KR20190030411A - 두 개의 마이크를 이용하여 위치를 측정하는 이동 단말 및 방법 - Google Patents

두 개의 마이크를 이용하여 위치를 측정하는 이동 단말 및 방법 Download PDF

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Abstract

이동 단말에 일반적으로 설치되어 있는 두 개의 마이크를 이용하여, 두 개 또는 하나의 음향 송출 장치만을 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 측정할 수 있는 위치 측정 방법 및 이를 위한 이동 단말이 개시된다. 본 발명에 따른 서로 다른 위치에 고정된 두 개의 음향 송출 장치를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 이동 단말은, 상기 두 개의 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신하는 두 개의 마이크; 및 상기 두 개의 음향 송출 장치 각각의 위치 좌표를 중심으로, 상기 두 개의 마이크의 절대 위치와, 상기 두 개의 마이크 중 기준 마이크의 절대 위치를 기준으로 한 다른 마이크의 상대 위치를 산출하고, 또한 상기 다른 마이크의 상대 위치와 절대 위치가 동일한 방위 각도를 산출하며, 각 음향 송출 장치마다 산출한 방위 각도 중 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 결정하는 위치 결정 모듈을 포함한다.

Description

두 개의 마이크를 이용하여 위치를 측정하는 이동 단말 및 방법{MOBILE DEVICE AND METHOD FOR MEASURING A POSITION USING TWO MICROPHONE}
본 발명은 이동 단말의 위치를 측정하는 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로 두 개의 마이크를 내장한 이동 단말에서 상기 두 개의 마이크를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 방법 및 이를 위한 이동 단말에 관한 것이다.
실내 및 실외 측위를 위해 GPS, WiFi, 지자기, 적외선 및 가시광 등의 전파 자원을 사용한 위치 측정 방식에 대한 연구가 수행되고 있다. 대표적으로 전파맵을 이용한 위치 측위와, ToA(Time of Arrival), TDoA(Time Difference of Arrival), 등의 삼각측량 위치 측위가 있다.
전파맵을 활용한 위치 측위는 일정한 영역을 다수의 격자로 나눈 후 각 격자마다 전파 패턴을 구축한 후 이동 단말에서 수집한 전파 패턴과 일치하는 전파 패턴을 갖는 격자를 이동 단말의 위치로 결정하는 방식이다. 전파맵을 활용한 위치 측위의 경우 시간 동기화에 상관없이 위치 추정이 가능하나 초기 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 전파맵의 특성이 지속적으로 변화하기 때문에 주기적인 갱신이 요구되는 단점이 있다.
사람이 들을 수 없는 비가청 주파수의 신호를 이용한 위치 측위 기술이 제안되고 있다. 음향을 낼 수 있는 음향 송출 장치(예. 상용 스피커, 비프음 방출 가능한 전자 기기 등)를 고정된 위치에 설치한 후 ToA, TDoA 기술을 활용하여 이동 단말의 위치를 측정한다. 음향 송출 장치를 활용하기 때문에 실내외 인프라를 충분히 활용할 수 있고 사람이 들을 수 없는 비가청 주파수를 사용하고 전송 거리가 상대적으로 짧기 때문에 높은 주파수 재활용도를 가질 수 있다는 장점을 가지고 있다. 다만 기존의 음향 송출 장치를 이용하여 이동 단말의 위치를 측정하기 위해서는 음향 송출 장치를 최소 세 개 이상 확보해야 할 필요가 있어 위치 추정이 가능한 환경 구현이 제한되는 단점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 이동 단말에 일반적으로 설치되어 있는 두 개의 마이크를 이용하여, 두 개 또는 하나의 음향 송출 장치만을 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 측정할 수 있는 위치 측정 방법 및 이를 위한 이동 단말을 제공하는데 목적이 있다.
일 측면에 따른 서로 다른 위치에 고정된 두 개의 음향 송출 장치를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 이동 단말은, 상기 두 개의 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신하는 두 개의 마이크; 및 상기 두 개의 음향 송출 장치 각각의 위치 좌표를 중심으로, 상기 두 개의 마이크의 절대 위치와, 상기 두 개의 마이크 중 기준 마이크의 절대 위치를 기준으로 한 다른 마이크의 상대 위치를 산출하고, 또한 상기 다른 마이크의 상대 위치와 절대 위치가 동일한 방위 각도를 산출하며, 각 음향 송출 장치마다 산출한 방위 각도 중 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 결정하는 위치 결정 모듈을 포함한다.
상기 위치 결정 모듈은, 상기 두 개의 음향 송출 장치 중 어느 한 음향 송출 장치의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크에 대한 절대 위치를 산출하고 그 산출한 절대 위치를 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
상기 위치 결정 모듈은, 상기 두 개의 음향 송출 장치 중 어느 한 음향 송출 장치의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 각각의 절대 위치를 산출하고 그 절대 위치를 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
상기 위치 결정 모듈은, 상기 두 개의 음향 송출 장치 각각의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크에 대한 절대 위치를 각 음향 송출 장치에 대해 산출한 후 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
상기 위치 결정 모듈은, 상기 각 음향 송출 장치의 위치 좌표를 중심으로 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크까지의 거리를 반경으로 하는 원의 교점을 산출하고, 산출한 교점 중 상기 서로 대응하는 방위 각도에 대응하는 교점을 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
다른 측면에 따른 하나의 음향 송출 장치를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 이동 단말은, 상기 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신하는 두 개의 마이크; 및 상기 음향 송출 장치의 위치 좌표를 중심으로, 상기 두 개의 마이크의 절대 위치와, 상기 두 개의 마이크 중 기준 마이크의 절대 위치를 기준으로 한 다른 마이크의 상대 위치를 산출하고, 또한 상기 다른 마이크의 상대 위치와 절대 위치가 동일한 방위 각도를 산출하는 과정을, 상기 기준 마이크를 기준으로 상기 이동 단말을 회전하여 반복 수행하고, 각 수행시 산출된 방위 각도 중 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 결정하는 위치 결정 모듈을 포함한다.
상기 위치 결정 모듈은, 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크의 절대 위치 중에서 상기 대응하는 방위 각도에 해당하는 절대 위치를 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
상기 위치 결정 모듈은, 상기 두 개의 마이크 각각의 절대 위치 중에서 상기 대응하는 방위 각도에 해당하는 절대 위치의 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 두 개의 마이크를 포함하는 이동 단말에서 서로 다른 위치에 고정된 두 개의 음향 송출 장치를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 방법은, 상기 두 개의 마이크를 통해 상기 두 개의 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신하는 단계; 및 상기 두 개의 음향 송출 장치 각각의 위치 좌표를 중심으로, 상기 두 개의 마이크의 절대 위치와, 상기 두 개의 마이크 중 기준 마이크의 절대 위치를 기준으로 한 다른 마이크의 상대 위치를 산출하고, 또한 상기 다른 마이크의 상대 위치와 절대 위치가 동일한 방위 각도를 산출하며, 각 음향 송출 장치마다 산출한 방위 각도 중 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 상기 두 개의 음향 송출 장치 중 어느 한 음향 송출 장치의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크에 대한 절대 위치를 산출하고 그 산출한 절대 위치를 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
상기 결정하는 단계는, 상기 두 개의 음향 송출 장치 중 어느 한 음향 송출 장치의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 각각의 절대 위치를 산출하고 그 절대 위치를 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
상기 결정하는 단계는, 상기 두 개의 음향 송출 장치 각각의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크에 대한 절대 위치를 각 음향 송출 장치에 대해 산출한 후 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
상기 결정하는 단계는, 상기 각 음향 송출 장치의 위치 좌표를 중심으로 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크까지의 거리를 반경으로 하는 원의 교점을 산출하고, 산출한 교점 중 상기 서로 대응하는 방위 각도에 대응하는 교점을 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 두 개의 마이크를 포함하는 이동 단말에서 하나의 음향 송출 장치를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 방법은, 상기 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신하는 단계; 및 상기 음향 송출 장치의 위치 좌표를 중심으로, 상기 두 개의 마이크의 절대 위치와, 상기 두 개의 마이크 중 기준 마이크의 절대 위치를 기준으로 한 다른 마이크의 상대 위치를 산출하고, 또한 상기 다른 마이크의 상대 위치와 절대 위치가 동일한 방위 각도를 산출하는 과정을, 상기 기준 마이크를 기준으로 상기 이동 단말을 회전하여 반복 수행하고, 각 수행시 산출된 방위 각도 중 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크의 절대 위치 중에서 상기 대응하는 방위 각도에 해당하는 절대 위치를 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
상기 결정하는 단계는, 상기 두 개의 마이크 각각의 절대 위치 중에서 상기 대응하는 방위 각도에 해당하는 절대 위치의 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 음향의 전파 속도에 기반하여 이동 단말의 위치를 측정함으로써 종래의 무선 전파 기반에 비해 측위 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 이동 단말에 일반적으로 설치되는 두 개의 마이크를 이용함으로써 상용 단말을 이용한 측위가 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 하나 또는 두 개의 음향 송출 장치만으로 이동 단말의 위치를 측정할 수 있어 관련 환경 구축이 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 두 개의 마이크(m1, m2)의 위치를 표현한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 두 개의 마이크의 위치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2a 및 도 2b의 실시예에서 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 교점을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2a 및 도 2b의 실시예에서의 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 교점과, 추가적인 제 2 음원 송출 장치를 이용한 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 교점을 함께 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 나타낸 두 개의 음원 송출 장치의 위치를 중심으로 마이크(m1, m2)의 추정 위치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말이 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 기준 마이크(m1)를 중심으로 이동 단말을 회전한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하나의 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 이동 단말의 회전에 따른 마이크의 위치 분포를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 실시예에서 음향 송출 장치의 위치를 기준으로 방위 각도에 따른 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 거리차를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말이 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에서 이동 단말은 서로 다른 위치에 두 개의 마이크가 내장되어 있다. 이들 간의 물리적 이격 거리는 이동 단말의 고유의 특성으로 고정되어 있다. 두 개의 마이크가 무선 이어폰에 내장되어 있다고 가정하면, 두 개의 마이크 간의 이격 거리는 사람의 평균적인 얼굴 너비로 추정할 수 있다. 이동 단말의 내부에는 가속도 센서와 자이로 센서가 내장되어 있고 이들을 통해 이동 단말의 상하 좌우를 구분할 수 있으며 또한 지자기 센서를 내장하여 이를 통해 현재 이동 단말의 회전 방향 및 기울어진 방향을 확인할 수 있다.
이동 단말은 음향 송출 장치로부터 송출 시간 정보와 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 상기 두 개의 마이크로 수신한다. 여기서 음향 신호는 비가청 주파수 신호로서 사람의 청력으로 들을 수 없는 주파수 대역의 신호이다. 예컨대 비가청 주파수에는 18000Hz 이상의 주파수 등이 있다. 이동 단말과 음향 송출 장치는 시간 동기화가 이루어져 있어 이동 단말의 시간과 음향 송출 장치의 시간은 서로 동일하다. 따라서 이동 단말은 마이크에서 음향 신호가 수신된 시간과 음향 신호에 포함되어 있는 송출 시간 정보를 이용하여 마이크로부터 음향 송출 장치까지의 절대 거리를 알 수 있다. 음향 신호가 음향 송출 장치에서 송출되어 이동 단말로 수신될 때까지의 전송 시간에 음향 신호의 전파 속도를 곱하면 절대 거리를 알 수 있다. 일반적으로 음향 신호는 상온에서 약 340m/s의 전파 속도를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 두 개의 마이크(m1, m2)의 위치를 표현한 도면이다. 본 발명의 실시예에서 이동 단말의 두 개의 마이크(m1, m2) 중 하나를 기준 마이크(m1)로 정하고, 기준 마이크(m1)의 위치를 기준으로 나머지 하나의 마이크(m2)의 위치를 표현할 수 있다. 도 1을 참조하면, 이동 단말의 하단에 있는 기준 마이크(m1)의 위치를 [x, y]로 정의한 후 그 마이크(m1)를 기준 마이크로 하여 나머지 마이크(m2)의 위치를 정의하면, [x + kcos(θ), y + ksin(θ)]와 같다. 이동 단말은 내부의 센서를 통해 회전 각도 θ를 알 수 있다. 이와 같이 기준 마이크(m1)를 이용하여 나머지 마이크(m2)의 위치를 정의할 경우, 이때의 마이크(m2)의 위치는 상대 위치로 정의할 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에서 음향 신호가 음향 송출 장치로부터 이동 단말로 수신될 때까지의 전송 거리로 산출되는 두 마이크(m1, m2) 각각의 위치를 절대 위치로 정의할 수 있다. 예를 들어, 기준 마이크인 제 1 마이크(m1)와 음향 송출 장치 간의 전송 거리가 R1이라면, 제 1 마이크(m1)는 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 한 반경 R1의 원 상에 존재하는 것으로 추정할 수 있고 이 추정되는 위치를 제 1 마이크(m1)의 절대 위치로 정의할 수 있다. 마찬가지로 제 2 마이크(m2)와 음향 송출 장치 간의 전송 거리가 R2이라면, 제 2 마이크(m2)는 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 한 반경 R2의 원 상에 존재하는 것으로 추정할 수 있고 이 추정되는 위치를 제 2 마이크(m2)의 절대 위치로 정의할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 두 개의 마이크의 위치를 나타낸 도면으로서, 어느 한 음향 송출 장치(Tx1)의 설치 위치가 (500, 500)이고 이동 단말의 기준 마이크(m1)의 위치가 (-100, 250)이며 회전 각도 θ=45°일 때, 각 마이크(m1, m2)의 위치를 나타낸다. 도 2a는 음향 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 하여 각 마이크(m1, m2)의 전송 거리에 따른 절대 위치와, 기준 마이크(m1)에 기초한 마이크(m2)의 위치, 즉 상대 위치를 나타내고, 도 2b는 도 2a에서 1사분면의 일부를 확대하여 나타낸다.
앞에서 기준 마이크(m1)의 위치는 (-100, 250)인 것을 가정하였지만, 이 위치를 정확히 모른 상태라면, 기준 마이크(m1)는 음향 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 기준 마이크(m1)로 수신된 음향 신호를 이용하여 연산한 전송 거리(R1)를 반경으로 하는 원(201) 상에 존재한다고 추정할 수 있다. 이 원(201)이 기준 마이크(m1)의 추정 절대 위치이다. 그리고 마이크(m2)로 수신되는 음향 신호를 이용하여 전송 거리(R2)가 산출되면, 마이크(m2)는 음향 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 전송 거리(R2)를 반경으로 하는 원(202) 상에 존재한다고 추정할 수 있고 이 원(202)이 마이크(m2)의 추정 절대 위치이다. 한편, 기준 마이크(m1)의 위치를 기초로 마이크(m2)의 위치를 산출할 수 있고 이 위치는 마이크(m2)의 상대 위치이다. 따라서 기준 마이크(m1)가 존재할 것으로 추정되는 원으로부터 마이크(m2)의 상대 위치인 원(203)을 그릴 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 마이크(m2)의 추정 절대 위치의 원(202)과, 기준 마이크(m1)의 위치를 기초로 산출한 마이크(m2)의 상대 위치의 원(203)은 완벽하게 일치하지 않는다. 다만, 기준 마이크(m1)의 위치인 (-100, 250) 부근에서, 마이크(m2)의 추정 절대 위치의 원(202)과, 마이크(m2)의 상대 위치의 원(203)이 교차하고, 그 교점이 마이크(m2)의 실제 위치이다. 이러한 교점은 하나가 나올 수도 있고 두 개가 나올 수 있다. 이상의 실시예에서는 두 개의 교점이 나온다.
도 3은 도 2a 및 도 2b의 실시예에서 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 교점을 나타낸 도면이다. 도 3에서 가로축은, 음원 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 하는 원에서 수평축으로부터 시계 반대 방향으로의 방위 각도(α)를 나타내고 세로축은 마이크(m2)의 상대 위치와 절대 위치 간의 거리를 나타낸다. 도 2a 및 도 3에 도시된 바와 같이, 마이크(m2)의 추정 절대 위치의 원과, 마이크(m2)의 상대 위치의 원이 교차하는 방위 각도(α)는, 203° 및 247°이다. 즉, 기준 마이크(m1)의 위치가 (-100, 250)이며 회전 각도 θ=45°일 때, 마이크(m2)의 실제 위치는, 음원 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 하는 마이크(m2)의 추정 절대 위치의 원 상에서, 방위 각도 203°의 지점이라고 직관적으로 알 수 있지만, 기준 마이크(m1)의 실제 위치 (-100, 250)를 모른다고 가정하면, 위에서 설명한 바와 같이, 마이크(m2)의 실제 위치는, 추정 절대 위치의 원 상에서, 방위 각도 203°의 지점과 247°의 지점 중 어느 한 지점에 있다고 추정할 수 있다. 이와 같이 마이크(m2)의 위치로 추정되는 두 지점 중 어느 한 지점을 선택하기 위해서는, 추가적으로 다른 음원 송출 장치를 이용할 수 있다.
도 4는 도 2a 및 도 2b의 실시예에서의 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 교점과, 추가적인 제 2 음원 송출 장치를 이용한 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 교점을 함께 나타낸 도면이다. 도 2a 및 도 2b의 실시예에서 음원 송출 장치(즉, 제 1 음원 송출 장치)의 위치는 (500, 500)이다. 제 2 음원 송출 장치의 위치를 (-500, 500)이라고 하였을 때, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 실시예와 동일한 방법으로, 제 2 음원 송출 장치의 위치를 기준으로 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 교점을 구하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 마이크(m2)의 추정 절대 위치의 원과, 마이크(m2)의 상대 위치의 원이 교차하는 방위 각도(α)는, 122° 및 328°이다. 이 방위 각도 122°의 지점과 328°의 지점 중 한 지점과, 도 2a의 실시예에서 마이크(m2)의 실제 위치로 추정되는 추정 절대 위치의 원 상의 방위 각도 203°의 지점과 247°의 지점 중 한 지점이 중첩될 수 있고 이 중첩되는 영역이 마이크(m2)의 실제 위치로 결정될 수 있다. 이와 같이 결정되는 마이크(m2)의 실제 위치를 이동 단말의 위치로 결정할 수 있고, 또는 마이크(m2)의 실제 위치와 그로부터 산출되는 기준 마이크(m1)의 실제 위치의 중간 지점을 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
도 5는 도 4에 나타낸 두 개의 음원 송출 장치의 위치를 중심으로 마이크(m1, m2)의 추정 위치를 나타낸 도면이다. 즉 두 개의 음원 송출 장치의 위치를 중심으로 기준 마이크(m1)의 추정 절대 위치, 그리고 마이크(m2)의 추정 절대 위치 및 상대 위치를 나타낸 도면이다. 도 4에서 설명하였듯이, 제 1 음원 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 한 마이크(m2)의 실제 위치로 추정되는 추정 절대 위치는, 방위 각도 203°의 지점과 247°의 지점 중 하나이고, 제 2 음원 송출 장치(Tx2)의 위치를 중심으로 한 마이크(m2)의 실제 위치로 추정되는 추정 절대 위치는, 방위 각도 122°의 지점과 328°의 지점 중 하나이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 대응하는 방위 각도의 지점은, 제 1 음원 송출 장치(Tx1)를 기준으로 한 방위 각도 203°의 지점과, 제 2 음원 송출 장치(Tx2)를 기준으로 한 방위 각도 328°의 지점이다. 이 지점은 서로 중첩되는데, 이론상으로는 두 지점은 완벽히 일치해야 하지만, 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 교점을 구할 때, 1°씩 회전하며 절대 위치와 상대 위치 간의 거리차의 부호가 변하는 지점을 교점으로 판단하였기 때문에, 두 지점은 약간의 차이가 있다. 즉, 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치가 동일하다고 판단된 방위 각도에서 약간의 오차가 있을 수 있다. 본 실시예에서 제 1 음원 송출 장치(Tx1)를 중심으로 한 마이크(m2)의 절대 위치의 원에서 방위 각도 203°의 지점은 (-98.3282, 246.0248)이고, 제 2 음원 송출 장치(Tx2)를 중심으로 마이크(m2)의 절대 위치의 원에서 방위 각도 328°의 지점은 (-99.9765, 250.0376)이다. 음원 송출 장치로부터 마이크(m2)로 음향 신호가 수신된 전송 거리를 알고 있고 또한 음원 송출 장치의 위치 좌표를 알기 때문에, 위와 같이 방위 각도만 확보되면 마이크(m2)의 절대 위치 좌표는 연산이 가능하다. 이와 같이 산출된 두 음원 송출 장치를 기준으로 산출된 두 지점을 산출 평균한 값을, 최종적으로 마이크(m2)의 절대 위치로 결정할 수 있다.
또는, 도 5와 같이, 두 음원 송출 장치(Tx1, Tx2)의 위치를 중심으로 원을 그려서 생기는 두 교점 중 위에서 산출한 방위 각도에 부합하는 교점을 마이크(m2)의 절대 위치로 결정할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 제 1 음원 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로, 제 1 음원 송출 장치(Tx1)로부터 마이크(m2)로 음향 신호가 수신된 전송 거리를 반경으로 하는 원을 그린다. 그리고 제 2 음원 송출 장치(Tx2)의 위치를 중심으로. 제 2 음원 송출 장치(Tx2)로부터 마이크(m2)로 음향 신호가 수신된 전송 거리를 반경으로 하는 원을 그린다. 그러면 도 5와 같이 두 원의 교점이 발생하고, 두 교점 중에서, 위에서 산출한 방위 각도들에 부합하는 곳은, 제 1 음원 송출 장치(Tx1)를 기준으로 한 방위 각도 203°에 해당하는 교점이다. 제 2 음원 송출 장치(Tx2)를 기준으로 보면, 방위 각도 328°에 해당하는 교점이다. 이와 같이 구하면 앞서 설명한 바와 같이 산술 평균을 하지 않아도 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말이 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 서로 다른 두 개의 마이크(m1, m2)를 포함하는 이동 단말은, 서로 다른 두 개의 음향 송출 장치로부터 각 음향 송출 장치의 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신한다(S601).
이동 단말은, 두 개의 음향 송출 장치 중 제 1 음향 송출 장치(Tx1)를 기준으로 두 개의 마이크(m1, m2) 중 기준으로 정한 마이크(m1)의 절대 위치를 추정한다(S602). 구체적으로, 이동 단말은, 기준 마이크(m1)와 제 1 음향 송출 장치(Tx1) 간의 거리를 계산한다. 이동 단말은 기준 마이크(m1)로 음향 신호가 수신된 시간과 제 1 음향 송출 장치(Tx1)에서 음향 신호가 전송된 시간을 이용하여 전송 시간을 연산하고 여기에 음향 신호의 전송 속도를 곱하여 기준 마이크(m1)와 제 1 음향 송출 장치(Tx1) 간의 거리(R1)를 계산한다. 제 1 음향 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 상기 계산한 거리(R1)를 반경으로 하는 원을 그리면, 그 원이 마이크(m1)의 절대 위치이다. 이를 위해 이동 단말과 제 1 음향 송출 장치(Tx1) 간에는 시간 동기화된다.
이동 단말은, 제 1 음향 송출 장치(Tx1)를 기준으로 다른 마이크(m2)의 절대 위치와, 기준 마이크(m1)를 기준으로 한 다른 마이크(m2)의 상대 위치를 추정한다(S603). 마이크(m2)의 절대 위치는, 마이크(m1)의 절대 위치를 추정하는 방식과 동일하다. 즉 이동 단말은 마이크(m2)로 음향 신호가 수신된 시간과 제 1 음향 송출 장치(Tx1)에서 음향 신호가 전송된 시간을 이용하여 전송 시간을 연산하고 여기에 음향 신호의 전송 속도를 곱하여 마이크(m2)와 제 1 음향 송출 장치(Tx1) 간의 거리(R2)를 계산한다. 제 1 음향 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 상기 계산한 거리(R2)를 반경으로 하는 원을 그리면, 그 원이 마이크(m2)의 절대 위치이다. 기준 마이크(m1)의 위치를 [x, y]로 정의한 후 그 마이크(m1)를 기준으로 나머지 마이크(m2)의 위치를 정의하면, [x + kcos(θ), y + ksin(θ)]와 같고 이 위치가 마이크(m2)의 상대 위치이다. 역시 원으로 나온다. 여기서 θ는 마이크(m1)를 기준으로 한 이동 단말의 회전 각도이다.
이와 같이 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치를 추정한 후, 이동 단말은 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치가 동일한 방위 각도를 확인한다(S604). 여기서의 방위 각도는 음원 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 (+) 가로축(예컨대, 동쪽)으로부터 시계 반대 방향으로의 각도를 나타낸다.
이동 단말은 이러한 마이크(m1)의 절대 위치, 마이크(m2)의 절대 위치 및 상대 위치를 추정하고, 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치가 동일한 방위 각도를 확인하는 과정을, 나머지 제 2 음향 송출 장치(Tx2)에 대해 반복한다(S605).
이와 같은 과정을 완료하고 나면, 제 1 음향 송출 장치(Tx1)의 위치를 중심으로 마이크(m2)가 실제 위치하는 방위 각도 그리고 마이크(m2)와 제 1 음향 송출 장치(Tx1) 간의 거리가 확보되고, 또한 제 2 음향 송출 장치(Tx2)의 위치를 중심으로 마이크(m2)가 실제 위치하는 방위 각도 그리고 마이크(m2)와 제 2 음향 송출 장치(Tx2) 간의 거리가 확보된다. 따라서, 이동 단말은, 이를 이용하여 자신의 최종 위치를 결정한다(S606).
일 예로, 이동 단말은, 제 1 음향 송출 장치(Tx1)의 위치를 기준으로 마이크(m2)가 위치하는 방위 각도와 거리를 이용하여 마이크(m2)의 위치 좌표를 연산하고, 또한 제 2 음향 송출 장치(Tx2)의 위치를 기준으로 마이크(m2)의 위치 좌표를 연산하여, 이들의 산출 평균을 하여 마이크(m2)의 위치 좌표로 결정한다. 또는, 이동 단말은, 각 음향 송출 장치의 위치를 기준으로 한 마이크(m2)의 위치 좌표를 이용하여 기준 마이크(m1)의 위치 좌표를 역산한 후, 기준 마이크(m1)의 두 개의 위치 좌표의 산술 평균을 기준 마이크(m1)의 위치 좌표로 결정할 수 있다. 이동 단말은 이와 같이 결정된 기준 마이크(m1) 또는 다른 마이크(m2)의 위치 좌표를 자신의 위치로 결정할 수 있다.
다른 예로, 이동 단말은, 두 음향 송출 장치(Tx1, Tx2) 중 어느 한 음향 송출 장치의 위치를 기준으로 마이크(m2)의 위치 좌표를 산출한다. 상기 방위 각도와 음향 송출 장치와 마이크(m2) 간의 거리를 이용하여 산출할 수 있다. 그리고 이동 단말은 마이크(m2)의 위치 좌표를 이용하여 기준 마이크(m1)의 위치 좌표를 연산하고, 두 마이크(m1, m2)의 중심, 즉 두 마이크(m1, m2)의 절대 위치를 산술 평균한 값을 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
또 다른 예로, 이동 단말은, 각 음향 송출 장치(Tx1, Tx2)의 위치를 중심으로 마이크(m2)까지의 거리를 반경으로 하는 원을 그려 그 두 원의 교점 중 상기 방위 각도에 부합하는 교점을 마이크(m2)의 위치 좌표로 결정한다. 이와 같이 마이크(m2)의 위치가 결정되면, 이동 단말은 마이크(m2)의 위치를 자신의 위치로 결정할 수 있다. 또는 이동 단말은 기준 마이크(m1)를 이용하여 동일한 방식으로 자신의 위치를 결정할 수 있다.
이상의 실시예에서는 이동 단말이 두 개의 음향 송출 장치를 이용하여 위치를 측정한다. 전술한 실시예에 따르면 이동 단말과 하나의 음향 송출 장치가 고정되어 있을 때, 이동 단말의 기준 마이크(m1)에 대비한 다른 마이크(m2)의 절대 위치 및 상대 위치의 교점은 두 군데가 나온다. 따라서 이 두 개의 교점 중 하나를 특정하기 위해서 전술한 실시예에서는 다른 제 2의 음향 송출 장치를 이용한다. 그러나 다른 실시 형태로서, 이동 단말은 하나의 음향 송출 장치를 이용하여 위치를 측정할 수 있다. 즉, 먼저 이동 단말은 제 1 위치에서 하나의 음향 송출 장치를 이용하여 기준 마이크(m1)에 대비한 다른 마이크(m2)의 절대 위치 및 상대 위치의 교점이 발생하는 방위 각도를 산출한 후, 기준 마이크(m1)을 고정한 상태에서 이동 단말을 회전하여 다시 동일한 음향 송출 장치를 이용하여 마이크(m2)의 절대 위치 및 상대 위치의 교점이 발생하는 방위 각도를 산출한다. 첫 번째와 두 번째에서 각각 두 개씩의 방위 각도가 나오고 이 중 일치하는 방위 각도를 마이크(m2)가 위치하는 방위 각도로 결정한다. 이동 단말은 그 방위 각도를 이용하여 마이크(m2)의 절대 위치를 계산할 수 있고, 마이크(m2)의 절대 위치를 자신의 위치로 하거나, 또는 마이크(m2)로부터 기준 마이크(m1)의 절대 위치를 계산하여 기준 마이크(m1)의 위치를 자신의 위치로 할 수 있고, 또는 기준 마이크(m1)와 다른 마이크(m2)의 절대 위치를 산출 평균한 위치를 자신의 위치로 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 기준 마이크(m1)를 중심으로 이동 단말을 회전한 도면으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 음향 송출 장치를 이용하여 이동 단말의 위치를 측정하기 위해 사용자는 이동 단말의 기준 마이크(m1)를 중심으로 이동 단말을 회전시킨다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하나의 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 이동 단말의 회전에 따른 마이크의 위치 분포를 나타낸 도면이다. 도 8에서 음향 송출 장치의 위치를 (0, 0)으로, 이동 단말은 대략 (-10, 25)에 위치하며, 두 개의 마이크(m1, m2)의 거리는 14cm이며, 이동 단말의 기준 마이크(m1)를 기준으로 마이크(m2)의 회전 각도는 0°, 30°, 120°인 것을 가정한다. 기준 마이크(m1)는 고정되어 있고 음향 송출 장치로부터 수신되는 음향 신호를 이용하여 기준 마이크(m1)와 음향 송출 장치 간의 절대 거리는 26.9258cm로 계산된다. 도 8에서 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 하고 기준 마이크(m1)의 절대 거리를 반경으로 하는 원(810)이 기준 마이크(m1)의 추정 절대 위치이다. 이 기준 마이크(m1)의 추정 절대 위치를 기준으로 마이크(m2)의 추정 상대 위치는 도 8에서 세 개의 원(820, 830, 840)으로 나온다. 즉, 기준 마이크(m1)를 기준으로 회전 각도가 0°이면 마이크(m2)의 상대 위치는 도 8에서 참조번호 820의 원으로 나타나고, 기준 마이크(m1)를 기준으로 회전 각도가 30°이면 마이크(m2)의 상대 위치는 도 8에서 참조번호 830의 원으로 나타나며, 기준 마이크(m1)를 기준으로 회전 각도가 120°이면 마이크(m2)의 상대 위치는 도 8에서 참조번호 840의 원으로 나타난다. 그리고 각각의 회전 각도에 따른 마이크(m2)와 음향 송출 장치 간의 절대 거리는 각각 25.3180cm, 32.0704cm, 40.8316cm로 계산된다.
도 9는 도 8의 실시예에서 음향 송출 장치의 위치를 기준으로 방위 각도에 따른 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치의 거리차를 나타낸 도면으로, 도 9에서 참조번호 910의 그래프는, 기준 마이크(m1)를 기준으로 마이크(m2)의 회전 각도가 0°일 때 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 한 방위 각도(α)에 따른, 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치 간의 거리차를 나타낸다. 두 개의 방위 각도 (112°, 248°)에서 거리차가 0이다. 참조번호 920의 그래프는, 기준 마이크(m1)를 기준으로 마이크(m2)의 회전 각도가 30°일 때 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 한 방위 각도(α)에 따른, 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치 간의 거리차를 나타낸다. 두 개의 각도 (112°, 308°)에서 거리차가 0이다. 참조번호 930의 그래프는, 기준 마이크(m1)를 기준으로 마이크(m2)의 회전 각도가 120°일 때 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 한 방위 각도(α)에 따른, 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치 간의 거리차를 나타낸다. 두 개의 각도 (112°, 128°)에서 거리차가 0이다. 이와 같이 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치 간의 거리차가 0이 되는 공통 방위 각도는 112°이다. 따라서, 마이크(m1)의 절대 위치에 관한 원에서 방위 각도 112° 지점을 이동 단말의 위치로 결정할 수 있고, 또는 마이크(m2)의 절대 거리와 방위 각도 112°를 이용하여 마이크(m2)의 위치를 계산한 후 마이크(m2)의 위치를 이동 단말의 위치로 결정할 수 있으며, 또는 두 마이크(m1, m2)의 중심을 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 단말이 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 서로 다른 두 개의 마이크(m1, m2)를 포함하는 이동 단말은, 하나의 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신한다(S1001).
이동 단말은, 음향 송출 장치를 기준으로 두 개의 마이크(m1, m2) 중 기준으로 정한 마이크(m1)의 절대 위치를 추정한다(S1002). 구체적으로, 이동 단말은, 기준 마이크(m1)와 음향 송출 장치 간의 거리를 계산한다. 이동 단말은 기준 마이크(m1)로 음향 신호가 수신된 시간과 음향 송출 장치에서 음향 신호가 전송된 시간을 이용하여 전송 시간을 연산하고 여기에 음향 신호의 전송 속도를 곱하여 기준 마이크(m1)와 음향 송출 장치 간의 거리(R1)를 계산한다. 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 상기 계산한 거리(R1)를 반경으로 하는 원을 그리면, 그 원이 마이크(m1)의 절대 위치이다. 이를 위해 이동 단말과 음향 송출 장치 간에는 시간 동기화된다.
이동 단말은, 음향 송출 장치를 기준으로 다른 마이크(m2)의 절대 위치와, 기준 마이크(m1)를 기준으로 한 다른 마이크(m2)의 상대 위치를 추정한다(S1003). 마이크(m2)의 절대 위치는, 마이크(m1)의 절대 위치를 추정하는 방식과 동일하다. 즉 이동 단말은 마이크(m2)로 음향 신호가 수신된 시간과 음향 송출 장치에서 음향 신호가 전송된 시간을 이용하여 전송 시간을 연산하고 여기에 음향 신호의 전송 속도를 곱하여 마이크(m2)와 음향 송출 장치 간의 거리(R2)를 계산한다. 음향 송출 장치의 위치를 중심으로 상기 계산한 거리(R2)를 반경으로 하는 원을 그리면, 그 원이 마이크(m2)의 절대 위치이다. 기준 마이크(m1)의 위치를 [x, y]로 정의한 후 그 마이크(m1)를 기준으로 나머지 마이크(m2)의 위치를 정의하면, [x + kcos(θ), y + ksin(θ)]와 같고 이 위치가 마이크(m2)의 상대 위치이다. 역시 원으로 나온다. 여기서 θ는 마이크(m1)를 기준으로 한 이동 단말의 회전 각도이다.
이와 같이 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치를 추정한 후, 이동 단말은 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치가 동일한 방위 각도를 확인한다(S1004). 여기서의 방위 각도는 음원 송출 장치의 위치를 중심으로 (+) 가로축(예컨대, 동쪽)으로부터 시계 반대 방향으로의 각도를 나타낸다.
이동 단말은 위치 결정이 가능한지 확인하는데, 단계 S1004에서 확보한 방위 각도는 두 개의 방위 각도이다. 따라서 이 중 하나를 특정하기 위해서는 전술한 과정을 반복해야 한다. 즉, 이동 단말은 사용자에게 기준 마이크(m1)를 고정한 상태에서 이동 단말을 회전할 것을 안내한다. 따라서 사용자는 이동 단말을 회전시킨다(S1005, S1006). 이동 단말은 전술한 단계 S1001 내지 S1004를 반복 수행한다. 따라서 회전 이동 후 마이크(m2)의 절대 위치와 상대 위치가 동일한 방위 각도가 확보된다.
이동 단말은 단계 S1004에서 처음 확보한 마이크(m2)의 절대 위치 및 상대 위치가 동일한 방위 각도와, 두 번째로 확보한 마이크(m2)의 절대 위치 및 상대 위치가 동일한 방위 각도 중, 공통되는 방위 각도를 확인한다. 그리고 이동 단말은, 마이크(m1)의 절대 위치에 관한 원에서 상기 공통되는 방위 각도의 지점을 이동 단말의 위치로 결정할 수 있고, 또는 마이크(m2)의 절대 거리와 상기 공통되는 각도를 이용하여 마이크(m2)의 위치를 계산한 후 마이크(m2)의 위치를 이동 단말의 위치로 결정할 수 있으며, 또는 두 마이크(m1, m2)의 중심을 이동 단말의 위치로 결정할 수 있다(S1007).
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 구성을 나타낸 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 이동 단말은, 메모리(1110), 메모리 제어기(1121), 하나 이상의 프로세서(CPU)(1122), 주변 인터페이스(1123), 입출력(I/O) 서브시스템(1130), 디스플레이 장치(1141), 입력 장치(1142), 통신 회로(1152), 스피커(1160) 및 마이크(1171, 1172)를 포함한다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 통하여 통신한다. 도 7에 도시한 여러 구성요소는 하나 이상의 신호 처리 및/또는 애플리케이션 전용 집적 회로(application specific integrated circuit)를 포함하여, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어 둘의 조합으로 구현될 수 있다.
메모리(1110)는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리, 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 메모리(1110)는 하나 이상의 프로세서(1122)로부터 멀리 떨어져 위치하는 저장 장치, 예를 들어 통신 회로(1152)와, 인터넷, 인트라넷, LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), SAN(Storage Area Network) 등, 또는 이들의 적절한 조합과 같은 통신 네트워크(도시하지 않음)를 통하여 액세스되는 네트워크 부착형(attached) 저장 장치를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1122) 및 주변 인터페이스(1123)와 같은 이동 단말의 다른 구성요소에 의한 메모리(1110)로의 액세스는 메모리 제어기(1121)에 의하여 제어될 수 있다.
주변 인터페이스(1123)는 이동 단말의 입출력 주변 장치를 프로세서(1122) 및 메모리(1110)와 연결한다. 하나 이상의 프로세서(1122)는 다양한 소프트웨어 프로그램 및/또는 메모리(1110)에 저장되어 있는 명령어 세트를 실행하여 이동 단말을 위한 여러 기능을 수행하고 데이터를 처리한다. 일부 실시예에서, 주변 인터페이스(1123), 프로세서(1122) 및 메모리 제어기(1121)는 칩(1120)과 같은 단일 칩 상에서 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 이들은 별개의 칩으로 구현될 수 있다.
I/O 서브시스템(1130)은 디스플레이 장치(1141), 입력 장치(1142)와 같은 이동 단말의 입출력 주변장치와 주변 인터페이스(1123) 사이에 인터페이스를 제공한다. 디스플레이 장치(1141)는 LCD(liquid crystal display) 기술 또는 LPD(light emitting polymer display) 기술을 사용할 수 있고, 이러한 디스플레이 장치(1141)는 용량형, 저항형, 적외선형 등의 터치 디스플레이일 수 있다. 터치 디스플레이는 단말과 사용자 사이에 출력 인터페이스 및 입력 인터페이스를 제공한다. 터치 디스플레이는 사용자에게 시각적인 출력을 표시한다. 시각적 출력은 텍스트, 그래픽, 비디오와 이들의 조합을 포함할 수 있다. 시각적 출력의 일부 또는 전부는 사용자 인터페이스 대상에 대응할 수 있다. 터치 디스플레이는 사용자 입력을 수용하는 터치 감지면을 형성한다.
프로세서(1122)는 이동 단말에 연관된 동작을 수행하고 명령어들을 수행하도록 구성된 프로세서로서, 예를 들어, 메모리(1110)로부터 검색된 명령어들을 이용하여, 이동 단말의 컴포넌트 간의 입력 및 출력 데이터의 수신과 조작을 제어할 수 있다.
스피커(1160)는 이동 단말에서 재생되는 음원 또는 통화 기능이 있을 경우 통화 중 통화 상대방의 음성 등을 출력한다. 마이크(1171, 1172)는 외부로부터 음향 신호를 수신한다. 본 실시예에서 마이크(1171, 1172)는 두 개 구비되어 음향 송출 장치에서 송출되는 음향 신호를 수신한다. 두 개의 마이크(1171, 1172)는 이동 단말에서 일정한 거리만큼 이격되어 설치된다.
일부 실시예에서, 소프트웨어 구성요소는 운영 체제(1111), 그래픽 모듈(명령어 세트)(1112) 및, 어플리케이션(명령어 세트)가 메모리(1110)에 탑재(설치)된다. 여기서 어플리케이션으로서 도 11에 도시된 바와 같이, 위치 결정 모듈(1113)을 포함한다.
운영 체제(1111)는, 예를 들어, 다윈(Darwin), RTXC, LINUX, UNIX, OS X, WINDOWS 또는 VxWorks, 안드로이드 등과 같은 내장 운영체제일 수 있고, 일반적인 시스템 태스크(task)(예를 들어, 메모리 관리, 저장 장치 제어, 전력 관리 등)를 제어 및 관리하는 다양한 소프트웨어 구성요소 및/또는 장치를 포함하고, 다양한 하드웨어와 소프트웨어 구성요소 사이의 통신을 촉진시킨다.
그래픽 모듈(1112)은 디스플레이 장치(1141) 상에 그래픽을 제공하고 표시하기 위한 주지의 여러 소프트웨어 구성요소를 포함한다. "그래픽(graphics)"이란 용어는 텍스트, 웹 페이지, 아이콘(예컨대, 소프트 키를 포함하는 사용자 인터페이스 대상), 디지털 이미지, 비디오, 애니메이션 등을 제한 없이 포함하여, 사용자에게 표시될 수 있는 모든 대상을 포함한다.
도 11에 도시되지 않았지만, 이동 단말은, 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서 등의 다양한 센서를 내장한다.
위치 결정 모듈(1113)은, 이상의 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 방법에 따라 이동 단말의 위치를 결정한다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
201 : 마이크(m1)의 절대 위치
202 : 마이크(m2)의 절대 위치
203 : 마이크(m2)의 상대 위치
1113 : 위치 결정 모듈

Claims (16)

  1. 서로 다른 위치에 고정된 두 개의 음향 송출 장치를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 이동 단말에 있어서,
    상기 두 개의 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신하는 두 개의 마이크; 및
    상기 두 개의 음향 송출 장치 각각의 위치 좌표를 중심으로, 상기 두 개의 마이크의 절대 위치와, 상기 두 개의 마이크 중 기준 마이크의 절대 위치를 기준으로 한 다른 마이크의 상대 위치를 산출하고, 또한 상기 다른 마이크의 상대 위치와 절대 위치가 동일한 방위 각도를 산출하며, 각 음향 송출 장치마다 산출한 방위 각도 중 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 결정하는 위치 결정 모듈을 포함하는 이동 단말.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 모듈은,
    상기 두 개의 음향 송출 장치 중 어느 한 음향 송출 장치의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크에 대한 절대 위치를 산출하고 그 산출한 절대 위치를 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 이동 단말.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 모듈은,
    상기 두 개의 음향 송출 장치 중 어느 한 음향 송출 장치의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 각각의 절대 위치를 산출하고 그 절대 위치를 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 이동 단말.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 모듈은,
    상기 두 개의 음향 송출 장치 각각의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크에 대한 절대 위치를 각 음향 송출 장치에 대해 산출한 후 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 이동 단말.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 모듈은,
    상기 각 음향 송출 장치의 위치 좌표를 중심으로 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크까지의 거리를 반경으로 하는 원의 교점을 산출하고, 산출한 교점 중 상기 서로 대응하는 방위 각도에 대응하는 교점을 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 이동 단말.
  6. 하나의 음향 송출 장치를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 이동 단말에 있어서,
    상기 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신하는 두 개의 마이크; 및
    상기 음향 송출 장치의 위치 좌표를 중심으로, 상기 두 개의 마이크의 절대 위치와, 상기 두 개의 마이크 중 기준 마이크의 절대 위치를 기준으로 한 다른 마이크의 상대 위치를 산출하고, 또한 상기 다른 마이크의 상대 위치와 절대 위치가 동일한 방위 각도를 산출하는 과정을, 상기 기준 마이크를 기준으로 상기 이동 단말을 회전하여 반복 수행하고, 각 수행시 산출된 방위 각도 중 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 결정하는 위치 결정 모듈을 포함하는 이동 단말.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 결정 모듈은,
    상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크의 절대 위치 중에서 상기 대응하는 방위 각도에 해당하는 절대 위치를 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 이동 단말.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 결정 모듈은,
    상기 두 개의 마이크 각각의 절대 위치 중에서 상기 대응하는 방위 각도에 해당하는 절대 위치의 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 이동 단말.
  9. 두 개의 마이크를 포함하는 이동 단말에서 서로 다른 위치에 고정된 두 개의 음향 송출 장치를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 방법에 있어서,
    상기 두 개의 마이크를 통해 상기 두 개의 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 두 개의 음향 송출 장치 각각의 위치 좌표를 중심으로, 상기 두 개의 마이크의 절대 위치와, 상기 두 개의 마이크 중 기준 마이크의 절대 위치를 기준으로 한 다른 마이크의 상대 위치를 산출하고, 또한 상기 다른 마이크의 상대 위치와 절대 위치가 동일한 방위 각도를 산출하며, 각 음향 송출 장치마다 산출한 방위 각도 중 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 두 개의 음향 송출 장치 중 어느 한 음향 송출 장치의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크에 대한 절대 위치를 산출하고 그 산출한 절대 위치를 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 두 개의 음향 송출 장치 중 어느 한 음향 송출 장치의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 각각의 절대 위치를 산출하고 그 절대 위치를 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 두 개의 음향 송출 장치 각각의 위치 좌표와 상기 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크에 대한 절대 위치를 각 음향 송출 장치에 대해 산출한 후 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 각 음향 송출 장치의 위치 좌표를 중심으로 상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크까지의 거리를 반경으로 하는 원의 교점을 산출하고, 산출한 교점 중 상기 서로 대응하는 방위 각도에 대응하는 교점을 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 방법.
  14. 두 개의 마이크를 포함하는 이동 단말에서 하나의 음향 송출 장치를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 방법에 있어서,
    상기 음향 송출 장치로부터 위치 좌표를 포함하는 음향 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 음향 송출 장치의 위치 좌표를 중심으로, 상기 두 개의 마이크의 절대 위치와, 상기 두 개의 마이크 중 기준 마이크의 절대 위치를 기준으로 한 다른 마이크의 상대 위치를 산출하고, 또한 상기 다른 마이크의 상대 위치와 절대 위치가 동일한 방위 각도를 산출하는 과정을, 상기 기준 마이크를 기준으로 상기 이동 단말을 회전하여 반복 수행하고, 각 수행시 산출된 방위 각도 중 서로 대응하는 방위 각도를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 두 개의 마이크 중 어느 한 마이크의 절대 위치 중에서 상기 대응하는 방위 각도에 해당하는 절대 위치를 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 두 개의 마이크 각각의 절대 위치 중에서 상기 대응하는 방위 각도에 해당하는 절대 위치의 산술 평균한 값을 상기 이동 단말의 위치로 결정하는 방법.
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