KR20050056699A - 이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로통보 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위치산출 기능을 구비한 이동통신 단말기에 있어서 보행자 모드 또는 차량 모드에 따라 목적지까지의 최단 경로를 산출하여 통보하는 방법에 관한 것이다. 단말기의 현재 위치를 산출하여 목적지 및 모드 종류와 함께 통신회사 등의 최단경로서버로 전송하면, 상기 서버는 목적지까지의 모든 경로 및 최단 경로를 산출하고, 단말기는 그 산출된 모든 경로 및 최단 경로를 전송받아 화면에 간략하게 리스팅하여 출력한다. 리스트 중 원하는 경로를 선택하면 그에 대한 상세경로 정보가 단말기 화면에 출력된다. 이 때, 최단 경로는 보행자 모드인 경우 목적지까지 최단 거리를 가지는 경로가 되고, 차량 모드인 경우에는 각 경로에 대한 교통량 가중치를 고려한 목적지까지의 최단 시간이 소요되는 경로가 된다.

Description

이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법 {Method for informing the shortest path to the destination according to the position in mobile communication device}

본 발명은 위치산출 기능을 구비한 이동통신 단말기에 있어서 보행자 모드 또는 차량 모드에 따라 목적지까지의 최단 경로를 산출하여 통보하는 방법에 관한 것이다.

어떠한 목적지로 이동하기 위해 어느 길을 통하여 가야할 지 망설여지는 경우가 있다. 특히 낮선 장소에서 출발해야 하는 경우에는 목적지까지의 경로 자체를 모를 수도 있는 바, 가는 도중에 거치게 되는 중간 지물을 알 수 있다면 크게 당황할 필요가 없을 것이다. 더욱이 차량을 이용하는 경우라면 목적지로 갈 수 있는 여러가지 경로 중 현 상황에서 예정에 없는 지연요인 없이 최단 시간 내에 도달할 수 있도록 하는 것은 전체적으로는 교통량을 분산시켜 주는 결과가 되어 본인 한 사람 뿐만 아니라 차량을 이용하는 모든 사람에게 이득이 될 수 있다.

한편 현대의 이동통신 단말기는 단순한 음성통화 기능만이 아니라 여러가지 부가적 기능을 구비하여 사용자의 편의를 도모하고 있는 바, 특히 단말기의 현재 위치를 파악할 수 있는 위치산출기능은 지리정보와의 결합으로 다양한 응용이 가능하므로 주목의 대상이 되고 있다.

여기서 이동통신 단말기의 위치를 파악하기 위한 종래 기술로는 광역측위 시스템(Global Positioning System, 이하 'GPS'라 함) 방식과 기지국 기반 방식이 있다. GPS 방식은 GPS 수신기로 3개 이상의 위성으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 의하여 현 위치를 정확히 계산하는 것을 말하고, 기지국 기반 방식은 3개의 기지국을 이용하면서 그 중 두 개의 기지국으로부터 단말기까지 전파도달 시각의 상대적인 차를 측정하여 단말기의 위치를 결정하는 것을 말한다.

이러한 위치파악 기능을 이용하여 최단경로정보를 서비스받도록 하는 선행기술로는 특허공개 2002-0079106호가 있다. 이는 GPS와 무선통신망을 이용하여 목적지까지의 최단거리 및 최단시간을 안내하는 지도 데이터를 제공받는 시스템에 관한 것이다.

그러나, 상기 기술에 의하는 경우 단말기의 현재 위치를 파악하는 기술을 GPS 시스템에 한정함으로써 현재 빈번히 사용되는 3개 기지국 시스템 이용을 간과하여 별도의 GPS장비(내장 포함)를 구비해야 하는 문제점이 있고, 단말기의 종류를 IMT-2000 단말기로 한정하여 현재 보편적으로 사용되는 각 종 단말기에의 적용을 지나치게 한정하는 문제점이 있다. 또한 차량에 대한 교통정보 및 경로정보만을 제공하므로 각종 교통체증상황과 상관없이 거리상으로 가장 가까운 경로를 찾는데에는 어려움이 있었다.

본 발명은 일한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 위치산출 기능을 가지는 이동통신 단말기에서 보행자 모드 또는 차량 모드에 따라 목적지까지의 모든 경로 및 거리상/시간상의 최단 경로를 산출하여 통보하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이동통신 단말기의 현재 위치를 산출하는 제 1단계와, 목적지와 모드를 입력받아 상기 현재 위치와 함께 최단경로서버로 전송하는 제 2단계와, 상기 모든 경로 및 최단경로의 간략경로정보를 전송받아 단말기 화면에 출력하는 제3단계와, 상기 출력된 경로들 중 선택된 경로에 대한 상세경로정보를 전송받아 단말기 화면에 출력하는 제 4단계를 구비한다.

이 때, 최단경로는 차량 모드인 경우 교통량 가중치를 고려하여 목적지까지 최단 시간 안에 도달할 수 있는 경로를 말하고, 보행자 모드인 경우에는 목적지까지 최단 거리인 경로를 말한다.

상기 이동통신 단말기의 현재 위치는, 광역측위시스템(Global Positioning System, 이하 'GPS'라 함)를 장착한 이동통신 단말기가 GPS 위성의 신호를 수신하여 직접 현재 위치값을 계산해 낸 것일 수도 있고, GPS를 장착한 이동통신 단말기가 GPS 위성의 신호를 수신하여 그 정보를 기준국에 전송하고 기준국에서 위치값을 계산하여 다시 이동통신 단말기로 전송해 준 것일 수도 있다. 또한 3개의 기지국이 이동통신 단말기의 신호를 포착하여 위치값을 산출해 낸 것일 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명인 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법을 구현하기 위해 GPS를 이용하여 이동통신 단말기의 위치값을 산출하는 과정을 설명하는 네트워크 다이어그램을 도시한 것이다. 이는 GPS 위성과 이동통신 단말기 사이의 전파도달 시간(Time of Arrival, TOA)을 측정하여 이동통신 단말기와 GPS 위성 간의 거리를 알게 되는 측위 방식이다.

GPS는 크게 세 가지 구성 요소인 우주(Space segment), 관제(Control segment), 사용자(User segment)로 구분할 수 있다. 도 1a에서 우주는 GPS 위성(110a, 111a, 112a, 113a)에, 관제는 기준국(120a)에, 사용자는 발신자(100a)에 각각 해당된다.

우주 부분은 위치 계산을 위해 필요한 항법 메시지(navigation message)를 사용자에게 반송파(carrier wave)를 통하여 연속적으로 전송하는 GPS 위성(110a, 111a, 112a, 113a)으로 구성되어 있다. 반송파는 L 대역의 두 주파수 L1(1575.42MHz), L2 (1227.6MHz)로 정확히 조정되어 사용자(100a)에게 전송된다. 각각의 GPS 위성(110a, 111a, 112a, 113a)은 기울임각(inclination angle) 55°인 6개의 원형 궤도면(circular orbit)에 각각 4개씩 배치되어 있으며, 이러한 배치는 사용자의 3차원 위치 및 수신기 시계 오차(clock error)를 계산하기 위해 지구 전역에서 최소한 4개 이상의 위성이 항상 보이도록 특수하게 설계된 것이다. 각각의 GPS 위성(110a, 111a, 112a, 113a)에서 송신되는 위성 데이터는 코드 다중 분할 방식(Code Division Multiple Access, CDMA)으로 사용자(100a)에게 전송되므로 GPS 수신기에서는 각 위성에 해당하는 항법 데이터를 명확하게 수신할 수 있다.

관제 부분은 국내 각지에 분포해 있는 여러 관제국(control station)(120a)을 통해 GPS 위성을 추적하고 감시함으로써 가능한 한 정확하게 위성의 위치를 추정하며 여러 가지 보정(correction) 정보를 위성에 송신한다. 또한 이러한 보정 정보를 항법 데이터의 한 부분으로서 연속적으로 사용자에게 전송한다.

사용자 부분은 GPS 위성 신호를 수신하여 위치를 계산하는 GPS 수신기(100a)로 구성된다. GPS 수신기는 위성으로부터 수신한 항법 데이터를 사용하여 사용자의 위치 및 속도를 계산한다. 수신기에 연결되는 GPS 안테나는 자체에 내장된 알고리즘으로 GPS 위성 신호를 추적하며 하나의 위성 신호만 추적하면 그 위성으로부터 다른 위성들의 상대적인 위치에 관한 정보를 얻을 수 있으므로 짧은 시간 이내에 모든 가시(visible) 위성 신호들을 추적할 수 있다.

도 1b는 본 발명인 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법을 구현하기 위한 네트워크 다이어그램을 도시한 것인 바, 특히 발신자 위치값을 산출하는데 있어 3개의 기지국(110b, 111b, 112b)을 이용하는 경우를 나타내고 있다. 이것은 두 개의 기지국으로부터 전파도달 시각의 상대적인 차를 측정하여 위치를 결정하는 측위 방식으로서 일명 TDOA(Time Difference of Arrival)방식이라고 한다.

TDOA의 기본 원리는 두 기지국에서 단말기까지 거리의 차에 비례하는 전파 도달 시간차가 측정되고, 두 기지국에서 거리가 일정한 곳 즉, 두 기지국을 초점으로 하는 쌍곡선 위에 단말기가 위치하게 된다. 이 때, 각 기지국은 동기화되어 있어야 하며 기지국간의 시간의 동기화는 위성시계를 이용하여 이루어진다. 이를 통해, 3개의 기지국으로부터 2개의 쌍곡선이 얻어지고 두 곡선의 교점이 단말기의 위치가 된다.

도 2는 본 발명인 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법을 구현하기 위한 네트워크 다이어그램이다.

이동통신 단말기(201)는 GPS나 3개 기지국을 이용하는 방법으로 미리 현재 위치값을 산출하여 메모리에 저장하고 있다. 이는 GPS 시스템 등에 의해 일정 시간간격으로 단말기에 그 위치값이 등록(registration)되는 것을 이용할 수도 있고, 본 발명인 최단경로 정보 서비스를 요청하는 시점에 그 위치값을 산출하여 저장할 수도 있다.

무선통신망(203)은 주로 셀 단위의 기지국(BTS)과 이를 관장하는 제어국(BSC) 및 교환국(MSC)으로 구성되며 통신회사(305)는 상기 교환국을 포함하는 개념일 수 있다.

최단경로서버(209)는 내부적으로 최단경로 DB(211)와 지도 DB(213)를 포함하고 있으며, 이동통신 단말기(201)로부터 목적지, 모드 종류 및 현재 위치를 전송받거나 상기 두 DB를 통하여 검색한 결과 얻은 모든 경로 및 최단경로 정보를 이동통신 단말기로 다시 전송한다.

최단경로서버(209)는 지도 DB(211)로부터 현재 위치, 목적지 및 각 도로 분기점에 대한 정점(node)을 추출하여 이를 토대로 목적지까지의 모든 경로를 산출하고, 상기 정점을 최단경로 알고리즘(일례로 Dijkstra algorithm, Floyd algorithm)에 대입하여 최단경로를 파악한다. 그리고 이 결과 데이터를 최단경로 DB(211)에 저장한다.

만약 상기 모드 종류가 차량 모드라면 목적지까지의 모든 경로를 산출한 후에 최단경로를 파악하기 위하여 교통관제센터(207)에 실시간 교통상황정보를 요청하고, 이에 교통량, 사고유무, 기상조건 등의 정보를 전송받아 가중치를 적용하는 최단경로 알고리즘(일례로 AOV, AOE algorithm)에 대입하여 최단 경로를 파악한다. 물론 이 결과도 최단경로 DB(211)에 저장한다.

도 3은 본 발명인 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법을 구현하기 위한 이동통신 단말기의 기능별 블럭도이다. 이는 특히 GPS를 이용하여 위치를 산출하기 위한 단말기의 블럭도를 나타낸 것이므로, 일반적인 이동통신 단말기의 기능별 구성요소를 갖추는 것 외에도, 별도로 GPS 수신부(320)를 추가로 포함하고 있다.

제어부(308)에서는 주로 GPS 수신부(320)에서 복조한 데이터로부터 현재 위치를 산출할 수 있는 기능이 구비되어 있어야 한다. 물론, 단말기의 GPS 수신부(320)는 단순히 GPS 신호를 수신하여 외부의 GPS 위치확인 시스템으로 전송하는 기능만을 구비하고, 실제 GPS 신호로부터의 위치정보 계산은 GPS 위치확인 시스템에서 이루어지도록 하여도 된다. 이 때, 기지국을 이용하여 위치를 산출하는 단말기라면 상기 GPS 수신부(320)는 별도로 요하지 아니하나, 제어부(308)는 기지국에 위치 데이터 전송을 의뢰하고, 그 기지국으로부터 해당 위치 데이터를 전송받아 이로부터 위치값을 추출해 내는 기능을 구비하고 있어야 한다.

메모리부(306)는 목적지와 모드 종류를 전송하기 위해 임시 저장할 장소 및 차후에 최단경로서버로부터 전송받은 모든 경로 및 최단경로 정보를 저장할 장소를 제공하고, 표시부(302)는 제어부(308)의 제어 하에 단말기의 액정에 상기 목적지와 모드 종류를 입력할 수 있도록 하는 인터페이스 및 전송받은 각 경로 정보의 내용을 출력한다.

이러한 구조를 구비하여 본 발명의 기능을 실현하는 단말기로는 코드리스폰, 셀룰러폰, PCS폰, IMT2000 등의 휴대폰, 및 PDA(personal digital assistant), 퍼스널컴퓨터(personal computer; PC), 랩탑 PC(lap-top PC), 팜탑 PC(palm-top PC) 등의 HPC(handheld PC), GPS 단말기 등이 될 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명인 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법을 구현하는 순서도이다.

이동통신 단말기는 GPS 시스템이나 3개 기지국 시스템을 이용하여 그 현재 위치를 산출하여 저장하고 있다(S401). 또는 최단경로정보를 통신회사에 요청하기 위해 단말기에서 '최단경로정보 요청' 등의 메뉴를 선택하는 순간에 위치산출이 이루어질 수 있다.

상기 메뉴가 선택되면 목적지와 모드 종류(보행자 모드 또는 차량 모드)를 차례대로 입력하고(S403), 통신회사에 최단경로정보를 요청하게 되는데 이때 내부적으로는 통신회사의 최단경로서버에 상기 입력한 정보와 산출된 현재 위치값이 전송된다(S405).

상기에서 차량 모드가 선택된 경우, 통신회사의 최단경로서버는 지도 DB로부터 현재 위치, 목적지 및 각 도로별 분기점 좌표를 추출하여 이를 통해 목적지까지의 모든 경로를 파악한다(S407). 그리고 시간상 최단경로를 산출하기 위해 교통정보센터에 실시간 교통정보를 요청하고 이를 통해 전송받은 교통량 가중치를 적절히 고려하여 해당 알고리즘(AOV 또는 AOE 등의 graph algorithm)에 대입한다(S409). 이렇게 파악된 상기 모든 경로 및 최단경로는 최단경로 DB에 저장된다.

만약 보행자 모드가 선택된 경우에는 상기 S407과 동일한 과정을 거쳐 목적지까지의 모든 경로를 파악하고(S411), 최단경로 알고리즘(Dijkstra algorithm 또는 Floyd algorithm 등)을 이용하여 거리상 최단경로를 산출하여 이들을 최단경로 DB에 저장한다(S413).

이동통신 단말기는 최단경로서버의 최단경로 DB에 저장된 목적지까지의 모든 경로 및 최단경로 정보를 전송받아 그 단말기 화면에 리스트 형태로 출력한다(S415). 이 때, 리스트는 각 경로의 주요 거점만을 간략하게 나타내는 형식으로 출력되며, 이 중 특별히 선택된 경로에 대해서는 그 상세경로까지 출력하게 된다(S417).

상기에서 차량 모드인 경우에는 시간상 최단 경로를 산출하여 단말기에 출력하는 것을 전제로 하였으나, 바람직하게는 그 외 거리상 최단 경로까지도 단말기에 함께 출력하도록 하여 사용자의 경로 선택의 폭을 넓힐 수 있을 것이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명에 따르면 위치 산출 기능을 가지는 이동통신 단말기에서 보행자 모드 또는 차량 모드에 따라 목적지까지의 최단 경로를 산출하여 통보하는 방법이 제공된다. 이 때, 최단 경로는 보행자 모드에서 최단 거리 경로가 되고, 차량 모드에서는 각 경로에 대한 교통량 가중치를 고려한 최단 시간 경로가 된다. 이로써 기존의 거리만을 고려한 최단 경로 통보 서비스에서 한 단계 더 나아가 최단 거리만으로는 도보 이용시에만 유용한 정보로 활용하도록 하고, 차량 이용시에는 여기에 교통량, 사고유무, 기상조건 등을 고려함으로써 실질적이고 유용한 정보를 제공하도록 한다.

도 1a 내지 도 1b는 이동통신 단말기의 위치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 네트워크 다이어그램이다.

도 2는 본 발명인 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법을 구현하기 위한 네트워크 다이어그램이다.

도 3은 본 발명인 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법을 구현하기 위한 이동통신 단말기의 기능별 블럭도이다.

도 4는 본 발명인 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법을 구현하는 순서도이다.

Claims (8)

1. 차량 모드 및 보행자 모드에 따른 최단경로 통보방법에 있어서,

   이동통신 단말기의 현재 위치를 산출하는 제 1단계,

   목적지와 모드를 입력받아 상기 현재 위치와 함께 최단경로서버로 전송하는 제 2단계,

   최단경로서버로부터 목적지까지의 모든 경로 및 최단경로의 간략경로정보를 전송받아 단말기 화면에 출력하는 제3단계,

   상기 출력된 경로들 중 선택된 경로에 대한 상세경로정보를 전송받아 단말기 화면에 출력하는 제 4단계,

   를 구비하는 것을 특징으로 하는, 이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 이동통신 단말기의 현재 위치는,

   GPS를 장착한 이동통신 단말기가 GPS 위성의 신호를 수신하여 직접 위치값을 계산해 낸 것임을 특징으로 하는, 이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 이동통신 단말기의 현재 위치는,

   GPS를 장착한 이동통신 단말기가 GPS 위성의 신호를 수신하여 그 정보를 기준국에 전송하고 기준국에서 위치값을 계산하여 다시 이동통신 단말기로 전송해 준 것임을 특징으로 하는, 이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 이동통신 단말기의 현재 위치는,

   3개의 기지국이 이동통신 단말기의 신호를 포착하여 위치값을 산출해 낸 것임을 특징으로 하는, 이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 최단경로는, 차량 모드인 경우 교통량 가중치를 고려한 목적지까지의 최단시간 경로임을 특징으로 하는, 이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 교통량 가중치는, 교통관제센터로부터 제공받은 실시간 교통량 및 교통사고유무, 기상조건 정보로 이루어진 것임을 특징으로 하는, 이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 교통량 가중치는, 각 거리에 대한 교통량 및 교통사고 발생유무, 기상조건 정보를 데이터베이스화 한 것임을 특징으로 하는, 이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 최단경로는, 보행자 모드인 경우 목적지까지 최단거리의 경로임을 특징으로 하는, 이동통신 단말기에서 위치에 따른 목적지까지의 최단경로 통보 방법.