KR100216535B1 - Positioning Method of Vehicles Using Position Matching Value for Car Navigation System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주행 차량의 위치 측정 방법에 관한 것으로서, 차량에 부착된 방향 및 거리 센서로부터 수집된 자료를 이용하여 데드레코닝 기법으로 차량의 현재 위치를 구한 후 그 위치를 제 1 이동 위치로 설정하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에서 구해진 제 1 이동 위치를 위치 정합도를 이용한 맵 매칭 방법에 의해 수치도로 지도상의 도로에 보정한 후 그 위치를 제 2 이동 위치로 설정하는 제 2 단계와, GPS로부터 수신된 신호를 해석하여 차량의 현재 위치를 구한 후 그 위치를 제 3 이동 위치로 설정하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 구해진 제 3 이동 위치를 위치 정합도를 이용한 맵 매칭 방법에 의해 수치도로 지도상의 도로에 보정한 후 그 위치를 제 4 이동 위치로 설정하는 제 4 단계와, 상기 제 1 내지 제 4 이동 위치들의 단거리 주행 패턴을 각각 구하는 제 5 단계와, 상기 제 5 단계에서 구한 제 1 내지 제 4 이동 위치들의 각 단거리 주행 패턴과 수치도로 지도의 도로 패턴이 일치하는 정도를 나타내는 유사도를 각각 비교하여 가장 높은 유사도를 갖는 이동 위치를 최종 현재 위치로 선택하는 제 6 단계로 구성되어, 위치 오차가 누적되지 않고, GPS 신호가 수신되지 않는 가로수 밑, 터널 속, 빌딩 숲 등에서도 연속적으로 차량의 위치를 측정할 수 있다는 장점이 있다.The present invention relates to a method for measuring a position of a driving vehicle, wherein the current position of a vehicle is obtained by using a dead reckoning technique using data collected from a direction and distance sensor attached to the vehicle, and then the position is set as a first moving position. A second step of correcting the first moving position obtained in the first step and the first moving position obtained in the first step to the road on the numerical road by a map matching method using a position matching degree, and then setting the position as the second moving position; A third step of analyzing a signal received from GPS to obtain a current position of the vehicle, and then setting the position as a third moving position; and using the third matched position obtained in the third step as a map matching method. A fourth step of correcting the road on the numerical road map and setting the position as the fourth moving position, and calculating a short-distance driving pattern of the first to fourth moving positions, respectively. Is a comparison between the fifth step and the similarity indicative of the degree of coincidence between each of the short-distance driving patterns of the first to fourth moving positions obtained in the fifth step and the road pattern of the numerical road map. In the sixth step of selecting the final current position, the positional error is not accumulated, and the position of the vehicle can be continuously measured even under a roadside, in a tunnel, in a building forest, and the like where a GPS signal is not received.

Description

위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법{Positioning Method of Vehicles Using Position Matching Value for Car Navigation System}Positioning Method of Vehicles Using Position Matching Value for Car Navigation System

본 발명은 주행 차량의 위치 측정 및 수치 도로 지도 상의 도로에 보정하는 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법에 관한 것으로서, 특히, 다중 센서를 이용하여 복잡한 도로 형태와 시시각각으로 변하는 교통 상황을 적절하게 고려하여 운전자에게 목적지까지 가장 안전하고 빠른 최적의 주행 경로를 편리하게 제공하기 위한 주행 차량의 위치 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring the position of a driving vehicle for vehicle navigation using a position matching degree corrected on a road on a numerical road map and a position measurement of a driving vehicle. The present invention relates to a method for measuring a position of a traveling vehicle to conveniently provide a driver with a safest and fastest optimal driving route to a destination in consideration of a situation.

차량 항법 시스템은 주행하는 차량의 위치 결정을 반드시 필요로 하며, 차량의 위치 정보는 차량의 현위치 표시, 경로 안내, 그리고, 주변 환경 인식 등에 사용되므로 허용된 오차 범위 이내에서 실시간으로 연속적으로 제공되어야 한다. 또한, 잘못된 위치 또는 불연속적인 위치 정보의 제공은 안전 운전에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서, 차량 항법 시스템에 있어서 차량의 위치 결정은 매우 중요한 위치를 차지한다.The vehicle navigation system necessarily needs to determine the position of the driving vehicle, and the position information of the vehicle is used for displaying the current position of the vehicle, guiding the route, and recognizing the surrounding environment, and thus must be continuously provided in real time within the allowable error range. do. In addition, the provision of incorrect or discontinuous location information can seriously affect safe driving. Therefore, positioning of the vehicle occupies a very important position in the vehicle navigation system.

이러한, 차량의 위치 결정 방법은 차내에 장착된 센서로부터 수집된 자료를 이용하여 위치를 알아내는 자립식 위치 측정 방법, 외부의 신호를 수신하여 위치를 알아내는 전파항법식 위치 측정 방법, 그리고, 자립식과 전파 항법식을 함께 이용하는 혼합식 위치 측정 방법이 있다.Such a vehicle positioning method includes a self-standing position measuring method for locating position using data collected from a sensor mounted in a vehicle, a radio navigation position measuring method for finding a position by receiving an external signal, and self-standing. There is a mixed position measuring method using an equation and a radio navigation formula together.

이와 같은 차량 위치 측정 방법들을 구분하여 설명하면 다음과 같다.The vehicle location measuring methods are described in detail as follows.

자립식 위치 측정 방법Freestanding position measuring method

자립식 위치 측정 방법은 이론적으로 이미 1980년 중반에 차량 항법 시스템의 출현과 더불어 같이 소개된 데드레코닝(dead reckoning)과 맵 매칭(map matching) 기법을 주로 이용한다.The self-supporting position measuring method mainly uses dead reckoning and map matching techniques, which were theoretically introduced with the advent of the vehicle navigation system in the mid-1980s.

데드레코닝 방법은 외부 신호의 도움없이 차량 내부에 장착된 센서로부터 수집된 이동 거리와 진행 방향 자료를 이용하여 출발점으로부터 상대 위치를 구하는 방법으로써, 도 1에 데드레코닝(Dead Reckoning) 기법에 의한 위치 추적 방법에 대한 설명도가 나타나 있다.The dead reconning method is a method of obtaining a relative position from a starting point by using travel distance and traveling direction data collected from a sensor mounted inside a vehicle without the help of an external signal. An illustration of the location tracking method is shown.

도 1을 참조하면, 데드레코닝 기법은 차량의 초기 위치를 (x 0,y 0)라고 하고, 그 위치에서부터 차량이 이동한 방향(θi) 및 이동 거리(d i)를 측정하여 차량이 이동한 현재 위치를 알아내는 방법이다. 이 때, 차량의 이동 방향(θi) 및 이동 거리 (d i)는 차량 내부의 센서로부터 얻어지며, 현재 위치를 알아내기 위한 계산식은 식 1과 같다.Referring to FIG. 1, the dead reconning technique refers to an initial position of the vehicle as ( x 0 , y 0 ), and measures the direction (θ i ) and the moving distance ( d i ) in which the vehicle moves from the position. How to find out where you have moved. At this time, the moving direction θ i and the moving distance d i of the vehicle are obtained from a sensor inside the vehicle, and a calculation equation for finding a current position is shown in Equation 1 below.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

그러나, 이 때 사용되는 자이로(gyro), 전자 나침반(electronics compass) 등의 방향 센서는 회전 방향에 따라 오차가 다를 수 있고, 정지시 진행 방향이 한쪽 방향으로 편향되거나 변화할 수 있으므로 센서를 이용하여 측정된 진행 방향은 오차를 포함할 수 있으며, 휠(wheel) 센서 등에 의한 이동 거리의 측정도 바퀴의 공기압, 도로의 노면 상태 등 외부 요소에 의해 오차를 포함한다.However, the direction sensor such as a gyro, electronic compass, etc. used at this time may have a different error depending on the rotation direction, and when moving, the direction of travel may be deflected or changed in one direction. The measured traveling direction may include an error, and the measurement of the moving distance by a wheel sensor or the like also includes an error due to external factors such as air pressure of a wheel and a road surface state of a road.

따라서, 이와 같이 오차가 포함된 센서 자료를 사용하는 데드레코닝 방법은 이 오차들이 누적되어 잘못된 차량의 위치를 산출할 수 있으며, 특히, 현위치 표시 등을 위해 제작된 수치 지도 자료는 주로 도로의 중심선이 입력되는데 차량은 교차로는 물론 일반 도로에서도 중심선을 따라 주행하지 않으며 또 입력할 때 입력 오차를 내포할 수 있으므로 차량의 위치가 잘못된 위치에 표시될 수 있으므로, 이러한 오차는 반드시 제거되어야 한다.Therefore, the dead reconning method using the sensor data including the error may accumulate these errors to calculate the position of the wrong vehicle. In particular, the digital map data produced for displaying the current position is mainly used for the road. Since the centerline is input, the vehicle does not travel along the centerline at intersections or general roads, and may contain an input error at the time of input, and thus the position of the vehicle may be displayed at the wrong position.

맵 매칭(map matching) 방법은 데드레코닝 방법 등으로 측정된 위치 및 수치 지도가 포함하는 오차를 보정하는 방법으로, 차량의 위치는 항상 도로 위에 존재한다는 가정을 기본으로 측위된 위치를 수치 지도의 도로 위로 보정하는 방법이다. 따라서, 이러한 맵 매칭 방법에는 정확한 차량의 위치 표현, 최적 경로 안내, 목적지 검색, 지형 지물 정보 제공 기능의 수행뿐만 아니라 차량의 위치 보정을 위해서도 수치 지도가 필수적으로 요구된다.The map matching method is a method of correcting an error included in a location and a numerical map measured by a dead reckoning method. The map matching method is based on the assumption that a vehicle is always on a road. How to calibrate up the road. Therefore, such a map matching method requires a digital map not only for accurate vehicle position representation, optimal route guidance, destination search, and feature information providing but also for vehicle position correction.

이러한, 자립식 위치 측정 방법은 위치 자료의 연속성이 보장되고, 특히, 차내에 장착된 센서를 이용한 데드레코닝 기법은 비교적 짧은 거리를 이동하였을 때는 비교적 정확한 반면, 사용자 입력에 의한 초기 위치 설정, 센서의 부정확성 등에 의한 오차의 누적 등이 단점이 있고, 한 번 잘못된 위치를 결정하면 그 이후에는 차량의 제 위치 측위가 매우 어렵다.This self-supporting position measuring method guarantees the continuity of the position data. In particular, the dead reconning technique using a sensor mounted in a vehicle is relatively accurate when traveling a relatively short distance, while initial positioning by a user input, a sensor Accumulation of errors due to inaccuracies, etc. is disadvantageous, and once the wrong position is determined, positioning of the vehicle is very difficult thereafter.

전파항법식 위치 측정 방법Radionavigation Position Measurement Method

전파항법식 위치 측정 방법의 대표적 시스템은 GPS(Global Positioning System)으로서, 이는 지구 궤도를 돌고 있는 인공위성 군으로부터 보내 오는 전파 신호를 수신하여 자신의 3차원 위치와 시각을 자동적으로 실시간에 측정하는 고정밀 위성 항법 체계이다.A representative system of the radio navigation positioning method is a GPS (Global Positioning System), which is a high-precision satellite that receives radio signals from satellite groups orbiting the earth and automatically measures their 3D position and time in real time. It is a navigation system.

GPS는 날씨에 관계없이 지구상 어디에서나 24시간 절대 위치 측정이 가능한 시스템으로 정식 명칭은 NAVSTAR GPS(NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System)이며, GPS에서 사용되는 측위 방법은 서로 다른 위성으로부터 발사되는 전파의 지연 시간을 계측하고, 각 위성 궤도로부터의 거리에서 현재의 위치를 구하는 방법이다.GPS is a system capable of 24 hours absolute positioning anywhere on earth regardless of weather. It is officially called NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System), and the positioning method used in GPS is based on radio waves from different satellites. The delay time is measured and the current position is obtained from the distance from each satellite orbit.

이 시스템을 이용한 차량 위치 측정은 오차가 누적되지 않으므로 전파 신호만 정상적으로 수신되면 운행 시간에 관계없이 오차가 비교적 일정하게 유지되는 장점이 있다. 또, 거리, 방향 센서 등은 필요로 하지 않고, 이용하기가 쉽고, 그리고 비교적 저렴하다는 장점이 있다.Since the error is not accumulated in the vehicle position measurement using this system, if the radio wave signal is normally received, the error may be relatively constant regardless of the driving time. In addition, there is an advantage that a distance, a direction sensor, and the like are not required, are easy to use, and relatively inexpensive.

반면에 가로수, 건물, 도로 노면 등에 의해 전파가 여러 갈래로 갈라지는 현상이 발생하므로 자료가 부정확할 수 있고, 터널, 지하 공간 등에서 신호가 수신되지 않는 자료의 불연속성이 존재할 수 있다. 그리고 S/A(Selective Availability) 실시 여부에 따라 25m에서 100m까지의 위치 오차가 발생할 수 있는 단점이 있다. 따라서 전파 항법식 방법을 이용하여 측정한 위치를 수치 도로 지도 상의 도로위에 정확히 표시하기 위해서는 맵 매칭 기법이 요구된다.On the other hand, because of the phenomenon that the electric wave splits into several branches due to roadsides, buildings, roads, etc., data may be inaccurate, and there may be discontinuity of data in which signals are not received in tunnels or underground spaces. In addition, there is a disadvantage that a position error from 25m to 100m may occur depending on whether S / A (Selective Availability) is implemented. Therefore, a map matching technique is required to accurately display the position measured using the radio navigation method on the road on the numerical road map.

따라서, 본 발명에서는 신호만 수신되면 절대 위치 측정 방법에 따라 누적 오차가 발생하지 않고 한정된 오차만을 포함하는 GPS의 장점과 단기간 이동시 정확한 결과를 나타내는 데드레코닝 기법을 동시에 이용하여, GPS 수신기로부터 수신된 GPS 위치 자료와 차내에 설치된 방향 센서 및 거리 센서로부터 수집된 센서 자료를 합성하여 미리 준비된 수치 지도의 도로와 비교하여 차량 항법 시스템용으로 주행 차량의 위치를 결정하는 신뢰할 수 있는 주행 차량의 위치 결정하는 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법을 제공하고자 한다. 즉, 본 발명에서 제공하는 주행 차량의 위치 측정 방법은 데드 레코닝 기법과 GPS 수신기를 이용하여 차량의 위치를 추정하고, 추정된 위치에 대한 보정 위치를 구하여 가장 정확하다고 판단되는 위치를 선택하는 과정이다.Therefore, in the present invention, when only a signal is received, a GPS error including a limited error does not occur according to an absolute position measuring method and only a limited error, and a dead reckoning technique indicating an accurate result in a short-term movement is simultaneously received from a GPS receiver. GPS location data and sensor data collected from the direction sensor and distance sensor installed in the car are synthesized and compared with the roads of the numerical map prepared in advance to determine the location of the reliable driving vehicle for determining the location of the driving vehicle for the vehicle navigation system. An object of the present invention is to provide a method for measuring a position of a traveling vehicle for vehicle navigation using position matching. That is, the method for measuring the position of the driving vehicle provided by the present invention is a process of estimating the position of the vehicle using a dead recording technique and a GPS receiver, and obtaining a corrected position for the estimated position to select the position which is determined to be the most accurate. to be.

본 발명에서 제공하는 주행 차량의 위치 측정 방법은 차량에 부착된 방향 및 거리 센서로부터 수집된 자료를 이용하여 데드레코닝 기법으로 차량의 현재 위치를 구한 후 그 위치를 제 1 이동 위치로 설정하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에서 구해진 제 1 이동 위치를 위치 정합도를 이용한 맵 매칭 방법에 의해 수치도로 지도상의 도로에 보정한 후 그 위치를 제 2 이동 위치로 설정하는 제 2 단계와, GPS로부터 수신된 신호를 해석하여 차량의 현재 위치를 구한 후 그 위치를 제 3 이동 위치로 설정하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 구해진 제 3 이동 위치를 위치 정합도를 이용한 맵 매칭 방법에 의해 수치도로 지도상의 도로에 보정한 후 그 위치를 제 4 이동 위치를 구하는 제 4 단계와, 상기 제 1 내지 제 4 이동 위치들의 단거리 주행 패턴을 각각 구하는 제 5 단계와, 상기 제 5 단계에서 구한 제 1 내지 제 4 이동 위치들의 각 단거리 주행 패턴과 수치도로 지도의 도로 패턴이 일치하는 정도를 나타내는 유사도를 각각 비교하여 가장 높은 유사도를 갖는 이동 위치를 최종 현재 위치로 선택하는 제 6 단계로 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a position of a driving vehicle by using a data collected from a direction and distance sensor attached to a vehicle to obtain a current position of a vehicle by using a dead reckoning technique, and then setting the position as a first moving position. A first step, a second step of correcting the first moving position obtained in the first step on the road on the numerical road map by a map matching method using a position matching degree, and setting the position as the second moving position; Analyzing the signal received from the third step of determining the current position of the vehicle and setting the position as the third moving position; and using the map matching method using the position matching degree for the third moving position obtained in the third step. A fourth step of obtaining a fourth moving position after correcting the road on the numerical road map and a short-distance driving pattern of the first to fourth moving positions, respectively; Step 5 and the similarity indicative of the degree of coincidence between each of the short-distance driving patterns of the first to fourth moving positions obtained in the fifth step and the road pattern of the numerical road map are respectively compared to the final current. It consists of a sixth step of selecting by position.

이 때, 상기 유사도는 상기 제 1 내지 제 4 이동 위치들 각각의 모든 궤적에 대한 위치 정합도를 구한 후, 상기 각 궤적들의 위치 정합도를 합산한 수치이며, 상기 위치 정합도는 추정된 차량의 위치와 수치도로지도와의 도로와의 이격거리 정도를 나타내는 거리 정합도와, 차량이 주행한 각도와 도로 각과의 이격 정도를 나타내는 이격 각 정합도의 합으로 구해진다.In this case, the degree of similarity is a value obtained by calculating a position matching degree for all the trajectories of each of the first to fourth moving positions, and then adding up the position matching degree of the respective trajectories, and the position matching degree of the estimated vehicle It is calculated | required by the sum of the distance matching degree which shows the distance of the distance from a road with a position and a numerical road map, and the separation angle matching degree which shows the degree of separation of the angle with which the vehicle traveled, and the road angle.

도 1은 데드레코닝(Dead Reckoning) 기법에 의한 위치 추적 방법에 대한 설명도,1 is an explanatory diagram of a location tracking method using a dead reckoning technique;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 후보 위치의 종류와 생성 과정에 대한 개념도,2 is a conceptual diagram for the type and generation process of candidate positions according to an embodiment of the present invention;

도 3은 이격 거리 및 이격 각도에 대한 설명도,3 is an explanatory diagram of the separation distance and the separation angle,

도 4는 이격 거리 정합도에 대한 그래프,4 is a graph of the distance matching degree,

도 5는 이격 각도 정합도에 대한 그래프,5 is a graph of the separation angle matching,

도 6은 본 발명 각 유형의 후보 위치와 궤적에 대한 그래프,6 is a graph of candidate positions and trajectories of each type of the present invention;

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법에 대한 흐름도,7 is a flowchart illustrating a method for measuring a position of a driving vehicle for vehicle navigation using a position matching diagram according to an embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주행 차량의 위치 측정 장치에 대한 구성도.8 is a block diagram of an apparatus for measuring a position of a traveling vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 방향 센서 20 : 거리 센서10: direction sensor 20: distance sensor

30 : GPS 수신기 40 : 주변장치 입력부30: GPS receiver 40: peripheral input unit

50 : 데이터베이스 60 : 중앙 처리 장치50: database 60: central processing unit

70 : 액정 화면 80 : 리모콘70: LCD screen 80: remote control

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 후보 위치의 종류와 생성 과정에 대한 개념도이고, 도 3은 이격 거리 및 이격 각도에 대한 설명도이고, 도 4는 이격 거리 정합도에 대한 그래프이고, 도 5는 이격 각도 정합도에 대한 그래프이고, 도 6은 본 발명 각 유형의 후보 위치와 궤적에 대한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법에 대한 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주행 차량의 위치 측정 장치에 대한 구성도이다.2 is a conceptual diagram of the type and generation process of candidate positions according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of a separation distance and a separation angle, FIG. 4 is a graph of the separation distance matching diagram, and FIG. 5 6 is a graph of a distance matching angle, FIG. 6 is a graph of candidate positions and trajectories of each type of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart of a method of measuring a position of a driving vehicle for vehicle navigation according to an embodiment of the present invention. 8 is a configuration diagram of an apparatus for measuring a position of a driving vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 후보 위치의 종류와 생성 과정에 대한 개념도로서, 본 발명에서 주행 차량의 현재 위치를 결정하기 위해 생성하는 후보 위치의 종류와 생성 과정이 나타나 있다. 이 때, 후보 위치는 수집된 자료들의 합성 결과에 따라 생성될 수 있는 차량의 위치로서, 사용되는 자료의 종류와 정합도를 이용한 맵 매칭 방법의 적용 여부에 따라 다수의 후보 위치가 생성 가능하며, 각각의 생성 방법에 따라 오차를 포함할 수 있다. 본 발명에서는 이 후보 위치 중에서 오차가 가장 적게 포함되어 신뢰도가 가장 높은 후보 위치를 주행하는 차량의 현위치로 결정한다.2 is a conceptual diagram of a type and a generation process of candidate locations according to an embodiment of the present invention, in which the type and generation process of candidate locations generated to determine a current location of a driving vehicle are shown. At this time, the candidate position is a position of a vehicle that can be generated according to the synthesis result of the collected data, and a plurality of candidate positions can be generated depending on the type of data used and whether the map matching method using the matching degree is applied. Errors may be included according to each generation method. According to the present invention, the candidate position with the least error among these candidate positions is determined to determine the current position of the vehicle that travels.

상기와 같은 후보 위치의 종류는 제 1 이동 위치(15)와, 제 2 이동 위치(18)와, 제 3 이동 위치(22)와, 제 4 이동 위치(24)가 있으며, 각 후보 위치 생성을 위해 확정된 차량의 전위치(13), GPS 위치(21), 수치 도로 지도(17), 그리고 센서로부터 수집된 차량의 진행각(11)과 전 위치로부터 현위치까지의 이동 거리(12)가 자료로 사용된다. 이 때, 확정된 차량의 전위치는 바로 전 순간에 차량이 위치하고 있었던 위치로서 본 발명에서 제안하는 방법에 의해 결정된 전위치를 나타낸다.The types of candidate positions as described above include a first moving position 15, a second moving position 18, a third moving position 22, and a fourth moving position 24. The vehicle's final position (13), GPS position (21), numerical road map (17), and traveling angle (11) of the vehicle collected from the sensor and travel distance (12) from the previous position to the current position Used as data. At this time, the potential value of the determined vehicle represents the potential value determined by the method proposed by the present invention as the position where the vehicle was located at the moment before.

GPS 위치는 GPS 시스템으로부터 수신된 신호가 나타내는 차량의 현위치를 의미한다. 이 때, 사용된 GPS 신호는 추적된 인공위성의 수가 일정 개수 이상이어야 하고, 또 GDOP(Geometry Dilution Of Precision)의 값이 일정 이내인 신뢰할 수 있는 신호이어야 한다. 각각의 자료들을 합성하기 위하여 데드레코닝과 정합도를 이용한 맵 매칭 기법이 사용된다. 이러한 기법에 의해 다양한 자료를 합성하여 생성하는 후보 위치의 종류는 조합의 결과에 따라 다수가 발생할 수 있지만, 본 발명에서는 그림 2와 같이 4종류로서 자세한 설명은 다음과 같다.GPS location refers to the current location of the vehicle indicated by the signal received from the GPS system. In this case, the GPS signal used should be a certain number of satellites tracked more than a certain number, and must be a reliable signal with a value of Geometry Dilution Of Precision (GDOP) within a certain number. In order to synthesize each data, map matching technique using dead reckoning and matching is used. There are many types of candidate positions generated by synthesizing various data by this technique, depending on the result of the combination. However, in the present invention, as shown in Fig. 2, detailed descriptions are as follows.

상기 제 1 이동 위치(15)는 확정된 전 위치 자료(13)와 센서로부터 수집된 진행각(11), 이동 거리(12)를 사용하여 데드레코닝 방법(Dead Reckoning)(14)으로 구한 위치이다. 이 때, 상기 제 1 이동 위치(15)는 전 확정 위치(13)로부터 데드레코닝 기법(14)으로 구하였기 때문에 센서 자료의 부정확성, 수치 지도의 오류, 차량의 차선 변경 등으로 수치 지도의 도로로부터 이탈될 수 있다.The first moving position 15 is a position obtained by the dead reckoning 14 using the determined total position data 13, the traveling angle 11 collected from the sensor, and the moving distance 12. to be. At this time, since the first moving position 15 is obtained from the definite position 13 by the dead reckoning technique 14, the road of the numerical map due to the inaccuracy of the sensor data, the error of the numerical map, the lane change of the vehicle, etc. May deviate from.

따라서, 이러한 위치 오류를 보정한 것이 상기 제 2 이동 위치(18)이며, 이는 맵 매칭 기법(16)에 의해 상기 제 1 이동 위치(15)가 미리 입력된 수치 도로 지도의 도로 지도(17)로 부터 이탈된 이격 거리 및 차량의 진행각 등을 비교하여 수치 지도의 도로위 위치 중 가장 잘 정합되는 위치이다.Therefore, it is the second moving position 18 that corrects this position error, which is the road map 17 of the numerical road map in which the first moving position 15 is input in advance by the map matching technique 16. It is the best matching position among the locations on the road of the numerical map by comparing the separation distance and the progress angle of the vehicle.

또한, 상기 제 3 이동 위치(22)는 GPS 시스템으로부터 수신된 GPS 위치(22)를 해석하여 구한 차량의 현재 위치이고, 상기 제 3 이동 위치(22)는 수신기의 성능, 선택적 유효성(S/A:Selective Availability)의 실시 여부, 멀티 패스(multipath)현상 등에 따라 오차를 포함할 수 있으므로 미리 입력된 수치 도로 지도의 도로와 일치하지 않을 수 있다. 따라서, GPS가 갖는 위치 오차를 보정하고 수치 도로 지도 상의 도로에 일치시키기 위하여, 수치 도로 지도에 입력되어 있는 도로와 GPS 위치 사이에 이격 거리가 가까우면서, 센서로부터 입력된 진행각과 수치도로에 입력된 도로의 기울기와 가장 잘 정합되는 수치 지도의 도로위 위치를 제 4 이동 위치(24)로 설정한다.In addition, the third moving position 22 is the current position of the vehicle obtained by analyzing the GPS position 22 received from the GPS system, and the third moving position 22 is the performance of the receiver and the selective validity (S / A). The error may be included depending on whether or not: Selective Availability is implemented, multipath phenomenon, and the like may not match the road of the numerical road map. Therefore, in order to correct the position error of the GPS and to match the road on the numerical road map, the distance between the road and the GPS position entered in the numerical road map is close, and the progress angle input from the sensor and the numerical road The position on the road of the numerical map that best matches the slope of the road is set as the fourth moving position 24.

이 때, 상기 제 2 이동 위치(18) 및 제 4 이동 위치(24)를 구하기 위해 사용되는 맵 매칭(map matching) 방법은 위치 정합도를 이용한다.At this time, the map matching method used to obtain the second moving position 18 and the fourth moving position 24 uses a position matching degree.

이 때, 위치 정합도는 수치 지도의 도로로부터 이탈된 거리를 나타내는 이격 거리와 이격 각도를 이용하여 산출하는데, 도 3을 참조하면, 이격 거리(Pd)는 추정된 차량의 위치에서 가장 가까운 입력된 수치 도로 지도 상의 도로(25)까지의 직선거리로서, 차량의 후보 위치(26)를 통과하여 도로(25)와 수직으로 만나는 선분의 길이이다.At this time, the position matching degree is calculated by using the separation distance and the separation angle indicating the distance deviated from the road of the numerical map. Referring to FIG. 3, the separation distance Pd is input closest to the estimated position of the vehicle. It is the straight line distance to the road 25 on the numerical road map, which is the length of the line segment passing perpendicular to the road 25 through the candidate position 26 of the vehicle.

따라서, 수치 도로 지도에 입력된 도로(25)상의 정합 위치(27)로 부터 직선으로 이격 거리(Pd) 만큼 떨어진 차량의 위치에 대한 거리 정합도(Zd)는 다음과 같다.Therefore, the distance matching degree Zd with respect to the position of the vehicle spaced apart by the distance Pd in a straight line from the registration position 27 on the road 25 input to the numerical road map is as follows.

ⅰ. 이격 거리(Pd) ≤ 탐색 거리(Hd) 인 경우Iii. In the case of separation distance Pd ≤ search distance Hd

거리 정합도(Zd) = 1 - 이격 거리(Pd)/탐색 거리(Hd)Distance Match (Zd) = 1-Distance (Pd) / Search Distance (Hd)

ⅱ. 이격 거리(Pd) 탐색 거리(Hd) 인 경우Ii. In the case of separation distance (Pd) search distance (Hd)

거리 정합도(Zd) = 0Distance match (Zd) = 0

이 때, 탐색 거리(Hd)는 차량의 위치가 도로로부터 이탈할 수 있는 오차의 허용 범위로서, 현재 차량이 존재한다고 판단되는 위치에서 수치 도로 지도의 도로 위치를 탐색하기 위한 범위이다. 탐색 거리(Hd)보다 이격 거리(Pd)가 크면 정합도는 '0'이고, 거리 정합도에 대한 그래프는 도 4와 같다.At this time, the search distance Hd is an allowable range of an error in which the position of the vehicle may deviate from the road, and is a range for searching the road position of the numerical road map at the position where the vehicle is presently determined to exist. If the separation distance Pd is larger than the search distance Hd, the matching degree is '0', and the graph of the distance matching degree is shown in FIG. 4.

도 4를 참조하면, 거리 정합도(Zd)는 이격 거리(Pd)에 반비례한다.Referring to FIG. 4, the distance matching degree Zd is inversely proportional to the separation distance Pd.

이러한, 수치 도로 지도에 대한 차량의 위치 정합도는 이격 거리 정합도뿐만 아니라 이격 각도에 대한 정합도도 고려되어야 하는데, 차량의 진행 방향과 수치 지도상의 직선 도로(25)와의 이격각(Pa)은 도 3과 같이 진행각(θ1)과 도로 각(θ2)의 차이이다. 이 직선 도로(25)와의 이격각(Pa)에 대한 정합도는 다음과 같다.The position matching degree of the vehicle with respect to the numerical road map should consider not only the distance matching degree but also the matching degree with respect to the separation angle, and the separation direction Pa of the traveling direction of the vehicle and the straight road 25 on the numerical map is As shown in FIG. 3, the difference is between the traveling angle θ 1 and the road angle θ 2 . The matching degree with respect to the separation angle Pa with this straight road 25 is as follows.

ⅰ. 이격 각(Pa) ≤ 허용 각(Ha)인 경우Iii. When separation angle (Pa) ≤ allowable angle (Ha)

이격 각 정합도(Za) = 1 - 이격 각(Pa)/허용 각(Ha)Separation Angle Matching Degree (Za) = 1-Separation Angle (Pa) / Permissible Angle (Ha)

ⅱ. 이격 각(Pa) 허용 각(Ha)인 경우Ii. In the case of a separation angle (Pa) and an allowable angle (Ha)

이격 각 정합도(Za) = 0Separation Angle Match (Za) = 0

이 때, 이격각 정합도는 이격 거리 정합도가 '0'이상인 직선 도로를 대상으로 구하며, 허용각은 차량의 진행 방향인 진행각(θ1)과 도로각(θ2)이 연관성을 가질 수 있다고 판단되는 최대 이격 각도를 나타낸다. 이러한 이격각의 정합도에 대한 그래프는 도 5와 같다. 도 5를 참조하면, 이격각 정합도(Za)는 이격각(Pa)에 반비례한다.In this case, the degree of distance matching is obtained from a straight road having a distance matching degree of '0' or more, and the allowable angle may be related to the traveling angle θ 1 , which is the traveling direction of the vehicle, and the road angle θ 2 . The maximum separation angle judged to be. A graph of the matching degree of the separation angle is shown in FIG. 5. Referring to FIG. 5, the spacing angle matching degree Za is inversely proportional to the spacing angle Pa.

따라서, 도 3과 같이 하나의 직선과 방향성을 갖는 한 점의 위치 정합도는 이격 거리 정합도(Zd)와 이격각 정합도(Za)의 합으로 구한다.Accordingly, as shown in FIG. 3, the position matching degree of one point having a straight line and directionality is obtained by the sum of the separation distance matching degree Zd and the separation angle matching degree Za.

이와 같이 구해진 위치 정합도를 이용하여 추적된 차량의 위치를 수치 지도에 입력된 도로위로 보정하는 맵 매칭을 수행한다.The map matching is performed by correcting the position of the tracked vehicle on the road input in the numerical map using the obtained position matching degree.

이 때, 사용되는 수치 지도는 실제 도로 구조를 나타내며, 도로의 기하학적 구조를 표시하는 노드(node)와 아크(arc) 등을 포함하는데, 노드는 각 도로의 출발점, 종점, 그리고 교차로를 나타내고, 아크는 각 노드와 노드 사이를 연결하는 도로로서 이 도로의 형상을 표시하는 형상 좌표를 포함한다. 또한, 수치 도로 지도에 입력된 모든 도로는 각 형상 좌표를 연결하는 직선의 조합으로 구성될 수 있다.In this case, the numerical map used represents the actual road structure, and includes nodes and arcs indicating the geometry of the road. The nodes represent the starting point, the end point, and the intersection of each road. Is a road connecting each node and the node includes shape coordinates indicating the shape of the road. In addition, all roads input to the numerical road map may be configured by a combination of straight lines connecting the respective shape coordinates.

따라서, 맵 매칭을 수행하기 위해 먼저, 수치 지도의 형상 좌표로 구성된 모든 직선 도로에 대하여 각각의 위치 정합도를 구하고, 그 위치 정합도가 가장 높은 직선 상의 정합 위치를 맵 매칭에 의해 보정된 위치로 결정한다.Therefore, in order to perform map matching, first, each position matching degree is obtained for all the straight roads composed of the geometric coordinates of the numerical map, and the matching position on the straight line having the highest position matching degree is the corrected position by map matching. Decide

도 2의 상기 제 2 이동 위치(18)와, 제 4 이동 위치(24)는 상기 제 1 이동 위치(15)와 제 3 이동 위치(22)를 상기와 같은 위치 정합도에 의한 맵 매칭 방식으로 수치 도로 지도상의 도로에 각각 보정하여 구한 위치이다.The second moving position 18 and the fourth moving position 24 of FIG. 2 may be configured such that the first moving position 15 and the third moving position 22 are matched with each other by the above-described position matching. This is the location of each road on the numerical road map.

이러한 각 이동 위치들에 대한 궤적은 거리센서와 방향센서로부터 수집된 이동 거리 및 진행 방향을 이용하여 구하며, 도 6에 각 이동 위치들의 궤적이 나타나 있다. 이 때, '□'는 제 1 이동 위치, '■'는 제 2 이동 위치, '○'는 제 3 이동 위치, ●는 제 4 이동 위치를 나타내고, 각 이동 위치는 도면에 나타난 화살표 방향으로 진행한다. 즉, 차량의 위치를 측정하고자 하는 현재시각을 t라고 하면 각 이동위치는 t-1, t-2, t-3 시간에 궤적을 갖는다.The trajectories for each of the moving positions are obtained using the moving distance and the traveling direction collected from the distance sensor and the direction sensor, and the trajectories of the moving positions are shown in FIG. 6. In this case, '□' represents the first movement position, '■' represents the second movement position, '○' represents the third movement position, and ● represents the fourth movement position, and each movement position proceeds in the direction of the arrow shown in the drawing. do. That is, if the current time to measure the position of the vehicle is t, each movement position has a trajectory at t-1, t-2, and t-3 times.

제 1 이동 위치는 데드레코닝 방법에 의해 후보 위치를 산출한 것으로서, 이는 차내 센서로부터 수집된 이동 거리 및 진행 방향 자료에 의해 후보 위치를 산출하기 때문에 시간이 경과하면서 오차가 누적되지만 대체적으로 짧은 거리를 이동하였을 때에는 매우 정확하다는 장점이 있다. 즉, 제 1 이동 위치는 확정된 전 위치로부터 데드레코닝 방법으로 후보 위치를 산출하기 때문에 전 위치들과 후보 위치가 바로 제 1 이동 위치의 주행 궤적이 된다.The first moving position is a candidate position calculated by the dead drone corning method, which calculates the candidate position by the moving distance and the traveling direction data collected from the in-vehicle sensor, so that an error accumulates as time passes, but is generally short. The advantage is that when you move very accurate. That is, since the first moving position calculates the candidate position from the determined previous position by the dead drone corning method, all the positions and the candidate position are the driving trajectories of the first moving position.

제 2 이동 위치는 상기 제 1 이동 위치를 수치 도로 지도상의 도로에 정합시켜 산출한 결과이다. 따라서, 제 2 이동 위치의 위치 궤적은 후보 위치에서 이동 거리와 진행 방향의 역방향으로 데드레코닝을 실시하여 과거의 주행궤적을 구한다.The second moving position is the result of matching the first moving position with the road on the numerical road map and calculating it. Therefore, the position trajectory of the second movement position is dead-reconned in the reverse direction of the movement distance and the travel direction at the candidate position to obtain a past driving trajectory.

제 3 이동 위치와 제 4 이동 위치에 대한 주행 궤적도 상기 제 2 이동 위치 궤적을 구하는 방법과 동일하게, 각 유형의 후보 위치에서 이동 거리와 진행 방향의 역방향으로 데드레코닝을 실시하여 각 유형의 위치 궤적을 구한다.The driving trajectory for the third and fourth moving positions is also the same as the method for obtaining the second moving position trajectory. Find the position trajectory.

도 6에서 현재 시간을 t라고 했을 때, 제 1 이동 위치는 t-3 시간에 확정된 위치로부터 각 시간대별 진행 거리와 진행 방향을 데드레코닝 기법으로 구한 위치 이고, 제 3 이동 위치는 GPS 로부터 수신된 신호를 해석하여 산출한 차량의 위치이며, 제 2 이동 위치와 제 4 이동 위치는 상기 제 1 이동 위치와 제 3 이동 위치를 정합도가 가장 큰 수치 도로 지도의 도로위 위치로 보정한 위치이다. 이 때, 상기 정합도는 설정된 탐색 거리와 허용 각을 사용하여 구한값이다.In FIG. 6, when the current time is t, the first moving position is a position obtained by a dead reckoning technique for the travel distance and the moving direction for each time zone from the position determined at t-3 time, and the third moving position is obtained from the GPS. The position of the vehicle calculated by analyzing the received signal, and the second and fourth movement positions are positions in which the first and third movement positions are corrected to the position on the road of the numerical road map having the largest match. to be. In this case, the matching degree is a value obtained using the set search distance and the allowable angle.

상기와 같은 과정을 거쳐서 제 1 내지 제 4 이동 위치, 즉, 4 종류의 후보 위치가 도출되면, 이 중에서 오차를 가장 적게 포함하는 후보 위치를 차량의 현 위치로 결정한다. 즉, 각 유형의 후보 위치에 대한 주행 궤적을 수치 도로 지도의 도로 패턴과 비교하여, 가장 비슷한 유형의 후보 위치를 현위치로 설정한다.When the first to fourth moving positions, that is, four kinds of candidate positions are derived through the above process, the candidate position including the least error among them is determined as the current position of the vehicle. That is, the driving trajectory for each type of candidate position is compared with the road pattern of the numerical road map, and the candidate position of the most similar type is set as the current position.

이 때, 후보 위치 궤적이 도로 구조와 일치하는 정도를 나타내는 유사도는 그 후보 위치의 모든 궤적에 대한 위치 정합도를 구해서 합산한 수치로서, 가장 높은 유사도를 갖는 유형이 도로 구조와 가장 잘 일치하므로, 이 유형의 후보 위치를 현위치로 결정한다.In this case, the similarity representing the degree to which the candidate position trajectory coincides with the road structure is a sum obtained by calculating the position matching degree for all the trajectories of the candidate position, and since the type having the highest similarity is the best match with the road structure, This type of candidate position is determined as the current position.

도 7에 본 발명의 실시예에 따른 주행 차량의 위치 측정 방법에 대한 흐름도가 나타나 있다.7 is a flowchart illustrating a method for measuring a position of a driving vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 주행 차량의 위치 측정 방법은 먼저, 차량에 부착된 방향 및 거리 센서로부터 수집된 자료를 이용하여 데드레코닝 기법으로 차량의 현재 위치를 구한 후 그 위치를 제 1 이동 위치로 설정하고(S100), 상기 제 1 이동 위치를 맵 매칭 방법에 의해 수치도로 지도상의 도로에 보정한 후 그 위치를 제 2 이동 위치로 설정하고(S200), GPS로부터 수신된 신호를 해석하여 차량의 현재 위치를 구한 후 그 위치를 제 3 이동 위치로 설정하고(S300), 상기 제 3 이동 위치를 맵 매칭 방법에 의해 수치도로 지도상의 도로에 보정한 후 그 위치를 제 4 이동 위치로 설정한다(S400).Referring to FIG. 7, in the method of measuring a position of a driving vehicle of the present invention, first, a current position of a vehicle is obtained by a dead reckoning technique using data collected from a direction and distance sensor attached to a vehicle, and then the first position is determined. Set the moving position (S100), correct the first moving position on the road on the numerical road map by a map matching method, and set the position as the second moving position (S200), and analyze the signal received from the GPS. After the current position of the vehicle is obtained, the position is set as the third movement position (S300), and the third movement position is corrected on the road on the numerical road map by a map matching method, and then the position is changed to the fourth movement position. Set (S400).

상기와 같이 제 1 내지 제 4 이동 위치가 구해지면, 상기 제 1 내지 제 4 이동 위치들의 단거리 주행 패턴을 각각 구한(S500) 후, 상기 각 단거리 주행 패턴과 수치도로 지도의 도로 패턴이 일치하는 정도를 나타내는 유사도를 각각 비교하여 가장 높은 유사도를 갖는 이동 위치를 최종 현재 위치로 선택(S600)한다.When the first to fourth moving positions are obtained as described above, after obtaining the short-range driving patterns of the first to fourth moving positions, respectively (S500), the degree to which the respective short-range driving patterns coincide with the road pattern of the numerical road map By comparing the similarities each representing a to select the moving position having the highest similarity as the final current position (S600).

이 때, 상기 유사도는 제 1 내지 제 4 이동 위치들 각각의 모든 궤적에 대한 위치 정합도를 구하여 합산한 수치이며, 상기 위치 정합도는 차량이 주행한 위치와 수치도로지도 상의 도로위 위치와 이격된 정도를 나타내는 거리 정합도와, 차량이 주행한 각도와 도로 각과의 정합 정도를 나타내는 이격 각 정합도의 합이다.In this case, the similarity is a value obtained by calculating the position matching degree for all the trajectories of each of the first to fourth moving positions, and the position matching degree is spaced apart from the position on which the vehicle traveled and the position on the road on the numerical road map. It is a sum of the distance matching degree which shows the degree which was completed, and the separation angle matching degree which shows the matching degree of the angle which the vehicle traveled, and the road angle.

또한, 제 2 이동 위치의 경우 다른 이동 위치들에 비해 정확도가 높다고 생각되어 제 2 이동 위치의 유사도를 구할 때에는 상기 위치 정합도를 합산한 수치에 가중치를 더해준다.In addition, in the case of the second moving position, it is considered that the accuracy is higher than that of the other moving positions, and thus the weight is added to the sum of the position matching degrees when the similarity of the second moving position is obtained.

그리고, 차량이 수치 지도에 입력되지 않은 길(Off-road), 즉, 골목길, 또는 신설 도로를 주행하는 경우를 고려하여야 하는데, 이를 위해 주행 궤적의 수에 따라 변하는 최대 유사도에서 제 3 이동 위치의 유사도를 뺀 값이 다른 이동 위치의 유사도 보다 더 큰 경우, 그 때의 주행을 수치도로 지도상의 도로 이외의 도로인 오프-로드 주행으로 보고 상기 제 3 이동 위치를 현재 위치로 선택한다.In addition, a case in which the vehicle travels off-road, that is, an alley or a new road, which is not entered in the numerical map, should be considered. For this purpose, the third moving position may be moved at the maximum similarity that varies according to the number of driving trajectories. If the value of subtraction of the similarity is larger than the similarity of other moving positions, the driving at that time is regarded as off-road driving, which is a road other than the road on the numerical road map, and the third moving position is selected as the current position.

즉, 상기 제 3 이동 위치의 유사도가 '0'이고, 궤적의 수가 4개 이어서 최대 유사도가 '8'인 경우, 상기 최대 유사도에서 제 3 이동 위치의 유사도를 뺀 값은 '8'이 된다. 따라서, 이 값은 다른 이동 위치들의 유사도 값보다 크고, 이러한 경우를 오프-로드(off-road) 주행으로 간주하고 제 3 이동위치를 현위치로 설정한다.That is, when the similarity of the third moving position is '0' and the number of trajectories is four and the maximum similarity is '8', the value obtained by subtracting the similarity of the third moving position from the maximum similarity becomes '8'. Therefore, this value is larger than the similarity value of other moving positions, and this case is regarded as off-road driving and sets the third moving position to the current position.

도 6에서는 제 2 이동 위치가 가장 큰 패턴 정합도를 가지므로 상기 제 2 이동 위치를 주행하는 차량의 현 위치로 설정한다.In FIG. 6, since the second moving position has the largest pattern matching degree, the second moving position is set to the current position of the vehicle that travels.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주행 차량의 위치 측정 장치에 대한 구성도로서, 이를 참조하면, 본 발명에서 제공하는 주행 차량의 위치 측정 장치는 차량의 내부에 장착되어 차량의 이동 거리와 이동 방향을 감지하는 거리 센서(200) 및 방향 센서(100)와, 인공위성군으로부터 보내오는 전파신호를 수신하여 자신의 3차원 위치와 시각을 자동적으로 실시간에 측정하는 GPS 수신기(300)와, 상기 거리 및 방향 센서(200, 100)와 GPS 수신기(300)로부터 차량의 이동 거리와 방향 및 현재의 위치 정보를 수신하는 주변 장치 입력부(400)와, 차량이 주행하고 있는 도로 및 주변 도로에 대한 정보를 수치값으로 변환한 수치도로 지도를 저장하고 있는 데이터베이스(500)와, 상기 주변 장치 입력부(400)에서 입력되는 다수의 차량의 위치 측정값과 상기 데이터베이스(500)의 수치도로 지도의 도로 패턴을 비교하여 오차가 적은 차량의 위치를 선택하며, 리모콘(800)에 의해 제어되는 중앙처리 장치(600)와, 상기 중앙처리 장치(600)에서 선택된 차량의 위치를 운전자에게 표시하는 액정 화면 표시 장치(700)로 구성된다.FIG. 8 is a configuration diagram of an apparatus for measuring a position of a driving vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to this, the apparatus for measuring a position of a driving vehicle provided in the present invention is mounted inside a vehicle to move and move a vehicle. A distance sensor 200 and a direction sensor 100 for detecting a direction, a GPS receiver 300 for receiving a radio wave signal from a satellite group and automatically measuring its own 3D position and time in real time, and the distance And the peripheral device input unit 400 receiving the moving distance and the direction and the current location information of the vehicle from the direction sensors 200 and 100 and the GPS receiver 300, and information on the road and the surrounding road on which the vehicle is traveling. Database 500 storing the map as a numerical value converted into a numerical value, the position measurement values of a plurality of vehicles input from the peripheral device input unit 400 and the numerical value of the database 500 Compare the road pattern of the road map to select the location of the vehicle with less error, and display to the driver the location of the vehicle selected from the central processing unit 600 and the central processing unit 600 controlled by the remote controller 800 It consists of a liquid crystal display device 700.

상기와 같은 본 발명은 데드레코닝 기법을 GPS와 같이 혼합해서 사용하므로 오차가 누적되지 않고, GPS 신호가 수신되지 않는 가로수밑, 터널 속, 빌딩 숲 등에서도 연속적으로 차량의 위치를 측정할 수 있다는 장점이 있다. 특히, GPS를 이용하여 자동으로 초기 위치를 설정할 수 있고, 도로가 수치 지도에 아직 입력되지 않은 골목길, 또는 신설 도로(off-road)에서도 사용될 수 있다.As described above, the present invention uses a dead-drening technique, such as GPS, so that the error is not accumulated, and the position of the vehicle can be continuously measured even under the trees, tunnels, and forests where GPS signals are not received. There is an advantage. In particular, the initial position can be automatically set using GPS, and the road can be used in alleys or off-roads where the road has not yet been entered in the numerical map.

Claims (7)

차량에 부착된 방향 및 거리 센서로부터 수집된 자료를 이용하여 데드레코닝 기법으로 차량의 현재 위치를 구한 후 그 위치를 제 1 이동 위치로 설정하는 제 1 단계와,A first step of obtaining the current position of the vehicle using a dead reckoning technique using data collected from a direction and distance sensor attached to the vehicle, and setting the position as the first moving position; 상기 제 1 단계에서 구해진 제 1 이동 위치를 위치 정합도를 이용한 맵 매칭 방법에 의해 수치도로 지도상의 도로에 보정한 후 그 위치를 제 2 이동 위치로 설정하는 제 2 단계와,A second step of correcting the first moving position obtained in the first step to the road on the numerical road map by a map matching method using a position matching degree and setting the position as the second moving position; GPS로부터 수신된 신호를 해석하여 차량의 현재 위치를 구한 후 그 위치를 제 3 이동 위치로 설정하는 제 3 단계와,A third step of analyzing the signal received from the GPS to obtain the current position of the vehicle and setting the position as the third moving position; 상기 제 3 단계에서 구해진 제 3 이동 위치를 위치 정합도를 이용한 맵 매칭 방법에 의해 수치도로 지도상의 도로에 보정한 후 그 위치를 제 4 이동 위치로 설정하는 제 4 단계와,A fourth step of correcting the third moving position obtained in the third step to the road on the numerical road map by a map matching method using a position matching degree and setting the position as the fourth moving position; 상기 제 1 내지 제 4 이동 위치들의 단거리 주행 패턴을 각각 구하는 제 5 단계와,A fifth step of obtaining a short-range driving pattern of the first to fourth moving positions, respectively; 상기 제 5 단계에서 구한 제 1 내지 제 4 이동 위치들의 각 단거리 주행 패턴과 수치도로 지도의 도로 패턴이 일치하는 정도를 나타내는 유사도를 각각 비교하여 가장 높은 유사도를 갖는 이동 위치를 최종 현재 위치로 선택하는 제 6 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법.Comparing the degree of similarity between each of the short-distance driving pattern of the first to fourth moving positions obtained in the fifth step and the road pattern of the numerical road map, respectively, to select the moving position having the highest similarity as the final current position. A position measuring method of a traveling vehicle for vehicle navigation using a position matching degree comprising the sixth step. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 6 단계의 유사도는The similarity of the sixth step 상기 제 1 내지 제 4 이동 위치들 각각의 일정 궤적에 대한 위치 정합도를 구하여 합산하되, 상기 제 2 이동 위치의 위치 정합도와 각 이동 위치들의 궤적 중 가장 최근의 위치 정합도에 가중치를 더하여 구하며,Obtain and add a position matching degree for a predetermined trajectory of each of the first to fourth moving positions, adding weights to the position matching of the second moving position and the most recent position matching degree among the trajectories of the respective moving positions, 상기 위치 정합도는 차량이 주행한 위치와 수치도로지도와의 정합 정도를 나타내는 거리 정합도와, 차량이 주행한 각도와 도로 각과의 정합 정도를 나타내는 이격 각 정합도의 합으로 구해진 것을 특징으로 하는 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법.The position matching degree is obtained by a sum of a distance matching degree indicating a degree of matching between the position at which the vehicle is driven and the numerical road map, and a separation angle matching degree indicating a degree of matching between the angle at which the vehicle is driven and the road angle. A method for measuring the position of a traveling vehicle for vehicle navigation using the degree of matching. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 거리 정합도는The distance match is 이격 거리를 탐색 거리로 나눈 값을 1에서 뺀 값이고,The separation distance divided by the search distance minus one. 상기 이격 거리는 차량이 수치도로지도 상의 정합 위치로부터 직선으로 떨어진 거리이고, 상기 탐색 거리는 차량의 위치가 도로로부터 이탈할 수 있는 오차의 범위이며,The separation distance is a distance that the vehicle is a straight line away from the registration position on the numerical road map, the search distance is a range of error that the position of the vehicle can deviate from the road, 상기 이격 거리가 탐색 거리 보다 큰 경우If the separation distance is greater than the search distance 상기 거리 정합도를 '0'으로 설정하는 것을 특징으로 하는 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법.And a position matching degree of the vehicle, wherein the distance matching degree is set to '0'. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 위치 정합도는The position matching degree is 이격 각 정합도는 이격 각을 허용 각으로 나눈 값을 1에서 뺀 값이고,The separation angle match is the separation angle divided by the allowable angle minus one, 상기 이격 각은 차량의 진행 각과 수치도로지도의 직선 도로각의 차이이고, 상기 허용 각은 차량의 진행 방향과 도로각이 연관성을 가질 수 있다고 판단되는 최대 이격 각도를 나타내며,The separation angle is a difference between the traveling angle of the vehicle and the linear road angle of the numerical road map, and the allowable angle represents the maximum separation angle at which it is determined that the traveling direction and the road angle of the vehicle may be related. 상기 이격 각이 허용 각 보다 큰 경우If the separation angle is larger than the allowable angle 상기 이격 각 정합도를 '0'으로 설정하는 것을 특징으로 하는 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법.The method of measuring the position of the driving vehicle for vehicle navigation using the position matching degree, characterized in that for setting the separation angle matching degree to '0'. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 주행 궤적의 수에 따라 변하는 최대 유사도에서 제 3 이동 위치의 유사도를 뺀 값이 다른 이동 위치의 유사도 보다 더 큰 경우When the maximum similarity that varies depending on the number of driving trajectories minus the similarity of the third moving position is greater than the similarity of the other moving positions. 그 때의 주행을 수치도로 지도상의 도로 이외의 도로를 주행으로 보고 상기 제 3 이동 위치를 현재 위치로 선택하는 것을 특징으로 하는 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법.And the third moving position is selected as the current position by looking at a road other than the road on the numerical road map as driving at that time, and selecting the third moving position as the current position. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 5 단계는The fifth step is 일정 시간 간격으로 측정된 차량의 제 1 내지 제 4 이동 위치에 대한 일정 수의 샘플 데이터를 저장함으로써 각 이동 위치들의 단거리 주행 패턴을 구하는 것을 특징으로 하는 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법.The position of the traveling vehicle for vehicle navigation using position matching, wherein a short distance driving pattern of each moving position is obtained by storing a predetermined number of sample data of the first to fourth moving positions of the vehicle measured at predetermined time intervals. How to measure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 6 단계는The sixth step 현재 차량의 최종 위치로 선택된 이동 위치 패턴에 대한 유사도와 다음 차량의 최종 위치로 선택될 이동 위치 패턴에 대한 유사도의 차이가 최대 유사도의 5% 이내이면, 차량의 이동 위치 패턴을 변경하지 않고 현재의 이동 위치 패턴을 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 위치 정합도를 이용한 차량 항법용 주행 차량의 위치 측정 방법.If the difference between the similarity for the movement position pattern selected as the final position of the current vehicle and the similarity for the movement position pattern to be selected as the final position of the next vehicle is within 5% of the maximum similarity, the current position without changing the vehicle's movement position pattern is changed. A position measuring method of a traveling vehicle for vehicle navigation using a position matching degree, which maintains a movement position pattern as it is.
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