KR102622587B1 - Apparatus and method for correcting longitudinal position error of fine positioning system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치에 관한 것으로, 차량에서 주행 중 촬영한 비전정보를 처리하는 비전정보 처리부; GNSS(Global Navigation Satellite System) 데이터, 관성센서 데이터, 및 차속센서 데이터를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산하는 위성항법 측위부; 및 상기 비전정보 처리부에서 연산한 비전 정보, 및 고정밀지도 DB에서 입력된 고정밀지도 정보를 이용하여 자차의 위치 좌표 정보를 도출하고, 상기 도출한 위치 좌표 정보를 이용하여, 상기 위성항법 측위부로부터 전달받은 DR(Dead Reckoning) 정보를 보정하여 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하는 제어부;를 포함한다.The present invention relates to a device for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, comprising: a vision information processing unit that processes vision information captured while driving in a vehicle; A satellite navigation positioning unit that calculates the current location of the vehicle using GNSS (Global Navigation Satellite System) data, inertial sensor data, and vehicle speed sensor data; And the position coordinate information of the own vehicle is derived using the vision information calculated by the vision information processing unit and the high-precision map information input from the high-precision map DB, and transmitted from the satellite navigation positioning unit using the derived position coordinate information. It includes a control unit that corrects the received DR (Dead Reckoning) information and outputs the corrected precise positioning location information.

Description

정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CORRECTING LONGITUDINAL POSITION ERROR OF FINE POSITIONING SYSTEM}Apparatus and method for correcting longitudinal position error of a precision positioning system {APPARATUS AND METHOD FOR CORRECTING LONGITUDINAL POSITION ERROR OF FINE POSITIONING SYSTEM}

본 발명은 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정밀측위 시스템에서 보정된 위치 정보를 피드백 받아 위성항법 시스템 내 차속 스케일 펙터를 보정함으로써, 종방향 정밀측위 위치 정확도를 향상시킬 수 있도록 하는, 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system. More specifically, the present invention relates to a device and method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system by receiving feedback of the corrected position information from the precision positioning system and correcting the vehicle speed scale factor in the satellite navigation system. It relates to an apparatus and method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, which allows improving the precision positioning accuracy.

일반적으로 항공기, 선박 및 차량 등과 같은 이동체로 위치 정보 및 경로 정보를 제공하여 이동체를 목적지로 유도하는 항법 시스템(navigation system)에서는 우선 이동체의 정확한 위치를 판별하는 것이 중요하다.In general, in a navigation system that provides location information and route information to moving objects such as aircraft, ships, and vehicles to guide them to their destination, it is important to first determine the exact location of the moving object.

이에 따라 현재 대부분의 항법 시스템은 인공위성 네트워크를 이용해 지상에 있는 목표물의 위치를 정확히 추적하는 위성측위시스템(Global Navigation Satellite System : 이하 GNSS)이 기본적으로 이용되고 있다. Accordingly, most current navigation systems basically use the Global Navigation Satellite System (GNSS), which accurately tracks the location of targets on the ground using a satellite network.

상기 GNSS는 미국의 위성위치 측정시스템(GPS : Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System), 유럽의 GALILEO(Europian Satellite Navigation System) 및 중국의 Beidou(北斗, Compass) 등의 위성을 이용하는 다양한 위치 측정 시스템을 통합한 명칭이다.The GNSS uses satellites such as America's Global Positioning System (GPS), Russia's GLONASS (Global Navigation Satellite System), Europe's GALILEO (Europian Satellite Navigation System), and China's Beidou (北斗, Compass). It is a name that integrates various position measurement systems.

상기 GNSS는 위성을 이용하여 위치를 판별하므로, 위치, 속도, 시간 정보를 시간 및 공간에 구애받지 않고 용이하게 획득할 수 있으며, 다른 항법 시스템에 비해 비교적 안정적인 시스템으로 구분되지만, 시계의 오프셋, 대기나 전리층의 영향, 다중 경로 및 수신기 잡음 등에 의해 위치 정보에 오차가 발생하거나, 장애물로 인해 위성 신호를 수신하지 못하여 위치를 판별하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.Since the GNSS uses satellites to determine location, it can easily obtain location, speed, and time information regardless of time and space. It is classified as a relatively stable system compared to other navigation systems, but has However, errors in location information may occur due to the influence of the ionosphere, multipath, and receiver noise, or satellite signals may not be received due to obstacles, making it impossible to determine the location.

이에 현재 위성항법 시스템은 GNSS 만을 단독으로 이용하는 경우보다는 다른 시스템과 결합되어 사용하는 경우가 많다. Accordingly, current satellite navigation systems are often used in combination with other systems rather than using GNSS alone.

이렇게 GNSS와 결합되어 사용되는 시스템으로서, 각종 센서들의 센싱 값을 이용한 추측항법(Dead Reckoning : 이하 DR)이 있다. 상기 추측항법(DR)은 위치설정과 내비게이션에 활용되는 일반적인 기술로서, 통상적으로 터널이나 지하주차장 등의 GNSS 신호를 수신할 수 없는 음영구간 진입 시 이동체(즉, 차량)의 위치와 경로 데이터를 관성 센서를 이용하여 획득한다. As a system used in combination with GNSS, there is Dead Reckoning (hereinafter referred to as DR) using sensing values from various sensors. Dead Reckoning (DR) is a general technology used for positioning and navigation. It usually uses inertia to determine the location and path data of a moving object (i.e., vehicle) when entering a shaded area where GNSS signals cannot be received, such as in a tunnel or underground parking lot. Acquired using a sensor.

그런데 이러한 추측항법(DR)은 적용 시간이 길어짐에 따라 센서들의 드리프트 오차(즉, 종방향 오차)가 무한대로 누적되며, 음영구간 진출 시에도 신뢰성 있는 GNSS 데이터(또는 GNSS 수신 정보)를 수신하기 전까지는 계속해서 추측항법(DR)이 적용되기 때문에 오차가 계속 누적되는 문제점이 있다. However, as the application time for this dead reckoning method (DR) increases, the drift error (i.e., longitudinal error) of the sensors accumulates infinitely, and even when entering the shaded area, until reliable GNSS data (or GNSS received information) is received. There is a problem in that errors continue to accumulate because dead reckoning (DR) is continuously applied.

한편 고정밀지도 데이터베이스를 이용한 정밀측위 시스템(즉, 위성항법 시스템에 비전 정보 및 고정밀지도 데이터베이스 정보를 적용하여 차선레벨 주행이 가능한 정밀측위 시스템)은 주행 중 차선이 지속적으로 검출되므로 횡방향 오차는 실시간 보정이 가능하지만, 현재 위치의 판단에 관계된 객체(예 : 노면 표지, 교통표지판 등)는 지속적으로 검출되지 않기 때문에 종방향 오차를 누적시키는 문제점이 있다. Meanwhile, a precision positioning system using a high-precision map database (i.e., a precision positioning system that enables lane-level driving by applying vision information and high-precision map database information to a satellite navigation system) continuously detects lanes while driving, so lateral errors are corrected in real time. Although this is possible, there is a problem in accumulating longitudinal errors because objects related to the determination of the current location (e.g., road signs, traffic signs, etc.) are not continuously detected.

여기서 상기 종방향 오차는, 객체에서 다음 객체가 검출되기 전까지의 객체 미검출 구간 내에서 증가되는 위성항법 시스템의 DR(추측항법) 오차를 의미하며, 정밀측위 성능을 크게 저하시키는 원인이 된다.Here, the longitudinal error refers to the DR (dead-reckoning navigation) error of the satellite navigation system that increases within the object-not-detected section before the next object is detected, and causes a significant decrease in precision positioning performance.

따라서 객체 미검출 구간 주행 시 위성항법 시스템의 종방향 오차 성분이 그대로 융합측위 시스템의 오차 성분으로 표출되어 융합측위 시스템(즉, 위성항법 시스템과 추측항법 시스템을 융합한 측위 시스템)의 위치 정확도를 저하시킬 뿐 아니라, 자율 주행 차량의 자율 주행 성능도 크게 저하는 시키는 문제점이 있다.Therefore, when driving in a section where an object is not detected, the longitudinal error component of the satellite navigation system is expressed as an error component of the fusion positioning system, lowering the location accuracy of the fusion positioning system (i.e., a positioning system that combines the satellite navigation system and dead reckoning system). In addition, there is a problem that the autonomous driving performance of autonomous vehicles is greatly reduced.

이에 따라 고정밀지도 데이터베이스 정보를 이용하는 정밀측위 시스템에서 누적되는 종방향 오차(또는 종방향 위치 오차)를 보정하여 정밀측위 위치정확도를 향상시키기 위한 기술이 필요한 상황이다.Accordingly, there is a need for technology to improve the position accuracy of precision positioning by correcting the longitudinal error (or longitudinal position error) accumulated in a precision positioning system that uses high-precision map database information.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1535873호(2015.07.06.등록, 위성측위시스템과 추측 항법을 융합한 차량 위치 추정 시스템 및 방법)에 개시되어 있다. The background technology of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent No. 10-1535873 (registered on July 6, 2015, vehicle location estimation system and method combining satellite positioning system and dead reckoning).

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 정밀측위 시스템에서 보정된 위치 정보를 피드백 받아 위성항법 시스템 내 차속 스케일 펙터를 보정함으로써, 종방향 정밀측위 위치 정확도를 향상시킬 수 있도록 하는, 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. According to one aspect of the present invention, the present invention was created to solve the above problems. By receiving feedback from the corrected position information from the precision positioning system and correcting the vehicle speed scale factor in the satellite navigation system, the longitudinal precision positioning position The purpose is to provide a device and method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system to improve accuracy.

본 발명의 일 측면에 따른 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치는, 차량에서 주행 중 촬영한 비전정보를 처리하는 비전정보 처리부; GNSS(Global Navigation Satellite System) 데이터, 관성센서 데이터, 및 차속센서 데이터를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산하는 위성항법 측위부; 및 상기 비전정보 처리부에서 연산한 비전 정보, 및 고정밀지도 DB에서 입력된 고정밀지도 정보를 이용하여 자차의 위치 좌표 정보를 도출하고, 상기 도출한 위치 좌표 정보를 이용하여, 상기 위성항법 측위부로부터 전달받은 DR(Dead Reckoning) 정보를 보정하여 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for correcting a longitudinal position error of a precision positioning system according to an aspect of the present invention includes a vision information processing unit that processes vision information captured while driving in a vehicle; A satellite navigation positioning unit that calculates the current location of the vehicle using GNSS (Global Navigation Satellite System) data, inertial sensor data, and vehicle speed sensor data; And the position coordinate information of the own vehicle is derived using the vision information calculated by the vision information processing unit and the high-precision map information input from the high-precision map DB, and transmitted from the satellite navigation positioning unit using the derived position coordinate information. It is characterized by including a control unit that corrects the received DR (Dead Reckoning) information and outputs the corrected precise positioning location information.

본 발명에 있어서, 상기 비전 정보는, 객체 및 객체까지의 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the vision information is characterized in that it includes information on the object and the distance to the object.

본 발명은, 상기 비전정보를 촬영하기 위하여, 디지털 방식의 이미지 센서를 포함하는 적어도 하나 이상의 카메라를 이용하여 영상을 촬영하는 영상 촬영부;를 더 포함하고, 상기 영상 촬영부는, 전용 카메라, 및 휴대 단말기에 장착된 카메라 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes an image capture unit that captures an image using at least one camera including a digital image sensor in order to capture the vision information, and the image capture unit includes a dedicated camera and a portable It is characterized by including at least one camera mounted on the terminal.

본 발명에 있어서, 상기 고정밀지도 DB는, 고정밀지도를 저장하는 데이터베이스이며, 상기 고정밀지도는, 도로와 주변 지형의 정보를 높은 정확도로 구축한 3차원 지도를 의미하는 것으로서, 기존 디지털 지도보다 10배 이상의 정확도가 있는 지도이며, 실제 도로와 수Cm 정도의 차이를 갖는 정밀한 3D 지도인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the high-precision map DB is a database that stores high-precision maps, and the high-precision map refers to a three-dimensional map constructed with high accuracy of information on roads and surrounding terrain, and is 10 times more accurate than existing digital maps. It is a map with the above accuracy, and is characterized by being a precise 3D map with a difference of several centimeters from the actual road.

본 발명에 있어서, 상기 위성항법 측위부는, GNSS 안테나를 통해 위성으로부터 GNSS 데이터를 수신하는 위성신호 수신부; 적어도 하나 이상의 관성 센서를 통해 차량의 상태를 측정한 센서 데이터를 획득하는 관성 센서부; 및 차량에 장착된 차속 검출 센서를 이용하여 차량의 주행 속도를 검출하는 차속 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the satellite navigation positioning unit includes a satellite signal receiver that receives GNSS data from a satellite through a GNSS antenna; An inertial sensor unit that acquires sensor data measuring the state of the vehicle through at least one inertial sensor; and a vehicle speed detection unit that detects the driving speed of the vehicle using a vehicle speed detection sensor mounted on the vehicle.

본 발명에 있어서, 상기 위성항법 측위부는, GNSS 데이터, 관성센서 데이터, 및 차속센서 데이터를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산하되, 상기 데이터들의 융합을 통해 DR(Dead Reckoning) 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the satellite navigation positioning unit calculates the current position of the vehicle using GNSS data, inertial sensor data, and vehicle speed sensor data, and calculates the DR (Dead Reckoning) position through fusion of the data. Do it as

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 비전 정보 처리부에서 연산한 비전 정보를 수신하는 비전 정보 수신부; 상기 위성항법 측위부에서 연산한 DR 정보를 수신하는 위성항법 정보 수신부; 상기 비전정보를 수신하면, 동시간에 수신된 DR 정보를 이용하여 상기 비전정보에서 인식한 객체의 위치를 추정하는 비전 객체 위치 추정부; 상기 추정된 객체 위치 정보를 고정밀지도 DB에서 검색하여 비전 객체의 정확한 위치를 추출하는 비전 객체 절대위치 추출부; 및 상기 추출한 비전 객체의 정확한 위치와 DR 정보를 바탕으로, 자차의 정확한 현재 위치를 보정하여 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하는 보정위치 연산부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit includes a vision information receiving unit that receives vision information calculated by the vision information processing unit; a satellite navigation information receiver that receives DR information calculated by the satellite navigation positioning unit; a vision object location estimation unit that, upon receiving the vision information, estimates the location of the object recognized in the vision information using DR information received at the same time; a vision object absolute position extraction unit that retrieves the estimated object position information from a high-precision map DB and extracts the exact position of the vision object; and a correction position calculation unit that corrects the exact current position of the host vehicle based on the exact location and DR information of the extracted vision object and outputs corrected precise positioning location information.

본 발명은, 상기 제어부에 출력하는 보정된 정밀측위 위치정보를 상기 위성항법 측위부에 피드백시키는 정밀측위 피드백 처리부;를 더 포함하고, 상기 위성항법 측위부가, 상기 보정된 정밀측위 위치정보를 바탕으로, DR 정보, 차속 스케일 펙터 보정 Gain, 및 종방향 위치 오차를 보정하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a precision positioning feedback processing unit that feeds back the corrected precise positioning location information output to the control unit to the satellite navigation positioning unit, wherein the satellite navigation positioning unit feeds back the corrected precise positioning location information to the satellite navigation positioning unit. , DR information, vehicle speed scale factor correction gain, and longitudinal position error are corrected.

본 발명에 있어서, 상기 위성항법 측위부는, 제어부로부터 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되었는지 체크하고, 이에 따라 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되었으면, 이전의 정밀측위 위치정보가 내부 메모리에 저장되어 있는지 체크하고, 이전의 보정된 정밀측위 위치정보가 내부 메모리에 저장되어 있다면, 이전의 보정된 정밀측위 위치정보, 현재의 보정된 정밀측위 위치정보, 및 DR 정보를 이용하여 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 추출하고, 상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을, 위성항법 측위부 내의 현재 차속 스케일 펙터(SFDR)에 곱한 값(SFmodify)을 확장칼만필터에 입력하여 차량의 종방향 위치 및 차속 스케일 펙터 보정을 수행하고, 상기 보정된 종방향 위치 정보를 상기 제어부에 입력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the satellite navigation positioning unit checks whether the corrected precision positioning location information has been received from the control unit, and if the corrected precision positioning position information is received accordingly, whether the previous precise positioning position information is stored in the internal memory. Check, and if the previous corrected precise positioning position information is stored in the internal memory, extract the vehicle speed scale factor correction gain using the previous corrected precise positioning position information, current corrected precise positioning position information, and DR information. And, the vehicle speed scale factor correction gain is multiplied by the current vehicle speed scale factor (SF DR ) in the satellite navigation positioning unit (SF modify ) and input into the extended Kalman filter to perform correction of the vehicle's longitudinal position and vehicle speed scale factor. , Characterized in that the corrected longitudinal position information is input to the control unit.

본 발명에 있어서, 상기 위성항법 측위부는, 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 연산하기 위하여, 이전에 객체 인식이 된 시간(T1)에서 다음 객체 인식이 된 시간(T2)까지 주행 했을 경우, 상기 객체들의 DR 정보간 거리(DDR)와 제어부에서 보정되어 피드백 된 보정된 정밀측위 위치정보간 거리(DFeedback)를 연산하고, 아래의 수학식 1을 통해 해당 구간(T1에서 T2 구간) 내 거리와 시간 정보를 이용하여 DR 정보에 대한 속도(VDR) 및 피드백 된 상기 보정된 정밀측위 위치정보에 대한 속도(VFeedback)를 각기 연산하고, 이로부터 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 추출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to calculate the vehicle speed scale factor correction gain, the satellite navigation positioning unit, when driving from the time when the previous object was recognized (T 1 ) to the time when the next object was recognized (T 2 ), the object Calculate the distance between the DR information (D DR ) and the distance (D Feedback ) between the corrected precision positioning location information corrected and fed back from the control unit , and calculate the Using distance and time information, the speed for the DR information (V DR ) and the speed for the corrected precise positioning position information fed back (V Feedback ) are calculated separately, and the vehicle speed scale factor correction gain is extracted from these. Do it as

(수학식 1)(Equation 1)

본 발명의 다른 측면에 따른 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 방법에 있어서, 제어부가 비전정보 처리부에서 연산한 비전 정보, 및 고정밀지도 DB에 저장된 고정밀지도 정보를 이용하여 자차의 위치 좌표 정보를 도출하는 단계; 상기 제어부가 상기 도출한 자차의 위치 좌표 정보를 이용하여, 위성항법 측위부로부터 전달받은 DR(Dead Reckoning) 정보를 보정하여 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하는 단계; 상기 제어부가 상기 보정된 정밀측위 위치정보를 상기 위성항법 측위부에 피드백시키는 단계; 및 상기 위성항법 측위부가 상기 보정된 정밀측위 위치정보를 바탕으로, DR 정보, 차속 스케일 펙터 보정 Gain, 및 종방향 위치 오차를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system according to another aspect of the present invention, the control unit uses the vision information calculated by the vision information processing unit and the high-precision map information stored in the high-precision map DB to determine the position coordinates of the own vehicle. deriving information; The control unit corrects DR (Dead Reckoning) information received from the satellite navigation positioning unit using the derived position coordinate information of the own vehicle and outputs corrected precise positioning position information; The control unit feeding back the corrected precise positioning location information to the satellite navigation positioning unit; and a step of correcting, by the satellite navigation positioning unit, DR information, vehicle speed scale factor correction gain, and longitudinal position error based on the corrected precise positioning location information.

본 발명에 있어서, 상기 비전 정보는, 객체 및 객체까지의 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the vision information is characterized in that it includes information on the object and the distance to the object.

본 발명에 있어서, 상기 위성항법 측위부는, GNSS 데이터, 관성센서 데이터, 및 차속센서 데이터를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산하되, 상기 데이터들의 융합을 통해 DR(Dead Reckoning) 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the satellite navigation positioning unit calculates the current position of the vehicle using GNSS data, inertial sensor data, and vehicle speed sensor data, and calculates the DR (Dead Reckoning) position through fusion of the data. Do it as

본 발명에 있어서, 상기 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하기 위하여, 상기 제어부가, 비전 정보 처리부에서 연산한 비전 정보 및 위성항법 측위부에서 연산한 DR 정보를 수신하고, 상기 비전정보를 수신하면, 동시간에 수신된 DR 정보를 이용하여 상기 비전정보에서 인식한 객체의 위치를 추정하며, 상기 추정된 객체 위치 정보를 고정밀지도 DB에서 검색하여 비전 객체의 정확한 위치를 추출하고, 상기 추출한 비전 객체의 정확한 위치와 DR 정보를 바탕으로, 자차의 정확한 현재 위치를 보정하여, 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to output the corrected precise positioning location information, the control unit receives the vision information calculated by the vision information processing unit and the DR information calculated by the satellite navigation positioning unit, and upon receiving the vision information, Using the DR information received at the same time, the location of the object recognized in the vision information is estimated, the estimated object location information is searched in a high-precision map DB to extract the exact location of the vision object, and the extracted vision object is Based on the accurate location and DR information, the accurate current location of the own vehicle is corrected and the corrected precise positioning location information is output.

본 발명에 있어서, 상기 DR 정보, 차속 스케일 펙터 보정 Gain, 및 종방향 위치 오차를 보정하기 위하여, 상기 위성항법 측위부가, 제어부로부터 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되었는지 체크하고, 이에 따라 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되었으면, 이전의 정밀측위 위치정보가 내부 메모리에 저장되어 있는지 체크하고, 이전의 보정된 정밀측위 위치정보가 내부 메모리에 저장되어 있다면, 이전의 보정된 정밀측위 위치정보, 현재의 보정된 정밀측위 위치정보, 및 DR 정보를 이용하여 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 추출하고, 상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을, 위성항법 측위부 내의 현재 차속 스케일 펙터(SFDR)에 곱한 값(SFmodify)을 확장칼만필터에 입력하여 차량의 종방향 위치 및 차속 스케일 펙터 보정을 수행하고, 상기 보정된 종방향 위치 정보를 상기 제어부에 입력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to correct the DR information, vehicle speed scale factor correction gain, and longitudinal position error, the satellite navigation positioning unit checks whether corrected precision positioning position information is received from the control unit, and corrects the precision accordingly. If the positioning location information has been received, check whether the previous precise positioning location information is stored in the internal memory, and if the previous corrected precise positioning location information is stored in the internal memory, the previous corrected precise positioning location information and the current The vehicle speed scale factor correction gain is extracted using the corrected precise positioning location information and DR information, and the vehicle speed scale factor correction gain is multiplied by the current vehicle speed scale factor (SF DR ) in the satellite navigation positioning unit (SF modify ) is input to the extended Kalman filter to perform correction of the longitudinal position and vehicle speed scale factor of the vehicle, and inputting the corrected longitudinal position information to the control unit.

본 발명에 있어서, 상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 연산하기 위하여, 상기 위성항법 측위부가, 이전에 객체 인식이 된 시간(T1)에서 다음 객체 인식이 된 시간(T2)까지 주행 했을 경우, 상기 객체들의 DR 정보간 거리(DDR)와 제어부에서 보정되어 피드백 된 보정된 정밀측위 위치정보간 거리(DFeedback)를 연산하고, 아래의 수학식 1을 통해 해당 구간(T1에서 T2 구간) 내 거리와 시간 정보를 이용하여 DR 정보에 대한 속도(VDR) 및 피드백 된 상기 보정된 정밀측위 위치정보에 대한 속도(VFeedback)를 각기 연산하고, 이로부터 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 추출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to calculate the vehicle speed scale factor correction gain, when the satellite navigation positioning unit travels from the time when the previous object was recognized (T 1 ) to the time when the next object was recognized (T 2 ), Calculate the distance between the DR information of objects (D DR ) and the distance between the corrected precise positioning location information corrected and fed back from the control unit (D Feedback ), and calculate the corresponding section (T 1 to T 2 section) through Equation 1 below. Using my distance and time information, the speed for the DR information (V DR ) and the speed for the corrected precise positioning position information fed back (V Feedback ) are calculated respectively, and the vehicle speed scale factor correction gain is extracted from this. It is characterized by

(수학식 1)(Equation 1)

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 정밀측위 시스템에서 보정된 위치 정보를 피드백 받아 위성항법 시스템 내 차속 스케일 펙터를 보정함으로써, 종방향 정밀측위 위치 정확도를 향상시킬 수 있도록 한다.According to one aspect of the present invention, the present invention receives feedback of corrected position information from a precision positioning system and corrects the vehicle speed scale factor in the satellite navigation system, thereby improving longitudinal precision positioning position accuracy.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 정밀측위를 수행하는 제어부의 보다 구체적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 위성항법 측위부가 종방향 위치 오차를 보정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 위성항법 측위부가 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 연산하는 방법을 설명하기 위한 예시도.1 is an exemplary diagram showing the schematic configuration of a device for correcting longitudinal position error of a precision positioning system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an example diagram showing a more specific configuration of the control unit that performs precise positioning in Figure 1.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of correcting the longitudinal position error in FIG. 1 by the satellite navigation positioning unit.
FIG. 4 is an example diagram for explaining a method in which the satellite navigation positioning unit calculates the vehicle speed scale factor correction gain in FIG. 3.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of an apparatus and method for correcting longitudinal position error of a precision positioning system according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

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.In this process, the thickness of lines or sizes of components shown in the drawing may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing the schematic configuration of a device for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치는, 영상 촬영부(110), 비전정보 처리부(120), 고정밀지도 DB(130), 위성신호(GNSS) 수신부(140), 관성 센서부(150), 차속 검출부(160), 위성항법 측위부(170), 제어부(180), 및 정밀측위 피드백 처리부(190)를 포함한다.As shown in Figure 1, the device for correcting the longitudinal position error of the precision positioning system according to this embodiment includes an image capture unit 110, a vision information processing unit 120, a high-precision map DB 130, and a satellite. It includes a signal (GNSS) receiver 140, an inertial sensor unit 150, a vehicle speed detection unit 160, a satellite navigation positioning unit 170, a control unit 180, and a precise positioning feedback processing unit 190.

상기 영상 촬영부(110)는 디지털 방식의 이미지 센서(예 : CCD, CMOS 등)를 포함하는 카메라를 이용하여 영상을 촬영한다. 상기 영상 촬영부(110)는 전용 카메라, 및 휴대 단말기(예 : 스마트폰, 스마트패드, 내비게이션, 블랙박스 등)에 장착된 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The image capture unit 110 captures images using a camera including a digital image sensor (eg, CCD, CMOS, etc.). The image capture unit 110 may include at least one of a dedicated camera and a camera mounted on a portable terminal (e.g., smartphone, smart pad, navigation, black box, etc.).

상기 비전정보 처리부(120)는 상기 영상 촬영부(110)에서 촬영한 영상(즉, 비전정보)을 처리하여 객체 및 객체까지의 거리 정보를 연산한다.The vision information processing unit 120 processes the image (i.e., vision information) captured by the image capturing unit 110 and calculates information on the object and the distance to the object.

상기 고정밀지도 DB(130)는 고정밀지도(즉, 도로와 주변 지형의 정보를 높은 정확도로 구축한 3차원 지도를 의미하며, 기존 디지털 지도보다 10배 이상의 정확도가 있는 지도로서, 실제 도로와 수Cm 정도의 차이를 갖는 정밀한 3D 지도)를 저장한다.The high-precision map DB 130 is a high-precision map (that is, a three-dimensional map constructed with high accuracy of information on roads and surrounding terrain. It is a map with an accuracy of more than 10 times that of existing digital maps, and is a map that is 10 times more accurate than the actual road and several centimeters. It stores precise 3D maps with differences in degree.

상기 위성신호 수신부(140)는 안테나(GNSS Antenna)(미도시)를 통해 GNSS 데이터(또는 GNSS 수신 정보)를 위성으로부터 위성 신호를 수신한다. The satellite signal receiver 140 receives GNSS data (or GNSS reception information) from a satellite through a GNSS antenna (not shown).

본 실시예에서 상기 GNSS 데이터(또는 GNSS 수신 정보)는 GNSS 원시 측정 데이터(GNSS Raw measurement data)로서, GNSS 원시 측정 데이터를 분석하면 GNSS 측위에 사용되는 위성의 수 및 의사 거리(Pseudorange) 정보를 획득할 수 있다. 물론 상기 GNSS 데이터에는 GNSS 원시 측정 데이터가 획득된 시간이 포함되어 있다.In this embodiment, the GNSS data (or GNSS reception information) is GNSS raw measurement data, and by analyzing the GNSS raw measurement data, the number of satellites used for GNSS positioning and pseudorange information are obtained. can do. Of course, the GNSS data includes the time when the GNSS raw measurement data was acquired.

상기 관성 센서부(150)는 적어도 하나 이상의 센서(즉, 관성 센서)를 구비하고, 상기 적어도 하나 이상의 센서(즉, 관성 센서) 각각은 기 설정된 방식으로 차량의 상태를 측정하여 센서 데이터를 획득한다.The inertial sensor unit 150 includes at least one sensor (i.e., inertial sensor), and each of the at least one sensor (i.e., inertial sensor) acquires sensor data by measuring the state of the vehicle in a preset manner. .

이때 상기 관성 센서부(150)의 적어도 하나 이상의 센서(또는 관성 센서)는 차량의 각 부에 분산 배치될 수 있으며, 각각의 기능에 따라 차량의 조향각, 요 레이트(Yaw rate), 휠 펄스, 가속도, 각속도 등을 측정한다. 여기서 상기 적어도 하나 이상의 센서(또는 관성 센서)에서 획득된 센서 데이터에는 각 센서 데이터를 획득한 시간 정보가 포함된다. At this time, at least one sensor (or inertial sensor) of the inertial sensor unit 150 may be distributed in each part of the vehicle, and according to each function, the vehicle's steering angle, yaw rate, wheel pulse, and acceleration , angular velocity, etc. Here, the sensor data acquired from the at least one sensor (or inertial sensor) includes information on the time at which each sensor data was acquired.

상기 차속 검출부(160)는 차량에 장착된 차속 검출 센서(미도시)를 이용하여 차량의 주행 속도(즉, 차속)를 검출한다.The vehicle speed detection unit 160 detects the driving speed (i.e., vehicle speed) of the vehicle using a vehicle speed detection sensor (not shown) mounted on the vehicle.

상기 위성항법 측위부(170)는 상기 위성신호 수신부(140)를 통해 수신된 GNSS 데이터, 상기 관성 센서부(150), 및 상기 차속 검출부(160)를 통해 검출된 센서 데이터를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산한다. The satellite navigation positioning unit 170 uses GNSS data received through the satellite signal receiver 140, the inertial sensor unit 150, and sensor data detected through the vehicle speed detection unit 160 to determine the current status of the vehicle. Calculate location.

이때 상기 위성항법 측위부(170)는 확장칼만필터를 통해 위성정보와 센싱정보를 융합함으로써 DR(Dead Reckoning) 위치를 연산할 수 있다. At this time, the satellite navigation positioning unit 170 can calculate the DR (Dead Reckoning) location by fusing satellite information and sensing information through an extended Kalman filter.

상기 제어부(180)는 상기 비전정보 처리부(120)에서 연산한 객체 및 객체까지의 거리 정보, 및 상기 고정밀지도 DB(130)에서 입력된 고정밀지도 정보를 이용하여 현재의 자차 위치를 확인하여 좌표를 도출한다. 그리고 상기 제어부(180)는 상기 도출한 위치 좌표 정보를 이용하여, 상기 위성항법 측위부(170)에서 연산한 DR 위치를 보정한다. 즉, 상기 제어부(180)는 정밀측위를 수행한다.The control unit 180 checks the current location of the vehicle using the object and distance information to the object calculated by the vision information processing unit 120 and the high-precision map information input from the high-precision map DB 130 and determines the coordinates. Derive. And the control unit 180 uses the derived position coordinate information to correct the DR position calculated by the satellite navigation positioning unit 170. That is, the control unit 180 performs precise positioning.

도 2는 상기 도 1에 있어서, 정밀측위를 수행하는 제어부의 보다 구체적인 구성을 보인 예시도이다.FIG. 2 is an exemplary diagram showing a more specific configuration of the control unit that performs precise positioning in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 비전정보 수신부(181), 위성항법 정보 수신부(182), 비전 객체 위치 추정부(183), 비전 객체 절대위치 추출부(184), 및 보정위치 연산부(185)를 포함한다.Referring to FIG. 2, it includes a vision information receiver 181, a satellite navigation information receiver 182, a vision object position estimation unit 183, a vision object absolute position extraction unit 184, and a correction position calculation unit 185. .

상기 비전 정보 수신부(181)는 상기 비전 정보 처리부(120)에서 연산한 객체 및 객체까지의 거리 정보(즉, 비전정보)를 수신한다.The vision information receiver 181 receives the object calculated by the vision information processor 120 and the distance information to the object (i.e., vision information).

상기 위성 항법 정보 수신부(182)는 상기 위성항법 측위부(170)에서 위성정보와 센싱정보를 융합하여 연산한 DR(Dead Reckoning) 정보(즉, DR 위치)를 수신한다.The satellite navigation information receiver 182 receives DR (Dead Reckoning) information (i.e., DR position) calculated by fusing satellite information and sensing information from the satellite navigation positioning unit 170.

상기 비전 객체 위치 추정부(183)는 상기 비전정보 수신부(181)를 통해 상기 비전정보(즉, 객체 및 객체까지의 거리 정보)를 수신하면, 상기 위성항법 정보 수신부(182)를 통해 동시간에 수신된 DR 정보(즉, DR 위치)를 이용하여 상기 비전정보(즉, 객체 및 객체까지의 거리 정보)에서 인식한 객체의 위치를 추측(또는 추정)한다.When the vision object location estimation unit 183 receives the vision information (i.e., object and distance information to the object) through the vision information receiver 181, it simultaneously transmits the information through the satellite navigation information receiver 182. The received DR information (i.e., DR location) is used to estimate (or estimate) the location of the object recognized in the vision information (i.e., object and distance information to the object).

상기 비전 객체 절대위치 추출부(184)는 상기 추측(또는 추정)된 객체 위치 정보를 상기 고정밀지도 DB(130)에서 검색하여 비전 객체의 정확한 위치를 추출한다. The vision object absolute location extractor 184 searches the guessed (or estimated) object location information in the high-precision map DB 130 and extracts the exact location of the vision object.

상기와 같이 추출한 비전 객체의 정확한 위치와 DR 정보(즉, DR 위치)를 바탕으로, 상기 보정위치 연산부(185)는 자차의 정확한 현재 위치를 보정(즉, 연산)하여 출력한다.Based on the exact location of the vision object and the DR information (i.e., DR position) extracted as described above, the correction position calculation unit 185 corrects (i.e., calculates) the exact current location of the own vehicle and outputs it.

여기서 상기 객체 정보는, 차선, 노면표지, 및 교통 표지판을 포함하며, 특히 상기 차선 정보는 다른 정보와는 다르게 지속적으로 입력되므로, 상기 제어부(180)는 횡방향 위치 오차를 실시간으로 보정 가능하다. 그러나 노면표지 및 교통 표지판 객체들은 지속적으로 검출되는 객체가 아니기 때문에 종래에는 객체 미검출 구간에서 종방향 위치 오차를 보정할 수 없었고, 이에 따라 객체 미검출 구간에서는 위치 정확도가 크게 저하되는 문제점이 있었다.Here, the object information includes lanes, road markings, and traffic signs. In particular, since the lane information is continuously input unlike other information, the control unit 180 is capable of correcting lateral position errors in real time. However, since road sign and traffic sign objects are not objects that are continuously detected, longitudinal position errors could not be corrected in the object-not-detected section in the past, and as a result, there was a problem that location accuracy was greatly reduced in the object-not-detected section.

따라서 본 실시예는 상기 문제점을 해결하기 위하여, 상기 제어부(180)에서 보정(즉, 연산)한 자차의 정확한 현재 위치 정보(즉, 보정된 정밀측위 위치정보)를 상기 정밀측위 피드백 처리부(190)에 입력하여, 상기 자차의 정확한 현재 위치 정보(즉, 보정된 정밀측위 위치정보)를 바탕으로 상기 위성항법 측위부(170)가 현재 DR 정보(즉, DR 위치), 차속 스케일 펙터 보정 Gain(즉, 차속 스케일 펙터 보정을 위한 Gain), 및 종방향 위치 오차를 보정하게 한다(도 3 및 도 4 참조).Therefore, in this embodiment, in order to solve the above problem, the accurate current location information (i.e., corrected precise positioning location information) of the own vehicle corrected (i.e., calculated) by the control unit 180 is sent to the precise positioning feedback processing unit 190. By inputting the current DR information (i.e., DR position) and vehicle speed scale factor correction gain (i.e., , gain for vehicle speed scale factor correction), and longitudinal position error (see FIGS. 3 and 4).

도 3은 상기 도 1에 있어서, 위성항법 측위부(170)가 종방향 위치 오차를 보정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method by which the satellite navigation positioning unit 170 corrects the longitudinal position error in FIG. 1.

도 3을 참조하면, 상기 위성항법 측위부(170)는 자차의 정확한 현재 위치 정보(즉, 보정된 정밀측위 위치정보)가 수신되었는지 체크한다(S101).Referring to FIG. 3, the satellite navigation positioning unit 170 checks whether accurate current position information (i.e., corrected precise positioning position information) of the own vehicle has been received (S101).

상기 체크(S101) 결과, 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되지 않았으면(S102의 아니오), 보정된 정밀측위 위치정보가 수신될 때까지 반복해서 체크한다(S101 ~ S102).As a result of the check (S101), if the corrected precise positioning location information is not received (No in S102), the check is repeated until the corrected precise positioning location information is received (S101 to S102).

상기 체크(S101) 결과, 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되었으면(S102의 예), 이전의 정밀측위 위치정보가 내부 메모리(미도시)에 저장되어 있는지 체크한다(S103). As a result of the check (S101), if the corrected precise positioning location information has been received (Yes in S102), it is checked whether the previous precise positioning location information is stored in the internal memory (not shown) (S103).

참고로 이전의 보정된 정밀측위 위치정보와 현재의 보정된 정밀측위 위치정보가 있어야만 두 위치정보(즉, 이전의 보정된 정밀측위 위치정보와 현재의 보정된 정밀측위 위치정보) 좌표 간의 거리 및 시간 검출을 통해 속도를 연산할 수 있다. For reference, the distance and time between the coordinates of the two location information (i.e., the previous corrected precise positioning location information and the current corrected precise positioning location information) must be present. Speed can be calculated through detection.

상기 체크(S103) 결과, 만약 이전의 보정된 정밀측위 위치정보가 내부 메모리(미도시)에 저장되어 있지 않다면(S103의 아니오), 현재의 보정된 정밀측위 보정 위치 및 현재 DR 정보(즉, DR 위치)를 내부 메모리(미도시)에 저장하고(S105), 다시 S101 단계에서 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되는지 다시 체크한다.As a result of the check (S103), if the previous corrected precise positioning position information is not stored in the internal memory (not shown) (No in S103), the current corrected precise positioning position and current DR information (i.e., DR location) is stored in the internal memory (not shown) (S105), and it is checked again in step S101 whether the corrected precise positioning location information is received.

한편 상기 체크(S103) 결과, 만약 이전의 보정된 정밀측위 위치정보가 내부 메모리(미도시)에 저장되어 있다면(S103의 예), 이전의 보정된 정밀측위 위치정보, 현재의 보정된 정밀측위 위치정보, 및 DR 정보(즉, DR 위치)를 이용하여 차속 스케일 펙터 보정 Gain(즉, 차속 스케일 펙터 보정을 위한 Gain)을 연산한다(S104).Meanwhile, as a result of the check (S103), if the previous corrected precise positioning position information is stored in the internal memory (not shown) (example of S103), the previous corrected precise positioning position information and the current corrected precise positioning position Information and DR information (i.e., DR position) are used to calculate vehicle speed scale factor correction gain (i.e., gain for vehicle speed scale factor correction) (S104).

여기서 상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 연산하는 방법에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다.Here, a method of calculating the vehicle speed scale factor correction gain will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 상기 도 3에 있어서, 위성항법 측위부가 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 연산하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 4 is an example diagram for explaining a method in which the satellite navigation positioning unit calculates the vehicle speed scale factor correction gain in FIG. 3.

도 4를 참조하면, 이전에 객체 인식이 된 시간(T1)에서 다음(또는 현재) 객체 인식이 된 시간(T2)까지 주행 했을 경우, 상기 위성항법 측위부(170)에서 연산된 DR 정보(즉, 위도, 경도 좌표)간 거리(DDR)와 상기 제어부(180)에서 연산(보정)되어 피드백 된 정밀측위 위치정보(즉, 위도, 경도 좌표)간 거리(DFeedback)를 연산한다. Referring to FIG. 4, when driving from the previous object recognition time (T 1 ) to the next (or current) object recognition time (T 2 ), the DR information calculated by the satellite navigation positioning unit 170 The distance (D DR ) between (i.e., latitude and longitude coordinates) and the distance (D Feedback ) between precise positioning location information (i.e., latitude and longitude coordinates) calculated (corrected) and fed back by the control unit 180 are calculated.

다음 아래의 수학식 1과 같이 해당 구간(T1에서 T2 구간) 내 거리와 시간 정보를 이용하여 DR 정보에 대한 속도(VDR) 및 피드백 보정위치(즉, 피드백 받은 보정된 정밀측위 위치정보)에 대한 속도(VFeedback)를 각기 연산하고, 이로부터 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 추출한다(S104).Next, the speed (V DR ) and feedback correction position for DR information (i.e., the corrected precise positioning position information received by feedback) are calculated using the distance and time information within the corresponding section (T 1 to T 2 section) as shown in Equation 1 below. ) are calculated for each speed (V Feedback ), and the vehicle speed scale factor correction gain is extracted from this (S104).

상기와 같이 차속 스케일 펙터 보정 Gain(즉, 차속 스케일 펙터 보정을 위한 Gain)이 추출되면, 위성항법 측위부(170)는 상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain(즉, 차속 스케일 펙터 보정을 위한 Gain)을 S105 단계로 전달한다.When the vehicle speed scale factor correction gain (i.e., gain for vehicle speed scale factor correction) is extracted as described above, the satellite navigation positioning unit 170 calculates the vehicle speed scale factor correction gain (i.e., gain for vehicle speed scale factor correction) in S105. Pass it on step by step.

또한 상기 위성항법 측위부(170)는 상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain이 추출되면, 상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을, 아래의 수학식 2와 같이 위성항법 측위부(170) 내의 현재 차속 스케일 펙터(SFDR)에 곱한 값(SFmodify)을 확장칼만필터(미도시)에 입력한다.In addition, when the vehicle speed scale factor correction gain is extracted, the satellite navigation positioning unit 170 calculates the vehicle speed scale factor correction gain into the current vehicle speed scale factor (SF DR ) in the satellite navigation positioning unit 170 as shown in Equation 2 below. Enter the value (SF modify ) multiplied by ) into the extended Kalman filter (not shown).

이에 따라 상기 확장칼만필터(미도시)를 통해 차량 위치(즉, 종방향 위치) 및 차속 스케일 펙터 보정이 수행된다(S106).Accordingly, vehicle position (i.e., longitudinal position) and vehicle speed scale factor correction are performed through the extended Kalman filter (not shown) (S106).

상기와 같이 종방향 위치 오차가 보정되면, 상기 보정된 종방향 위치 정보를 상기 제어부(180)에 입력한다(S107).When the longitudinal position error is corrected as described above, the corrected longitudinal position information is input to the control unit 180 (S107).

상기와 같이 보정된 종방향 위치 정보가 객체 검출시마다 반영됨으로써 객체 미검출 구간 내에서 정밀측위 종방향 위치 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.As the longitudinal position information corrected as above is reflected every time an object is detected, the precision localization longitudinal position accuracy can be improved within the section where the object is not detected.

상기와 같이 본 실시예는 객체 미검출 구간 내 주행 시 누적되는 종향향 위치 오차를 추가 센서 적용 없이 보정함으로써 정밀측위 위치 정확도를 향상시킬 뿐만 아니라 자율 주행 차량의 자율주행 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, this embodiment not only improves the precision positioning accuracy by correcting the axial position error accumulated when driving in an object-not-detected section without applying an additional sensor, but also has the effect of improving the autonomous driving performance of the autonomous vehicle. there is.

이상으로 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 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and various modifications and equivalent embodiments can be made by those skilled in the art. You will understand the point. Therefore, the scope of technical protection of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below.

110 : 영상 촬영부 120 : 비전정보 처리부
130 : 고정밀지도 DB 140 : 위성신호(GNSS) 수신부
150 : 관성 센서부 160 : 차속 검출부
170 : 위성항법 측위부 180 : 제어부
190 : 정밀측위 피드백 처리부 181 : 비전정보 수신부
182 : 위성항법 정보 수신부 183 : 비전 객체 위치 추정부
184 : 비전 객체 절대위치 추출부 185 : 보정위치 연산부110: video recording unit 120: vision information processing unit
130: High-precision map DB 140: Satellite signal (GNSS) receiver
150: Inertial sensor unit 160: Vehicle speed detection unit
170: satellite navigation positioning unit 180: control unit
190: Precision positioning feedback processing unit 181: Vision information receiving unit
182: Satellite navigation information receiver 183: Vision object location estimation unit
184: Vision object absolute position extraction unit 185: Correction position calculation unit

Claims (16)

차량에서 주행 중 촬영한 비전정보를 처리하는 비전정보 처리부;
GNSS(Global Navigation Satellite System) 데이터, 관성센서 데이터, 및 차속센서 데이터를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산하는 위성항법 측위부; 및
상기 비전정보 처리부에서 연산한 비전 정보, 및 고정밀지도 DB에서 입력된 고정밀지도 정보를 이용하여 자차의 위치 좌표 정보를 도출하고, 상기 도출한 위치 좌표 정보를 이용하여, 상기 위성항법 측위부로부터 전달받은 DR(Dead Reckoning) 정보를 보정하여 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하는 제어부;를 포함하되,
상기 위성항법 측위부는,
이전의 보정된 정밀측위 위치정보가 내부 메모리에 저장되어 있다면, 이전의 보정된 정밀측위 위치정보, 현재의 보정된 정밀측위 위치정보, 및 DR 정보를 이용하여 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 추출하고,
상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 이용하여, 차량의 종방향 위치 및 차속 스케일 펙터 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
A vision information processing unit that processes vision information captured while driving in the vehicle;
A satellite navigation positioning unit that calculates the current location of the vehicle using GNSS (Global Navigation Satellite System) data, inertial sensor data, and vehicle speed sensor data; and
The position coordinate information of the own vehicle is derived using the vision information calculated by the vision information processing unit and the high-precision map information input from the high-precision map DB, and the position coordinate information received from the satellite navigation positioning unit is used using the derived position coordinate information. A control unit that corrects DR (Dead Reckoning) information and outputs corrected precise positioning location information,
The satellite navigation positioning unit,
If the previous corrected precise positioning position information is stored in the internal memory, the vehicle speed scale factor correction gain is extracted using the previous corrected precise positioning position information, the current corrected precise positioning position information, and DR information,
An apparatus for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, characterized in that the longitudinal position and vehicle speed scale factor correction of the vehicle is performed using the vehicle speed scale factor correction gain.
 제 1항에 있어서, 상기 비전 정보는,
객체 및 객체까지의 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
The method of claim 1, wherein the vision information is:
A device for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, characterized in that it includes information on the object and the distance to the object.
 제 1항에 있어서,
상기 비전정보를 촬영하기 위하여, 디지털 방식의 이미지 센서를 포함하는 적어도 하나 이상의 카메라를 이용하여 영상을 촬영하는 영상 촬영부;를 더 포함하고,
상기 영상 촬영부는, 전용 카메라, 및 휴대 단말기에 장착된 카메라 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
According to clause 1,
In order to capture the vision information, it further includes an image capturing unit that captures an image using at least one camera including a digital image sensor,
An apparatus for correcting a longitudinal position error of a precision positioning system, wherein the image capture unit includes at least one of a dedicated camera and a camera mounted on a portable terminal.
 제 1항에 있어서, 상기 고정밀지도 DB는,
고정밀지도를 저장하는 데이터베이스이며,
상기 고정밀지도는,
기존 디지털 지도보다 10배 이상의 정확도가 있는 지도이며, 실제 도로와 수Cm 정도의 차이를 갖는 정밀한 3D 지도인 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
The method of claim 1, wherein the high-precision map DB is:
It is a database that stores high-precision maps,
The high-precision map is,
A device for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, which is a map with an accuracy of more than 10 times that of existing digital maps and is a precise 3D map with a difference of several centimeters from actual roads.
 제 1항에 있어서, 상기 위성항법 측위부는,
GNSS 안테나를 통해 위성으로부터 GNSS 데이터를 수신하는 위성신호 수신부;
적어도 하나 이상의 관성 센서를 통해 차량의 상태를 측정한 센서 데이터를 획득하는 관성 센서부; 및
차량에 장착된 차속 검출 센서를 이용하여 차량의 주행 속도를 검출하는 차속 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
The method of claim 1, wherein the satellite navigation positioning unit,
A satellite signal receiver that receives GNSS data from a satellite through a GNSS antenna;
An inertial sensor unit that acquires sensor data measuring the state of the vehicle through at least one inertial sensor; and
A vehicle speed detection unit that detects the running speed of the vehicle using a vehicle speed detection sensor mounted on the vehicle. A device for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, comprising:
 제 1항에 있어서, 상기 위성항법 측위부는,
GNSS 데이터, 관성센서 데이터, 및 차속센서 데이터를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산하되,
상기 데이터들의 융합을 통해 DR(Dead Reckoning) 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
The method of claim 1, wherein the satellite navigation positioning unit,
Calculate the current location of the vehicle using GNSS data, inertial sensor data, and vehicle speed sensor data.
A device for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, characterized in that DR (Dead Reckoning) position is calculated through the fusion of the data.
 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 비전 정보 처리부에서 연산한 비전 정보를 수신하는 비전 정보 수신부;
상기 위성항법 측위부에서 연산한 DR 정보를 수신하는 위성항법 정보 수신부;
상기 비전정보를 수신하면, 동시간에 수신된 DR 정보를 이용하여 상기 비전정보에서 인식한 객체의 위치를 추정하는 비전 객체 위치 추정부;
상기 추정된 객체 위치 정보를 고정밀지도 DB에서 검색하여 비전 객체의 정확한 위치를 추출하는 비전 객체 절대위치 추출부; 및
상기 추출한 비전 객체의 정확한 위치와 DR 정보를 바탕으로, 자차의 정확한 현재 위치를 보정하여 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하는 보정위치 연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit:
a vision information receiving unit that receives vision information calculated by the vision information processing unit;
a satellite navigation information receiving unit that receives DR information calculated by the satellite navigation positioning unit;
a vision object location estimation unit that, upon receiving the vision information, estimates the location of the object recognized in the vision information using DR information received at the same time;
a vision object absolute position extraction unit that retrieves the estimated object position information from a high-precision map DB and extracts the exact position of the vision object; and
A correction position calculation unit that corrects the exact current position of the host vehicle based on the exact location and DR information of the extracted vision object and outputs the corrected precise positioning location information. Longitudinal position error of the precision positioning system, comprising a. A device for correcting .
 제 1항에 있어서,
상기 제어부에 출력하는 보정된 정밀측위 위치정보를 상기 위성항법 측위부에 피드백시키는 정밀측위 피드백 처리부;를 더 포함하고,
상기 위성항법 측위부가,
상기 보정된 정밀측위 위치정보를 바탕으로, DR 정보, 차속 스케일 펙터 보정 Gain, 및 종방향 위치 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
According to clause 1,
It further includes a precision positioning feedback processing unit that feeds back the corrected precision positioning location information output to the control unit to the satellite navigation positioning unit,
The satellite navigation positioning unit,
A device for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, characterized in that DR information, vehicle speed scale factor correction gain, and longitudinal position error are corrected based on the corrected precision positioning position information.
 제 1항에 있어서, 상기 위성항법 측위부는,
상기 차량의 종방향 위치 및 차속 스케일 펙터 보정을 수행하기 전에,
제어부로부터 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되었는지 체크하고,
이에 따라 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되었으면, 이전의 정밀측위 위치정보가 내부 메모리에 저장되어 있는지 체크하고,
상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을, 위성항법 측위부 내의 현재 차속 스케일 펙터(SFDR)에 곱한 값(SFmodify)을 확장칼만필터에 입력하여 차량의 종방향 위치 및 차속 스케일 펙터 보정을 수행하고,
상기 보정된 종방향 위치 정보를 상기 제어부에 입력하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
The method of claim 1, wherein the satellite navigation positioning unit,
Before performing longitudinal position and vehicle speed scale factor correction of the vehicle,
Check whether corrected precise positioning location information has been received from the control unit,
If the corrected precision positioning location information is received accordingly, check whether the previous precise positioning position information is stored in the internal memory,
The vehicle speed scale factor correction gain is multiplied by the current vehicle speed scale factor (SF DR ) in the satellite navigation positioning unit and a value (SF modify ) is input to an extended Kalman filter to perform longitudinal position and vehicle speed scale factor correction of the vehicle,
A device for correcting a longitudinal position error of a precision positioning system, characterized in that the corrected longitudinal position information is input to the control unit.
 제 1항에 있어서, 상기 위성항법 측위부는,
차속 스케일 펙터 보정 Gain을 연산하기 위하여,
이전에 객체 인식이 된 시간(T1)에서 다음 객체 인식이 된 시간(T2)까지 주행 했을 경우, 상기 객체들의 DR 정보간 거리(DDR)와 제어부에서 보정되어 피드백 된 보정된 정밀측위 위치정보간 거리(DFeedback)를 연산하고,
아래의 수학식 1을 통해 해당 구간(T1에서 T2 구간) 내 거리와 시간 정보를 이용하여 DR 정보에 대한 속도(VDR) 및 피드백 된 상기 보정된 정밀측위 위치정보에 대한 속도(VFeedback)를 각기 연산하고, 이로부터 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 추출하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 장치.
(수학식 1)

The method of claim 1, wherein the satellite navigation positioning unit,
To calculate the vehicle speed scale factor correction gain,
When driving from the time when the previous object was recognized (T 1 ) to the time when the next object was recognized (T 2 ), the distance between the DR information of the objects (D DR ) and the corrected precise positioning position corrected and fed back from the control unit Calculate the distance between information (D Feedback ),
Using the distance and time information within the section (T 1 to T 2 section) through Equation 1 below, the speed for the DR information (V DR ) and the speed for the corrected precise positioning location information fed back (V Feedback ) is calculated respectively, and the vehicle speed scale factor correction gain is extracted from this. A device for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system.
(Equation 1)

제어부가 비전정보 처리부에서 연산한 비전 정보, 및 고정밀지도 DB에 저장된 고정밀지도 정보를 이용하여 자차의 위치 좌표 정보를 도출하는 단계;
상기 제어부가 상기 도출한 자차의 위치 좌표 정보를 이용하여, 위성항법 측위부로부터 전달받은 DR(Dead Reckoning) 정보를 보정하여 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하는 단계;
상기 제어부가 상기 보정된 정밀측위 위치정보를 상기 위성항법 측위부에 피드백시키는 단계; 및
상기 위성항법 측위부가 상기 보정된 정밀측위 위치정보를 바탕으로, DR 정보, 차속 스케일 펙터 보정 Gain, 및 종방향 위치 오차를 보정하는 단계;를 포함하되,
상기 DR 정보, 차속 스케일 펙터 보정 Gain, 및 종방향 위치 오차를 보정하기 위하여,
상기 위성항법 측위부는,
이전의 보정된 정밀측위 위치정보가 내부 메모리에 저장되어 있다면, 이전의 보정된 정밀측위 위치정보, 현재의 보정된 정밀측위 위치정보, 및 DR 정보를 이용하여 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 추출하고,
상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 이용하여, 차량의 종방향 위치 및 차속 스케일 펙터 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 방법.
A step where the control unit derives location coordinate information of the own vehicle using the vision information calculated by the vision information processing unit and the high-precision map information stored in the high-precision map DB;
The control unit corrects DR (Dead Reckoning) information received from the satellite navigation positioning unit using the derived position coordinate information of the own vehicle and outputs corrected precise positioning position information;
The control unit feeding back the corrected precise positioning location information to the satellite navigation positioning unit; and
Comprising: the satellite navigation positioning unit correcting DR information, vehicle speed scale factor correction gain, and longitudinal position error based on the corrected precise positioning location information,
To correct the DR information, vehicle speed scale factor correction gain, and longitudinal position error,
The satellite navigation positioning unit,
If the previous corrected precise positioning position information is stored in the internal memory, the vehicle speed scale factor correction gain is extracted using the previous corrected precise positioning position information, the current corrected precise positioning position information, and DR information,
A method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, characterized in that the longitudinal position and vehicle speed scale factor correction of the vehicle is performed using the vehicle speed scale factor correction gain.
 제 11항에 있어서, 상기 비전 정보는,
객체 및 객체까지의 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 방법.
The method of claim 11, wherein the vision information is:
A method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system comprising information on an object and the distance to the object.
 제 11항에 있어서, 상기 위성항법 측위부는,
GNSS 데이터, 관성센서 데이터, 및 차속센서 데이터를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산하되,
상기 데이터들의 융합을 통해 DR(Dead Reckoning) 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 방법.
The method of claim 11, wherein the satellite navigation positioning unit,
Calculate the current location of the vehicle using GNSS data, inertial sensor data, and vehicle speed sensor data.
A method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, characterized in that DR (Dead Reckoning) position is calculated through fusion of the data.
 제 11항에 있어서, 상기 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하기 위하여,
상기 제어부가,
비전 정보 처리부에서 연산한 비전 정보 및 위성항법 측위부에서 연산한 DR 정보를 수신하고,
상기 비전정보를 수신하면, 동시간에 수신된 DR 정보를 이용하여 상기 비전정보에서 인식한 객체의 위치를 추정하며,
상기 추정된 객체 위치 정보를 고정밀지도 DB에서 검색하여 비전 객체의 정확한 위치를 추출하고,
상기 추출한 비전 객체의 정확한 위치와 DR 정보를 바탕으로, 자차의 정확한 현재 위치를 보정하여, 보정된 정밀측위 위치정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 방법.
The method of claim 11, wherein in order to output the corrected precise positioning location information,
The control unit,
Receives vision information calculated by the vision information processing unit and DR information calculated by the satellite navigation positioning unit,
Upon receiving the vision information, the location of the object recognized in the vision information is estimated using the DR information received at the same time,
Search the estimated object location information in a high-precision map DB to extract the exact location of the vision object,
A method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system, comprising correcting the exact current position of the host vehicle based on the exact location and DR information of the extracted vision object and outputting corrected precise positioning location information.
 제 11항에 있어서, 상기 DR 정보, 차속 스케일 펙터 보정 Gain, 및 종방향 위치 오차를 보정하기 위하여,
상기 위성항법 측위부는,
상기 차량의 종방향 위치 및 차속 스케일 펙터 보정을 수행하기 전에,
제어부로부터 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되었는지 체크하고,
이에 따라 보정된 정밀측위 위치정보가 수신되었으면, 이전의 정밀측위 위치정보가 내부 메모리에 저장되어 있는지 체크하고,
상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을, 위성항법 측위부 내의 현재 차속 스케일 펙터(SFDR)에 곱한 값(SFmodify)을 확장칼만필터에 입력하여 차량의 종방향 위치 및 차속 스케일 펙터 보정을 수행하고,
상기 보정된 종방향 위치 정보를 상기 제어부에 입력하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 방법.
The method of claim 11, wherein to correct the DR information, vehicle speed scale factor correction gain, and longitudinal position error,
The satellite navigation positioning unit,
Before performing the longitudinal position and vehicle speed scale factor correction of the vehicle,
Check whether corrected precise positioning location information has been received from the control unit,
If the corrected precision positioning location information is received accordingly, check whether the previous precise positioning position information is stored in the internal memory,
The vehicle speed scale factor correction gain is multiplied by the current vehicle speed scale factor (SF DR ) in the satellite navigation positioning unit and a value (SF modify ) is input to an extended Kalman filter to perform longitudinal position and vehicle speed scale factor correction of the vehicle,
A method for correcting a longitudinal position error of a precision positioning system, characterized in that inputting the corrected longitudinal position information to the control unit.
 제 11항에 있어서, 상기 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 연산하기 위하여,
상기 위성항법 측위부가,
이전에 객체 인식이 된 시간(T1)에서 다음 객체 인식이 된 시간(T2)까지 주행 했을 경우, 상기 객체들의 DR 정보간 거리(DDR)와 제어부에서 보정되어 피드백 된 보정된 정밀측위 위치정보간 거리(DFeedback)를 연산하고,
아래의 수학식 1을 통해 해당 구간(T1에서 T2 구간) 내 거리와 시간 정보를 이용하여 DR 정보에 대한 속도(VDR) 및 피드백 된 상기 보정된 정밀측위 위치정보에 대한 속도(VFeedback)를 각기 연산하고, 이로부터 차속 스케일 펙터 보정 Gain을 추출하는 것을 특징으로 하는 정밀측위 시스템의 종방향 위치 오차를 보정하기 위한 방법.
(수학식 1)
The method of claim 11, wherein to calculate the vehicle speed scale factor correction gain,
The satellite navigation positioning unit,
When driving from the time when the previous object was recognized (T 1 ) to the time when the next object was recognized (T 2 ), the distance between the DR information of the objects (D DR ) and the corrected precise positioning position corrected and fed back from the control unit Calculate the distance between information (D Feedback ),
Using the distance and time information within the section (T 1 to T 2 section) through Equation 1 below, the speed for the DR information (V DR ) and the speed for the corrected precise positioning location information fed back (V Feedback ) is calculated separately, and the vehicle speed scale factor correction gain is extracted from this. A method for correcting the longitudinal position error of a precision positioning system.
(Equation 1)
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