KR101684067B1 - Rssi 패턴 기반의 측위 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RSSI 패턴 기반의 측위 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 음영지역에 설치된 RSU(Road Side Unit)로부터의 위치정보와 RSSI(Received Signal Strength Information) 패턴을 기반으로 현재 위치를 결정함으로써, 터널 내에서도 정확하게 현재 위치를 측정할 수 있는 RSSI 패턴 기반의 측위 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 RSSI 패턴 기반의 측위 장치에 있어서, RSU(Road Side Unit)로부터 위치정보를 수신하는 수신부; 상기 수신부에 의해 수신된 각 위치정보의 RSSI(Received Signal Strength Information)를 측정하는 RSSI 측정부; 상기 RSSI 측정부에 의해 측정된 RSSI의 패턴을 분석하여, 주행정보 수집시점, 주행정보 적용시점, 위치 결정시점을 검출하는 RSSI 패턴 분석부; 상기 RSSI 패턴 분석부에 의해 검출된 주행정보 수집시점에 차량의 주행정보를 수집하는 주행정보 수집부; 및 상기 RSSI 패턴 분석부에 의해 검출된 위치 결정시점에, 상기 수신부에 의해 수신된 위치정보에 상기 주행정보 적용시점부터 상기 위치 결정시점까지의 차량의 이동거리를 반영하여 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함한다.

Description

RSSI 패턴 기반의 측위 장치 및 그 방법{POSITIONING APPARATUS USING A RSSI PATTERN AND METHOD THEREOF}
본 발명은 RSSI 패턴 기반의 측위 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음영지역에 설치된 RSU(Road Side Unit)로부터의 정보신호를 기반으로 현재 위치를 결정하는 기술에 관한 것이다.
본 발명은 차량이 터널을 통과하고 있는 상황을 가정하므로, 본 발명에서 시점(point of time)은 지점(position)과 동일 개념으로 보는 것이 타당하다.
차량의 위치 추적시스템은 반드시 주행하는 차량의 위치를 결정해야 하며, 이렇게 결정된 차량의 위치정보는 차량의 현위치 표시, 경로 안내, 그리고 주변 환경 인식 등에 사용되므로, 허용된 오차 범위 내에서 실시간으로 연속적으로 제공되어야 한다. 이때, 잘못된 위치정보 또는 불연속적인 위치정보의 제공은 안전운전에 심각한 영향을 줄 수 있으므로, 차량의 위치 추적시스템에 있어서 차량의 위치 결정은 매우 중요하다.
차량의 위치 추적방법은 차량 내에 장착된 자이로(gyro) 센서, 차속 센서 등으로부터 수집된 자료를 이용하여 위치를 알아내는 자립식 위치 측정 방법, GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하여 위치를 알아내는 위성 항법식 위치 측정 방법, 그리고 자립식과 위성 항법식을 함께 이용하는 혼합식 위치 측정 방법이 있다.
혼합식 차량의 위치 추적시스템은 GPS 수신이 취약한 곳에서 DR(Dead Reckoning)로 추측 항법을 수행하여 GPS 위성신호를 수신할 때까지 차량의 위치를 측정한다. 즉 고층빌딩 사이, 터널 속, 가로수 밑 등과 같이 GPS 신호 수신이 취약한 음영지역에서는 차량에 장착된 센서를 통해서 직접 차량 위치를 측정하는 것이다.
이러한 종래 차량의 위치 추적시스템은 터널에 진입하기 전 또는 진입한 후에 GPS 신호를 수신하기까지 그리고 터널 안을 주행하는 동안에 차량의 위치를 정확하게 측정하는데 어려움이 있다. 이때, 차량이 터널 안을 주행하는 시간이 길어지면 길어질수록 차량의 위치 오차는 더욱더 커진다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 음영지역에 설치된 RSU(Road Side Unit)로부터의 위치정보와 RSSI(Received Signal Strength Information) 패턴을 기반으로 현재 위치를 결정함으로써, 터널 내에서도 정확하게 현재 위치를 측정할 수 있는 RSSI 패턴 기반의 측위 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, RSSI 패턴 기반의 측위 장치에 있어서, RSU(Road Side Unit)로부터 위치정보를 수신하는 수신부; 상기 수신부에 의해 수신된 각 위치정보의 RSSI(Received Signal Strength Information)를 측정하는 RSSI 측정부; 상기 RSSI 측정부에 의해 측정된 RSSI의 패턴을 분석하여, 주행정보 수집시점, 주행정보 적용시점, 위치 결정시점을 검출하는 RSSI 패턴 분석부; 상기 RSSI 패턴 분석부에 의해 검출된 주행정보 수집시점에 차량의 주행정보를 수집하는 주행정보 수집부; 및 상기 RSSI 패턴 분석부에 의해 검출된 위치 결정시점에, 상기 수신부에 의해 수신된 위치정보에 상기 주행정보 적용시점부터 상기 위치 결정시점까지의 차량의 이동거리를 반영하여 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, RSSI 패턴 기반의 측위 방법에 있어서, 수신부가 RSU(Road Side Unit)로부터 위치정보를 수신하는 단계; RSSI 측정부가 상기 수신된 각 위치정보의 RSSI(Received Signal Strength Information)를 측정하는 단계; RSSI 패턴 분석부가 상기 측정된 RSSI의 패턴을 분석하여, 주행정보 수집시점, 주행정보 적용시점, 위치 결정시점을 검출하는 단계; 주행정보 수집부가 상기 검출된 주행정보 수집시점에 차량의 주행정보를 수집하는 단계; 및 위치 결정부가 상기 검출된 위치 결정시점에, 상기 수신된 위치정보에 상기 주행정보 적용시점부터 상기 위치 결정시점까지의 차량의 이동거리를 반영하여 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 음영지역에 설치된 RSU(Road Side Unit)로부터의 위치정보와 RSSI 패턴을 기반으로 현재 위치를 결정함으로써, 터널 내에서도 정확하게 현재 위치를 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 RSSI 패턴 기반의 측위 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 이용되는 터널 구조에 대한 일예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 RSSI 패턴 분석 결과에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 RSSI 패턴 기반의 측위 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 RSSI 패턴 기반의 측위 장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 RSSI 패턴 기반의 측위 장치는, 수신부(10), RSSI(Received Signal Strength Information) 측정부(20), RSSI 패턴 분석부(30), 주행정보 수집부(40), 및 위치 결정부(50)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 수신부(10)는 음영지역인 터널의 천장에 설치된 RSU(Road Side Unit)로부터 위치정보가 담긴 신호(이하, 위치정보)를 수신한다. 즉, 수신부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, RSU의 커버리지에 진입하여 커버리지를 벗어날 때까지 RSU로부터 적어도 한번 이상 위치정보를 수신한다. 이때, 위치정보는 기 설정된 절대 위치좌표(x,y,z)를 의미한다.
다음으로, RSSI 측정부(20)는 수신부(10)에 의해 수신된 각 위치정보의 RSSI를 측정한다. 이때, RSU의 커버리지 내에서 수신된 신호에 포함된 위치정보(위치좌표)는 동일하나, 차량이 이동하고 있기 때문에 RSSI는 각각 다르다.
이하, 도 3을 참조하여 RSSI 패턴 분석부(30)에 대해 살펴보기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, '310' 및 '311'은 모두 동일 크기의 샘플구간으로서, '310'은 해당 샘플구간 내 RSSI의 평균값이 기준값을 초과하는 구간을 나타내고, '311'은 해당 샘플구간 내 RSSI의 평균값이 기준값을 초과하지 않는 구간을 나타낸다.
또한, '320'은 샘플구간 내 RSSI 값이 최대(Max)가 되는 시점으로서, 차량과 RSU 사이의 거리가 최소가 되는 지점을 의미한다.
또한, '330'은 '331' 샘플구간의 종점으로서, 위치 결정부(50)가 차량의 위치를 결정하는 시점을 나타낸다.
또한, '340'은 주행정보 수집부(40)가 주행정보를 수집하는 수집구간으로서, 상기 수집구간의 시작점은 '320' 시점과 동일하다.
먼저, RSSI 패턴 분석부(30)는 RSSI 측정부(20)에 의해 측정된 복수의 RSSI를 대상으로 순차적으로 샘플구간을 적용하고, 각 샘플구간 내 RSSI의 평균값이 기준값을 초과하는 시점(310 구간의 종단 시점)에 그 초과 사실을 주행정보 수집부(40)에 알린다.
이후, RSSI 패턴 분석부(30)는 계속해서 샘플구간 내 RSSI 값이 최대치가 되는 시점(RSU와의 거리가 최소인 지점)(320)을 검출한다.
이후, RSSI 패턴 분석부(30)는 계속해서 샘플구간 내 RSSI 평균값을 산출하여 그 산출 결과가 기준값을 초과하지 못하는 시점(330)을 검출한다.
결국, 위치 결정부(50)가 위치를 결정하는 시점은 '330'이고, 주행정보 수집부(40)가 주행정보를 수집(로깅)하는 시점은 '310' 구간의 종단시점이지만 실질적으로, 위치 결정부(50)가 위치를 결정하는데 이용하는 주행정보는 '320' 시점 이후부터가 된다.
여기서, RSU가 제공하는 위치정보는 '320'시점의 위치이고, 위치 결정부(50)가 차량의 위치를 결정하는 시점은 '330'이므로 '340'만큼의 거리차가 발생하게 되는데, '320' 시점 이후의 주행정보는 이를 보상하기 위한 것이다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 차량이 터널을 통과할 때 터널의 천장에 위치한 RSU를 통과하게 된다. 이때, 최초 RSU의 커버리지에 진입하여 이동하게 됨에 따라 점차 큰 RSSI가 측정되고, 최대치(RSU와의 거리가 최소가 되는 지점) 이후에는 점차 작은 RSSI가 측정되다가 커버리지를 벗어나게 된다.
따라서, 각 샘플구간 내 RSSI의 평균값이 기준값을 초과하는 시점, RSSI 값이 최대가 되는 시점, 상기 기준값을 초과하지 못하는 시점이 순차적으로 검출된다.
다음으로, 주행정보 수집부(40)는 RSSI 패턴 분석부(30)에 의해 검출된 시점에 주행정보를 수집한다. 이때, 주행정보는 차량의 속도와 가속도 및 시간을 포함한다. 이때, 시간은 '320' 시점부터 '330' 시점까지의 경과 시간을 의미한다.
다음으로, 위치 결정부(50)는 RSU로부터 수신한 위치정보에 '340'구간의 이동거리를 반영하여 위치를 결정한다. 이때, 위치 결정부(50)는 칼만 필터 등을 이용하여 위치를 산출할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 RSSI 패턴 기반의 측위 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 수신부(10)가 RSU(Road Side Unit)로부터 위치정보를 수신한다(401).
이후, RSSI 측정부(20)가 상기 수신부(10)에 의해 수신된 각 위치정보의 RSSI(Received Signal Strength Information)를 측정한다(402).
이후, RSSI 패턴 분석부(30)가 상기 RSSI 측정부(20)에 의해 측정된 RSSI의 패턴을 분석하여, 주행정보 수집시점, 주행정보 적용시점, 위치 결정시점을 검출한다(403).
이후, 주행정보 수집부(40)가 상기 RSSI 패턴 분석부(30)에 의해 검출된 주행정보 수집시점에 차량의 주행정보를 수집한다(404).
이후, 위치 결정부(50)가 상기 RSSI 패턴 분석부(30)에 의해 검출된 위치 결정시점에, 상기 수신부(10)에 의해 수신된 위치정보에 상기 주행정보 적용시점부터 상기 위치 결정시점까지의 차량의 이동거리를 반영하여 위치를 결정한다(405).
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 : 수신부
20 : RSSI 측정부
30 : RSSI 패턴 분석부
40 : 주행정보 수집부
50 : 위치 결정부

Claims (8)

  1. RSU(Road Side Unit)로부터 위치정보를 수신하는 수신부;
    상기 수신부에 의해 수신된 각 위치정보의 RSSI(Received Signal Strength Information)를 측정하는 RSSI 측정부;
    상기 RSSI 측정부에 의해 측정된 RSSI의 패턴을 분석하여, 주행정보 수집시점, 주행정보 적용시점, 위치 결정시점을 검출하는 RSSI 패턴 분석부;
    상기 RSSI 패턴 분석부에 의해 검출된 주행정보 수집시점에 차량의 주행정보를 수집하는 주행정보 수집부; 및
    상기 RSSI 패턴 분석부에 의해 검출된 위치 결정시점에, 상기 수신부에 의해 수신된 위치정보에 상기 주행정보 적용시점부터 상기 위치 결정시점까지의 차량의 이동거리를 반영하여 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함하되,
    상기 RSSI 패턴 분석부는,
    상기 RSSI 측정부에 의해 측정된 복수의 RSSI를 대상으로 순차적으로 샘플구간을 적용하여, 해당 샘플구간 내 RSSI의 평균값이 기준값을 초과하는 주행정보 수집시점, 해당 샘플구간 내 RSSI 값이 최대가 되는 주행정보 적용시점, 해당 샘플구간 내 RSSI의 평균값이 상기 기준값을 초과하지 못하는 위치 결정시점을 검출하는 것을 특징으로 하는 RSSI 패턴 기반의 측위 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행정보는,
    상기 주행정보 수집시점과 상기 주행정보 적용시점 사이의 시간, 차량의 속도와 가속도를 포함하는 RSSI 패턴 기반의 측위 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 RSU는,
    커버리지 내에서 동일한 위치정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 RSSI 패턴 기반의 측위 장치.
  5. 수신부가 RSU(Road Side Unit)로부터 위치정보를 수신하는 단계;
    RSSI 측정부가 상기 수신된 각 위치정보의 RSSI(Received Signal Strength Information)를 측정하는 단계;
    RSSI 패턴 분석부가 상기 측정된 RSSI의 패턴을 분석하여, 주행정보 수집시점, 주행정보 적용시점, 위치 결정시점을 검출하는 단계;
    주행정보 수집부가 상기 검출된 주행정보 수집시점에 차량의 주행정보를 수집하는 단계; 및
    위치 결정부가 상기 검출된 위치 결정시점에, 상기 수신된 위치정보에 상기 주행정보 적용시점부터 상기 위치 결정시점까지의 차량의 이동거리를 반영하여 위치를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 시점 검출단계는,
    상기 RSSI 측정부에 의해 측정된 복수의 RSSI를 대상으로 순차적으로 샘플구간을 적용하는 단계와, 해당 샘플구간 내 RSSI의 평균값이 기준값을 초과하는 주행정보 수집시점을 검출하는 단계와, 해당 샘플구간 내 RSSI 값이 최대가 되는 주행정보 적용시점을 검출하는 단계와, 해당 샘플구간 내 RSSI의 평균값이 상기 기준값을 초과하지 못하는 위치 결정시점을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RSSI 패턴 기반의 측위 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 주행정보는,
    상기 주행정보 수집시점과 상기 주행정보 적용시점 사이의 시간, 차량의 속도와 가속도를 포함하는 RSSI 패턴 기반의 측위 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 위치정보는,
    동일 커버리지 내에서 동일 위치좌표를 포함하는 RSSI 패턴 기반의 측위 방법.
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