KR20180001725A - 위치결정 솔루션의 전력절약 방안 - Google Patents

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Abstract

모바일 기기의 위치 결정시 전력 절감 방법은, 고정밀의 센서로 초기 위치를 구한 후, 다른 목적으로 이미 사용중인 센서들의 측정값을 재활용하거나, 재활용할 센서값이 없을 때는 저전력의 센서들을 새로 활성화하여 위치의 오프셋을 구하여 위치값을 갱신한다. 갱신된 위치값에는 누적된 오류와 이동기기의 누적 이동거리가 포함되어 있다. 갱신된 위치 값이 이전 고정밀 위치에서 직선거리로 일정거리 이상 멀어져서 다시 고정밀 측위할 필요성이 발생할 때만 전력소모가 상대적으로 많은 고정밀의 센서를 활성화하여 위치를 결정하는 방안이다.

Description

위치결정 솔루션의 전력절약 방안 { Method of power saving for location determination}
본 발명은 전자통신에 관한 것이며 특히 무선 측위 시스템들에 관한 것이다.
현재 내비게이션, 추적, 응급호출 등 수많은 애플리케이션에서, 무선 디바이스의 위치를 많이 사용한다. 그러나 측위를 위해서는 많은 양의 전력을 소비한다. 많은 양의 전력소비는 무선 디바이스가 배터리 전력으로 동작할 수 있는 시간의 양을 현저하게 감소시킬 수 있다. 이는 위치 결정과 연관된 서비스 뿐만아니라 음성 및 데이터 통신과 같은 다른 기능을 사용하지 못하는 결과를 초래할 수 있다. 무선 디바이스의 위치는 시간 경과에 따라 변화할 수 있기 때문에, 어느 정도의 정확성을 유지하여야 한다.
따라서, 필요한 측위 정확도를 유지하면서 소비되는 전력을 감소시킬 수 있는 측위 시스템, 방법 및 장치를 갖는 것이 바람직하다.
모바일 기기의 위치 결정시 전력 절감 방법은, 고정밀의 센서로 초기 위치를 구한 후, 다른 목적으로 이미 사용중인 센서들의 측정값을 재활용하거나, 재활용할 센서값이 없을 때는 저전력의 센서들을 새로 활성화하여 위치의 오프셋을 구하여 위치값을 갱신한다. 갱신된 위치값에는 누적된 오류와 이동기기의 누적 이동거리가 포함되어 있다. 갱신된 위치 값이 이전 고정밀 위치에서 직선거리로 일정거리 이상 멀어져서 다시 고정밀 측위할 필요성이 발생할 때만 전력소모가 상대적으로 많은 고정밀의 센서를 활성화하여 위치를 결정하는 방안이다. 따라서 고정밀 센서가 활성화중이 아닐 때는 하드웨어적 측면에서 전류를 차단하거나 전력절감모드로 전환하거나, 소프트웨어적 측면에서 전력절감모드로 전환하여 전력을 절감한다. 저전력의 센서는 가속도센서, 자이로스코프, 고도계, 마이크로-전자기계 시스템(MEMS: micro-electromechanical system)를 포함할 수 있다. 고정밀 센서는 위성을 활용한 위치 결정 시스템(GPS,GLONASS, 갈릴레오 등), WiFi를 활용한 위치 결정 시스템, UWB를 활용한 위치 결정 시스템, 혹은 여러 종류의 고정밀 센서가 결합된 형태를 포함할 수 있다. 종래의 전력절약 기술을 일례를 보면, 가속도 센서의 속도에 따라서 GPS를 기동주기를 조절함으로서 이동이 빠를 때는 빠른 주기로 GPS를 통한 위치 결정을 하고, 이동이 느릴 때는 느린 주기로 GPS를 통한 위치 결정을 함으로써 전력을 절약하는 방법을 제시했으나, 거주지에서 생활할 때와 같이 좁은 지역 내에서 반복적으로 이동할 때 모바일 기기의 위치 변화는 크게 없어서 고정밀 센서를 통한 위치 결정의 필요가 없으나 모바일 기기의 이동 속도에 따라 GPS를 기동하여 전력을 소모하는 문제점을 가지고 있다. 종래의 기술 다른 일례를 보면, 저전력 센서를 통한 측위를 하다가 위치 오프셋값에 포함된 오류가 갱신과정에서 누적되어서 임계치를 초과할 때만 위성을 통한 위치 결정을 하여 전력을 절약한다. 그러나 위치의 실제값을 모르므로 오류를 알기 어려워서 별도의 알고리즘을 통하여 현재 최종 위치 오프셋값에 포함된 누적오류를 추정해야 한다. 이는 별도의 계산이 필요하므로 효율적이지 못하다. 따라서 본 발명은 최종 위치 오프셋값에 포함된 누적오류의 크기가 아닌, 누적오류와 이동기기의 누적 이동거리를 포함한 최종 위치값이 이전 고정밀 측위값에서 직선거리로 특정 임계치를 넘어가면 다시 고정밀 측위를 실시한다. 따라서 고정밀 측위 수행여부 판단은 누적 오류의 계산이 필요한 것이 아니라 위치 갱신과정에서 자연스럽게 얻어지는 위치값만을 활용할 수 있어서 효율적이며 직관적이다.
본 발명의 모바일 측위 방법은, 기존에 사용중인 센서값이나 저전력 센서를 활용하여 모바일 기기의 고정밀 측위에 의한 배터리 전력의 사용량을 절감하면서도 정확도 파악할 수 있는 장점이 있다.
도1은 측위 시스템의 일 실시예를 나타내는 간략화된 블록도이다.
도2는 측위 시스템의 일 실시예에 따라 수행되는 흐름도이다.
측위 시스템, 장치 및 방법에 대한 실시예이다. 우선 고정밀 측위를 실시한다. 고정밀 측위 시스템, 장치 및 방법의 다양한 실시 형태들이 개시된다. 일 실시형태에 있어서, 고정밀 측위 수신기를 갖는 이동 기기의 전력 소비를 감소시키는 방법이 개시된다. 이 방법은 고정밀 측위 수신기(예 GPS)로 위치결정 신호들이 유효한지 검사하는 단계 및 유효성이 없으면 다른 고정밀 측위 수신기(WiFi 측위)로 전환하여 위치 결정에 필요한 신호의 유효성을 검사하는 단계를 포함한다. 위치 결정 신호들이 유효성이 있다고 판단되는 경우 이동기기의 위치를 결정 한 후 전력 절감 모드로 진입한다. 전력 절감 모드이란 하드웨어적 측면에서 고정밀 측위 모듈에 전류를 차단하거나 전력절감모드로 전환하거나, 소프트웨어적 측면에서 위치 결정 신호처리등을 중지하는 등 전력절감모드로 전환하여 전력을 절감한다. 고정밀 측위가 전력절감모드에 있는 동안, 이미 활용되고 있는 하나 이상의 센서로부터의 데이터를 재활용하여 이동 기기의 위치를 업데이트하는 단계를 진행하거나 혹은 재활용할 센서 데이타가 없으면 새로운 저전력 센서를 기동하여 이동기기의 위치를 업데이트하는 단계를 진행한다. 위치 업데이트를 진행하다가 위치가 이전 고정밀 측위에서 결정한 위치에서 특정거리 이상 멀어지면 고정밀 측위를 재개하는 단계를 포함한다.
도1의 고정밀 측위(200) 부분은 위성, WiFi, UWB 등에서 위치 결정 신호를 수신하여 위치값을 프로세서(230)에 제공한다. 예컨대, GPS 실시형태에서, 고정밀 측위(200) 부분은 하나 이상의 GPS 위성으로부터 내비게이션 프레임들을 수신할 수도 있다. 예를 들면, 내비게이션 프레임들은 시간 및 데이터 정보, 에피메리스 데이터 (ephemeris data), 및 위성 알마낙 (satellite almanac)의 일부을 포함할 수 있다. 고정밀 측위 부분은 위치 결정 신호들로부터의 데이터를 프로세서(230) 에 전달한다. 그것의 동작 모드에 의존하여, 고정밀 측위 부분(200)은 위치 결정 신호들을 연속적으로 추적할 수도 있고 또는 프로세서 (230) 의 제어하에서 간헐적으로 위치 결정 데이터를 취득할 수도 있다. 프로세서 (230) 는 고정밀 측위(200) 및 센서(210)을 통하여 위치 결정과 관련된 데이터를 수신한다. 이를 이용하여, 프로세서 (230) 는 이동기기의 위치를 결정하고, 현재 위치를 메모리 (220) 에 저장한다.
이 동기기 위치 업데이트(231)는 고정밀 측위로 결정한 위치에 센서(210)로 부터의 데이터에 기초하여 이동기기의 위치를 업데이트한다. 센서(210)는 상대적인 오프셋 데이터를 제공하고, 아날로그 또는 디지털 디바이스일 수 있다. 그후, 위치 오프셋에 의해 메모리 (220) 에 저장된 그 마지막 위치를 업데이트함으로써 무선 기기의 새로운 위치가 결정될 수 있다. 고정밀 측위 필요성 판단 및 제어(232)부는
센서를 통한 위치의 오프셋으로 위치를 업데이트하다가 고정밀 측위 여부를 판단하여 필요시 전력절감모드에서 벗어나 고정밀측위를 활성화하여 측위를 실시한다.
도2의 고정밀 측위(300)은 위성, WiFi UWB 등의 위치 결정 신호를 수신하여 위치값을 프로세서(230)에 제공한다. 하나의 고정밀 측위 수신기(예 GPS)로 위치결정 신호들이 유효한지 검사하는 단계 및 유효성이 없으면 다른 고정밀 측위 수신기(WiFi 측위)로 전환하여 위치 결정에 필요한 신호의 유효성을 검사하는 단계를 포함한다.
유효성이 입증된 위치 결정 신호로 이동기기의 위치를 결정한다(301).이동기기의 위치가 결정되면 고정밀 측위는 전력절감모드로 들어간다.(302). 전력 절감모드는 위치 결정 프로세싱의 일부 엘리먼트들이 중지하거나 전력 소비를 현저하게
감소시킬 수도 있다. 필요시 전력 절감 모드에서 GPS 엔진을 중지시킬 수도 있다.
다음은 수신할 센서데이타를 선택한다(303). 센서데이타는 다른 목적으로 이미 활용중인 센서데이타를 재활용할 수 있으면 좋다. 예를 들어 사용자의 활동량을 검사하기 위해서 가속도 센서를 사용중이라면 이 데이타를 활용하는 것이 좋다.사용할만한 센서가 없다면 저전력 센서를 활성화해서 사용 할 수 있다. 이 센서값을 활용하여 위치 오프셋값을 구한다. 위치 오프셋 값을 구하기 위하여 잡음감소나 누적오차를 최소화하기 위한 다양한 필터를 사용할 수 있다. 또는 추측항법의 다양한 방법을 활용 할 수 있다(304). 이전의 위치에서 오프셋값을 더하여 현재 위치를 갱신한다(305). 현재 위치를 갱신하면 이전 고정밀 측위로 결정된 위치와 현재 위치의 직선거리를 구한다(306). 이 직선거리는 누적 오류와 현재까지의 누적이동거리가 포함되어 있다. 따라서 임계치 이상의 직선거리를 벗어나지 않으면 센서에 의한 위치 업데이트를 지속한다(308). 임계치이상 직선거리를 벗어나면 새로 고정밀 측정을 수행하며, 이는 위치 오프셋으로 누적된 이동거리와 센서의 오차, 잡음, 추측항법의 부정확성으로 발생한 누적값을 초기화 하는 역활을 한다(300). 물론 고정밀 측위도 측위시의 신호세기, 위성의 개수, 위성의 배치 등에 따라서 다양한 크기의 오차가 발생하나 측위시 독립적으로 발생하는 것으로, 센서와 같이 지속적으로 오차가 누적되는 것은 아니다. 따라서 고정밀 측위를 통하여 센서의 누적오차를 주기적으로 초기화하는 것이 필요하다. 고정밀 측위의 시점은 이전의 고정밀위치와, 현재까지의 누적 이동거리 및 누적 오차가 포함된 오프셋 위치 갱신값과의 직선거리 차이를 활용한다. 예를들어 거주지내의 생활하는 경우, 고정밀 측위 위치에서 직선기리로 벗어난 이동거리는 얼마되지 않으므로 누적오차가 임계치의 가장 큰 요소가 될 것이고, 직선거리로 빠른 속도로 멀어질 경우에는 직선이동거리가 임계치의 가장 큰 요소가 될 것이다. 고정밀 측정 시점은 고정밀 측위 위치에서 직선거리가 임계치를 초과하는 순간이 될 수도 있고, 특정 주기마다 직선이동거리를 판단해서 고정밀 측위를 수행 할 수도 있다.
200: 고정밀측위부
201: 센서부
230: 프로세서부
231: 위치업데이트 모듈
232: 고정밀 측위 여부 판단 및 제어
220 : 메모리부

Claims (12)

  1. 고정밀 측위 수신기를 갖는 이동 디바이스에서의 전력 소비를 감소시키는 방법으로서, 상기 고정밀 측위 수신기로 위치 결정관련 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계;상기 위치 결정관련 신호들을 처리하여 상기 이동 디바이스의 위치를 결정하는 단계; 상기 고정밀 측위 모듈을 전력 절감 모드로 전환하는 단계;
    상기 고정밀 측위 모듈이 전력 절감 모드인 동안 기 활성화된 하나 이상의 센서로부터의 데이터를 재활용하거나 재활용한 데이타가 없을 경우, 저전력 센서를 기동하여 이때 생성되는 데이타에 기초하여 상기 이동 기기의 위치를 업데이트하는 단계; 및 상기 전력 절감 모드 후속하여 상기 고정밀 측위의 프로세싱을 재개하는 단계를 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고정밀 측위 수신기로 위치 결정관련 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계는, 고정밀 측위를 위해서 수신된 신호의 품질이 정해진 임계치보다 낮을 때에는 정해진 순서에 따라서 다른 고정밀 측위를 통한 위치 결정관련 신호를 통하여 위치를 결정하는 단계를 포함하는 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법
  3. 제 1항에 있어서, 상기 고정밀 측위부의 전력 절감 모드란, 전력 절감 모드의 지속기간 동안 상기 이동 기기의 고정밀 측위 프로세싱 엔진을 디스에이블하고 상기 고정밀 측위 수신기를 비활성화시키는 단계를 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 고정밀 측위의 프로세싱을 재개하는 단계는, 상기 전력 절감 모드중 고정밀 측위로 결정된 위치에서 상기 업데이트된 위치와의 직선거리가 미리정해진 값을 초과하면 고정밀 측위를 재개하는 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 가속도계 (accelerometer), 자이로스코프 (gyroscope), 고도계 (altimeter) 및 마이크로-전자기계 시스템 (MEMS; micro-electromechanical systems) 디바이스를 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 이동 기기에서의 전력 소비 감소 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,고정밀 측위는 위성을 활용한 위치 결정 시스템(GPS,GLONASS, 갈릴레오 등), WiFi를 활용한 위치 결정 시스템, UWB를 활용한 위치 결정 시스템, 혹은 여러 종류의 고정밀 측위방법이 결합된 형태를 포함하는 이동 기기에서의 전력 소비 감소 방법
  7. 고정밀 측위 수신기를 갖는 이동 디바이스에서의 전력 소비를 감소시키는 방법으로서, 상기 고정밀 측위 수신기로 위치 결정관련 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계;상기 위치 결정관련 신호들을 처리하여 상기 이동 디바이스의 위치를 결정하는 단계; 상기 고정밀 측위 모듈을 전력 절감 모드로 전환하는 단계;
    상기 고정밀 측위 모듈이 전력 절감 모드인 동안 기 활성화된 하나 이상의 센서로부터의 데이터를 재활용하거나 재활용한 데이타가 없을 경우, 저전력 센서를 기동하여 이때 생성되는 데이타에 기초하여 상기 이동 기기의 위치를 업데이트하는 단계; 및 상기 전력 절감 모드 후속하여 상기 고정밀 측위의 프로세싱을 재개하는 단계를 포함하는, 이동 디바이스
  8. 제 7항에 있어서, 상기 고정밀 측위 수신기로 위치 결정관련 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계는, 고정밀 측위를 위해서 수신된 신호의 품질이 정해진 임계치보다 낮을 때에는 정해진 순서에 따라서 다른 고정밀 측위를 통한 위치 결정관련 신호를 통하여 위치를 결정하는 단계를 포함하는 이동 디바이스
  9. 제 7항에 있어서, 상기 고정밀 측위부의 전력 절감 모드란, 전력 절감 모드의 지속기간 동안 상기 이동 기기의 고정밀 측위 프로세싱 엔진을 디스에이블하고 상기 고정밀 측위 수신기를 비활성화시키는 단계를 포함하는, 이동 디바이스
  10. 제 7항에 있어서, 상기 고정밀 측위의 프로세싱을 재개하는 단계는, 상기 전력 절감 모드중 고정밀 측위로 결정된 위치에서 상기 업데이트된 위치와의 직선거리가 미리정해진 값을 초과하면 고정밀 측위를 재개하는 이동 디바이스
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 가속도계 (accelerometer), 자이로스코프 (gyroscope), 고도계 (altimeter) 및 마이크로-전자기계 시스템 (MEMS; micro-electromechanical systems) 디바이스를 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 이동 기기
  12. 제 7항에 있어서,고정밀 측위는 위성을 활용한 위치 결정 시스템(GPS,GLONASS, 갈릴레오 등), WiFi를 활용한 위치 결정 시스템, UWB를 활용한 위치 결정 시스템, 혹은 여러 종류의 고정밀 측위방법이 결합된 형태를 포함하는 이동 기기
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