KR20080095541A - 차량의 주행거리 산출방법 - Google Patents

차량의 주행거리 산출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 주행거리 산출방법에 관한 것으로, 펄스 당 초속상수가 초기값으로 설정된 상태에서 차량의 주행이 시작되는 단계, 오도미터로부터 제공되는 펄스 개수와, GPS 수신기로부터 제공되는 차량의 속력값을 이용하여 상기 펄스 당 초속상수를 보정하는 단계 및 보정된 펄스 당 초속상수를 이용하여 상기 차량의 단위 시간당 주행거리를 산출하는 단계를 포함한다.
내비게이션, 데드 레코닝, GPS, 오도미터, 자이로 센서

Description

차량의 주행거리 산출방법{METHOD OF CALCULATING A MILEAGE OF VEHICLES}
도 1은 본 발명이 적용되는 차량의 내부 블럭도, 그리고
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행거리 산출방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *
10: GPS 수신기 20: 오도미터
30: 자이로 센서 40: 네비게이션 장치
50: 제어부 60: 메모리부
70: 입력부 80: 디스플레이부
90: 음성 출력부 100: 차량
본 발명은 차량의 주행거리 산출방법에 관한 것이다.
일반적으로 네비게이션 시스템은 GPS 위성으로부터 위치 정보를 수신하여 현재 차량의 위치와 맵(Map) 상의 위치를 동기화하여 차량의 위치를 안내하는 시스템을 말한다.
그러나, GPS 위성으로부터 수신한 위치 정보는 터널과 같이 하늘이 보이지 않는 곳이나, 고층빌딩, 고압의 송전탑, 물에 의한 반사가 심한 다리나 해안가 등에서는 전파 방해로 인하여 정확한 위치 정보를 수신할 수가 없고 기본적인 위치 오차를 포함하기 때문에 이를 보완하기 위한 방법이 필요하다.
이로 인해, GPS 위성의 위치정보신호를 정확하게 수신하지 못하여 위치 산출이 불가능한 지역에서는 차량의 이동거리와 이동방향을 측정하여 차량의 현재 위치를 추측하는 추측 항법 시스템이 도입되었다.
추측 항법 시스템은 타이어의 회전수를 감지하는 센서를 구비한 오도미터와 차량의 주행각도 변위량을 감지하는 자이로 센서 등을 이용하여 차량의 초기 위치로부터 이동거리 및 이동방향을 계속해서 측정하여 이동체의 현재 위치를 연속적으로 추측하는 것이다. 이러한 추측 항법 시스템은 초기에 참조할 만한 이동체의 위치 좌표를 알고 있어야만 하므로 데드 레코닝(Dead-Reckoning) 항법이라고 한다.
즉, GPS 음영지역에서는 데드 레코닝 알고리즘을 이용하여 차량의 주행거리를 산출해야 하는데, 이 때 차량의 주행거리를 산출하기 위해 해당 차량의 종류 별로 매 초당 생성되는 펄스의 개수와 타이어의 원주 길이에 관한 정보를 알아야 했다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 해당 차량의 종류 및 타이어 크기에 관한 정보 없이도 차량의 주행거리를 산출할 수 있도록 한 차량의 주행거리 산출방법을 제공하고자 하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행거리 산출방법은 펄스 당 초속상수가 초기값으로 설정된 상태에서 차량의 주행이 시작되는 단계; 오도미터로부터 제공되는 펄스 개수와, GPS 수신기로부터 제공되는 차량의 속력값을 이용하여 상기 펄스 당 초속상수를 보정하는 단계; 및 보정된 펄스 당 초속상수를 이용하여 상기 차량의 단위 시간당 주행거리를 산출하는 단계;를 포함한다.
상기 GPS 수신기로부터 제공되는 GPS 데이터의 신뢰도가 양호한지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하며, 상기 GPS 데이터의 신뢰도가 양호한 경우, 상기 GPS 데이터로부터 상기 차량의 속력값을 확인하고, 상기 차량의 속력값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 펄스 당 초속 상수를 보정한다.
보정한 상기 펄스 당 초속 상수는 메모리에 업데이트된다.
상기 GPS 수신기로부터 제공되는 데이터의 신뢰도가 양호하지 않은 경우, 상기 보정된 펄스 당 초속상수를 이용하여 상기 차량의 단위 시간당 주행거리를 산출한다.
상기 보정된 펄스 당 초속 상수는, 보정 이전 시점의 펄스 당 초속 상수 값 과 현재 시점의 펄스 당 초속 상수 값을 평균한 값이다.
상기 현재 시점의 펄스 당 초속 상수 값은, 상기 차량의 속력값을 상기 오도미터로부터 제공되는 펄스 개수로 나눈 값이다.
상기 보정된 펄스 당 초속 상수와 상기 오도미터로부터 제공되는 펄스 개수를 곱하여 상기 차량의 단위 시간당 주행거리가 산출된다.
이하에서는 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
단말기 등의 위치정보를 기반으로 하여 소정의 서비스를 제공하는 시스템은 위치 정보의 산출을 위해서 GPS 수신기를 기본적으로 장착하여 사용하고 있고, 여기에 GPS 수신 불가시 위치 정보 생성을 위해 관성센서(속도/각도 센서)를 이용한 자립항법(DR:Dead-Reckoning) 시스템을 사용하고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네비게이션 장치를 장착한 차량의 내부 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 차량(100)은 GPS 수신기(10), 오도미터(20), 센서부(30), 네비게이션 장치(40)를 포함한다.
GPS 수신기(10)는 GPS 위성(1)이 송신하는 GPS 데이터를 안테나(ANT)를 통해 수신한다. GPS 데이터는 차량(100)의 위치 데이터와, 속도 데이터와, 차량(100)의 방향에 관한 데이터를 포함한다.
오도미터(20)는 차량(100)의 타이어의 회전에 의해 일정 시간 주기로 발생되 는 펄스(pulse)의 개수를 측정한다. 일반적으로 동일한 차량(100)의 경우, 타이어가 1회전하는 동안 감지되는 펄스의 개수는 일정하다. 따라서, 차량(100)의 속도가 증가하게 되면, 타이어의 회전수가 증가하므로, 오도미터(20)로부터 입력되는 펄스(pulse)의 개수도 증가하게 된다.
자이로 센서(30)는 자이로스코프, 관성센서, 각속도 센서, 네비게이션 센서 등 다양한 이름으로 불리어지며, 물체의 미세 움직임을 감지하여 측정 및 제어를 위한 신호를 제공한다. 이러한 자이로 센서(30)는 물체의 움직임이나 가속도, 상하 좌우 기울어짐 등을 감지할 수 있다. 본 실시예에서, 자이로 센서(30)는 차량(100)에 장착되어 차량(100)의 이동 방향을 감지하여 네비게이션 장치(40)에 제공한다.
네비게이션 장치(40)는 제어부(50), 메모리(60), 입력부(70), 디스플레이부(80), 및 음성 출력부(90)를 포함한다.
제어부(50)는 GPS 수신기(10) 또는 자이로 센서(03)의 출력신호로 이동체(10)의 현재 위치를 판단하고, 차량(10)의 현재 위치를 지도 상에 매칭시킨다.
본 실시예에서, 제어부(50)는 차량(100)의 주행이 시작되는 경우, GPS 수신기(10)로부터 제공되는 GPS 데이터의 신뢰도가 양호한지 여부를 확인하고, 이에 따라 각각 다른 방식으로 차량(100)의 주행거리를 산출한다.
보다 구체적으로, 제어부(50)는 GPS 수신기(10)로부터 제공되는 GPS 데이터의 신뢰도가 양호한 경우, GPS 데이터로부터 차량(100)의 주행속력을 확인하고, 차량(100)의 주행속력이 기설정된 임계값보다 크면, 기설정된 펄스 당 초속 상수 값을 보정하여 보정값을 산출한다. 산출된 보정값은 메모리(60)에 업데이트된다. 이 어서, 제어부(50)는 GPS 수신기(10)로부터 GPS 데이터를 이용하여 차량(100)의 현재 위치를 지도 상에 매칭시킨다.
이와 달리, GPS 수신기(10)로부터 제공되는 GPS 데이터의 신뢰도가 양호하지 않은 경우, 제어부(50)는 기설정된 펄스 당 초속 상수 값 또는 상기 보정값을 이용하여 차량(100)의 단위 시간당 주행거리를 산출한다.
차량(100)의 단위 시간당 주행거리가 산출되면, 제어부(50)는 차량(100)의 단위 시간당 주행거리를 위치결정 알고리즘에 반영하여, 차량(100)의 단위 시간당 주행거리와 자이로 센서(30)로부터 입력되는 각도 변위량 등으로 차량(100)의 현재 위치를 추정한다.
제어부(50)는 추정한 차량(100)의 위치를 메모리(60)에 저장된 디지털 지도 데이터에 맵 매칭한다. 제어부(50)는 맵 매칭 결과를 메모리(60)에 저장하고, 디스플레이부(80)에 표시된 디지털 지도 데이터 상에 차량(100)의 위치를 매칭시킨다.
메모리부(60)는 동작 프로그램, 디지털 지도 데이터, 펄스 당 초속상수값, 오도미터(20)로부터 입력된 펄스 개수 정보, 자이로 센서(30)로부터 입력된 차량의 각도 정보 등을 저장한다.
입력부(70)는 사용자로부터 각종 동작 명령을 입력받아 제어부(50)에 전송한다. 일 예로, 입력부(70)는 사용자로부터 차량(100)의 출발지 및 목적지 정보를 입력받아 제어부(50)에 제공한다. 또한, 입력부(70)는 사용자로부터 주행경로 탐색 명령을 입력받아 제어부(50)에 제공한다.
디스플레이부(80)는 제어부(50)의 제어에 의해 디지털 지도 데이터를 표시하 고, 디지털 지도 데이터 상에 차량의 위치를 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이부(80)는 디지털 지도 데이터 상에 출발지부터 목적지까지의 차량의 주행 경로를 표시할 수 있다.
음성 출력부(90)는 제어부(50)의 제어에 따라 안내 음성신호를 생성하여 스피커(미도시)를 통해 출력한다.
이러한 구성을 가지는 네비게이션 장치(40)를 장착한 차량(100)은 사용자가 입력부(70)를 통해 차량(100)의 출발지 및 목적지를 입력하고, 주행 경로의 탐색을 명령할 경우, 제어부(50)는 메모리(60)에 저장된 지도 데이터를 이용하여 출발지로부터 목적지까지 차량(100)의 주행 경로를 탐색하고, 탐색한 주행 경로를 디스플레이부(80)에 표시하여 사용자가 확인할 수 있도록 한다.
이와 같은 상태에서 차량(100)의 주행을 시작할 경우, GPS 수신기(10)가 수신하는 위치정보신호와, 오도미터(20)와 자이로 센서(30)가 검출하는 차량(100)의 주행상태 검출신호를 이용하는 혼합 항법으로 차량(100)의 현재 위치를 검출한다.
즉, GPS 수신기(10)가 수신하는 위치정보신호가 신뢰성이 있을 경우에, 위치정보신호를 이용하여 차량(100)의 현재 위치를 검출하고, 위치정보신호가 신뢰성이 없을 경우, 오도미터(20)와 자이로 센서(30)가 검출하는 차량(100)의 주행상태 검출신호를 이용하여 차량(100)의 현재 위치를 검출한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행거리 산출 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 펄스 당 초속상수가 초기값으로 세팅되어 메모리(60) 에 저장된다(S200). 펄스 당 초속상수가 초기값으로 세팅되어 메모리(60)에 저장되는 단계는 제품 제조자에 의해 수행되는 단계이다. 네비게이션 장치(40)의 전원이 오프되었다가 온 상태로 변경되는 경우, 펄스 당 초속상수는 초기값으로 세팅된다.
차량(100)이 주행을 시작하게 되면(S205:Y), 오도미터(20)는 타이어의 회전에 의해 일정 시간 주기 당 감지되는 펄스의 개수를 측정하여, 네비게이션 장치(40)의 제어부(50)에 제공한다.
네비게이션 장치(40)의 제어부(50)는 오도미터(20)로부터 제공되는 펄스 정보 즉, 타이어의 회전에 의해 일정 시간 주기로 감지되는 펄스의 개수를 메모리부(60)에 저장하여, 펄스 개수에 관한 정보를 업데이트한다(S210).
또한, 제어부(50)는 GPS 수신기(10)로부터 제공되는 GPS 데이터의 신뢰도가 양호한지 확인한다(S215).
확인 결과, GPS 수신기(10)로부터 제공되는 GPS 데이터의 신뢰도가 양호하다고 판단되는 경우(S220:Y), 제어부(50)는 GPS 데이터로부터 차량(100)의 주행속력을 확인하고, 차량(100)의 주행속력과 기설정된 임계값(S)을 비교한다(S225). 본 실시예에서, 기설정된 임계값(S)은 3[m/sec] 정도를 의미하며, 임계값은 제품 제조자 또는 사용자에 의해 변경될 수 있는 값이다.
차량(100)의 주행속력이 기설정된 임계값(S)보다 큰 경우(S230:Y), 제어부(50)는 S200 단계에서 초기값으로 세팅된 펄스 당 초속상수[m/(sec·pulse)]를 보정하고, 보정된 펄스 당 초속상수를 메모리(60)에 업데이트한다(S235).
S235 단계에서, 제어부(50)는 보정된 펄스 당 초속상수를 다음과 같은 수학 식 1에 의해 산출할 수 있다.
Figure 112007031136263-PAT00001
수학식 1에서, a는 GPS 수신기(10)로부터 입력된 GPS 데이터 중 차량(100)의 속력값을 의미하며, b는 오도미터(20)로부터 입력된 펄스 개수를 의미한다.
즉, a/b는 GPS 수신기로부터 입력된 차량(100)의 속력값을 오도미터(20)로부터 입력된 펄스 개수로 나눈 값으로, 현 시점에서의 펄스 당 초속상수를 의미한다.
따라서, 보정된 펄스 당 초속상수는 이전 시점의 펄스 당 초속상수와 현재 시점의 펄스 당 초속상수의 평균값이 된다. 보정된 펄스 당 초속 상수는 메모리(60)에 업데이트된다.
S235 단계가 완료되거나, S230 단계에서 차량(100)의 속력이 기설정된 임계값(S)보다 작거나 같은 경우, 제어부(50)는 GPS 수신기(10)로부터 입력된 GPS 데이터를 이용하여 맵 매칭을 수행한다(S240). 맵 매칭 수행 결과는 메모리(60)에 저장되고, 맵 매칭 수행에 따라 차량(100)이 디스플레이부(80)에 표시된 디지털 지도 데이터 상에 맵핑된다.
한편, S220 단계에서, GPS 데이터가 신뢰성이 없다고 판단되어 차량(100)의 현재 위치를 정확히 검출할 수 없는 경우(S220:N), 제어부(50)는 메모리(60)에 저장된 펄스 당 초속상수와 오도미터(20)로부터 입력된 펄스 개수를 이용하여 차량(100)의 단위 시간당 주행거리를 산출한다(S245). 여기서, 메모리(60)에 저장된 펄스 당 초속상수는 S200 단계에서 메모리(60)에 저장된 초기값이거나, S235 단계에서 메모리(60)에 업데이트된 보정된 펄스 당 초속상수 중 어느 하나의 값일 수 있다.
S245 단계에서, 차량(100)의 단위 시간당 주행거리는 다음과 같은 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112007031136263-PAT00002
수학식 2에 의해, 차량(100)의 단위 시간당 주행거리가 산출되면, 제어부(50)는 차량(100)의 단위 시간당 주행거리를 위치결정 알고리즘에 반영하여, 차량(100)의 단위 시간당 주행거리와 자이로 센서(30)로부터 입력되는 각도 변위량 등으로 차량(100)의 현재 위치를 추정한다.
제어부(50)는 추정한 차량(100)의 위치를 메모리(60)에 저장된 디지털 지도 데이터에 맵 매칭한다(S250). 제어부(50)는 맵 매칭 결과를 메모리(60)에 저장하고, 디스플레이부(80)에 표시된 디지털 지도 데이터 상에 차량(100)의 위치를 매칭시킨다.
S240 단계 또는 S250 단계가 완료된 후, 네비게이션이 종료되지 않으면(S255:N), 상술한 S210 단계 내지 S250 단계가 반복적으로 수행된다. 따라서, 차량(100)이 주행을 계속하는 동안, S200 단계에서 초기값으로 설정된 펄스 당 초속상수가 계속적으로 보정되어 일정한 상수값에 수렴하게 된다.
상술한 실시예에서는, 펄스 당 초속 상수의 보정값을 수학식 1을 통하여 산출하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과할 뿐이며, 다른 방법에 의해 펄스 당 초속 상수의 보정값을 산출하는 것도 가능하다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하고 있으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 데드 레코닝 알고리즘을 이용하여 차량의 주행거리를 산출할 때, 차량의 종류 및 타이어의 사이즈에 대한 정보 없이도 차량의 주행거리를 산출할 수 있다. 따라서, 모든 종류의 차량에 동일한 데드 레코닝 알고리즘을 적용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 펄스 당 초속상수가 초기값으로 설정된 상태에서 차량의 주행이 시작되는 단계;
    오도미터로부터 제공되는 펄스 개수와, GPS 수신기로부터 제공되는 차량의 속력값을 이용하여 상기 펄스 당 초속상수를 보정하는 단계; 및
    보정된 펄스 당 초속상수를 이용하여 상기 차량의 단위 시간당 주행거리를 산출하는 단계;를 포함하는 차량의 주행거리 산출방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 GPS 수신기로부터 제공되는 GPS 데이터의 신뢰도가 양호한지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 GPS 데이터의 신뢰도가 양호한 경우, 상기 GPS 데이터로부터 상기 차량의 속력값을 확인하고, 상기 차량의 속력값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 펄스 당 초속 상수를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행거리 산출방법.
  3. 제1항에 있어서,
    보정한 상기 펄스 당 초속 상수는 메모리에 업데이트되는 것을 특징으로 하는 차량의 주행거리 산출방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 GPS 수신기로부터 제공되는 데이터의 신뢰도가 양호하지 않은 경우, 상기 보정된 펄스 당 초속상수를 이용하여 상기 차량의 단위 시간당 주행거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행거리 산출방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보정된 펄스 당 초속 상수는,
    보정 이전 시점의 펄스 당 초속 상수 값과 현재 시점의 펄스 당 초속 상수 값을 평균한 값인 것을 특징으로 하는 차량의 주행거리 산출방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 현재 시점의 펄스 당 초속 상수 값은,
    상기 차량의 속력값을 상기 오도미터로부터 제공되는 펄스 개수로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 차량의 주행거리 산출방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보정된 펄스 당 초속 상수와 상기 오도미터로부터 제공되는 펄스 개수를 곱하여 상기 차량의 단위 시간당 주행거리가 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 주행거리 산출방법.
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