KR20160094021A - 보행자용 실내 네비게이션을 위한 맵매칭 방법 및 장치 - Google Patents

보행자용 실내 네비게이션을 위한 맵매칭 방법 및 장치 Download PDF

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김재헌
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한국과학기술연구원
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Abstract

본 명세서의 일 실시예에 따른 맵매칭 방법은 움직임 센서로부터 획득된 사용자의 움직임에 대한 움직임 정보 및 방향 센서로부터 획득된 사용자의 방향에 대한 방향 정보에 기초하여, 사용자의 초기 위치로부터 현재 위치를 추정하는 단계와, 사용자가 위치하는 실내 영역을 나타내는 지도의 적어도 하나의 특징 정보에 기초하여 초기 위치와 추정된 현재 위치 사이의 이동 경로가 유효한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 추정된 현재 위치를 보정하는 단계와, 보정된 현재 위치를 상기 지도 상에 표시하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 지도의 특징 정보는, 지도 상의 특정 위치를 나타내는 노드들에 대한 노드 정보, 노드들의 각각을 연결하는 링크들에 대한 링크 정보, 및 지도 상의 영역을 공간적으로 구분하는 공간구분 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

Description

보행자용 실내 네비게이션을 위한 맵매칭 방법 및 장치{MAP-MATCHING DEVICE AND METHOD FOR PEDESTRIAN INDOOR NAVIGATION}
본 명세서는 맵매칭 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보행자용 실내 네비게이션을 위한 맵매칭 방법 및 장치에 관한 것이다.
위성항법장치(GPS) 기술의 발전에 따라 지도 안내를 통해 길 찾기를 도와주는 네비게이션 서비스의 발전 또한 진행되고 있다. 이러한 네비게이션 서비스를 사용자에게 정확히 제공하기 위하여, GPS의 오차, 수치지도의 오차 등으로 발생하는 오류를 극복하기 위한 맵매칭 기술이 네비게이션 시스템에 적용된다.
그런데 현재까지 알려진 맵매칭 기술의 대부분은 차량용 네비게이션을 위한 것들이며, 이러한 맵매칭 기술은 보행자용 실내 네비게이션에 그대로 적용되기 어려운 문제를 갖는다. 왜냐하면, GPS 정보를 이용할 수 없는 보행자용 실내 네비게이션은 일반적으로 보행자추측항법(pedestrian dead reckoning: PDR)에 기반하여 보행자의 위치를 추정게 되는데, 이는 GPS 정보를 이용하는 차량용 네비게이션 보다 큰 오차를 갖기 때문이다. 따라서, 이러한 오차를 보정하기 위해 실내 네비게이션에 대한 맵매칭 기술에 대한 새로운 논의가 필요하다.
특허공개공보 제10-2012-0130060호
이에, 본 명세서는 실내에서 보행자추측항법에 기반하여 추정된 사용자의 위치를 보정함으로써 정확한 보행자용 실내 네비게이션을 제공하기 위한 맵매칭 방법 및 장치를 제공한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른, 맵매칭 장치는 움직임 센서로부터 획득된 사용자의 움직임 정보 및 방향 센서로부터 획득된 상기 사용자의 방향 정보에 기초하여, 상기 사용자의 초기 위치로부터 현재 위치를 추정하는 위치 추정부; 사용자가 위치하는 실내 영역에 대한 지도의 적어도 하나의 특징 정보에 기초하여 상기 초기 위치와 상기 추정된 현재 위치 사이의 이동 경로가 유효한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 추정된 현재 위치를 보정하는 위치 보정부; 및 상기 보정된 현재 위치를 상기 지도 상에 표시하는 위치 표시부를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 맵매칭 방법은 움직임 센서로부터 획득된 사용자의 움직임에 대한 움직임 정보 및 방향 센서로부터 획득된 상기 사용자의 방향에 대한 방향 정보에 기초하여, 상기 사용자의 초기 위치로부터 현재 위치를 추정하는 단계; 상기 사용자가 위치하는 실내 영역에 대한 지도의 특징 정보에 기초하여 상기 추정된 현재 위치를 보정하는 단계; 및 상기 보정된 현재 위치를 상기 지도 상에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 지도의 특징 정보는, 지도 상의 특정 위치를 나타내는 노드들에 대한 노드 정보, 노드들의 각각을 연결하는 링크들에 대한 링크 정보, 및 지도 상의 영역을 공간적으로 구분하는 공간구분 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 맵매칭 장치는 사용자의 초기 위치와 추정 위치 사이의 이동 경로의 유효성을 판단하고, 판단 결과를 이용하여 추정 위치를 보정하여 지도 상에 표시함으로써, 보행자용 실내 네비게이션의 위치 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 맵매칭 장치는 사용자의 위치에 기초하여 지도 상에 표시되는 사용자의 방향의 자유도를 조정함으로써, 보행자용 실내 네비게이션의 위치 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 맵매칭 장치는 센싱된 방향 정보 외에 지도의 특징 정보 중 링크 정보를 더 이용하여 보행자의 방향 오차를 보정함으로써, 보행자용 실내 네비게이션의 방향 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 맵매칭 장치의 구성도이다.
도 2a 내지 2d는 일 실시예에 따른 맵매칭 장치가 지도 상에 사용자의 위치를 표시하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 맵매칭 장치가 사용자의 위치에 기초하여 사용자의 방향의 자유도를 조정하는 방법을 나타내고, 도 3b는 일 실시예에 따른 맵매칭 장치가 사용자의 방향을 추정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 맵매칭 방법의 순서도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 맵매칭 방법의 현재 위치를 보정하는 단계의 순서도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 맵매칭 방법의 현재 위치를 추정하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 현재 위치를 추정하는 단계의 사용자 방향을 추정하는 단계를 나타내는 순서도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 실시 예를 상세하게 설명하지만, 청구하고자 하는 범위는 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 명세서의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
본 명세서에서 맵매칭 장치는 보행자추측항법에 기반하여 추정된 사용자의 위치를 보정하고, 사용자의 보정된 위치를 지도 상에 표시하여 사용자에게 제공하는 전자 장치를 말한다. 일 실시예에서, 맵매칭 장치는 상술한 기능을 수행하는 사용자 휴대 장치(예컨대, 스마트 폰과 같은 포터블 장치, 스마트 밴드와 같은 웨어러블 장치)일 수 있다. 다른 실시예에서, 맵매칭 장치는 사용자 휴대 장치로부터 사용자의 움직임 및 방향에 대한 센싱 정보를 획득하여 상술한 기능을 수행하는 별도의 처리 장치(예컨대, 서버, 컴퓨팅 장치)일 수 있다. 이하에서는 맵매칭 장치가 사용자 휴대 장치인 경우를 중심으로 설명하지만, 동일하거나 유사한 설명이 맵매칭 장치가 별도의 처리 장치인 경우에도 설명될 수 있다.
도 1은 일 실시예에서 따른 맵매칭 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 맵매칭 장치(100)는 위치 추정부(110), 위치 보정부(120) 및 위치 표시부(130)를 포함할 수 있다.
위치 추정부(110)는 움직임 정보 및 방향 정보에 기초하여 사용자의 초기 위치로부터 현재 위치를 추정할 수 있다. 위치 추정부(110)는 미리 설정된 주기로 움직임 정보 및 방향 정보를 획득하고, 이에 기초하여 사용자의 현재 위치를 추정할 수 있다. 여기서, 움직임 정보는 움직임 센서(예컨대, 가속도 센서)에 의해 획득된 사용자의 움직임을 나타내는 정보를 말한다. 또한, 방향 정보는 방향 센서(예컨대, 지자기 센서 또는 자이로 센서)에 의해 획득된 사용자가 향하는 방향을 나타내는 정보를 말한다.
일 실시예에서, 위치 추정부(110)는 움직임 정보를 이용하여 사용자의 이동 거리를 추정하고, 방향 정보를 이용하여 사용자의 방향을 추정한 뒤, 사용자의 초기 위치에 추정된 이동 거리 및 방향을 반영함으로써 사용자의 현재 위치를 추정할 수 있다. 예를 들면, 위치 추정부(110)는 움직임 정보로부터 걸음수를 산출하고 이에 미리 저장된 사용자의 보폭을 반영함으로써 이동 거리를 산출할 수 있다. 이러한 위치 추정부(110)가 사용자의 방향을 추정하는 방법에 대하여는 도 3a 및 3b을 참조하여 이하에서 상세히 설명하도록 한다.
이렇게, 일반적인 보행자추측항법에 기반하여 사용자의 현재 위치를 추정하는 경우에는 GPS와 같은 위치 정보에 기반하여 사용자의 현재 위치를 추정하는 것에 비해 보다 큰 오차를 가지므로 이하에서 설명될 것처럼 추정된 현재 위치를 보정할 필요가 있다.
위치 보정부(120)는 지도의 특징 정보에 기초하여 추정된 현재 위치(이하, “추정 위치”라고도 함)를 보정할 수 있다. 위치 보정부(120)는 지도의 특징 정보를 획득하고, 이에 기초하여 추정 위치를 보정할 수 있다. 실시예로서, 위치 보정부(120)는 맵매칭 장치(100) 내에 포함된 데이터베이스로부터 지도의 특징 정보를 획득하거나 및/또는 유/무선 통신을 통하여 외부 저장 장치(예컨대, 외부 서버)로부터 지도 정보를 획득할 수 있다.
여기서, 지도의 특징 정보는 사용자가 위치하는 실내 영역을 나타내는 지도의 적어도 하나의 특징에 대한 정보를 말한다. 일 실시예에서, 지도의 특징 정보는 지도 상의 특정 위치를 나타내는 노드들에 대한 노드 정보, 노드들의 각각을 연결하는 링크들에 대한 링크 정보, 및 지도 상의 영역을 공간적으로 구분하는 공간구분 정보(예컨대, 벽(wall)에 대한 정보) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 추가적인 지도 특징(feature)들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 위치 보정부(120)는 지도의 특징 정보에 기초하여 초기 위치와 추정 위치 사이의 이동 경로가 유효한지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 위치 보정부(120)는 지도의 특징 정보 중 공간구분 정보(예컨대, 벽들에 대한 정보)를 이용하여, 벽을 통과하는 이동 경로가 검출되었는지 여부를 결정함으로써, 이동 경로가 유효한지 여부를 판단할 수 있다.
이동 경로가 유효한 경우, 위치 보정부(120)는 지도에 포함된 링크들 중 추정 위치와 가장 가까운 제1 링크에 추정 위치를 수직 투영함으로써 추정 위치를 보정할 수 있다. 이와 달리, 이동 경로가 유효하지 않은 경우, 위치 보정부(120)는 방향 정보를 이용하여 지도에 포함된 링크들 중 링크 후보를 추출하고, 링크 후보 중 추정 위치와 가장 가까운 제2 링크에 추정 위치를 수직 투영함으로써 추정 위치를 보정할 수 있다. 여기서, 제2 링크는 제1 링크와 상이한 링크일 수 있다. 이 경우, 위치 추정부(110)는 방향 정보를 이용하여 지도에 포함된 링크들 중 링크의 방향이 사용자의 방향과 소정의 각도 범위 이내에 해당하는 링크들을 링크 후보로서 추출할 수 있다.
또한, 이동 경로가 유효하지 않은 경우, 위치 보정부(120)는 미리 설정된 노드 추출 방법에 기초하여 지도에 포함된 노드들 중 추정 위치에 대응하는 최적 노드를 추출하고, 최적 노드의 위치로 추정 위치를 이동시킴으로써 추정 위치를 보정할 수 있다. 이러한 위치 보정부(120)에 대한 자세한 설명은 도 2 내지 도 3을 참조하여 이하에서 상세히 설명하도록 한다.
위치 표시부(130)는 보정된 현재 위치(이하, “보정 위치”라고도 함)를 지도 상에 표시할 수 있다. 이러한, 위치 표시부(130)를 통해 생성된 보정 위치가 표시된 지도는 디스플레이를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 이를 통해, 사용자는 실내에서 자신의 현재 위치를 지도 상에서 실시간으로 확인할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 블록도로서, 분리하여 표시한 블록들은 장치의 구성요소들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 상술한 장치의 구성요소들은 장치의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다.
도 2a 내지 2d는 일 실시예에 따른 맵매칭 장치가 사용자의 초기 위치와 추정 위치 사이의 이동 경로에 대한 유효성 판단에 기초하여 추정 위치를 보정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2a는 일 실시예에 따른, 사용자의 실제 이동 경로를 나타낸다. 도 2a를 참조하면, 사용자는 위치(a1)에서 위치(a5)로 이동한다. 보다 상세하게, 사용자는 위치(a1)에서 위치(a2)를 지나 위치(a3)까지 이동한 뒤, 왼쪽으로 방향을 전환하여 위치(a4)를 지나 위치(a5)로 이동한다.
도 2b는 일 실시예에 따른, 맵매칭 장치가 위치 추정부를 이용하여 도 2a의 경로로 이동하는 사용자의 위치를 추정하는 방법을 나타낸다. 도 2b를 참조하면, 위치 추정부의 추정 오차로 인하여, 맵매칭 장치(100)는 실제로는 위치(a1)에서 위치(a5)로 이동한 사용자를 위치(b1)에서 위치(b5)로 이동한 것으로 추정한다. 즉, 맵매칭 장치(100)는 사용자가 위치(b1)에서 위치(b2)를 지나 위치(b3)로 이동한 뒤, 왼쪽으로 방향을 전환하여 지도 상의 벽을 통과함으로써 위치(b4)를 지나 위치(b5)로 이동한 것으로 추정한다. 즉, 사용자가 비정상적으로 이동한 것으로 추정한다.
도 2c는 일 실시예에 따른, 맵매칭 장치가 위치 보정부를 이용하여 도 2b에서 추정된 위치를 보정하는 방법을 나타낸다. 맵매칭 장치(100)는 위치 보정부를 이용하여 위치 추정부에서 추정된 위치를 보정할 수 있다. 일 실시예에서, 맵매칭 장치(100)는 지도의 특징 정보에 기초하여 초기 위치와 추정 위치 사이의 이동 경로가 유효한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 추정 위치를 보정할 수 있다.
도 2c에 도시된 예를 참조하여 상세히 설명하면, 우선, 초기 위치(b1)와 추정 위치(b2) 사이의 제1 이동 경로의 경우, 이동 경로가 지도 상의 통로를 따라 정상적으로 이동하는 유효한 이동 경로이므로, 맵매칭 장치(100)는 지도에 포함된 링크들 중 추정 위치(b2)와 가장 가까운 링크에 추정 위치(b2)를 수직 투영함으로써 보정 위치(c2)를 결정한다. 마찬가지로, 초기 위치(b2)와 추정 위치(b3) 사이의 제2 이동 경로의 경우도, 이동 경로가 유효하므로, 맵매칭 장치(100)는 지도에 포함된 링크들 중 추정 위치(b3)와 가장 가까운 링크에 추정 위치(b3)를 수직 투영함으로써 보정 위치(c3)를 결정한다.
이와 달리, 초기 위치(b3)와 추정 위치(b4) 사이의 제3 이동 경로의 경우, 이동 경로가 지도 상의 벽을 지나 비정상적으로 이동하는 유효하지 않은 이동 경로이므로, 맵매칭 장치(100)는 방향 정보를 이용하여 지도에 포함된 링크들 중 링크의 방향이 사용자의 이동 방향과 소정의 각도 범위 이내에 해당하는 링크 후보(L1 내지 L5)를 추출하고, 추출된 링크 후보(L1 내지 L5) 중 추정 위치(b4)와 가장 가까운 링크(L3)에 추정 위치(b4)를 수직 투영함으로써 보정 위치(c4)를 결정한다. 이를 통해, 맵매칭 장치(100)는 초기 위치와 추정 위치 사이의 이동 경로가 유효하지 않는 경우에 방향 정보를 이용하여 실제 이동 방향과 일치하도록 추정 위치를 보정함으로써, 실내 네비게이션의 위치 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 초기 위치(b4)와 추정 위치(b5) 사이의 제4 이동 경로의 경우, 이동 경로가 지도 상의 내부 공간에서 정상적으로 이동하는 이동 경로이므로, 맵매칭 장치(100)는 지도에 포함된 링크들 중 추정 위치(b5)와 가장 가까운 링크에 추정 위치(b5)를 수직 투영함으로써 보정 위치(c5)를 결정한다.
도 2d는 다른 실시예에 따른, 맵매칭 장치가 위치 보정부를 이용하여 도 2b에서 추정된 위치를 보정하는 방법을 나타낸다. 초기 위치(b1)와 추정 위치(b2) 사이의 제1 이동 경로와 초기 위치(b2)와 추정 위치(b3) 사이의 제2 이동 경로에 대한 설명은 도 2c에서 상술한 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 2c에서와 달리, 초기 위치(b3)와 추정 위치(b4) 사이의 제3 이동 경로의 경우, 이동 경로가 지도 상의 벽을 지나 비정상적으로 이동하는 유효하지 않은 이동 경로이지만, 맵매칭 장치(100)는 이동 경로가 유효한 경우와 마찬가지로 지도에 포함된 링크들 중 추정 위치(b4)와 가장 가까운 링크에 추정 위치(b4)를 수직 투영함으로써 보정 위치(c4)를 결정한다. 이를 통해, 위치 추정부의 추정 오차로 인하여 단 한차례만 이동 경로가 유효하지 않은 것으로 판단되는 경우에는 추정 위치의 오차를 보정하지 않음으로써 위치 보정으로 인해 생기는 데이터 처리 양의 과도한 증가를 줄일 수 있다.
다만, 이 경우, 보정 위치와 다음 추정 위치 사이의 이동 경로의 유효성을 더 판단함으로써 반복적인 이동 경로의 오류가 발생하는지 여부를 더 판단할 수 있다. 즉, 보정 위치(c4)와 다음 추정 위치(b5) 사이의 이동 경로의 유효성을 더 판단할 수 있다.
도 2d에 도시된 것처럼, 초기 위치(b4)와 추정 위치(b5) 사이의 이동 경로가 유효한 이동 경로이지만, 보정 위치(c4)와 추정 위치(b5) 사이의 이동 경로가 지도 상의 벽을 지나 비정상적으로 이동하는 유효하지 않는 이동 경로인 경우, 맵매칭 장치(100)는 방향 정보를 이용하여 지도에 포함된 링크들 중 링크의 방향이 사용자의 이동 방향과 소정의 각도 범위 이내에 해당하는 링크 후보(L1 내지 L5)를 추출하고, 추출된 링크 후보(L1 내지 L5) 중 추정 위치와 가장 가까운 링크(L4)에 추정 위치(b5)를 수직 투영함으로써 보정 위치(c5)를 결정한다. 이를 통해, 맵매칭 장치(100)는 이동 경로가 반복적으로 유효하지 않는 것으로 판단되는 경우에 방향 정보를 이용하여 실제 이동 방향과 일치하도록 추정 위치를 보정함으로써, 실내 네비게이션의 위치 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 2d에 도시된 것과 달리, 초기 위치(b4)와 추정 위치(b5) 사이의 이동 경로가 유효한 이동 경로이고, 보정 위치(c4)와 추정 위치(b5) 사이의 이동 경로가 유효한 이동 경로인 경우, 맵매치 장치는 방향 정보를 이용하여 링크 후보를 추출함 없이, 지도에 포함된 링크들 중 추정 위치(b5)와 가장 가까운 링크에 추정 위치(b5)를 수직 투영함으로써 보정 위치(c5)를 결정한다.
도 2d에서는 이동 경로가 2차례 연속적으로 유효하지 않은 것으로 판단되는 경우에 방향 정보를 이용하여 추정 위치를 보정하는 맵매칭 장치(100)를 중심으로 설명하고 있으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 이동 경로가 미리 설정된 횟수 이상 연속적으로 유효하지 않은 것으로 판단되는 경우에 방향 정보를 이용하여 추정 위치를 보정하는 맵매칭 장치(100)의 모든 실시예들에 상술한 설명과 동일하거나 유사한 설명이 적용될 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 맵매칭 장치가 사용자의 위치에 기초하여 사용자의 방향의 자유도를 조정하는 방법을 나타내고, 도 3b는 일 실시예에 따른 맵매칭 장치가 사용자의 위치 및 링크 정보에 기초하여 사용자의 방향을 추정하는 방법을 나타내는 도면이다. 맵매칭 장치(100)는 상술한 위치 추정부를 이용하여 사용자의 방향의 자유도를 조정하고, 사용자의 방향을 추정할 수 있다.
이하에서는 도 3a를 참조하여, 맵매칭 장치(100)가 사용자의 위치에 기초하여 지도 상에 표시되는 사용자의 방향의 자유도를 조정하는 방법을 자세히 설명하도록 한다.
도 3a의 a6에서처럼, 사용자가 지도 상의 통로에 위치하는 경우, 맵매칭 장치(100)는 통로의 너비 및 방향에 기초하여 지도 상에 표시되는 사용자의 방향의 자유도를 조정할 수 있다. 또한, 도 3a의 a7에서처럼, 사용자가 지도 상의 링크 위에 위치하는 경우, 맵매칭 장치(100)는 링크 정보에 기초하여 지도 상에 표시되는 사용자의 방향의 자유도를 조정(예컨대, 자유도를 낮춤)할 수 있다. 또한, 도 3a의 a8에서처럼, 사용자가 지도 상의 노드 위에 위치하는 경우, 맵매칭 장치(100)는 노드 정보에 기초하여 지도 상에 표시되는 사용자의 방향의 자유도를 조정(예컨대, 자유도를 높힘)할 수 있다.
상술한 예에서, 맵매칭 장치(100)는 사용자가 a8에 위치하는 경우에 자유도가 가장 크도록, 그리고 a7에 위치하는 경우에 자유도가 가장 작도록 조정할 수 있다. 이를 통해, 맵매칭 장치(100)는 사용자의 방향의 정확도를 증가시킴으로써, 나아가 실내 네비게이션의 위치 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 이하에서는 도 3b를 참조하여, 맵매칭 장치(100)가 위치 추정부를 이용하여 사용자의 방향을 추정하는 방법에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
도 3b의 a6 및 a8에서처럼, 사용자의 위치가 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있지 않은 경우, 맵매칭 장치(100)는 방향 정보만을 이용하여 사용자의 방향을 추정할 수 있다. 이와 달리, 도 3b의 a7에서처럼, 사용자의 위치가 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있는 경우, 위치 추정부는 사용자가 위치하는 링크에 대한 링크 정보 및 방향 정보를 함께 이용하여 사용자의 방향을 추정할 수 있다. 이 경우, 위치 추정부는 링크 정보의 신뢰도를 방향 정보의 신뢰도 보다 높게 설정함으로써 사용자의 방향을 추정할 수 있다. 이를 통해, 방향 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 맵매칭 장치(100)는 사용자의 방향 오차를 줄일 수 있어 방향 추정의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 이 경우, 맵매칭 장치(100)는 도 3a에서 결정된 사용자의 방향의 자유도 정보를 이용하여 사용자의 방향을 추정함으로써 방향 추정의 정확도를 높일 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 맵매칭 방법의 순서도이다. 도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 맵매칭 방법의 현재 위치를 보정하는 단계의 순서도이다. 본 순서도에서는 도 1 내지 도 3의 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 맵매칭 방법은 움직임 센서로부터 획득된 사용자의 움직임에 대한 움직임 정보 및 방향 센서로부터 획득된 사용자의 방향에 대한 방향 정보에 기초하여, 사용자의 초기 위치로부터 현재 위치를 추정하는 단계(S100)를 포함 수 있다.
또한, 맵매칭 방법은 맵매칭 장치(100)는 사용자가 위치하는 실내 영역을 나타내는 지도의 적어도 하나의 특징 정보에 기초하여 추정된 현재 위치를 보정하는 단계(S20)를 포함할 수 있다. 여기서, 지도의 특징 정보는, 지도 상의 특정 위치를 나타내는 노드들에 대한 노드 정보, 노드들의 각각을 연결하는 링크들에 대한 링크 정보, 및 지도 상의 영역을 공간적으로 구분하는 공간구분 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하여, 단계(S200)을 상세히 설명하면, 맵매칭 장치(100)는 지도의 특징 정보에 기초하여 초기 위치와 추정된 현재 위치 사이의 이동 경로가 유효한지 여부를 판단할 수 있다(S210). 맵매칭 장치(100)는 이동 경로가 유효한 경우, 지도에 포함된 링크들 중 추정된 현재 위치와 가장 가까운 제1 링크에 추정된 현재 위치를 수직 투영함으로써 추정된 현재 위치를 보정할 수 있다(S220). 또한, 맵매칭 장치(100)는 이동 경로가 유효하지 않은 경우, 방향 정보를 이용하여 지도에 포함된 링크들 중 링크 후보를 추출하고, 링크 후보 중 추정된 현재 위치와 가장 가까운 제2 링크에 추정된 현재 위치를 수직 투영함으로써 추정된 현재 위치를 보정할 수 있다(S230). 실시예로서, 이동 경로가 유효하지 않은 경우, 맵매칭 장치(100)는 지도에 포함된 링크들 중 링크의 방향이 사용자의 방향과 소정의 각도 범위 이내에 해당하는 링크들을 링크 후보로서 추출할 수 있다.
또한, 맵매칭 방법은 보정된 현재 위치를 지도 상에 표시하는 단계(S30)를 포함할 수 있다. 단계(S300)에서, 맵매칭 장치(100)는 보정 위치가 표시된 지도를 디스플레이를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 실내에서 자신의 현재 위치를 지도 상에서 실시간으로 확인할 수 있다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 맵매칭 방법의 현재 위치를 추정하는 단계를 나타내는 순서도이다. 도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 현재 위치를 추정하는 단계의 사용자 방향을 추정하는 단계를 나타내는 순서도이다. 본 순서도에서는 도 1 내지 도 5의 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 6를 참조하면, 현재 위치를 추정하는 단계(100)는 움직임 정보에 기초하여 사용자의 이동 거리를 추정하는 단계(S110)와, 방향 정보에 기초하여 사용자의 방향을 추정하는 단계(S120)와, 추정된 이동 거리 및 방향에 기초하여 초기 위치로부터 상기 현재 위치를 추정하는 단계(S110)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하여 단계(S120)를 상세히 설명하면, 맵매칭 장치(100)는 사용자의 위치가 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있는지 여부를 판단할 수 있다(S121). 또한, 맵매칭 장치(100)는 사용자의 위치가 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있는 경우, 사용자가 위치하는 링크에 대한 링크 정보 및 방향 정보를 이용하여 사용자의 방향을 추정할 수 있다(S122). 이 경우, 맵매칭 장치(100)는 링크 정보의 신뢰도를 상기 방향 정보의 신뢰도 보다 높게 설정함으로써 상기 사용자의 방향을 추정할 수 있다. 맵매칭 장치(100)는 사용자의 위치가 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있지 않은 경우, 방향 정보만을 이용하여 사용자의 방향을 추정할 수 있다(S123).
또한, 단계(S120)에서, 맵매칭 장치(100)는 사용자의 위치에 기초하여 사용자의 방향의 자유도를 조정할 수 있다. 이에 대하여는 도 3a에 상술히 설명한 바 자세한 설명은 생략한다.
이와 같은, 맵매칭 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 요지를 벗어남이 없이 당해 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 명세서의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
또한, 본 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수 있다.
100: 맵매칭 장치 110: 위치 추정부
120: 위치 보정부 130: 위치 표시부

Claims (18)

  1. 움직임 센서로부터 획득된 사용자의 움직임 정보 및 방향 센서로부터 획득된 상기 사용자의 방향 정보에 기초하여, 상기 사용자의 초기 위치로부터 현재 위치를 추정하는 위치 추정부;
    사용자가 위치하는 실내 영역을 나타내는 지도의 적어도 하나의 특징 정보에 기초하여 상기 초기 위치와 상기 추정된 현재 위치 사이의 이동 경로가 유효한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 추정된 현재 위치를 보정하는 위치 보정부; 및
    상기 보정된 현재 위치를 상기 지도 상에 표시하는 위치 표시부를 포함하는, 맵매칭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지도의 특징 정보는,
    상기 지도 상의 특정 위치를 나타내는 노드들에 대한 노드 정보, 상기 노드들의 각각을 연결하는 링크들에 대한 링크 정보, 및 상기 지도 상의 영역을 공간적으로 구분하는 공간구분 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 맵매칭 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 이동 경로가 유효한 경우, 상기 지도에 포함된 링크들 중 상기 추정된 현재 위치와 가장 가까운 제1 링크에 상기 추정된 현재 위치를 수직 투영함으로써 상기 추정된 현재 위치를 보정하는, 맵매칭 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 이동 경로가 유효하지 않은 경우, 상기 방향 정보를 이용하여 상기 지도에 포함된 링크들 중 링크 후보를 추출하고, 상기 링크 후보 중 상기 추정된 현재 위치와 가장 가까운 제2 링크에 상기 추정된 현재 위치를 수직 투영함으로써 상기 추정된 현재 위치를 보정하는, 맵매칭 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 이동 경로가 유효하지 않은 경우, 상기 지도에 포함된 링크들 중 링크의 방향이 상기 사용자의 방향과 소정의 각도 범위 이내에 해당하는 링크들을 상기 링크 후보로서 추출하는, 맵매칭 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 추정부는,
    상기 움직임 정보에 기초하여 상기 사용자의 이동 거리를 추정하고, 상기 방향 정보에 기초하여 상기 사용자의 방향을 추정하고, 상기 추정된 이동 거리 및 방향에 기초하여 상기 초기 위치로부터 상기 현재 위치를 추정하는, 맵매칭 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 추정부는,
    상기 사용자의 위치가 상기 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있지 않은 경우, 상기 방향 정보만을 이용하여 상기 사용자의 방향을 추정하고,
    상기 사용자의 위치가 상기 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있는 경우, 상기 사용자가 위치하는 링크에 대한 링크 정보를 더 이용하여 상기 사용자의 방향을 추정하는, 맵매칭 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 위치 추정부는,
    상기 사용자의 위치가 상기 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있는 경우, 상기 링크 정보의 신뢰도를 상기 방향 정보의 신뢰도 보다 높게 설정함으로써 상기 사용자의 방향을 추정하는, 맵매칭 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 추정부는,
    상기 사용자의 위치에 기초하여 상기 사용자의 방향의 자유도를 조정하는, 맵매칭 장치.
  10. 움직임 센서로부터 획득된 사용자의 움직임에 대한 움직임 정보 및 방향 센서로부터 획득된 상기 사용자의 방향에 대한 방향 정보에 기초하여, 상기 사용자의 초기 위치로부터 현재 위치를 추정하는 단계;
    상기 사용자가 위치하는 실내 영역을 나타내는 지도의 적어도 하나의 특징 정보에 기초하여 상기 초기 위치와 상기 추정된 현재 위치 사이의 이동 경로가 유효한지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 추정된 현재 위치를 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 현재 위치를 상기 지도 상에 표시하는 단계를 포함하는, 맵매칭 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지도의 특징 정보는,
    상기 지도 상의 특정 위치를 나타내는 노드들에 대한 노드 정보, 상기 노드들의 각각을 연결하는 링크들에 대한 링크 정보, 및 상기 지도 상의 영역을 공간적으로 구분하는 공간구분 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 맵매칭 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 추정된 현재 위치를 보정하는 단계는,
    상기 이동 경로가 유효한 경우, 상기 지도에 포함된 링크들 중 상기 추정된 현재 위치와 가장 가까운 제1 링크에 상기 추정된 현재 위치를 수직 투영함으로써 상기 추정된 현재 위치를 보정하는, 맵매칭 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 추정된 현재 위치를 보정하는 단계는,
    상기 이동 경로가 유효하지 않은 경우, 상기 방향 정보를 이용하여 상기 지도에 포함된 링크들 중 링크 후보를 추출하고, 상기 링크 후보 중 상기 추정된 현재 위치와 가장 가까운 제2 링크에 상기 추정된 현재 위치를 수직 투영함으로써 상기 추정된 현재 위치를 보정하는, 맵매칭 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 추정된 현재 위치를 보정하는 단계는,
    상기 이동 경로가 유효하지 않은 경우, 상기 지도에 포함된 링크들 중 링크의 방향이 상기 사용자의 방향과 소정의 각도 범위 이내에 해당하는 링크들을 상기 링크 후보로서 추출하는, 맵매칭 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 현재 위치를 추정하는 단계는,
    상기 움직임 정보에 기초하여 상기 사용자의 이동 거리를 추정하는 단계;
    상기 방향 정보에 기초하여 상기 사용자의 방향을 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 이동 거리 및 방향에 기초하여 상기 초기 위치로부터 상기 현재 위치를 추정하는 단계를 포함하는, 맵매칭 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 사용자의 방향을 추정하는 단계는,
    상기 사용자의 위치가 상기 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있지 않은 경우, 상기 방향 정보만을 이용하여 상기 사용자의 방향을 추정하고,
    상기 사용자의 위치가 상기 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있는 경우, 상기 사용자가 위치하는 링크에 대한 링크 정보를 더 이용하여 상기 사용자의 방향을 추정하는, 맵매칭 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 사용자의 방향을 추정하는 단계는,
    상기 사용자의 위치가 상기 지도에 포함된 링크들 중 어느 한 링크 위에 있는 경우, 상기 링크 정보의 신뢰도를 상기 방향 정보의 신뢰도 보다 높게 설정함으로써 상기 사용자의 방향을 추정하는, 맵매칭 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 사용자의 방향을 추정하는 단계는,
    상기 사용자의 위치에 기초하여 상기 사용자의 방향의 자유도를 조정하는, 맵매칭 방법.
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