블루투스 AoA란?

Bluetooth AoA 포지셔닝은 Bluetooth 5.1 표준 도입의 이점을 활용하는 비교적 새로운 실내 포지셔닝 기술입니다. Bluetooth 5.1 표준에는 AoA(도래 각도)라고도 하는 AoA 위치 지정 알고리즘이 Bluetooth 신호가 도착하는 각도를 기반으로 하는 위치 지정 알고리즘인 AoA 기능이 도입되었습니다.

Bluetooth AoA의 기술 원리

AoA(Angle-of-Arrival) 방법은 단일 안테나를 사용하여 방향 찾기 신호를 전송하는 반면, 수신 장치에는 안테나 어레이가 내장되어 있습니다. 신호가 통과할 때 어레이에서 수신된 거리의 차이로 인해 위상차가 발생하며, 이를 통해 상대적인 신호 방향이 계산됩니다. 이와 대조적으로 AoD(Angle-of-Departure) 방법에는 고정 위치 안테나 어레이가 있는 장치가 단일 안테나 단말기에 신호를 전송하여 단말기가 위치 확인을 위해 수신된 신호를 기반으로 파향을 계산할 수 있도록 하는 장치가 포함됩니다. 수신단은 일반적으로 단일 또는 다중 기지국이 될 수 있는 AoA 기지국을 사용하여 완료됩니다.

단일 기지국 포지셔닝

단일 기지국은 태그의 실제 진행 각도/피치 각도를 계산하여 고유한 광선을 얻습니다. 결정된 태그 높이를 기반으로 단일 기지국은 고유한 공간 절대 좌표를 계산할 수 있으며 기지국에 가까울수록 위치 정확도가 향상됩니다.

다중 기지국 포지셔닝

단일 기지국 포지셔닝을 기반으로 구축된 여러 기지국을 결합하면 더 넓은 영역을 커버할 수 있어 포지셔닝 정확도 수준이 향상됩니다.

AOA vs UWB

다양한 포지셔닝 기술이 있으며, AoA와 UWB만이 서브미터 고정밀 포지셔닝을 달성할 수 있는 유일한 기술입니다.

유사점 :

• 높은 위치 정확도
• 높은 실시간 성능

주요 차이점:

• BLE 태그는 스마트폰, 스마트 밴드, 비콘 단말기 등의 장치와의 호환성이 더 좋은 반면, UWB에는 특정 UWB 태그가 필요합니다.
• BLE 태그는 UWB 태그에 비해 전력 소비와 비용이 낮습니다.
• BLE 배포 복잡성은 UWB 태그보다 낮습니다.

블루투스 AoA의 장점

위의 비교를 바탕으로 Bluetooth AoA 기술의 몇 가지 주요 장점을 요약할 수 있습니다.

• 높은 정밀도: 기존 포지셔닝 기술보다 더 정밀한 센티미터 수준의 포지셔닝 정확도를 달성할 수 있습니다.
• 낮은 전력 소비: Bluetooth Low Energy 기술을 활용하여 정확한 위치 지정을 달성하면서 더 낮은 에너지 소비를 유지합니다.
• 실시간: 실시간 위치 정보를 제공하여 빠른 응답과 업데이트를 지원합니다.
• 비용 효율성: 다른 고정밀 포지셔닝 기술에 비해 Bluetooth AoA 기술은 비용 효율적이며 대규모 배포에 적합합니다.

Bluetooth AoA의 기술적 과제

성숙한 시장을 향한 여정에도 불구하고 Bluetooth AoA는 여전히 몇 가지 과제에 직면해 있습니다.

• 환경 간섭: 신호 간섭 및 다중 경로 효과와 같은 요인은 신호 전송 및 위치 지정 정확도에 영향을 미칠 수 있으므로 추가 처리 및 교정이 필요합니다.
• 범위 제한: Bluetooth AoA 기술의 포지셔닝 범위는 장치 안테나의 배치 및 신호 전송 거리에 따라 제한되므로 대규모 포지셔닝 요구 사항에 적용하는 것이 잠재적으로 제한됩니다.
• 기술 표준화: 현재 Bluetooth AoA 기술은 아직 개발 단계에 있으며 표준화 및 장치 호환성과 같은 측면에서 여전히 개선과 표준화가 필요합니다.

블루투스 AoA의 응용

Bluetooth AoA 기술의 고정밀 포지셔닝 및 저전력 소비 특성은 다양한 애플리케이션 시나리오에서 중요한 역할을 하며 스마트 애플리케이션을 위한 더 많은 가능성과 솔루션을 제공합니다.

스마트 리테일:

• Bluetooth AoA를 활용한 실내 안내 및 층별 검색을 위한 실시간 내비게이션입니다.
• 사용자의 쇼핑 경험을 향상시키기 위해 대상 매장의 위치 정보 및 프로모션 제안을 제공함으로써 정확한 마케팅.
• 백엔드에서 과거 교통 패턴을 시각화하기 위해 다양한 출입구의 유동인구에 대한 정확한 통계를 통해 고객 흐름 통찰력을 제공합니다.

건강 관리:

• Bluetooth AoA를 사용하여 사용자가 필요한 상담실, 수술실 또는 기타 서비스 영역을 빠르게 찾을 수 있도록 돕는 정밀 실내 내비게이션 솔루션을 위한 외래 환자 내비게이션입니다.
• 중증 환자나 특수 환자에게 비콘(Beacon) 손목 밴드를 착용하여 의료진에게 조난 신호를 보내 즉각적인 환자 위치 파악 및 안전 보장을 통해 환자를 모니터링합니다.
• 배지나 장치를 착용하여 직원의 위치를 ​​파악하고, 실시간 작업 궤적을 추적하고, 작업 상태를 감독하고, 직원 안전 상태를 보장함으로써 직원 관리를 수행합니다.

기타 응용 분야:

• 창고 및 물류: 위치 정보를 ERP/PMS/WMS 시스템에 완벽하게 통합하여 효율성을 크게 향상시키는 저비용, 고정밀 포지셔닝입니다.
• 교통: 위치 데이터 가치를 활용하여 지능형 교통 관리 및 개인화된 서비스를 향상합니다.
• 스마트 팩토리: 저전력 소비로 고효율 및 자동화 린을 달성하기 위한 인력 및 장비 관리 포지셔닝.
• 스마트 관광: 모바일 내비게이션, 정확한 위치 확인, 관광 위치 데이터의 새로운 가치.
• 스마트 빌딩: 과학적 건물 관리를 위한 인력 및 자산의 고정밀 실내 위치 확인.

Bluetooth AoA의 향후 개발

블루투스 기술은 탄생 이후 뛰어난 기술적 특성을 살려 현재까지 꾸준히 발전해 왔습니다. Bluetooth 기술은 다양한 디지털 장치 간의 안전하고 유연하며 저전력, 비용 효율적인 통신을 가능하게 하여 스마트한 생활과 작업 환경에 편의성을 제공합니다. Bluetooth 기술은 다양한 시나리오의 개발 및 적용을 지원하는 방대한 생태계를 구축했습니다. 블루투스 기술의 폭넓은 적용과 생태계 지원 덕분에 블루투스 AoA 기술은 계속해서 발전하고 폭넓게 적용될 것으로 예상됩니다.

소개 Feasycom의 AoA 키트

Feasycom의 블루투스 AoA K3 키트 RTLS 평가 도구 역할을 하는 Bluetooth AoA 기술을 기반으로 하는 고정밀 Bluetooth 장치입니다. 여기에는 AoA 게이트웨이 1개와 태그 6개가 포함됩니다. K3 키트의 장점은 다음과 같습니다.

• 포지셔닝 알고리즘의 낮은 통신 오버헤드로 더 적은 수의 기지국이 필요합니다.
• 0.1-1m의 높은 위치 정확도.
• 실시간 위치 모니터링, 과거 궤적 및 개방형 API.
• PoE 전원을 사용하는 기지국을 사용하여 배포 및 설치가 간단합니다.
• 사이트 크기 다이어그램을 기반으로 배포를 시뮬레이션하기 위한 사용자 친화적인 소프트웨어입니다.

데모 보기: