Fingerprint 방법에 의한 실내와 실외 위치결정의 측정오차 감소 방안에 관한 연구

Title
Fingerprint 방법에 의한 실내와 실외 위치결정의 측정오차 감소 방안에 관한 연구
Authors
권대우
Keywords
fingerprint방법에의한실내와실외위치결정의측정오차감소방안에관한연구
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
위치기반서비스(LBS: Location Based Service)는 이동통신망이나 위성신호 등을 이용하여 모바일 단말의 위치를 측정하여, 측정된 위치정보를 기반으로 제공할 수 있는 다양한 서비스를 뜻한다. 이러한 위치기반서비스를 정확하고 효율적으로 제공하기 위해서는 측위기술, 플랫폼기술, 서버기술이 확보되어야 한다. 본 논문에서는 실내․외 환경에서 사람 또는 사물의 정확한 위치결정을 위해 측위기술의 오차 감소 방안 도출을 목표로 연구를 수행하였다. 기존 측위기술의 오차를 줄이고, 실내․외 연속측위가 가능한 측위기술의 토대를 마련하기 위한 선행연구로서 실내 및 실외 위치결정의 정확성 향상에 초점을 맞추어 연구를 수행하였다. 다른 측위기술에 비해 주변의 다양한 잡음환경의 영향을 비교적 적게 받고 기존의 통신 인프라의 활용성이 높은 Fingerprint 기법을 활용하였다. 또한 기존에 일반적으로 사용되는 결정론적 알고리즘이 아닌 확률론적 알고리즘을 적용하고 특히 특정 신호세기를 수신할 확률이 가장 높은 하나의 RP(Reference Point)를 선택하는 NN(Nearest Neighborhood)방법을 적용하는 것이 아니라 확률값의 우선순위가 높은 k개의 RP를 고려하는 알고리즘을 제시하였고 이를 통해 기존의 측위 오차를 줄일 수 있는 방안에 대해 연구를 수행하였다. 확률론적 알고리즘을 적용한 Fingerprint 측위방법에서 확률값들이 산술적인 차이보다는 지수적인 차이에 가까운 경향을 보이기 때문에 결정론적 알고리즘에서와 같이 단순히 유클리드 거리의 산술적인 크기 비교를 통해 가중치를 부여하는 것은 부적합하다. 본 논문에서는 이를 고려하여 확률값을 log-scale로 변환하여 가중치를 부여하는 방법을 제안하였다. Visual Basic 6.0을 사용하여 제안하는 알고리즘을 적용한 측위 프로그램을 구현하였고, 이론적으로 계산된 확률값은 0이 아니지만 측위 프로그램을 구성하는 소프트웨어의 데이터 표현 한계로 인해 확률값이 0으로 인식되거나 오류가 발생하는 프로그램 구현상의 문제를 해결하기 위해 확률값을 보정하는 방안 또한 제안하였다. 구현 프로그램을 활용하여 수행한 테스트 결과에 따르면 제안 알고리즘이 기존의 결정적 측위방법에 비해 실내 테스트에서는 최대 18%, 실외 테스트에서는 최대 25%의 측위오차를 개선하였다. 추후 연구로는 필터링 기법 적용 및 추가 센서 도입을 통한 측위 오차 감소 방안과 실내․외 연속측위 및 실내․외 경계부근의 측위 정확성 향상 방안에 대한 연구가 필요할 것이다.
Description
국문요약=Ⅰ Abstract=Ⅲ 표목차=Ⅵ 그림목차=Ⅶ 제1장 서론=1 1.1 연구 배경=1 1.2 연구 목적=2 1.3 연구 방법 및 범위=3 1.4 논문 구성=5 제2장 이론적 고찰=6 2.1 위치기반서비스=6 2.2 무선통신을 활용한 측위기술 및 측위방법=8 2.2.1 무선통신을 활용한 측위기술=8 2.2.2 무선통신을 활용한 측위방법=12 2.3 Fingerprint 방법을 활용한 측위=19 2.3.1 Fingerprint 측위방법 개요=19 2.3.2 Fingerprint 측위방법의 두 단계=20 2.3.3 Fingerprint 측위방법의 분류=21 2.3.4 결정론적 알고리즘을 적용한 Fingerprint 측위방법=24 2.3.5 확률론적 알고리즘을 적용한 Fingerprint 측위방법=27 제3장 제안하는 Fingerprint 측위방법=29 3.1 Rice Gaussian 알고리즘의 적용=29 3.2 우선순위가 높은 k개의 RP 고려=31 3.2.1 kWNN 적용을 위한 가중치 계산=31 3.2.2 확률론적 알고리즘을 적용한 프로그램 구현=36 제4장 테스트 결과 분석=44 4.1 테스트 장비 및 기술=44 4.2 테스트 환경=45 4.2.1 실내 테스트 환경=46 4.2.2 실외 테스트 환경=48 4.3 테스트 결과 분석=49 4.3.1 실내 테스트 결과 분석=49 4.3.2 실외 테스트 결과 분석=53 4.3.3 실내 및 실외 테스트 결과 비교=56 제5장 결론 및 향후 연구과제=59 참고문헌=61
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22517
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College of Engineering(공과대학) > Industrial Engineering (산업경영공학) > Theses(산업공학 석박사 학위논문)

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