KR100506220B1 - 네비게이션 서비스를 위한 단일 경로 혹은 다중경로에서의 맵 매칭 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

이동통신단말기를 이용하여 네비게이션 서비스를 수행하는 시스템에 있어서, 네비게이션 서비스를 위한 단일 경로 혹은 다중 경로에서의 맵 매칭 장치가, 상기 이동통신단말기의 현재 위치를 기준으로 사용자가 입력한 목적지까지의 최적 경로를 계산하고, 그 계산된 최적 경로를 바탕으로 소정 포맷의 경로데이터를 생성하는 정보센터와, 상기 이동통신단말기의 현재 위치를 검출하여 위치데이터를 발생하며, 상기 경로데이터를 처리하고, 상기 위치데이터를 기준으로 주어진 경로의 주행 혹은 이탈 여부를 판단하는 맵 매칭을 실시하며, 그 결과를 이용하여 길 안내를 하는 지능형 교통시스템 단말기를 포함하며, 상기 경로데이터는 단일 경로에 대하여 생성되거나, 현재 위치에서 목적지 사이에서 계산상의 특정 범위내 한 지점을 게이트웨이로 하여 현재 위치로부터 그 게이트웨이까지의 서브 경로들로 이루어지는 다중 경로에 대하여 생성되는 것임을 특징으로 한다.

Description

네비게이션 서비스를 위한 단일 경로 혹은 다중 경로에서의 맵 매칭 장치 및 방법{MAP MATCHING APPARATUS AND METHOD FOR SINGLE PATH OR MULTI PATHS TO NAVIGATION SERVICE}

본 발명은 네비게이션 시스템(navigation system)에 관한 것으로, 특히 단일 혹은 다중경로 상에서의 맵 매칭 장치 및 방법에 관한 것이다.

이동통신단말기와 핸즈 프리킷 기능을 갖는 네비게이션 단말기 등을 이용한 차량 네비게이션 서비스는 사용자에게 원하는 목적지까지 길을 안내하는 것을 주목적으로 한다. 이를 위해서는 차량의 현재 위치 파악이나 경로 선택 등을 위한 데이터베이스(예: 지도)가 필요한데, 최근의 추세는 이러한 데이터베이스를 단말기 측에 두지 않고 정보센터로부터 제공받아 사용하도록 하고 있다. 그런데 정보센터에서 교통정보를 포함하여 계산한 최적경로만을 참고하여 길 안내 서비스를 하는 네비게이션 시스템은 주어진 경로를 이탈했을 때 정보센터에 재접속하여 새로운 경로를 취득하도록 되어 있다. 그러므로 사용자가 고의 또는 실수로 주어진 최적경로 대로 주행하지 않을 수 있으며, 그럴 경우 이탈로 처리되어 정보센터에 다시 접속하게 되므로 재접속에 따른 통신부하 및 비용 부담 등의 문제를 안게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 최적 경로 주행을 위한 단일 혹은 다중경로 상에서의 맵 매칭 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 제1발명은 이동통신단말기를 이용하여 네비게이션 서비스를 수행하는 시스템에 있어서, 네비게이션 서비스를 위한 단일 경로 혹은 다중 경로에서의 맵 매칭 장치가, 상기 이동통신단말기의 현재 위치를 기준으로 사용자가 입력한 목적지까지의 최적 경로를 계산하고, 그 계산된 최적 경로를 바탕으로 소정 포맷의 경로데이터를 생성하는 정보센터와, 상기 이동통신단말기의 현재 위치를 검출하여 위치데이터를 발생하며, 상기 경로데이터를 처리하고, 상기 위치데이터를 기준으로 주어진 경로의 주행 혹은 이탈 여부를 판단하는 맵 매칭을 실시하며, 그 결과를 이용하여 길 안내를 하는 지능형 교통시스템 단말기를 포함하며, 상기 경로데이터는 단일 경로에 대하여 생성되거나, 현재 위치에서 목적지 사이에서 계산상의 특정 범위내 한 지점을 게이트웨이로 하여 현재 위치로부터 그 게이트웨이까지의 서브 경로들로 이루어지는 다중 경로에 대하여 생성되는 것임을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 제2발명은 이동통신단말기를 이용하여 네비게이션 서비스를 수행함에 있어서 단일 경로 혹은 다중 경로에서의 맵 매칭 방법이, 사용자가 입력한 목적지에 대한 정보가 이동통신단말기를 통해 정보센터에 전달되는 제1과정과, 상기 정보센터가, 현재 위치를 파악하고 목적지를 검색하는 제1단계, 게이트웨이를 설정하고 상기 설정된 게이트웨이에 대한 다중 경로를 생성하며 복잡교차로 정보를 생성하는 경로 계산을 실시하는 제2단계, 기본 RGI 데이터를 생성하고 다중 경로 RGI 데이터를 확장하며 경로 계산으로부터의 복잡교차로 정보를 RGI에 추가하여 최적경로를 이용한 RGI 포맷 데이터 생성을 실시하는 제3단계, 및 이동통신단말기로 상기 생성된 RGI 포맷 데이터를 송신하는 제4단계를 수행하는 제2과정과, 상기 이동통신단말기가, 상기 정보센터로부터 전송 받은 RGI데이터를 지능형 교통시스템 단말기로 다시 전송하는 제3과정과, 상기 지능형 교통시스템 단말기가, 사용자의 현재 위치를 파악하는 제1단계, RGI데이터 패치 및 맵 매칭을 통해 매칭 도로를 검색하여 경로 이탈 여부를 판단하는 제2단계, 상기 판단결과로써 경로안내정보를 생성하는 제3단계, 및 상기 생성한 경로안내정보를 상기 이동통신단말기로 송신한 다음 목적지 도착 여부를 체크하여 미도착시 상기 제1단계로 되돌아가는 제4단계를 수행하고, 상기 이동통신단말기가 상기 지능형 교통시스템 단말기로부터 경로안내정보를 수신하여 표시하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 네비게이션 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

네비게이션 시스템은 정보센터 100과, 무선망 200과, 이동통신단말기 300과, 지능형 교통시스템(ITS: Intelligent Transportation Systems) 단말기 400으로 구성된다.

상기 정보센터 100은 지도데이터 및 실시간 교통정보를 저장하고 있으며, 상기 이동통신단말기 300으로부터 네비게이션 기능이 요청될 시 상기 지도데이터 및 실시간 교통정보를 참조하여 해당하는 네비게이션 정보를 생성한 후 상기 무선망 200을 통해 상기 이동통신단말기 300으로 제공한다. 예를 들어, 상기 이동통신단말기 300으로부터 차량의 현재 위치에서부터 목적지까지의 최적 경로 안내가 요청될 시 상기 정보센터 100은 상기 지도데이터 및 실시간 교통정보를 참조하여 상기 현재 위치에서부터 목적지까지의 최적 경로를 안내하기 위한 정보를 생성한다.

상기 무선망 200은 상기 정보센터 100과 상기 이동통신단말기 300간 정보 전달의 경로이다. 상기 무선망 200으로는 현재 널리 사용되고 있는 개인휴대통신(PCS: Personal Communication System) 방식의 통신시스템이나 IS-95A,95B,95C 방식의 디지털 셀룰러(digital cellular) 시스템이 사용될 수 있다. 또한 상기 무선망 200으로는 최근에 널리 연구되고 있는 IMT-2000(International Mobile Telecommunications 2000)이나 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Systems)와 같은 부호분할다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access)방식의 디지털 셀룰라 시스템이 사용될 수 있다.

상기 이동통신단말기 300은 사용자에게 전형적으로 음성 통화 서비스를 제공하기 위한 모드로서 동작할 뿐만 아니라, 네비게이션 기능을 지원하기 위한 네비게이션 모드로도 동작한다. 상기 네비게이션 모드시 상기 이동통신단말기 300은 상기 무선망 200에 접속되어 상기 정보센터 100으로부터 제공되는 각종 네비게이션 정보를 수신하고, 상기 ITS 단말기 400과 연동하여 상기 수신된 네비게이션 정보를 사용자에게 제공한다.

상기 네비게이션 모드시 사용자는 상기 이동통신단말기 300상에서 차량의 현재 위치와 목적지를 설정하여 상기 정보센터 100으로 최적 주행 경로 안내를 요청할 수 있고, 이러한 설정에 따라 상기 정보센터 100으로부터 전형적인 네비게이션 기능인 현재 위치와 목적지간 최적의 주행 경로에 대한 안내를 받을 수 있다. 이때 사용자는 목적지를 나타내는 시설물 명칭, 지역 카테고리, 행정 명칭, 도시(town), 우편번호, 거리 주소(street address), 전화번호, 경도 및 위도를 음성 또는 문자 입력으로서 설정할 수 있다. 또한 상기 네비게이션 모드시 사용자는 상기 정보센터 100으로부터 교통 정보(예: 주행 전방 정보, 시내 정보, 국도 정보, 고속도로 정보, 즐겨찾기 지점 정보 등)를 제공받을 수 있다. 또한 상기 네비게이션 모드시 사용자는 상기 이동통신단말기 300을 통해 상기 정보센터 100에 접속하여 주변 시설물(예: 주유소, 휴게소, 정비센터, 은행, 병원/약국 등)을 검색할 수 있다.

상기 이동통신단말기 300은 상기 ITS 단말기 400과 연동하여 수신된 경로 안내 정보를 사용자에게 시각적으로 및/또는 청각적으로 제공하게 되는데, 이들 중 시각적으로 제공되는 경로 안내 정보는 상기 이동통신단말기 300의 표시부상에 표시되거나 외부에 별도로 접속된 전용 디스플레이장치에 표시될 수 있을 것이다. 또한 청각적으로 제공되는 경로 안내 정보는 상기 이동통신단말기 300의 스피커 또는 상기 ITS 단말기 400의 스피커를 통해 외부로 송출된다.

상기 ITS 단말기 400의 개략적인 구성을 살펴보면, GPS(Global Positioning System) 엔진 420은 GPS에 속하는 복수개의 인공위성으로부터의 전파를 안테나(418)를 통해 수신한다. 자이로센서(Gyro Sensor) 414 및 속도센서(Velocity Sensor) 416는 센서부를 구성하는데, 상기 센서부는 상기 자이로센서 414 및 속도센서 416에 의해 각각 차량의 회전각 및 속도를 감지한다. RGI 데이터 저장부 550은 지도데이터를 저장한다. 이러한 RGI데이터 저장부 550으로는 SRAM을 사용할 수 있다. 맵 매칭 처리부 570은 RGI 데이터 처리부 560에서 처리된 RGI 데이터와 프로세서 410에서 출력되는 현재위치데이터를 입력하여 맵 매칭 처리를 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카 네비게이션을 위한 맵 매칭 방법을 나타낸 순서도이다.

정보센터의 동작을 설명하면 다음과 같다.

10A단계: 사용자의 현재지(현재 위치)를 파악하고 목적지를 검색한다.

사용자의 현재 위치 및 목적지가 지도의 어디에 해당되는지 확인하는 것이다. 현재지는 ITS 보급형 단말로부터 차량의 현재 위치 데이터(이동통신단말기 300에서 사용자에 의해 입력되거나 GPS엔진 420으로부터 이동통신단말기 300을 통해 전송됨.) 및 차량 방향정보를 수신하여 도로를 검색한 것인데, 사용자 옵션에 따라 차량의 진행방향 우선 경로 또는 방향 미고려 경로계산이 가능하다. 목적지는 사용자가 입력한 명칭 혹은 다른 목적지 타입 데이터로부터 정보센터 내 시설물정보 데이터베이스를 검색하여 해당 명칭의 위치와 매칭도로를 검색한 것인데, 시설물 위치가 도로로부터 이격되어 있을 경우 가까운 도로로 매칭한다.

11A단계: 게이트웨이(특정 교차로)를 설정하고, 상기 설정된 게이트웨이에 대한 다중 경로를 생성하며, 복잡교차로 정보를 생성하는 경로 계산을 실시한다. 이때 교통정보도 반영한다.

탐색된 현재지와 목적지 도로를 경로계산 데이터상의 링크에 대응시킨다. 대응된 현재지와 목적지 링크로부터 경로탐색을 실시한다. 경로탐색은 경로계산 데이터상의 각 링크에 들어있는 경비(cost)를 기준으로 계산하여 현재지로부터 목적지까지 가장 작은 경비를 갖는 경로를 탐색한다. 교통정보가 제공되는 지역은 경로계산 데이터상의 경비 대신 수신된 교통정보를 바탕으로 경비를 산출하여 이용한다. 경로탐색시 각 교차로에서의 회전 규제가 반영된다. 경로를 탐색할 때는 도로 종별(예: 고속도로 대 국도)이나 교차로 및 회전 형태(type)에 따른 가중치(weight)를 반영한다. 각 후보(candidate) 경로에 대하여, 현재까지 탐색된 도로들로부터 다음 연결된 도로까지의 경비를 각 도로에 저장하고 현재까지 계산된 경비 중 가장 낮은 경비의 도로가 다시 기준이 되어 다음 연결된 도로의 경비를 계산하는 경로탐색 과정이 반복된다. 경로탐색은 탐색 과정상 현재지로부터 목적지까지의 모든 경로를 탐색 가능하다.

상기 게이트웨이의 설정은 전체 경로를 대상으로 복잡교차로 데이터베이스의 검색을 통해 사용자가 이탈하기 쉬운 복잡교차로나 고의 이탈을 발생시킬 수 있는, 교통 흐름이 자주 변하는 구간을 중심으로 n개의 포인트를 설정한다. 상기 게이트웨이 구간은 전체 RGI 크기 및 성능과도 관련이 되므로 전체 경로의 소정 범위 이내로 한정한다. 즉, 경로탐색 과정상 복잡교차로 데이터베이스에 저장된 교차로를 지나며 예측된 전체 경로의 소정 범위 이내에 있는 경우에 게이트웨이로 등록하고 복잡교차로를 별도 저장한다. 상기 복잡교차로 별도 저장은 부분 경로 추출을 위한 정보와 복잡교차로에 대한 약도를 이동통신단말기에서 표시할 수 있도록 하기 위한 별도의 데이터로서 RGI데이터에 추가되는 것으로, 이 약도 데이터를 가지는 RGI데이터 내 교차로는 해당 복잡교차로 약도를 가지고 있는지 여부와 이 데이터를 액세스하기 위한 옵셋이 추가된다.

또한 복잡/교통 흐름 변화가 큰 교차로 정보 등을 저장한 데이터베이스를 구성해야 하는데, 상기 데이터 베이스는 전국 기준으로 지역별로 교차로 명, 도로 종별, 링크 정보(예: 고속도로 혹은 경로 번호, 속성 등), 포인트 정보 등으로 구성된다. 계산 경로는 복잡교차로 데이터베이스와 매칭되어야 한다.

상기 복잡교차로 데이터베이스는 계산시 어떤 교차로가 복잡교차로인지 매칭할 수 있는 정보와 복잡교차로의 형태(교차로의 생긴 선형 등) 정보를 가진다.

경로탐색이 종료된 이후 현재지 및 목적지 각각으로부터 각 양 끝 게이트웨이로 생성된 부분 경로들만을 추출하여 저장한다. 이로써 다중 경로가 고려되어지게 되는 것인데, 서브경로의 양 끝점이 양끝 게이트웨이가 되어 위 및 아래의 서브경로가 저장되는 것이다.

도 3은 본 발명이 고려하는 다중 경로를 설명하기 위한 지도를 나타낸 도면이다.

참조번호 120은 이동체(예: 자동차)의 현재 위치, 참조번호 140은 게이트웨이, 참조번호 160과 165는 각각 서브 경로 1과 2를 나타낸다. 서브 경로는 교통량이 많아 지체되는 구간이기 때문에 최적경로로 채택되지 못하고 서브경로로 선정된다. 참조번호 180은 최적 경로를 나타내고, 참조번호 200은 목적지를 나타낸다.

경로 탐색 과정상 하나의 도로는 최적 경로상의 도로 외에도 연결된 다른 도로들로부터 선택될 수 있으며, 최적 경로 상에서는 제외되나 게이트웨이로 설정된 도로의 경우 제외하지 않고 별도의 연결성을 유지시켜줌으로써 가능하다.

다시 도 2를 참조하면,

12A단계: 최적경로를 이용한 RGI 포맷 데이터 생성을 실시한다.

구체적으로, 기본 RGI 데이터를 생성하고, 다중 경로 RGI 데이터를 확장하며, 경로 계산으로부터의 복잡교차로 정보를 RGI에 추가한다.

다중 경로 및 복잡교차로 데이터는 기존 단일 경로의 단점(이탈하게 되면 정보센터 재접속을 통해 새로운 경로를 다시 다운받음으로써 접속 및 서비스 제공 비용 등이 발생하는 문제를 가졌음.)을 최소화하고 RGI 데이터의 확장성 및 유연성을 높이기 위해 이용한다.

최적 경로상의 게이트웨이로부터 서브 경로를 통하여 게이트웨이를 통과하는 다중 경로를 RGI로 생성하고, 게이트웨이에 해당하는 RGI 항목에 오프셋(offset)을 저장한다. 하나의 게이트웨이에 여러 개의 서브 경로가 연결되는 경우 각 서브경로에 다음 서브경로의 RGI로의 오프셋을 저장하여 오프셋을 따라가면 여러 서브경로를 액세스(access)할 수 있으며, 계속 오프셋을 따라가면 원래의 최적경로로 복귀될 수 있는 환형 오프셋 구조를 가진다. 다시 게이트웨이의 각 서브경로의 마지막 부분과 최적 경로상의 중첩부 사이의 오프셋을 게이트웨이에서의 오프셋 구성과 같은 방식으로 생성한다.

13A단계: 이동통신단말기로 상기 생성된 RGI 포맷 데이터를 송신한다(S2). 도 4a는 RGI 데이터의 구성을 구체적으로 설명하기 위해 예시한 도면이다.각 번호는 영역(area)을 지칭하기 위한 것(이하 id라 한다.)으로, 편의상 일련번호를 부여한 것이다. 도시된 경우는 4개의 영역(#1, #2, #3, #4)으로 이루어지는 지역을 이동체가 3개의 영역을 거쳐 이동하는 상황을 가정한다. id 3 내에 그려진 실선은 링크 1로 명명되며, id 3 내에서 이동체가 움직인 궤적을 나타낸다. id 1 내에 그려진 점선은 링크 2로 명명되며, id 1 내에서 이동체가 움직인 궤적을 나타낸다. id 4 내에 그려진 점선은 링크 4로 명명되며, id 4 내에서 이동체가 움직인 궤적을 나타낸다. 각 영역별 링크는 그 구분이 용이하도록 하기 위해 점선과 실선으로 다르게 표시했을 뿐, 그 표시가 갖는 특별한 의미는 없다. 도시된 바에 따르면, 이동체는 id 3에서 출발하여 id 1, id 3, 그리고 id 4로 진행한다. 그러므로 RGI 데이터는 거쳐간 영역의 개수만큼의, 즉 4개의 서브데이터들을 포함한다. 각 서브데이터는 영역 정보와 링크 정보의 쌍으로 이루어진다. 도시된 경우는, 이동체의 순차적인 진행에 따라 (영역 3, 링크 1), (영역 1, 링크 2), (영역 3, 링크 3), (영역 4, 링크 4)로 이루어진다. 여기서 링크 정보는 도로의 속성(예: 고속도로, 선형, 교차로 등)을 포함하는 정보이다. 차량이 다른 영역으로 주행한 경우, ITS 단말기 400은 계산 대상이 되는 RGI 데이터를 정하는 동작을 수행하게 되며, 상기 동작은 전술한 도 2의 32C단계에 해당한다.

도 4b는 본 발명에 따른 맵 매칭을 설명하기 위한 도면이다.

삭제

#1 ∼ #16은 각 영역(id)을 나타내며, a ∼ h는 차량의 위치를 나타낸다. 차량이 현재 id 13에 있다고 가정하면, RGI데이터가 검색되는 영역들은 현재 차량이 위치한 영역의 주변 인덱스1 범위 내에 속하는 id 13, 14, 10이 된다. 이후 차량이 id 14의 b로 이동하면, 주변 인덱스1 범위에서 RGI데이터를 검색하게 된다. 단, 차량의 위치가 id 13의 a일 때 이미 a를 중심으로한 영역의 주변 인덱스1 영역인 id 13, id 14, 그리고 id 10 세 영역들에 대한 RGI데이터를 검색했기 때문에, 이미 검색된 영역들은 제외하고 새로운 영역인 id 11부터 검색을 수행하면 된다. 다른 예로, 만약 차량이 경로 상에서 떨어진 위치에 존재할 경우를 가정하면, 만약 id 17(도시되지 않았으나 id 13의 바로 아래 영역을 가정한 것이다.)에서 시작한다면, 동일 영역이 없기 때문에 RGI 영역 전체(도시된 바에 따르면, 13-14-10-11-10'-6-7-8-4 순서)를 검색하고 끝난다. 이때 영역 리스트로 추가된 것은 id 13, 14가 되고 id 13으로 차량 이동시 2번째 검색은 첫 번째 검색된 id 13과 id 14 다음, 즉 3번째 영역부터 다시 검색한다.

a ∼ h와 같이 차량이 주행하여 위치가 바뀐 경우 ITS단말기 400에서 수행되는 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 백업 영역은 앞의 단계에서 이미 패치된 영역(이미 앞의 단계에서 검색하여 저장해 놓은 RGI 영역 리스트를 말함.)으로 인덱스(*,*)만 갱신된다. 기준 영역은 차량이 위치한 영역, 즉 인덱스(0,0)인 영역을 말하며, 새 영역은 현재 위치의 영역부터 검색을 시작하여 새롭게 영역 리스트에 추가된 영역을 말한다.

RGI데이터는 정보센터 100에서 생성하며, ITS단말기 400에서 맵매칭 및 경로안내를 하기 위해 정한 포맷이다. 현재 차량위치에서 목적지까지 계산된 경로를 대상으로 하기 때문에 주변의 다른 도로정보는 들어가지 않는다. 그러므로 RGI데이터는 id마다 모두 생성되는 것은 아니고, 계산된 경로(예: 13-14-10-11-10'-6-7-8-4)의 진행 방향대로 순차적으로 생성되며, 링크 및 노드정보 등을 가진다.

차량이 주행시 새로운 위치값이 생성되고 이 위치를 기준으로 RGI데이터 상에서 차량의 위치를 파악한다. 즉, RGI데이터의 이용은 새로운 위치데이터가 생성될 때마다 수행된다. nth 영역은 RGI데이터 상에서 몇 번째 영역인지를 나타내며 RGI데이터의 검색은 이미 검색한 영역 이후부터 시작된다. 기준영역은 현재 차량이 위치하는 영역{ITS 단말기 400은 센서를 가지고 있다. 이 센서는 GPS, GYRO 또는 (accelrometer) 등이 될 수 있다.}이 된다. 이미 검색한 영역은 백업 영역으로 현재 차량 기준으로 인덱스를 변경한다. 계산{차량의 위치가 지도상의 어느 링크(link) 혹은 노드(node)에 속하는지를 계산}할 때 사용되는 RGI데이터는 데이터 패치(선택된 RGI 영역 리스트를 지칭함.)가 끝난 후에 인덱스(±1, ±1) 범위 내의 영역에 속하는 링크, 노드 등의 데이터만을 대상으로 하며 각 영역에 속하는 데이터들은 별도의 클리핑(clipping) 과정을 통해 다시 한번 필터링된다.이하 도 4b를 참조하여 차량이 한 영역에서 다른 영역으로 주행하는 경우 계산 대상이 되는 도로인 RGI 영역을 정하는 방법을 설명한다. 기준 영역은 현재 차량이 속해 있는 영역을 의미한다. 또한 새 영역은 현재 차량이 속한 영역을 중심으로 인덱스 ±1에 속하는 영역들에 대한 RGI데이터 검색을 실시한 결과 RGI데이터가 존재하여 새로 추가되는 영역을 의미한다. 또한 백업 영역은 현재 차량이 속해 있는 영역의 이전 영역에서 RGI데이터 검색 결과 선택된 영역을 의미한다.

a: id 13, n = 1, 차량 이동 경로는 13-14-10 순이다. 변수 n은 RGI 데이터 상에서 몇 번째 영역인지를 나타낸다. 구체적으로, 경로상에서 몇 번째 영역부터 RGI 데이터를 검색해야 하는지를 나타내기 위한 변수이다.

- 기준 영역 13(0,0)

- 새 영역 13(0,0), 14(1,0), 10(1,1)

b: id 14, n = 4, 차량 이동 경로는 (13-14-10)-11-10' 순이다. 도시된 바에 따르면, 차량이 영역 #10에서 영역 #11로 갔다가 다시 영역 #10을 거쳐 영역 #6으로 이동하므로, 변수 n을 정함에 있어 영역 #10은 두 번 포함되어야 한다. 단, 구분을 위해 다시 방문하는 영역 #10은 영역 #10'로 표기했다.

- 백업 영역 13(-1,0), 10(0,1)

- 기준 영역 14(0,0)

- 새 영역 11(1,1), 10'(0,1)

c: id 10, n = 6, 차량 이동 경로는 (13-14-10-11-10')-6-7 순이다.

- 백업 영역 13(-1,-1), 14(-1,0), 11(1,0)

- 기준 영역 10(0,0), 10'(0,0)

- 새 영역 6(1,0), 7(1,1)

d: id 11, n = 8, 차량 이동 경로는 (13-14-10-11-10'-6-7)-8 순이다.

- 백업 영역 13(-2,-1), 14(-1,-1), 10(-1,0), 10'(-1,0), 6(-1,1), 7(0,1)

- 기준 영역 11(0,0)

- 새 영역 8(1,1)

e: id 6, n = 9, 차량 이동 경로는 (13-14-10-11-10'-6-7-8) 순이다.

- 백업 영역 13(-1,-2), 14(0,-2), 10(0,-1), 10'(0,-1), 7(1,0)

- 기준 영역 6(0,0)

- 새 영역 없음.

f: id 7, n = 9, 차량 이동 경로는 (13-14-10-11-10'-6-7-8)-4 순이다.

- 백업 영역 13(-2,-2), 14(-1,-2), 10(-1,-1), 10'(-1,-1), 6(-1,0), 8(1,0)

- 기준 영역 7(0,0)

- 새 영역 4(1,1)

g: id 8, 더 이상 찾아야할 영역이 없기 때문에 n값은 필요 없음.

- 백업 영역 13(-3,-2), 14(-2,-2), 10(-2,-1), 10'(-2,-1), 6(-2,0), 7(-1,0)

- 기준 영역 8(0,0)

- 새 영역 없음.

h: id 4, 더 이상 찾아야할 영역이 없기 때문에 n값은 필요 없음.

- 백업 영역 13(-3,-3), 14(-2,-3), 10(-2,-2), 10'(-2,-2), 6(-2,-1), 7(-1,-1), 8(0,-1)

- 기준 영역 4(0,0)

- 새 영역 없음.

이동통신단말기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

21B단계: 사용자가 자신의 목적지를 이동통신단말기에 입력한다. 본 실시예예에서는 목적지를 이동통신단말기에 입력하는 것으로 가정하였으나 ITS 단말기에 입력하여 이동통신단말기에 전달되도록 할 수도 있다.

22B단계: 상기 입력된 목적지 정보를 전보센터로 전송한다(S1).

23B단계: 정보센터로부터 전송 받은 RGI데이터를 ITS 단말기로 다시 전송한다(S3).

24B, 25B단계: 목적지에 도착할 때까지 ITS 단말기로부터 경로안내정보를 수신하여(S4) 표시한다. 상기 ITS 단말기는 턴 바이 턴(turn by turn) 방식으로, 다음 교차로 안내 및 목적지까지의 거리 혹은 시간 정보 등을 제공한다.

ITS 단말기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

31C단계: 사용자의 현재 위치를 파악한다. 각종 위치정보 센서(GPS, 자이로, 가속도)로부터 취득된 정보를 바탕으로 사용자 현위치 계산한다.

32C단계: 매칭 도로를 검색하여 경로 이탈 여부를 판단한다. 사용자 현재 위치의 RGI데이터(도로, 경로안내를 위한 데이터 포맷임.) 상에서 매칭되는 도로를 검색한다. 매칭 도로가 검색되지 않을 때는 이탈로 판단한다.

RGI데이터 패치에 대하여 구체적으로 설명하면,

기존 네비게이션 데이터의 지도정보는 일정한 크기의 도로데이터로 구성되어 각각의 영역도로데이터를 액세스하기 위해 영역관리테이블로부터 해당 영역을 찾아가서 로(raw) 데이터를 사용할 수 있으며 영역과 도로데이터는 단일한 것이다. 사용자 위치를 도로상에 매칭하기 위해서 도로데이터를 검색하게 되는데, 도로데이터의 검색은 보통 현재 위치를 중심으로 특정 영역 내로 한정되며 각각의 구역을 대상으로 삼게 된다. 사용자가 주행하여 현재 위치 영역이 변하는 경우 기존의 영역 리스트가 업데이트된다.

본 발명의 실시예에 이용되는 네비게이션 시스템은 지도정보를 자체 내장하지 않는 저가의 것이다. 그러므로 정보센터로부터 목적지까지 가기 위한 맵 매칭 및 경로안내를 위한 간결한 형식의 데이터인 RGI 데이터를 제공받아 네비게이션 기본 기능을 구현한다.

RGI데이터는 현재지부터 목적지까지의 경로를 영역(area)이라고 부르는 특정구역을 기반으로 순차적으로 구성되므로 경로가 어떤 지역에 대해 지그재그 식으로 들어왔다 나갔다를 반복할 수도 있으며, 사용자는 지역의 경계부분에서의 P턴과 같은 상황에서 P턴이 아닌 다른 주행할 경우 등 데이터 패치에 있어 매번 전체 데이터를 패치하지 않고 효율적으로 패치하게 위한 방법을 논한다. 즉 동일 영역이 불규칙적으로 반복될 수 있다. 본 시스템의 특성상 사용자의 진입점 안내를 통해 실제 구성된 RGI데이터의 시작부분부터 주행하지 않고 중간부분부터 진입하여 안내받을 수도 있고 진입하여 정상으로 경로안내를 받으며 가는 도중이라도 사용자의 설정에 따라 이탈하여 진입점 안내를 받다가 다시 원래로 경로로 진입하는 경우 등도 생길 수 있으므로 이러한 상황들에 대처할 수 있는 데이터의 패치가 필요하게 되었다.

1) 주어진 경로로 진입하지 못했을 경우는 RGI데이터 처음부터 현재 영역과 동일 영역을 만날 때까지 검색한 후 인접영역(현재위치기준 인덱스 ±1) 이외의 영역을 만나면 검색을 중지한다.

2) 현재위치에 해당하는 영역이 설정된 경로로부터 변하는 경우 데이터 패치(patch) 알고리즘을 행한다. 이는 사용자 위치에서 목적지까지의 경로데이터인 RGI데이터를 차량이 주행할 때마다 모두 계산해서 도로상 위치를 찾지 않고, 특정 RGI데이터만을 계산함으로써 성능 향상을 하기 위함이다. 다시 말해서, 패치 알고리즘은 차량의 현재 위치로부터 경로가 변하는 동안 소정 크기와 위치의 인접 영역들(패치들)을 통해, 전체 경로 중 일부분에 대하여 실시된다.

3) 최초 데이터 패치 이후는 기존 영역 리스트의 인덱스를 현재위치 영역기준으로 업데이트한다.

4) 새로운 RGI데이터의 영역 리스트의 검색은 기존에 검색한 RGI에서 최종적으로 검색한 영역 다음부터 시작한다.

5) 현재 위치에 해당하는 영역을 검색한 후 인접 영역(현재 위치기준 인덱스 ±1이내)까지만 검색하여 관리한다.

다음으로 맵 매칭에 관하여 구체적으로 설명하면,

단일 경로 상에서의 맵 매칭은 사용자가 해당 도로 상에 존재하는지 여부를 계산하며, 다중경로 구간 상에서는 실제 사용자의 위치를 계산한다.

1) 최종적으로 패치된 영역 리스트(현재 위치기준 인덱스 ±1 이내) 내 도로데이터 등을 이용하여 사용자의 현재 위치 도로를 찾는다. 매칭은 차량의 방향 & 위치값과 도로데이터 매칭을 통한 맵 매칭 알고리즘을 적용한다.(여기서 맵 매칭 알고리즘은 논외로 한다.)

2) 다중 경로의 경우는 각 경로의 영역 리스트가 별개로 관리되며 다중경로 부근으로 접근시 맵 매칭에 이용된다.

도 5는 도 2에서 ITS 단말기에서 맵 매칭을 실시할 때 최초 RGI 데이터를 패치하는 경우의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.

차량이 전술한 도 4에 나타낸 바와 같이 이동할 경우, 51단계에서 id 13에 대응되는 RGI 영역을 검색하고, 52단계에서 현위치 영역 인덱스 1 이내인지 체크하면 기준 영역 13(0,0)인 바, 현위치 영역 인덱스 1 이내이다. 그러므로 53단계에서 상기 id 13에 대응되는 RGI 영역을 영역 리스트에 추가한다. 그리고 54단계에서 상기 id 13에 대응되는 RGI 영역이 현위치와 동일한 영역인가 검사한다. 상기 검사 결과 동일한 영역이면 55단계에서 id 14에 대응되는 RGI 영역을 검색하고, 56단계에서 현위치 영역 인덱스 1 이내인지 체크하면 기준 영역 13(0,0), 새 영역 14(1,0)인 바, 현위치 영역 인덱스 1 이내이다. 그러므로 57단계에서 상기 id 14에 대응되는 RGI 영역을 영역 리스트에 추가한다. 그리고 다시 상기 55단계로 되돌아가 다음 RGI 영역, 즉 id 10에 대응되는 RGI 영역을 검색한다. 56단계에서 현위치 영역 인덱스 1 이내인지 체크하면 기준 영역 13(0,0), 새 영역 14(1,0), 10(1,1)인 바, 현위치 영역 인덱스 1 이내이다. 그러므로 57단계에서 상기 id 10에 대응되는 RGI 영역을 영역 리스트에 추가한다. 도 4의 경우 첫 번째 데이터 패치는 13-14-10에 대한 것이므로, 작업은 여기서 끝난다.

상기 54단계에서 현위치와 동일한 영역이 아니면 58단계에서 다음 RGI 영역이 마지막 RGI 영역인지 체크하여 마지막이 아니면 다음 RGI 영역을 검색하기 위해 51단계로 되돌아간다. 도 4의 경우 상기 다음 RGI 영역은 14이다. 계속해서 동일하지 않을 경우 상기 과정이 반복되는데, 최악의 경우는 마지막 RGI 영역인 id 4까지 검색하게 되는 경우이다.이와 같이 본 발명은 차량의 도로 상 위치를 계산하기 위해 계산 대상이 되는 RGI데이터(즉, 영역)만을 선택한다. 그리고 이후 최종 도로 상 위치를 판단하여 경로 안내를 행한다. 수신한 RGI데이터 전체를 검색하여 맵 매칭을 실시하면 계산하는 데 부하가 많이 걸리게 되기 때문에 이 문제를 극복하기 위해 현재 차량이 속한 위치의 주변까지만 검색하는 것이다.

도 6은 도 2에서 ITS 단말기에서 맵 매칭을 실시할 때 두 번째 이상의 RGI 데이터를 패치하는 경우의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.

61단계에서 기존 검색 영역들(id 13, 14, 10)의 인덱스를 변경한다. 이때 백업 영역(backup area)은 13(-1,0), 14(0,0), 10(0,1)이다.

62단계에서 마지막으로 패치한 RGI 영역을 검색한다.

63단계에서 현위치 영역 인덱스 1 이내인지 체크하여 이내이면 64단계에서 영역 리스트에 추가한 다음 상기 62단계로 되돌아간다. 이처럼 영역 리스트에 추가하는 이유는 기준이 바뀌었기 때문이다.

반면에, 현위치 영역 인덱스 1 이내가 아니면 종료한다.

다시 도 2를 참조하면,

33C단계: 경로를 안내한다.

매칭된 도로정보와 RGI데이터로부터 다음 경로 유도에 대한 정보를 생성한다. 즉, 선택된 RGI 영역 내의 링크, 노드 정보를 가지고 맵 매칭을 하여 차량이 위치한 도로를 계산한다. 좌우 회전 등의 터닝 정보 및 다음 경로안내 지점까지의 남은 거리 등을 생성한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 RGI데이터라는 특정 포맷에 추가되는 멀티경로 및 상세 교차로 정보를 이용하여 맵 매칭 및 경로 안내용 데이터를 구성함으로써 사용자의 고의 또는 실수에 의한 경로 이탈시 정보센터 접속을 최소화하고, 상세 교차로 정보를 미리 표시해줌으로써 본 시스템이 갖는 지도가 없는 단점을 보완하여 정보센터에 접속하여 부과되는 전화요금을 최소화하며 지도데이터베이스가 없는 본체가 네비게이션 서비스를 효율적으로 할 수 있도록 하며 본체에서는 이러한 RGI데이터 처리하는 방법을 최적화함으로써 시스템의 부하를 줄이며 성능향상을 꾀할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 네비게이션 시스템의 구성을 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카 네비게이션을 위한 다중 경로에서의 맵 매칭 방법을 나타낸 순서도

도 3은 본 발명이 고려하는 다중 경로를 설명하기 위한 지도를 나타낸 도면도 4a는 RGI 데이터의 구성을 구체적으로 설명하기 위해 예시한 도면

도 4b는 본 발명에 따른 맵 매칭을 설명하기 위한 도면

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 ITS(Intelligent Transportation Systems) 단말기에서 맵 매칭을 실시할 때 최초 RGI(Route Guidance Instruction) 데이터를 패치하는 경우의 동작 과정을 나타낸 흐름도

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 ITS 단말기에서 맵 매칭을 실시할 때 두 번째 이상의 RGI 데이터를 패치하는 경우의 동작 과정을 나타낸 흐름도

Claims (9)

1. 삭제
2. 이동통신단말기를 이용하여 네비게이션 서비스를 수행하는 시스템에 있어서,

   상기 이동통신단말기의 현재 위치를 기준으로 사용자가 입력한 목적지까지의 최적 경로를 계산하고, 그 계산된 최적 경로를 바탕으로 소정 포맷의 경로데이터를 생성하는 정보센터와,

   상기 이동통신단말기의 현재 위치를 검출하여 위치데이터를 발생하며, 상기 경로데이터를 처리하고, 상기 위치데이터를 기준으로 주어진 경로의 주행 혹은 이탈 여부를 판단하는 맵 매칭을 실시하며, 그 결과를 이용하여 길 안내를 하는 지능형 교통시스템 단말기를 포함하며,

   상기 경로데이터는 단일 경로에 대하여 생성되거나, 현재 위치에서 목적지 사이에서 계산상의 특정 범위내 한 지점을 게이트웨이로 하여 현재 위치로부터 그 게이트웨이까지의 서브 경로들로 이루어지는 다중 경로에 대하여 생성되는 것임을 특징으로 하는 네비게이션 서비스를 위한 단일 경로 혹은 다중 경로에서의 맵 매칭 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 다중 경로에 대한 경로데이터는,

   총 다중 경로 수, 특정 영역 내의 다중 경로 유무를 나타내는 플래그, 해당 데이터 위치를 나타내는 오프셋, 다중 경로가 끝나는 게이트웨이에 관한 오프셋으로 이루어지는 기본 부분과,

   다중 경로의 수, 전체 데이터 크기, 각 경로별 오프셋, 그리고 상세 정보로 이루어지는 추가 부분으로 구성됨을 특징으로 하는 네비게이션 서비스를 위한 단일 경로 혹은 다중 경로에서의 맵 매칭 장치.
4. 삭제
5. 제2항에 있어서,

   상기 경로데이터는 인터체인지, 정션, 오거리, 고가 혹은 지하 등을 고려한 별도 기준에 의하여 상기 정보센터에서 관리되는 복잡교차로 정보를 포함함을 특징으로 하는 네비게이션 서비스를 위한 단일 경로 혹은 다중 경로에서의 맵 매칭 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 복잡교차로 정보를 포함하는 경로데이터는,

   총 다중 경로 수, 특정 영역 내의 다중 경로 유무를 나타내는 플래그, 해당 데이터 위치를 나타내는 오프셋, 다중 경로가 끝나는 게이트웨이에 관한 오프셋으로 이루어지는 기본 부분과,

   교차로 전체에 대한 도로선형정보, 도로 종별, 도로 번호, 교차로 명칭 등으로 이루어지는 추가 부분으로 구성됨을 특징으로 하는 네비게이션 서비스를 위한 단일 경로 혹은 다중 경로에서의 맵 매칭 장치.
7. 이동통신단말기를 이용하여 네비게이션 서비스를 수행함에 있어서, 단일 경로 혹은 다중 경로에서의 맵 매칭 방법이,

   사용자가 입력한 목적지에 대한 정보가 이동통신단말기를 통해 정보센터에 전달되는 제1과정과,

   상기 정보센터가, 현재 위치를 파악하고 목적지를 검색하는 제1단계, 게이트웨이를 설정하고 경로 계산을 실시하는 제2단계, 기본 RGI 데이터를 생성하고 RGI 포맷 데이터 생성을 실시하는 제3단계, 및 이동통신단말기로 상기 생성된 RGI 포맷 데이터를 송신하는 제4단계를 수행하는 제2과정과,

   상기 이동통신단말기가, 상기 정보센터로부터 전송 받은 RGI데이터를 지능형 교통시스템 단말기로 다시 전송하는 제3과정과,

   상기 지능형 교통시스템 단말기가, 사용자의 현재 위치를 파악하는 제1단계, RGI데이터 패치 및 맵 매칭을 통해 매칭 도로를 검색하여 경로 이탈 여부를 판단하는 제2단계, 상기 판단결과로써 경로안내정보를 생성하는 제3단계, 및 상기 생성한 경로안내정보를 상기 이동통신단말기로 송신한 다음 목적지 도착 여부를 체크하여 미도착시 상기 제1단계로 되돌아가는 제4단계를 수행하고, 상기 이동통신단말기가 상기 지능형 교통시스템 단말기로부터 경로안내정보를 수신하여 표시하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제2과정의 제2단계에서 상기 정보센터가, 게이트웨이를 설정하고 상기 설정된 게이트웨이에 대한 다중 경로를 생성하며 복잡교차로 정보를 생성하는 경로 계산을 실시함을 특징으로 하는 방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 제2과정의 제3단계에서 상기 정보센터가, 기본 RGI 데이터를 생성하고 다중 경로 RGI 데이터를 확장하며 경로 계산으로부터의 복잡교차로 정보를 RGI에 추가하여 최적경로를 이용한 RGI 포맷 데이터 생성을 실시함을 특징으로 하는 방법.