KR102005380B1 - 도보 네비게이션 방법 - Google Patents

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동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단
우수연
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Abstract

GPS의 사용을 최소화하여 전력 소모를 감소시킬 수 있는 도보 네비게이션 방법이 개시된다. 이러한 도보 네비게이션 방법은 사용자 단말기에 의해 수행되는 방법에 관한 것으로, GPS를 이용하여 현재 위치를 측정하는 단계와, 측정된 현재 위치를 이용하여 타겟 지도 정보를 추출하는 단계와, 타겟 지도 정보를 이용하여 교차점들의 위치 정보와 교차점들 간의 거리 정보 및 방위각 정보를 획득하는 단계와, 가속도 센서를 이용하여 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계와, 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단하면, GPS가 동작되고 있을 때의 이동 상태를 나타내는 이동 상태값 및 이동 상태값이 안정적인지를 나타내는 오차 공분산을 계산하는 단계와, 오차 공분산이 안정적인 이동 상태의 최대치를 나타내는 오차 기준치를 초과하는지를 판단하는 단계와, 오차 공분산이 오차 기준치를 초과한다고 판단하면 GPS 동작시의 계산 단계를 다시 수행하는 단계와, 오차 공분산이 오차 기준치 이하라도 판단되면 GPS의 동작을 정지시키는 단계와, GPS의 동작을 정지시킨 이후 현재 위치를 결정하는 단계를 포함한다. 이와 같이, 사용자 단말기가 안정적인 이동 상태인 경우 GPS의 동작을 정지시켜 현재 위치를 계산함으로써 전력 소모를 최소화시킬 수 있다.

Description

도보 네비게이션 방법{WALKING NAVIGATION METHOD}
본 발명은 도보 네비게이션 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GPS(Global Positioning System)을 이용하여 도보시 사용자의 위치를 안내해줄 수 있는 도보 네비게이션 방법에 관한 것이다.
스마트폰 또는 테블릿 PC와 같은 사용자 단말기는 단순한 통화 기능에 더하여 인터넷 검색 기능, 메시지 전송 기능, 영화 시청, 음악 청취 기능 등과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있다. 특히, 사용자 단말기는 어떤 어플리케이션 프로그램이 설치되어 있느냐에 따라 보다 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말기가 네비게이션 프로그램이 설치되어 있을 경우, 해당 사용자 단말기는 사용자의 위치를 알려주는 네비게이션 기능을 수행할 수 있다. 이러한 네비게이션 기능은 차량에 장착되어 해당 차량의 위치를 알려주는 것이 일반적이지만, 최근에는 자전거에 부착되거나 도보시에도 사용자의 위치를 알려줄 수도 있다.
사용자 단말기가 네비게이션 기능을 수행하기 위해서는 현재 위치를 정확하게 측정해야만 한다. 일반적으로, 사용자 단말기는 GPS(Global Positioning System), cell tower, WiFi access points 등을 이용하여 현재 위치를 측정할 수 있다. 위의 방법 중 cell tower나 WiFi access points를 이용하는 방법은 네이게이션, 특히 도보 네비게이션으로 이용되기에는 오차가 크기 때문에 문제가 많다. 반면, 위의 방법 중 GPS를 이용하는 방법은 상대적으로 현재 위치를 정확하게 측정할 수 있다. 하지만, GPS 수신 연산이 가속도 센서 측정 연산보다 배터리 사용량이 약 20배 정도 크기 때문에, 짧은 주기로 GPS 신호를 수신해서 GPS 수신 연산을 수행해야만 하는 GPS를 이용하는 방법은 그만큼 많은 전력이 소모되는 단점을 갖고 있다.
따라서, 사용자 단말기가 GPS를 이용하여 네비게이션 기능을 수행할 때, 전력 소모를 최소화시킬 수 있는 방법이 요구되어진다. 일예로, 목적지에 해당하는 경로의 TBT(turn-by-turn)정보를 추출하고, TBT 지점에서 직진하는 경로인 경우 음성안내만을 수행하게 하고, TBT 지점에서 회전하는 경로인 경우 음성안내와 화면안내를 동시에 수행함으로써, 네비게이션 기능에 따른 전력 소모를 절감시킬 수 있다. 그러나, 이러한 전력 소모 절감 방법은 음성안내만 할 것이냐 아니면 음성안내와 화면안내를 같이 할 것이냐에 따른 방법으로, 기본적으로 짧은 주기로 GPS 신호를 수신해야하기 때문에 근본적인 전력 소모 절감 방법이라 보기는 어렵다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 GPS의 사용을 최소화하여 전력 소모를 감소시킬 수 있는 도보 네비게이션 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 도보 네비게이션 방법은 사용자 단말기에 의해 수행되는 방법에 관한 것으로, GPS(Global Positioning System)를 이용하여 현재 위치를 측정하는 단계와, 측정된 현재 위치를 이용하여 복수의 보도들 및 교차점들을 포함하는 타겟 지도 정보를 추출하는 단계(이하, '타겟 지도 정보 추출 단계'라 함)와, 상기 타겟 지도 정보를 이용하여 상기 교차점들의 위치 정보, 상기 교차점들 간의 거리 정보 및 상기 교차점들 간의 방위각 정보를 획득하는 단계(이하, '교차점 정보 획득 단계'라 함)와, 상기 교차점 정보 획득 단계 이후, 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계(이하, '제1 이동 상태 판단 단계'라 함)와, 상기 제1 이동 상태 판단 단계의 결과, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단하면, 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 이동 상태를 나타내는 이동 상태값 및 상기 이동 상태값이 안정적인지를 나타내는 오차 공분산을 계산하는 단계(이하, 'GPS 동작시의 계산 단계'라 함)와, 상기 GPS 동작시의 계산 단계 이후, 상기 오차 공분산이 안정적인 이동 상태의 최대치를 나타내는 오차 기준치를 초과하는지를 판단하는 단계(이하, '안정적인 이동 판단 단계'라 함)와, 상기 안정적인 이동 판단 단계의 결과, 상기 오차 공분산이 상기 오차 기준치를 초과한다고 판단하면, 상기 GPS 동작시의 계산 단계를 다시 수행하는 단계와, 상기 안정적인 이동 판단 단계의 결과, 상기 오차 공분산이 상기 오차 기준치 이하라고 판단되면, 상기 GPS의 동작을 정지시키는 단계와, 상기 GPS의 동작을 정지시킨 이후, 현재 위치를 결정하는 단계(이하, '현재 위치 결정 단계'라 함)를 포함한다.
상기 타겟 지도 정보 추출 단계에서는, 지도 정보 데이터베이스에서, 측정된 현재 위치를 중심으로 기준 범위 내에 있는 영역에 대한 정보를 포함하는 상기 타겟 지도 정보를 추출할 수 있다.
상기 타겟 지도 정보 추출 단계에서는, 상기 지도 정보 데이터베이스를 저장하고 있는 지도 정보 서버에 접속한 후, 상기 타겟 지도 정보를 추출할 수 있다.
상기 교차점 정보 획득 단계는 상기 타겟 지도 정보를 이용하여 상기 교차점들의 위치 정보를 추출하는 단계와, 상기 교차점들의 위치 정보를 이용하여 상기 교차점들 간의 거리 정보를 계산하는 단계와, 상기 교차점들의 위치 정보를 이용하여 상기 교차점들 간의 방위각 정보를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 이동 상태 판단 단계는 상기 가속도 센서를 이용하여 복수의 가속도 센싱값들을 측정하는 단계와, 측정된 가속도 센싱값들의 표준편차를 계산하는 단계와, 계산된 가속도 센싱값들의 표준편차를 이용하여 상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계에서는, 계산된 가속도 센싱값들의 표준편차가 편차 기준치 이상일 경우, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단할 수 있다.
상기 GPS 동작시의 계산 단계는 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 이동 속도(이하, 'GPS 동작 이동 속도'라 함), 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계산하는 단계와, 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 누적 걸음수(이하, 'GPS 동작 누적 걸음수'라 함)를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 GPS 동작 이동 속도, 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계산하는 단계는 상기 GPS를 이용하여 현재 위치를 재측정하는 단계와, 재측정된 현재 위치를 이용하여 상기 GPS 동작 이동 속도, 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 GPS 동작 누적 걸음수를 계산하는 단계는 상기 가속도 센서를 이용하여 적어도 하나의 가속도 센싱값을 측정하는 단계와, 측정된 가속도 센싱값의 z축 성분을 이용하여 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 현재 위치 결정 단계는 상기 GPS의 동작이 정지될 시점의 현재 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 GPS 동작시의 계산 단계에서는, 상기 이동 상태값과 함께, 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 이동 속도(이하, 'GPS 동작 이동 속도'라 함)를 계산할 수 있다.
상기 현재 위치 결정 단계는 결정된 현재 위치 및 상기 GPS 동작 이동 속도를 이용하여 앞으로 도착할 타겟 교차점으로의 도착 예정 시각을 계산하는 단계(이하, '도착 예정 시각 계산 단계'라 함)를 더 포함할 수 있다.
상기 도착 예정 시각 계산 단계는 상기 보도들 중 결정된 현재 위치와 가장 근접한 보도인 타겟 보도를 결정하는 단계와, 방위각 센서를 이용하여 현재 이동하고 있는 진행 방향각을 측정하는 단계와, 상기 진행 방향각을 이용하여 상기 교차점들 중 상기 타겟 교차점을 결정하는 단계와, 상기 GPS 동작 이동 속도를 이용하여 상기 도착 예정 시각을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 현재 위치 결정 단계는 상기 도착 예정 시각 계산 단계 이후, 상기 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계(이하, '제2 이동 상태 판단 단계'라 함)와, 상기 제2 이동 상태 판단 단계의 결과, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단하면, 현재 시간이 상기 도착 예정 시각인지를 판단하는 단계(이하, '예정 시각 판단 단계'라 함)와, 상기 예정 시각 판단 단계의 결과, 현재 시간이 상기 도착 예정 시각 이전이라고 판단하면, 상기 제2 이동 상태 판단 단계를 다시 수행하는 단계와, 상기 예정 시각 판단 단계의 결과, 현재 시간이 상기 도착 예정 시각이거나 이후이라고 판단하면, 상기 도착 예정 시각 계산 단계를 다시 수행하는 단계와, 상기 제2 이동 상태 판단 단계의 결과, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있지 않다고 판단하면, 현재 위치를 다시 결정하는 단계(이하, '현재 위치 갱신 단계'라 함)와, 상기 현재 위치 갱신 단계 이후, 상기 도착 예정 시각 계산 단계를 다시 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 GPS 동작시의 계산 단계에서는, 상기 이동 상태값 및 상기 GPS 동작 이동 속도와 함께, 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 누적 걸음수(이하, 'GPS 동작 누적 걸음수'라 함)를 계산할 수 있다.
상기 현재 위치 결정 단계는 상기 GPS의 동작이 정지되고 있을 때의 누적 걸음수(이하, 'GPS 정지 누적 걸음수'라 함)를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 GPS 정지 누적 걸음수를 계산하는 단계는 상기 제2 이동 상태 판단 단계의 결과, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단한 후와, 상기 예정 시각 판단 단계가 수행되기 전에 수행될 수 있다.
상기 현재 위치 결정 단계는 상기 GPS 동작 이동 속도 및 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 이용하여 평균 보폭을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 현재 위치 갱신 단계는 상기 평균 보폭, 상기 GPS 정지 누적 걸음수 및 상기 진행 방향각을 이용하여 현재 위치를 계산하여 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 현재 위치 갱신 단계는 현재 위치를 계산하여 결정한 후, 상기 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계(이하, '제3 이동 상태 판단 단계'라 함)와, 상기 제3 이동 상태 판단 단계의 결과, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단하면, 상기 GPS를 동작시켜 현재 위치를 다시 측정하여 결정하는 단계와, 현재 위치를 다시 측정하여 결정한 후, 상기 GPS의 동작을 정지시키는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 도보 네비게이션 방법에 따르면, 사용자 단말기가 안정적인 이동 상태가 아닌 경우, GPS(Global Positioning System)를 동작시켜 현재 위치를 측정하고, 상기 안정적인 이동 상태인 경우, 상기 GPS의 동작을 정지시킨 후 안정적인 이동에 따른 현재 위치를 계산함으로써, 상기 GPS의 동작에 따른 전력 소모를 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 도보 네비게이션 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1의 도보 네비게이션 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 타겟 지도 정보가 추출된 일 예를 도시한 화면이다.
도 4는 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 교차점 정보 획득 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 5는 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 보도들 및 교차점들을 추출한 일예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 교차점들의 위치 정보를 추출한 일예를 도시한 도면이다.
도 7은 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 교차점들 간의 거리 정보(단위: km)를 계산한 일예를 도시한 도면이다.
도 8은 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 교차점들 간의 거리 정보(단위: 위도 1도)를 계산한 일예를 도시한 도면이다.
도 9는 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 교차점들 간의 방위각 정보(단위: 위도 1도)를 계산한 일예를 도시한 도면이다.
도 10은 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 11은 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 GPS 동작시의 계산 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 12는 도 11의 GPS 동작시의 계산 과정 중 GPS 동작 이동 속도 및 이동 상태값을 계산하는 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 13은 도 11의 GPS 동작시의 계산 과정 중 GPS 동작 누적 걸음수를 계산하는 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 14는 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 현재 위치 결정 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 15는 도 14의 현재 위치 결정 과정 중 도착 예정 시각 계산 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 16는 도 14의 현재 위치 결정 과정 중 현재 위치를 다시 결정하는 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 도보 네비게이션 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 도 1의 도보 네비게이션 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 도보 네비게이션 방법으로, 우선, 스마트 폰, 테블릿 PC 등과 같은 사용자 단말기(10)가 사용자의 도보를 가이드하기 위한 도보 네비게이션 프로그램을 실행할 수 있다(S100). 즉, 상기 사용자 단말기(10)는 상기 도보 네비게이션 프로그램을 실행하여, 네비게이션 서버(20)에 접속하여 도보 네비게이션 서비스를 제공받을 수 있다. 한편, 상기 사용자 단말기(10)는 상기 S100 단계 이전에, 상기 네비게이션 서버(20) 또는 다른 다운로드 서버에 접속하여 상기 도보 네비게이션 프로그램을 다운로드받아 설치할 수 있다.
이어서, 상기 사용자 단말기(10)가 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 현재 위치를 측정할 수 있다(S200). 즉, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS를 동작시켜 GPS 신호를 수신하여 현재 위치를 측정할 수 있다.
도 3은 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 타겟 지도 정보가 추출된 일 예를 도시한 화면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 S200 단계에서 측정된 현재 위치를 이용하여 복수의 보도들 및 교차점들을 포함하는 타겟 지도 정보를 추출할 수 있다(S300). 예를 들어, 상기 사용자 단말기(10)가 지도 정보 데이터베이스를 저장하고 있는 지도 정보 서버(30), 예를 들어 네이버 지도 서버, 다음 지도 서버, 구글 지도 서버 등에 접속한 후, 상기 지도 정보 데이터베이스로부터 상기 타겟 지도 정보를 도 3과 같이 추출할 수 있다. 이때, 상기 타겟 지도 정보는 상기 지도 정보 데이터베이스로부터 추출된 정보로, 상기 S200 단계에서 측정된 현재 위치를 중심으로 기준 범위, 예를 들어 500m 내에 있는 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다. 한편, 상기 지도 정보 데이터베이스는 상기 지도 정보 서버(30)에 저장되어 있지 않고, 상기 네비게이션 서버(20)에 저장되어 있거나 상기 사용자 단말기(10)의 내부 메모리에 저장되어 있을 수 있다.
도 4는 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 교차점 정보 획득 과정을 상세하게 도시한 순서도이고, 도 5는 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 보도들 및 교차점들을 추출한 일예를 도시한 도면이며, 도 6은 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 교차점들의 위치 정보를 추출한 일예를 도시한 도면이고, 도 7은 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 교차점들 간의 거리 정보(단위: km)를 계산한 일예를 도시한 도면이며, 도 8은 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 교차점들 간의 거리 정보(단위: 위도 1도)를 계산한 일예를 도시한 도면이고, 도 9는 도 4의 교차점 정보 획득 방법에서 교차점들 간의 방위각 정보(단위: 위도 1도)를 계산한 일예를 도시한 도면이다.
도 2와, 도 4 내지 도 9를 참조하면, 상기 타겟 지도 정보가 추출된 이후, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 타겟 지도 정보를 이용하여 상기 교차점들의 위치 정보, 상기 교차점들 간의 거리 정보 및 상기 교차점들 간의 방위각 정보를 획득할 수 있다(S400).
이와 같은 교차점 정보 획득 과정(S400)을 상세하게 설명하면, 우선 상기 사용자 단말기(10)가 상기 타겟 지도 정보를 이용하여 상기 교차점들의 위치 정보를 추출할 수 있다(S410). 예를 들어, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 타겟 지도 정보로부터 상기 보도들에 대한 정보 및 상기 교차점들에 대한 정보를 도 5와 같이 추출한 후, 상기 교차점들의 위치 정보, 예를 들어 상기 교차점들의 좌표값을 추출할 수 있다.
이어서, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 S410 단계에서 추출된 상기 교차점들의 위치 정보를 이용하여 상기 교차점들 간의 거리 정보를 계산할 수 있다(S420). 여기서, 상기 교차점들 간의 거리 정보는 도 7 또는 도 8과 같이 행렬로 표시될 수 있다. 이때, 일반항 M[i,j]는 교차점 i와 교차점 j간의 거리를 킬로미터 단위 또는 위도 단위로 나타낼 수 있다. 한편, 도 8에서와 같이 위도 단위로 변환할 때, 경도 1도의 거리/위도 1도의 거리의 값을 이용하여 경도를 위도로 변환한 뒤 계산되어 있을 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 S410 단계에서 추출된 상기 교차점들의 위치 정보를 이용하여 상기 교차점들 간의 방위각 정보를 계산할 수 있다(S430). 여기서, 상기 교차점들 간의 방위각 정보는 도 9와 같이 행렬로 표시될 수 있다. 이때, 일반항 N[i,j]는 교차점 i와 교차점 j간의 방위각를 각도 단위로 나타낼 수 있다.
도 10은 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 2 및 도 10을 참조하면, 상기 교차점 정보 획득 과정(S400)이 수행된 후, 상기 사용자 단말기(10)가 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있는지를 판단할 수 있다(S500).
이러한 제1 이동 상태 판단 과정(S500)으로, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 가속도 센서를 이용하여 이동 상태 판단을 위한 기준 시간 동안 복수의 가속도 센싱값들을 측정할 수 있다(S510).
이어서, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 S510 단계에서 측정된 가속도 센싱값들의 표준편차를 계산할 수 있다(S520).
이어서, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 S520 단계에서 계산된 가속도 센싱값들의 표준편차를 이용하여 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있는지를 판단할 수 있다(S530). 예를 들어, 상기 사용자 단말기(10)는 상기 S520 단계에서 계산된 가속도 센싱값들의 표준편차가 편차 기준치 이상일 경우, 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있다고 판단할 수 있고, 반면 상기 S520 단계에서 계산된 가속도 센싱값들의 표준편차가 상기 편차 기준치 미만일 경우, 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있지 않지 않다고 판단할 수 있다. 여기서, 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있지 않는다는 것은 상기 사용자 단말기(10)가 정지해있거나, 상기 사용자 단말기(10)가 아주 미미하게 운동하고 있거나 정상 이동 상태가 아닌 경우를 말할 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자 단말기(10)가 책상위에 놓인 상태이거나, 사용자가 앉아 있거나 서서 대화 혹은 관찰하는 상태 등일 수 있다.
한편, 상기 S530 단계에서, 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있지 않다고 판단할 경우, 상기 사용자 단말기(10)는 상기 제1 이동 상태 판단 과정(S500)을 반복해서 수행할 수 있다.
도 11은 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 GPS 동작시의 계산 과정을 상세하게 도시한 순서도이고, 도 12는 도 11의 GPS 동작시의 계산 과정 중 GPS 동작 이동 속도, 이동 상태값 및 오차 공분산을 계산하는 과정을 상세하게 도시한 순서도이며, 도 13은 도 11의 GPS 동작시의 계산 과정 중 GPS 동작 누적 걸음수를 계산하는 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 2와, 도 11 내지 도 13을 참조하면, 상기 S530 단계에서, 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있다고 판단할 경우, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 이동 속도(이하, 'GPS 동작 이동 속도'라 함), 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 이동 상태를 나타내는 이동 상태값, 상기 이동 상태값이 안정적인지를 나타내는 오차 공분산 및 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 누적 걸음수(이하, 'GPS 동작 누적 걸음수'라 함)를 계산할 수 있다(S600).
이러한 GPS 동작시의 계산 과정(S600)은 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS 동작 이동 속도, 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계산하는 과정(S610)과, 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 계산하는 과정(S620)을 포함할 수 있다.
우선, 상기 GPS 동작 이동 속도, 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계산하는 과정(S610)으로, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS를 이용하여 현재 위치를 재측정할 수 있고(S612), 이후 상기 사용자 단말기(10)가 상기 S612 단계에서 재측정된 현재 위치를 이용하여 상기 GPS 동작 이동 속도, 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계산할 수 있다(S614). 예를 들어, 상기 S614 단계는 My-Kalman-Filter-Process일 수 있다. 여기서, 상기 이동 상태값은 상기 GPS가 동작되고 있을 때 주기적으로 수집한 일련의 GPS 측정치를 이용하여 계산된 값으로, 상기 사용자 단말기(10)의 이동 상태를 수치적으로 나타낸 값일 수 있고, 상기 오차 공분산은 상기 이동 상태값이 얼마나 안정적인지를 수치적으로 나타낸 값일 수 있다.
이어서, 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 계산하는 과정(S620)으로, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 가속도 센서를 이용하여 적어도 하나의 가속도 센싱값을 측정할 수 있고(S622), 이후 측정된 가속도 센싱값의 z축 성분을 이용하여 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 계산할 수 있다(S624).
상기 GPS 동작시의 계산 과정(S600)이 수행된 이후, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 오차 공분산이 안정적인 이동 상태의 최대치를 나타내는 오차 기준치를 초과하는지를 판단할 수 있다(S700).
이러한 안정적인 이동 판단 과정(S700)의 결과, 상기 오차 공분산이 상기 오차 기준치를 초과하여, 상기 사용자 단말기(10)가 안정적인 이동 상태가 아니라고 판단하면, 상기 사용자 단말기(10)는 상기 S500 단계 및 상기 S600 단계를 다시 수행할 수 있고, 이와 다르게 상기 S600 단계를 수행할 수 있다. 즉, 상기 사용자 단말기(10)는 이동이 정지되지 않는 한, 상기 GPS를 이용하여 현재 위치를 매초 마다 재측정하여 상기 GPS 동작 이동 속도, 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계속해서 계산하고, 이와 동시에 가속도 센싱값을 계속해서 측정하여 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 증가시킬 수 있다.
반면, 이러한 안정적인 이동 판단 과정(S700)의 결과, 상기 오차 공분산이 상기 오차 기준치 이하가 되어, 상기 사용자 단말기(10)가 안정적인 이동 상태에 있다고 판단하면, 상기 사용자 단말기(10)는 상기 GPS의 동작을 정지시킬 수 있다(S800).
도 14는 도 2의 도보 네비게이션 방법 중 현재 위치 결정 과정을 상세하게 도시한 순서도이고, 도 15는 도 14의 현재 위치 결정 과정 중 도착 예정 시각 계산 과정을 상세하게 도시한 순서도이며, 도 16는 도 14의 현재 위치 결정 과정 중 현재 위치를 다시 결정하는 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 2와, 도 14 내지 도 16을 참조하면, 상기 GPS의 동작이 정지된 이후, 상기 사용자 단말기(10)는 현재 위치를 결정할 수 있다(S900).
이러한 현재 위치 결정 과정(S900)으로, 우선 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS 동작 이동 속도 및 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 이용하여 평균 보폭을 계산할 수 있다(S910).
또한, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS의 동작이 정지될 시점의 현재 위치를 결정할 수 있다(S920).
상기 S920 단계에서 현재 위치가 결정된 후, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 S920 단계에서 결정된 현재 위치 및 상기 GPS 동작 이동 속도를 이용하여 앞으로 도착할 타겟 교차점으로의 도착 예정 시각을 계산할 수 있다(S930).
이러한 도착 예정 시각 계산 과정(S930)을 구체적으로 예를 들어 설명하면, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 타겟 지도 정보에 포함된 상기 보도들 중 상기 S920 단계에서 결정된 현재 위치와 가장 근접한 보도를 상기 타겟 보도로 결정할 수 있다(S932). 이어서, 상기 사용자 단말기(10)가 방위각 센서를 이용하여 현재 이동하고 있는 진행 방향각을 측정할 수 있고(S934), 이후 상기 진행 방향각을 이용하여 상기 교차점들 중 상기 타겟 교차점을 결정할 수 있다(S936). 예를 들어, 상기 사용자 단말기(10)는 상기 타겟 보도 또는 상기 진행 방향각를 이용하여 가장 근접하게 배치된 교차점을 상기 타겟 교차점으로 결정할 수 있다. 이어서, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS 동작 이동 속도를 이용하여 상기 도착 예정 시각을 계산할 수 있다(S938).
상기 도착 예정 시각을 계산한 이후, 상기 사용자 단말기(10)는 상기 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있는지를 판단할 수 있다(S940). 이러한 제2 이동 상태 판단 과정(S940)은 상기 제1 이동 상태 판단 과정(S500)과 실질적으로 동일할 수 있다.
제2 이동 상태 판단 과정(S940)의 결과, 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있다고 판단하면, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS의 동작이 정지되고 있을 때의 누적 걸음수(이하, 'GPS 정지 누적 걸음수'라 함)를 계산할 수 있다(S950).
상기 GPS 정지 누적 걸음수를 계산한 이후, 상기 사용자 단말기(10)가 현재 시간이 상기 도착 예정 시각인지를 판단할 수 있다(S960).
이러한 예정 시각 판단 과정(S960)의 결과, 현재 시간이 상기 도착 예정 시각 이전이라고 판단하면, 상기 사용자 단말기(10)가 제2 이동 상태 판단 과정(S940)을 다시 수행할 수 있다. 반면, 상기 예정 시각 판단 과정(S960)의 결과, 현재 시간이 상기 도착 예정 시각이거나 이후이라고 판단하면, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 도착 예정 시각 계산 과정(S930)을 다시 수행할 수 있다.
한편, 제2 이동 상태 판단 과정(S940)의 결과, 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있지 않다고 판단하면, 현재 위치를 다시 결정할 수 있다(S970).
이러한 현재 위치 갱신 과정(S970)으로, 우선 상기 사용자 단말기(10)가 상기 평균 보폭, 상기 GPS 정지 누적 걸음수 및 상기 진행 방향각을 이용하여 현재 위치를 계산하여 결정할 수 있다(S972). 즉, 상기 사용자 단말기(10)는 상기 GPS의 동작이 정지되어 있어도, 상기 평균 보폭 및 상기 GPS 정지 누적 걸음수을 이용하여 이동 거리를 계산한 후, 이렇게 계산된 이동 거리와 상기 진행 방향각을 이용하여 현재 위치를 계산하여 결정할 수 있다.
상기 S972 단계에서 현재 위치를 계산하여 결정한 후, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있는지를 판단할 수 있다(S974). 이러한 제3 이동 상태 판단 과정(S974)은 상기 제1 이동 상태 판단 과정(S500)과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제3 이동 상태 판단 과정(S974)의 결과, 상기 사용자 단말기(10)가 이동하고 있다고 판단하면, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS를 동작시켜 현재 위치를 다시 측정하여 결정할 수 있다(S976). 이와 같이, 상기 GPS를 이용하여 현재 위치를 다시 측정하여 결정함에 따라, 보다 정확한 현재 위치를 결정할 수 있다.
상기 S976 단계에서 현재 위치를 다시 측정하여 결정한 후, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 GPS의 동작을 정지시킬 수 있다(S978).
상기 S978 단계에서 상기 GPS의 동작이 정지된 이후, 상기 사용자 단말기(10)가 상기 도착 예정 시각 계산 과정(S930)을 다시 수행할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 사용자 단말기(10)가 안정적인 이동 상태가 아니라고 판단할 경우, 상기 GPS를 동작시켜 현재 위치를 측정하고, 상기 안정적인 이동 상태이라고 판단할 경우, 상기 GPS의 동작을 정지시킨 후 안정적인 이동에 따른 현재 위치를 계산함으로써, 상기 GPS의 동작에 따른 전력 소모를 최소화시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 사용자 단말기 20 : 네비게이션 서버
30 : 지도 정보 서버

Claims (20)

  1. 사용자 단말기에 의해 수행되는 도보 네비게이션 방법에 있어서,
    GPS(Global Positioning System)를 이용하여 현재 위치를 측정하는 단계;
    측정된 현재 위치를 이용하여 복수의 보도들 및 교차점들을 포함하는 타겟 지도 정보를 추출하는 단계(이하, '타겟 지도 정보 추출 단계'라 함);
    상기 타겟 지도 정보를 이용하여 상기 교차점들의 위치 정보, 상기 교차점들 간의 거리 정보 및 상기 교차점들 간의 방위각 정보를 획득하는 단계(이하, '교차점 정보 획득 단계'라 함);
    상기 교차점 정보 획득 단계 이후, 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계(이하, '제1 이동 상태 판단 단계'라 함);
    상기 제1 이동 상태 판단 단계의 결과, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단하면, 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 이동 속도(이하, 'GPS 동작 이동 속도'라 함), 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 이동 상태를 나타내는 이동 상태값, 상기 이동 상태값이 안정적인지를 나타내는 오차 공분산 및 상기 GPS가 동작되고 있을 때의 누적 걸음수(이하, 'GPS 동작 누적 걸음수'라 함)를 계산하는 단계(이하, 'GPS 동작시의 계산 단계'라 함);
    상기 GPS 동작시의 계산 단계 이후, 상기 오차 공분산이 안정적인 이동 상태의 최대치를 나타내는 오차 기준치를 초과하는지를 판단하는 단계(이하, '안정적인 이동 판단 단계'라 함);
    상기 안정적인 이동 판단 단계의 결과, 상기 오차 공분산이 상기 오차 기준치를 초과한다고 판단하면, 상기 GPS 동작시의 계산 단계를 다시 수행하는 단계;
    상기 안정적인 이동 판단 단계의 결과, 상기 오차 공분산이 상기 오차 기준치 이하라고 판단되면, 상기 GPS의 동작을 정지시키는 단계; 및
    상기 GPS의 동작을 정지시킨 이후, 상기 GPS의 동작이 정지될 시점의 현재 위치, 상기 GPS 동작 이동 속도 및 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 이용하여 계산된 평균 보폭, 상기 GPS의 동작이 정지되고 있을 때의 누적 걸음수(이하, 'GPS 정지 누적 걸음수'라 함), 방위각 센서에 의해 측정된 현재 이동하고 있는 진행 방향각을 이용하여 현재 위치를 계산하여 결정하는 단계(이하, '현재 위치 결정 단계'라 함)를 포함하는 도보 네비게이션 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 지도 정보 추출 단계에서는,
    지도 정보 데이터베이스에서, 측정된 현재 위치를 중심으로 기준 범위 내에 있는 영역에 대한 정보를 포함하는 상기 타겟 지도 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타겟 지도 정보 추출 단계에서는,
    상기 지도 정보 데이터베이스를 저장하고 있는 지도 정보 서버에 접속한 후, 상기 타겟 지도 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 교차점 정보 획득 단계는
    상기 타겟 지도 정보를 이용하여 상기 교차점들의 위치 정보를 추출하는 단계;
    상기 교차점들의 위치 정보를 이용하여 상기 교차점들 간의 거리 정보를 계산하는 단계; 및
    상기 교차점들의 위치 정보를 이용하여 상기 교차점들 간의 방위각 정보를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이동 상태 판단 단계는
    상기 가속도 센서를 이용하여 복수의 가속도 센싱값들을 측정하는 단계;
    측정된 가속도 센싱값들의 표준편차를 계산하는 단계; 및
    계산된 가속도 센싱값들의 표준편차를 이용하여 상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계에서는,
    계산된 가속도 센싱값들의 표준편차가 편차 기준치 이상일 경우, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 GPS 동작시의 계산 단계는
    상기 GPS 동작 이동 속도, 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계산하는 단계; 및
    상기 GPS 동작 누적 걸음수를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 GPS 동작 이동 속도, 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계산하는 단계는
    상기 GPS를 이용하여 현재 위치를 재측정하는 단계; 및
    재측정된 현재 위치를 이용하여 상기 GPS 동작 이동 속도, 상기 이동 상태값 및 상기 오차 공분산을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 GPS 동작 누적 걸음수를 계산하는 단계는
    상기 가속도 센서를 이용하여 적어도 하나의 가속도 센싱값을 측정하는 단계; 및
    측정된 가속도 센싱값의 z축 성분을 이용하여 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 현재 위치 결정 단계에서는,
    결정된 현재 위치, 상기 GPS 동작 이동 속도 및 상기 진행 방향각를 이용하여 앞으로 도착할 타겟 교차점으로의 도착 예정 시각을 더 계산하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 현재 위치 결정 단계는
    상기 GPS 동작 이동 속도 및 상기 GPS 동작 누적 걸음수를 이용하여 상기 평균 보폭을 계산하는 단계;
    상기 GPS의 동작이 정지될 시점의 현재 위치를 결정하는 단계;
    결정된 현재 위치, 상기 GPS 동작 이동 속도 및 상기 진행 방향각를 이용하여 상기 도착 예정 시각을 계산하는 단계(이하, '도착 예정 시각 계산 단계'라 함);
    상기 도착 예정 시각 계산 단계 이후, 상기 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계(이하, ‘제2 이동 상태 판단 단계’라 함);
    상기 제2 이동 상태 판단 단계의 결과, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단하면, 상기 GPS 정지 누적 걸음수를 계산한 후, 현재 시간이 상기 도착 예정 시각인지를 판단하는 단계(이하, ‘예정 시각 판단 단계’라 함);
    상기 예정 시각 판단 단계의 결과, 현재 시간이 상기 도착 예정 시각 이전이라고 판단하면, 상기 제2 이동 상태 판단 단계를 다시 수행하는 단계;
    상기 예정 시각 판단 단계의 결과, 현재 시간이 상기 도착 예정 시각이거나 이후라고 판단하면, 상기 도착 예정 시각 계산 단계를 다시 수행하는 단계;
    상기 제2 이동 상태 판단 단계의 결과, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있지 않다고 판단하면, 상기 평균 보폭, 상기 GPS 정지 누적 걸음수 및 상기 진행 방향각을 이용하여 현재 위치를 계산하여 결정하는 단계(이하, ‘현재 위치 갱신 단계’라 함); 및
    상기 현재 위치 갱신 단계 이후, 상기 도착 예정 시각 계산 단계를 다시 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
  15. 삭제
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  19. 삭제
  20. 제14항에 있어서,
    상기 현재 위치 갱신 단계는
    상기 평균 보폭, 상기 GPS 정지 누적 걸음수 및 상기 진행 방향각을 이용하여 현재 위치를 계산하여 결정하는 단계;
    현재 위치를 계산하여 결정한 후, 상기 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자 단말기가 이동하고 있는지를 판단하는 단계(이하, '제3 이동 상태 판단 단계'라 함);
    상기 제3 이동 상태 판단 단계의 결과, 상기 사용자 단말기가 이동하고 있다고 판단하면, 상기 GPS를 동작시켜 현재 위치를 다시 측정하여 결정하는 단계; 및
    현재 위치를 다시 측정하여 결정한 후, 상기 GPS의 동작을 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도보 네비게이션 방법.
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