KR102295339B1 - 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 저전력 단말 특히 고도 연산이 불가능한 저전력의 IoT 단말에 대한 측위에 있어서, 초정밀의 측위를 가능하게 하는 개선된 측위 기술(기법)을 실현하는, 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법을 개시한다.

Description

단말 측위 장치 및 단말 측위 방법{RECORDING MEDIA FOR MEASURING MOBILE LOCATION AND LOCATION MANAGEMENT APPARATUS}

본 발명은, 단말의 위치를 측정(추정)하는 측위 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저전력 단말의 측위에 있어서, 초정밀의 측위를 가능하게 하는 개선된 측위 기술에 관한 것이다.

헬스케어, 원격검침, 스마트홈, 스마트카, 스마트팜 등 다양한 분야에서 생활 속의 사물을 유무선 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 기술이 등장하여 주목 받고 있다.

이러한 사물인터넷(IoT) 기술을 기반으로 사물인터넷(IoT) 서비스를 제공하기 위한 IoT 네트워크 구조를 간단히 설명하면, 다음과 같다.

IoT 네트워크는, 주기적으로 데이터를 전송하는 사물인터넷단말(IoT 단말)과, 원격지의 IoT 단말의 데이터를 확인하고 IoT 단말을 제어하기 위한 사물인터넷용 어플리케이션(이하 IoT앱이라 함)이 설치된 고객단말과, IoT 단말 및 고객단말(IoT앱) 간을 유무선 네트워크를 통해 연결해 주는 네트워크장치(또는, IoT앱 서버), 사물인터넷단말 및 네트워크장치 사이에서 패킷 송수신을 수행하는 게이트웨이장치로 구성된다.

그리고, IoT 네트워크에서 IoT 단말이 업링크패킷을 네트워크장치로 전송하는 방식은, IoT 단말이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하고 이를 2 이상의 게이트웨이장치 즉 AP들이 수신하여 네트워크장치로 송신하는 방식이다.

아울러, IoT 네트워크에서는, 수집/센싱한 데이터를 전송하는 역할을 할 뿐인 IoT 단말에 고도의 연산(computation)을 도입하지 않고 있으며, 이는 배터리를 전력으로 사용하는 IoT 단말의 전력 운용 효율을 위한 것이기도 하다.

이에, IoT 단말과 같이 고도 연산이 불가능한 저전력 단말의 위치를 측정(추정)하기 위해서는, 대부분 BLE, WiFi 같은 무선신호의 RSSI값을 이용하여 위치를 추정하는 측위 기술을 사용하고 있다.

이러한 RSSI 기반 측위 기술의 경우, 통상 10~15m의 오차 범위를 갖기 때문에 측위 결과가 정확하지 않지만, 전력 효율이 좋기 때문에 배터리를 전력으로 사용하는 저전력 단말(IoT 단말)에서는 RSSI 기반 측위 기술을 사용할 수 밖에 없는 현실이다.

한편, RSSI 기반 측위 기술 대비 매우 작은 오차 범위를 갖는, 지자기(Magnetic)센서나 가속도센서를 이용한 지자기 기반 측위 기술이 존재한다.

하지만, IoT 단말과 같은 저전력 단말에서는, 전력 효율 측면 뿐 아니라 고도 연산이 불가능하기 때문에, 지자기 기반 측위 기술을 사용하는 것이 불가능하다.

이에, 본 발명에서는, 고도 연산이 불가능한 저전력 단말에 대해서도, 사실상 지자기 기반 측위 기술을 사용하는 것과 같은 초 정밀의 측위를 가능하게 하는, 개선된 측위 기법(기술)을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 저전력 단말 더 나아가 고도 연산이 불가능한 저전력 단말의 측위에 있어서, 초정밀의 측위를 가능하게 하는 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 단말 측위 장치는, 측위 대상이 되는 특정 단말로부터의 업링크패킷을, 상기 업링크패킷을 수신한 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신하는 수신부; 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신한 업링크패킷 각각에서, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각이 상기 특정 단말로부터의 신호 수신 시 측정한 수신세기값 및 지자기 기반의 측위 수행에 필요한 지자기 관련 데이터를 확인하는 확인부; 및 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값 및 지자기 관련 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 특정 단말에 대한 측위 절차를 수행하는 측위수행부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 특정 단말은, 저전력의 특정 통신 방식에 따라 주기적으로 송신하는 상기 업랭크패킷에, 상기 지자기 관련 데이터를 삽입하여 전송하는, 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 단말일 수 있다.

바람직하게는, 상기 지자기 관련 데이터는, 상기 특정 단말의 지자기센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여, 전송주기 내 특정 샘플링 횟수로 계산한 수직성분 지자기값들 및 수평성분 지자기값들과, 상기 특정 단말의 가속도센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여 상기 특정 단말의 이동 방식에 따라 계산한 가속도값, 상기 지자기센서에서 센싱되는 자북 방향의 센싱값 및 상기 지자기센서의 특정 면을 기준으로 계산한 이동방향값을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 측위수행부는, 기 구축한 수신세기기반 셀 맵을 토대로, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값을 이용하여 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위를 선정할 수 있다.

바람직하게는, 상기 수신세기기반 셀 맵은, 기 정의된 특정 크기 단위로 구성한 다수의 수신세기기반 셀 별로, 수신세기기반 셀에서 신호 송신 시 상기 신호 수신이 가능한 게이트웨이장치 및 상기 게이트웨이장치가 상기 신호 수신 시 측정 가능한 수신세기값의 최소값, 최대값, 평균값 중 적어도 하나와 편차값을 저장하며, 상기 측위수행부는, 상기 다수의 수신세기기반 셀 중, 신호 송신 시 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 모두가 상기 신호 수신이 가능한 수신세기기반 셀을 확인하고, 상기 확인한 수신세기기반 셀 각각에 대하여 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값을 이용하여 계산한 셀 가중치를 기초로, 상기 확인한 수신세기기반 셀 중 셀 가중치가 특정 셀 가중치값 이상인 수신세기기반 셀을, 상기 대상범위로 선정할 수 있다.

바람직하게는, 상기 측위수행부는, 상기 지자기 관련 데이터의 가속도값 및 이동방향값을 이용하여 상기 특정 단말의 이동거리를 산출하고, 상기 이동거리, 상기 지자기 관련 데이터의 이동방향값, 상기 샘플링 단위의 수직성분 지자기값들 및 수평성분 지자기값들을 이용하여, 기 선정된 대상범위에서 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 통해 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 수 있다.

바람직하게는, 기 정의된 특정 크기 단위로 구성한 다수의 지자기 셀 별로, 지자기 셀에서 측정 가능한 수직성분 및 수평성분 별 지자기값의 평균값, 최소값, 최대값, 중간값 중 적어도 하나와 편차값을 저장하는 지자기 셀 맵을 기 구축하며; 상기 측위수행부는, 상기 다수의 지자기 셀 중, 대상범위와 중첩되는 지자기 셀에 특정 개수의 파티클을 무작위로 위치시키고, 상기 샘플링 단위 마다, 상기 지자기 셀 맵 상에서 상기 이동거리를 상기 샘플링 단위로 구분한 구분이동거리 만큼, 상기 이동방향값에 따라 상기 파티클을 이동시키고, 상기 샘플링 단위 마다, 상기 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 각각에 대하여, 상기 지자기 관련 데이터의 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값, 상기 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값과 직전 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값 간의 편차, 지자기 셀의 수직성분 및 수평성분 지자기값의 평균값과 편차값을 이용하여 계산한 가중치를 부여할 수 있다.

바람직하게는, 상기 측위수행부는, 상기 특정 단말로부터의 업링크패킷이 수신될 때마다, 상기 샘플링 단위 마다 파티클을 이동 및 가중치를 부여하여 상기 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 지속하고, 상기 지속 수행되는 파티클 샘플링 알고리즘에 의해, 상기 다수의 지자기 셀 별로 부여/누적된 가중치가 기 정의된 수렴 조건을 만족하면, 가장 높은 가중치의 지자기 셀을, 상기 특정 단말에 대한 측위 결과로 출력할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 단말 측위 방법은, 측위 대상이 되는 특정 단말로부터의 업링크패킷을, 상기 업링크패킷을 수신한 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신하는 수신단계; 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신한 업링크패킷 각각에서, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각이 상기 특정 단말로부터의 신호 수신 시 측정한 수신세기값 및 지자기 기반의 측위 수행에 필요한 지자기 관련 데이터를 확인하는 확인단계; 및 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값 및 지자기 관련 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 특정 단말에 대한 측위 절차를 수행하는 측위수행단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 지자기 관련 데이터는, 상기 특정 단말의 지자기센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여, 전송주기 내 특정 샘플링 횟수로 계산한 수직성분 지자기값들 및 수평성분 지자기값들과, 상기 특정 단말의 가속도센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여 상기 특정 단말의 이동 방식에 따라 계산한 가속도값, 상기 지자기센서에서 센싱되는 자북 방향의 센싱값 및 상기 지자기센서의 특정 면을 기준으로 계산한 이동방향값을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 측위수행단계는, 기 구축한 수신세기기반 셀 맵을 토대로, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값을 이용하여 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위를 선정하는 단계를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 측위수행단계는, 상기 지자기 관련 데이터의 가속도값 및 이동방향값을 이용하여 상기 특정 단말의 이동거리를 산출하고, 상기 이동거리, 상기 지자기 관련 데이터의 이동방향값, 상기 샘플링 단위의 수직성분 지자기값들 및 수평성분 지자기값들을 이용하여, 기 선정된 대상범위에서 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 통해 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 수 있다.

바람직하게는, 기 정의된 특정 크기 단위로 구성한 다수의 지자기 셀 별로, 지자기 셀에서 측정 가능한 수직성분 및 수평성분 별 지자기값의 평균값, 최소값, 최대값, 중간값 중 적어도 하나와 편차값을 저장하는 지자기 셀 맵을 기 구축하며; 상기 측위수행단계는, 상기 다수의 지자기 셀 중, 대상범위와 중첩되는 지자기 셀에 특정 개수의 파티클을 무작위로 위치시키고, 상기 샘플링 단위 마다, 상기 지자기 셀 맵 상에서 상기 이동거리를 상기 샘플링 단위로 구분한 구분이동거리 만큼, 상기 이동방향값에 따라 상기 파티클을 이동시키고, 상기 샘플링 단위 마다, 상기 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 각각에 대하여, 상기 지자기 관련 데이터의 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값, 상기 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값과 직전 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값 간의 편차, 지자기 셀의 수직성분 및 수평성분 지자기값의 평균값과 편차값을 이용하여 계산한 가중치를 부여할 수 있다.

바람직하게는, 상기 측위수행단계는, 상기 특정 단말로부터의 업링크패킷이 수신될 때마다, 상기 샘플링 단위 마다 파티클을 이동 및 가중치를 부여하여 상기 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 지속하고, 상기 지속 수행되는 파티클 샘플링 알고리즘에 의해, 상기 다수의 지자기 셀 별로 부여/누적된 가중치가 기 정의된 수렴 조건을 만족하면, 가장 높은 가중치의 지자기 셀을, 상기 특정 단말에 대한 측위 결과로 출력할 수 있다.

이에, 본 발명에 따른 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법에 의하면, 저전력 단말 특히 고도 연산이 불가능한 저전력 단말의 측위에 있어서, 초정밀의 측위를 가능하게 효과를 도출한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 단말 측위 환경을 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 측위 장치의 구성을 보여주는 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에서 활용하는 수신세기기반(BLE) 셀 맵 및 지자기 셀 맵의 개념을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명에서 기자기 기반 측위 시 파티클(particle) 이동 및 자중치를 부여하는 예를 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 측위 방법의 흐름을 보여주는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 단말 측위 환경을 보여주는 예시도이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명이 적용되는 단말 측위 환경에서는, 측위 대상이 되는 단말(10), 단말로부터의 업링크패킷을 수신하여 전달하는 게이트웨이장치, 그리고 본 발명의 핵심 구성인 단말측위장치(100)를 포함할 수 있다.

여기서, 측위 대상이 되는 단말(10)은, 배터리를 전력으로 사용하는 저전력 단말이면 가능하고, 구체적인 예를 들면 배터리를 전력으로 사용하여 저전력으로 운용되는 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 단말인 것이 바람직하다.

따라서, 도 1에 도시된 단말 측위 환경은, IoT 네트워크 구조를 가지게 된다.

즉, 본 발명이 적용되는 단말 측위 환경은, 주기적으로 데이터(업링크패킷)를 전송하는 IoT 단말(10)과, IoT 단말(10)의 데이터를 기반으로 측위되는 IoT 단말(10)의 위치를 확인하고 더 나아가 IoT 단말(10)을 제어할 수 있는 사물인터넷용 어플리케이션(이하 IoT앱이라 함)이 설치된 고객단말과, IoT 단말(10) 및 고객단말(IoT앱) 간을 유무선 네트워크를 통해 연결해 주는 네트워크장치(또는, IoT앱 서버)와, IoT 단말(10) 및 네트워크장치 사이에서 패킷 송수신을 수행하는 게이트웨이장치로 구성된다고 할 수 있다.

여기서, 본 발명의 핵심 구성인 단말측위장치(100)는, 네트워크장치(또는, IoT앱 서버)일 수도 있고, 네트워크장치(또는, IoT앱 서버)와 연동하는 별도의 장치일 수도 있다.

그리고, IoT 단말(10)은 형태가 다양할 수 있는데, 본 발명에서는 IoT 단말 중에서도 카드 형태의 스마트 태그인 것으로 가정하여 설명하겠다.

또한, 단말(10) 즉 IoT 단말의 일종인 스마트 태그(10)는, 전력 운용 효율을 위해, 고도의 연산(computation)을 도입하지 않고 있다.

아울러, 게이트웨이장치는, 저전력의 특정 통신 방식, 예컨대 블루투스(Bluetooth, BLE), WiFi 같은 근거리 무선통신을 기반으로 패킷(무선신호)를 송수신하는 AP(Access Point)일 수 있고, 또는 기지국장치일 수도 있다.

다만, 본 발명에서는, 측위를 위한 패킷을 송수신하는 게이트웨이장치로서, BLE로 통신하는 AP를 가정하여 설명하겠다.

이러한 단말(10) 즉 IoT 단말의 일종인 스마트 태그(10)는, 주기적으로 측위를 위한 업링크패킷을 송신할 것이다.

이에, 스마트 태그(10) 주변에서 스마트 태그(10)의 업링크패킷을 수신하는 적어도 하나의 게이트웨이장치1,2,3 예컨대 AP1,2,3은, 스마트 태그(10)의 업링크패킷을 단말측위장치(100)로 전달하게 된다.

이때, 스마트 태그(10)가 송신하는 업링크패킷은, BLE advertising packet일 것이다.

그리고, 단말측위장치(100)가 네트워크장치(또는, IoT앱 서버)인 경우라면, 단말측위장치(100)는, 스마트 태그(10)의 업링크패킷을 AP1,2,3로부터 수신할 것이다.

한편, 단말측위장치(100)가 네트워크장치(또는, IoT앱 서버)와 연동하는 별도의 장치인 경우라면, 단말측위장치(100)는, 스마트 태그(10)의 업링크패킷을 AP1,2,3로부터 수신한 네트워크장치(또는, IoT앱 서버)로부터 전달받아 수신할 것이다.

본 발명에서는, 단말측위장치(100)가 네트워크장치(또는, IoT앱 서버)인 경우이든 또는 네트워크장치(또는, IoT앱 서버)와 연동하는 별도의 장치인 경우이든, 상관 없으므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 스마트 태그(10)의 업링크패킷을 AP1,2,3로부터 수신하는 것으로 가정하여 설명하겠다.

기존에는, IoT 단말과 같이 고도 연산이 불가능한 저전력 단말의 위치를 측정(추정)하기 위해서는, 대부분 BLE, WiFi 같은 무선신호의 RSSI값을 이용하여 위치를 추정하는 측위 기술을 사용하고 있다.

전술한 바와 같이, IoT 단말(10) 즉 스마트 태그(10)가 송신한 업링크패킷을 AP1,2,3가 수신하여 전달하는 경우를 언급하여, RSSI 기반 측위 기술을 간단히 설명하면 다음과 같다.

AP1,2,3 각각은, 스마트 태그(10)의 업링크패킷 수신 시 수신세기값 즉 RSSI(Received signal strength indication)값을 측정하고, 스마트 태그(10)의 업링크패킷을 전달할 때 자신이 측정한 RSSI값을 포함(또는 같이)시켜 전달한다.

이때, AP1,2,3 각각 및 스마트 태그(10) 사이의 거리에 따라, 각 AP에서 측정되는 RSSI값은 달라질 것이다.

기존 측위장치에서는, AP1,2,3 각각을 통해 수신한 스마트 태그(10)의 업링크패킷 각각에서, 각 AP가 스마트 태그(10)에 대하여 측정한 RSSI값을 알 수 있다.

이에, 기존 측위장치에서는, AP1,2,3 각각이 스마트 태그(10)에 대하여 측정한 RSSI값들을 이용하여, 기 정의된 위치 측위 연산에 따라 측위 절차를 수행하고 수행 결과를 측위 결과 즉 스마트 태그(10)의 측정(추정)한 위치로서 출력한다.

헌데, 전술과 같은 RSSI 기반 측위 기술의 경우, 통상 10~15m의 오차 범위를 갖기 때문에 측위 결과 즉 추정한 위치가 정확하지 않다.

하지만, 저전력 단말(IoT 단말)에서는, RSSI 기반 측위 기술의 경우 전력 효율이 좋기 때문에, RSSI 기반 측위 기술을 사용할 수 밖에 없는 현실이다.

한편, RSSI 기반 측위 기술 대비 매우 작은 오차 범위를 갖는, 지자기(Magnetic)센서나 가속도센서를 이용한 지자기 기반 측위 기술이 존재한다.

하지만, IoT 단말과 같은 저전력 단말에서는, 전력 효율 측면 뿐 아니라 고도 연산이 불가능하기 때문에, 지자기 기반 측위 기술을 사용하는 것이 불가능하였다.

이에, 본 발명에서는, IoT 단말과 같이 고도 연산이 불가능한 저전력 단말에 대해서도, 사실상 지자기 기반 측위 기술을 사용하는 것과 같은 초 정밀의 측위를 가능하게 하는, 개선된 측위 기법(기술)을 제안하고자 한다.

이하에서는, 도 2를 참조하여, 본 발명에서 제안하는 개선된 측위 기법을 실현하는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 측위 장치의 구성을 설명하겠다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 측위 대상이 되는 특정 단말로부터의 업링크패킷을, 상기 업링크패킷을 수신한 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신하는 수신부(110)와, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신한 업링크패킷 각각에서, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각이 상기 특정 단말로부터의 신호 수신 시 측정한 수신세기값 및 지자기 기반의 측위 수행에 필요한 지자기 관련 데이터를 확인하는 확인부(120)와, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값 및 지자기 관련 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 특정 단말에 대한 측위 절차를 수행하는 측위수행부(130)를 포함한다.

측위 대상이 되는 특정 단말은, 도 1에 도시된 바와 같이, 고도 연산이 불가능한 저전력 단말 즉 IoT 단말(10)이며, 이하에서는 IoT 단말의 일종인 스마트 태그(10)로 언급하여 설명하겠다.

아울러, 게이트웨이장치는, 설명의 편의 상 전술과 마찬가지로 BLE로 통신하는 AP를 가정하여 설명하겠다.

우선, 본 발명에서는, 측위 대상이 되는 특정 단말 즉 스마트 태그(10)는, 지자기센서 및 가속도센서를 구비하는 것을 전제로 한다.

이에, 스마트 태그(10)는, 지자기센서 및 가속도센서를 기반으로 지자기 관련 데이터를 주기적으로 전송하는 것을 기본으로 한다.

물론, 스마트 태그(10)는, 기존에 사용하는 RSSI 기반 측위 기술을 위한 업링크패킷 즉 BLE advertising packet을 송신하기 위한, BLE센서 역시 여전히 구비할 것이다.

이에, 본 발명에서는, 특정 단말 즉 스마트 태그(10)가, 저전력의 특정 통신 방식, 예컨대 BLE 통신 방식에 따라 BLE센서를 통해 주기적으로 발생/송신하는 업링크패킷 즉 BLE advertising packet에 지자기 관련 데이터를 삽입하여 전송함으로써, 지자기 관련 데이터를 주기적으로 전송하는 것이 바람직하다.

이 경우, 업링크패킷 즉 BLE advertising packet을 송신하는 주기와, 지자기 관련 데이터를 전송하는 전송주기는 동일한 것이다.

구체적으로 설명하면, 규격상 BLE Advertising packet은, 31byte로 정의되기 때문에, 이 BLE Advertising packet을 활용하여 추가적으로 전송하는 지자기 관련 데이터를 최소화 하는 것이 중요하다.

이에, 본 발명에서는, 스마트 태그(10)가 후술할 단말측위장치(100)에서 스마트 태그(10)에 대한 지자기 기반 측위 수행을 위해 필요한 최소한의 사이즈로 구성한 지자기 관련 데이터를, BLE Advertising packet에 삽입하는 것이 중요할 것이다.

예를 들면, 지자기 관련 데이터는, 특정 단말 즉 스마트 태그(10)의 지자기센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여, 전송주기 내 특정 샘플링 횟수로 계산한 수직성분 지자기값들 및 수평성분 지자기값들과, 스마트 태그(10)의 가속도센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여 스마트 태그(10)의 이동 방식에 따라 계산한 가속도값, 지자기센서에서 센싱되는 자북 방향의 센싱값 및 지자기센서의 특정 면을 기준으로 계산한 이동방향값을 포함할 수 있다.

이하에서는, 전송주기를 1초로 가정하고, 특정 샘플링 횟수를 3회로 가정하여 설명하겠다.

구체적으로 설명하면, 지자기 관련 데이터에는, 수직성분 지자기값들(Bv1,2,3) 및 수평성분 지자기값들(Bh1,2,3)이 포함된다.

수직성분 지자기값 Bv1,2,3(각 2byte)는, 스마트 태그(10)의 지자기센서에서 센싱된 센싱값 즉 x, y, z 값을 중력 가속도를 이용하여 계산한 중력 방향(수직 방향)의 지자기값을 2byte 정수로 변환한 값으로서, Bv1은 첫번째(1회차) 샘플링된 중력 방향(수직 방향)의 지자기값에 대응되며, Bv2는 두번째(2회차) 샘플링된 중력 방향(수직 방향)의 지자기값에 대응되며, Bv3은 세번째(3회차) 샘플링된 중력 방향(수직 방향)의 지자기값에 대응된다.

수평성분 지자기값 Bh1,2,3(각 2byte)는, 스마트 태그(10)의 지자기센서에서 센싱된 센싱값 즉 x, y, z 값을 중력 가속도를 이용하여 계산한 중력과 직교되는 방향(수평 방향)의 지자기값을 2byte 정수로 변환한 값으로서, Bh1은 첫번째(1회차) 샘플링된 중력 방향(수직 방향)의 지자기값에 대응되며, Bh2는 두번째(2회차) 샘플링된 중력 방향(수직 방향)의 지자기값에 대응되며, Bh3은 세번째(3회차) 샘플링된 중력 방향(수직 방향)의 지자기값에 대응된다.

또한, 지자기 관련 데이터에는, 특정 단말 즉 스마트 태그(10)의 이동 방식에 따라 계산한 가속도값이 포함된다.

가속도값 A1,2,3(각 1byte)은, 수직성분 지자기값들(Bv1,2,3) 및 수평성분 지자기값들(Bh1,2,3) 산출 시, 샘플링한 원시 가속도(중력 가속도 포함된 가속도) 세기 및 중력 가속도(9.81m/s2)를 이용하여 계산한 가속도값을 8bit로 변환한 값으로서, A1은 첫번째(1회차) 샘플링 경우의 값에 대응되며, A2는 두번째(3회차) 샘플링 경우의 값에 대응되며, A3은 세번째(3회차) 샘플링 경우의 값에 대응된다.

여기서, 가속도값 A1,2,3를 산출하는 산출 방식은, 스마트 태그(10)의 이동 방식에 따라 달라질 수 있는데, 예를 들면 스마트 태그(10)가 사람이 소지한 채로 이동될 경우 스마트 태그(10)의 이동 방식은 "도보이동"이므로 사람의 도보에 따라 설계된 산출 방식(수식, 인자 등)으로 가속도값 A1,2,3가 산출될 것이며, 스마트 태그(10)가 바퀴가 달린 장치에 부착된 채로 이동될 경우 스마트 태그(10)의 이동 방식은 "바퀴이동"이므로 장치의 바퀴에 따라 설계된 산출 방식(수식, 인자 등)으로 가속도값 A1,2,3가 산출될 것이다.

또한, 지자기 관련 데이터에는, 특정 단말 즉 스마트 태그(10)이 이동한 방향을 의미하는 이동방향값이 포함된다.

이동방향값 N_Dir (1 byte)은, 특정 단말 즉 스마트 태그(10)의 지자기센서에서 센싱된 자북의 방향의 센싱값 및 지자기센서의 특정 면(예: 센서칩의 상부면)을 기준으로 계산한 방향값을 의미한다.

아울러, 지자기 관련 데이터는, 전술한 수직성분 지자기값 Bv1,2,3, 수평성분 지자기값 Bh1,2,3, 가속도값 A1,2,3, 이동방향값 N_Dir 외에도, 지자기 관련 데이터의 시퀀스넘버를 포함할 것이며, 추가적으로 보정용 지자기값 DM1,2,3을 더 포함할 수도 있다.

보정용 지자기값 DM1,2,3(각 2byte)은, 특정 단말 즉 스마트 태그(10)에서 전송한 지자기 관련 데이터가 단말 측위 장치(100)에 미 수신될 경우, 미 수신된 지자기 관련 데이터의 핵심인 수직성분 지자기값 Bv1,2,3, 수평성분 지자기값 Bh1,2,3 대신 사용하여 측위를 수행할 수 있도록 하기 위한, 보정용 지자기값을 의미한다.

여기서, PMi를 이전 전송주기 i번째 샘플링의 지자기세기, CMi는 현재 전송주기 i번째 샘플링의 지자기세기라고 할 때, DM1 = PM2-PM1, DM2 = PM3-PM2, DM3 = CM1-PM3로 산출된다. 그리고, i번째 샘플링의 지자기세기는,

로 계산된다.

이렇게, 본 발명에서는, 고도 연산이 불가능한 저전력 단말(IoT 단말)이 직접 지자기 기반 측위를 수행하는 대신, 망 단에서 단말(IoT 단말)에 대한 지자기 기반 측위를 수행할 수 있게 하는 지자기 관련 데이터를, 단말(IoT 단말)이 기존에 주기적으로 송신하는 저전력의 업링크패킷(예: BLE advertising packet)을 활용하여 주기적으로 망 단에서 전송할 수 있게 된다.

망 단에서 단말(IoT 단말)에 대한 지자기 기반 측위를 수행하는 본 발명의 단말 측위 장치(100) 특히 수신부(110)는, 측위 대상이 되는 특정 단말 즉 스마트 태그(10)로부터 주기적으로 송신되는 업링크패킷(BLE Advertising packet)을, 해당 업링크패킷을 수신한 적어도 하나의 게이트웨이장치 예컨대 AP1,2,3로부터 전달받아 수신한다.

이하에서는, 주기적으로 송신되어 수신되는 스마트 태그(10)의 업링크패킷 중, 금번 수신된 업링크패킷을 기준으로 설명한다.

확인부(120)는, 적어도 하나의 게이트웨이장치 즉 AP1,2,3으로부터 수신한 업링크패킷 각각에서, AP1,2,3 각각이 특정 단말 즉 스마트 태그(10)부터의 신호 수신 시 측정한 수신세기값 및 지자기 기반의 측위 수행에 필요한 지자기 관련 데이터를 확인한다.

구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이, 스마트 태그(10)가 송신하는 업링크패킷(BLE Advertising packet)에는, 지자기 기반 측위 수행을 위해 필요한 최소한의 사이즈로 구성한 지자기 관련 데이터(예: 수직성분 지자기값 Bv1,2,3, 수평성분 지자기값 Bh1,2,3, 가속도값 A1,2,3, 이동방향값 N_Dir 등)이 포함되어 있다.

아울러, 스마트 태그(10)의 업링크패킷을 수신하는 AP1,2,3 각각은, 스마트 태그(10)의 업링크패킷 수신 시 수신세기값 즉 RSSI값을 측정하고, 스마트 태그(10)의 업링크패킷을 단말 측위 장치(100)로 전달할 때 자신이 측정한 RSSI값을 포함시켜 전달한다.

이에, 확인부(120)는, AP1,2,3으로부터 수신한 업링크패킷 각각에서, AP1,2,3 각각이 측정한 수신세기값 즉 RSSI값과 지자기 관련 데이터를 확인할 수 있다.

측위수행부(130)는, 적어도 하나의 게이트웨이장치 즉 AP1,2,3 각각의 RSSI값 및 지자기 관련 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 스마트 태그(10)에 대한 측위 절차를 수행한다.

이하에서는, 측위수행부(130)가 스마트 태그(10)에 대하여 수행하는 측위 절차를 구체적으로 설명하겠다.

측위수행부(130)는, 기 구축한 수신세기기반 셀 맵을 토대로, 금번 업링크패킷에서 확인한 AP1,2,3 각각의 수신세기값(RSSI값)을 이용하여, 스마트 태그(10)에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위를 선정한다.

본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 수신세기기반 셀 맵 및 후술할 지자기 셀 맵을 구축 및 저장하는 맵 구축/저장부(140)를 더 포함할 수 있다.

물론, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 별도의 구축장치에서 구축된 수신세기기반 셀 맵 및 지자기 셀 맵을 저장만 할 수도 있고, 수신세기기반 셀 맵 및 지자기 셀 맵이 저장된 DB와 연동만 하는 것도 가능할 것이다.

수신세기기반 셀 맵(143, 이하 BLE 셀 맵이라 함)은, 기 정의된 특정 크기 단위로 구성한 다수의 수신세기기반 셀(이하, BLE 셀) 별로, 해당 BLE 셀에서 신호 송신 시 상기 신호 수신이 가능한 게이트웨이장치(이하, AP) 및 해당 AP가 상기 신호 수신 시 측정 가능한 수신세기값(RSSI값)의 최소값, 최대값, 평균값 중 적어도 하나와 편차값을 저장한다.

도 3은, BLE 셀 맵의 개념을 간단히 도시하고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, BLE 셀 맵(143)은, 기 정의된 특정 크기(예: 3m * 3m) 단위로 구성한 다수의 BLE 셀 별로, 충분히 많은 횟수로 수행되는 정보구축용 스마트 태그 이동을 기반으로 수집/구축된 AP정보 및 RSSI정보를 저장한다.

여기서, AP정보는, BLE 셀에서 측정된 AP들을 식별할 수 있는 정보(예: AP MAC)로서, 해당 BLE 셀에서 신호 송신 시 상기 신호 수신이 가능한 AP들을 의미한다.

여기서, RSSI정보는, 해당 BLE 셀에서 측정된 각 AP가 측정한 수신세기값(RSSI값)들을 기반으로 계산된, 각 AP 별 수신세기값(RSSI값)의 최소값, 최대값, 평균값 중 적어도 하나와 편차값을 의미한다.

한편, 지자기 셀 맵(146)은, 기 정의된 특정 크기 단위로 구성한 다수의 지자기 셀 별로, 지자기 셀에서 측정 가능한 수직성분 및 수평성분 별 지자기값의 평균값, 최소값, 최대값, 중간값 중 적어도 하나와 편차값을 저장한다.

도 4는, 지자기 셀 맵의 개념을 간단히 도시하고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 지자기 셀 맵(146)은, 기 정의된 특정 크기(예: 50cm * 50cm) 단위로 구성한 다수의 지자기 셀 별로, 충분히 많은 횟수로 수행되는 정보구축용 스마트 태그 이동을 기반으로 수집/구축된 지자기정보를 저장한다.

여기서, 지자기정보는, 지자기 셀에서 측정된 수직성분 지자기값의 평균값, 최소값, 최대값, 중간값 중 적어도 하나와 편차값, 수평성분 지자기값의 평균값, 최소값, 최대값, 중간값 중 적어도 하나와 편차값을 의미한다.

이에, 측위수행부(130)는, 기 구축한 BLE 셀 맵(143)을 토대로, AP1,2,3 각각의 RSSI값을 이용하여, 스마트 태그(10)에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위를 선정한다.

먼저, 측위수행부(130)는, AP1,2,3 각각의 RSSI값을 이용하여, 스마트 태그(10)가 위치하는 건물 및 층을 판단할 수도 있다.

예를 들면, 측위수행부(130)는, AP DB(미도시)와 연동하여, AP1,2,3이 속하는 건물 및 층을 검색하고, AP1,2,3 각각의 RSSI값 크기에 따른 가중치를 고려하여 스마트 태그(10)가 위치하는 건물 및 층을 판단할 수 있다.

이후, 측위수행부(130)는, 앞서 판단한 건물 및 층을 전제로, BLE 셀 맵(143)을 토대로, AP1,2,3 각각의 RSSI값을 이용하여 스마트 태그(10)에 대한 대상범위를 선정하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 측위수행부(130)는, BLE 셀 맵(143)에 구축된 다수의 수신세기기반 셀(다수의 BLE 셀) 중, 신호 송신 시 AP1,2,3 모두가 상기 신호 수신이 가능한 BLE 셀을 확인한다.

즉, 측위수행부(130)는, BLE 셀 맵(143)에 구축된 다수의 BLE 셀 증, AP1,2,3 모두를 AP정보에 포함하고 있는 BLE 셀을 찾는 것이다.

그리고, 측위수행부(130)는, 확인한 BLE 셀 각각에 대하여 AP1,2,3 각각의 RSSI값을 이용하여 셀 가중치를 계산하고, 계산한 각 BLE 셀 별 셀 가중치를 근거로 셀 가중치가 특정 셀 가중치값 이상인 BLE 셀을, 스마트 태그(10)에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위로 선정할 수 있다.

이렇게 되면, 본 발명에서는, 단말 측위 장치(100)가 단말(IoT 단말)에 대한 지자기 기반 측위를 수행하기에 앞서 지자기 기반 측위를 수행할 대상범위를 선정/한정할 수 있기 때문에, 후술할 지자기 기반 측위 과정의 연산들을 간소화시킬 수 있다.

아울러, 본 발명에서는, 향후 AP들의 배치 간격이 가까워지고 RSSI값의 정확도가 높아질 수록, 대상범위를 선정/한정함으로써 얻어지는 이점이 더욱 커질 것이다.

이하에서는, 측위수행부(130)가 스마트 태그(10)에 대하여 지자기 기반 측위를 수행하는 과정을 구체적으로 설명하겠다.

측위수행부(130)는, 금번 업링크패킷에서 확인한 지자기 관련 데이터의 가속도값 및 이동방향값을 이용하여 특정 단말 즉 스마트 태그(10)의 이동거리를 산출(예측)한다.

예를 들어 스마트 태그(10)의 이동 방식이 "도보이동"이라고 가정하고 지자기 관련 데이터에 가속도값으로서 전송주기(1초) 내 3회 샘플링된 가속도값 A1,2,3가 포함되고, 이동방향값 N_Dir이 포함된다고 가정한다.

이 경우, 사람은 전송주기의 시간(1초) 단위로 평균 얼마의 속도로 평균 몇 걸음 이동하는지 기 정의되고, 사람의 1회 도보(한 걸음) 시 평균 70cm 이동한다고 가정할 때, 측위수행부(130)는, 가속도값 A1,2,3 및 이동방향값 N_Dir을 이용하여, 전송주기의 시간(1초) 동안 스마트 태그(10)의 이동거리를 산출(예측)할 수 있다.

그리고, 측위수행부(130)는, 앞서 산출한 이동거리, 지자기 관련 데이터의 이동방향값N_Dir, 샘플링 단위의 수직성분 지자기값들(Bv1,2,3) 및 수평성분 지자기값들(Bh1,2,3)을 이용하여, 앞서 선정된 대상범위에서 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 통해 스마트 태그(10)에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 측위수행부(130)는, 우선 지자기 셀 맵(146)을 구성하는 다수의 지자기 셀 중 앞서 선정된 대상범위와 중첩되는 지자기 셀만을 대상으로 하여, 특정 개수(예: 100)의 파티클을 무작위로 위치시켜, 파티클 샘플링 알고리즘을 시작한다.

그리고, 측위수행부(130)는, 샘플링 단위 마다, 지자기 셀 맵(146) 상에서 앞서 산출한 이동거리를 샘플링 단위로 구분한 구분이동거리(이동거리/3) 만큼 이동방향값N_Dir에 따라 파티클을 이동시킨다.

이때, 측위수행부(130)는, 샘플링 단위 마다, 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 각각에 대하여, 금번 지자기 관련 데이터의 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값, 상기 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값과 직전 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값 간의 편차, 지자기 셀의 수직성분 및 수평성분 지자기값의 평균값과 편차값을 이용하여 계산한 가중치를 부여한다.

도 5는, 지자기 셀 맵(146)에서, t1에 파티클이 무작위로 위치된 일부 지자기 셀의 지자기정보를 개념적으로 도시하고 있다.

도 5에서 각 지자기 셀에 기재된 숫자는 해당 지자기 셀에 대한 수직성분 또는 수평성분 지자기값의 평균값을 나타내고, ()에 기재된 숫자는 해당 지자기 셀에 대한 수직성분 또는 수평성분 지자기값의 편차값을 의미한다.

이하에서는, 설명의 편의 상 도 5에 도시된 숫자를 수평성분 지자기값의 평균값 및 편차값인 것으로 설명하고, 수평성분 지자기값을 기준으로 파티클 이동 및 가중치를 부여하는 과정을 설명하겠다.

구체적으로, 금번 수신한 업링크패킷에서 첫번째 샘플링 단위(t1)을 기준으로, 특정 개수(예: 100)의 파티클을 무작위로 위치시킨다고 가정하여 설명하겠다.

이 경우, 금번 수신한 업링크패킷의 지자기 관련 데이터에서 확인된 수평성분 지자기값 Bh1은, 52라고 가정하겠다.

측위수행부(130)는, 금번 수신한 업링크패킷에서 두번째 샘플링 단위(t2)을 기준으로, 특정 개수(예: 100)의 파티클을 구분이동거리(이동거리/3) 만큼 이동방향값N_Dir에 따라 이동시킨다.

이하에서는 설명의 편의 상, 이동방향값N_Dir은 북쪽, 구분이동거리는 50cm(1개 지자기 셀), 그리고 금번 수신한 업링크패킷의 지자기 관련 데이터에서 확인된 수평성분 지자기값 Bh2는 54라고 가정하겠다.

이렇게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 파티클들이 북쪽(위)으로 지자기 셀 한칸을 이동하게 된다.

이 경우, 측위수행부(130)는, 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 각각에 대하여, 금번 지자기 관련 데이터의 현재 샘플링 단위(두번째 샘플링 단위(t2))의 수평성분 지자기값 Bh2, 현재 샘플링 단위(두번째 샘플링 단위(t2))의 수평성분 지자기값 Bh2과 직전 샘플링 단위(첫번째 샘플링 단위(t1))의 수평성분 지자기값 Bh1 간의 편차, 지자기 셀의 수평성분 지자기값의 평균값과 편차값을 이용하여 가중치를 계산한다.

지자기 셀에 대한 가중치 계산 시 영향을 미치는 가중치 인자는 크게 2가지로 구분할 수 있는데, 하나는 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀의 수평성분 지자기값의 평균값 및 편차값을 기준으로 하는 수용범위에 속하면 평균값에 가까울수록 큰 값으로 계산되고 수용범위를 벗어나면 평균값에서 멀어질수록 작은 값으로 계산되는 가중치 인자(이하, 지자기값 일치정도에 따른 가중치 인자)이다.

또 다른 하나는, 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀의 수평성분 지자기값의 평균값 및 직전 지자기 셀의 수평성분 지자기값의 평균값 간의 편차와, 현재 샘플링 단위의 수평성분 지자기값과 직전 샘플링 단위의 수평성분 지자기값 간의 편차가, 서로 동일할 수록 큰 값으로 서로 다를수록 작은 값으로 계산되는 가중치 인자(이하, 편차 일치정도에 따른 가중치 인자)이다.

전술한 바와 같이, 현재 샘플링 단위(두번째 샘플링 단위(t2))의 수평성분 지자기값 Bh2은 54, 직전 샘플링 단위(첫번째 샘플링 단위(t1))의 수평성분 지자기값 Bh1는 52이므로, 현재 샘플링 단위(두번째 샘플링 단위(t2))의 수평성분 지자기값 Bh2과 직전 샘플링 단위(첫번째 샘플링 단위(t1))의 수평성분 지자기값 Bh1 간의 편차는, +2이다.

이에, 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 a의 경우, 현재 샘플링 단위(두번째 샘플링 단위(t2))의 수평성분 지자기값 Bh2은 54이고, 지자기 셀 a의 수용범위는 49~55이므로, 이를 토대로 지자기값 일치정도에 따른 가중치 인자가 계산될 것이다. 또한, 샘플링 단위의 수평성분 지자기값 간의 편차는 +2이고, 지자기 셀 a 및 직전 지자기 셀의 수평성분 지자기값의 평균값 간의 편차는 0으로 서로 상이하므로, 이를 토대로 편차 일치정도에 따른 가중치 인자가 계산될 것이다.

한편, 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 b의 경우, 현재 샘플링 단위(두번째 샘플링 단위(t2))의 수평성분 지자기값 Bh2은 54이고, 지자기 셀 b의 수용범위는 53~59이므로, 이를 토대로 지자기값 일치정도에 따른 가중치 인자가 계산될 것이다. 또한, 샘플링 단위의 수평성분 지자기값 간의 편차는 +2이고, 지자기 셀 b 및 직전 지자기 셀의 수평성분 지자기값의 평균값 간의 편차는 +2로 동일하므로, 이를 토대로 편차 일치정도에 따른 가중치 인자가 계산될 것이다.

반면, 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 c의 경우, 현재 샘플링 단위(두번째 샘플링 단위(t2))의 수평성분 지자기값 Bh2은 54이고, 지자기 셀 c의 수용범위는 53~59이므로, 이를 토대로 지자기값 일치정도에 따른 가중치 인자가 계산될 것이다. 또한, 샘플링 단위의 수평성분 지자기값 간의 편차는 +2이고, 지자기 셀 c 및 직전 지자기 셀의 수평성분 지자기값의 평균값 간의 편차는 -4로 상이하므로, 이를 토대로 편차 일치정도에 따른 가중치 인자가 계산될 것이다.

이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 a,b,c 각각을 보면, 지자기 셀 a,b,c 각각의 수평성분 지자기값의 평균값은 수평성분 지자기값 Bh2인 54와 모두 +2 또는 -2 차이가 나므로, 지자기값 일치정도에 따른 가중치 인자는 동일한 값으로 계산될 것이다.

반면, 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 a,b,c 각각을 보면, 지자기 셀 b의 경우 편차가 +2로 동일하고, 지자기 셀 c의 경우 편차가 -4로 가장 크게 다르고, 지자기 셀 a의 경우 편차가 0이므로, 편차 일치정도에 따른 가중치 인자는 지자기 셀 b가 가장 큰 값으로 계산되고, 지자기 셀 c가 가장 작은 값으로 계산되고, 지자기 셀 a가 그 사이의 값으로 계산될 것이다.

따라서, 측위수행부(130)는, 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 a,b,c 각각에 대하여, 지자기 셀 b에 가장 큰 가중치를 계산/부여할 수 있고, 지자기 셀 a에 낮은 가중치를 계산/부여할 수 있고, 지자기 셀 c에 가장 낮은 가중치를 계산 및 부여할 수 있다.

이후, 측위수행부(130)는, 금번 수신한 업링크패킷에서 세번째 샘플링 단위(t3)을 기준으로, 특정 개수(예: 100)의 파티클을 구분이동거리(이동거리/3) 만큼 이동방향값N_Dir에 따라 이동시킬 것이다.

그리고, 측위수행부(130)는, 다시 전술한 바와 같이 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 각각에 대하여, 가중치를 계산 및 부여할 것이다.

이후, 측위수행부(130)는, 다음 수신한 업링크패킷에서 첫번째 샘플링 단위(t4)을 기준으로, 특정 개수(예: 100)의 파티클을 구분이동거리(이동거리/3) 만큼 이동방향값N_Dir에 따라 이동시킬 것이다.

그리고, 측위수행부(130)는, 다시 전술한 바와 같이 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 각각에 대하여, 가중치를 계산 및 부여할 것이다.

한편, 전술에서는, 설명의 편의를 위해, 지자기 셀의 수평성분 지자기값(평균값, 편차값) 및 업링크패킷에서 확인한 수평성분 지자기값을 언급하여, 파티클 이동 및 가중치를 부여하는 과정을 설명하였을 뿐이다.

즉 측위수행부(130)는, 지자기 셀의 수직성분 지자기값(평균값, 편차값) 및 업링크패킷에서 확인한 수직성분 지자기값을 기준으로, 전술과 동일하게 파티클 이동 및 가중치를 부여하는 과정을 수행할 것이다.

이처럼, 측위수행부(130)는, 특정 단말 즉 스마트 태그(10)로부터의 업링크패킷이 수신될 때마다, 샘플링 단위 마다 파티클을 이동 및 가중치를 부여하여 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 지속하게 된다.

이에, 측위수행부(130)는, 지속 수행되는 파티클 샘플링 알고리즘에 의해, 지자기 셀 맵(146)을 구성하는 다수의 지자기 셀 별로 부여/누적된 가중치가 기 정의된 수렴 조건을 만족하면, 가장 높은 가중치의 지자기 셀을, 특정 단말 즉 스마트 태그(10)에 대한 측위 결과로 출력할 수 있다.

여기서, 수렴 조건은, 파티클 샘플링 알고리즘에서 정의하기에 따라서 다양할 수 있으며, 본 발명에서는 이 수렴 조건을 특정 조건으로 제한하지 않아도 될 것이다.

즉, 측위수행부(130)는, 파티클 샘플링 알고리즘에 따라 샘플링 단위 마다 파티클을 이동 및 가중치를 부여하는 과정을 반복하는 중, 다수의 지자기 셀 별로 부여/누적된 가중치가 기 정의된 수렴 조건을 만족하면, 가장 높은 가중치의 지자기 셀(예: 셀 중앙의 좌표)를 측위 결과 즉 스마트 태그(10)의 측정(추정)한 위치로서 출력할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 단말의 전력 효율을 저하시키지 않으면서 단말에서 센싱한 지자기 관련 데이터를 주기적으로 전송할 수 있는 전송구조를 실현하고, 이러한 전송구조를 기반으로 단말측위장치가 단말에 대하여 RSSI 기반 측위 기술 및 지자기 기반 측위 기술을 접목함으로써 연산 과정은 간소화시키되 측위 결과의 정확도는 현저히 향상시키는, 개선된 측위 기술(기법)을 실현할 수 있다.

이에, 본 발명에 따르면, 저전력 단말 특히 고도 연산이 불가능한 저전력의 IoT 단말에 대한 측위에 있어서, 초정밀의 측위를 가능하게 효과를 도출한다.

이하에서는, 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 측위 방법을 설명하겠다. 다만, 설명의 편의를 위해 전술의 도 1 내지 도 5에서 언급한 참조번호를 언급하여 설명하도록 하겠다.

본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, BLE 셀 맵 및 지자기 셀 맵을 구축하여 저장한다(S100).

도 3에 도시된 바와 같이, BLE 셀 맵(143)은, 기 정의된 특정 크기(예: 3m * 3m) 단위로 구성한 다수의 BLE 셀 별로, 충분히 많은 횟수로 수행되는 정보구축용 스마트 태그 이동을 기반으로 수집/구축된 AP정보 및 RSSI정보를 저장한다.

여기서, AP정보는, BLE 셀에서 측정된 AP들을 식별할 수 있는 정보(예: AP MAC)로서, 해당 BLE 셀에서 신호 송신 시 상기 신호 수신이 가능한 AP들을 의미한다.

여기서, RSSI정보는, 해당 BLE 셀에서 측정된 각 AP가 측정한 수신세기값(RSSI값)들을 기반으로 계산된, 각 AP 별 수신세기값(RSSI값)의 최소값, 최대값, 평균값 중 적어도 하나와 편차값을 의미한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 지자기 셀 맵(146)은, 기 정의된 특정 크기(예: 50cm * 50cm) 단위로 구성한 다수의 지자기 셀 별로, 충분히 많은 횟수로 수행되는 정보구축용 스마트 태그 이동을 기반으로 수집/구축된 지자기정보를 저장한다.

여기서, 지자기정보는, 지자기 셀에서 측정된 수직성분 지자기값의 평균값, 최소값, 최대값, 중간값 중 적어도 하나와 편차값, 수평성분 지자기값의 평균값, 최소값, 최대값, 중간값 중 적어도 하나와 편차값을 의미한다.

본 발명에서 측정 대상이 되는 단말 예컨대 스마트 태그(10)는, BLE 통신 방식에 따라 BLE센서를 통해 주기적으로 발생/송신하는 업링크패킷 즉 BLE advertising packet에 지자기 관련 데이터를 삽입하여 전송함으로써, 지자기 관련 데이터(예: 수직성분 지자기값 Bv1,2,3, 수평성분 지자기값 Bh1,2,3, 가속도값 A1,2,3, 이동방향값 N_Dir 등)를 주기적으로 전송한다.

스마트 태그(10)의 업링크패킷을 수신하는 AP1,2,3 각각은, 스마트 태그(10)의 업링크패킷 수신 시 수신세기값 즉 RSSI값을 측정하고, 스마트 태그(10)의 업링크패킷을 단말 측위 장치(100)로 전달할 때 자신이 측정한 RSSI값을 포함시켜 전달한다.

이에, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, 스마트 태그(10)가 주기적으로 송신하는 업링크패킷을 AP1,2,3으로부터 수신하게 된다(S110).

본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, AP1,2,3 각각으로부터 수신하는 스마트 태그(10)의 업링크패킷에서, 지자기 관련 데이터(예: 수직성분 지자기값 Bv1,2,3, 수평성분 지자기값 Bh1,2,3, 가속도값 A1,2,3, 이동방향값 N_Dir 등)와 AP1,2,3 각각이 측정한 수신세기값 즉 RSSI값을 확인할 수 있다(S120).

이에, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, S120단계에서 확인한 AP1,2,3 각각의 RSSI값 및 지자기 관련 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 스마트 태그(10)에 대한 측위 절차를 수행한다.

보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, 기 구축한 BLE 셀 맵(143)을 토대로, AP1,2,3 각각의 RSSI값을 이용하여, 스마트 태그(10)에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위를 선정한다(S130).

예를 들면, 단말 측위 장치(100)는, AP DB(미도시)와 연동하여, AP1,2,3이 속하는 건물 및 층을 검색하고, AP1,2,3 각각의 RSSI값 크기에 따른 가중치를 고려하여 스마트 태그(10)가 위치하는 건물 및 층을 판단할 수 있다.

그리고, 단말 측위 장치(100)는, 앞서 판단한 건물 및 층을 전제로, BLE 셀 맵(143)을 토대로, AP1,2,3 각각의 RSSI값을 이용하여 스마트 태그(10)에 대한 대상범위를 선정하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 단말 측위 장치(100)는, BLE 셀 맵(143)에 구축된 다수의 수신세기기반 셀(다수의 BLE 셀) 중, 신호 송신 시 AP1,2,3 모두가 상기 신호 수신이 가능한 BLE 셀을 확인한다.

그리고, 단말 측위 장치(100)는, 확인한 BLE 셀 각각에 대하여 AP1,2,3 각각의 RSSI값을 이용하여 셀 가중치를 계산하고, 계산한 각 BLE 셀 별 셀 가중치를 근거로 셀 가중치가 특정 셀 가중치값 이상인 BLE 셀을, 스마트 태그(10)에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위로 선정할 수 있다.

이후, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, 금번 업링크패킷에서 확인한 지자기 관련 데이터의 가속도값 및 이동방향값을 이용하여 특정 단말 즉 스마트 태그(10)의 이동거리를 산출(예측)한다(S140).

예를 들어 스마트 태그(10)의 이동 방식이 "도보이동"이라고 가정하고 지자기 관련 데이터에 가속도값으로서 전송주기(1초) 내 3회 샘플링된 가속도값 A1,2,3가 포함되고, 이동방향값 N_Dir이 포함된다고 가정한다.

이 경우, 사람은 전송주기의 시간(1초) 단위로 평균 얼마의 속도로 평균 몇 걸음 이동하는지 기 정의되고, 사람의 1회 도보(한 걸음) 시 평균 70cm 이동한다고 가정할 때, 단말 측위 장치(100)는, 가속도값 A1,2,3 및 이동방향값 N_Dir을 이용하여, 전송주기의 시간(1초) 동안 스마트 태그(10)의 이동거리를 산출(예측)할 수 있다.

그리고, 본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, S140단계에서 산출한 이동거리, 지자기 관련 데이터의 이동방향값N_Dir, 샘플링 단위의 수직성분 지자기값들(Bv1,2,3) 및 수평성분 지자기값들(Bh1,2,3)을 이용하여, S130단계에서 선정한 대상범위에서 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 통해 스마트 태그(10)에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 수 있다.

구체적으로, 단말 측위 장치(100)는, 지자기 셀 맵(146)을 구성하는 다수의 지자기 셀 중 앞서 선정된 대상범위와 중첩되는 지자기 셀만을 대상으로 하여, 특정 개수(예: 100)의 파티클을 무작위로 위치시켜, 파티클 샘플링 알고리즘을 시작한다(S150).

그리고, 단말 측위 장치(100)는, 샘플링 단위 마다, 지자기 셀 맵(146) 상에서 앞서 산출한 이동거리를 샘플링 단위로 구분한 구분이동거리(이동거리/3) 만큼 이동방향값N_Dir에 따라 파티클을 이동시킨다(S150).

이때, 단말 측위 장치(100)는, 샘플링 단위 마다, 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 각각에 대하여, 금번 지자기 관련 데이터의 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값, 상기 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값과 직전 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값 간의 편차, 지자기 셀의 수직성분 및 수평성분 지자기값의 평균값과 편차값을 이용하여 계산한 가중치를 부여한다(S160).

본 발명의 단말 측위 방법에 따르면, 단말 측위 장치(100)는, 스마트 태그(10)로부터의 업링크패킷이 수신될 때마다, 샘플링 단위 마다 파티클을 이동 및 가중치를 부여하여 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 지속하게 된다.

즉, 단말 측위 장치(100)는, 파티클 샘플링 알고리즘에 따라 샘플링 단위 마다 파티클을 이동 및 가중치를 부여하는 과정을 반복하는 중, 다수의 지자기 셀 별로 부여/누적된 가중치가 기 정의된 수렴 조건을 만족하면(S170 Yes), 가장 높은 가중치의 지자기 셀(예: 셀 중앙의 좌표)를 측위 결과 즉 스마트 태그(10)의 측정(추정)한 위치로서 출력할 수 있다(S180).

그리고, 단말 측위 장치(100)는, 다수의 지자기 셀 별로 부여/누적된 가중치가 기 정의된 수렴 조건을 만족하지 않으면(S170 No), S110단계로 진입하여 다음 수신되는 스마트 태그(10)로부터의 업링크패킷에 대하여 이후 S120 내지 S160단계를 수행하여 샘플링 단위 마다 파티클을 이동 및 가중치를 부여하여 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 지속하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 저전력 단말 특히 고도 연산이 불가능한 저전력의 IoT 단말에 대한 측위에 있어서, 초정밀의 측위를 가능하게 효과를 도출한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단말 측위 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

본 발명의 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법에 따르면 저전력 단말 특히 고도 연산이 불가능한 저전력의 IoT 단말에 대한 측위에 있어서, 초정밀의 측위를 가능하게 하는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100 : 단말 측위 장치
110 : 수신부 120 : 확인부
130 : 측위수행부 140 : 맵 구축/저장부

Claims (14)

1. 측위 대상이 되는 특정 단말로부터의 업링크패킷을, 상기 업링크패킷을 수신한 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신하는 수신부;
   상기 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신한 업링크패킷 각각에서, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각이 상기 특정 단말로부터의 신호 수신 시 측정한 수신세기값 및 지자기 기반의 측위 수행에 필요한 지자기 관련 데이터를 확인하는 확인부; 및
   상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값 및 지자기 관련 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 특정 단말에 대한 측위 절차를 수행하는 측위수행부를 포함하며;
   상기 측위수행부는,
   상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값을 이용하여 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위를 선정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 특정 단말은,
   저전력의 특정 통신 방식에 따라 주기적으로 송신하는 상기 업링크패킷에 상기 지자기 관련 데이터를 삽입하여 전송하는, 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 단말인 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지자기 관련 데이터는,
   상기 특정 단말의 지자기센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여, 전송주기 내 특정 샘플링 횟수로 계산한 수직성분 지자기값들 및 수평성분 지자기값들과,
   상기 특정 단말의 가속도센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여 상기 특정 단말의 이동 방식에 따라 계산한 가속도값,
   상기 지자기센서에서 센싱되는 자북 방향의 센싱값 및 상기 지자기센서의 특정 면을 기준으로 계산한 이동방향값을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 측위수행부는,
   기 구축한 수신세기기반 셀 맵을 토대로, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값을 이용하여 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위를 선정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 수신세기기반 셀 맵은,
   기 정의된 특정 크기 단위로 구성한 다수의 수신세기기반 셀 별로, 수신세기기반 셀에서 신호 송신 시 상기 신호 수신이 가능한 게이트웨이장치 및 상기 게이트웨이장치가 상기 신호 수신 시 측정 가능한 수신세기값의 최소값, 최대값, 평균값 중 적어도 하나와 편차값을 저장하며,
   상기 측위수행부는,
   상기 다수의 수신세기기반 셀 중, 신호 송신 시 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 모두가 상기 신호 수신이 가능한 수신세기기반 셀을 확인하고,
   상기 확인한 수신세기기반 셀 각각에 대하여 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값을 이용하여 계산한 셀 가중치를 기초로, 상기 확인한 수신세기기반 셀 중 셀 가중치가 특정 셀 가중치값 이상인 수신세기기반 셀을, 상기 대상범위로 선정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 측위수행부는,
   상기 지자기 관련 데이터의 가속도값 및 이동방향값을 이용하여 상기 특정 단말의 이동거리를 산출하고,
   상기 이동거리, 상기 지자기 관련 데이터의 이동방향값, 상기 샘플링 단위의 수직성분 지자기값들 및 수평성분 지자기값들을 이용하여, 기 선정된 대상범위에서 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 통해 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   기 정의된 특정 크기 단위로 구성한 다수의 지자기 셀 별로, 지자기 셀에서 측정 가능한 수직성분 및 수평성분 별 지자기값의 평균값, 최소값, 최대값, 중간값 중 적어도 하나와 편차값을 저장하는 지자기 셀 맵을 기 구축하며;
   상기 측위수행부는,
   상기 다수의 지자기 셀 중, 대상범위와 중첩되는 지자기 셀에 특정 개수의 파티클을 무작위로 위치시키고,
   상기 샘플링 단위 마다, 상기 지자기 셀 맵 상에서 상기 이동거리를 상기 샘플링 단위로 구분한 구분이동거리 만큼, 상기 이동방향값에 따라 상기 파티클을 이동시키고,
   상기 샘플링 단위 마다, 상기 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 각각에 대하여, 상기 지자기 관련 데이터의 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값, 상기 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값과 직전 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값 간의 편차, 지자기 셀의 수직성분 및 수평성분 지자기값의 평균값과 편차값을 이용하여 계산한 가중치를 부여하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 측위수행부는,
   상기 특정 단말로부터의 업링크패킷이 수신될 때마다, 상기 샘플링 단위 마다 파티클을 이동 및 가중치를 부여하여 상기 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 지속하고,
   상기 지속 수행되는 파티클 샘플링 알고리즘에 의해, 상기 다수의 지자기 셀 별로 부여/누적된 가중치가 기 정의된 수렴 조건을 만족하면, 가장 높은 가중치의 지자기 셀을, 상기 특정 단말에 대한 측위 결과로 출력하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
9. 측위 대상이 되는 특정 단말로부터의 업링크패킷을, 상기 업링크패킷을 수신한 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신하는 수신단계;
   상기 적어도 하나의 게이트웨이장치로부터 수신한 업링크패킷 각각에서, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각이 상기 특정 단말로부터의 신호 수신 시 측정한 수신세기값 및 지자기 기반의 측위 수행에 필요한 지자기 관련 데이터를 확인하는 확인단계; 및
   상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값 및 지자기 관련 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 특정 단말에 대한 측위 절차를 수행하는 측위수행단계를 포함하며;
   상기 측위수행단계는,
   상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값을 이용하여 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위를 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지자기 관련 데이터는,
    상기 특정 단말의 지자기센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여, 전송주기 내 특정 샘플링 횟수로 계산한 수직성분 지자기값들 및 수평성분 지자기값들과,
    상기 특정 단말의 가속도센서에서 센싱되는 센싱값을 이용하여 상기 특정 단말의 이동 방식에 따라 계산한 가속도값,
    상기 지자기센서에서 센싱되는 자북 방향의 센싱값 및 상기 지자기센서의 특정 면을 기준으로 계산한 이동방향값을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 측위수행단계는,
    기 구축한 수신세기기반 셀 맵을 토대로, 상기 적어도 하나의 게이트웨이장치 각각의 수신세기값을 이용하여 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행할 대상범위를 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 측위수행단계는,
    상기 지자기 관련 데이터의 가속도값 및 이동방향값을 이용하여 상기 특정 단말의 이동거리를 산출하고,
    상기 이동거리, 상기 지자기 관련 데이터의 이동방향값, 상기 샘플링 단위의 수직성분 지자기값들 및 수평성분 지자기값들을 이용하여, 기 선정된 대상범위에서 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 통해 상기 특정 단말에 대하여 지자기 기반의 측위를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    기 정의된 특정 크기 단위로 구성한 다수의 지자기 셀 별로, 지자기 셀에서 측정 가능한 수직성분 및 수평성분 별 지자기값의 평균값, 최소값, 최대값, 중간값 중 적어도 하나와 편차값을 저장하는 지자기 셀 맵을 기 구축하며;
    상기 측위수행단계는,
    상기 다수의 지자기 셀 중, 대상범위와 중첩되는 지자기 셀에 특정 개수의 파티클을 무작위로 위치시키고,
    상기 샘플링 단위 마다, 상기 지자기 셀 맵 상에서 상기 이동거리를 상기 샘플링 단위로 구분한 구분이동거리 만큼, 상기 이동방향값에 따라 상기 파티클을 이동시키고,
    상기 샘플링 단위 마다, 상기 이동된 파티클이 위치하는 지자기 셀 각각에 대하여, 상기 지자기 관련 데이터의 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값, 상기 현재 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값과 직전 샘플링 단위의 수직성분 및 수평성분 지자기값 간의 편차, 지자기 셀의 수직성분 및 수평성분 지자기값의 평균값과 편차값을 이용하여 계산한 가중치를 부여하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 측위수행단계는,
    상기 특정 단말로부터의 업링크패킷이 수신될 때마다, 상기 샘플링 단위 마다 파티클을 이동 및 가중치를 부여하여 상기 파티클 샘플링 알고리즘 수행을 지속하고,
    상기 지속 수행되는 파티클 샘플링 알고리즘에 의해, 상기 다수의 지자기 셀 별로 부여/누적된 가중치가 기 정의된 수렴 조건을 만족하면, 가장 높은 가중치의 지자기 셀을, 상기 특정 단말에 대한 측위 결과로 출력하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.

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