인프라가 없는 실내 환경에서 소방관의 위치를 찾기 위해 Pedestrian Inertial Navigation (PIN) 기술이 연구되고 있다. 추가적인 인프라 없이 몸에 부착된 Inertial Measurement Unit (IMU) 만으로 안정적인 위치를 추정하기 위해서 IMU가 장착된 발의 0속도 이외에도 추가적인 정보를 사용하여 PIN을 보정해야 한다. 본 연구에서는 3D PIN을 위해 수직축 보정을 수행한다. 특히 계단보행과 평지보행을 인지하 고 이를 기반으로 한 칼만필터의 측정치 생성 기법을 설명한다. 그리고 장기간 안정적인 항법을 위해 방위각 보정이 필수적이다. 이를 위해 본 연구에서는 지도의 링크정보를 활용하는 기법을 설명한다. 현재 계산된 방향정보와 가장 유사 매칭된 지도의 링크정보를 융합하여 방위각을 보정함으로써 실내 환경에서 IMU 만으로 안정적인 장기 항법이 가능함을 실험을 통해 검증한다. 제안된 기법은 실내 공 간에서 활동하는 소방관용 항법장치로 활용가능하며 이 외에도 다양한 목적의 실내외 보행자 항법시스템으로 활용 가능하다.

Indoor Positioning of Firefighters Based on Fusion of 3D PIN and Map Link Information

Seong Yun Cho*, Jae Hong Lee, Chan Gook Park

Pedestrian Inertial Navigation (PIN) technology is being studied to find the location of firefighters in an indoor space without infrastructure. In order to estimate a stable position only with an Inertial Measurement Unit (IMU) attached to the body without additional infrastructure, it is necessary to compensate the PIN using information available in addition to the zero-velocity of the foot equipped with the IMU. In this study, vertical channel damping is performed for 3D PIN. In particular, the method of recognizing stair walking and level walking and generating measurements of the Kalman filter based on these will be described. And for long-term stable navigation, heading correction is essential. To this end, in this study, the technique of using the link information of the map is explained. By fusing the currently calculated walking direction information and the link information of the most similarly matched map to correct the heading, it is verified through experiments that stable long-term navigation is possible only with the IMU in an indoor environment. The proposed method can be used as a navigation system for firefighters working in indoor spaces, and can also be used as a navigation system for indoor and outdoor pedestrians for various purposes.

Keywords: 3D PIN, indoor positioning, height damping, map link information

Speaker 조성윤* 경일대학교