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KAIST, 대학 캠퍼스 내 실내외 통합 내비게이션 개발
한 동 수 교수
석사과정 면접을 앞둔 김 모 군은 면접 당일 교내에서 곤욕을 치렀다. 캠퍼스가 넓어 길 찾기가 어려웠을 뿐 아니라 실내에 도착한 이후에도 정확한 면접장 위치를 찾지 못해 지각을 겨우 면했기 때문이다.
우리 대학 전산학부 한동수 교수 연구팀은 위와 같은 문제를 해결할 수 있는 실내외 통합 내비게이션 시스템 ‘캠퍼스 아틀라스(가제)’를 개발했다.
이번에 개발된 실내외 통합 내비게이션 시스템은 우리 대학 캠퍼스에 적용돼 방문자의 이름 혹은 목적지의 방 번호를 입력하면 도착할 때까지 실내외가 연결된 길 안내 서비스를 제공한다.
또한 교내에서 열리는 학회나 강연 등을 행사 장소와 함께 등록해 행사명만으로도 목적지를 검색하는 기능을 삽입했다. 이를 통해 방문객들이 어려움 없이 행사 장소를 찾을 수 있게 만들었다.
한 교수의 지능형 서비스 연구실은 평균 4~5층으로 구성된 40여 개 건물이 있는 우리 대학 캠퍼스를 대상으로 기술을 구현했다.
200여 개의 실내 지도, 4천 여 개의 관심지점(POI: Point Of Interest) 정보, 7천 여 개의 노드로 구성된 실내외 경로, 약 40여 개의 건물별 무선랜 신호지도 구축 작업을 수행했다.
이렇게 수집된 정보는 작년 3월 연구팀이 개발한 글로벌 실내 위치인식 시스템인 KAILOS(KAIST Indoor Locating System)에 적용해 일반에 공개하고 있다.
KAILOS는 사용자 참여 방식(크라우드 소싱)으로 전 세계 실내지도와 신호지도를 모아 실내 내비게이션 서비스를 제공하는 실내 GPS 시스템이다. 실내지도 등록, 무선신호 수집 툴, 실내 경로 설계 툴 등을 갖추고 있다.
그 외에도 위치인식 정확도 가시화 툴, 실내외 통합 위치인식 시스템 등을 추가할 예정이다.
연구팀은 대학 뿐 아니라 지하철 및 버스 환승 구역, 실내 외 쇼핑몰이 공존하는 지역 등 통합 내비게이션 서비스가 요구되는 지역을 대상으로 적용 영역을 넓힐 예정이다. 궁극적으로는 상용 실외 내비게이션 시스템과 연계시키는 것을 목표로 한다고 밝혔다.
한 교수는 “길 안내 서비스에 머무르지 않고 캠퍼스 라이프 로깅, 출결 체크 자동화 등으로 발전시킬 것이다”며 “새로운 교육 및 연구 환경을 제공하는 위치 기반 스마트 캠퍼스로 발전시킬 계획이다”고 말했다.
□ 그림 설명
그림 1. Campus Atlas 앱 주요 화면
그림 2. KAIST 캠퍼스 외부 경로 설계가 완성된 모습
2015.09.02 조회수 10459 -
사용자 참여형 실내 내비게이션 시스템 개발
우리 학교 전산학과 한동수 교수 연구팀이 무선랜 신호를 기반으로 한 사용자 참여형 실내 내비게이션 시스템인 ‘카이로스(KAILOS, KAIST Location System)’를 개발했다.
크라우드소싱(대중을 제품이나 창작물 생산 과정에 참여시키는 방식)을 활용한 ‘카이로스’는 사용자가 인터넷 홈페이지와 스마트폰 앱을 통해 건물과 무선랜의 정보를 입력하면 전 세계 어디서나 간편하게 실내 내비게이션 시스템을 구축할 수 있도록 지원하는 것이 가장 큰 특징이다.
그동안 실내 위치정보를 제공하는 서비스는 다양한 최첨단 IT 기술로 각각 다른 회사가 이벤트성으로 구축하는 경우가 많았다. 건물마다 만들어진 실내 내비게이션 앱이 다르기 때문에 사용자들은 대형건물이나 지하철 역 등 장소에 맞는 앱을 다운로드 받아야 하는 불편함이 있었다.
한 교수 연구팀이 개발한 ‘카이로스’는 건물 및 무선랜 정보가 구축된 전 세계 어느 건물이라도 누구나 무료로 사용할 수 있다.
실내 내비게이션 시스템 구축을 지원하는 ‘카이로스’는 △지도상에 건물등록 △건물의 층 등록 △신호수집 경로 설계 △무선 랜 신호 및 센서 데이터 수집 △실내 라이오맵 구축 등 총 5단계로 구성됐다.
자신의 건물에서 실내 내비게이션 서비스를 제공하기를 원하는 사용자들은 홈페이지 지도에서 구축 대상 건물의 윤곽을 그린 다음 층별로 설계도를 등록하고 나서 무선랜 신호를 수집할 경로를 설정한다. 이후 해당 건물에서 스마트폰 앱을 통해 무선랜 신호 및 센서 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 서버로 전송하면 된다.
연구팀이 측정한 결과에 따르면 무선랜 환경이 잘 갖추어진 실내 공간에서 위치 오차는 5미터 정도에 불과했다. 앞으로 사용자가 많아질수록 정확도가 획기적으로 개선될 것으로 연구팀은 기대하고 있다.
한동수 교수는 “앞으로 무선랜 신호는 물론 3축 가속기, 자이로스코프, 자기장, 기압계 등과 같이 스마트폰에 장착된 다양한 센서로부터 얻어지는 정보를 함께 사용해 위치 추정 정확도를 더욱 개선해 나갈 것”이라고 밝혔다.
아울러 “지난 수년 동안 개발해 온 실내 내비게이션 시스템을 공개한 것은 국내 실내 위치인식 기술 발전을 더욱 촉진시켜 구글이나 애플과 같은 글로벌 회사들과의 기술 경쟁력 격차를 좁히기 위한 것”이라고 기술 공개에 대한 배경을 설명했다.
실내 내비게이션 구축을 원하는 기관, 회사, 학교, 단체 등은 홈페이지( https://kailos.io )에서 건물 정보를 등록하고 ‘카이로스’ 앱을 다운받아 사용하면 된다.(문의전화 042-350-7762)
한동수 교수는 2010년 무선랜 신호에 기반한 실내 내비게이션 시스템을 코엑스에서 세계 최초로 상용화시킨 공로로 2011년 ‘IT 이노베이션대상 대통령표창’을 수상했다. 또 2013년에는 실내 GPS 구축 지원 시스템과 실내외 통합 내비게이션 시스템을 개발한 공로로 ‘창조경제대상 국무총리상’을 수상한 바 있다.
● KAILOS 글로벌 실내 GPS 시스템 구축 과정(개요)
● KAILOS 시스템 구성
● KAILOS 홈페이지 메인화면
● 카이로스 앱 화면
● 실내지도 및 라디오맵 구축 상세 과정
1. 빌딩 등록: 빌딩에 맞게 사각형을 변형
2. 층 등록: 준비된 층별 실내 지도 등록
3. 신호수집 계획 수립: 웹으로 제공되는 툴을 사용하여 신호수집 계획 수립
4. 신호 수집: 신호수집 앱을 사용하여 걸으며 신호 수집
5. 라디오맵 생성 완료 및 실내외 통합 내비게이션 - 라디오맵 생성 완료: 수집된 곳 영역 표시
- 응용 서비스: 실내외 통합 내비게이션 시스템
2014.03.20 조회수 16455 -
가구단위 실내 위치인식 기술 개발
한동수 교수
- 10m 이내로 위치 파악할 수 있어 구글 WPS(35~40m) 보다 월등히 우수 -- 기존에 설치된 무선랜 중계기를 사용해 적은 비용으로도 전 세계 구축 가능 -
GPS 신호가 도달하지 않는 실내 스마트 폰의 위치를 가구단위로 정확하게 알아내는 기술이 개발됐다. 이 기술이 상용화되면 실내에서 위급한 상황에 처해있는 사람의 위치를 추적하거나, 분실한 스마트 폰을 되찾는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
우리 학교 전산학과 한동수 교수 연구팀이 무선랜 신호정보를 이용해 실내에 있는 스마트 폰의 위치를 오차거리 10m 이내로 파악하는 기술을 개발했다.
이 기술은 실내에서 수집된 무선 랜 신호정보와 스마트 폰 사용자의 주소정보를 활용했다. 이미 설치된 무선 랜 신호 중계기를 이용하기 때문에 매우 적은 비용으로 전 세계를 대상으로 서비스를 제공할 수 있다.
통상적으로 스마트 폰을 잃어버렸을 경우 통신사에 문의하면 위치를 알려준다. 하지만 기지국을 통한 실내 위치인식은 500~700m 범위의 오차가 있기에 분실한 스마트 폰을 되찾기는 거의 불가능하다.
또 최근에는 주택가에 납치된 상황에서 경찰에 도움을 요청했으나 피해자의 위치를 곧바로 찾지 못해 살해당하는 안타까운 사건이 발생했다.
이러한 실내 위치인식에 대한 한계를 KAIST 한동수 교수 연구팀이 해결한 것이다.한동수 교수는 먼저 스마트 폰 사용자의 무선 랜 신호정보 특성을 파악하는 데 주력했다.
한 교수는 5명의 연구원을 대상으로 일주일간 스마트 폰에 기록된 무선 랜 신호 정보를 수집했다. 이들의 신호정보를 분석한 결과 가장 많은 시간 동안 집과 사무실에 있었다는 것을 확인했고, 신호정보의 특성을 분석해 집과 직장을 분류했다.
연구팀은 이 기술을 확인하기 위해 지난 7월부터 11월까지 5개월 동안 서울 인사동 민속촌, 대전 갤러리아 백화점 주변, 대전 어은동 아파트 단지, 대전 전민동 원룸 밀집지역 등 각각 특성이 다른 지역을 대상으로 위치추정 정확도를 측정했다.
그 결과 데이터를 수집한 양이 전체 가구 수의 50%를 넘어서면 10m 미만의 오차를 나타내, 도심 어느 환경에서나 가구단위로 정확하게 스마트 폰의 위치를 확인할 수 있었다. 게다가 실내에서는 몇 층에 있는지도 명확하게 구분됐다.
한동수 교수는 “도심에 설치된 수많은 무선 랜 중계기의 위치정보 없이도 스마트폰의 정확한 위치추정이 가능해졌다”며 “최근 구글이나 애플에서 개발한 WPS(Wi-Fi Positioning System)의 경우 35~40m의 오차를 좁히지 못하고 있어 이번에 개발된 기술이 월등히 우수하다”고 강조했다.
아울러 “스마트 폰 사용자의 집과 직장 주소 등의 개인정보가 필요한 만큼 보안에 대한 대비를 철저히 해야 할 것”이라며 “앞으로 위급한 상황에 대한 대처 등 스마트 폰 사용자에게 도움이 되는 일에 폭넓게 활용됐으면 좋겠다”고 덧붙였다.
그림1[대표도]. 실내위치인식 기술 활용 예
그림2. 무선 랜 기반 실내 위치인식 기술
- 스마트 폰 사용자의 무선 랜 신호정보를 수집한 뒤, 분류하고, 주소정보와 일치시켜 신호 DB를 구축한다.
- 스마트 폰 사용자의 위치를 분석하면 집 또는 직장에서 가장 많은 생활을 하며 이를 구분해 낼 수 있다.
2012.12.13 조회수 11770 -
장소에 따라 유용한 앱이 한눈에..
한동수 교수
- 위치에 따라 유용한 앱을 자동으로 추천해주는 앱 스토어 ‘플레이스 앱스’ 개발 -
“버스 정류장에 도착했더니 버스 운행정보 앱을 추천해줘서 유용하게 썼어요. 다른 장소로 갔더니 또 그곳에 잘 맞는 어플을 추천해줘서 신기하기도 하구요. 카톡만 쓰던 스마트폰을 이제 진짜로 스마트하게 사용할 수 있겠네요”
SNS시대가 도래하면서 정보는 우리가 애써서 찾는 것이 아니라, 정보가 우리에게로 다가오고 있다. 이러한 흐름을 이용한 앱이 KAIST 연구진에 의해 개발됐다.
KAIST(총장 서남표)는 전산학과 한동수 교수 연구팀이 스마트 폰 소지자가 특정 위치에 접근하면 해당 장소 근처에서 사용할 수 있는 앱을 자동으로 추천해 주는 위치 기반 앱 스토어 ‘플레이스 앱스(PlacesApps)’를 개발했다고 21일 밝혔다.
이 앱은 지난 15일부터 18일까지 서울 코엑스에서 열린 ‘2012 월드 IT 쇼(World IT Show 2012)에서 선보여 참가자들로부터 커다란 호응을 받았다.
사용자가 자신이 원하는 앱을 키워드나 카테고리 검색을 통해 찾는 기존의 방식과는 달리, 개발된 앱은 특정 위치에서 사용 가능한 앱을 자동으로 추천하고 추천된 앱을 사용자가 선택하는 방식이다.
예를 들면 버스를 타려고 정류장에 도착하면 버스 운행 관련 앱이 추천되고, 관광지에 가면 해당 관광지를 소개하는 앱이 추천된다. 또한 코엑스와 같이 복잡한 건물로 들어서면 코엑스의 다양한 정보를 한 눈에 확인할 수 있는 ‘myCoex’ 앱이 추천된다.
이에 따라 원하는 앱을 실시간으로 찾아 활용하는 것에 익숙하지 않은 사람들이 새로운 앱을 접하고 사용하는 환경을 획기적으로 개선해 줄 것으로 기대된다.
한동수 교수는 “현재 대전 KAIST 주변과 서울 코엑스를 중심으로 시범 서비스를 실시하고 있는 ‘플레이스 앱스’에는 아직 등록된 앱이 많지 않아 서비스를 제공하는 데 한계가 있다”며 “앞으로 다양한 장소에 많은 앱을 등록해 사용자들이 불편함 없이 사용할 수 있도록 할 것”이라고 말했다.
앞으로 한 교수는 플레이스 앱스의 기능을 보강해 위치 기반 앱 스토어 기술의 상용화에 관심을 보이는 국내 앱 스토어 운영 기업에 기술을 제공하거나, 해외 특허가 확보되면 구글, 애플과의 협력도 모색할 계획이다.
한 교수 연구실에서 고안한 위치 기반 앱 스토어와 관련된 2건의 발명은 지난해와 올해 각각 국내 특허로 등록되었고 국제 특허 출원을 위한 PCT 출원도 완료된 상태다.
향후에도 KAIST ISI LAB에서는 PlacesApps 앱 스토어의 기능을 더욱 보강하고 등록되는 앱의 종류도 보강하여 PlaceApps의 유용성을 널리 알려 많은 사용자들이 사용케하고 구글, 애플, 삼성, SKT등 앱 스토어를 운영하는 기업에서도 카이스트에서 개발한 위치 기반 앱 스토어의 기술을 채택하여 사용하도록 노력할 계획이다.
<작동 원리>위치 기반 앱 스토어인 ‘PlacesApps’가 특정 위치에 머무르는 사용자에게 해당 장소에서 사용하면 유용한 앱을 추천하기 위해서는 다음과 같은 과정이 필요하다.
1. 앱 개발자가 위치 기반 방식으로 자신의 앱을 사용자에게 노출시키기 위해서는 PlacesApps에서 제공하는 앱 등록 사이트(http://placesapps.com/wp/)에 자신의 앱을 위치 정보와 함께 등록한다. 이때 등록을 위해서는 로그인 하는 절차가 필요하다. 위치 정보는 주소를 입력한 뒤 맵 상에 표시되는 마커를 이동시켜 위치를 선택한다. 아래 그림은 myCoex를 서울 삼성동 코엑스에 등록하는 화면의 일부를 보여주고 있다. 그 밖의 앱 등록 절차는 구글 Playstore나 SKT T-Store와 크게 다르지 않다. 다만 일반적인 앱 스토어는 바이러스 체크 등의 기능이 필요한데 PlacesApps에는 그러한 기능이 없어 기존의 앱 스토어에 등록된 앱 만을 등록할 수 있다.
2. 등록된 앱이 원하는 위치에 올바르게 등록되었는지 PlacesApps 웹 사이트(http://placesapps.com/wp/) 상에서 확인한다. 등록된 앱을 확인하는 데 있어서는 로그인 절차는 필요치 않다. 현재는 코엑스 주변과, 카이스트 주변, 그리고 뉴욕 맨하탄 주변에 몇 개의 앱을 등록하고 베타 테스트를 진행하고 있다. 아래 그림은 코엑스 주변에 등록되어 사용 가능한 앱들과 myCoex 앱을 선택한 상태의 화면이다.
3. 위의 코엑스 주변과 같이 특정 위치에서 사용 가능한 앱 들이 PlacesApps에 등록된 상태에서 스마트 폰 사용자가 PlacesApps 앱을 구동시키면 해당 위치에서 사용 가능한 앱 들이 맵 상에 표시되거나 리스트 형태로 표시된다. 사용자는 표시된 앱에서 원하는 앱을 선택하여 자신의 스마트 폰에 내려 받고 구동하여 사용하게 된다. 아래 그림은 코엑스 주변에 머무는 스마트폰 사용자가 PlacesApps를 구동하였을 때 코엑스 주변에서 사용 가능한 앱을 맵 상에 보여주는 화면의 스냅 샷이다. 사용자는 자신의 주변에 사용 가능한 앱이 다수 존재함을 확인할 수 있고 어떤 종류의 앱이 존재하는 지도 쉽게 확인할 수 있으며, 필요한 앱이 확인되면 해당 앱을 내려 받아 사용함으로써 앱을 찾는 노력을 획기적으로 개선할 수 있다.
2012.05.22 조회수 13911