복잡한 실내 환경에서 위치기반 통합관제를 위한 실시간 초정밀 위치추적시스템 설계 및 구현 Design and Implementation of a Real-time High Precision Location Tracking System for Location Based Integrated Control in Complex Indoor Environments원문보기
LBS는 스마트폰의 핵심 플랫폼으로서 위치정보에 소셜네트워크 서비스(SNS), M2M (Marketplace to Marketplace), AR(Augmented Reality), 이용자 정보 및 콘텐츠를 결합함으로써 서비스가 다양화 되고 고도화 되고 있다. 또한 LBS는 새로운 서비스의 요구에 따라 실외 위치 기반 서비스뿐만 아니라 실내 위치 기반 서비스의 요구가 점점 증가하고 있다. 실내 측위기술은 건물 내부와 같이 GPS 기반의 위치 추적이 어려운 환경에서 대상물의 위치를 추적하는 기술로서 ...
LBS는 스마트폰의 핵심 플랫폼으로서 위치정보에 소셜네트워크 서비스(SNS), M2M (Marketplace to Marketplace), AR(Augmented Reality), 이용자 정보 및 콘텐츠를 결합함으로써 서비스가 다양화 되고 고도화 되고 있다. 또한 LBS는 새로운 서비스의 요구에 따라 실외 위치 기반 서비스뿐만 아니라 실내 위치 기반 서비스의 요구가 점점 증가하고 있다. 실내 측위기술은 건물 내부와 같이 GPS 기반의 위치 추적이 어려운 환경에서 대상물의 위치를 추적하는 기술로서 근거리 무선통신을 이용하여 측위 대상물의 위치를 검출하며 무선랜근거리 통신(Wi-Fi), 근거리 전파식별(RFID), UWB(Ultra Wide Band), 적외선방식, 지자기 시스템 등을 이용하는 RTLS(Real Time Location System)가 이에 해당된다. 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능으로 대표되는 4차 산업혁명 시대를 맞아 실내 환경은 더욱 복잡해지고 고도화 되어가고 있다. 그러나 기존 실내 측위기법들은 이러한 복잡한 환경에서는 Multipath propagation 현상으로 인해 측위기술이 잘 작동하지 않는 문제점이 있다. 또한 산업체의 경우 저가격 고품질의 위치데이터를 사용하고 싶어하나, 현장에 필요한 고정밀의 위치데이터를 얻기 위해서는 현재 측위기술은 고가의 AP, Tag 디바이스 등 추가 통신인프라 도입비용이 필요하며, 다양한 현장특성에 무관하게 균일한 품질의 위치정보를 얻을 수 있는 대표적인 실내 측위기술의 표준은 아직은 없는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 다양하고 복잡한 실내 환경에서도 빠르게 이동하는 사람이나 사물에 대한 위치정보를 효과적이고 정밀하게 파악 할 수 있는 서로 다른 특성을 지닌 RF와 초음파 신호의 도달 차이를 브로드캐스팅 통신기술과 고도의 필터링 기법을 적용하여 TDoA기반의 실시간 초정밀 실내위치추적시스템을 설계하고 구현한다. 그리고 구현된 실시간 초정밀 위치측위 시스템을 기반으로 각 앱에서 수집된 위치좌표를 Web통신을 이용하여 관제 서버에 저장하고 이를 관제 클라이언트로 전송하여 실시간으로 움직이는 사람이나 사물들의 동선파악과 이동 동향을 빅데이터로 분석할 수 있도록 통합관제시스템을 최종 구현한다. 마지막으로, 구현된 실내위치추적시스템의 성능지표를 확인하기 위하여 Positioning 정밀도, 위치 인식 성공률, 멀티센서 최대 액세스 거리, MAP·UX 랜더링 속도, 통합관제 네트워크 전송속도 등 성능과 환경에 영향을 미치는 주요항목을 시험·분석해 보고 연구 결과가 고정밀 위치 데이터를 기반으로 하는 실시간 통합관제시스템을 구현하기 위한 성능지표를 만족하는지 평가한다.
LBS는 스마트폰의 핵심 플랫폼으로서 위치정보에 소셜네트워크 서비스(SNS), M2M (Marketplace to Marketplace), AR(Augmented Reality), 이용자 정보 및 콘텐츠를 결합함으로써 서비스가 다양화 되고 고도화 되고 있다. 또한 LBS는 새로운 서비스의 요구에 따라 실외 위치 기반 서비스뿐만 아니라 실내 위치 기반 서비스의 요구가 점점 증가하고 있다. 실내 측위기술은 건물 내부와 같이 GPS 기반의 위치 추적이 어려운 환경에서 대상물의 위치를 추적하는 기술로서 근거리 무선통신을 이용하여 측위 대상물의 위치를 검출하며 무선랜 근거리 통신(Wi-Fi), 근거리 전파식별(RFID), UWB(Ultra Wide Band), 적외선방식, 지자기 시스템 등을 이용하는 RTLS(Real Time Location System)가 이에 해당된다. 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능으로 대표되는 4차 산업혁명 시대를 맞아 실내 환경은 더욱 복잡해지고 고도화 되어가고 있다. 그러나 기존 실내 측위기법들은 이러한 복잡한 환경에서는 Multipath propagation 현상으로 인해 측위기술이 잘 작동하지 않는 문제점이 있다. 또한 산업체의 경우 저가격 고품질의 위치데이터를 사용하고 싶어하나, 현장에 필요한 고정밀의 위치데이터를 얻기 위해서는 현재 측위기술은 고가의 AP, Tag 디바이스 등 추가 통신인프라 도입비용이 필요하며, 다양한 현장특성에 무관하게 균일한 품질의 위치정보를 얻을 수 있는 대표적인 실내 측위기술의 표준은 아직은 없는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 다양하고 복잡한 실내 환경에서도 빠르게 이동하는 사람이나 사물에 대한 위치정보를 효과적이고 정밀하게 파악 할 수 있는 서로 다른 특성을 지닌 RF와 초음파 신호의 도달 차이를 브로드캐스팅 통신기술과 고도의 필터링 기법을 적용하여 TDoA기반의 실시간 초정밀 실내위치추적시스템을 설계하고 구현한다. 그리고 구현된 실시간 초정밀 위치측위 시스템을 기반으로 각 앱에서 수집된 위치좌표를 Web통신을 이용하여 관제 서버에 저장하고 이를 관제 클라이언트로 전송하여 실시간으로 움직이는 사람이나 사물들의 동선파악과 이동 동향을 빅데이터로 분석할 수 있도록 통합관제시스템을 최종 구현한다. 마지막으로, 구현된 실내위치추적시스템의 성능지표를 확인하기 위하여 Positioning 정밀도, 위치 인식 성공률, 멀티센서 최대 액세스 거리, MAP·UX 랜더링 속도, 통합관제 네트워크 전송속도 등 성능과 환경에 영향을 미치는 주요항목을 시험·분석해 보고 연구 결과가 고정밀 위치 데이터를 기반으로 하는 실시간 통합관제시스템을 구현하기 위한 성능지표를 만족하는지 평가한다.
As a key platform for Smartphones, LBS is diversifying and upgrading its services by combining Social Network Services(SNS), M2M(Marketplace to Marketplace), AR(Augmented Reality), user information and content in location information. In addition, LBS is increasingly the needs for indoor location-ba...
As a key platform for Smartphones, LBS is diversifying and upgrading its services by combining Social Network Services(SNS), M2M(Marketplace to Marketplace), AR(Augmented Reality), user information and content in location information. In addition, LBS is increasingly the needs for indoor location-based services as well as outdoor location-based services with the needs of the new services. Indoor positioning technology is a technology that tracks the location of objects in a GPS-based environment, such as inside a building, and includes RTLS(Real Time Location System), which uses Near field communication to detect the location of the objects and uses WLAN(Wi-Fi), near field propagation identification(RFID), UWB(Ultra Wide Band), infrared method, geomagnetic system, etc. In the era of the 4th Industrial Revolution, represented by the Internet of Things, Big Data, and Artificial Intelligence, the indoor environment is becoming more complex and sophisticated. However, the existing indoor positioning techniques have a problem that the positioning technique does not work well due to the multipath propagation phenomenon in such a complicated environment. In addition, the industry wants to use low-cost, high-quality location data, but the current positioning technology requires the cost of introducing additional communication infrastructure such as expensive AP and Tag devices in order to obtain the high-precision location data necessary for the field. Also, there is no standard indoor positioning technology that can obtain location information of uniform quality regardless of various field characteristics. Therefore, in this dissertation, real-time high precision indoor location tracking system based on TDoA is designed and implemented by applying broadcast communication technology and high filtering techniques to reach differences between RF and ultrasonic signals with different characteristics that can effectively and accurately identify location information about people or objects moving quickly even in diverse and complex indoor environments. Based on the real-time, high precise positioning system implemented, the integrated control system is finally implemented so that the movement trends and the track identification of people or objects in real time could be analyzed through big data by storing the location coordinates collected by each app to the control server using Web communication and transmitting them to the control client. Finally, the main items affecting the performance and environment were tested and analyzed to check the performance indicators of the implemented indoor location tracking system, including positioning accuracy, location recognition success rate, Multi-sensor maximum access distance, MAP·UX rendering speed, and integrated control network transmission speed, and it evaluates whether the research results satisfy the performance index for real-time integrated control system based on high precision location data.
As a key platform for Smartphones, LBS is diversifying and upgrading its services by combining Social Network Services(SNS), M2M(Marketplace to Marketplace), AR(Augmented Reality), user information and content in location information. In addition, LBS is increasingly the needs for indoor location-based services as well as outdoor location-based services with the needs of the new services. Indoor positioning technology is a technology that tracks the location of objects in a GPS-based environment, such as inside a building, and includes RTLS(Real Time Location System), which uses Near field communication to detect the location of the objects and uses WLAN(Wi-Fi), near field propagation identification(RFID), UWB(Ultra Wide Band), infrared method, geomagnetic system, etc. In the era of the 4th Industrial Revolution, represented by the Internet of Things, Big Data, and Artificial Intelligence, the indoor environment is becoming more complex and sophisticated. However, the existing indoor positioning techniques have a problem that the positioning technique does not work well due to the multipath propagation phenomenon in such a complicated environment. In addition, the industry wants to use low-cost, high-quality location data, but the current positioning technology requires the cost of introducing additional communication infrastructure such as expensive AP and Tag devices in order to obtain the high-precision location data necessary for the field. Also, there is no standard indoor positioning technology that can obtain location information of uniform quality regardless of various field characteristics. Therefore, in this dissertation, real-time high precision indoor location tracking system based on TDoA is designed and implemented by applying broadcast communication technology and high filtering techniques to reach differences between RF and ultrasonic signals with different characteristics that can effectively and accurately identify location information about people or objects moving quickly even in diverse and complex indoor environments. Based on the real-time, high precise positioning system implemented, the integrated control system is finally implemented so that the movement trends and the track identification of people or objects in real time could be analyzed through big data by storing the location coordinates collected by each app to the control server using Web communication and transmitting them to the control client. Finally, the main items affecting the performance and environment were tested and analyzed to check the performance indicators of the implemented indoor location tracking system, including positioning accuracy, location recognition success rate, Multi-sensor maximum access distance, MAP·UX rendering speed, and integrated control network transmission speed, and it evaluates whether the research results satisfy the performance index for real-time integrated control system based on high precision location data.
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