KR100278582B1 - 지구위치확인시스템 위치데이타의 전자지도 도로중심선 정합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 GPS수신기를 장착한 차량으로부터 수신된 차량의 위치좌표데이타가 전자지도상의 도로 중심선에서 벗어나 있거나 일치하지 않을 때 상기 수신된 차량의 위치좌표데이타를 정확하게 도로 중심선에 일치시키거나, 실제 전자지도상의 도로와는 많이 벗어나 있는 경우 차량의 위치를 전자지도상에 정확하게 표시할 수 있도록 한 지구 위치 확인 시스템 위치데이타의 전자지도 도로중심선 정합방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명은 차량의 GPS 수신기로 부터 전용선을 통해서 수신된 위치좌표 데이타를 읽어드리고, 이 읽어드린 위치좌표 데이타를 GPS 좌료를 중심으로 사각의 범위를 지정하는 단계와, 상기 단계에서 지정된 사각범위내에 속한 도로 중심선 유무를 체크하여 상기 지정된 사각범위내에 속한 중심선이 없으면 상기 다시 위치좌표 데이타를 읽어드리는 단계와, 상기 단계에서 지정된 사각범위내에 속한 도로중심선이 있으면 사각범위내에 속한 도로중심선의 속성을 읽고 도로중심선을 카운트하고 이 카운트된 도로중심선이 1개인가를 판단하는 단계와, 상기 단계에서 카운트된 도로중심선이 2개 이상이면 사각범위내 노드점을 체크하여 노드점이 있으면 노드점의 좌표를 GPS 위치데이타로 정합한 후 되돌아 가는 단계와, 상기 단계에서 사각범위내에 노드점이 없으면 도로중심선 속성데이타로 부터 거리 및 위치를 계산하여 GPS좌표점과 도로중심점과 수선의 거리를 구하고 이 구해진 각각의 거리를 순서대로 분류하고 버퍼에 저장하며 이 저장된 GPS 좌표점과 도로중심점과 수선의 거리를 읽어드려 GPS 좌표점과 가장 가까운 거리의 도로 중심선을 선택한 후 GPS 좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하고, 이 계산된 좌표를 도로중심선에 정합시키는 단계와, 상기 단계에서 카운트된 도로중심선이 1개이면 GPS 좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하고, 이 계산된 좌표를 도로중심선에 정합시키는 단계로 이루어진다.

Description

지구위치확인시스템 위치데이타의 전자지도 도로중심선 정합방법

본 발명은 지구위치확인시스템 위치데이타의 전자지도 도로중심선 정합방법에 관한 것으로, 특히 지구위치확인시스템(GPS:Global Positioning System, 이하 GPS 이라고 약칭함) 수신기를 장착한 차량으로부터 수신된 차량의 위치좌표데이타가 전자지도상의 도로중심선에서 벗어나 있거나 일치하지 않을 때 상기 수신된 차량의 위치좌표데이타를 정확하게 도로중심선에 일치시키거나, 실제 전자지도상의 도로와는 많이 벗어나 있는 경우 차량의 위치를 전자지도상에 정확하게 표시할 수 있도록 한 지구위치확인시스템 위치데이타의 전자지도 도로중심선 정합방법에 관한 것이다.

일반적으로 GPS는 항행위성(navigation satellite)을 이용하여 차량,선박,항공기의 위치를 어느 곳에서나 알 수 있도록 한 시스템으로, 상기 GPS는 지표상에서의 측정정도 16m라는 고정도의 시스템이다.

그러나 실질적으로 상기 GPS에서의 수신기 오차는 대기 불안정 및 기타 전파방해 등의 요인으로 인하여 100-300m 정도가 되어 차량의 경우 전자지도의 도로상에서 벗어난 위치를 가지게 되거나, 다른 도로 또는 다른 지형지물상에 위치되는 경우가 상당히 많이 발생하게 되어 부정확한 차량위치 파악이나 도로상에서의 이동체 실시간 추적을 정확하게 하지 못하게 되는 문제점을 가지게 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, GPS 수신기를 장착한 차량으로부터 수신된 차량의 위치좌표데이타를 전자지도상에서 표시할 때, 상기 표시되는 위치좌표데이타가 도로중심선과 불일치되는 위치좌표에 대하여 정확하게 도로중심선에 일치시키는 전자지도 도로중심선 정합방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은(생략) 차량의 GPS 수신기로 부터 전용선을 통해서 수신된 위치좌표 데이타를 읽어드리고, 이 읽어드린 위치좌표 데이타를 GPS 좌료를 중심으로 사각의 범위를 지정하는 단계와, 상기 단계에서 지정된 사각범위내에 속한 도로중심선 유무를 체크하여 상기 지정된 사각범위내에 속한 중심선이 없으면 상기 다시 GPS위치좌표 데이타를 읽어드리는 단계와, 상기 단계에서 지정된 사각범위내에 속한 도로중심선이 있으면 사각범위내에 속한 도로중심선의 속성을 읽고 도로중심선을 카운트하고 이 카운트된 도로중심선이 1 개인가를 판단하는 단계와, 상기 단계에서 카운트된 도로중심선이 2 개이상이면 사각범위내 노드점을 체크하여 노드점이 있으면 GPS위치데이타를 노드점의 좌표로 정합한 후 데이터 읽기로 되돌아 가는 단계와, 상기 단계에서 사각범위내에 노드점이 없으면 도로중심선 속성데이타로 부터 거리 및 위치를 계산하여 GPS 좌표점과 도로중심점과 수선의 거리를 구하고 이 구해진 각각의 거리를 순서대로 분류하고 버퍼에 저장하며 이 저장된 GPS좌표점과 도로중심점과 수선의 거리를 읽어드려 GPS 좌표점과 가장 가까운 거리의 도로 중심선을 선택한 후 GPS 좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하고, 이 계산된 좌표를 도로중심선에 정합시키는 단계와, 상기 단계에서 카운트된 도로중심선이 1 개이면 GPS 좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하고, 이 계산된 좌표를 도로중심선에 정합시키는 단계로 이루어진 지구위치확인시스템 위치데이타의 전자지도 도로중심선 정합방법을 제공한다.

제1도는 본 발명에 적용되는 지구위치확인시스템의 제어 블럭도.

제2도는 본 발명 지구위치확인시스템 위치데이타의 전자지도 도로중심선 정합 방법에 대한 플로우챠트.

제3도는 본 발명 지구위치확인시스템 좌표점 중심으로 사각형 범위내 1 개의 도로중심선에 인접하는 경우를 나타낸 표시도.

제4도는 본 발명 지구위치확인시스템 좌표점 중심으로 사각형 범위내 2 개의 도로중심선에 인접하는 경우를 나타낸 표시도.

제5도는 본 발명 지구위치확인시스템 좌표점과 도로중심선으로부터 중심선상의 좌표 산출을 나타낸 좌표.

제6도는 본 발명 지구위치확인시스템 좌표점과 도로중심선으로부터 중심선상의 거리산출을 나타낸 좌표.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 입력장치 2 : 중앙처리장치

3 : 주기억장치 4 : 보조 기억장치

5 : 출력장치

도 1은 본 발명에 적용되는 지구위치확인시스템의 제어 블록도이다.

본 발명이 적용되는 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 GPS에 대한 각종 신호데이타를 입력하는 입력장치(1)와, 상기 입력장치(1)로 부터 입력되는 GPS 에 대한 데이터에 대하여 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 제어하고, 제어된 신호를 출력하면서 전체 동작을 관리하는 중앙처리장치(2)와, 상기 중앙처리장치(2)에서 수행할 GPS 위치 좌표를 전자지도상의 도로중심선에 정확하게 정합시키는 소정의 프로그램을 저장하는 주기억장치(3)와, 상기 중앙처리장치(1)로 부터 제어된 신호 및 GPS에 대한 각종 지리, 도로, 및 지형지물 정보 등 다량의 데이타를 저장하는 보조기억장치 (4)와, 상기 중앙처리장치(1)로 부터 제어된 도로 및 차량의 위치등을 디스플레이 출력하는 출력장치(5)로 구성되게 된다.

다음에는 상기와 같은 시스템에 적용되는 본 발명의 방법을 설명한다.

(생략) 본 발명의 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 GPS수신기로부터 전용선을 통해서 수신된 위치좌표 데이타를 읽어드리는 수신GPS위치좌표읽기단계 (20)와, 상기 수신GPS위치좌표읽기단계(20)에서 읽어드린 위치좌표 데이타를 GPS 좌표를 중심으로 사각의 범위를 지정하는 사각범위지정단계(21)와, 상기 사각범위지정단계(21)에서 지정된 사각범위내에 속한 도로중심선 유무를 체크하는 도로중심선유무체크단계(22)와, 상기 도로중심선유무체크단계(22)에서 위치좌표데이타가 지정된 사각범위내에 속한 중심선이 없으면 상기 위치좌표 데이타를 읽어드리는 단계로 되돌아 가고, 상기 위치좌표데이타가 지정된 사각범위내에 속한 중심선이 있으면 사각범위내에 속한 도로중심선의 속성을 읽고 도로중심선을 카운트하는 도로중심선 속성읽기 및 갯수카운트단계(23)와, 상기 도로중심선 속성읽기 및 갯수카운트단계(23)에서 사각범위내에 읽어드리고 카운트된 도로중심선이 1 개인가를 판단하는 도로중심선갯수판단단계(24)와, 상기 도로중심선갯수판단단계(24)에서 카운트된 도로중심선이 1 개가 아니고 카운트된 도로중심선이 2 개 이상이면 사각범위내 노드점을 체크하는 사각범위노드점체크단계(25)와, 상기 사각범위노드점체크단계(25)에서 노드점이 있는 경우 노드점의 좌표를 GPS 위치데이타 정합한후 데이터 읽기 단계로 되돌아가고, 상기 사각범위내에 노드점이 포함되지 않는 경우에는 중심선 속성데이타로부터 거리 및 위치를 계산하여 GPS 좌표점과 도로중심점과 수선의 거리를 계산하는 수선거리계산단계(26)와, 상기 수선거리계산단계(26)에서 계산된 각각의 거리를 순서대로 분류하고 버퍼에 저장하는 거리저장단계(27)와, 상기 거리저장단계(27)에서 저장된 GPS 좌표점과 도로중심점과 수선의 거리를 읽어드리는 수선거리읽기단계(28)와, 상기 수선거리읽기단계(28)에서 읽어드린 GPS 좌표점과 가장 가까운 거리의 도로중심선을 선택한 후 GPS 좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하는 도로중심선좌표계산단계(29)와, 상기 도로중심선좌표계산단계(29)에서 계산된 좌표를 도로중심선에 정합시키는 도로중심선정합단계 (30)와, 상기 도로중심선갯수판단단계(24)에서 카운트된 도로중심선이 1 개이면 GPS 좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하는 도로중심선좌표계산단계(29)와, 상기 도로중심선좌표계산단계(29)에서 계산된 좌표를 도로중심선에 정합시키는 도로중심선정합단계(30)로 이루어지도록 한 것이다.

환언하면, 상기와 같이 구성되는 본 발명은 이동중인 차량의 위치를 알아 보기 위하여 GPS를 작동시켜 입력장치(1)를 통해서 이동중인 차량의 위치를 알기 위한 명령을 입력하게 되면, 중앙처리장치(2)에서는 입력된 명령에 따라 주기억장치 (3)를 제어하여 기설정된 프로그램에 의하여 중앙처리장치(2)에서는 수신GPS위치좌표읽기단계(20)로 가서 전용회선을 통해서 차량에 장착된 GPS수신기로부터 수신되는 GPS위치좌표, X,Y(p.x, p.y로 설정함)을 읽어드리고, 이 읽어드린 GPS위치좌표 X,Y에 대하여 출력장치(5)를 통해서 좌표 X,Y를 표시하게 된다.

또한, 상기 중앙처리장치(2)에서는 주기억장치(3)를 제어하여 사각범위지정단계(21)로 가서 읽어드린 GPS위치좌표X,Y를 중심으로 도 3 또는 도 4에 도시한 바와 같이 사각범위를 지정하게 되며 이 사각범위의 크기는 정사각형의 한변의 길이로 정의하고 전자지도 도로상태에 따라 조절이 가능하며, 사각범위를 정사각형 형태로 함으로써 인접한 도로중심선을 효율적으로 탐색할 수 있게 된다.

이때, 상기 정사각형 범위의 좌하 우상 범위좌(envp.minx,envp.miny),

(envp.maxx,envp.maxy)라고 할 때 envp.minx = p.x - 범위/2, envp.miny = p.y - 범위/2, envp.maxx = p.x + 범위/2, envp.maxy = p.y - 범위/2로 정의한다.

한편, 상기와 같이 읽어드린 GPS위치좌표X,Y에 대하여 사각범위가 지정되게 되면 상기 중앙처리장치(2)에서는 주기억장치(3)를 통해서 도로중심선유무체크단계 (22)로 가서 상기 정사각형의 범위내에 도로중심선이 있는지 여부를 체크하게 된다. 이때, 상기과정에서 체크한 결과 사각 범위내에 도로중심선이 있지 않으면 다시 사각범위지정단계(21)로 진행하여 다시 사각범위를 지정하면서 도로중심선유무를 체크하게 된다. 그러나, 상기 체크과정에서 판단한 결과 만약 상기 도로중심선유무체크단계(22)에서 사각범위내에 도로중심선이 있으면 중앙처리장치(2)에서는 도로중심선 속성읽기 및 갯수카운트단계(23)로 진행하여 사각 범위내에 있는 도로중심선의 속성값을 읽고, 도로중심선의 갯수를 계산한다.

이때, 상기 도로중심선의 속성은 도로중심선의 양끝 노드점좌표 값이 되며 노드점에 대한 정보는 보조기억장치(4)를 통해서 이미 구축된 전자지도 데이터베이스에서 얻어지게 된다.

상기와 같이 사각범위내에 도로 중심선의 속성값을 읽고 도로중심선의 갯수의 카운트가 완료되면 상기 중앙처리장치(2)에서는 도로중심선갯수판단단계(24)로 진행하여 카운트된 도로중심선의 갯수가 1 인가를 판단하게 된다.

이때, 상기 도로중심선 갯수판단단계(24)중에 판단한 결과 도 3에 도시한 바와같이 도로중심선의 개수가 1 이면, 중앙처리장치(2)에서는 주기억장치(3)를 제어하여 도로중심선좌표계산단계(29)로 진행하여 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 도 5에 도시한 바와 같이 GPS위치좌표(X,Y)에서 도로중심선에 직각이 되는 수선을 구하고, 그 수선과 도로중심선에 접하는 점의 좌표를 구함으로써 GPS좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하게 된다.

여기서, 상기 도로중심선의 좌표를 계산하는 방법은 GPS 좌표점(p.x, p.y)인 입접 도로중심선의 양끝노드점의 좌표를 (x1,y1)(x2,y2)라 할 때 (x1,y1)(x2,y2)를 지나는 직선의 기울기는 (y2-y1)/(x2-x1)이고, 점(p.x', p.y')를 지나게 되며, 직선의 방정식은 (y-p.y')=[(y2-y1)/(x2-x1)] x (x1-p.x')가 된다.

상기 점(x1,y1)은 앞의 직선을 지나므로 직선의 식을 대입하면 (y1-p.y')=[(y2-y1)/(x2-x1)] x (x1-p.x')........(1)가 되고, 또한 점(p.x, p.y)를 지나면서 직선과 수직을 이루는 직선의 기울기는 -(x2-x1)/(y2-y1)이고, 이때 상기 직선의 방정식은 (y-p.y)= -[(x2-x1)/(y2-y1)] x (x-p.x)가 된다.

상기 점(p.x', p.y')은 앞의 직선을 지나므로 앞의 직선 식에 대입하면, (p.y'-p.y)= -[(x2-x1)/(y2-y1)] x (p.x'-p.x)........(2)가 된다.

따라서 상기 (식1)을 (식2)에 대입하면 값 p.x'는

가 되고, 값(p.y')은 p.y' = y1-[y2-y1)/(x2-x1)] x (x1-p.x')가 된다.

한편, 상기 과정에서와 같이 GPS좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표 계산이 완료되면 상기 중앙처리장치(2)에서 주기억장치(3)를 제어하여 도로중심선정합단계 (30)로 가서 상기 점(p.x', p.y')은 원래의 불일치했던 GPS좌표점을 도로중심선으로 일치시키고 출력장치(5)를 통해서 좌표점을 표시한 후 되돌아 가게 된다.

한편, 상기 도로중심선갯수판단단계(24)에서 사각범위내에 도로중심선이 1개가 아니고, 2 이상이면 상기 중앙처리장치(2)에서는 주기억장치(3)를 제어하여 사각범위노드점체크단계(25)로 진행하여 도 4에 도시한 바와같이 사각범위내에 노드점이 있는가를 체크하게 된다.

이때, 상기 사각범위내에 노드점이 있으면 노드점의 좌표를 GPS 위치데이타로 정합한후 GPS 위치좌표 읽기단계(20)로 복귀하게 되는데, 그 이유는 가장 가까운 센터라인에 위치가 표시되었을 경우 실제 차량의 위치는 전혀 다른 도로상에 있을 수 있으며, 삼거리이상의 분기되는 도로에서의 위치표시에 문제점이 나타날 수 있기 때문이다.

그러나 상기 사각범위노드점체크단계(25)중에 판단한 결과 사각범위내에 노드점이 없으면 수선거리계산단계(26)로 진행하여 도 6에 도시한 바와같이 도로중심선의 속성데이타(중앙선 양끝 노드점의 좌표값)로부터 거리를 계산하고 위치를 산출하는데, 이때 GPS좌표점과 시간범위내에 속한 각각의 도로중심선에 대한 수선의 길이(L)를 먼저 계산하게 된다.

상기 GPS좌표점 C(p.x, p.y)에서 도로중심선인 직선 A B에 내린 수선의 길이 L은,

상기와 같은 방법으로 GPS좌표점과 도로중심선과의 수선의길이 즉 거리를 각각 계산할 수 있다.

상기와 같이 계산된 거리에 대하여 상기 중앙처리장치(2)에서는 거리저장단계(27)로 가서 보조기억장치(4)를 통해서 상기 계산된 GPS좌표점과 도로중심선과의 각각의 수선의 길이를 길이 순서대로 분류하여 버퍼에 저장하게 된다.

그런다음, 상기 중앙처리장치(2)에서는 수선거리읽기단계(28)로 진행하여 버퍼에 저장되어 있는 GPS좌표점과 도로중심선 길이를 읽어 순서대로 읽어서 상기 GPS좌표점과 가장 가까운 거리의 도로중심선을 선택한 후 중앙처리장치(2)에서는 주기억장치(3)를 제어하여 도로중심선좌표계산단계(29)로 진행하여 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 도 5에 도시한 바와같이 GPS 위치좌표(X,Y)에서 도로중심선에 직각이 되는 수선을 구한다. 그리고, 상기 수선과 도로중심선에 접하는 점의 좌표를 구함으로써 GPS좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하게 되고, 도로중심선정합단계(30)로 가서 상기 점(p.x', p.y')은 원래의 불일치했던 GPS좌표점을 도로중심선으로 일치시키고 출력장치(5)를 통해서 좌표점을 표시한 후 되돌아가게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 GPS수신기를 장착한 차량으로부터 수신된 차량의 GPS위치좌표데이타를 전자지도상에 표시할 때, 상기 표시되는 위치좌표데이타가 도로 중심선과 불일치되는 위치좌표에 대하여 정확하게 도로중심선에 일치시키는 전자지도 도로중심선 정합 방법을 제공함으로써, 실제 전자지도 도로와의 많이 벗어나 있는 차량의 위치를 전자지도상에 정확하게 표시하게 되어 차량위치파악이나 도로상에서의 이동체 실시간 추적을 정확히 할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (2)

1. GPS수신기를 장착한 차량으로부터 수신된 차량의 위치좌표 데이타를 전자지도상의 도로중심선에 정합시키는 방법에 있어서, 차량의 GPS 수신기로부터 전용선을 통해서 수신된 위치좌표 데이타를 읽어드리는 단계(20)와, 상기 단계(20)에서 읽어드린 위치좌표 데이타를 GPS좌표들 중심으로 사각의 범위를 지정하는 단계(21)와, 상기 단계(21)에서 지정된 사각범위내에 속한 도로중심선의 유무를 체크하는 단계(22)와, 상기 단계(22)중에 위치좌표 데이타가 지정된 사각범위내에 속한 도로중심선이 없으면 상기 위치좌표 데이타를 읽어드리는 단계로 복귀하고, 상기 위치좌표데이타가 지정된 사각범위내에 속한 중심선이 있으면 사각범위내에 속한 도로중심선의 속성을 읽고 도로중심선을 카운트하는 단계(23)와, 상기 도로중심선 속성읽기 및 갯수카운트단계(23)에서 사각범위내에 읽어드리고 카운트된 도로중심선이 1개인가를 판단하는 단계(24)와, 상기 단계(24)에서 카운트된 도로중심선이 2개이면 사각범위내 노드점을 체크하는 단계(25)와, 상기 단계(25)에서 노드점이 있는 경우 노드점의 좌표를 보정된 GPS 위치데이타로 정합한후 복귀하고, 상기 사각범위내에 노드점이 포함되지 않는 경우에는 중심선 속성데이타로부터 거리 및 위치를 계산하여 GPS 좌표점과 도로중심점과 수선의 거리를 계산하는 단계(26)와, 상기 단계(26)에서 계산된 각각의 거리를 순서대로 분류하고 버퍼에 저장하는 단계(27)와, 상기 단계(27)에서 저장된 GPS좌표점과 도로중심점과 수선의 거리를 읽어드리는 단계(28)와, 상기 단계(28)에서 읽어드린 GPS좌표점과 가장 가까운 거리의 도로중심선을 선택한 후 GPS좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하는 단계(29)와, 상기 단계(29)에서 계산된 좌표를 도로중심선에 정합시키는 단계(30)로 이루어짐을 특징으로 하는 지구위치확인시스템 위치데이타의 전자지도 도로중심선 정합방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 도로중심선 속성읽기 및 갯수카운트단계(23)에서 사각범위내에 읽어드리고 카운트된 도로중심선이 1개인가를 판단하는 단계(24)에서 카운트된 도로중심선의 1개이면 읽어드린 GPS좌표점과 가장 가까운 거리의 도로중심선을 선택한후 GPS좌표점과 도로중심선 속성데이타로 도로중심선상의 좌표를 계산하는 단계(29)와, 상기 단계(29)에서 계산된 좌표를 도로중심선에 정합시키는 단계(30)를 추가로 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지구위치확인시스템 위치데이타의 전자지도 도로중심선 정합방법.