KR101442703B1 - GPS terminal and method for modifying location position - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 GPS 단말기 및 위치 보정 방법으로서, GPS 신호를 이용하여 현재 위치 좌표를 산출하는 단말기 및 이러한 현재 위치 좌표를 보정하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a GPS terminal and a position correction method for a terminal for calculating current position coordinates using a GPS signal and a method for correcting such current position coordinates.
최근 차량에는 차량 주행시 차량의 주행 속도, 주행 거리 및 위치 정보 등을 확인하기 위한 위성 항법 장치(Global Positioning System: 이하 'GPS')가 설치된다. GPS는 네 개 또는 그 이상의 궤도 위성들로부터 차량으로 수신되는 GPS 데이터를 이용하여 차량의 위치 정보를 산출한다. 운전자가 차량의 위치 좌표를 LCD와 같은 표시 모듈에 디스플레이되는 지도에 표시함으로써, 원하는 목적지와 상기 목적지로 가야할 방향을 용이하게 확인할 수 있도록 하고 있다.Recently, a global positioning system (hereinafter referred to as 'GPS') is installed in a vehicle to check the traveling speed, mileage, and position information of the vehicle when the vehicle is traveling. The GPS calculates the position information of the vehicle using GPS data received from the four or more orbiting satellites in the vehicle. The driver displays the position coordinates of the vehicle on the map displayed on the display module such as the LCD so that the desired destination and the direction to the destination can be easily confirmed.
이러한 위성 항법 장치(GPS)는 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히, GPS는 차량 내에서 사용자의 목적지까지 경로안내를 수행하는 네비게이션으로 활발하게 사용되고 있으며, 카메라 및 휴대폰에도 장착되어 다양한 서비스 제공에 필수적인 역할을 수행하고 있다. 또한 무인 자율주행 차량에 관한 분야에서는 현재의 위치 정보가 무인 주행을 위한 필수적인 정보이다. Such a GPS (Global Positioning System) is utilized in various fields. In particular, GPS is actively used as a navigation device for navigating a route from a vehicle to a user's destination, and is also installed in a camera and a mobile phone, and plays an essential role in providing various services. In the field of unmanned autonomous vehicles, current position information is essential information for unmanned driving.
그런데, 종래의 GPS는 차량이 터널이나 신호의 간섭이 심한 고층 건물의 밀집 지역에서 주행하는 경우, 위성으로부터 차량의 정확한 위치 정보를 수신하기 어렵다. 설령 위치 정보가 수신되었다 할지라도 큰 오차 값을 갖는 위치 정보를 수신하므로, GPS의 본연의 기능을 제대로 수행하지 못하는 경우가 빈번하다. 이러한 위치 정보가 갖는 오차를 보정하기 위하여 최근에는 GPS 내부에 자이로 센서(Gyro Sensor)를 추가로 설계하여, 위성으로부터 수신된 위치 정보가 갖는 오차를 보정하는 GPS가 개발된바 있다.However, in the conventional GPS, when the vehicle travels in a dense area of a high-rise building where interference of a tunnel or a signal is severe, it is difficult to receive accurate position information of the vehicle from the satellite. Even if the position information is received, since the position information having a large error value is received, it often happens that the GPS does not perform its original function properly. In order to correct the error of the position information, a gyro sensor has been recently designed in the GPS to compensate the error of the position information received from the satellite.
예를 들어, 무인 자율주행 차량에 관한 분야에서는 고성능 GPS를 이용하고, 부가적으로 가속도 센서, 콤파스 센서 등의 추가적인 센서를 이용하여 정확한 현재 위치 좌표값을 획득한다.For example, in the field of unmanned autonomous vehicles, high performance GPS is used, and additional accurate sensors such as acceleration sensors and compass sensors are used to acquire accurate current position coordinates.
그러나, 고성능 GPS는 가격이 비싸므로 대중화되기 어렵고, 성능이 낮은 GPS는 오차로 인하여 무인 자율주행에서 사용하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 무인 자율주행 차량이 상용화되기 위해서는 차량에 장착되는 센서의 가격을 최소화 하면서도, 무인 자율 주행에 가장 필수적인 위치 정보의 정확도를 높은 상태로 유지해야 하는 어려움이 있다.However, high-performance GPS is difficult to popularize because it is expensive, and low-performance GPS has a problem that it is difficult to use in autonomous navigation due to errors. Further, in order to commercialize the autonomous autonomous vehicle, it is difficult to keep the accuracy of the position information, which is most essential for autonomous autonomous driving, at a high level while minimizing the price of the sensor mounted on the vehicle.
본 발명의 기술적 과제는 GPS를 이용하여 산출되는 좌표의 정확도를 높이는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 정확한 좌표를 산출하기 위하여 부가적인 센서를 필요로 하지 않도록 하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 GPS를 이용하여 좌표를 산출할 때 GPS 신호 이외에 다른 부가적인 정보를 활용하여 정확도를 높이는데 있다.
The technical problem of the present invention is to improve the accuracy of coordinates calculated using GPS. Another object of the present invention is to avoid the need for an additional sensor in order to calculate accurate coordinates. The technical problem of the present invention is to improve the accuracy by using additional information other than the GPS signal when calculating coordinates using GPS.
본 발명의 실시 형태는 GPS 위성으로부터 수신한 GPS 신호를 이용하여 GPS 산출 좌표를 산출하는 GPS 신호 처리부와, 상기 GPS 신호 처리부가 탑재된 장치의 주변 영상에서 특징점 이미지를 추출하는 특징점 이미지 추출부와, 지도 좌표별로 정밀 좌표 이미지가 맵핑되어 있는 정밀지도 데이터베이스와, 상기 GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 상기 정밀지도 데이터베이스를 탐색하여 상기 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하여, 상기 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정하는 위치 보정부를 포함한다.The embodiments of the present invention can be applied to a GPS signal processing apparatus including a GPS signal processing unit for calculating GPS calculation coordinates using a GPS signal received from a GPS satellite, a minutia point image extracting unit for extracting minutia point images from a peripheral image of a device equipped with the GPS signal processing unit, A precise map database in which a precise coordinate image is mapped according to map coordinates, a precise map database searching the precise map database using the GPS calculation coordinates as a reference point, extracting a precise coordinate image matching the minutia point image, And determines a current map coordinate as a current position coordinate.
또한 위치 보정부는, 상기 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정할 때, 상기 GPS 단말기의 GPS 산출 좌표의 변화가 발생한 경우, 상기 결정된 현재 위치 좌표에 GPS 산출 좌표의 변화량만큼 보정함을 특징으로 한다.In addition, when the map coordinate mapped to the extracted precise coordinate image is determined as the current position coordinate, when the GPS calculation coordinate of the GPS terminal changes, the position correction unit corrects the determined current position coordinate by the variation amount of the GPS calculation coordinate .
또한 위치 보정부는, 상기 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정할 때, 상기 특징점 이미지와 상기 GPS 단말기 사이의 거리 및 방향만큼 상기 결정된 현재 위치 좌표를 보정함을 특징으로 한다.The position correcting unit corrects the determined current position coordinates by a distance and a direction between the minutia point image and the GPS terminal when determining the map coordinates mapped to the extracted fine coordinate image as the current position coordinates.
또한 특징점 이미지는, 차선 형태 이미지, 노면 마크, 표지판 이미지, 신호등 이미지, 건물 외형 이미지 중에서 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The feature point image may be at least one of a lane-shaped image, a road mark, a sign image, a traffic light image, and a building exterior image.
또한 특징점 이미지 추출부는, 주변 영상에서 추출되는 다수의 특징점 이미지인 후보 특징점 이미지 중에서 판독지수가 제일 높은 특징점 이미지를 상기 위치 보정부에 제공한다.Also, the feature point image extracting unit provides the feature point image having the highest readout index among the candidate feature point images, which is a plurality of feature point images extracted from the peripheral image, to the position correcting unit.
또한 판독지수가 제일 높은 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하지 못한 경우에는, 상기 특징점 이미지 추출부는, 상기 후보 특징점 이미지 중에서 다음번째로 판독지수가 높은 특징점 이미지를 상기 위치 보정부에 제공한다. 판독지수는, 선명도(sharpness), 휘도(brightness), 대조비(contrast) 중 어느 하나의 수치이거나, 또는 상기 선명도(sharpness), 휘도(brightness), 대조비(contrast)를 일정 비율별로 조합하여 산출한 값임을 특징으로 한다.When the accurate coordinate image matching the feature point image having the highest readout index can not be extracted, the feature point image extracting unit provides the feature point image having the next highest readout index among the candidate feature point images to the position correcting unit. The readout index may be any one of sharpness, brightness, and contrast, or a value obtained by combining the sharpness, brightness, and contrast by a certain ratio .
또한 GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 상기 정밀지도 데이터베이스를 탐색하는 것은, 상기 GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 미리 설정한 탐색 반경 내에 있는 정밀 좌표 이미지 중에서, 상기 특징점 이미지와 동일한 형태를 가지는 정밀 좌표 이미지를 탐색한다.The searching of the precise map database with the GPS calculation coordinates as a reference point is performed by searching a precise coordinate image having the same shape as the minutia point image among the precise coordinate images within a search radius set in advance using the GPS calculation coordinates as a reference point do.
본 발명의 실시 형태에 따른 GPS 위치 보정 방법은, 지도 좌표별로 정밀 좌표 이미지가 맵핑되어 있는 정밀지도 데이터베이스를 마련하는 과정과, GPS 위성으로부터 수신한 GPS 신호를 이용하여 GPS 산출 좌표를 산출하는 과정과, 주변 영상에서 특징점 이미지를 추출하는 과정과, 상기 GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 상기 정밀지도 데이터베이스를 탐색하여 상기 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하여, 상기 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정하는 과정을 포함한다.
A GPS position correction method according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing an accurate map database in which precise coordinate images are mapped by map coordinates, calculating GPS coordinates using GPS signals received from GPS satellites, Extracting a minutiae point image from a surrounding image; searching the precision map database using the GPS calculation coordinates as a reference point to extract a fine coordinate image corresponding to the minutia point image; As the current position coordinates.
본 발명의 실시 형태에 따르면 GPS를 이용하여 산출한 좌표에 대한 정확도를 높일 수 있다. 따라서 운전자 등에게 안전한 위치 정보 서비스를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 GPG 좌표 산출을 위한 별도의 센서를 필요로 하지 않기 때문에, GPS 단말기의 제조 단가를 줄일 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the accuracy with respect to the coordinates calculated using the GPS. Therefore, it is possible to provide a safe location information service to the driver and the like. Further, according to the embodiment of the present invention, since a separate sensor for GPG coordinate calculation is not required, the manufacturing cost of the GPS terminal can be reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 단말기의 구성 블록도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주변 영상 및 특징점 이미지를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 특징점 이미지의 거리(d) 및 방향각(θ)을 도시한 그림이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정밀지도 데이터베이스의 정밀 좌표 이미지의 차선 순서를 나타낸 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 노면 마크 이미지의 특징점 이미지를 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 건물 형태의 특징점 이미지를 도시한 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 단말기의 구성 블록도를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of a GPS terminal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a peripheral image and a minutiae point image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a distance d and a direction angle? Of a minutiae point image according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a lane-sequential order of a precise coordinate image of the precise map database according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a feature point image of a road mark image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating feature point images of a building type according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a GPS terminal according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 단말기의 구성 블록도를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of a GPS terminal according to an embodiment of the present invention.
GPS 단말기는 GPS 위성을 이용하여 좌표를 산출하는 단말기로서, 본 발명의 실시예는 별도의 데이터베이스를 이용하여 위치 좌표를 보정한다. 이를 위하여 GPS단말기는 정밀지도 데이터베이스(400), GPS 신호 처리부(200), 특징점 이미지 추출부(300), 위치 보정부(100)를 포함한다. 이밖에 주변 영상 취득부(500)를 더 포함할 수 있다.The GPS terminal is a terminal for calculating coordinates using a GPS satellite. The embodiment of the present invention corrects position coordinates using a separate database. To this end, the GPS terminal includes a
정밀지도 데이터베이스(400)는, 지도 좌표별로 정밀 좌표 이미지가 맵핑되어 저장된 데이터베이스이다. 지도의 경도 및 위도의 좌표별로 해당 지점의 실제 촬영된 영상 이미지가 정밀 좌표 이미지로서 맵핑되어 저장되어 있다. 예를 들어, 동경 126도03분235초(126°03′235″), 북위 37도56분152초(37°56′152″)의 좌표에는 신호등 정밀 좌표 이미지가 저장되어 있으며, 126도03분237초(126°03′237″), 북위 37도56분155초(37°56′155″)의 좌표에는 건물 형태 정밀 좌표 이미지가 저장되어 있다.The
이러한 정밀지도 데이터베이스는 하드디스크(Hard Disk), SSD 디스크(Solid State Disk), 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.Such a precision map database may be a hard disk, an SSD disk (Solid State Disk), a flash memory, a CF card, an SD card (Secure Digital card), a SM card (Smart Media Card) , An MMC card (Multi-Media Card), a memory stick, or the like, as a module capable of inputting and outputting information, or may be provided in a separate device.
GPS 신호 처리부(200)는, GPS 위성으로부터 수신한 GPS 신호에 대한 삼각측량에 의하여 위도, 경도 및 고도를 적어도 하나 이상 포함하는 GPS 산출 좌표를 산출한다. 이를 위하여 GPS 신호 처리부(200)는, GPS 데이터로 변환하는 GPS 수신 모듈(210)과, GPS 산출 좌표를 산출하는 GPS 산출 모듈(220)을 포함한다.The GPS
GPS 수신 모듈(210)은, GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 디지털 데이터 형태의 GPS 데이터로 변환한다. 즉, GPS 안테나를 통해 적어도 세 개 이상의 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 변복조를 거쳐 디지털 데이터(이하, 'GPS 데이터'라 함) 형태로 변환한다. 참고로, 상기의 GPS 신호는 GPS 위성에서 송신되는 부호 신호이다.The
GPS 산출 모듈(220)은, GPS 데이터의 삼각측량에 의하여 위도, 경도 및 고도를 적어도 하나 이상 포함하는 GPS 산출 좌표를 산출한다. 적어도 세 개의 GPS 위성으로부터 수신되어 변조된 GPS 데이터를 근거로 삼각 측량을 통하여 좌표(이하, 'GPS 산출 좌표'라 함)를 산출한다. 따라서 GPS 산출 좌표는 GPS 안테나가 부착된 GPS 단말기의 경도 좌표값과 위도 좌표값이 해당될 수 있다.The
특징점 이미지 추출부(300)는, GPS 신호 처리부(200)를 구비한 GPS 단말기가 탑재된 장치(예컨대, 차량)의 주변 영상에서 특징점 이미지를 추출한다. 즉, 특징점 이미지 추출부(300)는 주변 영상을 촬영하여 촬영한 주변 영상에서 지리적 위치를 특징할 수 있는 특징점 이미지를 추출한다. 특징점 이미지라 함은, 촬영된 영상의 지리적 위치를 파악할 수 있는 이미지를 말하는 것으로서, 예컨대 도 2에 도시된 주변 영상의 경우, 차선 형태 이미지(21;차선 직진성 형태, 차선 색상), 노면 마크(21,22;도로바닥에 표시된 글자나 도형), 표지판 이미지(23), 신호등 이미지(25), 건물 외형 이미지(24) 등이 해당될 수 있다. 이러한 특징점 이미지의 형태는 미리 설정 등록되어 있어, 특징점 이미지 추출부(300)는 주변 영상 내의 다수의 이미지 형태를 판독하여 등록되어 있는 이미지 형태와 일치하는 이미지를 특징점 이미지로서 추출한다.The feature point
특징점 이미지 추출부(300)는 주변 영상에서 추출되는 다수의 특징점 이미지(이하, '후보 특징점 이미지'라 함) 모두를 위치 보정부(100)로 제공할 수 있다. 또는 특징점 이미지 추출부(300)는 주변 영상에서 추출되는 다수의 후보 특징점 이미지 중에서 판독지수가 제일 높은 특징점 이미지만을 위치 보정부(100)에 제공할 수 있다. 주변 영상에서 추출되는 모든 특징점 이미지들을 제공할 경우 위치 보정부(100)에서 실제로 현재 위치 좌표 산출시에 계산 알고리즘이 복잡해질 우려가 있기 때문에, 현재 위치 좌표 산출에 도움이 될 수 있는 가장 판독지수가 높은 특징점 이미지만을 위치 보정부에 제공하는 것이다. 상기에서 판독지수라 함은 이미지를 구분할 수 있는 정도를 나타내는 수치이다. 판독지수는, 이미지의 선명도(sharpness), 휘도(brightness), 대조비(contrast) 중 어느 하나의 수치가 사용될 수 있다. 또는 이미지의 선명도(sharpness), 휘도(brightness), 대조비(contrast)를 일정 비율별로 조합하여 산출한 값을 판독지수로 사용할 수 있다. 예컨대, 선명도의 값을 50%, 휘도의 값을 30%, 대조비의 값을 20% 비율로 하여 최종적인 판독지수로 산출될 수 있다.The feature point
한편, 특징점 이미지 추출부(300)는 판독지수가 제일 높은 특징점 이미지만을 위치 보정부(100)에 제공하는데, 위치 보정부(100)는 제공받은 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지가 정밀지도 데이터베이스(400)에 존재하지 않는 경우에는 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출할 수 없다. 이와 같이 특징점 이미지 추출부(300)가 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출할 수 없다는 메시지를 위치 보정부(100)로부터 수신한 경우, 특징점 이미지 추출부(300)는 후보 특징점 이미지 중에서 다음번째로 판독지수가 높은 특징점 이미지를 위치 보정부(100)에 제공할 수 있다. 따라서 특징점 이미지 추출부(300)는 정밀 좌표 이미지가 추출될 때까지 판독지수 높은 순서대로 차례로 위치 보정부(100)에 제공할 수 있다.On the other hand, the feature point
한편, 특징점 이미지 추출부(300)는 자체적으로 구비한 카메라를 통해 주변 영상을 촬영하여 획득하며, 이밖에 별도의 주변 영상 취득부(500)를 통해 주변 영상을 획득할 수 있다. 주변 영상 취득부(500)는 GPS 단말기가 탑재된 장치의 주변의 영상을 촬영하여 주변 영상으로서 특징점 이미지 추출부(300)에 제공한다. 즉, 주변 영상 취득부(500)는 블랙박스의 영상, 3D 촬영기 등과 같은 외부 촬상 장치로 구현되어, 외부 주변의 영상을 입체적으로 촬영하여 주변 영상으로서 특징점 이미지 추출부(300)에 제공한다.
Meanwhile, the feature point
위치 보정부(100)는 GPS 신호 처리부(200)에서 산출한 GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 정밀지도 데이터베이스(400)를 탐색하여 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출한 후, 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정한다. The
GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 상기 정밀지도 데이터베이스(400)를 탐색하는 것은, GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 미리 설정한 탐색 반경 내에 있는 정밀 좌표 이미지 중에서, 특징점 이미지와 동일한 형태를 가지는 정밀 좌표 이미지를 탐색한다. 예를 들어, GPS 신호 처리부에서 산출한 GPS 산출 좌표가 동경 126도03분234초(126°03′234″), 북위 37도56분151초(37°56′151″)인 경우, 해당 좌표의 ±범위(예컨대,±10초)에 있는 정밀 좌표 이미지들을 탐색하여, 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출한다. 따라서 동경 126도03분229초(126°03′229) ~ 동경 126도03분239초(126°03′239)와, 북위 37도56분146초(37°56′146″) ~ 북위37도56분156초(37°56′156″)의 범위에 있는 차선 형태 이미지, 노면 마크, 표지판 이미지, 신호등 이미지, 건물 외형 이미지 등의 정밀 좌표 이미지들이 탐색될 수 있다. 상기의 탐색 반경은 GPS 단말기가 탑재된 장치의 크기에 비례하여 탐색 반경이 결정될 수 있다. GPS 단말기가 버스 차량처럼 큰 장치에 탑재된 경우 탐색 반경은 10m(예컨대, ±10초 좌표 범위)로 결정될 수 있으며, GPS 단말기가 스마트폰처럼 작은 크기의 장치에 탑재된 경우 탐색 반경은 5m 범위로 결정될 수 있다.The searching of the
한편, 위치 보정부(100)는 탐색된 정밀 좌표 이미지 중에서 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하고, 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정한다. 예를 들어, 특징점 이미지가 신호등 이미지로서 이와 일치하는 정밀 좌표 이미지가 동경 126도03분235초(126°03′235″), 북위 37도56분152초(37°56′152″)의 좌표에 있는 경우, 현재 위치 좌표를 정밀 좌표 이미지의 좌표인 동경 126도03분235초(126°03′235″), 북위 37도56분152초(37°56′152″)로 결정한다. 따라서 GPS 신호 처리부에서 산출된 좌표가 26도03분234초(126°03′234″), 북위 37도56분151초(37°56′151″)이라 하더라도 최종적으로 동경 126도03분235초(126°03′235″), 북위 37도56분152초(37°56′152″)의 좌표로 보정될 수 있다.On the other hand, the
또한 위치 보정부(100)는 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정할 때, GPS 단말기의 GPS 산출 좌표의 변화가 발생한 경우, 결정된 현재 위치 좌표에 GPS 산출 좌표의 변화량만큼 보정할 수 있다. 예를 들어, GPS 신호 처리부에서 산출한 GPS 산출 좌표가 동경 126도03분234초(126°03′234″), 북위 37도56분151초(37°56′151″)의 GPS 산출 좌표에서 결정된 현재 위치 좌표가 동경 126도03분235초(126°03′235″), 북위 37도56분152초(37°56′152″)로 될 때, GPS 단말기가 탑재된 차량 등이 이동하여 GPS 산출 좌표가 경도상에서 +1초(+1″) 변화가 있을 때는, GPS 산출 좌표의 변화량만큼 현재 위치 좌표를 보정하여 동경 126도03분236초(126°03′236″), 북위 37도56분152초(37°56′152″)로서 최종적인 현재 위치 좌표로 결정한다.When the GPS coordinate of the GPS terminal is changed, the
또한 위치 보정부(100)는 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정할 때, 특징점 이미지와 GPS 사이의 거리 및 방향만큼 상기 결정된 현재 위치 좌표를 보정할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 신호등 특징점 이미지(25)의 경우 GPS 단말기와의 거리 및 방향 각도를 측정하면, 도 3에 도시한 바와 같이 거리(d) 및 방향각(θ)을 알 수 있다. 따라서 측정되는 거리(d) 및 방향각(θ)만큼 현재 위치 좌표를 보정하여 정확한 보정 위치로 보정할 수 있다.
The
결국, 위치 보정부(100)는 상기와 같이 정밀지도 데이터베이스(400)를 이용하여 보정함으로써, 정확한 위치 좌표를 산출할 수 있다. 참고로, 이하에서는 보정되는 예시를 설명한다.As a result, the
예를 들어, 특징점 이미지 추출부(300)에서 추출된 특징점 이미지가 이중직선과 점선의 차선이고, 해당 좌표의 탐색 반경 내의 정밀지도 데이터베이스에 일치하는 정밀 좌표 이미지의 차선 순서가 도 4에 도시한 바와 같이 1차선부터 이중직선->점선->점선->직선이라면, 현재 주행 차선은 1차선이라고 결정될 수 있으며 이에 따라 주행 방향인 1차선으로 측면 위치 좌표를 보정할 수 있다.For example, if the feature point image extracted by the feature point
또한 특징점 이미지 추출부(300)에서 추출된 특징점 이미지가 도 5에 도시된 노면 마크 이미지이고, 해당 좌표의 탐색 반경 내의 정밀지도 데이터베이스에 일치하는 노면 마크 정밀 좌표 이미지의 위도, 경도 및 고도의 좌표를 이용하여 현재 위치 좌표를 결정할 수 있다. The feature point image extracted by the feature point
또한 특징점 이미지 추출부(300)에서 추출된 특징점 이미지가 도 2에 도시된 신호등 이미지(25)이고, 해당 좌표의 탐색 반경 내의 정밀지도 데이터베이스(400)에 일치하는 신호등 정밀 좌표 이미지의 위도, 경도 및 고도의 좌표를 이용하여 현재 위치 좌표를 결정할 수 있다.In addition, the minutia point image extracted by the minutia point
또한 특징점 이미지 추출부(300)에서 추출된 특징점 이미지가 도 6에 도시된 건물 형태 이미지이고, 해당 좌표의 탐색 반경 내의 정밀지도 데이터베이스에 일치하는 건물 형태 정밀 좌표 이미지의 위도, 경도 및 고도의 좌표를 이용하여 현재 위치 좌표를 결정할 수 있다.
The feature point image extracted by the feature point
도7은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 단말기의 구성 블록도를 도시한 도면이다.7 is a block diagram of a GPS terminal according to an embodiment of the present invention.
지도 좌표별로 정밀 좌표 이미지가 맵핑되어 있는 정밀지도 데이터베이스를 마련한다(S710). 정밀지도 데이터 베이스는, 지도 좌표별로 정밀 좌표 이미지가 맵핑되어 저장된 데이터베이스이다. 지도의 위도, 경도 및 고도의 좌표별로 해당 지점의 실제 촬영된 영상 이미지가 정밀 좌표 이미지로서 맵핑되어 저장된다.A precision map database in which precise coordinate images are mapped according to map coordinates is prepared (S710). The precision map database is a database in which precise coordinate images are mapped and stored by map coordinates. The actual photographed image image of the corresponding point is mapped and stored as a precise coordinate image by the latitude, longitude and altitude coordinates of the map.
GPS 위성으로부터 수신한 GPS 신호를 이용하여 삼각측량에 의한 GPS 산출 좌표를 산출한다(S720). 그리고 주변 영상에서 특징점 이미지를 추출한다(S730). 즉, 주변 영상을 촬영하여 촬영한 주변 영상에서 지리적 위치를 특징할 수 있는 특징점 이미지를 추출한다. 특징점 이미지라 함은, 촬영된 영상의 지리적 위치를 파악할 수 있는 이미지를 말한다.The GPS calculation coordinates by the triangulation are calculated using the GPS signals received from the GPS satellites (S720). Then, the feature point image is extracted from the surrounding image (S730). That is, a feature point image that can characterize a geographical position is extracted from a surrounding image captured by capturing a surrounding image. The feature point image refers to an image capable of grasping the geographical position of the photographed image.
그 후 GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 정밀지도 데이터베이스를 탐색하여 상기 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하여, 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정한다(S740). 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하는 것은, 주변 영상에서 추출되는 다수의 특징점 이미지인 후보 특징점 이미지 중에서 판독지수가 제일 높은 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하는 과정과, 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하지 못한 경우에는 후보 특징점 이미지 중에서 다음번째로 판독지수가 높은 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출한다. 여기서 판독지수는 이미지를 구분할 수 있는 정도를 나타내는 수치로서, 이미지의 선명도(sharpness), 휘도(brightness), 대조비(contrast) 중 어느 하나의 수치가 사용될 수 있다. 또는 이미지의 선명도(sharpness), 휘도(brightness), 대조비(contrast)를 일정 비율별로 조합하여 산출한 값이 사용될 수 있다.
Thereafter, the precise map database is searched with the GPS calculation coordinates as reference points to extract a precise coordinate image corresponding to the minutia point image, and the map coordinate mapped to the extracted precise coordinate image is determined as the current position coordinate (S740). Extracting a precise coordinate image corresponding to a feature point image includes extracting a precise coordinate image corresponding to a feature point image having the highest readout index among a plurality of candidate feature point images extracted from a surrounding image, If a precise coordinate image is not extracted, a precise coordinate image that matches the feature point image having the next highest readout index is extracted from the candidate feature point images. Here, the readout index is a numerical value indicating the degree to which the image can be distinguished, and any one of the sharpness, brightness, and contrast of the image may be used. Or a value obtained by combining sharpness, brightness, and contrast of an image at a certain ratio may be used.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.
100:위치 보정부 200:GPS 신호 처리부
300:특징점 이미지 추출부 400:정밀지도 DB
500:주변 영상 취득부100: Position corrector 200: GPS signal processor
300: minutia point image extracting unit 400: precision map DB
500: peripheral image acquiring unit
Claims (13)
상기 GPS 신호 처리부가 탑재된 장치의 주변 영상에서 특징점 이미지를 추출하는 특징점 이미지 추출부;
지도 좌표별로 정밀 좌표 이미지가 맵핑되어 있는 정밀지도 데이터베이스;
상기 GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 상기 정밀지도 데이터베이스를 탐색하여 상기 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하여, 상기 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정하는 위치 보정부;
를 포함하며, 상기 위치 보정부는,
상기 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정할 때, 상기 GPS 단말기의 GPS 산출 좌표의 변화가 발생한 경우, 결정된 현재 위치 좌표에 GPS 산출 좌표의 변화량만큼 보정함을 특징으로 하는 GPS 단말기.
A GPS signal processing unit for calculating a GPS calculation coordinate using a GPS signal received from a GPS satellite;
A feature point image extracting unit for extracting a feature point image from a peripheral image of an apparatus equipped with the GPS signal processing unit;
A precise map database in which precise coordinate images are mapped by map coordinates;
A position correcting unit for searching the precise map database using the GPS calculation coordinates as a reference point to extract a precise coordinate image matching the minutia point image and determining map coordinates mapped to the extracted precise coordinate image as current position coordinates;
Wherein the position correcting unit comprises:
And corrects the determined current position coordinates by a variation amount of the GPS calculation coordinates when a change in GPS calculation coordinates of the GPS terminal occurs when determining map coordinates mapped to the extracted precision coordinate images as current position coordinates. .
상기 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정할 때, 상기 특징점 이미지와 상기 GPS 단말기 사이의 거리 및 방향만큼 상기 결정된 현재 위치 좌표를 보정함을 특징으로 하는 GPS 단말기.
The apparatus of claim 1,
And corrects the determined current position coordinates by the distance and direction between the minutia point image and the GPS terminal when determining the map coordinates mapped to the extracted fine coordinate image as the current position coordinates.
The terminal according to claim 1, wherein the feature point image is at least one of a lane-shaped image, a road mark, a sign image, a traffic light image, and a building exterior image.
주변 영상에서 추출되는 다수의 특징점 이미지인 후보 특징점 이미지 중에서 판독지수가 제일 높은 특징점 이미지를 상기 위치 보정부에 제공하는 GPS 단말기.
The image processing apparatus according to claim 1,
And a feature point image having the highest readout index among the candidate feature point images, which is a plurality of feature point images extracted from the surrounding image, to the position correcting unit.
판독지수가 제일 높은 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하지 못한 경우에는, 상기 특징점 이미지 추출부는, 상기 후보 특징점 이미지 중에서 다음번째로 판독지수가 높은 특징점 이미지를 상기 위치 보정부에 제공하는 GPS 단말기.
The method of claim 5,
When the accurate coordinate image corresponding to the highest feature point image having the highest readout index can not be extracted, the feature point image extracting unit extracts the feature point image having the highest readout index from the GPS terminal .
선명도(sharpness), 휘도(brightness), 대조비(contrast) 중 어느 하나의 수치이거나, 또는 상기 선명도(sharpness), 휘도(brightness), 대조비(contrast)를 일정 비율별로 조합하여 산출한 값임을 특징으로 하는 GPS 단말기.
The method according to claim 5 or 6,
Wherein the brightness value is a value obtained by combining one of sharpness, brightness and contrast or a combination of the sharpness, brightness and contrast at a certain ratio GPS terminal.
상기 GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 미리 설정한 탐색 반경 내에 있는 정밀 좌표 이미지 중에서, 상기 특징점 이미지와 동일한 형태를 가지는 정밀 좌표 이미지를 탐색하는 GPS 단말기.
The method of claim 1, wherein searching the precision map database with the GPS calculation coordinates as a reference point comprises:
And searches for a precise coordinate image having the same shape as that of the minutia point image among the precise coordinate images within a predetermined search radius with the GPS calculation coordinate set as a reference point.
9. The GPS terminal of claim 8, wherein the search radius is determined in proportion to the size of the device on which the GPS terminal is mounted.
The GPS terminal according to claim 1, wherein each of the GPS calculation coordinate and the map coordinate includes at least one of latitude, longitude, and altitude.
The GPS terminal according to claim 1, further comprising: a peripheral image acquiring unit for providing the feature point image extracting unit with a peripheral image of a peripheral image of a device on which the GPS terminal is mounted.
GPS 위성으로부터 수신한 GPS 신호를 이용하여 GPS 산출 좌표를 산출하는 과정;
주변 영상에서 특징점 이미지를 추출하는 과정;
상기 GPS 산출 좌표를 기준점으로 하여 상기 정밀지도 데이터베이스를 탐색하여 상기 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하여, 상기 추출한 정밀 좌표 이미지에 맵핑된 지도 좌표를 현재 위치 좌표로 결정하는 과정;
상기 GPS 단말기의 GPS 산출 좌표의 변화가 발생한 경우, 결정된 현재 위치 좌표에 GPS 산출 좌표의 변화량만큼 보정하는 과정;
을 포함하는 GPS 위치 보정 방법.
Preparing a precise map database in which precise coordinate images are mapped by map coordinates;
Calculating a GPS calculation coordinate using a GPS signal received from a GPS satellite;
Extracting a feature point image from a surrounding image;
Searching the precision map database using the GPS calculation coordinates as a reference point to extract a precision coordinate image matching the feature point image and determining map coordinates mapped to the extracted precision coordinate image as current position coordinates;
Correcting the determined current position coordinates by the amount of change of the GPS calculation coordinates when a change of the GPS calculation coordinates of the GPS terminal occurs;
The GPS position correction method comprising:
상기 주변 영상에서 추출되는 다수의 특징점 이미지인 후보 특징점 이미지 중에서 판독지수가 제일 높은 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하는 과정;
상기 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하지 못한 경우에는 상기 후보 특징점 이미지 중에서 다음번째로 판독지수가 높은 특징점 이미지와 일치하는 정밀 좌표 이미지를 추출하는 과정;
을 포함하는 GPS 위치 보정 방법.The method of claim 12, wherein extracting the fine coordinate image coinciding with the minutiae image comprises:
Extracting a precise coordinate image corresponding to a feature point image having the highest readout index among a plurality of candidate feature point images extracted from the peripheral image;
Extracting a precise coordinate image corresponding to the next minutiae of the candidate minutia point image when the fine coordinate image matching the minutiae point image can not be extracted;
The GPS position correction method comprising:
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KR20200036405A (en) | Apparatus and method for correcting longitudinal position error of fine positioning system |
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