KR101394984B1 - In-door positioning apparatus and method based on inertial sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관성 센서 기반의 실내 측위 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상세하게는 사용자가 실내로 이동시 실외에서 측위한 GPS(Global Positioning System) 위치 정보를 기반으로 관성 센서(예컨대, 가속도 센서 및 자이로 센서)를 이용하여 실내 측위를 수행하며 측위된 실내 측위값에 사용자의 패턴(예컨대, 사용자의 보행 패턴, 회전 패턴 및 수직 이동 패턴)을 적용하여 실내 측위 오차를 보정함으로써, 사용자의 다양한 동작에 따른 측위 오류 및 오차 발생을 줄일 수 있고, 그에 따라 실내 측위의 정확도를 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an indoor positioning device based on an inertial sensor and a method thereof. More particularly, the present invention relates to an indoor positioning device based on an inertial sensor, and more particularly to an inertial sensor based on an inertial sensor (e.g., an acceleration sensor and a gyro sensor (For example, a user's walking pattern, a rotation pattern, and a vertical movement pattern) to indoor positioning values by performing indoor positioning using the indoor positioning values It is possible to reduce the occurrence of errors and errors, thereby improving the accuracy of the indoor positioning.

관성 센서, 가속도 센서, 각속도 센서, 실내 측위, 사용자 패턴, 보행 패턴 Inertial sensor, acceleration sensor, angular velocity sensor, indoor positioning, user pattern, gait pattern

Description

관성 센서 기반의 실내 측위 장치 및 그 방법{IN-DOOR POSITIONING APPARATUS AND METHOD BASED ON INERTIAL SENSOR} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an indoor positioning device based on an inertial sensor,

본 발명은 관성 센서 기반의 실내 측위 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 사용자가 실내로 이동시 실외에서 측위한 GPS(Global Positioning System) 위치 정보를 기반으로 관성 센서(예컨대, 가속도 센서 및 자이로 센서)를 이용하여 실내 측위를 수행하며 측위된 실내 측위값에 사용자의 패턴(예컨대, 사용자의 보행 패턴, 회전 패턴 및 수직 이동 패턴)을 적용하여 실내 측위 오차를 보정함으로써, 사용자의 다양한 동작에 따른 측위 오류 및 오차 발생을 줄일 수 있고, 그에 따라 실내 측위의 정확도를 향상시킬 수 있는, 관성 센서 기반의 실내 측위 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an indoor positioning device based on an inertial sensor and a method thereof, and more particularly, to an indoor positioning device based on an inertial sensor (for example, an acceleration sensor and a gyro sensor) based on position information of a GPS (Global Positioning System) (For example, a user's walking pattern, a rotation pattern, and a vertical movement pattern) to indoor positioning values by performing indoor positioning using the indoor positioning values To an indoor positioning device based on an inertial sensor capable of reducing the occurrence of errors and errors and thereby improving the accuracy of the indoor positioning, and a method thereof.

초기에 군사용으로 개발된 GPS(Global Positioning System) 기술은 최근 항법, 측량 및 지도제작 등의 민간용 목적으로 널리 사용되고 있다. 또한, GPS 수신기를 측위 센서로 이용하는 위치기반 서비스(LBS; Location Based Service)도 상용 화되고 있다. The GPS (Global Positioning System) technology, which was originally developed for military use, is now widely used for civil purposes such as navigation, surveying, and mapping. In addition, a location based service (LBS) using a GPS receiver as a position sensor is also being commercialized.

그러나 GPS 수신기가 실내, 지하주차장, 지하철 및 터널 등지에서 GPS 위성신호를 수신할 수 없는 경우가 자주 발생한다. 이러한 이유로, GPS 수신기는 실내에서 사용자에게 연속적인 위치 정보를 제공하지 못하는 단점이 있다. 이에 따라, 실내 측위를 위한 기술 및 이를 기반으로 하는 서비스가 다양하게 연구되고 있다. However, it is often the case that GPS receivers can not receive GPS satellite signals in indoor, underground parking lots, subways and tunnels. For this reason, the GPS receiver has a drawback in that it can not provide continuous position information to the user in the room. Accordingly, a technique for indoor positioning and a service based thereon have been variously studied.

현재, 이동통신 단말기를 이용한 실내 측위 기술로는 GPS 기술과 이동통신 기술을 결합한 방식, GPS 기술과 관성 항법(INS; Inertial Navigation System) 기술을 결합한 방식 등이 알려져 있다. 2. Description of the Related Art At present, indoor positioning technologies using a mobile communication terminal include a combination of GPS technology and mobile communication technology, a combination of GPS technology and Inertial Navigation System (INS) technology, and the like.

특히, 이동통신 단말기의 사용자 인터페이스(UI; User Interface)가 제스처 기반으로 진화를 거듭하면서 가속도 센서 및 자이로스코프 등의 관성 센서를 탑재한 단말기가 증가하고 있고, 이에 따라, 관성 센서를 이용한 실내 측위 기술이 관심을 끌고 있다. Particularly, as a user interface (UI) of a mobile communication terminal evolves based on a gesture, terminals equipped with an inertial sensor such as an acceleration sensor and a gyroscope are increasingly used. Accordingly, an indoor positioning technique This attracts attention.

그러나 이러한 실내 측위 기술들은 공통으로 실내 측위의 오차 발생에 따라 정확도가 저하된다는 문제점을 안고 있다. 특히, 이동 단말기의 경우에 사용자의 패턴이 다양할 뿐만 아니라, 이동 단말기를 휴대한 사용자가 여러 동작을 취할 수 있다. 따라서 다양한 사용자의 패턴(예컨대, 사용자의 보행 패턴, 회전 패턴 및 수직 이동 패턴)이 변함에 따라, 실내 측정치의 오차 발생 가능성이 크다는 문제점이 있다. However, these indoor positioning technologies have a problem in that the accuracy is lowered due to the error of the indoor positioning in common. Particularly, in the case of a mobile terminal, not only a pattern of a user is varied but also a user carrying the mobile terminal can take various actions. Accordingly, there is a problem in that the error of the indoor measurement value is large as the patterns of various users (for example, the user's walking pattern, the rotation pattern and the vertical movement pattern) are changed.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 사용자가 실내로 이동시 실외에서 측위한 GPS(Global Positioning System) 위치 정보를 기반으로 관성 센서(예컨대, 가속도 센서 및 자이로 센서)를 이용하여 실내 측위를 수행하며 측위된 실내 측위값에 사용자의 패턴(예컨대, 사용자의 보행 패턴, 회전 패턴 및 수직 이동 패턴)을 적용하여 실내 측위 오차를 보정함으로써, 사용자의 다양한 동작에 따른 측위 오류 및 오차 발생을 줄일 수 있고, 그에 따라 실내 측위의 정확도를 향상시킬 수 있는, 관성 센서 기반의 실내 측위 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an indoor positioning method using an inertial sensor (e.g., an acceleration sensor and a gyro sensor) based on GPS (Global Positioning System) (E.g., a user's walking pattern, a rotation pattern, and a vertical movement pattern) to the measured indoor positioning values, thereby correcting the indoor positioning error, thereby reducing the positioning error and the error generation according to the various operations of the user And it is an object of the present invention to provide an inertial sensor-based indoor positioning device capable of improving the accuracy of indoor positioning and a method thereof.

이를 위하여, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 관성 센서를 이용한 실내 측위 장치는, 관성 센서를 이용한 실내 측위 장치에 있어서, GPS 위성 신호로부터의 측위 데이터를 이용하여 GPS 위치 정보를 생성하기 위한 GPS 신호처리부; 가속도 센서와 각속도 센서에서 측정된 가속도 및 각속도를 저역 통과 필터링시켜 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 산출하기 위한 관성 센서 처리부; 상기 생성된 GPS 위치 정보를 실내 측위의 초기 위치 값으로 설정하고, 상기 설정된 GPS 위치 정보와 상기 산출된 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 이용하여 제1 위치 정보를 산출하기 위한 측위부; 및 상기 산출된 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 분석하여 기저장된 사용자 패턴 중에서 상기 분석 결과에 대응하는 사용자 패턴을 결정하고, 상기 결정된 사용자 패턴에 따라 상기 산출된 제1 위치 정보의 오차를 보정하여 제2 위치 정보를 산출하기 위한 오차 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.To this end, according to a first aspect of the present invention, there is provided an indoor positioning apparatus using an inertial sensor, the indoor positioning apparatus using an inertial sensor includes a GPS signal for generating GPS position information using positioning data from a GPS satellite signal A processor; An inertial sensor processing unit for low pass filtering the acceleration and angular velocity measured by the acceleration sensor and the angular velocity sensor to calculate acceleration data and angular velocity data; A positioning unit for setting the generated GPS position information to an initial position value of an indoor positioning and calculating first position information using the set GPS position information and the calculated acceleration data and angular velocity data; And analyzing the calculated acceleration data and angular velocity data to determine a user pattern corresponding to the analysis result among pre-stored user patterns, correcting the calculated error of the calculated first position information according to the determined user pattern, And an error correcting unit for calculating information.

바람직하게는, 상기 오차 보정부는, 상기 사용자 패턴을 사용자의 보행 패턴, 수직 이동 패턴 및 회전 패턴 중 어느 하나의 사용자 패턴으로 결정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the error correction unit determines the user pattern as any one of a user's gait pattern, vertical movement pattern, and rotation pattern.

상기 오차 보정부는, 상기 산출된 가속도 데이터로부터 이동 속도를 계산하고 상기 계산된 이동 속도 값에 따라, 사용자 패턴을 달리기 패턴, 걷기 패턴 또는 정지 패턴 중 어느 하나의 보행 패턴으로 결정하는 것을 특징으로 한다.The error correction unit may calculate a moving speed from the calculated acceleration data and determine the user pattern as any one of a running pattern, a walking pattern, and a stop pattern according to the calculated moving speed value.

바람직하게는, 상기 오차 보정부는, 상기 산출된 각속도 데이터가 z축 방향의 변화량을 가지면, 상기 실내 측위 장치의 이동을 수직 이동으로 판단하여 평지, 오르막 및 내리막 패턴 중 어느 하나의 사용자 패턴으로 분류하는 것을 특징으로 한다.Preferably, if the calculated angular velocity data has a variation amount in the z-axis direction, the error corrector may determine that the movement of the indoor positioning device is a vertical movement and classify the movement into one of a flat pattern, an up-down pattern, and a down pattern .

바람직하게는, 상기 오차 보정부는, 상기 산출된 각속도 데이터가 x축 방향 및 y축 방향의 변화량을 가지면, 상기 실내 측위 장치의 이동을 수평 이동으로 판단하여 좌회전 및 우회전 중 어느 하나의 사용자 패턴으로 분류하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the error corrector classifies the movement of the indoor positioning device as a horizontal movement, and classifies it as any one of a leftward rotation and a rightward rotation if the calculated angular velocity data has a variation amount in the x-axis direction and the y- .

본 발명의 제2 측면에 따르면, 관성 센서를 이용한 실내 측위 방법은,　관성 센서를 이용한 실내 측위 방법에 있어서, GPS 위성 신호로부터의 측위 데이터를 이용하여 GPS 위치 정보를 생성하는 GPS 신호처리 단계; 가속도 센서와 각속도 센서에서 측정된 가속도 및 각속도를 저역 통과 필터링하여 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 산출하는 가속도 및 각속도 산출 단계; 상기 생성된 GPS 위치 정보와, 상기 산출된 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 이용하여 제1 위치 정보를 산출하는 측위 단계; 상기 산출된 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 분석하여 기저장된 사용자 패턴 중에서 상기 분석 결과에 대응하는 사용자 패턴을 결정하는 사용자 패턴 결정 단계; 및 상기 결정된 사용자 패턴에 따라 상기 산출된 제1 위치 정보의 오차를 보정하여 제2 위치 정보를 산출하는 오차 보정 단계를 포함하는 관성 센서를 이용한 실내 측위 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, an indoor positioning method using an inertial sensor includes: a GPS signal processing step of generating GPS position information using positioning data from a GPS satellite signal in an indoor positioning method using an inertial sensor; An acceleration and angular velocity calculating step of calculating acceleration data and angular velocity data by low pass filtering the acceleration and angular velocity measured by the acceleration sensor and the angular velocity sensor; A positioning step of calculating first position information using the generated GPS position information, the calculated acceleration data and angular velocity data; A user pattern determination step of analyzing the calculated acceleration data and angular velocity data to determine a user pattern corresponding to the analysis result from pre-stored user patterns; And an error correcting step of correcting an error of the calculated first position information according to the determined user pattern to calculate second position information. The present invention also provides an indoor positioning method using an inertial sensor.

바람직하게는, 상기 사용자 패턴 결정 단계는, 상기 사용자 패턴을 사용자의 보행 패턴, 수직 이동 패턴 및 회전 패턴 중 어느 하나의 사용자 패턴으로 결정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the user pattern determination step determines the user pattern as one of a user's gait pattern, vertical movement pattern, and rotation pattern.

바람직하게는, 상기 사용자 패턴 결정 단계는, 상기 산출된 가속도 데이터로부터 이동 속도를 계산하고 상기 계산된 이동 속도 값에 따라, 사용자 패턴을 달리기 패턴, 걷기 패턴 또는 정지 패턴 중 어느 하나의 보행 패턴으로 결정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the user pattern determination step may include calculating a moving speed from the calculated acceleration data and determining the user pattern as any one of a running pattern, a walking pattern, and a stop pattern based on the calculated traveling speed value .

바람직하게는, 상기 사용자 패턴 결정 단계는, 상기 산출된 각속도 데이터가 z축 방향의 변화량을 가지면, 사용자 패턴을 수직 이동으로 판단하여 평지, 오르막 및 내리막 패턴 중 어느 하나의 사용자 패턴으로 분류하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the user pattern determining step determines that the user pattern is a vertical movement and classifies the user pattern into one of a flat pattern, an up pattern, and a down pattern if the calculated angular velocity data has a variation amount in the z-axis direction .

바람직하게는, 상기 사용자 패턴 결정 단계는, 상기 산출된 각속도 데이터가 x축 방향 및 y축 방향의 변화량을 가지면, 사용자 패턴을 수평 이동으로 판단하여 좌회전 및 우회전 중 어느 하나의 사용자 패턴으로 분류하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the user pattern determining step determines that the user pattern is a horizontal movement and classifies the user pattern into one of a leftward rotation and a rightward rotation if the calculated angular velocity data has a variation amount in the x-axis direction and the y- .

본 발명은, 사용자가 실내로 이동시 실외에서 측위한 GPS 위치 정보를 기반으로 관성 센서(예컨대, 가속도 센서 및 자이로 센서)를 이용하여 실내 측위를 수행하며 측위된 실내 측위값에 사용자의 패턴(예컨대, 사용자의 보행 패턴, 회전 패턴 및 수직 이동 패턴)을 적용하여 실내 측위 오차를 보정함으로써, 사용자의 다양한 동작에 따른 측위 오류 및 오차 발생을 줄일 수 있고, 그에 따라 실내 측위의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In the present invention, a user performs an indoor positioning using an inertial sensor (e.g., an acceleration sensor and a gyro sensor) based on GPS position information positioned outside the room when moving to the room, And a vertical movement pattern) to correct the indoor positioning error, it is possible to reduce the positioning errors and errors caused by various operations of the user and thereby improve the accuracy of the indoor positioning .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The configuration of the present invention and the operation and effect thereof will be clearly understood through the following detailed description. Before describing the present invention in detail, the same components are denoted by the same reference symbols as possible even if they are displayed on different drawings. In the case where it is judged that the gist of the present invention may be blurred to a known configuration, do.

도 1 은 본 발명에 따른 실내 측위 장치의 일실시예 구성도이다. 1 is a block diagram of an indoor positioning apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실내 측위 장치(100)는 GPS 수신처리부(110), 관성 센서 처리부(120), 측위부(130) 및 오차 보정부(140)를 포함한다. 여기서, GPS 수신처리부(110)는 GPS 측위부(111) 및 GPS 측위보정부(112)를 포 함한다. 또한, 관성 센서 처리부(120)는 가속도 센서(121), 자이로 센서(121) 및 전처리 필터(123)를 포함한다. 실내 측위 장치(100)는 사용자가 휴대할 수 있는 휴대 단말, 이동통신 단말 등이 포함된 사용자 단말에 탑재될 수 있다. 1, an indoor positioning apparatus 100 according to the present invention includes a GPS reception processing unit 110, an inertial sensor processing unit 120, a positioning unit 130, and an error correction unit 140. Here, the GPS reception processing unit 110 includes a GPS positioning unit 111 and a GPS positioning correction unit 112. The inertial sensor processing unit 120 includes an acceleration sensor 121, a gyro sensor 121, and a pre-processing filter 123. The indoor positioning apparatus 100 may be mounted on a user terminal including a portable terminal, a mobile communication terminal, and the like that the user can carry.

GPS 수신처리부(110)는 실외에서 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 GPS 위성 신호를 수신하고, 수신된 GPS 위성 신호를 이용하여 측위 데이터를 생성한다. 그리고 GPS 수신처리부(110)는 그 생성된 측위 데이터의 보정을 통해 초기 GPS 위치 정보를 생성한다. The GPS reception processing unit 110 receives a GPS satellite signal from a GPS (Global Positioning System) satellite outdoors, and generates positioning data using the received GPS satellite signal. The GPS reception processing unit 110 generates initial GPS position information through correction of the generated positioning data.

GPS 수신처리부(110)를 구체적으로 살펴보면, GPS 측위부(111)는 실외에서 GPS 위성으로부터 GPS 위성 신호를 수신한다. 그리고 GPS 측위부(111)는 수신된 GPS 위성 신호를 이용하여 측위 데이터를 생성한다. GPS 측위부(111)는 생성된 측위 데이터를 GPS 측위보정부(112)로 전달한다. In detail, the GPS reception processing unit 110 receives GPS satellite signals from GPS satellites outdoors. The GPS positioning unit 111 generates positioning data using the received GPS satellite signal. The GPS positioning unit 111 transmits the generated positioning data to the GPS positioning correction unit 112.

그리고 GPS 측위보정부(112)는 GPS 측위부(111)로부터 전달된 GPS 측위 데이터를 보정하여 초기 GPS 위치 정보를 생성한다. 이어서, GPS 측위보정부(112)는 생성된 초기 GPS 위치 정보를 측위부(130)로 전달한다. 여기서, 초기 GPS 위치 정보는 실외에서 측위한 위치 정보로서, 실내 측위를 위한 초기 위치 값으로 이용된다. The GPS positioning correction unit 112 corrects the GPS positioning data transmitted from the GPS positioning unit 111 to generate initial GPS position information. Then, the GPS positioning correction unit 112 transmits the generated initial GPS position information to the positioning unit 130. Herein, the initial GPS position information is used as an initial position value for indoor positioning as position information positioned outdoors.

한편, 관성 센서 처리부(120)는 관성 센서인 가속도 센서(121) 및 자이로 센서(121)와 전처리 필터(123)를 포함하며, 가속도 센서(121) 및 자이로 센서(122)에서 측정된 가속도 및 각속도를 전처리 필터(123)에서 저역 통과 필터링하여 측위부(130)로 전달한다. The inertial sensor processing unit 120 includes an acceleration sensor 121 and a gyro sensor 121 which are inertial sensors and a preprocessing filter 123. The acceleration sensor 121 and the gyro sensor 122 measure acceleration and angular velocity Pass filter 123 by the preprocessing filter 123 and transmits it to the positioning unit 130.

관성 센서 처리부(120)를 구체적으로 살펴보면, 관성 센서 처리부(120)는 가 속도 센서(121)와 자이로 센서(122) 중 적어도 하나를 구비할 수 있다. 가속도 센서(121)는 실내 측위 장치(100)의 동작으로부터 가속도를 측정하고 이를 전처리 필터(123)로 전달한다. 또한, 자이로 센서(122)는 실내 측위 장치(100)의 동작으로부터 각속도를 측정하고 이를 전처리 필터(123)로 전달한다. The inertial sensor processing unit 120 may include at least one of the acceleration sensor 121 and the gyro sensor 122. The acceleration sensor 121 measures the acceleration from the operation of the indoor positioning device 100 and transmits it to the preprocessing filter 123. Also, the gyro sensor 122 measures the angular velocity from the operation of the indoor positioning device 100 and transmits it to the pre-processing filter 123.

전처리 필터(123)는 가속도 센서(121)와 자이로 센서(122)에서 측정된 센싱 데이터에 대해서 소정의 전처리 과정 즉, 저역 통과 필터링(Low Pass Filtering) 과정을 수행하여 측위부(130)로 전달한다. 이는 가속도 센서(121) 및 자이로 센서(122)에서 발생한 측위 노이즈를 감소시키기 위함이다. The preprocessing filter 123 performs a predetermined preprocessing process, that is, a low pass filtering process on the sensing data measured by the acceleration sensor 121 and the gyro sensor 122, and transmits the sensed data to the positioning unit 130 . This is to reduce the positioning noise generated in the acceleration sensor 121 and the gyro sensor 122. [

한편, 측위부(130)는 전처리 필터(123)로부터 전달된 가속도 센서(121)의 가속도를 적분하여 속도 및 거리를 산출한다. 또한, 측위부(130)는 전처리 필터(123)로부터 전달된 자이로 센서(122)의 각속도로부터 기울기를 산출한다. 측위부(130)는 이렇게 산출된 거리와 기울기 및 GPS 수신처리부(110)로부터 전달된 초기 GPS 위치 정보를 이용하여 실내 측위 장치(100)의 현재 위치와 방향에 해당하는 제1 위치 정보를 결정하게 된다. 바람직하게, 측위부(130)는 칼만 필터를 적용하여 오차를 제거한 후 측위를 수행한다. On the other hand, the positioning unit 130 integrates the acceleration of the acceleration sensor 121 transmitted from the preprocessing filter 123 to calculate the velocity and the distance. The positioning unit 130 calculates the inclination from the angular velocity of the gyro sensor 122 transmitted from the preprocessing filter 123. The positioning unit 130 determines first position information corresponding to the current position and direction of the indoor positioning device 100 using the calculated distance and inclination and the initial GPS position information transmitted from the GPS reception processing unit 110 do. Preferably, the positioning unit 130 applies a Kalman filter to remove the error and performs positioning.

또한, 측위부(130)는 가속도 센서(121)가 측정한 가속도 값으로부터 산출된 속도와 자이로 센서(122)가 측정한 각속도를 오차 보정부(140)로 전달한다. The positioning unit 130 transmits the velocity calculated from the acceleration value measured by the acceleration sensor 121 and the angular velocity measured by the gyro sensor 122 to the error correction unit 140.

오차 보정부(140)는 측위부(130)로부터 전달된 가속도와 각속도를 이용하여 사용자 패턴을 결정한다. 사용자 패턴은 사용자의 보행 패턴, 회전 패턴 및 수직 이동 패턴을 포함한다. 여기서, 사용자의 보행 패턴이란 달리기, 걷기, 정지, 오르 기 및 내려가기 등과 같이 사용자의 행동에 따라 분류된 동작 유형을 말한다. 또한, 사용자의 패턴에는 회전 패턴 및 수직 이동 패턴뿐만 아니라, 사용자가 사용자 단말을 주머니 속에 넣는 방식, 손으로 잡는 방식, 돌리는 방식 등 사용자의 휴대 방식에 따라 분류된 휴대 유형이 포함될 수 있다.The error correction unit 140 determines a user pattern using the acceleration and the angular velocity transmitted from the positioning unit 130. The user pattern includes a user's walking pattern, a rotation pattern, and a vertical movement pattern. Here, the user's walking pattern refers to an action type classified according to a user's action such as running, walking, stopping, going up and down. In addition, the pattern of the user may include not only a rotation pattern and a vertical movement pattern, but also a portable type classified according to a user's portable mode such as a user's way of placing a user terminal in a pocket, a hand-held mode, and a turning mode.

구체적으로, 오차 보정부(140)는 가속도 값의 크기에 따라 달리기, 걷기 및 정지 등의 보행 패턴을 결정한다. 또한, 오차 보정부(140)는 각속도 값의 크기에 따라 평지, 오르막 및 내리막 이동에 해당하는 수직 이동 패턴을 결정한다. 또한, 오차 보정부(140)는 좌회전 및 우회전 및 회전 개수 등의 회전 패턴을 결정한다.Specifically, the error correction unit 140 determines a gait pattern such as running, walking, and stop according to the magnitude of the acceleration value. In addition, the error correction unit 140 determines a vertical movement pattern corresponding to the flat, uphill, and downhill movement according to the magnitude of the angular velocity value. In addition, the error correction unit 140 determines a rotation pattern such as a left rotation, a right rotation, and a rotation number.

그리고 오차 보정부(140)는 이러한 사용자의 패턴 판단에 따라 결정된 사용자의 패턴이 기저장된 특정 사용자의 패턴과 유사하면 해당 사용자의 패턴을 측위부(130)에서 측위된 제1 위치 정보에 적용하여 그 오차를 보정한다. 이는 측위부(130)에서 측위된 제1 위치 정보의 오차를 보정하여 더욱 정확한 위치 정보를 사용자에게 제공하기 위함이다. If the pattern of the user determined according to the pattern determination of the user is similar to the pattern of the specific user previously stored, the error corrector 140 applies the pattern of the user to the first position information positioned at the positioning unit 130, Correct the error. This is for correcting the error of the first position information positioned in the positioning unit 130 to provide more accurate position information to the user.

예를 들어, 오차 보정부(140)는 가속도 센서(121)에서 측정된 가속도로부터 이동 속도를 계산하여 속도 값이 5m/s 이상일 때 보행 패턴을 달리기 패턴으로 적용한다. 또한, 오차 보정부(140)는 계산된 속도 값이 1m/s~5m/s일 때 보행 패턴을 걷기 패턴으로 적용한다. 또한, 오차 보정부(140)는 계산된 속도 값이 1m/s 이하일 때 보행 패턴을 정지 패턴으로 적용한다. For example, the error correction unit 140 calculates the moving speed from the acceleration measured by the acceleration sensor 121, and applies the gait pattern as a running pattern when the speed value is 5 m / s or more. Also, the error correction unit 140 applies the gait pattern as a walking pattern when the calculated speed value is 1 m / s to 5 m / s. In addition, the error corrector 140 applies the gait pattern as a stop pattern when the calculated speed value is 1 m / s or less.

또한, 자이로 센서(122)에서 측정된 각속도 값이 z축 방향의 변화량을 가질 때, 오차 보정부(140)는 실내 측위 장치(100)의 이동을 수직이동으로 판단하여 평 지, 오르막 및 내리막 패턴 중 어느 하나의 수직 이동 패턴으로 분류하고 해당 사용자의 수직 이동 패턴을 오차 보정에 적용한다.When the angular velocity measured by the gyro sensor 122 has a variation in the z-axis direction, the error corrector 140 determines that the movement of the indoor positioning device 100 is a vertical movement, And the vertical movement pattern of the user is applied to the error correction.

또한, 자이로 센서(122)에서 측정된 각속도 값이 x축 및 y축 변화량을 가질 때, 오차 보정부(140)는 실내 측위 장치(100)의 이동을 수평이동으로 판단하여 좌회전, 우회전 및 1회전 등의 회전 패턴으로 분류하고 오차 보정에 적용한다. When the angular velocity measured by the gyro sensor 122 has the x-axis and y-axis variations, the error corrector 140 determines that the movement of the indoor positioning device 100 is a horizontal movement and rotates left, right, And then applied to the error correction.

도 2 내지 도 4 는 본 발명에 따른 도 1의 관성 센서 처리부 및 측위부에서의 3축 방향의 가속도, 속도 및 위치 산출 과정에 대한 일실시예 설명도이다. FIGS. 2 to 4 are explanatory views illustrating an acceleration, a velocity, and a position calculating process in the three-axis direction in the inertial sensor processing unit and the positioning unit of FIG. 1 according to the present invention.

관성 센서 처리부(120)는 3축(예를 들어, x축, y축 및 z축) 가속도 센서(121)를 이용하여 실내 측위 장치(100)의 3축 가속도를 측정한다. 또한, 관성 센서 처리부(120)는 자이로 센서(122)를 이용하여 실내 측위 장치(100)의 각속도를 측정한다. The inertial sensor processing unit 120 measures the three-axis acceleration of the indoor positioning device 100 using three-axis acceleration sensors 121 (for example, x-axis, y-axis and z-axis) In addition, the inertial sensor processing unit 120 measures the angular velocity of the indoor positioning device 100 using the gyro sensor 122.

일반적으로, 실내 측위 장치(100)가 정지 상태에 있을 때, x축 가속도는 '0', y축 가속도는 '0' 및 z축 가속도는 중력가속도를 나타낸다. 다만, 실내 측위 장치(100)가 움직이지　않고　고정되어　있는　상황에서도　측위 노이즈의　영향과　적분 시 발생하는 오차는 실내 측위 장치(100)의 측위 오차를 발생시킨다. Generally, when the indoor positioning device 100 is in the stop state, the x-axis acceleration is '0', the y-axis acceleration is '0', and the z-axis acceleration is the gravitational acceleration. However, even when the indoor positioning device 100 is stationary and fixed, the influence of the positioning noise and the error generated in the integration cause a positioning error of the indoor positioning device 100. [

도 2에 도시된 바와 같이, 관성 센서 처리부(120)는 가속도 센서(121)를 이용하여 정지 상태에서의 x축 방향의 가속도 데이터(210)를 측정한다. 관성 센서 처리부(120)는 측정된 x축 방향의 가속도 데이터(210)를 전처리 필터(123)로 저역 통과 필터링시켜 저역 통과 필터링된 신호(211)를 출력한다. 이는 가속도 센서(121)의 측정 노이즈를 감소시키기 위함이다. 측위부(130)는 관성 센서 처리부(120)에서 저역 통과 필터링된 가속도 데이터를 두 번 적분하여 x축 방향의 속도 및 위치 데이터(220 및 230)를 산출한다. As shown in FIG. 2, the inertial sensor processing unit 120 measures the acceleration data 210 in the x-axis direction in the stationary state using the acceleration sensor 121. The inertial sensor processing unit 120 performs low-pass filtering on the measured acceleration data 210 in the x-axis direction by the preprocessing filter 123 to output a low-pass filtered signal 211. This is to reduce the measurement noise of the acceleration sensor 121. The positioning unit 130 integrates the acceleration data low-pass filtered by the inertial sensor processing unit 120 twice to calculate speed and position data 220 and 230 in the x-axis direction.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 관성 센서 처리부(120)는 가속도 센서(121)를 이용하여 정지 상태에서의 y축 및 z축 방향의 가속도 데이터(310 및 410)를 측정한다. 여기서, y축 방향의 가속도 데이터(310)는 '0'을 평균으로 측정되고, z축 방향의 가속도 데이터(410)는 중력가속도를 평균으로 측정된다. 관성 센서 처리부(120)는 측정된 y축 및 z축 방향의 가속도 데이터(310 및 410)를 전처리 필터(123)로 저역 통과 필터링시켜 저역 통과 필터링된 신호(311 및 411)를 출력한다. 측위부(130)는 관성 센서 처리부(120)에서 저역 통과 필터링된 가속도 데이터(310 및 410)를 두 번 적분하여 y축 및 z축 방향의 속도 및 위치 데이터(320 및 330과, 420 및 430)를 산출한다. 3 and 4, the inertial sensor processing unit 120 measures the acceleration data 310 and 410 in the y-axis and z-axis directions in the stationary state using the acceleration sensor 121. [ Here, the acceleration data 310 in the y-axis direction is measured as an average of '0', and the acceleration data 410 in the z-axis direction is measured as an average of the gravitational acceleration. The inertial sensor processing unit 120 low-pass-filters the measured y-axis and z-axis acceleration data 310 and 410 to a preprocessing filter 123 to output low-pass filtered signals 311 and 411. The positioning unit 130 integrates the low-pass filtered acceleration data 310 and 410 twice in the inertial sensor processing unit 120 to obtain velocity and position data 320 and 330 and 420 and 430 in the y- and z- .

도 5 는 본 발명에 따른 사용자의 보행 패턴 분류에 대한 일실시예 설명도이다. 5 is an explanatory diagram of a walking pattern classification of a user according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 오차 보정부(140)는 3축 가속도 센서를 이용하여 여러 움직임에 대한 사용자의 보행 패턴을 획득하고 "501" 내지 "513" 구간과 같이 특징화한다. As shown in FIG. 5, the error correction unit 140 obtains the user's walking pattern for various motions using the three-axis acceleration sensor, and characterizes the same as the period from "501 " to" 513 ".

오차 보정부(140)는 측정된 3축 가속도 데이터로부터 자세변화와 활동 상태를 분류한다. 먼저, 정적인 상태와 동적인 상태를 분류하기 구분하기 위하여, 오차 보정부(140)는 가속도 데이터의 미분신호 벡터 크기(DVSM: Differential Signal Vector Magnitude)를 산출한다. 가속도 데이터의 미분신호 벡터 크기(DVSM)는 하기 의 [수학식 1]과 같이 나타난다. The error corrector 140 classifies the posture change and the activity state from the measured three-axis acceleration data. First, the error correction unit 140 calculates a differential signal vector magnitude (DVSM) of the acceleration data to classify the static state and the dynamic state. The differential signal vector magnitude DVSM of the acceleration data is expressed by the following equation (1).

Figure 112009077684128-pat00001
Figure 112009077684128-pat00001

여기서,

Figure 112009077684128-pat00002
이고,
Figure 112009077684128-pat00003
,
Figure 112009077684128-pat00004
및
Figure 112009077684128-pat00005
는 x축, y축 및 z축 방향의 가속도 신호를 나타낸다. here,
Figure 112009077684128-pat00002
ego,
Figure 112009077684128-pat00003
,
Figure 112009077684128-pat00004
And
Figure 112009077684128-pat00005
Represents an acceleration signal in the x-, y-, and z-axis directions.

상기 [수학식 1]에 표시된 바와 같이, 오차 보정부(140)는 가속도 신호의 벡터 크기의 미분 후 절대치의 평균값을 통해 정적인 상태와 동적인 상태를 용이하게 구별할 수 있다. As shown in Equation (1), the error corrector 140 can easily distinguish between a static state and a dynamic state through an average value of the absolute values of the vector magnitudes of the acceleration signals.

오차 보정부(140)는 산출된 미분신호 벡터 크기에 따라 정적인 자세 또는 동적인 자세를 판별한다. 예를 들어, 정적인 경우에는 서 있을 때(501, 507), 않아 있을 때(502), 바로 누워있을 때(503), 왼쪽으로 누워있을 때(504), 오른쪽으로 누워있을 때(505) 및 뒤집어 누워있을 때(506)가 포함된다. 또한, 동적인 경우에는 걷고 있을 때(508), 뛰고 있을 때(509) 및 낙상이 발생했을 때(511, 512 및 513)의 경우가 포함된다. The error correction unit 140 determines a static posture or a dynamic posture according to the calculated differential signal vector magnitude. For example, in the case of static, in the case of standing (501, 507), when not (502), immediately lying (503), lying to the left (504) And when it is laid upside down (506). In addition, in the dynamic case, the case of walking (508), running (509), and falling (511, 512 and 513) are included.

도 6 은 본 발명에 따른 관성 센서 기반의 실내 측위 방법에 대한 일실시예 흐름도이다. FIG. 6 is a flowchart illustrating an indoor positioning method based on an inertial sensor according to an embodiment of the present invention.

GPS 수신처리부(110)는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 위성 신호를 이용하여 측위 데이터를 생성한다(602). The GPS reception processing unit 110 generates positioning data using the GPS satellite signals received from the GPS satellites (602).

그리고 GPS 수신처리부(110)는 측위 데이터의 보정을 통해 GPS 위치 정보를 생성한다(604). The GPS reception processing unit 110 generates GPS position information by correcting the positioning data (604).

한편, 실내 측위 장치(100)는 GPS 수신처리부(110)에서의 GPS 위성 신호의 수신 감도에 따라 실외에서 실내로 이동하는지 여부를 확인한다(606). Meanwhile, the indoor positioning apparatus 100 determines whether the indoor positioning apparatus 100 moves from the outdoor to the indoor according to the reception sensitivity of the GPS satellite signal in the GPS reception processing unit 110 (606).

상기 확인 결과(606), 실외에서 실내로 이동하면, 실내 측위 장치(100)의 제어에 따라, 관성 센서 처리부(120)는 가속도 센서(121) 및 자이로 센서(122)를 이용하여 실내 측위 장치(100)의 가속도 및 각속도를 측정한다(608). 반면, 실외에서 실내로 이동하지 않으면, 실내 측위 장치(100)는 "602" 과정부터 다시 수행한다. The inertial sensor processing unit 120 controls the indoor positioning device 100 using the acceleration sensor 121 and the gyro sensor 122 in accordance with the control result of the indoor positioning device 100 100 are measured (608). On the other hand, if the indoor positioning apparatus 100 does not move from the outdoor to the indoor, the indoor positioning apparatus 100 performs the operation again from the "602"

한편, 관성 센서 처리부(120)는 "608" 과정에서 측정된 가속도 및 각속도 데이터를 전처리 필터(123)를 통과시켜 저역 통과 필터링을 수행한다(610). Meanwhile, the inertial sensor processing unit 120 performs the low-pass filtering by passing the acceleration and angular velocity data measured in the step 608 through the pre-processing filter 123 (610).

측위부(130)는 저역 통과 필터링된 가속도 및 각속도 측정치를 두 번 적분하여 3축 방향의 거리(x축 방향, y축 방향 및 z축 방향의 거리) 및 기울기를 산출한다(612). The positioning unit 130 integrates the low-pass filtered acceleration and angular velocity measurements twice to calculate the distance in the three-axis direction (distance in the x-axis direction, y-axis direction and z-axis direction) and slope (612).

측위부(130)는 GPS 수신처리부(110)에서의 "604" 과정을 통해 생성된 GPS 위치 정보와, "612" 과정에서 산출된 3축 방향의 거리 및 기울기를 이용하여 실내에서의 측위 과정을 수행하여 제1 위치 정보를 산출한다(614). 여기서, 제1 위치 정보는 오차 보정이 적용되지 않은 실내 측위값을 의미한다.The positioning unit 130 performs the positioning process in the indoor space using the GPS position information generated through the "604 " process in the GPS reception processing unit 110 and the distance and slope in the 3-axis direction calculated in the" 612 & And calculates first position information (614). Here, the first position information means an indoor positioning value to which no error correction is applied.

오차 보정부(140)는 "610" 과정에서 저역 통과 필터링된 가속도 및 각속도 측정치를 이용하여 사용자 패턴을 분석한다(616). 예를 들어, 오차 보정부(140)는 사용자 패턴 중에서 보행 패턴을 달리기, 걷기, 정지, 오르기 및 내려가기 등으로 구분한다. 또한, 오차 보정부(140)는 사용자 패턴 중에서 측정된 각속도 값이 z축 방향의 변화량을 가질 때, 수직이동으로 판단하여 평지, 오르막 및 내리막 패턴 중 어느 하나의 수직 이동 패턴으로 분류한다. 또한, 오차 보정부(140)는 측정된 각속도 값이 x축 및 y축 변화량을 가질 때, 수평이동으로 판단하여 좌회전, 우회전 및 1회전 등의 회전 패턴으로 분류한다. 부가적으로, 오차 보정부(140)는 사용자 패턴 중에서 사용자 단말을 주머니 속에 넣는 방식, 손으로 잡는 방식, 돌리는 방식 등에 해당하는 휴대 유형으로 구분할 수 있다. The error corrector 140 analyzes the user pattern using the low-pass filtered acceleration and angular velocity measurements in step 610 (step 616). For example, the error correction unit 140 distinguishes a walking pattern from a user pattern by running, walking, stopping, climbing, and descending. When the angular velocity value measured in the user pattern has a variation amount in the z-axis direction, the error correction unit 140 determines vertical movement and classifies the vertical movement pattern into one of the flat, up-down, and down-shift patterns. Also, when the measured angular velocity value has the x-axis and y-axis change amounts, the error correction unit 140 determines the horizontal movement and classifies the rotation pattern into a rotation pattern such as a left rotation, a right rotation, and a rotation. In addition, the error correction unit 140 can be classified into a portable type corresponding to a user pattern in a user pattern, a method of holding the user terminal in a pocket, a method of holding by hand, and a turning method.

그리고 오차 보정부(140)는 분석된 사용자 패턴과 대응되는 기저장된 사용자 패턴을 검색하고, 검색된 사용자 패턴에 따라 미리 설정된 오차 보정치를 적용하여 상기 산출된 제1 위치 정보의 오차를 보정한다(618). The error correction unit 140 searches for a pre-stored user pattern corresponding to the analyzed user pattern, and corrects the calculated error of the first position information by applying a preset error correction value according to the retrieved user pattern (Step 618) .

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the present invention, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the specification of the present invention are not intended to limit the present invention. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 발명에 따른 관성 센서를 이용한 실내 측위 장치는 사용자의 다양한 동작 에 따른 측위 오류 및 오차 발생을 줄일 수 있고, 그에 따라 실내 측위의 정확도를 향상시킬 수 있는데 이용될 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The indoor positioning apparatus using the inertial sensor according to the present invention can be used to reduce positioning errors and errors caused by various operations of a user and thereby improve the accuracy of indoor positioning.

도 1 은 본 발명에 따른 실내 측위 장치의 일실시예 구성도, FIG. 1 is a configuration diagram of an indoor positioning apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2 내지 도 4 는 본 발명에 따른 도 1의 관성 센서 처리부 및 측위부에서의 3축 방향의 가속도, 속도 및 위치 산출 과정에 대한 일실시예 설명도 FIGS. 2 to 4 are explanatory views of an embodiment of the acceleration, velocity and position calculation process in the three-axis direction in the inertial sensor processing unit and the positioning unit of FIG. 1 according to the present invention

도 5 는 본 발명에 따른 사용자의 보행 패턴 분류에 대한 일실시예 설명도, 5 is a diagram for explaining an embodiment of a walking pattern classification of a user according to the present invention,

도 6 은 본 발명에 따른 관성 센서 기반의 실내 측위 방법에 대한 일실시예 흐름도이다. FIG. 6 is a flowchart illustrating an indoor positioning method based on an inertial sensor according to an embodiment of the present invention.

<　도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 > Description of the Related Art

110: GPS 수신처리부　　　　　　　　　　　　　　　　　111: GPS 수신부 110: GPS reception processor 111: GPS receiver

112: GPS 측위보정부　　　　　　　　　　　　　　　　　120: 관성 센서 처리부 112: GPS positioning correction unit 120: inertial sensor processing unit

121: 가속도 센서　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　122: 자이로 센서 121: acceleration sensor 122: gyro sensor

123; 전처리 필터　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　130: 측위부 123; The pre-processing filter 130:

140: 오차 보정부 140: error correction unit

Claims (10)

관성 센서를 이용한 실내 측위 장치에 있어서, In an indoor positioning apparatus using an inertial sensor, GPS 위성 신호로부터의 측위 데이터를 이용하여 GPS 위치 정보를 생성하기 위한 GPS 신호처리부; A GPS signal processing unit for generating GPS position information using positioning data from GPS satellite signals; 가속도 센서와 각속도 센서에서 측정된 가속도 및 각속도를 저역 통과 필터링시켜 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 산출하기 위한 관성 센서 처리부; An inertial sensor processing unit for low pass filtering the acceleration and angular velocity measured by the acceleration sensor and the angular velocity sensor to calculate acceleration data and angular velocity data; 상기 생성된 GPS 위치 정보를 실내 측위의 초기 위치 값으로 설정하고, 상기 설정된 GPS 위치 정보와 상기 산출된 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 이용하여 제1 위치 정보를 산출하기 위한 측위부; 및 A positioning unit for setting the generated GPS position information to an initial position value of an indoor positioning and calculating first position information using the set GPS position information and the calculated acceleration data and angular velocity data; And 상기 산출된 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 분석하여 사용자의 동작 유형, 휴대 유형, 이동 유형, 및 회전 유형 중 하나 이상을 나타내는 사용자 패턴 중에서 상기 분석 결과에 대응하는 사용자 패턴을 결정하고, 상기 결정된 사용자 패턴에 따라 상기 산출된 제1 위치 정보의 오차를 보정하여 제2 위치 정보를 산출하기 위한 오차 보정부 Determining a user pattern corresponding to the analysis result from a user pattern representing at least one of an operation type, a portable type, a movement type, and a rotation type of the user by analyzing the calculated acceleration data and angular velocity data, An error corrector for calculating the second position information by correcting the error of the calculated first position information, 를 포함하는 관성 센서 기반의 실내 측위 장치. And an inertial sensor based indoor positioning device. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 사용자 패턴은 보행 패턴, 수직 이동 패턴 및 회전 패턴 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 관성 센서 기반의 실내 측위 장치. Wherein the user pattern includes any one of a gait pattern, a vertical movement pattern, and a rotation pattern. 제 2 항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 오차 보정부는, Wherein the error correcting unit comprises: 상기 산출된 가속도 데이터로부터 이동 속도를 계산하고 상기 계산된 이동 속도 값에 따라, 달리기 패턴, 걷기 패턴 및 정지 패턴 중 어느 하나의 보행 패턴을 결정하는 관성 센서 기반의 실내 측위 장치. And calculates a moving speed from the calculated acceleration data and determines a walking pattern of any one of a running pattern, a walking pattern, and a stop pattern according to the calculated traveling speed value. 제 2 항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 오차 보정부는, Wherein the error correcting unit comprises: 상기 산출된 각속도 데이터가 z축 방향의 변화량을 가지면, 평지, 오르막 및 내리막 패턴 중 어느 하나의 수직 이동 패턴을 분류하는 관성 센서 기반의 실내 측위 장치. And wherein the calculated angular velocity data has a variation amount in the z-axis direction, and classifies the vertical movement pattern of any one of a flat, an up and down pattern. 제 2 항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 오차 보정부는, Wherein the error correcting unit comprises: 상기 산출된 각속도 데이터가 x축 방향 및 y축 방향의 변화량을 가지면, 좌회전 및 우회전 중 어느 하나의 회전 패턴을 분류하는 관성 센서 기반의 실내 측위 장치. And wherein if the calculated angular velocity data has a variation amount in the x-axis direction and the y-axis direction, the rotation pattern of either the left rotation or the right rotation is classified. GPS 위성 신호로부터의 측위 데이터를 이용하여 GPS 위치 정보를 생성하는 GPS 신호처리 단계; A GPS signal processing step of generating GPS position information using positioning data from a GPS satellite signal; 가속도 센서와 각속도 센서에서 측정된 가속도 및 각속도를 저역 통과 필터링하여 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 산출하는 가속도 및 각속도 산출 단계; An acceleration and angular velocity calculating step of calculating acceleration data and angular velocity data by low pass filtering the acceleration and angular velocity measured by the acceleration sensor and the angular velocity sensor; 상기 생성된 GPS 위치 정보와, 상기 산출된 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 이용하여 제1 위치 정보를 산출하는 측위 단계; A positioning step of calculating first position information using the generated GPS position information, the calculated acceleration data and angular velocity data; 상기 산출된 가속도 데이터 및 각속도 데이터를 분석하여 사용자의 동작 유형, 휴대 유형, 이동 유형, 및 회전 유형 중 하나 이상을 나타내는 사용자 패턴 중에서 상기 분석 결과에 대응하는 사용자 패턴을 결정하는 사용자 패턴 결정 단계; 및 A user pattern determination step of analyzing the calculated acceleration data and angular velocity data to determine a user pattern corresponding to the analysis result from among user patterns indicating at least one of an operation type, a portable type, a movement type, and a rotation type of a user; And 상기 결정된 사용자 패턴에 따라 상기 산출된 제1 위치 정보의 오차를 보정하여 제2 위치 정보를 산출하는 오차 보정 단계 An error correcting step of correcting an error of the calculated first position information according to the determined user pattern and calculating second position information, 를 포함하는 관성 센서 기반의 실내 측위 방법. And an inertial sensor based indoor positioning method. 제 6 항에 있어서, The method according to claim 6, 상기 사용자 패턴 결정 단계는, Wherein the user pattern determination step comprises: 상기 사용자 패턴을 보행 패턴, 수직 이동 패턴 및 회전 패턴 중 어느 하나의 사용자 패턴으로 결정하는 관성 센서 기반의 실내 측위 방법. Wherein the user pattern is determined as any one of a gait pattern, a vertical movement pattern, and a rotation pattern. 제 7 항에 있어서, 8. The method of claim 7, 상기 사용자 패턴 결정 단계는, Wherein the user pattern determination step comprises: 상기 산출된 가속도 데이터로부터 이동 속도를 계산하고 상기 계산된 이동 속도 값에 따라, 달리기 패턴, 걷기 패턴 또는 정지 패턴 중 어느 하나의 보행 패턴을 결정하는 관성 센서 기반의 실내 측위 방법. Calculating a moving speed from the calculated acceleration data, and determining a walking pattern of any one of a running pattern, a walking pattern, and a stop pattern according to the calculated traveling speed value. 제 7 항에 있어서, 8. The method of claim 7, 상기 사용자 패턴 결정 단계는, Wherein the user pattern determination step comprises: 상기 산출된 각속도 데이터가 z축 방향의 변화량을 가지면, 평지, 오르막 및 내리막 패턴 중 어느 하나의 수직 이동 패턴을 분류하는 관성 센서 기반의 실내 측위 방법. And if the calculated angular velocity data has a variation amount in the z-axis direction, classifies the vertical movement pattern of any one of a flat surface, an up-down and a down-facing pattern. 제 7 항에 있어서, 8. The method of claim 7, 상기 사용자 패턴 결정 단계는, Wherein the user pattern determination step comprises: 상기 산출된 각속도 데이터가 x축 방향 및 y축 방향의 변화량을 가지면, 좌회전 및 우회전 중 어느 하나의 회전 패턴을 분류하는 관성 센서 기반의 실내 측위 방법.And if the calculated angular velocity data has a variation amount in the x-axis direction and the y-axis direction, the rotation pattern of one of the left rotation and the right rotation is classified.
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