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KR20120015560A - 맵 생성 방법 및 맵을 이용한 단말의 측위 방법 - Google Patents

맵 생성 방법 및 맵을 이용한 단말의 측위 방법 Download PDF

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KR20120015560A
KR20120015560A KR1020100077745A KR20100077745A KR20120015560A KR 20120015560 A KR20120015560 A KR 20120015560A KR 1020100077745 A KR1020100077745 A KR 1020100077745A KR 20100077745 A KR20100077745 A KR 20100077745A KR 20120015560 A KR20120015560 A KR 20120015560A
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KR
South Korea
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target device
peripheral devices
map
terminal
wireless network
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020100077745A
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English (en)
Inventor
박도형
김응선
김성철
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Priority to US13/072,258 priority patent/US20120039316A1/en
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Abstract

대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 맵 생성 방법에 있어서, 상기 대상 기기가 상기 대상 기기에 대한 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 얻는 단계; 상기 대상 기기가 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 이용하여 상기 대상 기기의 로컬 맵을 생성하는 단계; 상기 대상 기기의 로컬 맵에 대한 정보를 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과 공유하는 단계; 상기 대상 기기의 로컬 맵 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 로컬 맵을 이용하여 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 레퍼런스 맵을 생성하는 단계; 및 상기 단말로 상기 레퍼런스 맵에 대한 정보를 제공하는 단계를 포함하는 맵 생성 방법이 제공된다.

Description

맵 생성 방법 및 맵을 이용한 단말의 측위 방법{METHOD OF GENERATING MAP AND METHOD OF MEASURING POSITION OF MOBILE TERMINAL USING THE MAP}
아래의 실시예들은 맵 생성 방법 및 맵을 이용한 단말의 측위 방법에 관한 것이다.
측위 기술은 모바일 단말의 위치를 측정하기 위한 기술로서 측위 결과는 모바일 단말에서의 다양한 서비스를 제공하는데 활용된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 맵 생성 방법은 대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 맵 생성 방법에 있어서, 상기 대상 기기가 상기 대상 기기에 대한 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 얻는 단계; 상기 대상 기기가 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 이용하여 상기 대상 기기의 로컬 맵을 생성하는 단계; 상기 대상 기기의 로컬 맵에 대한 정보를 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과 공유하는 단계; 상기 대상 기기의 로컬 맵 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 로컬 맵을 이용하여 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 레퍼런스 맵을 생성하는 단계; 및 상기 단말로 상기 레퍼런스 맵에 대한 정보를 제공하는 단계를 포함한다.
상기 대상 기기의 로컬 맵 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 로컬 맵에 저장된 정보에 기초하여 상기 무선 네트워크를 위한 토폴로지(network topology)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 레퍼런스 맵을 생성하는 단계는 상기 무선 네트워크를 위한 토폴로지(network topology)를 이용하여 상기 레퍼런스 맵을 생성하는 단계일 수 있다.
상기 대상 기기가 상기 대상 기기에 대한 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 얻는 단계는 상기 대상 기기가 상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들 간의 TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 중 어느 하나를 이용하여 상기 상대적인 위치 정보를 얻는 단계일 수 있다.
상기 대상 기기 또는 적어도 두 개의 주변 기기들은 상기 무선 네트워크의 소정 공간에 고정되어 있는 통신 기능을 포함하는 기기 또는 상기 무선 네트워크를 위한 액세스 포인트 중 어느 하나일 수 있다.
상기 대상 기기 또는 적어도 두 개의 기기들 중 어느 하나의 기기에 대한 절대적인 위치 정보를 방송(broadcasting)하는 단계; 및 상기 절대적인 위치 정보에 기초하여 상기 소정 대상 기기 또는 적어도 두 개의 기기들의 위치를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 대상 기기가 상기 대상 기기에 대한 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 얻는 단계는 상기 대상 기기가 상기 두 개의 주변 기기들로부터 방송된 상기 대상 기기와 상기 두 개의 주변 기기들 사이의 거리 정보를 이용하여 상기 상대적인 위치 정보를 얻는 단계일 수 있다.
상기 로컬 맵은 상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 정보 및 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 측위 방법은 대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 단말의 제어 방법에 있어서, 상기 대상 기기 또는 상기 적어도 두 개의 주변 기기들 중 어느 하나의 기기에게 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 레퍼런스 맵을 요청하는 단계; 상기 요청에 응답하여 상기 대상 기기 또는 상기 적어도 두 개의 주변 기기들로부터 상기 레퍼런스 맵을 수신하는 단계; 및 상기 레퍼런스 맵을 이용하여 상기 단말의 위치를 계산하는 단계를 포함한다.
상기 대상 기기 또는 적어도 두 개의 기기들 중 어느 하나의 기기에 대한 절대적인 위치 정보를 수신하는 단계; 및 상기 절대적인 위치 정보에 기초하여 상기 단말의 절대 위치를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 레퍼런스 맵을 이용하여 상기 단말의 위치를 계산하는 단계는 상기 레퍼런스 맵을 기초로 상기 대상 기기 또는 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과 상기 단말 간의 TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 중 어느 하나를 이용하여 상기 단말의 위치를 계산하는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 맵 생성 방법은 대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 맵 생성 방법에 있어서, 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 상대적인 위치 정보를 수신하는 단계; 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 상대적인 위치 정보 및 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 정보를 취합하는 단계; 및 상기 취합된 정보를 이용하여 상기 무선 네트워크에서의 상기 단말의 위치를 측정하기 위한 레퍼런스 맵을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 거리를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 거리를 측정하는 단계는 상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 중 어느 하나를 이용하여 상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 거리를 측정하는 단계일 수 있다.
상기 대상 기기 또는 적어도 두 개의 주변 기기들은 상기 무선 네트워크의 소정 공간에 고정되어 있는 통신 기능을 포함하는 기기 또는 상기 무선 네트워크를 위한 액세스 포인트 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 무선 랜을 이용하는 고정 기기(예를 들어, 가전 기기, 랩탑(Laptop), 데스크 탑(desktop PC) 등)를 액세스 포인트(Access Point; AP)와 함께 이용함으로써 액세스 포인트가 정확한 측위 성능을 제공할 만큼 밀집되지 않은 환경에서도 단말에 대한 정확한 측위 결과를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, GPS(Global Positioning System)를 사용할 수 없는 실내에서도 무선 랜(Wireless LAN; WLAN)을 이용하여 단말의 위치를 정확히 측정할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 단말에 대한 측위를 위해 필요한 레퍼런스 맵(reference map)을 무선 네트워크에 포함된 각 기기들이 자동으로 구축함으로써 보다 간편하게 단말의 위치를 파악할 수 있으며, 맵 구축 비용 또한 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기기들이 상호 간의 거리 측정을 통하여 맵을 구축하는 네트워크를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 맵 생성 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 내의 기기들이 로컬 맵을 생성하여 상대적인 위치를 계산하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 내의 기기들이 토폴로지를 형성하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크의 토폴로지가 형성된 경우에 네트워크 내의 각 기기들이 자신의 위치를 계산하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵을 이용한 단말의 측위 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 맵 생성 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서 하나의 기기가 무선 네트워크 전체의 레퍼런스 맵을 관리하는 경우를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
단말의 위치를 추정하는 데에 무선 LAN 환경에서 연결된 Wi-Fi 액세스 포인트(AP)의 위치로 근사하는 proximity 방식을 이용할 수 있다.
GPS 칩셋(chip set)이 탑재된 단말들을 이용하는 GPS 측위 방식의 경우, 단말이 속한 셀 기지국의 위치로 근사하는 proximity 방식은 위성 신호를 수신하여 위치를 추정하기 때문에 실내에서 측위하는 것이 불가능하다.
또한, 셀 기지국을 이용하는 위치 추정 기술들은 기지국들의 위치 간격이 매우 크기 때문에 위치 추정의 오차가 크다.
또한, 무선 랜(WLAN)을 이용하는 위치 추정 기술은 충분한 밀도의 무선 랜 액세스 포인트(WLAN AP)가 설치된 상황을 가정한다. 그러나 액세스 포인트(AP)의 주 사용 목적은 통신 및 정보 전송이므로 측위에 사용할 수 있을 만큼 충분히 밀집되지 않는다.
뿐만 아니라 무선 랜을 이용하는 위치 추정 기술은 참고 지점(reference point)으로 사용하기 위한 무선 랜 액세스 포인트들의 위치를 미리 알고 있다고 가정한다. 그러나, 무선 랜 액세스 포인트들의 위치를 정확히 계산하는 데에는 비용이 요구되고, 인력에 의해 수동적으로 참고 지점을 기록한 맵(map)에 대한 관리가 필요하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기기들이 상호 간의 거리 측정을 통하여 맵을 구축하는 네트워크를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 기기들이 상호 간의 거리 측정을 통하여 맵을 구축하는 네트워크는 단말(110), 제1 액세스 포인트(120), 제2 액세스 포인트(130) 및 무선 랜을 이용하는 기기들(140,150,160,170,180)(이하, 기기들)을 포함할 수 있다.
기술의 발전에 따라 컴퓨터나 모바일 단말 외에도 다양한 기기가 무선 랜(WLAN)에 접속할 수 있으며, 예를 들어 데스크 탑(Desktop) PC뿐만 아니라 TV, 냉장고, 오디오, 에어컨 등과 같은 가전 기기에도 무선 랜(WLAN) 기술이 탑재될 수 있다.
따라서, 무선 랜을 이용하는 가전 기기를 이용할 경우, 무선 네트워크 내에 무선 랜 액세스 포인트(이하, 액세스 포인트)가 다수 존재하지 않더라고 무선 랜을 이용하는 기기들과 액세스 포인트를 연결함으로써 충분히 단말을 위한 측위를 제공할 수 있다.
도 1에서 가는 점선으로 표시된 부분은 무선 랜(WLAN)을 통해 연결되는 네트워크를 나타내고, 굵은 점선으로 표시된 부분은 무선 랜(WLAN) 및 UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 연결된 네트워크를 나타낼 수 있다. 이때, 상기 연결된 네트워크는 무선 랜(WLAN) 및 UWB(Ultra Wide Band) 이외에 다양한 무선 통신 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
각각의 액세스 포인트(120,130) 및 기기들(140,150,160,170,180)은 무선 네트워크에서의 고정된 노드(node)에 해당할 수 있으며, 서로 거리를 측정하여 위치를 파악하기 위한 로컬 맵 또는 레퍼런스 맵을 예를 들어, Ad hoc 기법 등에 의해 생성할 수 있다.
도 1에서 각각의 액세스 포인트(120,130) 및 기기들(140,150,160,170,180)은 거리 측정 및 정보 교환을 통해 위치를 파악하기 위한 로커 맵(Local Map) 또는 레퍼런스 맵(Reference Map)을 자동으로 구축할 수 있다. 이때, 각 액세스 포인트(120, 130) 및 기기들(140, 150, 160, 170,180) 간의 거리 측정은 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있다.
예를 들어, 무선 랜(WLAN)의 경우. 액세스 포인트와 기기 간 및 기기와 기기 간의 링크(link)에서 TWR-TOA(Two Way Ranging-Time Of Arrival)를 이용하여 각 기기 및 액세스 포인트 간의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 모든 링크에서 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 거리를 측정할 수 있다.
또한, UWB(Ultra Wide Band)의 경우, 액세스 포인트들과 기기들 간의 TWR-TOA를 이용하여 거리를 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이 무선 네트워크에 포함된 액세스 포인트들 및 기기들이 각각 거리 측정 및 정보 교환을 수행함으로써, 사람이 기기들의 위치를 직접 측정하지 않고도 기기들이 자동적으로 레퍼런스 맵을 생성할 수 있다. 여기서, 자신의 위치를 파악하고 있는 기기들은 실내 측위 시에 참고 지점(reference point)으로 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 맵 생성 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 2를 참조하면, 대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서의 맵 생성 방법에 있어서 대상 기기는 대상 기기에 대한 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 얻는다(210).
이 때, 대상 기기는 예를 들어, 대상 기기와 적어도 두 개의 주변 기기들 간의 TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 중 어느 하나를 이용하여 상대적인 위치 정보를 얻을 수 있다.
TOA(Time of Arrival)는 단말의 신호를 수신한 대상 기기와 2개의 주변 기기들 사이의 신호 도달 시간의 차이를 이용하여 위치 정보를 획득하는 것이다.
TDOA(Time Difference Of Arrival)는 대상 기기의 신호를 기준으로 주변 기기들의 신호 지연을 측정하는 것이다. 대상 기기의 신호와 주변 기기들의 신호 도달 시간 시각 차를 측정한 값으로 여러 개의 쌍곡선이 생기게 되며, 이 쌍곡선들의 교점을 단말의 위치로 추정한다.
RSSI(Received Signal Strength Indicator)는 대상 기기 및 주변 기기들이 단말로부터 수신한 신호의 세기를 이용하여 단말의 위치를 추정한다.
또한, 대상 기기는 두 개의 주변 기기들로부터 방송된 대상 기기와 두 개의 주변 기기들 사이의 거리 정보를 이용하여 상대적인 위치 정보를 얻을 수도 있다.
여기서, 대상 기기 또는 적어도 두 개의 주변 기기들은 무선 네트워크의 소정 공간에 고정되어 있는 통신 기능을 포함하는 기기 또는 무선 네트워크를 위한 (무선 랜) 액세스 포인트 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 대상 기기 또는 적어도 두 개의 주변 기기들 각각은 자체적으로 각각의 위치를 계산하여 저장할 수 있다.
여기서, 통신 기능을 포함하는 기기로는 예를 들어, 데스크 탑(Desktop) PC, TV, 냉장고, 에어컨 등과 같은 무선 랜(WLAN) 기술이 탑재된 가전 기기들을 들 수 있다.
대상 기기는 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 이용하여 대상 기기의 로컬 맵을 생성한다(220).
대상 기기는 적어도 두 개의 주변 기기들과의 거리를 측정하여 로컬 맵을 생성할 수 있다.
예를 들어, 무선 네트워크에 포함된 기기 A, B, C 중 기기 A가 대상 기기이고, B, C가 주변 기기들이라고 가정하자. 또한, 기기 A와 기기 B 간의 거리는 3m, 기기 A와 기기 C 간의 거리는 5m, 기기 B와 기기 C와의 거리는 4m라고 가정하자.
대상 기기 A는 처음 자신과 링크된 주변 기기 B와의 상대적인 위치 정보인 3m를 로컬 맵을 저장하고, 이후, 차례로 자신과 링크된 주변 기기 C와의 상대적인 위치 정보인 5m를 로컬 맵에 저장할 수 있다.
마찬가지로 주변 기기 B와 C도 각각 자신과 링크된 대상 기기 또는 주변 기기들과의 상대적인 위치 정보를 각각의 로컬 맵에 저장할 수 있다.
대상 기기는 대상 기기의 로컬 맵에 대한 정보를 적어도 두 개의 주변 기기들과 공유한다(230). 로컬 맵에 대한 정보를 공유함으로써 무선 네트워크 내에 포함된 모든 기기들은 각각의 로컬 맵에 해당 무선 네트워크에 포함된 모든 기기들과의 상대적인 위치 정보를 포함할 수 있다.
대상 기기는 적어도 두 개의 주변 기기들과의 상대적인 위치 정보가 저장된 로컬 맵에 대한 정보를 주변 기기들과 공유(교환)함으로서 로컬 맵을 업데이트(update)할 수 있다. 주변 기기들 또한 대상 기기와 마찬가지의 방법에 의해 각각의 로컬 맵을 업데이트할 수 있다.
여기서, 대상 기기 및 적어도 두 개의 주변 기기들이 각자의 로컬 맵을 업데이트 시키는 데에는 예를 들어 아래와 같은 두 가지 방법이 이용될 수 있다.
그 하나의 방법은 무선 네트워크에 포함된 기기들(대상 기기 또는 주변 기기들) 중 자신의 절대 위치를 아는 기기들이 주변의 기기들에게 계산된 절대 위치를 알려주는 것이다.
즉, 대상 기기 또는 적어도 두 개의 기기들 중 어느 하나의 기기에 대한 절대적인 위치 정보를 방송(broadcasting)하면 나머지 기기들은 방송된 절대적인 위치 정보에 기초하여 각자의 또는 주변 기기들의 위치를 계산할 수 있다.
무선 네트워크 내에 포함된 기기들은 로컬 맵에 자신과 링크된 기기들 및 그 밖의 기기들의 상대적인 위치 정보를 포함하고 있다. 따라서, 그 중 어느 하나의 기기에 대한 절대적인 위치 정보를 알게 되면, 어떠한 기기이건 절대적인 위치 정보와 로컬 맵에 저장된 상대적인 위치 정보를 이용하여 해당 기기의 정확한 위치를 계산할 수 있다.
이 경우, 로컬 맵에는 상대적인 위치 정보뿐만 아니라 각 기기들의 절대 좌표 혹은 절대 위치 또한 저장될 수 있다.
나머지 하나의 방법은 무선 네트워크에 포함된 임의의 두 기기들이 각자의 로컬 맵에 동일한 제3의 기기와의 거리를 알고 있다면, 삼각 측정을 통해 도 3에 나타난 것과 같이 상대적인 위치를 계산하는 것이다. 무선 네트워크에 포함된 기기들이 로컬 맵을 생성하여 상대적인 위치를 계산하는 것에 대하여는 도 3을 통해 설명한다.
대상 기기는 대상 기기의 로컬 맵 및 적어도 두 개의 주변 기기들의 로컬 맵에 저장된 정보에 기초하여 무선 네트워크를 위한 토폴로지(network topology)를 형성할 수 있다(240). 무선 네트워크 내의 기기들이 토폴로지를 형성하는 방법은 도 4를 통해 설명한다.
대상 기기는 대상 기기의 로컬 맵 및 적어도 두 개의 주변 기기들의 로컬 맵을 이용하여 대상 기기 및 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 레퍼런스 맵을 생성한다(250).
대상 기기는 무선 네트워크를 위한 토폴로지를 이용하여 레퍼런스 맵을 생성할 수 있다.
대상 기기는 단말로 레퍼런스 맵에 대한 정보를 제공한다(260).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 내의 기기들이 로컬 맵을 생성하여 상대적인 위치를 계산하는 것을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 네트워크는 대상 기기(310) 및 적어도 두 개의 주변 기기들(320,330)을 포함할 수 있다.
여기서, 대상 기기(310)의 아이디(ID)는 3jf3f9이고, 주변 기기(320)의 아이디는 1xd2df이며, 주변 기기(330)의 아이디는 2qh3d1라고 가정하자.
대상 기기(310)는 자신과 링크된 주변 기기들(320, 330)과의 거리를 측정하여 로컬 맵(local map)을 생성할 수 있는데, 이때 자신의 위치를 기준으로 한 상대적인 위치를 계산하여 로컬 맵에 저장할 수 있다.
즉, 대상 기기(310)은 자신의 위치를 기준으로 예를 들어, 주변 기기(320)이 x축으로는 3.4, y축으로는 -2.3, z축으로는 1.5의 거리에 위치하고 있음을 계산하여 로컬 맵에 저장할 수 있다. 주변 기기(330)의 경우에도 마찬가지로 대상 기기(310)는 자신의 위치를 기준으로 주변 기기(330)이 x축으로는 1.2, y축으로는 0.6, z축으로는 1.4의 거리에 위치하고 있음을 계산하여 로컬 맵에 저장할 수 있다.
이 때, 로컬 맵에는 대상 기기(310)와 링크된 적어도 두 개의 주변 기기들(320,330)에 대한 정보(예를 들어, 주변 기기들의 아이디 등) 및 대상 기기(310) 및 적어도 두 개의 주변 기기들(320,330)의 상대적인 위치 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
또한, 주변 기기(320)의 로컬 맵에는 자신과 링크된 대상 기기(310)와 주변 기기(330)에 대한 정보 및 주변 기기(320)에서 대상 기기(310)까지의 상대적인 위치 정보 및 주변 기기(320)에서 주변 기기(330)까지의 상대적인 위치 정보가 저장될 수 있다.
여기서, 로컬 맵에 저장되는 상대적인 위치 정보로는 도 3에 도시된 것과 같은 (x, y, z) 좌표 형태의 정보뿐만 아니라, 해당 기기와의 거리(예를 들어, 5m 등) 및 각도(대상 기기를 기준으로 한 각도) 등의 정보 또한 저장될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 내의 기기들이 토폴로지를 형성하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 네트워크 내의 기기들은 도 2를 통해 설명한 것과 같은 로컬 맵의 공유 과정을 반복하여 네트워크 토폴로지를 형성할 수 있다.
예를 들어, 노트 북 A가 대상 기기이고, 통신 기능을 구비한 냉장고 B 및 통신 기능을 구비한 텔레비전 D가 주변 기기라고 가정하자.
대상 기기 A는 자신과 링크된 주변 기기 B, D와 로컬 맵을 서로 공유(교환)하고(a), 그 다음 이웃하는 액세스 포인트 S와 로컬 맵을 공유할 수 있다(b). 이때, 주변 기기 B 또한 액세스 포인트 S와 로컬 맵을 공유할 수 있다.
대상 기기 A는 다시 이웃하는 오디오 C와 로컬 맵을 서로 공유할 수 있다(c). 이 때, 오디오 C 및 대상 기기 A와 이웃하는 냉장고 D 또한 오디오 C와 로컬 맵을 공유할 수 있다.
또한, 오디오 C는 대상 기기 A 및 냉장고 D와 이웃하는 텔레비전 B와 로컬 맵을 공유할 수 있다(d).
상술한 바와 같이, 무선 네트워크 내에 포함된 기기들 및 액세스 포인트는 서로 간의 로컬 맵의 공유(교환)을 반복하여 무선 네트워크에 대한 토폴로지를 형성할 수 있다.
이때 무선 네트워크 내의 기기들 및 액세스 포인트는 자신의 로컬 맵에 무선 네트워크 내에서 자신과 링크된 모든 기기들에 대한 로컬 맵의 정보를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크의 토폴로지가 형성된 경우에 네트워크 내의 각 기기들이 자신의 위치를 계산하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크는 제1 액세스 포인트(510), 제2 액세스 포인트(520) 및 기기 X(530)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 액세스 포인트(510), 제2 액세스 포인트(520) 및 기기 X(530)는 각각의 위치 정보 또는 로컬 맵을 각각 저장할 수 있다.
예를 들어, 토폴로지 내에서 절대적인 위치 정보를 미리 알고 있는 3대 이상의 기기(여기서는 제1 액세스 포인트(510), 제2 액세스 포인트(520) 및 기기 X(530))가 존재하면 그 절대적인 위치 정보(또는 절대 좌표)를 해당 네트워크 내에 방송(broadcasting)할 수 있다.
이 경우, 네트워크 내에 포함된 다른 각 기기들(여기서는 제2 액세스 포인트(520) 및 기기 X(530) 및 기타 기기들)은 제1 액세스 포인트(510)의 절대적인 위치 정보를 이용하여 자신 및 주변 기기들의 위치를 계산할 수 있다.
즉, 제1 액세스 포인트(510)가 방송한 절대적인 위치 정보가 (-1,3,2)라면, 제1 액세스 포인트(510)의 주변에 링크된 기기들은 제1 액세스 포인트(510)의 절대적인 위치 정보를 기준으로 자신의 로컬 맵에 저장된 제1 액세스 포인트(510)와 자신과의 상대적인 위치 정보를 이용하여 자신의 절대 위치를 계산할 수 있다.
절대적인 위치 정보(3,4,3)을 갖는 제2 액세스 포인트(520) 및 절대적인 위치 정보(2,5,7)을 갖는 기기 X(530) 또한 제1 액세스 포인트(510)과 마찬가지로 그 절대적인 위치 정보를 무선 네트워크에 방송할 수 있다. 그리고, 마찬가지로 제2 액세스 포인트(520) 및 기기 X(530)와 링크된 기기들도 각각 액세스 포인트(520) 및 기기 X(530)의 절대적인 위치 정보에 기초하여 자신의 기기 또는 자기 주변의 기기들의 위치를 계산할 수 있다.
이러한 절대 위치의 계산 방식은 다차원의 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있으며, 예를 들어, 도 5와 같은 2차원의 경우, 절대 위치를 아는 적어도 3개의 기기가 필요하고, 3차원의 경우 절대 위치를 안는 기기가 적어도 4개가 필요하다는 점에 차이가 있을 뿐이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵을 이용한 단말의 측위 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6을 참조하면, 대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 단말은 대상 기기 또는 적어도 두 개의 주변 기기들 중 어느 하나의 기기에게 대상 기기 및 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 레퍼런스 맵을 요청한다(610).
단말은 자신의 요청에 대한 응답으로 대상 기기 또는 상기 적어도 두 개의 주변 기기들로부터 레퍼런스 맵을 수신한다(620).
단말은 레퍼런스 맵을 이용하여 단말의 위치를 계산한다(630).
이 때, 단말은 레퍼런스 맵을 기초로 대상 기기 또는 적어도 두 개의 주변 기기들과 단말 간의 TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 중 어느 하나를 이용하여 단말의 위치를 계산할 수 있다.
또한 단말은 대상 기기 또는 적어도 두 개의 기기들 중 어느 하나의 기기에 대한 절대적인 위치 정보를 수신하고, 절대적인 위치 정보에 기초하여 단말의 절대 위치를 계산할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 맵 생성 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7을 참조하면, 대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 대상 기기는 대상 기기와 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 거리를 측정할 수 있다(710).
이 때, 대상 기기는 대상 기기와 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 중 어느 하나를 이용하여 대상 기기와 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 거리를 측정할 수 있다.
대상 기기는 대상 기기 자신과 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 상대적인 위치 정보를 수신한다(720).
여기서, 대상 기기 또는 적어도 두 개의 주변 기기들은 무선 네트워크의 소정 공간에 고정되어 있는 통신 기능을 포함하는 기기 또는 무선 네트워크를 위한 액세스 포인트 중 어느 하나일 수 있다.
대상 기기는 대상 기기 및 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 상대적인 위치 정보 및 대상 기기 및 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 정보를 취합한다(730).
대상 기기는 취합된 정보를 이용하여 무선 네트워크에서의 단말의 위치를 측정하기 위한 레퍼런스 맵을 생성한다(740). 대상 기기가 취합된 정보를 이용하여 레퍼런스 맵을 생성, 관리하는 것은 도 8을 통해 볼 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크에서 하나의 기기가 무선 네트워크 전체의 레퍼런스 맵을 관리하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 무선 네트워크는 노트 북(810), 액세스 포인트(AP)(820), 데스크 탑(Desktop)(830), 냉장고(Fridge)(840) 및 오디오(850)를 포함할 수 있다.
여기서, 노트 북(810), 액세스 포인트(AP)(820), 데스크 탑(Desktop)(830), 냉장고(Fridge)(840) 및 오디오(850)는 무선 통신 기능을 포함하는 기기들이다.
무선 네트워크에 포함된 각각의 기기들은 자신과 주변 기기들과의 거리를 측정하되, 어느 하나의 기기가 대상 기기(주 기기)가 되어 다른 기기들로부터 거리 정보(상대적인 위치 정보)를 수신할 수 있다.
여기서, 노트 북(810)이 대상 기기이고, 액세스 포인트(AP)(820), 데스크 탑(Desktop)(830), 냉장고(Fridge)(840) 및 오디오(850)가 주변 기기라고 가정하자.
대상 기기인 노트 북(810)은 적어도 두 개의 주변 기기들과의 상대적인 위치 정보 및 대상 기기 및 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 정보를 취합하여 무선 네트워크에서의 단말의 위치를 측정하기 위한 레퍼런스 맵을 생성할 수 있다.
즉, 도 8에서와 같이 대상 기기인 노트 북(810)은 주변 기기들로부터 데스크 탑(Desktop)(830)과 냉장고(Fridge)(840) 간의 거리(또는 상대적인 위치 정보), 데스크 탑(Desktop)(830)과 액세스 포인트(AP)(820)의 거리, 데스크 탑(Desktop)(830)과 노트 북(810)과 거리, 냉장고(Fridge)(840)와 오디오(850) 간의 거리 등을 수신할 수 있다.
이 경우, 무선 네트워크 내에 포함된 각 주변 기기들은 대상 기기인 노트 북(810)에게 자신과 다른 주변 기기들과의 상대적인 위치 정보가 포함된 데이터베이스를 제공할 수 있다.
그러면, 대상 기기인 노트 북(810)은 자신과 주변 기기들 간의 거리를 측정한 값과 다른 주변 기기들로부터 수신한 데이터베이스를 토대로 무선 네트워크의 토폴로지를 자체적으로 구성하고, 위치를 계산하여 도 8과 같이 레퍼런스 맵을 형성할 수 있다.
상술한 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 단말
120 : 제1 액세스 포인트
130 : 제2 액세스 포인트
140, 150, 160, 170, 180 : 기기

Claims (16)

  1. 대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 맵 생성 방법에 있어서,
    상기 대상 기기가 상기 대상 기기에 대한 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 얻는 단계;
    상기 대상 기기가 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 이용하여 상기 대상 기기의 로컬 맵을 생성하는 단계;
    상기 대상 기기의 로컬 맵에 대한 정보를 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과 공유하는 단계;
    상기 대상 기기의 로컬 맵 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 로컬 맵을 이용하여 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 레퍼런스 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 단말로 상기 레퍼런스 맵에 대한 정보를 제공하는 단계
    를 포함하는 맵 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대상 기기의 로컬 맵 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 로컬 맵에 저장된 정보에 기초하여 상기 무선 네트워크를 위한 토폴로지(network topology)를 형성하는 단계
    를 더 포함하는 맵 생성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레퍼런스 맵을 생성하는 단계는
    상기 무선 네트워크를 위한 토폴로지(network topology)를 이용하여 상기 레퍼런스 맵을 생성하는 단계인 맵 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대상 기기가 상기 대상 기기에 대한 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 얻는 단계는
    상기 대상 기기가 상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들 간의 TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 중 어느 하나를 이용하여 상기 상대적인 위치 정보를 얻는 단계인 맵 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대상 기기 또는 적어도 두 개의 주변 기기들은
    상기 무선 네트워크의 소정 공간에 고정되어 있는 통신 기능을 포함하는 기기 또는 상기 무선 네트워크를 위한 액세스 포인트 중 어느 하나인 맵 생성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대상 기기 또는 적어도 두 개의 기기들 중 어느 하나의 기기에 대한 절대적인 위치 정보를 방송(broadcasting)하는 단계; 및
    상기 절대적인 위치 정보에 기초하여 상기 소정 대상 기기 또는 적어도 두 개의 기기들의 위치를 계산하는 단계
    를 더 포함하는 맵 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 대상 기기가 상기 대상 기기에 대한 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보를 얻는 단계는
    상기 대상 기기가 상기 두 개의 주변 기기들로부터 방송된 상기 대상 기기와 상기 두 개의 주변 기기들 사이의 거리 정보를 이용하여 상기 상대적인 위치 정보를 얻는 단계인 맵 생성 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 맵은
    상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보 또는 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들의 상대적인 위치 정보 중 어느 하나를 포함하는 맵 생성 방법.
  9. 대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 단말의 제어 방법에 있어서,
    상기 대상 기기 또는 상기 적어도 두 개의 주변 기기들 중 어느 하나의 기기에게 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 레퍼런스 맵을 요청하는 단계;
    상기 요청에 응답하여 상기 대상 기기 또는 상기 적어도 두 개의 주변 기기들로부터 상기 레퍼런스 맵을 수신하는 단계; 및
    상기 레퍼런스 맵을 이용하여 상기 단말의 위치를 계산하는 단계
    를 포함하는 맵을 이용한 단말의 측위 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 대상 기기 또는 적어도 두 개의 기기들 중 어느 하나의 기기에 대한 절대적인 위치 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 절대적인 위치 정보에 기초하여 상기 단말의 절대 위치를 계산하는 단계
    를 더 포함하는 맵을 이용한 단말의 측위 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 레퍼런스 맵을 이용하여 상기 단말의 위치를 계산하는 단계는
    상기 레퍼런스 맵을 기초로 상기 대상 기기 또는 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과 상기 단말 간의 TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 중 어느 하나를 이용하여 상기 단말의 위치를 계산하는 단계인 맵을 이용한 단말의 측위 방법.
  12. 대상 기기, 적어도 두 개의 주변 기기들 및 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 맵 생성 방법에 있어서,
    상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 상대적인 위치 정보를 수신하는 단계;
    상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 상대적인 위치 정보 및 상기 대상 기기 및 상기 적어도 두 개의 주변 기기들에 대한 정보를 취합하는 단계;
    상기 취합된 정보를 이용하여 상기 무선 네트워크에서의 상기 단말의 위치를 측정하기 위한 레퍼런스 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 단말로 상기 레퍼런스 맵에 대한 정보를 제공하는 단계
    를 포함하는 맵 생성 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 거리를 측정하는 단계
    를 더 포함하는 맵 생성 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 거리를 측정하는 단계는
    상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 TOA(Time of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 중 어느 하나를 이용하여 상기 대상 기기와 상기 적어도 두 개의 주변 기기들과의 사이의 거리를 측정하는 단계인 맵 생성 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 대상 기기 또는 적어도 두 개의 주변 기기들은
    상기 무선 네트워크의 소정 공간에 고정되어 있는 통신 기능을 포함하는 기기 또는 상기 무선 네트워크를 위한 액세스 포인트 중 어느 하나인 맵 생성 방법.
  16. 제1항 내지 제15항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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