KR20060008917A - 위치확인 시스템 및 방법 - Google Patents

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mobile controller
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노먼 모히
케빈 저지
제임스 흄
마크 시스로우스키
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노르벨, 엘엘씨
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Abstract

모바일 컨트롤러 유닛(200)은 무선 위치확인 시스템(204) 및 양방향 통신 시스템(202)을 가지며, 로버 유닛(214)은 무선 위치확인 시스템(218) 및 양방향 무선 통신 시스템(216)을 갖는다. 컨트롤러 유닛(200)은 로버 유닛(214)에게 자신의 위치 데이터를 보내도록 요청되어, 로버 유닛이 위치확인될 수 있도록 되며, 필요시 미아 등의 경우에서와 같이 탐색될 수 있다. 컨트롤러와 로버간의 상대 위치는 로버가 위치하는 장소와 로버가 얼마나 빨리 이동하고 있는지를 나타내는 화살표, 그 이동의 트랙 및 기타 데이터와 함께 컨트롤러 상에 디스플레이될 수 있다(208). 시스템은 또한 네트워크 시스템(212)과 함께 동작할 수 있으며, 이 시스템(212)은 통신 및 계산 기능의 일부를 수행한다.
로버, 위치확인 시스템, 진로 센서, 어플리케이션 서버, 탐색 기능

Description

위치확인 시스템 및 방법{LOCATING SYSTEM AND METHOD}
본 출원은 2000년 7월 14일자로 출원된 미국 가출원 번호 60/218,454호의 비가출원이고 이 출원일을 우선권 주장일로 하는 2001년 7월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 09/899,612호의 일부 계속 출원이며, 이들 특허 출원의 모든 내용이 본 명세서에 참조되어 있다.
본 발명은 GPS 등의 무선 위치확인 시스템 및 셀룰러 전화 등의 무선 통신을 이용하는 추적 시스템에 관한 것이다.
중앙의 고정 유닛에 의해 수행되는 추적 기능을 포함하는 시스템이 존재하며, 이러한 시스템의 예가 미국 특허 번호 제5,594,425호, 제5,312,618호 및 제5,043,736호에 예시되어 있다. 통상의 경우, 대상의 위치 정보가 모니터링국에 전송되어, 이 모니터링국에서 정보가 처리되고 그에 따라 행동이 취해진다. 이에 대한 변형예가 미국 특허 번호 제5,389,934호에 나타내어져 있으며, 이 특허에서는 탐색기/컨트롤러가 이동국의 형태로 될 수 있고, 그 일실시예에서는 로버(rover) 시스템을 개시하고 있으며, 이 시스템은 전화에 의해 호출될 때에 활성화되어, 그 위치의 음성 설명을 중계한 후에 비활성화 되며, 또다른 실시예는 대상의 방향을 나타내주기 위해 화살표 영상을 제공하지만, 본 발명에서 사용된 구체적인 공간 관 계 계산을 이용하지는 못한다.
현재에는 무선 전화 사용자가 "911" 긴급상황 통화를 할 수 있고 시스템이 사용자와 대화할 필요없이 무선 전화를 위치확인할 수 있는 위치확인 기술을 이용하는 E911로 지칭되는 개념이 고려되어 구현되고 있다. 위치확인 기술, 무선 전화 통신망 및 무선 전화(간혹, 핸드셋으로도 지칭됨)는 무선 전화의 위치가 판별되어 긴급상황 응답 서비스에 연락될 수 있도록 할 것이다.
E911 성능의 구현을 위해서뿐만 아니라 다른 용도를 위해서도 범용의 셀룰러 네트워크 내의 무선 네트워크와 관련하여 다수의 위치확인 기술과 표준이 현재 고려되어 구현되고 있다.
이러한 위치확인 기술 자체와, 이러한 위치확인 기술이 무선 네트워크, 특히 셀룰러 네트워크와 어떻게 기능하는지와, 이러한 위치확인 기술의 찬반 양론과, 이러한 위치확인 기술이 유용한 서비스를 제공할 수 있는 방식에 대하여 다수의 논문, 발표문 및 보고서가 언급하고 있다. 간단한 인터넷 검색으로도 이러한 공개 문헌을 찾아낼 수 있을 것이며, 그 중의 일부로는 다음과 같은 문헌이 있다:
"Geolocation and Assisted-GPS" - Goran M. Djuknic 및 Robert E. Richton, 루슨트 테크놀로지사에 의해 발행된 백서, 이 문헌에는 다양한 위치추적 기술에 대한 특히 유용한 설명이 기술되어 있다;
"Location Technologies for GSM, GPRS and UTMS Network" - 퀄컴사의 Snap Track에 의한 백서;
"Geolocation and Assisted-GPS" - 2001년 2월에 컴퓨터 잡지 루슨트 테크놀 로지의 벨연구소의 Djuknic 및 Richton에 의해 발표됨;
"Assited Gps : A Low-Infrastructure Approach" - 2002년 3월 1일에 LaMance, DeSalas 및 Jarviene에 의해 GPSWord에 발표됨;
"An Introduction to Snap Track Server-Aided GPS Technology" - 2001년 8월 10일에 Mark Moeglin 및 Harvey Krasner에 의해 백서로 발표됨;
"Satellite-Based Positioning Techniques" - 노키아의 Syrjarinne에 의해 발표됨;
"Hybrid Wireless Assisted GPS Architecture" - Snap Track에 의한 공보;
"A Position Determination Service Standard for Analog Systems"- 2000년 6월 6일에 TIA/EIA에 의해 발표됨(TIA/EIA-533-A를 참조);
"Positioning Determination Service Standard for Dual Mode Spread Spectrum Systems" - 3GPPS C.S0022-0-1 표준으로의 TIA의 공보;
"High performance wireless location technology" - TruePosition, Inc.의 신버젼;
"LOCATION TECHNOLOGIES FOR ITS EMERGENCY NOTIFICATION AND E911" - 1996년 1월 22일부터 24일까지 미국 캘리포니아 산타모니카에서 개최된 ION National Technical Meeting에서 발표된 Robert L. French 및 Clement J. Driscoll의 논문.
이들 참고 문헌의 전부의 내용은 본 명세서에 참조되어 있다.
또한, TIA의 3GPP(주로 GSM 네트워크를 다룸) 및 3GPP2(CDMA 네트워크를 다룸)와 같은 관련 표준 기구를 인터넷 검색하면, 기술적 표준을 진화시키는 과정에 대한 정보를 얻을 것이다. 이러한 유용한 설명 문헌이 이용 가능하다면, 본 발명의 시스템의 구성 및 방법을 이해하는데 필요한 정도까지를 제외한 그 이상의 설명을 제공할 필요가 없을 것이다.
일부 위치확인 기술로는 다음의 것들이 있다: Assisted GPS(AGPS), 도달 시간차를 이용한 네트워크 무선 삼각측량법(TDOA), Advanced Forward Link Trilateration(AFLT), Enhanced Observed Time Difference(EOTD) 및/또는 Angle of Arrival(AOA)와, 위성 기반 신호이거나 지상 기반 신호인 모든 이용 가능한 측정치를 사용하는 다른 위치확인 기술이 추가된 AGPS와 같은 복합 솔루션. 본 명세서의 상세한 설명과 청구범위에 있어서, "지상 기반 위치확인 기술"이라는 표현은 AFLT, TDOA, EOTD, AOA 또는 UTDOA 등의 위치확인 솔루션을 형성하기 위해 지상 기반 송신기로부터 획득된 측정치를 이용하는 어떠한 위치확인 기술을 한정하기 위해 사용될 것이다. 또한, 문맥이 정확히 그 밖의 것을 나타내는 경우를 제외하고는, "위치설정" 및 "위치확인"이라는 단어는 서로 호환되게 사용되며, 동일한 의미의 것으로 간주된다.
본 발명은 모바일 컨트롤러 유닛으로부터 모바일 로버 유닛을 위치확인하고 추적하는 시스템 및 방법을 제공하며, 이러한 위치확인 및 추적 시스템과 방법에서는 컨트롤러와 로버가 통신 네트워크를 통해 서로 통신하고, 위치확인 기술을 이용하여 컨트롤러와 로버의 위치의 컴퓨터 계산에 적용 가능한 위치 관련 측정 데이터를 획득하여 전송하여, 컨트롤러가 지도상의 로버와 컨트롤러의 절대 위치 및 컨트롤러에 대한 로버의 상대적인 공간적 위치를 판정할 수 있고, 이에 의해 컨트롤러의 사용자가 로버의 상대적인 공간적 위치 또는 로버의 절대적인 지도 위치의 디스플레이를 선택할 수 있다. 컨트롤러에서 로버까지의 거리, 로버의 속도 및 로버의 위치의 이력을 포함한 로버에 관련하는 다른 정보가 판정되어 컨트롤러에 제공될 수 있다.
본 발명은 모바일 컨트롤러 유닛으로부터 적어도 하나의 로버 유닛을 위치확인하여 추적하기 위해 독립적 GPS로서 지칭될 수 있는 시스템 및 방법을 제공하며, 모바일 컨트롤러 유닛은 무선 통신 기기 및 GPS 모듈을 가지며, 로버는 무선 통신 기기 및 GPS 모듈을 가지며, 컨트롤러는 또한 무선 통신 기기를 통해 로버 유닛으로부터 GPS 위치 정보를 수신하고 자신의 GPS 모듈을 이용하여 로버 유닛의 상대적인 위치 및 진로를 계산하도록 특수하게 프로그래밍된 컴퓨터를 가지며, 컨트롤러 유닛 상의 디스플레이를 이용하여, 상대적인 진로, 거리 및 고도차를 나타내거나, 이와 달리 이용 가능한 맵 데이터를 사용하여 컨트롤러와 로버의 지도상의 위치를 나타내준다. 무선 통신 모듈은 컨트롤러와 로버가 서로 통신할 수 있도록 하며, 셀룰러 전화 네트워크가 바람직하다. 로버에 의해 컨트롤러로 보내진 GPS 정보는 위도 및 경도 등의 처리된 지도 좌표의 형태이거나, 또는 가상거리 데이터(pseudorange data) 등의 미가공된 초기 측정 데이터의 형태가 될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 컨트롤러 및 로버는 동일한 GPS 위성을 추적하여, 이들의 절대적인 지도상의 위치뿐만 아니라 컨트롤러와 로버의 상대적인 공간상의 위치를 높은 정확도로 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 지상 기반 위치확인 기술 또는 GPS 등의 위치확인 기술이 측정 데이터 수집, 계산 수행, 보조 데이터의 로버 및 컨트롤러 핸드셋에의 제공 및 계산된 또는 초기의 위치 데이터의 전송을 행할 수 있는 네트워크 구성요소에 의해 보조되는 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명은 로버의 위치의 이력을 보여주고 로버의 높이 및 속도와 다른 유용한 정보를 보여주는 등의 컨트롤러에서 이용 가능한 특징을 포함한다.
컨트롤러 유닛에 의하여, 사용자는 디스플레이된 옵션 중에서 로버의 저장 디렉토리 내의 로버를 선택하여 "FIND" 프로세스를 활성화시킴으로써 컨트롤러의 GPS 위치에 대한 선택된 로버의 GPS 위치를 획득할 수 있다. 또한, 로버 유닛은 자신의 위치의 이력이 저장되어 있어, 로버의 위치의 이력 이동선이 컨트롤러에 전송되어 디스플레이될 수 있다. 또한, 로버가 경보 한계를 위반할 때에, 로버가 자동적으로 컨트롤러에 신호를 보내어 컨트롤러의 디스플레이가 경보의 토대에 관한 신호와 함께 로버의 상대 위치 또는 절대 위치를 나타내도록, 컨트롤러에서 로버로 또는 로버 내에서 직접 선택적인 경보가 프로그래밍될 수도 있다. 경보는 경계 또는 반경의 통과와 같은 공간적인 것일 수도 있고, 로버가 경고 한계보다 더 빨리 이동할 경우의 속도 한계치에서 작동할 수도 있다. 또한, 로버는 컨트롤러에 신호하기 위한 수동 작동 경보가 설치될 수도 있다.
본 발명은 자녀와의 접촉을 유지하기 위해 자녀의 위치나 이동 이동선 또는 경보 한계 위반을 주기적으로 판정한다.
GPS의 사용이 설명되었지만, GALILEO, GNSS, LORAN, GLONASS 등의 다른 무선 위치확인 시스템이 사용될 수도 있다.
본 발명의 추가의 실시예는 셀룰러 네트워크와 관련하여 작동하는 위치확인 기술을 포함하거나 이러한 기술과 함께 사용된다. 이러한 시스템은 E911 필요장치를 구현하는 것과 같은 다른 용도를 위해 개발중이며, 이들 시스템은 컨트롤러가 로버를 위치확인하여 추적할 수 있도록 하는 위치 정보를 제공하기에 적합하게 될 수 있으며, 이러한 위치 정보는 컨트롤러에 대한 로버의 상대적인 공간적 위치 및 컨트롤러와 로버의 절대 위치를 컨트롤러 디스플레이 상에 선택적으로 디스플레이하는 특징을 포함한다. 통상, 절대 위치는 지도에 관해 나타내질 것이지만, 절대 위치는 좌표, 위도 및 경도, 거리 교차로, 주소, 주변 위치 등을 제공함으로써와 같은 다른 형태로 표현되어 디스플레이될 수도 있다.
특정의 실시예에서, 본 발명은 통신 네트워크 및 pde 등의 통신 네트워크 관련 위치확인 장치와 작동하는 어플리케이션 서버를 이용한다. 어플리케이션 서버의 주목적은 GPS 위성의 경우에는 공급원 인디케이터, RPN 번호 또는 지상 기반 기술의 경우에는 전송 안테나 식별표시를 포함하는, 컨트롤러와 로버 양자의 위치 측정 데이터를 직접 또는 간접으로 획득하는 것이다. 그리고나서, 어플리케이션 서버는 컨트롤러와 로버로부터의 인입 전송 데이터를 필터링하여 측정 데이터의 가장 공통적인 소스를 결정할 것이다. 가장 공통적인 소스가 식별된 후, 이 소스를 이용하여 컨트롤러와 로버의 위치가 결정된다. 물론, 소스가 완벽한 공통성을 갖는다면 최상의 결과를 제공하지만, 이것이 항상 가능한 것은 아니기 때문에, 어플리케이션 서버는 적절한 위치 계산을 위해 충분한 수의 위치 데이터 소스를 특정할뿐만 아니라 최상의 공통성 선택을 사용하도록 프로그래밍된다.
본 발명은 통신 네트워크를 이용한 통신이 가능한 특수하게 프로그래밍된 어플리케이션 서버가 적절하게 구비된 핸드셋의 사용자에 대한 서비스에서 실시될 수 있다. 어플리케이션 서버는 측정 데이터의 위성 기반 소스 또는 지상 기반 소스 중에서 최상의 공통성을 획득하기 위해 필터링을 행한다.
컨트롤러에 대한 로버의 정확한 상대 위치를 달성하기 위한 또 다른 방법은 컨트롤러에서 취해진 측정치와 로버에서 취해진 측정치로부터의 상대적인 차분 보정을 계산하는 것이다. 이것은 컨트롤러에서 취해진 측정치로부터에서 측정거리 나머지를 이용하여 보정치를 생성하고 이 보정치를 로버 측정치에 적용함으로써 행해진다. 보정치는 컨트롤러 내에서 또는 네트워크 내에서 중의 하나에서 생성될 수 있다.
도 1은 컨트롤러 유닛의 동작도이다.
도 2는 로버 유닛의 동작도이다.
도 3은 컨트롤러 개시 과정의 흐름도이다.
도 4는 전화 개시 과정의 흐름도이다.
도 5는 전화 메모리 과정의 흐름도이다.
도 6은 메모리 탐색 과정의 흐름도이다.
도 7은 탐색 과정의 흐름도이다.
도 8은 세부사항 탐색 과정의 흐름도이다.
도 9는 GPS 메시지 처리 과정의 흐름도이다.
도 10은 원격 메시지 처리 과정의 흐름도이다.
도 11은 사용자 입력 처리 과정의 흐름도이다.
도 12는 대화식 홈 화면에 대한 도면이다.
도 13은 대화식 전화 화면에 대한 도면이다.
도 14는 대화식 수동 전화 화면에 대한 도면이다.
도 15는 대화식 탐색 화면에 대한 도면이다.
도 16은 대화식 세부사항 탐색 화면에 대한 도면이다.
도 17은 대화식 지도 화면에 대한 도면이다.
도 18은 기본적인 시스템 작동 구성요소에 대한 도면이다.
도 19a 및 도 19b는 시스템 작동 도면이다.
도 20은 시스템 작동 도면이다.
도 21은 시스템 작동 도면이다.
도 22는 시스템 작동 도면이다.
도 23a는 시스템 작동 도면이다(옵션 1).
도 23b는 시스템 작동 도면이다(옵션 2).
도 23c는 시스템 작동 도면이다(옵션 3).
본 발명의 방법 및 장치는 1차적인 응용으로서 사람이 값어치 있는 자산을 명령에 따라 그리고 높은 정밀도로 찾아낼 수 있도록 하기 위한 것이며, 이러한 자 산은 사람일 수도 있다. 부모가 자식을 찾을 수 있도록 하는 것이 그 용도의 한 예이다.
시스템은 개인용 파지형 장치(컨트롤러) 및 소형의 컴팩트한 옵션으로 감출 수 있는 장치(로버)로 구성된다. 각각의 컨트롤러 유닛은 사용자에게 하나 이상의 로버 유닛의 정확한 위치를 규명할 수 있는 성능을 제공한다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 시스템의 모든 기능 및 특징 외에도, 본 시스템은 어떠한 로버를 위치확인하여 찾아내는데 필요한 실시간 정보 모두를 사용자에게 제공할 수 있는 자체 내장형 모바일 유닛이라는 점에서 특색을 갖는다. 상세한 설명이 로버를 찾아내는 컨트롤러의 과정을 설명하고 있지만, 본 시스템은 또한 컨트롤러가 하나 이상의 다른 컨트롤러를 찾아내는 것을 지원할 수도 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 "로버"라는 용어는, 다른 설명이 없다면, 로버로서 유일하게 장비된 기기, 또는 컨트롤러와 로버로서 양쪽으로 기능하도록 설비된 기기를 포함할 수 있는 로버로서 기능하는 핸드셋을 의미한다. 또한, "컨트롤러", "컨트롤러 유닛", "로버" 및 "로버 유닛"이라는 용어는 본 명세서에서 상호 호환가능하게 사용되며, 구분이 필요치 않다.
컨트롤러 유닛은 셀룰러 전화 모듈 등의 무선 통신 모듈, GPS 수신기/프로세서 모듈 등의 무선 위치확인 수신기/프로세서 모듈, 전자 나침판, 디스플레이, 컴퓨터 및 컴퓨터를 작동시키기 위한 관련 전자장치를 포함하는 몇 가지의 서브-컴포넌트를 구비한다. 컨트롤러는 3가지의 상이하면서 대화식의 유용한 기능을 제공한다. 먼저, 컨트롤러 유닛은 대표적인 기능과 특징을 모두 갖는 완저하게 기능하는 셀룰러 전화이다. 두번째로, 컨트롤러 유닛은 자기 자신의 위치와 로버 유닛의 위치를 거리 지도 상에 디스플레이할 수 있다. 세번째로, 컨트롤러 유닛은 진로 화살표 및 거리를 디스플레이하는 임의의 로버의 상대적인 공간적 위치를 제공한다. 로버의 속도, 로버의 컨트롤러에 대한 상대 높이 및 로버의 이전 위치의 이동선 등의 다른 정보가 컨트롤러 상에 디스플레이될 수 있다.
시스템을 로버에 대한 위치확인기로서 작동시키기 위해, 사용자는 컨트롤러 화면 상의 FIND 특성을 선택한다. 스크린은 사전 프로그래밍된 로버 이름과 셀룰러 전화 번호 등의 위치 주소 모두를 디스플레이한다. 사용자는 특정의 요구된 로버를 선택하고, 대화식 화면 상의 GO를 터치한다. 컨트롤러 유닛은 셀룰러 전화에 의해 로버 유닛과의 통신을 개시한다. 각각의 유닛의 GPS 또는 다른 위치확인 모듈을 이용하면, 컨트롤러 유닛은 로버와의 상대적인 공간적 관계를 결정한다. 한가지 디스플레이 모드에서, 컨트롤러 유닛은 거리 수준의 지도 상에 로버 유닛의 위치를 디스플레이하며, 이것은 확대·축소 및 스크롤이 가능하다. 로버 유닛으로부터의 연속적인 데이터를 통해, GPS 정보가 로버 유닛에서 컨트롤러 유닛으로 전송되므로, 로버 유닛의 위치가 지도상에 추적된다. 또 다른 디스플레이에서, 컨트롤러에 대한 로버 유닛의 상대적인 진로 위치가 장보를 수반하는 화살표로서 디스플레이된다. 이러한 화살표 특징을 사용하기 위해서는, 컨트롤러 유닛에 대한 방향이 설정되어야 한다. 이 방향은 이동이 없는 상태에서 나침판을 사용함으로써 초기에 설정될 수 있다. 또한, 널리 공지된 바와 같이, GPS는 수신기가 이동할 때에 방향을 제공할 수 있다. 화살표는 로버 유닛의 위치, 컨트롤러 유닛의 위치, 그 GPS 또는 다른 위치확인 센서 데이터에 기초한 컨트롤러 유닛의 방향 및 옵션의 디지털 나침판 데이터를 고려하여 컨트롤러에 대한 로버의 진로를 표시한다. 화살표와 함께 표시된 정보는 컨트롤러 유닛에서 로버 유닛까지의 거리, 로버 유닛 속도, 컨트롤로 유닛에 대한 로버 유닛 높이, 로버 유닛의 데이터가 규명되는 시각, 및 위도, 경도 및 고도와 같은 로버 유닛의 좌표계를 포함하는 것이 바람직하다. 화살표 디스플레이는 주로 컨트롤러 유닛 및 로버 유닛이 주변 거리에 있는 것과 같이 비교적 근접해 있을 때에 사용되며, 방향 화살표가 컨트롤러 유닛 사용자에 대해 유용하다. 이들 디스플레이를 구현하기 위해, 컨트롤러 유닛은 컨트롤러 유닛과 로버 유닛의 상대적인 공간적 관계를 1미터의 정확도와 같은 높은 정밀도로 결정할 수 있게 하는 GPS 데이터를 수신한다. 이러한 정밀한 상대적 공간 관계를 달성하기 위해, 로버 유닛 및 컨트롤러 유닛은 측정거리와 캐리어 상태의 GPS 측정치 또는 동일한 GPS 위성으로부터의 측정거리 측정치만을 수집하여 공유한다. 시간적으로와 공간적으로 인접한 측정치를 구하는 2개의 수신기에서 공통적으로 발생하는 오차로 인해 GPS 위치확인에서 다수의 에러가 발생한다. 따라서, 2개의 수신기의 GPS 측정치를 알게 되면, 공통 에러의 제거가 가능하게 되며, 그에 따라 2개의 유닛의 상대적인 공간적 방위의 정밀한 계산과 유닛의 절대 위치를 양호하게 알게 될 수 있다. 옵션으로, 진로 및 거리 정보는 청취 가능한 형태로 제공될 수 있다.
로버 유닛과 모바일 컨트롤러 유닛 간의 높은 정밀도의 상대 위치를 획득하기 위한 방법 및 장치는 GPS를 사용한 공지의 기술을 이용하여 실시될 수도 있다. 로버와 컨트롤러가 서로 상당히 근접해 있을 때, 이들의 위성의 한 조의 수신부는 상당한 중첩을 가져 아마 심지어는 완전한 공통성을 갖기가 쉽다. 이들이 더 분리될 때, 공통성이 감소하게 될 것이다. 사용시, 바람직한 방법은 컨트롤러가 로버에게 로버가 하나의 위상에 기초한 컨트롤러 시간 태그가 부착된 측정거리 및 캐리어 상태 측정치 또는 측정거리 측정치만을 보내야 하는지를 질의하고, 컨트롤러가 공통으로 추적하고 있는 이들 위성으로부터의 정보를 유일하게 사용할 것이다. 정보는 컨트롤러와 로버 간의 정밀한 직접 거리를 계산하기 위해 컨트롤러 유닛에서 사용될 것이다. 이 정보는 컨트롤러의 지도상에 컨트롤러에 대해 하나 그리고 로버에 대해 하나씩 모두 2개의 지점 또는 위치 표시자로서 디스플레이될 수 있다. 또한, 로버는 로버에 저장된 이전의 정보로부터 구해질 수 있는 시간 순서 위치(time-sequenced position)에 의해 추적될 수 있다.
컨트롤러가 로버에게 컨트롤러에 의해 추적되고 있는 위성의 일부 또는 전부와 같은 특정 서브세트의 위성에 대한 데이터만을 전송하도록 요청하는 것은 옵션의 과정이다.
컨트롤러가 자신의 위성의 한 조의 정보를 로버에게 보내고 로버가 공통 위성만을 이용하여 계산을 행하고 그 계산된 위치를 다시 보내는 것 또한 또 다른 옵션 과정이다.
컨트롤러가 어느 위성을 추적하고 있는지를 로버에게 알려주고 로버가 최상의 GDOP를 갖는 4개의 공통 위성으로부터의 정보를 되돌려 보내는 것 또한 추가의 옵션이다.
또 다른 실시예에서, 컨트롤러 유닛은 로버 유닛에 대한 과거부터의 GPS 정보가 전송될 수 있으며, 이 정보는 디스플레이 지도상의 일련의 지점으로써 디스플레이되거나, 또는 컨트롤러 유닛 위치를 이용하여 컨트롤러 유닛에 대한 일련의 지점으로서 디스플레이되어, 디스플레이되고 있는 동안 시간에 따른 로버의 이동의 이동선을 시간 경과 형태로 또는 동시적으로 나타내줄 수 있다.
또 다른 특징은 컨트롤러 유닛이 로버 유닛상의 가청 알람 또는 차임 알람(chime alarm)을 작동시켜 로버를 청각으로 용이하게 찾을 수 있다는 점이다.
또 다른 특징에서, 한계 또는 경계 조건이 위반되거나 초과될 시에 컨트롤러 유닛에 대한 통신과 경보 신호를 자체 활성화시킬 수 있고 컨트롤러 유닛과 로버 유닛 간의 상대적인 공간상의 관계 또는 지도상의 관계를 자동으로 디스플레이할 수 있는 소정의 한계치 또는 경계 조건이다. 셀룰러 전화로서, 컨트롤러 유닛은 로버 유닛과의 음성 통신을 구축할 수 있다.
컨트롤러 유닛이 컨트롤러 유닛과 로버 유닛의 현재 위치에 대한 필수적인 지도 데이터를 갖지 않는다면, 컨트롤러 유닛은 셀룰러 무선 링크를 통해 중앙 데이터베이스에 액세스하고, 필수적인 지도 데이터를 다운로드하여 로버 유닛의 추적을 재개할 수 있다. 또한, 정상적으로 작동하는 경보 조건은 시스템이 컨트롤러 유닛을 통해 로버를 탐색하도록 작동시킬 수 있다.
일례의 응용으로, 로버 유닛이 자녀의 소유에 있는 동안 부모가 컨트롤러 유닛을 소유할 수 있다. 아래에 설명되는 바와 같이, 컨트롤러 유닛을 조작하는 사람은 로버 유닛을 찾아내어, 로버 유닛의 절대적인 지도 위치 또는 상대적인 공간 위치를 디스플레이 상에서 볼 수 있다. 다른 기능 또한 아래에 설명되는 바와 같이 이용 가능하다.
일례의 응용에서 부모 또는 그 등가물이 컨트롤러 유닛을 소유하고, 로버 유닛이 하나 이상의 자녀의 소유에 있는 것을 상정할 수 있다. 본 발명의 용도가 단순히 자녀를 체크하고 미아를 찾아내는 것이기는 하지만, 본 발명의 목적이 불법적인 행위의 상황에서 자녀의 위치확인을 가능하게 하는 것이기 때문에, 로버 유닛은 매우 소형화가 가능하여 은식될 수 있는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 컨트롤러와 적어도 하나의 로버 유닛이 작동 가능하게 되도록 요구된다. 로버 유닛을 추적하기를 원하는 2 이상의 사람을 위해 복수의 컨트롤러 유닛이 존재할 수도 있다. 한 명 이상의 자녀와 같이 추적될 사람에 대해 요구된 수만큼의 로버 유닛이 존재할 것이다. 각각의 컨트롤러 유닛은 로버 유닛의 전부를 추적할 수 있거나, 또는 필요시 선택된 로버 유닛만을 추적할 수 있다. 각각의 로버 유닛의 셀룰러 번호가 신분 코드와 함께 자동 발신을 위해 컨트롤러 유닛에 프로그램되는 셋업 과정이 시행된다. 또한, 각각의 로버 유닛은 컨트롤러 유닛에 전화를 걸도록 프로그래밍되거나, 또는 하나 이상의 컨트롤러 유닛이 있는 경우에는 이들에게 선택된 순서로 또는 동시에 선택적으로 또는 자동으로 전화를 걸도록 프로그래밍된다. 기본 시스템은 로버 유닛이 시스템을 작동하도록 허용하지 않거나, 또는 시스템을 작동시키기 위해 로버 유닛에서 어떠한 단계가 요구된다는 것에 유의하기 바란다(추후 설명될 "경보" 과정의 경우는 제외).
도 1 및 도 2는 컨트롤러 및 로버 유닛 모듈과 이들의 상호관계에 대한 일반 적인 블록도를 도시하고 있다. 컨트롤러 유닛(10)은 GPS 수신기 모듈(12), 셀룰러 송수신기 모듈(14), 디스플레이 모듈(16), 및 특수하게 프로그래밍된 CPU(18)와 디지털 나침판(20)을 포함하는 제어 전자장치 모듈을 갖는다. 디스플레이(16)는 다양한 명령 옵션이 디스플레이되어 디스플레이 화면을 터치함으로써 작동될 수 있도록 대화식 디스플레이가 바람직하다. 비대화식 디스플레이에서, 명령은 종래의 버튼 조작으로 작동될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 조작 모드 모듈(22), 그래픽 모드 모듈(24) 및 메시지 투 로버 모듈(26)을 포함한다. CPU(18)의 출력은 탐색 화면 모듈(30)을 작동시키는 위치확인 모듈(28)과, 지도 화면 모듈(34)을 작동시키는 맵핑 모듈(32)을 포함한다.
로버 유닛(36)은 GPS 수신기(38), 셀룰러 송수신기(40), 및 특수하게 프로그래밍된 CPU(42)를 포함하는 제어 전자장치 모듈을 갖는다. 본 발명의 장치와 방법에 대한 사용은 도 3 내지 도 11의 흐름도와 도 12 내지 도 15의 화면도를 참조할 경우에 최상으로 이해된다.
도 3을 참조하면, 컨트롤러 유닛은 개시 단계 "50"으로 나타내진 파워온 단계에 의해 작동된다. 이 단계에 의해 디스플레이(52)가 개방된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 홈 스크린(54)으로 지칭되는 이 디스플레이는 PHONE(56), FIND(58), EXIT(60) 및 HOME(62)에 대한 버튼(홈 화면 12 상에서는 무음(mute)이 되어야 함)을 갖는다. 사용자는 도 3의 단계 64로서 이들 중의 하나를 선택한다. PHONE 선택은 단계 68과 같이 컨트롤러 유닛과 선택된 로버 유닛간의 종래의 음성 셀룰러 전화로서 또는 범용의 셀룰러 전화로서의 사용을 허용한다. FIND 선택은 단계 72 에서와 같이 찾기 과정을 개시한다.
도 4는 PHONE 버튼(56)(도 12)이 터치되는 경우의 과정을 나타낸다. 이것은 도 13의 PHONE 화면(74)을 개방하고, 이 화면은 사전 프로그래밍된 번호의 스크롤 가능한 리스트(76), Up/Down 스크롤 버튼(78), 번호를 추가하거나 삭제하기 위한 메모리 버튼(80), 정상적인 전화 사용을 위해 도 14의 화면으로 진행하기 위한 MANUAL 버튼(82), 및 도 12의 홈 화면으로 복귀하기 위한 홈 버튼(84)을 갖는다. 수동 버튼(82)이 터치되면, 도 14의 화면(90)이 나타난다. 이 화면은 터치 패드(92), RECALL 버튼(94), CLEAR 버튼(96), SEND 버튼(98), END 버튼(100), 및 HOME 버튼(102)을 갖는다. 도 13 및 도 14의 화면은 번호를 프로그래밍하고(도 13), 컨트롤러 유닛을 음성 셀룰러 전화로서 사용하기 위한 것이다(도 14). 도 14 상의 버튼의 이용은 셀룰러 전화에서는 종래의 것이다.
도 3 및 도 12에서, 사용자가 FIND를 선택하면, 본 발명의 찾기 과정이 개시된다. 디스플레이 상에는 도 15에 도시된 바와 같은 FIND 화면(110)이 나타난다. 이 화면은 스크롤 가능한 NAME 윈도우(112)를 가지며, 이 윈도우는 로버를 선택하기 위해 수직으로 스크롤되거나, 또는 ZONE STATUS 및 ZONE RADIUS와 같은 각각의 로버에 대한 사전 프로그래밍된 경보 기준을 디스플레이하기 위해 윈도우 114에서 나타낸 바와 같이 수평으로 스크롤될 수도 있다.
도 15의 FIND 화면의 GO 버튼(116)은 도 16의 FIND DETAIL 화면을 활성화시킨다. ACTIVE ZONE 버튼(118)은 지역 반경을 프로그래밍하여 활성화시킬 수 있다. 지역 반경은 ZONE RADIUS에 디스플레이되고, 로버 유닛에 통신되어 저장될 것이며, 이 로버 유닛은 지역 반경이 통과된다면 컨트롤러 유닛을 자동으로 호출하고 알람을 울리거나 및/또는 디스플레이하도록 프로그래밍된다. MEMORY 버튼(120)은 지역 버튼 반경을 저장한다. HOME 버튼(122)은 디스플레이를 도 12의 HOME 화면으로 복귀시킨다. 메모리/프로그래밍 과정은 도 6의 FIND MEMORY의 흐름도에 도시되어 있다.
FIND 화면(110)이 디스플레이되면, 도 7에 도시된 과정이 실시된다. 스크롤 가능한 NAME 윈도우(112)는 사전 프로그래밍되었던 이름과 전화 번호의 리스트를 갖는다. 사용자는 이제 단계 124에서 HOME, MEMORY 또는 GO 버튼을 선택한다. MEMORY 버튼(120)이 터치되면, FIND MEMORY 과정이 개시되어(도 6), NAME 윈도우(112) 상에서 프로그래밍하거나 삭제를 할 수 있게 된다.
GO 버튼(116)이 터치되면, 도 8의 FIND DETAIL 과정이 개시되어, 도 16의 FIND DETAIL 화면(130)이 디스플레이된다. 도 8에 도시된 바와 같이, FIND DETAIL 과정은 단계 132에서 개시하여 도 15의 FIND 화면의 GO 버튼(116)의 이전의 터치에서부터 도 16의 FIND DETAIL 화면에 이르기까지의 과정이 된다.
FIND DETAIL 화면(130)은 식별 윈도우(132), 위치 및 데이터 윈도우(134), 지리 좌표 윈도우(136), 상태 윈도우(138) 및 HOME(140), CENTER(142), BREAD CRUMB(144), ALARM(146), STOP(148) 및 MAP(150) 버튼을 갖는다.
위치 및 데이터 윈도우(134) 내에서는, 리저브(152)가 컨트롤러에 대한 로버의 상대적인 공간적 위치확인을 위한 진로 화살표(154)를 나타내며, 화살표는 컨트롤러 유닛에 대한 로버 유닛의 진로를 보여준다. 이것은 전자 나침판 모듈(도 1) 을 이용하여 달성되거나, 또는 이와 달리 GPS로부터의 그 방향을 결정하기 위해 컨트롤러의 이동을 이용하여 달성된다. 로버의 상대 거리, 상대 높이 및 속도와, 시간 또한 디스플레이된다.
HOME 버튼(140)을 터치하면 도 12의 화면으로 복귀한다. MAP 버튼(150)을 터치하면 도 17의 MAP 화면이 나타나게 되어, 컨트롤러와 로버가 동일한 지도상에서 충분히 근접해 있는 한은 컨트롤러와 로버의 위치를 지도상에 나타내주고, 그렇지 않은 경우에는 로버가 지도상에 보여질 것이다. BREAD CRUMB 버튼(144)은 MAP 버튼(150)과 함께 사용되어, 도 17의 MAP 화면을 활성화시키고 컨트롤러와 로버의 위치를 지도상에 보여줄 것이며, BREAD CRUMB 특성이 활성화되면, 로버의 다수의 이전의 위치를 보여주고, 로버의 순차적인 주기적 위치의 디스플레이를 지속할 것이다. 도 17의 MAP 화면은 화살표 아이콘 또는 버튼(152)을 가지며, 이 아이콘 또는 버튼은 활성화될 시에 디스플레이를 도 16의 FIND DETAIL 화면으로 복귀시킬 것이다. 이산적으로 분포되어 있는 버튼이 아닌 디스플레이로부터 다양한 기능 및 옵션이 선택될 수 있다. CENTER 버튼(142)은 사용자가 스크롤 범위를 넘어선 경우에 대상/로버를 도 17의 지도 상의 중앙에 오게 한다. ALARM 버튼(146)은 로버가 청각으로 발견될 수도 있도록 로버 상의 알람을 활성화시킨다.
추가 실시예
추가 실시예에서, 본 발명은 컨트롤러 위치와 로버 위치에 의해 실시되며, 이 위치의 일부 또는 전부는 컨트롤러와 로버가 접속되는 셀룰러 네트워크와 통합되거나 또는 관련하여 동작하는 위치확인 기술의 도움으로 제공된다. 보다 일반적 인 경우에, 무선 네트워크 및 유선(전기 접속 및 광접속을 포함한) 네트워크를 포함한 어떠한 통신 네트워크도 고려될 수 있다.
이미 설명한 바와 같이, 본 발명의 중요한 특징은 컨트롤러에 대한 로버의 상대적인 공간적 위치를 높은 정확도로 획득하는 것이다. 이를 행하기 위한 바람직한 방안은 다음의 단계를 따른다.
제1 단계는 위치확인 기술로부터의 위치 측정 데이터의 공통 소스를 식별하는 것이다. GPS 또는 또 다른 위성 시스템의 경우에, 공통성은 컨트롤러와 로버에 의해 추적되고 있는 공통 위성이다. 컨트롤러와 로버가 근접해 있을 때, 매우 공통적인 한 조의 위성이 식별될 수 있을 것으로 기대된다. 그러나, 완전한 공통성이 이용 가능하지 않을 경우가 있어서, 유닛 중의 하나가 다른 유닛에 의해 사용되지 않은 위성을 사용하여야만 하는 경우에도 가장 공통적인 한 조의 위성을 정하는 것이 일반적이다. 물론, 공통성이 저하되므로, 상대 위치의 정확도 레벨이 감소될 수도 있다(그러나, 반드시 그러하지는 않다). 지상 기반 위치확인 기술의 경우에, 공통성은 일반적으로 지상 기반 신호 소스로서 지칭되는 전송국을 지칭한다.
측정 데이터의 가장 공통적인 소스가 식별된 후, 컨트롤러에 대해 한 세트 그리고 로버에 대해 한 세트의 총 2세트의 측정 데이터가 존재할 것이다.
또한, 컨트롤러에 대한 로버의 위치를 결정하기 위해 계산이 이루어진다. 공통 측정 데이터를 이용함으로써, 컨트롤러에 대한 로버의 상대적인 공간적 위치의 결정과 디스플레이가 높은 정확도로 이루어진다. 이들 계산의 결과는 컨트롤러와 로버 간의 상대 높이를 포함한 컨트롤러와 로버 간의 연결호(chord)를 표현하는 3D 벡터로 나타내진다. 벡터의 크기는 컨트롤러와 로버 간의 거리이다.
상대적인 공간적 위치로부터 구해지는 FIND 화살표를 디스플레이할 수 있도록 하기 위해서는 컨트롤러의 방향이 결정되어야 한다. 이것은 컨트롤러가 이동되어야 할 필요가 없는 겨우나 GPS가 사용되는 경우에는 전자 나침판을 이용하고, 컨트롤러가 이동할 때에는 GPS 데이터로부터 방향을 획득하는 것과 같은 다수의 방식으로 행해질 수 있다. 이 방향 정보는 컨트롤러에서 로버로의 벡터와 관련하여 컨트롤러 상에 진로 화살표를 디스플레이할 수 있도록 하기 위해 이용되며, 이것은 컨트롤러에서 로버로의 방향을 나타낸다. 또한, 상대 높이, 상대 거리, 로버 속도 및 위치 측정 데이터가 로버에 의해 캡쳐되는 시간을 포함한 다른 데이터도 계산되어 디스플레이된다.
측정 데이터 위치 정보를 이용하면, 위도 및 경도가 계산될 수 있다. 이에 의해, 컨트롤러와 로버의 위치를 지도상에 디스플레이할 수 있다.
전술한 설명과 이하의 설명 모두로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 시스템 및 방법의 구성은 다른 것들 중에서 계산이 어디에서 실행되는지에 기초하여 변화한다. 이러한 점에서, 계산 업무가 한 장소에서 모두 행해질 필요가 없이 시스템의 상이한 부분에 분포될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 10 내지 도 17을 참조하여 전술한 시스템 및 방법의 경우에, 모든 계산은 로버 또는 컨트롤러 내에서 행해진다. 이러한 유형의 시스템은 핸드셋 기반 시스템으로 지칭될 수 있다. 후속하는 다양한 실시예에서는 계산이 통신 네트워크의 일부이거나 또는 통신 네트우크를 이용할 수 있는 컴퓨터 내에서 이루어질 수도 있 어서, 선택된 계산이 로버 및 컨트롤러 내에서 행해질 수 없게 된다. 그 컴퓨터는 이후 어플리케이션 서버로 지칭되며, 이 서버는 심지어는 전용 컴퓨터로 이용될 만큼 독립적이거나, 또는 선택된 연산을 행하는 것이 가능하도록 된 특수 어플리케이션을 갖춘 다른 연산 장비에 통합될 수도 있다.
컨트롤러 및 로버는 다양한 위치확인 기술과 관련하여 동작할 수 있고, 다수의 상이한 구성으로 동작할 수 있다. 넓은 의미에 있어서, 이들 장치는 위성 기반 위치확인 기술과 지상 기반 위치확인 기술이라는 2가지 범주의 위치확인 기술을 갖는 것으로 생각될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 적용 가능한 것으로서 다음의 보다 구체적인 범주를 고려하는 것이 편리하며, 이들 범주 외에 다른 범주가 있을 수도 있다:
1. 완전한 자율적 GPS. 자율적 GPS의 한 형태는 전술한 핸드셋 기반 구성이다. 또 다른 형태로는 로버와 컨트롤러가 GPS 위성을 획득하고 어떠한 도움없이도 이들 위성의 측정 데이터를 취득하는 서버 기반 구성이 있다.
2. 컨트롤러와 로버 양자가 AGPS만을 사용하거나 또는 지상 기반 위치확인 기술만을 사용한다.
3. 컨트롤러 또는 로버 중의 하나가 독립적(자율적) GPS를 이용하는 한편, 다른 하나가 AGPS를 이용하는 복합 형태.
4. 컨트롤러와 로버 양자가 AGPS 및 지상 기반 위치확인 기술의 조합을 이용하지만, 컨트롤러와 로버가 각각의 신호 소스의 최상의 공통성을 취득하는 또 다른 복합 형태.
5. 공통 측정 소스의 사용에 의해 얻어진 장점을 무력화시킬 또 다른 복합 형태, 컨트롤러 또는 로버 중의 하나가 위성 기반 위치확인(AGPS 또는 자율적 GPS 등)을 이용하고 다른 하나가 지상 기반 위치확인 기술을 이용한다.
일반적인 실시예에서, 로버와 컨트롤러는 셀룰러 전화 네트워크와 같은 통신 네트워크를 통해 상호 통신하며, 이들의 각각은 자신의 위치를 결정하여 위치확인 기술에 의해 적어도 컨트롤러에 제공하는 성능을 갖는다. 한 세트의 장치에서, 위치 정보는 셀룰러 네트워크를 통해 통신된 정보에 의해 배타적으로 제공되거나, 또는 셀룰러 네트워크를 통해 제공된 정보에 의해 도움을 받게 된다. 특히, 컨트롤러와 로버의 높은 정확도의 상대적인 공간적 위치는 통신 네트워크를 통해 컨트롤러와 로버로부터의 통신을 받아들임으로써 작동하는 어플리케이션 서버에 의해 달성된다. 이들 통신은 하나 이상의 위치확인 기술로부터 컨트롤러 및 로버에 의해 수신되었던 위치 측정 데이터 및 특히 위치 측정 데이터의 정확한 신호 소스를 제공한다. 그리고나서, 어플리케이션 서버는 컨트롤러와 로버로부터의 인입 신호를 필터링하여 가장 공통적인 신호 소스의 세트, 바람직하게는 완전히 공통적인 신호 소스를 결정한다. GPS 위치확인 기술의 경우에, 컨트롤러와 로버로부터의 통신은 공통 위성으로부터의 위치 측정 데이터가 컨트롤러와 로버 양자의 위치를 계산하는데 사용될 수 있도록 위치 측정치 데이터에 대한 PRN 번호를 제공한다. 지상 기반 위치측정 기술의 경우에, 공통 전송 안테나가 식별되고, 이들 안테나로부터의 측정 데이터가 사용된다. 그리고나서, 로버의 위치가 컨트롤러에 제공되면, 본 발명의 특별한 특징, 예컨대 특히 로버의 상대적인 방향을 보여주고 로버까지의 거리를 보 여주는 화살표가 컨트롤러의 디스플레이 상에 디스플레이되는 실시예에서의 컨트롤러와 로버 간의 상대적인 공간적 위치 관계가 나타내지는 FIND 특징이 구현될 수 있다.
자율적 GPS의 경우, 컨트롤러 및 로버는 정상적인 자립 방식으로 GPS 위성을 획득하고, 그리고나서 위성으로부터 측정 데이터를 수신한다. 그 측정 데이터는 어플리케이션 서버에 보내져 공통성을 위한 필터링이 행해진다. 나머지 공정과 시스템 구성요소는 아래에 상세히 설명되어 있다.
위치확인 기반 서비스를 제공하기 위해 캐리어 네트워크에서 실시된 바와 같은 보조 GPS(AGPS) 시스템은 다음의 문헌을 포함한 다수의 공개 문헌에 정의되어 있다: "Location Technologies for GSM, GPRS and UMTS Networks", 퀄컴사의 Snap Track에 의해 백서, "Geolocation and Assisted-GPS", 루슨트 테크놀로지의 벨연구소의 Djuknic 및 Richton에 의해 발표됨, 및 "Assited Gps : A Low-Infrastructure Approach", 2002년 3월 1일에 LaMance, DeSalas 및 Jarviene에 의해 GPSWord에 발표됨. 이들 공개문헌의 내용은 본 명세서에 참조되어 있다.
AGPS 방식에서, 통상적으로 프로세스는 무선 핸드셋과 캐리어 네트워크에서의 위치 결정 엔티티(PDE) 간의 대화를 수반한다. 이 대화는 핸드셋의 위치를 계산하는데 사용될 GPS 위성을 획득함에 있어서 핸드셋을 보조한다. 여기에서는, AGPS가 전술된 공개 문헌에 과도하게 설명되어 있고 본 기술 분야에 익숙한 사람에게는 널리 공지된 것이기 때문에, AGPS에 대한 설명을 제한한다. AGPS의 주요 이점은 타임-투-퍼스트-픽스(TTFF)로 속도가 증가되고, 위성을 획득하기 위한 감도를 증가시킨다. 즉, 핸드셋이 자신의 위치를 더욱 신속하게 결정할 수 있고, 더 약한 GPS 신호를 이용할 수 있다. PDE에 의해 제공된 도움은 2개의 기본적으로 상이한 기술에서 이용 가능하다. 한가지 기술은 획득되어야 하고 그것으로부터 측정치가 얻어져야만 각각의 위성에 대한 위성 ID, 코드 상태 및 도플러 정보를 전송하기 위해 PDE를 필요로 한다. 또 다른 기술은 캐리어 네트워크를 통해 위성에 대한 대략적인 기준 위치 및 시간과 궤도 파라미터를 핸드셋에 전송하기 위해 PDE를 필요로 하며, 이 경우에 핸드셋은 측정치가 얻어져야만 하는 위성에 대한 코드 상태와 도플러를 계산하기 위해 요구되며, 이 측정치는 그 후 PDE에 보내진다. PDE는 그후 이 정보를 이용하여 위도, 경도 및 고도(측지값)와 같은 적합한 좌표계 또는 지구 중심 지구 고정(ECEF) 좌표계에서의 핸드셋의 절대 위치를 구한다. 현재 고려되는 바와 같이, 기본 AGPS 개념을 이용하는 다수의 변형체 또는 복합체가 존재한다. 본 설명의 목적과 앞으로 나아가고자 추구하는 바를 위해, AGPS를 실시하기 위해 다양한 방식이 존재한다면, 다음의 정의는 위성의 더 신속한 획득과 더 우수한 획득 감도의 결과를 얻을 수 있는 모든 수단과 방법을 설명하는 것이며, 그 정의는 다음과 같다: 핸드셋에 의해 추적될 위성을 식별하고 이들 위성을 획득하여 추적을 개시하기 위여 추적 개시의 속도를 높이고 획득 감도를 증가시키기 위해 요구된 데이터를 제공하는 정보가 GPS 위성 자체로부터가 아니라 소스로부터 핸드셋에 제공되게 하는 수단 또는 방법.
또 다른 실시예에서, 본 발명을 실시하기 위해 캐리어 네트워크 위치확인 서비스 장치와 통신하도록 구성된 어플리케이션 서버가 제공된다. 이하에서는 AGPS 의 응용과, 어플리케이션 서버를 이용하는 본 발명의 실시예를 설명한다.
컨트롤러가 로버를 탐색하고자 할 때, 로버와 컨트롤러는 캐리어 네트워크에서 PDE와 대화하여 필수적으로 AGPS 서비스를 요청한다. 이 요청 내에서, 핸드셋은 통신하는 방법과 AGPS 서비스를 제공하기 위해 핸드셋과 무엇을 통신하는지를 PDE에게 알려주는 자신의 동작 파라미터에 대한 특정 규정 정보를 PDE에게 제공하여야 한다. 컨트롤러와 로버가 GPS 위성을 획득하여 추적한 후, 어플리케이션 서버는 본 발명에 유용한 컨트롤러와 로버 간의 향상된 상대적 위치확인이 이용 가능하게 되도록 하는 방식으로 시스템 구성요소와 통신할 것이다. 즉, 컨트롤러와 로버 간의 높은 정밀도의 상대적 위치를 획득하기 위해, 어플리케이션 서버는 각각의 유닛에 의해 수신된 위성 집합체를 시간을 함수로 하여 비교할 것이다. 어플리케이션 서버는 이 데이터의 가장 큰 중첩 부분을 결정하고, 시스템으로 하여금 소정 시간 동안 이들 더욱 공통적인 위성에 기초하여 각각의 유닛의 절대 위치 계산을 수행하도록 할 것이다. 즉, 컨트롤러와 로버에 의해 위성을 획득하여 추적한 후에는 2개의 모바일 기기, 즉 컨트롤러와 로버에 의해 수신된 GPS 데이터를 PDE에 제공하며, 이 PDE에서는 소정 시각에서의 특정의 위성이 가능한 한 공통적인 것이 된다. 물론, 완전한 공통성이 바람직하고 로버와 컨트롤러 간의 상대적인 공간적 위치의 가장 높은 위치 정밀도를 제공할 것이다. PDE가 각각의 유닛의 위치 계산을 수행한 후, 좌표가 어플리케이션 서버에 넘겨질 것이며, 어플리케이션 서버는 이 정보를 이용하여 컨트롤러에 대한 로버의 상대 거리 및 진로를 매우 정확하게 결정할 것이다. 이 정보는 그 후 전술한 바와 같이 사용자에 대한 프리젠테이션을 위 해 컨트롤러에 보내질 것이다. 위치 수집 기간 동안, 이 프로세스는 컨트롤러에 의한 로버의 실시간의 매우 정확한 위치 추적을 가능하게 하기 위해 규칙적인 간격으로 지속할 것이다.
또 다른 실시예에서, PDE에 의해 규명된 각각의 위치 세트는 컨트롤러에 중계되어 컨트롤러 자체에 의해 상대 거리 및 진로 계산이 수행될 것이다.
또 다른 실시예에서, PDE에 의해 수집된 초기 데이터(측정거리 등)는 위치 측정 및 상대 거리와 진로 계산을 위해 컨트롤러에 보내질 수 있다.
또 다른 실시예에서, 초기의 AGPS 보조에 후속하여, 핸드셋은 측정거리 등의 초기 데이터를 독립적으로 수집한다. 로버 초기 데이터는 절대 추적 및 상대 추적을 위해 컨트롤러에 지속적으로 전송된다. 이러한 상황에서, 핸드셋은 컨트롤러에 대한 로버의 상대 거리 및 진로를 계산하기 위해 다시 한번 서버의 도움이 요구되는 시점까지는 어플리케이션 서버에 독립하여 함께 기능할 수 있다. 서버 도움과 독립적 또는 자율적 동작 간의 이러한 전환은 필요에 따라 발생할 것이다.
개략 설명된 모든 실시예에서, 시스템은 컨트롤러로 하여금 요구에 따라 복수의 컨트롤로 또는 로버를 추적하여 위치확인할 수 있도록 한다(로버는 시스템 내에서의 자신의 역할과 컨트롤러에 의해 위치확인되고 추적되는 방법에 따라 정의되며, 이로써 컨트롤러는 위치확인되고 추적될 때에는 로버가 될 수 있다). 또한, 컨트롤러 사용자는 전술한 바와 같은 네비게이션 용도를 위해 지도상에 제공될 자신의 위치를 확인하도록 요청할 수 있다.
위치확인을 위한 다른 일반적인 범주는 지상 기반 위치확인 기술이며, 이 기 술은 네트워크 기반 무선 삼각측정 시스템으로서도 지칭된다. 이러한 시스템의 예가 True Position이라는 명칭의 회사에 의해 제공되어 있다. 이 방식에서, 통상적으로 프로세스는 모바일 핸드셋으로부터의 원시 통화 데이터를 수집하는 복수의 기지국에 있는 위치 측정 유닛(LMU)을 수반한다. 그 후, 도달 시간차(TDOA) 및/또는 도달 각도(AOA) 계산을 이용하여 무선 전송의 위치를 삼각측정하기 위해 데이터가 이용된다. LMU가 기지국 동기화를 제공하고 데이터가 계산을 위해 서빙 모바일 로케이션 센터(SMLC)에 보내지는 향상된 관측 시간차(EOTD)에 대하여 유사한 방식이 이용된다. 이 방식을 이용하면, 컨트롤러가 로버를 탐색하도록 요청할 때, 어플리케이션 서버는 전술한 바와 같은 향상된 상대적 추적이 달성될 수 있는 방식으로 전술한 구성요소와 대화할 것이다. 여기서, 어플리케이션 서버는 데이터를 비교하고, 컨트롤러와 로버 간의 시간을 함수로 하여 기지국의 최대 중첩 부분을 결정할 것이다. 그 후, 공통 조건에 기초한 통상의 방식으로 각각의 유닛의 위치확인 공정이 이루어질 것이다. PDE(또는 SMLC)가 각각의 기기의 자신의 위치 계산을 수행한 후, 정정된 좌표가 어플리케이션 서버에 넘겨질 것이며, 어플리케이션 서버는 이 정보를 이용하여 로버로의 컨트롤러의 진로 및 상대 거리를 더욱 정확하게 결정할 것이다. 이 정보는 그 후 전술한 바와 같이 사용자에 대한 시각적 및 청각적 프리젠테이션을 위해 컨트롤러에 보내질 것이다. 위치 수집 기간 동안, 이 프로세스는 컨트롤러에 의한 로버의 실시간의 매우 정확한 위치 추적을 가능하게 하도록 규칙적인 간격으로 지속할 것이다.
또 다른 실시예에서, PDE에 의해 규명된 각각의 위치 세트가 컨트롤러에 중 계되어, 컨트롤러 자체에 의해 상대 거리 및 진로 계산이 수행될 것이다.
또 다른 실시예에서, PDE(또는 SMLC)에 의해 수집된 지상 기반 무선 네비게이션 장치로부터의 원시 데이터는 위치 계산 및 상대 거리와 진로 계산을 위해 컨트롤러에 보내질 수 있다.
또 다른 실시예에서, 컴퓨터와 같은 넌-모바일 중앙 유닛이 컨트롤러 및/또는 로버를 추적할 수도 있다. 개략 설명된 모든 실시예에서, 시스템은 컨트롤러로 하여금 요구에 따라 복수의 컨트롤러 또는 로버를 추적하여 위치확인하도록 할 수 있다. 또한, 컨트롤러의 사용자는 개략적으로 전술한 바와 같이 네비게이션을 목적으로 하여 지도상에 제공될 자신의 위치를 확인하도록 요청할 수 있다.
2가지의 위치확인 기술(GPS/보조 GPS 및 지상 기반 위치확인)이 제공되면, 다수의 시스템이 복합형으로 전환할 가능성이 매우 크다. 즉, 신호 수신으로 인해 필요한 경우에 지상 기반 위치확인으로 전환하고 그 후 다시 복귀하는 것이 가능한 AGPS를 사용하거나, 또는 네비게이션 측정 소스 양자(GPS 및 지상 기반 위치확인)로부터의 측정치의 사용에 의해 위치확인 솔루션이 형성될 수도 있다.
어플리케이션 서버를 갖는 각종 실시예의 전부에 대하여, 전술한 바와 같이 컨트롤러가 로버를 위치확인하여 추적할 수 있도록 하기 위해 어플리케이션 서버에 의해 확인된 위치 정보를 사용자/컨트롤러에 제공하는 것을 궁극적인 목적으로 한다. 이 정보는 컨트롤러 기기의 유형에 따라 다양한 시각적 포맷으로 표현될 수 있다. 예컨대, 대형 화면을 구비한 무선 전화 또는 핸드셋이나 개인 정보 휴대 단말기(PDA) 상에서는, 전술한 바와 같은 방향 화살표 및 거리 표시(디스플레이)를 갖는 FIND 특징과 맵핑 표시를 통해 정보가 제공될 수 있다. 더 적은 화면을 갖는 셀룰러 전화 또는 핸드셋 등의 무선 기기 상에서는, 일반적인 맵핑 정보가 사용자/컨트롤러에 대략적인 서버의 위치를 제공하는 텍스트 메시지에 의해 대체될 수 있다. 이것은 로버의 주소, 거리 교차로 및/또는 주변거리/도시/주/국가 등과 같은 지역을 제공함으로써 달성될 수 있다. 방향 화살표 및 거리 표시가 본 명세서에서 설명한 바와 같은 그 자신의 특징 및 첨부 정보의 전부와 함께 컨트롤러의 소형 화면 상에 제공될 수 있다. 이 후자의 표시 및 첨부 정보는 컨트롤러와 로버 간의 더 높은 정밀도의 상대 정보를 제공한다.
또 다른 실시예에서, 컨트롤러에 의해 제공되는 핸드셋에 의해 수집되거나 PDE에 의해 수집되는 미처리 데이터(GPS 가능 시스템에 대한 의사거리, EOTD, AFLT, AOA, TDOA 등의 시스템에서의 타이밍 또는 각도 측정치 등)가, 컨트롤러에 의한 진로 계산과 상대적인 거리 및 위치 계산을 위해 컨트롤러에 제공될 수 있다.
본 명세서에서 개시한 모든 실시예에서, 본 발명의 시스템에 의하면, 컨트롤러는 필요에 따라 여러 개의 컨트롤러 또는 로버의 추적 및 위치확인이 가능하다. 또한, 컨트롤러 사용자는 본 명세서에 개시된 바와 같은 네비게이션을 위한 지도상에 제공되도록 자신의 위치에 대한 확인을 요청할 수 있다.
본 발명의 시스템이 자신의 기능을 안전하게 수행하기 위하여, 프라이버시 및 보안 문제가 고려되어야 한다. 프라이버시 문제는 하나의 컨트롤러가 다른 컨트롤러를 찾을 필요가 있는 경우에 적용된다(이 경우 다른 컨트롤러가 로버에 해당함). 이 경우, 셀폰(셀룰러 전화)을 사용하고 있으며, 각각의 셀폰은 위치 트랜잭 션을 수행할 필요가 있다. 이러한 수행은 각각의 사용자가 추적을 수행하기 위한 버튼을 누르는 무선 호출 동안 사용자에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 것은 현재의 호출에 대해서만 허용되며, 핸드셋은 디폴트 상태로 다시 되돌아가기 때문에 향후의 호출에 대해서는 수행되지 않는다. 이 방식에서, 프라이버시 문제는 사용자에 의해 처리되고, 사전 지식 없이는 누구도 추적되지 않는다. 프라이버시 문제가 로버에 영향을 미치지 않는 경우는, 어린이나 노인들과 같이 프라이버시가 필요하지 않을 것으로 여겨지는 사람들 또는 프라이버시가 제공될 것으로 생각되지 않는 자동차 등과 같은 장비에 위치해 있을 때이다. 그러나, 이들 경우에도 보안 문제는 있다. 아이의 부모만이 아이를 찾을 수 있어야 하고, 컨트롤러를 가지고 있지 않고 아이의 로버를 우연히 습득한 그외의 사람들은 찾을 수 없도록 하여야 한다. 다른 해결 방안 중에서, 한가지 방법은 로버와 컨트롤러 사이의 트랜잭션을 방지하는 패스워드를 입력하도록 하는 것이다. 로버는 정확한 패스워드를 전송하는 컨트롤러에 대해서만 응답한다. 이 패스워드는 적절한 컨트롤러(사용자/부모)에 의해 로버에 미리 할당되어 있다.
이의 상세한 설명과 청구범위의 번역을 위해 이하의 정의가 사용된다.
로버(rover)는 자신의 위치가 디스플레이되도록 하는데 이용되거나, 컨트롤러와 로버 사이에서, 앞서 설명한 다른 특징들을 이용하여 탐색 및 추적이 가능한 컨트롤러 사용자를 위한 컨트롤러에 사용 가능한 헨드셋 등의 이동 기기이다. 물론 이러한 모든 특징들이 기기를 로버로서 사용하기 위해 제공될 필요는 없다. 로버는 컨트롤러가 되도록 설계 또는 고안된 기기가 될 수 있다. 따라서, 로버는 임 의의 다른 기능이나 설계에 관계없이 로버에 대해 본 명세서에서 정의한 기능을 수행할 수 있는 기기의 능력을 나타낸다.
"위치"와 "지점"이라는 용어는 특히 다르게 지시되어 있지 않는 한 서로 바꿔 쓸 수 있다.
"절대 위치"라는 용어는 좌표 시스템에서의 위치를 나타내는 것으로 본 기술분야에서 이해되며, 통상 지도 시스템에서 위도와 경도가 된다.
"방향"(heading)이란 용어는 본 기술분야에서 이미 잘 알려져 있다. GPS 수신기는 이동하는 동안 복수개의 픽스(fix)를 획득함으로써 자신의 방향을 결정할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 컨트롤러는 일부 실시예에서 방향을 결정하기 위한 컴파스를 구비한다. GPS를 사용하는 경우, 일반적으로 그 속성에 대한 더 정확한 측정 기구가 되기 때문에, 방향을 획득하기 위한 GPS 정보를 이용하는 것이 바람직하다. GPS 방향은 차량 탑재용 컴파스를 조정하는데 이용될 수 있다.
본 명세서에 포함된 다른 정의들은 이들이 사용되는 문장을 통해 명백할 것이다.
도 18을 참조하면, 일반적으로 시스템은 셀룰러 송수신기(202), 위치 센서(204), 및 진로 센서(206)를 갖춘 컨트롤러 유닛(200)과, 디스플레이(208)를 구비한다. 다양한 실시예의 설명으로부터 알 수 있듯이, 특정의 구현을 위해 도 18에 도시된 모든 구성요소가 필요한 것은 아니다. 본 발명의 시스템은 캐리어 네트워크 구성요소(212) 및 애플리케이션 서버(210)를 구비한다. 로버 유닛(214)은 셀룰러 송수신기(2160 및 위치 센서(218)를 구비한다. 사용 중, 컨트롤러 유닛(200)은 로버 유닛(214)과 통신하여, 로버 유닛(214) 또는 애플리케이션 서버(210)에 의해 계산되거나 로버 유닛(214) 또는 컨트롤러 유닛(200)으로 전송되는 로버 유닛의 위치를 획득할 수 있거나, 로버 유닛(214)이 컨트롤러 유닛(200)으로 하여금 로버 유닛의 위치를 계산할 수 있도록 하는 컨트롤러 유닛(200)에 측정 데이터를 전달할 수 있다. 본 발명의 시스템은 위치 계산에 필요하고, 이러한 위치 계산을 위한 측정치를 획득하는데 도움이 되도록, 캐리어 네트워크 구성요소(212)를 이용할 수 있다. 로버 유닛(214)은 컨트롤러 유닛(200)으로부터의 명령에 응답하고, 적절한 데이터를 전송하여, 컨트롤러 유닛이 로버 유닛(214)의 상대 위치 및 절대 위치의 계산 및 표시할 수 있도록 한다.
도 19는 GPS 위치 기술 및 지상 위치 기술을 이용하여 캐리어 네트워크를 통해 컨트롤러 및 로버 유닛 모듈과 이들의 상관관계를 나타내는 더 상세한 블록 다이어그램이다. 컨트롤러 유닛(300)은 GPS 수신기(302), 지상 무선 네비게이션 센서(306)를 구비한 셀룰러 송수신기(304), 디스플레이 모듈(308), 소정의 방식으로 프로그래밍된 컨트롤러 CPU(312)를 구비한 제어 전자 모듈(310), 및 디지털 컴파스(314)를 포함한다. 또한, 컨트롤러 유닛(300)에는 컨트롤러나 로버 또는 이들 모두의 위치를 디스플레이하기 위한 지도 스크린 모듈(322), 위치시킬 로버 유닛을 선택하기 위한 위치 모듈(316), 매핍 모듈(3180, 및 탐색 스크린 모듈(320)이 포함되어 있다. 컨트롤러 CPU(312)는 3개의 일반적인 기능 모드를 가지고 있다. 이들 중 연산 모드(324)는 로버 ID의 데이터베이스를 유지하고, 특정의 로버에 대한 접속을 지향 및 유지하며, 다양한 알고리즘을 수행하고, 사용자로부터의 인터페이스 및 사용자에 대한 출력을 제어하는 등의 시스템의 동작을 제어하기 위한 모드이다. 그래픽 모드(326)는 컨트롤러로부터 로버까지의 상대적인 공간 위치를 위해 지향된 화살표(154)를 디스플레이하고, 지도 및 FIND DETAIL 스크린 및 MAP 스크린상에 디스플레이되는 그외 다른 정보를 디스플레이하기 위한 모드이다. 메시지의 로버 전송 모드(328)는 메시지 및 명령을 로버에 전송하기 위한 모드이다.
로버 유닛(330)은 GPS 수신기(3320, 지상 무선 네비게이션 센서 모듈(336)을 구비한 셀룰러 송수신기(334), 및 소정의 방식으로 프로그래밍된 CPU(340)를 포함한다.
캐리어 네트워크(342)는 PDE(Positioning Determination Entity: 위치 결정 엔티티)(344), LMU(Location Measurement Unit: 위치 측정 유닛)(346), 및 애플리케이션 서버(348)를 포함한다. 본 발명의 시스템은 이들 구성요소를 도 20 내지 도 25에 도시된 것과 이하 설명하는 바와 같이 특정의 환경에 따라 다양한 방법으로 이용할 수 있다.
여러 개의 동작 모드가 도 19에 정의된 구성요소에 기초하여 구현될 수 있다. 도 20이 나타내는 동작 모드는, GPS 수신기 모듈(302)이나 지상 위치 센서(306) 또는 이들 모두를 통해 컨트롤러(300)에 수집되는 미처리 데이터, 및 GPS 수신기 모듈(332)로부터 또는 지상 네비게이션 센서 모듈(336)로부터, 아니면 이들 모두로부터 로버(330)에 수집되는 미처리 데이터가 PDE(344)에 전달되기 전에 애플리케이션 서버(348)로 전달되도록, 애플리케이션 서버(348)가 구현되는 동작 모드이다. 애플리케이션 서버(348)는 위치 데이터의 가장 큰 오버랩을 보장하기 위해 필요한 필터링, 즉 로버 및 컨트롤러에 대해 가장 일반적인 위치 측정 소스를 선택하고, 로버(330) 및 컨트롤러(300)의 위치에 대해 위치 계산하기 위한 적절한 데이터를 PDE(344)로 전송하는 기능을 수행한다. 일단 PDE(344)가 위치 계산을 완료하면, 데이터는 컨트롤러(300)로 다시 되돌아가서, 컨트롤러에 대한 로버의 상대적인 공간 위치를 디스플레이하고, 로버 및 컨트롤러 모두에 가능하고 적어도 로버에 대한 절대 위치를 디스플레이하는 과정이 앞서 개시되어 있는 것과 같이 계속된다.
도 21은 GPS 수신기 모듈(302)이나 지상 위치 센서(306) 또는 이들 모두를 통해 컨트롤러(300)에 수집되는 미처리 데이터, 및 GPS 수신기 모듈(332)로부터 또는 지상 네비게이션 센서 모듈(336)로부터, 아니면 이들 모두로부터 로버(330)에 수집되는 미처리 데이터가 PDE(344)에 제공되도록 구성된 구조를 나타낸다. 이 경우, PDE(344)는 단순히 데이터 라우터로서 기능하며, 정보를 애플리케이션 서버(348)로 전달한다. 이 애플리케이션 서버(348)는 앞서 설명한 상대적인 위치 결정의 가장 높은 정확성을 보정하는데 필요한 필터링 기능을 수행하고, 관련된 위치 계산을 수행하며, 계산된 데이터를 다시 컨트롤러(300)로 제공하여 상기 과정이 앞서 설명한 대로 계속되도록 한다.
도 22는 PDE(344) 또는 다른 시스템 서버에 애플리켄이션 서버 기능이 제공된 구조를 나타낸다. 애플리케이션 서버에 의해 제공되는 이들 기능은 반포된 API(360)를 통해 이용 가능하다. API(360)는 PDE(344)가 자신의 위치 계산을 수행하기 전에, 앞서 설명한 바와 같이 데이터의 가장 큰 오버랩을 보장하기 위하여 필터링 단계를 위한 PDE(344)의 계산 동안 호출될 것이다. 이 경우, GPS 유닛(302) 이나 지상 위치 센서(306) 또는 이들 모두를 통해 컨트롤러(300)에 의해 수집되는 미처리 데이터, 및 GPS 유닛(332)으로부터 또는 지상 네비게이션 센서 모듈(336)로부터, 아니면 이들 모두로부터 로버(330)에 수집되는 미처리 데이터가 PDE(344)에 제공된다. PDE(344)는 API(360) 호출을 이용하고, 앞서 설명한 방법들을 통해 상대적인 위치 결정의 가장 높은 정확성을 수행하는데 필요한 기능을 이용한다. PDE(344)는 결과로서 생긴 데이터를 컨트롤러(300)에 제공하고, 앞서 설명한 과정이 수행된다.
도 23a, 23b, 및 23c는 컨트롤러(300)에 제공된 서버 시스템 기능에 대한 구성을 나타내고 있다. 이 경우, 개시 서버의 도움으로 또는 도움 없이, 로버(300)는 위치 결정용 데이터를 컨트롤러에 직접 전달한다. 컨트롤러(300)는 처리를 위한 3가지 옵션을 가지고 있다. 도 23a는 그 첫 번째 옵션을 나타낸다. 여기에서, 컨트롤러(300)는 GPS 유닛(302)이나 지상 위치 센서(306) 또는 이들 모두를 통해 컨트롤러(300)에 의해 수집되는 측정치, 및 GPS 유닛(332)으로부터 또는 지상 네비게이션 센서 모듈(336)로부터, 아니면 이들 모두로부터 로버(330)에 수집되는 측정치를 필터링 처리할 수 있고, PDE(344)의 계산을 위한 두 개 세트의 측정치를 네트워크에 순차적으로 제공한다. 이들 각각의 측정치 세트에 대항, PDE(344)는 결과값으로서의 위치를 되돌려주고, 컨트롤러(300)는 상대적인 위치 계산을 수행할 수 있다. 도 23b는 두 번째 옵션을 나타낸다. 여기에서, 컨트롤러(300)는 위치 결정을 위한 네트워크 PDE(344)를 이용하지 않고, 그러나 처리용 GPS 측정치를 획득하는데 도움이 되는 PDE(344)를 이용하여, 필터링 및 위치 계산 모두를 행할 수 있 다. 이 경우, PDE(344)는 컨트롤러(300) 또는 로버(330)가 필요에 따라 도움을 획득할 수 있도록 도와줄 수 있으며, 컨트롤러(300)는 GPS 유닛(302)이나 지상 위치 센서(306) 또는 이들 모두를 통해 컨트롤러(300)에 의해 수집되는 측정치, 및 GPS 유닛(332)으로부터 또는 지상 네비게이션 센서 모듈(336)로부터, 아니면 이들 모두로부터 로버(330)에 수집되는 측정치를 필터링할 수 있고, 컨트롤러(300)는 CPU 내에서 상대 위치의 계산 및 절대 위치의 계산을 수행한다. 도 23c는 세 번째 옵션을 나타낸다. 여기에서, 컨트롤러(300)는 위치 결정을 위한 네트워크 PDE(344)에 의하지 않고 필터링 및 위치 결정 계산의 모두를 행할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(300)는 GPS 유닛(302)이나 지상 위치 센서(306) 또는 이들 모두를 통해 컨트롤러(300)에 의해 수집되는 측정치, 및 GPS 유닛(332)으로부터 또는 지상 네비게이션 센서 모듈(336)로부터, 아니면 이들 모두로부터 로버(330)에 수집되는 측정치를 필터링할 수 있고, 네트워크 PDE(344)의 이용을 필요로 하지 않고, 컨트롤러(300)의 CPU 내의 상대 위치의 계산 및 절대 위치의 계산을 수행한다.
개신한 시스템은 임의의 특별한 트랜스포트 메커니즘을 필요로 하지 않는다. 이 시스템은 캐리어 네트워크를 지원함으로써 필요로 하는 이용 가능한 통신 프로토콜을 사용하여 구현될 수 있다. 그러나 중요한 것은 상기 모든 옵션은 더 많은 네트워크가 TCP/IP를 완전하게 지원하도록 매우 용이하게 지원되고 조정된다는 것이다.
지상 송수신기를 이용한 상대적인 위치 결정의 이점
앞서 언급한 내용에서 알 수 있듯이, 상대적인 위치 결정은 본 발명의 시스 템에서 중요하다. 즉, 중요한 이유가 여러 가지 있다. 몇 개(통상적으로는 3개 내지 7개)의 기지국 송수신기를 찾을 수 있을 것으로 예상되는 도시 환경에서, 주요한 에러 원인은 송수신기와 다중경로로부터의 비동기화 버스트(이웃하는 건출무과 그외 다른 조경물로부터의 반사)에 기인한 타이밍 에러이다.
만일 두 개의 수신기가 동일한 송수신기를 추적하고 공통의 송수신기가 측정원으로서 사용된다면, 두 개의 수신기가 핵심이 되는데, 이 두 개의 수신기에 대한 위치 계산이 상이하게 되고, 비동기 클록 버스트에 기인한 에러가 제거된다. 왜냐하면, 비동기 클록 버스트는 이들 수신기 모두에 공통이기 때문이다. 남은 주요한 에러의 원인은 다중 경로이다. 다중 경로에 의해 에러가 생기는 원인은, LOS(Line of Sight: 가시거리) 신호가 제공되지 않거나 이웃하는 조경물(나무, 언덕 또는 건축물이 될 수 있다)로부터 반사되어 튀어나가는 신호와 혼합되기 때문이다. 추가되는 지연이 길수록, 절대 위치 에러는 더 나빠지게 된다.
공통 측정원을 이용하는 상대 위치 결정 기술의 장점은 두 개의 독립적인 수신기 사이의 거리가 좁혀질수록 다중 경로 환경은 더 유사해진다는 것이다. 유사성이 더 클수록 상대 위치 데이터는 더 정확하게 되고, 두 개의 위치가 상이하게 됨으로써, 공통의 에러를 제거하게 된다.
공통의 측정 소스를 이용하면, 측정치가 시간 상관되어야 한다.
추가 응용
개략적인 성능 및 방법에 의해 다른 응용을 설명할 수 있다. 이러한 다른 응용은 다음과 같다.
1. 음성 인식 - 헨드셋이나 서버에 음성 인식을 결합시키는 것으로서, 추적 애플리케이션이 음성 프롬프트(voice prompts)를 통해 대화할 수 있다. 예컨대, "Find John"(존을 찾아라), "Find Honda"(혼다를 찾아라), "Find Me"(나를 찾아라) 등이 있다.
2. 맹인 안내 - 핸드셋은 목적지를 향해 어떻게 찾아갈 것인지에 대한 정확한 안내를 맹인에게 제공하기 위해 제시된 상대적인 기술을 이용할 수 있다. 예컨대, 사용자는 집, 수퍼마켓, 부모의 집 등의 관심/지점의 위치를 미리 프로그래밍할 수 있으며, 요청시에, 핸드셋이 사용자에게 원하는 목적지로 가는 방법에 대한 가청 정보를 줄 수 있다. 예를 들어, 목적지에 도달할 때까지 "50피트 걸어서 직진하고, 좌회전해서 40피트" 등이 있다. 지점은 경도/위도, 주소로서, 또는 사용자가 메모리에 저장되어 있는 목적지에 있을 때, 위도/경도 픽스로서 프로그래밍될 수 있다. 사용자는 앞서 설명한 바와 같이 키패드 또는 음성 인식을 통해 핸드셋과 대화할 수 있다.
3. 관심을 갖는 위치 찾기 - 사용자는 상점이나 레스토랑과 같은 관심의 대상이 되는 곳의 위치 정보를 요청할 수 있다. 애플리케이션은 사용자의 위치(위도/경도)에서 가장 가까운 2군데 또는 3군데의 위치를 위치설정시키기 위해 서버 데이터베이스를 검색할 수 있다. 이 정보는 사용자에게 핸드셋의 지도에 표시되어, 관심 대상의 위치와 그 자신의 위치를 나타낼 수 있다. 관심 대상뿐만 아니라 진로 및 거리에 대한 네비게이션 정보가 제공될 수 있다. 사용자는 앞서 설명한 키패드 또는 음성 인식을 통해 핸드셋과 대화할 수 있다. 시스템의 FIND 기능은 관 심이 가는 위치를 찾기 위한 수단으로서 이용될 수 있으며, 이를 FIND IT 기능이라고도 한다. 관심을 가진 지점의 경도 및 위도와 같은 지오코드화 위치(geocoded location)가 몇 개의 외부 소스로부터 알려져 있는 경우, FIND 기능은 관심을 가진 지점의 위치를 나타내는 지도 뿐만 아니라 관심을 가진 지점에 도달하기 위해 진행되어야 하는 방향을 나타내는 진로 화살표를 디스플레이할 수 있다. 또한, 컴파스 방향으로 주어진 직접 거리 및/또는 거리 등의 다른 유용한 데이터가 표시될 수 있다. 예컨대, 사용자에게 목적으로 하는 위치가 남쪽으로 2.1 마일이고 동쪽으로 0.5 마일 남았다는 정보를 제공할 수 있다. 관심을 가진 지점 또는 주소에 대한 지오코드는 미리 설정되어 있는 서버를 컨트롤러가 호출함으로써 획득될 수 있으며, 서버는 컨트롤러의 FIND IT 리스트에서, 또는 컨트롤러의 어드레스 북에서의 관심을 가진 지점 또는 주소에 대한 지오코드를 컨트롤러에 다운로딩할 수 있다. 어드레스 북은 시스템이 설치된 전화 또는 PDA에 저장될 수 있는 애플리케이션이다.
4. 교통 정보 - 사용자는 자신이 이동할 때 갱신된 교통 정보를 수신할 수 있다. 이 정보는 사용자의 위치뿐만 아니라 부근 및 바로 앞의 거리/고속도로를 나타내는 지도를 이용하는 핸드셋에 제공될 수 있다. 교통이 정체되거나 혼합한 거리/고속도로는 적색으로 잘 볼 수 있도록 표시된다. 사용자는 적색으로 표시된 부분에 대한 더 상세한 정보에 대해서는, 그 부분을 클릭하거나 강조함으로써 요청이 가능하다. 사용자는 앞서 설명한 바와 같이 키패드 또는 음성 인식을 통해 핸드셋과 대화할 수 있다.
5. 다른 공공/개인 정보 - 다양한 다른 공공 데이터가 핸드셋에 제공될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 자신이 있는 위치에서 소정의 버스 또는 기차 선로의 위치를 요청할 수 있다. 이에 의하여, 사용자는 타고자 하는 버스나 기차를 선택하는데 도움을 얻을 수 있다. 이러한 능력은 스쿨버스, 카서비스, 택시 등과 같은 임의의 다른 공공 또는 개인 애플리케이션으로까지 확장시킬 수 있다. 한가지 필요한 사항은 애플리케이션이 정보가 유지되는 데이터베이스에 대해 접근할 필요가 있다는 것이다. 사용자는 앞서 설명한 바와 같이 키패드 또는 음성 인식을 통해 핸드셋과 대화할 수 있다.
6. 자기 네비게이션(self navigation) - 지도상에서의 사용자의 현재의 위치를 표시하는 "나"를 찾기에 추가하여, 사용자는 주소 등의 고정된 목적지를 입력할 수 있다. 이 목적지는 키패드나 음성 인식을 통하여 입력시킬 수 있다. 본 발명의 시스템은 자기 네비게이션을 위해 지도상의 사용자의 현재의 위치에 추가로 목적지의 위치를 디스플레이할 수 있다. 이 시스템은 또한 목적지까지의 항법에 대한 도움을 사용자에게 주기 위하여 턴바이턴(turn-by-turn) 방식의 명령을 제공할 수 있다.
본 발명은 통신 네트워크와의 통신으로 서비스 제공자에 의해 채택되고 소정의 방식으로 프로그래밍된 애플리케이션 서버가 적절하게 장착된 핸드셋을 가진 사용자를 위한 서비스로 구현될 수 있다. 애플리케이션 서버는 측정 데이터의 지상 소스 또는 위성의 가장 큰 일반성을 획득하도록 필터링 기능을 수행한다. 측정 데이터를 필터링하고 계산을 수행하기 위하여 상기 설명한 바와 같은 애플리케이션 서버의 구현은, 애플리케이션 서버가 PDE와 함께 위치하거나, 인터넷 또는 다른 임의의 액세스 가능한 네트워크상의 원하는 위치에 있을 수 있는 방식으로 될 수 있다. 이러한 방식에서, 매핑 데이터를 저장하는 등의 다른 목적을 위한 애플리케이션 서버는 PDE와 함께 위치될 수 있거나, 인터넷 또는 다른 임의의 액세스 가능한 네트워크상의 원하는 위치에 있을 수 있다. 이러한 애플리케이션 서버는 AT&T, Verizon, Sprint 및 이러한 종류와 같은 셀룰러 전화 네트워크 오퍼레이터 등의 서비스 제공자에 의해 제공된 요금 부과가 가능한 서비스의 일부로서 또는 요금 지불과 관련된 데이터를 계산 및 제공하도록 구현될 수 있다는 것을 알 수 있다.
컨트롤러에 대한 로버의 정확한 상대 위치를 파악하기 위한 다른 방법으로서, 컨트롤러에서 획득한 측정치를 로버에서 획득한 측정치에 적용한 상대적인 차분 보정치를 계산하는 것이 있다. 이 방법은 보정치를 생성하도록 컨트롤러에서 획득한 측정치로부터의 의사거리 잔여 값을 이용하고, 보정치를 로버의 측정치에 적용함으로써 구현된다. 보정치는 컨트롤러 또는 네트워크 내에서 생성될 수 있다. 보정치는 특유의 메시지 포맷 또는 표준 RTCM 104 DGPS 보정 메시지로서 전송될 수 있다. 마찬가지로, 보정치는 네트워크나 로버에 적용될 수 있건, 로버에서 획득한 측정치를 위한 컨트롤러에 적용될 수 있다. "상대적인" DGPS 보정치에 의하여, 컨트롤러가 정적인 위치를 알고 있지 못하는 경우라도, 컨트롤러의 위치는 컨트롤러에서 획득한 측정치와, 보정치를 생성하기 위해 이용될 수 있는 이러한 계산된 위치에 상대적인 의사거리 잔여 값으로부터 계산이 가능하다.
본 발명의 실시예에 대하여 명세서를 통하여 설명 및 도시하였지만, 당업자 라면 변경 및 변형이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이며, 청구범위는 미국특허법(35 U.S.C.112.)하에서 또는 균등의 원칙하에서 이러한 변형 및 등가물을 포함하는 것으로 번역되어야 한다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (71)

  1. 모바일 컨트롤러와 모바일 로버 간의 통신을 위한 통신 네트워크와 함께 동작 가능하고, 또 상기 모바일 컨트롤러의 위치의 계산과 상기 모바일 로버의 위치의 계산에 이용될 수 있는 위치 관련 측정 데이터를 전송하기 위한 적어도 하나의 위치확인 기술 소스와 함께 동작 가능한 시스템으로서, 상기 모바일 컨트롤러로부터 상기 모바일 로버를 위치확인 및 추적하는 시스템에 있어서,
    상기 적어도 하나의 위치확인 기술 소스로부터 위치 측정 데이터를 수신하는 수신기와, 상기 통신 네트워크를 통해 통신을 주고받는 통신 모듈과, 상기 모바일 컨트롤러의 방향을 결정하는 수단을 가진 모바일 컨트롤러;
    상기 위치확인 기술 소스로부터 위치 측정 데이터를 수신하는 수신기와, 상기 통신 네트워크를 통해 통신을 주고받는 통신 모듈을 가진 모바일 로버; 및
    상기 위치확인 기술 소스로부터 상기 모바일 컨트롤러 및 상기 모바일 로버의 각각에 의해 수신된 신호로부터 위치 관련 측정 데이터를 수신하고 처리하여, 이후의 계산을 위해 사용될 위치 측정 데이터 소스의 가장 공통적인 세트를 결정하고, 상기 위치 측정 데이터를 이용하여 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치를 결정하고, 상기 모바일 컨트롤러의 방향을 결정하는 수단을 이용하여 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 진로를 결정하는 하나 이상의 특수하게 프로그래밍된 컴퓨터 장치를 포함하고,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 진로를 디스플레이할 수 있는 디스플레이 모듈을 더 가지는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 복수의 로버를 위치확인하고 추적할 수 있으며, 상기 복수의 로버 중에서 위치확인 및 추적하고자 하는 하나 이상의 로버를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치확인 기술 소스는 위성 기반 위치확인 기술인 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치확인 기술 소스는 지상 기반 위치확인 기술인 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치확인 기술 소스는 지상 기반 위치확인 기술과 위성 기반 위치확인 기술의 복합체인 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 특수하게 프로그래밍된 컴퓨터 장치 중의 하나가 어플리케이션 서버이며, 이 어플리케이션 서버는 상기 통신 네트워크를 통해 상기 모바일 컨트롤러 및 상기 모바일 로버에 보내진 상기 모바일 컨트롤러 및 상기 모바일 로버의 위치 측정 데이터 소스의 가장 공통적인 세트를 결정하며, 이 가장 공통적인 세트를 이용하여 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 로버의 상대적인 공간적 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 특수하게 프로그래밍된 컴퓨터 장치는 상기 모바일 로버만의 절대 위치 또는 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버 양자의 절대 위치 중의 하나를 결정할 수 있으며, 상기 모바일 컨트롤러의 디스플레이는 상기 모바일 로버의 절대 지도상 위치 또는 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러의 절대 지도상 위치를 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 위치확인 기술 소소는 GPS이며, 상기 위치 측정 데이터 소스의 가장 공통적인 세트는 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버에 의해 추적되는 공통의 한 조의 GPS 위성을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 위성 기반 위치확인 기술은 갈릴레오 시스템(Galileo System)을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 특수하게 프로그래밍된 컴퓨터 장치는 상기 모바일 로버만의 절대 위치 또는 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버 양자의 절대 위치 중의 하나를 결정할 수 있으며, 상기 모바일 컨트롤러의 디스플레이는 상기 모바일 로버의 절대 지도상 위치 또는 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러의 절대 지도상 위치를 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 위치확인 기술 소스는 위성 기반 위치확인 기술인 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 위치확인 기술 소스는 지상 기반 위치확인 기술인 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 위치확인 기술 소스는 지상 기반 위치확인 기술과 위성 기반 위치확인 기술의 복합체인 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 어플리케이션 서버에 의해 결정된 바와 같은 위치확인 측정 데이터 소스의 가장 공통적인 세트의 위치 측정 데이터가,
    상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치를 계산하여 그 결과를 상기 통신 네트워크를 통해 상기 컨트롤러에 보내는, 상기 네트워크와 연결된 컴퓨터 장치에 전송되거나, 또는
    상기 통신 네트워크를 통해 상기 모바일 컨트롤러에 보내지며,
    상기 모바일 컨트롤러 측의 특수하게 프로그래밍된 컴퓨터 장치가 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 위성 기반 위치확인 기술은 갈릴레오 시스템(Galileo System)을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  16. 제8항에 있어서,
    AGPS가 이용 가능하며, 상기 모바일 로버만이 또는 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러 양자가 AGPS가 가능한 장치의 지원을 받아 이용할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 위치확인 기술 소스는 GPS이며, 상기 위치 측정 데이터 소스의 가장 공통적인 세트는 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버 양자에 의해 추적되는 공통적인 한 조의 GPS 위성을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 지상 기반 위치확인 기술은 AFLT, EOTD, TDOA, UTDOA 및 AOA로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 위성 기반 위치확인 기술은 GPS를 포함하며, 상기 지상 기반 위치확인 기술은 AFLT, EOTD, TDOA, UTDOA 및 AOA로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 위치확인 기술 소스는 GPS이며, 상기 위치 측정 데이터 소스의 가장 공통적인 세트는 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버 양자에 의해 추적되는 공통적인 한 조의 GPS 위성을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 MS 기반 AGPS 지원 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 네트워크 기반 AGPS를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 선택된 범주에 기초하여 자율적 GPS 또는 AGPS 중의 하나의 선택적인 사용이 가능한 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  24. 제17항에 있어서,
    AGPS가 이용 가능하며, 상기 모바일 로버만이 또는 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러 양자가 AGPS 장치로부터 도움을 받아 이용할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  25. 제20항에 있어서,
    AGPS가 이용 가능하며, 상기 모바일 로버만이 또는 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러 양자가 AGPS의 지원을 받아 이용할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 MS 기반 AGPS 보조 성능을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 네트워크 기반 AGPS를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 선택된 범주에 기초하여 자율적 GPS 또는 AGPS 중의 하나의 선택적인 사용이 가능한 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 MS 기반 AGPS 지원 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 네트워크 기반 AGPS를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 선택된 범주에 기초하여 자율적 GPS 또는 AGPS 중의 하나의 선택적인 사용이 가능한 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  32. AGPS가 가능한 시스템과 함께 동작하는 무선 통신 네트워크와 동작 가능한 시스템으로서, 모바일 컨트롤러로부터 모바일 로버를 위치확인 및 추적하는 시스템에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는,
    상기 무선 통신 네트워크를 통해 통신할 수 있는 무선 통신 모듈,
    상기 무선 통신 네트워크를 통해 AGPS 지원을 획득하기 위해 AGPS 모드로 기능하고 GPS 위성으로부터 GPS 위치 측정 데이터를 수신할 수 있는 GPS 모듈, 및
    상기 모바일 컨트롤로의 방향으로 제공하기 위해, (a) 나침판, (b) 이동하고 있는 상기 모바일 컨트롤러에 의한 GPS의 사용, 또는 (a)와 (b) 양자 중의 하나로부터 선택된 수단
    을 포함하며,
    상기 모바일 로버는,
    상기 무선 통신 네트워크와 통신할 수 있는 무선 통신 모듈,
    상기 무선 통신 네트워크를 통해 AGPS 지원을 획득하기 위해 AGPS 모드로 기능하고 GPS 위성으로부터 GPS 위치 측정 데이터를 수신할 수 있는 GPS 모듈,
    상기 모바일 컨트롤러 및 상기 로버 양자가 위치 측정 데이터를 수신하고 있는 공통적인 GPS 위성을 선택하는 수단,
    적어도 상기 공통 GPS 위성을 이용하여 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치를 계산하는 수단,
    상기 모바일 컨트롤러의 디스플레이를 인에이블시키고, 상기 모바일 로버의 위치 또는 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러 양자의 위치를 나타내는 지도를 상기 모바일 컨트롤러 상에 디스플레이하기 위한 계산을 행하는 수단, 및
    상기 모바일 컨트롤러로부터 상기 모바일 로버로의 진로의 표시자를 결정할 수 있고, 이 표시자를 상기 모바일 컨트롤러 상에 디스플레이할 수 있는 수단
    을 포함하는 위치확인 및 추적 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 모바일 컨트롤러로부터 상기 모바일 로버까지 의 거리를 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 고도를 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 모바일 로버가 이동할 때에 상기 모바일 로버의 위치의 이동선을 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  36. 제32항에 있어서,
    상기 공통 GPS 위성을 선택하는 수단은 상기 통신 네트워크와 관련된 어플리케이션 서버인 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  37. 제32항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치를 계산하는 수단은 통신 네트워크와 관련된 연산 장치인 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  38. 제32항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치를 계산하는 수단은 상기 모바일 컨트롤러 내의 연산 장치인 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  39. 제32항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러로부터 상기 모바일 로버의 진로를 결정할 수 있는 수단은, 상기 모바일 컨트롤러의 방향을 결정하는 수단과, 상기 모바일 로버의 진로를 계산하기 위한 상기 모바일 컨트롤러 내의 연산 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 시스템.
  40. 무선 통신 네트워크와 작동 가능한 모바일 컨트롤러에 대하여 모바일 로버를 요구에 따라 위치확인하는 시스템에 있어서,
    위치확인 기술 소스로부터 위치 측정 정보를 수신하는 무선 위치확인 모듈과, 상기 모바일 로버에 명령을 보내고 상기 모바일 로버 내의 무선 위치확인 모듈로부터 수신된 데이터를 처리하는 무선 통신 모듈 및 제어 모듈을 가진 모바일 컨트롤러; 및
    위치확인 기술 소스로부터 위치 측정 정보를 수신하는 무선 위치확인 모듈과, 위치 측정 정보를 포함하는 정보를 전송하는 무선 통신 모듈과, 상기 모바일 컨트롤러로부터 명령을 수신하는 제어 모듈을 가진 적어도 하나의 모바일 로버를 포함하고,
    상기 모바일 로버는 수신한 위치 측정 정보를 다음 중의 하나에 보낼 수 있으며;
    1) 무선 통신 네트워크를 통해 상기 모바일 컨트롤러에 직접,
    2) 정보를 처리하여 처리된 정보를 상기 모바일 로버에 제공할 수 있는, 상기 무선 통신 네트워크와 관련된 어플리케이션 서버에,
    3) 정보를 처리하여 처리된 정보를 상기 모바일 컨트롤러에 제공할 수 있고, 그 후 처리된 정보를 컨트롤러에 보내는, 무선 통신과 관련된 어플리케이션 서버에,
    4) 정보를 처리없이 직접 상기 모바일 컨트롤러에 보내어 이 모바일 컨트롤러에서 정보가 처리되도록 하는, 무선 통신 네트워크와 관련된 어플리케이션 서버에,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 관계를 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러 및 상기 모바일 로버의 무선 위치확인 모듈은 GPS 기반 위치확인 기술 소스 또는 지상 기반 위치확인 기술 중의 하나로부터, 또는 GPS 기반 위치확인 기술 소스와 지상 기반 위치확인 기술 소스의 양자로부터 위치 측정 정보를 수신할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버는 자신의 위치의 계산을 위해 위치확인 기술 소스로부터 공통 신호를 관찰하는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  43. 제40항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 자신의 방향을 제공하기 위해 나침판이 구비되거나, 또는 상기 모바일 컨트롤러의 이동으로부터 상기 모바일 컨트롤러의 방향을 제공하거나 양자의 사용을 허용하여, 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 진로를 계산하여 디스플레이하거나 또는 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 진로와 상기 모바일 로버까지의 거리 양자를 계산하여 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  44. 제40항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 모바일 로버와의 무선 통신 링크를 구축하여 상기 무선 위치확인 모듈로부터 상기 모바일 로버의 위치 정보를 획득하기 위한 명령의 선택을 포함하는 탐색 특성을 갖도록 프로그래밍되며, 상기 모바일 컨트롤러는 또한 명령에 따라 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 로버의 상대적인 공간적 위치와 지도상의 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버의 절대 위치를 계산하 도록 프로그래밍되며, 이에 의해 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치 또는 절대적 지도상 위치 중의 선택된 위치가 사용자에 의한 선택에 따라 디스플레이 상에 디스플레이되도록 이용되는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  45. 제40항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 무선 위치확인 시스템으로부터 위치 측정 정보를 수신하고, 상기 모바일 로버는 동일한 무선 위치확인 시스템으로부터 위치 측정 정보를 수신하며, 상기 모바일 로버는 상기 모바일 컨트롤러와 네트워크 서버 시스템 중의 하나에 위치 측정 정보를 보내며, 상기 네트워크 서버 시스템은 상기 무선 통신 네트워크와 연결되어, 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러의 상대적인 공간적 위치를 제공하기 위해 이 정보를 비교하는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  46. 제40항에 있어서,
    상기 무선 위치확인 시스템은 위성 무선 위치확인 시스템인 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  47. 제40항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버는 공통 소스로부터의 위치 측정 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  48. 모바일 컨트롤러와 모바일 로버가 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버 간의 통신을 위해 통신 네트워크와 동작 가능하고, 상기 모바일 컨트롤러의 위치의 계산 및 상기 모바일 로버의 위치의 계산에 이용될 수 있는 선택된 위치 관련 측정 데이터를 수신 및 전송하는 적어도 하나의 위치확인 기술 소스와 동작 가능한, 상기 모바일 컨트롤러에서 상기 모바일 로버를 위치확인 및 추적하는 방법에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러에서 상기 모바일 로버로의 신호에 의해 상기 모바일 로버를 위치확인 및 추적하는 과정을 개시하는 단계;
    상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버에서, 위치확인 기술 소스로부터의 위치 관련 측정 데이터의 수신을 개시하는 단계;
    상기 모바일 로버로부터 통신 네트워크를 통해 자신의 위치의 계산을 가능하게 할 위치 관련 측정 데이터를, 통신 네트워크와 연결되어 다수의 상기 모바일 로버 및 컨트롤러로부터 이러한 데이터를 수신하여 처리할 수 있는 어플리케이션 서버에 전송하는 단계;
    상기 모바일 컨트롤러로부터 통신 네트워크를 통해 자신의 위치의 계산을 가능하게 할 위치 관련 측정 데이터를, 어플리케이션 서버에 전송하는 단계;
    상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치를 결정하기 위해 사용될 상기 모바일 로버 및 상기 모바일 컨트롤러로부터의 위치 측정 데이터의 가장 공통적인 소스의 세트를 어플리케이션 서버에서 결정하는 단계;
    위치 측정 데이터의 가장 공통적인 세트를 이용하여, 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치 정보와 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러의 절대 위치를 특수하게 프로그래밍된 연산 장치에서 계산하는 단계;
    상기 모바일 컨트롤러의 방향을 결정하는 수단을 사용함으로써 상기 모바일 컨트롤러에서 상기 모바일 컨트롤러의 방향을 결정하는 단계;
    상기 모바일 컨트롤러에서 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치 정보를 이용하여 디스플레이를 통해 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 진로를 나타내는 단계; 및
    절대 위치가 계산된 때에, 상기 모바일 로버 또는 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러 양자의 지도상의 절대 위치를 디스플레이하는 단계
    를 포함하며,
    상기 진로의 디스플레이 또는 상기 지도상의 디스플레이가 교번적으로 선택 가능한 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 위치 측정 데이터의 결정된 가장 공통적인 세트가 상기 모바일 컨트롤러에 전송되며,
    상기 모바일 컨트롤러가 상기 연산 장치를 갖고, 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치를 상기 모바일 컨트롤러에서 계산하 고, 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버의 절대 위치를 상기 모바일 컨트롤러에서 계산하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  50. 제48항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러에서 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버의 위치를 지도상에 디스플레이하기 위해 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러의 위도 및 경도를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  51. 제48항에 있어서,
    상기 위치확인 기술은 GPS 이며, 상기 어플리케이션 서버는 상기 모바일 로버 및 상기 모바일 컨트롤러에 의해 추적되는 GPS 위성의 가장 공통적인 세트를 결정하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  52. 제48항에 있어서,
    상기 모바일 로버 및 상기 모바일 컨트롤러가 AGPS 소스로부터의 지원을 받아 사용하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  53. 제48항에 있어서,
    상기 통신 네트워크와 연결되어 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 로버의 상대적인 공간적 위치와, 지도상의 디스플레이를 위해 실시된 경우에는 상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러의 절대 위치를, 상기 어플리케이션 서버에 의해 결정된 위치 측정 데이터의 가장 공통적인 세트로부터 계산하는 특수하게 프로그래밍된 컴퓨터 장치를 제공하는 단계와,
    그 결과를 디스플레이를 위해 상기 모바일 컨트롤러에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  54. 제48항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버 양자가 지상 기반 위치확인 기술 소스로부터 자신들의 위치 관련 측정 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  55. 제48항에 있어서,
    지도상의 디스플레이가 활성화된 경우에, 상기 모바일 로버의 연속적인 위치 결정을 이용하여, 상기 모바일 로버의 위치의 이력을 보여주는 일련의 표식(indicia)을 지도상의 디스플레이에 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  56. 제48항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러 상에, 상기 모바일 로버의 움직임의 속도와, 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 고도와, 상기 모바일 로버의 지리적 좌표 중의 하나 이상을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  57. 제48항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버는 상기 지상 기반 송수신기로부터의 시간 지연 또는 시간차를 측정하도록 구성된 셀룰러 핸드셋을 포함하며,
    상기 모바일 로버 및 상기 모바일 컨트롤러는 동일한 소정 시각에 공통으로 관측된 송수신기 신호로부터의 정보를 이용하여 상대적인 공간적 위치를 제공하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  58. 제48항에 있어서,
    AOA 위치확인 기술을 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  59. 제42항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 모바일 로버와의 무선 통신 링크를 구축하여 상기 무선 위치확인 모듈로부터 상기 모바일 로버의 위치 정보를 획득하기 위한 명령의 선택을 포함하는 탐색 특성을 갖도록 프로그래밍되며, 상기 모바일 컨트롤러 는 또한 명령에 따라 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 로버의 상대적인 공간적 위치와 지도상의 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버의 절대 위치를 계산하도록 프로그래밍되며, 이에 의해 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치 또는 절대적 지도상 위치 중의 선택된 위치가 사용자에 의한 선택에 따라 디스플레이 상에 디스플레이되도록 된 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  60. 제42항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 무선 위치확인 시스템으로부터 위치 측정 정보를 수신하고, 상기 모바일 로버는 동일한 무선 위치확인 시스템으로부터 위치 측정 정보를 수신하며, 상기 모바일 로버는 위치 측정 정보를 상기 모바일 컨트롤러 또는 네트워크 서버 시스템 중의 하나에 전송하며, 상기 네트워크 서버 시스템은 상기 무선 통신 네트워크와 연결되어, 상기 모바일 로버 및 상기 모바일 컨트롤러의 상대적인 공간적 위치를 제공하기 위해 정보를 비교하는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  61. 제42항에 있어서,
    상기 무선 위치확인 시스템은 위성 무선 위치확인 시스템인 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  62. 제46항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는,
    1) 나침판;
    2) 상기 모바일 컨트롤러의 이동으로부터 자신을 방향을 획득할 수 있게 된 모바일 컨트롤러;
    3) 나침판과, 상기 모바일 컨트롤러의 이동으로부터 자신의 방향을 획득할 수 있게 되는 모바일 컨트롤러
    중의 하나에 의해 자신의 방향을 획득할 수 있으며,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 진로를 계산하여 디스플레이하거나 또는 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 진로와 상기 모바일 로버까지의 거리 양자를 계산하여 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  63. 제62항에 있어서,
    상기 무선 위치확인 시스템은 적어도 GPS 이며, 상기 모바일 컨트롤러는 순차적인 GPS 위치 측정 정보에 의해 이동에 따른 자신의 방향을 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  64. 제47항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버의 무선 위치확인 모듈은 GPS 또는 지상 기반 위치확인 기술 소스 중의 하나로부터, 또는 GPS와 지상 기반 위치확인 기술 소스 양자로부터 위치 측정 정보를 수신할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  65. 제47항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 모바일 로버와의 무선 통신 링크를 구축하여 상기 무선 위치확인 모듈로부터 상기 모바일 로버의 위치 정보를 획득하기 위한 명령의 선택을 포함하는 탐색 특성을 갖도록 프로그래밍되며, 상기 모바일 컨트롤러는 또한 명령에 따라 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 로버의 상대적인 공간적 위치와 지도상의 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버의 절대 위치를 계산하도록 프로그래밍되며, 이에 의해 상기 모바일 컨트롤러와 상기 모바일 로버의 상대적인 공간적 위치 또는 절대적 지도상 위치 중의 선택된 위치가 사용자에 의한 선택에 따라 디스플레이 상에 디스플레이되도록 이용 가능한 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  66. 제47항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 상기 무선 위치확인 시스템으로부터 위치 측정 정보를 수신하고, 상기 모바일 로버는 동일한 무선 위치확인 시스템으로부터 위치 측정 정보를 수신하며, 상기 모바일 로버는 위치 측정 정보를 상기 모바일 컨트롤러 또는 네트워크 서버 시스템 중의 하나에 전송하며, 상기 네트워크 서버 시스템은 상 기 무선 통신 네트워크와 관련되고, 상기 모바일 로버 및 상기 모바일 컨트롤러의 상대적인 공간적 관계를 제공하기 위해 정보를 비교하는 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  67. 제47항에 있어서,
    상기 무선 위치확인 시스템은 위성 무선 위치확인 시스템인 것을 특징으로 하는 위치확인 시스템.
  68. 제51항에 있어서,
    상기 모바일 로버 및 상기 모바일 컨트롤러가 AGPS 소스로부터의 도움을 받아 이용할 수 있도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 모바일 로버와 상기 모바일 컨트롤러의 위치를 지도상에 디스플레이하기 위해 이들의 위도 및 경도를 상기 모바일 컨트롤러에서 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  70. 제68항에 있어서,
    상기 모바일 컨트롤러는 자신의 방향을 제공하기 위해 나침판이 설비되거나, 상기 모바일 컨트롤러의 이동으로부터 상기 모바일 컨트롤러의 방향을 제공할 수 있거나, 또는 이들 모두를 이용할 수 있게 되어, 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 진로를 계산하여 디스플레이하거나, 또는 상기 모바일 컨트롤러에 대한 상기 모바일 로버의 진로와 상기 모바일 로버까지의 거리 양자를 계산하여 디스플레이할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
  71. 제70항에 있어서,
    상기 GPS 방향 정보를 통해 상기 나침판을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치확인 및 추적 방법.
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