KR100609958B1 - 차속펄스계수의 자기 튜닝방법 - Google Patents

Abstract

이동체가 이동하는 도로의 환경변화에 따라 차속펄스계수의 값을 탄력적으로 조절하여 이동체의 이동거리를 정확하게 산출할 수 있도록 한다.

미리 설정된 시간동안 GPS 수신기가 수신하는 항법 메시지와 이동체의 이동에 따라 센서부가 발생하는 차속펄스신호를 제어부가 입력받고, 입력받은 항법 메시지의 DOP의 값이 미리 설정된 임계값 미만인지의 여부를 판단하여, DOP의 값이 임계값 미만일 경우에 상기 수신한 항법 메시지로 이동체의 이동거리를 추출하고 추출한 이동체의 이동거리와 상기 입력받은 차속펄스신호의 펄스개수로 차속펄스계수를 계산하며, 계산한 차속펄스계수로 기 설정된 차속펄스계수를 변경한다.

네비게이션, 이동체, 이동거리, 이동속도, 차속펄스신호, 차속 펄스계수

Description

차속펄스계수의 자기 튜닝방법{Method for self-tuning speed pulse coefficient}

도 1은 본 발명의 자기 튜닝방법이 적용되는 네비게이션 시스템의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명의 자기 튜닝방법을 보인 신호흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : GPS 위성 102 : GPS 수신기

104 : 명령 입력부 106 : 센서부

108 : 지도 데이터 저장부 110 : 제어부

112 : 표시 구동부 114 : 표시부

본 발명은 이동체의 이동에 따라 발생되는 차속펄스신호를 이동체의 이동거리로 환산하는 차속펄스계수의 값을 자기 튜닝하는 차속펄스계수의 자기 튜닝방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동체에는 차속센서를 설치하여 이동체의 이동에 따라 차속펄스 신호를 발생하고, 그 발생한 차속펄스신호의 펄스개수에 차속펄스계수를 곱하여 이동체의 이동거리를 계산하며, 또한 단위시간당 발생하는 차속펄스신호의 펄스개수를 카운트하고, 카운트한 단위시간당 차속펄스신호의 펄스개수에 차속펄스계수를 곱하여 이동체의 이동속도를 계산하고 있다.

상기 차속펄스신호의 발생은 이동체의 이동환경에 따라 상이하다. 예를 들면, 이동체가 고속도로를 이동할 경우와 일반도로를 이동할 경우에 차륜과 도로의 사이에 발생하는 마찰력이 상이하고, 또한 비 또는 눈이 내리고 있는 도로에서도 차륜과 도로의 사이에 발생하는 마찰력이 상이하며, 그 상이하게 발생하는 마찰력에 의하여 이동체의 이동거리에 따라 발생하는 차속펄스신호의 펄스개수가 상이하다.

그러므로 상기 차속펄스신호를 이동거리로 변환하기 위한 차속펄스계수의 값을 차륜과 도로의 사이에 발생하는 마찰력에 따라 탄력적으로 조절하는 것이 바람직하다.

그러나 상기 차속펄스계수는 이동체를 공장에서 출하할 때 미리 소정의 값으로 고정시키고 있고, 또한 이동체의 정비소에서 차속펄스계수의 값을 튜닝할 수도 있으나, 이는 이동체의 이동 환경에 따라 차속펄스계수의 값을 탄력적으로 조절하지 못하고, 이로 인하여 이동체의 이동 환경에 따라 이동체의 이동거리를 계산하는데 많은 오차가 발생하게 되며, 특히 네비게이션 시스템에서 GPS(Global Positioning System) 수신기가 수신하는 항법 메시지의 DOP(Dilution of Precision)의 값이 높아 수신된 항법 메시지를 이용하지 않고, 이동체에 설치된 센 서들의 검출신호로 이동체의 위치를 검출할 경우에 많은 오차가 발생하게 되는 요인으로 작용하게 된다.

즉, 네비게이션 시스템은, 지구 상공의 정지궤도 상에 복수의 GPS용 위성을 위치시켜 각기 항법 메시지를 송신하고, 이들 복수의 GPS용 위성들이 송신하는 항법 메시지들 중에서 최소한 4개 이상의 GPS용 위성이 송신하는 항법 메시지를 GPS 수신기로 수신하며, 수신한 항법 메시지를 이용하여 항법 메시지의 수신위치 즉, 이동체의 위치를 검출하며, 검출한 이동체의 위치를 디지털 지도에 맵 매칭시킨 후 표시화면에 디지털 지도와 함께 이동체의 위치를 표시하는 것이다.

그리고 상기 네비게이션 시스템은 GPS용 위성이 송신하는 항법 메시지를 GPS 수신기가 정확히 수신할 수 있는 지역에서만 이동체의 위치를 정확하게 검출할 수 있다. 즉, GPS는 GPS용 위성이 송신하는 항법 메시지를 GPS 수신기로 수신하여 이동체의 위치를 검출하는 것이므로 터널의 내부나, 나무가 우거진 숲 속 또는 고층빌딩으로 둘러싸인 도심지 등과 같이 GPS용 위성이 송신하는 항법 메시지를 GPS 수신기가 정확하게 수신하지 못하는 수신불능 지역에서는 이동체의 위치좌표를 검출하지 못하거나 또는 위치좌표의 검출결과가 매우 부정확하게 된다.

이와 같이 GPS용 위성의 항법 메시지를 정확하게 GPS 수신기가 수신하지 못하여 이동체의 위치산출이 불가능한 지역에서는 이동체에 설치된 센서들의 검출신호로 이동체의 위치를 추정하고 있다. 즉, 이동체에는 구동륜의 회전에 따라 차속펄스신호를 발생하는 차속센서와, 이동체의 이동각도 변화량을 검출하는 자이로스코프 등의 센서를 설치하여 이동체의 이동거리 및 이동방향을 측정하고, 측정한 이 동거리 및 이동방향을 이용하여 이동체의 위치를 연속적으로 추정하는 것이다.

그러나 종래에는 차속펄스계수의 값이 어느 하나의 값으로 고정되어 있으므로 이동체의 이동에 따라 차속센서가 발생하는 차속펄스신호로 이동체의 이동거리로 계산하는 데 많은 오차가 발생하고, 이로 인하여 이동체의 실제 위치를 디지털 지도 데이터에 정확히 맵핑시켜 표시하지 못하게되는 문제점이 있었다.

그러므로 본 발명의 목적은 이동체가 이동하는 도로의 환경에 따라 차속펄스계수의 값을 탄력적으로 조절하여 이동체의 이동거리를 정확하게 산출할 수 있도록 하는 차속펄스계수의 자기 튜닝방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 네비게이션 시스템에서 차속센서가 발생하는 차속펄스신호로 이동체의 이동거리를 정확하게 산출함으로써 이동체의 실제위치를 디지털 지도 데이터에 정확히 맵 매칭시켜 표시할 수 있도록 하는 차속펄스계수의 자기 튜닝방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 가지는 본 발명의 차속펄스계수의 자기 튜닝방법에 따르면, 미리 설정된 시간동안 GPS 수신기가 수신하는 항법 메시지와 이동체의 이동에 따라 센서부가 발생하는 차속펄스신호를 제어부가 입력받고, 입력받은 항법 메시지의 DOP의 값이 미리 설정된 임계값 미만인지의 여부를 판단하여, DOP의 값이 임계값 미만일 경우에 상기 수신한 항법 메시지로 이동체의 이동거리를 추출하고 추출한 이동체의 이동거리와 상기 제 10 과정에서 입력받은 차속펄스신호의 펄스개수로 차속펄스계수를 계산하고, 계산한 차속펄스계수로 기 설정된 차속펄스계수를 변경하 는 것을 특징으로 한다.

상기 차속펄스계수의 튜닝은 튜닝명령이 발생될 경우에 수행하는 것으로서 튜닝 명령은, 사용자가 명령 입력부를 조작하여 입력하거나, 이동체의 이동속도 변화가 설정속도 이상이거나 이동체가 이동하는 도로의 습도를 습도센서로 검출하여 설정습도 이상일 경우에 발생하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 이동체의 이동에 따라 센서부가 발생하는 도로의 경사각 및 이동체의 이동각도 변화량을 제어부가 입력받고, 상기 입력받은 도로의 경사각 및 이동체의 이동각도 변화량이 미리 설정된 값 미만인지의 여부를 판단하여, 도로의 경사각 및 이동체의 이동각도 변화량이 미리 설정된 값 미만일 경우에 차속펄스계수를 계산하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 차속펄스계수의 계산은, 설정시간동안 항법 메시지로 추출되는 이동체의 이동거리를 설정시간동안 센서부에서 발생되는 차속펄스신호의 펄스개수로 나누어 계산하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 차속펄스계수의 자기 튜닝방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 자기 튜닝방법이 적용되는 네비게이션 시스템의 구성을 보인 블록도이다. 이에 도시된 바와 같이 GPS 위성(100)이 송신하는 항법 메시지를 수신하는 GPS 수신기(102)와, 사용자의 조작에 따른 동작명령을 입력하는 명령입력부(104)와, 이동체에 자이로스코프 및 차속센서와, 이동체의 횡축 및 종축 경사도를 검출하는 2축 경사계를 설치하여 이동체의 이동각도 변화량, 이동체의 이동에 따른 차속펄스신호를 발생함과 아울러 이동체가 이동하는 도로의 좌우 양측방향의 횡측 경사도와 이동체가 이동하는 전후 방향의 종축 경사도를 검출하는 센서부(106)와, 디지털 지도 데이터를 저장하고 있는 지도 데이터 저장부(108)와, 상기 GPS 수신기(102)가 수신한 항법 메시지 및 상기 센서부(106)의 검출신호를 이용하여 이동체의 현재위치를 결정하고 결정한 이동체의 위치를 상기 지도 데이터 저장부(108)에 저장된 디지털 지도 데이터에 매칭시킨 후 그 매칭시킨 디지털 지도 데이터 및 이동체의 위치의 표시를 제어하는 제어부(110)와, 상기 제어부(110)의 제어에 따라 디지털 지도 데이터 및 이동체의 위치를 표시부(114)에 표시하는 표시 구동부(112)로 구성된다.

이러한 구성을 가지는 네비게이션 시스템은, 사용자가 명령 입력부(104)를 통해 이동체의 이동 안내를 명령할 경우에 GPS 위성(100)이 송신하는 항법 메시지를 GPS 수신기(102)가 수신하여 제어부(110)로 입력시키고, 센서부(106)가 이동체의 이동에 따른 이동각도 변화량과, 이동체가 이동하는 도로의 횡축 및 종축 경사도와, 이동체의 이동거리에 따른 차속펄스신호를 발생하여 제어부(110)로 입력된다.

그러면, 제어부(110)는 GPS 수신기(102)가 수신한 항법 메시지의 DOP의 값이 미리 설정된 임계값 이하인지의 여부를 판단하고, 판단 결과 DOP의 값이 임계값 이하일 경우에 그 수신한 항법 메시지로 이동체의 현재위치를 검출하며, 검출한 이동체의 현재위치를 지도 데이터 저장부(108)에 저장된 디지털 지도 데이터에 매칭시킨 후 표시 구동부(112)로 출력하여 표시부(114)에 표시하게 된다.

그리고 GPS 수신기(102)가 수신한 항법 메시지의 값이 임계값 이하가 아닐 경우에 제어부(110)는 센서부(106)가 출력하는 이동각도 변화량 및 이동체가 이동하는 도로의 횡축 및 종축 경사도를 판단함과 아울러 센서부(106)가 출력하는 차속펄스신호의 펄스개수에 차속펄스계수를 곱하여 이동체의 이동거리를 산출하며, 그 산출한 이동체의 이동거리를 상기 판단한 도로의 횡축 및 종축 경사도에 따라 보정한 후 그 보정한 이동체의 이동거리와 이동체의 이동각도 변화량으로 이동체의 현재 위치를 추정하며, 추정한 이동체의 현재 위치를 지도 데이터 저장부(108)에 저장된 디지털 지도 데이터에 맵 매칭시키고, 표시 구동부(112)로 출력하여 표시부(114)에 표시한다.

한편, 도 2는 본 발명의 자기 튜닝방법을 보인 신호흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이 단계(200)에서 제어부(110)는 차속펄스계수의 튜닝 명령이 발생하는지의 여부를 판단한다. 여기서 차속펄스계수의 튜닝 명령은, 이동체의 사용자가 명령 입력부(104)를 통해 입력할 수 있고, 이동체의 이동속도 변화가 설정속도 이상일 경우에 자동으로 발생하게 할 수도 있으며, 또는 이동체에 별도의 습도센서를 구비하고, 그 습도센서가 이동체가 이동하는 도로에 눈 또는 비가 내리는 등의 환경 변화가 발생됨을 검출할 경우에 자동으로 발생되게 할 수도 있다.

상기 단계(200)에서 차속펄스계수의 튜닝 명령이 발생되면, 제어부(110)는 단계9202)에서 미리 설정된 소정의 시간동안 GPS 수신기(102)가 수신하는 항법 메시지와, 센서부(106)가 검출하는 도로의 횡축 및 종축 경사도와, 이동체의 이동각 도 변화량을 입력함과 아울러 이동체의 이동에 따라 센서부(106)가 발생하는 차속펄스신호의 펄스개수를 누적한다.

다음 단계(204)에서는 상기 입력한 항법 메시지의 DOP의 값이 임계값 미만으로서 그 항법 메시지로 이동체의 위치를 정확히 검출할 수 있는지의 여부를 판단한다.

상기 단계(204)에서 DOP의 값이 임계값 미만일 경우에 단계(206)에서 이동체가 이동하는 도로의 횡축 경사도 및 종축 경사도가 미리 설정된 각도 미만 예를 들면, 도로의 횡축 경사도 및 종축 경사도가 0°인지의 여부를 판단하며, 단계(208)에서 이동체의 이동각도 변화량이 미리 설정된 값 미만 예를 들면, 이동체의 이동각도 변화량이 0인지의 여부를 판단한다.

상기 단계(206)(208)의 판단 결과 이동체가 이동하는 도로의 횡축 경사도 및 종축 경사도가 0°이고, 이동체의 이동각도 변화량이 0일 경우 즉, 이동체가 설정 시간동안 도로의 경사도가 없는 직선도로를 이동하였음이 판단될 경우에 제어부(110)는 단계(210)에서 상기 항법 메시지를 이용하여 설정시간동안 이동체가 이동한 이동거리를 산출하고, 단계(212)에서 상기 산출한 이동체의 이동거리와 상기 설정시간동안 누적한 차속펄스신호의 펄스개수를 이용하여 다음의 수학식 1과 같이 차속펄스계수를 계산한다.

여기서, V_C는 차속펄스계수이고, D는 항법 메시지로 산출한 설정시간동안의 이동체의 이동거리이며, N은 누적한 차속펄스신호의 펄스개수이다.

이와 같이 하여 차속펄스계수가 계산되면, 제어부(110)는 단계(214)에서 기 설정된 처속펄스 계수를 상기 계산한 차속펄스계수로 변경하여 그 변경한 차속펄스계수로 이동체의 이동거리를 산출할 수 있도록 한다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 이동체의 이동에 따라 발생되는 차속펄스신호를 이동체의 이동거리로 환산하기 위한 차속펄스계수를 사용자의 명령 또는 이동체가 이동하는 환경 변화가 발생될 경우에 차속펄스계수를 튜닝함으로써 이동체의 이동에 따라 차속펄스계수의 값을 탄력적으로 조절하여 이동체의 이동거리를 정확하게 산출할 수 있다.

Claims (7)

1. 미리 설정된 시간동안 GPS 수신기가 수신하는 항법 메시지와 이동체의 이동에 따라 센서부가 발생하는 차속펄스신호를 제어부가 입력받는 과정;

   상기 입력받은 항법 메시지의 DOP의 값이 미리 설정된 임계값 미만인지의 여부를 판단하는 과정;

   이동체의 이동에 따라 센서부가 발생하는 도로의 경사각 및 이동체의 이동각도 변화량으로 이동체가 경사도가 없는 직선 도로를 주행하는지의 여부를 판단하는 과정;

   상기 판단 결과 DOP의 값이 임계값 미만이고, 이동체가 수평도로를 직선 주행할 경우에 상기 수신한 항법 메시지로 이동체의 이동거리를 추출하고 추출한 이동체의 이동거리와 입력받은 차속펄스신호의 펄스개수로 차속펄스계수를 계산하는 과정; 및

   상기 과정에서 계산한 차속펄스계수로 기 설정된 차속펄스계수를 변경하는 과정을 포함하여 이루어지는 차속펄스계수의 자기 튜닝방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   차속펄스계수의 튜닝 명령이 발생하는지의 여부를 판단하는 과정을 더 포함하고,

   상기 튜닝 명령이 발생할 경우에 상기 차속펄스계수를 변경하는 것을 특징으로 하는 차속펄스계수의 자기 튜닝방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 차속펄스계수의 튜닝 명령은;

   사용자가 명령 입력부를 조작하여 입력하는 것을 특징으로 하는 차속펄스계 수의 자기 튜닝방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 차속펄스계수의 튜닝 명령은;

   이동체의 이동속도 변화가 설정속도 이상일 경우에 발생하는 것을 특징으로 하는 차속펄스계수의 자기 튜닝방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 차속펄스계수의 튜닝 명령은;

   이동체가 이동하는 도로의 습도를 습도센서로 검출하여 설정습도 이상일 경우에 발생하는 것을 특징으로 하는 차속펄스계수의 자기 튜닝방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 이동체가 경사도가 없는 직선 도로를 주행하는지의 여부를 판단하는 과정은;

   센서부가 발생하는 도로의 경사각 및 이동체의 이동각도 변화량이 미리 설정된 값 미만인지의 여부를 판단하는 과정; 및

   상기 판단 결과, 도로의 경사각 및 이동체의 이동각도 변화량이 미리 설정된 값 미만일 경우에 이동체가 경사도가 없는 직선 도로를 주행하는 것으로 판단하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속펄스계수의 자기 튜닝방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 차속펄스계수의 계산은;

   다음의 수학식 1로 계산하는 것을 특징으로 하는 차속펄스계수의 자기 튜닝방법.

   수학식 1

   

   여기서, V_C는 계산하는 차속펄스계수이고, D는 항법 메시지로 산출한 설정시간동안의 이동체의 이동거리이며, N은 상기 설정시간동안 누적한 차속펄스신호의 개수이다.

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