실내 측위 기술은 적외선 기반 측위 기술, 초음파 기반 측위 기술,
와이파이 기반 측위 기술, RFID 기반 측위 기술, UWB 기반 측위 기술이 있습니다.
거리 기반 위치 추정을 위하여 먼저 여러 곳에서 동일 신호원에 대한 거리가 추정되어야 합니다.
거리 추정 방식에는 크게 두 가지가 있습니다.
출처: http://tistory.noo9ya.com/63 [누구야 티스토리]
도착시간 차이를 이용한 방식과 경로손실모델을 이용한 방식입니다.
TOA라 불리는 송신 시각과 수신 시각의 시간지연을 추정할 수 있다면,
시간차이에 속력을 곱하여 송신과 수신 간의 거리를 추정할 수 있습니다.
전달속력은 적외선, 초음파 등에 따라 변화합니다.
초음파는 적외선에 비하여 속력이 매우 느리므로 거리 추정 정확성 측면에서 우수합니다.
적외선은 전파속도가 빠르기 때문에 고정밀도의 위치 추정 시스템을 구성할 수 없습니다.
경로손실모델은 수신된 RF의 신호의 수신강도를 측정하여 신호감쇄로
인한 신호전달 거리를 측정하여 위치를 인식하는 기술입니다.
송신 전력과 수신 전력이 주어지면, 신호감쇄 모델을 이용하여 송신과 수신 사이의 거리를 계산할 수 있습니다
RF 신호는 반사, 굴절되며, 창문, 문, 벽, 사람 등에 의해 감쇄가 발생합니다.
장애물 감쇄에 의한 손실은 예측하기 어려우나 이미 알려진 특성을 이용하여
전파 환경을 설정하고 감쇄를 측정하는 모델을 이용합니다.
첫 번째, 적외선 기반의 측위 기술인 액티브 배지(Active Bedge)는
AT&T에서 1992년 개발한 적외선 기반의 위치 인식 시스템입니다.
적외선을 이용한 위치 인식 시스템은 사무실 천장에 적외선 센서를 설치하고
사람들에게는 액티브 배지라고 하는 배지 형태의 적외선 발생기를 부착합니다.
액티브 배지는 고유의 인식번호를 가지며, 주기적으로 인식번호를 전송합니다.
적외선 센서는 해당 신호를 감지하여 특정 사용자의 위치를 파악합니다.
액티브 배지의 시스템 구성은 비교적 간단하여 저렴한 비용으로 위치 인식 시스템 구성이 가능합니다.
다만, 적외선의 전파속도가 빠르기 때문에 고정밀도의 위치 인식 시스템을 구성할 수 없습니다.
두 번째는 초음파 기반의 측위 기술입니다.
초음파는 상대적으로 느린 음파 전송속도로 전파되기 때문에 거리 측정 시스템에 많이 사용됩니다.
초음파를 이용한 위치 인식 시스템으로는 캠브리지 대학에서 개발한 액티브 배트라는
시스템과 MIT에서 개발한 크리켓 그리고 UCLA에서 개발한 Medusa 등이 대표적입니다.
기준시각 동기화는 RF 신호 또는 별도의 유선 동기 신호를 사용합니다.
액티브 배트는 사람이나 사물에 배트라고 불리는 초음파 발생기를 부착하고
사무실의 천장에 초음파 수신기를 부착합니다.
초음파 발생기와 초음파 수신기는 각각 고유한 인식번호를 갖고 있습니다.
위치를 파악하는 방식은 서버에서 초음파 수신기를 모두 초기화하고 특정 배트를 호출합니다.
호출된 배트는 초음파를 발생시키고 발생된 초음파는 천장에 부착되어 있는 센서들이
검출하여 초기화 이후 초음파 신호를 수신할 때까지 시간 신호를 센서에 저장합니다.
그다음에 서버에서는 각 센서에 저장되어 있는 지연시간을 가져와서 3개의 센서에서
검출된 지연시간을 이용하여 배트의 위치를 계산합니다.
센서는 천장에 대략 1.2m 간격으로 설치됩니다. 초음파 기반의 측위 기술 중 MIT의 크리켓은
단말기에 적용이 가능한 위치 인식 시스템입니다.
천장에 초음파 발생기를 부착하고 이동체가 초음파 수신기를 휴대하고 다니며,
천장의 초음파 발생기는 초음파 신호와 RF신호가 동시에 발생합니다.
초음파와 RF 신호는 전파속도가 서로 다르기 때문에 수신기에서는 RF 신호를 먼저 수신하고
초음파 신호를 나중에 수신하게 됩니다.
이 시간차를 이용하여 초음파 발생기와 수신기의 거리를 측정하고 3개 이상의 발생기에서
발생된 신호를 수신기가 수신하여 수신기의 위치를 계산합니다.
초음파를 사용하는 방식은 비교적 정확하고 간단한 신호처리에 의해서 대략 10cm 정도의 오차를 가집니다.
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