Global Positioning System (GPS) 신호가 수신되지 않는 실내 환경에서 정확한 위치를 추정하는 것은 매우 어렵다. 이로 인해 다양한 실내 측위 기술들이 개발되어 왔다. 실내 측위 기술은 실내 내비게이션, 작업자의 안전 모니터링, 스마트 빌딩 등 다양하게 활용이 가능하다. 실내 측위 기술 중 대표적으로 Radio Frequency (RF) 신호를 활용한 실내 측위 기술이 있다. 하지 만 RF 신호를 활용하기 위해서는 별도의 인프라 구축을 위해 공사가 필요하여 이를 위한 많은 비용과 시간이 소요된다. 본 논문에서는 별도의 공사가 필요 없는 USB 타입의 블루투스 비 콘을 이용하여, 복잡한 실내 공간에 대해서도 적은 비용으로 별도의 공사 없이 단 몇시간 만에 설치 및 인프라 구축을 완료할 수 있다. 보행자의 위치를 추정하기 위해 Surface Correlation 기술을 활용한다. 구축한 인프라와 지도 정보를 활용하여, 공간 내 RF map을 생성한다. 스마트폰을 활용하여 보행자의 걸음 및 보폭을 추정하고, 이를 이용하여 보행자의 이동경로를 생 성한다. 이동 경로와 수신된 RF 신호를 결합하여, RF Pattern을 생성하고, 구축한 RF map과 비교함으로써 보행자의 위치를 추정할 수 있다. 또한 책상, 벽과 같은 공간 내 정보와 보행자 의 궤적 정보를 활용하여 보다 정확한 위치를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 복잡한 오피스 환경 내에서 테스트를 진행하였다. 약 80 m x 100 m 크기의 오피스이며 20개의 블루투스 비콘 을 설치하였다. 보행자의 경로 정보를 활용하여 복잡한 실내 공간에서도 약 5 m 내 위치 정확도를 보였으며, 이를 통해 별도의 공사 없이 빠른 인프라 구축을 할 수 있고, 복잡한 실내 환 경에서도 정확한 위치 측위를 진행할 수 있음을 보였다.

Fast Infrastructure Deployment and Accurate Pedestrian Indoor Localization in Complex Indoor Environments

Changsoo Yu, Donghyun Shin, Beomju Shin, Hankyeol Kyung, Taehun Kim, Seowon Son, Taikjin Lee*

It is difficult to estimate the location in the indoor environment where the Global Positioning System (GPS) signal is not received. As a result, various indoor localization technologies have been developed. Indoor localization technology can be used in various ways such as indoor navigation, safety monitoring of workers, and smart buildings. One of the representative indoor localization is technology using Radio Frequency (RF) signals. However, in order to utilize RF signals, construction is required to build a infrastructure, which takes a lot of money and time. In this paper, using a USB- type Bluetooth beacon that does not require construction, installation and infrastructure can be completed in just a few hours without additional construction even for complex indoor spaces at a low cost. Surface Correlation technology is used to estimate the location of pedestrian. Using the established infrastructure and map information, an RF map is created. We use the smartphone to estimate the pedestrian’s step and stride, and pedestrian’s trajectory is created using this. The location of the pedestrian can be estimated by combining the trajectory and the received RF signal, generating an RF signal pattern, and comparing it with the RF map. In addition, it is possible to estimate a more accurate location by using information in space such as desks and wall and trajectory information of pedestrian. In this paper, tests were conducted within a complex office environment. It is an office with a size about 80 m x 100 m and has 20 Bluetooth beacons installed. Using pedestrian trajectory, it showed location accuracy within about 5 m even in complex indoor environment, which allowed rapid infrastructure construction without additional construction, and accurate location measurement even in complex indoor environments.

Keywords: indoor localization, pedestrian, infrastructure, surface correlation

Speaker 유창수 티제이랩스