새로운 정보를 전해 드리는 소이뉴스입니다.

안녕하세요, 구독자님.

이번 한 주도 즐겁게 보내고 계신가요?

무더웠던 여름 날씨가 한풀 꺽인 것 같습니다. 매일 밤 에어콘의 도움을 잠시라도 받지 않으면 잠들기 힘들었었는데 최근에는 그마저도 필요치 않게 되고 있습니다. 그러고 보니 제가 인사말에 매번 날씨 얘기를 쓰고 있었더라구요. 흠... 조금만 더 지나면 제가 좋아하는 편안한 가을 날씨가 계속될테니 날씨 얘기는 많이 줄어들게 될 겁니다. ^^;

혹시 잠실 롯데월드나 코엑스 지하주차장에서 주차한 차를 찾기 위해 헤매본 적이 있으신가요? 부끄럽게도 저는 그런 적이 몇 번 있습니다. 특히 롯데월드의 경우, 호텔, 백화점, 마트, 놀이공원, 수영장 등 몇 개의 거대한 건물이 지하 주차장을 함께 사용하는데, 당시 제대로 정신 안 차리고 있다가 어디가 어디인지 헷갈려 이곳저곳을 땀을 뻘뻘 흘리며 수없이 오가기도 했었죠. 최근 코엑스 지하주차장에서도 내비게이션이 된다는 기사를 보다가 그때의 기억이 불현듯 떠올랐습니다.

이번 소식에서는 측위기술, 특히 실내측위기술에 대해 간략하게 알아보고 새로운 인공지능 기술 몇가지도 소개해 드리겠습니다. 

측위기술은 단말(혹은 이동체)의 위치를 측정하는 기술을 말하며 주로 전파의 신호 강도와 도달 시간 등을 측정, 계산하는 방식으로 이뤄집니다. 주변에서 가장 많이 볼 수 있는 활용 사례로는 자동차 내비게이션을 들 수 있는데, 여기서는 GPS, 인공위성의 신호를 이용한 측위 기술이 사용되고 있습니다. 

측위기술은 어떤 용도로 사용될 수 있나요?

측위기술은 위치를 파악하는 목적을 가진 거의 대부분에 사용됩니다. 예를 들어 자동차 내비게이션, 차량 추적, 선박, 항공기, 드론, 우주선 등에서는 항법시스템, 환경분야에서는 환경 모니터링, 국방에서는 군사작전이나 물자 추적 등이 있겠죠. 안전 분야에서는 빌딩 내 화재 발생 시 실시간 대피방향 지시 등이나 공사현장에서의 작업자 안전 등에 적용될 수 있고 최근에는 로봇의 위치 및 이동 경로를 파악하고 이를 활용해서 무인화나 자동화하는 곳에도 적용되고 있으며 소매(리테일) 쪽에서는 소비자의 위치 기반 맞춤형 광고나 이벤트 정보 제공 등에 활용되기도 합니다. 길을 가다 어떤 매장 근처에서 홍보 이벤트 알림 메시지를 받으신 적이 있다면 이미 그 기술을 체험해 보신거라 생각하시면 되겠네요. 이처럼 측위기술은 다양한 위치기반서비스(LBS, Location Based Service)의 요소 기술로 활용되고 있습니다. 

한 예로 병원을 들어보겠습니다. 병원에는 환자와 의료진, 그리고 병원운영 관계자 등 다양한 사람들이 뒤엉켜 있습니다. 그렇기 때문에 보안과 안전, 방역 등에 대한 관리가 매우 중요합니다. 중대한 전염병에 걸린 환자가 병원을 막 휘젓고 다니면 안 되겠죠... 그래서 병원 내에 출입자 인증 시 태그 밴드 등을 착용하게 해서 동선을 정밀 추적하고 중요시설(검사실, 수술실, 중환자실 등)으로의 접근을 원천 차단하는 등의 조치를 취하게 될 것입니다.

그 외에 공사 현장 등에서는 지게차나 포크레인 등의 중장비 근처에 작업자가 왔을 때 운전자에게 경고 알림을 주는 용도로도 활용될 수 있습니다. 이 부분은 현재까진 BLE 등의 측위 기술을 활용하는 방식을 많이 사용하고 있는데 점차 카메라를 통한 영상분석 기법을 추가적으로 도입하려는 움직임도 있는 것으로 알고 있습니다. 

측위기술이 실제로 적용되어 있는 사례는요?

우리가 잘 눈치채지는 못하지만, 주변 곳곳 많은 곳이 이미 적용되어 있습니다. 예를 들어 코엑스에서는 이미 2010년부터 와이파이 실내측위 기술을 적용해서 사용자의 위치 파악과 내부 지도 매핑에 사용하고 있었습니다. (링크) 최근에는 카카오모빌리티에서 복잡하기로 악명 높은 코엑스 지하 주차장 내에서 내비게이션으로 길찾기를 할 수 있는 서비스를 출시했습니다. 자사의 디지털트윈 기술과 스타트업인 '티제이랩스'의 BLE기반 실내측위 기술을 결합한 것으로 보입니다. (링크) 

비단 코엑스 뿐만 아니라 대부분의 대형몰에는 다양한 측위기술이 적용되어 있습니다. 와이파이나 BLE 외에도 지자기 기술을 이용한 곳도 있고 영상매칭 기반으로 구축된 곳도 많이 있습니다. 최근 건설 현장이나 제조, 물류 현장에서는 작업자 안전 이나 물품의 적재 장소 등을 특정하기 위해 QR 코드를 이용한 측위기술을 도입한 곳도 있습니다. 얼마 전 공개된 쿠팡의 대구FC(풀필먼트 센터)의 사례에서는 분류 로봇들이 QR코드로 위치를 파악해서 사람 작업자를 대신해서 일처리를 하고 있는 것을 볼 수 있습니다. (링크)

측위 측정을 위한 기술에는 어떤 것이 있나요?

측위를 측정하기 위한 기술로는 다음과 같은 것들이 있습니다. 

• GPS (Global Positioning System) : 차량이나 드론 등의 위치 파악에서 가장 많이 사용되죠. 4개 이상의 인공위성에서 수신한 신호를 이용합니다. 원래는 군용 항법 체계를 위해서 개발되었다고 합니다. 유럽, 중국 등 다국적 위성 네트워크를 통합해서 사용하는 GNSS도 있습니다. GPS 신호는 건물 내에서는 수신이 되지 않는 문제가 있어 이를 의사(가짜) 위성신호를 발신하는 송신기를 도입하는 방식으로 서비스를 제공하는 사례도 소개된 바 있습니다. (링크)
• 무선 통신망 방식 : 3G,4G(LTE),5G 통신 등에서 기지국마다 고유하게 갖게 되는 Cell ID, 설치 위치, 그리고 그 기지국이 커버하는 범위 등을 이용하여 측위를 측정하는 방식입니다.  
• 기타 무선기술 기반 : 무선 신호의 강도와 위치 정보를 활용하여 측위를 측정합니다. 원거리보다는 근거리에 유리해서 주로 실내측위 측정에 많이 사용되는데 그 중에서도 Wi-Fi, BLE, UWB 등의 방식이 최근에 많이 사용되고 있는 것 같습니다. 다수의 송출기에서 오는 신호 세기로 실내 지도를 Radio맵을 생성한 후 기기에서 수신된 신호 세기 패턴을 가지고 위치를 측정하는 기술로 매칭 알고리즘이 적용되는 핑거프린팅 기법이 많이 사용됩니다. 
  • RFID (Radio-Frequency Identification) 
  • Wi-Fi 
  • BLE (Bluetooth Low Engergy)
  • UWB (Ultra Wide Band) 
  • VLC (Visible Light Communication) : 빠르게 점멸하는 가시광으로 통신하는 기술로 각각의 LED에 ID로 구별되는 주파수를 할당해서 좌표를 매핑하는 방식입니다. 
• 영상기술 기반
  • 마커(Marker) 방식 : 지정된 위치에 마커를 배치해두고 기기에서 이를 감지하여 측위를 측정. 3개 이상의 마커 위치를 기반으로 삼각측량을 하거나 이동체에 마커를 부착하고 고정된 CCTV를 통해 측위를 측정하기도 합니다. 
  • 영상매칭 기반 : 기기에서 촬영된 영상과 미리 준비된 영상맵 간의 비교, 매칭을 통해 측정 기기의 측위를 측정하는 방식입니다. 최근 네이버랩스에서는 VL (Visual Localization) 기반의 정밀측위기술을 개발해서 공인인증을 획득했다고 밝힌 바 있습니다. (링크)
  • Visual SLAM 기반 : SLAM은 움직이는 물체에 장착된 센서를 통해 사전 지식없이 입력된 신호를 기반으로 주변 환경을 구축하는 것입니다. 로봇청소기가 라이다 센서의 신호로 집안 내부맵을 생성하는 것을 보신 적이 있으실지도 모르겠네요. 여기서 센서가 카메라가 되는 경우를 Visual SLAM이라고 생각하시면 될 것 같습니다. 
• 관성센서 기반 : 자이로, 지자기, 가속도 센서와 같은 관성센서를 이용하는 방식입니다. 디바이스의 특정 시점을 기준으로 상대적인 측위를 측정하며 주로 다른 방식과 함께 사용되는데 휴대전화 상의 이런 센서를 이용하는 사례로 PDR(보행자 추측항법, Pedestrian Dead Reckoning)과 같은 것을 들 수 있습니다. 

정확도가 높지만 짧은 대기시간, 그러면서 적은 비용... 이렇게 되는 것이 있다면 가장 좋을텐데... 모든 것을 다 만족하는 것은 현재로선 없는 것 같습니다. 그러다보니 필요한 환경과 요구사항에 맞는 기술들을 선별적으로 사용하고 있는 것이 현장의 실정이라고 합니다. 예를 들어 물류,유통 쪽에서는 정확도가 생명이고 다량의 물건들이 있어 간섭을 최소화해야 하기 때문에 RFID, NFC와 같은 기술을 많이 사용하고 있습니다. 쇼핑몰 같은 곳에서는 조금 낮은 정확도라도 사람들의 전반적인 움직임을 추적할 수 있도록 감지범위가 상대적으로 넓은 Wi-Fi, BLE 기술을 사용하기도 하죠.  그리고, 높은 정밀도와 경우에 따라서는 데이터 전송도 함께 해야 하고 전력소모가 극히 적어야 하는 상황이라면 UWB가 적합할 수 있겠죠. 그렇다고 꼭 한가지 기술만 적용하는 것은 아니며 경우에 따라서는 복수의 기술이 함께 적용되기도 합니다. 비즈니스 요건이 충족되느냐가 더 우선이니까요.

검색해 보니 다음과 같은 글과 영상이 있었습니다. 

인공지능 소식

UniVTG (Uni-Video Temporal Grounding)

UniVTG는 비디오 영상에서 사용자의 질의(문장이나 단어)에 따라 영상이 포함된 구간검색(간격), 하이라이트 감지, 비디오 요약 등을 수행하는 모델입니다. 앞서 언급한 세가지는 일반적으로 우리가 영상을 보거나 그 영상에서 뭔가를 검색해야 할 때 제일 많이 하게 되는 작업인데 이것을 하나의 모델에서 다 해낸다는 말입니다. 참고로 데모로 제시된 HuggingFace의 링크에서는 구간검색에 대한 것만 테스트 가능하며 깃헙 코드에서 나머지를 테스트 해 보실 수 있는 것 같습니다. 

참고) 논문, 깃헙, 데모

참고) 논문, 깃헙, 프로젝트, 영상

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