어린이나 치매 노인을 쉽게 찾고, 건설 현장이나 공장내 작업자의 안전 관리도 수월해질 전망이다.

KAIST(카이스트)는 전산학부 지능형 서비스통합 연구실 한동수 교수 연구팀이 전 세계 모든 건물에서 위치 서비스를 제공할 수 있는 '범용 실내외 통합 GPS 시스템'을 개발했다고 12일 밝혔다.

이번에 개발한 범용 실내외 통합 GPS 시스템인 '카이로스(KAILOS, KAIST LOcating System)'는 특정 건물 내에서만 제공하던 기존 서비스 범위를 전 세계 모든 건물로 확장했다. 위치 인프라 제약에서도 벗어나 앞으로는 무선랜, 블루투스 등 무선신호가 없는 건물에서도 구동되는 범용적인 실내외 통합 GPS 위치인식 서비스가 가능해질 전망이다.

연구팀은 실내외 전환 탐지 AI(인공지능) 기법과 건물 출입구를 탐지하는 AI 기법을 통합시킨 '센서퓨전 위치인식 기법'을 개발했다. 이 기법은 건물 출입구 탐지·층 탐지·계단 및 엘리베이터와 같은 랜드마크 탐지 기법이 보행자 항법 기법(PDR)과 연계돼 작동한다. 이를 GPS신호와 관성센서 신호와 결합해 건물을 판별하고, 기압과 관성센서를 활용해 계단 및 엘리베이터를 이용한 수직 이동도 탐지한다.

연구팀은 치매 환자나 어린이가 갖고 있으면 위치를 확인할 수 있는 IoT(사물인터넷) 태그도 제작했다. 해당 태그는 GPS·와이파이·블루투스 신호 칩·관성센서·기압센서·지자기 센서·조도 센서를 통합해 만들어졌다. 태그에 장착된 GPS 센서는 위성에서 직접 수신되는 L1 신호뿐 아니라 건물에 반사되는 L5 신호도 처리해 도심 협곡에서도 정확도를 높일 수 있다. 스마트폰을 위치 단말로 사용하는 실내외 통합 GPS 앱도 함께 개발했다.

카이로스 시스템과 위치 태그만 갖고 있으면 LTE 신호가 제공되는 전 세계 어느 건물에서나 실내외 구분 없이 위치를 추정할 수 있고, 추정된 위치에 기반한 다양한 실내외 통합 위치기반 응용 서비스도 개발할 수 있다. IoT 태그의 배터리 소요는 위치 서비스 사용 주기에 따라 달라질 수 있지만, 통상 배터리 충전 없이 수일 동안 서비스를 제공할 수 있다.

카이로스 시스템은 2022년 개발이 시작된 한국형 GPS 시스템(KPS)의 서비스 영역을 실내로 확장하는 데도 활용될 것으로 기대된다.

한동수 교수는 "이번에 업그레이드된 카이로스 실내외 통합 GPS 시스템은 위치 인프라가 설치되지 않은 건설 현장과 공장 건물에서 기능과 성능을 평가하는 6차례의 개념 증명(PoC) 과정도 수행해 상용화 가능성을 입증했다"며 "어린이나 치매 노인 보호를 위해 실내외 통합 GPS 위치 태그를 신발에 장착하려는 요구나 건설 현장·조선소·제철소와 같은 공장 작업자의 안전을 위해서 사용하려는 시도도 있었다"고 설명했다. 한 교수는 "소방관이나 경찰의 도움이 필요한 구조요청에도 신속하게 대응할 수 있다"고 덧붙였다.

한편, 이번 연구는 방위사업청의 재원을 받아 국방과학연구소의 지원(미래도전 국방기술 연구개발사업)으로 수행됐다.