KR102147725B1 - 주차장 내 차량 위치 추적 장치 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 근거리 무선 통신을 이용하여 음영 지역에의 진입을 경보하고, GPS 신호가 수신되지 않는 건물 내 음영지역에 진입한 후에는 내부에 탑재된 3차원 센서로부터 출력되는 3차원 가속도 벡터값을 이용하여 차량의 주차를 보조할 수 있는 주차장 내 차량 위치 추적 장치 및 이를 포함하는 위치 추적 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 주차장 내 차량 위치 추적 장치는, GPS 위성으로부터 GPS 신호가 수신 가능한 위치에 배치된 블루투스 비콘 트랜스미터로부터 블루투스 비콘 신호를 수신할 수 있는 블루투스 비콘 리시버; 시리얼 통신 모듈; 유선 통신 모듈; 무선 통신 모듈; 위치 정보를 출력하는 GPS 모듈; 3 차원의 가속도 벡터값를 출력하는 3차원 센서; 및 상기 시리얼 통신 모듈, 상기 유선 통신 모듈, 상기 무선 통신 모듈, 상기 GPS 모듈, 상기 3차원 센서와 연결되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 3차원 센서로부터의 가속도 벡터값을 이용하여 차량의 이동거리와 이동방향을 계산하고, 위경도좌표에 적용하는 것을 특징으로 한다.

Description

주차장 내 차량 위치 추적 장치 및 이를 포함하는 시스템{POSITIONING DEVICE FOR A VEHICLE IN A PARKING LOT AND POSITIONING SYSTEM INCLUDING ITS DEVICE}

본 발명은 주차장 내 차량 위치 추적 장치 및 이를 포함하는 위치 추적 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GPS 신호가 수신되지 않은 음영지역에서 장치 평면과 중력 평면의 기울기를 보정한 기울기 보정치를 이용하여 주차를 위하여 차량의 위치를 추적할 수 있는 주차장 내 차량 위치 추적 장치 및 이를 포함하는 위치 추적시스템에 관한 것이다.

현재 차량에 탑재되는 내비게이션 단말은 GPS(Global Positioning System) 데이터와 맵매칭 결과만을 이용하여 2차원 지도 위에 차량의 위치를 표현하고 이를 기반으로 길 안내 등을 수행하고 있다. 때문에 GPS 데이터 수신이 불가능한 터널 구간이나 고층빌딩으로 둘러싸여 GPS 데이터의 수신율이 낮은 지역에서는 정확한 차량의 위치 파악이 어렵다.

또한 도로의 중앙선을 중심으로 상하행선만 구분하여 지도 위에 차량의 위치를 표현한다. 이와 같이 기존 시스템에서는 맵매칭을 통하여 어느 정도 차량 위치를 개선할 수 있으나 차량 위치를 실세계 지도 상에 정확하게 표시하는 데에는 한계가 있다.

한편, 열차 위치 추적은 역과 역 사이에서는 열차의 간격을 제어하기 위해, 그리고 역내에서는 열차의 진로를 제어하기 위해 요구되는 가장 중요한 정보로서, 철도와 같이 안전성과 신뢰성이 최우선으로 고려되는 상황에서는 열차에 탑재되는 이동무선국의 크기, 소비전력 그리고 비용 등과 같은 요소보다는 위치 추적의 정밀도가 가장 중요하며, 경량 전철과 같은 무인운전시스템에서는 각 철도차량의 위치를 정확히 파악하여야만 이를 유기적으로 제어하여 효율적인 운영이 가능하도록 되어 있다

LTE-R(Long Term Evolution - Railway)는 국제 이동통신 표준단체인 3GPP에서 정의한 4세대 고속 데이터 이동 통신 규격인 LTE를 철도 운영에 적합하게 개발한 통신규격이며, 음성통신, 데이터, 영상전송, 열차 신호 제어 및 열차 위치 추적 등에 활용되고 있다. 국내에서는 세계 최초로 2015년부터 부산 지하철 1호선에 지난 30년간 사용하여 노후화된 VHF /TRS 기반 통신망을 LTE-R망으로 교체 구축하고 있으며, 국토교통부에서는 2025년까지 전국 철도 구간을 LTE-R로 교체할 계획을 공표하였고, 유럽 역시 2020년 상용화를 목표로 LTE-R 개발을 추진 중에 있다. 따라서 LTE-R은 이제 시작되는 사업에 해당하며, 향후 국내 및 세계 시장규모는 매우 크다고 할 수 있다한편, 종래 VHF /TRS 무선망에서 사용되었던 열차 위치 추적 방법은 선로의 일정 간격마다 설치된 위치 센서를 이용하였으며, 높은 정확도를 위해서는 위치 센서를 좁은 간격으로 촘촘하게 설치해야 하는바, 별도의 H/W구매, 인프라 구축 및 유지보수 비용이 많이 소비되는 문제점이 있었다. 따라서 이러한 단점들을 극복할 수 있는 LTE-R기반의 열차 위치 추적 방법이 제안되었다.

현재 LTE-R 기반의 열차 위치 추적 방법은 기지국 중계기의 Cell ID 방법과 GPS(Global Positioning System) 방법이 사용되고 있다. 그러나 기지국 중계기의 Cell ID 방법은 셀 반경을 이용하므로 정확도가 매우 떨어지며, GPS 방법은 지하 터널이나 산악 및 계속 등과 같은 지역에서 위성과의 LOS(Line Of Sight) 환경이 확보되지 않을 경우 정상 동작이 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, GPS 데이터 수신이 불가능한 건물 내에서 차량의 주차를 위한 보조하기 위한 위치 추적 방법의 문제점을 해결할 수 있는 새롭고 진보적인 열차 위치 추적 방법이 요구된다.

특허등록 10-1444685호 영상기반 멀티센서 데이터를 이용한 차량의 위치자세 결정 방법 및 장치 특허공개 10-2017-0141366호 열차 위치 추적 방법 특허등록 10-1694675호 지하구조물 건설현장 통합 관리시스템

본 발명은 근거리 무선 통신을 이용하여 음영 지역에의 진입을 경보하고, GPS 신호가 수신되지 않는 건물 내 음영지역에 진입한 후에는 내부에 탑재된 3차원 센서로부터 출력되는 3차원 가속도 벡터값을 이용하여 주차장 내 차량의 위치를 추적할 수 있는 주차장 내 차량 위치 추적 장치 및 이를 포함하는 위치 추적 시스템을 제공함에 목적이 있다.

본 발명에 따른 주차장 내 차량 위치 추적 장치는, GPS 위성으로부터 GPS 신호가 수신 가능한 위치에 배치된 근거리 무선통신 송신기로부터 근거리 무선 신호를 수신할 수 있는 근거리 무선통신 수신기; 유선 통신 모듈; 무선 통신 모듈; 위치 정보를 출력하는 GPS 모듈; 3 차원의 가속도 벡터값를 출력하는 3차원 센서; 및 상기 근거리 무선통신 수신기, 상기 유선 통신 모듈, 상기 무선 통신 모듈, 상기 GPS 모듈, 상기 3차원 센서와 연결되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 3차원 센서로부터의 가속도 벡터값을 이용하여 차량의 이동거리와 이동방향을 계산하여 위경도좌표에 적용하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 근거리 무선통신 수신기를 통해 근거리 무선 신호를 수신하는 단계; 차량 정지시, 상기 GPS 모듈로부터 출력되는 제1 위치 정보와, 상기 3차원 센서로부터 출력되는 제1 가속도 벡터값을 이용하여 기울기 보정치를 계산하는 단계; 및 상기 차량의 이동시, 상기 GPS 모듈로부터 출력되는 제2 위치 정보와 상기 3차원 센서로부터 출력되는 제2 가속도 벡터값을 이용하여 진행 방향을 결정하는 단계를 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 GPS 모듈로부터 위치 정보가 출력되지 않으면, 상기 3차원 센서로부터 출력되는 제3 가속도 벡터값에 상기 기울기 보정치를 반영하여 제3 가속도 벡터 보정값을 생성하는 단계; 및 상기 GSP 모듈로부터 출력되어 저장된 위치 정보와 상기 제3 가속도 벡터 보정값을 이용하여 상기 이동거리와 이동방향을 계산하는 단계를 더 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 기울기 보정치를 계산하는 단계는, 상기 차량의 정지시, 상기 GPS 모듈로부터 GPS 좌표 1(x1, y1)GPS 과, 상기 3 차원 센서로부터 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A을 획득하는 과정; 상기 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A 중 z1을 이용하여 Z축을 장치 중력축으로 설정하고, x1 가속도 벡터와, y1 가속도 벡터에 의해 형성되는 면을 장치 평면으로 설정하는 과정; 상기 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A에 대하여 X, Y, Z축 각각의 가속도 벡터를 벡터합 하고, 상기 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A의 벡터합에 직교하는 평면을 중력 평면으로 설정하는 과정; 및 상기 중력 평면에 대한 상기 장치 평면의 기울기를 X, Y, Z축 각각에 대하여 계산하여 기울기 보정치를 계산하는 과정을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 진행 방향을 결정하는 단계는, 상기 차량의 이동시, 상기 GPS 모듈로부터 GPS 좌표 2 (x2, y2)GPS를, 그리고 상기 3 차원 센서로부터 제2 가속도 벡터값(x2, y2, z2)A을 획득하는 과정; 상기 제2 가속도 벡터값(x2, y2, z2)A 중 제2 가속도 평면 벡터값(x2, y2)에 상기 기울기 보정치를 반영하여 보정된 중력 평면 상에서의 제2 가속도 벡터 보정값(x2, y2, z2)A'을 구하는 과정; 및 상기 보정된 중력 평면을 기준으로 상기 제2 가속도 벡터 보정값(x2, y2, z2)A' 중 X축 가속도 벡터 보정값(x2)A'과 Y축 가속도 벡터 보정값(y2)A'을 벡터합하여 진행 방향을 결정하는 과정을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제3 가속도 벡터 보정값을 생성하는 단계는, 상기 GPS 모듈로부터 GPS 신호가 수신되지 않으면, 상기 3 차원 센서로부터 제3 가속도 벡터값(x3, y3, z3)A을 획득하는 과정; 및 상기 기울기 보정치를 반영하여 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A'을 생성하는 과정을 포함하고, 상기 이동거리와 이동방향을 계산하는 단계는, 이전에 상기 GPS 모듈로부터 수신되었던 차량 속도 정보와 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A'을 이용하여 상기 차량의 이동 거리를 계산하는 과정; 상기 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A' 중 보정된 중력 평면 가속도 벡터값(x3, y3)A'의 X축 가속도 벡터와 Y축 가속도벡터를 벡터합 하는 과정; 및 보정된 중력 평면 가속도 벡터값(x3, y3)A'의 벡터합과 상기 진행 방향을 벡터적으로 가산하여 상기 차량의 이동방향을 계산하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 주차장 내 차량 위치 추적 시스템은, 주차장 내 차량 위치 추적 장치; 및 건물의 주차장 차단기 부근에 설치되는 근거리 무선통신 송신기를 포함할 수 있다.

본 발명의 주차장 내 차량 위치 추적 시스템에 따르면, GPS 신호가 수신되지 않는 건물 내 음영지역에서 내부에 탑재된 3차원 센서로부터 출력되는 3차원 가속도 벡터값과 비콘 통신을 이용하여 주차를 위하여 차량의 위치를 추적하고, 차량이 건물로부터 이탈하는 경우에 이를 GPS 신호와 연동함으로써 차량의 위치를 시임리스하게 추적할 수 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주차장 내 차량 위치 추적 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주차장 내 차량 위치 추적 장치의 블럭 구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주차장 내 위치 추적 흐름도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기울기 보정치를 계산하기 위한 세부 절차도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진행 방향을 결정하기 위한 세부 절차도, 및
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동거리 및 이동방향을 계산하기 위한 세부 절차도이다.

이하의 도면, 상세한 설명 및 청구범위로부터 다른 기술적 특징들이 당업자에게 자명해 보일 것이다. 그 내용은 이해를 돕기 위한 다양한 특정 세부사항들을 포함하지만, 이들은 다만 예로서 간주되어야 한다. 따라서, 당업자라면 본 개시의 범주 및 개념에서 벗어나지 않은 상태로, 여기에서 설명한 다양한 실시예들에 대한 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 또한, 잘 알려진 기능들과 구조들에 대한 설명은 명확함과 간결함을 위해 생략될 수 있다.

이하의 상세한 설명을 수행하기 전에, 이 특허 문서 전체에 걸쳐 사용된 소정 단어들과 어구들의 정의를 설명하는 것이 바람직하다. "연결(결합)한다"는 말과 그 파생어들은 둘 이상의 구성요소들이 서로 물리적 접촉 상태에 있는지 그렇지 않든지, 그들 간의 어떤 직접적이거나 간접적인 통신을 일컫는다. "전송한다", "수신한다", 그리고 "통신한다" 라는 용어들뿐 아니라 그 파생어들은 직간접적 통신 모두를 포함한다. "포함하다" 및 "구비한다"는 용어들 및 그 파생어들은 제한 없는 포함을 의미한다. "또는"이라는 말은 '및/또는'을 의미하는 포괄적인 말이다 "~와 관련된다" 및 그 파생어들은 포함한다, ~ 안에 포함된다, ~와 상호 연결한다, 내포한다, ~안에 내포된다, ~에/와 연결한다, ~에/와 결합한다, ~와 통신할 수 있다, ~와 협력한다, 개재한다, 나란히 놓는다, ~에 근사하다, ~에 속박된다, 가진다, ~의 특성을 가진다, ~와 관계를 가진다는 등의 의미이다. "제어기(컨트롤러)"라는 용어는 적어도 한 동작을 제어하는 어떤 장치, 시스템, 또는 그 일부를 의미한다. 그러한 제어기는 하드웨어나 하드웨어와 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 어떤 특정 제어기와 관련된 기능은 국지적이든 원격으로든 중앙 집중되거나 분산될 수 있다. "적어도 하나의~"라는 말은 항목들의 리스트와 함께 사용될 때, 나열된 항목들 중 하나 이상의 서로 다른 조합들이 사용될 수 있고, 그 리스트 내 오직 한 항목만이 필요로 될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나"는 (1) 적어도 한 A를 포함하거나, (2) 적어도 한 B를 포함하거나, (3) 적어도 한 A 및 적어도 한 B를 포함하는 것 모두를 나타낼 수 있다. 단수형은 관련 문맥이 명백히 다른 것을 지시하지 않는 한 복수의 대상을 포함한다는 것을 알아야 한다. 따라서, 예컨대 "구성요소 표면"이라는 언급은 그러한 표면들 중 하나 이상에 대한 언급을 포함한다.

본 개시의 다양한 실시예들 안에서 사용되는 "제1", "제2" 등과 같은 표현들은 순서나 중요도와는 관계없이 다양한 구성요소들을 수식할 수 있으며, 해당 구성요소들을 한정하는 것이 아니다. 상기 표현들은 단지 한 구성요소를 다른 구성요소들과 구분하기 위한 목적으로 사용된다. 예를 들어, 제1사용자 장치와 제2사용자 장치는 그 장치들 모두가 사용자 장치들이기는 하지만 서로 상이한 사용자 장치들임을 나타낸다. 예를 들어 실시예들의 범위로부터 벗어나지 않고, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 마찬가지로 제2구성요소는 제1구성요소로 명명될 수 있다.

한 구성요소(가령, 제1구성요소)가 다른 구성요소(가령, 제2구성요소)와 "(동작 또는 통신 가능하게) 결합 및/또는 연결된다"고 언급될 경우, 이는 한 구성요소가 다른 구성요소에 직접 연결되거나, 한 구성요소가 다른 구성요소에 또 다른 구성요소(가령, 제3구성요소)를 통해 간접적으로 연결된다고 해석될 수 있다. 이와 달리, 어떤 구성요소(가령, 제1구성요소)가 다른 구성요소(가령, 제2구성요소)와 "직접적으로 연결되거나" "직접적으로 결합된다"고 언급되면, 다른 구성요소(가령, 제3의 구성요소)가 그들 사이에 삽입되지 않는다.

여기 사용된 바와 같이, "~하는 것으로 구성(또는 설정)된다"라는 표현은 "~에 적합하다", "~하는 기능을 가진다", "~ 하도록 설계된다", "~ 하도록 적응된다", "~ 하는 것으로 만들어진다", "~할 수 있다"와 같은 표현들과 혼용하여 사용될 수 있다. "~ 하도록 구성된다"는 표현이 하드웨어적으로 반드시 "~하도록 특별하게 설계된다"는 것을 의미하는 것은 아닐 수 있다. 이와 달리, 일부 상황에서, "~ 구성된 장치"라는 표현은 그 장치가 다른 장치들이나 구성요소들과 함께 "~ 할 수 있다"는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, "A, B, 및 C를 수행하도록 적응된(구성된) 프로세서"라는 표현은 해당 동작들만을 수행하는 전용 프로세서(가령, 임베디드 프로세서)나 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행하여 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(가령, 중앙처리유닛(CPU)나 애플리케이션 프로세서(AP))를 의미할 수 있다.

또한, 이하에 기술되는 다양한 기능들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들에 의해 구현되거나 지원될 수 있으며, 그 프로그램들 각각은 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드로 구성되고 컴퓨터 판독가능 매체에서 실시된다. "애플리케이션" 및 "프로그램"이라는 용어는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 성분, 명령어 집합, 절차, 함수, 객체, 클래스, 인스턴스, 관련 데이터, 또는 적합한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드의 구현에 적합한 그들의 일부를 일컫는다. "컴퓨터 판독가능 프로그램 코드"라는 말은 소스 코드, 객체 코드, 및 실행 코드를 포함하는 모든 타입의 컴퓨터 코드를 포함한다. "컴퓨터 판독가능 매체"라는 말은 ROM(read only memory), RAM(random access memory), 하드 디스크 드라이브, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD), 또는 어떤 다른 유형의 메모리와 같이, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 모든 유형의 매체를 포함한다. "비일시적" 컴퓨터 판독가능 매체는 일시적인 전기 또는 기타 신호들을 전송하는 유선, 무선, 광학, 또는 기타 통신 링크들을 배제한다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터가 영구적으로 저장될 수 있는 매체, 및 재기록 가능 광학 디스크나 삭제가능 메모리 장치와 같이 데이터가 저장되고 나중에 덮어 씌어질 수 있는 매체를 포함한다.

다른 소정 단어들 및 어구들에 대한 정의가 이 특허 문서 전체에 걸쳐 제공된다. 당업자는 대부분의 경우들은 아니어도 많은 경우, 그러한 정의들이 그렇게 정의된 단어들 및 어구들의 이전뿐 아니라 이후 사용에도 적용된다는 것을 알 수 있을 것이다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기에서 사용되는 용어들은 다만 본 개시의 특정 실시예들을 설명할 목적을 위한 것으로, 다른 실시예들의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 다르게 정의되지 않는다면, 기술 및/또는 과학 용어들을 포함하여 여기에 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야의 숙련자들이 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전 안에서 정의되는 것과 같은 용어들은 본 개시 안에서 명확하게 정의되지 않는다면, 관련 기술 분야에서의 정황적 의미들과 같은 의미들을 가지는 것으로 해석되어야 하며, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다. 일부의 경우, 본 개시에서 정의되는 용어들조차도 본 개시의 다양한 실시예들을 배제하도록 해석되어서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주차장 내 차량 위치 추적 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주차장 내 차량 위치 추적 장치의 블럭 구성도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 주차장 내 차량 위치 추적 시스템은 블루투스 비콘 트랜스미터(100), 및 주차장 내 차량 위치 추적 장치(200)를 포함한다. 여기서, 블루투스 비콘 트랜스미터(100)는 건물의 주차장(10) 입구에 설치될 수 있다. 특히, 블루투스 비콘 트랜스미터(100)는 건물의 주차장(10) 입구 차단기 부근이고, GPS 신호가 수신 가능한 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 주차장 내 차량 위치 추적 시스템은 건물 내 주차장과 같이 GPS 음영 지역에서의 사용에 적합하다.

주차장 내 차량 위치 추적 장치(200)는 GPS 신호 수신이 가능한 지역에서는 GPS 신호에 기반하여 차량의 위치를 추적할 수 있다.

반면, GPS 신호의 수신이 불가능한 지역에 진입하면, 주차장 내 차량 위치 추적 장치(200) 내 3차원 센서(260)를 이용한 3차원 가속도 벡터값에 기반하여 차량의 위치를 추적할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 차량 위치 추적 장치는 MCU(210), 유선 통신 모듈(220), 무선 통신 모듈(230), GPS 모듈(240), 주행 정보 수집 모듈(250), 3차원 센서(260), 및 블루투스 비콘 리시버(270)를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS: Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.

유선 통신 모듈(220)은 MCU(210)에 외부 장치를 연결하여 근거리 통신이 수행되도록 한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 유선 통신 모듈(220)은 Ethenet일 수 있다.

무선 통신 모듈(230)은 GPS 위치 정보나 계산된 차량의 이동 거리 및 이동 방향을 외부의 서버나 게이트웨이에 송출한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(230)은 방송 수신 모듈, 및 이동 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다. 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 방송 관련 정보는, 이동 통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 방송 관련 정보가 이동 통신 모듈을 통해 수신될 수도 있다.

이동 통신 모듈은 이동 통신망을 구성하는 기지국과 무선 신호를 송수신할 수 있다. 무선 신호는 음성 통화, 영상 통화, 데이터 통신 등을 위한 각종 제어 신호 및 사용자 데이터가 포함할 수 있다.

GPS 모듈(240)은 차량의 현재 위치를 확인하거나 획득하기 위한 모듈이다. GPS 모듈의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈, GNSS(Global Navigation Satellite System) 등을 포함할 수 있다. 현재 기술에 의하면, GPS 모듈(240)은, 일 지점(개체)로부터 3개 이상의 위성까지 떨어진 거리에 관한 정보와, 거리 정보가 측정된 시간에 관한 정보를 산출한 다음 산출된 거리 정보에 삼각법을 적용함으로써, 일시간에 일 지점(개체)에 대한 위도, 경도, 및 고도에 따른 3차원의 위치 정보를 산출할 수 있다. 나아가, 3개의 위성을 이용하여 위치 및 시간 정보를 산출하고, 또 다른 1개의 위성을 이용하여 산출된 위치 및 시간 정보의 오차를 수정하는 방법 또한 사용되고 있다. GPS 모듈은 현 위치를 실시간으로 계속 산출하고 그를 이용하여 속도 정보를 산출할 수도 있다.

주행 정보 수집 모듈(250)은 차량 내 ECU(300)로부터 수신되는 정보를 식별하여 주행 관련 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 주행 관련 정보는 주행 속도 정보, 핸들 조작 및 기어 조작 정보 - 즉, 조향 정보 -, 해당 주행 속도 및 핸들 조작이 유지된 시간 정보 등을 포함할 수 있다.

3차원 센서(260)는 (X, Y, Z)좌표의 가속도 벡터값을 출력한다.

블루투스 비콘 리시버(270)는 근거리 무선 통신을 수행하는 모듈 중 하나로, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 의미하고, 위치 추적 장치(200)에 내장되거나 또는 소정 연결 단자를 통해 외장될 수 있다. 본 발명에서 이해되는 근거리 무선 통신 기술은 이로써 한정되는 것은 아니며, 근거리 무선 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency IDentification) 통신, 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband) 통신, ZigBee 통신, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 블루투스 비콘 리시버(270)는 블루투스 비콘 송신기(100)가 송출하는 비콘 신호의 RSSI를 측정할 수도 있다. 여기서, 측정된 RSSI 정보는 MCU(210)에 전달될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 블루투스 비콘 트랜스미터는 지하 2층, 지하 3층 등과 같이 주차장의 층별 출입구마다 추가적으로 설치될 수 있다. 그리고, 차량이 주차장의 각층에 진입하게 될 때, 차량 내 블루투스 비콘 리시버(270)와 통신하여 층별 정보를 전송하고, MCU(210)는 블루투스 비콘 리시버(270)를 통해 수신된 층별 정보를 소정의 메모리(미도시)에 저장 및/또는 갱신하고, 무선 통신 모듈(230)을 통해 외부의 서버나 게이트웨이에 송출할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주차 보조용 위치 추적 흐름도이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, MCU(210)는 블루투스 비콘 리시버(270)를 통해 블루투스 비콘 트랜스미터(100)로부터 블루투스 비콘 신호(S_BB)가 수신되는지를 판단한다(S310).

블루투스 비콘 신호(S_BB)가 수신된 것으로 판단되면, MCU(210)는 GPS 모듈(240)로부터 출력되는 제1 위치 정보와, 3차원 센서(260)로부터 출력되는 제1 가속도 벡터값을 이용하여 기울기 보정치를 계산한다(S320).

이후, 차량 이동시, MCU(210)는 GPS 모듈(240)로부터 출력되는 제2 위치 정보와 3차원 센서(260)로부터 출력되는 제2 가속도 벡터값을 이용하여 진행 방향을 결정한다(S330).

이후, GPS 모듈(240)로부터 위치 정보가 출력되지 않으면, MCU(210)는 3차원 센서(260)로부터 출력되는 제3 가속도 벡터값에 기울기 보정치를 반영하여 제3 가속도 보정 벡터값을 생성하고, GPS 모듈(240)로부터 출력되어 저장된 위치 정보와 제3 가속도 보정 벡터값을 이용하여 이동거리와 이동방향을 계산한다(S340).

이후, MCU(210)는 계산된 이동거리와 이동방향을 위경도좌표에 적용하고, 차량 내 디스플레이(미도시)에 표시용 데이터를 출력한다(S350). 본 발명의 다른 실시예에 따르면, MCU(210)는 위경도좌표에 적용된 표시용 데이터를 무선 통신 모듈(230)을 통해 외부의 서버나 게이트웨이에 송출할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 주차장 내 주차된 차량의 층별 정보 및 주차된 위치를 자신의 단말기에서 관련 앱을 실행함으로써 확인 가능하다.

이하에서는 단계 S320 내지 S340에 대하여 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기울기 보정치를 계산하기 위한 세부 절차도이다.

차량이 주차장 입구 차단기 전방에서 정차 중인 경우에, MCU(210)는 GPS 모듈(240)로부터 GPS 좌표 1(x1, y1)GPS를 획득하고, 3 차원 센서(260)로부터 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A을 획득한다(S321).

MCU(210)는 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A 중 z1을 이용하여 Z축을 보조 주차용 위치 추적 장치의 장치 중력축(AxisD)으로 설정하고, x1 가속도 벡터값과, y1 가속도 벡터값에 의해 형성되는 면을 장치 평면(PlaneD)으로 설정한다(S322). 여기서, 장치 중력축(AxisD)이라 함은 차량의 소정 위치에 배치된 주차장 내 차량 위치 추적 장치의 중력축을 의미하고, 장치 평면(PlaneD)이라 함은 장치 중력축(AxisD)과 직교 방향(perpendicular direction)의 평면을 의미한다. 이때, 장치 중력축(AxisD) 및 장치 평면(PlaneD)을 계산하는 이유는 차량에 부착된 주차장 내 차량 위치 추적 장치가 중력 방향에 대하여 정확하게 수직으로 설치되지 않을 뿐 아니라, 차량 자체도 중력 방향에 대하여 정확하게 수직으로 위치하지 않을 가능성을 고려한 때문이다.

MCU(210)는 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A에서의 X축 가속도 벡터값(x1), Y축 가속도 벡터값(y1), 그리고 Z축 가속도 벡터(z1)를 벡터합 하고, 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A의 벡터합에 직교하는 평면을 중력 평면(PlaneG)으로 설정한다(S323). 여기서, 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A의 벡터합은 실제 중력축을 의미하고, 중력 평면(PlaneG)은 가상의 평면(Vertical plane)이다.

MCU(210)는 중력 평면(PlaneG)에 대한 장치 평면(PlaneD)의 기울기(gradient)를 X, Y, Z축 각각에 대하여 계산하여 기울기 보정치(Gradient compensation value)를 계산한다(S324).

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진행 방향을 결정하기 위한 세부 절차도이다.

MCU(210)는 차량 이동시, GPS 모듈(240)로부터 GPS 좌표 2 (x2, y2)GPS를, 그리고 3 차원 센서(260)로부터 제2 가속도 벡터값(x2, y2, z2)A을 획득한다(S331). 한편, 차량이 이동하면, GPS 모듈(240)로부터 차량 속도(speed of vehicle) 정보가 MCU(210)에 수신된다.

MCU(210)는 제2 가속도 벡터값(x2, y2, z2)A 중 제2 가속도 평면 벡터값(x2, y2)에 기울기 보정치(Gradient compensation value)를 벡터합 하는 방식으로 반영하여 보정된 중력 평면(Compensated plane of gravity) 상에서의 제2 가속도 벡터 보정값(x2, y2, z2)A'을 구한다(S332).

MCU(210)는 보정된 중력 평면(Compensated plane of gravity)을 기준으로 제2 가속도 벡터 보정값(x2, y2, z2)A' 중 제2 X축 가속도 벡터 보정값(x2)A'과 제2 Y축 가속도 벡터 보정값(y2)A'를 벡터합 하여 진행 방향(Forward Direction)을 결정한다(S333).

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동거리 및 이동방향을 계산하기 위한 세부 절차도이다.

이후, MCU(210)는 GPS 모듈(240)에 GPS 신호가 수신되는지 여부를 판단한다(S341).

GPS 신호가 수신되지 않으면, MCU(210)는 3 차원 센서(260)로부터 제3 가속도 벡터값(x3, y3, z3)A을 획득하고, 제3 가속도 벡터값(x3, y3, z3)A에 기울기 보정치(Gradient Compensation Value)를 벡터합 하는 방식으로 반영하여 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A'을 생성한다(S342).

MCU(210)는 GPS 모듈(240)로부터 수신된 차량 속도 정보와 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A'을 이용하여 차량의 이동거리(distance)와 이동방향(direction)을 계산한다(S343).

여기서, 차량의 이동거리는 이전에 GPS 모듈(240)로부터 수신되었던 차량 속도(speed of vehicle) 정보와 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A'을 이용하여 계산할 수 있다. 다음번에는 직전 저장된 차량 속도(speed of vehicle) 정보와 제4 가속도 벡터 보정값(x4, y4, z4)A'을 이용하여 계산할 수 있다.

그리고 차량의 이동방향은 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A' 중 보정된 중력 평면 가속도 벡터값(x3, y3)A'의 X축 가속도 벡터와 Y축 가속도 벡터를 벡터합 한 값과, 단계 S330에서 계산한 진행 방향(Forward direction)을 벡터적으로 가산하여 계산할 수 있다. 이후에는 직전에 저장된 진행 방향(Forward direction)과 갱신된 보정된 중력 평면 가속도 벡터값의 X축 및 Y축 가속도 벡터합을 벡터적으로 가산하여 계산하는 것으로, 통상의 기술자에게 자명하게 이해될 수 있다.

한편, GPS신호가 수신되면, MCU(210)는 GPS 신호를 사용한다(S344).

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 MCU(210) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(미도시)에 저장되고, MCU(210)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(미도시)는 내부 메모리나 외부 메모리를 포함할 수 있다. 내부 메모리는 예를 들어 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static RAM), SDRAM(synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 내부 메모리(232)는 또한, OTPROM(onetime programmable read only memory), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), 플래쉬 메모리(가령, NAND 플래쉬 메모리나 NOR 플래쉬 메모리), 하드 드라이브, 또는 SSD(solid state drive) 등과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 외부 메모리는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 외부 메모리는 다양한 인터페이스를 통하여 장치(100)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

10: 주차장
100: 블루투스 비콘 트랜스미터
200: 주차장 내 차량 위치 추적 장치
210: MCU
220: 유선 통신 모듈
230: 무선 통신 모듈
240: GPS 모듈
250: 주행 정보 수집 모듈
260: 3차원 센서
270: 블루투스 비콘 리시버
300: 차량 내 ECU

Claims (7)

1. GPS 위성으로부터 GPS 신호가 수신 가능한 위치에 배치된 근거리 무선통신 송신기로부터 근거리 무선 신호를 수신할 수 있는 근거리 무선통신 수신기; 유선 통신 모듈; 무선 통신 모듈; 위치 정보를 출력하는 GPS 모듈; 3 차원의 가속도 벡터값를 출력하는 3차원 센서; 및 상기 근거리 무선통신 수신기, 상기 유선 통신 모듈, 상기 무선 통신 모듈, 상기 GPS 모듈, 상기 3차원 센서와 연결되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 3차원 센서로부터의 가속도 벡터값을 이용하여 차량의 이동거리와 이동방향을 계산하여 위경도좌표에 적용하며,
   상기 제어부는,
   상기 근거리 무선통신 수신기를 통해 근거리 무선 신호를 수신하는 단계;
   차량 정지시, 상기 GPS 모듈로부터 출력되는 제1 위치 정보와, 상기 3차원 센서로부터 출력되는 제1 가속도 벡터값을 이용하여 기울기 보정치를 계산하는 단계;
   상기 차량의 이동시, 상기 GPS 모듈로부터 출력되는 제2 위치 정보와 상기 3차원 센서로부터 출력되는 제2 가속도 벡터값을 이용하여 진행 방향을 결정하는 단계;
   상기 GPS 모듈로부터 위치 정보가 출력되지 않으면, 상기 3차원 센서로부터 출력되는 제3 가속도 벡터값에 상기 기울기 보정치를 반영하여 제3 가속도 벡터 보정값을 생성하는 단계; 및
   상기 GPS 모듈로부터 출력되어 저장된 위치 정보와 상기 제3 가속도 벡터 보정값을 이용하여 상기 이동거리와 이동방향을 계산하는 단계를 수행하고,
   상기 기울기 보정치를 계산하는 단계는,
   상기 차량의 정지시, 상기 GPS 모듈로부터 GPS 좌표 1(x1, y1)GPS 과, 상기 3 차원 센서로부터 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A을 획득하는 과정;
   상기 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A 중 z1을 이용하여 Z축을 장치 중력축으로 설정하고, x1 가속도 벡터와, y1 가속도 벡터에 의해 형성되는 면을 장치 평면으로 설정하는 과정;
   상기 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A에 대하여 X, Y, Z축 각각의 가속도 벡터를 벡터합 하고, 상기 제1 가속도 벡터값(x1, y1, z1)A의 벡터합에 직교하는 평면을 중력 평면으로 설정하는 과정; 및
   상기 중력 평면에 대한 상기 장치 평면의 기울기를 X, Y, Z축 각각에 대하여 계산하여 기울기 보정치를 계산하는 과정
   을 포함하는 주차장 내 차량 위치 추적 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 진행 방향을 결정하는 단계는,
   상기 차량의 이동시, 상기 GPS 모듈로부터 GPS 좌표 2 (x2, y2)GPS를, 그리고 상기 3 차원 센서로부터 제2 가속도 벡터값(x2, y2, z2)A을 획득하는 과정;
   상기 제2 가속도 벡터값(x2, y2, z2)A 중 제2 가속도 평면 벡터값(x2, y2)에 상기 기울기 보정치를 반영하여 보정된 중력 평면 상에서의 제2 가속도 벡터 보정값(x2, y2, z2)A'을 구하는 과정; 및
   상기 보정된 중력 평면을 기준으로 상기 제2 가속도 벡터 보정값(x2, y2, z2)A' 중 X축 가속도 벡터 보정값(x2)A'과 Y축 가속도 벡터 보정값(y2)A'을 벡터합하여 진행 방향을 결정하는 과정
   을 포함하는 주차장 내 차량 위치 추적 장치.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 제3 가속도 벡터 보정값을 생성하는 단계는,
   상기 GPS 모듈로부터 GPS 신호가 수신되지 않으면, 상기 3 차원 센서로부터 제3 가속도 벡터값(x3, y3, z3)A을 획득하는 과정; 및
   상기 기울기 보정치를 반영하여 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A'을 생성하는 과정을 포함하고,
   상기 이동거리와 이동방향을 계산하는 단계는,
   이전에 상기 GPS 모듈로부터 수신되었던 차량 속도 정보와 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A'을 이용하여 상기 차량의 이동 거리를 계산하는 과정;
   상기 제3 가속도 벡터 보정값(x3, y3, z3)A' 중 보정된 중력 평면 가속도 벡터값(x3, y3)A'의 X축 가속도 벡터와 Y축 가속도벡터를 벡터합 하는 과정; 및
   보정된 중력 평면 가속도 벡터값(x3, y3)A'의 벡터합과 상기 진행 방향을 벡터적으로 가산하여 상기 차량의 이동방향을 계산하는 과정
   을 포함하는 주차장 내 차량 위치 추적 장치.
   
7. 제1항, 제5항, 및 제6항 중 어느 한 항에 기재된 주차장 내 차량 위치 추적 장치; 및
   건물의 주차장 차단기 부근에 설치되는 근거리 무선통신 송신기
   를 포함하는 주차장 내 차량 위치 추적 시스템.

Images