실내 ‘먹통’ GPS 카이스트 연구팀 해결책 내놨다…사업화 추진
자료 한국과학기술원 한국과학기술원 KAIST·카이스트 연구진이 인공위성에서 쏴주는 위치정보시스템 GPS 신호가 닿지 않는 실내에서도 ‘위치’를 정확하게 파악할 수 있는 시스템을 개발했다. 이 시스템은 실내지도가 제공되지 않는 건물에서도 위치 인식을 가능하게 하는 최초의 기술이다. 8일 카이스트에 따르면 한동수 카이스트 전산학부 교수 연구팀 지능형 서비스 통합 연구실 은 실내외 환경 구분 없이 정밀한 위치인식이 가능한 ‘실내외 통합 GPS 시스템’을 개발했다. 한 교수는 해당 시스템의 상용화를 목표로 사업화도 추진하고 있다. 내비게이션 등으로 일상에 익숙한 GPS 시스템은 인공위성 신호를 기반으로 작동한다. 이 때문에 신호가 잘 잡히는 실외에선 비교적 문제없이 작동한다. 문제는 신호가 닿지 않는 실내에선 ‘먹통’이 되곤 한다. 한 교수 연구팀이 개발한 시스템을 이용하면 GPS가 잘 잡히는 실외는 물론 실내에서도 위치 정보를 정확하게 파악할 수 있다. 한 교수는 기자와의 통화에서 “실내외에서 모두 작동하는 별도의 단말기를 제작했다”며 “기존 GPS의 한계를 보완할 것으로 기대된다”고 말했다. 한 교수 연구팀이 개발한 통합 GPS 시스템은 실외에서는 GPS 신호를 사용해 위치를 추정한다. 실내에서는 △관성센서 △기압센서 △지자기센서 △조도센서를 통해 위치 정보를 얻는다. 복합적인 신호를 인공지능 AI 기법을 활용해 해석 다양한 탐지가 가능하다는 게 특징이다. 구체적으로 △실내외 탐지 △건물 출입구 탐지 △건물 진입 층 탐지 △계단·엘리베이터 탐지 △층 탐지 등의 기법을 개발했다. 연구팀은 이와 함께 각종 랜드마크 탐지 기법들을 보행자 항법 기법 PDR 과 연계시킨 ‘센서 퓨전 위치인식 알고리즘’도 새롭게 개발했다. 한 교수는 “지금까지는 GPS 신호가 도달하지 않는 공간에서는 무선랜 신호나 기지국 신호를 기반으로 위치를 인식하는 것이 통상적인 방법이었다”며 “이번에 개발한 기술은 GPS 신호가 존재하지 않아도 실내지도가 제공되지 않아도 사용자의 위치를 정확하게 인식할 수 있다”고 설명했다. 연구팀이 개발한 알고리즘을 적용하면 현재 위치한 건물의 층수도 파악이 가능하다. 이는 구글·애플 등 글로벌 IT기업에서 제공하는 서비스에서도 알 수 없는 정보다. 한 교수는 “비전이나 지구 자기장 무선랜 측위 방식과 달리 사전 준비 작업이 필요치 않은 장점도 있다”며 “세계 어디에서나 사용할 수 있는 범용적인 실내외 통합 GPS 시스템을 구축할 수 있는 기반이 마련된 것”이라고 설명했다. 한 교수 연구팀이 제작한 시스템을 일상에 적용하기 위해선 별도의 장비가 필요하다. 연구팀이 만든 ‘실내외 통합 GPS 전용 보드’엔 △GPS △와이파이 △블루투스 신호 수신 칩은 물론 △관성센서 △기압센서 △지자기센서 △조도센서 등이 탑재됐다. 연구팀이 해당 보드의 정확도를 자체 검증한 결과 ‘층 추정’은 약 95%의 정확도를 수평 방향으로는 약 3 6미터의 정확도를 보였다. 실내외 전환에 있어서는 약 0.3초의 전환 속도를 달성했다. 보행자 항법 PDR 기법을 통합시켰을 때는 1미터 내외의 정확도를 기록했다. 자료 한국과학기술원 연구팀은 위치인식 보드가 내장된 태그를 제작하고 박물관·과학관·미술관 방문객들을 위한 위치기반 전시 안내 서비스에 적용할 예정이다. 개발된 실내외 통합 GPS 태그는 어린이나 노약자를 보호하는 목적으로도 활용할 수 있다. 소방관 혹은 작업장 작업자의 위치 파악에도 활용할 수 있다. 한 교수는 해당 시스템을 상용화하기 위한 시도도 진행하고 있다. 지난해 카이스트 교원 창업 프로그램을 통해 ‘한국위치기술’을 설립했다. 해당 시스템을 이용하기 위해선 별도의 단말이 필요하다. 한 교수는 해당 법인을 통해 단말의 양산 여부를 검토하고 있다. 연구팀은 차량용 실내외 통합 GPS 위치인식 보드가 제작되면 자동차 제조사·차량 대여 업체들과의 협력을 모색할 예정이다. 또 스마트폰에 탑재될 센서 퓨전 위치인식 알고리즘도 개발할 예정이다. 별도의 앱도 개발 중이다. 연구팀은 실내외 통합 GPS앱이 완성된다면 이동통신사와의 협력이 가능할 수 있다고 기대하고 있다. 국내 이동통신사 중에선 LG유플러스가 관심을 보이고 있는 것으로 전해진다. 실내외 통합 GPS 시스템과 위치기반 관람객 동선 분석 시스템 개발은 과학기술정보통신부의 ‘과학문화전시서비스 역량강화지원사업’의 지원을 받았다. 한 교수는 “이번에 개발한 통합 시스템의 응용 분야는 무궁무진하다”며 “향후 기술 격차를 더 벌릴 수 있도록 실내외 통합 GPS 반도체 칩도 제작할 계획이다”고 말했다.
한국과학기술원 KAIST·카이스트 연구진이 인공위성에서 쏴주는 위치정보시스템 위치정보시스템 GPS 신호가 닿지 않는 실내에서도 ‘위치’를 정확하게 파악할 수 있는 시스템을 개발하여 실내지도가 제공되지 않는 건물에서도 위치 인식을 가능하게 하는 최초의 기술로 해당 시스템의 상용화를 목표로 사업화도 추진하고 있다.