KR20040042216A - 차량의 경로 탐색 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 경로 탐색 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 교통정보 서버와 연결되어 교통정보를 전송받아 이동통신망을 통한 경로 요청자의 출발지와 목적지간의 경로 요청에 대해, 교통정보와 지도 정보를 반영한 경로 탐색을 수행하고, 경로 탐색에 출발지와 목적지간 일정한 탐색거리 내에서 도로 특성을 반영한 가중치 벡터를 적용한 최적 경로를 산출하여 이를 경로 요청자에게 전송하는 방법 및 이를 이용한 시스템을 포함한다.

따라서 본 발명은 실시간으로 수집되는 교통정보를 가공하여 경로탐색의 기초 코스트로 사용하고, 교통정보에 가중치 벡터를 적용하여 생성되는 경로를 이동통신망을 통해 경로 요청자에게 제공함으로써 회전 및 도로의 특성에 맞는 교통정보를 사용하여 경로탐색의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공하여 준다.

Description

차량의 경로 탐색 시스템 및 그 방법{ System for route searching of car and method thereof }

본 발명은 차량의 경로 탐색 시스템 및 그 방법 관한 것으로, 보다 상세하게는 실시간으로 수집되는 교통정보를 가중치 벡터로 적용하여 경로탐색의 정확도를 향상시키기 위한 차량의 경로 탐색 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

운전자가 출발지에서부터 목적지까지 선택하는 경로는 운전자의 편의나 경제적 측면에서 매우 중요하다.

통신 기술이 발달함에 따라, 운전자는 이동단말을 통해 경로 제공을 목적으로 하는 교통 센터로 자신이 원하는 출발지에서 목적지까지의 경로를 요청할 수 있다.

이러한 운전자의 경로 요청에 대해, 교통 센터는 교통정보와 지도 정보를 이용하여 최단경로, 다중경로, 최적 경로와 같은 경로 탐색 기술을 적용함으로써 운전자에게 적합한 경로를 제공한다.

그런데, 교통 센터에서 이용하는 교통정보는 주행하는 차량의 직진 중심으로 수집되기 때문에 좌회전, 우회전, U-턴(U-turn)과 같은 회전에 대한 정보는 전혀 반영되고 있지 않아 경로탐색에 정확도가 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 교통정보는 고속도로, 국도와 같은 도로 종별, 교량, 고가도로, 지하도로, 터널과 같은 시설물 등의 주행도로의 특성과 무관하게 수집되므로 도로 특성에 대한 교통정보가 부족하여 경로탐색의 정확도가 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전 및 도로 특성에 대한 교통정보를 반영하여 경로탐색을 수행함으로써 경로 탐색에 정확도를 높일 수 있는 차량의 경로 탐색 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 차량의 경로 탐색 시스템의 구성을 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 실시예의 차량의 경로 탐색 방법의 순서도를 도시한 것이다.

도 3은 탑-다운 방식을 적용한 다중레벨 탐색 과정을 도시한 것이다.

도 4는 본 탐색제한 알고리즘을 적용하여 제한한 탐색 영역을 도시한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 차량의 경로 탐색 방법의 특징은, a) 교통정보를 수집하여 기초 코스트를 준비하고, 차량항법 프로그램이 내장된 단말기에서 출발지와 목적지간 경로 탐색을 요청하면 지도 정보와 교통정보를 이용하여 출발지와 목적지간 경로 탐색을 시작하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 경로 탐색이 시작되면, 상기 출발지와 목적지간의 거리에 따라 탐색 레벨을 결정하고, 상기 탐색 레벨에서 후보 노드를 선정하는 단계; c) 상기 b) 단계에서 선정된 후보 노드에서 목적지까지 전방 경로 탐색을 수행하고, 상기 후보 노드에서 목적지의 일정 범위 내에서 출발지까지 후방 경로를 탐색하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계에서 탐색한 전방 경로와 후방 경로를 연결하여 경로 탐색을 완료하는 단계를 포함한다.

상기 b) 단계에서 탐색 레벨을 결정하는 단계는, 상기 출발지와 목적지간의 탐색 거리가 단거리일 경우에는 단일 레벨 탐색을 수행하고, 상기 탐색 거리가 장거리일 경우에는 다중레벨 탐색을 수행한다. 상기 다중레벨 탐색은 탐색 거리내의 도시간 주요 연결 도로만을 탐색영역으로 설정하여 상위 레벨에서 후보 노드들을 선정한다.

상기 c) 단계에서 경로 탐색을 수행하는 단계는, 상기 출발지와 목적지간 경로 비용에 대한 우선순위를 이용하여 최단 거리를 탐색하는 최적경로 알고리즘을 적용한다.

상기 최적경로 알고리즘은,

가) 상기 출발지와 목적지간의 모든 후보 노드들에 대해 출발지로부터 각 노드까지의 추정 최단거리인 임시 표지를 기록하는 단계; 나) 상기 가) 단계에서 기록한 임시표지 중에서 최소 값을 선택하여 상기 출발지로부터 각 노드까지의 실제 최단거리인 영구표지를 기록하는 단계; 다) 상기 나) 단계에서 영구표지 된 노드의모든 인접노드의 임시 표지를 수정하고, 상기 영구표지에 링크의 비용을 합한 값과 상기 임시 표지를 비교하여 최소 값을 선택한 후 상기 나) 단계로 되돌아가는 단계; 및 라) 상기 나) 단계 및 다) 단계를 통해 임시표지가 발견되지 않을 경우에 알고리즘을 종료하는 단계를 포함한다.

상기 c) 단계에서 경로 탐색을 수행하는 단계는,

상기 출발지와 목적지의 직선거리에 일정한 값을 더한 결과 치를 반지름으로 하는 두 원을 설정하고, 상기 두 원이 겹치는 부분을 경로 탐색 범위로 제한하는 탐색제한 알고리즘을 적용한다.

상기 c) 단계에서 경로 탐색을 수행하는 단계는,

상기 출발지와 목적지간의 탐색 거리 내에서 수집된 현재 교통정보를 이용하여 각 링크간 회전가중치, 링크 속성 가중치, 시설물 가중치, 도로종별 가중치와 같은 교통정보의 가중치 벡터를 적용하여 경로 탐색을 수행한다.

상기 교통정보의 가중치 벡터 중에서 회전 가중치는 회전유형, 진입/진출 링크의 혼잡도, 진출 링크의 도로종별, 진출 링크의 차선 수, 노드 종별을 기준으로 산정한다. 상기 회전 가중치(Wt)는 하기한 수학식1 을 이용하여 산정한다.

상기 교통정보의 가중치 벡터 중에서 링크 속성 가중치는 본선 분리/비분리, 연결로(JC/IC), 서비스 영역(Service Area) 레이어, 교차로의 통로와 같이 링크의 종류를 분류하여 각각에 상수 가중치를 적용한다.

상기 교통정보의 가중치 벡터 중에서 시설물 가중치는 일반도로, 교량, 터널, 고가도로, 지하도로와 같은 교차로를 신호 없이 통과시키는 시설물 특성에 상수 가중치를 적용한다.

상기 교통정보의 가중치 벡터 중에서 도로종별 가중치는 운전자의 편의를 위해 대도로 위주의 안내를 수행하도록 고속도로, 도시고속도로, 국도, 국가지원지방도, 지방도, 주요도로, 기타도로에 상수 가중치를 적용한다.

상기 c) 단계에서 경로 탐색을 수행하는 단계는,

상기 출발지와 목적지간 영역 거리(Area Distance)를 이용하여 탐색 거리를 제한하는 탐색제한 알고리즘을 적용하고, 상기 탐색 거리 내에서 수집된 교통정보를 이용하여 도로의 특성을 반영한 가중치 벡터를 적용하며, 상기 탐색 거리의 각 후보 노드들의 경로 비용에 대한 우선순위를 이용하여 최단거리를 탐색하는 최적경로 알고리즘을 적용한다.

한편, 본 발명에 따른 차량의 경로 탐색 시스템의 특징은, 현재 교통정보를 실시간으로 수집하여 경로탐색에 적합한 데이터로 가공하는 교통정보 서버; 및 상기 교통정보 서버와 연결되어 교통정보를 전송받아 이동통신망을 통한 경로 요청자의 출발지와 목적지간의 경로 요청에 대해, 상기 교통정보와 지도 정보를 반영한 경로 탐색을 수행하고, 상기 경로 탐색에 출발지와 목적지간 일정한 탐색거리 내에서 도로 특성을 반영한 가중치 벡터를 적용한 최적 경로를 산출하여 이를 상기 경로 요청자에게 전송하는 경로탐색 서버를 포함한다.

상기 경로탐색 서버는, 구(Old) 버전의 지도 데이터베이스, 신(New) 버전의 지도 데이터베이스를 관리하는 공유메모리; 상기 경로 요청자의 경로 요청이 미들웨어를 거쳐 전송되면, 경로 탐색 과정을 수행토록 경로탐색 알고리즘이 내장되는경로탐색 엔진; 및 관리자의 지도 정보를 수정/조회/관리에 대한 신호를 상주 프로그램을 통하여 상기 공유메모리의 지도 정보를 수정/조회/관리하고, 상기 교통정보의 서버의 교통정보 갱신신호를 전송받아 일정 주기마다 교통정보를 업데이트하는 프로세서를 포함한다.

상기 경로탐색 서버는, 상기 출발지와 목적지간 경로 비용에 대한 우선순위를 이용하여 최단 거리를 탐색하는 최적경로 알고리즘, 상기 출발지와 목적지의 직선거리에 일정한 값을 더한 결과 치를 반지름으로 하는 두 원을 설정하고, 상기 두 원이 겹치는 부분을 경로 탐색 범위로 제한하는 탐색제한 알고리즘, 및 상기 출발지와 목적지간의 탐색 거리 내에서 수집된 현재 교통정보를 이용하여 각 링크간 회전가중치, 링크 속성 가중치, 시설물 가중치, 도로종별 가중치와 같은 교통정보의 가중치 벡터를 적용한 경로 탐색을 선택적으로 적용하여 경로 탐색을 수행한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

어느 한 실시예에서 언급한 내용 중 다른 실시예에도 적용할 수 있는 내용은 다른 실시예에서 특별히 언급하지 않아도 이를 적용할 수 있는 것은 당업자에게 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 차량의 경로 탐색 시스템의 구성을 도시한 것이다.

도 1에 나타나 있듯이, 본 발명에 따른 실시예의 시스템은, 교통정보서버(100), 경로탐색 서버(200), 단말기(300), 관리자 컴퓨터(400)를 포함하고 있다.

교통정보 서버(100)는 영상검지기나 프로브 카(Probe car)와 같은 교통정보 수집장치를 통해 현재 교통상황에 대한 제반 정보를 수집 및 가공한다.

경로탐색 서버(200)는 단말기(300)의 경로 요청에 대해 교통정보와 지도 정보를 반영한 경로 탐색을 수행하여 단말기(300)로 경로탐색 결과를 응답으로 전송한다. 이러한 경로탐색 서버(200)는 공유메모리(220), 경로탐색 엔진(210), 프로세서(230)를 포함하고 있다.

공유메모리(220)는 경로탐색 지도 정보가 저장되어 있는데, 구(Old) 버전의 지도 데이터베이스, 신(New) 버전의 지도 데이터베이스를 관리하고 있다.

경로탐색 엔진(210)은 경로탐색 알고리즘이 내장되어 있어 단말기(300)의 경로 요청이 미들웨어를 거쳐 접수되며, 공유메모리(220)의 지도 정보를 참조하여 경로 탐색을 수행한다.

프로세서(230)는 관리자 컴퓨터(400)의 지도 정보를 수정/조회/관리에 대한 신호를 orpman 데몬(Daemon)을 통하여 공유메모리(220)의 지도 정보를 수정/조회/관리한다.

프로세서(230)는 orpman 데몬을 통해 교통정보 서버(100)의 갱신 신호를 받아서 교통정보를 갱신하기도 하는데, 대개 교통정보의 갱신주기는 5분마다 업데이트한다.

도 2는 본 발명에 따른 실시예의 차량의 경로 탐색 방법의 순서도를 도시한것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 차량의 경로 탐색 방법은 경로 요청자가 단말기(300)를 이용해 이동통신망에 접속하여 출발지와 목적지 간의 경로를 요청한다.(S10) 그러면, 경로 요청자의 경로 요청이 경로탐색 서버(200)의 미들웨어를 거쳐 경로탐색 엔진(210)에 전달되고, 경로탐색 엔진(210)은 교통정보 서버(100)에서 전송되는 교통정보와 공유메모리(220)의 지도 정보를 참조하여 경로 탐색을 시작한다.(S20, S30)

경로탐색 엔진(210)은 출발지와 목적지간의 탐색 구간 거리가 단거리인지, 장거리인지를 확인한다.(S40) 이때, 경로탐색 엔진(210)은 탐색 구간 거리를 아래 표 1을 참조하여 탐색 레벨을 결정한다.

탐색구간거리(㎞)	최상위 탐색레벨
25 이하	7-단일레벨 탐색
25∼70	5-다중레벨 탐색
70∼100	4-다중레벨 탐색
100이상	3-다중레벨 탐색

탐색 구간 거리가 25㎞ 이하로 단거리인 경우에, 경로탐색 엔진(210)은 단일레벨 탐색을 수행하고(S51), 해당 레벨에서 후보 노드들을 선정한다.(S52)

경로탐색 엔진(210)은 이렇게 선정된 후보 노드에서 목적지까지의 전방 경로를 탐색하고(S53), 후보 노드에서 출발지까지의 후방 경로를 탐색한 후(S54), 전방 경로 탐색 결과와 후방 경로 탐색 결과를 결합하여 경로 탐색을 완료한다.(S55, S70)

한편, 탐색 구간 거리가 25㎞ 이상으로 장거리일 경우에, 경로탐색엔진(210)은 표1을 참조하여 탐색 구간 거리에 해당하는 다중레벨 탐색을 수행한다.(S61)

경로탐색 엔진(210)은 다중레벨 탐색시 상위 레벨에서 경로탐색을 시작하는 탑-다운(Top-Down) 방식을 적용한다.(S62)

탐색구간 거리가 장거리일 경우에 탐색 영역 내에 존재하는 도로는 주요 도로 외에도 세로도 등을 포함하여 상당히 많은 도로를 탐색하게 된다. 실제 운전자가 장거리 운행시, 고속도로, 국도와 같은 도시간 주요 연결 도로를 주로 이용하게 된다.

따라서 탑-다운 방식을 이용한 경로 탐색은 탐색 영역 내의 모든 도로를 탐색할 필요 없이 도시간 주요 연결 도로만을 탐색 영역으로 설정한다.

도 3은 탑-다운 방식을 적용한 다중레벨 탐색 과정을 도시한 것이다.

도 3에 나타나 있듯이, 경로탐색 엔진(210)은 탑-다운 방식을 적용하여 경로 탐색시 상위 레벨에서 후보 노드들을 선정하고(S63), 후보 노드에서 목적지(G)까지의 전방 경로 탐색을 하고(S64), 후보 노드들에서 목적지의 일정 범위 내에서 출발지(S)까지 후방 경로탐색을 한다. (S65)

경로탐색 엔진(210)은 전방 경로 탐색 결과와 후방 경로 탐색 결과를 결합하여 경로탐색 과정을 완료한다.(S66, S70)

위에서, 탐색 구간 거리가 단거리 또는 장거리일 경우에, 경로탐색 엔진(210)은 전방 경로 탐색과 후방 경로 탐색에 최적경로(Dijkstra) 알고리즘, 탐색제한 알고리즘, 교통정보의 가중치 벡터를 적용하여 경로탐색의 정확도를 높일수 있다.

본 발명에 따른 실시예에서는 경로 탐색에 최적경로 알고리즘, 탐색제한 알고리즘, 교통정보의 가중치 벡터를 모두 적용하고 있지만, 경우에 따라 적합한 알고리즘이나 방식을 선택하여 경로탐색에 적용시킬 수 있다.

최적경로 알고리즘은 기존의 Dijkstra의 알고리즘을 기초로 하고 있는데, Dijkstra의 알고리즘은 수형망 알고리즘(Tree Building Algorithm)으로 경로 비용에 대한 우선순위(Priority Queue)를 이용하여 임의의 한 지점으로부터의 최단 비용 트리(Tree)를 작성하는 것이다.

최적경로 알고리즘은 출발지와 목적지의 두 지점간의 경로를 계산할 때 목적지가 탐색 트리에 포함되면 알고리즘을 종료한다.

이하, 최적경로 알고리즘의 절차를 살펴보면, 먼저 네트워크 상의 모든 노드 j에 대해 d_hj(j=1, 2,.., N-1)를 임시 표지(label) π_i로 기록하는데, 출발노드(h)에 j를 연결하는 링크가 없으면 d_hj=∞로 간주한다.(π_i←d_hj,π_h ^＊←0)

표지는 출발노드로부터 네트워크 상의 모든 노드까지의 최단거리 추정치를 각 노드에 기록한 것으로서, π_i는 출발노드로부터 각 노드까지의 추정 최단거리이고, π_i ^＊는 출발 노드로부터 각 노드까지의 실제 최단거리이다.

d_hj는 경로 길이로 노드 h에서 j까지의 길이이고, N은 네트워크 상의 총 노드수이다.

다음, 모든 임시 표지(π_i)중에서 최소치를 선택하여 이를 영구표지( π_i ^＊)하고, 영구 표지된 노드를 i라고 하면 π_i←min_j(π_i),π_h ^＊←π_i가 된다.

이렇게 영구 표지된 노드 I의 모든 인접 노드 j의 임시 표지를 수정하고, 영구 표지(π_i ^＊)에 링크의 비용 d_ij를 합한 값과 기존의 임시 표지 π_j를 비교하여 작은 값을 선택한다.( π_j←min(π_j,π_i ^＊+ d_ij))

더 이상 임시 표지가 없으면 최적 경로 알고리즘을 종료한다.

한편, 탐색 제한 알고리즘은 전극 도로 네트워크가 상당히 방대하여 탐색 소요 시간이 오래 걸리므로 탐색 속도를 향상시키기 위해 탐색 범위를 제한하는 것이다.

도 4는 탐색제한 알고리즘을 적용하여 제한한 탐색 영역을 도시한 것이다.

일반적인 탐색 제한 기법은 A* 알고리즘을 사용하지만, 본 발명에 따른 실시예에서 사용하는 탐색 제한 알고리즘은 도 4에 도시된 바와 같이, 탐색 지점간 직선거리에 일정한 값을 더하여 이를 반지름으로 하는 두 원을 그리고, 그 두 원이 겹치는 부분을 탐색 범위로 정한다.

이때, 탐색 지점간의 직선거리에 더해지는 일정한 값은 관리자가 변경 가능하다.

교통정보의 가중치 벡터를 적용한 경로탐색은 현재 교통정보 서버(100)를 통해 수집되는 교통정보를 사용하는데, 경로 탐색에 사용되는 교통정보는 각 노드와 노드 사이의 링크 정보를 수집하여 각 링크별로 통행속도, 통행시간, 혼잡도 등으로 구성된다.

본 발명에 따른 실시예에서는 경로 탐색시 도로의 특성을 반영한 각종 가중치 벡터와 회전 가중치 벡터를 적용하여 산정한다.

먼저, (a) 회전 가중치는 교통정보 서버(100)에서 수집된 교통정보를 가공하지 않고 그래도 사용할 경우에 링크에서 링크로의 진행시 노드를 통과하는 회전에 대한 교통정보가 배제되므로, 노드를 통과하는 회전에 대한 가중치를 적용하는 것이다.

회전 가중치 적용은 교차로 통과 지체 시간 등의 링크간 회전 통행시간을 반영하기 위해 회전/혼잡도/도로종별 기준으로 통행시간을 산정한다.

회전 가중치 벡터는 회전유형(직진, 좌회전, 우회전, 유턴 등), 진입/진출 링크의 혼잡도, 진출 링크의 도로종별, 진출링크의 차선 수, 노드종별(교차점 속성을 갖는 노드에서만 회전 가중치 적용)이다.

회전 가중치(Wt)는 아래 수학식 1을 이용하여 산정한다.

여기서,는 기준 회전가중치로서 진입/진출 링크의 도로종별이 같고 혼잡도는 둘 다 원활할 경우의 회전 가중치이다.와는 진입링크, 진출링크의 혼잡도에 따른 가중치,는 진출링크의 도로종별에 따른 가중치,는 진출링크의 차선 수에 따른 가중치를 각각 나타낸다.

위에서, 기준 회전가중치는 교차로에서 정지신호를 무시하고 통행할 경우의 통행시간과 정지신호를 종합적으로 고려한 값으로 직진 13초, 좌회전 33초, 우회전 15초, 유턴 33초를 적용하고 있지만, 이러한 수치는 교차로의 신호에 따라 조정 가능하다.

회전은 차량이 진행할 링크의 혼잡도에 큰 영향을 미치므로 아래 표2에서 표 5와 같이 진입/진출 링크에 대한 혼잡도 가중치를 적용한다.

진입링크의 혼잡도에 따른 가중치

구분	가중치
원활	1
서행	1.2
정체	2

진출 링크의 혼잡도에 따른 가중치

구분	가중치
원활	1
서행	1
정체	2

진출링크의 차선 수에 따른 가중치

구분	가중치
왕복 4차선 초과	1
왕복 4차선	1.1
왕복 2차선 이하	1.3

진출링크의 도로종별에 따른 가중치

구분	가중치
고속/도시고속	1
국도	1
지방도	1
국가지원지방도	1
주요도로1	1
주요도로2	1.1
주요도로3	1.1
기타도로 1/2	1.2

(b) 링크 속성 가중치는 일반도로의 진출입로(IC), 고속화도로간의 진출입로(JC)와 같은 연결로는 본선에 비해 속도를 내지 못하는 특성을 반영하기 위해 적용하는 것이다.

링크의 종류는 본선 분리, 본선 비분리, JC, IC, SA(Service Area), 교차로의 통로 등으로 분류하여 표 6과 같이 각각에 상수 가중치를 적용한다.

링크 속성 가중치를 적용한 새로운 통행시간은 원래 통행시간에 링크 속성 가중치를 곱한 결과가 된다.

링크 속성 가중치

1	본선(비분리)	-	상/하행선이 분리되지 않은 도로
2	본선(분리)	-	상/하행선이 분리된 도로(ex. 고속도로)
3	연결로(JC)	1.3
4	교차로의 통로	-	교차로에서 공통섬등으로 분리된 우회전 전용 도로
5	연결로(IC)	1.5
6	SA 레이어	1.7	고속도로 휴게소 등의 서비스 지역

(c) 시설물 가중치는 표 7과 같이 고가도로, 지하도로와 같은 교차로를 신호 없이 통과시키는 도로 시설물 특성을 반영한 것으로서, 교통 시설물에는 일반도로, 교량, 터널, 고가도로, 지하도로 등이 있다.

시설물 가중치를 적용한 새로운 통행시간은 원래 통행시간에 시설물 가중치를 곱한 결과가 된다.

시설물 가중치

코드	시설물	가중치
1	일반도로	-
2	교량	1.2
3	터널	-
4	고가도로	0.9
5	지하도로	0.9

(d) 도로종별 가중치는 운전자가 편의와 안전을 위해 주로 고속도로와 국도와 같은 큰 길 위주로 주행하는 것을 고려한 것으로 실질적인 통행시간의 차이는 적용되지 않는다.

즉, 도로종별 가중치는 편안하고 안전한 대도로 위주로의 경로 안내를 위해 적용되는 가중치로 통행시간에는 산정되지 않는다.

도로종별 가중치를 적용한 새로운 통행시간은 원래 통행시간에 도로종별 가중치를 곱한 결과가 된다.

도로종별 가중치

코드	도로종별	가중치
		일반	최적	고속우선
0	고속도로	1	1	0.5
1	도시고속도로	1	1	0.5
2	국도	1	1.5	1.5
3	국가지원지방도	1	1.7	1.7
4	지방도	1	1.7	1.7
5	주요도로1	1	2.0	2.0
6	주요도로2	1	2.5	2.5
7	주요도로3	1	5.0	5.0
8	기타도로1	2	5.0	5.0
9	기타도로2	2	5.0	5.0

이와 같이 교통정보 가중치 벡터의 적용은 경로탐색 엔진(210)이 경로 탐색을 수행하면서 가중치를 적용하여 계산하는데, 그 절차는 교통정보(통행시간)가 입력되면 회전가중치(a), 링크속성 가중치(b), 시설물 가중치(c), 도로종별 가중치(d)를 적용하여 새로운 통행시간을 산출한다.

한편, 회전 가중치, 링크 속성 가중치, 시설물 가중치, 도로종별 가중치에 적용한 각각의 상수치는 통계적으로 산출된 값으로서 관리자가 변경 가능하다.

상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 의한 차량의 경로 탐색 시스템 및 그 방법은 실시간으로 수집되는 교통정보를 가공하여 경로탐색의 기초 코스트로 사용하고, 교통정보에 가중치 벡터를 적용하여 생성되는 경로를 이동통신망을 통해 경로 요청자에게 제공함으로써 회전 및 도로의 특성에 맞는 교통정보를 사용하여 경로탐색의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

1. a) 교통정보를 수집하여 기초 코스트를 준비하고, 차량항법 프로그램이 내장된 단말기에서 출발지와 목적지간 경로 탐색을 요청하면 지도 정보와 교통정보를 이용하여 출발지와 목적지간 경로 탐색을 시작하는 단계;

   b) 상기 a) 단계에서 경로 탐색이 시작되면, 상기 출발지와 목적지간의 거리에 따라 탐색 레벨을 결정하고, 상기 탐색 레벨에서 후보 노드를 선정하는 단계;

   c) 상기 b) 단계에서 선정된 후보 노드에서 목적지까지 전방 경로 탐색을 수행하고, 상기 후보 노드에서 목적지의 일정 범위 내에서 출발지까지 후방 경로를 탐색하는 단계; 및

   d) 상기 c) 단계에서 탐색한 전방 경로와 후방 경로를 연결하여 경로 탐색을 완료하는 단계

   를 포함하는 차량의 경로 탐색 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 b) 단계에서 탐색 레벨을 결정하는 단계는,

   상기 출발지와 목적지간의 탐색 거리가 단거리일 경우에는 단일 레벨 탐색을 수행하고, 상기 탐색 거리가 장거리일 경우에는 다중레벨 탐색을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 다중레벨 탐색은 탐색 거리내의 도시간 주요 연결 도로만을 탐색영역으로 설정하여 상위 레벨에서 후보 노드들을 선정하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 c) 단계에서 경로 탐색을 수행하는 단계는,

   상기 출발지와 목적지간 경로 비용에 대한 우선순위를 이용하여 최단 거리를 탐색하는 최적경로 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 최적경로 알고리즘은,

   가) 상기 출발지와 목적지간의 모든 후보 노드들에 대해 출발지로부터 각 노드까지의 추정 최단거리인 임시 표지를 기록하는 단계;

   나) 상기 가) 단계에서 기록한 임시표지 중에서 최소 값을 선택하여 상기 출발지로부터 각 노드까지의 실제 최단거리인 영구표지를 기록하는 단계;

   다) 상기 나) 단계에서 영구표지 된 노드의 모든 인접노드의 임시표지를 수정하고, 상기 영구표지에 링크의 비용을 합한 값과 상기 임시표지를 비교하여 최소 값을 선택한 후 상기 나) 단계로 되돌아가는 단계; 및

   라) 상기 나) 단계 및 다) 단계를 통해 임시표지가 발견되지 않을 경우에 알고리즘을 종료하는 단계

   를 포함하는 차량의 경로 탐색 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 c) 단계에서 경로 탐색을 수행하는 단계는,

   상기 출발지와 목적지의 직선거리에 일정한 값을 더한 결과 치를 반지름으로 하는 두 원을 설정하고, 상기 두 원이 겹치는 부분을 경로 탐색 범위로 제한하는 탐색제한 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 c) 단계에서 경로 탐색을 수행하는 단계는,

   상기 출발지와 목적지간의 탐색 거리 내에서 수집된 현재 교통정보를 이용하여 각 링크간 회전가중치, 링크 속성 가중치, 시설물 가중치, 도로종별 가중치와 같은 교통정보의 가중치 벡터를 적용하여 경로 탐색을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 교통정보의 가중치 벡터 중에서 회전 가중치는 회전유형, 진입/진출 링크의 혼잡도, 진출 링크의 도로종별, 진출 링크의 차선 수, 노드 종별을 기준으로산정하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 회전 가중치( Wt)는 아래 수학식을 이용하여 산정함;

   여기서,는 기준 회전가중치,와는 진입링크, 진출링크의 혼잡도에 따른 가중치,는 진출링크의 도로종별에 따른 가중치,는 진출링크의 차선 수에 따른 가중치를 각각 나타냄;

   을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 교통정보의 가중치 벡터 중에서 링크 속성 가중치는 본선 분리/비분리, 연결로(JC/IC), 서비스 영역(Service Area) 레이어, 교차로의 통로와 같이 링크의 종류를 분류하여 각각에 상수 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 교통정보의 가중치 벡터 중에서 시설물 가중치는 일반도로, 교량, 터널, 고가도로, 지하도로와 같은 교차로를 신호 없이 통과시키는 시설물 특성에 상수 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
12. 제 7 항에 있어서,

    상기 교통정보의 가중치 벡터 중에서 도로종별 가중치는 운전자의 편의를 위해 대도로 위주의 안내를 수행하도록 고속도로, 도시고속도로, 국도, 국가지원지방도, 지방도, 주요도로, 기타도로에 상수 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 c) 단계에서 경로 탐색을 수행하는 단계는,

    상기 출발지와 목적지간 영역 거리(Area Distance)를 이용하여 탐색 거리를 제한하는 탐색제한 알고리즘을 적용하고, 상기 탐색 거리 내에서 수집된 교통정보를 이용하여 도로의 특성을 반영한 가중치 벡터를 적용하며, 상기 탐색 거리의 각 후보 노드들의 경로 비용에 대한 우선순위를 이용하여 최단거리를 탐색하는 최적경로 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 방법.
14. 현재 교통정보를 실시간으로 수집하여 경로탐색에 적합한 데이터로 가공하는 교통정보 서버; 및

    상기 교통정보 서버와 연결되어 교통정보를 전송받아 이동통신망을 통한 경로 요청자의 출발지와 목적지간의 경로 요청에 대해, 상기 교통정보와 지도 정보를반영한 경로 탐색을 수행하고, 상기 경로 탐색에 출발지와 목적지간 일정한 탐색거리 내에서 도로 특성을 반영한 가중치 벡터를 적용한 최적 경로를 산출하여 이를 상기 경로 요청자에게 전송하는 경로탐색 서버

    를 포함하는 차량의 경로 탐색 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 경로탐색 서버는

    구(Old) 버전의 지도 데이터베이스, 신(New) 버전의 지도 데이터베이스를 관리하는 공유메모리;

    상기 경로 요청자의 경로 요청이 미들웨어를 거쳐 전송되면, 경로 탐색 과정을 수행토록 경로탐색 알고리즘이 내장되는 경로탐색 엔진; 및

    관리자의 지도 정보를 수정/조회/관리에 대한 신호를 상주 프로그램을 통하여 상기 공유메모리의 지도 정보를 수정/조회/관리하고, 상기 교통정보의 서버의 교통정보 갱신신호를 전송받아 일정 주기마다 교통정보를 업데이트하는 프로세서

    를 포함하는 차량의 경로 탐색 시스템.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 경로탐색 서버는,

    상기 출발지와 목적지간 경로 비용에 대한 우선순위를 이용하여 최단 거리를 탐색하는 최적경로 알고리즘, 상기 출발지와 목적지의 직선거리에 일정한 값을 더한 결과 치를 반지름으로 하는 두 원을 설정하고, 상기 두 원이 겹치는 부분을 경로 탐색 범위로 제한하는 탐색제한 알고리즘, 및 상기 출발지와 목적지간의 탐색 거리 내에서 수집된 현재 교통정보를 이용하여 각 링크간 회전가중치, 링크 속성 가중치, 시설물 가중치, 도로종별 가중치와 같은 교통정보의 가중치 벡터를 적용한 경로 탐색을 선택적으로 적용하여 경로 탐색을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 경로 탐색 시스템.