[석사 논문 #3] Wi-Fi 핑거프린팅 선택 이유(다른 측위와 비교)-2

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안녕하세요 

유영훈입니다.

 

지난번 포스팅에 이어서 UWB와 RFID, DR를 선택하지 않은 이유에 대해서 살펴보겠습니다.

 

2. UWB(Ultra Wideband)

    - 동향 : Ubisense 사의 측위 방식은 정확도가 15cm 내외로 알려져 있습니다.

      그리고 최근에 SKT에서도 UWB방식을 활용하여 필룩스 박물관에 50cm의 정확도를 가진

      측위를 적용시켰다고 합니다.

    - 단점 : 가격이 비싸고, 추가적인 단말과 AP가 필요한 것입니다.

      그래서 15~50cm라는 엄청난 정확도가 있지만, 시간적, 비용적, 물리적으로 단점이 있으므로

      대중화되기가 힘들고, 스마트폰에 UWB기능이 추가 되지 않는 한 '박물관'처럼 어느 한정적인

      장소에만 사용이 될 것으로 판단이 되었습니다.

  

    → 결론적으로, 매장안에서 조금만 움직여도 각 상품을 바라보는 위치가 달라지는 특수한 범위가

       아닌 이상, 저는 와이파이 핑거프린팅 방식을 보완하여 활용하는 것이 더욱 대중적인 방법이라고

       생각하였습니다. 제가 제안하는 방식인 '주변 환경을 고려'가 측위 정확성을 올려줄 수 있을지는

       잘 모르겠습니다. 저는 단지 이러한 다른 방식을 복합적으로 활용하지 않아도 충분히 커버가

       가능하다는 것을 증명하고 싶었고, 이로 인해서 다른 논문들이 제 연구를 바탕으로 이어나갔으면

       하는 목표를 가지고 있습니다. 그렇다면, 와아피이도 추후에 UWB 만큼의 정확한 측위가 가능할

       것이라고 확신하기 때문입니다.

 

 

3. RFID(Radio Frequency Identification)

    - 블루투스와 마찬가지로 한 때는 RFID를 활용해서 측위를 하려고 연구한 적이 있습니다.

      그런데, RFID도 UWB와 마찬가지로 단말기의 값이 비쌌고, AP와 단말의 시간, 비용..등의

      문제가 있었습니다. 그러던 중에, 제가 발견한 기사가 SKT에서 스마트폰에 USIM 칩 형식으로

      RFID기능을 추가하여서 상용화를 하였다는 내용이었습니다.

       저에게는 한 줄기 희망과 같이 느껴져서 기사를 통해서 양주를 식별하는데 상용화가 되었다는

     사실도 알게 되었고, 2009년부터 기사가 있었기 때문에 현재는 조금더 발전된 연구 및 기술들이

     있을 것이라고 판단하였습니다.

      그래서 SKT에 문의를 하여 결국 이 RFID USIM 카드를 제작한 업체와 전화 통화를 할 수 있게

     되었습니다. 그러나, 그 업체 관계자와 통화한 결과, 그 RFID는 마치 NFC 처럼 수신거리가 10cm

     이하이므로 활용도가 굉장히 낮았다고 말하였습니다. 그래서 현재는 더 연구가 더 발전되지도

     더 이상 상용화를 추진하고 있지 않은 상태라는 답변이 돌아왔습니다.

     (이 기술이 가짜 양주를 식별하는 것으로 나온 것이기 때문에, 사실 NFC처럼 10cm내외라면

      눈으로 식별하는 것과 같다고 생각합니다. 한번에 스캔이 안되기 때문에 크게 유용하지 않아서

      더이상 발전되지 않은 것으로 보입니다.)

 

   → 스마트폰에 RFID USIM 카드를 넣어서 수신 거리가 20~30m만 되었어도 연구를 진행하였을텐데,

      이를 충족하지 못해서 저는 와이파이를 추진하기로 하였습니다.

 

 

4. DR(Dead Reckoning) 방식

    - 이 방식은 스마트폰에 내장되어 있는 가속도 및 지자기, 자이로스코프 센서를 활용하여

      측위를 하는 방법입니다.

    - 가속도 센서 : 걸음 수, 지자기 및 자이로스코프 센서 : 방향

       → 이를 종합적으로 판단하여, 디바이스를 중심으로 사용자가 얼마나 위치를 이동했는지 파악이

           가능합니다. 단, 이 DR을 활용하기 위해서는 초기 위치 좌표를 알고 있어야 하는 전제가

           있습니다.

    - 단점

       1) 스마트폰에 내장되어 있는 센서의 성능의 비신뢰성

           - 개인적으로 당시 스마트폰으로 Galaxy S3를 사용하고 있을 때, 삼성전자에 센서의 정확성을

             문의를 한 적이 있습니다. 그때에도 관계자분께서 스마트폰에 센서들이 내장되어 있는 것은

             알 수 있으나 더 정확한 성능을 알 수가 없다고 답변해주셨습니다.

           - 요즘 스마트폰 어플에서도 센서를 측정할 수 있는 어플이 여럿 있습니다.

             그래서 제가 테스트로 측정을 해보았을 때에도 조금만 디바이스의 각도를 변경해도 굉장히

             많은 값들이 변동됨을 볼 수 있습니다.

       2) 스마트폰을 소지방법에 따른 차이

           - 초기에는 스마트폰의 화면이 하늘을 바라보고, 이를 중심으로 수평으로 이동하였을 때

             가속도와 지자기 센서 등의 값들을 보고 피크 값이 나타났을 때, 이동한 것으로 판단하는

             방식을 취하였었는데, 사실 실제 이용자가 이렇게 활용하는 것은 불가능에 가깝습니다.

             아무리, 본인이 스마트폰 지도 어플을 활용해서 현재 위치를 파악한다고 하더라도

             바로 수평이 되지도 않을 것이고, 팔이 아프다는 등의 요소들로 인해서 스마트폰을 옆으로

             쥐고 팔을 흔들면서 걸어갈 수도 있기 때문입니다.

           - 그래서 더 발전된 논문에서는 유저를 중심으로 스마트폰을 양손으로 들고 앞에서 바라보는

             방향과 한 손으로 들고 팔을 흔들면서 갔을 때를 우선적으로 구분하고, 그 구분한 다음에는

             각 소지형태에 따라서 조금은 다른 측위를 한다는 것입니다.

              그러나, 아직 스마트폰을 가방에 넣는다거나 바지 주머니에 넣었을 때는 어떻게 구분하고

             대처해야하는 지에 대해서는 의문이 남아있습니다.

 

    → 결론적으로, 스마트폰에 내장되어 있는 센서를 아직까지는 신뢰하지 못하고, 또 소지방법에 따라

        측정 값들이 현저하게 달라지는 것에서 측위 방법으로 선택하지 못하였습니다.

         하지만, 이 위의 2가지 방법들이 추후에 70% 이상 효율성이 생긴다면 조금은 관심을 가져야 할

        방법이 아닌가 싶습니다. 왜냐하면, 현재 제가 위에서 말씀드린 것들은 모두 건물들이 건재했을

        경우입니다. 만약, 자연재해나 다른 환경적인 위험으로 인해 건물들이 무너지고, 구급 요청을

        위해 사고 피해자가 119에 본인의 위치를 알릴 경우가 생긴다면 이때는 다시 이야기가 달라

        질 것입니다. 건물이 무너진다면 와이파이 등 AP를 구축한 것에 장애가 발생하여 측위가 제한이

        될 것이고, 혹여나 AP가 살아 있다 하더라도 핑거프린팅 방식같은 경우 DB구축한 것이 모두

        달라졌을 테니 더이상 활용할 수 없을 것입니다.

         이때, 다른 AP가 전혀 필요없는 DR방식이 각광받을 것이고, 와이파이나 다른 방식들과 복합적

        으로 사용되었을 때, 그 활용도는 극대화 될 것라고 생각합니다.

         그러나, 아직은 시기 상조이므로 발전되는 시간동안 저는 와이파이 핑거프린팅을 개선하는 것을

        Contribution Point로 선정하기로 하였습니다.

 

 

지금까지 조금은 두서 없고, 글씨만 적었는데

다음부터는 그림도 추가하면서 여러분들께서 조금은 이해가 더 쉽도록 설명해드리겠습니다.

 

여기까지가 제가 서베이를 하고 방향을 잡은 부분이고,

다음 포스팅부터는 제가 연구해나가는 방식과 실험 소개, 실험을 통한 결과 도출 및 결론으로 진행할

계획입니다. 조금은 부족할 수 있겠지만, 여러분들께서 혹시나 조언을 해주신다면 조금더 퀄리티가

있는 논문으로 변해나갈 수 있을 것 같습니다.

 

감사합니다.