고층 건물이 증가하는 현대 도시 환경에서는 정확한 3차원(3D) 위치추정이 필수적이다. 지문(fingerprint) 기반 위치추정 시스템은 이러한 환경에서 널리 사용되지만, 바닥층별 라디오 맵(radio map)을 구축하기 위해 사전 조사에 상당한 노동이 필요하다. 이에 비해 범위(range) 기반 방법은 앵커 노드(AN) 위치와 현장 특화 거리 측정(ranging) 모델만 요구하므로 수동 노력을 덜 필요로 한다. 그러나 층간 전파에서의 신호 감쇠가 동일 층 전파와 크게 다르기 때문에, 다층 환경에서 이러한 정보를 확보하는 일은 여전히 어렵다. 본 연구는 보행자 사각추정(PDR)을 위한 관성 센서 데이터와 스마트폰이 수집한 수신 신호 세기(RSS) 측정을 통합함으로써, 층 관통 손실을 포함한 현장 특화 경로 손실 파라미터와 3D AN 좌표를 함께 자동으로 추정하는 현장 자동 조사 절차를 제안한다. 실제 건물에서 Wi-Fi 커버리지가 충분하지 않은 문제를 해결하기 위해, Wi-Fi 액세스 포인트(AP)와 Bluetooth Low Energy(BLE) 비콘으로 구성된 이기종 무선 인프라를 고려하며, 이들의 유사한 2.4 GHz 전파 특성을 활용하여 통합 모델링을 수행한다. 실증 측정 연구를 통해 이 AN들로부터 발생한 신호의 층간 경로 손실을 분석하고 비교하였으며, 3D AN 좌표와 경로 손실 파라미터를 함께 추정하기 위한 비용 함수를 수립하였다. 실제 다층 건물에서 수행한 실험 평가 결과, 모든 AN에 대해 평균 절대 위치추정 오차가 2.60 m였고(Wi-Fi AP의 경우 1.02 m), 층 식별 정확도는 100%였다. 추정된 AN 위치와 경로 손실 모델을 사용하면, 온라인 범위 기반 위치추정은 330 m의 궤적에서 2.51 m의 정확도를 달성하며, 현장 특화 경로 손실 모델링을 통해 층간 신호를 효과적으로 활용함으로써 기존 접근법보다 우수한 성능을 보였다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.