KR20120056696A - 사용자 단말의 변위 추정방법 및 장치 - Google Patents

사용자 단말의 변위 추정방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 사용자 단말의 변위를 추정하는 방법은 휴대용 단말의 움직임을 확인하는 움직임 센서를 사용하여, 사용자에 의해 이동되는 사용자 단말의 이동상태를 추정하는 과정과, 상기 추정된 사용자 단말의 이동상태에 의한 사용자의 제1이동방향 가능성 지수를 확인하는 과정과, 적어도 상기 제1이동방향 가능성 지수를 사용하여, 상기 사용자 단말의 이동상태를 결정하고, 상기 사용자의 이동방향을 추정하는 과정을 포함한다.

Description

사용자 단말의 변위 추정방법 및 장치{METHOD FOR ESTIMATING DISPLACEMENT OF USER TERMINAL AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 항법(navergation) 기술에 관한 것으로써, 특히 GPS 음영지역에서 위치정보를 확인하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 개인 항법(Personal Navigation) 시스템이 휴대폰, 스마트폰, PDA, MP3 플레이어 등과 같은 휴대용 단말에 널리 탑재되어 사용자 중심의 경로 안내를 수행할 수 있도록 하고 있다. 개인 항법 시스템이란 경로 안내 대상인 사용자의 위치를 파악하여, 사용자에게 경로를 안내하는 것을 말한다.
통상적으로 사용자 항법을 수행하는 개인 항법 기기는 휴대용 단말에 GPS 수신기, 가속도 센서, 각속도 센서 등을 장착하여 구성될 수 있다. 이러한 개인 항법 시스템은 사용자의 보폭을 추정하고, 추정된 보폭을 이용하여 항법해를 생성하여 항법 서비스를 제공한다. 따라서, 정확한 항법 서비스를 제공하기 위해서는 사용자의 보폭이나 이동 속도를 정확히 파악해야 한다.
종래 기술은 사용자가 이동하는 동안 휴대용 단말이 사용자 신체의 어느 부분에 소지되어 이동되는지를 고려하지 않고서 보폭이나 이동 속도를 추정한다. 이 경우, 보폭이나 이동속도를 추정하는 과정에서 신체 중 각각 상이한 위치에 소지된 휴대용 단말의 위치에 따라 상당한 오차가 발생하기 때문에, 최악의 경우(worst case)의 보폭 추적 성능이 매우 저하된다. 따라서, 보폭이나 이동속도를 정확하게 추정하기 위해, 휴대용 단말이 사용자 신체의 어느 부분에 소지되어 이동되는지에 대한 정보의 확인이 요구된다.
본 발명은 전술한 점을 고려하여 안출된 것으로써, 사용자 단말이 휴대되는 위치나 상태에 상관없이 정확하게 보폭이나 이동속도를 추정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 사용자의 팔에 의해 진동되는 사용자 단말의 이동 방향을 정확하게 추정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 사용자 단말의 변위를 추정하는 방법은 휴대용 단말의 움직임을 확인하는 움직임 센서를 사용하여, 사용자에 의해 이동되는 사용자 단말의 이동상태를 추정하는 과정과, 상기 추정된 사용자 단말의 이동상태에 의한 사용자의 제1이동방향 가능성 지수를 확인하는 과정과, 적어도 상기 제1이동방향 가능성 지수를 사용하여, 상기 사용자 단말의 이동상태를 결정하고, 상기 사용자의 이동방향을 추정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 사용자 단말의 변위를 추정하는 장치는 사용자의 움직임을 나타내는 움직임 정보를 생성하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 움직임 센서부와, 상기 움직임 센서부로부터 제공되는 움직임 정보를 사용하여, 사용자에 의해 이동되는 사용자 단말의 이동상태를 추정하고, 상기 이동상태에 의한 사용자의 제1이동방향 가능성 지수를 확인하여 상기 사용자 단말의 이동상태를 결정하고, 사용자의 이동방향을 포함하는 위치정보를 추정하는 위치정보 추정부와, 적어도 상기 위치정보 추정부에서 제공되는 위치정보를 메모리에 저장된 지도정보와 조합하여 출력하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 사용자 단말의 변위 추정방법 및 장치에 따르면, 사용자 단말이 휴대되는 위치나 상태에 상관없이 정확하게 보폭이나 이동속도를 추정할 수 있다.
또한, 사용자의 팔에 의해 진동되는 사용자 단말의 이동 방향을 정확하게 추정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말의 변위 추정장치를 구비한 휴대용 단말의 블록 구성도
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말의 변위 추정장치를 구비한 휴대용 단말의 방향을 예시하는 도면,
도 2b는 상기 휴대용 단말의 전면부 및 후면부를 예시하는 도면,
도 2c는 사용자가 휴대용 단말을 손에 파지한 상태로 팔을 전후로 흔들면서 이동하는 상태를 예시하는 도면,
도 2d는 사용자에 의해 이동되는 상기 휴대용 단말의 이동 상태를 개념적으로 예시하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말의 변위 추정방법의 순서를 흐름도,
도 4는 도 3의 302단계의 구체적인 수행과정을 예시하는 흐름도,
도 5는 도 3의 303단계의 구체적인 수행과정을 예시하는 흐름도,
도 6은 도 3의 304단계의 구체적인 수행과정을 예시하는 흐름도,
도 7은 도 3의 305단계의 구체적인 수행과정을 예시하는 흐름도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
본 발명에서 GPS 위치정보는 GPS(global positioning system)로부터 제공되는 데이터를 통해 단말의 위치를 나타하는 정보를 지시하고, 위치정보는 가속도 센서와 지자기 센서로부터 제공되는 정보를 사용하여 추정된 단말의 위치정보를 지시한다. 또한, 본 발명에서 실내 위치정보는 WPS(Wi-Fi Positioning System) 모듈 및 이동통신망의 셀 기반의 위치정보를 제공하는 셀 기반 위치정보 제공모듈, 블루투스(Blootooth), 지그비(ZigBee), 적외선 센서, 초음파 센서, 및 RFID 센서 등을 이용하여 단말의 위치정보를 제공하는 센서 기반의 위치정보 제공모듈 등을 통해 확인된 단말의 위치를 나타내는 정보를 지시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 변위 추정장치를 구비한 휴대용 단말의 블록 구성도로서, 본 발명의 위치정보 제공 장치를 구비하는 다양한 장치들 중에서, 이동 통신 단말기를 예로 들어 본 발명이 적용될 수 있는 하드웨어적인 기반 장치에 대해 먼저 설명하도록 한다. 비록 본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 단말의 변위 추정장치가 이동 통신 단말기에 구비됨을 예시하고 있으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 단말의 변위 추정장치는 위치정보를 제공하는 다양한 장치들에 준용(準用)될 수 있음은 물론이다.
도 1을 참조하면, 단말의 변위 추정장치를 구비한 휴대용 단말은 위치확인 모듈(101), 움직임 센서부(102), 위치정보 추정부(103), 제어부(104), 입력 인터페이스(105), 디스플레이(106), 및 메모리(107)를 포함한다.
위치정보 확인모듈(101)은 GPS(global positioning system)로부터 위치정보를 수신하여 제공하는 GPS 모듈을 구비한다.
또한, 위치정보 확인모듈(101)은 Wi-Fi로 들어오는 무선 AP의 정보를 이용해서 위치정보를 확인하는 WPS(Wi-Fi Positioning System) 모듈 및 이동통신망의 셀 기반의 위치정보를 제공하는 셀 기반 위치정보 제공모듈을 포함할 수 있으며, 더 나아가 블루투스(Blootooth), 지그비(ZigBee), 적외선 센서, 초음파 센서, 및 RFID 센서 등을 이용하여 휴대용 단말의 위치정보를 제공하는 센서 기반의 위치정보 제공모듈을 포함할 수도 있다.
움직임 센서부(102)는 음영지역에서의 위치정보 및 상기 위치정보의 정확도를 추정하는데 필요한 정보를 감지한다. 상기 센서부(102)는 휴대용 단말의 이동 속도를 검출하기 위해 휴대용 단말의 가속도 정보를 감지하는 가속도 센서, 사용자의 이동 방향을 추정하는데 필요한 방위각 정보를 감지하는 위한 지자기 센서, 사용자의 고도 정보를 감지하는 고도계 센서, 및 각속도 정보를 감지하는 자이로 센서를 포함할 수 있다.
위치정보 추정부(103)는 상기 위치정보 확인모듈(101)에 의해 사용자의 위치정보가 확인되지 않는 상태(예컨대, GPS 음영지역 등)에서, 상기 움직임 센서부(102)부의 가속도 센서와 지자기 센서로부터 제공되는 정보를 이용하여 휴대용 단말의 이동 속도 및 이동 방향을 포함하는 단말이동정보를 확인한다. 즉, 위치정보 추정부(103)는 상기 가속도 센서부터의 정보를 통해 단말의 이동 상태 판단 및 보행자의 이동 속도를 계산하고, 지자기 센서로부터 정보를 통해 상기 지자기 센서 데이터의 유효성 및 방위각 정보를 획득한다. 그리고, 위치정보 추정부(103)는 상기 메모리(107)에 기 저장된 상기 GPS 위치정보에 상기 추정된 사용자의 진행방향에 대한 방위각 정보 및 이동 속도 정보를 반영하여 현재 사용자의 위치정보를 추정한다.
한편, 사용자는 본 발명의 변위 추정장치를 구비한 휴대용 단말을 하의 주머니에 수납한 상태로 이동하거나, 상의 주머니에 수납한 상태로 이동하거나, 상기 휴대용 단말의 디스플레이를 확인하면서 이동하거나, 허리에 장착한 상태로 이동하거나, 가방에 수납한 상태로 이동할 수 있다. 이러한 경우, 사용자의 이동 방향과 휴대용 단말의 이동 방향을 일치하게 되어, 움직임 센서부(102)를 통해 제공되는 움직임 센서의 값으로 휴대용 단말의 이동을 확인할 수 있다. 그러나, 사용자가 휴대용 단말을 손에 파지한 상태로 팔을 전후로 흔들면서(스윙하면서) 이동하게 될 경우, 사용자의 팔의 진동 운동에 대응하여 휴대용 단말의 이동방향은 주기적으로 변화하게 되어, 휴대용 단말의 이동 방향 판단에 오류가 발생할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 휴대용 단말을 손에 파지한 상태로 팔을 전후로 흔들면서(스윙하면서) 이동하는지 여부와, 상기 휴대용 단말을 손에 파지한 상태로 팔을 전후로 흔들면서(스윙하면서) 이동하는 경우, 휴대용 단말의 이동 방향을 정확하게 판단하기 위한 알고리즘이 요구된다. 본 발명의 변위 추정장치에 구비된 위치정보 추정부(103)는 사용자가 휴대용 단말을 손에 파지한 상태로 팔을 전후로 흔들면서(스윙하면서) 이동하는지 여부와, 상기 휴대용 단말을 손에 파지한 상태로 팔을 전후로 흔들면서(스윙하면서) 이동하는 경우, 휴대용 단말의 이동 방향을 정확하게 판단하기 위한 알고리즘을 수행한다.
제어부(104)는 상기 각 기능부들의 동작을 총괄적으로 제어하여 휴대용 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 제어부(104)는 입력 인터페이스(105)를 통해 입력된 번호 및 메뉴 선택 신호에 따른 처리를 수행하고, 위치정보 확인모듈(101)로부터 제공되는 위치정보를 처리하여 메모리(107)에 저장된 지도와 함께 디스플레이부(106)를 통해 출력하게 된다.
특히, 제어부(104)는 상기 위치정보 확인모듈(101) 내의 상기 GPS 모듈로부터 제공되는 위치정보의 수신감도, 예컨대 사용 가능한 GPS 위성의 개수 및 수신 세기값 등을 제공받고, 상기 위치정보의 수신감도를 확인하여 상기 단말이 음영지역에 위치하는지를 판단한다. 그리고, 제어부(104)는 상기 단말이 음영지역에 위치하는 것으로 확인되면, 상기 움직임 센서부(102) 및 위치정보 추정부(103)가 활성화되도록 제어한다.
한편, 입력 인터페이스부(105)는 사용자로부터 전화 번호 또는 문자를 입력받기 위한 장치이다. 상기 입력 인터페이스부(105)는 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들 및 각종 기능을 설정하기 위한 기능키들을 포함하며, 상기 키들은 키패드로 구현되거나, 터치 스크린과 오버랩된 디스플레이를 통해 입력받을 키들을 표시하고, 터치가 입력된 영역에 대응하는 키를 입력받는 터치 스크린 기반의 키 입력 인터페이스로 구현될 수 있다.
디스플레이(106)는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등과 같은 표시장치로 이루어질 수 있으며, 제어부(104)의 제어 하에 해당 단말기의 각종 동작 상태에 대한 메시지를 비롯하여, 어플리케이션의 구동에 따라 발생되는 데이터, 예컨대 위치정보나 지도 등을 표시한다.
메모리부(107)는 어플리케이션의 구동에 필요한 데이터, 예컨대 지도 데이터 등을 저장한다. 특히, 메모리부(107)는 상기 위치확인 모듈(101)로부터 주기적으로 제공되는 위치정보나, 움직임 센서부(102)로부터 제공되는 데이터, 위치정보 추정부(103)로부터 제공되는 위치정보를 저장한다.
RF부(112)는 사용자의 음성, 문자 및 제어 데이터를 무선 신호로 변조하여 안테나(113)를 통해 이동통신망의 기지국(미도시)으로 송신하고, 기지국으로부터의 무선 신호를 안테나(113)를 통해 수신하고, 음성, 문자, 제어 데이터 등으로 복조하여 출력한다. 무선데이터 처리부(111)는 제어부(104)의 제어 하에, 상기 RF부(112)에서 수신한 음성 데이터를 디코딩하여 스피커(speaker)를 통해 가청음으로 출력하며, 마이크로폰(microphone)으로부터 입력되는 사용자의 음성신호를 데이터화하여 RF부(112)로 출력하며, RF부(112)를 통해 입력된 문자, 제어 데이터를 제어부(1104)로 제공한다.
이하, 위치정보 추정부(103)가, 상기 휴대용 단말을 손에 파지한 상태로 팔을 전후로 흔들면서(스윙하면서) 이동하는 경우, 휴대용 단말의 이동 방향을 판단하는 알고리즘에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 변위 추정장치를 구비한 휴대용 단말의 방향을 예시하고, 도 2b는 상기 휴대용 단말의 전면부 및 후면부를 예시하는 도면이고, 도 2c는 사용자가 휴대용 단말을 손에 파지한 상태로 팔을 전후로 흔들면서 이동하는 상태를 예시하는 도면이고, 도 2d는 사용자에 의해 이동되는 상기 휴대용 단말의 이동 상태를 개념적으로 예시하는 도면이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명에서, 휴대용 단말의 길이방향을 x축으로 정의하고, 상기 x축에 직교하는 상기 휴대용 단말의 단방향을 y축으로 정의하고, 상기 x-y축에 의해 형성되는 면과 직교하는 방향(즉, 상기 휴대용 단말의 뒷면을 향하는 방향)을 z축으로 정의한다.
또한, 도2b를 참조하면, 사용자가 상기 휴대용 단말을 들고 확인하면서 이동하는 상태에서, 사용자의 이동방향과 일치하는 방향의 면을 전면부(201)로 정의하고, 상기 전면부와 반대되는 방향의 면을 후면부(203)로 정의한다.
도 2c를 참조하면, 상기 휴대용 단말을 손에 파지한 상태로 팔을 전후로 흔들면서(스윙하면서) 이동하는 경우, 휴대용 단말은 사용자 팔의 진동운동에 의해 제1방향과 제2방향 사이에서 반복적으로 진동하게 된다. 따라서, 위치정보 추정부(103)는 움직임 센서부(102)로부터 제공되는 각 축(x, y, z축)의 가속도 값의 평균을 사용하여 사용자가 휴대용 단말의 전면부(210)를 이동방향으로 향하여 이동하는지 또는 상기 휴대용 단말의 후면부(203)를 이동방향으로 향하여 이동하는지를 확인한다. 예컨대, z축 평균값에서 x축 평균값을 뺄셈 연산한 결과가 미리 정해진 제1임계값과 같거나 상대적으로 크면, 사용자가 휴대용 단말의 전면부(201)를 이동방향으로 향하여 이동하는 것으로 판단하고, 제1이동방향 가능성 지수를 미리 정해진 제1값으로 설정한다. 그리고, z축 평균값에서 x축 평균값을 뺄셈 연산한 결과가 미리 정해진 제1임계값보다 상대적으로 작으면, 사용자가 휴대용 단말의 후면부(203)를 이동방향으로 향하여 이동하는 것으로 판단하고, 제1이동방향 가능성 지수를 미리 정해진 제2값으로 설정한다.
더 나아가, 위치정보 추정부(103)는 움직임 센서부(102)로부터 제공되는 각 축(x, y, z축)의 가속도 값의 평균을 사용하여 사용자가 휴대용 단말의 디스플레이면이 사용자 측으로 향하여 이동하는지 또는 상기 휴대용 단말의 디스플레이면이 사용자의 반대 방향으로 향하여 이동하는지를 확인한다. 예컨대, y축 평균값에서 z축 평균값을 뺄셈 연산한 결과가 미리 정해진 제2임계값과 같거나 상대적으로 크면, 사용자가 휴대용 단말의 디스플레이를 사용자 측으로 향하여 이동하는 것으로 판단하고, 제1이동방향 가능성 지수를 미리 정해진 제3값으로 설정한다. 그리고, y축 평균값에서 z축 평균값을 뺄셈 연산한 결과가 미리 정해진 제2임계값보다 상대적으로 작으면, 사용자가 휴대용 단말의 디스플레이를 사용자의 반대방향으로 향하여 이동하는 것으로 판단하고, 제1이동방향 가능성 지수를 미리 정해진 제4값으로 설정한다.
상기 제1이동방향 가능성 지수로 설정되는 상기 미리 정해진 제1 내지 제4값은, 움직임 센서부(102)로부터 제공되는 값(예컨대, 가속도 센서의 출력값)의 통계값에 의해 다양하게 설정할 수 있다.
또한, 위치정보 추정부(103)는 움직임 센서부(102)로부터 제공되는 자이로 센서의 값을 사용하여 사용자의 이동방향을 확인할 수도 있다. 사용자의 팔에 의해 진동 이동되는 휴대용 단말이 최저점을 기준으로 사용자의 이동방향인 제1방향으로 이동할 때의 회전각(즉, 도 4d의 211)이, 최저점을 기준으로 사용자의 이동방향의 역방향인 제2방향으로 이동할 때의 회전각(즉, 도 4d의 213)보다 상대적으로 큰 값을 갖는다. 따라서, 위치정보 추정부(103)는 상대적으로 큰 값의 회전각을 갖는 방향을 사용자의 이동방향으로 결정하고, 제2이동방향 가능성 지수를 결정할 수 있다. 제2이동방향 가능성 지수는 제1방향으로 이동할 때의 회전각과 제2방향으로 이동할 때의 회전각의 차이에 기초하여 결정할 수 있으며, 예컨대 하기의 수학식 1의 연산을 통해 결정할 수 있다.
Figure pat00001
β는 제2이동방향 가능성 지수이고, Coeff는 미리 정해진 계수(Coefficient)이고, Δθa는 제1방향으로 이동할 때의 회전각(즉, 도 4d의 211)이고, Δθb는 제2방향으로 이동할 때의 회전각(즉, 도 4d의 213)이다.
또한, 이와 유사하게, 사용자의 팔에 의해 진동 이동되는 휴대용 단말이 최저점을 기준으로 사용자의 이동방향인 제1방향으로 회전할 때의 각가속도가, 최저점을 기준으로 사용자의 이동방향의 역방향인 제2방향으로 회전할 때의 각가속도보다 상대적으로 큰 값을 갖는다. 따라서, 위치정보 추정부(103)는 상대적으로 큰 값의 각가속도를 갖는 방향을 사용자의 이동방향으로 결정하고, 제3이동방향 가능성 지수를 결정할 수도 있다.
나아가, 제3이동방향 가능성 지수는 제1방향으로 회전할 때의 각가속도와 제2방향으로 회전할 때의 각가속도의 차이에 기초하여 결정할 수 있으며, 예컨대 하기의 수학식 2의 연산을 통해 결정할 수 있다.
Figure pat00002
γ는 제3이동방향 가능성 지수이고, Coeff는 미리 정해진 계수(Coefficient)이고, ωa는 제1방향으로 이동할 때의 각가속도이고, ωb는 제2방향으로 이동할 때의 각가속도이다.
한편, 일반적으로 사용자는 발이 지면에 닿은 후, 최저점을 통과한다. 따라서, 위치정보 추정부(103)는 움직임 센서부(102)로부터 제공되는 값을 사용하여 사용자의 발이 지면에 닿는 시점을 확인하고, 사용자의 발이 지면에 닿는 시점 이후에 최저점을 통과한 후의 각속도값을 이용하여 휴대용 단말의 이동 방향을 결정하고, 제4이동방향 가능성 지수를 결정할 수 있다. 예컨대, 제4이동방향 가능성 지수는 하기의 수학식 3의 연산을 통해 확인할 수 있다.
Figure pat00003
λ는 제4이동방향 가능성 지수이고, Coeff는 미리 정해진 계수(Coefficient)이다.
한편, 사용자가 휴대용 단말을 손으로 들고 보는 상태에서, 팔을 내려서 걷는 것이 일반적이다. 따라서, 사용자가 휴대용 단말을 손으로 들고 있는 상태에서, 중력 방향과 반대되는 방향에 휴대용 단말의 전면부가 위치할 가능성이 높다. 따라서, 사용자가 휴대용 단말을 손으로 들고 있는 상태를 고려하여, 제5이동방향 가능성 지수를 결정할 수 있다. 예컨대, 제5이동방향 가능성 지수는 하기의 수학식 4의 연산을 통해 확인할 수 있다.
Figure pat00004
φ는 제5이동방향 가능성 지수이고, Coeff는 미리 정해진 계수(Coefficient)이다.
더 나아가, 위치정보 추정부(103)는 전술한 제1 내지 제5이동방향 가능성 지수를 모두 합산하여 미리 정해진 임계값과 비교한다. 만약, 합산된 이동방향 가능성 지수가 미리 정해진 임계값보다 상대적으로 크면, 휴대용 단말의 전면부가 사용자의 이동방향과 동일한 상태인 것으로 판단하고, 그렇지 않으면(합산된 이동방향 가능성 지수가 미리 정해진 임계값과 같거나 상대적으로 작으면), 휴대용 단말의 전면부가 사용자의 이동방향과 반대의 방향으로 놓인 상태인 것으로 판단한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 변위 추정방법을 예시하는 도면이다. 우선, 301단계에서는 휴대용 단말의 이동상태를 확인한다. 즉, 상기 휴대용 단말의 전면부가 사용자의 이동방향으로 향해 있는 상태인지, 또는 상기 휴대용 단말의 후면부가 사용자의 이동방향으로 향해 있는 상태인지를 확인한다. 더 나아가, 상기 휴대용 단말의 디스플레이가 사용자 측으로 향해 있는 상태인지, 상기 디스플레이가 사용자와 반대되는 방향으로 향해 있는 상태인지를 확인한다.
구체적으로, 301단계에서는 움직임 센서부로부터 제공되는 각 축(x, y, z축)의 가속도 값의 평균을 사용하여 사용자가 휴대용 단말의 전면부를 이동방향으로 향하여 이동하는지 또는 상기 휴대용 단말의 후면부를 이동방향으로 향하여 이동하는지를 확인한다. 예컨대, z축 평균값에서 x축 평균값을 뺄셈 연산한 결과가 미리 정해진 제1임계값과 같거나 상대적으로 크면, 사용자가 휴대용 단말의 전면부를 이동방향으로 향하여 이동하는 것으로 판단한다. 그리고, z축 평균값에서 x축 평균값을 뺄셈 연산한 결과가 미리 정해진 제1임계값보다 상대적으로 작으면, 사용자가 휴대용 단말의 후면부를 이동방향으로 향하여 이동하는 것으로 판단한다.
더 나아가, 301단계에서는, 움직임 센서부로부터 제공되는 각 축(x, y, z축)의 가속도 값의 평균을 사용하여 사용자가 휴대용 단말의 디스플레이면이 사용자 측으로 향하여 이동하는지 또는 상기 휴대용 단말의 디스플레이면이 사용자의 반대 방향으로 향하여 이동하는지를 확인한다. 예컨대, y축 평균값에서 z축 평균값을 뺄셈 연산한 결과가 미리 정해진 제2임계값과 같거나 상대적으로 크면, 사용자가 휴대용 단말의 디스플레이를 사용자 측으로 향하여 이동하는 것으로 판단하고, y축 평균값에서 z축 평균값을 뺄셈 연산한 결과가 미리 정해진 제2임계값보다 상대적으로 작으면, 사용자가 휴대용 단말의 디스플레이를 사용자의 반대방향으로 향하여 이동하는 것으로 판단한다.
302단계에서는 상기 301단계에서 확인된 휴대용 단말의 이동 상태에 대응하여, 제1이동방향 가능성 지수를 미리 정해진 값으로 설정한다.
303단계에서는, 자이로 센서의 값을 사용하여 최저점을 기준으로 상대적으로 더 큰 값의 회전각을 갖는 방향을 이동방향으로 결정하고, 제2이동방향 가능성 지수를 확인한다. 그리고, 304단계에서는, 자이로 센서의 값을 사용하여 최저점을 기준으로 상대적으로 더 큰 값의 각가속도를 갖는 방향을 이동방향으로 결정하고, 제3이동방향 가능성 지수를 확인한다. 그리고, 305단계에서는 움직임 센서를 통해 확인되는 값을 사용하여 사용자의 발이 지면에 닿는 시점과, 상기 사용자의 발이 지면에 닿은 이후에 최저점을 통과하는 방향에 기초하여 제4이동방향 가능성 지수를 결정한다. 그리고, 306단계에서는, 사용자가 휴대용 단말을 손으로 들고 있는 디스플레이를 보고 있는 상태를 고려하여, 제5이동방향 가능성 지수를 결정한다.
307단계에서는, 전술한 제1 내지 제5이동방향 가능성 지수를 모두 합산하여 미리 정해진 임계값과 비교한다. 만약, 합산된 이동방향 가능성 지수가 미리 정해진 임계값보다 상대적으로 크면, 휴대용 단말의 전면부가 사용자의 이동방향과 동일한 상태인 것으로 판단하고, 그렇지 않으면(합산된 이동방향 가능성 지수가 미리 정해진 임계값과 같거나 상대적으로 작으면), 휴대용 단말의 전면부가 사용자의 이동방향과 반대의 방향으로 놓인 상태인 것으로 판단한다. 그리고, 확인된 휴대용 단말의 이동 방향을 기준으로, 사용자의 이동 속도와 이동 방향을 추정한다.
308단계에서는 단말의 이동 상태를 확인하는 프로세스가 종료될 때까지, 상기 301 내지 307단계를 반복적으로 수행한다.
비록, 본 발명의 일 실시예에서, 302 내지 306단계를 통해 제1 내지 제5이동방향 가능성 지수를 확인하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제1 내지 제5이동방향 가능성 지수들 중, 적어도 하나의 이동방향 가능성 지수를 선택적으로 확인하거나, 둘 이상의 이동방향 가능성 지수를 선택적으로 확인하고 조합할 수 있다. 이에 따라, 307단계에서는, 선택적으로 확인된 적어도 하나의 이동방향 가능성 지수를 미리 정해진 임계값과 비교하여 휴대용 단말의 전면부가 사용자의 이동방향과 동일한 상태인지 여부를 확인할 수 있다. 또는, 둘 이상의 이동방향 가능성 지수를 모두 합산하여 미리 정해진 임계값과 비교하여 휴대용 단말의 전면부가 사용자의 이동방향과 동일한 상태인지 여부를 확인할 수도 있다.
도 4는 도 3의 302단계의 구체적인 수행과정을 예시하는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 우선 401단계에서, 도 3의 301단계에서 확인된 휴대용 단말의 방향이 정방향, 즉 휴대용 단말의 전면부가 사용자의 이동방향으로 향하여 있는지를 확인한다. 휴대용 단말의 방향이 정방향인 경우(401-예) 402단계를 진행하고, 휴대용 단말의 방향이 정방향이 아닌 경우(401-아니오) 405단계를 진행한다.
402단계에서는 휴대용 단말의 디스플레이 면이 사용자 측으로 향하여 있는지를 확인한다. 휴대용 단말의 디스플레이 면이 사용자 측으로 향하고 있으면(402-예) 403단계를 진행하고, 휴대용 단말의 디스플레이 면이 사용자 측으로 향하고 있지 않으면(402-아니오) 404단계를 진행한다. 403단계에서는, 제1이동방향 가능성 지수를 제1값으로 설정하고, 상기 404단계에서는 상기 제1이동방향 가능성 지수를 상기 제1값과 다른 제2값으로 설정한다.
한편, 405단계에서는, 402단계와 마찬가지로 휴대용 단말의 디스플레이 면이 사용자 측으로 향하여 있는지를 확인한다. 휴대용 단말의 디스플레이 면이 사용자 측으로 향하고 있으면(405-예) 406단계를 진행하고, 휴대용 단말의 디스플레이 면이 사용자 측으로 향하고 있지 않으면(405-아니오) 408단계를 진행한다. 406단계에서는, 제1이동방향 가능성 지수를 상기 제2값과 다른 제3값으로 설정하고, 상기 407단계에서는 상기 제1이동방향 가능성 지수를 상기 제3값과 다른 제4값으로 설정한다.
그리고, 408단계에서는 상기 403, 404, 406, 및 407단계 중, 적어도 하나의 단계에서 설정된 상기 제1이동방향 가능성 지수를 제공한다.
도 5는 도 3의 303단계의 구체적인 수행과정을 예시하는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 우선 501단계에서는, 움직임 센서부로부터 제공되는 값(예컨대, 자이로 센서의 값)을 확인하여, 사용자의 팔에 의해 진동 이동되는 휴대용 단말의 최저점을 확인한다.
사용자의 팔에 의해 진동 이동되는 휴대용 단말의 최저점을 기준으로 사용자의 이동방향인 제1방향으로 이동할 때의 회전각(즉, 도 4d의 211)이, 최저점을 기준으로 사용자의 이동방향의 역방향인 제2방향으로 이동할 때의 회전각(즉, 도 4d의 213)보다 상대적으로 큰 값을 갖는다. 따라서, 502단계에서는, 상기 제1방향으로 이동할 때의 회전각(도 4d의 211)과 상기 제2방향으로 이동할 때의 회전각(도 4d의 211)을 확인한다. 그리고, 503단계에서, 상대적으로 큰 값의 회전각을 갖는 방향을 사용자의 이동방향으로 결정하고, 제1방향으로 이동할 때의 회전각과 제2방향으로 이동할 때의 회전각의 차이에 기초하여 제2이동방향 가능성 지수를 설정한다. 예컨대, 제2이동방향 가능성 지수는 상기 수학식 1의 연산에 의해 설정될 수 있다.
도 6은 도 3의 304단계의 구체적인 수행과정을 예시하는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 우선 601단계에서는, 움직임 센서부로부터 제공되는 값(예컨대, 자이로 센서의 값)을 확인하여, 사용자의 팔에 의해 진동 이동되는 휴대용 단말의 최저점을 확인한다.
사용자의 팔에 의해 진동 이동되는 휴대용 단말의 최저점을 기준으로 사용자의 이동방향인 제1방향으로 화전할 때의 각가속도가, 최저점을 기준으로 사용자의 이동방향의 역방향인 제2방향으로 회전할 때의 각가속도보다 상대적으로 큰 값을 갖는다. 따라서, 602단계에서는, 상기 제1방향으로 회전할 때의 각가속도와 상기 제2방향으로 회전할 때의 각가속도를 확인한다. 그리고, 603단계에서, 상대적으로 큰 값의 각가속도를 갖는 방향을 사용자의 이동방향으로 결정하고, 제1방향으로 이동할 때의 회전각과 제2방향으로 회전할 때의 각가속도의 차이에 기초하여 제3이동방향 가능성 지수를 설정한다. 예컨대, 제3이동방향 가능성 지수는 상기 수학식 2의 연산에 의해 설정될 수 있다.
도 7은 도 3의 305단계의 구체적인 수행과정을 예시하는 흐름도이다.
일반적으로 사용자는 발이 지면에 닿은 후 최저점을 통과한다. 따라서, 움직임 센서부로부터 제공되는 값을 사용하여 사용자의 발이 지면에 닿는 시점을 확인하고, 사용자의 발이 지면에 닿는 시점 이후에 최저점을 통과한 후의 각속도값을 이용하여 휴대용 단말의 이동 방향을 결정할 수 있다.
도 7을 참조하면, 우선 701단계에서는, 움직임 센서부로부터 제공되는 값을 확인하여, 사용자의 발이 지면에 닿는 시점을 확인한다. 예컨대, 휴대용 단말이 중력 방향 또는 중력과 반대되는 방향으로 움직임이 주기적으로 반복적으로 검출되는 것을 확인하고, 사용자의 발이 지면에 닿는 시점을 확인한다.
702단계에서는, 움직임 센서부로부터 제공되는 값(예컨대, 자이로 센서의 값)을 확인하여, 사용자의 팔에 의해 진동 이동되는 휴대용 단말의 최저점을 확인한다.
703단계에서는, 상기 사용자의 발이 지면에 닿은 이후, 사용자의 팔의 진동방향을 확인한다. 즉, 상기 사용자의 발이 지면에 닿은 시점 이후에, 휴대용 단말이 최저점을 기준으로 사용자의 이동방향과 동일한 제1방향 또는 사용자의 이동방향과 반대 방향인 제2방향으로 이동되는지를 확인한다.
704단계에서는 703단계에서 확인된 사용자의 팔의 진동 방향에 기초하여 제4이동방향 가능성 지수를 확인한다. 예컨대, 제4이동방향 가능성 지수는 상기의 수학식 3의 연산을 통해 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (18)

  1. 사용자 단말의 변위를 추정하는 방법에 있어서,
    사용자 단말의 움직임을 확인하는 움직임 센서를 사용하여, 상기 사용자 단말의 이동상태를 추정하는 과정과,
    상기 추정된 사용자 단말의 이동상태에 의한 사용자 단말의 제1이동방향 가능성 지수를 확인하는 과정과,
    상기 제1이동방향 가능성 지수를 사용하여, 상기 사용자 단말의 이동상태를 결정하고, 상기 사용자 단말의 이동방향을 추정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동상태를 확인하는 과정은, 움직임 센서로부터 제공되는 x, y, 및 z축의 출력값의 평균을 비교하여, 사용자 단말의 상부면과 디스플레이면의 방향을 포함하는 상기 이동상태를 확인하는 과정을 포함하며,
    상기 x축은 사용자 단말의 길이방향의 축이며, 상기 y축은 상기 길이방향과 직교하는 상기 사용자 단말의 단방향의 축이며, 상기 z축은 상기 x축 및 y축에 의해 형성되는 면과 직교하는 방향의 축임을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 센서를 사용하여, 사용자 팔의 진동에 의해 이동되는 장치의 최저점을 확인하는 과정과,
    상기 최저점을 기준으로 제1및 제2방향으로 회전되는 팔의 제1 및 제2각도를 확인하는 과정과,
    상기 제1 및 제2각도의 크기를 고려하여, 사용자의 제2이동방향 가능성 지수를 확인하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 사용자의 제2이동방향 가능성 지수를 확인하는 과정은,
    상기 제1 및 제2각도 중 상대적으로 더 큰 값을 갖는 방향을 사용자의 이동방향으로 추정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2각도의 차이값을 기준으로, 상기 사용자의 제2이동방향 가능성 지수를 설정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 움직임 센서를 사용하여, 사용자 팔의 진동에 의해 이동되는 장치의 최저점을 확인하는 과정과,
    상기 최저점을 기준으로 제1및 제2방향으로 회전되는 팔의 제1 및 제2각가속도를 확인하는 과정과,
    상기 제1 및 제2각가속도의 크기를 고려하여, 사용자의 제3이동방향 가능성 지수를 확인하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제3이동방향 가능성 지수를 확인하는 과정은,
    상기 제1 및 제2각가속도 중 상대적으로 더 큰 값을 갖는 방향을 사용자의 이동방향으로 추정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2각가속도의 차이값을 기준으로 상기 가중치의 크기를 설정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 움직임 센서를 사용하여, 사용자의 발이 지면에 닿는 시점을 확인하는 과정과,
    상기 움직임 센서를 사용하여, 사용자 팔의 진동에 의해 이동되는 장치의 최저점을 확인하는 과정과,
    상기 사용자의 발이 지면에 닿은 이후, 상기 최저점을 기준으로 사용자의 팔의 진동 방향을 확인하여, 사용자의 제4이동방향 가능성 지수를 확인하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  10. 제9항에 있어서,
    제1 내지 제4이동방향 가능성 지수 중, 적어도 하나를 확인하여 상기 사용자 단말의 이동상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  11. 제9항에 있어서,
    제1 내지 제4이동방향 가능성 지수 중, 적어도 두 개의 이동방향 가능성 지수를 합산하고, 상기 합산된 결과를 고려하여 상기 사용자 단말의 이동상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정방법.
  12. 사용자 단말의 변위를 추정하는 장치에 있어서,
    사용자의 움직임을 나타내는 움직임 정보를 생성하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 움직임 센서부와,
    상기 움직임 센서부로부터 제공되는 움직임 정보를 사용하여, 사용자에 의해 이동되는 사용자 단말의 이동상태를 추정하고, 상기 이동상태에 의한 사용자의 제1이동방향 가능성 지수를 확인하여 상기 사용자 단말의 이동상태를 결정하고, 사용자의 이동방향을 포함하는 위치정보를 추정하는 위치정보 추정부와,
    적어도 상기 위치정보 추정부에서 제공되는 위치정보를 메모리에 저장된 지도정보와 조합하여 출력하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 위치정보 제공 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 위치정보 추정부는,
    상기 움직임 센서로부터 제공되는 x, y, 및 z축의 출력값의 평균을 비교하여, 사용자 단말의 상부면과 디스플레이면의 방향을 포함하는 상기 이동상태를 확인하며,
    상기 x축은 사용자 단말의 길이방향의 축이며, 상기 y축은 상기 길이방향과 직교하는 상기 사용자 단말의 단방향의 축이며, 상기 z축은 상기 x축 및 y축에 의해 형성되는 면과 직교하는 방향의 축임을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 위치정보 추정부는,
    상기 움직임 센서로부터 제공되는 데이터를 사용하여, 상기 진동되는 팔의 최저점과, 상기 최저점을 기준으로 제1및 제2방향으로 회전되는 팔의 제1 및 제2각도를 확인하고, 상기 제1 및 제2각도에 기초하여, 사용자의 제2이동방향 가능성 지수를 더 확인하여 상기 위치정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정장치.
  15. 제12항 또는 제14항에 있어서, 상기 위치정보 추정부는,
    상기 움직임 센서로부터 제공되는 데이터를 사용하여, 상기 진동되는 팔의 최저점과, 상기 최저점을 기준으로 제1및 제2방향으로 회전되는 팔의 제1 및 제2각가속도를 확인하고, 상기 제1 및 제2각가속도에 기초하여, 사용자의 제3이동방향 가능성 지수를 더 확인하여 상기 위치정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 움직임 센서를 사용하여, 상기 사용자의 발이 지면에 닿은 이후, 사용자의 팔의 진동 방향을 확인하여, 사용자의 제4이동방향 가능성 지수를 확인하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정장치.
  17. 제14에 있어서, 상기 위치정보 추정부는,
    제1 내지 제4이동방향 가능성 지수 중, 적어도 하나를 확인하여 상기 사용자 단말의 이동상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정장치.
  18. 제15에 있어서, 상기 위치정보 추정부는,
    제1 내지 제4이동방향 가능성 지수 중, 적어도 두 개의 이동방향 가능성 지수를 합산하고, 상기 합산된 결과를 고려하여 상기 사용자 단말의 이동상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 변위 추정장치.
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