[논문]Seamless LBS를 위한 유연한 측위시스템

최완식; 기창돈

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문제 정의

본 논문에는 LBS의 서비스 종류에 대하여 검토 및 mass market인 LBS의 조건에 대하여 기술되어 있으며, seamless LBS 제공을 위한 측위기술조건이 정의되었다. 또한 LBS 단말인 스마트폰에서 가용한 측위인프라에 대한 기술이 되어 있으며, 현재 실내측위의 가장 유력한 측위인프라가 되고 있는 WiFi 기반 측위기술 개발내용 및 측위결과를 통한 실내외 연속측위 방안이 제시되어 있다.
본고에는 LBS에 대한 동향을 살펴보고, seamless LBS를 위한 측위조건(Constraints)에 대하여 정의하였으며, WiFi기반 실내외 연속측위기술 및 유연한 LBS 측위시스템 구성을 위한 방안이 제시되었다.

제안 방법

ETRI에서는 다양한 측위 Resource를 비교 검토한 Feasibility 연구를 통하여 WiFi를 실내측위인프라로 선정을 하고 RF Fingerprinting 기법을 적용한 서버기반의 측위기술을 개발하였다. Fingerprinting 기법의 경우, 격자크기에 따른 측위정확도가 상관관계가 있으며, 이에 따른 DB 사이즈 증대로 서버기반 측위가 더 적절한 것으로 판단되었다.
ETRI에서는 또한 무선인터넷 용도로 설치된 WiFi AP의 좌표 값을 추정하는 AP를 수집하는 기술을 적용한 WiFi기반 실내외 연속측위기술 개발하여(그림 4), 코엑스에 구축한 테스트베드상에서 시험 및 검증을 수행하였으며, 스마트 폰상에서 standalone 측위 및 서버기반 측위가 가능하도록 구현이 되었다.

대상 데이터

개발된 WiFi AP 위치추정기법을 적용하여 코엑스 테스트베드에서 AP를 수집한 결과, 약 1000개의 AP가 수집되었으며(2010.10 기준), 이중 신호강도가 일정수준 이상인 약 270여개를 실내측위에 활용하였으며 이를 이용한 측위실험을 수행하였다(그림 6). 그림에서 자주색선은 desired 경로를 초록색 점선은 실제 측위결과를 나타내며, 실제결과가 desired 경로를 크게 벗어나지 않은 것을 보여준다.

후속연구

LBS 단말인 스마트 폰에서 가용한 무선통신 Resource에 대한 측위 인프라 화를 통한 산업 및 공공부문에서의 용이한 활용을 위하여 향후 체계적인 관련 표준화 추진 및 시스템이 구성 되어야 하는 것으로 판단된다.
여기에서 중요한 이슈는 WiFi AP 등 가용 측위인프라에 대한 ID와 좌표 값((X,Y,층정보), 또는 위경도 값)을 표준화된 방법으로 DB화하여 공유하면 공공용도의 LBS 측위인프라로서 역할을 할 수 있게 된다. 또한 각 가정에 인터넷 용도로 설치되고 있는 WiFi AP에 대하여도 주소 값이 연동되어 DB에 포함되면 긴급구난 등에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
이와 같이 구성된 측위시스템은 다중 측위인프라로 구성으로 되어 있으므로 어느 한 부분이 오작동되어도 전체 시스템에 영향을 주지 않으므로 시스템이 유연성(flexibility)을 갖게 된다. 또한 다중구성시스템을 실외에 확장하면 GPS와 같은 시스템이 오작동이 되는 경우에 대체 항법시스템으로서 어느 정도 역할 수행이 가능할 것으로 판단된다.
그림에서 자주색선은 desired 경로를 초록색 점선은 실제 측위결과를 나타내며, 실제결과가 desired 경로를 크게 벗어나지 않은 것을 보여준다. 이들 결과에 map matching, 관성센서 결합 등 혼합측위를 수행하면 측위오차를 더욱 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

LBS란?

LBS는 위치결정기능이 있는 스마트 폰과 같은 다수의 단말 사용자에게 제공되는 서비스 이므로 Mass Market 분야로 분류될 수 있으며, mass market은 기본적으로 저가의 서비스 제공요금, 소형, 저전력 등이 필수적이다(그림 1).

전세계 LBS 시장규모는?

전세계 LBS 시장규모는 2017년 80억달러 규모로 예상되며, 이중 Navigation이 가장 큰 규모이며, 다음으로 Family Finder/Personal Tracking, Enterprise, Search & Discovery, Gaming & Outdoor Pursuit, Fitness/Sports 등이다[1]. 다음은 이들 서비스 들에 대한 간략한 설명 및 이슈에 기술이다.

LBS 측위기술 조건을 만족하기 위한 방안은?

위의 LBS 측위조건(Constraints)을 만족하기 위하여는 실외에서는 무료로 제공되는 위성기반 측위전용 시스템인 GNSS(GPS, Galileo, GLONASS, BeiDo, SBAS 등)를 이용하고, 실내에서는 무선인터넷용도로 대규모로 설치되고 있는 WiFi AP신호를 이용하며, 실내외 천이구간에서는 GNSS와 WiFi를 복합적으로 이용하는 hybrid 측위방식을 적용하는 것이다[3]. 또한 mass market LBS에서 가장 이상적인 측위는 스마트 폰과 같은 사용자 단말에 하드웨어적인 추가없이 측위솔루션 소프트웨어 다운로드만으로 실내에서 seamless 측위가 가능해야한다.

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