KR20170101155A

KR20170101155A - 다중 패스 스무딩을 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20170101155A
Application number: KR1020170025039A
Authority: KR
Inventors: 자크 조지; 유 리; 메드핫 옴머; 크리스토퍼 구달; 흐수이-웬 창
Original assignee: 인벤센스, 인크.
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2017-09-05
Also published as: CN107228670B; US20160252354A1; US9719787B2; JP7133903B2; JP2017151108A; CN107228670A

Abstract

다중 패스 스무딩을 수행함으로써 디바이스의 내비게이션 솔루션이 향상될 수 있다. 임시 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해서, 입력 데이터의 순방향 및 역방향 프로세싱이 수행될 수 있다. 임시 내비게이션 솔루션들의 하나 또는 그 초과의 양들이 그 양들을 스무딩하기 위해서 조합될 수 있다. 이어서, 임시 내비게이션 솔루션들을 향상시키기 위해 조합되어진 내비게이션 솔루션의 양들을 사용하여 순방향 및 역방향 프로세싱의 적어도 하나의 부가적인 패스가 수행될 수 있다. 다음으로, 향상되어진 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위해서, 향상된 임시 내비게이션 솔루션으로부터의 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 비조합된 양이 조합된다. 필요할 경우 내비게이션 솔루션의 다른 양들을 조합하기 위해서 부가적인 패스들이 수행될 수 있다.

Description

다중 패스 스무딩을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MULTIPLE PASS SMOOTHING}

관련 출원들의 교차 참조

[001] 본 출원은 "METHOD AND SYSTEM FOR MULTIPLE PASS SMOOTHING"란 명칭인, 2016년 2월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 15/054,792호의 장점 및 이를 우선권으로 주장하며, 이는 본원의 양수인에게 양도되었다.

[002] 본 개시내용은 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션을 강화하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이며 보다 구체적으로는 다중 패스 스무딩을 수행하기 위한 기법들에 관한 것이다.

[003] 핸드헬드형으로 구성된 아니면 사용자와 연관된 것들과 같은 휴대가능 전자 디바이스들이 광범위한 애플리케이션들 및 환경들에서 이용된다. 점차적으로, 이러한 디바이스들에는 휴대가능 디바이스의 포지션 또는 모션을 결정하기 위한 하나 또는 그 초과의 센서들 또는 다른 시스템들이 장착된다. 특히, 스마트폰들, 테블릿들, 스마트 와치들 또는 다른 휴대가능 디바이스들과 같은 디바이스들은 저렴한 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서들, 이를테면 자이로스코프들, 가속도계들, 자력계들 및 기압계들을 특징으로 할 수 있다. 이 센서들은 작고 가벼우며 적은 전력을 소비하며 비용이 매우 저렴하다. 이 장점들 덕분에, MEMS 센서들은 모션 추적 및 내비게이션 애플리케이션들의 적합한 후보가 되었다. 소비자 휴대가능 디바이스들의 경우, INS(inertial navigation systems) 및 데드-레코닝(dead-reckoning) 이를테면 PDR(pedestrian dead-reckoning)이 관성 센서를 이용하는 내비게이팅에 사용될 수 있다. PDR은 도보(on-foot) 모션, 이를테면 걷기 또는 달리기의 경우 관성 센서들을 이용한 내비게이팅에 사용되는 알고리즘일 수 있으며, (차량의 스피드가 측정될 때) 차량 데드-레코딩 또는 (주기적 모션이 검출될 때) 사이클링 데드-레코닝과 같은 다른 데드-레코닝 기법들이 사용될 수 있다. 또한 차량들 또는 다른 선박들에 INS가 사용될 수 있다. 관성 센서들은 외부 소스로부터의 신호들의 송신 또는 수신에 좌우되지 않으며; 따라서, 이들은 실내/실외 환경들에서 연속적 정보를 제공하는데 이상적이다.

[004] 그러나, 관성 센서들은 오직 단기간(short-term) 정확도만을 제공하며 시간에 걸쳐 정확도 저하를 겪게 된다. 수평 자세(즉, 롤 및 피치) 에러들이 가속도계 측정들에 의해 제어될 수 있지만, 통상적으로 헤딩 에러(heading error)는 어떠한 지원 정보도 없을 때 커진다. 추가로, 모바일 디바이스들의 배향은 플랫폼 또는 사용자의 바디의 이동에 대해 계속 변할 수 있기 때문에, (예컨대 무엇보다도 보행자 애플리케이션들과 같은) 휴대가능 내비게이션 애플리케이션에서 오정렬 문제가 있다. 증가하는 에러들에 대해 정정하기 위해, 외부 기법들, 이를테면 절대적 내비게이션 정보, 이를테면 GNSS(Global Navigation Satellite System) 또는 자력계들이 요구될 수 있다. 이러한 기법들은 충분한 신뢰성을 제공하지 못할 수 있다. 특히, 전형적인 GNSS 신호들은 너무 약해 실내 환경들에 침투할 수 없고; 또한, 깊은 도심 영역들에서는 상당한 다중경로 효과들이 있다. 게다가, 자력계들을 사용할 경우, 로컬 자기장은 실내 또는 도심 환경들에서 사람이 만든 인프라구조들로부터의 간섭을 받기 쉽고, 이는 자력계-유도 헤딩 각도들을 신뢰할 수 없게 만든다.

[005] 결과적으로, 멀티-센서 통합 내비게이션 성능은, 특히 휴대가능 내비게이션을 위한 모든 애플리케이션들의 요건을 충족시키지 못할 수 있다. 따라서, 내비게이션 성능을 향상시키기 위해서는 스무딩과 같은 다른 방법들이 요구된다. 센서들을 포함하는 디바이스가 플랫폼(임의의 타입의 선박, 차량 또는 사용자) 내에서 제약된 또는 제약없는 이동을 할 수 있고, 디바이스의 배향이 플랫폼에 대해 자유롭게 변할 수 있고, 그리고 플랫폼이 (어떠한 절대적 내비게이션 정보도 이용가능하지 않더라도) 임의의 환경을 거칠 수 있는 휴대가능 내비게이션은, 원하는 성능 레벨을 제공할 수 없을 수도 있는 기존의 스무딩 기법들에 대해 문제시되는 조건들을 제시한다. 따라서, 모든 문제들, 특히 휴대가능 내비게이션의 문제들에 대처할 수 있는 보다 효율적인 스무딩 기법들이 요구된다. 하기 자료들에 설명되는 바와 같이, 본 개시내용은 이들 요건 및 다른 요건을 충족시킨다.

[006] 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 본 개시내용은 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼의 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법을 포함하며, 디바이스의 이동성(mobility)은 플랫폼 내에서 제약되거나 또는 제약되지 않으며, 디바이스는 임의의 배향으로 틸팅될 수 있다. 방법은, 제 1 인스턴트로(instant)부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 에포크(epoch)들에서 디바이스의 모션을 표시하는, 디바이스에 대한 센서 데이터를 포함하는 입력 데이터를 획득하는 단계, 에포크들에 대한 임시(interim) 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행하는 단계, 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하는 단계, 적어도 하나의 조합된 양의 스무딩된 버전을 획득하기 위해 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양을 조합하는 단계, 에포크들에 대한 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 순방향 프로세싱을 수행하는 단계, 에포크들에 대한 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 역방향 프로세싱을 수행하는 단계, 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 획득하기 위해, 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 비조합된 양을 조합하는 단계 및 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하는 단계를 수반할 수 있다.

[007] 추가로, 본 개시내용의 기법들은 디바이스를 사용하여 구현될 수 있다. 디바이스는, 제 1 인스턴트로부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 에포크들에서 디바이스에 대한 디바이스의 모션을 표시하는 센서 데이터를 출력하도록 구성된 통합된 센서 어셈블리, 및 센서 데이터를 포함하는 입력 데이터를 획득하고, 에포크들에 대한 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행하고, 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하고, 적어도 하나의 조합된 양의 스무딩된 버전을 획득하기 위해, 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양을 조합하고, 에포크들에 대한 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 순방향 프로세싱을 수행하고, 에포크들에 대한 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 역방향 프로세싱을 수행하고, 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 획득하기 위해, 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 비조합된 양을 조합하고 그리고 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공함으로써, 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 MPS 내비게이션 모듈을 구현하도록 구성된 프로세서를 가질 수 있다.

[008] 본 개시내용은 또한, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼의 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 서버를 포함한다. 서버는, 디바이스에 의해 제공되는 입력 데이터를 수신하기 위한 통신 모듈―입력 데이터는, 제 1 인스턴트로부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 에포크들에서 디바이스의 모션을 표시하는, 디바이스에 대한 센서 데이터를 포함함―, 및 에포크들에 대한 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 획득하고, 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하고, 적어도 하나의 조합된 양의 스무딩된 버전을 획득하기 위해, 임시 순방향 내비게이션 솔루션 및 임시 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양을 조합하고, 에포크들에 대한 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 순방향 프로세싱을 수행하고, 에포크들에 대한 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 역방향 프로세싱을 수행하고, 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 획득하기 위해, 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 비조합된 양을 조합하고 그리고 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공함으로써, 디바이스에 대한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 유도하기 위해, MPS 내비게이션 모듈을 구현하도록 구성된 프로세서를 가질 수 있다.

[009] 더 추가로, 본 개시내용은 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 시스템을 포함한다. 시스템은, 디바이스 ―디바이스는, 제 1 인스턴트로부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 에포크들에서 디바이스에 대한 디바이스의 모션을 표시하는 센서 데이터를 포함하는 입력 데이터를 제공하도록 구성된 통합된 센서 어셈블리 및 입력 데이터를 송신하기 위한 통신 모듈을 포함함―, 및 디바이스로부터 입력 데이터를 수신하도록 구성된 원격 프로세싱 자원(resource)들을 가질 수 있으며, 원격 프로세싱 자원들은, 에포크들에 대한 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 획득하고, 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하고, 적어도 하나의 조합된 양의 스무딩된 버전을 획득하기 위해, 임시 순방향 내비게이션 솔루션 및 임시 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양을 조합하고, 에포크들에 대한 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 순방향 프로세싱을 수행하고, 에포크들에 대한 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 역방향 프로세싱을 수행하고, 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 획득하기 위해, 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 비조합된 양을 조합하고 그리고 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공함으로써, 디바이스에 대한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 유도하기 위해 MPS 내비게이션 모듈을 구현하도록 구성된 프로세서를 갖는다.

[0010] 도 1은 실시예에 따라 다중 패스 스무딩을 통해 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 시스템의 개략도이다.
[0011] 도 2는 실시예에 따라 다중 패스 스무딩을 통해 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 디바이스의 개략도이다.
[0012] 도 3은 실시예에 따라 다중 패스 스무딩을 통해 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 루틴의 흐름도이다.
[0013] 도 4a-도 4d는 실시예에 따른, 제 1 오정렬 각도를 포함하는 핸드헬드 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0014] 도 5a-도 5d는 실시예에 따른, 제 2 오정렬 각도를 포함하는 핸드헬드 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0015] 도 6a-도 6d는 실시예에 따른, 제 3 오정렬 각도를 포함하는 핸드헬드 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0016] 도 7a-도 7d는 실시예에 따른, 제 1 배향을 포함하는 귀에 대한 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0017] 도 8a-도 8d는 실시예에 따른, 제 2 배향을 포함하는 귀에 대한 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0018] 도 9a-도 9d는 실시예에 따른, 제 3 배향을 포함하는 귀에 대한 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0019] 도 10a-도 10d는 실시예에 따른, 제 1 배향을 포함하는 댕글링(dangling) 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0020] 도 11a-도 11d는 실시예에 따른, 제 2 배향을 포함하는 댕글링 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0021] 도 12a-도 12d는 실시예에 따른, 제 3 배향을 포함하는 댕글링 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0022] 도 13a-도 13d는 실시예에 따른, 제 1 배향을 포함하는 포켓 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0023] 도 14a-도 14d는 실시예에 따른, 제 2 배향을 포함하는 포켓 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0024] 도 15a-도 15d는 실시예에 따른, 제 3 배향을 포함하는 포켓 사용 경우에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0025] 도 16a 및 도 16b는 실시예에 따른, 제 1 직선 궤도에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0026] 도 17a 및 도 17b는 실시예에 따른, 제 2 직선 궤도에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0027] 도 18a 및 도 18b는 실시예에 따른, 싱글 턴을 가진 궤도에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0028] 도 19a 및 도 19b는 실시예에 따른, 2개의 턴들을 가진 궤도에서 휴대가능 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션의 다중 패스 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0029] 도 20a 및 도 20b는 실시예에 따른, 제 1 테스트에서 내비게이션 솔루션의 높이 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0030] 도 21은 실시예에 따른, 제 2 테스트에서 내비게이션 솔루션의 높이 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0031] 도 22는 실시예에 따른, 제 1 테스트에서 내비게이션 솔루션의 스피드 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0032] 도 23은 실시예에 따른, 제 2 테스트에서 내비게이션 솔루션의 스피드 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.
[0033] 도 24은 실시예에 따른, 제 3 테스트에서 내비게이션 솔루션의 스피드 스무딩에 대한 결과들을 도시한다.

[0034] 먼저, 본 개시내용이 특별히 예시된 재료들, 아키텍처들, 루틴들, 방법들 또는 구조들로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 하는데, 왜냐하면 이러한 예시된 재료들, 아키텍처들, 루틴들, 방법들 또는 구조들은 변경될 수 있기 때문이다. 따라서, 비록 본원에서 설명된 옵션들과 유사하거나 또는 등가인 다수의 그러한 옵션들이 본 개시내용의 실무에서 또는 본 개시내용의 실시예들에서 사용될 수 있을지라도, 바람직한 재료들 및 방법들이 본원에서 설명된다.

[0035] 본원에서 사용되는 용어가 단지 본 개시내용의 특정 실시예들을 설명하기 위한 것이며 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것이 또한 이해되어야 한다.

[0036] 첨부된 도면들과 관련하여 이하에서 제시된 상세한 설명은 본 개시내용의 예시적인 실시예들의 설명으로서 의도되며 본 개시내용이 실시될 수 있는 예시적인 실시예들만을 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 본 상세한 설명 전반에 걸쳐 사용되는 용어 "예시적인"은 "예, 경우 또는 예시의 역할을 하는 것"을 의미하며 반드시 다른 예시적인 실시예들에 비해 바람직하거나 또는 유리한 것으로 해석되지 않아야 한다. 상세한 설명은 명세서의 예시적인 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위한 특정 세부사항들을 포함한다. 명세서의 예시적인 실시예들이 이들 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 일부 경우들에서, 잘 알려진 구조들 및 디바이스들은 본원에서 제시된 예시적인 실시예들의 신규성을 모호하게 하는 것을 방지하기 위하여 블록도 형태로 도시된다.

[0037] 단지 편의성 및 명확성을 위하여, 최상부, 최하부, 좌측, 우측, 위로, 아래로, 바로 위에, 위에, 아래에, 바로 아래에, 뒤쪽, 후방 및 전방과 같은 지향성 용어들은 첨부 도면들 또는 칩 실시예들과 관련하여 사용될 수 있다. 이들 및 유사한 지향성 용어들은 어느 방식으로도 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

[0038] 본 명세서 및 청구항들에서, 한 엘리먼트가 다른 엘리먼트에 "연결되거나" 또는 "커플링되는" 것으로 언급될 때 한 엘리먼트는 다른 엘리먼트에 직접 연결 또는 커플링될 수 있거나 또는 중간 엘리먼트들이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 대조적으로, 한 엘리먼트가 다른 엘리먼트에 "직접 연결되거나" 또는 "직접 커플링되는" 것으로 언급될 때에는 중간 엘리먼트가 존재하지 않는다.

[0039] 이하의 상세한 설명들의 일부 부분들은 컴퓨터 메모리내의 데이터 비트들에 대해서는 절차들, 로직 블록들, 프로세싱 및 다른 심볼 동작 표현들로 제시된다. 이들 설명들 및 표현들은 이들 내용의 요지를 데이터 프로세싱 분야의 당업자들에게 가장 효과적으로 전달하기 위하여 데이터 프로세싱 분야의 당업자에 의해 사용되는 수단이다. 본 출원에서, 절차, 로직 블록, 프로세스 등은 원하는 결과를 초래하는 단계들 또는 명령들의 자체-모순없는 시퀀스인 것으로 이해된다. 단계들은 물리적 양들의 물리적 조작들을 필요로 하는 단계들이다. 보통, 비록 필수적이지는 않을지라도, 이들 양들은 컴퓨터 시스템에서 저장, 전달, 결합, 비교 및 달리 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호들의 형태를 취한다.

[0040] 그러나, 이들 용어들과 유사한 용어들 전부가 적절한 물리적 양들과 연관될 것이며 단순히 이들 양들에 적용되는 편리한 라벨들이라는 것에 유념해야 한다. 만일 이하의 논의들로부터 달리 명백하게 구체적으로 언급하지 않는다면, 본 출원 전반에 걸쳐, "액세스하는", "수신하는", "전송하는", "사용하는", "선택하는", "결정하는", "정규화하는", "곱하는", "평균화하는", "모니터링하는", "비교하는", "적용하는", "업데이트하는", "측정하는", "유도하는" 등과 같은 용어들을 활용하는 논의들은 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들내에서 물리적(전자적) 양들로서 표현된 데이터를, 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 디바이스들내에서 물리적 양들로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작하여 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 액션들 및 프로세스들을 지칭한다는 것이 인식된다.

[0041] 본원에 설명된 실시예들은 하나 또는 그 초과의 컴퓨터들 또는 다른 디바이스들에 의해 실행되는 일부 형태의 비-일시적 프로세서-판독가능 매체, 이를테면 프로그램 모듈들 상에 상주하는 프로세서-실행가능 명령들의 일반적인 환경에서 논의될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 태스크들을 수행하거나 또는 특정 요약 데이터 타입들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 오브젝트들, 컴포넌트들, 데이터 구조들 등을 포함한다. 프로그램 모듈들의 기능성은 다양한 실시예들에서 원할 경우 조합되거나 분배될 수 있다.

[0042] 도면들에서, 단일 블록은 기능 또는 기능들을 수행하는 것으로서 설명될 수 있지만; 그러나, 실제 실시에서, 그 블록에 의해 수행되는 기능 또는 기능들은 단일 컴포넌트에서 또는 다수의 컴포넌트들에 걸쳐 수행될 수 있고, 및/또는 하드웨어를 사용하여, 소프트웨어를 사용하여, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 사용하여 수행될 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이런 상호교환가능성을 명확하게 예시하기 위하여, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그런 기능성이 하드웨어로서 구현되는지 소프트웨어로서 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템 상에 부과되는 설계 제약들에 따른다. 당업자들은 각각의 특정 애플리케이션에 대해 가변 방식들로 설명된 기능성을 구현할 수 있지만, 그런 구현 결정들은 본 개시내용의 범위로부터 벗어남을 유발하는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 또한, 예시적인 무선 통신 디바이스들은 잘-알려진 컴포넌트들, 이를테면 프로세서, 메모리 등을 포함하여, 도시된 것 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

[0043] 본원에 설명된 기법들은, 특정 방식으로 구현되는 것으로 특정하게 설명되지 않으면, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 모듈들 또는 컴포넌트들로서 설명된 임의의 피처(feature)들은 또한 통합된 로직 디바이스에 함께 또는 별개인 것으로 그러나 상호동작가능한 로직 디바이스들로서 개별적으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기법들은, 실행될 때, 위에서 설명된 방법들 중 하나 또는 그 초과를 수행하는 명령들을 포함하는 비-일시적 프로세서-판독가능 저장 매체에 의해 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 비-일시적 프로세서-판독가능 데이터 저장 매체는 패키징 재료들을 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품의 부분을 형성할 수 있다.

[0044] 비-일시적 프로세서-판독가능 저장 매체는 RAM(random access memory), 이를테면 SDRAM(synchronous dynamic random access memory), ROM(read only memory), NVRAM(non-volatile random access memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), FLASH 메모리, 다른 알려진 저장 매체 등을 포함할 수 있다. 기법들은 부가적으로, 또는 대안적으로, 명령들 또는 데이터 구조들 형태의 코드를 반송하거나 통신하고 그리고 컴퓨터 또는 다른 프로세서에 의해 액세스되고, 판독되고, 및/또는 실행될 수 있는 프로세서-판독가능 통신 매체에 의해 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 예컨대, 반송파는 컴퓨터-판독가능 전자 데이터, 이를테면 전자 메일을 송신하고 수신하는데 사용되거나 네트워크, 이를테면 인터넷 또는 LAN(local area network)에 액세스하는데 사용되는 것들을 반송하기 위하여 이용될 수 있다. 물론, 많은 변형들이 청구된 청구 대상의 범위 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 이 구성에 대해 이루어질 수 있다.

[0045] 본원에 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적인 로지컬 블록들, 모듈들, 회로들 및 명령들은 하나 또는 그 초과의 프로세서들, 이를테면 하나 또는 그 초과의 MPU(motion processing unit)들, DSP(digital signal processor)들, 범용 마이크로프로세서들, ASIC(application specific integrated circuit)들, ASIP(application specific instruction set processor)들, FPGA(field programmable gate array)들, 또는 다른 등가의 집적 회로 또는 이산 로직 회로에 의해 실행될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "프로세서"는 전술한 구조 중 임의의 것 또는 본원에 설명된 기법들의 구현에 적당한 임의의 다른 구조를 지칭할 수 있다. 게다가, 일부 양상들에서, 본원에 설명된 기능성은 본원에서 설명된 바와 같이 구성된 전용 소프트웨어 모듈들 또는 하드웨어 모듈들 내에 제공될 수 있다. 또한, 기법들은 하나 또는 그 초과의 회로들 또는 로직 엘리먼트들로 완전히 구현될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예컨대 MPU 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, MPU 코어와 함께 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그런 구성으로서 구현될 수 있다.

[0046] 다르게 정의되지 않으면, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적인 용어들은 본 개시내용이 발명이 속하는 당업자에 의해 보통 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

[0047] 마지막으로, 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 단수 형태들은, 내용이 명확하게 다르게 지시하지 않으면, 복수의 지시대상들을 포함한다.

[0048] 본 개시내용의 기법들은, 모션 센서 데이터, 이를테면 자이로스코프 데이터 및 가속도계 데이터를 포함할 수 있는 입력 데이터를 순방향 및 역방향 프로세싱하면서, 다중 패스 스무딩(MPS: multiple pass smoothing)을 수행함으로써 디바이스의 내비게이션 솔루션을 향상시키는 것에 관련된다. 입력 데이터는 이용가능할 때 다른 소스들로부터의 정보, 이를테면 절대적 내비게이션 정보, 사용자 다이내믹스의 모델들(예컨대, 보폭 추정), 센서 성능 특징들(예컨대), 보충 센서 데이터 등을 포함할 수 있다. 향상된 내비게이션 솔루션은 디바이스의 포지션, 모션 및/또는 배향에 관련된 임의의 적당한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 내비게이션 솔루션은 포지션, 속도(velocity) 및 자세, 포지션 및 자세, 포지션 및 속도, 포지션 및 스피드(speed), 자세만 또는 이들 양들의 다른 조합들을 포함할 수 있다. 내비게이션 솔루션은 또한 다른 관련된 양들, 이를테면 입력 데이터의 에러들에 사용되는 양들을 포함할 수 있다. 본 출원에 사용된 용어 내비게이션은 온라인 또는 실시간 내비게이션 솔루션들로 제한되지 않고, 또한 무엇보다도 오프라인 또는 포스트-프로세싱 솔루션들을 포함할 수 있다.

[0049] 일반적으로, 입력 데이터의 순방향 및 역방향 프로세싱은 임시 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위하여 수행될 수 있다. 임시 내비게이션 솔루션들의 하나 또는 그 초과의 양들은 양들을 스무딩(smooth)하기 위하여 조합될 수 있다. 그 다음으로, 순방향 및 역방향 프로세싱의 적어도 하나의 부가적인 패스(pass)는 임시 내비게이션 솔루션들을 향상시키기 위하여 조합된 내비게이션 솔루션의 양들을 사용하여 수행될 수 있다. 다음, 향상된 임시 내비게이션 솔루션으로부터 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 조합되지 않은 양은 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위하여 조합된다. 부가적인 패스들은 원할 경우 내비게이션 솔루션의 다른 양들을 조합하기 위하여 수행될 수 있다.

[0050] 본 개시내용의 MPS 기법들은 임의의 애플리케이션, 예컨대 걷기, 달리기, 사이클링 및 차량(vehicle)들 또는 임의의 타입의 선박에, 및 임의의 이용 경우에 대해, 예컨대, 무엇보다도 핸드헬드, 귀, 댕글링, 포켓 내, 좌석 상, 크래들(cradle)에 활용될 수 있다. 부가적으로, 이들 MPS 기법들은, 임의의 내비게이션 기법, 예컨대 PDR, INS, GNSS, 또는 통합된 내비게이션 솔루션이 내비게이션 솔루션을 유도하기 위하여 사용될 때, 이용될 수 있다. 추가로, 이들 MPS 기법들은 다른 센서들(예컨대, 자력계들 및 기압계들), 기법들(예컨대, GNSS, WiFi 및 오도미터들), 또는 업데이트들(예컨대, 보행자 모션 모델들)을 포함하여, 부가적인 소스들로부터의 정보가 이용가능할 때, 관성 센서 데이터(예컨대, 자이로스코프들 및 가속도계들) 단독에만 뿐 아니라 입력 데이터에 적용될 수 있다. 추가로, 이들 MPS 기법들은 무엇보다도, 칼만(Kalman) 필터링, 입자 필터링을 포함하여, 내비게이션 솔루션을 유도하기 위하여 임의의 타입의 상태-추정과 함께 사용될 수 있다. 여전히 추가로, 이들 MPS 기법들은, 로깅된(logged) 센서 데이터가 이용가능할 때마다, 이용될 수 있다. 이와 같이, 기법들은 (i) 현장에서든 임의의 시간 후든 임무 후(즉, 데이터 로깅 및 순방향 내비게이션 솔루션을 마무리한 후); 또는 (ii) 순방향 필터링 결과들뿐 아니라 로깅된 센서 판독치들의 블록들을 가짐으로써 임무 내에 사용될 수 있고, 그리고 (a) 역방향 루틴에서 또는 다른 프로세서 또는 코어 상에서, 또는 (b) 역방향 프로세싱이 수행되게 하는 고의적인 정지 기간들 동안 중 어느 하나에서 역방향 스무딩을 수행할 수 있다.

[0051] 이들 양상들을 예시하는 것을 돕기 위하여, MPS를 통해 디바이스에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 대표적인 시스템은 도 1에 개략적으로 도시되고, 디바이스(100)는 고레벨 개략적 블록들에 의해 표현된다. 인지될 바와 같이, 디바이스(100)는 디바이스 또는 장치, 이를테면 공간에서 사용자에 의해 이동될 수 있는 휴대가능 디바이스 또는 핸드헬드 디바이스로서 구현될 수 있고 그러므로 공간에서 사용자의 모션, 위치 및/또는 배향이 감지된다. 예컨대, 이러한 휴대가능 디바이스는 모바일 폰(예컨대, 스마트폰, 셀룰러 폰, 로컬 네트워크 상에서 실행되는 폰, 또는 임의의 다른 전화 핸드셋), 테블릿, PDA(personal digital assistant), 비디오 게임 플레이어, 비디오 게임 제어기, 내비게이션 디바이스, 착용가능 디바이스(예컨대, 안경, 시계, 벨트 클립), 피트니스 트랙커(fitness tracker), 가상 또는 증강 현실 장비, MID(mobile internet device), PND(personal navigation device), 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라, 쌍안경, 망원 렌즈, 휴대가능 뮤직, 비디오 또는 미디어 플레이어, 원격 제어부, 또는 다른 핸드헬드 디바이스, 또는 이들 디바이스들의 하나 또는 그 초과의 조합일 수 있다. 이들 예시적인 휴대가능 디바이스들에 더하여, 디바이스(100)는 또한, 육상(land-based), 공중, 또는 수중 차량들, 또는 이런 차량들에 이용될 수 있는 장비든 간에 자동식 또는 조종식 차량들을 포함하여, 핸드헬드가 아닌 다른 타입들의 디바이스들을 포함할 수 있다. 제한 없이 단지 예시로서, 차량은 또한 UAV(unmanned aerial vehicle)로서 알려진 드론일 수 있다.

[0052] 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는 디바이스(100)의 기능들과 연관된 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, CPU(central processing unit)들 또는 메모리(104)에 저장될 수 있는 소프트웨어 프로그램들을 실행하기 위한 다른 프로세서들일 수 있는 호스트 프로세서(102)를 포함한다. 소프트웨어의 다수의 계층들은 호스트 프로세서(102)에서 사용하기 위한 전자 메모리와 같은 컴퓨터 판독가능 매체 또는 하드 디스크, 광학 디스크 등과 같은 다른 저장 매체의 임의의 조합일 수 있는 메모리(104)에 제공될 수 있다. 예컨대, 시스템 자원들을 실시간으로 제어 및 관리하고, 애플리케이션 소프트웨어 및 다른 계층들의 기능들을 인에이블링하고 디바이스(100)의 다른 소프트웨어 및 기능들과 애플리케이션 프로그램들을 인터페이스하기 위해 운영 시스템 계층이 디바이스(100)에 제공될 수 있다. 마찬가지로, 메뉴 내비게이션 소프트웨어, 게임들, 카메라 기능 제어, 내비게이션 소프트웨어, 통신 소프트웨어, 이를테면, 텔레포니 또는 WLAN(wireless local area network) 소프트웨어와 같은 상이한 소프트웨어 애플리케이션 프로그램들, 또는 매우 다양한 다른 소프트웨어 및 기능 인터페이스들 중 임의의 것이 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 다수의 상이한 애플리케이션들이 단일 디바이스(100) 상에 제공될 수 있고, 그러한 실시예들 중 일부에서, 다수의 애플리케이션들이 동시에 실행될 수 있다.

[0053] 디바이스(100)는, 센서 프로세서(108), 메모리(110) 및 관성 센서(112)를 특징으로 하는 통합된 모션 프로세싱 유닛(MPU^TM)(106) 형태로 여기에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 센서 어셈블리를 포함한다. 메모리(110)는 센서 프로세서(108)의 제어기들 또는 로직을 사용하여 아래에서 설명되는 바와 같이 관성 센서(112) 및/또는 다른 센서들에 의해 출력된 데이터를 프로세싱할 뿐만 아니라 관성 센서(112) 또는 다른 센서들에 의해 출력된 원(raw) 데이터 및/또는 모션 데이터를 저장하기 위한 알고리즘들, 루틴들 또는 다른 명령들을 저장할 수 있다. 관성 센서(112)는 공간에서 디바이스(100)의 모션을 측정하기 위한 하나 또는 그 초과의 센서들일 수 있다. 대응하여, 관성 센서(112)로부터의 센서 데이터는 제 1 인스턴트로부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 에포크들에서 디바이스의 모션을 나타낸다. 구성에 따라, MPU(106)는 디바이스의 하나 또는 그 초과의 회전축들 및/또는 하나 또는 그 초과의 가속도 축들을 측정한다. 일 실시예에서, 관성 센서(112)는 회전 모션 센서들 또는 선형 모션 센서들을 포함할 수 있다. 예컨대, 회전 모션 센서들은 하나 또는 그 초과의 직교 축들을 따라 각 속도를 측정하기 위한 자이로스코프들일 수 있고, 선형 모션 센서들은 하나 또는 그 초과의 직교 축들을 따라 선형 가속도를 측정하기 위한 가속도계들일 수 있다. 일 양상에서, 3 개의 자이로스코프들 및 3 개의 가속도계들이 채용될 수 있어서, 디바이스(100)의 센서 프로세서(108) 또는 다른 프로세싱 자원들에 의해 수행되는 센서 퓨전 동작은 모션의 6 축 결정을 제공하기 위해 관성 센서(112)로부터의 데이터를 조합한다. 요구될 때, 관성 센서(112)는 MPU(106)와 단일 패키지로 통합될 MEMS(Micro Electro Mechanical System)을 사용하여 구현될 수 있다. 호스트 프로세서(102) 및 MPU(106)의 적절한 구성들에 관한 예시적인 세부사항들은 공동-계류중인, 공동으로 소유된 미국 특허 출원 일련 번호, 2007년 7월 6일에 출원된 제 11/774,488 호, 및 2008년 4월 11에 출원된 제 12/106,921 호에서 발견될 수 있고, 이로써 상기 출원들은 전체 내용이 인용에 의해 본원에 통합된다. 디바이스(100) 내의 MPU(106)에 적합한 구현들이 캘리포니아, 서니베일 소재의 InvenSense, Inc.로부터 입수 가능하다.

[0054] 대안적으로 또는 게다가, 디바이스(100)는 외부 센서(114) 형태로 센서 어셈블리를 구현할 수 있다. 이는 선택적이고, 모든 실시예들에서 요구되지는 않는다. 외부 센서는, 내비게이션 솔루션을 유도하는데 사용하기 위한 데이터를 출력하는 가속도계 및/또는 자이로스코프와 같이, 위에서 설명된 바와 같은 하나 또는 그 초과의 센서들을 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 센서(114)는 오도미터일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "외부"는 MPU(106)와 통합되지 않은 센서를 의미하고, 디바이스(100)에 대해 원격 또는 로컬일 수 있다. 또한 대안적으로 또는 게다가, MPU(106)는 디바이스(100)를 둘러싸는 환경에 관한 하나 또는 그 초과의 양상들을 측정하도록 구성된 보조 센서(116)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 이것은 선택적이고, 모든 실시예들에서 요구되지는 않는다. 예컨대, 기압계 및/또는 자력계는 관성 센서(112)를 사용하여 이루어진 포지션 결정들을 정제하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 보조 센서(116)는 3개의 직교 축들을 따라 측정하는 자력계를 포함하고, 모션의 9 축 결정을 제공하기 위해 자이로스코프 및 가속도계 관성 센서 데이터와 융합될 데이터를 출력할 수 있다. 다른 실시예에서, 보조 센서(116)는 모션의 10 축 결정을 제공하기 위해 다른 센서 데이터와 융합될 수 있는 고도 결정을 제공하기 위한 기압계를 또한 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 센서들이 MEMS 기반이라는 맥락에서 설명되지만, 본 개시내용의 기법들은 임의의 센서 설계 또는 구현에 적용될 수 있다.

[0055] 도시된 실시예에서, 디바이스(100)의 호스트 프로세서(102), 메모리(104), MPU(106) 및 다른 컴포넌트들은 임의의 적절한 버스 또는 인터페이스, 이를테면, PCIe(peripheral component interconnect express) 버스, USB(universal serial bus), UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 직렬 버스, 적절한 AMBA(advanced microcontroller bus architecture) 인터페이스, I2C(Inter-Integrated Circuit) 버스, SDIO(serial digital input output) 버스, SPI(serial peripheral interface) 또는 다른 등가물일 수 있는 버스(118)를 통해 커플링될 수 있다. 아키텍처에 따라, 상이한 버스 구성들은 원할 경우 채용될 수 있다. 예컨대, 부가적인 버스들은, 이를테면 호스트 프로세서(102) 및 메모리(104) 사이의 전용 버스를 사용함으로써 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 커플링하는데 사용될 수 있다.

[0056] 일 양상에서, 디바이스(100)에 대한 내비게이션 솔루션을 유도하는데 사용되는 본 개시내용의 다양한 동작들은, 호스트 프로세서(102)에 의해 판독 및 실행될 수 있는 메모리(104)에 저장된 적절한 명령들의 세트로서 내비게이션 모듈(120)을 통해 구현될 수 있다. 내비게이션 모듈(120)은 임의의 원하는 정도의 위치 인지 성능들을 제공하기 위해 레퍼런스-기반 전략, 자체-포함된 전략, 또는 전략들의 임의의 조합을 채용할 수 있다. 예컨대, 내비게이션 모듈(120)은, 현재 센서 에포크에 대한 내비게이션 솔루션을 해당 에포크가 유도하기 위해 획득되는 것으로서, 이를테면, 관성 센서(112) 및/또는 외부 센서(114)로부터의 센서 데이터를 활용하는 관성 내비게이션 기법들을 채용할 수 있다. 그러한 기법들은 데드 레코닝 등을 수반할 수 있으며, 임의의 롤, 피치, 방위(헤딩) 각도들과 같은 값들을 비롯하여 디바이스(100)에 대한 배향을 결정할 수 있다. 내비게이션 모듈(120)에 의해 유도된 내비게이션 솔루션은 디바이스(100)에 대한 포지션 정보의 동시 결정들을 나타내고, 이로써, 적어도 센서 데이터를 포함하는 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 나타낼 수 있다. 일부 송신, 일부 가능한 버퍼링 및 프로세싱 시간이 요구될 수 있지만, 결과들은 적어도 거의 실시간이고(일부 가능한 레이턴시들이 존재할 수 있음), 내비게이션 솔루션이 유도되는 시간까지 임의의 이용 가능한 정보를 사용할 수 있다. 더 추가로, 내비게이션 모듈(120)은, 비제한적으로, 걷기, 운전, 달리기, 계단 오르기/내려가기, 엘리베이터 타기, 에스컬레이터에서 걷기/서기 및 다른 유사한 모션 패턴들을 포함할 수 있는 사용자의 모션 패턴들을 표시하는 모션 모드를 결정하도록 또한 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 내비게이션 모듈(120)은 내비게이션 솔루션들의 유도를 인과적 방식으로 보조하기 위해 실시간 맵 매칭 루틴을 채용할 수 있다. 이를테면, 전체 궤도에 대한 제 1 인스턴트로부터 제 2 인스턴트로의 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행함으로써, 메모리 공간이 더 효율적으로 할당될 수 있다. 또한, 후속적인 동작들을 가능하게 하는 오정렬 각도 결정들 또는 사용 경우 결정들이 이루어질 수 있거나, 보증으로 MPS 프로세스로부터 유도된 특정 양들 대신에 사용될 수 있다.

[0057] 내비게이션 모듈(120)은 또한, 내비게이션 솔루션을 유도할 때, 절대적 내비게이션 정보(122)의 소스, 이를테면, 비제한적으로, GPS(Global Positioning System), GLONASS(Global Navigation Satellite System), 갈릴레오 및/또는 베이더우뿐만 아니라 WiFiTM 포지셔닝, 셀룰러 타워 포지셔닝, 블루투스TM 포지셔닝 비콘들 또는 다른 유사한 방법들을 비롯하여, GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기를 사용할 수 있다. 이는 선택적이며, 모든 실시예들에서 요구되지는 않는다. 내비게이션 모듈(120)은 또한 신호 삼변측량을 사용하는 포지션 결정을 제공하기 위해 무선 통신 프로토콜로부터의 정보를 사용하도록 구성될 수 있다. 셀룰러-기반 및 WLAN(wireless local area network) 기법들, 이를테면, UTRA(Universal Terrestrial Radio Access), CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크들, GSM(Global System for Mobile Communications), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16(WiMAX), LTE(Long Term Evolution), IEEE 802.11(WiFiTM) 및 다른 것들을 비롯하여 임의의 적절한 프로토콜이 채용될 수 있다. 추가로, 디바이스(100)는 또한 내비게이션 모듈(120)에 의해 유도된 내비게이션 솔루션들을 비롯하여 정보를 송신 및/또는 수신하기 위한 통신 모듈(124)을 가질 수 있다.

[0058] 소프트웨어의 다수의 계층들이 요구될 때 채용되고, 메모리(104), 메모리(110) 또는 다른 적절한 위치의 임의의 조합에 저장될 수 있다. 예컨대, 모션 알고리즘 계층은 모션 센서들 및 다른 센서들로부터 제공된 원 센서 데이터에 대한 하위-레벨 프로세싱을 제공하는 모션 알고리즘들을 제공할 수 있다. 센서 디바이스 구동기 계층은 디바이스(100)의 하드웨어 센서들에 대한 소프트웨어 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한, 예컨대, 원하는 센서 프로세싱 태스크들을 송신하기 위해 호스트 프로세서(102)와 MPU(106) 사이의 통신을 가능하게 하기 위해 적절한 API(application program interface)가 제공될 수 있다.

[0059] 이러한 예시적인 시스템에서, 디바이스(100)는 제 1 인스턴트로부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 센서 에포크들에 대해 유도된 임시 순방향 내비게이션 솔루션들 또는 원 센서 데이터를 원격 프로세싱 자원들, 이를테면, 서버(126)로 통신한다. 제 2 인스턴트에 후속하여, 서버(126)는 센서 에포크들 중 적어도 하나에 대한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위해 디바이스(100)로부터의 내비게이션 솔루션들을 사용하는 본 개시내용의 기법들에 따라 MPS 프로세스를 수행할 수 있다. 서버(126)의 하나의 적절한 아키텍처가 고레벨 개략적 블록들을 사용하여 도 1에 도시되고, 버스(132)를 통해 메모리(130)와 통신하는 서버 프로세서(128)를 포함할 수 있다. 아래에 더 상세히 설명될 바와 같이, 서버 프로세서(128)는, MPS 내비게이션 모듈(134)을 포함하는 기능적 블록들로서 표현된 메모리(130)에 저장된 명령들을 실행할 수 있다. 내비게이션 모듈(120) 및 MPS 내비게이션 모듈(134) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 모션 모드를 결정할 수 있지만, 서버(126)는 주어진 시간에서 모션 검출을 위해 과거 및 향후 정보 둘 모두의 이용가능성과 연관된 장점들을 가질 수 있고 그리고/또는 더 정교한 알고리즘들을 수행하기 위해 이용가능한 더 큰 프로세싱 자원들을 가질 수 있고, 대응하여 충돌하는 검출들이 존재하는 경우에 더 큰 가중치가 제공될 수 있다.

[0060] 순방향 및 역방향 프로세싱의 다중 패스들에 의해 유도된 내비게이션 솔루션들로부터의 양들을 조합함으로써, 양들은 후속적인 순방향 및 역방향 프로세싱 동작들에서 스무딩되어 사용될 수 있고 그리고/또는 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션에 통합될 수 있다. 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션은 원할 경우 내비게이션 모듈(120)에 피드백될 수 있다. 그에 따라서, 서버(126)는 또한 내비게이션 모듈(120)에 의해 유도된 디바이스(100)에 대한 내비게이션 솔루션들 또는 원 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈(136)을 포함할 수 있고, 원한다면, 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션과 관련된 정보를 디바이스(100) 또는 다른 목적지에 송신할 수 있다. 디바이스(100)와 서버(126)간의 통신들은 임의의 적절한 프로토콜을 이용할 수 있다. 예컨대, 단거리 저전력 통신 프로토콜, 이를테면, BLUETOOTH®, ZigBee®, ANT 또는 유선 접속이 사용될 수 있거나, 또는 장거리 통신 프로토콜, 이를테면, WLAN(wireless local area network)을 사용하여 액세스되는 TCP/IP(transmission control protocol, internet protocol) 패킷-기반 통신, 셀 폰 프로토콜 등이 사용될 수 있다. 일반적으로, 도 1에 도시된 시스템은 네트워킹된 또는 분산된 컴퓨팅 환경의 양상들을 구현할 수 있다. 디바이스(100) 및 서버(126)는 직접적으로 또는 간접적으로, 이를테면 다수의 상호연결된 네트워크들을 통해 통신할 수 있다. 인식될 바와 같이, 다양한 시스템들, 컴포넌트들 및 네트워크 구성들, 토폴로지들 및 인프라구조들, 이를테면 클라이언트/서버, 피어-투-피어 또는 하이브리드 아키텍처들이 분산된 컴퓨팅 환경들을 지원하기 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 컴퓨팅 시스템들은 유선 또는 무선 시스템들에 의해, 로컬 네트워크들 또는 널리 분산된 네트워크들에 의해 함께 접속될 수 있다. 현재, 많은 네트워크들은 인터넷에 커플링되고, 인터넷은 널리 분산된 컴퓨팅을 위한 인프라구조를 제공하고 많은 상이한 네트워크들을 포함하지만, 다양한 실시예들에서 설명되는 기법들에 대해 행해지는 예시적인 통신들에 대해 임의의 네트워크 인프라구조가 사용될 수 있다.

[0061] 주목되는 바와 같이, 디바이스(100)는 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도할 수 있고, 서버(126)는 내비게이션 솔루션의 양들을 스무딩하고 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위해 임시 역방향 내비게이션 솔루션들 뿐만 아니라 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하는 것을 포함하는 MPS 기법들을 적용할 수 있다. 그러나, MPS 프로세스와 연관되는 것으로 설명되는 임의의 또는 모든 기능들은 서로 통신하는 임의의 수의 이산 디바이스들에 의해 수행될 수 있거나, 또는 다른 적절한 시스템 아키텍처들에서 디바이스(100) 자체에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, 하나의 비제한적인 실시예에서, 내비게이션 모듈(120)은 생략될 수 있거나 비동작 또는 감소된 전력 상태일 수 있어서, 디바이스(100)는 원 센서 데이터 및 임의의 다른 이용가능한 입력 데이터를 서버(126)에 통신하고, 그 다음, 서버(126)는 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도할 뿐만 아니라 본 개시내용의 MPS 기법들과 연관된 다른 동작들을 수행할 수 있다. 그에 따라서, 하나의 디바이스 내에서든 복수의 디바이스들 사이에서든 프로세싱 자원들의 임의의 적절한 분할이 이용될 수 있음이 인식되어야 한다. 추가로, 소프트웨어로 구현되는 양상들은 애플리케이션 소프트웨어, 펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니며, 컴퓨터 또는 임의의 명령 실행 시스템, 이를테면 호스트 프로세서(102), 센서 프로세서(108), 서버 프로세서(128), 전용 프로세서 또는 디바이스(100)의 임의의 다른 프로세싱 자원들, 서버(126) 또는 다른 원격 프로세싱 자원들에 의한 또는 그와 관련된 사용을 위한 프로그램 코드를 제공하는 컴퓨터-사용가능 또는 컴퓨터-판독가능 매체로부터 액세스가능한 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있거나, 또는 소프트웨어, 하드웨어 및 펌웨어의 임의의 원하는 조합을 사용하여 구현될 수 있다.

[0062] 다른 예시적인 그러나 비제한적인 예로서, 도 2에 개략적으로 도시된 실시예는 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 MPS 프로세스가 로컬로 수행되는 디바이스를 나타낸다. 예컨대, 임시 순방향 내비게이션 솔루션은 센서 데이터가 획득되고 있을 때 그와 동시에 유도될 수 있는 한편, 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 유도하기 위한 역방향 프로세싱 및 향상된 임시 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위한 역방향 프로세싱은 후속 시간에, 이를테면 배경 프로세스에서 또는 부가적인 전력 또는 컴퓨팅 자원들이 이용가능한 경우에 수행될 수 있다. 유사한 컴포넌트들은 대응하는 참조 번호들을 갖는다(이를테면, 도 1의 디바이스(100)는 도 2의 디바이스(200)에 대응할 수 있다). 그에 따라서, 디바이스(200)는 디바이스(200)의 기능들과 연관된 소프트웨어 프로그램들을 실행하기 위한 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, CPU(central processing unit)들 또는 다른 프로세서들일 수 있는 호스트 프로세서(202)를 포함하고, 소프트웨어 프로그램들은 메모리(204)에 저장될 수 있다. 소프트웨어의 다수의 계층들은 메모리(204)에서 제공될 수 있다. 디바이스(200)는, 센서 프로세서(208), 메모리(210) 및 관성 센서(212)를 특징으로 하는 통합된 모션 프로세싱 유닛(MPU™)(206)의 형태로 여기에 도시된 바와 같은 적어도 하나의 센서 어셈블리를 포함한다. 메모리(210)는 센서 프로세서(208)의 로직 또는 제어기들을 사용하여 아래에서 설명되는 바와 같은 관성 센서(212) 및/또는 다른 센서들에 의해 출력되는 데이터를 프로세싱하기 위한 알고리즘들, 루틴들 또는 다른 명령들을 저장할 수 있을 뿐만 아니라 관성 센서(212) 또는 다른 센서들에 의해 출력되는 원 데이터 및/또는 모션 데이터를 저장할 수 있다. 관성 센서(212)는 공간에서 디바이스(200)의 모션을 측정하기 위한 하나 또는 그 초과의 센서들, 이를테면 위에서 설명된 바와 같은 자이로스코프 및/또는 가속도계일 수 있다. 디바이스(200)는 또한 외부 센서(214)의 형태로 센서 어셈블리를 구현할 수 있다. 이것은 선택적이고 모든 실시예들에서 요구되는 것은 아니다. 또한 대안적으로 또는 부가적으로, MPU(206)는 디바이스(200)를 둘러싼 환경에 대한 하나 또는 그 초과의 양상들을 측정하도록 구성된 보조 센서(216)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 이것은 선택적이고 모든 실시예들에서 요구되는 것은 아니다. 도시된 실시예에서, 호스트 프로세서(202), 메모리(204), MPU(206) 및 디바이스(200)의 다른 컴포넌트들은 임의의 적절한 버스 또는 인터페이스일 수 있는 버스(218)를 통해 커플링될 수 있다. 디바이스(200)는 또한 절대적 내비게이션 정보(222)의 소스를 가질 수 있지만, 이는 선택적이고 모든 실시예들에서 요구되는 것은 아니다.

[0063] 이 실시예에서, 디바이스(200)는 각각의 에포크에서 센서 데이터 및 다른 입력 데이터를 사용하여 디바이스(200)에 대한 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하기 위해, 호스트 프로세서(202)에 의한 실행을 위해 메모리(204)에 저장되는 명령들을 표현하는 MPS 내비게이션 모듈(220)을 포함한다. 그 다음, 제 1 인스턴트에 후속하여, MPS 내비게이션 모듈(220)은 내비게이션 솔루션의 양들을 스무딩하고 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위해 임시 역방향 내비게이션 솔루션들 뿐만 아니라 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하는 것을 포함하는, 본 개시내용에서 설명된 바와 같은 MPS와 연관된 다른 동작들을 수행할 수 있다.

[0064] 본 개시내용의 기법들을 수반하는 대표적인 루틴이 도 3에 도시된다. 300에서 시작하여, 센서 데이터뿐만 아니라 이용가능하다면 다른 소스들로부터의 정보를 포함하는 입력 데이터가 획득된다. 302에서, 제 1 인스턴트로 시작하는 데이터에 대해 순방향 프로세싱 동작이 수행되고, 304에서 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하기 위한 제 2 인스턴트로 진행한다. 앞서 주목된 바와 같이, 이 양상은 디바이스에 대해 로컬로 또는 원격으로 수행될 수 있다. 입력 데이터의 하나 또는 그 초과의 변환들은 306에서 수행될 수 있을 뿐만 아니라 308에서 역방향 입력 데이터를 생성하기 위해 아래에서 설명될 것이다. 변환은 센서 데이터 및 다른 입력 데이터를, 제 2 인스턴트의 궤도를 시작하고 제 1 인스턴트의 궤도를 종료하는 것에 대응하는 포맷으로 변환한다. 그에 따라서, 변환된 입력 데이터는 312에서 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 유도하기 위해 310에서 역방향 프로세싱될 수 있다. 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 정보를 이 동작 동안 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 입력 데이터의 변환은 역방향 프로세싱이 순방향 프로세싱에 대해 사용되는 것과 동일한 알고리즘을 이용하도록 허용한다. 다른 실시예들에서, 역방향 프로세싱에 대해 상이한 알고리즘이 적용될 수 있고, 이는 알고리즘의 성질에 따라 입력의 변환을 제거할 수 있다.

[0065] 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터의 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양은 스무딩된 양을 통합하는 내비게이션 솔루션을 생성하기 위해 314에서 조합될 수 있다. 다수의 양들은 이들이 독립적이라면 이 프로세스 스테이지에서 조합될 수 있다. 다음으로, 314에서의 조합에 의해 스무딩된 양 또는 양들 및 입력 데이터를 사용하여 320에서 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하기 위해 318에서 다른 순방향 프로세싱 동작이 수행된다. 유사하게, 314에서의 조합에 의해 스무딩된 양 또는 양들을 사용하여 324에서 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 유도하기 위해 322에서 다른 역방향 프로세싱 동작이 수행된다. 322의 역방향 프로세싱은 순방향 프로세싱 동작에 대해 사용되는 것과 동일한 알고리즘이 이용되면 308의 역방향 입력 데이터로 수행될 수 있고, 그렇지 않으면, 322의 역방향 프로세싱은 이용되는 알고리즘의 성질에 따라 300으로부터의 입력 데이터 또는 308의 역방향 입력 데이터를 사용할 수 있다.

[0066] 326에서, 순방향 및 역방향 향상된 임시 내비게이션 솔루션들로부터 아직 조합되지 않은 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양은 조합에 의해 스무딩된다. 더 이전 조합에서와 같이, 다수의 양들은 이들이 독립적이라면 이 스테이지에서 조합될 수 있다. 각각의 스테이지에서, 이전 반복으로부터 스무딩된 양 또는 양들은 향상된 임시 내비게이션 솔루션들을 업데이트하기 위한 순방향 및 역방향 프로세싱 동작들에서 사용될 수 있다. 그에 따라서, 326으로부터의 출력은, 314 및 326에서 스무딩된 임의의 양들을 통합하는 328에서의 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션이다.

[0067] 내비게이션 솔루션의 양들이 독립적이 아니면, 조합에 의해, 이를테면 적어도 하나의 부가적인 조합된 양의 스무딩된 버전을 획득하기 위해 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터의 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 부가적인 양을 조합하는 것 및 마지막 스무딩 동작에 사용되는 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 조합된 양들 및 입력 데이터의 순방향 및 역방향 프로세싱을 수행하는 것에 의한 적어도 하나의 부가적인 스무딩 패스를 수행함으로써, 내비게이션 솔루션의 많은 의존적인 양들이 스무딩될 때까지 318 내지 326의 동작들이 반복적으로 수행될 수 있다.

[0068] 일 양상에서, 에포크들에 대한 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행하는 단계는 순방향 프로세싱 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하고, 그리고 주목된 바와 같이, 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하는 단계는 입력 데이터를 변환하는 단계 및 순방향 프로세싱 알고리즘을 제 2 인스턴트로부터 제 1 인스턴트로 변환된 센서 데이터에 적용하는 단계를 포함한다. 입력 데이터를 변환하는 단계는 센서 데이터를 변환하는 단계를 수반할 수 있다. 이와 같이, 센서 데이터를 변환하는 단계는 가속도계 및 자이로스코프 데이터를 변환하는 단계를 수반할 수 있다. 센서 데이터를 변환하는 단계는 또한, 가속도계, 자이로스코프, 자력계, 기압계 및 오도미터 데이터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 이용가능한 센서 데이터를 변환하는 단계를 수반할 수 있다.

[0069] 일 양상에서, 입력 데이터는 절대적 내비게이션 정보를 포함할 수 있다. 절대적 내비게이션 정보는: (i) GNSS(global navigation satellite system); (ii) 셀-기반 내비게이션 정보; (iii) WiFi-기반 내비게이션 정보; 및 (iv) 다른 무선-기반 내비게이션 정보로 이루어진 그룹의 적어도 하나일 수 있다.

[0070] 일 양상에서, 입력 데이터는 절대적 내비게이션 정보를 포함할 수 있고, 입력 데이터를 변환하는 단계는 절대적 내비게이션 정보를 변환하는 단계를 수반할 수 있다. 절대적 내비게이션 정보를 변환하는 단계는, (i) 절대적 포지션; (ii) 절대적 속도; (iii) 절대적 자세 각도; 및 (iv) 절대적 헤딩 각도로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의의 이용가능한 양을 변환하는 단계를 수반할 수 있다. 절대적 내비게이션 정보를 변환하는 단계는, (i) GNSS(global navigation satellite system); (ii) 셀-기반 내비게이션 정보; (iii) WiFi-기반 내비게이션 정보; 및 (iv) 다른 무선-기반 내비게이션 정보로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의의 이용가능한 정보를 변환하는 단계를 수반할 수 있다.

[0071] 일 양상에서, 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하는 단계는 변환 없이 역방향 프로세싱 알고리즘을 입력 데이터에 적용하는 단계를 수반할 수 있다.

[0072] 일 양상에서, 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 서로 의존하지 않는 내비게이션 솔루션의 다수의 양들이 동시에 조합될 수 있다. 다수의 양들은 헤딩 각도 및 오정렬 각도를 포함할 수 있다.

[0073] 일 양상에서, 내비게이션 솔루션의 양을 조합하는 단계는 순방향 및 역방향 프로세싱으로부터 유도된 양들을 가중하는 단계를 수반할 수 있다. 양들을 가중하는 단계는 순방향 및 역방향 정확도를 평가하는 단계를 수반할 수 있다. 예컨대, 순방향 및 역방향 정확도를 평가하는 단계는 솔루션 에러들의 표준 편차에 적어도 부분적으로 기반할 수 있다. 순방향 및 역방향 프로세싱으로부터 유도된 양들을 가중하는 단계는 또한 선형 조합을 수반할 수 있다.

[0074] 일 양상에서, 입력 데이터의 에러가 특성화될 수 있고, 이로써 방법은 순방향 및 역방향 프로세싱 중 적어도 하나를 수행하기 전에 에러를 보상하는 단계를 포함한다. 일 가능 예에서, 디바이스의 미리 정의된 모션 패턴이 검출될 수 있어서, 검출된 미리 정의된 모션 기간에 적어도 부분적으로 기반하여 입력 데이터의 에러가 특징지어진다. 추가의 대표적인 예시의 단지 예로서, 미리 정의된 모션 패턴은 정적 기간일 수 있고, 에러는 자이로스코프 바이어스일 수 있다. 따라서, 마지막 예에서, 자이로스코프 바이어스가 변환될 수 있어서, 역방향 프로세싱 동작은 변환된 자이로스코프 바이어스를 사용하여 수행될 수 있다.

[0075] 일 양상에서, 앵커 포인트가 식별될 수 있어서, 제 1 인스턴트 및 제 2 인스턴트 중 적어도 하나는 식별된 앵커 포인트에 디바이스가 있을 때에 대응한다. 복수의 앵커 포인트들이 식별될 수 있어서, 제 1 인스턴트 및 제 2 인스턴트는 식별된 앵커 포인트들에 디바이스가 있을 때에 대응한다.

[0076] 일 양상에서, 입력 데이터는 추가로, 기압계, 자력계, 오도미터, 속도계 및 보행자 모션 모델 중 적어도 하나로부터 획득된 디바이스에 대한 보충 내비게이션 정보를 포함할 수 있다.

[0077] 일 양상에서, 적어도 하나의 시간-기반 스무딩 프로세스는 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양에 대해 수행될 수 있다. 시간-기반 스무딩 프로세스 스무딩은 비-인과적 프로세스일 수 있다. 시간-기반 스무딩 프로세스는 높이, 위도, 경도, 속도 및/또는 스피드에 대해 수행될 수 있다.

[0078] 일 양상에서, 내비게이션 솔루션의 높이 양을 스무딩하는 단계는, 기압계 데이터를 획득하고, 절대적 내비게이션 정보를 획득하고, 절대적 내비게이션 정보에 적어도 부분적으로 기반하여 기압계 데이터의 바이어스를 결정하고, 결정된 바이어스에 적어도 부분적으로 기반하여 기압계 데이터를 정정하고, 그리고 기압계 데이터를 스무딩함으로써 수행될 수 있다.

[0079] 일 양상에서, 입력 데이터를 획득하는 단계는 디바이스에 대해 로컬로 수행될 수 있고, 나머지 동작들은 원격으로 수행될 수 있다.

[0080] 일 양상에서, 입력 데이터를 획득하는 단계 및 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하는 단계는 디바이스에 대해 로컬로 수행될 수 있고, 나머지 동작들은 원격으로 수행될 수 있다.

[0081] 일 양상에서, 모든 동작들은 디바이스에 대해 로컬로 수행될 수 있다.

[0082] 주목된 바와 같이, 본 개시내용의 기법들은 위에서 설명된 바와 같은 디바이스(200)와 같은 디바이스를 사용하여 구현될 수 있다. 일 양상에서, 디바이스는 또한, 절대적 내비게이션 정보의 소스를 가질 수 있어서, 입력 데이터는 또한 절대적 내비게이션 정보를 포함할 수 있다. 절대적 내비게이션 정보는: (i) GNSS(global navigation satellite system); (ii) 셀-기반 포지셔닝; (iii) WiFi-기반 포지셔닝; 또는 (iv) 다른 무선-기반 포지셔닝 중 적어도 하나로부터 획득될 수 있다.

[0083] 일 양상에서, 센서 어셈블리는 가속도계 및 자이로스코프를 포함한다. 예컨대, 센서 어셈블리는 가속도계, 자이로스코프, 자력계 및 기압계를 포함할 수 있다. 센서 어셈블리는 MEMS(Micro Electro Mechanical System)로서 구현된 관성 센서를 포함할 수 있다.

[0084] 일 양상에서, 디바이스는 또한, 기압계, 자력계, 오도미터, 속도계 및/또는 보행자 모션 모드에서 획득된 보충 내비게이션 정보의 적어도 하나의 소스를 가질 수 있어서, 입력 데이터는 또한 보충 내비게이션 정보를 포함한다.

[0085] 본 개시내용은 또한, 위에서 주목된 바와 같이 다중 패스 스무딩을 통해 플랫폼 및 디바이스의 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 서버를 포함한다. 일 양상에서, 디바이스로부터 수신된 입력 데이터는 또한 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 포함할 수 있다. 대안적으로, 서버의 MPS 내비게이션 모듈은 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행함으로써 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하도록 구성될 수 있다.

[0086] 또한, 본 개시내용은 위에서 설명된 바와 같은 서버와 같은 원격 프로세싱 자원들 및 디바이스를 포함하는 다중 패스 스무딩을 통해 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 시스템을 포함한다. 일 양상에서, 디바이스는 또한, 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행함으로써 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하기 위한 내비게이션 모듈을 가질 수 있어서, 통신 모듈에 의해 송신된 입력 데이터는 또한 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 포함한다. 대안적으로, 원격 프로세싱 자원들의 MPS 내비게이션 모듈은 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행함으로써 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하도록 구성될 수 있다.

예들

[0087] 위에서 설명된 바와 같이, 본 개시내용의 기법들은 다중 패스 스무딩을 통해 내비게이션 솔루션을 향상시키는 단계를 수반한다. 위에서 주목된 동작들을 수행하기 위한 적절한 기법들을 예시하기 위해 다음의 예들이 제공되지만, 이들은 단지 대표적이며 원할 경우 다른 적절한 대체물들이 이용될 수 있다는 것이 인지되어야 한다.

[0088] 이용되는 내비게이션 알고리즘에 따라, 제 1 인스턴트에서 시작되고 제 2 인스턴트에서 종료되는 것에 대응하는 포맷으로부터, 역방향 프로세싱에서 사용하기 위해 제 2 인스턴트에서 시작되고 제 1 인스턴트에서 종료되는 것에 대응하는 포맷으로 데이터를 변환하기 위해, 하나 또는 그 초과의 변환들이 입력 데이터에 적용될 수 있다. 입력 데이터의 성질에 따라 상이한 변환들이 적용될 수 있다. 특히, 실시예에 따라, 휴대가능 디바이스(100)와 같은 휴대가능 디바이스는 상이한 입력 정보를 가질 수 있다. 설명된 바와 같이, 입력 정보는 자이로스코프들 또는 가속도계들과 같은 관성 센서들로부터의 모션 센서 데이터를 포함할 수 있다. 입력 정보는 또한, 이러한 정보의 소스가 이용가능할 때 그리고 휴대가능 디바이스가 그 정보를 수신하도록 구성될 때, 절대적 내비게이션 정보를 포함할 수 있다. 게다가 또한, 입력 데이터는, 이를테면, 기압계, 자력계, 오도미터, 속도계 또는 사용자 다이내믹스(예컨대, 보행자 모션 모델)로부터 획득될 수 있는 보충 내비게이션 정보를 포함할 수 있다. 순방향 프로세싱을 위해 사용되는 임의의 이용가능한 입력 데이터는, 순방향 프로세싱 알고리즘을 사용함으로써 역방향 프로세싱을 허용하도록 적절하게 변환될 수 있다. 대안적으로, 위에서 주목된 바와 같이, 입력 데이터 중 일부 또는 전부의 변환을 반드시 요구하지 않는 역방향 프로세싱 알고리즘이 이용될 수 있다.

[0089] 가속도계 데이터에 대해, 초기 동작은, 중력 컴포넌트들이 측정들로부터 제거되는 제거하는 단계를 수반할 수 있다. 유사하게, 지구의 자전에 기인하는 임의의 컴포넌트들이 제거된다. 그 후, 가속도계 데이터는 각각의 에포크에 대해 무효화(negate)될 수 있다. 부정(negation)에 후속하여, 제거된 임의의 컴포넌트들이 복원된다.

[0090] 일 실시예에서, 바디 프레임(b-프레임, 즉, 센서들의 측정 중심 및 x-, y-, 및 z- 축들에 의해 결정되는 프레임)에서의 중력 컴포넌트들은 수학식 (1)에 표시된 바와 같이 계산될 수 있고, 여기서,

는 내비게이션 프레임(n-프레임, 즉, 센서들의 측정 중심 및 북쪽, 동쪽, 및 아래쪽 방향들에 의해 결정되는 프레임)에서의 중력 벡터이고,

는 로컬 중력 값이다:

는 DCM(direction cosine matrix)이고, 이는 수학식 (2)에서 표시된 바와 같이 롤, 피치, 및 헤딩 각도들에 의해 표현될 수 있으며, 여기서,

,

, 및

는 오일러(Euler) 각도들(즉, 롤, 피치, 및 헤딩 각도들)이고,

및

는 각각

및

의 약식 표기법들이다:

따라서, b-프레임에서의 중력 벡터는 수학식 (3)에 의해 표현될 수 있다:

롤 및 피치 각들은 각각 수학식들 (4) 및 (5)를 사용하여 가속도계 판독치들로부터 계산될 수 있으며, 여기서,

는 i-번째 축에 따른 가속도계-측정 특정 힘이다:

(4)

(5)

헤딩은 내비게이션 알고리즘으로부터 획득될 수 있거나 또는 자력계들과 같은 다른 센서들로부터 획득될 수 있거나 또는 수동으로 세팅될 수 있다.

[0091] 다음으로, 지구의 자전율로 인해 측정된 특정 힘은 수학식들 (6) 및 (7)로부터 계산될 수 있으며, 여기서,

및

는 각각 지구 자전율로 인해 측정된 b-프레임 및 n-프레임 특정 힘이고,

는 플랫폼의 속도이고,

및

는 각각 지구 자전율 및 플랫폼 모션에 의해 야기되는 회전율이다:

(6)

(7)

따라서, 중력 및 지구의 자전과 무관한 플랫폼의 가속도는 수학식 (8)에 의해 표시되는 바와 같이 수학식 (1), (6), 및 (7)에서 유도된 양들을 제거함으로써 결정될 수 있으며, 여기서,

는 플랫폼의 가속도이고,

는 순방향 가속도계 판독 벡터이다:

플랫폼의 속도가 대략 10⁰ ~ 10¹ m/s라고 가정하면,

는 대략 10^- ⁷ ~ 10^- ⁶ rad/s이다. 또한,

이 대략 10^-5 rad/s라는 것을 고려하면,

는 대략 10^-5 ~ 10^-4 m/s²이다. 원하는 경우,

는 더 낮은 정밀도 가속도계들을 사용하는 경우에

에서의 가속도계 에러들보다 수십 배 더 낮기 때문에 수학식 (8)에서 무시될 수 있다. 대응하게, 수학식 (8)에서 계산된 플랫폼 가속도를 무효화하고 그리고 수학식들 (1), (6), 및 (7)의 제거된 컴포넌트들을 다시 복원함으로써, 역방향 가속도계 판독 벡터는 수학식 (9)와 같이 표현될 수 있다:

[0092] 유사하게, 자이로스코프 데이터에 대해, 적절한 변환은, 지구의 자전에 대응하는 컴포넌트들을 제거하는 것, 각각의 에포크에 대해 측정들을 무효화하는 것, 및 제거된 컴포넌트들을 복원하는 것을 포함할 수 있다. 중력은 자이로스코프에 영향을 미치지 않으므로, 중력 컴포넌트를 제거할 필요가 없다. 예컨대, b-프레임에서의 지구의 자전율은 수학식 (10)에 의해 표시되는 바와 같이 계산될 수 있다:

가속도계 변환과 유사한 방식으로, 역방향 자이로스코프 판독 벡터는 수학식 (11)을 사용하여 계산될 수 있으며, 여기서,

및

는 각각 역방향 및 순방향 자이로스코프 판독 벡터들이다:

더 낮은 정밀도 자이로스코프들의 경우, 지구 자전율의 크기는 센서 에러들의 것들보다 몇 레벨 더 낮으며, 항

는 원하는 경우 무시될 수 있다.

[0093] 자력계 데이터 판독치들에 대해, 데이터를 변환하기 위한 적절한 루틴은 수학식 (12)에 따라 n-프레임에서의 자기장 컴포넌트들을 계산하는 것을 포함할 수 있으며, 여기서,

및

는 각각 n-프레임 및 b-프레임에서의 자기장 벡터이고, 부호

는 행렬의 전치(transposition)를 표현한다:

수평 자기장 컴포넌트들은 행렬

에 대해 수학식 (13)에 표시된 바와 같이 수직 컴포넌트들의 부호를 유지하면서 무효화될 수 있으며, 여기서,

은 n-프레임에서의 변환된 자기장 벡터이다:

대응하게, 변환된 자기 판독 벡터

는 수학식 (14)에 의해 표시되는 바와 같이 계산될 수 있다:

추가로, 자력계-유도 방위각이 사용되면, 방위각 각도는 180도를 더함으로써 변환될 수 있다.

[0094] 절대적 내비게이션 정보에 대해, 적절한 변환들이 또한 역방향 프로세싱 이전에 적용될 수 있다. 예컨대, 이를테면 GNSS 또는 WiFi로부터의 포지션 결정들이 동일하게 유지될 수 있다. 추가로, 북쪽 및 동쪽에 따른 속도 컴포넌트들은 무효화될 수 있지만, 수직 컴포넌트는 동일하게 유지될 수 있다. 오도미터 또는 보행자 모션 모델들 또는 임의의 다른 소스들로부터 유도되는 임의의 선택적으로 이용가능한 플랫폼 스피드 판독치들이 또한 동일하게 유지될 수 있다. 스피드 대신 속도 판독치들이 이용가능하면, 수평 컴포넌트들은 속도와 유사한 방식으로 무효화된다. 부가적으로, 이용가능하면, 기압계 판독치들이 동일하게 유지될 수 있다.

[0095] 모든 입력 데이터에 대해, 변환된 데이터는, 역방향 프로세싱의 경우 제 2 인스턴트에서 시작되고 제 1 인스턴트에서 종료되는 것처럼 사용될 것이다. 대응하게, 변환된 데이터의 임의의 타임스탬프들은 인버팅될 수 있다. 예시로서, k-번째 에포크에 따른 타임스탬프는 수학식 (15)에 표시된 바와 같이 결정될 수 있으며, 여기서, 각각,

및

는 역방향 및 순방향 데이터의 k-번째 에포크에서의 타임스탬프들이고,

및

는 제 1 및 제 2 인스턴트의 타임스탬프들이다:

상이한 센서들로부터 타임스탬프들을 정렬되게 유지하기 위해서, 모든 센서들의 타임스탬프들을 인버팅하기 위해 동일한

및

값들이 사용될 수 있다.

[0096] 전술한 바와 같이, 변환된 입력 데이터는 도 3의 310 및/또는 322에 대응하는 것과 같은 역방향 프로세싱 동작들을 수행할 때 사용될 수 있다. 역방향 내비게이션 솔루션은 변환된 입력 데이터 및 순방향 내비게이션 알고리즘을 사용하여 획득될 수 있다. 다른 실시예들에서, 순방향 입력 데이터는 별도의 역방향 내비게이션 알고리즘과 함께 사용될 수 있다. 따라서, 역방향 프로세싱은 변환된 또는 적절하지 않은 데이터의 입력, 파라미터들의 세팅, 센서 에러 보상 및 다른 양상들을 포함할 수 있다.

[0097] 예컨대, 310에 대응하는 역방향 프로세싱은 변환된 자이로스코프 및 가속도계 데이터 뿐만 아니라 GNSS, WiFi, 자력계, 기압계, 다른 측정들 또는 업데이트들, 또는 이용 가능한 경우, 입력 데이터의 다른 소스들을 사용하는 것을 포함할 수 있다.

[0098] 역방향 프로세싱 동안, 입력 데이터는 제 2 인스턴트로부터 제 1 인스턴트로 프로세싱된다. 이와 같이, 초기 내비게이션 상태들(즉, 포지션, 속도 및 자세)은 스무딩된 데이터의 최종 에포크에서의 내비게이션 상태들에 따라 세팅될 수 있다. GNSS, WiFi 또는 다른 측정들 또는 업데이트들이 이용 가능한 경우, 초기 내비게이션 상태들은 측정 또는 업데이트에 따라 세팅될 수 있다. 그렇지 않으면, 초기 내비게이션 상태들은 수동으로 세팅되거나 순방향 내비게이션 솔루션에 기반하여 세팅될 수 있다. 시간 기간 동안 순방향 내비게이션 솔루션의 하나의 에포크(예컨대, 제 2 인스턴트) 또는 조합(예컨대, 평균)에서의 순방향 내비게이션 솔루션이 초기 내비게이션 상태들을 세팅하는데 사용되는 경우, 포지션은 동일하게 유지될 수 있다. 전술한 바와 같이, 북쪽과 동쪽을 따르는 속도 컴포넌트들은 무효화되지만 수직 컴포넌트는 동일하게 유지될 수 있다. 또한, 수평 자세들은 동일하게 유지될 수 있고, 헤딩 각도는 그것에 180도를 추가함으로써 변환될 수 있다. 수평 자세는 또한 수학식 (4)를 사용하여 가속도계 데이터로부터 계산될 수 있다.

[0099] 역방향 프로세스에 대한 자이로스코프 및 가속도계 바이어스들의 초기 값들은 수학식(16)에 의해 표시되는 순방향 바이어스들의 값들을 무효화함으로써 세팅될 수 있으며, 여기서

는 역방향 자이로스코프 또는 가속도계 바이어스들의 초기 값을 나타내고

는 대응하는 순방향 바이어스들을 나타낸다.

순방향 바이어스는 순방향 내비게이션 솔루션에서 얻어질 수 있고, 수동으로 또는 다른 방법을 사용함으로써 세팅될 수 있다. 일 양상에서, 자이로스코프 바이어스는 충분한 지속기간의 정지상태(motionlessness)의 검출된 기간 동안 결정될 수 있다. 다른 모션 패턴들이 센서의 다른 특성들을 결정하는데 사용될 수 있다. 역방향 자이로스코프 및 가속도계 스케일 팩터 에러들 및 비-직교성들의 초기값들은 순방향과 동일하게 유지될 수 있다.

[00100] 이용된 내비게이션 알고리즘에 의존하여, 다른 전략들이 역방향 프로세스에서 사용될 수 있다. 예컨대, 역방향 사용 경우들은 순방향 및 역방향 센서 축들을 서로 일관되게 하기 위해 순방향 사용 경우들과 동일하게 되도록 변경될 수 있다.

[00101] 내비게이션 솔루션의 하나 또는 그 초과의 양들은 314 및 326으로 표시된 바와 같이, 순방향 및 역방향 프로세싱으로부터 유도된 내비게이션 솔루션들로부터 얻어진 값들을 조합함으로써 스무딩될 수 있다. 순방향 및 역방향 결과들을 조합하는 것은 각각의 값에 대해 적절한 가중치를 세팅하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 사용되는 가중치들은 순방향 및 역방향 내비게이션 정확도의 변화들을 기반으로 할 수 있으며, 이는 결국 솔루션들의 에러들의 표준 편차 분석을 수행함으로써 결정될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 선형 조합 기법들이 또한 사용될 수 있다.

[00102] 다음 예는, 314의 헤딩 및 오정렬의 맥락에서 이들 양들을 스무딩하여, 포지션, 속도 및/또는 자세와 같은, 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위해 326에서 조합되는 하나 또는 그 초과의 양들이 스무딩된 헤딩 및 오정렬의 사용에 적어도 부분적으로 기반하게 한다. 그러나 이러한 원리들은 내비게이션 솔루션에 포함될 수 있는 임의의 양들로 확장될 수 있다. 상응하게, 각각 304 및 312의 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 값은 순방향 및 역방향 내비게이션 정확도(즉, 솔루션 에러들의 표준 편차)의 변화들에 기반하여 조합될 수 있다. 다음 재료들은 북쪽 포지션 정확도의 변화들을 논의하며, 적절하게 수정될 수 있다. K-번째 에포크에서의 순방향 또는 역방향 정확도 변화는, 수학식(17)로부터 계산될 수 있으며, 여기서

및

는 각각 에포크들((k + 1) 및 k)에서의 북쪽 포지션 정확도이고,

는 정확도 변화이다:

또한, k-번째 에포크에서의 정확도 변화는 수학식(18)에 따른 시간-기반 스무딩된 정확도 변화를 얻기 위해 인접한 에포크들에서의 정확도 변화들과 조합될 수 있으며, 여기서

는 k-번째 에포크에서의 스무딩된 정확도 변화이며,

및

는 k-번째 에포크 이전 및 이후의 스무딩을 위해 사용되는 에포크의 수들이다:

계산된 순방향 및 역방향 정확도 변화들(

및

)을 사용함으로써, 상대적 가중치

는 수학식(19)를 사용하여 결정될 수 있다:

임계치는

를 계산할 때 잠재적인 수치 문제를 방지하기 위해 사용될 수 있으며,

인 경우,

이고; 동일한 접근법이

에 대해 사용될 수 있다.

다음으로, 스무딩된 오정렬은 수학식(20)을 사용하여 계산될 수 있으며, 여기서

,

및

는 각각 k-번째 에포크에서의 스무딩된 순방향 및 역방향 오정렬이다.

원하는 경우, 값

는 수학식(21)을 적용함으로써 수학식(20)의 계산을 수행하기 전에 중심화될 수 있다:

[00103] 언급한 바와 같이, 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터의 값들을 사용하여 양을 조합하는 것은 선형 조합을 포함할 수 있다. 오정렬의 맥락에서, 조합되고 스무딩된 오정렬은 수학식(22)에 의해 표현되며, 여기서

는 스무딩에서 사용되는 데이터 에포크들의 수이다:

[00104] 마찬가지로, 순방향 및 역방향 헤딩 각도들이 오정렬과 관련하여 설명된 것과 유사한 전략들을 사용하여 조합될 수 있다. 선형 조합 접근법이 사용될 때, 스무딩된 헤딩은 수학식(23)에 의해 표현되며, 여기서는

는 스무딩에서 사용된 데이터 에포크들의 수이고,

,

및

는 스무딩된, 순방향 및 역방향 헤딩 각도들이며,

이다:

재차, 계산된

는 수학식(23)을 적용하기 전에 중심화될 수 있다:

[00105] 평탄화된 헤딩의 정확도는 수학식(24)에 따라 순방향 및 역방향 헤딩 정확도의 선형 조합을 통해 계산할 수 있으며, 여기서

,

및

는 평탄화된, 순방향 및 역방향 헤딩의 정확도이다:

사용되는 내비게이션 알고리즘에 의존하여 이 수학식에 적절한 조정이 가해질 수 있다. 예컨대, 역방향 헤딩 정확도를 수학식(25)에 표시된 바와 같이 순방향의 것과 동일한 레벨로 튜닝하기 위해 스케일 팩터(

)가 필요할 수 있다:

스무딩된 헤딩은 순방향 및 역방향 둘 다의 것들보다 더 정확할 것이므로, 스케일 팩터(

)(

)는 스무딩된 헤딩 정확도를 스케일링하는데 사용될 수 있다. 따라서, 스무딩된 헤딩 정확도는 수학식(26)을 사용하여 계산될 수 있다:

[00106] 스무딩된 헤딩 및 오정렬 값들은 그 후 318 및 322에서와 같이 추가 순방향 및 역방향 프로세싱 패스들을 수행하는데 사용되어, 328의 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위해 326에서 조합될 수 있는 향상된 임시 내비게이션 솔루션을 발생시킬 수 있다. 필요하다면, 314에서 조합된 내비게이션 솔루션의 양 또는 양들은 다음 역방향 프로세싱 패스 이전에 전술한 기법들을 사용하여 적절하게 변환될 수 있다. 예컨대, 스무딩된 헤딩은 180도를 추가함으로써 변환될 수 있다.

[00107] 다시 한번, 다음은 포지션, 속도 및/또는 자세와 같은 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위해 스무딩된 헤딩 및 오정렬을 사용하는 것과 관련하여 이루어지지만, 이러한 원리들은 내비게이션 솔루션에 포함될 수 있는 모든 양들로 확장될 수 있다. 향상된 임시 내비게이션 솔루션들의 조합은 임의의 적합한 양의 내비게이션 솔루션을 스무딩하는 것을 포함할 수 있다.

[00108] 예컨대, 포지션은 수학식들 (27) 및 (28)에 따른 포지션 정확도에 기반하여 조합될 수 있으며, 여기서,

,

, 및

는, 각각, 스무딩된, 순방향, 및 역방향 자세 솔루션들이며, 그리고

및

는, 각각, 순방향 및 역방향의 북쪽 포지션 정확도이다.

[00109] 유사하게, 스무딩된 경도는 동쪽 포지션 정확도에 기반하여 순방향 및 역방향 경도 결과들을 조합함으로써 계산될 수 있다. 또한, 스무딩된 높이는 수직 포지션 정확도에 따라 순방향 및 역방향 높이를 조합함으로써 획득될 수 있다.

[00110] 속도 및 수평 자세 각도들은 순방향 및 역방향 솔루션들을 평균함으로써 조합될 수 있다. 결합 이전에, 역방향 속도의 수평 컴포넌트들이 수학식들 (29) 및 (30)을 사용하여 계산될 수 있고, 여기서,

및

는, 각각, 결합을 위해 사용되는 북쪽 및 동쪽 속도이고,

및

는, 각각, 역방향 솔루션을 위한 북쪽 및 동쪽 속도이다.

(29)

(30)

[00111] 스무딩된 북쪽 속도는 수학식 (31)을 사용하여 계산될 수 있고, 여기서,

및

은, 각각, 스무딩된 그리고 순방향 북쪽 속도이다.

[00112] 유사하게, 동쪽 및 수직 방향들에서의 스무딩된 속도 및 스무딩된 수평 자세 각도들은 해당하는 순방향 및 역방향 솔루션들을 평균함으로써 계산된다.

[00113] 스무딩된 수평 포지션의 정확도를 계산하기 위한 적합한 접근법은 헤딩에 대해 사용되는 것과 유사할 수 있다. 북쪽에서의 스무딩된 포지션의 정확도는 수학식 (32)에 의해 주어지며, 여기서,

,

, 및

는, 각각, k-번째 에포크에서의 스무딩된, 순방향, 및 역방향 북쪽 포지션의 정확도이고,

및

은 스케일 팩터들이다:

유사하게, 스무딩된 동쪽 포지션의 정확도는 동등한 프로세스를 사용함으로써 획득될 수 있다.

[00114] 스무딩된 높이, 속도들 및 수평 자세 각도들의 정확도는 해당하는 순방향 및 역방향 정확도를 평균함으로써 계산될 수 있다. 예컨대, 스무딩된 북쪽 속도의 정확도는 수학식 (33)을 사용하여 계산될 수 있고, 여기서,

,

, 및

는, 각각, 스무딩된, 순방향 및 역방향 북쪽 속도의 정확도이다.

유사하게, 동쪽 및 수직 방향들에서의 스무딩된 속도, 수평 자세 각도들 및 높이의 정확도는, 해당하는 순방향 및 역방향 정확도들을 평균함으로써 계산될 수 있다.

[00115] 선택적으로, 임의의 적합한 기법이 입력 데이터에서의 에러 또는 에러들을 특징화하기 위해 이용될 수 있다. 대응하여, 에러의 특징화는, 순방향 및 역방향 프로세싱 동작들 중 하나 또는 둘 다를 수행하기 전에 입력 데이터를 보상하는 데에 사용될 수 있다. 특히, 입력 데이터는 역방향 프로세싱에 사용하기 위한 변환 이전에 보상될 수 있다.

[00116] 일 실시예의 예시로서, 디바이스의 미리 정의된 모션 패턴이 검출되어, 입력 데이터에서의 에러를 특징화하는 데에 사용될 수 있다. 검출되는 미리 정의된 모션 패턴은 입력 데이터 에러를 추정하는 것을 용이하게 할 수 있다. 후속적으로, 에러는 순방향 및 역방향 프로세싱 중 하나 또는 둘 다를 수행하기 이전에 보상될 수 있다.

[00117] 예컨대, 미리 정의된 모션 패턴은 자이로스코프 바이어스가 특징화될 수 있도록 충분한 길이를 갖는 정적 기간일 수 있다. 적합한 루틴은 입력 궤도에서 하나 또는 그 초과의 정적 기간들을 검출하는 것을 포함할 수 있다. 이후, 임의의 검출되는 정적 기간의 지속기간이 임계치와 비교되어, 디바이스가 충분한 시간 길이 동안 움직이지 않았음을 보장할 수 있다. 임계치가 초과되면, 이를테면 정적 기간 동안 자이로스코프 데이터의 평균 또는 가중 평균에 의해, 자이로스코프 바이어스가 계산될 수 있다. 이후, 자이로스코프의 계산된 바이어스는 입력 데이터를 보상하기 위해 사용될 수 있다. 요구되는 바에 따라, 자이로스코프 바이어스는 역방향 프로세싱을 수행할 때 변환 및 사용될 수 있다. 자이로스코프 바이어스의 결정은 수행될 수 있는 에러 보상의 타입을 나타내며, 입력 데이터에 대해 임의의 수의 정정들이 이루어질 수 있다.

[00118] 이용가능한 경우, 하나 또는 그 초과의 앵커 포인트들이 본 개시내용의 MPS 기법들과 통합될 수 있다. 내비게이션 솔루션의 알려진 포지션 또는 다른 양과 연관된 앵커 포인트가 식별될 수 있다. 일부 실시예들에서, 앵커 포인트는 휴대가능 디바이스의 주어진 궤도의 시작 및 끝 중 하나 또는 둘 다를 확립하는 데에 사용될 수 있다. 따라서, 제 1 및/또는 제 2 인스턴트는, 휴대가능 디바이스가 식별된 앵커 포인트에 있는 때에 대응할 수 있다. 중첩 궤도들을 구성할 수 있도록, 다수의 앵커 포인트들을 식별하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 순방향 및 역방향 알고리즘들의 초기 포지션은, 앵커 포인트들, 또는 태스크 시간 기간(즉, MPS 프로세스가 사용되는 시간 기간)의 또는 궤도의 시작 및 끝 포인트들로부터 획득될 수 있다. 앵커 포인트들의 사용은 선택적이다. 태스크 시간 기간이 길 때, 앵커 포인트들을 사용하여 궤도를 더 짧은 섹션들로 끊을 수 있는데, 각각의 MPS 태스크 시간 기간을 감소시킴으로써, 내비게이션/포지셔닝 성능이 개선될 수 있다. 일 양상에서, 본 개시내용의 기법들은, MPS 프로세스에 의해 결정되는 브리징 궤도들과 함께, 불연속적인 절대적 내비게이션 정보 가용성에 의해 확립된 시작 및 종료 앵커 포인트들을 사용할 수 있다. 예컨대, 절대적 내비게이션 정보 소스는 듀티 사이클 모드로 동작될 수 있으며, 그리고 절대적 내비게이션 정보의 소스가 활성화되는 기간들 동안 앵커 포인트들의 선택은 제 1 및 제 2 인스턴트들을 확립하도록 조정될 수 있다. 하지만, 앵커 포인트들을 식별하기 위해 임의의 적합한 방법이 사용될 수 있다. 예컨대, 사용자는 포지션 및/또는 앵커 포인트 타입을 수동으로 입력할 수 있다.

[00119] 대안적으로 또는 부가적으로, 앵커 포인트는, GNSS 또는 Wi-Fi와 같은 일부 절대적 내비게이션 정보에 기반하여, 즉 충분한 절대적 내비게이션 정보가 있을 때 자동으로 식별될 수 있다. 하나의 대표적인 예로서, 앵커 포인트들은, 특정 갭 이후 하나의 GNSS 솔루션과 다음 이용가능한 GNSS 솔루션 사이의 미리 정의된 지속기간에 기초하여 선택될 수 있다. 또한, GNSS 솔루션에서 갭이 발생할 때, 재획득에 따른 초기 픽스(fix)들은 높은 표준 편차와 연관될 수 있다. 원할 경우, 이러한 초기 픽스들은 입력 데이터로부터 거부되고, 표준 편차가 임계치 아래로 떨어지는 것에 의해 표시되는 바와 같이 정확도가 안정화될 때 사용될 수 있다. 다른 예로서, 이를테면, 상이한 수신 컨디션들(예컨대, 인접하는 높은 빌딩들로부터 초래되는 "도심 협곡")에 의해 야기될 수 있는 것과 같이, 이용가능하다고 할지라도, 절대적 내비게이션 정보는 신뢰할 수 없는 것으로 결정될 수 있다.

[00120] 또한, 절대적 내비게이션 정보의 세그먼트는 또한, 표준 편차 이외의 기준들에 입각하여 거부될 수 있다. 예컨대, 인간 모션 제약의 형태의 사용자 역학이 사용될 수 있다. 예시하자면, 연속적인 GNSS 세그먼트들 사이의 거리가 계산되고, MPS 프로세스 또는 다른 대안적인 솔루션으로부터 획득되는, 사용자 모션 모드(걷기 또는 달리기) 및 사용자의 속도에 의존하여 계산되는 다른 거리와 비교될 수 있다. 일 양상에서, 결정되는 모션 모드에 따라 인간 최대 스피드가 추정될 수 있다. 걷는 사용자는 대략 2 m/s의 스피드를 가질 것으로 예상될 수 있고, 달리는 사용자는 대략 7 m/s의 스피드를 가질 것으로 예상될 수 있다. 다수의 모션 모드들이 존재할 때에는, 가중 평균이 사용될 수 있다. 예컨대, 이전의 예에서와 동일한 값들을 사용하여, 모션 모드의 세그먼트의 20%는 달리기였던 한편, 80%는 걷기였다면, 제약 거리를 계산하는 데에 사용되는 최종 스피드는 전체 GNSS 세그먼트에 대해

일 수 있다. 연속적인 GNSS 솔루션으로부터 유도되는 거리가 제약에 기반하여 결정되는 거리와 호환되지 않는다면, GNSS 정보가 입력 데이터로부터 제외될 수 있다.

[00121] 예컨대, 주목된 바와 같이, 절대적 내비게이션 정보 소스는 듀티 사이클 모드에서 동작될 수 있다. 그러한 구현들이 전력을 보존하지만, 그러한 구현들은 절대적 내비게이션 정보에 의해 제공되는 내비게이션 솔루션들에서 갭들을 초래한다. 본 개시내용의 MPS 기법들은 그러한 갭들을 브리징하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 선택된 절대적 내비게이션 정보는 위에서 설명된 기준들에 기반하여 또는 다른 적절한 조건들에서 성능을 개선하기 위해 MPS 프로세스로부터 배제될 수 있다.

[00122] 위의 논의에서, 스무딩은 순방향 및 역방향 프로세싱으로부터 기인하는 내비게이션 솔루션의 양에 대한 값들을 조합하는 맥락에서 설명된다. 원할 경우, 추가적인 시간-기반 스무딩 기법이 상이한 시간들 간의 내비게이션 솔루션들의 양에 대한 값에서 변화를 감소시킨다. 그러한 스무딩 기법들은, 이들이 임의의 주어진 에포크에 대해 향후의 기간들뿐만 아니라 과거의 기간들로부터의 정보를 활용할 수 있기 때문에, 비-인과적일 수 있다. 시간-기반 스무딩으로부터 유도되는 양은, 원할 경우, MPS 프로세스로부터 기인하는 결정 대신에 또는 MPS 결정을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 시간-기반 스무딩 프로세스는 기압계로부터 획득되는 높이 데이터를 스무딩하기 위해 사용될 수 있다. 이용가능한 경우에, 절대적 내비게이션 정보는 스무딩된 솔루션을 보상하기 위해 사용될 수 있는 기압계의 오프셋을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 마찬가지로, 시간-기반 스무딩 프로세스는 또한, 포지션, 속도, 및 스피드를 포함하는 양들에 대해 채용될 수 있다.

[00123] 높이에 대해 수행될 수 있는 다른 선택적인 스무딩 동작은 절대적 내비게이션 정보 및/또는 모션 센서 데이터를 채용한다. 높이 정보는 기압계로부터 결정될 수 있지만, 데이터는 잡음에 의해 그리고 바이어스에 의해 저하될 수 있다. 이를테면 예컨대 GNSS 시스템으로부터의 절대적 내비게이션 정보는 기압계 데이터의 바이어스 또는 오프셋을 추정하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 잡음은 출력을 스무딩하기 위해 가속도계 및/또는 자이로스코프 정보와 같은 다른 모션 센서 데이터와 기압계 데이터를 통합시키거나 또는 사용하여 기압계 데이터를 필터링함으로써, 또는 기압계 데이터를 스무딩함으로써 감소될 수 있다. 또한, 이러한 후자의 설명된 필터링 또는 통합은 선택적으로, 절대적 내비게이션 정보로부터의 오프셋/바이어스 정정에 부가하여, 절대적 내비게이션 정보와도 또한 통합될 수 있다. 따라서, 높이 스무딩은 기압계 데이터에만 의존할 수 있고, 기압계 및 가속도계 데이터에 의존할 수 있고, 기압계, 가속도계, 및 자이로스코프 데이터에 의존할 수 있고, 선택적으로, 이들 중 임의의 것과 함께, 위에서 설명된 바와 같은 바이어스 결정 및 정정에 부가하여, 통합 및 스무딩을 위해 절대적 내비게이션 정보를 사용할 수 있거나 또는 사용하지 않을 수 있다.

[00124] 본 개시내용의 기법들의 이익들을 예시하는 것을 돕기 위해, 다중 패스 스무딩을 통해 내비게이션 솔루션을 향상시키는 성능을 평가하기 위해 필드 테스트들이 수행되었다. 결과들은 달리기, 사이클링, 또는 차량에서 또는 임의의 타입의 선박에서의 로코모션(locomotion)을 포함하는 임의의 다른 적절한 애플리케이션에 대해 또한 사용될 수 있는 MPS 기법들의 대표적인 데먼스트레이션을 제공하기 위해 걷기 궤도들 동안에 획득되었다. 걷기 필드 테스트들은 MPS 프로세스의 성능을 입증하는 것을 돕기 위해, 핸드헬드, 온 이어, 댕글링, 및 바지 포켓을 포함하는 다양한 사용 경우들 하에서 실시되었다. 각각의 사용 경우에 대해, 상이한 모션들에 대한 3개의 테스트들이 실시되었다. 각각의 테스트는 3개의 시간 기간들로 구성되며: 제 1 및 제 3 시간 기간들 동안에, 사용자는 계속 걸었고, 폰은 0도의 오정렬(즉, b-프레임에서의 x-축과 북쪽 방향 간의 각도)로 수평으로 손에 의해 홀딩되었고; 중간 제 2 시간 기간 동안에, 사용자는 폰이 특정된 사용 경우에 있는 상태로 걸었다. 따라서, 각각의 테스트에서, 사용 경우는 2번 변화되었다. 사용 경우를 변화시키는 것이 보행자 내비게이션 애플리케이션들에서 가장 어려운 문제들 중 하나이기 때문에, 이러한 테스트들은 센서-기반 내비게이션 솔루션들의 상당한 차이를 초래할 수 있고 MPS 프로세스의 이익들을 검증할 수 있는 조건들 하에서 실시되었다. 테스트 시간 기간들은 대략 200 초 또는 그 미만과 같이 비교적 짧았고, 따라서, 중간의 앵커 포인트가 채용되지 않았다.

[00125] 3개의 핸드헬드 사용 경우 테스트들의 결과들이 도 4 내지 도 6에 도시된다. 제 2 시간 기간 동안에, 사용자는 도 4에서 0 도의 오정렬 각도로(오정렬 각도에서 변화가 없음), 도 5에서 -90 도의 오정렬 각도로, 그리고 도 6에서 +90 도의 오정렬 각도로 수평으로 폰을 홀딩하였다.

[00126] 구체적으로, 도 4a는 트레이스(400)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션 및 트레이스(402)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 도시하고; 도 4b는 트레이스(404)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 트레이스(406)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 및 트레이스(408)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 도시하고; 도 4c는 트레이스(410)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 트레이스(412)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 및 트레이스(414)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 도시하고; 그리고 도 4d는 트레이스(416)로서 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 트레이스(418)로서 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 및 트레이스(420)로서 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 도시한다.

[00127] 유사하게, 도 5a는 트레이스(500)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션 및 트레이스(502)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 도시하고; 도 5b는 트레이스(504)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 트레이스(506)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 및 트레이스(508)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 도시하고; 도 5c는 트레이스(510)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 트레이스(512)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 및 트레이스(514)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 도시하고; 그리고 도 5d는 트레이스(516)로서 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 트레이스(518)로서 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 및 트레이스(520)로서 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 도시한다.

[00128] 추가로, 도 6a는 트레이스(600)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션 및 트레이스(602)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 도시하고; 도 6b는 트레이스(604)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 트레이스(606)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 및 트레이스(608)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 도시하고; 도 6c는 트레이스(610)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 트레이스(612)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 및 트레이스(614)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 도시하고; 그리고 도 6d는 트레이스(616)로서 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 트레이스(618)로서 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 및 트레이스(620)로서 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 도시한다.

[00129] 온 이어(on ear) 테스트들에 대한 결과들이 도 7 내지 도 9에 도시된다. 중간 제 2 시간 기간들 동안에, 도 7에 도시된 결과들을 제공하기 위해 폰이 오른손에 의해 자연스럽게 귀에 근접하게 배치되었고, 도 8에 도시된 결과들을 제공하기 위해 폰이 오른손에 의해 수직으로 귀에 근접하게 배치되었고, 도 9에 도시된 결과들을 제공하기 위해 폰이 왼손에 의해 수평으로 귀에 근접하게 배치되었다.

[00130] 구체적으로, 도 7a는 트레이스(700)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션 및 트레이스(702)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 도시하고; 도 7b는 트레이스(704)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 트레이스(706)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 및 트레이스(708)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 도시하고; 도 7c는 트레이스(710)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 트레이스(712)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 및 트레이스(714)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 도시하고; 그리고 도 7d는 트레이스(716)로서 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 트레이스(718)로서 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 및 트레이스(720)로서 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 도시한다.

[00131] 유사하게, 도 8a는 트레이스(800)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션 및 트레이스(802)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 도시하고; 도 8b는 트레이스(804)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 트레이스(806)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩, 및 트레이스(808)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 도시하고; 도 8c는 트레이스(810)로서 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 트레이스(812)로서 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도, 및 트레이스(814)로서 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 도시하고; 그리고 도 8d는 트레이스(816)로서 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 트레이스(818)로서 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션, 및 트레이스(820)로서 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 조합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 도시한다.

[00132] 추가로, 도 9a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(900)로서, 그리고 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(902)로서 도시하고; 도 9b는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(904)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(906)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 트레이스(908)로서 도시하고; 도 9c는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(910)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(912)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 트레이스(914)로서 도시하며; 그리고 도 9d는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(916)로서, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(918)로서, 그리고 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 트레이스(920)로서 도시한다.

[00133] 댕글링 테스트들에 대한 결과들이 도 10-12에서 도시된다. 중간 제 2 시간 기간들 동안, 폰이 스피커 앞으로 그리고 스크린 밖으로 오른손에 의해 댕글링되어 도 10에 도시된 결과들이 제공되었고, 폰이 스피커 앞으로 그리고 스크린 안으로 왼손에 의해 댕글링되어 도 11에 도시된 결과들이 제공되었으며, 그리고 폰이 스피커 뒤로 그리고 스크린 안으로 왼손에 의해 댕글링되어 도 12에 도시된 결과들이 제공되었다.

[00134] 구체적으로, 도 10a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1000)로서, 그리고 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1002)로서 도시하고; 도 10b는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1004)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1006)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩를 트레이스(1008)로서 도시하고; 도 10c는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1010)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1012)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 트레이스(1014)로서 도시하며; 그리고 도 10d는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1016)로서, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1018)로서, 그리고 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 트레이스(1020)로서 도시한다.

[00135] 유사하게, 도 11a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1100)로서, 그리고 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1102)로서 도시하고; 도 11b는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1104)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1106)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 트레이스(1108)로서 도시하고; 도 11c는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1110)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1112)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 트레이스(1114)로서 도시하며; 그리고 도 11d는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1116)로서, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1118)로서, 그리고 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 트레이스(1120)로서 도시한다.

[00136] 추가로, 도 12a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1200)로서, 그리고 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1202)로서 도시하고; 도 12b는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1204)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1206)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 트레이스(1208)로서 도시하고; 도 12c는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1210)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1212)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 트레이스(1214)로서 도시하며; 그리고 도 12d는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1216)로서, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1218)로서, 그리고 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 트레이스(1220)로서 도시한다.

[00137] 포켓 테스트들에 대한 결과들이 도 13-15에서 도시된다. 중간 제 2 시간 기간들 동안, 폰이 스피커 앞으로 그리고 스크린 밖으로 오른쪽 포켓에 배치되어 도 13에 도시된 결과들이 제공되었고, 폰이 스피커 위로 그리고 스크린 안으로 오른쪽 포켓에 배치되어 도 14에 도시된 결과들이 제공되었으며, 그리고 폰이 스피커 뒤로 그리고 스크린 안으로 왼쪽 포켓으로 배치되어 도 15에 도시된 결과들이 제공되었다.

[00138] 구체적으로, 도 13a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1300)로서, 그리고 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1302)로서 도시하고; 도 13b는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1304)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1306)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 트레이스(1308)로서 도시하고; 도 13c는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1310)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1312)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 트레이스(1314)로서 도시하며; 그리고 도 13d는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1316)로서, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1318)로서, 그리고 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 트레이스(1320)로서 도시한다.

[00139] 유사하게, 도 14a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1400)로서, 그리고 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1402)로서 도시하고; 도 14b는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1404)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1406)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 트레이스(1408)로서 도시하고; 도 14c는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1410)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1412)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 트레이스(1414)로서 도시하며; 그리고 도 14d는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1416)로서, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1418)로서, 그리고 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 트레이스(1420)로서 도시한다.

[00140] 추가로, 도 15a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1500)로서, 그리고 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1502)로서 도시하고; 도 15b는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1504)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 헤딩을 트레이스(1506)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 헤딩을 트레이스(1508)로서 도시하고; 도 15c는 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1510)로서, 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 오정렬 각도를 트레이스(1512)로서, 그리고 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 오정렬 각도를 트레이스(1514)로서 도시하며; 그리고 도 15d는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1516)로서, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션을 트레이스(1518)로서, 그리고 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들을 결합하는 것으로부터 기인하는 스무딩된 포지션을 트레이스(1520)로서 도시한다.

[00141] 인식될 바와 같이, "b" 도면들은, 헤딩이 처음에는 정확했지만 순방향 및 역방향 임시 솔루션들 둘 모두에서 분기를 유지하는 것을 도시한다. 그러나, 스무딩된 헤딩은 솔루션들 모두의 장점을 취했고, 전체 내비게이션 프로세스에 걸쳐 참 값들에 더 가까워졌다. 추가로, "d" 도면들은, 스무딩된 헤딩 및 오정렬의 사용으로 인해, 향상된 임시 솔루션들이 임시 솔루션들보다 더욱 정확했다는 것, 그리고 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션으로부터의 포지션들이 임시 솔루션들보다 훨씬 더 우수했다는 것을 예시한다. 이들 테스트들이 상이한 사용 경우들을 표현하기 때문에, 이들 테스트들은 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션들이 순방향 내비게이션 솔루션들보다 훨씬 더 정확하다는 것을 예시한다. 그러므로, MPS 프로세스는, 어떠한 외부 하드웨어에 대한 필요도 없이, 보행자 내비게이션 성능을 크게 개선시키기 위해 사용될 수 있으며, 소비자 휴대가능 디바이스들에서 센서들의 대중화 및 적용을 촉진시킬 수 있다.

[00142] 이 개시내용의 기법들의 적용들을 추가로 예시하기 위해, MPS 프로세스를 활용하여 절대적 내비게이션 정보와 함께 브릿징 솔루션들을 제공하기 위해 부가적인 테스트들이 수행되었다. 특히, 테스트 디바이스의 GNSS 수신기는, 15초의 초기 활성 기간 및 그 뒤에 45초의 비활성 기간이 이어지며 다른 15초의 제 2 활성 기간으로 끝나도록 듀티 사이클링되었다. 제 1 및 제 2 인스턴트들은 각각의 15초의 제 2 활성 기간 동안 선택되었으며(제 1 인스턴트는 이 섹션의 제 1 15초의 처음에 선택되었고, 제 2 인스턴트는 이 섹션의 마지막 15초의 끝에 선택되었음), 제 1 인스턴트로부터 제 2 인스턴트로의 섹션은 다중 패스 스무딩을 겪었다. 결과들은 도 16-19에서 도시된다. 듀티 사이클링된 GNSS 데이터를 갖는 이 스테이지가, GNSS가 존재한 부분들을 표현하는 상이한 섹션들 간의 오버랩을 제공할 것임이 주목되어야 한다. 모든 섹션들을 프로세싱한 이후, 상이한 섹션들 간에 최종 스무딩이 적용될 수 있다.

[00143] 제 1 테스트에서, 직선 섹션은 도 16a 및 도 16b에 표시되는 바와 같이 상단으로부터 하단으로 이어졌다. GNSS 시스템으로부터의 절대적 내비게이션 정보는 도 16a 및 도 16b 둘 모두에서 오픈 서클들(1600)로 표현되는 반면, 도 16a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1602)로서 도시하고, 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1604)로서 도시한다. 대응하게, 도 16b는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1606)로서 도시하고, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1608)로서 도시한다. 향상된 임시 내비게이션 솔루션들은 오정렬 각도의 스무딩 및 임시 내비게이션 솔루션들로부터의 헤딩 이후 결정되었고, 트레이스(1610)로 표현되는 향상된 내비게이션 솔루션을 제공하는데 사용되었다.

[00144] 제 2 테스트에서, 직선 섹션은 도 17a 및 도 17b에 표시되는 바와 같이 우측으로부터 좌측으로 이어졌다. GNSS 시스템으로부터의 절대적 내비게이션 정보는 도 17a 및 도 17b 둘 모두에서 오픈 서클들(1700)로 표현되는 반면, 도 17a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1702)로서 도시하고, 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1704)로서 도시한다. 유사하게, 도 17b는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1706)로서 도시하고, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1708)로서 도시한다. 다시, 향상된 임시 내비게이션 솔루션들은 오정렬 각도의 스무딩 및 임시 내비게이션 솔루션들로부터의 헤딩 이후 결정되었고, 트레이스(1710)로 표현되는 향상된 내비게이션 솔루션을 제공하는데 사용되었다.

[00145] 다른 테스트는 단일 우회전을 가지는 섹션으로 수행되었으며, 도 18a 및 도 18b에 도시되는 바와 같이 상부 우측에서 시작하여 하부 좌측에서 종료된다. GNSS 시스템으로부터의 절대적 내비게이션 정보는 도 18a 및 도 18b 둘 모두에서 오픈 서클들(1800)로 표현되는 반면, 도 18a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1802)로서 도시하고, 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1804)로서 도시한다. 다시, 도 18b는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1806)로서 도시하고, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1808)로서 도시한다. 향상된 임시 내비게이션 솔루션들은 오정렬 각도의 스무딩 및 임시 내비게이션 솔루션들로부터의 헤딩 이후 결정되었고, 트레이스(1810)로 표현되는 향상된 내비게이션 솔루션을 제공하는데 사용되었다.

[00146] 다른 테스트는 2개의 연속적인 우회전들을 가지는 섹션으로 수행되었고, 도 19a 및 도 19b에 도시되는 바와 같이 중간 좌측에서 시작하여 우측에서 종료된다. GNSS 시스템으로부터의 절대적 내비게이션 정보는 도 19a 및 도 19b 둘 모두에서 오픈 서클들(1900)로 표현되는 반면, 도 19a는 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1902)로서 도시하고, 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1904)로서 도시한다. 다시, 도 19b는 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1906)로서 도시하고, 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션을 트레이스(1908)로서 도시한다. 향상된 임시 내비게이션 솔루션들은 임시 내비게이션 솔루션들로부터의 오정렬 각도 및 헤딩의 스무딩 이후 결정되었고 트레이스(1910)로 표현되는 향상된 내비게이션 솔루션을 제공하는데 사용되었다.

[00147] 도 16-19에 대응하는 테스트들 모두에서, 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들은, 초기에 정확하고 GNSS 정보와 일치하지만 일단 GNSS 정보가 더 이상 이용가능하지 않으면 시간이 지남에 따라 드리프트하는 궤도들을 제공한다는 것을 알 수 있다. 이러한 임시 솔루션들은 스무딩된 오정렬 및 헤딩 양들을 이용하는 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들에 의해 상당히 개선된다. 오정렬 각도와 같은 스무딩 양들 및/또는 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터의 헤딩에 의해, 교차 추적 에러들이 감소될 수 있다. 추가로, 향상된 임시 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위하여 순방향 및 역방향 프로세싱에서 스무딩된 양들을 이용하는 것은 추적 에러들을 따라 감소할 수 있다. 최종 향상된 내비게이션 솔루션은 가장 정확한 궤도를 표현하며, GNSS 시스템이 비활성이었던 기간들을 성공적으로 브릿징한다. 추가로, 재활성화 이후의 초기 GNSS 정보는 에러를 겪을 수 있어서, 첫 번째 몇몇 판독치들은 위에서 설명된 바와 같이 폐기될 수 있다는 것을 알 수 있다.

[00148] 다른 세트의 테스트들은 본 개시내용의 MPS 기법들로부터 유도되는 향상된 내비게이션 솔루션들에 적용될 수 있는 높이 스무딩을 입증하도록 수행되었다. 이러한 테스트들의 결과들은 도 20 및 도 21에 도시된다. 제 1 테스트에서, 도 20a는 전체 결과들을 도시하고, 도 20b는 그 결과들의 일부의 더 상세한 뷰를 제공한다. 도 20a 및 도 20b 둘 모두에서, 기압계 데이터는 트레이스(2000)로서 도시되고, GNSS 시스템으로부터 유도되는 바와 같은 높이는 트레이스(2002)로서 도시되고, 스무딩된 높이는 트레이스(2004)로서 도시된다. 도 21에 도시되는 제 2 테스트에서, 기압계 데이터는 트레이스(2100)로서 도시되고, GNSS 시스템로부터 유도되는 바와 같은 높이는 트레이스(2102)로서 도시되고, 스무딩된 높이는 트레이스(2104)로서 도시된다. 둘 모두 테스트에 있어서, 기압계 데이터가 잡음에 의해 그리고 바이어스에 의해 저하된다는 것이 인식될 수 있다. GNSS 정보는 오프셋을 추정하는데 사용될 수 있는 반면, 잡음은 출력을 스무딩하기 위하여 모션 센서 데이터, 이를테면, 가속도계 및/또는 자이로스코프 정보를 사용하여 기압계 데이터를 스무딩함으로써 또는 기압계 데이터를 필터링함으로써 감소될 수 있다. 트레이스들(2004 및 2104)에 의해 도시되는 스무딩된 높이에 의해 표시되는 바와 같이, 잡음은 감소되고, 오프셋은 보상된다.

[00149] 다른 세트의 테스트들은 향상된 내비게이션 솔루션들로부터 스피드 양의 시간-기반 스무딩을 입증하도록 수행되었고, 그 결과들은 도 22-24에 도시된다. 도 22에 도시되는 결과들에 의해 표현되는 제 1 테스트에서, MPS 프로세스 이후 향상된 내비게이션 솔루션에 의한 출력으로서의 스피드는 트레이스(2200)로 표시되고, 시간-기반 스무딩 이후의 스피드 양은 트레이스(2202)로 표시된다. 유사하게, 도 23에 도시되는 결과들에 의해 표현되는 제 2 테스트에서, MPS 프로세스 이후 향상된 내비게이션 솔루션에 의한 출력으로서의 스피드는 트레이스(2300)로 표시되고, 시간-기반 스무딩 이후의 스피드 양은 트레이스(2302)로 표시된다. 마지막으로, 도 24에 도시되는 결과들에 의해 표현되는 제 3 테스트에서, MPS 프로세스 이후 향상된 내비게이션 솔루션에 의한 출력으로서의 스피드는 트레이스(2400)로 표시되고, 시간-기반 스무딩 이후의 스피드 양은 트레이스(2402)로 표시된다. 이러한 예시적인 테스트들 각각에서, 시간-기반 스무딩은 향상된 내비게이션 솔루션들에 의해 출력된 양에서의 잡음을 감소시킨다는 것을 알 수 있다. 유사한 기법들은, 제한없이, 속도, 포지션(예컨대, 위도 및/또는 경도), 높이 및 다른 것들을 포함하는 향상된 내비게이션 솔루션의 다른 적합한 양들의 시간-기반 스무딩을 수행하는데 사용될 수 있다.

고려되는 실시예들

[00150] 본 개시내용은 순방향의 x, 바디의 우측을 향하는 포지티브한 y, 아래를 향하는 포지티브한 z 축이 되도록 바디 프레임을 설명한다. 임의의 바디-프레임 정의는 본원에 설명되는 방법 및 장치의 애플리케이션에 대해 사용될 수 있다는 것이 고려된다.

[00151] 본 개시내용의 기법들은 자신의 가능한 업데이트들 및 관성 센서들 바이어스 재계산들을 가지는 자동 제로 속도 기간들 또는 정적 기간 검출, 넌-홀로노믹 업데이트 모듈, 진보된 모델링 및/또는 관성 센서 에러 교정, 적절한 경우 GNSS로부터의 그들에 대한 가능한 측정 업데이트 파생, GNSS 솔루션 품질 자동 평가 및 성능 저하 검출, 루즈하게 그리고 타이트하게 커플링된 통합 방식들 간의 자동 스위칭, 타이트하게 결합된 모드의 경우 각각의 가시적 GNSS 위성의 평가를 선택적으로 활용하는 내비게이션 솔루션에 의해 사용될 수 있고, 그리고 마지막으로 가능하게는 임의의 타입의 역방향 스무딩 기법을 이용하고 동일한 미션 내에서 버퍼링된 데이터 상에서 포스트 미션에서 또는 백그라운드에서 실행하는 역방향 스무딩 모듈에 의해 사용될 수 있다는 것이 고려된다.

[00152] 본 개시내용의 기법들은 또한 전달 모드를 설정하기 위하여 전달 모드 기법 또는 모션 모드 검출 기법에 의해 사용될 수 있다는 것이 추가로 고려된다. 이것은, 예컨대, 운전 모드와 같은 다른 모드들 중에서 보행자 모드의 검출을 가능하게 한다. 보행자 모드가 검출되는 경우, 본 개시내용에서 제시되는 방법은 디바이스와 보행자 간의 오정렬을 결정하도록 동작가능하게 만들어질 수 있다.

[00153] 본 개시내용의 기법들은 또한 절대적 내비게이션 정보 내의 인위적 아웃티지들을 시뮬레이팅하고 솔루션의 정확도 및 일관성을 최적화하기 위하여 현재 내비게이션 모듈 내의 솔루션에 대해 사용되는 상태 추정 기법의 다른 인스턴스의 파라미터들을 추정하기 위한 루틴을 백그라운드에서 실행하도록 추가로 프로그래밍되는 내비게이션 솔루션에 의해 사용될 수 있다는 것이 추가로 고려된다. 정확도 및 일관성은 시뮬레이팅되는 아웃티지들 동안의 일시적인 백그라운드 솔루션을 레퍼런스 솔루션과 비교함으로써 평가된다. 레퍼런스 솔루션은: 다음 예들 중 하나일 수 있다: 절대적 내비게이션 정보(예컨대, GNSS); 이용가능한 센서들을 절대적 내비게이션 정보(예컨대, GNSS)와 그리고 가능하게는 선택적 속도 또는 속도 판독치들과 통합하는 디바이스에서의 순방향 통합 내비게이션 솔루션; 또는 이용가능한 센서들을 절대적 내비게이션 정보(예컨대, GNSS)와 그리고 가능하게는 선택적 스피드 또는 속도 판독치들과 통합하는 역방향 스무딩된 통합 내비게이션 솔루션. 백그라운드 프로세싱은 순방향 솔루션 프로세싱과 동일한 프로세서 상에서 또는 제 1 프로세서와 통신할 수 있는 다른 프로세서 상에서 실행될 수 있으며, 공유된 위치로부터 저장된 데이터를 판독할 수 있다. 백그라운드 프로세싱 솔루션의 결과는, 예컨대, 현재 모듈에서의 내비게이션에 대해 사용되는 순방향 상태 추정 기법의 파라미터들에 대한 개선된 값들을 가짐으로써, 그것의 향후 실행(즉, 백그라운드 루틴이 실행을 종료한 이후 실시간 실행)에서의 실-시간 내비게이션 솔루션에 유익할 수 있다.

[00154] 또한, 본 개시내용의 기법들은 맵들(이를테면, 거리 맵들, 실내 맵들 또는 모델들, 또는 이용가능한 이러한 맵들 또는 모델들을 갖는 애플리케이션들의 경우의 임의의 다른 환경 맵 또는 모델)과 추가로 통합된 내비게이션 솔루션, 및 맵 지원 또는 모델 지원 루틴과 함께 사용될 수 있음이 고려된다. 맵 지원 또는 모델 지원은, 절대적 내비게이션 정보(이를테면, GNSS) 저하 또는 차단 동안 내비게이션 솔루션을 더 향상시킬 수 있다. 모델 지원의 경우, 예컨대, 레이저 범위 파인더들, 카메라들 및 비전 시스템들, 또는 소나(sonar) 시스템들과 같은 그 환경에 대한 정보를 포착하는 센서 또는 센서들의 그룹이 사용될 수 있다. 이러한 새로운 시스템들은 절대적 내비게이션 정보 문제들(저하 또는 부재) 동안 내비게이션 솔루션의 정확도를 향상시키는데 추가적인 도움으로서 사용될 수 있거나, 또는 이들은 일부 애플리케이션들에서 절대적 내비게이션 정보를 완전하게 대체할 수 있다.

[00155] 또한, 본 개시내용의 기법들은 단단하게 결합된 방식 또는 하이브리드로 느슨하게/단단하게 결합된 옵션 중 하나에서 작업할 때, 의사거리 측정들(반송파 위상이 아닌 코드로부터 계산되어, 이에 따라 이들은 코드-기반 의사거리들로 지칭됨) 및 도플러 측정들(의사거리 레이트들을 획득하는데 사용됨)을 활용할 필요가 없는 내비게이션 솔루션을 통해 또한 사용될 수 있음이 고려된다. GNSS 수신기의 반송파 위상 측정은, 예컨대: (i) 코드-기반 의사거리들 대신에 범위들을 계산하기 위한 대안적인 방식으로서, 또는 (ii) 코드-기반 의사거리 및 반송파-위상 측정들 둘 다로부터의 정보를 통합함으로써 범위 계산을 향상시키기 위해 또한 사용될 수 있으며; 이러한 향상은 반송파-스무딩 의사거리이다.

[00156] 또한, 본 개시내용의 기법들은 GNSS 수신기와 다른 센서들의 판독치들 사이의 매우 단단한(ultra-tight) 통합 방식에 의존하는 내비게이션 솔루션과 함께 사용될 수 있음이 고려된다.

[00157] 또한, 본 개시내용의 기법들은 포지셔닝 및 내비게이션에 또한 사용될 수 있는 다양한 무선 통신 시스템들을 사용하는 내비게이션 솔루션과 함께 (GNSS가 이용불가할 때 더욱 유익할 것인) 추가적인 보조로서 또는 (예컨대, GNSS가 적용가능하지 않는 애플리케이션들에 대해) GNSS 정보에 대한 대체로서 또한 사용될 수 있음이 고려된다. 포지셔닝을 위해 사용되는 이러한 무선 통신 시스템들의 예들은, 이를테면, 셀룰러 폰 타워들 및 신호들, 라디오 신호들, 디지털 텔레비전 신호들, WiFi 또는 WiMax에 의해 제공되는 것들이다. 예컨대, 셀룰러 폰 기반 애플리케이션들의 경우, 셀 폰 타워들로부터의 절대적 좌표 및 실내 사용자와 타워들 사이의 범위들은 포지셔닝을 위해 활용될 수 있으며, 이에 의해 이 범위는 도착 시간 또는 가장 가까운 셀 폰 포지셔닝 좌표들의 도착 시간차를 계산하는 상이한 방법들에 의해 추정될 수 있다. E-OTD(Enhanced Observed Time Difference)로 알려진 방법은 알려진 좌표들 및 범위를 획득하는데 사용될 수 있다. 범위 측정들을 위한 표준 편차는 셀 폰, 및 셀 타워 타이밍 장비 및 송신 손실들에 사용되는 오실레이터의 타입에 의존할 수 있다. WiFi 포지셔닝은, 무엇보다도, 도착 시간, 도착 시간차, 도착 각도들, 수신된 신호 강도, 및 핑거프린팅 기법들을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 다양한 방법들로 행해질 수 있으며; 모든 방법들은 상이한 레벨들의 정확도들을 제공한다. 포지셔닝을 위해 사용되는 무선 통신 시스템은, 무선 신호들로부터의 범위, 각도들, 또는 신호 강도에서의 에러들을 모델링하기 위한 상이한 기법들을 사용할 수 있고, 상이한 다중경로 완화 기법들을 사용할 수 있다. 또한, 위에서 언급한 모든 아이디어들은, 무엇보다도, 무선 통신 시스템들에 기반하여 다른 무선 포지셔닝 기법들에 대해 유사한 방식으로 적용가능하다.

[00158] 또한, 본 개시내용의 기법들은 다른 이동중인 디바이스들로부터의 보조 정보를 활용하는 내비게이션 솔루션과 함께 사용될 수 있음이 고려된다. 이러한 보조 정보는 (GNSS가 이용불가능할 때 더욱 유리할) 추가 지원으로서 또는 (예컨대, GNSS 기반 포지셔닝이 적용가능하지 않는 애플리케이션들의 경우) GNSS 정보에 대한 대체로서 사용될 수 있다. 다른 디바이스들로부터의 보조 정보의 일 예는, 상이한 디바이스들 사이의 무선 통신 시스템들에 의존할 수 있다. 기본적인 아이디어는, (예컨대, 양호한 가용성 및 정확도를 갖춘 GNSS를 갖는) 더 나은 포지셔닝 또는 내비게이션 솔루션이, 저하된 또는 이용불가능한 GNSS를 갖는 디바이스가, 개선된 포지셔닝 또는 내비게이션 솔루션을 획득하도록 도울 수 있다는 것이다. 이러한 도움은, 저하된 또는 이용불가능한 GNSS를 갖는 디바이스(들)를 포지셔닝하기 위한 무선 통신 시스템 및 보조 디바이스(들)의 잘-알려진 포지션에 의존한다. 이렇게 고려된 변형은, (i) 저하된 또는 이용불가능한 GNSS를 갖는 디바이스(들)가 본원에 설명된 방법들을 활용하고 다른 디바이스들 및 통신 시스템으로부터의 도움을 얻고, (ii) 이용가능한 GNSS를 갖는 보조 디바이스 및 이에 따른 양호한 내비게이션 솔루션이 본원에 설명된 방법들을 활용하는, 하나 또는 두 환경(들)을 지칭한다. 포지셔닝을 위해 사용된 무선 통신 시스템은 상이한 통신 프로토콜들에 의존할 수 있고, 무엇보다도, 예컨대, 도착 시간, 도착 시간차, 도착 각도들, 및 수신된 신호 강도와 같은 상이한 방법들에 의존할 수 있다. 포지셔닝에 사용되는 무선 통신 시스템은, 무선 신호들로부터의 범위 및/또는 각도들에서의 에러들을 모델링하기 위한 상이한 기법들을 사용할 수 있고, 상이한 다중경로 완화 기법들을 사용할 수 있다.

[00159] 또한, 본 개시내용의 기법들은 상이한 칩들 상에 또는 동일한 칩 상에 형성되는 센서 프로세서 및 하나 또는 그 초과의 센서들의 사용을 수반할 수 있는 것으로 고려된다. 칩은 반도체 재료로 통상적으로 형성된 적어도 하나의 기판을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 다수의 기판들로부터 단일 칩이 형성될 수 있으며, 여기서 이 기판들은 기능을 보존하기 위해 기계적으로 본딩된다. 다중 칩은 적어도 2개의 기판들을 포함하며, 여기서 2개의 기판들은 전기적으로 연결되지만 기계적 본딩을 요구하지는 않는다. 패키지는, 칩 상의 본드 패드들 사이의 전기적 연결을, PCB에 솔더링될 수 있는 금속 리드에 제공한다. 패키지는 통상적으로 기판 및 커버를 포함한다. 집적 회로(IC) 기판은 전기 회로들, 통상적으로는, CMOS 회로들을 갖는 실리콘 기판을 지칭할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 센서들은, 원할 경우, 임의의 적절한 기법을 사용하여 패키지에 통합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서는 MEMS-기반일 수 있고, MEMS 캡은 MEMS 구조체에 대한 기계적 지지체를 제공한다. MEMS 구조적 계층은 MEMS 캡에 부착된다. MEMS 캡은 또한 핸들 기판 또는 핸들 웨이퍼로 지칭된다. 일부 실시예들에서, 제 1 기판은 단일 반도체 칩 내의 제 2 기판에 수직으로 적층되고, 부착되고, 그리고 전기적으로 연결되지만, 다른 실시예들에서, 제 1 기판은 단일 반도체 패키지 내의 제 2 기판에 측면으로 그리고 전기적으로 연결되어 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 기판은, 전기적 연결들을 동시에 제공하고 MEMS 디바이스들을 기밀식으로 밀봉하기 위해, 공동 소유의 U.S 특허 제7,104,129호(그 전체가 본원에 참조로서 포함됨)에 설명된 것과 같은 웨이퍼 본딩을 통해 제 2 기판에 부착된다. 이러한 제작 기법은 매우 작은 그리고 경제적인 패키지 내에 고성능, 멀티-축, 관성 센서들의 설계 및 제조를 허용하는 기법을 유리하게 인에이블한다. 웨이퍼-레벨에서의 통합은 기생 캐패시턴스들을 최소화하여, 별개의 솔루션에 비해 개선된 신호-대-잡음을 허용한다. 웨이퍼-레벨에서의 이러한 통합은 또한, 외부 증폭을 위한 필요성을 최소화하는 풍부한 특징 세트의 통합을 인에이블한다.

[00160] 위에 설명된 실시예들 및 기법들은 다양한 상호연결된 기능 블록들 또는 별개의 소프트웨어 모듈들로서 소프트웨어 내에서 구현될 수 있다. 그러나, 이것은 필수적인 것은 아니지만, 이들 기능 블록들 또는 모듈들이 불명확한 경계들을 갖는 단일의 로직 디바이스, 프로그램 또는 동작으로 동등하게 어그리게이팅되는 경우들이 존재할 수 있다. 어떤 경우에도, 앞서 설명된 실시예들을 구현하는 기능 블록들 및 소프트웨어 모듈들, 또는 인터페이스의 특징들은, 그들 자신들에 의해, 또는 하드웨어 또는 소프트웨어에서의 다른 동작들과 조합하여, 전체적으로 그 디바이스 내에서 또는 디바이스 및 서버와 같은 디바이스와 함께 다른 프로세서 인에이블된 디바이스들과 조합하여 구현될 수 있다.

[00161] 비록 일부 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자들에 의해 그들의 범위, 의도 또는 기능을 변경하거나 또는 벗어나지 않고 이러한 실시예들에 대한 다양한 변경들 및 변형들이 행해질 수 있다는 점이 인지될 것이다. 이전의 상세한 설명에서 사용되는 용어들 및 표현들은 제한이 아닌 상세한 설명의 용어들로서 본원에서 사용되었으며, 도시되고 설명된 특징들 또는 그 일부들의 등가물들을 배제하는 그러한 용어들 및 표현들의 사용에 대한 의도는 없으며, 본 개시내용은 후술하는 청구항들에 의해서만 정의되고 제한되는 것으로 인지되고 있다.

Claims

다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법으로서,
상기 디바이스의 이동성(mobility)은 상기 플랫폼 내에서 제약되거나 또는 제약되지 않고, 상기 디바이스는 임의의 배향으로 틸팅될 수 있고, 상기 방법은:
a) 제 1 인스턴트로부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 에포크(epoch)들에서 상기 디바이스의 모션을 표시하는 상기 디바이스에 대한 센서 데이터를 포함하는 입력 데이터를 획득하는 단계;
b) 상기 에포크들에 대한 임시(interim) 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 상기 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행하는 단계;
c) 상기 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 상기 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하는 단계;
d) 적어도 하나의 조합된 양(quantity)의 스무딩된 버전을 획득하기 위해, 상기 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양을 조합하는 단계;
e) 상기 에포크들에 대한 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해, 상기 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 순방향 프로세싱을 수행하는 단계;
f) 상기 에포크들에 대한 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해, 상기 입력 데이터 및 상기 적어도 하나의 조합된 양의 역방향 프로세싱을 수행하는 단계;
g) 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 획득하기 위해, 상기 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 비조합된 양을 조합하는 단계;
h) 다수의 독립 소스들로부터 높이(height)를 얻고, 상기 다수의 소스들 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기반하여 적어도 상기 높이의 에러를 결정하고, 결정된 에러에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 높이를 정정하고 그리고 정정된 높이를 스무딩함으로써, 상기 내비게이션 솔루션의 높이 양을 스무딩하는 단계; 및
i) 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하는 단계
를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
g) 단계를 수행하기 전에, 상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 추가 양에 대해 d) 단계, e) 단계 및 f) 단계를 수행함으로써 적어도 하나의 추가 스무딩 패스를 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 추가 패스의 d) 단계에서의 임시 순방향 및 역방향은 이전 패스 단계 e) 및 f)로부터의 향상된 임시 순방향 및 역방향으로 교체되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 에포크들에 대한 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 상기 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행하는 단계는, 순방향 프로세싱 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 상기 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하는 단계는 상기 입력 데이터를 변환하는 단계 및 상기 제 2 인스턴트로부터 상기 제 1 인스턴트로 변환된 센서 데이터에 상기 순방향 프로세싱 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 입력 데이터를 변환하는 단계는 센서 데이터를 변환하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 센서 데이터를 변환하는 단계는 가속도계 및 자이로스코프 데이터를 변환하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 센서 데이터를 변환하는 단계는, 가속도계, 자이로스코프, 자력계, 기압계 및 오도미터 데이터로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 이용가능한 센서 데이터를 변환하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 데이터는 절대적 내비게이션 정보(absolute navigational information)를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 절대적 내비게이션 정보는, (i) GNSS(global navigation satellite system) 정보; (ii) 셀-기반 내비게이션 정보; (iii) WiFi-기반 내비게이션 정보; 및 (iv) 다른 무선-기반 내비게이션 정보로 이루어진 그룹 중 적어도 하나인, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 입력 데이터는 절대적 내비게이션 정보를 포함하며, 상기 입력 데이터를 변환하는 단계는 절대적 내비게이션 정보를 변환하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 절대적 내비게이션 정보를 변환하는 단계는, (i) 절대적 포지션; (ii) 절대적 속도; (iii) 절대적 자세 각도들; 및 (iv) 절대적 헤딩 각도(heading angle)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의의 이용가능한 양을 변환하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 절대적 내비게이션 정보를 변환하는 단계는, (i) GNSS(global navigation satellite system); (ii) 셀-기반 내비게이션 정보; (iii) WiFi-기반 내비게이션 정보; 및 (iv) 다른 무선-기반 내비게이션 정보로 이루어진 그룹으로부터 선택된 임의의 이용가능한 정보를 변환하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 상기 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하는 단계는, 상기 입력 데이터를 변환하지 않고 역방향 프로세싱 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 서로 의존하지 않는 상기 내비게이션 솔루션의 다수의 양들을 조합하는 단계를 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 다수의 양들은 헤딩 및 오정렬 각도를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 내비게이션 솔루션의 양을 조합하는 단계는 순방향 및 역방향 프로세싱으로부터 유도되는 양들을 가중하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 순방향 및 역방향 프로세싱으로부터 유도되는 양들을 가중하는 단계는 순방향 및 역방향 정확도를 평가하는 단계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 순방향 및 역방향을 정확도를 평가하는 단계는 적어도 부분적으로 솔루션 에러들의 표준 편차에 기반하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 순방향 및 역방향 프로세싱으로부터 유도되는 양들을 가중하는 단계는 선형 조합을 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 데이터의 에러를 특성화하는 단계 및 상기 순방향 및 역방향 프로세싱 중 적어도 하나를 수행하기 전에 상기 에러를 보상하는 단계를 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 디바이스의 미리 정의된 모션 패턴을 검출하는 단계 및 검출된 미리 정의된 모션 기간에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 입력 데이터의 에러를 특성화하는 단계를 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 미리 정의된 모션 패턴은 정적(static) 기간을 포함하며 상기 에러는 자이로스코프 바이어스를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 자이로스코프 바이어스를 변환하는 단계 및 변환된 자이로스코프 바이어스를 사용하여 역방향 프로세싱을 수행하는 단계를 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
앵커 포인트(anchor point)를 식별하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 1 인스턴트 및 상기 제 2 인스턴트 중 적어도 하나는 상기 디바이스가 식별된 앵커 포인트에 있는 경우에 해당하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 23 항에 있어서,
복수의 앵커 포인트들을 식별하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 1 인스턴트 및 상기 제 2 인스턴트 둘 모두는 상기 디바이스가 식별된 앵커 포인트들에 있는 경우에 해당하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 데이터는, 기압계, 자력계, 오도미터, 속도계 및 보행자 모션 모델(pedestrian motion model) 중 적어도 하나로부터 획득된 상기 디바이스에 대한 보충 내비게이션 정보를 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양에 대해 적어도 하나의 시간-기반 스무딩 프로세스를 수행하는 단계를 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 시간-기반 스무딩 프로세스 스무딩은 비-인과적(non-causal) 프로세스인, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 시간-기반 스무딩 프로세스는 높이에 대해 수행되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 시간-기반 스무딩 프로세스는 위도에 대해 수행되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 시간-기반 스무딩 프로세스는 경도에 대해 수행되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 시간-기반 스무딩 프로세스는 속도에 대해 수행되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 시간-기반 스무딩 프로세스는 스피드(speed)에 대해 수행되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
기압계 데이터를 획득하고, 절대적 내비게이션 정보를 획득하고, 상기 절대적 내비게이션 정보에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 기압계 데이터의 바이어스를 결정하고, 결정된 바이어스에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 기압계 데이터를 정정하고, 그리고 상기 기압계 데이터를 스무딩함으로써, 상기 내비게이션 솔루션의 높이 양을 스무딩하는 단계를 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
a) 단계는 상기 디바이스에 대해 로컬로 수행되며, b) 단계 - h) 단계는 원격으로 수행되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
a) 단계 및 b) 단계는 상기 디바이스에 대해 로컬로 수행되며, c) 단계 - h) 단계는 원격으로 수행되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
a) 단계 - h) 단계는 상기 디바이스에 대해 로컬로 수행되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 방법.
다중 패스 스무딩을 통해 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 디바이스로서,
상기 디바이스의 이동성은 상기 플랫폼 내에서 제약되거나 또는 제약되지 않고, 상기 디바이스는 임의의 배향으로 틸팅될 수 있고,
상기 디바이스는, 제 1 인스턴트로부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 에포크들에서 상기 디바이스의 모션을 표시하는 센서 데이터를 출력하도록 구성된 통합된 센서 어셈블리, 및 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
a) 상기 센서 데이터를 포함하는 입력 데이터를 획득하고;
b) 상기 에포크들에 대한 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 상기 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행하고;
c) 상기 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 상기 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하고,
d) 적어도 하나의 조합된 양의 스무딩된 버전을 획득하기 위해, 상기 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양을 조합하고;
e) 상기 에포크들에 대한 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해, 상기 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 순방향 프로세싱을 수행하고;
f) 상기 에포크들에 대한 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해, 상기 입력 데이터 및 상기 적어도 하나의 조합된 양의 역방향 프로세싱을 수행하고;
g) 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 획득하기 위해, 상기 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 비조합된 양을 조합하고;
h) 다수의 독립 소스들로부터 높이를 얻고, 상기 다수의 소스들 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기반하여 적어도 상기 높이의 에러를 결정하고, 결정된 에러에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 높이를 정정하고 그리고 정정된 높이를 스무딩함으로써, 상기 내비게이션 솔루션의 높이 양을 스무딩하고; 그리고
i) 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공함으로써,
향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 MPS 내비게이션 모듈을 구현하도록 구성되는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 디바이스.
제 37 항에 있어서,
상기 디바이스에 대한 절대적 내비게이션 정보의 소스를 더 포함하며, 상기 입력 데이터는 상기 절대적 내비게이션 정보를 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 디바이스.
제 38 항에 있어서,
상기 절대적 내비게이션 정보는, (i) GNSS(global navigation satellite system); (ii) 셀-기반 포지셔닝; (iii) WiFi-기반 포지셔닝; 또는 (iv) 다른 무선-기반 포지셔닝으로 이루어진 그룹 중 적어도 하나로부터 획득되는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 디바이스.
제 37 항에 있어서,
상기 센서 어셈블리는 가속도계 및 자이로스코프를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 디바이스.
제 37 항에 있어서,
상기 센서 어셈블리는 가속도계, 자이로스코프, 자력계 및 기압계를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 디바이스.
제 37 항에 있어서,
상기 센서 어셈블리는 MEMS(Micro Electro Mechanical System)로서 구현된 관성 센서를 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 디바이스.
제 37 항에 있어서,
기압계, 자력계, 오도미터, 속도계 및 보행자 모션 모드로 이루어진 그룹으로부터 획득된 보충 내비게이션 정보 중 적어도 하나의 소스를 더 포함하며, 상기 입력 데이터는 상기 보충 내비게이션 정보를 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 디바이스.
다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 서버로서,
상기 디바이스의 이동성은 플랫폼 내에서 제약되거나 또는 제약되지 않고, 상기 디바이스는 임의의 배향으로 틸팅될 수 있고,
상기 서버는 상기 디바이스에 의해 제공되는 입력 데이터를 수신하기 위한 통신 모듈 ―상기 입력 데이터는 제 1 인스턴트로부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 에포크들에서 상기 디바이스의 모션을 표시하는 상기 디바이스에 대한 센서 데이터를 포함함―, 및 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
a) 에포크들에 대한 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 획득하고;
b) 상기 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 상기 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하고;
c) 적어도 하나의 조합된 양의 스무딩된 버전을 획득하기 위해, 상기 임시 순방향 내비게이션 솔루션 및 상기 임시 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양을 조합하고,
d) 상기 에포크들에 대한 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해, 상기 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 순방향 프로세싱을 수행하고;
e) 상기 에포크들에 대한 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해, 상기 입력 데이터 및 상기 적어도 하나의 조합된 양의 역방향 프로세싱을 수행하고;
f) 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 획득하기 위해, 상기 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 비조합된 양을 조합하고;
g) 다수의 독립 소스들로부터 높이를 얻고, 상기 다수의 소스들 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기반하여 적어도 상기 높이의 에러를 결정하고, 결정된 에러에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 높이를 정정하고 그리고 정정된 높이를 스무딩함으로써, 상기 내비게이션 솔루션의 높이 양을 스무딩하고; 그리고
h) 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공함으로써,
상기 디바이스에 대한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 유도하기 위해 MPS 내비게이션 모듈을 구현하도록 구성되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 서버.
제 44 항에 있어서,
상기 디바이스로부터 수신되는 입력 데이터는 상기 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 서버.
제 45 항에 있어서,
상기 서버 상의 상기 MPS 내비게이션 모듈은 상기 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행함으로써 상기 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하도록 구성되는, 다중 패스 스무딩을 통해 디바이스 및 플랫폼에 대한 내비게이션 솔루션을 향상시키기 위한 서버.
다중 패스 스무딩을 통해 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 시스템으로서,
a) 디바이스 ―상기 디바이스는 제 1 인스턴트로부터 후속적인 제 2 인스턴트로의 복수의 에포크들에서 상기 디바이스에 대한 상기 디바이스의 모션을 표시하는 센서 데이터를 포함하는 입력 데이터를 제공하도록 구성된 통합된 센서 어셈블리 및 상기 입력 데이터를 송신하기 위한 통신 모듈을 포함함―; 및
b) 상기 디바이스로부터 상기 입력 데이터를 수신하도록 구성되는 원격 프로세싱 자원들을 포함하며,
상기 원격 프로세싱 자원들은,
i) 에포크들에 대한 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 획득하고;
ii) 상기 에포크들에 대한 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해 상기 입력 데이터의 역방향 프로세싱을 수행하고;
iii) 적어도 하나의 조합된 양의 스무딩된 버전을 획득하기 위해, 상기 임시 순방향 내비게이션 솔루션 및 상기 임시 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 양을 조합하고,
iv) 상기 에포크들에 대한 향상된 임시 순방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해, 상기 입력 데이터 및 적어도 하나의 조합된 양의 순방향 프로세싱을 수행하고;
v) 상기 에포크들에 대한 향상된 임시 역방향 내비게이션 솔루션들을 유도하기 위해, 상기 입력 데이터 및 상기 적어도 하나의 조합된 양의 역방향 프로세싱을 수행하고;
vi) 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 획득하기 위해, 상기 향상된 임시 순방향 및 역방향 내비게이션 솔루션들로부터 상기 내비게이션 솔루션의 적어도 하나의 비조합된 양을 조합하고;
vii) 다수의 독립 소스들로부터 높이를 얻고, 상기 다수의 소스들 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기반하여 적어도 상기 높이의 에러를 결정하고, 결정된 에러에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 높이를 정정하고 그리고 정정된 높이를 스무딩함으로써, 상기 내비게이션 솔루션의 높이 양을 스무딩하고; 그리고
viii) 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공함으로써,
상기 디바이스에 대한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 유도하기 위해 MPS 내비게이션 모듈을 구현하도록 구성된 프로세서를 가지는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 시스템.
제 47 항에 있어서,
상기 디바이스는 상기 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행함으로써 상기 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하는 내비게이션 모듈을 더 포함하며, 상기 통신 모듈에 의해 송신되는 입력 데이터는 상기 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 더 포함하는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 시스템.
제 47 항에 있어서,
상기 원격 프로세싱 자원들 상의 상기 MPS 내비게이션 모듈은 상기 입력 데이터의 순방향 프로세싱을 수행함으로써 상기 임시 순방향 내비게이션 솔루션을 유도하도록 구성되는, 다중 패스 스무딩을 통한 향상된 스무딩된 내비게이션 솔루션을 제공하기 위한 시스템.