KR102164278B1 - Terminal for cooperative localization and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수신된 단말의 절대 위치 정보와 상대 물리량 정보를 이용하여 단말의 위치를 예측하고 그 오차를 보상하여 단말의 단말 위치 정보를 갱신하는 협력 측위 단말 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 단말은 단말의 절대 위치 측정값, 하나 이상의 인접 단말의 인접 단말 위치 정보 및 단말과 인접 단말 간의 상대 물리량 측정값을 수신하는 수신부와, 절대 위치 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 산출하고, 인접 단말 위치 정보와 상대 물리량 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값을 산출하는 예측값 산출부와, 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 기반으로 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 절대 위치 보상값을 산출하고, 현재 반복에서의 상대 물리량 측정값을 기반으로 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 상대 물리량 보상값을 산출하는 보상값 산출부 및 현재 반복에서의 절대 위치 예측값에 절대 위치 보상값을 반영한 제1 결과값과 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값에 상대 물리량 보상값을 반영한 제2 결과값을 기반으로 단말의 단말 위치 정보를 갱신하여 현재 반복에서의 단말 위치 정보를 산출하는 위치 정보 산출부를 포함한다.The present invention relates to a cooperative positioning terminal and a method for predicting the location of a terminal using the received absolute location information and relative physical quantity information, and updating the terminal location information of the terminal by compensating for the error. The cooperative positioning terminal according to an embodiment of the present invention includes a receiver for receiving the absolute position measurement value of the terminal, the neighboring terminal position information of one or more neighboring terminals, and the relative physical quantity measurement value between the terminal and the adjacent terminal, and the absolute position measurement value. The predicted value calculation unit calculates the predicted value of the absolute position in the current iteration, calculates the predicted value of the relative physical quantity in the current iteration based on the location information of the adjacent terminal and the measured value of the relative physical quantity, and transfers based on the predicted value of the absolute position in the current iteration The absolute position compensation value in the iteration is updated to calculate the absolute position compensation value in the current iteration, and the relative physical quantity compensation value in the previous iteration is updated based on the relative physical quantity measurement value in the current iteration, and the relative physical quantity in the current iteration Based on the first result value reflecting the absolute position compensation value to the absolute position predicted value in the current iteration and the second result value reflecting the relative physical amount compensation value to the relative physical quantity predicted value in the current iteration And a location information calculator that updates the terminal location information of the terminal and calculates the terminal location information in the current iteration.
Description
본 발명은 협력 측위 단말 및 협력 측위 방법에 관한 기술이다. 보다 상세하게는 본 발명은 수신된 단말의 절대 위치 정보와 상대 물리량 정보를 이용하여 단말의 위치를 예측하고 그 오차를 보상하여 단말의 단말 위치 정보를 갱신하는 협력 측위 단말 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cooperative positioning terminal and a cooperative positioning method. More specifically, the present invention relates to a cooperative positioning terminal and a method for predicting the location of a terminal using the received absolute location information and relative physical quantity information, and compensating for the error to update the terminal location information of the terminal.
무선통신망을 기반으로 하는 서비스는 그 종류가 매우 다양하며, 그 중 하나로 위치기반 서비스를 들 수 있다. 위치기반 서비스는 무선통신 단말기의 위치 정보를 바탕으로 위치 추적, 공공 안전, 위치 기반 정보 서비스 등 위치와 관련된 각종 정보를 제공하는 서비스이다. There are a wide variety of services based on wireless communication networks, and one of them is location-based services. The location-based service is a service that provides various information related to location, such as location tracking, public safety, and location-based information service based on location information of a wireless communication terminal.
위치기반 서비스를 제공하기 위해서는 무선통신 단말기의 위치를 추적하는 기술이 반드시 필요하며, 위치추적 방식으로는 네트워크 기반 방식 및 GPS 기반 방식을 들 수 있다.In order to provide a location-based service, a technology for tracking the location of a wireless communication terminal is essential, and a network-based method and a GPS-based method are exemplified as a location tracking method.
네트워크 기반 위치추적 방식은 기지국으로부터 측정된 위치 정보를 이용하며, 오차 범위가 약 100m 정도이어서 정확도가 다소 떨어진다는 문제점이 있지만, GPS 위성의 음영구역, 예를 들어 건물 내, 지하 등에 위치하여도 위치추적이 가능한 이점이 있다.The network-based location tracking method uses location information measured from a base station, and has a problem that the accuracy is slightly inferior because the error range is about 100m, but even if it is located in a shaded area of a GPS satellite, for example, inside a building or underground, etc. It has the advantage of being able to be traced.
한편, GPS 기반 위치추적 방식은 무선통신 단말기에 GPS 수신기가 내장된 경우 적용 가능하며 오차 범위가 약 50m 정도로, 네트워크 기반 방식보다 정확도가 높은 장점이 있다. 다만, GPS 기반 방식은 단말기가 GPS 위성의 음영구역, 예를 들어 건물 내, 지하 등에 위치하는 경우 위치추적이 불가능하다는 문제점이 있다.On the other hand, the GPS-based location tracking method can be applied when a GPS receiver is embedded in the wireless communication terminal, and has an error range of about 50m, and has an advantage of having higher accuracy than the network-based method. However, the GPS-based method has a problem that location tracking is impossible when the terminal is located in a shaded area of a GPS satellite, for example, in a building or underground.
따라서, 무선통신 단말기의 위치를 높은 정확도로 측위하면서 음영구역 내에서도 위치 측위가 가능한 측위 기술이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a need for a positioning technology capable of positioning a location of a wireless communication terminal with high accuracy and capable of positioning a location in a shaded area.
전술한 배경에서 안출된 본 발명은 협력 측위를 통해 단말의 정확한 위치를 측위할 수 있는 협력 측위 단말 및 협력 측위 방법을 제안하고자 한다. The present invention conceived from the above background is to propose a cooperative positioning terminal and a cooperative positioning method capable of positioning the exact location of the terminal through cooperative positioning.
또한, 본 발명은 신호를 수신하는데 장애가 되는 음영구역에 진입하더라도 정확한 위치를 측위할 수 있는 협력 측위 단말 및 협력 측위 방법을 제안하고자 한다.In addition, the present invention is to propose a cooperative positioning terminal and cooperative positioning method capable of positioning an accurate location even if entering a shaded area that is an obstacle in receiving a signal.
전술한 과제를 해결하기 위한 일 실시예는 단말의 위치를 협력 측위하는 협력 측위 단말에 있어서, 단말의 절대 위치 측정값, 하나 이상의 인접 단말의 인접 단말 위치 정보 및 단말과 인접 단말 간의 상대 물리량 측정값을 수신하는 수신부와, 절대 위치 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 산출하고, 인접 단말 위치 정보와 상대 물리량 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값을 산출하는 예측값 산출부와, 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 기반으로 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 절대 위치 보상값을 산출하고, 현재 반복에서의 상대 물리량 측정값을 기반으로 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 상대 물리량 보상값을 산출하는 보상값 산출부 및 현재 반복에서의 절대 위치 예측값에 절대 위치 보상값을 반영한 제1 결과값과 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값에 상대 물리량 보상값을 반영한 제2 결과값을 기반으로 단말의 단말 위치 정보를 갱신하여 현재 반복에서의 단말 위치 정보를 산출하는 위치 정보 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 단말 제공한다.An embodiment for solving the above-described problem is in a cooperative positioning terminal for cooperative positioning of the terminal, the absolute position measurement value of the terminal, the neighboring terminal location information of one or more neighboring terminals, and the relative physical quantity measurement value between the terminal and the adjacent terminal A receiving unit for receiving, and a predicted value calculating unit that calculates an absolute position predicted value in the current iteration based on the absolute position measurement value, and calculates a relative physical quantity predicted value in the current iteration based on the neighboring terminal position information and the relative physical quantity measured value, , Based on the absolute position predicted value in the current iteration, the absolute position compensation value in the current iteration is calculated by updating the absolute position compensation value in the previous iteration, and the relative physical quantity in the current iteration A compensation value calculator that updates the physical quantity compensation value to calculate the relative physical quantity compensation value in the current iteration, and the first result value reflecting the absolute position compensation value in the absolute position prediction value in the current iteration and the relative physical quantity prediction value in the current iteration It provides a cooperative positioning terminal, characterized in that it comprises a location information calculator for calculating the terminal location information in the current repetition by updating the terminal location information of the terminal based on the second result value reflecting the physical quantity compensation value.
또한, 다른 실시예는 단말의 위치를 협력 측위하는 협력 측위 방법에 있어서,In addition, another embodiment in the cooperative positioning method for cooperative positioning of the location of the terminal,
단말의 절대 위치 측정값, 하나 이상의 인접 단말의 인접 단말 위치 정보 및 단말과 인접 단말 간의 상대 물리량 측정값을 수신하는 수신 단계와, 절대 위치 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 산출하고, 인접 단말 위치 정보와 상대 물리량 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값을 산출하는 예측값 산출 단계와, 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 기반으로 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 절대 위치 보상값을 산출하고, 현재 반복에서의 상대 물리량 측정값을 기반으로 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 상대 물리량 보상값을 산출하는 보상값 산출 단계 및 현재 반복에서의 절대 위치 예측값에 절대 위치 보상값을 반영한 제1 결과값과 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값에 상대 물리량 보상값을 반영한 제2 결과값을 기반으로 단말의 단말 위치 정보를 갱신하여 현재 반복에서의 단말 위치 정보를 산출하는 위치 정보 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 방법 제공한다. A receiving step of receiving the absolute position measurement value of the terminal, the neighboring terminal position information of one or more adjacent terminals, and the relative physical quantity measurement value between the terminal and the adjacent terminal, and calculating an absolute position prediction value in the current iteration based on the absolute position measurement value. , A predicted value calculation step of calculating a predicted value of a relative physical quantity in the current iteration based on the neighboring terminal location information and a measured value of the relative physical quantity, and updating the absolute position compensation value in the previous iteration based on the absolute position predicted value in the current iteration. Compensation value calculation step of calculating the relative physical quantity compensation value in the current iteration by calculating the absolute position compensation value in the iteration and updating the relative physical quantity compensation value in the previous iteration based on the relative physical quantity measurement value in the current iteration and the present In the current iteration, the terminal location information of the terminal is updated based on the first result value reflecting the absolute position compensation value in the iteration and the second result value reflecting the relative physical quantity compensation value in the current iteration. It provides a cooperative positioning method comprising the step of calculating the location information of the terminal location information.
본 발명은 빠른 연산 처리를 수행할 수 있는 협력 측위를 수행하여 실시간으로 단말의 위치를 측위할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention provides an effect of positioning the location of a terminal in real time by performing cooperative positioning capable of performing fast computational processing.
또한, 본 발명은 협력 측위를 통해 단말의 정확한 위치를 측위할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the present invention provides the effect of positioning the exact location of the terminal through cooperative positioning.
또한, 본 발명은 신호를 수신하는데 장애가 되는 음영구역에 진입하더라도 정확한 위치를 측위할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the present invention provides an effect of positioning an accurate position even when entering a shaded area that is an obstacle in receiving a signal.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 단말을 포함하는 이동국을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 음영구역 내 위치한 이동국을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 음영구역과 비음영구역에서 이동국의 위치에 대한 측위 결과를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 음영구역과 비음영구역에서 시간에 따른 단말 위치 정보의 오차값을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 음영구역과 비음영구역에서 시간에 따른 단말 위치 정보의 오차값과 절대 위치 측정값의 오차값을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a diagram showing the configuration of a cooperative positioning terminal according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a cooperative positioning operation according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a mobile station including a cooperative positioning terminal according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for describing a mobile station located in a shaded area according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically showing a positioning result of a location of a mobile station in a shaded area and a non-shaded area according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing an error value of terminal location information over time in a shaded area and a non-shaded area according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing an error value of terminal location information and an absolute position measurement value over time in a shaded area and a non-shaded area according to an embodiment of the present invention.
8 is a flow chart illustrating a cooperative positioning method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In describing the constituent elements of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to that other component, but another component between each component It should be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.
본 명세서에서 설명하는 협력 측위 단말은 단말의 주변에 존재하는 인접 단말과 단말 간의 협력 측위(Cooperative Localization) 가능한 단말을 의미할 수 있다. 즉, 전술한 단말과 인접 단말은 본 명세서에서의 협력 측위 단말을 의미할 수 있다.The cooperative positioning terminal described in the present specification may mean a terminal capable of cooperative localization between adjacent terminals and terminals existing in the vicinity of the terminal. That is, the aforementioned terminal and the adjacent terminal may mean a cooperative positioning terminal in the present specification.
따라서, 본 명세서에서는 편의상 협력 측위 단말이 단말인 것으로 하여 본 발명의 내용을 설명하지만, 인접 단말도 협력 측위 단말로서 동일하게 동작할 수 있다.Therefore, in the present specification, for convenience, the contents of the present invention are described assuming that the cooperative positioning terminal is the terminal, but the neighboring terminal may operate in the same manner as the cooperative positioning terminal.
한편, 인접 단말은 단말의 주변에 존재하는 단말이라면 모두 포함될 수 있으며 단말과 상대적으로 구분하기 위한 단말을 의미할 수 있다.Meanwhile, the neighboring terminal may be included as long as it is a terminal that exists in the vicinity of the terminal, and may mean a terminal to be relatively distinguished from the terminal.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 단말(100)의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말(협력 측위 단말을 의미, 이하 동일)의 위치를 협력 측위하는 협력 측위 단말(100)에 있어서, 협력 측위 단말(100)은 단말의 위치를 이전 상태의 값을 현재 상태에 반영하는 동작을 반복(Iteration)적으로 수행하여 협력 측위할 수 있다. 즉, 협력 측위 단말(100)은 기본적으로 이전 반복에서의 산출된 정보를 갱신하여 현재 반복에서의 정보를 산출한다.1, in the
이러한 협력 측위 단말(100)은 수신부(110)와, 예측값 산출부(120)와, 보상값 산출부(130)와, 위치 정보 산출부(140) 등을 포함할 수 있다.The
수신부(110)는 단말의 절대 위치 측정값, 하나 이상의 인접 단말의 인접 단말 위치 정보 및 단말과 인접 단말 간의 상대 물리량 측정값을 수신할 수 있다.The
여기서, 절대 위치 측정값은 단말의 정확한 위치를 나타내는 측정값(Measurement)을 의미할 수 있으며, 벡터(Vector)일 수 있다.Here, the absolute position measurement value may mean a measurement value indicating the exact position of the terminal, and may be a vector.
임의의 시간(t)에서의 절대 위치 측정값 은 아래와 같이 표현될 수 있다.Absolute position measurement at any time (t) Can be expressed as follows.
[수식 1][Equation 1]
는 임의의 시간(t)에서의 단말의 위치 좌표(Coordinate)이고, 단말의 위치 좌표 는 바람직하게는 2차원의 위치 좌표, 즉 으로 표현될 수 있다. 그리고, 는 절대 위치 오차(Error)이다. Is the location coordinate of the terminal at an arbitrary time (t), and the location coordinate of the terminal Is preferably two-dimensional positional coordinates, i.e. It can be expressed as And, Is the absolute position error.
절대 위치 측정값 은 RSU(Road Side Unit), OBU(On Board Unit) 등과 같은 하나 이상의 앵커(anchor) 또는 하나 이상의 인공 위성에 의해 생성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 절대 위치 측정값 은 UTDoA(Uplink-Time Difference of Arriva)이나 GNSS 신호, 예를 들어 GPS 신호를 이용한 통신을 통하여 수신부(110)에 수신될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Absolute position measurement May be generated by one or more anchors such as a road side unit (RSU), an on board unit (OBU), or one or more satellites. However, it is not limited thereto. And, the absolute position measurement value May be received by the
여기서, 인접 단말 위치 정보는 인접 단말에서 생성되어 최종적으로 전송되는 인접 단말의 위치에 대한 정보를 의미할 수 있으며, 인접 단말의 위치 좌표를 포함할 수 있다.Here, the neighboring terminal location information may mean information on the location of the neighboring terminal that is generated in the neighboring terminal and finally transmitted, and may include the location coordinates of the neighboring terminal.
이때, 인접 단말의 위치 좌표 는 단말의 위치 좌표 와 동일하게 표현될 수 있고 바람직하게는 2차원의 좌표로 표현될 수 있다. 즉, 임의의 시간(t)에서의 인접 단말의 위치 좌표 는 으로 표현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the location coordinates of the adjacent terminal Is the location coordinate of the terminal It can be expressed in the same way as and preferably can be expressed in two-dimensional coordinates. That is, the position coordinates of the adjacent terminal at an arbitrary time (t) Is It can be expressed as However, it is not limited thereto.
여기서, 상대 물리량 측정값은 단말과 인접 단말 사이에서 발생되는 물리량에 대한 측정값(Measurement)을 의미할 수 있으며 벡터일 수 있다. 이때, 상대 물리량으로 단말과 인접 단말 간의 상대 거리 , 도달 각도 (Angle of Arrival, 이하 AOA) 등이 있고 이에 따라 상대 물리량 측정값은 상대 거리 측정값 , 도달 각도 측정값 등이 있을 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the relative physical quantity measurement value may mean a measurement value for a physical quantity generated between a terminal and an adjacent terminal, and may be a vector. At this time, the relative distance between the terminal and the adjacent terminal as a relative physical quantity , Reaching angle (Angle of Arrival, hereinafter AOA), etc., and accordingly, the relative physical quantity measurement value is the relative distance measurement value. , Reach angle measurement value Etc. However, it is not limited thereto.
예를 들면, 임의의 시간(t)에서의 상대 거리 측정값 은 아래와 같은 수식에 의해 표현될 수 있다.For example, a measure of relative distance at any time (t) Can be expressed by the following equation.
[수식 2][Equation 2]
는 임의의 시간(t)에서의 상대 거리이고, 는 임의의 시간(t)에서의 상대 거리 오차이다. Is the relative distance at any time t, Is the relative distance error at any time t.
이때, 임의의 시간(t)에서의 상대 거리 는 단말의 위치 좌표 와 인접 단말의 위치 좌표 간의 유클리드 거리(Euclidean distance, 를 구하여 획득될 수 있다.At this time, the relative distance at any time (t) Is the location coordinate of the terminal And the location coordinates of adjacent terminals Euclidean distance, It can be obtained by obtaining.
다른 예를 들면, 임의의 시간(t)에서의 도달 각도 측정값 은 아래와 같은 수식에 의해 표현될 수 있다.Another example, the measure of the angle of arrival at any time t Can be expressed by the following equation.
[수식 3][Equation 3]
는 임의의 시간(t)에서의 도달 각도(AOA)이고, 는 임의의 시간(t)에서의 도달 각도 오차이다. Is the angle of arrival (AOA) at any time (t), Is the angle of arrival error at any time t.
이때, 임의의 시간(t)에서의 도달 각도 는 단말의 위치 좌표 와 인접 단말의 위치 좌표 간의 아크탄젠트값()을 구하여 획득될 수 있다.At this time, the angle of arrival at an arbitrary time (t) Is the location coordinate of the terminal And the location coordinates of adjacent terminals Arc tangent value between ( ) Can be obtained.
인접 단말 위치 정보와 상대 물리량 측정값은 V2X(Vehicle To Everything) 통신을 이용하여 수신부(110)에 전송될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The neighboring terminal location information and the relative physical quantity measurement value may be transmitted to the receiving
예측값 산출부(120)는 절대 위치 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 산출할 수 있다.The predicted
여기서, 절대 위치 예측값은 특정 반복 단계에서 단말의 절대 위치가 예측된(Prediction) 값일 수 있으며 벡터일 수 있다.Here, the absolute position predicted value may be a value predicted (Prediction) of the absolute position of the terminal in a specific repetition step and may be a vector.
구체적으로, 예측값 산출부(120)는 절대 위치 측정값에 대한 절대 위치 오차와 절대 위치 분산을 인자로 하는 절대 위치 함수를 포함하는 최적화 함수를 최소로 만드는 값을 절대 위치 예측값으로 산출할 수 있다.Specifically, the predicted
여기서, 절대 위치 오차는 절대 위치 측정값과 단말의 위치 좌표 간의 차이값을 의미할 수 있으며, 구체적으로 절대 위치 오차는 절대 위치 측정값의 위치 성분과 단말의 위치 좌표의 위치 성분 각각에 대한 차이값을 의미할 수 있다.Here, the absolute position error may mean a difference value between the absolute position measurement value and the position coordinates of the terminal, and specifically, the absolute position error is a difference value between the position component of the absolute position measurement value and the position coordinate of the terminal. Can mean
여기서, 절대 위치 분산은 단말의 절대 위치에 대한 분산값을 의미할 수 있다.Here, the absolute position variance may mean a variance value for the absolute position of the terminal.
절대 위치 오차와 절대 위치 분산을 인자로 하는 절대 위치 함수는 아래와 같은 수식을 이용하여 산출될 수 있다.The absolute position function, which takes the absolute position error and the absolute position variance as factors, can be calculated using the following equation.
[수식 4][Equation 4]
와 는 절대 위치 측정값을 구성하는 성분들이고, 는 절대 위치 분산이다. Wow Are the components that make up the absolute position measurement, Is the absolute positional variance.
그리고, 예측값 산출부(120)는 이러한 절대 위치 함수와 주변 환경으로 인한 노이즈(Noise), 기타 오차 등에 의해 발생된 패널티 파라미터를 포함하는 함수를 최적화 함수로 설정할 수 있다.In addition, the predicted
최적화 함수를 이용하여 현재 반복에서의 절대 위치 예측값은 아래와 같은 수식으로 산출될 수 있다.Using the optimization function, the predicted value of the absolute position in the current iteration can be calculated by the following equation.
[수식 5][Equation 5]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 예측값을 구성하는 성분들이고, 는 절대 위치 함수이며, 와 각각은 패널티 파라미터들이다. 이때, 은 괄호 안에 있는 최적화 함수를 최소로 만드는 x값(또는 y값)을 찾기 위한 기호이다. Wow Is the components constituting the absolute position prediction value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Is the absolute position function, Wow Each is a penalty parameter. At this time, Is a symbol to find the x-value (or y-value) that minimizes the optimization function in parentheses.
한편, 예측값 산출부(120)는 인접 단말 위치 정보와 상대 물리량 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값을 산출할 수 있다.Meanwhile, the predicted
여기서, 상대 물리량 예측값은 특정 반복 단계에서 상대 물리량이 예측된(Prediction) 값일 수 있으며 벡터일 수 있다.Here, the predicted value of the relative physical quantity may be a predicted value of the relative physical quantity in a specific iteration step and may be a vector.
구체적으로, 예측값 산출부(120)는 상대 물리량 측정값에 대한 상대 물리량 오차와 상대 물리량 분산을 인자로 하는 상대 물리량 함수를 포함하는 최적화 함수를 최소로 만드는 값을 상대 물리량 예측값으로 산출할 수 있다.Specifically, the predicted
여기서, 상대 물리량 오차는 상대 물리량 측정값과 상대 물리량 간의 차이값을 의미할 수 있으며, 예를 들어 상대 거리 오차, 도달 각도 오차를 의미할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the relative physical quantity error may mean a difference value between the measured value of the relative physical quantity and the relative physical quantity, and may mean, for example, a relative distance error or an angle of arrival error. However, it is not limited thereto.
여기서, 상대 물리량 분산은 상대 물리량에 대한 분산값을 의미할 수 있다.Here, the relative physical quantity variance may mean a variance value for the relative physical quantity.
상대 물리량 오차와 상대 물리량 분산을 인자로 하는 상대 물리량 함수는 수식을 이용하여 산출될 수 있다.The relative physical quantity function using the relative physical quantity error and the relative physical quantity variance as factors may be calculated using an equation.
예를 들면, 상대 거리 오차와 상대 거리 분산을 인자로 하는 상대 거리 함수는 아래의 수식을 이용하여 산출된다.For example, the relative distance function using the relative distance error and the relative distance variance as factors is calculated using the following equation.
[수식 6][Equation 6]
는 상대 거리 측정값이고, 는 상대 거리이며, 는 상대 거리 분산이다. Is the relative distance measure, Is the relative distance, Is the relative distance variance.
다른 예를 들면, 도달 각도 오차와 도달 각도 분산을 인자로 하는 도달 각도 함수는 아래의 수식을 이용하여 산출된다.For another example, the angle of arrival function using the error of the angle of arrival and the variance of the angle of arrival as factors is calculated using the following equation.
[수식 7][Equation 7]
는 도달 각도 측정값이고, 는 도달 각도이며, 는 도달 각도 분산이다. Is the measure of the angle of arrival, Is the angle of arrival, Is the angle of arrival variance.
그리고, 예측값 산출부(120)는 이러한 상대 물리량 함수와 패널티 파라미터를 포함하는 함수를 최적화 함수로 설정할 수 있다.In addition, the predicted
최적화 함수를 이용하여 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값은 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 산출하는 수식과 유사한 수식으로 산출될 수 있다.Using the optimization function, the predicted value of the relative physical quantity in the current iteration may be calculated by an equation similar to the equation for calculating the absolute position predicted value in the current iteration.
예를 들면, 최적화 함수를 이용하여 현재 반복에서의 상대 거리 예측값은 아래와 같은 수식으로 산출된다.For example, using the optimization function, the predicted value of the relative distance in the current iteration is calculated by the following equation.
[수식 8][Equation 8]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 거리 예측값을 구성하는 성분들이고, 는 상대 거리 함수이며, 와 각각은 패널티 파라미터들이다. 이때, 은 괄호 안에 있는 최적화 함수를 최소로 만드는 x값(또는 y값)을 찾기 위한 기호이다. Wow Is the components constituting the predicted value of the relative distance at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Is the relative distance function, Wow Each is a penalty parameter. At this time, Is a symbol to find the x-value (or y-value) that minimizes the optimization function in parentheses.
다른 예를 들면, 최적화 함수를 이용하여 현재 반복에서의 도달 각도 에측값은 아래와 같은 수식으로 산출된다.As another example, using the optimization function, the predicted value of the angle of arrival in the current iteration is calculated by the following equation.
[수식 9][Equation 9]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 도달 각도 예측값을 구성하는 성분들이고, 는 도달 각도 함수이며, 와 각각은 패널티 파라미터들이다. 이때, 은 괄호 안에 있는 최적화 함수를 최소로 만드는 x값(또는 y값)을 찾기 위한 기호이다. Wow Are components constituting the predicted value of the angle of arrival at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Is the angle of arrival function, Wow Each is a penalty parameter. At this time, Is a symbol to find the x-value (or y-value) that minimizes the optimization function in parentheses.
전술한 절대 위치 함수와 상대 물리량 함수, 예를 들어 상대 거리 함수와 도달 각도 함수는 협력 측위를 위한 우도 함수(Likelihood Function)를 이용하여 최적화 문제를 풀이하는 과정에서 도출된 함수를 의미할 수 있다.The above-described absolute position function and relative physical quantity function, for example, a relative distance function and an angle of arrival function may mean a function derived in the process of solving an optimization problem using a likelihood function for cooperative positioning.
여기서, 우도 함수는 확률 분포의 모수가, 어떤 확률 변수의 표집값과 일관되는 정도를 나타내는 값이다. 구체적으로, 주어진 표집값에 대한 모수의 우도는 이 모수를 따르는 분포가 주어진 관측값에 대하여 부여하는 확률이다. 우도 함수는 확률 분포가 아니며, 합하여 1이 되지 않을 수 있는 함수를 의미한다.Here, the likelihood function is a value representing the degree to which the parameter of the probability distribution is consistent with the sampled value of a random variable. Specifically, the likelihood of a parameter for a given sample value is the probability that the distribution along this parameter gives for a given observation value. The likelihood function is not a probability distribution and refers to a function that may not be 1 in total.
구체적으로, 절대 위치함수, 상대 거리 함수 및 도달 각도 함수는 아래와 같은 과정에 의해 결정될 수 있다.Specifically, the absolute position function, the relative distance function, and the arrival angle function may be determined by the following process.
먼저, 절대 위치 측정값에 대한 우도 함수 는 아래와 같은 수식을 이용하여 산출될 수 있다.First, the likelihood function for the absolute position measure Can be calculated using the following equation.
[수식 10][Equation 10]
는 절대 위치 측정값 을 구성하는 위치 성분 중 x 성분이고, 는 절대 위치 측정값 을 구성하는 위치 성분 중 y 성분이며, 는 절대 위치 분산이다. Is the absolute position measurement Is the x component of the positional components constituting Is the absolute position measurement Is the y component of the positional components constituting Is the absolute positional variance.
그리고, 상대 거리 측정값에 대한 우도 함수 는 아래와 같은 수식을 이용하여 산출될 수 있다.And, the likelihood function for the relative distance measure Can be calculated using the following equation.
[수식 11][Equation 11]
는 상대 거리 측정값이고, 는 상대 거리이며, 는 상대 거리 분산이다. Is the relative distance measure, Is the relative distance, Is the relative distance variance.
그 다음, 도달 각도 측정값에 대한 우도 함수 는 아래와 같은 수식을 이용하여 산출될 수 있다.Then, the likelihood function for the angle of arrival measure Can be calculated using the following equation.
[수식 12][Equation 12]
는 도달 각도 측정값이고, 는 도달 각도이며, 는 도달 각도 분산이다. Is the measure of the angle of arrival, Is the angle of arrival, Is the angle of arrival variance.
각각의 우도 함수가 산출되면, 협력 측위를 위한 우도 함수 는 아래와 같은 수식을 이용하여 산출될 수 있다.When each likelihood function is calculated, the likelihood function for cooperative positioning Can be calculated using the following equation.
[수식 13][Equation 13]
계산의 편의성을 위해, 협력 측위를 위한 우도 함수 에 자연 로그를 취하여 다시 정리하면 아래와 같은 수식으로 표현될 수 있다.For convenience of calculation, likelihood function for cooperative positioning If we take the natural logarithm of and reorganize it, it can be expressed as the following formula.
[수식 14][Equation 14]
는 협력 측위를 위한 우도 함수 의 다시 정리한 목적 함수(Objective function)를 의미할 수 있다. Is the likelihood function for cooperative positioning It can mean a reorganized objective function.
수식 14로부터 절대 위치 함수 와 상대 거리 함수 와, 도달 각도 함수 각각을 추출할 수 있다.Absolute Position Function from Equation 14 And relative distance function With, angle of arrival function Each can be extracted.
한편, 수식 5, 8 및 9를 풀이하는 과정은 매우 복잡할 수 있다. 따라서, 연산 속도를 더욱 증가시키기 위해 예측값 산출부(120)는 이전 반복에서의 단말의 단말 위치 정보와 인접 단말의 인접 단말 위치 정보에 기초하여 생성된 파라미터를 이용하여 전술한 수식 5, 8 및 9를 더욱 간단하게 변형시켜 풀이할 수 있다.Meanwhile, the process of solving
여기서, 단말 위치 정보는 협력 측위에 의해 결정된 단말의 위치에 대한 정보를 의미하며 벡터일 수 있다.Here, the terminal location information means information on the location of the terminal determined by cooperative positioning and may be a vector.
현재 반복에서의 절대 위치 예측값과 관련하여, 예측값 산출부(120)는 이전 반복에서의 절대 위치 정보에 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 반영한 절대 위치 인수와, 절대 위치 측정값을 이용하여 절대 위치 예측값을 산출할 수 있다.Regarding the absolute position predicted value in the current iteration, the predicted
여기서, 절대 위치 정보는 특정 반복에서의 단말의 위치가 산출될 때 이용된 단말의 절대 위치를 의미할 수 있으며 벡터일 수 있다.Here, the absolute position information may mean the absolute position of the terminal used when the position of the terminal in a specific repetition is calculated, and may be a vector.
여기서, 절대 위치 보상값은 특정 반복 단계에서 단말의 절대 위치를 보상하기(Compensation) 위한 값일 수 있으며, 벡터일 수 있다.Here, the absolute position compensation value may be a value for compensating the absolute position of the terminal in a specific repetition step, or may be a vector.
구체적으로, 예측값 산출부(120)는 이전 반복에서의 단말의 단말 위치 정보와 인접 단말의 인접 단말 위치 정보를 이용하여 아래와 같은 수식으로 표현된 제1 파라미터 를 생성할 수 있다.Specifically, the predicted
[수식 15][Equation 15]
와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 단말 위치 정보를 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 인접 단말 위치 정보를 구성하는 성분들이다. Wow Are components constituting the terminal location information in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t), Wow Are components constituting the location information of the neighboring terminal in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t).
그 다음, 예측값 산출부(120)는 제1 파라미터 를 이용하여 아래와 같은 수식으로 표현된 제2 파라미터 를 생성할 수 있다.Then, the predicted
[수식 16][Equation 16]
와 는 제1 파라미터 를 구성하는 성분들이다. Wow Is the first parameter These are the components that make up.
또한, 예측값 산출부(120)는 제1 파라미터 를 이용하여 아래와 같은 수식으로 표현된 제3 파라미터 와 제4 파라미터 를 생성할 수 있다.In addition, the predicted
[수식 17][Equation 17]
[수식 18][Equation 18]
와 는 제3 파라미터 를 구성하는 성분들이고, 와 는 제4 파라미터 를 구성하는 성분들이다. Wow Is the third parameter Are the components that make up Wow Is the fourth parameter These are the components that make up.
그 다음, 예측값 산출부(120)는 제1 파라미터 와 제2 파라미터 및 제3 파라미터 와 제4 파라미터 를 기반으로 테일러 시리즈(Taylor), ADMM(Alternating Direction Method of Multipliers) 알고리즘 등을 통해 수식 5를 간단하게 변형시켜 아래와 같은 수식을 생성할 수 있다.Then, the predicted
[수식 19][Equation 19]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 예측값을 구성하는 성분들이고, 는 절대 위치 분산이고, 는 패널티 계수이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 절대 위치 정보를 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 절대 위치 보상값을 구성하는 성분들이며, 와 는 절대 위치 측정값을 구성하는 성분들이다. Wow Is the components constituting the absolute position prediction value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Is the absolute positional variance, Is the penalty factor, Wow Is the components constituting the absolute position information in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t), Wow Is the components constituting the absolute position compensation value in the previous iteration (k) at a certain time (t), Wow Are the components that make up the absolute position measurement.
현재 반복에서의 상대 물리량 예측값과 관련하여, 예측값 산출부(120)는 이전 반복에서의 상대 물리량 정보에 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 반영한 제1 상대 물리량 인수와, 상대 물리량 측정값에 상대 물리량 파라미터 및 이전 반복에서의 상대 물리량 정보를 반영한 제2 상대 물리량 인수를 이용하여 상대 물리량 예측값을 산출할 수 있다.Regarding the predicted value of the relative physical quantity in the current iteration, the predicted
여기서, 상대 물리량 정보는 특정 반복 단계에서 단말의 위치가 산출될 때 이용된 상대 물리량을 의미할 수 있으며 벡터일 수 있다.Here, the relative physical quantity information may mean a relative physical quantity used when the location of the terminal is calculated in a specific repetition step, and may be a vector.
여기서, 상대 물리량 보상값은 특정 반복 단계에서 상대 물리량을 보상하기 위한 값일 수 있으며 벡터일 수 있다.Here, the relative physical quantity compensation value may be a value for compensating the relative physical quantity in a specific repetition step, and may be a vector.
여기서, 상대 물리량 파라미터는 이전 반복에서의 단말 위치 정보와 이전 반복에서의 인접 단말의 인접 단말 위치 정보를 이용하여 산출될 수 있다.Here, the relative physical quantity parameter may be calculated using the terminal location information in the previous iteration and the neighboring terminal location information of the adjacent terminal in the previous iteration.
구체적으로, 예측값 산출부(120)는 전술한 바와 동일하게 수식 15 내지 18을 이용하여 제1 파라미터 와 제2 파라미터 및 제3 파라미터 와 제4 파라미터 를 생성하고, 전술한 파라미터들을 기반으로 테일러 시리즈(Taylor), ADMM(Alternating Direction Method of Multipliers) 알고리즘 등을 통해 수식 8을 간단하게 변형시켜 아래와 같은 수식 20을 생성할 수 있다.Specifically, the predicted
[수식 20][Equation 20]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 물리량 예측값에 포함되는 상대 거리 예측값을 구성하는 성분들이고, 는 상대 거리 분산이고, 는 패널티 계수이고, 와 는 제3 파라미터 를 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 정보에 포함되는 상대 거리 정보를 구성하는 성분들이며, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 보상값에 포함된 상대 거리 보상값을 구성하는 성분들이고, 는 상대 물리량 측정값에 포함되는 상대 거리 측정값이고, 는 제1 파라미터이다. Wow Are components constituting the predicted relative distance value included in the predicted value of the relative physical quantity at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Is the relative distance variance, Is the penalty factor, Wow Is the third parameter Are the components that make up Wow Is the components constituting the relative distance information included in the relative physical quantity information in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t), Wow Is the components constituting the relative distance compensation value included in the relative physical quantity compensation value in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t), Is the relative distance measurement included in the relative physical quantity measurement, Is the first parameter.
또한, 예측값 산출부(120)는 전술한 바와 동일하게 수식 15 내지 18을 이용하여 전술한 파라미터들을 기반으로 테일러 시리즈(Taylor), ADMM(Alternating Direction Method of Multipliers) 알고리즘 등을 통해 수식 9를 간단하게 변형시켜 아래와 같은 수식 21을 생성할 수 있다.In addition, the predicted
[수식 21][Equation 21]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 물리량 예측값에 포함되는 도달 각도 예측값을 구성하는 성분들이고, 는 도달 각도 분산이고, 는 패널티 계수이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 정보에 포함되는 도달 각도 정보를 구성하는 성분들이며, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 보상값에 포함된 도달 각도 보상값을 구성하는 성분들이고, 와 는 제4 파라미터 를 구성하는 성분들이고, 는 도달 각도 측정값이고, 는 제2 파라미터이다. Wow Is the components constituting the predicted value of the angle of arrival included in the predicted value of the relative physical quantity at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Is the angle of arrival variance, Is the penalty factor, Wow Are components constituting the angle of arrival information included in the relative physical quantity information in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t), Wow Are components constituting the angle of arrival compensation value included in the compensation value of the relative physical quantity in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t), Wow Is the fourth parameter Are the components that make up Is the measure of the angle of arrival, Is the second parameter.
보상값 산출부(130)는 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 기반으로 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 절대 위치 보상값을 산출할 수 있다.The compensation
구체적으로, 보상값 산출부(130)는 현재 반복에서의 절대 위치 예측값과 이전 반복에서의 단말 위치 정보 간의 차이값을 계산하고, 이전 반복에서의 절대 위치 보상값에 차이값을 합산하여 현재 반복에서의 절대 위치 보상값을 산출할 수 있다. Specifically, the compensation
전술한 동작을 수식적으로 표현하면 아래와 같다.If the above-described operation is expressed mathematically as follows.
[수식 22][Equation 22]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 보상값을 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 절대 위치 보상값을 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 예측값을 구성하는 성분들이며, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 단말 위치 정보를 구성하는 성분들이다. Wow Is the components constituting the absolute position compensation value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Wow Is the components constituting the absolute position compensation value in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t), Wow Are the components constituting the absolute position prediction value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Wow Are components constituting the terminal location information in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t).
또한, 보상값 산출부(130)는 현재 반복에서의 상대 물리량 측정값을 기반으로 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 상대 물리량 보상값을 산출할 수 있다.In addition, the compensation
구체적으로, 보상값 산출부(130)는 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값과 이전 반복에서의 이전 반복에서의 단말 위치 정보 간의 차이값을 계산하고, 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값에 차이값을 합산하여 현재 반복에서의 상대 물리량 보상값을 산출할 수 있다.Specifically, the compensation
여기서, 상대 물리량, 예를 들어 상대 거리의 경우, 전술한 동작을 수식적으로 표현하면 아래와 같다.Here, in the case of a relative physical quantity, for example, a relative distance, the above-described motion is expressed mathematically as follows.
[수식 23][Equation 23]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 거리 보상값을 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 거리 보상값을 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 거리 예측값을 구성하는 성분들이며, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 단말 위치 정보를 구성하는 성분들이다. Wow Is the components constituting the relative distance compensation value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Wow Is the components constituting the relative distance compensation value in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t), Wow Are components constituting the predicted relative distance value at the current iteration (k+1) at any time (t), Wow Are components constituting the terminal location information in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t).
[수식 24][Equation 24]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 도달 각도 보상값을 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 도달 각도 보상값을 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 도달 각도 예측값을 구성하는 성분들이며, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 단말 위치 정보를 구성하는 성분들이다. Wow Are components constituting the angle of arrival compensation value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Wow Are components constituting the angle of arrival compensation value in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t), Wow Are components constituting the predicted value of the angle of arrival at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Wow Are components constituting the terminal location information in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t).
위치 정보 산출부(130)는 현재 반복에서의 절대 위치 예측값에 절대 위치 보상값을 반영한 제1 결과값과 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값에 상대 물리량 보상값을 반영한 제2 결과값을 기반으로 단말의 단말 위치 정보를 갱신하여 현재 반복에서의 단말 위치 정보를 산출하는 The location
구체적으로, 위치 정보 산출부(130)는 제1 결과값, 제2 결과값 및 이전 반복에서의 단말 위치 정보 간의 평균값을 계산하여 현재 반복에서의 단말 위치 정보를 산출할 수 있다.Specifically, the location
전술한 동작을 수식으로 표현하면 아래와 같다.If the above-described operation is expressed by an equation, it is as follows.
[수식 25][Equation 25]
와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 단말 위치 정보를 구성하는 성분들이고, 는 인접 단말의 개수이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 단말 위치 정보를 구성하는 성분들이다. Wow Are components constituting the terminal location information in the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Is the number of adjacent terminals, Wow Are components constituting the terminal location information in the previous iteration (k) at an arbitrary time (t).
제1 결과값에 포함되는 인자와 관련하여, 와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 예측값을 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 보상값을 구성하는 성분들이다.Regarding the factors included in the first result value, Wow Is the components constituting the absolute position prediction value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Wow Is the components constituting the absolute position compensation value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t).
제2 결과값에 포함되는 인자와 관련하여, 와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 거리 예측값을 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 거리 보상값을 구성하는 성분들이다. 인 와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 도달 각도 예측값을 구성하는 성분들이고, 와 는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 도달 각도 보상값을 구성하는 성분들이다.Regarding the factors included in the second result, Wow Is the components constituting the predicted value of the relative distance at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Wow Is the components constituting the relative distance compensation value in the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t). sign Wow Are components constituting the predicted value of the angle of arrival at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t), Wow Are components constituting the angle of arrival compensation value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t).
전술한 수식 25의 경우는 앵커 또는 인공 위성이 하나인 경우에 대응되며, 앵커 또는 인공 위성이 R개(2≤R)이면 수식 25의 분모 는 으로, 과 은 각각 과 으로 변형될 수 있다.The case of Equation 25 above corresponds to the case where there is one anchor or satellite, and if there are R anchors or satellites (2≤R), the denominator of Equation 25 Is to, and Is each and Can be transformed into
도시하지 않았지만, 협력 측위 단말(100)은 단말 위치 정보, 상대 물리량 측정값을 인접 단말에 전송할 수 있는 송신부를 더 포함할 수 있다.Although not shown, the
전술한 협력 측위 단말(100)과 인접 단말 그리고 협력 측위 단말(100)에 포함된 각각의 구성들은 메시지 전송(Message passing) 방법을 이용하여 유선 통신 또는 무선 통신 가능하다.Each of the components included in the
이하에서는 전술한 동작들을 단말과 인접 단말 사이의 메시지 전송 측면에서 설명한다.Hereinafter, the above-described operations will be described in terms of message transmission between a terminal and an adjacent terminal.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 동작을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a cooperative positioning operation according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 동작을 구현하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 단말(100)에 대응되는 단말(210)과, M(1≤M)개의 앵커 및 N개(1≤N)의 인접 단말이 필요하다.2, in order to implement a cooperative positioning operation according to an embodiment of the present invention, a terminal 210 corresponding to the
이때, 단말(210)과 앵커들(220, 230) 및 인접 단말들(240, 250, 260) 사이에서는 전술한 절대 위치 측정값, 인접 단말 위치 정보, 단말 위치 정보, 상대 물리량 측정값 등을 포함하는 메시지를 송신하거나 수신할 수 있다.At this time, between the terminal 210 and the
임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 협력 측위 수행 과정인 경우를 가정하면, 단말(210)은 단말 위치 정보 프로세서에서 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 단말 위치 정보 를 포함하는 메시지 ①을 생성하여 보상 프로세서로 전송한다.Assuming that the cooperative positioning is performed at the current iteration (k+1) at a certain time (t), the terminal 210 is in the previous iteration (k) at a certain time (t) in the terminal location information processor. Terminal location information It generates a
예를 들면, 위치 정보 산출부(140)는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 단말 위치 정보 를 포함하는 메시지 ①을 보상값 산출부(130)에 전송한다.For example, the location
그 다음, 단말(210)은 보상 프로세서에서 메시지 ①에 기초하여 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 보상값 을 포함하는 메시지 ②를 예측 프로세서에 전송한다.Then, the terminal 210 is the compensation value at the previous iteration (k) at an arbitrary time (t) based on the
여기서, 보상값은 앵커와 관련된 절대 위치 보상값 , 인접 단말과 관련된 상대 물리량 보상값 을 모두 포함하는 것을 의미한다.Here, the compensation value is the absolute position compensation value related to the anchor , Relative physical quantity compensation value related to adjacent terminals It means to include all.
예를 들면, 보상값 산출부(130)는 제1 앵커(220)와 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 절대 위치 보상값 부터 제M 앵커(230)와 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 절대 위치 보상값 각각을 포함하는 메시지 ②를 예측값 산출부(120)에 전송한다.For example, the compensation
다른 예를 들면, 보상값 산출부(130)는 제1 인접 단말(240)과 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 보상값 , 제2 인접 단말(250)과 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 보상값 부터 제N 인접 단말(260)과 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 보상값 각각을 포함하는 메시지 ②를 예측값 산출부(120)에 전송한다.As another example, the compensation
한편, 제1 앵커(220)부터 제M 앵커(230) 각각은 임의의 시간(t)에서 단말(210)의 절대 위치 측정값 을 포함하는 메시지 ③을 단말(210)에 전송하고, 제1 인접 단말(240)부터 제N 인접 단말(260) 각각은 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 인접 단말 위치 정보들 과 상대 물리량 측정값 을 포함하는 메시지 ③을 단말(210)에 전송한다. 단말(210)은 수신한 메시지 ③을 예측 프로세서에 전달한다.On the other hand, each of the
그 다음, 단말(210)은 예측 프로세서에서 메시지②와 ③에 기초하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 예측값 각각을 산출하고, 산출된 예측값 을 포함하는 메시지 ④를 보상 프로세서에 전송한다.Then, the terminal 210 is the prediction value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t) based on the
여기서, 예측값은 앵커와 관련된 절대 위치 예측값 과 인접 단말과 관련된 상대 물리량 예측값 을 모두 포함하는 것을 의미한다.Here, the predicted value is an absolute position predicted value related to the anchor And predicted relative physical quantity related to adjacent terminals It means to include all.
예를 들면, 예측값 산출부(120)는 제1 앵커(220)와 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 절대 위치 보상값 부터 제M 앵커(230)와 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 절대 위치 보상값 , 임의의 시간(t)에서 단말(210)의 절대 위치 측정값 및 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 단말 위치 정보 를 입력값으로 하고 전술한 수식 19를 이용하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 예측값들()을 산출하고, 산출된 절대 위치 예측값들()을 포함하는 메시지 ④를 보상값 산출부(130)에 전송한다.For example, the predicted
다른 예를 들면, 예측값 산출부(120)는 제1 인접 단말(240)과 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 보상값 , 제2 인접 단말(250)과 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 보상값 부터 제N 인접 단말(260)과 관련되는 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 보상값 수식 20과 수식 21을 이용하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 물리량 예측값들()을 산출하고, 산출된 상대 물리량 예측값들()을 포함하는 메시지 ④를 보상값 산출부(130)에 전송한다.For another example, the predicted
그 다음 단말(210)은 보상 프로세서에서 메시지 ④에 기초하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 보상값 을 산출하고, 산출된 보상값 을 포함하는 메시지 ⑤를 단말 위치 정보 프로세서에 전송한다.Then, the terminal 210 is the compensation value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t) based on the
예를 들면, 보상값 산출부(130)는 제1 앵커부터 제M 앵커와 관련되고 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 예측값들()과 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 절대 위치 보상값들() 및 단말 위치 정보 를 입력값으로 하고 수식 22를 이용하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 보상값들()을 산출하며, 산출된 절대 위치 보상값들()을 포함하는 메시지 ⑤를 위치 정보 산출부(140)에 전송한다.For example, the compensation
다른 예를 들면, 제1 인접 단말부터 제N 인접 단말과 관련되고 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 물리량 예측값들()과 임의의 시간(t)에서 이전 반복(k)에서의 상대 물리량 보상값들() 및 단말 위치 정보 를 입력값으로 하고 수식 23 및 수식 24를 이용하여 이용하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 물리량 보상값들()을 산출하며, 산출된 상대 물리량 보상값들()을 포함하는 메시지 ⑤를 위치 정보 산출부(140)에 전송한다.For another example, the predicted values of the relative physical quantity in the current repetition (k+1) from the first neighboring terminal to the Nth neighboring terminal ( ) And relative physical quantity compensation values from the previous iteration (k) at any time (t) ( ) And terminal location information As an input value and using Equation 23 and Equation 24, the relative physical quantity compensation values at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t) ( ) Is calculated, and the calculated relative physical quantity compensation values ( A
그 다음, 단말(210)은 단말 위치 정보 프로세서에서 메시지 ⑤가 합쳐진 메시지⑥에 기초하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 단말 위치 정보를 산출한다. 이때, 메시지⑥에는 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 보상값들()과 상대 물리량 보상값들()이 포함되어 있다.Then, the terminal 210 calculates the terminal location information in the current repetition (k+1) at an arbitrary time (t) based on the
협력 측위 결과, 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 보상값 과 단말 위치 정보 가 산출된다.Cooperative positioning result, compensation value at current iteration (k+1) at any time (t) And terminal location information Is calculated.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 단말(210)과 하나 이상의 인접 단말(240, 250, 260) 간의 협력 측위를 통해 단말의 정확한 위치를 측위할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the present invention provides the effect of positioning the exact location of the terminal through the cooperative positioning between the terminal 210 and one or more adjacent terminals (240, 250, 260).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 단말(100)을 포함하는 이동국(310)을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 음영구역(320) 내 위치한 이동국(310)을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a mobile station 310 including a
도 3을 참조하면, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 단말(100)은 이동국(310)에 포함되어 협력 측위 단말(100)의 위치를 측위함으로써 이동국(310)의 위치를 제공한다.3, the
여기서, 이동국(310)은 도 3에 도시된 바와 같이 차량일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 드론(Drone)이나, 항공기, 선박 등 이동 가능한 물체일 수 있다.Here, the mobile station 310 may be a vehicle as illustrated in FIG. 3, but is not limited thereto, and may be a movable object such as a drone, an aircraft, or a ship.
이동국(310)이 이동할 때, 협력 측위 단말(100)은 이동국(310)의 주변에 있는 앵커(320)로부터 수신한 절대 위치 측정값을 중심으로 다른 이동국들(341, 342) 간의 통신을 통하여 협력 측위 단말(100)의 위치를 측위할 수 있다.When the mobile station 310 moves, the
그러나, 이동국(310)이 계속 이동하면서 터널이나 도심 지역과 같은 음영구역(330)에 진입하면, 협력 측위 단말(100)은 앵커(320)로부터 절대 위치 측정값을 수신하기 어려울 수 있다.However, when the mobile station 310 continues to move and enters the shaded area 330 such as a tunnel or an urban area, the
이 경우, 협력 측위 단말(100)은 음영구역(330)에 진입하기 전에 수신한 절대 위치 측정값과, 하나 이상의 다른 이동국(341, 342)과의 통신을 통해 전술한 협력 측위 동작을 수행하여 협력 측위 단말(100)의 위치를 측정 가능하다.In this case, the
도 4를 참조하면, 음영구역(330)에 진입한 이동국(310)에 포함된 협력 측위 단말(100)은 음영구역(330)에 진입하기 전에 앵커(320)로부터 수신한 절대 위치 측정값을 이용하여 전술한 바에 따라 절대 위치 예측값, 절대 위치 보상값을 반복적으로 산출한다.4, the
그 다음, 음영구역(330)에 진입한 이동국(310)에 포함된 협력 측위 단말(100)은 다른 이동국들(341, 342)에 포함된 인접 단말과 통신을 하고, 인접 단말들로부터 인접 단말들 각각의 인접 단말 위치 정보와 이동국(330)과 다른 이동국들(341, 342) 각각에 대한 상대 물리량 측정값 등을 수신하고, 전술한 바에 따라 상대 물리량 예측값, 상대 물리량 보상값을 반복적으로 산출한다.Then, the
음영구역(330)에 진입한 이동국(310)에 포함된 협력 측위 단말(100)은 전술한 바에 따라 현재 반복에서의 절대 위치 예측값, 절대 위치 보상값, 물리량 예측값, 상대 물리량 보상값 등을 이용하여 단말 위치 정보를 산출한다.The
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 협력 측위 단말(100)을 포함하는 이동국(310)이 음영구역(330)에 진입하더라도 정확한 위치를 측위할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the present invention provides an effect of positioning an accurate location even if the mobile station 310 including the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 음영구역과 비음영구역에서 이동국의 위치에 대한 측위 결과를 개략적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram schematically showing a positioning result of a location of a mobile station in a shaded area and a non-shaded area according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 협력 측위 단말(100)을 포함하는 이동국(310)과 다른 이동국(예를 들어, 341) 이 서로 다른 구간들(A, B, C)를 진입하면서 이동할 때마다 산출되는 협력 측위 결과는 도 5에 도시된 바와 같이 실험적으로 나타낼 수 있다.5, cooperation calculated whenever a mobile station 310 including a
A 구간은 비도심지역(Rural) 등과 같은 비음영구역을 의미하고, B 구간은 도심지역(Urban), 터널 등과 같은 음영구역을 의미하며, C 구간은 A 구관과 동일하게 비음영구역을 의미한다.Section A means a non-shaded area such as a non-urban area (Rural), section B means a shaded area such as an urban area (Urban) and a tunnel, and section C means a non-shaded area, the same as the old building A. .
전술한 바에 따라 음영구역은 비음영구역에 비하여 GNSS 신호나 앵커에 의해 발생되는 위치 신호 등의 송수신이 어려운 구역을 의미한다. 그럼에도, 협력 측위 단말(100)을 포함하는 이동국(310)의 위치는 구간에 영향을 받지 않고 일정하게 측위된다. 이오 마찬가지로 협력 측위 단말(100)을 포함하는 다른 이동국의 위치도 구간에 영향을 받지 않고 일정하게 측위된다. As described above, the shaded area refers to an area in which transmission and reception of a GNSS signal or a position signal generated by an anchor is difficult compared to a non-shaded area. Nevertheless, the location of the mobile station 310 including the
한편, 도 5에 도시된 A 구간, B 구간 및 C 구간 각각의 범위는 본 발명의 이해를 위한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the ranges of section A, section B, and section C shown in FIG. 5 are for understanding of the present invention and are not limited thereto.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 음영구역과 비음영구역에서 시간에 따른 단말 위치 정보의 오차값을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing an error value of terminal location information over time in a shaded area and a non-shaded area according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 종래의 위치 측위에 따라 산출된 단말 위치 정보의 오차값과 본 발명의 협력 측위에 따라 산출된 단말 위치 정보의 오차값을 비교한 결과를 실험적으로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 6, a result of comparing the error value of the terminal location information calculated according to the conventional location positioning with the error value of the terminal location information calculated according to the cooperative positioning of the present invention can be experimentally shown.
비음영구간인 A 구간과 C 구간의 경우, 본 발명에 따른 단말 위치 정보의 오차값이 종래에 따른 단말 위치 정보의 오차값이 보다 낮게 측정됨을 알 수 있다.In the case of section A and section C, which are non-shaded sections, it can be seen that the error value of the terminal location information according to the present invention is measured to be lower than that of the conventional terminal location information.
음영구간인 B구간의 경우, 본 발명에 따른 단말 위치 정보의 오차값은 매우 소폭 상승하는 반면에, 종래에 따른 단말 위치 정보의 오차값은 큰 폭으로 상승한다는 것을 알 수 있다.In the case of section B, which is a shaded section, it can be seen that the error value of the terminal location information according to the present invention increases very slightly, while the error value of the terminal location information according to the related art increases significantly.
이를 종합하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 협력 측위 단말(100)의 협력 측위는 종래의 측위 기술보다 정확하고 안정적인 측위 결과를 제공할 수 있다. Taken together, the cooperative positioning of the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 음영구역과 비음영구역에서 시간에 따른 단말 위치 정보의 오차값과 절대 위치 측정값의 오차값을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing an error value of terminal location information and an absolute position measurement value over time in a shaded area and a non-shaded area according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 앵커(320)에 의해 수신되는 절대 위치 측정값만을 이용하여 위치를 측위한 결과의 오차값과 본 발명의 협력 측위에 따라 생성된 단말 위치 정보의 오차값을 비교한 결과를 실험적으로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 7, the result of comparing the error value of the result of measuring the position using only the absolute position measurement value received by the anchor 320 and the error value of the terminal position information generated according to the cooperative positioning of the present invention. Can be expressed experimentally.
비음영구간인 A 구간과 C 구간의 경우, 본 발명의 협력 측위에 따라 생성된 단말 위치 정보의 오차값이 절대 위치 측정값만을 이용하여 위치를 측위한 결과의 오차값보다 낮게 측정됨을 알 수 있다.In the case of the non-shaded section, section A and section C, it can be seen that the error value of the terminal location information generated according to the cooperative positioning of the present invention is measured lower than the error value of the result of measuring the location using only the absolute location measurement .
음영구간인 B구간의 경우, 본 발명의 협력 측위에 따라 생성된 단말 위치 정보의 오차값과 절대 위치 측정값만을 이용하여 위치를 측위한 결과의 오차값 간의 편차는 매우 크게 나타난 것을 알 수 있다.In the case of the shaded section, section B, it can be seen that the deviation between the error value of the terminal location information generated according to the cooperative positioning of the present invention and the error value of the result of measuring the location using only the absolute location measurement value is very large.
이를 종합하면 발명에 일 실시예에 따른 협력 측위 단말(100)의 협력 측위는 커(320)에 의해 수신되는 절대 위치 측정값만을 이용하여 위치를 측위할 때보다 더욱 정확하다는 것을 알 수 있다.Taken together, it can be seen that the cooperative positioning of the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 주변 환경의 영향을 최소로 받으면서 실시간으로 단말의 위치를 측위할 수 있다는 효과를 제공한다.As described above, the present invention provides the effect of being able to locate the terminal in real time while being affected by the surrounding environment to a minimum.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 측위 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.8 is a flow chart illustrating a cooperative positioning method according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치를 협력 측위하는 협력 측위 방법에 있어서, 수신 단계(S810)와, 예측값 산출 단계(S820)와, 보상값 산출 단계(S830) 및 위치 정보 산출 단계(S840) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, in the cooperative positioning method for cooperatively positioning the location of the terminal according to an embodiment of the present invention, a receiving step (S810), a predicted value calculating step (S820), a compensation value calculating step (S830), and It may include a location information calculation step (S840), and the like.
수신 단계(S810)는 단말의 절대 위치 측정값, 하나 이상의 인접 단말의 인접 단말 위치 정보 및 단말과 인접 단말 간의 상대 물리량 측정값을 수신할 수 있다.In the receiving step (S810), the absolute position measurement value of the terminal, adjacent terminal position information of one or more adjacent terminals, and a relative physical quantity measurement value between the terminal and the adjacent terminal may be received.
예측값 산출 단계(S820)는 절대 위치 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 산출할 수 있다.In the predicted value calculation step S820, an absolute position predicted value in the current iteration may be calculated based on the absolute position measurement value.
구체적으로, 예측값 산출 단계(S820)는 이전 반복에서의 절대 위치 정보에 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 반영한 절대 위치 인수와, 절대 위치 측정값을 이용하여 절대 위치 예측값을 산출할 수 있다.Specifically, in the predicted value calculation step S820, the absolute position predicted value may be calculated using an absolute position factor in which the absolute position compensation value in the previous iteration is reflected in the absolute position information in the previous iteration and the absolute position measurement value.
예를 들면, 예측값 산출 단계(S820)는 전술한 수식 19를 이용하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 예측값을 구성하는 성분들( 및 )을 계산함으로써 절대 위치 예측값을 산출한다.For example, in the predicted value calculation step (S820), the components constituting the absolute position predicted value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t) using Equation 19 ( And ) To calculate the absolute position prediction value.
또한, 예측값 산출 단계(S820)는 인접 단말 위치 정보와 상대 물리량 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값을 산출할 수 있다.In addition, the predicted value calculating step S820 may calculate a predicted value of the relative physical quantity in the current iteration based on the location information of the adjacent terminal and the measured value of the relative physical quantity.
구체적으로, 예측값 산출 단계(S820)는 이전 반복에서의 상대 물리량 정보에 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 반영한 제1 상대 물리량 인수와, 상대 물리량 측정값에 상대 물리량 파라미터 및 이전 반복에서의 상대 물리량 정보를 반영한 제2 상대 물리량 인수를 이용하여 상대 물리량 예측값을 산출할 수 있다.Specifically, the predicted value calculation step (S820) includes a first relative physical quantity factor reflecting the relative physical quantity compensation value from the previous iteration to the relative physical quantity information from the previous iteration, the relative physical quantity parameter to the relative physical quantity measurement value, and the relative physical quantity from the previous iteration. The predicted value of the relative physical quantity may be calculated by using the second relative physical quantity factor reflecting the information.
예를 들면, 예측값 산출 단계(S820)는 전술한 수식 20과 수식 21을 각각 이용하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 거리 예측값을 구성하는 성분들( 및 )과 도달 각도 예측값을 구성하는 성분들( 및 )을 계산함으로써 상대 거리 예측값 및 도달 각도 예측값을 각각 산출한다.For example, in the predicted value calculation step (S820), the components constituting the relative distance predicted value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t) using
보상값 산출 단계(S830)는 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 기반으로 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 절대 위치 보상값을 산출할 수 있다.In step S830 of calculating the compensation value, the absolute position compensation value in the current iteration may be calculated by updating the absolute position compensation value in the previous iteration based on the absolute position prediction value in the current iteration.
구체적으로, 보상값 산출 단계(S830)는 현재 반복에서의 절대 위치 예측값과 이전 반복에서의 단말 위치 정보 간의 차이값을 계산하고, 이전 반복에서의 절대 위치 보상값에 차이값을 합산하여 현재 반복에서의 절대 위치 보상값을 산출할 수 있다.Specifically, the compensation value calculation step (S830) calculates a difference value between the absolute position predicted value in the current iteration and the terminal position information in the previous iteration, and adds the difference value to the absolute position compensation value in the previous iteration in the current iteration. The absolute position compensation value of can be calculated.
예를 들면, 보상값 산출 단계(S830)는 수식 22를 이용하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 절대 위치 보상값을 구성하는 성분들( 및 )을 계산함으로써 절대 위치 보상값을 산출한다.For example, in the compensation value calculation step (S830), components constituting the absolute position compensation value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t) using Equation 22 ( And ) To calculate the absolute position compensation value.
또한, 보상값 산출 단계(S830)는 현재 반복에서의 상대 물리량 측정값을 기반으로 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 상대 물리량 보상값을 산출할 수 있다.In addition, the compensation value calculation step S830 may calculate the relative physical quantity compensation value in the current iteration by updating the relative physical quantity compensation value in the previous iteration based on the relative physical quantity measurement value in the current iteration.
구체적으로, 보상값 산출 단계(S830)는 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값과 이전 반복에서의 이전 반복에서의 단말 위치 정보 간의 차이값을 계산하고, 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값에 차이값을 합산하여 현재 반복에서의 상대 물리량 보상값을 산출할 수 있다.Specifically, the compensation value calculation step (S830) calculates a difference value between the predicted value of the relative physical quantity in the current iteration and the terminal location information in the previous iteration in the previous iteration, and adds the difference value to the compensation value of the relative physical quantity in the previous iteration. Thus, the relative physical quantity compensation value in the current iteration can be calculated.
예를 들면, 보상값 산출 단계(S830)는 수식 23과 수식 24를 각각 이용하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 상대 거리 보상값을 구성하는 성분들( 및 )과 도달 각도 보상값을 구성하는 성분들( 및 )을 계산함으로써 상대 거리 보상값 및 도달 각도 보상값을 각각 산출한다.For example, in the compensation value calculation step (S830), the components constituting the relative distance compensation value at the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t) using Equations 23 and 24 respectively ( And ) And components constituting the angle of arrival compensation value ( And ) To calculate the relative distance compensation value and the arrival angle compensation value, respectively.
위치 정보 산출 단계(S840)는 현재 반복에서의 절대 위치 예측값에 절대 위치 보상값을 반영한 제1 결과값을 생성할 수 있다.The position information calculation step S840 may generate a first result value by reflecting the absolute position compensation value to the absolute position prediction value in the current iteration.
예를 들면, 제1 결과값은 수식 25에서 및 를 의미한다.For example, the first result is Equation 25 And Means.
또한, 위치 정보 산출 단계(S840)는 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값에 상대 물리량 보상값을 반영한 제2 결과값을 생성할 수 있다.In addition, the location information calculation step S840 may generate a second result value reflecting the relative physical quantity compensation value to the relative physical quantity predicted value in the current iteration.
예를 들면, 제2 결과값은 수식 25에서 및 를 의미한다.For example, the second result is Equation 25 And Means.
제1 결과값과 제2 결과값이 생성되면, 위치 정보 산출 단계(S840)는 제1 결과값과 제2 결과값을 기반으로 단말의 단말 위치 정보를 갱신하여 현재 반복에서의 단말 위치 정보를 산출할 수 있다.When the first result value and the second result value are generated, the location information calculation step (S840) updates the terminal location information of the terminal based on the first result value and the second result value to calculate the terminal location information in the current iteration. can do.
구체적으로, 위치 정보 산출 단계(S840)는 제1 결과값, 제2 결과값 및 이전 반복에서의 단말 위치 정보 간의 평균값을 계산하여 현재 반복에서의 단말 위치 정보를 산출할 수 있다.Specifically, in the location information calculation step (S840), the terminal location information in the current iteration may be calculated by calculating an average value between the first result value, the second result value, and the terminal location information in the previous iteration.
예를 들면, 위치 정보 산출 단계(S840)는 수식 25를 이용하여 임의의 시간(t)에서 현재 반복(k+1)에서의 단말 위치 정보를 구성하는 성분들( 및 )을 계산함으로써 단말 위치 정보를 산출한다.For example, in the location information calculation step (S840), the components constituting the terminal location information in the current iteration (k+1) at an arbitrary time (t) using Equation 25 ( And ) To calculate the terminal location information.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 협력 측위를 통해 단말의 정확한 위치를 측위할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the present invention provides the effect of positioning the exact location of the terminal through cooperative positioning.
또한, 본 발명은 신호를 수신하는데 장애가 되는 음영구역에 진입하더라도 정확한 위치를 측위할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the present invention provides an effect of positioning an accurate position even when entering a shaded area that is an obstacle in receiving a signal.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, even if all the constituent elements constituting the embodiments of the present invention have been described as being combined into one or operating in combination, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the object of the present invention, all the constituent elements may be selectively combined and operated in one or more. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (15)
상기 단말의 절대 위치 측정값, 하나 이상의 인접 단말의 인접 단말 위치 정보 및 상기 단말과 상기 인접 단말 간의 상대 물리량 측정값을 수신하는 수신부;
상기 절대 위치 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 산출하고, 상기 인접 단말 위치 정보와 상기 상대 물리량 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값을 산출하는 예측값 산출부;
상기 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 기반으로 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 상기 절대 위치 보상값을 산출하고, 상기 현재 반복에서의 상대 물리량 측정값을 기반으로 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 상기 상대 물리량 보상값을 산출하는 보상값 산출부; 및
상기 현재 반복에서의 절대 위치 예측값에 절대 위치 보상값을 반영한 제1 결과값과 상기 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값에 상대 물리량 보상값을 반영한 제2 결과값을 기반으로 상기 단말의 단말 위치 정보를 갱신하여 현재 반복에서의 상기 단말 위치 정보를 산출하는 위치 정보 산출부를 포함하고,
상기 보상값 산출부는,
상기 현재 반복에서의 상기 절대 위치 예측값과 상기 이전 반복에서의 상기 단말 위치 정보 간의 차이값을 계산하고,
상기 이전 반복에서의 상기 절대 위치 보상값에 상기 차이값을 합산하여 상기 현재 반복에서의 상기 절대 위치 보상값을 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 단말.In the cooperative positioning terminal cooperatively positioning the location of the terminal,
A receiving unit configured to receive an absolute position measurement value of the terminal, information on the position of adjacent terminals of one or more adjacent terminals, and a measurement value of a relative physical quantity between the terminal and the adjacent terminal;
A predicted value calculator configured to calculate an absolute position predicted value in the current iteration based on the absolute position measurement value, and calculate a relative physical quantity predicted value in the current iteration based on the neighboring terminal position information and the relative physical quantity measured value;
The absolute position compensation value in the current iteration is calculated by updating the absolute position compensation value in the previous iteration based on the absolute position prediction value in the current iteration, and in the previous iteration based on the relative physical quantity measurement value in the current iteration A compensation value calculating unit that updates the compensation value of the relative physical quantity and calculates the compensation value of the relative physical quantity in the current iteration; And
Update the terminal location information of the terminal based on a first result value reflecting the absolute position compensation value in the absolute position prediction value in the current iteration and a second result value reflecting the relative physical quantity compensation value in the relative physical quantity prediction value in the current iteration And a location information calculator that calculates the terminal location information in the current iteration,
The compensation value calculation unit,
Calculate a difference value between the absolute position prediction value in the current iteration and the terminal position information in the previous iteration,
And calculating the absolute position compensation value in the current iteration by adding the difference value to the absolute position compensation value in the previous iteration.
상기 예측값 산출부는,
상기 절대 위치 측정값에 대한 절대 위치 오차와 절대 위치 분산을 인자로 하는 절대 위치 함수를 포함하는 최적화 함수를 최소로 만드는 값을 상기 절대 위치 예측값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 단말.The method of claim 1,
The predicted value calculation unit,
A cooperative positioning terminal, characterized in that calculating a value for minimizing an optimization function including an absolute position function that takes an absolute position error and an absolute position variance for the absolute position measurement value as the absolute position predicted value.
상기 예측값 산출부는,
상기 상대 물리량 측정값에 대한 상대 물리량 오차와 상대 물리량 분산을 인자로 하는 상대 물리량 함수를 포함하는 최적화 함수를 최소로 만드는 값을 상기 상대 물리량 예측값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 단말.The method of claim 1,
The predicted value calculation unit,
A cooperative positioning terminal, characterized in that calculating a value for minimizing an optimization function including a relative physical quantity function that has a relative physical quantity error with respect to the relative physical quantity measurement value and a relative physical quantity variance as factors as the relative physical quantity predicted value.
상기 예측값 산출부는,
이전 반복에서의 절대 위치 정보에 상기 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 반영한 절대 위치 인수와, 상기 절대 위치 측정값을 이용하여 상기 절대 위치 예측값을 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 단말.The method of claim 1,
The predicted value calculation unit,
A cooperative positioning terminal, characterized in that calculating the absolute position predicted value by using the absolute position factor reflecting the absolute position compensation value in the previous iteration in the absolute position information in the previous iteration and the absolute position measurement value.
상기 예측값 산출부는,
이전 반복에서의 상대 물리량 정보에 상기 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 반영한 제1 상대 물리량 인수와, 상기 상대 물리량 측정값에 상대 물리량 파라미터 및 상기 이전 반복에서의 상대 물리량 정보를 반영한 제2 상대 물리량 인수를 이용하여 상기 상대 물리량 예측값을 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 단말.The method of claim 1,
The predicted value calculation unit,
A first relative physical quantity factor reflecting the relative physical quantity compensation value in the previous iteration in the relative physical quantity information in the previous iteration, and a second relative physical quantity reflecting the relative physical quantity parameter in the relative physical quantity measurement value and the relative physical quantity information in the previous iteration Cooperative positioning terminal, characterized in that calculating the predicted value of the relative physical quantity using a factor.
상기 상대 물리량 파라미터는,
이전 반복에서의 상기 단말 위치 정보와 상기 이전 반복에서의 인접 단말의 인접 단말 위치 정보를 이용하여 산출된 것을 특징으로 하는 협력 측위 단말.The method of claim 5,
The relative physical quantity parameter,
Cooperative positioning terminal, characterized in that calculated using the terminal location information in the previous iteration and the neighboring terminal location information of the adjacent terminal in the previous iteration.
상기 보상값 산출부는,
상기 현재 반복에서의 상기 상대 물리량 예측값과 상기 이전 반복에서의 상기 이전 반복에서의 상기 단말 위치 정보 간의 차이값을 계산하고,
상기 이전 반복에서의 상기 상대 물리량 보상값에 상기 차이값을 합산하여 상기 현재 반복에서의 상기 상대 물리량 보상값을 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 단말.The method of claim 1,
The compensation value calculation unit,
Calculate a difference value between the predicted relative physical quantity in the current iteration and the terminal location information in the previous iteration in the previous iteration,
And calculating the relative physical quantity compensation value in the current iteration by adding the difference value to the relative physical quantity compensation value in the previous iteration.
상기 위치 정보 산출부는,
상기 제1 결과값, 상기 제2 결과값 및 이전 반복에서의 상기 단말 위치 정보 간의 평균값을 계산하여 상기 현재 반복에서의 상기 단말 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 단말.The method of claim 1,
The location information calculation unit,
And calculating an average value between the first result value, the second result value, and the terminal position information in the previous iteration to calculate the terminal position information in the current iteration.
상기 단말의 절대 위치 측정값, 하나 이상의 인접 단말의 인접 단말 위치 정보 및 상기 단말과 상기 인접 단말 간의 상대 물리량 측정값을 수신하는 수신 단계;
상기 절대 위치 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 산출하고, 상기 인접 단말 위치 정보와 상기 상대 물리량 측정값에 기초하여 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값을 산출하는 예측값 산출 단계;
상기 현재 반복에서의 절대 위치 예측값을 기반으로 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 상기 절대 위치 보상값을 산출하고, 상기 현재 반복에서의 상대 물리량 측정값을 기반으로 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 갱신하여 현재 반복에서의 상기 상대 물리량 보상값을 산출하는 보상값 산출 단계; 및
상기 현재 반복에서의 절대 위치 예측값에 절대 위치 보상값을 반영한 제1 결과값과 상기 현재 반복에서의 상대 물리량 예측값에 상대 물리량 보상값을 반영한 제2 결과값을 기반으로 상기 단말의 단말 위치 정보를 갱신하여 현재 반복에서의 상기 단말 위치 정보를 산출하는 위치 정보 산출 단계를 포함하고,
상기 보상값 산출 단계는,
상기 현재 반복에서의 상기 절대 위치 예측값과 상기 이전 반복에서의 상기 단말 위치 정보 간의 차이값을 계산하고,
상기 이전 반복에서의 상기 절대 위치 보상값에 상기 차이값을 합산하여 상기 현재 반복에서의 상기 절대 위치 보상값을 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 방법.In the cooperative positioning method for cooperative positioning of the location of the terminal,
A receiving step of receiving an absolute position measurement value of the terminal, adjacent terminal position information of one or more adjacent terminals, and a measurement value of a relative physical quantity between the terminal and the adjacent terminal;
A predicted value calculating step of calculating an absolute position predicted value in the current iteration based on the absolute position measurement value, and calculating a relative physical quantity predicted value in the current iteration based on the neighboring terminal position information and the relative physical quantity measured value;
The absolute position compensation value in the current iteration is calculated by updating the absolute position compensation value in the previous iteration based on the absolute position prediction value in the current iteration, and in the previous iteration based on the relative physical quantity measurement value in the current iteration A compensation value calculation step of calculating the relative physical quantity compensation value in the current iteration by updating the relative physical quantity compensation value of And
The terminal location information of the terminal is updated based on a first result value reflecting the absolute position compensation value in the absolute position prediction value in the current iteration and a second result value reflecting the relative physical quantity compensation value in the relative physical quantity prediction value in the current iteration. And a location information calculation step of calculating the terminal location information in the current iteration,
The step of calculating the compensation value,
Calculate a difference value between the absolute position prediction value in the current iteration and the terminal position information in the previous iteration,
And calculating the absolute position compensation value in the current iteration by adding the difference value to the absolute position compensation value in the previous iteration.
상기 예측값 산출 단계는,
이전 반복에서의 절대 위치 정보에 상기 이전 반복에서의 절대 위치 보상값을 반영한 절대 위치 인수와, 상기 절대 위치 측정값을 이용하여 상기 절대 위치 예측값을 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 방법.The method of claim 10,
The predicted value calculation step,
And calculating the absolute position prediction value using an absolute position factor reflecting the absolute position compensation value in the previous iteration to the absolute position information in the previous iteration and the absolute position measurement value.
상기 예측값 산출 단계는,
이전 반복에서의 상대 물리량 정보에 상기 이전 반복에서의 상대 물리량 보상값을 반영한 제1 상대 물리량 인수와, 상기 상대 물리량 측정값에 상대 물리량 파라미터 및 상기 이전 반복에서의 상대 물리량 정보를 반영한 제2 상대 물리량 인수를 이용하여 상기 상대 물리량 예측값을 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 방법.The method of claim 10,
The predicted value calculation step,
A first relative physical quantity factor reflecting the relative physical quantity compensation value in the previous iteration in the relative physical quantity information in the previous iteration, and a second relative physical quantity reflecting the relative physical quantity parameter in the relative physical quantity measurement value and the relative physical quantity information in the previous iteration Cooperative positioning method, characterized in that calculating the predicted value of the relative physical quantity by using a factor.
상기 보상값 산출 단계는,
상기 현재 반복에서의 상기 상대 물리량 예측값과 상기 이전 반복에서의 상기 이전 반복에서의 상기 단말 위치 정보 간의 차이값을 계산하고,
상기 이전 반복에서의 상기 상대 물리량 보상값에 상기 차이값을 합산하여 상기 현재 반복에서의 상기 상대 물리량 보상값을 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 방법.The method of claim 10,
The step of calculating the compensation value,
Calculate a difference value between the predicted relative physical quantity in the current iteration and the terminal location information in the previous iteration in the previous iteration,
And calculating the relative physical quantity compensation value in the current iteration by adding the difference value to the relative physical quantity compensation value in the previous iteration.
상기 위치 정보 산출 단계는,
상기 제1 결과값, 상기 제2 결과값 및 이전 반복에서의 상기 단말 위치 정보 간의 평균값을 계산하여 상기 현재 반복에서의 상기 단말 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 협력 측위 방법.The method of claim 10,
The location information calculation step,
And calculating the terminal location information in the current iteration by calculating an average value between the first result value, the second result value, and the terminal location information in the previous iteration.
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KR1020180154182A KR102164278B1 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | Terminal for cooperative localization and method thereof |
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KR20200067387A KR20200067387A (en) | 2020-06-12 |
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KR101822183B1 (en) * | 2011-02-09 | 2018-01-26 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for integrated positioning |
KR101806029B1 (en) * | 2016-03-28 | 2017-12-07 | 한양대학교 산학협력단 | System and method for detecting position of vehicle using gps and uwb |
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