광학카메라통신과 보행자추측항법을 이용한 실내측위 :Indoor positioning Using Optical Camera Communication & Pedestrian Dead Reckoning

현승우

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자료유형: 학위논문

저자정보: 현승우 (국민대학교, 국민대학교 일반대학원)

지도교수: 박영일, 주민철

발행연도: 2016

저작권: 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수5

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2016

광학카메라통신과 보행자추측항법을 이용한 실내측위

현승우 전자공학과 2016.01 학위논문

2015

광카메라통신과 보행자추측항법을 이용한 실내측위

현승우 , 이윤형 , 이정호 외 2명 한국통신학회 학술대회논문집 2015.06 학술대회자료

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무선통신기기의 사용이 급증함에 따라 국제적인 무선 주파수 부족 현상이 대두되었고, 이에 솔루션이 될 수 있는 가시광통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 가시광통신(VLC: Visible Light Communication)이란 LED를 빠르게 점멸하여 가시광선을 통해 데이터를 전송하는 통신방식이다. 이는 조명으로 사용되고 있는 LED를 기반으로 가시광통신을 적용할 수 있다는 장점으로 인해 도입 비용의 절감 효과를 볼 수 있다. LED를 활용한 가시광통신을 실내측위 시스템에 적용하기 위해서는 ON/OFF를 통해 실내위치를 송신할 뿐만 아니라 조명으로서의 밝기도 일정하게 유지되어야 한다.
본 논문에서는 가시광통신을 스마트폰 기반의 실내측위 시스템에 적용시키기 위한 방안으로 광학카메라통신을 활용하는 방법을 제안하였다. LED의 직진성으로 인해 제한되는 가시광의 수신범위는 오히려 실내측위에 있어 더욱 정확한 실내위치를 수신하는데 이점이 있으며, 이러한 장점을 더욱 극대화하기 위해 스마트폰의 자세 추정을 통한 송-수신기간 상대위치 파악 방법을 제시한다.
제안한 시스템은 ANDROID기반의 스마트폰 GALAXY S4를 이용하여 구현하였으며, 측위 성능 향상을 위해 스마트폰의 가속도, 지자기, 자이로, 이미지센서를 활용하여 비교적 정확한 위치를 파악할 수 있는 보행자추측항법을 적용하였다. 스마트폰에 내장되어있는 저가형 MEMS센서의 노이즈를 제거하기 위해 MATLABⓡ 의 FDATOOL을 이용하여 설계한 필터를 적용하였으며, C를 이용하여 여러 가지 센서 데이터를 추출하였다. 본 논문에서 제안한 방식이 실내측위 시스템에 적용될 경우 RF(Radio Frequency)를 이용한 측위 시스템에 비해 높은 위치 해상도를 나타낼 것으로 기대된다.

국문요약
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 가시광통신과 보행자추측항법을 결합한 실내측위시스템
2.1 실내측위시스템 개요 3
2.1.1 보행자추측항법을 이용한 상대위치 측정 4
2.1.2 가시광통신을 이용한 절대위치 수신 4
2.2 스마트폰 센서를 활용한 보행자의 위치 파악 7
2.2.1 측위를 위한 스마트폰 센서 7
2.2.2 가속도센서를 이용한 보폭 추정 8
2.2.3 지자기센서를 이용한 방향 측정 10
2.2.4 기기의 기울어짐 보상 11
2.3 보행방향 정확도 향상을 위한 알고리즘 13
2.3.1 보행방향 오차의 원인 14
2.3.2 지자기 외란 감지 15
2.4 절대위치 수신 상황에서의 오차 최소화 18
2.4.1 영상정보를 활용한 송신부의 중심점 검출 19
2.4.2 송, 수신부의 상대적인 관계 21
2.4.3 수신기기의 1차 회전 25
2.4.4 수신기기의 2차 회전 29
2.5 OCC와 PDR을 결합한 실내측위 35
Ⅲ. 측위실험 및 정확도 분석
3.1 실제 경로와 측정된 경로 비교 37
3.2 송, 수신부 상대위치 측정 결과 39
Ⅳ. 결론 43
참고문헌 45
Abstract 47

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