KR0152733B1 - 차량의 위치검출장치 및 그 장치에서의 복층도로 검출방법 - Google Patents

차량의 위치검출장치 및 그 장치에서의 복층도로 검출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 위치검출장치 및 그 장치에서의 복층도로 검출방법에 관한 것으로, 그 장치적 구성은 차량의 위치를 감지하는 위치센서(10)와, 차량의 기울기를 감지하는 경사각센서(20), 도로구조에 대한 정보가 데이터베이스화되어 있는 맵데이터베이스(30), 상기 위치센서(10)와 GPS위성(11)으로 부터 인가되는 정보를 기초로한 차량의 현재 위치와 상기 맵데이터베이스(30)로 부터 읽어드린 도로구조에 대한 정보 및 상기 경사각센서(20)로 부터 읽어드린 경사각 정보를 종합하여 현재의 차량이 어느 도로상을 주행하고 있는지를 판단하는 차량항법장치(40), 상기 차량항법장치(40)의 제어신호에 따라 표시부(60)를 구동시키는 표시구동부(50) 및, 상기 표시구동부(50)의 구동에 따라 현재 차량이 주행하고 있는 도로상의 위치를 표시하여 주는 표시부(60)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며, 그 방법은 차량이 해당구간에서 일정한 각도 이상 또는 이하의 기울기를 가지고 일정거리이상 주행하게 되면 이를 지상 또는 지하도로 즉 복층도로로 판단하여 현재의 위치를 검출하고 이 정보를 기초로 맵메칭, 경로계산 경로이탈여부판단 등을 수행토록 함을 특징으로 한다.

Description

차량의 위치검출장치 및 그 장치에서의 복층도로 검출방법
제1도는 본 발명에 따른 차량의 위치검출장치의 블록구성도.
제2도는 본 발명에 따른 차량의 위치검출장치에서의 복층도로 검출방법을 설명하는 플로우차트.
제3도는 본 발명에 따른 차량의 위치검출장치에서 복층도로의 검출시 2차원상의 표시부에 그 복층도로가 표시되는 일례를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 위치센서 11 : GPS
20 : 경사각센서 30 : 맵데이터베이스
40 : 차량항법장치 50 : 표시구동부
60 : 표시부
본 발명은 차량의 위치검출장치 및 그 장치에서의 복층도로 검출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고가도 또는 지하도가 있는 복층의 도로구간을 주행할시에 현재의 주행위치를 정확히 검출하여 경로안내 및 맵매칭(Map Matching)에 적용시키도록 하는 차량의 위치검출장치 및 그 장치에서의 복층도로 검출방법에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 자동차 항법장치에 있어서 차량위치의 검출은 GPS(Global Positioning System)의 인공위성을 이용하거나 차량자체에 장착된 방향/거리센서에 의해서 수행된다.
상기 GPS의 위성은 차량이 위치한 절대위치를 검출하지만 그 검출오차의 범위가 크며 특히, 지상도로를 기준으로 고가도로 또는 지하도로까지의 높이차이에 의한 지상차도와 고가 또는 지하차도의 검출은 그 높이차이가 크지않기 때문에 고도값에서는 매우 큰 오차가 발생하게 된다.
또한, 차량자체에 장착된 방향센서 및 거리센서를 이용하여 차량의 주행위치를 검출하는 방법은 단시간 내에서나 작은거리의 이동에 대해서는 비교적 정확한 위치검출이 가능하지만 장거리의 이동에 대해서는 누적오차가 증가하는 단점을 가지고 있으며, 이와 같은 방법은 고도차이는 검출하지 못하는 문제가 있다.
즉, 동일한 경위도상의 지상도로를 기준으로 그 지상도로로부터 고가차도까지 또는 지하차도까지의 높이차이는 GPS위성을 이용하여 검출하기에는 그 높이차이값이 GPS위성으로 계산한 고도값의 오차범위내에 존재하는 작은값이 되므로 지상 또는 지하차도의 검출이 어려우며 또한, 차량자체에 적용된 방향센서나 거리센서는 실제적으로 고도값의 검출은 이루어지지 않고있어 도로가 복층으로 존재하는 경우에는 동일한 경위도상에서 차량의 현재위치 가 고가 또는 지하도로에 있는지 지상도로에 있는지에 대한 검출이 되지않는 문제가 있는 것이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 차량에 차량의 기울기를 감지하는 경사각센서를 장착하여 시간과 속도에 따른 차량의 기울기와 맵데이터베이스(Map Database)로부터 읽어드린 해당지역의 도로형상에 대한 정보 예컨대, 도로가 복층으로 존재하는지에 대한 정보를 비교하여 차량이 고가(또는 지하)도로를 통과하는지 지상도로를 통과하는지를 검출할 수 있도록 하는 차량의 위치검출장치 및 그 장치에서의 복층도로 검출방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면 차량의 위치를 감지하는 위치센서와, 차량의 기울기를 감지하는 경사각센서, 도로구조에 대한 정보가 데이터베이스화 되어 있는 맵데이터베이스, 상기 위치센서와 GPS위성으로 부터 인가되는 정보를 기초로 한 차량의 현재 위치와 상기 맵데이터베이스로부터 읽어드린 도로구조에 대한 정보 및 상기 경사각센서로 부터 읽어드린 경사각 정보를 종합하여 현재의 차량이 어느 도로상을 주행하고 있는지를 판단하는 차량항법장치, 상기 차량항법 장치의 제어신호에 따라 표시부를 구동시키는 표시구동부 및, 상기 표시구동부의 구동에 따라 현재 차량이 주행하고 있는 도로상의 위치를 표시하여 주는 표시부를 포함하여 구성된 차량의 위치검출장치가 제공된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 위치검출장치 및 그 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명에 따른 차량의 위치검출장치의 블럭구성도로, 동 도면에서 참조부호 10은 차량에 설치되어 차량의 현재 위치를 감지하는 위치센서를 나타내고, 20은 차량에 설치되어 차량의 기울기를 감지하는 경사각센서를 나타내며, 30은 도로구조에 대한 정보가 데이터베이스화 되어 저장되어 있는 맵데이터베이스를 나타내는 것이다.
또한, 참조부호 40은 상기 위치센서(10)와 참조부호 11로 표시된 GPS위성으로 부터 인가되는 정보를 기초로한 차량의 현재 위치와 상기 맵데이터베이스(30)로 부터 읽어드린 도로구조에 대한 정보 및 상기 경사각센서(20)로 부터 읽어드린 경사각 정보를 종합하여 현재의 차량이 어느 도로상을 주행하고 있는지를 판단하는 차량항법장치를 나타내고, 50은 상기 차량항법장치(40)의 제어신호에 따라 후술하는 표시부(60)를 구동시키는 표시구동부를 나타내며, 60은 상기 표시구동부(50)의 구동에 따라 현재 차량이 주행하고 있는 도로상의 위치를 표시하여 주는 표시부를 나타내는 것으로, 그 표시부(60)는 액정표시장치(LCD) 또는 CRT모니터로 구성하여 예컨대 지상도로와 고가도로가 복층으로 존재하는 구간에서는 상기 LCD 또는 CRT모니터의 화면상에 제3도에 도시한 바와 같이 복층도로를 표시하여 준다.
제2도는 본 발명에 따른 차량의 위치검출장치에서의 복층도로 검출방법을 설명하는 플로우차트로, 동 플로우차트에서 참조부호 71은 스피드미터(Speedmeter)의 펄스수(N)를 제로(0)상태로 초기화시키는 단계를 나타내고, 72는 차량의 경사각센서(20)로 부터 감지되는 경사각(Q)이 기설정된 상한기준 경사각(+Q0)의 이상값 또는 기설정된 하한기준경사각(-Q0)의 이하값이 되는가의 여부를 판단하는 단계를 나타내며, 73은 상기 단계 72 수행 후 그 단계 72의 판단조건을 만족하는 상태에서의 주행거리(Ln)를 계산하는 단계를 나타내는 것으로, 그 주행거리(Ln)는 하기 식(1)과 같이 구할 수 있다.
Ln=Ln-1+ (S * N) ‥‥‥‥ 식 (1)
상기 식(1)에서 Ln은 주행거리, S는 스피드미터의 1펄스당 진행거리, N은 스피드미터의 펄스수를 나타내는 것이다.
또한, 참조부호 74는 상기 단계 73을 수행하여 상기 단계 72의 조건을 만족하는 상태에서의 주행거리(Ln)가 기설정된 기준거리(L0) 이상이 되는지의 여부를 판단하는 단계이고, 75는 상기 단계 74를 수행하여 그 단계 74의 조건을 만족할 시에 플래그(flag) 비트를 1로 세팅하여 차량의 현재 주행위치가 고가 또는 지하도임을 인지하도록 하는 단계를 나타내며, 76은 상기 단계 75를 수행한 후 위치센서(10)와 GPS위성(11)으로 부터 인가되는 정보를 기초로한 극량의 현재 위치의 맵데이터베이스(30)내에 고가 또는 지하차도가 존재하는가의 여부를 판단하는 단계를 나타내는 것으로, 상기 단계 76의 수행 후 맵데이터베이스(30)내에 고가 또는 지하도가 존재하지 않는다고 판단되면 단계 77의 수행으로 들어가 상기 단계 73에서 계산된 주행거리(Ln)와 상기 단계 75에서 1로 세팅된 플래그(flag) 비트를 모두 제로(0)상태로 재세팅시킨다.
또한, 참조부호 78은 상기 단계 76의 수행 후 맵데이터베이스(30)내에 고가 또는 지하도가 존재한다고 판단되면 맵메칭(Map Matching), 경로계산 및, 경로이탈여부 계산 등을 수행하여 표시부(60)상에 제3도에 도시한 바와 같이 복층도로를 표시하여 준 다음 상기 단계 77의 수행을 거쳐 상기 단계 71의 초기상태부터 다시 시작하도록 하는 단계를 나타내는 것이다.
이어, 본 발명에 따른 차량의 위치검출장치의 작용효과에 대하여 설명한다.
고가(또는 지하)차도는 진출입 지점에서 일반적인 도로표면에 비하여 상대적으로 큰 기울기를 가지고 있다. 따라서, 고가(지하)도로의 진출입 지점에서 차량이 진행할 때 경사각센서(20)를 이용하여 차량의 기울기 변화를 측정함으로써 차량이 지상도로에서 고가(지하)도로로의 진행여부와 고가(지하)도로에서 지상도로로의 진행여부를 판단할 수 있는바, 이와 같이 경사각센서(20)를 이용한 복층도로의 판단방법은 상기에서 제2도의 플로우차트를 참조하여 설명한 바와 같다.
그리고, 차량항법장치(40)는 GPS위성(11)이나 차량의 위치센서(10)로부터 인가되어 읽어드린 데이터정보를 기초로 차량항법장치(40)에서 계산된 차량의 현재위치와 맵데이터베이스(30)로 부터 읽어드린 그 계산된 차량의 현재위치에 대한 도로구조의 정보(현재위치로 부터 일정한 범위내에 고가(지하)도로가 존재하는지에 대한 정보) 및 경사각센서(20)로부터 일정한 간격으로 읽어드린 경사각정보를 모두 종합하여 현재의 차량이 어느 도로상을 주행하고 있는지 판단한 다음 그 판단결과에 따라 표시구동부(50)에 제어신호를 인가하여 2차평면구조의 표시부(60)에 표시한다.
상기와 같이 검출한 차량의 현재위치가 지상도로 또는 고가나 지상도로 중 어느 도로상에 있더라도 3차원의 위치검출을 수행하여 경위도가 동일한 지상도로와 고가(또는 지하)도로가 존재하는 복층도로구조를 갖는 곳에서의 정확한 차량위치검출이 가능하다. 이렇게 검출된 현재의 위치는 현재위치를 보정하기 위한 기술 중의 하나인 맵메칭에 적용이 가능하여 차량이 고가(지하)도로로 진행하는 것으로 판단되면, 고가(지하)도로는 지도상에서 또는 맵데이터상에서 특별한 위치인식지점(지상도로와 동일경위도이지만 복층의 다른도로로서의 위치인식지점)이 되므로 현재위치를 보정하고 확정하는데 있어서 정확한 자료로 이용하여 맵메칭시에 정확한 위치판단의 기초가 된다.
상기 맵메칭(Map Matching)이라 함은 GPS위성(11)과 차량의 위치센서(10)로부터 검출한 현재 위치 데이터는 실제의 위치로 부터 오차를 갖는 값이므로 표시부(60)상에 지도와 현재위치를 동시에 표시할 경우 오차만큼 길에서 현재위치가 벗어나서 표시되므로 실제도로의 형상과 차량이 진행한 주행궤적을 비교하여 가장 근사한 형상을 갖는 도로로 현재의 차량위치를 이동시키는 것을 말한다.
또한, 본 발명에 의하여 검출한 고가(또는 지하)차도에 대한 차량위치정보는 차량항법장치(40)에 적용되는 안내기능에도 매우 유효하게 사용되는바, 이는 2차원의 지도상에서 도로가 복층으로 존재하는 경우 운전자는 고가도로를 이용해야 하는지 지상도로를 이용해야 하는지 판단이 어려울 수 있으며 상기에서처럼 취득한 데이터는 복층도로에 대한 정보의 판단이 가능하므로 운전자에게 고가(지하)차도로의 진행여부를 진입이전에 알려주고 차량의 진행을 계속적으로 감시하여 항법장치(40)가 안내하는데로 차량이 주행하고 있는가를 판단하는 등 경로이탈 여부 및 경로계산에 매우 유효하게 사용된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 차량의 위치검출장치 및 그 방법에 의하면 차량의 현재위치가 복층도로구간에 위치하는 경우에 차량의 현재위치가 고가(지하)도로인지 지상도로인지를 판단하여 현재위치로부터 목적지까지 최단 및 최적의 정확한 경로를 계산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 차량의 위치를 감지하는 위치센서(10)와, 차량의 기울기를 감지하는 경사각센서(20), 도로구조에 대한 정보가 데이터베이스화되어 있는 맵데이터베이스(30), 상기 위치센서(10)와 GPS 위성 (11)으로부터 인가되는 정보를 기초로 한 차량의 현재 위치와 상기 맵데이터베이스(30)로 부터 읽어드린 도로구조에 대한 정보 및 상기 경사각센서(20)로 부터 읽어드린 경사각 정보를 종합하여 현재의 차량이 어느 도로상을 주행하고 있는지를 판단하는 차량 항법장치(40), 상기 차량 항법장치(40)의 제어신호에 따라 표시부(60)를 구동시키는 표시구동부 (50) 및, 상기 표시구동부(50)의 구동에 따라 현재 차량이 주행하고 있는 도로상의 위치를 표시하여 주는 표시부(60)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 위치검출장치.
  2. 스피드미터(Speedmeter)의 펄스수(N)을 제로(0)상태로 초기화시키는 단계(단계 71), 차량의 경사각센서(20)로부터 감지되는 경사각(Q)이 기설정된 상한기준경사각(+Q0)의 이상값 또는 기설정된 하한기준 경사각(-Q0)의 이하값이 되는가의 여부를 판단하는 단계(단계 72), 상기 단계 72의 수행 후 그 단계 72의 판단조건을 만족하는 상태에서의 주행거리(Ln)를 계산하는 단계(단계 73), 상기 단계 73을 수행하여 상기 단계 72의 조건을 만족하는 상태에서의 주행거리(Ln)가 기설정된 기준거리(L0) 이상이 되는지의 여부를 판단하는 단계(단계 74), 상기 단계 74를 수행하여 그 단계 74의 조건을 만족할 시에 플래그(flag)비트를 1로 세팅하여 차량의 현재 주행위치가 고가 또는 지하도임을 인지하도록 하는 단계(단계 75), 상기 단계 75를 수행한 후 위치센서(10)와 GPS위성(11)으로 부터 인가되는 정보를 기초로한 차량의 현재 위치에 고가 또는 지하차도가 존재하는가의 여부를 맵데이터베이스(30)내에 저장되어 있는 도로정보를 기초로 판단하는 단계(단계 76), 상기 단계 76의 수행 후 맵데이터베이스(30) 내에 고가 또는 지하도가 존재하지 않는다고 판단되면 상기 단계 73에서 계산된 주행거리(Ln)와 상기 단계 75에서 1로 세팅된 플래그(flag) 비트를 모두 제로(0) 상태로 재세팅시키는 단계(단계 77) 및, 상기 단계 76의 수행 후 맵데이터베이스(30) 내에 고가 또는 지하차도가 존재한다고 판단되면 그 정보를 기초로 맵메칭(Mat Matching), 경로계산 및, 경로이탈여부 계산 등을 수행하고 표시부(60)상에 복층도로를 표시하여 준 다음 상기 단계 77의 수행을 거쳐 상기 단계 71의 초기상태부터 다시 시작하도록 하는 단계(단계 78)를 구비하여 순차동작함을 특징으로 하는 차량의 위치검출장치에서의 복층도로 검출방법.
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