KR101647946B1 - A positioning apparatus and a positioning method - Google Patents

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Abstract

본 수신된 위성 신호로부터 잡음을 제거하고 산출된 위치 좌표에 대한 보정을 수행함으로써 위치 정보의 정확도를 높이기 위한 측위 장치 및 측위 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 측위 위성으로부터 수신된 위성 신호의 잡음을 제거하는 간섭 제거부, 상기 잡음이 제거된 위성 신호에 기초하여 사용자의 현재 위치 좌표를 계산하는 위치 분석부, 복수의 이전 위치 좌표들을 참조하여 방향 벡터를 계산하는 방향 벡터 산출부 및 상기 방향 벡터에 기초하여 상기 현재 위치 좌표에 대한 보정을 수행하는 좌표 보정부를 포함하되, 상기 간섭 제거부는, 상기 수신된 위성 신호를 이산 웨이블릿 변환하여 각 주파수 대역별 웨이블릿 계수를 계산하고, 기 설정된 임계값과 상기 웨이블릿 계수를 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 상기 웨이블릿 계수를 변화시키고, 상기 변화된 웨이블릿 계수에 대한 역 이산 웨이블릿 변환을 수행하여 잡음이 제거된 위성 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 측위 장치를 제공할 수 있다.To a positioning apparatus and a positioning method for increasing accuracy of position information by removing noise from the received satellite signal and performing correction on the calculated position coordinates. According to an embodiment of the present invention, there is provided an information processing apparatus including an interference eliminating unit for removing noise of a satellite signal received from a positioning satellite, a position analyzing unit for calculating a user's current position coordinate based on the noise- A direction vector calculating unit for calculating a direction vector with reference to coordinates, and a coordinate correcting unit for performing correction on the current position coordinates based on the direction vector, wherein the interference eliminating unit corrects the received satellite signal by a discrete wavelet transform A wavelet coefficient for each frequency band is calculated, a predetermined threshold value is compared with the wavelet coefficient, the wavelet coefficient is changed according to the comparison result, and inverse discrete wavelet transform is performed on the changed wavelet coefficient, And generates a satellite signal that has been removed .

Description

측위 장치 및 측위 방법{A positioning apparatus and a positioning method}[0001] The present invention relates to a positioning apparatus and a positioning method,

본 발명은 측위 장치 및 방법에 관한 것으로, 수신된 위성 신호로부터 잡음을 제거하고, 산출된 위치 좌표에 대한 보정을 수행함으로써 위치 정보의 정확도를 높이기 위한 측위 장치 및 측위 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a positioning apparatus and method, and more particularly, to a positioning apparatus and a positioning method for improving accuracy of position information by removing noise from a received satellite signal and performing correction on the calculated position coordinates.

통신 및 네트워킹 기술이 향상됨에 따라 위치기반 관련 산업 및 서비스(Location Based Service)가 급속도로 발전되고 있다. 위치기반서비스는 위치정보의 수집, 이용, 제공과 관련된 모든 유형의 서비스를 지칭하며, 통신망이나 GPS 등을 통해 얻은 위치 정보를 바탕으로 사용자에게 유용한 기능을 제공한다.As communication and networking technologies are improved, location based services are rapidly evolving. Location-based services refer to all types of services related to the collection, use, and provision of location information, and provide useful functions to users based on location information obtained through a communication network or GPS.

위치기반서비스에서 가장 중요한 것은 사용자나 단말기의 위치를 정확하게 파악하는 것이다. 최근, GPS 등의 위성 신호뿐만 아니라 WiFi 및 블루투스(Bluetooth) 등의 근거리 무선 통신망을 이용한 통합 측위 기술이 개발되어 측위 위성이 커버하지 못하는 음영지역에서의 위치 정보 정확도 향상을 위해 사용되고 있다.The most important aspect of location-based services is to accurately locate the user or terminal. In recent years, not only satellite signals such as GPS, but also integrated positioning technology using a short distance wireless communication network such as WiFi and Bluetooth have been developed and used to improve the accuracy of location information in shadow areas that positioning satellites can not cover.

한편, 측정된 위치 좌표는 측위 위성의 배치 상태나 측위 대상이 존재하고 있는 장소의 특징 등에 의해서 오차를 내포할 수 있다. GPS를 이용하여 측위를 수행하는 경우, 측위 대상과 통신을 원활하게 수행할 수 있는 GPS 위성의 개수나 위성 간의 간격에 의해서 위치 정보의 정확도가 달라질 수 있다. 특히 GPS를 통해 도심 지역에서 측위 대상의 위치 정보를 파악하는 경우, 신호가 빌딩에 의해서 반사되거나 굴절을 일으키는 경우 발생되는 멀티패스(Multipath) 현상 때문에 오차가 발생할 확률이 대단히 높다. 위성 신호 자체도 전파를 수신하는 과정에서 다양한 잡음(noise)이 포함될 수 있기 때문에 이에 대한 대비가 필요하다. 이처럼 잡음 및 오차를 내포하고 있는 위성 정보와 위치 좌표를 그대로 사용하는 경우, 측위 대상의 정확한 위치 파악에 다양한 문제를 발생시킬 여지가 있으며, 이에 대한 추가적인 처리 과정이 요구되고 있다.On the other hand, the measured position coordinates can contain an error depending on the arrangement state of the positioning satellites, the characteristics of the place where the positioning object exists, and the like. In the case of performing positioning using GPS, the accuracy of the position information can be changed by the number of GPS satellites or the interval between satellites that can smoothly communicate with the positioning target. Especially, when the position information of the positioning object is grasped by the GPS in the urban area, there is a high possibility that the error occurs due to the multipath phenomenon which occurs when the signal is reflected or refracted by the building. Since the satellite signal itself may include various noise in the process of receiving the radio wave, it needs to be prepared. When satellite information and position coordinates containing noise and error are used as they are, there is room for generating various problems in accurate positioning of the positioning object, and additional processing steps are required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 사용자에게 정확한 위치 좌표를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an object of providing accurate position coordinates to a user.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 측위 위성으로부터 수신된 위성 신호의 잡음을 제거하는 간섭 제거부; 상기 잡음이 제거된 위성 신호에 기초하여 사용자의 현재 위치 좌표를 계산하는 위치 분석부; 복수의 이전 위치 좌표들을 참조하여 방향 벡터를 계산하는 방향 벡터 산출부; 및 상기 방향 벡터에 기초하여 상기 현재 위치 좌표에 대한 보정을 수행하는 좌표 보정부; 를 포함하되, 상기 간섭 제거부는, 상기 수신된 위성 신호를 이산 웨이블릿 변환(Discrete Wavelet Transform)하여 각 주파수 대역별 웨이블릿 계수를 계산하고, 기 설정된 임계값과 상기 웨이블릿 계수를 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 상기 웨이블릿 계수를 변화시키고, 상기 변화된 웨이블릿 계수에 대한 역 이산 웨이블릿 변환(Inverse Discrete Wavelet Transform)을 수행하여 잡음이 제거된 위성 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 측위 장치를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for removing interference from a satellite signal received from a positioning satellite. A position analyzer for calculating a current position coordinate of a user based on the noise canceled satellite signal; A direction vector calculating unit for calculating a direction vector with reference to a plurality of previous position coordinates; And a coordinate correcting unit for performing a correction on the current position coordinate based on the direction vector; Wherein the interference elimination unit discrete wavelet transforms the received satellite signal to calculate a wavelet coefficient for each frequency band, compares the predetermined threshold with the wavelet coefficient, The wavelet coefficient is changed, and an inverse discrete wavelet transform is performed on the changed wavelet coefficient to generate a satellite signal from which the noise is removed.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 측위 위성으로부터 수신된 위성 신호의 잡음을 제거하는 단계; 상기 잡음이 제거된 위성 신호에 기초하여 사용자의 현재 위치 좌표를 계산하는 단계; 복수의 이전 위치 좌표들을 참조하여 방향 벡터를 계산하는 단계; 및 상기 방향 벡터에 기초하여 상기 현재 위치 좌표에 대한 보정을 수행하는 단계; 를 포함하되, 상기 잡음을 제거하는 단계는, 상기 수신된 위성 신호를 이산 웨이블릿 변환하여 각 주파수 대역별 웨이블릿 계수를 계산하고, 기 설정된 임계값과 상기 웨이블릿 계수를 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 상기 웨이블릿 계수를 변화시키고, 상기 변화된 웨이블릿 계수에 대한 역 이산 웨이블릿 변환을 수행하여 잡음이 제거된 위성 신호를 생성하고, 상기 방향 벡터를 계산하는 단계는, 상기 복수의 이전 위치 좌표들을 참조 좌표로 선택하고, 상기 선택된 참조 좌표들 중 시간 순으로 가장 오래된 좌표를 기준점으로 하여 나머지 참조 좌표들에 대한 위치 벡터를 구하고, 상기 위치 벡터들을 조합하여 방향 벡터를 계산하는 것을 특징으로 하는 측위 방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of detecting a satellite signal, comprising: removing noise of a satellite signal received from a positioning satellite; Calculating a current position coordinate of a user based on the noise canceled satellite signal; Calculating a direction vector with reference to a plurality of previous position coordinates; And performing a correction on the current position coordinate based on the direction vector; Wherein the step of removing the noise includes performing a discrete wavelet transform on the received satellite signal to calculate a wavelet coefficient for each frequency band, comparing the predetermined threshold with the wavelet coefficient, Wherein the step of generating a satellite signal from which noise is removed by performing inverse discrete wavelet transform on the changed wavelet coefficient and calculating the direction vector includes selecting the plurality of previous position coordinates as reference coordinates , A position vector for the remaining reference coordinates is obtained with the oldest coordinate as a reference point among the selected reference coordinates in chronological order, and the direction vector is calculated by combining the position vectors .

본 발명에 따르면, 위성 신호에 포함된 잡음을 효과적으로 저감할 수 있다.According to the present invention, the noise included in the satellite signal can be effectively reduced.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 위치 좌표의 오차를 보정하여 사용자에게 정확한 위치 정보를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, accurate position information can be provided to a user by correcting an error of position coordinates.

도 1은 통합 측위 시스템을 이용해 측위 장치의 위치를 파악하는 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 측위 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 웨이블릿 변환 과정이 수행되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 잡음 제거 방식의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 기 수신된 좌표들 중 참조 좌표를 선택하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 위치 벡터를 조합하여 방향 벡터를 구하고, 현재 좌표를 방향 벡터의 방향으로 보정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 현재 위치 좌표에 대한 보정 방식을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 측위 방법을 나타낸 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a state in which a positioning apparatus is located using an integrated positioning system. FIG.
2 is a diagram showing an embodiment of a positioning apparatus according to the present invention.
3 is a diagram illustrating a wavelet transform process.
4 is a diagram illustrating an embodiment of a noise reduction method according to the present invention.
5 is a diagram illustrating a method of selecting reference coordinates among the previously received coordinates.
6 is a diagram showing a method of obtaining a direction vector by combining position vectors and correcting the current coordinates in the direction of a direction vector.
7 is a diagram illustrating a correction method for the current position coordinates according to the present invention.
8 is a diagram showing a positioning method according to the present invention.

본 발명은 수신된 위성 신호로부터 잡음을 제거하고 산출된 위치 좌표에 대한 보정을 수행함으로써 위치 정보의 정확도를 높이기 위한 측위 장치 및 측위 방법에 관한 것으로, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The present invention relates to a positioning apparatus and a positioning method for enhancing accuracy of position information by removing noise from a received satellite signal and performing correction on the calculated position coordinates, and more particularly, I will explain.

도 1은 통합 측위 시스템을 이용해 측위 장치(100)의 위치를 파악하는 모습을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view showing a state in which the position of the positioning apparatus 100 is grasped using an integrated positioning system.

도 1에서 통합 측위 시스템(200)은 측위 위성(210)과, WiFi 또는 블루투스 등을 이용하는 근거리 무선 통신망(220) 및 기타 무선 통신망(230)을 포함할 수 있다. 여기서 측위 위성(210)는 GPS, QZSS 및 GLONASS 중 적어도 하나를 이용할 수 있으며, 기타 무선 통신망(230)은 3G, 4G 등의 다양한 통신 방식을 포함할 수 있다.1, the integrated positioning system 200 may include a positioning satellite 210 and a short-range wireless communication network 220 and other wireless communication networks 230 using WiFi or Bluetooth. Here, the positioning satellite 210 may use at least one of GPS, QZSS, and GLONASS, and the other wireless communication network 230 may include various communication methods such as 3G, 4G, and the like.

측위 장치(100)는 통합 측위 시스템(200)의 측위 위성(210)으로부터 직접 위치 좌표를 수신하여 측위 장치(100)의 위치를 파악할 수 있다. 하지만, 측위 장치(100)가 건물 내부에 존재하는 경우 측위 위성(210)와 원활한 통신이 불가능할 수 있다. 건물 내부에 존재하는 WiFi AP(Access Point) 들의 실제 위치에 대한 정보가 데이터베이스화 되어있는 경우, 측위 장치(100)는 상기 데이터베이스의 정보와 복수 개의 WiFi AP로부터 전달되는 신호의 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator)를 이용한 삼각측량법 등의 방식을 통해 건물 내에서의 위치를 좌표로써 특정할 수 있다.The positioning apparatus 100 can receive the position coordinates directly from the positioning satellites 210 of the integrated positioning system 200 and determine the position of the positioning apparatus 100. [ However, when the positioning apparatus 100 exists inside the building, smooth communication with the positioning satellites 210 may not be possible. When information on the actual location of WiFi APs (Access Points) existing in the building is stored in a database, the positioning device 100 transmits the information of the database and the strength of signals transmitted from a plurality of WiFi APs Strength Indicator) can be used to specify the position in the building by coordinates.

하지만 통합 측위 시스템(200)으로부터 전달된 좌표 정보는 기본적으로 거리 오차를 내포하고 있다. GPS위성을 통한 측위를 수행하는 경우, 빌딩 등에 의한 신호의 반사 때문에 멀티패스 문제가 빈번하게 발생하고 있으며, 측위 당시 원활한 통신이 가능한 GPS 수 및 GPS 위성간의 거리에 따라서 측위 정확도가 달라진다. WiFi를 통한 실내 측위 역시 멀티패스 문제가 있고, WiFi AP의 수가 적은 실내 공간의 경우 정확한 실내 측위에 한계를 보인다.However, the coordinate information transmitted from the integrated positioning system 200 basically includes a distance error. In the case of positioning using GPS satellites, multipath problems frequently occur due to reflection of signals by buildings, and the positioning accuracy varies depending on the distance between GPS satellites and GPS satellites capable of smooth communication at the time of positioning. Indoor positioning via WiFi also has multipath problems, and indoor space with limited number of WiFi APs is limited to accurate indoor positioning.

즉, 통합 측위 시스템(200)으로부터 전달된 좌표 정보를 보정하지 않고 그대로 사용하는 경우, 위성 신호에 포함된 잡음 및 산출된 위치 좌표가 내포하고 있는 측정 거리 오차 때문에 측위 장치(100)의 정확한 위치 측정이 용이하지 않다. 하지만, 본 발명에 따르면 상기의 문제점을 해결하기 위한 위성 신호에 대한 전처리 기법 및 산출된 위치 좌표에 대한 후처리 기법을 제공할 수 있다.That is, when the coordinate information transmitted from the integrated positioning system 200 is used without correction, the noise included in the satellite signal and the measured positional error contained in the calculated positional coordinates cause accurate positioning of the positioning apparatus 100 This is not easy. However, according to the present invention, it is possible to provide a pre-processing method for satellite signals and a post-processing method for calculated position coordinates to solve the above problems.

도 2는 본 발명에 따른 측위 장치(100)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing an embodiment of a positioning apparatus 100 according to the present invention.

도 2에 따르면, 측위 장치(100)는 간섭 제거부(110), 위치 분석부(120), 방향 벡터 산출부(130) 및 좌표 보정부(140)를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 측위 장치(100)는 저장부(150), 통신부(160) 및 출력부(170)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 상기 방향 벡터 산출부(130)와 좌표 보정부(140)는 하나의 구성 요소로 구비될 수 있으며, 일부 구성 요소가 생략될 수 있다. 이 때, 상기 각 구성 요소들은 물리적인 회로 및 전자 부품 등 하드웨어의 형태로 존재할 수 있고, 프로그램 등의 소프트웨어의 형태로 존재할 수 있으며, 상기 하드웨어 및 소프트웨어가 혼재된 형태로 구성될 수도 있다.2, the positioning apparatus 100 may include an interference eliminator 110, a position analyzing unit 120, a direction vector calculating unit 130, and a coordinate correcting unit 140. In addition, the positioning apparatus 100 may further include a storage unit 150, a communication unit 160, and an output unit 170. According to the embodiment, the direction vector calculating unit 130 and the coordinate correcting unit 140 may be provided as one component, and some components may be omitted. In this case, each of the components may exist in the form of hardware such as a physical circuit or an electronic component, may exist in the form of software such as a program, or may be configured as a mixture of hardware and software.

간섭 제거부(110)는 측위 위성으로부터 수신된 위성 신호의 잡음을 제거할 수 있다. 위성 신호에 잡음이 포함되는 경우, 이를 수신한 측위 장치(100)가 잘못된 위치 좌표를 산출할 수 있고, 신호의 재전송에 따른 시간 및 에너지의 낭비가 발생될 수 있다. 위성 신호로부터 잡음을 제거함으로써 위성 신호에 포함된 측위 데이터 들에 대한 간섭을 완화할 수 있으며, 해당 데이터 들의 BER(Bit Error Rate) 성능을 향상시킴으로써 측위 장치(100)는 신뢰성이 높은 위치 좌표를 얻을 수 있다.The interference canceller 110 may remove the noise of the satellite signal received from the positioning satellite. When noise is included in the satellite signal, the positioning apparatus 100 receiving the signal can calculate the wrong position coordinates, and time and energy may be wasted due to retransmission of the signal. By removing noise from the satellite signal, interference with the positioning data contained in the satellite signal can be mitigated and by improving the bit error rate (BER) performance of the data, the positioning apparatus 100 obtains highly reliable position coordinates .

위성 신호로부터 잡음을 제거하는 방식은 다양하게 마련될 수 있다. 도 2에 따르면, 간섭 제거부(110)는 이산 웨이블릿 변환(Discrete Wavelet Transform) 모듈(112), 잡음 제거 필터 모듈(114) 및 역 이산 웨이블릿 변환(Inverse Discrete Wavelet Transform) 모듈(116)을 포함할 수 있다. 이산 웨이블릿 변환 모듈(112)는 수신된 위성 신호를 이산 웨이블릿 변환하여 각 주파수 대역의 웨이블릿 계수를 계산할 수 있다. 잡음 제거 필터 모듈(114)은 기 설정된 임계값과 상기 웨이블릿 계수를 비교하여 웨이블릿 계수를 변화시킬 수 있다. 역 이산 웨이블릿 변환 모듈(116)은 상기 변화된 웨이블릿 계수를 다시 위성 신호로 변환할 수 있다. 간섭 제거부(110)는 상기 각 모듈을 포함함으로써 위성 신호로부터 잡음을 제거할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 도 2의 간섭 제거부(110)를 구성하는 각 모듈은 용이한 설명을 위해 도시된 것으로 이에 한정되지 않는다. 간섭 제거부(110)의 각 모듈은 하나의 구성요소로 존재할 수도 있으며, 각 모듈은 소프트웨어 및 하드웨어 중 적어도 하나의 형태로 존재할 수도 있다. 웨이블릿 변환 및 잡음 제거 방식에 대해서는 도 3 내지 4를 설명할 때 상세하게 다루도록 한다.There are various ways to remove noise from satellite signals. 2, the interference eliminator 110 includes a Discrete Wavelet Transform module 112, a noise cancellation filter module 114, and an Inverse Discrete Wavelet Transform module 116 . The discrete wavelet transform module 112 can perform discrete wavelet transform of the received satellite signals to calculate the wavelet coefficients of each frequency band. The noise removal filter module 114 may change the wavelet coefficient by comparing the wavelet coefficient with a predetermined threshold value. The inverse discrete wavelet transform module 116 may convert the changed wavelet coefficients back into satellite signals. The interference canceller 110 may remove noise from the satellite signal by including each of the modules, but is not limited thereto. Each module constituting the interference eliminator 110 of FIG. 2 is shown for the convenience of illustration and is not limited thereto. Each module of the interference canceller 110 may exist as one component, and each module may exist in the form of at least one of software and hardware. The wavelet transform and the noise cancellation method will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 4.

간섭 제거부(110)의 역할은 위성 신호의 잡음 제거에 한정되지 않으며, 도 1의 근거리 무선 통신망(220) 및 기타 무선 통신망(230)으로부터 수신한 위치 정보의 잡음도 제거할 수 있다.The interference eliminator 110 is not limited to the noise elimination of the satellite signal and may also remove the noise of the location information received from the local area wireless communication network 220 and the wireless communication network 230 of FIG.

위치 분석부(120)는 잡음이 제거된 위성 신호에 기초하여 사용자의 현재 위치 좌표를 계산할 수 있다. 또한, 위치 분석부(120)는 현재 위치 좌표를 산출할 때 도 1의 근거리 무선 통신망(220) 및 기타 무선 통신망(230)으로부터 수신한 위치 정보도 이용할 수 있다. The position analyzer 120 may calculate the current position coordinates of the user based on the satellite signal from which the noise is removed. The location analyzer 120 may also use the location information received from the local area wireless communication network 220 and the other wireless communication network 230 of FIG. 1 when calculating the current location coordinates.

바람직하게는, 위치 분석부(120)는 위성 신호에 포함된 반송파 위상, 의사거리, 위성 궤도정보, 시계오차, 이온층 오차 보정 변수에 기초하여 위치 좌표를 계산할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 그리고, 위치 분석부(120)는 WiFi 및 블루투스 AP(Access Point)의 위치 및 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용한 삼변측량법 등의 방식을 통해 측위 장치(100)의 위치를 파악할 수 있다.Preferably, the position analyzer 120 can calculate the position coordinates based on the carrier phase, pseudorange, satellite orbit information, clock error, and ionospheric error correction parameters included in the satellite signal, but is not limited thereto. The position analyzer 120 can determine the position of the positioning apparatus 100 through a WiFi, a Bluetooth AP position, and a trilateration method using RSSI (Received Signal Strength Indicator).

방향 벡터 산출부(130)는 복수의 이전 위치 좌표들을 참조하여 방향 벡터를 계산할 수 있다. 전술한 바와 같이, 각종 측위 시스템의 위치 정보로부터 산출된 위치 좌표에는 오차가 포함될 수 있으므로 보정될 필요가 있다. 본 발명에 따른 측위 장치(100)는 이전에 수신한 위치 좌표들을 이용하여 현재의 위치 좌표를 보정할 수 있다. 특히, 측위 장치(100)는 이전의 위치 좌표들간의 벡터를 이용하여 현재의 위치 좌표의 정확한 위치를 추정할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.The direction vector calculation unit 130 may calculate a direction vector with reference to a plurality of previous position coordinates. As described above, the position coordinates calculated from the positional information of various positioning systems may include errors, and therefore need to be corrected. The positioning apparatus 100 according to the present invention can correct the current position coordinates using previously received position coordinates. In particular, the positioning apparatus 100 can estimate the correct position of the current position coordinate using the vector between the previous position coordinates, but is not limited thereto.

방향 벡터 산출부(130)는 참조 좌표 선택 모듈(132), 위치 벡터 계산 모듈(134) 및 방향 벡터 계산 모듈(136)을 포함할 수 있다. 참조 좌표 선택 모듈(132)은 이전의 위치 좌표들 중 일부를 참조 좌표로 선택할 수 있다. 위치 벡터 계산 모듈(134)은 참조 좌표들 간의 벡터를 계산할 수 있으며, 방향 벡터 계산 모듈(136)은 위치 벡터 계산 모듈(134)에서 산출된 벡터들을 이용하여 방향 벡터를 계산할 수 있다. 참조 좌표의 선택, 위치 벡터 및 방향 벡터는 도 5 내지 7을 설명할 때 상세하게 다루도록 한다.The direction vector calculation unit 130 may include a reference coordinate selection module 132, a position vector calculation module 134, and a direction vector calculation module 136. The reference coordinate selection module 132 may select some of the previous position coordinates as reference coordinates. The position vector calculation module 134 may calculate the vector between the reference coordinates and the direction vector calculation module 136 may calculate the direction vector using the vectors calculated in the position vector calculation module 134. [ The selection of reference coordinates, the position vector and the direction vector will be discussed in detail in the description of Figs. 5 to 7.

좌표 보정부(140)는 상기 방향 벡터에 기초하여 현재 위치 좌표에 대한 보정을 수행할 수 있다. 구체적인 보정 방식은 도 6을 설명할 때 상세하게 다루도록 한다.The coordinate correction unit 140 may perform correction on the current position coordinate based on the direction vector. The specific correction method will be described in detail with reference to FIG.

저장부(150)는 측위 위성으로부터 수신된 위치 좌표, 외부 무선 통신망으로부터 수신된 위치 정보 및 측위 장치(100)의 각 구성 요소들의 처리 결과 데이터들을 저장할 수 있다. 특히, 저장부(150)는 좌표 보정부(140)에 의해 보정된 위치 좌표와 보정되지 않은 위치 좌표 모두를 저장할 수 있다. 전술한 참조 좌표 선택 모듈(132)은 저장부(150)에 저장된 이전 위치 좌표들을 이용할 수 있다.The storage unit 150 may store the position coordinates received from the positioning satellites, the position information received from the external wireless communication network, and the processing result data of the respective components of the positioning apparatus 100. In particular, the storage unit 150 may store both the position coordinates corrected by the coordinate correction unit 140 and the position coordinates not corrected. The aforementioned reference coordinate selection module 132 may use the previous position coordinates stored in the storage unit 150. [

통신부(160)는 측위 위성, 근거리 무선 통신 및 기타 무선 통신망과 통신을 수행할 수 있으며, 측위를 위해 필요한 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 통신부(160)는 위치 좌표의 정확도를 평가할 수 있다. 통신부(160)는 WiFi 및 블루투스 AP로부터 전송되는 신호의 RSSI를 측정할 수도 있으며 상기 RSSI의 값이 기 설정된 범위에 포함되는지 여부를 판단하여 해당 신호의 정확도를 평가할 수 있다. 또한, 통신부(160)는 DOP(Dilution of Precision)를 통해 위성 신호의 정확도를 도출될 수 있다. DOP는 측위시 사용된 복수의 측위 위성 사이의 위치 관계에 따라 다르게 생성되는 값으로, 각 측위 위성으로부터 수신되는 정보로부터 계산될 수 있다. 하지만, 통신부(160)에서 위치 좌표의 정확도를 평가하는 방식이 이에 한정되지 않는다. 또한, 위치 좌표의 정확도 평가는 위치 분석부(120), 방향 벡터 산출부(130) 및 좌표 보정부(140)에서 수행될 수 있다.The communication unit 160 can communicate with positioning satellites, short range wireless communication, and other wireless communication networks and can transmit and receive various information necessary for positioning. The communication unit 160 can evaluate the accuracy of the position coordinates. The communication unit 160 may measure the RSSI of the signal transmitted from the WiFi and the Bluetooth AP, and may determine whether the value of the RSSI is included in the predetermined range and evaluate the accuracy of the signal. Also, the communication unit 160 can derive the accuracy of the satellite signal through DOP (Dilution of Precision). The DOP is a value generated differently according to the positional relationship between a plurality of positioning satellites used in positioning, and can be calculated from information received from each positioning satellite. However, the method for evaluating the accuracy of the position coordinates in the communication unit 160 is not limited to this. In addition, the accuracy evaluation of the position coordinates may be performed in the position analyzer 120, the direction vector calculator 130, and the coordinate corrector 140. [

출력부(170)는 측위 장치(100)가 수신하거나 측위 장치(100)에서 생성된 다양한 정보를 빛 또는 소리를 통해 출력할 수 있다. 바람직하게는, 출력부(170)는 디스플레이 모듈 등의 수단을 통해 사용자의 현재 위치를 화상으로 출력할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.The output unit 170 can output various information received by the positioning apparatus 100 or generated by the positioning apparatus 100 through light or sound. Preferably, the output unit 170 may output the current position of the user as an image through means such as a display module, but is not limited thereto.

도 3은 웨이블릿 변환 과정이 수행되는 모습을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a wavelet transform process.

전술한 바와 같이, 측위 장치의 간섭 제거부의 이산 웨이블릿 변환 모듈은 수신한 위성 신호를 이산 웨이블릿 변환할 수 있으며 이를 통해 웨이블릿 계수를 계산할 수 있다. 일반적으로, 웨이블릿 변환은 신호의 시간 - 주파수 해석을 수행할 때 활용되는데, 고정된 시간 윈도우(window) 길이를 가지는 STFT(Short-Time Fourier Transform)과는 다르게, 다양한 스케일로 시간 - 주파수 해석을 수행할 수 있다. 즉, 푸리어 변환(Fourier Transform)과 STFT와는 달리 웨이블릿 변환은 시간과 주파수 영역에 대해 다중 분해 특성을 가지므로, 원신호의 파형은 그대로 유지하면서 다양한 간섭 요소를 분석하여 정확한 잡음 발생 위치를 추정할 수 있다.As described above, the discrete wavelet transform module of interference elimination of the positioning apparatus can perform discrete wavelet transform on the received satellite signals, and thereby calculate the wavelet coefficients. Generally, wavelet transform is used when performing time-frequency analysis of a signal. Unlike a short-time Fourier transform (STFT) having a fixed time window length, wavelet transform is performed by performing time-frequency analysis at various scales can do. In other words, unlike Fourier transform and STFT, wavelet transform has multiple decomposition properties for time and frequency domain. Therefore, it is possible to estimate accurate noise generation location by analyzing various interference elements while maintaining the original signal waveform .

이산 웨이블릿 변환은 다음의 수학식 1 및 2를 통해 신호를 근사(approximation) 신호와 상세(detail) 신호로 분리할 수 있다.The discrete wavelet transform can separate the signal into an approximation signal and a detail signal through the following Equations 1 and 2.

Figure 112014098129514-pat00001
Figure 112014098129514-pat00001

Figure 112014098129514-pat00002
Figure 112014098129514-pat00002

수학식 1및 수학식 2에서 ф(t)는 스케일링(scaling) 함수를 의미하고, ψ(t)는 웨이블릿 함수를 의미하며, k는 시간 축에서의 평행 이동 파라미터, N은 차수, ck 및 hk 는 웨이블릿 계수를 나타낸다. 상기 스케일링 함수와 웨이블릿 함수의 조합을 통해 특정 대역의 신호에 대응하는 웨이블릿 계수를 구할 수 있다. 특히, 스케일링 함수의 변화에 따라 분석하고자 하는 주파수 대역을 용이하게 선택할 수 있다. 즉, 스케일링 함수가 큰 값을 가지면 신호의 근사 신호에 대한 분석이 가능해져 신호의 전체적인 윤곽, 즉 저주파 성분을 해석할 수 있게 된다. 이와는 반대로, 스케일링 함수가 작은 값을 가지면 신호의 상세 신호에 대한 분석이 가능해져 신호의 세부적인 변화, 즉 고주파 성분을 해석할 수 있게 된다. 스케일링 함수는 대역통과 필터(bandpass filter)처럼 작동될 수 있는데, 전술한 근사 신호는 원래 신호의 저주파 대역에 해당하고 상세 신호는 고주파 대역에 해당한다고 할 수 있다.(T) denotes a wavelet function, k denotes a translation parameter in the time axis, N denotes a degree, ck and tk (t) denote a scaling function in the equations (1) h k represents the wavelet coefficient. A wavelet coefficient corresponding to a signal of a specific band can be obtained through a combination of the scaling function and the wavelet function. In particular, the frequency band to be analyzed can be easily selected according to the change of the scaling function. That is, if the scaling function has a large value, it is possible to analyze the approximate signal of the signal, and the overall contour of the signal, that is, the low-frequency component can be analyzed. On the contrary, if the scaling function has a small value, it is possible to analyze the detailed signal of the signal, and it is possible to analyze the detailed change of the signal, that is, the high frequency component. The scaling function can be operated as a bandpass filter. It can be said that the above-mentioned approximate signal corresponds to the low frequency band of the original signal and the detailed signal corresponds to the high frequency band.

도 3에서 원 신호는 sig0으로 표시되었다. 상기 원신호는 상기 스케일링 함수의 값에 따라 제 1 근사 신호(sig1L)와 제 1 상세 신호(sig1H)로 분리할 수 있다. 그리고 제 1 근사 신호(sig1L)는 다시 제 2 근사 신호(sig2L)와 제 2 상세 신호(sig2H)로 분리할 수 있다. 또한 상기 제 2 근사 신호(sig2L)는 다시 제 3 근사 신호(sig3L)와 제 3 상세 신호(sig3H)로 분리할 수 있다. 각 신호가 근사 신호와 상세 신호로 분리 될 때 마다 해당 신호의 주파수 대역이 고주파 대역과 저주파 대역으로 나누어지며, 해당 대역의 웨이블릿 계수를 계산할 수 있다. 일반적으로, 이산 웨이블릿 변환을 수행할 때 원 신호에 대한 근사 신호 및 상세 신호 분석은 3회, 즉 3단계로 분해(analysis)가 이루어진다. 이후, 상기 스케일링 함수와 웨이블릿 함수의 조합을 적절하게 활용함으로써 원하는 시간 - 주파수 해상도로 용이하게 원 신호(sig0)의 특성을 파악할 수 있다.In Fig. 3, the original signal is denoted as sig0. The original signal can be divided into a first approximate signal sig1L and a first detailed signal sig1H according to the value of the scaling function. Then, the first approximation signal sig1L can be separated into the second approximation signal sig2L and the second detailed signal sig2H again. Also, the second approximation signal sig2L can be separated into the third approximation signal sig3L and the third detailed signal sig3H again. When each signal is separated into an approximate signal and a detailed signal, the frequency band of the signal is divided into the high frequency band and the low frequency band, and the wavelet coefficient of the corresponding band can be calculated. Generally, when performing discrete wavelet transform, the approximate signal and detailed signal analysis for the original signal are analyzed three times, that is, in three stages. By appropriately using the combination of the scaling function and the wavelet function, the characteristics of the original signal sig0 can be easily grasped with a desired time-frequency resolution.

도 4는 본 발명에 따른 잡음 제거 방식의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 4의 그래프에서 가로축은 낮은 주파수에서 높은 주파수 순으로 나열된 각 부대역의 넘버링을 나타내고, 세로축은 각 부대역에 해당하는 웨이블릿 계수의 크기를 나타낸다. 각 부대역은 세로의 파선으로 구분되어있다. 도 4에서 람다(λ)는 기 설정된 임계값을 의미하며, 양의 임계값과 음의 임계값을 가로의 점선으로 표시하였다. 각 부대역의 영역에서 백색 사각형은 변화되기 전의 웨이블릿 계수값을 나타낸 것이고 그와 인접한 흑색 사각형은 변화된 후의 웨이블릿 계수값을 나타낸 것이다.4 is a diagram illustrating an embodiment of a noise reduction method according to the present invention. In the graph of FIG. 4, the horizontal axis represents the numbering of each subband arranged in the order of low frequency to high frequency, and the vertical axis represents the size of the wavelet coefficient corresponding to each subband. Each subband is divided into vertical dashed lines. In FIG. 4, the lambda (?) Denotes a predetermined threshold value, and the positive threshold value and the negative threshold value are indicated by a dotted line. In the area of each subband, the white square represents the wavelet coefficient value before the change, and the black square adjacent thereto represents the wavelet coefficient value after the change.

본 발명의 실시예에 따른 간섭 제거부의 잡음 제거 필터 모듈은 기 설정된 임계값과 웨이블릿 계수를 비교하고, 비교 결과에 따라 웨이블릿 계수를 변화시킬 수 있다. 바람직하게는, 간섭 제거부는 웨이블릿 계수가 기 설정된 임계값 이상인 경우 상기 웨이블릿 계수로부터 상기 임계값을 빼고, 웨이블릿 계수의 절대값이 기 설정된 임계값 미만인 경우 웨이블릿 계수를 0으로 치환하고, 웨이블릿 계수가 기 설정된 임계값에 음의 부호를 취한 값 이하인 경우 상기 웨이블릿 계수에 상기 임계값을 더하는 방식으로 작동할 수 있다. 이때 상기 임계값은 0 이상의 실수일 수 있다. 이를 정리하면 다음의 수학식과 같다.The noise cancellation filter module of the interference cancellation according to the embodiment of the present invention may compare the predetermined threshold value with the wavelet coefficient and change the wavelet coefficient according to the comparison result. Preferably, the interference canceller subtracts the threshold value from the wavelet coefficient when the wavelet coefficient is greater than or equal to a predetermined threshold value, replaces the wavelet coefficient with 0 if the absolute value of the wavelet coefficient is less than a predetermined threshold value, And adding the threshold value to the wavelet coefficient when the set threshold value is equal to or less than a value obtained by taking a negative sign. The threshold may be a real number greater than or equal to zero. This can be summarized as the following equation.

Figure 112014098129514-pat00003
Figure 112014098129514-pat00003

수학식 3에서

Figure 112014098129514-pat00004
은 변화된 후의 웨이블릿 계수이고 ω은 변화되기 전의 웨이블릿 계수이며 λ는 기 설정된 임계값을 나타낸다. 하지만 임계값의 변화 방식은 위의 수학식에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 구비될 수 있다.In Equation 3,
Figure 112014098129514-pat00004
Is the wavelet coefficient after the change,? Is the wavelet coefficient before the change, and? Represents the predetermined threshold value. However, the method of changing the threshold value is not limited to the above equation and can be provided in various ways.

도 4에서 부대역 0, 3, 5의 변화되기 전의 웨이블릿 계수는 그 절대값이 임계값 미만이기 때문에 0으로 치환되었다. 부대역 1, 4, 6, 7의 경우 변화되기 전의 웨이블릿 계수는 그 절대값이 임계값 이상이기 때문에 원래 웨이블릿 계수에서 임계값을 뺀 수치로 변화되었다. 부대역 2의 경우 변화되기 전의 웨이블릿 계수는 임계값에 음의 부호를 취한 값 이하이기 때문에 원래 웨이블릿 계수에서 임계값을 더한 수치로 변화되었다. 결과적으로, 전 대역에 걸쳐서 임계값의 절대값에 해당하는 크기만큼 각 웨이블릿 계수의 절대값이 감소되었으며, 특히, 웨이블릿 계수의 절대값이 임계값의 절대값보다 작은 경우 0으로 변화될 수 있다. 이는 위성 신호에 포함될 수 있는 잡음이 전 주파수 대역에 걸쳐서 특정 크기 미만의 값으로 고르게 분포되는 특성을 반영한 것일 수 있다.In Fig. 4, the wavelet coefficients before the change of the subbands 0, 3, and 5 are replaced with 0 because their absolute values are less than the threshold value. In the case of sub-bands 1, 4, 6, and 7, the wavelet coefficient before the change was changed to a value obtained by subtracting the threshold value from the original wavelet coefficient since the absolute value thereof was larger than the threshold value. In the case of subband 2, the wavelet coefficient before the change is less than the value obtained by subtracting the negative sign from the threshold value, so that the original wavelet coefficient is changed to a value obtained by adding the threshold value. As a result, the absolute value of each wavelet coefficient is reduced by the magnitude corresponding to the absolute value of the threshold value over the entire band, and may be changed to 0, in particular, when the absolute value of the wavelet coefficient is smaller than the absolute value of the threshold value. This may be due to the fact that the noise that may be included in the satellite signal is evenly distributed over a whole frequency band to a value less than a certain size.

상기 기 설정된 임계값의 크기에 따라서 간섭 제거부의 잡음 제거 성능이 달라질 수 있다. 바람직하게는, 상기 기 설정된 임계값은 수신된 위성 신호의 특성에 따라 변화될 수 있다. 즉, 임계값이 위성 신호의 수신 환경에 따라 변화함으로써 효율적으로 간섭을 완화할 수 있다. 특히, 상기 기 설정된 임계값은 수신된 위성 신호를 이산 웨이블릿 변환할 때 사용된 샘플의 길이 및 상기 샘플의 길이에 해당하는 상기 수신된 위성 신호에 포함된 잡음의 추정된 표준편차로부터 계산될 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.The noise cancellation performance of the interference cancellation may be changed according to the predetermined threshold value. Preferably, the predetermined threshold value may be changed according to characteristics of the received satellite signal. That is, the threshold value changes according to the reception environment of the satellite signal, so that the interference can be efficiently mitigated. In particular, the predetermined threshold may be calculated from the estimated standard deviation of the noise included in the received satellite signal corresponding to the length of the sample and the length of the sample used in the discrete wavelet transform of the received satellite signal . This can be expressed as follows.

Figure 112014098129514-pat00005
Figure 112014098129514-pat00005

수학식 4에서 λ는 임계값, σ는 위성 신호에 포함된 잡음의 추정된 표준편차, N은 이산 웨이블릿 변환시 사용된 샘플의 길이를 의미한다. 상기 수학식 4의 임계값의 수학식은 한 실시예에 불과하며, 임계값을 도출하는 공식이 상기의 식에 한정되지 않는다.In Equation (4), lambda is a threshold value, sigma is an estimated standard deviation of noise contained in the satellite signal, and N is the length of a sample used in the discrete wavelet transform. The equation of the threshold value in the above equation (4) is only one embodiment, and the formula for deriving the threshold value is not limited to the above equation.

도 5는 기 수신된 좌표들 중 참조 좌표를 선택하는 방법을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a method of selecting reference coordinates among the previously received coordinates.

참조 좌표는 과거에 수신된 위치 좌표들 중 특별히 선별되는 것으로, 각 위치 좌표들 사이의 위치 벡터를 계산하기 위해 이용될 수 있다.The reference coordinates may be used to calculate a position vector between each position coordinate, which is specifically selected among the position coordinates received in the past.

수신된 위치 좌표는 도 6에서 설명되는 방식에 따라 보정될 수 있는데, 전술한 저장부는 보정된 위치 좌표와 보정되지 않은 위치 좌표 모두 저장할 수 있다. 방향 벡터 산출부의 참조 좌표 선택 모듈은 상기 저장부에 저장된 이전의 위치 좌표들을 이용할 수 있으며, 이전의 위치 좌표로부터 상기 참조 좌표들을 선택할 때 보정 되지 않은 이전 위치 좌표들 및 보정이 수행된 위치 좌표들 중 어느 하나를 선택할 수 있다.The received position coordinates can be corrected in accordance with the manner described in Fig. 6, wherein the above-mentioned storage unit can store both the corrected position coordinates and the uncorrected position coordinates. The reference coordinate selection module of the direction vector calculation unit may use the previous position coordinates stored in the storage unit, and when the reference coordinates are selected from the previous position coordinates, the previous position coordinates not corrected and the position coordinates You can choose either one.

참조 좌표 선택 모듈은 다양한 방식을 통해 참조 좌표를 선택할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 선택된 참조 좌표들은 현재 위치 좌표로부터 시간 순으로 가까운 일정 개수의 좌표들인 것일 수 있다. 도 5(a)는 현재 위치 좌표로부터 시간 순으로 가까운 5개의 참조 좌표를 선택하는 방식을 도시하고 있다. 검은색 상자로 표시된 t6 시점에서의 G 좌표가 현재 좌표인 경우, 현재 좌표를 보정하기 위해서 현재 이전의 좌표들 중 특정 개수의 좌표들을 선택하게 되는데, 이 때 시간 순으로 G좌표에 가까운 좌표들이 선택된다. 도 5(a)에서 t2 시점의 C 좌표는 전술한 정확도 평가 방식에 따라 정확도가 매우 낮은 것을 판단된 좌표이다. 이 경우, 참조 좌표 선택 모듈은 t6 시점에서 B, C, D, E, F를 선택하는 대신, C를 누락시키고 A를 대신 선택할 수 있다.The reference coordinate selection module can select reference coordinates through various methods. According to one embodiment, the selected reference coordinates may be a certain number of coordinates that are close in time order from the current position coordinates. Fig. 5 (a) shows a method of selecting five reference coordinates close in time order from the current position coordinates. If the G coordinate at the time t 6 indicated by the black box is the current coordinate, a specific number of coordinates of the current previous coordinates are selected in order to correct the current coordinates. In this case, Is selected. In FIG. 5 (a), the C-coordinate at the time point t 2 is a coordinate determined to have a very low accuracy according to the above-described accuracy evaluation method. In this case, instead of selecting B, C, D, E, F at t 6 , the reference coordinate selection module may choose to omit C and choose A instead.

다른 실시예에 따르면, 선택된 참조 좌표들은 현재 위치 좌표가 수신된 시간을 종점으로 하고 상기 현재 위치 좌표가 수신된 시간으로부터 기 설정된 시간 이전의 시간을 시점으로 하는 시간 구간 동안 수집된 위치 좌표들인 것일 수 있다. 도 5(b)에서 T는 참조 좌표를 선택하기 위해 미리 설정된 시간 구간으로, 참조 좌표 선택 모듈은 T 구간에 속해있는 모든 위치 좌표들을 참조 좌표로 이용할 수 있다. 도 5(b)에서 1점 쇄선으로 표시된 구간(TA)은 t5시점에서 사용되고, 2점 쇄선으로 표시된 구간(TB)은 t6 시점에서 사용되며, 파선으로 표시된 구간(TC)은 t7 시점에서 사용될 수 있다.According to another embodiment, the selected reference coordinates may be position coordinates collected during a time period in which the current position coordinate is the end point and the current position coordinate is the time point before the predetermined time from the received time have. In FIG. 5 (b), T is a preset time interval for selecting reference coordinates, and the reference coordinate selection module can use all the position coordinates belonging to the T section as reference coordinates. The interval TA indicated by the one-dot chain line in FIG. 5B is used at the time t 5 , the interval TB indicated by the two-dot chain line is used at the time t 6 , and the interval TC indicated by the broken line is used at the time t 7 Lt; / RTI >

하지만, 전술한 두 방식은 참조 좌표 선택 모듈에서 참조 좌표를 선택하는 방식의 한 예시에 불과한 것으로 상기의 방식에 한정되지 않는다.However, the above-described two methods are merely an example of a method of selecting reference coordinates in the reference coordinate selection module and are not limited to the above-described method.

한편, 좌표 보정을 위해 이용되는 방향 벡터는 위치 벡터의 조합으로부터 계산되는데, 위치 벡터를 계산할 때 현재 좌표에서 시간적으로 인접한 좌표들을 사용함으로써 매 순간마다 측위 대상의 이동 방향 및 이동 거리의 경향 변화를 반영한 좌표 보정이 가능하다.On the other hand, the direction vector used for the coordinate correction is calculated from the combination of the position vectors. When calculating the position vector, by using temporally adjacent coordinates in the current coordinates, the tendency change of the moving direction and the moving distance of the positioning object is reflected Coordinate correction is possible.

앞서 설명한 참조 좌표 선정 방식에서, 특정 좌표 개수 및 특정 시간 구간은 고정된 것이 아니며, 측위 장치의 모드에 따라서 다르게 설정될 수 있다. 만약 측위 장치가 측위 대상의 각 시점 별 방향성을 중요시하는 모드로 운용되는 경우, 각 시점 별 방향에 대한 민감성을 높이기 위해 참조 좌표 개수가 줄어들거나 시간 구간을 짧게 할 수 있다. 반대의 경우로, 측위 장치가 완만한 곡선 형태의 트래킹(tracking) 선을 추적하는 경우, 참조 좌표 개수를 늘리거나 시간 구간을 길게 조정할 수 있다.In the reference coordinate selection method described above, the number of specific coordinates and the specific time period are not fixed and can be set differently according to the mode of the positioning apparatus. If the positioning apparatus is operated in a mode that emphasizes the directionality of each point in the positioning target, the number of reference coordinates may be reduced or the time interval may be shortened to increase sensitivity to each point of view. In the opposite case, when the positioning device tracks a gentle curved tracking line, the number of reference coordinates can be increased or the time interval can be adjusted to be long.

한편, 상기 참조 좌표는 상기 사용자의 이동 속도에 기초하여 선택 개수가 결정될 수 있다. 전술한 통신부는 위치 좌표 및 위치 정보를 수신한 시간을 파악할 수 있다. 이에 따라 측위 장치는 수신된 위치 좌표 및 위치 정보와 각각의 수신된 시간으로부터 측위 장치 사용자의 이동 속도를 계산할 수 있다. 참조 좌표 선택 모듈은 상기 사용자의 이동 속도에 기반하여 참조 좌표의 개수를 조절함으로써 사용자의 현재 상황에 부합하는 위치 좌표를 용이하게 추정할 수 있다. 바람직하게는 상기 참조 좌표의 선택 개수는 상기 사용자의 이동 속도에 기초하여 결정될 수 있다. 이에 더하여, 상기 사용자의 이동 속도가 증가하면 상기 참조 좌표의 선택 개수가 증가하고, 상기 사용자의 이동 속도가 감소하면 상기 참조 좌표의 선택 개수가 감소될 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 전술한 방식에 따라 참조 좌표 선택 모듈이 작동하는 경우, 사용자의 이동 속도가 감소하였을 때 보다 작은 수의 참조 좌표를 이용함으로써 사용자의 방향의 변화에 민감한 위치 벡터 및 방향 벡터가 산출되는 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, the reference coordinates may be determined based on the moving speed of the user. The communication unit described above can grasp the position coordinate and the time at which the position information is received. Thus, the positioning apparatus can calculate the traveling speed of the positioning apparatus user from the received position coordinates and position information and each received time. The reference coordinate selection module can easily estimate the position coordinates corresponding to the current situation of the user by adjusting the number of reference coordinates based on the moving speed of the user. Preferably, the number of the reference coordinates to be selected may be determined based on the moving speed of the user. In addition, if the moving speed of the user increases, the number of reference coordinates increases, and when the moving speed of the user decreases, the number of reference coordinates decreases, but the present invention is not limited thereto. In the case where the reference coordinate selection module operates according to the above-described method, by using a smaller number of reference coordinates when the moving speed of the user is decreased, a position vector and a direction vector sensitive to the change of the user's direction are calculated have.

이전 좌표들에 대한 참조 좌표 선정 과정이 완료되면 위치 벡터 계산 모듈은 선정된 참조 좌표들로부터 위치 벡터를 계산할 수 있다. 도 5(b)을 다시 참고하면, t7 시점에서 C, D, E, F, G의 5개의 좌표가 참조 좌표로 선정될 수 있다. 이 때 위치 벡터 계산 모듈은 시간 순으로 가장 오래된 좌표인 C 좌표를 기준으로 하여, 나머지 D, E, F, G 좌표에 대한 벡터를 구할 수 있다. 즉, t7 시점에서의 위치 벡터는CD, CE, CF, CG가 된다. 계산된 위치 벡터들은 방향 벡터를 구하기 위해 방향 벡터 계산 모듈로 전송될 수 있다. 방향 벡터 계산 모듈은 수신한 위치 벡터들의 조합으로부터 현재 시점의 위치 좌표가 존재할 것으로 추정되는 방향의 방향 벡터를 계산한다. 도 6은 위치벡터를 조합하여 방향벡터를 구하고, 현재 좌표를 방향 벡터의 방향으로 보정하는 방법을 나타낸 도면이다.When the reference coordinate selection process for the previous coordinates is completed, the position vector calculation module can calculate the position vector from the selected reference coordinates. Referring back to FIG. 5 (b), is from time t 7 the five coordinates C, D, E, F, G may be selected as the reference coordinates. In this case, the position vector calculation module can obtain vectors for the remaining D, E, F, and G coordinates based on the C coordinate, which is the oldest coordinate in time order. That is, the position vector at time t 7 is CD, CE, CF, and CG. The calculated position vectors can be sent to the direction vector calculation module to obtain the direction vector. The direction vector calculation module calculates a direction vector in a direction in which the position coordinates of the current point are estimated to exist from the combination of the received position vectors. 6 is a diagram showing a method of obtaining a direction vector by combining position vectors and correcting the current coordinates in the direction of a direction vector.

도 6에서 위치 벡터는 실선 화살표, 방향 벡터는 점선으로 표시하였으며 가중치가 적용된 위치 벡터로부터 산출된 새로운 방향 벡터는 1점 쇄선으로 표시하였다.In Fig. 6, the position vector is indicated by a solid line arrow, the direction vector is indicated by a dotted line, and a new direction vector calculated from a weighted position vector is indicated by a one-dot chain line.

도 6(a)에서 t5시점의 방향 벡터 AF1은 각 위치 벡터 AB1, AC1, AD1, AE1의 크기와 방향에 기초하여 계산된다. 방향 벡터AF1은 각 위치 벡터의 합으로 구할 수도 있으나 이에 한정되지 않는다. 방향 벡터AF1이 계산되면 좌표 보정부에 의해 현재 위치 좌표(F)를 방향 벡터 AF1 위로 이동시키는 보정이 수행될 수 있다. 현재 위치 좌표 (F)를 AF1 위로 보정하는 다양한 방법이 있을 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 가장 오래된 참조 좌표(A) 및 방향 벡터 AF1을 이용하여 산출된 직선 위의 점들 중 현재 위치 좌표(F)와 가장 가까운 점(F')으로 상기 현재 위치 좌표를 이동시킬 수 있다.6 AF1 direction vector of the time t 5 in (a) is calculated on the basis of the magnitude and direction of the respective position vector AB1, AC1, AD1, AE1. The direction vector AF1 may be obtained by summing the position vectors, but is not limited thereto. When the direction vector AF1 is calculated, a correction for moving the current position coordinate (F) to the direction vector AF1 by the coordinate correcting unit can be performed. There may be various ways of correcting the current position coordinate (F) to AF1. According to a preferred embodiment, the current position coordinates can be shifted to a point F 'closest to the current position coordinate F among the points on the straight line calculated using the oldest reference coordinate A and the direction vector AF1 have.

이처럼 현재 위치 좌표 보정을 통해 측위 대상의 이동방향을 보정할 수 있는데, 누적된 과거 좌표 정보들 중 가장 최근의 좌표 정보들의 위치 벡터를 이용함으로써 각 좌표 정보에 포함될 수 있는 오차의 영향력을 최소화 할 수 있다.In this way, it is possible to correct the moving direction of the positioning target through the current position coordinate correction. By using the position vector of the latest coordinate information among the accumulated past coordinate information, the influence of the error included in each coordinate information can be minimized have.

한편, 전술한 바에 따르면 통신부는 수신한 좌표의 정확도를 평가할 수 있다. 상기 정확도의 평가는 측위 장치의 다른 구성 요소인 간섭 제거부, 위치 분석부, 방향 벡터 산출부 및 좌표 보정부에 의해서도 수행될 수 있다. 이에 대하여, 방향 벡터 산출부는 참조 좌표들의 정확도 정보에 기초하여 각 참조 좌표들의 가중치를 계산하고, 각 위치 벡터에 상기 해당 참조 좌표의 가중치를 적용할 수 있다. 가중치가 적용된 위치 벡터를 이용하여 방향 벡터를 계산하는 경우, 정확도가 낮은 참조 좌표가 방향 벡터의 산출에 미치는 영향력을 줄일 수 있고 정확도가 높은 참조 좌표가 방향 벡터의 산출에 미치는 영향력을 높일 수 있으므로, 측위 장치는 보다 정확하게 현재 위치 좌표에 대한 보정을 수행할 수 있다. 도 6(b)는 가중치가 적용된 위치 벡터를 이용하여 방향 벡터를 구하고, 상기 방향 벡터의 방향으로 현재 위치 좌표를 이동시키는 모습을 나타내고 있다. 도 6(b)에서 시간적으로 가장 오래된 참조 좌표 A에서 나머지 각 참조 좌표 방향으로 진행하는, 가중치가 적용된 위치 벡터는 각각 AB2, AC2, AD2 및 AE2이다. 그리고 상기 가중치가 적용된 위치 벡터들의 조합으로부터 새로운 방향 벡터 AF2가 산출될 수 있다. 현재 위치 좌표(F)를 새로운 방향 벡터 AF2 위의 F''로 이동시킴으로써 위치 좌표의 정확도가 적용된 보정을 수행할 수 있다.On the other hand, according to the above description, the communication unit can evaluate the accuracy of the received coordinates. The evaluation of the accuracy can also be performed by other components of the positioning apparatus, that is, the interference eliminating unit, the position analyzing unit, the direction vector calculating unit, and the coordinate correcting unit. On the other hand, the direction vector calculator can calculate the weight of each reference coordinate based on the accuracy information of the reference coordinates, and apply the weight of the corresponding reference coordinate to each position vector. When the direction vector is calculated by using the weighted position vector, the influence of the reference coordinate with low accuracy on the calculation of the direction vector can be reduced and the influence of the reference coordinate having high accuracy on the calculation of the direction vector can be increased, The positioning apparatus can more accurately perform correction for the current position coordinates. 6 (b) shows a state in which a direction vector is obtained using a weighted position vector and the current position coordinates are moved in the direction of the direction vector. In Fig. 6 (b), the weighted position vectors that go from the oldest reference coordinate A to the remaining reference coordinate directions are AB2, AC2, AD2, and AE2, respectively. And a new direction vector AF2 can be calculated from the combination of the weighted position vectors. It is possible to perform the correction to which the accuracy of the position coordinates is applied by moving the current position coordinate (F) to F '' above the new direction vector AF2.

도 7은 본 발명에 따른 현재 위치 좌표에 대한 보정 방식을 나타낸 도면이다. 시간이 흐름에 따라 선택되는 참조 좌표가 달라지며, 이에 따라 위치 벡터 및 방향 벡터도 변화될 수 있다.7 is a diagram illustrating a correction method for the current position coordinates according to the present invention. The reference coordinates selected with the passage of time are different, so that the position vector and the direction vector can also be changed.

도 7에서 실선의 원은 보정되지 않은 이전 위치 좌표들이고 점선의 원은 보정된 이전 위치 좌표들이다. 각 위치 좌표마다 알파벳이 부여되어있는데, 알파벳 순서대로 위치 좌표가 수신되었다. 도 7에서 현재 위치 좌표는 흑색 원으로 표시되었으며, 현재 위치 좌표의 보정된 좌표는 점선의 링으로 표시되었다. 도 7에서 가는 실선 화살표는 가중치가 적용되지 않은 위치 벡터를 의미하고, 굵은 실선 화살표는 가중치가 적용된 위치 벡터이며, 1점 쇄선은 가중치가 적용된 위치 벡터로부터 산출된 방향 벡터이다. In FIG. 7, the circles on the solid line are the previous position coordinates that have not been corrected, and the circles on the dotted line are the corrected previous position coordinates. Each position coordinate has an alphabetical letter, and position coordinates are received in alphabetical order. In FIG. 7, the current position coordinates are indicated by black circles, and the corrected coordinates of the current position coordinates are indicated by a ring of dotted lines. In FIG. 7, a thin solid arrow indicates a position vector to which a weight is not applied, a thick solid arrow indicates a position vector to which a weight is applied, and a one-dot chain line is a direction vector calculated from a weighted position vector.

도 7에 의하면, 참조 좌표는 보정되지 않는 이전 위치 좌표들로부터 선택될 수 있다. 보정되지 않은 이전 위치 좌표를 선택하는 경우, 원래 위치 좌표들이 가지고 있던 정확도 정보를 그대로 이용할 수 있다는 장점을 지닌다. 하지만 이에 한정되지 않으며, 보정된 이전 위치 좌표들을 참조 좌표로 활용할 수도 있다.According to Fig. 7, the reference coordinates can be selected from the previous position coordinates that are not corrected. When the uncorrected previous position coordinates are selected, the accuracy information of the original position coordinates can be used as it is. However, it is not limited to this, and the corrected previous position coordinates may be used as reference coordinates.

도 7(a)에서 참조 좌표는 A, B, C, D, E 이며 이 중 가장 오래된 참조 좌표는 A이다. 이에 따라 위치 벡터 AB, AC, AD, AE를 구할 수 있는데, 참조 좌표 B, C, D, E의 정확도에 따른 가중치가 부가된 위치 벡터를 이용하여 방향 벡터 AF'를 구할 수 있다. 참조 좌표 B는 높은 정확도를 지니고 있기 때문에 위치 벡터 AB는 1 이상의 가중치가 부가됨으로써 크기가 증가되었다. 참조 좌표 C는 낮은 정확도를 지니고 있기 때문에 위치 벡터 AC는 1 이하의 가중치가 부가됨으로써 크기가 감소되었다. 나머지 참조 좌표들의 위치 벡터들도 각 좌표의 정확도에 따른 가중치가 부가됨으로써 크기가 변화될 수 있다. 상기의 과정을 통해 방향 벡터가 산출되면 현재 위치 좌표를 방향 벡터 위로 이동시키는 보정이 수행될 수 있다. 이에 따라 현재 위치 좌표 F는 F'의 위치로 보정될 수 있다.In FIG. 7 (a), the reference coordinates are A, B, C, D, and E, and the oldest reference coordinate is A. Thus, the position vector AB, AC, AD, and AE can be obtained, and the direction vector AF 'can be obtained by using a weighted position vector according to the accuracy of the reference coordinates B, C, D, Since the reference coordinate B has a high accuracy, the position vector AB is increased in size by adding a weight of 1 or more. Since the reference coordinate C has low accuracy, the position vector AC is reduced in size by adding a weight of 1 or less. The position vectors of the remaining reference coordinates may also be changed in size by adding a weight according to the accuracy of each coordinate. If the direction vector is calculated through the above process, correction for moving the current position coordinates over the direction vector can be performed. Accordingly, the current position coordinate F can be corrected to the position of F '.

도 7(b)에서 참조 좌표는 B, C, D, E, F이며 도 7(c)에서 참조 좌표는 C, D, E, F, G이다. 각 참조 좌표에 기초하여 가중치가 적용된 위치 벡터를 구할 수 있고, 가중치가 적용된 위치 벡터로부터 각각의 방향 벡터를 산출할 수 있으며, 그 결과로 보정된 현재 위치 좌표 G' 및 H'를 구할 수 있다.In FIG. 7 (b), reference coordinates are B, C, D, E and F, and reference coordinates in FIG. 7 (c) are C, D, E, A weighted position vector can be obtained based on each reference coordinate, each direction vector can be calculated from a weighted position vector, and the corrected current position coordinates G 'and H' can be obtained as a result.

도 8은 본 발명에 따른 측위 방법을 나타낸 도면이다. 도 8에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 방법은, 측위 위성으로부터 수신된 위성 신호의 잡음을 제거하는 단계(S110), 상기 잡음이 제거된 위성 신호 및 외부 통신망으로부터 전송된 위치 정보에 기초하여 사용자의 현재 위치 좌표를 계산하는 단계(S120), 복수의 이전 위치 좌표들을 참조하여 방향 벡터를 계산하는 단계(S130) 및 상기 방향 벡터에 기초하여 상기 현재 위치 좌표에 대한 보정을 수행하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.8 is a diagram showing a positioning method according to the present invention. 8, a positioning method according to an embodiment of the present invention includes a step of removing a noise of a satellite signal received from a positioning satellite (S110), a step of obtaining a positional information (S130) of calculating a direction vector by referring to a plurality of previous position coordinates, and performing a correction on the current position coordinate based on the direction vector (S140).

위성 신호의 잡음을 제거하는 단계(S110)은 수신된 위성 신호를 이산 웨이블릿 변환하여 각 주파수 대역별 웨이블릿 계수를 계산하고, 기 설정된 임계값과 상기 웨이블릿 계수를 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 상기 웨이블릿 계수를 변화시키고, 상기 변화된 웨이블릿 계수에 대한 역 이산 웨이블릿 변환을 수행하여 잡음이 제거된 위성 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 기 설정된 임계값은 수신된 위성 신호의 특성에 따라 변화될 수 있다. 바람직하게는, 기 설정된 임계값은 수신된 위성 신호를 웨이블릿 변환할 때 사용된 샘플의 길이 및 상기 샘플의 길이에 해당하는 상기 수신된 위성 신호에 포함된 잡음의 추정된 표준편차로부터 계산될 수 있다.The step of removing the noise of the satellite signal (S110) comprises a step of performing discrete wavelet transform on the received satellite signal to calculate wavelet coefficients for each frequency band, comparing the predetermined threshold with the wavelet coefficients, And the inverse discrete wavelet transform is performed on the changed wavelet coefficient to generate a satellite signal from which noise has been removed. At this time, the predetermined threshold value may be changed according to the characteristics of the received satellite signal. Preferably, the predetermined threshold value can be calculated from the estimated standard deviation of the noise contained in the received satellite signal corresponding to the length of the sample and the length of the sample used when wavelet-transforming the received satellite signal .

위성 신호의 잡음을 제거하는 단계(S110)에서, 잡음을 제거하는 방법으로, 상기 웨이블릿 계수가 상기 기 설정된 임계값 이상인 경우 상기 웨이블릿 계수로부터 상기 임계값을 빼고, 상기 웨이블릿 계수의 절대값이 상기 임계값 미만인 경우 상기 웨이블릿 계수를 0으로 치환하고, 상기 웨이블릿 계수가 상기 임계값에 음의 부호를 취한 값 이하인 경우 상기 웨이블릿 계수에 상기 임계값을 더하는 방식으로 구성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.A method of eliminating noise in a step (S110) of removing noise of a satellite signal, comprising: subtracting the threshold value from the wavelet coefficient when the wavelet coefficient is equal to or greater than the preset threshold value; The wavelet coefficient is replaced with 0 and the threshold value is added to the wavelet coefficient when the wavelet coefficient is less than or equal to the value obtained by subtracting the negative value from the threshold value.

사용자의 현재 위치 좌표를 계산하는 단계(S120)는 측위 위성 및 외부 통신망으로부터 전송된 위치 정보에 기초하여 사용자의 위치를 파악할 수 있다. 이 때, 측위 위성은 GPS, QZSS 및 GLONASS 중 적어도 하나일 수 있으며, 상기 외부 통신망은 WiFi 및 블루투스 중 적어도 하나로 구성되는 근거리 무선 통신망일 수 있다.The step of calculating the current position coordinates of the user (S120) can grasp the position of the user based on the position information transmitted from the positioning satellite and the external communication network. At this time, the positioning satellite may be at least one of GPS, QZSS, and GLONASS, and the external communication network may be a short-range wireless communication network including at least one of WiFi and Bluetooth.

방향 벡터를 계산하는 단계(S130)는 상기 복수의 이전 위치 좌표들을 참조 좌표로 선택하고, 상기 선택된 참조 좌표들 중 시간 순으로 가장 오래된 좌표를 기준점으로 하여 나머지 참조 좌표들에 대한 위치 벡터를 구하고, 상기 위치 벡터들을 조합하여 방향 벡터를 계산할 수 있다. 이때, 상기 참조 좌표들을 선택할 때,보정 되지 않은 이전 위치 좌표들 및 상기 보정이 수행된 위치 좌표들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 참조 좌표를 선택하는 방식에 있어서, 상기 선택된 참조 좌표들은 현재 위치 좌표로부터 시간 순으로 가까운 일정 개수의 좌표들일 수 있다. 또는, 선택된 참조 좌표들은 현재 위치 좌표가 수신된 시간을 종점으로 하고 상기 현재 위치 좌표가 수신된 시간으로부터 기 설정된 시간 이전의 시간을 시점으로 하는 시간 구간 동안 수집된 위치 좌표들일 수 있다. 이에 더하여, 상기 참조 좌표의 선택 개수는 상기 사용자의 이동 속도에 기초하여 결정될 수 있으며, 이 경우, 상기 사용자의 이동 속도가 증가하면 상기 참조 좌표의 선택 개수가 증가하고, 상기 사용자의 이동 속도가 감소하면 상기 참조 좌표의 선택 개수가 감소할 수 있다.The step of calculating a direction vector S130 may include selecting the plurality of previous position coordinates as reference coordinates and obtaining a position vector for the remaining reference coordinates with the oldest coordinate as a reference point in time order among the selected reference coordinates, The direction vectors may be calculated by combining the position vectors. At this time, when selecting the reference coordinates, it is possible to select any of the previous position coordinates that have not been corrected and the position coordinates to which the correction has been performed. In the method of selecting reference coordinates, the selected reference coordinates may be a certain number of coordinates that are close in time order from the current position coordinates. Alternatively, the selected reference coordinates may be position coordinates collected during a time period in which the current position coordinate is the end point and the current position coordinate is a time point before the preset time from the received time. In addition, the number of reference coordinates can be determined based on the moving speed of the user. In this case, when the moving speed of the user increases, the number of reference coordinates increases and the moving speed of the user decreases The number of selected reference coordinates can be reduced.

한편, 방향 벡터를 계산하는 단계(S130)는 상기 참조 좌표들의 정확도 정보에 기초하여 상기 각 참조 좌표들의 가중치를 계산하고, 상기 각 위치 벡터에 상기 해당 참조 좌표의 가중치를 적용할 수 있다.Meanwhile, the step of calculating the direction vector (S130) may calculate the weights of the respective reference coordinates based on the accuracy information of the reference coordinates, and apply the weights of the corresponding reference coordinates to the respective position vectors.

상기 현재 위치 좌표에 대한 보정을 수행하는 단계(S140)는 상기 가장 오래된 참조 좌표 및 방향 벡터를 이용하여 산출된 직선 위의 점들 중 상기 현재 위치 좌표와 가장 가까운 점으로 상기 현재 위치 좌표를 이동시킬 수 있다.The step of performing the correction on the current position coordinate (S140) may include moving the current position coordinate to a point closest to the current position coordinate among the points on the straight line calculated using the oldest reference coordinate and the direction vector have.

상기의 과정을 통해 원시 위성 신호에 포함된 잡음을 제거할 수 있고, 산출된 위치 좌표에 포함되어있는 오차를 줄임으로써 사용자에게 정확한 현재 위치 좌표를 제공할 수 있다.Through the above process, the noise included in the original satellite signal can be removed, and the error included in the calculated position coordinates can be reduced to provide the user with accurate current position coordinates.

이상에서 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경을 할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is to be understood that within the scope of the appended claims, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

100 : 측위 장치
110 : 간섭 제거부
120 : 위치 분석부
130 : 방향 벡터 산출부
140 : 좌표 보정부
100: Positioning device
110: Interference elimination
120: Position analysis section
130: direction vector calculating unit
140:

Claims (13)

사용자의 위치를 측정하는 측위 장치에 있어서,
측위 위성으로부터 수신된 위성 신호의 잡음을 제거하는 간섭 제거부;
상기 잡음이 제거된 위성 신호 및 외부 통신망으로부터 수신한 위치 정보에 기초하여 상기 사용자의 현재 위치 좌표를 계산하는 위치 분석부;
복수의 이전 위치 좌표들을 참조하여 방향 벡터를 계산하는 방향 벡터 산출부; 및
상기 방향 벡터에 기초하여 상기 현재 위치 좌표에 대한 보정을 수행하는 좌표 보정부; 를 포함하고,
상기 방향 벡터 산출부는,
상기 복수의 이전 위치 좌표들을 참조 좌표로 선택하고, 상기 선택된 참조 좌표에 기초하여 상기 방향 벡터를 산출하되,
상기 측위 장치가 각 시점별 상기 사용자의 방향성을 중시하는 제1모드로 운영되는 경우,
상기 참조 좌표의 개수 및 상기 복수의 이전 위치 좌표들로부터 상기 참조 좌표들을 선택할 때 기준이 되는 기 설정된 시간 구간을 감소시키고,
상기 측위 장치가 상기 사용자의 이동 추세를 중시하는 제2모드로 운영되는 경우,
상기 참조 좌표의 개수 및 상기 기 설정된 시간 구간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
A positioning apparatus for measuring a position of a user,
An interference eliminator for canceling a noise of a satellite signal received from a positioning satellite;
A position analyzer for calculating the current position coordinates of the user based on the satellite signal from which the noise is removed and the position information received from the external communication network;
A direction vector calculating unit for calculating a direction vector with reference to a plurality of previous position coordinates; And
A coordinate correcting unit for performing a correction on the current position coordinate based on the direction vector; Lt; / RTI >
The direction vector calculation unit calculates,
Selecting the plurality of previous position coordinates as reference coordinates, and calculating the direction vector based on the selected reference coordinates,
When the positioning apparatus operates in a first mode in which the directionality of the user is emphasized at each point in time,
Decreasing a predetermined time interval that is a reference when the reference coordinates are selected from the number of reference coordinates and the plurality of previous position coordinates,
When the positioning apparatus is operated in a second mode in which the user's movement tendency is emphasized,
And increases the number of the reference coordinates and the predetermined time interval.
제 1 항에 있어서,
상기 간섭 제거부는,
상기 수신된 위성 신호를 이산 웨이블릿 변환(Discrete Wavelet Transform)하여 각 주파수 대역별 웨이블릿 계수를 계산하고,
기 설정된 임계값과 상기 웨이블릿 계수를 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 상기 웨이블릿 계수를 변화시키고,
상기 변화된 웨이블릿 계수에 대한 역 이산 웨이블릿 변환(Inverse Discrete Wavelet Transform)을 수행하여 잡음이 제거된 위성 신호를 생성하되,
상기 기 설정된 임계값은 상기 수신된 위성 신호의 특성에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
Calculating a wavelet coefficient for each frequency band by performing discrete wavelet transform on the received satellite signal,
Compares the predetermined threshold with the wavelet coefficient, changes the wavelet coefficient according to the comparison result,
Performing inverse discrete wavelet transform on the changed wavelet coefficients to generate a noise-removed satellite signal,
Wherein the predetermined threshold is changed according to a characteristic of the received satellite signal.
제 2 항에 있어서,
상기 기 설정된 임계값은,
상기 수신된 위성 신호를 이산 웨이블릿 변환할 때 사용된 샘플의 길이 및 상기 샘플의 길이에 해당하는 상기 수신된 위성 신호에 포함된 잡음의 추정된 표준편차로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
3. The method of claim 2,
The predetermined threshold value may be a predetermined threshold value,
And the estimated standard deviation of the noise included in the received satellite signal corresponding to the length of the sample and the length of the sample used in the discrete wavelet transform of the received satellite signal.
제 2 항에 있어서,
상기 간섭 제거부는,
상기 웨이블릿 계수가 상기 기 설정된 임계값 이상인 경우 상기 웨이블릿 계수로부터 상기 임계값을 빼고,
상기 웨이블릿 계수의 절대값이 상기 기 설정된 임계값 미만인 경우 상기 웨이블릿 계수를 0으로 치환하고,
상기 웨이블릿 계수가 상기 기 설정된 임계값에 음의 부호를 취한 값 이하인 경우 상기 웨이블릿 계수에 상기 임계값을 더하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein,
Subtracting the threshold value from the wavelet coefficient when the wavelet coefficient is greater than or equal to the preset threshold value,
And replacing the wavelet coefficient by 0 when the absolute value of the wavelet coefficient is less than the preset threshold value,
And adds the threshold value to the wavelet coefficient when the wavelet coefficient is equal to or less than a value obtained by subtracting the negative sign from the preset threshold value.
제 1 항에 있어서,
상기 방향 벡터 산출부는,
상기 선택된 참조 좌표들 중 시간 순으로 가장 오래된 참조 좌표를 기준점으로 하여 나머지 참조 좌표들에 대한 위치 벡터를 구하고, 상기 위치 벡터들을 조합하여 방향 벡터를 계산하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
The method according to claim 1,
The direction vector calculation unit calculates,
Wherein a position vector of the remaining reference coordinates is obtained with the oldest reference coordinate as a reference point among the selected reference coordinates in chronological order, and the direction vector is calculated by combining the position vectors.
제 5항에 있어서,
상기 방향 벡터 산출부는,
상기 참조 좌표들의 정확도 정보에 기초하여 상기 각 참조 좌표들의 가중치를 계산하고,
상기 각 위치 벡터에 상기 해당 참조 좌표의 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
6. The method of claim 5,
The direction vector calculation unit calculates,
Calculating a weight of each of the reference coordinates based on the accuracy information of the reference coordinates,
And applies the weight of the corresponding reference coordinate to each of the position vectors.
제 5 항에 있어서,
상기 현재 위치 좌표에 대한 보정은,
상기 가장 오래된 참조 좌표 및 방향 벡터를 이용하여 산출된 직선 위의 점들 중 상기 현재 위치 좌표와 가장 가까운 점으로 상기 현재 위치 좌표를 이동시키는 보정인 것을 특징으로 하는 측위 장치.
6. The method of claim 5,
The correction for the current position coordinate is performed by:
Wherein the current position coordinate is a correction that moves the current position coordinate to a point closest to the current position coordinate among the points on the straight line calculated using the oldest reference coordinate and direction vector.
제 5 항에 있어서,
상기 참조 좌표들을 선택할 때,
보정 되지 않은 이전 위치 좌표들 및 상기 보정이 수행된 위치 좌표들 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
6. The method of claim 5,
When selecting the reference coordinates,
And selects any one of the previous position coordinates that have not been corrected and the position coordinates that have been corrected.
제 5 항에 있어서,
상기 선택된 참조 좌표들은 현재 위치 좌표로부터 시간 순으로 가까운 일정 개수의 좌표들인 것을 특징으로 하는 측위 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the selected reference coordinates are a predetermined number of coordinates that are close in time order from the current position coordinates.
제 5 항에 있어서,
상기 선택된 참조 좌표들은 현재 위치 좌표가 수신된 시간을 종점으로 하고 상기 현재 위치 좌표가 수신된 시간으로부터 기 설정된 시간 이전의 시간을 시점으로 하는 시간 구간 동안 수집된 위치 좌표들인 것을 특징으로 하는 측위 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the selected reference coordinates are position coordinates collected during a time period in which a time at which a current position coordinate is received is an end point and a time before a preset time from a time at which the current position coordinate is received is a starting point.
제 5 항에 있어서,
상기 참조 좌표의 선택 개수는 상기 사용자의 이동 속도에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the selection number of the reference coordinates is determined based on the moving speed of the user.
제 11항에 있어서,
상기 사용자의 이동 속도가 증가하면 상기 참조 좌표의 선택 개수가 증가하고, 상기 사용자의 이동 속도가 감소하면 상기 참조 좌표의 선택 개수가 감소하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the selection number of the reference coordinates increases as the movement speed of the user increases and the selection number of the reference coordinates decreases as the movement speed of the user decreases.
측위 위성으로부터 수신된 위성 신호의 잡음을 제거하는 단계;
상기 잡음이 제거된 위성 신호 및 외부 통신망으로부터 수신한 위치 정보에 기초하여 사용자의 현재 위치 좌표를 계산하는 단계;
복수의 이전 위치 좌표들을 참조하여 방향 벡터를 계산하는 단계; 및
상기 방향 벡터에 기초하여 상기 현재 위치 좌표에 대한 보정을 수행하는 단계; 를 포함하되,
상기 방향 벡터를 계산하는 단계는,
상기 복수의 이전 위치 좌표들을 참조 좌표로 선택하고, 상기 선택된 참조 좌표에 기초하여 상기 방향 벡터를 산출하되,
측위 장치가 각 시점별 상기 사용자의 방향성을 중시하는 제1모드로 운영되는 경우,
상기 참조 좌표의 개수 및 상기 복수의 이전 위치 좌표들로부터 상기 참조 좌표들을 선택할 때 기준이 되는 기 설정된 시간 구간을 감소시키고,
상기 측위 장치가 상기 사용자의 이동 추세를 중시하는 제2모드로 운영되는 경우,
상기 참조 좌표의 개수 및 상기 기 설정된 시간 구간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
Removing noise of a satellite signal received from a positioning satellite;
Calculating coordinates of a user's current position based on the noise-removed satellite signal and position information received from an external communication network;
Calculating a direction vector with reference to a plurality of previous position coordinates; And
Performing a correction on the current position coordinate based on the direction vector; , ≪ / RTI &
Wherein the calculating the direction vector comprises:
Selecting the plurality of previous position coordinates as reference coordinates, and calculating the direction vector based on the selected reference coordinates,
When the positioning apparatus is operated in the first mode in which the directionality of the user is emphasized at each point in time,
Decreasing a predetermined time interval that is a reference when the reference coordinates are selected from the number of reference coordinates and the plurality of previous position coordinates,
When the positioning apparatus is operated in a second mode in which the user's movement tendency is emphasized,
And the number of reference coordinates and the predetermined time interval are increased.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102580937B1 (en) * 2017-01-03 2023-09-21 한국전자통신연구원 Location data correction apparatus for location based service and method and location data providing system using the same
KR101975656B1 (en) * 2017-05-02 2019-05-07 광운대학교 산학협력단 Localization apparatus and method for controlling thereof
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100451705B1 (en) 2004-07-10 2004-10-08 주식회사 범아엔지니어링 Fabricating Method of a Digital Map by Curve Fitting of GPS Coordinates
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101217138B1 (en) * 2011-04-01 2012-12-31 부산대학교 산학협력단 Apparatus and method for estimating position of mobile unit
KR20130024398A (en) * 2011-08-31 2013-03-08 삼성전자주식회사 Method and apparatus for determining heading angle in wireless lan

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100451705B1 (en) 2004-07-10 2004-10-08 주식회사 범아엔지니어링 Fabricating Method of a Digital Map by Curve Fitting of GPS Coordinates
KR101218354B1 (en) 2012-03-05 2013-01-03 주식회사 이제이텍 An exaggerate error processing method in monitoring a bridge based on the global navigation satellite system

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