KR101725497B1 - 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR101725497B1
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현대오트론 주식회사
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Abstract

본 명세서는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기설정된 지점의 좌표가 포함된 맵을 저장하는 맵 저장부; GPS(Global Positioning System) 수신 정보를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 산출하는 차량 측위부; 상기 차량의 각속도를 측정하는 각속도 측정부; 및 상기 측정된 각속도를 이용하여 상기 차량의 위치가 상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하고, 상기 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 상기 저장된 지점의 좌표를 비교하여 차량의 GPS 좌표를 보정하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATING POSITION OF VEHICLE USING ACCELERATION OF VEHICLE}
본 명세서는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 각속도를 이용하여 차량이 특정 지점(예컨대, 특정 지형지물, 과속방지턱 등)을 통과하는지를 판단하고 그 특정 지점의 좌표를 이용하여 차량의 GPS(global positioning system) 좌표를 정확하게 보정할 수 있는, 차량의 각속도를 이용한 좌표 보정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
자율주행, 증강현실, 헤드업 디스플레이(HUD: Head Up Display) 등 스마트카 기술이 발전함에 따라 차량용 측위 정보의 정확도에 대해 요구가 커지고 있다. GPS 정보의 정확도는 널리 쓰이는 DGPS(Differential Global Positioning System)를 사용하더라도 실제 위치 대비 1.5m 이내의 오차를 갖기도 어려울 정도로 양호하지 않다. DR(Dead Reckoning) GPS를 이용하는 경우에도 이동거리에 따라 오차가 점차 누적되기 때문에 빈번한 보정 시스템 없이는 활용이 어렵다.
스마트카 기술의 구현을 위해서 정확도를 높일 수 있는 기술이 선행되어야 한다. DGPS와 실시간 이동측위(RTK: Real Time Kinematic) 등 다양한 보정 방법을 이용할 수 있다.
하지만, 이러한 보정 방법에 대한 정확도의 신뢰도가 충분하지 않으며, 보정정보 수신을 위한 장치가 복잡한 경우도 존재한다. DR(Dead Reckoning) GPS를 이용하는 경우에도 기준 보정점이 정확하지 않으면 빈번히 보정한다고 해도 정확도의 신뢰도가 충분치 않다.
한편, 외부 센서를 이용하는 경우에도 고가의 장비로 인해 실용화에 한계가 있거나 신뢰도가 충분하지 않은 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0717300호(2007.05.04. 등록)
본 명세서의 실시 예들은 차량이 특정 지점(예컨대, 특정 지형지물, 과속방지턱 등)을 통과하는지를 차량의 각속도로 판단하고 그 특정 지점의 좌표를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 정확하게 보정할 수 있는, 차량의 각속도를 이용한 좌표 보정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 실시 예들은 종방향으로 신뢰도가 높게 차량의 GPS 좌표를 보정할 수 있는, 차량의 각속도를 이용한 좌표 보정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 실시 예들은 종방향으로 신뢰도가 높게 차량의 GPS 좌표를 보정한 후, 차량이 90도 선회한 후 재보정할 경우, 측위 오차를 종방향 및 횡방향으로 모두 제거할 수 있는, 차량의 각속도를 이용한 좌표 보정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 실시 예들은 속도 제한이 있고 선회 지점이 많은 도심 등의 환경에 적합하고, 기존 차량에 구비된 인프라(예컨대, GPS 수신기, 자이로 센서 등)를 이용하게 되며, 추가되는 센서 및 로직 처리 장치도 저가임으로, 타 보정 시스템과 비교하여 비용을 줄일 수 있는, 차량의 각속도를 이용한 좌표 보정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 제1 측면에 따르면, 기설정된 지점의 좌표가 포함된 맵을 저장하는 맵 저장부; GPS(Global Positioning System) 수신 정보를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 산출하는 차량 측위부; 상기 차량의 각속도를 측정하는 각속도 측정부; 및 상기 측정된 각속도를 이용하여 상기 차량의 위치가 상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하고, 상기 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 상기 저장된 지점의 좌표를 비교하여 차량의 GPS 좌표를 보정하는 제어부를 포함하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치가 제공될 수 있다.
상기 제어부는 상기 측정된 각속도를 이용하여 상기 차량의 위치가 상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 위치 판단부; 상기 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 상기 저장된 지점의 좌표를 비교하여 좌표 보정값을 산출하는 보정값 산출부; 및 상기 산출된 좌표 보정값을 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정하는 좌표 보정부를 포함할 수 있다.
상기 위치 판단부는 상기 측정된 차량의 각속도가 상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물의 통과에 의한 피치(pitch)값과 대응되면, 상기 차량이 지점에 형성된 지형지물을 통과하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 위치 판단부는 상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물이 과속방지턱이고 상기 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축을 기준으로 차량의 각속도를 측정하는 경우, 상기 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량의 부호가 변경하는 시점을 감지하고, 상기 감지된 시점을 상기 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축이 상기 과속방지턱의 최상단을 지나는 시점으로 판단할 수 있다.
상기 위치 판단부는 상기 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량이 두 번 감지되는 경우, 상기 감지된 두 번의 시점이 상기 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되면, 상기 감지된 두 번의 시점에서 상기 차량의 전륜 및 후륜이 과속방지턱을 각각 통과한 것으로 판단할 수 있다.
상기 보정값 산출부는 상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물이 과속방지턱이면 상기 과속방지턱의 좌표를 두 점의 좌표가 연결된 선으로 판단하며, 상기 차량의 GPS 좌표와 상기 기설정된 지점의 좌표 간의 오차를 계산하는 방향을 도로 주행 방향으로 지정하고, 상기 두 점의 좌표가 연결된 선과 상기 차량의 GPS 좌표 간의 좌표 오차를 좌표 보정값으로 산출할 수 있다.
상기 좌표 보정부는 보정 전의 차량 측위 정보의 정확도를 기준으로 기설정된 예상 신뢰범위 내에 하나의 과속방지턱만 존재하는 경우, 상기 차량의 GPS 좌표를 상기 기설정된 지점의 좌표를 이용하여 보정할 수 있다.
상기 좌표 보정부는 상기 차량이 주행하는 종방향에 대한 오차를 보정한 후, 횡방향에 대한 오차가 보정되도록, 상기 차량이 90도 선회한 후 제2 지점의 차량의 GPS 좌표와 상기 맵 저장부에 저장된 제2 지점의 좌표를 비교하여 상기 제2 지점에서의 차량의 GPS 좌표를 보정할 수 있다.
한편, 본 명세서의 제2 측면에 따르면, 차량의 위치 보정 장치에서 수행되는 차량의 위치 보정 방법에 있어서, GPS 수신 정보를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 산출하는 단계; 상기 차량의 각속도를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 각속도를 이용하여 상기 차량의 위치가 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 단계; 상기 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 기저장된 지점의 좌표를 비교하여 좌표 보정값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 좌표 보정값을 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정하는 단계를 포함하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법이 제공될 수 있다.
상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 단계는 상기 측정된 차량의 각속도가 상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물의 통과에 의한 피치(pitch)값과 대응되면, 상기 차량이 지점에 형성된 지형지물을 통과하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 단계는 상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물이 과속방지턱이고 상기 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축을 기준으로 차량의 각속도를 측정하는 경우, 상기 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량의 부호가 변경하는 시점을 감지하고, 상기 감지된 시점을 상기 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축이 상기 과속방지턱의 최상단을 지나는 시점으로 판단할 수 있다.
상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 단계는 상기 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량이 두 번 감지되는 경우, 상기 감지된 두 번의 시점이 상기 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되면, 상기 감지된 두 번의 시점에서 상기 차량의 전륜 및 후륜이 과속방지턱을 각각 통과한 것으로 판단할 수 있다.
상기 좌표 보정값을 산출하는 단계는 상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물이 과속방지턱이면 상기 과속방지턱의 좌표를 두 점의 좌표가 연결된 선으로 판단하며, 상기 차량의 GPS 좌표와 상기 기설정된 지점의 좌표 간의 오차를 계산하는 방향을 도로 주행 방향으로 지정하고, 상기 두 점의 좌표가 연결된 선과 상기 차량의 GPS 좌표 간의 좌표 오차를 좌표 보정값으로 산출할 수 있다.
상기 차량의 GPS 좌표를 보정하는 단계는 보정 전의 차량 측위 정보의 정확도를 기준으로 기설정된 예상 신뢰범위 내에 하나의 과속방지턱만 존재하는 경우, 상기 차량의 GPS 좌표를 상기 기설정된 지점의 좌표를 이용하여 보정할 수 있다.
상기 차량의 GPS 좌표를 보정하는 단계는 상기 차량이 주행하는 종방향에 대한 오차를 보정한 후, 횡방향에 대한 오차가 보정되도록, 상기 차량이 90도 선회한 후 제2 지점의 차량의 GPS 좌표와 기저장된 제2 지점의 좌표를 비교하여 상기 제2 지점에서의 차량의 GPS 좌표를 보정할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 차량이 특정 지점(예컨대, 특정 지형지물, 과속방지턱 등)을 통과하는지를 차량의 각속도로 판단하고 그 특정 지점의 좌표를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 정확하게 보정할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 종방향으로 신뢰도가 높게 차량의 GPS 좌표를 보정할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 차량이 90도 선회한 후 재보정할 경우, 측위 오차를 종방향 및 횡방향으로 모두 제거할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 속도 제한이 있고 선회 지점이 많은 도심 등의 환경에 적합하고, 기존 차량에 구비된 인프라(예컨대, GPS 수신기, 자이로 센서 등)를 이용하게 되며, 추가되는 센서 및 로직 처리 장치도 저가임으로, 타 보정 시스템과 비교하여 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서의 실시 예에 따른 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치의 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 실시 예에 따른 차량이 특정 지점을 통과할 때 측정된 각속도에 대한 설명도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 명세서의 실시 예에 따른 과속방지턱의 좌표를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정하는 과정에 대한 설명도이다.
도 4는 본 명세서의 실시 예에 따른 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 명세서의 실시 예에 따른 과속방지턱을 통과하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 명세서에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 본 명세서의 실시 예를 설명하면서, 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
또한, 본 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
도 1은 본 명세서의 실시 예에 따른 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 실시 예에 따른 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치(100)는 맵 저장부(110), 차량 측위부(120), 각속도 측정부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
이하, 도 1의 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
우선, 맵 저장부(110)는 기설정된 지점들의 좌표가 포함된 맵을 저장한다. 기설정된 지점들에 형성된 지형지물의 좌표는 미리 저장되어 있다. 또한, 기설정된 지점들에 형성된 지형지물의 좌표는 지형지물의 유형에 따라 분류되어 저장될 수 있다. 이를 통해, 제어부(140)가 차량이 지형지물을 통과할 때 지형지물의 유형도 고려하여 통과 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
차량 측위부(120)는 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 수신된 GPS 수신 정보를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 산출한다.
각속도 측정부(130)는 차량에 구비된 자이로 센서를 이용하여 차량의 각속도를 측정한다. 자이로 센서는 차량의 피치(pitch) 변화를 감지한다. 차량이 특정 지형을 통과하면서 발생하는 차량의 피치 변화량을 측정한다. 예를 들어, 측정하고자 하는 특정 지형의 대표적인 예로 과속방지턱을 들 수 있다. 차량의 특성상 과속방지턱을 지나는 과정에서 피치 변화량이 발생하게 된다.
제어부(140)는 각속도 측정부(130)에서 측정된 각속도를 이용하여 차량의 위치가 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하고, 그 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 맵 저장부(110)에서 저장된 지점의 좌표를 비교하여 차량의 GPS 좌표를 보정한다.
구체적으로, 제어부(140)는 위치 판단부(141), 보정값 산출부(142) 및 좌표 보정부(143)를 포함하여 구현될 수 있다. 여기서, 위치 판단부(141), 보정값 산출부(142) 및 좌표 보정부(143)의 구성부 중 해당 실시 예에 불필요한 기능이나 구성부가 생략되거나, 일부 구성부가 통합될 수 있다.
제어부(140)의 구성 요소 및 동작에 대해서 살펴보면, 위치 판단부(141)는 각속도 측정부(130)에서 측정된 각속도를 이용하여 차량의 위치가 기설정된 지점을 통과하는지를 판단한다. 여기서, 기설정된 지점에 지형지물이 형성된 경우를 살펴보면, 위치 판단부(141)는 각속도 측정부(130)에서 측정된 차량의 각속도가 기설정된 지점에 형성된 지형지물의 통과에 의한 피치(pitch)값과 대응되면, 차량이 지점에 형성된 지형지물을 통과하는 것으로 판단할 수 있다. 일례로, 기설정된 지점에서의 지형지물은 과속방지턱과 같은 지형지물일 수 있다. 지형지물은 특정 지형지물로 한정되지 않으며, 과속방지턱 이외에도 자이로 센서의 출력값에 특징적인 변화를 줄 수 있는 지형 구조물이라면 적용될 수 있다.
보정값 산출부(142)는 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 맵 저장부(110)에서 저장된 지점의 좌표를 비교하여 좌표 보정값을 산출한다.
좌표 보정부(143)는 보정값 산출부(142)에서 산출된 좌표 보정값을 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정한다.
도 2는 본 명세서의 실시 예에 따른 차량이 특정 지점을 통과할 때 측정된 각속도에 대한 설명도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기설정된 지점에 형성된 지형지물이 과속방지턱일 경우에 각속도 측정부(130)가 측정한 각속도 결과 즉, 피치(pitch) 변화값이 앞바퀴(전륜) 통과영역(210) 및 뒷바퀴(후륜) 통과영역(220) 즉, 바퀴별 통과영역으로 나타나 있다.
시간순으로 살펴보면, 앞바퀴가 통과할 때 각속도 측정부(130)에서 측정된 차량의 피치(pitch) 변화값이 측정되고, 뒷바퀴가 통과할 때 각속도 측정부(130)에서 측정된 차량의 피치 변화량이 측정되어 있다.
기설정된 지점에 형성된 지형지물이 과속방지턱이고 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축을 기준으로 차량의 각속도를 측정하는 경우, 위치 판단부(141)는 각속도 측정부(130)에서 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량의 부호가 (+)에서 (-) 또는 (-)에서 (+)로 변경하는 시점(211, 221)을 감지한다.
그리고 위치 판단부(141)는 그 감지된 시점(211, 221)을 과속방지턱의 최상단을 지나는 시점으로 판단한다. 여기서, 차량의 뒷바퀴 중심축을 기준으로 차량의 종방향 위치를 추적한다고 할 때, 과속방지턱의 최상단을 지나는 순간을 기준으로 피치 변화량의 부호가 바뀌게 된다. 위치 판단부(141)는 이 시점을 과속방지턱의 최상단을 지나는 시점으로 판단한다. 그러면, 보정값 산출부(142)는 차량의 뒷바퀴의 중심축의 종방향 위치를 기준으로 과속방지턱의 최상단의 위치까지의 GPS 좌표의 오차를 추정하여 보정값을 산출한다.
차량이 전륜 및 후륜의 순서로 과속방지턱을 통과하는 경우를 살펴보면 다음과 같다. 차량의 특성상 앞바퀴, 뒷바퀴 순서로 과속방지턱을 지나게 된다. 이때, 휠베이스의 거리를 두고 두 번의 피치 변화량이 발생하게 된다. 이를 통해, 위치 판단부(141)는 신뢰도 있게 과속방지턱을 통과하는 것을 판단할 수 있다.
각속도 측정부(130)는 차량의 각속도에서의 피치 변화를 두 번 감지하게 된다.
그러면, 위치 판단부(141)는 그 감지된 두 번의 시점이 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되는지 확인한다. 그 감지된 두 번의 시점이 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되면, 위치 판단부(141)는 차량의 전륜 및 후륜이 과속방지턱을 각각 통과한 것으로 판단한다.
반면, 그 감지된 두 번의 시점이 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되지 않는다면, 위치 판단부(141)는 과속방지턱을 통과한 것으로 판단하지 않는다. 이때, 위치 판단부(141)는 차량의 각속도에서의 피치 변화가 두 번 감지된 것은 도로상에 있는 불규칙한 장애물에 의한 것이라고 판단할 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 본 명세서의 실시 예에 따른 과속방지턱의 좌표를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정하는 과정에 대한 설명도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 과속방지턱의 좌표는 과속방지턱의 양단의 두 점의 좌표가 연결된 선으로 판단한다. 일례로, 차량의 진행방향 즉, 종방향을 기준으로 좌측 점의 위도(lat: latitude) 및 경도(lng: longitude)는 각각 lat: 37.3634245, lng: 126.9213157이다. 또한, 차량의 진행방향 즉, 종방향을 기준으로 우측 점의 위도(lat) 및 경도(lng)는 lat: 37.3633339, lng: 126.9212113이다. 과속방지턱은 좌측 및 우측의 두 점의 좌표가 이어진 선으로 나타낼 수 있다. 이후, 좌표 보정부(143)는 차량의 GPS 좌표와 기설정된 지점의 좌표 간의 오차를 계산하는 방향을 도로 주행 방향으로 지정한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 보정값 산출부(142)는 지정된 도로 주행 방향과 직교하는 선과 차량의 GPS 좌표(lat: 37.3635323, lng: 126.9212324) 간의 좌표 오차(lat: -0.0000824, lng: +0.0001079)를 좌표 보정값으로 산출한다. 이후, 좌표 보정부(143)는 산출된 좌표 보정값(lat: -0.0000824, lng: +0.0001079)을 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정할 수 있다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 과속방지턱의 좌표는 과속방지턱의 양단의 두 점의 좌표가 연결된 선으로 판단한다. 여기서, 과속방지턱은 차량의 진행방향을 기준으로 좌측 점의 좌표(lat: 37.3629064, lng : 126.9235556)와 우측 점의 좌표(lat: 37.3628571, lng : 126.9236181)가 이어진 선으로 나타낼 수 있다. 도 3a의 주행방향을 종방향이라고 가정하면, 도 3c에 도시된 주행방향은 횡방향이 된다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 보정값 산출부(142)는 지정된 도로 주행 방향으로의 선과 차량의 GPS 좌표(lat: 37.3629267, lng: 126.9236706) 간의 좌표 오차(lat: -0.0000562, lng: -0.0000696)를 좌표 보정값으로 산출한다. 이후, 좌표 보정부(143)는 산출된 좌표 보정값(lat: -0.0000562, lng: -0.0000696)을 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정할 수 있다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 차량의 GPS 측위값(GPS 좌표)과 상기 지점의 좌표 간의 오차를 X축 좌표 오차 및 Y축 좌표 오차로 이루어진 2축 오차로 구분하여 보정값을 각각 산출할 수 있다. 그리고 좌표 보정부(143)는 산출된 X축 좌표 오차에 대한 1차 좌표 보정값을 이용하여 1차 보정을 수행하고, 산출된 Y축 좌표 오차에 대한 2차 좌표 보정값을 이용하여 2차 보정을 수행할 수 있다.
한편, 좌표 보정부(143)는 보정 전의 차량 측위 정보의 정확도를 기준으로 기설정된 예상 신뢰범위 내에 하나의 과속방지턱이 존재하는지 확인한다. 일례로, 도 3a 및 도 3c에 도시된 화면을 기설정된 예상 신뢰범위라고 지정하면, 좌표 보정부(143)는 도 3a 및 도 3c에 도시된 화면 내에서 하나의 과속방지턱이 존재하는지 확인할 수 있다.
그러면, 좌표 보정부(143)는 차량의 GPS 좌표를 지점의 좌표를 이용하여 보정한다.
도 4는 본 명세서의 실시 예에 따른 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법에 대한 흐름도이다.
우선, 맵 저장부(110)에는 기설정된 지점들의 좌표가 포함된 맵이 저장되어 있다.
차량 측위부(120)는 GPS 수신 정보를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 산출한다(S402). 이러한 GPS 좌표를 산출하는 과정은 차량 운행이면 지속적으로 산출될 수 있다. 또한, 차량 측위부(120)는 기설정된 지점의 주변 즉, 기설정된 지점으로부터 반경 거리 이내에 차량이 진입하면 차량의 GPS 좌표를 산출할 수 있다.
각속도 측정부(130)는 차량에 구비된 자이로 센서를 이용하여 차량의 각속도를 측정한다(S404).
제어부(140)는 각속도 측정부(130)에서 측정된 각속도를 이용하여 차량의 위치가 기설정된 지점을 통과하는지를 판단한다(S406).
상기 판단 결과(S406), 차량의 위치가 기설정된 지점을 통과하면, 제어부(140)는 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표를 차량 측위부(120)로부터 획득한다(S408). 구체적으로, 제어부(140)는 측정된 차량의 각속도가 지점에 형성된 지형지물의 통과에 의한 피치값과 대응되면, 차량이 지점에 형성된 지형지물을 통과한 것으로 판단할 수 있다.
반면, 상기 판단 결과(S406), 차량의 위치가 기설정된 지점을 통과하지 않으면, 제어부(140)는 차량의 각속도를 측정하는 S404 과정을 지속적으로 수행한다.
그리고 제어부(140)는 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 맵 저장부(110)에서 저장된 지점의 좌표를 비교하여 좌표 보정값을 산출한다(S410).
제어부(140)는 산출된 좌표 보정값을 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정한다(S412).
한편, 차량이 주행하는 종방향에 대한 오차를 보정하는 S412 과정 이후, 횡방향에 대한 오차를 보정하는 과정이 추가적으로 수행될 수 있다.
제어부(140)는 각속도 측정부(130)에서 측정된 차량의 각속도를 이용하여 차량이 90도 선회하고 기설정된 제2 지점을 통과하는지를 확인한다(S414).
상기 확인 결과(S414), 차량이 90도 선회하고 기설정된 제2 지점을 통과하면, 제어부(140)는 기설정된 제2 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표를 차량 측위부(120)로부터 수신한다(S416).
반면, 상기 판단 결과(S414), 차량의 위치가 기설정된 지점을 통과하지 않으면, 제어부(140)는 차량이 90도 선회하고 기설정된 제2 지점을 통과하는지를 판단하는지를 모니터링하는 과정을 지속적으로 수행한다.
제어부(140)는 기설정된 제2 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 제2 GPS 좌표와 맵 저장부(110)에서 저장된 제2 지점의 좌표를 비교하여 제2 좌표 보정값을 산출한다(S418).
제어부(140)는 산출된 제2 좌표 보정값을 이용하여 차량의 제2 GPS 좌표를 보정한다(S420).
이와 같이, 제어부(140)는 기설정된 제2 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 제2 GPS 좌표와 기설정된 제2 지점의 좌표를 비교하여 차량의 제2 GPS 좌표를 기설정된 제2 지점의 좌표를 이용하여 보정하는 S414 내지 S420 과정을 선택적으로 수행할 수 있다.
도 5는 본 명세서의 실시 예에 따른 과속방지턱을 통과하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법에 대한 흐름도이다.
기설정된 지점에 형성된 지형지물이 과속방지턱이고 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축을 기준으로 측정된 차량의 각속도를 이용하여 차량의 위치를 보정하는 방법을 살펴보기로 한다.
제어부(140)는 맵 저장부(110)를 통해 보정 전의 차량 측위 정보의 정확도를 기준으로 기설정된 예상 신뢰범위 내에 하나의 과속방지턱이 존재하는지를 확인한다(S502).
상기 확인 결과(S502), 기설정된 예상 신뢰범위 내에 하나의 과속방지턱이 존재하면, 제어부(140)는 각속도 측정부(130)를 통해 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량의 부호가 변경하는 시점을 확인한다(S504).
반면, 상기 확인 결과(S502), 기설정된 예상 신뢰범위 내에 하나의 과속방지턱이 존재하지 않으면 즉, 두 개 이상의 과속방지턱이 존재하면, 제어부(140)는 기설정된 예상 신뢰범위 내에 하나의 과속방지턱이 존재하는지를 확인하는 S502 과정부터 다시 수행한다. 제어부(140)가 예상 신뢰범위 내에 두 개 이상의 과속방지턱이 존재하면 정확한 과속방지턱을 특정할 수 없기 때문에, 차량의 위치 보정이 수행되지 않는다. 제어부(140)는 보정 전의 차량 측위 정보의 정확도를 기준으로 예상 신뢰범위 내에 과속방지턱이 여러 개 존재할 경우엔 보정을 수행하지 않는다. 제어부(140)는 과속방지턱이 유일할 경우에 기준범위 내의 과속방지턱의 위치를 지났다고 판단하면, 과속방지턱의 좌표와 현재 차량의 측위 GPS 좌표의 차이를 오차로 추정하여 보정한다.
차량이 전륜 및 후륜의 순서로 과속방지턱을 통과하는 경우, 제어부(140)는 각속도 측정부(130)를 통해 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량이 두 번 감지되는지를 확인한다(S506).
상기 확인 결과(S506), 차량의 각속도에서의 피치 변화량이 두 번 감지되면, 제어부(140)는 감지된 두 번의 시점이 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되는지 확인한다(S508).
반면, 상기 확인 결과(S506), 차량의 각속도에서의 피치 변화량이 두 번 감지되지 않으면, 제어부(140)는 차량 각속도의 측정 오류로 인해 피치 변화량이 두 번 감지된 것으로 판단할 수 있다(S510). 여기서, 측정 오류는 과속방지턱이 아닌 도로 상의 장애물이나 각속도 측정부(130)에 구비된 자이로 센서의 오류 등이 포함될 수 있다.
상기 확인 결과(S508), 감지된 두 번의 시점이 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되지 않으면, 제어부(140)는 S510 과정으로 진행하여 측정 오류로 판단할 수 있다.
상기 확인 결과(S508), 감지된 두 번의 시점이 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되면, 제어부(140)는 차량의 전륜 및 후륜이 과속방지턱을 각각 통과한 것으로 판단한다(S512). 여기서, 제어부(140)는 피치 변화량의 부호가 변경하는 시점을 차량의 전륜 및 후륜이 과속방지턱의 최상단을 각각 통과한 시점으로 판단한다. 이를 통해, 제어부(140)는 차량의 각 바퀴의 위치를 과속방지턱의 최상단의 위치로 정확히 판단하여 보정할 수 있다.
이후, 제어부(140)는 차량의 GPS 좌표와 과속방지턱의 좌표를 비교하여 차량의 GPS 좌표를 보정한다(S516). 여기서, 제어부(140)는 과속방지턱의 최상단 위치로 가정하여 차량의 GPS 좌표를 더욱 정확하게 보정할 수 있다.
이상에서 설명한 실시 예들은 그 일 예로서, 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 위치 보정 장치
110: 맵 저장부
120: 차량 측위부
130: 각속도 측정부
140: 제어부
141: 위치 판단부
142: 보정값 산출부
143: 좌표 보정부

Claims (15)

  1. 기설정된 지점의 좌표가 포함된 맵을 저장하는 맵 저장부;
    GPS(Global Positioning System) 수신 정보를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 산출하는 차량 측위부;
    상기 차량의 각속도를 측정하는 각속도 측정부; 및
    상기 측정된 각속도를 이용하여 상기 차량의 위치가 상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하고, 상기 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 상기 저장된 지점의 좌표를 비교하여 차량의 GPS 좌표를 보정하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 측정된 각속도를 이용하여 상기 차량의 위치가 상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 위치 판단부를 포함하고,
    상기 위치 판단부는 상기 측정된 차량의 각속도가 상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물의 통과에 의한 피치(pitch)값과 대응되면, 상기 차량이 지점에 형성된 지형지물을 통과하는 것으로 판단하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 상기 저장된 지점의 좌표를 비교하여 좌표 보정값을 산출하는 보정값 산출부; 및
    상기 산출된 좌표 보정값을 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정하는 좌표 보정부
    를 더 포함하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 위치 판단부는
    상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물이 과속방지턱이고 상기 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축을 기준으로 차량의 각속도를 측정하는 경우, 상기 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량의 부호가 변경하는 시점을 감지하고, 상기 감지된 시점을 상기 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축이 상기 과속방지턱의 최상단을 지나는 시점으로 판단하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 위치 판단부는
    상기 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량이 두 번 감지되는 경우, 상기 감지된 두 번의 시점이 상기 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되면, 상기 감지된 두 번의 시점에서 상기 차량의 전륜 및 후륜이 과속방지턱을 각각 통과한 것으로 판단하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치.
  6. 삭제
  7. 제2항에 있어서,
    상기 좌표 보정부는
    보정 전의 차량 측위 정보의 정확도를 기준으로 기설정된 예상 신뢰범위 내에 하나의 과속방지턱만 존재하는 경우, 상기 차량의 GPS 좌표를 상기 기설정된 지점의 좌표를 이용하여 보정하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 좌표 보정부는
    상기 차량이 주행하는 종방향에 대한 오차를 보정한 후, 횡방향에 대한 오차가 보정되도록, 상기 차량이 90도 선회한 후 제2 지점의 차량의 GPS 좌표와 상기 맵 저장부에 저장된 제2 지점의 좌표를 비교하여 상기 제2 지점에서의 차량의 GPS 좌표를 보정하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 장치.
  9. 차량의 위치 보정 장치에서 수행되는 차량의 위치 보정 방법에 있어서,
    GPS 수신 정보를 이용하여 차량의 GPS 좌표를 산출하는 단계;
    상기 차량의 각속도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 각속도를 이용하여 상기 차량의 위치가 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 단계;
    상기 기설정된 지점을 통과하는 시점에서 산출된 차량의 GPS 좌표와 기저장된 지점의 좌표를 비교하여 좌표 보정값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 좌표 보정값을 이용하여 차량의 GPS 좌표를 보정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 단계는, 상기 측정된 차량의 각속도가 상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물의 통과에 의한 피치(pitch)값과 대응되면, 상기 차량이 지점에 형성된 지형지물을 통과하는 것으로 판단하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 단계는
    상기 기설정된 지점에 형성된 지형지물이 과속방지턱이고 상기 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축을 기준으로 차량의 각속도를 측정하는 경우, 상기 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량의 부호가 변경하는 시점을 감지하고, 상기 감지된 시점을 상기 차량의 전륜 또는 후륜의 중심축이 상기 과속방지턱의 최상단을 지나는 시점으로 판단하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 기설정된 지점을 통과하는지를 판단하는 단계는
    상기 측정된 차량의 각속도에서의 피치 변화량이 두 번 감지되는 경우, 상기 감지된 두 번의 시점이 상기 차량의 전륜 및 후륜 사이의 휠베이스의 거리에 대응되면, 상기 감지된 두 번의 시점에서 상기 차량의 전륜 및 후륜이 과속방지턱을 각각 통과한 것으로 판단하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법.
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 차량의 GPS 좌표를 보정하는 단계는
    보정 전의 차량 측위 정보의 정확도를 기준으로 기설정된 예상 신뢰범위 내에 하나의 과속방지턱만 존재하는 경우, 상기 차량의 GPS 좌표를 상기 기설정된 지점의 좌표를 이용하여 보정하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 차량의 GPS 좌표를 보정하는 단계는
    상기 차량이 주행하는 종방향에 대한 오차를 보정한 후, 횡방향에 대한 오차가 보정되도록, 상기 차량이 90도 선회한 후 제2 지점의 차량의 GPS 좌표와 기저장된 제2 지점의 좌표를 비교하여 상기 제2 지점에서의 차량의 GPS 좌표를 보정하는 차량의 각속도를 이용한 차량의 위치 보정 방법.
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