KR100684010B1 - 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 GPS 및 관성센서 등을 이용한 위치 정보 생성장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명은 제1 위치정보 생성수단과, 상기 제1 위치정보 생성수단의 이상 발생시에도 지속적인 위치정보 생성을 위하여 DR 입력신호를 토대로 위치정보를 생성하는 제2 위치정보 생성수단 및, 상기 제2 위치정보 생성수단이 탑재되고 상기 제1 위치정보 생성수단과 통신 인터페이스를 통해서 연결되는 중앙처리장치를 포함하여 구성되며, 위치정보 생성모듈 및 중앙처리장치 각각에 탑재된 위치정보 생성 알고리즘을 함께 구동시키고, GPS 및 DR 신호를 토대로 차량의 위치정보를 생성하고 이를 제공하는 단계; 위치정보 생성모듈의 이상 발생시 DR 신호를 이용하여 중앙처리장치의 위치정보 생성 알고리즘을 기반으로 위치정보를 지속적으로 생성 및 제공하는 단계;로 위치 정보의 생성/제공을 제어함으로써, 외부 환경 변화에도 강건하며 지속적인 위치 정보의 생성과 제공을 가능하게 한다.

위치기반 서비스, GPS, 텔레매틱스, 위치정보생성

Description

위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD OF GENERATING POSITION INFORMATION IN SERVICE SYSTEM BASED ON POSITION}

도1은 일반적인 위치 기반 서비스 시스템의 블록 구성도

도2는 종래의 임베디드 GPS+DR 시스템(Embedded GPS+DR System)의 블록 구성도

도3은 종래의 집적화 GPS+DR 시스템(Intergration GPS+DR System)의 블록 구성도

도4는 종래의 호스트 기반 GPS+DR 시스템(Host-based GPS+DR System)의 블록 구성도

도5는 본 발명에 따른 위치정보 생성장치의 블록 구성도

도6은 본 발명에 따른 위치정보 생성방법의 플로우차트

도7은 본 발명에 따른 위치정보 생성방법에서 긴급 구난 서비스 수순을 나타낸 플로우차트

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

510: 위치정보 생성부 511: GPS 신호처리부

512: 위치 생성모듈 513: A/D변환기

514: 카운터 520: 자이로 센서

530: 속도 센서 540: 메인 보드부

541: 중앙처리장치 542: 위치 생성모듈

543: A/D변환기 544: 카운터

본 발명은 GPS(Global Position System) 및 관성센서 등을 이용한 위치 정보 생성장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 외부 환경의 변화에 의한 위치 생성 모듈의 오류 발생시에도 지속적으로 정확한 위치 정보의 산출과 제공이 가능한 위치정보 생성장치 및 그 방법에 관한 것이다.

[위치 기반 서비스 시스템]

위치 기반 서비스 시스템은 사용자의 위치를 확인할 수 있는 단말기를 포함하여 사용자의 현재 위치정보를 활용하는 서비스를 말한다. 현재의 대표적인 위치 기반 서비스 시스템의 예로는 통신 기능이 포함되어 여러 가지 서비스를 제공하는 텔레매틱스 시스템(Telematics System)과, 통신 기능없이 길 안내 정보 서비스만을 제공하는 차량항법 시스템(Car Navigation System) 등이 있다.

텔레매틱스 시스템은 자동차 안에서 전자우편(e-mail)을 주고 받고, 인터넷을 통하여 각종 정보도 검색할 수 있는 시스템으로서, 무선 이동통신과 위치 추적 시스템이 자동차와 결합되어 위치 추적(GPS,DR), 사고감지, 교통정보, 인터넷 접 속, 긴급 구난 요청 등, 일상 공간이나 사무 공간에서 가능했던 일들을 자동차 안에서 가능하게 하는 첨단 자동차 정보통신 시스템이다.

차량항법 시스템은 텔레매틱스의 통신 기능이 없기 때문에 통상, 일반적인 길 안내 정보 서비스만을 제공하며, 출발지에서 도착지에 이르는 일반적인 탐색경로를 사용자에게 제공한다.

도1은 일반적인 위치 기반 서비스 시스템의 구성을 보여준다.

도1을 참조하면 위치 기반 서비스 시스템은 시스템 전체 동작을 제어하는 중앙처리장치(CPU)(101)와, 단말기 위치 정보의 생성을 위한 관성센서(102) 및 위치 생성장치(103)와, 무선 네트워크를 기반으로 하여 단말기의 통신을 담당하는 통신장치(104)와, 사용자의 단말기 조작 명령을 입력하기 위한 입력장치(105)와, 각종 데이터의 저장을 위한 저장장치(106)와, 오디오 신호를 출력하기 위한 오디오 출력장치(107)와, 영상신호를 표시하기 위한 표시장치(108)와, 차량 항법 등을 위한 지도정보를 제공하는 디지털 지도 저장부(109)와, 차량의 각종 신호 전달을 위한 차량 인터페이스 장치(110)와, 상기 차량 인터페이스 장치를 통해서 입력된 차량 관련 정보를 분석한 결과에 따라 차량 상태의 진단을 수행하는 차량 진단장치(111)와, 멀티미디어 부가 서비스를 위한 멀티미디어 장치(112)를 포함하여 구성된다.

상기 중앙처리장치(CPU)(101)는 위치 기반 서비스 시스템의 각 구성요소들을 제어한다. 관성센서(102)는 자이로 센서(GYRO Sensor)와 속도센서(SPEED Sensor)를 포함하며 차량의 이동에 따른 주행거리와 위치, 속도 등의 정보를 감지하고, 위치 생성장치(103)는 GPS와 상기 관성센서의 정보를 기반으로 하여 단말기의 현재 위치 정보를 생성하고, 생성된 위치 정보를 중앙처리장치(CPU)(101)에 제공하게 된다. 통신장치(104)는 예를 들면 CDMA 모뎀, 휴대전화 등을 기반으로 하여 인터넷을 비롯한 각종 통신과 제반 정보의 송수신을 담당한다.

입력장치(105)는 사용자의 단말기 조작 명령 등을 입력하기 위한 장치로서, 터치 패널(Touch Panel)이나 키 입력부(Key Matrix) 등으로 이루어진다. 입력장치(105)로 입력된 사용자의 단말기 조작 명령은 중앙처리장치(CPU)(101)에서 해석되어 필요한 제어가 이루어지게 된다.

저장장치(106)는 플래쉬 메모리나 SDRAM, 콤팩트 플래쉬 메모리 등으로 이루어지며, 단말기 동작에 필요한 프로그램이나 제반 데이터들이 저장되고, 이 데이터는 중앙처리장치(CPU)(101)에 연계되어 활용된다.

오디오 출력장치(107)는 스피커, 에코우 캔슬러(Echo Canceller), 오디오 코덱(AUDIO Codec) 등을 포함하며, 음성/음향 신호의 출력을 담당한다. 표시장치(108)는 LCD, 그래픽 가속장치(Graphic Accelerator), 비디오 디코더(VIDEO Decoder) 등을 포함하며, 필요한 영상정보를 적절하게 처리하여 표시해 준다.

차량 인터페이스 장치(110)는 차량과 단말기 사이의 인터페이스를 담당하며, 차량으로부터의 각종 신호를 입력받아 이를 중앙처리장치(CPU)(101)에 제공하고, 차량 진단장치(111)는 상기 차량의 각종 감지신호를 토대로 하여 차량의 운행과 관련된 기능/부품 등의 진단을 수행하게 되며, 진단 결과는 중앙처리장치(CPU)(101)의 제어를 받아 오디오 출력장치(107)나 표시장치(108)로 출력해 준다.

멀티미디어 장치(112)는 TV나 DVD 데크 등을 포함하여 각종 멀티미디어 자원 에 대한 재생과 저장 및 출력 등을 담당하게 된다.

상기 도1의 위치 기반 서비스 시스템에서, 디지털 지도와 위치정보를 이용하여 통신 기능없이 길안내를 하는 서비스 시스템은 차량 항법 시스템(Car Navigation System)이고, 통신 기능이 존재하여 센터 연동으로 서비스하는 시스템은 텔레매틱스 시스템이다. 또한 위치 기반 시스템은 사용자에게 기본 기능 이외에 멀티미디어 장치, 차량 진단장치를 제공 가능할 뿐만 아니라, 더 필요한 부가 기능 서비스의 첨가도 가능하다. 도1의 위치 생성장치(102,103)는 위치 기반 서비스 시스템에서 가장 중요한 역할을 하는 장치로서, 외부 환경 변화에 상관없이 지속적인 위치정보 산출이 가능해야 한다.

[위치기반 시스템의 일반적인 위치 생성모듈의 장치 구성]

단말기 등의 위치정보를 기반으로 하여 소정의 서비스를 제공하는 시스템은 위치 정보의 산출을 위해서 GPS 수신기를 기본적으로 장착하여 사용하고 있고, 여기에 GPS 수신 불가시의 위치 정보 생성을 위한 관성센서(속도/각도 센서)를 이용한 자립항법(DR: Dead-Reckoning) 시스템을 사용하고 있다.

보통은 상기 두 가지 시스템을 개별적으로 사용하지 않고, 서로의 단점을 보완하기 위하여 통합하여 사용하고 있다. 위치 생성 모듈장치는 개발비, 시스템 오버헤드(System Overhead), 디버깅(Debugging) 편리성 등 여러 가지 고려 요소에 의해 도2, 도3, 도4과 같이 3가지로 분류하여 나타낼 수 있다.

도2는 임베디드 GPS+DR 시스템(Embedded GPS+DR System)이며, 도3은 집적화 GPS+DR 시스템(Intergration GPS+DR System), 도4는 호스트 기반 GPS+DR 시스템 (Host-based GPS+DR System)을 보여주고 있다.

상기 도2의 임베디드(Embedded) GPS+DR 시스템은 일반적인 GPS 수신기 모듈의 출력신호와 관성센서의 데이터를 중앙처리장치(CPU)의 알고리즘으로 처리하는 시스템으로서, 위치정보의 생성을 위한 위치 생성장치(210)와 자이로 센서(220) 및 속도센서(230), 그리고 위치정보 처리를 위한 메인 보드부(Main Board)(240)를 포함하여 이루어진다. 상기 위치 생성장치(210)는 GPS신호의 수신과 필터링 등의 신호 처리를 위한 GPS 신호 처리부(RF Filter & Chipset)(211), GPS 및 DR 데이터 처리를 위한 GPS+DR 데이터 처리 칩셋(GPS+DR Raw Data Measurement Chipset)(212), 자이로 센서(GYRO Sensor)의 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D변환기(A/D Converter)(213), 속도센서(Odometer)의 신호를 카운트하기 위한 카운터(Counter)(214)를 포함한다. 상기 메인 보드부(240)에는 중앙처리장치(241)와 GPS+DR 알고리즘(242)이 탑재된다.

GPS 신호 처리부(211)는 GPS신호를 수신하여 필터링 등의 제반 신호처리 과정을 거쳐서 해당 정보를 GPS+DR 데이터 처리 칩셋(212)에 공급하며, 자이로 센서(220)가 감지한 신호는 A/D변환기(213)를 통해서 디지털 신호로 변환되어 GPS+DR 데이터 처리 칩셋(212)에 공급되고, 속도센서(230)가 감지한 차량의 속도 감지신호는 카운터(214)에서 카운트되어 GPS+DR 데이터 처리 칩셋(212)에 공급된다. 이에 따라 GPS+DR 데이터 처리 칩셋(212)에서 GPS신호와 자이로 센서 및 속도센서의 감지신호를 토대로 하여 차량의 위치정보를 UART를 통해 메인 보드부(240)의 중앙처리장치(CPU)(241)에 제공하고, 중앙처리장치(CPU)(241)는 GPS+DR 알고리즘(GPS+DR Algorithm)(242)을 구동하여 위치정보를 처리하게 된다.

도3의 집적화 GPS+DR 시스템(Intergration GPS+DR System)은 한 모듈(310)에서 GPS 정보와 관성센서의 데이터를 함께 처리하는 시스템으로서, 위치정보의 생성을 위한 위치 생성장치(310)와 자이로 센서(320) 및 속도센서(330), 그리고 메인 보드부(Main Board)(340)를 포함하여 이루어진다. 상기 위치 생성장치(310)는 GPS신호의 수신과 필터링 등의 신호 처리를 위한 GPS 신호 처리부(RF Filter & Chipset)(311), GPS 및 DR 데이터 처리를 위한 GPS+DR 집적화 알고리즘(GPS+DR Intergration Algorithm)(312), 자이로 센서(GYRO Sensor)의 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D변환기(A/D Converter)(313), 속도센서(Odometer)의 신호를 카운트하기 위한 카운터(Counter)(314)를 포함한다. 상기 메인 보드부(240)에는 중앙처리장치(341)가 탑재된다.

GPS 신호 처리부(311)는 GPS신호를 수신하여 필터링 등의 제반 신호처리 과정을 거쳐서 해당 정보를 GPS+DR 집적화 알고리즘(312)에 공급하며, 자이로 센서(320)가 감지한 신호는 A/D변환기(313)를 통해서 디지털 신호로 변환되어 GPS+DR 집적화 알고리즘(312)에 공급되고, 속도센서(330)가 감지한 차량의 속도 감지신호는 카운터(314)에서 카운트되어 GPS+DR 집적화 알고리즘(312)에 공급된다. 이에 따라 GPS+DR 집적화 알고리즘(312)에서 GPS신호와 자이로 센서 및 속도센서의 감지신호를 토대로 하여 차량의 위치정보를 생성하고 이 위치정보를 UART를 통해 메인 보드부(340)의 중앙처리장치(CPU)(341)에 제공하게 된다.

도4의 호스트 기반(Host-based) GPS+DR 시스템은 GPS 신호 처리부를 호스트 중앙처리장치와 함께 온-보드(On-Board)화 시킴으로써 GPS와 DR 신호를 호스트 중앙처리장치 안에서 처리하는 시스템으로서, 위치정보의 생성을 위한 위치 생성장치(GPS+DR Hardware Part)(410)와 자이로 센서(420) 및 속도센서(430), 그리고 호스트 중앙처리장치(Host CPU)(440)가 메인 보드부(Main Board)로 온-보드화된 구조를 이루고 있다.

상기 위치 생성장치(410)는 GPS신호의 필터링을 위한 RF필터(RF Filter-SAW Filter)(411), 필터링된 GPS 신호의 처리를 위한 RF 칩셋(Vendor's RF Chipset)(412) 및 기준 TCXO(REF TCXO)(413), GPS 데이터 처리를 위한 GPS 데이터 처리 칩셋(Vendor's GPS Raw Data Measurement Chipset-DSP)(414) 및 RTC(실시간 클럭) 발진부(RTC XTAL)(415), 자이로 센서(GYRO Sensor)의 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D변환기(A/D Converter)(416), 속도센서(Odometer)의 신호를 카운트하기 위한 카운터(Counter)(417)를 포함한다. 상기 호스트 중앙처리장치(440)는 GPS+DR 알고리즘(GPS+DR Algorithm)(441)이 탑재된다.

RF필터(411)는 GPS 신호를 수신하여 필터링하고 RF칩셋(412)에서 신호처리를 거쳐서 해당 정보를 GPS 데이터 처리 칩셋(414)에 공급하며, 자이로 센서(416)가 감지한 신호는 A/D변환기(416)를 통해서 디지털 신호로 변환되어 GPS 데이터 처리 칩셋(414)에 공급되고, 속도센서(430)가 감지한 차량의 속도 감지신호는 카운터(417)에서 카운트되어 GPS 데이터 처리 칩셋(414)에 공급된다. 이에 따라 GPS 데이터 처리 칩셋(414)에서 위치정보를 UART를 통해 중앙처리장치(CPU)(440)에 제공하고, 중앙처리장치(CPU)(440)는 GPS+DR 알고리즘(GPS+DR Algorithm)(441)을 구동하 여 위치정보를 처리하게 된다.

지금까지 설명한 종래의 위치정보 생성모듈 장치를 재차 요약하면, 도2와 도4에 나타낸 시스템의 경우는 각각 모듈과 온-보드 시스템으로 구성은 서로 다르지만 GPS 신호와 DR 신호를 UART를 통해서 중앙처리장치(CPU)로 전달하여 최종 위치 정보를 산출하는 시스템이라는 공통점이 있고, 도3에 나타낸 시스템의 경우는 모듈로서 GPS 신호와 DR 신호를 받아들여 최종 위치정보를 산출하고 중앙처리장치(CPU)에 전달하는 시스템이다.

도2에 나타낸 임베디드 GSP+DR은 GPS 수신기에 문제가 발생하였을 경우 그 교체가 수월하지만, 중앙처리장치의 오버헤드가 발생하는 단점이 존재한다. 도3에 나타낸 집적화 GPS+DR 시스템도 수신기에 문제가 발생하였을 경우 교체가 수월하고 위치 측정의 성능을 극대화시킬 수 있지만, 가격 상승의 요인이 존재한다. 도4에 나타낸 호스트 기반 GPS+DR 시스템은 온-보드화 시킴으로써 가격 하락 요인이 존재하지만, 잡음의 영향이라던가, 최적화의 문제, 그리고 수신기 교체시의 어려움 등의 단점이 있다.

따라서, 위치 기반 서비스 시스템에서 위치 모듈 생성장치의 고려 시에 상기한 바와 같은 여러 가지 요소를 고려하여 선택하고 개발해야 한다.

지금까지 설명한 바와 같이 위치정보를 기반으로 하는 서비스 시스템은 GPS 신호와 DR 신호를 이용하여 사용자-단말기의 위치정보를 생성하고, 이 위치정보를 이용해서 각종 교통정보, 주변의 물리적, 지리적 환경정보를 제공할 뿐만 아니라, 사고 발생시 재난통보, 긴급 구난 서비스, 도난 추적 등의 다양한 서비스를 제공하 게 된다. 그렇지만 사고발생이나 모듈의 장착 불량 등과 같이 외부 환경의 변화가 시스템에 악영향을 주는 것으로 변화되었을 때, 즉 이상 발생시 위치정보의 산출이 불가능하여 도난추적, 긴급 구난 서비스 등의 위치 기반 서비스를 제대로 수행하지 못하는 결과를 초래할 가능성이 매우 높을 뿐만 아니라, 외부 환경의 변화에 따라 위치 정보의 생성이 중단된다면 차량의 위치기반 서비스의 경우 사고 발생시에 운전자의 안전과 생명까지도 위협받게 되는 상황을 효과적으로 타개할 수 없는 매우 위험한 상황이 발생하기도 한다.

그러므로, 위치 기반 서비스 시스템에서 가장 중요한 역할을 하는 위치정보의 생성장치가 외부 환경의 변화에도 강건하게 항상 정확한 위치정보의 산출과 제공이 가능하게 할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 위치 정보를 생성하여 제공하는 모듈의 이상 발생시에도 지속적인 위치 정보의 산출 및 제공이 가능하게 한 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 GPS 수신기를 포함하는 위치정보 생성모듈, 나아가 단말기의 이상 발생시에도 지속적인 위치 정보의 산출 및 제공을 가능하게 함으로써, 사용자에게 고품질의 높은 신뢰성을 갖는 위치 기반 서비스를 제공할 수 있도록 한 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 도난추적, 긴급 구난 서비스, 위치 알림 서비스 등, 위치정보가 필요한 모든 서비스에 지속적인 위치정보의 산출과 제공이 가능하게 함으로 써, 정확한 위치 기반 서비스를 받게 하는 것은 물론, 사고 발생시 사용자-운전자의 안전보장과 생명 구난의 기반을 최대한 보장할 수 있도록 한 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위치정보 생성 시스템은 모듈 방식의 위치정보 생성 알고리즘과 중앙처리장치(CPU)의 위치정보 생성 알고리즘을 함께 구동하고, DR 입력신호를 위해서 관성센서를 위치정보 생성모듈 및 중앙처리장치에 병렬로 연결함으로써, 위치 정보 생성모듈의 이상 발생시에도 지속적인 위치 정보의 산출과 제공이 가능하게 한 것에 그 특징이 있다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치는, GPS 및 자립항법(DR) 입력신호를 기반으로 위치정보를 생성하는 알고리즘이 탑재된 제1 위치정보 생성수단과, 상기 제1 위치정보 생성수단의 이상 발생시에도 지속적인 위치정보 생성을 위하여 DR 입력신호를 토대로 위치정보를 생성하는 알고리즘이 탑재된 제2 위치정보 생성수단 및, 상기 제2 위치정보 생성수단이 탑재되고 상기 제1 위치정보 생성수단과 통신 인터페이스를 통해서 연결되는 중앙처리장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치는, 자립항법(DR)을 위한 관성센서와, GPS 기반 위치 확인을 위한 GPS 수신수단 및, 상기 관성센서와 GPS 수신수단의 위치 관련 정보를 토대로 하여 단말기 위치정보를 생성하는 제1 위치정보 생성수단과, 상기 관성센서의 위치 관련 정보를 이용하여 단말 기 위치정보를 생성하기 위하여 중앙처리장치(CPU)에 탑재되는 제2 위치정보 생성수단 및, 제2 위치정보 생성수단을 탑재하고 상기 제1 위치정보 생성수단과 통신 인터페이스를 토대로 연결되는 중앙처리장치(CPU)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치에서, 상기 관성센서는 상기 제1 위치정보 생성수단 및 제2 위치정보 생성수단에 각각 병렬로 연결되는 자이로 센서 및 속도 센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치에서, 상기 제1 위치정보 생성수단은 GPS RF 신호 필터링을 위한 GPS 신호 처리부(RF Filter & Chipset)와, 상기 GPS 신호 및 DR 입력신호를 토대로 하여 위치정보를 생성하는 위치 생성모듈(GPS+DR Intergration Algorithm)과, 상기 DR 신호 제공을 위한 관성센서로부터의 입력 신호를 디지털 신호로 변환하여 위치 생성모듈에 공급하기 위한 A/D변환기 및 관성센서로부터의 입력신호를 카운트하여 위치 생성모듈에 공급하기 위한 카운터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치에서, 상기 제1 위치정보 생성수단은 GPS RF 신호 필터링을 위한 GPS 신호 처리부(RF Filter & Chipset)와, 상기 GPS 신호를 토대로 하여 GPS 데이터 처리를 수행하는 위치 생성모듈(GPS Raw Data Measurement Chipset)과, 상기 DR 신호 제공을 위한 관성센서로부터의 입력 신호를 디지털 신호로 변환하여 위치 생성모듈에 공급하기 위한 A/D변환기 및 관성센서로부터의 입력신호를 카운트하여 위치 생성모듈에 공급하기 위한 카운터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치에서, 상기 제2 위치정보 생성수단은 중앙처리장치(CPU)에 탑재된 GPS+DR 집적화 알고리즘 및, 상기 자이로 센서로부터 입력된 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D변환기와 상기 속도 센서로부터 입력된 신호를 카운트하기 위한 카운터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성방법은, 위치정보 생성모듈 및 중앙처리장치 각각에 탑재된 위치정보 생성 알고리즘을 함께 구동시키고, GPS 및 DR 신호를 토대로 차량의 위치정보를 생성하고 이를 제공하는 단계; 위치정보 생성모듈의 이상 발생시 모듈 오류로 판정하고 DR 신호를 이용하여 중앙처리장치의 위치정보 생성 알고리즘을 기반으로 위치정보를 지속적으로 생성 및 제공하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 본 발명에 따른 위치정보 생성방법에서, 상기 위치정보 생성모듈의 이상 여부는 상기 위치정보 생성모듈과 중앙처리장치를 연결하는 통신 인터페이스 단의 신호 출력의 존재 여부에 따라 판정하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 본 발명에 따른 위치정보 생성방법에서, 상기 위치정보 생성모듈의 이상 발생시에 중앙처리장치의 위치정보 생성 알고리즘을 기반으로 위치정보를 지속적으로 생성 및 제공함과 함께, 이상 사실을 음성 또는 영상으로 사용자에게 알려주는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 본 발명에 따른 위치정보 생성방법에서, 상기 위치정보 생성모듈의 이상 발생시에 중앙처리장치의 위치정보 생성 알고리즘을 기반으로 위치정보를 지속적으로 생성 및 제공함과 함께, 서비스 센터나 긴급 구난 기관에 상기 위치를 통보하여 긴급 구난 서비스를 자동으로 요청하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성 시스템의 실시예를 설명한다.

도5는 본 발명에 따른 위치정보 생성장치의 구성을 보여준다. 도5를 참조하면 본 발명의 위치정보 생성장치는 위치정보 생성부(510)와 자이로 센서(GYRO Sensor)(520), 속도센서(SPEED Sensor)(530), 메인 보드부(Main Board)(540)를 포함하고, 위치정보 생성부(510)와 메인 보드부(540)는 UART를 기반으로 하여 연결된다.

상기 위치정보 생성부(510)는 GPS신호의 수신과 필터링 등의 신호 처리를 위한 GPS 신호 처리부(RF Filter & Chipset)(511), GPS 및 DR 데이터 처리를 위한 GPS+DR 집적화 알고리즘(GPS+DR Intergration Algorithm)을 탑재하는 제1 위치 생성모듈(512), 자이로 센서(GYRO Sensor)의 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D변환기(A/D Converter)(513), 속도센서(SPEED Sensor)의 신호를 카운트하기 위한 카운터(Counter)(514)를 포함한다.

상기 메인 보드부(540)에는 중앙처리장치(541)가 탑재되며, 차량의 사고 발생시나 모듈 장착 불량 등에 따른 외부 환경의 변화시에 상기 위치정보 생성부(510)로부터 UART를 통해 위치정보가 입력되지 못하는 경우 DR 입력을 이용해서 위 치정보를 지속적으로 생성하기 위한 GPS+DR 집적화 알고리즘(GPS+DR Intergration Algorithm)을 탑재하는 제2 위치 생성모듈(542)과, 상기 자이로 센서(520)의 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D변환기(543) 및 상기 속도센서(530)의 신호를 카운트하기 위한 카운터(544)를 포함한다.

도5에 의하는 바와 같이, 본 발명에 따른 위치 생성장치는 모듈 형태인 GPS+DR 시스템(510)의 알고리즘(GPS+DR Intergration Algorithm)(512)과, 중앙처리장치(CPU)(541) 상의 알고리즘(GPS+DR Intergration Algorithm)(542)을 시스템 전원의 인가 시에 동시에 구동시키는 구성을 이룬다. 즉, 중앙처리장치(CPU)(541) 상의 알고리즘(GPS+DR Intergration Algorithm)(542)을 구동시키기 위해서 GPS+DR 모듈의 관성센서 입력신호인 각도신호(여기서는 GYRO), 속도신호(여기서는 SPEED 또는 Odometer)와 동일하게 입력을 받을 수 있도록 중앙처리장치(CPU)(541) 상의 A/D변환기(543)(ADC), 카운터(544)에 관성센서(520,530)를 각각 연결한 구성이다.

또한 GPS+DR 모듈의 GPS+DR 알고리즘(512)의 입력신호인 GPS RF 신호가 UART를 통해서 함께 제공되는 구조를 이루고 있다.

따라서, GPS 신호 처리부(511)는 GPS신호를 수신하여 필터링 등의 제반 신호처리 과정을 거쳐서 해당 정보를 GPS+DR 집적화 알고리즘-제1 위치 생성모듈(512)에 공급하며, 자이로 센서(520)가 감지한 신호는 A/D변환기(513)를 통해서 디지털 신호로 변환되어 GPS+DR 집적화 알고리즘-제1 위치 생성모듈(512)에 공급되고, 속도센서(530)가 감지한 차량의 속도 감지신호는 카운터(514)에서 카운트되어 GPS+DR 집적화 알고리즘-제1 위치 생성모듈(512)에 공급된다. 이에 따라 GPS+DR 집적화 알 고리즘-제1 위치 생성모듈(512)에서 GPS신호와 자이로 센서 및 속도센서의 감지신호를 토대로 하여 차량의 위치정보를 생성하고 이 위치정보를 UART를 통해 메인 보드부(540)의 중앙처리장치(CPU)(541)에 제공하게 된다.

또한 이와 함께, 상기 자이로 센서(520)의 감지신호는 메인 보드부(540)의 중앙처리장치(CPU)(541) 내의 A/D변환기(543)에도 공급되어 디지털 신호로 변환되고, 상기 속도센서(530)의 감지신호도 메인 보드부(540)의 중앙처리장치(CPU)(541) 내의 카운터(544)에도 공급되어 속도 감지신호가 카운트된다.

따라서, 중앙처리장치(CPU)(542)의 GPS+DR 알고리즘-제2 위치 생성모듈(542)은 UART를 통해서 들어온 GPS RF 신호와 중앙처리장치(CPU)(541) 자체의 A/D변환기(543)와 카운터(544)의 출력인 DR신호를 이용하여 위치 정보를 생성한다.

즉, 본 발명에서 제안한 방식은 모듈 방식의 알고리즘과 중앙처리장치(CPU)의 알고리즘을 함께 구동하고, DR 입력신호를 위해서 관성센서(520,530)를 병렬로 연결한 것이다.

이러한 방식은 기존의 방식에서 도2, 도3, 도4의 경우 GPS와 DR신호 동기를 위해서 GPS RF신호와 DR신호가 칩셋(Chipset) 또는 알고리즘 입력으로 들어가고, GPS+DR 알고리즘이 개발 방식에 따라 중앙처리장치(CPU) 또는 처리용 칩셋 상에서 구동되는 것과는 대조적인 것을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명에서 제안된 방식을 사용하면 모듈-위치정보 생성부(510)의 이상 발생 시에 UART를 통해서 메인 보드부-중앙처리장치(541)로 들어오는 신호가 없을 때 중앙처리장치(CPU)(541) 상의 GPS+DR 알고리즘-제2 위치 생성모듈(542) 은 DR신호를 이용하여 위치 정보를 지속적으로 생성할 수 있게 된다.

부연 설명하면, 모듈 방식의 GPS+DR 알고리즘-제1 위치 생성모듈(512)은 GPS RF신호와 DR신호를 이용하여 산출된 최종 위치와 산출된 위치에 사용되었던 GPS RF신호를 UART에 의해 중앙처리장치(CPU)(541)로 전달하여 중앙처리장치(CPU) 상의 알고리즘-제2 위치 생성모듈(542)을 구동시킨다는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치에서, 상기 GPS+DR 알고리즘 처리 칩셋, 즉 GPS+DR 집적화 알고리즘-제1 위치 생성모듈(512)을 도4와 같이 온-보드 형태의 GPS 로-데이터처리 칩셋(GPS Raw Data Measurement Chipset)으로 대치하는 것도 가능하다. 이러한 경우에는, 가공된 위치가 아니라 GPS RF신호와 DR신호를 UART에 의해 중앙처리장치(CPU)(541)에 전달하고 중앙처리장치(CPU)(541) 상의 알고리즘-제2 위치 생성모듈(542)에서 최종적인 위치 정보를 생성하는 것이다.

도6은 본 발명에 따른 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성방법의 플로우차트이다.

첫 단계(S10)에서 표현된 바와 같이, 시스템에 전원이 인가되면 위치 기반의 일반적인 동작이 실행되고, 모듈(510) 및 중앙처리장치(CPU)(541) 상의 알고리즘(512,542)도 함께 동작한다.

다음 단계(S20)에서 중앙처리장치(CPU)(541)는 UART 신호의 유무를 감지하여 UART 신호가 존재하는지의 여부를 판별한다. UART 신호 출력이 존재하면 상기 단계(S10)로 되돌아가서 동작을 반복하면서 사용자가 원하는 서비스를 실행한다.

그러나, 차량의 사고 발생이나 모듈의 장착 불량 등과 같은 시스템 외부 환경의 변화에 의해서 UART 신호가 들어오지 않으면 중앙처리장치(CPU)(541)는 다음 단계(S30)로 이행하여 모듈 오류로 판정하는 한편, DR 센서 신호를 입력으로 하여 중앙처리장치(CPU)(541) 상의 GPS+DR 알고리즘(542), 즉 DR 자체 알고리즘을 실행하여 위치정보를 지속적으로 생성한다.

또한 다음 단계(S40)로 이행하여, 상기한 바와 같이 외부 환경 변화에도 강인하게 위치 정보를 계속하여 생성하면서, 모듈의 이상을 사용자에게 음성이나 화면으로 알려 줌으로써 모듈 교체를 유도하여 GPS 신호를 재차 이용 가능하게 한다. 여기서, 모듈이 정상인 경우에 사용되는 위치 정보는 GPS 정보가 포함된 모듈의 출력 정보의 사용을 원칙으로 한다.

도7은 사고 발생에 따라 모듈 이상이 발생하였을 경우의 본 발명에 따른 긴급 구난 서비스의 흐름도이다.

즉, 사고가 발생하여 모듈에 이상이 있는 경우 위치 정보 이용 방안에 대해서 한가지 예를 명시한 것이다. 사고가 발생하여 모듈 이상이 발생하면 본 발명에 따른 위치 기반 시스템은 통신 모뎀을 통하여 지속적으로 생성된 자차의 위치정보를 통제센터나, 긴급 구난 기관(예: 대한민국 119)으로 전송하여 긴급 구난 서비스를 신속, 정확하게 받게 함으로써 사용자-운전자의 귀중한 생명을 구할 수 있게 한다. 여기서, 설명의 편의를 위하여 충격센서에 의해서 사고가 감지되었다고 가정하였다.

도7의 긴급 구난 서비스 수순을 살펴본다.

첫 단계(S100)에서 표현된 바와 같이, 시스템에 전원이 인가되면 위치 기반의 일반적인 동작이 실행되고, 모듈(510) 및 중앙처리장치(CPU)(541) 상의 알고리즘(512,542)도 함께 동작한다.

다음 단계(S110)에서 중앙처리장치(CPU)(541)는 UART 신호의 유무를 감지하여 UART 신호가 존재하는지의 여부를 판별한다. UART 신호 출력이 존재하면 상기 단계(S100)로 되돌아가서 동작을 반복하면서 사용자가 원하는 서비스를 실행한다.

그러나, 차량의 사고 발생과 같은 시스템 외부 환경의 변화에 의해서 UART 신호가 들어오지 않으면 중앙처리장치(CPU)(541)는 다음 단계(S120)로 이행하여 모듈 오류로 판정하는 한편, DR 센서 신호를 입력으로 하여 중앙처리장치(CPU)(541) 상의 GPS+DR 알고리즘(542), 즉 DR 자체 알고리즘을 실행하여 위치정보를 지속적으로 생성한다.

또한 다음 단계(S130)로 이행하여, 상기한 바와 같이 외부 환경 변화에도 강인하게 위치 정보를 계속하여 생성하면서, 충격센서를 통해서 현재의 모듈 오류가 차량의 사고 발생에서 기인된 것이라는 점을 인식하고 통신 모뎀을 통하여 지속적으로 생성된 자차의 위치정보를 통제센터나, 긴급 구난 기관(예: 대한민국 119)으로 전송하여 긴급 구난 서비스를 신속, 정확하게 받게 함으로써 사용자-운전자의 귀중한 생명을 구할 수 있게 한다.

물론 이 경우에도, 모듈이 정상인 경우에 사용되는 위치 정보는 GPS 정보가 포함된 모듈의 출력 정보의 사용을 원칙으로 한다.

본 발명에서 제안된 방법은 위치 생성모듈(GPS+DR 모듈)의 이상 발생시에도 지속적인 위치정보의 산출 및 제공을 통하여 사용자에게 수준 높은 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다. 또한 본 발명에서 제안된 방법은 도난추적, 긴급 구난 서비스, 위치 알림 서비스 등, 위치정보가 필요한 모든 서비스에 지속적인 위치정보의 산출 및 제공이 가능하게 함으로써, 사고 발생시 운전자의 귀중한 생명을 구할 수 있는 기반을 최대한 확보해 준다.

또한 본 발명에서 제안된 방법은 유료로 정보 이용료가 부과되는 위치 기반 서비스 시스템에서 장치 및 서비스 제공자의 위험 부담을 완화시킬 수 있고, 사용자-운전자에게 서비스 만족도를 극대화시킬 수 있다.

또한 본 발명에서 제안된 방법은 하드웨어의 추가 비용 없이도 시스템 설계가 가능하므로 개발비 상승 요인이 배제되었으며, 본 발명은 위치정보를 필요로 하는 모든 위치 기반 서비스 시스템에 적용하여 사용할 수 있다.

Claims (9)

1. GPS 및 DR 입력신호를 기반으로 위치정보를 생성하는 알고리즘이 탑재된 제1 위치정보 생성수단과, 상기 제1 위치정보 생성수단의 이상 발생시에도 지속적인 위치정보 생성을 위하여 DR 입력신호를 토대로 위치정보를 생성하는 알고리즘이 탑재된 제2 위치정보 생성수단 및, 상기 제2 위치정보 생성수단이 탑재되고 상기 제1 위치정보 생성수단과 통신 인터페이스를 통해서 연결되어 외부 환경 변화 여부에 따른 위치정보 생성 및 제공을 제어하는 중앙처리장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 위치정보 생성수단 및 제2 위치정보 생성수단에 각각 병렬로 연결되는 자이로 센서 및 속도 센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 위치정보 생성수단은 GPS RF 신호 필터링을 위한 GPS 신호 처리부(RF Filter & Chipset)와, 상기 GPS 신호 및 DR 입력신호를 토대로 하여 위치정보를 생성하는 위치 생성모듈(GPS+DR Intergration Algorithm)과, 상기 DR 신호 제공을 위한 관성센서로부터의 입력 신호를 디지털 신호로 변환하여 위치 생성모듈에 공급하기 위한 A/D변환기 및 관성센서로부터의 입력신호를 카운트하여 위치 생성모듈에 공급하기 위한 카운터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하 는 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 위치정보 생성수단은 GPS RF 신호 필터링을 위한 GPS 신호 처리부(RF Filter & Chipset)와, 상기 GPS 신호를 토대로 하여 GPS 데이터 처리를 수행하는 위치 생성모듈(GPS Raw Data Measurement Chipset)과, 상기 DR 신호 제공을 위한 관성센서로부터의 입력 신호를 디지털 신호로 변환하여 위치 생성모듈에 공급하기 위한 A/D변환기 및 관성센서로부터의 입력신호를 카운트하여 위치 생성모듈에 공급하기 위한 카운터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 위치정보 생성수단은 중앙처리장치(CPU)에 탑재된 GPS+DR 집적화 알고리즘 및, 상기 자이로 센서로부터 입력된 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D변환기와 상기 속도 센서로부터 입력된 신호를 카운트하기 위한 카운터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성장치.
6. 위치정보 생성모듈 및 중앙처리장치 각각에 탑재된 위치정보 생성 알고리즘을 함께 구동시키고, GPS 및 DR 신호를 토대로 차량의 위치정보를 생성하고 이를 제공하는 단계; 위치정보 생성모듈의 이상 발생시 DR 신호를 이용하여 중앙처리장치의 위치정보 생성 알고리즘을 기반으로 위치정보를 지속적으로 생성 및 제공하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 위치정보 생성모듈의 이상 여부는 상기 위치정보 생성모듈과 중앙처리장치를 연결하는 통신 인터페이스 단의 신호 출력의 존재 여부에 따라 판정하는 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 위치정보 생성모듈의 이상 발생시에 중앙처리장치의 위치정보 생성 알고리즘을 기반으로 위치정보를 지속적으로 생성 및 제공함과 함께, 이상 사실을 음성 또는 영상으로 사용자에게 알려주는 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 위치정보 생성모듈의 이상 발생시에 중앙처리장치의 위치정보 생성 알고리즘을 기반으로 위치정보를 지속적으로 생성 및 제공함과 함께, 서비스 센터나 긴급 구난 기관에 상기 위치를 통보하여 긴급 구난 서비스를 자동으로 요청하는 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 시스템의 위치정보 생성방법.

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