한국과학기술원(KAIST) 연구진이 무선신호 인프라가 없는 곳에서도 실종 어린이나 치매 노인을 찾아내는 실내외 통합 위성항법장치(GPS) 시스템을 개발했다.

KAIST는 한동수 전산학부 지능형서비스통합연구실 교수 연구팀이 전 세계 모든 건물에서 위치 서비스를 제공하는 실내외 통합 GPS 시스템 '카이로스(KAILOS·KAIST LOcating System)'를 개발했다고 12일 밝혔다.

서비스 범위를 소수의 특정된 건물에서 벗어나 전 세계 모든 건물로 확장했다. 위치 인프라 제약에서도 벗어나 앞으로는 무선 신호가 부재한 건물에서도 구동되는, 소위 범용적인 실내외 통합 GPS 위치인식 서비스가 가능해질 전망이다.

한 교수 연구팀은 실내외 전환 탐지 인공지능(AI) 기법과 건물 출입구를 탐지하는 AI 기법을 통합한 센서퓨전 위치인식 기법을 개발했다. 여기에 GPS 신호와 관성센서에서 얻어지는 신호를 복합적으로 활용해 사용자가 진입하는 건물을 판별하고 진입시점과 위치를 실시간에 탐지하는 기법과 함께 건물 안 기압과 관성센서를 활용해 계단·엘리베이터를 이용한 수직 이동을 탐지하고 기압 정보를 활용해 층을 탐지하는 기법도 새로 선보였다. 

GPS·와이파이(WiFi)·블루투스 신호 칩, 관성·기압·지자기·조도센서를 통합한 위치 전용 사물인터넷(IoT) 태그도 제작했다. 이 태그를 장착한 GPS 센서는 위성에서 직접 수신되는 L1 신호뿐 아니라 건물에 반사되는 L5 신호도 처리해 도심 협곡에서도 높은 정확도를 달성할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 위치 인프라가 설치되지 않은 건설 현장과 공장 건물에서 여섯 차례에 걸쳐 카이로스 기능과 성능을 평가, 상용화 가능성도 입증했다.

연구팀은 위치 단말용 스마트폰에서 구동할 수 있는 실내외 통합 GPS 애플리케이션(앱)도 함께 개발했다. 이 앱을 연구팀이 보유한 '크라우드소싱 무선 라디오맵 구축 자동화 기법'과 접목하면 도시 혹은 국가 수준의 정밀한 무선 라디오맵 구축도 가능해진다고 연구팀은 전했다.

한 교수는 "이번에 개발한 시스템은 어린이와 치매 노인 보호, 건설 현장·조선소·제철소 같은 곳의 작업자 안전 관리에 활용할 수 있다"며 "소방관이나 경찰의 도움이 필요한 구조 요청에도 신속하게 대응이 가능하다"고 말했다. 이어 "2022년 개발에 들어간 한국형 GPS 시스템(KPS)의 서비스 영역을 실내로 확장하는 데도 활용할 수 있다"고 덧붙였다.

이번 연구는 방위사업청 재원을 받아 국방과학연구소의 미래도전 국방기술 연구개발사업 일환으로 이뤄졌다.