KR100340209B1 - The vehicle navigation device including temperature-compensation function and the method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가속도 센서, 자이로 센서등을 이용하는 비접촉식 차량 항법 장치에 관한 것으로서, 온도변화에 따른 센서의 바이어스 오차를 효과적으로 제거하여 정확한 차량의 위치 및 안전한 항법이 가능하도록 하는 것이다.The present invention relates to a non-contact vehicle navigation apparatus using an acceleration sensor, a gyro sensor, etc., to effectively remove the bias error of the sensor according to the temperature change to enable accurate vehicle position and safe navigation.

Description

온도 보정 기능을 갖는 비접촉식 차량 항법 장치 및 온도 보정 방법{THE VEHICLE NAVIGATION DEVICE INCLUDING TEMPERATURE-COMPENSATION FUNCTION AND THE METHOD THEREOF}Non-Contact Vehicle Navigation System with Temperature Compensation and Temperature Compensation Method {THE VEHICLE NAVIGATION DEVICE INCLUDING TEMPERATURE-COMPENSATION FUNCTION AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 온도 보정 기능을 갖는, 차내부의 신호와 연결이 필요없는(car interface free) 비접촉식 차량 항법 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a non-contact vehicle navigation apparatus having a temperature correction function, which is car interface free.

통상적으로, 차량 등과 같은 수송장치에는 현재 위치를 파악하고 목적지까지의 경로 및 소요시간 등을 예측할 수 있도록 차량 항법 장치가 이용된다. 상기 차량 항법 장치를 탑재한 차량은 GPS(Global Positioning System) 수신부를 구비함으로써, 상기 GPS에 속하는 다수의 인공 위성으로부터 발신된 위도, 경도, 고도 등의 정보와, 차량에 설치된 각종 센서들로부터 감지된 정보를 바탕으로 차량의 현재위치를 연산하고, 연산된 차량의 현재위치를 모니터상의 지도에 표시한다. 상기 차량항법 장치는 차량의 진행방향, 목적지까지의 거리, 이동속도 및 목적지까지의 최단거리 등 차량 주행에 필요한 각종 정보를 연산하여 운전자에게 표시해 준다.In general, a vehicle navigation apparatus is used in a transportation device such as a vehicle so as to determine a current position and predict a route and a required time to a destination. The vehicle equipped with the vehicle navigation apparatus includes a GPS (Global Positioning System) receiver, so that information such as latitude, longitude, and altitude transmitted from a plurality of satellites belonging to the GPS is detected from various sensors installed in the vehicle. The current position of the vehicle is calculated based on the information, and the calculated current position of the vehicle is displayed on a map on the monitor. The vehicle navigation apparatus calculates and displays various information necessary for driving the vehicle, such as the driving direction of the vehicle, the distance to the destination, the moving speed, and the shortest distance to the destination.

도 1은 종래 기술에 따른 차량 항법 장치를 나타낸 블록 구성도이다. 도 1에 도시된 GPS 수신기(8)는 복수개의 GPS 위성으로부터의 전파를 동시에 수신하고, 경도, 위도에 의한 절대위치를 계산하여 이를 위치 결정 수단(9)에 제공한다. 가속도 센서(1)는 차량의 진행 방향에 있어서의 가속도를 검출하고, 방위 자이로 센서(yaw gyro라고도 함)(2)는 차량의 노면에 대한 수직축 회전의 회전 각속도를 검출하고, 경사 자이로 센서(pitch gyro라고도 함)(3)는 차량의 진행 방향과 노면에 대한 수직축의 양쪽에 수직인 축회전의 회전각속도를 검출한다. 상기 가속도 센서(1)와 자이로 센서들(2, 3)은 정지시의 출력값, 즉 바이어스 값이나 실제로 나타나는 출력값의 감도 계수가 온도나 시간에 따라 불규칙적으로 변화한다는 특성을 가지고 있다. 또한, 자동차의 주행중에 수반되는 진동이 센서 출력 신호에 노이즈를 발생시킬 수 있으며, 그결과 연산 데이터가 부정확하게 된다. 그러한 불규칙적인 오차는 랜덤 오차 보정 수단(4)에 의해 보정된다. 다음에, 거리 연산 수단(5)은 오차 보정된 가속도 센서(1) 및 경사 자이로 센서(3)의 출력을 기준으로 차량의 이동거리를 계산한다. 또한, 방위 연산 수단(6)은 오차 보정된 방위 자이로 센서(2)의 출력을 기준으로 차량의 이동방위를 계산하며, 상대 위치 수단(7)은 거리 연산 수단(5)에서 계산된 이동거리 및 방위 연산 수단(6)에서 계산된 이동 방위를 기준으로 차량의 상대위치를 계산한다. 다음에, 위치 결정 수단(9)이 상대 위치 연산 수단(7)에서 계산한 상대위치 및 GPS 수신기(8)에서 계산한 절대위치와 지도 기억수단(10)에 저장된 지도 데이터를 판독하여 차량의 위치를 최종적으로 결정하며, 그러한 위치정보는 지도 데이터와 함께 표시수단(11)에 디스플레이된다.1 is a block diagram showing a vehicle navigation apparatus according to the prior art. The GPS receiver 8 shown in FIG. 1 simultaneously receives radio waves from a plurality of GPS satellites, calculates the absolute position by longitude and latitude, and provides it to the positioning means 9. The acceleration sensor 1 detects the acceleration in the traveling direction of the vehicle, and the azimuth gyro sensor (also called yaw gyro) 2 detects the rotational angular velocity of the vertical axis rotation with respect to the road surface of the vehicle, and the tilt gyro sensor (pitch) 3) detects the rotational angular velocity of the shaft rotation perpendicular to both the direction of travel of the vehicle and the vertical axis relative to the road surface. The acceleration sensor 1 and the gyro sensors 2 and 3 have the characteristic that the sensitivity coefficient of the output value at rest, that is, the bias value or the actually displayed output value changes irregularly with temperature or time. In addition, vibrations accompanying driving of the vehicle may generate noise in the sensor output signal, resulting in inaccurate calculation data. Such irregular errors are corrected by the random error correction means 4. Next, the distance calculating means 5 calculates the moving distance of the vehicle on the basis of the outputs of the error-corrected acceleration sensor 1 and the gradient gyro sensor 3. In addition, the azimuth calculating means 6 calculates a moving direction of the vehicle on the basis of the error-corrected azimuth gyro sensor 2, and the relative position means 7 calculates the moving distance calculated by the distance calculating means 5 and The relative position of the vehicle is calculated on the basis of the moving bearing calculated by the bearing calculating means 6. Next, the positioning means 9 reads the relative position calculated by the relative position calculating means 7 and the absolute position calculated by the GPS receiver 8 and the map data stored in the map storage means 10 to position the vehicle. Is finally determined, and such location information is displayed on the display means 11 together with the map data.

차내부를 분해하여 항법장치와 차속센서, 파킹 브레이크(parking brake) 라인, 후진등(back lamp) 라인 등을 연결하는 접촉식 항법장치와 달리, 비접촉 항법 장치는 상기한 바와 같은 차속계를 이용하지 않고, 별도의 배선이 필요없으며, 시가 라이터(cigar lighter)로부터의 전원만 공급받기 때문에 차량간의 장치 이동도 용이하다는 장점을 가진다. 그러나, 시간 및 온도에 따라 변하는 관성 센서의 오차 때문에 장치의 속도 및 위치 오차가 커진다는 단점을 가진다. 따라서, 이러한관성 센서의 오차를 자동으로 보정해 주는 기술이 반드시 필요하며, 종래에는 온도변화에 따른 바이어스 오차를 모두 랜덤오차로 간주하여 칼만 필터등을 이용하여 오차를 추정한 후 보정을 행하였으므로, 장치내의 센서 주변온도가 임의 온도(포화온도)까지 유지되기 전까지는 바이어스 오차를 효과적으로 제거할 수 없었다. 따라서, 그러한 오차들은 계속 누적되어 장치의 성능을 크게 저하시킬 뿐만 아니라 그런 관성 센서만으로는 정확한 항법을 기대할 수 없었다.Unlike the contact navigation system which disassembles the inside of the car and connects the navigation device to the vehicle speed sensor, the parking brake line, the back lamp line, and the like, the non-contact navigation device does not use the vehicle speedometer as described above. In addition, since no separate wiring is required and only power is supplied from a cigar lighter, device movement between vehicles is easy. However, there is a disadvantage that the speed and position error of the device becomes large due to the error of the inertial sensor that changes with time and temperature. Therefore, a technique for automatically correcting the error of the inertial sensor is necessary, and in the related art, all bias errors due to temperature changes are regarded as random errors, and the correction is performed after estimating the error using a Kalman filter. The bias error could not be effectively eliminated until the sensor ambient temperature in the device was maintained at an arbitrary temperature (saturation temperature). Thus, such errors continue to accumulate, which not only degrades the performance of the device significantly, but such inertial sensors alone do not allow accurate navigation.

본 발명의 목적은 온도변화에 따른 센서의 바이어스 오차를 효과적으로 제거함으로써 정확한 차량의 위치 표시 및 안전한 차량 항법이 가능하게 하는 것이다.An object of the present invention is to effectively remove the bias error of the sensor according to the temperature change to enable accurate vehicle position display and safe vehicle navigation.

도 1은 종래 기술에 따른 비접촉식 차량 항법 장치의 블록 구성도.1 is a block diagram of a non-contact vehicle navigation apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 비접촉식 차량 항법 장치의 블록 구성도.2 is a block diagram of a non-contact vehicle navigation apparatus according to the present invention.

도 3은 온도변화에 의한 바이어스 오차예를 도시하는 도면.3 is a diagram showing an example of bias error caused by temperature change.

도 4는 바이어스 오차의 구분 및 특성을 도시하는 도면.4 is a diagram illustrating division and characteristics of a bias error.

도 5는 정규바이어스 오차의 보정예를 도시하는 도면.5 is a diagram illustrating an example of correcting a normal bias error.

도 6은 센서계수 다운로드 프로그램 화면예를 도시하는 도면.6 is a diagram illustrating an example of a sensor coefficient download program screen.

도 7은 센서계수 수정 프로그램 화면예를 도시하는 도면.7 is a diagram illustrating an example of a sensor coefficient correction program screen.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

1 : 가속도 센서 2 : 방위 자이로 센서1: acceleration sensor 2: bearing gyro sensor

3 : 경사 자이로 센서 4 : 랜덤오차 보정수단3: tilt gyro sensor 4: random error correction means

5 : 거리 연산수단 6 : 방위 연산수단5: distance calculating means 6: azimuth calculating means

7 : 상대위치 연산수단 8 : GPS 수신기7: relative position calculation means 8: GPS receiver

9 : 위치결정수단 10 : 지도 기억수단9: positioning means 10: map storage means

11 : 표시수단 12 : 온도센서11 display means 12 temperature sensor

13 : 정규오차 보정수단13: Normal error correction means

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 항법장치는 다수의 GPS 위성으로부터 전파를 수신하여 측위 데이터를 얻는 GPS 수신기; 차량의 진행방향의 가속도를 계측하는 가속도 센서와 방위각 방향 및 경사각 방향의 각속도를 계측하는 방위 자이로 센서와 경사 자이로 센서로 구성되는 센서수단; 상기 센서수단 주위의 온도를 계측하는 온도 검출 수단; 상기 센서수단의 온도변화에 따른 바이어스 오차를 보정하는 정규 오차 보정수단; 오차 보정된 가속도 센서의 출력을 기준으로 차량의 이동거리를 계산하는 거리 연산수단; 오차 보정된 자이로 센서의 출력을 기준으로 차량의 이동방위를 계산하는 방위 연산수단; 상기 거리 연산 수단에서 계산된 이동거리 및 방위 연산 수단에서 계산된 이동 방위를 기준으로 차량의 상대 위치를 계산하는 상대 위치 연산수단; 지도 데이터를 저장하는 지도 기억 수단; 상기 상대 위치 연산수단에서 계산한 상대 위치, GPS 수신기에서 계산한 절대 위치 및 상기 지도 기억수단에 저장된 지도 데이터를 판독하여 차량의 위치를 최종적으로 결정하는 위치 결정수단; 및 지도 데이터와 함께 위치 정보를 표시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.Vehicle navigation apparatus according to the present invention for achieving the above object is a GPS receiver for receiving positioning data from a plurality of GPS satellites to obtain positioning data; Sensor means comprising an acceleration sensor for measuring the acceleration in the traveling direction of the vehicle, an orientation gyro sensor for measuring the angular velocity in the azimuth direction and the inclination angle direction, and an inclination gyro sensor; Temperature detection means for measuring a temperature around the sensor means; Normal error correction means for correcting a bias error caused by a temperature change of the sensor means; Distance calculating means for calculating a moving distance of the vehicle based on the error-corrected acceleration sensor output; Azimuth calculation means for calculating a moving direction of the vehicle based on the error-corrected gyro sensor output; Relative position calculating means for calculating a relative position of the vehicle based on the movement distance calculated by the distance calculating means and the movement bearing calculated by the azimuth calculating means; Map storage means for storing map data; Position determination means for finally determining the position of the vehicle by reading the relative position calculated by the relative position calculating means, the absolute position calculated by the GPS receiver, and map data stored in the map storage means; And means for displaying location information together with the map data.

이하, 본 고안에 따른 비접촉식 차량 항법장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a non-contact vehicle navigation apparatus according to the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 차량 항법 장치의 구성을 나타내는 블록도로서, 장치내부의 센서 주변의 온도를 검출하기 위한 온도센서(12) 및 온도의 변화에 따라 발생하는 센서의 바이어스 오차를 보정하는 정규 오차 보정 수단(13)을 제외하면, 도 1에서의 블록도와 유사하기 때문에 동일부호의 구성요소에 대한 설명은 생략한다.2 is a block diagram showing the configuration of a vehicle navigation apparatus according to the present invention, which is a temperature sensor 12 for detecting a temperature around a sensor inside the apparatus and a normal for correcting a bias error of a sensor generated according to a change in temperature. Except for the error correcting means 13, since it is similar to the block diagram in FIG. 1, the description of the components of the same reference numeral is omitted.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 비접촉 차량 항법장치의 동작원리를 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation principle of the non-contact vehicle navigation apparatus according to the present invention configured as described above in detail as follows.

전술한 바와 같이, 상기의 가속도 센서와 자이로 센서들은 정지시의 출력값, 즉 바이어스 값이나 실제로 나타나는 출력값의 감도계수가 온도나 시간에 따라 불규칙적으로 변화한다는 특성을 가진다. 따라서, 온도의 변화에 따라 발생하는 센서의 바이어스 오차를 보정할 필요가 있다. 그러한 온도 변화에 따른 센서의 바이어스 오차 보정이 상기 정규 오차 보정수단(13)에 의해 수행되며, 다음에 이미 언급한 바와 같은 자동차의 주행중 진동으로 발생하는 센서 출력에 대한 노이즈로 인하여 초래하는 불규칙적인 오차가 랜덤 오차 보정 수단(4)에 의해 보정된다.As described above, the acceleration sensor and the gyro sensors have the characteristic that the sensitivity coefficient of the output value at the stop, that is, the bias value or the actually displayed output value varies irregularly with temperature or time. Therefore, it is necessary to correct the bias error of the sensor generated by the change of temperature. The bias error correction of the sensor according to such a temperature change is performed by the normal error correction means 13, and then the irregular error caused by the noise on the sensor output caused by the vibration during driving of the vehicle as already mentioned above. Is corrected by the random error correction means 4.

도 4에 도시된 바와 같이, 바이어스 오차는 상수(Constant) 오차(즉, 일정량의 오차), 온도변화에 의한 오차, 랜덤(random) 오차와 같이 크게 3가지로 구분될 수 있다. 자이로(2 또는 3)나 가속도 센서(1)에 입력이 가해지는 경우에 센서 출력은 보통 0 ~ 5V사이의 전압값으로 출력된다. 따라서, 부호가 있는 각속도 및 가속도 정보를 얻기위해 입력이 "0"인 상태를 의미하는 기준값이 필요하며, 이를 바이어스라고 정의할 수 있다. 이상적인 바이어스는 입력범위의 중간값인 2.5V이지만, 입력전압의 문제 또는 센서 자체의 문제로 인해 실제 바이어스의 참값은 2.5V가 되지않는다. 따라서, 항법의 정밀도를 높이기 위해서는 그러한 바이어스의 오차를 보정해주어야 한다.As shown in FIG. 4, the bias error may be classified into three types, such as a constant error (ie, a certain amount of error), an error caused by temperature change, and a random error. When an input is applied to the gyro 2 or 3 or the acceleration sensor 1, the sensor output is usually output as a voltage value between 0 and 5V. Therefore, in order to obtain signed angular velocity and acceleration information, a reference value indicating a state in which an input is "0" is required, which may be defined as a bias. The ideal bias is 2.5V, which is the middle of the input range, but the true value of the bias is not 2.5V due to problems with the input voltage or the sensor itself. Therefore, in order to increase the accuracy of navigation, the error of such bias must be corrected.

상기 바이어스에 오차가 생기는 원인은 다양하지만, 주로 온도 변화 및 기준 전압의 불안정성을 들 수 있다. 온도변화에 의한 바이어스 오차의 예는 도 3에 도시되어 있다. 이미 언급한 바와 같이, 자이로나 가속도 센서와 같은 관성 센서의 경우에 바이어스 오차는 상수 오차, 온도변화에 의한 오차, 랜덤 오차로 구분된다. 우선, 상수오차는 반복적인 특징을 갖는 정규(deterministic) 오차 및 주행때마다 달라지는 랜덤 상수(random constant) 오차를 포함하는 오차로서, 이러한 오차성분은 짧은 시간동안에는 상수로 유지되는 것으로 가정한다. 가속도 센서의 경우, 경사각의 영향으로 중력이 작용하기 때문에 정지시에도 이러한 상수 오차를 계산할 수 없으므로, 다시 말해서 영(zero) 속도 보정이 불가능하기 때문에 온도에 대한 바이어스 변화율과 기준 온도를 구한 후, 주행중에는 측정한 온도와 기준온도의 차를 이용하여 바이어스를 결정한다. 그러나, 자이로 센서는 영속도 보정이 가능하다. 완전한 정지조건을 만족하면 자이로 출력의 평균값을 다시정규(deterministic) 바이어스로 정하고, 기준온도를 이때의 온도로 변경한다. 이후 주행중에는 온도에 대한 바이어스 변화율과 기준온도와 측정된 온도의 차를 이용하여 바이어스를 결정한다.There are various causes of the error in the bias, but mainly due to temperature change and instability of the reference voltage. An example of bias error due to temperature change is shown in FIG. 3. As already mentioned, in the case of an inertial sensor such as a gyro or an acceleration sensor, the bias error is divided into a constant error, an error due to temperature change, and a random error. First, the constant error is an error including a deterministic error having a repetitive characteristic and a random constant error that varies with each driving, and this error component is assumed to remain constant for a short time. In the case of the acceleration sensor, since the gravity acts under the influence of the inclination angle, this constant error cannot be calculated even during the stop. In other words, since zero speed correction is impossible, the bias change rate and the reference temperature for the temperature are obtained, The bias is determined using the difference between the measured temperature and the reference temperature. However, the gyro sensor can be zero speed corrected. When the complete stop condition is satisfied, the average value of the gyro output is set again as a deterministic bias, and the reference temperature is changed to this temperature. Then, while driving, the bias is determined using the difference between the bias change rate and the reference temperature and the measured temperature.

구체적으로, 정규 바이어스 오차는 다음과 같은 식으로 구해질 수 있다.Specifically, the normal bias error can be obtained by the following equation.

방위 자이로 센서 정규 바이어스(HGyroDBias) =Azimuth Gyro Sensor Normal Bias (HGyroDBias) =

여기에서, Hn은 방위 자이로 출력값이며, N은 Sampling 수이다.Where Hn is the azimuth gyro output and N is the sampling number.

경사 자이로 센서 정규 바이어스(PGyroDBias) =Inclined Gyro Sensor Normal Bias (PGyroDBias) =

여기에서, Pn은 경사 자이로 출력값이며, N은 Sampling 수이다.Where Pn is the slope gyro output value and N is the sampling number.

온도변화에 의한 오차는 위에서 설명한 상수 오차만을 보정하는 경우, 장시간 주행시 바이어스가 변화하여 정확한 각속도 및 가속도를 얻을 수 없다. 주행시에 바이어스가 변하는 가장 큰 원인은 온도의 변화이며, 이러한 온도특성은 각각의 제품마다 다르며, 모든 제품에 대해서 실험이 수행되어야 한다는 번거러움이 있으나, 온도 보정과정은 저급의 관성 센서의 이용시 반드시 필요한 과정으로, 초기온도로부터의 온도변화량을 이용하여 바이어스 변화량을 예측하여 보정하는 방법을 이용한다.If the error caused by the temperature change is corrected only for the constant error described above, the bias is changed during long driving, and thus the accurate angular velocity and acceleration cannot be obtained. The biggest cause of bias changes during driving is temperature change, and these temperature characteristics are different for each product, and it is cumbersome that experiments should be performed for all products, but the temperature correction process is a necessary step when using a low-grade inertial sensor. By using the temperature change amount from the initial temperature, a method of predicting and correcting the bias change amount is used.

구체적으로, 바이어스 오차는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.Specifically, the bias error can be expressed by the following equation.

방위 자이로 센서 바이어스(HGyroBias) = H_SLOPE ×(측정온도 - 초기온도)Azimuth Gyro Sensor Bias (HGyroBias) = H_SLOPE × (Measured Temperature-Initial Temperature)

경사 자이로 센서 바이어스(PGyroBias) = P_SLOPE ×(측정온도 - 초기온도)Inclined Gyro Sensor Bias (PGyroBias) = P_SLOPE × (Measured Temperature-Initial Temperature)

가속도 센서 바이어스(AccelBias) = A_SLOPE ×(측정온도 - 기준온도)Accelerometer Bias (AccelBias) = A_SLOPE × (Measured Temperature-Reference Temperature)

여기에서, 각 센서에 대한 온도계수, 즉 H_SLOPE, P_SLOPE, A_SLOPE는 각각의 제품 특성에 따라 다르며, 제품 출하전 시험에 의해 결정될 수 있다.Here, the temperature coefficient for each sensor, that is, H_SLOPE, P_SLOPE, A_SLOPE depends on each product characteristic, and can be determined by a product shipment test.

랜덤오차는 위에서 설명한 상수오차 성분 및 온도변화에 대한 오차성분을 이용하여 바이어스의 오차를 보정하여도, 정확한 센서출력을 얻지 못하는 경우가 발생하는데, 특히 장시간 정지하지 않고 주행 하는 경우, 이러한 바이어스의 오차가 커지게 된다. 따라서, 센서 자체 데이터를 평균하여 바이어스를 추정할 필요가 있으며, 예를 들면 칼만 필터등이 이용된다. 랜덤오차에 대해서는 대부분의 항법장치에서 적용하고 있으므로 상세한 설명은 생략한다.The random error occurs when the error of the bias is corrected by using the constant error component and the error component of temperature change described above. However, the accurate sensor output may not be obtained. Becomes large. Therefore, it is necessary to estimate the bias by averaging the sensor itself data, for example, a Kalman filter or the like is used. Since the random error is applied in most navigation devices, the detailed description is omitted.

상수 오차 및 온도 변화에 의한 오차를 보정한 예가 도 5에 도시되어 있다. 항법 장치에 프로그램 및 데이터 저장을 위해 종래와 같이 EPROM을 사용할 경우, 이미 설명한 정규 바이어스 및 온도계수등을 신규로 변경하여야 하기 때문에 장치를 분해하여 ROM에 새 프로그램을 입력해야 하는 번거로움이 뒤따른다. 이러한 번거러움을 방지하기 위하여, 본 발명에서는 플래시 메모리를 사용함으로써 프로그램을 다운로딩하여 재기록하거나 또는 프로그램은 변경하지 않고 장치내에 시리얼 EPROM등과 같은 소용량의 메모리에 필요값만 다운로딩하여 이 값을 이용할 수 있다.An example of correcting the error due to the constant error and the temperature change is shown in FIG. 5. When the EPROM is used as a conventional method for storing programs and data in the navigation device, since the regular bias and the temperature coefficient described above need to be changed to a new one, it is cumbersome to disassemble the device and input a new program in the ROM. In order to prevent such a hassle, in the present invention, by using a flash memory, it is possible to download and rewrite a program or use only this value by downloading a necessary value into a small memory such as a serial EPROM without changing the program. .

도 6은 PC에서 항법장치로 센서 계수등을 다운로딩할 수 있는 프로그램 화면의 예를 나타내며, 도 7은 센서 계수에 대한 상세항목과 해당값을 수정하기 위한 화면의 구성예를 나타낸다.FIG. 6 shows an example of a program screen capable of downloading sensor coefficients from a personal computer to a navigation device, and FIG. 7 shows an example of the configuration of a screen for correcting detailed items and corresponding values of the sensor coefficients.

첫째, 하계 또는 동계와 같이 상온과 온도차가 심한 계절에도 온도변화에 따른 센서의 바이어스 오차를 제거할 수 있으므로, 정확한 위치표시 및 안전한 차량 항법이 가능하다.First, since the bias error of the sensor according to the temperature change can be eliminated even in a season where the temperature difference is severe, such as summer or winter season, accurate position display and safe vehicle navigation are possible.

둘째, 사전에 온도변화 및 기준전압 불안정등에 의한 바이어스 오차를 제거할 수 있으므로, 주행중에 나타나는 랜덤오차에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.Second, since the bias error due to the temperature change and the reference voltage instability can be eliminated in advance, it is possible to improve the estimation accuracy of the random error appearing while driving.

세째, 온도보정을 위한 센서 계수등을 외부장치로부터 다운로딩 할 수 있으므로, 센서 계수값등의 수정후 프로그램을 다시 ROM에 기록한 후 장치를 분해하여 교체하는 번거로움을 막을 수 있다.Third, since the sensor coefficient for temperature compensation can be downloaded from an external device, it is possible to prevent the hassle of disassembling and replacing the device after rewriting the program in the ROM after the correction of the sensor coefficient.

네째, 기존의 구성에 온도센서와 Software 추가만으로 구현이 가능하므로, 경제적으로 저렴하다는 장점이 있다.Fourth, since it can be implemented only by adding a temperature sensor and software to the existing configuration, there is an advantage that it is economically cheap.

Claims (3)

다수의 GPS 위성으로부터 전파를 수신하여 측위 데이터를 얻는 GPS 수신기;A GPS receiver for receiving radio waves from a plurality of GPS satellites to obtain positioning data; 차량의 진행방향의 가속도를 계측하는 가속도 센서와 방위각 방향 및 경사각 방향의 각속도를 계측하는 방위 자이로 센서와 경사 자이로 센서로 구성되는 센서수단;Sensor means comprising an acceleration sensor for measuring the acceleration in the traveling direction of the vehicle, an orientation gyro sensor for measuring the angular velocity in the azimuth direction and the inclination angle direction, and an inclination gyro sensor; 상기 센서수단 주위의 온도를 계측하는 온도 검출 수단;Temperature detection means for measuring a temperature around the sensor means; 상기 센서수단의 온도변화에 따른 바이어스 오차를 보정하는 정규 오차 보정수단;Normal error correction means for correcting a bias error caused by a temperature change of the sensor means; 오차 보정된 가속도 센서의 출력을 기준으로 차량의 이동거리를 계산하는 거리 연산수단;Distance calculating means for calculating a moving distance of the vehicle based on the error-corrected acceleration sensor output; 오차 보정된 자이로 센서의 출력을 기준으로 차량의 이동방위를 계산하는 방위 연산수단;Azimuth calculation means for calculating a moving direction of the vehicle based on the error-corrected gyro sensor output; 상기 거리 연산 수단에서 계산된 이동거리 및 방위 연산 수단에서 계산된 이동 방위를 기준으로 차량의 상대 위치를 계산하는 상대 위치 연산수단;Relative position calculating means for calculating a relative position of the vehicle based on the movement distance calculated by the distance calculating means and the movement bearing calculated by the azimuth calculating means; 지도 데이터를 저장하는 지도 기억 수단;Map storage means for storing map data; 상기 상대 위치 연산수단에서 계산한 상대 위치, GPS 수신기에서 계산한 절대 위치 및 상기 지도 기억수단에 저장된 지도 데이터를 판독하여 차량의 위치를 최종적으로 결정하는 위치 결정수단; 및Position determination means for finally determining the position of the vehicle by reading the relative position calculated by the relative position calculating means, the absolute position calculated by the GPS receiver, and map data stored in the map storage means; And 지도 데이터와 함께 위치 정보를 표시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로하는 비접촉식 차량 항법 장치.And a means for displaying location information together with the map data. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 정규 오차 보정 수단은 다음과 같은 식:The normal error correction means is as follows: 방위 자이로 센서 바이어스(HGyroBias) = H_SLOPE ×(측정온도 - 초기온도)Azimuth Gyro Sensor Bias (HGyroBias) = H_SLOPE × (Measured Temperature-Initial Temperature) 경사 자이로 센서 바이어스(PGyroBias) = P_SLOPE ×(측정온도 - 초기온도)Inclined Gyro Sensor Bias (PGyroBias) = P_SLOPE × (Measured Temperature-Initial Temperature) 가속도 센서 바이어스(AccelBias) = A_SLOPE ×(측정온도 - 기준온도)에 의해 초기 온도로부터의 온도 변화량을 이용하여 바이어스 변화량을 보정하는데, 여기에서 각각의 센서에 대한 온도계수(H_SLOPE, P_SLOPE, A_SLOPE)는 각각의 제품 특성에 따라 다르며, 제품 출하전 시험에 의해 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차량 항법 장치.Acceleration sensor bias (AccelBias) = A_SLOPE × (measurement temperature-reference temperature) is used to correct the bias change using the temperature change from the initial temperature, where the temperature coefficients (H_SLOPE, P_SLOPE, A_SLOPE) for each sensor are Non-contact vehicle navigation apparatus, which varies according to each product characteristic and can be determined by a pre-shipment test. 제 1항에 있어서, 상기 정규 오차 보정수단은 실험에 의해 계산된 정규 바이어스 및 센서 계수등을 외부 컴퓨터 장치로부터 다운로드 받을 수 있도록 플래시 메모리 또는 소용량의 컴퓨터 판독 기록 가능한 메모리 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차량 항법 장치.The method of claim 1, wherein the normal error correcting means further comprises a flash memory or a small amount of computer readable memory means for downloading a normal bias and sensor coefficients calculated by an experiment from an external computer device. Contactless vehicle navigation system.
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