KR20030051856A - 이동 및 휴대 장치에서 지도 디스플레이를 방위정렬하는방법 및 장치 - Google Patents

이동 및 휴대 장치에서 지도 디스플레이를 방위정렬하는방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

이동 또는 휴대 장치에서 지도 디스플레이를 방위정렬하기 위한 방법 및 장치이다. 포켓용 휴대 또는 이동 지도 작성 장치와 전자 나침반을 통합하여, 지도 디폴트 방위에 대한 오프셋 값을 계산하기 위해 전자 나침반 방위를 사용한다. 따라서, 지도는 디스플레이에서 장치 방향으로 재방위정렬된다. 다른 실시 형태에서, 또한, 그 장치와 GPS 수신기를 통합한다. 그 장치의 방위를 결정하기 위하여 2 개 이상의 GPS 소재지 위치로부터 헤딩 위치를 계산한다. 장치의 초기 시작 (initial start-up) 에서와 같이 헤딩 위치를 이용할 수 없을 때는, 디스플레이에 지도를 방위정렬하기 위해 GPS 헤딩 위치를 대신하여 나침반 헤딩을 사용한다.

Description

이동 및 휴대 장치에서 지도 디스플레이를 방위정렬하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR ORIENTING A MAP DISPLAY IN A MOBILE OR PORTABLE DEVICE}
발명의 배경
발명의 기술 분야
본 발명은 전자 지도 작성 기술에 관한 것이다. 좀더 상세하게는, 본 발명은 전자 나침반 또는 GPS 방향 위치를 활용하여 지구에 대해 장치의 방위 (orientation) 와 일치하게 전자 장치의 디스플레이에 지도를 방위정렬하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
최근에, 컴퓨터 지도 작성 기술의 이용은 급속하게 성장하고 있다. 이러한 경향에 뒤따라, 정확한 전자 지도의 범용성과 처리 및 디스플레이 기술의 저렴화가 가속화되고 있다. 지도는 고정 미디어에, 메모리 내에, 그리고 인터넷과 같은 네트워크를 통하여 이용할 수 있다. 현재, 자동차에서, 한 지역의 지도를 사용자들이 즉시 이용할 수 있도록 GPS 기반 위치 결정을 갖춘 지도 작성 소프트웨어 시스템을 사용하고 있다. 이러한 구현의 대표적인 예는 임대 자동차에서, 임대 자동차 내에 탑재된 이동 지도 작성 장치로 사용자에게 상세 지도와 운전 방향을 제공하는 경우이다.
GPS 구현에서, GPS 소재지 위치 (GPS position fix) 에 기초하여, 사용자들이 여기 저기로 이동함에 따라서 지도 상에 사용자의 위치를 도시하여 지도상에 현재의 위치점을 표시한다. 사용자의 이동 방위는 한 소재지 위치로부터 다른 소재지 위치까지의 총 이동 방향을 계산하여 결정할 수 있다. 그러나, GPS 시스템의 해상 정확도 (resolution accuracy) 는 한계가 있기 때문에, 작은 양의 이동을 신뢰성있게 결정할 수 없어서, 방위도 정확하게 계산할 수 없다.
종래, 지도의 방위는 북쪽 상단에 있었다. 그 방위를 물리적인 세계에서 추출하는 것은 사용자에게 맡겨졌다. 지도 작성 기술이 좀더 쉽게 이용 가능하고 사용자의 특정 환경에 좀더 잘 대응함에 따라서, 이러한 방위정렬 관행은 제한되고 있다. 예를 들어, 지도에 사용자의 현 위치를 포인터 (pointer) 로 표시하는 포켓용 휴대 장치에서, 사용자는 지도 및 물리적 세계와 밀접한 상호작용 (interactive) 관계를 갖는다. 사용자는 지도를 익힌 후 그들의 위치 및 목적지의 소재를 파악하고 추적하기 위하여 물리적 환경을 본다. 지도가 항상 북쪽 상단에 표시되어 있는 경우, 그들을 둘러싸고 있는 지역에 대한 사용자의 실제 관점 (user's actual view) 을 반영할 수 없다. 이러한 상황에서는, 사용자의 바로 앞에 있는 것을 상단에 표시하도록 지도를 재방위정렬하는 것이 바람직하다. 따라서, 상호 친숙감이 개선되어, 지도는 더 쉽게 사용자에게 유익하게 된다.
상술한 지도 디스플레이의 재방위정렬 (reorientation) 은 GPS 기반 시스템으로 수행할 수 있지만, GPS 시스템의 위치 정확도 제한은 문제점들을 일으킨다. 지도 작성 장치가 켜질 때, GPS 방식은 헤딩 위치 (heading fix) 를 결정하기 위하여 2 개의 연속적인 소재지 위치가 필요하기 때문에 즉각적인 방위 정렬 (immediate orientation) 이 불가능하다. 게다가, GPS 시스템 고유의 측정 부정확도를 극복하기 위하여 충분한 이동이 있어야 한다. 또한, 연속적인 2 개 위치 사이의 이동이 GPS 시스템의 해상도 보다 작은 지점까지 장치가 느리게 이동할 경우, 불확실도 (degree of uncertainty) 는 현재의 방위 또는 헤딩이 어디냐에 따라서 증가한다.
따라서, 당업계에서는 이동 또는 휴대 장치에서 지도 디스플레이를 방위정렬하기 위한 방법 및 장치가 요구되고 있다.
발명의 요약
당업계의 요구는 본 발명의 장치 및 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 장치는 나침반 헤딩을 출력하도록 동작하는 지도 메모리 및 나침반을 구비한 이동 장치이다. 콘트롤러는 메모리와 결합하여 그로부터 지도를 리콜 (recall) 하도록 동작한다. 또한, 콘트롤러는 나침반과 결합하여 그로부터 나침반 헤딩을 판독하도록 동작한다. 또한, 그 콘트롤러는 디스플레이와 결합한다. 콘트롤러는 나침반 헤딩과 지도 방위 간의 차이를 나타내는 오프셋 값을 계산하고, 그 오프셋 값에 따라서 디스플레이에 지도를 표시한다.
좀더 구체적인 예에서, 콘트롤러는 오프셋 값의 계산을 반복하고, 그 값에 따라서 지도를 디스플레이에 다시 표시한다. 콘트롤러는 이것을 주기적으로 반복한다. 좀더 구체적인 예에서, 콘트롤러는 나침반 헤딩과 지도 방위 간의 차이를 나타내는 오프셋 값이 문턱값 (threshold value) 을 초과할 때 반복한다.
본 발명의 다른 실시 형태에서, 이동 장치는 지도 메모리, 소재지 위치들을 출력하도록 동작하는 GPS 수신기, 및 나침반 헤딩을 출력하도록 동작하는 나침반을 구비한다. 콘트롤러는 메모리에 결합하여 그로부터 지도를 리콜하도록 동작하고, 콘트롤러는 GPS 수신기와 결합하여 그로부터 판독된 제 1 및 제 2 소재지 위치에 기초하여 헤딩 위치를 계산하도록 동작한다. 또한, 콘트롤러는 나침반과 결합하여 그로부터 나침반 헤딩을 판독하도록 동작한다. 또한, 콘트롤러는 디스플레이와 결합한다. 콘트롤러는 헤딩 위치와 지도 방위 간의 차이를 나타내는 지도 오프셋 값을 계산한다. 그러나, 만약 헤딩 위치를 이용할 수 없다면, 콘트롤러는 나침반 헤딩과 지도 방위 간의 차이를 나타내는 오프셋 값을 계산한다. 마지막으로, 콘트롤러는, 어떻게 결정되든지, 오프셋 값에 따라서 디스플레이에 지도를 표시한다.
전술한 실시 형태의 구체적인 예에서, 콘트롤러는 오프셋 값의 계산을 반복하고, 그 값에 따라서 디스플레이에 지도를 다시 표시한다. 또한, 콘트롤러는 이것을 주기적으로 반복한다. 좀더 구체적인 예에서, 제 2 GPS 소재지 위치가 제 1 GPS 소재지 위치와 최소한 문턱값 만큼 오프셋될 때, 콘트롤러는 반복 수행한다. 다른 구체적인 예에서, 나침반 헤딩과 지도 방위 간의 차이를 나타내는 오프셋 값이 문턱값을 초과할 때, 콘트롤러는 반복 수행한다.
또한, 본 발명은 몇 가지 동작법을 교시한다. 이들은, 이동 장치에서, 이동 장치의 방위를 나타내는 나침반 헤딩을 판독하는 단계 및 나침반 헤딩과 지도 방위 간의 차이를 나타내는 오프셋 값을 계산하는 단계를 포함하는 지도 디스플레이를 방위정렬하는 방법을 포함한다. 그후, 오프셋 값에 따라서 디스플레이에 지도를 표시한다.
이러한 방법의 구체적인 예는 판독, 계산, 및 표시 단계를 반복함으로써, 지도 방위를 갱신하는 추가적인 단계를 포함한다. 좀더 구체적인 예에서, 갱신 단계는 주기적으로 반복된다. 좀더 구체적인 예에서, 나침반 헤딩과 지도 방위 간의 차이를 나타내는 오프셋 값이 문턱값을 초과할 때, 표시 단계를 수행한다.
이동 장치 디스플레이에서 지도를 방위정렬하는 다른 방법은, 제 1 및 제 2 GPS 소재지 위치를 판독하는 단계 및 이동 장치의 이동 방향을 표시하는 GPS 헤딩 위치를 계산하는 단계를 포함한다. 정확도 또는 다른 이유 때문에 GPS 헤딩 위치가 이용 불가능하거나 불확정적이라고 결정될 때, 본 발명은 이동 장치의 방위를 표시하는 나침반 헤딩을 판독하는 단계를 포함한다. 그후, 본 발명의 방법은 GPS 헤딩 위치와 지도 방위 간의 차이를 나타내는 오프셋 값을 계산한다. 만약 정확도 또는 다른 이유 때문에 이 오프셋 값을 이용할 수 없거나 불확정적이라면, 본 발명의 방법은 나침반 헤딩과 지도 방위 간의 차이를 나타내는 오프셋 값을 다른 방법으로 계산한다. 마지막으로, 이 방법은 오프셋 값에 따라서 디스플레이에 지도를 표시한다.
이 방법의 구체적인 예는 판독, 계산, 및 표시 단계를 반복함으로써 지도 방위를 갱신하는 것이다. 좀더 구체적인 예에서, 갱신하는 단계는 주기적으로 반복된다. 좀더 구체적인 예에서, 제 2 GPS 소재지 위치가 제 1 GPS 소재지 위치로 부터 최소한 문턱값 만큼 오프셋될 때, 갱신하는 단계는 반복 수행된다. 다른 구체적인 예에서, 나침반 헤딩과 지도 방위 간의 차이를 나타내는 오프셋 값이 문턱값을 초과할 때, 표시 단계를 수행한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 휴대 장치 구현의 예시적인 실시 형태의 도면이다.
도 2A 는 본 발명의 예시적 실시 형태의 기능도이다.
도 2B 는 본 발명의 예시적 실시 형태의 기능도이다.
도 2C 는 본 발명의 예시적 실시 형태의 기능도이다.
도 2D 는 본 발명의 예시적 실시 형태의 기능도이다.
도 3 은 본 발명의 예시적 시스템의 기능 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 예시적 실시 형태의 기능 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 예시적 실시 형태의 기능 블록도이다.
발명의 설명
본 발명의 바람직한 교시를 개시하기 위하여, 예시적 실시 형태와 대표적인 애플리케이션을 그림을 참조하여 설명한다. 본 발명이 특정 애플리케이션의 예시적 실시형태에 대해 설명될 경우, 본 발명은 거기에 한하지 않는다. 통상의 당업자와 여기에서 제공된 교시에 접근하는 자들은, 그것의 범위 및 본 발명이 매우 유용성있는 추가적인 기술 분야에서 추가적인 변경, 애플리케이션, 및 실시 형태를 알 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 예시적 실시 형태는 지도 디스플레이 안내 정보 (map display guidance information) 를 제공하는 포켓용 휴대 장치 또는 자동차용 장치내에 구현된다. 그러나, 그것은 위치가 고정되지 않은 어떠한 장치에도 적용할 수 있다. 이러한 장치들은 지도 데이터를 메모리에 미리 프로그램하거나, 또는, 장치가 동작하는 동안 지도 데이터를 메모리에 넣을 수도 있다. 예를 들어, 사용자에게 휴대 메모리 카드를 제공할 수도 있으며, 이 카드를 장치에 삽입하여 지도 데이터를 장치가 동작하는 특정 지리적 위치에 맞게 변경할 수도 있다. 다른 방법으로, 지도 데이터는 인터넷과 같은 네크워크로부터 통신 링크를 통하여 제공할 수도 있다. 셀룰라 (cellular) 또는 PCS 전화기가 본 발명으로 구비된 구현 예에서, 지도 정보는 인터넷으로 부터 셀룰라 또는 PCS 통신 프로토콜에 의해 데이터 패킷의 형태로 수신한 후, 장치의 메모리에 저장할 수도 있다.
도 1 을 참조하면, 지도 디스플레이 기능을 내장한 무선 전화기 (2) 의 형태로 본 발명의 휴대 장치 구현 예의 도면이다. 무선 전화기 (2) 는 종래의 무선 전화기 모드 동작에서 사용되는 마이크로폰 (10) 과 이어폰 (8) 을 갖는다. 또한, 무선 전화기 (2) 는 사용자가 보통 방식으로 무선 전화기 (6) 을 작동할 수 있도록 키패드 (keypad; 6) 를 구비한다. 또한, 통상의 당업자에게 알려진 바와 같이, 키패드는 표시된 지도 지역을 선택하는 것, 사용자가 원하는 축척을 표시하도록 지도를 주밍 (zooming) 하는 것 등의 지도 작성 기능을 사용자가 제어하도록 한다. 또한, 무선 전화기 (2) 는 지도 정보를 표시하기 위한 디스플레이 (4) 를 구비한다. 따라서, 사용자가 무선 전화기 (2) 의 키패드 (6) 을 액세스하여 지도 작성 기능을 구동시킬 때, 디스플레이 (4) 상에 지도를 표시한다.
지도 작성 기술업계에서 지도 또는 지도 디스플레이의 상단을 북쪽으로 표시하는 것은 관행이다. 따라서, 북쪽 상단 배치 (north-up configuration) 는 대다수 지도의 디폴트 방위 (default orientation) 이다. 이러한 관행은 사용자가 장소들, 도로들, 및 기타 지리적 물체들의 지리적 관계를 고려하는 것과 같이 지도를 추상적인 개념으로 생각할 때는 매우 유용하다. 그러나, 휴대용 지도 작성 기술의 출현에 따라, 지도를 생각할 때 추상의 수준은 매우 직접적으로 물리적 세계까지 낮아진다. 사용자가 자동차를 운전하면서 지도를 실제 자동차의 주행 방향과 일치하도록 회전시키는 종이 지도 활용과 비슷한 방식으로, 본 발명은 지도 작성 기능을 구현한 이동 장치의 디스플레이 내에서 종이 지도의 가상적인 회전을 용이하게 구현한다.
도 2A 내지 2D 를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시 형태에 대한 일련의 기능도이다. 도 2A 내지 2D 에서, 북쪽 방향은 북쪽 화살표 (12) 로 나타낸 바와 같이, 도면 페이지의 상단으로 나타낸다. 도 2A 에서, 사용자 (14) 는 본 발명의 지도 방위 장치 및 방법을 구비한 예시적 실시 형태의 무선 전화기 (이하 '이동 장치 (moveable device)' 라 함; 16) 을 가지고 서 있다. 이동 장치 (16) 의 상세도는, 사용자가 바라보는 방향, 즉, 북쪽, 과 일치하게 지도를 방위정렬하며, 그 북쪽은 지도 (18) 의 상단에 방위정렬함을 나타낸다.
도 2B 에서, 사용자 (20) 은 이동 장치 (22) 를 가지고 동쪽을 향하여 서 있다. 본 발명이 이미 방향 변경 (이하 충분히 설명됨) 에 응답하였기 때문에, 지도 (24) 의 방위는 오프셋 값 만큼 변경되었다. 이동 장치 (22) 는, 그 장치가 현재 가리키는 방향이 시계 방향으로 90 도 회전하였으며, 따라서 디폴트 지도방향 (북쪽) 으로부터 현재의 방위까지의 오프셋은 반시계 방향으로 90 도라고 결정한다. 반시계 방향으로 90 도라는 오프셋 값이 계산되었으면, 이 값에 따라서 지도 그림 요소들, 또는 화소 (pixel) 들을 회전하여 지도 (24) 를 재방위정렬한다. 도 2B 에 도시된 바와 같이, 지도 방위는, 지도 (24) 의 상단이 디폴트 방향인 북쪽이 아니라 사용자 (20) 의 정확히 정면 (동쪽으로) 이라는 것을 나타내도록, 반시계 방향으로 90 도 회전되었다.
도 2C 를 참조하면, 사용자 (26) 은 이동 장치 (28) 을 가지고 남남동 방향 (south-southeasterly direction) 을 향하여 서 있다. 적당한 오프셋 각도가 계산되었고 그 값에 따라서 지도는 이동 장치 (28) 의 상세도에 도시된 지도 방위 (30) 을 향하도록 회전하였다. 이동 장치 (28) 은, 그 장치가 현재 가리키는 방향은 시계 방향으로 160 도 회전하였으며, 따라서 디폴트 지도 방향 (북쪽) 으로 부터 현재 방향까지의 오프셋은 반시계 방향으로 160 도라고 결정한다. 마찬가지로, 도 2D 에서, 사용자 (32) 는 남서쪽을 향하여 이동 장치 (34) 를 가지고 서 있다. 이동 장치 (34) 의 상세도에서, 지도 (36) 의 방위는 반시계 방향으로 225 도 회전되었음을 나타낸다. 지도 (36) 의 방위는 반시계 방향으로 90 도 만큼 회전되어야 한다. 따라서, 본 발명은 디폴트 지도 방향과 측정된 이동 장치의 방향간의 차이로서 측정된 오프셋 각도, 또는 이전에 계산된 오프셋 값과 신규하게 측정 및 계산된 오프셋 값으로 측정된 오프셋 각도에 따라서 지도 디스플레이를 방위정렬 및 재방위정렬한다.
디폴트 지도 방위와 측정된 이동 장치 사이의 관계를 오프셋 각도라고 칭한다. 종래에, 지도의 디폴트 방위는 북쪽이다. 그러나, 이것은 관행일 뿐이며, 어떠한 적당한 기준이라도 당업자에 의해 고려 및 사용될 수도 있다. 이와 유사하게, 지도 디스플레이의 상단은 지도 디폴트 방위의 기준점으로 간주한다. 그러나, 어떠한 적당한 기준점이라도 사용할 수도 있다.
지도를 표시할 수 있는 경우, 디스플레이에 표시될 때, 지도 회전에 요구되는 오프셋 각도를 계산하기 위하여 이동 장치의 방위를 결정하는 것이 필요하다. 본 발명에서는 이동 장치의 방위를 결정하기 위해 2 가지 기술을 사용하였으며, 각각은 장점을 가지고 있다. 한 방식은 가끔씩 이동 장치의 소재지 위치를 출력하도록 동작하는 GPS (Global Positioning System; 범지구 측위 시스템) 수신기를 사용하는 것이다. GPS 수신기에서 소재지 위치는 3 차원 좌표와 그 수신기의 시간 기준을 포함한다. 일반적으로, 이것은 위도, 경도, 고도 및 GPS 시간이다. 상업용 GPS 수신기에서 이러한 측정값들의 정확도는, 평균 제곱근 에러 (root mean squared error) 계산에 기초하면, 100 미터 이내이다. GPS 동작 및 정확도의 개념은 통상의 당업자에게 널리 알려져 있다.
GPS 소재지 위치는 장치 방위 정보를 본질적 및 자발적으로 제공하지 않는다. 그러나, 만약 이동 장치가 시간 주기로 이동하고 있고 최소한 2 개의 소재지 위치를 선택한다면, 계산에 의하여 이동 경향 (trend of motion) 을 결정할 수 있으며, 이동 장치의 주행 방향을 표시할 수 있다. 따라서, 방위는 주행 방향이라고 추론할 수 있다. 이것은, 이동 경향이 장애물 주위의 항행과 같은 이동 경로로 부터 작은 편차 (deviation) 를 반영하지 않기 때문에, 특히 이동 환경에서방위를 결정하기 위한 유용한 방식이다. 디스플레이의 방위는 이동 경향과 일치하며 경로의 작은 편차에 따라서 재방위정렬되지 않는다. 다시 말하면, 지도의 상단은 전체 이동 경향에 따라 방위정렬된 채로 유지되며 이동 장치가 가리키는 순시적 방향 (instantaneous direction) 은 아니다.
2 개의 연속적인 GPS 소재지 위치를 이용하여 방위를 결정하는 데는 일부 제한이 있다. 일 제한은, 이동 장치가 초기에 활성화되지만 움직임이 없는 경우이다. 이러한 경우에, 2 개의 연속적인 눈금은 이동이 없음을 나타내며, 따라서, 방위 결정은 불가능하다. 다른 제한은, 총 이동량이 GPS 소재지 위치의 측정 정확도 미만, 즉, 100 미터 미만, 인 경우이다. 방위 계산을 할 수 있는 경우에도, 장치의 이동 경향을 정확하게 표현할 수 있을지에 대해 불확실하다. 제 3 의 제한은, 이동이 너무 느려서 연속적인 눈금들이 정확한 이동 경향선을 형성하기에 충분한 간격으로 분리되지 않는 경우이다. 이하 좀더 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명은 신규한 방식으로 이러한 문제점들을 해결한다.
방위 측정의 또 다른 방법은 지구의 자기북극 (magnetic north pole) 에 대해 이동 장치의 순시 방위를 측정하기 위한 전자 나침반을 사용하는 것이다. 전자 나침반은 당업계에 알려져 있으며, 일반적으로, 나침반과 합체된 장치의 나침반 헤딩을 표시하는 신호를 출력한다. 이 방식의 장점은, 한 눈금이 장치의 방위를 결정할 수 있다는 것이다. 그러나, 눈금이 장치의 이동 중에 모든 편차에 민감하다는 것이 단점이다. 본 발명은 필요시 이러한 문제점을 완화하기 위하여 이들 2 가지 방위 결정 방식을 적절하게 결합하는 특징을 갖는다.
도 3 을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시 형태 이동 장치의 기능 블록도이다. 이동 장치는, 이상에서 설명된 바와 같이, GPS 소재지 위치를 출력하도록 동작하는 GPS 수신기 (44) 를 구비한다. GPS 수신기는 콘트롤러 (38) 과 결합하며, 이것은 일반적으로 휴대 및 저 전력 장치용으로 사용되는 다양한 마이크로프로세서 또는 마이크로콘트롤러이다. 이러한 콘트롤러들은 당업자에게 매우 널리 알려져 있다. 전자 나침반 (46) 은 홀 효과 센서 (Hall effect sensor), 전기 저항 장치 (electro-resistive device) , 또는 전류 루프 센서 유형 (current loop sensor type) 의 전자 나침반을 포함하는 적당한 변형체 (variety) 이지만 이에 한정되지 않는다. 또한, 나침반은 종래의 자기 나침반 (magnetic compass) 에서 처럼, 자기 표시자 (magnetic indicator) 의 위치를 판독하는 전기 기계 구조 (electromechanical structure) 를 이용할 수 있다. 또한, 나침반 방위는 자이로스코프 (gyroscope) 또는 그것의 등가물 등의 관성 장치 (inertial device) 로 부터 유도할 수 있다. 어떠한 경우라도, 나침반은 이동 장치의 자기 헤딩 (magnetic heading) 을 표시하는 신호를 출력한다. 콘트롤러는 GPS 소재지 위치와 나침반 헤딩을 모두 판독 및 처리할 수 있도록 동작한다. 또한, 콘트롤러는 2 개 이상의 GPS 소재지 위치를 헤딩 지점으로 변환하는데 요구되는 계산을 수행하도록 동작한다. 이러한 계산은 통상의 당업자에게 널리 알려져 있다.
도 3 에서, 이동 장치는 하나 이상의 지도용 디지털 표시를 저장하는 메모리 (42) 을 구비한다. 비트맵 이미지 (bitmap image), jpeg 이미지, HTML 그래픽 등을 포함하지만 이에 한정되지 않고, 지도를 디지털적으로 정의하는 어떠한 적당한 시스템이라도 사용할 수 있다. 모든 요구되는 것들은 그 방위에 대한 오프셋을 추후에 계산할 수 있도록 지도의 기준 방위를 식별하기 위한 수단의 일부이다. 방위는 종래 북쪽의 식별에 기초하거나, 또는 때때로 고안될 수도 있는 기타 지향성 방위에 기초할 수도 있다. 또한, 이 예시적 실시 형태는 지도 입력/출력 회로 (40) 을 구비한다. 일부 애플리케이션에서, 지도는 제조시 또는 초기 프로그램시에 메모리 (42) 에 프로그램될 수도 있다. 또는, 지도 입력/출력 회로 (40) 은 메모리 (42) 내의 지도 또는 지도들을 사용자에 의해 가끔씩 변경 및 갱신하기 위하여 이용될 수도 있다. 어떠한 적당한 입력 또는 출력도 활용할 수 있다. 예를 들어, 이들은 다양한 메모리 카드, 플로피 디스크, 콤팩트 하드 디스크 드라이브, CD-ROM 드라이브, 또는 외부 장치나 네크워크와 유선, 광섬유, 또는 무선으로 연결되는 직렬 또는 병렬 인터페이스 등을 포함할 수도 있지만 이에 한정되지 않는다. 외부 네트워크는 인터넷 또는 기타 사설망 또는 공중망을 포함할 수도 있다.
또한, 도 3 에 예시된 이동 장치는 지리적 디스플레이 (50) 뿐 아니라 장치의 다양한 기능에 액세스할 수 있는 적당한 사용자 인터페이스 (48) 를 구비한다. 디스플레이 (50) 은 LCD 디스플레이 또는 지도 등의 지리 이미지 표시용으로 적당한 다른 기술일 수도 있다. 디스플레이는, 콘트롤러가 오프셋 값을 계산하여 적당한 위치로 이미지를 회전시킨 후 재방위정렬된 지도 (52) 를 표시하기 위해, 사용한다. 이러한 콘트롤러와 결합된 디스플레이의 설계 및 사용은 당업자에게 널리 알려져 있다.
도 4 를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시 형태 흐름도의 기능 블록도이다. 프로세스는 단계 (54) 에서 시작되고 프로세서가 지도를 액세스하는 단계 (56) 으로 진행한다. 단계 (58) 에서, 프로세서는 GPS 소재지 위치의 이용가능 여부를 검사하여 판단한다. 단순한 GPS 수신기의 존재에 부가하여, 프로세서는, 이상에서 설명된 바와 같이, GPS 헤딩을 정확하게 결정하기 위하여 연속적인 소재지 위치들 사이에 충분한 이동이 있는지를 결정한다. GPS 헤딩의 계산에 의해 GPS 소재지 위치들을 주기적으로 획득 및 추적한다. 만약 GPS 헤딩을 계산할 수 있으면, 단계 (60) 에서 그 헤딩을 판독하고, 흐름은 이하 좀더 상세히 설명되는 단계 (64) 로 진행한다. 한편, 단계 (58) 에서, 만약 GPS 헤딩이 결정되지 않으면, 단계 (62) 에서 자기 나침반의 방위를 판독한다. 본 프로세스의 이러한 양태는 GPS 헤딩 결정과 관련된 전술한 문제점들을 해결하기 때문에 중요한 진보이다. 실제로, 불연속적인 이동에 의해 심각하게 영향을 받지 않는 장치에서 GPS 헤딩 결정을 완전히 바꾸는 것이 적합할 수도 있다. 흐름은 단계 (64) 로 진행한다. 단계 (64) 에서, 헤딩이 GPS 위치에 의해 결정되었든지 나침반 헤딩에 의해 결정되었든지, 지도의 오프셋 값을 계산한다. 오프셋 값은 디폴트 헤딩과 측정된 헤딩의 차이이며, 어떠한 적당한 단위로 표현할 수 있다. 예시적인 실시 형태에서, 자기 나침반 헤딩은 지리적인 북쪽을 디폴트로 사용하며, 단위는 도 (degree) 이다.
오프셋 값이 결정되면, 단계 (66) 에서 지도를 오프셋 각도로 방위정렬하고, 단계 (68) 에서 디스플레이에 표시한다. 지리적 이미지를 디스플레이에 재방위정렬하는 방법은 당업자에게 알려져 있다. 어떠한 적당한 방식이라도 본 발명에서 이용할 수 있다. 단계 (70) 에서 프로세스를 완료한다.
도 5 을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시 형태의 기능 블록도이다. 도 5 의 프로세스는, 이전에 방위정렬된 지도 디스플레이로부터 지도 방위를 갱신한다는 점과 최소 문턱값과 일치하지 않는 곳으로 방향 변경을 재방위정렬하는 것을 피하기 위하여 문턱값의 측정을 부가한다는 점에서, 도 4 의 프로세스과 다르다. 이 프로세스는 이동의 추적 및 이동 장치의 방향을 가끔씩 변경하는 경우에 유용하다. 본 프로세스는 단계 (72) 에서 시작되고, 단계 (74) 로 진행하여, 현재의 지도 헤딩 또는 현재의 오프셋 값을 리콜한다. 도 4 에 대해 설명한 바와 같이, 단계 (76) 에서, 적당한 GPS 방위 (GPS bearing) 의 이용가능 여부를 판단하는 테스트가 이루어진다. 만약 GPS 헤딩을 계산할 수 있으면, 단계 (78) 에서 그 헤딩을 판독하고, 흐름은 단계 (82) 로 진행한다. 만약 GPS 헤딩을 이용할 수 없으면, 단계 (80) 에서, 자기 나침반 헤딩을 판독한다. 어느 경우라도, 단계 (82) 에서, 디스플레이용으로 현재의 헤딩 방위를 결정하기 위하여 헤딩 오프셋 값을 계산한다. 매우 작은 헤딩의 변경은 무의미할 수도 있으며, 그것에 따른 디스플레이의 갱신은 원하지 않는 디스플레이 지터 (display jitter) 또는 디스플레이 잡음을 발생시킬 수도 있다. 따라서, 단계 (84) 에서, 이전의 지도 방위 오프셋 값과 신규한 오프셋 값 사이의 차이가 문턱값을 초과하는지의 여부를 판단하는 테스트가 이루어진다. 문턱값의 크기는 임의적이며, 사용자의 고찰 뿐 아니라 특정 이동 장치 및 운영 환경에 기초하여 선택해야 한다. 만약 그 차이가문턱값 미만이면 변경이 불필요하므로, 단계 (92) 에서 프로세스를 완료한다. 한편, 만약 신규한 오프셋 헤딩이 문턱값을 초과하면, 단계 (86) 에서 신규한 지도 헤딩 오프셋 값을 계산하고, 단계 (88) 에서 그 값에 따라서 지도를 재방위정렬한다. 그후, 단계 (90) 에서 지도를 디스플레이에 표시하고 단계 (92) 에서 프로세스를 완료한다.
이상, 본 발명을, 특정 애플리케이션에 대해 특정 실시 형태를 참조하여 여기에서 설명하였다. 그러므로, 이러한 애플리케이션, 변경, 및 실시 형태를 첨부된 청구항에 의해, 본 발명의 범주 내에 포괄시키려는 것이다.

Claims (10)

  1. 지도 메모리;
    소재지 위치를 출력하도록 동작하는 GPS 수신기;
    나침반 헤딩을 출력하도록 동작하는 나침반;
    상기 메모리에 결합하여 그로부터 지도를 리콜하도록 동작하며, 상기 GPS 수신기에 결합하여 그로부터 판독된 제 1 및 제 2 소재지 위치에 기초하여 헤딩 위치를 계산하도록 동작하며, 상기 나침반에 결합하여 그로부터 나침반 헤딩을 판독하도록 동작하는 콘트롤러;
    상기 콘트롤러와 결합하는 디스플레이를 구비하되,
    상기 콘트롤러는 상기 헤딩 위치와 상기 지도 방위 사이의 차이를 나타내는 지도 오프셋 값을 계산하며, 만약 상기 헤딩 위치를 사용할 수 없으면, 상기 콘트롤러는 상기 나침반 헤딩과 상기 지도 방위 사이의 차이를 나타내는 오프셋 값을 계산하며, 상기 콘트롤러는 상기 오프셋 값에 따라서 상기 디스플레이에 상기 지도를 표시하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 오프셋 값의 계산을 반복하고 그 값에 따라서 상기 디스플레이에 상기 지도를 다시 표시하는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 주기적으로 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 GPS 소재지 위치가 상기 제 1 GPS 소재지 위치로부터 최소한 문턱값 만큼 오프셋될 때, 상기 콘트롤러는 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 나침반 헤딩과 상기 지도 방위 사이의 차이를 나타내는 상기 오프셋 값이 문턱값을 초과할 때, 상기 콘트롤러는 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
  6. 이동 장치에서 지도 디스플레이를 방위정렬하는 방법으로서,
    제 1 및 제 2 GPS 소재지 위치를 판독하고, 이동 장치의 이동 방향을 표시하는 GPS 헤딩 위치를 계산하는 단계;
    GPS 헤딩 위치를 이용 불가능하다고 결정할 때, 이동 장치의 방위를 표시하는 나침반 헤딩을 판독하는 단계;
    상기 GPS 헤딩 위치와 상기 지도 방위 사이의 차이를 나타내는 오프셋 값을 계산하는 단계;
    그 외의, 상기 나침반 헤딩과 상기 지도 방위 사이의 차이를 나타내는 오프셋 값을 계산하는 단계; 및
    상기 오프셋 값에 따라서 디스플레이에 상기 지도를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 디스플레이의 방위정렬 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 판독, 계산 및 표시 단계를 반복하여 지도 방위를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 디스플레이의 방위정렬 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 갱신 단계는 주기적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 지도 디스플레이의 방위정렬 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 GPS 소재지 위치가 상기 제 1 GPS 소재지 위치로부터 최소한 문턱값 만큼 오프셋될 때, 상기 갱신 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 지도 디스플레이의 방위정렬 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 나침반 헤딩과 상기 지도 방위 사이의 차이를 나타내는 상기 오프셋 값이 문턱값을 초과할 때, 상기 표시 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 지도 디스플레이 방위정렬 방법.
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