KR20190000788A

KR20190000788A - 보행자의 보폭 및 보행 궤적을 검출하는 방법 및 전자장치

Info

Publication number: KR20190000788A
Application number: KR1020180063313A
Authority: KR
Inventors: 수 펑; 뤼 밍; 장 츠
Original assignee: 베이징 파인 웨이 테크놀로지 컴퍼니.,리미티드.
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2019-01-03
Also published as: ES2844450T3; PL3418692T3; US11162795B2; CN109115216A; EP3418692B1; HUE052902T2; EP3418692A3; CN113218395A; PT3418692T; US20180372500A1; JP2019007948A; HRP20210046T1; CN109115207B; EP3418692A2; KR102191769B1; CN109115207A; CN113218395B; CN109115216B; DK3418692T3

Abstract

본 발명은 보행자의 보폭 및 보행 궤적을 검출하는 방법 및 전자장치를 제공한다. 본 발명의 보행자 보폭을 검출하는 방법은 세로방향의 가속도 데이터중의 최대치를 검출하는 스텝과, 인접하는 두 최대치 사이의 세로방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 두번 하는과 동시에 적분 결과에 의해 세로방향의 편이량 데이터를 획득하는 스텝과, 상기 세로방향의 편이량, 보행자의 발 길이 및 후트 사이즈에 의하여 보폭의 길이를 획득하는 스텝을 포함한다. 본 발명의 보행자 보폭 및 보행 궤적을 검출하는 방법 및 전자장치에 의하여 보행자 측위의 정밀도를 향상시키고, 비용의 저감을 실현할 수 있다.

Description

보행자의 보폭 및 보행 궤적을 검출하는 방법 및 전자장치{METHOD AND DEVICE FOR DETECTING PEDESTRIAN STRIDE LENGTH AND WALKING PATH}

본 발명은 실내의 측위기술의 분야에 관하고, 특히는 보행자의 보폭 및 보행궤적을 검출하는 방법 및 전자장치에 관한것이다.

종래의 기술에 있어서 실내의 측위/안내를 해결하는 방법은 지자기 또는 무선신호(블루투스, WIFI, 휴대통신 신호 등) 지문, 관성 측위 등에 관한 기술방법이 있지만 이러한 기술은 정밀도가 낮을 뿐만 아니라 설비의 가격이 높은 결점 등을 가지고 있으므로 폭넓게 응용될 수가 없다. 또 일부분의 측위 방법은 스마트폰뿐만 아니라 다른 검출 설비를 사용하여 측위를 할 필요가 있으므로 통용성이 좋지 않다.

추측 항법(PDR)은 최초의 위치를 파악한 조건 하에서 가속도계, 전자 컴퍼스, 자이로 등 장치에 의해 이동의 거리와 방향을 검출하는 것에 의하여 다음 시간의 위치를 추정하는 기술이다. PDR기술에 의해 실내 측위/안내 기술이 가지고 있는 결점을 해결할 수 있지만, 가속도계와 각속도계의 출력 신호에는 큰 오차가 포함되고, 시간의 흐름에 의해 큰 제로 드리프트 오차가 형성될 우려가 있다. 종래의 기술은 호적한 수학모형을 가지고 있지 않고 또한 PDR의 오차를 효율적으로 수정할 수 없으므로 PDR기술에 의해 획득한 보행의 궤적에 오차가 형성되고, 측위의 정밀도가 저하될 우려가 있다.

본 발명은 보행자의 보폭 및 보행 궤적을 검출하는 방법 및 전자장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 제1실시예에서 보행자의 보폭을 검출하는 방법을 제공한다. 그 방법은 처리 장치가 가속도계에 의해 획득한 세로 방향의 가속도 데이터중의 최대치를 검출하고, 인접하는 두 최대치 사이의 시간을 한 보폭의 시간으로 하는 스텝과,

처리 장치는 한 보폭 시간내의 세로 방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 속도 데이터를 획득하는 스텝과,

처리 장치는 상기 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로 방향의 편이량 데이터를 획득하는 스텝과,

상기 세로 방향의 편이량 데이터중의 최대치와 최소값을 획득하고, 상기 최대치에서 상기 최소값을 감하는 것에 의해 세로 방향의 편이량을 획득하는 스텝과,

처리 장치는 상기 세로 방향의 편이량과 보행자의 보행 모형의 기하적 관계에 의해 보폭 길이를 획득하는 스텝을 포함한다.

바람직하게는 상기 속도 데이터를 획득한 후, 상기 속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로 방향의 편이량을 획득하는 스텝전에 실시되는 하기의 스텝, 즉

처리 장치는 상기 속도 데이터에 의해 중앙위치의 속도를 산출하는 스텝과,

처리 장치는 상기 속도 데이터로 상기 중앙위치의 속도를 감하여 얻은 값에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로 방향의 편이량 데이터를 획득하는 스텝을 더 포함한다.

바람직하게는 상기 보행자의 보행 모형의 기하적 관계는 세로 방향의 편이량, 보행자의 발 길이 및 후트 사이즈에 의하여 획득한 관계이다. 상기 보행자의 발 길이 및 후트 사이즈는 보행자가 입력한 것이거나 혹은 미리 설정한 경험치이다.

바람직하게는 상기 처리 장치는 가속도계에 의해 획득한 세로 방향의 가속도 데이터중의 최대치를 검출할 때 최대치가 나타났지만 반 보폭 구역 시간이 지연되어도 새로운 최대치가 나타나지 않으면, 처리 장치는 상기 최대치 신호는 진실한 최대치 신호라고 확정하고, 상기 반 보폭 구역 시간은 종래의 통계 또는 미리 설정한 경험치에 의하여 획득한 것이다.

바람직하게는 상기 세로 방향의 편이량을 획득한 후에 실시되는 스텝,즉 처리 장치는 레인지 팩터에 의해 세로 방향의 편이량을 조절하는 스텝을 더 포함한다. 상기 레인지 팩터는 미리 설정한 경험치이거나 혹은 보행자의 보행 모형에 의하여 추정한 세로 방향의 편이량과 실제의 편이량을 비교하여 획득한 것이다.

바람직하게는 2점 사이의 보폭 시간에 있어서 처리 장치는 획득한 보폭을 가산하는 것에 의해 상기 2점 사이의 거리를 획득하고, 상기 2점 사이의 진실한 거리를 비교하는 것에 의하여 갱신된 상기 레인지 팩터를 획득한다.

본 발명의 제2실시예에서 보행자의 보행 궤적을 검출하는 방법을 제공한다. 이 방법은 처리 장치가 보행의 궤적 시점 위치와 방향을 획득하는 스텝과,

처리 장치는 가속도계에 의해 획득한 세로 방향의 가속도 데이터중의 최대치를 검출하고 인접하는 두 최대치 사이의 시간을 한 보폭의 시간으로 하는 한편 세로 방향의 가속도 데이터에 의해 다른 보폭구역의 보폭 길이를 산출하는 스텝과,

처리 장치는 상기 한 보폭의 시간에 있어서 각속도계에 의해 획득한 각속도의 신호에 대해서 적분을 하는 (적분을 할 때 초기의 회전 각도는 제로이다) 것에 의해 상기 보폭 시간내에 형성되는 회전 각도를 획득하는 스텝과,

처리 장치는 상기 궤적의 시점으로부터 시작하고 한 보폭의 시간 상기 회전 각도와 상기 보폭의 길이에 의해 보행자의 보행 궤적을 산출하는 스텝을 포함한다

바람직하게는 상기 처리 장치는 상기 궤적의 시점으로부터 시작하고 한 보폭의 시간의 상기 회전 각도와 상기 보폭 길이에 의하여 보행 궤적을 산출하는 스텝은 처리 장치가 궤적의 시점으로부터 시작하고 시점의 방향에 현재의 보행의 회전 각도를 더하여 얻은 것을 현재 보행의 궤적 방향으로 하고, 현재 보행의 궤적 방향에 따라 보폭의 보폭 길이에 의하여 보행의 궤적을 형성하는 것을 포함한다.

바람직하게는, 상기 처리 장치는 상기 궤적의 시점으로부터 시작해 이기는 1개의 보폭의 시간 상기 회전 각도와 상기 보폭의 길이에 의해 보행의 궤적을 산출하는 스텝은,

처리 장치는 궤적의 시점으로부터 시작하고 상기 보폭의 시간내의 회전 각도에 의해 각 보폭내의 보행은 직행인가 아니면 커부를 도는것인 가를 판단하는 스텝과,

현재의 보행이 직행일 경우 시점의 방향에 따라 현재의 보행의 보폭 길이에 의하여 보행의 궤적을 형성하는 스텝과,

현재의 보행은 커부를 도는 것일 경우 시점의 방향에 현재의 보행의 회전 각도를 더하여 얻은 방향을 현재의 보행의 궤적 방향으로 하고, 현재의 보행의 방향에 따라 현재의 보행의 보폭 길이에 의하여 보행의 궤적을 형성하는 스텝을 포함한다.

바람직하게는 처리 장치는 연속의 N걸음이 모두 직행인 것을 검출하면 현재의 N걸음의 시간내의 회전 각도를 가산하는 것에 의하여 각속도계의 방향각도의 전편이량을 획득하는 스텝과,

방향 각도의 전편이량을 N걸음의 시간으로 나누는 것에 의해 각속도의 제로 드리프트를 획득하는 스텝과,

처리 장치는 하나의 상기 보폭의 시간내에 있어서 각속도계에 의해 얻은 각속도의 신호에 대해서 적분을 하고 각속도 신호에서 각속도의 제로 드리프트를 감하여 얻은 값에 대해서 적분을 다시 하는 스텝을 더 포함한다.

바람직하게는 보행 궤적을 형성하는 과정에 있어서 처리 장치는 보행자의 현재 위치의 맵(map) 데이터를 획득하는 스텝과,

처리 장치는 보행자의 커부를 도는 행위를 검출하면 상기 보행의 궤적을 상기 맵 데이터중의 커브 점에 매칭시켜 매칭된 커브 점에 의하여 상기 보행의 궤적을 수정하는 스텝을 더 포함한다.

바람직하게는 처리 장치는 보행자의 현재 위치의 맵 데이터를 획득한 후 상기 보행의 궤적과 상기 맵 데이터중의 노선을 비교하고, 상기 보행자의 보행 궤적이 상기 맵 데이터중의 노선에서 벗어나면 편이 각도를 계산하고 상기 편이 각도에 의해 상기 보행의 궤적을 정상적인 방향과 거리로 수정하는 스텝을 더 포함한다.

바람직하게는 상기 처리 장치는 보행 궤적의 시점의 위치와 방향을 획득하는 스텝은 처리 장치가 위치와 방향의 센서에 의해 시점의 위치와 방향을 획득하거나 혹은 처리 장치가 종래의 데이터에 의해 시점의 위치와 방향을 획득하는 스텝을 포함한다.

바람직하게는 처리 장치가 보행자의 보행 궤적을 산출한 후 처리 장치는 보행자의 보행 궤적을 형성하여 표시장치에 표시하는 스텝을 더 포함한다.

바람직하게는 상기 처리 장치는 상기 가속도 데이터에 의해 한 보폭구역의 보폭 길이를 산출하는 스텝은 구체적으로

처리 장치가 한 보폭의 시간내의 세로 방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 속도 데이터를 획득하는 스텝과,

상기 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로 방향의 편이량 데이터를 획득하는 스텝과,

본 발명의 제3실시예에서 전자장치를 제공한다. 상기 장치는 처리 장치와 기억장치를 포함하고, 상기 기억장치에는 처리 장치의 실시가 가능한 지령이 기억되어 있고, 상기 처리 장치가 상기 지령을 실시하는 것에 의하여 상기 어느 한 방법을 실시한다.

본 발명에서 제공하는 보행자의 보폭 및 보행의 궤적을 검출하는 방법 및 전자장치에 의하여 보행자의 측위 정밀도를 향상시키고 비용의 절감을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 관한 보행자의 보폭을 검출하는 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 2는 보행자의 보행 모형을 나타내는 도면이다.
도 3은 본발명의 제2실시예에 관한 보행자의 보행 궤적을 검출하는 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 4는 본발명의 제3실시예에 관한 보행자의 보행 궤적을 검출하는 방법을 나타내는 플로차트이다.

이하 도면에 의하여 본 발명의 기술적 사항의 실시예를 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 기술적 사항을 보다 상세하게 설명하기 위한 것이며 본 발명의 예시에 밖에 지나지 않는 것이기 때문에 이것들에 의해 본 발명의 특허청구의 범위가 정해지는 것은 아니다.

주의받고 싶은 것은 특별한 설명이 없을 경우 이 명세서에서 사용하는 기술적 용어 또는 과학적 용어는 이 기술분야의 기술자가 상용하는 것을 가리킨다.

실시예 1

도 1에 표시된 바와 같이 본 실시예에서 보행자의 보폭을 검출하는 방법을 제공한다. 이 방법은 아래와 같은 스텝을 포함한다.

스텝S101에 있어서 세로 방향의 가속도 데이터 중의 최대치를 검출한다.

세로방향의 가속도 데이터는 가속도 센서에 의해 획득한 것이다. 세로 방향의 가속도 데이터는 보행자가 보행을 할 때 중력방향의 가속도가 시간의 흐름을 따라 변화하는 것을 가리킨다.

스텝S102에 있어서 인접하는 두 최대치 사이의 세로방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 두번 하고 적분의 결과에 의하여 세로방향의 편이량을 획득한다.

세로방향의 가속도에 있어서 인접하는 두 최대치 사이의 시간을 한 보폭의 시간이라고 가정하고, 앞의 최대치는 보폭의 시작 점에 대응하고, 뒤의 최대치는 보폭의 종점에 대응한다. 세로방향의 편이량은 보행의 과정에 있어서 보행자의 질량 중심이 중력방향으로 편이하는 것을 의미한다.

스텝S103에 있어서 세로방향의 편이량, 보행자의 후트 사이즈, 보행자의 발 길이에 의해 보폭의 수치를 획득한다.

보폭의 수치는 보행자의 한 보폭의 거리를 의미한다.

가속도 데이터에 대해서 적분을 두번 하는 것에 의하여 세로방향의 편이량 데이터를 획득할 수 있지만, 적분의 기점과 종점을 검출하여 확정할 필요가 있다. 종래의 기술에 있어서 통상 제로 속도검출 방법을 사용하는 것에 의하여 두 제로 속도의 위치 사이에 대해서 적분을 한다. 하지만 이 검출 방법은 적분의 시점과 종점을 정확하게 확정할 수 없으므로 최종의 보폭 검출 결과에 큰 영향을 줄 우려가 있다.

속도곡선은 주기적 함수이며 모형에 있어서 Sin함수에 유사한 함수이며, 가속도 함수는 Cos함수에 유사한 함수이며, 가속도의 곡선이 최대치로 될 때 속도의 곡선이 제로로 된다고 가정할 수 있다. 본 실시예에 있어서 제로 속도의 위치를 검출할 필요가 없으므로 가속도의 최대치 위치에서 속도를 제로로 직접 설정하고, 세로방향의 가속도에서 인접하는 두 최대치 사이의 부분을 한 보폭의 시간으로 할 수 있다. 상기 방법에 의하여 보폭의 시간을 더 정확하게 확정하고, 한 보폭 시간내의 가속도의 데이터에 대해서 적분을 두번 하는 것에 의하여 세로방향의 편이량을 획득할 수 있으므로 상기 방법은 보행자의 실제 상황에 맞고 보다 정확한 보폭의 수치를 획득할 수 있다.

종래의 제로 속도검출 방법과 비교하여 보면, 본 실시예에 관한 보폭검출 방법은 보폭의 시간을 보다 정확하게 확정하고, 보폭의 길이에 관한 검출 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 실내의 안내 측위를 위하여 보다 정확한 기초 데이터를 제공할 수 있다. 또한 본 실시예의 방법은 간단하고 효율이 높고 가격이 높은 하드웨어를 사용할 필요가 없고, 새로운 기초설비 (예를 들면, 블루투스, WIFI등)을 마련할 필요가 없는 이점을 소유하고 있다. 가속도 센서가 마련되고 충분한 기억 스페이스르 가지고 있는 한편 일정한 계산이 가능한 처리 장치가 마련된 휴대단말이라면 어느 것이라도 본실시예의 방법을 실시할 수 있다.

도 2에는 보행자의 보행 모형이 표시되고 이 도면은 보행자가 보행을 할 때 각물리적 파라미터 사이의 기하적 관계를 나타낸다. h₁은 세로방향의 편이량이며,

은 보행자의 발 길이이며, S₂은 보행자의 후트 사이즈이며, 기하적 관계에 의하여

를 획득하고, 정확한 보폭의 수치Len=S₁+S₂을 획득할 수 있다.

스텝S101에 있어서 세로방향의 가속도 데이터중의 최대치를 검출하고, 인접하는 두 최대치 사이의 부분은 한 보폭의 시간이다. 설명을 간단하게 하기 위하여 앞의 최대치에 대응하는 시간을 t1이라고 하고 다음의 최대치에 대응하는 시간을 t2라고 한다.

본 실시예에 있어서 세로방향의 가속도에서 인접하는 두 최대치 사이의 부분을 한 보폭의 시간이라고 가정하고, 보폭의 시간내의 가속도의 데이터에 대해서 적분을 두번 하는 것에 의해 세로방향의 편이량을 획득하고, 각보폭의 S₁값을 각각 계산한다. 각보폭이 시작될 때 소정의 최대치에 대응하는 보행자의 질량 중심의 세로방향의 편이량은 제로로 되고, 각보폭이 끝날 때 보행자의 질량 중심의 세로방향의 편이량은 다시 제로로 된다. 이것에 의하여 오차를 제거할 때 이 적분의 구역내의 세로방향의 편이량의 최대치는 h₁이며 이것에 의해 S₁값을 산출할 수 있다.

상기 실시예에 있어서 스텝S102는 구체적으로 아래와 같은 스텝을 포함한다.

스텝S201에 있어서 인접하는 두 최대치 사이의 세로방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 속도 데이터를 획득한다. 세로방향의 가속도 데이터가 a일 때 속도 데이터는

이며 적분의 기점은 t1이며 종점은 t2이다.

스텝S202에 있어서 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의하여 세로방향의 편이량 데이터

를 획득한다. 세로방향의 편이량 데이터h는 시간에 관한 함수이다.

스텝S203에 있어서 t1과 t2과의 사이에서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터h중의 최대치와 최소값을 획득하고, 최대치에서 최소값을 감하는 것에 의하여 세로방향의 편이량h₁을 획득한다. 최소값은 마이너스 수치일 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서 스텝S102은 아래와 같은 스텝을 포함한다.

스텝S211에 있어서, 인접하는 두 최대치 사이의 세로방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 속도 데이터를 획득한다. 세로방향의 가속도 데이터가 a일 때 속도 데이터는

이며, 적분의 기점은 t1이며, 종점은 t2이다.

스텝S212에 있어서 속도 데이터에 의하여 중앙위치의 속도

를 산출한다.

스텝S213에 있어서 속도 데이터에서 중앙위치의 속도를 감하여 얻은 값에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터

를 획득한다. 가속도장치에는 제로 드리프트라고 하는 문제가 존재하므로 속도가 제로가 아닌 중앙위치의 속도에 드리프트가 발생할 우려가 있다. 상기 방법은 제로 드리프트의 축적을 억제하고 이동 모드의 제로 속도를 가정하므로, 중앙위치의 속도를 강제적으로 제로로 하는 것에 상당한다. 속도 데이터에서 중앙위치의 속도를 감하는 것에 의하여 한 보폭 시간내의 세로방향의 편이량이 제로로 되는 것을 확보할 수 있다.

스텝S214에 있어서, t1과 t2 사이에서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량의 최대치와 최소값을 획득하고, 최대치에서 최소값을 감하는 것에 의해 세로방향의 편이량을 획득한다. 최소값은 마이너스 수치일 수 있다.

스텝S101의 바람직한 실시예는 여러가지가 있지만 상기 임의의 한 실시예에 의해 검출된 최대치의 진실성을 확보하고, 세로방향의 가속도 데이터의 최대치를 검출하는 것에 의해 반주기의 지연을 획득할 수 있다 (한 주기는 한 보폭의 시간에 대응하고, 보행자는 약0.5초에 한 걸음을 걷고, 최대치는 반주기인 0.25초를 유지할 때야말로 앞의 수치가 실제의 최대치라고 판단한다. 이것에 의해 검출의 틀림, 검출의 누설을 피할 수 있다. 최대치의 시간 지연 반주기를 확정한다). 세로방향의 가속도 데이터에 의해 형성된 파도 모양의 실제 최대치를 포함할 때 최대치의 위치를 확인한다. 이러한 처리 방법은 반보폭의 지연을 초래할 우려가 있지만 이러한 지연은 허용 가능한 범위에 있고 상기 처리 방법에 의해 검출된 최대치의 진실성을 확보할 수 있다.

상기 임의의 한 실시예에 있어서 보행자의 발 길이, 보행자의 후트 사이즈 등은 한사람의 보행자에 있어서 변화하지 않는 상수이고,이것들을 용이하게 획득할 수 없지만 보행자가 입력한 데이터 또는 다른 소프트웨어가 인용한 파라미터에 의해 이것들을 추정할 수 있다.

예를 들면 보행자의 신장의 2분의 1에 의해 보행자의 발 길이를 획득하고, 보행자의 신장 수치는 보행자가 입력한 데이터 또는 다른 소프트웨어가 인용한 파라미터에 의해 획득할 수 있다. 구체적인 수치를 획득하지 않아도, 상용의 신장 예를 들면 1.75m을 상용할 수 있다. 이러한 수치는 신장이 1.6∼1.9m인 보행자를 포함하고, 오차가 있어도 허용 가능한 범위에 있기에 문제는 없다. 보폭의 사이즈를 산출할 때 보행자의 발 길이는 식의 루트에 들어 있으므로, S1의 수치에 큰 영향을 주지 않고 이 영향은 노이즈의 영향보다 작다.

보행자의 후트 사이즈는 보행자가 입력한 것에 의해 확정할 수 있지만, 이것은 보행자의 사용상의 편리성에 영향을 주는과 동시에 현저한 효과를 획득할 수 없다. 보폭의 길이에 있어서 보행자의 후트 사이즈의 차이는 몇센티미터에 지나지 않는다. 하기에 걸음자의 후트 사이즈를 입력하는 것은 꼭 하여야만 하는 것은 아니고, 상용 수치 예를 들면 26센티미터를 선택하여 사용할 수 있다. 보행자의 후트 사이즈는 인체의 생리적 파라미터에 의해 추정할 수 있다. 예를 들면 보행자의 후트 사이즈는 보행자의 신장 0.147배라고 설정할 수 있다. 현재의 연구 데이터에 의하면 중국인의 신장과 후트 사이즈의 비례는 약 6.8:1이며, 유럽인의 신장과 후트 사이즈의 비례는 약 7:1이므로 이러한 비례에 의해 보행자의 후트 사이즈를 추정할 수 있다

보행자의 걷는 방법과 휴대단말의 센서가 서로 틀리므로 획득한 보폭의 수치에 오차가 존재할 우려가 있다. 상기 임의의 한 실시예에 있어서 본실시예의 산출 방법에 레인지 팩터를 추가하는 것에 의해 상기 오차를 저감할 수 있다. 구체적으로

에 있어서

이며, k는 레인지 팩터이고, 레인지 팩터를 추가해서 각보폭 시간내의 세로방향의 편이량을 제어하는 것에 의해 결과를 보다 정확하게 할 수 있다.

측정의 정밀도를 더 향상시키기 위해서 본 실시예에 있어서 보행자가 휴대단말에 의해 보폭의 검출 초기를 설정할 때 보폭을 산출하는 과정에서 레인지 팩터k를 적당히 조절하고, 최초의 조절 결과에 의해 최종의 레인지 팩터k를 확정한다. 상기 레인지 팩터k는 보행자의 특징과 시스템의 오차를 고려하여 확정한 것이므로 보행자의 보행 특징과 휴대단말 센서의 오차에 의해 조절하는 것에 의하여 보행 수치의 검출 오차를 저감할 수 있다.

레인지 팩터k를 적당히 조절하는 바람직한 실시예는 아래와 같은 두가지 종류가 있다.

(1)보행자의 보행중의 실제위치를 획득할수 있을 경우 획득한 거리에 의해 레인지팩터k 를적당히 조절할수 있다. 예를 들면 보행자가 보행하는 과정에 있어서보행자의 실제위치A과 B를획득하면, A과 B 사이의 진실한 거리를 획득할수 있다. 보행검출방법에 의해 보행자가 A부터 B까지의 보폭길이의 총장을 획득하고, 이것에의해 A과 B 사이의 거리를 추정할수 있다. A과 B 사이가 진실한 거리이면 추정된 거리에 의해 레인지팩터k를 반대로 추정할수 있다. 예를 들면 지자기 또는 무선신호지문 등 종래의 실내측위기술에 의해 보행자의 보행중 의실제위치를 획득할수 있다.

(2)보행자의 보행중의 실제 위치를 획득할 수 없을 경우 경험에 의해 레인지 팩터k를 반대로 추정할 수 있다. 예를 들면 인체의 생리적 모형을 추정하고, 약14∼18°인 보행자의 보행 각도에서 적당한 보행 각도를 선택하고, 보행자의 발 길이, 후트 사이즈 및 보행 각도에 의해 보폭을 추정하고, 추정된 보폭에 의해 보행자의 질량 중심의 세로방향의 편이량의 오차를 추정하는 것에 의해, 레인지 팩터k를 산출할 수 있다. 일반적으로 보행자의 보행 각도로서 15.5도 또는 17도를 선택할 수 있다. 예를 들면 바람직한 보행 각도가 16.5도일 때 최적계산 방법에 의해 h₁의 평방 고위를 제거한다. 수정 식은

이고,

는 세로방향의 편이량의 실제 측정치의 평균치이며,

는 보행 각도이다.

실제의 응용에 있어서 장치로 기록하여 통계하는 것 등에 의하여 레인지 팩터를 적당히 조절할 수 있다.

보행자의 보행 빈도는 약 2헤르츠이며 1초에 약2걸음을 걷는다. 각보행의 변화에 의해 보폭과 방향각도가 갱신된다. 본 실시예에 있어서 센서의 출력 데이터에 대해서 샘플링을 하는 주파수는 50Hz이며, 각보폭의 시간내에 있어서 검출한 데이터의 수량은 처리의 정밀도 요건을 충족시킬 수 있다.

센서의 출력 데이터에 노이즈가 존재하는 것을 피할 수 없으므로 스텝S101을 실시하기 전에 가속도 센서가 출력한 가속도의 데이터에 대해서 노이즈 리덕션을 할 수 있다.

센서의 출력 데이터의 한 구역중의 화이트 노이즈는 정방향의 노이즈와 부방향의 노이즈를 포함한다. 본 실시예에 있어서 적분 방법에 의해 가속도의 데이터를 처리하므로 데이터에 포함된 화이트 노이즈를 어느정도 제거하고, Kalman filter와 같은 효과를 획득할 수 있다. 하기에 스텝S101 전에 노이즈 리덕션을 하는 스텝을 생략할 수 있다.

본 실시예에 있어서 복수 개의 호적한 실시예를 자유롭게 조합시킬 수 있다.

본 실시예의 보행자의 보행 궤적을 검출하는 방법은 간단하고, 효율이 높고, 가격이 높은 하드웨어가 필요하지 않고, 새로운 기초설비 (예를 들면, 블루투스, WIFI등)을 마련할 필요가 없다고 하는 이점을 가지고 있다. 가속도계, 각속도계가 마련되고 충분한 기억 스페이스를 가지고 있는 동시에 일정한 계산이 가능한 처리 장치가 마련된 휴대단말이라면 누구도 본 실시예의 방법을 실시할 수 있다. 보행자가 외출할 때 휴대하는 휴대폰형 스마트 단말 예를 들면 스마트 팔찌, 스마트폰 등에 있어서 상기 휴대폰형 스마트 단말에는 가속도계와 각속도계가 마련되어지고 있고, 가속도계는 보행자의 이동을 검출하여 가속도 데이터를 형성하고, 각속도계는 보행자의 이동을 검출해서 각속도 데이터를 형성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 있어서 중력방향(세로방향)의 가속도 데이터와 수평방향의 각속도 데이터에 의해 계산을 한다. 가속도계가 직접 출력하는 가속도 데이터는 가속도계의 본체의 좌표에 의해 형성된 것이므로 가속도계에서 이것을 도출하는과 동시에 가속도계 본체의 좌표에 의해 형성된 가속도의 데이터를 지면의 좌표에 맞는 세로방향의 가속도 데이터로 변환 할 필요가 있다. 좌표의 변환 방법으로서 종래의 임의의 한 좌표변환 방법을 사용할 수 있으므로 본 발명은 이것을 구체적으로 한정하지 않지만, 이것들이 본발명의 특허청구의 범위에 속하는 것은 물론이다.

본 발명의 실시예에 있어서 제공하는 방법은 모두 보행자의 안내, 실내 안내를 할 수 있고, 하드웨어 형태의 만보계를 사용하지 않아도 보행 수를 검출하는과 동시에 보행의 거리를 산출할 수 있고, 또한 측위와 맵의 형성에 이용할 수 있고, 실내 지문신호의 채집 등 비즈니스 분야에도 이용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 관한 방법을 다른 측위 안내 기술에 결합시키는 것에 의해 실외의 측위, 실외의 안내에 이용할 수 있다. 예를 들면 GNSS기술과 결합시켜 본 실시예의 단거리 측위 정밀도가 좋은 이점을 이용하는 것에 의해 단거리 측위 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또 장시간의 드리프트에 의한 오차를 피하고, GNSS의 실외 측위 안내의 정밀도를 향상시키고 에너지 소모를 저감할 수 있다 (저 주파수에 의해 GNSS를 획득하는 것 등). 본 발명의 실시예에 관한 방법에 의해 실내 실외의 측위 안내를 위하여 고정밀도 저소모의 방법을 제공할 수 있다.

실시예 2

도 3에 표시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 관한 보행자의 보행 궤적의 검출 방법은 아래와 같은 스텝을 포함한다.

스텝S301에 있어서 궤적의 시점 위치와 방향을 획득한다.

스텝S302에 있어서 보폭의 시간과 각보폭의 길이를 계산한다.

보폭의 시간은 보행자가 한 걸음을 걷는 것에 필요하는 시간을 의미한다. 보폭의 길이는 보행자가 한 걸음을 걷는 거리를 의미한다. 보폭의 시간과 각보폭의 길이는 종래의 보행 검출 기술에 의해 검출할 수 있다.

스텝S303에 있어서 보폭 시간내의 각속도신호에 대해서 적분을 각각 하고 적분을 할 때 초기의 회전 각도를 제로로 하는 것에 의해 각보폭의 시간내의 회전 각도를 획득한다.

세로방향의 가속도 데이터는 보행자가 보행을 할 때 중력방향의 가속도가 시간에 따라 변화하는 것을 의미하고, 세로방향의 가속도 데이터와 각속도 신호의 시간은 일치한다. 각속도의 신호는 각속도계에 의해 수평면의 회전 각속도를 검출하여 얻은 것이다. 각속도계는 자이로를 포함하지만 자이로에 만 한정되는 것이 아니다.

스텝S304에 있어서 궤적의 시점에서부터 시작하고 각보폭의 시간내의 회전 각도와 보폭의 길이에 의해 보행의 궤적을 검출한다.

종래의 기술 방법은 보행의 전과정의 각속도 신호에 대해서 적분을 하는 것에 의해 궤적의 시점에 상대하여 하는 회전의 전각도를 획득하여 왔지만, 자이로가 출력한 각속도 신호에는 드리프트가 존재하고 종래의 계산 방법에 의해 자이로 오차가 누적할 우려가 있다. 본 실시예에 있어서 각보행은 모두 제로로부터 적분을 시작하므로 계산하여 획득한 회전 각도는 이 보행 전후에 보행자가 회전한 각도를 가리키고, 각보폭의 회전 각도에 의해 형성된 오산을 효율적으로 제어할 수 있다. 본 실시예에 있어서 분할 적분 방법을 사용하는 것에 의해 각보행의 회전 각도를 획득하고, 각보폭에 대응하는 회전 각도를 계산하는 스텝은 따로따로 존재하므로 회전 각도의 오차를 한 걸음의 회전 오차내에 한정시키고, 회전 각도의 오차 누적을 방지하고, 본 실시예에서 획득한 보행 궤적의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한 본 실시예의 방법은 간단하고, 효율이 높고, 가격이 높은 하드웨어를 필요하지 않고, 새로운 기초설비 (예를 들면, 블루투스, WIFI등)을 마련할 필요가 없다고 하는 이점을 가지고 있다. 가속도 센서가 마련되고 일정한 계산이 가능한 처리 장치가 마련된 휴대단말이라면 누구나 본 실시예의 방법을 실시할 수 있다.

스텝S304의 호적한 실시 형태는 궤적의 시점으로부터 시작하고, 앞의 보행 궤적 방향에 현재 보행의 회전 각도를 더하여 얻은 것을 현재 보행의 궤적 방향으로 하고, 현재 보행의 궤적 방향에 따라 보폭의 시간 보폭 길이에 의해 보행의 궤적을 형성한다. 보행 궤적의 최초 방향은 스텝S301에서 획득한 궤적의 시점 방향이며, 보행 궤적의 최초 좌표는 스텝S301에서 획득한 궤적의 시점의 위치이다.

스텝S304의 다른 호적한 실시 형태는 아래와 같은 스텝을 포함한다.

스텝S401에 있어서 궤적의 시점으로부터 시작하고 각보폭의 시간내의 회전 각도에 의해 각보폭내의 보행이 직행인가 혹은 커부를 도는 것인가를 판단한다.

스텝S402에 있어서 현재의 보행이 직행일 경우 현재의 이동 방향으로 이동하고, 현재 보행의 보폭 길이에 의해 보행의 궤적을 형성한다.

스텝S403에 있어서 현재의 보행이 커부를 도는 것일 경우 현재의 이동 방향에 현재의 보행 회전 각도를 더하여 얻은 방향을 현재의 보행의 궤적 방향으로 하고 현재의 이동의 방향으로 이동하고 현재의 보행의 보폭 길이에 의해 보행의 궤적을 형성한다.

연속의 N걸음 (예를 들면 20걸음 또는 50걸음)이 모두 직선방향의 이동인 것을 검출하면, 현재의 보행의 방향은 직선이라고 판단하는과 동시에 N걸음의 시간내의 회전 각도를 가산하는 것에 의해 각속도계의 방향각도의 전편이량을 획득한다. 방향각도의 전편이량을 N걸음의 시간으로 나누는 것에 의해 각속도의 제로 드리프트를 획득하고, 각보폭의 시간내의 각속도 신호에 대해서 적분을 하는 것에 의해 한 보폭의 회전 각도를 계산하는 스텝S303에 있어서 각속도 신호에서 각속도의 제로 드리프트를 감하여 얻은 값에 대해서 적분을 다시 하는 것에 의해 각속도계의 제로 드리프트를 제거할 수 있다.

상기 바람직한 실시 형태에 있어서 각보행의 회전 각도에 의해 보행자의 이동 방향을 판단한다. 예를 들면 각보행의 회전 각도가 0.2호도 이하일 경우 보행자가 직행을 한다고 판단하고, 회전 각도가 0.5호도 이상일 경우 커부를 돈다고 판단할 수 있다. 종래의 기술에 있어서 회전 각도가 0.7∼0.8이상 또는 1호도 이상에 도달하지 않으면 커부를 돈다고 판단할 수 없다.

보행자가 보행을 할 때 여러가지 원인에 의해 작은 회전이 발생할 경우가 있다. 예를 들면 장해물을 피하기 위하여 커부를 돌거나 혹은 보행자의 보행 자세에 의해 회전하거나 혹은 휴대단말의 센서 오차에 의해 각도의 회전이 발생할 경우가 있다. 여려 구역내의 보행의 궤적이 직선일 경우 상기 작은 회전을 모두 상기 보행의 궤적에 가산한다면 계산의 부담이 커지고, 보행의 궤적을 간결하게 예쁘게 형성할 수 없다. 종래의 기술에 있어서 연속적인 적분을 하는 방법에 의해 각보행에 상대하여 회전하는 회전 각도를 획득할 수 없으므로 작은 회전에 대해서 수정을 할 수 없다. 본 발명의 바람직한 실시예의 방법은 회전 각도를 분할해서 계산하는 방법에 의하여 각보행의 회전 각도를 수정하는 목적을 달성하고, 계산에 의해 획득한 보행의 궤적은 실제의 궤적에 접근할 수 있다.

본 실시예에 있어서 스텝S301의 호적한 실시 형태를 더 제공한다. 구체적으로 GNSS, WIFI블루투스, 전자 컴퍼스, 맵 등의 기술적 수단에 의해 궤적의 시점 위치와 방향을 미리 획득할 수 있다.

본 실시예에 있어서 스텝S301의 호적한 실시 형태를 더 제공한다. 구체적으로 스텝S301의 호적한 실시 형태는 보행자의 최초의 보행 방향 (즉 궤적 시점의 방향)의 검출 결과가 초기에서부터 정확하지 않을 경우, 2, 3걸음을 걸은 후 다음의 데이터에 의하여 앞의 데이터를 수정하고, 최초의 보행의 방향을 다시 설정하는 것에 의해, 뒤의 궤적을 형성할 때의 정확성을 향상시키는 스텝을 포함한다.

본 실시예의 호적한 실시 형태는 궤적을 형성하는 과정에 있어서 정확한 맵 데이터를 입수할 수 있으면 검출한 커부를 도는 행위와 맵상의 커브 점을 매칭시켜, 매칭된 커브 점에 의해 보행의 궤적을 수정하는 것에 의해 정밀도를 향상시키는 스텝을 더 포함한다.

센서의 출력 데이터에 노이즈가 존재하는 것을 피할 수 없으므로 본 실시예의 호적한 실시 형태는 각속도의 데이터를 사용하기 전에 각속도의 데이터에 대해서 노이즈 리덕션을 하는 스텝을 더 포함한다.

본 실시예의 다른 호적한 실시 형태는 직행을 할 때 전파장해 신호를 받는 것에 의해 센서의 출력 신호를 분실했을 경우 대강의 방향(신호를 분실하기 전의 궤적 방향을 현재의 궤적 방향으로 한다)을 획득하고, 대강의 방향과 신호를 분실하기 전의 위치에 의해 보행의 궤적을 추정하는 스텝을 더 포함한다. 맵 데이터를 획득하고, 맵 데이터에는 모든 노선이 포함되어 있다. 대강의 방향과 신호를 분실하기 전의 위치에 의해 맵 데이터중이 가능한 노선을 검출하고, 추정된 보행의 궤적과 데이터중이 가능한 노선을 비교한다. 노선의 중심선으로부터 떨어지고 소정된 거리이상 떨어져 있을 경우 편이에 의해 편이 각도를 계산할 수 있다. 예를 들면 10미터 떨어져 있을 때 위치의 오차를 계산하고 편이 각도에 의해 보행의 궤적을 정상인 방향과 거리로 수정하는 것에 의해, 보다 정확한 보행 궤적을 획득할 수 있다.

계산에 의해 획득한 보행의 궤적을 휴대단말의 APP에 표시하고 이것과 맵 등의 데이터를 매칭시키는 것에 의해 보행자에게 보행 궤적을 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서 여러 호적한 실시예를 자유롭게 조합시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 방법은 모두 보행자의 안내, 실내의 안내를 할 수 있고, 하드웨어 형태의 만보계 대신에 사용할 수 있고 또한 수시의 측위와 맵의 형성에 사용하고, 실내의 위치 신호 지문 베타 베이스의 채집 등과 같은 비즈니스 분야에 사용할 수 있다.

관성측위류의 센서(CEP 또는 CER)은 단거리내의 정밀도가 높은 이점을 가지고 있지만 시간의 흐름에 따라 정밀도가 저하하는 우려가 있다. GNSS는 단거리내의 정밀도가 좋지 않은 결점을 가지고 있지만 시간의 흐름에 따라 오차가 확산되는 우려는 없다. 본 실시예에 관한 방법은 관성측위와 GNSS를 결합시키는 것에 의하여 장점을 받아들여 단점을 보충하고, 단거리의 측위 안내의 정밀도를 향상시키고 또한 장시간에 의한 드리프트 오차를 피하고, GNSS에 의한 실외의 정밀도를 향상시키고, 에너지 소모를 저감할 수 있다 (저 주파수에 의해 GNSS를 획득하는 것 등). 본발명의 실시예에 관한 방법에 의해 실내, 실외의 측위 안내를 위하여 고정밀도, 저소모의 통용 방법을 제공할 수 있다.

실시예 3

본 발명의 실시예에 관한 보행자의 보행 궤적의 검출 방법은 아래와 같은 스텝을 포함한다.

스텝S501에 있어서 궤적의 시점 위치와 방향을 획득한다.

스텝S502에 있어서 세로방향의 가속도 데이터에 의하여 보폭의 시간을 획득하고, 각보폭의 시간에 대응하는 보폭의 길이를 계산한다.

세로방향의 가속도 데이터는 가속도 센서에 의해 획득한 것이며, 세로방향의 가속도 데이터는 보행자가 보행을 할 때 중력방향의 가속도가 시간의 흐름에 따라 변화하는 것을 가리킨다.

보폭의 길이는 보행자가 한 걸음을 걷는 거리를 의미한다.

스텝S503에 있어서 보폭의 시간내의 각속도 신호에 대해서 적분을 각각 하고 적분을 할 때 초기의 회전 각도를 제로로 하는 것에 의해 각보폭의 시간내의 회전 각도를 획득한다.

세로방향의 가속도 데이터는 보행자가 보행을 할 때 중력방향의 가속도가 시간에 따라서 변화하는 것을 의미하고, 세로방향의 가속도 데이터와 각속도의 신호 시간은 일치한다. 각속도의 신호는 각속도계에 의해 획득한 것이다. 각속도계는 자이로를 포함하지만 자이로에 만 한정되는 것은 아니다.

스텝S504에 있어서 궤적의 시점으로부터 시작하고, 각보폭의 시간내의 회전 각도와 보폭의 길이에 의해 보행의 궤적을 검출한다.

종래 기술의 방법은 보행의 전과정의 각속도 신호에 대해서 적분을 하는 것에 의해, 궤적의 시점에 상대하여 회전하는 회전의 전각도를 획득하지만 자이로가 출력한 각속도 신호에는 드리프트와 노이즈가 존재할 수 있으므로, 종래의 계산 방법에 의해 자이로 오차와 랜덤 오차가 누적될 우려가 있다. 본 실시예에 있어서 각보행은 모두 제로로부터 적분을 시작하므로 계산하여 획득한 회전 각도는 이 보행 전후에 보행자가 회전한 각도를 가리키고, 각보폭의 회전 각도에 의해 형성된 오산을 효율적으로 제어할 수 있다. 본실시예에 있어서 분할 적분 방법을 사용하는 것에 의해 각보행의 회전 각도를 획득하고, 각보폭에 대응하는 회전 각도를 계산하는 스텝은 따로따로 존재하므로 회전 각도의 오차를 한 걸음의 회전 오차내에 한정시키고, 회전 각도의 오차 누적을 방지하고, 본 실시예에서 획득한 보행 궤적의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한 본 실시예의 방법은 간단하고, 효율이 높고, 가격이 높은 하드웨어를 필요하지 않고, 새로운 기초설비 (예를 들면, 블루투스, WIFI등)을 마련할 필요가 없다고 하는 이점을 가지고 있다. 가속도 센서가 마련되고 일정한 계산이 가능한 처리 장치가 마련된 휴대단말이라면 누구도 본 실시예의 방법을 실시할 수 있다.

스텝S502의 호적한 실시 형태는 아래와 같은 스텝을 포함한다.

스텝S601에 있어서 세로방향의 가속도 데이터 중의 최대치를 검출한다.

스텝S602에 있어서 인접하는 두 최대치 사이의 세로방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 두번 하고, 적분 결과에 의해 세로방향의 편이량을 획득한다.

세로방향의 가속도에 있어서 인접하는 두 최대치 사이의 시간을 한 보폭의 시간이라고 가정하고, 앞의 최대치는 보폭의 시작 점에 대응하고, 뒤의 최대치는 보폭의 종점에 대응한다. 세로방향의 편이량은 보행의 과정에 있어서 보행자의 질량 중심이 중력방향에서부터 편이하는 것을 의미한다.

스텝S603에 있어서 세로방향의 편이량, 보행자의 후트 사이즈, 보행자의 발 길이에 의해 보폭의 수치를 획득한다.

스텝S503의 각속도 신호 적분 보폭 시간과 스텝S602의 세로방향의 가속도 적분 보폭 시간은 일치한다.

본 실시예에 있어서 제로 속도의 위치를 검출할 필요가 없으므로 가속도 최대치의 위치에 있어서 속도를 제로로 직접 설정하고, 세로방향의 가속도에 있어서 인접하는 두 최대치 사이의 부분을 한 보폭의 시간이라고 설정할 수 있다. 상기 방법에 의해 보폭의 시간을 보다 정확하게 확정하고, 한 보폭 시간내의 가속도 데이터에 대해서 적분을 두번 하는 것에 의해 세로방향의 편이량을 획득할 수 있으므로, 상기 방법은 보행자의 실제 상황에 맞고, 보다 정확한 보폭 수치를 획득할 수 있다. 정확한 보폭의 시간에 의해 각보행의 회전 각도의 정밀도를 보다 향상시키고, 정확한 보폭의 길이에 의해 최종의 보행 궤적을 보다 정확하게 형성할 수 있다.

도 2에는 보행자가 보행을 하는 모형이 표시되고, 이 도면은 보행자가 보행을 할 때 각 물리적 파라미터 사이의 기하적 관계를 나타낸다. h₁은 세로방향의 편이량이며,

은 보행자의 발 길이이며, S₂은 보행자의 후트 사이즈이다. 기하적 관계에 의해

스텝S601에 있어서 세로방향의 가속도 데이터중의 최대치를 검출하고, 인접하는 두 최대치 사이의 부분은 한 보폭의 시간이다. 설명을 간단하게 하기 위하여 앞의 최대치에 대응하는 시간을 t1이라고 하고 다음의 최대치에 대응하는 시간을 t2라고 한다.

본 실시예의 세로방향의 가속도에 있어서 인접하는 두 최대치 사이의 부분을 한 보폭의 시간이라고 가정하고, 보폭 시간내의 가속도 데이터에 대해서 적분을 두번 하는 것에 의해 세로방향의 편이량을 획득하고, 각보폭의 S₁값을 각각 계산한다. 각보폭이 시작되면 소정된 최대치에 대응하는 보행자의 질량 중심의 세로방향의 편이량은 제로로 되고, 각보폭이 끝나면 보행자의 질량 중심의 세로방향의 편이량은 다시 제로로 된다. 이것에 의해 오차를 제거할 때 적분 구역내의 세로방향의 편이량의 최대치는 h₁이고, 이것에 의해 S₁값을 산출할 수 있다.

상기 실시예에 있어서 스텝S602는 구체적으로 아래과 같은 스텝을 포함한다.

스텝S611에 있어서 인접하는 두 최대치 사이의 세로방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 속도 데이터를 획득한다. 세로방향의 가속도 데이터가 a일 때 속도 데이터는

이고, 적분의 기점은 t1이며, 종점은 t2이다.

스텝S612에 있어서 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터

를 획득한다. 세로방향의 편이량 데이터h는 시간에 관한 함수다.

스텝S613에 있어서 t1과 t2 사이에서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터h중의 최대치와 최소값을 획득하고, 최대치에서 최소값을 감하는 것에 의해 세로방향의 편이량h₁을 획득한다. 최소값은 마이너스 수치일 수 있다.

각보폭이 시작될 때 소정된 최대치에 대응하는 보행자의 질량 중심의 세로방향의 편이량은 제로로 되고, 각보폭이 끝날 때 보행자의 질량 중심의 세로방향의 편이량은 다시 제로로 된다. 본 실시예에 있어서 이 가설에 의해 계산 과정중의 오차를 제거하고, 이 가설에 의해 스텝S602의 다른 호적한 실시예는 아래와 같은 스텝을 포함한다.

스텝S621에 있어서 인접하는 두 최대치 사이의 세로방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 속도 데이터를 획득한다. 세로방향의 가속도 데이터가 a일 때 속도 데이터는

이며, 적분의 기점은 t1이며, 종점은 t2이다.

스텝S622에 있어서 속도 데이터에 의해 중앙위치의 속도

를 산출한다.

스텝S623에 있어서 속도 데이터에서 중앙위치의 속도를 감하여 얻은 값에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터

를 획득한다. 속도 데이터에서 중앙위치의 속도를 감하는 것에 의해 한 보폭 시간내의 세로방향의 편이량이 제로가 되는 것을 확보할 수 있다.

스텝S624에 있어서, t1과 t2 사이에서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터중의 최대치와 최소값을 획득하고, 최대치에서 최소값을 감하는 것에 의해 세로방향의 편이량h₁을 획득한다. 최소값은 마이너스 수치일 수 있다.

본 실시예의 보폭검출 방법에 있어서, 실시예중의 호적한 실시 형태를 자유롭게 조합시키는 것에 의해, 보다 호적한 실시 형태를 작성할 수 있지만 여기에서는 이것을 설명하지 않는다.

스텝S504의 호적한 실시 형태는 궤적의 시점으로부터 시작하고, 앞의 보행 궤적 방향에 현재 보행의 회전 각도를 더한 것을 현재 보행의 궤적 방향으로 하고, 현재 보행의 궤적 방향에 따라 보폭 시간의 보폭 길이에 의해 보행의 궤적을 형성한다. 보행의 궤적 초기 방향은 스텝S501에서 획득한 궤적의 시점 방향이며, 보행의 궤적 최초의 좌표는 스텝S501에서 획득한 궤적의 시점 위치이다.

스텝S504의 다른 호적한 실시 형태는 아래와 같은 스텝을 포함한다.

스텝S701에 있어서 궤적의 시점으로부터 시작하고, 각보폭의 시간내의 회전 각도에 의해 각보폭내의 보행은 직행을 하는가 혹은 커부를 도는가를 판단한다.

스텝S702에 있어서 현재의 보행이 직행일 경우 앞의 궤적 방향으로 이동하고 현재 보행의 보폭 길이에 의해 보행의 궤적을 형성한다.

스텝S703에 있어서 현재의 보행은 커부를 도는 것일 경우 앞의 궤적 방향에 현재 보행의 회전 각도를 더하여 얻은 방향을 현재 보행의 궤적 방향으로 하고, 현재의 이동 방향으로 이동하고 현재 보행의 보폭 길이에 의해 보행의 궤적을 형성한다.

연속적인 N걸음 (예를 들면 20걸음 또는 50걸음)이 모두 직선방향으로 이동하는 것을 검출하면, 현재의 보행 방향은 직선이라고 판단하고 N걸음의 시간내의 회전 각도를 가산하는 것에 의해 각속도계의 방향각도의 전편이량을 획득한다. 방향각도의 전편이량을 N걸음의 시간으로 나누는 것에 의해 각속도의 제로 드리프트를 획득하고, 각보폭의 시간내의 각속도의 신호에 대해서 적분을 하는 것에 의해 한 보폭의 회전 각도를 계산하는 스텝S303에 있어서 각속도의 신호에서 각속도의 제로 드리프트를 감하여 얻은 값에 대해서 적분을 다시 하는 것에 의해, 각속도계의 제로 드리프트를 제거할 수 있다.

상기 바람직한 실시 형태에 있어서 각보행의 회전 각도에 의해 보행자의 이동 방향을 판단한다. 예를 들면 각보행의 회전 각도가 0.2호도 이하일 경우 보행자는 직행을 한다고 판단하고, 회전 각도가 0.5호도 이상일 경우 커부를 돈다고 판단할 수 있다. 종래 기술에 있어서 회전 각도가 0.7∼0.8이상 또는 1호도 이상에 도달하지 않으면 커부를 돈다고 판단할 수 없다.

보행자가 보행을 하고 있을 때 여러가지 원인에 의해 작은 회전이 발생할 경우가 있다. 예를 들면 장해물을 피하기 위하여 커부를 돌거나 혹은 보행자의 보행 자세에 의해 회전하거나 혹은 휴대단말의 센서 오차에 의해 각도의 회전이 발생할 경우가 있다. 다수의 구역내의 보행 궤적은 직선이지만 상기 작은 회전을 모두 상기 보행 궤적에 가산하면 계산의 부담이 커지고, 보행의 궤적을 간결하게 예쁘게 형성할 수 없다. 종래의 기술에 있어서 연속적인 적분을 하는 방법에 의해 각보행에 상대하여 회전하는 회전의 회전 각도를 획득할 수 없으므로, 작은 회전에 대해서 수정을 할 수 없다. 본 발명의 호적한 실시 형태의 방법은 회전 각도를 분할하여 계산하는 방법에 의해 각보행의 회전 각도를 수정하는 목적을 연주하고, 계산에 의해 획득한 보행의 궤적은 실제의 궤적에 부합될 수 있다.

본 실시예에 있어서 스텝S501의 호적한 실시 형태를 더 제공한다. 구체적으로, GNSS, WIFI블루투스, 전자 컴퍼스, 맵 등의 기술적 수단에 의해 궤적의 시점 위치와 방향을 미리 획득할 수 있다.

본 실시예에 있어서 스텝S501의 호적한 실시 형태를 더 제공한다. 구체적으로 보행자의 최초의 보행 방향(즉 궤적의 시점 방향)의 검출 결과가 처음부터 정확하지 않을 경우, 2, 3걸음을 걸은 후 다음의 데이터에 의해 앞의 데이터를 수정하고, 최초의 보행 방향을 다시 설정하는 것에 의해 뒤의 궤적을 형성하는 정확성을 향상시킬 수 있다.

본 실시예의 호적한 실시 형태는 궤적을 형성하는 과정에서 정확한 맵 데이터를 입수할 수 있으면 검출한 커부를 도는 행위와 맵 중의 커브 점을 매칭시켜, 매칭된 커브 점에 의해 보행의 궤적을 수정하는 것에 의해 정밀도를 향상시키는 스텝을 더 포함한다.

센서의 출력 데이터에 노이즈가 존재하는 것을 피할 수 없으므로 본 실시예의 호적한 실시 형태는 각속도 데이터를 사용하기 전에 각속도 데이터에 대해서 노이즈 리덕션을 하는 스텝을 더 포함한다.

본 실시예의 다른 호적한 실시 형태는 직행을 할 때 전파장해신호를 받는 것에 의해 센서의 출력 신호를 분실했을 경우, 대강의 방향(신호를 분실하기 전의 궤적 방향을 현재의 궤적의 방향으로 한다)을 획득하고, 대강의 방향과 신호를 분실하기 전의 위치에 의해 보행의 궤적을 추정하는 스텝을 더 포함한다. 맵 데이터를 획득하고 맵 데이터에는 모든 노선이 포함되어 있다. 대강의 방향과 신호를 분실하기 전의 위치에 의해 맵 데이터중이 가능한 노선을 검출하고, 추정된 보행의 궤적과 데이터중의 가능한 노선을 비교한다. 노선의 중심선으로부터 떨어지고 또한 소정된 거리이상 떨어질 경우 편이에 의해 편이 각도를 계산할 수 있다. 예를 들면 10미터 떨어졌을 경우 위치의 오차를 계산하고, 편이 각도에 의해 보행의 궤적을 정상인 방향과 거리로 수정하는 것에 의해 보다 정확한 보행 궤적을 획득할 수 있다.

계산에 의해 획득한 보행 궤적을 휴대단말의 APP에 표시하고, 이것과 맵 등의 데이터를 매칭시키는 것에 의해 보행자에게 보행 궤적을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 방법은 모두 실내 실외의 측위, 실내실외의 안내를 할 수 있고, 하드웨어 형태의 만보계 대신에 사용할 수 있고, 수시의 측위와 맵의 형성에 사용하고, 실내의 위치 신호 지문 베타 베이스의 채집 등과 같은 비즈니스 분야에 사용할 수 있다.

관성측위류의 센서(CEP 또는 CER)은 단거리내의 정밀도가 높은 이점을 가지고 있지만 시간의 흐름에 따라 정밀도가 저하되는 우려가 있다. GNSS는 단거리내의 정밀도가 좋지 않은 결점을 가지고 있지만, 시간의 흐름에 의해 오차가 확산될 우려는 없다. 본 실시예에 관한 방법은 관성측위와 GNSS를 결합시키는 것에 의해 장점을 받아들여 단점을 보충하고, 단거리 측위 안내의 정밀도를 향상시키고, 장시간에 의한 드리프트 오차를 피하고, GNSS에 의한 실내실외의 정밀도를 향상시키고, 에너지 소모를 저감할 수 있다 (저 주파수에 의해 GNSS를 획득하는 것 등). 본 발명의 실시예에 관한 방법에 의해 실내 실외의 측위 안내를 위하여 고정밀도, 저소모의 통용 방법을 제공할 수 있다.

실시예 4

본 발명의 실시예에 있어서 컴퓨터의 도출이 가능한 매체를 제공하고, 이 매체에는 컴퓨터의 도출이 가능한 지령이 기억되어 있다. 컴퓨터가 상기 지령을 실시하는 것에 의해 상기 임의의 실시예에 기재된 상기 방법을 실시할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서 전자장치를 더 제공하고, 이 장치는 처리 장치와 기억장치를 포함하고, 상기 기억장치에는 처리 장치의 실시가 가능한 지령이 기억되어 있다. 상기 처리 장치가 상기 지령을 실시하는 것에 의해 상기 임의의 실시예에 기재된 상기 방법을 실시할 수 있다. 상기 전자장치를 보행자의 몸 임의의 위치에 장착할 수 있다.

이상 이 발명의 실시예를 도면에 의해 상술하여 왔지만 실시예는 이 발명의 예시에 밖에 지나지 않는 것이기 때문에 이 발명은 실시예의 구성에만 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등이 있어도 이 발명에 포함되는 것은 물론이다. 예를 들면 각 실시예에 복수 개의 구성이 포함되어 있을 경우, 특별한 기재가 없어도 이 구성의 가능한 조합이 포함되는 것은 물론이다. 또 복수 개의 실시예나 변형예가 나타났을 경우 특별한 기재가 없어도 이것들에 관한 구성의 조합 중의 가능한 것이 포함되는 것은 물론이다. 또 도면에 표시되어 있는 구성에 대해서는 특별한 기재가 없어도 본 발명에 포함되는 것은 물론이다.

Claims

처리 장치는 가속도계에 의해 획득한 세로방향의 가속도 데이터중의 최대치를 검출하고, 인접하는 두 최대치 사이의 시간을 한 보폭의 시간으로 하는 스텝과,
처리 장치는 한 보폭의 시간내의 세로방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 속도 데이터를 획득하는 스텝과,
처리 장치는 상기 가속도의 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터(Data)을 획득하는 스텝과,
상기 세로방향의 편이량 데이터중의 최대치와 최소값을 획득하고, 상기 최대치에서 상기 최소값을 더는 것에 의해 세로방향의 편이량 (Value)을 획득하는 스텝과,
처리 장치는 상기 세로방향의 편이량과 보행자의 보행 모형의 기하적 관계에 의해 보폭 길이를 획득하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행자의 보폭을 검출하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 속도 데이터를 획득한 후 상기 속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터를 획득하는 스텝전에 실시되는 스텝, 즉
처리 장치는 상기 속도 데이터에 의해 중앙위치의 속도를 산출하는 스텝과,
처리 장치는 상기 속도 데이터로 상기 중앙위치의 속도를 덜어 얻은 값에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터를 획득하는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 처리 장치는 가속도계에 의해 획득한 세로방향의 가속도 데이터중의 최대치를 검출할 때, 최대치가 나타났지만 반의 보폭 구역 시간이 지연되어도 새로운 최대치가 나타나지 않으면 처리 장치는 상기 최대치 신호는 진실한 최대치 신호라고 확정하고, 상기 반의 보폭 구역 시간은 종래의 통계 방법 또는 미리 설정한 경험값에 의해 획득한 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 세로방향의 편이량을 획득한 후에 실시되는 스텝, 즉 처리 장치는 레인지 팩터에 의해 세로방향의 편이량을 조절하는 스텝을 더 포함하고, 상기 레인지 팩터는 미리 설정한 경험 값이거나 혹은 보행자의 보행 모형에 의해 추정한 세로방향의 편이량과 실제의 편이량을 비교하여 획득한 것인 것을 특징으로 하는 방법.
제 4항에 있어서,
두점 사이의 보폭 시간에서 처리 장치는 획득한 보폭을 가산하는 것에 의해 상기 두점 사이의 거리를 획득하고, 상기 두점사이의 진실한 거리를 비교하는 것에 의해 갱신된 상기 레인지 팩터를 획득하는 것을 특징으로 하는 방법.
처리 장치는 보행 궤적의 시점 위치와 방향을 획득하는 스텝과,
처리 장치는 가속도계에 의해 획득한 세로방향의 가속도 데이터중의 최대치를 검출하고, 인접하는 두 최대치 사이의 시간을 한 보폭의 시간이라고 하고 세로방향의 가속도 데이터에 의해 다른 보폭구역의 보폭 길이를 산출하는 스텝과,
처리 장치는 상기 한 보폭의 시간에 있어서 각속도계에 의해 획득한 각속도 신호에 대해서 적분을 하는 (적분을 할 때 초기의 회전 각도는 제로이다) 것에 의해 상기 보폭 시간내에 형성된 회전 각도를 획득하는 스텝과,
처리 장치는 상기 궤적의 시점으로부터 시작하고 한 보폭 시간의 상기 회전 각도와 상기 보폭의 길이에 의해 보행자의 보행 궤적을 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행자의 보행 궤적을 검출하는 방법.
제 6항에 있어서,
상기 처리 장치가 상기 궤적 시점으로부터 시작하고 한 보폭 시간의 상기 회전 각도와 상기 보폭의 길이에 의해 보행 궤적을 산출하는 스텝은,
처리 장치는 궤적 시점으로부터 시작하고 시점의 방향에 현재보행의 회전 각도를 더하여 얻은 것을 현재 보행의 궤적 방향으로 하고 현재 보행의 궤적 방향에 따라 보폭의 보폭 길이에 의해 보행 궤적을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서,
상기 처리 장치는 상기 궤적 시점으로부터 시작하고 한 보폭 시간의 상기 회전 각도와 상기 보폭의 길이에 의해 보행 궤적을 산출하는 스텝은,
처리 장치는 궤적의 시점으로부터 시작하고 상기 보폭 시간내의 회전 각도에 의해 각 보폭내의 보행은 직행을 하는가 혹은 커부를 도는가를 판단하는 스텝과,
현재의 보행이 직행일 경우 시점의 방향에 따라 현재 보행의 보폭 길이에 의해 보행 궤적을 형성하는 스텝과,
현재 보행이 커부를 도는 것일 경우 시점의 방향에 현재 보행의 회전 각도를 더하여 얻은 방향을 현재 보행의 궤적 방향으로 하고 현재 보행의 방향에 따라 현재 보행의 보폭 길이에 의해 보행 궤적을 형성하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서,
처리 장치는 연속적인 N걸음이 모두 직행인 것을 검출하면 현재 N걸음의 시간내의 회전 각도를 가산하는 것에 의해 각속도계의 방향각도의 전편이량을 획득하는 스텝과,
방향각도의 전편이량을 N걸음의 시간으로 나누는 것에 의해 각속도의 제로 드리프트를 획득하는 스텝과,
처리 장치는 한 상기 보폭 시간내에서 각속도계에 의해 얻은 각속도 신호에 대해서 적분을 하고 각속도 신호로에서 각속도의 제로 드리프트를 감하여 얻은 값에 대해서 적분을 다시 하는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,
보행의 궤적을 형성하는 과정에서 처리 장치는 보행자의 현재 위치의 맵 데이터를 획득하는 스텝과,
처리 장치는 보행자가 커부를 도는 행위를 검출하면 상기 보행의 궤적을 상기 맵 데이터중의 커브 점에 매칭시켜 매칭된 커브 점에 의해 상기 보행의 궤적을 수정하는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,
처리 장치는 보행자의 현재 위치의 맵 데이터를 획득하여 상기 보행의 궤적과 상기 맵 데이터중의 노선을 비교하고, 상기 보행자의 보행 궤적이 상기 맵 데이터중의 노선에서 벗어나면 편이 각도를 계산한 후 이 편이 각도에 의해 상기 보행의 궤적을 정상인 방향과 거리로 수정하는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서,
상기 처리 장치가 보행 궤적의 시점 위치와 방향을 획득하는 스텝은,
처리 장치가 위치와 방향의 센서에 의해 시점의 위치와 방향을 획득하거나 혹은 처리 장치가 종래의 데이터에 의해 시점의 위치와 방향을 획득하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서,
처리 장치가 보행자의 보행 궤적을 산출한 후 처리 장치는 보행자의 보행 궤적을 형성하여 표시장치에 표시하는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서,
상기 처리 장치가 상기 가속도 데이터에 의해 한 보폭구역의 보폭 길이를 산출하는 스텝은 구체적으로,
처리 장치가 한 보폭의 시간내의 세로방향의 가속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 속도 데이터를 획득하는 스텝과,
상기 속도 데이터에 대해서 적분을 하는 것에 의해 세로방향의 편이량 데이터를 획득하는 스텝과,
상기 세로방향의 편이량 데이터중의 최대치와 최소값을 획득하고, 상기 최대치에서 상기 최소값을 더는것에 의해 세로방향의 편이량을 획득하는 스텝과,
처리 장치는 상기 세로방향의 편이량과 보행자의 보행 모형의 기하적 관계에 의해 보폭 길이를 획득하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
전자장치에 있어서,
상기 장치는 처리 장치와 기억장치를 포함하고, 상기 기억장치에는 처리 장치가 실시할 수 있는 지령이 기억되어 있고, 상기 처리 장치가 상기 지령을 실시하는 것에 의해, 상기 제 1항 내지 제 14항중의 임의의 한 항에 기재된 상기 방법을 실시하는 것을 특징으로 하는 전자장치.