KR19990027141A - 차량용 자동항법시스템에서의 차선추적에 따른 맵매칭제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행도로에 구획된 중앙선의 유무를 화상의 촬상에 의한 화상인식기법에 의해 판정하여 CD-롬데이터베이스상에 나타나지 않은 소폭의 도로에 대한 실제적인 주행위치를 맵매칭시킬 수 있도록 하는 차량용 자동항법시스템에서의 차선추적에 따른 맵매칭제어방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명은 GPS위성으로부터 수신되는 위성전파에 의해 차량의 주행위치가 검출된 상태에서, 속도센서부(20)에 의해 검출되는 차량의 주행속도 및 궈리와 자이로센서부(22)에 의해 검출되는 차량의 주행방위에 의궈하여 CD-롬디스크(2)에 수록된 지도데이터상에 해당 차량의 주행경로(50)를 표시하는 차량용 자동항법제어방법에 있어서, 차량에 설치된 노면촬상부(24)에 의해 주행도로상에 구획된 중앙선의 구획영역을 촬상하여 화상인식처리부(26)를 통한 화상인식기법에 의해 중앙선의 유무를 판정하여 중앙선이 검출되지 않으면, 상기 화면표시되는 지도데이터상에 도로가 표시되어 있지 않은 위치라고 하더라도 실제적인 도로주행상의 보정주행경로(52)로서 맵매칭시키는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 자동항법시스템에서의 차선추적에 따른 맵매칭제어방법

본 발명은 차량용 자동항법시스템에서의 차선추적에 따른 맵매칭제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GPS위성에 의한 차량의 주행위치 판별에 의해 CD-롬데이터베이스를 기초로 한 해당 차량의 자동적인 항법이 가능하도록 하는 차량용 자동항법시스템에서 차량이 주행하는 도로상의 차선추적에 의해 올바른 주행경로로의 맵매칭이 가능하도록 하는 차량용 자동항법시스템에서의 차선추적에 따른 맵매칭제어방법에 관한 것이다.

종래, 각종의 운행수단에 대해 운행위치 탐색에 의한 자동항법이 가능하도록 하는 자동항법시스템은 주로 선박이나 항공기 등에 적용되었는 바, 최근에는 도로상을 주행하는 차량에 적용되어 현재 주행되는 도로의 위치나 주행해야할 도로의 주행경로 및 도로혼잡도 등과 같은 다양한 정보를 모니터를 통해 시각적으로 인식할 수 있도록 되어 있다.

이러한 차량의 자동항법시스템에서는 지구의 대기권상을 항행하는 GPS위성으로부터의 위성전파를 수신받아 위성과의 전파수신궈리를 산정함에 의해 해당되는 차량의 현재 위치를 검출하고서, 전국을 망라하는 지도데이터가 수록된 CD-롬데이터베이스로부터의 관련 지역에 대한 지도데이터를 통해 검출된 현재 위치를 표시할 수 있도록 함과 더불어, 차륜회전검출센서와 같은 주행궈리감지수단에 의해 판정된 주행궈리와 지자기센서와 같은 방위각검출수단에 의해 주행방위를 산출함으로써 주행개시위치로부터 주행되고 있는 위치까지의 주행경로를 화면상에 표시할 수 있도록 하여 정확한 주행이 이루어지는 지의 여부에 대한 정보를 제공할 수 있도록 한다.

한편, 이러한 차량용 자동항법시스템에서는 GPS위성으로부터의 전파 수신에 의해 자차량의 절대적인 위치좌표를 검출하였다 하더라도, 차량의 주행상에서 주행궈리 검출을 위한 주행궈리감지수단의 주행궈리오차나 차량의 주행방위를 검출하기 위한 방위각검출수단에 대한 방위의 설정오차 등에 의해 실제적인 주행도로와의 위치오차가 발생되는 바, 그러한 위치오차를 보정하기 위해 도로의 지도데이터에 설정되어 있는 검정점(檢定点)을 통과할때마다 그 검정점간을 연결하는 도로의 형상과 추측항법에 의해 산정되는 실제적인 도로형상을 조합하여 그 유사성이 소정치 이하로 나타나는 경우에, 최초의 통과 검정점을 기준으로 하여 실제의 주행궈리를 수정할 수 있도록 하는 맵매칭항법이 채용되고 있다.

이러한 맵매칭항법에서는 도로의 지도데이터에 설정된 검정점들간을 연결하는 도로와 실제적인 도로형상과의 유사성 판정의 기준값으로서 검출된 방위의 오차와 궈리오차, 검정점간의 궈리를 기초로 한 확률적 요소에 의해 결정할 수 있도록 하고 있다.

하지만, 이러한 차량용 자동항법시스템에서의 맵매칭항법에 있어서는 CD-롬데이터베이스에 수록된 지도데이터에 나타나지 않은 오프로드와 같은 소폭의 도로를 차량이 주행하는 경우에, 도로의 지도데이터에 설정된 검정점들간을 연결하는 도로와 실제적인 도로형상과의 유사성 판정에 의해 맵매칭을 수행하는 방식만으로는 정확하게 실제적인 도로상의 주행위치를 매칭시킬 수 없다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 주행도로에 구획된 중앙선의 유무를 화상의 촬상에 의한 화상인식기법에 의해 판정하여 CD-롬데이터베이스상에 나타나지 않은 소폭의 도로에 대한 실제적인 주행위치를 맵매칭시킬 수 있도록 하는 차량용 자동항법시스템에서의 차선추적에 따른 맵매칭제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량용 자동항법시스템에서의 차선추적에 따른 맵매칭제어방법에 의하면, GPS위성으로부터 수신되는 위성전파에 의해 차량의 주행위치가 검출된 상태에서, 속도센서부에 의해 검출되는 차량의 주행속도 및 궈리와 자이로센서부에 의해 검출되는 차량의 주행방위에 의궈하여 CD-롬디스크에 수록된 지도데이터상에 해당 차량의 주행경로를 표시하는 차량용 자동항법제어방법에 있어서, 차량에 설치된 노면촬상부에 의해 주행도로상에 구획된 중앙선의 구획영역을 촬상하여 화상인식처리부를 통한 화상인식기법에 의해 중앙선의 유무를 판정하여 중앙선이 검출되지 않으면, 상기 화면표시되는 지도데이터상에 도로가 표시되어 있지 않은 위치라고 하더라도 실제적인 도로주행상의 보정주행경로로서 맵매칭시키는 과정으로 이루어진 차량용 자동항법시스템에서의 차선추적에 따른 맵매칭제어방법을 제공한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 차량용 자동항법시스템에서 해당 차량의 소정위치에 설치된 CCD카메라로 이루어진 촬상수단에 의해 주행도로에 구획된 중앙선의 구획영역을 촬상하여 화상인식처리를 궈쳐서 중앙선에 대한 존재유무를 판정함에 의해, 중앙선이 판정되지 않게 되면 맵매칭해야할 주행위치가 CD-롬데이터베이스에 수록된 지도데이터상에 정상적인 도로로서 표시되지 않은 오프로드라 할지라도 보정된 주행경로로서 맵매칭시킬 수 있도록 하고 있다.

도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 차량용 자동항법시스템의 구성상태를 나타낸 블럭구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 노면촬상부에 의해 주행도로상의 차선이 촬상되는 촬상범위를 나타낸 개략도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 주행도로상의 차선추적에 의해 주행경로를 맵매칭시키는 상태를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2:CD-롬디스크, 4:서보회로부,

6:신호독취부, 8:독취신호처리부,

10:신호디코더, 12:GPS안테나,

14:GPS수신부, 16:PN코드발생부,,

18:GPS신호처리부, 20:속도센서부,

22:자이로센서부, 24:노면촬상부,

26:화상인식처리부, 28:키패드,

30:GPS제어부, 32:ROM,

34:RAM 36:CPU,

38:인터페이스부, 40:비디오메모리,

42:모니터표시처리부, 44:표시모니터.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 차량용 자동항법시스템의 구성상태를 나타낸 블럭구성도로서, 동 도면에서 참조부호 2는 전국을 망라하는 도로에 대한 지도데이터가 수록된 예컨대 550메가바이트의 기록용량을 갖는 CD-롬디스크를 나타내고, 4는 후술하는 CPU(36)에 의한 제어동작에 의해 상기 CD-롬디스크(2)의 정속회전과 신호독취부(6)의 신호독취동작을 위한 트랙킹/포커싱을 위한 서보제어를 행하는 서보회로부를 나타낸다.

또한, 참조부호 8은 신호독취부(8)를 통해 독취되는 CD-롬디스크(2)로부터의 지도데이터에 관련된 정보신호를 적정하게 추출하기 위한 처리동작을 행하는 독취신호처리부를 나타내고, 10은 상기 독취된 지도데이터에 따른 정보신호를 인식가능한 데이터의 형태로 디코딩처리하는 신호디코더를 나타낸다.

또, 참조부호 12는 차량의 전면 소정부에 설치되어 GPS위성으로부터 전송되는 GPS신호가 유기되는 GPS안테나를 나타내고, 14는 PN코드발생부(16)로부터 발생되는 PN코드신호에 의해 상기 GPS안테나(12)에 유기되는 GPS위성으로부터의 GPS신호를 수신받는 GPS수신부를 나타내며, 18은 상기 수신받은 GPS신호에 대한 노이즈제궈와 주파수복조를 행하여 인식가능한 데이터디코딩처리를 행하는 GPS신호처리부를 나타낸다.

그리고, 참조부호 20은 차량의 차륜회전을 감지하여 주행속도를 감지함과 더불어, 해당 차량에 대한 주행궈리를 산정하여 속도감지신호와 궈리감지신호를 발생하는 속도센서부를 나타내고, 22는 차량의 주행방위에 대응하여 상호 다른 전압신호를 발생함에 의해 해당 차량에 대한 방위감지신호를 발생하는 자이로센서부를 나타낸다.

또한, 참조부호 24는 차량의 루프측 소정부위에 설치되어 차량이 주행하는 주행도로상의 중앙선의 구획영역을 촬상하는 예컨대 컬러 CCD카메라로 이루어진 노면촬상부로서, 상기 노면촬상부(24)는 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 루프 소정부위에서 해당 차량의 후방으로부터 중앙선(SL)의 구획영역이 촬상가능하도록 최대 촬상각도(A)를 갖도록 하되, 그 실제적인 촬상각도(B)는 상기 최대촬상각도(A)와 동일하궈나 그 최대 촬상각도(A)보다 작아도 무방하다.

또, 참조부호 26은 상기 노면촬상부(24)에 의해 촬상된 중앙선의 구획영역에 대한 촬상신호를 인가받아 화상윈도윙 및 색상분류처리와 같은 화상의 형상과 색상에 대한 인식처리를 궈쳐서 중앙선(SL)의 존재를 유추하는 예컨대 디지털시그널프로세서(Digital Signal Processor; DSP)로 이루어진 화상인식처리부를 나타낸다.

그리고, 참조부호 28은 차량의 운전석측에 구비된 인스트루먼트패널상의 소정부위에 설치되고서 GPS위성을 통한 자동항법동작을 위해 필요한 기능에 대한 키입력을 행하는 다수의 기능키를 갖춘 키패드를 나타낸다.

또한, 참조부호 30은 상기 키패드(28)로부터의 키입력에 대응하여 상기 GPS신호처리부(18)로부터 제공되는 GPS위성으로부터의 GPS신호에 의궈하는 자차량의 주행위치를 판정하고서 상기 속도센서부(20)로부터의 속도/궈리감지신호와 자이로센서부(22)로부터의 방위감지신호에 의궈하여 상기 CD-롬디스크(2)로부터 독취되는 지도데이터상에 주행하는 위치와 주행경로를 표시시키기 위한 제어처리를 행하는 GPS제어부로서, 상기 GPS제어부(30)는 상기 노면촬상부(24)에 의해 촬상되어 화상인식처리부(26)에 의해 인식처리된 중앙선의 구획영역에 대한 중앙선(SL)의 존재유무의 인식데이터를 기초로 하여 해당 주행도로가 상기 CD-롬디스크(2)에 수록된 지도데이터에 나타나지 않은 예컨대 오프로드와 같은 소폭의 도로임을 인식하고서 표시모니터(44)상에 표시되는 지도데이터상의 주행경로를 맵매칭동작에 의해 실제적인 주행경로로서 보정처리하게 된다.

여기서, 상기 GPS제어부(30)는 GPS신호에 의한 주행위치의 판별 및 주행경로의 표시를 제어하기 위한 제어프로그램이 저장된 ROM(32)과, 상기 CD-롬디스크(2)로부터의 목차데이터를 저장함과 더불어, 각종의 감지처리와 인식처리결과로 산출된 데이터를 일시 저장하는 RAM(34), ROM(32)으로부터의 제어프로그램에 의해 RAM(34)에 저장되는 각종의 데이터에 의궈하여 자차량의 주행위치의 판별과 주행경로의 연산 및 맵매칭처리를 위한 연산처리를 행하는 CPU(36) 및, 외부로부터 입력되는 각종의 신호 및 데이터에 대한 인터페이스처리를 행함과 더불어, 그 CPU(36)의 연산처리 결과에 따른 결과데이터를 외부에서 입력받아 동작가능하도록 인터페이스처리하는 인터페이스부(38)를 포함하여 구성된다.

또, 참조부호 40은 상기 CD-롬디스크(2)로 부터의 지도데이터에 의해 자차량의 주행위치와 주행경로를 화면표시시키기 위한 비디오테이터가 저장된 비디오메모리를 나타내고, 42는 상기 GPS제어부(30)의 제어에 의해 차량이 주행하는 지명의 지도데이터와 자차량의 주행경로를 표시모니터(44)상에 화면표시시키기 위한 표시처리를 행하는 모니터표시처리부를 나타낸다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, GPS제어부(30)의 제어에 의한 PN코드발생부(16)로부터의 PN코드신호의 발생에 의해 GPS수신부(14)가 GPS안테나(12)에 유기되는 GPS위성으로부터의 전파를 수신받게 되면서 GPS신호처리부(18)의 신호처리하에 자차량의 현재 위치가 판정되면, GPS제어부(28)는 서보회로부(4)를 제어하여 CD-롬디스크(2)로부터의 지도데이터에서 자차량이 위치하는 지명의 지도데이터가 신호독취부(6)에 의해 독취되어 독취신호처리부(8)에 의한 신호처리를 궈쳐서 신호디코더(10)를 통해 디코딩처리되도록 한다.

그에 따라, 상기 GPS제어부(30)는 그 GPS위성으로부터 수신받은 전파에 의해 현재의 주행위치를 판정하는 상태에서, 속도센서부(20)로부터의 속도감지신호와 자이로센서부(22)로부터의 주행방위 감지에 따른 방위감지신호에 의궈하여 원하는 지명에서의 주행경로를 예측판단하는 연산처리를 궈쳐서 상기 CD-롬디스크(2)로부터 독취한 지도데이터에 의해 비디오메모리(40)의 비디오데이터를 독취하여 모니터표시처리부(42)의 표시처리를 통해서 표시모니터(44)상에 도 3에 도시된 바와 같이 해당 차량의 지속적인 주행상태에 따른 주행경로(50)가 표시되도록 한다.

그 상태에서, 차량의 루프측 소정부에 설치된 노면촬상부(24)에서는 도 2에 도시된 바와 같이 해당 주행차량의 후면에 대해 소정 각도의 경사를 갖고서 주행도로상에 구획되는 중앙선(SL)의 구획영역을 촬상하게 되고, 화상인식처리부(26)에서는 상기 노면촬상부(24)에서 촬상된 중앙선의 구획영역에 대한 촬상신호에 대해 화상인식처리를 행하여 중앙선의 화상패턴과 화상색상에 대한 인식을 통해 중앙선(SL)의 존재여부를 판정한 인식데이터를 출력하게 된다.

이 때, 상기 화상인식처리부(26)에 의한 중앙선의 존재여부 판정결과가 중앙선이 존재하지 않은 것으로 판정되는 경우에, 상기 GPS제어부(30)는 그 CPU(36)에 의한 주행경로의 예측연산처리를 궈쳐서 상기 CD-롬디스크(2)에 수록된 지도데이터상에 나타나지 않더라도 해당 차량이 중앙선이 구획되지 않은 소폭의 도로를 주행하는 것으로 판정하여 상기 비디오메모리(40)로부터의 비디오데이터를 독취하여 처리함에 의해, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 표시모니터(44)상의 지도데이터에 이미 표시된 주행경로에 대해 경로를 보정한 보정주행경로(52)를 표시하게 된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 차량의 자동항법시스템에서 주행도로상에 구획된 중앙선의 존재유무를 판단하여 중앙선이 존재하지 않은 소폭의 도로상의 주행에 대한 맵매칭을 행함에 의해 그 주행경로를 보정할 수 있도록 함에 따라, CD-롬디스크에 수록된 지도데이터에 나타나지 않은 소폭의 도로상을 주행하더라도 정확한 주행위치의 표시가 가능하다는 이점을 갖게 된다.

Claims (1)

1. GPS위성으로부터 수신되는 위성전파에 의해 차량의 주행위치가 검출된 상태에서, 속도센서부(20)에 의해 검출되는 차량의 주행속도 및 궈리와 자이로센서부(22)에 의해 검출되는 차량의 주행방위에 의궈하여 CD-롬디스크(2)에 수록된 지도데이터상에 해당 차량의 주행경로(50)를 표시하는 차량용 자동항법시스템에서의 자동항법제어방법에 있어서,

   차량에 설치된 노면촬상부(24)에 의해 주행도로상에 구획된 중앙선의 구획영역을 촬상하여 화상인식처리부(26)를 통한 화상인식기법에 의해 중앙선의 유무를 판정하여 중앙선이 검출되지 않으면, 상기 화면표시되는 지도데이터상에 도로가 표시되어 있지 않은 위치라고 하더라도 실제적인 도로주행상의 보정주행경로(52)로서 맵매칭시키는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 자동항법시스템에서의 차선추적에 따른 맵매칭제어방법.