KR102121274B1 - Method for estimating analytic weight least squrares based on robust filter, unsupervised clustering - Google Patents

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KR102121274B1 KR1020180053432A KR20180053432A KR102121274B1 KR 102121274 B1 KR102121274 B1 KR 102121274B1 KR 1020180053432 A KR1020180053432 A KR 1020180053432A KR 20180053432 A KR20180053432 A KR 20180053432A KR 102121274 B1 KR102121274 B1 KR 102121274B1
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Abstract

강인 필터, 비지도 군집에 기반한 해석적 가중치 최소자승 위치 추정 기법이 개시된다. 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에 의해 수행되는 위치 추정 방법은, 위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 이용하여 비지도 학습을 수행하는 단계; 상기 비지도 학습을 수행함에 따라 상기 가중치를 도출하는 단계; 및 상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 단계를 포함할 수 있다. An analytical weight least squares location estimation technique based on robust filters and unsupervised clusters is disclosed. A location estimation method performed by a location estimation apparatus according to an embodiment includes: performing unsupervised learning on an observation value obtained by estimating location information using a Gaussian mixture model; Deriving the weight as the unsupervised learning is performed; And estimating a positional parameter using a least-squares method based on the weight.

Description

강인(Robust) 필터, 비지도 군집(Unsupervised clustering)에 기반한 해석적 가중치 최소자승 위치 추정 방법{METHOD FOR ESTIMATING ANALYTIC WEIGHT LEAST SQURARES BASED ON ROBUST FILTER, UNSUPERVISED CLUSTERING} METHOD FOR ESTIMATING ANALYTIC WEIGHT LEAST SQURARES BASED ON ROBUST FILTER, UNSUPERVISED CLUSTERING}

아래의 설명은 가중치 최소자승 위치 추정 기술에 관한 것이다.The description below relates to a technique for estimating a least squares weighted position.

휴대폰 단말기 위치 추정이나 실내 이상치가 존재하는 환경에서 GPS를 사용할 수 없는 경우에 객체의 위치를 추정하는 분야이다. 기존의 방법은 가중치를 이용하지 않으므로 관측값의 정확도를 고려할 수 없으므로 가중치를 이용한 경우보다 추정 성능이 저하될 수 밖에 없다.This field is used to estimate the location of an object when GPS cannot be used in a mobile phone terminal location estimation or in an environment where indoor outliers exist. Since the existing method does not use weights, the accuracy of observations cannot be taken into account, so the estimation performance is inevitably lower than when using weights.

비특허문헌 1 "Robust time-of-arrival source localization employing error covariance of sample mean and sample median in line-of-sight/non-line-of-sight mixture environments, Eurasip Journal on Advances in Signal Processing, 2016:89"에 따르면, 가중치가 일정하므로 오염율이 50%를 초과하는 경우 위치 추정성능이 급격히 저하된다. Non-Patent Document 1 "Robust time-of-arrival source localization employing error covariance of sample mean and sample median in line-of-sight/non-line-of-sight mixture environments, Eurasip Journal on Advances in Signal Processing, 2016:89 According to ", since the weight is constant, if the contamination rate exceeds 50%, the position estimation performance rapidly decreases.

비특허문헌 2 "Generalized Hampel filters, Eurasip Journal on Advances in Signal Processing, 2016:87"에 따르면, 가중치가 이용되지 않으므로 가중치 기반 방식보다 추정 성능이 저하될 수 밖에 없다. According to the non-patent document 2 "Generalized Hampel filters, Eurasip Journal on Advances in Signal Processing, 2016:87", since the weight is not used, the estimation performance is inevitably lowered than the weight-based method.

Skipped 필터와 Hampel 필터를 이용한 위치 추정에 있어 가중치를 계산하는 data-driven 기반의 해석적 방법을 제공할 수 있다. 또한, 가우시안 혼합 모델(GMM)을 이용하여 정상치(inlier)와 이상치(outlier)를 구분하고, 정상치에 대한 가중치를 추정하여 가중치 기반의 위치 추정을 수행하는 방법을 제공할 수 있다. It is possible to provide a data-driven based analytical method for calculating weights in position estimation using a Skipped filter and a Hampel filter. In addition, it is possible to provide a method of distinguishing an inlier from an outlier using a Gaussian mixture model (GMM), and estimating the weight for the normal to perform weight-based position estimation.

위치 추정 장치에 의해 수행되는 위치 추정 방법은, 위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 이용하여 비지도 학습을 수행하는 단계; 상기 비지도 학습을 수행함에 따라 상기 가중치를 도출하는 단계; 및 상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The location estimation method performed by the location estimation apparatus includes: performing unsupervised learning on an observation value obtained by estimating location information using a Gaussian mixture model; Deriving the weight as the unsupervised learning is performed; And estimating a positional parameter using a least-squares method based on the weight.

상기 가우시안 혼합 모델을 이용하여 위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값에 대한 비지도 학습을 수행하는 단계는, 상기 가우시안 혼합 모델을 이용하여 상기 획득된 관측값을 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류하는 단계를 포함할 수 있다. The step of performing unsupervised learning on the obtained observation value by estimating location information using the Gaussian mixture model may include the obtained observation value as a normal value and an outlier using the Gaussian mixture model. Classifying may include.

상기 비지도 학습을 수행함에 따라 상기 가중치를 도출하는 단계는, 상기 획득된 관측값에 대하여 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류한 후, 통계적 검정에 의하여 연산함에 따라 획득된 정상값에 기초하여 가중치를 도출하는 단계를 포함할 수 있다. The step of deriving the weight as the unsupervised learning is performed is classified into normal values and outliers with respect to the obtained observation values, and then based on the normal values obtained by calculating by statistical tests. And deriving a weight.

상기 비지도 학습을 수행함에 따라 상기 가중치를 도출하는 단계는, 강인 필터를 이용하여 상기 위치 정보에 대하여 측정된 관측값으로부터 이상값을 제거 또는 다른 값으로 대체하여 가중치를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. The step of deriving the weight by performing the unsupervised learning may include calculating an weight by removing an outlier from a measured value for the location information or replacing it with another value using a robust filter. have.

상기 비지도 학습을 수행함에 따라 상기 가중치를 도출하는 단계는, 스킵트(Skipped) 필터와 햄펠(Hampel) 필터를 이용하여 위치 정보에 대한 이상값을 제외한 관측값을 획득하고, 위치 정보에 대한 이상값을 중간값으로 대체하고, 상기 이상값을 제외한 관측값과 상기 중간값을 포함하는 정상값을 이용하여 위치 정보 추정을 위한 가중치를 도출하는 단계를 포함할 수 있다. In the step of deriving the weight as the unsupervised learning is performed, an observed value excluding an abnormal value for location information is obtained using a skipped filter and a Hampel filter, and the abnormality for location information is obtained. The method may include deriving a weight for estimation of location information by replacing the value with a median value and using the observed value excluding the outlier value and a normal value including the median value.

상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 단계는, 상기 비지도 학습을 수행함에 따라 분류된 정상값을 상기 도출된 가중치에 기반하여 위치 추정치를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. The step of estimating a positional parameter using the least squares method based on the weight may include calculating a position estimate based on the derived weights of the normal values classified as the unsupervised learning is performed.

위치 추정 장치는, 위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 이용하여 비지도 학습을 수행하는 비지도 학습부; 상기 비지도 학습을 수행함에 따라 상기 가중치를 도출하는 가중치 도출부; 및 상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 위치 추정부를 포함할 수 있다. The apparatus for estimating a location includes: an unsupervised learning unit configured to perform unsupervised learning on an observation value obtained by estimating location information using a Gaussian mixture model; A weight derivation unit deriving the weight as the unsupervised learning is performed; And a location estimator for estimating location parameters using the least squares method based on the weights.

상기 비지도 학습부는, 상기 가우시안 혼합 모델을 이용하여 상기 획득된 관측값을 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류할 수 있다. The unsupervised learning unit may classify the obtained observation values into normal values and outliers using the Gaussian mixture model.

상기 가중치 도출부는, 상기 획득된 관측값에 대하여 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류한 후, 통계적 검정에 의하여 연산함에 따라 획득된 정상값에 기초하여 가중치를 도출할 수 있다. The weight derivation unit may classify the obtained observation values into normal values and outliers, and then derive weights based on the normal values obtained by calculating by a statistical test.

상기 가중치 도출부는, 강인 필터를 이용하여 상기 위치 정보에 대하여 측정된 관측값으로부터 이상값을 제거 또는 다른 값으로 대체하여 가중치를 계산할 수 있다. The weight derivation unit may calculate a weight by removing an outlier from a measured value for the location information or replacing it with another value using a robust filter.

상기 가중치 도출부는, 스킵트(Skipped) 필터와 햄펠(Hampel) 필터를 이용하여 위치 정보에 대한 이상값을 제외한 관측값을 획득하고, 위치 정보에 대한 이상값을 중간값으로 대체하고, 상기 이상값을 제외한 관측값과 상기 중간값을 포함하는 정상값을 이용하여 위치 정보 추정을 위한 가중치를 도출할 수 있다. The weight derivation unit acquires an observation value excluding an outlier value for location information by using a skipped filter and a Hampel filter, replaces the outlier value for location information with an intermediate value, and the outlier value Weights for estimation of location information may be derived by using observation values excluding and normal values including the median values.

상기 위치 추정부는, 상기 비지도 학습을 수행함에 따라 분류된 정상값을 상기 도출된 가중치에 기반하여 위치 추정치를 계산할 수 있다. The position estimator may calculate a position estimate based on the derived weights of normal values classified as the unsupervised learning is performed.

일 실시예에 따른 위치 추정 장치는 강인 필터, 비지도 학습 군집에 기반한 가중치 최소자승법을 이용하여 위치를 추정함으로써 위치 추정의 성능을 향상시킬 수 있다. The apparatus for estimating a location according to an embodiment may improve the performance of location estimation by estimating the location using a weighted least squares method based on a robust filter and an unsupervised learning cluster.

일 실시예에 따른 위치 추정 장치는 data driven 방식을 이용하여 가중치를 계산함으로써 이상치의 영향을 감소시킬 수 있다.The position estimation apparatus according to an embodiment may reduce the influence of outliers by calculating weights using a data driven method.

도 1은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 위치 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에서 센서를 배치한 것을 나타낸 예이다.
도 4는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에서 비정상치에 대한 잡음의 표준편차 대 평균자승오차를 나타낸 예이다.
도 5는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에서 NLOS 센서 및 LOS 센서일 때, NLOS 잡음의 표준 편차 대 평균자승오차를 나타낸 예이다.
도 6은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에서 LOS 잡음의 표준편차 대 평균자승오차를 나타낸 예이다.
도 7은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 오염도 대 평균 자승 오차에 관한 결과이다.
도 8은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에서 가우시안 혼합 모델을 정상치와 이상치의 분류에 적용한 결과를 나타낸 것이다.
1 is a block diagram illustrating a configuration of a location estimation apparatus according to an embodiment.
2 is a flowchart illustrating a method for estimating a position of a position estimation apparatus according to an embodiment.
3 is an example showing a sensor disposed in a position estimation apparatus according to an embodiment.
4 is an example showing a standard deviation of a noise versus an average squared error for an abnormal value in a position estimation apparatus according to an embodiment.
5 is an example showing a standard deviation of a standard deviation of an NLOS noise versus an average square error in the case of an NLOS sensor and an LOS sensor in a position estimation apparatus according to an embodiment.
6 is an example of a standard deviation versus an average squared error of LOS noise in a position estimation apparatus according to an embodiment.
7 is a result of the pollution degree versus the mean square error of the position estimation apparatus according to an embodiment.
8 shows a result of applying a Gaussian mixture model to the classification of normal and outlier values in a position estimation apparatus according to an embodiment.

이하, 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 위치 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a location estimation apparatus according to an embodiment, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a location estimation method of a location estimation apparatus according to an embodiment.

위치 추정 장치(100)는 위치 추정의 성능을 향상시키기 위한 것으로, 비지도 학습부(110), 가중치 도출부(120) 및 위치 추정부(130)를 포함할 수 있다. 이러한 구성요소들은 위치 추정 장치(100)에 저장된 프로그램 코드가 제공하는 제어 명령에 따라 프로세서에 의해 수행되는 서로 다른 기능들(different functions)의 표현들일 수 있다. 구성요소들은 도 2의 위치 추정 방법이 포함하는 단계들(210 내지 230)을 수행하도록 위치 추정 장치(100)를 제어할 수 있다. 이때, 구성요소들은 메모리가 포함하는 운영체제의 코드와 적어도 하나의 프로그램의 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. The location estimation apparatus 100 is for improving the performance of location estimation, and may include an unsupervised learning unit 110, a weight derivation unit 120, and a location estimation unit 130. These components may be representations of different functions performed by the processor according to a control command provided by the program code stored in the position estimation apparatus 100. The components may control the position estimation apparatus 100 to perform steps 210 to 230 included in the position estimation method of FIG. 2. At this time, the components may be implemented to execute instructions according to the code of the operating system included in the memory and the code of at least one program.

위치 추정 장치(100)의 프로세서는 위치 추정 방법을 위한 프로그램의 파일에 저장된 프로그램 코드를 메모리에 로딩할 수 있다. 예를 들면, 위치 추정 장치(100)에서 프로그램이 실행되면, 프로세서는 운영체제의 제어에 따라 프로그램의 파일로부터 프로그램 코드를 메모리에 로딩하도록 위치 추정 장치(100)를 제어할 수 있다. 이때, 프로세서 및 프로세서가 포함하는 비지도 학습부(110), 가중치 도출부(120) 및 위치 추정부(130) 각각은 메모리에 로딩된 프로그램 코드 중 대응하는 부분의 명령을 실행하여 이후 단계들(210 내지 230)을 실행하기 위한 프로세서의 서로 다른 기능적 표현들일 수 있다. The processor of the location estimation apparatus 100 may load the program code stored in the file of the program for the location estimation method into the memory. For example, when the program is executed in the location estimation apparatus 100, the processor may control the location estimation apparatus 100 to load the program code from the file of the program into the memory under the control of the operating system. In this case, each of the processor and the unsupervised learning unit 110, the weight derivation unit 120, and the position estimation unit 130 included in the processor execute instructions of corresponding portions of the program codes loaded in the memory, and then perform the subsequent steps ( 210 to 230) may be different functional expressions of the processor for executing.

단계(210)에서 비지도 학습부(110)는 위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 사용하여 비지도 학습을 수행할 수 있다. 비지도 학습부(110)는 가우시안 혼합 모델을 이용하여 획득된 관측값을 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류할 수 있다. 예를 들면, 정상값과 이상값을 분류함에 있어서, 관측값이 기 설정된 기준 범위에 포함될 경우, 정상 범위에 있는 것으로 판단하여 정상값으로 분류하고, 기 설정된 기준 범위에 포함되지 않을 경우, 비정상 범위에 있는 것으로 판단하여 이상값으로 분류할 수 있다. In step 210, the unsupervised learning unit 110 may perform unsupervised learning by using a Gaussian mixture model on the observations obtained by estimating location information. The unsupervised learning unit 110 may classify observations obtained using a Gaussian mixture model into normal values and outliers. For example, in classifying normal values and outliers, when an observation value is included in a preset reference range, it is determined to be in a normal range and classified as a normal value, and when not included in a preset reference range, an abnormal range It can be judged as being in and classified as an outlier.

단계(220)에서 가중치 도출부(120)는 비지도 학습을 수행함에 따라 가중치를 도출할 수 있다. 가중치 도출부(120)는 획득된 관측값에 대하여 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류한 후, 통계적 검정에 의하여 연산함에 따라 획득된 정상값에 기초하여 가중치를 도출할 수 있다. 가중치 도출부(120)는 강인 필터를 이용하여 위치 정보에 대하여 측정된 관측값으로부터 이상값을 제거 또는 다른 값으로 대체하여 추정치를 계산할 수 있다. 구체적으로, 가중치 도출부(120)는 스킵트(Skipped) 필터와 햄펠(Hampel) 필터를 이용하여 위치 정보에 대한 이상값을 제외한 관측값을 획득하고, 위치 정보에 대한 이상값을 중간값으로 대체하고, 이상값을 제외한 관측값과 중간값을 포함하는 정상값을 이용하여 위치 정보 추정을 위한 가중치를 도출할 수 있다. 예를 들면, 스킵트 필터를 이용하여 위치 정보에 대한 이상값을 제외한 정상값만을 이용하여 가중치를 도출할 수 있고, 햄펠 필터를 이용하여 위치 정보에 대한 이상값을 중간값으로 대체하고, 대체된 중간값과 정상값을 이용하여 가중치를 도출할 수 있다. In step 220, the weight deriving unit 120 may derive the weight as the unsupervised learning is performed. The weight derivation unit 120 may classify the obtained observation values into normal values and outliers, and then derive weights based on the obtained normal values as calculated by a statistical test. The weight derivation unit 120 may calculate the estimated value by removing the outlier from the observed value measured for the location information using a robust filter or substituting it for another value. Specifically, the weight deriving unit 120 obtains observation values excluding outliers for location information by using a skipped filter and a Hampel filter, and replaces the outliers for location information with an intermediate value. Then, a weight for estimating location information may be derived using normal values including observation values and median values excluding outliers. For example, the weight can be derived using only the normal value excluding the outlier for the location information using the skipped filter, and the outlier for the location information is replaced with the intermediate value using the hampel filter, and replaced Weights can be derived using median and normal values.

단계(230)에서 위치 추정부(130)는 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정할 수 있다. 위치 추정부(130)는 비지도 학습을 수행함에 따라 분류된 정상값을 도출된 가중치에 기반하여 위치 추정치를 계산할 수 있다.In step 230, the location estimator 130 may estimate the location parameter using a least squares method based on weights. The location estimator 130 may calculate the location estimate based on the derived weights of the normal values classified as the unsupervised learning is performed.

도 3은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에서 센서를 배치한 것을 나타낸 예이다. 3 is an example showing a sensor disposed in a position estimation apparatus according to an embodiment.

실시예에 따른 위치 추정 장치는 종래의 강인 필터를 이용한 위치 추정의 성능을 향상시키기 위해 강인 필터, 비지도 학습 군집에 기반한 가중치 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정할 수 있다. 이때, 가중치를 이용한 위치 추정 기법은 이상값(outlier)을 제외한 관측값에 의하여 추정되거나 이상값을 중간값으로 대체하여 중간값과 관측값에 의하여 추정될 수 있다. 또한, 가우시안 혼합모델(Gaussian mixture model)을 이용하여 비지도 학습에 기반한 군집을 수행함으로써 정상값(inlier)과 이상값으로 분류되고 통계적 검정(예를 들면, 평균)에 의하여 정상값만 취하여 가중치를 도출할 수 있다. 이에 따라, 위치 추정 장치는 기존의 방법보다 우수한 위치 추정 성능을 발휘할 수 있다. The position estimation apparatus according to the embodiment may estimate the positional parameter using a weighted least squares method based on a robust filter and an unsupervised learning cluster to improve the performance of the conventional position estimation using a robust filter. At this time, the position estimation technique using weights can be estimated by observation values excluding outliers or by replacing the outliers with an intermediate value, and then by an intermediate value and an observation value. In addition, by performing clustering based on unsupervised learning using a Gaussian mixture model, it is classified into a normal value (inlier) and an outlier value, and the weight is obtained by taking only a normal value by a statistical test (e.g., average). Can be derived. Accordingly, the position estimation apparatus can exhibit superior position estimation performance than the conventional method.

햄펠(Hampel) 필터를 이용하여 가중치는 다음과 같이 계산될 수 있다. The weight can be calculated as follows using a Hampel filter.

Figure 112018045781996-pat00001
Figure 112018045781996-pat00001

여기서,

Figure 112018045781996-pat00002
,
Figure 112018045781996-pat00003
,
Figure 112018045781996-pat00004
는 정상치로 판정된 샘플의 수,
Figure 112018045781996-pat00005
는 이상치로 판정된 샘플의 수,
Figure 112018045781996-pat00006
는 중간값(median),
Figure 112018045781996-pat00007
는 정상치로 판정된 센서의 인덱스(index),
Figure 112018045781996-pat00008
는 이상치로 판정된 센서의 인덱스를 의미한다. here,
Figure 112018045781996-pat00002
,
Figure 112018045781996-pat00003
,
Figure 112018045781996-pat00004
Is the number of samples determined to be normal,
Figure 112018045781996-pat00005
Is the number of samples judged to be outliers,
Figure 112018045781996-pat00006
Is the median,
Figure 112018045781996-pat00007
Is the index of the sensor determined to be normal,
Figure 112018045781996-pat00008
Denotes the index of the sensor determined as an outlier.

위치 추정은 가중치 최소 자승 오차 알고리즘에 의하여 추정되고 다음과 같이 나타낼 수 있다.The position estimation is estimated by a weighted least squares error algorithm and can be expressed as follows.

Figure 112018045781996-pat00009
Figure 112018045781996-pat00009

여기서,

Figure 112018045781996-pat00010
이다.here,
Figure 112018045781996-pat00010
to be.

일반적으로 잘 알려진 2단계 위치 추정 알고리즘에 의하여 첫 단계에서의 위치 추정치가 개선될 수 있다. In general, the position estimate in the first step may be improved by a well-known two-step position estimation algorithm.

Skipped 필터에 의한 가중치는 다음과 같이 계산될 수 있다. The weight by the skipped filter can be calculated as follows.

Figure 112018045781996-pat00011
Figure 112018045781996-pat00011

마찬가지로, 위치 추정은 가중치 기반의 최소 자승 오차 방법에 의하여 추정되고 다음과 같이 나타낼 수 있다.Likewise, the position estimation is estimated by a weight-based least squares error method and can be expressed as follows.

Figure 112018045781996-pat00012
Figure 112018045781996-pat00012

여기서,

Figure 112018045781996-pat00013
이다.here,
Figure 112018045781996-pat00013
to be.

또한, 마찬가지로 잘 알려져 있는 2단계 최소 자승 오차 기법에 의하여 최종 위치가 결정될 수 있다. Also, the final position can be determined by the well-known two-step least-squares error technique.

가우시안 혼합 모델은 다음과 같이 E-step과 M-step으로 나누어질 수 있다. The Gaussian mixture model can be divided into E-step and M-step as follows.

Figure 112018045781996-pat00014
Figure 112018045781996-pat00014

여기서,

Figure 112018045781996-pat00015
은 잠재변수(latent variable),
Figure 112018045781996-pat00016
은 n번째 관측값,
Figure 112018045781996-pat00017
는 j번째 가우시안 성분의 평균,
Figure 112018045781996-pat00018
는 j번째 가우시안 성분의 분산,
Figure 112018045781996-pat00019
는 혼합 가중치,
Figure 112018045781996-pat00020
는 owner 가중치이다. n번째 관측값은
Figure 112018045781996-pat00021
가 가장 클 때 j번째 가우시안 혼합 성분에 속한다고 판정된다.here,
Figure 112018045781996-pat00015
Is the latent variable,
Figure 112018045781996-pat00016
Is the nth observation,
Figure 112018045781996-pat00017
Is the mean of the jth Gaussian component,
Figure 112018045781996-pat00018
Is the variance of the jth Gaussian component,
Figure 112018045781996-pat00019
Is mixed weight,
Figure 112018045781996-pat00020
Is the owner weight. The nth observation
Figure 112018045781996-pat00021
When is the largest, it is determined to belong to the jth Gaussian mixture component.

도 3을 참고하면, 센서를 배치한 것을 나타낸 예이다. 도 3과 같은 센서 배치를 이용하여 신호원(source) localization을 수행할 수 있다. ○ 표시가 센서 위치를 의미한다. 예를 들면, 가로 20 m, 세로 20 m의 정사각형 내에 균일분포에서 추출된 신호원 위치 10개에 대한 200회의 몬테카를로 시뮬레이션을 시행할 수 있다.Referring to Figure 3, it is an example showing that the sensor is arranged. Source localization may be performed using the sensor arrangement as shown in FIG. 3. ○ indicates the sensor position. For example, 200 Monte Carlo simulations can be performed on 10 signal source locations extracted from a uniform distribution within a square of 20 m wide and 20 m long.

도 4는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 비정상치에 대한 잡음의 표준편차 대 평균자승오차를 나타낸 예이다. 도 4(a)는 contamination ratio (

Figure 112018045781996-pat00022
): 20%, the bias of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00023
): 4m, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00024
): 0.1m이고, 도 4(b)는
Figure 112018045781996-pat00025
: 30%,
Figure 112018045781996-pat00026
: 0.1m,
Figure 112018045781996-pat00027
: 4 이다. 도 4에서 센서 5, 6, 7이 NLOS(non-line-of-sight) 센서이고, 센서 5, 6, 7 이외의 나머지 센서는 LOS(line-of-sight) 센서이다. 실시예에서 제안된 weighted skipped 필터와 weighted Hampel 필터와 비지도 학습을 이용한 가중치 최소 자승법을 통하여 위치 추정을 수행하기 때문에 기존의 방법인 <C. Park and J. Chang, "Robust time-of-arrival source localization employing error covariance of sample mean and sample median in line-of-sight/non-line-of-sight mixture environments," Eurasip Journal on Advances in Signal Processing, 2016:89>, <J. Riba and A, Urruela, "A non-line-of-sight mitigation technique based on ML-detection," in Proc. of the ICASSP Montreal, QC, Canada, 1721 May 2004.> 보다 우수한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다. 이때, 각각의 종래의 기술을 도 4 내지 도 8의 그래프에서는 [28], [30]으로 기입하였다. 4 is an example showing the standard deviation of the standard deviation of the noise against the abnormal value of the position estimation apparatus according to an embodiment. Figure 4 (a) is the contamination ratio (
Figure 112018045781996-pat00022
): 20%, the bias of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00023
): 4m, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00024
): 0.1m, Fig. 4(b)
Figure 112018045781996-pat00025
: 30%,
Figure 112018045781996-pat00026
: 0.1m,
Figure 112018045781996-pat00027
: 4 In FIG. 4, sensors 5, 6, and 7 are non-line-of-sight (NLOS) sensors, and the remaining sensors other than sensors 5, 6, and 7 are line-of-sight (LOS) sensors. Since the location estimation is performed through the weighted least square method using the weighted skipped filter, the weighted Hampel filter, and the unsupervised learning proposed in the embodiment, the <C. Park and J. Chang, "Robust time-of-arrival source localization employing error covariance of sample mean and sample median in line-of-sight/non-line-of-sight mixture environments," Eurasip Journal on Advances in Signal Processing, 2016:89>, <J. Riba and A, Urruela, "A non-line-of-sight mitigation technique based on ML-detection," in Proc. of the ICASSP Montreal, QC, Canada, 1721 May 2004.> You can see that it shows better performance. At this time, each conventional technique is written as [28] and [30] in the graphs of FIGS. 4 to 8.

도 5는 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에서 NLOS 센서 및 LOS 센서일 때, NLOS 잡음의 표준 편차 대 평균자승오차를 나타낸 예이다. 도 5(a)는 contamination ratio (

Figure 112018045781996-pat00028
): 20%, the bias of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00029
): 4m, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00030
): 0.1m이고, 도 5(b)는
Figure 112018045781996-pat00031
: 30%,
Figure 112018045781996-pat00032
: 0.1m,
Figure 112018045781996-pat00033
: 4m이다. 도 5를 참고하면, 센서 4, 5, 6, 7이 NLOS 센서이고, 센서 4, 5, 6, 7이외의 나머지 센서가 LOS 센서일 때, NLOS 잡음의 표준 편차 대 평균자승오차를 나타낸 것이다. 5 is an example showing a standard deviation of a standard deviation of an NLOS noise versus an average square error in the case of an NLOS sensor and an LOS sensor in a position estimation apparatus according to an embodiment. 5(a) shows contamination ratio (
Figure 112018045781996-pat00028
): 20%, the bias of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00029
): 4m, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00030
): 0.1m, Fig. 5(b)
Figure 112018045781996-pat00031
: 30%,
Figure 112018045781996-pat00032
: 0.1m,
Figure 112018045781996-pat00033
: It is 4m. Referring to FIG. 5, when the sensors 4, 5, 6, and 7 are NLOS sensors, and the remaining sensors other than sensors 4, 5, 6, and 7 are LOS sensors, the standard deviation of the NLOS noise versus the mean square error is shown.

도 6은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에서 LOS 잡음의 표준편차 대 평균자승오차를 나타낸 예이다. 도 6에서 bias of NLOS noise (

Figure 112018045781996-pat00034
): 4m, contamination ratio: 30%, standard deviation of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00035
) :10m이다. 실시예에서 제안된 기법의 평균자승오차가 기존의 방법보다 작은 것을 확인할 수 있다. 또한, LOS 잡음이 증가함에 따라 모든 알고리즘의 평균 자승 오차는 증가하는 것을 확인할 수 있다. 6 is an example of a standard deviation versus an average squared error of LOS noise in a position estimation apparatus according to an embodiment. In Figure 6 bias of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00034
): 4m, contamination ratio: 30%, standard deviation of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00035
): 10m. It can be seen that the mean square error of the proposed method in the embodiment is smaller than the existing method. In addition, it can be seen that as the LOS noise increases, the mean square error of all algorithms increases.

도 7은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치의 오염도(contamination ratio) 대 평균 자승 오차에 관한 결과이다. 도 7에서 bias of NLOS noise (

Figure 112018045781996-pat00036
): 4m, contamination ratio: 30%, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00037
): 0.1m, standard deviation of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00038
) :10m이다. 도 7을 참고하면, 오염율이 50%를 초과하는 경우 기존 방법에서는 추정 성능이 급격히 저하되지만 제안된 방법의 성능은 크게 변화가 없는 것을 확인할 수 있다. 7 is a result of an average squared error versus a contamination ratio of a position estimation apparatus according to an embodiment. In Figure 7 bias of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00036
): 4m, contamination ratio: 30%, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00037
): 0.1m, standard deviation of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00038
): 10m. Referring to FIG. 7, when the contamination rate exceeds 50%, it can be confirmed that in the existing method, the estimated performance is rapidly reduced, but the performance of the proposed method is not significantly changed.

도 8은 일 실시예에 따른 위치 추정 장치에서 가우시안 혼합 모델을 정상치와 이상치의 분류에 적용한 결과를 나타낸 것이다. 도 8(a)에서 bias of NLOS noise (

Figure 112018045781996-pat00039
): 4m, contamination ratio: 30%, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00040
): 0.1m, standard deviation of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00041
) :10m이고, 도 8(b)에서 bias of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00042
): 4m, contamination ratio: 30%, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00043
): 0.25m, standard deviation of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00044
) :10m이다. 도 8을 참고하면, 관측 잡음의 분산이 작은 경우 가우시안 혼합 모델은 정상치와 이상치를 양호하게 분류할 수 있음을 확인할 수 있다. 그러나, 관측 잡음의 크기가 큰 경우 가우시안 혼합모델의 분류 성능이 저하됨으로써 이상값과 정상값을 바르게 분류할 수 없음을 볼 수 있다. 따라서, 관측 잡음의 표준 편차가 작은 경우에는 가우시안 혼합 모델과 같은 비지도 학습 기반의 분류 방법을 이용 가능하지만 표준편차가 큰 경우에는 이의 사용이 바람직하지 않고 강인 필터를 사용하는 것이 더 바람직하다. 이는 도 6의 결과와 양립함을 볼 수 있다.8 shows a result of applying a Gaussian mixture model to the classification of normal and outlier values in a position estimation apparatus according to an embodiment. In Figure 8 (a) bias of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00039
): 4m, contamination ratio: 30%, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00040
): 0.1m, standard deviation of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00041
): 10m, bias of NLOS noise in FIG. 8(b) (
Figure 112018045781996-pat00042
): 4m, contamination ratio: 30%, standard deviation of LOS noise (
Figure 112018045781996-pat00043
): 0.25m, standard deviation of NLOS noise (
Figure 112018045781996-pat00044
): 10m. Referring to FIG. 8, when the variance of the observed noise is small, it can be confirmed that the Gaussian mixture model can classify the normal and outliers satisfactorily. However, it can be seen that when the magnitude of the observed noise is large, the classification performance of the Gaussian mixture model deteriorates, so that the outliers and the normal values cannot be properly classified. Therefore, when the standard deviation of the observed noise is small, an unsupervised learning-based classification method such as a Gaussian mixture model can be used, but when the standard deviation is large, its use is not preferable, and a robust filter is more preferable. This can be seen to be compatible with the results of FIG. 6.

일 실시예에 따른 위치 추정 장치는 가중치 계산 방식을 data driven 방식으로 추정함으로써 오염율이 50%를 초과하는 경우에도 data driven 방식을 이용하여 가중치가 작아지므로 이상치의 영향을 감소시킬 수 있다. 또한, 해석적 방법, 비지도 학습에 의하여 가중치를 계산함으로써 추정 성능을 향상시킬 수 있다. The position estimation apparatus according to an embodiment may reduce the influence of outliers because the weight is reduced using the data driven method even when the contamination rate exceeds 50% by estimating the weight calculation method using the data driven method. In addition, it is possible to improve estimation performance by calculating weights using analytical methods and unsupervised learning.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented with hardware components, software components, and/or combinations of hardware components and software components. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors (micro signal processors), microcomputers, field programmable gate arrays (FPGAs). , A programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers. The processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For convenience of understanding, a processing device may be described as one being used, but a person having ordinary skill in the art, the processing device may include a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. In addition, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device, or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. Can be embodied in The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiments or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (12)

위치 추정 장치에 의해 수행되는 위치 추정 방법에 있어서,
위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 이용하여 비지도 학습을 수행하는 단계;
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 가중치를 도출하는 단계; 및
상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 단계
를 포함하고,
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 상기 가중치를 도출하는 단계는,
상기 획득된 관측값에 대하여 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류한 후, 통계적 검정에 의하여 연산함에 따라 획득된 정상값에 기초하여 가중치를 도출하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
In the position estimation method performed by the position estimation apparatus,
Performing unsupervised learning on the observations obtained by estimating location information using a Gaussian mixture model;
Deriving weights as the unsupervised learning is performed; And
Estimating a positional parameter using a least-squares method based on the weight
Including,
The step of deriving the weight as performing the unsupervised learning,
Classifying the obtained observation values into normal values and outliers, and then deriving weights based on the obtained normal values as calculated by statistical tests.
Location estimation method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 가우시안 혼합 모델을 이용하여 위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값에 대한 비지도 학습을 수행하는 단계는,
상기 가우시안 혼합 모델을 이용하여 상기 획득된 관측값을 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
According to claim 1,
The step of performing unsupervised learning on the obtained observation value by estimating location information using the Gaussian mixture model is:
Classifying the obtained observation values into normal values and outliers using the Gaussian mixture model.
Location estimation method comprising a.
삭제delete 위치 추정 장치에 의해 수행되는 위치 추정 방법에 있어서,
위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 이용하여 비지도 학습을 수행하는 단계;
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 가중치를 도출하는 단계; 및
상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 단계
를 포함하고,
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 상기 가중치를 도출하는 단계는,
강인 필터를 이용하여 상기 위치 정보에 대하여 측정된 관측값으로부터 이상값을 제거 또는 다른 값으로 대체하여 가중치를 계산하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
In the position estimation method performed by the position estimation apparatus,
Performing unsupervised learning on the observations obtained by estimating location information using a Gaussian mixture model;
Deriving weights as the unsupervised learning is performed; And
Estimating a positional parameter using a least-squares method based on the weight
Including,
The step of deriving the weight as performing the unsupervised learning,
Calculating weights by removing outliers or replacing them with other values from observations measured for the location information using a robust filter
Location estimation method comprising a.
제4항에 있어서,
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 상기 가중치를 도출하는 단계는,
스킵트(Skipped) 필터와 햄펠(Hampel) 필터를 이용하여 위치 정보에 대한 이상값을 제외한 관측값을 획득하고, 위치 정보에 대한 이상값을 중간값으로 대체하고, 상기 이상값을 제외한 관측값과 상기 중간값을 포함하는 정상값을 이용하여 위치 정보 추정을 위한 가중치를 도출하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
The method of claim 4,
The step of deriving the weight as performing the unsupervised learning,
Obtained observation values excluding the outliers for the location information are obtained by using the skipped filter and the Hampel filter, and the outliers for the location information are replaced with an intermediate value, and the observed values excluding the outliers Deriving a weight for estimation of location information using a normal value including the median value
Location estimation method comprising a.
위치 추정 장치에 의해 수행되는 위치 추정 방법에 있어서,
위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 이용하여 비지도 학습을 수행하는 단계;
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 가중치를 도출하는 단계; 및
상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 단계
를 포함하고,
상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 단계는,
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 분류된 정상값을 상기 도출된 가중치에 기반하여 위치 추정치를 계산하는 단계
를 포함하는 위치 추정 방법.
In the position estimation method performed by the position estimation apparatus,
Performing unsupervised learning on the observations obtained by estimating location information using a Gaussian mixture model;
Deriving weights as the unsupervised learning is performed; And
Estimating a positional parameter using a least-squares method based on the weight
Including,
The step of estimating the positional parameter using the least-squares method based on the weight may include:
Calculating a position estimate based on the derived weights of the normal values classified as the unsupervised learning is performed
Location estimation method comprising a.
위치 추정 장치에 있어서,
위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 이용하여 비지도 학습을 수행하는 비지도 학습부;
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 가중치를 도출하는 가중치 도출부; 및
상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 위치 추정부
를 포함하고,
상기 가중치 도출부는,
상기 획득된 관측값에 대하여 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류한 후, 통계적 검정에 의하여 연산함에 따라 획득된 정상값에 기초하여 가중치를 도출하는
위치 추정 장치.
In the position estimation device,
An unsupervised learning unit that performs unsupervised learning on a Gaussian mixture model based on the obtained observations by estimating location information;
A weight derivation unit deriving a weight as the unsupervised learning is performed; And
Position estimator for estimating positional parameters using least square method based on the weight
Including,
The weight derivation unit,
After classifying the obtained observation values into normal values and outliers, the weights are derived based on the obtained normal values as calculated by statistical tests.
Position estimation device.
제7항에 있어서,
상기 비지도 학습부는,
상기 가우시안 혼합 모델을 이용하여 상기 획득된 관측값을 정상값과 이상값(Outlier)으로 분류하는
것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.
The method of claim 7,
The unsupervised learning unit,
Using the Gaussian mixture model, the obtained observations are classified into normal values and outliers.
Position estimation device characterized in that.
삭제delete 위치 추정 장치에 있어서,
위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 이용하여 비지도 학습을 수행하는 비지도 학습부;
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 가중치를 도출하는 가중치 도출부; 및
상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 위치 추정부
를 포함하고,
상기 가중치 도출부는,
강인 필터를 이용하여 상기 위치 정보에 대하여 측정된 관측값으로부터 이상값을 제거 또는 다른 값으로 대체하여 가중치를 계산하는
것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.
In the position estimation device,
An unsupervised learning unit configured to perform unsupervised learning on the observation value obtained by estimating location information using a Gaussian mixture model;
A weight derivation unit deriving a weight as the unsupervised learning is performed; And
Position estimator for estimating positional parameters using least square method based on the weight
Including,
The weight derivation unit,
Calculate the weight by removing the outlier from the observed value measured for the location information or replacing it with another value using a robust filter
Position estimation device characterized in that.
제10항에 있어서,
상기 가중치 도출부는,
스킵트(Skipped) 필터와 햄펠(Hampel) 필터를 이용하여 위치 정보에 대한 이상값을 제외한 관측값을 획득하고, 위치 정보에 대한 이상값을 중간값으로 대체하고, 상기 이상값을 제외한 관측값과 상기 중간값을 포함하는 정상값을 이용하여 위치 정보 추정을 위한 가중치를 도출하는
것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.
The method of claim 10,
The weight derivation unit,
Obtained observation values excluding the outliers for the location information are obtained by using the skipped filter and the Hampel filter, and the outliers for the location information are replaced with an intermediate value, and the observed values excluding the outliers Deriving a weight for estimation of location information using a normal value including the median
Position estimation device characterized in that.
위치 추정 장치에 있어서,
위치 정보를 추정함에 따라 획득된 관측값을 가우시안 혼합 모델을 이용하여 비지도 학습을 수행하는 비지도 학습부;
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 가중치를 도출하는 가중치 도출부; 및
상기 가중치에 기반한 최소자승법을 이용하여 위치 파라미터를 추정하는 위치 추정부
를 포함하고,
상기 위치 추정부는,
상기 비지도 학습을 수행함에 따라 분류된 정상값을 상기 도출된 가중치에 기반하여 위치 추정치를 계산하는
것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.
In the position estimation device,
An unsupervised learning unit that performs unsupervised learning on a Gaussian mixture model based on the obtained observations by estimating location information;
A weight derivation unit deriving a weight as the unsupervised learning is performed; And
Position estimator for estimating positional parameters using least square method based on the weight
Including,
The position estimation unit,
As the non-supervised learning is performed, a normalized value is calculated based on the derived weight to calculate a position estimate.
Position estimation device characterized in that.
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