KR19980039502A - 차량항법장치에서의 방위 오차 보정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량항법장치에서 지자기센서를 이용하는 자립항법을 사용할 때 자북과 진북간의 오차를 보정하도록 하는 차량항법장치에서의 방위 오차 보정방법에 관한 것이다.

종래 GPS수신기에서는 전파수신장애가 있는 지역을 통과할때 위성에서 송신되는 전파를 수신하지 못하므로 이때 지자기센서와 속도센서를 사용한 자립항법장치를 사용하게 되는데, 지자기 센서가 북쪽이라과 판단하는 자북과 실제 북쪽방향인 진북과는 항상 오차가 존재하여 위치측정에 오차가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 내비게이션콘트롤러(10)가 작동되어지면 GPS수신기(12)에 의거 현재위치신호가 출력되는지 여부를 판단하여 현재위치신호가 정상적인 레벨로 출력되지 않는다고 판단되면 자립항법모우드로 변경하여 속도센서(16)로 부터 속도신호를 입력받는 단계, 지자기센서(20)로 부터 방위신호를 입력받는 단계, 디지탈맵기억장치(24)으로 부터 보정량을 로드하는 단계, 상기 지자기센서(20)로 부터의 방위신호에 보정량을 합산하여 방위오차를 보정한후 이로써 상대위치를 검출하여 현재위치를 표시하도록 이루어진 발명임.

Description

차량항법장치에서의 방위 오차 보정방법

본 발명은 차량항법장치에서 방위 오차를 보정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지자기센서를 이용하는 자립항법을 사용할 때 자북과 진북간의 오차를 보정하도록 하는 차량항법장치에서의 방위 오차 보정방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차를 운행하여 목적지를 찾아가기 위해서는 운전자가 평소 주행하여야 할 도로를 숙지하고 있거나 교통안내 지도책등을 참고로 하거나 도로교통표지판 등을 보면서 운행하여야 하나, 초행길을 가는 경우나 초보 운전자의 경우 진로를 확인해 가면서 주행하기가 어렵다.

그리하여 최근 전자통신기술의 발달과 함께 차량의 제어에 대한 전자화가 가속되고 있고 또한 운전자의 교통지리에 대한 편의제공도 고려하여 비행기나 선박에서 사용하고 있는 위성항법시스템(Global Positioning System ; GPS)을 차량에 도입하기 위한 노력이 이루어지고 있다.

그리하여 현재 개발되어 있는 차량에 대한 위성항법시스템 즉 차량항법장치에서는 차량에 구비되어 있는 기억장치내에 필요한 교통지리에 관한 정보 예컨대 지역이나 지명, 도로형태, 교차로등에 관한 정보를 수록하여 놓고, 복수의 인공위성을 통해 발신되는 위치에 관한 정보 즉 위도와 경도에 관한 정보를 수신받아 현재 위치를 판단함과 더불어 이와 같은 정보를 디스플레이패널을 통해 출력하도록 되어 있다.

차량에서는 복수의 인공위성에서 송신되는 위도와 경도에 관한 위치정보를 수신하는 장치로 GPS수신기가 구비되어 있는데, 이러한 GPS수신기는 차량이 터널이나 산악지대, 또는 빌딩 숲 사이를 주행할 때에는 위성에서 송신되는 전파를 수신할 수 없게 된다.

그리하여 이때를 위해 보통 지자기센서와 속도센서를 사용한 자립항법장치를 사용하게 되는데, 지자기 센서가 북쪽이라과 판단하는 자북과 실제 북쪽방향인 진북과는 항상 오차가 존재하게 된다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명된 것으로, 자북과 진북 사이의 오차량을 미리 디지탈맵 기억장치에 하나의 정보로서 입력하여 실제 주행시 이를 이용하여 방위 오차를 보정하도록 하는 차량항법장치에서의 방위 오차 보정방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 차량항법시스템이 장착되어 있는 차량에서 GPS수신기를 통해 GPS위성에서 송신되는 위치정보를 수신받다가, 터널이나 빌딩숲과 같이 전파수신장애가 있는 지역을 통과함에 따라 위치정보신호의 세기가 미약하거나 수신받을 수 없게 되어 자립항법모우드를 동작시켜 현재위치를 판단함에 있어 자북과 진북간의 오차에 해당되는 보정량을 미리 저장시켜 두었다가 불러내어 자립항법장치에서 측정된 위치정보에 보정량을 합산하여 상대위치를 다시 검출한후 이를 실제 현재위치로 표시함으로써 지도에 정확하게 현재 위치표시를 할 수 있도록 이루어져 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량항법장치에서의 방위 오차 보정방법을 설명하기 위한 구성도,

도 2는 자북과 진북의 편차를 설명하는 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 방위 오차 보정방법을 나타내는 흐름도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 - 내비게이션 콘트롤러, 12 - GPS수신기,

14 - GPS안테나, 16 - 속도센서,

18 - 아날로그/디지탈변환기, 20 - 지자기센서,

22 - 아날로그/디지탈변환기, 24 - 디지탈맵기억장치,

26 - 디스플레이패널.

이하 본 발명의 일실시예에 따른 차량항법장치에서의 방위 오차 보정방법에 대해 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 내비게이션콘트롤러(10)가 작동되어지면 GPS수신기(12)에 의거 현재위치신호가 출력되는지 여부를 판단하고, 그 결과 정상적인 레벨로 출력되는 것으로 판단되면 디스플레이패널(26)에 현재위치를 표시하는 위성항법모우드를 수행하는 한편, 현재위치신호가 정상적인 레벨로 출력되지 않는다고 판단되면 자립항법모우드로 변경하여 속도센서(16)로 부터 속도신호를 입력받는 단계, 지자기센서(20)로 부터 방위신호를 입력받는 단계, 디지탈맵기억장치(24)으로 부터 보정량을 로드하는 단계, 상기 지자기센서(20)로 부터의 방위신호에 보정량을 합산하여 방위오차를 보정한후 이로써 상대위치를 검출하여 현재위치를 표시하도록 이루어져 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량항법장치에서의 방위 오차 보정방법을 설명하기 위한 구성도를 도시한 것이다.

여기서 내비게이션 콘트롤러(10)는 차량의 현위치 확인을 통해 주행경로를 안내하기 위하여 위성으로 부터 수신되는 위치정보를 기초로 자체 디지탈맵기억장치에 저장되어 있는 지도에 관한 정보를 불러내어 현재 위치, 진행방향, 목적지 까지의 거리등을 디스플레이패널에 표시할 수 있도록 제어하는 역할을 하는 것이다.

GPS수신기(12)는 복수의 위성으로 부터 차량의 현위치에 대한 위도와 경도 정보를 GPS안테나(14)를 통하여 수신하는 장치로서, GPS인공위성으로 부터 발사된 전파의 도달 시간을 계측하여 위성으로 부터의 거리를 계산함에 따라 자동차의 위치를 알 수 있는 것인데, GPS위성으로 부터 송신되는 신호는 위성의 궤도 위치 정보와 원자 시계에 의한 전파 발사시각의 2종류가 코드화되어 송신되는 것이다.

속도센서(16)는 차량의 주행속도를 감지하여 계기판에 표시함과 더불어 내비게이션 콘트롤러(10)로 감지 주행속도를 입력시켜 내비게이션 콘트롤러(10)로 하여금 각종 제어에 이용할 수 있는 정보를 제공하는 작용을 한다.

위와 같이 GPS측위에 의하여 위도, 경도, 고도를 알 수 있지만, 대도시의 빌딩가와 터널 내 등에서는 전파의 수신이 불가하므로 이를 보완하기 위하여 설치되는 것이 지자기센서(20)이다.

지자기센서(20)는 링 모양의 높은 투자성체 퍼멀로이 전주방향과 동일 한 방향으로 여자 코일이 감기고, 코어의 직경방향으로 X,Y방향 검출 코일이 서로 직교하여 감겨진 것으로, 지자기에 의해 X,Y코일에 가해지는 자계에 따라 X,Y코일에서 전압이 발생되면 이를 통해 지자기의 방향을 검출함에 따라 자동차의 진행 방향을 알 수 있도록 된 것이다.

속도센서(16)나 지자기센서(20)에 의해 검출되는 신호는 아날로그신호이므로 각각의 아날로그/디지탈변환기(18)(22)를 통해 디지탈신호로 변환된후 그 후단에 연결되는 내비게이션 콘트롤러(10)로 입력되어진다.

한편 디지탈맵기억장치(24)는 예컨대 CD-ROM과 같이 많은 양의 정보를 기억할 수 있는 장치로서 각 지역에 대한 지도가 디지탈화되어 수록되어 있어 운전자의 조작과 위성으로 부터 송신되는 위치정보에 따라 해당 지역의 지도를 출력할 수 있도록 되어 있는 것으로, 본 발명에서는 이와 같은 디지탈맵기억장치(24)에 자북과 진북사이의 오차량이 미리 디지탈맵의 하나의 정보로 입력되어 있는 것이다.

도 2는 지구상의 임의의 점에서 자북과 진북간에 오차량이 발생함을 설명하기 위한 것으로, 이는 지구의 자전축을 중심으로 나뉘어지는 방위에 따른 진북과 지구자기장에 의거 자침이 가리키는 자북간에 오차가 발생함을 나타내는 것이다.

다음에는 도 3에 도시된 흐름도에 의거 본 발명에 따른 차량항법시스템 장착 차량의 속도제한 경보방법에 대해 구체적으로 설명한다.

차량이 주행중에는 내비게이션 콘트롤러(10)의 제어에 따라 GPS수신기(12)를 통해 위성으로 부터 위치정보를 수신하여 현재위치를 판단하게 된다.

이때 GPS수신기(12)로부터 입력되는 위치정보신호의 수신레벨이 사전에 설정해 놓은 기준레벨 이상인 경우 GPS수신기(12)로 부터 입력되는 위치정보신호와 함께 디지탈맵기억장치(24)로 부터 현위치에 대한 지도를 출력하여 디스플레이패널에 현주행 지역의 지도와 함께 차량의 위치를 표시하는 위성항법모우드를 수행한다.

그러다가 차량이 터널이나 산악지대, 또는 빌딩숲 사이를 주행함에 따라 GPS위성에서 송신되는 전파가 미약하여 위치좌표값이 출력되지 않으면 다음과 같은 자립항법모우드를 수행한다.

속도센서(16)로 부터 속도신호를 입력받고, 지자기센서(20)로 부터 현재의 방위신호를 입력받는다.

이어 디지탈맵기억장치(24)로 부터 현재 위치에 대한 진북과 자북사이의 방위 오차량을 불러내어 지자기센서(20)에 의거 검출한 방위신호에 합산함으로써 방위오차를 보정한다.

이로써 상대위치가 검출되면 이를 디스플레이패널(26)에 현위치로 표시함으로써 지자기센서(20)에 의한 자북과 진북간에 발생되는 오차가 보정된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 지도와 함께 위성을 통해 수신되는 현위치를 디스플레이패널에 표시하는 차량항법시스템에 있어 터널이나 산악지대 또는 빌딩숲과 같이 GPS위성으로 부터 송신되는 위치정보를 수신하지 못하여 자립항법모우드로 위치를 판단하게 될 때 지자기센서에서 검출되는 방위신호에서 자북과 진북간에 발생되는 오차량을 보정하여 줌으로써 보다 정확한 자립항법을 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 내비게이션콘트롤러(10)가 작동됨에 따라 GPS수신기(12)에 의거 현재위치신호가 출력되는지 여부를 판단하고, 그 결과 정상적인 레벨로 출력되는 것으로 판단되면 디스플레이패널(26)에 현재위치를 표시하는 위성항법모우드를 수행하는 한편, 현재위치신호가 정상적인 레벨로 출력되지 않는다고 판단되면 자립항법모우드로 변경하여 속도센서(16)로 부터 속도신호를 입력받는 단계, 지자기센서(20)로 부터 방위신호를 입력받는 단계, 디지탈맵기억장치(24)으로 부터 보정량을 로드하는 단계, 상기 지자기센서(20)로 부터의 방위신호에 보정량을 합산하여 방위오차를 보정한후 이로써 상대위치를 검출하여 현재위치를 표시하도록 이루어진 차량항법장치에서의 방위 오차 보정방법.