KR20050075843A - Gyro sensor integrated navigation system and controlling method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 차체의 수평각도에 관한 정보를 산출하는 자이로 센서와, 상기 자이로 센서로부터 산출된 수평각도에 관한 정보와 위성으로부터 수신한 차체의 위치정보를 출력하는 GPS 수신부와, 상기 GPS 수신부와 연결되어 GPS 수신부가 출력한 정보에 따라 차량의 현위치를 산출하는 마이컴으로 구성되는 시스템에서 차체의 수평각도가 산출되는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 산출된 수평각도가 차량의 위성정보를 수신하는 GPS 수신부로 입력되는 제2 단계와, 상기 GPS 수신부와 연결된 네비게이션 시스템의 마이컴이 차체의 수평각도 및 차량의 위성정보에 따라 DR 보정을 수행하는 제3 단계로 이루어져 차량의 위치정보가 위성으로부터 수신되는 경우에도 차량의 위치정보에 DR 보정을 수행함에 따라 차량의 정확한 위치가 파악 가능한 네비게이션 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to a navigation system integrated with a gyro sensor and a control method thereof, comprising: a gyro sensor for calculating information about a horizontal angle of a vehicle body, information about a horizontal angle calculated from the gyro sensor, and a position of a vehicle body received from a satellite; A first step of calculating a horizontal angle of a vehicle body in a system consisting of a GPS receiver for outputting information and a microcomputer connected to the GPS receiver to calculate a current position of the vehicle according to the information output by the GPS receiver; A second step in which the horizontal angle calculated in the step is input to a GPS receiver for receiving satellite information of the vehicle; and a microcomputer of a navigation system connected to the GPS receiver performs DR correction according to the horizontal angle of the vehicle body and satellite information of the vehicle. In the third step, even if the position information of the vehicle is received from the satellite, DR correction is performed on the position information of the vehicle. As a result of this, there is an effect of providing a navigation system capable of identifying the exact position of the vehicle.
Description
본 발명은 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 자이로 센서와 위성을 통해 차량의 위치정보를 산출하는 네비게이션 시스템에서 DR(Dead Reckoning) 보정이 위성정보 송수신 여부와 무관히 이루어져 보다 정확한 차량의 위치정보 검출이 가능한 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a navigation system integrated with a gyro sensor and a control method thereof. In particular, in a navigation system that calculates position information of a vehicle through a gyro sensor and a satellite, DR (Dead Reckoning) correction is performed regardless of whether the satellite information is transmitted or received. The present invention relates to a gyro sensor integrated navigation system capable of detecting vehicle position information and a control method thereof.
차량 위치검출 시스템 즉, 카 네비게이션 시스템이란 GPS위성에서 송신하는 전파 및 차량의 각종 센서를 이용하여 자동차의 현위치를 디지털 도로지도 위에 표시해 주며, 목적지를 설정하여 목적지까지의 경로를 음성으로 안내해주는 장치이다. The vehicle position detection system, that is, the car navigation system, displays the current position of the vehicle on the digital road map by using radio waves transmitted from GPS satellites and various sensors of the vehicle, and sets a destination to guide the route to the destination by voice. to be.
카 네비게이션의 기반이 되는 GPS에 대해 간략하게 살펴보면 GPS(Global Positioning System)는 지구상의 어느 곳에서나 인공위성에서 보내오는 정보를 수신하여 정지 또는 이동하는 물체의 위치를 측정할 수 있는 전천후 위치측정시스템으로서, 통상 3 ~ 4 개의 인공위성을 이용한 삼각측량법으로 현재 차량/사람의 위치를 계산해내는 바, 미국이 개발, 운영하고 있다. GPS, which is the basis of car navigation, is an all-weather positioning system that can measure the position of a stationary or moving object by receiving information from satellites anywhere on the earth. Normally, the triangulation method using three to four satellites calculates the current position of the vehicle / person, and is developed and operated by the United States.
도 1은 이러한 종래 네비게이션 시스템의 구성이 간략히 도시된 도이다.1 is a view schematically showing the configuration of such a conventional navigation system.
즉, 안테나를 통해 인공위성과 데이터를 송수신하는 GPS 수신기(1)와, 상기 GPS 수신기(1)를 통해 데이터가 송수신되지 않는 지형하에서 차량의 수평정보를 산출하고 그에 따라 차량의 위치정보 파악이 가능하도록 하는 자이로 센서(2)와, 상기 자이로 센서(2)와 연결되는 A/D 컨버터(3)와, 상기 A/D 컨버터(3) 및 상기 GPS 수신기(1)와 연결되어 그로부터 수신되는 정보에 따라 차량의 위치정보를 산출하고 이를 외부의 네비게이션 보드(5) 등의 디스플레이 수단으로 출력하는 CPU(4)로 구성된다. That is, the GPS receiver 1 for transmitting and receiving satellite and data through the antenna, and the horizontal information of the vehicle under the terrain that the data is not transmitted and received through the GPS receiver 1 to calculate the position information of the vehicle accordingly The gyro sensor 2, the A / D converter 3 connected to the gyro sensor 2, the A / D converter 3 and the GPS receiver 1, and according to the information received therefrom. And a CPU 4 which calculates the position information of the vehicle and outputs it to display means such as an external navigation board 5.
이 때, 상기 CPU(4)는 GPS 수신기(1)를 통해 차량의 위성정보가 수신되지 않는 경우 자이로 센서(2)에서 출력되어 디지털 변환된 정보로부터 DR(Dead Reckoning) 기능을 수행하도록 구성된다. 즉, 차량의 위성정보가 수신되지 않는 경우 자이로 센서(2)에서 검출된 바에 따라 차량의 위치 정보를 산출하고 필요에 따라 위성정보가 수신된 경우에도 그 정보를 보정한다. At this time, the CPU 4 is configured to perform a dead reckoning (DR) function from the gyro sensor 2 which is output from the gyro sensor 2 when the satellite information of the vehicle is not received through the GPS receiver 1. That is, when the satellite information of the vehicle is not received, the position information of the vehicle is calculated as detected by the gyro sensor 2, and the information is corrected even when the satellite information is received if necessary.
그러나, 상기와 같이 DR 기능 보정을 위해 사용되는 자이로 센서(2)의 경우 산출된 정보가 CPU(4)로 입력되기 전에 디지털 변환되어야 하는 바, 도시된 바와 같이 별도의 A/D 컨버터(3)를 필요로 한다. However, in the case of the gyro sensor 2 used for the DR function correction as described above, the calculated information must be digitally converted before being input to the CPU 4, as shown in the separate A / D converter 3. Need.
따라서, 네비게이션 시스템 제조 시 그 제조 단가가 상승하게 된다는 문제점 외에도, 회로 설계가 복잡해지며, DR 기능이 위성정보 송수신 여부에 의해 영향받게 되므로 그 성능 면에서 신뢰도가 떨어진다는 문제점이 있다. Therefore, in addition to the problem that the manufacturing cost of the navigation system is increased, the circuit design is complicated, there is a problem that the DR function is affected by the transmission and reception of satellite information, so the reliability is poor in terms of performance.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 차량의 위치정보를 위성정보와 자이로 센서를 통해 파악하는 동시에 위성정보 수신 시에도 차량의 위치 산출 시 자이로 센서의 산출정보를 활용함으로서 차량의 정밀한 위치 파악이 가능한 동시에 네비게이션 시스템의 제조비를 감소시킬 수 있는 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the object of which is to grasp the position information of the vehicle through the satellite information and the gyro sensor and at the same time when calculating the position of the vehicle even when receiving the satellite information calculation information The present invention provides a gyro sensor integrated navigation system and a control method thereof capable of accurately determining a vehicle and reducing a manufacturing cost of a navigation system.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템의 특징에 따르면, 차체의 수평각도에 관한 정보를 산출하는 자이로 센서와, 상기 자이로 센서로부터 산출된 수평각도에 관한 정보와 위성으로부터 수신한 차체의 위치정보를 출력하는 GPS 수신부와, 상기 GPS 수신부와 연결되어 GPS 수신부가 출력한 정보에 따라 차량의 현위치를 산출하는 마이컴으로 구성된다.According to a feature of the gyro sensor integrated navigation system according to the present invention for solving the above problems, a gyro sensor for calculating information about the horizontal angle of the vehicle body, the information about the horizontal angle calculated from the gyro sensor and received from the satellite A GPS receiver for outputting position information of a vehicle body, and a microcomputer connected to the GPS receiver to calculate the current position of the vehicle according to the information output by the GPS receiver.
또한, 본 발명에 의한 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템의 제어방법의 특징에 따르면, 차체의 수평각도가 산출되는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 산출된 수평각도가 차량의 위성정보를 수신하는 GPS 수신부로 입력되는 제2 단계와, 상기 GPS 수신부와 연결된 네비게이션 시스템의 마이컴이 차체의 수평각도 및 차량의 위성정보에 따라 DR 보정을 수행하는 제3 단계로 이루어진다. In addition, according to a feature of the control method of the gyro sensor integrated navigation system according to the present invention, a GPS receiver for receiving the satellite information of the vehicle in the first step of calculating the horizontal angle of the vehicle body, the horizontal angle calculated in the first step And a third step of performing a DR correction according to the horizontal angle of the vehicle body and the satellite information of the vehicle by the microcomputer of the navigation system connected to the GPS receiver.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 위성과 통신을 통해 차량의 위치정보를 위성정보로부터 추출하는 GPS 수신기(10)와, 상기 차량에 장착되어 차체의 수평각도 등에 관한 정보를 검출하여 이를 상기 GPS 수신기(10)로 입력하는 자이로 센서(20)와, 상기 GPS 수신기(10)와 연결되어 자이로 센서(20)에서 측정된 바에 다라 GPS 수신기(10)를 통해 수신된 위치정보를 보정하여 네비게이션 보드(40)에 출력하는 마이컴(30)으로 구성된다. As shown in FIG. 2, the gyro sensor integrated navigation system according to the present invention includes a GPS receiver 10 for extracting position information of a vehicle from satellite information through communication with a satellite, and a horizontal angle of the vehicle body mounted on the vehicle. Gyro sensor 20 for detecting information and inputting the information to the GPS receiver 10, and connected to the GPS receiver 10 and received through the GPS receiver 10 according to the measured by the gyro sensor 20 The microcomputer 30 corrects the location information and outputs the navigation information to the navigation board 40.
이 때, 상기 GPS 수신기(10)는 위성을 통해 수신한 위성정보와 함께 상기 자이로 센서(20)를 통해 수신한 정보를 디지털 포맷으로 상기 마이컴(30)으로 출력한다. 상기 마이컴(30)은 상기 GPS 수신기(10)를 통해 차량의 위치정보를 산출하게 되며, 종래의 마이컴이 GPS 수신기를 통해 데이터가 입력되지 않을 경우에만 DR 기능을 수행하는 것과 달리 위성정보가 입력되는 경우에도 DR 기능을 수행하도록 구성된다.At this time, the GPS receiver 10 outputs the information received through the gyro sensor 20 together with the satellite information received through the satellite to the microcomputer 30 in digital format. The microcomputer 30 calculates the location information of the vehicle through the GPS receiver 10. Unlike the conventional microcomputer performing the DR function only when data is not input through the GPS receiver, satellite information is input. It is also configured to perform the DR function.
도 3은 본 발명에 의한 GPS 수신기(10)의 세부적인 구성이 도시된 블록도이다. 3 is a block diagram showing the detailed configuration of the GPS receiver 10 according to the present invention.
즉 도시된 바와 같이, 위성으로부터 차량의 위치정보를 수신하는 GPS 안테나(11)와, 상기 안테나(11)로부터 수신된 신호를 디지털 포맷으로 변환하는 A/D 컨버터(12)와, 상기 A/D 컨버터(12)와 연결되어 위성을 트래킹하고 그에 따라 차량의 위치를 산출하는 코렐레이터(Correlator) IC부(13)로 구성된다. That is, as shown, a GPS antenna 11 for receiving vehicle position information from a satellite, an A / D converter 12 for converting a signal received from the antenna 11 into a digital format, and the A / D It is composed of a Correlator IC unit 13 connected to the converter 12 to track the satellite and calculate the position of the vehicle accordingly.
이 때, 상기 A/D 컨버터(12)는 자이로 센서(20)와 연결되어 상기 자이로 센서(20)의 출력값을 디지털 포맷으로 변환하여 상기 안테나(11)르 통해 수신된 데이터와 함께 상기 IC부(13)로 출력함으로서 마이컴(30)에 전달한다. At this time, the A / D converter 12 is connected to the gyro sensor 20 to convert the output value of the gyro sensor 20 into a digital format to the IC unit (3) together with the data received through the antenna ( 13) and outputs to the microcomputer 30 by outputting.
상기 마이컴(30)은 상기 IC부(13)에서 출력된 데이터로부터 위성정보를 산출하는 동시에 상기 자이로 센서(20)에서 산출된 정보에 따라 상기 위성정보에 DR 보정을 행함으로서 상기 차량의 위치가 보다 명확하게 드러날 수 있도록 한다. 이 때, DR 보정을 상기 자이로 센서(20)에서 산출된 차량의 수평각도나, 속도 등에 관한 정보로부터 통상적인 방법으로 행해진다.The microcomputer 30 calculates satellite information from the data output from the IC unit 13 and performs DR correction on the satellite information according to the information calculated by the gyro sensor 20, thereby making the position of the vehicle more accurate. Make it clear. At this time, DR correction is performed in a conventional manner from information on the horizontal angle, the speed, and the like of the vehicle calculated by the gyro sensor 20.
그 외에도, 상기 GPS 수신기(10)는 상기 안테나(11)로부터 신호를 수신하여 아날로그/디지털 컨버터(12)로 전송하며 안테나(11)의 Rx/Tx단과 커플링되는 RF FE(Front End)부(14)와, 상기 IC(13)에서 산출된 정보를 상기 마이컴(30)으로 출력하는 Baseband 필터(15)를 더 포함하여 구성된다. In addition, the GPS receiver 10 receives a signal from the antenna 11 and transmits the signal to the analog / digital converter 12 and is coupled to an RF front end (FE FE) unit coupled to the Rx / Tx terminal of the antenna 11. 14) and a baseband filter 15 for outputting the information calculated by the IC 13 to the microcomputer 30.
이하, 본 발명에 의한 동작을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation according to the present invention will be described.
도 4는 본 발명에 따른 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템의 제어방법의 흐름이 도시된 도이다.4 is a flow diagram illustrating a control method of a gyro sensor integrated navigation system according to the present invention.
즉, 제1 단계에서 상기 차량의 위치정보가 위성을 통해 포착되어 상기 GPS 수신부를 통해 차량으로 수신된다.(S1)That is, in the first step, the location information of the vehicle is captured through the satellite and received by the vehicle through the GPS receiver (S1).
한편, 제2 단계에서 상기 차량의 수평각도 및 속도 등에 관한 정보가 상기 차량에 장착된 자이로 센서를 통해 산출된다. (S2)Meanwhile, in the second step, information about the horizontal angle and the speed of the vehicle is calculated through the gyro sensor mounted on the vehicle. (S2)
상기, 제1,2 단계에서 수신된 차량의 위성정보 및 자이로 센서에서 산출된 차량의 수평각도 등에 관한 정보는 상기 GPS 수신부의 A/D 컨버터를 통해 제3 단계에서 디지털 포맷으로 변환된다. (S3)The satellite information of the vehicle and the horizontal angle of the vehicle calculated by the gyro sensor received in the first and second stages are converted into the digital format in the third stage through the A / D converter of the GPS receiver. (S3)
한편, 제4 단계에서 상기 GPS 수신부의 IC부는 상기 차량의 위성정보에 따라 위성을 트래킹함으로써 상기 차량의 위치정보가 상기 위성정보로부터 산출될 수 있도록 한다. (S4)Meanwhile, in the fourth step, the IC unit of the GPS receiver may track the satellite according to the satellite information of the vehicle so that the position information of the vehicle may be calculated from the satellite information. (S4)
그 후, 제5 단계에서 상기 IC부를 거친 상기 제1,2 단계의 차량의 위성정보 및 차량의 수평각도에 관한 정보가 상기 차량의 마이컴로 입력된다. (S5)Thereafter, in the fifth step, satellite information of the vehicle of the first and second stages and the horizontal angle of the vehicle which have passed through the IC unit are input to the microcomputer of the vehicle. (S5)
제6 단계에서 상기 마이컴은 상기 차체의 위성정보에 따라 차량의 위치정보를 산출한다. 이 때, 상기 마이컴은 상기 위성정보에 상기 차량의 자이로 센서에서 출력된 데이터에 따라 DR 보정을 수행함으로서 상기 차량의 위치정보가 보다 정확하게 산출 가능하도록 한다. (S6)In a sixth step, the microcomputer calculates the location information of the vehicle according to the satellite information of the vehicle body. At this time, the microcomputer performs DR correction on the satellite information according to the data output from the gyro sensor of the vehicle so that the position information of the vehicle can be more accurately calculated. (S6)
상기 제6 단계에서 산출된 차량의 위치정보를 제7 단계에서 상기 차량의 마이컴을 통해 네비게이션 보드 등으로 출력되어 차량 운전자에게 디스플레이된다. (S7) The position information of the vehicle calculated in the sixth step is output to the navigation board through a micom of the vehicle in the seventh step and displayed to the vehicle driver. (S7)
상기와 같이 구성되는 본 발명의 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템 및 그 제어방법은 차체의 수평각도에 관한 정보를 산출하는 자이로 센서와, 상기 자이로 센서로부터 산출된 수평각도에 관한 정보와 위성으로부터 수신한 차체의 위치정보를 출력하는 GPS 수신부와, 상기 GPS 수신부와 연결되어 GPS 수신부가 출력한 정보에 따라 차량의 현위치를 산출하는 마이컴으로 구성되는 시스템에서 차체의 수평각도가 산출되는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 산출된 수평각도가 차량의 위성정보를 수신하는 GPS 수신부로 입력되는 제2 단계와, 상기 GPS 수신부와 연결된 네비게이션 시스템의 마이컴이 차체의 수평각도 및 차량의 위성정보에 따라 DR 보정을 수행하는 제3 단계로 이루어져 차량의 위치정보가 위성으로부터 수신되는 경우에도 차량의 위치정보에 DR 보정을 수행함에 따라 차량의 정확한 위치가 파악 가능한 네비게이션 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.The gyro sensor-integrated navigation system and the control method of the present invention configured as described above include a gyro sensor for calculating information about the horizontal angle of the vehicle body, information about the horizontal angle calculated from the gyro sensor, and the vehicle body received from the satellite. A first step of calculating a horizontal angle of a vehicle body in a system including a GPS receiver for outputting position information and a microcomputer connected to the GPS receiver to calculate a current position of the vehicle according to information output by the GPS receiver; A second step in which the horizontal angle calculated in step 1 is input to a GPS receiver for receiving satellite information of the vehicle, and a microcomputer of a navigation system connected to the GPS receiver performs DR correction according to the horizontal angle of the vehicle body and satellite information of the vehicle; In the third step, even if the location information of the vehicle is received from the satellite, As the DR correction is performed, it is possible to provide a navigation system capable of identifying the exact position of the vehicle.
도 1은 종래 네비게이션 시스템의 구성이 도시된 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of a conventional navigation system;
도 2는 본 발명에 따른 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템의 구성이 도시된 블록도,2 is a block diagram showing the configuration of a gyro sensor integrated navigation system according to the present invention;
도 3은 도 2의 GPS 수신부가 도시된 도,3 is a view showing a GPS receiver of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 자이로 센서 일체형 네비게이션 시스템의 제어방법의 흐름이 도시된 도이다. 4 is a flow diagram illustrating a control method of a gyro sensor integrated navigation system according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
10 : GPS 수신기 20 : 자이로 센서10: GPS receiver 20: gyro sensor
30 : 마이컴 40 : 네비게이션 보드 30: micom 40: navigation board
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2004
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |