KR101755311B1 - 위치 인식 장치, 그를 가지는 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 위치 인식 장치는 디바이스에 마련되는 위치 인식 장치에 있어서, 복수의 위성 및 다른 디바이스와 통신을 수행하는 통신부; 및 복수의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 인식 중 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이면 다른 디바이스와의 통신을 제어하고, 다른 디바이스로부터 위성의 정보를 수신하고 복수의 위성의 정보와 수신된 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치를 보정하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 적어도 하나의 위성과의 통신이 불가능하면 공유 영역 이내의 타 차량에서 제공한 위성의 정보로부터 통신 불가능한 위성의 정보를 획득함으로써 위치 인식에 필요한 위성의 수를 확보할 수 있고, 이를 통해 부가 장치의 추가 없이 저렴한 비용으로 현재 위치를 정확하게 인식할 수 있다.
이에 따라 본 발명의 차량의 위치 정보 및 차량 간 통신의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

위치 인식 장치, 그를 가지는 차량 및 그 제어 방법{Location awareness apparatus, vehicle having the same and method for controlling the same}
본 발명은 위치 인식의 정확도를 향상시키기 위한 위치 인식 장치, 그를 가지는 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
지능형 차량은 사람의 시야를 대신할 수 있는 초음파센서, 이미지 센서, 레이저센서 및 라이더센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하고, 적어도 하나의 센서를 이용하여 차량의 주행에 관련된 정보들을 수집하고 전방의 장애물들과 같은 물체를 인식하면서 운전자의 조작이 없이도 자동으로 주행하는 자율 주행 차량으로, 운전자의 부주의, 과실 및 시야 한계로 인해 운전자가 정확하게 도로 환경에 대한 인식을 할 수 없는 경우에도 운전자의 도로 환경에 대한 인식을 보조함으로써 사고 발생을 방지할 수 있다.
지능형 차량은 위치 인식 기술, 센서 기술, 안테나 기술의 발달로 길 안내와 교통 체증 알림 정보뿐만 아니라, 지능형 교통 시스템(ITS)의 서비스를 통한 주변 차량의 주행 정보, 도로 상태 정보, 차량 간 메시지 정보를 제공받고, 이때 제공받은 정보에 기초하여 구동 장치들을 제어하며 주행한다.
여기서 지능형 차량의 위치 인식은 GNSS(Global Navigation Satellite System)을 이용한다.
GNSS는 우주 궤도를 돌고 있는 인공위성을 이용하여 지상에 있는 물체의 위치, 고도, 속도 등에 관한 정보를 제공하는 시스템이다.
이는 작게는 1m 이하 해상도의 정밀한 위치 정보까지 파악할 수 있으며, 군사적 용도뿐만 아니라 항공기, 선박, 차량 등 교통수단의 위치 안내나 측지, 긴급구조, 통신 등 민간 분야에서도 폭넓게 응용된다.
GNSS는 하나 또는 그 이상의 GNSS 위성과 신호를 수신할 수 있는 GNSS 수신기, 지상의 감시국을 포함하여 구성되며, GNSS 위성에서 송신한 신호를 GNSS 수신기에서 수신하여 GNSS 위성과의 거리를 통해서 위치를 결정한다.
이러한 인공 위성을 이용한 위치 인식은, 차량이 빌딩 숲으로 덮인 도심이나 산속 등의 음영 지역에 위치할 때 위성과의 통신 두절이 발생하여 그 정확도가 낮아지는 문제가 있었다.
일 측면은 복수의 위성 정보에 기초하여 현재 위치를 인식하고, 주변의 타 차량으로부터 타 차량의 위성의 정보를 제공받아 현재 위치를 보정하는 위치 인식 장치, 그를 가지는 차량 및 그 제어 방법을 제공한다.
다른 측면은 복수의 위성 정보에 기초하여 현재 위치를 인식하고, 타 차량의 위성 정보에 기초하여 현재 위치를 보정하고, 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보를 제공받아 보정된 위치를 추가적으로 보정하는 위치 인식 장치, 그를 가지는 차량 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 측면에 따른 위치 인식 장치는 디바이스에 마련되는 위치 인식 장치에 있어서, 복수의 위성 및 다른 디바이스와 통신을 수행하는 통신부; 및 복수의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 인식 중 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이면 다른 디바이스와의 통신을 제어하고, 다른 디바이스로부터 위성의 정보를 수신하고 복수의 위성의 정보와 수신된 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치를 보정하는 제어부를 포함한다.
일 측면에 따른 위치 인식 장치의 제어부는, 현재 위치에 기초하여 공유 영역을 설정하고 설정된 공유 영역 이내에 존재하는 다른 디바이스에게 정보 제공을 요청하는 것을 포함한다.
일 측면에 따른 위치 인식 장치의 제어부는, 복수의 위성의 정보와 수신된 다른 디바이스의 위성의 정보를 확인 및 비교하여 동일 위성 간의 비교 정보를 획득하고, 수신된 다른 디바이스의 위성의 정보 중 디바이스에서 통신 불가능한 위성의 정보와 매칭되는 위성의 정보를 확인하고 확인된 위성의 정보와 비교 정보에 기초하여 디바이스의 위치를 인식하기 위한 통신 불가능한 위성의 정보를 획득하는 것을 포함한다.
일 측면에 따른 위치 인식 장치의 제어부는, 다른 디바이스의 위치 정보를 더 수신하고 현재의 위치의 정보와 다른 디바이스의 위치 정보의 위치 차이에 기초하여 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 더 포함한다.
일 측면에 따른 위치 인식 장치의 제어부는, 복수의 다른 디바이스로부터 위성의 정보가 수신되면 복수의 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고 각각 산출된 보정치를 평균하여 현재 위치를 보정하는 것을 포함한다.
다른 측면에 따른 위치 인식 장치는 디바이스에 마련되는 위치 인식 장치에 있어서, 복수의 위성 및 다른 디바이스와 통신을 수행하는 통신부; 및 복수의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 인식 중 적어도 하나의 위성과의 통신이 불가능하면 공유 영역 이내의 다른 디바이스로부터 통신 불가능한 위성의 정보를 수신하고 수신된 통신 불가능한 위성의 정보에 기초하여 현재 위치를 보정하는 제어부를 포함한다.
다른 측면에 따른 위치 인식 장치의 수신된 통신 불가능한 위성의 정보는, 디바이스에서 통신 불가능한 위성과 다른 디바이스 사이의 신호의 수신 시간 정보 및 거리 정보를 포함한다.
다른 측면에 따른 위치 인식 장치의 제어부는, 복수의 다른 디바이스로부터 위성의 정보가 수신되면 복수의 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 통신 불가능한 위성의 정보를 각각 획득하고, 각각 획득된 통신 불가능한 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고 각각 산출된 보정치를 평균하여 현재 위치를 보정하는 것을 포함한다.
다른 측면에 따른 위치 인식 장치의 제어부는, 다른 디바이스의 위치 정보를 더 수신하고 현재의 위치의 정보와 다른 디바이스의 위치 정보의 위치 차이에 기초하여 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 더 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량은, 복수의 위성으로부터 신호를 수신하는 수신기; 타 차량과 통신을 수행하는 안테나 장치; 및 복수의 위성의 신호를 분석하여 복수의 위성의 정보를 획득하고 획득된 복수의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 인식 중 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이면 안테나 장치를 이용하여 타 차량과의 통신을 제어하고, 타 차량으로부터 위성의 정보를 수신하고 복수의 위성의 정보와 수신된 타 차량의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치를 보정하는 위치 인식 장치를 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량의 위치 인식 장치는, 복수의 위성의 정보와 수신된 타 차량의 위성의 정보를 확인 및 비교하여 동일 위성 간의 비교 정보를 획득하고, 수신된 타 차량의 위성의 정보 중 수신기에서 수신 불가능한 위성의 정보와 매칭되는 위성의 정보를 확인하고 확인된 위성의 정보와 비교 정보에 기초하여 수신기에서 수신 불가능한 위성의 정보를 획득하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량의 위치 인식 장치는, 현재 위치에 기초하여 공유 영역을 설정하고 설정된 공유 영역 이내에 존재하는 타 차량에게 정보 제공을 요청하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량의 위치 인식 장치는, 공유 영역 이내에 타 차량이 존재하지 않으면 공유 영역보다 큰 통신 가능 영역 이내의 타 차량에게 정보 제공을 요청하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량의 위치 인식 장치는, 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보를 더 수신하고 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보에 기초하여 보정된 위치 정보를 추가적으로 보정하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량의 위치 인식 장치는, 복수의 다른 디바이스로부터 위성의 정보가 수신되면 복수의 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고 각각 산출된 보정치를 평균하여 현재 위치를 보정하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량의 위치 인식 장치는, 복수의 타 차량으로부터 위치 정보 및 주행 정보가 더 수신되면 복수의 타 차량의 위치 정보와 주행 정보에 기초하여 보정된 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고 각각 산출된 보정치를 평균하여 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량은 속도 및 방향을 검출하는 검출부를 더 포함하고, 위치 인식 장치는, 검출부에서 검출된 속도 정보 및 방향 정보에 기초하여 타 차량과의 위치 차이 및 위치 변화량을 획득하고 획득된 위치 차이 및 위치 변화량에 기초하여 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량은 타 차량으로부터 정보 제공 요청 신호가 수신되면 속도 정보, 방향 정보, 복수의 위성의 정보 및 위치 인식 장치에서 인식된 현재 위치 정보의 전송을 제어하는 마이컴을 더 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량의 위치 인식 장치는, 복수의 위성과 동일한 위성이 기준 개수 이상인 타 차량을 확인하고 확인된 타 차량과의 거리에 기초하여 공유 영역을 설정하고 설정된 공유 영역 이내에 존재하는 타 차량에게 정보 제공을 요청하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량의 안테나 장치는 인프라와의 통신을 더 수행하고, 위치 인식 장치는, 인프라의 정보에 기초하여 현재 위치를 보정하는 것을 더 포함한다.
또 다른 측면에 따른 위치 인식 장치의 제어 방법은, 차량에 마련된 위치 인식 장치의 제어 방법에 있어서, 수신기에 수신된 복수의 위성의 신호를 분석하여 복수의 위성의 정보를 획득하고, 획득된 복수의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치를 인식하고, 인식된 현재 위치에 기초하여 공유 영역을 설정하고, 현재 위치 인식 중 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이면 안테나 장치를 이용하여 공유 영역 내에 존재하는 타 차량에게 정보 제공을 요청하고, 타 차량으로부터 위성의 정보를 수신하고, 복수의 위성의 정보와 수신된 타 차량의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치를 보정한다.
또 다른 측면에 따른 위치 인식 장치의 제어 방법은, 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보를 더 수신하고, 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보에 기초하여 보정된 위치를 추가적으로 보정하는 것을 더 포함한다.
보정된 위치를 추가적으로 보정하는 것은, 인식된 현재 위치의 정보와 타 차량의 위치의 정보를 비교하여 초기 위치 차이를 획득하고, 타 차량의 주행 정보 중 속도 정보와 방향 정보에 기초하여 타 차량의 단위 시간의 위치 변화량을 획득하고, 보정된 현재 위치의 정보와 초기 위치 차이와 단위 시간의 위치 변화량에 기초하여 보정된 위치를 보정하는 것을 포함한다.
현재 위치를 보정하는 것은, 복수의 다른 디바이스로부터 위성의 정보가 수신되면 복수의 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고, 각각 산출된 보정치를 평균하여 현재 위치를 보정하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에 따른 위치 인식 장치의 제어 방법은, 복수의 타 차량으로부터 위치 정보 및 주행 정보가 더 수신되면 복수의 타 차량의 위치 정보와 주행 정보에 기초하여 보정된 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고, 각각 산출된 보정치를 평균하여 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 더 포함한다.
본 발명은 적어도 하나의 위성과의 통신이 불가능하면 공유 영역 이내의 타 차량에서 제공한 위성의 정보로부터 통신 불가능한 위성의 정보를 획득함으로써 위치 인식에 필요한 위성의 수를 확보할 수 있고, 이를 통해 부가 장치의 추가 없이 저렴한 비용으로 현재 위치를 정확하게 인식할 수 있다.
이에 따라 본 발명의 차량의 위치 정보 및 차량 간 통신의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 본 발명은 인프라로부터 위치 정보를 제공받아 현재 위치를 보정함으로써 주변에 다른 차량이 없을 때에도 현재 위치를 정확하게 정확하게 차량의 인식할 수 있다.
이러한 본 발명은 차량의 위치 정보를 이용하여 경로를 안내하는 내비게이션 기능이나, 자율 주행 기능 등 위치 기반의 각종 애플리케이션의 기능의 성능 및 정확성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 자율 주행 기능, 내비게이션 기능 및 타 차량과의 통신 기능을 가진 차량의 품질 및 상품성을 향상시킬 수 있고 나아가 사용자의 만족도를 높일 수 있으며 사용자의 편리성 및 차량의 안전성을 향상시킬 수 있고 차량의 경쟁력을 확보할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치가 마련된 차량의 예시도이다.
도 2는 도1에 도시된 차량의 내부 예시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치를 가진 차량의 통신 예시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치가 마련된 차량의 제어 구성도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치의 제어 구성도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치의 제어 순서도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치의 공유 영역 설정 및 위성 정보 저장 예시도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치를 가진 차량의 통신 예시도이다.
도 9a, 9b, 9c는 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치를 가진 차량에 저장된 타 차량의 위성 정보 예시도이다.
도 10은 다른 실시 예에 따른 위치 인식 장치의 제어 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
위치 인식 장치는 디바이스에 마련되어 디바이스의 이동을 제어하고 위치 기반의 기능을 수행할 수 있도록 디바이스의 현재 위치를 인식하는 장치이다.
여기서 디바이스는 이동 및 통신이 가능한 단말기, 차량, 선박, 항공기, 로봇 중 어느 하나일 수 있다.
위치 인식 장치는 복수의 위성, 복수의 인프라 및 다른 디바이스와의 통신을 수행하고, 복수의 위성의 정보 및 복수의 인프라의 정보에 기초하여 디바이스의 현재 위치를 인식하고, 다른 디바이스와의 통신을 통해 다른 디바이스로부터 제공받은 위성의 정보를 이용하여 인식된 현재 위치를 보정하고 보정된 현재 위치의 정보를 부하에 출력한다.
여기서 부하는 위치 정보에 기초하여 이동을 제어하거나 미리 정해진 기능을 수행하도록 하는 마이컴일 수 있다.
이러한 마이컴은 디바이스에 마련된 제어부로, 프로세서, CPU, MCU로 구현될 수 있다.
이하, 위치 인식 장치(200)가 마련된 차량(1)에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치가 마련된 차량의 예시도이고, 도 2는 도1에 도시된 차량의 내부 예시도이다.
차량(1)은 사람 또는 화물을 운송할 목적으로 차륜을 구동시켜 주행하는 기기로, 도로 위를 이동한다.
차량(1)은 외장과 내장을 갖는 차체(Body)와, 차체를 제외한 나머지 부분으로 주행에 필요한 기계 장치가 설치되는 차대(Chassis)를 포함한다.
도 1 에 도시된 바와 같이 차체의 외장(110)은 프론트 패널(111), 본네트(112), 루프 패널(113), 리어 패널(114), 트렁크(115), 전후좌우 도어(116) 등을 포함한다.
그리고 차체의 외장은 프론트 패널, 본네트, 루프 패널, 리어 패널, 트렁크, 전후좌우 도어(116), 전후좌우 도어(116)에 마련된 윈도우 글래스(117), 전후좌우 윈도우 글래스(117) 사이의 경계에 마련된 필러(118)를 더 포함한다.
또한 전후좌우 도어에 설치된 윈도우 글래스는, 사이드 윈도우 글래스와, 필러와 필러 사이에 설치되되 개폐 불가능하게 설치된 쿼터 윈도우 글래스와, 후방 측에 설치된 리어 윈도우 글래스와, 전방 측에 설치된 프런트 윈도우 글래스를 더 포함한다.
차체의 외장은 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(119) 등을 더 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차체의 내장(120)은 탑승자가 앉는 시트(121: 121a, 121b)와, 대시 보드(122)와, 대시 보드 상에 배치되고 타코미터, 속도계, 냉각수 온도계, 연료계, 방향전환 지시등, 상향등 표시등, 경고등, 안전벨트 경고등, 주행 거리계, 주행 기록계, 자동변속 선택레버 표시등, 도어 열림 경고등, 엔진 오일 경고등, 연료부족 경고등이 배치된 계기판(즉 클러스터, 123)과, 차량의 진행 방향을 조작하는 스티어링 휠(124)과, 오디오 장치와 공기 조화 장치의 조절판이 있는 센터 페시아(125)를 포함한다.
시트(121)는 운전자가 앉는 운전석(121a), 동승자가 앉는 조수석(121b), 차량 내 후방에 위치하는 뒷좌석을 포함한다.
센터 페시아(125)는 대시 보드(122) 중에서 운전석(121a)과 조수석(121b) 사이에 위치하고, 오디오 장치, 공기 조화 장치 및 시트의 열선을 제어하는 헤드 유닛(126)을 포함한다.
센터 페시아(125)에는 송풍구, 시거잭 등이 설치될 수 있고 멀티단자(127) 등이 설치될 수 있다.
여기서 멀티단자(127)는 헤드 유닛(146)과 인접한 위치에 배치될 수 있고, USB 포트, AUX단자를 포함하고, SD슬롯을 더 포함할 수 있다.
차량(1)은 각종 기능의 동작 명령을 입력받기 위한 입력부(128)를 더 포함할 수 있고 수행 중인 기능에 대한 정보 및 사용자에 의해 입력된 정보를 표시하는 표시부(129)를 더 포함할 수 있다.
차량은 사용자에 의해 입력된 정보에 대응하는 결과를 출력하는 차량용 단말기(130)를 더 포함할 수 있다.
좀 더 구체적으로 입력부(128)는 헤드 유닛(126) 및 센터페시아(125)에 마련될 수 있고, 각종 기능의 동작 온 오프 버튼, 각종 기능의 설정값을 변경하기 위한 버튼 등과 같은 적어도 하나의 물리적인 버튼을 포함할 수 있다.
입력부(128)는 차량용 단말기(130)에 표시된 커서의 이동 명령 및 선택 명령 등을 입력하기 위한 조그 다이얼(미도시) 또는 터치 패드를 더 포함하는 것도 가능하다.
여기서 조그 다이얼 또는 터치 패드는 센터페시아 등에 마련될 수 있다.
좀 더 구체적으로 입력부(128)는 운전자가 직접 차량을 운전하는 수동 주행 모드와 자율 주행 모드 중 어느 하나를 입력받는 것도 가능하고, 내비에기션 기능을 입력받는 것도 가능하며, 내비게이션 기능 입력 시 목적지의 정보를 입력받는 것도 가능하다.
차량용 단말기(130)는 내비게이션 기능, 디엠비 기능, 오디오 기능, 비디오 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행하고 자율 주행 모드 시 도로의 환경 정보 및 주행 정보 등을 표시할 수 있다.
아울러 차량용 단말기(130)는 터치 패널과 디스플레이 패널이 일체화된 터치 스크린으로 마련될 수 있다.
차량의 차대는 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 전후좌우의 휠 등을 더 포함한다.
차량은 운전자 및 탑승자의 안전을 위한 여러 가지 안전장치들을 더 포함한다.
차량의 안정장치로는 차량 충돌 시 운전자 등 탑승자의 안전을 목적으로 하는 에어백 제어 장치와, 차량의 가속 또는 코너링 시 차량의 자세를 차량자세 안정 제어 장치(ESC: Electronic Stability Control) 등 여러 종류의 안전장치들이 있다.
이외에도 차량(1)은 후방 또는 측방의 장애물 내지 다른 차량을 감지하는 근접센서, 강수 여부 및 강수량을 감지하는 레인 센서, 차량의 휠의 속도를 검출하는 휠 속도 센서, 차량의 횡 가속도를 검출하는 횡가속도 센서, 차량의 각속도의 변화를 검출하는 요레이트 센서, 자이로 센서, 차량의 스티어링 휠의 회전을 검출하는 조향각 센서 등의 검출부를 더 포함하는 것도 가능하다.
이러한 차량(1)은 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 여러 가지 안전 장치 및 각종 센서들의 구동을 제어하는 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit)을 포함한다.
또한 차량(1)은 운전자의 편의를 위해 설치된 핸즈프리 장치, 오디오 기기 및 블루투스 장치, 후방 카메라, 단말 장치 충전 장치, 하이패스 장치 등의 전자 장치를 선택적으로 포함할 수 있다.
이러한 차량(1)은 시동모터(미도시)에 동작 명령을 입력하기 위한 시동 버튼을 더 포함할 수 있다.
즉 차량(1)은 시동 버튼이 온 되면 시동모터(미도시)를 동작시키고 시동 모터의 동작을 통해 동력 발생장치인 엔진(미도시)을 구동시킨다.
차량(1)은 차량용 단말기, 오디오 장치, 실내 등, 시동 모터, 그 외 전자장치들에 전기적으로 연결되어 구동 전력을 공급하는 배터리(미도시)를 더 포함한다.
이러한 배터리는 주행 중 자체 발전기 또는 엔진의 동력을 이용하여 충전을 수행한다.
또한 차량(1)은 루프 패널(113)에 마련되고 라디오 신호, 방송 신호, 위성 신호를 수신하고, 다른 차량, 지능형 교통 시스템의 서버, 인프라(즉 기지국)의 신호를 송수신하기 위한 안테나 장치(140)를 더 포함하고, 복수의 위성의 신호를 수신하는 수신기(150)를 더 포함한다.
또한 차량(1)은 안테나 장치(140) 및 수신기(150)에 수신된 신호를 이용하여 자 차량(즉 자신)의 현재 위치를 인식하는 위치 인식 장치(200)를 더 포함한다.
여기서 수신기는 지피에스(GPS) 수신기일 수 있고, 이는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 또는 GLONASS이라고도 한다.
이러한 안테나 장치(140), 지피에스 수신기(150) 및 위치 인식 장치(200)를 가진 차량(1)의 통신 구성을 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 차량(1, 자 차량)과 제2 차량(2, 타 차량) 사이의 통신(V2V)과, 차량(1, 2)과 인프라(3), 서버(4) 사이의 통신(V2I)을 설명하기 위한 도면이다.
제1 차량(1)은 지피에스 수신기(150)를 통해 위성의 신호를 수신하여 현재 위치를 인식하고 안테나 장치(140)를 통하여 각종 정보에 대한 신호를 전자기파로 방사할 수 있다.
즉 제1차량의 안테나 장치(140)는, 제1 차량(1)에 마련된 ECU에서 전달된 전기적 신호에 대응하는 전자기파를 방출할 수 있다.
제2 차량(2)은 제1 차량(1)의 안테나 장치(140)를 통해 방출된 전자기파를 안테나 장치를 통하여 수신할 수 있다.
제2 차량(2)의 안테나 장치는 수신된 전자기파를 복조시켜 전기적 신호로 변환하고, 이를 ECU에 전달한다.
이때 제2 차량(2)의 ECU는 변환된 전기적 신호에 상응하는 제어 신호를 생성하여 제2 차량(2)의 제어에 이용한다.
반대로 제2 차량(2)의 안테나 장치는, 제2 차량(2)의 ECU에서 전달된 제어 신호를 기초로 하여 전기적 신호를 생성하고 전기적 신호에 대응하는 전자기파를 방출할 수 있다.
그러면 제1 차량(1)은 안테나 장치(140)를 통해 제2 차량(2)에서 방출된 전자기파를 수신하고, 수신한 전자기파를 전기적 신호로 변환한다.
제1차량(1)은 전기적 신호에 대응하는 제어 신호를 생성하여 제1 차량(1)의 제어에 이용할 수 있다. 이에 따라 차량간 통신(V2V communication)이 구현될 수 있다.
즉 제1차량과 제2차량은 차량 간 통신을 통해 각자의 위치 정보, 주행 정보, 도로의 환경 정보 및 위성 정보 등을 서로 송수신할 수 있다.
안테나 장치에 송수신되는 전파 신호는 시간 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access: TDMA)과 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 등의 제2 세대(2G) 통신 방식, 광대역 부호 분할 다중 접속(Wide Code Division Multiple Access: WCDMA)과CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000)과 와이브로(Wireless Broadband: Wibro)와 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: WiMAX) 등의 3세대(3G) 통신 방식, 엘티이(Long Term Evolution: LTE)와 와이브로 에볼루션(Wireless Broadband Evolution) 등 4세대(4G) 통신 방식, 또는 5세대(5G) 통신 방식에 따른 신호일 수 있다.
또한, 도로의 인프라(3) 또는 서버(4)에도 제1차량(1) 및 제2차량(2) 중 적어도 하나의 차량의 안테나 장치에서 방출된 전자기파를 수신하거나, 또는 전자기파를 방출한다.
서버(4)는 복수의 차량으로부터 제공받은 교통 정보, 도로의 환경 정보 등을 복수의 차량으로 전달한다.
도로의 인프라(3)는 서버(4)와 제어 신호를 송수신한다.
즉 인프라(3)는 제1 차량(1)의 안테나 장치(140)에서 방출된 전자기파를 수신하고 수신된 전자기파에 상응하는 전기적 신호를 서버(4)로 전달할 수 있고, 서버(4)로부터 전달받은 전기적 신호를 전자기파로 변환한 후 변환된 전자기파를 방출할 수 있다.
이 경우, 제1 차량(1)의 안테나 장치(140)는 인프라(3)에서 전달되는 전자기파를 수신할 수 있으며, 제1 차량(1)의 ECU는 수신된 전자기파에 대응되는 전기적 신호를 기초로 제1 차량(1)의 각종 부품, 일례로 차량용 단말기에 대한 제어 신호를 생성하여 차량(1)의 각 부품에 전달할 수 있다.
이에 따라 차량과 인프라(3) 간의 통신(V2I communication)이 수행될 수 있게 된다.
즉 제1차량과 제2차량은 인프라(3)와의 통신을 통해 인프라의 위치 정보, 도로의 환경 정보 등을 제공받을 수 있다.
이과 같이 차량은 다른 차량과의 통신(V2V) 및 인프라와의 통신(V2I) 등의 무선 차량 네트워크(V2X: Vehicle to everything)를 수행함으로써 주행 시 필요한 각종 정보를 얻을 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치가 마련된 차량의 제어 구성도이다.
차량(1)은 입력부(128), 단말기(130), 안테나 장치(140), GPS 수신기(150), 검출부(160), 마이컴(170) 및 위치 인식 장치(200)를 포함한다.
입력부(128)는 위치 인식 모드를 입력받을 수 있다.
아울러 입력부(128)는 위치 인식 기능을 기반으로 하는 자율 주행 모드, 내이게이션 기능 등의 명령을 입력받을 수도 있다.
단말기(130)는 현재 수행 중인 기능에 대한 영상 및 사운드를 출력할 수 있다.
예를 들어, 단말기(130)는 내비게이션 기능에 대한 정보를 출력하거나, 자율 주행 모드에 대한 정보를 출력할 수 있다.
내비게이션 기능에 대한 정보는 현재의 위치 정보, 현재 위치를 기준으로 일정 영역의 지도 영상 정보, 길 안내 영상 정보, 길 안내 음성 정보, 차량의 속도 정보 및 목적지 정보 등을 포함할 수 있다.
자율 주행 모드에 대한 정보는 현재의 위치 정보, 차량의 속도 정보, 방향 정보, 주변의 도로 환경 정보, 주변 도로의 영상 정보, 주변의 타 차량의 위치 정보를 포함할 수 있다.
안테나 장치(140)는 타 차량, 복수의 인프라(3), 서버(4)와 통신을 수행하기 위한 전파를 송수신한다.
안테나 장치(140)는 타 차량과 통신 시 타 차량으로 정보 제공 요청 신호를 전송하거나, 자 차량의 위치 정보 및 주행 정보에 대한 신호를 전송한다.
안테나 장치(140)는 타 차량에서 전송한 위치 정보 및 주행 정보를 수신하거나, 타 차량에서 전송한 정보 제공 요청 신호를 수신한다.
GPS 수신기(150)는 복수의 위성과 통신을 수행한다.
즉 GPS 수신기(150)는 복수의 위성에서 전송한 전파의 신호를 수신하고 수신된 전파의 신호를 분석하여 복수의 위성의 정보를 각각 획득한다.
여기서 위성의 정보는 위성의 식별 정보 및 위성의 신호 송신 시간 정보를 포함할 수 있다.
검출부(160)는 차량의 주행 정보를 검출한다.
여기서 주행 정보는 차량의 속도 정보 및 차량의 방향 정보를 포함할 수 있다.
이러한 검출부(160)는 전후좌우 휠의 속도를 검출하는 휠 속도 검출부, 차량의 가속도를 검출하는 가속도 검출부, 차량의 회전각 속도를 검출하는 각속도 검출부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
마이컴(170)은 수행 중인 기능이 차량의 위치 정보를 필요로 하는 기능인지 판단하고, 차량의 위치 정보를 필요로 하는 기능이라고 판단되면 위치 인식 장치(200)를 활성화시켜 위치 인식 기능이 수행되도록 한다.
여기서 차량의 위치 정보를 필요로 하는 기능은 내비게이션 기능이나, 자율 주행 기능일 수 있고, 음식점, 병원, 마트, 주차장 등의 장소 추천 기능일 수 있다.
마이컴(170)은 위치 인식 장치(200)에서 인식된 현재의 위치 정보를 수신하고 수신된 현재의 위치 정보에 기초하여 수행 중인 기능을 제어한다.
마이컴(170)은 안테나 장치(140)를 통한 정보의 송수신을 제어한다.
즉 마이컴(170)은 타 차량에 전송할 정보에 대한 신호를 전파로 변조하여 안테나 장치(140)를 통해 송신하도록 하고, 안테나 장치에 수신된 전파를 복조하여 타 차량 또는 인프라에서 전송한 정보를 획득한다.
마이컴(170)은 타 차량으로부터 정보 제공 요청 신호가 수신되면 위치 인식 장치(200)에 저장된 위성의 정보, 위치의 정보를 타 차량에 전송하고, 검출부(160)에 검출된 주행 정보를 타 차량에 전송한다.
아울러 마이컴(170)은 GPS 수신기(150)에 수신된 위성의 정보를 타 차량에 전송하는 것도 가능하다.
마이컴(170)은 위치 인식 장치(200)에서 타 차량의 정보 제공 요청 신호가 수신되면 타 차량(2)으로 정보 제공 요청 신호를 전송하는 것도 가능하다.
이러한 마이컴(170)은 CPU, 프로세서, MCU로 구현될 수 있고, 차량(1)에 마련된 ECU일 수 있다.
위치 인식 장치(200)는 동작의 활성화 명령이 수신되면 GPS 수신기(150) 및 안테나 장치(140)의 동작을 활성화 시키고, GPS 수신기(150) 및 안테나 장치(140)로부터 정보를 제공받아 차량의 위치 인식을 수행한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 위치 인식 장치(200)는 통신부(210), 제어부(220) 및 저장부(230)를 포함한다.
통신부(210)는 제어부(220)와 GPS 수신기(150)와의 통신을 수행하고, 제어부(220)와 안테나 장치(140)와의 통신을 수행한다.
통신부(210)는 제어부(220)의 명령에 기초하여 안테나 장치(140)를 통해 정보에 대한 신호를 전송하도록 하거나, 안테나 장치(140)를 통해 수신된 신호에 대한 정보를 제어부(220)에 전송한다.
제어부(220)는 동작의 활성화 명령이 수신되면 GPS 수신기(150)에 수신된 신호를 분석하여 위성의 시간 정보 및 식별 정보를 각각 획득하고 획득된 위성의 식별 정보의 저장을 제어하며, 획득된 복수의 위성의 시간 정보를 이용하여 차량의 현재 위치를 인식한다.
제어부(220)는 현재의 위치 인식 중 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이면 타 차량에게 정보 제공을 요청한다.
여기서 통신 가능한 위성의 개수는, 현재의 위치 인식에 사용되는 신호를 전송하는 복수의 위성의 개수이고, 기준 개수는 위치 인식에 필요한 최소의 위성의 개수이다.
아울러 제어부(220)는 타 차량에 정보 제공 요청 시 현재 위치와 미리 저장된 반경에 기초하여 공유 영역을 설정하고, 설정된 공유 영역 내의 타 차량과의 통신을 제어하여 타 차량에게 정보 제공을 요청한다.
여기서 공유 영역은 신호 수신이 가능한 위성의 수가 동일 또는 유사하거나, 동일한 위성으로부터 신호를 수신할 수 있는 영역일 수 있다.
즉 공유 영역은 자 차량이 현재의 위치를 인식하기 위해 신호를 수신하는 복수의 위성과, 공유 영역 내의 타 차량이 현재의 위치를 인식하기 위해 신호를 수신하는 복수의 위성 사이에 동일한 위성의 개수가 기준 개수 이상이 되는 영역일 수 있다.
이에 따라 제어부(220)는 공유 영역 내의 타 차량으로부터 정보를 제공받음으로써, 자 차량의 현재의 위치를 인식하기 위한 위성의 정보를 타 차량으로부터 획득할 수 있다.
제어부(220)는 자 차량의 현재 위치를 인식하기 위한 복수의 위성을 확인하고 확인된 위성과 동일한 위성으로부터 신호를 수신하는 타 차량을 확인하고, 확인된 타 차량과의 거리에 기초하여 공유 영역을 설정하는 것도 가능하다.
제어부(220)는 자 차량의 위치 인식에 사용되는 위성의 식별 정보와 복수의 타 차량의 위치 인식에 사용되는 위성의 식별 정보를 각각 비교하여 동일 위성을 가장 많이 가진 타 차량에게 정보 제공을 요청하는 것도 가능하다.
또한 제어부(220)는 자 차량의 위치 인식에 사용되는 위성의 식별 정보와 복수의 타 차량의 위치 인식에 사용되는 위성의 식별 정보를 각각 비교하여 동일 위성의 개수가 기준 개수 이상인 타 차량에게 정보 제공을 요청하는 것도 가능하다.
또한 제어부(220)는 자 차량의 위치 인식에 사용되는 위성 중 통신이 불가능한 위성을 확인하고, 확인된 위성을 이용하여 위치를 인식하는 타 차량을 확인하며, 확인된 타 차량에게 정보 제공을 요청하는 것도 가능하다.
제어부(220)는 타 차량과의 통신이 수행되면 타 차량의 위성의 정보, 위치의 정보 및 주행 정보를 수신하고, 타 차량의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치를 1차로 보정하고, 타 차량의 위치의 정보 및 주행 정보에 기초하여 보정된 위치를 2차 보정할 수 있다.
좀 더 구체적으로 제어부(220)는 자 차량의 현재 위치와 타 차량의 현재 위치 사이의 초기 위치 차이를 획득하고, 타 차량의 속도 정보와 방향 정보에 기초하여 타 차량의 단위 시간 당 위치 변화량을 획득하며, 1차 보정된 위치 정보에 획득된 추기 위치 차이와 단위 시간 당 위치 변화량을 반영하여 2차 보정된 위치 정보를 획득할 수 있다.
아울러 제어부(220)는 자 차량의 속도와 타 차량의 속도 사이의 속도의 변화량을 확인하며, 자 차량의 방향과 타 차량의 방향 사이의 방향의 변화 량을 확인하고, 확인된 속도와 방향의 변화량에 기초하여 단위 시간 당 위치 변화량을 확인하는 것도 가능하다.
제어부(220)는 공유 영역 내에 타 차량이 존재하지 않으면 통신 가능 영역 내에 존재하는 타 차량과의 통신을 제어하고, 통신 가능 영역 내에 존재하는 타 차량으로부터 제공된 정보를 이용하여 현재 위치를 보정하는 것도 가능하다.
여기서 통신 가능 영역은 공유 영역보다 큰 반경을 갖는 영역이다.
그리고 통신 가능 영역 내에 존재하는 타 차량으로부터 제공된 정보는, 타 차량의 위성 정보, 위치 정보 및 주행 정보일 수 있다.
제어부(220)는 복수의 타 차량의 위성 정보가 수신되면 복수의 타 차량의 위성 정보에 기초하여 현재 위치의 보정치를 각각 예측하고, 각각 예측된 현재 위치의 보정치를 평균하여 현재의 위치를 보정한다.
또한 제어부(220)는 복수의 타 차량의 위성 정보, 위치 정보 및 주행 정보가 수신되면 복수의 타 차량의 위성 정보에 기초하여 현재 위치의 1차 보정치를 각각 예측하고, 복수의 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보에 기초하여 2차 보정치를 각각 예측하며, 1차 보정치를 평균하여 현재 위치를 1차 보정하고, 2차 보정치를 평균하여 1차 보정된 위치를 2차 보정하는 것도 가능하다.
아울러, 제어부(220)는 복수의 타 차량의 위성 정보, 위치 정보 및 주행 정보가 수신되면 각각의 타 차량의 정보를 이용하여 2차 보정된 위치를 획득하고 획득된 타 차량별 2차 보정된 위치를 평균하여 최종적으로 위치를 획득하는 것도 가능하다.
제어부(220)는 GPS수신기에 수신된 기준 개수(예, 적어도 4개) 이상의 위성의 정보를 분석하여 현재의 위치를 인식할 수 있다.
제어부(220)는 자 차량의 위치 인식에 사용되는 복수의 위성과 통신 가능한 제1위성과, 통신 불가능한 제2위성으로 구분하고 수신된 제1위성의 정보를 이용하여 현재 위치를 인식하고, 자 차량의 제1위성의 정보와 타 차량의 제1위성의 정보를 비교하여 비교 정보를 획득하고 획득된 비교 정보와 타 차량의 제2위성의 정보에 기초하여 자 차량의 제2위성의 정보를 예측하며, 예측된 자 차량의 제2위성의 정보에 기초하여 현재 위치를 보정하는 것도 가능하다.
통신 불가능한 위성의 정보를 획득하는 것은, 통신 가능한 위성의 정보로부터 획득하는 것으로, 삼각형 넓이의 원리를 이용할 수 있다.
여기서 자 차량의 제1위성은 복수 개의 위성일 수 있고, 자 차량의 제2위성은 적어도 한 개의 위성일 수 있다.
그리고 자 차량의 제1위성과 타 차량의 제1위성은 서로 동일한 위성이고, 자 차량의 제2위성과 타 차량의 제2위성은 서로 동일한 위성이다.
아울러 자 차량은 제2위성으로부터 정보를 수신하지 못하기 때문에 타 차량에 수신된 제2위성의 정보를 이용하는 예측하는 것으로, 가상의 제2위성을 정보를 획득할 수 있다.
여기서 예측된 제2위성의 정보는 자 차량과 통신 불가능한 제2위성 사이의 거리 정보를 포함할 수 있고, 시간 정보를 포함할 수도 있다.
이 때 자 차량은 자 차량의 위치 정보, 주행 정보, 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보를 이용하여 타 차량의 제2위성의 정보를 자 차량에 수신되었을 때의 정보로 변경할 수 있다.
제어부(220)는 복수의 타 차량으로부터 위성의 정보가 수신되면 복수의 타 차량의 위성의 정보에 기초하여 통신 불가능한 위성의 정보를 각각 예측하고, 각각 예측된 통신 불가능한 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고 각각 산출된 보정치를 평균하여 평균치를 획득하고 획득된 평균치를 이용하여 현재 위치를 보정하는 것도 가능하다.
아울러 제어부(220)는 위성의 식별 정보를 이용하여 두 차량 간의 동일 위성을 구별할 수 있다.
제어부(220)는 정보 수신이 가능한 위성이 하나이면 이전에 인식된 위치의 정보를 확인하고, 주행 정보에 기초하여 위치 변화량을 확인하며, 확인된 현재의 위치와 위치 변화량에 기초하여 현재의 위치를 예측하고, 예측된 현재의 위치와 타 차량의 정보에 기초하여 현재 위치를 보정하는 것도 가능하다.
제어부(220)는 정보 수신이 가능한 위성이 하나이면 자 차량의 주행 정보, 타 차량의 위성의 정보, 위치의 정보 및 주행 정보에 기초하여 현재 위치를 예측하는 것도 가능하다.
제어부(220)는 위치의 인식의 정확도를 높이기 위해 지상의 인프라로부터 위치 정보를 제공받고, 인프라의 위치 정보에 기초하여 현재의 위치를 보정하는 것도 가능하다.
제어부(220)는 현재의 위치 인식 중 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이면 주변의 인프라로부터 위치 정보를 제공받아 현재의 위치를 보정하는 것도 가능하다.
제어부(220)는 정보 제공 요청 신호가 수신되면 자 차량의 현재의 위치 정보, 주행 정보 및 위성 정보를 정보 제공을 요청한 타 차량에게 전송하는 것도 가능하다.
저장부(230)는 자 차량의 식별 정보와, 위치 인식을 위한 위성의 기준 개수를 저장한다.
저장부(230)는 공유 영역을 설정하기 위한 반경을 저장한다.
아울러 저장부(230)는 공유 영역 설정 시, 설정된 영역의 정보를 저장하는 것도 가능하다.
저장부(230)는 위치 인식에 사용되는 신호를 전송하는 위성의 식별 정보를 저장한다.
이때 저장된 위성의 식별 정보는 차량의 이동에 따라 변경될 수 있다.
저장부(230)는 타 차량과의 통신 시 타 차량의 위치 인식에 사용되는 위성의 식별 정보를 저장하는 것도 가능하다.
도 6은 일 실시 예에 따른 위치 인식 장치의 제어 순서도로, 차량에 마련된 위치 인식 장치에 대해 설명한다.
차량은 위치 인식을 기반으로 하는 기능이 입력되면 위치 인식 장치의 동작을 활성화시킨다.
위치 인식 장치는 동작의 활성화 명령이 수신되면 GPS 수신기(150) 및 안테나 장치(140)의 동작을 활성화시킨다.
위치 인식 장치는 GPS 수신기(150)를 이용하여 복수의 위성의 신호를 수신(301)하고, 수신된 신호를 각각 분석하여 각 위성에서 신호를 송신한 시간 정보를 획득한다.
또한 위치 인식 장치는 신호가 수신된 위성의 식별 정보를 확인하고 확인된 식별 정보를 저장(302)한다.
위치 인식 장치는 위성 별로 신호의 송신 시간 정보와 GPS 수신기의 수신 시간 정보를 비교하여 복수의 위성과 차량 사이의 거리를 각각 획득하고 획득된 거리에 기초하여 차량의 현재 위치를 인식(303)한다.
이하, 적어도 4개의 위성을 이용한 위치 인식 방법을 예를 들어 설명한다.
위치 인식 장치는 제1 위성이 보내는 전파에 담긴 시간 정보를 GPS수신기에서 수신한 시간과 비교한 후 시간 차이에 따른 빛의 이동 거리를 계산하여 제1 위성과 수신 위치와의 거리를 구하고, 이 거리를 이용하여 제1위성에서부터 차량까지의 거리를 측정한다.
이때 측정된 거리에 기초하여1차 현재 위치가 정해지며, 이는 제1위성을 중심으로 하는 구면상에 존재하게 된다.
위치 인식 장치는 위와 같은 방법으로 제2위성 및 제3위성과의 거리를 측정한다.
위치 인식 장치는 제2위성과의 거리를 고려하여 제1, 2 위성을 중심으로 하는 구면이 만나는 지점인 원을 2차 현재 위치로 인식하고, 제1, 2 위성으로부터 측정된 원과 제3위성의 거리의 교차점을 구하면 원 위의 두 지점을 3차 현재 위치로 인식할 수 있다.
이 때 두 지점 중 하나는 우주 공간이나 땅 속 깊은 곳과 같은 불가능한 위치이므로 자 차량의 위치는 나머지 하나가 된다.
위치 인식 장치는 제4 위성과 시각 오차를 설정한 후 GPS 수신기의 시간을 제4위성과 동일하게 하여 오차를 보정하면 최종적으로 현재 위치를 인식할 수 있다.
위치 인식 장치는 차량이 주행하는 동안 위치를 인식하고 인식된 위치를 마이컴(170)으로 전송함으로써 위치 인식 기반의 기능을 수행할 수 있도록 한다.
위치 인식 장치는 차량의 현재의 위치를 인식하면서 현재의 위치와 미리 저장된 반경에 기초하여 공유 영역을 설정(304)한다.
여기서 공유 영역을 설정하는 것은, 타 차량과의 거리에 기초하여 설정하는 것도 가능하다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 위치 인식 장치는 안테나 장치를 통해 주변의 타 차량과의 통신을 수행하고, 타 차량의 위치 인식에 사용된 위성의 식별 정보를 확인하며, 타 차량의 위성의 식별 정보와 자 차량의 위성의 식별 정보를 비교하여 동일한 위성이 기준 개수 이상인지 확인하고, 동일한 위성이 기준 개수 이상이면 타 차량의 위치 정보와 자 차량의 위치 정보를 비교하여 타 차량과의 거리를 획득하고 획득된 거리에 기초하여 공유 영역을 설정하는 것도 가능하다.
위치 인식 장치는 주변의 타 차량의 수가 복수이면 복수의 타 차량의 위성의 식별 정보를 확인하고, 복수의 타 차량 중 자 차량의 위성과 동일한 위성을 기준 개수 이상 가진 타 차량들을 확인하고, 확인된 타 차량들의 위치 정보와 자 차량의 위치 정보를 비교하여 확인된 타 차량들 중 자 차량과 거리가 가장 먼 차량을 확인하고 자 차량과 거리가 가장 먼 타 차량과의 거리에 기초하여 공유 영역을 설정하는 것도 가능하다.
위치 인식 장치는 차량의 현재의 위치 인식 중 신호가 수신되는 위성의 개수를 확인하고, 확인된 위성의 개수가 기준 개수 미만인지 판단(305)한다.
위치 인식 장치는 신호가 수신되는 위성의 개수가 기준 개수 미만이라고 판단되면 설정된 공유 영역 내에 위치하는 타 차량에게 정보 제공을 요청(306)한다.
이 때 공유 영역 내에 복수의 타 차량이 존재하면, 복수의 타 차량에게 정보 제공을 요청할 수도 있고, 복수의 타 차량 중 적어도 하나의 타 차량에게 선택적으로 정보 제공을 요청할 수도 있다.
위치 인식 장치는 공유 영역 이내에 타 차량이 존재하지 않는다고 판단되면 주변의 인프라의 위치 정보를 제공받을 수도 있다.
위치 인식 장치는 공유 영역 이내에 타 차량이 존재하지 않는다고 판단되면 통신 가능 영역 내에 존재하는 타 차량에게 정보 제공을 요청하는 것도 가능하다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 통신 가능 영역(Dmax)은 자 차량이 안테나 장치를 이용하여 타 차량과 통신할 수 있는 최대 크기의 영역으로, 공유 영역(Dsat)보다 큰 반경을 갖는다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 위치 인식 장치는 자 차량(No. 1)과 통신 가능한 위성이 1 내지 6이라 할 때, 위성 1 내지 6으로부터 신호를 수신하는 타 차량(No. 2, 3)에게 정보 제공을 요청할 수 있고, 이때 타 차량(No. 2, 3)으로부터 정보를 제공받을 수 있다.
여기서 타 차량(No. 2, 3)은 공유 영역 내에 위치하는 차량일 수 있고, 타 차량(No, 4 내지 N)은 통신 가능 영역 내에 위치하는 차량일 수 있다.
아울러 위치 인식 장치는 타 차량(No. 2, 3)으로부터 정보 제공이 거절되거나 타 차량(No. 2, 3)과의 통신이 두절되면 통신 가능 영역 내의 타 차량(No, 4 내지 N)에게 정보 제공을 요청하는 것도 가능하다.
위치 인식 장치는 타 차량에서 제공한 위성의 정보, 위치의 정보 및 주행 정보를 수신(307)하고 수신된 타 차량의 정보를 이용하여 현재의 위치를 보정(308)한 후 보정된 현재의 위치의 정보를 마이컴(170)에 전송한다.
이와 같이 위치 인식 장치는 위치 인식을 위한 위성의 수가 부족하면 타 차량으로부터 위치 보정을 위한 적어도 하나의 위성의 정보를 제공받아 현재의 위치를 보정할 수 있다.
인식된 현재의 위치 보정의 구성을 도 8, 9a, 9b및 도 9c를 참조하여 구체적으로 설명한다.
위치 인식 장치는 위치 인식을 위해 이용되는 복수의 위성의 정보를 주기적으로 확인 및 저장하고, 시간적으로 이웃한 위성의 정보를 비교함으로써 통신 불가능한 위성이 존재하는지 판단한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 위치 인식 장치는 위치 인식을 수행하면서 공유 영역(Dsat)을 설정하고, 공유 영역 내의 타 차량들(No. 2, 3, 4, 5)과의 통신을 수행한다.
도 9a, 9b에 도시된 바와 같이, 위치 인식 장치는 자 차량과 통신 가능한 위성의 정보를 주기적으로 확인하면서, 공유 영역 내의 타 차량들의 위성 정보도 주기적으로 확인 및 저장한다.
위치 인식 장치는 자 차량(No. 1)이 음영 지역으로 이동함에 따라 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만으로 감소되면 공유 영역 내의 타 차량들 중 자 차량의 위성과 동일한 위성을 이용하여 위치를 인식하는 타 차량을 확인하고 확인된 타 차량으로 정보 제공을 요청한다.
아울러 위성의 기준 개수는 지역별 수신 가능한 위성의 개수에 따라 조정 가능하다.
위치 인식 장치는 자 차량(No. 1)이 음영 지역으로 이동함에 따라 통신 가능한 위성이 위성 1, 2, 3, 4, 5, 6에서 위성 5, 6으로 변경되면 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이라고 판단하고, 공유 영역 이내에 존재하는 타 차량(No. 2, 3, 4, 5)에게 정보 제공을 요청한다.
이때 타 차량(No. 2, 3, 4, 5)은 위성의 정보, 위치의 정보, 주행의 정보를 전송할 수 있다.
아울러 위치 인식 장치는 타 차량(No. 2, 3, 4, 5)의 위성 정보를 확인하고, 위성 1, 2, 3, 4, 5, 6의 정보를 모두 가진 타 차량(No. 2, 3, 4)에게만 정보 제공을 요청하는 것도 가능하다.
이때에도 타 차량(No. 2, 3, 4)은 위성의 정보, 위치의 정보 및 주행의 정보를 전송할 수 있다.
위치 인식 장치는 타 차량으로부터 정보가 수신되면 자 차량의 현재 위치와 타 차량의 현재 위치 사이의 초기 위치 차이를 확인하고, 타 차량의 속도 정보와 방향 정보에 기초하여 타 차량의 단위 시간 당 위치 변화량을 확인하고, 위성의 정보에 기초하여 1차 보정된 위치에 초기 위치 차이 및 단위 시간당 위치 변화량을 반영하여 현재의 위치를 2차 보정한다.
아울러 위치 인식 장치는 복수의 타 차량으로부터 정보가 수신되면 복수의 타 차량의 위성 정보를 각각 이용하여 현재의 위치의 1차 보정치를 각각 획득하고, 복수의 타 차량의 속도 정보 및 방향 정보에 기초하여 2차 보정치를 각각 획득한 후 현재 위치에 1차 보정치의 평균치를 반영하여 1차 보정하고, 1차 보정된 위치에 2차 보정치의 평균치를 반영하여 위치를 2차 보정한다.
여기서 타 차량의 정보로부터 현재의 위치의2차 보정치를 획득하는 것은, 자 차량의 현재 위치와 타 차량의 현재 위치 사이의 초기 위치 차이를 확인하고, 타 차량의 속도 정보와 방향 정보의 단위 시간 당 변화 량을 확인하고, 초기 위치 차이 및 단위 시간 당 위치 변화량에 기초하여 2차 보정치를 획득하되, 타 차량의 수가 복수이면 2차 보정치의 평균치를 획득하는 것을 포함한다.
이와 같은 방식으로 복수 타 차량의 정보로부터 2차 보정치를 각각 획득할 수 있다.
아울러 위치 인식 장치는 타 차량(No. 2, 3, 4, 5)의 위성 정보를 확인하고, 위성 1, 2, 3, 4, 5, 6의 정보를 모두 가진 타 차량(No. 2, 3, 4)에게 정보 제공을 요청하였으나, 모두 거절된 경우 타 차량(No. 5)에게 정보 제공을 요청한 후 타 차량(No. 5)의 위성 1, 2, 3, 4의 정보를 이용하여 현재 위치를 보정하는 것도 가능하다.
도 9c에 도시된 바와 같이 위치 인식 장치는 공유 영역 이내의 타 차량(No. 2)이 위성 3, 4, 5, 6, 7의 정보를 갖고, 타 차량(No. 3)이 위성 1, 2, 5, 6의 정보를 가지며, 타 차량(No. 4)이 위성 1, 2, 5, 6, 7의 정보를 갖고, 타 차량(No. 5)이 위성 1, 2의 정보를 갖는다면 타 차량(No. 2, 3, 4)에게 정보 제공을 요청한 후, 타 차량(No. 2)으로부터 위성3, 4의 정보를 획득하고, 타 차량(No. 3, 4)으로부터 위성 1, 2의 정보를 획득할 수 있다.
이 경우, 타 차량(No. 5)는 두 개의 위성으로부터 신호를 수신하기 때문에 타 차량(No. 5)의 위치 인식도 불가능하다고 볼 수 있다. 이 때문에 위치 인식 장치는 타 차량(No. 5)의 정보를 이용하지 않는다.
도 10은 다른 실시 예에 따른 위치 인식 장치의 순서도로, 차량에 마련된 위치 인식의 순서를 설명한다.
차량은 위치 인식을 기반으로 하는 기능이 입력되면 위치 인식 장치의 동작을 활성화시킨다.
위치 인식 장치는 동작의 활성화 명령이 수신되면 GPS 수신기(150) 및 안테나 장치(140)의 동작을 활성화시킨다.
위치 인식 장치는 GPS 수신기(150)를 이용하여 복수의 위성의 신호를 수신(311)하고, 수신된 신호를 각각 분석하여 각 위성에서 신호를 송신한 시간 정보를 획득한다.
또한 위치 인식 장치는 신호가 수신된 위성의 식별 정보를 확인하고 확인된 식별 정보를 저장(312)한다.
위치 인식 장치는 위성 별로 신호의 송신 시간 정보와 GPS 수신기의 수신 시간 정보를 비교하여 복수의 위성과 차량 사이의 거리를 각각 획득하고 획득된 거리에 기초하여 차량의 현재 위치를 인식(313)한다.
위치 인식 장치는 차량이 주행하는 동안 위치를 인식하고 인식된 위치를 마이컴(170)으로 전송함으로써 위치 인식 기반의 기능을 수행할 수 있도록 한다.
위치 인식 장치는 차량의 현재의 위치를 인식하면서 미리 저장된 반경에 기초하여 공유 영역을 설정(314)한다.
여기서 공유 영역을 설정하는 것은, 일 실시 예와 동일하여 설명을 생략한다.
아울러, 공유 영역의 설정은 생략 가능하다.
위치 인식 장치는 차량의 현재의 위치 인식 중 통신이 불가능한 위성이 존재하는지 판단(315)하고 통신이 불가능한 위성이 존재한다고 판단되면 공유 영역 내에 위치하는 타 차량에게 정보 제공을 요청(316)한다.
이 때 공유 영역 내에 복수의 타 차량이 존재하면, 복수의 타 차량에게 정보 제공을 요청할 수도 있고, 복수의 타 차량 중 적어도 하나의 타 차량에게 선택적으로 정보 제공을 요청할 수도 있다.
위치 인식 장치는 타 차량에서 제공한 위성의 정보, 위치의 정보 및 주행 정보를 수신(317)하고 수신된 타 차량의 정보를 이용하여 현재의 위치를 보정(318)한 후 보정된 현재의 위치의 정보를 마이컴(170)에 전송한다.
예를 들어, 위치 인식 장치는 자 차량에서 통신 가능한 위성이 제1, 2, 3 위성이고, 통신 불가능한 위성이 제4위성이며, 타 차량에서 제 1, 2, 3, 4위성 모두 통신 가능하면, 자 차량의 위치 정보와 타 차량의 위치 정보에 기초하여 두 차량 사이의 거리를 확인하고, 확인된 두 차량 사이의 거리와 각 차량과 위성이 이루는 삼각형의 넓이의 비의 원리를 이용하여 통신 불가능한 제4위성의 정보를 예측할 수 있다.
이와 같이 위치 인식 장치는 위치 인식을 위한 위성의 통신이 불가능하게 되면 타 차량으로부터 통신이 불가능한 위성의 정보를 제공받아 현재의 위치를 보정할 수 있다.
또한 위치 인식 장치는 타 차량의 위치 인식에 사용된 복수의 위성 정보의 변화를 시간의 변화에 따라 각각 확인하고, 확인된 시간에 따른 위성 정보의 변화량에 기초하여 타 차량의 위치 변화량을 획득하여 자 차량의 현재 위치를 보정하는 것도 가능하다.
여기서 위치 변화량은 타 차량의 속도와 방향의 변화량일 수 있다.
1: 자 차량 2: 타 차량
3: 인프라4: 서버
140: 안테나 장치150: 수신기
200: 위치 인식 장치

Claims (25)

  1. 디바이스에 마련되는 위치 인식 장치에 있어서,
    복수의 위성 및 다른 디바이스와 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 복수의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 인식 중 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이면 다른 디바이스와의 통신을 제어하고, 통신 가능한 다른 디바이스 중 상기 복수의 위성과 동일한 위성이 기준 개수 이상인 다른 디바이스를 확인하고 상기 확인된 다른 디바이스로부터 위성의 정보를 수신하고 상기 복수의 위성의 정보와 상기 수신된 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 상기 현재 위치를 보정하는 제어부를 포함하는 위치 인식 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 확인된 다른 디바이스의 위치와 현재 위치에 기초하여 공유 영역을 설정하고 설정된 공유 영역 이내에 존재하는 다른 디바이스에게 정보 제공을 요청하는 것을 포함하는 위치 인식 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수의 위성의 정보와 상기 수신된 다른 디바이스의 위성의 정보를 확인 및 비교하여 동일 위성 간의 비교 정보를 획득하고, 상기 수신된 다른 디바이스의 위성의 정보 중 상기 디바이스에서 통신 불가능한 위성의 정보와 매칭되는 위성의 정보를 확인하고 확인된 위성의 정보와 상기 비교 정보에 기초하여 상기 디바이스의 위치를 인식하기 위한 상기 통신 불가능한 위성의 정보를 획득하는 것을 포함하는 위치 인식 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 다른 디바이스의 위치 정보를 더 수신하고 상기 현재의 위치의 정보와 상기 다른 디바이스의 위치 정보의 위치 차이에 기초하여 상기 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 더 포함하는 위치 인식 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    복수의 다른 디바이스로부터 위성의 정보가 수신되면 상기 복수의 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 상기 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고 각각 산출된 보정치를 평균하여 상기 현재 위치를 보정하는 것을 포함하는 위치 인식 장치.
  6. 디바이스에 마련되는 위치 인식 장치에 있어서,
    복수의 위성 및 다른 디바이스와 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 복수의 위성 중 동일한 위성이 기준 개수 이상인 다른 디바이스를 확인하고, 상기 확인된 다른 디바이스와의 거리에 기초하여 공유 영역을 설정하고, 상기 복수의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 인식 중 적어도 하나의 위성과의 통신이 불가능하면 상기 공유 영역 이내의 다른 디바이스로부터 통신 불가능한 위성의 정보를 수신하고 상기 수신된 통신 불가능한 위성의 정보에 기초하여 상기 현재 위치를 보정하는 제어부를 포함하는 위치 인식 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 수신된 통신 불가능한 위성의 정보는,
    상기 디바이스에서 통신 불가능한 위성과 상기 다른 디바이스 사이의 신호의 수신 시간 정보 및 거리 정보를 포함하는 위치 인식 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는,
    복수의 다른 디바이스로부터 위성의 정보가 수신되면 상기 복수의 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 상기 통신 불가능한 위성의 정보를 각각 획득하고, 각각 획득된 통신 불가능한 위성의 정보에 기초하여 상기 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고 각각 산출된 보정치를 평균하여 상기 현재 위치를 보정하는 것을 포함하는 위치 인식 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 다른 디바이스의 위치 정보를 더 수신하고 상기 현재의 위치의 정보와 상기 다른 디바이스의 위치 정보의 위치 차이에 기초하여 상기 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 더 포함하는 위치 인식 장치.
  10. 복수의 위성으로부터 신호를 수신하는 수신기;
    타 차량과 통신을 수행하는 안테나 장치; 및
    상기 복수의 위성의 신호를 분석하여 복수의 위성의 정보를 획득하고 획득된 복수의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치의 인식 중 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이면 상기 안테나 장치를 이용하여 타 차량과의 통신을 제어하고, 상기 복수의 위성과 동일한 위성이 기준 개수 이상인 타 차량을 확인하고, 상기 확인된 타 차량과의 거리에 기초하여 공유 영역을 설정하고, 상기 설정된 공유 영역 이내에 존재하는 타 차량에게 정보 제공을 요청하고, 상기 타 차량으로부터 위성의 정보를 수신하고 상기 복수의 위성의 정보와 상기 수신된 타 차량의 위성의 정보에 기초하여 상기 현재 위치를 보정하는 위치 인식 장치를 포함하는 차량.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 위치 인식 장치는,
    상기 복수의 위성의 정보와 상기 수신된 타 차량의 위성의 정보를 확인 및 비교하여 동일 위성 간의 비교 정보를 획득하고, 상기 수신된 타 차량의 위성의 정보 중 상기 수신기에서 수신 불가능한 위성의 정보와 매칭되는 위성의 정보를 확인하고 확인된 위성의 정보와 상기 비교 정보에 기초하여 상기 수신기에서 수신 불가능한 위성의 정보를 획득하는 것을 포함하는 차량.
  12. 삭제
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 위치 인식 장치는,
    상기 공유 영역 이내에 타 차량이 존재하지 않으면 상기 공유 영역보다 큰 통신 가능 영역 이내의 타 차량에게 정보 제공을 요청하는 것을 포함하는 차량.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 위치 인식 장치는,
    상기 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보를 더 수신하고 상기 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보에 기초하여 상기 보정된 위치 정보를 추가적으로 보정하는 것을 포함하는 차량.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 위치 인식 장치는,
    복수의 다른 디바이스로부터 위성의 정보가 수신되면 상기 복수의 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 상기 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고 각각 산출된 보정치를 평균하여 상기 현재 위치를 보정하는 것을 포함하는 차량.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 위치 인식 장치는,
    복수의 타 차량으로부터 위치 정보 및 주행 정보가 더 수신되면 상기 복수의 타 차량의 위치 정보와 주행 정보에 기초하여 상기 보정된 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고 각각 산출된 보정치를 평균하여 상기 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 포함하는 차량.
  17. 제 10 항에 있어서,
    속도 및 방향을 검출하는 검출부를 더 포함하고,
    상기 위치 인식 장치는, 상기 검출부에서 검출된 속도 정보 및 방향 정보에 기초하여 상기 타 차량과의 위치 차이 및 위치 변화량을 획득하고 획득된 위치 차이 및 위치 변화량에 기초하여 상기 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 포함하는 차량.
  18. 제 17 항에 있어서,
    타 차량으로부터 정보 제공 요청 신호가 수신되면 상기 속도 정보, 상기 방향 정보, 상기 복수의 위성의 정보 및 상기 위치 인식 장치에서 인식된 현재 위치 정보의 전송을 제어하는 마이컴을 더 포함하는 차량.
  19. 삭제
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 안테나 장치는 인프라와의 통신을 더 수행하고,
    상기 위치 인식 장치는, 상기 인프라의 정보에 기초하여 상기 현재 위치를 보정하는 것을 더 포함하는 차량.
  21. 차량에 마련된 위치 인식 장치의 제어 방법에 있어서,
    수신기에 수신된 복수의 위성의 신호를 분석하여 복수의 위성의 정보를 획득하고,
    상기 획득된 복수의 위성의 정보에 기초하여 현재 위치를 인식하고,
    상기 현재 위치 인식 중 통신 가능한 위성의 개수가 기준 개수 미만이면 상기 복수의 위성과 동일한 위성이 기준 개수 이상인 타 차량을 확인하고,
    상기 확인된 타 차량과의 거리에 기초하여 공유 영역을 설정하고,
    상기 설정된 공유 영역 이내에 존재하는 타 차량에게 정보 제공을 요청하고,
    상기 타 차량으로부터 위성의 정보를 수신하고,
    상기 복수의 위성의 정보와 상기 수신된 타 차량의 위성의 정보에 기초하여 상기 현재 위치를 보정하는 위치 인식 장치의 제어 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보를 더 수신하고,
    상기 타 차량의 위치 정보 및 주행 정보에 기초하여 상기 보정된 위치를 추가적으로 보정하는 것을 더 포함하는 위치 인식 장치의 제어 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 보정된 위치를 추가적으로 보정하는 것은,
    상기 인식된 현재 위치의 정보와 상기 타 차량의 위치의 정보를 비교하여 초기 위치 차이를 획득하고,
    상기 타 차량의 주행 정보 중 속도 정보와 방향 정보에 기초하여 상기 타 차량의 단위 시간의 위치 변화량을 획득하고,
    상기 보정된 현재 위치의 정보와 상기 초기 위치 차이와 상기 단위 시간의 위치 변화량에 기초하여 상기 보정된 위치를 보정하는 것을 포함하는 위치 인식 장치의 제어 방법.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 현재 위치를 보정하는 것은,
    복수의 다른 디바이스로부터 위성의 정보가 수신되면 상기 복수의 다른 디바이스의 위성의 정보에 기초하여 상기 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고,
    상기 각각 산출된 보정치를 평균하여 상기 현재 위치를 보정하는 것을 포함하는 위치 인식 장치의 제어 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    복수의 타 차량으로부터 위치 정보 및 주행 정보가 더 수신되면 상기 복수의 타 차량의 위치 정보와 주행 정보에 기초하여 상기 보정된 현재 위치의 보정치를 각각 산출하고,
    상기 각각 산출된 보정치를 평균하여 상기 보정된 현재 위치를 추가적으로 보정하는 것을 더 포함하는 위치 인식 장치의 제어 방법.
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