KR101135782B1 - 네비게이션 중복성을 위한 시스템 - Google Patents

네비게이션 중복성을 위한 시스템 Download PDF

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KR101135782B1
KR101135782B1 KR1020050056042A KR20050056042A KR101135782B1 KR 101135782 B1 KR101135782 B1 KR 101135782B1 KR 1020050056042 A KR1020050056042 A KR 1020050056042A KR 20050056042 A KR20050056042 A KR 20050056042A KR 101135782 B1 KR101135782 B1 KR 101135782B1
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제이 미엘리 로사리오
에프 스트라챈 빅터
에이치 보크 찰스
에이 타자르테스 다니엘
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노스롭 그루만 시스템즈 코퍼레이션
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    • G08G1/0968—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
    • G—PHYSICS
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Abstract

네비게이션 중복성을 구비한 전형적인 시스템은 제 1 및 제 2의 네비게이션 파라미터를 각각 결정하기 위한 제 1 및 제 2의 네비게이션을 포함하고 있다. 네트워크 구성요소는 제 1의 네비게이션과 제 2의 네비게이션간의 관계를 결정하고, 그 관계가 제 1의 네비게이션의 관점에서 제 2의 네비게이션에 대한 네비게이션 솔루션을 기술한다. 헬스 모니터에 의해 제 2의 네비게이션의 헬스 인디게이터를 결정한다. 제 2의 네비게이션은 상기 헬스 인디게이터가 이상이 없는 상태(healthy condition)를 나타낼 때에는, 제 2의 네비게이션 파라미터에 대한 네비게이션 솔루션을 결정한다. 네트워크 구성요소는 상기 헬스 인디게이터가 이상이 있는 상태(unhealthy condition)일 때에는, 제 1의 네비게이션의 관점에서 제 2의 네비게이션의 작용을 기술하는 관계에 의거하여 제 2의 네비게이션 파라미터를 결정한다,

Description

네비게이션 중복성을 위한 시스템{SYSTEM FOR NAVIGATION REDUNDANCY}
도 1은 하나 이상의 운송수단, 하나 이상의 마스터 네비게이션, 하나 이상의 네비게이션시스템, 하나 이상의 네비게이션, 하나 이상의 센서 및 하나 이상의 외부 위치결정 구성요소를 포함하는 하나의 장치의 구현을 나타낸 도면
도 2는 하나 이상의 네비게이션 솔루션 결정구성요소, 도 1의 장치의 마스터 네비게이션의 하나 이상의 기대값 구성요소,하나 이상의 표준 네비게이션 솔루션 결정구성요소, 하나 이상의 대체 네비게이션 솔루션 구성요소, 하나 이상의 모델 구성요소, 하나 이상의 굴곡모델 구성요소의 하나의 구현을 나타낸 도면
도 3은 도 1의 장치의 마스터 네비게이션의 하나 이상의 기준좌표 구성요소와 하나 이상의 리지드레버 암모델 구성요소, 센서, 외부위치결정 구성요소, 하나 이상의 증분다이나믹 레버암 교정 구성요소 및 하나 이상의 필터의 하나의 구현을 나타낸 도면
도 4는 도 1의 장치의 마스터 네비게이션으로부터 네비게이션까지의 센서에 대한 보정된 네비게이션의 파라미터를 제공하는 하나의 전형적인 공정 흐름도
도 5는 도 1의 장치의 하나 이상의 헬스 인디게이터,네비게이션 시스템 및 센서를 결정하는 또 하나의 전형적인 공정흐름도
도 6은 도 1의 장치의 네비게이션, 네비게이션 시스템 및 센서에 대한 하나 이상의 대체 네비게이션 솔루션을 결정하는 하나의 전형적인 공정흐름도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 장치 105: 운송수단
110: 마스터 네비게이션
115, 120, 125, 130: 네비게이션
135, 140, 145, 150: 센서
155, 160: 외부위치결정 구성요소
152, 153, 154: 네비게이션시스템
205: 기준좌표 구성요소 210: 헬스모니터
215: 표준네비게이션 솔루션 구성요소 225: 굴곡모델 구성요소
220: 대체 네비게이션 솔루션 구성요소 325: 필터
운송수단, 예를 들면, 항공기, 육상차량, 또는 우주비행체는, 다중감지 시스템을 포함하고 있다. 하나의 예에서는, 네비게이션은 센서의 하나 이상의출력을 보정한다. 예를 들면, 상기 네비게이션은 네비게이션 파라미터, 예를 들면, 센서에 대한 방위, 속도 및 위치를 결정하고, 네비게이션 파라미터에 의거하여 상기 센서의 출력을 보정한다. 하나의 결점으로서, 네비게이션이 한가지 이상의 실패를 경험한 경우에, 센서의 출력이 부정확하게 보정되어 잘못된 네비게이션 정보를 산출하는 것이다.
예를 들면, 합성개구레이더(synthetic aperture radar)에서는, 화상은 레이더가 운전중에 있는 동안에. 한 주기기간에 걸쳐서 수신된 신호를 결합함으로써 형성된다. 네비게이션은 센서에 대한 네비게이션 파라미터를 결정한다. 네비게이션은 상기 네비게이션 파라미터를 사용하여 상기 센서로부터의 신호를 보정한다. 네비게이션이 센서를 위한 네비게이션 파라미터를 결정할 수 없는 경우에는, 상기 센서는 잘못된 신호를 제공하여 부정확한 화상을 초래한다.
또 하나의 예에서는, 네비게이션은, 네비게이션 파라미터, 예를 들면, 기준좌표계에 대한 운송수단의 방위, 속도 및 위치를 결정한다. 또 하나의 결점으로서, 네비게이션이 운송수단에 대한 네비게이션 파라미터를 결정할 수 없는 경우에는, 상기 운송수단을 조종할 수 없다. 예를 들면, 로켓은, 로켓의 비행경로를 산출하기 위하여, 위성항법장치("GPS"; Global Positioning System)유닛을 사용하여 지구에 대한 로켓의 위치를 결정한다. 네비게이션에서 실패가 발생하면, 로켓은 비행경로를 결정할 수 없게되어, 바람직하지 않은 위치에 불시착하게 된다.
따라서, 하나 이상의 감지 시스템의 네비게이션의 실패시에 운송수단에 관해서 감지시스템의 센서의 출력을 보정할 필요가 존재한다.
본 발명의 전형적인 구현의 특징은 명세서, 청구항 및 첨부된 도면으로부터 자명해질 것이다.
<상세한 설명>
도 1에서, 하나의 실시예에서의 장치(100)는, 하나 이상의 운송수단, 하나 이상의 마스터 네비게이션(110), 하나 이상의 네비게이션(115, 120, 125, 130), 하나 이상의 네비게이션 시스템(152, 153, 154) 및 하나 이상의 센서로서의 외부위치결정 구성요소(155, 160)를 포함하고 있다. 하나의 실시예에서의 운송수단(105)은, 자동차, 탱크, 항공기, 비행선 또는 우주비행체를 포함하고 있다. 마스터 네비게이션(110)에서는 운송수단(105)에 대한 좌표계를 설정한다. 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)에 의해, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 네비게이션 솔루션을 결정한다. 하나의 실시예에서,운송수단(105)은, 하나 이상의 센서(135, 140, 145, 150)를 포함한다. 마스터 네비게이션(110)에 의해, 하나 이상의 네비게이션 파라미터, 예를 들면, 센서(135, 140, 145, 150)에 대한 방위, 위치 및 속도를 결정한다. 또 다른 실시예에서, 마스터 네비게이션에 의해, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 네비게이션 솔루션 및 네비게이션 파라미터, 예를 들면, 센서(135, 140, 145, 150)에 대한 방위, 위치 및 속도를 결정한다.
하나의 실시예에서, 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 하나 이상의 관성센서, 예를들면, 선형가속기, 3자이로를 포함하고, 센서(135, 140, 145, 150)의 네비게이션 파라미터를 결정한다. 하나의 실시예에서, 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 하나 이상의 관성네비게이션시스템("INS"; Inertial Navigation System)을 포함한다. 또 하나의 실시예에서, 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 동일분야의 숙련된 기술자들이 이해할 수 있는 하나 이상의 관성측정유닛("IMU"; Inertial Measurement Unit)을 포함한다. 예를 들면, 네비게이션(115, 120)은 고성능 네비게이션 시스템, 예를 들면, 시속 1해리 관성네비게이션 시스템 또는 하나 이상의 항법장치("GPS")에 의해 증강된 네비게이션 시스템을 포함하고, 네비게이션(125, 130)은 저성능 네비게이션 시스템, 예를 들면, 전술적인 정확도가 낮은 관성측정유닛을 포함하고 있다. 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 네비게이션 측정데이터를 얻고, 센서(135, 140, 145, 150)에 대한 네비게이션 파라미터(예를 들면, 방위, 위치 및 속도)를 결정한다.
하나의 실시예에서, 상기 하나 이상의 센서(135, 140, 145, 150)는, 하나 이상의 합성개구레이더, 하나 이상의 광학센서, 또는, 하나 이상의 음향센서를 포함하고 있다. 하나의 실시예에서, 하나 이상의 센서(135, 140, 145, 150)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 위치에 있다. 또 하나의 실시예에서, 하나 이상의 센서(135, 140, 145, 150)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 위치와 별도의 위치에 있다. 예를 들면, 센서(135, 140, 145, 150)는, 하나 이상의 네비게이션(115, 120, 125, 130)사이에 위치하고 있다. 네비게이션 시스템(152, 153, 154)은 하나 이상의 GPS내장형 관성("EGI") 네비게이션시스템을 포함하고 있다. 예를 들면, 네비게이션 시스템(152, 153, 154)은 노스롭 그루만(Northrop Grumman; 본사: 미국 캘리포니아 로스앤절레스 센트리 파크 1840, http://www.northorpgrumman.com) 사제의 LN100을 하나이상포함하고 있다. 외부 위치결정 구성요소(155, 160)는 항법장치("GPS")수신기 및 기압고도계를 포함하고 있다. 마스터 네비게이션(110) 및 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 여기서 기술된 바와 같이, 기록가능한 데이터저장 매체(101)의 실예를 포함하고 있다.
하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)은 네비게이션(115, 120, 125, 130)으로부터 네비게이션 측정데이터를 수신한다. 마스터 네비게이션(110)은 네비게이션(115, 120, 125, 130)으로부터 네비게이션 측정데이터를 사용하여 좌표계, 예를 들면, 운송수단(105)용 제 1좌표계를 설정한다. 마스터 네비게이션(110)은 운송수단(105)용 기준위치를 사용하여, 동일분야의 기술자가 이해할 수 있는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 네비게이션 솔루션 및/또는 센서(135, 140, 145, 150)에 대한 하나 이상의 네비게이션파라미터(예를 들면, 방위,위치 및 속도)를 결정한다. 마스터 네비게이션(110)은, 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정되는 좌표계, 예를 들면, 제 1좌표계에 대해서 센서(135, 140, 145, 150)를 위한 하나 이상의 네비게이션파라미터(예를 들면, 방위, 위치 및 속도)를 결정한다. 마스터 네비게이션(110)은 출력(182, 184, 186, 188)으로 예시된 바와 같이, 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 좌표계에서 센서(135, 140, 145, 150)의 해석된 네비게이션파라미터를 제공한다. 마스터 네비게이션(110)은, 출력(190)으로서, 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 좌표계의 방위를 제공한다.
마스터 네비게이션(110)은, 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정되는 좌표계, 예를 들면, 제 1좌표계에 대해서 센서(135, 140, 145, 150)를 위한 하나 이상의 네비게이션솔루션을 결정한다. 마스터 네비게이션(110)은, 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정되는 좌표계에 대해서 네비게이션(115, 120, 125, 130)을 위한 하나 이상의 네비게이션 솔루션을 출력(192, 194, 196, 198)으로서 전송한다. 네비게이션(115, 120, 125, 130)을 위한 네비게이션 솔루션은, 여기서 기술된 바와 같이, 하나 이상의 표준네비게이션 솔루션 및 하나 이상의 대체 네비게이션 솔루션을 포함하고 있다.
마스터 네비게이션(110)은, 하나 이상의 네비게이션센서를 사용하여 운송수단(105)용 네비게이션측정 데이터를 결정한다. 하나의 실시예에서, 운송수단(105)용 네비게이션측정 데이터는, 관성측정데이터, 위치결정 측정데이터, 대기속도측정데이터, 및/또는 기압 고도 측정데이터를 포함하고 있다. 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)은, 관성센서를 하나이상 사용하여 운송수단(105)용 관성측정 데이터를 결정한다. 또 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)은, 기압고도센서를 하나 이상 사용하여 운송수단용(105) 기압고도 측정데이터를 결정한다. 또 다른 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)은, GPS유닛을 하나이상 사용하여 운송수단용(105) GPS측정을 결정한다. 또 다른 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)은, 대기속도센서를 하나이상사용하여 운송수단용(105) 대기속도측정을 결정한다. 마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션 측정데이터를 사용하여 기준좌표계, 예를 들면 지구에 대해서 운송수단(105)의 장소/위치를 기술하는 운송수단(105)에 대한 네비게이션 및 방위 솔루션을 결정한다.
마스터 네비게이션(110)은, 동일분야 기술자들이 이해할 수 있는, 운송수단(105)용 네비게이션 측정데이터에 의거하여, 기준좌표계에 대해서 좌표계, 예를 들면, 제 1좌표계를 설정한다. 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)은, 외부위치결정 구성요소(155)로부터의 데이터, 예를 들면, GPS데이터, 기압고도, 또는 대기 데이터를 사용하여 동일분야 기술자들이 이해 할 수 있는, 좌표계를 설정한다. 또 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션(115, 120, 125, 130)으로부터의 네비게이션 측정데이터 및 외부위치결정 구성요소(155, 160)로부터의 위치정보를 사용하여 운송수단(105)용 좌표계를 설정한다. 또 하나의 다른 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션(115, 120, 125, 130)으로부터의 네비게이션 측정데이터를 사용하여 운송수단(105)용 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 좌표계를 한층 더 세밀하게 한다. 마스터 네비게이션(110)은, 운송수단(105)용 좌표계 및 네비게이션 측정데이터를 사용하여 운송수단(105)의 방위를 시간의 함수로서 기술한다.
마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션(115, 120, 125, 130)과 통신하여 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 좌표계에 대한 센서(135, 140, 145, 150)의 위치를 기술한다. 마스터 네비게이션(110)은, 하나 이상의 에러추정 구성요소, 예를 들면, 하나 이상의 칼만 필터(Kalman filter)를 포함하여 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 네비게이션 측정데이터에서의 하나 이상의 에러를 추정한다. 마스터 네비게이션(110)은, 하나 이상의 에러의 추정에 의거하여 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 네비게이션 측정데이터를 보정한다. 마스터 네비게이션(110)은, 보정된 네비게이션 측정데이터를 출력(165, 170, 175, 180)에 의해 예시된 바와 같이, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 제공된다. 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 보정된 네비게이션 측정데이터를 사용하여 센서(135, 140, 145, 150)의 네비게이션 파라미터(예를 들면, 방위,위치 및 속도)의 추정을 향상시킨다. 마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 의해 설정된 좌표계, 예를 들면, 하나 이상의 제 2좌표계로부터 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 좌표계, 예를 들면, 동일분야 기술자들이 이해할 수 있는, 제 1좌표계까지 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 네비게이션 측정데이터를 해석한다. 마스터 네비게이션(110)은, 마스터 네비게이션(110)용 네비게이션 파라미터를 출력(188)으로서 제공한다. 마스터 네비게이션(110)은, 출력(182, 184, 186, 188)로서 예시된 바와 같이, 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 좌표계에서 센서(135, 140, 145, 150)에 옮겨진 네비게이션 파라미터를 제공한다. 마스터 네비게이션(110)은 좌표기준계의 방위를 출력(190)으로서 제공한다.
마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션(115)과 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 기준위치, 네비게이션(120)과 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 기준위치, 네비게이션(125)과 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 기준위치 및 네비게이션(130)과 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 기준위치 사이의 하나 이상의 레버암 (예를 들면, 3차원 거리벡터의 모델화에 사용되는 파라미터)을 추정한다. 네비게이션(115, 120, 125, 130)은 상기 레버암을 추정하여 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 좌표계에 관련된 센서(135, 140, 145, 150)의 동적거동을 결정한다.
마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션(115, 120, 125, 130), 네비게이션 시스템(152, 153, 154) 및 외부위치결정 구성요소(155, 160)로부터 시간의 함수로서 네비게이션 측정데이터를 수신한다. 마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션 측정데이터를 위한 시간기준을 설정한다. 하나의 실시예에서, 네비게이션(115)은, 네비게이션용(115) 네비게이션 측정데이터에 따르는 타임스탬프를 제공한다. 마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션용(115) 네비게이션 측정데이터를 마스터 네비게이션(110)의 시간기준으로 조정한다. 예를 들면, 마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션(115)으로부터의 타임스템프와 마스터 네비게이션(110)의 시간기준을 비교한다. 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110)은, 데이터 내삽 및/또는 데이터 외삽을 사용하여 네비게이션 측정데이터를 적절한 시간에 조정한다. 또 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110), 네비게이션(115, 120, 125, 130), 네비게이션 시스템(152, 153, 154) 및 외부위치결정 구성요소(155, 160)는, 동기화된 클럭, 예를 들면, 클럭(162)상에서 작동한다. 또 하나의 실시예에서, 마스터 네비게이션(110), 네비게이션(115, 120, 125, 130), 네비게이션 시스템(152, 153, 154) 및 외부위치결정 구성요소(155, 160)는, 타이밍펄스를 사용하여 마스터 네비게이션(110)의 시간기준에 각각의 네비게이션 측정데이터를 동기화한다.
네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 센서(135, 140, 145, 150)의 네비게이션 파라미터(예를 들면, 방위, 위치 및 속도)를 결정한다. 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 센서(135, 140, 145, 150)의 방위, 위치 및 속도에 의거하여, 센서(135, 140, 145, 150)의 출력을 보정한다. 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 마스터 네비게이션(110)과 통신하여 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 네비게이션 측정데이터를 마스터 네비게이션(110)에 제공한다. 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 마스터 네비게이션(110)으로부터 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 보정된 네비게이션 측정데이터(예를 들면, 출력(165, 170, 175, 180))를 입력으로서 수신한다. 네비게이션(115, 120, 125, 130)은, 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 보정된 네비게이션 측정데이터를 사용하여 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 좌표계에 대해서 센서(135, 140, 145, 150)의 위치를 기술한다. 예를 들면, 네비게이션(115)은, 네비게이션(115)의 보정된 네비게이션 측정데이터를 사용하여 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 좌표계에 관련된 센서(135)의 거동을 결정한다.
도 2에서, 마스터 네비게이션(110)은, 하나 이상의 기준좌표 구성요소(205), 하나 이상의 헬스모니터(210), 하나 이상의 표준 네비게이션 솔루션 구성요소(215), 하나 이상의 대체 네비게이션 솔루션 구성요소(220), 및 하나 이상의 굴곡모델 구성요소(225)를 포함하고 있다. 하나의 실시예에서의 기준좌표 구성요소(205)는, 운송수단(105)용 좌표계를 설정한다. 하나의 실시예에서의 헬스모니터(210)는, 여기에 설명된 바와 같이, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에서 얻어진 네비게이션 측정데이터로부터 실패한 네비게이션을 식별한다. 하나의 실시예에서의 표준 네비게이션 솔루션 구성요소(215)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 네비게이션 솔루션을 결정한다. 하나의 실시예에서의 대체 네비게이션 솔루션 구성요소(220)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 대체 네비게이션 솔루션을 결정한다. 하나의 실시예에서의 굴곡모델 구성요소(225)는, 하나 이상의 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 동적레버암을 결정한다.
표준 네비게이션 솔루션 구성요소(215)는, 하나 이상의 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 유효한 네비게이션 솔루션을 출력(260, 261, 262, 263)으로서 제공한다. 표준 네비게이션 솔루션 구성요소(215)는, 출력(260, 261, 262, 263)을 대체 네비게이션 솔루션 구성요소(220)에 제공한다. 대체 네비게이션 솔루션 구성요소(220)는, 하나 이상의 대체 네비게이션 솔루션을 출력(265, 266, 267, 268)으로서 제공한다. 굴곡모델 구성요소(225)는, 대체 네비게이션 솔루션 구성요소(220)에 하나 이상의 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 동적레버암을 출력(259)으로서 제공한다.
기준좌표 구성요소(205)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)으로부터의 출력(230, 235, 240, 245)을 입력으로서 각각 취한다. 하나의 실시예에서의 출력(230, 235, 240, 245)은, 하나 이상의 물리적인 파라미터, 예를 들면, 가속도, 각속도 및 온도등을 포함한다. 기준좌표 구성요소(205)는, 운송수단(105)용 방위정보를 표준 네비게이션 솔루션 구성요소(215)에 출력(250)으로서 제공한다. 헬스모니터(210)는, 출력(230, 235, 240, 245)을 입력으로서 취한다. 헬스모니터(210)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 하나 이상의 공칭출력(230, 235, 240, 245)에 대한 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 출력(230, 235, 240, 245)의 하나 이상의 비교를 한다, 헬스모니터(210)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 비교에 의거하여, 네비게이션의 출력에 이상이 없음(health)을 나타내는 헬스인디케이터(healh indicator)를, 표준네비게이션 솔루션 구성요소와 대체 네비게이션 솔루션 구성요소에 각각 출력(252) 및 출력(254)으로서 제공한다.
하나의 실시예의 헬스모니터(210)는, 네비게이션 (115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 헬스인디케이터를 결정한다. 하나의 실시예의 헬스모니터(210)는, 하나 이상의 네비게이션솔루션 결정구성요소(275) 및 하나 이상의 기대값구성요소(280)을 포함하고 있다. 하나의 실시예의 네비게이션솔루션 결정구성요소(275)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대해서 시간의 함수로서 네비게이션의 동작을 기술하는 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 관계를 생성한다. 하나의 실시예에서, 네비게이션솔루션 결정구성요소(275)는, 네비게이션(120, 125)에 대해서 시간의 함수인 네비게이션(115)에 대한 관계를 생성한다. 예를 들면, 네비게이션솔루션 결정구성요소(275)는, 네비게이션(120, 125)에 의해 네비게이션(115)에 대한 시간의 함수인 하나 이상의 식을 생성한다. 또 하나의 실시예에서, 네비게이션솔루션 결정구성요소(275)는, 네비게이션(115, 130)에 대해서 시간의 함수인 네비게이션(120)에 대한 관계를 생성한다. 예를 들면, 네비게이션솔루션 결정구성요소(275)는, 네비게이션 (115, 130)에 의해 네비게이션(120)에 대한 시간의 함수인 하나 이상의 식을 생성한다.
기대값구성요소(280)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 출력(230, 235, 240, 245)에 대한 하나 이상의 기대값을 제공한다. 예를 들면, 출력(230, 235, 240, 245)은, 동일분야 기술자들이 이해할 수 있는, 가속도계의 위치, 속도, 추정 또는 자이로스코프 드리프트 오차 및 감지된 가속도 또는 각속도의 크기를 포함한다. 하나의 실시예에서, 네비게이션솔루션 결정구성요소(275)에 의해 생성된 하나 이상의 식 및 굴곡모델 구성요소(225)에 의해 계산된 레버암(259)을 사용하여 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 출력(230, 235, 240, 245)에 대한 기대값을 결정한다. 또 하나의 실시예에서, 기대값구성요소(280)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 출력(230, 235, 240, 245)에 대한 시간의 함수인 기대값으로 미리 프로그램된다.
하나의 실시예에서, 헬스모니터(210)는, 자율무결성감시보간(AIME; Autonomous Integrity Monitored Extrapolation)기술을 사용하여 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 출력(230, 235, 240, 245)에 대한 하나 이상의 헬스인디케이터를 생성한다. 헬스모니터(210)는, 출력(252)으로서 헬스인디케이터를 표준 네비게이션솔루션 결정구성요소(215)에 보낸다. 헬스모니터(210)는, 출력(254)으로서 헬스인디케이터를 대체 네비게이션솔루션 결정구성요소(220)에 보낸다. 또 하나의 실시예에서, 헬스모니터(210)는, 출력(230, 235, 240, 245)에 대한 하나 이상의 기대값에 의해 출력(230, 235, 240, 245)으로부터의 얻어진 값 사이의 하나 이상의 차를 결정한다. 또 다른 하나의 실시예에서, 헬스모니터(210)는, 상기 차의 양을 정하여 측정된 차를 표준 네비게이션솔루션 결정구성요소(215) 및 대체 네비게이션솔루션 결정구성요소(220)에 보낸다. 또 다른 하나의 실시예에서, 헬스모니터(210)는, 출력의 값에 대한 한계값과 그 차를 비교한다. 헬스모니터(210)는, 네비게이션 출력 (230, 235, 240, 245)의 하나 이상의 이상이 없음(health)의 표시를 출력(258)으로서 굴곡모델 구성요소(225)에 보낸다. 굴곡모델 구성요소(225)는, 헬스인디케이터를 사용하여 네비게이션출력(230, 235, 240) 및/또는 네비게이션출력(245)중의 어느 것이 굴곡모델을 신뢰성 있게 계산할 수 있는지 결정한다.
하나의 실시예에서의 굴곡모델 구성요소(225)는, 작동중의 운송수단(105)의 반작용을 기술하는 모델을 발전시킨다. 하나의 실시예에서의 모델은, 서로 관련된 네비게이션(115, 120, 125) 및/ 또는 네비게이션(130)의 차를 기술한다. 굴곡모델 구성요소(225)는, 하나 이상의 룰, 예를 들면, 운송수단(105)의 레버암, 컴플라이언스 또는 공진 및 운송수단(105)의 메커니즘에 적합한 하나 이상의 룰을 사용하여 작동중에 운송수단의 반작용을 기술하는 모델을 발전시킨다. 하나의 실시예에서의 굴곡모델 구성요소(225)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)과 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 기준위치 사이의 3차원 동적변위벡터를 기술하는 하나 이상의 레버암 파라미터를 추정한다. 하나의 실시예에서의 굴곡모델 구성요소(225)는, 출력 (230, 235, 240, 245)(예를 들면, 물리적인 파라미터, 예를 들면, 가속도, 각속도 및 온도)을 입력으로서 수신한다. 굴곡모델 구성요소(225)는, 출력 (230, 235, 240, 245)을 사용하여 운송수단(105)의 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 힘, 토크, 휨 및 변위의 하나 이상의 추정을 행한다. 굴곡모델 구성요소(225)는, 하나 이상의 추정을 사용하여 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 동적레버암에 대한 거동을 결정한다.
하나의 실시예에서의 굴곡모델 구성요소(225)는, 표준 네비게이션솔루션 결정구성요소(215)로부터의 출력(260, 261, 262, 263)을 입력으로서 수신한다. 하나의 실시예에서의 출력(260, 261, 262, 263)은, 네비게이션솔루션 및/또는 네비게이션측정데이터를 포함한다. 하나의 실시예에서의 굴곡모델 구성요소(225)는, 굴곡모델과 네비게이션솔루션(260, 261, 262, 263)의 비교를 하나이상 행하여 한층 더 세밀한 굴곡모델을 제공한다. 하나의 실시예에서, 굴곡모델 구성요소(225)는, 결정적인 기계적인 모델을 포함한다. 또 하나의 실시예에서, 굴곡모델 구성요소(225)는, 유연성에 적응하는 형태, 예를 들면, 뉴럴 네트워크를 포함하고 있다.
굴곡모델 구성요소(225)는, 헬스모니터(210)로부터의 출력(258)을 입력으로서 수신한다. 굴곡모델 구성요소(225)는, 출력(258)을 사용하여 네비게이션 출력(230, 235, 240) 및/ 또는 네비게이션 출력(245) 중 어느 것이, 또한 표준 네비게이션솔루션 출력(260,261,262) 및/ 또는 표준 네비게이션솔루션 출력(263) 중의 어느 것이, 굴곡모델의 계산 또는 갱신을 사용하기에 충분히 신뢰성이 있는지를 결정한다. 굴곡모델 구성요소(225)는, 하나 이상의 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 동적레버암을 출력(259)으로서 대체 네비게이션솔루션 결정구성요소(220)에 제공한다. 대체 네비게이션솔루션 결정구성요소(220)는, 출력(259) 및 출력(260, 261, 262, 263)을 사용하여 이상이 있는(unhealthy) 네비게이션, 예를 들면, 네비게이션(120)에 대한 네비게이션솔루션을 추정한다.
하나의 실시예에서의 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 출력(254, 259, 260, 261, 262, 263)을 입력으로서 취한다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 하나 이상의 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 하나 이상의 대체 솔루션을 생성한다. 하나의 실시예에서의 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 출력(230, 235, 240, 245)을 모니터한다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 출력(230, 235, 240, 245)과 하나 이상의출력(230, 235, 240, 245)에 대해서 기술된 출력(230, 235, 240, 245)의 거동간의 하나 이상의 관계를 발전시킨다. 예를 들면, 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 출력(230, 235, 240, 245)을 모니터하는 하나 이상의 뉴럴 네트워크를 포함하고 있다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 출력(230, 235, 240, 245)을 모니터하여 출력(230, 235, 240) 및/또는 출력(245)에 대하여 출력(230)의 거동을 기술하는 하나 이상의 관계를 발전시킨다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 하나 이상의 관계를 사용하여 네비게이션(115)의 출력(230)을 시뮬레이션한다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)가, 하나 이상의 관계를 발전시키므로, 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 네비게이션(115, 120, 125, 130)으로 부터의 출력(230, 235, 240, 245)의 값과 하나 이상의 관계의 사용에 의해 얻어진 값을 비교함으로써 하나 이상의 관계를 확인한다.
예를 들면, 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 네비게이션(115)의 출력(230)을 시뮬레이션한다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 시간전체에 걸쳐서 출력(230, 235, 240, 245)을 모니터한다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 시간의 함수인 출력(230, 235, 240, 245)에 의해 출력(230)의 거동을 기술하는 출력(230, 235, 240, 245)으로부터의 시간의 함수인 하나 이상의 식 즉, 식의 시스템을 구성한다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 시간의 함수인 출력(230, 235, 240, 245)에 의해 출력(230)을 기술하는 하나 이상의 식으로부터 얻어진 값과, 시간주기에서의 출력(230)으로부터 얻어진 값, 예를 들면, 출력(230)에 대한 현재의 값을 비교한다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 동일분야의 기술자들이 이해할 수 있는, 비교에 의거하여 출력(230, 235, 240, 245)에 의해 출력(230)을 기술하는 하나 이상의 식을 조정한다.
하나 이상의 관계식이 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 의해 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 거동을 기술하지만, 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 하나 이상의 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 실패시, 출력(230, 235, 240, 245)에 대한 중복되는 네비게이션솔루션을 제공한다. 예를 들면, 네비게이션(115)의 실패시, 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 적절한 정확성을 가진 출력(230)을 위한 값을 구성하는 출력(230)에 대한 하나 이상의 관계식을 사용한다.
도 3에서, 하나의 실시예에서의 표준 네비게이션솔루션 구성요소(215)는, 하나 이상의 리지드레버암 모델구성요소(310, 340), 하나 이상의 서밍노드(318, 348), 하나 이상의 굴곡모델 구성요소(320) 및 하나 이상의 필터를 포함하고 있다. 리지드레버암모델 구성요소(310, 340)는, 네비게이션(115)에 대한 베이스라인 정적위치를 포함하고 있다. 리지드레버암 모델구성요소(310, 340)는, 베이스라인 정적위치에 의거하여 네비게이션(115)을 위한 베이스라인 정적레버암을 결정한다. 네비게이션(115)을 위한 베이스라인 정적레버암은, 마스터 네비게이션(110) 의해 설정된 기준위치와 네비게이션(115) 사이의 3차원 위치거리, 즉 벡터를 포함하고 있다. 리지드레버암모델 구성요소(310)는, 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에서 네비게이션(115)을 위한 베이스라인 정적레버암을 돌출하도록 기준좌표 구성요소(205)와 연동하여 네비게이션(115)을 위한 베이스라인 정적레버암을 결정한다. 리지드레버암모델 구성요소(310)는, 네비게이션(115)을 위한 정적레버암을 출력(316)으로서 서밍노드(3318)에 보낸다.
네비게이션(115)은, 네비게이션(115)에 의해 설정된 좌표계, 예를 들면, 제 2좌표계에 관하여 네비게이션(115)을 위한 네비게이션 측정데이터를 결정한다. 네비게이션(115)은, 네비게이션(115)에 의해 설정된 좌표계에 관하여 네비게이션(115)을 위한 네비게이션 측정데이터를 출력(230)으로서 서밍노드(318)에 보낸다. 서밍노드(318)는, 네비게이션(115)로부터의 출력(230)과, 리지드레버암모델 구성요소(310)로부터의 출력(316)을 결합하여 기준좌표 구성요소(205), 예를 들면, 제 1좌표계에 의해 설정된 좌표계에 관련된 네비게이션(115)을 위한 네비게이션 측정데이터를 출력(260)으로서 생성한다.
기준좌표 구성요소(305)에 의해 설정된 좌표계에 관련된 네비게이션(115)을 위한 네비게이션 측정데이터를 포함하는 출력(260)은, 굴곡모델 구성요소(320)의 사용에 의해 증강된다. 굴곡모델 구성요소(320)는, 운송수단(105)을 운전하는 동안에, 시간의 함수인 운송수단(105)의 구조의 굴곡, 즉 벤딩을 기술하는 모델을 포함하고 있다. 네비게이션(115, 120, 125, 130)의 위치추정에 의거하여, 굴곡모델 구성요소(320)는, 운송수단(105)의 구조에 따른 임의의 점의 상대변위를 표현한다. 예를 들면, 굴곡모델 구성요소(320)는, 마스터 네비게이션(110)에 의해 설정된 기준위치와 각각의 네비게이션(115, 120, 125, 130)간의 거리의 하나 이상의 레버암 파라미터를 시간의 함수인 입력으로서 취한다. 굴곡모델 구성요소(320)는, 작동시의 운송수단(105)의 반작용을 기술하는 하나 이상의 식을 포함하고 있다. 예를 들면, 굴곡모델 구성요소(320)는, 시간의 함수인 운송수단(105)의 벤딩을 기술하는 식을 포함하고 있다. 굴곡모델 구성요소(320)는, 상기 식에 레버암 파라미터를 적용하여 시간의 함수인 운송수단(105)의 구조를 따른 임의의 상대변위를 기술하는 식을 생성한다. 하나의 실시예에서, 굴곡모델 구성요소(320)는, 시간의 함수인 운송수단(105)의 구조의 벤딩을기술하는 식에 의해 프로그램된다. 또 하나의 실시예에서, 굴곡모델 구성요소(320)는,서로 관련된 센서(135, 140, 145, 150)의 변위를 기술하는 모델을 발전시키도록 연동하는 하나 이상의 뉴럴 네트워크를 사용한다. 굴곡모델 구성요소(320)는, 시간의 함수인 운송수단(105)의 구조를 따른 센서의 상대변위를 기술하는 식을 출력으로서 제공한다.
예를 들면, 굴곡모델 구성요소(320)는, 하나 이상의 증분 동적레버암 보정구성요소를 포함하고 있다. 증분 동적레버암 보정구성요소는, 작동시에 운송수단(105)의 반작용을 기술하는 모델을 포함하고 있다. 증분 동적레버암 보정구성요소는, 상기 모델을 사용하여 작동시의 운송수단(105)의 반작용에 관하여 네비게이션(115, 120, 125, 130)에 대한 위치를 제공한다. 예를 들면, 작동중에 운송수단(105)이 벤딩에 의해 반작용한다. 운송수단(105)의 벤딩에 의해, 마스터 네비게이션(110)과 슬레이브 네비게이션(115)사이의 레버암(예를 들면, 3차원 거리벡터)을 변경한다. 운송수단(105)이 벤딩함에 따라, 마스터 네비게이션(110)과 슬레이브 네비게이션(115)사이의 레버암이 변한다.
하나의 실시예에서, 굴곡모델 구성요소(320)는, 기준좌표 구성요소로부터의 출력(326) 및 네비게이션(115)으로부터의 출력(328)을 입력으로서 취한다. 하나의 실시예에서의 증분 동적레버암 보정구성요소는, 출력(326) 및 출력(328)을 사용하여 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 관하여 네비게이션(115)을 위한 동적레버암을 결정한다. 증분동적레버암 보정구성요소(260)는, 네비게이션(115)을 위한 동적레버암을 서밍노드(318)에 보낸다. 서밍노드(318)는, 출력(316, 230, 324)를 결합하여 출력(260)을 생성한다. 따라서, 서밍노드(318)는, 작동중에 운송수단(105)을 위한 기준좌표구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 관하여 네비게이션(115)을 위한 한층 더 정확한 네비게이션측정데이터를 포함하는 출력을 생성한다. 증분동적레버암 보정구성요소(260)의 출력(324)은, 필터(325), 예를 들면, 여기서 설명될 칼만 필터(Kalman filter)의 사용에 의해 보다 뛰어난 정확성을 얻는다.
필터(325)는, 서밍노드(318)로부터의 출력(260)을 입력으로서 수신한다. 필터(325)는, 주어진 타임스템프에 대한 출력(260)(예를 들면, 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 관하여 네비게이션(115)을 위한 네비게이션측정 데이터)와, 주어진 타입스템프에서의 기준좌표 구성요소(205)로부터의 네비게이션측정 데이터를 비교한다. 필터(325)는, 출력(260)의 에러를 추정한다. 필터(325)는, 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 관하여 네비게이션(115)을 위한 보정된 네비게이션측정 데이터를 출력(332)으로서 제공한다. 네비게이션(115)은, 출력(332)을 사용하여 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 대해서 센서(135)의 방위,위치 및 속도를 결정한다. 네비게이션(115)은, 출력(332)을 사용하여 네비게이션(115)에 의해 설정된 좌표계를 조정한다. 또한, 필터(325)는, 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 관하여 네비게이션(115)을 위한 보정된 네비게이션측정 데이터를 출력(334)으로서 굴곡모델 구성요소(320)에 보낸다. 굴곡모델 구성요소(320)는, 출력(334)을 사용하여 네비게이션(115)에 대한 출력(324), 동적레버암을 보정한다. 이와 같이, 굴곡모델 구성요소(320), 네비게이션(115) 및 필터(325)가 연동하여 네비게이션(115)의 좌표계를 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계와 반복하여 정렬시킨다.
네비게이션(120), 센서(140), 기준좌표 구성요소(205), 리지드 레버암모델 구성요소(340), 서밍노드(348), 굴곡모델 구성요소(320) 및 출력(235, 346, 261, 354, 358, 362, 364)은, 네비게이션(115), 센서(135), 기준좌표 구성요소(205), 리지드 레버암모델 구성요소(310), 서밍노드(318), 굴곡모델 구성요소(320) 및 출력(230,316, 260, 324, 328, 332, 334)과 마찬가지의 방식으로 상호작용한다. 기준좌표 구성요소(205), 리지드 레버암모델 구성요소(310, 340), 굴곡모델 구성요소(320) 및 필터(325)는, 여기에서 설명된 바와 같이, 기록가능한 데이터 기억매체의 실예를 하나이상 포함하고 있다.
다시, 도 3을 참조하면, 네비게이션(115)은, 네비게이션(115)을 위한 네비게이션측정 데이터를 출력(328)으로서 굴곡모델 구성요소(320)에 보낸다. 굴곡모델 구성요소(320)는, 출력(328)을 사용하여 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 관하여 네비게이션(120)를 위한 동적레버암의 증강된 정확도를 제공한다. 네비게이션(120)은, 네비게이션(120)를 위한 네비게이션측정 데이터를 출력(358)으로서 굴곡모델 구성요소(320)에 보낸다. 굴곡모델 구성요소(320)는, 출력(358)을 사용하여 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 관하여 네비게이션(115)을 위한 동적레버암의 증강된 정확도를 제공한다.
필터(325)는, 기준좌표 구성요소(205) 및 네비게이션(115)으로부터의 네비게이션측정 데이터를 입력으로서 수신한다. 필터(325)는, 기준좌표 구성요소(205)로부터의 출력(370), 네비게이션(115)으로부터의 출력(260) 및 네비게이션(120)으로부터의 출력(261)을 입력으로서 수신한다. 필터(325)는, 기준좌표 구성요소(205) 및 네비게이션(115)으로부터 수신된 네비게이션측정 데이터의 에러를 추정한다. 필터(325)는, 에러를 보정하고 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 대해서 보정된 네비게이션 측정데이터를 출력(372)으로서 기준좌표 구성요소(205)에 보낸다. 기준좌표 구성요소(205)는, 출력(372)를 사용하여 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계를 조정한다. 예를들면, 기준좌표 구성요소(205)는, 출력(372)를 사용하여 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 베이스라인 좌표계를 조정한다. 필터(325)와 기준좌표 구성요소(205)는, 연동하여 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계와 필터(325)에 의해 설정된 좌표계를 정렬시킨다. 필터(325)는, 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에 대해서 보정된 네비게이션 측정데이터를 출력(332, 334, 362, 364)으로서 기준좌표 구성요소(205), 네비게이션(115, 120) 및 굴곡모델 구성요소(320)에 보낸다.
설명적인 목적을 위해, 상기 장치(100)의 전형적인 작동의 예시적인 설명을나타낸다.
도 2 내지 4에서는, 스텝 405에서, 마스터 네비게이션(110)은, 운송수단(105)을 위한 시간의 함수로서 네비게이션 솔루션을 결정한다. 스텝 410에서, 기준좌표 구성요소(205)는, 외부위치결정 구성요소로부터의 네비게이션 측정데이터 및 선택 데이터를 사용하여 운송수단(105)용 좌표계, 예를 들면, 지구에 관하여 제 1좌표계를 설정한다. 스텝 415에서, 마스터 네비게이션(110)의 기준좌표 구성요소(205)는, 슬레이브 네비게이션(115)에 의해 설정된 좌표계, 예를 들면, 제 2좌표계에 대해서 네비게이션 측정데이터 및 센서(135)에 대한 슬레이브 네비게이션(115)으로부터의 타임태그를 수신한다. 기준좌표 구성요소(205)는, 타임태그를 사용하여 타임태그에 의해 기술된 시간에서의 기준좌표 구성요소(205)의 네비게이션 측정데이터를 결정한다. 스텝 420에서, 기준좌표 구성요소(205)는, 타임태그에 의해 기술된 시간에서의 슬레이브 네비게이션(115)의 네비게이션 측정데이터와, 타임태그에 의해 기술된 시간에서의 기준좌표 구성요소(205)의 네비게이션 측정데이터를 비교한다. 하나의 실시예에서의 타임태그에 의해 기술된 시간에서의 기준좌표 구성요소(205)의 네비게이션 측정데이터는, 여기서 설명되는 바와 같이, 기준좌표 구성요소(205)와 슬레이브 네비게이션(115) 사이의 하나 이상의 레버암에 의해 조정되는 기준좌표 구성요소(205)의 네비게이션 측정데이터를 포함하고 있다.
스텝 425에서, 기준좌표 구성요소(205)와 필터(325)는, 슬레이브 네비게이션(115)으로부터의 네비게이션 측정데이터의 에러를 추정한다. 스텝 430에서, 필터(325)는, 슬레이브 네비게이션(115)으로부터의 네비게이션 측정데이터의 에러를 보정한다. 스텝 435에서, 필터(325)는, 슬레이브 네비게이션(115)에 의해 설정된 좌표계(예를 들면, 제 2좌표계)에서 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계 (예를 들면, 제 1좌표계)로 슬레이브 네비게이션(115)을 위한 보정된 네비게이션 측정데이터를 옮긴다. 스텝 440에서, 서밍노드(318)는, 제 1좌표계의 슬레이브 네비게이션(115)을 위한 보정되고 옮겨진 네비게이션 측정데이터를 사용하여 센서(135)에 대한 네비게이션 파라미터, 예를 들면, 마스터 네비게이션(110)의 기준좌표 구성요소(205)에 의해 설정된 좌표계에서의 방위, 위치 및 속도를 제공한다.
도 5에서는, 스텝 505에서, 헬스모니터(210)는, 네비게이션(115)으로부터의 출력(230)의 네비게이션 측정데이터를 얻는다. 스텝 510에서, 헬스모니터(210)는, 출력(230)의 네비게이션 측정데이터와 예측된 출력(230)의 네비게이션 측정데이터 사이의 차를 결정한다. 예를 들면, 네비게이션 측정데이터의 방위와 예측된 네비게이션 측정데이터의 방위 사이의 차는 3도 이다. 스텝 515에서, 헬스모니터(210)는, 상기 차의 백분율에 의거하여 차의 양을 측정한다. 예를 들면, 3도의 차는, 네비게이션(115)에 대한 공차한도 내에 있다. 스텝 520에서, 헬스 모니터(210)는, 상기 측정된 차에 의거하여 네비게이션(115)에 대한 헬스 인디케이터를 결정한다. 헬스모니터(210)는, 네비게이션(115)에 대한 98퍼센트의 헬스 인디케이터를 제공한다.
도 1, 도 2 및 도 6에서, 마스터 네비게이션(110)은, 네비게이션(115, 120)에 대한 네비게이션솔루션을 결정한다. 스텝 605에서, 마스터 네비게이션(110)은, 마스터 네비게이션(115, 120)으로부터의 네비게이션 측정데이터를 수신한다. 스텝 610에서, 헬스모니터(210)는, 네비게이션(115)이 이상이 없는지를 결정하며, 네비게이션(120)이 이상이 있는지를 결정한다. 스텝 615에서, 표준네비게이션 솔루션 구성요소(215)는, 네비게이션(115)에 대한 네비게이션솔루션을 결정한다. 스텝 620에서, 표준네비게이션 솔루션 구성요소(215)는, 네비게이션(115)에 대한 네비게이션솔루션을 출력(260)으로서 제공한다. 스텝 615에서, 굴곡모델 구성요소(225)는, 이상이 없는 네비게이션, 예를 들면, 네비게이션(115)에 의해 측정된 물리적인 파라미터를 얻는다. 스텝 630에서, 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 이상이 있는 네비게이션, 예를 들면, 네비게이션(120)에 대한 동적레버암을 굴곡모델 구성요소(225)로부터 얻는다. 스텝 635에서, 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 네비게이션(115)(예를 들면, 이상이 없는 네비게이션)과 네비게이션(120)(예를 들면, 이상이 있는 네비게이션) 사이의 관계에 의거한 네비게이션(120)에 대한 대체 네비게이션솔루션, 네비게이션(115)에 대한 네비게이션솔루션, 네비게이션(120)에 대한 물리적 파라미터, 및 네비게이션(120)에 대한 동적레버암을 결정한다. 대체 네비게이션솔루션 구성요소(220)는, 대체 네비게이션솔루션을 출력(265)으로서 제공한다.
하나의 실시예에서의 상기 장치(100)는, 하나 이상의 전자 구성요소, 하드웨어 구성요소 및 컴퓨터 소프트웨어 구성요소 등의 복수의 구성요소를 포함하고 있다. 이러한 다수의 구성요소는, 상기 장치(100)와 결합 또는 분리가능하다. 상기 장치(100)의 전형적인 구성요소는, 동일분야의 기술자들이 이해할 할 수 있는, 다수의 프로그래밍 언어중에 어느 것으로도 기입 또는 구현되는 한 세트 및/ 또는 일련의 컴퓨터 명령을 사용 및/또는 포함한다.
하나의 실시예에서의 상기 장치(100)는, 하나 이상의 컴퓨터 판독가능한 신호담지 매체를 사용한다. 컴퓨터 판독가능한 신호담지 매체는, 본 발명의 하나 이상의 실시예의 하나 이상의 부분을 실행하는 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 어셈블리 언어를 기억한다. 상기 장치(100)의 컴퓨터 판독가능한 신호담지 매체의 예는, 마스터 네비게이션(110)의 판독가능한 데이터 기억매체(101), 네비게이션(115, 120, 125, 130), 굴곡모델 구성요소(225), 기준좌표 구성요소(205), 리지드레버암 모델구성요소(310, 340), 및 필터(320)를 포함하고 있다. 하나의 실시예에서의 상기 장치(100)에 대한 컴퓨터 판독가능한 신호담지 매체는, 마그네틱, 전기, 광학, 생물학 및 원자 데이터기록매체 중에서 하나 이상을 포함하고 있다. 예를 들면, 컴퓨터 판독가능한 신호담지 매체는,플로피 디스크, 마그네틱 테이프, CD-ROM, DVD-ROM, 하드디스크 드라이브 및 전자 메모리를 포함하고 있다. 또 하나의 실시예에서, 컴퓨터 판독가능한 신호담지 매체는, 상기 장치(100)와 연결되거나 또는 포함하는 네트워크상에서 전송되어 변조된캐리어 신호, 예를 들면, 전화통신망, 근거리통산망(LAN), 광역통신망(WAN), 인터넷, 및 무선통신망 중의 하나 이상을 포함하고 있다.
여기에 설명된 스텝이나 작동은 매우 전형적이다. 이들 스텝과 작동은 본발명의 정신을 일탈함이 없이 변경이 가능하다. 예를 들면, 스텝은 다른 순서로 실행되어도 되고 또는 스텝은 부가,삭제, 또는 변경되어도 된다.
본 발명의 전형적인 구현이 여기에 상세하게 묘사하고 기술되었지만, 본 발명의 정신으로부터 일탈함이 없이, 각종 변경,추가,대체 등이 이루어질 수 있고, 따라서, 이들이 다음의 청구항에 규정된 본발명의 범위 내로 고려된다는 것을 관련된 기술의 숙련된 기술자 들에게 자명하게 될 것이다.
본 발명에 의하면, 하나 이상의 감지 시스템의 네비게이션의 실패시에 운송수단의 감지시스템에서의 센서의 출력을 보정할 필요가 있는 장치에 대해 정확한 보정이 가능한 중복성 있는 네비게이션을 제공한다.

Claims (22)

  1. 방위, 위치 또는 속도를 포함하는 제 1 네비게이션 파라미터를 감지하고 운송수단의 제1 위치에 위치한 대응하는 제1 센서로부터 데이터를 받으며, 상기 제 1 네비게이션 파라미터에 의거해서 제 1 네비게이션 측정 데이터를 계산하는 슬레이브 네비게이션과;
    제 1 센서에 의해 감지된 네비게이션 파라미터와 동일한 형태인 제 2 네비게이션 파라미터를 감지하고, 상기 제 1 위치에 있는 제 1 센서로부터 소정의 거리만큼 떨어진, 운송수단의 제 2 위치에 위치한 대응하는 제 2 센서로부터 데이터를 받으며, 상기 제 2 네비게이션 파라미터에 의거해서 제 2 네비게이션 측정 데이터를 계산하는 마스터 네비게이션을 포함하고,
    상기 마스터 네비게이션은, 제 1 네비게이션 측정데이터와 제 2 네비게이션 측정 데이터 사이의 차이에 근거해서 에러값을 추정하고, 이 에러 값 및 상기 소정의 거리에 의거해서 보정된 네비게이션 측정 데이터를 계산하며, 상기 에러 값을 상기 슬레이브 네비게이션에 보내고,
    상기 슬레이브 네비게이션은 상기 제 1 네비게이션 측정 데이터와 상기 에러값에 의거해서 보정된 네비게이션 측정 데이터를 계산하고,
    상기 보정된 네비게이션 측정 데이터는 상기 제 1 네비게이션 측정 데이터에 비해 향상된 정확도를 가지는 것을 특징으로 하는 운송수단에 배치된 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 네비게이션은 뉴럴 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 운송수단에 배치된 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 네비게이션은 칼만필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 운송수단에 배치된 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 슬레이브 네비게이션은, 슬레이브 네비게이션에 대한 조작 상의 이상이 없음을 나타내는 헬스 인디케이터(health indicator)를 포함하고, 슬레이브 네비게이션에 대한 조작 상의 이상이 있는 것으로 판단되는 경우에는, 상기 마스터 네비게이션은 네비게이션 파라미터의 값을 결정하기 위해 제 2 네비게이션 측정 데이터만을 사용하는 것을 특징으로 하는 운송수단에 배치된 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 네비게이션은, 마스터 네비게이션에 대한 조작 상의 이상이 없음을 나타내는 헬스 인디케이터를 포함하고, 마스터 네비게이션에 대한 조작 상의 이상이 있는 것으로 판단되는 경우에는, 상기 마스터 네비게이션은 네비게이션 파라미터의 값을 결정하기 위해 제 1 네비게이션 측정 데이터만을 사용하는 것을 특징으로 하는 운송수단에 배치된 장치.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2901363B1 (fr) * 2006-05-19 2010-04-23 Thales Sa Dispositif de navigation aerienne a capteurs inertiels et recepteurs de radionavigation et procede de navigation aerienne utilisant de tels elements
DE102007054628A1 (de) * 2007-11-15 2009-05-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Positionsbestimmung eines Luftfahrzeuges
ATE497147T1 (de) * 2008-09-05 2011-02-15 Converteam Technology Ltd Dynamische positionierungsarchitektur
US8204635B2 (en) * 2008-12-16 2012-06-19 Honeywell International Inc. Systems and methods of redundancy for aircraft inertial signal data
US8290744B2 (en) * 2009-01-14 2012-10-16 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Integrated rate isolation sensor
US9157744B2 (en) * 2012-08-06 2015-10-13 The Boeing Company Precision multiple vehicle navigation system
RU2515469C1 (ru) * 2012-11-22 2014-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Способ навигации летательных аппаратов
EP2952994A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-09 GE Energy Power Conversion Technology Ltd System and method for dynamic positioning
RU2613369C1 (ru) * 2016-01-28 2017-03-16 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ навигации летательного аппарата с использованием высокоточного одноэтапного пеленгатора и адресно-ответной пакетной цифровой радиолинии в дкмв диапазоне
RU2623452C1 (ru) * 2016-05-19 2017-06-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Способ навигации движущихся объектов
RU2644632C1 (ru) * 2016-11-03 2018-02-13 Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") Малогабаритный навигационный комплекс
DK3572819T3 (da) 2018-05-25 2020-12-07 Hottinger Brueel & Kjær As Fremgangsmåde til bestemmelse af rumlige konfigurationer af en flerhed af transducere i forhold til en målgenstand
US10889302B2 (en) 2018-06-27 2021-01-12 Honeywell International Inc. Methods for monitoring the output performance of state estimators in navigation systems
RU2707269C1 (ru) * 2019-01-21 2019-11-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Способ навигации летательных аппаратов и устройство для его осуществления
RU2732520C1 (ru) * 2019-07-23 2020-09-18 Войсковая часть 13991 Устройство для определения пространственной ориентации ракеты космического назначения "союз-2"
KR102213198B1 (ko) * 2019-08-06 2021-02-05 주식회사 현대케피코 센서 데이터 자동 검출 기능을 구비한 차량 제어기 및 그것의 센서 데이터 자동 검출 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001341664A (ja) * 2000-05-31 2001-12-11 Tokico Ltd 車両のセンサフェイル検出装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6195609B1 (en) 1993-09-07 2001-02-27 Harold Robert Pilley Method and system for the control and management of an airport
US6901369B2 (en) * 1992-11-09 2005-05-31 Lextron, Inc. Satellite based global positioning system for feedlot computer network and method
JPH07294622A (ja) * 1994-04-21 1995-11-10 Japan Radio Co Ltd 列車位置測定方法
JP3416694B2 (ja) * 1995-01-31 2003-06-16 松下電器産業株式会社 回転角速度算出装置および車両位置算出装置
US6768944B2 (en) 2002-04-09 2004-07-27 Intelligent Technologies International, Inc. Method and system for controlling a vehicle
US6720920B2 (en) * 1997-10-22 2004-04-13 Intelligent Technologies International Inc. Method and arrangement for communicating between vehicles
US6236365B1 (en) * 1996-09-09 2001-05-22 Tracbeam, Llc Location of a mobile station using a plurality of commercial wireless infrastructures
JP3970473B2 (ja) * 1999-05-19 2007-09-05 財団法人鉄道総合技術研究所 監視手段付きｇｐｓ装置
JP3624826B2 (ja) * 2000-12-20 2005-03-02 日本電気株式会社 Ｇｐｓ受信装置及びｇｐｓ測位システム
EP1302356B1 (en) * 2001-10-15 2006-08-02 Ford Global Technologies, LLC. Method and system for controlling a vehicle
KR100591751B1 (ko) * 2003-03-06 2006-06-22 삼성전자주식회사 신경망을 이용한 복합 항법 시스템 및 신경망 적용 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001341664A (ja) * 2000-05-31 2001-12-11 Tokico Ltd 車両のセンサフェイル検出装置

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Publication number Publication date
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