스마트폰 기반의 보행자 항법 시스템을 구축하는데 있어서, fingerprinting은 시스템 구축에 요구되는 비용, 시간 및 정확도를 고려했을 때 가장 효과적인 방법이다. Fingerprinting 시스템 구축은 일반적으로 두 단계로 나뉜다. 첫번째는 측위에 필요한 radio map을 구축하는 단계이고, 두번째는 사용자의 패턴과 radio map의 패턴을 비교하여 사용자의 위치를 추정하는 단계 이다. 본 논문에서는 빠르게 radio map을 구축하는 방법에 대해서 논한다. 복잡한 실내 공간에서 radio map data를 수집하는 것은 까다로운 일이다. 많은 인력과 시간이 필요하며, 수집한 data의 정확한 위치를 추정하는 것도 어렵다. 넓은 공간에서 수집을 하기 위해 다양한 스마트폰을 사용할 경우, 데이터 간에 감도 차이도 발생한다. 위에 언급한 모든 문제를 해결하기 위 해서 simultaneous localization and mapping (SLAM) 방법을 radio map 수집에 적용하였다. SLAM은 사용자가 이동하면서 수집한 데이터를 활용하여, 맵 및 사용자의 위치를 추정하는 기 술로써, 생성한 맵의 오차를 loop closure를 이용해서 제거하는 것이 핵심인 기술이다. SLAM을 통해서 맵의 좌표 및 각 좌표에서 수집한 RF data를 활용하면 radio map을 만들 수 있다. 스마트폰 데이터만을 활용하여 정확한 loop closure를 찾기 위해서, RSSI 및 heading의 sequence data를 활용하였다. 제안한 SLAM방법을 이용할 경우 COEX 지하주차장 전체는 3시간, KIST L1동 한 층은 3분 이내로 데이터 수집이 가능하다. 제안한 방법을 이용해서 다양한 실내 공간에서 신속한 radio map 구축이 가능할 것으로 기대된다.

RF-SLAM Technology for Rapid Construction of Fingerprinting Radio Map

Beomju Shin, Taehun Kim, Taikjin Lee

In constructing a smartphone-based pedestrian navigation system, fingerprinting emerges as the most effective method, taking into account the cost, time, and accuracy required for system development. The process of building a fingerprinting system is typically divided into two steps. The initial step involves creating a radio map essential for accurate positioning, followed by estimating the user's location through a comparison of the user's pattern with that of the radio map. In this paper, we discuss how to efficiently construct a radio map. Collecting radio map data in complex indoor spaces presents challenges, requiring significant manpower and time. Additionally, accurately estimating the precise location of the collected data is difficult. When using various smartphones for data collection in a large space, variations in sensitivity can arise among the data. To address all of the aforementioned challenges, the simultaneous localization and mapping (SLAM) method was employed in the radio map collection process. SLAM is a technology that estimates both the map and the user's location by leveraging data collected while the user is in motion. The core aspect of this technology involves rectifying errors in the generated map through loop closure. Using SLAM, a radio map can be generated using the coordinates of the map and RF data collected at each coordinate. To achieve accurate loop closure using only smartphone data, RSSI and heading sequence data were employed. With the proposed SLAM method, data can be gathered for the entire COEX underground parking lot in just 3 hours, and for one floor of the KIST L1 building in under 3 minutes. This suggests that rapid radio map construction will be feasible in various indoor spaces using the proposed method.

Keywords: fingerprinting, radio map, simultaneous localization, and mapping

Speaker 신범주 한림대학교