KR100411857B1 - 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 공통전원에 의해서 GPS 리시버와 GPS 정보처리단말기가 각각 구동되는 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치에 관한 것이다.

본 발명의 자동차 항법장치는, GPS안테나와, GPS리시버와, GPS정보처리단말기를 갖는 자동차 항법장치에 있어서, 상기 GPS리시버와 상기 GPS정보처리단말기는 USB포트를 가지며, 상기 GPS리시버와 상기 GPS정보처리단말기는 양 말단에 USB커넥터가 장착된 USB케이블에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동차 항법장치에 따르면, 별도의 전원공급수단을 구비할 필요 가 없고, 장치의 구성이 간단하며, 또 데이터전송선과 전력공급선이 하나로 통합되므로 설치상태가 심플하고, 종래보다 데이터의 전송속도가 현저히 빨라진다.

Description

범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치{CAR NAVIGATION SYSTEM CONNECTING GPS RECEIVER AND TERMINAL BY UNIVERSAL SERIAL BUS}

본 발명은 하나의 공통전원에 의해서 GPS 리시버와 GPS 정보처리단말기가 구동되는 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치에 관한 것이다.

최근, GPS(global positioning system)위성을 이용하여 자동차의 위치나 소재를 파악하고, 이를 자동차 내에 장착한 액정화면 등의 모니터수단을 통해 디스플레이 해 주는 자동차 항법장치의 개발이 활발하다.

자동차 항법장치는(CNS : car navigation system), 통상 GPS 위성에서 송출된 전파를 포착하는 GPS안테나와, 상기 GPS 안테나에 의해 포착된 전파를 수신하는 GPS 리시버와, 모니터 등의 화면을 통해 디스플레이 된 전자 지도에 자동차의 현재위치를 오버랩 시켜서 자동차의 위치를 실시간으로 표시하는 GPS 정보처리단말기로 이루어져 있다.

일반적으로, GPS 정보처리단말기는, 각 지역의 도로망을 수치화하고 여기에 특정교통시설이나 사고다발지역과 같은 특정지역에 대한 위치정보까지 저장한 지도데이터DB와, GPS 리시버에서 수신한 전파를 분석하여 자동차의 현재위치에 대한 위도 및 경도와 고도를 파악하고 이를 지도데이터DB에서 제공하는 특정지역의 지도데이터에 오버랩(정합)하는 항법제어부와, 자동차의 현재위치를 지도데이터상에 시각적으로 표시하는 모니터 등의 표시기와, 항법제어부의 제어에 따라 표시기를 구동하는 표시기구동부와, 목적지의 설정이나 지도의 확대 및 축소와 같은 각종 조건이나 신호를 입력하는 입력부를 가진다.

그러나, 종래의 항법장치는, GPS리시버와 GPS정보처리단말기가 각각 별개의 전원공급장치로부터 전력을 공급받아서 각각 구동되거나 또는 자동차의 시거잭으로부터 GPS리시버가 먼저 전력을 공급받아 구동된 후 상기 GPS 리시버로부터 GPS정보처리단말기에 전력이 공급되는 형태였기 때문에, 자동차의 내부에 전력공급선과 데이터전송선 등이 너저분하게 드러나는 단점이 있었다.

또한, 종래에는 GPS 정보처리단말기로서 소형의 PDA나 팜-PC를 채택하고 있었기 때문에, 대용량의 소프트웨어를 상기 GPS 정보처리단말기에 탑재할 수 없다는 단점이 있었다. 즉, 장치의 범용성이 낮다는 문제가 있었다.

본 발명은 전원공급장치를 내장한 GPS정보처리단말기에서 GPS 리시버쪽으로 하나의 USB케이블을 통하여 전력과 데이터가 제공되도록 함으로써 설치상태가 심플해지고, 또한 종래의 자동차 항법장치(CNS)보다 현저하게 가격이 저렴하며, 차량과의 탈·부착이 용이하고, 특히 노트북을 가진 사용자들에게는 하드웨어(GPS리시버)와 소프트웨어(지도데이터;전자지도)를 패키지 형태로 제공하므로써 노트북을 이용하여 자동항법시스템을 구성할 수 있도록 한 항법장치를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 대량의 데이터와 프로그램을 탑재할 수 있고 따라서 사용자 인터페이스 영역이 넓은 자동차 항법장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

도1은 본 발명의 자동차 항법장치가 설치된 상태를 도시한 것이다.

도2a는 본 발명에 따른 GPS 리시버의 정면도이다.

도2b는 본 발명에 따른 GPS 리시버의 배면도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 케이블을 도시한 것이다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 안테나를 도시한 것이다.

도5는 본 발명에 따른 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치의 보다 구체적인 예를 도시한 것이다.

[도면 부호의 설명]

100...GPS 안테나, 110...안테나요소,

120...커넥터, 130...케이블,

150...GPS안테나용 금속실드, 200...GPS 리시버,

220...스위치, 225...LED램프,

230...GPS 안테나 커넥터, 240...USB 포트,

300...케이블폴더, 400...USB 케이블,

410...USB 커넥터, 500...자동차,

510...오디오데크, 600...노트북,

700...거치대, 800...센서.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, GPS안테나와, GPS리시버와, GPS정보처리단말기를 갖는 자동차 항법장치에 있어서, 상기 GPS리시버와 상기 GPS정보처리단말기는 USB포트를 가지며, 상기 GPS리시버와 상기 GPS정보처리단말기는 양 말단에 USB커넥터가 장착된 USB케이블에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 GPS 정보처리단말기는 통상의 노트북일 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 상기 GPS 리시버는 종래처럼 시거잭에서 전력을 공급받는 것이 아니라 USB 케이블을 통해 상기 GPS정보처리단말기로부터 전력을 공급받게 된다. 따라서, 종래 자동차와 GPS 리시버 사이에 채용되고 있던 전력공급선이 생략 가능하고, 추가로 전원공급장치가 제공될 필요가 없어진다. 더욱이, USB 케이블을 통해 전력과 함께 데이터도 전송됨으로 종래보다 구성이 심플해진다.

물론, 경우에 따라서는 상기 GPS 리시버가 시거잭으로부터 전력을 공급받을 수도 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 전자지도에 오버랩 되어서 표시되는 자동차의 위치가 목적지나 특정지역(예컨대, 특정교통시설이 설치된 장소나 사고다발지역)에 근접하는 경우 혹은 전자지도가 디스플레이 되지 않은 상태(예를 들면, 전자지도가 제작된 이후에 새로 설치된 도로나 시설물 등)라도 자동차가 목적지나 특정지역에 근접한 경우, 운전자에게 목적지나 특정지역에 가까이 왔음을 알리는 알림수단이 추가로 설치될 수 있다. 상기 알림수단으로서, 예를 들면 부저가 채용되거나 혹은 노트북이나 GPS 리시버측에 설치된 스피커가 사용될 수도 있으며, 종류를 달리하여 LED 램프와 같은 점멸기구가 채용될 수 있다. 즉, 상기 알림수단은 필요에 따라 GPS 리시버 측에도 장착해서 이용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 GPS 리시버는, GPS위성신호를 수신하는 수신부와; 대규모 지도데이터DB(전자지도DB)와는 별도로 소규모의 지도데이터DB가 저장될 수 있는 메모리(또는 메모리IC)와; GPS위성신호를 처리하고, USB케이블을 통해서 GPS정보처리단말기의 CPU와 통신하며, GPS 리시버에 부수된 각 부분을 제어하는 CPU;를 포함함으로써, 노트북 대신에 GPS 리시버 자체가 목적지나 특정지역에의 근접사실을 알릴 수도 있다.이러한 구성에 따르면, 전자지도의 제작시점 이후에 설치된 도로망이나 특정교통시설물의 위치정보 또는 사용자의 필요에 따라서 특정지역이나 장소에 관한 정보를 수시로 업데이터 하여 사용할 수 있다.

또한, USB장치 드라이버(프로그램)로서 종래의 TDM(시간분할다중송신) 드라이버 대신 WDM(파장분할다중송신) 드라이버를 채용할 경우 데이터 전송속도가 5배 이상 증가됨으로 자동차의 현재 위치를 화면상에 실시간으로 표시할 수 있어 바람직하다.

한편, 윈도우즈 95 이하의 버전에서는 USB기능이 제공되지 않기 때문에, 윈도우즈 98 버전 이상의 프로그램을 OS 프로그램으로 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치의 일 실시예를 설명한다.

여기서, 본 발명의 기술적 사상이 후술하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 용이한 변형까지도 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에 따른 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치를 채용하기 위해서는 몇 가지 사항을 먼저 체크해야 하는데, 그 중 첫째는 GPS 리시버 및/또는 GPS 정보처리단말기의 메인보드가 USB를 지원하는지를 알아보는 것이다.

메인보드가 HX, VX, TX 칩셋 중의 어느 하나라면 일단 본 발명이 채용 가능하다고 판단되지만, 상기 HX, VX 칩셋을 사용하는 보드 중에는 USB포트를 제공하지 않는 경우도 있다.

둘째는, 바이오스(BIOS)에서 USB 기능을 제공하는지 살펴보아야 하는데, 바이오스에서 USB에 대한 설정 항목이 있으면 사용 가능하다.

셋째는, 운영체제에서 지원하는지의 여부로서 OS중 윈도우즈 95는 USB를 지원하지 않기 때문에 USB를 사용하기 위해서는 별도의 드라이버를 설치해야만 한다.

도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 GPS 리시버(200)는, 전력공급을 제어하는 스위치(220)와 전력공급상태를 표시하는 LED램프(225)와 GPS 안테나 커넥터 (230)와 USB포트(240)를 포함하는 구성으로 되어 있는데, 상기 GPS 리시버는 도1에 도시된 것처럼 양면접착테이프를 이용하여 오디오데크(510)의 측면에 장착되거나 대쉬보드 상에 장착되는 것이 일반적이다.

도1 및 도4에서, 위성신호를 포착하는 본 실시예의 GPS 안테나(100)는, 안테나요소(110)와 커넥터(120) 그리고 상기 안테나요소와 커넥터 사이를 연결하고 있는 케이블(130)로 이루어져 있다.

상기 안테나요소는 전면 유리창 가까운 패널 위에 설치되어 있다.

한편, 본 실시예에서는 위성신호의 수신감도를 높이기 위하여, GPS 안테나용 금속실드(150)를 패널 위에 먼저 장착한 다음 상기 금속실드 위에 안테나 요소를 설치하였는데, 상기 안테나요소가 자동차의 루프(지붕)상에 설치되는 경우에는 GPS 안테나용 금속실드가 필요 없게 된다.

상기 커넥터(120)는 GPS 안테나 커넥터(230)에 끼워져 고정되며, 상기 케이블(130)은 GPS 안테나용 금속실드 근방의 패널 위에 고정해 둔 케이블폴더(300)에 고정된다. 따라서, 상기 케이블폴더에 의해 상기 케이블(130)의 설치상태가 깔끔하게 마무리된다.

본 실시예에서 GPS 정보처리단말기로 채용하고 있는 노트북(600)은 자동차의조수석 위치에 세워둔 거치대(700)에 장착되어 있으며, 상기 노트북의 USB포트와 상기 GPS 리시버(200)의 USB포트 사이에 USB 케이블(400)이 연결되어 있다.

여기서, 상기 USB케이블의 양단에는 도3에 도시된 것처럼, USB 커넥터(410)가 각각 장착되어 있다.

이상과 같이 구성되는 본 실시예의 자동차 항법장치의 작동관계를 도5를 참조하여 설명한다.

참고로, 도5에는 도1에 도시하지 않은 각종 센서들과 GPS 정보처리단말기의 내부구조가 비교적 상세히 도시되는데, 이들 구성요소는 통상의 항법장치에서도 채용하고 있는 구성요소로서, 본 발명의 특징을 잘 묘사하고 있는 도1과 실질적으로 동일한 구성임을 밝혀 둔다.

먼저, 도1과 같이 모든 구성요소가 완전히 세팅된 상태에서 노트북(600)을 ON으로 조작하고 GPS 리시버(200)의 정면 측에 설치된 스위치(220)를 ON으로 조작한다.

이리하면, 상기 노트북에서 상기 GPS 리시버(200) 쪽으로 USB 케이블(400)을 통하여 전력이 인가된다. 이때, GPS 리시버에 설치된 LED램프(225)가 점등되어 전원의 공급상태를 표시하게 된다. 여기서, 상기 노트북은 내장되어 있는 전원공급장치로부터 전력을 공급받을 수 있지만, 시거잭으로부터 전력을 공급받을 수도 있다.

이어서, 자동차 운전자는 상기 노트북의 기억장치(610)에 저장되어 있는 지도데이터DB로부터 출발지에서 목적지까지의 도로망 정보와 함께 특정지역에 관한 정보도 포함되어 있는 지도데이터(전자지도)를 호출하여 LCD화면에 디스플레이 시키고, 운전자가 가고자 하는 목적지를 I/O수단(620)을 통해서 메모리(650)에 입력한다.

이러한 상태에서 자동차가 주행하면, GPS 위성(미도시)으로부터 GPS 안테나 (100)쪽으로 상기 자동차의 위치정보가 아날로그형태의 신호로 전송되고, 수신된 GPS 위성신호는 GPS 리시버(200)에서 디지털신호로 변환된다.

이후, 상기 디지털신호로 변환된 GPS 위성신호는 USB 케이블(400)을 통해 상기 노트북의 I/O수단을 거쳐 CPU(630)에 전송되고 상기 CPU에서 신호 처리된다.

한편, 상기 CPU는 디스플레이 된 지도데이터의 좌표 상에 자동차의 현재 위치를 실시간으로 표시하면서, 상기 자동차의 현재 위치(좌표)와 메모리에 입력된 목적지의 위치(좌표)를 계속해서 비교·감시한다.

이와 같은 상태에서, 양 좌표(위치) 또는 자동차의 현재 위치와 특정지역 사이의 차이가 설정된 수치 범위 내에 들어오게 되면 상기 CPU는 음향I/O수단(640)에 연결된 마이크나 스피커 등을 통해 운전자에게 목적지나 특정지역에 가까워짐을 알린다. 물론, 어떤 경우에는 상기 음향I/O수단 대신에 통상의 LED램프와 같은 점멸기구가 알림수단으로서 채용될 수도 있다.또한, 전자지도가 디스플레이 되지 않더라도, 상기 GPS 리시버에 내장된 CPU가 메모리에 입력된 목적지와 GPS 위성으로부터 수신한 자동차의 현재 위치를 계속 감시하여, 목적지에 근접한 경우 그 사실을 운전자에게 알릴 수도 있다.

여기서, 교통상황체크기능이나 음성인식기능 등은 거의 대부분의 항법장치에서 구현되고 있는 보편화된 기능들일 뿐 아니라 본 발명에서 요지로 하는 바도 아니어서 구체적인 설명을 생략하였다.

즉, 본 발명의 요지는 GPS 리시버와 GPS 정보처리단말기 간의 연결에 USB를 채용한 것에 있으며, 현재 사용되는 항법장치의 구성요소들은 필요에 따라 본 발명에서 취사선택하여 결합할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 자동차 항법장치는 GPS리시버가 GPS정보처리단말기(특히, 노트북)로부터 전원을 공급받아서 구동되기 때문에, 종래처럼 별도의 전원공급장치나 전력공급선을 구비할 필요가 없고 따라서 설치비용이 저렴해진다.

또한, 하나의 공통선로(케이블)가 데이터전송선과 전력공급선의 역할을 병행함으로써, 설치상태가 심플하고 특히 종래보다 데이터의 전송속도와 처리속도가 현저하게 빨라지는 특징이 있다.

또한, 대량의 데이터와 프로그램을 탑재할 수 있는 노트북을 GPS 정보처리단말기로 채용하기 때문에, 사용자 인터페이스 영역이 넓어지는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 자동차 항법장치를 채용할 경우, 자동차가 움직이는 사무실이 되는 것이다.

Claims (4)

1. GPS안테나와, GPS리시버와, GPS정보처리단말기를 갖는 자동차 항법장치에 있어서,

   상기 GPS리시버와 상기 GPS정보처리단말기는 USB포트를 가지며,

   상기 GPS리시버와 상기 GPS정보처리단말기는 양 말단에 USB커넥터가 장착된 USB케이블에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 GPS정보처리단말기는 노트북인 것을 특징으로 하는 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 GPS리시버는 상기 USB케이블을 통해 상기 GPS정보처리단말기로부터 전력을 공급받아 구동되는 것을 특징으로 하는 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 GPS리시버는

   운행중인 자동차가 설정된 목적지나 특정지역에 근접하고 있음을 운전자에게 통지하는 알림수단을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 범용시리얼버스 기반의 자동차 항법장치.