Indoor and outdoor detection method for ubiquitous positioning system using ambient sound spectrum

Abstract

유비쿼터스 위치결정시스템(Ubiquitous Positioning System)은 대표적으로 우리가 일반적으로 사용하고 있고 실외의 위치를 제공하는 글로벌 위치결정시스템(GPS)과 실내의 위치를 제공하고 있는 실내위치결정시스템(IPS)이 있다. 두 시스템은 각자의 가용 영역에서 독립적으로 잘 작동하고 있지만 각자의 가용영역이 매우 상호배타적이다. 두 시스템을 연결하는 부분에서 각 시스템의 오차 범위가 점점 커지기 때문에 대표적인 두 영역인 실외와 실내를 매끄럽게 연결할 필요가 있다. 하지만 이를 매끄럽게 연결하는것은 아직까지 성공적으로 보인바가 없다. 유비쿼터스 위치결정시스템을 구현하기 위해 여러 위치 제공 시스템 중 위와 같이 두 영역을 구분하여 현재 사용자에게 가장 적합한 시스템을 자동으로 선택하는 기술은 반드시 선행되어야 한다. 본 논문에서는 이를 근본적으로 해결하기 위하여 주변소리의 스펙트럼을 통한 실내 및 실외 인식 기법을 제안한다. 본 기법은 특정 공간에서의 주파수에 따른 소리의 특성을 이용한 것으로 총 5단계로 구성되어 있다. 1단계에서 주변소리를 실시간으로 마이크로 녹음하여 일정 시간마다 자르고 2단계에서 고속 푸리에 변환을 통해 주파수 대역으로 분리한다. 3단계는 주파수에 따른 에너지 스펙트럼을 만든 뒤 4 단계에서 사용하지 않을 주파수 영역을 자른다. 5단계는 추출된 특징을 통하여 분류기로 실내와 실내를 분류하고 최근 결과중 우세한 결과를 선택한다. 성능평가 실험을 통해 제안된 기법은 실내와 실외에 대해 높은 인식 정확도를 보여주었다. 본 연구를 통해 실내 및 실외 인식 기법이 유비쿼터스 위치결정시스템 실현에 필수적인 영역이 될 수 있을 것으로 기대한다.