KR20050103017A - Method for matching position of vehicle using azimuth information - Google Patents
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Abstract
수신되는 GPS 위치정보신호의 신뢰도가 양호하지 못하여 추측항법으로 이동체의 위치를 추정할 경우에 이동체가 주행하는 도로의 방위각 정보를 이동체의 위치 추정에 반영하여 이동체의 위치를 정확하게 추정한다.When the position of the moving object is estimated by the dead reckoning because the reliability of the received GPS location information signal is not good, the position of the moving object is accurately estimated by reflecting the azimuth information of the road on which the moving object travels in the position estimation of the moving object.
이동체가 현재 주행중인 도로의 방위각을 제어부가 디지털 지도에서 추출하고, 이동체의 주행에 따라 센서부에서 출력되는 펄스신호의 수로 이동체의 단위시간당 이동거리를 추출하는 추측항법 위치 추출과정과, 상기 추출과정에서 추출한 도로의 방위각 및 이동체의 단위시간당 이동거리와, 바로 전에 추정한 이동체의 경도 및 위도 좌표로 이동체의 현재 경도 및 위도좌표를 추정하는 좌표 추정과정과, 상기 추출과정에서 추출한 도로의 방위각과, 상기 좌표 추정과정에서 추정한 이동체의 경도 및 위도 좌표로 디지털 지도에 이동체를 매칭시킬 위치 및 도로를 선정하는 위치/도로 선정과정과, 상기 위치/도로 선정과정에서 선정한 위치 및 도로에 이동체를 매칭시켜 표시부에 표시하는 표시과정으로 이루어진다.The process of extracting the dead position of the moving object per unit time of the moving object by extracting the azimuth angle of the road on which the moving object is currently driven from the digital map and outputting the number of pulse signals output from the sensor unit according to the moving of the moving object; A coordinate estimating process for estimating the current longitude and latitude coordinates of the moving body by the azimuth angle of the road and the moving distance per unit time of the moving body extracted from the above, the longitude and latitude coordinates of the moving body previously estimated, and the azimuth angle of the road extracted by the extracting process; A position / road selection process for selecting a position and a road to match the mobile object to the digital map using the longitude and latitude coordinates of the mobile body estimated in the coordinate estimation process, and matching the mobile object to the position and road selected in the position / road selection process. The display is made on the display.
Description
본 발명은 GPS(Global Positioning System) 위성이 송신하여 GPS 수신기가 수신하는 위치정보신호의 신뢰도가 낮을 경우에 이동체에 설치된 센서들의 검출신호로 이동체의 위치를 추정하는 방위각정보를 이용한 이동체의 위치 정합방법에 관한 것으로 특히 이동체가 주행하는 도로의 방위각 정보를 이용하여 이동체의 위치를 정확하게 추정하는 방위각 정보를 이용한 이동체의 위치 정합방법에 관한 것이다.According to the present invention, when a GPS (Global Positioning System) satellite transmits and the reliability of the position information signal received by the GPS receiver is low, the position matching method of the mobile body using azimuth information for estimating the position of the mobile body by detection signals of sensors installed in the mobile body. In particular, the present invention relates to a position matching method of a mobile body using azimuth information for accurately estimating the position of the mobile body using azimuth information of a road on which the mobile body travels.
GPS는 미국의 국방성에서 개발한 범세계 측위 시스템으로서, GPS 위성이 송신하는 위치정보신호를 GPS 수신기가 수신하고, 수신한 위치정보신호를 이용하여 GPS 수신기의 위치를 3차원 좌표로 계산할 수 있도록 하는 것이다.GPS is a global positioning system developed by the U.S. Department of Defense, which allows GPS receivers to receive location information signals transmitted by GPS satellites, and calculates the location of GPS receivers in three-dimensional coordinates using the received location information signals. will be.
이러한 GPS는 지구 상공의 정지궤도 상에 복수의 GPS 위성을 위치시켜 각기 위치정보신호를 송신하고, GPS 수신기는 복수의 GPS 위성들 중에서 최소한 3개 이상의 GPS 위성이 송신하는 위치정보신호를 수신하며, 수신한 위치정보신호로 상기 GPS 위성과 GPS 수신기 사이의 거리와 GPS 위성의 위치벡터를 검출하여 GPS 수신기의 위치벡터를 산출하는 것으로서 전 세계 어디에서나 GPS 위성의 위치정보신호를 수신하는 위치를 3차원의 좌표로 정확하게 검출할 수 있다.The GPS locates a plurality of GPS satellites on a geostationary orbit above the earth and transmits location information signals, respectively, and the GPS receiver receives the location information signals transmitted by at least three GPS satellites among the plurality of GPS satellites. It calculates the position vector of the GPS receiver by detecting the distance between the GPS satellite and the GPS receiver and the position vector of the GPS satellite by using the received position information signal. Can be detected accurately with the coordinates of.
상기 GPS를 이용하면 매우 정확한 위치좌표의 취득이 가능하다. 그러나 GPS는 그 원리에서 알 수 있듯이 GPS 위치정보신호를 정확히 수신할 수 있는 지역에서만 사용할 수 있다. 즉, GPS 위성을 이용하여 위치정보신호를 수신한 위치를 산출하는 GPS는 터널 내부나 나무가 우거진 숲 속 또는 고층빌딩으로 둘러싸인 도심지 내부 등과 같이 GPS 위성이 송신하는 위치정보신호를 GPS 수신기가 정확하게 수신하지 못하는 수신불능 지역에서는 GPS 위성의 위치정보신호를 수신하는 위치좌표를 산출할 수 없게 되거나 또는 위치좌표의 산출결과가 매우 부정확해지는 등의 문제점을 가지고 있다.Using the GPS, highly accurate position coordinates can be obtained. However, as can be seen from the principle, GPS can be used only in an area that can accurately receive GPS location signals. In other words, the GPS receiver calculates the position of receiving the location information signal by using the GPS satellite, and the GPS receiver accurately receives the location information signal transmitted by the GPS satellite, such as in a tunnel, in a wooded forest, or in an urban area surrounded by tall buildings. In the unreceivable area, the position coordinates for receiving the position information signal of the GPS satellites cannot be calculated or the calculation result of the position coordinates is very inaccurate.
그러므로 GPS 위성의 위치정보신호를 정확하게 수신하지 못하여 위치산출이 불가능한 지역에서는 이동체의 이동거리와 이동방향을 측정하여 이동체의 현재위치를 추정하는 추측항법 시스템이 도입되었다. 상기 추측항법 시스템은 구동륜의 회전수 및 이동체의 주행각도 변위량을 감지하는 센서를 각기 구비한 주행거리계 및 자이로스코프 등을 이용하여 이동체의 초기위치로부터 이동거리 및 이동방향을 계속해서 측정하고, 상기 측정한 이동거리 및 이동방향으로부터 구동륜의 회전수 및 주행각도 변화량을 계속 적분하여, 외부의 도움 없이 독립적으로 이동체의 현재위치를 연속적으로 추측하는 것이다. 이러한 추측항법 시스템은 반드시 초기에 참조할 만한 이동체의 위치 좌표를 알고 있어야만 하므로 데드레코닝(Dead-Reckoning) 항법이라고 한다.Therefore, in the area where location calculation is impossible because GPS satellite location information signal is not received correctly, the dead reckoning system is introduced to estimate the current location of moving object by measuring moving distance and direction of movement. The dead reckoning system continuously measures the moving distance and the moving direction from the initial position of the moving object by using a odometer and a gyroscope each having a sensor for detecting the rotational speed of the driving wheel and the traveling angle displacement of the moving object, and the measurement By continuously integrating the rotational speed and the driving angle change amount of the drive wheel from one moving distance and the moving direction, the current position of the moving body is continuously estimated independently without external help. This dead reckoning system is known as dead-reckoning navigation system because it must know the position coordinates of the moving object.
그러나 상기 추측항법 시스템은 이동체의 초기 위치정보를 정확하게 설정해주어야 하고, 또한 추측항법 시스템을 이용하여 이동체의 위치를 추정하는 상태에서 이동체가 장시간 주행할 경우에 각 센서들이 갖고 있는 측정오차의 누적 등으로 인하여 측정되는 이동체의 위치가 부정확하게 되는 문제점이 있다. 예를 들면, 길이가 긴 터널이나 도로 양쪽에 높은 산이 길게 가로막고 있는 지역에서는 추측항법으로 이동체의 위치를 계속해서 추정해야 하나, 추측항법으로 그 특성상 측정오차의 누적이 시간에 경과에 따라 비례하여 커지게 되는 문제점이 있다.However, the dead reckoning system should accurately set initial position information of the moving object, and also accumulate measurement errors of each sensor when the moving object travels for a long time while estimating the position of the moving object using the dead reckoning system. Due to this, there is a problem that the position of the moving object to be measured is incorrect. For example, in long tunnels or areas with high mountains obstructed on both sides of the road, the location of the moving object must be estimated continuously by dead reckoning, but due to its nature, the accumulation of measurement errors increases proportionally over time. There is a problem.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 이동체의 주행각도 변위량을 검출하는 자이로스코프와, 이동체의 주행거리를 검출하는 주행거리계를 GPS 수신기에 접목한 형태의 혼합항법시스템이 개발되었다. 상기 혼합항법시스템은 GPS 수신기로 위치정보신호를 수신하여 추측항법에 필요한 이동체의 초기 위치좌표를 제공하므로 GPS + 추측항법 시스템이라고도 한다.In order to overcome this problem, a mixed navigation system has been developed in which a gyroscope for detecting the displacement of a traveling angle of a moving object and a odometer for detecting a traveling distance of a moving object are combined with a GPS receiver. The mixed navigation system is also referred to as a GPS + dead reckoning system because the GPS receiver receives the location information signal and provides an initial position coordinate of the moving object required for dead reckoning.
혼합항법시스템은, 자이로스코프로 검출하는 이동체의 주행각도 변위량과 주행거리계로 검출하는 이동체의 주행거리로 구하는 추측항법의 위치정보와, GPS 수신기가 수신하는 위치정보신호를 이용하여 이동체의 위치를 정확하게 추정할 수 있다.The mixed navigation system accurately calculates the position of the moving object by using the position information of the dead reckoning obtained by the traveling angle displacement of the moving object detected by the gyroscope and the traveling distance of the moving object detected by the odometer, and the position information signal received by the GPS receiver. It can be estimated.
이러한 혼합항법 시스템은 수신되는 GPS 위치정보신호의 신뢰도가 양호하지 못하여 추측항법으로 이동체의 위치를 추정할 경우에 자이로스코프의 검출신호와 주행거리계에 전적으로 의존하여 추정하고, 이동체의 방위각은 자이로스코프의 출력신호로 검출하고 있다.In case of estimating the position of the moving object by dead reckoning due to the poor reliability of the received GPS position information signal, the mixed navigation system estimates the total dependence on the gyroscope detection signal and the odometer. Detected by output signal.
그러나 각도 변화량을 누적하여 이동체의 방위각을 계산하는 자이로스코프의 특성상 적분오차가 누적되어 실제로 이동체가 주행하는 방향과는 어느 정도의 오차가 발생하게 되고, 그 발생한 오차는 이동체의 주행에 따라 누적되어 이동체의 위치를 정확하게 추정할 수 없는 문제점이 있었다.However, due to the nature of the gyroscope that calculates the azimuth angle of the moving object by accumulating the angular change amount, an integration error accumulates, and a certain error occurs in the direction in which the moving body actually travels, and the generated error accumulates according to the moving body of the moving object. There was a problem that could not accurately estimate the position of.
그러므로 본 발명의 목적은 이동체가 주행중인 도로의 방위각을 활용하여 이동체의 위치를 정확하게 추정할 수 있는 방위각 정보를 이용한 이동체의 위치 정합방법을 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide a method of position matching of a mobile body using azimuth information which can accurately estimate the position of the mobile body by utilizing the azimuth angle of the road on which the mobile body is running.
이러한 목적을 가지는 본 발명의 방위각 정보를 이용한 이동체의 위치 정합방법에 따르면, 수신되는 GPS 위치정보신호의 신뢰도가 양호하지 못하여 추측항법으로 이동체의 위치를 추정할 경우에 지도데이터의 매칭정보를 적극적으로 활용하는 것으로서 디지털 지도에서 이동체가 현재 주행하고 있는 도로의 방위각을 추출하여 이동체의 주행방향을 결정하도록 한다.According to the position matching method of the moving object using the azimuth information of the present invention having the above object, when the position of the moving object is estimated by the dead reckoning due to the poor reliability of the received GPS position information signal, the matching information of the map data is actively In this case, the azimuth of the road on which the mobile is currently traveling is extracted from the digital map to determine the driving direction of the mobile.
그러므로 본 발명의 방위각정보를 이용한 이동체의 위치 정합방법은, 이동체가 현재 주행중인 도로의 방위각을 제어부가 디지털 지도에서 추출하고, 이동체의 주행에 따라 센서부에서 출력되는 펄스신호의 수로 이동체의 단위시간당 이동거리를 추출하는 추측항법 위치 추출과정과, 상기 추출과정에서 추출한 도로의 방위각 및 이동체의 단위시간당 이동거리와, 바로 전에 추정한 이동체의 경도 및 위도 좌표로 이동체의 현재 경도 및 위도좌표를 추정하는 좌표 추정과정과, 상기 추출과정에서 추출한 도로의 방위각과, 상기 좌표 추정과정에서 추정한 이동체의 경도 및 위도 좌표로 디지털 지도에 이동체를 매칭시킬 위치 및 도로를 선정하는 위치/도로 선정과정과, 상기 위치/도로 선정과정에서 선정한 위치 및 도로에 이동체를 매칭시켜 표시부에 표시하는 표시과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Therefore, in the position matching method of the moving object using the azimuth information of the present invention, the control unit extracts the azimuth of the road on which the moving object is currently driven from the digital map, and the number of pulse signals output from the sensor unit according to the moving of the moving object per unit time of the moving object. Estimated navigation location extraction process to extract the movement distance, the azimuth angle of the road and the moving distance per unit time of the moving object extracted in the extraction process, and the current longitude and latitude coordinates of the mobile body to estimate the longitude and latitude coordinates of the mobile body A position / road selection process of selecting a position and a road to match the moving object to the digital map using a coordinate estimation process, an azimuth angle of the road extracted in the extraction process, and a longitude and latitude coordinate of the mobile body estimated in the coordinate estimation process; Match the moving object to the location and road selected in the location / road selection process And that comprising a display process according to claim.
또한 본 발명의 방위각정보를 이용한 이동체의 위치 정합방법은, GPS 수신기가 수신하는 GPS 위치정보의 신뢰도를 제어부가 입력받아 신뢰도를 판단하는 신뢰도 판단과정과, 상기 신뢰도 판단과정의 판단 결과 신뢰도가 양호할 경우에 상기 GPS 수신기가 수신하는 GPS 위치정보에서 이동체의 경도 및 위도 좌표와, 이동체의 방위각을 추출하는 GPS 위치 추출과정과, 상기 신뢰도 판단과정의 판단 결과 신뢰도가 양호하지 못할 경우에 이동체가 현재 주행중인 도로의 방위각을 제어부가 디지털 지도에서 추출하고, 이동체의 주행에 따라 센서부에서 출력되는 펄스신호의 수로 이동체의 단위시간당 이동거리를 추출하는 추측항법 위치 추출과정과, 상기 추측항법 위치 추출과정에서 추출한 도로의 방위각 및 이동체의 단위시간당 이동거리와, 바로 전에 추정한 이동체의 경도 및 위도 좌표로 이동체의 현재 경도 및 위도좌표를 추정하는 좌표 추정과정과, 상기 GPS 위치 추출과정에서 추출한 이동체의 경도 및 위도 좌표와, 이동체의 방위각 또는 상기 추측항법 위치 추출과정에서 추출한 도로의 방위각과, 상기 좌표 추정과정에서 추정한 이동체의 경도 및 위도 좌표로 디지털 지도에 이동체를 매칭시킬 위치 및 도로를 선정하는 위치/도로 선정과정과, 상기 위치/도로 선정과정에서 선정한 위치 및 도로에 이동체를 매칭시켜 표시하는 표시과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the position matching method of the moving object using the azimuth information of the present invention, the reliability of the control unit receives the reliability of the GPS position information received by the GPS receiver to determine the reliability, and the determination result of the reliability determination process will be good reliability In this case, the GPS position extraction process of extracting the longitude and latitude coordinates of the moving object and the azimuth angle of the moving object from the GPS position information received by the GPS receiver, and the reliability of the moving object is currently running when the reliability is not good. In the estimation navigation position extraction process, the control unit extracts the azimuth angle of the phosphorus road from the digital map, and extracts the movement distance per unit time of the moving object by the number of pulse signals output from the sensor unit as the moving object moves. The azimuth angle of the extracted road and the moving distance per unit time of the moving object, A coordinate estimating process for estimating the current longitude and latitude coordinates of the moving object by the longitude and latitude coordinates of the moving object, the longitude and latitude coordinates of the moving object extracted by the GPS location extraction process, and the azimuth angle of the moving object or the road extracted from the dead reckoning position extraction process A location / road selection process for selecting a location and a road to match the moving object to the digital map using the azimuth angle and the longitude and latitude coordinates of the moving object estimated in the coordinate estimation process, and the position and road selected in the location / road selection process. And a display process for matching and displaying the moving object.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 방위각 정보를 이용한 이동체의 위치 정합방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the position matching method of the moving object using the azimuth information of the present invention.
도 1은 본 발명의 이동체의 위치 정합방법이 적용되는 네비게이션 시스템의 구성을 보인 블록도이다. 이에 도시된 바와 같이 GPS 위성(100)이 송신하는 위치정보신호를 수신하는 GPS 수신기(102)와, 사용자의 조작에 따른 동작명령을 입력하는 명령입력부(104)와, 이동체에 자이로스코프 및 주행거리계와, 이동체의 횡축 및 종축 경사도를 검출하는 2축 경사계를 설치하여 이동체의 주행각도 변위량, 주행거리, 횡축 경사도 및 종축 경사도를 검출하는 센서부(106)와, 디지털 지도 데이터를 저장하고 있는 지도 데이터 저장부(108)와, 상기 GPS 수신기(104)가 수신한 위치정보신호 및 상기 센서부(106)의 검출신호를 이용하여 혼합항법으로 이동체의 위치를 결정하고 추측항법시 상기 횡축 경사도 및 종축 경사도로 이동체의 위치를 보정하여 결정하며, 결정한 이동체의 위치를 상기 지도 데이터 저장부(108)에 저장된 디지털 지도 데이터에 매칭시킨 후 그 매칭시킨 디지털 지도 데이터 및 이동체의 위치의 표시를 제어하는 제어부(110)와, 상기 제어부(110)의 제어에 따라 디지털 지도 데이터 및 이동체의 위치를 표시부(114)에 표시하는 표시 구동부(112)로 구성된다.1 is a block diagram showing the configuration of a navigation system to which the position matching method of the moving object of the present invention is applied. As shown therein, a GPS receiver 102 for receiving a location information signal transmitted by the GPS satellite 100, a command input unit 104 for inputting an operation command according to a user's operation, and a gyroscope and a odometer for a moving object. And a sensor unit 106 for installing a two-axis inclinometer for detecting the transverse and longitudinal axis inclinations of the moving object to detect the traveling angle displacement, travel distance, transverse inclination and longitudinal axis inclination of the moving object, and map data for storing digital map data. Using the storage unit 108 and the position information signal received by the GPS receiver 104 and the detection signal of the sensor unit 106 to determine the position of the moving object by mixed navigation, the horizontal axis tilt and vertical axis tilt Determine the moving object by adjusting the position of the moving object, and match the determined position of the moving object to the digital map data stored in the map data storage unit 108. It consists of a map data and a control unit 110 for controlling the display of the position of the moving object, the display driver 112 to display the position of the digital map data and a moving object on the display unit 114 under the control of the controller 110.
이와 같이 구성된 네비게이션 시스템은, 사용자가 명령 입력부(104)를 통해 이동체의 주행 안내를 명령할 경우에 GPS 위성(100)이 송신하는 위치정보신호를 GPS 수신기(102)가 수신하여 제어부(110)로 입력시키고, 센서부(106)가 이동체의 주행에 따른 각 변위량 및 주행거리에 따른 펄스신호를 발생하여 제어부(110)로 입력된다.In the navigation system configured as described above, the GPS receiver 102 receives the position information signal transmitted by the GPS satellite 100 when the user commands the driving guidance of the moving object through the command input unit 104 to the control unit 110. The sensor unit 106 generates a pulse signal corresponding to the displacement amount and the travel distance according to the moving of the moving object and is input to the control unit 110.
그러면, 제어부(102)는 GPS 수신기(102)가 수신한 위치정보신호의 신뢰도가 양호한 지의 여부를 판단하고, 위치정보신호의 신뢰도가 양호할 경우에 그 위치정보신호로 이동체의 현재위치를 검출하고, 검출한 이동체의 현재위치를 지도 데이터 저장부(108)에 저장된 디지털 지도 데이터에 매칭시킨 후 표시 구동부(112)로 출력하여 표시부(114)에 표시된다.Then, the control unit 102 determines whether the reliability of the position information signal received by the GPS receiver 102 is good, and when the reliability of the position information signal is good, detects the current position of the moving object by the position information signal. The current position of the detected moving object is matched with the digital map data stored in the map data storage 108, and then output to the display driver 112 to be displayed on the display 114.
그리고 GPS 수신기(102)가 수신한 위치정보신호의 신뢰도가 양호하지 못하여 이동체의 위치를 정확하게 검출할 수 없을 경우에 제어부(110)는 위치정보신호의 신뢰도가 양호하여 높아 이동체의 위치를 정확하게 검출한 최종 위치로부터, 센서부(106)가 출력하는 주행각도 변위량 및 주행거리에 따른 펄스신호의 수를 누적하고, 누적한 주행각도 변위량 및 펄스신호의 수와, 단위 시간당 발생되는 상기 펄스신호의 수로 검출되는 이동체의 주행속도와, 현재 이동체가 주행하고 있는 도로의 방향각을 지도 데이터에서 추출하여 이동체의 현재위치 및 매칭시킬 도로를 판별한 후 지도 데이터 저장부(108)에 저장된 디지털 지도 데이터에 매칭시키고, 표시 구동부(112)로 출력하여 표시부(114)에 표시한다.In addition, when the position of the moving object cannot be accurately detected because the reliability of the position information signal received by the GPS receiver 102 is high, the control unit 110 has high reliability of the position information signal and thus, accurately detects the position of the moving object. From the final position, the sensor unit 106 accumulates the traveling angle displacement amount and the number of pulse signals according to the traveling distance, and detects the accumulated traveling angle displacement amount and the number of pulse signals and the number of pulse signals generated per unit time. The driving speed of the moving object and the direction angle of the road on which the moving object is currently driven are extracted from the map data to determine the current position of the moving object and the road to be matched, and then matched with the digital map data stored in the map data storage 108. The display is output to the display driver 112 and displayed on the display 114.
도 2는 본 발명의 위치 정합방법을 보인 신호흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이 단계(200)에서 제어부(110)는 GPS 수신기(102)가 수신하는 GPS 위치정보신호와, 수신한 GPS 위치정보신호의 수신감도 및 전계의 세기 등으로 판단하는 위치정보신호의 신뢰도(Horizontal Dilution of Precision)를 입력받고, 단계(202)에서 상기 입력받은 신뢰도가 양호한지의 여부를 판단한다. 즉, GPS 위치정보신호로 이동체의 현재위치를 정확하게 검출할 수 있는지의 여부를 판단한다.2 is a signal flow diagram showing a position matching method of the present invention. As shown in FIG. 200, the control unit 110 determines the position information signal determined by the GPS position information signal received by the GPS receiver 102 and the received sensitivity of the received GPS position information signal and the electric field strength. Reliability (Horizontal Dilution of Precision) is input, and in step 202 it is determined whether the received reliability is good. That is, it is determined whether the current position of the moving object can be accurately detected by the GPS position information signal.
상기 단계(202)의 판단 결과 GPS 위치정보신호의 신뢰도가 양호할 경우에 제어부(110)는 단계(204)에서 그 GPS 위치정보신호에서 추출되는 경도, 위도 및 방위각을 변수 Px, Py 및 A에 각기 저장한다.If the reliability of the GPS location information signal is satisfactory as a result of the step 202, the control unit 110 converts the longitude, latitude, and azimuth extracted from the GPS location information signal to the variables Px, Py, and A in step 204. Save each one.
그리고 상기 단계(202)의 판단 결과 GPS 위치정보신호의 신뢰도가 양호하지 않을 경우에 제어부(110)는 단계(206)에서 바로 전에 이동체의 위치를 매칭시킨 도로의 방위각을 디지털 지도에서 추출하여 변수 A에 저장하고, 단계(208)에서 주행속도계의 검출신호로 이동체의 단위시간당 주행거리를 산출 즉, 이동체가 주행함에 따라 발생되는 펄스신호의 개수에 거리 상수를 곱셈하여 이동체의 단위시간당 주행거리를 산출한 후 변수 d에 저장한다.If the reliability of the GPS location information signal is not satisfactory as a result of the step 202, the controller 110 extracts the azimuth angle of the road that matched the position of the moving object from the digital map in step 206. The driving distance per unit time of the moving object is calculated using the detection signal of the traveling speedometer in step 208, that is, the distance per unit time of the moving body is calculated by multiplying the distance constant by the number of pulse signals generated as the moving body moves. Store it in variable d.
다음 단계(210)에서는 상기 단계(206)에서 추출한 도로의 방위각 A와, 단계(208)에서 산출한 이동체의 단위시간당 주행거리 d와, 바로 전에 검출한 이동체의 경도 및 위도 좌표를 고려하여 주행중인 이동체의 현재 경도 및 위도 좌표를 추정하고, 단계(212)에서 상기 추정한 경도 및 위도 좌표를 변수 Px 및 Py에 각기 저장한다.In the next step 210, the azimuth angle A of the road extracted in the step 206, the traveling distance per unit time of the moving object calculated in the step 208, and the longitude and latitude coordinates of the moving object detected immediately before The current longitude and latitude coordinates of the moving object are estimated, and in step 212, the estimated longitude and latitude coordinates are stored in the variables Px and Py, respectively.
이와 같이 하여 이동체의 현재위치의 경도 및 위도좌표와, 이동체가 주행하는 도로의 방위각이 추출되면, 제어부(110)는 단계(214)에서 변수 Px 및 Py에 저장한 이동체의 경도 및 위도 좌표를 변수 Px-1 및 Py-1에 저장하여 다음에 이동체의 위치를 검출할 때 사용할 수 있도록 한다.In this way, when the longitude and latitude coordinates of the current position of the moving object and the azimuth of the road on which the moving object travels are extracted, the controller 110 determines the longitude and latitude coordinates of the moving object stored in the variables P x and P y in step 214. Are stored in variables P x-1 and P y-1 so that they can be used the next time the position of the moving object is detected.
다음 단계(216)에서는 상기 추출한 이동체의 경도 및 위도 좌표와, 방위각을 고려하여 이동체를 디지털 지도에 매칭시킬 위치 및 도로를 선정하고, 단계(218)에서 디지털 지도에 상기 선정한 이동체의 위치 및 도로에 이동체를 매칭시켜 표시부(114)의 화면에 표시한다.In the next step 216, the position and the road to match the moving object to the digital map are selected in consideration of the extracted longitude and latitude coordinates and the azimuth angle. The moving objects are matched and displayed on the screen of the display unit 114.
도 3a는 GPS 위치정보신호의 신뢰도가 양호하지 못하여 데드항법으로 이동체의 위치를 추정할 경우에 도로의 방위각을 반영하지 않는 종래의 위치 정합방법에 따라 이동체의 위치를 추정한 결과를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 종래의 위치정합방법은, GPS 위치정보신호의 신뢰도가 양호하지 못할 때부터 이동체가 주행함에 따라 자이로스코프의 적분오차가 계속 누적되어 이동체의 실제 주행위치와 추정된 주행위치 사이의 오차가 계속 누적됨을 알 수 있다.3A is a view showing a result of estimating the position of a moving body according to a conventional position matching method that does not reflect the azimuth of a road when estimating the position of the moving object by a dead navigation because the reliability of the GPS position information signal is not good. As shown in the related art, in the conventional position matching method, the integration error of the gyroscope continues to accumulate as the moving object moves from the time when the reliability of the GPS position information signal is not good, and thus the distance between the actual driving position and the estimated driving position of the moving object is accumulated. It can be seen that the error continues to accumulate.
그러나 도로의 방위각을 반영한 본 발명의 위치 정합방법은, 도 3b에 도시된 바와 같이 GPS 위치정보신호의 신뢰도가 양호하지 못하여 데드항법으로 이동체의 위치를 추정할 경우에 이동체가 주행함에 따라 자이로스코프의 적분오차가 계속 누적되어도 이동체가 주행하는 도로의 방위각을 반영하여 이동체의 실제 주행위치와 추정된 주행위치 사이에 오차가 거의 발생되지 않음을 알 수 있다.However, in the position matching method of the present invention reflecting the azimuth of the road, as shown in FIG. 3b, the reliability of the GPS position information signal is not good, and when the position of the moving object is estimated by the dead navigation, Even if the integration error continues to accumulate, it can be seen that an error rarely occurs between the actual driving position and the estimated driving position of the moving object by reflecting the azimuth angle of the road on which the moving object travels.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.On the other hand, while the present invention has been shown and described with respect to specific preferred embodiments, various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit or field of the invention provided by the claims below It can be easily understood by those skilled in the art.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 GPS 위치정보신호의 신뢰도가 양호하지 못하여 데드항법으로 이동체의 위치를 추정할 경우에 이동체가 주행하는 도로의 방위각정보를 반영하여 이동체의 주행위치를 추정함으로써 자이로스코프의 특성상 발생하는 적분오차의 누적오류가 보완되고, 이로 인하여 이동체의 주행위치를 정확하게 판단하여 경로안내 및 경로탐색의 오류를 최소화하고, 네비게이션 시스템의 전체 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, when the position of the moving object is estimated by the dead navigation due to the poor reliability of the GPS position information signal, the driving position of the moving object is estimated by reflecting the azimuth information of the road on which the moving object travels. The cumulative error of the integral error that occurs due to the nature is compensated for, thereby accurately determining the driving position of the moving object to minimize the error of the path guidance and path search, and has the effect of improving the overall performance of the navigation system.
도 1은 본 발명의 위치 정합방법이 적용되는 네비게이션 시스템의 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a navigation system to which the position matching method of the present invention is applied.
도 2는 본 발명의 위치 정합방법을 보인 신호흐름도.2 is a signal flow diagram showing a position matching method of the present invention.
도 3a 및 도 3b는 종래 및 본 발명의 위치 정합방법에 따라 이동체의 위치를 표시한 상태를 예로 들어 보인 도면.3A and 3B are views illustrating a state in which a position of a movable body is displayed according to a conventional position matching method of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : GPS 위성 102 : GPS 수신기100: GPS satellite 102: GPS receiver
104 : 명령 입력부 106 : 센서부104: command input unit 106: sensor unit
108 : 지도 데이터 저장부 110 : 제어부108: map data storage unit 110: control unit
112 : 표시 구동부 114 : 표시부112: display drive unit 114: display unit
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