KR101809843B1

KR101809843B1 - 지피에스 실 도로 고도 데이터 보정 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101809843B1
Application number: KR1020160091290A
Authority: KR
Inventors: 김엘레나
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2017-12-15
Also published as: KR20170135620A

Abstract

본 발명은 차량이 도로 위를 주행할 때 GPS 고도 센서를 통해 차량의 고도를 검출하고, 차속 센서를 통해 차량 속도를 검출하여, 차량의 주행 상태를 판단하며, 판단된 주행 상태에 따라 시간에 대한 차량의 고도 변화량을 산출해 초기 고도를 고려한 차량의 고도 값을 보정할 수 있도록 하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법 및 시스템이 개시된다.
개시된 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템은, GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 수신부; GPS 정보에 근거해 차량의 고도를 산출하는 고도 산출부; 차량의 주행에 따른 차량 속도를 검출하는 속도 검출부; 및 산출된 차량의 고도와 검출된 차량 속도에 근거해 주행 거리(S(Δt))와, 고도차(ΔZ), 경사도(θ)를 산출하며, 시간에 대한 고도 변화량 및 보정 방향을 산출하여, 실 도로 고도 데이터의 오차를 보정하는 제어부를 포함한다.

Description

지피에스 실 도로 고도 데이터 보정 방법 및 시스템{System and method for amending a real road data of altitude by global positioning system}

본 발명은 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 차량이 도로 위를 주행할 때 GPS(Global Positioning System) 고도 센서를 통해 차량의 고도를 검출하고, 차속 센서를 통해 차량 속도를 검출하여, 차량의 주행 상태를 판단하며, 판단된 주행 상태에 따라 시간에 대한 차량의 고도 변화량을 산출해 초기 고도를 고려한 차량의 고도 값을 보정할 수 있도록 하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법 및 시스템에 관한 것이다.

GPS는 인공위성을 이용한 지구 위치 결정 체계로, 관측하고자 하는 위치에서 정확한 위치를 알고 있는 위성으로부터 발사된 전파를 수신하여, 위성에서 관측점까지 전파의 소요시간을 산출함으로써 관측점의 위치를 구하는 체계이다. 즉, 4개 이상의 위성을 이용하면 3차원적인 위치를 측정할 수 있다.

DGPS 방법은 정확한 위치가 알려진 기준점에 GPS 수신기를 설치하여 이를 기준국이라고 하고, 미지점에 위치한 GPS 수신기를 이동국이라고 한다. 이러한 기준국과 이동국은 GPS 위성으로부터 정확한 위치정보 탐색을 위한 전파, 위성시계 및 위성궤도 정보 등을 수신한다. 기준국에서는 기존에 알려진 위치 정보와 GPS 수신기로 측정한 위치 정보를 비교하여 그 차이를 구하고, 이 차이 값이 GPS 위치 정보의 오차이며 오차보정 값이다. 기준국의 근처는 기준국과 같은 오차 요인이 존재하므로 이동국의 GPS 수신기도 기준국과 같은 오차보정 값을 사용하여 오차를 보정한다.

종래의 DGPS 방식으로 측정한 차량의 주행 위치 데이터에 대한 이동국이 기준국에서 멀어질수록 오차가 발생하는 문제점이 있다. 즉, 실도로에서,차량 기반의도로 부하 데이터(Road Load Data)를 시뮬레이션 하는데있어서, DGPS고도센서 정보가 갖는 오차로인하여시뮬레이션 소프트웨어(S/W)를 통해 입력된 실 도로 데이터를 오류로 인식하는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제2014-0073261호(공개일 : 2014년06월16일)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량이 도로 위를 주행할 때 GPS(Global Positioning System) 고도 센서를 통해 차량의 고도를 검출하고, 차속 센서를 통해 차량 속도를 검출하여, 차량의 주행 상태를 판단하며, 판단된 주행 상태에 따라 시간에 대한 차량의 고도 변화량을 산출해 초기 고도를 고려한 차량의 고도 값을 보정할 수 있도록 하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템은, GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 수신부; GPS 정보에 근거해 차량의 고도를 산출하는 고도 산출부; 차량의 주행에 따른 차량 속도를 검출하는 속도 검출부; 및 산출된 차량의 고도와 검출된 차량 속도에 근거해 주행 거리(S(Δt))와, 고도차(ΔZ), 경사도(θ)를 산출하며, 시간에 대한 고도 변화량 및 보정 방향을 산출하여, 실 도로 고도 데이터의 오차를 보정하는 제어부를 포함한다.

또한, 제어부는, 속도 검출부를 통해 차량 속도가 제로(0)로 검출된 경우에, 차량이 정지 상태이고, 주행 거리가 제로(0)이며, 고도 변화량이 없는 것으로 인식할 수 있다.

또한, 제어부는, 속도 검출부를 통해 차량 속도가 검출된 경우에, 검출된 차량 속도에 주행 시간을 곱하여 주행 거리를 산출하게 된다.

또한, 고도 산출부는, 차량이 정지 상태에 있는 경우에 차량의 초기 고도를 산출하고, 차량이 주행하는 경우에 주행하는 위치에서 수신한 GPS 정보에 근거해 일정한 주행 지점마다 차량의 고도를 산출하게 된다.

또한, 제어부는, 차량이 주행하여 최종으로 정지한 지점에서 산출된 최종 고도로부터 차량의 초기 고도를 차감하여 고도차(ΔZ)를 산출하고, 산출된 주행 거리(S(Δt))와 산출된 고도차(ΔZ)를 이용해 경사도(θ)를 산출하며, 산출된 경사도에 근거해 동력성능 적절성을 판단하여 동력 성능이 적절한 경우에 보정 고도를 산출하며, 동력 성능이 부적절한 경우에 고도 변화가 없는 것으로 인식할 수 있다.

그리고, 제어부는, 시간에 대한 고도 변화량에 대해, 최종 고도에서 초기 고도를 뺀 값(ΔZ)을 주행 시간(Δt)으로 나누어 산출하고, 주행 시간에 따른 보정 고도(Z(t))에 대해 초기 고도(Z(t₀))에 시간에 대한 고도 변화량(ΔZ)을 더하여 산출할 수 있다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법은, (a) GPS 수신부가 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 단계; (b) 고도 산출부가 GPS 정보에 근거해 차량의 고도를 산출하는 단계; (c) 속도 산출부가 차량의 주행에 따른 차량 속도를 검출하는 단계; (d) 제어부가 산출된 차량의 고도와 검출된 차량 속도에 근거해 주행 거리(S(Δt))와 고도차(ΔZ)에 따른 경사도(θ)를 산출하는 단계; (e) 제어부가 산출된 경사도가 최대 동력성능 조건을 초과하지 않는 경우에 시간에 대한 고도 변화량 및 보정 방향을 산출하는 단계; 및 (f) 제어부가 산출된 시간에 대한 고도 변화량과 보정 방향 및 초기 고도값을 이용해 보정 고도(Z(t))를 산출하여 실 도로 고도 데이터의 오차를 보정하는 단계를 포함한다.

또한, (d) 단계에서 제어부는, 속도 검출부를 통해 차량 속도가 제로(0)로 검출된 경우에, 차량이 정지 상태이고, 주행 거리가 제로(0)이며, 고도 변화량이 없는 것으로 인식할 수 있다.

또한, (d) 단계에서 제어부는, 속도 검출부를 통해 차량 속도가 검출된 경우에, 검출된 차량 속도에 주행 시간을 곱하여 주행 거리(S(Δt))를 산출하게 된다.

또한, (b) 단계에서 고도 산출부는, 차량이 정지 상태에 있는 경우에 차량의 초기 고도를 산출하고, 차량이 주행하는 경우에 주행하는 위치에서 수신한 GPS 정보에 근거해 일정한 주행 지점마다 차량의 고도를 산출할 수 있다.

또한, (d) 단계에서 제어부는, 차량이 주행하여 최종으로 정지한 지점에서 산출된 최종 고도로부터 차량의 초기 고도를 차감하여 고도차(ΔZ)를 산출하고, 산출된 주행 거리(S(Δt))와 산출된 고도차(ΔZ)를 이용해 경사도(θ)를 산출할 수 있다.

또한, (f) 단계에서 제어부는, 산출된 경사도에 근거해 동력성능 적절성을 판단하여 동력 성능이 적절한 경우에 보정 고도를 산출하며, 동력 성능이 부적절한 경우에 고도 변화가 없는 것으로 인식할 수 있다.

그리고, (e) 단계에서 제어부는, 시간에 대한 고도 변화량에 대해, 최종 고도에서 초기 고도를 뺀 값(ΔZ)을 주행 시간(Δt)으로 나누어 산출하고, (f) 단계에서 제어부는, 주행 시간에 따른 보정 고도(Z(t))에 대해 초기 고도(Z(t₀))에 시간에 대한 고도 변화량(ΔZ)을 더하여 산출할 수 있다.

본 발명에 의하면, 차량의 주행 상태를 판단하여 실 GPS 방식으로 측정하고, 고도 데이터를 보정함으로써 GPS 실 도로 데이터 기반의 도로 주행 환경 모델의 개발 시간을 단축할 수 있고, 시뮬레이션 도로 모델의 개발 시에 실제 환경 기반으로 모델의 신뢰성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 고도의 보정 과정을 전반적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량이 주행하는 도로에 대해 주행 거리와 고도차 및 경사도를 산출하는 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 동력 성능의 적절성을 판단하는 조건을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 주행 시간에 따른 보정 고도를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은, GPS 수신부(110), 고도 산출부(120), 속도 검출부(130), 저장부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.

GPS 수신부(110)는 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신한다. 이때, GPS 정보는 차량의 위도와 경도에 관한 위치 정보를 포함한다.

고도 산출부(120)는 GPS 정보에 근거해 차량의 고도를 산출한다. 즉, 고도 산출부(120)는, 차량이 정지 상태에 있는 경우에 차량의 초기 고도를 산출하고, 차량이 주행하는 경우에 주행하는 위치에서 수신한 GPS 정보에 근거해 일정한 주행 지점마다 차량의 고도를 산출하게 된다.

속도 검출부(130)는 차량의 주행에 따른 차량 속도를 검출한다. 이때, 속도 검출부(130)는 차량에 구비된 타코미터를 이용하여 차량 속도를 검출하거나, 차량의 주행 거리를 주행 시간으로 나누어 차량 속도를 산출할 수 있다.

저장부(140)는 GPS 수신부(110)에서 수신한 GPS 정보와, 고도 산출부(120)에서 산출한 차량의 고도, 속도 검출부(130)에서 산출된 차량 속도 등을 데이터로 저장한다.

제어부(150)는 산출된 차량의 고도와 검출된 차량 속도에 근거해 주행 거리(S(Δt))와, 고도차(ΔZ), 경사도(θ)를 산출하고, 시간에 대한 고도 변화량 및 보정 방향을 산출하여, 실 도로 고도 데이터의 오차를 보정한다.

또한, 제어부(150)는 속도 검출부(130)를 통해 차량 속도가 제로(0)로 검출된 경우에, 차량이 정지 상태이고, 주행 거리가 제로(0)이며, 고도 변화량이 없는 것으로 인식할 수 있다.

또한, 제어부(150)는 속도 검출부(130)를 통해 차량 속도가 검출된 경우에, 검출된 차량 속도에 주행 시간을 곱하여 주행 거리를 산출할 수 있다.

또한, 제어부(150)는 차량이 주행하여 최종으로 정지한 지점에서 산출된 최종 고도로부터 차량의 초기 고도를 차감하여 고도차(ΔZ)를 산출하고, 산출된 주행 거리(S(Δt))와 산출된 고도차(ΔZ)를 이용해 경사도(θ)를 산출하며, 산출된 경사도에 근거해 동력성능 적절성을 판단하여 동력 성능이 적절한 경우에 보정 고도를 산출하며, 동력 성능이 부적절한 경우에 고도 변화가 없는 것으로 인식할 수 있다.

그리고, 제어부(150)는 시간에 대한 고도 변화량에 대해, 최종 고도에서 초기 고도를 뺀 값(ΔZ)을 주행 시간(Δt)으로 나누어 산출하고, 주행 시간에 따른 보정 고도(Z(t))에 대해 초기 고도(Z(t₀))에 시간에 대한 고도 변화량(ΔZ)을 더하여 산출할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 고도의 보정 과정을 전반적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은, 먼저 정보 수집 단계로서, 차량의 고도를 감지하고, 차량의 속도를 감지한다(S210).

즉, GPS 수신부(110)가 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신한다(S310).

이때, GPS 정보는 차량의 위치 정보를 포함하고 있으며, 위치 정보는 위도와 경도에 관한 위치 데이터를 포함한다. 예를 들면, 출발 지점이 서울이면 위도로서 북위 37도 34분이고, 경도로서 동경 126도 58분 41초가 되고, 도착 지점이 대전이면 위도로서 북위 36도 22분이고, 경도로서 동경 127도 22분이 되는 것이다.

이어, 고도 산출부(120)가 GPS 정보에 근거해 차량의 고도를 산출한다(S320).

즉, 고도 산출부(120)는, 차량이 정지 상태에 있는 경우에 차량의 초기 고도를 산출하고, 차량이 주행하는 경우에 주행하는 위치에서 수신한 GPS 정보에 근거해 일정한 주행 지점마다 차량의 고도를 산출할 수 있다. 이때, 차량의 고도는 해발을 기준으로 하는 해발 고도를 의미할 수 있다.

이어, 속도 산출부(130)가 차량의 주행에 따른 차량 속도를 검출한다(S330).

이때, 속도 검출부(130)는 차량에 구비된 타코미터(Tacometer)를 이용하여 차량 속도를 검출하거나, 차량의 주행 거리를 주행 시간으로 나누어 차량 속도를 산출할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은, 주행 상태 판단 단계로서, 차량이 정지 상태에 있는지를 판단한다(S220).

즉, 제어부(150)는 속도 검출부(130)를 통해 차량 속도가 제로(0) 상태인지를 판단하는 것이다.

다음으로, 본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은, 동력 성능 적절성 판단 및 정보 연산 단계로서, 차량의 주행 거리(S(Δt))를 연산하고, 고도차(ΔZ)를 연산하며, 경사도(θ)를 산출한다(S230).

즉, 제어부(150)는 산출된 차량의 고도와 검출된 차량 속도에 근거해 도 4에 도시된 바와 같이 주행 거리(S(Δt))와 고도차(ΔZ)에 따른 경사도(θ)를 산출한다(S340).

이때, 제어부(150)는, 속도 검출부(130)를 통해 차량 속도가 제로(0)로 검출된 경우에, 차량이 정지 상태이고, 주행 거리가 제로(0)이며, 고도 변화량이 없는 것으로 인식할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량이 주행하는 도로에 대해 주행 거리와 고도차 및 경사도를 산출하는 예를 나타낸 도면이다.

또한, 제어부(150)는, 속도 검출부(130)를 통해 차량 속도가 검출된 경우에, 검출된 차량 속도에 주행 시간을 곱하여 주행 거리(S(Δt))를 산출할 수 있다.

또한, 제어부(150)는, 도 4에 도시된 바와 같이 차량이 주행하여 최종으로 정지한 도착 지점에서 산출된 최종 고도(해발 80m)로부터 차량의 초기 고도(해발 100m)를 차감하여 고도차(ΔZ=20m)를 산출하고, 산출된 주행 거리(S(Δt))와 산출된 고도차(ΔZ)를 이용해 경사도(θ)를 산출할 수 있다. 이때, 제어부(150)는 경사도(θ)에 대해 주행 거리(S(Δt))와 고도차(ΔZ)가 이루는 삼각형에 따른 삼각 함수를 이용하여 산출할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은, 동력 성능 상태 판단 단계로서, 전술한 바와 같은 과정으로 산출한 경사도(θ)가 최대 동력성능 조건을 초과하는지를 판단한다(S240).

이때, 제어부(150)는 최대 동력성능 조건으로 40% 경사도를 설정할 수 있다. 즉, 차량이 도로를 주행할 때, 최대 경사도 90° 미만인 도로를 주행하게 되므로, 경사도 90° 를 100% 경사도로 간주하면 40% 경사도는 약 3.6° 에 해당하는 것이다.

본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은 주행 시 동력 성능에 대한 적절성을 도 5에 도시된 바와 같이 판단한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 동력 성능의 적절성을 판단하는 조건을 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은 동력 성능이 부적절할 경우(②) 또는 차량이 정지 상태인 경우에 고도 변화가 '0'과 일치하는 것으로 인식한다.

또한, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은 차량이 정지 상태인 경우에 고도 변화량이 없음 상태로 인식하고, 차량의 주행 시에는 동력 적절성을 판단하고, 동력 성능이 적절할 경우(①) 차량 고도를 산출하며(①), 동력 성능이 부적절할 경우 고도 변화가 없음(②) 상태로 인식한다.

다음으로, 본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은, 고도 보정량 판단 단계로서, 고도의 변화량 없음(ΔZ)이나, 시간에 대한 고도 변화량 및 보정 방향(부호)을 산출한다(S250).

즉, 제어부(150)는 산출된 경사도가 최대 동력성능 조건(40% 경사도=3.6°)을 초과하지 않는 경우에(θ<3.6°) 시간에 대한 고도 변화량 및 보정 방향을 산출한다(S350).

이때, 제어부(150)는, 산출된 경사도에 근거해 동력성능 적절성을 판단하여 동력 성능이 적절한 경우에 보정 고도를 산출하며, 동력 성능이 부적절한 경우에 고도 변화가 없는 것으로 인식할 수 있다.

여기서, 제어부(150)는, 시간에 대한 고도 변화량에 대해, 최종 고도에서 초기 고도를 뺀 값(ΔZ)을 주행 시간(Δt)으로 나누어 산출할 수 있다.

또한, 제어부(150)는 보정 방향에 대해, 예컨대, 초기 고도가 해발 100m이고, 최종 고도가 해발 80m인 것으로 가정하면, 최종 고도에서 초기 고도를 빼면 마이너스 20m가 산출되므로, 보정 방향은 마이너스 방향으로 인식하는 것이다.

다음으로, 본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은, 보정 고도 산출 단계로서, 차량이 출발하기 전에 감지한 초기 고도와, 차량의 고도량을 누적한 누적값을 계산하여 보정 고도를 산출한다(S260).

즉, 제어부(150)는 산출된 시간에 대한 고도 변화량과 보정 방향 및 초기 고도값을 이용해 보정 고도(Z(t))를 산출하여 실 도로 고도 데이터의 오차를 보정한다(S360).

이때, 제어부(150)는, 주행 시간에 따른 보정 고도(Z(t))에 대해 다음 수학식 1과 같이 초기 고도(Z(t₀))에 시간에 대한 고도 변화량(

)을 더하여 산출할 수 있다.

수학식 1에서, Z(t)는 측정 고도 값(Raw Altitude Measurement)을 나타내고, Z(t0)는 초기 고도(Initial Altitude) 값을 나타낸다.

본 발명에 따른 GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템(100)은 초기 고도를 고려한 차량에 대한 보정 고도 값을 도 6에 도시된 바와 같이 산출한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 주행 시간에 따른 보정 고도를 나타낸 도면이다. 예를 들면, 출발지점 서울에서 도착지점 대전까지 주행하는 경우에, 제어부(150)는 주행 시간(Δt)으로 2시간을 획득하고, 초기 고도가 해발 100m 이며, 최종 고도가 해발 80m이면, 고도차(ΔZ)는 -20m로 산출하게 되고, 시간에 대한 고도 변화량()은 -10m로 산출하게 되므로, 수학식 1에 따른 보정 고도 Z(t)는 초기 고도 100m에 시간에 대한 고도 변화량 -10m를 더하면 90m를 산출하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 속도 센서를 통해 차량 속도 신호를 감지하고, 차량 주행 및 동력 성능 상태를 판단하고, 시간에 따른 차량 고도 변화량을 반영하여 GPS 실 도로 고도 데이터가 갖는 오차 부분에 대한 보정을 실행할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량이 도로 위를 주행할 때 GPS 고도 센서를 통해 차량의 고도를 검출하고, 차속 센서를 통해 차량 속도를 검출하여, 차량의 주행 상태를 판단하며, 판단된 주행 상태에 따라 시간에 대한 차량의 고도 변화량을 산출해 초기 고도를 고려한 차량의 고도 값을 보정할 수 있도록 하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법 및 시스템을 실현할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템
110 : GPS 수신부
120 : 고도 검출부
130 : 속도 검출부
140 : 저장부
150 : 제어부

Claims

GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 수신부;
상기 GPS 정보에 근거해 차량의 고도를 산출하는 고도 산출부;
상기 차량의 주행에 따른 차량 속도를 검출하는 속도 검출부; 및
상기 산출된 차량의 고도와 상기 검출된 차량 속도에 근거해 주행 거리(S(Δt))와, 고도차(ΔZ), 경사도(θ)를 산출하며, 시간에 대한 고도 변화량 및 보정 방향을 산출하여, 실 도로 고도 데이터의 오차를 보정하는 제어부;
를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 시간에 대한 고도 변화량에 대해, 최종 고도에서 초기 고도를 뺀 값(ΔZ)을 주행 시간(Δt)으로 나누어 산출하고, 주행 시간에 따른 보정 고도(Z(t))에 대해 상기 초기 고도(Z(t₀))에 상기 시간에 대한 고도 변화량(ΔZ)을 더하여 산출하는,
GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 속도 검출부를 통해 차량 속도가 제로(0)로 검출된 경우에, 상기 차량이 정지 상태이고, 상기 주행 거리가 제로(0)이며, 고도 변화량이 없는 것으로 인식하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 속도 검출부를 통해 차량 속도가 검출된 경우에, 상기 검출된 차량 속도에 주행 시간을 곱하여 상기 주행 거리를 산출하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 고도 산출부는, 상기 차량이 정지 상태에 있는 경우에 차량의 초기 고도를 산출하고, 상기 차량이 주행하는 경우에 주행하는 위치에서 수신한 GPS 정보에 근거해 일정한 주행 지점마다 차량의 고도를 산출하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 차량이 주행하여 최종으로 정지한 지점에서 산출된 최종 고도로부터 상기 차량의 초기 고도를 차감하여 상기 고도차(ΔZ)를 산출하고, 상기 산출된 주행 거리(S(Δt))와 상기 산출된 고도차를 이용해 상기 경사도(θ)를 산출하며, 상기 산출된 경사도에 근거해 동력성능 적절성을 판단하여 동력 성능이 적절한 경우에 보정 고도를 산출하며, 동력 성능이 부적절한 경우에 고도 변화가 없는 것으로 인식하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 시스템.
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(a) GPS 수신부가 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 단계;
(b) 고도 산출부가 상기 GPS 정보에 근거해 차량의 고도를 산출하는 단계;
(c) 속도 산출부가 상기 차량의 주행에 따른 차량 속도를 검출하는 단계;
(d) 제어부가 상기 산출된 차량의 고도와 상기 검출된 차량 속도에 근거해 주행 거리(S(Δt))와 고도차(ΔZ)에 따른 경사도(θ)를 산출하는 단계;
(e) 제어부가 상기 산출된 경사도가 최대 동력성능 조건을 초과하지 않는 경우에 시간에 대한 고도 변화량 및 보정 방향을 산출하는 단계; 및
(f) 제어부가 상기 산출된 시간에 대한 고도 변화량과 보정 방향 및 초기 고도값을 이용해 보정 고도(Z(t))를 산출하여 실 도로 고도 데이터의 오차를 보정하는 단계;
를 포함하고,
상기 (e) 단계에서 상기 제어부는, 상기 시간에 대한 고도 변화량에 대해, 최종 고도에서 초기 고도를 뺀 값(ΔZ)을 주행 시간(Δt)으로 나누어 산출하고,
상기 (f) 단계에서 상기 제어부는, 주행 시간에 따른 상기 보정 고도(Z(t))에 대해 상기 초기 고도(Z(t₀))에 상기 시간에 대한 고도 변화량(ΔZ)을 더하여 산출하는,
GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 제어부는, 상기 속도 산출부를 통해 차량 속도가 제로(0)로 검출된 경우에, 상기 차량이 정지 상태이고, 상기 주행 거리가 제로(0)이며, 고도 변화량이 없는 것으로 인식하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 제어부는, 상기 속도 산출부를 통해 차량 속도가 검출된 경우에, 상기 검출된 차량 속도에 주행 시간을 곱하여 상기 주행 거리(S(Δt))를 산출하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 상기 고도 산출부는, 상기 차량이 정지 상태에 있는 경우에 차량의 초기 고도를 산출하고, 상기 차량이 주행하는 경우에 주행하는 위치에서 수신한 GPS 정보에 근거해 일정한 주행 지점마다 차량의 고도를 산출하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 제어부는, 상기 차량이 주행하여 최종으로 정지한 지점에서 산출된 최종 고도로부터 상기 차량의 초기 고도를 차감하여 상기 고도차(ΔZ)를 산출하고, 상기 산출된 주행 거리(S(Δt))와 상기 산출된 고도차(ΔZ)를 이용해 상기 경사도(θ)를 산출하며,
상기 (f) 단계에서 상기 제어부는, 상기 산출된 경사도에 근거해 동력성능 적절성을 판단하여 동력 성능이 적절한 경우에 보정 고도를 산출하며, 동력 성능이 부적절한 경우에 고도 변화가 없는 것으로 인식하는, GPS 실 도로 고도 데이터 보정 방법.
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