KR20130035483A - 휴대용 단말기에서 항체의 기수각 변화를 인식하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

휴대용 단말기에서 항체의 기수각 변화를 인식하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 단말기가 부착된 항체의 기수각(heading) 변화를 인식하기 위한 것으로, 상기 휴대용 단말기는, 상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 중력가속도 성분벡터 및 상기 항체의 회전에 대한 회전축 성분벡터 중 적어도 하나를 측정하는 측정부와, 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터 중 적어도 하나에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 변화벡터 산출부를 포함한다.

Description

휴대용 단말기에서 항체의 기수각 변화를 인식하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERCEIVING HEADING CHANGE IN MOBILE TERMINAL}
본 발명은 휴대용 단말기에 대한 것으로, 특히, 휴대용 단말기에서 상기 휴대용 단말기가 부착된 항체의 기수각(heading) 변화를 인식하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량, 비행기 등과 같은 대부분의 항체에는 네비게이션(navigation) 장비가 설치되며, 상기 네비게이션 장비는 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 항체의 현재 위치에 대한 측위 값을 수신한 후, 현재의 위치로부터 사용자에 의해 설정된 목적지까지 경로를 안내한다.
상기 GPS 위성으로부터 수신한 측위 값을 이용하여 경로를 표시함에 있어서, 경로상에 고가도로 또는 지하도로가 존재하거나, 지하도로 내에서 도로가 분기하는 경우, 또는, GPS 위성으로부터 수신되는 측위 값에 오류가 발생하는 경우 등에는 경로가 제대로 표시되지 않아 사용자에게 혼동이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 항체에 탈착 가능한 휴대용 단말기에서 항체의 운행에 따른 기수각의 변화를 인식하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 항체에 탈착 가능한 휴대용 단말기를 이용하여 항체의 현재 위치로부터 목적지까지의 경로를 표시하는 도중에 분기도로가 존재하거나 측위신호에 오류가 발생한 경우에도 기수각의 변화를 인식하여 항체의 위치를 정확하게 표시하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 항체에 탈착 가능한 휴대용 단말기는, 상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 중력가속도 성분벡터 및 상기 항체의 회전에 대한 회전축 성분벡터 중 적어도 하나를 측정하는 측정부와, 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터 중 적어도 하나에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 변화벡터 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 항체에 탈착 가능한 휴대용 단말기의 동작 방법은, 상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 중력가속도 성분벡터 및 상기 항체의 회전에 대한 회전축 성분벡터 중 적어도 하나를 측정하는 과정과, 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터 중 적어도 하나에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 휴대용 단말기는, 상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 중력가속도 성분벡터를 측정하는 중력가속도 측정부와, 상기 단말 좌표계 상에서 상기 항체의 회전에 대한 회전축 성분벡터를 측정하는 회전축성분 측정부와, 측정된 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터를 지평면에 고정된 지평면 좌표계 상의 성분으로 변환하는 좌표계 변환부와, 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 변화벡터 산출부와, 상기 항체의 현재 위치를 결정하는 측위 값 수신부와, 상기 현재 위치로부터 사용자에 의해 설정된 목적지까지의 경로를 표시하는 표시부와, 상기 현재 위치로부터 상기 목적지까지의 경로에 분기도로가 존재하거나 수신되는 상기 측위 값에 오류가 존재하는 경우, 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터에 기초하여 상기 항체의 경로를 보정하는 경로 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 항체에 탈착 가능한 휴대용 단말기를 이용하여 현재의 위치로부터 목적지까지의 경로를 표시할 때, 목적지까지의 경로에 고가도로 또는 지하도로가 존재하는 경우, 또는 측위 값에 오류가 존재하는 경우에 기수각의 변화를 인식하고 인식된 기수각의 변화를 반영하여 표시할 수 있게 됨으로써 정확한 경로 표시가 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 단말 좌표계 및 지평면 좌표계를 도시하는 도면,
도 2는 항체가 노면이 일정한 지평면에서 설정 값 이하의 저속회전을 하는 경우의 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터의 예를 도시하는 도면,
도 3은 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 일정한 속력으로 직선주행을 하는 경우의 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터의 예를 도시하는 도면,
도 4는 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 설정 값 이하의 저속회전을 하는 경우의 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터의 예를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 기수각 변화 인식 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 경로 표시 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 제공되는 분기 여부를 알리는 UI(User Interface)의 예를 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참고와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명은 휴대용 단말기에서 항체의 운행에 따른 기수각의 변화를 인식하기 위한 기술에 대해 설명한다. 본 발명에서, 휴대용 단말기는 셀룰러 전화기(Celluar Phone), 개인 휴대 통신 전화기(PCS : Personal Communication System), 복합 무선 단말기(PDA : Personal Digital Assistant), IMT2000(International Mobile Telecommunication-2000) 단말기, 스마트폰(smart phone), 타블렛 PC(tablet Personal Computer) 등을 포함하는 의미로 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 단말 좌표계 및 지평면 좌표계를 도시하고 있다. 상기 도 1을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기는 자동차, 비행기, 오토바이 등의 항체에 탈착 가능한 상태로 설치될 수 있다. 이때, 상기 항체에 설치된 상기 휴대용 단말기에 대하여, 본 발명은 상기 휴대용 단말기의 하측 방향을 x축(111), 우측 방향을 y축(112), 화면의 정면 방향을 z축(113)으로 정의한 단말 좌표계를 가정한다. 상기 단말 좌표계는 상기 휴대용 단말기에 고정된다. 즉, 상기 휴대용 단말기에 대한 상기 단말 좌표계의 상대적 방향은 변경되지 아니하나, 상기 단말 좌표계의 각 축(111 내지 113)의 절대적 방향은 상기 휴대용 단말기가 설치된 위치, 방향, 항체의 이동 등에 따라 변경될 수 있다. 또한, 본 발명은 지평면에 대하여 E(East)축(121), N(North)축(122), 지면 위쪽 방향의 U(Up)축(123)으로 구성된 지평면 좌표계를 가정한다. 이때, 지평면을 경사 또는 굴곡이 없고 일정한 것으로 가정하면, 상기 지평면 좌표계는 위치에 관계없이 동일한 방향으로 고정된 것으로 취급될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 항체의 이동 형태에 따른 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터의 방향을 도시하고 있다.
도 2는 항체가 노면이 일정한 지평면에서 설정 값 이하의 저속회전을 하는 경우의 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터의 예를 도시하고 있다. 상기 도 2에서, A(210)는 중력가속도 성분벡터를 나타내며, B(220)는 회전축 성분벡터를 나타낸다. 이 경우, 항체가 노면이 일정한 지평면에서 저속회전을 하므로 E-N 평면상에서 수평회전만 발생하며, 중력가속도 성분벡터 A(210)는 중력방향 즉, -U축과 일치하고, 회전축 성분벡터는 U축과 일치하는 것으로 설정할 수 있다. 따라서, 수평 기수각 변화는 회전축 성분벡터 B(220)의 크기와 같으며, 수직 기수각 변화는 영(0)과 같다. 이와 같이 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터가 지평 좌표계의 -U축 및 U축과 일치하기 때문에, 이 경우에는 단말 좌표계 성분값을 지평면 좌표계 성분으로 변환하는 과정을 생략할 수 있다.
도 3은 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 일정한 속력으로 직선주행을 하는 경우의 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터의 예를 도시하고 있다. 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 일정한 속력으로 직선주행을 하는 경우, 항체는 수직회전만을 하게 되며, 고기동 상황이 아니므로 상기 도 3에 도시한 바와 같이 중력가속도 성분벡터 A(310)는 -U축과 일치하고, 회전축 성분벡터는 E-N 평면의 어느 한 방향과 일치하는 것으로 설정할 수 있다. 이때, 지평면에 대한 수평 기수각의 변화는 영(0)이며, 수직 기수각의 변화는 회전축 성분벡터 B(320)의 크기와 같다.
도 4는 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 설정 값 이하의 저속회전을 하는 경우의 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터의 예를 도시하고 있다. 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 설정된 값 이하의 저속회전을 하는 경우, 고기동 상황이 아니므로 상기 도 4에 도시한 바와 같이 중력가속도 성분벡터 A(410)는 -U축과 일치하는 것으로 설정할 수 있다. 그러나, 항체는 수평회전 및 수직회전이 모두 발생하므로 회전축 성분벡터 B(420)는 E-N 평면의 어느 한 방향이나 U축과 일치하지 아니한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 블록 구성을 도시하고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 휴대용 단말기는 중력가속도 측정부(510), 회전축성분 측정부(520), 좌표계 변환부(530), 변화벡터 산출부(540), 원심력 계산부(550), 측위 값 수신부(560), 맵정보 저장부(570), 표시부(580) 및 경로 보정부(590)를 포함할 수 있다.
상기 중력가속도 측정부(510)는 상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 중력가속도 성분벡터를 측정한다. 상기 중력가속도 측정부(510)는 상기 휴대용 단말기에 설치된 가속도 센서를 이용하여 현재의 위치에서의 중력가속도 성분벡터를 측정할 수 있다. 상기 가속도 센서는 단말 좌표계 상에 고정되어 있으므로, 측정된 중력가속도 성분벡터는 단말 좌표계 값으로 표현될 수 있다.
상기 회전축성분 측정부(520)는 상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 항체의 회전에 대한 회전축 성분벡터를 측정한다. 상기 회전축성분 측정부(520)는 상기 휴대용 단말기에 설치된 자이로스코프(gyroscope) 센서를 이용하여 항체의 회전에 따른 회전축 성분벡터를 측정할 수 있다. 상기 자이로스코프 센서는 단말 좌표계 상에 고정되어 있으므로, 측정된 회전축 성분벡터는 단말 좌표계 값으로 표현될 수 있다.
상기 좌표계 변환부(530)는 단말 좌표계 값으로 표시된 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터를 지평면에 고정된 좌표계 상의 성분으로 변환한다. 즉, 상기 단말 좌표계는 상기 휴대용 단말기의 설치 위치, 설치 방향, 항체의 회전 등에 따라 각각의 축의 절대적 방향이 변경되기 때문에, 기수각의 변화를 산출하기 위한 좌표계로 사용될 수 없다. 따라서, 상기 좌표계 변환부(530)는 상기 단말 좌표계 값으로 표시된 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터를 각각의 축의 절대적 방향이 일정한 지평면 좌표계 값으로 변환한다.
상기 변화벡터 산출부(540)는 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출한다. 항체가 설정 값 이하의 저속회전을 하거나 일정한 속력으로 직선주행을 하는 경우, 중력가속도 성분벡터 A는 -U축과 일치한다고 가정할 수 있으며, 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터는 하기 <수학식 1> 및 하기 <수학식 2>와 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00001
상기 <수학식 1>에서, 상기 A는 중력가속도 성분벡터, 상기 B는 회전축 성분벡터를 의미한다.
Figure pat00002
상기 <수학식 1>에서, 상기 B는 회전축 성분벡터를 의미한다.
항체가 설정 값 이상의 고속회전을 하는 경우, 원심력에 의해 중력가속도 성분벡터 A의 방향이 -U축과 일치하지 않을 수 있으며, 일치하지 않는 정도는 원심력의 크기에 비례한다. 이 경우, 상기 원심력 계산부(550)는 항체의 회전각 변화율 및 회전반경에 기초하여 원심력을 계산할 수 있으며, 상기 변화벡터 산출부(540)는 계산된 원심력을 반영하여 수직 기수각 변화벡터 및 수평 기수각 변화벡터를 보정할 수 있다.
상기 측위 값 수신부(560)는 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 현재의 위치에 대한 측위 값을 주기적으로 수신한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 측위 값 수신부(560)는 GPS 위성 외 다른 항법 센서로부터 상기 측위 값을 수신할 수 있다. 상기 맵정보 저장부(570)는 맵(map) 정보를 저장하며, 상기 표시부(580)는 상기 측위 값 수신부(560)를 통해 수신한 측위 값에 대응하여 맵 정보를 상기 휴대용 단말기의 화면에 표시하고 현재의 위치로부터 사용자에 의해 설정된 목적지까지의 경로를 표시할 수 있다. 상기 도 5에는 도시되지 아니하였으나, 상기 휴대용 단말기는 음성 안내를 위한 스피커를 더 포함할 수 있다. 상기 표시부(580) 및 상기 스피커는 출력부로 지칭될 수 있다.
상기 경로 보정부(590)는 현재의 위치로부터 목적지까지의 경로에 분기도로가 존재하거나 수신되는 측위 값에 오류가 존재하는 경우, 변화벡터 산출부(540)에 의해 산출된 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터에 기초하여 표시부(580)에 표시되는 경로를 보정할 수 있다. 예를 들어, 현재의 위치로부터 목적지까지의 경로에 고가도로가 존재하는 경우, 상기 변화벡터 산출부(540)에 의해 산출된 수직 기수각 변화벡터에 기초하여 항체가 고가도로에 진입하였는지를 알 수 있으며, 그에 따라 맵 정보에 고가도로에 진입하였는지의 여부를 정확하게 표시할 수 있다.
또한, 지하도로 내에서 도로가 분기되거나 도심에서 GPS 또는 기타 항법 센서로부터의 측위 값이 정확하지 아니한 경우, 항체가 어느 방향으로 회전하였는지를 인식하지 못하는 경우가 있다. 이 경우, 상기 변화벡터 산출부(540)에 의해 산출된 수평 기수각 변화벡터를 이용하여 항체가 실제로 회전한 방향을 정확하게 인식할 수 있으며, 그에 따라 맵 정보의 경로를 정확하게 보정할 수 있다.
상기 변화벡터 산출부(540)에 의해 산출된 기수각은 하기 <수학식 3> 및 하기 <수학식 4>와 같이 GPS와 같은 상기 측위 값 수신부(560)를 통해 수신한 위치, 속도, 기수각 등의 보정에 활용될 수 있다.
Figure pat00003
상기 <수학식 3>에서, 상기 xk는 k번째 샘플에서 시스템의 상태변수 벡터, 상기 Φ는 항체 시스템의 운동역학을 고려하여 모델링한 시스템 매트릭스, Wk는 k번째 샘플에서의 모델링 오차 벡터를 의미한다.
Figure pat00004
상기 <수학식 4>에서, 상기 zk는 k번째 샘플에서 측정값 벡터, 상기 H는 측정값 벡터와 시스템 상태변수 벡터 사이의 상관관계를 나타내는 관측 매트릭스, 상기 xk는 k번째 샘플에서 시스템의 상태변수 벡터, 상기 vk는 측정값의 오차 벡터를 의미한다.
상기 <수학식 3> 및 상기 <수학식 4>에서, 상기 xk는 항체의 위치좌표, 속도, 가속도, 방향 등의 물리량 중 최소한 하나 또는 그 변화값을 포함할 수 있다. 또한, zk는 GPS 또는 기타 항법 센서에서 측정된 위치좌표, 속도, 가속도, 기수각 등의 물리량 중 적어도 하나 또는 그 변화값을 포함할 수 있다. 또한, zk는 관성 센서로부터 측정된 기수각 또는 그 변화값을 포함할 수 있다. 이와 같은 상태에서 적절한 wk 및 vk의 오차 수준을 적용하여 칼만 필터(Kalman Filter)나 기타 확률적인 평가 기법을 적용하여 최종적으로 항체의 상태변수 벡터 xk를 추정할 수 있다. 즉, 항체의 위치좌표, 속도, 가속도, 방향 등의 물리량 중 적어도 하나 또는 그 변화값이 추정될 수 있다. 추정된 결과는 GPS 또는 기타 항법센서 단독으로 측정된 정보 또는 관성센서로부터 단독으로 측정된 정보보다 통계적인 측면에서 향상된 성능을 가지게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 기수각 변화 인식 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참고하면, 상기 휴대용 단말기는 610단계에서 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터를 측정한다. 이때, 상기 휴대용 단말기는 상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터를 측정한다. 이에 따라, 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터는 상기 단말 좌표계로 표현된다. 예를 들어, 상기 휴대용 단말기는 상기 중력가속도 성분벡터를 측정하기 위해 가속도 센서를, 상기 회적축 성분벡터를 측정하기 위해 자이로스코프 센서를 이용할 수 있다.
상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터를 측정한 후, 상기 휴대용 단말기는 620단계로 진행하여 상기 단말 좌표계 값으로 표현된 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터를 지평면에 고정된 지평면 좌표계의 값으로 변환한다. 이후, 상기 휴대용 단말기는 630단계로 진행하여 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출한다. 항체가 설정 값 이하의 저속회전을 하거나 일정한 속력으로 직선주행을 하는 경우, 중력가속도 성분벡터 A는 -U축과 일치한다고 가정될 수 있다. 이 경우, 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터는 상기 <수학식 1> 및 상기 <수학식 2>와 같이 계산될 수 있다.
이어, 상기 휴대용 단말기는 640단계로 진행하여 상기 항체가 설정 값 이상의 고속회전 중인지 판단한다. 만일, 상기 항체가 설정 값 이상의 고속회전을 하면, 상기 휴대용 단말기는 이하 650단계로 진행한다. 반면, 상기 항체가 설정 값 이상의 고속회전을 하지 아니하면, 상기 휴대용 단말기는 본 절차를 종료한다. 상기 항체가 설정 값 이상의 고속회전을 하는 경우, 상기 휴대용 단말기는 650단계로 진행하여 상기 항체의 회전각 변화율 및 회전반경에 기초하여 원심력을 계산한다. 이어, 상기 휴대용 단말기는 660단계로 진행하여 계산된 원심력을 반영하여 수직 기수각 변화벡터 및 수평 기수각 변화벡터를 보정한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 경로 표시 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참고하면, 상기 휴대용 단말기는 710단계에서 항체의 현재 위치를 추정, 즉, 측위 값을 결정한다. 예를 들어, 상기 휴대용 단말기는 GPS 위성이나 기타 다른 항법 센서로부터 현재의 위치에 대한 측위 값을 주기적으로 수신할 수 있다.
이어, 상기 휴대용 단말기는 720단계로 진행하여 결정한 측위 값에 대응하여 맵 정보를 상기 휴대용 단말기의 화면에 표시하고, 현재의 위치로부터 사용자에 의해 설정된 목적지까지의 경로를 표시한다. 즉, 상기 휴대용 단말기는 맵 정보를 저장하고 있다.
이때, 상기 휴대용 단말기는 730단계로 진행하여 가속도 센서를 이용하여 상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 중력가속도 성분벡터를 측정하고, 자이로스코프 센서를 이용하여 상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 항체의 회전에 대한 회전축 성분벡터를 측정한다. 그리고, 상기 휴대용 단말기는 740단계로 진행하여 단말 좌표계 값으로 표시된 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터를 지평면에 고정된 좌표계 상의 성분으로 변환하고, 중력가속도 성분벡터 및 회전축 성분벡터에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출한다.
이후, 상기 휴대용 단말기는 750단계로 진행하여 현재의 위치로부터 목적지까지의 경로에 분기도로가 존재하거나, 또는, 수신되는 측위 값에 오류가 존재하는지 판단한다. 만일, 현재의 위치로부터 목적지까지의 경로에 분기도로가 존재하거나, 또는, 수신되는 측위 값에 오류가 존재하는 경우, 상기 휴대용 단말기는 760단계로 진행하여 상기 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터에 기초하여 표시부(580)에 표시되는 경로를 보정한다. 예를 들어, 현재의 위치로부터 목적지까지의 경로에 고가도로가 존재하는 경우, 상기 휴대용 단말기는 상기 수직 기수각 변화벡터에 기초하여 항체가 고가도로에 진입하였는지를 알 수 있으며, 이에 따라 맵 정보에 고가도로에 진입하였는지의 여부를 정확하게 표시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 휴대용 단말기를 이용하여 항체의 회전 정보를 정확히 인식하고, 인식 결과를 사용자에게 표시하거나, 또는, 정확한 진행 경로 판단에 사용할 수 있다. 상술한 본 발명에 따르면, 회전 여부의 인식이 실제 회전이 발생하는 시점에 이루어지며, 회전 정도에 대한 정보가 연속적으로 제공될 수 있다.
대부분의 네비게이션 장비들은, 사용자가 목적지를 입력하고 경로 안내를 받고 있는 동안, 설정된 경로를 벗어나지 아니한다고 가정한다. 따라서, 종래의 네비게이션 장비들은, 분기 여부의 즉각적인 판단이 불가능하기 때문에, 항체가 분기 지점에 도달하면 실제 분기를 했는지 여부를 인식하기에 앞서 차량이 설정된 경로를 따라 분기하여 이동하는 상태로 UI(User Interface)를 표시한다. 이때, 만일 사용자가 실제 분기하지 아니하였다면, 실제와 다른 상황을 보여주는 결과가 발생한다.
하지만, 본 발명은 상대적으로 매우 빠르게 수직/수평의 회전 여부의 판단 결과를 제공하므로, 종래의 네비게이션의 단점을 해소할 수 있다. UI 측면에서 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기는 실제 회전과 일치하는 회전 여부를 맵 UI를 통해 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기는 3D(3-dimension) 또는 2D(2-dimension) 버드뷰(birdview) 맵 UI를 통해서 실제 회전하는 모습과 일치하는 연속적인 회전 모습을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기는 기수각의 판단 결과를 이용하여 실제 진행하는 경로를 알리는 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기는 도 8와 같은 UI를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 제공되는 분기 여부를 알리는 UI의 예를 도시한다. 상기 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 항체가 고가도로에 진입하는 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기는 기수각의 판단 결과를 이용하여 상기 고가도로의 진입 여부를 실시간으로 판단하고, 상기 진입 여부를 UI 상에 팝업(Pop-up)(810), 음성(Voice)(820) 등의 방식으로 제공할 수 있다. 또한, 상기 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 항체가 도로 분기점에서 분기하는 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 단말기는 기수각의 판단 결과를 이용하여 분기 방향을 실시간으로 판단하고, 상기 분기 방향을 UI 상에 팝업(830), 음성(840) 등의 방식으로 제공할 수 있다. 상기 도 8은 도로의 분기점 및 고가도로만을 도시하였으나, 지하도로 등 다른 형태로 도로가 분리되는 지점에서도 상기 도 8과 같은 UI가 적용될 수 있다.
상술한 바와 같은 기수각 변화 인식방법 및 경로 표시 방법은 자기 기록매체, 광 기록매체 등에 저장될 수 있으며, 컴퓨터에 의해 실행될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 항체에 탈착 가능한 휴대용 단말기에 있어서,
    상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 중력가속도 성분벡터 및 상기 항체의 회전에 대한 회전축 성분벡터 중 적어도 하나를 측정하는 측정부와,
    상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터 중 적어도 하나에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 변화벡터 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    측정된 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터를 지평면에 고정된 지평면 좌표계 상의 성분으로 변환하는 좌표계 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 항체가 노면이 일정한 지평면에서 설정 값 이하의 저속회전을 하는 경우, 상기 변화벡터 산출부는 상기 중력가속도 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 수직 하방축과 일치하며 상기 회전축 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 수직 상방축과 일치하는 것으로 설정하여 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 일정한 속력으로 직선주행을 하는 경우, 상기 변화벡터 산출부는 상기 중력가속도 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 수직 하방축과 일치하며 상기 회전축 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 지평면 중 어느 하나의 방향과 일치하는 것으로 설정하여 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 설정된 값 이하의 저속회전을 하는 경우, 상기 변화벡터 산출부는 상기 중력가속도 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 수직 하방축과 일치하는 것으로 설정하여 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 항체가 설정 값 이상의 고속회전을 하는 경우, 상기 항체의 회전각 변화율 및 회전반경에 기초하여 원심력을 계산하는 원심력 계산부를 더 포함하며,
    상기 변화벡터 산출부는 상기 중력가속도 성분벡터, 상기 회전축 성분벡터 및 상기 원심력에 기초하여 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  7. 제1항에 있어서,
    현재의 위치에 대한 측위 값을 주기적으로 수신하는 측위 값 수신부와,
    맵(Map) 정보를 저장하는 맵정보 저장부와,
    상기 측위 값 수신부를 통해 수신된 측위 값에 대응하는 맵 정보 및 상기 현재의 위치로부터 사용자에 의해 설정된 목적지까지의 경로를 표시하는 표시부와,
    상기 현재의 위치로부터 상기 목적지까지의 경로에 분기도로가 존재하거나 수신되는 상기 측위 값에 오류가 존재하는 경우, 상기 변화벡터 산출부에 의해 산출된 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터에 기초하여 상기 표시부에 표시되는 경로를 보정하는 경로 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 이용하여 고가도로의 진입 여부, 지하도로의 진입 여부, 도로 분기점에서의 진행 방향 중 적어도 하나를 판단하는 경로 보정부와,
    상기 고가도로의 진입 여부, 상기 지하도로의 진입 여부, 상기 도로 분기점에서의 진행 방향 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 정보를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고가도로의 진입 여부, 상기 지하도로의 진입 여부, 상기 도로 분기점에서의 진행 방향 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 정보는, 팝업 창, 음성 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  10. 항체에 탈착 가능한 휴대용 단말기의 동작 방법에 있어서,
    상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 중력가속도 성분벡터 및 상기 항체의 회전에 대한 회전축 성분벡터 중 적어도 하나를 측정하는 과정과,
    상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터 중 적어도 하나에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    측정된 상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터를 지평면에 고정된 지평면 좌표계 상의 성분으로 변환하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 과정은,
    상기 항체가 노면이 일정한 지평면에서 설정 값 이하의 저속회전을 하는 경우, 상기 중력가속도 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 수직 하방축과 일치하며 상기 회전축 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 수직 상방축과 일치하는 것으로 설정하여 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 과정은,
    상기 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 일정한 속력으로 직선주행을 하는 경우, 상기 중력가속도 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 수직 하방축과 일치하며 상기 회전축 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 지평면 중 어느 하나의 방향과 일치하는 것으로 설정하여 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 과정은,
    상기 항체가 오르막, 내리막, 요철 중의 적어도 하나를 포함하는 노면에서 설정된 값 이하의 저속회전을 하는 경우, 상기 중력가속도 성분벡터의 방향이 상기 지평면 좌표계의 수직 하방축과 일치하는 것으로 설정하여 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 항체가 설정 값 이상의 고속회전을 하는 경우, 상기 항체의 회전각 변화율 및 회전반경에 기초하여 원심력을 계산하는 과정을 더 포함하며,
    상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 과정은,
    상기 중력가속도 성분벡터, 상기 회전축 성분벡터 및 상기 원심력에 기초하여 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    현재의 위치에 대한 측위 값을 주기적으로 수신하는 과정과,
    상기 측위 값 수신부를 통해 수신된 측위 값에 대응하는 맵 정보 및 상기 현재의 위치로부터 사용자에 의해 설정된 목적지까지의 경로를 표시하는 과정과,
    상기 현재의 위치로부터 상기 목적지까지의 경로에 분기도로가 존재하거나 수신되는 상기 측위 값에 오류가 존재하는 경우, 상기 변화벡터 산출부에 의해 산출된 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터에 기초하여 상기 표시부에 표시되는 경로를 보정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터를 이용하여 고가도로의 진입 여부, 지하도로의 진입 여부, 도로 분기점에서의 진행 방향 중 적어도 하나를 판단하는 과정과,
    상기 고가도로의 진입 여부, 상기 지하도로의 진입 여부, 상기 도로 분기점에서의 진행 방향 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 정보를 출력하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 고가도로의 진입 여부, 상기 지하도로의 진입 여부, 상기 도로 분기점에서의 진행 방향 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 정보는, 팝업 창, 음성 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 휴대용 단말기에 있어서,
    상기 휴대용 단말기에 고정된 단말 좌표계 상에서 중력가속도 성분벡터를 측정하는 중력가속도 측정부와,
    상기 단말 좌표계 상에서 상기 항체의 회전에 대한 회전축 성분벡터를 측정하는 회전축성분 측정부와,
    상기 중력가속도 성분벡터 및 상기 회전축 성분벡터에 기초하여 수평 기수각 변화벡터 및 수직 기수각 변화벡터를 산출하는 변화벡터 산출부와,
    상기 항체의 현재 위치를 결정하는 측위 값 수신부와,
    상기 현재 위치로부터 사용자에 의해 설정된 목적지까지의 경로를 표시하는 표시부와,
    상기 현재 위치로부터 상기 목적지까지의 경로에 분기도로가 존재하거나 수신되는 상기 측위 값에 오류가 존재하는 경우, 상기 수평 기수각 변화벡터 및 상기 수직 기수각 변화벡터에 기초하여 상기 항체의 경로를 보정하는 경로 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
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