KR20030036945A - 최적 경로 결정 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이 목적지까지 도달하는데에 필요한 최적 경로를 제공해 주는 교통정보 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 센서에 의해 계측되거나 운전자에 의해 보고된 명목 주행 속도에 그 도로를 주행중인 다양한 차량의 속성(크기, 운행특성 등)과 도로특성(도로의 차선수, 길이, 끝단의 속성 등) 등을 고려한 도로 자체의 효율성을 반영하거나, 운전하고자 하는 차량의 속성과 목적지로 향하는 정도와 운전자의 도로에 대한 익숙도 등을 고려한 가중치를 고려하여 최적 경로를 제시하기 때문에, 운전자의 실제 운전시의 경우와 유사한 최적 경로를 제시하는 것이 가능해진다.

Description

최적 경로 결정 시스템 및 방법{Optimum Path Determination System and Method}

본 발명은 차량이 목적지까지 도달하는데에 필요한 최적 경로를 제공해 주는 교통정보 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.

운전자가 대도시나 고속도로에서 운전을 하는 경우에, 목적지까지 최단시간에 도착하기 위해서는 교통 방송을 통해 도로의 주행상태를 들으면서 운전자가 최적 경로를 판단하거나 운전차량의 네비게이션 시스템을 통해 최적 경로를 제시받는다.

그런데, 교통방송을 근거로 한 최적 경로 판단은 운전자가 기억하는 소량의소통상태 정보에 근거에서 운전자가 주관적으로 판단하기 때문에 그 판단 정확성이 낮다. 또한 종래의 네비게이션 시스템에 의한 최적 경로 판단은 각 도로에 설치된 주행 속도센서 또는 교통통신원에 의해 보고되는 각 도로의 주행 속도정보를 근거로 하여 목적지까지 최단시간을 계산함으로써 이루어진다.

특히, 실제 운전의 경우에는 예를들면 속도센서에서 계측되는 주행 속도나 교통통신원에 의해 보고된 주행 속도(명목 주행 속도)가 40km/h이라고 해도, 실제 주행하고자 하는 차량이 대형 버스인 경우에는 소형차량에 비하여 운전이 자유롭지 못하기 때문에 소형 차량 보다 실제 주행 속도가 상당히 떨어져 이 명목 주행 속도(40km/h)로 주행하기가 어렵다. 경차의 경우에는 이와는 정반대 현상이 초래된다.

또한, 시내버스의 경우에는 정류장에 정차 가능성이 높지만 승용차의 경우에는 그 가능성이 적기 때문에, 시내버스의 경우에는 승용차에 비하여 실제 주행 속도가 상당히 떨어진다. 그러므로 실제 주행 속도는 차량의 운행 특성에 따라 명목 주행 속도와 상당히 다르다.

그리고, 운전자가 익숙하지 않은 도로와 익숙한 도로의 경우에는 동일한 명목 주행 속도라고 할지라도 실제 주행 속도가 크게 상이하게 된다.

이렇게 실제 주행에 있어서는 운행 차량의 크기, 운행특성, 특정 도로에 대한 친숙도 등에 따라 실제 주행 속도가 크게 상이하게 나타남에도 불구하고, 종래의 네비게이션 시스템용 최적 경로 결정 방법에서는 이러한 점들을 간과함으로써, 실제 주행시의 최적 경로와는 상이한 경로를 제시하여 그 신뢰도(정확도)가 낮은경우가 많았다.

본 발명은 종래 기술의 이러한 단점을 해결한 것으로, 운전자의 실제 주행시와 유사한 판단 방법으로 최적 경로를 제시해 줄 수 있는 교통정보 제공시스템용 최적 경로 제공 방법을 제공한다.

보다 구체적으로 설명하면 본 발명은 센서에 의해 계측되거나 운전자에 의해 보고된 명목 주행 속도에 그 도로를 주행중인 다양한 차량의 속성(크기, 운행특성 등)과 도로특성(도로의 차선수, 길이, 끝단의 속성 등) 등을 고려한 도로 자체의 효율성을 반영하거나, 운전하고자 하는 차량의 속성과 목적지로 향하는 정도와 운전자의 도로에 대한 익숙도 등을 고려한 가중치를 고려한 최적 경로 제시 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1A, 1B : 로컬 프로세서

2 : 그로벌 프로세서

3A, 3B, 3N : 차량

먼저, 특정 도로를 주행하는 차량들의 속성과 도로의 특성을 고려한 효율성 측정방법에 대해 설명하고자 한다.

특정시점에 특정도로를 주행하는 차량의 크기, 차량수, 운전 특성(정거장에 정차 가능성)에 따라 실제 주행 속도는 속도센서나 교통통신원에 의해 보고된 속도인 명목 주행 속도와 차이가 나게 된다. 본 발명과 동일 출원인의 선출원 특허 2001-66324호에 기재된 바와 같이 수많은 차량에 단말통신장치를 두어 이 단말통신장치가 GPS시스템을 이용하여 현재의 위치와 함께, 차량의 인식번호(단말 장치의 인식 번호에 대응함)를 송신하도록 하면 미리 저장된 각 차량의 인식번호에 대응하는 차량의 크기, 차량의 운행 특성을 이용함으로써, 이러한 특정시점에 특정도로를 주행하는 차량의 크기, 차량수, 운행 특성 등이 얻어질 수 있다.

큰 차량이 많을수록 실제 주행 속도는 이러한 명목 주행 속도에 비하여 감소한다. 또한 차량수가 많으면 실제 주행 속도는 명목 주행 속도에 비하여 감소한다. 그리고, 정거장에 정차할 가능성이 높은 차량(시내버스)이 많으면 실제 주행 속도가 명목 주행 속도에 비해 감소한다.

이러한 특정시점에 특정도로를 주행하는 차량의 크기, 차량수, 운행특성 등을 고려한 효율성(E_V)은 아래의 수식 1과 같은 함수로 표현될 수 있다.

E_V= 함수 (차량의 크기, 차량수, 운행특성) (수식 1)

효율성(E_V)은 차량의 크기, 차량수, 정차하는 가능성이 높은 운행특성 각각에 반비례하므로 효율성(E_V)은 예를들면 아래의 수식 2와 같은 간단한 수식으로 표현할 수 있지만, 이러한 수식 2에 한정되는 것이 아니라 효율성(E_V)이 차량의 크기, 차량수, 정차하는 가능성이 높은 운행특성 각각에 반비례하는 특성을 가지는 다양한 함수가 가능하다.

E_V= SUM (E_V1+E_V2+E_V3) (수식 2)

여기서 E_V1,E_V2,E_V3은 각각 차량의 크기, 차량수, 운행특성의 각각의 효율성을 나타낸다. 예를들어 E_V1은 차량의 크기에 따른 효율성 계수로서 크기가 큰 차량이 많을수록 적은 값을 가지고 크기가 큰 차량이 적을수록 큰 값을 갖는다.

이제 도로의 특성을 고려한 효율성에 대해 살펴 보기로 한다.

도로의 차선수, 도로의 길이, 끝단의 특성 등의 도로 자체의 특성은 이미 알려져 있기 때문에, 이러한 데이터가 미리 입력된다. 차선수가 많거나 도로가 길거나 끝단이 넓어지면 실제 주행 속도는 명목 주행 속도에 비하여 증가하게 된다.

이러한 각 도로의 특성을 고려한 효율성(Er) 역시 차량을 고려한 효율성(Ev)의 수식 1, 2와 동일한 방식으로 계산된다.

특히, 이상에서 살펴본 차량 및 도로의 특성에 따른 효율성(Ev, Er)의 계산은 실제 도로에서 각 특성을 변화시켜 그 때의 실제 주행 속도 변화에 따라 정해지는 계수들을 적용하는 것이 바람직하다. 또한 실제 도로에서 각 특성에 따른 실제 주행 속도를 측정하여 테이블 맵 방식으로 각 계수에 따른 효율성 표를 작성해 두고 이를 적용한다면 보다 빠르고 정확하게 효율성(Ev, Er)을 얻을 수 있다.

이상과 같이 하면 특정시점에 특정 도로를 주행하는 차량과 그 도로 특성을 고려한 효율성(Ev, Er)이 얻어진다.

다음으로 실제 주행하고자 하는 차량의 특성을 고려한 가중치(Gc), 목적지로 향하는지 여부에 따른 가중치(Gd), 도로에 대한 운전자의 친숙도(Gf)에 따른 가중치를 어떻게 구할 수 있는지 살펴 보기로 한다.

위에서 설명한 바와 같이 차량의 특성(차량의 크기, 운행 특성 등)에 따라 실제 주행 속도가 차이가 난다. 그러므로 최적 경로를 제공하기 위해서는 실제 주행하고자 하는 차량의 크기나 운행특성이 상이한 것을 반영해야 한다. 차량의 크기가 크거나 운행특성이 정차할 가능성이 많은 경우에는 실제 주행 속도는 명목 주행 속도에 비해 떨어지기 때문에, 이러한 경우에는 가중치(Gc)가 적어지게 된다. 그러므로, 가중치(Gc)를 상기 1, 2식과 동일한 방식으로 구할 수 있다.

다음으로 목적지를 향하는지 여부에 따른 가중치(Gd)는 교차로에서 현재 진행하는 방향과 동일한 방향(직진방향), 우/좌회전 방향, 반대방향(U턴 방향)순으로 목적지에서 멀어지기 때문에 이 순서대로 가중치가 적어진다. 교차로에서 직진 방향으로 진행하는 경우, 우회전하는 경우, 좌회전 또는 U턴하는 경우 순으로 시간이 많이 걸리므로 각각의 가중치를 예를들면 1.0, 0.7, 0.3 정도로 정하면 된다.

마지막으로 도로의 친숙도를 고려한 가중치(Gf)는 주행하고자 하는 차량의 과거 주행 경로를 추적한 결과(이 결과는 본 발명의 선행기술인 특허 2001-66324호에 기재된 바와 같이 특정차량의 위치가 추적되는 경우에 가능함)에 근거하거나 운전자의 수동입력에 따라 결정된다. 과거 주행한 경험이 많은 도로 또는 운전자가 특별히 지정한 도로라면 가중치를 크게 하고 그렇지 않은 도로라면 가중치가 적어진다.

이상에서와 같은 방식으로 효율성(Ev, Er), 가중치(Gc, Gd, Gf)를 구하면 이들과 각 도로의 명목 주행 속도(Vp)를 근거로 하여 각 도로의 명목 주행 시간(Tp)을 구하고 이들을 통해 최적 경로를 구하면 된다.

예를들어 각 경로상의 각 도로에 대하여 아래의 수식 3과 같은 방식으로 각 도로의 보정된 주행시간(Ta)을 계산하여 이 보정된 주행시간(Ta)을 각 경로마다 합하여 가장 적은 시간이 소요되는 경로가 최적 경로가 된다.

Ta = Tp/((Ev + Er) * (Gc + Gd + Gf)) (수식 3)

물론 필요에 따라 효율성(Ev, Er), 가중치(Gc, Gd, Gf)는 실제 주행 속도를 고려하여 스케일을 조정할 수도 있으며, 상기와 같은 단순한 수식 대신에 효율성(Ev, Er)와 가중치(Gc, Gd, Gf)에 반비례하여 실제 주행시간이 결정될 수 있는 다양한 수식도 가능하다. 또한 예상 주행시간을 운전자에게 제공해야 하는 경우에는 상기 수식 3의 분모가 평균적으로 1에 되도록 각 계수들(Ev, Er, Gc, Gd, Gf)의 스케일을 적절히 조정해야 한다.

이상에서는 효율성(Ev, Er), 가중치(Gc, Gd, Gf) 모두를 고려하여 최적 경로를 제시하는 방법에 대하여 설명하였지만, 일부만을 고려한 최적 경로를 제공하는 것도 가능하다. 예를들면, 운전자가 초보운전자라서 자기 차량의 특성을 고려한 가중치(Gc)와 목적지를 향하는지 여부에 따른 가중치(Gd)와 도로에 대한 친숙도를 고려한 가중치(Gf)만을 고려하여 최적 경로를 제시해 줄 것을 요구하면 효율성(Ev, Er)을 고려하지 않고 가중치(Gc, Gd, Gf)만을 고려하여 최적 경로를 제시할 수 있다.

다음으로 본 발명의 효율성(Ev, Er), 가중치(Gc, Gd, Gf)를 계산하고 최적 경로를 제공해 주기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도 1을 참고로 하여 살펴보기로 한다.

본 발명은 특정지역을 담당하는 로컬 프로세서(1A, 1B)과, 이 로컬 프로세서(1A, 1B)에서의 정보를 이용하여 주행하고자 하는 각 차량에 최적 경로를 제공하는 그로벌 프로세서(2)로 구성된다.

로컬 프로세서(1A, 1B)는 담당하는 지역(A, B)의 도로의 특성을 저장하고 있어 이를 근거로 각 도로의 특성에 따른 효율성(Er)을 계산하여 저장하며, 예를들면 본 출원인의 선출원인 특허 2001-66324호에 기재된 단말 장치를 수 많은 차량(3A, 3B, 3N)에 장착하여 각 도로를 통과하는 차량들에 설치된 단말 장치에서 그 차량들의 위치(P) 및 차량 인식번호(ID)를 수시로 수신함으로써 담당하는 지역 내에 있는 차량들의 평균 주행시간(명목 주행시간:Tp)을 계산하고, 이 인식번호(ID)에 대응하고 미리 저장된 각 차량의 크기(몇 단계로 구분됨), 차량수 및 운행특성 등을 고려한 효율성(Ev), 담당하고 있는 각 도로의 특성을 고려한 효율성값(Er)을 계산하고 이 데이터들을 저장하고 있다가 수시로 그로벌 프로세서(2)로 이 데이터들을 송신한다.

그로벌 프로세서(2)에서는 로컬 프로세서(1A, 1B)로부터의 데이터들(Tp, Ev, Er)을 저장하고, 미리 저장된 각 차량의 특성에 따라 가중치(Gc)가 미리 계산되어 저장된다.

특정의 주행하고자 하는 차량(도 1에서는 3N)의 네비게이션 시스템에서 차량의 인식번호를 송신하면서 목적지까지의 최적 경로를 요구하면, 출발지점에서 목적지까지 이르는 다양한 경로상의 각각의 도로에 대하여, 미리 저장된 명목 주행 시간(Tp), 효율성값(Ev, Er), 이 차량의 특성에 따른 가중치(Gc), 목적지로 향하는지 여부에 따른 가중치(Gd) 및 도로에 대한 친숙도를 고려한 가중치(Gf)를 근거로 상기 수식 3을 이용하여 각 도로의 보정된 주행시간(Ta)을 계산하고, 이를 바탕으로 각 대상 경로 중에서 최단시간이 소요될 것으로 예상되는 최적 경로를 주행하고자 하는 차량(3N)의 디스플레이 화면에 표시해 준다.

이러한 방식으로 최적 경로를 제시해 준다면, 실제 주행시와 근접한 최단시간이 소요되는 최적 경로를 제시해 줄 수 있어 보다 정확한 최적 경로 제시가 가능해 진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 원리와 개념이 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

이상과 같은 방법을 이용하면, 본 발명은 센서에 의해 계측되거나 운전자에 의해 보고된 명목 주행 속도에 그 도로를 주행중인 다양한 차량의 속성(크기, 운행특성 등)과 도로특성(도로의 차선수, 길이, 끝단의 속성 등) 등을 고려한 도로 자체의 효율성을 반영하거나, 운전하고자 하는 차량의 속성과 목적지로 향하는 정도와 운전자의 도로에 대한 익숙도 등을 고려한 가중치를 고려한 최적 경로를 제시하는 것이 가능해 진다.

Claims (17)

1. 차량의 운전자에게 목적지에 최단시간에 도달하는 최적 경로를 제공하는 최적 경로 제공 방법에 있어서,

   목적지에 도달하는 다양한 경로에 있는 각각의 도로에 존재하는 차량들의 특성을 고려한 가중치(Ev), 목적지에 도달하는 다양한 경로에 있는 각각의 도로들의 특성을 고려한 가중치(Er), 운전하고자 하는 차량의 특성을 고려한 가중치(Gc), 각 도로가 목적지로 향하는지 여부에 따른 가중치(Gd), 각 도로가 운전자에게 친숙한 정도에 따른 가중치(Gf) 중에서 적어도 하나의 가중치를 각 도로의 명목 주행 속도(Vp)에 반영하여 각 도로의 예상 주행 시간(Ta)을 산정하는 것에 근거하여 최적 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가중치(Ev)는 각 도로상의 차량들의 크기를 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가중치(Ev)는 각 도로상의 차량수를 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가중치(Ev)는 각 도로상의 차량들의 운행특성을 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 가중치(Ev)는 각 도로상의 차량들의 운행특성을 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 가중치(Er)는 각 도로의 차선수를 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 가중치(Er)는 각 도로의 길이를 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
8. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 가중치(Er)는 각 도로 끝단의 특성을 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 가중치(Er)는 각 도로 끝단의 특성을 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 가중치(Gc)는 운전하고자 하는 차량의 크기를 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
11. 제1항 또는 제10항에 있어서, 상기 가중치(Gc)는 운전하고자 하는 차량의 운행특성을 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
12. 제5항에 있어서, 운전하고자 하는 차량의 크기를 고려하는 가중치(Gc)를 더 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
13. 제5항에 있어서, 운전하고자 하는 차량의 운행특성을 고려하는 가중치(Gc)를 더 고려하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공방법.
14. 차량의 운전자에게 목적지에 최단시간에 도달하는 최적 경로를 제공하는 최적 경로 제공 시스템에 있어서,

    목적지에 도달하는 다양한 경로에 있는 각각의 도로에 존재하는 차량들의 특성을 고려한 가중치(Ev), 목적지에 도달하는 다양한 경로에 있는 각각의 도로들의 특성을 고려한 가중치(Er), 운전하고자 하는 차량의 특성을 고려한 가중치(Gc), 각 도로가 목적지로 향하는지 여부에 따른 가중치(Gd), 각 도로가 운전자에게 친숙한 정도에 따른 가중치(Gf) 중에서 적어도 하나의 가중치를 각 도로의 명목 주행 속도(Vp)에 반영하여 각 도로의 예상 주행 시간(Ta)를 계산하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공 시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 각 도로의 명목 주행 속도(Vp)는 각 구역을 담당하는 로컬 프로세서(2)에서 계산되는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공 시스템.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 각 도로의 명목 주행 속도(Vp)는 각 차량에 부착된 단말장치에서 송신된 정보에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공 시스템.
17. 제15항에 있어서, 상기 로컬 프로세서(2)는 각 도로를 주행하는 차량들의 특성과 각 도로의 특성을 고려한 가중치(Ev, Er)를 계산하는 것을 특징으로 하는 최적 경로 제공 시스템.