KR102329785B1 - Method for estimating head direction of terminal for position measurement - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위치 측정을 위한 단말의 헤딩 방향을 추정하는 방법에 관한 것으로, 적어도 하나의 프로세스에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치가 헤딩 방향을 추정하는 방법으로서, 일정시간 동안 지자기 센서로부터 헤딩 방향값들을 수집하고, 이미지 센서로부터 이미지들을 수집하는 단계, 수집된 이미지들간에 복수개의 방향 변화량을 산출하는 단계, 헤딩 방향값들에 대해서 산출된 방향 변화량을 적용한 복수개의 신뢰도 범위를 산정하는 단계, 헤딩 방향값이 복수개의 신뢰도 범위 중에서 포함되는 경우를 카운팅하여 신뢰도 점수를 산정하는 단계, 그리고 산정된 신뢰도 점수 중에서 가장 높은 값을 가지는 헤딩 방향 값을 기준 헤딩 방향값으로 설정하는 단계를 포함한다. The present invention relates to a method for estimating a heading direction of a terminal for position measurement, a method for a computing device operating by at least one process to estimate a heading direction, and to collect heading direction values from a geomagnetic sensor for a predetermined time, and , collecting images from the image sensor, calculating a plurality of directional changes between the collected images, calculating a plurality of reliability ranges to which the calculated directional changes are applied to heading direction values, calculating a reliability score by counting cases included in the reliability ranges of the dog, and setting a heading direction value having a highest value among the calculated reliability scores as a reference heading direction value.

Description

위치 측정을 위한 단말의 헤딩 방향을 추정하는 방법{METHOD FOR ESTIMATING HEAD DIRECTION OF TERMINAL FOR POSITION MEASUREMENT}Method of estimating the heading direction of the terminal for position measurement

본 발명은 위치 측정을 위한 단말의 헤딩 방향을 추정하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for estimating a heading direction of a terminal for location measurement.

일반적으로 절대 위치를 추정하거나 위치의 변화 정도를 추정하는 방법을 이용하여 실내 위치를 추정한다, 절대 위치를 추정하는 방법으로는 무선망을 활용하거나 이미지나 전파 맵을 활용한다. In general, indoor location is estimated by estimating the absolute location or estimating the degree of change in location. As a method of estimating the absolute location, a wireless network or an image or radio wave map is used.

예를 들어, 무선망을 활용하는 경우에는 신호 발생원의 위치를 기준점으로 설정하고, 시간 또는 신호 세기의 손실 정도를 기반으로 거리를 추정한 후, 단말의 위치를 추정한다. 또는 이미지나 전파 맵을 활용하는 경우에는 실내 임의 위치 별로 사전에 수집한 정보를 기준으로 실내에서의 측위를 수행한다. For example, in the case of using a wireless network, the location of the signal source is set as a reference point, the distance is estimated based on time or the degree of loss of signal strength, and then the location of the terminal is estimated. Alternatively, in the case of using an image or a radio wave map, positioning is performed indoors based on information collected in advance for each arbitrary location in the room.

다만, 이와 같은 위치를 추정하는 방법은 단말의 센서 값을 직접 활용하지 않고 외부 정보를 수신한 후 비교 분석을 수행하여 위치를 추정하기 때문에 지연 시간이 발생하며, 연속적으로 정확한 위치 추정이 어렵다. 상세하게는 전자파 맵 기반 측위 기술의 경우에는 데이터베이스를 격자 단위로 구성하게 되고, 대표 격자를 중심으로 위치를 추정하기 때문에 격자의 중심간 이격 거리가 발생하게 되고, 불연속적인 추정 결과를 얻게 된다. However, in this method of estimating the location, a delay time occurs because the location is estimated by performing comparative analysis after receiving external information without directly utilizing the sensor value of the terminal, and it is difficult to continuously accurately estimate the location. In detail, in the case of the electromagnetic wave map-based positioning technology, the database is configured in grid units, and since the location is estimated based on the representative grid, the separation distance between the centers of the grid is generated, and discontinuous estimation results are obtained.

한편, 위치의 변화 정도를 추정하는 방법에는 단말의 센서로부터 지자기, 가속도, 중력 센서 등을 활용하는 PDR 방식과 카메라 기반 이미지의 변화를 활용하는 방식이 이용된다. On the other hand, as a method of estimating the degree of change in position, a PDR method using geomagnetism, acceleration, gravity sensors, etc. from a sensor of the terminal and a method utilizing a change in a camera-based image are used.

이러한 PDR 방식의 경우 단기간 동안 매우 높은 정확도를 확보할 수 있다는 장점을 가지고 있으나 센서에서 기본적으로 가지고 있는 오차에 의해 시간이 경과할수록 정확도가 급격하게 저하된다. 특히 단말의 방향을 잡기 위한 지자기 센서의 경우에는 실내 환경에 의해 오차 값이 매우 크게 나타날 수 있어 신뢰도를 확보하기에 어렵다. 그리고 이미지 센서를 활용하여 위치를 추정하는 방법으로는 이미지로부터 특징점의 변화량을 직접적으로 추정하기가 어렵기 때문에 절대적인 위치 변화에 대한 정보에 기초하여 초기값을 설정해야 한다. The PDR method has the advantage of being able to secure very high accuracy for a short period of time, but the accuracy decreases rapidly as time elapses due to an error inherent in the sensor. In particular, in the case of a geomagnetic sensor for locating a terminal, an error value may appear very large due to an indoor environment, so it is difficult to secure reliability. In addition, since it is difficult to directly estimate the change amount of the feature point from the image by using an image sensor to estimate the position, the initial value must be set based on the information on the absolute position change.

그러므로 실내 환경에서 절대 위치 추정을 위한 기준 위치 설정이 없이도 불연속성을 개선하여 신뢰도 높은 상대 위치 추정 결과를 얻기 위한 헤딩 방향을 추정하는 기술이 요구된다. Therefore, there is a need for a technique for estimating a heading direction to obtain a reliable relative position estimation result by improving discontinuity without setting a reference position for absolute position estimation in an indoor environment.

해결하고자 하는 과제는 지자기 센서에 의한 측위 정보와 이미지 센서를 이용한 측위 정보 간의 결합을 통해 신뢰도가 향상된 단말의 헤딩 방향을 추정 및 보정하는 기술을 제공하는 것이다.An object to be solved is to provide a technology for estimating and correcting a heading direction of a terminal with improved reliability through a combination between positioning information by a geomagnetic sensor and positioning information using an image sensor.

본 발명의 한 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세스에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치가 헤딩 방향을 추정하는 방법으로서, 일정시간 동안 지자기 센서로부터 헤딩 방향값들을 수집하고, 이미지 센서로부터 이미지들을 수집하는 단계, 수집된 이미지들간에 복수개의 방향 변화량을 산출하는 단계, 헤딩 방향값들에 대해서 산출된 방향 변화량을 적용한 복수개의 신뢰도 범위를 산정하는 단계, 헤딩 방향값이 복수개의 신뢰도 범위 중에서 포함되는 경우를 카운팅하여 신뢰도 점수를 산정하는 단계, 그리고 산정된 신뢰도 점수 중에서 가장 높은 값을 가지는 헤딩 방향 값을 기준 헤딩 방향값으로 설정하는 단계를 포함한다.A method for estimating a heading direction by a computing device operating by at least one process according to an embodiment of the present invention, comprising: collecting heading direction values from a geomagnetic sensor for a predetermined time and collecting images from an image sensor; Calculating a plurality of direction changes between the images, calculating a plurality of reliability ranges to which the calculated direction changes are applied to heading direction values, counting cases in which the heading direction value is included in a plurality of reliability ranges calculating a score, and setting a heading direction value having a highest value among the calculated reliability scores as a reference heading direction value.

수집하는 단계는, 일정시간 동안에 헤딩 방향값을 측정하는 동일한 타이밍에 대응되는 이미지를 수집할 수 있다. In the collecting step, images corresponding to the same timing of measuring the heading direction value for a predetermined time may be collected.

방향 변화량을 산출하는 단계는, 이미지들간에 변화량을 산출하기 위한 복수개의 그룹핑을 수행하는 단계, 그룹핑된 이미지들 각각에 대해서 중심선을 추출하는 단계, 그룹핑된 이미지들 사이에서 추출된 중심선의 이동 거리를 산출하는 단계, 그리고 중심선의 이동 거리에 기초하여 방향 변화량을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다. Calculating the amount of direction change includes performing a plurality of groupings for calculating the amount of change between images, extracting a center line for each of the grouped images, and determining the movement distance of the extracted center line between the grouped images. The method may further include calculating, and calculating a direction change amount based on the moving distance of the center line.

추출된 중심선의 이동 거리를 산출하는 단계는, 그룹핑된 이미지들 중에서 기준이 되는 이미지의 중심선 상에 위치하는 특징점을 선정하고, 그룹핑된 이미지들에서 특징점을 추출하여, 추출된 특징점과 각 이미지의 중심선과의 픽셀 수를 산출할 수 있다. The step of calculating the movement distance of the extracted center line includes selecting a feature point located on a center line of a reference image from among grouped images, extracting the feature point from the grouped images, and extracting the feature point and the center line of each image. It is possible to calculate the number of pixels in the

복수개의 신뢰도 범위를 산정하는 단계는, 각 헤딩 방향 값마다 동일한 타이밍에 대응되는 이미지를 기준으로 그룹핑된 개수만큼의 신뢰도 범위를 산정할 수 있다. In the calculating of the plurality of reliability ranges, the number of grouped reliability ranges may be calculated based on images corresponding to the same timing for each heading direction value.

기준 헤딩 방향값이 설정되면, 서로 상이한 타이밍에 촬영된 이미지에서 방향 변화량을 산출하고, 산출된 방향 변화량을 기준 헤딩 방향값에 적용하여 현재 시점의 헤딩 방향값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있ek. When the reference heading direction value is set, calculating the direction change amount from images taken at different timings, and applying the calculated direction change amount to the reference heading direction value may further include the step of correcting the heading direction value at the current time. ek.

기준 헤딩 방향값으로 설정하는 단계는, 산정된 상기 신뢰도 점수가 가장 큰 값이 설정된 임계치보다 작으면, 일정 시간에 대한 구간을 늘리거나 기준 헤딩 방향값을 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다. The setting of the reference heading direction value may further include extending a section for a predetermined time or initializing the reference heading direction value when the calculated confidence score is smaller than a set threshold value.

횡 방향 또는 종 방향으로의 임계치 이상의 이동을 감지하면 기준 헤딩 방향값을 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include initializing a reference heading direction value when movement of more than a threshold value in the lateral direction or the longitudinal direction is detected.

본 발명의 한 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세스에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치가 헤딩 방향을 보정하는 방법으로서, 일정시간 동안 지자기 센서로부터 헤딩 방향값들을 수집하고, 이미지 센서로부터 이미지들을 수집하는 단계, 수집된 이미지들간에 복수개의 방향 변화량을 산출하고, 방향 변화량에 기초하여 헤딩 방향 값들의 신뢰도 점수를 산정하는 단계, 산정된 신뢰도 점수 중에서 가장 높은 값을 가지는 헤딩 방향 값을 기준 헤딩 방향값으로 설정하는 단계, 그리고 기준 헤딩 방향값이 설정되면, 서로 상이한 타이밍에 촬영된 이미지에서 방향 변화량을 산출하고, 산출된 방향 변화량을 기준 헤딩 방향값에 적용하여 현재 시점의 헤딩 방향값을 산출하는 단계를 포함한다. A method of correcting a heading direction by a computing device operating by at least one process according to an embodiment of the present invention, the method comprising: collecting heading direction values from a geomagnetic sensor for a predetermined time and collecting images from an image sensor; Calculating a plurality of directional changes between the images, calculating reliability scores of heading direction values based on the directional changes, and setting a heading direction value having the highest value among the calculated reliability scores as a reference heading direction value , and when the reference heading direction value is set, calculating a direction change amount from images photographed at different timings, and applying the calculated direction change amount to the reference heading direction value to calculate a heading direction value at the current time point.

실시예에 따르면 측위 과정에서 발생할 수 있는 불연속성을 개선하면서, 신뢰도를 향상시켜 보다 정확한 단말의 헤딩 방향을 추정 및 보정할 수 있다. According to the embodiment, it is possible to more accurately estimate and correct the heading direction of the terminal by improving reliability while improving discontinuity that may occur in the positioning process.

실시예에 따르면, 임의의 위치에서 별도의 인프라 없이도 단말의 이동 경로가 추정가능하며, 정확한 헤딩 방향에 따른 측위 정보를 제공함에 따라 사용자 위치에 따른 응용 서비스에 대한 높은 만족감을 제공할 수 있다. According to the embodiment, it is possible to estimate the movement path of the terminal without a separate infrastructure at any location, and by providing positioning information according to an accurate heading direction, it is possible to provide a high satisfaction with the application service according to the user's location.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공간에서의 단말이 위치 측정을 위한 일련의 과정을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 헤딩 방향을 추정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방향 변화량을 추정하는 과정을 설명하기 위한 단말의 디스플레이 화면을 나타낸 예시도이다.
1 is an exemplary diagram illustrating a series of processes for a terminal to measure a location in an indoor space according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a terminal according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of estimating a heading direction of a terminal according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating a display screen of a terminal for explaining a process of estimating a direction change amount according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as “…unit”, “…group”, and “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. have.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 공간에서의 단말이 위치 측정을 위한 일련의 과정을 나타내는 예시도이다. 1 is an exemplary diagram illustrating a series of processes for a terminal to measure a location in an indoor space according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 실내 공간에서 이동하는 사용자의 이동 방향을 알기 위해서는 사용자가 소지한 단말(100)의 헤딩 방향에 기초하여 확인할 수 있다. As shown in FIG. 1 , in order to know the moving direction of the user moving in the indoor space, it may be confirmed based on the heading direction of the terminal 100 carried by the user.

먼저 도 1의 A와 같이, 단말(100)의 기준 헤딩 방향값을 설정한다. First, as shown in A of FIG. 1 , a reference heading direction value of the terminal 100 is set.

이때, 단말(100)의 헤딩 방향을 알기 위해서는 지자기 센서를 이용하여 측정할 수 있으나, 지자기 센서(161)로 측정된 헤딩 방향값은 실내에서의 환경에 의해 매우 큰 오차값을 포함할 수 있다. 그렇기 때문에 지자기 센서(161)의 측정된 헤딩 방향값의 정확도를 보장하기 위해 단말(100)은 일정 시간 동안 측정된 헤딩 방향값들에 대해서 신뢰도 점수를 산정하여 신뢰도가 높은 헤딩 방향을 기준 헤딩 방향으로 설정할 수 있다. In this case, to know the heading direction of the terminal 100 may be measured using a geomagnetic sensor, the heading direction value measured by the geomagnetic sensor 161 may include a very large error value due to the indoor environment. Therefore, in order to ensure the accuracy of the heading direction value measured by the geomagnetic sensor 161, the terminal 100 calculates a reliability score for the heading direction values measured for a certain time, and sets the high-reliability heading direction as the reference heading direction. can be set.

이에, 단말(100)을 소지한 사용자가 일정한 방향으로의 실내 이동을 하면, 단말(100)은 설정된 기준 헤딩 방향값에 기초하여 실시간으로 이동 방향 값을 보정한다(B). 이때, 이동 방향을 보정하는 방법으로는 단말(100)의 이미지 센서를 통해 촬영된 이미지를 이용하면 보다 정확한 방향 변화값을 산출할 있어, 기준 헤딩 방향값으로부터 정확한 이동 방향을 추정할 수 있다. Accordingly, when the user carrying the terminal 100 moves indoors in a certain direction, the terminal 100 corrects the movement direction value in real time based on the set reference heading direction value (B). In this case, as a method of correcting the moving direction, a more accurate direction change value can be calculated by using an image captured by the image sensor of the terminal 100 , so that the accurate moving direction can be estimated from the reference heading direction value.

이처럼 이동 방향값이 보정되면, 단말(100)은 해당 이동 방향값에 다음 타이밍에 촬영된 이미지로부터 산출된 방향 변화값을 적용하여 실시간으로 이동 방향 값을 보정해 갈 수 있다. When the movement direction value is corrected in this way, the terminal 100 may correct the movement direction value in real time by applying the direction change value calculated from the image taken at the next timing to the corresponding movement direction value.

다시 말해, 단말(100)은 별도로 지자기 센서로부터 헤딩 방향값을 측정하지 않아도 촬영되는 이미지만으로도 이동 방향을 추정할 수 있다. In other words, the terminal 100 may estimate the moving direction only from the captured image without separately measuring the heading direction value from the geomagnetic sensor.

한편, 사용자의 급격한 방향 전환으로 촬영된 이미지에서 방향 변화값을 산출하기 어렵다고 판단하는 경우에는 단말(100)은 A 에서와 동일한 방법으로 기준 헤딩 방향값을 재설정한다(C). On the other hand, when it is determined that it is difficult to calculate the direction change value in the image taken due to the user's sudden change of direction, the terminal 100 resets the reference heading direction value in the same way as in A (C).

단말(100)은 이미지를 통해 방향 변화값을 산출하기 때문에, 급격한 방향 전환이 이뤄지는 경우, 이전 타이밍에 촬영된 이미지와 현재 시점에서 촬영된 이미지간의 비교가 어렵다. 그러므로 단말(100)은 급격한 방향 전환 또는 방향 변화값을 산출하기 어려운 경우에는 기준 헤딩 방향값을 재설정한다. Since the terminal 100 calculates the direction change value through the image, it is difficult to compare the image photographed at the previous timing and the image photographed at the current time point when the sudden direction change is made. Therefore, the terminal 100 resets the reference heading direction value when it is difficult to calculate the abrupt direction change or direction change value.

그리고 단말(100)은 재설정된 기준 헤딩 방향값에 기초하여 실시간 이동 방향값을 보정할 수 있다(D). And the terminal 100 may correct the real-time movement direction value based on the reset reference heading direction value (D).

한편, 이와 동일한 과정을 통해 실내공간에서 사용자가 자신의 위치 정보와 이동하고자 하는 장소로의 방향 정보를 확인하고자 단말(100)의 헤딩 방향을 확인할 수 있다. Meanwhile, through the same process, the heading direction of the terminal 100 can be checked in order to check the user's location information and direction information to a place to which the user wants to move in an indoor space.

그러므로 실내 공간에서 외부의 환경 영향을 최소화하여 보다 정확한 단말의 헤딩 방향을 추정할 수 있다. Therefore, it is possible to more accurately estimate the heading direction of the terminal by minimizing the influence of the external environment in the indoor space.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타낸 구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a terminal according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 단말(100)의 하드웨어는 프로세서(110), 메모리(120), 스토리지(130), 디스플레이(140) 통신 인터페이스(150) 그리고 하나 이상의 센서(160)를 포함한다. 이외에도 입력 장치 및 출력 장치 등의 하드웨어가 포함될 수 있다. 단말(100)는 컴퓨팅 장치로서 프로그램을 구동할 수 있는 운영체제를 비롯한 각종 소프트웨어가 탑재하여 연산 처리 능력을 갖춘 장치를 통칭한다. 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer), PDA(personal digital assistant), 휴대폰, 스마트 기기, 태블릿(tablet) 등과 같은 다양한 형태의 단말을 포함한다.As shown in FIG. 2 , the hardware of the terminal 100 includes a processor 110 , a memory 120 , a storage 130 , a display 140 , a communication interface 150 , and one or more sensors 160 . In addition, hardware such as an input device and an output device may be included. The terminal 100 is a computing device, and refers to a device equipped with various software including an operating system capable of driving a program and equipped with an arithmetic processing capability. For example, it includes various types of terminals such as a personal computer, a handheld computer, a personal digital assistant (PDA), a mobile phone, a smart device, a tablet, and the like.

또한, 단말(100)은 설정된 업무를 자동으로 처리하거나 작동하는 로봇(robot)을 포함할 수 있다. Also, the terminal 100 may include a robot that automatically processes or operates a set task.

프로세서(110)는 컴퓨팅 장치의 동작을 제어하는 장치로서, 프로그램에 포함된 명령들을 처리하는 다양한 형태의 프로세서(110)일 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 등 일 수 있다.The processor 110 is a device that controls the operation of the computing device, and may be various types of processors 110 that process instructions included in a program. For example, the processor 110 may be a central processing unit (CPU), a micro processor unit (MPU), a micro controller unit (MCU), a graphic processing unit (GPU), or the like.

메모리(120)는 본 발명의 동작을 실행하도록 기술된 명령들이 프로세서(110)에 의해 처리되도록 해당 프로그램을 로드한다. 메모리(120)는 예를 들면, 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory, 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치, 기타 비휘발성 고체 상태 메모리 장치(non-volatile solid-state memory device) 등의 비휘발성 메모리 등 다양한 종류의 메모리를 포함할 수 있다.The memory 120 loads the corresponding program so that the instructions described to execute the operation of the present invention are processed by the processor 110 . The memory 120 may include, for example, a non-volatile solid-state memory device such as a high-speed random access memory (magnetic disk storage device), a flash memory device, or other non-volatile solid-state memory device (non-volatile solid-state memory device). It may include various types of memory such as volatile memory.

스토리지(130)는 본 발명의 동작을 실행하는데 요구되는 각종 데이터, 프로그램 등을 저장한다.The storage 130 stores various data, programs, etc. required for executing the operation of the present invention.

디스플레이(140)는 UI 표시 수단으로, 단말(100)에서 제공하는 서비스 정보 또는 액션 정보를 실시간으로 출력한다. 디스플레이(140)는 UI를 직접적 또는 간접적으로 출력하거나 표시하는 독립된 장치일 수도 있으며, 또는 장치의 일부분일 수도 있다.The display 140 is a UI display means and outputs service information or action information provided by the terminal 100 in real time. The display 140 may be an independent device that directly or indirectly outputs or displays the UI, or may be a part of the device.

통신 인터페이스(150)는 유선 통신, 근거리 또는 원거리 무선 통신, 이들이 혼합된 통신을 제공하는 모듈일 수 있다. The communication interface 150 may be a module that provides wired communication, short-distance or long-distance wireless communication, or a combination thereof.

하나 이상의 센서(160)는 지자기 센서(161), 이미지 센서(162)를 포함하며, 가속도 센서(163), 자이로 센서(164)를 더 포함할 수 있으나 센서(160)의 개수나 종류가 한정되는 것은 아니다. The one or more sensors 160 include a geomagnetic sensor 161 and an image sensor 162 , and may further include an acceleration sensor 163 and a gyro sensor 164 , but the number or type of the sensors 160 is limited. it is not

지자기 센서(161)는 단말(100)의 헤딩 방향(진행 방향)에 대응하여 지자기를 검출함으로써 방위 정보를 제공한다. 지자기 센서(161)은 2축 또는 3축 타입으로 측정할 수 있으며, MR(Magneto Resistance) 센서, MI(Magneto Impedance) 센서 등을 포함한다. The geomagnetic sensor 161 provides azimuth information by detecting geomagnetism in response to the heading direction (going direction) of the terminal 100 . The geomagnetic sensor 161 may measure a two-axis or three-axis type, and includes a magneto resistance (MR) sensor, a magneto impedance (MI) sensor, and the like.

이미지 센서(162)는 헤딩 방향에 대응하여 실시간으로 전방의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 제공한다. 이미지 센서(162)는 카메라, 고체 촬상 소자 등 전방의 환경을 촬상 가능한 센서 또는 장치를 모두 포함한다. The image sensor 162 captures an image of the front in real time in response to the heading direction, and provides the captured image. The image sensor 162 includes all sensors or devices capable of imaging the environment in front, such as a camera and a solid-state imaging device.

가속도 센서(163)는 중력 가속도를 이용하여 3축(X,Y,Z) 방향의 단위 시간당 속도를 측정할 수 있다. 가속도 센서(163)은 물체의 속도, 변화, 운동량의 변화등을 측정할 수 있다. The acceleration sensor 163 may measure the speed per unit time in the three-axis (X, Y, Z) directions by using the gravitational acceleration. The acceleration sensor 163 may measure the velocity, change, and momentum change of the object.

자이로 센서(Gyro sensor, 164)는 각속도를 측정할 수 있는 센서로서, 3축에 대한 물리량을 측정할 수 있다. 자이로 센서(164)는 모션이 발생한 직후에 해당 각속도를 측정하는 정확도가 높지만, 모션이 발생한 이후에는 누적 오차의 발생으로 정확도가 다소 낮다. The gyro sensor 164 is a sensor capable of measuring angular velocity, and may measure a physical quantity for three axes. The gyro sensor 164 has a high accuracy of measuring the corresponding angular velocity immediately after the motion occurs, but the accuracy is somewhat low due to the generation of a cumulative error after the motion occurs.

단말(100)은 센서(160)에서 측정된 헤딩 방향 값, 이미지, 가속도 또는 각속도 값을 이용하여 실내 공간에서의 헤딩 방향 및 이동 방향을 산출할 수 있다. The terminal 100 may calculate a heading direction and a moving direction in an indoor space using a heading direction value, an image, an acceleration value, or an angular velocity value measured by the sensor 160 .

이하에서는 도 3 내지 도 4를 이용하여 실내 공간과 같이, 제한된 환경에서도 정확한 헤딩 방향을 추정하는 단말의 방향 추정 방법에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method for estimating a direction of a terminal for estimating an accurate heading direction even in a limited environment such as an indoor space will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 4 .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 헤딩 방향을 추정하는 방법을 나타낸 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of estimating a heading direction of a terminal according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 단말(100)은 일정 시간 동안 수집된 지자기 센서(161)의 헤딩 방향 값들을 수집하고, 이미지 센서(162)로부터 촬영된 이미지들을 수집한다(S110). As shown in FIG. 3 , the terminal 100 collects the heading direction values of the geomagnetic sensor 161 collected for a predetermined time, and collects images taken from the image sensor 162 ( S110 ).

S110 단계는 단말(100)의 헤딩 방향 값을 초기화하는 단계로, 기준 헤딩 방향 값을 설정하기 위해 미리 설정된 일정 시간 동안 헤딩 방향값들과 이미지들을 수집한다. Step S110 is a step of initializing the heading direction value of the terminal 100, and the heading direction values and images are collected for a predetermined time preset in order to set a reference heading direction value.

여기서 일정 시간이란, 실제로 n초에 해당되는 짧은 시간으로, 1초에 약 10~20번 헤딩 방향값을 측정하는 지자기 센서(161) 또는 초당 촬영 프레임의 개수를 가지는 이미지 센서(162)의 조건에 대응하여 추후에 사용자에 의해 용이하게 변경 및 설계 가능하다. Here, a certain time is actually a short time corresponding to n seconds, depending on the conditions of the geomagnetic sensor 161 that measures the heading direction value about 10 to 20 times per second or the image sensor 162 having the number of shooting frames per second. Correspondingly, it can be easily changed and designed later by the user.

이때, 헤딩 방향값이 수집되는 타이밍에 촬영된 이미지를 수집하는 것으로, 헤딩 방향값과 이미지는 동일한 타이밍에 동일한 개수로 수집될 수 있다.In this case, the images taken at the timing at which the heading direction value is collected are collected, and the heading direction value and the same number of images may be collected at the same timing.

다음으로 단말(100)은 수집된 이미지들간에 각각의 방향 변화량을 산출한다(S120). Next, the terminal 100 calculates each direction change amount between the collected images (S120).

먼저, 단말(100)은 변화량을 산출하기 위해서는 두 이미지를 분석해야 하기 때문에, 하나의 이미지에 대해서 다른 이미지들과 그룹핑을 수행할 수 있다. 예를 들어, N개의 이미지가 수집되면 하나의 이미지에 대해서 N-1개와의 페어링 또는 그룹핑을 통해 N-1개의 그룹핑을 수행할 수 있다. First, since the terminal 100 needs to analyze two images in order to calculate the amount of change, one image may be grouped with other images. For example, when N images are collected, N-1 grouping may be performed through pairing or grouping with N-1 images for one image.

예를 들어, 첫번째 타이밍의 이미지와 두번째 타이밍의 이미지는 페어링을 수행하며, 첫번째 타이밍의 이미지와 세번째 타이밍의 이미지간에 변화량을 산출하고자 하는 경우에는 첫번째 타이밍의 이미지와, 두번째 타이밍의 이미지 그리고 세번째 타이밍의 이미지를 그룹핑할 수 있다. For example, the image of the first timing and the image of the second timing perform pairing, and when it is desired to calculate the amount of change between the image of the first timing and the image of the third timing, the image of the first timing, the image of the second timing, and the image of the third timing are paired. Images can be grouped.

그러므로 N개의 이미지 각각에 대하여 N-1개의 그룹핑을 수행하고, 단말(100)은 그룹핑된 이미지들 간에 방향 변화량을 산출한다. Therefore, N-1 groupings are performed on each of the N images, and the terminal 100 calculates an amount of direction change between the grouped images.

그리고 단말(100)은 수집된 이미지들에 대해서 각각 중심선을 추출한다. And the terminal 100 extracts a center line from each of the collected images.

상세하게는 단말(100)은 이미지에서 가로 방향으로 중앙을 선택하여 이미지의 중심선을 세로로 추출할 수 있다. 이때, 중심선을 세로 선으로 설명하지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 추후에 적용되는 조건에 대응하여 가로 또는 대각선 등으로 중심선을 추출할 수 있다. In detail, the terminal 100 may vertically extract the center line of the image by selecting the center in the horizontal direction from the image. In this case, the center line is described as a vertical line, but the present invention is not limited thereto, and the center line may be extracted horizontally or diagonally in response to a condition to be applied later.

예를 들어, 1번째 이미지를 기준으로 설명한다면, 단말(100)은 1번째 이미지의 추출된 중심선 상에 위치하는 한 지점을 특징점으로 선정한다. For example, if the description is based on the first image, the terminal 100 selects a point located on the extracted center line of the first image as the feature point.

이때, 특징점은 색상, 형태, 밝기 등을 통해 이미지에서 개별적으로 인식하기 용이한 지점을 의미할 수 있다. In this case, the feature point may mean a point easily recognizable individually in an image through color, shape, brightness, and the like.

다음으로 단말(100)은 1번째 이미지에서 추출된 특징점들을 그룹핑된 이미지들에서 추출한다. 그리고 단말(100)은 그룹핑된 이미지들에서 각각 추출된 특징점 위치에서부터 이미지들의 중심선까지 잇는 가상의 선을 생성할 수 있다. 즉, 단말(100)은 추출된 특징점의 위치에서부터 각 중심선까지의 거리가 이동 거리로 추정할 수 있다. Next, the terminal 100 extracts the feature points extracted from the first image from the grouped images. In addition, the terminal 100 may generate a virtual line from the location of each extracted feature point in the grouped images to the center line of the images. That is, the terminal 100 may estimate the distance from the location of the extracted feature point to each center line as the moving distance.

여기서, 가상의 선은 특징점에서부터 중심선까지 가장 가까운 거리가 되도록 수직방향을 잇는다. Here, the imaginary line connects in the vertical direction so as to be the closest distance from the feature point to the center line.

한편, 그룹핑된 N개의 이미지에서 1번째 이미지에서 선정된 특징점이 N번째 이미지에서 추출되지 않은 경우에는 마지막으로 특징점이 추출된 이미지를 검색한다. On the other hand, if the feature point selected from the first image in the grouped N images is not extracted from the N-th image, the image from which the feature point is finally extracted is searched for.

그리고 마지막으로 선정된 특징점이 추출된 이미지의 중심선 상에 위치하는 한 지점을 제2 특징점으로 선정한다. 그리고 제2 특징점을 N번째 이미지에서 추출한다. And a point located on the center line of the image from which the last selected feature point is extracted is selected as the second feature point. Then, the second feature point is extracted from the N-th image.

이와 같은 경우에는 단말(100)은 특징점과 제2 특징점의 변화량을 모두 고려하여 1번째 이미지에서 N번째 이미지간의 방향 변화량을 산출할 수 있다. In this case, the terminal 100 may calculate the amount of change in the direction between the first image and the N-th image in consideration of both the amount of change of the feature point and the second feature point.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방향 변화량을 추정하는 과정을 설명하기 위한 단말의 디스플레이 화면을 나타낸 예시도이다. 4 is an exemplary diagram illustrating a display screen of a terminal for explaining a process of estimating a direction change amount according to an embodiment of the present invention.

도 4의 (a)는 1번째 이미지를 나타낸 단말(100)의 디스플레이 화면이고, (b)는 1번재 이미지와 그룹핑된 이미지를 나타낸 단말(100)의 디스플레이 화면이다. 4 (a) is a display screen of the terminal 100 showing the first image, (b) is a display screen of the terminal 100 showing the first image and the grouped image.

도 4의 (a)와 같이, 단말(100)은 1번째 이미지에서의 중심선(At) 상에서 특징점(B)를 선정한다. 그리고 도 4의 (b)와 같이 단말(100)은 그룹핑된 이미지에서의 중심선(At+1)을 추출하고, 1번째 이미지에 대한 특징점(B)를 추출한다. As shown in (a) of Figure 4, the terminal 100 selects a feature point (B) on the center line (A t ) in the first image. And as shown in (b) of Figure 4, the terminal 100 extracts the center line (A t+1 ) in the grouped image, and extracts the feature point (B) for the first image.

그러면, 단말(100)은 중심선(At+1)과 특징점(B)를 수직 방향으로 연결하면 중심선의 C지점과 특징점(B)와 연결된다. 이때, 단말(100)은 그룹핑된 이미지에서 중심선의 C지점과 특징점(B)의 연결 선에 위치하는 픽셀 수를 산출한다. Then, when the terminal 100 connects the center line (A t+1 ) and the feature point (B) in the vertical direction, it is connected to the point C and the feature point (B) of the center line. In this case, the terminal 100 calculates the number of pixels located on the line connecting the point C of the center line and the feature point B in the grouped image.

단말(100)은 이동한 픽셀 수에 의해 헤딩 방향의 변화량(Δθk)을 추정한다. The terminal 100 estimates the amount of change (Δθ k) in the heading direction based on the number of moved pixels.

예를 들어, 단말(100)은 이미지 센서(162)와 상이 맺히는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)상의 물리적 거리를 d라고 할 때, Δθk은 단위 arctan[(픽셀 크기* 이동 픽셀)/d]]를 통해 산출할 수 있다. For example, when the physical distance on a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) imaged with the image sensor 162 in the terminal 100 is d, Δθ k is in units of arctan[(pixel size * moving pixel)/d] ] can be calculated using

여기서 물리적 거리 d와 픽셀의 크기는 단말의 특성에 의해 결정되는 값이므로 상수값이 된다. Here, since the physical distance d and the size of the pixel are values determined by the characteristics of the terminal, they are constant values.

이와 같은 방법으로 단말(100)은 N개의 이미지마다 그룹핑된 이미지들간에 N-1개의 방향 변화량을 산출할 수 있다. 그러면, 도 4의 (a)와 (b)도시한 화살표(Ct와 Ct+1)와 같이 방향 변화량을 확인할 수 있다. In this way, the terminal 100 may calculate N-1 direction changes between the grouped images for every N images. Then, as shown in the arrows (C t and C t+1 ) shown in FIGS. 4 (a) and (b), the amount of direction change can be confirmed.

다음으로 단말(100)은 각각의 헤딩 방향 값들에 대해서 산출된 방향 변화량을 적용한 복수개의 신뢰도 범위를 산정한다(S130). Next, the terminal 100 calculates a plurality of reliability ranges to which the calculated direction change amounts for each heading direction value are applied ( S130 ).

단말(100)은 헤딩 방향 값에 대해서 신뢰도를 산정하기 위해 S120 단계에서 산출한 방향 변화량을 이용하여 신뢰도 범위를 산정한다. The terminal 100 calculates the reliability range by using the direction change amount calculated in step S120 to calculate the reliability for the heading direction value.

예를 들어, 첫번째 타이밍에 측정된 제1 헤딩 방향값과 두번째 타이밍에 측정된 제2 헤딩 방향값은 첫번째 타이밍의 제1 이미지와 그룹핑된 두번째 타이밍의 제2 이미지에서 산출된 방향 변화량만큼의 차이를 가지는 것이 가장 이상적이다. For example, the difference between the first heading direction value measured at the first timing and the second heading direction value measured at the second timing is the amount of direction change calculated from the grouped second image at the first timing and the second timing. It is best to have

이를 수학식으로 나타내면 다음 수학식 1과 같다. If this is expressed as an equation, it is as in the following equation (1).

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112020000757858-pat00001
Figure 112020000757858-pat00001

여기서, θM, t+1은 제2 헤딩 방향 값, θM, t는 제1 헤딩 방향 값, 그룹핑된 제1 과 제2 이미지간의 방향의 변화량을 Δθt, eI 는 이미지 센서에서 발생할 수 있는 오차 범위를 나타낸다. Here, θ M, t+1 is the value of the second heading direction, θ M, t is the value of the first heading, and Δθt, e I is the amount of change in the direction between the grouped first and second images. Indicates the error range.

다시 말해, 단말(100)은 그룹핑된 이미지로부터 산출된 방향 변화량에 오차범위를 고려하여 신뢰도 범위로 산정할 수 있다. In other words, the terminal 100 may calculate the reliability range in consideration of the error range in the direction change amount calculated from the grouped images.

이때, 제1 헤딩 방향값은 이미지 그룹핑 개수에 대응하는 신뢰도 범위를 가질 수 있다. 그러므로 각각의 헤딩 방향 값들은 복수개의 신뢰도 범위를 가진다. In this case, the first heading direction value may have a reliability range corresponding to the number of image groupings. Therefore, each heading direction value has a plurality of reliability ranges.

다음으로, 단말(100)은 헤딩 방향 값에 대응되는 복수개의 신뢰도 범위 중에서 포함되는 경우를 카운팅하여 신뢰도 점수를 산정한다(S140). Next, the terminal 100 calculates a reliability score by counting cases included among a plurality of reliability ranges corresponding to the heading direction value ( S140 ).

단말(100)은 각 수집된 헤딩 방향 값 마다 복수개의 신뢰도 범위와 비교하여, 신뢰도 범위에 포함되는 경우만 별도로 카운팅할 수 있다. The terminal 100 may compare the plurality of reliability ranges for each collected heading direction value and separately count only the cases included in the reliability range.

이때, 단말(100)은 카운팅한 숫자를 신뢰도 점수로 치환할 수 있으며, 별도의 신뢰도 점수 테이블을 설정하고, 카운팅 숫자에 대응하는 신뢰도 점수를 추출하여 선정할 수 있다. In this case, the terminal 100 may replace the counted number with a confidence score, set a separate confidence score table, and extract and select a confidence score corresponding to the counted number.

한편, 단말(100)의 신뢰도 점수를 산정하는 방법은 다음 표와 같은 알고리즘으로 나타낼 수 있다. Meanwhile, a method of calculating the reliability score of the terminal 100 may be represented by an algorithm as shown in the following table.

[표 1][Table 1]

Figure 112020000757858-pat00002
Figure 112020000757858-pat00002

표 1에 도시한 바와 같이, 단말(100)은 복수개의 헤딩 방향값에 대응하여 복수개의 신뢰도 범위를 확인하여 각각의 헤딩 방향값에 대한 신뢰도 점수를 산정할 수 있다. 단말(100)은 N 개의 헤딩 방향값과 N개의 이미지를 이용하여 신뢰도 점수를 산정한다. As shown in Table 1, the terminal 100 may calculate a reliability score for each heading direction value by checking a plurality of reliability ranges corresponding to a plurality of heading direction values. The terminal 100 calculates a reliability score using N heading direction values and N images.

표 1를 보면, 신뢰도 점수를 산정하는 i번째 헤딩 방향값에 대응하여 j번째 헤딩 방향값과 i와 j간의 방향 변화값을 이용하여 j가 1에서부터 N이 될때까지 반복적으로 신뢰도 점수를 산정한다. Referring to Table 1, the reliability score is repeatedly calculated from 1 to N using the j-th heading direction value and the direction change value between i and j corresponding to the i-th heading direction value for calculating the reliability score.

그리고 i번째 헤딩 방향값이 신뢰도 범위를 만족하는 경우, 해당 점수에 대응하여 누적 카운팅함으로서 최종 신뢰도 점수를 산정할 수 있다. In addition, when the i-th heading direction value satisfies the reliability range, the final reliability score may be calculated by cumulative counting corresponding to the corresponding score.

표 1에서 k와 l은 N에 포함되는 숫자로, k는 i번째 이미지와 j번째 이미지간을 의미하며, l은 i번째 이미지와 j번째 이미지 사이의 숫자를 의미한다. In Table 1, k and l are numbers included in N, k means between the i-th image and the j-th image, and l means the number between the i-th image and the j-th image.

그러므로, Δθk 는 i번째 이미지와 j번째 이미지간의 방향 변화량을 나타내며, i와 j의 값이 크거나 같을 때의 방향 변화량을 각각 달리 적용할 수 있다. Therefore, Δθ k represents the amount of change in the direction between the i-th image and the j-th image, and the amount of change in direction when i and j are greater or equal to each other may be applied differently.

다시 말해, Δθl 은 연속된 두 이미지 사이의 헤딩 변화량을 의미한다. 예를 들어 l=1 이면 1과 2번 이미지로부터 추정된 변화량을 의미하고, l=2 이면 2와 3 이미지 사이의 변화량을 의미한다. 따라서 신뢰도 범위는 1부터 N-1까지 증가할 수 있고, 범위가 증가하면 해당 범위 동안 발생한 값을 누적하여 반영해야 하므로 sigma를 사용하여 영역 내 변화량의 합을 Δθk 로 나타낸다. In other words, Δθ l means the amount of heading change between two consecutive images. For example, if l=1, it means the amount of change estimated from images 1 and 2, and if l=2, it means the amount of change between images 2 and 3. Therefore, the reliability range can increase from 1 to N-1, and when the range increases, the values generated during the corresponding range must be accumulated and reflected, so the sum of changes within the region is expressed as Δθ k using sigma.

이때 이미지로부터 발생할 수 있는 헤딩 방향 변화량에 대한 발생 가능 오차 범위에 대해서는 편의상 0으로 설정하여 표기하지 않았으나, 추후에 오차 범위를 포함하여 산출할 수 있다. At this time, the possible error range for the amount of change in the heading direction that may occur from the image is not indicated by setting it to 0 for convenience, but it can be calculated including the error range later.

다음으로 단말(100)은 산정된 신뢰도 점수 중에서 가장 높은 값을 가지는 헤딩 방향값을 기준 헤딩 방향 값으로 설정한다(S150). Next, the terminal 100 sets the heading direction value having the highest value among the calculated reliability scores as the reference heading direction value (S150).

단말(100)은 각각의 헤딩 방향값마다 산정된 신뢰도 점수 중에서 가장 높은 값을 선택한다. 이때, 단말(100)은 신뢰도 점수가 최대값을 가지는 헤딩 방향값이 기준치 이하로 낮거나 정확하지 않을 것으로 판단되면, 앞서 설정된 일정 시간을 늘리거나 다시 S110 단계로 회귀하여 초기화를 수행할 수 있다. The terminal 100 selects the highest value among the reliability scores calculated for each heading direction value. At this time, when it is determined that the heading direction value having the maximum reliability score is lower than the reference value or not accurate, the terminal 100 may increase the previously set predetermined time or return to step S110 to perform initialization.

예를 들어, 단말(100)은 선정된 기준 헤딩 방향값의 신뢰도 값이

Figure 112020000757858-pat00003
의 조건을 만족하지 못하는 경우, 선정된 헤딩 방향 값이 정확하지 않을 가능성이 높다고 판단할 수 있다. For example, the terminal 100 has a reliability value of the selected reference heading direction value.
Figure 112020000757858-pat00003
If the condition of is not satisfied, it can be determined that there is a high possibility that the selected heading direction value is not accurate.

이에, 단말(100)은 신뢰도의 정확성을 위해서 복수개의 헤딩 방향값과 이미지들을 더 수집하여 먼저 수집한 헤딩 방향값과 이미지들과 함께 새롭게 신뢰도 점수를 산정할 수 있다. 또는 단말(100)은 해당 헤딩 방향값과 이미지들을 삭제하고 새롭게 복수의 헤딩 방향값과 이미지들을 수집하여 신뢰도 점수를 산정할 수 있다. Accordingly, the terminal 100 may further collect a plurality of heading direction values and images for reliability accuracy, and may newly calculate a reliability score together with the previously collected heading direction values and images. Alternatively, the terminal 100 may delete the corresponding heading direction value and images and newly collect a plurality of heading direction values and images to calculate a reliability score.

또한, 헤딩 방향 추정 장치(100)는 헤딩 방향값을 초기화하고, 다시 S111 단계로 회귀하여 다시 기준 헤딩 방향값을 설정할 수 있다. Also, the heading direction estimating apparatus 100 may initialize the heading direction value and return to step S111 to set the reference heading direction value again.

다음으로 단말(100)은 서로 상이한 타이밍에 촬영된 이미지에서 중심선과 특징점을 이용하여 방향 변화량을 산출한다(S160). Next, the terminal 100 calculates the amount of direction change by using the center line and the feature point in the images taken at different timings ( S160 ).

기준 헤딩 방향값을 설정한 이후에 단말(100)은 이미지 센서(162)를 통해 수집한 이미지에 대응하여 실시간으로 방향 변화량을 산출할 수 있다. 방향 변화량을 산출하는 방법은 앞서 S120 단계에서 설명한 방법과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다. After setting the reference heading direction value, the terminal 100 may calculate the direction change amount in real time in response to the image collected through the image sensor 162 . Since the method of calculating the amount of direction change is the same as the method described in step S120 above, the overlapping description will be omitted.

이때, 단말(100)은 이미지 센서(162) 이외에도 가속도 센서(163) 또는 각속도(164)등의 센서의 측정값을 통해 방향 변화량을 산출할 수도 있다. 이러한 구성은 추후에 사용자에 의해 용이하게 변경 및 설정가능하다. In this case, in addition to the image sensor 162 , the terminal 100 may calculate the amount of direction change through measurement values of sensors such as the acceleration sensor 163 or the angular velocity 164 . Such a configuration can be easily changed and set by a user later.

그리고 단말(100)은 기준 헤딩 방향값에 방향 변화량을 적용하여 헤딩 방향 값을 보정하여 이동 방향값을 산출한다(S170). Then, the terminal 100 calculates a movement direction value by correcting the heading direction value by applying the direction change amount to the reference heading direction value (S170).

한편, 단말(100)은 가속도 센서(163) 또는 각속도(164)등을 통해 급격한 이동을 감지하면, 이미지 센서(162)로부터 획득한 이미지를 통해 헤딩 방향의 변화량을 산출하기 어렵다고 판단한다. 그러면, 단말(100)은 S110 단계로 회귀하여 헤딩 방향값을 재설정할 수 있다. Meanwhile, when the terminal 100 detects a sudden movement through the acceleration sensor 163 or the angular velocity 164 , it is determined that it is difficult to calculate the amount of change in the heading direction through the image obtained from the image sensor 162 . Then, the terminal 100 may return to step S110 to reset the heading direction value.

이와 같이, 지자기 센서(161)에 의한 측위 정보와 이미지 센서(162)를 이용한 측위 정보 간의 결합을 통해 그러므로 실내 환경에서 절대 위치 추정을 위한 기준 위치 설정이 없이도 불연속성을 개선하여 신뢰도가 높은 정확한 장치의 헤딩 방향을 추정하고, 보정할 수 있다. In this way, through the coupling between the positioning information by the geomagnetic sensor 161 and the positioning information using the image sensor 162, the discontinuity is improved without setting a reference position for absolute position estimation in an indoor environment, so that the accurate device with high reliability is obtained. The heading direction can be estimated and corrected.

또한, 실내 환경과 같은 상대적으로 제한된 통신을 수행하는 임의의 위치에서 별도의 인프라 없이도 정확하게 장치의 이동 경로를 추정할 수 있다. In addition, it is possible to accurately estimate the movement path of the device without a separate infrastructure at any location performing relatively limited communication, such as an indoor environment.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.The embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.

Claims (12)

적어도 하나의 프로세스에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치가 헤딩 방향을 추정하는 방법으로서,
일정시간 동안 지자기 센서로부터 헤딩 방향값들을 수집하고, 이미지 센서로부터 이미지들을 수집하는 단계,
수집된 상기 이미지들간에 복수개의 방향 변화량을 산출하는 단계,
상기 헤딩 방향값들에 대해 상기 복수개의 방향 변화량을 적용하여, 상기 헤딩 방향값들에 대한 복수개의 신뢰도 범위들을 산정하는 단계,
상기 복수개의 신뢰도 범위들 중에서 각 헤딩 방향값이 포함되는 신뢰도 범위의 개수를 카운팅하여 각 헤딩 방향값의 신뢰도 점수를 산정하는 단계, 그리고
상기 지자기 센서로부터 수집된 헤딩 방향값들 중에서 상기 신뢰도 점수가 가장 높은 값을 가지는 헤딩 방향 값을 기준 헤딩 방향값으로 설정하는 단계
를 포함하는 헤딩 방향을 추정하는 방법.
A method for a computing device operated by at least one process to estimate a heading direction, the method comprising:
Collecting heading direction values from the geomagnetic sensor for a certain period of time, and collecting images from the image sensor;
calculating a plurality of directional changes between the collected images;
calculating a plurality of reliability ranges for the heading direction values by applying the plurality of direction change amounts to the heading direction values;
calculating a reliability score of each heading direction value by counting the number of reliability ranges including each heading direction value among the plurality of reliability ranges; and
setting a heading direction value having the highest reliability score among heading direction values collected from the geomagnetic sensor as a reference heading direction value
A method of estimating the heading direction, including
제1항에서,
상기 수집하는 단계는,
일정시간 동안에 헤딩 방향값을 측정하는 동일한 타이밍에 대응되는 이미지를 수집하는 헤딩 방향을 추정하는 방법.
In claim 1,
The collecting step is
A method of estimating the heading direction by collecting images corresponding to the same timing of measuring heading direction values for a certain period of time.
제2항에서,
상기 방향 변화량을 산출하는 단계는,
상기 이미지들간에 변화량을 산출하기 위한 복수개의 그룹핑을 수행하는 단계,
상기 그룹핑된 이미지들 각각에 대해서 중심선을 추출하는 단계,
상기 그룹핑된 이미지들 사이에서 추출된 중심선의 이동 거리를 산출하는 단계, 그리고
상기 중심선의 이동 거리에 기초하여 방향 변화량을 산출하는 단계
를 더 포함하는 헤딩 방향을 추정하는 방법.
In claim 2,
The step of calculating the direction change amount,
performing a plurality of groupings for calculating the amount of change between the images;
extracting a centerline for each of the grouped images;
calculating a movement distance of the extracted center line between the grouped images, and
Calculating a direction change amount based on the moving distance of the center line
A method of estimating a heading direction further comprising a.
제3항에서,
상기 추출된 중심선의 이동 거리를 산출하는 단계는,
상기 그룹핑된 이미지들 중에서 기준이 되는 이미지의 중심선 상에 위치하는 특징점을 선정하고, 상기 그룹핑된 이미지들에서 상기 특징점을 추출하여, 추출된 상기 특징점과 각 이미지의 중심선과의 픽셀 수를 산출하는 헤딩 방향을 추정하는 방법.
In claim 3,
Calculating the moving distance of the extracted center line comprises:
Heading that selects a feature point located on the center line of a reference image from among the grouped images, extracts the feature point from the grouped images, and calculates the number of pixels between the extracted feature point and the center line of each image How to estimate the direction.
제2항에서,
상기 복수개의 신뢰도 범위를 산정하는 단계는,
각 헤딩 방향 값마다 동일한 타이밍에 대응되는 이미지를 기준으로 그룹핑된 개수만큼의 신뢰도 범위를 산정하는 헤딩 방향을 추정하는 방법.
In claim 2,
Calculating the plurality of reliability ranges comprises:
A method of estimating a heading direction for calculating a reliability range as many as the number of groups based on images corresponding to the same timing for each heading direction value.
제1항에서,
상기 기준 헤딩 방향값이 설정되면, 서로 상이한 타이밍에 촬영된 이미지에서 방향 변화량을 산출하고, 산출된 방향 변화량을 상기 기준 헤딩 방향값에 적용하여 현재 시점의 헤딩 방향값을 보정하는 단계를 더 포함하는 헤딩 방향을 추정하는 방법.
In claim 1,
When the reference heading direction value is set, calculating a direction change amount from images photographed at different timings, and applying the calculated direction change amount to the reference heading direction value to correct the heading direction value at the current time How to estimate heading direction.
제1항에서,
상기 기준 헤딩 방향값으로 설정하는 단계는,
산정된 상기 신뢰도 점수가 가장 큰 값이 설정된 임계치보다 작으면, 상기 일정 시간에 대한 구간을 늘리거나 상기 기준 헤딩 방향값을 초기화하는 단계를 더 포함하는 헤딩 방향을 추정하는 방법.
In claim 1,
Setting the reference heading direction value includes:
The method of estimating a heading direction further comprising the step of extending the section for the predetermined time or initializing the reference heading direction value when the calculated confidence score is smaller than a set threshold value.
제1항에서,
횡 방향 또는 종 방향으로의 임계치 이상의 이동을 감지하면 상기 기준 헤딩 방향값을 초기화하는 단계를 더 포함하는 헤딩 방향을 추정하는 방법.
In claim 1,
The method of estimating the heading direction further comprising the step of initializing the reference heading direction value when detecting a movement exceeding a threshold value in the lateral direction or the longitudinal direction.
적어도 하나의 프로세스에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치가 헤딩 방향을 보정하는 방법으로서,
일정시간 동안 지자기 센서로부터 헤딩 방향값들을 수집하고, 이미지 센서로부터 이미지들을 수집하는 단계,
수집된 상기 이미지들간에 복수개의 방향 변화량을 산출하고, 상기 방향 변화량에 기초하여 상기 지자기 센서로부터 수집된 상기 헤딩 방향 값들마다 신뢰도 점수를 산정하는 단계,
산정된 상기 신뢰도 점수 중에서 가장 높은 값을 가지는 헤딩 방향 값을 기준 헤딩 방향값으로 설정하는 단계, 그리고
상기 기준 헤딩 방향값이 설정되면, 서로 상이한 타이밍에 촬영된 이미지에서 방향 변화량을 산출하고, 산출된 방향 변화량을 상기 기준 헤딩 방향값에 적용하여 현재 시점의 헤딩 방향값을 산출하는 단계
를 포함하는 헤딩 방향 보정 방법.
A method for a computing device operated by at least one process to correct a heading direction, the method comprising:
Collecting heading direction values from the geomagnetic sensor for a certain period of time, and collecting images from the image sensor;
calculating a plurality of directional changes between the collected images, and calculating a reliability score for each of the heading directional values collected from the geomagnetic sensor based on the directional change;
setting a heading direction value having the highest value among the calculated reliability scores as a reference heading direction value; and
when the reference heading direction value is set, calculating a direction change amount from images taken at different timings, and applying the calculated direction change amount to the reference heading direction value to calculate a heading direction value at the current time
A heading direction correction method comprising a.
제9항에서,
상기 신뢰도 점수를 산정하는 단계는,
수집된 상기 이미지들간에 복수개의 방향 변화량을 산출하는 단계,
상기 헤딩 방향값들에 대해서 산출된 상기 방향 변화량을 적용한 복수개의 신뢰도 범위를 산정하는 단계, 그리고
상기 헤딩 방향값이 복수개의 상기 신뢰도 범위 중에서 포함되는 경우를 카운팅하여 신뢰도 점수를 산정하는 단계를 포함하는 헤딩 방향 보정 방법.
In claim 9,
Calculating the reliability score comprises:
calculating a plurality of directional changes between the collected images;
calculating a plurality of reliability ranges to which the calculated direction change amount is applied to the heading direction values; and
and calculating a reliability score by counting the cases in which the heading direction value is included in the plurality of reliability ranges.
제10항에서,
상기 신뢰도 점수를 산정하는 단계는
산정된 상기 신뢰도 점수가 가장 큰 값이 설정된 임계치보다 작으면, 상기 일정 시간에 대한 구간을 늘리거나 상기 기준 헤딩 방향값을 초기화하는 헤딩 방향 보정 방법.
In claim 10,
The step of calculating the reliability score is
If the calculated confidence score is smaller than a set threshold, the heading direction correction method for increasing the section for the predetermined time or initializing the reference heading direction value.
제10항에서,
상기 방향 변화량을 산출하는 단계는,
N개의 이미지에 대응하여 N-1개의 그룹핑을 수행하고, 상기 그룹핑된 이미지 각각에 대해서 추출된 중심선의 이동 거리를 상기 이미지의 픽셀 수로 산출하면, 상기 이미지의 픽셀 수와 상기 이미지의 픽셀 크기를 이용하여 상기 그룹핑된 이미지간의 방향 변화량을 산출하는 헤딩 방향 보정 방법.
In claim 10,
The step of calculating the direction change amount,
If N-1 groupings are performed corresponding to N images, and the movement distance of the extracted center line for each of the grouped images is calculated as the number of pixels of the image, the number of pixels of the image and the size of the pixels of the image are used. to calculate a direction change amount between the grouped images.
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