KR20060102016A - A dead reckoning sensor correction system of navigation system on vehicle and method thereof - Google Patents

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Abstract

차량용 항법장치에서 GPS 신호의 음영지역을 주행하는 경우 관성센서 신호의 오차를 교정하여 측위 정보에 정확성을 제공하도록 하는 것으로,When driving the shadow area of the GPS signal in the vehicle navigation system to correct the error of the inertial sensor signal to provide accuracy in the positioning information,

주행 목적지가 설정된 후 차량의 주행이 개시되면 GPS로부터 위치, 속도, 방향각을 포함하는 항법정보를 취득하고, 관성센서로부터 차속, 주행거리, 방향각을 포함하는 정보를 취득하는 과정과, 차량의 이동에 따라 상기 GPS 신호의 음역지역인지를 판단하는 과정과, GPS 신호가 정상적으로 수신되는 상태이면 GPS 신호를 이용하여 관성센서의 측위 오차를 교정한 다음 GPS의 항법정보와 관성센서의 추측항법 정보를 혼합하여 측위 결과를 추출한 다음 디지털 지도에 맵 매칭하여 그 결과를 학습값으로 저장함과 동시에 표시부를 통해 실차의 위치를 지시하는 경로 안내를 제공하는 과정과, 상기에서 GPS 신호의 수신이 불량한 상태이면 직전 맵 매칭 결과의 학습값을 이용하여 관성센서의 오차를 보정하는 과정과, 상기 오차 보정된 관성센서의 측위 정보를 디지털 지도에 맵 매칭하여 그 결과를 학습값으로 저장함과 동시에 표시부를 통해 실차 위치를 지시하는 경로 안내를 제공하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.When the driving of the vehicle is started after the driving destination is set, the navigation information including the position, the speed and the direction angle is acquired from the GPS, and the information including the vehicle speed, the traveling distance and the direction angle is acquired from the inertial sensor Determining whether the GPS signal is in the sound region according to the movement, and if the GPS signal is normally received, correct the positioning error of the inertial sensor using the GPS signal, and then calculate the GPS navigation information and the dead reckoning information of the inertial sensor. Extracting the location result by mixing, map matching the digital map, storing the result as a learning value, and providing a route guidance indicating the location of the vehicle through the display unit; and if the reception of the GPS signal is poor, The process of correcting the error of the inertial sensor using the learning value of the map matching result, and the positioning information of the error corrected inertial sensor is decoded. And matching the map to the digital map, storing the result as a learning value, and providing a route guide indicating the actual vehicle position through the display unit.

항법장치, 관성센서, GPS, 오차교정 Navigation system, inertial sensor, GPS, error correction

Description

차량 항법장치의 관성센서 교정장치 및 방법{A DEAD RECKONING SENSOR CORRECTION SYSTEM OF NAVIGATION SYSTEM ON VEHICLE AND METHOD THEREOF}Inertial sensor calibration device and method of vehicle navigation system {A DEAD RECKONING SENSOR CORRECTION SYSTEM OF NAVIGATION SYSTEM ON VEHICLE AND METHOD THEREOF}

도 1은 종래의 차량 항법장치에서 GPS 신호 음영지역에서의 측위 오차를 보이는 일 예시도이다.1 is a diagram illustrating a positioning error in a GPS signal shadow area in a conventional vehicle navigation apparatus.

도 2는 본 발명에 따라 관성센서의 교정 로직이 적용되는 차량 항법장치의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a vehicle navigation apparatus to which the calibration logic of the inertial sensor is applied according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 차량 항법장치에서 관성센서 교정 수행에 대한 일 실시예의 흐름도이다.3 is a flowchart of an embodiment of performing inertial sensor calibration in a vehicle navigation apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

101 : GPS 수신부 102 : 관성센서101: GPS receiver 102: inertial sensor

103 : 제어부 104 : 메모리부103: control unit 104: memory unit

105 : 표시부105: display unit

본 발명은 차량용 항법장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 GPS 신호의 음영지역에서 관성센서 신호의 오차를 교정하여 측위 정보에 정확성을 제공하도록 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle navigation apparatus, and more particularly, to an apparatus and method for calibrating an inertial sensor of a vehicle navigation system to correct an error of an inertial sensor signal in a shadow area of a GPS signal to provide accuracy in positioning information.

일반적으로, 선박이나 항공기 및 자동차 등 각종의 이동체들에는 현재 위치와 이동 속도를 확인하거나 이동 경로를 결정하기 위한 측위 시스템이 탑재되어 이용되고 있다. In general, various moving objects such as ships, aircrafts, and automobiles are equipped with a positioning system for checking a current position and moving speed or determining a moving path.

이 측위 시스템은 복수개의 인공위성(Global Positioning System; 이하 GPS라 칭함.)으로부터 위도, 경도, 고도 등을 나타내는 전파를 수신하여 이동체의 현재 위치를 연산한 후 지도 정보를 통해 현재의 위치와 이동경로를 표시하여 준다.The positioning system receives a radio wave indicating latitude, longitude, altitude, etc. from a plurality of satellites (Global Positioning System), calculates the current position of the moving object, and then calculates the current position and the route using the map information. Mark it.

즉, 측위 시스템을 차량에 적용한 차량 항법장치(네비게이션:Navigation)는 화면에 표시되는 지도상에 차량의 현재 위치, 이동 속도, 운전자가 주행 전에 설정한 경로, 목적지까지의 최적 경로, 주행된 경로 등 주행에 필요한 각종의 정보를 운전자에게 제공한다.In other words, the vehicle navigation device (Navigation) applying the positioning system to the vehicle is the current position of the vehicle on the map displayed on the screen, the moving speed, the route set by the driver before driving, the optimal route to the destination, the driving route, etc. Provides the driver with various information necessary for driving.

차량 항법장치는 차량의 현재 위치를 판정하기 위한 방법으로, 위성항법(Satellite Base Navigation)과 추측항법(Dead Reckoning Navigation)을 사용하고 있으며, 위성항법을 위해서는 GPS 수신기를 사용하고, 추측항법을 위해서는 관성센서(Dead-Reckoning Sensor)를 사용한다.The vehicle navigation system uses satellite base navigation and dead reckoning navigation as a method for determining the current position of the vehicle, uses a GPS receiver for satellite navigation, and inertia for dead navigation. Use a Dead-Reckoning Sensor.

상기의 관성센서는 주행속도 및 주행거리를 추출하기 위한 주행거리계 센서와 주행 방향각을 추출하기 위한 자이로스코프(Gyroscope)로 구성되어, 차량의 속도 및 주행거리정보와 방향각 정보를 이용하여 초기 위치로부터 다음 순간까지의 이동거리에 대한 정보를 계산함으로써 차량의 현재 위치를 계산한다.The inertial sensor is composed of a odometer sensor for extracting a traveling speed and a mileage and a gyroscope for extracting a driving direction angle, and using the vehicle's speed and mileage information and the direction angle information to determine an initial position. Calculate the current position of the vehicle by calculating information about the distance traveled from to.

이는 외부의 정보없이 자체적인 정보를 이용한다는 장점이 있으나 이를 이용 하여 취득된 차량 위치는 동작시간이 길어짐에 따라 오차가 증가하게 되며, 위치측정의 오차가 사용한 시간에 따라 누적되는 특성을 갖고 있다.This has the advantage of using its own information without external information, but the vehicle position acquired by using the error increases as the operation time increases, and the error of position measurement accumulates according to the used time.

따라서, 종래의 차량 항법장치에는 관성센서의 오차 누적 증가를 막기 위해 GPS로부터 취득된 위치로 관성센서를 초기화하는 방식을 적용함으로써, 동작시간이 길어짐에 따라 증가하는 오차를 GPS 오차 범위 이내로 제한하고 있다.Therefore, the conventional vehicle navigation apparatus applies a method of initializing the inertial sensor to a position acquired from the GPS in order to prevent the cumulative increase of the error of the inertial sensor, thereby limiting the error that increases as the operation time becomes longer within the GPS error range. .

그러나, GPS 신호의 수신이 어려운 터널이나 빌딩 사이, 우거진 가로수 지역 등의 전파 음영지역을 주행하는 경우 관성센서의 오차를 교정하기 위한 위치정보를 GPS로부터 취득할 수 없는 관계로 관성센서의 오차를 GPS 오차 범위 이내로 제거할 수 없는 문제점이 발생한다.However, when driving a radio wave shadow area such as a tunnel, a building, a lush roadside area, etc., where GPS signals are difficult to receive, since the position information for correcting the error of the inertial sensor cannot be obtained from the GPS, the error of the inertial sensor is GPS. There is a problem that cannot be eliminated within the margin of error.

이에 따라 GPS의 음영지역에서는 관성센서의 위치 오차가 증가하게 되어 차량 항법장치는 주행 경로의 이탈 또는 도로 이탈과 같은 판정을 하게 되어, 불필요한 경고음의 송출이 반복되어지게 된다.As a result, the position error of the inertial sensor increases in the shadow area of the GPS, and the vehicle navigation apparatus makes a determination such as a departure of a driving route or a departure of a road, thereby repeatedly transmitting unnecessary warning sounds.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 차량 항법장치가 장착된 차량이 "A" 지점에서 남산 1호 터널을 화살표 방향으로 진행하는 경우 터널의 입구측에서는 실제의 차량 위치 정보와 측위한 차량의 위치 정보가 동일 내지 근사한 위치로 추출된다.That is, as shown in FIG. 1, when the vehicle equipped with the vehicle navigation apparatus proceeds through the Namsan No. 1 tunnel in the arrow direction at the point “A”, the actual vehicle position information and the position information of the vehicle for the side are displayed at the entrance side of the tunnel. Extracted to the same to approximate location.

그러나, 차량이 "B" 지점으로의 이동에 따라 터널 내부로 진입하게 되는 경우 GPS 신호의 수신이 불량하게 되며, 이에 따라 자이로스코프 및 주행거리계 센서로 이루어지는 관성센서의 오차를 보상할 수 없게 된다.However, when the vehicle enters the tunnel as the vehicle moves to the "B" point, the reception of the GPS signal is poor, and thus the error of the inertial sensor composed of the gyroscope and the odometer sensor cannot be compensated.

이때, 차량 항법장치는 관성센서만의 정보를 이용하여 추즉항법을 수행하여 주행 경로의 정보를 제공하게 되는데, GPS신호에 의한 오차 보상이 이루어지지 않 게 됨에 따라 관성센서의 오차는 시간이 경과함에 따라 누적되어 증가된다.At this time, the vehicle navigation device performs the navigation immediately using information of only the inertial sensor to provide information of the driving route. As the error compensation by the GPS signal is not made, the error of the inertial sensor has elapsed. Accumulate and increase accordingly.

그러므로, 터널의 출구 지점에서는 실제 차량의 위치 정보와 측위한 차량의 위치 정보에는 △L 만큼의 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem that an error of ΔL occurs in the actual vehicle position information and the position information of the vehicle at the exit point of the tunnel.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 차량 항법장치가 장착된 차량이 터널 등과 같은 GPS 신호의 음영지역을 주행하게 되는 경우 관성센서 신호의 오차를 GPS 신호의 오차 범위 이내로 보정하여 측위 정보에 정확성을 제공하도록 한 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is that when a vehicle equipped with a vehicle navigation system is driving the shadow area of the GPS signal, such as a tunnel, the error of the inertial sensor signal range of the error of the GPS signal The correction is made to provide accuracy in the positioning information.

또한, 본 발명의 다른 목적은 GPS 신호의 음영지역에서 관성센서 신호의 오차 보정을 맵 매칭(Map Matching)된 위치정보(주행거리정보)와 주행 방향에 대한 정보와, 디지털 지도의 도로 링크(Link)정보, 디지털 지도의 도로 링크 각(Angle) 정보, 디지털 지도의 도로 링크 종별정보를 이용하도록 한 것이다. In addition, another object of the present invention is to correct the error correction of the inertial sensor signal in the shadow area of the GPS signal (Map matching) location information (travel distance information) and information on the driving direction, road link (Link) of the digital map Information, road link angle information on the digital map, and road link classification information on the digital map.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 GPS 위성으로부터 항법정보를 수신하며, 수신 감도(상태)를 판정하는 GPS 수신부와; 주행 속도 및 주행거리를 추출하기 위한 주행거리계 센서와 방향각을 추출하기 위한 자이로스코프로 구성되어, 차량의 속도정보와 방향각 정보를 취득하는 관성센서와; 디지털 지도가 데이터 베이스로 저장되는 메모리부와; GPS 수신부를 통해 취득되는 항법정보와 관성센서에서 취득되는 추측 항법정보를 이용하여 디지털 지도의 맵 매칭을 통해 목적지까지의 경로 안내를 제공하며, GPS 신호의 수신 음영지역을 주행시에 맵 매칭된 결과의 학습 보정치를 이용하여 상기 관성센서의 오차를 보정하는 제어부 및; 상기 제어부에서 맵 매칭된 주행 경로를 디지털 지도로 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정장치를 제공한다.The present invention for realizing the above object comprises: a GPS receiver for receiving navigation information from a GPS satellite and determining a reception sensitivity (state); An inertial sensor comprising a odometer sensor for extracting a traveling speed and a mileage and a gyroscope for extracting a direction angle, the vehicle obtaining the speed information and the direction angle information of the vehicle; A memory unit for storing a digital map as a database; Using the navigation information acquired through the GPS receiver and the dead reckoning information obtained from the inertial sensor, it provides a route guidance to the destination through map matching of the digital map. A controller for correcting an error of the inertial sensor using a learning correction value; The control unit provides an inertial sensor calibration device for a vehicle navigation apparatus, characterized in that it comprises a display unit for displaying a map matched driving route in a digital map.

또한, 본 발명은 주행 목적지가 설정된 후 차량의 주행이 개시되면 GPS로부터 위치, 속도, 방향각을 포함하는 항법정보를 취득하고, 관성센서로부터 차속, 주행거리, 방향각을 포함하는 정보를 취득하는 과정과; 차량의 이동에 따라 상기 GPS 신호의 음역지역인지를 판단하는 과정과; GPS 신호가 정상적으로 수신되는 상태이면 GPS 신호를 이용하여 관성센서의 측위 오차를 교정한 다음 GPS의 항법정보와 관성센서의 추측항법 정보를 혼합하여 측위 결과를 추출한 다음 디지털 지도에 맵 매칭하여 그 결과를 학습값으로 저장함과 동시에 표시부를 통해 실차의 위치를 지시하는 경로 안내를 제공하는 과정과; 상기에서 GPS 신호의 수신이 불량한 상태이면 직전 맵 매칭 결과의 학습값을 이용하여 관성센서의 오차를 보정하는 과정과; 상기 오차 보정된 관성센서의 측위 정보를 디지털 지도에 맵 매칭하여 그 결과를 학습값으로 저장함과 동시에 표시부를 통해 실차 위치를 지시하는 경로 안내를 제공하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정방법을 제공한다.In addition, the present invention obtains navigation information including the position, speed, direction angle from the GPS when the vehicle starts to travel after the driving destination is set, and obtains information including the vehicle speed, travel distance, direction angle from the inertial sensor Process; Determining whether the GPS region is a sound region according to the movement of the vehicle; If the GPS signal is normally received, correct the positioning error of the inertial sensor using the GPS signal, extract the positioning result by mixing the GPS navigation information and the dead reckoning information of the inertial sensor, and then map-match the digital map. Storing a learning value and providing a route guide indicating a position of a vehicle through a display unit; Correcting an error of an inertial sensor by using a learning value of a previous map matching result when the GPS signal is poorly received; And mapping the positioning information of the error corrected inertial sensor to a digital map, storing the result as a learning value, and providing a route guide indicating the actual vehicle position through the display unit. Provides an inertial sensor calibration method.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 관성센서 교정 로직이 적용되는 차량 항벙장치는 GPS 수신부(101)와 관성센서(102), 제어부(103), 메모리부(104) 및 표시부(105)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the vehicle navigation apparatus to which the inertial sensor calibration logic is applied according to the present invention includes a GPS receiver 101, an inertial sensor 102, a controller 103, a memory 104, and a display 105. It is configured to include.

GPS 수신부(101)를 안테나(ANT)을 통해 GPS 위성으로부터 위치, 속도, 진행방향 등에 대한 항법정보를 수신하며, 수신 감도(상태)의 정보를 포함하여 수신된 항법정보를 제어부(103)에 인가한다.The GPS receiver 101 receives navigation information on the position, speed, direction of travel, etc. from the GPS satellite through the antenna ANT, and applies the received navigation information including the information on the reception sensitivity (state) to the controller 103. do.

관성센서(102)는 주행 속도 및 주행거리를 추출하기 위한 주행거리계 센서와 방향각을 추출하기 위한 자이로스코프로 구성되어, 차량의 속도정보와 방향각 정보를 취득하여, 제어부(103)로 하여금 초기 위치로부터 다음 순간까지의 이동거리에 대한 정보를 계산함으로써 차량의 현재 위치를 계산하는 추측항법이 제공될 수 있도록 한다.The inertial sensor 102 is composed of a odometer sensor for extracting a traveling speed and a mileage and a gyroscope for extracting a direction angle. By calculating information about the distance traveled from the position to the next moment, a dead reckoning can be provided which calculates the current position of the vehicle.

제어부(103)는 GPS 수신부(101)를 통해 취득되는 항법정보와 관성센서(102)에서 취득되는 추측 항법정보를 이용하여 디지털 지도의 맵 매칭을 통해 목적지까지의 경로 안내를 제공하며, GPS 신호의 수신이 불량한 터널 등의 음영지역을 주행하는 경우 맵 매칭된 결과를 이용하여 학습한 보정치를 이용하여 관성센서의 오차를 보정한다.The controller 103 uses the navigation information acquired through the GPS receiver 101 and the dead reckoning information obtained from the inertial sensor 102 to provide a route guidance to a destination through map matching of a digital map, When driving in a shaded area such as a poor reception tunnel, the error of the inertial sensor is corrected by using a correction value learned using the map matched result.

상기 GPS 신호의 음영지역에서 관성센서 신호의 오차 보정은 맵 매칭된 결과의 학습값 이외에 디지털 지도의 도로 링크 정보, 디지털 지도의 도로 링크 각 정보, 디지털 지도의 도로 링크 종별정보를 이용하여 보정한다. The error correction of the inertial sensor signal in the shadow area of the GPS signal is corrected by using road link information of the digital map, road link angle information of the digital map, and road link type information of the digital map, in addition to the learning value of the map matched result.

메모리부(104)는 디지털 지도의 정보가 데이터 베이스로 저장되어 주행경로의 안내시에 맵 매칭이 제공되도록 하고, GPS 신호의 음역지역에서 맵 매칭 결과를 이용하여 추출되는 관성센서의 오차 보정치를 학습값으로 저장한다.The memory unit 104 stores the digital map information as a database to provide map matching when guiding driving directions, and learns an error correction value of an inertial sensor extracted using a map matching result in a sound region of a GPS signal. Save as a value.

표시부(105)는 상기 제어부(103)에서 맵 매칭된 경로를 디지털 지도로 표시하여 목적지까지의 경로 안내 서비스를 제공한다.The display unit 105 provides a route guidance service to a destination by displaying a map matched route on the controller 103 as a digital map.

전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명에서 관선센서의 오차를 보정하는 동작에 대하여 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 3 with respect to the operation of correcting the error of the tube sensor in the present invention configured to include the function as described above in detail as follows.

출발지에서 목적지의 정보를 설정한 후 경로 안내 서비스를 시작함과 동시에 주행을 개시하게 되면 GPS 수신부(101)는 안테나(ANT)을 통해 GPS 위성으로부터 위치, 속도, 진행방향 등에 대한 항법정보를 취득한 다음 GPS 위성과의 수신 감도(상태)의 정보를 포함하여 수신된 항법정보를 제어부(103)에 인가한다.After setting the destination information at the starting point and starting the route guidance service and at the same time starting driving, the GPS receiver 101 acquires the navigation information about the position, speed, and direction from the GPS satellite through the antenna ANT. The received navigation information, including information on the reception sensitivity (state) with the GPS satellites, is applied to the control unit 103.

또한, 자이로스코프 및 주행거리계 센서로 구성되는 관성센서(102)는 차량의 주행속도 및 주행거리의 정보와 방향각 정보를 취득하여 제어부(103)에 인가한다.In addition, the inertial sensor 102 composed of a gyroscope and a odometer sensor acquires information of a traveling speed and a traveling distance and direction angle information of the vehicle and applies it to the controller 103.

이때, 제어부(103)는 GPS 신호의 수신 상태가 항법정보를 안정적으로 취득할 수 있는 상태로 양호한지를 판정한다(S103).At this time, the control unit 103 determines whether the reception state of the GPS signal is good in a state capable of stably obtaining navigation information (S103).

상기 S103의 판정 결과 터널이나 빌딩 숲 사이의 주행 우거운 가로수 주변 등의 주행으로 인하여 GPS 신호의 수신이 불량한 상태로 판정되면 직전 주행에서 맵 매칭 결과를 이용하여 학습한 보정값을 적용하여 GPS 신호의 수신 불능에 따른 관성센서(102)의 오차를 보정한다(S104).As a result of the determination in S103, when the reception of the GPS signal is determined to be in a bad state due to the driving around the tunnel or the building forest, the GPS signal is applied by applying the correction value learned using the map matching result in the previous driving. The error of the inertial sensor 102 due to the reception is corrected (S104).

상기 관성센서(102)의 오차 보정에서 자이로스코프의 스케일 펙터(Scale Factor ; SG) 교정은 하기의 수학식 1의 적용에 의해 수행되고, 주행거리계 센서의 스케일 펙터(So)의 교정은 하기의 수학식 1의 적용에 의해 수행된다.In the error correction of the inertial sensor 102, the scale factor (S G ) calibration of the gyroscope is performed by the following Equation 1, and the calibration of the scale factor (S o ) of the odometer sensor is performed as follows. It is performed by the application of the equation (1).

Figure 112005015020366-PAT00001
Figure 112005015020366-PAT00001

상기의 수학식 1에서

Figure 112005015020366-PAT00002
는 자이로스코프의 측정값(아날로그 전압값)이고,
Figure 112005015020366-PAT00003
는 자이로스코프의 영속도 측정값이며, △t 는 자이로스코프의 측정 시간차이고, △φ는 맵 매칭된 주행 방향각 정보 또는 도로의 링크 각 정보이다.In Equation 1 above
Figure 112005015020366-PAT00002
Is the measured value (analog voltage value) of the gyroscope,
Figure 112005015020366-PAT00003
Is a zero speed measurement value of the gyroscope, Δt is a measurement time difference of the gyroscope, Δφ is map matching driving direction angle information or road link angle information.

Figure 112005015020366-PAT00004
Figure 112005015020366-PAT00004

상기의 수학식 2에서 mp 는 주행거리계 센서의 측정값(디지털 펄스의 개수)이고, D 는 맵 매칭된 위치의 주행거리이다.In Equation 2, m p is a measured value of the odometer sensor (number of digital pulses), and D is a travel distance of a map matched position.

상기한 수학식 1 및 수학식 2의 적용을 통해 GPS신호의 음역지역에서의 관성센서(102) 오차 보정이 이루어지면, 보정된 관성센서(102)의 정보를 적용하여 현재의 위치와 방향각을 추출하는 추측항법을 수행한다(S106).When the error of the inertial sensor 102 is corrected in the sound region of the GPS signal through the application of Equations 1 and 2, the current position and the direction angle are applied by applying the corrected information of the inertial sensor 102. The dead reckoning to be extracted is performed (S106).

이후, 메모리부(104)에 저장되어 있는 디지털 지도 데이터에 상기 추측항법을 추출한 현재의 위치 및 방향각을 맵 매칭한 다음(S106) 맵 매칭에 대한 결과의 학습값을 메모리부(104)에 저장하여 보정값으로 사용될 수 있도록 한다(S107).Subsequently, map matching of the current position and the direction angle from which the dead reckoning is extracted to the digital map data stored in the memory unit 104 is performed (S106), and the learning value of the result of the map matching is stored in the memory unit 104. To be used as a correction value (S107).

상기 메모리부(104)에 저장되는 관성센서(102) 보정을 위한 학습값은 맵 매칭된 결과값으로 주행위치, 주행거리, 방향각의 정보와, 맵 매칭된 도로 링크 정보와 도로 링크 각 정보, 도로 링크 종별 정보를 포함한다.The learning value for calibrating the inertial sensor 102 stored in the memory unit 104 is a map-matched result, and information about a driving position, a traveling distance, a direction angle, map-matched road link information, road link angle information, Contains road link classification information.

그리고, 상기 디지털 지도 데이터에 맵 매칭된 현재의 위치 정보에 대하여 표시부(105)를 통해 지도상에 실차 위치 정보를 표시함으로써, 운전자에게 경로 안내에서 현재의 위치를 지시하여 준다(S108).Then, by displaying the actual vehicle position information on the map through the display unit 105 with respect to the current position information matched with the digital map data, the driver instructs the current position in the route guidance (S108).

또한, 상기 S103의 판단에서 GPS 신호가 양호한 상태로 판정되면 제어부(103)는 수신되는 GPS 신호를 이용하여 관성센서(102)의 오차를 보정하고(S109), 보정된 관성센서(102)의 정보를 이용하여 현재의 차량 위치 및 방향각을 추출하는 추측항법을 수행한다(S110).In addition, when it is determined in the determination of S103 that the GPS signal is in a good state, the controller 103 corrects an error of the inertial sensor 102 by using the received GPS signal (S109), and corrected information of the inertial sensor 102. Using the dead reckoning to extract the current vehicle position and direction angle using (S110).

이후, 상기 GPS에서 수신되는 현재의 위치 및 방향각 정보와 관성센서(102)에서 추출되는 현재의 위치 및 방향각 정보를 혼합 적용하여 현재의 위치 정보 및 방향각을 추출한 다음(S111), 메모리부(104)에 저장되어 있는 디지털 지도 데이터에 상기 혼합 적용을 통해 추출한 현재의 위치 및 방향각을 맵 매칭한다(S106).Thereafter, the current position and direction angle information received from the GPS and the current position and direction angle information extracted from the inertial sensor 102 are mixed and extracted to extract the current position information and the direction angle (S111). The map position is matched with the current position and the direction angle extracted through the blending application to the digital map data stored in 104 (S106).

그리고, 맵 매칭에 대한 결과의 학습값을 메모리부(104)에 저장하여 보정값으로 사용될 수 있도록 하며(S107), 디지털 지도 데이터에 맵 매칭된 현재의 위치 정보에 대하여 표시부(105)를 통해 지도상에 실차 위치 정보를 표시함으로써, 운전자에게 경로 안내에서 현재의 위치를 지시하여 준다(S108).In addition, the learning value of the result of the map matching is stored in the memory unit 104 to be used as a correction value (S107), and the map unit 105 displays the current location information that is map-matched to the digital map data. By displaying actual vehicle position information on the screen, the driver is instructed to indicate the current position in the route guidance (S108).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 차량 항법장치에서 관성센서의 오차 교정에 대하여 GPS 신호의 음영지역까지 확대함으로써, 차량 항법장치의 측위 정확성과 신뢰성을 향상시키는 효과를 제공한다.As described above, the present invention provides an effect of improving the positioning accuracy and the reliability of the vehicle navigation apparatus by expanding to the shadow area of the GPS signal with respect to the error correction of the inertial sensor in the vehicle navigation apparatus.

또한, 별도의 측위센서 추가 또는 고성능 측위센서의 교체없이 GPS 신호의 수신불량으로 발생되는 측위 오차를 개선하여 시스템의 제작원가를 절감하여 생산원가를 향상시킨다.In addition, it improves the production cost by reducing the manufacturing cost of the system by improving the positioning error caused by poor reception of the GPS signal without adding a separate positioning sensor or replacement of a high-performance positioning sensor.

Claims (9)

GPS 위성으로부터 항법정보를 수신하며, 수신 감도(상태)를 판정하는 GPS 수신부와;A GPS receiver for receiving navigation information from a GPS satellite and determining a reception sensitivity (state); 주행 속도 및 주행거리를 추출하기 위한 주행거리계 센서와 방향각을 추출하기 위한 자이로스코프로 구성되어, 차량의 속도정보와 방향각 정보를 취득하는 관성센서와;An inertial sensor comprising a odometer sensor for extracting a traveling speed and a mileage and a gyroscope for extracting a direction angle, the vehicle obtaining the speed information and the direction angle information of the vehicle; 디지털 지도가 데이터 베이스로 저장되는 메모리부와;A memory unit for storing a digital map as a database; GPS 수신부를 통해 취득되는 항법정보와 관성센서에서 취득되는 추측 항법정보를 이용하여 디지털 지도의 맵 매칭을 통해 목적지까지의 경로 안내를 제공하며, GPS 신호의 수신 음영지역을 주행시에 맵 매칭된 결과의 학습 보정치를 이용하여 상기 관성센서의 오차를 보정하는 제어부 및;Using the navigation information acquired through the GPS receiver and the dead reckoning information obtained from the inertial sensor, it provides a route guidance to the destination through map matching of the digital map. A controller for correcting an error of the inertial sensor using a learning correction value; 상기 제어부에서 맵 매칭된 주행 경로를 디지털 지도로 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정장치.And a display unit configured to display a map matched driving route by the controller in a digital map. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제어부는 GPS 신호의 음영지역 주행시 맵 매칭된 디지털 지도의 도로 링크 정보를 이용하여 관성센서의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정장치.And the control unit corrects an error of the inertial sensor by using road link information of a map matched digital map while driving a shadow area of the GPS signal. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제어부는 GPS 신호의 음영지역 주행시 맵 매칭된 디지털 지도의 도로 링크 각 정보를 이용하여 관성센서의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정장치.And the control unit corrects an error of the inertial sensor by using road link angle information of a map-matched digital map while driving a shadow area of the GPS signal. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제어부는 GPS 신호의 음영지역 주행시 맵 매칭된 디지털 지도의 도로 링크 종별 정보를 이용하여 관성센서의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정장치.And the controller is configured to correct an error of an inertial sensor by using road link type information of a map-matched digital map while driving a shadow area of a GPS signal. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제어부는 GPS 신호의 음영지역 주행시 관성센서의 오차 보정치를 상기 메모리부에 학습값으로 저장하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정장치.And the controller stores the error correction value of the inertial sensor when the GPS signal is driven in the shadow area as a learning value in the memory unit. 주행 목적지가 설정된 후 차량의 주행이 개시되면 GPS로부터 위치, 속도, 방향각을 포함하는 항법정보를 취득하고, 관성센서로부터 차속, 주행거리, 방향각을 포함하는 정보를 취득하는 과정과;When driving of the vehicle is started after the driving destination is set, acquiring navigation information including a position, a speed, and a direction angle from a GPS, and obtaining information including a vehicle speed, a traveling distance, and a direction angle from an inertial sensor; 차량의 이동에 따라 상기 GPS 신호의 음역지역인지를 판단하는 과정과;Determining whether the GPS region is a sound region according to the movement of the vehicle; GPS 신호가 정상적으로 수신되는 상태이면 GPS 신호를 이용하여 관성센서의 측위 오차를 교정한 다음 GPS의 항법정보와 관성센서의 추측항법 정보를 혼합하여 측위 결과를 추출한 다음 디지털 지도에 맵 매칭하여 그 결과를 학습값으로 저장함과 동시에 표시부를 통해 실차의 위치를 지시하는 경로 안내를 제공하는 과정과;If the GPS signal is normally received, correct the positioning error of the inertial sensor using the GPS signal, extract the positioning result by mixing the GPS navigation information and the dead reckoning information of the inertial sensor, and then map-match the digital map. Storing a learning value and providing a route guide indicating a position of a vehicle through a display unit; 상기에서 GPS 신호의 수신이 불량한 상태이면 직전 맵 매칭 결과의 학습값을 이용하여 관성센서의 오차를 보정하는 과정과;Correcting an error of an inertial sensor by using a learning value of a previous map matching result when the GPS signal is poorly received; 상기 오차 보정된 관성센서의 측위 정보를 디지털 지도에 맵 매칭하여 그 결과를 학습값으로 저장함과 동시에 표시부를 통해 실차 위치를 지시하는 경로 안내를 제공하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정방법.And mapping the positioning information of the error corrected inertial sensor to a digital map, storing the result as a learning value, and providing a route guide indicating the actual vehicle position through the display unit. How to calibrate the inertial sensor. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 관성센서의 오차 보정에서 자이로스코프의 스케일 펙터(SG) 교정은 하기의 수학식 3의 적용으로 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정방법.The scale factor (S G ) calibration of the gyroscope in the error correction of the inertial sensor is carried out by applying the following equation (3) calibration method of the inertial sensor of a vehicle navigation system.
Figure 112005015020366-PAT00005
Figure 112005015020366-PAT00005
 상기에서
Figure 112005015020366-PAT00006
는 자이로스코프의 측정값(아날로그 전압값)이고, From above
Figure 112005015020366-PAT00006
Is the measured value (analog voltage value) of the gyroscope,
Figure 112005015020366-PAT00007
는 자이로스코프의 영속도 측정값이며,
Figure 112005015020366-PAT00007
Is the zero velocity measurement of the gyroscope, △t 는 자이로스코프의 측정 시간차이고, Δt is the measurement time difference of the gyroscope, △φ는 맵 매칭된 주행 방향각 정보 또는 도로의 링크 각 정보이다.Δφ is map matched driving direction angle information or road link angle information. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 관성센서의 오차보정에서 주행거리계 센서의 스케일 펙터(So)의 교정은 하기의 수학식 4의 적용에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정방법.The calibration of the scale factor (S o ) of the odometer sensor in the error correction of the inertial sensor is inertial sensor calibration method of the vehicle navigation apparatus, characterized in that performed by the following equation (4).
Figure 112005015020366-PAT00008
Figure 112005015020366-PAT00008
 상기에서
Figure 112005015020366-PAT00009
는 주행거리계 센서의 측정값(디지털 펄스의 개수)이고, From above
Figure 112005015020366-PAT00009
Is the measured value of the odometer sensor (number of digital pulses), D 는 맵 매칭된 위치의 주행거리이다.D is the mileage of the map matched position. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 관성센서의 오차보정은 맵 매칭된 디지털 지도의 도로 링크 정보, 도로 링크 각 정보, 도로 링크 종별 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치의 관성센서 교정방법.Error correction of the inertial sensor is inertial sensor calibration method of the vehicle navigation apparatus, characterized in that using the road link information, road link angle information, road link type information of the map matched digital map.
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