KR100456195B1 - 지피에스 좌표를 통해 신설도로 정보를 수치지도에업데이트하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수시로 바뀌는 도로상황에 맞추어 실시간으로 수치지도를 업데이트하는 방법에 관한 것으로, 그 구성을 살펴보면, GPS를 탑재한 차량을 구비하고 상기 차량에는 GPS의 좌표정보를 송신하는 송신장치를 탑재하며, 상기 송신장치의 좌표를 수신하는 중앙통제부로 구성된다. 상기 중앙통제부는 GPS에서 송신되는 좌표를 통해 차량의 위치를 파악하고, 상기 파악된 차량의 좌표와 수치지도의 도로데이터를 비교하여, 상기 좌표가 수치지도에 반영되어 있는지를 확인하는 과정을 거쳐, 만약 반영이 되지 않은 신설도로인 것으로 판정되면 상기 좌표를 수치지도에 적용함으로써 수치지도를 실시간으로 업데이트하게 된다.

본 발명에 따르면, 신설된 도로의 정보를 GIS 시스템에 업데이트하는데 있어서, 수치지도의 데이터와 GPS에서 획득한 데이터를 비교하여 수치지도에 기록되지 않은 데이터인 경우, 즉시 수치지도에 반영함으로써 신속하게 수치지도를 업데이트할 수 있을 뿐만 아니라, 기준점의 교정좌표를 도입하여 GPS에서 획득한 좌표를 보정함으로써 정확하게 수치지도를 업데이트할 수 있다.

Description

지피에스 좌표를 통해 신설도로 정보를 수치지도에 업데이트하는 방법 {Method for Updating an Information of New Road in Digital Map Using GPS Coordinates}

본 발명은 GIS 시스템의 수치지도를 실시간으로 업데이트하는 방법에 관한 것으로, 특히 수치지도에 수록되지 않은 신설도로 데이터를 GPS의 좌표를 통해 수치지도를 업데이트하며, 상기 업데이트된 수치지도는 다시 정확한 좌표를 갖는 기준점의 교정좌표에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 GIS 시스템의 수치지도를 실시간으로 업데이트 하는 방법에 관한 것이다.

GPS(Global Positioning System)란 미국방성에서 자국의 군사목적을 위하여 개발한 것으로 지구상 어디에서나 기후에 구애 받지 않고 표준좌표계에서의 위치, 속도, 시간 측정을 가능하게 해주는 인공위성을 이용한 첨단 항법체계이다. 이러한 GPS는 GIS(Geographic Information System)와 함께 사용되어 도로상황을 운전자에게 제공하며, 출발시점부터 목표 지점까기 거리, 걸리는 시간, 도로상황 등을 운전자에게 알려주어 편리하고 신속하게 목표지점까지 도달하도록 도와준다.

GIS란 모든 형태의 지리정보를 효율적으로 수립, 저장, 갱신, 처리, 분석, 표시하기 위해 구축된 하드웨어(hardware)와 소프트웨어(software) 및 지리자료와 인적자원의 조직체로 정의하고 있으며, 이는 필요한 여러 가지 수치 및 공간자료를중첩(overlay)을 통한 실세계(real world)로 표현한 것으로서, GPS로부터 얻은 차량의 위치정보를 이용하여 차량의 이동경로를 GIS의 수치지도를 통해 시각화 하여 보여줌으로써 운전자가 손쉽게 운전할 수 있도록 도와준다.

그러나 현대와 같이 복잡한 시대에는 하루가 다르게 도로가 확장되거나 수정되나, GPS에 탑재되는 수치지도는 그 제작과정과 보정과정이 복잡하고 시간이 소요되는 작업으로 인하여, 일년에 몇 번의 업데이트만이 가능한 실정이다. 이에 따라 도로상황이 바뀐 상태에서 GPS에 탑재되는 수치지도는 수시로 업데이트가 되지 않아 실제상황과 다른 상태가 수치지도를 탑재한 상태에서 운행을 하는 경우가 종종 있게 되고, 이를 신뢰하고 운전하는 운전자를 당황하게 만들어 안전운전을 방해하는 요인이 되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, GPS에서 획득한 좌표를 통해 신설도로의 정보를 수치지도에 실시간으로 업데이트하는 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

도 1은 차량이 도로를 운행할 때 위성으로부터 신호를 받는 과정을 도시한 것이다.

도 2는 현재 차량이 운행하고 있는 상태를 GPS 표시창에 디스플레이 한 결과를 도시한 것이다.

도 3은 실선의 도로에 점선 도로가 신설된 것을 가정하여 도시한 것이다.

도 4는 도 3의 신설된 도로가 반영되지 않은 수치도로를 사용할 경우 GPS의 표시창에 나타날 수 있는 표시상태를 도시한 것이다.

도 5는 신설된 도로가 업데이트 되어 GPS의 표시창에 디스플레이된 것을 도시한 것이다.

도 6은 차량이 획득한 좌표를 중앙통제부에 전송하는 과정을 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 70 ... GIS 시스템 탑재 차량 20 ... 제어장치

30, 40 ... GPS 표시판 60 ... 업데이트된 도로

80 ... 중앙통제부 100 ... 신설도로

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 GPS를 탑재한 차량의 경로를 추적함으로써 수치지도상에 반영된 도로와 비교 분석하여, 신설도로 정보를 실시간으로 반영하여 기존의 수치지도를 업데이트하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한, GPS의 좌표를 보정하기 위해 기준점을 도입하고 상기 기준점으로 GPS의 좌표를 보정함으로써 신속하고 정확한 수치지도를 획득하는 방법을 제공한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 (a) GPS가 탑재된 차량의 운행중에 GPS를 통해 차량의 위치좌표를 얻는 단계; (b) 상기 좌표를 이용하여 GPS 표시창에 도시된 수치지도에 차량의 위치를 표시하는 단계; (c) 상기 차량의 좌표를 중앙통제부로 전송하는 단계; (d) 차량으로부터 수신된 좌표를 적용하여 중앙통제부에서 최근의 수치지도의 데이터를 비교분석하고 차량이 기존의 도로에 있는지 신설된 도로에 있는지 확인하는 단계; 및 (e) 차량이 신설된 도로에 있는 것으로 판단되면, 차량에서 수신되는 좌표를 통해 수치지도를 업데이트 시키는 단계를 포함하는, GPS와 상기 GPS에서 획득한 차량의 좌표를 송신하는 장비가 탑재된 차량을 이용하여 GIS 시스템의 수치지도에 신설된 도로정보를 업데이트하는 방법에 있어서,

(i) GPS에서 획득한 좌표를 보정하기 위해 기준점의 교정좌표를 도입하는 단계;

(ii) 상기 기준점의 위치에서 GPS를 탑재한 차량을 통해 기준점의 좌표를 획득하는 단계;

(iii) 상기 (i) 단계와 (ii) 단계에서 얻은 좌표를 이용하여 GPS에서 획득하는 좌표의 오차를 제거하는 오차좌표를 획득하는 단계;

(iv) 상기 (iii) 단계에서 획득한 오차좌표로 GPS에서 획득하는 좌표의 오차를 제거하여 보정좌표를 얻는 단계; 및

(v) 상기 (iv) 단계에서 얻은 보정좌표를 수치지도에 적용함으로써 업데이트된 수치지도를 확정하는 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 GIS시스템의 수치지도에 신설된 도로정보를 업데이트하는 방법을 제공한다.

수시로 바뀌는 도로상황에 맞추어 실시간으로 수치지도를 업데이트하는 본 발명을 달성하기 위한 구성을 살펴보면, GPS를 탑재한 차량을 구비하며 상기 차량에는 GPS의 좌표정보를 송신하는 송신장치를 탑재하고, 상기 송신장치의 좌표를 수신하는 중앙통제부로 구성된다. 상기 중앙통제부는 GPS에서 송신되는 좌표를 통해 차량의 위치를 파악하고, 상기 파악된 차량의 좌표와 수치지도의 도로데이터를 비교하여, 상기 좌표가 수치지도에 반영되어 있는 지를 확인하는 과정을 거쳐, 만약 반영이 되지 않은 신설도로인 것으로 판정되면 상기 좌표를 수치지도에 적용함으로써 수치지도를 실시간으로 업데이트 하게 된다.

상기 구성으로부터 수치지도를 업데이트하는 과정을 설명한다.

(a) GPS와 GPS에서 얻은 좌표를 송신할 수 있는 차량을 준비한다.

(b) 차량을 이동하면서 얻은 GPS 좌표를 송신장치를 통해 중앙통제부로 송신한다.

(c) 중앙통제부에서는 상기 송신받는 GPS 좌표와 수치지도의 좌표를 비교하여 수치지도상에 포함된 좌표인지를 확인한다.

(d) 만약 GPS에서 받은 좌표가 수치지도에 포함된 좌표가 아니면 그 좌표를 수치지도에 반영하여 수치지도를 업데이트 한다.

상기 단계에서 GPS에서 얻은 좌표는 일반적으로 오차가 많이 포함되어 있게마련이다. 그러므로 GPS에서 얻은 좌표를 바로 수치지도에 적용할 데이터로 사용한다면, 수치지도 데이터의 신뢰성에 악영향을 미치게 될 것이므로 수치지도에 좀더 정확한 데이터를 업데이트 하기 위해서는 GPS에서 얻은 데이터를 보정할 필요가 있다.

이하 GPS에서 얻은 좌표를 보정하는 단계에 대해 설명한다.

본 발명에서는 GPS의 좌표를 보정하기 위해 정확한 좌표를 포함하는 기준점을 도입하고, 그 기준점의 좌표를 이용하여 GPS 좌표를 보정하는 방법을 도입한다. 보정하는 방법을 설명하기 위해 도입되는 좌표들은 하기와 같다.

(Bx, By, Bz)는 기준점의 좌표로서 정확히 교정된 좌표이다. (Gx, Gy, Gz)는 기준점에서 GPS을 탑재한 차량에서 획득한 좌표이다. 기준점의 (Bx, By, Bz)는 교정된 정확한 좌표이므로 기준점의 좌표는 GPS를 탑재한 차량이 신설도로를 진행하면서 얻는 좌표를 보정하는데 사용한다.

상술한 바와 같이 GPS에는 오차가 실리게 되므로, 기준점에서 GPS을 탑재한 차량에서 획득한 좌표(Gx, Gy, Gz)는 기준점의 교정좌표(Bx, By, Bz)와는 차이가 있을 수 있는데, 이 차이는 GPS의 오차로 인한 것이다. 상기 오차는 각 성분별로 나타나며, 그 오차좌표를 (Dx, Dy, Dz)로 표기하면, 기준점의 교정좌표와의 관계는 하기와 같다:

Dx = Gx - Bx;

Dy = Gy - By; 및

Dz = Gz - Bz.

GPS가 신설된 도로를 이동중에 얻은 좌표는 (X_i, Y_i, Z_i)이다 (여기서, i = 1, ...., n 임). 여기서, i 는 신설된 도로에서 GPS가 좌표를 얻는 지점의 위치를 나타내는 인덱스로서, n은 그 시설도로의 좌표가 n개로 구성되어 있음을 의미한다.

상기 정의된 좌표들로부터 이동 중에 얻은 좌표 (X_i, Y_i, Z_i)는 상기 오차좌표에 의해 보정되며, 그 보정된 좌표 (Xt_i, Yt_i, Zt_i)와 오차좌표와의 관계는 하기와 같다:

Xt_i = X_i - Dx;

Yt_i = Y_i - Dy; 및

Zt_i = Z_i - Dz.

따라서 실제 GPS가 장착된 차량이 신설도로를 진행할 때 GPS로부터 얻는 좌표값은 (X_i, Y_i, Z_i)이지만, 상기 좌표값은 GPS의 오차가 실린 좌표값이므로 상기 좌표값을 보정한 좌표값(Xt_i, Yt_i, Zt_i)을 수치지도에 적용하여 업데이트된 결과를 보정한다.

이하 하기의 도면을 참조하여 본 발명의 수행과정을 상세히 설명한다.

도 1은 차량이 도로를 운행할 때 위성으로부터 신호를 받아 차량의 위치를 나타내는 과정을 도시한 것이다. 차량(10)에는 GIS시스템이 탑재되어 있으며, 상기GIS시스템에는 수치지도와 위성으로부터 신호를 받기 위한 위성수신 안테나와, 상기 위성으로부터 받은 신호를 이용하여 좌표를 계산하는 알고리즘을 탑재한 장치가 포함된다. 상기 장치로부터 차량의 좌표가 획득하면 그 좌표에 해당하는 수치지도의 도로위치에 차량을 나타내는 표식과 수치도로가 GPS의 표시판에 디스플레이 됨으로서 차량 현재위치를 사용자에게 보여준다.

도 2는 현재 차량이 운행하고 있는 상태를 디스플레이 한 결과를 도시한 것이다. GPS의 표시판(30)에는 현재 차량이 운행하고 있는 도로의 상태와 도로를 따라 운행하고 있는 차량을 함께 디스플레이 함으로써 현재 차량이 도로상의 어느 위치를 운행하고 있는지 보여준다.

도 3은 기존의 실선으로 표시된 도로에 점선(100)에 해당하는 도로가 신설되었을 경우를 산정하여 도시한 것이며, 도 4는 도 3의 신설된 도로가 반영되지 않은 수치지도를 사용할 경우 차량의 표시상태를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 도 4의 수치지도는 도 3의 신설도로가 반영이 되지 않았기 때문에 상기 신설도로에 진입하게 되면 GPS 표시창에 차량을 나타내는 표시(40)가 나타나지 않거나, 도 4와 같이 도로를 벗어난 상태로 나타나게 된다. 만약 도 4와 같이, GIS시스템을 수치지도에 나타나 있지 않은 도로에 차량이 진입하게 되면, 차량의 위치를 파악하고 있던 중앙통제부는 차량이 보내온 좌표를 비교분석하여 그 데이터를 실시간으로 업데이트 함으로서 신속하게 수치지도를 업데이트 한다. 상기 업데이트 한 결과는 인터넷을 통해 배포하거나 혹은 무선으로 즉시 차량의 GIS시스템으로 송출함으로서, 신속하게 GIS시스템의 수치지도를 업데이트 할 수 있음은 당연한 것이다.

중앙통제부에서 무선으로 업데이트된 정보를 차량으로 전송할 때에는 수치지도 데이터 전체를 전송하는 것이 아니라, 단지 업데이트되어 바뀐 데이터만을 전송하므로 실제 전송하는 데이터양은 적기 때문에 빠른 시간내에 전송이 완료되고 신속하게 차량의 GIS의 수치지도를 업데이트 할 수 있다.

도 5는 신속하게 업데이트된 수치지도가 탑재된 GPS의 표시창을 도시한 것이다. 도시된 도로에는 GPS의 좌표만으로 업데이트된 도로(60)가 점선으로 표현되어 있다. 본 발명에서 수치지도에 점선으로 표시한 도로는 단지 GPS의 좌표만을 사용하여 업데이트한 도로이므로 GPS의 오차가 실릴 가능성이 매우 높다. 이러한 수치지도는 향후 GPS의 오차를 제거하여 보정을 해야 하며, 그 과정은 앞서 기술한 바와 같다.

도 6은 차량(70)이 획득한 좌표를 중앙통제부(80)에 전송하는 과정을 도시한 것이다. 실제 차량에서 전송하는 좌표값은 GPS에서 획득한 좌표값 이지만, 중앙통제부에서는 신속한 업데이트를 위해서 상기 좌표값을 이용하여 수치지도의 내용을 업데이트 한 후 기준점의 교정좌표를 이용하여 GPS의 좌표값을 보정함으로써 정확한 수치지도를 확정하여 배포할 수 있다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 신설된 도로의 정보를 GIS 시스템에 업데이트하는데 있어서, 수치지도의 데이터와 GPS에서 획득한 데이터를 비교하여, 수치지도에 기록되지 않은 데이터인 경우, 즉시 수치지도에 반영하여 신속하게 수치지도를 업데이트할 수 있을 뿐만 아니라, 기준점의 교정좌표를 도입하여 GPS에서 획득한 좌표를 보정함으로써 정확하게 수치지도를 업데이트할 수 있다.

Claims (2)

1. (a) GPS가 탑재된 차량의 운행중에 GPS를 통해 차량의 위치좌표를 얻는 단계; (b) 상기 좌표를 이용하여 GPS 표시창에 도시된 수치지도에 차량의 위치를 표시하는 단계; (c) 상기 차량의 좌표를 중앙통제부로 전송하는 단계; (d) 차량으로부터 수신된 좌표를 적용하여 중앙통제부에서 최근의 수치지도의 데이터를 비교분석하고 차량이 기존의 도로에 있는지 신설된 도로에 있는지 확인하는 단계; 및 (e) 차량이 신설된 도로에 있는 것으로 판단되면, 차량에서 수신되는 좌표를 통해 수치지도를 업데이트시키는 단계를 포함하는, GPS와 상기 GPS에서 획득한 차량의 좌표를 송신하는 장비를 탑재된 차량을 이용하여 GIS 시스템의 수치지도에 신설된 도로데이터를 업데이트하는 방법에 있어서,

   (i) GPS에서 획득한 좌표를 보정하기 위해 기준점의 교정좌표를 도입하는 단계;

   (ii) 상기 기준점의 위치에서 GPS를 탑재한 차량을 통해 기준점의 좌표를 획득하는 단계;

   (iii) 상기 (i) 단계와 (ii) 단계에서 얻은 좌표를 이용하여 GPS에서 획득하는 좌표의 오차를 제거하는 오차좌표를 획득하는 단계;

   (iv) 상기 (iii) 단계에서 획득한 오차좌표로 GPS에서 획득하는 좌표의 오차를 제거하여 보정좌표를 얻는 단계; 및

   (v) 상기 (iv) 단계에서 얻은 보정좌표를 수치지도에 적용함으로써 업데이트된 수치지도를 확정하는 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 GIS 시스템의 수치지도에 신설된 도로데이터를 업데이트하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 (iii) 단계의 오차좌표(Dx, Dy, Dz)는 Dx= Gx - Bx, Dy= Gy - By 및 Dz= Gz - Bz이고, 상기 (iv) 단계의 보정좌표(Xt_i, Yt_i, Zt_i)는 Xt_i= X_i - Dx, Yt_i= Y_i - Dy 및 Zt_i= Z_i - Dz인 것을 특징으로 하는 방법:

   여기서, i = 1, ...., n이고, (Bx, By, Bz)는 기준점의 교정좌표이며,

   (Gx, Gy, Gz)는 기준점에서 GPS을 탑재한 차량에서 획득한 좌표이고,

   (X_i, Y_i, Z_i)는 GPS가 장착된 차량이 신설도로를 진행할 때 GPS로부터 얻는 좌표값이다.