집 » 광학 위치 지정 기술

광학 위치 지정 기술

2025년 8월 7일
사물인터넷 FAQ

2025년 8월 7일
사물인터넷 FAQ

광학 위치 결정 이론에 따르면, 거리를 측정할 수 있다면 위치를 결정할 수 있습니다. 가시광선, 적외선, 레이저 및 기타 광원을 사용하여 광원과 수신기 사이의 거리를 측정할 수도 있으며, 이러한 광원은 실제 상황에서 다양한 용도로 활용될 수 있습니다.

가시광선 위치 결정 기술

가시광 통신 기술(VLC)은 인터넷 정보 전송을 실현할 수 있습니다. 일반적으로 광 충실도(Light Fidelity) 기술은 모든 종류의 가시광선을 신호원으로 사용합니다. 컨트롤러는 조명을 켜고 끄면서 광원과 단말기 수신기 간의 통신을 제어합니다. 그중에서도 LED 기반 가시광 위치 결정 기술이 널리 사용됩니다.

LED-ID 위치 지정 방법
TOF(Time of Flight) 위치 결정 방식
RSSI(Received Signal Strength Indication) 위치 결정 방법

LED-ID 위치 측정 방식은 각 LED에 고정된 ID를 할당합니다. 수신기는 신호에서 ID 정보를 얻어 위치를 파악합니다. 이 위치 측정 방식의 정확도는 주로 LED의 배치에 따라 달라집니다. LED 개수를 늘리면 정확도가 크게 향상되지만, 해당 알고리즘의 복잡성도 증가합니다. 수신기가 실내에 있는지 확인하는 것과 같은 위치 확인에 사용할 수 있습니다.

TOF(비행 시간 거리) 측위 방식은 수신기로 전송된 LED 시간 정보를 사용하며, 이 정보의 시간 차이를 통해 거리를 측정한 후 삼각 측량 및 기타 방법을 사용하여 위치를 측정합니다. 이 방식의 가장 큰 어려움은 송신기와 수신기의 크로노미터가 정확히 일치해야 한다는 점입니다. 정확도는 1cm 이내입니다.

RSSI 측위 방식은 수신 신호 강도를 수신하여 감지 지점과 LED 사이의 거리를 측정합니다. 송수신 측위용 크로노미터 없이도 더욱 정확한 측위 효과를 얻을 수 있습니다. 구조가 간단하고 구현이 용이하며, 널리 사용되는 실내 가시광 측위 방식입니다.

가시광선 위치 지정의 주요 문제점은 빛이 쉽게 차단될 수 있다는 점이며, 실제 사용에 많은 제약이 따른다는 점입니다.

적외선 위치 기술

적외선 위치 지정 기술에는 두 가지 종류가 있습니다.

첫 번째는 위치를 파악할 대상에 변조된 적외선을 방출하는 IR 탐지기를 사용하는 것입니다. 이 적외선은 실내에 설치된 위치 센서에 수신됩니다.

두 번째는 측정 공간을 여러 쌍의 송신기와 수신기로 덮는 것입니다. 송신기와 수신기는 적외선 망을 엮어 움직이는 표적의 위치를 파악합니다.

현재 이 기술은 실험실 내 단순 물체의 궤적을 정확하게 위치 지정하고 기록하는 것과 실내 자체 추진 로봇의 추적에만 적합합니다.

컴퓨터 시각 위치 지정

시각 위치 시스템은 두 가지 범주로 나뉩니다. 하나는 움직이는 이미지를 수집하여 센서의 위치를 결정하는 것입니다. 센서다양한 기준점 선택에 따라 3D 건물 모델 참조, 이미지 참조, 사전 배치된 대상 참조, 대상 투영 참조, 다른 센서 참조, 그리고 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)이라고 하는 참조 없음으로 구분할 수 있습니다. 또한 고정 위치 센서를 사용하여 이미지에서 대상의 위치를 파악하는 데에도 사용할 수 있습니다.

3D 건물 모델과 이미지를 참조한다는 것은 기존 건물 구조 데이터베이스 및 사전 보정된 이미지와 비교하는 것을 의미합니다. 견고성을 향상시키기 위해, 사전 배치된 타겟을 참조하는 것은 기준점으로 배치된 특정 이미지 기호(예: QR 코드)를 사용합니다. 투사 타겟을 참조하는 것은 사전 배치된 타겟에 대한 참조를 기반으로 실내 환경에 기준점을 투사하는 것입니다. 다른 센서를 참조하면 다른 센서 데이터를 결합하여 정확도, 커버리지 또는 견고성을 향상시킬 수 있습니다.

또 다른 방법은 이미지 인식을 사용하여 실시간 이미지 정보를 데이터베이스와 비교한 후 위치 결정을 수행하는 것입니다. 단점은 이미지 처리에 시간이 많이 소요되고 실시간 성능이 낮다는 것입니다.

SLAM 기술은 자율주행과 로봇 제어에 널리 사용됩니다.