KR20130095205A

KR20130095205A - 전자장치의 위치 측위 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130095205A
Application number: KR1020130010350A
Authority: KR
Inventors: 신계중
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2013-08-27
Also published as: JP2013171044A; JP2013171036A

Abstract

본 발명은 전자장치의 위치 측위 방법 및 장치에 관한 것으로, 위성항법장치와 관성항법장치를 포함하는 전자장치의 위치 측위 방법은, 상기 위성항법장치를 통해 위성신호를 수신하는 과정과, 상기 위성신호를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하는 과정과, 상기 위성신호에 포함된 위성정보 및 결정된 상기 전자장치의 위치에 기반한 위치정보 중 적어도 하나이상을 이용하여, 상기 위성항법 장치가 제공하는 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하는 과정과, 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 이용하여, 상기 관성항법장치의 동작레벨을 결정하는 과정과, 상기 결정된 관성항법 장치의 동작레벨에 따라, 상기 관성항법장치를 동작시켜 상기 전자장치의 위치를 보정하는 과정을 포함하여, 상기 관성항법 장치의 불필요한 소모전력을 제거하고 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

전자장치의 위치 측위 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LOCATION POSITIONING IN ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 일반적으로 위치 측위에 관한 것으로, 특히 위성항법(Global Navigation Satellite System(GNSS) 혹은 Global Positioning System(GPS))과 관성항법(Inertial Navigation System: INS)이 결합된 위치 측위 시스템에서 센서의 동작과 전력을 효율적으로 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.a

최근 이동통신 기술이 발달함에 따라 사용자의 위치를 파악하여 새로운 서비스를 제공하기 위한 위치 측위 기술이 개발되고 있다. 일반적으로 위치정보를 활용한 서비스 분야를 위치기반서비스(LBS: Location based Service)라 칭한다.

종래의 위치 정보 획득 방법으로는, 위성항법 시스템을 이용하는 전통적인 방법, 위성항법과 관성항법을 결합한 방법 등이 개발되고 있다.

위성항법 시스템은 위성 수신신호의 시간차를 측정하여 위성과 수신기 사이의 거리를 통해 위치를 추정하는 시스템으로써, 상기 위성항법 시스템은 음영지역(예를 들면, 빌딩숲, 높은 가로수, 터널, 실내 등)에서 위성신호가 단절되어 측위가 불가능할 수 있다. 이를 보완하기 위해, 관성항법 시스템이 주로 상기 위성항법 시스템에 기반하여 동작한다.

상기 관성항법 시스템은 관성센서들(예: 가속도센서, 자이로센서, 고도센서 등)과 부가적인 센서(지자기센서 등)들을 이용하여 이동체의 운동성분과 상태정보를 분석함으로써 상대적인 위치정보를 추정하는 기술이다. 다시 말해, 상기 관성항법 시스템은 물체의 가속도와 각속도를 측정하며 시간에 대한 연속적인 적분을 수행함으로써 이미 알고 있는 출발점에 대한 물체의 위치와 속도, 진행방향을 결정하는 장치이다. 여기서, 상대적인 위치정보는 출발점을 기준으로 속도를 시간에 따라 적분하여 측정된 물체의 현재위치를 의미한다.

또한, 위성항법과 관성항법이 결합된 시스템은 관성항법 장치로부터의 상대적인 위치정보와 위성항법 장치로부터의 위치정보를 적절하게 결합함으로써 전체적인 측위 성능을 향상시키거나 측위 영역을 확장한다.

하지만, 위성항법 장치에서 제공하는 위치정보의 품질이 충분히 정확하여 관성항법 장치를 결합하는 효과가 없는 경우에도 위성항법과 관성항법이 결합된 시스템에서 관성항법 장치를 계속 동작시킴으로써 불필요한 전력소모가 발생하며 또한 전체적인 시스템의 실행 성능이 저하될 수 있다.

예를 들어, 고속도로와 같이 사용자 주변에 건물 또는 나무 등과 같이 높이가 높은 물체가 없는 야외 환경에서 GPS 위성신호의 간섭이나 다중경로(Multi-path) 현상이 발생하지 않으므로 GPS 위치의 정확한 복조가 가능하다. 따라서 이러한 환경에서는 위성항법 장치만으로도 정확한 위치추정이 가능하나, 위성항법과 관성항법이 결합된 위치 측위 시스템에서는 이러한 환경을 고려하지 않고 항상 위성항법과 관성항법을 결합하고 있다.

본 발명의 목적은 위성항법과 관성항법이 결합된 측위 시스템에서 위성항법 장치의 위치 및 위성 정보에 관한 신뢰도에 따라 관성항법 장치를 제어하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 위성항법과 관성항법이 결합된 측위 시스템에서 관성항법을 위해 사용되는 센서 디바이스들의 효율적인 동작제어를 통해 불필요한 소모전력을 줄이기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 위성항법과 관성항법이 결합된 측위 장치를 포함하는 휴대용 단말기에서 위성항법 장치의 위치 및 위성 정보에 관한 신뢰도에 따라 관성항법 장치를 제어하여 전력소모를 줄이기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 위성항법과 관성항법이 결합된 측위 시스템을 이용하여 위치기반서비스(LBS: Location Based Service)를 제공하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 위성항법장치와 관성항법장치를 포함하는 전자장치의 위치 측위 방법은, 상기 위성항법장치를 통해 위성신호를 수신하는 과정과, 상기 위성신호를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하는 과정과, 상기 위성신호에 포함된 위성정보 및 결정된 상기 전자장치의 위치에 기반한 위치정보 중 적어도 하나이상을 이용하여, 상기 위성항법 장치가 제공하는 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하는 과정과, 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 이용하여, 상기 관성항법장치의 동작레벨을 결정하는 과정과, 상기 결정된 관성항법 장치의 동작레벨에 따라, 상기 관성항법장치를 동작시켜 상기 전자장치의 위치를 보정하는 과정을 포함한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 위성항법장치와 관성항법장치를 포함하는 위치 측위 장치는, 위성신호를 수신하고 상기 위성신호를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하는 위성항법장치와, 상기 위성신호에 포함된 위성정보 및 결정된 상기 전자장치의 위치에 기반한 위치정보 중 적어도 하나이상을 이용하여, 상기 위성항법 장치가 제공하는 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하는 위성항법 정보 분석부와, 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 이용하여, 상기 관성항법장치의 동작레벨을 결정하는 관성항법 결합 판단부와, 상기 결정된 관성항법 장치의 동작레벨에 따라, 상기 관성항법장치를 동작시켜 상기 전자장치의 위치를 보정하는 센서정보 수신부를 포함한다. 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 위성항법 장치는 관성항법 장치; 하나 이상의 프로세서; 메모리; 및 상기 메모리에 저장되어 있으며 상기 하나 이상의 프로세서에 의하여 실행되도록 구성되는 하나 이상의 프로그램을 포함하는 전자 장치로서, 상기 프로그램은 상기 위성항법장치를 통해 위성신호를 수신하고, 상기 위성신호를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하고, 상기 위성신호에 포함된 위성정보 및 결정된 상기 전자장치의 위치에 기반한 위치정보 중 적어도 하나이상을 이용하여, 상기 위성항법 장치가 제공하는 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하고, 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 이용하여, 상기 관성항법장치의 동작레벨을 결정하고, 상기 결정된 관성항법 장치의 동작레벨에 따라, 상기 관성항법장치를 동작시켜 상기 전자장치의 위치를 보정하는 명령어를 포함한다.

상술한 바와 같이, 위성항법과 관성항법이 결합된 측위 시스템에서 관성항법을 위해 사용되는 센서 디비이스들을 효율적으로 동작제어함으로써, 불필요한 소모전력을 제거하고 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법장치의 위치정보에 대한 신뢰도에 따라 관성항법시스템의 동작레벨을 결정하는 도면;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법 장치의 위치정보에 대한 신뢰도에 따라 관성항법 장치의 동작레벨을 제어하는 흐름도;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법 장치의 위치정보에 대한 신뢰도에 따라 관성항법 장치를 제어하는 전자장치의 구성도;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법 장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하는 예; 및
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측위 장치 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 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 위성항법과 관성항법이 결합된 측위 시스템에서 위성항법 장치의 위치정보에 관한 신뢰도에 따라 관성항법 장치의 동작레벨을 제어하는 방법 및 장치에 관해 설명하기로 한다.

이하, 전자장치는 위성항법장치와 관성항법장치를 포함하며, 위성항법장치와 관성항법장치를 결합하여 위치측정을 수행한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법장치의 위치정보에 대한 신뢰도에 따라 관성항법시스템의 동작레벨을 결정하는 시나리오를 도시하고 있다. 먼저, 도심외곽에 거주하는 사용자가 도심 내에 있는 사무실로 출근하는 상황에서, 사용자는 자동차(100)를 이용하여 도심외곽 고속도로(제1 도로) → 도심진입을 위한 지하터널(제2 도로) → 건물밀집지역 내 간선도로(제3 도로) → 사무실인접 지선도로(제4 도로)로 이동한다고 가정한다.

도 1를 참조하면, 제1 도로구간(110)에서 가시위성 개수와 위치결정에 이용된 위성개수가 많고 자동차(100)의 이동속도(혹은 전자장치의 이동속도)에 대한 변화량이 작을 때, 전자장치의 위성항법장치에서 제공하는 위치정보의 품질이 충분히 좋으므로, 전자장치의 위치측정에 관성항법장치가 이용되지 않는다. 다시 말해, 고속도로 주행 중 위성항법장치에서 제공하는 위치정보의 신뢰도가 높기 때문에 관성항법장치의 센서 동작레벨을 OFF로 설정한다(이하 제1 센서동작레벨(115)이라 칭함). 즉, 제1 센서 동작레벨은 관성항법장치를 위한 모든 센서들이 OFF되어 있는 상태를 의미한다.

제2 도로구간(120)에서는 터널 주행 중 GPS 신호가 수신되지 않을 때문에, 위성항법장치에서 제공하는 위치정보의 품질에 대한 신뢰도는 매우 낮다(이하 제2 센서 동작레벨(125)라 칭함). 따라서, 터널 주행 중 관성항법장치는 제2 센서 동작레벨(125)로 동작한다. 제2 센서 동작레벨은 관성항법장치를 위한 모든 센서들이 ON되어 있는 상태를 의미한다. 즉, 전자장치는 제2 센서 동작레벨에서 위성항법장치를 이용하지 않고 관성항법장치만으로 위치추정을 수행한다. 다른 구현에 따라, 제2 센서 동작레벨에서 검출된 관성항법장치의 센서데이터를 이용하여, 위성항법장치의 위치추정 오차를 보정할 수도 있다.

제3 도로구간(130)에서 제1 도로와 제 4도로의 중간적인 환경으로, 전자장치의 위성항법 장치에서 제공하는 위치정보의 품질이 간헐적으로 나빠지는 환경으로, 자동차(100)가 제3 도로구간(130)를 이동할 때 위성항법장치의 신뢰도는 중간 정도로, 관성항법장치의 일부 센서들만 동작한다(이하 제3 센서 동작레벨(135)이라 칭함). 즉, 제3 센서 동작레벨(135)은 자동차의 정지, 이동상태만을 판정하기 위한 센서들이 동작하는 상태를 의미한다.

제4 도로구간(140)은 주변에 밀집된 건물들에 의해 위성항법장치에서 제공하는 위치정보의 품질이 낮은 환경이며, 자동차(100)가 제4 도로구간(140)를 이동할 때의 위성항법장치에서 제공하는 위치정보의 신뢰도는 제3 도로구간(130)에서의 위성항법장치에서 제공하는 위치정보의 신뢰도보다 낮은 수준으로, 자동차(100)의 대략적인 회전각도를 판정하기 위해 센서들을 동작시킨다(이하 제4 센서동작레벨(145)이라 칭함). 즉, 제4 센서 동작레벨(135)은 자동차가 주행할 때 대략적인 회전각도를 판단하기 위한 센서들이 동작하는 상태를 의미한다.

비록 도 1에서 위성항법장치에서 제공하는 위치정보의 신뢰도에 따라, 관성항법장치의 동작레벨을 제1 센서동작레벨(115), 제2 센서 동작레벨(125), 제3 센서 동작레벨(135), 제4 센서동작레벨(145)로 구분하였지만, 본 발명은 4단계의 동작레벨로 제한되지 않으며, 더 많을 동작레벨로 구분될 수 있다.

상기 위성항법장치에서 제공하는 위치정보의 신뢰도를 결정하는 상세한 설명은 하기 도 3에서 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법 장치의 위치정보에 대한 신뢰도에 따라 관성항법 장치의 동작레벨을 제어하는 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 2을 참조하면, 위치 측위 시스템은 200단계에서 위성항법 장치를 통해 위성신호를 수신한다.

이후, 위치 측위 시스템은 202단계에서 상기 위성신호에 포함된 위성정보를 추출한다. 상기 위성정보는 날짜, 시간, 측위오차(Uncertainty or Accuracy), DOP(Dilution of Precision), 현재의 가시위성의 수, 위성신호의 수신강도, 위치결정에 사용된 위성목록정보 등이 포함될 수 있다. 상기 DOP는 위성배치의 고른 정도를 나타내는 정보이고, 측위오차는 위치정보의 오차범위를 나타낸다. 그리고 가시위성은 GPS 수신기에서 수신되는 위성을 의미한다. 구현에 따라서, 가시위성 수, 측위오차 및 DOP 같은 일부 위성정보는 전자장치에 의해 계산되어 획득될 수도 있다.

그리고, 위치 측위 시스템은 204단계에서, 일반적으로 수신된 위성신호의 송신시점과 도착시점 사이의 시간차를 이용하여 위성과 위치 측위 시스템 사이의 거리를 계산하고, 삼각측정법을 이용하여, 위치 측위 시스템(혹은 위치 측위 시스템을 포함한 전자장치)의 위치(예: 위도, 경도, 고도)를 계산할 수도 있다. 또한, 전자장치의 위치를 기반으로, 전자장치의 속도가 계산될 수 있다. 속도는 전자장치의 이동방향과 속력을 포함한다. 이하, 전자장치의 속도 및 위치를 위치정보라 칭한다.

이후, 위치 측위 시스템은 206단계에서 수신된 위성정보 및 계산된 위치정보에 기반하여, 위성항법장치가 제공하는 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정한다.예를 들어, 상기 위성항법 장치가 제공하는 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하기 위해, 전자장치의 속력 변화량, 전자장치의 위치(위도, 경도 및 고도)의 변화량, 전자장치의 이동방향의 변화량, 오차수준정보(예: 측위오차, DOP등등)의 변화량을 추적하고. 그리고 현재의 가시위성의 수, 위성신호 수신강도, 위치결정에 사용된 위성목록 정보를 결합하여 상기 위성항법 장치가 제공하는 위치정보에 대한 신뢰도를 결정한다.

이때, 상기 위치정보만 혹은 상기 위성정보만을 고려하려 상기 위성항법 장치의 신뢰도를 계산하거나, 혹은 상기 위치정보 및 상기 위성정보를 모두 고려하여 상기 위성항법 장치의 신뢰도를 계산할 수 있다. 상기 위성항법 장치가 제공하는 위치정보의 신뢰도를 계산하는 예는 하기 도 3에서 설명하기로 한다.

이후, 위치 측위 시스템은 계산된 신뢰도와 임계치(제1 임계치 < 제2 임계치 < 제3 임계치 < 제4 임계치)를 비교하여, 비교 결과를 기반으로 다수의 관성항법 장치의 동작레벨 중 해당 동작레벨을 결정한다. 비교 임계치 개수는 관성항법 장치의 동작레벨 개수와 연관되며, 도 2에서는 관성항법 장치의 동작레벨 개수가 5개인 경우를 예를 들어 설명하지만, 본 발명에서는 5개의 동작레벨 개수에 제한되지 않으며, 본 발명은 관성항법 장치의 동작레벨을 더 세분화하여 5개의 이상의 동작레벨에서도 적용할 수 있다. 상기 관성항법 장치의 동작레벨은 다수 관성센서들(예: 가속도센서, 자이로센서, 고도센서 등)과 부가적인 센서(지자기센서 등)들에 대해 각각의 샘플링 주기 및 on/off 상태에 따라 제1 내지 제5 센서동작레벨로 구분될 수 있다. 여기서, 제1 센서동작레벨(혹은 Sensor OFF)는 위성항법장치가 제공하는 신뢰도가 높아 관성항법장치를 사용하지 않는 레벨수준을 의미하고, 제2 센서동작레벨(혹은 Low Range)는 차량의 정지, 이동상태만을 판정하기 위한 레벨수준을 의미하고, 제3 센서동작레벨(Mid Range)는 차량이 주행할 때 회전 여부(약 30도 이상)를 판정하기 위한 레벨수준을 의미하고, 제4 센서동작레벨(High Range)는 차량이 주행할 때 대략적인 회전각도(약 10도 수준)를 판정하기 위한 레벨수준을 의미하고, 제5 센서동작레벨(Full Range)는 관성항법장치만으로도 충분히 정밀한 위치 측위가 가능한 레벨수준을 의미한다. 일례로, 제2 센서동작레벨(Low Range)에서는 이동상태를 판정하기 위한 센서만을 동작시키고 제3 센서동작레벨 (Mid Range)에서는 회전 여부를 판정하기 위한 센서만을 동작시키고, 제4 센서동작레벨(High Range)에서는 회전각도를 판정하기 위한 센서만을 동작시킨다. 구현에 따라, 다수 관성센서들의 on/off 패턴과 함께, 감지 데이터를 처리하는 샘플링 주기 패턴을 결합하여, 관성항법 장치의 다수의 동작레벨을 정의할 수 있다. 이를 통해 관성센서들의 동작과 전력을 제어할 수 있게 된다.

이후, 위치 측위 시스템은 208단계에서 상기 위성항법 장치가 제공하는 위치정보의 신뢰도가 제1 임계치보다 클 시 210단계로 진행하고 신뢰도가 제1 임계치보다 작을 시 224단계로 진행한다. 그리고, 210단계에서 신뢰도와 제2 임계치를 비교하여 신뢰도가 제2 임계치보다 클 시 212단계로 진행하고 제2 임계치보다 작을 시 222단계로 진행한다. 212단계에서 신뢰도와 제3 임계치를 비교하여 신뢰도가 제3 임계치보다 클 시 214단계로 진행하고 제3 임계치보다 작을 시 220단계로 진행한다. 214단계에서 신뢰도와 제4 임계치를 비교하여 신뢰도가 제4 임계치보다 클 시 216단계로 진행하고 제4 임계치보다 작을 시 218단계로 진행한다.

위치 측위 시스템은 216단계에서 제1 센서동작레벨을 선택하고, 218단계에서는 제2 센서동작레벨을 선택하고, 220단계에서 제3 센서동작레벨을 선택하고, 222단계에서 제4 센서동작레벨을 선택하고, 224단계에서 제5 센서동작레벨을 선택한다.

이후, 위치 측위 시스템은 226단계에서 해당 센서동작레벨에 따른 관성항법 장치를 이용하여 전자장치의 위치측위를 위한 데이터(이하 위치데이터라 칭함)를 출력한다.

이후, 위치 측위 시스템은 228단계에서 위성항법 장치의 제1 위치데이터와 관성항법 장치의 제2 위치데이터를 결합한다.

이후, 위치 측위 시스템은 230단계에서 결합된 위성항법 장치의 제1 위치데이터와 관성항법 장치에서 제2 위치데이터를 이용하여, 전자장치의 위치를 보정한다.예를 들어, 관성항법 장치의 제2 위치데이터를 이용하여, 위성항법 장치의 제1 위치정보에 대응하는 전자장치의 위치를 보정하거나, 위성항법 장치에서 제1 위치정보를 이용하여, 관성항법 장치의 제2 위치정보에 대응하는 전자장치의 위치를 보정하거나, 제1 위치데이터와 제2 위치데이터가 결합한 제3 위치데이터를 이용하여 전자장치의 위치를 결정할 수도 있다,

이후, 본 발명의 절차를 종료한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법 장치의 위치 및 위성 정보에 관한 신뢰도를 결정하는 예를 도시하고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 위성항법장치가 제공하는 위치정보에 대한 신뢰도는, 위성정보와 관련된 정보로부터 현재 위성정보 및 위치정보의 변화량이 분석되어, 분석된 결과에 기반한 제1 함수 Func 1()의 출력 값에 가중치 a가 곱해지고, 위치정보 중 속도정보와 관련된 정보 및 그 속도 변화량이 분석되어, 분석된 결과에 기반한 제2 함수 Func 2()의 출력 값에 가중치 b가 곱해지고, 위치정보 중 오차 정보와 관련된 정보 및 그 오차 변화량이 분석되어, 분석된 결과에 기반한 제3 함수 Func 3()의 출력 값에 가중치 c가 곱해지고, 위치정보와 관련된 정보로부터 현재 위치정보 및 그 정보의 변화량이 분석되어, 분석된 결과에 기반한 제4 함수 Func 4()의 출력 값에 가중치 d가 곱해진 후, 모두 더해져 결정된다.

예를 들면, 제1 함수 Func 1()은 위성정보 분석을 위해 이전의 위성정보와 현재의 위성정보를 사용하며, 위성정보의 변화추이를 활용한다. 위성정보는 가시위성의 수와 목록, 각각의 위성으로부터 수신되는 위성신호의 수신강도, 각각의 위성의 배치정보(Azimuth, Elevation), 위치결정에 사용된 위성의 수와 목록 등을 포함한다. 위성정보 분석과정을 간략하게 예를 들면 다음과 같다. 도심외곽의 고속도로와 같은 환경의 경우(예: 도 1의 제1 도로구간(110)), 현재 가시위성의 수가 10개이며, 위치결정에 사용된 위성수가 6개이고, 각각의 위성신호의 수신강도가 35dB이상이고, 각각의 위성들의 공간상 배치가 충분히 넓게 분포될 것이다. 이러한 위성정보들이 이전의 위성정보와 비교하여 동일한 수준이라면 분석결과 값은 90/100을 갖는다. 반대의 경우로, 고층건물들이 밀집해 있는 도심지역 환경의 경우(예: 도 1의 제2 도로구간(120)), 현재 가시위성의 수가 4개이며, 위치결정에 사용된 위성수가 3개이고, 각각의 위성신호의 수신강도가 30dB이하이고, 각각의 위성들의 공간상 배치가 좁게 분포되어 있고, 이러한 위치정보들이 이전의 위성정보와 비교하여 낮은 수준이라면 분석결과 값은 20/100을 갖는다. 위성정보를 수신하지 못하는 경우에는 분석결과 값이 0/100이 될 것이다.

또한, 제2 함수 Func 2()은 속도정보 분석을 위해 이전의 위치정보와 현재의 위치정보를 사용하며, 각각의 위치정보에서 속도정보의 변화추이를 활용한다. 속도정보는 속력정보와 이동방향정보를 포함하며, 위성항법장치의 특성상 도심외곽의 도로에서 차량으로 이동하는 경우와 같이 이동속력이 빠른 경우(예: 60Km/H)와 비교하여 도심내부에서 교통체증이 심한 상황에 이동하는 경우와 같이 이동속력이 느린 경우(예: 20Km/H)의 오차가 상대적으로 큰 편이므로 관성항법장치의 효과가 증대된다. 속도정보 분석과정을 간략하게 예를 들면 다음과 같다. 현재 속력정보가 60Km/H이상이고, 이전 속도정보와 비교하여 변화추이가 10Km/H 이내라면 분석결과 값은 90/100이 될 것이다. 반대의 경우로, 현재 속력정보가 20Km/H수준이고, 이전 속도정보와 비교하여 변화추이가 낮아지고 있다면 분석결과 값은 20/100을 갖는다. 속도정보를 수신하지 못하거나 속력정보가 5Km/H 이하라면 분석결과 값이 0/100이 될 것이다.

제3 함수 Func 3()은 오차정보 분석을 위해 이전의 위치정보와 현재의 위치정보를 사용하며, 각각의 위치정보에서 오차정보의 변화추이를 활용한다. 위성항법장치에서 제공하는 대표적인 오차정보는 위성배치의 고른 정도를 나타내는 DOP(Dilution of Precision) 정보와 측위오차(Uncertainty or Accuracy)이다. DOP의 값이 2보다 적은 경우는 매우 우수한 경우이고, 2~3 값을 가지면 우수, 4~5 값을 가지면 보통이고, 6 이상이 되는 경우의 위치정보는 효용가치가 없다. 측위오차는 위치정보의 오차범위를 나타내며 미터(meter)단위로 제공된다. 오차정보 분석과정을 간략하게 예를 들면 다음과 같다. 현재 DOP값이 3이고, 측위오차가 10m이고, 이전 오차정보와 비교하여 동일한 수준이라면 분석결과 값은 90/100을 갖는다. 반대의 경우로, 현재 DOP값이 5이고, 측위오차가 30m수준이고, 이전 오차정보와 비교하여 높은 수준이라면 분석결과 값은 20/100이 될 것이다. 오차정보를 수신하지 못하거나 DOP가 6이상이라면 분석결과 값이 0/100이 된다.

제4 함수 Func 4()은 위치정보 분석을 위해 이전의 위치정보와 현재의 위치정보를 사용하여, 각각의 위치정보에서 위도, 경도, 고도의 변화추이를 활용한다. 사용자의 일상적인 생활환경에서의 위도, 경도, 고도 변화(1차 미분값)는 비행기, 자동차, 선박, 보행 등 다양한 교통수단에 따라 다양하나, 위도, 경도, 고도 변화에 대한 변화(2차 미분값)는 0에 가까운 일정수준내의 값을 가지는 특성이 있다. 위치정보 분석과정을 간략하게 예를 들면 다음과 같다. 현재 위도, 경도, 고도 각각에 대해 이전 위도, 경도, 고도와 비교하여 2차 미분값이 +/-5이내라면 분석결과 값은 90/100이 될 것이다. 반대의 경우로, 2차 미분값이 +/-10수준이라면 분석결과 값은 20/100이 될 것이다. 위도, 경도, 고도를 수신하지 못하는 경우에는 분석결과 값이 0/100이 될 것이다.

각각의 함수에 적용되는 가중치 값은 구성된 시스템에 따라 달라질 수 있으며, 구성된 시스템에 최적화된 값을 구하기 위해서는 시행착오를 통한 세부 조정과정이 필요할 수 있다.

구현에 따라, 위치정보 및 위성정보에 포함된 정보들을 좀더 세분화하여 세분화된 정보에 각각 서로 다른 가중치를 적용함으로써, 다양하게 신뢰도를 계산하는 함수를 정의할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 전자 장치를 나타낸다.

본 발명에 따른 휴대용 전자 장치(portable electronic device)(100)는 휴대용 단말기(portable terminal), 이동 전화(mobile phone), 이동 패드(mobile pad), 미디어 플레이어(media player), 태블릿 컴퓨터(tablet computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer) 또는 PDA(Personal Digital Assistant)와 같은 장치이다. 또한, 이러한 장치들 중 두 가지 이상의 기능을 결합한 장치를 포함하는 임의의 휴대용 전자 장치일 수도 있다.

이러한 휴대용 전자 장치(400)는 메모리(410), 프로세서(processor) 유닛(420), 통신 유닛(430), 외부 포트(240), 오디오 IC(Integrated Circuit) 유닛(450), 스피커(460), 마이크로폰(470), 위치정보 수신부(480), 센서모듈(490)을 포함한다. 메모리(410)와 외부 포트(240)는 다수 개 사용될 수 있다.

여기서, 프로세서(processor) 유닛(420)은 메모리 제어기 (221), 프로세서(processor)[중앙처리장치(CPU, Central Processing Unit)라고도 함)(222) 및 주변 인터페이스(423)을 포함한다. 여기에서 프로세서는 하나 이상 존재할 수 있다. 통신 유닛(430)은 기저대역처리부(base band processor)(232)와 RF IC 유닛 (Radio Frequency Integrated Circuit Unit)(231)을 포함한다.

또한, 이러한 구성요소들 각각은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선(참조번호 미기재)을 통하여 서로 통신한다.

이러한 구성요소는 하나 이상의 집적 회로(integrated circuit)와 같은 하드웨어, 또는 소프트웨어로 기능을 구현할 수 있으며, 또한, 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다.

도 4에 도시된 휴대용 전자 장치(400)는 한 가지 예이다. 휴대용 전자 장치는 여기에서 도시한 것보다 구성요소가 더 많거나, 또는 더 적을 수 있다. 또한, 도시한 것과는 다른 방식으로 구성(configuration)될 수 있다.

휴대용 전자 장치에 포함되는 각 구성요소(configuration element)에 대해 살펴보면 다음과 같다.

메모리(410)는 랜덤 액세스 메모리(random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM, Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM, Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs, Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)를 포함한다. 또는, 메모리(100)는 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성될 수 있으며, 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 휴대용 전자 장치에 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 액세스할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)를 더 포함할 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트(240)를 통하여 휴대용 전자 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 RF IC 유닛(431)을 통하여 휴대용 전자 장치에 접속할 수도 있다.

이러한 메모리(410)는 소프트웨어를 저장한다. 소프트웨어 구성요소는 운영 체제(operating system)(411) 소프트웨어, 통신 소프트웨어 모듈(412), 위치정보처리모듈(413), 사용자 인터페이스 소프트웨어 모듈 및 하나 이상의 애플리케이션 소프트웨어(415)를 포함한다. 여기에서, 소프트웨어를 생략하여, 운영 체제, 통신 모듈 등으로 표현하기도 한다. 또한, 소프트웨어 모듈은 명령어 세트(instruction set)라고 표현하기도 한다.

운영 체제 소프트웨어(411), 예를 들어, WINDOWS, LINUX, 다윈(Darwin), RTXC, UNIX, OS X, 또는 VxWorks와 같은 내장 운영 체제]는 일반적인 시스템 작동(system operation)을 제어하는 여러 가지의 소프트웨어 구성요소를 포함한다. 이러한 일반적인 시스템 작동의 제어는, 예를 들면, 메모리 관리 및 제어, 저장 하드웨어(장치) 제어 및 관리, 전력 제어 및 관리 등을 의미한다. 이러한 운영 체제 소프트웨어는 여러 가지의 하드웨어(장치)와 소프트웨어 구성요소 사이의 통신을 원활하게 하는 기능도 수행한다.

통신 소프트웨어 모듈(412)은, RF IC 유닛(131)이나 외부 포트(140)를 통한 데이터 송신 및 데이터 수신을 처리하기 위한 여러 가지의 소프트웨어 구성요소를 포함한다.

위치정보처리 모듈(213)은 위성항법 장치의 위치 및 위성 정보에 관한 신뢰도에 따라 관성항법 장치를 제어하는 여러 가지의 소프트웨어 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 측위 장치의 동작을 제어하는 소프트웨어 구성요소를 포함한다.

사용자 인터페이스 모듈(414)은 사용자 인터페이스에 관련한 여러 가지 소프트웨어 구성요소를 포함한다. 사용자 인터페이스의 상태가 어떻게 변경되는지 또는 사용자 인터페이스 상태의 변경이 어떤 조건에서 이루어지는지 등에 대한 내용을 포함한다.

애플리케이션 소프트웨어(415)는 브라우저(browser), 이메일(email), 즉석 메시지(instant message), 워드 프로세싱(word processing), 키보드 에뮬레이션(keyboard emulation), 어드레스 북(address book), 접촉 리스트(touch list), 위짓(widget), JAVA 인에이블 애플 리케이션, 부호화(coding), 디지털 저작권 관리(DRM, Digital Right Management), 음성 인식(voice recognition), 음성 복제, 위치 결정 기능(position determining function), 위치기반 서비스(location based service), 음악 플레이어(music player) 등을 포함한다.

프로세서 유닛(420)에 포함된 프로세서(422) 또는 주변 인터페이스(423)와 같은 다른 구성요소가 메모리 제어기(421)를 통하여 메모리 (210)에 액세스(접속, 접근)하는 경우, 제어를 담당한다. 또한, 프로세서(422)는 메모리에 포함되어 있는 소프트웨어 모듈을 실행한다. 프로세서는, 휴대용 전자 장치의 기능을 실핼함에 있어, 전체적인 제어 기능(overall control function)을 수행한다. 메모리 제어기 기능은 프로세서에 포함되기도 한다. 경우에 따라서는, 프로세서 유닛(420) 전체를 프로세서로 칭하기도 한다. 본 발명에 더하여, 프로세서(422)는 도 1에 도시된 위성항법 장치의 위치 및 위성 정보에 관한 신뢰도에 따라 관성항법 장치를 제어하는 기능을 수행한다.

외부 포트(external port)(240)는, 예를 들면, 이들에 한정되지는 않지만, USB(Universal serial Bus) 포트 또는 FIREWIRE 포트 등을 말한다. 외부 포트(240)는, 휴대용 전자 장치(200)를 다른 전자 장치로 직접 연결되거나 네트워크(예컨대, 인터넷, 인트라넷, 무선 LAN 등)를 통하여 다른 전자 장치로 간접적으로 연결하는 데 사용된다.

주변 인터페이스(peripheral interface)(223)는 휴대용 전자 장치(200)의 입출력 주변 장치를 프로세서(422) 및 메모리(410)(메모리 제어기의 제어 하에)에 연결시킨다. 휴대용 전자 장치(200)는 다수 개의 프로세서(422)를 포함할 수 있다.

프로세서(422)는 여러 가지의 소프트웨어 프로그램을 실행하여 휴대용 전자 장치(200)를 위한 여러 기능을 수행하며, 또한 음성 통신 및 데이터 통신을 위한 처리 및 제어를 수행한다. 또한, 이러한 통상적인 기능에 더하여, 프로세서(422)는 메모리(410)에 저장되어 있는 특정한 소프트웨어 모듈(명령어 세트)을 실행하여 그 모듈에 대응하는 특정한 여러 가지의 기능을 수행하는 역할도 한다.

프로세서(422), 주변 인터페이스(423) 및 메모리 제어기(421)는 단일 칩에서 구현될 수 있으며, 여기에서는 이렇게 단일 칩으로 구성한 것을 프로세서 유닛(420)으로 칭한다. 또한, 이들 구성요소는 단일 칩이 아니라 별개의 칩으로 구현될 수 있다 .

통신 유닛(430)은 RF IC 유닛(Radio Frequency IC unit)(431)과 기저대역처리부(base band processing unit)(432)를 포함한다. RF IC 유닛(431)은 전자파를 송수신한다. 기저대역처리부(432)로부터의 기저대역신호를 전자파로 변환하여 안테나(참조번호 미기재)를 통하여 송신한다. 또는 안테나를 통하여 수신한 전자파를 변환하여 기저대역 처리부에 제공한다. RF IC 유닛(431)은, 도시하지는 않았지만, RF 트랜시버(transceiver), 증폭기(amplifier), 튜너(tunor), 오실레이터(oscillator), 디지털 신호 처리기(digital signal processor), CODEC 칩셋(COding DECoding chip set), 가입자 식별 모듈 (SIM, Subscriber Identity Module) 카드 등을 포함한다.

RF IC 유닛(431)은 전자파를 통하여 통신 네트워크 및 다른 통신 장치와 통신한다. 예를 들면, RF IC 유닛(431)은 인터넷, 인트라넷, 네트워크, 셀룰러 전화 네트워크, 무선 LAN 또는 무선 MAN(metropolitan area network)과 같은 무선 네트워크와 통신하며, 또한, 무선 통신에 의하여 다른 전자 장치와 통신할 수 있다.

무선 통신은, 이에 제한되지는 않지만, TDMA(Time Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communication), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), CDMA(Code Division Multiple Access), W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), 블루투스 (Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 적외선 통신(Infra Red Communication), VoIP(voice over Internet Protocol), 와이 파이 (Wireless Fidelity, Wi-Fi), Wi-MAX, 이메일(email), 인스턴트 메시징 (instant messaging) 또는 단문 문자 서비스 (SMS, short message service)용 프로토콜 또는 이들 여러 가지의 통신 방식의 임의의 조합을 이용한 통신을 말한다.

일 실시 예에서, RF IC 유닛은 안테나(참조번호 미기재)를 통해 수신되는 RF 신호를 주파수 변환하여 기저대역처리부(432)로 제공하고, 기저대역처리부(432)로부터의 기저대역신호를 주파수 변환하여 안테나를 통해 송신한다. 기저대역처리부(432)는 기저대역 신호를 처리하는 데, 예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 통신에서, 송신인 경우, 기저대역처리부(432)는 송신할 데이터를 채널코딩(channel coding) 및 확산(spreading)하는 기능을 수행하고, 수신인 경우, 기저대역처리부(432)는, 수신신호를 역확산(de-spreading) 및 채널복호(channel decoding)하는 기능을 수행한다.

오디오 IC 유닛(audio IC unit)(450)은 스피커(speaker)(460) 및 마이크로폰(170)과 함께 사용자와 휴대용 전자 장치(400) 사이에 오디오 인터페이스를 제공한다. 즉, 오디오 IC 유닛(audio IC unit)(450)은 스피커(speaker)(460) 및 마이크로폰(470)을 통해 사용자와 소통한다(communicate). 오디오 IC 유닛 (450)은 프로세서 유닛(420)의 주변 인터페이스(423)를 통하여 데이터 신호를 수신하고, 수신한 데이터 신호를 전기 신호로 변환한다. 변환된 전기 신호(electric signal)는 스피커(460)로 전달된다. 스피커(460)는 전기 신호를 사람이 들을 수 있는 음파(sound wave)로 변환하여 출력한다. 마이크로폰 (416)은, 사람이나 기타 다른 소리원(sound source)들로부터 전달된 음파를 전기 신호로 변환한다. 오디오 IC 유닛(450)은 마이크로폰(470)으로부터 이렇게 변환된 전기 신호를 수신한다. 오디오 IC 유닛(414)은 수신한 전기신호를 오디오 데이터 신호로 변환하며, 변환된 오디오 데이터 신호를 주변 인터페이스 (423)로 전송한다. 오디오 데이터는 주변 인터페이스(423)를 통하여 메모리(410)로 전송되거나 통신 유닛(430)으로 전송된다. 오디오 IC 유닛(150)은 탈부착 가능한(attachable and detachable) 이어폰(ear phone), 헤드폰(head phone) 또는 헤드셋(head set)을 포함할 수 있다. 헤드셋은 출력(한 쪽 또는 두 쪽 귀용 헤드폰)과 입력(마이크로폰) 기능이 모두 가능한 경우도 있다. 오디오 IC 유닛(450)은, 이어폰(ear phone), 헤드폰(head phone) 또는 헤드셋(head set)과의 인터페이스를 제공하는 잭(jack)(미도시)을 포함할 수 있다. 잭은 이어폰 잭 또는 헤드셋 잭이라고도 한다.

위성정보 수신부(480)는 GPS 수신모듈을 통해 GPS 위성 신호를 수신하여 사용자의 위치를 결정하고, 그 결과를 주변 인터페이스(423)를 통해 프로세서(422)로 제공한다.

센서모듈(490)은 관성센서들(예: 가속도센서, 자이로센서, 고도센서 등)과 부가적인 센서(지자기센서 등)를 통해 신호를 감지하여, 가속도, 속도, 방향 정보(간단히, 센서 데이터라 함) 등을 획득하고 그 결과를 주변 인터페이스(423)를 통해 프로세서(422)로 제공한다.

또한, 휴대용 전자 장치(400)는, 휴대용 전자 장치(400)에 포함된 여러 가지 구성요소에 전력을 공급하는 전력 시스템(미도시)을 포함한다. 전력 시스템은 전원(power source)(교류 전원이나 배터리), 전력 오류 검출 회로, 전력 컨버터 (converter), 전력 인버터(inverter), 충전장치 또는/및 전력 상태 표시장치(발광 다이오드)를 포함할 수 있다. 또한, 전력의 생성, 관리 및 분배 기능을 수행하는 전력 관리 및 제어 장치를 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위치 측위 장치를 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 위치 측위 장치는 위성신호 수신부(500), 위성항법 정보분석부(502), 관성항법 결합판단부(504), 관성항법 동작제어부(506), 결합부(508), 센서정보 수신부(510)를 포함하여 구성된다.

상기 위성신호 수신부(500)는 위성정보 및 위치정보를 포함하는 GPS 신호를 수신하여 상기 위성항법 정보분석부(502)로 제공한다.

상기 위성항법 정보분석부(502)는 현재 위치정보 및 위성정보와 이전 위치정보 및 위성정보를 분석하여 위성항법에 기반한 위치정보에 대한 신뢰도를 계산한다. 이를 위해서 이전의 위치정보와 위성정보를 유지하고, 그 변화추이를 추적한다. 위성항법에 기반한 위치정보에 대한 신뢰도를 계산하기 위한 위치정보는 현재의 속력정보 및 속력의 변화, 위치(위도, 경도 및 고도)의 변화, 이동방향의 변화, 오차수준정보 및 오차수준정보의 변화 등이 포함될 수 있다. 또한, 위성항법에 기반한 위치정보에 대한 신뢰도를 계산하기 위한 위성정보는 현재의 가시위성의 수 및 변화, 위성신호 수신강도 및 변화, 위치결정에 사용된 위성목록정보 등이 포함될 수 있다.

상기 관성항법 결합판단부(504)는 상기 위성항법 정보분석부(502)에서 계산된 위치정보의 신뢰도를 평가하여(즉, 신뢰도와 임계치를 비교하여) 센서정보 수신부(410)의 동작 레벨을 판단한다. 예를 들어, 센서정보 수신부(510)의 동작 레벨은 Full/High/Mid/Low Range 혹은 OFF로 구분된다.

관성항법 동작제어부(506)는 상기 관성항법 결합판단부(504)에서 판단한 결합수준에 따라 센서정보 수신부(510)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 신뢰도가 낮은 경우, 상기 위성신호 수신부(500)의 위치정보의 정확도가 낮다고 판단하여 센서정보 수신부(510)를 "Full Range"로 동작시킴으로써 상대적인 추정위치를 더욱 신뢰하도록 제어한다. 이와 유사한 방식으로, 다양한 동작 레벨로 동작시킬 수 있으며, 신뢰도가 충분히 높다고 평가되는 경우에는 센서정보 수신부(510)를 동작하지 않도록 제어한다.

상기 결합부(508)는 관성항법 결합판단부(504)에서 판단한 결합수준에 따라 상기 위성신호 수신부(500)의 위치정보와 센서정보 수신부(510)에서 추정한 상대적인 위치정보를 결합한다.

상기 센서정보 수신부(510)는 상기 관성항법 동작제어부(506)의 제어하에 따라, 관성센서들(예: 가속도센서, 자이로센서, 고도센서 등)과 부가적인 센서(지자기센서 등)를 통해 신호를 감지하여, 가속도, 속도, 방향 정보(간단히, 센서 데이터라 함) 등을 획득하여 상대적 위치정보를 결정한다.

상술한 바와 같이, 본 발명을 통하여 위성항법장치와 관성항법장치가 결합된 위치 측위 시스템에서 관성항법장치를 위해 사용되는 센서모듈의 효율적인 동작제어를 통해 불필요한 소모전력을 제거하고 시스템 성능을 보장할 수 있다. 구체적인 실시 예를 통한 소모전력의 절감효과는 하기 <표 1>과 같다. 센서모듈의 동작모드별 소모전류 절감효과를 판정하기 위해 대표적으로 자이로센서만을 사용하여 측정하였다.

Sensor off	Low Range(10Hz / 100ms)	Mid Range(16Hz / 60ms)	High Range(25Hz / 40ms)	Full Range(50Hz / 20ms)
48.77mA	59.53mA	61.9mA	65.66mA	77.56mA
증감	10.8mA	13.1mA	16.9mA	28.8mA
비율	22.1%	26.9%	34.7% 5	59.1%

상기 <표 1>는 자이로센서의 여러가지 동작모드에 대한 소모전류만을 측정한 예이며, 관성항법을 위해 추가로 사용하는 센서들(가속도센서, 고도센서, 지자기센서 등)을 더 고려한다면 더욱 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

500: 위성신호 수신부,
502: 위성항법 정보분석부,
504: 관성항법 결합판단부,
506: 관성항법 동작제어부,
508: 결합부,
510: 센서정보 수신부.

Claims

위성항법장치와 관성항법장치를 포함하는 전자장치의 위치 측위 방법에 있어서,
상기 위성항법장치를 통해 위성신호를 수신하는 과정과,
상기 위성신호를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하는 과정과,
상기 위성신호에 포함된 위성정보 및 결정된 상기 전자장치의 위치에 기반한 위치정보 중 적어도 하나이상을 이용하여, 상기 위성항법 장치가 제공하는 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하는 과정과,
상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 이용하여, 상기 관성항법장치의 동작레벨을 결정하는 과정과,
상기 결정된 관성항법 장치의 동작레벨에 따라, 상기 관성항법장치를 동작시켜 상기 전자장치의 위치를 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 위성항법 장치가 제공하는 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하는 과정은,
상기 위성정보에 포함된 가시위성의 수, 상기 전자장치의 위치결정에 사용된 위성 수, 위성신호의 수신강도, 위성의 배치정보 중 적어도 하나 이상을 고려하여 그 결과에 대응하는 제1 신뢰도를 결정하는 과정과,
상기 위치정보에 포함된 전자장치의 속도 및 속도 변화량을 고려하여 그 결과에 대응하는 제2 신뢰도를 결정하는 과정과,
상기 위치정보에 포함된 상기 전자장치의 위치에 대한 오차정보를 고려하여, 그 결과에 대응하는 제3 신뢰도를 결정하는 과정과,
상기 위치정보에 포함된 상기 전자장치의 위도, 경도, 고도 및 그 변화량을 고려하여, 그 결과에 대응하는 제4 신뢰도를 결정하는 과정과,
상기 제1 신뢰도, 상기 제2 신뢰도, 상기 제3 신뢰도, 및 상기 제4 신뢰도 중 적어도 하나이상을 결합하여 제5 신뢰도를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 위치정보는 상기 전자장치의 경도, 위도, 고도, 이동방향, 그리고 속력 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 위성정보는 가시위성 수, 위치를 결정하는데 사용된 위성 목록, 위성신호의 수신강도, 위성의 배치정보, 위성배치의 고른 정도를 나타내는 DOP(Dilution of Precision) 정보, 측위오차(Uncertainty or Accuracy) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 관성항법 장치의 동작레벨을 결정하는 과정은,
상기 위성항법 장치가 제공하는 위치정보에 대한 신뢰도와 적어도 하나 이상의 임계치를 비교하여, 상기 관성항법 장치의 해당 동작레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 관성항법장치의 동작레벨은,
상기 관성항법장치 내 다수 센서들의 on/off 상태 그리고 상기 센서들의 샘플링 주기 중 적어도 하나이상에 따라, 다수의 동작레벨로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 관성항법장치의 동작레벨은,
상기 관성항법장치의 센서가 오프(Sensor OFF)는 제1 레벨,
정지 및 이동여부를 판정하기 위한 제2 레벨,
회전여부를 판정하기 위한 제3 레벨,
회전각도를 판정하기 위한 제4 레벨,
상기 관성항법장치에 기반하여 위치정보를 결정하는 제5 레벨을 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 결정된 관성항법 장치의 동작레벨에 따라, 상기 관성항법장치를 동작시켜 상기 전자장치의 위치를 보정하는 과정은,상기 위성항법장치의 제1 위치데이터와 상기 관성항법 장치의 제2 위치데이터를 결합하여, 제3 위치데이터를 결정하는 과정과,
상기 제3 위치데이터를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
위성항법장치와 관성항법장치를 포함하는 위치 측위 장치에 있어서,
위성신호를 수신하고 상기 위성신호를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하는 위성항법장치와,
상기 위성신호에 포함된 위성정보 및 결정된 상기 전자장치의 위치에 기반한 위치정보 중 적어도 하나이상을 이용하여, 상기 위성항법 장치가 제공하는 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하는 위성항법 정보 분석부와,
상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 이용하여, 상기 관성항법장치의 동작레벨을 결정하는 관성항법 결합 판단부와,
상기 결정된 관성항법 장치의 동작레벨에 따라, 상기 관성항법장치를 동작시켜 상기 전자장치의 위치를 보정하는 센서정보 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,
상기 위성항법 정보 분석부는,
상기 위성정보에 포함된 가시위성의 수, 상기 전자장치의 위치결정에 사용된 위성 수, 위성신호의 수신강도, 위성의 배치정보 중 적어도 하나 이상을 고려하여 그 결과에 대응하는 제1 신뢰도를 결정하고,
상기 위치정보에 포함된 전자장치의 속도 및 속도 변화량을 고려하여 그 결과에 대응하는 제2 신뢰도를 결정하고,
상기 위치정보에 포함된 상기 전자장치의 위치에 대한 오차정보를 고려하여, 그 결과에 대응하는 제3 신뢰도를 결정하고,
상기 위치정보에 포함된 상기 전자장치의 위도, 경도, 고도 및 그 변화량을 고려하여, 그 결과에 대응하는 제4 신뢰도를 결정하고,
상기 제1 신뢰도, 상기 제2 신뢰도, 상기 제3 신뢰도, 및 상기 제4 신뢰도 중 적어도 하나이상을 결합하여 제5 신뢰도를 결정하는 것을 포함하는 장치.
제9항에 있어서,
상기 위치정보는 상기 전자장치의 경도, 위도, 고도, 이동방향, 그리고 속력 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 위성정보는 가시위성 수, 위치를 결정하는데 사용된 위성 목록, 위성신호의 수신강도, 위성의 배치정보, 위성배치의 고른 정도를 나타내는 DOP(Dilution of Precision) 정보, 측위오차(Uncertainty or Accuracy) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,
상기 관성항법 결합 판단부는,
상기 위성항법 장치가 제공하는 위치정보에 대한 신뢰도와 적어도 하나 이상의 임계치를 비교하여, 상기 관성항법 장치의 해당 동작레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,
상기 관성항법 장치의 동작레벨은,
상기 관성항법 장치 내 다수의 센서들의 on/off 상태 그리고 상기 센서들의 샘플링 주기 중 적어도 하나이상에 따라, 다수의 동작레벨로 구분되는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,
상기 관성항법장치의 동작레벨은,
상기 관성항법장치의 센서가 오프(Sensor OFF)는 제1 레벨,
정지 및 이동여부를 판정하기 위한 제2 레벨,
회전여부를 판정하기 위한 제3 레벨,
회전각도를 판정하기 위한 제4 레벨,
상기 관성항법장치에 기반하여 위치정보를 결정하는 제5 레벨을 포함하는 장치.
제8항에 있어서,
센서정보 수신부는,
상기 위성항법장치의 제1 위치데이터와 상기 관성항법 장치의 제2 위치데이터를 결합하여, 제3 위치데이터를 결정하는 과정과,
상기 제3 위치데이터를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
위성항법 장치;
관성항법 장치;
하나 이상의 프로세서;
메모리; 및
상기 메모리에 저장되어 있으며 상기 하나 이상의 프로세서에 의하여 실행되도록 구성되는 하나 이상의 프로그램을 포함하는 전자 장치로서,
상기 프로그램은
상기 위성항법장치를 통해 위성신호를 수신하고,
상기 위성신호를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하고,
상기 위성신호에 포함된 위성정보 및 결정된 상기 전자장치의 위치에 기반한 위치정보 중 적어도 하나이상을 이용하여, 상기 위성항법 장치가 제공하는 상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 결정하고,
상기 전자장치의 위치정보에 대한 신뢰도를 이용하여, 상기 관성항법장치의 동작레벨을 결정하고,
상기 결정된 관성항법 장치의 동작레벨에 따라, 상기 관성항법장치를 동작시켜 상기 전자장치의 위치를 보정하는 명령어를 포함하는 전자장치.
제15항에 있어서,
상기 프로그램은,
상기 위성정보에 포함된 가시위성의 수, 상기 전자장치의 위치결정에 사용된 위성 수, 위성신호의 수신강도, 위성의 배치정보 중 적어도 하나 이상을 고려하여 그 결과에 대응하는 제1 신뢰도를 결정하고,
상기 위치정보에 포함된 전자장치의 속도 및 속도 변화량을 고려하여 그 결과에 대응하는 제2 신뢰도를 결정하고,
상기 위치정보에 포함된 상기 전자장치의 위치에 대한 오차정보를 고려하여, 그 결과에 대응하는 제3 신뢰도를 결정하고,
상기 위치정보에 포함된 상기 전자장치의 위도, 경도, 고도 및 그 변화량을 고려하여, 그 결과에 대응하는 제4 신뢰도를 결정하고,
상기 제1 신뢰도, 상기 제2 신뢰도, 상기 제3 신뢰도, 및 상기 제4 신뢰도 중 적어도 하나이상을 결합하여 제5 신뢰도를 결정하는 명령어를 포함하는 전자장치.
제15항에 있어서,
상기 위치정보는 상기 전자장치의 경도, 위도, 고도, 이동방향, 그리고 속력 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 위성정보는 가시위성 수, 위치를 결정하는데 사용된 위성 목록, 위성신호의 수신강도, 위성의 배치정보, 위성배치의 고른 정도를 나타내는 DOP(Dilution of Precision) 정보, 측위오차(Uncertainty or Accuracy) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 전자장치.
제15항에 있어서,
상기 프로그램은,
상기 위성항법 장치가 제공하는 위치정보에 대한 신뢰도와 적어도 하나 이상의 임계치를 비교하여, 상기 관성항법 장치의 해당 동작레벨을 결정하는 전자장치.
제15항에 있어서,
상기 관성항법 장치의 동작레벨은,
상기 관성항법 장치 내 다수의 센서들의 on/off 상태 그리고 상기 센서들의 샘플링 주기 중 적어도 하나이상에 따라, 다수의 동작레벨로 구분되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제15항에 있어서,
상기 관성항법장치의 동작레벨은,
상기 관성항법장치의 센서가 오프(Sensor OFF)는 제1 레벨,
정지 및 이동여부를 판정하기 위한 제2 레벨,
회전여부를 판정하기 위한 제3 레벨,
회전각도를 판정하기 위한 제4 레벨,
상기 관성항법장치에 기반하여 위치정보를 결정하는 제5 레벨을 포함하는 전자장치.
제15항에 있어서,
상기 프로그램은,
상기 결정된 관성항법 장치의 동작레벨에 따라, 상기 관성항법장치를 동작시켜 상기 전자장치의 위치를 보정하는 과정은,상기 위성항법장치의 제1 위치데이터와 상기 관성항법 장치의 제2 위치데이터를 결합하여, 제3 위치데이터를 결정하고,
상기 제3 위치데이터를 기반으로, 상기 전자장치의 위치를 결정하는 전자장치.