KR100623653B1

KR100623653B1 - 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득이동장치

Info

Publication number: KR100623653B1
Application number: KR1020040052453A
Authority: KR
Inventors: 엄재용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2006-09-19
Also published as: KR20060003546A

Abstract

위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치가 개시된다. 개시된 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치은, GPS수신기, GPS안테나, DGPS용 통신장비가 구비되고, 상기 GPS수신기에서 GPS 보정신호를 창생하는 기준국과; 기준국의 상기 DGPS송신기를 통하여 상기 GPS 보정신호를 전달받는 이동장치;를 포함하고, 상기 이동장치는, 이동 가능하게 구비된 본체와; 상기 본체에 설치되는 것으로, GPS수신기, GPS안테나, DGPS용 통신장비가 구비되고, 상기 DGPS수신기를 통하여 받은 보정신호를 이용하여 상기 이동국의 GPS 수신기에서 상기 이동국의 GPS안테나의 정밀위치를 계산하는 DGPS부와; 상기 본체의 일측에 설치되는 것으로, 연직을 맞추기 위한 지지대와, 상기 지지대의 하부에 장착되어 영상정보를 획득하는 카메라와, 상기 카메라가 획득한 영상정보를 처리하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에서 실시간 처리된 영상정보를 표시하는 화면표시부로 이루어진 영상모듈을 구비하여 된 측위점 조준장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 차선 등의 정밀측위 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

위성항법 보정시스템, GPS안테나, 기준국

Description

위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치{MOBILE SYSTEM FOR OBTAINING PRECISE MAP DATA USING DIFFERENTIAL GLOBAL POSITIONING SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 기준국

20. 이동장치

21. 본체

22. DGPS수신기

23. DGPS안테나

24. GPS수신기

25. GPS안테나

26. 영상처리부

27. 화면표시부

31. 카메라

32. 지지대

본 발명은 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정밀지도 데이터 획득과 같은 이동 중 정밀측위가 요구되는 경우 차선 등의 정밀측위 시간을 획기적으로 단축시키기 위한 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치에 관한 것이다.

위성항법 보정시스템(Differential Global Positioning System; 이하, DGPS라 함)는 기준국(Reference Station)과 이동국(Rover)으로 구성되어 있다.

상기한 DGPS에서는 기준국의 절대위치가 알려져 있어 이동국의 GPS(위성 위치 확인 시스템) 측정치를 보정해 줌으로써 기준국에 대한 이동국의 상대위치를 매우 정확하게 계산할 수 있다.

그리고 측량용 GPS수신기를 사용할 경우, 기준국과 이동국간의 이격거리 1~2km 상태에서 DGPS 실시각 이동측량(Real Time Kinematic Survey; 이하 RTK라 함)은 2~3cm CEP(95%) 정도의 측위정밀도를 제공한다.

이와 같은 DGPS RTK를 이용한 정밀 측량시 일반적으로 이동국은 측위점에서 정지상태를 유지하며 GPS 데이터를 획득, 정밀한 위치 계산을 수행한다.

이동국을 실제 이동시키면서 DGPS RTK를 사용할 경우, 싱글(single) GPS보다는 정확한 측위 결과를 제공하나, 5cm 이내의 정확도를 갖는 정밀 측위 목적으로는 사용하지 않는다.

현재의 도로지도는 일반적으로 10m 내외의 정확도를 가지고 있으나, 앞으로는 효과적인 도로관리, 국토관리, 교통체계구축 등 여러 가지 목적으로 정밀지도가 요구될 것이다.

그런데, 광범위한 지역에서의 예컨대, 차선의 정밀 측위를 할 경우에는 정지 상태의 측위에는 매우 긴 시간이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 차선 등의 정밀측위 시간을 획기적으로 단축시키도록 한 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치은, GPS수신기, GPS안테나, DGPS용 통신장비가 구비되고, 상기 GPS수신기에서 GPS 보정신호를 창생하는 기준국과; 기준국의 상기 DGPS송신기를 통하여 상기 GPS 보정신호를 전달받는 이동장치;를 포함하고, 상기 이동장치는, 이동 가능하게 구비된 본체와; 상기 본체에 설치되는 것으로, GPS수신기, GPS안테나, DGPS용 통신장비가 구비되고, 상기 DGPS수신기를 통하여 받은 보정신호를 이용하여 상기 이동국의 GPS 수신기에서 상기 이동국의 GPS안테나의 정밀위치를 계산하는 DGPS부와; 상기 본체의 일측에 설치되는 것으로, 연직을 맞추기 위한 지지대와, 상기 지지대의 하부에 장착되어 영상정보를 획득하는 카메라와, 상기 카메라가 획득한 영상정보를 처리하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에서 실시간 처리된 영상정보를 표시하는 화면표시부로 이루어진 영상모듈을 구비하여 된 측위점 조준장치;를 포함하며,
그리고 이때, 상기 지지대의 상부에는 GPS안테나가 장착되며, 상기 GPS안테나의 중심점이 측위점과 연직선상에 배치되는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치은, 크게 기준국(10)과, 이동장치(20)를 포함하여 구성된다.

상기 기준국(10)은, 일반 DGPS 기준국과 동일한 구성과 기능을 갖는 것으로, 즉, GPS수신기(11), GPS안테나(12), DGPS용 통신장비 즉, DGPS송신기(13) 및 DGPS안테나(14)로 구성된다. 이와 같은 기준국(10)은, GPS수신기(11)에서 GPS 보정신호를 창생하고, DGPS송신기(13)를 통하여 이동장치(20)로 전달한다.

그리고 상기 이동장치(20)는 상기 본체(21)와, 이 본체(21)의 일측에 각각 설치되는 것으로, DGPS부와 측위점 조준장치로 구성되어 있다.

그리고 상기 DGPS부는, GPS수신기(24), GPS안테나(25), DGPS용 통신장비 즉, DGPS수신기(22) 및 DGPS안테나(23)로 구성되며, 상기 DGPS수신기(22)를 통하여 받은 보정신호를 이용하여 GPS수신기(24)에서 GPS안테나(25)의 정밀위치를 계산한다.

또한 측위점 조준장치는 영상모듈과 지지대(32)로 구성되어 있다. 연직을 손쉽게 맞출 수 있도록 된 지지대(32)와, 화면상의 측위점 영상정보를 바탕으로 작업자는 이동장치(20)를 움직이면서 과다한 작업부하 없이 측위점을 신속하게 정밀 조준할 수 있다.

상기 영상모듈은, 카메라(31), 영상처리부(26) 및 화면표시부(27)로 구성되어 있다. 상기 지지대(32) 하단에 장착되어 있는 카메라(31)는 측위점(혹은 측위선)을 포함하는 영상정보를 획득하며, 이렇게 획득한 영상정보는 영상처리부(26)에서 실시간으로 처리되어 화면표시부(27)에 표시된다.

그리고 작업자는 화면표시부(27)의 화면상에서 측위점을 식별할 수 있으므로 장시간 동안 바닥면을 주시함에 따라 야기되는 피로를 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 바닥면을 주시하는 방식보다 더욱 정밀한 측위점 조준이 가능하다.

또한 작업자는 화면상에 고정된 기준십자점을 측위점(혹은 측위선)을 따라 이동장치(20)를 이동시키면 된다. 상기한 기준십자점은 측위점 조준장치가 가리키는 화면표시부(27)상의 기준점으로 기준십자선 설정을 포함하는 영상모듈 작동은 후술하기로 한다.

그리고 상기 지지대(32)의 상부에는 GPS안테나(25)가 장착되며, 지지대(32)의 하부에는 카메라(31)가 장착된다. 이 카메라(31) 장착시 카메라(31) 시계의 기준선은 가능한 한 지지대(32)와 평행하게 한다. 상기 GPS안테나(25)의 중심점이 측위점과 연직선상에 놓여 있어야 정밀한 측위가 가능하므로, 지지대(32)의 정밀한 연직 맞춤이 요구된다.

또한 임의의 평면상에 놓여 있는 이동장치(20)에서 지지대(32)의 연직을 맞추기 위해서는 서로 독립적인 두개의 축을 중심으로 방향조정이 가능해야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, X축과 Y축을 중심으로 봉부재(28)와 지지대(32)를 회전 조정하면서 손쉽게 지지대(32)의 연직을 맞출 수 있도록 다음과 같은 구조로 이동장치(20)와 연결되어 있다.

상기 봉부재(28)는 봉형태로 이동장치(20)의 본체(21)에 고정되어 있고, 회전부재(29)는 봉부재(28)의 외부에 끼워지며 X축을 중심으로 회전이 가능하며, 상기 회전부재(29)가 적절히 회전된 다음 봉부재(28)에 고정이 가능하도록 되어 있다. 상기 지지대(32)는 회전부재(29)에 예컨대, 볼트로 조여지며, Y축(볼트 중심축: X축 및 지지대(32) 기준선과 수직)을 중심으로 회전이 가능하다.

그리고 상기 지지대(32)도 적절히 회전된 다음 회전부재(29)에 고정되도록 되어 있으며, 작업 중 발생할 수 있는 일상적인 충격이나 진동에 의해서 회전각이 변동되지 않도록 되어야 한다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치은, 정밀지도 제작을 위해 이동국인 이동장치(20)를 실제로 이동시키면서 정밀 측량을 수행할 수 있는 것으로, 이를 위하여 이동 중에도 이동장치(20)의 GPS안테나(25)의 중심을 측위점 연직선상에 정확히 위치시킬 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치은, GPS안테나(25)의 중심을 측위점 연직선상에 위치시키는 작업이 신속 정확하면서도 작업부하가 최소화 되도록 영상정보를 이용하는 방식이다.

이와 같은 방식으로 이동하면서 DGPS RTK에 의한 측량을 수행함으로써, 측량의 정확도를 향상시키고 측량에 소요되는 시간을 획기적으로 감소시키는 것은 물론 작업부하를 최소화하여 장시간에 걸친 광역의 정밀측량이 가능하다.

이를 구체적으로 설명한다.

우선, 측량전 세팅으로, 상기 지지대(32)의 연직맞춤에 대하여 설명한다.

추가 매달린 실 등을 이용하여 연직기준선을 설정한다. X축을 중심으로 회전부재(29)를 회전시키고, Y축을 중심으로 지지대(32)를 회전시켜 이 지지대(32)의 연직 상태를 맞춘다. 상기 지지대(32)의 연직 상태가 맞추어진 상태에서 X축 및 Y축을 중심으로 부품들이 회전되지 않도록 고정시킨다.

이어서, 초기 기준점 설정은, 상기 지지대(32)의 연직 상태가 맞추어진 상태에서 측위점 조준장치의 초기 세팅에 필요한 기준점을 바닥면에 마킹(marking)한 것으로 이루어진다. 상기한 초기 기준점은 지지대(32)의 기준선이 바닥면상에 가리키는 점이다.

그리고 상기 화면표시부(27)에 나타난 초기 기준점을 십자선 등을 이용하여 화면상에 고정시킨다.

또한 상기한 이동장치(20)를 이동시키면서 DGPS 측량을 진행한다. 측량 전 세팅시 화면상에 고정되어 있는 십자선의 중심이 측위하고자 하는 선상을 따라가도록 하면서 이동장치(20)를 이동시킨다.

한편, 이동장치(20)를 장시간 사용할 경우, 장비의 세팅 상태가 변할 수 있으므로 작업 종료 후 장비세 팅 상태를 초기상태 대비 확인한다. 작업 종료 후 장 비 세팅 상태가 초기 상태와 요구되는 측위 정밀도 이상으로 변화되었을 경우 측위 시간에 따라 선형적으로 변화하는 측위보정을 수행한다.

그리고 측량도중 노면의 기울기 변화가 기준치 이상이 될 경우에는 측량 전 장비세팅 과정을 수행함으로써 측량 중 발생하는 에러(error) 요인을 제거한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치은, 차선 등의 정밀측위 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

GPS수신기, GPS안테나, DGPS용 통신장비가 구비되고, 상기 GPS수신기에서 GPS 보정신호를 창생하는 기준국과;

기준국의 상기 DGPS송신기를 통하여 상기 GPS 보정신호를 전달받는 이동장치;를 포함하고,

상기 이동장치는,

이동 가능하게 구비된 본체와;

상기 본체에 설치되는 것으로, GPS수신기, GPS안테나, DGPS용 통신장비가 구비되고, 상기 DGPS수신기를 통하여 받은 보정신호를 이용하여 상기 이동국의 GPS 수신기에서 상기 이동국의 GPS안테나의 정밀위치를 계산하는 DGPS부와;

상기 본체의 일측에 설치되는 것으로, 연직을 맞추기 위한 지지대와, 상기 지지대의 하부에 장착되어 영상정보를 획득하는 카메라와, 상기 카메라가 획득한 영상정보를 처리하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에서 실시간 처리된 영상정보를 표시하는 화면표시부로 이루어진 영상모듈을 구비하여 된 측위점 조준장치;를 포함하며,

그리고 이때, 상기 지지대의 상부에는 GPS안테나가 장착되며, 상기 GPS안테나의 중심점이 측위점과 연직선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 카메라는, 상기 카메라 시계의 기준선은, 상기 지지대와 평행하게 장착되는 것을 특징으로 하는 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치.
제1항에 있어서,

상기 지지대의 상부에 장착된 상기 GPS안테나의 중심점은, 측위점과 연직선상에 배치된 것을 특징으로 하는 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치.
제1항에 있어서,

상기 본체에 봉형태로 고정 설치된 봉부재와;

상기 봉부재의 외부에 끼워져 X축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 회전부재를 더 포함하며,

상기 회전부재가 회전된 다음 상기 봉부재가 고정되며 설치된 것을 특징으로 하는 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치.
제5항에 있어서,

상기 지지대는, 상기 회전부재에 볼트로 조여지며, Y축을 중심으로 회전이 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치.
제5항에 있어서,

상기 지지대는 회전된 다음 상기 회전부재에 고정 가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 위성항법 보정시스템을 이용한 정밀지도 데이터 획득 이동장치.