KR20130024398A - 무선 랜에서 기수각 결정을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 랜에서 기수각 결정을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기수각 결정에 관한 것으로, 무선 랜 시스템에서 사용자 단말의 기수각 결정을 위한 방법에 있어서 사용자의 회전을 감지하는지 검사하는 과정과 상기 회전을 감지하는 경우, 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 구하는 과정과 상기 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 이용하여 기수 각을 구하는 과정을 포함하는 것으로 GPS 음영지역에서도 무선 랜 기반의 기수각 검출 알고리즘을 이용하여 PDR의 위치 오차가 누적되는 것 방지할 수 있고 사용자의 정확한 위치 정보를 결정할 수 있는 이점이 있다.

Description

무선 랜에서 기수각 결정을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING HEADING ANGLE IN WIRELESS LAN}
본 발명은 보행자 항법에 관한 것으로, 특히 무선 랜에서 보행자의 기수각 결정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
기존 GPS/PDR (Global Position System/Pedestrian Dead Reckoning) 보행자 항법시스템에서는 GPS를 이용한 위치정보가 유효한 경우에 GPS를 이용하여 위치정보를 제공하고, 유효하지 못한 음영지역에서는 가속도센서 및 지자기센서 등을 이용한 보행자 DR(Dead Reckoning)로 추정된 위치정보를 제공한다.
하지만, 가속도센서 및 지자기센서를 이용한 보행자용 DR 시스템은 보행자의 움직임, 주변의 자기환경 등의 영향으로 방향정보에 오차가 발생할 수 있다 그리고 방향오차는 보행자의 위치정보 오차로 나타나고, 시간이 지날수록 위치 오차가 누적되어 발산하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 무선 랜에서 기수각 결정을 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다
본 발명의 다른 목적은 무선 랜에서 사용자의 위치정보를 결정하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 GPS 음영 지역에서 무선 랜 기반의 기수각 계산 알고리즘을 이용하여 기수 각을 계산하고, 계산된 기수 각을 이용하여 PDR 방향 정보의 오차를 보정해서 사용자의 위치 정확도를 향상시키는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 제 1 견지에 따르면, 무선 랜 시스템에서 사용자 단말의 기수각 결정을 위한 방법에 있어서 사용자의 회전을 감지하는지 검사하는 과정과 상기 회전을 감지하는 경우, 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 구하는 과정과 상기 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 이용하여 기수 각을 구하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 제 2 견지에 따르면, 무선 랜 시스템에서 기수각을 결정하는 사용자 단말의 장치에 있어서 다른 노드와 통신 하기 위한 모뎀과 상기 모뎀을 통해 사용자의 회전을 감지하는지 검사하고, 상기 회전을 감지하는 경우, 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 구하고, 상기 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 이용하여 기수 각을 구하는 제어부와 기준 포인트들로부터의 거리에 따른 신호 세기와 AP로부터의 거리에 따른 신호 세기를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 GPS 음영지역에서도 무선 랜 기반의 기수각 검출 알고리즘을 이용하여 PDR의 위치 오차가 누적되는 것 방지할 수 있고 사용자의 정확한 위치 정보를 결정할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 측정 신호 강도를 이용하여 이동 방향 추정을 수행하는 개념도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직선 구간의 방위각 계산 알고리즘을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 회전 구간의 방위각 계산 알고리즘을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 회전 구간에서 기준 포인트 배치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자의 회전 감지를 위한 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 기반 방위각 계산 알고리즘의 과정을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜을 구비한 사용자 단말기의 블록 구성을 도시한 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 기준하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명은 무선 랜에서 기수각 결정을 위한 방법 및 장치에 대해 설명할 것이다.
본 발명은 보행항법 시스템, 전파항법 시스템, 결합 알고리즘으로 구성된다. 여기서 상기 전파항법 시스템은 GPS, WPS(Wi-FI Positioning System)가 대표적인 예가 될 수 있고, 절대 좌표를 제공하는 항법 시스템이다. 본 발명에서는 GPS/PDR 결합 알고리즘을 실시 예로 하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 측정 신호 강도를 이용하여 이동 방향 추정을 수행하는 개념도를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 기준하면, 사용자가 휴대하고 있는 무선 랜 단말기가 수신하는 신호 강도를 이용하여 사용자의 이동 방향을 추정하는 기법을 도시한 것으로, 시간이 tk 에서 tk +1 로 변할 때의 위치 변화가 상기 도 1과 같을 경우 AP1(110)로 부터의 신호 강도는 작아지고 AP2(120)로부터의 신호 강도는 커지게 된다.
이를 이용하여 사용자의 이동 방향의 기수각, 방위각을 계산하고 계산된 방위각을 이용하여 사용자의 이동 방향을 추정할 수 있다. 상기 기수각은 사용자가 이동시 이동 방향에 대한 각도를 나타낸다.
본 발명에서 사용자의 이동성을 반영하기 위해 무선 랜 측위 최소 간격은 무선 랜 기반 측위 성능의 약 두 배로 설정한다. 왜냐하면, 무선 랜 기반 측위 시 측위 오차로 인해 사용자의 이동방향을 잘못 추정할 수 있기 때문이다.
무선 랜 기반 측위 방식에서, 한 포인트에 대한 측위를 가지고는 사용자의 이동 방향은 알 수 없고 과거 정보와 현재 정보를 연결해야 현재 진행 방향을 추정할 수 있다. 이런 특성상 무선 랜 기반 측위 정보로 방위각을 계산하기 위해 사용자의 이동 방향을 벡터로 설정할 필요가 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직선 구간의 방위각 계산 알고리즘을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 기준하면, 직선 구간의 이동 방향 벡터 설정 방법에 관한 것으로, 직선 구간에서는 과거와 현재의 사용자의 위치를 추정하고 추정된 두 위치로 이동 방향 벡터를 설정한다.
상기 도 2에서, P(k)는 시간 k에서의 실 측점을 나타내고, P'(k)는 P(k)포인트에서의 측위 결과를 나타낸다. 상기 도 2에서는 이동 방향 벡터
Figure pat00001
은 P(k)-P(k-1) 이고, 측위 이동 방향 벡터
Figure pat00002
는 P'(k)-P'(k-1) 이다.
이 경우, 하기 수식으로부터 이동 방향 벡터
Figure pat00003
과 자북 방향 벡터
Figure pat00004
의 내적을 계산하여 기수각(θ)을 계산한다.
<수학식 1>
Figure pat00005
여기서,
Figure pat00006
는 측위 이동 방향 벡터를 나타내고,
Figure pat00007
은 자북 방향 벡터를 나타낸다. 그리고 θ 는 기수각을 나타낸다.
이때, 내적을 통해 구헌 기수각(θ)은 자북 방향 벡터
Figure pat00008
을 기준으로 벌어진 각만 표시하므로 하기 수식과 같이 자북을 기준으로 하는 방위각(ψ)으로 표시해주어야 한다. 즉, 벡터
Figure pat00009
을 기준으로 시계 방향으로 방위각을 표시한다.
<수학식 2>
Figure pat00010
여기서,
Figure pat00011
는 측위 이동 방향 벡터를 나타내고,
Figure pat00012
은 자북 방향 벡터를 나타낸다. 그리고 θ 는 기수각을 나타내고, ψ는 방위각을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 회전 구간의 방위각 계산 알고리즘을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 기준하면, k-1 지점에서 측위를 하고 k 지점에서 측위를 하기 전에 사용자가 회전을 할 수 있다. 이 경우, 직선 구간과 마찬가지로 사용자의 이동 방향 벡터를 설정하게 되면 이동 방향 벡터
Figure pat00013
은 실제 사용자의 이동 방향을 제대로 나타내지 못한다.
이와 같은 현상을 보정하기 위해, 측위 중간에 회전이 일어난 경우 측위 이동 방향 벡터를 벡터
Figure pat00014
에서 벡터
Figure pat00015
로 수정한다.
상기 도 3에서, P(k)는 시간 k에서의 실 측점을 나타내고, P'(k)는 P(k)포인트에서의 측위 결과를 나타낸다. 상기 도 3에는, 측위 이동 방향 벡터
Figure pat00016
는 P'(k)-P'(k-1) 이다. 그리고
Figure pat00017
는 P'(k)-Pref 이고, 회전 방향을 고려한 측위 회전 이동방향 벡터이다.
이때, 기준 포인트(Reference point)의 위치 정보와 회전 감지 여부를 위한 부가적인 정보가 필요하다. 일단, 사용자가 회전을 하면 이동 방향 벡터를 재 설정하여 기수각(θ)을 하기 수식을 이용하여 계산한다.
<수학식 3>
Figure pat00018
여기서,
Figure pat00019
은 자북 방향 벡터를 나타내고,
Figure pat00020
은 회전 방향을 고려한 측위 회전 이동방향 벡터이다. θ는 기수각을 나타낸다.
이후, 계산한 기수각과 상기 <수학식 2>를 이용하여 방위각(ψ)을 구한다.
본 발명의 회전 구간에서 무선 랜 신호를 이용한 회전 감지 방식에 대해 설명하면 다음과 같다. 회전 구간에 근접한 사용자는 이동 방향 전환 확률이 높기 때문에 회전 구간에서의 추가적인 정보를 설정하고 이 정보를 이용하여 회전 감지를 수행할 수 있다. 그리고 회전 감지는 무선 랜 수신 신호 세기 정보로 판단이 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 회전 구간에서 기준 포인트 배치를 도시한 도면이다.
상기 도 4를 기준하면, 각 회전 구간 입구에 기준 포인트(포인트 A~D)를 설정하고 회전 구간 중앙에 중앙 기준 포인트를 하나 더 설정한다. 기준 포인트 A~D는 회전 감지를 위한 것이고 중앙 기준 포인트는 사용자의 이동 방향이 바뀌었을 때 이동 방향 벡터의 재설정을 위한 것이다.
이러한 기준 포인트(포인트 A~D)의 위치 정보와 단말(410)이 AP로부터 수신한신호에서 측정한 수신 신호 세기 정보는 사용자의 단말(410)에 데이터 베이스화 되어 있다. 즉, 기준 포인트들로부터의 거리에 따른 신호 세기와 AP로부터의 거리에 따른 신호 세기가 데이터 베이스화 되어 있다.
사용자가 기준 포인트 A로 접근 시, 사용자 단말(410)에서 측정되는 AP수신 신호 세기와 기준 포인트 A에서 수신되는 수신 신호 세기 정보를 비교하면 사용자가 회전 구간에 근접하는 것을 감지할 수 있다.
이후, 기준 포인트 A와 중앙 기준 포인트의 신호 유사성을 파악한다. 사용자가 중앙 기준 포인트 부근에 위치해 있다고 판단되면 다음 측위 때 기준 포인트 A~D 에서의 수신 신호 세기 정보와 사용자 단말(410)에서 측정된 수신 신호 세기의 유사성을 판단해 사용자의 이동 방향을 추정하게 된다. 이때, 사용자 단말(410)이 중앙 기준 포인트 감지 후 약간의 시간을 둠으로써 사용자의 이동성을 좀 더 정확히 파악할 수 있다. 예를 들어, 포인트 A로부터의 수신 세기 정보와 중앙 기준 포인트의 수신 신호 세기가 유사하면 포인트 A 와 중앙 기준 포인트로부터 동일 거리에 사용자 단말(410)이 위치한다고 추정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자의 회전 감지를 위한 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 5를 기준하면, 회전 감지 시 핑거 프린트(fingerprint)와 셀-구분자(Cell-ID)를 사용하는 방식을 적용했다. 상기 핑거 프린트 이용 방식은 단말이 이동한 자취를 나타내는 것으로, 도면에서는 원으로 표시된다.
하기 수학식 4의 조건 1에서 수신 신호와 데이터베이스에 저장된 후보 위치 신호 사이의 ΔRSSI를 계산하여 사용자 단말은 현재 위치를 추정할 수 있다. 하지만 신호의 간섭 및 잡음 등의 영향으로 오류가 발생할 수 있다.
예를 들어, 9번 포인트는 아직 회전이 완전히 일어나지 않은 상황이다. 하지만 9번 포인트에서 측정된 신호로 포인트 A와 B의 유사성을 판단할 경우 오히려 B와 더 유사한 경우가 종종 발생할 수 있다. 이를 방지하고자 셀 구분자 방식을 사용하는 조건 2,3을 사용한다. 상기 조건 2,3을 사용해 AP 1,2(510, 520)의 신호 세기가 임계값 이하거나 이상일 경우만 회전이 일어난 것으로 간주한다. 이러한 수학식 4의 세 가지 조건을 모두 만족했을 때에 사용자가 완벽히 회전을 했다고 판단한다.
<수학식 4>
조건1: if ΔRSSIB <ΔRSSIA, B 방향으로 회전을 나타낸다.
Figure pat00021
여기서, RSSIk 는 APk로 부터의 측정된 신호 세기이고,
Figure pat00022
는 데이터베이스에 저장된 포인트 i에서의 APk의 신호 세기를 나타낸다.
조건2 : RSSIAP1 < 임계 값1
조건3 :RSSIAP2 > 임계 값2
여기서, AP1(510)은 회전 전에 가장 가까운 AP(A 지점을 커버하는 AP)이고, AP2(520)는 회전 후에 가장 가까운 AP(B 지점을 커버하는 AP)를 나타낸다.
상기 수학식 4는, 사용자가 A 포인트에서 B 포인트로 회전 시. ΔRSSI A 보다 ΔRSSI B 가 작고, AP1(510)에서 측정되는 신호 세기가 임계 값1 보다 작고, AP2(520)에서 측정되는 신호 세기가 임계 값2 보다 큰 경우이다.
즉, 사용자가 A 포인트에서 B 포인트로 회전하는 경우, RSSI에 대한 누적 값이 회전 방향에 대해서는, 회전 전의 방향보다 작고, 회전 전의 가장 가까운 AP로부터의 측정 값은 임계 값 1보다 작고, 회전 후의 가장 가까운 AP로부터의 측정 값은 임계 값 2보다 큰 것을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 기반 방위각 계산 알고리즘의 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 사용자 단말은 매 순간 무선 랜 측위를 수행하면서(610 단계) 회전을 감지하는지 검사한다(620 단계). 상기 회전 감지 여부는 전술한 도 4 및 수학식 4에서 설명한 방식을 사용한다.
예를 들어, 사용자가 A 포인트에서 B 포인트로 회전하는 경우, RSSI에 대한 누적 값이 회전 방향에 대해서는, 회전 전의 방향보다 작고, 회전 전의 가장 가까운 AP로부터의 측정 값은 임계 값 1보다 작고, 회전 후의 가장 가까운 AP로부터의 측정 값은 임계 값 2보다 크다.
만약, 상기 사용자 단말은 회전을 감지하는 경우, 전술한 도 3 및 수학식 2, 3에서의 방식을 이용하여 사용자의 측위 이동 방향 벡터를 결정한다(640 단계), 이후, 기수각을 계산하여(650 단계) 기수각을 결정한다(660 단계). 이때 방위각도 결정할 수 있다. 회전을 감지하는 경우는, 640 단계의 수식과 같이 현재 시간에서의 위치와 기준 위치 사이에서의 이동 벡터를 구하여 사용한다.
만약, 상기 사용자 단말은 회전을 감지하지 못하는 경우, 전술한 도 2 및 수학식 1, 2에서의 방식을 이용하여 사용자의 측위 이동 방향 벡터를 결정한다(640 단계), 이후, 기수각을 계산하여(650 단계) 결정한다(660 단계). 이때 방위각도 결정할 수 있다. 회전을 감지하지 못하는 경우는, 630 단계의 수식과 같이 현재 시간에서의 위치와 이전 시간의 위치 사이에서의 이동 벡터를 구하여 사용한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜을 구비한 사용자 단말기의 블록 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 7을 기준하면, 상기 사용자 단말은 모뎀 1(710), 모뎀 2(715), 제어부(720), 저장부(730), 위치 측정부(740)를 포함하여 구성된다. 상기 제어부(720)는 상기 위치 측정부(740)를 제어하거나 포함할 수 있다.
상기 모뎀 1(710) 및 모뎀 2(715) 다른 기기와 통신하기 위한 모듈로서, 무선처리부 및 기저대역처리부 등을 포함하여 구성된다. 상기 무선처리부는 안테나를 통해 수신되는 신호를 기저대역신호로 변경하여 상기 기저대역처리부로 제공하고, 상기 기저대역처리부로부터의 기저대역신호를 실제 무선 경로 상에서 전송할 수 있도록 무선신호로 변경하여 상기 안테나를 통해 송신한다.
상기 모뎀 1(710) 및 모뎀 2(715)에서 사용되는 무선 통신 프로토콜은 현재 사용 되는 모든 종류의 무선 통신 프로토콜이 사용될 수 있다. 다만, 본 발명의실시 예에서는, 무선 랜이 사용되므로 상기 모뎀 1(710) 및 모뎀 2(715) 중 하나는 무선랜을 사용하는 것으로 결정한다.
상기 제어부(720)는 상기 사용자 단말의 전반적인 동작을 제어하고, 특히 본 발명에 따라 상기 위치 측정부(740)를 제어한다.
상기 저장부(730)는 상기 사용자 단말의 전반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 프로그램 수행 중 발생하는 일시적인 데이터를 저장하는 기능을 수행한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 저장부(730)는 본 발명의 실시 예에 따른 기준 포인트(예, 포인트 A~D)의 위치 정보와 사용자 단말이 AP로부터 수신한 신호에서 측정한 수신 신호 세기 정보를 저장한다.
상기 위치 측정부(740)는 매 순간 무선 랜 측위를 수행하면서 회전을 감지하는지 검사한다. 상기 회전 감지 여부는 전술한 도 4 및 수학식 4에서 설명한 방식을 사용한다.
만약, 상기 위치 측정부(740)는 회전을 감지하는 경우, 전술한 도 3 및 수학식 2, 3에서의 방식을 이용하여 사용자의 측위 이동 방향 벡터를 결정한다, 이후, 기수각을 계산하여 기수각을 결정한다. 이때 방위각도 결정할 수 있다.
회전을 감지하는 경우, 상기 위치 측정부(740)는 현재 시간에서의 위치와 기준 위치 사이에서의 이동 벡터를 구하여 사용한다.
만약, 상기 위치 측정부(740)는 회전을 감지하지 못하는 경우, 전술한 도 2 및 수학식 1, 2에서의 방식을 이용하여 사용자의 측위 이동 방향 벡터를 결정한다, 이후, 기수각을 계산하여 결정한다. 이때 방위각도 결정할 수 있다.
회전을 감지하지 못하는 경우, 상기 위치 측정부(740)는 현재 시간에서의 위치와 이전 시간의 위치 사이에서의 이동 벡터를 구하여 사용한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (18)

  1. 무선 랜 시스템에서 사용자 단말의 기수각 결정을 위한 방법에 있어서,
    사용자의 회전을 감지하는지 검사하는 과정과,
    상기 회전을 감지하는 경우, 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 구하는 과정과,
    상기 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 이용하여 기수 각을 구하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전을 감지하는지 검사하는 과정은,
    하기 3가지의 조건이 만족되는 경우 회전을 감지함을 특징으로 하는 방법.
    조건 1 : 만약, B 방향으로 회전을 나타내는 경우는, ΔRSSIB <ΔRSSIA 이고, ΔRSSI 는 하기 수식과 같다.
    <수학식 5>
    Figure pat00023

    여기서, RSSIk 는 APk로 부터의 측정된 신호 세기이고,
    Figure pat00024
    는 데이터베이스에 저장된 포인트 i에서의 APk의 신호 세기를 나타낸다.
    조건2 : RSSIAPA < 임계 값1
    조건3 :RSSIAPB > 임계 값2
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전을 감지하는 경우, 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 구하는 과정은,
    측정한 현재 시간에서의 위치와 기준 위치 사이에서의 이동 벡터를 구하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회전을 감지하지 못하는 경우, 회전 미감지 시의 이동 방향 벡터를 구하는 과정과,
    회전 미 감지 시의 이동 방향 벡터를 이용하여 기수 각을 구하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 회전 미감지 시의 이동 방향 벡터를 구하는 과정은,
    측정한 현재 시간에서의 위치와 측정한 이전 시간의 위치 사이에서의 이동 벡터를 구하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    회전 미감지 시의 기수 각을 구하는 과정은 하기 수식을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
    <수학식 6>
    Figure pat00025

    여기서,
    Figure pat00026
    은 자북 방향 벡터를 나타내고,
    Figure pat00027
    은 회전 방향을 고려한 측위 회전 이동방향 벡터이다. θ는 기수각을 나타낸다.
  7. 제 1항에 있어서,
    회전 감지시의 기수 각을 구하는 과정은 하기 수식을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
    <수학식 7>
    Figure pat00028

    여기서,
    Figure pat00029
    는 측위 이동 방향 벡터를 나타내고,
    Figure pat00030
    은 자북 방향 벡터를 나타낸다. 그리고 θ 는 기수각을 나타낸다.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 회전 감지시의 기수 각 또는 상기 회전 미 감지시의 기수각을 이용하여 방위각을 구하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    측위를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 무선 랜 시스템에서 기수각을 결정하는 사용자 단말의 장치에 있어서,
    다른 노드와 통신 하기 위한 모뎀과,
    상기 모뎀을 통해 사용자의 회전을 감지하는지 검사하고, 상기 회전을 감지하는 경우, 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 구하고, 상기 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 이용하여 기수 각을 구하는 제어부와,
    기준 포인트들로부터의 거리에 따른 신호 세기와 AP로부터의 거리에 따른 신호 세기를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 회전을 감지하는지 검사할 시,
    하기 3가지의 조건이 만족되는 경우 회전을 감지함을 특징으로 하는 장치.
    조건 1 : 만약, B 방향으로 회전을 나타내는 경우는, ΔRSSIB <ΔRSSIA 이고, ΔRSSI 는 하기 수식과 같다.
    <수학식 8>
    Figure pat00031

    여기서, RSSIk 는 APk로 부터의 측정된 신호 세기이고,
    Figure pat00032
    는 데이터베이스에 저장된 포인트 i에서의 APk의 신호 세기를 나타낸다.
    조건2 : RSSIAPA < 임계 값1
    조건3 :RSSIAPB > 임계 값2
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 회전을 감지하는 경우, 회전 감지 시의 이동 방향 벡터를 구할 시,측정한 현재 시간에서의 위치와 기준 위치 사이에서의 이동 벡터를 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 회전을 감지하지 못하는 경우, 회전 미감지 시의 이동 방향 벡터를 구하고,
    회전 미 감지 시의 이동 방향 벡터를 이용하여 기수 각을 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 회전 미감지 시의 이동 방향 벡터를 구할 시,
    측정한 현재 시간에서의 위치와 측정한 이전 시간의 위치 사이에서의 이동 벡터를 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는
    하기 수식을 이용하여 회전 미감지 시의 기수 각을 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
    <수학식 9>
    Figure pat00033

    여기서,
    Figure pat00034
    은 자북 방향 벡터를 나타내고,
    Figure pat00035
    은 회전 방향을 고려한 측위 회전 이동방향 벡터이다. θ는 기수각을 나타낸다.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    하기 수식을 이용하여 회전 감지시의 기수 각을 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
    <수학식 10>
    Figure pat00036

    여기서,
    Figure pat00037
    는 측위 이동 방향 벡터를 나타내고,
    Figure pat00038
    은 자북 방향 벡터를 나타낸다. 그리고 θ 는 기수각을 나타낸다.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 회전 감지시의 기수 각 또는 상기 회전 미 감지시의 기수각을 이용하여 방위각을 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    측위를 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150125792A (ko) * 2014-04-30 2015-11-10 현대엠엔소프트 주식회사 이동방향 추정 방법, 장치 및 서버
KR20160044244A (ko) * 2014-10-15 2016-04-25 광운대학교 산학협력단 측위 장치 및 측위 방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150204673A1 (en) * 2010-10-13 2015-07-23 Elbit Systems Ltd. Multiple data sources pedestrian navigation system
US8818420B2 (en) * 2012-09-28 2014-08-26 Intel Corporation Rotation-tolerant devices and schemes for pedestrian-dead-reckoning (PDR) location determination
WO2016131467A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-25 Here Global B.V. Providing an indication of a heading of a mobile device
CN107255474B (zh) * 2017-05-11 2020-06-05 杭州电子科技大学 一种融合电子罗盘和陀螺仪的pdr航向角确定方法
CN109782312A (zh) * 2017-11-10 2019-05-21 北京金坤科创技术有限公司 一种多源自适应室外定位方法
CN109525935B (zh) * 2018-11-23 2021-01-15 武汉大学 一种针对普适室内环境的智能楼层感知方法及控制系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080248808A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-09 Farshid Alizadeh-Shabdiz Estimation of position, speed and bearing using time difference of arrival and received signal strength in a wlan positioning system
US20090259432A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-15 Liberty Matthew G Tracking determination based on intensity angular gradient of a wave

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150125792A (ko) * 2014-04-30 2015-11-10 현대엠엔소프트 주식회사 이동방향 추정 방법, 장치 및 서버
KR20160044244A (ko) * 2014-10-15 2016-04-25 광운대학교 산학협력단 측위 장치 및 측위 방법

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