[논문]실내 렌티큘러 스티커를 이용한 위치기반 시스템 개발

정승혁

doi:10.13067/jkiecs.2019.14.3.601

실내 렌티큘러 스티커를 이용한 위치기반 시스템 개발
Development of Location Based System using Indoor Lenticular Sticker 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.14 no.3, 2019년, pp.601 - 606

정승혁 (한국전기통신기술연구조합)

초록
AI-Helper

렌티큘러 위치기반 시스템은 지상 및 실외중심의 지역, 건물, 선박, 지하 등 실내에 있는 사용자가 스스로 자신의 위치를 실시간으로 알릴 수 있는 위치정보 기술이다. 본 논문에서는 이전의 실내 위치 인식기술의 한계성과 문제점을 분석하고, 이용자 중심의 위치서비스 방법을 제안한다. 제안된 방법은 렌티큘러 스티커, 데이터베이스(DB) 수집 및 분석기술, 측위시스템으로 구성되어 있고, 측위오차기반 서비스를 실행하기 위한 기반 인프라로 활용될 수 있을 것이며, 실내 렌티큘러를 이용한 위치기반시스템 개발을 통하여 사용자 중심의 측위 정확도 향상뿐만 아니라, 각종 재난안전 상황에서 신속한 구조활동에 사용자 중심의 위치기반 시스템으로 활용할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The lenticular Location Based System is related to a location information technology. The system enables users to inform their location in real time wherever in a room, a building, a ship, a basement. In this paper, we analyze limitations and problems of the existing indoor Positioning System and propose a method of user-oriented location service. The proposed method consists of a lenticular sticker, a database(DB) acquisition and analysis technology. The proposed system can be used as an infrastructure to implement various indoor location-based services. In addition to improve user centered positioning accuracy through the development of location-based systems using indoor lenticular systems, it can be used in a disaster situation.

주제어

표/그림 (5)

그림 그림 1. 렌티큘러 측위 서비스 영역 Fig. 1 Service area of lenticular positioning system
그림 그림 2. 호처리 절차 Fig. 2 Call Flow of lenticular positioning system
표 표 1. 실내측위 기술 비교 표 Table 1. Technical comparison chart
그림 그림 3. 실험 환경 Fig. 3 Experiment environment
표 표 2. 인식률 실험 결과값 Table 2. Result of performance evaluation (positioning recognition rate)

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 기존 실내 측위 기술의 한계점인 전원장치 필요 사항, 고가의 시설 및 운영 비용 문제 등의 제약사항을 해결하기 위해 실내의 일정 장소에 렌티큘러 스티커를 부착하여 실내 위치 정보를 제공하는 렌티큘러 측위 시스템을 제안하였다.
이러한 배경에서, 본 논문에서는 재난이 발생한 실내에서도 피해자의 실제 위치확인을 위하여 일반인이 소지하고 있는 스마트폰을 활용한 사람 중심의 저비용, 초고정밀 위치 알림 시스템을 구현하고자 한다. 이는 렌티큘러 스티커를 실내에 부착한 후 사고위치에서 사용자가 이를 촬영하여 사용자의 위치를 초고정밀하게 측위할 수 있어, 기존 실내측위 방식보다 현저히 오차를 줄여 측위 정확도를 향상시킬 수 있다.

가설 설정

렌티큘러 시스템의 구성은 크게 3계위로 구성되어 있는데, 첫 번째는 실내 건물에 부착된 렌티큘러 스티커를 부착 및 데이터베이스화하고, 운용 관리하는 서버 등으로 구성된 인프라 시스템 영역이다. 사용자가 거주 및 이용하는 건물은 그 모양과 구조가 제각각으로 다양하다. 이 다양한 환경을 실제 분석하여 사용자 이동 동선중심으로 서비스 커버리지 정보를 구축하는 것이 이 영역의 핵심기능이다.

제안 방법

반면에, 본 논문에서 제안한 방법은 사용자가 스마트폰 카메라를 이용하여 실내·외에 부착된 렌티큘러 스티커를 촬영하고, 그 이미지를 기반으로 미리 구축된 사용자의 위치를 인식하는 것으로, 건물의 층, 호실 및 실내 공간의 층고(높이)를 기반으로 사용자의 거리정보까지 제공이 가능하다.
본 논문에서 제안한 렌티큘러 측위 시스템은 기존의 공급자 중심이 아닌 사용자 중심으로 측위 패러다임을 전환하여 사용자의 요청(의사)에 따라 측위 정보를 제공해 주는 방식이므로, 개인정보보호법과 위치정보보호법에 저촉되지 않는 사용자 중심의 측위 기술이다.
실험 준비방법으로는 사용자 동선 별로 렌티큘러 스티커의 설치위치를 확인 및 측위 인식률 테스트를 하기 위해 안드로이드폰(S8플러스 스마트폰)을 이용하여 C 섹터와 D 섹터를 동선 내 각 100회씩 촬영(총 200회)을 하여 측위 결과값을 도출하였고, 인식도구로는 테스트 전용 어플리케이션을 이용하여 진행하였다.
이를 위해 렌티큘러 스티커를 이용한 사용자 중심의 렌티큘러 측위 시스템을 상세 설명하였고, 시뮬레이션 및 분석을 실행하였으며, 이를 활용한 시스템 구성 및 호처리 절차에 대하여 살펴보았다.
제안된 시스템의 서비스 구역은 그림1과 같이 렌티큘러 스티커를 실내의 천장, 기둥, 벽 등에 부착한 후 사용자의 스마트폰으로 촬영하여 해당 정보를 렌티큘러 측위 시스템 서버에 전달하고 전송된 정보에 해당하는 해당 건물, 층, 호실, 방위, 구역 정보를 이용하여 사용자 위치 정보를 추출하는 알고리즘을 적용하여 초고정밀 실내 측위정확도를 제공한다.
제안한 시스템의 시뮬레이션 및 분석을 위해 그림3과 같이 지상면 기준 높이 4m 상단 이하로 각 영역별 29도 간격으로 전혀 다른 이미지 표시가 가능하도록 렌티큘러 스티커를 제작하여 천장에 부착한 후 측위 정확도에 대한 인식률 실험환경을 구성하였다.

성능/효과

사용자는 어플리케이션 구동을 통해 주변에 설치되어 있는 렌티큘러 스티커를 촬영하면, 해당 정보값이 스마트폰 어플리케이션에서 해당 서비스의 사용자 인터페이스(UI)에 정확한 위치 결과값이 제공된다. 따라서, 실내 측위는 이동자의 정확한 위치 확인이 가장 중요한 요소인데, 이 결과값을 지리정보시스템(GIS)과 연동하여 어플리케이션의 사용자 화면에 표시해 줄 수 있다.
본 논문에서 제안한 방법은 사용자가 원할 경우에만 스스로가 정보를 획득 및 제공하는 주체가 되므로 법 위반에 대한 위험이 사라져 그동안 침체되어 있는 실내 위치측위 시장에 활력을 불어 넣을 수 있는 큰 이점이 있다. 아울러, 기존 와이파이 무선공유기(AP) 등 전원으로 구동되는 방식의 경우 발열현상의 문제점 등이 있지만, 렌티큘러 측위용 스티커는 무전원 방식으로 사용되고 있다.
실내 건물 내의 거주자 및 재난자 등의 실제 위치를 정확하게 판독하기 위해서는 렌티큘러 스티커의 부착 높이(P)를 현장의 지형지물 간 상호관계를 고려하여, 이용자의 평균키 높이(A)를 기준으로 최대 4m 이하가 되는 높이에 렌티큘러 스티커를 부착 및 운용하는 것이 가장 최적의 인식률과 측위 정확도를 제공할 수 있다.
이러한 배경에서, 본 논문에서는 재난이 발생한 실내에서도 피해자의 실제 위치확인을 위하여 일반인이 소지하고 있는 스마트폰을 활용한 사람 중심의 저비용, 초고정밀 위치 알림 시스템을 구현하고자 한다. 이는 렌티큘러 스티커를 실내에 부착한 후 사고위치에서 사용자가 이를 촬영하여 사용자의 위치를 초고정밀하게 측위할 수 있어, 기존 실내측위 방식보다 현저히 오차를 줄여 측위 정확도를 향상시킬 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서 제안하는 렌티큘러 측위 시스템은 위에서 언급한 많은 제약사항을 거의 다 해결할 수 있으며, 신축건물뿐만 아니라 기축건물에 상관없이 렌티큘러 스티커를 부착함으로써 기반시설 구축은 완료되며, 타 실내측위방식에 비해 비용이 거의 들어가지 않고, 기존의 소방법, 위치정보보호법, 개인정보보호법과 같은 법규제 등에도 저촉이 되지 않는 것이 최대 장점이다.
이를 통해, 기존 위치기반 서비스나 증강현실(AR) 및 가상현실(VR) 등의 4차 산업혁명 기술의 서비스 어플리케이션과 연동을 통해 다양한 위치 정보 제공이 가능하다. 따라서, 사용자가 요청한 장소를 기준으로 정확한 측위값을 전송할 수 있게 된다.
총 200회 인식률 실험을 통해 198회의 정확성을 도출하였고, 이는 인식 성공률 99.0%에 해당되는 측정값에 해당된다.

후속연구

또한, 결제서비스, 가상현실 위치정보서비스, 경찰출동서비스 등 4차 산업혁명 기술 전반에 시민 중심의 측위 기반 인프라로 확대 적용 및 사업화 될 것으로 기대된다.
아울러, 렌티큘러 스티커를 사용자의 스마트폰 어플리케이션으로 촬영하여 사용자 중심의 초고정밀 위치 측위가 가능하도록 하여, 기 구축한 지식재산을 기반으로 추가 특허 포트폴리오를 통하여 국내 및 글로벌 수출화로 진행할 수도 있다.
제안한 시스템은 차세대 실내 초고정밀 측위방식을 이용하여 실내 건물의 재난 피해자와 현장 지휘센터 및 지휘통제실과 실시간 위치정보를 공유할 수 있어, 제 2의 골든타임 확보를 통한 소중한 생명과 재산을 보호하는 기반 시스템으로 활용이 가능할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	렌티큘러 위치기반 시스템이란 무엇인가?	렌티큘러 위치기반 시스템은 지상 및 실외중심의 지역, 건물, 선박, 지하 등 실내에 있는 사용자가 스스로 자신의 위치를 실시간으로 알릴 수 있는 위치정보 기술이다. 본 논문에서는 이전의 실내 위치 인식기술의 한계성과 문제점을 분석하고, 이용자 중심의 위치서비스 방법을 제안한다.
	렌티큘러 측위 시스템의 장점은 무엇인가?	이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서 제안하는 렌티큘러 측위 시스템은 위에서 언급한 많은 제약사항을 거의 다 해결할 수 있으며, 신축건물뿐만 아니라 기축건물에 상관없이 렌티큘러 스티커를 부착함으로써 기반시설 구축은 완료되며, 타 실내측위방식에 비해 비용이 거의 들어가지 않고, 기존의 소방법, 위치정보보호법, 개인정보보호법과 같은 법규제 등에도 저촉이 되지 않는 것이 최대 장점이다.
	대형참사가 지속적으로 발생되는 이유는 무엇인가?	이와 같이 빌딩 화재가 대형참사로 이어지고 있는 것은 화재상황에 대한 정보 확인 및 재난자의 현장위치측정의 한계와 화재 진압 및 인명 구조를 위한 현장지휘통제시스템인 주파수공용통신망(TRS)을 이용한 워키토키 통신의 문제점으로 인해 재난자의 위치 파악의 어려움이 있기 때문이다. 특히, 실내에서 발생한 재난의 경우에는 문제가 더욱 심각해 질 수 있다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
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