KR102255410B1 - 공중 위치 기준 노드를 선정하는 장치 및 방법 - Google Patents

공중 위치 기준 노드를 선정하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공중 위치 기준 노드를 선정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에서는 중계기들의 위치 좌표를 이용하여 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 산출하고, 무게중심 좌표와 사용자의 위치 좌표를 잇는 벡터를 법선 벡터(normal vector)로 갖는 평면을 결정하며, 중계기들의 좌표를 평면에 정사영할 수 있다.
본 발명에서는 중계기들의 정사영된 좌표와 무게중심 좌표에 기초하여, 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정할 수 있다.

Description

공중 위치 기준 노드를 선정하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SELECTING AIRBORNE POSITION REFERENCE NODE}
본 개시는 공중 위치 기준 노드를 선정하는 장치 및 방법을 제공한다.
많은 사용자들은 GNSS를 통해서 측위 서비스를 제공받는다. 하지만 산악 지역과 같은 GNSS 음영 지역에서는 GNSS 신호의 세기가 약해 서비스를 제공받지 못하는 경우가 존재한다. 이러한 경우에는 공중 위치 기준 노드를 통한 대체위성항법을 이용하여 측위 서비스를 제공받을 수 있다.
GNSS와 대체위성항법의 PNT(Positioning, Navigation, Timing) 기술에서 사용자는 시간 동기 및 위치 정보 획득을 위해서는 4개 이상의 항법 신호가 필요하다. 사용자가 중계기들로부터 신호를 받게 되면, 사용자는 수신한 신호들로부터 4개의 신호를 선택하여 자신의 위치를 결정하여 측위 서비스를 제공받을 수 있다.
하지만 GNSS에 비해 공중 기반의 대체위성항법은 구성비용이 상대적으로 저렴하며, 쉽게 운용이 가능하여 많은 수의 중계기들이 운용될 수 있다. 운용 중인 중계기들의 수가 증가하면 사용자가 수신하는 중계기들의 신호 수가 증가하는데, 이로 인해 위치 오차를 줄이기 위해 계산해야 하는 연산량이 증가하여 부하가 발생한다. 연산량이 증가하게 되면 움직이는 사용자의 경우 연산을 지속해서 수행해야 하므로 처리 속도가 느려질 수 있다.
또한, 공중 위치 기준 노드로 선택된 중계기들에 따라 사용자가 제공받는 측위 서비스의 정확도가 달라지므로 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 중계기를 선택하는 알고리즘이 요구된다. 나아가, 중계기의 위치가 빠르게 변하는 환경에서는 사용자의 연산량은 더욱 증가하므로 신속하게 공중 위치 기준 노드를 선택할 필요성이 증대되고 있다.
공중 위치 기준 노드를 선정하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제1 측면은, 공중 위치 기준 노드를 선정하는 방법에 있어서, 중계기들의 위치 좌표 및 사용자의 위치 좌표를 획득하는 단계; 상기 중계기들의 위치 좌표를 이용하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 산출하는 단계; 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표와 사용자의 위치 좌표를 잇는 벡터를 법선 벡터(normal vector)로 갖는 평면을 결정하는 단계; 상기 중계기들의 좌표를 상기 평면에 정사영하는 단계; 및 상기 중계기들의 정사영된 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 평면을 복수의 분면들로 구분하기 위해, 상기 평면 상에 복수의 방향 벡터(direction vector)들을 설정하는 단계; 서로 인접한 방향 벡터들을 외적하여 상기 중계기들 각각이 속하는 분면을 결정하는 단계; 및 상기 복수의 분면들 각각에서, 상기 중계기들의 정사영된 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 복수의 분면들 각각에서, 상기 중계기들의 정사영되기 전 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 4개의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 평면을 사분면으로 구분하기 위해, 상기 평면 상에 4개의 방향 벡터들을 설정하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 평면 상에 기준점을 설정하고, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표와 상기 기준점을 잇는 기준 방향 벡터를 설정하는 단계; 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 축으로, 상기 기준 방향 벡터를 '2π/(분면 개수)'씩 회전시킴으로써 (분면 개수-1) 개의 추가 방향 벡터들을 획득하는 단계; 및 상기 기준 방향 벡터 및 상기 추가 방향 벡터들을, 상기 평면 상의 복수의 방향 벡터들로 설정하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 무게중심 좌표를 원점으로 설정하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 제2 측면은, 공중 위치 기준 노드를 선정하는 장치에 있어서, 중계기들의 위치 좌표 및 사용자의 위치 좌표를 수신하는 통신부; 및 상기 중계기들의 위치 좌표를 이용하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 산출하고, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표와 사용자의 위치 좌표를 잇는 벡터를 법선 벡터(normal vector)로 갖는 평면을 결정하고, 상기 중계기들의 좌표를 상기 평면에 정사영하며, 상기 중계기들의 정사영된 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 제어부;를 제공할 수 있다.
본 개시의 제 3 측면은, 제 1 측면의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명을 통해 GNSS 음영 지역에서 대체위성항법으로 측위 서비스를 제공받을 때 공중 위치 기준 노드 선택에 대한 연산량을 줄이는 것이 가능하여 연산 처리 속도를 높일 수 있다.
특히, 본 발명은 많은 수의 중계기들이 빠르게 움직이는 환경에서, 중계기들 중 공중 위치 기준 노드를 선택하는데 소요되는 시간을 줄임으로써 사용자는 빠르고 정확한 위치 정보를 얻을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 중계기들의 무게 중심을 산출하는 예시를 보여주는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 중계기들의 좌표를 평면에 정사영하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 평면을 복수의 분면으로 구분하여 공중 위치 기준 노드를 선정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 공중 위치 기준 노드를 선정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 공중 위치 기준 노드를 선정하는 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
본 명세서에서 다양한 곳에 등장하는 "일부 실시예에서" 또는 "일 실시예에서" 등의 어구는 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다.
본 개시의 일부 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단” 및 “구성”등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 중계기들의 무게 중심을 산출하는 예시를 보여주는 도면이다.
도 1에는 공중에 위치한 n개(n은 자연수)의 중계기(101)가 도시된다.
대체위성항법의 PNT(Positioning, Navigation, Timing) 기술에서 사용자에 대한 시간 동기 및 위치 정보 획득을 위해서는 4개 이상의 항법 신호가 필요하다.
도 1에 도시된 n개의 중계기(101) 중에서 4개의 중계기(101)를 공중 위치 기준 노드로 선택하는 경우의 수는 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019087609723-pat00001
그러나, 중계기(101)를 선택하는 경우의 수는 중계기(101)의 개수(n)가 증가하는 속도보다 훨씬 크므로 모든 경우의 수를 계산하는 것은 복잡도를 크게 증가시킨다. 즉, 모든 경우의 수를 따지게 되면 시간 복잡도가 O(n4)가 되어 연산량이 크게 증가한다. 이하에서는 연산량을 크게 증가시키지 않고도 n개의 중계기(101) 중에서 4개의 중계기(101)를 공중 위치 기준 노드로 효율적으로 선택하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, n개의 중계기(101)들의 좌표는 3차원 좌표 (x, y, z)로 표현할 수 있다. 장치는 n개의 중계기(101)들의 좌표에서 같은 성분끼리 더한 후 평균을 구함으로써, n개의 중계기(101)들에 대한 무게중심(102)을 산출할 수 있다.
일 실시예에서 장치는 n개의 중계기(101)들에 대한 무게중심(102)을 원점 (0, 0, 0)으로 설정할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 중계기들의 좌표를 평면에 정사영하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면. 장치는 n개의 중계기(201)들의 3차원 좌표를 이용하여 무게중심(203)을 산출할 수 있다. 또한, 장치는 사용자(202)의 좌표를 획득할 수 있다.
장치는 무게중심(203)과 사용자(202)의 좌표를 잇는 벡터를 법선 벡터(220)으로 결정할 수 있다. 또한, 장치는 법선 벡터(220)를 기준으로 하는 평면(210)을 결정할 수 있다.
예를 들어, 무게중심(203)을 원점 (0, 0, 0)으로 표현하고, 사용자(202)의 좌표를 (a, b, c)로 표현할 경우, 두 점을 잇는 벡터
Figure 112019087609723-pat00002
는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019087609723-pat00003
또한, 벡터
Figure 112019087609723-pat00004
를 법선 벡터(220)로 갖는 평면(210)의 방정식은 아래의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019087609723-pat00005
n개의 중계기(201)들의 좌표를 수학식 3에 따른 평면(210)에 정사영할 경우, 정사영된 중계기(201)들의 좌표는 아래의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019087609723-pat00006
n개의 중계기(201)들의 좌표를 수학식 3에 따른 평면(210)에 정사영할 경우, n개의 모든 중계기(201)들이 하나의 평면(210) 상에 위치하게 된다.
여기서, DOP(Dilusion of Precision)는 공중 위치 기준 노드들이 이루는 사면체의 부피에 반비례하므로, DOP는 벡터를 이용해 사면체의 부피를 구하는 것으로 표현할 수 있다. 사면체의 부피가 크도록, n개의 중계기(201)들 중에서 공중 위치 기준 노드를 선택하기 위해서는, 서로 멀리 떨어져 있는 중계기(201)들을 선택해야 한다.
따라서, 평면(210) 상에 정사영된 n개의 중계기(201)들 중에서, 장치는 무게중심(203)과 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기(201)들을 공중 위치 기준 노드로 결정할 수 있다. 예를 들어, 장치는 무게중심(203)과 가장 멀리 떨어진 4개의 중계기(201)들을 공중 위치 기준 노드로 결정할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 평면을 복수의 분면으로 구분하여 공중 위치 기준 노드를 선정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
장치는 평면(310)을 복수의 분면으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 장치는 평면(310)을 4개 이상의 분면으로 구분할 수 있다.
구체적으로, 장치는 평면(310)을 복수의 분면으로 구분하기 위해 무게중심(303) 외에 평면(310) 상에 기준점을 설정할 수 있다. 장치는 무게중심(303)과 기준점을 잇는 기준 방향 벡터를 설정할 수 있다. 또한, 장치는 무게중심(303)을 축으로, 기준 방향 벡터를 ‘2π/(분면 개수)’씩 회전시킴으로써 (분면 개수-1) 개의 추가 방향 벡터들을 획득할 수 있다.
예를 들어, 평면(310)의 방정식이 상기 수학식 3과 같이 표현될 경우, 기준 방향 벡터를 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019087609723-pat00007
또한, 분면 개수가 k개인 경우, 기준 방향 벡터
Figure 112019087609723-pat00008
를 ‘2π/k’씩 회전시킴으로써 생성되는 추가 방향 벡터들을 획득할 수 있다. 즉, 분면 개수가 k개인 경우, 1개의 기준 방향 벡터
Figure 112019087609723-pat00009
와, (k-1)개의 추가 방향 벡터를 획득할 수 있다.
장치는 기준 방향 벡터와 추가 방향 벡터들 중 서로 인접하는 방향 벡터들을 외적함으로써, 중계기(301)들 각각이 속하는 분면을 결정할 수 있다.
중계기(301)들 각각이 속하는 분면이 결정되면, 장치는 복수의 분면들 각각에서, 중계기(301)들의 정사영된 좌표와 무게중심(303)에 기초하여, 무게중심(303)으로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기(301)들을 공중 위치 기준 노드(331 내지 334)로 선정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 방향 벡터들에 의해 평면(310)이 사분면으로 구분되었다. 장치는 중계기(301)들 각각이 사분면 중 어느 분면에 속하는지 결정할 수 있다. 중계기(301)들 각각이 속하는 분면이 결정되면, 장치는 사분면 각각에 대해 무게중심(303)으로부터 가장 멀리 떨어진 중계기(301)들을 기준 노드(331 내지 334)로 선정할 수 있다.
한편, 무게중심(303)에서 가장 멀리 위치한 4개의 중계기(301)들이 밀접하게 모여 있는 경우에는 DOP가 작아지므로, 평면을 사분면 이상으로 구분하여 서로 다른 분면에 위치한 4개의 노드들을 선택할 수 있다.
일 실시예에서 무게중심(303)으로부터 멀리 떨어진 위치에 복수의 중계기(301)들이 평면 상에 밀집해 있어, 무게중심(303)으로부터 가장 멀리 떨어진 중계기(301)를 결정하기 어려운 경우, 장치는 중계기(301)들의 정사영되기 전 좌표를 이용할 수 있다.
장치는 중계기(301)들의 정사영되기 전 좌표 와 무게중심(303)에 기초하여, 무게중심(303)으로부터 가장 멀리 떨어진 4개의 중계기(301)들을 공중 위치 기준 노드(331 내지 334)로 선정할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 공중 위치 기준 노드를 선정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 단계 410에서 장치는 중계기들의 위치 좌표 및 사용자의 위치 좌표를 획득할 수 있다.
중계기들의 위치 좌표 및 사용자의 위치 좌표는 3차원 좌표 (x, y, z)로서, 장치는 중계기들 및 사용자로부터 3차원 좌표를 획득할 수 있다.
단계 420에서 장치는 중계기들의 위치 좌표를 이용하여, 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 장치에서 총 n개의 중계기들에 대한 위치 좌표를 획득한 경우, 장치는 n개의 중계기들의 좌표에서 같은 성분끼리 더한 후 평균을 구함으로써, n개의 중계기들에 대한 무게중심을 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치는 무게중심 좌표를 원점 (0, 0, 0)으로 설정할 수 있다.
단계 430에서 장치는 중계기들에 대한 무게중심 좌표와 사용자의 위치 좌표를 잇는 벡터를 법선 벡터(normal vector)로 갖는 평면을 결정할 수 있다.
예를 들어, 무게중심 좌표를 원점 (0, 0, 0)으로 표현하고, 사용자의 좌표를 (a, b, c)로 표현할 경우, 법선 벡터는 상기 수학식 2와 같이 표현할 수 있다. 또한, 상기 수학식 2에 따른 벡터를 법선 벡터로 갖는 평면의 방정식은 상기 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
단계 440에서 장치는 중계기들의 좌표를 평면에 정사영할 수 있다.
예를 들어, n개의 중계기들의 좌표를 상기 수학식 3에 따른 평면에 정사영할 경우, 정사영된 중계기들의 좌표는 상기 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
단계 450에서 장치는 중계기들의 정사영된 좌표와 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정할 수 있다.
일 실시예에서, 장치는 평면을 복수의 분면으로 구분하여 공중 위치 기준 노드를 선정할 수 있다.
구체적으로, 장치는 평면을 복수의 분면들로 구분하기 위해, 평면 상에 복수의 방향 벡터(direction vector)들을 설정할 수 있다. 복수의 방향 벡터들들을 설정하기 위해, 장치는 평면 상에 기준점을 설정하고, 중계기들에 대한 무게중심 좌표와 기준점을 잇는 기준 방향 벡터를 설정할 수 있다. 또한, 장치는 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 축으로, 기준 방향 벡터를 '2π/(분면 개수)'씩 회전시킴으로써 (분면 개수-1) 개의 추가 방향 벡터들을 획득할 수 있다. 이로써, 장치는 기준 방향 벡터 및 추가 방향 벡터들을, 평면 상의 복수의 방향 벡터들로 설정할 수 있다.
예를 들어, 장치는 평면을 사분면으로 구분하기 위해, 평면 상에 4개의 방향 벡터들을 설정할 수 있다.
복수의 방향 벡터들을 설정한 후, 장치는 서로 인접한 방향 벡터들을 외적하여 중계기들 각각이 속하는 분면을 결정할 수 있다.
복수의 분면들 각각에서, 장치는 중계기들의 정사영된 좌표와 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정할 수 있다.
예를 들어, 장치는 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 4개의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정할 수 있다.
일 실시예에서, 무게중심으로부터 멀리 떨어진 위치에 복수의 중계기들이 평면 상에 밀집해 있어, 무게중심으로부터 가장 멀리 떨어진 중계기를 결정하기 어려운 경우, 장치는 중계기들의 정사영되기 전 좌표를 이용할 수 있다.
장치는 복수의 분면들 각각에서, 중계기들의 정사영되기 전 좌표와 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정할 수 있다.
장치는 선정된 공중 위치 기준 노드로부터 수신한 신호에 기초하여, 사용자에게 시간 정보, 위치 정보 등을 제공할 수 있다.
한편, 사용자 및/또는 중계기들 중 적어도 일부의 위치가 변경될 경우, 장치에서는 상술한 과정을 반복함으로써, 사용자에게 지속적으로 시간 정보, 위치 정보 등을 제공할 수 있다.
상술한 과정을 통해 공중 위치 기준 노드를 선정할 경우, 정사영에 N2번, 분면을 나눌 때 최대 N2번, 무게중심으로부터 가장 멀리 떨어진 중계기를 찾는데 N2번 연산이 수행되므로 시간복잡도는 O(n2)가 된다. 즉, 본 개시에 따른 공중 위치 기준 노드를 선정 방법의 시간복잡도 O(n2)는, 종래기술을 이용한 시간복잡도 O(n4) 보다 작게 된다.
도 5는 일 실시예에 따른 공중 위치 기준 노드를 선정하는 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 장치(500)는 제어부(510), 통신부(520) 및 메모리(530)를 포함할 수 있다. 도 5의 장치(500)에는 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있다.
장치(500)는 PC(personal computer), 서버 디바이스, 모바일 디바이스, 임베디드 디바이스 등의 다양한 종류의 디바이스들로 구현될 수 있다.
제어부(510)는 도 1 내지 도 4에서 상술한 공중 위치 기준 노드를 선정하기 위한 일련의 프로세스를 제어할 수 있다. 제어부(510)는 장치(500)를 제어하기 위한 전반적인 기능들을 제어하는 역할을 한다. 예를 들어, 제어부(510)는 장치(500) 내의 메모리(530)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 장치(500)를 전반적으로 제어한다. 제어부(510)는 장치(500) 내에 구비된 CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), AP(application processor) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통신부(520)는 근거리 통신부, 이동 통신부, 방송 수신부를 포함할 수 있다. 통신부(520)는 중계기들의 위치 좌표 및 사용자의 위치 좌표를 수신할 수 있다.
메모리(530)는 장치(500) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 예를 들어, 메모리(530)는 통신부(520)에서 수신한 중계기들의 위치 좌표 및 사용자의 위치 좌표
비행 중 조종사의 생체 신호 및 비행 적합 상태일 때 조종사의 생체 신호 관련 데이터, 장치(500)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(530)는 장치(500)에 의해 구동될 애플리케이션들, 드라이버들 등을 저장할 수 있다. 메모리(530)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다.
본 실시예들은 전자 디바이스에 의해 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는 전자 디바이스로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 어플리케이션의 형태로 구현될 수 있다. 상기 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 명령어는 프로세서에 의해 실행되었을 때, 개시된 실시예들의 소정의 동작들을 수행할 수 있다.
본 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
또한, 본 명세서에서, "부"는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
전술한 본 명세서의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 명세서의 내용이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 실시예의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 공중 위치 기준 노드를 선정하는 방법에 있어서,
    중계기들의 위치 좌표 및 사용자의 위치 좌표를 획득하는 단계;
    상기 중계기들의 위치 좌표를 이용하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 산출하는 단계;
    상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표와 사용자의 위치 좌표를 잇는 벡터를 법선 벡터(normal vector)로 갖는 평면을 결정하는 단계;
    상기 중계기들의 좌표를 상기 평면에 정사영하는 단계; 및
    상기 중계기들의 정사영된 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계는,
    상기 평면을 복수의 분면들로 구분하기 위해, 상기 평면 상에 복수의 방향 벡터(direction vector)들을 설정하는 단계;
    서로 인접한 방향 벡터들을 외적하여 상기 중계기들 각각이 속하는 분면을 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 분면들 각각에서, 상기 중계기들의 정사영된 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계는,
    상기 중계기들이 상기 무게중심 좌표로부터 일정 거리 이상 떨어진 위치에 밀집하여 위치하는 경우에, 상기 복수의 분면들 각각에서, 상기 중계기들의 정사영되기 전 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계는,
    상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 4개의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 방향 벡터들을 설정하는 단계는,
    상기 평면을 사분면으로 구분하기 위해, 상기 평면 상에 4개의 방향 벡터들을 설정하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 방향 벡터들을 설정하는 단계는,
    상기 평면 상에 기준점을 설정하고, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표와 상기 기준점을 잇는 기준 방향 벡터를 설정하는 단계;
    상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 축으로, 상기 기준 방향 벡터를 '2π/(분면 개수)'씩 회전시킴으로써 (분면 개수-1) 개의 추가 방향 벡터들을 획득하는 단계; 및
    상기 기준 방향 벡터 및 상기 추가 방향 벡터들을, 상기 평면 상의 복수의 방향 벡터들로 설정하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 무게중심 좌표를 산출하는 단계는,
    상기 무게중심 좌표를 원점으로 설정하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  8. 공중 위치 기준 노드를 선정하는 장치에 있어서,
    중계기들의 위치 좌표 및 사용자의 위치 좌표를 수신하는 통신부; 및
    상기 중계기들의 위치 좌표를 이용하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 산출하고,
    상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표와 사용자의 위치 좌표를 잇는 벡터를 법선 벡터(normal vector)로 갖는 평면을 결정하고,
    상기 중계기들의 좌표를 상기 평면에 정사영하며,
    상기 중계기들의 정사영된 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 제어부;
    를 포함하는, 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 평면을 복수의 분면들로 구분하기 위해, 상기 평면 상에 복수의 방향 벡터(direction vector)들을 설정하고,
    서로 인접한 방향 벡터들을 외적하여 상기 중계기들 각각이 속하는 분면을 결정하며,
    상기 복수의 분면들 각각에서, 상기 중계기들의 정사영된 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 것인, 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 중계기들이 상기 무게중심 좌표로부터 일정 거리 이상 떨어진 위치에 밀집하여 위치하는 경우에, 상기 복수의 분면들 각각에서, 상기 중계기들의 정사영되기 전 좌표와 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표에 기초하여, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 소정 개수의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 것인, 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표로부터 가장 멀리 떨어진 4개의 중계기들을 공중 위치 기준 노드로 선정하는 것인, 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 평면을 사분면으로 구분하기 위해, 상기 평면 상에 4개의 방향 벡터들을 설정하는 것인, 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 평면 상에 기준점을 설정하고, 상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표와 상기 기준점을 잇는 기준 방향 벡터를 설정하고,
    상기 중계기들에 대한 무게중심 좌표를 축으로, 상기 기준 방향 벡터를 '2π/(분면 개수)'씩 회전시킴으로써 (분면 개수-1) 개의 추가 방향 벡터들을 획득하며,
    상기 기준 방향 벡터 및 상기 추가 방향 벡터들을, 상기 평면 상의 복수의 방향 벡터들로 설정하는 것인, 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 무게중심 좌표를 원점으로 설정하는 것인, 장치.
  15. 제 1 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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