3차원화 지자기 Fingerprint를 이용한 실내위치인식에 관한 연구

Abstract

Indoor positioning based on geomagnetism has been actively studied because of the stable signal and high resolution positioning accuracy even when the time has elapsed. Because the geomagnetic signal can vary according to changes in azimuth, large positioning errors may occur, even from the same position. Therefore, this thesis proposes a fingerprint-based indoor positioning algorithm that fuses 2-Dimensional magnetic vectors and yaw-axis correction techniques. In the proposed 3-Dimensional system, the curvature is less biased heavily by using the Ellipse Coefficient Map of the geomagnetism based on the normalized linear least squares method even when database size is reduced, and the accuracy of positioning is improved by applying the geomagnetic signal equalization method. To verify the validity of the proposed algorithm in general indoor spaces of 48m × 30m, the results of the proposed method are compared with results obtained existing research based on geomagnetism intensity. The results show that the positioning accuracy is improved by 62.14% and the error distance is reduced by 3.98m.|지자기기반 실내위치인식은 시간이 경과되더라도 안정적인 신호 및 높은 분해능으로 측위 정확성이 높기 때문에 활발히 연구되고 있다. 그러나 동일한 위치에서도 방위 변화에 따른 지자기 신호가 일정하지 않기 때문에 위치 오차가 발생한다. 본 논문에서는 Fingerprint기반 2차원 자기벡터 및 yaw축 보정을 적용한 실내위치인식 알고리즘을 제안한다. 제안한 3차원화 시스템은 정규화 선형 최소자승법을 적용한 지자기의 Ellipse Coefficient Map을 설계함으로써 데이터베이스가 간소화됨에도 곡률편향이 거의 없고 지자기 신호 평활화 기법을 적용함으로써 위치인식 정확도를 향상시켰다. 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하기 위하여 48m × 30m의 일반적인 실내공간에서 기존 지자기 세기기반 방식과 제안한 방법에 대한 결과를 비교 및 분석하였다. 실험 결과 위치 인식 정확도는 62.14% 개선하였고 오차거리는 3.98m 감소하였다.