상대좌표 추정 알고리즘을 이용한 고정노드 저감기법
Fixed node reduction technique using relative coordinate estimation algorithm
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초록
최근 공장자동화 및 물류시스템의 발전은 대형선박이나 물류창고 등과 같은 넓은 작업현장을 소수의 작업자가 관리할 수 있게 되었다. 기존의 무선 실내 위치인식 시스템에서 이러한 작업자들의 정확한 위치를 추정하기위해서 일반적으로 셋 또는 그 이상의 고정노드가 하나의 노드로 이루어진 이동노드의 위치를 인식하는 방식이주로 사용되고 있다. 하지만 이러한 방법은 작업자(이동노드)에 비하여 넓은 작업현장에 많은 고정노드가 필요하므로 노드 배치 측면에서는 비효율적이다. 따라서 소수의 작업자를 요구하는 이러한 작업환경에서 효율적으로 노드를 배치하기 위하여 본 논문에서는 세 개의 노드로 구성된 이동노드가 고정노드 두 개의 상대좌표를 효율적으로인식함으로써 고정노드의 개수를 저감하는 새로운 추정 알고리즘과 이동노드와 고정노드 사이의 거리오차를 최소화하기 위하여 Rounding estimation(RE) 기법을 제안한다. 실험 결과 제안한 RE기법은 자유공간에서 기존의 삼변측량법의 오차율 대비 90.9% 개선된 위치인식 결과를 나타냈다. 또한 실내 자유공간에서 고정노드 수를 최대 50%까지 감소시킬 수 있음에도 불구하고 제안한 추정 알고리즘은 평균 오차 0.15m의 정밀한 위치인식이 가능하였다.
Abstract
Recently, with the rapid development of factory automation and logistics system, a few workers were able to manage the broad workplace such as large vessels and warehouse. To estimate the exact location of these workers in the conventional wireless indoor localization systems, three or more fixed nodes are generally used to recognize the location of a mobile node consisting of a single node. However, these methods are inefficient in terms of node deployment because the broad workplace requires a lot of fixed nodes compared to workers(mobile nodes). Therefore, to efficiently deploy fixed nodes in these environments that need a few workers, this paper presents a novel estimation algorithm which can reduce the number of fixed nodes by efficiently recognizing the relative coordinates of two fixed nodes through a mobile node composed of three nodes. Also, to minimize the distance errors between mobile node and fixed node, rounding estimation(RE) technique is proposed. Experimental results show that the error rate of localization is improved, by using proposed RE technique, 90.9% compared to conventional trilateration in the free space. In addition, despite the number of fixed nodes can be reduced by up to 50% in the indoor free space, the proposed estimation algorithm recognizes precise location which has average error of 0.15m.
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