KR102716677B1

KR102716677B1 - Method and system for indoor positioning

Info

Publication number: KR102716677B1
Application number: KR1020210184535A
Authority: KR
Inventors: 박재선
Original assignee: 이스트썬텍 주식회사
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2024-11-05
Anticipated expiration: 2041-12-22
Also published as: KR20230095249A

Abstract

본 발명은 실내 측위 방법 및 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위 방법은, 실외에 위치한 기준 포스트인 제1 측위 포스트들이 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 측위 포스트들이 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 제1 위치 정보를 계산하는 단계, 상기 계산된 제1 위치 정보 및 상기 제1 측위 포스트들 및 제2 측위 포스트들 간의 제1 측위용 신호를 송신하는 단계, 제2 측위 포스트들이 상기 제1 측위 포스트들로부터 상기 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 수신하는 단계, 및 상기 제2 측위 포스트들이 상기 수신된 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 기반으로 상기 제2 측위 포스트들의 제2 위치 정보를 측위하는 단계를 포함한다.The present invention relates to an indoor positioning method and system, and an indoor positioning method according to one embodiment of the present invention includes a step in which first positioning posts, which are reference posts located outdoors, receive GPS (Global Positioning System) signals, a step in which the first positioning posts calculate first location information using the received GPS signals, a step in which the first positioning posts transmit the calculated first location information and a first location signal between the first positioning posts and second positioning posts, a step in which the second positioning posts receive the first location information and the first location signal from the first positioning posts, and a step in which the second positioning posts determine second location information of the second positioning posts based on the received first location information and the first location signal.

Description

METHOD AND SYSTEM FOR INDOOR POSITIONING

본 발명은 실내 측위 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an indoor positioning method and system.

무선측위에 이용되는 시스템으로는 대표적으로 GPS(Global Positioning System)와 AGPS(Assisted GPS)가 있다. 측위기법으로는 도달시간(TOA: Time of Arrival)을 이용한 기법과 도달시간 차이(TDOA: Time Difference of Arrival)을 이용한 기법 및 도래각(AOA: Angle of Arrival)을 이용한 기법, 신호세기(RSS: Received Signal Strength)를 이용한 기법 등이 있다.The representative systems used for wireless positioning are GPS (Global Positioning System) and AGPS (Assisted GPS). Positioning techniques include techniques using Time of Arrival (TOA), Time Difference of Arrival (TDOA), Angle of Arrival (AOA), and Received Signal Strength (RSS).

이러한 다양한 측위 기법에 주로 사용되는 GPS를 이용하는 방식으로 GPS는 현재 24개의 위성을 이용한 항법 서비스이다. GPS는 정확성이 높고 사용기 간편하며 시간과 정소 그리고 기상상황에 관계없이 사용할 수 있다는 정점이 있으며, 이동하는 사용자의 3차원 위치, 속도, 자세 시간에 대한 10가지 정보를 동시에 제공할 수 있는 기능을 가지고 있다. 이렇게 장점이 많은 GPS를 이용한 측위는 GPS위성 신호를 쉽게 받아 볼 수 있는 실외에서는 유용하다. 그러나 실내와 같이 GPS위성신호를 바로 받아 볼 수 없는 환경에서는 GPS 신호가 약해 신호를 받아볼 수 없거나 설령 반사된 GPS 신호가 수신된다고 하여도 도달시간에 의한 측위방법은 반사에 의한 거리 편차가 발생하기 때문에 정확한 측위를 할 수 없게 된다. GPS is mainly used in these various positioning techniques. GPS is currently a navigation service using 24 satellites. GPS has the advantages of high accuracy, ease of use, and can be used regardless of time, place, and weather conditions, and has the function of providing 10 types of information about the three-dimensional position, speed, attitude, and time of a moving user at the same time. Positioning using GPS, which has so many advantages, is useful outdoors where GPS satellite signals can be easily received. However, in environments where GPS satellite signals cannot be received directly, such as indoors, the GPS signal may be weak and the signal may not be received, or even if a reflected GPS signal is received, the positioning method using the arrival time cannot perform accurate positioning because the distance deviation occurs due to reflection.

이동통신망의 신호를 이용하는 통신망 기반 방식의 무선측위 시스템에서 셀식별(Cell ID) 방법과 시각기반 측정치인 도달시간과 도달시간 차이를 이용하는 방법 및 도래각과 신호세기를 이용한 방법으로 사용자의 이동단말기의 통화가 가능한 모든 지역에서 측위가 가능하다. 그러나 이러한 방법도 아파트 밀집지역이라든지 도심지역에서는 그 오차가 매우 크다. In a wireless positioning system based on a communication network that uses signals from a mobile communication network, positioning is possible in all areas where the user's mobile terminal can make a call by using the Cell ID method, the time of arrival and the difference in the time of arrival, which are time-based measurements, and the angle of arrival and signal strength. However, these methods also have very large errors in densely populated apartment areas or urban areas.

이러한 문제점을 해결하기 위해 실내에서는 다양한 측위방법이 사용되고 있다. 현재 개발된 다양한 실내 측위시스템은 적외선 신호와 초음파 신호 및 RF 신호들을 이용하고 있다. To solve these problems, various positioning methods are being used indoors. Various indoor positioning systems currently being developed use infrared signals, ultrasonic signals, and RF signals.

일례로, 와이파이 기반 실내 측위 시스템이 실내측위를 하는 방법은 측위단말이 복수의 액서스포인트(AP)로부터 측위단말까지의 신호세기를 측정한다. 그리고 실내측위를 하는 방법은 수신된 신호세기가 거리에 비례하여 신호세기가 작아지는 점을 이용하여 수신된 신호세기를 이용하여 AP와 측위단말간의 거리를 계산한다. 이러한 와이파이를 이용한 실내측위 방법은 AP의 설치 위치 정보가 데이터베이스화되어 있어야 한다. 그러므로 만약 데이터베이스에 저장되어 있는 와이파이의 AP의 위치 정보가 변경되는 경우 측위오차를 유발하게 된다.For example, a method for an indoor positioning system based on Wi-Fi to perform indoor positioning is for a positioning terminal to measure signal strength from multiple access points (APs) to the positioning terminal. Then, the method for performing indoor positioning calculates the distance between the AP and the positioning terminal by using the received signal strength, which is proportional to the distance, to reduce the signal strength. This indoor positioning method using Wi-Fi requires that the installation location information of the AP be stored in a database. Therefore, if the location information of the Wi-Fi AP stored in the database is changed, it will cause a positioning error.

또한, 기 설치되어 있는 AP는 모두 유선전력을 이용하고 있다. 만약 실내측위를 하고자하는 건물의 유선전력이 공급이 되지 않는 경우가 발생시 와이파이 AP에 전원공급이 차단됨으로 측위단말이 AP로부터 신호를 수신할 수 없게 되어 측위가 불가능해진다. 이러한 문제는 다만 와이파이를 이용한 실내측위 시스템 뿐만아니라 기 설명된 다양한 실내측위시스템 모두에 해당된다. 즉 기 설치되어 있는 실내측위를 위한 송수신 시스템은 모두 유선 전원에 의해 동작을 함으로 전원이 Off가 되면 이 모든 시스템은 무용지물이 되어 버리는 문제가 있다. In addition, all installed APs use wired power. If the wired power supply to the building where indoor positioning is to be performed is not supplied, the power supply to the Wi-Fi AP is cut off, so the positioning terminal cannot receive signals from the AP, making positioning impossible. This problem applies not only to indoor positioning systems using Wi-Fi, but also to all of the various indoor positioning systems described above. In other words, since all of the installed transmission/reception systems for indoor positioning operate on wired power, there is a problem that all of these systems become useless when the power is turned off.

최근, 건물내 화재로 소방대원이 목숨을 잃는 사고가 있었다. 진화 중에 소방관이 고립되거나 길을 잃으면 화재로 인한 짙은 연기 때문에 자신의 위치를 알 수가 없다. 이 경우에 위치탐색기를 네트워크로 구축하여 소방관의 위치를 상황실에 전송하면 고립된 소방관을 구출할 수 있다. 소방관은 위치인식 서비스뿐만아니라 산호레벨이나 심장박동 맥박 같은 건강상태 정보를 제공받고 상황실에서도 이들의 상태를 계속 모니터링함으로서 언제든지 소방관을 위험한 상황으로부터 구출할 수 있다 Recently, there was an accident where a firefighter lost his life in a building fire. If a firefighter is isolated or lost during the firefighting process, he cannot know his location due to the thick smoke caused by the fire. In this case, if a location finder is built into the network and the location of the firefighter is transmitted to the situation room, the isolated firefighter can be rescued. In addition to the location recognition service, the firefighter is provided with health status information such as oxygen level and heartbeat pulse, and the situation room continuously monitors their status, so that the firefighter can be rescued from a dangerous situation at any time.

특히, 이러한 건물내 화재사고가 발생시 건물내 전원공급이 차단되는 경우가 많이 발생하기 때문에 유선전원으로 동작을 하는 측위 시스템은 전혀 동작을 하지 못하게 된다. In particular, since power supply within the building is often cut off when a fire occurs in such a building, positioning systems that operate on wired power cannot operate at all.

본 발명의 실시예들은 유선전원이 차단된 실내 환경이나 기 설치된 측위 시스템이 없는 실내 환경에서 실내 측위를 효과적으로 수행하기 위한, 실내 측위 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention aim to provide an indoor positioning method and system for effectively performing indoor positioning in an indoor environment where wired power is cut off or where there is no previously installed positioning system.

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위의 환경에서도 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited thereto, and may be expanded in various ways in environments that do not deviate from the spirit and scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 실내 측위 시스템에 의해 수행되는 실내 측위 방법에 있어서, 실외에 위치한 기준 포스트인 제1 측위 포스트들이 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 단계; 상기 제1 측위 포스트들이 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 제1 위치 정보를 계산하는 단계; 상기 계산된 제1 위치 정보 및 상기 제1 측위 포스트들 및 제2 측위 포스트들 간의 제1 측위용 신호를 송신하는 단계; 제2 측위 포스트들이 상기 제1 측위 포스트들로부터 상기 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 수신하는 단계; 및 상기 제2 측위 포스트들이 상기 수신된 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 기반으로 상기 제2 측위 포스트들의 제2 위치 정보를 측위하는 단계를 포함하는, 실내 측위 방법이 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, an indoor positioning method performed by an indoor positioning system can be provided, the method including: a step in which first positioning posts, which are reference posts located outdoors, receive GPS (Global Positioning System) signals; a step in which the first positioning posts calculate first location information using the received GPS signals; a step in which the calculated first location information and a first location signal between the first positioning posts and second positioning posts are transmitted; a step in which the second positioning posts receive the first location information and the first location signal from the first positioning posts; and a step in which the second positioning posts determine second location information of the second positioning posts based on the received first location information and the first location signal.

상기 제1 측위용 신호는, 액티브 배지(Active Badge) 방식, 액티브 뱃(Active Bats) 방식, 크리켓(Criket) 방식 및 실내 무선통신망 방식 중에서 어느 하나의 측위용 방식에 따라 달라질 수 있다.The above first positioning signal may vary depending on one of the positioning methods among the Active Badge method, the Active Bats method, the Criket method, and the indoor wireless communication network method.

상기 제1 위치 정보를 계산하는 단계는, 상기 GPS 신호가 수신되지 않을 경우, 기저장된 전자지도로부터 제1 위치 정보를 계산 또는 지정할 수 있다.The step of calculating the first location information may calculate or designate the first location information from a pre-stored electronic map when the GPS signal is not received.

상기 제1 위치 정보를 계산하는 단계는, 상기 GPS 신호가 수신되지 않을 경우, 상기 제1 측위 포스트들을 중심으로 하는 가상의 제1 위치를 제1 위치 정보로 계산 또는 지정할 수 있다.The step of calculating the first location information may calculate or designate a virtual first location centered on the first positioning posts as the first location information when the GPS signal is not received.

상기 방법은, 상기 제1 측위 포스트들이 구비된 바로미터로 제1 고도를 측정하는 단계; 및 상기 제2 측위 포스트들이 상기 측정된 제1 고도를 절대 고도로 설정하고, 상기 제1 측위 포스트들의 고도 정보와 상기 제1 측위 포스트들 및 상기 제2 측위 포스트들 간의 고도 차이인 상대 고도를 이용하여 상기 제2 측위 포스트들의 제2 고도를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a step of measuring a first altitude with a barometer provided with the first positioning posts; and a step of calculating a second altitude of the second positioning posts by using the altitude information of the first positioning posts and a relative altitude, which is an altitude difference between the first positioning posts and the second positioning posts, while the second positioning posts set the measured first altitude as an absolute altitude.

상기 방법은, 상기 제2 측위 포스트들이 탐색 모드에서 제2 위치 정보를 측위한 경우, 탐색 모드에서 비콘 모드로 전환하여 상기 측위된 제2 위치 정보 및 제2 측위용 신호를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.The above method may further include a step of switching from the search mode to the beacon mode and transmitting the measured second location information and a second location signal when the second positioning posts have measured the second location information in the search mode.

상기 방법은, 제3 측위 포스트들이 상기 제2 측위 포스트들로부터 상기 측위된 제2 위치 정보 및 상기 제2 측위용 신호를 수신하는 단계; 및 상기 제3 측위 포스트들이 상기 수신된 제2 위치 정보 및 제2 측위용 신호를 기반으로 상기 제3 측위 포스트들의 제3 위치 정보를 측위하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a step of the third positioning posts receiving the second position information and the second positioning signal from the second positioning posts; and a step of the third positioning posts determining third position information of the third positioning posts based on the received second position information and the second positioning signal.

상기 방법은, 상기 제2 측위 포스트들 및 상기 제3 측위 포스트들이 자신의 위치와 기준 포스트인 상기 제1 측위 포스트들과의 거리를 계산하기 위해 신호를 전송하고 되돌아오는 신호간의 시간차를 이용하여 자신의 위치와 상기 제1 측위 포스트들 간의 거리를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a step of transmitting signals to the second positioning posts and the third positioning posts to calculate a distance between their positions and the first positioning posts, which are reference posts, and using a time difference between the transmitted signals to calculate a distance between their positions and the first positioning posts.

상기 방법은, 상기 제2 측위 포스트들이 상기 측위된 제2 위치 정보에서 이동된 경우, 비콘 모드에서 탐색 모드로 전환하여 상기 수신된 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 기반으로 상기 제2 측위 포스트들의 제2 위치 정보를 측위하는 단계를 더 포함 할 수 있다.The method may further include a step of switching from a beacon mode to a search mode to determine second location information of the second location posts based on the received first location information and the first location signal, if the second location posts have moved from the determined second location information.

상기 방법은, 상기 제2 측위 포스트들이 탐색 모드와 비콘 모드를 주기적으로 변경하면서 측위하는 단계를 더 포함할 수 있다.The above method may further include a step of positioning while the second positioning posts periodically change between a search mode and a beacon mode.

상기 방법은, 각각의 포스트들의 위치 정보 또는 고도 정보가 통제 센터로 전송되고, 상기 통제 센터에서 각각의 포스트들의 위치 정보 또는 고도 정보를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.The above method may further include a step of transmitting location information or altitude information of each post to a control center, and displaying the location information or altitude information of each post in the control center.

상기 방법은, 현재 측정하고자 하는 측위 포스트들이 위치한 지점의 위치 정보, 고도 정보, 또는 층수 정보를 입력받는 단계; 및 상기 입력받은 위치 정보, 고도 정보, 또는 층수 정보를 이용하여 주변 지점에 위치한 다른 측위 포스트들의 위치 정보, 고도 정보, 또는 층수 정보를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.The above method may further include a step of receiving location information, altitude information, or floor information of a point where the positioning posts to be measured are located; and a step of calculating location information, altitude information, or floor information of other positioning posts located at surrounding points using the received location information, altitude information, or floor information.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 실내 측위 시스템에 있어서, 실외에 위치한 기준 포스트이고, GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하고, 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 제1 위치 정보를 계산하고, 상기 계산된 제1 위치 정보 및 제1 측위 포스트들 및 제2 측위 포스트들 간의 제1 측위용 신호를 송신하는 제1 측위 포스트들; 및 상기 제1 측위 포스트들로부터 상기 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 기반으로 제2 측위 포스트들의 제2 위치 정보를 측위하는 제2 측위 포스트들을 포함하는, 실내 측위 시스템이 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, an indoor positioning system can be provided, including: first positioning posts which are reference posts located outdoors, receive GPS (Global Positioning System) signals, calculate first location information using the received GPS signals, and transmit the calculated first location information and a first location signal between the first positioning posts and the second positioning posts; and second positioning posts which receive the first location information and the first location signal from the first positioning posts, and determine second location information of the second positioning posts based on the received first location information and the first location signal.

상기 제1 측위 포스트들은, 상기 GPS 신호가 수신되지 않을 경우, 기저장된 전자지도로부터 제1 위치 정보를 계산 또는 지정할 수 있다.The above first positioning posts can calculate or designate first location information from a stored electronic map when the GPS signal is not received.

상기 제1 측위 포스트들은, 상기 GPS 신호가 수신되지 않을 경우, 상기 제1 측위 포스트들을 중심으로 하는 가상의 제1 위치를 제1 위치 정보로 계산 또는 지정할 수 있다.The above first positioning posts can calculate or designate a virtual first location centered on the first positioning posts as first location information when the GPS signal is not received.

상기 제1 측위 포스트들은 구비된 바로미터로 제1 고도를 측정하고, 상기 제2 측위 포스트들은 상기 측정된 제1 고도를 절대 고도로 설정하고, 상기 제1 측위 포스트들의 고도 정보와 상기 제1 측위 포스트들 및 상기 제2 측위 포스트들 간의 고도 차이인 상대 고도를 이용하여 상기 제2 측위 포스트들의 제2 고도를 계산할 수 있다.The first positioning posts can measure a first altitude using a barometer provided therein, the second positioning posts can set the measured first altitude as an absolute altitude, and calculate a second altitude of the second positioning posts using the altitude information of the first positioning posts and the relative altitude, which is the altitude difference between the first positioning posts and the second positioning posts.

상기 제2 측위 포스트들은, 탐색 모드에서 제2 위치 정보를 측위한 경우, 탐색 모드에서 비콘 모드로 전환하여 상기 측위된 제2 위치 정보 및 제2 측위용 신호를 송신할 수 있다.The above second positioning posts, when positioning second location information in the search mode, can switch from the search mode to the beacon mode and transmit the positioned second location information and the second positioning signal.

상기 시스템은, 상기 제2 측위 포스트들로부터 상기 제2 위치 정보 및 제2 측위용 신호를 수신하고, 상기 제2 위치 정보 및 제2 측위용 신호를 기반으로 제3 측위 포스트들의 제3 위치 정보를 측위하는 제3 측위 포스트들을 더 포함할 수 있다.The system may further include third positioning posts that receive second location information and second location signals from the second positioning posts and determine third location information of the third positioning posts based on the second location information and second location signals.

상기 제2 측위 포스트들 및 상기 제3 측위 포스트들이 자신의 위치와 기준 포스트인 상기 제1 측위 포스트들과의 거리를 계산하기 위해 신호를 전송하고 되돌아오는 신호간의 시간차를 이용하여 자신의 위치와 상기 제1 측위 포스트들 간의 거리를 계산할 수 있다.The second positioning posts and the third positioning posts can transmit signals to calculate the distance between their own positions and the first positioning posts, which are reference posts, and can calculate the distance between their own positions and the first positioning posts by using the time difference between the transmitted signals and the returned signals.

상기 제2 측위 포스트들은, 상기 측위된 제2 위치 정보에서 이동된 경우, 비콘 모드에서 탐색 모드로 전환하여 상기 수신된 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 기반으로 상기 제2 측위 포스트들의 제2 위치 정보를 측위할 수 있다.The second positioning posts, when moved from the second position information determined, can switch from a beacon mode to a search mode and determine second position information of the second positioning posts based on the received first position information and the first positioning signal.

상기 제2 측위 포스트들이 탐색 모드와 비콘 모드를 주기적으로 변경하면서 측위할 수 있다.The above second positioning posts can perform positioning by periodically changing between the search mode and the beacon mode.

각각의 포스트들의 위치 정보 또는 고도 정보를 수신하는 통제 센터를 더 포함하고, 상기 통제 센터는 각각의 포스트들의 위치 정보 또는 고도 정보를 표시할 수 있다.It further includes a control center that receives location information or altitude information of each post, and the control center can display the location information or altitude information of each post.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology may have the following effects. However, this does not mean that a specific embodiment must include all or only the following effects, and thus the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited thereby.

본 발명의 실시예들은 유선전원이 차단된 실내 환경이나 기 설치된 측위 시스템이 없는 실내 환경에서 실내 측위를 효과적으로 수행할 수 있다.Embodiments of the present invention can effectively perform indoor positioning in an indoor environment where wired power is cut off or in an indoor environment where there is no previously installed positioning system.

본 발명의 일 실시예들은 유선 전원없이 배터리로 구동이 가능하며 중계 포스트의 설치도 임의로 측위하고자 하는 지형 지물에 맞게 설치 및 운용할 수 있다. One embodiment of the present invention can be operated by a battery without a wired power source, and the installation of a relay post can be arbitrarily installed and operated according to a terrain feature to be measured.

본 발명의 일 실시예들은 사용자가 임의로 위치를 입력시키는 경우 이 기준 포스트의 정보를 이용하여 측위되는 위치 정보는 절대위치 정보가 아닌 기준 포스트 대비 상대위치 정보를 표시할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when a user arbitrarily inputs a location, location information determined using information of the reference post can display relative location information with respect to the reference post rather than absolute location information.

본 발명의 일 실시예들은 비콘 모드에서 자신의 위치 정보를 전송시 특정 ID를 부여하여 자신의 정보를 전송할 수 있다. One embodiment of the present invention can transmit its own information by assigning a specific ID when transmitting its own location information in beacon mode.

본 발명의 일 실시예들은 다수의 중계 포스트가 비콘 모드로 운영시 자신의 비콘 신호와 초음파같은 신호를 전송시 중계 포스트간 신호 혼선이 없도록 시차를 가지고 신호를 전송할 수 있다. One embodiment of the present invention can transmit signals with a time difference so that when a plurality of relay posts operate in beacon mode, they transmit their own beacon signals and signals such as ultrasonic waves so as to prevent signal interference between relay posts.

본 발명의 일 실시예들은 중계기가 비콘 모드로 동작시 비콘 신호는 WiFI나 BT, UWB와 같은 무선신호일 수 있으며 측위하고자 하는 지점의 측위 포스트는 탐색 모드를 이용하여 비콘신호의 세기를 이용하여 비콘신호기와 거리을 측정하거나 비콘 모드의 중계기에서 발신되는 초음파 신호를 이용하여 거리를 측정할 수도 있다. 또한 최근 상용화가 많이 이루어지고 있는 UWB를 이용하여 AoA, ToA, TDoA, ToA방식의 일종인 2 way ranging 방식의 거리측정도 가능하다. In one embodiment of the present invention, when a repeater operates in beacon mode, the beacon signal may be a wireless signal such as Wi-Fi, BT, or UWB, and a positioning post at a point to be located may measure a distance to the beacon signal using the strength of the beacon signal using a search mode, or may measure the distance using an ultrasonic signal transmitted from the repeater in beacon mode. In addition, distance measurement using a 2-way ranging method, which is a type of AoA, ToA, TDoA, or ToA method, is also possible using UWB, which has been widely commercialized recently.

본 발명의 일 실시예들은 서버와 관계없이 독립적으로 측위 시스템 운영이 가능하다.One embodiment of the present invention enables the positioning system to operate independently, regardless of a server.

본 발명의 일 실시예들은 배터리로 운영이 가능하여 실내외 유선전원을 사용하기 어려운 환경에서 사용이 가능하다.One embodiment of the present invention can be operated by batteries, so that it can be used in environments where it is difficult to use indoor or outdoor wired power.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위 시스템에 의해 수행되는 실내 측위 동작을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 신호를 수신한 모듈을 기준으로 GPS신호를 수신하지 못한 다른 모듈들의 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 지도를 이용한 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상의 위치를 이용한 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절대고도 및 상대고도를 이용한 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통제 센터에서의 정보 표시 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 포스트 장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 크리켓 방식의 측위 포스트 간의 거리 계산 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 ToA를 이용한 실내 측위 방법의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 투-웨이 레인징을 이용한 실내 측위 방법의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내에서 자신의 위치와 상대방 방향을 이용한 실내 측위 방법의 예시를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 고도 표시 방식을 이용한 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 상황 전파 방법의 예시를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a drawing showing an indoor positioning operation performed by an indoor positioning system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an indoor positioning method for other modules that do not receive GPS signals based on a module that receives a GPS signal according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a drawing showing an indoor positioning method using an electronic map according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a drawing illustrating an indoor positioning method using a virtual location according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a drawing showing an indoor positioning method using absolute altitude and relative altitude according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a drawing showing a method for displaying information in a control center according to one embodiment of the present invention.
Figure 7 is a configuration diagram of a positioning post device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a distance calculation method between cricket-style positioning posts according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an indoor positioning method using ToA according to one embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an indoor positioning method using two-way ranging according to one embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a drawing showing an example of an indoor positioning method using one's own location and the direction of the other party according to one embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a drawing showing an indoor positioning method using an altitude display method according to one embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a drawing showing an example of an emergency situation propagation method according to one embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention can be modified in various ways and has various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it can be understood that it includes all modifications, equivalents, or substitutes included in the technical spirit and technical scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a specific description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들이 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only to distinguish one component from another.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서 사용한 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례, 또는 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.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. The terms used in the present invention were selected from widely used general terms as much as possible while considering the functions of the present invention, but this may vary depending on the intention of a technician working in the relevant field, precedents, or the emergence of new technologies. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meanings thereof will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meanings of the terms and the overall contents of the present invention, rather than simply the names of the terms.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, it should be understood that terms such as "comprise" or "have" are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but do not preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. When describing with reference to the accompanying drawings, identical or corresponding components are assigned the same drawing numbers and redundant descriptions thereof are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위 시스템에 의해 수행되는 실내 측위 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a drawing showing an indoor positioning operation performed by an indoor positioning system according to one embodiment of the present invention.

도 1과 같은 장소의 내부에서 정밀측위를 하고자 할 경우 실내에서는 GPS 수신이 되지 않기 때문에 GPS에 의한 실내 측위가 불가능하다. 그러므로 기 알려진 실내측위 방법을 이용하여 측위를 하여야 한다. 그러나 예를 들어, 와이파이(WIFI) AP를 이용한 실내 측위의 경우 AP가 기 설치되어 있어야 한다. 이렇게 기 설치되어 있는 AP의 정보를 기반으로 건물내부에서 측위가 가능하다.In the case of precise positioning inside a place like Fig. 1, indoor positioning using GPS is impossible because GPS reception is not possible indoors. Therefore, positioning must be performed using a known indoor positioning method. However, for example, in the case of indoor positioning using a WIFI AP, the AP must already be installed. Positioning inside a building is possible based on the information of the AP that has already been installed.

하지만, 건물내 전원이 모두 오프(Off)가 되어 있어 기 설치되어 있는 AP들이 모두 전원이 꺼져 있는 경우 이렇게 기 설치되어 있는 AP들은 무용지물이 되게 된다. 그래서, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위 시스템은 이러한 비상상황에서의 실내측위를 효과적으로 수행하고자 한다. 이러한 기 인프라는 구축되어 있으나 전원이 없어 기 설치된 인프라를 사용 못하는 경우도 있지만 신축하고 있는 건물이나 지하등에서는 기 설치된 인프라가 없어 실내측위가 불가능하다. However, if all power in the building is turned off and all of the APs that have already been installed are powered off, the APs that have already been installed become useless. Therefore, the indoor positioning system according to one embodiment of the present invention aims to effectively perform indoor positioning in such emergency situations. Although such infrastructure has been constructed, there are cases where the installed infrastructure cannot be used due to lack of power, and indoor positioning is impossible in newly constructed buildings or underground areas due to the lack of installed infrastructure.

본 발명의 일 실시예는 이러한 다양한 환경에서도 효과적으로 실내측위를 할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. One embodiment of the present invention seeks to provide a method capable of effectively performing indoor positioning even in such various environments.

도 1에 도시된 바와 같이, 실내 측위 시스템은 기준 포스트인 제1 측위 포스트, 제2 측위 포스트 및 제3 측위 포스트를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 측위 포스트는 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)를 포함하고, 제2 측위 포스트는 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)를 포함하고, 제3 측위 포스트는 제3 측위 포스트 G, H, I(107 내지 109)를 포함할 수 있다. 실내 측위 시스템은 추가 측위 포스트인 측위 포스트 J, K, L, M(110 내지 113)를 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 실내 측위 시스템이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 실내 측위 시스템이 구현될 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the indoor positioning system may include a first positioning post, a second positioning post, and a third positioning post, which are reference posts. Here, the first positioning post may include first positioning posts A, B, and C (101 to 103), the second positioning post may include second positioning posts D, E, and F (104 to 106), and the third positioning post may include third positioning posts G, H, and I (107 to 109). The indoor positioning system may include additional positioning posts, which are positioning posts J, K, L, and M (110 to 113). However, not all of the illustrated components are essential components. The indoor positioning system may be implemented by more components than the illustrated components, or may be implemented by fewer components.

이하, 도 1의 실내 측위 시스템의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.Below, the specific configuration and operation of each component of the indoor positioning system of Fig. 1 are described.

우선, GPS 정보등을 획득하여 정확한 측위를 할 수 있는 건물 밖의 지역에 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)가 구축된다. 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)는 GPS 기능을 탑재하고 있어 GPS에 의한 정확한 위치 정보를 획득이 가능하다. 즉, 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)를 건물밖이나 GPS 수신이 가능한 창가에 설치하여 놓으면 GPS 신호를 수신하여 자신의 위치 측정을 수행한다. 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)는 GPS 신호를 수신하여 GPS 신호를 기반으로 자신의 위치를 계산해 낼 수 있다. First, first positioning posts A, B, C (101 to 103) are installed outside the building where accurate positioning can be performed by obtaining GPS information, etc. The first positioning posts A, B, C (101 to 103) are equipped with a GPS function, so that accurate location information can be obtained by GPS. That is, when the first positioning posts A, B, C (101 to 103) are installed outside the building or near a window where GPS reception is possible, they receive GPS signals and perform location measurement. The first positioning posts A, B, C (101 to 103) can receive GPS signals and calculate their own locations based on the GPS signals.

이렇게 자신의 위치 정보를 얻은 뒤에는 GPS 신호 수신을 할 수 없어 자신의 위치를 찾아내지 못하는 다른 측위 포스트들이 위치 계산을 할 수 있도록, 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)는 제1 측위용 신호를 송출한다. 이때, 송출하는 제1 측위용 신호는 액티브 배지(Active Badge)나 액티브 뱃(Active Bats), 크리켓(Cricket), 또는 투웨이 레인징(2 way ranging) 등의 다양한 무선통신방식 등 다양한 측위용 방식에 따라 송신신호는 달라지게 된다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 측위 시스템은 특정 측위용 방식으로 한정되지 않고 다양한 실내 측위 방식을 이용할 수 있으며, 적외선 신호와 초음파 신호 및 RF신호들을 이용할 수 있다. 그 종류로는 적외선 신호를 이용한 액티브 배지(Active Badge), 초음파 신호만 이용한 액티브 뱃(Active Bats), 초음파 신호와 RF신호를 이용한 크리켓(Cricket), 또는 무선랜, 블루투스, UWB등의 실내 무선통신망을 이용한 측위 방식 등이 포함될 수 있다. After obtaining their own location information in this way, the first location posts A, B, and C (101 to 103) transmit a first location signal so that other location posts that cannot receive GPS signals and thus cannot find their own locations can calculate their locations. At this time, the transmitted first location signal has a different transmission signal depending on various location methods such as Active Badge, Active Bats, Cricket, or two-way ranging. In this way, the indoor location system according to one embodiment of the present invention is not limited to a specific location method and can use various indoor location methods, and can use infrared signals, ultrasonic signals, and RF signals. The types thereof may include Active Badge using infrared signals, Active Bats using only ultrasonic signals, Cricket using ultrasonic signals and RF signals, or location methods using indoor wireless communication networks such as wireless LAN, Bluetooth, and UWB.

그리고 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)는 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)로부터 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 수신하고, 이를 이용하여 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)의 제2 위치 정보를 측위할 수 있다. And the second positioning posts D, E, F (104 to 106) can receive first location information and first location signals from the first positioning posts A, B, C (101 to 103), and use the same to position the second location information of the second positioning posts D, E, F (104 to 106).

이후, 제3 측위 포스트 G, H, I(107 내지 109)는 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)로부터 제2 위치 정보 및 제2 측위용 신호를 수신하고, 이를 이용하여 제3 측위 포스트 G, H, I(107 내지 109)의 제3 위치 정보를 측위할 수 있다. 또한, 추가 측위 포스트인 측위 포스트 J, K, L, M(110 내지 113)도 동일한 측위용 방식을 이용하여 자신의 위치를 측위할 수 있다.Thereafter, the third positioning posts G, H, I (107 to 109) can receive second location information and second location signals from the second positioning posts D, E, F (104 to 106), and use the same to determine the third location information of the third positioning posts G, H, I (107 to 109). In addition, the additional positioning posts J, K, L, M (110 to 113) can also determine their own locations using the same positioning method.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 신호를 수신한 모듈을 기준으로 GPS신호를 수신하지 못한 다른 모듈들의 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing an indoor positioning method for other modules that do not receive GPS signals based on a module that receives a GPS signal according to one embodiment of the present invention.

단계 S101에서, 기준 포스트들인 제1 측위 포스트가 GPS 신호를 수신한다.In step S101, the first positioning posts, which are reference posts, receive GPS signals.

단계 S102에서, 제1 측위 포스트는 GPS 신호에 의한 제1 위치 정보를 계산한다. In step S102, the first positioning post calculates first location information by GPS signal.

단계 S103에서, 제1 측위 포스트는 자신의 제1 위치 정보(예컨대, 위치/고도 등) 및 제1 측위용 신호를 송신한다. In step S103, the first positioning post transmits its first position information (e.g., position/altitude, etc.) and a first positioning signal.

단계 S104에서, GPS수신이 안되어 자신의 위치를 측위할 수 없는 다른 제2 측위 포스트들이 기준 포스트인 제1 측위 포스트에서 송신하는 제1 위치 정보 및 제1 측위용 신호를 수신한다.In step S104, other second positioning posts that cannot determine their own location due to failure in GPS reception receive first location information and a first positioning signal transmitted from the first positioning post, which is a reference post.

단계 S105에서, 기준 포스트로부터 송신된 신호를 수신한 제2 측위 포스트들은 기준 포스트인 제1 측위 포스트의 제1 위치 정보 및 제1 측위용 송신 신호를 기반으로 자신의 제2 위치 정보를 측위한다.In step S105, the second positioning posts that have received the signal transmitted from the reference post determine their second position information based on the first position information of the first positioning post, which is the reference post, and the first positioning transmission signal.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 지도를 이용한 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a drawing showing an indoor positioning method using an electronic map according to one embodiment of the present invention.

단계 S201에서, 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)는 전자지도에 기준 포스트 역할을 하는 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)의 위치와 고도정보 등을 입력받는다. In step S201, the first positioning posts A, B, C (101 to 103) receive location and altitude information, etc. of the first positioning posts A, B, C (101 to 103) that serve as reference posts on the electronic map.

단계 S202에서, 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)는 자신의 정보(예컨대, 위치/고도 등) 및 제1 측위용 신호를 송신한다.In step S202, the first positioning posts A, B, C (101 to 103) transmit their information (e.g., location/altitude, etc.) and a first positioning signal.

도 3에 도시된 바와 같이, 만약 GPS 신호가 약해 GPS에 의한 위치 측위가 어려울 경우에 전자지도가 있으면 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)의 위치 또는 고도 정보 입력이 가능하다. 즉, 전자지도로부터 현재 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)의 위치를 알아낼 수 있다. 이렇게 알아낸 위치 정보를 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103) 각각에 위치 정보를 입력시켜준다. 여기서는 기준 포스트를 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)의 위치라 가정하고, 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)의 위치를 입력시켜주지만 다른 위치에 있는 포스트들의 위치를 전자지도등을 통해 알 수 있으면, 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103) 이외에 다른 포스트에게도 위치 정보를 입력시켜 줄 수 있다. As illustrated in FIG. 3, if the GPS signal is weak and positioning by GPS is difficult, the location or altitude information of the first positioning posts A, B, C (101 to 103) can be input if an electronic map is available. That is, the current locations of the first positioning posts A, B, C (101 to 103) can be found out from the electronic map. The location information found out in this way is input into each of the first positioning posts A, B, C (101 to 103). Here, it is assumed that the reference posts are the locations of the first positioning posts A, B, C (101 to 103), and the locations of the first positioning posts A, B, C (101 to 103) are input, but if the locations of posts in other locations can be found out through an electronic map or the like, location information can be input into posts other than the first positioning posts A, B, C (101 to 103).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상의 위치를 이용한 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다. 즉 전자지도 등이 없어 현재 위치를 알 수 없는 경우 임의의 가상 위치를 지정 후 이를 기준으로 다른 지점의 위치를 계산 또는 측위하는 방법이다. FIG. 4 is a drawing showing an indoor positioning method using a virtual location according to one embodiment of the present invention. That is, in cases where the current location cannot be known because there is no electronic map, etc., this is a method of designating an arbitrary virtual location and calculating or determining the location of another point based on this.

단계 S301에서, 제1 측위 포스트 A는 제1 측위 포스트 A에 가상의 위치 입력 및 고도 입력(예를 들어 0m, 0m)받는다. In step S301, the first positioning post A receives a virtual position input and an altitude input (e.g., 0 m, 0 m) to the first positioning post A.

단계 S302에서, 제1 측위 포스트 B, C는 제1 측위 포스트 B, C에 A 위치 대비 상대 정보 입력(예를들어 고도, (x, y이격거리), 또는 거리와 방향 등)받는다.In step S302, the first positioning posts B and C receive relative information input (e.g., altitude, (x, y separation distance), or distance and direction) with respect to the position A at the first positioning posts B and C.

단계 S303에서, 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)는 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)의 위치/고도 정보가 입력되면 제1 측위용 송신신호를 발신한다.In step S303, the first positioning posts A, B, C (101 to 103) transmit a first positioning transmission signal when the position/altitude information of the first positioning posts A, B, C (101 to 103) is input.

단계 S304에서, 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)는 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)를 기준으로 자신의 상대 위치 계산한 후 계산된 상대 위치를 저장한다. In step S304, the second positioning posts D, E, and F (104 to 106) calculate their relative positions based on the first positioning posts A, B, and C (101 to 103) and then store the calculated relative positions.

단계 S305에서, 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)가 자신의 위치/고도 정보를 획득하면, 탐색 모드에서 비콘 모드로 전환하여 제2 위치 정보 및 제2 측위용 송신신호를 발신한다.In step S305, when the second positioning posts D, E, and F (104 to 106) obtain their own position/altitude information, they switch from the search mode to the beacon mode and transmit second position information and a second positioning transmission signal.

도 4에 도시된 바와 같이, 기준 포스트인 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)에서 GPS에 의한 위치 측위가 어렵고 전자지도도 없는 경우, 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)에 가상의 위치를 입력시켜 그 위치를 기준점으로 정할 수 있다. 다른 포스트들은 기준 포스트인 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103) 대비 상대 좌표를 자신의 좌표로 표기하여 준다. 이렇게 각각의 포스트들의 위치가 정해지면 각각의 포스트들은 자신의 정보를 송신하여 줌으로써, 통제 센터에서 이 신호들을 수신하여 여러 측위 포스트들의 위치를 표시하여 준다. 여기서 통제 센터는 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)에 연결되어 있는 사용자 단말(예컨대, 휴대폰 등)이 될 수도 있다. 이렇게 되면 통제 센터의 화면에는 절대좌표에 의한 각각의 포스트들의 위치표시가 아닌 기준 포스트를 중심으로 다른 포스트들의 위치를 표시할 수 있다.As illustrated in FIG. 4, when it is difficult to determine the location using GPS at the first positioning posts A, B, C (101 to 103), which are reference posts, and when there is no electronic map, a virtual location can be input into the first positioning posts A, B, C (101 to 103) so that the location can be set as a reference point. The other posts indicate their coordinates relative to the first positioning posts A, B, C (101 to 103), which are reference posts. When the locations of each post are determined in this way, each post transmits its own information, so that the control center receives these signals and displays the locations of multiple positioning posts. Here, the control center can be a user terminal (e.g., a mobile phone, etc.) connected to the first positioning posts A, B, C (101 to 103). In this case, the locations of other posts can be displayed centered on the reference post on the screen of the control center, rather than displaying the locations of each post based on absolute coordinates.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절대고도 및 상대고도를 이용한 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a drawing showing an indoor positioning method using absolute altitude and relative altitude according to one embodiment of the present invention.

단계 S401에서, 기준 포스트인 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)는 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)의 위치/고도가 확정이 되면 제1 측위용 송신신호를 발신한다. In step S401, the first positioning posts A, B, C (101 to 103), which are reference posts, transmit a first positioning transmission signal when the position/altitude of the first positioning posts A, B, C (101 to 103) is confirmed.

단계 S402에서, 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)는 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)를 기준으로 자신의 위치를 측정후 저장한다. In step S402, the second positioning posts D, E, and F (104 to 106) measure and store their positions based on the first positioning posts A, B, and C (101 to 103).

단계 S403에서, 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)는 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)에 기록되는 위치와 고도를 통해 절대위치와 절대고도 값을 저장하고, 동시에 기준 포스트인 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103) 대비 상대 위치와 상대 고도를 표시한다.In step S403, the second positioning posts D, E, F (104 to 106) store absolute position and absolute altitude values through the positions and altitudes recorded in the second positioning posts D, E, F (104 to 106), and at the same time display relative positions and relative altitudes with respect to the first positioning posts A, B, C (101 to 103), which are reference posts.

단계 S404에서, 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)가 자신의 위치/고도 정보를 획득하면, 탐색 모드에서 비콘 모드로 전환하여 제2 위치/고도 정보 및 제2 측위용 송신신호를 발신한다. In step S404, when the second positioning posts D, E, and F (104 to 106) obtain their own position/altitude information, they switch from the search mode to the beacon mode and transmit the second position/altitude information and the second positioning transmission signal.

단계 S405에서, 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)가 자신의 위치 획득후 지속 이동을 해야 할 경우, 탐색 모드/비콘 모드를 동시에 수행할 수 있다. In step S405, if the second positioning posts D, E, F (104 to 106) need to continue moving after acquiring their positions, the search mode/beacon mode can be performed simultaneously.

도 5에 도시된 바와 같이, 고도에 대한 정보도 얻기 위해서, 우선, 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)는 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)의 고도 측정을 한다. 예를 들어, 고도측정은 바로미터로 고도를 측정한다. 바로미터로 측정한 고도는 공기의 압력에 의한 고도를 측정함으로 주변 공기의 온도등으로 인한 오차가 발생할 수 있다. 그러므로 바로미터로 측정한 고도를 기준으로 기준 포스트 이외의 중계 포스트에서의 고도는 자체 비로미터에 의한 절대고도 이외에 기준 포스트와의 고도차이인 상대고도를 같이 표기할 수 있다. 즉, 중계 포스트는 중계 지점의 고도를 절대고도와 기준 포스트 대비 상대고도를 같이 표기할 수 있다. 중계 포스트는 기준 포스트의 고도를 알고 있으면 상대 고도를 이용하여 측정하고자 하는 지점의 고도를 계산할 수 있다. 예를 들어, 건물이 있는데 입구가 3층에 위치해 있고, 기준 포스트를 3층 입구에 설치를 해 둔 상태에서, 다른 측위 포스트에서 측정된 기준 포스트 대비 상대고도가 10미터이고 건물의 층간 높이가 약 3미터라고 하면 측위 포스트의 고도 위치는 측위 포스트의 고도 = 3층 + 10m/3m = 6.3 와 같이 계산될 수 있다. 그러므로 측위 포스트는 6층에 있는 것을 알 수 있다.As illustrated in FIG. 5, in order to obtain information about altitude, first, the first positioning posts A, B, C (101 to 103) measure the altitude of the first positioning posts A, B, C (101 to 103). For example, altitude measurement is performed using a barometer. Since the altitude measured using a barometer measures the altitude by air pressure, errors may occur due to the temperature of the surrounding air, etc. Therefore, based on the altitude measured using a barometer, the altitude at a relay post other than the reference post can be indicated by the relative altitude, which is the altitude difference from the reference post, in addition to the absolute altitude by its own barometer. That is, the relay post can indicate the altitude of the relay point both as the absolute altitude and the relative altitude with respect to the reference post. If the relay post knows the altitude of the reference post, it can calculate the altitude of the point to be measured using the relative altitude. For example, if there is a building with an entrance on the 3rd floor and a reference post is installed at the entrance on the 3rd floor, and the relative altitude measured from another positioning post to the reference post is 10 meters and the height between floors of the building is approximately 3 meters, the altitude position of the positioning post can be calculated as Positioning post altitude = 3rd floor + 10m/3m = 6.3. Therefore, it can be known that the positioning post is on the 6th floor.

한편, 중계 포스트인 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)는 실내에 위치하고 있어 GPS수신이 불가능하여 자신의 위치를 정확히 측정이 불가능하다. 또한, 건물이 정전이 되어 전원공급이 안되는 상황에서는 WiFI AP등 다른 측위 기준점들을 활용할 수 없으므로 D, E, F지점에서 중계 포스트 단독으로 자신의 위치 측정이 불가능하다. 이러한 상황에서 기준 포스트인 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)에서 송신해 주는 제1 측위용 신호를 기반으로 D, E, F 지점에서의 위치 측정이 가능하게 된다. 이때 사용할 수 있는 위치 측정방법은 상술한 바와 같이 다양할 수 있다. Meanwhile, the second positioning posts D, E, and F (104 to 106), which are relay posts, are located indoors and cannot receive GPS signals, making it impossible to accurately measure one's own location. In addition, in a situation where the building has a power outage and power is not supplied, other positioning reference points such as Wi-Fi APs cannot be utilized, making it impossible to measure one's own location at points D, E, and F using only the relay posts. In this situation, location measurement at points D, E, and F becomes possible based on the first positioning signal transmitted from the first positioning posts A, B, and C (101 to 103), which are reference posts. The position measurement method that can be used at this time may vary as described above.

이렇게 기준 포스트인 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)에서 송신해 주는 제1 측위용 신호를 기반으로 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106) 지점에서 측위를 한 정보를 각각 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)에 저장을 할 수 있다. 그리고 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)는 탐색 모드에 계속 있을 수도 있고 비콘 모드로 전환을 할 수 있다. 경우에 따라서 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)는 탐색 모드와 비콘 모드를 번갈아 수행도 가능하다.In this way, based on the first positioning signal transmitted from the first positioning posts A, B, C (101 to 103), which are reference posts, positioning information obtained at the points of the second positioning posts D, E, F (104 to 106) can be stored in the second positioning posts D, E, F (104 to 106), respectively. In addition, the second positioning posts D, E, F (104 to 106) may remain in the search mode or may switch to the beacon mode. In some cases, the second positioning posts D, E, F (104 to 106) may alternately perform the search mode and the beacon mode.

한편, 제3 측위 포스트 G, H, I(107 내지 109)에서는 실내에 위치하고 있기 때문에 GPS에 의한 자신의 위치 정보 획득이 불가능하다. 또한 기준 포스트인 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)로부터 송신되는 정보도 거리가 멀어 부정확하거나 수신이 불가능하다. 그러나 기준 포스트인 제1 측위 포스트 A, B, C(101 내지 103)의 정보를 활용하여 자신의 위치 정보를 획득한 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)로부터의 정보는 수신이 가능하다. 즉 제3 측위 포스트 G, H, I(107 내지 109)의 위치 정보 및 고도정보는 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)의 정보를 활용하여 계산이 가능하다. 고도 정보는 자신이 측정한 정보로부터 절대 고도 및 제2 측위 포스트 D, E, F(104 내지 106)와의 차이정보로 상대고도를 계산할 수 있다. 이러한 방법을 사용하면 나머지 포스트 J, K, L, M의 위치 정보를 계산할 수 있으며 고도정보도 절대고도 및 상대고도값을 측정 및 계산할 수 있다. 이러한 포스트는 기 설치되어 있는 것이 아니고 화재현장, 신축건물, 지하등 기 설치된 인프라를 사용할 수 없는 환경이나 측위용 인프라가 구축되어 있지 않은 장소에서 유용하다. 물론 특정장소에 기 설치된 포스트가 있으면 그 것을 활용하여 실내에서의 모든 장소에서 측위를 하면 된다. Meanwhile, since the third positioning posts G, H, I (107 to 109) are located indoors, it is impossible to obtain one's own location information using GPS. In addition, information transmitted from the first positioning posts A, B, C (101 to 103), which are reference posts, is inaccurate or impossible to receive due to the distance. However, it is possible to receive information from the second positioning posts D, E, F (104 to 106), which obtained their own location information using the information of the first positioning posts A, B, C (101 to 103), which are reference posts. In other words, the location information and altitude information of the third positioning posts G, H, I (107 to 109) can be calculated using the information of the second positioning posts D, E, F (104 to 106). The altitude information can be calculated as the absolute altitude from the information measured by itself and the relative altitude as the difference information with the second positioning posts D, E, F (104 to 106). Using this method, the location information of the remaining posts J, K, L, and M can be calculated, and the altitude information can also be measured and calculated in absolute and relative altitude values. These posts are not pre-installed, and are useful in environments where existing infrastructure such as fire scenes, new buildings, and underground areas cannot be used, or where there is no positioning infrastructure. Of course, if there is a pre-installed post in a specific location, it can be used to perform positioning in all indoor locations.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통제 센터에서의 정보 표시 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a drawing showing a method for displaying information in a control center according to one embodiment of the present invention.

단계 S501에서, 기준 포스트 및 측위 포스트들은 기준 포스트 및 측위 포스트들의 정보를 통제 센터로 전송한다.In step S501, the reference posts and positioning posts transmit information about the reference posts and positioning posts to the control center.

단계 S502에서, 통제 센터는 통제 센터에 모든 포스트의 정보를 표시한다.In step S502, the control center displays information of all posts in the control center.

도 6에 도시된 바와 같이, 이렇게 새로 구축된 포스트 A부터 M까지의 정보를 활용하여 포스트 주변에서 측정물의 위치 및 고도를 측정할 수 있다. 이 모든 정보는 무선통신 시스템(예컨대, WiFI, BT, Cellular 등)을 통해 통제 센터로 전달이 되어 통제 센터에 각각의 포스트들의 정보를 표시한다. 통제 센터는 휴대폰도 가능하다. 휴대폰에 관련 앱을 설치하여 모든 포스트들의 정보를 표시 및 관리를 할 수 있다.As shown in Figure 6, the information from the newly constructed posts A to M can be used to measure the location and altitude of the measurement object around the posts. All of this information is transmitted to the control center via a wireless communication system (e.g., WiFI, BT, Cellular, etc.), and the information of each post is displayed in the control center. The control center can also be a mobile phone. By installing a related app on the mobile phone, information of all posts can be displayed and managed.

이렇게 새로 구축된 실내 측위 시스템을 활용하여 측위 포스트의 주변 임의 지점에서 측위가 가능하며, 고도도 절대고도와 상대고도 값을 이용하여 현재의 측정지점의 고도를 알 수 있다. 즉, 고층 건물의 경우 측정지점이 몇 층인지 하는 정보는 바로미터를 통해 측정되는 절대고도를 이용할 수 있지만, 측정지점의 지면 높이를 알 수 없기 때문에 고층건물내의 어느층에 있는지 알 수 없다. 하지만, 기준 지점의 고도정보를 이용하여 상대고도를 측정하면 정확히는 몰라도 대략 어느층 구간에 있는지는 알 수 있다. 고도를 알아도 측정하고자 하는 위치의 건물내 층수를 잘 알지 못하는 이유는 건물마다 층간 높이가 상이하기 때문이다.By utilizing this newly constructed indoor positioning system, positioning is possible at any point around the positioning post, and the altitude of the current measurement point can be known using the absolute altitude and relative altitude values. That is, in the case of a high-rise building, information on which floor the measurement point is can be obtained by using the absolute altitude measured by the barometer, but since the ground height of the measurement point is unknown, it is impossible to know which floor within the high-rise building it is. However, if the relative altitude is measured using the altitude information of the reference point, it is possible to know approximately which floor it is on, even if not exactly. The reason why the number of floors within the building at the location to be measured is not known well even if the altitude is known is because the heights between floors are different for each building.

건물내 고도를 측정하기 위해 바로미터를 사용하는 경우 측정지점의 건물내 층수를 정확히 알기가 어려운데 현재 측정하는 지점의 층수를 정확히 알고 있는 경우 설치된 포스트에 층수 정보를 입력시켜 준다. 정보를 입력시켜 주는 방법으로는 WiFI, Bluetooth 등 다양한 통신수단을 사용하여 정보를 입력시켜 주면 된다. 즉, 사용자가 자신의 사용자 단말(예컨대, 콘트롤 장비)를 이용하여 포스트에 위치 정보나 고도 정보, 건물내 층수 정보를 입력시켜 준다. 이때, 콘트롤 장비는 측위 포스트들과 연결되어 있는 휴대폰과 같은 장비일 수 있다. 이렇게 확실히 아는 정보를 입력시켜 주면 이를 기반으로 주변 지점에서 측정하는 위치 고도 정보는 매우 정확해 진다. When using a barometer to measure the height inside a building, it is difficult to know the exact floor number of the measuring point. If you know the exact floor number of the current measuring point, you can input the floor information into the installed post. You can input the information using various communication methods such as Wi-Fi and Bluetooth. That is, the user inputs location information, altitude information, and building floor information into the post using his or her user terminal (e.g., control equipment). At this time, the control equipment can be a device such as a mobile phone that is connected to the positioning posts. If you input information that you know for sure like this, the location and altitude information measured from surrounding points based on this becomes very accurate.

한편, 각 포스트들간의 위치 정보 획득을 위한 방법은 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 1) 적외선 신호를 이용한 액티브 배지(Active Badge), 2) 초음파 신호만 이용한 액티브 뱃(Active Bats), 3) 초음파 신호와 RF신호를 이용한 크리켓(Criket), 또는 4) 무선랜, 블루투스, UWB등의 실내 무선통신망을 이용한 측위 시스템 등이 포함될 수 있다. 이외에 다양한 방법의 실내 측위 방식이 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 특정 실내 측위 방식으로 한정되지 않으며, 이러한 다양한 방법의 실내 측위 방식을 사용용도에 따라 다 사용이 가능하다.Meanwhile, various methods can be used for obtaining location information between each post. For example, 1) Active Badge using infrared signals, 2) Active Bats using only ultrasonic signals, 3) Cricket using ultrasonic signals and RF signals, or 4) a positioning system using an indoor wireless communication network such as wireless LAN, Bluetooth, or UWB can be included. In addition, various indoor positioning methods can be applied to one embodiment of the present invention. One embodiment of the present invention is not limited to a specific indoor positioning method, and these various indoor positioning methods can be used depending on the intended use.

그중 초음파 신호와 WiFi/BT등의 RF 신호를 이용한 크리켓 방법이 일반적인 환경에서 효과적이다. 그러나 본 발명의 일 실시예는 환경에 따라 액티브 배지, 액티브 뱃, 무선통신망도 사용이 가능하다. 특히 UWB를 이용한 측위기술이 발달하여 아주 정확한 측위가 가능해졌다. Among them, the cricket method using ultrasonic signals and RF signals such as WiFi/BT is effective in general environments. However, one embodiment of the present invention can also use active badges, active bats, and wireless communication networks depending on the environment. In particular, positioning technology using UWB has been developed, making very accurate positioning possible.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 포스트 장치의 구성도이다.Figure 7 is a configuration diagram of a positioning post device according to one embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 포스트 장치(200)는 GPS 수신부(210), 고도 측정부(220), 상태 표시부(230), 기타 센서부(240), 정보 저장부(250), 제어부(260), 배터리(270), 모드 선택부(280), 무선 통신부(290), 측위용 신호 송신부(300), 및 측위용 신호 수신부(310)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 측위 포스트 장치(200)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 측위 포스트 장치(200)가 구현될 수 있다.As illustrated in FIG. 7, a positioning post device (200) according to one embodiment of the present invention includes a GPS receiver (210), an altitude measuring unit (220), a status display unit (230), other sensor units (240), an information storage unit (250), a control unit (260), a battery (270), a mode selection unit (280), a wireless communication unit (290), a positioning signal transmitter (300), and a positioning signal receiver (310). However, not all of the illustrated components are essential components. The positioning post device (200) may be implemented with more components than the illustrated components, or may be implemented with fewer components.

이하, 도 7의 측위 포스트 장치(200)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.Below, the specific configuration and operation of each component of the positioning post device (200) of Fig. 7 will be described.

우선, 측위 포스트 장치(200)는 임의로 고정된 장소에 설치를 하여두거나 휴대하여 이동이 가능하다.First, the positioning post device (200) can be installed in any fixed location or carried around.

GPS 수신부(210)는 측위 위성으로부터 자신의 위치를 측정한다. 측위 위성의 종류는 GPS(미국), GLONASS(러시아), GALILEO(유럽연합), Beidu(중국) 등이 있다.The GPS receiver (210) measures its own location from positioning satellites. Types of positioning satellites include GPS (USA), GLONASS (Russia), GALILEO (European Union), and Beidu (China).

고도 측정부(220)는 현재의 고도를 측정한다. 고도 측정은 오차가 크므로 특정 기준 포스트를 기준 포스트로 정해 놓으면 다른 포스트들은 자신의 고도를 표시하는 절대고도와 기준 포스트와의 고도 차이를 표시하는 상대고도를 표시하여 준다.The altitude measurement unit (220) measures the current altitude. Since altitude measurement has a large error, if a specific reference post is set as the reference post, other posts display an absolute altitude that indicates their own altitude and a relative altitude that indicates the difference in altitude from the reference post.

상태 표시부(230)는 현재 측위 포스트 장치(200)의 상태가 어떠한 상태인지 표시할 수 있다. 예를 들어, 상태 표시부(230)는 GPS 수신 가능여부를 표시할 수 있다. 상태 표시부(230)는 위치 탐색 모드인지, 비콘 모드인지를 표시할 수 있다. 상태 표시부(230)는 위치 정보, 고도정보, 온/습도정보 등 다양한 정보를 표시할 수 있다. The status display unit (230) can display the current status of the positioning post device (200). For example, the status display unit (230) can display whether GPS reception is possible. The status display unit (230) can display whether it is in location search mode or beacon mode. The status display unit (230) can display various information such as location information, altitude information, and temperature/humidity information.

기타 센서부(240)는 고도 센서 이외에 지자기 센서, 자이로 센서, 온도, 습도, CO₂, 기타 유해가스 등 다양한 센서 모듈부를 포함할 수 있다. The other sensor unit (240) may include various sensor modules such as a geomagnetic sensor, a gyro sensor, temperature, humidity, _CO2 , and other harmful gases in addition to the altitude sensor.

정보 저장부(250)는 위치, 고도, 온도, 유해가스 등 적어도 하나의 정보를 저장할 수 있다. 정보 저장부(250)는 현재의 위치, 고도, 온도, 유해가스등 다양한 정보를 저장할 수 있다. The information storage unit (250) can store at least one piece of information, such as location, altitude, temperature, and hazardous gas. The information storage unit (250) can store various pieces of information, such as current location, altitude, temperature, and hazardous gas.

제어부(260)는 측위 포스트 장치(200)의 각 구성요소를 제어할 수 있다. 제어부(260)는 GPS를 이용한 위치 계산 및 초음파를 등을 이용한 위치 계산, RF 감도 등을 이용한 위치 및 각종 센서 제어를 수행할 수 있다. The control unit (260) can control each component of the positioning post device (200). The control unit (260) can perform location calculation using GPS, location calculation using ultrasonic waves, etc., location using RF sensitivity, etc., and various sensor control.

배터리(270)는 유선전력을 이용할 수 없는 환경에서 동작하기 위한 전력을 측위 포스트 장치(200)의 각 구성요소에 공급할 수 있다. The battery (270) can supply power to each component of the positioning post device (200) for operation in an environment where wired power is not available.

모드 선택부(280)는 탐색 모드 또는 비콘 모드로 선택하여 동작할 있다. 모드 선택부(280)는 측위 포스트 장치(200)를 설치한 후, 위치 정보를 얻기 위해 우선 GPS 탐색을 하고 GPS 탐색이 불가능할 경우 다양한 방식(예컨대, 액티브 배지, 액티브 뱃, 크리켓, 기타 실내 무선 통신망 등)을 이용하여 현재 위치를 탐색하고 위치 탐색이 끝나면 계속 탐색 모드에 있을 것인지 비콘 모드로 전환을 할 것인지 선택할 수 있다. The mode selection unit (280) can operate by selecting a search mode or a beacon mode. After installing the positioning post device (200), the mode selection unit (280) can first perform a GPS search to obtain location information, and if GPS search is not possible, search for the current location using various methods (e.g., active badge, active bat, cricket, other indoor wireless communication networks, etc.), and select whether to continue in the search mode or switch to the beacon mode after the location search is complete.

예를 들어, 탐색 모드 상태에서는 위치를 계산하기 위해 동작중인 경우에는 탐색 모드 표시등이 깜박거리다가 탐색이 완료되어 위치 계산이 끝나면 탐색 모드 표시등이 깜박거리는 것을 멈추고 계속 탐색 모드 표시등이 켜져 있거나 꺼질 수 있다. 이 상태에서 계속 탐색 모드를 통해 위치를 보정해야할 경우는 그대로 탐색 모드에 놔두고 현재 위치를 주기적으로 업데이트를 할 수 있다. 그리고 탐색 모드 완료 상태(예컨대, 탐색 모드 표시등이 올웨이즈 온(Always On))에서 비콘 모드로 전환을 하면, 다른 위치에 있는 측위 포스트 장치(200)가 그들의 위치를 찾을 수 있도록 기준이 되는 측위용 신호를 브로드캐스팅하여 줄 수 있다. For example, in the search mode, if the operation is to calculate the position, the search mode indicator light blinks, and when the search is completed and the position calculation is finished, the search mode indicator light stops blinking and can remain on or off. In this state, if the position needs to be corrected through the search mode, the current position can be periodically updated while leaving it in the search mode. In addition, when switching to the beacon mode in the search mode completion state (e.g., the search mode indicator light is always on), a reference positioning signal can be broadcast so that the positioning post devices (200) in other locations can find their positions.

무선 통신부(290)는 현재의 자신의 위치 정보 및 기타 센서 정보를 다른 모듈과 상호 교환 및 마스터 모듈에게 보고할 수 있다. 무선 통신부(290)는 마이크와 스피커를 갖추고 음성신호도 브로드캐스팅하거나 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 무선 통신부(290)는 비상버튼이 구비되어 위급상황시 비상버튼을 누르면 긴급 음성채널이 연결되거나 긴급메시지를 전달할 수 있다. 무선 통신부(290)는 통제 센터에는 긴급상황을 표시할 수 있다. The wireless communication unit (290) can exchange its current location information and other sensor information with other modules and report to the master module. The wireless communication unit (290) is equipped with a microphone and a speaker and can also broadcast or transmit voice signals. The wireless communication unit (290) is equipped with an emergency button, and when the emergency button is pressed in an emergency situation, an emergency voice channel can be connected or an emergency message can be transmitted. The wireless communication unit (290) can display an emergency situation to the control center.

측위를 하는 방법에는 상술한 바와 같이, 액티브 배지, 액티브 뱃, 크리켓, 기타 실내 무선 통신망 등 다양한 방법이 사용이 가능한데, 그 중 RF와 초음파 신호를 사용하는 크리켓의 예를 들어 설명하기로 한다. 측위 포스트 장치(200)가 비콘 모드로 동작시 자신의 위치 정보를 무선 통신부(290)를 통해 알려주고, 측위용 신호 송신부(300)는 다른 측위 포스트 장치가 자신의 위치를 파악할 수 있도록 RF 비콘신호와 초음파 신호를 동시에 브로드캐스팅할 수 있다. 이렇게 RF 신호와 초음파 신호를 발신시, 측위용 신호 송신부(300)는 다른 측위 포스트 장치가 발신하는 신호와 충돌이 발생하지 않도록 다른 측위 포스트 장치가 신호를 발신하지 않는 것을 인지한 후, 자신의 신호를 발신한다. 이때, 다른 측위 포스트 장치가 측위용 신호를 발신한 후. 일정시간 이후에 자신의 측위용 신호를 발신하는 것이 바람직하다. 신호 발신을 대기(waiting)하는 시간은 실내 공간 크기에 따라 다르게 설정할 수 있다. 참고로 초음파는 섭씨 약 20도에서 초당 약340미터를 이동함으로 약 100미터를 이동하는데 0.294초가 걸린다. 하지만, 송신 출력에 따른 수신가능범위가 정해지므로 상황에 따라 타 신호 수신후 대기(waiting) 시간을 정할 수 있다. 이때, RF 신호(주로 BT나 WiFi 신호를 사용)는 3*10^8m/sec 속도로 전파를 하고 초음파는 340m/sec로 전파를 함으로 RF 신호의 송신시각과 수신시각을 같은 시각이라고 가정하여도 초음파가 상대적으로 매우 느리기 때문에 거리 환산에 큰 오차가 발생하지 않는다.As described above, various methods such as active badge, active bat, cricket, and other indoor wireless communication networks can be used for positioning, and an example of cricket using RF and ultrasonic signals will be explained. When the positioning post device (200) operates in beacon mode, it reports its own location information through the wireless communication unit (290), and the positioning signal transmitter (300) can simultaneously broadcast RF beacon signals and ultrasonic signals so that other positioning post devices can identify their locations. When transmitting RF signals and ultrasonic signals in this way, the positioning signal transmitter (300) transmits its own signal after recognizing that other positioning post devices are not transmitting signals so that there is no collision with the signals transmitted by other positioning post devices. At this time, it is preferable that the positioning signal is transmitted after a certain period of time after other positioning post devices transmit their positioning signals. The time for waiting for signal transmission can be set differently depending on the size of the indoor space. For reference, ultrasound travels about 340 meters per second at about 20 degrees Celsius, so it takes 0.294 seconds to travel about 100 meters. However, since the reception range is determined by the transmission power, the waiting time after receiving another signal can be set depending on the situation. At this time, RF signals (mainly BT or WiFi signals) propagate at a speed of 3*10^8 m/sec, and ultrasound propagates at 340 m/sec, so even if the transmission and reception times of the RF signal are assumed to be the same time, there is no large error in distance conversion because ultrasound is relatively very slow.

상술한 바와 같이, 측위용 신호 수신부(310)는 측위용 신호 송신부(300)에서 발신한 RF 신호와 초음파 신호를 수신한다. 여기서, 초음파 신호는 RF 신호 대비 매우 늦게 도착을 한다. 그러므로, 측위용 신호 수신부(310)가 RF 신호를 수신한 후, 초음파 신호를 수신하는 시간차를 음속으로 나누면, 측위용 신호를 송신한 다른 측위 포스트 장치와 측위용 신호를 수신한 자신 사이의 거리를 계산할 수 있다.As described above, the positioning signal receiving unit (310) receives the RF signal and the ultrasonic signal transmitted from the positioning signal transmitting unit (300). Here, the ultrasonic signal arrives much later than the RF signal. Therefore, if the time difference between the positioning signal receiving unit (310) receiving the RF signal and the ultrasonic signal is divided by the speed of sound, the distance between another positioning post device that transmitted the positioning signal and itself that received the positioning signal can be calculated.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 크리켓 방식의 측위 포스트 간의 거리 계산 방식의 예시를 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a distance calculation method between cricket-style positioning posts according to one embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, T00와 T01은 같다고 가정하고, 측위용 신호 수신부(310)에 RF 신호를 수신한 후, 초음파 신호를 수신한 시간차 T(T02 - T01)에 음속(340m/sec)을 곱해주면 측위용 신호 송신부(300)와 측위용 신호 수신부(310)와 거리가 된다.As shown in Fig. 8, assuming that T00 and T01 are the same, after receiving an RF signal at the positioning signal receiving unit (310), multiplying the time difference T (T02 - T01) at which the ultrasonic signal is received by the speed of sound (340 m/sec) results in the distance between the positioning signal transmitting unit (300) and the positioning signal receiving unit (310).

좀 더 자세히 거리 환산식을 표현하면, 측위용 신호 송신부(300)와 측위용 신호 수신부(310)의 거리는 L[m], 측정된 시간은 T[s], 음속은 V[m/s], 기온은 t[C], L = ( T * V ) [m]로 나타낼 수 있다. 여기서, V= 331.5 + 0.6*t[m/s] 이다.To express the distance conversion formula in more detail, the distance between the positioning signal transmitter (300) and the positioning signal receiver (310) can be expressed as L [m], the measured time as T [s], the speed of sound as V [m/s], and the temperature as t [C], L = (T * V) [m]. Here, V = 331.5 + 0.6*t [m/s].

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 ToA를 이용한 실내 측위 방법의 예시를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an indoor positioning method using ToA according to one embodiment of the present invention.

실내 측위를 하는 방법으로 본 발명의 일 실시예에서는 RF와 초음파신호를 동시에 사용하는 크리켓 방식을 기준으로 설명을 하였다. 하지만, 액티브 배지(Active badge나 무선실내통신(WiFI, BT, UWB), PDR등 다양한 방법이 있다.In one embodiment of the present invention, as a method for indoor positioning, the cricket method using RF and ultrasonic signals simultaneously has been described. However, there are various methods such as active badge, wireless indoor communication (WiFI, BT, UWB), PDR, etc.

상기와 같은 RF 기반의 실내 측위 방법으로 신호의 도달시간을 의미하는 ToA과 도착 신호들간의 차이를 의미하는 TDoA와 같은 시간적 특성을 이용하는 방법과 신호의 세기(RSS)를 이용하는 방법이 있다. ToA 방식을 이용한 실내 측위 방식은 도 9와 같다. 세 개의 송신부로부터 수신된 신호를 기반으로 D지점의 위치를 알 수 있다. As for the above RF-based indoor positioning methods, there are methods that utilize temporal characteristics such as ToA, which means the time of arrival of a signal, and TDoA, which means the difference between arriving signals, and methods that utilize signal strength (RSS). The indoor positioning method using the ToA method is as shown in Fig. 9. The location of point D can be determined based on signals received from three transmitters.

이러한 ToA를 이용한 측위 방법은 세 개의 송신부 위치 {(x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)}를 알고 있어야 정확한 측위가 가능하다. This positioning method using ToA requires knowing the three transmitter positions {(x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)} to obtain accurate positioning.

이렇게 거리를 측정하는 방식을 전파의 도달시간(ToA)로 알수도 있지만 TWR(Two-way Ranging)방식으로도 거리를 알 수 있다. This method of measuring distance can be known as the Time of Arrival (ToA) of a radio wave, but distance can also be known using the Two-way Ranging (TWR) method.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 투-웨이 레인징을 이용한 실내 측위 방법의 예시를 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an indoor positioning method using two-way ranging according to one embodiment of the present invention.

도 10은 TWR(Two Way Ranging) 알고리즘의 동작방식을 보여주고 있다. 노드 A가 노드 B로 측위용 메시지를 전달하면, 노드 B는 노드 A로부터 수신한 메시지에 대한 응답 메시지를 송신한다. 노드 A는 측위용 메시지 송신 후 노드 B로부터 응답메시지를 수신하면 측위용 메시지의 왕복시간과 노드 B의 응답시간을 알 수 있고 두 값을 이용하여 신호의 도달시간 및 두 장치 사이의 거리를 하기 [수학식 1]과 같이 추정할 수 있다. Figure 10 shows the operation of the TWR (Two Way Ranging) algorithm. When node A transmits a positioning message to node B, node B transmits a response message to the message received from node A. When node A receives a response message from node B after transmitting the positioning message, it can know the round-trip time of the positioning message and the response time of node B, and can use the two values to calculate the arrival time of the signal. And the distance between the two devices can be estimated as shown in [Mathematical Formula 1] below.

이상과 같이, 두 지점 간의 거리는 크리켓, TWR 방식 등 다양한 방법으로 거리측정이 가능하다. 또한, 실내에서 와이파이(WiFi) 신호를 이용하는 경우는 와이파이 무선신호의 RSS(Received Signal Strength) 값으로 전파의 전파모델을 통해 거리를 환산하여 실내 측위를 수행할 수 있다.As such, the distance between two points can be measured in various ways, such as the cricket and TWR methods. In addition, when using a WiFi signal indoors, the distance can be converted into the RSS (Received Signal Strength) value of the WiFi radio signal using the propagation model to perform indoor positioning.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내에서 자신의 위치와 상대방 방향을 이용한 실내 측위 방법의 예시를 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a drawing showing an example of an indoor positioning method using one's own location and the direction of the other party according to one embodiment of the present invention.

도 11에서와 같이, 실내에서 자신의 위치와 상대방이 있는 곳의 거리 측정이 가능하고 어느 방향에 있는지를 아는 경우, 즉 A에서 B까지 거리를 알고 있으면, B의 위치는 A-1 원주상에 존재를 한다.As in Fig. 11, if it is possible to measure the distance between one's own position and the position of the other party indoors and know in which direction it is, that is, if one knows the distance from A to B, then the position of B exists on the circumference of A-1.

그러나 B가 있는 방향을 알고 있는 경우, 도 11에서처럼 동쪽방향(90도 방향)에 있다고 하면 B의 위치는 A-1원주 상에서 한 지점으로 결정이 가능하다. 이때, A-C, B-C 간의 거리를 안다고 하면 C의 위치는 C1과 C2지점이 된다. 여기서, A의 위치에서 실내의 크기를 E구역으로 한정을 하면, C의 위치는 C1으로 확정을 할 수 있다. 이와 같은 방식으로 D의 위치는 A-D, B-D간의 거리를 알고 있고 E구역으로 한정을 하면, D 또한 위치가 D1으로 확정할 수 있다. 물론 A-D, B-D, C-D간의 거리를 알고 있으면 E구역을 표시 안해도 D의 위치를 확정할 수 있다. However, if the direction in which B is located is known, as in Fig. 11, that is, if it is in the east direction (90 degree direction), the location of B can be determined as a point on the A-1 circle. At this time, if the distances between A-C and B-C are known, the location of C becomes points C1 and C2. Here, if the size of the room at the location of A is limited to area E, the location of C can be confirmed as C1. In the same way, if the location of D is known and the distances between A-D and B-D are limited to area E, the location of D can also be confirmed as D1. Of course, if the distances between A-D, B-D, and C-D are known, the location of D can be confirmed even if area E is not indicated.

이처럼 큰 전시장등의 실내공간에서 여러사람이 흩어져 있고 자신의 정확한 위치좌표 및 다른 사람들의 좌표도 모르는 상황에서 단지 제2의 사람 또는 다른 측위 포스트가 있는 방향만 아는 경우에도 제2의 사람 또는 다른 측위 포스트가 있는 방향과 대략적인 실내 공간의 크기만 지정을 해도 측위를 할 수 있다. In a situation where many people are scattered in a large indoor space such as an exhibition hall and do not know their exact location coordinates or the coordinates of others, even if they only know the direction to a second person or another positioning post, positioning can be performed by specifying only the direction to the second person or other positioning post and the approximate size of the indoor space.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 고도 표시 방식을 이용한 실내 측위 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a drawing showing an indoor positioning method using an altitude display method according to one embodiment of the present invention.

도 12에서와 같이, 단계 S601에서, 실내 측위 포스트 A는 A의 위치에서 자신의 고도정보를 입력받는다.As in Fig. 12, in step S601, indoor positioning post A receives its altitude information at the location of A.

단계 S602에서, 실내 측위 포스트 A는 층간 높이를 입력받는다.In step S602, the indoor positioning post A receives the floor height.

단계 S603에서, 실내 측위 포스트 A는 B, C, D지점의 고도계 정보를 수신한다.In step S603, indoor positioning post A receives altimeter information of points B, C, and D.

단계 S604에서, 실내 측위 포스트 A는 수신된 B, C, D지점의 고도계 정보를 이용하여, B, C, D 지점이 A지점 대비 고도차이가 얼마인지 즉, 상대 고도를 계산할 수 있다.In step S604, the indoor positioning post A can use the received altimeter information of points B, C, and D to calculate the altitude difference between points B, C, and D compared to point A, i.e., the relative altitude.

단계 S604에서, 실내 측위 포스트 A는 계산된 상대 고도를 이용하여 B, C, D 지점의 추정 위치를 표시할 수 있다. 예를 들어, 실내 측위 포스트 A는 입력받은 층간 높이와 상대 고도를 이용하여 건설 현장 등에서 B, C, D가 몇층에 있는 지도 알 수 있다. In step S604, the indoor positioning post A can display the estimated positions of points B, C, and D using the calculated relative altitude. For example, the indoor positioning post A can also find out on which floor B, C, and D are located at a construction site, etc., using the input floor height and relative altitude.

도 12에서 A 지점을 중심으로 B, C, D의 위치를 계산할 때 임의로 측위구역(E)을 정해서 B, C, D의 위치를 탐색하는 방법도 적용할 수 있다. 그러나 특정 지역의 전자지도 입수가 가능하다면 그 전자지도위에 A 또는 A와 B의 위치를 표기하여 놓음으로써 나머지 C, D의 위치를 쉽게 찾아낼 수도 있다.When calculating the locations of B, C, and D with point A as the center in Fig. 12, a method of arbitrarily determining a positioning area (E) and searching for the locations of B, C, and D can also be applied. However, if an electronic map of a specific area is available, the locations of A or A and B can be marked on the electronic map, thereby easily finding the locations of the remaining C and D.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 상황 전파 방법의 예시를 나타낸 도면이다. FIG. 13 is a drawing showing an example of an emergency situation propagation method according to one embodiment of the present invention.

단계 S701에서, 비상 상황시, 사용자가 측위 포스트의 비상버튼을 누른다. In step S701, in an emergency situation, the user presses the emergency button of the positioning post.

단계 S702에서, 비상 상황의 측위 포스트는 다른 측위 포스트를 거치거나 혹은 직접 통제 센터와 음성 연결을 수행한다. In step S702, the positioning post in the emergency situation establishes a voice connection with the control center through another positioning post or directly.

단계 S703에서, 통제 센터와 음성 연결이 안될 경우 데이터 통신망을 통해 긴급 메시지를 전송한다. In step S703, if there is no voice connection with the control center, an emergency message is transmitted via a data communication network.

단계 S704에서, 긴급 메시지를 수신한 통제 센터에는 알람 등 긴급비상상황을 전파한다.In step S704, the control center that received the emergency message transmits an emergency situation such as an alarm.

이렇게 각각의 측위 포스트들의 위치가 정해지면 통제 센터에 각각 측위 포스트들의 위치가 표가 되게 된다. 이러한 측위 포스트는 한곳에 고정시켜둘 수도 있지만 사용자가 휴대하여 움직이는 것도 가능하다. 이러한 측위 포스트들이 네트워크를 형성하고 있으면 상호 통신도 가능하고 자신의 위치를 지속적으로 통제 센터에 송신이 가능하다. 또한 비상상황에서 특정 버튼을 누르면 통제 센터에 비상상황을 음성혹은 특정신호로 발신이 가능하여 자신의 위급상황을 알려줄 수 있다.Once the location of each positioning post is determined, the location of each positioning post is marked in the control center. These positioning posts can be fixed in one place, but users can also carry them and move them. If these positioning posts form a network, they can communicate with each other and continuously transmit their location to the control center. Also, in an emergency situation, if a specific button is pressed, an emergency situation can be transmitted to the control center by voice or a specific signal, allowing the user to inform the control center of their emergency situation.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 포스트 장치는 실외 및 실내에 설치되는 GPS 위치 정보 수신기 및 중계 포스트 모두 이동이 가능하여 수시로 아무 장소나 설치 및 운영이 가능한 이동형 위치 정보 수신 장치일 수 있다. 또한, 실내 측위 시스템은 서버와 관계없이 측위하고자 하는 지역에 자유롭게 운영이 가능한 시스템일 수 있다. 즉, GPS 수신이 가능한 임의의 지역에 설치된 기준 포스트가 GPS 신호를 수신하여 자신의 정확한 위치파악이 되는 경우 탐색 모드에서 비콘 모드로 전환을 하여 자신의 위치 정보를 전송한다. 물론 무조건으로 자신의 위치정보를 전송하는 것이 아니라 측위하고자 하는 단말기가 위치정보를 요구할 때 자신의 정보를 전송할 수 있다. 측위를 하고자 하는 지점에 있는 측위 포스트가 WiFI/BT, UWB 같은 무선신호를 이용하여 위치가 확정된 중계 포스트로부터 전송된 신호를 기반으로 측위 포스트의 위치를 중계 포스트에서 전송된 신호의 신호세기나 전파 도달시간 등을 이용하여 측위 포스트의 위치를 계산하여 자신의 위치를 측정할 수 있다. 그러므로 서버와 관계없이 독립적으로 측위시스템 운영이 가능하다.Meanwhile, the positioning post device according to one embodiment of the present invention may be a mobile positioning information receiving device that can be installed and operated at any location at any time, since both the GPS positioning information receiver and the relay post installed outdoors and indoors can be moved. In addition, the indoor positioning system may be a system that can be freely operated in an area to be positioned regardless of the server. That is, when a reference post installed in an arbitrary area where GPS reception is possible receives a GPS signal and determines its exact location, it switches from the search mode to the beacon mode and transmits its location information. Of course, it does not unconditionally transmit its location information, but can transmit its information when the terminal to be positioned requests the location information. The positioning post at the point to be positioned can measure its own location by calculating the location of the positioning post using the signal strength or radio wave arrival time of the signal transmitted from the relay post based on the signal transmitted from the relay post whose location has been confirmed using a wireless signal such as Wi-Fi/BT or UWB. Therefore, the positioning system can be operated independently regardless of the server.

본 발명의 일 실시예는 처음 시작은 실외나 GPS의 신호를 수신이 가능한 실내에서(예를 들어, 창가) 측정된 실내 위치 정보를 기반으로 실내의 특정 위치 정보를 무선 신호세기나 도달 거리 등을 이용하여 측위하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. GPS 신호를 수신하여 정확한 자기 위치를 알고 있는 중계 포스트가 멀리 있어 중계 포스트로부터 신호를 수신하여 자신의 측위를 하기 어려운 경우, 중간에 자신의 위치를 중계 포스트들로부터 계산해 낼 수 있는 위치에 제3, 제4의 중계 포스트를 구축할 수 있다. 제3, 제4의 중계포스트가 탐색 모드를 이용하여 제3, 제4의 중계 포스트의 위치를 측위한 후 다시 이 제3, 제4의 중계 포스트도 비콘 모드로 전환을 하여 자신의 위치 정보를 송신하여 다른 위치에서 측위를 하고자 하는 측위 포스트가 자신의 위치를 이 제3, 제4의 중계 포스트로부터 발송되는 신호를 기반으로 자신의 위치를 측위할 수 있다. One embodiment of the present invention relates to a system and method for determining specific indoor location information using wireless signal strength or reachable distance based on indoor location information measured outdoors or indoors (for example, by a window) where GPS signals can be received. When a relay post that receives a GPS signal and knows one's exact location is far away and it is difficult to determine one's location by receiving a signal from the relay post, a third and a fourth relay post can be established at a location where one's location can be calculated from the relay posts in the middle. After the third and fourth relay posts determine the locations of the third and fourth relay posts using a search mode, the third and fourth relay posts also switch to a beacon mode and transmit their location information, so that a location post that wants to determine its location at another location can determine its location based on the signals transmitted from the third and fourth relay posts.

본 발명의 일 실시예는 GPS 위성신호를 내부로 중계하는 것이 아니라 외부에 설치 또는 GPS를 이용하여 위치 정보를 획득할 수 있는 단말기의 위치 정보를 기반으로 측정하고자 하는 실내 위치에서 위치를 측정하는 시스템에 관한 것이다. 즉, 실내의 GPS 신호를 수신하기 어려운 측위 포스트들은 GPS를 이용하여 위치 정보를 획득한 기준 포스트로부터 거리 및 방향정보 등을 이용하여 GPS 신호 수신이 어려워 자신의 위치 정보를 알 수 없는 측위 포스트라 하더라도 정확한 자신의 위치 정보를 얻을 수 있다. 이렇게 얻은 자신의 위치 정보를 다른 측위 포스트들에게 전송하여 줌으로써, 다른 측위 포스트들도 순차적으로 자신의 위치 정보를 파악하여 저장할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 포스트 장치는 배터리로 운영이 가능하여 실내외 유선전원을 사용하기 어려운 환경에서 사용이 가능한 장치이다. One embodiment of the present invention relates to a system for measuring a position at an indoor location to be measured based on the position information of a terminal that is installed outside or can obtain position information using GPS, rather than relaying GPS satellite signals internally. That is, positioning posts that have difficulty receiving GPS signals indoors can obtain their own accurate position information by using distance and direction information, etc. from a reference post that has obtained position information using GPS, even if the positioning post cannot know its own position information due to difficulty in receiving GPS signals. By transmitting its own position information obtained in this way to other positioning posts, the other positioning posts can also sequentially determine and store their own position information. The positioning post device according to one embodiment of the present invention is a device that can be operated by a battery, and thus can be used in environments where it is difficult to use indoor or outdoor wired power.

본 발명의 일 실시예는 유선 전원없이 배터리로 구동이 가능하며 중계 포스트의 설치도 임의로 측위하고자 하는 지형 지물에 맞게 설치 및 운용이 가능한 시스템에 관한 것이다. One embodiment of the present invention relates to a system that can be operated by a battery without a wired power source and in which the installation of a relay post can be arbitrarily installed and operated according to a terrain feature to be measured.

본 발명의 일 실시예는 처음 기준이 되는 기준 포스트의 위치는 GPS 신호를 이용하여 탐색 모드에서 자신의 정확한 위치를 측위하거나, 사용자가 임의의 위치를 기준 포스트 또는 중계 포스트에 입력을 하여 정할 수 있다. 이렇게 사용자가 임의로 위치를 입력시키는 경우 이 기준 포스트의 정보를 이용하여 측위되는 위치 정보는 절대위치 정보가 아닌 기준 포스트 대비 상대위치 정보를 표시하게 된다. 이럴 경우 임의로 정보를 입력시킨 후 그 중계 포스트를 탐색 모드에서 비콘 모드로 전환을 시켜 놓으면 입력된 자신의 위치 정보를 발송하게 된다.In one embodiment of the present invention, the location of the reference post, which is the initial reference, can be determined by using GPS signals to determine one's exact location in a search mode, or by the user inputting an arbitrary location into the reference post or relay post. In this case, when the user inputs a location arbitrarily, the location information determined using the information of the reference post is not absolute location information, but relative location information with respect to the reference post. In this case, after arbitrarily inputting information, if the relay post is switched from search mode to beacon mode, the input location information is transmitted.

본 발명의 일 실시예는 비콘 모드에서 자신의 위치 정보를 전송시 특정 ID를 부여하여 자신의 정보를 전송하게 된다.One embodiment of the present invention transmits its own information by assigning a specific ID when transmitting its own location information in beacon mode.

본 발명의 일 실시예는 다수의 중계 포스트가 비콘 모드로 운영시 자신의 비콘 신호와 초음파같은 신호를 전송시 중계 포스트간 신호 혼선이 없도록 시차를 가지고 신호를 전송하게 한다. 시차를 가지고 신호를 전송하는 방법에는 위치 정보가 등록된 순서대로 신호를 전송할 수 있다. 또한 WiFI등에서 주로 사용하는 CSMA/CA통신 방식등을 사용할 수 있다.One embodiment of the present invention allows multiple relay posts to transmit signals with time differences so that there is no signal interference between relay posts when transmitting their own beacon signals and ultrasonic signals when operating in beacon mode. The method of transmitting signals with time differences can transmit signals in the order in which location information is registered. In addition, the CSMA/CA communication method, which is mainly used in Wi-Fi, can be used.

본 발명의 일 실시예는 중계기가 비콘 모드로 동작시 비콘 신호는 WiFI나 BT, UWB와 같은 무선신호일 수 있으며 측위하고자 하는 지점의 측위 포스트는 탐색 모드를 이용하여 비콘신호의 세기를 이용하여 비콘신호기와 거리을 측정하거나 비콘 모드의 중계기에서 발신되는 초음파 신호나 UWB를 이용하여 무선신호 도달시간을 측정하여 측정하고자 하는 위치의 거리를 측정할 수도 있다.In one embodiment of the present invention, when a repeater operates in beacon mode, the beacon signal may be a wireless signal such as Wi-Fi, BT, or UWB, and a positioning post at a point to be measured may use a search mode to measure the distance to the beacon signal using the strength of the beacon signal, or may measure the distance to the point to be measured by measuring the arrival time of the wireless signal using an ultrasonic signal or UWB transmitted from a repeater in beacon mode.

UWB신호를 사용시는 거리를 측정하고자 하는 단말기가 비콘용 측위 포스트에 무선신호를 전송하고 되돌아 오는 시간을 측정하여 거리를 계산할 수 있다. 이와 같이 거리 측정의 대표적인 방법이 도10에서 설명한 투 웨이 레인징(2 way ranging) 기법이다. When using UWB signals, a terminal that wants to measure distance can calculate the distance by transmitting a wireless signal to a positioning post for a beacon and measuring the time it takes for the signal to return. A representative method of this type of distance measurement is the two-way ranging technique described in Fig. 10.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Furthermore, such modifications should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present invention.

101 내지 103: 제1 측위 포스트 A, B, C
104 내지 106: 제2 측위 포스트 D, E, F
107 내지 109: 제3 측위 포스트 G, H, I
200: 측위 포스트 장치
210: GPS 수신부
220: 고도 측정부
230: 상태 표시부
240: 기타 센서부
250: 정보 저장부
260: 제어부
270: 배터리
280: 모드 선택부
290: 무선 통신부
300: 측위용 신호 송신부
310: 측위용 신호 수신부101 to 103: First positioning posts A, B, C
104 to 106: Second side posts D, E, F
107 to 109: Third-side posts G, H, I
200: Positioning Post Device
210: GPS receiver
220: Altitude measurement unit
230: Status display
240: Other sensor section
250: Information storage
260: Control Unit
270: Battery
280: Mode selection section
290: Wireless Communications Department
300: Positioning signal transmitter
310: Positioning signal receiving unit

Claims

In an indoor positioning method performed by an indoor positioning system,
A step in which first positioning posts, which are reference posts located outdoors, receive GPS (Global Positioning System) signals;
A step in which the first positioning posts calculate first location information using the received GPS signals;
A step of transmitting the calculated first location information and the first positioning signal between the first positioning posts and the second positioning posts;
A step in which the second positioning posts receive the first location information and the first positioning signal from the first positioning posts; and
The second positioning posts include a step of positioning second position information of the second positioning posts based on the received first position information and the first positioning signal,
A step of measuring a first altitude using a barometer equipped with the first positioning posts; and
The second positioning posts further include a step of setting the measured first altitude as an absolute altitude, and calculating the second altitude of the second positioning posts using the altitude information of the first positioning posts and the relative altitude, which is the altitude difference between the first positioning posts and the second positioning posts.
An indoor positioning method, wherein the step of calculating the first location information calculates or designates a virtual first location centered on the first positioning posts as the first location information when the GPS signal is not received.

In the first paragraph,
The above first positioning signal is,
An indoor positioning method that varies depending on one of the following positioning methods: Active Badge, Active Bats, Criket, and Indoor Wireless Network.

In the first paragraph,
The step of calculating the above first location information is:
An indoor positioning method for calculating or specifying first location information from a pre-stored electronic map when the above GPS signal is not received.

delete

In the first paragraph,
An indoor positioning method, further comprising the step of switching from the search mode to the beacon mode and transmitting the measured second position information and the second positioning signal when the second positioning posts measure second location information in the search mode.

In Article 6,
A step for third positioning posts to receive the second position information and the second positioning signal from the second positioning posts; and
An indoor positioning method, further comprising a step of positioning third position information of the third positioning posts based on the received second position information and the second positioning signal.

In Article 7,
An indoor positioning method further comprising the step of transmitting signals to the second positioning posts and the third positioning posts to calculate the distance between their positions and the first positioning posts, which are reference posts, and calculating the distance between their positions and the first positioning posts by using the time difference between the returning signals.

In the first paragraph,
An indoor positioning method, further comprising the step of switching from a beacon mode to a search mode and positioning the second position information of the second positioning posts based on the received first position information and the first positioning signal, when the second positioning posts have moved from the positioned second position information.

In Article 9,
An indoor positioning method further comprising a step of positioning while the second positioning posts periodically change between a search mode and a beacon mode.

In the first paragraph,
An indoor positioning method, further comprising the step of transmitting location information or altitude information of each post to a control center, and displaying the location information or altitude information of each post at the control center.

In the first paragraph,
A step for receiving location information, altitude information, or floor information of the location of the positioning posts to be measured; and
An indoor positioning method further comprising a step of calculating location information, altitude information, or floor information of other positioning posts located in the surrounding points using the input location information, altitude information, or floor information.

In indoor positioning systems,
First positioning posts, which are reference posts located outdoors, receive GPS (Global Positioning System) signals, calculate first position information using the received GPS signals, and transmit the calculated first position information and a first positioning signal between the first positioning posts and the second positioning posts; and
Includes second positioning posts that receive the first location information and the first location signal from the first positioning posts, and determine second location information of the second positioning posts based on the received first location information and the first location signal,
The above first positioning posts measure the first altitude with the provided barometer,
The second positioning posts set the measured first altitude as the absolute altitude, and calculate the second altitude of the second positioning posts using the altitude information of the first positioning posts and the relative altitude which is the altitude difference between the first positioning posts and the second positioning posts.
An indoor positioning system, wherein the first positioning posts calculate or designate a virtual first location centered on the first positioning posts as first location information when the GPS signal is not received.

In Article 13,
The above first positioning signal is,
An indoor positioning system that depends on one of the following positioning methods: Active Badge, Active Bats, Criket, and Indoor Wireless Network.

In Article 13,
The above first positioning posts are,
An indoor positioning system that calculates or specifies first location information from a pre-stored electronic map when the above GPS signal is not received.

delete

In Article 13,
The above second positioning posts are,
An indoor positioning system, which, when second location information is determined in the search mode, switches from the search mode to the beacon mode and transmits the determined second location information and a second location signal.

In Article 18,
An indoor positioning system further comprising third positioning posts that receive second location information and second location signals from the second positioning posts and determine third location information of the third positioning posts based on the second location information and second location signals.

In Article 19,
An indoor positioning system in which the second positioning posts and the third positioning posts transmit signals to calculate the distance between their own positions and the first positioning posts, which are reference posts, and calculate the distance between their own positions and the first positioning posts by using the time difference between the returning signals.

In Article 13,
The above second positioning posts are,
An indoor positioning system, which, when moved from the second position information measured above, switches from a beacon mode to a search mode and measures second position information of the second positioning posts based on the received first position information and the first positioning signal.

In Article 21,
An indoor positioning system in which the second positioning posts perform positioning while periodically changing between a search mode and a beacon mode.

In Article 13,
An indoor positioning system further comprising a control center that receives location information or altitude information of each post, wherein the control center displays location information or altitude information of each post.