KR100385819B1 - 항법정보시스템,이동유닛및이이동유닛에안내데이터를제공하는방법 - Google Patents

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니겔 데이비드 찰스 월
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브리티쉬 텔리커뮤니케이션즈 파블릭 리미티드 캄퍼니
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Abstract

본 발명은 항법 정보 시스템에 관한 것으로서, 고정부, 적어도 하나의 이동부를 포함하며, 상기 고정부는 데이터 저장 수단, 이동체의 위치를 식별하고, 그 위에 대해 적절한 안내 정보를 발생하고, 이것을 이동체에 전송하는 처리수단을 포함하고, 항법 컴퓨터와 지리 데이터베이스와 같은 복잡한 설비는 서비스 제공자에게 부담시킴으로서 시스템은 용이하게 갱신될 수 있고, 가장 간단한 형태의 표준 셀룰러 전화와 같은 차량내 시스템이 최소화될 수 있고, 이용자가 안내 정보를 요청하면 시스템은 이용자의 현재 위치를 결정한 후에 그 이용자에게 지시를 전송하며, 이용자의 현재 위치는 위성 측위 시스템과 같은 수단에 의해 결정될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

항법 정보 시스템, 이동 유닛 및 이 이동 유닛에 안내 데이터를 제공하는 방법{NAVIGATION INFORMATION SYSTEM, MOBILE UNIT FOR THE NAVIGATION INFORMATION SYSTEM AND METHOD OF PROVIDING NAVIGATION GUIDANCE DATA TO THE MOBILE UNITS}
본 발명은 항법 정보 시스템에 관한 것이다. 특히 이것은 도로를 이용하는 사용자에게 도로 안내를 제공하는데 사용하기에 적합하지만, 다른 응용도 가능하며, 후술된다.
친숙하지 않은 복잡한 도로망을 통과하는 차량의 항법은 어려운 작업이다. 운전자가 길을 잃거나 비효율적인 도로를 사용함으로써 많은 양의 연료와 시간이 낭비된다. 또한 운전자가 지도 또는 복잡한 도로 표시를 읽기 위해 전방을 주시하지 않을 때 사고가 발생할 수도 있다. 게다가 보려는 지도가 오래된 경우에는 운전자가 비효율적인 도로를 선택할 수도 있다.
심지어 운전자가 자신의 목적지를 알고 있을 지라도 부수적인 문제가 발생할 수도 있다. 그 도로가 사고 또는 보수 작업의 결과로 혼잡하거나 막히는 수가 있고, 따라서 다른 경로가 더 효율적일 것이다.
항법 안내 시스템에 대하여 몇몇 제안이 제시되었다. 이 제안들에서 차량 적재 시스템은 항법 컴퓨터와 CD-ROM에 저장된 디지털 형식의 지도인 지리 정보 시스템을 가진다. 이 시스템은 화면 또는 음성 표시에 의해 운전자 정보 및 안내를 제공한다. 이러한 시스템은 매우 비용이 비싸다. 각 차량은 항법 컴퓨터와 지리 정보 시스템을 필요로 한다. 복잡한 관련 차량 적재 장치는 1000파운드의 비용이 소요될 것으로 예상된다. 이 시스템은 조작하기가 복잡하고, 차량이 정지해 있는 상태에서 운전자에 의해서만 안전하게 조작될 수 있다. 이 지리 정보 시스템은 주기적으로 갱신되어야 하고, 이 갱신으로 인해 가끔 가입자에게 새로운 디스크가 배포되어야 한다.
이러한 형태의 제안 시스템에서, 실시간 데이터는 지리 정보 시스템에 보존되는 고정 정보를 갱신하기 위하여 무선 네트워크를 통하여 동보통신된다. 그렇다고 하더라도 지리 정보 시스템은 최종 갱신까지만 정확할 것이다. 게다가, 갱신하는 서비스에 대하여 동보전송 채널이 할당되어야 한다.
또한 안내 서비스 제공자가 통계 교통량 흐름 데이터를 수집하고, 이로부터 교통지체의 예측을 작성하고, 실시간 데이터에 제공되어 동보통신하는 것이 가능하다고 말해지는 것도 제안되고 있다. 교통량 흐름 데이터는 노변 센서(road sensor)를 사용하여 수집될 수 있거나, 이동 사용자 장치의 동작을 모니터함으로써 수집될 수 있다. 후자의 방식은 시스템의 사용자에 관한 데이터만을 수집할 수 있지만, 비용이 적게 소요된다.
다른 방법으로는, 단거리 노변 비컨(beacon)을 갖는 시스템이 간단한 송수신기가 설치되어 있는 주행중의 차량에 안내 정보를 전송하는데 사용된다. 비컨은 적절한 장치를 갖춘 이동 차량의 선택된 목적지에 적합한 방향 전환 지시를 제공하기 위하여 이들 차량에 정보를 전송한다. 각각의 비컨이 포함하는 지역은 비컨이 관련된 교차로로부터 발생하는 것만큼 많은 구역으로 분할된다. 사용자가 선택한목적지에 해당되는 구역이 결정되고, 그 구역에 적합한 지시가 제공된다. 주어진 비컨에서 목적지가 동일한 구역에 있는 모든 차량은 동일한 지시를 얻는다. 구역의 정의는 비컨의 위치에 의존하고, 각 구역은 비컨이 해당 구역과 연관된 방향을 취함으로써 도달되는 일련의 목적지들의 집합을 포함한다.
각각의 비컨은 차량의 목적지에 대한 경로를 따라 위치하는 다음 비컨에 도달하는 지시한다. 동일한 위치에서 출발하여 초기에는 경로가 일치하지만 서로 다른 목적지로 향하는 두 대의 차량에 대하여, 일치하는 경로 부분을 따라 위치하는 비컨은 사용자가 모두 동일한 구역을 통과하기 때문에 사용자 모두에게 동일한 지시를 제공할 것이다. 단지, 분기점의 비컨에서는 2 사람의 사용자의 목적지가 다른 구역에 있기 때문에, 다른 지시가 주어진다.
비컨 프로그래밍은, 사용자가 채택한 목적지가 어느 구역에 있는지를 판별하고, 목적지로 가는 도중에 다음 비컨에 적절한 "방향 전환" 정보를 전송하는 중앙 제어국으로부터의 제어 신호에 의해 원격 제어로 교통표지와 유사하게 비컨이 자립식인 사용자 장치와 상호작용하여 때때로 수정될 수 있다. 이 비컨은 나머지 경로에 대한 정보는 갖지 않는다.
각각의 비컨은 국소 영역(사실, 근접한 비컨들의 경계)에 대한 상세한 지도를 가지며, 목적지가 이 영역내에 있으면, 비컨은 목적지로 향하는 경로에 대한 완전한 정보를 제공한다. 따라서 이 시스템은 사용자에게 비컨 간격보다 정확하게 목적지로 향하는 방향을 제공한다. 그러나, 여행의 초기에는 비컨을 마주칠 때까지 사용자는 시스템을 사용할 수 없다.
제안된 시스템은 중앙 제어로부터의 안내 지시를 즉시 갱신하고, 보다 간편한 차량 탑재 장치이지만, 노변 비컨에 많은 비용이 소요된다.
상기한 2 시스템이 직면하는 문제는, 현재 또는 미래에 대체 경로에 대하여 좋지 않은 문제를 발생하는 위험을 각오하지 않고서는 혼잡에 응답하여 대체 경로를 제공하기 어렵다는 것이다. 규칙적으로 발생하는 최대 혼잡에 대한 예측이 비교적 간단히 안내 정보로 프로그램되고, 적어도 비컨 시스템에 있어서 도로 혼잡에 대한 실시간 갱신이 또한 비컨 프로그래밍에 제공될 수 있지만, 제어 시스템은 미래 혼잡을 예측하기 위한 차량 이동에 대한 어떤 정보도 가지지 않는다. 어떤 경우에 시스템이 많은 차량에 의해 사용중이면, 시스템은 우회 경로에 대한 혼잡을 발생하는 경향이 있다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 하나 이상의 이동 사용자에게 상기 이동 사용자의 위치에 의존하여 정보를 제공하는 항법 정보 시스템에 있어서, 상기 시스템은, 하나 이상의 이동 사용자에게 그들의 위치에 의존하여 정보를 제공하는 이동 통신 시스템인 고정부를 포함하고, 상기 고정부는, 안내 데이터를 요청하는 이동 유닛의 위치를 결정하는 위치결정수단; 상기 이동 유닛의 현재 위치에 따라 상기 이동 유닛의 사용자의 안내를 위한 데이터를 생성하는 안내 데이터 생성수단; 상기 생성된 안내 데이터를 상기 이동 유닛으로 전송하는 통신시스템; 상기 이동 유닛으로부터 특정 목적지에 관련된 요청을 수신하는 수신수단; 이동 정보의 예상 범위를 상기 이동 유닛으로 전송하는 수단; 및 상기 이동 유닛으로부터 상기 예상 범위 밖의 이동 측정을 수신하는 수단을 포함하고, 상기 안내 데이터 생성수단은 상기 특정 목적지에 따라 안내 데이터를 추가로 생성하여, 현재 위치 및 상기 특정 목적지 모두에 의존하는 안내 데이터가 상기 이동 유닛으로 전송될 수 있으며, 상기 고정부는 상기 고정부와 통신하는 하나 이상의 이동 유닛과 조합되고, 각각의 이동 유닛은 상기 이동 유닛의 사용자에 의해 특정되는 목적지에 관련된 안내 데이터의 요청을 상기 고정부로 전송하는 수단, 및 그러한 안내 데이터를 상기 고정부로부터 수신하는 수단을 포함하고, 적어도 하나의 이동 유닛은 이동 정보를 유도하기 위해 위치 및 시간을 측정하는 수단, 상기 시스템의 고정부로부터 수신된 상기 예상 범위와 상기 이동 정보를 비교하는 수단, 및 상기 시스템의 상기 고정부에 상기 예상 범위 밖의 이동 측정을 자동적으로 보고하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 항법정보시스템을 제공한다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 항법 정보 시스템용 이동 유닛에 있어서, 상기 유닛은, 상기 이동 유닛의 위치를 식별하는 위치측정수단; 통신 링크를 통해 상기 이동 유닛의 현재 위치에 관련된 정보를 전송하는 전송수단; 상기 통신 링크를 통해 수신된 안내지시정보에 의해 제어되는 안내지시수단; 특정 목적지에 관련된 안내의 요청을 생성하고, 상기 현재 위치 및 상기 특정 목적지에 따른 안내지시정보를 수신하는 통신수단을 포함하고, 상기 현재 위치에 관련된 안내 지시가 상기 안내지시수단에 의해 상기 사용자에게 전달될 수 있고, 시간측정수단, 시간 및 위치 결정수단으로부터 이동 정보를 유도하는 수단, 상기 시스템의 고정부로부터 수신된 예상 범위와 상기 이동 정보를 비교하는 비교수단, 및 상기 예상 범위 밖의 이동 측정을 상기 시스템의 고정부에 자동적으로 보고하는 경보수단을 구비한 것을특징으로 하는 이동 유닛이 제공된다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 이동 무선 시스템의 이동 유닛에 항법 안내 데이터를 제공하는 방법에 있어서, 상기 데이터는 상기 이동 유닛의 위치에 의존하고, 상기 방법은, 이동 유닛으로부터 고정부로 항법 안내 요청을 전송하는 단계;
상기 이동 유닛의 위치를 결정하는 단계; 상기 고정부에 저장된 상기 위치정보 및 항법 데이터에 기초하여 안내 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 고정부로부터 상기 이동 유닛으로 상기 안내 데이터를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 항법 데이터의 요청은 특정 목적지를 포함하고, 상기 생성된 안내 데이터는 상기 위치정보 및 상기 요청된 목적지에 따라 선택되며, 상기 이동 유닛의 상기 현재 위치 및 상기 특정 목적지에 관련된 안내 데이터가 상기 이동 유닛으로 전송되고, 상기 고정부는 상기 이동 유닛으로 이동 정보의 예상 범위를 전송하며, 상기 이동 유닛은 이동 정보를 유도하기 위한 위치 및 시간을 측정하고, 상기 이동 정보를 상기 시스템의 상기 고정부로부터 수신된 예상 범위와 비교하고, 상기 시스템의 고정부로 상기 예상 범위 밖의 이동 측정을 보고하는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법이 제공된다.
본 발명은 전술한 종래의 시스템보다 많은 이점을 가진다. 시스템의 고정부에 지능(intelligence)을 부여함으로써 종래의 내장 항법 시스템 제안보다 상당한 개선이 이루어질 수 있다. 먼저, 데이터가 중앙에 저장되기 때문에 지도를 분배하거나 가입자를 갱신할 필요가 없다. 새로운 도로는 개통되는 즉시 시스템에 첨가될 수 있다. 모든 사용자가 동일한 데이터베이스를 공유하기 때문에 전체 비용은 최소화된다. 게다가, 차량 적재 시스템은 대부분의 시간을 비가동 상태로 보내지만, 중앙 집중 시스템은 시분할 수 있기 때문에 계산 자원이 보다 효율적으로 사용된다.
게다가, 종래의 노변 비컨 시스템과는 반대로 본 발명은 야외에 장치를 배치할 필요가 없기 때문에 비용 및 유지에 상당한 경제성을 제공하며 변화하는 요구에 대응하여 시스템의 신속한 설치 및 수정이 가능하다.
바람직하게, 본 시스템은 복수의 오버레이 영역을 포함하는 지리적 오버레이와 관련된 이동부의 위치를 결정하는 수단과, 상기 이동부의 위치를 포함하는 오버레이 영역과 연관된 정보를 전송하는 수단을 포함하며, 오버레이 영역내의 이동부는 그 오버레이 영역과 연관된 정보를 수신한다. 이것은 특정 오버레이 영역과 연관된 정보가 그 오버레이 영역의 임의의 이동 유닛으로 전송되도록 한다. 본 시스템은 또한, 이동부가 지정된 오버레이 영역에 들어가는 시기를 결정하는 수단과, 상기 이동부가 지정된 오버레이 영역에 들어가는 것에 응답하여 상기 이동부외의 다른 사용자에게 메시지를 전송하는 수단을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 오버레이 영역은 교차로에 근접한 도로의 일부분을 포함할 수 있고, 메시지는 운전자가 교차로에 진입할 때 운전자에 대한 전환 방향에 관한 적절한 지시일 수도 있다. 따라서 각각의 오버레이 영역은 겹칠 수 있고, 실질적으로 위치 결정 처리의 결과의 최소치보다 적은 크기일 수 있다. 큰 오버레이 영역은 일반적인 정보를 전송하는데 적합하고, 반면에 보다 작은 오버레이 영역은 복잡한 도로 배치의 각 구성요소와 같은 매우 정밀한 위치에 있는 사용자에게 정보를 전송하는데 사용될 수 있다. 오버레이 영역을 2차원 또는 3차원으로 정의될 수 있다.
고정 비컨 시스템에 대한 상기한 구성의 이점은 지리적 오버레이가 용이하게 수정될 수 있다는 것이다. 본 시스템은 지리적 오버레이의 디지털 표현을 저장하는 수단과, 오버레이 영역의 구성이 변화하는 요구에 대응하기 위하여 선택될 수 있도록 저장된 표현을 수정하는 수단을 포함한다. 이 오버레이 영역은 용이하게 조합 또는 분할될 수 있고, 또한 이들 경계는 중앙의 데이터베이스에서 정의된 지리적 오버레이를 재구성함으로써 간단히 하드웨어에 대하여 어떤 수정도 하지 않고 변화하는 상황에 대응하기 위하여 변경될 수 있다. 게다가, 상기한 종래의 비컨 시스템과는 달리, 중앙 데이터베이스로부터 지시를 전송하는데 현재의 셀룰러 이동 통신 시스템이 사용될 수 있기 때문에 거리에 설치되는 기구 및 지원 하부구조(infrastructure)에는 그리 많은 비용이 소요되지 않는다. 운전자가 시스템에 의해 선택된 경로에 있지 않은 오버레이 영역으로 들어가면, 오류 메시지가 전송될 수 있다. 이런 메시지는, 예를 들면 귀중한 화물의 소재 또는 기지로부터 멀리 떨어져서 작업하는 직원을 모니터하기 위하여 이동 유닛외의 사용자에게 전송될 수 있다.
또한, 지리적 오버레이는, 예를 들면 사이트 보안 또는 사용료 징수를 위해 접속 제어 시스템을 동작시키는데 사용될 수 있다. 이 구성에서, 사용자가 허가 없이 오버레이 영역에 들어가면, 경고 신호가 시스템 제어기 또는 비허가자를 방지할 수 있는 사이트에 대한 보안 요원에게 전송될 수 있다. 이동 유닛(mobile unit)와 연관된 값을 저장하기 위한 수단이 (고정된 위치 또는 이동하는 사용자에게) 제공될 수 있고, 예를 들면 차후의 청구를 위해 값을 증가시키거나 선불처리된 저장값 장치에서 값을 감소시키기 위하여 이동 유닛의 위치에 따라 전송된 메시지에 응답하여 저장된 값을 수정하도로 구성된 수단이 제공될 수 있다.
고정부는 지도 정보 또는 본 명세서에서 안내 데이터로 언급된 정보를 제공하는데 사용되는 다른 데이터를 저장하는 수단, 상기 저장된 안내 데이터를 갱신하기 위한 수단, 갱신된 데이터에 적용할 수 있는 이동부를 식별하는 수단, 및 이렇게 식별된 이동부에 통신 시스템을 통하여 상기 데이터를 전송하는 수단을 포함할 수 있다. 이에 따라 갱신이 가능한 종래의 시스템을 가지는 경우에서처럼 다른 사용자에게 세부 내용을 동보전송할 필요 없이 변화하는 교통 상황에 대한 정보가 영향을 받는 모든 사용자에게 전송될 수 있다.
사용자에게 전송된 정보가 그 위치에 대하여 특징적인 것이라 할지라도, 사용자에 대한 정보는 중앙에서 처리될 수 있다. 이에 따라 단기간의 교통 예측이 이루어질 수 있다. 따라서 이동 유닛에 전송된 안내 데이터는 복수의 이동부의 위치 측정을 기초로 할 수 있다. 이동 유닛이 차량이면, 이러한 위치 측정은 도로의 위치 및 그 도로의 교통 밀도에 대한 상황을 식별할 것이다. 새로운 도로가 건설되거나 경로가 전환될 때, 교통량은 새로운 경로로 이동할 것이다. 따라서 교통(traffic)의 위치를 측정하면 데이터는 자동적으로 갱신될 것이다. 전송된 정보의 크기를 감소시키기 위하여 고정부는 이동부로 이동 정보의 예측 범위를 전송하고, 이동부로부터 예측 범위 이외의 이동 측정 정보를 수신하는 수단을 포함할 수 있고, 상기 이동부는 이동 정보를 도출하기 위하여 위치 및 시간을 측정하는 수단, 시스템의 고정부로부터 수신된 예측 범위와 이동 정보를 비교하는 수단 및 예측 범위 이외의 이동 측정을 고정된 시스템에 자동적으로 보고하는 수단을 포함한다. 이러한 방식에서는 다만 예외적인 교통 상황이 보고된다.
고정부는 복수의 이동부에 대한 시간 정보와 위치 및/또는 이동부에 이전에 전송된 안내 정보를 기초로 하는 미래의 이동부의 위치에 대한 추정으로부터 도출된 차량 이동 데이터를 기초로 하는 안내 데이터를 생성 및 유지하는 수단을 포함할 수 있다. 이동부에 이전에 전송된 안내 정보를 기초로 하는 미래의 이동부의 위치에 대한 추정은 미래의 교통 상황을 추정하는데 사용될 수 있다.
데이터 저장 수단에 저장된 데이터는, 예를 들면 변화하는 교통 상황, 사고 또는 고속도로 보수에 따라 갱신될 수 있다. 이 시스템은 갱신된 데이터를 응용할 수 있는 이동 유닛을 식별하는 수단 및 보정된 지시를 통신 시스템을 통하여 상기 이동부에 전송하는 수단을 포함할 수 있다. 많은 사용자가 계획한 이동에 대한 정보를 가지로 특정 도로를 요구하는 것에 대한 보다 나은 예측(그리고 이 도로의 혼잡에 대한 예측)이 이루어질 수 있다. 이것은 항법 시스템이 다른 사용자에 의해 계획된 이동을 고려할 수 있기 때문에 현재의 자동 경로 설정 시스템보다 더 안정될 수 있다.
본 발명은 효율상 청구 및 개별적인 무선 통신 시스템에 대한 요구를 방지하는 간단한 매커니즘을 제공하는 개개인의 다이얼 호출 체계에 대한 공중 셀룰러 무선 데이터 서비스를 사용하여 구현될 수 있다.
이동부의 위치를 결정하는 수단은 관성 항법 시스템 또는 컴퍼스와 주행거리계와 같은 거리 및 방향 측정 장치를 사용하여, 예를 들면 주지된 출발 위치로부터의 추측(dead reckoning)에 의해 동작하는 이동부의 일부분을 형성하는 위치 식별수단을 문의(interrogation)하는 수단을 포함할 수 있다. 또한, 위치 결정 수단은 통신 시스템의 고정부의 구성요소와 관련하여 이동부의 위치를 식별하는 수단을 포함할 수 있다. 이동부의 위치는 셀룰러 무선 시스템과 연관된 무선 위치 시스템에 의해 결정될 수 있다. 또한, 다른 구성에서는 위성 항법 시스템이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 고정부는 이동부의 근사 위치를 결정하는 수단을 가지며, 이동부의 위치 결정 수단은 고정부에 의해 결정된 근사 위치와 조합하여 단일 위치를 결정하는 비단일 위치 신호로 문의 수단으로부터의 위치 요청에 응답하도록 구성된다.
실시예에서 고정부와 이동부는 각각 위성 항법 시스템 수신기를 가지고, 위성 항법 시스템에 의해 측정된 이동부의 위치는 위성 항법 시스템에 의해 측정된 고정부의 위치와 비교된다. 고정부의 위치는 매우 정확하게 알려질 수 있고, 이동부의 위치가 위성 시스템만을 사용하여 직접 측정할 수 있는 것보다 정확하게 결정되도록 하는 기준 측정을 제공한다.
고정부는 하나 이상의 서브와 서버가 서비스를 필요로 할 때만 서버에 이동부를 할당하는 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 실질적으로는, 다만 매우 적은 수의 이동 유닛만이 주어진 시간에 서비스를 필요로 하며, 이에 따라 고정부의 계산 자원이 상당히 효율적으로 사용될 수 있고, 시스템은 서버 용량보다 많은 이동 유닛을 지원할 수 있다. 이것은 각 이동 유닛이 적재된 전용 컴퓨터를 필요로 하지만 적은 시간 동안만 사용되는 상기한 종래의 시스템과는 반재이다. 게다가, 모든 서버들은 이동하는 사용자가 가능한 혼잡 위치와 같은 미래의 도로 사용 상태에 대하여 예측하여 안내 지시 처리를 실행하도록 계획한 경로에 대한 정보를 사용할 수 있는 공통 도로 사용 데이터베이스를 사용할 수 있다. 예를 들면 이 시스템은 지정된 수보다 많은 사용자가 특정 시간에 도로의 특정 코스를 사요하지 못하도록 하고, 그 시간에 그 도로를 따라 이동하는 사용자를 위하여 대체 경로를 찾도록 구성될 수 있다. 이러한 방식에서 시스템은 가능한 혼잡 위치를 예측하고, 선제 동작을 취할 수 있다.
이동부는 고정부로부터 통신 링크를 통하여 전송된 안내 정보에 포함된 지시에 의해 제어가능한 안내 지시 수단을 포함할 수 있고, 이에 따라 안내 지시는 안내 지시 수단에 의해 사용자에게 전송될 수 있다.
몇몇 응용에 대하여 차량은 통신 링크를 통하여 수신된 안내 정보에 응답하여 직접적으로 제어될 수 있다. 그러나, 공공 도로상에서의 사용을 위해서는 안내 정보는 운전자에게 방향을 알려주는 시각적 및/또는 청각적 표시 수단을 제어하는 것이 바람직하다.
안내 정보 수단은 고정부로부터 통신 링크를 통하여 자동적으로 또는 사람에 의해 프로그램될 수 있다. 안내 지시 수단은 통신 시스템을 통하여 사용자에게 음성 메시지를 전송하는 고정부에 위치할 수 있거나, 이동 유닛에 위치하고 고정부로부터의 데이터 메시지에 의해 제어될 수 있는 음성 합성기를 포함할 수 있다. 전자의 구성은 이동 유닛이 간단해지는 반면에 후자의 구성은 보다 적은 신호전송부하를 필요로 한다.
실시예에서는 이동부가 차량이지만, 보행자를 안내하는 휴대형 장치일 수도 있다. 일 형태에 있어서 이동부는 종래의 이동 셀룰러 무선 장치일 수 있다. 이에 따라 전용 설비 없이도 사용자에게 기본적인 서비스가 제공될 수 있다.
이제 도면을 참조하여 예를 들어가며 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 항법 정보 시스템의 이동부와 고정부를 나타내고;
도 2는 간단한 도로 배치(road layout)에 본 발명이 어떻게 적용되는지를 나타내고;
도 3은 시스템에 의해 생성된 지시에 따라 한 지역을 구역으로 분할한 것을 나타내고;
도 4는 보다 복잡한 도로 배치에 대한 본 발명의 적용을 나타내고;
도 5a 및 도 5b는 트래픽 상황의 변화에 응답하여 오버레이를 수정하는 것을 나타내며;
도 6은 셀룰러 무선 네트워크와 관련하여 본 발명에 따른 방법에 의해 정의된 오버레이 영역을 보여주는 도로망을 나타낸다.
도 1의 실시예에 따르면, 항법 시스템은 (구성요소(12, 19)를 포함하는) 고정부와 셀룰러 전화 네트워크(1)에 의해 상호 접속된 복수의 이동부를 가지며, 복수의 이동부중 (구성요소(1-10)를 포함하는) 하나만이 도시되어 있다.
이동부는 오디오 출력(2), 오디오 입력(3) 및 무선 안테나(송신/수신)(4)를갖는 이동 전화(1)를 포함한다. 출력(2)은 전화(1)에 의해 DTMF(dual-tone multi-frequency) 신호를 인터페이스 제어기(6)에 제공되는 데이터로 변환하기 위하여 디코더(5)에 연결된다. 인터페이스 제어기(6)는 또한 GPS(지구 측위 시스템)위성 수신기(7)로부터 입력을 수신한다. 인터페이스 제어기는 이동 전화의 오디오 입력에 제공되는 톤을 생성하는 DTMF 인코더(8)에 데이터를 전송한다. 오디오 출력(2)과 입력(3)은 또한 전화가 말하는데 사용되도록 하는 스피커(9)와 마이크로폰(10)을 각각 포함한다.
고정부는 DMTF 디코더(12)와 인코더(13) 및 제어기 인터페이스(14)를 통하여 컴퓨터(15)에 연결된 셀룰러 전화 네트워크(11)와의 인터페이스를 포함한다. 컴퓨터(15)는 복수의 서버(16)를 포함하고, 이중 하나의 서버가 활동중인 각각의 이동 유닛에 할당된다. 서버(16)는 지리 데이터베이스(17) 및 표준 메시지 데이터베이스(18)에 접속한다. 지리 데이터베이스(17)는 갱신 입력(19)을 통하여 갱신될 수 있다. 데이터베이스(17)는 포괄되는 지역에 대하여 지리적 오버레이(geographical overlay)를 함께 형성하는 복수의 오버레이 영역의 정의를 저장한다. 오버레이의 예는 상세히 후술되는 도 2, 도 4, 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시되어 있다.
이동부는 GPS 수신기(7)를 사용하여 위치 정보를 얻어 특정 목적지에 대한 방향에 대한 요청과 함께 이 정보를 고정부에 전송하고, 서버(16)는 지리 데이터베이스(17)에 위치 정보를 관련시키고, 데이터베이스(18)로부터 위치와 관련된 정보를 얻어 이 정보를 이동부에 다시 전송한다.
컴퓨터(15)는 인코더(12)를 사용하여 DTMF 코드로 메시지를 전송할 수 있고, 또한 음성 출력(20)을 통하여 셀룰러 네트워크(11)에 전송되는 음성 메시지를 생성할 수 있다.
DTMF 신호는 차량의 위치를 차량 또는 요구하는 제 3 자중 어느 한 쪽에 정보와 안내를 제공할 수 있는 컴퓨터(15)에 전송하는데 사용된다.
다음 논의에서는 도 1에 도시된 기본적인 장치에 대한 변경이 또한 기술될 것이고, 여기서 특정 구성요소는 수정되거나 대체된다.
이 시스템은 다음과 같이 동작한다:
이동을 시작할 때 운전자는 미리 다이얼 설정된 제어를 전화(1)에 구동시킴으로써 서비스를 요청한다. 이 서비스 요청은 전화 네트워크(11)를 통해 제어 인터페이스(14)에 전송된다. 제어 인터페이스(14)는 이때 호출 응답에 자유로운 서버(16)를 할당하고, 지리적 위치를 결정하기 위해 차량 GPS 수신기(7)를 문의한다. 인코더(8)는 위도 및 경도 데이터를 취하고, 이 수치를 뒤에 상세히 기술되는 방식으로 쌍을 이루는 DTMF 톤으로 변환한다.
셀룰러 전화는 이러한 오디오 신호를 음성 입력 경로에 결합한다. 이것은 마이크로폰 리드(lesd)가 접속가능하고, 또는 작은 변환기가 마이크로폰(10) 옆에 설치될 수 있기 때문에 차량에 설치된 핸즈프리 셀룰러 전화로 용이하게 행해진다. 스피커(9)에 (음성적으로 또는 전기적으로) 결합된 DMTF 수신기(5)는 위치 메시지의 인식을 승인하기 위해 서버(16)로부터 다시 되돌아오는 관리 데이터를 (DTMF 형태로) 디코드한다. DTMF 유닛에 의해 수신되는 승인이 없으면, 이때 데이터 메시지는 반복된다.
시스템의 고정 단부는 서버 컴퓨터(15)의 직렬 데이터 인터페이스(14)에 결합된 DTMF 디코더(12)와 인코더(13)를 포함한다. 본 컴퓨터는, 한편으로는 자동으로 응답하여 DTMF 신호전송 시스템을 사용하여 위치를 제공하는 이동부를 호출할 수 있고, 다른 한편으로는 원하지 않은 호출을 수신하는 것이 가능하고, 이 호출이 이동 유닛의 DTMF 보호화 ID를 포함하고, DTMF 차량 인터페이스(6)를 사용하여 차량 위치를 제공한다.
서버(16)는 이때 사용자의 현재 위치를 획득하고, 그 위치에 해당되는 오버레이 영역을 식별한다. 서버는 또한 높이 또는 무게 제한 때문에 선택되는 경로와 관련이 있는 차량의 형태와 같은 영구적인 사용자 전용 정보를 획득한다. 사용자는 영구적이지 않은 현재의 정보요구 (특히 자신의 목적지)에 특정인 이러한 요구를 음성 프롬프트(prompt)에 응답하여 전화기의 키패드를 사용하여 보호화 할 수 있다. 그러나, 바람직한 구성에서는 이러한 데이터의 획득을 위한 호출이 운영자에게 제공된다. 이에 따라 사용자는 시스템에 대하여 자신이 바라는 목적지를 식별하는데 도움을 받을 수 있고, 또한 운전자는 자신의 요구를 손과 발을 운전을 위해 남겨둔 채 말로 할 수 있다.
운영자는 이때 후속되는 갱신 처리에서의 사용을 위해 차량 목적지를 식별하는 시스템 데이터로 차량내 인터페이스(6)를 원격 프로그램하고, 컴퓨터 서버(16)의 음성 생성 서브시스템에 의해 운전자에 대하여 음성으로 제공되는 방향 및 지시를 발생하도록 한다.
위치 고정은 규칙적인 기간, 예를 들면 2분 또는 1Km마다 이루어질 수 있다. 또한, 고정부는 이동 유닛에 특정 기간 또는 거리가 지난 후에 다음 위치 고정을 전송하도록 요청할 수 있다.
운전자가 그 경로를 따라 새로운 오버레이 영역으로 들어갈 때, 다른 지시가 자동적으로 전송되고, 경로를 벗어나거나 각 운전자에게 영향을 미치는 새로운 트래픽 문제가 검출되면 운전자에게 경고를 할 수 있다. 본 시스템은 그에 대하여 정의된 메시지를 갖는 오버레이 영역에 들어가는 이동 유닛을 시스템이 발견하면, 예를 들면 다음 방향 전환 지시 (또는 이동 유닛이 선택된 경로를 벗어나는 경우에는 오류 메시지)와 같은 메시지가 전송되도록 구성된다. 또한, 본 시스템은, 예를 들면 귀중한 화물의 진행상황을 모니터하기 우해 문의중인 이동 유닛외의 다른 사용자에게 메시지를 전송하도록 구성될 수 있다.
서비스 요구 변화 또는 부가적인 도움이 필요하면 운전자를 어느 때라도 운영자를 호출할 수 있다.
중앙의 데이터베이스가 사용되기 때문에 모든 차량 이동이 모니터될 수 있다. 교통 모델은 교통 흐름을 최적화하고 이동시간을 절감하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 본 시스템은 동일한 시간에 동일한 도로를 사용하는 차량의 수를 제한함으로써 자체로는 혼잡을 발생하지 않는다는 것을 보장할 수 있다. 제어 시스템은 이러한 차량으로부터의 운동 벡터를 계산하고 기록하기 위하여 위치 데이터를 사용할 수 있다.
이러한 방법에 의해 수집된 데이터를 사용하면, 중앙 시스템은 유효 경로에대한 디지털 지도를 도출할 수 있다. 다음 데이터는 자동적으로 도출될 수 있다.: 유효 이동 도로; 허가된 흐름 방향; 허용 가능한 방향 전환; 평균 이동시간; 시각 및 다른 요소에 따른 이동시간의 추이.
본 시스템은 자동적으로 영구적인 변화(새로운 도로 연결, 단방향 시스템에 대한 변화 등)를 보여주기 위해 지도를 갱신할 것이다. 도로 작업으로 인한 일시적인 도로 폐쇄 등도 또한 기록될 것이다. 초기에는 차량이 새로운 도로를 통해서 지나는 것을 보장하기 위하여 데이터의 수동 갱신도 시스템이 차량 흐름 데이터로부터 정보를 얻기 전에 9예를 들면 새로운 우회로 개방에 대하여 시스템에 경고를 하기 위해) 필요할 것이다. 이전에 입력된 데이터의 근사는 기술된 바와 같이 시스템에 의해 자동적으로 정정될 것이다.
본 시스템은, 예를 들면 버스 정류소, 공중전화 및 기타 거리 시설물과 상가, 은행 또는 사무실과 같은 사업체까지의 가까움의 수동 및 자동화된 데이터 입력의 조합에 의해 여행자에 관련된 다른 정보를 포함하도록 개선될 수 있다.
각각의 링크에 대하여 시각에 따른 통과 시간 추이의 변경은 경로 안내의 기초로서 혼잡 예측 모형을 도출하는데 사용될 수 있다. 본 시스템은 교통 혼잡 등의 영역을 식별하기 위하여 지정된 위치 사이의 실제 통과 시간을 비교함으로써 선택된 경로를 따른 이동 유닛의 진행 상황을 모니터할 수 있다. 이것은 각 유닛의 위치 갱신을 모니터하는 고정 시스템에 의해 이루어질 수 있거나, 고정 유닛과 협력하여 이동 유닛에 의해 이루어질 수 있다. 후자의 경우에, 고정부는 이동이 지정 위치에 이를 것으로 예측되는 통과 시간의 예측 범위를 전송한다. 이동 유닛이 이 범위 외의 위치에 도달하면, 고정부에 그 사실을 보고한다. "예외만을 보고"함으로써 데이터처리 오버헤드가 상당히 감소될 수 있다.
그러나, 이러한 시스템은 너무 많은 운전자가 현재 또는 예측 혼잡에 대한 정보를 기초로 하는 경로 안내에 접속하면 불안정하게 될 수 있다. 이러한 불안정을 방지하기 위하여 경로 계획이 중앙에서 형성되고, 갱신되며, 각 차량에게 전송된다. 제시된 경로를 사용하는 차량의 밀도가 이때 예측에 추가된다. 보다 많은 차량이 시스템을 사용하면 발생되는 예측은 보다 정확하게 될 수 있다.
도출된 경로는 (출발하기 전에 이동 데이터 링크, 또는 가능하다면 단거리 통신 링크 또는 통신 네트워크에 대한 다른 일시적인 접속을 통하여) 차량에 전송될 수 있다. 이때 차량은 도로 상태가 예측된 것으로부터 상당히 변화하지 않는 한 자동으로 동작할 것이다.
중앙 시스템이 (차량 데이터 또는 다른 자원으로부터) 이미 제공된 충고를 변경하기에 충분한 예측이 가해지는 심각한 영향을 갖는 문제를 검출하면, 이때 중앙 시스템은 그 문제에 대한 소식을 동보전송하여 영향을 받는 차량이 현재 위치로부터 목적지까지 새로운 경로를 수신하기 위하여 자동적으로 이동 데이터 통신 링크를 통하여 호출할 수 있도록 할 수 있다.
차량 시스템이 프로그램된 경로를 따라 예측치 못한 통과 시간을 만나면, 중앙 시스템으로 보고를 전송할 것이다.
따라서 시스템을 통한 데이터 흐름은 신경망 기술을 사용하여 도로망의 특징적인 혼잡 동작에 대해 보다 많이 알고, 혼잡해질 가능성이 있을 때마다 경로의 사용을 방지하는 교통을 위한 경로를 선택하도록 할 것이다. 또한, 본 시스템은 도로를 사용하는 차량의 위치 측정을 기초로 하여 디지털 도로 지도 또는 다른 데이터를 자동적으로 생성할 것이다.
이 시스템은 특징적인 이점은 사용자에 의해 요청된 경로 안내 정보로부터의 비일상적인 혼잡 패턴을 예측하는 능력이다. 경로 안내는 중앙에서 발생되기 때문에, 시스템은 주어진 위치에 대한 목적지 정보 요청의 수를 모니터할 수 있다. (출발 위치와 이동을 시작한 시간에 따라) 각 사용자에 대하여 예측되는 도착 시간을 결정함으로써 특정한 미래의 시간(예를 들면 주요 경기 시간)에 특정 위치에 대한 교통 혼잡의 증가가 검출될 수 있다. 이 위치를 통해 경로가 지정될 수도 있는 다른 목적지에 대한 교통은 이때 다른 경로로 우회할 수 있다.
상기한 시스템은 DTMF 코드가 사용될 수 있는 아날로그 통신 링크를 사용한다. 아날로그 셀룰러 무선 네트워크에 대하여 다만 짧은 상태 메시지가 전송될 필요가 있을Eo DTMF는 이상적인 신호전송 매체이다. 이것은 주로 빠른 위상 또는 주파수 편이 데이터 변조의 사용을 배제하는 이동 환경의 심각한 신호 페이딩과 잡음에서도 견딜 수 있다. 다른 이점은 음성과 공존하는 능력이다. 예를 들면 차량 위치 데이터를 포함하는 DTMF 데이터 버스트(data burst)는 호출 시작시와 호출이 진행되는 동안에 전송될 수 있다. 또한 다른 간단한 암호화된 DTMF 메시지도 긴급을 나타내고, 간단한 운전자 표시(예를 들면 좌측 또는 우측으로 방향을 전환하기 위해 화살표로 표시된)를 제공하거나 차량내의 다른 서브시스템에 의해 생성된 합성 음성을 트리거하기 위해 전송될 수 있다.
상기한 DTMF 코딩은 아날로그 시스템에 적합하다. 디지털 셀룰러 네트워크에서 디지털화된 데이터는 GSM(Global System for Mobile Communications)의 SMS(Short Message Service) 또는 GSM에 대해 제안된 GPRS(General Packet Radio Service)와 같은 연관된 패킷 데이터 시스템을 통하여 전송될 수 있다.
상기 실시예에서, 음성 생성 서브시스템은 서버(16)의 일부분을 형성한다. 또한, 이것은 차량내에 적재될 수 있다. 이 구성에서 서브시스템은 고정부로부터 전송된 명령에 응답하여 차량내 인터페이스(6)로부터 제어되는 여러 가지 저장 음성 명령을 갖는다. 이 구성은 무선 링크(11)를 통하여 요구되는 신호전송 트래픽을 절함하지만, 차량내 장치를 복잡하게 한다.
이제, 위치 결정 시스템에 대해 보다 상세히 기술할 것이다. GPS 위성 항법 수신기는 이제 매우 값이 싸고, 직렬 데이터 출력으로 이용가능하다. 이것은 원주호의 1초의 1/10까지의 위도 및 경도 데이터를 제공가능하다(즉, 3m 이내의 위치를 정의하는 것에 의해, 사용자가 2차선 도로의 어느 쪽에 있는가를 식별하기에 충분하다).
GPS와 같은 위성 측위 시스템은, 예를 들면 위성 궤도의 불안정하기 때문에 발생하는 작은 시스템 오류를 발생하기 쉽다. 위치 측정의 정확성은 많은 고정 기준 위치가 사용되는 "차동 GPS"로서 알려진 처리에 의해 개선될 수 있고, 그 위치는 예를 들면 측량 기술을 사용하여 매우 정밀하게 결정된다. GPS는 하나 이상의 고정 기준 위치의 측정을 얻는데 사용된다. 이 측정은 GPS에 의해 측정된 이동 유닛의 위치를 정정하는데 사용될 수 있는 정확한 값을 발생하기 위하여 주지된실제 위치와 비교된다.
위성 측위 시스템으로부터 수신된 위치 데이터는 몇 개의 여분의 데이터를 포함할 수 있다. 시스템이 제한된 영역내에서 동작할 뿐이라면 상당히 많은 위치 값은 여분으로 남게 되고, 이동 유닛으로부터 고정부로 전송될 필요는 없다. 예를 들면 독일의 어느 위치는 이 나라가 전체적으로 북으로 45 및 55도, 그리고 동으로 5 및 15도에 위치하지만 위도 및 경도의 단위 숫자에 의해 유일하게 정의될 수 있다. 또한 이러한 방식으로 영국의 어느 위치를 정의할 수 있지만, 이 경우에는 본초 자오선의 동서 위도의 중복을 방지하는데 10도 오프셋이 적용되어야 한다.
범유럽 시스템과 같은 보다 큰 지역에 대하여 또는 USA를 포괄하는 지역에 있어서 이러한 간단한 데이터 감소 방법은 비실용적이다. 그러나, 그럼에도 불구하고 지역을 동적으로 정의함으로써 데이터 요구를 감소시키는 것이 가능하다. 전체 위치를 사용하는 초기화 단계 이후에 시스템은 이전의 위치와 가장 가까운 후보지를 새로운 위치로서 선택한다. 예를 들면, 이동 유닛이 최종적으로 서쪽으로 99도에 위치하였다고 기록되고, 경도의 단위 디지트(digit)가 0이면, 사용자는 예를 들면 90도 또는 110도보다는 오히려 서쪽으로 100도로 취해진다.
사용자의 위치가 1/2도 이상 변경될 수 없도록 위치 갱신이 자주 발생하면 도의 단위 디지트도 또한 필요 없게 되고, 다만 수 분 및 짧은 호로 제공된 위치도 그렇다. 갱신이 자주 발생하면, 디지트도 더 필요 없게 된다.
대략적인 위치를 얻는 다른 방법은 사용자가 현재 위치하는 셀을 식별하기위해 셀룰러 무선 시스템의 운용체계를 문의하는 것이다. 셀 크기는 대각선으로 약 40Km까지일 수 있다(이 셀 크기는 종종 더 작지만, 이렇게 셀을 식별함으로써 1/2도 이상까지 위도를 식별하는 40Km내의 사용자의 위치를 식별할 수 있다)(위도 1도 = 111Km). 경도선의 분리는 위도의 코사인 값을 변경하지만, 심지어 북극권(북쪽으로 66도)에서도 40Km 분해는 가장 가까운 전체 도수에 대한 경도를 식별할 것이다(경도 1도 = 111Km(cos 경도) - 북쪽으로 66도에서 약 45Km).
따라서 도 숫자를 빼고 위치 데이터를 왼쪽 절단함으로써 기본적인 위치 메시지는 10진 디지트로 구성될 것이다(분, 초, 초의 1/10). 미터로 높이를 제공하는 높이 데이터는 지구 표면상의 모든 위치가 10,000m 범위내에 있으므로 4개의 디지트가 더 필요하지만, 다중 레벨 도로 시스템도 100m의 높이를 초과할 수 없기 때문에(만약 그렇다면 GPS 시스템은 보다 낮은 레벨의 수신기에 대하여 효율적으로 작업할 것이다) 이 데이터도 또한 왼쪽 절단될 것이다. 이것은 전체 20개의 디지트를 제공하지만, 이것은 2초 이내에 DTMF에 의해 전송될 수 있다.
데이터가 상기한 바와 같이 왼쪽 절단되면, "대략적인"데이터는 이전의 위치 또는 셀룰러 무선 운용체계를 기준으로 하여 인터페이스 제어기(14)에 의해 부가된다.
컴퓨터(15)가 위치 메시지를 수신할 때, 컴퓨터는 위치를 저장한 다음 그 위치가 있는 오버레이 영역에 대해여 데이터베이스를 검색한다. 오버레이 영역은 위도와 경도의 좌표에 의해 데이터베이스에 정의되고, 정의된 오버레이 영역내의 이동하는 가입자에게 전송될 수 있는 메시지를 정의하는 연관된 속성을 가진다.몇몇 예에서 위성 측위 시스템을 사용하여 다중레벨 도로 교차로의 레벨 사이를 식별하기 위하여 응용가능한 높이 정보가 사용될 수 있다. DTMF 위치 메시지가 연관된 메시지를 가지는 오버레이 영역내에 포함되는 좌표를 가질 때, 이때 메시지는 컴퓨터 합성 음성 메시지, (다른 서브시스템을 동작시키는) 암호화된 DTMF 메시지 또는 종래의 고속 데이터 메시지로서 이동부에 전송된다.
이동 유닛이 이전의 위치 갱신에서 동일한 오버레이 영역에 있었다면, 그 오버레이 영역과 연관된 메시지는 불변하고, 메시지의 전송은 일시 중단된다.
위치 갱신이 시스템에 의해 요청되는 빈도는 현재 오버레이 영역의 크기와 특성에 맞추어질 수 있다. 예를 들면 복잡한 도로 배치는 사용자가 두 갱신 사이의 연관된 영역을 통하여 전송함으로써 지시를 놓치지 않도록 보장하는 빈번한 위치 갱신을 요구하는 많은 수의 작은 오버레이 영역을 포함할 수 있다. 그러나, 교차로가 없는 긴 도로는 단일 오버레이 영역에 의해 포괄될 수 있고, 따라서 갱신은 그리 자주 발생하지 않는 것이 적절하다. 도시, 농촌 및 고속도로에서 서로 차이가 나는 차량이 이동하기 용이한 속도는 또한 다음 위치 갱신이 요청될 때를 결정하는 한 요소로서 사용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 위성 측위 시스템을 이용할 수 없는 상황, 예를 들면 터널 또는 위성쪽에서는 보이지 않는 지역이 존재할 수 있다. 위성 수신기에 의존하지 못하는 이동부의 위치를 식별하고 갱신하는 다른 구성이 자신 또는 위성 시스템이 사용될 수 있는 위치 사이를 문의하는데 사용될 수 있다. 한 변형에 있어서, 추정(dead-reckoning)에 기초한 항법 시스템이 사용될 수 있다. 본 시스템에서, 사용자는 자신의 최초 위치를 식별하고, 적재 시스템은 예를 들면 자기 내성 측정, 거리 계수기 및 자이로컴퍼스와 가속도계와 같은 관성 항법 수단에 의해 시스템의 이동을 측정한다. 이 시스템은 자립형(self-contained) 시스템이지만, 출발 위치에 대한 정보를 필요로 한다. 이것은 예를 들면 위성 측위 시스템으로부터 얻을 수 있다.
다른 변형에 있어서, 중앙 제어국과의 통신을 위해 사용된 셀룰러 무선 시스템의 전파 특성에 의존하는 위치 결정 방법이 사용될 수 있다. 이러한 시스템에 대한 예는 독일 특허 명세서 DE3825661(Licentia Patent Verwaltungs)과 DE3516357(Bosch), 미국 특허 4210913(Newhouse), 유럽 특허 명세서 EP0320913(Nokia), 국제 특허 출원 WO92/13284(Song) 및 WO 88/01061(Ventana)에 개시되어 있다. 몇몇 셀룰러 기지국의 신호 강도 또는 다른 특성의 비교에 의해 위치 고정이 결정될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 위치 측정은 고정된 시스템에 의해 직접 이루어질 수 있다. 이에 따라 시스템의 이동부는 음성 또는 키패드에 의해 발생되는 DTMF 톤에 의해 입력이 제공되고, 음성 명령에 의해 사용자에게 지시가 전송되는 종래의 셀룰러 전화에 의해 구현될 수 있다.
데이터베이스(17)에 저장될 수 있는 항법 정보의 종류에 대해서 이제 도 2 내지 도 6을 참조하여 기술할 것이다. 간략히 말하면, 도 2는 4개의 진입 도로(21, 22, 23, 24)를 가지는 교차로(J)를 보여주고, 각각의 도로는 오버레이 영역(21a, 22a, 23a, 24a)과 각각 연관된다. 이 도면 및 도로 배치를 나타내는 모든 다른 숫자는 영국, 일본, 호주 등에서 사용되는 것과 같이 도로는 왼쪽으로 주행하도록 구성되어 있다. 도 3은 시(A, B, C)와 고속도로(M)를 포함하는 교차로(J)를 둘러싸는 도로망의 일부분을 보여준다. 도로(21, 22, 23, 24)는 각각 연관된 목적지 구역(21z) 등을 가진다. 도 4는 4개의 도로(N, S, E, W)를 상호연결하는 복잡한 입체 교차로를 보여준다. 이 교차로는 12개의 오버레이 영역(Na, Ni, Nd, Sa, Si, Sd, Ea, Ei, Ed, Wa, Wi, Wd)을 가지는 오버레이에 중첩된다. 도 5a는 주도로(33)와 옆길(30)을 가지는 작은 영역을 보여준다. 주도로(33)는 두 개의 연관된 오버레이 영역(31, 32)을 갖는다. 도 5b는 도 5a와 유사하지만 장애물(X)이 주도로(33)상에 존재하고, 오버레이 영역(32)은 장애물에 의해 두 개의 오버레이 영역(32a, 32b)으로 분할된다. 도 6은 5개의 셀(50-54)을 포함하는 셀룰러 무선 적용 영역에 중첩된 10개의 오버레이 영역(40-49)을 포함하는 오버레이를 보여준다.
보다 상세하게는, 도로 교차로(J)는 4개의 진입도로(21, 22, 23 및 24)를 갖는다. 교차로에 진입할 때 각각의 도로에 대한 오버레이 영역(21a, 22a, 23a 및 24a)이 정해진다. 이러한 오버레이 영역들은 방향 전환 지시나 다른 항법 정보를 제공하는 각각의 오버레이 영역과 연관된 지향성 정보를 가진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 항법 시스템에 의해 커버되는 전지역은 4개의 구역(21z, 22z, 23z, 24z)으로 분할되고, 각각의 구역은 대응하는 도로(21, 22, 23, 24)가 교차로(J)로부터 이어지는 일련의 모든 위치들을 포함한다. 이 예에서 지역 목적지(24z)에 대해서만 사용되는 도로(24)는 도시(A)로 직접 통하는 길이고, 도로(2#)는 도시(B)(구역 (23z)), 도록(22)는 도시(D)(구역(22z)), 그리고 도로(21)는 도시(C)와 도시(A)의 일부분을 포함하는 다른 모든 목적지를 위하여 고속도로(M)로 인도하는 길이다. 이 구역들은 각 교차로에 대하여 다르게 정의된다. 예를 들면 교차로(J')에서 서로 다른 방향은 도시(A)와 도시(B)에 대하여 적절하고, 따라서 이 도시들은 그 교차로에서의 오버레이 영역과 관련하여 서로 다른 구역에 포함된다. 이 구역들은 심지어 동일한 교차로에서 서로 다른 오버레이 영역에 대하여 정의될 수도 있다. 예를 들어 교차로(J)에서 유턴이 불가능하다면, (이전의 오류 또는 계획의 변화로 인한 결과로서) 도로(22)를 통해 교차로(J)에 진입하여 도시(D)를 요청하는 트래픽은 도로(21, M 및 24)를 지난다. 따라서 오버레이 영역(22a)에 대하여 3개의 허가된 출구(21, 23, 24)에 대응하는 다만 3개의 구역(24z, 23z 및 조합 21z/22z)이 존재한다.
이 구역들은 주위의 상황에 따라 재정의될 수 있다. 예를 들면 고속도로(M)가 혼잡할 때, 교차로(J)로부터 도시(C)로 향하는 최선의 경로는 도시(B)를 통과하는 것이다. 이러한 상황에서 구역(21z, 23z)은 도시(C)가 구역 (23z)에 포함되도록 재구성된다. 그러나, 전체 구역의 수는 관련된 오버레이 영역으로부터 나오는 경로의 수를 유지한다는 사실에 주의해야 한다.
오버레이 영역(21a, 22a, 23a 및 24a)은 교차로에 진입하는 어떤 차량도 관련된 오버레이 영역내에서 그 사이에 최소한 한 번은 위치를 갱신하여 관련된 방향전환 지시가 전송된다는 것을 보장하기 충분할 만큼 커야 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 오버레이 영역은 분리되어 있고, 상기한 종래의 시스템의 비컨의 커버 영역과 동일한 것으로 간주될 수 있다. 그러나 이 도 4, 도 5a, 도 5b및 도 6에 도시된 바와 같이 서로 근접하도록 구성될 수 있다.
도 4는 12개의 오버레이 영역을 가지는 보다 복잡한 입체형 교차로를 보연준다. 교차로에서 만나는 각 도로(N, E, S 및 W)는 대응하는 진입 오버레이 영역(Na, Ea, Sa, Wa)(Wa는 사선으로 도시)을 가지고, 진출 오버레이 영역(Nd, Ed, Sd, Wd)(Ed는 사선으로 도시)을 가진다. 또한 4개의 중간 오버레이 역역(Ni, Ei, Si, Wi)(Si는 사선으로 도시)이 존재한다. GPS 시스템으로부터 얻을 수 있는 입체교차(F) 높이 정보는 사용자가 현재 위치하고 있는 레벨, 즉 오버레이 영역을 결정하는데 사용될 수 있다.
진입 및 중간 오버레이 영역은 각각 결정 위치(P1-P8)에서 끝난다. 데이터베이스(17)에서 각각의 오버레이 영역은 연관된 결정 위치에서 어느 분기를 취할 것인지에 관한 지시를 제공하는 그 영역과 연관된 방향 정보를 가진다. 예를 들면 구역(Si)과 연관된 방향 정보는 도로(N)에 의해 제공되는 목적지로 향하는 사용자에게 위치(p1)에서는 직진하도록 지시하고, 도로(E, S 및 W)에 의해 제공되는 목적지로 향하는 사용자에게는 왼쪽으로 방향을 전환하도록 지시한다. 교차로를 이용하는 트래픽은 하나의 진입 오버레이 영역과 하나의 진출 오버레이 영역을 통과할 것이고, 또한 하나 이상의 중간 오버레이 영역을 통과할 것이라는 것을 알 수 있다. 또한 위험을 미리 경고하는 등의 진출 오버레이 영역(Nd, Sd, Ed, Wd)과 연관된 정보가 존재할 수도 있다. 진출 오버레이 영역은 각 방향에서 다음 교차로에 대한 진입 오버레이 영역과 연속될 수 있다.
사용자가 도로(S)위의 교차로에 진입할 때, 위치 갱신은 사용자 설비가 오버레이 영역(Sa)내에 존재하는 것으로 식별한다. 사용자의 목적지의 좌표가 도로(W)에 의해 제공되는 구역내에 있다면, 사용자는 위치(p2)에서 왼쪽으로 방향을 전환하라는 지시를 받는다. 사용자가 이 지시를 따르면, 오버레이 영역(Wd)으로 들어가게 되고, 다름 위치 갱신시에 (만약 있다면) 그 오버레이 영여고가 관련된 정보를 전송 받을 것이다.
사용자의 목적지 좌표가 도로(N)에 의해 제공되는 구역내에 존자하면, 로버레이 영역(Sa)내의 사용자는 대신에 위치(P2)에서 계속 직진하라는 지시를 받는다. 사용자가 이 지시에 따르면 오버레이 영역(Wi) 들어가게 된다.
오버레이 영역(Si)내의 사용자에 대하여, 사용자의 목적지 좌표가 도로(N)에 의해 제공되는 구역내에 있다면, 사용자는 위치(P1)에서 직진하라느 s지시를 받는다. 이 지시에 따르면, 사용자는 오버레이 영역(Nd)에 들어가게 되고, 다음 위치 갱신시에 (만약 있다면) 그 오버레이 영역과 관련된 정보를 전송 받을 것이다.
오버레이 영역(Si)에 위치하는 사용자의 목적지 좌표가 도로(E, S 또는 W)에 의해 제공되는 구역에 있다면, 사용자는 위치(p1)에서 왼쪽으로 방향을 전환하라는 지시를 받는다. 이 지시에 따르면, 사용자는 오버레이 영역(Wi)에 들어가게 된다.
이와 유사한 정보는 다른 오버레이 영역들과 연관된다. 사용자가 연속적으로 교차로를 통화할 때 적절한 지시를 제공받음으로써 사용자는 어떤 목적지로도 향할 수 있게 된다. 교차로로부터 동일한 출구로 향하게 되는 모든 사용자들에게는 이들의 최종 목적지가 어디이든 동일한 지시가 제공된다는 사실에 주의해야 한다.
도 5a와 도 5b는 변화하는 상황에 대응하기 위해 오버레이 영역을 재구성하는 것을 나타낸다. 초기에(도 5a) 오버레이 영역(31)은 주도로(33)와 옆길(30) 사이의 교차로에 진입하기 위해 한정되고, 제 2 오버레이 영역(32)은 교차로를 넘어 주도록(33)의 일부분에 대하여 한정된다. 오버레이 영역(31)과 연관된 정보는 옆길(30)에 의해 제공되는 구역에 대하여 트래픽의 방향 전환을 지시하는 방향 전환 정보를 포함한다. 정보는 또한 오버레이 영역(32)과 연관될 수 있다.
도 5b에서 주도로(33)는 위치(X)에서 장애가 발생하였다. 이것을 수용하기 위하여 오버레이 영역(32)은 두 개의 오버레이 영역(32a, 32b)으로 분할되었다. 오버레이 영역(32b)과 연관된 정보(만약 있다면)는 이전에 오버레이 영역(32)과 연관된 것과 동일하다. 오버레이 영역(32a)에 위치하는 트래픽은 미리 위험에 대하여 경고하는 새로운 정보를 제공받는다. 오버레이 영역(31)과 연관된 정보는 수정되고, 따라서 모든 트래픽은 이제 옆길(30)로 방향을 전환하라는 지시를 받는다.(이것은 오버레이 영역(31)과 연관된 목적지 구역이 하나로 합쳐지는 것을 의미한다)
도 6은 오버레이 영역들이 도로망에 대하여 어떻게 한정될 수 있는지를 보여준다. 이 예에서는 도로의 양측에 대응하는 오버레이 영역(40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49)이 존재한다. 따라서 각 부분에 대한 이동 방향에 적절한 정보는 관련 부분을 통과하는 사용자에 의해 이용될 수 있다. 셀루럴 무선 네트워크가 존재하는 이 오버레이에 중첩된 셀 중 5개의 셀(50, 51, 52, 53, 54)이 도시되어 있다. 예를 들면 위성 측위 시스템에 의해 결정된 이용주의 위치는 사용자에게 적절한 오버레이 영역을 결정한다. 이 정보는 셀룰러 무선 네트워크에 의해 서비스 제어센터에 전송된다. 셀룰러 기지국 사이의 정보 전송은 셀 경계에서 종래의 방식으로 발생한다. 그러나, 이러한 정보 전송은 오버레이 영역(40-49) 사이의 경계와는 무관하다.
상기한 실시예가 경로 안내 정보의 제공에 관한 것이지만, 다른 지역 정보도 역시 제공될 수 있으며, 또한 지역 설비, 관광 명소, 기상 예측, 공중 교통 정보 등의 정보과 같은 정보도 제공될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "안내 정보"라는 용어는 이러한 정보를 포함한다.

Claims (17)

  1. 하나 이상의 이동 사용자에게 상기 이동 사용자의 위치에 의존하여 정보를 제공하는 항법 정보 시스템에 있어서,
    상기 시스템은,
    하나 이상의 이동 사용자에게 그들의 위치에 의존하여 정보를 제공하는 이동 통신 시스템인 고정부를 포함하고,
    상기 고정부는,
    안내 데이터를 요청하는 이동 유닛의 위치를 결정하는 위치결정수단;
    상기 이동 유닛의 현재 위치에 따라 상기 이동 유닛의 사용자의 안내를 위한 데이터를 생성하는 안내 데이터 생성수단;
    상기 생성된 안내 데이터를 상기 이동 유닛으로 전송하는 통신시스템;
    상기 이동 유닛으로부터 특정 목적지에 관련된 요청을 수신하는 수신수단;
    이동 정보의 예상 범위를 상기 이동 유닛으로 전송하는 수단; 및
    상기 이동 유닛으로부터 상기 예상 범위 밖의 이동 측정을 수신하는 수단을 포함하고,
    상기 안내 데이터 생성수단은 상기 특정 목적지에 따라 안내 데이터를 추가로 생성하여, 현재 위치 및 상기 특정 목적지 모두에 의존하는 안내 데이터가 상기 이동 유닛으로 전송될 수 있으며,
    상기 고정부는 상기 고정부와 통신하는 하나 이상의 이동 유닛과 조합되고, 각각의이동 유닛은 상기 이동 유닛의 사용자에 의해 특정되는 목적지에 관련된 안내 데이터의 요청을 상기 고정부로 전송하는 수단, 및 그러한 안내 데이터를 상기 고정부로부터 수신하는 수단을 포함하고,
    적어도 하나의 이동 유닛은 이동 정보를 유도하기 위해 위치 및 시간을 측정하는 수단, 상기 시스템의 고정부로부터 수신된 상기 예상 범위와 상기 이동 정보를 비교하는 수단, 및 상기 시스템의 상기 고정부에 상기 예상 범위 밖의 이동 측정을 자동적으로 보고하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 항법 정보 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 유닛은 추측에 의해 자신의 위치를 식별하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 항법 정보 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 유닛은 통신 링크를 통해 상기 고정부로부터 전송되는 상기 안내 데이터에 포함된 지시에 의해 제어되는 안내지시수단을 포함하고, 상기 안내지시수단에 의해 안내 지시가 상기 사용자에게 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 항법 정보 시스템.
  4. 항법 정보 시스템용 이동 유닛에 있어서,
    상기 유닛은,
    상기 이동 유닛의 위치를 식별하는 위치측정수단;
    통신 링크를 통해 상기 이동 유닛의 현재 위치에 관련된 정보를 전송하는 전송수단;
    상기 통신 링크를 통해 수신된 안내지시정보에 의해 제어되는 안내지시수단;
    특정 목적지에 관련된 안내의 요청을 생성하고, 상기 현재 위치 및 상기 특정 목적지에 따른 안내지시정보를 수신하는 통신수단을 포함하고,
    상기 현재 위치에 관련된 안내 지시가 상기 안내지시수단에 의해 상기 사용자에게 전달될 수 있고,
    시간측정수단,
    시간 및 위치 결정수단으로부터 이동 정보를 유도하는 수단,
    상기 시스템의 고정부로부터 수신된 예상 범위와 상기 이동 정보를 비교하는 비교수단, 및
    상기 예상 범위 밖의 이동 측정을 상기 시스템의 고정부에 자동적으로 보고하는 경보수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이동 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    전송을 위해 데이터를 DTMF 신호로 변환하는 DTMF 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    자신의 위치에 관련된 데이터를 DTMF 포맷으로 변환하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이동 유닛.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    DTMF 포맷의 데이터를 수신하기 위한 DTMF 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 유닛.
  8. 이동 무선 시스템의 이동 유닛에 항법 안내 데이터 제공방법에 있어서, 상기 데이터는 상기 이동 유닛의 위치에 의존하고,
    상기 방법은,
    이동 유닛으로부터 고정부로 항법 안내 요청을 전송하는 단계;
    상기 이동 유닛의 위치를 결정하는 단계;
    상기 고정부에 저장된 상기 위치정보 및 항법 데이터에 기초하여 안내 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 고정부로부터 상기 이동 유닛으로 상기 안내 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 항법 데이터의 요청은 특정 목적지를 포함하고, 상기 생성된 안내 데이터는 상기 위치정보 및 상기 요청된 목적지에 따라 선택되며,
    상기 이동 유닛의 현재 위치 및 상기 특정 목적지에 관련된 안내 데이터가 상기 이동 유닛으로 전송되고,
    상기 고정부는 상기 이동 유닛으로 이동 정보의 예상 범위를 전송하며, 상기 이동 유닛은 이동 정보를 유도하기 위한 위치 및 시간을 측정하고, 상기 이동 정보를 상기 시스템의 상기 고정부로부터 수신된 예상 범위와 비교하고, 상기 시스템의 고정부로 상기 예상 범위 밖의 이동 측정을 보고하는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 저장된 데이터를 갱신하는 단계,
    상기 갱신된 데이터가 적용될 수 있는 이동 유닛을 식별하는 단계, 및
    상기 데이터를 통신 시스템을 통해 상기 식별된 이동 유닛으로 전송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 이동 유닛의 위치를 식별하기 위해 상기 이동 유닛에 문의하는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 이동 유닛의 근사 위치를 결정하고, 상기 이동 유닛은 상기 문의 수단으로부터의 위치 요청에 대해 유일하지 않은 위치 신호로 응답하고, 상기 신호는 상기 고정부에 의해 결정된 상기 근사 위치와 조합하여 유일한 위치를결정하는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 이동 유닛의 위치는 무선표정법(radio location method)에 의해 식별되는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이동 유닛의 위치는 위성 항법 시스템 및 상기 이동 유닛의 위치를 상기 통신 시스템의 고정부의 구성요소와 관련하여 식별하는 것에 의하거나 위성항법시스템 또는 상기 이동 유닛의 위치를 상기 통신 시스템의 고정부의 구성요소와 관련하여 식별하는 것에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
  14. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 이동 유닛은 자신의 위치를 추측에 의해 식별하는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
  15. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 이동 유닛으로 전송되는 안내 데이터는 상기 이동 유닛의 일부를 구성하는 안내지시수단을 제어하고, 안내지시가 상기 이동 유닛의 사용자에게 전달될 수있는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
  16. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 이동 유닛과 상기 고정부 사이의 통신은 적어도 일부가 DTMF 신호에 의한 것임을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 이동 유닛의 위치에 관련된 정보는 DTMF 포맷으로 전송되는 것을 특징으로 하는 항법 안내 데이터 제공방법.
KR1019970701298A 1994-09-01 1995-09-01 항법정보시스템,이동유닛및이이동유닛에안내데이터를제공하는방법 KR100385819B1 (ko)

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