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학습모델을 기반으로 하는 다층 추적 시스템에 있어서, 사용자의 걸음에 따라 측정된 IMU 센서 데이터와, 상기 IMU 센서 데이터와 대응되어 측정된 기압 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 상기 IMU 센서 데이터에 포함된 가속값에 대한 제1 기준 범위를 설정하고, 걸음 지속 시간에 대한 제2 기준 범위를 설정한 다음, 상기 IMU 센서 데이터가 상기 제1 기준 범위 및 제2 기준 범위에 포함되는지 여부를 판단하는 판단부, 상기 판단 결과에 대응하여 상기 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 보행 대기 상태, 걸음이 감지된 상태 및 걸음이 감지되지 않은 상태에서의 기압 데이터로 분류하는 분류부, 상기 사용자의 보행 상태에 따라 분류된 기압 데이터에 가중치 평활화(Weight Smoothing) 알고리즘을 이용하여 필터링시킨 다음, 상기 필터링된 기압 데이터에 평균 중심화(Mean Centering) 알고리즘을 수행하는 전처리부, 상기 평균 중심화가 수행된 기압 데이터가 입력되면 상기 사용자의 걸음 종류를 추정하도록 기 구축된 학습모델을 학습시키는 학습부, 그리고측정대상자의 사용자 단말로부터 기압 데이터를 입력받고, 입력된 기압 데이터를 학습이 완료된 학습모델에 입력하여 측정대상자의 걸음 종류를 추정하고, 추정된 걸음 종류에 따라 측정 대상자가 위치하고 있는 구역 정보를 추정하는 제어부를 포함하는 다층 추적 시스템
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제1항에 있어서, 상기 분류부는, 현재 시점에서 입력된 IMU 센서 데이터에 포함된 가속도 값이 상기 제1 기준 범위에 포함되지 않으면, 해당되는 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 사용자의 걸음이 감지되지 않은 상태에서의 기압 데이터인 것으로 분류하고, 상기 가속도 값이 상기 제1 기준 범위에 포함되면, 해당되는 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 사용자가 보행 대기 상태에서의 기압 데이터인 것으로 분류하는 다층 추적 시스템
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제2항에 있어서, 상기 분류부는, 상기 보행 대기 상태로 분류된 IMU 센서 데이터의 다음 시점에서 입력된 IMU 센서 데이터가 제1 기준 범위에 포함되고, IMU 센서 데이터의 발생시점이 제2 기준 범위 내에 포함되면, 해당되는 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 사용자의 걸음이 감지된 상태에서의 기압 데이터인 것으로 분류하고, 상기 다음 시점에서 입력된 IMU 센서 데이터가 제1 기준 범위에 포함되고, IMU 센서 데이터의 발생시점이 제2 기준 범위에 포함되지 않으면, 해당되는 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 사용자의 걸음이 감지되지 않은 상태에서의 기압 데이터인 것으로 분류하는 다층 추적 시스템
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제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 전처리부는,사용자가 보행 대기 상태에서의 기압데이터 또는 사용자의 걸음이 감지된 상태에서의 기압데이터인 것으로 분류된 경우, 해당되는 보행 상태에서의 기압데이터()를 하기의 수학식을 이용하여 필터링하는 다층 추적 시스템:여기서, 는 t번째 샘플링된 기압 데이터이고, α는 안정화 보정계수를 나타낸다
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제4항에 있어서, 상기 전처리부는,사용자의 걸음이 감지되지 않은 상태에서의 기압 데이터로 분류된 기압데이터()를 샘플링된 기압데이터()와 같은 값으로 출력하는 다층 추적 시스템
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제4항에 있어서,상기 전처리부는, 하기의 수학식을 이용하여 평균중심화된 기압 데이터()를 획득하는 다층 추적 시스템:여기서, μ는 기압데이터의 평균값이고, 는 k번째 수집된 기압데이터이고, 는 k번째 평균 중심화된 값이다
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제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 학습모델을 통해 현재 시점에서 측정된 기압 데이터에 대응하여 획득한 측정대상자의 걸음 종류가 이전 시점에서 획득한 측정대상자의 걸음 종류와 동일하면, 측정 대상자가 현재의 걸음 상태를 유지하고 있는 것으로 추정하고, 상기 학습모델을 통해 현재 시점에서 측정된 기압 데이터에 대응하여 획득한 측정대상자의 걸음 종류가 이전 시점에서 획득한 측정대상자의 걸음 종류와 일치하지 않으면, 측정대상자의 걸음 상태가 변환된 것으로 판단하고, 측정대상자의 걸음 상태가 변환된 횟수를 카운팅하여 기 설정된 횟수에 도달하면, 측정 대상자의 현재의 걸음 상태를 계단 구역으로 전환하는 상태 또는 평지 구역으로 전환하는 상태로 추정하는 다층 추적 시스템
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제7항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 측정대상자가 오르막길로 전환한 경우에는 이동 층수 카운트에 1을 더하고, 상기 측정대상자가 내리막길로 전환한 경우에는 이동 층수 카운트에 1을 빼는 과정을 수행하여, 측정대상자가 현재 시점에서 위치하고 있는 층수를 추정하는 다층 추적 시스템
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다층 추적 시스템을 이용한 다층 추적 방법에 있어서, 사용자의 걸음에 따라 측정된 IMU 센서 데이터와, 상기 IMU 센서 데이터와 대응되어 측정된 기압 데이터를 획득하는 단계, 상기 IMU 센서 데이터에 포함된 가속값에 대한 제1 기준 범위를 설정하고, 걸음 지속 시간에 대한 제2 기준 범위를 설정한 다음, 상기 IMU 센서 데이터가 상기 제1 기준 범위 및 제2 기준 범위에 포함되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 판단 결과에 대응하여 상기 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 보행 대기 상태, 걸음이 감지된 상태 및 걸음이 감지되지 않은 상태에서의 기압 데이터로 분류하는 단계,상기 사용자의 보행 상태에 따라 분류된 기압 데이터에 가중치 평활화(Weight Smoothing) 알고리즘을 이용하여 필터링시킨 다음, 상기 필터링된 기압 데이터에 평균 중심화(Mean Centering) 알고리즘을 수행하는 단계, 상기 평균 중심화가 수행된 기압 데이터가 입력되면 상기 사용자의 걸음 종류를 추정하도록 기 구축된 학습모델을 학습시키는 단계, 그리고측정대상자의 사용자 단말로부터 기압 데이터를 입력받고, 입력된 기압 데이터를 학습이 완료된 학습모델에 입력하여 측정대상자의 걸음 종류를 추정하고, 추정된 걸음 종류에 따라 측정 대상자가 위치하고 있는 구역 정보를 추정하는 단계를 포함하는 다층 추적 방법
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제9항에 있어서, 상기 기압 데이터를 분류하는 단계는, 현재 시점에서 입력된 IMU 센서 데이터에 포함된 가속도 값이 상기 제1 기준 범위에 포함되지 않으면, 해당되는 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 사용자의 걸음이 감지되지 않은 상태에서의 기압 데이터인 것으로 분류하고, 상기 가속도 값이 상기 제1 기준 범위에 포함되면, 해당되는 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 사용자가 보행 대기 상태에서의 기압 데이터인 것으로 분류하는 다층 추적 방법
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제10항에 있어서, 상기 기압 데이터를 분류하는 단계는, 상기 보행 대기 상태로 분류된 IMU 센서 데이터의 다음 시점에서 입력된 IMU 센서 데이터가 제1 기준 범위에 포함되고, IMU 센서 데이터의 발생시점이 제2 기준 범위 내에 포함되면, 해당되는 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 사용자의 걸음이 감지된 상태에서의 기압 데이터인 것으로 분류하고, 상기 다음 시점에서 입력된 IMU 센서 데이터가 제1 기준 범위에 포함되고, IMU 센서 데이터의 발생시점이 제2 기준 범위에 포함되지 않으면, 해당되는 IMU 센서 데이터에 대응하는 기압 데이터를 사용자의 걸음이 감지되지 않은 상태에서의 기압 데이터인 것으로 분류하는 다층 추적 방법
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제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 평균 중심화(Mean Centering) 알고리즘을 수행하는 단계는,사용자가 보행 대기 상태에서의 기압데이터 또는 사용자의 걸음이 감지된 상태에서의 기압데이터인 것으로 분류된 경우, 해당되는 보행 상태에서의 기압데이터()를 하기의 수학식을 이용하여 필터링하는 다층 추적 방법:여기서, 는 t번째 샘플링된 기압 데이터이고, α는 안정화 보정계수를 나타낸다
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제12항에 있어서, 상기 평균 중심화(Mean Centering) 알고리즘을 수행하는 단계는,사용자의 걸음이 감지되지 않은 상태에서의 기압 데이터로 분류된 기압데이터()를 샘플링된 기압데이터()와 같은 값으로 출력하는 다층 추적 방법
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제12항에 있어서, 상기 평균 중심화(Mean Centering) 알고리즘을 수행하는 단계는,하기의 수학식을 이용하여 평균중심화된 기압 데이터()를 획득하는 다층 추적 방법:여기서, μ는 기압데이터의 평균값이고, 는 k번째 수집된 기압데이터이고, 는 k번째 평균 중심화된 값이다
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제9항에 있어서, 상기 측정 대상자가 위치하고 있는 구역 정보를 추정하는 단계는, 상기 학습모델을 통해 현재 시점에서 측정된 기압 데이터에 대응하여 획득한 측정대상자의 걸음 종류가 이전 시점에서 획득한 측정대상자의 걸음 종류와 동일하면, 측정 대상자가 현재의 걸음 상태를 유지하고 있는 것으로 추정하고, 상기 학습모델을 통해 현재 시점에서 측정된 기압 데이터에 대응하여 획득한 측정대상자의 걸음 종류가 이전 시점에서 획득한 측정대상자의 걸음 종류와 일치하지 않으면, 측정대상자의 걸음 상태가 변환된 것으로 판단하고, 측정대상자의 걸음 상태가 변환된 횟수를 카운팅하여 기 설정된 횟수에 도달하면, 측정 대상자의 현재의 걸음 상태를 계단 구역으로 전환하는 상태 또는 평지 구역으로 전환하는 상태로 추정하는 다층 추적 방법
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제15항에 있어서, 상기 측정 대상자가 위치하고 있는 구역 정보를 추정하는 단계는, 상기 측정대상자가 오르막길로 전환한 경우에는 이동 층수 카운트에 1을 더하고, 상기 측정대상자가 내리막길로 전환한 경우에는 이동 층수 카운트에 1을 빼는 과정을 수행하여, 측정대상자가 현재 시점에서 위치하고 있는 층수를 추정하는 다층 추적 방법
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