무선신호 없이도 치매노인·미아 찾는 통신기술

KAIST

범용 실내외 통합 위성항법장치(GPS) 위치 태그를 나타낸 모식도. KAIST 제공

국내 연구진이 무선랜이나 블루투스와 같은 무선신호 인프라가 설치되지 않은 장소에서도 작동하는 실내외 통합 위성항법장치(GPS)를 개발했다. 외진 건설 현장이나 공장 건물에서도 동작하는 이 기술은 길을 잃은 어린이나 치매 노인을 찾아내는 일 등에 활용될 것으로 기대된다.

KAIST는 한동수 전산학부 지능형서비스통합연구실 교수 연구팀이 전 세계 모든 건물에서 위치 서비스를 제공할 수 있는 ‘범용 실내외 통합 GPS 시스템’을 개발했다고 12일 밝혔다. 

이번에 개발된 범용 실내외 통합 GPS 시스템인 카이로스(KAILOS)는 서비스 범위를 소수의 특정된 건물에서 전 세계 모든 건물로 확장했다. 연구팀은 “위치 인프라 제약에서 벗어나 앞으로는 무선 신호가 부재한 건물에서도 구동되는 소위 범용적인 실내외 통합 GPS 위치인식 서비스가 가능해질 전망”이라고 이번 기술을 소개했다.

연구팀은 실내외 전환 탐지 인공지능(AI) 기법과 건물 출입구를 탐지하는 AI 기법을 통합시킨 센서퓨전 위치인식 기법을 개발했다. 이 기법들은 건물 출입구 탐지, 층 탐지, 계단/엘리베이터와 같은 랜드마크 탐지 기법이 보행자 항법 기법(PDR)과 연계해 작동한다. 

구체적으로 연구팀은 GPS 신호와 관성센서에서 얻어지는 신호를 복합적으로 활용해 사용자가 진입하는 건물을 판별하고 건물에 진입하는 시점과 위치를 실시간에 탐지하는 기법을 개발했다. 건물 내에서는 기압과 관성센서를 활용해 계단‧엘리베이터를 이용한 수직 이동을 탐지하고 기압 정보를 활용해 층을 탐지하는 기법도 개발했다. 

연구팀은 또 GPS, 와이파이(WiFi), 블루투스 신호 칩과 관성센서, 기압 센서, 지자기 센서, 조도 센서를 통합시킨 위치 전용 사물인터넷(IoT) 태그도 제작했다. 개발된 태그에 장착된 GPS 센서는 위성에서 직접 수신되는 신호뿐 아니라 건물에 반사되는 신호도 처리해 도심 협곡에서도 높은 정확도를 달성할 수 있다. 

연구팀은 “위치 태그만 있으면 롱텀에볼루션(LTE) 신호가 제공되는 전 세계 어느 건물에서도 실내외 구분 없이 위치를 추정하고 추정된 위치에 기반한 다양한 실내외 통합 위치기반 응용 서비스를 개발할 수 있다”고 설명했다.

이 밖에 스마트폰을 위치 단말로 사용하는 스마트폰에서 구동되는 실내외 통합 GPS 앱도 함께 개발했다. 개발된 앱은 위치기반 안전, 편의, 엔터테인먼트와 같은 응용 분야에서 널리 사용될 수 있다. 연구팀이 보유하고 있는 ‘크라우드소싱 무선 라디오맵 구축 자동화 기법’과 접목해 도시 혹은 국가 수준의 정밀한 무선 라디오맵 구축도 가능해질 전망이다. 향후 도시 및 국가 수준의 라디오맵이 구축되면 신뢰도 높고 정확한 실내외 통합 GPS 서비스를 할 수 있다. 

한 교수는 “이번에 업그레이드된 카이로스 실내외 통합 GPS 시스템은 위치 인프라가 설치되지 않은 건설 현장과 공장 건물에서 개발된 시스템의 기능과 성능을 평가하는 6차례의 개념 증명(PoC) 과정도 수행해 상용화 가능성을 입증했다”며 “또 이번에 개발한 시스템은 이런 상황에 적용하기 쉬우며 소방관이나 경찰의 도움이 필요한 구조요청에도 신속하게 대응할 수 있다”고 말했다. 

[박정연 기자 hesse@donga.com]