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3차 스플라인 보간법을 이용한 이동 객체의 위치 추정
Location Prediction of Mobile Objects using the Cubic Spline Interpolation 원문보기

정보과학회논문지. Journal of KIISE. 데이타베이스, v.31 no.5, 2004년, pp.479 - 491  

안윤애 (청주과학대학 컴퓨터과학과) ,  박정석 (청주과학대학 컴퓨터과학과) ,  류근호 (충북대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부)

초록
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이동 객체의 위치 정보는 차량 추적, 디지털 전장, 위치 기반 서비스, 텔레메틱스 등에 적용되며, 일정한 시간의 주기마다 측정된 위치 좌표가 시스템에 저장된다. 이 때 시스템에 저장되지 않은 질의 시점에서의 위치 정보를 추정하기 위해 선형 함수가 주로 사용된다. 그러나 선형 함수를 사용한 위치 추정에는 오차가 발생되므로, 위치 표현의 부정확성을 보완하기 위한 방법이 필요하다. 이 논문에서는 선형위치 추정 함수의 오차를 감소시키기 위해 3차 스플라인 보간법의 적용을 제안한다. 먼저 2차원 공간에서 이동하는 객체의 위치 정보를 정의한다. 다음으로 3차 스플라인 보간법을 제안한 데이타 모델의 위치 추정에 적용하고, 위치 추정 연산 알고리즘을 기술한다. 마지막으로 제안한 위치 추정 연산 모델의 정확성을 실험한다. 실험 결과, 이 논문에서 제안한 위치 추정 연산은 적은 량의 위치 정보를 사용함에도 불구하고, 선형 함수를 사용한 경우보다 더 정확한 결과를 나타내었다. 제안 방법은 이동 객체의 위치 정보 관리를 위한 데이타 저장공간 및 통신비용을 감소시키는 장점을 가진다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Location information of mobile objects is applied to vehicle tracking, digital battlefields, location based services, and telematics. Their location coordinates are periodically measured and stored in the application systems. The linear function is mainly used to estimate the location information th...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 확률을 이용한 방법은 관련연구에서 구체적인 적용 방법이 언급되지 않았기 때문에 실험을 통한 비교가 어렵다. 따라서 선형 함수와 비교 실험한 결과를 제시한다. 먼저, 실험 대상이 되는 이동 객체는 도로에서 이동하는 차량으로 한정한다.
  • 따라서 이 논문에서는 선형 함수에 의한 위치 추정 결과의 오차를 줄일 수 있는 방법으로 3차 스플라인 보간법의 사용을 제안하였다. 먼저 2차원 공간에서 이동객체의 위치 정보 및 위치 추정 함수를 정의하였다.
  • 이와 같은 이유로 이동 객체의 불확실성을 줄이고, 불확실한 위치정보에 대한 질의에 적절히 응답할 수 있는 방법이 연구되었다. 이 논문에서는 샘플링 오차로 인한 이동 객체의 불확실한 위치 정보 처리 방법에 관한 내용만을 다룬다. 이동 객체의 불확실한 위치 추정을 위해 그 동안 연구된 내용들을 살펴보고, 이들의 특징을 검토한다.
  • 이것의 목적은 주어진 점들을 지나면서 오차에 영향을 받지 않는 유연한 곡선을 그리는 것이다[16, 17]. N+1 개의 점으로 구성된 집합 #이 있을 때, #[16, 18]과 같은 3차 다항식의 계수를 구하여 식을 완성한다.
  • 이때 moving_history에 저장되지 않은 특정한 시점에서의 위치 정보를 직접 검색하지 못하는 문제점이 발생된다. 이를 해결하기 위해 이 논문에서는 3차 스플라인 보간법을 적용한 이동 객체의 위치 추정 방법을 제안한다.

가설 설정

  • 있다. 만약, 시스템이 제시한 위치 추정 결과의 위치편차가 50m 라고 가정하자. 이때 A라는 사용자는 50m 정도의 편차는 무시할 수 있다고 생각하여 위치추정 결과의 정확성을 100%로 생각할 수 있다.
  • 따라서 선형 함수와 비교 실험한 결과를 제시한다. 먼저, 실험 대상이 되는 이동 객체는 도로에서 이동하는 차량으로 한정한다. 위치 추정에 사용된 차량의 이동 궤적은 서울시 데이타베이스의 주요 간선도로 중 세 곳을 채택하였으며 그림 3과 같다.
  • 여기에서, 厝 나타내는 시간 속성은 유효 시간(valid time)만을 고려하며, 처리 시간(transaction time)은 고려하지 않는다. 처리 시간은 유효 시간 즉, 관측 시간과 동일하다고 가정한다.
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참고문헌 (20)

  1. D. Pfoser and C. S. Jensen, 'Capturing the Uncertainty of Moving Object Representations,' CHOROCHRONOS, Technical Report CC-99-2, Apr. 1999 

  2. J. Moreira, C. Ribeiro, and J. M. Saglio, 'Representation and Manipulation of Moving Points: An Extended Data Model for Location Estimation,' Cartography and Geographic Information Systems(CaGIS), ACSM, Vol. 26, No.2, Apr. 1999 

  3. S. S. Park, Y. A. Ahn, and K. H. Ryu, 'Moving Objects Spatiotemporal Reasoning Model for Battlefield Analysis,' Proceedings of Military, Government and Aerospace Simulation part of ASTC'01, Apr. 2001, pp. 108-113 

  4. 안윤애, 류근호, 조동래, '전장분석을 위한 이동 객체의 위치 예측 시스템,' 정보과학회논문지, 제8권 제6호, 2002년 12월 pp. 765-777 

  5. D. Pfoser and N. Tryfona, 'Fuzziness and Uncertainty in Spatiotemporal Applications,' CHOROCHRONOS, Technical Report CH-00-04, Feb. 2000 

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  7. O. Wolfson, S. Chamberlain, S. Dao, L. Jiang, and G. Mendez, 'Cost and Imprecision in Modeling the Position of Moving Objects,' Proceedings of the 14th International Conference on Data Engineering, Orlando, FL, Feb. 1998 

  8. O. Wolfson, B. Xu, S. Chamberlain, and L. Jiang, 'Moving Objects Databases: Issues and Solutions,' Proceedings of the 10th International Conference on Scientific and Statistical Database Management, SSDBM'98, Capri, Italy, Jul. 1998, pp. 111-122 

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  10. T. S. Yeh and B. D. Carnbray, 'How to Model Highly Variable Data in a Complex Object Data Model,' Proceedings of the COMAD'94, 1994, pp. 169-186 

  11. P. Sistla, O.Wolfson, S.Chamberlain, S.Dao, 'Modelling and Querying Moving Objects,' Proceedings of the 13th International Conference on Data Engineering, Birmingham, UK, 1997 

  12. M. Erwig, R. H. Guting, M. Schneider, and M. Vazirgiannis, 'Spatio-Temporal Data Types: An Approach to Modeling and Querying Moving Object in Databases,' GeoInformatica Vol. 3, No. 3, 1999, pp. 269-296 

  13. R. H. Guting and et al., 'A Foundation for Representing and Querying Moving Objects,' ACM Transactions on Database Systems, Vol.25, No.1, pp.1-42, 2000 

  14. L. Forlizzi, R. H. Guting, E. Nardelli, and M. Schneider, 'A Data Model and Data Structures for Moving Objects Databases,' Proceedings of the ACM SIGMOD'00, 2000, pp. 319-330 

  15. S. Shumilov and J. Seibeck, 'Database Support for Temporal 3D Data : Extending the Geo-Toolkit', Proceedings of the 7th EC-GI & GIS Workshop, ECGIS'01, Potsdam, Germany, Jun. 2001 

  16. 정상권, 이승래, 권욱현, 'CEMTool을 활용한 수치해석', 인터넷 공개강좌, http://www.cernworld.com, 2004 

  17. R. Bartels, J. Beatty, and B. Barsky, 'An Introduction to Splines for Use in Computer Graphics & Geometric Modeling,' Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 1987 

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  19. 한국통신데이타, 'GIS를 위한 객체관계형 공간 데이터 베이스 관리시스템', ZEUS 2000, ZEUS/X 사용자 매뉴얼, 한국통신데이타(주), 2002년 

  20. 안윤애, '위치 추정을 지원하는 모바일 객체 관리 시스템', 이학박사학위논문, 2003년 2월 

저자의 다른 논문 :

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