KR100786022B1 - 측위점을 이용하여 거리를 측정하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측위점을 이용하여 거리를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 측위점을 이용한 거리 측정 방법은, 이동 경로에 따른 측위점을 측정하는 단계, 상기 측위점을 이용하여 베지어 중점을 측정하는 단계 및 상기 베지어 중점을 이용하여 상기 이동 경로에 대한 거리를 측정하는 단계를 포함한다.
베지어 곡선(Bezier curve), 측위점, 측위 오차, 베지어 중점, 이동 경로

Description

측위점을 이용하여 거리를 측정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING DISTANCE USING LOCATION DETERMINATION POINT}
도 1은 종래기술에 있어서, 측위 오차에 따른 오류의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 측위점을 이용한 거리 측정 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 측위점에 기초하여 베지어 중점을 측정하는 방법의 일례이다.
도 4는 베지어 중점을 이용하여 거리를 측정하는 방법의 일례이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 거리 측정 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
500: 거리 측정 장치
510: 측위점 측정부
520: 베지어 중점 측정부
521: 베지어 곡선 측정부
522: 중간점 측정부
530: 거리 측정부
본 발명은 측위점을 이용하여 거리를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 모바일 스테이션 기반 위성항법장치(MS-Based GPS)를 통해 측정된 측위점에 대한 베지어 곡선(Bezier curve)을 측정하고, 상기 베지어 곡선에 대한 베지어 중점을 측정하여 연속된 베지어 중점을 연결하는 경로를 이동 경로로서 거리를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
모바일 스테이션 기반 위성항법장치는 이동 통신 단말기 등에 내장되어 크래들(cradle)이나 GPS 안테나 등의 별도 장비 없이 이동 통신 단말기만으로 '네비게이션 기능'을 제공할 수 있다.
그러나, 이러한 이동 통신 단말기에서 이용되는 모바일 스테이션 기반 위성항법장치의 측위 성능은 20~30m의 오차를 가지므로 정확한 이동지점을 기록할 수 없는 문제점이 있다.
도 1은 종래기술에 있어서, 측위 오차에 따른 오류의 일례를 도시한 도면이다.
도면부호(100)는 실제 이동 경로(101)와 위에서 설명한 모바일 스테이션 기반 위성항법장치를 이용하여 측정된 측위점에 기반한 이동 경로(102)를 나타내고 있다.
즉, 위에서 설명한 바와 같이 모바일 스테이션 기방 위상항법장치의 측위 성 능은 20~30m의 측위 오차를 갖기 때문에 실제이동 거리보다 긴 거리가 이동된 것으로 계산되는 문제점이 있다.
또한, 경로 없이 지도상에서 측위점으로만 수행되는 서비스, 예를 들어 마라톤 도우미 서비스, 의 경우 맵매칭에 이용할 수 있는 데이터가 없다는 문제점이 있고, 자동차가 아닌 사람에게 적용되는 서비스이므로 도로 등의 특정 맵 데이터에 매칭할 수도 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 측위점을 이용하여 거리를 측정하는 방법 및 장치에 관한 새로운 기술을 제안한다.
본 발명은 연속적으로 측정된 3개의 측위점을 꼭지점으로 하는 삼각형에 대한 베지어 곡선을 측정하고, 베지어 곡선(Bezier curve)의 중간점인 베지어 중점을 통해 측위 오차에 의한 이동 거리량을 보정함으로써 보다 정확한 이동 거리를 측정하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 베지어 곡선을 이용한 측위 오차의 보정을 통해 맵 매칭을 위한 데이터가 존재하지 않는 경우에도 정확한 이동 거리를 측정하는 것이다.
상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 거리 측정 장치에서 측위점을 이용하여 거리를 측정하는 방법은, 이동 경로에 따른 측위점을 측정하는 단계, 상기 측위점을 이용하여 베지 어 중점을 측정하는 단계 및 상기 베지어 중점을 이용하여 상기 이동 경로에 대한 거리를 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 측위점을 이용하여 베지어 중점을 측정하는 상기 단계는, 연속적으로 측정된 복수 개의 측위점을 꼭지점으로 하는 다각형에 대한 베지어 곡선(Bezier curve)을 측정하는 단계 및 상기 베지어 곡선에 기초하여 중간점인 상기 베지어 중점을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 베지어 곡선(
Figure 112006081437003-pat00001
)은 다음 수학식 1과 같이 측정될 수 있다.
Figure 112006081437003-pat00002
여기서, N은 베지어 곡선의 차수를, Pk는 조정점(control point)을, NCk는 N! / k!(N-k)!을 의미할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 베지어 곡선은 연속적으로 측정된 3개의 측위점을 꼭지점으로 하는 삼각형에 대한 이차곡선을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 측위점을 이용하여 거리를 측정하는 거리 측정 장치는, 이동 경로에 따른 측위점을 측정하는 측위점 측정부, 상기 측위점을 이용하여 베지어 중점을 측정하는 베지어 중점 측정부 및 상기 베지어 중점을 이용하여 상기 이동 경로에 대한 거리를 측정하는 거리 측정부를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다양한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 위에서 설명한 바와 같이 이동 통신 단말기 등에서 이용되는 모바일 스테이션 기반 위성항법장치를 통해 측정된 측위점 및 베지어 곡선을 이용하여 측위 오차를 줄이고 정확한 이동 거리를 측정할 수 있도록 하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 측위점을 이용한 거리 측정 방법을 도시한 흐름도이다.
단계(S210)에서 측위점을 이용하여 거리를 측정하는 거리 측정 장치는 이동 경로에 따른 측위점을 측정한다. 이때, 상기 측위점은 상기 측위점은 모바일 스테이션 기반 위성항법장치(MS-Based GPS)를 이용하여 측정될 수 있다.
이러한 상기 모바일 스테이션 기반 위성항법장치는 이동통신 단말기가 초기 위치 측정할 때 위치연산서버로부터 위치 측정에 필요한 위치 정보를 수신하고 수신된 위치 정보를 이용하여 수 시간 동안 이동통신 단말기가 자체적으로 자신의 위치를 GPS 인공위성에서 수신되는 GPS 정보를 이용하여 위치를 측정하는 방식이다.
단계(S220)에서 상기 거리 측정 장치는 상기 측위점을 이용하여 베지어 중점을 측정한다. 이러한 단계(S220)는 연속적으로 측정된 복수 개의 측위점을 꼭지점으로 하는 다각형에 대한 베지어 곡선을 측정하는 단계(S221) 및 상기 베지어 곡선에 기초하여 중간점인 상기 베지어 중점을 측정하는 단계(S222)를 포함할 수 있다.
이때, 이러한 상기 베지어 곡선은 상기 수학식 1과 같은 방법을 이용하여 측 정될 수 있고, 연속적으로 측정된 3개의 측위점을 꼭지점으로 하는 삼각형에 대한 이차곡선을 포함할 수 있다.
즉, 최초의 측위점인 제1 측위점을 기준으로 그 다음 측위점인 제2 측위점, 그리고 상기 제2 측위점의 다음 측위점인 제3 측위점의 3개의 측위점을 통해 상기 베지어 곡선을 측정하고, 상기 베지어 곡선이 갖는 점들 중에서 중간점인 상기 베지어 중점을 측정함으로써, 상기 측위점에서 발생하는 측위 오차를 보정할 수 있다.
이후, 상기 제2 측위점을 기준으로 연속된 3개의 측위점에 대한 베지어 중점을 측정하고, 이와 같은 방법으로 지속적으로 측위 오차를 보정해 나갈 수 있다.
도 3은 측위점에 기초하여 베지어 중점을 측정하는 방법의 일례이다.
베지어 곡선(300)은 단계(S210)에서와 같은 방법을 통해 측정된 측위점 중에서 임의의 연속적인 3개의 측위점(301 내지 303)에 대해, 측위점(301) 및 측위점(303)을 잇는 n개의 점의 집합을 통해 측정할 수 있다. 이때, 베지어 중점(304)은 상기 n개의 점들 중에서 중간점을 의미할 수 있다.
즉, 측위점(301 내지 303)에 대한 베지어 곡선(300)을 상기 수학식 1을 통해 측정하고, 베지어 곡선(300)이 갖는 상기 n개의 점의 집합에서 중간점을 베지어 중점(304)으로서 측정할 수 있다.
이때, 베지어 중점(304)의 다음 베지어 중점은 측위점(302), 측위점(303) 및 측위점(303)의 다음 측위점을 기준으로 베지어 곡선을 측정하고 그 중간점을 측정하여 구할 수 있다.
단계(S230)에서 상기 거리 측정 장치는 상기 베지어 중점을 이용하여 상기 이동 경로에 대한 거리를 측정한다. 이러한 상기 베이지 중점을 이용하여 거리를 측정하는 단계(S203)는 상기 베지어 중점을 순서대로 연결하는 경로를 상기 이동 경로로서 확인하고, 상기 경로에 대한 거리를 측정하는 단계일 수 있다.
도 4는 베지어 중점을 이용하여 거리를 측정하는 방법의 일례이다.
이때, 도 4에 도시된 실선은 실제 이동 경로(401)을 나타낸다. 이때, 상기 거리 측정 장치는 이와 같은 경로(401)를 이동하면서 측위점(402)을 측정할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이 연속적으로 측정된 측위점(402)을 서로 연결하여 측정되는 이동 경로(403)는 20~30m에 달하는 모바일 스테이션 기반 위성항법장치의 측위 오차로 인해 도 4에 도시된 바와 같이 이동 거리가 실제 이동 경로(401)에서의 이동 거리와는 큰 차이가 남을 알 수 있다.
이러한 상기 측위 오차에 의한 이동 거리량을 보정하기 위해 각각의 연속적인 3개의 측위점마다 베지어 곡선을 측정하고, 상기 베지어 곡선의 베지어 중점(404)을 측정한다. 즉, 베지어 중점(404)들을 서로 연결함으로써 생성된 경로(405)를 통해 이동 거리를 보정함으로써 보다 정확한 거리를 측정할 수 있게 된다.
또한, 연속적으로 측정된 3개의 측위점을 꼭지점으로 하는 삼각형에 대한 베지어 곡선을 측정하고, 베지어 곡선의 중간점인 베지어 중점을 통해 측위 오차에 의한 이동 거리량을 보정함으로써 보다 정확한 이동 거리를 측정할 수 있다.
뿐만 아니라 상기 측위점을 통한 상기 베지어 곡선 및 상기 베지어 중점을 측정하고, 상기 베지어 중점간의 거리를 통해 이동 경로에 대한 거리를 측정하기 때문에 맵 매칭을 위한 데이터가 존재하지 않는 경우에도 정확한 이동 거리를 측정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 거리 측정 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 거리 측정 장치(500)는 측위점 측정부(510), 베지어 중점 측정부(520) 및 거리 측정부(530)를 포함한다.
측위점 측정부(510)는 이동 경로에 따른 측위점을 측정한다. 이러한 상기 측위점은 모바일 스테이션 기반 위성항법장치를 이용하여 측정될 수 있다.
베지어 중점 측정부(520)는 상기 측위점을 이용하여 베지어 중점을 측정한다. 이때, 베지어 중점 측정부(520)는 연속적으로 측정된 복수 개의 측위점을 꼭지점으로 하는 다각형에 대한 베지어 곡선을 측정하는 베지어 곡선 측정부(521) 및 상기 베지어 곡선에 기초하여 중간점인 상기 베지어 중점을 측정하는 중간점 측정부(522)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 베지어 곡선은 상기 측위점을 꼭지점으로 하여 이루어지는 다각형에 대해 상기 수학식 1을 이용하여 측정될 수 있다. 예를 들어 연속적으로 측정된 3개의 측위점을 꼭지점으로 하는 삼각형에 대한 이차곡선을 상기 베지어 곡선으로서 상기 수학식 1을 통해 측정할 수 있다.
거리 측정부(530)는 상기 베지어 중점을 이용하여 상기 이동 경로에 대한 거리를 측정한다. 이러한 거리 측정부(530)는 상기 베지어 중점을 순서대로 연결하는 경로를 상기 이동 경로로서 확인하고, 상기 경로에 대한 거리를 측정할 수 있 다.
이와 같이, 본 발명의 거리 측정 장치를 통해 연속적으로 측정된 3개의 측위점을 꼭지점으로 하는 삼각형에 대한 베지어 곡선을 측정하고, 베지어 곡선(Bezier curve)의 중간점인 베지어 중점을 통해 측위 오차에 의한 이동 거리량을 보정함으로써 보다 정확한 이동 거리를 측정할 수 있고, 상기 베지어 곡선을 이용한 측위 오차의 보정을 통해 맵 매칭을 위한 데이터가 존재하지 않는 경우에도 정확한 이동 거리를 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명에 따르면, 연속적으로 측정된 3개의 측위점을 꼭지점으로 하는 삼각형에 대한 베지어 곡선을 측정하고, 베지어 곡선(Bezier curve)의 중간점인 베지어 중점을 통해 측위 오차에 의한 이동 거리량을 보정함으로써 보다 정확한 이동 거리를 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 베지어 곡선을 이용한 측위 오차의 보정을 통해 맵 매칭을 위한 데이터가 존재하지 않는 경우에도 정확한 이동 거리를 측정할 수 있다.

Claims (12)

  1. 거리 측정 장치에서 측위점을 이용하여 거리를 측정하는 방법에 있어서,
    이동 경로에 따른 측위점을 측정하는 단계;
    상기 측위점을 이용하여 베지어 중점을 측정하는 단계; 및
    상기 베지어 중점을 이용하여 상기 이동 경로에 대한 거리를 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측위점을 이용하여 베지어 중점을 측정하는 상기 단계는,
    연속적으로 측정된 복수 개의 측위점을 꼭지점으로 하는 다각형에 대한 베지어 곡선(Bezier curve)을 측정하는 단계; 및
    상기 베지어 곡선에 기초하여 중간점인 상기 베지어 중점을 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베지어 곡선(
    Figure 112006081437003-pat00003
    )은 하기 수학식 2과 같이 측정되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
    Figure 112006081437003-pat00004
    여기서, N은 베지어 곡선의 차수를, Pk는 조정점(control point)을, NCk는 N! / k!(N-k)!을 의미한다.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 베지어 곡선은 연속적으로 측정된 3개의 측위점을 꼭지점으로 하는 삼각형에 대한 이차곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측위점은 모바일 스테이션 기반 위성항법장치(MS-Based GPS)를 이용하여 측정되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베지어 중점을 이용하여 상기 이동 경로에 대한 거리를 측정하는 상기 단계는,
    상기 베지어 중점을 순서대로 연결하는 경로를 상기 이동 경로로서 확인하고, 상기 경로에 대한 거리를 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
  8. 측위점을 이용하여 거리를 측정하는 거리 측정 장치에 있어서,
    이동 경로에 따른 측위점을 측정하는 측위점 측정부;
    상기 측위점을 이용하여 베지어 중점을 측정하는 베지어 중점 측정부; 및
    상기 베지어 중점을 이용하여 상기 이동 경로에 대한 거리를 측정하는 거리 측정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베지어 중점 측정부는,
    연속적으로 측정된 복수 개의 측위점을 꼭지점으로 하는 다각형에 대한 베지어 곡선을 측정하는 베지어 곡선 측정부; 및
    상기 베지어 곡선에 기초하여 중간점인 상기 베지어 중점을 측정하는 중간점 측정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 베지어 곡선은 연속적으로 측정된 3개의 측위점을 꼭지점으로 하는 삼각형에 대한 이차곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 측위점은 모바일 스테이션 기반 위성항법장치를 이용하여 측정되는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 거리 측정부는,
    상기 베지어 중점을 순서대로 연결하는 경로를 상기 이동 경로로서 확인하고, 상기 경로에 대한 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
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