요약지피에스와 비콘을 이용한 실내 위치 측위 시스템은 GPS 신호 및 비콘 신호를 동시에 이용하여 특정 건물 내 사용자의 실내 측위를 수행할 수 있고, 최단 경로 탐색 알고리즘을 앱에 적용하여 최단 경로 안내 시스템을 제공할 수 있다. 본 발명은 폭이 좁은 건물 등의 기존 측위 방식을 적용할 수 없는 건물 구조 환경에서도 GPS와 비콘을 이용하여 실내 측위를 수행할 수 있는 효과가 있다.
대표 청구항수신 신호 세기 정보(Received Signal Strength Information, RSSI) 값을 포함한 비콘 신호를 송신하는 비콘 송신 장치; 및상기 비콘 송신 장치로부터 송신한 비콘 신호를 무선 통신으로 수신하는 실내 위치 측위 장치를 포함하며,상기 실내 위치 측위 장치는,GPS(Global Position System) 인공위성을 통해 GPS 신호를 수신하는 GPS 안테나;상기 GPS 안테나를 통해 획득한 GPS 신호로 위치 정보의 좌표값(위도, 경도)을 획득하는 GPS 모듈부;BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 수행하여 상기 비콘 송신 장치와 무선 통신하여 비콘 신호를 수신하는 BLE 모듈부;상기 BLE 모듈부로부터 수신한 비콘 신호에서 RSSI 값을 추출하고, 상기 추출한 RSSI 값을 이용하여 상기 실내 위치 측위 장치와 상기 비콘 송신 장치 간의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및상기 계산한 거리와 상기 수신한 비콘 신호를 이용하여 사용자 위치로 결정되는 하나 이상의 후보 노드를 설정하고, 상기 후보 노드 중 상기 실내 위치 측위 장치의 실내 위치로 결정되는 제어부를 더 포함하고,상기 거리 계산부는 하기의 수학식 1를 변환하여 하기의 수학식 2를 생성하고, 상기 BLE 모듈부로부터 수신한 비콘 신호에서 RSSI 값을 추출하고, 상기 추출한 RSSI 값을 상기 수학식 2에 대입하여 상기 RSSI 값을 이용하여 상기 실내 위치 측위 장치와 상기 비콘 송신 장치 간의 거리(d)를 계산하고,상기 실내 위치 측위 장치는, 지도 데이터에 포함된 모든 노드들(coordinated beacon, candidate node, coordinated node)의 좌표값(위도, 경도)이 고정되어 저장되는 저장부를 더 포함하고,상기 제어부는 상기 비콘 송신 장치로부터 상기 계산한 거리(d)만큼 떨어진 두 개의 노드가 사용자 위치로 결정될 수 있는 1번 후보 노드와 2번 후보 노드로 설정하고,상기 제어부는 상기 GPS 모듈부로부터 현재 위치 정보의 좌표값(위도, 경도)을 수신하고, 상기 저장부에 저장된 후보 노드들의 좌표값(위도, 경도)을 수신하고, 상기 현재 위치 정보의 좌표값과 상기 1번 후보 노드의 좌표값과, 상기 2번 후보 노드의 좌표값을 하기의 수학식 3에 대입하여 상기 1번 후보 노드의 결과값과, 상기 2번 후보 노드의 결과값을 각각 계산하며,상기 실내 위치 측위 장치는 경로 안내 제공 앱이 내장되고, 상기 비콘 송신 장치는 건물 입구부터 건물 내부의 여러 층에 설치되고,실내 측위 알고리즘이 시작되는 기준은 상기 비콘 송신 장치와 상기 실내 위치 측위 장치와의 거리가 0.5m 이하로 줄었을 때 실내 측위를 시작하고,사용자인 상기 실내 위치 측위 장치는 건물 입구에 배치된 비콘 송신 장치로부터 비콘 신호를 상기 경로 안내 제공 앱에서 인식하고, 건물 입구를 지나 건물 내부로 진입하였다고 판단하여 실내 측위를 시작하고, 실내에 위치한 비콘 송신 장치 중 RSSI 신호 강도가 더 큰 비콘을 기준으로 상기 1번 후보 노드와 상기 2번 후보 노드를 결정한 후, 상기 계산된 1번 후보 노드의 결과값과, 상기 2번 후보 노드의 결과값을 비교하여 더 작은 값을 가진 후보 노드가 최종 사용자인 상기 실내 위치 측위 장치의 실내 위치로 결정되고,상기 실내 위치 측위 장치는 실내에 진입하는 순간부터 도착점에 도달할 때까지 상기 후보 노드의 설정과, 상기 후보 노드의 결과값의 계산을 반복하며,상기 경로 안내 제공 앱은 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 이용하여 상기 실내 위치 측위 장치의 출발점(실외 노드)에서 도착점(실내 노드)까지의 최단 경로를 계산하여 상기 최단 경로가 실내 지도 데이터 위에 표시되는 실내 위치 측위 시스템.[수학식 1] 상기 n은 보정 상수로서 2 내지 4이고, 상기 a는 TX power로 특정 거리에서 수신기(실내 위치 측위 장치)로부터 측정된 기본 RSSI 값임.[수학식 2] [수학식 3] 상기 n은 후보 노드를 구분하는 1 또는 2를 나타냄.
