KR102622582B1 - 내비게이션 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내비게이션 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 내비게이션 장치는, 위성항법 정보를 통해 차량의 위치를 수신하는 위치정보 수신부; 차량의 DR정보를 측정하는 DR 센서부; 주행경로를 탐색하고 탐색한 주행경로를 안내하기 위한 지도정보를 저장하는 지도데이터 저장부; 및 위치정보 수신부로부터 입력된 차량 위치와 지도데이터 저장부에 저장된 지도정보를 매칭하고, 위치정보 수신부로부터 입력된 차량 위치를 통해 산출된 산출속도를 기반으로 차량 속도계로부터 입력된 차량속도의 보상 환산계수를 산출하여 차량 속도계로 전달하며, 차량 속도계로부터 입력되는 차량속도와 DR 센서부로부터 입력되는 차량의 DR정보를 기반으로 차량의 DR위치를 계산하여 지도정보에 매칭하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내비게이션 장치 및 그 제어 방법{NAVIGATION APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 내비게이션 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위성항법정보와 3차원 정밀지도를 융합하여 정확한 속도를 산출하여 속도계를 보상함으로써 정확한 속도정보가 제공되도록 할 뿐만 아니라 정확한 속도정보를 기반으로 추측항법에 의한 위치를 산출하여 위치정보를 제공하는 내비게이션 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 내비게이션 장치는 위성항법시스템(GPS ; Global Positioning System) 및 추측항법 시스템(Dead Reckoning System) 각각에서 획득한 항법데이터, 또는 2개의 시스템을 통합하여 획득한 항법 데이터를 이용하여 지도상에 차량의 위치를 표시하면서 현재 위치로부터 목적지까지의 정확한 거리 및 소요시간을 알려주고, 목적지까지의 길을 안내하는 기능을 수행한다.
이와 같은 내비게이션 장치는 위성 신호가 미약한 장소(예를 들어, 지하 주차장 또는 터널 등)와 같은 GPS 음영 지역에서는 항법위성으로부터 수신한 데이터만으로는 정확한 항법 정보를 제공할 수 없어, 관성 센서(속도 센서, 자이로 센서)를 이용한 추측항법 시스템을 이용하여 정확한 항법 정보를 제공하려고 하였다.
즉, 이러한 추측항법은 GPS 위성 전파가 완전히 단절되는 지하 공간이나 GPS 전파의 왜곡과 손실이 큰 빌딩숲 환경에서 차량의 위치를 보다 정확히 파악할 수 있도록 하고 차량의 미세한 움직임을 표현할 수 있도록 하고 있다.
그러나 추측항법은 타이어의 실제 반경의 변화, 타이어의 미끄러짐, 주변 자화상태에 따른 지자기 센서의 오차, 온도변화에 의한 편류 오차 등에 의해 오차가 발생할 수 있으며, 시간이 지남에 따라 이러한 오차가 누적되어 커지게 된다는 문제점이 있었다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제2012-0020882호(2012.03.08.)인 "외부 지자계 센서를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 및 그 방법"이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 위성항법정보와 3차원 정밀지도를 융합하여 정확한 속도를 산출하여 속도계를 보상함으로써 정확한 속도정보가 제공되도록 할 뿐만 아니라 정확한 속도정보를 기반으로 추측항법에 의한 위치를 산출하여 위치정보를 제공하는 내비게이션 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 내비게이션 장치는, 위성항법 정보를 통해 차량의 위치를 수신하는 위치정보 수신부; 차량의 DR정보를 측정하는 DR 센서부; 주행경로를 탐색하고 탐색한 주행경로를 안내하기 위한 지도정보를 저장하는 지도데이터 저장부; 및 위치정보 수신부로부터 입력된 차량 위치와 지도데이터 저장부에 저장된 지도정보를 매칭하고, 위치정보 수신부로부터 입력된 차량 위치를 통해 산출된 산출속도를 기반으로 차량 속도계로부터 입력된 차량속도의 보상 환산계수를 산출하여 차량 속도계로 전달하며, 차량 속도계로부터 입력되는 차량속도와 DR 센서부로부터 입력되는 차량의 DR정보를 기반으로 차량의 DR위치를 계산하여 지도정보에 매칭하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 위치정보 수신부는, GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 차량의 위치정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 지도정보는, 3차원 정밀지도 정보인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 설정시간 동안 반복하여 차량속도, 산출속도 및 지도정보에 따른 이동거리를 누적하여 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출하고, 평균 차량속도와 평균 산출속도를 비교하여 차량속도의 보상 환산계수를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출할 때 상보필터를 적용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 칼만필터(kalman filter)를 이용하여 차량의 DR위치를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 DR 센서부는, 자이로센서 및 지자기 센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 내비게이션 장치의 제어 방법은, 제어부가 위치정보 수신부로부터 차량 위치를 수신하는 단계; 제어부가 차량 위치와 지도데이터 저장부에 저장된 지도정보를 매칭하는 단계; 제어부가 차량 속도계로부터 차량속도를 입력받는 단계; 제어부가 위치정보 수신부로부터 입력된 차량 위치를 통해 산출된 산출속도에 기초하여 차량 속도계로부터 입력된 차량속도의 보상 환산계수를 산출하고, 보상 환산계수를 차량 속도계로 전달하는 단계; 및 제어부가 차량 속도계로부터 입력되는 차량속도와 DR 센서부로부터 입력되는 차량의 DR정보를 기반으로 차량의 DR위치를 계산하여 지도정보에 매칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 지도정보는, 3차원 정밀지도 정보인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 보상 환산계수를 산출하는 단계에서, 제어부는 설정시간 동안 반복하여 차량속도, 산출속도 및 지도정보에 따른 이동거리를 누적하여 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출하고, 평균 차량속도와 평균 산출속도를 비교하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출하는 단계에서, 제어부는 상보필터를 적용하여 설정시간 동안 반복하여 누적된 차량속도, 산출속도 및 지도정보에 따른 이동거리를 기반으로 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 차량의 DR위치를 계산하는 단계에서, 제어부는 칼만필터(kalman filter)를 이용하여 차량의 DR위치를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 내비게이션 장치 및 그 제어 방법은 위성항법정보와 3차원 정밀지도를 융합하여 정확한 속도를 산출하여 속도계를 보상함으로써 정확한 속도정보가 제공되도록 할 뿐만 아니라 정확한 속도정보를 기반으로 추측항법에 의한 위치를 산출하여 위치정보를 제공함으로써 음영지역의 출구에서 발생하는 이격 현상을 감소시키고 추측항법의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 정확한 속도정보를 기반으로 카메라 단속 및 속도제한 안내와 같은 정확한 속도를 요구하는 내비게이션 기능의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 내비게이션 장치 및 그 제어 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 장치는, 위치정보 수신부(10), DR 센서부(20), 지도데이터 저장부(40) 및 제어부(30)를 포함한다.
위치정보 수신부(10)는 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 인공위성에서 발신된 전파를 통해 차량의 위치정보를 수신한다.
GNSS로는 GPS(Global Positioning System), GLONASS(Global Navigation Satellite System), 갈릴레오(Galileo), 베이더우(Beidou) 등이 있다.
DR 센서부(20)는 차량의 DR(Dead Reckoning) 정보를 측정한다. 차량의 DR 정보는 추측항법을 수행하기 위해 필요한 차량의 정보를 의미하며, 차량의 속도정보, 가속도정보, 지자기정보 등을 포함할 수 있다.
따라서 DR 센서부(20)에는 DR정보 측정을 위해 자이로센서, 지자기센서 등을 포함할 수 있다.
여기서 차량의 속도정보는 차량의 속도계(50)로부터 제공받을 수 있다.
지도데이터 저장부(40)는 주행경로를 탐색하고, 탐색한 주행경로를 안내하기 위한 지도정보를 저장한다. 이때 지도정보는 3차원 정밀지도 정보인 것을 특징으로 한다.
3차원 정밀지도에는 지형에 관한 구체적인 정보가 포함되어 추후 차량의 수평유지 구동에 유용하게 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 구체적인 지형 정보가 포함되어 있기 때문에 도로 정보에 관한 것을 비롯하여 비도로 정보에 관하여도 수록하고 있어 비도로를 주행경로에 추가하는 것도 가능하게 한다.
또한, 3차원 정밀지도는 최근의 ADAS(Advanced Driver Assistance System)기술에 활용되는 ADAS맵을 이용하도록 하는 것도 가능하다.
제어부(30)는 위치정보 수신부(10)로부터 입력된 차량 위치와 지도데이터 저장부(40)에 저장된 지도정보를 매칭하고, 위치정보 수신부(10)로부터 입력된 차량 위치를 통해 산출된 산출속도를 기반으로 차량 속도계(50)로부터 입력된 차량속도의 보상 환산계수를 산출하여 차량 속도계(50)로 전달한다.
여기서 제어부(30)는, 설정시간 동안 예를 들어, 60초 동안 반복하여 차량속도, 산출속도 및 지도정보에 따른 이동거리를 누적하여 각각 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출하고, 평균 차량속도와 평균 산출속도를 비교하여 차량속도의 보상 환산계수를 산출할 수 있다.
이때 제어부(30)는 상보필터를 적용하여 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출할 수 있다.
따라서 차량 속도계(50)에서는 타이어의 실제 반경의 변화 및 타이어의 미끄러짐 등으로 발생되는 차량속도의 오차에 대해 보상 환산계수를 반영하여 보다 정확한 차량속도를 제공하게 된다.
이후 제어부(30)는 음영지역이나 멀티패스 지역에서 차량 속도계(50)로부터 보상 환산계수가 반영된 정확한 차량속도를 입력받고 DR 센서부(20)로부터 입력되는 차량의 DR정보를 기반으로 추측항법에 의해 차량의 DR위치를 계산하고, 이를 지도정보에 매칭하여 출력한다.
여기서 제어부(30)는 칼만필터(kalman filter)를 이용하여 차량의 DR위치를 계산할 수 있다.
한편, 제어부(30)는 위치정보 수신부(10)로부터 차량 위치를 입력받거나 차량 속도계(50)로부터 차량속도를 입력받은 후 설정범위에 포함되는지 판단하여 입력된 데이터의 신뢰성을 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 내비게이션 장치에 따르면, 위성항법정보와 3차원 정밀지도를 융합하여 정확한 속도를 산출하여 속도계를 보상함으로써 정확한 속도정보가 제공되도록 할 뿐만 아니라 정확한 속도정보를 기반으로 추측항법에 의한 위치를 산출하여 위치정보를 제공함으로써 음영지역의 출구에서 발생하는 이격 현상을 감소시키고 추측항법의 성능을 향상시킬 수 있으며, 정확한 속도정보를 기반으로 카메라 단속 및 속도제한 안내와 같은 정확한 속도를 요구하는 내비게이션 기능의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 장치의 제어 방법에서는, 먼저 제어부(30)가 위치정보 수신부(10)로부터 차량 위치를 수신한다(S10).
즉, 제어부(30)는 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반인 위치정보 수신부(10)로부터 인공위성에서 발신된 전파를 통해 차량의 위치정보를 수신한다.
GNSS로는 GPS(Global Positioning System), GLONASS(Global Navigation Satellite System), 갈릴레오(Galileo), 베이더우(Beidou) 등이 있다.
S10 단계에서 차량의 위치정보를 수신한 후 제어부(30)는 차량 위치와 지도데이터 저장부(40)에 저장된 지도정보를 매칭한다(S20).
이때 지도정보는 3차원 정밀지도 정보인 것이 바람직하다.
즉, 3차원 정밀지도에는 지형에 관한 구체적인 정보가 포함되어 추후 차량의 수평유지 구동에 유용하게 이용할 수 있을 뿐만 아니라 구체적인 지형 정보가 포함되어 있기 때문에 도로 정보에 관한 것뿐만 아니라 비도로 정보에 관하여도 수록하고 있어 비도로를 주행경로에 추가하는 것도 가능하여, 차량 위치와 매칭시켜 이동거리 및 속도를 산출할 때 정확도를 높일 수 있도록 한다.
이어서 제어부(30)는 차량 속도계(50)로부터 차량속도를 입력받는다(S30).
S30 단계에서 차량속도를 입력받은 후, 제어부(30)는 위치정보 수신부(10)로부터 입력된 차량 위치를 통해 산출된 산출속도에 기초하여 차량 속도계(50)로부터 입력된 차량속도의 보상 환산계수를 산출한다(S40).
즉 제어부(30)는 설정시간 동안 예를 들어, 60초 동안 반복하여 차량속도, 산출속도 및 지도정보에 따른 이동거리를 누적하여 각각 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출하고, 평균 차량속도와 평균 산출속도를 비교하여 차량속도의 보상 환산계수를 산출할 수 있다.
이때 제어부(30)는 상보필터를 적용하여 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출할 수 있다.
따라서 차량 속도계(50)에서는 타이어의 실제 반경의 변화 및 타이어의 미끄러짐 등으로 발생되는 차량속도의 오차에 대해 보상 환산계수를 반영하여 보다 정확한 차량속도를 제공하게 된다.
S40 단계에서 보상 환산계수를 산출한 후, 제어부(30)는 산출된 보상 환산계수를 차량 속도계(50)로 전달하여 타이어의 마모 및 미끄러짐 등으로 발생되는 오차를 보상함으로써 차량 속도계(50)에서 정확한 차량속도를 제공할 수 있도록 한다(S50).
S50 단계에서 차량 속도계(50)에 보상 환산계수를 전달한 후 제어부(30)는 음영지역이나 멀티패스 지역에서 차량 속도계(50)로부터 보상 환산계수가 반영된 정확한 차량속도를 입력받고 DR 센서부(20)로부터 입력되는 차량의 DR정보를 기반으로 추측항법에 의해 차량의 DR위치를 계산하고(S60), 이를 지도정보에 매칭하여 출력한다(S70).
이때 제어부(30)는 칼만필터(kalman filter)를 이용하여 차량의 DR위치를 계산할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 내비게이션 장치의 제어 방법에 따르면, 위성항법정보와 3차원 정밀지도를 융합하여 정확한 속도를 산출하여 속도계를 보상함으로써 정확한 속도정보가 제공되도록 할 뿐만 아니라 정확한 속도정보를 기반으로 추측항법에 의한 위치를 산출하여 위치정보를 제공함으로써 음영지역의 출구에서 발생하는 이격 현상을 감소시키고 추측항법의 성능을 향상시킬 수 있으며, 정확한 속도정보를 기반으로 카메라 단속 및 속도제한 안내와 같은 정확한 속도를 요구하는 내비게이션 기능의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 위치정보 수신부 20 : DR 센서부
30 : 제어부 40 : 지도데이터 저장부
50 : 차량 속도계

Claims (12)

  1. 위성항법 정보를 통해 차량의 위치를 수신하는 위치정보 수신부;
    차량의 DR정보를 측정하는 DR 센서부;
    주행경로를 탐색하고 탐색한 주행경로를 안내하기 위한 지도정보를 저장하는 지도데이터 저장부; 및
    상기 위치정보 수신부로부터 입력된 차량 위치와 상기 지도데이터 저장부에 저장된 상기 지도정보를 매칭하고, 상기 위치정보 수신부로부터 입력된 차량 위치를 통해 산출된 산출속도를 기반으로 차량 속도계로부터 입력된 차량속도의 보상 환산계수를 산출하여 상기 차량 속도계로 전달하며, 상기 차량 속도계로부터 입력되는 상기 차량속도와 상기 DR 센서부로부터 입력되는 차량의 상기 DR정보를 기반으로 차량의 DR위치를 계산하여 상기 지도정보에 매칭하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는, 평균 차량속도와 평균 산출속도를 비교하여 상기 차량속도의 보상 환산계수를 산출하고, 칼만필터(kalman filter)를 이용하여 차량의 상기 DR위치를 계산하며,
    상기 제어부는, 상보필터를 적용하여 설정시간 동안 반복하여 상기 차량속도, 상기 산출속도 및 상기 지도정보에 따른 이동거리를 누적하여 상기 평균 차량속도와 상기 평균 산출속도를 산출하고, 상기 위치정보 수신부로부터 차량 위치를 입력받거나 상기 차량 속도계로부터 차량속도를 입력받은 후 상기 차량 위치 또는 상기 차량속도가 설정범위에 포함되는지 판단하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 위치정보 수신부는, GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 차량의 위치정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 지도정보는, 3차원 정밀지도 정보인 것을 특징으로 하는 내비게이션 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 DR 센서부는, 자이로센서 및 지자기 센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 장치.
  8. 제어부가 위치정보 수신부로부터 차량 위치를 수신하는 단계;
    상기 제어부가 상기 차량 위치와 지도데이터 저장부에 저장된 지도정보를 매칭하는 단계;
    상기 제어부가 차량 속도계로부터 차량속도를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 위치정보 수신부로부터 입력된 상기 차량 위치를 통해 산출된 산출속도에 기초하여 상기 차량 속도계로부터 입력된 상기 차량속도의 보상 환산계수를 산출하고, 상기 보상 환산계수를 상기 차량 속도계로 전달하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 차량 속도계로부터 입력되는 상기 차량속도와 DR 센서부로부터 입력되는 차량의 DR정보를 기반으로 차량의 DR위치를 계산하여 상기 지도정보에 매칭하는 단계;를 포함하되,
    상기 보상 환산계수를 산출하는 단계는,
    상기 제어부가 상보필터를 적용하여 설정시간 동안 반복하여 누적된 상기 차량속도, 상기 산출속도 및 상기 지도정보에 따른 이동거리를 기반으로 평균 차량속도와 평균 산출속도를 산출하고, 상기 평균 차량속도와 상기 평균 산출속도를 비교하여 상기 보상 환산계수를 산출하며,
    차량의 상기 DR위치를 계산하는 단계는,
    상기 제어부가 칼만필터(kalman filter)를 이용하여 차량의 상기 DR위치를 계산하고,
    상기 제어부가 상기 위치정보 수신부로부터 차량 위치를 입력받거나 상기 차량 속도계로부터 차량속도를 입력받은 후 상기 차량 위치 또는 상기 차량속도가 설정범위에 포함되는지 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 장치의 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 지도정보는, 3차원 정밀지도 정보인 것을 특징으로 하는 내비게이션 장치의 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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