KR100723834B1 - Method and apparatus for compensating for car position in car navigation system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량항법시스템에서 차량위치를 보정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 차량위치 보정 장치는 GPS위성으로부터 수신한 위성신호를 기초로 차량의 위치를 검출하는 차량위치검출부, 지리정보 및 위치특정객체 정보를 저장하고 차량위치 검출부에서 검출된 차량의 위치에 따른 지리정보 및 위치특정객체 정보를 파악하는 지도데이터베이스부, 주행중인 차량의 도로 주변에 있는 위치특정객체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 촬영부 그리고 지도데이터베이스부로부터 입력받은 검출된 차량의 위치에 해당하는 지리정보 및 위치특정객체 정보와 촬영된 영상신호를 분석하여 추출된 위치특정객체를 매칭하고, 차량의 주행에 따른 위치특정객체의 궤적을 기초로 차량위치검출부에서 검출된 차량의 위치를 보정하는 보정부를 포함함으로써 차량의 현재 위치를 보다 정확하게 파악하고 차선 정보를 제공할 수 있으며, 그 외에도 경로 안내 서비스 및 보다 정확한 위치 서비스 제공이 가능한 효과를 발생한다. The present invention relates to an apparatus and method for correcting a vehicle position in a car navigation system. The vehicle position correcting apparatus includes a vehicle position detecting unit for detecting a position of a vehicle based on a satellite signal received from a GPS satellite, geographical information and position specific object information, geographical information according to the position of the vehicle detected by the vehicle position detecting unit, A photographing unit for photographing a position-specific object around a road of a vehicle under driving, a photographing unit for photographing a specific object information, and a photographing unit for photographing a position- And a correcting unit for correcting the position of the vehicle detected by the vehicle position detecting unit based on the trajectory of the position specifying object according to the running of the vehicle by analyzing the specific object information and the captured image signal to match the extracted position specifying object, To better understand your current location and provide lane information. Route guidance service and more accurate location service can be provided.
차량항법시스템, 차선 정보 제공, 차량위치보정 Vehicle navigation system, lane information provision, vehicle position compensation
Description
도 1 (a), (b)는 GPS 항법에 의한 절대위치 정보를 통해 차량의 위치를 검출함에 있어 오차 발생예를 도시한다. Figs. 1 (a) and 1 (b) illustrate examples of error occurrence in detecting the position of a vehicle through absolute position information by GPS navigation.
도 2 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 차량위치보정장치의 전체 구성 블록을 도시한다. Fig. 2 shows an overall configuration block of a vehicle position correcting apparatus as a preferred embodiment of the present invention.
도 3 (a)는 신호등의 특징점을 포착한 시점의 CCD 영상에 촬영된 영상을 도시한다. 3 (a) shows an image captured on a CCD image at a time point when characteristic points of a traffic light are captured.
도 3 (b)는 도 3(a)에서 포착한 신호등의 특징점이 사라지기 직전의 CCD 영상에 촬영된 영상을 도시한다. Fig. 3 (b) shows the image captured on the CCD image just before the characteristic point of the signal lamp captured in Fig. 3 (a) disappears.
도 4 (a) 내지 (c)는 위치 특정 객체의 일 예로서 CCD에서 신호등을 촬영하여 위치특정객체의 궤적을 추출한 도면이다.4 (a) to 4 (c) illustrate a locus of a location-specific object by taking a signal light from a CCD as an example of a location-specifying object.
도 5 는 차량의 위치정보를 기반으로 지도데이터베이스부에서 추출한 데이터 정보와 현재 차량에서 촬영한 영상 정보를 매핑한 후 상기 차량의 위치 정보를 보정하는 과정을 도시한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a process of correcting the position information of the vehicle after mapping the data information extracted from the map database unit and the image information captured by the current vehicle based on the position information of the vehicle.
도 6 은 본 발명에 따른 차량의 위치정보를 기반으로 신호등 DB의 데이터 정보와 현재 차량의 위치정보와 동기화되어져 인식되어진 신호등 항법정보를 처리하 여 차선정보를 획득하는 처리과정을 보여주는 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a process for acquiring lane information by processing data information of a traffic light DB based on the vehicle location information, and traffic light navigation information synchronized with the current vehicle location information.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
210 차량위치 검출부 220 지도데이터베이스부210 vehicle
230 촬영부 240 보정부230 photographing
본 발명은 차량항법시스템의 차량위치보정장치에 관한 것이다. 특히, GPS수신기에 의하여 파악된 지구표면상의 좌표축상의 절대위치에 해당하는 차량의 현재 위치 정보를 맵매칭 내지 추측항법으로 보정한 이후 현재 차량이 주행하는 도로 주변 정보를 결합하여 차량의 현재 위치를 보다 정확하게 파악하기 위한 것이다.The present invention relates to an apparatus for correcting a vehicle position of a vehicle navigation system. In particular, after correcting the current position information of the vehicle corresponding to the absolute position on the coordinate axis on the earth surface detected by the GPS receiver by map matching or inferential navigation, It is to grasp accurately.
차량항법 시스템의 차량의 위치 검출을 위해서 사용하고 있는 방법은 추측 항법(Dead-Reckonin)과 맵 매칭(Map-Matching) 기술에 의해 기본이 되는 위치를 계산하고, 여기에 GPS(Global Positioning System) 항법에 의한 절대 위치 정보를 결합시켜 최종적인 위치를 계산하는 하이브리드 방식이 일반적을 활용되고 있다. The method used to detect the position of the vehicle in the car navigation system is based on Dead-Reckonin and Map-Matching techniques, and the GPS (Global Positioning System) navigation A hybrid method of calculating the final position by combining absolute position information by the hybrid method is generally utilized.
일반적으로 차량항법에 있어 경로 안내 및 자동 주행의 경우, 허용 절대오차는 5-10m로 상당히 높은 정확도를 요구하며, 정밀하게 측정되어진 디지털 지도의 경우에는 지도 자체로는 위치 측정기능을 갖지 않으나 그 축적에 따라 3-10m이내의 정확도를 갖게 된다. Generally, in the case of a navigation system in a car navigation system, the allowable absolute error is 5 to 10 m, which requires a fairly high accuracy in the case of route guidance and automatic driving. In the case of a digital map which is precisely measured, The accuracy is within 3-10 m.
이는 위치 센서의 오차를 지도의 정확도와 비슷한 수준으로 감소시킬 수 있다는 것이며, 현재 사용되고 있는 추적 항법과 맵매칭 기술이 이에 해당된다. 그러나, 아직까지는 차량용 GPS와 추적 항법 및 맵매칭 방법만으로는 차량이 위치한 차선정보까지는 제공하지 못하는 실정이다.This means that the error of the position sensor can be reduced to a level similar to the accuracy of the map, which is the currently used tracking navigation and map matching technology. However, up to now, it has not been possible to provide information on the lane in which the vehicle is located only by the vehicle GPS, the tracking navigation method and the map matching method.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 차량의 주행 도로 주변 환경에 위치한 식별가능한 위치 특정 객체의 차량의 주행 방향에 대한 상대적 궤적과 미리 지리정보 및 위치 특정 객체에 대한 정보를 구축해 놓은 데이터베이스를 이용하여 추적 항법 및 맵매칭 방법을 함께 이용한 GPS 항법으로부터 구해진 위치 정보를 보정, 보완함으로써 차량항법 시스템에서 차량위치보정을 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다. In order to solve the above problems, the present invention provides a navigation system for a vehicle, which uses a database in which a relative trajectory of a vehicle's running direction of an identifiable position-specific object located in a surrounding environment of a vehicle, A method and an apparatus for correcting a vehicle position in a car navigation system by correcting and compensating position information obtained from a GPS navigation using a tracking navigation method and a map matching method together.
특히, 차량 보정 위치 방법 및 장치를 통해 현재 주행 중인 차선의 정보를 제공함에 있다. In particular, the present invention provides information on a currently driving lane through a vehicle correction position method and apparatus.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 차량위치보정장치는 GPS위성으로부터 수신한 위성신호를 기초로 차량의 위치를 검출하는 차량위치검출부; 지리정보 및 위치특정객체 정보를 저장하고 상기 차량위치 검출부에서 검출된 차량의 위치에 따른 지리정보 및 위치특정객체 정보를 파악하는 지도데이터베이스부; 주행중인 차량의 도로 주변에 있는 위치특정객체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 촬영부;및 상기 지도데이터베이스부로부터 입력받은 검출된 차량의 위치에 해당하는 지리정보 및 위치특정객체 정보와 상기 촬영된 영상신호를 분석하여 추출된 상기 위치특정객체를 매칭하고, 상기 차량의 주행에 따른 상기 위치특정객체의 궤적을 기초로 상기 차량위치검출부에서 검출된 상기 차량의 위치를 보정하는 보정부;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle position correcting apparatus including: a vehicle position detecting unit detecting a position of a vehicle based on a satellite signal received from a GPS satellite; A map database unit for storing geographical information and location-specific object information and grasping geographic information and location-specific object information according to the location of the vehicle detected by the vehicle location detecting unit; A photographing unit for photographing a location-specific object in the vicinity of a road of a vehicle during driving to generate a video signal, and a controller for controlling the photographing unit to display the geographical information and the location- And a corrector for matching the extracted location-specific object by analyzing the signal and correcting the position of the vehicle detected by the vehicle position detecting unit based on the locus of the position-specifying object according to the running of the vehicle.
바람직하게, 상기 위치특정객체는 신호등, 교통표지판, 교통시설물을 포함한다. Preferably, the location-specific object includes a traffic light, a traffic sign, and a traffic facility.
또한, 차량위치보정장치는 차량의 주행방향과 상기 위치특정객체의 궤적의 편각을 기초로 상기 차량의 차선을 파악하는 것을 특징으로 한다.Further, the vehicle position correcting apparatus is characterized by recognizing the lane of the vehicle based on the running direction of the vehicle and the deviation of the locus of the position specifying object.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예의 차량 위치 보정 방법은 GPS위성으로부터 수신한 위성신호를 기초로 차량의 위치를 검출하는 단계; 지리정보 및 위치특정객체 정보를 저장하고 검출된 차량의 위치에 따라 지리정보 및 위치특정객체 정보를 파악하는 단계; 주행중인 차량의 도로 주변에 있는 위치특정객체를 촬영하여 영상신호를 생성하는 촬영 단계;및 상기 검출된 차량의 위치에 해당하는 지리정보 및 위치특정객체 정보와 상기 촬영된 영상신호를 분석하여 추출된 상기 위치특정객체를 매칭하고, 상기 차량의 주행에 따른 상기 위치특정객체의 궤적을 기초로 상기 검출된 차량의 위치를 보정하는 단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle position correcting method comprising: detecting a position of a vehicle based on a satellite signal received from a GPS satellite; Storing geographical information and location specific object information and grasping geographical information and location specific object information according to the detected location of the vehicle; An image pickup step of photographing a position-specific object in the vicinity of a road of a vehicle being driven to generate an image signal, and a step of analyzing the geographical information and the position-specific object information corresponding to the detected position of the vehicle, Matching the position-specifying object, and correcting the detected position of the vehicle based on a locus of the position-specifying object in accordance with the running of the vehicle.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예의 차량 위치 보정 방법은 지도 데이터베이스와 현재의 차량위치를 기초로 차량의 주행 경로를 안내하는 차량항법시스템에 있어서, 위치가 특정된 신호등, 교통 표지판, 교통 시설물 중 하나 이상의 객체를 촬영하여 영상 신호를 생성하는 단계; 및 상기 촬영된 상기 객체의 영상 신호를 분석하여 차량의 주행 방향에 상대적인 상기 객체의 궤적을 추출하고 상기 궤적을 기초로 차선을 파악하는 단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle position correcting method for a vehicle navigation system for guiding a traveling route of a vehicle based on a map database and a current vehicle position, A traffic sign, and a traffic facility to generate a video signal; And analyzing the video signal of the photographed object to extract a trajectory of the object relative to a running direction of the vehicle and grasping a lane based on the trajectory.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same components of the drawings are denoted by the same reference numerals and signs as possible even if they are shown on different drawings.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1 (a),(b)는 GPS 항법에 의한 절대위치 정보를 통해 차량의 위치를 검출함에 있어 오차 발생예를 도시한다. Figs. 1 (a) and 1 (b) illustrate examples of error occurrence in detecting the position of a vehicle through absolute position information by GPS navigation.
GPS는 위성에서 오는 전파를 포착함으로써, 24시간 세계 속에서 절대 좌표를 얻을 수 있는 가장 효과적인 위치검출 항법이지만, 터널이나 고층빌딩 아래, 고가도로 아래와 같이 전파 수신조건이 나쁜 환경에서는 오차가 크게 벌어져 믿을 수 없는 문제가 있다. GPS is the most effective position detection method that can obtain absolute coordinates in 24 hours world by capturing the radio waves coming from the satellites. However, in an environment with bad reception conditions such as a tunnel, a high-rise building, There is no problem.
예를 들어, 도 1 (a)에 도시된 것과 같은 2만 Km 상공에 떠있는 위성으로부터 나온 전파가 지상에 도달하면서 발생하는 굴절에 의한 오차이다. For example, it is an error caused by a refraction occurring when a radio wave from a satellite floating above 20,000 Km as shown in Fig. 1 (a) reaches the ground.
이러한 굴절에 의한 오차가 발생하지 않는 경우라도 도 1(b)에 도시된 것과 같은 건물에 의한 반사파(multi path)로 인하여 오차가 발생할 수 있다. 이 외에도 GPS 위성과 GPS 수신기의 시간차이로 인한 오차, 수신기의 중심변동으로 인한 오차 및 수신기의 노이즈에 의한 오차가 발생할 수 있다. Even when such an error due to the refraction does not occur, an error may occur due to a multi-path caused by the building as shown in Fig. 1 (b). In addition, errors due to the time difference between the GPS satellite and the GPS receiver, an error due to the center fluctuation of the receiver, and an error due to the noise of the receiver may occur.
따라서 GPS에서 측정한 위치 자료에 대한 보완 보정이 요구되며, 이러한 오차를 줄이면서 현재 위치를 정확하게 파악하고 경로 탐색에 보다 유용하게 활용하기 위한 위치 검출 방법으로 추측 항법(Dead-Reckoning) 과 맵 매칭 (Map-matching) 방법이 있다. Therefore, it is necessary to compensate the position data measured by GPS. To reduce the error, it is necessary to use dead-reckoning and map matching Map-matching method.
추측 항법이란 차량의 현 위치를 추적하는 방법의 하나로 차량의 이동방향, 이동거리를 계산하여 기준 위치로부터의 현 위치를 추적하는 방법을 말한다. Guided navigation is a method of tracking the current position of a vehicle. It calculates the moving direction and the moving distance of the vehicle and tracks the current position from the reference position.
추측 항법의 계산 원리는 어느 지점(X0, Y0)에서 출발하여 임의의 지점(Xn, Yn)에 도달했을 때의 좌표를, 방위 센서와 거리센서를 통해 단위시간당 얻어진 데이터에서 각 지점의 좌표(주행거리와 방위)를 구하고, 벡터가산으로 구하는 것이다.The calculation principle of the speculative navigation is such that the coordinates at the start of a certain point (X0, Y0) and reaching an arbitrary point (Xn, Yn) are stored in the coordinates obtained from the data acquired per unit time through the orientation sensor and the distance sensor Distance and azimuth) are obtained, and vector addition is performed.
맵 매칭 방법이란 실제로 GPS 좌표와 도로가 일치하지 않는 오차가 발생하게 되면 자동으로 좌표의 위치 이동 및 차량의 진행 방향 등을 이용하여 특정 도로를 주행 중인 것으로 인식하고 이에 대해 화면에 적절한 처리를 하는 기술을 의미한다. The map matching method is a technique of automatically recognizing that a specific road is being traveled by using the coordinates of the position of the coordinates and the traveling direction of the vehicle when an error that does not coincide with the GPS coordinates actually occurs, .
맵 매칭 계산 원리는 추측항법에서 구해진 추측위치에서 실제로 주행하고 있는 범위(폴리곤 설정 : 매칭 대상범위)를 지도상에 설정한다. The map matching calculation principle sets a range (polygon setting: matching object range) actually traveling at the estimated position obtained by the guessing navigation on the map.
그 후 주행방향과 도로 방위의 상관에 대한 확률판정, 추정위치와 도로와의 거리의 상관에 대한 확률판정, 주행궤적과 도로의 기하학적 형상과의 상관에 대한 확률판정 등과 같은 판정기준치에 의해 보정해야할 도로를 선택 결정해 간다. Thereafter, it should be corrected by the decision criteria such as the determination of the probability of correlation between the driving direction and the road bearing, the probability determination of the correlation between the estimated position and the road, and the determination of the correlation between the driving trajectory and the geometrical shape of the road. We decide road choice.
도 2 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 차량위치보정장치의 전체 구성 블록을 도시한다. Fig. 2 shows an overall configuration block of a vehicle position correcting apparatus as a preferred embodiment of the present invention.
차량위치 보정장치(200)는 차량위치검출부(210), 지도데이터베이스부(220), 촬영부(230), 보정부(240)를 포함한다. The vehicle position correcting apparatus 200 includes a vehicle
차량위치검출부(210)는 GPS 수신기(211)와 DR(Dead reckoning, 212)을 포함한다. The vehicle
GPS수신기(211)는, GPS(Global Positioning System)에서 송출하는 전파를 수신해서 차량의 절대위치를 측위하는 위치센서로, GPS 안테나와 수신기로 구성되어 네비게이션 컴퓨터와 시리얼 통신으로 인터페이스되어 차량의 위치, 방향, 시각 및 항법관련 정보를 제공한다.The
차량 위치 검출부(210)는 GPS는 위성에서 오는 전파를 포착하여 차량의 현재 절대적 위치를 파악하고, DR(Dead reckoning)을 이용하여 위성신호를 통해 파악된 차량의 절대적 위치의 오차를 보정한다..The vehicle
지도데이터베이스부(220)는 CD-ROM 등의 기록매체에 각 지역의 도로망, 도로의 폭과 차선에 대한 정보, 교통 정보, 차선, 지리 정보 그리고 각 지역의 신호등 정보(예를 들어, 실세계 좌표(X, Y, Z), 설치된 차선 정보, 신호등 특징, 모델링 정보 및 종류) 및 영상을 구축해 놓은 데이터 베이스, 각 지역의 교통 표지판 및 교통 시설물의 위치 정보 및 영상을 구축해 놓은 데이터 베이스, 그 외에 각 지역 을 대표하는 위치가 특정되거나 구별 가능한 소정의 위치특정객체에 대한 위치 정보, 특성 정보 및 영상 정보를 포함한다. The
상기 서술된 바는 단지 예시적인 것이며, 지도 데이터베이스부(220)는 당업자에게 명백한 다른 정보를 포함할 수 있음을 유의하여야 한다.It should be noted that the above description is merely illustrative, and the
촬영부(230)는 주행중인 차량의 도로 주변에 있는 위치특정객체를 촬영하여 영상신호를 생성하고, 차량이 운행하는 지역의 위치특정객체, 예를 들어 신호등, 교통 표지판, 교통 시설물, 기타 위치가 특정되어 있는 물체 내지 물체가 위치한 영역을 상기 촬영된 영상신호로부터 추출한다. 이에 대하여는 보다 상세히 후술하도록 한다.The photographing
보정부(240)는 상기 차량위치 검출부(210)에서 검출된 차량의 위치정보에 해당하는 지리정보 및 위치특정객체 정보와 상기 촬영부에서 추출한 위치특정 객체를 매칭한다. The correcting
그 후 상기 매칭이 일치하는 경우, 지도데이터베이스부(220)로부터 파악된 데이터베이스 정보와 상기 촬영부에서 추출한 위치 특정 객체의 궤적을 이용하여 차량의 위치를 보다 정확하게 보정한다.Thereafter, when the matching is matched, the position of the vehicle is more accurately corrected using the database information obtained from the
즉, 보정부(240)에서는 차량위치 검출부(210)에서 네비게이션 센서등을 이용하여 획득하고, GPS 시간 동기화된 후 추측항법 등의 방법을 통해 보정된 차량의 현재 위치와 관련된 위치특정 객체 정보(예를들어, 현재 차량이 위치한 지역의 신호등 데이터 베이스)를 상기 지도데이터베이스부(220)로부터 파악하거나 추출하여 디스플레이하거나, 음성 신호로 생성하는 등의 방법으로 차량위치정보를 재생한다. That is, the
그 후, 지도데이터베이스부(220)로부터 입력받은 검출된 차량의 위치에 해당하는 지리정보 및 위치특정객체 정보(예, 신호등 정보, 교통 표지 정보, 교통 시설물 정보 등)와 상기 촬영된 영상신호를 분석하여 추출된 상기 위치특정객체(예, 신호등, 교통 표지물, 교통 시설물 등)를 매칭한다. Thereafter, the geographical information and the location-specific object information (for example, traffic light information, traffic sign information, traffic facility information, etc.) corresponding to the detected vehicle location inputted from the
상기 지도데이터베이스부(220)로부터 차량이 위치한 지역의 위치특정객체의 정보와 상기 촬영부(230)에서 추출한 위치 특정객체를 비교하고 일치하는 경우 상기 지도데이터베이스부(220) 내의 데이터베이스로부터 상기 차량의 주행에 따른 상기 위치특정객체의 궤적을 기초로 상기 차량위치검출부에서 검출된 상기 차량의 위치를 보정한다.If the information of the location-specific object in the area where the vehicle is located is compared with the location-specific object extracted by the photographing
도 3 (a)는 신호등의 특징점을 포착한 시점의 CCD 영상에 촬영된 영상을 도시한다. 3 (a) shows an image captured on a CCD image at a time point when characteristic points of a traffic light are captured.
도 3 (b)는 도 3(a)에서 포착한 신호등의 특징점이 사라지기 직전의 CCD 영상에 촬영된 영상을 도시한다. Fig. 3 (b) shows the image captured on the CCD image just before the characteristic point of the signal lamp captured in Fig. 3 (a) disappears.
도 4 (a) 내지 (c)는 위치 특정 객체의 일 예로서 CCD에서 신호등을 촬영하여 위치특정객체의 궤적을 추출한 도면이다.4 (a) to 4 (c) illustrate a locus of a location-specific object by taking a signal light from a CCD as an example of a location-specifying object.
도 3 과 도 4를 이용하여 보다 구체적으로 설명하면, 보정부(240)는 현재 차량의 위치에 기반하여 지도데이터베이스부(220)로부터 예를 들어, 신호등 데이터베이스를 검색하고 현재 차량의 위치와 가장 유사하거나 일치하는 위치에 놓여 있는 신호등 특성 정보 및 영상 정보를 획득하여 매칭한 이후 촬영부(230)에서 추출한 신호등 정보와 비교 분석한다.3 and FIG. 4, the
촬영부(230)에서는 매칭하는 방법의 일 예로서는, 법령에 의거하여 규격화된 신호등의 형태를 영상으로부터 추출하는 방법이 있다. 즉, 법령에 의하여 규격화된 신호등은 3색등, 4색등, 가변차선등, 보행자등 등으로 구분되며, 각각의 신호등을 모델링한 정보를 신호등의 위치 정보와 함께 신호등 DB에 저장하면 취득된 영상으로부터 신호등의 특징점(모서리점, 신호등의 빨강, 파랑, 주황등의 중심점 등)을 추출하여 신호등을 구분할 수 있으며, 이 신호등을 기준으로 차량의 주행 차선을 판별한다. As an example of the matching method in the photographing
상기 정보가 일치하는 경우 데이터베이스로부터 신호등의 정보(GIS 정보: 실세계 좌표(X,Y,Z), 설치된 차선정보, 신호등 특징 및 종류 등)를 획득하게 된다.(GIS information: real world coordinate (X, Y, Z), installed lane information, traffic light characteristics and type, etc.) from the database when the information matches.
그 후, 보정부(240)는 촬영부(230)에서 추출된 주행하는 차량에 상대적인 신호등 위치의 궤적을 기초로 상기 차량의 위치를 보다 정확히 파악한다. Thereafter, the correcting
즉, CCD 화면상에 상기 신호등의 특징점의 위치가 변화하는 궤적을 이용하여, 신호등의 궤적이 차량 주행 방향에 대하여 왼쪽으로 휘어지는 경우, 보정부(240)는 차량의 위치가 신호등의 오른편 차선에 위치한다고 판단한다(도 4-(a)).That is, when the locus of the signal lamp is deflected to the left with respect to the vehicle running direction using the locus of the position of the feature point of the signal lamp on the CCD screen, the
CCD 화면상에 상기 신호등의 특징점의 위치가 변화하는 궤적이 차량 주행 방향과 일치하는 경우, 보정부(240)는 차량의 위치가 신호등과 동일한 차선에 있다고 판단한다(도 4-(b)).When the locus of the position of the feature point of the traffic light changes on the CCD screen coincides with the vehicle running direction, the
CCD 화면상에 상기 신호등의 특징점의 위치가 변화하는 궤적이 차량 주행 방향에 대하여 오른쪽으로 휘어지는 경우, 보정부(240)는 차량의 위치가 신호등의 왼쪽 차선에 위치한다고 판단한다(도 4-(c)).When the locus of the position of the characteristic point of the traffic light changes on the CCD screen to the right with respect to the vehicle running direction, the
즉. 차량 위치 검출부(210)에서는 검출되기 어려운 차량의 정확한 위치 정보를 구하게 되며, 이를 통해 주행중인 차량의 차선을 결정하게 된다. 상기 신호등과 동일한 방법으로 교통 시설물, 교통 표지판 그 외 위치가 특정된 객체의 경우에 있어서도 촬영부(230)에서 인식된 교통 시설물, 교통 표지판 그 외 위치가 특정된 객체의 방향 성분 및 궤적을 이용하여 지도 데이터베이스부(220)에 저장되어 있는 지리 정보 및 위치객체 정보를 통해 현재 차량의 보다 정확한 위치를 파악하고 그 일 예로서 현재 차량의 차선을 알아 낼 수 있다. In other words. The vehicle
도 5 는 차량의 위치정보를 기반으로 지도데이터베이스부에서 추출한 데이터 정보와 현재 차량에서 촬영한 영상 정보를 매핑한 후 상기 차량의 위치 정보를 보정하는 과정을 도시한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a process of correcting the position information of the vehicle after mapping the data information extracted from the map database unit and the image information captured by the current vehicle based on the position information of the vehicle.
GPS위성으로부터 수신한 위성신호를 기초로 차량의 절대적 위치를 파악하고, 그 후 추측 항법과 맵 매칭 방법을 통하여 상기 GPS 항법에 의해 파악된 절대적 위치의 오차를 보완하여 현재 차량의 위치를 검출한다(S510, S551).The absolute position of the vehicle is detected based on the satellite signal received from the GPS satellite, and the position of the current vehicle is detected by compensating for the absolute positional error detected by the GPS navigation through the speculative navigation and the map matching method S510, and S551).
차량은 주행 중인 도로 주변을 촬영하며 주로 위치를 특정할 수 있는 객체, 예를 들어, 신호등, 교통 표지판, 교통 시설물과 같은 위치 특정 객체를 기준으로 하여 주행 차량 주변의 지리 및 위치 특정 객체를 촬영한다(S520).The vehicle photographs the vicinity of the road on which the vehicle is traveling and photographs the geographical and position-specific objects around the vehicle based on the position-specific object such as an object capable of specifying the position, for example, a traffic light, a traffic sign, (S520).
상기 검출된 차량의 위치에 해당하는 지리 정보 및 그 지역의 위치 객체 정보를 포함하고 있는 데이터 베이스로부터 관련 정보, 예를 들어, 각 지역의 도로망, 도로의 폭과 차선에 대한 정보, 교통 정보, 차선, 지리 정보 그리고 각 지역의 신호등 정보(예를 들어, 실세계 좌표(X, Y, Z), 설치된 차선 정보, 신호등 특징, 모델링 정보 및 종류) 및 영상을 구축해 놓은 데이터 베이스, 각 지역의 교통 표지판 및 교통 시설물의 위치 정보 및 영상을 구축해 놓은 데이터 베이스, 그 외에 각 지역을 대표하는 위치가 특정되거나 구별 가능한 소정의 위치특정객체에 대한 위치 정보, 특성 정보 및 영상 정보를 파악한다. From the database including the geographical information corresponding to the detected location of the vehicle and the location object information of the area, information related to the road, the road width and lane of each area, traffic information, (Eg, real world coordinates (X, Y, Z), installed lane information, traffic light features, modeling information and type), database of images, traffic signs in each area, A database in which location information and images of traffic facilities are constructed, and location information, characteristic information, and image information of a predetermined location specific object that can specify or distinguish a location representative of each area.
그 후 상기 촬영된 위치 특정 객체의 영상과 일치하는 부분을 찾아내어 매칭한다(S530, S540).Thereafter, a portion corresponding to the captured image of the position-specifying object is found and matched (S530, S540).
상기 차량의 주행에 따라 상대적인 촬영된 위치특정객체의 궤적과 지도 데이터베이스로부터 추출한 현재 차량 위치와 관련된 정보를 이용하여 상기 차량 위치 검출단계(S510)에서 검출된 차량 위치를 보정하거나 보완한다(S550).In operation S550, the vehicle position detected in the vehicle position detecting step S510 is corrected or supplemented using information related to the current vehicle position extracted from the map database and the trajectory of the photographed position-specifying object relative to the running of the vehicle.
도 6 은 본 발명에 따른 차량의 위치정보를 기반으로 신호등 DB의 데이터 정보와 현재 차량의 위치정보와 동기화되어져 인식되어진 신호등 항법정보를 처리하여 차선정보를 획득하는 처리과정을 보여주는 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a process for acquiring lane information by processing data information of a traffic light DB based on location information of a vehicle according to the present invention, and traffic light navigation information synchronized with current vehicle location information.
현재 운행하는 차량의 위치 정보를 네비게이션센서를 이용하여 획득하고, GPS 시간동기화 되어지고 전처리 과정으로 화질이 개선된 신호등에 대한 비디오 영상을 획득한다(S610).The position information of the current vehicle is acquired using a navigation sensor, and a video image of a signal light whose GPS time is synchronized and the image quality is improved by a preprocessing process is obtained (S610).
동기화는 크게 두가지 방법으로 가능하다. 첫 번째 방법으로는 촬영부(예를 들어, CCD 카메라)를 제어하는 외부 트리거(External trigger)및 GPS 이벤트 마크를 외부동기화 장치 제작을 통하여 동기화할 수 있다. 즉, CCD 카메라의 셔터를 오픈하는 동시에 이벤트 마크를 GPS에 인식시키는 방법이다. Synchronization can be done in two ways. As a first method, an external trigger for controlling a photographing part (for example, a CCD camera) and a GPS event mark can be synchronized through the manufacture of an external synchronizing device. That is, the shutter of the CCD camera is opened and the event mark is recognized by the GPS.
두 번째 방법으로는 GPS에서 1PPS(1Pulse Per Second) 신호가 발생할때마다 CCD 카메라에 외부 트리거 신호를 제공하여 동기화 하는 방법이다. The second method is to synchronize the CCD camera by providing an external trigger signal whenever 1PPS (1 Pulse Per Second) signal is generated by GPS.
전처리 과정은 하드웨어 또는 소프트웨어로 처리될 수 있는데, 이는 카메라의 진동에 의한 영상의 흔들림 방지 및 역광이나 날씨의 변화에 따른 영상의 화질 개선을 목적으로 한다. The preprocessing process can be processed by hardware or software, which aims to prevent image blur due to camera vibration and to improve the image quality according to backlight or weather.
이렇게 획득되어진 네비게이션정보는 일반적인 맵매칭 알고리즘과의 통합을 통하여 보정된 차량의 위치 정보를 획득한다(S610, S651)The acquired navigation information is obtained by integrating with the general map matching algorithm (S610, S651)
촬영부에서 촬영한 영상 정보에서 법령에 의거하여 규격화 되어 있는 신호등의 특성에 따라 신호등은 3색등, 4색등, 가변차선등, 보행자등 등으로 구분되어 있는 신호등 영상을 추출한다(S620).In step S620, the traffic light image is classified into three colors, four colors, variable lanes, and so on, which are classified into pedestrians according to characteristics of the traffic lights standardized according to laws and ordinances in the image information photographed by the photographing unit.
차량이 위치한 지역 내의 신호등 DB를 검색하고, 현재 차량의 위치에 기반하여 신호등 데이터베이스를 검색하여 차량 전방의 가장 근사한 위치에 놓여있는 신호등 영상 정보를 획득하여 비교 분석하여 서로 일치하는 경우, 데이터베이스로부터 신호등의 정보(GIS 정보: 실세계 좌표(X,Y,Z), 설치된 차선정보, 신호등 특징 및 종류 등)를 획득한다(S630, S640).The traffic light database in the area where the vehicle is located is searched and the traffic light database based on the current vehicle position is searched to obtain the traffic light image information located at the closest position in front of the vehicle and the traffic light image information is compared and analyzed. Information (GIS information: real world coordinate (X, Y, Z), installed lane information, traffic light characteristics and type, etc.) (S630, S640).
그 후, 도 4와 같이 촬영부에서 촬영된 신호등의 특징점을 추적하여 CCD 화면상의 특징점의 궤적이 어떻게 화면에서 벗어나는지를 이용하면 신호등이 차량의 왼쪽, 오른쪽, 정면에 있는지 판단할 수 있고, 신호등 데이터베이스에 있는 해당 신호등의 정확한 위치를 참고하여 주행 중인 차선을 결정한다(S650). Then, as shown in FIG. 4, it is possible to determine whether the traffic light is on the left, right, or front side of the vehicle by using the feature points of the traffic lights photographed by the photographing unit and tracking the trajectory of the characteristic points on the CCD screen. And determines the driving lane by referring to the precise position of the corresponding traffic light in step S650.
또한 교통시설물의 경우도 위의 설명과 동일한 형태로써 일반적으로 항법맵은 도로의 폭과 차선에 대한 정보를 가지고 있기 때문에 현재 차량의 속도와 영상 에서 인식된 교통표지판의 방향성분을 이용하여 현재 차량의 차선을 알아낼 수 있다. Also, since the navigation map has information about the width and the lane of the road, the current vehicle speed and the directional component of the traffic sign recognized in the image are used for the current vehicle You can find the lane.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) . The computer readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. In the drawings and specification, there have been disclosed preferred embodiments. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims.
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.Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
본 발명은 차량의 현재 위치 정보와 현재 차량이 주행하는 도로 주변 정보를 결합하여 차량의 현재 위치를 보다 정확하게 파악하는 효과를 발생한다. The present invention combines the current position information of the vehicle and the road periphery information that the current vehicle travels to generate a more accurate grasp of the current position of the vehicle.
또한, 종래의 차량항법시스템에서 추적 항법과 맵매칭 기술을 이용하는 경우에도 차량이 위치한 차선 정보까지의 보다 정확한 차량 위치는 제공하지 못하였으나, 본 발명에서는 차량에 장착된 촬영부에서 촬영한 영상 신호 내의 위치 특정 객체의 궤적을 이용하여 차선 정보를 제공할 수 있다.Further, even in the case of using the tracking navigation method and the map matching technique in the conventional car navigation system, it is not possible to provide a more accurate vehicle position to the lane information where the vehicle is located. However, in the present invention, The lane information can be provided using the trajectory of the location specific object.
그 외에도 본 발명으로 인하여 경로 안내 서비스 및 보다 정확한 위치 서비스 제공이 가능한 효과를 발생한다.In addition, the present invention can provide a route guidance service and a more accurate location service.
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