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보행자의 신발에 탑재된 보행용 관성 항법 장치 중 가속도 센서의 X축, Y축, Z축 출력을 이용하여 경사와 관련된 Y축의 각도를 계산하고 상기 계산한 Y축의 각도를 기초로 보행자의 신발이 정지한 경우로 인정되는 영속도 구간 여부를 판단하는 영속도 추정부;상기 영속도 추정부에서 상기 영속도 구간으로 판단되면, 상기 계산한 Y축의 각도와 평지에서 계산된 보행자의 신발의 경사 초기값을 이용하여 상기 신발과 지면의 경사각을 추정하는 경사 추정부; 및상기 보행용 관성 항법 장치로부터 수신한 신발의 N번째 위치와 상기 N번째 위치에서 일정 거리 떨어진 N+1 번째 위치의 각각의 X축과 Y축의 위치 정보와 상기 추정한 지면의 경사각을 이용하여 상기 N번째 위치에서 상기 N+1 번째 위치까지의 Z축의 높이 성분을 추정하여 보상하는 높이 성분 계산 및 보상부를 포함하는 보행용 관성 항법 시스템
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제1항에 있어서,상기 높이 성분 계산 및 보상부는 상기 추정한 Z축의 높이 성분으로 Z축 오차를 보상하여 출력하는 보행용 관성 항법 시스템
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제1항에 있어서,상기 영속도 추정부는 아래의 [수식 1]의 조건을 일정 시간 만족하는 경우 상기 영속도 구간으로 인식하는 보행용 관성 항법 시스템:[수식 1]여기서, i는 각속도 및 가속도 중 적어도 하나를 측정하는 관성 측정 장치를 통해 들어오는 시간임
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제1항에 있어서,상기 경사 추정부는 각속도 및 가속도 중 적어도 하나를 측정하는 관성 측정 장치로부터 상기 계산된 Y축 각도에서 상기 경사 초기값을 뺀 값을 기초로 상기 신발과 지면의 경사각을 추정하는 보행용 관성 항법 시스템
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제1항에 있어서,상기 높이 성분 계산 및 보상부는 높이 성분의 데이터를 사용하지 않고 상기 N번째 위치에서 상기 N+1 번째 위치까지의 각각의 X축과 Y축의 위치 정보를 이용하여 상기 Z축의 높이 성분을 아래의 [수식 2]를 이용하여 추정하는 보행용 관성 항법 시스템:[수식 2]여기서, k1은 k1일 때의 Y축의 각도, 는 상기 경사 초기값을, 는 k1일 때의 신발의 X, Y, Z축의 위치 데이터와 는 k2일 때의 신발의 X, Y, Z축의 위치 데이터임
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제1항에 있어서,상기 높이 성분 계산 및 보상부는 상기 N번째 위치에서 상기 N+1 번째 위치까지의 Z축의 높이 성분을 추정하고 보행자의 보행 중에 매 걸음마다 구한 Z축의 높이 성분을 누적하여 최종 높이 성분을 추정하는 보행용 관성 항법 시스템
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보행자의 신발에 탑재된 보행용 관성 항법 장치 중 가속도 센서의 X축, Y축, Z축 출력을 수신하여 경사와 관련된 Y축의 각도를 계산하는 단계;상기 계산한 Y축의 각도를 기초로 일정 시간 동안 보행자의 신발이 정지한 경우로 인정되는 영속도 구간 여부를 판단하는 단계;상기 영속도 구간으로 판단되는 경우, 상기 계산한 Y축의 각도와 평지에서 계산된 보행자의 신발의 경사 초기값을 이용하여 상기 신발과 지면의 경사각을 추정하는 단계;상기 보행용 관성 항법 장치로부터 경사를 오르는 신발의 N번째 위치와 상기 N번째 위치에서 일정 거리 떨어진 N+1 번째 위치의 각각의 X축, Y축, Z축의 위치 정보를 수신하는 단계; 및상기 추정한 지면의 경사각과 상기 수신한 X축과 Y축의 위치 정보를 이용하여 상기 N번째 위치에서 상기 N+1 번째 위치까지의 Z축의 높이 성분을 추정하여 보상하는 단계를 포함하는 경사각 및 높이 성분의 추정 방법
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제7항에 있어서,상기 영속도 구간 여부를 판단하는 단계는,아래의 [수식 3]의 조건을 일정 시간 만족하는 경우 상기 영속도 구간으로 인식하는 경사각 및 높이 성분의 추정 방법:[수식 3]여기서, i는 각속도 및 가속도 중 적어도 하나를 측정하는 관성 측정 장치를 통해 들어오는 시간임
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제7항에 있어서,상기 신발과 지면의 경사각을 추정하는 단계는,상기 가속도 센서의 X축, Y축, Z축 출력을 나타내는 아래의 [수식 4]와 X축과 Y축 각도를 계산하는 아래의 [수식 5]를 통해 보행자의 신발의 상기 계산한 Y축 각도와 상기 경사 초기값을 추정하는 단계; 및상기 계산된 Y축 각도에서 상기 경사 초기값을 뺀 값이 상기 신발과 지면의 경사각으로 추정하는 단계를 포함하는 경사각 및 높이 성분의 추정 방법:[수식 4][수식 5]여기서, 여기서, 는 각각 3축 가속도 센서의 축 출력이고, 는 축 방향 회전각이며, 는 축 방향 회전각임
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제7항에 있어서,상기 Z축의 높이 성분을 추정하는 단계는,높이 성분의 데이터를 사용하지 않고 상기 N번째 위치에서 상기 N+1 번째 위치까지의 각각의 X축과 Y축의 위치 정보를 이용하여 상기 Z축의 높이 성분을 아래의 [수식 6]을 이용하여 추정하는 경사각 및 높이 성분의 추정 방법:[수식 6]여기서, k1은 k1일 때의 Y축의 각도, 는 상기 경사 초기값을, 는 k1일 때의 신발의 X, Y, Z축의 위치 데이터와 는 k2일 때의 신발의 X, Y, Z축의 위치 데이터임
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제7항에 있어서,상기 Z축의 높이 성분을 추정하는 단계는,상기 N번째 위치에서 상기 N+1 번째 위치까지의 Z축의 높이 성분을 추정하고 보행자의 보행 중에 매 걸음마다 구한 Z축의 높이 성분을 누적하여 최종 높이 성분을 추정하는 경사각 및 높이 성분의 추정 방법
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