KR100683556B1

KR100683556B1 - 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법,네비게이션 시스템, 휴대폰, 및 네비게이션 서버

Info

Publication number: KR100683556B1
Application number: KR1020040078972A
Authority: KR
Inventors: 김신덕; 홍충표; 강창덕
Original assignee: 학교법인연세대학교
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2007-02-15
Also published as: KR20060030183A

Abstract

본 발명에 의한 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법은, 네비게이션 서비스 사용자 차량의 휴대폰은 사용자에 의해 결정된 차량 이동의 시/종점 정보를 네비게이션 서버로 송신하는 단계; 네비게이션 서버는 시/종점 정보를 수신하여, 시/종점 정보에 부합하는 범위내에 존재하는 네비게이션 서비스 가입자 차량의 휴대폰들의 현 진행상태 정보를 수집하는 단계; 네비게이션 서버는 수집된 가입자 차량의 휴대폰들의 현 진행상태 정보를 이용하여 시/종점에 대한 최적경로를 결정하는 단계; 네비게이션 서버는 상기 최적경로 정보를 사용자 차량의 휴대폰에 송신하는 단계; 및 사용자 차량의 휴대폰은 최적경로 정보를 수신하여, 사용자에게 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 종래의 이원화된 교통정보의 수집과 네비게이션 체계를 일원화하여 사용자의 요구에 따른 진정한 실시간 교통정보를 수집하고, 이로부터 도로상황의 동적변화를 즉시적으로 반영한 휴대폰 기반의 네비게이션 서비스를 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 기존의 휴대폰 다중화 접속방식을 이용하여 교통정보의 요청과 제공을 수행한다. 따라서 저비용의 효율적인 네비게이션 서비스를 제공할 수 있다.

Description

휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법, 네비게이션 시스템, 휴대폰, 및 네비게이션 서버{Mobile phone based real time navigation-on-demand method, navigation system, the mobile phone and navigation server}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 네비게이션 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 2는 도 1에 도시된 S102 단계 즉 가입자 차량들의 현 진행상태 정보를 수집하는 방법의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 3은 도 2에 도시된 S204 단계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 4는 본 발명의 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법을 수행하는 네비게이션 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

도 5는 본 발명의 네비게이션 시스템의 서비스 제공 모식도이다.

도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 휴대폰의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

도 7은 도 6에 도시된 경로정보 요청부의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

도 8은 도 6에 도시된 교통정보 제공부(302)의 바람직한 일 실시예를 설명하 기 위한 블록도이다.

도 9는 도 6에 도시된 차량 진행정보 측정부의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

도 10은 도 6에 도시된 차량 진행정보 측정부의 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

도 11은 도 4에 도시된 본 발명의 네비게이션 서버(102)의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

도 12는 도 11에 도시된 교통정보 요청부(502)의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

본 발명은 휴대폰을 이용한 차량 네비게이션(navigation)에 관한 것이다.

국내의 자동차 대수의 증가율은 약 12% 정도인데 비하여 도로시설 증가율은 0.5% 미만으로서, 교통수요와 교통공급의 불균형이 심화되고 있다. 이로 인하여 교통체증으로 인한 혼잡비용이 날로 증가하고 있다.

최근에는 교통시설의 효율을 높이는 방안으로서 도로 교통 정보를 수집하여 시민들에게 제공하는 각종 서비스가 개발되고 있으며, 이러한 서비스를 제공하는 시스템을 지능형 교통시스템(ITS:intelligent transportation systems)이라고 한다.

도로 교통정보를 수집하는 방법은 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는 도로상 장치 설치 방식이고, 다른 하나는 차량내 단말 운용 방식이다.

도로상 장치 설치 방식은, 도로나 도로 주변의 시설물에 차속감지 센서, 도로 감시형 카메라 등의 각종 장치를 설치하여 그 장치로부터 도로의 여러가지 상황을 감지하는 방법이다. 도로상 장치 설치 방식은, 감지 장치가 설치되지 않은 구역의 교통정보는 수집할 수 없다.

차량내 단말 운용 방식은, 차량내에 GPS(Global positioning system) 모듈과 같은 교통정보 수집 단말을 설치하고, 이를 활용하여 교통정보를 수집하는 방법이다. 이러한 차량내 단말을 텔레매틱스(telematics) 단말이라고 한다. 텔레매틱스는 무선 데이터 통신을 이용하여 자동차 안에서 제공받을 수 있는 정보 서비스를 이르는 용어로서, 텔레커뮤니케이션(telecommunication)과 인포매틱스(informatics)의 합성어이다. 종래의 차량내 단말 운용 방식은 교통정보의 서비스 제공자(이하 '센터')의 계획하에 획일적으로 교통정보를 수집하므로, 사용자의 요구사항을 반영하지 못한다. 즉 교통정보의 수집과 수집된 정보의 활용(네비게이션 등)을 이원화하고 있다. 센터의 획일적 교통정보 수집으로 인하여, 미관심 정보의 적체 현상이 발생하고, 교통정보 수집의 음영지역이 발생한다. 종래의 차량내 단말 운용 방식은, 교통정보의 수집 영역이 넓어질수록 센터의 데이터 처리 부하가 가중되고 통신량이 증가하는 문제점이 있다.

차량내 단말 운용 방식에 의한 ITS에 관한 종래의 기술로서, 다음과 같은 것들이 있다.

한국공개특허공보 제2003-80385호 "GPS를 이용한 교통정보 감지장치 및 이를 이용한 교통정보 감지방법" 은 클라이언트 서버 개념을 도입하여 차량인 클라이언트로부터 자동으로 수집된 교통상황 정보가 서버가 지정하는 위치의 일정 반경내에 접근하면 무선 통신 장비를 이용하여 교통 관제 센터인 서버에게 실시간으로 전달되고, 교통관제 서버는 텔레매틱스장치에서 입력된 데이터를 이용하여 본분야에서 활용되는 지리 정보 시스템(GIS: Geographic Information System)을 운용하는 각종 응용프로그램을 활용하여 각종 분석 과정을 수행하여 PC 통신, 인터넷, ARS, 방송 등의 다양한 방식으로 교통 안내 시스템을 운영할 수 있는 교통량 정보를 제공하는 GPS를 이용한 교통정보 감지 방법 및 그 장치를 개시한다. 특히 상기 방법은 교통흐름, 운행패턴 등을 파악하여 다수의 교통관제서버와 통신할 수 있는 단말기 장착 차량 중 중복되는 교통정보가 교통수집 서버로 송신되지 않도록 하기 위하여 교통정보를 수신할 수 있는 차량을 선정하여 선택된 단말기 장착차량만이 교통수집서버로 교통정보를 송신할 수 있도록 하는 교통정보수집방법 및 시스템을 제공한다. 그러나 이 기술은 원하는 지역의 일정 반경안의 차량이 원하는 도로를 지나가게 된 때 그 지역의 정보를 수집하게 되므로, 교통정보를 원하는 차량이 그 지역을 통과하지 않는다면 그 지역의 정보를 수집할 수 없다.

한국공개특허공보 제2004-37689호 "네비게이션 시스템을 이용한 교통정보 수집방법" 은 현재 위치 정보와 목적지 정보를 입력하여 이동통신망을 통해 정보센터로 전송하는 초기정보 전송단계와; 정보센터에서 현재 위치와 목적지간의 주행경로를 기 저장되어 있는 지도데이터 및 교통정보를 기반으로 한 경로데이터를 검색하 여 주행 경로상의 적어도 하나 이상의 노드점을 안내하기 위한 최적의 경로 유도 데이터를 생성한 후, 이동통신망을 통해 전송하는 데이터 전송 단계와; 경로유도 데이터에 따라 차량이 노드점을 통과하기 전에 노드점을 통과하여 주행할 정보를 음성으로 안내하는 주행안내 단계와; 경로안내 동작을 수행중에 임의의 주기별로 이동 경로의 위치정보를 정보센터로 전송하는 교통정보 제공단계와; 교통정보에 따른 현재 이동 경로의 속도정보를 추출하여 각 시간대별로 분류 및 경로별로 교통 흐름을 파악하여 교통정보를 갱신하여 저장하는 데이터 갱신단계와; 데이터 갱신단계의 수행이 완료된 후, 서비스 요청시 지도데이터 및 갱신된 교통정보를 기반으로 최적의 경로 유도데이터를 생성하여 전송하는 갱신데이터 전송단계로 이루어진 방법을 제안하고 있다. 상기 교통정보 수집방법은, 교통정보 수집차량(프루브카)을 이용하지만 서비스 가입자의 자발적인 정보 제공을 이용하기 때문에 자체 수집차량의 운영에 따른 비용이 발생하지 않는다는 장점이 있다. 그러나, 이것은 사용자 단말로부터 자발적으로 정보를 수집하는 방법에 관한 것으로서, 수집된 정보를 차후의 사용자에게 제공하는 방법이다. 결국 교통정보의 수집과 이용이 이원화되어 있고, 도로상황의 동적변화에 대한 정보를 즉시적으로 수집하지 못한다. 또한 이것은 특히 사용자 단말이 요구한 경로에 대해서만 이동중 정보를 수집하는 방식이므로, 사용자의 요구에 의해 동적 교통상황에 따라 최적경로를 결정할 수 없다.

또한 한국공개특허공보 제2001-16712호 "프루브카를 이용한 교통정보 수집방법, 장치 및 프로그램 저장매체"에 개시된 기술은, 교통 정보 수집을 위한 기반시설에 대한 초기 투자 비용을 현저히 낮출 수 있어, 초기에 효율적인 교통 정보 서 비스를 구현할 수 있다는 이점이 있다. 그러나 이 기술은 지정된 프루브카의 특정한 경로를 통한 교통정보의 수집 방법이므로, 교통정보 수집 영역이 넓지 못하다는 단점이 있다.

최근에는 차량내 단말 운용 방식으로서 휴대폰을 이용한 차량 네비게이션이 보편화되는 추세이지만 통신 비용이 많이 들기 때문에 그 이용에 제약이 따른다.

전술한 종래의 기술들은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 교통정보 수집의 음영시간 및 음영지역이 발생한다. 교통정보 수집 영역을 확장할수록 센터의 처리 부하 증가와 통신량 증가 등의 물리적인 한계가 있다.

둘째, 교통정보 수집과 그 활용 체계가 이원화되어 있어서, 도로상황의 동적변화를 즉시적으로 반영하지 못한다.

셋째, 종래의 휴대폰을 이용한 차량 네비게이션 방식은 통신 비용이 많이 소요되어 이용에 제약이 따른다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 교통정보 음영지역이 발생하지 않고, 수시로 변하는 도로교통 상황에 동적으로 대응할 수 있고, 저비용의 효율적인 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법, 네비게이션 시스템, 휴대폰, 및 네비게이션 서버를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 휴대폰 기반의 실시간 온 디멘드 네비게이션 방법은, (a) 네비게이션 서비스 사용자 차량의 휴대폰(이하 '사용자 휴대폰'이라 함)은 사용자에 의해 결정된 차량 이동의 시/종점 정보를 네비게이션 서버(이하 '서버'라 함)로 송신하는 단계; (b) 상기 서버는 상기 시/종점 정보를 수신하여, 상기 시/종점 정보에 부합하는 범위내에 존재하는 네비게이션 서비스 가입자 차량의 휴대폰(이하 '가입자 휴대폰'이라 함)들의 현 진행상태 정보를 수집하는 단계; (c) 상기 서버는 상기 수집된 가입자 휴대폰들의 현 진행상태 정보를 이용하여 상기 시/종점에 대한 최적경로를 결정하는 단계; (d) 상기 서버는 상기 최적경로 정보를 상기 사용자 휴대폰에 송신하는 단계; 및 (e) 상기 사용자 휴대폰은 상기 최적경로 정보를 수신하여, 상기 사용자에게 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 가입자 휴대폰의 현 진행상태 정보는 가입자 휴대폰의 진행속도 정보를 포함한다. 또한 상기 가입자 휴대폰의 현 진행상태 정보는 가입자 휴대폰의 좌표정보를 더 포함할 수 있다. 상기 가입자 휴대폰의 현 진행상태 정보는 상기 진행속도 정보의 측정 시간 정보를 더 포함할 수 있다.

상기 (b) 단계에 있어서 상기 서버는, (b1) 수신된 상기 시/종점 정보의 지도상의 위치를 파악하는 단계; (b2) 상기 시/종점을 연결하는 하나 또는 둘 이상의 경로를 탐색하는 단계; 및 (b3) 상기 탐색된 경로에 부합하는 기지국을 통하여 상기 탐색된 경로상에 존재하고 상기 시/종점의 방향과 동일한 방향으로 진행하는 상태인 가입자 휴대폰들이 전송하는 현 진행상태 정보를 수집한다.

상기 (b2) 단계에 있어서 탐색된 상기 경로는 작은 세그먼트들의 링크 형태 로 구성될 수 있다.

상기 (b3) 단계 후에 상기 서버는 상기 가입자 휴대폰으로부터 수신된 현 진행상태 정보 중 상기 탐색경로에 정합되는 정도에 따라 소정 개수의 현 진행상태 정보를 탐색경로별로 선별하는 단계를 더 구비할 수 있다.

상기 (b3) 단계는 상기 서버는 상기 가입자 휴대폰에게 기지국 정보 및 진행방향 정보를 송신하는 단계; 상기 기지국과 통신하는 가입자 휴대폰은 자신이 상기 기지국의 좌표정보와 허용오차 범위 이내이며 상기 진행방향과 같다고 판단되면, 차량의 좌표 정보를 상기 서버로 송신하는 단계; 상기 서버는 상기 차량의 좌표정보와 상기 탐색경로의 정합되는 정도에 따라 소정 개수의 가입자 휴대폰을 선정하고 교통정보를 요청하는 단계; 및 상기 교통정보를 요청받은 가입자 휴대폰은 차량 진행속도 정보를 상기 서버로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 기지국 정보 및 진행방향 정보는, 휴대폰 다중화 접속 방식의 오버헤드 메시지(overhead message)내에 포함된 하나 또는 그 이상의 메시지에 하나 또는 그 이상의 필드를 추가함으로써 전송될 수 있다.

또한 상기 기지국 정보 및 진행방향 정보는, 휴대폰 다중화 접속 방식의 오버헤드 메시지내에 하나 또는 그 이상의 메시지를 추가함으로써 전송될 수도 있다.

상기 가입자 휴대폰의 좌표 정보 및 가입자 휴대폰의 진행속도 정보는 상기 휴대폰으로부터 상기 기지국으로 전송되는 위치 등록 메시지(registration message)내에 포함된 하나 또는 그 이상의 등록 형식에 하나 또는 그 이상의 필드를 추가함으로써 전송될 수 있다.

또한 상기 가입자 휴대폰의 좌표 정보 및 가입자 휴대폰의 진행속도 정보는 상기 휴대폰으로부터 상기 기지국으로 전송되는 위치 등록 메시지내에 하나 또는 그 이상의 등록 형식을 추가함으로써 전송될 수도 있다.

상기 가입자 휴대폰의 진행속도 정보는 상기 가입자 휴대폰의 시간정보 및 위치정보에 의해 산출될 수 있다.

상기 (c) 단계에 있어서 상기 서버는 상기 탐색된 경로마다의 이동 소요시간을 계산하고, 그 시간이 가장 작게 계산되는 경로를 최적경로로서 결정할 수 있다.

상기 각 경로마다의 이동 소요시간은 각 경로의 전체거리를 각 경로마다의 차량들의 평균속도로 나눈값에 의해 계산될 수 있다.

상기 (e) 단계에 있어서, 상기 사용자 휴대폰은 상기 최적경로 정보를 수신하여 지도로서 표시하여 상기 사용자에게 제공할 수 있다.

상기 (e) 단계에 있어서, 상기 사용자 휴대폰은 상기 최적경로 정보를 수신하여 길 안내 음성 정보로서 표시하여 상기 사용자에게 제공할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 시스템은, 차량 이동의 시/종점을 지정하여 경로정보 요청하여 외부로부터 경로정보를 수신하고, 외부의 교통정보 요청에 응답하여 차량의 현 진행상태 정보를 포함하는 교통정보를 제공하는 둘 이상의 휴대폰; 하나의 휴대폰의 경로정보 요청에 따라 다른 휴대폰으로부터 상기 교통정보를 수신하고, 상기 교통정보를 이용하여 최적경로정보를 결정하고 이를 상기 경로정보를 요청한 휴대폰에 제공하는 네비게이션 서버; 상기 휴대폰들과 상기 네비게이션 서버를 연결하는 기 지국을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 휴대폰은, 지리 정보를 저장한 지도 데이터베이스; 사용자에 의해 결정된 차량이동의 시/종점에 대한 경로정보를 포함하는 경로정보 요청을 외부로 송신하고, 외부로부터 제공되는 최적경로 정보를 수신하는 경로정보 요청부; 차량의 현 진행상태 정보를 측정하는 차량 진행정보 측정부; 외부로부터 제공된 최적경로 정보를 이용하여 사용자에게 차량의 진행을 안내하는 네비게이션 제어부; 및 외부로부터 수신된 교통정보 요청에 따라 차량의 현 진행상태 정보를 송신하는 차량의 현 진행상태 정보를 제공하는 교통정보 제공부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량 진행정보 측정부는, 상기 차량의 현재 위치를 측정하는 위치 측정부; 상기 차량의 진행 속도를 측정하는 속도 측정부; 및 상기 차량의 진행 방향을 측정하는 방향 측정부를 구비할 수 있다.

상기 위치 측정부는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 정보로부터 차량의 현재 위치 정보를 생성하여 출력하는 GPS 모듈을 구비할 수 있다. 상기 위치 측정부는 DGPS 방식에 의하여 차량의 현재위치 정보를 생성할 수 있다.

상기 속도 측정부는 상기 위치 측정부에서 측정된 두 개의 위치 사이의 거리를 상기 두 개의 위치를 측정한 시간차로 나누어 상기 차량의 진행속도를 계산할 수 있다.

상기 교통정보 제공부는, 외부로부터 교통정보 요청을 수신하고 이를 복조하여 출력하는 교통정보 요청 수신부; 상기 복조된 정보와 차량의 현 진행상태 정보 를 비교하고, 그 비교결과에 따라 차량의 현 진행상태 정보를 출력하는 위치방향 비교부; 및 상기 차량의 현 진행상태 정보를 송신하는 교통정보 송신부를 구비할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 네비게이션 서버는, 지리 정보를 저장한 지도 데이터베이스; 외부로부터 수신된 경로정보 요청을 복조하고, 이로부터 시/종점 정보를 추출하여 출력하고, 입력된 최적 경로정보를 변조하여 외부로 송신하는 경로정보 제공부; 상기 시/종점 정보를 입력하여 상기 지도 데이터베이스로부터 시/종점을 연결하는 경로를 탐색하여 출력하는 경로탐색부; 상기 탐색된 경로정보를 포함하는 교통정보 요청신호를 변조하여 외부로 송신하고, 외부로부터 수신된 교통정보를 복조하여 출력하는 교통정보 요청부; 및 상기 복조된 교통정보를 이용하여, 상기 탐색된 경로 중에서 최적경로를 결정하여 출력하는 최적경로 결정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 교통정보 요청부는, 상기 탐색된 경로를 커버하는 기지국을 선별하고, 기지국의 좌표정보를 출력하는 기지국 선별부; 상기 기지국과 통신하는 가입자 휴대폰으로 상기 기지국 좌표정보를 포함한 호출신호를 송신하는 경로상 차량 호출부; 외부로부터 수신된 가입자 휴대폰의 좌표정보를 복조하여 출력하는 차량좌표 수신부; 상기 가입자 휴대폰의 좌표정보를 입력하여, 교통정보를 요청할 가입자 휴대폰을 선택하고, 선택된 가입자 휴대폰의 식별정보를 출력하는 차량 선택부; 상기 선택된 가입자 휴대폰의 식별정보를 변조하여 호출신호로서 송신하는 교통정보 요청 송신부; 및 외부로부터 수신된 교통정보를 복조하여 출력하는 교통정보 수신부 를 구비할 수 있다.

전술한 본 발명의 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 기본적인 목표는, 교통정보 음영지역이 발생하지 않고, 수시로 변하는 도로교통 상황에 동적으로 대응할 수 있고, 저비용의 효율적인 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법, 네비게이션 시스템, 휴대폰, 및 네비게이션 서버를 제공하는 것이다.

이러한 목표를 달성하기 위한 본 발명의 특징들은 다음과 같다.

첫째, 본 발명은 실시간 사용자의 요구에 따라 네비게이션 서비스 개념의 실시간 온디멘드(real time navigation-on-demand) 네비게이션 서비스를 제공한다. 즉 사용자가 선정한 동적경로에 대하여 교통정보를 수집하고 이를 바탕으로 네비게이션 서비스를 제공한다.

둘째, 본 발명은 네비게이션 서비스에 가입된 모든 차량의 단말을 활용하여 사용자의 요구에 알맞도록 교통정보를 수집한다. 따라서 교통정보의 음영지역이 발생하지 않는다.

셋째, 본 발명은 기존의 휴대폰 다중화 접속방식을 이용하여 교통정보의 요청과 제공을 수행한다. 따라서 저비용의 효율적인 네비게이션 서비스를 제공할 수 있다.

넷째, 본 발명은 네비게이션 서버는 수집된 정보를 취사선택하여 사용자 요구에 따른 최적경로를 결정한다. 따라서 서버는 불필요한 계산 부하의 가중을 방지할 수 있다.

본 발명의 네비게이션 방법은 네비게이션 서비스의 사용자 차량의 휴대폰(이하 '사용자 휴대폰'이라 함), 네비게이션 서버(이하 '서버'라 함) 및 네비게이션 서비스 가입자 차량의 휴대폰(이하 '가입자 휴대폰'이라 함) 사이에서 이루어진다.

도 4는 본 발명의 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법을 수행하는 네비게이션 시스템을 설명하기 위한 블록도로서, 본 발명에 의한 둘 이상의 휴대폰(100)과 본 발명의 네비게이션 서버(102)가 기지국(104)을 통하여 교신하도록 구성되어 있다.

본 발명의 네비게이션 시스템에 있어서, 휴대폰(100)은 네비게이션 서버(102)로 경로정보를 요청할 수도 있고, 네비게이션 서버(102)의 요청에 따라 교통정보를 제공할 수도 있다.

본 발명의 네비게이션 시스템에 있어서, 네비게이션 서버(102)는 휴대폰(100)의 요청에 따라 최적 경로정보를 제공할 수 있고, 휴대폰(100)으로 교통정보의 제공을 요청할 수도 있다.

본 발명의 휴대폰(100)과 네비게이션 서버(102)의 장치 구성에 대하여는 도 6 이하에서 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 네비게이션 시스템의 서비스 제공 모식도이다. 본 발명의 사용자 휴대폰(200)의 경로정보 요청을 수신한 본 발명의 네비게이션 서버(202)는, 가입자 휴대폰들(204-1,204-2,...,204-n)로부터 교통정보를 수집하여 최적경로를 결정하고, 사용자 휴대폰(200)에게 최적경로 정보를 제공한다.

이하에서 사용하는 용어 '사용자 휴대폰'은 경로정보 서비스를 요청하는 휴대폰을 의미하고, '가입자 휴대폰'은 네비게이션 서버의 교통정보 요청에 따라 차량 현 진행상태의 교통정보를 제공하는 휴대폰을 의미한다.

먼저, 사용자 휴대폰은 사용자에 의해 결정된 차량 이동의 시/종점 정보를 서버로 송신한다(S100). 사용자가 휴대폰에 구비된 입력장치를 이용하여 차량이동의 시/종점 정보를 입력하고 전송지시를 하면, 사용자 휴대폰은 사용자에 의해 결정된 차량 이동의 시/종점 정보를 서버로 송신하게 된다.

시/종점 정보를 수신한 서버는 시/종점 정보에 부합하는 범위내에 존재하는 가입자 휴대폰들의 현 진행상태 정보를 수집한다(S102). 이 때 서버는 시/종점 사이에 존재하는 여러개의 경로를 탐색하고, 탐색된 경로상에 존재하는 가입자 휴대폰들의 현 진행상태 정보를 수집할 수 있다. 여기서 현 진행상태 정보는 가입자 휴대폰의 진행속도 정보, 가입자 휴대폰의 좌표정보를 포함할 수 있다.

S102단계 후에, 서버는 수집된 현 진행상태 정보를 이용하여 시/종점에 대한 최적 경로를 결정한다(S104). 현 진행상태 정보에 가입자 휴대폰의 좌표정보가 포함된 경우에는, 좌표정보를 이용하여 탐색경로에 정합되는 정도에 따라 수집된 현 진행상태 정보를 탐색경로별로 선별할 수 있다.

S104단계 후에, 서버는 결정된 최적경로를 사용자 휴대폰에 송신한다(S106). 사용자 휴대폰은 수신한 최적경로 정보를 사용자에게 제공하여 네비게이션을 수행한다(S108).

서버는 먼저, 수신된 시/종점 정보의 지도상 위치를 파악한다(S200).

S200 단계 후에, 서버는 지도상에서 시/종점을 연결하는 하나 또는 둘 이상의 경로를 탐색한다(S202). 경로는, 시/종점의 거리 및 지리에 따라, 하나만이 탐색될 수도 있고 둘 이상이 탐색될 수도 있다. 여기서 탐색된 경로는 작은 세그먼트들의 링크 형태로 구성될 수 있다. 여기서 단위 세그먼트는 소정 거리단위, 교차로 단위, 신호등 단위가 될 수 있다.

S202단계 후에, 서버는 탐색된 경로에 부합하는 기지국을 통하여 탐색된 경로상에 존재하고 동일한 방향으로 진행하는 가입자 휴대폰의 현 진행상태 정보를 수집한다(S204).

가입자 휴대폰이 탐색된 경로상에 존재하는지와 진행방향이 동일한지를 가입자 휴대폰이 판단하기 위하여는, 서버는 기지국을 통하여 가입자 휴대폰에게 탐색경로정보 및 진행방향 정보를 제공해야 한다. 그리고 가입자 휴대폰은 최적경로 결정에 필요한 정보 즉 진행속도 정보를 서버로 제공한다. 이 때, 서버가 다시 한번 정보를 취사선택할 수 있도록 하기 위하여, 진행속도 정보와 좌표정보를 함께 서버 로 제공할 수도 있다. 서버는 진행속도 정보와 좌표정보를 함께 제공받아 세그먼트마다의 평균속도를 구할 수도 있다.

차량 현 진행상태 정보에는, 시간 정보가 포함될 수 있다. 즉 가입자 휴대폰이 정보를 제공한 시간과 서버가 정보를 수신한 시간의 간격이 크다면, 서버는 그 정보를 유효하지 않다고 판단하고 폐기할 수도 있다.

도 3은 도 2에 도시된 S204 단계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 서버가 탐색된 경로에 부합하는 기지국을 통하여 상기 탐색된 경로상에 존재하는 가입자 휴대폰들의 현 진행상태 정보를 수집하는 것을 나타낸다. 도 4의 방법은 서버가 가입자 휴대폰을 선별하여 교통정보를 수집하는 방법이다.

서버는 먼저, 탐색경로에 부합되는 기지국의 좌표정보 및 진행방향 정보를 기지국과 통신하는 가입자 휴대폰으로 송신한다(S310).

기지국과 통신하는 가입자 휴대폰은, 진행방향이 동일하고 기지국 좌표와 비교하여 허용오차 범위 이내에 존재하면, 차량 아이디와 차량 좌표정보를 서버로 송신한다(S312).

서버는, 탐색경로와 수신된 차량 좌표정보를 비교하여, 탐색경로별로 소정 개수의 차량을 선정하고, 선정된 차량의 가입자 휴대폰으로 차량 속도 정보를 요청한다(S314).

선정된 가입자 휴대폰은 진행속도 정보를 서버로 송신한다(S316).

S310 단계 및 S314 단계에서 기지국으로부터 가입자 휴대폰으로 전송되는 기지국 정보, 진행방향 정보, 교통정보 요청은 휴대폰 다중화 방식의 오버헤드 메 시지(overhead message)를 이용하여 전송되거나, 추가적인 오버헤드 메시지를 이용하여 전송될 수 있다.

기지국으로부터 휴대폰으로의 순방향 링크에서 사용되는 채널로는 파일롯 채널(pilot channel), 동기 채널(sync channel), 호출 채널(paging channel), 통화 채널(traffic channel)이 있다. 파일롯 채널, 동기 채널, 호출 채널은 기지국으로부터 항상 계속적으로 발사된다.

휴대폰은 파일롯 신호를 수신하여 파일롯 신호가 가장 센 기지국으로 통화를 요구하게 된다. 이 때 통화를 요구받은 기지국은 동기채널 메시지를 보낸다. 동기채널 메시지에는 긴 코드(long code) 동기 정보, 현재의 시스템 시간, 호출 채널의 데이터 속도 등의 정보가 포함된다.

여기서 호출 채널은 휴대폰이 동기채널 메시지로부터 시간동기 정보를 얻으면 이동국은 자신의 타이밍을 조절하여 시스템 시간을 맞춘다. 호출 채널은 코딩과 인터리빙이 이루어지고 변조된 대역 확산 신호가 전송된다. 기지국에서 호출 채널을 통하여 휴대폰에 전송하는 메시지에는 오버헤드 메시지(overhead message), 호출 메시지(paging message), 명령 메시지(order message), 채널 할당 메시지(channel assignment message)의 4가지가 있다.

오버헤드 메시지는, 시스템 구성에 대한 정보를 담은 메시지(system parameter message, access parameter message, neighbor list message, cdma channel list message 등)들이 포함된다. 본 발명에 있어서 기지국은 오버헤드 메시지를 이용하여 휴대폰으로 교통정보 제공 요청을 한다. 이에 대하여는 후술한다.

호출 메시지는, 기지국이 이동국으로부터 통신을 요구하는 신호를 접수하였을 때 송출한다.

명령 메시지는, 비정상적이거나 등록되지 않은 휴대폰을 차단하는 등 특정 휴대폰을 제어하는데 사용된다.

채널 할당 메시지는, 기지국이 이동국에 통화 채널을 할당할 수 있도록 한다.

전술한 오버헤드 메시지를 이용하여 기지국이 휴대폰으로 교통정보 제공을 요청하는 방법에는, 첫째 오버헤드 메시지에 포함된 메시지들 내에 교통정보 수집에 관한 요청 비트(request bit)를 추가하는 방법, 둘째 오버헤드 메시지와는 별도로 교통정보 제공을 요청하기 위한 메시지(request message)를 추가하는 방법이 있다. 첫째 방안은 오버헤드 메시지에 포함되는 각각의 메시지에 교통정보 제공을 위한 필드를 하나 또는 그 이상 추가하여, 각 필드마다 소정 비트를 할당하는 방법이다. 둘째 방안에 대하여는 후술한다.

이 때 교통정보 수집의 실시간성을 기하기 위해서 휴대폰측에서는 수신된 오버헤드 메시지 또는 추가 메시지의 내용을 주기적으로 또는 계속해서 검사할 필요가 있다.

이하에서는 기지국 송신 방안의 일 예로서, 기존 CDMA 오버헤드 메시지와는 별도로 예컨대 다음 표 1과 같은 교통정보 요청 메시지를 오버헤드 메시지 내에 추가하는 송신 방안을 설명한다.

Field	Length(bits)
PILOT_PN	9
…	…
BASE_ID	16
NO_P_LIST	5
P_LIST1	△
…	…
P_LISTn	△
DERECTION_CAR	3
…	…

여기서 BASE_ID: 기지국의 ID, NO_P_LIST: 기지국의 관련 위경도 좌표 리스트의 수, P_LIST1~P_LISTn: 해당 기지국 관련 위경도 좌표 리스트들, DIRECTION_CAR: 진행방향(북, 북동, 동, 동남, 남, 남서, 서, 서북)을 나타낸다.

이하에서는 기지국 송신 방안의 다른 예로서, 기존 CDMA 12개의 오버헤드 메시지와는 별도로 예컨대 다음 표 2와 같은 교통정보 제공차량을 호출하는 메시지를 전송하는 송신 방안을 설명한다.

Field	Length(bits)
PILOT_PN	9
…	…
TELEM_GET	2
CAR_ID	32
…	…

여기서 TELEM_GET: 정보를 요구하는 것을 표현하는 비트, CAR_ID: 자동차나 핸드폰 단말의 식별번호를 의미한다.

S312 단계 및 S316 단계에서 가입자 휴대폰의 좌표 정보 및 가입자 휴대폰의 진행속도 정보는, 휴대폰으로부터 기지국으로 전송되는 위치 등록 메시지(registration message)내에 포함된 하나 또는 그 이상의 등록 형식에 하나 또는 그 이상의 필드를 추가함으로써 전송되거나, 위치 등록 메시지내에 하나 또는 그 이상의 등록 형식을 추가함으로써 전송될 수 있다.

이하에서는 위치 등록을 활용한 휴대폰측 송신예를 설명한다.

하나의 지역(zone)은 하나 또는 그 이상의 기지국이 모여서 형성되는데, 휴대폰이 한 지역에 새롭게 진입하거나 그와 비슷한 효과를 내는 동작을 할 경우, 기지국에 그에 대한 내용을 보고하게 되는데 이를 위치 등록(Registration)이라고 한다.

다시 말해 위치등록은 휴대폰이 자신의 위치를 기지국에 알리는 과정이다. 위치 등록이 되지 않으면 시스템은 휴대폰의 위치를 모르기 때문에 모든 기지국을 통하여 휴대폰을 호출하여야 하므로 호출량이 많아지게 된다. 따라서 위치등록을 자주 하게 되면 휴대폰의 정확한 위치 파악이 가능해지므로 호출량이 줄어든다. 그러나 너무 빈번한 등록은 접속 채널과 호출 채널에 과부하를 주게되므로 이를 최적화하여 장비를 설계하여야 한다.

현재 CDMA 시스템은 다음 표 1과 같은 10개의 등록 방식을 제공한다.

	종류	방식
1	전원 가동 등록 (power-up registration)	휴대폰이 전원을 켰을 때 또는 다른 시스템이나 아날로그 시스템으로부터 CDMA 시스템으로 전환한 경우에 수행
2	전원 가동 등록 (power-up registration)	휴대폰이 전원을 끌 때 수행
3	타이머 기준 등록 (timer-based registration)	일정 시간이 지난 후 수행
4	거리기준등록 (Distance-based registration)	현재 기지국이 마지막 등록 기지국으로부터 일정한 거리를 벗어날 경우 수행
5	지역기준등록 (Zone-based registration)	휴대폰이 새로운 지역으로 진입할 경우 수행
6	파라미터 변경등록 (Parameter-change registration)	휴대폰의 전화번호 등이 변경되었을 경우 수행
7	주문등록 (Ordered registration)	기지국이 등록을 요청한 경우 수행
8	간접등록 (Implicit registration)	휴대폰이 접속채널을 사용할 때마다 기지국은 휴대폰의 위치를 알 수 있게 되는 것
9	통화채널등록 (Traffic Channel registration)	기지국이 통화채널에 할당된 휴대폰의 등록정보를 받을 때마다 기지국은 휴대폰이 등록되었다고 알리는 것
10	사용자지역등록 (User Zone Registration)	The mobile station registers when it selects an active User Zone

이러한 등록 방식에 대한 등록 형식(registration form)은 예컨대 다음 표 4와 같다.

Field	Length(bits)
REG_TYPE	4
SLOT_CYCLE_INDEX	3
MOB_P_REV	8
SCM	8
MOB_TERM	1
RETURN_CAUSE	4
QPCH_SUPPORTED	0 또는 1
ENHANCED_RC	0 또는 1
UZID_INCL	0 또는 1
UZID	0 또는 16

여기서 REG_TYPE 필드는 등록 종류(Registration type)를 의미하며, 표 3의 등록 방식의 식별번호를 나타낸다. 그 이하의 필드들은 지역 기준등록에 필요한 필드들이다. 따라서 10개의 등록 방식에 대응하는 각각의 등록 형식이 존재한다.

S312 단계 및 S316 단계에서 통신 비용을 절감하고 통신 효율을 제고하기 위한 휴대폰측 송신의 일 예로서는, 이러한 기존의 10개의 등록 형식들에 새로운 필드를 추가함으로써 차량 위치 정보, 속도 정보 등을 전송하는 방안을 들 수 있다.

또한 S312 단계 및 S316 단계에서 통신 비용을 절감하고 통신 효율을 제고하기 위한 휴대폰측 송신의 다른 예로서는, 기존의 10개의 등록 형식 이외의 새로운 등록 형식을 추가함으로써 차량 위치 정보, 속도 정보 등을 전송하는 방안을 들 수 있다.

다음의 표 5는 차량 위경도 좌표를 전송하기 위한 새로운 등록 형식의 일 예를 나타낸다.

Field	Length(bits)
REG_TYPE	4
…	…
CAR_ID	32
CAR_LAT	22
CAT_LONG	23
…	…

여기서 CAR_ID: 자동차나 핸드폰 단말의 식별번호, CAR_LAT: 차량 위도 좌표, CAR_LONG: 차량 경도좌표를 의미한다.

다음의 표 6은 차량 속도 정보를 전송하기 위한 새로운 등록 형식의 일 예를 나타낸다.

Field	Length(bits)
REG_TYPE	4
…	…
CAR_ID	32
CAR_SPEED	22
…	…

여기서 CAR_ID: 자동차나 핸드폰 단말의 식별번호, CAR_SPEED: 차량 속도 정보를 의미한다.

차량의 속도 정보는 가입자 휴대폰의 시간정보 및 위치정보에 의해 산출될 수 있다. 다음의 표 7은 차량의 이동속도를 계산하기 위한 데이터를 나타낸다.

시간	위도, 경도	속도
…	…	…
04-08-01-15:00:31	80.11 , 100.11	50 Km/h
04-08-01-15:00:35	81.11 , 101.41	60 Km/h
04-08-01-15:00:39	82.11 , 101.21	58 Km/h
…	…	…

가입자 휴대폰은 두 점의 위도, 경도 차이와 시간차를 이용하여 속도를 계산할 수 있다. 여기서 시간정보는, 기지국으로부터 수신된 동기채널 메시지로부터 획득될 수 있다. 또한 시간정보는, 휴대폰에 시계를 구비하여 측정될 수도 있다.

도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 휴대폰의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, 경로정보 요청부(300), 네비게이션 제어부(304), 지도 데이터베이스(306), 교통정보 제공부(302), 차량진행정보 측정부(308)을 구비한다.

휴대폰이 시용자 휴대폰으로서 사용된 경우에, 경로정보 요청부(300)는 사용자에 의해 결정된 차량 이동의 시/종점 정보를 포함하는 경로정보 요청(REQ1)을 서버로 송신한다. 또한, 경로정보 요청부(300)는, 네비게이션 서버(미도시)로부터 제공되는 최적경로 정보(DATA1)를 수신한다.

휴대폰이 시용자 휴대폰으로서 사용된 경우에, 네비게이션 제어부(304)는, 경로정보 요청부(300)를 통하여 입력된 최적경로 정보(312)를 지도 데이터베이스(306)의 지리정보(314)와 매칭하여 사용자에게 제공한다.

지도 데이터베이스(306)와 지리정보를 매칭하는 지도정합기법은 주지된 다양한 방법에 의해 구현될 수 있다. 그 일 예로서 국내공개특허 제1999-58343호에 개시된 기술은, GPS위성으로부터 위성신호를 수신하여 차량의 위치를 검출하는 제 1단계; 상기 제 1단계에 의해 검출된 차량의 위치에 대응하는 차량좌표점이 도로링크의 보간영역내에 위치하는 가를 판단하는 제 2단계; 상기 제 2단계의 판단결과 상기 차량좌표점이 상기 도로링크의 보간영역내에 위치하는 경우 상기 보간영역내에 위치하는 보간점들을 대상으로 상기 차량좌표점과의 이격거리를 산출하는 제 3단계; 상기 제 3단계에 의해 산출된 이격거리가 최소인 보간점을 보간대상점을 선택하는 제 4단계; 상기 제 1단계에 의해 검출된 상기 차량좌표점을 상기 제 4단계에 의해 선택된 보간대상점으로 대치하는 제 5단계; 및 상기 제 5단계를 수행한후 차량의 주행궤적을 추종하는 제 6단계를 포함한다.

차량진행정보 측정부(308)는 네비게이션 제어부(304) 및 교통정보 제공부(302)로 차량의 현 진행상태 정보(310)를 제공한다.

네비게이션 제어부(304)는, 차량진행정보 측정부(308)로부터 획득된 차량의 현 진행상태 정보(310)와 지도 데이터베이스(306)의 지리정보(314)를 매칭하여 사용자에게 지도 디스플레이, 음성 안내 등을 통하여 제공할 수 있다.

휴대폰이 가입자 휴대폰으로서 사용된 경우에, 교통정보 제공부(302)는, 외 부로부터 수신된 교통정보 요청(REQ2)에 따라, 차량진행정보 측정부(308)로부터 차량의 현 진행상태 정보(310)를 획득하여 교통정보(DATA2)로서 외부로 송신한다.

도 7은 도 6에 도시된 경로정보 요청부의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, 조작부(400), 경로정보 요청 송신부(401), 경로정보 수신부(402)를 구비한다.

조작부(400)는 사용자의 조작에 의하여 차량이동의 시/종점 정보(403)를 발생한다. 조작부(400)는 정보를 입력할 수 있는 버튼입력장치, 터치스크린 등에 의해 구비될 수 있다. 조작부(400)는 휴대폰에 구비된 입력버튼에 의해 동작될 수도 있고, 네비게이션을 위한 별도의 입력장치로도 구비될 수 있다.

경로정보 요청 송신부(401)는 차량이동의 시/종점 정보(403)를 포함하는 경로정보 요청을 전송 신호로 변조하여 경로정보 요청 신호(REQ1)로서 송신한다. 경로정보 요청 신호(REQ1)은 외부의 무선망(미도시)을 통하여 네비게이션 서버(미도시)로 전달된다.

경로정보 수신부(402)는 네비게이션 서버(미도시)로부터 제공되는 경로 정보(DATA1)를 수신하고 이를 단말의 내부신호(312)로 복조하여 출력한다.

도 8은 도 6에 도시된 교통정보 제공부(302)의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, 교통정보 요청 수신부(410), 위치방향 비교부(411), 교통정보 송신부(412)를 구비한다.

휴대폰이 가입자 휴대폰으로서 사용된 경우에, 교통정보 제공부(302)는, 외부로부터 수신된 교통정보 요청(REQ2)에 따라, 차량진행정보 측정부(308)로부터 차 량의 현 진행상태 정보(310)를 획득하여 교통정보(DATA2)로서 외부로 송신한다. 이 때, 교통정보 제공부(302)는 가입자 휴대폰이 탐색경로상에 존재한다고 판단된 경우에만 교통정보(DATA2)를 송신하도록 구현될 수 있다.

교통정보 요청 수신부(410)는 외부로부터 교통정보 요청(REQ2) 수신하고 이를 내부신호(413)로서 복조하여 출력한다. 교통정보 요청(REQ2)에는 탐색경로에 대한 정보, 사용자 차량의 시/종점 진행방향 정보 등이 포함될 수 있다. 교통정보 요청(REQ2)이 기지국을 통하여 수신되는 경우에는, 탐색경로에 대한 정보에 부가하여 또는 그 대신에, 가입자 휴대폰과 통신하는 기지국 정보를 포함할 수 있다.

위치·방향 비교부(411)는 차량의 현 진행정보(310)와 교통정보 요청(REQ2)에 포함된 정보를 비교하여, 정보(414)의 출력여부를 결정한다. 즉 위치방향 비교부(411)는 진행방향이 동일하고, 탐색경로상에 존재한다고 판단된 경우에만 정보(414)를 출력하도록 구현될 수 있다. 위치·방향 비교부(411)는 가입자 휴대폰의 현재 위치가 탐색경로내에 있지 않다고 판단되거나, 또는 현재 위치가 기지국 좌표의 허용오차 범위를 벗어난다고 판단되면 정보를 출력하지 않을 수 있다.

교통정보 송신부(412)는, 위치·방향 비교부(411)의 판단 결과에 따라 가입자 휴대폰의 현 진행상태 정보(414)를 변조하여 교통정보(DATA2)로서 출력한다.

도 9는 도 6에 도시된 차량 진행정보 측정부의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, GPS 모듈(420), 위치 측정부(421), 속도측정부(422), 방향 측정부(423)을 구비한다.

차량진행정보 측정부(308)는 위치정보(425), 속도정보(426), 진행방향정보 (427)를 차량 현 진행정보(310)로서 출력한다.

GPS 모듈(420)은 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신한다.

위치 측정부(421)는 GPS 정보와 지도 데이터베이스 정보(314)을 이용하여 차량의 현 위치정보(425)를 생성한다.

또한 위치 측정부(421)는 보정 위성 위치확인 시스템(differential global positioning system, DGPS) 방식에 의해 현 위치정보(425)를 측정하도록 구현될 수도 있다.

속도 측정부(422)는 차량 자체의 차속측정장치로부터 신호를 입력하여 속도정보(426)를 생성할 수 있다.

속도 측정부(422)는 속도를 측정하기 위하여 레이저 센서, 마이크로 웨이브 센서, 휠 센서, 중력(G) 센서 등 다양한 속도 측정장치를 구비할 수 있다.

그러나 각 시스템은 모두 단점을 가지고 있으며, 센서를 장착하는데 시간이 필요하고 자동차의 배터리와 연결해야 하는 불편이 있다. 또한 각 시스템은 자동차의 자세, 센서가 장착되는 표면의 상태, 수분, 진동 및 여러가지 시험조건에 영향을 받게 된다.

또한 속도 측정부(422)는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 신호의 도플러 효과를 측정하여 속도를 계산하는 장치 예컨대 영국의 Racelogic 社에 의해 개발되어 M-tech社가 판매하고 있는 VBOX 또는 그 동등품을 구비할 수 있다.

방향 측정부(423)는 절대방위각 측정수단인 자이로스코프나(gyroscope)나 마그네틱 콤파스(magnetic compass) 등에 의해 구현될 수 있다. 또한 방향 측정부 (423)는 측정된 위경도 좌표의 시간당 변화량을 계산하여 진행 방향 정보(427)를 생성할 수도 있다.

도 9의 실시예는 위치측정부(421)가 GPS 모듈에 의해 차량의 현 위치를 측정하고 있다. 무선 위치측정 기법에는, 이러한 GPS 모듈을 이용한 핸드셋 기반(handset based)의 기법 이외에도, 네트워크 기반(network based)의 AOA(Angle of arrival) 방식, TOA(Time of arrival) 방식, TDOA(Time Difference of arrival) 방식이 있다. 이하에서 이들 위치 측정 방법들에 대하여 간략히 설명한다.

AOA 방식에서는, 두 개의 기지국에서 휴대폰으로부터 오는 신호의 방향을 측정하여 방위각을 구하고, 이 방위각을 이용하여 휴대폰의 위치를 구한다. 하나의 기지국에서 측정된 신호의 방향은 하나의 방향각(Line Of Bearing, LOB)을 형성하며, 이들 방향각의 교점이 휴대폰의 위치가 된다. 이는 삼각형의 위치결정 방법 중에서 두 각과 사잇변의 길이를 이용한 것이다. 즉, 두 기지국에 수신된 신호의 방향각과 두 기지국 사이의 거리를 알면 단말의 위치를 결정할 수 있게 된다. 2차원 평면에서는 2개의 방향각만으로도 휴대폰의 위치를 결정할 수 있으나, 실제 시스템에서는 정확도를 고려하여 3개 이상의 방향각을 이용한다.

TOA 방식에 의하면 3개 이상의 기지국에서 발사한 전파의 도달 시간에 따른 거리를 계산하여 휴대폰의 위치를 구한다.

TDOA 방식에 의하면 신호원이 되는 두 기지국에서 휴대폰까지의 거리의 차에 비례하는 전파 도달 시간차가 측정되고, 두 기지국에서 거리가 일정한 곳 즉, 두 기지국을 초점으로 하는 쌍곡선 위에 휴대폰이 위치하게 된다. 이 때, 각 기지국은 동기화되어 있어야 하며 기지국간의 시간의 동기화는 위성시계를 이용하여 이루어진다. 이를 통해, 3개의 기지국으로부터 2개의 쌍곡선이 얻어지고, 두 쌍곡선의 교점이 수신기의 위치로 결정된다.

도 10은 도 6에 도시된 차량 진행정보 측정부의 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, GPS 모듈(420), 위치 측정부(421), 속도계산부(428), 방향 측정부(423)을 구비한다. 도 10에서 속도계산부(428)를 제외하면 도 9와 동일한 구성이다.

속도계산부(428)는 위치측정부(421)의 위치측정 데이터(430)을 이용하여, 속도를 계산한다. 즉 속도계산부(428)는 위치측정부(421)로부터 측정된 두 개의 위치 사이의 거리를 두 개의 위치를 측정한 시간차로 나누어 진행속도 정보(429)를 계산할 수 있다.

도 11은 도 4에 도시된 본 발명의 네비게이션 서버(102)의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, 경로정보 제공부(500), 경로탐색부(506), 지도 데이터베이스(504), 교통정보 요청부(502), 최적경로 결정부(508)를 구비한다.

본 발명의 네비게이션 시스템에 있어서, 네비게이션 서버(102)는 휴대폰(100)의 요청에 따라 최적 경로정보를 제공할 수 있고, 휴대폰(100)로 교통정보의 제공을 요청할 수도 있다.

경로정보 제공부(500)는 외부로부터 수신된 경로정보 요청(REQ1)을 복조하고, 이로부터 시/종점 정보(510)를 추출하여 경로 탐색부(506)로 출력한다. 또한 경로정보 제공부(500)는 결정된 최적 경로정보(516)를 변조하여 사용자 휴대폰(미 도시)로 전송(DATA1)한다.

경로탐색부(506)는 시/종점 정보(510)을 입력하여 지도 데이터베이스(504)로부터 시/종점을 연결하는 경로(512)를 탐색하여 출력한다. 경로는 여러개의 세그먼트의 링크형식으로 탐색될 수 있다. 지도상에서 단위 세그먼트는 예컨대 소정 거리단위, 교차로 단위, 신호등 단위로 결정될 수 있다. 경로탐색부(506)는 진행방향 정보를 포함하는 탐색된 경로정보(512)를 출력한다.

교통정보 요청부(502)는 교통정보 요청신호(REQ2)를 무선망(미도시)을 통하여 가입자 휴대폰(미도시)로 전송한다. 교통정보 요청신호(REQ2)에는 탐색된 경로정보(512)가 포함되며, 경로정보에는 진행방향에 대한 정보가 함께 포함될 수 있다. 교통정보 요청부(502)는 또한 외부로부터 수신된 교통정보(DATA2)를 복조하고 이로부터 최적경로 결정에 필요한 데이터(514)를 추출하여 출력한다. 상기 데이터(514)에는 좌표정보와 속도정보가 포함될 수 있다.

최적경로 결정부(508)는 입력된 정보(514)를 이용하여, 탐색된 경로(518) 중에서 최적경로(516)를 결정하여 출력한다. 최적경로는 탐색된 경로마다 차량 이동속도가 가장 빠른 경로로 결정될 수 있다. 특히 세그먼트 단위로 최적경로를 결정하는 경우에는, 탐색된 경로상에 존재하는 세그먼트 들 중 차량 이동속도가 가장 빠른 세그먼트의 링크 형태로 최적경로를 결정할 수 있다. 차량 이동속도는 예컨대 평균값 등에 의하여 계산될 수 있다.

도 12는 도 11에 도시된 교통정보 요청부(502)의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, 기지국 선별부(601), 경로상 차량 호출부(600), 차량좌표 수신부(602), 차량선택부(603), 교통정보 요청 송신부(604), 교통정보 수신부(605)를 구비한다.

기지국 선별부(601)는 탐색된 경로를 커버하는 기지국을 선별하고, 기지국의 좌표정보(606)를 출력한다. 기지국 좌표정보(606)에는 진행방향 정보가 포함될 수 있다.

경로상 차량 호출부(600)는 기지국과 통신하는 가입자 휴대폰으로 기지국 좌표정보를 포함한 호출신호(REQ2-1)를 송신한다.

차량좌표 수신부(602)는 외부로부터 수신된 가입자 휴대폰의 좌표정보(DATA2-1)를 복조하여 단말 내부신호(607)로서 출력한다.

차량 선택부(603)는 차량좌표 수신부(602)로부터 가입자 휴대폰의 좌표정보(607)를 입력하여, 교통정보를 요청할 가입자 휴대폰을 선택하여, 그 가입자 휴대폰의 아이디(ID, 식별번호)(608)를 출력한다. 가입자 휴대폰의 선택은 탐색된 경로정보(512)와 가입자 휴대폰의 좌표정보(607)의 정합정도에 따라 결정된다.

교통정보 요청 송신부(604)는 선택된 가입자 휴대폰의 아이디를 변조하여 호출신호(REQ2-2)를 송신한다.

교통정보 수신부(605)는 가입자 휴대폰으로부터 수신된 교통정보(DATA2)를 수신하여, 최적경로 결정을 위한 서버의 내부신호(514)로서 복조하여 출력한다. 교통정보(DATA2)에는 가입자 휴대폰의 진행속도가 포함된다. 교통정보(DATA2)에는 시간정보가 더 포함될 수 있다.

전술한 본 발명에 의한 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법은, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 프로그램이나 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광데이터 저장장치 등이 있다. 여기서, 기록매체에 저장되는 프로그램이라 함은 특정한 결과를 얻기 위하여 컴퓨터 등의 정보처리능력을 갖는 장치 내에서 직접 또는 간접적으로 사용되는 일련의 지시 명령으로 표현된 것을 말한다. 따라서, 컴퓨터라는 용어도 실제 사용되는 명칭의 여하에 불구하고 메모리, 입출력장치, 연산장치를 구비하여 프로그램에 의하여 특정의 기능을 수행하기 위한 정보처리능력을 가진 모든 장치를 총괄하는 의미로 사용된다. 이러한 기록매체의 개념은 본 발명의 네비게이션 방법이 상기 기록매체에 네비게이션 서버가 읽고 실행할 수 있는 코드로서 구현되는 경우를 포함한다.

또한, 전술한 본 발명에 의한 네비게이션 방법은, 컴퓨터상에서 스키매틱(schematic) 또는 초고속 집적회로 하드웨어 기술언어(VHDL) 등에 의해 작성되고, 컴퓨터에 연결되어 프로그램 가능한 집적회로 예컨대 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 의해 구현될 수 있다. 상기 기록매체는 이러한 프로그램 가능한 집적회로를 포함한다. 또한 상기 기록매체는 상기 방법이 집적회로에 의해 구현되어 휴대폰에 내장될 수 있는 ASIC(application specific integrated circuit)을 포함하는 개념이다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 사용된 특정한 용어나 수치들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 종래의 이원화된 교통정보의 수집과 네비게이션 체계를 일원화하여 사용자의 요구에 따른 진정한 실시간 교통정보를 수집하고, 이로부터 도로상황의 동적변화를 즉시적으로 반영한 휴대폰 기반의 네비게이션 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면 모든 네비게이션 서비스 가입자 차량에 장착된 휴대폰으로부터 교통정보를 수집하므로 교통정보 수집의 음영시간 및 음영지역이 발생하지 않는다.

또한 본 발명에 의하면 기존의 휴대폰 다중화 접속방식을 이용하여 교통정보의 요청과 제공을 수행한다. 따라서 저비용의 효율적인 네비게이션 서비스를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 네비게이션에 필요한 교통정보의 수집량을 적절하게 조정할 수 있다. 따라서 교통정보 수집 영역을 확장하는데 따라 발생하는 센터의 처리 부하와 통신량 증가 문제를 해결할 수 있다.

Claims

(a) 네비게이션 서비스 사용자 차량의 휴대폰(이하 '사용자 휴대폰'이라 함)은 사용자에 의해 결정된 차량 이동의 시/종점 정보를 네비게이션 서버(이하 '서버'라 함)로 송신하는 단계;

(b) 상기 서버는 상기 시/종점 정보를 수신하여, 상기 시/종점 정보에 부합하는 범위내에 존재하는 네비게이션 서비스 가입자 차량의 휴대폰(이하 '가입자 휴대폰'이라 함)들의 현 진행상태 정보를 수집하는 단계;

(c) 상기 서버는 상기 수집된 가입자 휴대폰들의 현 진행상태 정보를 이용하여 상기 시/종점에 대한 최적경로를 결정하는 단계;

(d) 상기 서버는 상기 최적경로 정보를 상기 사용자 휴대폰에 송신하는 단계; 및

(e) 상기 사용자 휴대폰은 상기 최적경로 정보를 수신하여, 상기 사용자에게 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제1항에 있어서,

상기 가입자 휴대폰의 현 진행상태 정보는 가입자 휴대폰의 진행속도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제2항에 있어서,

상기 가입자 휴대폰의 현 진행상태 정보는 가입자 휴대폰의 좌표정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제2항에 있어서,

상기 가입자 휴대폰의 현 진행상태 정보는 상기 진행속도 정보의 측정 시간 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에 있어서 상기 서버는,

(b1) 수신된 상기 시/종점 정보의 지도상의 위치를 파악하는 단계;

(b2) 상기 시/종점을 연결하는 하나 또는 둘 이상의 경로를 탐색하는 단계; 및

(b3) 상기 탐색된 경로에 부합하는 기지국을 통하여 상기 탐색된 경로상에 존재하고 상기 시/종점의 방향과 동일한 방향으로 진행하는 상태인 가입자 휴대폰들이 전송하는 현 진행상태 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제5항에 있어서, 상기 (b2) 단계에 있어서 탐색된 상기 경로는

작은 세그먼트들의 링크 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제5항에 있어서, 상기 (b3) 단계 후에

상기 서버는 상기 가입자 휴대폰으로부터 수신된 현 진행상태 정보 중 상기 탐색경로에 정합되는 정도에 따라 소정 개수의 현 진행상태 정보를 탐색경로별로 선별하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제5항에 있어서, 상기 (b3) 단계는

상기 서버는 상기 가입자 휴대폰에게 기지국 정보 및 진행방향 정보를 송신하는 단계;

상기 기지국과 통신하는 가입자 휴대폰은 자신이 상기 기지국의 좌표정보와 허용오차 범위 이내이며 상기 진행방향과 같다고 판단되면, 가입자 휴대폰의 좌표 정보를 상기 서버로 송신하는 단계;

상기 서버는 상기 가입자 휴대폰의 좌표정보와 상기 탐색경로의 정합되는 정도에 따라 소정 개수의 가입자 휴대폰을 선정하고 교통정보를 요청하는 단계; 및

상기 교통정보를 요청받은 가입자 휴대폰은 가입자 휴대폰의 진행속도 정보를 상기 서버로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제8항에 있어서,

상기 기지국 정보 및 진행방향 정보는,

휴대폰 다중화 접속 방식의 오버헤드 메시지(overhead message)내에 포함된 하나 또는 그 이상의 메시지에 하나 또는 그 이상의 필드를 추가함으로써 전송되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제8항에 있어서,

상기 기지국 정보 및 진행방향 정보는,

휴대폰 다중화 접속 방식의 오버헤드 메시지내에 하나 또는 그 이상의 메시지를 추가함으로써 전송되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제8항에 있어서,

상기 가입자 휴대폰의 좌표 정보 및 가입자 휴대폰의 진행속도 정보는

상기 휴대폰으로부터 상기 기지국으로 전송되는 위치 등록 메시지(registration message)내에 포함된 하나 또는 그 이상의 등록 형식에 하나 또는 그 이상의 필드를 추가함으로써 전송되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제8항에 있어서,

상기 가입자 휴대폰의 좌표 정보 및 가입자 휴대폰의 진행속도 정보는

상기 휴대폰으로부터 상기 기지국으로 전송되는 위치 등록 메시지내에 하나 또는 그 이상의 등록 형식을 추가함으로써 전송되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제2항에 있어서, 상기 가입자 휴대폰의 진행속도 정보는

상기 가입자 휴대폰의 시간정보 및 위치정보에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제5항에 있어서, 상기 (c) 단계에 있어서

상기 서버는 상기 탐색된 경로마다의 이동 소요시간을 계산하고, 그 시간이 가장 작게 계산되는 경로를 최적경로로서 결정하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제14항에 있어서,

상기 각 경로마다의 이동 소요시간은 각 경로의 전체거리를 각 경로마다의 가입자 휴대폰들의 평균속도로 나눈값에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제1항에 있어서, 상기 (e) 단계에 있어서,

상기 사용자 휴대폰은 상기 최적경로 정보를 수신하여 지도로서 표시하여 상기 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
제1항에 있어서, 상기 (e) 단계에 있어서,

상기 사용자 휴대폰은 상기 최적경로 정보를 수신하여 길 안내 음성 정보로서 표시하여 상기 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 방법.
차량 이동의 시/종점을 지정하여 경로정보 요청하여 외부로부터 경로정보를 수신하고, 외부의 교통정보 요청에 응답하여 차량의 현 진행상태 정보를 포함하는 교통정보를 제공하는 둘 이상의 휴대폰;

하나의 휴대폰의 경로정보 요청에 따라 다른 휴대폰으로부터 상기 교통정보를 수신하고, 상기 교통정보를 이용하여 최적경로정보를 결정하고 이를 상기 경로정보를 요청한 휴대폰에 제공하는 네비게이션 서버;

상기 휴대폰들과 상기 네비게이션 서버를 연결하는 기지국을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 기반의 실시간 온디멘드 네비게이션 시스템.
지리 정보를 저장한 지도 데이터베이스;

사용자에 의해 결정된 차량이동의 시/종점에 대한 경로정보를 포함하는 경로정보 요청을 외부로 송신하고, 외부로부터 제공되는 최적경로 정보를 수신하는 경로정보 요청부;

차량의 현 진행상태 정보를 측정하는 차량 진행정보 측정부;

외부로부터 제공된 최적경로 정보를 이용하여 사용자에게 차량의 진행을 안내하는 네비게이션 제어부; 및

외부로부터 수신된 교통정보 요청에 따라 차량의 현 진행상태 정보를 송신하여 차량의 현 진행상태 정보를 제공하는 교통정보 제공부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 휴대폰.
제19항에 있어서, 상기 차량 진행정보 측정부는

상기 차량의 현재 위치를 측정하는 위치 측정부;

상기 차량의 진행 속도를 측정하는 속도 측정부; 및

상기 차량의 진행 방향을 측정하는 방향 측정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 휴대폰.
제20항에 있어서, 상기 위치 측정부는

GPS 위성으로부터 수신된 GPS 정보로부터 차량의 현재 위치 정보를 생성하여 출력하는 GPS 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 휴대폰.
제21항에 있어서, 상기 위치 측정부는

DGPS 방식에 의하여 차량의 현재위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 휴대폰.
제20항에 있어서, 상기 속도 측정부는

상기 위치 측정부에서 측정된 두 개의 위치 사이의 거리를 상기 두 개의 위치를 측정한 시간차로 나누어 상기 차량의 진행속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 휴대폰.
제19항에 있어서, 상기 교통정보 제공부는

외부로부터 교통정보 요청을 수신하고 이를 복조하여 출력하는 교통정보 요청 수신부;

상기 복조된 정보와 차량의 현 진행상태 정보를 비교하고, 그 비교결과에 따라 차량의 현 진행상태 정보를 출력하는 위치방향 비교부; 및

상기 차량의 현 진행상태 정보를 송신하는 교통정보 송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 휴대폰.
지리 정보를 저장한 지도 데이터베이스;

외부로부터 수신된 경로정보 요청을 복조하고, 이로부터 시/종점 정보를 추출하여 출력하고, 입력된 최적 경로정보를 변조하여 외부로 송신하는 경로정보 제 공부;

상기 시/종점 정보를 입력하여 상기 지도 데이터베이스로부터 시/종점을 연결하는 경로를 탐색하여 출력하는 경로탐색부;

상기 탐색된 경로정보를 포함하는 교통정보 요청신호를 변조하여 외부로 송신하고, 외부로부터 수신된 교통정보를 복조하여 출력하는 교통정보 요청부; 및

상기 복조된 교통정보를 이용하여, 상기 탐색된 경로 중에서 최적경로를 결정하여 출력하는 최적경로 결정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 네비게이션 서버.
제25항에 있어서, 상기 교통정보 요청부는

상기 탐색된 경로를 커버하는 기지국을 선별하고, 기지국의 좌표정보를 출력하는 기지국 선별부;

상기 기지국과 통신하는 가입자 휴대폰으로 상기 기지국 좌표정보를 포함한 호출신호를 송신하는 경로상 차량 호출부;

외부로부터 수신된 가입자 휴대폰의 좌표정보를 복조하여 출력하는 차량좌표 수신부;

상기 가입자 휴대폰의 좌표정보를 입력하여, 교통정보를 요청할 가입자 휴대폰을 선택하고, 선택된 가입자 휴대폰의 식별정보를 출력하는 차량 선택부;

상기 선택된 가입자 휴대폰의 식별정보를 변조하여 호출신호로서 송신하는 교통정보 요청 송신부; 및

외부로부터 수신된 교통정보를 복조하여 출력하는 교통정보 수신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실시간 온디멘드 네비게이션을 위한 네비게이션 서버.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.