KR20090087300A - Map Matching Device and Method for Pedestrian Navigation Using Inferred Navigation - Google Patents
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Abstract
추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 장치는 초기 위치로부터 이동 방향 및 상대적인 이동 거리를 추정하는 추측 항법부, 초기 위치에 이동 방향 및 상대적인 이동거리를 반영하여 현재 위치를 추정하는 현재 위치 추정부, 현재 위치를 포함하는 지도에서 정합할 링크(link)를 선정하는 링크 선정부 및 링크에 현재 위치를 정합하여 지도에 표시하는 정합부를 포함하는 보행자용 지도 정합 장치에 있어서, 지도 정합 장치는 링크에 정합된 위치를 새로운 초기 위치로 설정하여 지도 정합을 수행한다. A map matching device and method for pedestrian navigation using dead reckoning are provided. A map matching device for pedestrian navigation using dead reckoning according to an embodiment of the present invention includes a dead reckoning unit for estimating a moving direction and a relative moving distance from an initial position, and reflects a moving direction and a relative moving distance to an initial position. A pedestrian map matching device comprising an estimated current position estimating unit, a link selecting unit for selecting a link to match on a map including a current position, and a matching unit for matching a current position to the link and displaying the same on a map, The map matching device performs map matching by setting the position matched by the link as a new initial position.
Description
본 발명은 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지도 정합 결과를 다음 정합을 위한 새로운 초기값으로 설정하여 지도 정합의 정확도를 높일 수 있는 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a map matching device and method for pedestrian navigation using dead reckoning, and more particularly, using dead reckoning to increase the accuracy of map matching by setting the map matching result as a new initial value for the next matching. A map matching device for pedestrian navigation.
위성 항법 장치(Global Positioning System; GPS) 기술이 발전함에 따라, 사물이나 사람의 위치 정보 및 이동 경로에 대한 정보를 제공하는 네비게이션 서비스가 각광을 받고 있다. With the development of the Global Positioning System (GPS) technology, a navigation service that provides information about a location or a movement path of an object or a person is in the spotlight.
현재까지 개발되어 있는 지도 정합 방법은 대부분 차량용 GPS 항법 시스템을 위한 것들이 대부분이며 보행자 네비게이션 시스템의 특성에 맞는 지도 정합 방법에 대한 개발은 미흡한 상태이다. Most of the map matching methods developed to date are mostly for vehicle GPS navigation systems, and development of map matching methods suitable for the characteristics of pedestrian navigation systems is insufficient.
보행자 네비게이션 시스템(Pedestrian Navigation System)이란, 경로 찾기를 비롯하여 다양한 위치 기반 서비스(Location Based Service, LBS)를 보행자에게 제 공하기 위해 다양한 위치 측정 기술을 이용하여 사용자의 정확한 위치 정보를 디지털 지동 상에 제공하는 시스템을 말한다.Pedestrian Navigation System (Pedestrian Navigation System) is to provide the user with accurate location information on the digital map using various location measurement technology to provide a variety of location-based services (LBS) to pedestrians, including route finding Says the system.
보행자용 네비게이션 시스템에서는 추측 항법을 이용할 수 있는데, 추측 항법이란 사용자가 GPS 신호가 수신되지 않는 실외 또는 실내에 있더라도 이와 무관하게 끊김 없이 사용자의 위치 파악을 위해 가속도 센서, 지자기 센서, 자이로 센서 등을 이용해서 보행자의 이동 거리와 이동 거리를 추정하여 위치를 파악하는 것을 말한다.In pedestrian navigation systems, dead reckoning can be used, which uses acceleration sensors, geomagnetic sensors, and gyro sensors to locate the user without interruption, even if the user is outdoors or indoors where GPS signals are not received. By estimating the moving distance and the moving distance of the pedestrian is to grasp the position.
사용자의 위치를 지도상에 표시하는 지도 정합 방법에는 기하학적인 특성을 이용한 방법, 확률적인 특성을 이용한 방법 Fuzzy 기반의 방법 등의 방법이 알려져 있으나, 이러한 방법들은 기본적으로 추측 항법의 특성을 반영하지 않아서 지도 정합의 정확도가 크게 떨어진다는 문제점이 있다. Map matching methods for displaying the user's location on the map are known methods using geometrical features, stochastic features, fuzzy-based methods, but these methods do not basically reflect the characteristics of dead reckoning. There is a problem that the accuracy of map matching is greatly reduced.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션 시스템에 있어서 지도 정합 결과를 다음 정합을 위한 새로운 초기값으로 설정하여 지도 정합의 정확도를 높이도록 하는 것이다.The present invention was devised to improve the above problems, and an object of the present invention is to increase the accuracy of map matching by setting the map matching result as a new initial value for the next matching in the pedestrian navigation system using dead reckoning. It is to be.
본 발명의 또 다른 목적은 추측 항법에 의한 이동 거리를 원호 정합을 수행함으로써 지도 정합의 정확도를 높이도록 하는 것이다.Still another object of the present invention is to increase the accuracy of map matching by performing arc matching on the moving distance by dead reckoning.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 장치는 초기 위치로부터 이동 방향 및 상대적인 이동 거리를 추정하는 추측 항법부; 상기 초기 위치에 상기 이동 방향 및 상기 상대적인 이동거리를 반영하여 현재 위치를 추정하는 현재 위치 추정부; 상기 현재 위치를 포함하는 지도에서 정합할 링크(link)를 선정하는 링크 선정부; 및 상기 링크에 상기 현재 위치를 정합하여 상기 지도에 표시하는 정합부를 포함하는 보행자용 네비게이션의 지도 정합 장치에 있어서, 상기 지도 정합 장치는 상기 링크에 정합된 위치를 새로운 초기 위치로 설정하여 지도 정합을 수행한다. In order to achieve the above object, the map matching device for pedestrian navigation using the dead reckoning according to an embodiment of the present invention includes a dead reckoning unit for estimating the moving direction and the relative moving distance from the initial position; A current position estimator for estimating a current position by reflecting the movement direction and the relative movement distance to the initial position; A link selecting unit that selects a link to match on a map including the current location; And a matching unit for matching the current location to the link and displaying the map on the map, wherein the map matching device sets the position matched to the link as a new initial position to perform map matching. To perform.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 방법은 초기 위치로부터 이동 방향 및 상대적인 이동 거리를 추정하는 단계; 상기 초기 위치에 상기 이동 방향 및 상기 상대적인 이동거리를 반영하여 현재 위치를 추정하는 단계; 상기 현재 위치를 포함하는 지도에서 정합할 링크(link)를 선정하는 단계; 및 상기 링크에 상기 현재 위치를 정합하여 상기 지도에 표시하는 단계를 포함하는 보행자용 네비게이션의 지도 정합 방법에 있어서, 상기 지도 정합 방법은 상기 링크에 정합된 위치를 새로운 초기 위치로 설정하여 지도 정합을 수행한다. In order to achieve the above object, a map matching method for pedestrian navigation using dead reckoning according to an embodiment of the present invention comprises the steps of estimating the moving direction and the relative moving distance from the initial position; Estimating a current position by reflecting the movement direction and the relative movement distance in the initial position; Selecting a link to match on a map including the current location; And matching the current location to the link and displaying the current location on the map, wherein the map matching method sets the location matched to the link as a new initial location to perform map matching. To perform.
실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Details of the embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims.
이하, 본 발명의 실시예들에 의한 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 장치 및 방법을 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑제되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to a block diagram or a flowchart illustrating a map matching device and method for pedestrian navigation using dead reckoning according to embodiments of the present invention. At this point, it will be understood that each block of the flowchart illustrations and combinations of flowchart illustrations may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, those instructions executed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment may be described in flow chart block (s). It will create means to perform the functions. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in the flowchart block (s). Computer program instructions It is also possible to mount on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operating steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to perform the computer or other programmable data processing equipment. It is also possible for the instructions to provide steps for performing the functions described in the flowchart block (s).
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실해하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨데, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다. In addition, each block may represent a module, segment or portion of code that includes one or more executable instructions for implementing a specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative implementations, the functions noted in the blocks may occur out of order. For example, two blocks shown in succession may in fact be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be executed in the reverse order, depending on the corresponding function.
도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이 션의 지도 정합 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a map matching device for pedestrian navigation using dead reckoning according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지동 정합 장치(100)는 추측 항법부(110), 현재 위치 추정부(120), 링크 선정부(130) 및 정합부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 입력부(210), 출력부(220), 지도 저장부(230) 등을 더 포함할 수 있다. The
이 때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'는 일종의 모듈로 구현될 수 있다. 여기서 '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. In this case, '~ part' used in the present embodiment may be implemented as a kind of module. Herein, the term 'module' means a hardware component such as software or a field programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC), and a module plays a role. However, modules are not meant to be limited to software or hardware. The module may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors. Thus, as an example, a module may include components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, subroutines. , Segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functionality provided within the components and modules may be combined into a smaller number of components and 'parts', combined into additional components and modules, or further separated into additional components and modules.
사용자 입력부(210)는 사용자로부터 목적지 또는 경유지를 입력 받는다. 이때, 입력 방법은 사용자의 음성으로 입력하는 방법, 터치 스크린 등을 이용하여 문 자로 입력하는 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. The
출력부(220)는 네비게이션의 지도 화면을 보여주는 디스플레이 수단으로 현재 사용자의 위치와 최적 경로 정보 등을 디지털 지도와 함께 영상 표시 수단으로 표시한다. 또한, 영상 표시 수단과 더불어 음성 수단을 이용해서 사용자에게 위치 정보를 포함하는 다양한 정보를 제공할 수 있다. The output unit 220 is a display means for showing a map screen of the navigation and displays the current user's location and optimal route information along with a digital map as an image display means. In addition, a variety of information including location information may be provided to the user by using audio means in addition to the image display means.
추측 항법부(110)는 초기 위치로부터 소정의 시간 동안 보행자가 움직인 이동 방향 및 상대적인 이동 거리를 추정한다. 따라서, 초기 위치를 알고 초기 위치를 기준으로 하여 상대적인 이동 거리와 이동 방향을 알면 현재 위치를 추정할 수 있다. The
이때, 이동 방향과 이동 거리를 추정하기 위해서 지자기 센서(240), 가속도 센서(250) 등을 이용할 수 있다. 지자기 센서(240)는 지구에서 발생하는 자기장의 흐름을 파악해서 방위를 탐지할 수 있는 센서로 보행자의 이동 방향을 추정하는데 사용될 수 있다. 그리고, 가속도 센서(250)에서 출력되는 주기적인 신호의 변화를 감지하여 보행자의 걸음수를 검출하고, 검출된 보행자의 걸음수와 보행자의 보폭을 이용하여 이동 거리를 추정할 수 있다. 또는, 가속도 센서(250)로부터 얻은 정보로부터 보행자의 이동 속도를 구해서 이동 시간을 곱하여 이동 거리를 추정할 수도 있다. 예를 들어, 가속도 센서(250)로 압전 소자(Piezoelectric materials)의 역학적 성질을 전기적 성질로 변환시키는 효과를 이용하는 압전형 가속도계가 있다. 또한, 압축력 이외에 전단력(shear force)를 가하는 경우에 있어서도 역학적 성질을 전기적 성질로 변환시켜 가속도를 측정할 수 있다. 이 외에도 진동형(Vibration), 변형 게이지형(Strain gauge), 동전형(Electrodynamic), 서보형(Servo-type)등의 다양한 종류의 가속도 센서(250)에 의하여 가속도를 감지할 수 있다.In this case, in order to estimate the moving direction and the moving distance, the
현재 위치 추정부(120)는 초기 위치에 추측 항법부(110)에서 추정한 상대적인 이동 거리와 이동 방향을 반영하여 현재 위치를 추정한다. The
링크 선정부(130)는 디지털 파일 형태의 지도 이미지와 대표 좌표를 레이어(layer)로 저장한 지도 저장부(230)로부터 현재 위치를 포함하는 지도를 추출하여 추출된 지도에서 현재 위치를 정합할 링크를 선정한다. 여기서, 링크란 디지털 지도 상에서 보행자가 다니는 차도나, 인도 등을 교차로나 갈림길에 따라서 구역별로 인위적으로 분류한 것이다. 추정된 보행자의 위치는 오차를 가지고 있으므로, 실제 보행자는 차도나 인도 상에 있으나 추정된 보행자의 위치는 지도상의 차도나 인도에 위치하지 않을 수 있다. 따라서, 추정된 현재 위치로부터 보행자가 위치할 것으로 추정되는 링크를 선정하여 선정된 링크에 현재 위치를 정합시킴으로써 보행자의 위치 정보를 제공할 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3 내지 5를 참조하여 링크를 선정하는 과정을 설명하기로 한다. The
도 2는 도 1의 링크 선정부의 세부 블록도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션이 지도 정합 장치에서 추정된 현재 위치에 대한 링크를 선정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a detailed block diagram of the link selector of FIG. 1, and FIGS. 3 to 5 are diagrams illustrating a link for a current position estimated by a map matching device for pedestrian navigation using dead reckoning according to an embodiment of the present invention. It is a figure for explaining a process.
본 발명의 일 실시예에 따른 링크 선정부(130)는 지도 추출부(132), 제 1 링크 후보 추출부(134), 제 2 링크 후보 추출부(136), 및 최종 링크 후보 추출부(138)를 포함하여 구성될 수 있다. The
지도 추출부(132)는 지도 저장부(230)로부터 현재 위치를 포함하는 지도를 추출한다. 이때, 현재 위치가 지도의 정 중앙에 위치할 수 있도록 레이어 형태로 저장된 각 지도로부터 새로운 지도를 생성할 수 있다. 즉, 현재 위치에 인접하는 지도들을 추출한 다음 현재 위치를 정중앙으로 하였을 때 포함되는 각 지도들로부터 현재 위치를 포함하는 일정 영역의 지도를 새롭게 생성할 수 있다. 도 3은 현재 위치로부터 추출된 지도를 도시하고 있고, 현재 위치는 도면 상에 P1이다. 추출된 지도에는 차도나 인도에 해당하는 링크가 도시되어 있다. The
제 1 링크 후보 추출부(134)는 추출된 지도에 포함된 모든 링크 중에서 현재 위치를 중심으로 설정된 반경 내에 있는 제 1 링크 후보를 추출한다. 이때 반경의 크기는 센서의 오차를 고려하여 바뀔 수 있다. 센서의 오차가 작으면 추정된 현재 위치의 오차도 작을 것이기 때문에 제 1 링크 후보를 추출하기 위한 반경을 작게 설정할 수 있을 것이고, 반대로 센서의 오차가 크면 반경을 크게 설정하여 제 1 링크 후보를 추출할 수 있다. 도 3에서 현재 위치를 중심으로 설정된 반경을 도시하고 있고, 설정된 반경 내에 있는 제 1 링크 후보인 링크 1, 2, 3, 4, 5, 6 이 도시되어 있다. The first link candidate extracting unit 134 extracts a first link candidate within a radius set around a current position among all links included in the extracted map. At this time, the size of the radius may be changed in consideration of the error of the sensor. If the error of the sensor is small, the estimated current position will also be small, so the radius for extracting the first link candidate can be set small. On the contrary, if the error of the sensor is large, the radius can be set large to extract the first link candidate. Can be. In FIG. 3, a radius set around a current position is shown, and
제 2 링크 후보 추출부(136)는 제 1 링크 후보 추출부(134)에 의해 추출된 제 1 링크 후보(링크 1, 2, 3, 4, 5, 6) 중에서 현재 위치로부터 수직 투영이 가능한 제 2 링크 후보를 추출한다. 지도 정합은 현재 위치라고 추정되는 링크에 현재 위치를 투영시켜 지도상에 보행자의 현재 위치를 표시하는 것을 의미하는데, 수직 투영이 불가능한 링크는 현재 보행자가 위치한 링크일 가능성이 아주 낮기 때문에 제 2 링크 후보 추출부(136)에 의해 제외되는 것이다. 도 4는 도 3에서 현재 위치를 중심으로 설정된 반경 내의 부분을 확대한 도면인데, 추출된 제 1 링크 후보 중에서 수직 투영이 가능한 링크 4와 링크 6이 제 2 링크 후보로 추출됨을 알 수 있다. The second
최종 링크 후보 추출부(138)는 제 2 링크 후보 추출부(136)로부터 추출된 제 2 링크 후보(링크 4, 6) 중에서 링크의 방향과 초기 위치로부터의 보행자의 이동 방향을 비교하여 소정의 각도 범위 내에 있는 최종 링크 후보를 추출한다. 링크의 방향과 보행자의 링크 방향이 비슷할수록 현재 보행자가 보행하고 있는 링크일 가능성이 높음을 고려한 것이다. 도 5에서 보행자의 최초 위치는 P0 였고, 현재 위치는 P1이다. 따라서, P0에서 P1을 연결하는 방향인 보행자의 이동 방향과 링크 6의 각도는 거의 90도에 가까우므로 현재 보행자가 보행하고 있는 링크일 확률이 아주 낮다. 이와 반면에 P0에서 P1을 연결하는 방향과 링크 4의 방향은 거의 나란함을 알 수 있다. 따라서, 도 5에서 최종 링크 후보로 링크 4를 추출할 수 있다. 도 3 내지 5에서는 최종 링크 후보로 하나의 링크가 선택되었지만, 경우에 따라서는 복수의 링크가 선택될 수도 있다. 이에 관해서는 후술하기로 한다. The final link
다시 도 1을 참조하여 설명하면, 링크 선정부(130)에서 현재 위치를 포함하는 지도에서 정합을 수행할 최종 링크 후보를 선정한 후, 정합부(140)는 선정된 링크에 정합을 수행하여 지도 상에 표시를 한다. Referring again to FIG. 1, after selecting the final link candidate to perform matching on the map including the current location in the
일반적으로 지도 정합 알고리즘에서 링크가 선택되면 선택된 링크에 보행자의 위치를 표시하기 위해서 추정된 현재 위치를 수직으로 투영시키는 방법이 사용 되었다. 그러나 추정된 현재 위치를 링크에 수직으로 투영시킬 경우 추측 항법에 의해 추정된 이동 거리를 정확하게 반영할 수 없어서 정합의 정확도를 저하시키게 된다. 또한, 이러한 오차는 정합이 반복됨에 따라서 누적될 수 있다는 문제점이 있다. 도 6은 현재 위치를 링크에 정합시키기 위해 수직 투영 방법과 본 발명의 일 실시예에 따른 원호 투영 방법을 도시한 도면인데, 수직으로 투영시키는 방법은 추측 항법에 의해 구한 이동 거리를 정확하게 반영할 수 없다. 그러나, 원호 정합 방법을 사용하면, 추측 항법에 의해 구한 이동 거리를 그대로 반영할 수 있어서 정합의 정확도가 높아짐을 알 수 있다. In general, when the link is selected in the map matching algorithm, a method of vertically projecting the estimated current position is used to display the position of the pedestrian on the selected link. However, if the estimated current position is projected perpendicular to the link, the estimated moving distance cannot be accurately reflected by the dead reckoning, thereby reducing the accuracy of matching. In addition, this error has a problem that can be accumulated as the match is repeated. FIG. 6 illustrates a vertical projection method and an arc projection method according to an embodiment of the present invention in order to match a current position to a link. The vertical projection method may accurately reflect a moving distance obtained by dead reckoning. none. However, when the arc matching method is used, it is possible to reflect the movement distance obtained by the dead reckoning as it is, and it is understood that the accuracy of matching is increased.
상기와 같이 설명한 지도 정합 방법은 일정한 시간 주기에 따라서 전술한 지도 정합을 반복하면서 보행자에게 위치 정보를 제공하게 된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 장치(100)는 정합의 결과로 나오는 링크 상의 좌표를 새로운 초기 위치로 설정하여 다음 정합을 수행한다. The above-described map matching method provides position information to pedestrians while repeating the above-described map matching according to a predetermined time period. At this time, the
도 7은 초기 위치의 보정이 없이 추측 항법에 의해 지도 정합을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 지도 정합의 결과를 새로운 초기 위치로 보정하여 추측 항법에 의해 지도 정합을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining a process of performing map matching with dead reckoning without correction of initial position, and FIG. 8 is a process of performing map matching with dead reckoning by correcting the result of map matching to a new initial position. A diagram for explaining.
보행자용 추측항법 네비게이션 시스템에서는 이전 위치를 기준으로 상대적인 위치 변화를 추정하여 현재 위치를 추정하기 때문에, 기준이 되는 초기 위치에 오차가 많을 경우에 전체 지도 정합에 있어서 정확도가 떨어지게 된다. Since the pedestrian dead reckoning navigation system estimates the current position by estimating the relative change in position based on the previous position, when the reference initial position has a lot of errors, the accuracy of the overall map matching becomes poor.
도 7에서는 초기 위치에 대한 보정이 없이 추측 항법에 의해 지도 정합을 수 행하는 데, 도 7의 초기 위치에서 추측 항법에 의해 구한 X1위치에서 링크에 정합을 수행하고, 다음 정합을 위해 X1의 위치를 초기 위치를 설정하고 이를 기초로 추측 항법에 구한 X2 위치에서 지도 정합을 수행하게 된다. 동일한 방법으로 X3, X4 위치에 대해서도 초기 위치에 대한 보정 없이 지도 정합을 수행하게 된다. In FIG. 7, map matching is performed by dead reckoning without correction to the initial location. At the initial location of FIG. 7, the matching is performed on the link at the X1 location obtained by dead reckoning, and the position of X1 is adjusted for the next matching. The initial position is set and map matching is performed at the X2 position obtained from the dead reckoning based on the initial position. In the same way, map matching is performed for the X3 and X4 positions without correction of the initial position.
그러나, 본 발명에서는 도 8과 같이 새롭게 정합된 위치를 매 단계마다 추측 항법의 새로운 초기 위치로 잡아 보정을 수행한다. 즉, 도 8의 초기 위치에서 추측 항법에 의해 구한 X1 위치에서 링크에 정합을 수행하고, 다음 정합을 위해 정합된 Y1의 위치를 새로운 초기 위치로 설정하고 이를 기초로 추측 항법에 구한 X2 위치에서 다음 지도 정합을 수행하게 된다. 동일한 방법으로 X3, X4 위치에 대해서도 정합된 위치를 새로운 초기 위치로 보정하여 지도 정합을 수행하게 된다. 따라서, 추측 항법에 의한 누적적인 오차의 영향을 최소화할 수 있다. 도 8에서는 수직 투영에 의한 정합을 도시하고 있으나, 바람직하게는 도 6을 참조로 전술한 바와 같이 원호 정합에 의해 정합의 정확도를 향상시킬 수 있다. However, in the present invention, as shown in FIG. 8, the newly matched position is corrected by taking the new initial position of the dead reckoning every step. That is, matching is performed on the link at the X1 position obtained by the dead reckoning at the initial position of FIG. 8, the position of the matched Y1 is set to a new initial position for the next matching, and the next from the X2 position obtained on the dead reckoning based thereon. Map matching will be performed. In the same way, map matching is performed by correcting the matched position to the new initial position for the X3 and X4 positions. Therefore, the influence of cumulative error by dead reckoning can be minimized. Although FIG. 8 illustrates registration by vertical projection, it is preferable to improve accuracy of registration by arc matching as described above with reference to FIG. 6.
본 발명에서는 정합된 위치를 새로운 초기 위치로 보정하여 다음 지도 정합을 수행하는 것을 반복하는데, 최초 지도 정합을 수행할 때의 초기 위치는 정합된 위치가 없으므로 GPS(260) 신호로부터 설정될 수 있다. 즉, 최초 초기 위치는 GPS(260) 신호로부터 추정된 위치로 설정한 후 추측 항법에 의한 지도 정합을 수행하고, 이후에 지도 정합을 수행할 때에서는 정합된 위치를 새로운 초기 위치로 설정하여 정합을 반복하게 된다. In the present invention, the matched position is corrected to a new initial position and the next map matching is repeated. The initial position when performing the initial map matching may be set from the GPS 260 signal since there is no matched position. That is, the initial initial position is set to the position estimated from the GPS 260 signal, and then map matching is performed by dead reckoning, and when the map matching is performed later, the matched position is set as a new initial position and the matching is performed. Will repeat.
도 9a, 9b, 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 후보 궤적에 따른 지도 정합을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 9A, 9B, and 9C are diagrams for describing a process of performing map matching based on candidate trajectories according to an embodiment of the present invention.
전술한 바와 같이 최종 링크 후보 추출부(138)에 의해 추출된 최종 링크 후보는 두 개 이상일 수 있다. 이는 아주 근접한 거리를 두면서 나란한 길이나 갈림길 등에서 발생할 수 있을 것이다. 더욱이 본 발명에서의 지도 정합은 링크에 정합된 위치를 새로운 초기 위치로 설정하여 지도 정합이 수행되기 때문에, 최초 잘못 설정된 링크에 지도 정합을 수행하면 이후 정합을 수행할 때에도 잘못 설정된 링크에 지도 정합을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 지도 정합 장치(100)는 최종 링크 후보가 두 개 이상일 경우에 모든 링크에 대해서 지도 정합을 수행하면서 잘못 선정된 링크에 정합을 수행함으로써 발생할 수 있는 지도 정합의 정확도 저하를 크게 향상시킬 수 있다. As described above, there may be two or more final link candidates extracted by the final
도 9a와 같이 보행자가 1번 링크를 지나고 나서 최종 링크 후보 추출부(138)에서 추출한 최종 후보 링크는 링크 2와 링크 3이다. 이때, 보행자의 이동 방향이 링크 3보다는 링크 2가 더 비슷하므로 보행자가 링크 2에서 보행하고 있는 상황이라고 인식하고 지도 정합을 수행하고 링크 2에 표시한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 도 9b에서와 같이 최종 후보 링크에 있는 링크 3에 대해서도 후보 궤적을 설정한다. 즉, 후보 궤적인 링크 3에 대해서도 정합을 동시에 수행하면서 현재 보행자의 이동 방향과 가장 가까운 링크에 정합된 위치를 표시할 수 있도록 한다. 도 9c와 같이 다음 번 추측 항법이 제공하는 위치는 링크 2보다는 링크 3에 보행자가 있을 가능성이 높다고 판단할 수 있다. (실제로 보행자는 링크 3에서 보행하고 있는 경우이다.) 따라서, 본 발명에서는 후보 궤적에 대해서도 지도 정합을 수행하 고 있으므로, 다음 번 지도 정합시에는 현재 보행자의 이동 방향과 더 가까운 링크 3에 대하여 정합된 결과를 표시할 수 있다. 이후에 정합을 수행할 시에는 링크 2가 후보 궤적이 될 수 있다. 그러나, 현재 보행자의 이동 방향과 후보 궤적의 링크 방향이 소정의 각도 범위를 벗어나면, 더 이상 후보 궤적이 되지 않고 이후 지도 정합은 현재 보행자가 보행하고 있는 것으로 판단하는 링크에 대해서만 지도 정합을 수행하게 된다. As shown in FIG. 9A, the final candidate links extracted by the final link
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 추측항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 방법의 순서도이고, 도 11은 도 10의 S340의 세부 순서도이다. 10 is a flowchart of a map matching method for pedestrian navigation using dead reckoning according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a detailed flowchart of S340 of FIG. 10.
먼저, 최초 지도 정합을 수행할 시에 GPS 신호에 의해 초기 위치를 설정 받는다(S310). First, the initial position is set by the GPS signal when performing the initial map matching (S310).
다음, 추측 항법부(110)는 초기 위치로부터 이동 방향 및 상대적인 이동 거리를 추정한다(S320). 이때, 이동 방향은 지자기 센서(240)로부터 추정될 수 있고, 상대적인 이동 거리는 미리 저장된 보행자의 보폭과 가속도 센서(250)로부터 구한 보행자의 걸음수를 이용하여 추정될 수 있다. 또는, 가속도 센서(250)로부터 보행자의 이동 속도를 구하여 이로부터 이동 거리를 추정할 수 있다. Next, the
다음, 현재 위치 추정부(120)는 초기 위치를 기준으로 보행자의 이동 방향 및 상대적인 이동 거리를 반영하여 현재 위치를 추정한다(S330).Next, the
다음, 링크 선정부(130)는 현재 위치를 포함하는 지도에서 정합을 수행할 링크를 선정한다(S340). 링크를 선정하는 단계는 다음과 같이 세분화될 수 있다. 먼저, 지도 추출부(132)는 현재 위치를 포함하는 지도를 지도 저장부(230)로부터 추 출한다(S342). 다음, 제 1 링크 후보 추출부(134)는 추출된 지도에 포함된 모든 링크 중에서 현재 위치를 중심으로 설정된 반경 내에 있는 제 1 링크 후보를 추출한다(S344). 다음, 제 2 링크 후보 추출부(136)는 추출된 제 1 링크 후보 중에서 현재 위치로부터 투영이 가능한 제 2 링크 후보를 추출한다(S346). 마지막으로, 최종 링크 후보 추출부(138)는 추출된 제 2 링크 후보 중에서 링크의 방향과 보행자의 이동 방향을 비교하여 소정의 각도 범위 내에 있는 최종 링크 후보를 추출한다(S348). Next, the
정합을 수행할 링크를 선정한 후, 정합부(130)는 선정된 링크에 현재 위치를 정합하여 지도에 표시한다(S350). 이때, 정합을 수행할 때에 원호 정합을 하는 것이 바람직하다. After selecting the link to be matched, the
이후에, 추측 항법을 이용하여 다음 위치에서 지도 정합을 수행할 시에 정합된 위치를 새로운 초기 위치로 설정(S360)하여 상술한 과정을 반복하면서 지도 정합을 수행한다. Thereafter, when performing map matching at the next location using dead reckoning, the matched location is set as a new initial location (S360), and the map matching is performed while repeating the above-described process.
지도 정합을 수행할 시에 최종 링크 후보가 두 개 이상일 경우에는 각각의 링크에 대하여 정합을 수행하면서, 각각의 링크의 방향과 보행자의 이동 방향을 비교하여 최소 각도 범위에 있는 링크 후보를 현재 보행자가 보행하고 있는 링크라고 판단하고 이에 대하여 정합을 수행하여 지도상에 표시할 수 있다. If there is more than one final link candidate when performing map matching, the link candidates in the minimum angle range are compared to the direction of each link and the direction of movement of the pedestrians. It may be determined that the link is walking, and the matching may be performed and displayed on the map.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에 서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the scope of the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalent concept are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.
도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a map matching device for pedestrian navigation using dead reckoning according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 링크 선정부의 세부 블록도이다. FIG. 2 is a detailed block diagram of the link selecting unit of FIG. 1.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추측 항법을 이용한 보행자용 네비게이션이 지도 정합 장치에서 추정된 현재 위치에 대한 링크를 선정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 3 to 5 are diagrams for explaining a process of selecting a link to the current position estimated by the pedestrian navigation using the map navigation device according to an embodiment of the present invention.
도 6은 현재 위치를 링크에 정합시키기 위해 수직 투영 방법과 본 발명의 일 실시예에 따른 원호 투영 방법을 도시한 도면이다. 6 illustrates a vertical projection method and an arc projection method according to an embodiment of the present invention in order to match a current position to a link.
도 7은 초기 위치의 보정이 없이 추측 항법에 의해 지도 정합을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 7 is a diagram for describing a process of performing map matching by dead reckoning without correction of an initial position.
도 8은 지도 정합의 결과를 새로운 초기 위치로 보정하여 추측 항법에 의해 지도 정합을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a diagram illustrating a process of performing map matching by dead reckoning by correcting a result of map matching to a new initial position.
도 9a, 9b, 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 후보 궤적에 따른 지도 정합을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 9A, 9B, and 9C are diagrams for describing a process of performing map matching based on candidate trajectories according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 추측항법을 이용한 보행자용 네비게이션의 지도 정합 방법의 순서도이다.10 is a flowchart of a map matching method for pedestrian navigation using dead reckoning according to an embodiment of the present invention.
도 11은 도 10의 S340의 세부 순서도이다. FIG. 11 is a detailed flowchart of S340 of FIG. 10.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
110: 추측항법부110: Guessing Navigation Division
120: 현재 위치 추정부120: current position estimation unit
130: 링크 선정부130: link selection unit
140: 정합부140: matching part
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20080212 |
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N231 | Notification of change of applicant | ||
PN2301 | Change of applicant |
Patent event date: 20090402 Comment text: Notification of Change of Applicant Patent event code: PN23011R01D |
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PG1501 | Laying open of application | ||
A201 | Request for examination | ||
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20130212 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20080212 Comment text: Patent Application |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20140314 Patent event code: PE09021S01D |
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E601 | Decision to refuse application | ||
PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20140901 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20140314 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |