유영훈의 IT & Music Studio

안녕하세요

유영훈입니다.

앞으로 이전 네이버 블로그에 포스팅하였던 총 6건의 글들을 우선, 본 티스토리 블로그에 옮겨두고

연재를 이어서 시작하겠습니다.

이번 연재는 저의 석사 논문 주제인 '측위'에 대해 연재를 시작하려고 합니다.

현재 석사는 수료상태이고, 이번이 연구학기인데 논문을 작성을 위해 자연스럽게

블로그에 포스팅하면서 정리도 하고, 또 여러분들의 좋은 의견이 있으면 반영하기 위해서 씁니다.

우선 저의 주제는 '주변 환경을 고려한 실내 측위 시스템'으로 실내에서 위치를 추정하는 내용입니다.

최근에 스마트폰이 발전함에 따라 실외에서는 GPS위성을 사용해서 10m 이하의 비교적 정확한 측위를

할 수가 있었습니다.

 그러나, 실내에서는 GPS위성과 단말과의 LoS(Line of Sight)가 제한이 되기 때문에, GPS가 아닌

다른 측위 방법을 활용해야 합니다. 그래서 일반적으로 Wi-Fi, 블루투스, UWN, RFID..등 다양한

인프라를 활용하는 방법들이 연구되고 상용화되고 있습니다.

저는 우선 Wi-Fi를 활용한 측위를 선택하였습니다.

그 이유에 대해서는 다음 포스팅에서 소개해드리겠습니다.

 Wi-Fi를 활용한 측위에는 크게 두가지가 있습니다.

1. ToA(Time of Arrival), TDoA(Time Difference of Arrival), AoA(Angle of Arrival) 방식

2. 핑거프린팅(FingerPrinting) 방식

그런데, 저는 핑거프린팅 방식을 선택을 하였습니다.
그 이유는, 1번 방식을 활용하면 기본적으로 AP와 단말간의 RSS를 활용하게 되는데

실내에서는 사람의 움직임, 창문, 문이 열려 있는지, 벽의 두께, 재질.. 등등의 환경요소로

실제 RSS를 구분하기 힘들어 정확한 측위에 제한이 되기 때문입니다.

(실제로는 가까이 있으나, 벽의 재질과 두께가 상당하여 RSS가 적게 측정될 수 있으므로)

그런 반면, 핑거프린팅 방식에는 그러한 RSS를 모두 DB에 구축하므로 이러한 환경요소가

모두 포함이 된 상태이므로, 더욱 정확한 측위가 가능하기 때문입니다.

 * 참고.

    - 핑거프린팅(5~10m 측위 가능)

       1) DB 구축 단계 : 이름대로 손가락의 '지문'처럼 단말이 위치한 곳에 따라 AP와의 RSS가

                                다른 점을 특징으로 각각의 RSS를 DB로 구축합니다.

       2) 위치 측정 단계 : 실제 위치에서 각 AP별로 측정한 RSS를 DB와 비교해서 가장 가까운 값을

                                 가진 좌표 값을 위치로 추정합니다.

그런데, 이 핑거프린팅 방식에도 치명적인 단점이 있습니다.

1. 주변 환경에 따라서 RSS값이 달라집니다.

    - 앞에서 말씀드린 1번(ToA, TDoA, AoA)에서도 이러한 이유 때문에 핑거프린팅 방식을

      활용한다고 말씀드려서 이 부분에 대해서 좀 의아해 하실 수 도 있습니다.

      그 이유는 DB를 구축하고 난 뒤에 위치를 측정해야 하는데, DB구축 때 각 지점별로 RSS를

      측정하였기 때문에 벽의 재질과 두께는 더 이상 문제가 되지 않지만, 주변 사람들이 움직이거나

      사무실의 파티션 하나만 위치가 바뀌어도 RSS값에 영향을 미치기 때문입니다.

      (심지어 단말기의 앞, 뒤, 옆.. 등 각도만 바꾸어도 어느정도 영향을 미칩니다.)

2. 구축한 AP에 변화가 생길 수가 있습니다.

    - 새로 AP가 추가되는 것은 크게 영향이 미치지 않아서 문제가 되지 않을 것으로 판단이 됩니다.

      어차피 DB는 기존의 AP를 3개정도를 활용하므로 추가된 AP는 활용되지 않기 때문이지요.

      새로 추가된 AP의 전파가 기존 AP 전파에 크게 영향을 미치지 않을 것으로 판단되기 때문에

      저는 본 논문에서는 이를 무시하는 것으로 하겠습니다.

    - DB구축할 때 사용된 AP가 고장이 나거나, 위치를 변경한다면?

      이때에는 DB를 새로 구축한다는 것 보다는 이를 대응할 수 있는 대책이 더 중요시 됩니다.

      왜냐하면 이런 DB를 구축하는 데에는 시간, 비용적 소모가 너무 심하기 때문입니다.

그래서 저는 논문의 Contribution Point를 이러한 핑거프린팅 방식의 단점을 보완하기 위한

'주변 환경을 고려한 실내 측위 시스템'에 대해서 논문 주제로 선정하여 다른 측위들과 복합이 아닌

오직 Wi-Fi 핑거프린팅 방식만 활용하는 단일 측위방식을 선택하였습니다.

Wi-Fi 이외의 다른 측위의 장ㆍ단점과 복합적으로 활용하고 있는 예시를 그 다음 글에 포스팅 하겠습니다.

감사합니다.