스마트폰의 GPS 정보를 이용한 일상 경로 이탈 판단 어플리케이션 구현 Implementation of Android application to judge the daily route deviation via the GPS information on smart phones원문보기
스마트폰의 사용이 일상화되면서 다양한 어플리케이션이 개발되고 있다. 또한 구글맵, GPS 센싱 정보 등을 자유롭게 사용하게 됨으로써 이들을 효과적으로 활용하는 위치기반 서비스의 요구가 증대되고 있다. 본 논문에서는 스마트폰의 GPS 정보를 서버로 전송받아서 누적된 위치정보를 기반으로 일상 경로의 이탈 여부를 판단하는 어플리케이션을 개발한다. 이는 일상적으로 이동하는 경로에서 벗어나는 경우, 자동으로 이에 대한 경보를 해줌으로써 어린이, 노약자와 같은 경우에 효과적으로 활용될 수 있다. 또한 서버를 이용해서 최근의 누적되는 이동 경로 정보를 활용함으로써 실시간으로 이동 경로 이탈 여부를 판단하도록 하였다. 실험 결과를 통해서 개발된 어플리케이션의 효용성을 검증한다.
스마트폰의 사용이 일상화되면서 다양한 어플리케이션이 개발되고 있다. 또한 구글맵, GPS 센싱 정보 등을 자유롭게 사용하게 됨으로써 이들을 효과적으로 활용하는 위치기반 서비스의 요구가 증대되고 있다. 본 논문에서는 스마트폰의 GPS 정보를 서버로 전송받아서 누적된 위치정보를 기반으로 일상 경로의 이탈 여부를 판단하는 어플리케이션을 개발한다. 이는 일상적으로 이동하는 경로에서 벗어나는 경우, 자동으로 이에 대한 경보를 해줌으로써 어린이, 노약자와 같은 경우에 효과적으로 활용될 수 있다. 또한 서버를 이용해서 최근의 누적되는 이동 경로 정보를 활용함으로써 실시간으로 이동 경로 이탈 여부를 판단하도록 하였다. 실험 결과를 통해서 개발된 어플리케이션의 효용성을 검증한다.
As smart phone is daily used by most people, various location-based applications have been developed. Moreover, it is increased the requirements of location-based services that utilize Google maps, GPS sensing information and etc.. In this paper, we develop a smart phone application providing notifi...
As smart phone is daily used by most people, various location-based applications have been developed. Moreover, it is increased the requirements of location-based services that utilize Google maps, GPS sensing information and etc.. In this paper, we develop a smart phone application providing notification services by detecting the daily route deviation. We develop the server system which receives GPS information gathering from user's smart phone and analyse the user's regular routes. With the results from the analyzation the GPS coordinates, the application on a smart phone detects the case of a breakaway from regular routes. And then it can inform automatically and immediately the designed person such as guardians of children or the old and the infirm of the route deviation so will be helpful to protect such person. This is one example of the effectiveness of the application. Moreover, the application is developed on the client-server framework, thus it is very useful to judge the user's daily route deviation in realtime by using the accumulated information on the corresponding DB. Finally we evaluated the proposed methods which had been implemented on smart phones and show the utilities of the application.
As smart phone is daily used by most people, various location-based applications have been developed. Moreover, it is increased the requirements of location-based services that utilize Google maps, GPS sensing information and etc.. In this paper, we develop a smart phone application providing notification services by detecting the daily route deviation. We develop the server system which receives GPS information gathering from user's smart phone and analyse the user's regular routes. With the results from the analyzation the GPS coordinates, the application on a smart phone detects the case of a breakaway from regular routes. And then it can inform automatically and immediately the designed person such as guardians of children or the old and the infirm of the route deviation so will be helpful to protect such person. This is one example of the effectiveness of the application. Moreover, the application is developed on the client-server framework, thus it is very useful to judge the user's daily route deviation in realtime by using the accumulated information on the corresponding DB. Finally we evaluated the proposed methods which had been implemented on smart phones and show the utilities of the application.
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문제 정의
본 논문에서 개인이 일상적으로 이동하는 경로를 검출하기 위해서 일자별로 누적되는 GPS좌표를 분석한다. 이를 위해서 다중 사용자 정보를 저장할 수 있으며, 사용자별로 장기간의 정보를 자유롭게 다룰 수 있도록 서버-클라이언트 모델로 개발하였다.
본 논문에서는 서버에 스마트폰의 GPS 정보를 누적하고 이를 분석하여 실시간으로 가장 최근의 이동경로를 벗어나는지 여부를 판단하도록 한다.
본 논문에서는 스마트폰의 기능인 GPS 정보를 활용하여 사용자의 일상 경로를 기록하고 일상 경로 이탈 시 경고가 필요한 경우에 사용할 수 있는 어플리케이션을 개발하였다.
이에 본 논문에서는 서버로 전송되는 스마트폰의 GPS 정보를 활용하여 사용자의 일상적인 경로의 파악과 이를 통한 경로이탈 여부를 판단하는 서비스를 제공하는 기법을 개발하고 그 구현 결과를 보이고자 한다.
제안 방법
개발한 어플리케이션의 검증을 위해서 스마트폰 사용자의 일상 경로 정보를 5일 이상 수집하고 이를 이용하여 경로 이탈 여부를 판단하는 실험을 시행하였다. 안드로이드 스마트폰 사용자 5명(실험자1~5)이 일주일간 일상 경로 정보를 수집하고 이를 3km, 5km, 7km, 10km, 15km 설정하여 실험을 하였다.
이에 비해 본 논문에서는 스마트폰은 단지 GPS 정보를 송수신하도록 하고 서버는 가장 최신의 누적된 위치 정보를 사용하여 최근의 이동 경로를 항상 파악할 수 있도록 한다. 또한 스마트폰에서 실시간 위치 판단에 필요한 정보만을 활용하도록 하여 스마트폰 어플리케이션으로서의 효용성을 높이도록 하였다.
먼저 본 논문에서 개발한 어플리케이션과 유사한 연구로 GPS정보를 이용해서 아동 등의 보호대상의 이동 경로를 확인하고 안전지역 이탈유무를 확인하는 서비스가 개발되었다[5]. 그러나 여기에서는 안전 지역을 미리 설정하는 과정이 필요하며 실시간 위치가 안전 지역을 벗어나는지에 대한 판단에 초점을 맞추고 있다.
[8]과 같이 스마트폰 사용자의 위치를 기반으로 유용한 콘텐츠를 제공하는 복합적 서비스에 대한 연구 또한 이루어지고 있다. 여기에서는 특정 관광지의 POI(Point Of Interest)를 미리 설정하고 스마트폰의 GPS 정보를 실시간으로 전송하여 서버에서 해당 지역의 관광콘텐츠를 제공하는 어플리케이션을 개발하였다.
즉 일자별로 분류된 과거 경로 정보와 비교를 거치므로 이는 4일 이상 오차거리 범위 내에 일치하는 위치에 있다는 의미이다. 이를 근거로 경로이탈 여부를 판단하고 경보를 알리거나 미리 설정된 전화번호로 위치정보를 SMS로 전송한다.
본 논문에서 개인이 일상적으로 이동하는 경로를 검출하기 위해서 일자별로 누적되는 GPS좌표를 분석한다. 이를 위해서 다중 사용자 정보를 저장할 수 있으며, 사용자별로 장기간의 정보를 자유롭게 다룰 수 있도록 서버-클라이언트 모델로 개발하였다. 즉 사용자의 ID를 통해서 전송되는 개인별 GPS정보를 서버에 저장하고 이를 분석하여 일정기간 이상 검출되는 동일 경로를 파악하여 일상적 경로로 지정하도록 한다.
이와 같이 기존의 GPS 정보를 활용한 경로 이탈을 판단하는 어플리케이션은 안전지역이나 ROI 등의 사전 정보를 필요로 하거나 추론 모델 등을 사용하고 있다. 이에 비해 본 논문에서는 스마트폰은 단지 GPS 정보를 송수신하도록 하고 서버는 가장 최신의 누적된 위치 정보를 사용하여 최근의 이동 경로를 항상 파악할 수 있도록 한다. 또한 스마트폰에서 실시간 위치 판단에 필요한 정보만을 활용하도록 하여 스마트폰 어플리케이션으로서의 효용성을 높이도록 하였다.
경로이탈 판단을 위해서 어플리케이션에서는 사용자의 일상경로 정보를 서버에서 수신 받고, 현재의 위치와 일자별 리스트 요소를 비교하여 오차거리 100미터 이내로 들어올 경우 경로이탈 판단 값이 1씩 증가한다. 이후 처리된 정보를 경로이탈 판단 임계치 값을 측정하여 경로이탈인지 아닌지를 판단한다.
일상 경로를 자동으로 검출하기 위해서는 많은 정보량과 계산량을 필요로 하여 스마트폰 어플리케이션으로 적용하기에 적합하지 않을 수 있으나, 본 논문에서는 보다 실효성 있는 어플리케이션으로 단말의 계산량을 최소한으로 하고 가장 최근의 이동 정보를 실시간으로 활용하도록 하였다.
사용자와의 인증이 이루어지면 서버에서는 DB를 연동시키고 다중 사용자별로 수신되는 위치정보를 기록한다. 즉 사용자별 경로 집합을 관리하며 누적된 정보의 분석으로 일상경로를 검출하고 이를 해당 사용자의 스마트폰으로 송신한다.
이를 위해서 다중 사용자 정보를 저장할 수 있으며, 사용자별로 장기간의 정보를 자유롭게 다룰 수 있도록 서버-클라이언트 모델로 개발하였다. 즉 사용자의 ID를 통해서 전송되는 개인별 GPS정보를 서버에 저장하고 이를 분석하여 일정기간 이상 검출되는 동일 경로를 파악하여 일상적 경로로 지정하도록 한다.
이는 일정 기간 동안 누적된 위치 정보의 집합으로 스트림 형식으로 수신되면, 스마트폰에서 이를 파싱하여 일자별 정보로 구별한다. 즉 위치 정보의 일자별 리스트를 생성하기 위해서 시스템 시각과 집합 U의 각 요소의 time을 비교한다. 서버에서 저장된 시각 형식으로 단말의 시스템 시각(current_time)을 구하고 서버에서 받아온 날짜의 시간 차이를 (time - current_time) / (24시×60분×60초×1000)의 식으로 계산한다.
대상 데이터
1, 기본 제공 URL 주소로 구성되어있다. 실험에 사용된 스마트폰은 삼성 SHW-M250s 갤럭시S2를 주기종으로 하였으며, 실험자들이 소유한 여러 종류의 스마트폰을 활용하였다.
개발한 어플리케이션의 검증을 위해서 스마트폰 사용자의 일상 경로 정보를 5일 이상 수집하고 이를 이용하여 경로 이탈 여부를 판단하는 실험을 시행하였다. 안드로이드 스마트폰 사용자 5명(실험자1~5)이 일주일간 일상 경로 정보를 수집하고 이를 3km, 5km, 7km, 10km, 15km 설정하여 실험을 하였다.
데이터처리
본 논문에서 제안한 스마트폰의 GPS정보를 통해서 사용자의 일상경로를 자동으로 파악하고 그 이탈 여부를 판단하는 어플리케이션의 구현 및 실험을 위해서 JAVA & Eclipse 개발툴을 사용하였으며, 안드로이드 4.0.3 sdk, Microsoft Windows 7을 사용하였다.
성능/효과
또한 경로이탈을 실험한 결과 일상 경로에 있을 경우와, 경로이탈인 경우를 실험한 결과 5명 모두 경로이탈 및 일상경로에 대한 판정을 제대로 하는 결과를 보였다.
실험자1의 일상 경로는 하루에 측정한 결과 30여개의 GPS 정보가 서버에 누적되었으며, 실험자 2의 일상 경로는 하루에 왕복으로 측정한 결과 50여개의 GPS 정보가 서버에 누적되었다. 나머지 실험자들의 경우도 마찬가지로 일상 경로의 거리에 맞게 비슷한 개수의 GPS정보가 서버에 누적 되어 있다는 것을 확인 할 수 있었다.
따라서 경로이탈을 판단하는데 사용되는 오차거리를 다양하게 실험한 결과를 표 2에 나타내었다. 이를 통해서 오차거리가 좁아질수록 성공률이 현저히 낮아지며 여기에서 설정한 50미터의 오차거리의 경우에도 평균 약 92%의 성공률을 보이고 있다. 이는 GPS 정보를 활용하는데 따른 문제점으로 판단된다.
후속연구
본 논문에서 개발한 경로 이탈 판단 어플리케이션은 사용자가 항상 이동하는 장소가 있으며 하루의 대부분을 몇몇 장소에서 보낸다는 가정 하에서 활용할 수 있다는 제한점이 있다고 할 수 있다. 그러나 실시간 위치를 즉시 판단하여 일상적인 경로가 아닌 곳으로 이탈되는 경우를 알림으로써 노약자, 장애인, 어린이와 같이 보호자의 즉각적인 인지가 필요한 경우에 효율적으로 활용할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
2013년경에는 스마트폰 사용자의 몇 %가 위치기반 서비스를 이용할 것으로 예상하는가?
현대인의 생활에서 스마트폰 사용이 일상화되고, 구글맵, GPS 센싱 정보 등을 자유롭게 사용하게 됨으로써 이들을 효과적으로 활용하고자 하는 요구가 증대 되고 있다. 특히 일반사용자를 대상으로 하는 스마트폰의 위치기반서비스는 그 이용률이 매년 높아지고 있으며, 2013년 경 스마트폰 사용자의 80%가 위치기반 서비스를 이용할 것으로 예상된다[1].
스마트폰 어플리케이션은 어떤 기능들을 수행하는가?
스마트폰 어플리케이션은 서버로의 로그인 기능, GPS 정보 송신, 서버로부터 일상경로 정보 수신, 실시간 위치정보 검출 및 경로 이탈 판단, 경보 메시지 전송, 일상경로 확인 등의 기능을 수행한다.
일자별로 누적되는 GPS좌표를 분석하기 위해 시스템을 무슨 모델로 개발하였는가?
본 논문에서 개인이 일상적으로 이동하는 경로를 검출하기 위해서 일자별로 누적되는 GPS좌표를 분석한다. 이를 위해서 다중 사용자 정보를 저장할 수 있 으며, 사용자별로 장기간의 정보를 자유롭게 다룰 수있도록 서버-클라이언트 모델로 개발하였다. 즉 사용자의 ID를 통해서 전송되는 개인별 GPS정보를 서버에 저장하고 이를 분석하여 일정기간 이상 검출되는 동일 경로를 파악하여 일상적 경로로 지정하도록 한다.
참고문헌 (12)
스마트폰과 위치기반서비스를 활용한 서비스산업혁신전략, SERI 경영노트 제62호, 2010.7.
허민오, 강명구, 임병권, 황규백, 박영택, 장병탁, "확률 그래프 모델을 이용한 스마트폰 사용자의 이동경로 학습 및 실시간 예측 기법", 정보과학회 논문지:소프트웨어 및 응용 제39권 제6호, pp.425-435, 2012. 6.
Sekimoto, Y., Matsubayashi, Y., Yamada, H., Imai, R., Usui, T. and Kanasugi, H., "Lightweight lane positioning of vehicles using a smartphone GPS by monitoring the distance from the center line," 2012 15th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC), pp.1561 - 1565, 2012.
하동수, 안우영, 구경완, 박성준, "스마트폰 기반의 사용자 이동상태 판별 알고리즘", 한국컴퓨터정보학회 하계학술발표논문집, 제18권 제2호 pp.237-240, 2010.
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