KR102030610B1 - 이동방향 추정 시스템 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체 - Google Patents

이동방향 추정 시스템 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 이동방향 추정 방법은, 관성 측정 장치로부터 수신되는 상기 이동체의 각속도를 나타내는 측정값을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향 전환 여부를 판단하고, 상기 이동체의 이동 방향이 전환된 것으로 판단되면, 상기 측정값을 연산하여 이전 주기에 설정된 방향 정보를 기초로 현재 주기의 방향 정보를 갱신하되, 상기 이동체의 이동 방향이 전환되지 않은 것으로 판단되면, 이전 주기에 설정된 방향 정보를 현재 주기의 방향 정보로 설정하여 측정값의 오차에 관계 없이 이동체의 위치 및 이동 방향을 신뢰성 있게 추정할 수 있다.

Description

이동방향 추정 시스템 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체 {SYSTEM AND METHOD FOR ESTIMATING HEADING ORIENTATION, COMPUTER READABLE MEDIUM FOR PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 이동방향 추정 시스템 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동체에 구비된 관성 측정 장치로부터 수신되는 측정값을 이용하여 이동체의 이동 방향을 추정하는 이동방향 추정 시스템 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체에 관한 것이다.
이동 단말 및 무선통신 기술이 발전함에 따라, 실내에 위치한 이동체의 위치를 추정하는 기술이 급속도로 발전되고 있다.
종래의 실내 측위 방법은 주로 자이로 센서와 지자기 센서를 이용한 것으로, 이때 자이로센서의 측정값이 부정확한 경우 방향 정보의 오차가 발생되며, 이러한 오차가 지속적으로 누적되면서 이동체의 위치를 정확하게 추정할 수 없는 문제점이 야기된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 지자기 센서 정보를 칼만 필터로 융합하여 오차가 누적되는 현상을 방지하는 기술이 공개된 바 있다.
하지만, 이러한 종래 기술에 따르면 위치 추정을 위해 지속적으로 자이로 센서의 측정값을 연산하고, 지자기 센서의 측정값 또한 주기적으로 처리해야 되기 때문에 데이터 처리에 요구되는 리소스가 증가하게 된다는 문제점이 있다.
이에, 오차 누적을 최소화하여 이동체의 위치 및 이동방향을 신뢰성 있게 추정할 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.
한국등록특허 제10-1461669호 한국등록특허 제10-1437921호
본 발명의 일측면은 관성 측정 장치로부터 측정되는 측정값의 누적 오차를 최소화하여 보행자의 이동 방향을 추정하는 이동방향 추정 시스템 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체를 제공한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 측위 장치가 이동체에 구비된 관성 측정 장치로부터 수신되는 측정값을 기초로 주기적으로 상기 이동체의 이동 방향을 추정하는 이동방향 추정 방법은, 상기 관성 측정 장치로부터 수신되는 상기 이동체의 각속도를 나타내는 측정값을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향 전환 여부를 판단하는 단계 및 상기 이동체의 이동 방향이 전환된 것으로 판단되면, 상기 측정값을 연산하여 이전 주기에 설정된 방향 정보를 기초로 현재 주기의 방향 정보를 갱신하되, 상기 이동체의 이동 방향이 전환되지 않은 것으로 판단되면, 이전 주기에 설정된 방향 정보를 현재 주기의 방향 정보로 설정하는 단계를 포함한다.
상기 보행자의 이동 방향 전환 여부를 판단하는 것은, 미리 학습된 인공 신경망을 이용하여, 상기 측정값에 대한 상기 인공 신경망의 출력값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 보행자의 이동 방향 전환 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 보행자의 이동 방향이 전환된 것으로 판단되면, 상기 측정값을 연산하여 이전 주기에 설정된 방향 정보를 기초로 현재 주기의 방향 정보를 갱신하는 것은, 상기 측정값을 시간에 따라 적분 연산하여 각도 변화량을 산출하고, 이전 주기에 설정된 방향 정보에 현재 주기에서 산출된 각도 변화량을 누적하여 현재 주기의 방향 정보를 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
현재 주기에 설정된 방향 정보에 따라 상기 이동체에 대응되는 객체를 지도 데이터 상에서 이동시켜 다음 주기에서의 상기 이동체의 위치를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 현재 주기의 방향 정보를 설정하는 것은, 특정 주기에서 상기 이동체의 이동방향이 전환된 것으로 판단되는 경우, 이전 주기에 설정된 방향 정보에 현재 주기에서 산출된 각도 변화량을 누적하되, 소정 시간 동안에는 원래의 측정 주기보다 짧은 주기마다 방향 정보의 전환 여부를 판단하고, 미리 설정된 기준시간 내에 이동체의 이동 방향이, 이동방향이 전환되기 직전에 설정된 방향 정보와 동일한 것으로 판단되면, 특정 주기에 대하여 누적 연산된 방향 정보를 삭제하는 것을 특징으로 할 수 있다.
미리 정해진 시간마다 상기 이동체의 추정된 위치가 지도 데이터상의 어느 위치에 위치하는지를 확인하여, 상기 이동체의 추정된 위치가 지도 데이터상의 이동 가능 영역을 벗어난 것으로 확인되면, 누적 측정된 방향 정보를 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
미리 정해진 시간마다 상기 이동체의 추정된 위치와 상기 이동체의 실제 위치를 비교하여, 상기 추정된 위치와 상기 실제 위치와의 거리 차이가 미리 정해진 기준거리 이상으로 확인되면, 누적 측정된 방향 정보를 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 실제 위치는 상기 관성 측정 장치와 통신하는 적어도 하나의 무선 AP로부터 수신되는 정보를 기초로 검출될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동방향 추정 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동방향 추정 시스템은, 이동체에 구비되어 상기 이동체의 각속도를 나타내는 측정값을 생성하는 관성 측정 장치; 및 상기 측정값을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향 전환 여부를 판단하되, 상기 이동체의 이동 방향이 전환된 것으로 판단되면, 상기 측정값을 연산하여 이전 주기에 설정된 방향 정보를 기초로 현재 주기의 방향 정보를 갱신하고, 상기 이동체의 이동 방향이 전환되지 않은 것으로 판단되면, 이전 주기에 설정된 방향 정보를 현재 주기의 방향 정보로 설정하는 측위 장치를 포함한다.
상기 측위 장치는, 미리 학습된 인공 신경망을 이용하여, 상기 측정값에 대한 상기 인공 신경망의 출력값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 보행자의 이동 방향 전환 여부를 판단할 수 있다.
상기 측위 장치는, 상기 측정값을 시간에 따라 적분 연산하여 각도 변화량을 산출하고, 이전 주기에 설정된 방향 정보에 현재 주기에서 산출된 각도 변화량을 누적하여 현재 주기의 방향 정보를 설정할 수 있다.
상기 측위 장치는, 현재 주기에 설정된 방향 정보에 따라 상기 이동체에 대응되는 객체를 지도 데이터 상에서 이동시켜 다음 주기에서의 상기 이동체의 위치를 추정할 수 있다.
상기 측위 장치는, 미리 정해진 시간마다 상기 이동체의 추정된 위치가 지도 데이터상의 어느 위치에 위치하는지를 확인하여, 상기 이동체의 추정된 위치가 지도 데이터상의 이동 가능 영역을 벗어난 것으로 확인되면, 누적 측정된 방향 정보를 초기화할 수 있다.
상기 측위 장치는, 미리 정해진 시간마다 상기 이동체의 추정된 위치와 상기 이동체의 실제 위치를 비교하여, 상기 추정된 위치와 상기 실제 위치와의 거리 차이가 미리 정해진 기준거리 이상으로 확인되면, 누적 측정된 방향 정보를 초기화할 수 있다.
상기 실제 위치는 상기 관성 측정 장치와 통신하는 적어도 하나의 무선 AP로부터 수신되는 정보를 기초로 검출될 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 관성 측정 장치에 의해 측정되는 측정값의 오차에 관계 없이 이동체의 위치 및 이동 방향을 신뢰성 있게 추정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동방향 추정 시스템의 개략적인 구성이 도시된 개념도이다.
도 2는 도 1의 측위 장치의 구체적인 구성이 도시된 블록도이다.
도 3은 방향 정보의 누적 오차로 인해 이동체의 위치가 부정확하게 추정된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동방향 추정 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동방향 추정 시스템의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.
본 발명에 따른 이동방향 추정 시스템(1)은 이동체, 특히 실내에 위치한 이동체의 위치와 이동방향을 추정하며, 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 이동방향 추정 시스템(1)은 관성 측정 장치(100), 무선 AP(200) 및 측위 장치(300)를 포함한다.
관성 측정 장치(100)는 위치를 측정하고자 하는 이동체에 구비되는 장치일 수 있다. 관성 측정 장치(100)는 이동체의 3축(요, 피치, 롤) 각속도를 측정하여 이에 대한 측정값을 생성할 수 있다.
관성 측정 장치(100)는 다양한 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 이동체가 사람과 같은 보행자인 경우, 보행자가 휴대하는 스마트 디바이스(스마트폰, 웨어러블 디바이스 등) 내에 구비된 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서가 관성 측정 장치(100)의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 관성 측정 장치(100)는 스마트 디바이스와 별도의 장치로 구비될 수 있으며, 구체적으로는 손목/발목 밴드 형태로 구비되어 보행자의 신체 일부에 부착될 수도 있다.
무선 AP(Access Point, 200)는 관성 측정 장치(100)와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다. 무선 AP(200)는 복수 개로 마련될 수 있으며, 건물의 내부의 주요 위치에 배치되어 이동체에 구비된 관성 측정 장치(100)와 후술하는 측위 장치(300)간의 통신을 중계할 수 있다.
무선 AP(200)는 관성 측정 장치(100)와 통신하여 관성 측정 장치(100)의 위치를 추정하기 위한 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 무선 AP(200)는 자신의 위치를 기준으로 관성 측정 장치(100)와의 거리를 측정할 수 있도록 통신 신호를 방사하고, 관성 측정 장치(100)로부터 수신되는 응답 신호와의 시간차 또는 수신된 응답 신호의 신호세기 등에 대한 정보를 생성할 수 있다. 무선 AP(200)는 생성된 정보를 측위 장치(300)로 전송할 수 있다. 이때, 무선 AP(200)는 관성 측정 장치(100)로부터 수신되는 측정값을 생성된 정보와 함께 측위 장치(300)로 전송할 수 있다.
측위 장치(300)는 무선 AP(200)와 통신하여 무선 AP(200) 및 관성 측정 장치(100)로부터 생성된 데이터를 수신할 수 있다. 측위 장치(300)는 복수의 무선 AP(200)를 관리하는 관리서버의 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
측위 장치(300)는 무선 AP(200)와 통신하여 관성 측정 장치(100), 다시 말해 관성 측정 장치(100)가 구비된 이동체의 위치정보 및 방향정보를 추정할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 측위 장치(300)의 구체적인 구성이 도시된 블록도이다.
구체적으로, 측위 장치(300)는 위치 추정부(310) 및 이동방향 추정부(320)를 포함한다.
위치 추정부(310)는 무선 AP(200)로부터 수신된 적어도 하나의 신호 세기에 대한 정보를 기초로 관성 측정 장치(100)의 위치를 실시간으로 검출할 수 있다. 이때, 위치 추정부(310)는 삼각측량법 등 기 공지된 다양한 실내 측위 기술을 이용하여 관성 측정 장치(100)의 위치정보를 검출할 수 있다.
이동방향 추정부(320)는 관성 측정 장치(100)에 의해 측정되어 무선 AP(200)를 통해 수신되는 이동체의 자세값을 나타내는 측정값을 기초로 이동체의 이동 방향을 나타내는 방향 정보를 설정할 수 있다. 이동방향 추정부(320)는 이동체의 방향 전환 여부를 주기적으로 판단하고, 판단된 결과에 따라 서로 다른 방법으로 이동체의 현재 주기에서의 이동 방향을 설정할 수 있다.
이를 위해, 먼저 이동방향 추정부(320)는 관성 측정 장치(100)로부터 수신되는 측정값을 기초로 이동체의 이동방향이 전환되었는지 여부를 판단할 수 있다. 이동방향 추정부(320)는 미리 학습된 인공 신경망을 이용하여 이동체의 방향 전환 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 이동방향 추정부(320)는 미리 정해진 한 주기동안 수집된 측정값 및 위치정보를 인공 신경망에 입력시켜, 이에 대한 출력값을 생성할 수 있다. 이동방향 추정부(320)는 인공 신경망으로부터 출력되는 출력값에 따라 현재 주기에서 이동체의 이동 방향이 전환되었는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 이동방향 추정부(320)는 출력값이 미리 정해진 임계값보다 작은 경우 이동체가 방향을 전환하지 않은 것으로 판단하고, 출력값이 임계값을 초과하는 경우 이동체가 방향을 전환한 것으로 판단할 수 있다.
이동방향 추정부(320)는 현재 주기에서 이동체의 이동방향이 전환된 것으로 판단되면, 이전 주기에 설정된 방향 정보를 기초로 현재 주기의 방향 정보를 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 이전 주기인 n-1번째 주기에서 설정된 이동체의 이동 방향이 0°방향이고, 현재 주기인 n번째 주기에서 이동체가 시계방향으로 10°만큼 회전된 것으로 판단되면, 이동방향 추정부(320)는 n번째 주기의 이동 방향을 10°로 하는 방향 정보를 설정할 수 있다.
이때, 이동방향 추정부(320)는 관성 측정 장치(100)로부터 측정된 각속도에 대한 측정값을 시간에 대하여 적분 연산함으로써 n번째 주기에서의 각도의 변화량을 산출할 수 있다.
반면, 이동방향 추정부(320)는 현재 주기에서 이동체의 이동방향이 전환되지 않은 것으로 판단되면, 상술한 연산 과정을 생략하고 이전 주기에 설정된 방향 정보를 현재 주기의 방향 정보로 설정할 수 있다. 다시 말해, 이동방향 추정부(320)는 현재 주기에서의 이동체의 이동 방향이 이전 주기의 이동 방향과 동일한 것으로 설정할 수 있다.
이후, 측위 장치(300)는 현재 주기에 설정된 방향 정보를 기초로 다음 주기의 이동체의 위치를 추정할 수 있다. 구체적으로, 측위 장치(300)는 지도 데이터 상에 이동체에 대응되는 객체를 표시할 수 있으며, 현재 주기에 설정된 방향 정보에 따라 객체를 지도 데이터 상에서 이동시킨 위치를 다음 주기의 이동체의 위치로 추정할 수 있다.
이때, 측위 장치(300)는 이동체의 속도를 반영하여 이동체에 대응되는 객체를 설정된 이동 방향에 따라 이동시킬 수 있다. 여기서 이동체의 속도는 다양한 방법으로 획득될 수 있으며, 예를 들어 이동체에 구비된 가속도 센서로부터 속도 정보를 수신하여 이동체의 속도를 산출할 수 있다. 또는, 위치 추정부(310)에 의해 주기적으로 산출되는 이동체의 주기별 위치를 이용하여 이동체의 평균 속도를 산출하고, 이를 이동체의 속도 정보로 설정할 수도 있다.
한편, 측위 장치(300)는 이동체가 이동할 수 없는 위치에 위치한 것으로 판단되면 방향 정보를 초기화할 수 있다. 이와 관련하여, 도 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 방향 정보의 누적 오차로 인해 이동체의 위치가 부정확하게 추정된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 이동체는 초기 위치에서 북쪽 방향으로 직진하여 n번째 주기에서는 도시된 실제 위치에 해당되는 위치로 이동할 수 있다. 이때, 관성 측정 장치(100)의 측정값에 오차가 발생하는 경우, 이동방향 추정부(320)는 오차값이 반영된 방향 정보를 설정하게 된다. 이러한 오차가 누적되는 경우, 도시된 바와 같이 측위 장치(300)는 이동체의 실제 위치와는 다른 위치로 이동체가 위치해 있을 것으로 판단할 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 측위 장치(300)는 미리 정해진 시간 마다 이동체의 추정된 위치가 지도 데이터 상의 어느 위치에 위치해 있는지를 확인할 수 있다. 이때, 측위 장치(300)는 이동체가 이동 가능한 경로가 아닌 이동 불가 영역에 위치해 있는 것으로 확인되면, 이동체의 방향전환 여부에 관계없이 방향 정보를 초기화할 수 있다. 또는, 측위 장치(300)는 위치 추정부(310)에 의해 측정된 이동체의 실제 위치와 이동방향 추정부(320)에 의해 추정된 위치간의 거리 차이가 기준거리 이상으로 확인되면 방향 정보를 초기화할 수 있다.
이후, 측위 장치(300)는 도 3b에 도시된 바와 같이 현재 주기와 다음 주기의 위치정보를 비교하여 다음 주기의 방향 정보를 이전 주기의 방향 정보와 관계없이 새롭게 설정할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 방향정보 추정 시스템(1)을 이용하면 이동체의 방향이 전환된 것으로 판단될 때에만 관성 측정 장치(100)로부터 생성된 측정값을 선택적으로 적분 연산함으로써, 측정값의 오차가 누적되는 현상을 감소시킬 수 있어 이동체의 위치 및 이동 방향을 신뢰성 있게 추정할 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서, 측위 장치(300)는 관성 측정 장치(100)가 어느 하나의 무선 AP(200)와 최초로 통신이 개시되는 경우, 관성 측정 장치(100)와 통신을 개시한 무선 AP(200)의 식별정보를 조회하여 관성 측정 장치(100)가 위치한 장소에 대한 지도 데이터를 검색할 수 있다.
측위 장치(300)에는 복수의 지도 데이터가 저장되어 있으며, 지도 데이터의 특징별로 서로 다른 가중치가 부여될 수 있다. 예를 들어, 측위 장치(300)는 이동체의 측위의 정밀함이 요구되는 제1 지도 데이터에 높은 가중치를 부여할 수 있다.
이때, 측위 장치(300)는 지도 데이터별로 설정된 가중치에 따라 미리 정해진 주기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 측위 장치(300)는 높은 가중치가 부여된 장소에 이동체가 위치한 것으로 확인되면, 이동체의 위치 및 이동방향을 검출하는 주기가 짧아지도록 설정할 수 있다. 따라서, 측위 장치(300)는 이동체가 위치한 지역의 중요도에 따라 이동체의 측위 주기를 가변시킬 수 있다.
몇몇 또 다른 실시예에서, 측위 장치(300)는 특정 주기에서 이동체의 이동방향이 전환된 것으로 판단되는 경우, 미리 정해진 시간 동안에는 더욱 짧은 주기마다 방향 정보의 전환 여부를 판단할 수 있다. 이 과정에서, 측위 장치(300)는 미리 설정된 기준시간 내에 이동체의 이동 방향이, 이동방향이 전환되기 직전에 설정된 방향 정보와 동일한 것으로 판단되면, 특정 주기에 대하여 누적 연산된 방향 정보를 삭제할 수 있다.
예를 들어, 측위 장치(300)는 2초마다 이동체의 방향 정보의 전환 여부를 판단하다가, 특정 주기(n번째 주기)에 이동체의 방향이 전환된 것으로 판단되면 n-1번째 주기까지 누적된 방향 정보에 n번째 주기에서 측정된 산출된 각도 변화량을 누적하여 n번째 주기의 방향 정보를 업데이트 할 수 있다.
이와 동시에, 측위 장치(300)는 방향 정보의 전환 여부를 판단하는 주기를 5초동안 0.5초로 단축시킬 수 있다. 이때, 측위 장치(300)는 0.5초 주기로 이동체의 방향정보의 전환 여부를 판단하는 과정에서 1초 이내에 n-1번째 주기의 방향 정보와 동일한 방향 정보가 존재하는 것으로 확인되면, n번째 주기에서 누적된 방향 정보를 초기화할 수 있다. 즉, 이동체가 제자리에서 회전을 하는 경우 측정 주기에 따라서 방향이 전환된 것으로 오판할 경우가 발생할 수 있으며, 측위 장치(300)는 짧은 시간 내에 원래의 방향 정보로 복귀하는 경우 누적 연산에 따른 오차 증가를 방지하기 위하여 가장 최근에 업데이트된 방향 정보를 이전의 방향 정보로 롤백함으로써 이와 같은 문제점을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동방향 추정 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.
측위 장치(300)는 이동체의 위치 및 자세에 대한 측정값을 수신할 수 있다(410). 측위 장치(300)는 이동체에 구비된 관성 측정 장치(100)에 의해 측정된, 이동체의 각속도를 나타내는 측정값을 무선 AP(200)를 통해 수신할 수 있다. 이때, 측위 장치(300)는 무선 AP(200)에 의해 생성된 관성 측정 장치(100)와의 거리를 나타내는 정보를 함께 수신할 수 있다.
측위 장치(300)는 미리 정해진 주기 동안 수집된 측정값을 기초로 현재 주기에서 이동체의 방향전환 여부를 판단할 수 있다(420). 측위 장치(300)는 미리 학습된 인공 신경망에 측정값을 입력하고, 이에 대한 출력값을 미리 정해진 임계값과 비교하여 이동체의 이동 방향이 전환되었는지를 판단할 수 있다.
측위 장치(300)는 이동체의 이동 방향이 전환된 것으로 판단되면(420의 YES), 수신된 측정값을 연산하여 각도 변화량을 산출할 수 있다(430). 측위 장치(300)는 측정값을 시간에 대하여 적분 연산하여 각속도에 대한 각도 변화량을 산출할 수 있다.
이후, 측위 장치(300)는 이전 주기에 설정된 방향 정보에 현재 산출된 각도 변화량을 누적하여 현재 주기의 방향 정보를 설정할 수 있다(440).
한편, 측위 장치(300)는 이동체의 이동 방향이 전환되지 않은 것으로 판단되면(420의 NO), 수신된 측정값을 연산하는 대신, 이전 주기에 설정된 방향 정보를 현재 주기의 방향 정보로 설정할 수 있다(450).
이와 같은, 실내 측위 방법을 제공하는 기술은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 관성 측정 장치
200: 무선 AP
300: 측위 장치

Claims (16)

  1. 측위 장치가 이동체에 구비된 관성 측정 장치로부터 수신되는 측정값을 기초로 주기적으로 상기 이동체의 이동 방향을 추정하는 이동방향 추정 방법에 있어서,
    상기 관성 측정 장치로부터 수신되는 상기 이동체의 각속도를 나타내는 측정값을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향 전환 여부를 판단하는 단계;
    상기 이동체의 이동 방향이 전환된 것으로 판단되면, 상기 측정값을 연산하여 이전 주기에 설정된 방향 정보를 기초로 현재 주기의 방향 정보를 갱신하되, 상기 이동체의 이동 방향이 전환되지 않은 것으로 판단되면, 이전 주기에 설정된 방향 정보를 현재 주기의 방향 정보로 설정하는 단계; 및
    미리 정해진 시간마다 상기 이동체의 추정된 위치와 상기 이동체의 실제 위치를 비교하여, 상기 추정된 위치와 상기 실제 위치와의 거리 차이가 미리 정해진 기준거리 이상으로 확인되면, 누적 측정된 방향 정보를 초기화하는 단계를 포함하는, 이동방향 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동체의 이동 방향 전환 여부를 판단하는 것은,
    미리 학습된 인공 신경망을 이용하여, 상기 측정값에 대한 상기 인공 신경망의 출력값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 이동체의 이동 방향 전환 여부를 판단하는 것인, 이동방향 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동체의 이동 방향이 전환된 것으로 판단되면, 상기 측정값을 연산하여 이전 주기에 설정된 방향 정보를 기초로 현재 주기의 방향 정보를 갱신하는 것은,
    상기 측정값을 시간에 따라 적분 연산하여 각도 변화량을 산출하고, 이전 주기에 설정된 방향 정보에 현재 주기에서 산출된 각도 변화량을 누적하여 현재 주기의 방향 정보를 설정하는 것인, 이동방향 추정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    현재 주기에 설정된 방향 정보에 따라 상기 이동체에 대응되는 객체를 지도 데이터 상에서 이동시켜 다음 주기에서의 상기 이동체의 위치를 추정하는 단계를 더 포함하는, 이동방향 추정 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 현재 주기의 방향 정보를 설정하는 것은,
    특정 주기에서 상기 이동체의 이동방향이 전환된 것으로 판단되는 경우, 이전 주기에 설정된 방향 정보에 현재 주기에서 산출된 각도 변화량을 누적하되, 소정 시간 동안에는 원래의 측정 주기보다 짧은 주기마다 방향 정보의 전환 여부를 판단하고, 미리 설정된 기준시간 내에 이동체의 이동 방향이, 이동방향이 전환되기 직전에 설정된 방향 정보와 동일한 것으로 판단되면, 특정 주기에 대하여 누적 연산된 방향 정보를 삭제하는 것을 특징으로 하는, 이동방향 추정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    미리 정해진 시간마다 상기 이동체의 추정된 위치가 지도 데이터상의 어느 위치에 위치하는지를 확인하여, 상기 이동체의 추정된 위치가 지도 데이터상의 이동 가능 영역을 벗어난 것으로 확인되면, 누적 측정된 방향 정보를 초기화하는 단계를 더 포함하는, 이동방향 추정 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실제 위치는 상기 관성 측정 장치와 통신하는 적어도 하나의 무선 AP로부터 수신되는 정보를 기초로 검출되는, 이동방향 추정 방법.
  9. 제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 이동방향 추정 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
  10. 이동체에 구비되어 상기 이동체의 각속도를 나타내는 측정값을 생성하는 관성 측정 장치; 및
    상기 측정값을 이용하여 상기 이동체의 이동 방향 전환 여부를 판단하되, 상기 이동체의 이동 방향이 전환된 것으로 판단되면, 상기 측정값을 연산하여 이전 주기에 설정된 방향 정보를 기초로 현재 주기의 방향 정보를 갱신하고, 상기 이동체의 이동 방향이 전환되지 않은 것으로 판단되면, 이전 주기에 설정된 방향 정보를 현재 주기의 방향 정보로 설정하는 측위 장치를 포함하되,
    상기 측위 장치가
    미리 정해진 시간마다 상기 이동체의 추정된 위치와 상기 이동체의 실제 위치를 비교하여, 상기 추정된 위치와 상기 실제 위치와의 거리 차이가 미리 정해진 기준거리 이상으로 확인되면, 누적 측정된 방향 정보를 초기화하는, 이동방향 추정 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 측위 장치는,
    미리 학습된 인공 신경망을 이용하여, 상기 측정값에 대한 상기 인공 신경망의 출력값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 이동체의 이동 방향 전환 여부를 판단하는, 이동방향 추정 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 측위 장치는,
    상기 측정값을 시간에 따라 적분 연산하여 각도 변화량을 산출하고, 이전 주기에 설정된 방향 정보에 현재 주기에서 산출된 각도 변화량을 누적하여 현재 주기의 방향 정보를 설정하는, 이동방향 추정 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측위 장치는,
    현재 주기에 설정된 방향 정보에 따라 상기 이동체에 대응되는 객체를 지도 데이터 상에서 이동시켜 다음 주기에서의 상기 이동체의 위치를 추정하는, 이동방향 추정 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 측위 장치는,
    미리 정해진 시간마다 상기 이동체의 추정된 위치가 지도 데이터상의 어느 위치에 위치하는지를 확인하여, 상기 이동체의 추정된 위치가 지도 데이터상의 이동 가능 영역을 벗어난 것으로 확인되면, 누적 측정된 방향 정보를 초기화하는, 이동방향 추정 시스템.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 실제 위치는 상기 관성 측정 장치와 통신하는 적어도 하나의 무선 AP로부터 수신되는 정보를 기초로 검출되는, 이동방향 추정 시스템.
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