KR20030014551A - 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색시스템 및 그 탐색 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행장치의 U턴 및 P턴 등의 회전특성을 최단 경로 탐색 시스템에 적용하여 보다 정확하게 경로 탐색을 행하도록 한 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템 및 그 탐색 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 카 네비게이션 시스템을 장착하여 데이터통신망을 매개하여 이동중인 차량의 위치 데이터를 전송하고 그에 대한 목적지간의 최단 경로 데이터를 전송받기 위한 CNS 장착 차량과; 카 네비게이션 시스템이 장착되고, 데이터통신망을 매개하여 출발지 및 목적지 위치 데이터의 전송으로 인해 최초 순환 최단경로 데이터를 전송받는 CNS 비장착 차량과; 차량의 이동 위치 좌표를 검출하고, 상기 CNS 장착차량 측으로 동적순환 최단경로 탐색 데이터를 실시간으로 전송하기 위해 노변에 기설치된 제 1∼N 비콘과; 상기 CNS 장착차량으로 동적순환 최단경로를 탐색한 경로 데이터를 전송하고, 상기 CNS 비장착 차량으로는 최초 순환 최단경로 데이터를 전송하는 동적순환 최단경로 탐색장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명을 적용하면, 순환 최단경로 탐색 기법과 동적 최단경로 탐색 기법을 통합하고, 이에 대한 결과값으로 탐색 경로를 차량으로 제공함으로써 CNS 장착 또는 비장착 차량으로 턴 패널티를 적용한 정확한 경로 탐색 결과를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

Description

비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템 및 그 탐색 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SEARCHING RECURRENT-DYNAMIC MINIMUM TIME PATH USING A BEACON SYSTEM}

본 발명은 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템 및 그 탐색 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 주행 장치의 최단 경로 탐색을 위한 시스템에서 주행장치의 회전 특성을 최단 경로 탐색에 적용시킨 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템 및 그 탐색 방법이다.

주지된 바와 같이, 최근에 급속도로 증가된 자동차 산업의 성장에 발맞춰 도로 및 교통망 시스템이 기하급수적인 성장을 거듭하고 있다.

이러한 실정에 힘입어, 최근에는 컴퓨터 및 정보통신 기술과 접목된 첨단 교통 시스템이 개발되는 바, 예컨대 차량의 주행 안내 시스템 및 여행자 정보 시스템, 카 네이게이션 시스템(CNS: Car navigation system), 비콘(Beacon) 시스템 등이 이에 해당된다.

상기한 교통 시스템의 기반 기술은 출발지로부터 목적지까지의 경로 탐색과, 탐색된 경로의 비용을 연산하여 최단 거리를 추정하는 최단 시간경로 탐색기술인 바, 그 경로 탐색기술 중 현재까지 개발되어 교통 시스템에 적용되는 경로 탐색방법은 크게 산업공학에서 주로 이용되는 수형망 탐색방법과 덩굴망 탐색방법으로 대별할 수 있다.

그러나, 상기한 수형망 탐색방법은 U턴 이나 P턴 등의 회전특성을 고려하지 못했다는 문제점이 있으며, 상기 덩굴망 탐색방법은 교차점이나 분기점 등의 노드(Node)를 기반으로 형성 가능한 모든 링크의 탐색시 그 전노드를 현재 노드와함께 기억하는 방식으로 경로 탐색을 행하므로 오히려 수형망 탐색방법에 비하여 탐색시간 및 경비가 더욱 증가된다는 문제점이 있다.

또한, 상기 덩굴망 탐색방법은 회전 특성을 일부 반영하기는 하지만, 특정 노드를 기준으로 확장된 목표점에 대한 최단 경로의 산출에 있어서는 그 특정 노드까지의 최단경로와, 그 특정 노드를 경유하여 확장된 목표점까지의 최단경로가 서로 불일치하는 경우에는 불합리한 최단 경로가 도출된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 주행장치의 U턴 및 P턴 등의 회전특성을 최단 경로 탐색 시스템에 적용하여 보다 정확하게 경로 탐색을 행하도록 한 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템 및 그 탐색 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템의 구성을 도시한 블록구성도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 경로 탐색장치의 회로구성을 도시한 블록구성도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템의 신호흐름을 나타내는 플로우챠트

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템의 순환 최단경로 탐색 신호흐름을 나타내는 플로우챠트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

A1∼An:CNS장착차량, C1∼Cn:CNS비장착차량,

BC1∼BCn:비콘, RDMPA:동적순환최단경로탐색장치.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 카 네비게이션 시스템을 장착하여 데이터통신망을 매개하여 이동중인 차량의 위치 데이터를 전송하고 그에 대한 목적지간의 최단 경로 데이터를 전송받기 위한 CNS 장착 차량과; 카 네비게이션 시스템이 장착되고, 데이터통신망을 매개하여 출발지 및 목적지 위치 데이터의 전송으로 인해 최초 순환 최단경로 데이터를 전송받는 CNS 비장착 차량과; 차량의 이동 위치 좌표를 검출하고, 상기 CNS 장착차량 측으로 동적순환 최단경로 탐색 데이터를 실시간으로 전송하기 위해 노변에 기설치된 제 1∼N 비콘과; 상기 CNS 장착차량으로 동적순환 최단경로를 탐색한 경로 데이터를 전송하고, 상기 CNS 비장착 차량으로는 최초 순환 최단경로 데이터를 전송하는 동적순환 최단경로 탐색장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 동적순환 최단경로 탐색장치는 제 1∼N 비콘으로부터 차량의 위치 데이터 및 특정 차량의 목적지 및 출발지 데이터를 수신하는 데이터 수신부와; CNS 장착 차량의 현재 이동위치 데이터를 시각별로 저장하기 위한 임시 메모리와; 각 차량의 분류 데이터를 기등록하고, CNS 장착 차량의 액정 픽셀정보를 저장하기 위한 주 메모리와; 이동중인 차량의 현재위치와 목적지간의 최단 거리를 탐색하기 위한 동적 최단경로 탐색 알고리즘과; U턴 및 P턴 등의 턴 패널티(Turn Penalty)를 적용하여 차량의 최단경로를 탐색하기 위한 순환 최단경로 탐색 알고리즘과; 탐색된 최단 경로 데이터를 상기 제 1∼N 비콘을 매개하여 차량으로 전송하기 위한 데이터 송신부와; CNS 장착차량으로부터 위치 이동 데이터를 실시간으로 전송받아 해당 목적지와 현재 차량위치간의 최단거리를 턴 패널티를 적용하여 산출한 결과값을 차량 위치를 업데이트하면서 실시간으로 제공하도록 하며, CNS 비장착 차량으로부터 현재위치와 목적지 데이터를 전송받아 턴 패널티만을 적용한 최단 경로를 초기 제공토록 하기 위하여 상기 동적 최단경로 탐색 알고리즘과 순환 최단경로 탐색 알고리즘을 구동 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템이 제공된다.

한편, 본 발명은 CNS 장착 및 비장착 차량의 출발지 및 목적지 데이터를 기초로 동적 순환 시간경로를 탐색하기 위한 시스템의 탐색방법에 있어서, 최단 경로를 탐색하기를 소망하는 차량이 CNS 장착차량인 지 아닌 지의 여부를 판단하여 분류하는 과정과; 해당 차량의 초기 링크 통행시간을 산출하는 과정과; 현재시간이 차량의 시작시간인 지의 여부를 판단하는 과정과; 해당 출발 노드의 속성을 파악하여 입력하는 과정과; 해당 차량이 CNS 비장착 차량의 경우에 최초 기종점에 대해서 순환 최단경로를 탐색하는 과정과; 해당 차량이 CNS 장착 차량인 경우에는 최초 출발지, 교차로, 분기점에서 시작하는 기종점 최단경로를 탐색하는 과정과; 해당 차량이 CNS 장착 차량인 경우에 현재 노드가 교차로 또는 분기점인지의 여부를 판단하는 과정과; CNS 장착 차량의 현재 노드가 교차로 또는 분기점인 경우에는 그 교차로 또는 분기점을 새로운 출발점으로 다음 링크의 노드를 제공하는 과정과; 해당 차량이 CNS 장착 차량이면서, 교차로 또는 분기점이 아닌 경우에는 연결된 링크의 다음 노드 정보를 제공하는 과정과; 해당 차량이 CNS 비장착 차량인 경우에는 최초의 기종점 최단경로 탐색을 통해 기저장된 다음 링크의 노드를 제공하는 과정과; 각 링크의 통행시간을 갱신하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 방법이 제공된다.

보다 바람직하게, 상기 출발노드 적용 과정은 현재시간과 시작시간이 동일한 경우에는 출발노드로 죤센트로이드 노드 또는 교차로 노드 또는 분기 노드중 어느 하나를 적용하고, 현재 시간과 시작 시간이 상이한 경우에는 출발노드로 죤센트로이드 노드만을 적용하는 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단시간경로 탐색 방법이 제공된다.

또한, 상기 순환 최단경로 탐색 과정은 모든 노드와 링크의 비용 또는 이전 링크의 표지를 초기화하는 과정과; 출발 노드가 전노드(From Node)인 링크를 검색하는 과정과; 링크 검색이 완료되면, 해당 링크의 현재 최단경로 탐색대상 링크와 그 노드 통행비용을 이용하여 바이너리 힙(Binary heap) 구조를 구성하는 과정과; 상기 Binary heap 구조에서 최상위 루트를 다음 탐색링크로 설정하고 루트를 삭제하여 최단거리 힙을 정렬하는 과정과; 기설정된 탐색링크(i~)와 연결된 링크(k~)에 대한 링크를 검색하고 해당 링크비용을 산출하는 과정과; 해당 탐색링크(i~)의 다음 노드가 회전 금지 노드인지의 여부를 판단하는 과정과; 회전 금지 노드인 경우 경로 비용에 따라 힙을 정렬하는 과정과; 회전 금지 노드가 아닌 경우에는 경로비용과 회전비용에 따라 힙을 정렬하는 과정과; 힙 정렬이 완료되면, 루트 삭제후 다시 Binary heap 구조를 재구성하는 과정과; Binary heap 구조의 재구성이 완료되면, 최종결과인 Back link list를 이용하여 도착점(destination)에서부터 최단경로를 역추적하여 출발점(origin)에서 도착점(destination)까지를 출력하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템의 구성을 도시한 블록구성도이다.

이를 참조하면, 본 발명에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템은 주행차량이 목표하는 최단 시간 경로 탐색시 카 네비게이션 장착차량(이하, CNS 장착차량이라 함)과 CNS 비장착 차량별로 각기 상이한 탐색방법을 제공한다.

즉, 본 발명에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템은 그 내부에 구성된 동적순환 최단경로 탐색장치(RDMPA: Recurrent-Dynamic Minimum Path Apparatus)로부터 산출된 동적순환 최단경로의 탐색 결과인 새로운 경로를 CNS 장착 차량(A1∼An)으로 제공하는 바, 이때 상기 동적순환 최단경로 탐색장치(RDMPA)로부터 CNS 장착 차량(A1∼An)으로 새로운 경로 데이터의 제공은 노변에 설치된 비콘(Beacon)을 매개하여 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템은 CNS 비장착 차량(C1∼Cn)으로는 최초의 순환 최단경로 탐색 결과인 최초 경로를 제공하게 된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 경로 탐색장치의 회로구성을 도시한 블록구성도이다.

이를 참조하면, 참조부호 2는 제 1∼N 비콘(BC1∼BCn)으로부터 차량의 위치 데이터 및 특정 차량의 목적지 및 출발지 데이터를 수신하는 데이터 수신부를 나타낸다.

또한, 참조부호 4는 CNS 장착 차량(A1∼An)의 현재 이동위치 데이터를 시각별로 저장하기 위한 임시 메모리를 나타내며, 참조부호 6은 각 차량의 분류 데이터 예컨대, CNS 장착 차량과 비장착 차량을 기등록하고, CNS 장착 차량(A1∼An)의 액정 픽셀정보를 저장하기 위한 주 메모리를 나타낸다.

한편, 참조부호 8은 이동중인 차량의 현재위치와 목적지간의 최단 거리를 탐색하기 위한 동적 최단경로 탐색 알고리즘을 나타내며, 참조부호 10은 U턴 및 P턴 등의 턴 패널티(Turn Penalty)를 적용하여 차량의 최단경로를 탐색하기 위한 순환 최단경로 탐색 알고리즘을 나타낸다.

또한, 참조부호 12는 상기 동적 최단경로 탐색 알고리즘(8) 및 순환 최단경로 탐색 알고리즘(10)을 통해 탐색된 최단 경로 데이터를 상기 제 1∼N 비콘(BC1∼BCn)을 매개하여 차량으로 전송하기 위한 데이터 송신부를 나타낸다.

한편, 참조부호 14는 CNS 장착차량(A1∼An)으로부터 위치 이동 데이터를 실시간으로 전송받아 해당 목적지와 현재 차량위치간의 최단거리를 턴 패널티를 적용하여 산출한 결과값을 차량 위치를 업데이트하면서 실시간으로 제공하도록 하며, CNS 비장착 차량(C1∼Cn)으로부터 현재위치와 목적지 데이터를 전송받아 턴 패널티만을 적용한 최단 경로를 초기 제공토록 하기 위하여 상기 동적 최단경로 탐색 알고리즘(8)과 순환 최단경로 탐색 알고리즘(10)을 구동 제어하는 제어부를 나타내며, 14a는 이동 차량의 위치 데이터를 시간별로 업데이트 하며, 시간소요 비용을 산출하기 위하여 타이밍을 행하는 타이머를 나타낸다.

이하, 본 발명에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템의 동적 순환 최단경로 탐색 알고리즘과 순환 최단경로 탐색 알고리즘에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 기술한다.

이를 참조하면, 상기 동적 순환 최단경로 탐색 알고리즘은 동적 최단경로 탐색 알고리즘(8)과 순환 최단경로 탐색 알고리즘(10)을 복합하여 구성한 알고리즘으로, CNS 장착 차량(A1∼An)으로 최신 탐색 경로를 제공하기 위한 알고리즘이다.

보다 상세하게, 두 탐색 알고리즘의 통합은 짧은 시간 간격에 원래의 기종점 및 교차로나 분기점과 같은 새로운 출발점을 순환최단경로 탐색 알고리즘의 입력 데이터로 제공한다. 순환최단경로 탐색 기법의 결과인 새로운 최단 경로를 CNS 장착 차량(A1∼An)에게 제공한다. 이때, 제공되는 경로 정보는 다음 링크의 To node 정보만을 제공한다. 동적순환 최단경로 탐색 알고리즘은 다음과 같다.

먼저, 최단 경로를 탐색하기를 소망하는 차량이 CNS 장착차량인 지 아닌 지의 여부를 판단하여 그룹을 분류하고, 초기 링크 통행시간을 상기 동적순환 최단경로 탐색 장치(RDMPA)에서 산출한다(제 1 단계: ST-1).

그리고, 현재시간이 차량의 시작시간인 지의 여부를 판단하는 바, 이는 최단거리 탐색을 소망하는 차량이 CNS 장착 차량인지 비장착 차량인지의 여부를 판단하기 위하여 움직임이 있는 지를 인식하기 위함이다(제 2 단계: ST-2).

이에 따라, CNS 장착 차량(A1∼An)의 경우에는 출발노드를 죤센트로이드 노드 또는 교차로 노드, 분기 노드로 구분하여 입력받아(제 3 단계: ST-3) 원래의 출발지와 교차로 및 분기점에서 시작하는 기종점 최단경로(동적 경로의 순환 최단경로)를 탐색한다(제 4 단계: ST-4). 이때 순환 최단 경로 탐색에 대한 알고리즘은 도 4를 참조하여 후술한다.

반면에, CNS 비장착 차량(C1∼Cn)의 경우에는 출발노드를 죤센트로이드 노드 인 최초 기종점에 대해(제 5 단계: ST-5) 순환 최단 경로를 탐색하여 최단 경로를그 차량(C1∼Cn)으로 제공한다(제 6 단계: ST-6).

그리고, 상기 동적순환 최단경로 탐색장치(RDMPA)는 해당 차량이 CNS 장착 차량(A1∼An)인지를 판단하여(제 7 단계: ST-7), CNS 장착 차량인 경우에는 해당 차량이 위치한 노드의 속성이 교차로 또는 분기점인지의 여부를 확인한다(제 8 단계: ST-8).

상기 동적순환 최단경로 탐색장치(RDMPA)에서 해당 차량이 위치한 노드의 속성이 교차로 또는 분기점이 아닌 경우에는 상기 동적순환 최단경로 탐색장치(RDMPA)에서 CNS 장착 차량(A1∼An)으로 링크의 첫 번째 셀에서 연결된 링크의 To node 데이터를 제공한다(제 9 단계: ST-9).

노드의 속성이 교차로 또는 분기점인 경우에는 상기 동적순환 최단경로 탐색장치(RDMPA)에서 CNS 장착 차량(A1∼An)으로 링크의 첫 번째 셀에서 다음 경로에 있는 노드를 제공한다(제 10 단계: ST-10).

또한, CNS 장착 차량이 아닌 경우에는 상기 동적순환 최단경로 탐색장치(RDMPA)에서 CNS 비장착 차량(C1∼Cn)으로 통행한 노드 개수를 누적하여 다음 경로의 To node를 제공한다(제 11 단계: ST-11).

그리고, CNS 장착 또는 비장착 차량 모두 배정된 차량을 이용하여 동적최단경로 탐색을 위한 가로망 상태 분석을 행하여 각 링크의 통행시간을 갱신한다(제 12 단계: ST-12).

그리고, 상기 동적순환 최단경로 탐색장치(RDMPA)는 분석시간이 종료되었는 지의 여부를 판단하여(제 13 단계: ST-13) 분석이 지속적으로 필요한 경우에는 제2 단계로 복귀하고, 분석시간이 종료된 경우에는 동적 순환 최단경로 탐색을 종료한다(제 14 단계: ST-14).

이하, 상기 순환 최단경로 탐색 알고리즘(10)에 대하여 도 4를 참조하여 기술한다.

이를 참조하면, 상기 순환 최단경로탐색 알고리즘(10)은 주어진 가로망의 운행제약 상황하에서 좌회전 금지, U-Turn, P-Turn, 통행금지 등을 고려할 수 있는 최단시간경로 탐색 알고리즘이다.

본 알고리즘에서는 노드에 표지를 설정하는 방법이 아닌 노드와 노드를 연결하는 링크에 전 링크의 표지를 설정하는 방법을 사용함으로써, 전전노드에 대한 정보가 필요없으며 회전이 연속적으로 금지된 구간에서도 전링크에 대한 정보만 있으면 쉽게 최단경로의 도출이 가능하게 된다.

일반적으로 링크의 수는 노드수에 비해 3배이상이 되므로 링크를 탐색하기 위해서는 그 만큼 더 많은 계산시간이 소요된다. 그러나 본 발명에 따른 순환 최단경로 탐색 알고리즘(10)에서는 링크를 탐색하되 노드를 기반으로 하여 링크를 탐색함으로서 계산 시간 측면에서는 노드에 라벨을 설정하는 덩굴망 알고리즘과 비교하여 볼 때 차이가 없을 뿐만 아니라 연속적인 회전이 금지된 경우에 대해서도 효과적으로 해결할 수 있다.

이는 해당 노드가 단지 하나의 전노드에 대한 정보를 가지고 있는 것이 아니라 연결된 링크에 라벨을 설정하므로 복수개의 전노드를 갖도록 함으로서 가능하다. 또한, 4지 교차로의 경우 하나의 노드와 8개의 링크로 구성하면서 이동류별로교차로의 교통상황을 반영하여 좌회전, 우회전, 직진 이동류에 대해 보다 정확한 통행시간을 제공할 수 있다.

링크기반 경로탐색 알고리즘은 각 링크의 종점에 대한 도착비용과 링크의 전 링크를 저장하여 경로를 탐색하기 때문에 교통망의 모든 연속 링크간의 회전비용을 고려할 수 있다. 따라서 하나의 노드에 대해 하나의 전 노드와 최소 도착비용을 저장하는 전통적인 수형망 알고리즘이나 이를 개선한 덩굴망 알고리즘과 달리 하나의 노드에 대해 접근로 수만큼의 이전 링크와 도착비용이 저장되어 연속 회전Penalty 문제를 해결할 수 있다.

즉, 최적경로 탐색이 링크기반으로 이루어짐에 따라 기존 알고리즘에서는 전 노드(Preceding Node)를 기억하는 대신, 전 링크(Preceding Link)를 기억하게 된다. 링크기반의 최단경로탐색 알고리즘은 현노드의 전노드나 전전노드를 검색해서 기점노드부터 현노드까지의 최단경로를 구축하는 노드기반의 순차적 탐색법과는 달리 현 링크의 전링크를 검색함으로써 기점노드로부터 현링크의 종결노드까지의 최단경로를 구축한다.

이하, 상기 순환 최단경로 탐색 알고리즘을 기술한다.

먼저, 상기 순환 최단경로 탐색 알고리즘의 변수를 지정하는 바, m : 임의의 노드 번호(node sequence number), n : 임의의 링크 번호(link sequence number), UN : 현재의 노드에 부과되는 통행비용, BN : 현재 노드의 이전 링크, UL : 현재의 링크에 부과되는 통행비용, BL : 현재 링크의 이전 링크, j : 출발지와 하나의 링크로 직접 연결된 노드, i : 현재 최단경로 탐색대상이 되는 링크, k : 현재 최단경로 탐색대상이 되는 링크와 연결된 다음 링크, l : 현재 최단경로 탐색대상이 되는 링크와 연결된 다음 링크의 to node, CJ : 출발노드에서 임의의 노드나 링크까지의 노선비용, LC : 링크의 통행비용, Binary heap 구조란 이진 Tree 구조를 말하며 상위부분이 하위부분보다 작을때까지 교환을 반복하여가 최소인 것을 최상위(root)에 설정하는 작업을 통하여 구성하는 것을 의미하며, 상기 동적순환 최단경로 탐색장치(RDMPA)에서 해당 변수 예컨대, 모든 노드와 링크의 비용 또는 이전 링크의 표지를 초기화한다.

-

-를 초기화한다(제 20 단계: ST-20).

초기 출발 노드가 From Node인 링크를 검색한다(제 21 단계: ST-21).

링크 검색이 완료되면, 해당 링크의와 i를 사용하여 Binary heap 구조를 구성한다(제 22 단계: ST-22).

그리고, 상기 Binary heap 구조에서 최상위(root)를 다음 탐색링크로 설정하고 힙을 root가 없는 Tree로 만들고(root를 삭제) 힙으로 다시 구성하기 위해 마지막 노드의 데이터를 root로 옮기고 Binary heap 구조를 재구성한다(제 23 단계: ST-23).

또한, 기설정된 탐색링크(i)와 연결된 링크(k)에 대한 링크를 검색하고 해당 링크비용을 산출한다(제 24 단계: ST-24).

그리고, 해당 탐색링크(i)의 to node의 턴 패널티(turn penalty) 유무를 판단하여 if turn penalty = exist, CJ =+, else, CJ =++ TC (제 25 단계: ST-25), 링크비용을 계산하는 바, 이는 if CJ <,= CJ,= i, if> CJ,= CJ,= k의 수식을 통해 산출하고 그 링크비용이 수정된 경우에와 k 를 기존의 Binary heap 구조에 삽입하여 Binary heap 구조를 정렬한다.

이때, 턴 패널티가 존재하는 경우에는 경로 비용만을 이용하여 Binary heap 구조를 정렬하고(제 26 단계: ST-26), 턴 패널티가 존재하지 않는 경우에는 경로 비용과 턴 비용을 함께 고려하여 Binary heap 구조를 정렬한다(제 27 단계: ST-27).

Heap 정렬이 완료되면, 루트 삭제후 다시 Binary heap 구조를 재구성한다(제 28 단계: ST-28).

그리고, Binary heap 구조의 재구성이 완료되면, 최종결과인 Back link list를 이용하여 도착점(destination)에서부터 최단경로를 역추적하여 출발점(origin)에서 도착점(destination)까지를 출력한다(제 29 단계: ST-29).

한편, 본 발명의 실시예에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템 및 그 탐색 7방법은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템 및 그 탐색 방법은 순환 최단경로 탐색 기법과 동적 최단경로 탐색 기법을 통합하고, 이에 대한 결과값으로 탐색 경로를 차량으로 제공함으로써 CNS 장착 또는 비장착 차량으로 턴 패널티를 적용한 정확한 경로 탐색 결과를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 카 네비게이션 시스템을 장착하여 데이터통신망을 매개하여 이동중인 차량의 위치 데이터를 전송하고 그에 대한 목적지간의 최단 경로 데이터를 전송받기 위한 CNS 장착 차량과;

   카 네비게이션 시스템이 장착되고, 데이터통신망을 매개하여 출발지 및 목적지 위치 데이터의 전송으로 인해 최초 순환 최단경로 데이터를 전송받는 CNS 비장착 차량과;

   차량의 이동 위치 좌표를 검출하고, 상기 CNS 장착차량 측으로 동적순환 최단경로 탐색 데이터를 실시간으로 전송하기 위해 노변에 기설치된 제 1∼N 비콘과;

   상기 CNS 장착차량으로 동적순환 최단경로를 탐색한 경로 데이터를 전송하고, 상기 CNS 비장착 차량으로는 최초 순환 최단경로 데이터를 전송하는 동적순환 최단경로 탐색장치;

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동적순환 최단경로 탐색장치는 제 1∼N 비콘으로부터 차량의 위치 데이터 및 특정 차량의 목적지 및 출발지 데이터를 수신하는 데이터 수신부와; CNS 장착 차량의 현재 이동위치 데이터를 시각별로 저장하기 위한 임시 메모리와; 각 차량의 분류 데이터를 기등록하고, CNS 장착 차량의 액정 픽셀정보를 저장하기 위한 주 메모리와; 이동중인 차량의 현재위치와 목적지간의 최단 거리를 탐색하기 위한 동적 최단경로 탐색 알고리즘과; U턴 및 P턴 등의 턴 패널티(Turn Penalty)를 적용하여 차량의 최단경로를 탐색하기 위한 순환 최단경로 탐색 알고리즘과; 탐색된 최단 경로 데이터를 상기 제 1∼N 비콘을 매개하여 차량으로 전송하기 위한 데이터 송신부와; CNS 장착차량으로부터 위치 이동 데이터를 실시간으로 전송받아 해당 목적지와 현재 차량위치간의 최단거리를 턴 패널티를 적용하여 산출한 결과값을 차량 위치를 업데이트하면서 실시간으로 제공하도록 하며, CNS 비장착 차량으로부터 현재위치와 목적지 데이터를 전송받아 턴 패널티만을 적용한 최단 경로를 초기 제공토록 하기 위하여 상기 동적 최단경로 탐색 알고리즘과 순환 최단경로 탐색 알고리즘을 구동 제어하는 제어부;

   로 구성된 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 시스템.
3. CNS 장착 및 비장착 차량의 출발지 및 목적지 데이터를 기초로 동적 순환 시간경로를 탐색하기 위한 시스템의 탐색방법에 있어서,

   최단 경로를 탐색하기를 소망하는 차량이 CNS 장착차량인 지 아닌 지의 여부를 판단하여 분류하는 과정과;

   해당 차량의 초기 링크 통행시간을 산출하는 과정과;

   현재시간이 차량의 시작시간인 지의 여부를 판단하는 과정과;

   해당 출발 노드의 속성을 파악하여 입력하는 과정과;

   해당 차량이 CNS 비장착 차량의 경우에 최초 기종점에 대해서 순환 최단경로를 탐색하는 과정과;

   해당 차량이 CNS 장착 차량인 경우에는 최초 출발지, 교차로, 분기점에서 시작하는 기종점 최단경로를 탐색하는 과정과;

   해당 차량이 CNS 장착 차량인 경우에 현재 노드가 교차로 또는 분기점인지의 여부를 판단하는 과정과;

   CNS 장착 차량의 현재 노드가 교차로 또는 분기점인 경우에는 그 교차로 또는 분기점을 새로운 출발점으로 다음 링크의 노드를 제공하는 과정과;

   해당 차량이 CNS 장착 차량이면서, 교차로 또는 분기점이 아닌 경우에는 연결된 링크의 다음 노드 정보를 제공하는 과정과;

   해당 차량이 CNS 비장착 차량인 경우에는 최초의 기종점 최단경로 탐색을 통해 기저장된 다음 링크의 노드를 제공하는 과정과;

   각 링크의 통행시간을 갱신하는 과정;

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 출발노드 속성을 확인하여 입력하는 과정은 현재시간과 시작시간이 동일한 경우에는 출발노드로 죤센트로이드 노드 또는 교차로 노드 또는 분기 노드중 어느 하나를 적용하고, 현재 시간과 시작 시간이 상이한 경우에는 출발노드로 죤센트로이드 노드만을 적용하는 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 방법.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 순환 최단경로 탐색 과정은 모든 노드와 링크의 비용 또는 이전 링크의 표지를 초기화하는 과정과;

   출발 노드가 전노드(From Node)인 링크를 검색하는 과정과;

   링크 검색이 완료되면, 해당 링크의 현재 최단경로 탐색대상 링크와 그 노드 통행비용을 이용하여 바이너리 힙(Binary heap) 구조를 구성하는 과정과;

   상기 바이너리 힙 구조에서 최상위 루트를 다음 탐색링크로 설정하고 루트를 삭제하여 최단거리 힙을 정렬하는 과정과;

   기설정된 탐색링크(i)와 연결된 링크(k)에 대한 링크를 검색하고 해당 링크비용을 산출하는 과정과;

   해당 탐색링크(i)의 다음 노드가 회전 금지 노드인지의 여부를 판단하는 과정과;

   회전 금지 노드인 경우 경로 비용에 따라 힙을 정렬하는 과정과;

   회전 금지 노드가 아닌 경우에는 경로비용과 회전비용에 따라 힙을 정렬하는 과정과;

   힙 정렬이 완료되면, 루트 삭제후 다시 바이너리 힙 구조를 재구성하는 과정과;

   바이너리 힙 구조의 재구성이 완료되면, 최종결과인 Back link list를 이용하여 도착점(destination)에서부터 최단경로를 역추적하여 출발점(origin)에서 도착점(destination)까지를 출력하는 과정;

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비콘 시스템을 이용한 동적 순환 최단 시간경로 탐색 방법.