KR101720692B1 - 차량-기반 포지셔닝 시스템 및 이를 이용한 방법 - Google Patents

차량-기반 포지셔닝 시스템 및 이를 이용한 방법 Download PDF

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탈레스 캐나다 아이엔씨
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Abstract

가이드웨이를 횡단하는 차량에 대한 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS)으로서, VBPS는, 차량에 탑재되는 관성 내비게이션 시스템(INS)을 포함하고, INS는, 차량이 가이드웨이를 횡단하는 동안 차량의 관성 파라미터를 검출하도록 구성되고, 검출된 관성 파라미터는 차량의 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw)를 포함한다. VBPS는, 가이드웨이 데이터베이스를 포함하고, 가이드웨이 데이터베이스는, 가이드웨이를 따른 복수의 위치에서 가이드웨이의 관성 파라미터를 저장하도록 구성되고, 저장된 관성 파라미터는 가이드웨이의 롤, 피치 및 요를 포함한다. VBPS는, 검출된 관성 파라미터와 저장된 관성 파라미터의 비교에 기초하여, 차량의 위치를 결정하도록 구성되는 VOBC(vital on-board controller)를 더 포함한다. VOBC는, 차량에 의해 통과되는 최신 체크포인트에 기초하여, 관성 파라미터의 저장된 관성 파라미터와의 비교를 제한하도록 구성된다.

Description

차량-기반 포지셔닝 시스템 및 이를 이용한 방법{VEHICLE-BASED POSITIONING SYSTEM AND METHOD OF USING THE SAME}
가이드웨이 네트워크의 각각의 차량의 위치를 결정하는 것은, 가이드웨이 네트워크에서 차량의 정확한 제어 및 조정된 이동을 유지하기 위해 필수적이다. 일부 솔루션들에서는, 온-가이드웨이 디바이스의 위치에서 가이드웨이 상의 차량의 존재에 대한 응답으로 위치 신호를 생성하는 차축 카운터(axle counter) 또는 트랙 회로와 같이, 가이드웨이 상에 위치된 온-가이드웨이 디바이스를 이용하여 차량 포지셔닝 정보가 생성된다. 온-가이드웨이 디바이스가 손상되어 잘못된 긍정적 또는 잘못된 부정적 위치 신호가 생성되면, 복구를 수행하기 위해 온-가이드웨이 디바이스의 위치로 요원이 파견된다.
일부 다른 솔루션들에서는, 노변 디바이스에 의해 차량의 통과에 대한 응답으로 위치 신호를 생성하는 트랜스폰더 또는 광학 장비와 같은, 가이드웨이의 노변을 따라 위치된 노변 디바이스를 이용하여 차량 포지셔닝 정보가 생성된다. 노변 디바이스가 손상되어 잘못된 긍정적 또는 잘못된 부정적 위치 신호가 생성되면, 복구를 수행하기 위해 노변 디바이스의 위치로 요원이 파견된다. 앞서 설명된 솔루션들 각각에서, 위치 정보는, 분리 제어 시스템에 송신되고, 분리 제어 시스템은, 차량들 사이의 적절한 간격을 유지하고, 일 위치에서 다른 위치로 승객 또는 물품의 이송을 제어하기 위해, 가이드웨이 네트워크의 차량에 이동 인가를 제공한다. 위치 정보는 또한, 차량이 멈춰지도록 제어할 수 있는 차량 이동 제어 시스템에 송신된다.
하나 이상의 실시예는, 첨부된 도면들의 도면에서 제한이 아닌 예시의 방식으로 예시되고, 동일한 참조 부호 지정을 갖는 요소는 전반에 걸쳐 유사한 요소를 표현한다. 업계의 표준 관행에 따라, 다양한 특징부는 축척대로 도시되지 않을 수 있고, 오직 예시의 목적으로 이용됨이 강조된다. 실제로, 도면의 다양한 특징부의 치수는, 논의의 명화화를 위해 임의적으로 증가 또는 감소될 수 있다.
도 1은, 하나 이상의 실시예에 따른 관성 내비게이션 시스템(INS)의 블록도이다.
도 2는, 하나 이상의 실시예에 따른 INS를 포함하는 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS)의 블록도이다.
도 3은, 하나 이상의 실시예에 따른 VBPS를 구현하기 위한 범용 컴퓨팅 디바이스의 블록도이다.
도 4는, 하나 이상의 실시예에 따라, 가이드웨이를 횡단하는 VBPS를 포함하는 차량의 개략도이다.
도 5는, 하나 이상의 실시예에 따라 VBPS를 동작시키는 방법의 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6f는, 하나 이상의 실시예에 따라, 가이드웨이의 섹션을 따른 동작 동안 VBPS의 그래프이다.
하기 개시는, 본 발명의 상이한 특징을 구현하기 위해 많은 상이한 실시예 또는 예를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해, 구성요소 및 배열의 특정 예가 아래에서 설명된다. 이들은 예이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다.
가이드웨이 네트워크 내의 차량의 위치 결정은, 가이드웨이 네트워크 전반에 걸쳐 차량의 효율적이고 조정된 이동을 가능하게 한다. 가이드웨이 상 또는 가이드웨이의 노변을 따르는 것과 같이, 차량에 탑재되지 않은 위치 결정 장비는, 환경 및 다른 외부적 조건으로부터의 손상 및 간섭의 더 높은 위험에 취약하다. 예를 들어, 광학 송신기와 광학 수신기 사이에 위치되는 먼지 및 파편은, 일부 예에서 잘못된 긍정적 또는 잘못된 부정적 결과를 초래한다. 또한, 노출된 접촉부의 산화 및 다른 악화는, 환경에 노출된 위치 결정 장비에 대한 더 지배적인 우려사항이다. 포지셔닝 장비를 복구하거나 세정하는데 소요되는 시간 및 비용은, 위치 결정 장비를 완전히 차량 상에 탑재하여 하우징함으로써 상당히 감소된다. 차량의 차축/휠에 대한 접속부를 감소 또는 제거함으로써, 차량의 동작에 대한 신뢰도가 증가된다.
차량-기반 포지셔닝 시스템을 포함하지 않는 일부 솔루션에서, 가이드웨이 탑재 장비에 의해 제공되는 ‘코스 포지셔닝’은, 정확한 포지셔닝을 제공하기 위해 더 정밀한 분해능을 위한 회전속도계 또는 휠 탑재 센서에 의해 강화된다.
차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS)은 차량에 탑재되어 위치된 관성 내비게이션 시스템(INS)(100)을 포함한다. 도 1은, 하나 이상의 실시예에 따른 INS(100)의 블록도이다. INS(100)는, 복수의 센서로부터 정보를 수신하고, 트랜시버(104)를 통해 외부 제어 시스템(미도시)으로부터 정보를 수신하도록 구성되는 프로세서(102)를 포함한다. 복수의 센서는, 차량의 가속도, 방향(heading), 기울기 및 진동을 측정하도록 구성되는 가속도계(106)를 포함한다. 복수의 센서는, 차량의 관성의 변화, 예를 들어, 피치(pitch), 롤(roll) 및 요(yaw)를 측정하도록 구성되는 관성 측정 유닛(IMU)(108)을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 복수의 센서는, 추가적인 센서, 예를 들어, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)(110), 자력계(112), 회전속도계(114), 고도계(116) 또는 온도 센서(118)를 포함한다.
프로세서(102)는, 복수의 센서로부터 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여, 차량의 방향, 피치, 롤 및 요를 포함하는 차량의 정확한 배향 상태를 표시하는 배향 신호를 생성하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 프로세서(102)에 의해 생성되는 배향 신호는, 차량의 속력, 고도, 최신 체크포인트로부터 이동된 거리 또는 자기 좌표와 같은 추가적인 정보를 포함한다. 프로세서(102)는 배향 신호를 트랜시버(104)에 전송한다. INS(100)가 보조 위치 결정 시스템인 일부 실시예에서, 프로세서(104)는 또한, 활성화 신호를 포함하는 정보를 트랜시버(104)로부터 수신하도록 구성된다. 프로세서(102)는 또한, 복수의 센서에 의한 측정에 대한 임계 제한에 관한 정보를 수신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 임계 제한은, 각각의 센서에서 에러 공차를 결정하기 위해 이용된다. 일부 실시예에서, 임계 제한은, 예를 들어, 탈선과 같이, 가이드웨이로부터 차량의 탈선 또는 차량에 대한 충돌을 결정하기 위해 이용된다.
트랜시버(104)는, 프로세서(102)로부터 배향 신호를 수신하고, 외부 구성요소 또는 네트워크에 배향 신호를 송신하도록 구성된다. 트랜시버(104)는 또한, 외부 구성요소 또는 네트워크로부터 정보를 수신하고, 수신된 정보를 프로세서(104)에 송신하도록 구성된다.
가속도계(106)는, 가이드웨이를 따라 차량의 가속도를 측정하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 프로세서(102)는, 차량의 속력 또는 방향을 결정하기 위해, 측정된 가속도를 이용한다. 가속도계(106)는 또한 차량의 기울기 및 진동을 측정하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 프로세서(102)는, 차량이 다른 물체에 의해 충돌되었는지 여부, 예를 들어, 다른 차량이 측면에서 부딪혔는지 여부를 결정하기 위해, 측정된 기울기를 이용한다. 예를 들어, 임계치를 넘는 검출된 기울기에서의 변경율은 차량에 대한 충돌을 표시한다. 일부 실시예에서, 프로세서(102)는, 차량이 가이드웨이를 탈선했는지 여부를 결정하기 위해, 측정된 기울기를 이용한다. 예를 들어, 측정된 기울기가 임계값을 초과하면, 배향 신호는, 차량이 더 이상 가이드웨이를 따라 이동하고 있지 않음을 표시한다. 일부 실시예에서, 프로세서(102)는, 가이드웨이의 조건을 결정하기 위해, 측정된 진동을 이용한다. 예를 들어, 측정된 진동이 임계 제한을 초과하면, 프로세서(102)는, 가이드웨이가 복구될 필요가 있다고 결정한다. 일부 실시예에서, 프로세서(102)는, 가이드웨이에 대한 복구 필요성을 표시하기 위해 복구 신호를 생성한다. 일부 실시예에서, 가속도계는, 압전식 가속도계, 레이저 가속도계 또는 PIGA(pendulous integrating gyroscopic accelerometer) 중 적어도 하나를 포함한다.
IMU(108)는 차량의 롤, 피치 및 요를 측정하도록 구성된다. 일부 실시예에서, IMU(108)는, 복수의 자이로스코프 및/또는 가속도계를 포함한다. 일부 실시예에서, IMU(108) 및 가속도계(106)는 단일 센서 배열로 결합된다. 일부 실시예에서, IMU(108)는, 중력 방향에 대한 차량의 롤, 피치 및 요를 결정한다. 일부 실시예에서, IMU(108)는 또한, 차량의 베어링, 방향 및 고도를 결정한다. 일부 실시예에서, IMU(108)는, 측정된 롤, 피치 및 요에서 에러를 감소시키기 위해, 중력 센서를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 온도 감지 요소가 IMU(108)에 포함된다. 온도 감지 요소는, 결정된 값에서 온도 유도된 진동을 해결함으로써, IMU(108)에 대한 교정을 제공한다.
GPS(110)는 차량의 경도 및 위도를 측정하도록 구성된다. 일부 실시예에서, GPS(110)는, 차량의 위치에 대한 대략적 추정치를 제공하기 위해 이용된다. 일부 실시예에서, GPS(110)는, 위치 결정에서 사소한 에러가 INS에 축적되지 않도록, INS(100)에 기준 포인트를 제공함으로써, IMU(108)의 측정에서 에러를 감소시키기 위해 이용된다.
일부 실시예에서, 자력계(112)는, IMU(108)의 측정치를 교정하는 것을 보조하기 위해 중력 방향을 측정하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 자력계(112)는, 지구의 자기장에 기초하여 차량의 경도 및 위도의 대략적 추정치를 결정하기 위해 이용된다. 일부 실시예에서, 자력계(112)는, 회전 코일 자력계, 홀 이펙트(Hall effect) 자력계, 자기저항 디바이스 또는 다른 적절한 자력계와 같은 벡터 자력계를 포함한다.
회전속도계(114)는 차량의 휠의 회전수를 측정하도록 구성된다. 휠의 회전수는, 일부 실시예에서, 최신 체크포인트로부터 이동된 거리를 추정하기 위해 이용된다. 일부 실시예에서, 휠 회전율은 차량의 속력을 결정하기 위해 이용된다. 일부 실시예에서, 회전속도계(114)는, 옵토-아이솔레이터 슬롯형 디스크 센서(opto-isolator slotted disk sensor), 홀 이펙트 센서 또는 다른 적절한 회전속도계를 포함한다.
고도계(116)는, 특정 포인트, 예를 들어, 해수면에 대한 차량의 고도를 측정하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 고도계(116)는, IMU(108)의 측정치를 교정하기 위해 이용된다. 일부 실시예에서, 고도계(116)는 기압 고도계, 글로벌 포지셔닝 시스템, 또는 다른 적절한 고도계를 포함한다.
온도 센서(118)는, 가이드웨이를 둘러싼 외부 환경의 온도를 측정하도록 구성된다. 일부 예에서, 가이드웨이의 온도는 가이드웨이의 무결성에 영향을 미친다. 예를 들어, 가이드웨이의 온도가 올라가면, 가이드웨이는, 차량의 통과로부터 초래되는 변형에 더 취약할 수 있다. 일부 실시예에서, 온도는, 차량의 최대 허용 속력을 결정하기 위해 이용된다. 일부 실시예에서, 온도 센서(118)는, 서모스탯(thermostat), 서미스터(thermistor), 서모커플(thermocouple) 또는 다른 적절한 온도 감지 요소를 포함한다.
INS(100)는, 가이드웨이를 따른 임의의 포인트에서 차량의 관성 파라미터를 검출하도록 구성된다. INS(100)로부터의 정보를 이용하여, VBPS는, INS로부터 획득된 차량의 검출된 관성 파라미터를 가이드웨이 데이터베이스에 저장된 데이터와 비교함으로써, 가이드웨이를 따른 차량의 위치를 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 가이드웨이 데이터베이스는, 가이드웨이의 저장된 관성 파라미터를 포함하는 가이드웨이의 3차원 맵을 포함한다. 차량의 검출된 관성 파라미터와 가이드웨이의 저장된 관성 파라미터 사이의 비교는, 가이드웨이를 따른 차량의 위치를 제공한다.
일부 실시예에서, 가이드웨이 데이터베이스는, INS, 예를 들어, INS(100)를 포함하는 조사 차량을 가이드웨이를 따라 횡단시킴으로써 생성된다. 조사 차량의 INS에 의해 검출되는 검출된 관성 파라미터를, 가이드웨이를 따른 위치와 상관시키기 위해, 추가적인 위치 결정 시스템이 이용된다. 이러한 정보는 상호-참조되고, 가이드웨이 데이터베이스에 저장된다. 일부 실시예에서, 조사 차량은, 가이드웨이 데이터베이스에 저장된 관성 파라미터의 정확도를 증가시키기 위해, 1회보다 많이 가이드웨이를 따라 횡단한다.
도 2는, 하나 이상의 실시예에 따른 INS(202)를 포함하는 VBPS(200) 의 블록도이다. 일부 실시예에서, INS(202)는 INS(100)(도 1)와 동일하다. VBPS(200)는 가이드웨이 데이터베이스(204)를 더 포함한다. 가이드웨이 데이터베이스(204)는, 가이드웨이를 따른 위치에서 상호-참조되는 저장된 관성 파라미터를 포함한다. VBPS(200)는 VOBC(vital on-board controller)(206)를 더 포함한다. VOBC(206)는, INS(202)로부터 검출된 관성 파라미터를, 가이드웨이 데이터베이스(204)로부터의 가이드웨이의 저장된 관성 파라미터와 비교하도록 구성된다. VOBC(206)는 또한, 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템(208)을 제어하기 위한 신호를 생성하도록 구성된다. VOBC(206)는 또한, 차량 외부의 중앙집중형 또는 분산형 제어 시스템(210)에 결정된 위치 정보를 송신하도록 구성된다.
일부 실시예에서, VOBC(206)는, 통신 트래픽을 청취하고 VOBC의 구성 프로파일에 의해 식별되는 키 데이터를 수집하는 시스템에서 안전 무결성 레벨 4(SIL 4)를 갖는 모든 필수 머신 상에 배경 프로세스를 실행함으로써 구현된다. 일부 실시예에서, SIL 4는, 적어도 일 실시예에서, 국제 전기 표준 회의 (IEC) 표준 IEC 61508에 기초한다. SIL 레벨 4는, 10-8 내지 10-9 범위의 시간 당 실패 확률을 의미한다.
일부 실시예들에서, VOBC(206)는, 가이드웨이 데이터베이스(204)의 저장된 관성 파라미터를 개선하기 위해, 검출된 관성 파라미터 및 결정된 위치를 이용한다. 예를 들어, 시간이 지남에 따라, 일부 예에서, 가이드웨이 상의 마모로 인해 가이드웨이 정렬이 변한다. 검출된 관성 파라미터는, 차량의 현재 통과에 대한 저장된 관성 파라미터의 에러 공차 내에 있는 한편, 차량(또는 상이한 차량)의 후속 통과는, 일부 예에서, 에러 공차 외부에 있을 것이다. 검출된 관성 파라미터가 에러 공차 내의 저장된 관성 파라미터 중 어떠한 것에도 매칭하지 않으면, VOBC(206)는, 일부 예에서, 차량의 위치를 결정하지 못할 것이다. 일부 실시예에서, VOBC(206)가 차량의 위치를 결정하지 못하면, VOBC는, 차량을 멈추도록 브레이크하기 위한 신호를 생성한다. VOBC(206)가 차량의 위치를 결정한 후 가이드웨이 데이터베이스(204)를 업데이트하는 실시예에서, 차량의 위치를 결정하지 못하는 위험은 감소된다.
일부 실시예에서, VOBC(206)는, 최신 체크포인트에 기초하여, 비교를 위한 저장된 관성 파라미터의 수를 제한한다. 일부 실시예에서, 최신 체크포인트는, 역, 스위치, 랜드마크, 안테나, 또는 가이드웨이의 다른 구별 특징부를 포함한다. 최신 체크포인트에 기초하여 비교를 위한 저장된 관성 파라미터의 수를 제한함으로써, VOBC(206)는, 차량의 위치를 결정하기 위한 컴퓨팅 시간을 감소시킨다. VOBC(206)는 또한, 가이드웨이의 더 작은 부분으로 비교를 제한함으로써, 가이드웨이 데이터베이스(204) 내에서 다수의 매칭을 식별할 위험을 감소시킬 수 있다.
자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템(208)은, 가이드웨이를 따른 차량의 이동을 제어하기 위해 이용된다. VOBC(206)가 차량의 위치를 결정하지 못하는 일부 실시예에서, VOBC는, 위치가 결정될 때까지, 차량을 멈추도록 브레이크하기 위한 신호를 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템(208)에 전송한다. VOBC(206)가 차량의 위치를 결정하지 못하는 일부 실시예에서, VOBC는, 차량을 느리게 하고 다음 체크포인트에 차량을 멈추기 위한 신호를 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템(208)에 전송한다.
가이드웨이의 부분들은, 가이드웨이의 기계적 특성에 기초하여, 최대 허용 속력을 갖는다. 예를 들어, 철로를 갖는 가이드웨이에서, 최대 허용 속력은, 일부 예에서, 철로 사이의 거리를 변경하기 위해 가해지는 최대 힘에 기초하여 결정된다. VBPS(200)는, 가이드웨이 데이터베이스(204)가, 가이드웨이의 저장된 관성 파라미터, 예를 들어, 회전시의 가이드웨이의 기울어진 각도를 포함한다는 점에서, 다른 위치 검출 시스템에 비해 이점을 제공한다. 기울어진 각도는, 철로 사이의 거리를 변경하기 위해, 철로 상에 가해지는 압축력에 대해 가해지는 힘의 일부에 영향을 미친다. 그 결과는, 차량의 속력이 증가될 수 있다는 점인데, 이는, 가이드웨이 데이터베이스(204)의 저장된 관성 파라미터에 기초하여, 기울어진 각도가 공지되기 때문이다.
일부 실시예에서, VOBC(206)는, 차량 앞의 가이드웨이의 부분에 대한 저장된 관성 파라미터를 결정하기 위해 가이드웨이 데이터베이스(204)를 이용하고, 미리 결정된 최대 허용 속력보다 큰 속력으로 차량을 동작시키기 위한 신호를 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템(208)에 전송한다. 증가된 속력은 운송의 증가된 효율을 허용하고, 승객의 이동 시간을 감소시킨다.
일부 실시예에서, 중앙집중형 또는 분산형 제어 시스템(210)이, 가이드웨이를 따른 다수의 차량으로부터 위치 정보를 수신하고, 수신된 위치 정보에 기초하여 차량 각각에 이동 인가를 제공한다. 일부 실시예에서, 중앙집중형 또는 분산형 제어 시스템(210)은 최대 허용 속력 정보를 차량에 제공한다. 일부 실시예에서, VOBC(206)는, 가이드웨이 데이터베이스(204)의 저장된 관성 파라미터에 기초하여, 중앙집중형 또는 분산형 제어 시스템(210)으로부터 수신된 최대 허용 정보 속력을 오버라이드하도록 허용된다.
도 3은, 하나 이상의 실시예에 따른 VBPS(300)를 구현하기 위한 범용 컴퓨팅 디바이스의 블록도이다. 일부 실시예에서, VBPS(300)는 VBPS(200)(도 2)와 유사하다. VBPS(300)는, 하드웨어 프로세서(302), 및 컴퓨터 프로그램 코드(306), 즉 실행가능한 명령의 세트로 인코딩된, 즉, 이를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체(304)를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(304)는 또한, VBPS(300)의 요소와 인터페이싱하기 위한 명령(307)으로 인코딩된다. 프로세서(302)는 버스(308)를 통해 컴퓨터 판독가능 저장 매체(304)에 전기적으로 커플링된다. 프로세서(302)는 또한, 버스(308)에 의해 I/O 인터페이스(310)에 전기적으로 커플링된다. 네트워크 인터페이스(312)는 또한, 버스(308)를 통해 프로세서(302)에 전기적으로 접속된다. 네트워크 인터페이스(312)는 네트워크(314)에 접속되어, 프로세서(302) 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체(304)는 네트워크(314)를 통해 외부 요소, 예를 들어, 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템(208) 또는 중앙집중형 또는 분산형 제어 시스템(210)(도 2)에 접속하고 통신할 수 있다. 일부 실시예에서, 네트워크 인터페이스(312)는, 상이한 통신 경로, 예를 들어, 광학 통신, 마이크로파 통신, 유도성 루프 통신 또는 다른 적절한 통신 경로로 교체된다. 가이드웨이 데이터베이스(316)는 또한, 버스(308)를 통해 프로세서(302)에 전기적으로 접속된다. 가이드웨이 데이터베이스(316)는, 가이드웨이 관성 파라미터를 저장한다. INS(318)는 또한, 버스(308)를 통해 프로세서(302)에 전기적으로 접속된다. INS(318)는 차량의 관성 파라미터를 검출하도록 구성된다. 프로세서(302)는, VBPS(300)가, INS(100)(도 1), VBPS(200)(도 2) 또는 방법(500)(도 5)에 대해 설명된 바와 같은 동작의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 이용가능해지도록, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(304)에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 코드(306)를 실행하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 프로세서(302)는, 중앙 처리 장치(CPU), 멀티-프로세서, 분산형 프로세싱 시스템, 주문형 집적 회로(ASIC) 및/또는 적절한 프로세싱 유닛이다. 일부 실시예에서, 프로세서(302)는, 네트워크 인터페이스(312)를 통해 외부 회로에 송신하기 위한 위치 정보 신호를 생성하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 프로세서(302)는, 네트워크 인터페이스(312)를 통해 외부 회로에 송신하기 위한 속력 또는 브레이킹 신호를 생성하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(304)는, 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 및/또는 반도체 시스템(또는 장치 또는 디바이스)이다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(304)는, 반도체 또는 솔리드-스테이트 메모리, 자기 테이프, 착탈식 컴퓨터 디스켓, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 견고한 자기 디스크 및/또는 광학 디스크를 포함한다. 광학 디스크를 이용하는 일부 실시예에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(304)는, 컴팩트 디스크-판독 전용 메모리(CD-ROM), 컴팩트 디스크-판독/기록(CD-R/W), 및/또는 디지털 비디오 디스크(DVD)를 포함한다.
일부 실시예에서, 저장 매체(304)는, VBPS(300)로 하여금, INS(100)(도 1), VBPS(200)(도 2) 또는 방법(500)(도 5)에 대해 설명된 바와 같은 동작을 수행하게 하도록 구성된 컴퓨터 프로그램 코드(306)를 저장한다. 일부 실시예에서, 저장 매체(304)는 또한, 방향 파라미터(320), 거리 파라미터(322), 롤 파라미터(324), 피치 파라미터(326), 요 파라미터(328), 자기 좌표(330), 최신 체크포인트 파라미터(332) 및 속력 파라미터(334) 및/또는 INS(100), VBPS(200) 또는 방법(500)에 대해 설명된 동작을 수행하기 위한 실행가능한 명령의 세트와 같은, INS(100), VBPS(200) 또는 방법(500)에 대해 설명된 동작을 수행하기 위해 필요한 정보를 저장한다.
일부 실시예에서, 저장 매체(304)는, 외부 구성요소와 인터페이싱하기 위한 명령(307)을 저장한다. 명령(307)은, 프로세서(302)가, INS(100), VBPS(200) 또는 방법(500)에 대해 설명된 동작을 효과적으로 구현하기 위해 외부 구성요소에 의해 판독가능한 동작 명령을 생성하게 한다.
VBPS(300)는 I/O 인터페이스(310)를 포함한다. I/O 인터페이스(310)는 외부 회로에 커플링된다. 일부 실시예에서, I/O 인터페이스(310)는, 정보 및 커맨드를 프로세서(302)에 통신하기 위한 키보드, 키패드, 마우스, 트랙볼, 트랙패드 및/또는 커서 방향 키를 포함한다.
VBPS(300)는 또한, 프로세서(302)에 커플링된 네트워크 인터페이스(312)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(312)는, 하나 이상의 다른 컴퓨터 시스템이 접속되는 네트워크(314)와 VBPS(300)가 통신하도록 허용한다. 네트워크 인터페이스(312)는, BLUETOOTH, WIFI, WIMAX, GPRS, 또는 WCDMA와 같은 무선 네트워크 인터페이스; 또는 ETHERNET, USB, 또는 IEEE-1394와 같은 유선 네트워크 인터페이스를 포함한다. 일부 실시예에서, INS(100), VBPS(200) 또는 방법(500)에 대해 설명된 동작은 둘 이상의 VBPS(300)에서 구현되고, 방향, 거리, 롤, 피치, 요, 자기 좌표, 최신 체크포인트 및 속력과 같은 정보는, 네트워크(314)를 통해 상이한 VBPS(300) 사이에서 교환된다.
VBPS(300)는 또한, 프로세서(302)에 커플링된 가이드웨이 데이터베이스(316)를 포함한다. 가이드웨이 데이터베이스(316)는, 가이드웨이의 위치와 상호 참조되는 가이드웨이의 관성 파라미터를 저장한다. 가이드웨이 데이터베이스(316)는, VBPS(300)가, 저장된 관성 파라미터에 기초하여 차량의 위치를 결정하도록 허용한다. 일부 실시예에서, 가이드웨이 데이터베이스(316)는 가이드웨이 데이터베이스(204)(도 2)와 동일하다.
VBPS(300)는 또한, 프로세서(302)에 커플링된 INS(318)를 포함한다. INS(318)는, 가이드웨이를 따라 이동하는 차량의 관성 파라미터를 검출한다. INS(318)는, VBPS(300)가, INS(318)의 검출된 관성 파라미터를 가이드웨이 데이터베이스(316)의 저장된 관성 파라미터와 비교함으로써 가이드웨이 상의 차량의 위치를 결정하도록 허용한다. 일부 실시예에서, INS(318)는 INS(100)(도 1)와 동일하다. 일부 실시예에서, INS(318)는 INS(202)(도 2)와 동일하다.
VBPS(300)는, INS(318)로부터 방향과 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 이 정보는, 가이드웨이를 따른 차량의 이동 방향을 결정하기 위해 버스(308)를 통해 프로세서(302)에 전송된다. 그 다음, 방향은, 방향 파라미터(320)로서 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된다. VBPS(300)는, I/O 인터페이스(310) 또는 네트워크 인터페이스(312)를 통해 최신 체크포인트로부터 이동된 거리와 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 이 정보는, 최신 체크포인트로부터 이동된 거리를 결정하기 위해 버스(308)를 통해 프로세서(302)에 전송된다. 그 다음, 이동된 거리는, 거리 파라미터(322)로서 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된다. VBPS(300)는, INS(318)로부터 차량의 롤과 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 정보는, 롤 파라미터(324)로서 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된다. VBPS(300)는, INS(318)로부터 차량의 피치와 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 정보는, 피치 파라미터(326)로서 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된다. VBPS(300)는, INS(318)로부터 차량의 요와 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 정보는, 요 파라미터(328)로서 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된다. VBPS(300)는, INS(318)를 통해 차량의 자기 좌표와 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 정보는, 자기 좌표 파라미터(330)로서 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된다. VBPS(300)는, I/O 인터페이스(310) 또는 네트워크 인터페이스(312)를 통해 차량에 의해 통과된 최신 체크포인트와 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 정보는, 최신 체크포인트 파라미터(332)로서 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된다. VBPS(300)는, INS(318)를 통해 차량의 속력과 관련된 정보를 수신하도록 구성된다. 정보는, 속력 파라미터(334)로서 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된다.
동작 동안, 프로세서(302)는, 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된 파라미터와 가이드웨이 데이터베이스(316)의 저장된 관성 파라미터의 비교에 기초하여, 가이드웨이를 따른 차량의 위치를 결정하기 위한 명령의 세트를 실행한다. 일부 실시예에서, 프로세서(302)는, 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된 파라미터와 가이드웨이 데이터베이스(316)의 저장된 관성 파라미터 사이의 비교의 범주를 제한하기 위해 최신 체크포인트 파라미터(332)를 이용한다.
일부 실시예에서, 프로세서(302)는, 컴퓨터 판독가능 매체(304)에 저장된 파라미터와 가이드웨이 데이터베이스(316)의 저장된 관성 파라미터에 기초하여, 차량 속력을 조절할지 여부를 결정하기 위한 명령의 세트를 실행한다. 일부 실시예에서, 프로세서(302)는, 별개의 위치 검출 시스템과 통신하는 VBPS(300)가 방해를 경험하고 있는지 여부를 결정하기 위한 명령의 세트를 실행한다.
도 4는, 하나 이상의 실시예에 따라, 가이드웨이(420)를 횡단하는 VBPS를 포함하는 차량(410)의 개략도이다. 차량(410)은 VBPS, 예를 들어, VBPS(200)(도 2) 또는 VBPS(300)(도 3)를 구비한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 주 위치 검출 시스템으로 이용되고, 차량(410)의 시동 시에 시작하도록 동작한다. 일부 실시예에서, VBPS는 보조 위치 검출 시스템이고, 별개의 위치 검출 시스템과의 통신의 상실에 후속하여 활성화된다. 일부 실시예에서, VBPS는, 보조 위치 검출 시스템이고, 차량(410)의 시동으로부터 활성화된다.
도 4의 예에서, VBPS는, 별개의 위치 검출 시스템과의 통신의 상실에 후속하여 활성화되는 보조 위치 검출 시스템으로 이용된다. 시간 t0에서, 차량(410)은 별개의 위치 검출 시스템과의 통신을 상실한다. 시간 t0에서, 차량(410)의 롤, 피치, 요 및 방향과 같은 관성 파라미터를 검출하는 것을 시작하기 위한 신호가, 예를 들어, 트랜시버(104)(도 1)를 통해 VBPS의 INS에 송신된다. 일부 실시예에서, VBPS는, 보조 위치 결정 시스템으로 동작하는 경우에도, 관성 파라미터를 연속적으로 검출한다. 관성 파라미터를 검출하는 것은, 별개의 위치 검출 시스템과의 통신의 상실에 후속하여 차량(410)의 위치에 대한 더 신속한 결정을 연속적으로 허용하지만, INS에 의한 전력 소모를 증가시킨다.
시간 t1에서, INS는 차량(410)의 관성 파라미터를 검출한다. INS는 검출된 관성 파라미터를, 예를 들어, 트랜시버(104)를 통해, 탑재된 제어기, 예를 들어, VOBC(206)(도 2)에 송신한다. VBPS는 INS로부터 검출된 관성 파라미터를, 가이드웨이 데이터베이스, 예를 들어, 가이드웨이 데이터베이스(204)(도 2) 또는 가이드웨이 데이터베이스(316)(도 3)로부터의 저장된 관성 파라미터와 비교한다. 미리 정의된 에러 공차 내에서 매칭이 결정되면, VBPS는, 차량(410)의 위치를, 가이드웨이(420)를 따른 위치 P5에 있는 것으로 긍정적으로 식별한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 예를 들어, 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템(208)(도 2)을 이용하여, 차량(410)의 속력을 제어하기 위해 위치 정보를 이용한다. 일부 실시예에서, VBPS는 식별된 위치를 외부 제어 시스템, 예를 들어, 중앙집중형 또는 분산형 제어 시스템(210)(도 2)에 송신한다.
일부 실시예에서, VBPS는, 컴퓨팅 시간을 감소시키고, 가이드웨이 데이터베이스의 저장된 관성 파라미터와의 다수의 매칭을 식별하는 위험을 감소시키기 위해, 가이드웨이의 부분에 대한 상기 비교를, 최신 체크포인트인 역 A와 다음 체크포인트인 역 B 사이로 제한한다.
시간 t2에서, INS는 관성 파라미터의 제 2 세트를 검출한다. VBPS는, 관성 파라미터의 검출된 제 2 세트를 가이드웨이 데이터베이스의 저장된 관성 파라미터와 비교하고, 차량(410)이 위치 P6에 위치된다고 결정한다. 일부 실시예에서, INS는 관성 파라미터를 연속적으로 검출한다. 일부 실시예에서, INS는 관성 파라미터를 주기적으로 검출한다. 일부 실시예에서, 주기적 검출은 경과된 시간에 기초한다. 일부 실시예에서, 주기적 검출은 이동되는 추정된 거리에 기초한다.
도 5는, 일부 실시예에 따라 VBPS를 동작시키는 방법(500)의 흐름도이다. 선택적인 동작(502)에서, 탑재된 제어기, 예를 들어, VOBC(206)(도 2)가, 별개의 위치 결정 시스템과의 통신이 상실되는지 여부를 결정한다. 동작(502)은, VBPS가 보조 위치 검출 시스템으로 기능하는 실시예에서 포함된다. 동작(502)은, VBPS가 주 위치 검출 시스템으로 기능하는 실시예에서는 포함되지 않는다. 별개의 위치 결정 시스템과의 통신이 상실되지 않으면, 동작(502)은 반복된다. 별개의 위치 결정 시스템과의 통신이 상실되면, 방법(500)은 동작(504)으로 계속된다.
동작(504)에서, 최신 체크포인트가 결정된다. 일부 실시예에서, 체크포인트는 가이드웨이를 따라 있는 역이다. 일부 실시예에서, 체크포인트는 안테나, 스위치 또는 일부 다른 적절한 랜드마크이다. 일부 실시예에서, 최신 체크포인트는, VBPS가 외부 소스, 예를 들어, 중앙집중형 또는 분산형 제어 시스템(210)(도 2)로부터 수신한 정보에 기초하여 결정된다. 일부 실시예에서, 최신 체크포인트는, 체크포인트에 대응하는 가이드웨이 데이터베이스의 저장된 관성 파라미터와 INS에 의해 검출된 관성 파라미터 사이의 비교에 기초하여 결정된다. 일부 실시예에서, VBPS는, 가이드웨이 데이터베이스에 저장된 관성 파라미터의 비교의 범주를 제한하기 위해 최신 체크포인트를 이용한다. 비교의 범주를 제한하는 것은, 컴퓨팅 시간, 및 비교 동안 발생하는 다수의 매칭을 식별하는 위험을 감소시킨다.
동작(506)에서, VBPS는 INS로부터 검출된 관성 파라미터를 수신한다. 검출된 관성 파라미터는, 가이드웨이 상의 차량의 방향, 롤, 피치 및 요를 포함한다. 일부 실시예에서, 검출된 관성 파라미터는 또한, 차량의 자기 좌표, 고도, 최신 체크포인트로부터 이동된 거리, 속력 또는 다른 적절한 관성 파라미터를 포함한다. 일부 실시예에서, INS는 가속도계를 이용하여 방향을 검출한다. 일부 실시예에서, INS는 IMU를 이용하여, 롤, 피치 및 요를 검출한다. 일부 실시예에서, IMU는, 복수의 자이로스코프를 포함한다. 일부 실시예에서, INS는, 롤, 피치 및 요를 검출하기 위해 이용된 IMU를 이용하여 방향을 검출한다. INS가 관성 파라미터를 검출하면, INS는, 예를 들어, 트랜시버(104)(도 1)를 통해, 검출된 관성 파라미터를 VBPS에 송신한다.
동작(508)에서, VBPS는 INS로부터 검출된 관성 파라미터를, 가이드웨이 데이터베이스, 예를 들어, 가이드웨이 데이터베이스(204)(도 2) 또는 가이드웨이 데이터베이스(316)(도 3)로부터의 저장된 관성 파라미터와 비교한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 동작(504)에서 결정된 최신 체크포인트에 기초하여, 저장된 관성 파라미터의 비교의 범주를 제한한다. 일부 실시예에서, VBPS는 초기에, 검출된 관성 파라미터의 전부보다 적은 파라미터를, 저장된 관성 파라미터와 비교한다. 일부 실시예에서, 비교는, 프로세서, 예를 들어, 프로세서(402)(도 4)를 이용하여 수행된다.
동작(510)에서, VBPS는, 동작(508)에서의 비교에 기초하여 적어도 하나의 위치 매칭을 식별한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 검출된 관성 파라미터가, 저장된 관성 파라미터의 미리 정의된 에러 공차 내에 있으면, 매칭을 식별한다. 일부 실시예에서, 미리 정의된 에러 공차는 1% 미만의 차이이다. 일부 실시예에서, 미리 정의된 에러 공차는 0.5 % 미만의 차이이다. 일부 예에서, VBPS는, 검출된 관성 파라미터에 매칭하는 하나보다 많은 위치를 식별한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 저장된 관성 파라미터와의 비교의 범주를, 차량의 방향에 기초하여 최신 체크포인트와 다음 체크포인트 사이로 제한함으로써, 하나보다 많은 위치 매칭을 식별하는 위험을 감소시킨다.
동작(512)에서, VBPS는, 동작(510)으로부터 적어도 하나의 식별된 위치 매칭에 기초하여 차량의 위치를 식별한다. VBPS는, 동작(510)에서 단일 위치 매칭이 식별되면, 차량 위치를, 식별된 위치 매칭으로 식별한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 검출된 관상 파라미터와 저장된 관성 파라미터 사이의 차이의 최소량에 기초하여 위치를 결정한다. 일부 실시예들에서, VBPS는, 동작(510)에서 하나보다 많은 위치 매칭이 식별되면, 차량 위치를 식별하기 위해 고도; 자기 좌표; 또는 최신 체크포인트로부터 이동된 거리와 같은 추가적인 검출된 관성 파라미터를 이용한다.
동작(514)에서, VBPS는 차량 위치를 제어 시스템, 예를 들어, 중앙집중형 또는 분산형 제어 시스템(210)에 보고한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 통신 네트워크, 예를 들어, 네트워크(314)(도 3)를 이용하여 차량 위치를 보고한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 라디오 통신, 유도성 루프 통신 또는 다른 적절한 통신 방법을 이용하여 차량 위치를 보고한다.
동작(516)에서, VBPS는, 식별된 차량 위치에 기초하여 차량의 속력을 조절한다. 일부 실시예에서, VBPS가 차량의 위치를 식별할 수 없으면, VBPS는, 예를 들어, 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템(208)(도 2)을 이용하여, 차량이 멈추도록 브레이킹하는 신호를 생성한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 차량 앞의 가이드웨이의 구성을 결정하기 위해, 식별된 차량 위치를 이용한다. VBPS는, 차량 앞의 가이드웨이의 구성에 기초하여 최대 허용가능 속력을 결정한다. 일부 실시예에서, VBPS의 결정된 최대 허용가능한 속력은 외부 제어 시스템에 의해 제공되는 최대 허용가능한 속력을 오버라이드한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 별개의 위치 결정 시스템과의 통신이 재설정될 때까지, 차량을 느리게 한다. 일부 실시예에서, VBPS는, 다음 체크포인트에 멈추도록 차량의 속력을 제어한다.
선택적인 동작(518)에서, VBPS는, 동작(512)에서 식별된 위치에 기초하여 가이드웨이를 업데이트한다. 일부 실시예에서, 동작(518)은, 검출된 관성 파라미터와 저장된 관성 파라미터 사이의 차이가 업데이트 임계값 미만이면 수행된다. 일부 실시예에서, 업데이트 임계값은 0.5 % 미만의 차이이다. 일부 실시예에서, 업데이트 임계값은 0.25 % 미만의 차이이다. 일부 실시예에서, VBPS는, 차량 위치를 제어 시스템에 보고하는 것과 함께, 동작(514)에서 가이드웨이 데이터베이스에 대한 업데이트를 제어 시스템에 보고한다.
방법(500)의 동작이 단지 예시적이고, 추가적인 동작이 포함가능하고, 설명된 동작이 제거가능하고, 동작의 순서가 방법(500)의 범주를 벗어남이 없이 조절가능함을 당업자는 인식할 것이다.
적어도 하나의 실시예에 따른 차량-기반 위치 시스템은, 브레이킹 및 추진을 통해 이동을 자율적으로 제어하는 능력을 갖는 차량과 함께 이용가능하고, 차량의 이동은, 트랙, 철로 또는 가이드웨이(이들 모두가 앞서 가이드웨이로 지칭됨)에 의해 제한된다. 시스템은, 차량의 충분한 분리를 항상 유지하는 것을 돕는다. 시스템은 또한, 역, 주차 공간 등과 같은 특정 위치에서 차량의 정확한 정차를 제공한다. 정차 정확도는 시스템에 의해 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 정차 정확도는 대략 +/- 15cm이다.
도 6a는, 가이드웨이의 부분에 따른 저장된 회전 행렬(605)의 그래프이다. 도 6a는, 3차원 가이드웨이 데이터베이스, 예를 들어, 3차원 가이드웨이 데이터베이스(204)(도 2) 또는 3차원 가이드웨이 데이터베이스(316)(도 3)의 저장된 관성 파라미터의 비제한적인 예이다.
도 6b는, 최신 체크포인트로부터 제 1 위치 P1까지 검출된 관성 파라미터에 기초하여 생성되는 검출된 회전 행렬(610)의 그래프이다. VBPS는 IMU, 예를 들어, IMU(100)(도 1)로부터 검출된 회전 행렬(610)을 수신하고, 검출된 회전 행렬(610)을 저장된 회전 행렬(605)과 비교한다. 비교에 기초하여, VBPS는, 차량이 가이드웨이를 따른 제 1 위치 P1에 위치되는 것으로 결정한다.
도 6c는, 최신 체크포인트, 예를 들어, 제 1 위치 P1로부터 제 2 위치 P2까지 검출된 관성 파라미터에 기초하여 생성되는 검출된 회전 행렬(615)의 그래프이다. VBPS는 IMU, 예를 들어, IMU(100)로부터 검출된 회전 행렬(615)을 수신하고, 검출된 회전 행렬(615)을 저장된 회전 행렬(605)과 비교한다. 비교에 기초하여, VBPS는, 차량이 가이드웨이를 따른 제 2 위치 P2에 위치되는 것으로 결정한다.
도 6d는, 최신 체크포인트, 예를 들어, 제 2 위치 P2로부터 제 3 위치 P3까지 검출된 관성 파라미터에 기초하여 생성되는 검출된 회전 행렬(620)의 그래프이다. VBPS는 IMU, 예를 들어, IMU(100)로부터 검출된 회전 행렬(620)을 수신하고, 검출된 회전 행렬(620)을 저장된 회전 행렬(605)과 비교한다. 비교에 기초하여, VBPS는, 차량이 가이드웨이를 따른 제 3 위치 P3에 위치되는 것으로 결정한다.
도 6e는, 최신 체크포인트, 예를 들어, 제 3 위치 P3로부터 제 4 위치 P4까지 검출된 관성 파라미터에 기초하여 생성되는 검출된 회전 행렬(625)의 그래프이다. VBPS는 IMU, 예를 들어, IMU(100)로부터 검출된 회전 행렬(625)을 수신하고, 검출된 회전 행렬(625)을 저장된 회전 행렬(605)과 비교한다. 비교에 기초하여, VBPS는, 차량이 가이드웨이를 따른 제 4 위치 P4에 위치되는 것으로 결정한다.
도 6f는, 최신 체크포인트, 예를 들어, 제 4 위치 P4로부터 제 5 위치 P5까지 검출된 관성 파라미터에 기초하여 생성되는 검출된 회전 행렬(630)의 그래프이다. VBPS는 IMU, 예를 들어, IMU(100)로부터 검출된 회전 행렬(630)을 수신하고, 검출된 회전 행렬(630)을 저장된 회전 행렬(605)과 비교한다. 비교에 기초하여, VBPS는, 차량이 가이드웨이를 따른 제 5 위치 P5에 위치되는 것으로 결정한다.
본 설명의 일 양상은, 가이드웨이를 횡단하는 차량에 대한 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS)에 관한 것이다. VBPS는, 차량에 탑재되는 관성 내비게이션 시스템(INS)을 포함하고, INS는, 차량이 가이드웨이를 횡단하는 동안 차량의 관성 파라미터를 검출하도록 구성되고, 검출된 관성 파라미터는 차량의 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw)를 포함한다. VBPS는, 가이드웨이 데이터베이스를 더 포함하고, 가이드웨이 데이터베이스는, 가이드웨이를 따른 복수의 위치에서 가이드웨이의 관성 파라미터를 저장하도록 구성되고, 저장된 관성 파라미터는 가이드웨이의 롤, 피치 및 요를 포함한다. VBPS는, 검출된 관성 파라미터와 저장된 관성 파라미터의 비교에 기초하여, 차량의 위치를 결정하도록 구성되는 VOBC(vital on-board controller)를 더 포함한다. VOBC는, 차량에 의해 통과되는 최신 체크포인트에 기초하여, 관성 파라미터의 저장된 관성 파라미터와의 비교를 제한하도록 구성된다.
본 설명의 다른 양상은 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다. 컴퓨터 판독가능 매체는 프로세서, 및 명령을 포함하는 메모리를 포함한다. 명령은, 프로세서에 의한, 차량에 탑재된 관성 내비게이션 시스템(INS)을 이용하여, 가이드웨이를 횡단하는 차량의 관성 파라미터를 검출하는 단계의 실행을 용이하게 하도록 구성되고, 검출된 관성 파라미터는 차량의 롤, 피치 및 요를 포함한다. 명령은, VOBC(vital on-board controller)를 이용하여, 검출된 관성 파라미터를, 가이드웨이 데이터베이스에 저장되는 저장된 관성 파라미터와 비교하는 단계의 실행을 용이하게 하도록 추가로 구성되고, 저장된 관성 파라미터는 가이드웨이의 롤, 피치 및 요를 포함한다. 명령은, 차량에 의해 통과되는 최신 체크포인트에 기초하여, 검출된 관성 파라미터와 저장된 관성 파라미터의 비교를 제한하는 단계 및 비교에 기초하여 차량의 위치를 식별하는 단계의 실행을 용이하게 하도록 추가로 구성된다.
본 설명의 또 다른 양상은, 가이드웨이를 횡단하는 차량의 위치를 결정하는 방법에 관한 것이다. 방법은, 차량에 탑재된 관성 내비게이션 시스템(INS)을 이용하여, 가이드웨이를 횡단하는 차량의 관성 파라미터를 검출하는 단계를 포함하고, 검출된 관성 파라미터는 차량의 롤, 피치 및 요를 포함한다. 방법은, VOBC(vital on-board controller)를 이용하여, 검출된 관성 파라미터를, 가이드웨이 데이터베이스에 저장되는 저장된 관성 파라미터와 비교하는 단계를 더 포함하고, 저장된 관성 파라미터는 가이드웨이의 롤, 피치 및 요를 포함한다. 방법은, 차량에 의해 통과되는 최신 체크포인트에 기초하여, 검출된 관성 파라미터와 저장된 관성 파라미터의 비교를 제한하는 단계를 더 포함한다. 방법은, 비교에 기초하여 차량의 위치를 식별하는 단계를 더 포함한다.
개시된 실시예가 앞서 기술된 이점 중 하나 이상을 충족시킴을 당업자는 쉽게 이해할 것이다. 전술한 설명을 읽은 후, 당업자는, 본 명세서에 넓게 개시된 바와 같이, 균등물 및 다양한 다른 실시예의 다양한 변화, 대체를 발생시킬 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에 대해 승인되는 보호는, 첨부된 청구항 및 이들의 균등물에 포함되는 정의에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 가이드웨이를 횡단하는 차량에 대한 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS)으로서,
    차량에 탑재되는 관성 내비게이션 시스템(INS), 여기서, 상기 INS는, 상기 차량이 상기 가이드웨이를 횡단하는 동안 상기 차량의 하나 이상의 관성 파라미터를 검출하도록 구성되고, 상기 검출된 관성 파라미터는 상기 차량의 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw)를 포함함;
    가이드웨이 데이터베이스, 여기서 상기 가이드웨이 데이터베이스는, 상기 가이드웨이를 따른 복수의 위치에 대응하는 상기 가이드웨이의 관성 파라미터를 저장하도록 구성되고, 상기 저장된 관성 파라미터는 상기 가이드웨이의 롤, 피치 및 요를 포함함; 및
    상기 검출된 관성 파라미터와 상기 저장된 관성 파라미터의 비교에 기초하여, 상기 차량의 위치를 결정하도록 구성되는 VOBC(vital on-board controller)를 포함하고,
    상기 VOBC는, 상기 차량에 의해 통과되는 최신 체크포인트에 기초하여, 상기 검출된 관성 파라미터와 상기 저장된 관성 파라미터의 비교에 고려되는 상기 저장된 관성 파라미터의 수를 제한하도록 구성되는, 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 INS는 적어도 하나의 가속도계 및 복수의 자이로스코프를 포함하는, 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS).
  3. 제 1 항에 있어서,
    자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템을 더 포함하고, 상기 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템은, 이동된 거리, 시간 및 가속도의 함수로서 상기 VOBC에 의해 생성된 속력 신호에 대한 응답으로 상기 차량의 속력을 조절하도록 구성되는, 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 VOBC는, 외부 제어 시스템으로부터 또는 내부 데이터베이스로부터 최대 허용 속력을 결정하도록 구성되고, 상기 VOBC는, 상기 저장된 관성 파라미터에 기초하여, 상기 최대 허용 속력을 초과하지 않도록 상기 차량의 속력을 제어하도록 구성되는, 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 INS는, 상기 차량의 베어링, 상기 차량의 방향 또는 상기 차량의 고도 중 적어도 하나를 결정하도록 추가로 구성되는, 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 VBPS는, 상기 차량의 결정된 위치를 외부 제어 시스템에 송신하도록 구성되는, 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 VOBC는, 상기 결정된 위치에 기초하여, 상기 가이드웨이 데이터베이스를 업데이트하도록 구성되는, 차량-기반 포지셔닝 시스템(VBPS).
  8. 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    프로세서; 및
    명령을 포함하는 메모리를 포함하고,
    상기 명령은, 상기 프로세서에 의한 다음의 단계들,
    차량에 탑재된 관성 내비게이션 시스템(INS)을 이용하여, 가이드웨이를 횡단하는 상기 차량의 관성 파라미터를 검출하는 단계, 여기서 상기 검출된 관성 파라미터는 상기 차량의 롤, 피치 및 요를 포함함;
    VOBC(vital on-board controller)를 이용하여, 상기 검출된 관성 파라미터를, 가이드웨이 데이터베이스에 저장되는 저장된 관성 파라미터와 비교하는 단계, 여기서 상기 저장된 관성 파라미터는 상기 가이드웨이의 롤, 피치 및 요를 포함함;
    상기 차량에 의해 통과되는 최신 체크포인트에 기초하여, 상기 검출된 관성 파라미터를 상기 저장된 관성 파라미터와 비교하는데 고려되는 상기 저장된 관성 파라미터의 수를 제한하는 단계; 및
    상기 비교에 기초하여 상기 차량의 위치를 식별하는 단계의 실행을 용이하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 차량의 관성 파라미터를 검출하는 단계는 적어도 하나의 가속도계 및 복수의 자이로스코프를 이용하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 명령은, 상기 VOBC에 의해 생성된 속력 신호에 대한 응답으로, 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템을 이용하여, 상기 차량의 속력을 제어하는 단계의 실행을 용이하게 하도록 추가로 구성되는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 명령은,
    외부 제어 시스템 또는 내부 데이터베이스로부터 최대 허용 속력을 수신하는 단계; 및
    상기 저장된 관성 파라미터에 기초하여, 상기 최대 허용 속력을 초과하지 않도록 상기 속력 신호를 생성하는 단계의 실행을 용이하게 하도록 추가로 구성되는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 차량의 관성 파라미터를 검출하는 단계는, 상기 차량의 베어링, 상기 차량의 방향 또는 상기 차량의 고도 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 명령은, 상기 차량의 결정된 위치를 외부 제어 시스템에 송신하는 단계의 실행을 용이하게 하도록 추가로 구성되는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 명령은, 결정된 위치에 기초하여, 상기 가이드웨이 데이터베이스를 업데이트하는 단계의 실행을 용이하게 하도록 추가로 구성되는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  15. 가이드웨이를 횡단하는 차량의 위치를 결정하는 방법으로서,
    상기 차량에 탑재된 관성 내비게이션 시스템(INS)을 이용하여, 상기 가이드웨이를 횡단하는 상기 차량의 관성 파라미터를 검출하는 단계, 여기서 상기 검출된 관성 파라미터는 상기 차량의 롤, 피치 및 요를 포함함;
    VOBC(vital on-board controller)를 이용하여, 상기 검출된 관성 파라미터를, 가이드웨이 데이터베이스에 저장되는 저장된 관성 파라미터와 비교하는 단계, 여기서 상기 저장된 관성 파라미터는 상기 가이드웨이의 롤, 피치 및 요를 포함함;
    상기 차량에 의해 통과되는 최신 체크포인트에 기초하여, 상기 검출된 관성 파라미터를 상기 저장된 관성 파라미터와 비교하는데 고려되는 상기 저장된 관성 파라미터의 수를 제한하는 단계 ; 및
    상기 비교에 기초하여 상기 차량의 위치를 식별하는 단계를 포함하는, 차량의 위치를 결정하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 차량의 관성 파라미터를 검출하는 단계는 적어도 하나의 가속도계 및 복수의 자이로스코프를 이용하는 단계를 포함하는, 차량의 위치를 결정하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 VOBC에 의해 생성된 속력 신호에 대한 응답으로, 자동 속력 및 브레이킹 제어 시스템을 이용하여, 상기 차량의 속력을 제어하는 단계를 더 포함하는, 차량의 위치를 결정하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    외부 제어 시스템으로부터 최대 허용 속력을 수신하는 단계; 및
    상기 저장된 관성 파라미터에 기초하여, 상기 최대 허용 속력을 초과하지 않도록 상기 속력 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 차량의 위치를 결정하는 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 차량의 결정된 위치를 외부 제어 시스템에 송신하는 단계를 더 포함하는, 차량의 위치를 결정하는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 결정된 위치에 기초하여 상기 가이드웨이 데이터베이스를 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 차량의 위치를 결정하는 방법.
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