KR101629691B1 - 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템 - Google Patents

관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101629691B1
KR101629691B1 KR1020130058861A KR20130058861A KR101629691B1 KR 101629691 B1 KR101629691 B1 KR 101629691B1 KR 1020130058861 A KR1020130058861 A KR 1020130058861A KR 20130058861 A KR20130058861 A KR 20130058861A KR 101629691 B1 KR101629691 B1 KR 101629691B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
portable terminal
inertial sensor
positioning
gps device
reference coordinate
Prior art date
Application number
KR1020130058861A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140137815A (ko
Inventor
한창민
소민섭
Original Assignee
회명정보통신(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 회명정보통신(주) filed Critical 회명정보통신(주)
Priority to KR1020130058861A priority Critical patent/KR101629691B1/ko
Publication of KR20140137815A publication Critical patent/KR20140137815A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101629691B1 publication Critical patent/KR101629691B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G01C21/206—Instruments for performing navigational calculations specially adapted for indoor navigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/07—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections
    • G01S19/073—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections involving a network of fixed stations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/021—Calibration, monitoring or correction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0244—Accuracy or reliability of position solution or of measurements contributing thereto
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252—Radio frequency fingerprinting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템에 관한 것으로서, 실외에 설치되며 GPS 위성 신호로부터 기준좌표를 생성하는 기준좌표 생성 GPS 장치; 실내에 위치하는 휴대 단말에 설치되는 관성 센서; 상기 휴대 단말에 설치되며 상기 기준좌표 생성 GPS 장치 및 상기 휴대 단말 간 비콘(beacon) 방식의 통신을 하여 상대 거리를 측정하는 거리 측정 모듈; 상기 관성 센서에서 검출된 데이터를 이용하여 상기 휴대 단말의 위치를 추정하는 제1 측위 추정부; 상기 거리 측정 모듈에서 측정된 기준좌표 생성 GPS 장치와의 상대 거리 및 휴대 단말 간 상대 거리를 이용하여 상기 기준좌표에 대응하는 상기 휴대 단말의 위치를 추정하는 제2 측위 추정부; 및 상기 제1 측위 추정부 및 제2 측위 추정부의 출력으로부터 상기 휴대 단말의 측위를 산출하는 측위 산출부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 휴대 단말의 관성 센서를 이용하여 추정된 측위와, 기준좌표 생성 GPS 장치에서 생성된 기준좌표와 휴대 단말에 설치되는 거리 측정 모듈로부터 측정된 상대 거리를 이용하여 추정된 측위를 이용하여 실내 측위를 산출함으로써, 종래의 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템보다 정밀도를 높이고 오차를 크게 경감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템{INDOOR POSITIONING SYSTEM USING INERTIAL SENSOR}
본 발명은 실내 측위 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 GPS를 이용하여 기준좌표를 획득하고 실내의 휴대 단말에 설치되는 관성 센서를 이용하여 실내에서의 정확한 위치를 측정하는 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템에 관한 것이다.
GPS(Global Positioning System) 기술은 초기에 군사용으로 개발되었지만, 최근에는 항법이나 측량 등의 기술에 주로 이용되고 있으며, GPS 모듈을 측위 센서로 이용하는 위치기반 서비스(LBS: Location Based Service)도 상용화되고 있다.
GPS 측위 기술은 모듈에서 인공위성의 신호를 수신하여, 도달 시간 및 인공위성의 위치를 통해 현재 GPS 모듈의 위치를 측정한다. 그러나 GPS 모듈이 실내에 위치하는 경우 인공위성으로부터 신호가 수신되지 않아 실내 측위 시스템(IPS: Indoor Positioning System)에서는 GPS 모듈을 이용하는 것이 실질적으로 불가능하다.
실내 측위 시스템을 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 무선 랜(Wireless LAN) 기반의 실내 측위 시스템에 대한 연구가 활발하다. 무선 랜 기반의 실내 측위 시스템은 건물 내 곳곳에 AP(Access Point)를 설치하고 휴대 단말과 AP 간 신호 전송을 통해 휴대 단말을 보유한 사용자의 위치를 추적한다.
하지만, 건물 내부에서 수신이 불가능한 음영지역들을 커버하기 위하여 많은 수의 AP를 설치해야 하며, 이동통신 사용자 등에 의한 방해전파 등으로 위치 측정에 오차가 발생되는 문제점이 있다. 무엇보다, AP가 설치되지 않은 지역이나 AP가 설치되어 있다고 하여도 화재 등의 재난에 의해 AP가 파손된 현장에서는 적용할 수 없는 문제점이 있다.
한편, 최근에는 이동통신 단말기에 내재된 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 관성 센서는 센서에 인가되는 가속도에 의해 관성체에 작용하는 관성력을 검출하는 센서로서, 가속도 센서와 각속도 센서가 주로 이용된다. 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템은 AP 등을 설치해야 하는 부담이 없다. 하지만, 관성 센서의 출력을 통해 사용자의 보행, 행동, 이동 패턴 등을 인식해야 하는데, 이러한 인식 알고리즘이 아직 완전히 개발되지 않았으며, 오차가 커서 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 실내 측위 시스템의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 건물 외부의 GPS를 이용하여 기준좌표를 획득하고 실내의 휴대 단말에 장치되는 거리 측정 모듈을 이용하여 휴대 단말 간 상대 거리 및 기준좌표와의 상대 거리를 측정한 후, 휴대 단말에 장치되는 관성 센서에 의해 측정된 실내 측위를 보정하는 것으로 실내 측위를 정밀하게 측정할 수 있는 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템은, 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템에 있어서, 실외에 설치되며 GPS 위성 신호로부터 기준좌표를 생성하는 기준좌표 생성 GPS 장치; 실내에 위치하는 휴대 단말에 설치되는 관성 센서; 상기 휴대 단말에 설치되며 상기 기준좌표 생성 GPS 장치 및 상기 휴대 단말 간 비콘(beacon) 방식의 통신을 하여 상대 거리를 측정하는 거리 측정 모듈; 상기 관성 센서에서 검출된 데이터를 이용하여 상기 휴대 단말의 위치를 추정하는 제1 측위 추정부; 상기 거리 측정 모듈에서 측정된 기준좌표 생성 GPS 장치와의 상대 거리 및 휴대 단말 간 상대 거리를 이용하여 상기 기준좌표에 대응하는 상기 휴대 단말의 위치를 추정하는 제2 측위 추정부; 및 상기 제1 측위 추정부 및 제2 측위 추정부의 출력으로부터 상기 휴대 단말의 측위를 산출하는 측위 산출부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템은, 실외에 설치되며 상기 기준좌표 생성 GPS 장치와 비콘 방식으로 통신하여 현재 상기 기준좌표에 대응하는 현재 위치를 산출하는 캘리브레이션용 단말을 더 포함하며, 상기 제2 측위 추정부는 상기 캘리브레이션용 단말의 위치 정보를 수신하고 이를 이용하여 추정된 휴대 단말의 측위를 보정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템은, 상기 관성 센서는 가속도 센서 및 각속도 센서를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템은, 상기 제1 측위 추정부는 상기 가속도 센서에서 검출된 신호로부터 상기 휴대 단말의 이동거리를 추정하고, 상기 각속도 센서에서 검출된 신호로부터 상기 휴대 단말의 이동방향을 추정하여 상기 휴대 단말의 위치를 추정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템은, 상기 제1 측위 추정부는 상기 이동거리 및 이동방향으로부터 사용자 패턴을 분석하여 상기 휴대 단말의 위치를 추정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템은, 상기 기준좌표 생성 GPS 장치는 DGPS(Differential GPS) 장치이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템은, 상기 거리 측정 모듈은 상기 휴대 단말에 결합 가능한 외장형으로 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템은, 상기 관성 센서 및 거리 측정 모듈은 상기 휴대 단말에 결합 가능한 외장형으로 구성된다.
본 발명의 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템에 따르면, 휴대 단말의 관성 센서를 이용하여 추정된 측위와, 기준좌표 생성 GPS 장치에서 생성된 기준좌표와 휴대 단말에 설치되는 거리 측정 모듈로부터 측정된 상대 거리를 이용하여 추정된 측위를 이용하여 실내 측위를 산출함으로써, 종래의 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템보다 정밀도를 높이고 오차를 크게 경감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 캘리브레이션용 단말을 이용하여 거리 측정 모듈을 이용하여 추정된 기준좌표 생성 GPS 장치와 휴대 단말 간, 및 휴대 단말 간의 상대 거리를 조정하는 것으로 제2 추정 측위를 보정함으로써, 보다 정밀한 측위를 산출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실내 측위 시스템을 예시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 실내 측위 시스템을 예시한 블록도, 및
도 3은 본 발명에서 관성 센서를 이용한 제1 측위 추정을 예시한 블록도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실내 측위 시스템을 예시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실내 측위 시스템을 예시한 블록도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 실내 측위 시스템은 실외 영역에 위치하는 기준좌표 생성 GPS 장치(22) 및 캘리브레이션용 단말(30)과, 실내 영역(100)에 위치하는 휴대 단말(50)로 구성된다.
도 1을 참조하면, 실내 측위의 대상인 건물 등의 실내 영역(100) 인근에 중계 차량(20)이 파견된다. 도 1은 본 발명이 화재 현장에서 소방관(40)들에 의해 실내 측위가 진행되는 예를 보여주는 것으로서, 여기서 중계 차량(20)은 소방차로 예시되었다. 중계 차량(20) 상에는 위성신호 수신기가 설치되어 인공위성(10)으로부터 GPS 위성 신호를 수신하며, 근거리 무선 통신 안테나가 설치되어 캘리브레이션용 단말(30) 및 휴대 단말(50)과 무선 통신을 수행한다.
중계 차량(20)에는 도 2에서와 같이, 기준좌표 생성 GPS 장치(22)와, 비콘 통신부(24)와, 제1 측위 추정부(26)와, 제2 측위 추정부(27)와, 측위 산출부(28)가 구비된다. 도시된 예에서, 제1 측위 추정부(26), 제2 측위 추정부(27), 및 측위 산출부(28)는 중계 차량(20) 측에 설치된 것을 예시하였으나, 이는 휴대 단말(50) 또는 원격지에 위치한 측위 서버(도시 안함)에 설치될 수도 있다. 캘리브레이션용 단말(30)과 휴대 단말(50)은 모두 중계 차량(20)과 비콘(beacon) 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 단말기이다.
휴대 단말(50)은 도 2에서와 같이, 관성 센서(56)와 거리 측정 모듈(58)이 구비된다. 관성 센서(56)는 적어도 가속도 센서(52)와 각속도 센서(54)를 포함한다. 거리 측정 모듈(58)은 비콘 방식의 통신을 통하여 기준좌표 생성 GPS 장치(22)에 대응하는 상대 거리를 측정한다. 휴대 단말(50)에는 관성 센서(56)와 거리 측정 모듈(58)이 모두 구비되어 있을 수 있으며, 다른 예로서 관성 센서(56)와 거리 측정 모듈(58)은 외장형 장치로 휴대 단말(50)에 결합되어 중계 차량(20) 측과 통신을 수행할 수도 있다.
제1 측위 추정부(26)는 휴대 단말(50)의 관성 센서(56)에서 검출된 데이터를 이용하여 휴대 단말(50)의 실내 위치를 추정한다. 가속도 센서(52)에서 검출된 신호로부터 휴대 단말(50)의 이동 거리를 추정하며, 각속도 센서(54)에서 검출된 신호로부터 휴대 단말(50)의 이동 방향을 추정한다. 그리고, 이동 거리 및 방향으로부터 사용자 패턴을 분석하여 휴대 단말(50)의 위치를 추정한다.
도 3은 본 발명에서 관성 센서를 이용한 제1 측위 추정을 예시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 측정부(62)는 관성 센서(56)에서 검출된 가속도 정보와 각속도 정보로부터 휴대 단말(50)의 위치, 각도, 속도 등을 측정한다. 예를 들어, 가속도 센서(52)의 출력을 적분하여 이동 거리를 계산하며, 각속도 센서(54)의 출력을 적분하여 이동 방향을 계산한다.
필터부(64)는 측정된 값을 필터링하고 오차를 보정한다. 예를 들어, 이때 칼만 필터(Kalman Filter)가 사용된다.
검증부(66)는 보행자 패턴에 따른 검증을 수행하여 패턴 보정부(68)로 전달한다. 예를 들어, 보행자 패턴은 행동 패턴, 이동 패턴, 회전 패턴 등으로 구분될 수 있다. 행동 패턴은 달리기, 걷기, 정지 등의 행동 패턴에 관한 것으로서, 가속도 센서(52)의 출력으로부터 보행자의 이동 속도를 계산하여 5 m/s 이상일 때 달리기 패턴으로 판단하고, 1~5 m/s 사이의 이동 속도일 때는 걷기, 1 m/s 이하의 이동 속도일 때는 정지로 판단한다. 이동 패턴은 각속도 센서(54)의 출력이 Z 축으로 변화가 발생할 때 수직 이동으로 판단하여, 오르막, 내리막 등의 패턴으로 판단하고, 그렇지 않을 때는 평지 패턴으로 판단한다. 회전 패턴은 각속도 센서(54)의 출력이 X, Y 축으로 변화가 발생할 때 우회전 또는 좌회전 등의 패턴으로 판단한다.
패턴 보정부(68)는 보행자 패턴을 보정하여 측정부(62)로 피드백하며, 피드백 결과로부터 보다 정확한 측위를 추정할 수 있다.
상기 기준좌표 생성 GPS 장치(22)는 인공위성(10)으로부터 GPS 위성 신호를 수신하여 기준좌표를 생성한다. 이때, 보다 정확한 기준좌표를 얻기 위하여, 기준좌표 생성 GPS 장치(22)는 DGPS(Differential GPS) 장치인 것이 바람직하다. DGPS 장치는 두 개의 수신기를 이용하여 공통의 오차를 상쇄시키는 방식으로, 일반적인 GPS 장치가 30m 내외의 오차를 가짐에 반해 1m 내외의 오차를 갖는 정밀한 위치정보를 얻을 수 있는 GPS 장치이다.
비콘 통신부(24)는 휴대 단말(50)로 전파를 발신하며, 휴대 단말(50)의 거리 측정 모듈(58)은 발신된 전파를 방향 탐지기로 수신하여 중계 차량(20)의 위치에 대응하는 현재 위치를 알아낸다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 휴대 단말(50) 간 비콘 통신을 통하여 휴대 단말(50) 간의 상대 거리도 얻을 수 있다.
제2 측위 추정부(27)는 거리 측정 모듈(58)에서 측정된 상대 거리를 이용하여 기준좌표에 대응하는 휴대 단말(50)의 위치를 추정한다. 이때, 제2 측위 추정부(27)의 측위를 정밀하게 보정하기 위하여, 도시된 바와 같이 캘리브레이션용 단말(30)이 사용될 수 있다.
캘리브레이션용 단말(30)은 중계 차량(20)과 마찬가지로 실외에 설치되어 전파 간섭을 최소화 한다. 캘리브레이션용 단말(30)은 기준좌표 생성 GPS 장치(22)와 비콘 통신하여 기준좌표에 대응하는 현재 위치를 산출하고, 산출된 정보를 제2 측위 추정부(27)로 전달한다. 제2 측위 추정부(27)는 캘리브레이션용 단말(30)의 위치 정보를 수신하여 거리 측정 모듈(58)의 출력을 보정한다.
측위 산출부(28)는 제1 측위 추정부(26) 및 제2 측위 추정부(27)의 출력으로부터 최종적으로 휴대 단말(50)의 측위를 산출한다. 예를 들어, 제1 측위 추정부(26)의 출력과 제2 측위 추정부(27)의 출력을 평균하여 휴대 단말(50)의 현재 위치를 산출할 수 있다. 다른 예로서, 제2 측위 추정부(27)의 출력을 제1 측위 추정부(26)의 패턴 보정부(68) 또는 측정부(62)로 피드백하여 보행자 패턴을 보정하는 것으로 측위를 산출할 수도 있다.
위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10 : 인공위성 20 : 중계 차량
22 : 기준좌표 생성 GPS 장치 24 : 비콘 통신부
26 : 제1 측위 추정부 27 : 제2 측위 추정부
28 : 측위 산출부 30 : 캘리브레이션용 단말
40 : 소방관 50 : 휴대 단말
52 : 가속도 센서 54 : 각속도 센서
56 : 관성 센서 58 : 거리 측정 모듈
62 : 측정부 64 : 필터부
66 : 검증부 68 : 패턴 보정부
100 : 실내 영역

Claims (8)

  1. 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템에 있어서,
    실외에 설치되며 GPS 위성 신호로부터 기준좌표를 생성하는 기준좌표 생성 GPS 장치;
    실외에 설치되며 상기 기준좌표 생성 GPS 장치와 비콘 방식으로 무선 통신하여 상기 기준좌표에 대응하는 현재 위치를 산출하는 캘리브레이션용 단말;
    실내에 위치하며 상기 캘리브레이션용 단말과 동일한 무선 통신 단말기로 구성되고, 상기 기준좌표 생성 GPS 장치와 비콘 방식으로 무선 통신하여 상기 기준좌표 생성 GPS 장치에 대한 상대 거리를 측정하고 다른 휴대 단말과 무선 통신하여 휴대 단말 간의 상대 거리를 측정하는 거리 측정 모듈과, 관성 센서를 구비하는 휴대 단말;
    상기 관성 센서에서 검출된 데이터를 이용하여 상기 휴대 단말의 실내 위치를 추정하는 제1 측위 추정부;
    상기 거리 측정 모듈에서 측정된 기준좌표 생성 GPS 장치와의 상대 거리 및 휴대 단말 간 상대 거리를 이용하여 상기 기준좌표에 대응하는 상기 휴대 단말의 위치를 추정하며, 상기 캘리브레이션용 단말에서 산출된 상기 캘리브레이션용 단말의 현재 위치 정보를 수신하여 상기 휴대 단말의 위치를 보정하는 제2 측위 추정부; 및
    상기 제1 측위 추정부 및 제2 측위 추정부의 출력으로부터 상기 휴대 단말의 측위를 산출하는 측위 산출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 관성 센서는 가속도 센서 및 각속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 측위 추정부는 상기 가속도 센서에서 검출된 신호로부터 상기 휴대 단말의 이동거리를 추정하고, 상기 각속도 센서에서 검출된 신호로부터 상기 휴대 단말의 이동방향을 추정하여 상기 휴대 단말의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 측위 추정부는 상기 이동거리 및 이동방향으로부터 사용자 패턴을 분석하여 상기 휴대 단말의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템.
  6. 제1항, 제3항, 제4항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준좌표 생성 GPS 장치는 DGPS(Differential GPS) 장치인 것을 특징으로 하는 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템.
  7. 제1항, 제3항, 제4항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거리 측정 모듈은 상기 휴대 단말에 결합 가능한 외장형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템.
  8. 제1항, 제3항, 제4항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관성 센서 및 거리 측정 모듈은 상기 휴대 단말에 결합 가능한 외장형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템.
KR1020130058861A 2013-05-24 2013-05-24 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템 KR101629691B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130058861A KR101629691B1 (ko) 2013-05-24 2013-05-24 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130058861A KR101629691B1 (ko) 2013-05-24 2013-05-24 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140137815A KR20140137815A (ko) 2014-12-03
KR101629691B1 true KR101629691B1 (ko) 2016-06-13

Family

ID=52457499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130058861A KR101629691B1 (ko) 2013-05-24 2013-05-24 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101629691B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11609092B2 (en) 2018-07-03 2023-03-21 Elbit Systems Land And C4I Ltd. System and method for determining real-world geographic locations of multiple members

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105424032B (zh) * 2015-12-08 2018-05-08 小米科技有限责任公司 终端室内定位方法及装置
KR101885845B1 (ko) * 2016-12-14 2018-08-07 (주)아센코리아 다중 센서를 이용한 실내 위치 추적을 위한 통합 항법 시스템
CN108454652B (zh) 2017-02-22 2019-11-19 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种安全可靠的实时测速和连续定位的方法、装置及系统
US11496989B2 (en) 2020-03-03 2022-11-08 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Positioning network system, apparatus and method using a mobile object
KR102304290B1 (ko) * 2020-03-03 2021-09-17 재단법인대구경북과학기술원 동종형 이동체를 이용한 위치 측정 네트워크 시스템, 장치 및 방법
KR102678124B1 (ko) * 2023-12-21 2024-06-26 한국건설기술연구원 실내 기준점 측량시스템 및 이를 이용한 실내 기준점 측량방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004138513A (ja) * 2002-10-18 2004-05-13 Hitachi Ltd 屋内位置検出装置及び屋内位置検出方法
JP2008002906A (ja) 2006-06-21 2008-01-10 Toyota Motor Corp 測位装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030017597A (ko) * 2003-02-04 2003-03-03 이규섭 소방관 위치파악시스템 및 그 방법
KR101249773B1 (ko) * 2011-03-10 2013-04-01 한국해양과학기술원 수상 이동 기준점을 이용한 수중관성항법 오차보정 시스템 및 오차보정 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004138513A (ja) * 2002-10-18 2004-05-13 Hitachi Ltd 屋内位置検出装置及び屋内位置検出方法
JP2008002906A (ja) 2006-06-21 2008-01-10 Toyota Motor Corp 測位装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11609092B2 (en) 2018-07-03 2023-03-21 Elbit Systems Land And C4I Ltd. System and method for determining real-world geographic locations of multiple members

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140137815A (ko) 2014-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101629691B1 (ko) 관성 센서를 이용한 실내 측위 시스템
TWI503560B (zh) 移動車輛定位校正方法與裝置
EP3047304B1 (en) Method and apparatus for determination of misalignment between device and vessel using acceleration/deceleration
KR101308555B1 (ko) 실내보행 위치산출방법
KR101878685B1 (ko) 지도 정보를 이용한 차량 측위 시스템 및 방법
US10132915B2 (en) System and method for integrated navigation with wireless dynamic online models
US10054442B2 (en) Method and apparatus for handling vertical orientations of devices for constraint free portable navigation
US7298323B2 (en) Apparatus and method for locating user equipment using global positioning system and dead reckoning
CN106412836A (zh) 一种室内定位方法及装置
WO2017058732A1 (en) Altitude-based indoor or outdoor detection
WO2005038478A2 (en) Constrained tracking of ground objects using regional measurements
KR20180052831A (ko) 실내 및 실외 연속 측위 측정 장치 및 방법
KR20160120467A (ko) 차량용 2차원 레이더의 방위각 보정 장치 및 방법
WO2015035501A1 (en) System and method for enhanced integrated navigation with wireless angle of arrival
US20210048503A1 (en) Motion data based processing time window for positioning signals
WO2019087778A1 (ja) 移動体の姿勢センサ装置
CA2958759A1 (en) Enhanced positioning method for moving target in mine shaft based on witness nodes under internet of things architecture
US10274317B2 (en) Method and apparatus for determination of misalignment between device and vessel using radius of rotation
Tiemann et al. Improving the robustness of control-grade ultra-wideband localization
KR101464652B1 (ko) 오차 보정 위치 추적 장치 및 방법과 이를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체
KR20220052381A (ko) 자율주행 차량의 위치 추정 장치 및 방법
US10469982B2 (en) System and method for enhanced integrated navigation with wireless angle of arrival
KR20140002334A (ko) Ｇｐｓ 수신 불량 지역에서의 3차원 표적 위치추적 장치, 시스템 및 방법
Yang et al. Indoor positioning system based on INS/WiFi propagation model
WO2014152697A1 (en) Object orientation tracker

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20141121

Effective date: 20160309

S901 Examination by remand of revocation
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190604

Year of fee payment: 4