1. 문제
WiFi 기반 실내외 위치추적 기술은 무엇이며, 어떻게 작동하는가?
2. 답안
WiFi 기반 위치추적(WiFi Positioning System, WPS)은 WiFi 신호를 이용하여 사용자의 위치를 추정하는 기술이다.
GPS(Global Positioning System)는 실외에서 높은 정확도를 보이지만, 실내에서는 신호가 약해지는 문제가 있다.
이를 보완하기 위해 WiFi 신호를 활용한 실내외 위치추적 기술이 개발되었다.
✅ WiFi 기반 위치추적 방식
WiFi 기반 위치추적은 크게 RSSI 방식, 핑거프린팅 방식, RTT 방식으로 나뉜다.
1️⃣ RSSI(Received Signal Strength Indicator, 신호 세기 방식)
- WiFi AP(Access Point, 무선 공유기)에서 수신된 신호 강도를 이용하여 거리를 추정
- 신호 강도가 강하면 가깝고, 약하면 멀다고 판단
- 삼각 측량(trilateration) 기법을 사용하여 여러 AP의 신호를 비교해 위치를 계산
✅ 장점
- 추가 장비 없이 WiFi 신호만으로 사용 가능
✅ 단점 - 벽, 가구 등 장애물에 의해 신호 강도가 변동되어 정확도가 낮아질 수 있음
2️⃣ WiFi 핑거프린팅(Fingerprinting, 신호 패턴 매칭 방식)
- 특정 공간의 WiFi 신호 패턴을 미리 측정하여 데이터베이스(DB)로 저장
- 사용자의 위치를 추정할 때, 현재 수신한 WiFi 신호 패턴과 DB에 저장된 패턴을 비교하여 가장 유사한 위치를 찾음
✅ 장점
- 장애물 영향을 덜 받으며, 실내에서도 높은 정확도 제공
✅ 단점 - 미리 데이터를 수집하는 과정(학습 단계)이 필요함
- 환경 변화(가구 이동, AP 위치 변경 등)에 따라 다시 측정해야 함
3️⃣ RTT(Round Trip Time, 왕복 전송 시간 방식)
- WiFi AP와 기기 간 신호 전송 시간을 측정하여 거리를 계산
- 거리 정보를 이용해 삼각 측량 방식으로 위치를 결정
- 안드로이드 9(Pie) 이상에서 RTT API 지원
✅ 장점
- 신호 강도보다 정확도가 높음
✅ 단점 - RTT를 지원하는 WiFi 장비가 필요함
✅ 실내외 통합 위치추적
WiFi 기반 실내 위치추적과 GPS 기반 실외 위치추적을 결합하여 하이브리드 위치추적이 가능하다.
예를 들어, 스마트폰은 실외에서는 GPS를 사용하다가 실내에 들어오면 WiFi를 이용해 위치를 추적할 수 있다.
- WiFi + GPS + BLE(블루투스 비컨) 결합 → 실내외 경계에서 원활한 위치 추적
- WiFi + AI(딥러닝) 활용 → 더 정밀한 위치 예측 가능
3. 현재 상황 및 향후 전망
WiFi 기반 위치추적 기술은 스마트폰, 스마트빌딩, 스마트스토어, 자율주행, 실내 내비게이션 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
특히 5G/6G, UWB(Ultra-Wideband), WiFi 7 등 차세대 네트워크 기술과 결합해 더욱 정밀한 위치추적이 가능할 전망이다.
향후, AI 기반 빅데이터 분석과 결합하여 더욱 정확하고 지능적인 위치추적 서비스가 발전할 것으로 기대된다.
4. 어린이 버전 설명
WiFi 위치추적은 우리가 어디 있는지 찾을 수 있는 기술이에요!
예를 들어, 엄마가 마트에서 우리를 찾고 싶을 때, WiFi 신호를 이용하면 우리가 어느 코너에 있는지 알 수 있어요.
또한 쇼핑몰에서 길을 잃었을 때, 스마트폰이 WiFi 신호를 보고 "여기에 있어!"라고 알려줄 수도 있어요!
이 기술 덕분에 길 찾기가 더 쉬워지고, 스마트폰이 우리를 더 잘 도와줄 수 있어요!
1. 문제
삼각측량(trilateration) 방식이란 무엇이며, 어떻게 작동하는가?
2. 답안
삼각측량(trilateration)은 세 개 이상의 기준점(예: WiFi AP, GPS 위성 등)과 대상 간의 거리 정보를 이용하여 위치를 계산하는 방법이다.
이 방법은 기준점과 대상 간의 거리만을 이용한다는 점에서 삼각법(triangulation)과 구별된다.
✅ 삼각측량의 원리
- 대상(예: 스마트폰)이 3개 이상의 기준점(AP 또는 위성)과의 거리를 측정
- 각 기준점을 중심으로 해당 거리만큼의 반지름을 가진 원(2D) 또는 구(3D)를 그림
- 세 개의 원(구)이 교차하는 지점을 대상의 위치로 결정
✅ 삼각측량 방식 예시
1️⃣ WiFi 삼각측량
- WiFi AP 3개와 기기(스마트폰) 간의 신호 강도(RSSI) 또는 RTT를 이용해 거리 측정
- 각 AP를 중심으로 한 원을 그려, 원들이 만나는 지점이 기기의 위치가 됨
✅ 특징
- 실내에서 GPS가 작동하지 않을 때 유용
- WiFi 신호 강도의 변동성이 크면 오차 발생 가능
2️⃣ GPS 삼각측량
- GPS 위성 3개 이상과 수신기(스마트폰 등) 간 거리 측정
- 지구 표면에서 세 개의 구가 겹치는 지점이 위치가 됨
✅ 특징
- 실외에서 매우 정밀한 위치 파악 가능
- 고층 건물, 터널 등에서는 신호 장애 발생 가능
✅ 삼각측량과 삼각법(triangulation)의 차이
- 삼각측량(trilateration): 거리(반지름) 정보만 사용
- 삼각법(triangulation): 각도 + 거리를 이용하여 위치 계산
3. 현재 상황 및 향후 전망
삼각측량 방식은 WiFi, GPS, UWB(Ultra-Wideband), 5G/6G 네트워크 등과 결합하여 더욱 정밀한 위치추적에 사용되고 있다.
향후 AI와 빅데이터 분석을 통해 더 높은 정확도의 실내외 위치추적이 가능할 것으로 예상된다.
4. 어린이 버전 설명
삼각측량은 우리가 어디에 있는지 찾는 방법이에요!
예를 들어, 세 명의 친구가 우리를 찾고 있다고 해요.
- 첫 번째 친구: "넌 나랑 5m 떨어져 있어!"
- 두 번째 친구: "넌 나랑 7m 떨어져 있어!"
- 세 번째 친구: "넌 나랑 6m 떨어져 있어!"
이렇게 세 명이 알려준 거리 정보를 이용하면, 세 개의 원이 겹치는 곳이 바로 우리가 있는 곳!
이 방법이 삼각측량이에요!
