KR19990016107A - 혼합형 차량 항법 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 혼합형 차량 항법 시스템은 범용의 컨트롤러와 시스템 메모리로 구성된 주제어부의 제어 기능에 따라 GPS 수신부를 통한 위성 수신 데이터와 자율 항법 센서부로부터의 자율항법 정보들을 입력으로 하여 차량의 현재 위치와 진행 방향 및 주행 경로 등을 계산하고 CD-ROM에 저장된 도로 지도와 그 지도를 설명하는 문자 정보들을 고속으로 처리하여 차량에 대한 현위치, 진행 방향, 진행 경로 등을 화면 표시부를 통하여 효과적으로 표시하면서 목적지까지의 주행 안내, 음성 안내 및 운전자가 원하는 각종 교통정보 등을 제공할 수 있도록 한다.

Description

혼합형 차량 항법 시스템

본 발명은 혼합형 차량 항법 시스템에 관한 것으로, 특히 혼합형 차량 항법 시스템의 하드웨어를 범용의 주제어기를 중심으로 기능별 모듈로 구성함으로써 모듈별 기능 보완과 각종 멀티미디어 관련 기능들을 구현하기 위한 확장성을 용이하게 한 혼합형 차량 항법 시스템에 관한 것이다.

차량 항법 시스템은 1980년대 초반부터 유럽, 미국, 일본 등지에서 개발이 시작된 기술로써 이를 상품화에 적용시킨 업체들은 대부분이 일본 업체들로써 1990년대에 상품화 모델들이 출시되기 시작하였다.

초기의 차량 항법 시스템은 주로 자율 항법 센서 신호들을 입력으로 하여 차량의 속도와 방향에 대한 정보만을 이용하는 추측 항법(Dead Reckoning) 기법을 적용한 모델이었다. 이러한 모델들은 차량의 주행 시간이 경과함에 따라 누적 오차가 증가하게 되므로 맵 매칭(Map Matching) 기법을 이용한 오차 보상 기법들이 적용되기 시작하였다. 그 이후에는 추측 항법과 GPS(Global Positioning System) 수신기를 결합한 혼합 항법(Hybrid) 방식이 적용되어 짧은 시간에 추측 항법에 의한 상대 위치가 계산되고, 이후에 GPS에 의한 절대 위치로 맵 매칭 기법을 적용하여 오차를 최대한으로 줄일 수 있는 제품들이 출시되고 있는 실정에 있다. 이러한 차량 항법 시스템의 하드웨어 장치는 여러 가지 복합적인 기술들이 집약된 워크스테이션 급으로 구성되어 향후에는 기존의 단순한 차량 항법 기능만을 수행하는 초보적인 수준에서 발전하여 통합 도로 교통 정보 통신 시스템의 서브 시스템으로서 도로 교통의 안전성의 향상과 다양한 교통정보들을 효과적으로 활용할 수 있는 멀티미디어화가 진전될 것으로 예상된다.

그러나, 이러한 차량 항법 시스템은 항법 장치 전용의 주제어기와 응용 주문형 반도체 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit)에 의해 시스템이 구성되고 있고, 나아가 하드웨어와 응용 소프트웨어 간의 인터페이스와 실시간 제어 및 이의 관리를 위한 운영 체계도 전용의 것이 사용되고 있어서 향후에 다양한 멀티미디어의 구현을 위한 다른 하드웨어 장치의 확장성과 범용성이 결여되어 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량 항법 시스템의 하드웨어를 시스템을 총괄적으로 관장하여 제어하는 범용의 컨트롤러와 상용 실시간 운영 체계를 적용한 기능별 모듈로 구성함으로써 모듈별 기능 보완과 멀티미디어 기능들에 대한 확장성이 용이하도록 한 혼합형 차량 항법 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 혼합형 차량 항법 시스템은 범용의 컨트롤러와 시스템 메모리로 구성된 주제어부의 제어 기능에 따라 GPS 수신부를 통한 위성 수신 데이터와 자율 항법 센서부로부터의 자율항법 정보들을 입력으로 하여 차량의 현재 위치와 진행 방향 및 주행 경로 등을 계산하고 CD-ROM에 저장된 도로 지도와 그 지도를 설명하는 문자 정보들을 고속으로 처리하여 차량에 대한 현위치, 진행 방향, 진행 경로 등을 화면 표시부를 통하여 효과적으로 표시하면서 목적지까지의 주행 안내, 음성 안내 및 운전자가 원하는 각종 교통정보 등을 제공할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 혼합형 차량 항법 시스템의 블록 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: GPS 위성, 20: 전원 공급부,

30: 자율 항법 센서부, 32: 차속 센서,

34: 자이로 센서, 40: 무선 원격 조종기,

50: 차량용 TV 안테나, 100: 시스템 본체,

110: 주제어부, 120: 시스템 메모리부,

122: 롬, 124: 램,

126: 플래시 메모리, 130: CD-ROM 제어부,

132: CD-ROM 제어기, 134: MPEG-2 디코더,

140: 표시기 제어부, 142: 표시기 제어기,

144: VRAM, 150: 화면 표시부,

160: 음성 합성부, 162: 음성 저장부,

164: 어구 입력부, 166: 음성 제어기,

170: GPS 수신부, 172: GPS 안테나,

174: GPS 수신기, 180: 입출력 신호 처리부,

190: 직류 전원 발생부

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 따른 혼합형 차량 항법 시스템에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 혼합형 차량 항법 시스템의 블록 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 혼합형 차량 항법 시스템의 구성은 차량에 탑재되어 소정의 크기, 예를 들어 12/24(V)의 직류 전원을 공급하는 전원 공급부(20), 차량의 속도를 감지하는 차속 센서(32)와 각운동량(角運動量)을 검출하는 자이로(Gyro) 센서(34) 등으로 이루어진 자율 항법 센서부(30), 시스템에 구비된 각종 기능을 선택하기 위한 무선 원격 조종 신호를 출력하는 무선 원격 조종기(40), TV 튜너 유니트를 설치할 때 TV용 공중파 신호를 포착하는 TV 안테나(50) 및 차량 항법 시스템의 본체(100)로 구성된다.

시스템 본체(100)는 시스템을 총괄하여 실시간으로 제어하고 고속으로 데이터를 처리할 수 있는 범용의 주제어부(110); 시스템 부팅용 프로그램, 응용 프로그램, 그래픽 라이브러리(Graphic Library) 등을 저장하기 위한 프로그램 롬(122)과 시스템 데이터 처리용 다이내믹 램(124) 및 시스템 데이터의 백업을 위한 플래시 메모리(126)로 이루어진 시스템 메모리부(120); CD-ROM에 저장된 디지털 지도 데이터와 그 지도를 설명하는 문자 정보 등을 주제어부(110)의 제어에 따라 고속으로 변환할 수 있는 CD-ROM 제어부(130); 도로 지도와 각종 항법 정보들을 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) 모니터를 통하여 실시간으로 표시하는 화면 표시부(150); 변환된 대용량의 도로 지도 정보와 각종 표시 정보들을 주제어부(110)의 제어에 따라 고속으로 처리하여 화면 표시부(150)로 출력할 수 있는 디스플레이 전용의 제어기(142)와 비디오 메모리(VRAM)(144)로 구성된 표시기 제어부(140); 운전자가 목적지까지 안전하고 쾌적하게 도착할 수 있도록 계산된 운행 경로 상의 교차로, 회전 정보, 고속도로 진,출입 정보 및 경로 이탈 정보 등을 음성으로 안내하는 음성 합성부(160); 현재 차량의 절대 위치에 대한 정보를 제공하는 GPS 수신부(170); 무선 원격 조종기(40)에서 발사된 무선 원격 신호를 수신하는 무선 원격 신호 수신기(182), 차속 센서(32)와 자이로 센서(34) 등의 아날로그 센서 입력 신호들을 주제어부(110)에서 처리할 수 있는 디지털 데이터로 변환하기 위한 A/D 변환기(184) 및 본체의 기능키 입력 신호들을 수신하기 위한 인터페이스(186)로 구성된 입출력 신호처리부(180) 및 차량 전원을 입력으로 하여 시스템의 운용에 필요한 각종 직류 전원들을 생성, 공급하는 직류전원 발생부(190)로 이루어진다. 미설명 부호 10은 GPS 위성을 나타낸다.

전술한 구성에서, 주제어부(110)는 예를 들어 내장형 32-비트 리스크(Reduced Instruction Set Computer) 컨트롤러인 모토롤라 사의 모델명 MPC821로 구현할 수가 있고, 실시간 운영 체계로는 범용이며 고급의 운영체계인 Psos나 VxWoks 등을 사용할 수가 있다. CD-ROM 제어부(130)는 CR-ROM 드라이버/디코더와 CD-ROM 컨트롤러가 기능적으로 통합되어 있는 CD-ROM 제어기가 포함되어 있는데, 향후에 비디오/오디오 컴팩트 디스크 및 DVD(Digital Video Disk) 등의 기능을 구현할 수 있는 MPEG(Moving Picture Experts Group)-2 디코더 모듈(134)을 부가할 수 있다. 이러한 MPEG-2 디코더 모듈(134)에는 비디오 디코더, 오디오 디코더 및 NTSC(National Television System Committee) 엔코더가 기능적으로 통합되어 있다.

화면 표시부(150)에는 향후에 TV 안테나(50)를 통한 TV 수신 기능도 수행할 수 있도록 TV 튜너 유니트를 기능적으로 통합시킬 수도 있다. GPS 수신부(170)는 GPS 데이터를 포착하는 GPS 안테나(172)와 GPS 안테나(172)에 포착된 데이터를 수신하는 GPS 수신기(174)를 포함하여 이루어지는데, 시각이나 기상에 관계없이 현재 정보를 획득할 수 있도록 GPS 안테나(172)와 GPS 수신기(174)를 단일의 모듈로 구성시키는 것이 좋다. 음성 합성부(160)는 어구를 입력하는 어구 입력부(1164), 어구 입력부(164)를 통하여 입력된 음성 데이터를 저장하는 음성 저장부(162) 및 음성 저장부(162)에 저장된 데이터를 읽어들여 음성을 출력하는 음성 제어기(166)로 이루어진다. 여기에서 음성 신호의 부호화에는 음성 신호를 초당 64k비트/초의 디지털 신호로 변환할 수 있는 PCM(Pulse Code Modulation) 기술 또는 이보다 적은 비트 수로 전송하기 위하여 신호의 중복성을 이용한 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 기술이 양호하게 사용된다. 이외에도, 키입력은 터치 패널 방식으로 구현할 수도 있다.

주제어부(110)에는 기능 확장성을 고려한 6개의 직렬 통신 포트를 설치할 수 있는데, 예를 들어 모듈화된 GPS 수신부(170)를 접속하기 위한 RS-232C 포트, 차량 전화기 잭에 접속할 수 있는 RS-232C 포트, 차량의 LAN(Local Area Network) 접속을 위한 RS-422 포트, 스크린 디지타이져의 접속을 위한 직렬 주변 장치 인터페이스, 차량 정보 통신 시스템(Vehicle Information Communication System)과 통신할 수 있는 VICS 유니트와의 접속을 위한 RS-422 포트 및 버스구조의 LAN인 Ethernet 포트가 그들이다.

본 발명의 혼합형 차량 항법 시스템은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 혼합형 차량 항법 시스템에 따르면, 시스템을 총괄적으로 관장하여 제어하는 주제어 장치를 범용의 컨트롤러로 구현하고 이를 범용의 운영체계에 의해 동작시킴으로써 필요에 따라 다양한 기능모듈들을 용이하게 접속시킬 수가 있고, 각종 교통 응용 시스템의 차량 단말 장비의 구성에 모듈별로 적용 및 응용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 주제어부의 제어 기능에 따라 GPS 수신부를 통한 위성 수신 데이터와 자율 항법 센서부로부터의 자율항법 정보들을 입력으로 하여 차량의 현재 위치와 진행 방향 및 주행 경로 등을 계산하고 CD-ROM에 저장된 도로 지도와 그 지도를 설명하는 문자 정보들을 고속으로 처리하여 차량에 대한 현위치, 진행 방향, 진행 경로 등을 화면 표시부를 통하여 표시하면서 목적지까지의 주행 안내하는 혼합형 차량 항법 시스템에 있어서,

   상기 주제어부를 범용의 컨트롤러로 구현하고, 상기 주제어부의 운영 체계를 범용의 실시간 운영 체계로 구현하여 범용성과 확장성이 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 혼합형 차량 항법 시스템.