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스마트 폰 기반의 가정환경 내 사용자 공간 위치 예측 기법

Indoor Localization Methodology Based on Smart Phone in Home Environment

한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 통신이론 및 시스템 v.39C no.4 , 2014년, pp.315 - 325  
안다예 (Hongik University, Dept. of Computer Engineering, Real-time System Lab. ) ;  하란 ( Hongik University, Dept. of Computer Engineering, Real-time System Lab.)
초록
용어

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유비쿼터스 환경에서 실내 공간의 사용자 위치정보는 다양한 응용분야에서 사용자에 특화된 서비스를 제공하는데 필요한 필수적인 정보이기 때문에 매우 중요하다. 기존연구들은 규모가 큰 건물에서의 사용자 위치 예측만 고려하고 있고 실험 대상이 되는 공간에서 고정된 AP가 다수 존재한다고 가정한다. 그러나 일반 가정은 면적이 좁은 공간들로 구성되며 고정된 AP가 소수이고 변화가 유동적인 환경이다. 본 논문에서는 기존 연구들이 AP환경이 비교적 안정적인 큰 건물에서의 사용자 위치 예측에 집중한 것과 달리, 일반 가정환경에서 와이파이 핑거프린트 방식을 기반으로 하여 공간을 식별하고 사용자의 위치를 Room-level로 예측하는 사용자 공간 예측 시스템을 제안한다. 실제 가정에서 실험을 한 결과 제안하는 시스템이 모든 가정에서 평균 80%이상의 정확도로 사용자가 위치한 공간을 예측함을 알 수 있었다.

Abstract

In ubiquitous environment, User's location information is very important to serve personalized service to user. Previous works consider only User's locations in the big buildings and assume APs are fixed. Normal home environment, However, is consists of small spaces. And the state of APs is highly fluid. Previous research has focused on indoor localization in the building where has stationary AP environment. However, in this paper, we propose as User's Location Predicting System that finds out a space where a user is located based on Wi-Fi Fingerprint approach in home environments. The results that conducted real home environments are using the system show more than 80% accuracy.

주제어

#Indoor Localization   #Wi-Fi Fingerprint   #Topic Modeling   #GMM   #Smartphone  

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
가정환경
가정환경에서의 에너지 관리를 위해서는 무엇이 필수적인가?
실내 공간, 사용자, 전자제품 사이의 관계를 유추하는 것이 필수적이고 이를 위해서 가장 먼저 선행되어야 할 것은 실내 공간에서의 사용자 위치를 예측하는 것이다

실내공간의 사용자 위치정보는 에너지 관리를 위한스마트 홈, 홈 메디컬 등 다양한 분야에서 사용자에 특화된 서비스를 제공하는데 필요한 사용자 컨텍스트 정보 중 하나이다. 특히 가정환경에서의 에너지 관리를 위해서는 실내 공간, 사용자, 전자제품 사이의 관계를 유추하는 것이 필수적이고 이를 위해서 가장 먼저 선행되어야 할 것은 실내 공간에서의 사용자 위치를 예측하는 것이다. 여기서 실내 공간의 사용자 위치는 사용자가 어떤 독립적인 기능을 갖는 공간에 위치하는지 예측하는 것을 의미한다.

일반 가정환경
일반 가정환경에서 사용자 위치를 예측하기 위해서는 유동적인 AP환경의 변화에도 적응 할 수 있는 다른 접근방법이 필요한 이유는 무엇인가?
상대적으로 크기가 작고 각 공간들이 명확하게 구분되지 않는 일반 가정은 대형 건물에 비해 설치된 AP 성능이 떨어지며 수집되는 AP의 개수나 세기와 설치된 위치가 유동적인 환경이다

그러나 두 연구에서는 모두 와이파이 핑거프린트로 사용자 위치를 예측하기 위해 사용하는 AP들의 정확한 위치를 알고 있고 AP들의 위치가 고정되어있다고 가정한다. 그러나 상대적으로 크기가 작고 각 공간들이 명확하게 구분되지 않는 일반 가정은 대형 건물에 비해 설치된 AP 성능이 떨어지며 수집되는 AP의 개수나 세기와 설치된 위치가 유동적인 환경이다. 따라서 일반 가정환경에서 사용자 위치를 예측하기 위해서는 유동적인 AP환경의 변화에도 적응 할 수 있는 다른 접근방법이 필요하다.

실내 공간에서 사용자 위치
실내 공간에서 사용자 위치를 예측하는 연구가 활발하게 진행되는 이유는 무엇인가?
유비쿼터스를 실현하기 위해 사용자 위치정보를 얻는 것은 매우 중요하기 때문

위치정보를 이용하면 독립적인 기능을 갖는 여러 공간과 그 공간에 위치하는 사용자들 사이의 관계를 유추 할 수 있는 등 다양하게 활용될 수 있다. 유비쿼터스를 실현하기 위해 사용자 위치정보를 얻는 것은 매우 중요하기 때문에 최근 실내 공간에서 사용자 위치를 예측하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.

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