KR102034664B1 - 차량의 전후륜 압력 모니터링을 통한 맵매칭 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 기압 자동감지 시스템(TPMS)를 이용한 맵매칭 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는, TPMS에서 수신 받은 전, 후륜 타이어의 압력 변화량을 모니터링 하여 차량의 경사 및 경사 주행 여부를 판단하여 고가도로 등의 위치에서 맵매칭 정확성을 향상 시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 전륜과 후륜 타이어의 압력을 모니터링 하는 TPMS부; TPMS로부터 각 타이어의 압력을 수신 받는 타이어 압력 수신부; 및
타이어 압력을 수신 받아 변화량을 참조하여 경사 주행 여부를 판단하는 타이어 압력 변경 검출부; 를 포함한다.

Description

차량의 전후륜 압력 모니터링을 통한 맵매칭 시스템 및 방법 {Map Matching System and Method Using Tire Pressure Monitoring System}

본 발명은 타이어 기압 자동감지 시스템(Tire Pressure Monitoring System)을 이용한 맵매칭 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 TPMS에서 수신 받은 전륜과 후륜의 압력 변화량을 모니터링 하여 차량의 경사 및 경사 주행 여부를 판단하고 위상이 변경되는 도로에서 맵매칭 정확성을 향상 시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

최근, 차량의 현재 위치와 이동 속도를 확인하거나 이동 경로를 결정하기 위한 위성 항법 장치(Global Positioning System, GPS)가 탑재되어 있는 네비게이션 시스템(Navigation System)이 이용되고 있다.

이러한 차량용 네비게이션 시스템은 복수개의 인공위성으로부터 위도, 경도, 고도를 나타내는 전파를 수신하여 차량의 현재 위치 정보를 연산한 후 연산된 현재 위치를 가상 지도에 맵매칭시킨 지도 정보를 운전자에게 제공한다.

네비게이션 시스템은 수신기를 이용하여 지구상에 위치하는 GPS 위성으로부터 소정의 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터에 기초하여 자신의 위치를 계산한다.

이를 통해, 차량용 네비게이션 시스템은 차량의 현재 위치 정보, 차량의 현재 위치에서부터 차량의 목적지까지의 경로 정보, 상기 위치 정보 및 경로 정보와 관련된 지도 정보, 교통 상황 정보 등 매우 다양한 정보를 전자 지도에 매칭시켜 사용자에게 제공한다.

맵매칭이란, 네비게이션(Navigation) 모드에 적용되고 있는 위치 센서로부터의 데이터에 의해 산출한 현재 위치와 지도의 데이터를 비교하면서 차량의 현재 위치가 지도상의 도로 상에 존재하지 않는 경우 차량의 현재 위치가 지도상의 도로에 나타나도록 보정하는 기술이다.

차량의 위치를 전자 지도에 대응시킬 때, GPS 수신 상태에 따른 오차가 발생할 수 있고, GPS가 아무리 정확한 위치를 파악한다 하더라도 네비게이션에 표현되는 차량의 위치는 현재 차량의 위치와 시간적 오차가 발생하게 되기 때문에, 차량의 주행궤적과 지도에 그려져 있는 도로의 형상을 조합해 현재 차량의 위치와 지도를 부합시키는 맵매칭 기술이 필요하다.

사용자에게 정확한 맵매칭 결과를 제공하기 위해, 차량이 주행하는 도로로부터 분기하는 복수의 주행 후보 도로 들이 존재할 때, 상기 복수의 주행 후보 도로들에 대한 고도값 간의 차이 유무에 따라, 3D 자이로 센싱부의 센싱 데이터들과 GPS 위성들로부터 수신되는 위치 데이터들을 이용하거나, 3D 자이로 센싱부의 센싱 데이터들 중 일부와 GPS 위성들로부터 수신되는 위치 데이터들을 이용하여, 차량의 현재 위치를 계산하고, 그 계산된 차량의 위치를 지도 데이터에 맵매칭 함으로써, 고도 차이가 있는 도로들을 구분하여, 차량의 위치를 정확하게 지도 화면상에 표시할 수 있는 내비게이션 장치에 관한 기술이 실용신안 공개공보 제10-2010-0011041에 개시되어 있다.

하지만 언급한 종래의 방법은, 고가/지하도로, 고속도로/차량 진입로 등의 지점에서 전자지도 구축 사양의 문제로 정확한 위치 판단이 어려워 잦은 위치 오류가 발생한다는 문제점이 있어, 이를 보완하기 위해 3D 자이로 장치와 도로의 위상 정보 데이터 등이 추가적으로 필요하다는 문제점이 존재한다.

구체적으로, 3D 자이로 장치를 포함한 GPS 네비게이션 시스템을 이용한 맵매칭 방법을 이용하려면 3D 자이로 센싱 시스템 및 기타 연산을 위한 시스템 등이 차량에 부가 설치 되어야 하고, 각 시스템들이 별개로 구성되기 때문에 정확한 맵매칭을 제공하는 효과대비 공간 점유를 크게 하고, 구입 비용 상승을 초래한다.

더욱이, 상술한 각 시스템은 개별 기능을 하여 차량의 운전자가 따로따로 모니터링 및 판단해야 하는 정보가 많아지므로 안전운전에 방해가 된다는 문제점도 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 타이어 기압 자동감지 시스템 (Tire Pressure Monitoring System)신호를 이용하여 차량의 경사 주행 여부를 판단하여 맵매칭 정확성을 향상 시킬 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일면에 따르면 본 발명은, 타이어 압력 변화를 고려한 맵매칭 시스템으로서, 전륜과 후륜의 압력을 모니터링 하는 TPMS부, TPMS로부터 각 타이어의 압력을 수신 받는 타이어 압력 수신부, 타이어 압력을 수신 받아 압력 변화를 검출하여 경사 주행 여부를 판단하는 타이어 압력 변경 검출부 및 판단된 경사 주행 여부에 따라 후보도로 중 특정 도로의 가중치를 증가시키는 맵매칭부를 포함한다.

본 발명의 타이어 압력 변경 검출부는 후륜 압력 증가 시 위상이 상승하는 오르막길 주행으로 판단하고, 전륜 압력 증가 시 위상이 하강하는 내리막길 주행으로 판단한다.

본 발명의 타이어 압력 변경 검출부는 차량 속도 증감 시 발생하는 전 후륜의 압력 변화는 오차로 고려하는 보정부를 포함한다.

본 발명의 맵매칭부는 후륜압력 증가 시 위상이 상승하는 고가도로의 매칭 가중치를 증가시키고, 상기 전륜압력 증가 시 위상이 하강하는 지하도로의 매칭 가중치를 증가시킨다.

본 발명은 본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 타이어 압력 변화를 고려한 맵매칭 방법으로서, 자차 위치를 기준으로 지도 데이터에서 후보도로를 선정하는 단계, 전후륜 압력 변화량을 고려하여 경사주행 여부를 판단하는 단계, 후보 도로 중 위상이 변경되는 도로를 검출하는 단계 및, 판단된 경사 주행 여부에 따라 후보 도로 중 특정 도로의 매칭 가중치를 증가시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 전후륜 압력 변화량을 고려하여 경사주행 여부를 판단하는 단계는 차량 속도 증감 시 발생하는 전 후륜의 압력 변화를 오차로 고려한다.

본 발명의 자차 위치를 기준으로 지도 데이터에서 후보도로를 선정하는 단계는 경로, 주행방향, 통행가능 여부 등 도로 속성을 참조하여 후보도로를 선정한다.

본 발명의 후보 도로 중 위상이 변경되는 도로를 검출하는 단계는 고가도로, 지하도로와 같은 도로 속성이나 도로의 고도 값을 이용하여 검출한다.

본 발명은 TPMS의 신호를 이용하여 차량의 경사 주행 여부를 판단하고, 위상이 변경되는 도로에서 맵매칭 정확성을 향상 시키는 이점을 제공한다.

본 발명은 TPMS가 장착된 차량에서 3D 자이로를 장착하지 않고도, 3D 자이로를 통해 맵매칭 하는 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다.

따라서 TPMS가 장착된 시스템에서 3D 자이로가 장착된 경우 일반 자이로로 대체 가능하기 때문에 정확한 맵매칭을 위한 시스템의 공간 점유율을 감소 시키고, 원가를 절감할 수 있는 이점을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시스템 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주행도로 판단 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예를 나타낸 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명은 TPMS 신호를 통해 차량의 경사 주행 여부를 판단하여 보다 정확하게 맵매칭을 수행하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, TPMS(Tire Pressure Monitoring System)는 센서 및 무선통신을 활용한 안전 보조 장치로서, 각 타이어의 기압 및 온도를 주기적으로 측정하고, 측정된 각 타이어의 기압 및 온도를 운전자에게 알려주는 시스템이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 차량의 위상이 상승하는 오르막 길을 주행할 경우 후륜의 압력이 증가하고(도 1-a), 위상이 하강하는 내리막길을 주행할 경우 전륜의 압력이 증가하는데(도1-b), 이렇게 차량 전후륜의 기압 변화량을 모니터링 하여 경사주행으로 판단될 경우, 위상정보가 있는 교차로에서 보다 정확한 맵매칭을 수행할 수 있다.

예컨대 앞서 설명한 전 후륜의 압력 변화가 감지되면, 매칭 후보도로 중 차량 바퀴의 압력변화에 대응하는 위상변화가 있는 도로의 매칭 가중치를 증가 시키는 방법 등으로 보다 정확한 맵매칭 결과를 운전자에게 제공할 수 있다.

앞서 언급한 위상 변경 도로는 고가도로, 지하도로, 교량 연결램프 등 도로 속성으로 분류하거나 고도 정보를 가지고 있는 도로를 의미한다.

구체적으로 운전자가 교차로에서 링크를 선택하여 경사 주행 중인데, 후륜의 압력 증가가 감지되었다면 여러 후보도로 중 고가도로 및 교량 연결로의 매칭 가중치가 높아진다(도1-c, e, f).

같은 상황에서 상기 차량의 전륜 압력 증가가 감지되면 맵매칭 수행 시 지하도로의 가중치가 높아진다(도1-d).

여기에서, 맵매칭은 차량의 전후륜 압력 변화를 모니터링 한 후 각 후보도로에 매칭 가중치를 반영하여 이루어지기 때문에 보다 정확한 결과를 제공 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시스템 구성도이다.

TPMS(Tire Pressure Monitoring System)(210)은 타이어 기압 자동감지 시스템으로, 타이어에 부착된 자동감지 센서가 타이어의 기압과 온도 등을 항상 적정한 상태로 감지하여 타이어의 내구성과 승차감, 제동력 등을 향상시켜 주는 장치이다.

타이어 압력 수신부(211)는 TPMS로 부터 각 타이어의 압력 데이터를 수신 받는다.

TPMS 수신부(211)는 주기적으로 타이어의 상태 정보를 수신하고, 그 정보를 표시하여 사용자에게 알려준다.

타이어 압력 변경 검출부(212)는 타이어 압력을 수신 받아 압력 변화량을 검출 하고, 그것을 참조하여 경사 주행 여부를 판단한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주행도로 판단 흐름도이다.

경로, 주행 방향, 통행 가능 여부 등의 도로 속성을 수신하여(S310), 자차 위치를 기준으로 지도 데이터에서 후보 도로를 선정한다(S320).

선정된 후보 도로 중 고가도로, 지하도로 및 교량 연결로와 같은 위상 변경 도로를 검출한다(S330).

위상 변경 도로에서 타이어 압력 변화를 모니터링 하여(S340), 타이어의 압력 변경이 검출되면, 전 후륜 압력변화에 대응하는 위상 변경 도로에 맵매칭 가중치를 설정한다(S350).

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 후륜의 압력 증가 시 오르막 길 주행으로 판단하여 도 4에서 보는 바와 같이, 지하도로인 후보도로 ③에 가중치를 증가시키고, 후보도로 ①과 ②는 가중치를 감소시킨다.

만약 차량의 전륜 압력 증가 시 내리막길 주행으로 도 4에서 보는 바와 같이, 고가도로인 ①에 매칭 가중치를 증가시키고 후보도로②, ③에는 매칭 가중치를 감소시킨다.

매칭 가중치를 참조하여 맵매칭 수행 시 후보도로 중 최적의 링크를 선택한다 (S360).

한편, 차량의 속도가 변하면 그에 따른 전후륜의 압력 변화가 생기는데, 속도가 증가하면 후륜의 압력이 증가하고, 속도가 감소하면 전륜의 압력이 증가한다.

일반적으로 교차로에서는, 차량의 속도가 감소하여, 이로 인한 전륜의 압력 증가가 발생 할 수 있다.

교차로에서 위상이 증가하는 고가도로로 진입할 때 후륜의 압력이 증가하게 되는데, 교차로에서의 속도 변화에 따른 순간적인 전륜의 압력증가로 인하여 차량의 경사를 오 판단할 가능성이 있고 결과적으로 매칭 가중치에 잘못된 영향을 줄 수 있다.

따라서 본 발명의 다른 실시 예에서는, 본 발명의 타이어 압력 변경 검출부에 포함된 보정부를 추가도 두고, 차량 속도 증감 시 발생하는 전 후륜의 압력 변화분을 추출하고, 이를 제외한 타이어 전후륜의 압력변화를 이용하여 차량의 경사를 판단한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 타이어 압력 변화를 고려한 맵매칭 시스템으로서,
   전륜과 후륜의 압력을 모니터링 하는 TPMS부;
   상기 TPMS로부터 각 타이어의 압력을 수신 받는 타이어 압력 수신부;
   상기 타이어 압력을 수신 받아 상기 전륜과 후륜의 압력 변화를 검출하되, 차량 속도 증감 시 발생하는 전 후륜의 압력 변화분을 추출하고, 추출한 압력 변화분을 제외한 상기 타이어 전후륜의 압력변화를 이용하여 경사 주행 여부를 판단하는 타이어 압력 변경 검출부; 및
   상기 판단된 경사 주행 여부에 따라 후보도로 중 특정 도로의 가중치를 증가시키는 맵매칭부; 를 포함하는 맵매칭 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 타이어 압력 변경 검출부; 는
   후륜 압력 증가 시 위상이 상승하는 오르막길 주행으로 판단하고, 전륜 압력 증가 시 위상이 하강하는 내리막길 주행으로 판단하는 것인 맵매칭 시스템.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 맵매칭부; 는
   상기 후륜압력 증가 시 위상이 상승하는 고가도로의 매칭 가중치를 증가시키고, 상기 전륜압력 증가 시 위상이 하강하는 지하도로의 매칭 가중치를 증가시키는 것인 맵매칭 시스템.
   
5. 타이어 압력 변화를 고려한 맵매칭 방법으로서,
   자차 위치를 기준으로 지도 데이터에서 후보도로를 선정하는 단계;
   차량 속도 증감 시 발생하는 전후륜 압력 변화분을 추출하고, 추출한 압력 변화분을 제외한 전후륜 압력 변화량을 고려하여 경사주행 여부를 판단하는 단계;
   상기 후보 도로 중 위상이 변경되는 도로를 검출하는 단계; 및
   상기 판단된 경사 주행 여부에 따라 상기 후보 도로 중 특정 도로의 매칭 가중치를 증가시키는 단계; 를 포함하는 맵매칭 방법.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 자차 위치를 기준으로 지도 데이터에서 후보도로를 선정하는 단계; 는
   경로, 주행방향, 통행가능 여부 등 도로 속성을 참조하여 후보도로를 선정하는 것인 맵매칭 방법.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 후보 도로 중 위상이 변경되는 도로를 검출하는 단계; 는
   상기 지도데이터의 고가도로, 지하도로와 같은 도로 속성이나 도로의 고도 값을 이용하여 검출하는 것인 맵매칭 방법.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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