KAIST 한동수 교수, 실내외 통합 위치인식 기술 개발
실내지도 없는 건물에서도 정확하게 층 정보 제공
위치 인프라 없이 위치 인식을 가능하게 하는 최초의 기술
[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST) 전산학부 한동수 교수팀이 실내외 환경 구분 없이 정밀한 위치인식이 가능한 '실내외 통합 GPS 시스템'을 개발했다.
이 GPS 시스템은 위치 정확도가 3~6미터이면서 0.3초만에 실내외를 인식해 빠르게 반응한다. 엘리베이터나 건물 계단 등 무선 신호가 잡히지 않고 실내지도 정보가 없는 건물에서도 위치를 인식할 수 있다.
한동수 교수는 8일 "이 GPS 시스템은 인공지능(AI) 기법을 활용해 실내지도 정보가 없는 건물에서도 정확하게 층 정보를 알려주는 최초의 기술"이라고 설명했다.
실외에서는 GPS 신호를 사용해 위치를 추정하고 실내에서는 관성센서, 기압센서, 지자기센서, 조도센서에서 얻어지는 신호를 복합적으로 사용해 위치를 인식한다. 이를 위해 연구진은 인공지능 기법을 활용한 실내외 탐지, 건물 출입구 탐지, 건물 진입 층 탐지, 계단·엘리베이터 탐지, 층 탐지 기법 등을 개발했다. 아울러 개발된 각종 랜드마크 탐지 기법들을 보행자 항법 기법(PDR)과 연계시킨 소위 센서 퓨전 위치인식 알고리즘도 새롭게 개발했다.
연구진이 개발한 알고리즘은 구글, 애플의 위치인식 서비스에서는 제공하지 않는 건물 내에서의 정확한 층 정보를 제공한다. 비전이나 지구 자기장, 무선랜 측위 방식과 달리 사전 준비 작업이 필요치 않다. 전 세계 어디에서나 사용할 수 있는 범용적인 실내외 통합 GPS 시스템을 구축할 수 있는 기반이 마련됐다.
연구진은 GPS, 와이파이, 블루투스 신호 수신 칩과 관성센서, 기압센서, 지자기센서, 조도센서 등을 탑재시킨 실내외 통합 GPS 전용 보드도 제작했다. 또한 제작된 하드웨어(HW) 보드에 개발된 센서퓨전 위치인식 알고리즘을 탑재했다.
제작된 실내외 통합 GPS 전용 하드웨어(HW) 보드의 위치인식 정확도를 대전 KAIST 본원 N1 건물에서 측정한 결과, 층 추정에 있어서는 약 95%의 정확도를, 수평 방향으로는 약 3~6미터의 정확도를 가졌다. 또 실내외 전환에 있어서는 약 0.3초의 전환 속도를 달성했다. 보행자 항법(PDR) 기법을 통합시켰을 때는 1미터 내외의 정확도를 나타냈다.
한편, 지하 주차장과 같은 실내로 진입하는 차량의 위치를 추정하는 차량용 센서 퓨전 위치인식 알고리즘과 위치인식 보드도 개발하고 있다.
연구진은 차량용 실내외 통합 GPS 위치인식 보드가 제작되면 자동차 제조사, 차량 대여 업체들과의 협력을 모색할 예정이이다. 또한 스마트폰에 탑재될 센서 퓨전 위치인식 알고리즘도 개발할 예정이다. 연구진이 개발한 알고리즘이 내장된 실내외 통합 GPS 앱이 개발되면 위치인식 분야에서 다양한 사업화를 모색하는 통신사와의 협력도 가능할 것으로 기대된다.
한동수 교수는 "실내외 통합 GPS 시스템 개발은 이번이 처음이며, 그 응용 분야도 무궁무진하다"면서 "2022년부터 개발이 시작된 한국형 GPS(KPS) 시스템, 한국형 항공위성서비스(KASS)와 통합하면 한국이 실내외 통합 GPS 분야에서 선도 국가로 나설 수 있으며, 향후 기술 격차를 더 벌릴 수 있도록 실내외 통합 GPS 반도체 칩도 제작할 계획"이라고 말했다.
또 "개발된 실내외 통합 GPS 태그를 사용한 과학관, 박물관, 미술관 위치기반 안내 서비스는 관람객의 동선 분석에도 유용하게 활용될 수 있다"며 "전시물 교체를 결정할 때 요구되는 꼭 필요한 유용한 정보로 국립중앙과학관에 우선 적용될 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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