개인 항법 시스템을 위한 보행 패턴 검출과 보폭 추정 알고리즘

Abstract

본 논문에서는 위치 정보 서비스의 일종인 개인 항법 시스템에 적용 가능한 관성 항법 시스템 개발에 그 목적이 있다. 기존의 위치 정보 서비스는 GPS를 주축으로 Blutooth, RFID 등 다양한 비관성 항법 시스템들을 사용하였다. 이러한 시스템의 단점을 보완하기 위한 방법들로 관성 시스템과의 센서 융합을 이용한 연구들이 진행되었다. 그러나 개인 항법 시스템의 경우 보행 중 발생 가능한 다양한 움직임 때문에 센서 비 정렬로 인한 측정 오차를 가질 수 있어 관성 항법 시스템을 구축하기 어렵다. 따라서 기존의 연구들은 머리나 어깨, 가슴 등 신체 일부에 센서를 부착하여 실험 환경을 제한하거나 반복적인 보행 패턴으로부터 검출되는 특징점들을 이용한 간접적인 방법들이 사용된다. 그러나 이와 같은 방식은 사용자에게 정보 확인용 기기 이외에 추가적인 관성 센서를 부착해야하는 불편함을 감수하게 하여 대중화의 걸림돌로 작용한다. 이러한 단점을 해결하기 위해 본 연구에서는 3축 가속도 센서를 내장한 휴대용 개인기기를 가정하고 보행자의 패턴 분류와 특징점 추출을 이용한 보폭 추정 알고리즘을 통해 개인 항법 시스템에 적용 가능한 관성 항법 시스템을 제안하고자 한다. 제안한 알고리즘은 센서 비정렬로 인해 발생하는 오차에서 자유롭고 보행 중 센서의 위치 변화에 적합한 보폭 추정 수식이 적용 가능하다는 장점을 가진다.