Indoor positioning with Refined Wi-Fi Fingerprint Matching and Environment-resistive Signals

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 컴퓨터공학부, 2016. 8. 권태경.스마트폰의 상용화와 함께 건물 내부의 Wi-Fi AP 보급도 증가하면서, 사용자의 위치 및 상황에 맞춰 각종 서비스를 제공하는 위치 기반 서비스에 대한 연구가 본격적으로 진행되기 시작했다. 이에 따라 기존 Wi-Fi 시설을 이용하면서 사용자의 위치를 정확하게 추정할 수 있는 Wi-Fi 기반 측위 기법이 중요하게 되었고, 이에 대한 연구도 진척되었다. 그러나 건물 구조 및 내부에 있는 기물이나 지나다니는 사람에 의하여 생기는 Wi-Fi 신호의 불안정성 및 위치 추적에 최적화가 되어있지 않은 Wi-Fi의 설계적 한계에 의해서 정확한 위치 추정이 어려움이 따르게 되어, 위치 기반 서비스에 사용될 수 있는 상용화 가능한 Wi-Fi 기반 측위 기법은 아직 실질적으로 나오지 않았다. 본 논문에서는 기존 Wi-Fi 기반 측위 기법이 가지는 한계점을 극복하기 위하여 Wi-Fi 신호의 특성 및 실내에서의 사람의 행동 양식을 파악하고, 이를 이용한 새로운 Wi-Fi 신호 매칭 기법과, Wi-Fi 신호에 비해서 실내 환경의 영향을 덜 받는 대체 신호를 통하여 측위 오차를 보정하는 방법을 합한 새로운 Wi-Fi 기반 실내 측위 기법을 제안한다. 이를 통해서 사용자가 익숙하지 않은 실내 환경에 있는 상황에서도 가고자 하는 목적지를 찾아낼 수 있도록 하였고, 이것이 정말로 목표하고자 하는 넓고 열린 실내 공간에서도 제대로 작동하는지를 실험을 통해서 검증해보았다.제 1 장 서 론 5 제 1 절 연구의 배경 5 제 2 절 논문의 구성 7 제 2 장 기존 Wi-Fi 실내 측위 기법의 한계점 8 제 1 절 Wi-Fi Fingerprint 매칭 8 제 2 절 Wi-Fi Time of Flight 9 제 3 장 Wi-Fi RSS Difference Fingerprint 매칭 12 제 1 절 RSS Difference Fingerprint 12 1. RDF 및 매칭 방식의 정의 12 2. 순수 RDF 매칭의 한계점 13 제 2 절 위치 선정 방식 개선 15 1. 매칭에 따른 AP의 개수 15 2. 상위 후보 모으기 16 3. 거리에 따른 가중치 및 필터링 16 제 4 장 Wi-Fi 기반 측위 보정 방법 18 제 1 절 BLE Beacon을 이용한 보정 18 1. Probability of Correct Decision 18 2. AP Count Ratio 21 3. BLE Beacon 설치 위치 선정 및 보정 방법 23 제 2 절 지자기를 이용한 보정 24 1. 실내 공간에서의 지자기 특성 24 2. 실내 측위에 사용할 지자기의 형태 24 3. 지자기 매칭을 통한 보정 방법 26 제 5 장 실내 측위 기법 분석 및 평가 28 제 1 절 실험 환경 28 제 2 절 실내 측위 성능 평가 29 1. Wi-Fi RDF 매칭 29 2. 측위 보정 33 제 6 장 결론 36 참고 문헌 37 Abstract 39Maste