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파티클 필터에 기반한 인간 이동 상태 분류
A Particle Filter Based Classification of Human Mobile State 원문보기

정보처리학회논문지. KIPS transactions on computer and communication systems 컴퓨터 및 통신 시스템, v.4 no.4, 2015년, pp.125 - 134  

송하윤 (홍익대학교 컴퓨터공학과) ,  백지현 (홍익대학교 컴퓨터공학과)

초록
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본 논문에서는 위치 데이터 분석의 한 방법으로 사람의 위치 정보와 파티클 필터를 이용해서 이동 상태를 파악하고자 한다. 사람의 이동정보인 위치 데이터에 포함된 시간, 위도, 경도를 이용하여 속도를 구한 뒤, 이전 시간 데이터들의 속도들과의 평균값을 파티클 필터(Particle Filter)에 적용하여 얻은 결과로 인간의 이동 상태를 판단하고자 한다. 파티클 필터에 요구되는 확률분포는 인간 이동 속도가 지수 분포에 근사한다는 사실에 기반하여 적용하였다. 인간의 이동 상태는 파티클들의 확률값으로 주어진다. 이동 확률 판단을 위해 파티클 필터를 통해 얻은 확률적 수치들을 이용해 이동 상태가 정지인지 이동인지 판단했다. 그리고 실험을 통해 얻은 결과들을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we present an algorithm based on particle filter to determine the state of human movement. We calculate speed from consecutive positioning data with time, latitude and longitude. The speed values are averaged with previous speed values and thus act as basis for particle filter. We use...

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 파티클 필터를 이용하여 인간의 이동 상태 판단을 위한 알고리즘을 개발하고 이의 효용을 파악하기 위하여 관련 실험을 시행하였다. 그 결과, 기존 연구에서 오류라 여겨졌던, 짧은 시간 내에 이동 상태가 계속 바뀌는 현상을 해결하였다.
  • 상태의 종류가 정지 또는 이동 총 두 가지라면, 모든 사람의 상태를 이 두 가지로 표현할 수 있을 것이다. 이를 위해서 이 논문에서는 수집한 위치 데이터를 바탕으로 파티클 필터(Particle Filter)를 기반으로 알고리즘을 개발하고 이를 이용해 사람의 이동 상태를 파악할 것이다.

가설 설정

  • 따라서 본 논문에서는 인간의 이동 상태 판단에 초점을 맞췄다. 상태의 종류가 정지 또는 이동 총 두 가지라면, 모든 사람의 상태를 이 두 가지로 표현할 수 있을 것이다. 이를 위해서 이 논문에서는 수집한 위치 데이터를 바탕으로 파티클 필터(Particle Filter)를 기반으로 알고리즘을 개발하고 이를 이용해 사람의 이동 상태를 파악할 것이다.
  • 즉, 정지, 특정 영역 내의 이동, 특정 영역 밖으로의 이동으로 표현할 예정이다. 정지 상태는 지금까지의 연구에서 정지 상태와 동일하고, 이동 상태를 서로 다른 의미를 갖는 두 가지로 분류할 것이다. 특정 영역 내에서의 이동의 예를 들면, 여러개의 건물을 갖고 있는 쇼핑몰에서 한 건물에서 다른 건물로 이동하는 것을 의미한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
파티클 필터는 어디에 사용되나? 파티클 필터는 순차적인 몬테카를로 방법(Sequential Monte Carlo)이라고도 불리고, 베이지안 통계학(Bayesian statistics)에 기반을 둔다. 파티클 필터는 매개변수 추정, 상태 추정에 사용된다. 파티클 필터의 기본 개념은 많은 수의 독립 랜덤 변수를 생성하여 이용하는 것이다.
파티클 필터의 기본 개념은? 파티클 필터는 매개변수 추정, 상태 추정에 사용된다. 파티클 필터의 기본 개념은 많은 수의 독립 랜덤 변수를 생성하여 이용하는 것이다. 이때의 독립랜덤 변수들을 파티클(Particle)이라고 부른다.
Sequential Importance Sampling은 어떻게 동작하는가? 파티클 필터 중 Sequential Importance Sampling의 동작은 다음과 같다. 첫 번째, 생성된 파티클들(X)을 적절하게 초기화한다. 두 번째, 새로운 측정값(Z)을 입력받고, 우도확률(P(Z|X))을 업데이트한다. 세 번째, 우도 확률을 이용하여 얻은 가중치(W)를 이용하여 파티클들(X)의 값을 업데이트한다. 마지막으로 조건을 설정하여 두 번째와 세 번째 과정을 반복한다.
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참고문헌 (10)

  1. Ji Hyun Baik, Ha Yoon Song, "Determining Human Movement with Particle Filter," The 2014 Fall Conference of the KIPS Vol.21, No.2, pp.372-375, Nov., 2014. 

  2. Horanont T, Phithakkitnukoon S, Leong TW, Sekimoto Y, and Shibasaki R, "Weather Effects on the Patterns of People's Everyday Activities: A Study Using GPS Traces of Mobile Phone Users," PLoS ONE, 8(12): e81153. doi:10.1371/journal.pone.0081153, 2013. 

  3. Chen, Zhe "Bayesian filtering: From Kalman filters to particle filters. and beyond," Technical report, McMaster University, 2003. 

  4. S Thrun, "Particle Filters in Robotics," Proceeding UAI'02 Proceedings of the Eighteenth conference on Uncertainty in artificial intelligence, pp.511-518, 2002. 

  5. Eun-Mi Choi, Hui-Kyung Oh, and In-Cheol Kim, "Particle Filters for Positioning WiFi Device Users," Journal of KIISE : Software and Applications, Vol.39, No.5, pp.382-389, May, 2012. 

  6. Sports-Tracker [Internet], http://www.sports-tracker.com 

  7. Garmin [Internet], http://www.garmin.com/en-US. 

  8. R. W. Sinnott, "Virtues of the Haversine," Sky and Telescope, Vol.68, No.2, p.159, 1984. 

  9. Song, Ha Yoon, Jun Seok Lee, "Finding Probability Distributions of Human Speeds." In AMBIENT 2014, The Fourth International Conference on Ambient Computing, Applications, Services and Technologies, pp.51-55. 2014. 

  10. Keyhole Markup Langauge [Internet], http://en.wikipedia.org/wiki/Keyhole_Markup_Language. 

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