KAIST, 실내·외 위치 파악 GPS기술 16년 걸려 "마무리"

"사업실증(PoC) 경험도 6차례 있고, 기술적 완성도도 어느 기술에 뒤지지 않습니다. 소방이나 경찰, 군부대 등에서 충분히 활용 가능합니다." '범용 실내외 통합 GPS시스템'(KAIROS)을 개발하고, 사업화를 추진 중인 KAIST 한동수 전산학부 교수는 "16년째 실내외 위치를 찾는 GPS만 연구해 왔다"며 이번에 공개한 업그레이드 버전의 성능에 대해 설명했다. "지난 2022년 '범용 실내외 통합 GPS 시스템'을 공개하고, 여러 곳에서 연락이 왔습니다. PoC도 하고, 사업화를 추진했습니다. 그러나 시간과 노력, 비용 등이 쉽지 않았습니다. 칩을 제작하는 것만도 제게는 쉬운 일이 아니었습니다." 한 교수는 이번 업그레이드 버전에서 상용화 걸림돌도 상당 부분 제거했다. 대표적으로 실내외 전환 탐지 AI기법과 건물 출입구를 탐지하는 AI기법을 통합시킨 '센서퓨전 위치인식 기법'을 개발, 접목했다. 이 기법은 건물 출입구 탐지, 층 탐지, 계단/엘리베이터와 같은 랜드마크 탐지 기법이 보행자 항법 기법(PDR)과 연계돼 작동한다. 특정 위치에 이를 때 마킹(랜드마크)을 시스템 내부에서 정확히 인식한다. GPS 신호와 관성센서에서 얻어지는 신호를 복합적으로 활용해 사용자가 진입한 건물을 판별하고 건물에 진입한 시점과 위치를 실시간 탐지할 수 있다. 연구팀은 건물 내에서는 기압과 관성센서를 활용해 계단/엘리베이터를 이용한 수직 이동을 탐지하고 기압 정보를 활용해 층을 탐지하는 기법도 개발했다. 연구팀은 GPS, 와이파이(WiFi), 블루투스 신호 칩과 관성센서, 기압 센서, 지자기 센서, 조도 센서를 통합시킨 위치 전용 사물인터넷(IoT) 태그도 제작했다. 개발된 태그에 장착된 GPS 센서는 위성에서 직접 수신되는 L1신호뿐 아니라 건물에 반사되는 L5 신호도 처리해 도심 협곡에서도 높은 정확도를 달성할 수 있다. 스마트폰에서 구동되는 실내외 통합 GPS 앱도 함께 개발했다. 연구팀이 보유 중인 '크라우드소싱 무선 라디오맵 구축 자동화 기법'과 접목해 도시 혹은 국가 수준의 정밀한 무선 라디오맵 구축도 가능하다. 한동수 전산학부 교수는 “6차례의 PoC를 거쳐 사용화 가능성을 입증했다"며 "건설 현장이나 조선소, 제철소와 같은 공장 작업자의 안전을 지키거나, 소방관과 경찰관, 군인 등의 위치 파악에도 신속하게 대응 가능하다"고 설명했다. 한 교수는 또 "지난 2022년부터 개발이 시작된 한국형 GPS 시스템(KPS)의 서비스 영역을 실내로 확장하는 데도 활용될 것"으로 기대했다. 이 연구는 방위사업청의 지원을 받았다. 연구결과는 국방과학연구소 미래도전 국방기술 연구개발사업의 일환으로 수행됐다.