메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

터널·백화점은 실내 내비의 시험무대…실내외 가리지 않는 심리스 내비가 온다

통합검색

터널·백화점은 실내 내비의 시험무대…실내외 가리지 않는 심리스 내비가 온다

2020.05.11 06:00
'실내측위기술' 미래 바꾼다
서울 강남순환로 터널에서 LTE 기반 실내측위기술을 이용한 내비게이션이 길안내를 하는 모습이다. 이택진 책임연구원 제공
서울 강남순환로 터널에서 LTE 기반 실내측위기술을 이용한 내비게이션이 길안내를 하는 모습이다. 이택진 책임연구원 제공

서울 남부를 동서로 가로짓는 강남순환로는 총길이 22.9km 가운데 10.4km가 터널구간이다. 도로 절반에 가까운 구간이 위성위치확인시스템(GPS) 신호가 닿지 않아 스마트폰에 설치한 내비게이션 애플리케이션의 안내를 받지 못했다. 하지만 지난달 6일부터 강남순환로 터널에서 무용지물이던 내비게이션이 길 안내를 시작했다. 카카오모빌리티가 롱텀에볼루션(LTE) 서비스 신호를 받아 실내에서 위치를 알아내는 기술을 ‘카카오내비’에 적용하고 본격적인 시범 서비스에 나서면서다. 이택진 한국과학기술연구원(KIST) 책임연구원 연구팀이 개발한 실내측위 기술이 여기에 활용됐다. 

 

위치를 측정하는 기술인 ‘측위’는 주로 GPS에 의존한다. GPS는 위성 4기가 쏘는 전파로 파악한 사용자의 거리를 토대로 위치를 찾아내는 삼변측량법을 활용한다. 우주에 떠있는 위성에서 신호를 받아야 해서 막힌 실내에서는 무용지물이다. 실내에서 위치를 찾는 방법으로 2000년대 후반부터 와이파이(무선랜)나 블루투스 신호 발생장치인 ‘비콘’ 여러 대를 통해 위치를 찾는 기술이 개발됐다.

 

와이파이는 이제는 사람들이 많이 오가는 공공장소에서는 없는 곳을 찾기 어려울 정도로 늘었다. 방송통신위원회가 올해 1월 공개한 자료에 따르면 전국 890개 지하철 역사에 설치된 와이파이 중계기(AP) 22만 개에 이른다. 애플이 2013년 아이폰과 낮은 전력으로 실내 위치 정보를 담은 블루투스 신호를 주고 받는 장비인 ‘아이비콘’을 공개한 이후 구글도 ‘에디스톤’을 발표하면서 비콘도 주목을 받고 있다. 

 

와이파이와 블루투스를 이용하는 실내 측위 기술은 삼변측량법 대신 ‘핑거프린팅’ 기술을 적용하며 더 정교해지고 있다. 삼변측량법은 주변 지형지물이 많을 때 거리 측정 과정에 혼선이 생겨 정확도가 떨어진다. 핑거프린팅은 수백 대의 신호기가 발산하는 신호 세기를 측정해 각각의 특성을 일일이 저장해두었다가 특정 위치에서 신호 세기를 분석해 위치를 파악하는 원리다. 

핑거프린트(손가락 지문)라는 이름처럼 지형 신호의 지문을 뜨는 방식이다.

 

최근 이 기술들은 또다시 새 기술로 대체되고 있다. 실내공간에 신호기를 여러 대 설치하는 일은 비용 부담이 크다. 어디에나 설치된 LTE 기지국과 같은 통신 인프라를 활용하는 방안이 대안으로 제시되고 있다. 하지만 LTE는 전파가 닿는 범위가 15km에 이르러 기지국 사이의 거리도 멀다. 핑거프린팅이나 삼변측량을 쓰지 못하는 이유다.

 

 

이 책임연구원 연구팀은 LTE 신호를 활용하면서도 정확도를 높인 기술을 개발했다. 연구팀이 개발한 기술은 핑거프린팅 기술을 한층 개선한 방식이다. 실내에서 LTE 신호의 세기를 위치별로 미리 측정해 저장한 지형 지문과 실제 해당 위치에서 여러 차례 수신한 신호세기가 같은지를 비교해 위치를 알아낸다. LTE가 여러 곳의 신호를 받기 어려운 만큼 한 신호를 여러 번 받는 역발상을 택했다.

 

이 기술은 스마트폰을 들고 있는 보행자의 위치를 2~3m 이내로 정확하게 집어낸다. 차량에서는 GPS와 비슷한 오차 10~20m 범위 내에서 위치를 찾아낸다. 차량 내비게이션 활용에 문제가 없는 수준이다. 이 책임연구원은 “GPS조차도 도심에선 20~30m까지도 오차가 나지만 이 기술은 주변 환경에 영향을 받지 않아 오차가 커지지 않는다”고 말했다.

 

신호 세기 측정에는 LTE뿐 아니라 어떤 무선주파수도 활용될 수 있다. 와이파이나 블루투스 신호 외에도 5세대 이동통신(5G) 신호를 활용하는 방법도 가능하다. 이 책임연구원은 “5G는 기지국이 더 조밀해 오히려 유리하다”고 말했다. 전파가 닿는 범위가 15km로 넓은 LTE와 달리 5G는 최대 3.5km 정도라 기지국의 수가 많아서 정확도가 더 올라간다는 설명이다.

 

이 책임연구원은 “기술을 개발하는 것보다 기술에 콘텐츠를 얹는 작업이 훨씬 어렵다”며 "위치를 측정하는 기술만으로는 곧바로 부가가치를 만들 수 없다"고 말했다. 실내 측위가 활용되려면 사용할 분야에 맞게 기술을 맞춰가야 한다는 말이다.

 

연구팀은 2016년 기술 아이디어를 내고 1년 만에 서울 명동에서 GPS 수준으로 위치를 측정하는 데 성공했다. 하지만 터널 속을 달리는 차에서 적용하기 위해 카카오모빌리티와 진행한 연구는 2017년부터 시작해 3년 남짓한 기간이 걸렸다.

 

이택진 KIST 책임연구원은 카카오모빌리티와 함께 터널 내에서 내비게이션 서비스를 제공하는 실내측위기술을 세계 처음으로 개발하는 데 성공했다. 카카오모빌리티 제공
이택진 KIST 책임연구원은 카카오모빌리티와 함께 터널 내에서 내비게이션 서비스를 제공하는 실내측위기술을 세계 처음으로 개발하는 데 성공했다. 이 책임연구원은 "실험실에서는 단말기 한두 대로 검증이 가능하지만 실제 터널에서는 수백 대의 차량에서 끊김 없이 동작하도록 기술을 개선해야 해 시간이 오래 걸렸다"고 말했다. 카카오모빌리티 제공

이 책임연구원은 실내 측위 기술이 순조롭게 발전하면 '심리스 내비게이션'의 실현이 가능하다고 말했다. 심리스란 경계가 없어 끊김이 없는 것을 뜻하는 말이다. 지금의 내비게이션이 실내에만 들어서면 먹통이 되지만 실내 측위 기술만 결합하면 건물에 들어가서도 가고 싶은 위치를 안내해주는 서비스가 가능하다는 것이다. 

 

이 책임연구원은 롯데백화점과 공동 연구를 수행하고 있다. 일반 내비게이션에서는 백화점을 도착지로만 설정할 뿐 건물 내부에 가려고 하는 매장은 소비자가 스스로 안내판을 보고 찾아가야 한다. 내비게이션이 백화점 건물 안에서도 안내한다면 상황은 달라진다. 가려는 백화점 이름과 매장을 목적지로 입력하면  매장에 가장 빨리 도착할 수 있는 주차위치로의 안내가 가능해진다. 사용자에 따라 여성 전용이나 임산부 전용 주차장으로도 안내도 가능하다. 

 

내비게이션은 차에서 내린 뒤에도 매장에서 가장 가까운 엘리베이터를 안내한다. 매장에 들어서도 헤맬 필요가 없다. 목적한 매장으로 이동할 방향을 정확하게 일러주기 때문에 시간을 낭비할 일이 없다.  

 

이 책임연구원은 "백화점은 소비자에게 편리한 안내 서비스를 제공하는 것 외에도 부가가치를 얻는다"고 말했다. 소비자가 매장을 돌아다니는 패턴을 분석하면 다양한 맞춤형 광고를 제공할 수 있다. 백화점에 아이 옷을 사러 온 사람과 선물을 위해 가방을 사러 온 사람에게 제공되는 광고 내용이 달라지는 것이다. 이 책임연구원은 “수신기를 함께 온 아이에게 달아준다면 아이를 잃어버릴 염려 없이 시간을 벌고 쇼핑하는 것도 가능하다”고 설명했다.

 

실내 위치 정보는 점점 활용하는 분야가 늘고 있다. 연구팀은 올해 1월 미국 라스베이거스에서 열린 세계가전전시회(CES)에서 캐나다의 부동산업체로부터 협력 제안을 받았다. 날씨가 추운 캐나다는 지하공간을 하나로 연결해 복합쇼핑몰을 짓는 일이 많은데 여기에 필요한 기술을 제공해달라는 제안이다. 이 책임연구원은 "지하 공간에 돌아다니는 사람의 위치를 파악해서 사람이 몰리는 곳에 전등을 켜고 냉난방을 조절하는 기술에 활용할 수 있다"고 말했다. 

 

국민건강보험공단 일산병원과 고위험군 환자를 모니터링하는 기술도 함께 개발하고 있다. 환자의 건강 정보와 위치 정보를 수집해 관리하는 기술이다. 연구팀은 한국전자통신연구원(ETRI)과 실내에서 발생한 사고 때 구조 요청자의 위치정보 오차를 줄이는 ‘긴급구조용 지능형 정밀측위 기술’ 개발도 진행중이다.


신종 코로나바이러스감염증(코로나19)로 필요성이 커진 감염병 환자와 자가격리자의 이동 동선 추적에도 활용될  전망이다. 이 책임연구원은 “지금은 환자가 건물에 들어가면 전체를 폐쇄하는데 위치를 정확하게 알면 이용한 건물 층만 폐쇄해도 된다”고 말했다.

이택진 KIST 책임연구원(왼쪽 세번째)이 연구팀과 함께 올해 1월 미국 라스베이거스에서 열린 소비자가전전시회(CES)에 참여했다.
이택진 KIST 책임연구원(왼쪽 세번째)은 연구팀과 함께 올해 1월 미국 라스베이거스에서 열린 소비자가전전시회(CES)에 참여해 연구팀의 실내측위기술을 선보였다. 이택진 책임연구원 제공

실내 측위 기술이 발전하면서 GPS가 주도하던 위치기반서비스(LBS) 시장의 판도도 조금씩 바뀌고 있다. 한국인터넷진흥원이 2018년 발간한 ‘국내외 LBS 산업 동향 보고서’에 따르면 2017년 243억 달러(약 30조 원) 규모던 세계 LBS 시장 전체에서 실내측위기술의 규모는 36억 달러로 13.9%였다. 이 비율은 2021년 16.9%까지 성장할 전망이다. 실외측위기술 시장도 연평균 38.5%로 가파르게 증가하나 실내측위기술은 이보다 더욱 많은 연평균 47.3% 증가해 2021년 163억 달러(약 20조 원) 규모에 이를 것이란 예측이다.

 

기술은 이미 무르익은 상황이다. 이 책임연구원은 “LTE를 이용한 기술에선 앞서가는 상황이지만 실내측위 기술은 모두 정확도가 비슷하다”고 말했다. 와이파이를 이용한 기술부터 LTE를 이용하는 실내측위기술까지 모두 내비게이션에 충분히 활용할 만한 정도다.

 

최근에는 인공지능(AI) 기술이 발달하며 스마트폰 카메라로 촬영한 영상을 분석해 위치를 알아내는 영상 기반 실내측위기술도 발전하고 있다.  네이버는 영상 기반 실내측위 기술을 개발해 경기 성남 판교 현대백화점에서 내비게이션을 활용하는 영상을 올해 1월 공개했다. 롯데백화점은 최근 영상 실내측위기술을 개발하는 벤처기업인 ‘다비오’와 함께 ‘AR 내비게이션’ 기술을 테스트했다.  

 

이 책임연구원은 실내측위기술 시장을 2000년대 중반 애플이 아이폰을 내놓으며 스마트폰 시장을 새롭게 만들고 장악하던 상황에 비유했다. 이 책임연구원은 “2007년 영화 ‘캐리비안의 해적’에서 문어 괴물이 나오는 모습을 보고 해산물 식당을 지도앱에서 찾아 전화로 예약하는 아이폰 광고를 보고 충격받았다"며 "새로운 활용처를 제시하고 상용화에 성공하는 기업이 시장을 장악하게 될 것”이라고 말했다. 이 책임연구원은 “실내측위기술을 사용하는 사람이 늘어나면 더욱 정확해지고 다시 더 많은 사람이 사용하는 방향으로 진화한다"며 "먼저 시장에 서비스를 내놓는 기업이 이기는 게임”이라고 강조했다.

 

 

이택진 KIST 책임연구원이 환자에게 달아 위치를 추적할 수 있는 조그만 크기의 단말기를 들어보이고 있다. 이 책임연구원은 ″처음엔 산업 분야에 관심이 있었지만 최근에는 공적 활용 분야에도 관심이 많다″고 말했다. 조승한 기자 shinjsh@donga.com
이택진 KIST 책임연구원이 환자에게 달아 위치를 추적할 수 있는 조그만 크기의 단말기를 들어보이고 있다. 이 책임연구원은 "처음엔 산업 분야에 관심이 있었지만 최근에는 공적 활용 분야에도 관심이 많다"고 말했다. 조승한 기자 shinjsh@donga.com

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

2 + 9 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기