KR20090108444A - 네비게이션 장치 및 이를 이용한 이동체의 위치 탐색방법 - Google Patents

네비게이션 장치 및 이를 이용한 이동체의 위치 탐색방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네비게이션 장치 및 이를 이용한 이동체의 위치탐색방법에 관한 것으로, 진행방향 변경이 가능한 구간에서 이동체의 이동 상황에 따라 위치보정 수행여부를 선택적으로 적용함으로써, 복수의 진행경로가 존재하는 구간에서의 이동체의 위치탐색의 정확성을 높인다.

Description

네비게이션 장치 및 이를 이용한 이동체의 위치 탐색방법{NAVIGATION APPARATUS AND METHOD FOR LOCATING OF VEHICLES IN NAVIGATION SYSTEM}
본 발명은 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간에서 이동체의 위치를 보다 정확하게 탐색할 수 있도록 하는 네비게이션 장치 및 그 위치탐색방법에 관한 것이다.
일반적으로 네비게이션 장치(navigation device)는 이용자의 위치 및 도착지부터 목적지까지의 경로안내 등을 제공하는 장치로서 차량, 선박, 항공 네비게이션을 포함한다. 상기 여러 네비게이션중에서 차량 네비게이션은 차량에 내장되거나 장착/탈착이 가능하도록 설치되어, 이용자에게 이동체의 운행에 필요한 정보, 즉 이동체의 위치, 도로정보(출발지, 목적지의 위치 및 출발지로부터 목적지까지의 경로안내를 포함한다.) 및 상기 이동체의 위치와 관련된 다양한 부가정보(위험지역, 사고 다발지역, 단속구간 및 주변시설에 관련한 정보를 포함한다.)를 제공함으로써, 사용자가 보다 빠르고 안전하게 목적지에 도착할 수 있도록 한다.
상기 차량 네비게이션은 최근 꾸준한 기술개발의 결과, 이동체의 운행에 필요한 정보 뿐 아니라, DMB(DMB;Digital Multimedia Broadcasting) , MP3, 노래방, 동영상재생, 게임등과 같은 다양한 멀티미디어 및 부가기능을 제공하고 있으며, 이동통신 기술과 GPS기술(GPS Technology;Global Positioning System Technology)을 결합하는 이른바 텔레매틱스(Telematics) 서비스를 제공하기에 이르렀다.
상기 네비게이션 장치는 일반적으로 복수의 GPS위성으로부터 수신된 항법 메세지와, 이동체에 설치된 DR센서(DR Sensor;Dead Reckoning Sensor)에 의해 측정된 데이터를 통하여 이동체의 위치를 계산한다.
그러나 상기 GPS위성으로부터 수신된 항법 메시지는 전리층 지연오차, 위성 시계 오차, 다중경로(multipath)등의 오차를 포함하며, 상기 DR센서에 의해 측정된 데이터는 초기정렬오차, 환산 계수 오차와 센서의 특성에 의한 누적오차등을 포함한다. 따라서, GPS와 DR센서를 이용하여 계산한 이동체의 위치는 실제 이동체의 위치와 일치하지 않게 된다.
따라서, 상기 오차를 수정하기 위하여, 일반적으로 네비게이션 장치는 GPS와 DR방식을 모두 이용한 GPS/DR필터를 통해서 이동체의 위치와 진행방향을 계산하고, 상기 이동체의 위치 및 진행방향을 지도의 도로망 자료에 매칭하는 과정, 즉, 맵 매칭(Map Matching)을 수행하여 최종적으로 이동체의 위치 및 진행방향을 계산한다. 또한 최종적으로 계산된 이동체의 위치에 대한 데이터를 이용하여 GPS/DR필터의 데이터를 수정하기도 한다. 이러한 과정을 맵 매칭 피드백(Map Matching Feedback)이라고 한다.
그런데 교차로나 분기점에서 이동체가 방향전환하는 경우 이동체는 도로의 중심부에서 벗어난 가장자리로 주행하는 경향이 있다. 이러한 방향전환시 도로의 중앙부분을 기준으로 저장된 지리적 데이터베이스상의 경로정보를 토대로 맵 매칭 및 맵 매칭 피드백을 수행하는 경우, 오히려 네비게이션 장치에 표시된 위치와 실제위치 사이에 오차가 누적되어 확대 될 수 있다.
따라서, 종래 네비게이션 장치의 위치탐색방법에서는 교차로나 분기점, 로타리와 같이 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간에서는 맵 매칭 피드백을 수행하지 않는 것이 일반적이었다.
하지만, 이와 같이 교차로 등과 같이 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간에서 무조건적으로 맵 매칭 피드백을 수행하지 않는 경우, 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간이 밀집한 지역에서 위치탐색의 오차를 수정하기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간에서 선택적으로 위치보정을 수행하여, 네비게이션 장치의 위치탐색의 신뢰성을 높이는 데 그 기술적 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 예와 관련된 이동체의 위치탐색방법은 이동체의 주행정보(예를 들어, 이동체의 위치 및 주행방향에 대한 정보 등)를 획득하여 이동체(예를 들어, 차량 및 기타의 운송수단 등)의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내인지 여부를 확인하고, 이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간내인 경우, 주행방향의 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행한다.
주행방향의 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 이유는, 주행방향 변경이 가능한 구간(교차로, 분기점 등을 포함한다.) 이라 하더라도, 주행방향의 변화량이 상대적으로 작은 값(임계치 이하인 값)인 경우, 이동체가 주행방향을 바꾸지 않는 것(직진)으로 판단할 수 있으며, 이동체가 주행방향을 바꾸지 않는 경우에는 위치보정에 의한 오차가 누적된다고 볼 수 없기 때문이다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 이동체의 현 위치를 판단하기 위하기 위하여 GPS/DR 필터가 GPS수신부와 DR센서로부터 전달된 정보를 계산하여 이동체의 주행정보를 획득 할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, DR센서는 자이로센서 또는 지자계센서로 구성될 수 있다. 상기 자이로 센서나 지자계센서는 이동체의 주행방향을 감지할 수 있으므로, 주행방향의 변화량을 탐지하는 단계에서 자이로센서나 지자계센서의 데이터를 활용 할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, GPS/DR필터는 Kalman 필터를 이용하여 상기의 이동체의 주행정보를 획득할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내가 아닌 경우, 위치보정을 수행할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 주행방향 변경이 가능한 구간 에서, 주행방향의 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 단계는, 주행방향의 변화량이 임계값 이하인 경우위치보정을 수행 하는 단계 일 수 있다. 주행방향의 변화량이 임계값 이하인 경우, 이동체의 주행경로는 주행방향 변경이 가능하지 않은 일반도로와 다를 바 없다. 이 경우 일반도로와 마찬가지로 위치보정을 수행하여, 네비게이션 장치에 표시된 위치의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 주행방향 변경이 가능한 구간 에서, 주행방향의 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 단계는, 주행방향이 임계값을 초과하는 경우, 위치보정을 수행하지 않는 단계 일 수 있다. 주행방향이 임계값을 초과하는 경우, 이동체의 주행경로는 주행방향을 변경하는 것으로 볼 수 있다. 이 경우 종래의 방법과 마찬가지로 위치보정을 적용하지 않음으로써, 위치보정으로 인하여 오히려 네비게이션 장치에 표시된 위치와 실제위치간의 오차가 커지는 현상을 줄일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 임계값은, 주행방향 방향 변경이 가능한 구간의 형태에 따라 그 값을 달리하여 설정될 수 도 있다. 교차로나 분기점 그외 주행방향 변경이 가능한 구간은 각기 그 형태를 달리한다. 따라서, 직진과 주행방향 변경을 판단하는 기준값을 다양화 함으로써, 주행방향의 변경여부를 더 정확하게 판단할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 위치보정방법은, 맵 매칭 피드백일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 맵 매칭 피드백은, 이동체의 위치 및 진행방향과 지도데이터의 경로정보를 비교하는 제 1단계, 이동체의 위치 및 진행방향과 가장 상응하는 지도데이터의 경로정보를 선택하는 제 2 단계, 이동체의 위치 및 진행방향의 정보를 상기 제 2단계에서 선택된 지도데이터의 경로정보를 이용하여 수정하는 제 3단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 네비게이션 장치는, 이동체의 주행정보를 파악하는 주행정보 인식부, 이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내인 경우, 주행방향의 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 제어부 및 제어부의 위치보정의 결과 개선된 이동체의 주행정보를 출력하는 출력장치를 포함하여 구성 될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 주행정보 인식부는, 이동체의 위치정보와 시간정보를 파악가능한 GPS수신부, 이동체의 주행방향을 파악가능한 DR센서 및 GPS수신부와 DR센서로부터 전달된 정보를 계산하여 이동체의 주행정보를 획득하는 GPS/DR센서를 포함하여 구성 될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, DR 센서는 자이로센서 또는 지자계 센서일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, GPS/DR센서는 Kalman필터를 이용하여 이동체의 주행정보를 획득할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 제어부는 이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내가 아닌 경우, 위치보정을 수행할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 제어부는 이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내인 경우, 주행방향의 변화량이 임계값 이하이면, 위치보정을 수행할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 제어부는 이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내인 경우에 주행방향의 변화량이 임계값을 초과하면, 위치보정을 수행하지 않을 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 임계값은, 주행방향 방향 변경이 가능한 구간의 형태에 따라 그 값을 달리하여 설정될 수 도 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 위치보정 방법은, 맵 매칭 피드백 일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 실시예로서, 맵 매칭 피드백은, 이동체의 위치 및 진행방향과 지도데이터의 경로정보를 비교하는 제 1단계, 이동체의 위치 및 진행방향과 가장 상응하는 지도데이터의 경로정보를 선택하는 제 2 단계, 이동체의 위치 및 진 행방향의 정보를 상기 제 2단계에서 선택된 지도데이터의 경로정보를 이용하여 수정하는 제 3단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기의 설명과 같이, 본 발명과 관련된 네비게이션 장치의 위치 탐색방법에 의하면, 이동체가 주행방향 변경이 가능한 경우에 진입하는 경우, 주행방향의 변화량에 따라 위치보정을 선택적으로 적용한다. 이를 통하여, 교차로나 분기점과 같은 지점에서 네비게이션 장치에 표시된 위치의 신뢰성을 높일 수 있다.
특히, 교차로나 분기점 등 주행방향 변경이 가능한 구간이 밀집한 지역에 있어서, 매 교차로나 분기점 마다 무조건적으로 위치보정을 적용하지 않는 경우, GPS수신기나 DR센서에 의한 오차가 누적되어, 위치탐색의 오차가 증가하게 된다. 교차로나 분기점이 밀집한 지역은 고층빌딩이 밀집한 번화가일 확률이 높고, 고층 빌딩 밀집지역에서는 GPS수신기의 다중경로(Multipath) 오차가 커지므로 더욱 그러하다.
주행방향 변경이 가능한 구간이 밀집한 지역이라 하더라도, 실제 주행형태상 매 교차로나 분기점 마다 주행방향을 변경하는 경우는 드물다. 대부분의 교차로나 분기점에서는 주행방향의 변경이 일어나지 않게 된다. 이러한 경우에 선택적으로 위치보정을 수행하면, 주행방향 변경이 가능한 구간이 밀집해 있는 지역에서 위치탐색의 오차를 효과적으로 수정할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 네비게이션 장치(100)의 블록 구성도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 네비게이션 장치(100)는, 위치인식부(110), 지도데이터 저장부(120), 제어부(130), 입력부(140), 출력부(150) 및 멀티미디어모듈(160)을 포함하여 이루어진다.
위치인식부(110)는 GPS수신기(111), DR센서부(112) 및 GPS/DR필터(113)를 포함한다.
GPS수신기(111)는 복수의(3개 이상) 인공위성으로부터 전파를 수신하여 복수의 인공위성에서부터 이동체까지의 거리를 전파의 주행속도를 이용하여 알아내고, 이를 이용하여 이동체의 위치 및 시간에 대한 정보를 파악할 수 있다.
DR센서부(112)는 이동체 주행방향이나 속도정보를 파악할 수 있다. 상기 DR 센서부는 주행거리를 측정하기위한 센서와 회전각을 측정하기 위한 센서로 구성될 수 있다. 상기 주행거리를 측정하기 위한 센서는 적어도 차속계, 주행거리계 또는 가속계 중 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 회전각을 측정하기위한 센서는 적어도 지자기센서, 자이로 센서 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 DR센서부(112)는 상기 주행거리를 측정하기 위한 센서와 상기 회전각을 측정하기 위한 센서 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다,
GPS/DR필터(113)는 GPS수신기(111)와 DR센서부(112)로부터 전달된 데이터를 바탕으로 이동체의 위치 및 진행방향을 계산해 낸다. 상기 GPS/DR필터(113)는 칼만필터(Kalman filter)를 이용하여 이러한 기능을 수행할 수 도 있다.
지도데이터 저장부(120)는 지리적 데이터베이스를 이동체 내부에 저장하는 기능을 수행한다. 지도데이터 저장부(120)는 기억매체로서, CD-ROM, PCMCIA 카드, DVD디스크, SD 또는 XD 카드를 포함할 수 있다.
네비게이션 장치(100)는 이용자에게 위치정보 및 목적지까지의 경로정보(이동체가 이동할 수 있는 경로의 위치 및 방향에 대한 벡터 값을 포함할 수 있다.), 기타 이동체의 운행에 도움이 되는 다양한 정보를 제공하기 위하여 상기 지리적 데이터베이스를 이용한다.
상기 지리적 데이터베이스는 이동체 내부에 저장되어 있을 수 있다. 또는 상기 지리적 데이터베이스는 이동체외부에 저장되어있다가 무선통신 기술에 의하여 원거리에서 이동체로 전송될 수 있다. 또는 상기 지리적 데이터베이스의 일부는 이동체 내부에 저장되고 다른 일부는 무선통신기술에 의하여 원거리에서 이동체로 전송될 수 있다.
제어부(130)는 CPU, ROM, RAM, I/O 및 네비게이션 시스템의 구성요소들과 접속하는 버스라인을 갖는 마이크로컴퓨터를 포함할 수 있다. ROM에는 위치보정을 포함한 위치결정프로그램이 저장 될 수 있다. 제어부(130)는 인터페이스 모듈로 부터의 입출력 신호를 제어하고, 위치인식부(110)로부터 얻어진 주행정보와 지리적 데이터베이스를 토대로 위치결정을 수행하며, 멀티미디어 모듈(160)을 제어하는등, 네비게이션 장치의 제어기능을 수행할 수 있다.
입력부(140)는 네비게이션 장치 외부의 입력신호를 전기신호로 변환하여 제어부에 전달하는 역할을 수행한다. 입력부(140)는 마이크(141), 키패드(142), 터치패드(143) 등을 포함할 수 있다. 입력부(140)를 통하여, 원하는 목적지나 출발지 등의 설정을 입력할 수 있으며, 멀티미디어 모듈(160)에서 제공하는 부가기능을 이 용할 수 도 있다.
마이크(141)는 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 네비게이션 장치(100)는 상기 처리된 음성데이터에 상응하는 출발지, 목적지, 출발지로부터 목적지까지의 경로정보를 출력하거나, 또는 상기 음성데이터에 상응하는 적어도 하나 이상의 부가기능을 수행할 수 있다.
터치패드(143)는 감압식, 정전식, 적외선 터치스크린 또는 표면탄성파를 이용한 터치스크린 방식일 수 있다. 특히, 터치 패드(143)가 후술하는 디스플레이부(151)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린이라 부를 수 있다.
출력부(150)는 디스플레이부(151), 음향출력부(152)등을 포함하여 구성될 수 있다.
디스플레이부(151)는 지리적 데이터베이스에 저장된 지리적 정보 및 목적지까지의 경로, 운행에 관련한 지시사항, 제어부(130)에서 결정한 위치 및 그 외 이용자에게 도움이 되는 다양한 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)에 출력되는 지리적 정보 등은 적어도 2차원 뷰(탑 뷰 라고도 한다.), 버드 뷰, 3차원 뷰 중 어느 하나의 형태로 표현 될 수 있다.
아울러 멀티미디어 모듈(160)이 활성화 된 경우, 해당 멀티미디어 기능이 적어도 화면디스플레이부의 일부분에 출력될 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정디스플레이(LCD;Lquid Crystal Display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD;Thin Film Transistor-liquid crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED;Organic Light-Emitting Diode), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 디스플레이부(151)와 터치패드(143)가 상호 레이어구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(151)는 출력장치 이외에 입력장치로도 사용될 수 있다.
음향 출력부(152)는 경로 안내 모드, 방송수신 모드, 음악 감상모드 등에서 제어부(130)의 제어에 의해 메모리에 저장된 음향 데이터 또는 방송 수신 모드로부터 수신된 음량 데이터를 변환하여 외부로 출력한다.
경로 안내 모드에서는, 이용자가 출발지와 목적지를 선택하여, 경로 안내를 받기 원하는 경우, 이동체의 운행에 필요한 정보를 이용자에게 제공한다. 이 때, 이동체의 운행에 필요한 정보는 음성데이터의 형태로 메모리에 저장될 수 있으며, 음향출력부(152)를 통하여 출력되어 이용자에게 정보를 제공할 수 있다.
멀티미디어 모듈은 방송수신부(161), 인터넷수신부(162), 음악재생부(163), 이동통신부(164), 근거리통신부(165)등을 포함할 수 있다.
방송수신부(161)는 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 또는 방송관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는 TV방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호를 포함할 수 있다.
한편 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있으며, 이러한 경우에는 상기 이동통신부(164)에 의해 수신 될 수 있다.
상기 방송관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide)등의 형태로 존재할 수 있다.
상기 방송 수신 모듈은, 각종 방송 시스템을 이용하여 방송신호를 수신하는데, 특히 DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MeidaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.
인터넷수신부(162)는 무선인터넷 접속을 위한 것으로, 네비게이션 장치에 내장되거나 외장될 수 있다.
음악재생부(163)는 네비게이션 장치(100)의 내부 또는 외부에 저장된 음악 데이터를 읽어들여 네비게이션 장치(100)의 음향출력부(152) 또는 이동체에 장착된 음향출력기기를 통하여 재생한다. 음악재생부(163)는 MP3플레이어, CD-ROM, DVD-ROM등이 이용될 수 있다.
이동통신부(164)는 이동통신 망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버중 적어도 어느 하나와 무선 신호를 송 수신한다. 상기 무선신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
근거리통신부(165)는 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신부를 통하여 이동체 내부에 위치한 센서 또는 각종 전자장비와 데이터를 송수신할 수 있다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee등이 이용될 수 있다..
GPS수신부(111)는 복수의 인공위성으로부터 이동체의 위치 및 시간에 대한 정보를 얻어내고, DR센서부(112)는 이동체의 주행방향 및 속도 등을 포함한 정보를 얻어낸다. 이러한 정보는 GPS/DR필터(113)로 전송되고, GPS/DR필터(113)는 이러한 정보를 바탕으로 이동체의 주행정보를 계산해 낸다.
그러나 GPS/DR 필터(113)에서 계산해낸 이동체의 주행정보는, GPS수신기(111)와 DR센서부(112)를 통해 얻어낸 데이터가 가지는 오차로 인하여 실제 이동체의 주행정보와 비교하여 오차가 있을 수 있다.
상기 GPS수신기(111)를 통해 얻어낸 데이터의 경우 전리층 지연오차, 위성 시계 오차, 다중경로(multipath)오차 등이 있을 수 있으며, DR센서부(112)를 통하 여 얻어낸 데이터의 경우, 초기정렬오차, 환산계수오차, 센서특징에 따른 누적오차 등이 있을 수 있다.
이러한 오차를 수정하기 위하여, 제어부(130)는 GPS/DR필터(113)로부터 얻어진 이동체의 주행정보와 지리적 데이터를 이용하여, 위치보정을 수행한다.
이러한 위치보정방법의 일 예로, 맵 매칭 및 맵 매칭 피드백이 수행될 수 있다.
맵 매칭 및 맵 매칭 피드백을 수행하기 위하여, 제어부(130)는 GPS/DR필터(113)에 의해 계산된 이동체의 진행방향과 위치에 대한 정보를 지리적 데이터베이스의 정보와 비교한다. 이러한 지리적 데이터베이스는 지도데이터 저장부(120)에 저장되거나 또는 이동체외부로부터 전송된 것일 수 있다.
제어부(130)는 GPS/DR필터(113)에 의해 계산된 진행방향과 위치를 토대로, 지리적 데이터베이스 상에 저장된 경로정보 중, 이동체의 위치로 가장 가능성이 높은 경로정보를 검색하고, 이를 이동체의 위치로서 출력장치를 통하여 출력한다.
제어부는 GPS/DR 필터를 이용하여 계산된 이동체의 위치와 진행방향의 정보를 이동체의 위치로 가장 가능성이 높은 것으로 선택된 경로정보를 이용하여 수정한다.
도2는 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간 내에서 이동체가 주행방향을 변경하는 경우를 나타낸 것이다.
도2에 도시된 바와 같이, 교차로와 같은 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간내에서, 이동체가 주행방향을 변경하는 경우, 이동체는 도로의 중심 부(A11~A16)가 아닌 도로의 가장자리(B11~B16)를 포물선을 그리며 주행하게 된다.
일반적으로, 지리적 데이터베이스에 저장된 경로정보는 도로의 중심부의 위치 및 진행방향 데이터를 기준으로 설정되어 있다.
교차로와 같은 구간에서 이동체가 주행방향을 변경하는 경우, 위치보정방법의 일종인 맵 매칭 및 맵 매칭 피드백을 수행하면, 제어부는 이동체의 실제 주행궤적(B11~B16)을 지리적 데이터베이스의 경로정보에 저장된 위치인 도로의 중심부(A11~A16)와 가장 상응하는 것으로 판단하게 된다.
그러나, 실제 이동체의 주행궤적(B11~B16)과 맵 매칭 결과 이동체의 위치 및 진행방향과 가장 상응한다고 판단된 경로정보(A11~A16)는 실제 이동체의 주행궤적(B11~B16)과 비교하면 일정한 오차(E11~E16)를 지니고 있다.
그리하여, 이동체의 위치 및 진행방향과 가장 상응한다고 판단된 경로정보(A11~A16)를 이용하여, GPS/DR센서를 통해 계산된 이동체의 위치 및 진행방향의 정보를 수정하는 맵 매칭 피드백을 수행할 경우, 오차(E11~E16)가 누적되어 이동체의 위치탐색의 정확도를 감소시키는 문제가 발생한다.
도3은 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간내에서 이동체가 주행방향을 변경하지 않는 경우를 나타낸 것이다.
종래 네비게이션의 위치 탐색방법에서는, 상기 문제의 해결을 위하여, 이동체의 위치가 주행방향의 변경이 가능한 구간에 진입하면 맵 매칭 피드백을 수행하지 아니하였다.
그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 교차로와 같은 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간내에서, 이동체가 주행방향을 변경하지 않는 경우 이동체의 실제 주행궤적(B21~B26)은 도로의 중심부(A21~A26)에 근접하게 형성된다.
이러한 경우 맵 매칭 및 맵 매칭 피드백으로 생긴 오차(E21~E26)는 도2에 도시된 오차(E11~E16)에 비하여 무시할 수 있을 만큼 작다. 특히 주행방향에 대해서는 오차가 거의 존재하지 않는다.
따라서 주행방향 변경이 가능한 구간내에서 이동체가 주행방향을 변경하지 않는 경우 맵 매칭 및 맵 매칭 피드백으로 인한 오차누적의 문제는 거의 발생하지 않는다.
도4은 는 종래기술에 따른 네비게이션의 위치탐색 방법을 교차로가 밀집한 지역에서 적용한 결과를 나타낸 것이다.
이동체가 주행방향을 변경하지 않는 경우(이동체의 주행경로가 직진인 경우를 포함한다)에는 상기 맵 매칭 및 맵 매칭 피드백으로 인한 오차누적의 문제가 생기지 않는다.
그러나 종래기술은 이러한 경우에도 무조건적으로 위치보정을 수행하지 않았다. 그 결과, 이동체의 위치 탐색결과의 신뢰성을 떨어뜨렸다.
특히 도4와 같이 교차로나 분기점등이 밀집해 있고, GPS/DR필터가 계산한 이동체의 위치 및 주행방향에 오차가 큰 지역에서는 위치 탐색결과의 신뢰성을 확보하기 어려웠다.
도4 에서 이동체가 교차로가 밀집한 구간을 통과한다고 가정한다. 이동체는 출발점(C0) 부터 도착점(C6)까지 몇 몇 지점(C2~C5)에서 주행방향을 변경하며 주행 한다. 그러나 이동체의 주행에 있어서 대부분의 구간에서는 주행방향을 변경하지 않고 주행한다.
이동체가 교차로가 밀집한 구간을 통과하는 경우, 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간인 교차로에 진입한 경우에 무조건적으로 위치보정을 수행하지 않는다면, 위치인식부(110)로부터 얻어진 위치탐색의 오차(E31~E36)가 수정될 수 없다.따라서 위치인식부(110)에서 계산된 이동체의 위치(D1~D6)와 실제 이동체의 주행궤적(C1~C6)은 점점 큰 차이를 보이게 된다.
이하 본발명의 실시예에 따른 이동체 위치 탐색방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도5는 본발명의 이동체 위치 탐색방법의 신호 흐름도이다.
먼저, 제어부는 GPS수신부(111), DR센서(112), GPS/DR필터(113)가 포함된 위치인식부(110)를 통하여, 이동체의 위치를 파악한다.(S1) 이때, 위치인식부의 DR센서(112)는 지자계센서나 자이로센서 등을 포함하여 주행방향에 관한 정보를 인식할 수 있다.
파악된 이동체의 위치를 이용하여, 이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 위치인지 여부를 판단한다(S2). 주행방향 변경이 가능한 위치는 교차로, 분기점 및 로타리 일 수 있다.
이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간이 아닌 것으로 판단되는 경우, 위치보정을 수행한다(S6). 이러한 위치보정방법은 맵 매칭 피드백 일 수 있다.
만약, 이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간으로 판단되는 경우, 이 동체의 주행방향 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행한다.
주행방향 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 단계는, 주행방향의 변화량이 설정된 임계값을 초과하는지 여부에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 단계일 수 있다.
상기 임계값은 주행방향 변경가능 구간의 형태에 따라 그 값을 달리하여 설정 될 수 있다. 상기 임계값이 주행방향 변경가능 구간의 형태에 따라 그 값을 달리하여 설정 됨으로써, 제어부가 다양한 주행방향 변경이 가능한 구간의 형태에 대응하여, 정확하게 위치보정 수행여부를 판단하도록 할 수 있다.
이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간인 것으로 판단되는 경우, 주행방향 변경가능 구간의 형태에 따라 그 값을 달리하여 설정된 임계값을 읽어들이는 단계(S3)를 더 포함할 수 있다.
주행방향의 변화량이 설정된 임계값을 초과하는지 여부에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 단계는, 주행방향 변화량이 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S4)를 포함할 수 있다.
주행방향의 변화량이 임계값을 초과하는 경우, 이는 이동체가 본래 주행하고 있는 경로를 벗어나는 것으로 판단 할 수 있다. 이 경우 위치보정을 수행하지 않을 수 있다(S5).
주행방향의 변화량이 임계값을 초과하지 않는 경우, 이는 이동체가 본래 주행하고 있는 경로를 벗어나지 않는 것으로 판단 할 수 있다. 이 경우 위치보정을 수행할 수 있다.(S6)
위치보정 방법은 맵 매칭 및 맵 매칭 피드백 일 수 있으며, 맵 매칭 피드백은 이동체의 위치 및 진행방향과 지도데이터의 경로정보를 비교하는 제 1단계(S6-1), 이동체의 위치 및 진행방향과 가장 상응하는 지도데이터의 경로정보를 선택하는 제 2 단계(S6-2) 및 GPS/DR필터를 이용하여 계산된 이동체의 위치 및 진행방향의 정보를 상기 제 2단계에서 선택된 지도데이터의 경로정보를 이용하여 수정하는 제 3단계(S6-3)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 네비게이션 시스템의 주행경로 탐색 방법 및 이를 이용한 네비게이션 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 네비게이션 장치의 블록 구성도.
도2는 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간 내에서 이동체가 주행방향을 변경하는 경우를 나타낸 도면.
도3은 이동체의 주행방향 변경이 가능한 구간 내에서 이동체가 주행방향을 변경하지 않는 경우를 나타낸 도면.
도4는 종래기술에 따른 네비게이션의 위치탐색 방법을 교차로가 밀접한 지역에서 적용한 결과를 나타낸 도면.
도5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 위치탐색방법의 신호 흐름도.

Claims (20)

  1. 이동체의 위치탐색 방법 에 있어서,
    이동체의 주행정보를 획득하는 단계;
    이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간내인지 여부를 확인하는 단계;
    이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간내인 경우, 주행방향의 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이동체의 현 위치를 판단하는 단계는,
    GPS/DR 필터가 GPS수신부와 DR센서로부터 전달된 정보를 계산하여 이동체의 주행정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 DR센서는,
    자이로센서 또는 지자계센서인 것을 특징으로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 GPS/DR 필터는,
    Kalman필터를 이용하여 이동체의 주행정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내가 아닌 경우, 위치보정을 수행하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 주행방향의 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 단계는,
    주행방향의 변화량이 임계값 이하인 경우, 위치보정을 수행하는 단계인 것을 특징으로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    주행방향의 변화량이 임계값을 초과하는 경우, 위치보정을 수행하지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 임계값은,
    주행방향 변경이 가능한 구간의 형태에 따라 그 값을 달리하는 것을 특징으 로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  9. 제 5항 또는 6항에 있어서,
    상기 위치보정은,
    맵 매칭 피드백인 것을 특징으로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 맵 매칭 피드백은,
    이동체의 위치 및 진행방향과 지도데이터의 경로정보를 비교하는 제 1단계;
    이동체의 위치 및 진행방향과 가장 상응하는 지도데이터의 경로정보를 선택하는 제 2 단계;
    GPS/DR필터를 이용하여 계산된 이동체의 위치 및 진행방향의 정보를 상기 제 2단계에서 선택된 지도데이터의 경로정보를 이용하여 수정하는 제 3단계;
    를 포함하는 맵 매칭 방법인 것을 특징으로 하는 이동체의 위치탐색 방법.
  11. 이동체의 주행정보를 파악하는 주행정보 인식부;
    이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내인 경우, 주행방향의 변화량에 따라 선택적으로 위치보정을 수행하는 제어부;및
    제어부의 위치보정의 결과 개선된 이동체의 주행정보를 출력하는 출력장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 주행정보 인식부는,
    이동체의 위치정보와 시간정보를 파악가능한 GPS수신부;
    이동체의 주행방향을 파악가능한 DR센서;및
    GPS수신부와 DR센서로부터 전달된 정보를 계산하여 이동체의 주행정보를 획득하는 GPS/DR센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  13. 제 12항에 있어서
    상기 DR센서는,
    자이로센서 또는 지자계센서인 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 GPS/DR 필터는
    Kalman필터를 이용하여 이동체의 주행정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는
    이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내가 아닌 경우, 위치보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내인 경우,
    주행방향의 변화량이 임계값 이하이면, 위치보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    이동체의 위치가 주행방향 변경이 가능한 구간 내인 경우,
    주행방향의 변화량이 임계값을 초과하면, 위치보정을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  18. 제 16항 또는 17항에 있어서,
    상기 임계값은,
    주행방향 변경이 가능한 구간의 형태에 따라 그 값을 달리하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  19. 제 15항 또는 16항에 있어서,
    상기 위치보정은,
    맵 매칭 피드백인 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 맵 매칭 피드백은,
    이동체의 위치 및 진행방향과 지도데이터의 경로정보를 비교하는 제 1단계;
    이동체의 위치 및 진행방향과 가장 상응하는 지도데이터의 경로정보를 선택하는 제 2 단계;
    GPS/DR필터를 이용하여 계산된 이동체의 위치 및 진행방향의 정보를 상기 제 2단계에서 선택된 지도데이터의 경로정보를 이용하여 수정하는 제 3단계;
    를 포함하는 맵 매칭 방법 인 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
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