KR20120080776A - 추정 위치의 신뢰도 제공 방법 및 이를 구현하는 이동 단말기 - Google Patents

추정 위치의 신뢰도 제공 방법 및 이를 구현하는 이동 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 측위 음영지역에서 추정한 위치 정보에 대한 신뢰도를 평가하고, 추정 위치 정보의 신뢰도 정보를 제공하는 방법 및 이를 구현하는 이동 단말기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추정 위치의 신뢰도 제공 방법은 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 작은 경우, 센서부로부터 입력되는 속력 및 방향 정보를 이용하여 위치를 추정하는 단계: 상기 위치 추정의 시간 동안 상기 추정 위치를 이용하여 이동 거리를 계산하는 단계; 상기 이동 거리에 따라 상기 추정 위치의 신뢰도를 평가하는 단계; 및 상기 추정 위치와 상기 신뢰도를 위치 정보 이용부에 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 위치 정보 이용부는 상기 신뢰도에 따라 상기 추정 위치의 이용 여부를 결정할 수 있다.

Description

추정 위치의 신뢰도 제공 방법 및 이를 구현하는 이동 단말기{METHOD FOR PROVIDING RELIABILITY OF RECKONING LOCATION AND MOBILE TERMINAL THEREFOR}
본 발명은 측위(Positioning), 네비게이션(Navigation), 차량용 항법 시스템(CNS(Car/Vehicle Navigation System) & DR(Dead Reckoning; 관성센서를 이용한 추측항법 기술)), 보행자 항법 시스템(PNS(Pedestrian Navigation System) & PDR(Pedestrian Dead Reckoning(보행자용 추측항법 기술), 지오태깅(Geo-Tagging) 및 위치 기반 서비스(LBS; Location Based Service)에 관련이 있다.
특히, 본 발명은 측위 음영지역에서 추정한 위치 정보에 대한 신뢰도를 평가하고, 추정 위치 정보의 신뢰도 정보를 제공하는 방법 및 이를 구현하는 이동 단말기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, GPS 위성은 위성마다 부여되어 있는 고유 코드인 위성번호(PRN; Pseudo-Random Noise), 위성의 배치(Elevation & Azimuth), 위성의 상태 정보, 위성에 탑재된 시계의 시각 및 오차, 궤도 정보와 이력(almanac), 천체력(ephemeris), 오차 보정을 위한 계수 등이 포함된 항법메시지(navigation message)를 50 bps의 속도로 지속적으로 방송한다.
GPS 수신기는 세 개 이상의 GPS 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 위성과 수신기의 위치를 결정한다. GPS 수신기는 위성에서 송신된 신호와 수신기에서 수신된 신호의 시간차를 측정하여, 위성과 수신기 사이의 거리를 구할 수 있다. GPS 수신기는 최소한 세 개의 위성과의 거리와 각 위성의 위치를 알게 되면 삼변 측량 방법을 이용해 수신기의 위치를 계산할 수 있다. GPS 수신기에는 필요한 정밀도에 따라 원자 시계 또는 수정 발진기가 탑재된다. GPS 수신기는 시계가 정확하지 않기 때문에 오차를 보정하고자 보통, 네 개 이상의 위성을 이용해 위치를 결정한다. GPS 수신기는 위성 신호의 세기를 측정한다. 여기서, 신호의 세기는 신호 자체의 절대값일 수 있지만 보통, GPS 수신기의 수신 성능을 표현한 CNo(Carrier to Noise Ratio; CNR, C/N, SNR 이라고도 함)이 된다.
종래 추측 항법 기술은 다양한 측위 방법 예컨대, GPS, WPS(WiFi Positioning System), CPS(Cellular Network Positioning System)에서 더 이상 정확한 위치를 측정할 수 없는 측위 음영지역 예컨대, 터널, 빌딩숲으로 차량이나 보행자가 이동할 때, 바로 이전의 유효한 위치 정보를 기반으로 센서에서 제공되는 속력 및 방향 등의 정보를 이용하여 위치를 추정한다. 여기서, 센서는 관성 센서와 보조 센서를 포함할 수 있다. 관성 센서에는 가속도 센서 및 자이로 센서 등이 있다. 또한, 보조 센서에는 고도계, 기압계, 나침반 및 지자기센서 등이 있다.
도 1은 종래 추측 항법 기술을 구현하는 이동 단말기의 전기적인 블록 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이동 단말기는 GPS 수신부(10), 센서부(20), 위치 계산부(30) 및 위치 정보 이용부(40)를 포함하여 이루어질 수 있다.
GPS 수신부(10)는 GPS 위성의 위치, 송신 시간, 수신 시간 및 위성 신호 세기 등을 포함하는 GPS 위성 정보를 위치 계산부(30)에 제공한다. 센서부(20)는 고도, 속력 및 방향 정보 등을 위치 계산부(30)에 제공한다.
위치 계산부(30)는 GPS 수신부(10)로부터 입력되는 GPS 위성 정보를 이용하여 위치를 계산하고, 위치 정보 즉, 2차원 좌표값(위도/경도)을 위치 정보 이용부(40)에 제공한다. 또한, 위치 계산부(30)는 위치 정보 이외에, 고도 정보, 속력 정보, 방향 정보, 위치 오차 정보 및 GPS 위성 정보를 위치 정보 이용부(40)에 제공할 수 있다. 또한, 위치 계산부(30)는 GPS 수신부(10)로부터 GPS 위성 정보가 입력되지 않거나 입력받은 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 임계값보다 낮아 유효하지 않은 경우, 센서부(20)로부터 입력받은 정보를 이용하여 위치를 추정하고, 추정 위치 정보를 위치 정보 이용부(40)에 제공한다.
위치 정보 이용부(40)는 위치 정보를 필요로 하는 다양한 응용 프로그램이 될 수 있다. 예컨대, 증강 현실(Augmented Reality) 프로그램 및 네비게이션 프로그램 등이 될 수 있다. 또한, 위치 정보 이용부(40)는 특히, 위치 정보의 신뢰성을 중요하게 여기는 네비게이션과 같은 응용 프로그램은 GPS 위성 정보를 참조하여 위치 정보의 유효성을 판단하게 된다. 즉, 이와 같은 응용 프로그램은 GPS 위성 정보가 없이 전달되는 위치 정보 즉, 추정 위치 정보는 신뢰하기 어렵다고 판단하여 사용하지 않게 된다. 이로 인해, GPS를 기반으로 하는 추측 항법 기술은 그 효용성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 추정 위치 정보의 신뢰도를 평가하고, 신뢰도 정보를 제공해 줄 수 있도록 한 방법 및 이를 구현하는 이동 단말기를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추정 위치의 신뢰도 제공 방법은 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 작은 경우, 센서부로부터 입력되는 속력 및 방향 정보를 이용하여 위치를 추정하는 단계: 상기 위치 추정의 시간 동안 상기 추정 위치를 이용하여 이동 거리를 계산하는 단계; 상기 이동 거리에 따라 상기 추정 위치의 신뢰도를 평가하는 단계; 및 상기 추정 위치와 상기 신뢰도를 위치 정보 이용부에 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 위치 정보 이용부는 상기 신뢰도에 따라 상기 추정 위치의 이용 여부를 결정할 수 있다.
전술한 구성에서, 상기 신뢰도 평가 단계는 상기 이동 거리가 제 2 임계값 이상인 경우, 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이는 제 1 감쇠 단계; 및 상기 제 1 감쇠 단계에서 감쇠된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계를 포함하고, 상기 신뢰도는 상기 저장부에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 신뢰도 평가 단계는 상기 위치 추정의 시간이 제 3 임계값 이상인 경우, 상기 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이는 제 2 감쇠 단계; 및 상기 제 2 감쇠 단계에서 감쇠된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 임계값 및 상기 제 3 임계값은 상기 센서부로부터 입력되는 속력 정보에 따라 다르게 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 추정 위치의 신뢰도 제공 방법은 GPS 수신부로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 이용하여 속력을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 2 임계값 및 상기 제 3 임계값은 상기 계산한 속력 정보에 따라 다르게 설정될 수 있다.
또한, 상기 이동 거리 계산 단계는 상기 추정 위치와 함께, 상기 저장부에 저장되어 있는 지도 정보 또는 상기 센서부로부터 입력받은 고도 정보를 이용하여 상기 이동 거리를 계산하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 추정 위치의 신뢰도 제공 방법은 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 작은 경우, 센서부로부터 입력되는 속력 및 방향 정보를 이용하여 위치를 추정하는 단계: 상기 위치 추정의 시간 동안의 변위를 계산하는 단계; 상기 변위에 따라 상기 추정 위치의 신뢰도를 평가하는 단계; 및 상기 추정 위치와 상기 신뢰도를 위치 정보 이용부에 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 위치 정보 이용부는 상기 신뢰도에 따라 상기 추정 위치의 이용 여부를 결정할 수 있다.
또한, 상기 신뢰도 평가 단계는 상기 변위와 제 4 임계값을 비교하여 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 조절하는 단계; 및 상기 조절된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계를 포함하고, 상기 신뢰도는 상기 저장부에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 조절 단계는 상기 변위가 상기 제 4 임계값보다 큰 경우, 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이고 상기 감쇠된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계; 및 상기 변위가 상기 제 4 임계값보다 작아진 경우, 상기 위성 신호 세기를 증가시키고, 상기 증가된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 4 임계값은 상기 센서로부터 입력되는 속력 정보에 따라 다르게 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 추정 위치의 신뢰도 제공 방법은 GPS 수신부로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 이용하여 속력을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 4 임계값은 상기 계산한 속력 정보에 따라 다르게 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 이동 단말기는 GPS 수신부; 속력 및 방향을 측정하는 센서부; 상기 GPS 수신부가 수신한 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 작은 경우, 상기 센서부의 속력 및 방향 정보를 이용하여 위치를 추정하는 위치 계산부; 상기 위치 계산부에서 추정한 위치의 신뢰도를 평가하는 신뢰도 평가부; 및
상기 추정 위치와 상기 신뢰도를 위치 정보 이용부에 전달하는 정보 제공부를 포함할 수 있고, 상기 위치 정보 이용부는 상기 신뢰도에 따라 상기 추정 위치의 이용 여부를 결정할 수 있다.
전술한 구성에서, 상기 위치 계산부는 상기 GPS 수신부로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 저장부에 저장할 수 있다. 또한, 상기 신뢰도 평가부는 상기 위치 계산부로부터 입력받은 추정 위치 정보를 이용하여 이동 거리를 계산하는 이동 거리 계산부 및 상기 이동 거리가 제 2 임계값 이상인 경우 상기 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이고, 상기 감쇠된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 신호 세기 조절부를 포함하고, 상기 신뢰도는 상기 저장부에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 포함할 수 있다.
상기 신호 세기 조절부는 상기 위치 추정의 시간이 제 3 임계값 이상인 경우 상기 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이는 것일 수 있다. 또한, 상기 이동 거리 계산부는 상기 추정 위치와 함께, 상기 저장부에 저장되어 있는 지도 정보 또는 상기 센서부로부터 입력되는 고도 정보를 이용하여 상기 이동 거리를 계산할 수 있다.
또한, 상기 위치 계산부는 상기 GPS 수신부로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 이용하여 속력을 계산할 수 있다. 상기 제 2 임계값 및 상기 제 3 임계값은 상기 계산한 속력 정보 또는 상기 센서부로부터 입력되는 속력 정보에 따라 다르게 설정될 수 있다.
또한, 상기 신뢰도 평가부는 상기 위치 추정의 시간 동안의 변위를 계산하는 변위 계산부; 및 상기 변위와 제 4 임계값을 비교하여 상기 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 조절하고, 상기 조절된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 신호 세기 조절부를 포함할 수 있다.
이상으로, 본 발명에 따른 방법 및 이를 구현하는 이동 단말기는 추정 위치 정보에 대해 신뢰도를 제공해 줌으로써, GPS 위성을 기반으로 하는 추측 항법 기술의 효용성을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 위치 정보를 필요로 하는 각종 응용 프로그램의 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 추측 항법 기술을 구현하는 이동 단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 추정 위치의 신뢰도 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 추정 위치의 신뢰도 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 추정 위치의 신뢰도 제공 방법 및 이를 구현하는 이동 단말기에 대해서 상세하게 설명한다. 단, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 이동 단말기는 GPS 수신부(110)와, 속력 및 방향 등을 측정하여 제어부(130)에 제공하는 센서부(120)와, 제어부(130)와, 위치 정보 이용부(140)와, 위치 정보, GPS 위성 정보 및 지도 정보 등을 저장하는 저장부(150)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 제어부(130)는 이동 단말기의 구성 요소들을 총괄 제어하는 것으로서 도 3에 도시한 바와 같이, 위치 계산부(131)와, 위치 계산부(131)에서 추정한 위치의 신뢰도를 평가하는 신뢰도 평가부(132)와, 저장부(150)에 저장되어 있는 위치 정보 및 신뢰도 정보를 위치 정보 이용부(140)에 제공하는 정보 제공부(133)를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 신뢰도 평가부(132)는 도 3에 도시한 바와 같이, 위치를 추정하는 시간 동안 위치 계산부(131)로부터 입력받은 추정 위치를 이용하여 이동한 거리를 계산하는 이동 거리 계산부(132a)와, 위치를 추정하는 시간, 위치 추정 시간 동안 이동한 거리, 위치 추정 시간 동안의 변위에 의거하여 저장부(150)에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 조절하여 업데이트하는 신호 세기 조절부(132b)와, 위치 추정 시간 동안의 변위를 계산하는 변위 계산부(132c)를 포함하여 이루어질 수 있다.
위치 계산부(131)는 구체적으로, GPS 수신부(110)로부터 입력받은 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 제 1 임계값과 비교하여 GPS 위성 정보의 유효성을 판단한다. 또한, 위치 계산부(131)는 GPS 수신부(110)로부터 GPS 위성 정보를 입력받거나 입력받은 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 높아 유효하면, GPS 수신부(110)로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 이용하여 위치, 속력, 방향 및 이동 거리를 계산하고, 이들과 위치 오차 정보를 저장부(150)에 업데이트하며 위치 정보 이용부(140)에 제공할 수 있다. 또한, 위치 계산부(131)는 GPS 수신부(110)로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 저장부(150)에 업데이트하며, 이를 위치 정보 이용부(140)에 제공할 수 있다.
또한, 위치 계산부(131)는 GPS 수신부(110)로부터 GPS 위성 정보를 입력받지 못하거나 입력받은 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 작아 유효하지 못하면(즉, 이동 단말기가 측위 음영 지역에 위치하고 있는 것임), 센서부(120)로부터 입력받은 정보를 이용하여 위치를 추정하고, 추정한 위치를 저장부(150)에 업데이트하며 위치 정보 이용부(140)에 제공할 수 있다. 또한, 위치 계산부(131)는 센서부(120)로부터 입력되는 정보 즉, 속력, 고도 및 방향 정보를 저장부(150)에 업데이트하며 위치 정보 이용부(140)에 제공할 수 있다. 여기서, 입력이 없다는 것은 GPS 수신부(110)가 적어도 위성 3개로부터 신호를 받지 못한 경우를 의미한다.
이동 거리 계산부(132a)는 위치 추정 시간 동안 이동한 거리를, 추정 위치 정보 이외에 센서부(120)로부터 입력되는 고도 정보나 저장부(150)에 저장되어 있는 지도 정보를 함께 이용하여 보다 정확하게 계산할 수 있다.
신호 세기 조절부(132b)는 이동 거리 계산부(132a)로부터 입력받은 이동 거리가 제 2 임계값(Xn)보다 크면 저장부(150)에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 줄이고, 이 값을 저장부(150)에 업데이트한다. 단, 저장부(150)에 저장되어 있는 위성 신호 세기가 미리 설정해 놓은 최소값(Min)보다 클 경우에만, 위성 신호 세기를 줄인다. 또한, 신호 세기 조절부(132b)는 제 2 임계값을 Xn에서 Xn+1(Xn+1 > Xn)로 조절한다. 또한, 신호 세기 조절부(132b)는 GPS 수신부(110)로부터 GPS 위성 정보가 입력되거나 입력받은 GPS 위성 정보가 유효하면 제 2 임계값을 초기화(Xn->X0; Xn > X0)한다.
또한, 신호 세기 조절부(132b)는 위치 추정의 시간이 제 3 임계값(Yn)보다 크면 저장부(150)에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 줄이고, 이 값을 저장부(150)에 업데이트한다. 단, 앞서 설명한 것처럼 최소값보다 클 경우에만, 위성 신호 세기를 줄인다. 또한, 신호 세기 조절부(132b)는 제 3 임계값을 Yn에서 Yn+1(Yn+1 > Yn)로 조절한다. 또한, 신호 세기 조절부(132b)는 GPS 수신부(110)로부터 GPS 위성 정보가 입력되거나 입력받은 GPS 위성 정보가 유효하면 제 3 임계값을 초기화(Yn->Y0; Yn > Y0)한다.
또한, 신호 세기 조절부(132b)는 변위 계산부(132c)로부터 입력받은 변위가 제 4 임계값(Zn)보다 크면 저장부(150)에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 줄이고, 이 값을 저장부(150)에 업데이트한다. 단, 앞서 설명한 것처럼 최소값보다 클 경우에만, 위성 신호 세기를 줄인다. 또한, 신호 세기 조절부(132b)는 제 4 임계값을 Zn에서 Zn+1(Zn+1 > Zn)로 조절한다. 또한, 신호 세기 조절부(132b)는 GPS 수신부(110)로부터 GPS 위성 정보가 입력되거나 입력받은 GPS 위성 정보가 유효하면 제 4 임계값을 초기화(Zn->Z0; Zn > Z0)한다. 반면, 신호 세기 조절부(132b)는 변위가 이전 값(Zn-1; Zn-1 < Zn)보다 작으면 저장부(150)에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 늘리고, 이 값을 저장부(150)에 업데이트한다. 또한, 신호 세기 조절부(132b)는 제 4 임계값을 Zn에서 그 이전 값인 Zn-1로 되돌린다.
또한, 신호 세기 조절부(132b)는 센서부(120) 또는 위치 계산부(131)로부터 입력받는 속력 및 방향 정보에 따라 제 2 내지 제 4 임계값의 초기값(X0, Y0, Z0)과 그 조절 폭(쉽게 예를 들자면, Xn과 Xn+1 사이의 간격)을 다르게 설정할 수 있다. 예컨대, 신호 세기 조절부(132b)는 입력받은 속력 및 방향 정보를 이용하여, 사용자의 이동 형태를 보행, 차량 통행 정체, 차량 통행 지체 및 차량 통행 원활로 구분한다. 신호 세기 조절부(132b)는 방향의 변화량이 제 5 임계값보다 크고 속력이 제 6 임계값보다 작으면 보행으로 판단하고, X0을 예컨대, '10'으로 설정하고 그 조절 폭을 '5'로 설정한다. 또한, 방향의 변화량이 제 5 임계값보다 작고 속력이 제 7 임계값보다 작으면 차량 통행 정체로 판단하고, X0을 '10'으로 설정하고 그 조절 폭을 '10으로 설정한다. 또한, 속력이 제 7 임계값보다 크면 차량 통행 지체로 판단하고, X0을 '20'으로 설정하고 그 조절폭을 '15'로 설정한다. 또한, 속력이 제 8 임계값보다 크면 차량 통행 원활로 판단하고, X0을 '30'으로 설정하고 그 조절 폭을 '20'으로 설정한다. 또한, 임계값의 조절 폭은 점점 더 커지거나 또는 점점 더 작아질 수 있다. 예컨대, "10->20->30" 이렇게 조절 폭이 커질 수도 있고, "30->20->10" 이렇게 조절 폭이 작아질 수도 있다. 또한, 조절 폭이 등 간격일 수 있음은 물론이다.
위치 정보 이용부(140)는 저장부(150)에 저장되어 있는 위치 정보와 GPS 위성 정보를, 정보 제공부(133)로부터 제공받는다. 여기서, 위치 정보는 전술한 바와 같이, GPS 위성 정보를 이용하여 계산된 GPS 위치 정보이거나 추정 위치 정보이다. 또한, 위치 정보 이용부(140)는 제공받은 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 9 임계값보다 크면, 제공받은 위치 정보를 이용하고 그보다 작으면 이용하지 않는다. 즉, 위치 정보가 GPS 위치 정보일지라도, 위성 신호 세기가 제 9 임계값보다 작다면 이용되지 않을 수 있다. 반면, 위치 정보가 추정 위치 정보일지라도, 위성 신호 세기가 제 9 임계값보다 크면 이용될 수 있다. 다시 말해, 추정 위치 정보가 GPS 위치 정보보다 신뢰도가 더 높을 수 있다. 여기서, 제 9 임계값은 전술한 최소값(Min)일 수도 있고, 해당 응용 프로그램에서 자체 설정한 다른 값일 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 추정 위치의 신뢰도 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 제어부(130)에 의해 수행됨을 밝혀 둔다.
먼저, 단계 201에서 제어부(130)는 GPS 위성 정보의 입력 여부를 확인한다. 확인 결과, 입력이 없으면 단계 202로 진행하여 추측 항법의 사용 여부에 대한 설정값을 저장부(150)에서 확인한다. 보통은 디폴트(default)로, 추측 항법이 사용되도록 설정되어 있으므로 단계 210으로 진행된다. 단, 제어부(130)는 저장부(150)에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 신뢰도가 한계점에 도달한 것으로 판단한 경우, 추측 항법을 사용하지 않을 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.
제어부(130)는 GPS 수신부(110)로부터 GPS 위성 정보를 입력받으면, 단계 203에서 위성 신호 세기와 제 1 임계값을 비교한다. 단계 203에서의 비교 결과, 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 작으면 단계 209로 진행하여 추측 항법의 사용 여부에 대한 설정값을 저장부(150)에서 확인한다. 단계 209에서의 확인 결과, 사용되기로 설정되어 있으면 단계 210으로 진행한다. 반면, 그 반대이면 단계 204로 진행한다. 여기서, 추측 항법의 사용 여부는 단계 202일 때와 단계 209일 때 다르게 설정될 수 있다. 예컨대, 단계 202일 때는 사용으로 설정되고 반면, 단계 209일 때는 미사용으로 설정될 수 있다.
제어부(130)는 단계 203에서의 비교 결과, 위성 신호 세기가 제 1 임계값 이상이면 단계 204로 진행하여 제 2 및 제3 임계값의 변동 여부를 확인한다. 여기서, 적어도 3개의 위성 신호 세기는 모두, 제 1 임계값 이상이어야 한다. 단계 204에서의 확인 결과, 제 2 및 제 3 임계값이 변동이 없으면 즉, 두 값 모두 초기값이면, 단계 206으로 진행한다. 제어부(130)는 두 값 중 어느 하나라도 초기값이 아니면, 단계 205로 진행하여 초기화시킨다.
제어부(130)는 단계 206에서, GPS 수신부(110)로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 이용하여 위치를 계산한다. 그 외, 속력, 방향 및 이동 거리 등을 계산할 수도 있다. 다음으로 단계 207로 진행하여, 위치 및 속력 등의 정보와 GPS 수신부(110)로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 저장부(150)에 업데이트한다. 다음으로 208로 진행하여, 저장부(150)에 업데이트한 위치, GPS 위성 정보 등을 위치 정보 이용부(140)에 제공한다.
한편, 제어부(130)는 단계 210에서, 센서부(120)로부터 입력받은 속력 및 방향 등의 정보를 이용하여 위치를 추정한다. 다음으로 단계 211로 진행하여, 추정한 위치를 저장부(150)에 업데이트한다. 다음으로 단계 212로 진행하여, 위치 추정 시간 동안 이동한 거리와 제 2 임계값을 비교한다.
제어부(130)는 단계 212에서의 비교 결과, 이동 거리가 제 2 임계값 이상이면 단계 213으로 진행하여 저장부(150)에 저장되어 있는 위성 신호 세기와 최소값(Min)을 비교한다. 여기서, 최소값은 저장부(150)에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 신뢰성의 한계점을 의미한다. 제어부(130)는 단계 213에서의 비교 결과, 위성 신호 세기가 최소값보다 크면 단계 214로 진행하여 위성 신호 세기를 줄인다. 다음으로 단계 215로 진행하여, 감소된 위성 신호 세기를 저장부(150)에 업데이트한다. 다음으로 단계 216으로 진행하여, 제 2 임계값을 Xn에서 Xn+1로 증가시킨 다음, 단계 208로 진행한다. 여기서, 제어부(130)는, 만약 제 2 임계값(Xn)이 미리 설정해 놓은 최대값(X_Max)이면, 단계 216을 생략하고 단계 208로 진행한다. 또한, 제 2 임계값이 최대값에 도달했으므로 위성 신호 세기의 감소가 의미 없는 것일 수 있다. 즉, 상기 Min과 마찬가지로 X_Max 또한, 저장부(150)에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 신뢰성이 한계점에 도달했음을 의미하는 것일 수 있다. 따라서, 다음 사이클(cycle)에서는 단계 212 내지 단계 221이 생략되고, 단계 211에서 단계 208로 바로 진행될 수 있다. 더 나아가, 추측 항법 자체가 사용되지 않을 수도 있다.
제어부(130)는 단계 212에서의 비교 결과, 이동 거리가 제 2 임계값보다 작으면 단계 217로 진행하여 위치 추정 시간과 제 3 임계값을 비교한다. 단계 217에서의 비교 결과, 위치 추정 시간이 제 3 임계값보다 작으면 단계 208로 진행한다. 반면, 위치 추정 시간이 제 3 임계값 이상이면 단계 218로 진행하여 저장부(150)에 저장되어 있는 위성 신호 세기와 최소값(Min)을 비교한다. 단계 218에서의 비교 결과, 위성 신호 세기가 최소값보다 크면 단계 219로 진행하여 위성 신호 세기를 줄인다. 다음으로 단계 220으로 진행하여, 감소된 위성 신호 세기를 저장부(150)에 업데이트한다. 다음으로 단계 216으로 진행하여, 제 3 임계값을 Yn에서 Yn+1로 증가시킨 다음, 단계 208로 진행한다. 여기서, 제어부(130)는, 만약 제 3 임계값(Yn)이 미리 설정해 놓은 최대값(Y_Max)이면, 단계 221을 생략하고 단계 208로 진행한다. 또한, 제 3 임계값이 최대값에 도달했으므로 위성 신호 세기의 감소가 의미 없다. 따라서, 다음 사이클(cycle)에서는 단계 212 내지 221 단계가 생략되고, 단계 211에서 단계 208로 바로 진행될 수 있다. 더 나아가, 추측 항법 자체가 사용되지 않을 수도 있다. 즉, 제어부(130)는 위성 신호 세기가 최소값에 도달하거나, 제 2 임계값 또는 제 3 임계값이 최대값에 도달하면, 이를 추정 위치의 신뢰도에 한계점에 도달한 것으로 판단하여 추측 항법을 수행하지 않을 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 추정 위치의 신뢰도 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 제어부(130)에 의해 수행됨을 밝혀 둔다.
도 5a 및 도 5b에 도시한 단계 301 내지 단계 311은 각각, 앞서 설명한 단계 201 내지 단계 211가 동일하므로 그 설명을 생략한다. 단, 단계 304는 제 4 임계값(Zn)의 변동 여부를 확인하는 단계이다. 또한, 단계 305는 제 4 임계값을 초기화하는 단계이다.
제어부(130)는 단계 312에서, 위치 추정 시간 동안의 변위와 제 4 임계값(Zn)을 비교한다. 단계 312에서의 비교 결과, 변위가 제 4 임계값 이상이면 단계 313으로 진행하여 저장부(150)에 저장되어 있는 위성 신호 세기와 최소값(Min)을 비교한다. 단계 313에서의 비교 결과, 위성 신호 세기가 최소값보다 크면 단계 314로 진행하여 위성 신호 세기를 줄인다. 다음으로 단계 315로 진행하여, 감소된 위성 신호 세기를 저장부(150)에 업데이트한다. 다음으로 단계 316으로 진행하여, 제 4 임계값을 Zn에서 Zn+1로 증가시킨 다음, 단계 308로 진행한다. 여기서, 제어부(130)는, 만약 제 4 임계값(Zn)이 미리 설정해 놓은 최대값(Z_Max)이면, 단계 316을 생략하고 단계 308로 진행한다. Z_Max 또한, 저장부(150)에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 신뢰성이 한계점에 도달했음을 의미하는 것이 될 수 있으므로, 다음 사이클(cycle)에서는 단계 312 내지 단계 320이 생략되고, 단계 311에서 단계 308로 바로 진행될 수 있다. 더 나아가, 추측 항법 자체가 사용되지 않을 수도 있다. 하지만, 변위가 다시 Z_Max보다 작아지게 되면(즉, 예컨대, 사용자가 최초 음영 지역으로 진입한 곳으로 되돌아가는 경우 변위가 작아지게 됨), 단계 312 내지 단계 320은 다시 수행될 수 있다.
제어부(130)는 단계 312에서의 비교 결과, 변위가 제 4 임계값(Zn)보다 작으면 단계 317로 진행하여 변위가 이전 값(Zn-1)과 비교한다. 단계 317에서의 비교 결과, 변위가 Zn-1보다 크면 단계 308로 진행한다. 반면, Zn-1보다 작으면 단계 318로 진행하여 저장부(150)에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 증가시킨다. 다음으로 단계 319로 진행하여, 증가된 위성 신호 세기를 저장부(150)에 업데이트한다. 다음으로 단계 320으로 진행하여, 제 4 임계값을 Zn에서 Zn-1로 감소시킨 다음, 단계 308로 진행한다.
본 발명의 추정 위치의 신뢰도 제공 방법 및 이를 구현하는 이동 단말기는 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
110: GPS 수신부 120: 센서부
130: 제어부 131: 위치 계산부
132: 신뢰도 평가부 132a: 이동 거리 계산부
132b: 신호 세기 조절부 132c: 변위 계산부
133: 정보 제공부
140: 위치정보 이용부 150: 저장부

Claims (18)

  1. GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 작은 경우, 센서부로부터 입력되는 속력 및 방향 정보를 이용하여 위치를 추정하는 단계:
    상기 위치 추정의 시간 동안 상기 추정 위치를 이용하여 이동 거리를 계산하는 단계;
    상기 이동 거리에 따라 상기 추정 위치의 신뢰도를 평가하는 단계; 및
    상기 추정 위치와 상기 신뢰도를 위치 정보 이용부에 제공하여 상기 신뢰도에 따라 상기 추정 위치의 이용 여부를 결정하도록 하는 단계를 포함하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신뢰도 평가 단계는,
    상기 이동 거리가 제 2 임계값 이상인 경우, 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이는 제 1 감쇠 단계; 및
    상기 제 1 감쇠 단계에서 감쇠된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계를 포함하고,
    상기 신뢰도는 상기 저장부에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 포함하는 것을 특징으로 하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 신뢰도 평가 단계는,
    상기 위치 추정의 시간이 제 3 임계값 이상인 경우, 상기 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이는 제 2 감쇠 단계; 및
    상기 제 2 감쇠 단계에서 감쇠된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 임계값 및 상기 제 3 임계값은,
    상기 센서부로부터 입력되는 속력 정보에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 GPS 수신부로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 이용하여 속력을 계산하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 2 임계값 및 상기 제 3 임계값은 상기 계산한 속력 정보에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 이동 거리 계산 단계는,
    상기 추정 위치와 함께, 상기 저장부에 저장되어 있는 지도 정보 또는 상기 센서부로부터 입력받은 고도 정보를 이용하여 상기 이동 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  7. GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 작은 경우, 센서부로부터 입력되는 속력 및 방향 정보를 이용하여 위치를 추정하는 단계:
    상기 위치 추정의 시간 동안의 변위를 계산하는 단계;
    상기 변위에 따라 상기 추정 위치의 신뢰도를 평가하는 단계; 및
    상기 추정 위치와 상기 신뢰도를 위치 정보 이용부에 제공하여 상기 신뢰도에 따라 상기 추정 위치의 이용 여부를 결정하도록 하는 단계를 포함하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 신뢰도 평가 단계는,
    상기 변위와 제 4 임계값을 비교하여 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 조절하는 단계; 및
    상기 조절된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계를 포함하고,
    상기 신뢰도는 상기 저장부에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 포함하는 것을 특징으로 하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 조절 단계는,
    상기 변위가 상기 제 4 임계값보다 큰 경우, 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이고 상기 감쇠된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계; 및
    상기 변위가 상기 제 4 임계값보다 작아진 경우, 상기 위성 신호 세기를 증가시키고, 상기 증가된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 4 임계값은,
    상기 센서로부터 입력되는 속력 정보에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 GPS 수신부로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 이용하여 속력을 계산하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 4 임계값은 상기 계산한 속력 정보에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 추정 위치의 신뢰도 제공 방법.
  12. GPS 수신부;
    속력 및 방향을 측정하는 센서부;
    상기 GPS 수신부가 수신한 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기가 제 1 임계값보다 작은 경우, 상기 센서부의 속력 및 방향 정보를 이용하여 위치를 추정하는 위치 계산부;
    상기 위치 계산부에서 추정한 위치의 신뢰도를 평가하는 신뢰도 평가부; 및
    상기 추정 위치와 상기 신뢰도를 위치 정보 이용부에 제공하여 상기 신뢰도에 따라 상기 추정 위치의 이용 여부를 결정하도록 하는 정보 제공부를 포함하는 이동 단말기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치 계산부는 상기 GPS 수신부로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 저장부에 저장하고,
    상기 신뢰도 평가부는:
    상기 위치 계산부로부터 입력받은 추정 위치를 이용하여 이동 거리를 계산하는 이동 거리 계산부 및
    상기 이동 거리가 제 2 임계값 이상인 경우 상기 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이고, 상기 감쇠된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 신호 세기 조절부를 포함하고,
    상기 신뢰도는 상기 저장부에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 신호 세기 조절부는,
    상기 위치 추정의 시간이 제 3 임계값 이상인 경우 상기 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 줄이는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 임계값 및 상기 제 3 임계값은,
    상기 센서부로부터 입력되는 속력 정보에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 위치 계산부는 상기 GPS 수신부로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 이용하여 속력을 계산하는 것이고,
    상기 제 2 임계값 및 상기 제 3 임계값은 상기 계산한 속력 정보에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 이동 거리 계산부는,
    상기 추정 위치와 함께, 상기 저장부에 저장되어 있는 지도 정보 또는 상기 센서부로부터 입력되는 고도 정보를 이용하여 상기 이동 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치 계산부는 상기 GPS 수신부로부터 입력받은 GPS 위성 정보를 저장부에 저장하고,
    상기 신뢰도 평가부는:
    상기 위치 추정의 시간 동안의 변위를 계산하는 변위 계산부; 및
    상기 변위와 제 4 임계값을 비교하여 상기 저장부에 저장되어 있는 GPS 위성 정보의 위성 신호 세기를 조절하고, 상기 조절된 위성 신호 세기를 상기 저장부에 업데이트하는 신호 세기 조절부를 포함하고,
    상기 신뢰도는 상기 저장부에 저장되어 있는 위성 신호 세기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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