KR20140083348A - 단말기의 고도측정 장치 및 방법 - Google Patents

단말기의 고도측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단말기의 고도측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 시간적 공간적 변화에 따른 고도의 오차를 보정할 수 있는 단말기의 고도측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 달성하기 위해 단말기의 고도측정 장치가, 단말기의 고도측정 장치가,상기 단말기에 구비된 기압계로부터 기압을 측정하는 기압측정부와; 상기 단말기의 위치정보를 측정하는 위치결정부와; 기준기압 수신주기가 발생되지 않을 때, 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 현재의 기준기압을 예측하고, 상기 예측된 기준기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

단말기의 고도측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING ALTITUDE IN TERMINAL}
본 발명은 단말기의 고도측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 시간적 공간적 변화에 따른 고도의 오차를 보정할 수 있는 단말기의 고도측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰과 같은 단말기에는 기압계가 탑재되며, 상기 기압계를 통해 현재위치에서의 기압 값을 측정할 수 있다.
도 1은 기압계의 구동원리를 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 기압계의 구동원리는 기압계 안에 있는 크리스탈이 기압으로 인한 진동을 체크하여 신호로 보내어 이를 측정한다. 보통 3개의 셀에서 평균값을 구해서 사용하고, 셀이 많을수록 가격이 비싸진다.
단말기에 기압계를 활용하여 기압을 측정할 수 있으나, 일반적으로는 고도를 측정하는데 기압계가 사용된다.
GPS에서도 위/경도정보이외에 고도정보를 함께 포함하고 있지만, 상기 고도정보는 수~수십m의 오차를 가지고 있어서 오차가 크다. 그래서 정밀한 고도를 측정을 위해서는 적합하지 않다.
특히 GPS는 실내에서는 사용할 수 없기 때문에,Indoor Navigation과 같은 서비스는 불가하다.
도 2는 기압과 고도의 관계그래프를 도시하고 있다.
상기 도 2와 같이 기압계를 통해서 고도를 산출할 수 있는 것은 기압과 고도가 일정한 관계가 있기 때문이다. 지구상에서 고도가 높아질수록 기압은 떨어진다.압력은 무게가 있어야 하는데 고도가 높아질수록 공기는 부족해지고, 결국 공기의 무게가 떨어진다.
이러한 기압과 고도와의 관계는 하기 수학식 1을 통해 풀어 낼수 있다.
하지만 하기 수학식 1을통해 해당기압에 따른 고도 값을 산출하기 위해서는 특정 고도에서의 기압 값과 같은 기준기압이 있어야 한다. 따라서 기상청과 같은 사이트에서는 해수면(고도0m)에서의 기압 값을 제공한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
: 기압(kg/m3)
Figure pat00003
: 기준 기압
Figure pat00004
: 고도(geopotential meters)
Figure pat00005
: 기준 고도(0m)
Figure pat00006
: 표준온도 상수(k)
Figure pat00007
: 보편 기체 상수( Universal gas constant for air : 8.31432 Nㅇm/(molㅇK))
Figure pat00008
: 중력가속도 (9.80665 m/s2)
Figure pat00009
: 몰 질량 (Molar mass of Earth's air (0.0289644 kg/mol))
상기 수학식 1과 같이 기압계로 측정된 기압을 통해 고도를 구하기 위해서는 기준기압이 필요하다. 일반적으로 기준기압은 해수면0m에서 1013.25mbar(760mmHg)를 가진다. 이를 바탕으로 기압이 p일 때의 고도h를 산출할 수 있다. 하지만, 이러한 방식은 측정되는 지역의 해수면기압이 기준기압일 때에만 정확한 값을 제공한다. 하지만, 해수면기압은 기상상태에 따라 다르며 하루의 밤과 낮, 계절의 여름과 겨울에 따라 차이가 있다.
따라서 현재위치의 정확한 고도를 산출하기 위해서는 정확한 기준기압 정보와 같은 외부정보가 필요하다. 하지만 현실적으로 항상 최신의 정보를 수집하는 것은 한계가 있다. 특히, 기상청으로부터 현재위치의 해수면기압을 얻을 때, 하기와 같은 두개의 위험인자를 가지고 된다.
1.시간적 위험인자
첫째는 시간이다. 현재위치상의 해수면 기압을 매분 ,매초마다 받을 수 있다면 그것은 최선의 방법이 될 것이다. 그러나 기상청에서는 주로 30분 또는 1시간 단위로 해수면기압을 측정하기 때문에 현실적으로 어렵다
실제로 30분,1시간은 기압의 관점에서는 긴 시간이다. 하루에도 아침, 점심, 저녁에 따라 기압의 차이가 생기고, 계절별 편차도 있다. 그래서 이 시간동안 실제로 오차가 발생한다. 그래서 시간이 흐르더라도 이를 고려하여 기준기압을 보정할수 있는 기술이 필요하다.
2.장소적 위험인자
둘째는 장소이다. 해수면기압은 엄밀히 얘기해서 기상관측소에서 의해 수면기압이다. 따라서 기상관측소와 단말기사이가 가까우면 문제가 없으나 거리가 멀어지면 기준기압정보가 신뢰하기 어려워진다.
또한 최근 교통수단의 발달로 1시간동안 수십에서 수백 키로 미터까지 육로로이동이 가능하다. 하지만, 기준기압이 갱신되기 전에 특정지역으로 이동하면 이전 지역의 기준기압을 참조하게 되므로 오차가 발생하게 된다.
따라서 본 발명의 목적은, 시간적, 공간적 변화에 대응되는 기준기압을 추출하고 상기 추출된 기준기압을 이용하여 고도의 오차를 보정할 수 있는 단말기의 고도측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 시간적 변화에 따라 발생되는 고도의 오차를 보정할 수 있는 단말기의 고도측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 기상관측소와 단말기의 거리에 따라 발생되는 고동의 오차를 보정할 수 있는 단말기의 고도측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 단말기의 공간적 이동에 따라 발생되는 고동의 오차를 보정할 수 있는 단말기의 고도측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 단말기의 고도측정 장치가, 상기 단말기에 구비된 기압계로부터 기압을 측정하는 기압측정부와; 상기 단말기의 위치정보를 측정하는 위치결정부와; 기준기압 수신주기가 발생되지 않을 때, 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 현재의 기준기압을 예측하고, 상기 예측된 기준기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 단말기의 고도측정 장치가, 상기 단말기에 구비된 기압계로부터 기압을 측정하는 기압측정부와; 상기 단말기의 위치정보를 측정하는 위치결정부와; 서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 복수개 두 개의 기준기압이 수신될 때, 상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소와 단말기간의 상대적 거리에 따라 상기 복수개의 기준 기압 각각에 대해 가중치를 부여하고, 상기 가중치에 따라 상기 복수개의 기준기합을 합하여 기준 기압을 결정하며, 상기 결정된 기준 기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 단말기의 고도측정 장치가, 상기 단말기에 구비된 기압계로부터 기압을 측정하는 기압측정부와; 상기 단말기의 위치정보를 측정하는 위치결정부와; 기준기압 수신주기가 발생되지 않을 때, 단말기의 위치가 기준거리를 벗어나면, 서버에게 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하고, 상기 서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 기준기압이 수신될 때, 상기 수신된 기준 기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 단말기의 고도측정 방법은, 기준기압 수신주기가 발생되지 않으면, 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 현재의 기준기압을 예측하는 과정과; 상기 예측된 기준기압과 상기 단말기에 구비된 기압계로부터 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 단말기의 고도측정 방법은, 서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 복수개의 기준기압이 수신되면, 상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소와 단말기간의 상대적 거리에 따라 상기 복수개의 기준 기압 각각에 대해 가중치를 부여하는 과정과; 상기 가중치에 따라 상기 복수개의 기준기합을 합하여 기준 기압을 결정하며, 상기 결정된 기준 기압과 상기 단말기에 구비된 기압계로부터 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 단말기의 고도측정 방법은, 기준기압 수신주기가 발생되지 않을 때, 단말기의 위치가 기준거리를 벗어나면, 서버에게 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하는 과정과; 상기 서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 기준기압이 수신되면, 상기 수신된 기준 기압과 상기 단말기에 구비된 기압계로부터 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 단말기의 고도측정 장치 및 방법을 제공함으로써, 시간적, 공간 적 변화에 따른 고도오차를 보정하여 보다 정확하고 유용한 고도를 제공할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어,건물에서 엘리베이터 탑승을 할 때 단말기에서 올라가는지 또는 내려가는지 여부와, 현재 몇 층에 섰는지도 판단 가능함으로 그에 따른 부가정보등을 제공 받을 수 있다. 또는 차량으로 드라이브 여행 시 산악지역에 왔음을 판단할 수 있고, 지역을 이동하더라도 지역에 맞게 기준기압을 수신해서 정확한 고도를 산출할 수 있는 효과가 있다. 또는 산악등반동안 3G나 LTE가 연결이 되어 있지 않은 상태에서도, 내부적으로 기존에 수신한 기준기압정보를 모델링하여 최적의 고도를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 기압계의 구동원리를 설명하기 위한 도면.
도 2는 기압과 고도의 관계그래프.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단말기에서 고도를 측정하기 위한 시스템 구성도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말기의 구성도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 단말기에서 시간적 변화에 따라 고도를 측정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 단말기에서 공간적 위치변화에 따라 고도를 측정하는 과정을 도시한 흐름도.
도 7a - 도 7b는 상기 도 5를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 단말기에서 공간적 이동변화에 따라 고도를 측정하는 과정을 도시한 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 단말기는 휴대 단말기와 고정 단말기를 포함한다. 여기서, 휴대 단말기는 휴대가 용이하게 이동 가능한 전자기기로서, 화상전화기, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 단말기, WCDMA 단말기, UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 단말기, E-Book, 휴대용 컴퓨터(Notebook, Tablet 등) 또는 디지털 카메라(Digital Camera) 등이 될 수 있다. 그리고 고정 단말기는 데스크탑(desktop) 개인용 컴퓨터 등이 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단말기에서 고도를 측정하기 위한 시스템 구성도이다.
상기 도 3을 참조하면, 단말기에서 고도를 측정하기 위한 시스템은 단말기(100), 서버(200) 및 기상관측소(300)를 포함한다.
상기 단말기(100)는 주기적으로 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 상기 서버(200)에게 요청하고, 상기 서버(200)로부터 수신된 기준기압을 이용하여 현재 고도를 측정한다. 상기와 같은 단말기의 구성은 하기 도 4에서 상세히 설명한다.
상기 서버(200)는 서로 다른 위치 배치된 복수의 기상관측소(300) 각각으로 부터 해수면의 기압 값을 기준기압을 수신한다. 그리고 상기 서버(200)는 상기 단말기(100)로부터 기준기압이 요청되면, 상기 단말기로부터 수신된 단말기의 위치정보에 대응되는 적어도 하나의 기준기압 및 상기 적어도 하나의 기준기압이 측정된 기상관측소의 위치정보를 상기 단말기(100)에게 전송한다.
상기 복수의 기상관측소(300)는 일정간격으로 배치되어, 주기적으로 해수면의 기압 값을 측정하여 상기 서버(200)에게 전송한다.
상기 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말기의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, RF부(123)는 단말기의 무선 통신 기능을 수행한다. 상기 RF부(123)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강변환하는 RF수신기등을 포함한다. 데이터처리부(120)는 상기 송신되는 신호를 부호화 및 변조하는 송신기 및 상기 수신되는 신호를 복조 및 복호화 하는 수신기 등을 구비한다. 즉, 상기 데이터 처리부(120)는 모뎀(MODEM) 및 코덱(CODEC)으로 구성될 수 있다. 여기서 상기 코덱은 패킷데이터 등을 처리하는 데이터 코덱과 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 코덱을 구비한다. 오디오 처리부(125)는 상기 데이터 처리부(120)의 오디오 코덱에서 출력되는 수신 오디오신호를 재생하거나 또는 마이크로부터 발생되는 송신 오디오신호를 상기 데이터 처리부(120)의 오디오 코덱에 전송하는 기능을 수행한다.
또한 상기 RF부(123)는 본 발명의 실시 예에 따라, 단말기의 현재위치를 상기 서버(200)에게 전송하고, 상기 서버(200)로부터 적어도 하나의 기준기압을 수신한다.
키 입력부(127)는 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들 및 각종 기능들을 설정하기 위한 기능 키들을 구비한다.
메모리(130)는 프로그램 메모리, 데이터 메모리들로 구성될 수 있다. 상기 프로그램 메모리는 단말기의 일반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램들을 제어하는 프로그램들 및 시간적, 공간적 변화에 따른 기준기압을 추출하여 정확한 고도를 측정할 수 있도록 제어하는 프로그램들을 저장할 수 있다. 또한 상기 데이터 메모리는 상기 프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터들을 일시 저장하는 기능을 수행한다.
또한 상기 메모리(130)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 서버(200)에서 수신되는 기준기압을 저장한다.
제어부(110)는 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라, 기준기압 수신주기가 발생되지 않을 때, 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 현재의 기준기압을 예측하고, 상기 예측된 기준기압과 기압 측정부(170)에서 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정한다.
이때 상기 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 현재의 기준기압을 예측하기 위한 방법으로 외삽법(Extrapolation)이 이용될 수 있다.
또한 상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 기준기압 수신주기가 발생될 때, 위치 결정부(180)에서 추출된 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하고, 상기 서버(200)로부터 상기 단말기의 위치정보에 따른 기준기압이 수신되면, 상기 수신된 기준기압과 상기 기압 측정부(170)에서 측정된 기압을 이용하여 고도를 측정한다.
또한 상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라, 기준기압 수신주기가 발생될 때, 상기 위치 결정부(180)에서 추출된 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 상기 서버(200)에게 전송한다.
상기 제어부(110)는 상기 서버(200)로부터 단말기의 위치정보에 따른 복수개의 기준기압이 수신될 때, 상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소(300)와 단말기(100)간의 상대적 거리에 따라 상기 복수개의 기준 기압 각각에 대해 가중치를 부여한다. 이때 상기 제어부(110)는 상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소 중 상기 단말기와 거리가 가까울수록 높은 가중치를 부여한다.
그리고 상기 제어부(110)는 상기 가중치에 따라 상기 복수개의 기준기합을 합하여 기준기압을 결정하고, 상기 결정된 기준 기압과 상기 기압 측정부에서 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정한다.
또한 상기 제어부(110)는 날씨정보 제공서버로부터 수신된 날씨정보가 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단될 때, 상기 서버(200)로부터 수신된 기준기압 수신주기를 감소시키거나 또는 단말기의 위치에 따라 기준기압을 제공하는 기상관측소의 개수증가를 상기 서버(200)에게 요청한다.
날씨가 불안정할 경우(풍속, 풍향, 날씨상태등을 고려), 기압의 변동이 커짐으로 현재 고도오차가 발생될 수 있다. 따라서 날씨정보 제공서버로부터 수신된 날씨정보(풍속, 풍향 및 날씨 상태등)가 미리 설정된 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단될 경우, 첫 번째 방법으로 서버로부터 수신되는 기준기압의 수신주기를 줄인다. 예를 들어, 두 시간 단위의 수신주기를 한 시간 단위로 줄임으로써 한 시간마다 기준 기압을 갱신하는 것이다. 단 날씨정보 제공서버에서 날씨정보 자체를 기준 기압의 수신주기 보다 짧게 갱신할 때 가능하다. 두 번째 방법으로, 단말기의 현재 위치를 기분으로 기준기압이 참고 되는 기상관측소의 개수를 늘리는 방법이다. 모델링 방법에 따라 주위의 많은 기상관측소의 정보를 수집하여 현재 위치의 기준기압을 산출할 수 있다. 정보가 많으면 좀 더 예측할 수 있는 범주가 넓어지고 다양한 모델링을 수행할 수 있다.
또한 상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 서버(200)로부터 상기 단말기(100)의 위치정보에 따른 복수개의 기준기압이 수신될 때, 상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소 중 단말기와 일정거리 내에 존재하는 기상관측소가 존재하는지 판단한다. 그리고 상기 제어부(110)는 상기 단말기와 일정거리 내에 존재하는 기상관측소가 존재하면, 상기 단말기와 일정거리(d) 내에 존재하는 기상관측소의 기준기압과 상기 기압 측정부(170)에서 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정한다.
또한 상기 제어부(110)는 상기 날씨정보 제공서버로부터 수신된 날씨정보가 미리 설정된 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단될 때, 세 번째 방법으로, 상기 단말기(100)와 상기 기상관측소(300)간의 상기 일정거리(d)의 범위를 감소함으로써, 기압의 변동이 커짐에 따라 발생될 수 있는 고도오차가 줄일 수 있다.
상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라, 기준기압 수신주기가 발생되지 않을 때, 상기 단말기(100)가 미리 설정된 일정범위를 벗어날 경우, 상기 위치 결정부(180)에서 추출된 상기 단말기(100)의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하고, 상기 서버(200)로부터 상기 단말기의 위치정보에 따른 기준기압이 수신되면, 상기 수신된 기준기압과 상기 기압 측정부(170)에서 측정된 기압을 이용하여 고도를 측정한다.
또한 상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라, 날씨정보 제공서버로부터 수신된 날씨정보가 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단되면, 네 번째 방법으로 상기 일정범위를 유기적으로 변동하여 조절할 수 있다.
상기 기압 측정부(170)는 상기 단말기에 구비된 기압계(미 도시)를 통해 기압을 추출하여 상기 제어부(110)에게 제공한다.
상기 위치 결정부(180)는 GPS 또는 WPS등과 같은 측위시스템을 이용하여 현재 단말기의 위치정보를 측정하여 상기 제어부(110)에게 제공한다.
카메라부(140)는 영상 데이터를 촬영하며, 촬영된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 카메라 센서와, 상기 카메라센서로부터 촬영되는 아날로그 영상신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호처리부를 구비한다. 여기서 상기 카메라 센서는 CCD 또는 CMOS센서라 가정하며, 상기 신호처리부는 DSP(Digital Signal Processor)로 구현할 수 있다. 또한 상기 카메라 센서 및 신호처리부는 일체형으로 구현할 수 있으며, 또한 분리하여 구현할 수도 있다.
상기 영상처리부(150)는 상기 카메라부(140)에서 출력되는 영상신호를 표시부(160)에 표시하기 위한 ISP(Image Signal Processing)를 수행하며, 상기 ISP는 감마교정, 인터폴레이션, 공간적 변화, 이미지 효과, 이미지 스케일, AWB, AE,AF등과 같은 기능을 수행한다. 따라서 상기 영상처리부(150)는 상기 카메라부(140)에서 출력되는 영상신호를 프레임 단위로 처리하며, 상기 프레임 영상데이터를 상기 표시부(160)의 특성 및 크기에 맞춰 출력한다. 또한 상기 영상처리부(150)는 영상코덱을 구비하며, 상기 표시부(160)에 표시되는 프레임 영상데이터를 설정된 방식으로 압축하거나, 압축된 프레임 영상데이터를 원래의 프레임 영상데이터로 복원하는 기능을 수행한다. 여기서 상기 영상코덱은 JPEG 코덱, MPEG4 코덱, Wavelet 코덱 등이 될 수 있다. 상기 영상처리부(150)는 OSD(On Screen Display) 기능을 구비한다고 가정하며, 상기 제어부(110)의 제어하여 표시되는 화면크기에 따라 온 스크린 표시데이터를 출력할 수 있다.
상기 표시부(160)는 상기 영상처리부(150)에서 출력되는 영상신호를 화면으로 표시하며, 상기 제어부(110)에서 출력되는 사용자 데이터를 표시한다. 여기서 상기 표시부(160)는 LCD를 사용할 수 있으며, 이런 경우 상기 표시부(160)은 LCD제어부(LCD controller), 영상데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD표시소자 등을 구비할 수 있다. 여기서 상기 LCD를 터치스크린(touch screen) 방식으로 구현하는 경우, 입력부로 동작할 수도 있으며, 이때 상기 표시부(160)에는 상기 키 입력부(127)와 같은 키들을 표시할 수 있다.
또한 상기 표시부(160)가 터치스크린 방식으로 구현됨에 따라, 터치스크린부로 사용될 경우, 상기 터치스크린부는 복수의 센서패널을 포함하는 터치스크린패널(TSP: Touch Screen Panel)로 이루어지며, 상기 복수의 센서패널은 손 터치를 인식할 수 있는 정전 식 센서패널 및 터치펜과 같이 세밀한 터치를 감지할 수 있는 전자유도 센서패널을 포함할 수 있다.
상기와 같은 단말기에서 시간적, 공간전 변화에 대응되게 추출된 기준기압을 이용하여 고도를 측정하는 동작을 도 5 - 도 8을 통해 상세히 살펴본다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 단말기에서 시간적 변화에 따라 고도를 측정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
이하 본 발명의 실시 예를 도 3 - 도 4의 참조와 함께 상세히 설명한다.
상기 도 5를 참조하면, 단말기(100)에서 고도측정을 필요로 하는 특정 어플리케이션이 수행되면, 상기 제어부(110)는 상기 위치 결정부(180)에서 측정된 단말기(100)의 현재 위치정보를 상기 서버(200)에게 전송하는 501단계를 진행한다.
이후 상기 서버(200)로부터 기준기압이 수신되면, 상기 제어부(110)는 502단계에서 이를 감지하고 상기 수신된 기준기압과 상기 기압 측정부(170)에서 측정된 기압을 이용하여, 즉 상기 수학식 1을 이용하여 고도(h)를 측정하는 503단계를 진행한다.
상기 서버(200)는 상기 단말기(100)로부터 수신된 상기 단말기의 위치정보를 통해 상기 단말기의 현재 위치를 중심으로 일정범위 내에 존재하는 기상관측소로부터 수신된 기준기압을 상기 단말기(100)에게 전송함으로, 상기 단말기(100)는 상기 서버(200)로부터 적어도 하나의 기준기압을 수신할 수 있다.
따라서 상기 단말기(100)는 상기 서버(200)로부터 복수 개의 기준기압이 수신될 경우, 복수 개의 기준기압을 모두 더한 하나의 기압을 기준기압으로 이용할 수 있다.
그리고 미리 설정된 기준기압 수신주기가 발생되면, 504단계에서 이를 감지하고 다시 상기 501단계 - 상기 503단계를 진행한다.
그러나, 미리 설정된 기준기압 수신주기가 발생되지 않는 동안 즉, 다음 기준기압 수신주기가 발생되기 전까지, 상기 제어부(110)는 505단계에 상기 메모리(130)에 저장된 과거 수신된 기준기압들을 기반으로 현재 기준기압을 예측하고, 506단계에서 예측된 기준기압으로 이용하여 단말기의 현재 위치에서도 고도를 측정하는 506단계를 진행한다.
단말기(100)에 구비된 기압계를 통해 측정되는 기압을 시간의 흐름에 따라 변경되지만, 기준기압(해수면 기압)은 다음 기준기압 수신주기가 발생될 때가지는 고정되어 있다.
따라서 시간의 흐름에 따라 기준기압도 함께 보정되어야 하는데, 서버로부터 수신되는 기준기압은 주기고 길고, 매번 무선통신을 통해 수신됨으로 전류소모 및 과금문제등이 발생될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 다음 기준기압 수신주기가 발생되기 전까지 과거 수신된 기준 기압들을 기반으로 현재 기준기압을 예측하며, 이때 예측하는 방법으로 외삽법(Extrapolation)을 사용할 수 있다. 상기 외삽법(Extrapolation)은 과거의 정보를 통해서 현재 또는 미래의 값을 예측하는 모델링 방법이다.
과거에 수신된 기준기압을 기반으로 예측된 기준기압은 시간에 따라 지속적으로 변경됨으로, 다음 기준기압 수신주기가 발생되기 전까지, 무선통신기능 없이 단말기의 현재의 위치에 따른 기준 기압을 추출하고, 상기 추출된 기준 기압을 이용하여 단말기가 위치된 현재고도를 계산할 수 있다.
예를 들어, 기준기압 수신주기가 1시간 단위일 때, 오전 10시에 상기 서버(200)로부터 기준 기압(a1)이 수신되면, 다음 기준기압 수신주기인 11시가 될 때까지는 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 시간에 따라 변경되는 기준기압을 예측하여 제공하다.
따라서 오전 10시 이전에 수신된 과거의 기준기압들이 보았을 때 지속적으로 상승되었다면, 오전 10부터 오전 11까지 기준기압들은 상승되는 기준기압을 예측할 수 있을 것이다. 과거의 정보를 이용하여 미래의 값을 예측하는 모델링 방법은 외삽법(Extrapolation)과 같이 이미 알려진 기술을 이용하고 있음으로, 자세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 단말기에서 공간적 위치변화에 따라 고도를 측정하는 과정을 도시한 흐름도이고, 도 7a - 도 7b는 상기 도 5를 설명하기 위한 도면이다.
이하 본 발명의 실시 예를 도 3 - 도 4의 참조와 함께 상세히 설명한다.
상기 도 6을 참조하면, 단말기(100)에서 고도측정을 필요로 하는 특정 어플리케이션이 수행되면, 상기 제어부(110)는 상기 위치 결정부(180)에서 측정된 단말기(100)의 현재 위치정보를 상기 서버(200)에게 전송하는 601단계를 진행한다.
이후 상기 서버(200)로부터 적어도 두 개의 기준기압이 수신되면, 상기 제어부(110)는 602단계에서 이를 감지하고, 상기 적어도 두 개의 기준전압을 제공한 각각의 기상관측소의 위치를 판단하는 603단계를 진행한다. 상기 서버(200)로부터 상기 적어도 두 개의 기준기압이 수신될 때, 상기 기준기압을 제공하는 기상관측소의 위치정보도 함께 수신된다.
그리고 상기 제어부(110)는 상기 적어도 두 개의 기준기압을 제공하는 각각의 기상관측소 중 단말기(100)와 미리 설정된 일정거리(d)내에 존재하는 기상관측소가 있는지 판단한다.
상기 단말기(100)와 미리 설정된 일정거리(d)내에 존재하는 기상관측소가 없으면, 상기 제어부(110)는 604단계에서 이를 감지하고, 상기 단말기(100)의 현재위치와 가까이 위치한 기상관측소의 기준기압부터 높은 가중치를 부여하면서, 상기 적어도 두 개의 기준기압을 합하여 하나의 기준기압을 결정하는 605단계를 진행한다. 이때 상기 604단계를 생략될 수 있으며, 상기 제어부(110)는 상기 서버로부터 상기 적어도 두 개의 기준기압이 수신될 때 상기 605단계를 진행할 수 있다.
상기 제어부(110)는 상기 605단계에서 결정된 기준기압과 상기 기압측정부(170)에서 측정된 기압을 이용하여, 즉 상기 수학식 1을 이용하여 단말기가 위치된 현재 고도(h)를 측정하는 606단계를 진행한다.
상기 과정들을 상기 도 7a를 통해 설명하면, 상기 단말기(100)의 현재위치에 따라, 기상관측소 A, B, 및 C로부터 3개의 기준기압이 상기 서버(200)로부터 수신될 때, 단말기(100)와 가까이 위치된 순서가 기상관측소 A, B, 및 C이고, 각 기상관측소의 기준전압이 10, 12, 14라고 가정할 때, 기상관측소 A(1), 기상관측소 B(2) 및 기상 관측소 C(3) 각각 가중치 값은 6/11, 3/11 및 2/11이 된다.
따라서, 상기 기상관측소 A, B, 및 C 각각에서 제공되는 기준기압을 가중치에 따라 합하면 "(6/11*10) + (3/11 * 12) + (2/11 * 14) = 11.272"이 되어, 기준 기압은 "11,272"로 결정될 수 있다.
상기와 같이 단말기(100)의 현재위치와 가까이 위치된 기상관측소 일수록 해당 기상관측소의 기준기압 값의 참고 비중이 커지게 된다.
또한 상기 제어부(110)는 상기 과정들을 수행하는 동안 날씨정보 제공서버로부터 수신된 날씨정보가 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단되면, 상기 서버(200)로부터 수신되는 기준기압 수신주기를 감소시키거나, 또는 단말기(100)의 위치에 따라 기준기압을 제공하는 기상관측소(300)의 개수증가를 상기 서버(200)에게 요청할 수 있다.
그리고, 상기 단말기(100)와 미리 설정된 일정거리(d)내에 존재하는 기상관측소가 있으면, 상기 제어부(110)는 상기 604단계에서 이를 감지하고, 상기 일정거리(d)에 존재하는 기상관측소의 기준기압만을 추출하고, 상기 추출된 기준기압과 상기 기압측정부(170)를 통해 추출된 기압을 이용하여, 즉 상기 수학식 1을 이용하여 단말기(100)가 위치된 현재 고도(h)를 측정하는 607단계를 진행한다.
상기 과정들을 상기 도 7b를 통해 설명하면, 상기 단말기(100)의 현재위치에 따라, 기상관측소 A, B, 및 C로 부터 3개의 기준기압이 상기 서버(200)로부터 수신될 때, 기상관측소 A, B, 및 C 중 기상관측소 A가 단말기(100)와의 일정거리(d1)에 존재함으로, 상기 단말기(100)는 기상관측소 A, B, 및 C 중 기상관측소 A의 기준기압만을 이용하여, 상기 단말기(100)가 위치된 현재 고도(h)를 측정한다.
또한 상기 제어부(110)는 상기 과정들을 수행하는 동안 날씨정보 제공서버로부터 수신된 날씨정보가 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단되면, 상기 단말기(100)와 상기 기상관측소(300)간의 상기 일정거리의 범위를 감소시킬 수 있다.
또한 상기 도 6에서, 다음 기준전압 수신주기가 발생될 때 까지, 상기 도 5의 504단계 - 506단계를 통해 과거 수신된 기준기압을 예측하여 현재 기준기압으로 사용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 단말기에서 공간적 이동변화에 따라 고도를 측정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
이하 본 발명의 실시 예를 도 3 - 도 4의 참조와 함께 상세히 설명한다.
상기 도 8을 참조하면, 단말기(100)에서 고도측정을 필요로 하는 특정 어플리케이션이 수행되면, 상기 제어부(110)는 상기 위치 결정부(180)에서 측정된 단말기(100)의 현재 위치정보를 상기 서버(200)에게 전송하는 801단계를 진행한다.
이후 상기 서버(200)로부터 기준기압이 수신되면, 상기 제어부(110)는 802단계에서 이를 감지하고 상기 수신된 기준기압과 상기 기압 측정부(170)에서 측정된 기압을 이용하여, 즉 상기 수학식 1을 이용하여 고도(h)를 측정하는 803단계를 진행한다.
이후 기준전압 수신주기가 발생되지 않을 때, 상기 단말기(100)의 현재 위치가 미리 설정된 일정범위를 벗어나면, 상기 제어부(110)는 804단계 내지 805단계에서 이를 감지하고, 상기 위치 결정부(180)에서 측정된 단말기(100)의 현재 위치정보를 상기 서버(200)에게 전송하는 상기 801단계를 다시 진행한다.
일반적으로 기상관측소 간의 거리는 20-50km 정도가 배치되지만, 육상교통의 발달로 시간 당 50-200km 정도의 육상 이동이 가능하다. 따라서, 상기 서버(200)로부터 기준기압 수신 이후 다음 기준기압 수신주기가 발생되지 전에 단말기는 사용자에 의해 다른 지역으로 이동가능 하다.
그럼으로 본 발명의 실시 예에 따라 상기 서버(200)로부터 기준기압을 수신하고, 다음 기준기압 수신주기가 발생되기 전까지 상기 단말기의 위치가 미리 설정된 일정범위를 벗어나게 되면 상기 제어부(110)가 이를 감지하고, 상기 서버(200)에게 변경된 단말기의 현재 위치정보를 전송하고, 그에 대응되는 기준기압을 수신하여 이용함으로써, 단말기(100)에서는 정확한 고도를 측정할 수 있다.
또한 상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라, 날씨정보 제공서버로부터 수신된 날씨정보가 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단되면, 상기 일정범위를 유기적으로 변동하여 조절할 수 있다.
본 발명의 단말기의 고도측정 장치 및 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 비휘발성 메모리 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110: 제어부, 130:메모리,
170: 기압측정부, 180:위치결정부

Claims (20)

  1. 단말기의 고도측정 장치에 있어서,
    상기 단말기에 구비된 기압계로부터 기압을 측정하는 기압측정부와,
    상기 단말기의 위치정보를 측정하는 위치결정부와,
    기준기압 수신주기가 발생되지 않을 때, 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 현재의 기준기압을 예측하고, 상기 예측된 기준기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기준기압 수신주기가 발생될 때 서버에게 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하고, 상기 서버로부터 상기 단말기의 위치정보에 따른 기준기압이 수신되면, 상기 수신된 기준기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 고도를 측정하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 현재의 기준기압을 예측하기 위한 방법으로 외삽법을 이용하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  4. 단말기의 고도측정 장치에 있어서,
    상기 단말기에 구비된 기압계로부터 기압을 측정하는 기압측정부와,
    상기 단말기의 위치정보를 측정하는 위치결정부와,
    서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 복수개의 기준기압이 수신될 때, 상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소와 단말기간의 상대적 거리에 따라 상기 복수개의 기준 기압 각각에 대해 가중치를 부여하고, 상기 가중치에 따라 상기 복수개의 기준기합을 합하여 기준 기압을 결정하며, 상기 결정된 기준 기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제어부는,
    기준기압 수신주기가 발생될 때 상기 서버에게 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소 중 상기 단말기와 거리가 가까울수록 높은 가중치를 부여하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  7. 제4 항에 있어서, 상기 제어부는
    기상정보를 통해 수신된 날씨정보가 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단될 때, 상기 서버로부터 수신된 기준기압 수신주기를 감소시키거나 또는 단말기의 위치에 따라 기준기압을 제공하는 기상관측소의 개수증가를 상기 서버에게 요청하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  8. 제4 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 복수개의 기준기압이 수신될 때, 상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소 중 단말기와 일정거리 내에 존재하는 기상관측소가 존재하는지 판단하고, 상기 단말기와 일정거리 내에 존재하는 기상관측소가 존재하면, 상기 단말기와 일정거리 내에 존재하는 기상관측소가 존재하는 기상관측소의 기준기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제어부는,
    기상정보를 통해 수신된 날씨정보가 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단될 때, 상기 단말기와 상기 기상관측소 간의 상기 일정거리의 범위를 감소하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  10. 단말기의 고도측정 장치에 있어서,
    상기 단말기에 구비된 기압계로부터 기압을 측정하는 기압측정부와,
    상기 단말기의 위치정보를 측정하는 위치결정부와,
    기준기압 수신주기가 발생되지 않을 때, 단말기의 위치가 기준거리를 벗어나면, 서버에게 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하고, 상기 서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 기준기압이 수신될 때, 상기 수신된 기준 기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 장치.
  11. 단말기의 고도측정 방법에 있어서,
    기준기압 수신주기가 발생되지 않으면, 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 현재의 기준기압을 예측하는 과정과,
    상기 예측된 기준기압과 상기 단말기에 구비된 기압계로부터 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 기준기압 수신주기가 발생될 때, 서버에게 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하는 과정과,
    상기 서버로부터 상기 단말기의 위치정보에 따른 기준기압이 수신되면, 상기 수신된 기준기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 고도를 측정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 과거에 수신된 기준기압들을 이용하여 현재의 기준기압을 예측하기 위한 방법으로 외삽법을 이용하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.
  14. 단말기의 고도측정 방법에 있어서,
    서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 복수개의 기준기압이 수신되면, 상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소와 단말기 간의 상대적 거리에 따라 상기 복수 개의 기준 기압 각각에 대해 가중치를 부여하는 과정과,
    상기 가중치에 따라 상기 복수개의 기준기합을 합하여 기준 기압을 결정하며, 상기 결정된 기준 기압과 상기 단말기에 구비된 기압계로부터 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    기준기압 수신주기가 발생될 때 상기 서버에게 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소 중 상기 단말기와 거리가 가까울수록 높은 가중치를 부여하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    기상정보를 통해 수신된 날씨정보가 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단되면, 상기 서버로부터 수신된 기준기압 수신주기를 감소시키거나 또는 단말기의 위치에 따라 기준기압을 제공하는 기상관측소의 개수증가를 상기 서버에게 요청하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 복수개의 기준기압이 수신되면, 상기 복수개의 기압이 측정된 각각의 기상관측소 중 단말기와 일정거리 내에 존재하는 기상관측소가 존재하는지 판단하는 과정과,
    상기 단말기와 일정거리 내에 존재하는 기상관측소가 존재하면, 상기 단말기와 일정거리 내에 존재하는 기상관측소가 존재하는 기상관측소의 기준기압과 상기 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    기상정보를 통해 수신된 날씨정보가 고도오차가 발생될 수 있는 날씨정보로 판단되면, 상기 단말기와 상기 기상관측소 간의 상기 일정거리의 범위를 감소하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.
  20. 단말기의 고도측정 방법에 있어서,
    기준기압 수신주기가 발생되지 않을 때, 단말기의 위치가 기준거리를 벗어나면, 서버에게 상기 단말기의 위치정보와 함께 기준기압요청을 전송하는 과정과,
    상기 서버로부터 단말기의 위치정보에 따른 기준기압이 수신되면, 상기 수신된 기준 기압과 상기 단말기에 구비된 기압계로부터 측정된 기압을 이용하여 현재 고도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기의 고도측정 방법.





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