KR20140015826A - 차량 위치 오차 보정 가능한 긴급 상황 통보 시스템 및 차량 위치 오차 보정 방법 - Google Patents

Abstract

차량 위치 오차 보정 가능한 긴급 상황 통보 시스템 및 차량 위치 오차 보정 방법이 개시된다. 이 시스템 및 방법에 따르면, 텔레매틱스 유닛에서 GPS 모듈을 통해 산출된 차량 위치에 대한 좌표 데이터는 오디오 헤드 유닛을 통해 이동통신 단말에 전달되어 이동통신 단말에서 맵 매칭 보정된 후, 다시 오디오 헤드 유닛을 통해 텔레매틱스 유닛에 제공된다. 이에 따라, 텔레매틱스 유닛은 GPS 모듈에서 산출된 차량 위치 좌표와 실제 차량 위치 좌표의 오차가 크더라도 그 오차를 최소화하여 센터에 통보할 수 있게 된다.

Description

차량 위치 오차 보정 가능한 긴급 상황 통보 시스템 및 차량 위치 오차 보정 방법{Emergency notification system capable of compensating vehicle's position error and method thereof}

본 발명은 차량 텔레매틱스에 관한 것으로, 특히 텔레매틱스 기능 중 응급 사태 발생시 차량 위치를 센터에 통보하는 기능에 관련된 것이다.

차량용 텔래매틱스 유닛(Telematics Unit, TMU)이 알려져 있다. 이 텔레매틱스 유닛은 원격지의 텔레매틱스 서버(이하 ‘센터’라 함)와 이동통신이 가능하며, 텔레매틱스 서버와 연동하여 다양한 텔레매틱스 서비스를 제공한다. 텔레매틱스 유닛의 텔레매틱스 기능 중 응급 사태 발생시 차량 위치를 센터에 통보하는 기능이 있다. 자동/수동 사고 통보시, 텔레매틱스 유닛은 GPS 신호를 통해 차량의 위치를 파악하는데, GPS 신호가 수신되지 않는 터널과 지하 주차장과 같은 음역 지역일 경우 자이로 센서를 이용한 DR(Dead Reckoning) 기능을 통해 차량 위치를 파악한다.

자이로 센서를 이용하여 차량의 위치를 계산하는 원리는 다음과 같다. 자이로 센서는 각을 나타내는 센서이므로, 차량이 회전할 경우(핸들을 돌릴 경우), 출력 전압이 달라진다. 예를 들면, 5V 자이로 센서가 차량 직진(즉, 전방을 향할 경우)시 2.5V를 출력할 경우, 각도 변경마다 전압이 변한다. 오른쪽으로 회전시 5도마다 +0.1V 변화하고 왼쪽으로 회전시 5도마다 -0.1V 변화한다면, 핸들을 오른쪽으로 20도 돌릴 경우 2.9V를 출력하고 왼쪽으로 20도를 돌리면 2.1V를 출력하게 되므로, 이 전압 값을 차량 위치 계산에 이용할 수 있다.

그런데 건물이 너무 높아서 GPS 신호가 멀티 패스로 인해 왜곡되고, 수많은 지하터널로 인해 오차가 누적될 경우, 차량의 위치를 정확히 산출하기 어려워 긴급 구난 서비스를 수행할 경우 문제가 될 수 있다. 건물이 높아서 GPS 신호 수신이 잘 되지 않는 상태나 유리 건물의 반사에 따른 멀티 패스로 인해 신호 왜곡이 심한 경우 오차가 발생한다. 이와 같은 상황에서 차량이 지하 터널로 진입하면, 오차 누적이 더 쌓이게 되어 실제 차량의 위치와 동떨어진 위치 값이 센터로 전송된다. 단, AVN 헤드 유닛처럼 맵 데이터를 내장하고 있어 주기적으로 피드백을 통해 맵 매칭 보정을 하는 시스템은 도 1과 같이 오차 누적을 많이 줄일 수 있지만, 맵 데이터를 가지고 있지 않은 오디오 헤드 유닛과 연동하는 텔레매틱스 유닛은 도 2와 같이 누적 오차가 그대로 발생할 수밖에 없다.

본 발명은 텔레매틱스 유닛이 AVN 헤드 유닛이 아닌 오디오 헤드 유닛과 연동하더라도 GPS 모듈을 통해 파악된 차량의 위치 오차를 보정하여 센터로 전달할 수 있도록 하는 긴급 상황 통보 시스템 및 그 방법을 제공함을 목적으로 한다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 긴급 상황 발생시 차량의 위치를 센터에 통보하는 텔레매틱스 유닛, 및 맵 기반 내비게이션 기능을 가진 이동통신 단말과의 근거리 무선 통신이 가능한 오디오 헤드 유닛;을 포함하는 긴급 상황 통보 시스템에 있어서, 상기 텔레매틱스 유닛은 상기 차량의 위치 좌표를 산출하고, 상기 산출된 좌표 데이터를 상기 오디오 헤드 유닛으로 전송하고, 상기 오디오 헤드 유닛으로부터 수신된 보정 좌표 데이터를 상기 센터로 전송하며, 상기 오디오 헤드 유닛은 상기 텔레매틱스 유닛으로부터 수신된 상기 좌표 데이터를 상기 이동통신 단말로 전송하고, 상기 이동통신 단말에 의해 맵 매칭 보정된 상기 좌표 데이터를 수신하며, 상기 수신된 보정 좌표 데이터를 상기 텔레매틱스 유닛으로 전송한다.

상기 텔레매틱스 유닛은 GPS 신호로 상기 차량의 위치 좌표를 산출하되, 상기 GPS 신호가 수신되지 않는 경우 자이로 센서의 센싱 값과 상기 차량의 속도 신호로 상기 차량의 위치 좌표를 산출한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 긴급 상황 발생시 차량의 위치를 센터에 통보하는 차량용 긴급 상황 통보 시스템에서 수행되는 차량 위치 오차 보정 방법은 상기 긴급 상황 통보 시스템의 텔레매틱스 유닛이 상기 차량의 위치 좌표를 산출하는 단계, 상기 텔래매틱스 유닛이 상기 산출된 좌표 데이터를 상기 긴급 상황 통보 시스템의 헤드 유닛으로 전송하는 단계, 상기 헤드 유닛이 상기 텔레매틱스 유닛으로부터 수신된 좌표 데이터를 근거리 무선 통신을 통해 맵 기반 내비게이션 기능을 가진 이동통신 단말로 전송하는 단계, 상기 헤드 유닛이 상기 이동통신 단말에 의해 맵 매칭 보정된 상기 좌표 데이터를 수신하는 단계, 및 상기 헤드 유닛이 상기 수신된 보정 좌표 데이터를 상기 텔레매틱스 유닛으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명은 이동통신 단말의 피드백을 이용한 차량 위치 오차 보정을 가능하게 함으로써, 차량 위치의 오차 누적을 최소화하여 텔레매틱스의 서비스 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 창출한다.

도 1은 GPS 수신 불량으로 인한 오차 누적에 따른 차량 위치 산출 결과에 대한 AVN 헤드 유닛의 맵 매칭 보정 결과를 나타낸 도면.
도 2는 GPS 수신 불량으로 인한 오차 누적에 따른 차량 위치 산출 결과를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급 상황 통보 시스템 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 위치 오차 보정 방법 절차도.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급 상황 통보 시스템 블록도이다.

도시된 바와 같이, 차량에 구현된 긴급 상황 통보 시스템은 텔레매틱스 유닛(100)과 오디오 헤드 유닛(200) 및 이동통신 단말(300)을 포함한다. 텔레매틱스 유닛(100)은 제1통신 인터페이스(110)와 이동통신 모듈(120)과 GPS 모듈(130)과 자이로 센서(140) 및 제1제어부(150)를 포함한다. 제1통신 인터페이스(110)는 차량 네트워크 인터페이스로서, CAN(Controller Area Network) 인터페이스일 수 있다. 이동통신 모듈(120)은 이동통신망과의 통신 연결을 위한 모뎀이다. 따라서 텔레매틱스 유닛(100)은 이동통신 모듈(120)을 통해 다양한 텔레매틱스 서비스를 제공하는 텔레매틱스 서버인 센터와 이동통신이 가능하다. GPS 모듈(130)은 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 수신된 GPS 신호를 이용하여 차량의 위치 좌표를 계산한다. 만일 GPS 신호를 수신하지 못할 경우, GPS 모듈(130)은 차량의 방향각과 차량의 속도를 통해 차량의 위치 좌표를 계산한다. 이를 위해, GPS 모듈(130)은 자이로 센서(140)로부터 센싱 값을 입력받고, 차량용 센서인 속도 센서로부터 차량의 속도 신호를 수신한다. 여기서 차량의 속도 신호는 CAN 인터페이스를 통해 수신될 수 있다. 그리고 제1제어부(150)는 마이컴일 수 있으며, 아니면 마이컴과 CPU로 구성된 것일 수도 있다.

오디오 헤드 유닛(200)은 제2통신 인터페이스(210)와 근거리 통신 모듈(220) 및 제2제어부(230)를 포함한다. 제2통신 인터페이스(210)는 차량 네트워크 인터페이스로서, 제1통신 인터페이스(110)와 동일한 인터페이스이다. 근거리 통신 모듈(220)은 이동통신 단말(300)과의 근거리 통신을 위한 모듈로서, 블루투스 모듈일 수 있다. 제2제어부(230)는 마이컴과 CPU로 구성될 수 있다. 이동통신 단말(300)은 스마트폰일 수 있다. 이동통신 단말(300)은 맵 데이터를 구비하며, 맵 기반 내비게이션 기능을 제공한다. 또한 이동통신 단말(300)은 오디오 헤드 유닛(200)과의 근거리 통신을 위한 통신 모듈을 구비하는데, 이 통신 모듈은 블루투스 모듈일 수 있다.

이하, 긴급 상황 통보 시스템의 동작 실시예에 대해 설명한다.

GPS 모듈(130)은 수신되는 GPS 신호로 차량의 위치 좌표(위도, 경도)를 산출하며, GPS 신호가 수신되지 않는 시점부터는 차량의 속도 신호와 자이로 센서(140)의 전압 변화에 따른 각도로 차량의 위치 좌표를 계산한다. GPS 모듈(130)은 산출된 좌표 데이터를 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 통신을 통해 제1제어부(150)로 전달한다. 제1제어부(150)는 GPS 모듈(130)로부터 전달된 좌표 데이터를 CAN 메시지로 변경하여 제1통신 인터페이스(110)를 통해 오디오 헤드 유닛(200)으로 전달한다. 이에 오디오 헤드 유닛(200)의 제2제어부(230)는 제2통신 인터페이스(210)를 통해 좌표 데이터를 수신하게 된다. 제2제어부(230)는 수신된 좌표 데이터를 UART를 통해 근거리 통신 모듈(220)로 전달한다. 근거리 통신 모듈(220)은 이동통신 단말(300)과의 근거리 통신을 통해 좌표 데이터를 이동통신 단말(300)로 전송한다. 근거리 통신 모듈(220)이 블루투스 모듈일 경우, 근거리 통신 모듈(220)은 SPP(Serial Port Profile) 통신을 통해 좌표 데이터를 이동통신 단말(300)로 전송한다.

이에 이동통신 단말(300)은 좌표 데이터를 수신하게 된다. 이동통신 단말(300)은 수신된 좌표 데이터를 보정하는데, 잘 알려진 맵 매칭 기법을 통해 보정을 수행한다. 맵 매칭 보정이 완료되면, 이동통신 단말(300)은 보정 좌표 데이터를 오디오 헤드 유닛(200)으로 회신한다. 이에 오디오 헤드 유닛(200)의 근거리 통신 모듈(220)은 보정 좌표 데이터를 수신하게 된다. 근거리 통신 모듈(220)은 수신된 보정 좌표 데이터를 UART를 통해 제2제어부(230)로 전달한다. 이에 제2제어부(230)는 보정 좌표 데이터를 수신하게 되고, 수신된 보정 좌표 데이터를 CAN 메시지로 변경하여 제2통신 인터페이스(210)를 통해 텔레매틱스 유닛(100)으로 전달한다. 이에 텔레매틱스 유닛(100)의 제1제어부(150)는 제1통신 인터페이스(110)를 통해 보정 좌표 데이터를 수신하게 된다.

이상에서와 같이, 텔레매틱스 유닛(100)은 좌표 데이터에 대한 보정 피드백을 받을 수 있게 된다. 그리고 보정 피드백은 텔레매틱스 유닛(100)의 요청시에만 이루어지거나 주기적으로 이루어질 수도 있다. 여기서 텔레매틱스 유닛(100)의 요청시라 함은 긴급 상황 발생시가 될 수 있다. 그리고 긴급 상황이란 차량의 충돌 사고나 운전자의 긴급 전화 연결 등이 될 수 있다. 텔레매틱스 유닛(100)은 이와 같은 긴급 상황 발생시 보정 좌표 데이터를 이동통신 모듈(120)을 통해 센터로 전송한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 위치 오차 보정 방법 절차도이다.

텔레매틱스 유닛(100)은 GPS 모듈(130)을 이용하여 차량 위치 좌표를 산출한다(S100). 텔레매틱스 유닛(100)은 산출된 좌표 데이터를 차량 네트워크를 통해 오디오 헤드 유닛(200)으로 전송한다(S200). 일 실시예에 있어서, 텔레매틱스 유닛(100)은 긴급 상황이 발생한 경우에만 좌표 데이터를 오디오 헤드 유닛(200)으로 전송한다. 다른 실시예에 있어서, 텔레매틱스 유닛(100)은 주기적으로 좌표 데이터를 오디오 헤드 유닛(200)으로 전송한다. 오디오 헤드 유닛(200)은 좌표 데이터를 수신하고, 수신된 좌표 데이터를 블루투스 SSP 통신을 통해 이동통신 단말(300)로 전송한다(S300). 이에 이동통신 단말(300)은 좌표 데이터를 수신하게 되고, 수신된 좌표 데이터에 대한 맵 매칭 보정을 수행한다(S400). 맵 매칭 보정이 완료되면, 이동통신 단말(300)은 보정 좌표 데이터를 블루투스 SSP 통신을 통해 오디오 헤드 유닛(200)으로 전송한다(S500). 오디오 헤드 유닛(200)은 보정 좌표 데이터를 수신하고, 수신된 보정 좌표 데이터를 차량 네트워크를 통해 텔레매틱스 유닛(100)으로 전송한다(S600). 이후, 텔레매틱스 유닛(100)은 보정 좌표 데이터를 수신하게 되고, 보정 좌표 데이터가 포함된 긴급 상황 메시지를 센터(400)로 전송한다(S700).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 텔레매틱스 유닛 110 : 제1통신 인터페이스
120 : 이동통신 모듈 130 : GPS 모듈
140 : 자이로 센서 150 : 제1제어부
200 : 오디오 헤드 유닛 210 : 제2통신 인터페이스
220 : 근거리 통신 모듈 230 : 제2제어부
300 : 이동통신 단말

Claims (4)

1. 긴급 상황 발생시 차량의 위치를 센터에 통보하는 텔레매틱스 유닛; 및 맵 기반 내비게이션 기능을 가진 이동통신 단말과의 근거리 무선 통신이 가능한 오디오 헤드 유닛;을 포함하는 긴급 상황 통보 시스템에 있어서,
   상기 텔레매틱스 유닛은 상기 차량의 위치 좌표를 산출하고, 상기 산출된 좌표 데이터를 상기 오디오 헤드 유닛으로 전송하고, 상기 오디오 헤드 유닛으로부터 수신된 보정 좌표 데이터를 상기 센터로 전송하며,
   상기 오디오 헤드 유닛은 상기 텔레매틱스 유닛으로부터 수신된 상기 좌표 데이터를 상기 이동통신 단말로 전송하고, 상기 이동통신 단말에 의해 맵 매칭 보정된 상기 좌표 데이터를 수신하며, 상기 수신된 보정 좌표 데이터를 상기 텔레매틱스 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 오차 보정 가능한 긴급 상황 통보 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 텔레매틱스 유닛은 GPS 신호로 상기 차량의 위치 좌표를 산출하되, 상기 GPS 신호가 수신되지 않는 경우 자이로 센서의 센싱 값과 상기 차량의 속도 신호로 상기 차량의 위치 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 오차 보정 가능한 긴급 상황 통보 시스템.
3. 긴급 상황 발생시 차량의 위치를 센터에 통보하는 차량용 긴급 상황 통보 시스템에서 수행되는 차량 위치 오차 보정 방법에 있어서,
   상기 긴급 상황 통보 시스템의 텔레매틱스 유닛이 상기 차량의 위치 좌표를 산출하는 단계;
   상기 텔래매틱스 유닛이 상기 산출된 좌표 데이터를 상기 긴급 상황 통보 시스템의 헤드 유닛으로 전송하는 단계;
   상기 헤드 유닛이 상기 텔레매틱스 유닛으로부터 수신된 좌표 데이터를 근거리 무선 통신을 통해 맵 기반 내비게이션 기능을 가진 이동통신 단말로 전송하는 단계;
   상기 헤드 유닛이 상기 이동통신 단말에 의해 맵 매칭 보정된 상기 좌표 데이터를 수신하는 단계; 및
   상기 헤드 유닛이 상기 수신된 보정 좌표 데이터를 상기 텔레매틱스 유닛으로 전송하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 오차 보정 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 차량의 위치 좌표를 산출하는 단계는 GPS 신호로 상기 차량의 위치 좌표를 산출하되, 상기 GPS 신호가 수신되지 않는 경우 자이로 센서의 센싱 값과 상기 차량의 속도 신호로 상기 차량의 위치 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 오차 보정 방법.

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