 인식 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 비콘의 수신 신호의 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값의 비율에 따라 도출된 가중치를 이용하여 타겟의 위치를 예측하여 타겟의 위치 예측에 대한 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있도록 한 기술에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to a position recognition system and method, and more particularly, to a position recognition system and method for predicting a position of a target by using a weight derived according to a ratio of RSSI (Received Signal Strength Indication) To a technique that can fundamentally improve the accuracy with respect to the < Desc / Clms Page number 2 >
현재까지 WSN(Wireless Sensor Networks)과 관련된 많은 기술 및 시스템들이 개발 및 연구되어 왔으며 이들을 통해 유용한 환경 정보 및 기타 서비스를 제공받을 수 있는 유비쿼터스(Ubiquitous) 환경을 구축하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다.Many technologies and systems related to WSN (Wireless Sensor Networks) have been developed and studied so far, and studies for establishing a ubiquitous environment in which useful environmental information and other services can be provided through them have been conducted.
이러한 WSN 관련 기술에서 다양한 정보의 신뢰성 및 유용성을 가지기 위해 타겟의 정보를 감지하거나 위치를 결정하는 문제와 관련된 이벤트는 매우 중요하다고 볼 수 있다. 따라서, WSN에서 센서 노드는 자신의 위치를 알고 있고, 분산된 센서 노드의 밀도 수가 높은 상태에서 위치인식 알고리즘을 적용할 시 정밀한 위치 인식이 수행되어야 한다. In this WSN related technology, the event related to the problem of detecting or locating the target information is very important in order to have reliability and usefulness of various information. Therefore, the sensor node knows its position in the WSN, and precise position recognition should be performed when the position recognition algorithm is applied in a state where the density of the dispersed sensor nodes is high.
이에 종래에 위치인식에 사용되는 알고리즘으로는 방향성을 갖는 안테나를 사용하여 수신된 신호의 입사각을 측정함으로써 위치인식을 수행하는 AoA 위치인식 알고리즘, 전파의 세기가 거리에 따라 달라지는 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 비컨과 노드간의 거리를 측정하는 RSSI 위치인식 알고리즘, 및 경도, 위도, 고도 좌표 및 시간 오차 계산을 위한 원자시계 등 최소 4개의 인공위성과의 통신을 통해 위치인식을 수행하고 삼각측량법을 기반으로 "거리 = 빛의 속도*경과시간"의 이론을 통해 GPS 수신기의 위치를 추적하는 GPS(Global Positioning System) 방식 등의 다양한 방법이 있다. As an algorithm used for position recognition in the past, an AoA position recognition algorithm for performing position recognition by measuring an incident angle of a received signal using a directional antenna, a Received Signal Strength Indicator (RSSI) ) And RSSI position recognition algorithm that measures the distance between beacon and node, and atomic clock for longitude, latitude, altitude, and time error calculation, and communicates with at least four satellites and performs triangulation And a GPS (Global Positioning System) method that tracks the position of the GPS receiver through the theory of "distance = light speed * elapsed time".
여기서, GPS 방식의 경우 실외에만 국한된 기술 이고, 실내에서 수신이 가능한 무선 송신기의 실내 위치 인식 시스템의 구축이 요구된다. Here, in the case of the GPS system, it is required to construct an indoor location recognition system of a wireless transmitter capable of indoor reception, which is a technology exclusively for outdoor use.
이에 따라 블루투스 비콘으로부터 제공받은 수신 신호의 RSSI 값을 기반으로 삼각측량 알고리즘을 이용하여 위치 정보를 도출하는 RSSI 위치인식 기술에 의한 실내 위치 인식 시스템의 경우 전파 경로의 물체에 의해 가려지거나, 불규칙한 면에 충돌할 때 경로 감쇄로 인해 오차율이 큰 문제점이 있다.Accordingly, in the case of the indoor position recognition system using the RSSI position recognition technology that derives the position information using the triangulation algorithm based on the RSSI value of the received signal provided from the Bluetooth beacon, the indoor position recognition system may be obstructed by the object in the propagation path, There is a problem that the error rate is large due to the path attenuation at the time of collision.
이에 본 출원인은 각 비컨으로부터 제공받은 수신 신호의 RSSI 값의 크기의 비율을 토대로 도출된 가중치를 고려하여 실내 물체의 위치 인식을 추정하는 방안을 제안하고자 한다.The Applicant hereby proposes a method of estimating the position recognition of an indoor object in consideration of the weight derived based on the ratio of the RSSI value of the received signal received from each beacon.
본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비콘의 수신 신호의 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값의 비율을 이용하여 도출된 가중치를 이용하여 타겟 위치를 예측함에 따라, 타겟 위치 예측에 대한 정확도를 근본적으로 향상시키고자 한 위치 인식 시스템 및 방법을 제공하고자 함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to estimate a target position using a weight derived by using a ratio of a received signal strength indication Accordingly, it is an object of the present invention to provide a position recognition system and method that fundamentally improve the accuracy of target position prediction.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 의한 위치 인식 시스템은, According to an aspect of the present invention, there is provided a position recognition system including:
실내의 소정 위치에 설치된 다수의 비콘; 및A plurality of beacons installed at predetermined positions in the room; And
상기 각 비콘의 수신 신호에 대한 RSSI 값에 대한 비를 토대로 가중치를 부여하여 타겟의 위치 거리를 예측하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a receiver for assigning weights based on a ratio of the RSSI values of the received signals of the beacons to predict the position distance of the target.
바람직하게 상기 수신기는 Preferably,
각 비콘으로부터 공급된 수신 신호에 대해 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값을 수신하는 RSSI 도출부; 각 비콘 간의 거리를 도출하는 거리 도출부; 수신된 각 비콘 간의 거리에 대해 기 수신된 RSSI 값의 비율에 따라 설정된 가중치를 부여하여 각 비콘의 간의 내분점을 도출하는 가중치 획득부; 및 각 내분점를 가지는 삼각형의 무게 중심의 위치로 타겟 위치를 예측하는 위치 인식부를 포함할 수 있다.An RSSI derivation unit for receiving a Received Signal Strength Indication (RSSI) value for a received signal supplied from each beacon; A distance derivation unit for deriving a distance between each beacon; A weight acquiring unit for assigning weights to distances between received beacons according to a ratio of previously received RSSI values to derive end points of respective beacons; And a position recognition unit for predicting the target position to the position of the center of gravity of the triangle having the respective end points.
바람직하게 상기 비콘은, 저전력 블루투스(BLE) 비콘으로 구비될 수 있다.Preferably, the beacon may be a low power Bluetooth (BLE) beacon.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 위치 인식 방법은, 실내의 소정 위치에 설치된 각각의 비콘으로부터 제공된 RSSI 값을 수신하는 단계; 및According to another aspect of the present invention, there is provided a method of recognizing a location, comprising: receiving an RSSI value provided from each beacon installed at a predetermined location in a room; And
상기 각 비콘의 수신 신호에 대한 RSSI 값에 대한 비를 토대로 가중치를 부여하여 타겟의 위치 거리를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And estimating a position distance of the target by assigning a weight based on a ratio of the RSSI value of the received signal of each beacon to the RSSI value.
바람직하게 상기 타겟의 위치 거리를 예측하는 단계는, 각 비콘으로부터 공급된 수신 신호에 대해 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값을 수신하는 RSSI 도출하는 단계; 각 비콘 간의 거리를 도출하는 거리 도출단계; 수신된 각 비콘 간의 거리에 대해 기 수신된 RSSI 값의 비율에 따라 설정된 가중치를 부여하여 각 비콘의 간의 내분점을 도출하는 가중치 획득 단계; 및 각 내분점를 가지는 삼각형의 무게 중심의 위치로 타겟 위치를 예측하는 위치 인식단계를 포함할 수 있다.Preferably, the step of predicting the location distance of the target comprises: deriving an RSSI for receiving a Received Signal Strength Indication (RSSI) value for a received signal received from each beacon; A distance derivation step of deriving a distance between each beacon; A weight acquiring step of assigning weights to distances between the received beacons according to a ratio of RSSI values previously received to derive the inner points of the respective beacons; And a position recognition step of predicting the target position to the position of the center of gravity of the triangle having each of the endpoints.
본 발명에 따르면 비콘의 수신 신호에 대한 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값의 비율을 토대로 가중치를 부여하여 타겟의 위치 거리를 예측함에 따라 기존의 삼각측량법의 사용시 RSSI 값에 오차율이 상당할 경우 타겟과의 거리가 너무 크거나 작아서 야기될 수 있는 원의 교점이 없는 경우 발생하는 타겟 위치 거리 오차율을 감소시켜 타겟 위치에 대한 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다. According to the present invention, weighting is performed based on a ratio of Received Signal Strength Indication (RSSI) values of a received signal of a beacon to estimate a position distance of a target. Accordingly, when the error rate is substantially equal to the RSSI value when using the conventional triangulation method, The target position distance error rate which occurs when there is no intersection of the circles that can be caused by the distance between the target position and the target position is too large or too small to obtain an effect that the accuracy with respect to the target position can be fundamentally improved.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 인식 시스템의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 위치 인식 시스템의 수신기의 세부적인 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 인식 시스템이 적용된 가중치 알고리즘을 수행하는 과정을 보인 예시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further understand the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a diagram illustrating a configuration of a position recognition system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a receiver of a position recognition system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a process of performing a weighting algorithm to which a position recognition system according to an embodiment of the present invention is applied.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Brief Description of the Drawings The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described hereinafter with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.When an element is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, as used herein, the term "part " refers to a hardware component such as software, FPGA or ASIC, and" part " However, "part" is not meant to be limited to software or hardware. "Part" may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play back one or more processors.
따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.Thus, by way of example, and not limitation, "part (s) " refers to components such as software components, object oriented software components, class components and task components, and processes, Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. The functions provided in the components and "parts " may be combined into a smaller number of components and" parts " or further separated into additional components and "parts ".
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description will be omitted.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 전력에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, power according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 인식 시스템의 구성을 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 수신기의 세부적인 구성을 보인 도이며, 도 3은 도 2에 도시된 가중치 알고리즘을 설명하기 위한 예시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 위치 인식 시스템(S)는 비콘의 수신 신호의 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값의 크기 비율을 이용하여 역 가중치를 부여하여 실내 위치를 예측하도록 구비될 수 있고, 이에 시스템(S)는 다수의 비콘(10) 및 수신기(20)를 포함할 수 있다. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a position recognition system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed configuration of the receiver shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating a weighting algorithm Fig. 1 to 3, the position recognition system S according to the embodiment of the present invention assigns an inverse weight value using a ratio of RSSI (Received Signal Strength Indication) value of a received signal of a beacon, And the system S may include a plurality of
다수의 비콘(10)은 실내의 서로 다른 위치에 각각 설치되며, RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 포함한다. 여기서, RSSI(Received Signal Strength Indicator)는 거리에 따라 각 물체로부터 전파의 세기를 수신기(20)로 전달하여 비컨과 물체 간의 거리를 측정한다.The plurality of
본 발명에서 설명 상의 편의를 위해 저전력 블루투스(BLE) 비콘으로 구비될 수 있으며, 초음파, 가시 광선, 등을 이용한 비콘, 다양한 주파수 대역의 RF 비콘 등 다양한 형태로 구비될 수 있으나, 이에 국한하지 아니한다.For the convenience of explanation, the present invention may be provided with a low power Bluetooth (BLE) beacon, and may be provided in various forms such as beacons using ultrasonic waves, visible rays, etc., and RF beacons having various frequency bands.
한편, 저전력 블루투스(BLE)는, 초저전력 근거리 무선 개인 통신망 기술로서, 초저전력 및 초소형 모듈로 제작 가능하여 블루투스 4.0을 지원 가능하다. 적용 범위가 50m 이하이고 저전력으로 위치 기반 서비스를 제공할 수 있는 장점을 가진다. 여기서, 저전력 블루투스 비콘의 송신 디바이스는 31 바이트 정도의 작은 데이터를 실어 전송하는 게시(adverting) 기능만을 수행한다.Meanwhile, low-power Bluetooth (BLE) is an ultra-low-power short-range wireless personal communication network technology that can be manufactured as an ultra-low-power and ultra-small module and can support Bluetooth 4.0. It has an advantage that the coverage is less than 50m and the location-based service can be provided with low power. Here, the transmitting device of the low-power Bluetooth beacon carries out only a function of carrying out adverting by transmitting small data of about 31 bytes.
한편 수신기(20)는, 다수의 비콘(10)을 포함하여 구축된 무선망을 검색하기 위한 앱이 설치되고 설치된 앱의 실행에 따라 구축된 무선망을 통해 비콘(10)로부터 공급된 RSSI 값을 수신하도록 구비될 수 있다.Meanwhile, the
이에 수신기(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, RSSI 도출부(210), 거리 도출부(220), 가중치 획득부(230), 및 위치 인식부(240)를 포함할 수 있다.2, the
여기서, RSSI 도출부(210)는 각 비콘(10)으로부터 공급된 수신 신호에 대해 RSSI 값을 수신한다. 각 비콘(10)의 수신 신호에 대한 RSSI 값은 다음 식으로부터 도출된다.Here, the RSSI
RSSI=-((10n log d))-A) … 식 1RSSI = - ((10n log d)) - A) ... Equation 1
여기서, n는 실내 공간에 대한 손실 파라메터이고, A는 각 비콘(10)과 물체간의 거리가 1m 일 때 측정된 RSSI 값이다. Where n is the loss parameter for the indoor space and A is the RSSI value measured when the distance between each
여기서, A는 각 비콘(10) 별로 1m 거리 단위로 수신된 RSSI 값의 평균치로 설정되고, 식 1로부터 손실 파라메터(n)은 도출된다.Here, A is set to an average value of RSSI values received for each
도출된 각 비콘(10)의 RSSI 값은 가중치 도출부(230)로 전달된다.The RSSI value of each derived
한편, 거리 도출부(220)는 각 비콘(10) 간의 거리(d1, d2, d3)를 도출한다. 그리고 도출된 비콘(10) 간의 거리(d1, d2, d3)는 가중치 도출부(230)로 전달된다.Meanwhile, the
가중치 도출부(230)는 수신된 각 비콘(10) 간의 거리(d1, d2, d3)에 대해 기 수신된 RSSI 값의 비율에 따라 설정된 가중치를 부여하여 각 비콘(10)의 간의 내분점을 도출한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 비콘(11)과 비콘(12) 간의 거리(d1)에 대해 각 비콘(11)(12)으로부터 제공받은 수신 신호의 RSSI 값의 비율로 내분점(r1)이 생성되고, 비콘(12)과 비콘(13) 간의 거리(d2)에 대해 각 비콘(12)(13)으로부터 제공받은 수신 신호의 각 RSSI 값의 비율로 내분점(r2)이 생성되며, 비콘(13)과 비콘(11) 간의 거리(d3)에 대해 각 비콘(13)(11)으로부터 제공받은 수신 신호의 각 RSSI 값의 비율로 내분점(r3)이 생성된다. The
그리고 가중치 획득부(230)는 각 내분점(r1, r2, r3)을 기초로 각 내분점(r1, r2, r3)를 가지는 삼각형의 무게 중심의 위치를 도출한다.Then, the
도출된 무게 중심의 위치 정보는 위치 인식부(240)로 전달되고, 위치 인식부(240)는 내분점(r1, r2, r3)를 가지는 삼각형의 무게 중심의 위치로 타겟의 위치를 예측한다. The position information of the derived center of gravity is transmitted to the
<실시예><Examples>
다수의 비콘은 측위 오차를 줄이기 위해 7m 간격으로 모서리에 배치하고 블루투스 비콘을 사용하며, RSSI 값은 수신기(20)로 전송된다.A plurality of beacons are placed at the corners at intervals of 7 m to reduce the positioning error, and the Bluetooth beacon is used, and the RSSI value is transmitted to the
이때 비콘 1 내지 비콘 6에서의 RSSI 값(A)은 1m 거리에서 수신된 RSSI 값에 대한 각 평균치로 밀폐된 공간 상에서 -58.1, -61.2, -59.7, -55.54, -59.66, -57.41 dBm 으로 측정되고, 비컨 1로부터 비콘 4에서의 RSSI 값은 열린 공간에서 -55.2, -53.8, -52.9, -50.8 dBm 으로 측정되고, 식 1로부터 도출된 소실 파라메터(n)는 밀폐 공간에서 1.79이고 열린 공간에서 1.71 로 도출된다.In this case, the RSSI value (A) in the beacons 1 to 6 is measured as -58.1, -61.2, -59.7, -55.54, -59.66, -57.41 dBm in the closed space with each average value of the RSSI value received at the distance of 1 m The RSSI value from beacon 1 to beacon 4 is measured at -55.2, -53.8, -52.9, -50.8 dBm in the open space, and the dissipation parameter (n) derived from Equation 1 is 1.79 in the closed space, 1.71.
이에 따라 밀폐 공간 및 열린 공간에서의 본 발명의 실시 예에 따른 가중치 알고리즘을 이용한 실내 측위 거리의 평균 오차 및 기존의 삼각측량 알고리즘을 이용한 실내 측위 거리의 평균 오차는 표 1 및 2로 나타낸다.Accordingly, the mean error of the indoor positioning distance using the weighting algorithm according to the embodiment of the present invention in the closed space and the open space and the average error of the indoor positioning distance using the existing triangulation algorithm are shown in Tables 1 and 2.
즉, 모서리에 비콘이 배치되는 경우 동일 벽 상의 비콘의 직사파를 수신함에 있어 어려움이 있기 때문에 근접된 비콘이 선택되고, 이에 따라 반대편 모서리에 있는 직선 신호를 수신할 확률이 높은 비콘이 선택하게 된다. 이에 따라 표 1 및 표 2를 참조하면, 모서리 부분에서의 실내 측위 거리의 평균 오차가 내부에서의 실내 측위 거리의 평균 오차 보다 크다는 것을 확인할 수 있다.That is, if a beacon is placed at an edge, a nearby beacon is selected because it is difficult to receive a direct wave of the beacon on the same wall, and a beacon having a high probability of receiving a straight line signal at the opposite corner is selected . Accordingly, it can be seen from Table 1 and Table 2 that the average error of the indoor positioning distance at the corner portion is larger than the average error of the indoor positioning distance inside.
한편, 밀폐된 공간에서 내부 평균을 비교하면, 본 발명에 의거한 가중치 알고리즘을 이용한 실내 측위 거리 오차가 기존의 삼각측량 알고리즘을 이용한 실내 측위 오차 보다 약 0.7m 정도 작음을 확인할 수 있다.On the other hand, when the internal averages are compared in the closed space, it can be confirmed that the indoor positioning distance error using the weighting algorithm according to the present invention is about 0.7 m smaller than the indoor positioning error using the conventional triangulation algorithm.
또한 열린 공간에서 내부 평균을 비교하면, RSSI 값이 먼 비콘의 경우 변화폭이 크기 때문에 오차율이 상대적으로 높은 것을 확인할 수 있고, 가중치 알고리즘을 이용한 실내 측위 거리 오차가 1m 정도 우세함을 확인할 수 있다.In addition, when the internal averages are compared in the open space, it can be seen that the error rate is relatively high because the variation range of the beacon with the RSSI value is large, and the indoor distance error using the weighting algorithm is about 1m.
본 발명의 다른 실시 예에 의해, 가중치 알고리즘을 이용한 위치 인식 방법은, 각 비콘(10)으로부터 공급된 수신 신호에 대해 RSSI 값을 수신하는 단계; 각 비콘(10) 간의 거리(d1, d2, d3)를 도출하는 단계; 수신된 각 비콘(10) 간의 거리(d1, d2, d3)에 대해 기 수신된 RSSI 값의 비율에 따라 설정된 가중치를 부여하여 각 비콘(10)의 간의 내분점을 도출하는 단계; 각 내분점(r1, r2, r3)을 기초로 각 내분점(r1, r2, r3)를 가지는 삼각형의 무게 중심의 위치를 도출하는 단계; 및 각 내분점(r1, r2, r3)를 가지는 삼각형의 무게 중심의 위치로 타겟의 위치를 예측하는 단계를 포함할 수 있고, 이러한 가중치 알고리즘을 이용한 실내 위치 인식 방법의 상기의 각 단계는 RSSI 도출부(210), 거리 도출부(220), 가중치 획득부(230), 및 위치 인식부(240)에서 수행되는 기능으로 자세한 원용은 생략한다.According to another embodiment of the present invention, a position recognition method using a weight algorithm includes receiving an RSSI value for a received signal supplied from each
이에 따라 비콘의 수신 신호에 대한 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값의 비율을 토대로 가중치를 부여하여 타겟의 위치 거리를 예측함에 따라 기존의 RSSI 값에 따라 타겟과의 거리가 너무 크거나 작아 원의 교점이 없는 경우 발생하는 타겟 위치 거리 오차율을 감소시켜 타겟 위치에 대한 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있다.Accordingly, weighting is performed based on the ratio of Received Signal Strength Indication (RSSI) value of the received signal of the beacon to estimate the position distance of the target, so that the distance from the target is too large or small according to the existing RSSI value, It is possible to radically improve the accuracy with respect to the target position.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
비콘의 수신 신호에 대한 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값의 비율을 토대로 가중치를 부여하여 타겟의 위치 거리를 예측함에 따라 기존의 삼각측량법의 이용시 RSSI 값의 오차로 인하여 야기되는 타겟과의 거리가 너무 크거나 작아 원의 교점이 없는 경우 발생하는 타겟 위치 거리 오차율을 감소시켜 타겟 위치에 대한 정확도를 근본적으로 향상시킬 수 있는 위치 인식 시스템 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 사물인터넷 기반으로 서비스를 제공하는 시스템의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.As the distance of the target is estimated based on the ratio of RSSI (Received Signal Strength Indication) value of the received signal of the beacon, the distance between the target and the target caused by the error of the RSSI value when using the conventional triangulation method is too large The accuracy and reliability of the operation of the position recognition system and the method capable of fundamentally improving the accuracy with respect to the target position by reducing the target position distance error rate generated when the intersection of the circle and the circle is small, It is possible to make a very great progress and it is possible that the system for providing service on the basis of the object Internet is not only sufficient for commercialization or sales, but also can be practically and practically used.
Claims (5)
상기 각 비콘의 수신 신호에 대한 RSSI 값에 대한 비를 토대로 가중치를 부여하여 타겟의 위치 거리를 예측하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 인식 시스템.A plurality of beacons installed at predetermined positions in the room; And
And a receiver for assigning weights based on ratios of the RSSI values of the received signals of the beacons to predict the position distance of the target.
각 비콘으로부터 공급된 수신 신호에 대해 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값을 수신하는 RSSI 도출부;
각 비콘 간의 거리를 도출하는 거리 도출부;
수신된 각 비콘 간의 거리에 대해 기 수신된 RSSI 값의 비율에 따라 설정된 가중치를 부여하여 각 비콘의 간의 내분점을 도출하는 가중치 획득부; 및
각 내분점를 가지는 삼각형의 무게 중심의 위치로 타겟 위치를 예측하는 위치 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 인식 시스템.The receiver of claim 1, wherein the receiver
An RSSI derivation unit for receiving a Received Signal Strength Indication (RSSI) value for a received signal supplied from each beacon;
A distance derivation unit for deriving a distance between each beacon;
A weight acquiring unit for assigning weights to distances between received beacons according to a ratio of previously received RSSI values to derive end points of respective beacons; And
And a position recognition unit for predicting a target position to a position of the center of gravity of the triangle having the respective endpoints.
상기 각 비콘의 수신 신호에 대한 RSSI 값에 대한 비를 토대로 가중치를 부여하여 타겟의 위치 거리를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 인식 방법.Receiving an RSSI value provided from each beacon provided at a predetermined position in a room; And
And estimating a position distance of the target by assigning a weight based on a ratio of the RSSI value of the received signal of each beacon to the RSSI value.
각 비콘으로부터 공급된 수신 신호에 대해 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값을 수신하는 RSSI 도출하는 단계;
각 비콘 간의 거리를 도출하는 거리 도출단계;
수신된 각 비콘 간의 거리에 대해 기 수신된 RSSI 값의 비율에 따라 설정된 가중치를 부여하여 각 비콘들 간의 내분점을 도출하는 가중치 획득 단계; 및
각 내분점을 꼭지점으로 가지는 삼각형의 무게 중심의 위치로 타겟 위치를 예측하는 위치 인식단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 인식 방법.
5. The method of claim 4, wherein predicting the location distance of the target comprises:
Deriving an RSSI for receiving a Received Signal Strength Indication (RSSI) value for a received signal supplied from each beacon;
A distance derivation step of deriving a distance between each beacon;
A weight acquiring step of assigning weights to distances between received beacons according to a ratio of RSSI values previously received to derive an inner point between beacons; And
And a position recognition step of predicting the target position to a position of the center of gravity of the triangle having each of the minutiae as vertexes.
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