KR100779983B1 - 차량의 운행 위치를 파악하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 운행 위치를 파악하는 방법 및 그 장치를 개시한다.

본 발명에 의하면, 차량의 미리 정해진 운행 노선을 결정하고, 운행 노선 중에서 차량의 정류장, 교차로 및 교통 흐름의 변화 지점들인 특정점들을 결정하며, 운행 노선으로부터 임계치만큼 떨어진 영역을 포함하여 이웃한 특정점들간을 연결하는 구간들을 설정하고, GPS 신호를 포함하여 노선을 운행하는 차량의 위치를 나타내는 신호를 수신하여, 수신된 차량 위치에 대한 정보를 설정된 차량 운행 노선 구간들과 대비하여 차량이 운행 노선 중의 어느 구간에 위치하고 있는가를 파악하여, 노선을 운행하는 차량이 위치 파악이 힘든 구역에 있더라도 정확한 위치를 파악할 수 있는 수단을 제공하며, 그 결과 차량 운행 계획을 원활하게 한다.

Description

차량의 운행 위치를 파악하는 방법 및 그 장치 {Method for seizing of the location of vehicle's movement and apparatus thereof}

도 1은 본 발명에 따라 차량의 운행 위치를 탐지하는 방법의 흐름의 예를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따라 차량의 운행 위치를 탐지하는 장치의 구성의 예를 도시한 것이다.

도 3은 두 개의 특정점과 그 특정점들을 기준으로 차량의 위치를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 위치 추정에 관한 것으로서, 교통 수단이 운행하는 도로에서 차량의 정확한 위치를 찾아낼 수 있는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

교통 수단으로 사용되는 차량의 위치를 파악할 필요는 계속 있었으며, 이와 같은 필요를 충족하려는 방법은 다양한 방법이 제시되었다.

GPS를 이용해서 차량의 위치를 파악하는 방법이 사용되고 있으며, 이를 통해 차량의 특정 구간 통행 소요 시간을 측정하였다. 이 경우 교차로 및 주요 교통 흐 름의 변화 지점을 하나의 점으로 표현한 특정 위치를 선정하고 차량이 그 지점에 접근했는지의 여부를 판단한다.

그러나 이러한 방법은 도심 지역에서 고층 빌딩에 의한 순간적인 GPS 신호 반사 등의 GPS 음영 지역 문제와 도로 폭이 넓은 교차로에서 원하는 지점을 정활하게 포착하지 못하면 지점 탐색에 실패하는 등의 알고리즘 상의 문제가 있다.

특히 버스 운행 정보를 파악하는 시스템에 이와 같은 방법을 적용하는 경우 특정 위치에 도달하기 전까지는 버스의 위치를 정확하게 파악하지 못하는 경우가 발생한다. 이러한 단점을 극복하기 위해 특정 위치를 좁은 간격을 두고 촘촘히 지정하는 방법을 사용하기도 한다.

상기와 같이 차량의 위치를 판단하는 종래의 일반적인 방법은 차량의 위치를 점으로 설정하고 특정 위치를 다른 또 하나의 점으로 설정하여 그 두 점들간의 거리를 기준으로 임계치에 근접하는 가를 판단하였으나, 상기에 설명된 것과 같은 문제점이 남아 있는 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, GPS 음영 지역에 차량이 위치하더라도 그 차량의 위치를 놓치지 않고 차량의 위치를 추적할 수 있으며, 음영 지역이 넓어지더라도 차량이 음영 지역에 진입하기 전과 음영 지역으로부터 차량이 진출한 이후에 즉각적으로 그 차량의 위치를 찾을 수 있는 차량의 운행 위치를 파악하는 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 차량의 운행 위치를 파악하는 방법은, (a) 차량의 미리 정해진 운행 노선을 결정하는 단계; (b) 상기 운행 노선 중에서 차량의 정류장, 교차로 및 교통 흐름의 변화 지점들인 특정점들을 결정하는 단계; (c) 상기 운행 노선으로부터 소정의 임계치만큼 떨어진 영역을 포함하여 상기 이웃한 특정점들간을 연결하는 구간들을 설정하는 단계; (d) GPS 신호를 포함하여 상기 노선을 운행하는 차량의 위치를 나타내는 신호를 수신하는 단계; 및 (e) 상기 수신된 차량 위치에 대한 정보를 상기 (c) 단계에서 설정된 구간들과 대비하여 상기 차량이 운행 노선 중의 어느 구간에 위치하고 있는가를 파악하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때에 상기 (c) 단계의 소정의 임계치는 상기 운행 노선의 도로폭에 따라 결정될 수 있으며, 임계치의 오차는 상기 (d) 단계에서 수신하는 노선 운행 차량의 위치를 나타내는 신호로 정해지는 차량 위치의 해상도에 따라 결정될 수 있는 것이 바람직하다.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 차량의 운행 위치를 파악하는 장치는, 차량의 미리 정해진 운행 노선, 차량의 정류장, 교차로 및 교통 흐름의 변화 지점들인 특정점들이 표시된 지도 정보를 저장하는 지도정보저장부; 상기 정보저장부에 저장된 운행 노선으로부터 소정의 임계치만큼 떨어진 영역을 포함하여 이웃한 특정점들간을 연결하는 구간들을 설정하는 구간설정부; GPS 신호를 포함하여 상기 노선을 운행하는 차량의 위치를 나타내는 신호를 수신하는 위치신호수신부; 및 상기 수신된 차량 위치에 대한 정보를 상기 구간설정부에서 설정한 구간들과 대비하여 상기 차량이 운행 노선의 어느 구간에 위치하고 있는가를 파악하는 위치파악부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 차량의 운행 위치를 탐지하는 방법의 흐름의 예를 도시한 것이다.

차량의 미리 정해진 운행 노선을 결정하고(100 단계), 상기 운행 노선 중에서 차량의 정류장, 교차로 및 교통 흐름의 변화 지점들인 특정점들을 결정하며(110 단계), 상기 운행 노선으로부터 소정의 임계치만큼 떨어진 영역을 포함하여 상기 이웃한 특정점들간을 연결하는 구간들을 설정하고(120 단계), GPS 신호를 포함하여 상기 노선을 운행하는 차량의 위치를 나타내는 신호를 수신하며(130 단계), 상기 수신된 차량 위치에 대한 정보를 120 단계에서 설정한 구간인 차량 운행 노선 구간들과 대비하여 상기 차량이 운행 노선 중의 어느 구간에 위치하고 있는가를 파악한다(140 단계).

도 2는 본 발명에 따라 차량의 운행 위치를 탐지하는 장치의 구성의 예를 도시한 것이다.

이 장치는 차량의 미리 정해진 운행 노선, 차량의 정류장, 교차로 및 교통 흐름의 변화 지점들인 특정점들이 표시된 지도 정보를 저장하는 지도정보저장부(200), 지도정보저장부(200)에 저장된 운행 노선으로부터 소정의 임계치만큼 떨어진 영역을 포함하여 상기 이웃한 특정점들간을 연결하는 구간들을 설정하는 구간설정부(210), GPS 신호를 포함하여 상기 노선을 운행하는 차량(225)의 위치를 나타내는 신호를 수신하는 위치신호수신부(220) 및 상기 수신된 차량 위치에 대한 정보를 구간설정부(210)에서 설정한 구간인 차량 운행 노선 구간들과 대비하여 차량(225)이 운행 노선의 어느 구간에 위치하고 있는가를 파악하는 위치파악부(230)를 포함한다.

미리 정해진 노선에 따라 운행하는 차량, 예를 들면 버스의 경우 해당 버스의 정기 노선은 미리 결정될 수 있다(100 단계). 이와 같은 운행 노선을 지도화한다. 이 지도는 전자 지도와 같은 형태가 될 수 있다.

지도화할 때에 차량의 미리 정해진 운행 노선은 물론이며, 버스 차량의 정류장들, 운행 노선 상에 위치한 교차로 및 병목 현상이 자주 일어나는 지역이나 도로의 폭이 갑자기 변하는 지점, 건널목 등과 같은 교통 흐름의 변화 지점들을 결정하고, 이와 같은 교통의 흐름에 영향을 미치는 성질의 점들을 특정점으로 정의한다(110 단계). 즉, 지도화는 운행 노선과 그 운행 노선 상에 위치한 특정점들이 포함되어 실행되는 것이다.

상기와 같은 특정점들은 버스가 정차하거나 정차 후 출발하게 되는 지점이며, 교통의 흐름이 달라져서 버스 운행 속도가 변화될 개연성이 큰 지점들이다.

이와 같이 생성된 지도 정보는 지도정보저장부(200)에 데이터베이스로 구축되어 저장된다.

다음의 표는 특정점들을 설정한 것을 테이블의 형식으로 표시한 것이다.

특정점 번호	경도 정보	위도 정보	특정점 타입
1	경도값	위도값	정류장 1
2	경도값	위도값	교차로 1
3	경도값	위도값	교차로 2
...	...	...
N	경도값	위도값	정류장 2

특정점 타입은 해당 좌표가 가지고 있는 실세계의 의미를 나타내며, 정류장 포스트, 정류장 도착, 정류장 출발, 교차로 진입, 교차로 중심점, 교차로 이탈, 통신, 안내방송, 광고방송 등의 타입이 있을 수 있다.

구간설정부(210)는 지도정보저장부(200)에 저장된 운행 노선으로부터 소정의 임계치만큼 떨어진 영역을 포함하여 상기 이웃한 특정점들간을 연결하는 구간들을 설정한다(120 단계).

도 3은 두 개의 특정점과 그 특정점들을 기준으로 차량의 위치를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이를 이용해서 구간 설정을 설명한다.

이때에 설명의 편이를 위해서 특정점을 포인트로 용어 변경을 하여 진행한다.

n-1번째 포인트의 좌표와 n번째 포인트의 좌표를 연결하는 하나의 가상의 링크를 만든다. 이를 제1 가상링크라고 한다. 그리고 현재 버스의 위치로부터 가상의 링크를 직각으로 통과하는 두번째 가상의 링크인 제2 가상링크를 결정한다.

이때에 제2 가상 링크의 길이의 최대치를 임계치로 설정한다. 도 3에서는 n-1번째 포인트에서 n번째 포인트로 향하는 방향의 오른쪽에 제2 가상 링크가 결정되었으나, 구간을 설정할 때에는 도 3에 표시된 제2 가상 링크의 반대편(즉, n-1번째 포인트에서 n번째 포인트로 향하는 방향의 왼쪽) 쪽에도 같은 크기의 임계치를 설정한다.

n-1번째 포인트에서 n번째 포인트로 향하는 차량의 진행 방향 양쪽으로 제1 가상 링크를 중심으로 임계치 길이만큼의 영역이 설정되며, 이를 다음의 포인트들 즉, 운행 노선 상에 존재하는 모든 특정점들로 확장하면 버스의 운행 노선을 중심으로 양쪽으로 임계치 길이만큼 확장된 구간이 결정된다.

이때의 임계치는 도로의 폭의 길이 값으로 결정될 수 있을 것이며, 혹은 이하에서 설명될 차량에서 전송하는 차량의 위치에 관련된 신호의 해상도 정도에 따라 그 오차가 결정될 수도 있다. 예를 들면 차량의 위치를 상용의 GPS 신호를 이용하는 경우 임계값은 도로폭의 길이값에 GPS 신호의 오차인 수 미터 정도의 오차를 가지고 결정될 수 있다.

상기에서 n-1번째 포인트에서 n번째 포인트로 향하는 방향이라고 하였으나 이는 편이를 위한 것이며, 버스가 돌아오는 운행을 할 때에는 반대로 n번째 포인트에서 n-1번째 포인트로 향하는 방향으로 운행을 하며, 이런 경우에도 120 단계에서 설정되는 구간은 동일한 것을 알 수 있다.

위치를 파악하려는 차량에 내장된 장치를 통해 전파를 송신할 수 있고, 이 전파를 이용해서 차량의 위치를 파악할 수 있으며, 혹은 차량에 장착된 GPS 수신기 혹은 GPS 발신기에서 전송되는 신호를 이용해서 차량의 위치를 파악할 수 있다. 위치신호수신부(220)는 차량(225)에서 전송되는 차량의 위치를 나타내는 신호를 수신한다(130 단계).

위치파악부(230)는 수신된 차량 위치에 대한 정보를 상기에 설명된 운행 노선의 구간에 매핑하여, 차량(225)이 운행 노선의 어느 구간에 위치하고 있는가를 파악한다(140 단계).

130 단계에서 차량 위치를 나타내는 신호의 발신 주기를 짧게 하면 실시간으로 차량의 위치를 파악하는 것이 가능하다.

도 3의 도면을 이용해서 차량의 위치를 운행 경로상의 구간에 매핑하는 방법에 대한 설명한다.

1단계. n-1번째 특정점의 좌표와 n번째 특정점의 좌표를 연결하는 하나의 가상의 링크를 만든다. 이를 제1 가상링크라고 한다.

2단계. 버스의 위치로부터 가상의 링크를 직각으로 통과하는 두번째 가상의 링크인 제2 가상링크를 결정한다.

3단계. 제2 가상 링크의 길이가 임계치 안에 들어오는 거리값일 경우에는 버스가 n-1번째 특정점을 출발하고 n번째 특정점에 진입하기 전이라고 판단한다.

이때의 임계치는 버스의 위치 정보를 판단하기 위해 이용하는 GPS와 같은 장치 때문에 발생되는 오차를 고려하여 결정할 수 있다.

4단계. 제2 가상 링크의 길이가 임계치를 벗어나는 경우에는 n번째 특정점 좌표와 n+1번째 특정점 좌표를 연결하는 하나의 가상의 링크를 만든 다음 2단계와 3단계의 방법을 다시 수행한다.

5단계. 버스가 노선을 역행하여 운행하는 경우에는 4단계에서 n-1번째 특정점 좌표와 n-2번째 특정점 좌표를 연결하는 가상의 링크로부터 버스의 위치가 임계치 범위 이내에 존재하게 되어, 버스가 역행 운행하는 경우를 즉시 파악할 수 있다.

상기와 같은 과정을 거쳐서 n-1 ~ n번째 구간을 이탈한 것으로 판단되면 이후부터는 n+1이 기준이 되어 다시 상기와 같은 과정을 통해 매핑 방법을 실행한다.

상기와 같이 본 발명에 따라 차량의 위치를 파악하는 경우. GPS 음영 지역에 차량이 위치하는 경우에도 차량의 위치를 대략적으로 파악하는 것이 가능하다.

예를 들어 차량의 위치를 파악할 수 있는 신호를 전송하거나 수신하는 주기가 1초 단위인 경우 1초 단위로 차량의 위치를 파악할 수 있으며, 이를 통해 차량의 속도를 추산할 수 있다. 그리고 차량 이동 노선 중의 어느 지점에 차량이 있는가의 위치 파악도 1초 단위로 할 수 있다. 이런 경우 차량이 GPS 음영 지역으로 들어가더라도 그 직전의 차량의 위치, 차량의 속도, 음영 지역 전후 및 음영 지역 내에 위치하는 특정점들에 따른 통계적인 교통 상황 등을 고려하면 GPS 음영 지역 내에서의 차량의 위치를 상당한 정확성을 가지고 추산하는 것이 가능하다.

또한 음영 지역에 대한 정보를 미리 가지고 있는 경우 운행 노선을 바탕으로 한 구간들의 어느 위치에서 음영 지역이 시작되고 어느 위치에서 음영 지역이 끝나는 것을 미리 알 수 있다. 그런 경우에는 어느 구간에서 차량의 위치 파악이 정확히 되지 않고, 어느 지역부터는 위치 파악이 정확히 되는가를 미리 염두에 두고 음영 지역 내에서의 차량 위치를 추산 혹은 파악하면 그 위치 파악의 정확성은 더욱 커질 것이다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 상기의 설명에 포함된 예들은 본 발명에 대한 이해를 위해 도입된 것이며, 이 예들은 본 발명의 사상과 범위를 한정하지 않는다. 상기의 예들 외에도 본 발명에 따른 다양한 실시 태양이 가능하다는 것은, 본 발명이 속한 기술 분야에 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명할 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한 본 발명에 따른 상기의 각 단계는 일반적인 프로그래밍 기법을 이용하여 소프트웨어적으로 또는 하드웨어적으로 다양하게 구현할 수 있다는 것은 이 분야에 통상의 기술을 가진 자라면 용이하게 알 수 있는 것이다.

그리고 본 발명의 일부 단계들은, 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 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, CD-RW, 자기 테이프, 플로피디스크, HDD, 광 디스크, 광자기 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 코드로 저장되고 실행될 수 있다.

본 발명에 의하면, 차량의 미리 정해진 운행 노선을 결정하고, 운행 노선 중에서 차량의 정류장, 교차로 및 교통 흐름의 변화 지점들인 특정점들을 결정하며, 운행 노선으로부터 임계치만큼 떨어진 영역을 포함하여 이웃한 특정점들간을 연결하는 구간들을 설정하고, GPS 신호를 포함하여 노선을 운행하는 차량의 위치를 나타내는 신호를 수신하여, 수신된 차량 위치에 대한 정보를 설정된 구간들과 대비하여 차량이 운행 노선 중의 어느 구간에 위치하고 있는가를 파악하여, 노선을 운행하는 차량이 위치 파악이 힘든 구역에 있더라도 정확한 위치를 파악할 수 있는 수단을 제공하며, 그 결과 차량 운행 계획을 원활하게 한다.

Claims (8)

1. (a) 차량의 미리 정해진 운행 노선을 결정하는 단계;

   (b) 상기 운행 노선 중에서 차량의 정류장, 교차로 및 교통 흐름의 변화 지점들인 특정점들을 결정하는 단계;

   (c) 상기 운행 노선으로부터 소정의 임계치만큼 떨어진 영역을 포함하여 상기 이웃한 특정점들간을 연결하는 구간들을 설정하는 단계;

   (d) GPS 신호를 포함하여 상기 노선을 운행하는 차량의 위치를 나타내는 신호를 수신하는 단계; 및

   (e) 상기 수신된 차량 위치에 대한 정보를 상기 (c) 단계에서 설정된 구간들과 대비하여 상기 차량이 운행 노선 중의 어느 구간에 위치하고 있는가를 파악하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 운행 위치를 파악하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 (c) 단계의 소정의 임계치는 상기 운행 노선의 도로폭에 따라 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 운행 위치를 파악하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 (c) 단계의 소정의 임계치의 오차는 상기 (d) 단계에서 수신하는 노선 운행 차량의 위치를 나타내는 신호로 정해지는 차량 위치의 해상도에 따라 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 운행 위치를 파악하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 (e) 단계에서 상기 수신된 차량 위치에 대한 정보를 상기 설정된 구간들과 대비하는 것은,

   (e1) n-1번째 특정점의 좌표와 n번째 특정점의 좌표를 연결하는 제1 가상 링크를 생성하는 단계;

   (e2) 차량의 위치로부터 상기 제1 가상 링크를 직각으로 통과하는 제2 가상링크를 결정하는 단계;

   (e3) 상기 제2 가상 링크의 길이가 상기 소정의 임계치 안에 들어오는 거리값일 경우에는 차량이 상기 n-1번째 특정점을 출발하고 n번째 특정점에 진입하기 전이라고 판단하는 단계; 및

   (e4) 상기 제2 가상 링크의 길이가 상기 임계치를 벗어나는 경우에는 n번째 특정점 좌표와 n+1번째 특정점 좌표를 연결하는 하나의 가상의 링크를 만든 다음 상기 (e2) 단계와 (e3) 단계를 반복하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 운행 위치를 파악하는 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 (e4) 단계에서 n-1번째 특정점 좌표와 n-2번째 특정점 좌표를 연결하는 가상의 링크로부터 차량의 위치가 임계치 범위 이내에 존재하면 상기 차량이 역행 운전하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 운행 위치를 파악하는 방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 차량이 n-1 ~ n번째 구간을 이탈한 것으로 판단되면 이후에는 n번째 특정점의 좌표와 n+1번째 특정점 좌표를 기준으로 상기 (e1) 내지 (e4) 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 차량의 운행 위치를 파악하는 방법.
7. 차량의 미리 정해진 운행 노선, 차량의 정류장, 교차로 및 교통 흐름의 변화 지점들인 특정점들이 표시된 지도 정보를 저장하는 지도정보저장부;

   상기 정보저장부에 저장된 운행 노선으로부터 소정의 임계치만큼 떨어진 영역을 포함하여 이웃한 특정점들간을 연결하는 구간들을 설정하는 구간설정부;

   GPS 신호를 포함하여 상기 노선을 운행하는 차량의 위치를 나타내는 신호를 수신하는 위치신호수신부; 및

   상기 수신된 차량 위치에 대한 정보를 상기 구간설정부에서 설정한 구간들과 대비하여 상기 차량이 운행 노선의 어느 구간에 위치하고 있는가를 파악하는 위치파악부;를 포함하는 것을 차량의 운행 위치를 파악하는 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 소정의 임계치는 상기 운행 노선의 도로폭에 따라 결정될 수 있으며, 그 임계치의 오차는 상기 위치신호수신부에서 수신하는 노선 운행 차량의 위치를 나타내는 신호로 정해질 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 운행 위치를 파악하는 장치.

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