KR101176013B1 - 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템 및 방법 - Google Patents

실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전파 항법이 불가능한 지역의 지도를 실시간으로 생성할 수 있는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명인 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템은 실내 항법을 이용하여 이동자의 위치 정보를 산출하고 상기 위치정보에 기반하여 상기 이동자의 이동 궤적을 생성하는 궤적 생성부와, 상기 위치 정보 및 상기 이동 궤적을 전송하는 제1 통신부를 포함하는 휴대 기기; 및 일정 지역 내의 복수개의 휴대 기기가 전송한 위치 정보 및 이동 궤적을 수신하는 제2통신부와, 상기 복수개의 휴대 기기가 전송한 이동 궤적을 매칭시켜 상기 일정 지역에 대한 지도를 생성하는 지도 생성부를 포함하는 중앙 서버를 포함한다.

Description

실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템 및 방법{MAP GENERATING SYSTEM AND METHOD THROUGH TRAVELING TRACE MATCHING GENERATED BY USING INDOOR NAVIGATION}
본 발명은 전파항법이 불가한 지역에서 실내 항법을 이용하여 이동 궤적을 생성하고 복수개의 이동 궤적을 매칭시켜 지도를 생성하고, 위치 정보를 파악할 수 있는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래의 실내 항법 기술은 전파 항법을 위한 인프라가 갖춰져 있지 않은 경우 추측 항법이나 관성 항법 등의 기술을 이용하여 자신의 위치 정보를 파악하는 것은 가능하였으나, 타 사용자의 위치 정보나 해당 지역에 대한 정보를 얻을 수는 없었다. 특히 구조 현장 등에서는 위치 정보 및 지역 정보를 빠른 시간 내에 얻을 수 있어야 하는데 전파 항법 또는 지도 등을 통한 지역 정보 획득이 불가한 경우 경우 위치 정보 및 지역 정보의 부재로 인하여 인명피해가 커지는 문제점이 있다.
본 발명은 전파 항법이 불가능한 지역의 궤적을 실시간으로 생성할 수 있는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 대략적인 지도 생성 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 전파 항법이 불가능한 지역에서 타 이동자의 위치 정보를 실시간으로 확인 할 수 있는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 대략적인 지도 생성 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명인 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템은 실내 항법을 이용하여 이동자의 위치 정보를 산출하고 상기 위치 정보에 기반하여 상기 이동자의 이동 궤적을 생성하는 궤적 생성부와, 상기 위치 정보 및 상기 이동 궤적을 전송하는 제1 통신부를 포함하는 휴대 기기; 및 일정 지역 내의 복수개의 휴대 기기가 전송한 위치 정보 및 이동 궤적을 수신하는 제2 통신부와, 상기 복수개의 휴대 기기가 전송한 이동 궤적을 매칭시켜 상기 일정 지역에 대한 지도를 생성하는 지도 생성부를 포함하는 중앙 서버를 포함한다.
상기 지도 생성부는 상기 복수개의 휴대 기기로부터 상기 이동자의 이동 궤적을 주기적으로 수신하고 상기 일정 지역에 대한 지도상에 추가적으로 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 지도 생성부는 상기 일정 지역에 대한 지도상에 상기 이동자의 위치 정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 지도 생성부는 상기 복수개의 휴대 기기로부터 상기 이동자의 위치 정보를 주기적으로 수신하고 상기 일정 지역에 대한 지도상에 상기 이동자의 위치 정보를 갱신하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 통신부는 상기 일정 지역에 대한 지도를 상기 제1 통신부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 지도 생성부는 상기 복수개의 휴대 기기로부터 수신한 위치 정보 간의 거리를 계산하여 상기 일정 지역에 대한 지도상에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 휴대 기기는 상기 제2 통신부에서 전송한 상기 일정 지역에 대한 지도를 디스플레이 하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 궤적 생성부는 관성항법 또는 추측항법을 이용하여 상기 이동자의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법은 복수개의 휴대 기기가 실내항법을 이용하여 이동자의 위치정보를 산출하고 상기 위치정보에 기반하여 상기 이동자의 이동 궤적을 생성하는 제1 단계; 상기 복수개의 휴대 기기가 상기 위치 정보 및 상기 이동 궤적을 중앙 서버로 전송하는 제2 단계; 상기 중앙 서버가 일정 지역 내에서 상기 복수개의 휴대 기기로부터 수신한 이동 궤적을 매칭시켜 상기 일정 지역에 대한 지도를 생성하는 제3 단계; 및 상기 중앙 서버가 상기 일정 지역에 대한 지도를 상기 복수개의 휴대 기기로 전송하는 제4 단계를 포함한다.
상기 중앙 서버가 상기 복수개의 휴대 기기로부터 상기 이동자의 이동 궤적을 주기적으로 수신하고 상기 일정 지역에 대한 지도상에 추가적으로 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 제3 단계는, 상기 중앙 서버가 상기 위치 정보를 상기 일정 지역에 대한 지도상에 표시하는 단계를 더 포함한다.
상기 중앙 서버가 상기 복수개의 휴대 기기로부터 상기 이동자의 위치 정보를 주기적으로 수신하고 상기 일정 지역에 대한 지도상에 갱신하여 표시하는 단계를 더 포함한다.
상기 복수개의 휴대 기기가 상기 일정 지역에 대한 지도를 디스플레이 하는 제 5단계를 더 포함한다.
상기 복수개의 휴대 기기는 관성항법 또는 추측항법을 이용하여 상기 이동자의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3단계는, 상기 복수개의 이동 궤적을 회전변환 또는 평행 이동하는 단계; 상기 복수개의 이동 궤적간의 오차를 계산하는 단계; 상기 오차가 최소화되는 회전 변환값 또는 평행 이동값을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명인 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템 및 방법은 전파 항법이 불가능한 지역의 대략적인 지도를 실시간으로 생성할 수 있다.
또한, 전파 항법이 불가능한 지역에서 타 이동자의 위치 정보를 실시간으로 확인 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템의 블록도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법에 대한 순서도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법에 대한 순서도, 및
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 궤적 매칭의 개념도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템의 블록도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매치을 통한 지도 생성 시스템은 실내 항법을 이용하여 이동자의 위치 정보를 산출하고 상기 위치 정보에 기반하여 상기 이동자의 이동 궤적을 생성하는 궤적 생성부(12)와, 상기 위치 정보 및 상기 이동 궤적을 전송하는 제1 통신부(11)와 제1 통신부(11)에서 수신한 상기 일정 지역에 대한 지도를 디스플레이 하기 위한 표시부(13) 를 포함하는 휴대 기기(10) 및 일정 지역 내의 복수개의 휴대 기기(10)가 전송한 이동 궤적들을 수신하는 제2 통신부(21)와, 복수개의 휴대 기기(10)가 전송한 이동 궤적들을 매칭시켜 상기 일정 지역에 대한 지도를 생성하는 지도 생성부(22)를 포함한다.
궤적 생성부(12)는 전파항법이 불가능한 지역에서 위치 정보를 산출하기 위하여 실내항법 기술 중 관성항법 또는 추측항법을 이용하여 이동자의 위치정보를 산출해 낼 수 있다. 관성항법을 이용하여 위치 정보를 산출하는 과정을 설명하면, 자이로스코프가 기준좌표를 설정하여 이동자의 진행방향을 계측하고, 가속도계는 이동자의 진행방향으로의 가속도를 감지한다. 상기 가속도를 시간축에 대하여 두 번 적분하면 이동자의 이동거리가 구해지고, 이를 자이로스코프에서 설정한 기준좌표에 대한 벡터합을 통하여 이동자의 위치 정보를 산출할 수 있다. 궤적 생성부(12)는 상기 이동자의 위치 정보를 일정 시간 간격으로 산출하고, 동일 평면상에 시간에 대한 연속적인 흐름으로 나타내어서 이동자의 이동 궤적을 생성할 수 있다.
제1 통신부(11)는 중앙 서버(20)와의 데이터 송수신 기능을 수행한다. 제1 통신부(11)는 전파항법이 불가능한 실내 지역에서 기기들간의 통신을 위하여 와이파이, 블루투스등의 근거리 무선 통신 방법을 사용한다. 제1 통신부(11)는 이동자의 위치 정보 및 이동 궤적을 제2 통신부(21)로 전송하고, 중앙 서버(20)에서 생성한 일정 지역에 대한 지도를 제2 통신부(21)로부터 수신하는 기능을 수행한다.
표시부(13)는 제1 통신부(11)로부터 중앙 서버(20)에서 생성한 일정 지역에 대한 지도를 전달받고 이동자가 볼 수 있게 디스플레이하는 기능을 수행한다. 표시부(13)에 디스플레이되는 정보는 일정 지역에 대한 지도일 수 있고, 위치 정보가 포함된 지도 또는 이동자간의 거리 정보가 추가적으로 표시된 지도일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 별도의 휴대 기기(10)를 예를 들어 설명하였지만, 휴대폰이나 MP3, 기타 휴대용 전자기기등에도 본 발명과 같이 이동 궤적을 생성하고 중앙 서버(20)로 전송하며, 중앙 서버(20)로부터 전송받은 이동자의 위치 정보가 포함된 지도를 표시하는 기술이 포함될 수 있으며, 이는 본 발명의 기술적 사상의 범주에서 벗어나지 않는 것임은 자명하다 할 것이다.
제2 통신부(21)는 제1 통신부(11)와의 데이터 송수신 기능을 수행한다. 제2 통신부(21)는 전파항법이 불가능한 실내 지역에서 기기들간의 통신을 위하여 와이파이, 블루투스등의 근거리 무선 통신 방법을 사용한다. 제2 통신부(21)는 이동자의 위치 정보 및 이동 궤적을 제1 통신부(11)로부터 전송받고, 중앙 서버(20)에서 생성한 일정 지역에 대한 지도를 제1 통신부(11)에 전송하는 기능을 수행한다.
지도 생성부(22)는 일정 지역내의 복수의 휴대 기기(10)에서 전송한 이동 궤적들을 매칭하여 지도를 생성하는 기능을 수행한다. 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법은 도 3에 예시되어 있다.
먼저, 일정 지역내에 있는 휴대 기기(10)에서 전송한 복수개의 이동 궤적을 수신하여 회전변환 또는 평행이동 시킨다(S301). 평행이동 된 복수개의 이동 궤적간의 오차를 산출하고(S302) 상기 오차가 최소화되도록 평행이동을 계속하는 작업을 수행한다. 상기 오차의 최솟값은 미리 설정해둔 기준치와의 비교를 통해 결정될 수도 있고, 일정 횟수 반복에 의한 피드백 작용을 통하여 결정될 수도 있다(S303). 상기 오차가 최소가 되는 회전 변환값 및 평행 이동값이 결정이 되면(S304) 지도 생성부(22)는 이를 기준으로 복수개의 이동 궤적을 이동시키고 이동후의 데이터를 이용하여 일정 지역에 대한 지도를 생성한다(S305).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 궤적 매칭에 대한 개념도이다. 도 4b에서 보는 바와 같이 이동자 A, B, C에 대한 이동 궤적이 수신된 경우, 동일한 방위를 갖도록 B를 시계방향으로 90도 회전시킨다. 동일한 방위를 갖는 세 개의 이동 궤적을 각 궤적 간의 오차가 최소가 되도록 평행 이동시킨다. 도 4c에서 보는 바와 같이 이동 시켰을 때 오차가 최소가 되므로 이 때의 회전 변화값 및 평행 이동값을 최솟값으로 결정하고 지도를 생성한다.
지도 생성부(22)는 일정 지역에 대한 지도상에 복수개의 휴대 기기(10)의 위치 정보를 표시할 수 있고, 복수개의 휴대 기기(10)의 위치 정보를 이용하여 각 휴대 기기(10)간의 거리를 산출할 수 있다. 지도 생성부(22)는 휴대 기기(10)로부터 주기적으로 이동 궤적 및 위치 정보를 수신하며, 새로운 이동 궤적을 수신하는 경우 미리 생성한 지도에 새로운 이동궤적을 추가로 표시할 수 있으며, 새로운 위치 정보를 수신하는 경우 미리 생성한 지도에 새로운 위치 정보를 갱신하여 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법에 대한 순서도이다.
휴대 기기(10)의 궤적 생성부(12)는 실내항법을 이용하여 이동자의 위치 정보를 산출하고 이를 바탕으로 이동자의 이동 궤적을 생성한다. 궤적 생성부(12)는 관성 항법 또는 추측 항법을 이용하여 위치 정보를 산출 할 수 있으며, 위치 정보를 동일 평면상에 시간에 대한 연속적인 흐름으로 나타내어서 이동자의 이동 궤적을 생성할 수 있다(S201).
제1 통신부(11)는 궤적 생성부(12)에서 생성한 위치 정보 및 이동 궤적을 중앙 서버(20)의 제2 통신부(21)로 전송한다. 제1 통신부(11)는 전파항법이 불가능한 실내 지역에서 기기들간의 통신을 위하여 와이파이, 블루투스등의 근거리 무선 통신 방법을 사용하여 데이터를 전송한다(S202).
중앙 서버(20)의 지도 생성부(22)는 제2 통신부(21)를 통하여 전송받은 일정 지역 내의 복수개의 이동 궤적을 매칭시켜 지도를 생성한다. 지도를 생성하는 방법에 대한 순서도는 도 3에 예시되어 있으며 이에 대한 설명은 앞서 언급한 바 있으므로 생략한다(S203).
지도 생성부(22)는 앞서 생성한 일정 지역에 대한 지도상에 복수개의 휴대 기기(10)로부터 전송받은 위치 정보를 표시한다. 이 경우 각 휴대 기기(10)간의 거리 정보를 계산하여 같이 표시할 수 있다(S204).
제2 통신부(21)는 지도 생성부(22)에서 생성한 일정 지역에 대한 지도를 각 휴대 기기(10)의 제1 통신부(11)로 전송한다. 이 경우 전송되는 일정 지역에 대한 지도상에는 각 휴대 기기(10)의 위치 정보 및 각 휴대 기기(10)간의 거리 정보가 포함되어 있을 수 있다(S205).
휴대 기기(10)의 표시부(13)는 지도 생성부(22)에서 생성한 일정 지역에 대한 지도를 각종 디스플레이 장치를 이용하여 이동자가 불 수 있도록 시각적으로 표현한다. 이 경우 이동자의 선택에 따라 위치 정보 또는 각 휴대 기기(10)간의 거리 정보가 추가적으로 표시될 수 있다(S206).
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
10: 휴대 기기 11: 제1 통신부
12: 궤적 생성부 13: 표시부
20: 중앙 서버 21: 제2 통신부
22: 지도 생성부

Claims (15)

  1. 실내 항법을 이용하여 이동자의 위치 정보를 산출하고 상기 위치 정보에 기반하여 상기 이동자의 이동 궤적을 생성하는 궤적 생성부와, 상기 위치 정보 및 상기 이동 궤적을 전송하는 제1 통신부를 포함하는 휴대 기기; 및
    일정 지역 내의 복수개의 휴대 기기가 전송한 위치 정보 및 이동 궤적을 수신하는 제2 통신부와, 상기 복수개의 휴대 기기가 전송한 이동 궤적을 매칭시켜 상기 일정 지역에 대한 지도를 생성하는 지도 생성부를 포함하는 중앙 서버
    를 포함하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지도 생성부는 상기 복수개의 휴대 기기로부터 상기 이동자의 이동 궤적을 주기적으로 수신하고 상기 일정 지역에 대한 지도상에 추가적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지도 생성부는 상기 일정 지역에 대한 지도상에 상기 이동자의 위치 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 지도 생성부는 상기 복수개의 휴대 기기로부터 상기 이동자의 위치 정보를 주기적으로 수신하고 상기 일정 지역에 대한 지도상에 상기 이동자의 위치 정보를 갱신하여 표시하는 것을 특징으로 하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 통신부는 상기 일정 지역에 대한 지도를 상기 제1 통신부로 전송하는 것을 특징으로 하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 지도 생성부는 상기 복수개의 휴대 기기로부터 수신한 위치 정보 간의 거리를 계산하여 상기 일정 지역에 대한 지도상에 표시하는 것을 특징으로 하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 휴대 기기는 상기 제2 통신부에서 전송한 상기 일정 지역에 대한 지도를 디스플레이 하기 위한 표시부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 궤적 생성부는 관성항법 또는 추측항법을 이용하여 상기 이동자의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 시스템.
  9. 복수개의 휴대 기기가 실내항법을 이용하여 이동자의 위치정보를 산출하고 상기 위치정보에 기반하여 상기 이동자의 이동 궤적을 생성하는 제1 단계;
    상기 복수개의 휴대 기기가 상기 위치 정보 및 상기 이동 궤적을 중앙 서버로 전송하는 제2 단계;
    상기 중앙 서버가 일정 지역 내에서 상기 복수개의 휴대 기기로부터 수신한 이동 궤적을 매칭시켜 상기 일정 지역에 대한 지도를 생성하는 제3 단계; 및
    상기 중앙 서버가 상기 일정 지역에 대한 지도를 상기 복수개의 휴대 기기로 전송하는 제4 단계
    를 포함하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 중앙 서버가 상기 복수개의 휴대 기기로부터 상기 이동자의 이동 궤적을 주기적으로 수신하고 상기 일정 지역에 대한 지도상에 추가적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제3 단계는, 상기 중앙 서버가 상기 위치 정보를 상기 일정 지역에 대한 지도상에 표시하는 단계
    를 더 포함하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 중앙 서버가 상기 복수개의 휴대 기기로부터 상기 이동자의 위치 정보를 주기적으로 수신하고 상기 일정 지역에 대한 지도상에 갱신하여 표시하는 단계
    를 더 포함하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 복수개의 휴대 기기가 상기 일정 지역에 대한 지도를 디스플레이 하는 제 5단계
    를 더 포함하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 복수개의 휴대 기기는 관성항법 또는 추측항법을 이용하여 상기 이동자의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 제 3단계는,
    상기 복수개의 이동 궤적을 회전변환 또는 평행 이동하는 단계;
    상기 복수개의 이동 궤적간의 오차를 계산하는 단계;
    상기 오차가 최소화되는 회전 변환값 또는 평행 이동값을 결정하는 단계
    를 포함하는 실내항법을 이용하여 생성된 이동 궤적 매칭을 통한 지도 생성 방법.
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