KR20070028486A - 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법 시스템 및 방법 - Google Patents

위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위성항법정보(GPS 또는 갈릴레오위성)를 이용하여 차량의 위치, 속도와 차량에 탑재한 지도상의 위치 정보와 실제 위치 정보와의 오차를 이용하여 차량의 무인항법을 구현하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 위성항법정보 수신기, 위성항법정보 처리/비교기, 주행을 위한 실제 디지털 지도저장기로 구성되며, 차량의 실제 위치(지도상)와 위성항법정보에 의한 위치 정보에 차이를 검출하여 차정보를 차량 스티어링과 제동장치 등에 보내어 차정보가 최소가 되는 방향으로 제어하여 실제 위치(지도상)와 위성항법정보 위치를 줄여 운전자가 운전하는 알고리즘을 유사하게 구현하여 무인으로 주행이 이루어 지도록 하며, 상기와 같은 구성으로 구현하면 기존의 차량용 영상장치, 차량용 센서장치, 도로용 센서장치 등에 대한 설치를 최소화하여 무인항법이 이루어지도록 하는 이점이 있다.
무인차량 자동항법, 위성항법정보, GPS, 갈릴레오, 위치오차비교

Description

위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법 시스템 및 방법{Unmanned Autonomous Navigation System Using Satellite Navigation Information}
도 1은 본 발명의 무인차량에 의한 자동항법을 구현하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 무인차량 항법을 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 무인차량 항법의 개념도이다.
본 발명은 위상항법정보(GPS 또는 갈릴레오위성)을 받아 정밀한 위치정보를 산정하여, 무인차량에 탑재된 정밀지도에 위치정보를 매핑하고 매핑된 위치와 무인차량이 진행하고자 하는 위치정보와의 오차를 계산하여 오차 범위를 줄이는 방향으로 차량의 스티어링과 차량 속도를 조정하고 조정된 위치와 실제 위치와의 차 정보를 다시 조정하는 식으로 차량의 위치를 정확하게 조정하여 무인차량이 운행되도록 하는 운행시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무인차량의 운행을 위하여 카메라, 차량 센서 등을 이용하여 차량의 위치와 상태를 영상 정보와 센서정보와 비교하여 위치와 속도를 조절하는 방 법을 이용하였으나, 위와 같은 방법은 영상정보와 센서정보 데이터의 처리량이 많아 처리속도와 판단에 시간이 많이 소요되고 오류의 원인이 되기도 하는 단점이 있어 차량의 속도 증가와 자동 항법을 위해서는 도로 정보(굴곡, 위치, 상태 등)를 수집하는 방법이 수반되어야 무인차량에 대한 자동 항법이 이루어지는 일반 도로 등에 구현하기에는 어려움이 제기되고 있다.
따라서, 이러한 카메라와 센서를 이용한 무인차량 자동항법 시스템을 위성항법정보를 이용하여 정보데이터 처리량을 급격히 줄이고 무인 차량 자동항법에 필요한 도로 정보 등을 최소화하여 운행할 수 있도록 함으로써 속도 증가와 구현에 따르는 비용 절감에도 좋을 것으로 판단된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명은, 간단한 위성항법정보수신기에 의해 수신된 위치정보와 속도 정보를 이용하여 무인차량에 탑재된 전자지도상의 위치와 속도 정보의 차를 비교하여 오차범위내에 있다고 판단되면 스티어링이나 브레이크의 동작을 제한하고, 오차 범위를 벗어나면 스티어링이나 브레이크의 동작을 제어하여 오차범위내로 위치, 속도정보를 조정하여 무인차량이 자동 항법이 이루어 지도록 하는 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 무인차량을 운행을 위해 필요한 카메라, 위치 정보 센서 등에 대한 주행 도로나 차량 설치에 부가되는 비용이나 설비를 필요한 설비나 장치에 대한 효율성과 정확성을 높이고 구현에 필요한 제반 비용 등을 줄이기 위한 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이 위성항법정보수신기(101), 정밀전자지도저장기(102), 비교처리기(103), 제어기(104), 스티어링 동작 및 상태분석기(105), 브레이크 동작 및 상태분석기(106)로 구성되어 지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법시스템은, 도 2에 도시된 흐름도와 같이 무인차량 운행시작에 따라 차량의 목적지와 그에 따른 전자지도상에 항법궤적(P1)을 그리는 제 1 단계(S201), 차량의 운행에 따른 위성항법정보수신기로부터 수신된 궤적정보(P2), 위치 및 속도 정보)를 처리하는 제 2 단계(S202), 상기 전자지도상의 항법궤적(P1)과 수신기상의 궤적 정보(P2)를 비교하여 위치와 속도의 차를 비교하는 제 3 단계(S203), 및 상기 비교기에 의한 비교오차를 줄이기 위한 차량 제어기를 작동하는 제 4 단계(S204)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
다음은 본 발명인 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법시스템 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 의한 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법시스템의 구성도가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법시스템은, 위성항법정보수신기(101), 정밀전자지도저장기(102), 비교처리기(103), 제어 기(104), 스티어링 동작 및 상태분석기(105), 브레이크 동작 및 상태분석기(106)를 포함하여 구성된다.
상기 위성항법정보수신기(101)는 위성항법위성(GPS 또는 갈릴레오위성)으로 부터의 항법정보를 수신하여 수신기의 위치와 속도를 측정하는 장비로서, 무인 차량 항법의 기준이 되는 정밀전자지도저장기(102)의 지도정보에 대해 차량의 위치, 속도에 대한 비교값으로 활용한다.
상기 비교처리기(103)는 위치와 속도정보에 대한 기준이되는 정밀전자지도(102)와 위성항법정보수신기(101)로 수신된 차량의 실제 위치, 속도 정보와의 비교처리하는 장비로 정해진 오차범위내에 비교값이 존재하는지를 비교분석한다.
상기 제어기(104)는 비교처리기(103)에 비교한 오차범위를 상위할 경우에 오차값을 스티어링과 브레이크 등의 제어값으로 변환하여 스티어링 동작 및 상태분석기와 브레이크 동작 및 상태분석기의 입력값을 제공하고 입력 제어값이 스티어링 동작 및 상태분석기(105)와 브레이크 동작 및 상태분석기(106)에서 정확히 수행한 결과를 비교처리기(103)로 전달하여 오차비교값의 수행을 마무리하도록 한다.
상기 스티어링 동작 및 상태분석기(105)는 제어기(104)에서 주어진 제어값에 따라 스티어링을 동작하고 동작 결과를 제어기로 전달한다.
상기 브레이크 동작 및 상태분석기(106)는 제어기에서 주어진 제어값에 따라 브ㅇ레이크을 동작하고 동작 결과를 제어기로 전달한다.
다음은 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명인 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법시스템에 의한 무인 차량 자동항법에 관한 방법에 대하여 기술한다.
도 2에는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법에 관한 방법의 흐름도가 도시되어 있다.
먼저, 무인 차량의 도착 지점이 정해지면 정밀전자지도내에 정밀한 운행 궤적이 그려지고 운행이 개시되면(S201), 차량 내에 탑재된 위성항법정보수신기에 차량의 위치와 속도가 그려지고 도착지점에 따른 운행 궤적을 비교처리기에서 비교분석하게 되고(S202), 비교 결과 비교값이 오차분위이내일 경우에는 현재 운행 정보에 따라 스티어링이나 브레이크를 동작하지 않고 운행하지만(S206), 만약 비교값이 오차범위 이상일 경우에는 오차비교값을 제어기로 보내고 제어기에서 오차값에 상응하는 제어값을 산출하여(S204) 스티어링, 브레이크를 동작하는 동작 및 상태분석기로 전달하게 된다(S205). 제어가 이루어진 후에는 스티어링과 브레이크 동작 결과를 제어기와 비교처리기로 전달하여 처리 결과의 오차를 다시 분석하는 순서로 무인차량 자동항법이 이루어 진다.
다음으로, 본 발명의 제 3 실시예에 의한 무인차량 운행 개념에 대하여 기술한다.
도 3에는 도 1과 도 2에서 기술한 내용을 간략히 개념도를 도시한다.
상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
상기와 같은 구성과 작용을 가지는 본 발명인 위성항법정보를 이용한 무인차 량 자동항법시스템 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 무인 차량에 대한 정확한 기준에 따라 실제 측정된 값과 비교함으로써 오차를 줄일 수 있으며, 비교값의 처리량이 카메라의 영상 데이터 또는 도로 및 차량 센서데이터에 비해 매우 간단하고 명료하여 처리속도가 향상되어 오류의 확률이 매우 낮아지어 위치 및 속도 정확도가 높아지는 효과가 있다.
둘째, 차량에 위성항법정보수신기만을 탑재하면 일반적인 무인차량에 적용하는 카메라, 센서 그리고 주행 도로에 필요로 하는 센서 등에 대한 설치를 최소화하여 운행이 가능해져 개발이나 실용화의 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
세째, 신뢰성 있고 단순한 위상항법정보만을 이용함으로써 기 사용중인 네비게이터 등의 대체 효과를 기대할 수 있으며, 전자지도의 정밀도 향상 등의 관련 분야의 기술 향상에도 기여하는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법시스템 및 방법;
    상기 무인 차량에 체결되어, 위성항법정보를 수신하여 차량의 현재 위치, 속도 정보를 분석 처리하는 위성항법정보수신기;
    상기 위성항법정보수신기에서 측정된 차량의 위치와 속도를 비교하기 위한 기준 데이터로 활용하는 정밀전자지도저장기;
    상기 위성항법정보수신기와 정밀전자지도저장기의 처리 결과를 비교처리하는 비교처리기;
    상기 오차값이 범위이상으로 클 경우 오차값을 제어값으로 변화하여 스티어링 또는 브레이크로 전달하여 동작값을 제공하는 제어기; 및,
    상기 제어기로부터 수신된 제어값을 차량의 스티어링 또는 브레이크를 동작하고 동작 결과를 분석하여 전달하는 스티어링 및 브레이크 동작/상태분석기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위성항법정보를 이용한 무인차량 자동항법시스템 및 방법.
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