무선랜·블루투스와 같은 무선신호 인프라가 없는 건물에서도 동작하고, 어린이나 치매 노인을 찾아낼 수 있는 실내외 통합 GPS 시스템을 한국과학기술원(KAIST·총장 이광형) 연구진이 개발했다.
KAIST는 한동수 전산학부 교수팀(지능형 서비스통합 연구실)이 서비스 범위를 소수 특정 건물에서 전 세계 모든 건물로 확장해 위치 서비스를 제공하는 범용 실내외 통합 GPS 시스템 '카이로스(KAIST LOcating System)'을 개발했다고 12일 밝혔다.
연구팀은 실내외 전환 탐지 인공지능(AI) 기법과 건물 출입구를 탐지하는 AI 기법을 통합한 센서퓨전 위치인식 기법을 개발했다. 이 기법들은 건물 출입구, 층, 계단·엘리베이터와 같은 랜드마크를 탐지하는 기법이 보행자 항법 기법(PDR)과 연계돼 작동한다.
GPS 신호와 관성센서에서 얻어지는 신호를 복합 활용해 사용자 진입 건물을 판별하고, 건물 진입 시점·위치를 실시간 탐지하는 기법을 적용했다.
건물 내에서는 기압과 관성센서를 활용해 계단·엘리베이터를 이용한 수직 이동을 탐지하고, 기압 정보를 활용해 층을 탐지하는 기법도 담았다.
연구팀은 GPS, 와이파이(WiFi), 블루투스 신호 칩과 관성센서, 기압 센서, 지자기 센서, 조도 센서를 통합한 위치 전용 사물인터넷(IoT) 태그도 제작했다. 태그에 장착된 GPS 센서는 위성에서 직접 수신되는 신호뿐 아니라 건물에 반사되는 신호도 처리해 도심 협곡에서도 높은 정확도를 달성할 수 있다.
위치 태그만 있으면 LTE 신호가 제공되는 전 세계 어느 건물에서도 실내외 구분 없이 위치를 추정하고, 추정 위치에 기반한 다양한 실내외 통합 위치기반 응용 서비스를 개발할 수 있다. 위치 서비스 주기에 따라서는 IoT 태그 배터리 충전 없이 수일 동안 서비스를 제공할 수 있다.
연구팀은 스마트폰을 위치 단말로 사용하는 실내외 통합 GPS 애플리케이션(앱)도 함께 개발했다. 연구팀이 보유한 '크라우드소싱 무선 라디오맵 구축 자동화 기법'과 접목해, 크게는 국가 수준의 정밀 무선 라디오맵 구축도 가능해질 전망이다.
이번에 개발한 실내외 통합 GPS 시스템은 2022년 개발이 시작된 한국형 GPS 시스템(KPS) 서비스 영역 실내 확장에도 활용될 것으로 기대된다.
한동수 교수는 “카이로스 실내외 통합 GPS 시스템은 위치 인프라가 설치되지 않은 건설 현장과 공장 건물에서 6차례 개념 증명(PoC) 과정도 수행해 상용화 가능성을 입증했다”며 “어린이나 치매 노인 보호를 위해 실내외 통합 GPS 위치 태그 장착 요구가 있는데, 개발 시스템은 이런 상황에 적용이 쉬우며, 소방관이나 경찰 도움이 필요한 구조요청에도 신속 대응할 수 있다”고 말했다.
한편 이번 연구는 방위사업청 재원을 받아 국방과학연구소(ADD) 지원으로 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
