JP2013171036A - 位置測位方法及び装置並びに電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】慣性航法装置の不要な消耗電力を取り除いてシステム性能を進めることができる位置測位方法及び装置並びに電子装置を提供する。
【解決手段】本発明の位置測位方法は、衛星航法装置を通じて衛星信号を受信するステップと、受信した衛星信号を分析して衛星航法装置の信頼性を決定するステップと、衛星航法装置の信頼性に基づいて慣性航法装置の動作レベルを決定するステップと、決定された慣性航法装置の動作レベルに応じて慣性航法装置を作動させて相対的な位置情報を推定するステップと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般的に位置測位に関するもので、より詳細には、衛星航法（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ、或いはＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と慣性航法（ＩＮＳ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）が結合された位置測位システムにおけるセンサーの動作と電力を効率的に制御する位置測位方法及び装置並びに電子装置に関するものである。

最近、移動通信技術が発達したことにより、ユーザーの位置を把握して新しいサービスを提供する位置測位技術が開発されている。一般的に位置情報を活用したサービス分野をロケーションベースサービス（ＬＢＳ：Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ）と称する。

従来の位置情報取得方法では、衛星航法システムを利用する伝統的な方法や、衛星航法と慣性航法を結合した方法などが開発されている。

衛星航法システムは、衛星受信信号の時間差を測定して衛星と受信機の間の距離を通じて位置を推定するシステムであるが、衛星航法システムは、陰影地域（例えば、林立するビル、高い街路樹、トンネル、屋内など）で衛星信号が遮断されて測位できないことがある。これを補うため、慣性航法システムが主に衛星航法システムに基づいて用いられる。

慣性航法システムは、慣性センサー（例えば、加速度センサー、ジャイロセンサー、高度センサーなど）と付加的なセンサー（地磁気センサーなど）を利用して移動体の運動成分と状態情報を分析することで相対的な位置情報を推定する技術である。

また、衛星航法と慣性航法が結合されたシステムは、慣性航法装置からの相対的な位置情報と衛星航法装置からの位置情報を適切に結合することで全体的な測位性能を高めるか又は測位領域を拡張する。

しかし、衛星航法装置で提供される位置情報の品質が十分に正確であり、慣性航法装置を結合する効果がない場合にも、衛星航法と慣性航法が結合されたシステムで慣性航法装置を継続して作動させることで不要な電力消耗が発生し、また全体的なシステムの実行性能が低下することがある。

例えば、高速道路のようにユーザーの周辺に建物や木などのような高さの高い物体がない野外環境では、ＧＰＳ衛星信号の干渉やマルチパス現象が発生しないのでＧＰＳ位置の正確な測位が可能である。従って、このような環境では衛星航法装置だけでも正確な位置推定が可能であるが、従来の衛星航法と慣性航法が結合された位置測位システムではこのような環境を考慮せずに常に衛星航法と慣性航法を結合している。

韓国特許出願公開第１０−２００１−０１１３３７０号明細書

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、衛星航法と慣性航法が結合された測位システムにおける衛星航法装置の位置及び衛星情報に関する信頼性に基づいて慣性航法装置を制御する位置測位方法及び装置並びに電子装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、衛星航法と慣性航法が結合された測位システムにおける慣性航法に用いられるセンサーデバイスの効率的な動作制御を通じて不要な消耗電力を減らす位置測位方法及び装置並びに電子装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、衛星航法と慣性航法が結合された測位装置を備えるポータブル端末における衛星航法装置の位置及び衛星情報に関する信頼性に基づいて慣性航法装置を制御して電力消耗を減らす位置測位方法及び装置並びに電子装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、衛星航法と慣性航法が結合された測位システムを利用してロケーションベースサービスを提供する位置測位方法及び装置並びに電子装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による位置測位方法は、衛星航法装置を通じて衛星信号を受信するステップと、前記受信した衛星信号を分析して前記衛星航法装置の信頼性を決定するステップと、前記衛星航法装置の信頼性に基づいて慣性航法装置の動作レベルを決定するステップと、前記決定された慣性航法装置の動作レベルに応じて前記慣性航法装置を作動させて相対的な位置情報を推定するステップと、を有することを特徴とする。

前記衛星信号を分析して前記衛星航法装置の信頼性を決定するステップは、前記衛星信号に含まれる現在の位置情報及び衛星情報と以前の位置情報及び衛星情報とを利用して位置情報及び衛星情報に含まれる関連情報の変化量を計算するステップと、前記衛星信号に含まれる現在の位置情報及び衛星情報と前記位置情報及び衛星情報に含まれる関連情報の変化量とを利用して信頼性を計算するステップと、を含み得る。
前記位置情報は、日付、時刻、経度、緯度、高度、誤差情報、移動方向、及び速度の中の少なくとも一つ以上を含み、前記衛星情報は、現在の可視衛星の数、位置を決定するのに用いられた衛星リスト情報、及び衛星信号の受信強度の中の少なくとも一つ以上を含み得る。
前記慣性航法装置の動作レベルを決定するステップは、前記決定された前記衛星航法装置の信頼性を少なくとも一つ以上のしきい値と比較して該当する動作レベルを決定し得る。
前記慣性航法装置の動作レベルは、前記慣性航法装置内の複数のセンサーのオン又はオフ、及び該複数のセンサーのサンプリング周期の中の少なくとも一つによって複数の動作レベルに区分され得る。
前記位置測位方法は、前記衛星航法装置の信頼性に基づいて前記衛星航法装置の位置情報と前記慣性航法装置の位置情報とを結合するか否かを判断するステップと、結合が必要な場合、前記衛星航法装置の位置情報を基準に前記慣性航法装置の位置の誤差を推定するステップと、前記慣性航法装置の位置の誤差を反映して前記慣性航法装置の相対的な位置情報を補正するステップと、前記衛星航法装置の位置情報と前記慣性航法装置の補正された相対的な位置情報とを結合するステップと、を含み得る。
前記相対的な位置情報は、前記慣性航法装置内の複数のセンサーから感知された信号に基づいて分析された移動体の運動成分及び状態情報から決定され得る。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による位置測位装置は、衛星航法装置を通じて衛星信号を受信する衛星信号受信部と、前記受信した衛星信号を分析して前記衛星航法装置の信頼性を決定する慣性航法情報分析部と、前記衛星航法装置の信頼性に基づいて慣性航法装置の動作レベルを決定する慣性航法結合判断部と、前記決定された慣性航法装置の動作レベルに応じて前記慣性航法装置を作動させて相対的な位置情報を推定するセンサー情報受信部と、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による電子装置は、衛星航法装置、慣性航法装置、一つ以上のプロセッサ、メモリー、及び前記メモリーに保存されて前記一つ以上のプロセッサによって実行されるように構成される一つ以上のプログラムを備え、前記プログラムは、前記衛星航法装置を通じて衛星信号を受信し、前記受信した衛星信号を分析して前記衛星航法装置の信頼性を決定し、前記衛星航法装置の信頼性に基づいて前記慣性航法装置の動作レベルを決定し、前記決定された慣性航法装置の動作レベルに応じて前記慣性航法装置を作動させて相対的な位置情報を推定する命令語を有することを特徴とする。

本発明の一実施形態による衛星航法装置の位置及び衛星情報に関する信頼性に基づいて慣性航法装置を制御する方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるポータブル電子装置を示す図である。 本発明の一実施形態による衛星航法装置の位置及び衛星情報に関する信頼性を決定する一例を示す図である。 本発明の一実施形態による位置測位装置の構成図である。

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明を説明することにおいて、関係する公知機能或いは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。そして後述する用語は本発明における機能を考慮して定義した用語として、これはユーザー、運用者の意図又は慣例などによって変わることがある。従って、その定義は本明細書の全般に亘る内容を基に定められなければならない。

以下、本発明は、衛星航法と慣性航法が結合された測位システムにおける衛星航法装置の位置及び衛星情報に関する信頼性に基づいて慣性航法装置を制御する方法及び装置について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による衛星航法装置の位置及び衛星情報に関する信頼性に基づいて慣性航法装置を制御する方法を示すフローチャートである。

図１を参照すると、位置測位システムは、Ｓ１００段階で、衛星航法装置を通じて現在の位置情報及び衛星情報（以下、位置情報及び衛星情報の両方を含む信号をＧＰＳ衛星信号と称する）を受信する。

位置情報は、日付、時刻、経度、緯度、高度、誤差水準情報（例えば、ＵＥＲＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｒａｎｇｅ Ｅｒｒｏｒ）とＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ Ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）、Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｒ Ａｃｃｕｒａｃｙ等々）、移動方向、速度などを含む。

衛星から発射される電波は、成層圏と電離層などを通過しながら、少しずつ速度差が発生し、大気中と真空中でも速度差が発生し、大気の湿度が高いか低いかによっても少しずつ速度差が発生し、衛星の高度や位置によっても少しずつ偏差が発生して、誤差が発生するようになる。誤差はＵＥＲＥとＤＯＰに区分され、ＵＥＲＥはユーザーに関連する環境による誤差であり、ＤＯＰは衛星の地理的位置（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）などによって発生する誤差である。

衛星情報は、現在の可視衛星の数、位置を決定するのに用いられた衛星リスト情報、衛星信号の受信強度などを含む。

次に、位置測位システムは、Ｓ１０２段階で、受信した衛星情報及び位置情報と、以前の衛星情報及び位置情報を分析して、その変化量を追跡する。

次に、位置測位システムは、Ｓ１０４段階で、分析された情報に基づいて、衛星航法装置の信頼性を決定する。

衛星航法装置の信頼性を計算するための位置情報には、現在の速度情報及び速度の変化、位置（緯度、経度、及び高度）の変化、移動方向の変化、誤差水準情報及び誤差水準情報の変化などが含まれる。そして衛星航法装置の信頼性を計算するための衛星情報には、現在の可視衛星の数及び変化、衛星信号の受信強度及び変化、位置決定に用いられた衛星リスト情報などが含まれる。

この時、位置情報だけを或いは衛星情報だけを考慮して衛星航法装置の信頼性を計算するか、或いは位置情報及び衛星情報の両方を考慮して衛星航法装置の信頼性を計算することができる。衛星航法装置の信頼性を計算する例は下記の図３で説明する。

次に、位置測位システムは、Ｓ１０６段階で、計算された信頼性としきい値を比較し、Ｓ１０８段階で、比較結果に基づいて多数の慣性航法装置の動作レベルの中の該当する動作レベルを決定する。

例えば、慣性航法装置の動作レベルは、多数の慣性センサー（例えば、加速度センサー、ジャイロセンサー、高度センサーなど）と付加的なセンサー（地磁気センサーなど）に対して、それぞれのサンプリング周期及びｏｎ／ｏｆｆ状態によって、Ｆｕｌｌ／Ｈｉｇｈ／Ｍｉｄ／Ｌｏｗ Ｒａｎｇｅ／ＯＦＦなどに区分される。

ここで、センサーＯＦＦは衛星航法の信頼性が高くて慣性航法を使用しない場合を意味し、Ｌｏｗ Ｒａｎｇｅは車両の停止、移動の状態だけを判定する水準を意味し、Ｍｉｄ Ｒａｎｇｅは車が走行する時の回転の可否（約３０度以上）を判定する水準を意味し、Ｈｉｇｈ Ｒａｎｇｅは車が走行する時のおおよその回転角度（約１０度）を判定する水準を意味し、Ｆｕｌｌ Ｒａｎｇｅは慣性航法だけでも十分に精密な測位が可能な水準を意味する。一例として、Ｌｏｗ Ｒａｎｇｅでは移動状態を判定するためのセンサーだけを作動させ、Ｍｉｄ Ｒａｎｇｅでは回転の可否を判定するためのセンサーだけを作動させ、Ｈｉｇｈ Ｒａｎｇｅでは回転角度を判定するためのセンサーだけを作動させる。

実装によっては、多数の慣性センサーのｏｎ／ｏｆｆのパターンと共に、感知データを処理するサンプリング周期パターンを結合して、慣性航法装置の多数の動作レベルを定義することができる。これを通じて慣性センサーの動作と電力を制御することができるようになる。

次に、位置測位システムは、Ｓ１１０段階で、衛星航法装置の位置情報と慣性航法装置で推定した相対的な位置情報を結合する。

衛星航法装置と慣性航法装置の結合位置情報はカルマンフィルタで実装することができ、カルマンフィルタは衛星航法装置から伝達された位置情報と慣性航法装置から伝達された位置情報を結合した信号を利用して位置情報を生成する。

次に、位置測位システムは、Ｓ１１２段階で、結合された位置情報を該当するアプリケーションに提供する。

最後に、本実施形態の手続きを終了する。

図２は、本発明の一実施形態によるポータブル電子装置を示す図である。

本実施形態によるポータブル電子装置２００は、ポータブル端末、移動電話、移動パッド、メディアプレーヤー、タブレットコンピューター、ハンドヘルドコンピューター、又はＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）のような装置である。また、このような装置の中の二つの以上の機能を結合した装置を備える任意のポータブル電子装置であってもよい。

ポータブル電子装置２００は、メモリー２１０、プロセッサユニット２２０、通信ユニット２３０、外部ポート２４０、オーディオＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）ユニット２５０、スピーカー２６０、マイクロホン２７０、位置情報受信部２８０、センサーモジュール２９０を備えている。メモリー２１０と外部ポート２４０は多数個用いられることがある。

ここで、プロセッサユニット２２０は、メモリー制御機２２１、プロセッサ（中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）ともいう）２２２、及び周辺インターフェース２２３を備える。ここでプロセッサは一つ以上存在することができる。通信ユニット２３０は、基底帯域処理部（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２３２とＲＦＩＣユニット（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｕｎｉｔ）２３１を備える。

また、このような構成要素のそれぞれは一つ以上の通信バス又は信号線（参照番号記載せず）を通じて相互に通信する。

このような構成要素は、一つ以上の集積回路のようなハードウェア又はソフトウェアで機能を実装することができ、或いはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実装することができる。

図２に示すポータブル電子装置２００は一つの例である。ポータブル電子装置は、ここで図示したものよりも構成要素がもっと多いか又はそれより少なくなることがある。また、図示したものとは別の方式で構成することもできる。

ポータブル電子装置に備えられる各構成要素について説明すると、次の様である。

メモリー２１０は、ランダムアクセスメモリー、フラッシュメモリーを含む不揮発性メモリー、ロム（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク記憶装置、コンパクトディスクロム（ＣＤ−ＲＯＭ：Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤｓ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃｓ）又は他の形態の光学記憶装置、磁気カセットを含む。或いは、メモリー２１０は、これらの一部又は全部の組み合わせで構成することができ、それぞれの構成メモリーは多数個備えることもできる。

また、ポータブル電子装置に、インターネット、イントラネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＬＡＮ（Ｗｉｄｅ ＬＡＮ）、又はＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような通信ネットワーク、或いはこれらの組み合わせで構成された通信ネットワークを通じてアクセスすることができる付着可能な記憶装置を更に備えることができる。このような記憶装置は、外部ポート２４０を通じてポータブル電子装置に接続することができる。また、通信ネットワーク上の別の記憶装置がＲＦＩＣユニット２３１を通じてポータブル電子装置に接続することもできる。

メモリー２１０はソフトウェアを保存する。ソフトウェア構成要素は、オペレーティングシステム（ＯＳ：ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）２１１、通信モジュール２１２、位置情報処理モジュール２１３、ユーザーインターフェースモジュール２１４、及び一つ以上のアプリケーション２１５を備える。ここで、これらのソフトウェアという表現を略して単にＯＳ、通信モジュールなどと表現することもある。また、ソフトウェアモジュールは命令セットと表現することもある。

ＯＳ２１１、例えば、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ダーウィン（Ｄａｒｗｉｎ）、ＲＴＸＣ、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＯＳ Ｘ、又はＶｘＷｏｒｋｓのような内蔵ＯＳは、一般的なシステム動作を制御する様々なソフトウェア構成要素を備える。このような一般的なシステム動作の制御は、例えば、メモリー管理及び制御、保存ハードウェア制御及び管理、電力制御及び管理などを意味する。このようなＯＳは、様々なハードウェアとソフトウェア構成要素の間の通信を円滑にする機能も行う。

通信モジュール２１２は、ＲＦＩＣユニット２３１や外部ポート２４０を通じてデータ送信及びデータ受信を処理する様々なソフトウェア構成要素を備える。

位置情報処理モジュール２１３は、衛星航法装置の位置及び衛星情報に関する信頼性に基づいて慣性航法装置を制御する様々なソフトウェア構成要素を備える。例えば、図１に示す位置測位システムの動作を制御するソフトウェア構成要素を備える。

ユーザーインターフェースモジュール２１４は、ユーザーインターフェースに関連する様々なソフトウェア構成要素を備える。ユーザーインターフェースの状態がどのように変更されるか又はユーザーインターフェース状態の変更がどのような条件で行われるかなどの内容を備える。

アプリケーション２１５は、ブラウザ、電子メール、インスタントメッセージ、ワードプロセッシング、キーボードエミュレーション、アドレスブック、タッチリスト、ウィジェット、ＪＡＶＡ（登録商標）イネーブルアプリケーション、符号化、デジタル著作権管理（ＤＲＭ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｉｇｈｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）、音声認識、音声復号、位置決定機能、ロケーションベースサービス、音楽プレーヤーなどを備える。

プロセッサユニット２２０に含まれるプロセッサ２２２又は周辺インターフェース２２３のような他の構成要素は、メモリー制御機２２１を通じてメモリー２１０にアクセスする場合にその制御を担当する。また、プロセッサ２２２は、メモリーに含まれているソフトウェアモジュールを実行する。プロセッサは、ポータブル電子装置の機能を実行する際に、全体的な制御機能を実行する。メモリー制御機の機能はプロセッサに含まれることもある。場合によっては、プロセッサユニット２２０の全体をプロセッサとも言う。本発明では、更にプロセッサ２２２が図１に示す衛星航法装置の位置及び衛星情報に関する信頼性に基づいて慣性航法装置を制御する機能を実行する。

外部ポート２４０は、例えば、これらに限定されないが、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート又はＦｉｒｅＷｉｒｅポートなどを言う。外部ポート２４０は、ポータブル電子装置２００を他の電子装置に直接接続するか又はネットワーク（例えば、インターネット、イントラネット、無線ＬＡＮなど）を通じて他の電子装置に間接的に接続するために用いられる。

周辺インターフェース２２３は、ポータブル電子装置２００の入出力周辺装置をプロセッサ２２２及びメモリー２１０（メモリー制御機の制御下で）に接続させる。ポータブル電子装置２００は多数個のプロセッサ２２２を備えることができる。

プロセッサ２２２は、様々なソフトウェアプログラムを実行してポータブル電子装置２００のための多くの機能を遂行し、また音声通信及びデータ通信のための処理及び制御を実行する。また、このような通常的な機能に加えて、プロセッサ２２２はメモリー２１０に保存されている特定のソフトウェアモジュール（命令セット）を実行してそのモジュールに対応する特定の様々な機能を実行する役割もする。

プロセッサ２２２、周辺インターフェース２２３、及びメモリー制御機２２１は単一のチップで実装され、本実施形態では、このように単一のチップで構成したものをプロセッサユニット２２０と称する。或いは、これらの構成要素は単一のチップではなく別のチップに実装することもできる。

通信ユニット２３０は、ＲＦＩＣユニット２３１と基底帯域処理部２３２を備える。ＲＦＩＣユニット２３１は電磁波を送受信する。通信ユニット２３０は、基底帯域処理部２３２からの基底帯域信号を電磁波に変換してアンテナ（参照番号未記載）を通じて送信する。また、通信ユニット２３０は、アンテナを通じて受信した電磁波を変換して基底帯域処理部に提供する。ＲＦＩＣユニット２３１は、図示していないが、ＲＦトランシーバー、増幅器、チューナー、オシレーター、デジタル信号処理部、ＣＯＤＥＣチップセット（ＣＯｄｉｎｇ ＤＥＣｏｄｉｎｇ ｃｈｉｐ ｓｅｔ）、加入者識別モジュール（ＳＩＭ：Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）カードなどを備える。

ＲＦＩＣユニット２３１は、電磁波を通じて通信ネットワーク及び他の通信装置と通信する。例えば、ＲＦＩＣユニット２３１は、インターネット、イントラネット、ネットワーク、セルラー電話ネットワーク、無線ＬＡＮ又は無線ＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような無線ネットワークと通信し、また無線通信によって他の電子装置と通信する。

無線通信は、これに制限されるものではなく、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＧＳＭ(登録商標)（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ＧＳＭ(登録商標) Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、Ｗｉ−ＭＡＸ、電子メール、インスタントメッセージ又は短文文字サービス（ＳＭＳ：Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ）用プロトコル、又はこれらの様々な通信方式の任意の組み合わせを用いた通信を言う。

一実施例として、ＲＦＩＣユニットは、アンテナ（参照番号記載せず）を通じて受信したＲＦ信号を周波数変換して基底帯域処理部２３２に提供し、また基底帯域処理部２３２からの基底帯域信号を周波数変換してアンテナを通じて送信する。基底帯域処理部２３２は基底帯域信号を処理する際に、例えば、ＣＤＭＡ通信において、送信の場合、基底帯域処理部２３２は、送信するデータをチャンネル符号及び拡散する機能を実行し、受信の場合、基底帯域処理部２３２は、受信信号を逆拡散及びチャンネル復号する機能を実行する。

オーディオＩＣユニット２５０は、スピーカー２６０及びマイクロホン２７０に接続すると共に、ユーザーとポータブル電子装置２００との間にオーディオインターフェースを提供する。即ち、オーディオＩＣユニット２５０は、スピーカー２６０及びマイクロホン２７０を通じてユーザーと通信する。オーディオＩＣユニット２５０は、プロセッサユニット２２０の周辺インターフェース２２３を通じてデータ信号を受信し、受信したデータ信号を電気信号に変換する。変換された電気信号はスピーカー２６０に伝達される。スピーカー２６０は電気信号を人が聞くことができる音波に変換して出力する。マイクロホン２７０は、人やその他の音源から伝達された音波を電気信号に変換する。オーディオＩＣユニット２５０は、マイクロホン２７０からこのように変換された電気信号を受信する。オーディオＩＣユニット２５０は、受信した電気信号をオーディオデータ信号に変換し、変換されたオーディオデータ信号を周辺インターフェース２２３に送信する。オーディオデータは周辺インターフェース２２３を通じてメモリー２１０に送信されるか又は通信ユニット２３０に送信される。オーディオＩＣユニット２５０には、脱離可能なイヤホン、ヘッドホーン、又はヘッドセットを接続することができる。ヘッドセットは出力（片側耳用又は両側耳用ヘッドホーン）と入力（マイクロホン）機能が可能な場合もある。オーディオＩＣユニット２５０は、イヤホン、ヘッドホーン、又はヘッドセットとのインターフェースを提供するジャック（図示せず）を備えることができる。ジャックはイヤホンジャック又はヘッドセットジャックとも言う。

衛星情報受信部２８０は、ＧＰＳ受信モジュールを通じてＧＰＳ衛星信号を受信してユーザーの位置を決定し、その結果を、周辺インターフェース２２３を通じてプロセッサ２２２に提供する。

センサーモジュール２９０は、慣性センサー（例えば、加速度センサー、ジャイロセンサー、高度センサーなど）と付加的なセンサー（地磁気センサーなど）を通じて信号を感知し、加速度、速度、方向情報（単に、センサーデータと称する）などを取得してその結果を、周辺インターフェース２２３を通じてプロセッサ２２２に提供する。

また、ポータブル電子装置２００は、ポータブル電子装置２００に備えられた様々な構成要素に電力を供給する電力システム（図示せず）を備える。電力システムは、電源（交流電源やバッテリー）、電力誤謬検出回路、電力コンバータ、電力インバーター、充電装置又は／及び電力状態表示装置（発光ダイオード）を備えることができる。また、電力の生成、管理及び分配機能を実行する電力管理及び制御装置を備えることができる。

図３は、本発明の一実施形態による衛星航法装置の位置及び衛星情報に関する信頼性を決定する一例を示す図である。

図３を参照すると、衛星航法装置の信頼性は、衛星情報と関連する情報から現在の衛星情報及びその情報の変化量を分析し、分析した結果に基づいて第１関数Ｆｕｎｃ１（）の出力値に加重値ａを掛けて、位置情報の中の速度情報と関連する情報及びその速度変化量を分析し、分析した結果に基づいて第２関数Ｆｕｎｃ２（）の出力値に加重値ｂを掛けて、位置情報の中の誤差情報と関連する情報及びその誤差変化量を分析し、分析した結果に基づいて第３関数Ｆｕｎｃ３（）の出力値に加重値ｃを掛けて、位置情報と関連する情報から現在の位置情報及びその情報の変化量を分析し、分析した結果に基づいて第４関数Ｆｕｎｃ４（）の出力値に加重値ｄを掛けた後、全てを加算して決定する。

実装によっては、位置情報及び衛星情報に含まれる情報を更に細分化し、細分化された情報にそれぞれ異なる加重値を適用することで、様々な信頼性を計算する関数を定義することができる。

図４は、本発明の一実施形態による位置測位装置の構成図である。

図４を参照すると、位置測位装置は、衛星信号受信部４００、衛星航法情報分析部４０２、慣性航法結合判断部４０４、慣性航法動作制御部４０６、結合部４０８、センサー情報受信部４１０を備えて構成される。

衛星信号受信部４００は、衛星情報及び位置情報を備えるＧＰＳ信号を受信して衛星航法情報分析部４０２に提供する。

衛星航法情報分析部４０２は、現在の位置情報及び衛星情報と以前の位置情報及び衛星情報を分析して信頼性を計算する。このために以前の位置情報と衛星情報を維持して、その変化推移を追跡する。信頼性を計算するための位置情報は、現在の速度情報及び速度の変化、位置（緯度、経度、及び高度）の変化、移動方向の変化、誤差水準情報及び誤差水準情報の変化などが含まれる。また、信頼性を計算するための衛星情報は、現在の可視衛星の数及び変化、衛星信号の受信強度及び変化、位置決定に用いられた衛星リスト情報などが含まれる。

慣性航法結合判断部４０４は、衛星航法情報分析部４０２で計算された位置情報の信頼性を評価して（即ち、信頼性としきい値を比較して）センサー情報受信部４１０の動作レベルを判断する。例えば、センサー情報受信部４１０の動作レベルはＦｕｌｌ／Ｈｉｇｈ／Ｍｉｄ／Ｌｏｗ Ｒａｎｇｅ及びＯＦＦに区分される。

慣性航法動作制御部４０６は、慣性航法結合判断部４０４で判断した結合水準に応じてセンサー情報受信部４１０の動作を制御する。例えば、慣性航法動作制御部４０６は、信頼性が低い場合、衛星信号受信部４００の位置情報の正確度が低いと判断してセンサー情報受信部４１０を“Ｆｕｌｌ Ｒａｎｇｅ”で動作させることで、相対的な推定位置をより信頼するように制御する。同様の方法で、多様な動作レベルで動作させることができ、慣性航法動作制御部４０６は、信頼性が十分に高いと評価される場合に、センサー情報受信部４１０を動作しないように制御する。

結合部４０８は、慣性航法結合判断部４０４で判断した結合水準に応じて衛星信号受信部４００の位置情報とセンサー情報受信部４１０で推定した相対的な位置情報を結合する。

センサー情報受信部４１０は、慣性航法動作制御部４０６の制御下で、慣性センサー（例えば、加速度センサー、ジャイロセンサー、高度センサーなど）と付加的なセンサー（地磁気センサーなど）を通じて信号を感知し、加速度、速度、方向情報（単に、センサーデータと称する）などを取得して相対的な位置情報を決定する。

本実施形態による方法は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせの形態で実装することができる。

ソフトウェアで実装する場合、一つ以上のプログラム（ソフトウェアモジュール）を保存するコンピューター読み取り可能な記録媒体が提供され得る。コンピューター読み取り可能な記録媒体に保存される一つ以上のプログラムは、電子装置内の一つ以上のプロセッサによって実行できるように構成される。一つ以上のプログラムは、電子装置に対して、本実施形態による方法を実行するようにする命令語を備える。

このようなプログラム（ソフトウェアモジュール、ソフトウェア）は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリーを含む不揮発性メモリー、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気ディスク記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ又は他の形態の光学記憶装置、磁気カセットに保存することができる。或いは、これらの一部又は全部の組み合わせで構成されたメモリーに保存することができる。また、それぞれの構成メモリーは多数個備えることもできる。

また、電子装置に、インターネット、イントラネット、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、又はＳＡＮのような通信ネットワーク、又はこれらの組み合わせで構成された通信ネットワークを通じて接続できる付着可能な記憶装置に保存することができる。このような記憶装置は外部ポートを通じて電子装置に接続することができる。

また、通信ネットワーク上の別途の記憶装置をポータブル電子装置に接続することもできる。

上述のように、衛星航法と慣性航法が結合された測位システムにおける慣性航法のために用いられるセンサーデバイスを効率的に動作制御することで、不要な消耗電力を取り除いてシステム性能を高めることができる。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

２００ ポータブル電子装置
２１０ メモリー
２１１ オペレーティングシステム（ＯＳ）
２１２ 通信モジュール
２１３ 位置情報処理モジュール
２１４ ユーザーインターフェースモジュール
２１５ アプリケーション
２２０ プロセッサユニット
２２１ メモリー制御機
２２２ プロセッサ
２２３ 周辺インターフェース
２３０ 通信ユニット
２３１ ＲＦ ＩＣユニット
２３２ 基底帯域処理部
２４０ 外部ポート
２５０ オーディオＩＣユニット
２６０ スピーカー
２７０ マイクロホン
２８０ 位置情報受信部
２９０ センサーモジュール
４００ 衛星信号受信部
４０２ 衛星航法情報分析部
４０４ 慣性航法結合判断部
４０６ 慣性航法動作制御部
４０８ 結合部
４１０ センサー情報受信部

Claims (21)

1. 衛星航法装置を通じて衛星信号を受信するステップと、
   前記受信した衛星信号を分析して前記衛星航法装置の信頼性を決定するステップと、
   前記衛星航法装置の信頼性に基づいて慣性航法装置の動作レベルを決定するステップと、
   前記決定された慣性航法装置の動作レベルに応じて前記慣性航法装置を作動させて相対的な位置情報を推定するステップと、を有することを特徴とする位置測位方法。
2. 前記衛星信号を分析して前記衛星航法装置の信頼性を決定するステップは、
   前記衛星信号に含まれる現在の位置情報及び衛星情報と以前の位置情報及び衛星情報とを利用して位置情報及び衛星情報に含まれる関連情報の変化量を計算するステップと、
   前記衛星信号に含まれる現在の位置情報及び衛星情報と前記位置情報及び衛星情報に含まれる関連情報の変化量とを利用して信頼性を計算するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置測位方法。
3. 前記位置情報は、日付、時刻、経度、緯度、高度、誤差情報、移動方向、及び速度の中の少なくとも一つ以上を含み、
   前記衛星情報は、現在の可視衛星の数、位置を決定するのに用いられた衛星リスト情報、及び衛星信号の受信強度の中の少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項２に記載の位置測位方法。
4. 前記慣性航法装置の動作レベルを決定するステップは、
   前記決定された前記衛星航法装置の信頼性を少なくとも一つ以上のしきい値と比較して該当する動作レベルを決定することを特徴とする請求項１に記載の位置測位方法。
5. 前記慣性航法装置の動作レベルは、
   前記慣性航法装置内の複数のセンサーのオン又はオフ、及び該複数のセンサーのサンプリング周期の中の少なくとも一つによって複数の動作レベルに区分されることを特徴とする請求項１に記載の位置測位方法。
6. 前記衛星航法装置の信頼性に基づいて前記衛星航法装置の位置情報と前記慣性航法装置の位置情報とを結合するか否かを判断するステップと、
   結合が必要な場合、前記衛星航法装置の位置情報を基準に前記慣性航法装置の位置の誤差を推定するステップと、
   前記慣性航法装置の位置の誤差を反映して前記慣性航法装置の相対的な位置情報を補正するステップと、
   前記衛星航法装置の位置情報と前記慣性航法装置の補正された相対的な位置情報とを結合するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置測位方法。
7. 前記相対的な位置情報は、
   前記慣性航法装置内の複数のセンサーから感知された信号に基づいて分析された移動体の運動成分及び状態情報から決定されることを特徴とする請求項１に記載の位置測位方法。
8. 衛星航法装置を通じて衛星信号を受信する衛星信号受信部と、
   前記受信した衛星信号を分析して前記衛星航法装置の信頼性を決定する衛星航法情報分析部と、
   前記衛星航法装置の信頼性に基づいて慣性航法装置の動作レベルを決定する慣性航法結合判断部と、
   前記決定された慣性航法装置の動作レベルに応じて前記慣性航法装置を作動させて相対的な位置情報を推定するセンサー情報受信部を備えることを特徴とする位置測位装置。
9. 前記衛星航法情報分析部は、
   前記衛星信号に含まれる現在の位置情報及び衛星情報と以前の位置情報及び衛星情報とを利用して位置情報及び衛星情報に含まれる関連情報の変化量を計算し、
   前記衛星信号に含まれる現在の位置情報及び衛星情報と前記位置情報及び衛星情報に含まれる関連情報の変化量とを利用して信頼性を計算することを特徴とする請求項８に記載の位置測位装置。
10. 前記位置情報は、日付、時刻、経度、緯度、高度、誤差情報、移動方向、及び速度の中の少なくとも一つ以上を含み、
    前記衛星情報は、現在の可視衛星の数、位置を決定するのに用いられた衛星リスト情報、及び衛星信号の受信強度の中の少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項９に記載の位置測位装置。
11. 前記慣性航法結合判断部は、
    前記決定された前記衛星航法装置の信頼性を少なくとも一つ以上のしきい値と比較して該当する動作レベルを決定することを特徴とする請求項８に記載の位置測位装置。
12. 前記慣性航法装置の動作レベルは、
    前記慣性航法装置内の複数のセンサーのオン又はオフ、及び該複数のセンサーのサンプリング周期の中の少なくとも一つによって複数の動作レベルに区分されることを特徴とする請求項８に記載の位置測位装置。
13. 前記慣性航法結合判断部は、
    前記衛星航法装置の信頼性に基づいて前記衛星航法装置の位置情報と前記慣性航法装置の位置情報とを結合するか否かを判断し、
    結合が必要な場合、前記衛星航法装置の位置情報を基準に前記慣性航法装置の位置の誤差を推定し、
    前記慣性航法装置の位置の誤差を反映して前記慣性航法装置の相対的な位置情報を補正し、
    前記衛星航法装置の位置情報と前記慣性航法装置の補正された相対的な位置情報とを結合する結合部を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の位置測位装置。
14. 前記相対的な位置情報は、
    前記慣性航法装置内の複数のセンサーから感知された信号に基づいて分析された移動体の運動成分及び状態情報から決定されることを特徴とする請求項８に記載の位置測位装置。
15. 衛星航法装置と、
    慣性航法装置と、
    一つ以上のプロセッサと、
    メモリーと、
    前記メモリーに保存されて前記一つ以上のプロセッサによって実行されるように構成される一つ以上のプログラムと、を備える電子装置であって、
    前記プログラムは、
    前記衛星航法装置を通じて衛星信号を受信し、
    前記受信した衛星信号を分析して前記衛星航法装置の信頼性を決定し、
    前記衛星航法装置の信頼性に基づいて前記慣性航法装置の動作レベルを決定し、
    前記決定された慣性航法装置の動作レベルに応じて前記慣性航法装置を作動させて相対的な位置情報を推定する命令語を有することを特徴とする電子装置。
16. 前記プログラムは、
    前記衛星信号に含まれる現在の位置情報及び衛星情報と以前の位置情報及び衛星情報とを利用して位置情報及び衛星情報に含まれる関連情報の変化量を計算し、
    前記衛星信号に含まれる現在の位置情報及び衛星情報と前記位置情報及び衛星情報に含まれる関連情報の変化量とを利用して信頼性を計算することを特徴とする請求項１５に記載の電子装置。
17. 前記位置情報は、日付、時刻、経度、緯度、高度、誤差情報、移動方向、及び速度の中の少なくとも一つ以上を含み、
    前記衛星情報は、現在の可視衛星の数、位置を決定するのに用いられた衛星リスト情報、及び衛星信号の受信強度の中の少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
18. 前記プログラムは、
    前記決定された前記衛星航法装置の信頼性を少なくとも一つ以上のしきい値と比較して該当する動作レベルを決定することを特徴とする請求項１５に記載の電子装置。
19. 前記慣性航法装置の動作レベルは、
    前記慣性航法装置内の複数のセンサーのオン又はオフ、及び該複数のセンサーのサンプリング周期の中の少なくとも一つによって複数の動作レベルに区分されることを特徴とする請求項１５に記載の電子装置。
20. 前記プログラムは、
    前記衛星航法装置の信頼性に基づいて前記衛星航法装置の位置情報と前記慣性航法装置の位置情報とを結合するか否かを判断し、
    結合が必要な場合、前記衛星航法装置の位置情報を基準に前記慣性航法装置の位置の誤差を推定し、
    前記慣性航法装置の位置の誤差を反映して前記慣性航法装置の相対的な位置情報を補正し、
    前記衛星航法装置の位置情報と前記慣性航法装置の補正された相対的な位置情報とを結合することを特徴とする請求項１５に記載の電子装置。
21. 前記相対的な位置情報は、
    前記慣性航法装置内の複数のセンサーから感知された信号に基づいて分析された移動体の運動成分及び状態情報から決定されることを特徴とする請求項１５に記載の電子装置。

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