KR19990028199U - 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법 - Google Patents

차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법에 관한것으로, 기억매체로부터 독취되는 지도데이터가 모니터상에 화면표시되고 GPS위성을 통해 자차량의 위치를 파악할 수 있는 차량항법시스템을 갖춘 차량에 있어서, GPS수신기(44)를 통해 수신된 전파가 필터부(46)를 통해 필터링되어 위치보정부(48)로 인가되면 그 위치보정부(48)가 주행중인 차량의 위치에 대응하여 보정을 수행함과 더불어 그 보정된 신호를 신호처리부(44)와 평면좌표계변환부(50)로 인가하는 제 1단계와, 상기 평면좌표계변환부(50)에서 해당 차량의 현재위치에 해당하는 평면좌표데이터신호를 필터부(52)를 통해 위치보정부(54)로 인가하는 제 2단계와, 상기 위치보정부(54)는 상기 평면좌표데이터신호와 프로세서(56)에서 인가되는 해당 차량의 상대적 현재위치를 인가받아 이를 기초로 차량의 현재위치에 대한 보정을 행하여 그 신호를 상기 평면좌표계변환부(50)로 궤환시키고 그 보정된 신호를 공간좌표계변환부(58)로 인가하는 제 3단계와, 상기 공간좌표계변환부(58)에서 상기 위치보정부(54)로부터 인가된 신호와 상기 프로세서(56)로부터 인가된 신호에 기초하여 해당 차량의 정확한 공간좌표데이터신호를 생성하는 제 4단계 및, 상기 공간좌표계변환부(58)에서 생성된 공간좌표데이터신호를 기초로 맵 매칭부(60)에서 해당 차량의 위치를 자동으로 수정하는 제 5단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법
본 고안은 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GPS수신기로부터 수신된 차량의 현재위치와 지자기센서와 차속센서로부터 검출된 차량의 상대적 현재위치를 상호 보정함으로써 위치를 검출해 낼 수 있도록 하는 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 자동차의 위치 산출은 위치를 기준으로 한 삼각 측량의 원리에 의해 이루어진다.
즉, GPS 위성에는 고정밀도의 시계가 탑재되어 있어 전파 발사 시각 신호가 발신되므로 수신기측에서는 수신기의 시계에 의해 전파의 수신 시각을 알 수 있으므로 전파 도달 소요 시간을 측정하여 각각 전파의 전반 속도(광속 약 30만Km/s)를 나눈 값이 위성과 자동차와의 거리가 된다.
동시에 각 GPS 위성의 궤도 위치도 송신되어 오기 때문에 수신점(자동차 위치)은 3개의 위성을 각각 중심으로 한 3개 구면을 교점으로 구할 수 있다.
그러나 위성측과 수신기측간에는 시계의 오차가 있으면, 3개의 구면은 1점에서 교차하지 않게 되므로 4개째의 위성 전파를 수신하여 3개의 구면이 1점에서 교차되는 점을 계산함으로서 4개째의 위성 시각을 기준으로 하여 수신기의 시계를 수정한다.
또한, GPS 측위에 의하여 위도, 경도 고도를 알 수 있고, 지자기 센서를 통해 지자기의 방향을 검출함으로서 자동차의 진행방향을 알 수 있으며 자이로컴퍼스에 의해서 차체의 요레이트(회전 각속도)를 검출한 다음 적분하여 방위를 구할 수 있다.
이처럼, GPS 수신기로부터 수신된 자차량의 위치와 각종 센서로부터 검출된 방위 오차, 거리 오차, 도로폭, 검정점간 거리 등을 기초로 하여 차량의 위치를 검출하게 된다.
도 1은 종래의 일예에 따른 차량항법시스템에 있어서의 분리형 구조의 차량위치판별유니트의 블럭구성을 나타낸 도면으로, 동 도면에서 그 차량위치판별유니트(20)는 지자기(地磁氣)에 기초하여 차량의 위치를 판별하기 위한 제 1차량위치판별부(20a)와 GPS(Global Positioning System)에 기초해서 차량의 위치를 판별하기 위한 제 2차량위치판별부(20b)를 구비해서 구성된다.
바람직하게, 상기 제 1차량위치판별부(20a)는 지자기의 방향을 검출하여 차량의 진행방향을 검출하기 위한 지자기컴파스로 이루어지는 지자기센서(22)와, 해당하는 차속을 검출하기 위한 차속검출부(24) 및, 상기 지자기센서(22)와 차속검출부(24)에서 전송되는 방향검출신호에 응답해서 차량의 이동방향과 데이터포인터로부터의 상대적인 거리를 검출해서 차량의 현재위치를 검출하는 제 1신호처리부(24)를 포함하게 된다.
또, 상기 제 2차량위치판별부(20b)는 4개의 GPS위성으로부터 전송되는 전파를 수신하는 GPS수신기(28)와, 차량의 절대 현재위치를 검출하기 위해 상기 GPS수신기(28)의 전파수신타이밍을 기초로 GPS위성과 해당하는 차량의 거리를 판별하기위한 제 2신호처리부(30) 및 상기 GPS수신기(28)에 의해 수신되는 전파의 세기를 검출해서 예컨대 GPS위성으로부터 수신되는 전파의 세기가 일정치를 초과하거나 예컨대, 차량의 터널통과시에 전파의 세기가 소정 레벨이하로 되는 경우 측정에러증가신호를 발생하는 GPS신호에러검출부(32)를 포함해서 구성된다.
또한, 상기 차량위치판별유니트(20)에는 상기 제 1차량위치판별부(20a) 또는 상기 제 2차량위치판별부(20b)의 출력을 선택적으로 스위칭해서 상기 네비게이션처리부의 인터페이스(36)를 통해 상기 CPU(38)에 인가하는 스위치부(34)도 포함하게 된다.
즉, 그 스위치부(34)는 상기 GPS신호에러검출부(32)에서 측정에러신호가 검출되지 않게 되면 GPS위성을 이용하는 상기 제 2차량위치판별부(20b)의 제 2신호처리부(30)에서 출력되는 위치신호를 선택하는 반면, 상기 GPS신호에러검출부(32)에서 측정에러신호가 검출되면 상기 지자기를 이용하는 상기 제 1차량위치판별부(20a)의 제 1신호처리부(26)에서 출력되는 위치신호를 선택하게 된다.
그런데, 상기한 분리형 구조로 이루어진 차량위치판별유니트에 의하면 제 1차량위치판별부 또는 제 2차량위치판별부에서 스위칭적으로 제공되는 차량의 현재위치를 기초로 위치신호를 판단하게 되므로 최적의 항법정보추정이 이루어지지 못하는 단점이 있다.
본 고안은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, GPS 수신기와 지자기센서, 차속센서에 의해 검출된 차량의 현재위치를 상호 보정함으로써 자동차 위치를 자동으로 수정하여 위치를 출력할 수 있도록 하는 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 바람직한 예에 따르면 기억매체로부터 독취되는 지도데이터가 모니터상에 화면표시되고 GPS위성을 통해 자차량의 위치를 파악할 수 있는 차량항법시스템을 갖춘 차량에 있어서, GPS수신기를 통해 수신된 전파가 필터부를 통해 필터링되어 위치보정부로 인가되면 그 위치보정부가 주행중인 차량의 위치에 대응하여 보정을 수행함과 더불어 그 보정된 신호를 신호처리부와 평면좌표계변환부로 인가하는 제 1단계와, 상기 평면좌표계변환부에서 해당 차량의 현재위치에 해당하는 평면좌표데이터신호를 필터부를 통해 위치보정부로 인가하는 제 2단계와, 상기 위치보정부는 상기 평면좌표데이터신호와 프로세서에서 인가되는 해당 차량의 상대적 현재위치를 인가받아 이를 기초로 차량의 현재위치에 대한 보정을 행하여 그 신호를 상기 평면좌표계변환부로 궤환시키고 그 보정된 신호를 공간좌표계변환부로 인가하는 제 3단계와, 상기 공간좌표계변환부에서 상기 위치보정부로부터 인가된 신호와 상기 프로세서로부터 인가된 신호에 기초하여 해당 차량의 정확한 공간좌표데이터신호를 생성하는 제 4단계 및, 상기 공간좌표계변환부에서 생성된 공간좌표데이터신호를 기초로 맵 매칭부에서 해당 차량의 위치를 자동으로 수정하는 제 5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법이 제공된다.
상기한 구성의 본 고안에 따른 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법에 의하면, GPS수신기를 통해 수신된 전파가 필터부를 거쳐 위치보정부에서 보정된 다음 신호처리부와 평면좌표계변환부로 인가되며 평면좌표계변환부에서 해당차량의 현재위치에 해당하는 평면좌표데이터를 생성하여 위치보정부로 인가하면 위치보정부에서는 프로세서로부터 인가된 해당 차량의 상대적인 위치를 기초로 차량의 위치를 보정하여 평면좌표계변환부와 공간좌표계변환부로 인가하게 된다.
여기서, 공간좌표계변환부에서는 상기 위치보정신호와 프로세서로부터 인가된 신호를 기초로 차량의 공간좌표데이터를 생성하여 맵 매칭부로 인가함으로써 정밀한 자동차 위치 수정이 가능하도록 한다.
도 1은 종래의 일예에 따른 차량항법시스템에서의 분리형 구조의 차량위치판별유니트의 블럭구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법을 나타낸 블럭구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
20:차량위치판별유니트, 20a:제 1차량위치판별유니트,
20b:제 2차량위치판별유니트, 34:스위치부,
36:인터페이스, 38:CPU,
40:GPS안테나, 42:GPS수신기,
44:신호처리부, 46,52:필터부,
48,54:위치보정부, 50:평면좌표계변환부,
56:프로세서, 58:공간좌표계변환부,
60:맵 매칭부.
이하, 본 고안에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법을 나타낸 블럭구성도로서, 동 도면에서 참조부호 40은 차량의 전면 소정부에 설치되어 GPS위성으로부터 전송되는 GPS신호가 유기되는 GPS안테나를 나타낸다.
또, 참조부호 42는 상기 GPS안테나(40)에서 유기되는 GPS위성으로부터의 GPS신호를 수신받는 GPS수신기를 나타낸다.
참조부호 44는 차량의 절대 현재위치를 검출하기 위해 상기 GPS수신기(42)의 전파수신타이밍을 기초로 GPS위성과 해당하는 차량의 거리를 판별하기 위한 신호처리부를 나타낸 것으로, 여기서 상기 신호처리부(44)는 후술될 위치보정부(48)로부터 인가되는 주행에 따른 차량의 위치보정신호를 인가받아 신호의 보정을 행한다.
참조부호 46은 상기 GPS수신기(42)로부터 인가된 전파로부터 노이즈를 제거함과 더불어 상기 신호처리부(44)로부터 인가된 해당 차량의 절대 현재위치신호를 인가받아 필터링하는 필터부를 나타낸다.
참조부호 48은 상기 필터부(46)에 의해 필터링된 수신 전파를 인가받아 그 수신되는 전파를 기초로 주행중인 차량의 이전 상태에 대한 위치보정을 행하는 위치보정부를 나타낸다.
참조부호 50은 상기 위치보정부(48)에 의해 보정되어진 차량의 위치신호를 인가받아 차량의 절대 현재위치로서의 평면좌표데이터로 변환하여 후술될 필터부(52)로 인가하는 평면좌표계변환부를 나타낸다.
참조부호 52는 상기 평면좌표계변환부(50)로부터 전송된 평면좌표변환신호를 필터링하는 필터부를 나타낸다.
참조부호 54는 상기 필터부(52)를 통해 필터링된 평면좌표변환신호를 인가받아 계속해서 주행중인 차량의 현재위치를 보정하는 위치보정부를 나타낸다.
참조부호 56은 도 1에 도시된 상기 지자기센서(22)와 차속센서(24)로부터 차량의 이동방향과 데이터포인터로부터의 상대적 거리를 검출받아 차량의 현재위치를 검출하는 프로세서를 나타낸다.
참조부호 58은 상기 위치보정부(54)를 통해 보정된 평변좌표변환신호와 상기 프로세서(56)를 통해 인가되는 상대적인 차량의 현재위치를 기초로 공간적인 평면좌표데이터를 발생하는 공간좌표계변환부를 나타낸다.
참조부호 60은 상기 공간좌표계변환부(58)로부터 인가되는 자동차의 공간위치데이터를 기초로 자동차의 누적 오차를 적시에 보정하는 맵 매칭부를 나타낸다.
이어, 상기한 구성의 본 고안에 따른 강한합성구조 위치검출방법의 작용에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 차량의 전면 소정부에 설치된 GPS안테나(40)를 통해 GPS위성으로부터 전송되는 GPS신호가 유기되면 그 신호가 상기 GPS수신기(42)에서 수신되고 상기 GPS수신기(42)에서는 해당하는 차량의 신호처리부(44)로 전파수신타이밍을 인가하게 된다.
이어, 상기 신호처리부(44)에서는 인가된 전파수신타이밍을 기초로 GPS위성과 해당하는 차량과의 거리를 판별함과 더불어 위치보정부(48)로부터 인가되는 위치보정신호를 인가받아 신호를 처리하게 된다.
또한, 상기 GPS수신기(42)에 수신된 신호가 상기 필터부(46)로 인가되어 노이즈가 제거된 다음 상기 위치보정부(48)로 인가되면 주행중인 차량의 상태에 대응하는 위치보정 신호가 평면좌표변환부(50)로 인가된다.
이에. 상기 평면좌표변환부(50)에서는 인가받은 위치보정 신호를 필터부(52)를 통해 위치보정부(54)로 인가하게 되면 그 위치보정부(54)에서 주행중인 해당 차량의 위치를 프로세서(56)로부터 신호를 인가받아 보정하여 그 보정된 신호를 궤환하여 상기 평면좌표변환부(50)로 전송한다.
또한, 상기 위치보정부(54)는 상기 필터부(52)를 통해 인가된 차량의 평면좌표상의 신호를 공간좌표계변환부(58)로 인가하며 상기 프로세서(56)에서는 지자기센서(24)와 차속센서(24)로부터 인가된 차량의 상대적인 위치신호를 상기 공간좌표계변환부로 인가하게 된다.
그러면, 상기 공간좌표계변환부(58)에서 인가받은 신호를 기초로 차량의 현재위치에 해당하는 공간좌표신호를 맵 매칭부(60)로 인가하게 되고 이에 맵 매칭부(60)에서 지도의 도로에 자동차 위치를 자동으로 수정하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법에 의하면, 차량의 위치변화에 대응하여 위치보정신호를 궤환하여 인가받음으로써 자동차 위치를 정밀하게 수정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 기억매체로부터 독취되는 지도데이터가 모니터상에 화면표시되고 GPS위성을 통해 자차량의 위치를 파악할 수 있는 차량항법시스템을 갖춘 차량에 있어서,
    GPS수신기(44)를 통해 수신된 전파가 필터부(46)를 통해 필터링되어 위치보정부(48)로 인가되면 그 위치보정부(48)가 주행중인 차량의 위치에 대응하여 보정을 수행함과 더불어 그 보정된 신호를 신호처리부(44)와 평면좌표계변환부(50)로 인가하는 제 1단계와,
    상기 평면좌표계변환부(50)에서 해당 차량의 현재위치에 해당하는 평면좌표데이터신호를 필터부(52)를 통해 위치보정부(54)로 인가하는 제 2단계와,
    상기 위치보정부(54)는 상기 평면좌표데이터신호와 프로세서(56)에서 인가되는 해당 차량의 상대적 현재위치를 인가받아 이를 기초로 차량의 현재위치에 대한 보정을 행하여 그 신호를 상기 평면좌표계변환부(50)로 궤환시키고 그 보정된 신호를 공간좌표계변환부(58)로 인가하는 제 3단계와,
    상기 공간좌표계변환부(58)에서 상기 위치보정부(54)로부터 인가된 신호와 상기 프로세서(56)로부터 인가된 신호에 기초하여 해당 차량의 정확한 공간좌표데이터신호를 생성하는 제 4단계 및,
    상기 공간좌표계변환부(58)에서 생성된 공간좌표데이터신호를 기초로 맵 매칭부(60)에서 해당 차량의 위치를 자동으로 수정하는 제 5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량항법시스템에서의 강한합성구조 위치검출방법.
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