인류의 가장 뛰어난 발명 중 하나는 바로 지도다. 사람들은 지도를 통해 자신의 현재 위치가 어디인지 알게 됐고 가고자 하는 지역의 정보와 경로 등을 편리하게 파악할 수 있게 됐다.
지도는 경제·사회·문화 등 여러 영역의 발전에 지대하게 공헌했다. 오늘날에도 그 활용 가치가 더욱 높아지고 있는 상황이다. 특히 인공위성 기반의 위치 정보 시스템(GPS)이 등장해 오차 범위가 매우 작은 정확한 위치 정보 측정과 지도 제작도 가능하게 됐다.
하지만 GPS는 실내에서 사용하기 어렵다는 단점이 있다. GPS는 수만 km 상공에 자리한 인공위성으로부터 송출되는 미세한 신호를 기반으로 하기 때문에 건물 내부에서는 이를 수신할 수 없다.
편의 서비스에 필수…실내 위치 측정 시장 ‘급성장’
반면 실내 위치 측정의 중요성은 날로 커지고 있다. 고층 빌딩과 복합 쇼핑몰 등 웬만한 소도시 규모와 맞먹는 크기를 지닌 건물들이 속속 등장하고 있고 지하를 개발해 다양한 시설을 건립하는 활동도 활발하게 이뤄지고 있기 때문이다.
따라서 오늘날에는 일상 대부분의 업무와 여가 활동이 실외보다 실내에서 이뤄지고 있는 상황이다. 이와 같은 변화로 실내 위치 측정 서비스를 찾는 수요가 더욱 증가할 것으로 예상된다.
그러므로 최근에는 실내 위치 측정 기술이 새롭게 주목 받고 있다. 실내 특정 장소를 파악할 수 있는 효과적인 기술이 제공된다면 건물 내에서 보다 수월하게 자신의 위치를 파악하고 목적지를 찾아갈 수 있기 때문이다. 이런 필요에 의해 전 세계 실내 위치 측정 서비스 시장 역시 빠른 성장을 거듭하고 있다.
실내 위치 측정은 실외보다 더욱 높은 수준의 기술이 요구된다. 평면으로 이뤄지는 실외와 달리 실내는 여러 층으로 구성돼 있는 데다 한 개의 층 역시 여러 개의 방이 포함되는 등 대부분이 매우 복잡하기 때문이다. 따라서 이를 극복하기 위한 여러 실내 위치 측정 기술이 제안되고 있다.
구현하기 가장 쉽고 널리 활용되는 방법은 와이파이 신호를 활용하는 것이다. 스마트폰의 확산으로 와이파이가 널리 대중화되면서 이를 이용해 실내 위치를 찾기 위한 기술이 활발하게 등장하게 됐다. 특히 대부분의 건물들에 실내 와이파이 인프라가 촘촘하게 설치되면서 이전보다 더욱 정교하게 와이파이를 이용해 위치를 측정할 수 있게 됐다.
와이파이를 이용한 주요 위치 측정 기술은 삼각측량(Triangulation)이다. 삼각 측량은 3개 이상의 와이파이 공유기(Access Point)로부터 수신되는 신호 강도(Received Signal Strength)를 측정하고 이를 기반으로 현재의 위치를 계산하는 방식이다. 삼각측량은 수신되는 신호가 강할수록 더욱 정확하게 위치를 파악할 수 있는 반면 신호의 세기가 약해지거나 건물의 벽이나 주변 사람에게 신호가 반사되면서 오차가 커질 수 있다.
따라서 실내를 작은 공간으로 구분하고 각 공간에서 해당 공유기로부터 수신되는 신호의 강도와 수신 각도를 데이터베이스로 기록해 저장한 후 이를 실제 수신하는 신호와 비교, 위치를 파악하는 핑거프린팅(Fingerprinting) 기술도 많이 사용된다. 이와 같이 와이파이를 이용한 방법은 실내 위치 측정을 위한 특별한 인프라가 필요하지 않다는 점이 가장 큰 장점이지만 와이파이 공유기의 위치 변동과 실내 와이파이 특성 조사 등 지속적인 관리가 필요하다는 것이 단점으로 지적된다.
최근에는 와이파이를 대신해 블루투스를 활용하는 실내 위치 측정 기술도 등장하고 있다. 새롭게 표준으로 지정된 블루투스 4.0은 매우 낮은 전력을 소비하기 때문에 지속적으로 신호를 송수신할 수 있다는 것이 가장 큰 장점으로 꼽힌다. 게다가 이전과 달리 전송 거리 또한 수십 m까지 크게 확장되면서 블루투스를 이용한 위치 측정 기술이 새롭게 떠오르고 있다.
블루투스 기반의 실내 위치 측정 기술은 와이파이와 원리가 유사하다. 특정 위치에서 비콘(Beacon)이라는 블루투스 인프라가 설치돼 스마트폰이나 태블릿 PC 등으로 신호를 보내 현재 사용자의 위치를 알려주는 것이다.
특히 애플이 아이비콘(iBeacon)이라는 새로운 실내 위치 측정 서비스에 이 기술을 적용하면서 큰 관심을 받고 있다. 애플은 비콘을 통해 현재 아이폰 사용자의 위치 정보를 제공하는 것을 넘어 인근 상점의 쇼핑 정보와 사용할 수 있는 쿠폰을 실시간으로 제공하는 등 실내 위치 기반의 각종 서비스를 선보이고 있다.
실제 애플은 미국 전역 메이저리그 구장에 아이비콘을 설치해 매장 안내와 쿠폰 발행 서비스를 제공하고 있다. 또한 여러 국내외 기업들 역시 애플과 유사한 방식으로 실내 위치 측정과 부가 서비스 구축에 나서고 있다.
구글 등 복수 기술 활용한 ‘하이브리드’ 방식 연구
이 밖에 여러 실내 위치 측정 기술이 논의되고 있다. 국내외를 중심으로 발광다이오드(LED) 조명이 확산되고 있다는 점에 착안해 LED 가시광선으로 초당 수기가바이트(GB)의 빠른 속도로 데이터를 주고받는 라이파이(Li-Fi) 기술을 이용해 위치 정보를 전송하는 방법이 연구되고 있다.
또한 건물 내부 여러 위치에서 사진을 찍어 데이터베이스로 만든 후 사용자의 스마트폰에서 촬영한 사진과 비교해 현재 위치를 파악하는 이미지 매칭(Image Matching) 등도 떠오르는 신기술로 큰 주목을 받고 있다.
아직 상용화까지는 이르지만 지구의 자기장을 활용하는 실내 위치 측정 기술도 연구되고 있다. 와이파이나 블루투스는 신호 송수신 인프라를 활용하는 반면 자기장은 이러한 인프라의 도움을 전혀 받지 않고 실내 위치를 측정할 수 있는 것이 가장 큰 장점으로 꼽힌다.
그러므로 아직 자기장을 활용하는 기술은 초기 단계지만 미래 잠재력이 매우 높다는 평가를 받고 있다.
자기장은 건물의 구조 때문에 실내 공간에서 왜곡이 발생하는데, 실내 위치 측정 기술은 자기장의 이런 특성을 활용한다. 특정 위치에서 자기장이 왜곡되는 정도를 핑거프린팅 방식을 사용해 데이터베이스로 기록한 후 사용자가 위치를 파악하고자 할 때 현재 위치의 자기장 왜곡 정보를 활용하는 것이다.
이러한 방법은 와이파이의 핑거프린팅과 근본적 원리는 동일하지만 자기장은 그 특성이 변하지 않기 때문에 한 번만 데이터베이스에 기록되면 건물이 존재하는 이상 반영구적으로 활용할 수 있다.
하지만 자기장을 활용하는 방법도 단점이 적지 않다. 무엇보다 각종 실내 시설들이 자기장에 영향을 주고 특정 위치의 자기장 특성이 다른 지역과 유사할 가능성도 배제할 수 없기 때문이다.
게다가 사람들의 키나 이동 속도의 차이로 자기장이 각기 다르게 측정될 수도 있다. 따라서 각 상황에 따른 자기장의 변화 정보까지 함께 데이터베이스에 기록하는 등 이러한 문제점을 보완할 수 있는 방법이 꾸준히 연구되고 있다.
지금까지 등장한 여러 실내 위치 측정 기술들은 그 장단점이 뚜렷하기 때문에 모든 상황에 효과적으로 적용하기 어려울 가능성이 높다. 그러므로 최근에는 이러한 기술들을 복합적으로 활용해 서로의 단점을 보완하는 방안도 논의되고 있다.
즉 특정 기술이 적용되기 어려운 상황에서 다른 기술을 활용함으로써 언제 어디에서나 편리한 실내 위치 측정 서비스를 제공하는 것이다. 현재 구글·퀄컴·애플·마이크로소프트 등 유수의 정보기술(IT) 기업들은 와이파이·블루투스 등 여러 위치 측정 기술을 복합적으로 활용하는 하이브리드 기술을 활발하게 연구하고 있는 것으로 알려지고 있다.
이들 기업은 정교한 실내 위치 측정 기술을 개발하는 한편 이를 기반으로 O2O(Online to Offline) 서비스와 콘텐츠 제공 등 각종 부가가치를 창출하는 방안을 심도 있게 실험하고 있다.
많은 전문가들은 실내 위치 측정 기술의 잠재력이 실외를 능가할 만큼 무궁무진하다고 예상하고 있다. 궁극적으로 실내 공간의 매우 정확한 위치까지 파악할 수 있는 수준에 도달한다면 사물인터넷과 빅 데이터 등 각종 IT와 연계해 일상생활 전반에 획기적인 변화를 마련할 수 있을 것으로 전망된다.
게다가 대부분의 사람들이 실외보다 실내에서 더욱 많은 시간을 보내고 있는 점을 감안하면 실내 위치 측정 기술은 단순히 장소 정보 제공에 그치지 않고 각종 편의 기능을 구현할 수 있는 토대가 될 것으로 보인다. 다가올 미래에는 각 사용자의 위치에 따라 정보, 오락, 각종 업무 지원 등 지금까지 등장하지 않았던 서비스가 활발하게 등장할 것으로 전망된다.
고층 빌딩과 복합 쇼핑몰 등 웬만한 소도시 규모의 건물이 많아지면서 실내 위치 측정의 중요성이 커지고 있다.