KR101642286B1 - Heading Orientation Estimation Method Using Pedestrian Characteristics in Indoor Environment - Google Patents

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KR101642286B1
KR101642286B1 KR1020150021390A KR20150021390A KR101642286B1 KR 101642286 B1 KR101642286 B1 KR 101642286B1 KR 1020150021390 A KR1020150021390 A KR 1020150021390A KR 20150021390 A KR20150021390 A KR 20150021390A KR 101642286 B1 KR101642286 B1 KR 101642286B1
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박찬국
이민수
주호진
박소영
천세범
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한국항공우주연구원
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Abstract

The present invention relates to a method for estimating a moving direction of a pedestrian in an indoor environment using a walking property. The method for estimating a moving direction of a pedestrian in an indoor environment using a walking property comprises: a waling data obtaining step (S100) obtaining walking data from a signal transmitted in accordance with a walking motion of a pedestrian from an inertial measurement unit (IMU) mounted on shoes of the pedestrian; a pedestrian position estimating step (S200) of estimating the position of the pedestrian using the obtained walking data; and a moving direction correcting step (S300) of correcting a moving direction of the pedestrian to reduce an estimation error of the pedestrian position estimated by the pedestrian position estimating step (S200). The moving direction correcting step (S300) comprises: a pedestrian exercise type determining step (S310) of determining an exercise type of the pedestrian; and a measurement value renewing step (S320) of renewing a measurement value in accordance with the determined exercise type. According to the composition of the present invention, the method for estimating a moving direction of a pedestrian in an indoor environment using a walking property enables a user to accurately grasp the position of a rescuer or a person who needs to be rescued, in an indoor environment in which it is difficult to receive a navigation signal.

Description

보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법{Heading Orientation Estimation Method Using Pedestrian Characteristics in Indoor Environment}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pedestrian movement direction estimation method,

본 발명은 보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법에 관한 것으로, 특히 화재 또는 테러 등의 재난 발생시에 실내에 존재하는 구조 대상자 또는 실내에 투입되는 구조요원과 같은 보행자의 이동방향을 정확하게 추정할 수 있도록 함으로써 궁극적으로 응급사고 등에 적절히 대응할 수 있도록 하는 보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for estimating a moving direction of a pedestrian in a room using gait characteristics, and more particularly to a method for estimating a moving direction of a pedestrian in a room, The present invention relates to a method for estimating a moving direction of a pedestrian using a walking characteristic that enables a user to appropriately respond to an emergency accident or the like.

최근 건물의 구조가 복잡해지고 대규모화됨에 따라 건물의 내부에서 화재나 테러 등의 재난이나 재해가 발생한 경우 건물 내부에 존재하는 인명을 구조하기 위해 또는 구조 활동의 효율화를 기하기 위해서는 건물 내에서의 보행자 또는 구조 요원의 위치를 정확하게 파악할 필요가 있다.In recent years, as the structure of a building has become complicated and large-scale, disaster such as a fire or terrorism has occurred in the inside of the building. In order to rescue the person inside the building or to improve the efficiency of the structure, Or the location of the rescue personnel.

이러한 이유로 GPS, UWB 또는 WiFi 등의 무선 측위방식의 위치안내 장치를 이용하여 실내의 보행자 또는 구조 요원의 위치를 추적 또는 파악하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있으나, GPS나 WiFi 등의 전파항법을 이용한 위치추적 방식은 실내에서의 신호 수신강도가 약하기 때문에 이들 무선 측위방식의 위치안내 장치만을 이용한 위치추적 방법은 그 적용에 한계가 있고, 이에 따라 이들 방식을 보완할 수 있는 추가적인 수단 등의 개발이 필요하며, 그 하나의 예로서 공개특허공보 제10-2012-0001925호 등에 개시된 관성측정장치(IMU, Inertial Measurement Unit)를 이용한 보행자 위치 추정방식 등을 들 수 있다.For this reason, studies have been actively conducted to track or identify the position of pedestrians or rescue personnel in a room by using a positioning device of a wireless positioning system such as GPS, UWB, or WiFi. However, Since the tracking method has a weak signal receiving intensity in the indoor, the position tracking method using only the position guiding devices of these wireless positioning methods is limited in its application, and accordingly, it is necessary to develop additional means to supplement these methods , And a pedestrian position estimation method using an inertial measurement unit (IMU) disclosed in, for example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-2012-0001925.

상기와 같은 관성측정장치(IMU)를 이용하여 보행자의 위치를 추정할 때에는 일반적으로 보행자의 신발에 관성측정장치(IMU)를 설치하고, 이를 이용하여 보행자의 걸음특성을 파악하여 보폭을 추정한 다음, 이 추정된 보폭 정보를 이용하여 보행자의 위치를 추정하는 보행자 위치추정 알고리즘(PDR, pedestrian dead reckoning)을 GPS과 함께 조합하여 사용함으로써 실내와 같은 GPS 신호가 불안정한 상황에서도 측위의 정확성을 더욱 높일 수 있도록 한 것으로, 이러한 보행자 위치추정 알고리즘(PDR)에서는 보행자의 발바닥이 지면에 닿아 있는 동안의 발의 이동속도를 0으로 간주(ZUPT, zero velocity update)하여 보행자의 보폭을 추정하는 방식을 사용한다.In estimating the position of a pedestrian using the above-mentioned inertial measurement device (IMU), an inertial measurement device (IMU) is generally installed on the footwear of a pedestrian, and the stride property of the pedestrian is estimated by using the inertial measurement device , And pedestrian dead reckoning (PDR) that estimates the position of a pedestrian using the estimated stride information is combined with GPS to further improve the positioning accuracy even when the GPS signal is unstable indoors In this pedestrian position estimation algorithm (PDR), the pedestrian's stride is estimated by estimating the pedestrian's moving speed while the foot of the pedestrian touches the ground is zero (ZUPT, zero velocity update).

그런데 상기와 같은 위치추정 알고리즘(PDR)에서 보행자의 보폭을 추정할 때 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 3축의 가속도, 자이로, 지자기로 이루어진 관성측정장치(IMU)를 이용하여 먼저 보행자의 발바닥(또는 신발)이 지면에 붙어있을 때(디딤기, stance phase)와 발바닥이 지면에서 떨어져 이동(들림기, swing phase)할 때의 출력패턴을 분석하여 보행을 검출한 다음, 이 정보를 이용하여 보폭을 추정한 후 이동 거리를 누적함으로써 보행자의 현재 위치를 추정하는 방식을 채택하고 있는데, 이때 보행자가 걸음을 내딛는 순간 신발의 속도가 0이라는 보행 특성을 이용하여 걸음 검출 순간의 속도를 0으로 보정(영속도 보정, ZUPT)함으로써 오차의 발산을 보정한다.However, when estimating the stride of the pedestrian in the above-described position estimation algorithm (PDR), an inertial measurement device (IMU) composed of three axes of acceleration, gyro and geomagnetism as shown in Figs. 1 and 2, (Or shoes) are attached to the ground (stance phase), and the foot is separated from the ground (lifter, swing phase) when the output pattern is analyzed to detect walking and then using this information The pedestrian's current position is estimated by accumulating the travel distance after estimating the step width. At this time, the pedestrian's walking speed is zero, (Zero velocity correction, ZUPT) to correct the divergence of the error.

위치추정 알고리즘(PDR)에서 상기와 같이 오차의 발산을 보정하는 것은 신발에 장착된 관성측정장치(IMU)를 이용하여 보행자의 위치를 추정할 때 보행자의 보폭은 관성측정장치(IMU)로부터 획득된 가속도를 이중 적분하여 구하며, 이와 같이 가속도를 이중 적분을 하게 되면 시간의 경과에 따라 오차의 누적으로 인해 적분 결과가 발산하게 되는 문제가 발생하게 되기 때문에 이러한 문제를 해결하기 위해 발바닥이 지면에 닿는 순간의 실제의 이동 속도, 즉 가속도를 적분한 이동 속도는 0이라고 가정(영속도 보정)함으로써 적분 결과가 발산되지 않도록 한데 따른 것으로, 이와 같이 보행자의 발바닥이 지면에 닿는 순간(디딤기)에서의 실제의 이동 속도를 0으로 가정함으로써 보행자가 한 걸음을 걷는 동안의 보폭을 더욱 정확하게 계산할 수 있으며, 이러한 특성에 필터 구조를 적용함으로써 위치를 추정하는 알고리즘을 Inertial Navigation System(INS)-Extended Kalman Filter(EKF)- Zero velocity UpdaTe(ZUPT)라 한다. Correction of the divergence of the error as described above in the position estimation algorithm (PDR) can be achieved by estimating the position of the pedestrian using the inertial measurement device (IMU) mounted on the shoes, If the acceleration is doubly integrated, the result of the integration will diverge due to the accumulation of the error over time. Therefore, in order to solve such a problem, the moment when the sole reaches the ground (Zero speed correction) is assumed to be zero, so that the integration result is not diverted. In this way, when the foot of the pedestrian touches the ground, the actual It is possible to more precisely calculate the stride while the walker is walking by assuming that the moving speed of the walker is 0, Attribute an algorithm to estimate the position by applying a filter structure Inertial Navigation System (INS) to -Extended Kalman Filter (EKF) - referred to as Zero velocity UpdaTe (ZUPT).

그러나 외부의 도움 없이 보행자의 위치를 관성센서에만 의존하는 경우 시간이 지날수록 자이로의 바이어스 생성과 yaw값의 추정의 어려움 등으로 인해 보행자의 실제의 이동방향과 추정된 이동방향이 서로 틀어지게 됨으로써 결과적으로 보행자의 위치에 대한 큰 오차를 유발할 수 있으며, 이에 따라 이러한 이동방향 추정 오차를 제거하기 위해 실내라는 조건을 활용함으로써 보행자의 이동방향 오차를 줄일 수 있는 알고리즘들이 개발되고 있으며, 이에 대한 대표적인 예로서 Heuristic Drift Elimination(HDE) 알고리즘을 들 수 있다.However, if the position of the pedestrian depends only on the inertial sensor without the help of the outside, the gyro's bias generation and the difficulty in estimating the yaw value become different from each other over time, A large error in the position of a pedestrian can be caused. Accordingly, algorithms capable of reducing a moving direction error of a pedestrian by utilizing the condition of indoor to eliminate the moving direction estimation error have been developed. Heuristic Drift Elimination (HDE) algorithm.

HDE 알고리즘에서는 건물의 벽과 복도는 대부분 직선으로서 서로에 대해 평행하거나 또는 수직을 이루는 것으로 가정하여 이들 벽과 복도의 전형적인 방향을 주방향(dominant direction)으로 정의한 다음, 실내라는 환경에서는 주방향이 존재한다고 가정하여 4방향 또는 8방향의 주방향을 설정하여 방위각을 계산한 후, 이 계산된 방위각을 가장 가까운 주방향에 매칭되도록 수정하는 방식을 채택하는데, 이때 보행자가 주방향으로만 걷는 특정한 상황에서는 오차가 거의 0으로 수렴하여 우수한 결과를 보여줄 수 있지만 보행자가 주방향으로 걷지 않거나 또는 큰 원형을 그리며 걷는 예외적인 경우에는 큰 오차가 발생될 수 있으며, 따라서 실내에서의 보행자의 이동방향을 정확히 더욱 정확하게 파악할 수 있는 방법의 개발이 요구된다.
In the HDE algorithm, assuming that the walls and corridors of a building are mostly straight lines and parallel or perpendicular to each other, the typical direction of these walls and corridors is defined as the dominant direction, and there is a kitchen scent in the indoor environment Assuming that the calculated azimuth angle is matched to the nearest main direction after calculating the azimuth angle by setting the main directions in the four directions or eight directions, Can converge to almost zero, but can produce excellent results. However, in the exceptional case where the pedestrian does not walk in the main direction or walks in a large circular shape, a large error may be generated. Therefore, Development of a method that can be used is required.

KRKR 10-2012-000192510-2012-0001925 AA KRKR 10-2013-001271410-2013-0012714 AA KRKR 10-2013-011615110-2013-0116151 AA KRKR 10-2009-008271110-2009-0082711 AA

본 발명은 상기와 같은 종래의 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 실내와 같은 항법신호를 받기 어려운 전파 음영지역에 있어서 보행자의 이동방향을 정확하게 추정함으로써 결과적으로 실내에 위치하는 보행자의 현재 위치를 더욱 정확하게 파악할 수 있도록 하는 보행자 이동방향 추정 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problem of conventional pedestrian movement direction estimation in indoor, and it is an object of the present invention to accurately estimate a moving direction of a pedestrian in a propagation dark area, The present invention provides a pedestrian movement direction estimating method that can more accurately grasp a current position of a pedestrian located in a room.

상기와 같은 본 발명의 목적은 보행자 이동방향 추정 방법을, 보행자의 신발에 장착된 관성측정장치로부터 보행자의 보행동작에 따라 송신되는 신호로부터 보행데이터를 획득하는 보행데이터 획득 단계와; 획득된 보행데이터를 이용하여 보행자의 위치를 추정하는 보행자 위치 추정 단계 및; 보행자 위치 추정 단계에 의해 추정된 보행자의 위치 추정오차를 줄일 수 있도록 보행자의 이동방향을 보정하는 이동방향 보정 단계로 이루어지고, 이동방향 보정 단계는 다시 보행자의 운동 유형을 결정하는 보행자 운동유형 결정 단계와, 상기 결정된 운동 유형에 따라 측정값을 갱신하는 측정값 갱신 단계로 구성하는 것에 의해 달성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for estimating a moving direction of a pedestrian, comprising the steps of: obtaining walking data from a signal transmitted in accordance with a walking operation of a pedestrian from an inertial measurement device mounted on a shoe of a pedestrian; A pedestrian position estimating step of estimating a position of the pedestrian using the obtained walking data; And a moving direction correcting step of correcting the moving direction of the pedestrian so as to reduce the position estimation error of the pedestrian estimated by the pedestrian position estimating step, and the moving direction correcting step is a step of determining a pedestrian movement type determining step And a measurement value updating step of updating the measurement value according to the determined movement type.

그리고 본 발명은 운동유형 결정 단계에서의 보행자의 보행 방향은 수학식 6에 의해 보행자의 현재 걸음 위치와 이전 걸음 위치의 차이에 의해 결정되고, 보행자가 전방을 향해 직선으로 걷는지 여부는 수학식 7에 의해 이전의 걸음 방향의 분산과 현재의 걸음 방향과 이전의 걸음 방향의 평균값과의 차이를 구한 다음 임계값(

Figure 112015014878367-pat00001
)보다 큰지 여부에 따라 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the walking direction of the pedestrian in the exercise type determining step is determined by the difference between the current walking position and the previous walking position of the pedestrian according to Equation (6), and whether the walker straightly walks forward is expressed by Equation And the difference between the present walking direction and the average value of the previous walking direction is found by the following equation
Figure 112015014878367-pat00001
) Is greater than a predetermined threshold value.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112015014878367-pat00002
Figure 112015014878367-pat00002

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure 112015014878367-pat00003

Figure 112015014878367-pat00003

또한 본 발명은 운동유형 결정 단계에 의해 보행자가 비직선으로 걷는 것으로 판단된 경우에는 관성항법시스템 에러는 INS-EKF-ZUPT에 의해 추정되는 것을 또 다른 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that the inertial navigation system error is estimated by INS-EKF-ZUPT when it is determined that the pedestrian is walking in a non-straight line by the exercise type determination step.

이에 더하여 본 발명은 운동유형 결정 단계에 의해 보행자가 직선으로 걷는 것으로 판단된 경우에는 오차 모델의 측정치로서 수학식 11이 사용되고, 필터의 측정치 행렬은 수학식 12가 사용되는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, when the pedestrian is determined to walk in a straight line by the exercise type determining step, Equation (11) is used as a measurement value of the error model, and Equation (12) is used as a measurement matrix of the filter.

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure 112015014878367-pat00004
Figure 112015014878367-pat00004

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure 112015014878367-pat00005

Figure 112015014878367-pat00005

더욱이 본 발명은 운동유형 결정 단계에 의해 보행자가 주방향을 따라 직선으로 걷는 것으로 판단된 경우에는 오차 모델의 측정치로서 수학식 13이 사용되고, 필터의 측정치 행렬은 수학식 14가 사용되는 것을 또 다른 특징으로 한다.Further, according to the present invention, when the pedestrian is determined to walk in a straight line along the main direction by the exercise type determining step, equation (13) is used as a measurement value of the error model, and .

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure 112015014878367-pat00006
Figure 112015014878367-pat00006

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure 112015014878367-pat00007

Figure 112015014878367-pat00007

본 발명은 GPS의 사용이 곤란한 실내 환경에서 다른 시스템의 도움 없이 신발에 장착된 관성항법센서만으로 보행자의 위치를 정확하게 추정할 수 있기 때문에 WiFi 등과 같은 인프라 구축이 불필요하다.In the indoor environment where GPS is difficult to use, the present invention can accurately estimate the position of the pedestrian with only the inertial navigation sensor mounted on the shoe without using any other system, so that it is unnecessary to construct an infrastructure such as WiFi.

또한 본 발명은 실내에서의 보행자의 비직선 운동, 직선 운동 및 주방향으로의 운동의 3가지 유형의 보행특성에 따라 보행방향에 대한 보정이 이루어지기 때문에 궁극적으로 보행자의 위치를 더욱 정확하게 추정할 수 있다.
Further, since the present invention corrects the walking direction according to the three types of walking characteristics of the pedestrian in the room, i.e., nonlinear motion, linear motion, and motion in the main direction, ultimately, the position of the pedestrian can be more accurately estimated have.

도 1은 보행자의 보행동작을 구분하여 나타낸 그림,
도 2는 신발에 장착된 ARS의 동체 좌표계를 나타낸 그림,
도 3은 본 발명에 따른 보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법을 순서대로 나타낸 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 보행자 운동유형을 구분하는 과정을 나타낸 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법을 나타낸 구성도,
도 6은 보행자가 실내에서 주방향을 따라 보행하는 경우에 있어서의 비교실험한 결과를 나타낸 그림,
도 7은 보행자가 개방된 공간에서 여러 운동유형으로 보행하는 경우에 있어서의 비교실험한 결과를 나타낸 그림이다.
Fig. 1 is a diagram showing a pedestrian's walking motion in a divided manner,
FIG. 2 is a view showing the body coordinate system of the ARS mounted on the shoe,
FIG. 3 is a flowchart sequentially illustrating a pedestrian movement direction estimation method in a room using a walking characteristic according to the present invention;
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of classifying a pedestrian movement type according to the present invention;
FIG. 5 is a block diagram illustrating a method for estimating a moving direction of a pedestrian in a room using a walking characteristic according to the present invention.
6 is a graph showing a result of a comparative experiment in a case where a pedestrian walks along the main direction in the room,
FIG. 7 is a graph showing a result of a comparative experiment in a case where the user walks in various movement types in an open space.

본 발명은 실내와 같은 항법신호를 받기 어려운 전파 음영지역에 있어서 보행자의 이동방향을 정확하게 추정할 수 있는 보행자 이동방향 추정 방법을 제공하고자 하는 것으로, 본 발명의 보행자 이동방향 추정 방법은 실내 환경에서 신발에 장착된 관성항법장치를 사용하여 보행자의 보행동작에 따른 보행데이터를 획득한 다음, 이 보행데이터에 기초한 INS-EKF-ZUPT 구조를 통해 보행자의 위치를 추정하고, 이때 보행자의 이동방향 오차를 줄일 수 있도록 AHDE를 적용한다는 데에 그 기술적 특징이 있는바, 이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.
The present invention provides a pedestrian movement direction estimation method capable of accurately estimating a moving direction of a pedestrian in a propagation shaded area which is difficult to receive a navigation signal such as a room, And then estimates the position of the pedestrian through the INS-EKF-ZUPT structure based on the pedestrian data. At this time, the movement direction error of the pedestrian is reduced The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

본 발명의 이동방향 추정 방법은 도 3에 도시된 바와 같이 보행데이터 획득 단계(S100), 보행자 위치 추정단계(S200) 및 이동방향 보정 단계(S300)로 이루어지고, 이동방향 보정 단계(S300)는 다시 보행자 운동유형 결정단계(S310)와 측정값 갱신단계(S320)로 세분된다.
The moving direction estimating method of the present invention comprises a walking data acquiring step (S100), a pedestrian position estimating step (S200) and a moving direction correcting step (S300) as shown in FIG. 3, and the moving direction correcting step (S300) The pedestrian movement type determination step S310 and the measurement value update step S320.

(1) 보행데이터 획득 단계(S100)(1) Gait data acquisition step (S100)

이 단계는 보행자의 신발에 도 2에 도시된 바와 같이 관성측정장치(IMU)를 장착하여, 이 관성측정장치로부터 보행자의 보행동작에 따라 송신되는 가속도 신호 등의 보행데이터를 무선 수신기를 통해 수신하여 획득하는 단계로서, 이때 수신되는 신호는 보행자의 보행동작에 따라 디딤기(stance phase) 구간과 들림기(swing phase) 구간으로 구분되며, 여기서 디딤기는 발바닥이 지면에 닿아 움직임이 없는 구간이고, 들림기 구간은 발바닥이 지면으로부터 떨어져 공간상을 이동하는 구간을 의미한다.
In this step, an inertial measurement device (IMU) is mounted on the footwear of a pedestrian as shown in FIG. 2, and walking data such as an acceleration signal transmitted in accordance with the walking operation of the pedestrian from the inertial measurement device is received through the wireless receiver The received signal is divided into a stance phase section and a swing phase section according to a walking operation of a pedestrian. Herein, the step is a section in which the sole is in contact with the ground, The foot section refers to a section where the sole moves away from the ground and moves in space.

(2) 보행자 위치 추정 단계(S200)(2) Pedestrian position estimation step S200

이 단계는 상기와 같은 보행데이터 획득 단계(S100)에 의해 보행자의 보행데이터가 획득되고 나면 이 보행데이터를 이용하여 보행자의 위치를 추정하는 단계로서, 본 발명에서는 보행자의 위치를 추정하기 위해 2005년에 E. Foxlin이 제안한 공지의 INS(Inertial Navigation System)-EKF(Extended Kalman Filter)-ZUPT(Zero velocity UPdaTe)를 사용하는데, 이 INS-EKF-ZUPT(영속도 적용 확장 칼만필터를 이용한 관성항법시스템)은 관성측정장치(IMU)가 부착된 신발이 땅에 붙어있는 동안의 속도는 0이라는 가정을 확장 칼만필터(EKF)에 적용한 관성항법장치(INS)를 의미한다.This step estimates the position of the pedestrian using the walking data after obtaining the walking data of the pedestrian by the step of obtaining the walking data (S100) as described above. In the present invention, in order to estimate the position of the pedestrian, (Inertial Navigation System) -EKF (Extended Kalman Filter) -ZUPT (Zero velocity UPdaTe) proposed by E. Foxlin, and the INS-EKF-ZUPT (Inertial Navigation System Means an Inertial Navigation System (INS) in which the velocity of the shoe attached to an inertial measuring unit (IMU) is 0 while the shoe is attached to an extended Kalman filter (EKF).

그리고 INS-EKF-ZUPT에서 사용하는 확장 칼만필터(EKF)는 15개의 에러 상태벡터(

Figure 112015014878367-pat00008
)와 함께 동작하는데, 이러한 상태벡터는 아래의 수학식 1에서와 같이 가속도 센서와 자이로스코프의 바이어스(
Figure 112015014878367-pat00009
)와, 자세, 위치 및 속도에 대한 에러(
Figure 112015014878367-pat00010
)의 5개의 에러 성분을 포함하고, 5개의 에러 성분은 각각 3개의 축 방향을 가짐으로써 전체적으로 15개의 에러 상태벡터를 구성하게 된다.
The extended Kalman filter (EKF) used in the INS-EKF-ZUPT consists of 15 error state vectors
Figure 112015014878367-pat00008
), Which corresponds to the bias of the acceleration sensor and the gyroscope (as shown in Equation 1 below)
Figure 112015014878367-pat00009
), Errors in position, position, and velocity (
Figure 112015014878367-pat00010
), And five error components each have three axial directions, thereby constituting 15 error state vectors as a whole.

Figure 112016053507416-pat00085
Figure 112016053507416-pat00085

여기서,

Figure 112015014878367-pat00012
는 k번 째 시간에서의 상태변수,
Figure 112015014878367-pat00013
는 자세 오차,
Figure 112015014878367-pat00014
는 자이로 바이어스,
Figure 112015014878367-pat00015
는 위치 오차,
Figure 112015014878367-pat00016
는 속도 오차,
Figure 112015014878367-pat00017
는 가속도 바이어스를 뜻한다.
here,
Figure 112015014878367-pat00012
Is the state variable at time k,
Figure 112015014878367-pat00013
The posture error,
Figure 112015014878367-pat00014
Gyro bias,
Figure 112015014878367-pat00015
The position error,
Figure 112015014878367-pat00016
Speed error,
Figure 112015014878367-pat00017
Is the acceleration bias.

이때 관성측정장치(IMU)는 일반적으로 mems(micro electro mechanical systems)급 미세 센서로서 이러한 미세 센서에 대한 바이어스는 아래의 수학식 2와 같이 단순화할 수 있으며, 또한 수학식 2에서의 각각의 상태는 아래의 수학식 3의 시간전파(time propagation)와 수학식 4의 측정치 업데이트에 의해 추정할 수 있고, 이때 수학식 5에서와 같이 영속도 보정(ZUPT)을 적용하여 신발이 땅에 붙어 있는 동안의 속도가 0이라고 가정하게 되면 각 오차들을 추정할 수 있으며, 따라서 각각의 상태에서 이러한 추정 오차를 제거하게 되면 보다 정확한 자세와 위치를 추정할 수 있게 되고, 이러한 일련의 과정과 절차는 이미 잘 알려져 있으므로 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.
At this time, the inertial measurement unit (IMU) is generally a micro electro mechanical systems (MEMS) class microsensor. The bias for such a microsensor can be simplified as shown in the following Equation 2, and each state in Equation Can be estimated by time propagation of Equation (3) and updating of the measurement value of Equation (4). At this time, the zero velocity correction (ZUPT) as in Equation (5) Assuming that the velocity is zero, each error can be estimated, and therefore, by removing the estimation error in each state, it is possible to estimate a more accurate attitude and position, and a series of processes and procedures are well known A more detailed description thereof will be omitted.

Figure 112015014878367-pat00018
Figure 112015014878367-pat00018

여기서,

Figure 112015014878367-pat00019
는 필터의 시스템 모델,
Figure 112015014878367-pat00020
는 측정치간의 시간,
Figure 112015014878367-pat00021
은 바디(body) 축에서 항법 축으로의 자세변환행렬, I는 [3*3]의 단위행렬,
Figure 112015014878367-pat00022
는 각각 x, y, z축의 가속도를 나타낸다.
here,
Figure 112015014878367-pat00019
The system model of the filter,
Figure 112015014878367-pat00020
Is the time between measurements,
Figure 112015014878367-pat00021
Is the posture conversion matrix from the body axis to the navigation axis, I is the unit matrix of [3 * 3]
Figure 112015014878367-pat00022
Represents the acceleration of the x, y, and z axes, respectively.

Figure 112015014878367-pat00023
Figure 112015014878367-pat00023

여기서

Figure 112015014878367-pat00024
은 공분산 행렬이고, W는 시스템 모델 오차(process noise), Q는 측정치 오차(measurement noise)를 나타낸다.
here
Figure 112015014878367-pat00024
Is a covariance matrix, W is a system model error, and Q is a measurement noise.

Figure 112015014878367-pat00025
Figure 112015014878367-pat00025

여기서

Figure 112015014878367-pat00026
는 측정치 함수를 뜻하고, 그 구성은 수학식 5와 같다. 그리고
Figure 112015014878367-pat00027
은 측정치,
Figure 112015014878367-pat00028
은 노이즈이다.
Figure 112015014878367-pat00029
는 칼만이득(Kalman gain),
Figure 112015014878367-pat00030
은 시스템 모델 오차이다.
here
Figure 112015014878367-pat00026
Denotes a measurement value function, and its configuration is shown in Equation (5). And
Figure 112015014878367-pat00027
Is a measurement,
Figure 112015014878367-pat00028
Is the noise.
Figure 112015014878367-pat00029
Is the Kalman gain,
Figure 112015014878367-pat00030
Is the system model error.

Figure 112015014878367-pat00031
Figure 112015014878367-pat00031

(3) 이동방향 보정 단계(S300)(3) Moving direction correction step (S300)

위에서 설명한 바와 같이 INS-EKF-ZUPT를 이용하는 경우 보행항법 시 발생하는 오차를 줄일 수 있지만 수직방향 축과 관련된 자이로스코프의 yaw값과 바이어스를 정확하게 추정하는 것이 쉽지 않으며, 따라서 이 단계는 위의 보행자 위치 추정 단계(S200)에 의한 보행자의 위치 오차를 줄일 수 있도록 이동방향을 보정하는 단계로서, 이를 위해 본 발명에서는 AHDE(Advanced Heuristic Drift Elimination)를 적용하며, 이때 AHDE는 아래와 같이 보행자의 운동(보행) 유형을 판단하여 결정하는 보행자 운동유형 결정 단계(S310)와, 운동 유형을 결정하고 난 다음 운동 유형에 따라 측정값을 갱신하는 측정값 갱신 단계(S320)의 2단계 과정으로 이루어진다.As described above, using the INS-EKF-ZUPT can reduce the error in walking navigation, but it is not easy to accurately estimate the yaw value and bias of the gyroscope related to the vertical axis. Therefore, In the present invention, an AHDE (Advanced Heuristic Drift Elimination) is applied in order to reduce the position error of the pedestrian by the estimation step S200. At this time, A pedestrian movement type determination step S310 for determining the type of the pedestrian movement, and a measurement value update step S320 for determining the movement type and then updating the measured value according to the movement type.

그리고 본 발명의 AHDE에서도 일반적으로 건물이 직각 형태로 지어져 있기 때문에 종래의 HDE 알고리즘에서와 마찬가지로 실내에 서로 직각을 이루는 4개의 주방향이 존재한다고 가정한다.
In the AHDE of the present invention, since the building is generally constructed in a rectangular shape, it is assumed that there are four kitchen sculptures perpendicular to each other in the interior as in the conventional HDE algorithm.

① 보행자 운동유형 결정단계(S310)1) Determination of pedestrian movement type (S310)

이 단계는 보행자의 운동 유형을 결정하는 단계로서, 이전의 보행자 위치데이터와 현재의 위치 데이터에 기초하여 보행자가 비직선 운동, 직선 운동 또는 주방향을 따르는 직선 운동의 3가지 운동 유형 중 한 가지 유형으로 결정(판단)된다.This step determines the type of movement of the pedestrian. It is based on the previous pedestrian position data and the current position data, and the pedestrian is selected from one of three types of motion, namely, nonlinear motion, linear motion, (Judgment).

이를 위해 먼저 AHDE는 보행자가 전방을 향해 직선으로 걷는지 여부를 결정하여야 하는데, 이와 같이 보행자의 보행이 직선 운동인지 여부를 결정하기 위해서는 이전의

Figure 112015014878367-pat00032
걸음과 현재의 한 걸음이 사용되며, 본 발명에서는 결정의 정확성을 높이는 동시에 시간을 단축할 수 있도록 이전의 5걸음과 현재의 1걸음에 기초하여 직선 운동인지 여부를 결정한다.In order to do this, the AHDE must first determine whether the pedestrian walks straight ahead or not. In order to determine whether the pedestrian's walk is a linear motion,
Figure 112015014878367-pat00032
A step and a current step are used. In the present invention, it is determined whether the linear motion is based on the previous five steps and the present one step so as to increase the accuracy of the determination and shorten the time.

이에 대해 더욱 상세히 설명하면 보행자가 일직선으로 걷는지 아닌지 판별하기 위해 아래의 수학식 6에 의해 한 걸음 이전에서의 위치(

Figure 112015014878367-pat00033
)와 현재의 위치 (
Figure 112015014878367-pat00034
)사이의 차이를 이용하여 걸음 방향을 구한 다음, 보행자가 전방을 향해 직선으로 걷는지 여부는 수학식 7에서와 같이
Figure 112015014878367-pat00035
걸음의 방향의 분산과 현재의 걸음 방향과 이전의
Figure 112015014878367-pat00036
걸음
Figure 112015014878367-pat00037
방향의 평균값과의 차이를 구하여 이 값이 임계값(
Figure 112015014878367-pat00038
)보다 큰지 여부에 따라 판단한다.
More specifically, in order to determine whether or not the pedestrian is walking in a straight line, the following equation (6)
Figure 112015014878367-pat00033
) And the current location (
Figure 112015014878367-pat00034
). Then, whether or not the pedestrian walks straight ahead in the forward direction can be calculated as shown in Equation (7)
Figure 112015014878367-pat00035
The variance of the direction of the step and the direction of the current step
Figure 112015014878367-pat00036
step
Figure 112015014878367-pat00037
And the difference between the average value and the average value of the direction
Figure 112015014878367-pat00038
Is greater than a predetermined value.

Figure 112015014878367-pat00039
Figure 112015014878367-pat00039

여기서,

Figure 112015014878367-pat00040
는 각 걸음(
Figure 112015014878367-pat00041
)에서의 이동방향 값이며,
Figure 112015014878367-pat00042
Figure 112015014878367-pat00043
번째 걸음에서의 위치를 뜻한다.
here,
Figure 112015014878367-pat00040
Each step (
Figure 112015014878367-pat00041
), ≪ / RTI >
Figure 112015014878367-pat00042
The
Figure 112015014878367-pat00043
Means the position at the second step.

Figure 112015014878367-pat00044
Figure 112015014878367-pat00044

여기서,

Figure 112015014878367-pat00045
는 걸음수,
Figure 112015014878367-pat00046
,
Figure 112015014878367-pat00047
는 각각 한 걸음 이전,
Figure 112015014878367-pat00048
걸음 이전의 걸음 수이다.
here,
Figure 112015014878367-pat00045
The number of steps,
Figure 112015014878367-pat00046
,
Figure 112015014878367-pat00047
Respectively,
Figure 112015014878367-pat00048
It is the number of steps before the step.

다음, 상기 과정을 수행한 결과 보행자가 직선방향으로 걷고 있다고 판단된 경우 보행자가 주방향을 따라 걷고 있는지 여부를 결정하는데, 이를 위해 본 발명에서는 수학식 8에서와 같이 가장 근접한 주방향(

Figure 112015014878367-pat00049
)과 보행자의 평균 걸음 방향(
Figure 112015014878367-pat00050
)의 차이(
Figure 112015014878367-pat00051
)를 구한 다음, 수학식 9에서와 같이 이 차이가 임계값(
Figure 112015014878367-pat00052
)보다 작은 경우에는 보행자가 주방향을 따라 걷는 것으로 판단하며, 이때 임계값(
Figure 112015014878367-pat00053
)은 수학식 10에서와 같이 필터의 yaw 에러의 분산에 따라 바뀌며, 이상과 같은 보행자의 운동 유형을 구분하는 일련의 과정을 흐름도로 나타내면 도 4와 같이 나타낼 수 있다.
Next, if it is determined that the pedestrian is walking in the straight direction as a result of performing the above-described process, it is determined whether the pedestrian is walking along the main direction. To this end, in the present invention,
Figure 112015014878367-pat00049
) And the average walking direction of the pedestrian
Figure 112015014878367-pat00050
) Difference
Figure 112015014878367-pat00051
), And then, as in Equation (9), this difference becomes a threshold value
Figure 112015014878367-pat00052
), It is determined that the pedestrian is walking along the main direction. At this time, the threshold value
Figure 112015014878367-pat00053
) Is changed according to the yaw error distribution of the filter as shown in Equation (10), and a series of processes for classifying the motion type of the pedestrian as described above can be represented as a flow chart as shown in FIG.

Figure 112015014878367-pat00054
Figure 112015014878367-pat00054

여기서,

Figure 112015014878367-pat00055
는 가장 가까운 주방향 성분의 이동방향 값을 나타낸다.
here,
Figure 112015014878367-pat00055
Represents the moving direction value of the nearest principal direction component.

Figure 112015014878367-pat00056
Figure 112015014878367-pat00056

Figure 112015014878367-pat00057
Figure 112015014878367-pat00057

여기서

Figure 112015014878367-pat00058
는 yaw의 오차 공분산 값,
Figure 112015014878367-pat00059
는 임계값 상수이다.
here
Figure 112015014878367-pat00058
Is the error covariance value of yaw,
Figure 112015014878367-pat00059
Is a threshold constant.

② 측정값 갱신단계(S320)(2) the measurement value updating step (S320)

이 단계는 상기와 같은 보행자 운동유형 구분단계(S310)에 의해 보행자의 운동이 3가지 유형 중 어느 유형에 해당되는지가 결정되고 나면 보행자의 운동유형에 따라 측정값을 갱신하는 단계로서 각각의 운동 유형에서의 측정값 갱신 절차는 다음과 같다.
This step is a step of updating the measured value according to the movement type of the pedestrian after the pedestrian movement type is determined by which of the three types according to the pedestrian movement type classification step S310 as described above, The procedure for updating the measurement value in the following is as follows.

1) 비직선 운동인 경우1) In case of nonlinear motion

보행자가 직선으로 보행하지 않는 경우에는 AHDE 알고리즘은 필터에 영향을 주지 않기 때문에 INS 에러는 INS-EKF-ZUPT에 의해 추정되며, 이는 자이로스코프의 수직축과 관련된 yaw값과 바이어스를 정확하게 추정하기가 쉽지 않고, 이 경우 yaw 축의 에러 분산이 증가하게 되는데 따른 것이다.
Since the AHDE algorithm does not affect the filter if the pedestrian does not walk in a straight line, the INS error is estimated by INS-EKF-ZUPT because it is not easy to accurately estimate the yaw value and bias associated with the vertical axis of the gyroscope , In which case the error variance of the yaw axis increases.

2) 직선 운동2) Linear motion

보행자가 주방향을 따라 보행하지는 않지만 전방 직선방향으로 보행하는 경우에는 자이로스코프의 바이어스에 대해 보정이 이루어지는데, 이와 같이 보행자가 직선으로 걷는 경우에는 yaw율(

Figure 112015014878367-pat00060
)은 0이라고 가정할 수 있다.
Figure 112015014878367-pat00061
걸음 동안의 걸음 방향의 변화율을 현재 추정되고 있는 방향의 변화율이라고 할 수 있고, 이 값과 yaw율(
Figure 112015014878367-pat00062
)의 차이가 오차모델의 측정치로 사용되는데 yaw율(
Figure 112015014878367-pat00063
)이 0이기 때문에 아래의 수학식 11과 같이 전개되며, 이때 필터의 측정치 행렬은 수학식 12와 같다.
If the pedestrian does not walk along the main direction but makes a walk in the forward direction, the correction is made to the bias of the gyroscope. If the pedestrian walks in a straight line, the yaw rate
Figure 112015014878367-pat00060
) Can be assumed to be zero.
Figure 112015014878367-pat00061
The change rate of the walking direction during the step can be regarded as the rate of change in the currently estimated direction, and this value and the yaw rate
Figure 112015014878367-pat00062
) Is used as a measure of the error model. The yaw rate
Figure 112015014878367-pat00063
) Is 0, the following equation (11) is developed, and the measurement matrix of the filter is expressed by Equation (12).

Figure 112015014878367-pat00064
Figure 112015014878367-pat00064

Figure 112015014878367-pat00065
Figure 112015014878367-pat00065

3) 주방향으로의 직선 운동3) linear motion in the main direction

보행자가 주방향을 따라 직선으로 보행하는 경우 평균 걸음방향(

Figure 112015014878367-pat00066
)과 가장 가까운 주방향(
Figure 112015014878367-pat00067
)과의 차이(
Figure 112015014878367-pat00068
)가 수학식 13에서와 같이 오차 모델의 측정치로 사용되고, 이때 측정치 행렬은 수학식 14와 같다.
When a pedestrian is walking in a straight line along the main direction, the average walking direction (
Figure 112015014878367-pat00066
) And the closest main direction (
Figure 112015014878367-pat00067
) And the difference between
Figure 112015014878367-pat00068
) Is used as a measurement value of the error model as shown in Equation (13), and the measurement matrix is expressed by Equation (14).

Figure 112015014878367-pat00069
Figure 112015014878367-pat00069

Figure 112015014878367-pat00070
Figure 112015014878367-pat00070

본 발명은 상기와 같이 먼저 보행자가 직선으로 보행하는지 여부와 주방향을 따라 보행하는지 여부를 판단한 다음, 각 판단된 운동 유형에 적합한 보정이 이루어지기 때문에 이동방향 추정 성능이 개선되며, 결과적으로 보행자의 위치를 더욱 정확하게 추정할 수 있게 된다.
As described above, according to the present invention, it is first determined whether the walker is walking in a straight line or not and whether the walker follows the main direction. Then, since the correction is performed for each determined type of motion, the moving direction estimation performance is improved, The position can be estimated more accurately.

본 발명자 등은 상기와 같은 본 발명의 보행자 이동방향 추정 방법에 포함된 AHDE 알고리즘의 유용성을 확인하기 위해 신발에 장착된 관성측정장치를 이용하여 2가지 형태의 비교실험을 행하였는데, 먼저 4개의 주방향을 가지면서 360m의 폐경로를 가지는 건물 내에서 보행자가 건물의 복도(주방향)를 따라 보행하는 경우의 실험에서는 도 6에 도시된 바와 같이 IEZ 알고리즘은 자이로스코프 바이어스에 의해 이동방향이 발산되면서 이에 의해 위치도 발산된 결과를 보인 반면, HDE와 AHDE 알고리즘을 이용한 실험에서는 1m 이내의 위치 복귀성능을 보였다.In order to confirm the usefulness of the AHDE algorithm included in the pedestrian movement direction estimation method of the present invention as described above, the present inventors conducted two types of comparison experiments using an inertial measurement device mounted on a shoe. First, In the case where a pedestrian walks along a corridor (main direction) of a building in a building having a 360-m menopause path, as shown in FIG. 6, in the IEZ algorithm, the moving direction is diverged by the gyroscope bias The result shows that the position is divergent, whereas the experiment using HDE and AHDE algorithms shows the position return within 1m.

다음, 340m의 폐경로를 가지는 개방된 공간에서 보행자가 여러 운동유형으로 보행하는 경우의 실험에서는 도 7에 도시된 바와 같이 IEZ 알고리즘에서는 발산하였고, HDE 알고리즘에서는 큰 복귀에러를 가지는 것으로 나타났으며, AHDE 알고리즘을 이용한 실험에서는 상대적으로 우수한 위치 복귀성능을 보였다.
Next, in the experiment in which the pedestrian walked in various exercise types in an open space having a menopause of 340 m, the IEZ algorithm diverged as shown in FIG. 7, and the HDE algorithm showed a large return error, In the experiment using AHDE algorithm, relatively good position return performance was shown.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 보행자의 운동 유형을 판단한 다음, 판단된 운동 유형에 따라 적합한 보정이 이루어지기 때문에 실내에서의 보행자의 이동방향에 대한 추정 성능이 개선되고, 따라서 실내에서의 보행자의 위치를 더욱 정확하게 알 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, since the motion type of the pedestrian is determined and then the appropriate correction is performed according to the determined motion type, the estimation performance of the moving direction of the pedestrian in the room is improved, It becomes possible to know more accurately.

Claims (5)

실내에서의 보행자의 이동방향을 추정하는 방법에 있어서,
보행자의 신발에 장착된 관성측정장치(IMU)로부터 보행자의 보행동작에 따라 송신되는 신호로부터 보행데이터를 획득하는 보행데이터 획득 단계(S100)와;
상기 획득된 보행데이터를 이용하여 보행자의 위치를 추정하는 보행자 위치 추정 단계(S200) 및;
상기 보행자 위치 추정 단계(S200)에 의해 추정된 보행자의 위치 추정오차를 줄일 수 있도록 보행자의 이동방향을 보정하는 이동방향 보정 단계(S300)로 이루어지고,
상기 이동방향 보정 단계(S300)는 다시 보행자의 운동 유형을 결정하는 보행자 운동유형 결정 단계(S310)와, 상기 결정된 운동 유형에 따라 측정값을 갱신하는 측정값 갱신 단계(S320)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법.
A method for estimating a moving direction of a pedestrian in a room,
A walking data acquiring step (S100) of acquiring walking data from a signal transmitted in accordance with a walking operation of a pedestrian from an inertial measuring device (IMU) mounted on a footwear of a pedestrian;
A step S200 of estimating the position of the pedestrian using the obtained walking data;
And a moving direction correction step (S300) of correcting the moving direction of the pedestrian so as to reduce a position estimation error of the pedestrian estimated by the pedestrian position estimation step (S200)
The movement direction correction step S300 includes a pedestrian movement type determination step S310 for determining the movement type of the pedestrian again and a measurement value update step S320 for updating the measurement value according to the determined movement type A method for estimating the moving direction of a pedestrian in a room using walking characteristics.
청구항 1에 있어서,
상기 운동유형 결정 단계(S310)에서의 보행자의 보행 방향은 수학식 6에 의해 보행자의 현재 걸음 위치와 이전 걸음 위치의 차이에 의해 결정되고, 보행자가 전방을 향해 직선으로 걷는지 여부는 수학식 7에 의해 이전의 걸음 방향의 분산과 현재의 걸음 방향과 이전의 걸음 방향의 평균값과의 차이를 구한 다음 임계값(
Figure 112016053507416-pat00071
)보다 큰지 여부에 따라 판단하는 것을 특징으로 하는 보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법.
[수학식 6]
Figure 112016053507416-pat00072

[수학식 7]
Figure 112016053507416-pat00073

The method according to claim 1,
The walking direction of the pedestrian in the exercise type determining step S310 is determined by the difference between the current walking position and the previous walking position of the pedestrian according to Equation (6), and whether or not the pedestrian walks straight ahead toward the front is expressed by Equation And the difference between the present walking direction and the average value of the previous walking direction is found by the following equation
Figure 112016053507416-pat00071
And determining whether the pedestrian movement direction is greater than a predetermined distance or not.
&Quot; (6) "
Figure 112016053507416-pat00072

&Quot; (7) "
Figure 112016053507416-pat00073

청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 운동유형 결정 단계(S310)에 의해 보행자가 비직선으로 걷는 것으로 판단된 경우에는 관성항법시스템 에러는 INS-EKF-ZUPT에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는 보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법.
The method according to claim 1 or 2,
In the case where it is determined that the pedestrian walks non-linearly by the exercise type determination step (S310), the inertial navigation system error is estimated by the INS-EKF-ZUPT, and the pedestrian movement direction estimation Way.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 운동유형 결정 단계(S310)에 의해 보행자가 직선으로 걷는 것으로 판단된 경우에는 오차 모델의 측정치로서 수학식 11이 사용되고, 필터의 측정치 행렬은 수학식 12가 사용되는 것을 특징으로 하는 보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법.
[수학식 11]
Figure 112016053507416-pat00074

[수학식 12]
Figure 112016053507416-pat00075

The method according to claim 1 or 2,
(11) is used as a measurement value of the error model when the pedestrian is determined to walk in a straight line by the motion type determining step (S310), and the equation (12) is used as the measurement matrix of the filter. A Method for Estimating Pedestrian Moving Direction in Indoor.
&Quot; (11) "
Figure 112016053507416-pat00074

&Quot; (12) "
Figure 112016053507416-pat00075

청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 운동유형 결정 단계(S310)에 의해 보행자가 주방향을 따라 직선으로 걷는 것으로 판단된 경우에는 오차 모델의 측정치로서 수학식 13이 사용되고, 필터의 측정치 행렬은 수학식 14가 사용되는 것을 특징으로 하는 보행특성을 이용한 실내에서의 보행자 이동방향 추정 방법.
[수학식 13]
Figure 112016053507416-pat00076

[수학식 14]
Figure 112016053507416-pat00077
The method according to claim 1 or 2,
(13) is used as a measurement value of the error model when the pedestrian is determined to walk in a straight line along the main direction by the exercise type determination step (S310), and the measurement matrix of the filter is expressed by the following expression A Method for Estimating Pedestrian Moving Direction in Indoor Using Walking Characteristics.
&Quot; (13) "
Figure 112016053507416-pat00076

&Quot; (14) "
Figure 112016053507416-pat00077
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