KR101501839B1 - 위치 측위 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위치 측위 시스템에 관한 것으로, GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호 정보 뿐만 아니라 주변 장치들로부터 상기 주변 장치들에 대한 위치 정보를 수신하고, 상기 GPS 신호 정보의 신뢰성 정도에 따라 상기 양 정보 중 어느 하나의 위치 정보를 선택하여 현재 위치 정보로 결정하는 위치 측위 시스템에 관한 것이다.

Description

위치 측위 시스템{System for estimating position}
본 발명은 위치 측위 시스템에 관한 것으로, GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호 정보 뿐만 아니라 주변 장치들로부터 상기 주변 장치들에 대한 위치 정보를 수신하고, 상기 GPS 신호 정보의 신뢰성 정도에 따라 상기 양 정보 중 어느 하나의 위치 정보를 선택하여 현재 위치 정보로 결정하는 위치 측위 시스템에 관한 것이다.
GPS는 Global Positioning System의 약자로, 대기권 밖에 위치하는 복수 개의 위성으로부터 수신되는 위성 신호 정보를 활용하여 현재 위치 정보를 제공하는 위성 항법 시스템을 의미한다. 이와 같은 GPS 시스템은 항공기, 선박, 자동차 등의 네비게이션 장치 등에 많이 적용되고 있으며, 스마트폰, 태블릿 PC 등에도 많이 활용되고 있는 추세이다.
이와 같은 GPS는 스마트폰에 적용되어 다양한 위치 기반 서비스(Location Based Service, 이하 LBS)를 위한 기반 기술로 활용되고 있다. 또한, 상기 GPS는 차량 내 네비게이션 장치를 위한 측위 기술에도 적용되어 특정 목적지까지의 길안내 서비스 등에 활용되고 있다.
그러나, 이와 같은 GPS 시스템은 복수 개의 위성으로부터 수신되는 위성 신호을 활용하여 위치를 측위하는 바, 위성 신호가 굴절 없이 수신되어야 정확한 위치를 측정할 수 있다. 예를 들어, 건물 내에 위치하여 위성 신호가 도달하지 못하는 경우이거나, 고층 건물들로 둘러싸여 상기 고층 건물들로 인해 위성 신호가 굴절되어 수신되는 경우에는 위치를 측정하지 못하거나 측정되는 위치의 정확도가 낮은 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1302675호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, GPS 위성 신호가 제대로 수신되지 않는 경우에도 현재 위치를 보다 정확하게 측위할 수 있는 위치 측위 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 위치 측위 시스템은 복수 개의 GPS 위성으로부터 수신되는 전파 신호를 이용하여 제1 GPS 위치 정보를 결정하는 GPS 수신부; 광통신 방식을 통해 주변 장치로부터 상기 주변 장치에 대응되는 제2 GPS 위치 정보를 수신하는 기준 위치 정보 수신부; 상기 제1 GPS 위치 정보에 대한 신뢰성 유무를 판단하는 신뢰도 판단부; 및 상기 신뢰도 판단부의 판단 결과에 따라 제1 GPS 위치 정보 또는 제2 GPS 위치 정보를 현재 위치 정보로 결정하는 제어부;를 포함한다.
상기 기준 위치 정보 수신부는, 가시광 통신, 적외선 통신, 자외선 통신 중 선택되는 어느 하나 이상의 방식을 통해 상기 주변 장치에 대응되는 제2 GPS 위치 정보를 수신할 수 있다.
일 예로, 상기 신뢰도 판단부는, 일정 주기 단위로 결정되는 제1 GPS 위치 정보의 변화량이 일정 문턱값 이하인 경우 상기 제1 GPS 위치 정보에 대해 신뢰성이 있는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 신뢰도 판단부는, 상기 제1 GPS 위치 정보 및 제2 GPS 위치 정보의 차이값이 일정 문턱값 이하인 경우 상기 제1 GPS 위치 정보에 대해 신뢰성이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 신뢰도 판단부를 통해 판단되는 상기 제1 GPS 위치 정보에 대한 신뢰성 유무에 따라, (a)신뢰성이 있는 경우, 상기 제1 GPS 위치 정보를 현재 위치 정보로 결정하고, (b)신뢰성이 없는 경우, 상기 제2 GPS 위치 정보를 현재 위치 정보로 결정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 측위 시스템은 GPS 위성 신호를 통해 측정된 위치 정보의 신뢰성 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 GPS 정보 또는 주변 장치들로부터 전달받은 위치 정보를 이용하여 현재 위치를 결정함으로써 GPS 위성 신호의 수신 환경에 관계없이 정확도 높은 위치 측위가 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측위 시스템을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도 판단부가 제1 GPS 위치 정보에 대하여 신뢰성 유무를 판단하는 방법을 나타낸 도면, 및
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신뢰도 판단부가 제1 GPS 위치 정보에 대하여 신뢰성 유무를 판단하는 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측위 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용가능한 바람직한 실시예에 따른 위치 측위 시스템(1)은 복수 개의 GPS 위성으로부터 수신되는 전파 신호를 이용하여 제1 GPS 위치 정보를 결정하는 GPS 수신부(10); 광통신 방식을 통해 주변 장치(100)로부터 상기 주변 장치(100)에 대응되는 제2 GPS 위치 정보를 수신하는 기준 위치 정보 수신부(20); 상기 제1 GPS 위치 정보에 대한 신뢰성 유무를 판단하는 신뢰도 판단부(30); 및 상기 신뢰도 판단부(30)의 판단 결과에 따라 제1 GPS 위치 정보 또는 제2 GPS 위치 정보를 현재 위치 정보로 결정하는 제어부(40);를 포함한다.
GPS 수신부(10)는 복수 개의 GPS 위성으로부터 수신되는 전파 신호를 이용하여 제1 GPS 위치 정보를 결정한다. 구체적으로, 상기 GPS 수신부(10)는 4개의 위성으로부터 수신되는 전파 신호(L1 반송파 및 L2 반송파)를 이용하여 위치 측위 시스템(1)이 위치한 현재 위치 정보인 제1 GPS 위치 정보를 결정한다.
이때, 상기 GPS 수신부(10)는 상기 4개의 위성으로부터 수신되는 전파 신호를 이용하여 3차원적인 위치 정보(경/위도 및 고도 정보를 포함)를 획득할 수 있다. 다만, 상기 구체적인 설명은 상기 GPS 수신부(10)에 적용가능한 일 예에 대한 설명으로, 본 발명에 적용가능한 다른 예에 따른 GPS 수신부(10)는 상기와 다른 방법을 통해 제1 GPS 위치 정보를 결정할 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 GPS 수신부(10)가 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
기준 위치 정보 수신부(20)는 광통신 방식을 통해 주변 장치(100)로부터 상기 주변 장치(100)에 대응되는 제2 GPS 위치 정보를 수신한다. 일 예로, 상기 기준 위치 정보 수신부(20)는, 가시광 통신, 적외선 통신, 자외선 통신 중 선택되는 어느 하나 이상의 방식을 통해 상기 주변 장치(100)에 대응되는 제2 GPS 위치 정보를 수신할 수 있다. 이때, 상기 기준 위치 정보 수신부(20)는 상기 다양한 광통신 방식을 통해 제2 GPS 위치 정보를 수신하기 위하여 이에 알맞은 광통신 수광 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명에 적용가능한 실시예에 따른 위치 측위 시스템(1)은 차량에 구비되어 차량용 네비게이션을 위한 위치 측위에 적용될 수 있다. 이때, 상기 기준 위치 정보 수신부(20)는 차량의 상부측에 구비되고, 상기 차량이 통과하는 도로의 신호등으로부터 가시광 통신 방식을 통해 해당되는 제2 GPS 위치 정보를 수신할 수 있다.
이때, 상기 제2 GPS 위치 정보는 해당되는 주변 장치(100)가 위치한 장소의 경/위도 및 고도 정보를 포함할 수 있다.
이를 위해, 상기 주변 장치(100)는 상기 제2 GPS 위치 정보를 저장하고 있는 별도의 메모리 장치 및 상기 제2 GPS 위치 정보를 주변에 위치한 위치 측위 시스템(1)으로 송신하는 광통신 송신 장치를 포함할 수 있다. 일 예로, 차로에 구비된 신호등은 각 신호등에 대한 제2 GPS 위치 정보를 저장하는 메모리 장치 및 상기 제2 GPS 위치 정보를 가시광 통신 방식을 통해 주변 차량에 제공하는 가시광통신 송신 장치를 포함할 수 있다.
신뢰도 판단부(30)는 상기 제1 GPS 위치 정보에 대한 신뢰성 유무를 판단한다. 구체적으로, 상기 GPS 수신부(10)를 통해 결정된 제1 GPS 위치 정보를 위치 측위 시스템(1)의 현재 위치로 활용함에 있어 신뢰성이 있는지 여부를 판단한다.
이하, 도 2 및 도 3을 통해 본 발명에 따른 신뢰도 판단부(30)가 제1 GPS 위치 정보에 대하여 신뢰성이 있는지 여부에 대하여 판단하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도 판단부가 제1 GPS 위치 정보에 대하여 신뢰성 유무를 판단하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용가능한 신뢰도 판단부(30)는 일정 주기로 결정되는 상기 제1 GPS 위치 정보의 변화량을 일정 문턱값(Pthreshold)과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 제1 GPS 위치 정보에 대하여 신뢰성이 있는지 여부를 판단한다.
구체적으로, 신뢰도 판단부(30)는 제1-1 GPS 위치 정보를 획득한다(S210). 이때, 상기 제1-1 GPS 위치 정보는 연속적으로 획득되는 일련의 제1 GPS 위치 정보 중 시간적으로 선행하는 제1 GPS 위치 정보를 의미한다.
이어, 상기 신뢰도 판단부(30)는 상기 제1-2 GPS 위치 정보를 획득한다(S220). 상기 제1-2 GPS 위치 정보는 상기 제1-1 GPS 위치 정보에 후행하는 위치 정보로써, 상기 제1-1 GPS 위치 정보를 획득한 후 일정 주기 이후에 획득할 수 있다.
상기 신뢰도 판단부(30)는 상기 S210 단계 및 S220 단계를 통해 획득한 위치 정보간 변화량을 일정 문턱값(Pthreshold)과 비교한다(S230).
상기 S230 단계에 있어, 상기 신뢰도 판단부(30)는 상기 제1-1 GPS 위치 정보 및 제1-2 GPS 위치 정보간 3차원적 변화량을 일정 문턱값(Pthreshold)와 비교할 수 있다. 이때, 상기 일정 문턱값(Pthreshold)으로는 특정 주기동안 일반적인 도로 상황에서 용인가능한 최대 이동 거리 정보가 적용될 수 있다. 예를 들어, 일반적인 도로 상황에서 용인가능한 최대 속도는 60 km/h(16.7 m/s) 정도로, 상기 신뢰도 판단부(30)는 상기 S230 단계에서 1초 주기로 획득되는 제1-1 GPS 위치 정보 및 제1-2 GPS 위치 정보간 변화량이 16.7m 보다 큰지/작은지를 비교할 수 있다.
이때, 상기 일정 문턱값(Pthreshold)으로는 위치 측위 시스템(1)의 현재 위치에 따라 변경 적용될 수 있다. 즉, 상기 위치 측위 시스템(1)이 차량에 구비될 경우, 상기 차량이 주행중인 도로 상황에 대응되는 일정 문턱값(Pthreshold)이 적용될 수 있다.
상기 S230 단계에 따른 비교 결과에 따라, 상기 위치 정보간 변화량이 일정 문턱값(Pthreshold)보다 작은 경우에는 상기 제1 GPS 위치 정보(제1-1 GPS 위치 정보 및 제1-2 GPS 위치 정보를 포함함)는 신뢰성이 있는 것으로 판단한다(S240). 반면, 반대의 경우에는 상기 제1 GPS 위치 정보(제1-1 GPS 위치 정보 및 제1-2 GPS 위치 정보를 포함함)는 신뢰성이 없는 것으로 판단한다(S250).
또한, 본 발명에 적용가능한 다른 실시예에서 상기 신뢰도 판단부(30)는 도 3 및 이에 대한 상세한 설명과 같이 제1 GPS 위치 정보에 대하여 신뢰성 유무를 판단할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신뢰도 판단부가 제1 GPS 위치 정보에 대하여 신뢰성 유무를 판단하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 신뢰도 판단부(30)는, 상기 제1 GPS 위치 정보 및 제2 GPS 위치 정보의 차이값이 일정 문턱값(Lthreshold) 이하인 경우 상기 제1 GPS 위치 정보에 대해 신뢰성이 있는 것으로 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 신뢰도 판단부(30)는 GPS 수신부(10)로부터 제1 GPS 위치 정보를 획득한다(S310).
이어, 기준 위치 정보 수신부(20)를 통해 수신되는 제2 GPS 위치 정보를 획득한다(S320).
도 3에서는 상기 S320 단계가 S310 단계에 후행하여 수행되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 상기 일 예로 한정되지 않으며 상기 S310 단계 및 S320 단계는 동시에 수행될 수 있다.
신뢰도 판단부(30)는 상기 S310 단계 및 S320 단계를 통해 획득된 제1 GPS 위치 정보 및 제2 GPS 위치 정보의 차이값을 산출하고, 상기 차이값을 일정 문턱값(Lthreshold)과 비교한다(S330).
상기 S330 단계에 있어, 상기 신뢰도 판단부(30)는 상기 제1 GPS 위치 정보 및 제2 GPS 위치 정보간 3차원적 차이값을 일정 문턱값(Lthreshold)과 비교할 수 있다. 이때, 상기 일정 문턱값(Lthreshold)으로는 특정 거리값이 적용될 수 있으며, 예를 들어 10m 거리 값이 적용될 수 있다.
상기 일정 문턱값(Lthreshold)으로는 다양한 거리 값이 적용될 수 있으며, 상기 값은 관리자 등에 의해 변경 설정될 수 있다.
본 발명에 적용가능한 실시예에서 상기 일정 문턱값(Lthreshold)으로는 차량 네비게이션 장치에서 용인가능한 오차 범위값이 적용될 수 있으며, 일반적으로 상기 오차 범위값으로는 운전자에게 특정 목적지까지의 항로를 제공할 때 불편함을 주지 않을 수 있는 오차 값이 적용될 수 있다.
상기 S330 단계에 따른 비교 결과에 따라, 상기 제1 GPS 위치 정보 및 제2 위치 정보간 차이값이 일정 문턱값(Lthreshold)보다 작은 경우에는 상기 제1 GPS 위치 정보는 신뢰성이 있는 것으로 판단한다(S340). 반면, 반대의 경우에는 상기 제1 GPS 위치 정보는 신뢰성이 없는 것으로 판단한다(S350).
제어부(40)는 상기 신뢰도 판단부(30)의 판단 결과에 따라 현재 위치 정보를 제1 GPS 위치 정보 또는 제2 GPS 위치 정보로 결정한다. 구체적으로, 상기 제어부(40)는 상기 S240 단계 및 S340 단계를 통해 제1 GPS 위치 정보에 신뢰성이 있는 것으로 판단되는 경우에는 상기 제1 GPS 위치 정보를 현재 위치 정보로 결정한다.
반면, 상기 S250 단계 및 S350 단계를 통해 제1 GPS 위치 정보에 신뢰성이 없는 것으로 판단되는 경우에는 상기 제2 GPS 위치 정보를 현재 위치 정보로 결정한다.
본 발명에 따른 위치 측위 시스템(1)은 다양한 어플리케이션에 적용될 수 있으며, 앞의 일 예와 같이 차량 내 구비되는 네비게이션 장치에 적용될 수도 있다.
다만, 상기 예는 일 예에 불과할 뿐, 상기 위치 측위 시스템(1)은 스마트폰 등의 모바일 기기에도 적용될 수 있으며, 적용 대상에 따라 상기 신뢰도 판단부(30)의 일정 문턱값(Pthrehold, Lthreshold)은 변경 적용될 수 있음은 물론이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 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 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 위치 측위 시스템
10: GPS 수신부 20: 기준 위치 정보 수신부
30: 신뢰도 판단부 40: 제어부
100: 주변 장치

Claims (5)

  1. 복수 개의 GPS 위성으로부터 수신되는 전파 신호를 이용하여 제1 GPS 위치 정보를 결정하는 GPS 수신부;
    광통신 방식을 통해 주변 장치로부터 상기 주변 장치에 대응되는 제2 GPS 위치 정보를 수신하는 기준 위치 정보 수신부;
    상기 제1 GPS 위치 정보에 대한 신뢰성 유무를 판단하는 신뢰도 판단부; 및
    상기 신뢰도 판단부를 통해 판단되는 상기 제1 GPS 위치 정보에 대한 신뢰성 유무에 따라,
    (a)신뢰성이 있는 경우, 상기 제1 GPS 위치 정보를 현재 위치 정보로 결정하고,
    (b)신뢰성이 없는 경우, 상기 제2 GPS 위치 정보를 현재 위치 정보로 결정하는 제어부;를 포함하는 위치 측위 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 위치 정보 수신부는,
    가시광 통신, 적외선 통신, 자외선 통신 중 선택되는 어느 하나 이상의 방식을 통해 상기 주변 장치에 대응되는 제2 GPS 위치 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치 측위 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 신뢰도 판단부는,
    일정 주기 단위로 결정되는 제1 GPS 위치 정보의 변화량이 일정 문턱값 이하인 경우 상기 제1 GPS 위치 정보에 대해 신뢰성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 위치 측위 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 신뢰도 판단부는,
    상기 제1 GPS 위치 정보 및 제2 GPS 위치 정보의 차이값이 일정 문턱값 이하인 경우 상기 제1 GPS 위치 정보에 대해 신뢰성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 위치 측위 시스템.
  5. 삭제
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