KR20140062272A - 차량의 위치좌표 제공 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량의 위치좌표 제공 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 위치좌표 제공 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이파이 신호와 건물의 지도좌표를 이용하여 차량의 위치좌표 보정하는 차량의 위치좌표 제공 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 GPS 위성 신호를 수신하여 차량의 제1위치좌표를 측위하는 제1측위부, 와이파이 신호를 수신하여 차량의 제2위치좌표를 측위하는 제2측위부, 상기 GPS 위성 신호의 수신세기를 기준 값과 비교하는 비교부, 상기 비교부에서의 비교결과 상기 위성신호의 수신세기가 상기 기준 값보다 작으면 상기 제2측위부에서 측위된 차량의 제2위치좌표를 이용하여 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정하는 제어부 및 상기 차량의 위치 정보를 제공하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 위성 신호의 음역지역이나 멀티패스가 존재하는 지역에서 보다 정확한 차량의 위치 정보 제공이 가능하고, 효율적으로 차량의 위치좌표 보정이 가능한 효과가 있다.

Description

차량의 위치좌표 제공 장치 및 그 방법{Device and method for providing vehicle location coordinate}
본 발명은 차량의 위치좌표 제공 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GPS 위성 신호를 수신하여 위치좌표를 측위하되, 수신이 불안정할 경우에 와이파이 신호 및 지도좌표를 이용하여 차량의 위치좌표를 보정함으로써 정확한 위치좌표를 제공할 수 있는 차량의 위치좌표 제공 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 GPS(Global Positioning System)는 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 현재 위치를 계산하는 위성항법 시스템이다. 항공기, 선박, 차량 등의 내비게이션 장치에 주로 사용되고 있으며, 최근에는 스마트폰, 테블릿 PC 등에서도 활용되고 있다.
GPS는 거리측정방식에 의한 삼각측량법(Triangulation)을 이용하여 위성과 수신기간의 거리를 구하여 좌표를 측정한다. 보다 자세하게는, 지구 주위를 회전하는 24개의 GPS 위성이 반송파를 통해 위성의 위치를 송출하고, 지상에서 GPS 위성이 송출한 전파가 도달하는 시간을 계산하여 위성과 현재 수신기 위치와의 거리를 계산한다. 이때 사용되는 위성은 최소 4개 이상이며 GPS 수신기가 위치한 장소의 경위도 좌표와 고도 정보도 얻을 수 있다.
그러나 수신되는 GPS 신호에는 어느 정도의 오차가 존재하고, GPS는 위성을 통하여 송/수신하기 때문에, 터널이나 지하 같은 경우에는 수신이 불가능하다. 또한, 위성으로부터 직접파와 건물 등으로부터 반사되어 오는 반사파가 동시에 도달하여 생기는 다중경로(Multipath)로 인해 의사거리와 위상관측 값에 영향을 주어 오차가 발생한다. 이는, 차량 주행시 큰 불편을 야기하고, 특정 지역에서 도로 경로 이탈 현상 발생하며 심각한 경우 운전자가 시선을 빼앗겨 사고의 위험이 생기는 경우도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래 기술의 경우 소프트웨어나 알고리즘을 통해 측위 결과에 대한 보정을 실시하나, 이는 GPS 신호를 기반으로 오차범위를 예측하기 때문에 근본적인 해결이 되지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량 위치 정보 제공시 GPS 위성 신호 이외에 와이파이 신호를 이용하여 차량의 위치좌표를 측위함으로써 보다 정확하게 차량의 위치 정보를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 지도상에 제공된 건물의 지도좌표를 이용하여 차량의 위치좌표를 측위함으로써, 정확하고 효율적인 위치좌표 측정이 가능하도록 하는 차량의 위치좌표 제공 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 위치좌표 제공 장치는,
GPS 위성 신호를 수신하여 차량의 제1위치좌표를 측위하는 제1측위부와; 와이파이 신호를 수신하여 차량의 제2위치좌표를 측위하는 제2측위부; 상기 GPS 위성 신호의 수신세기를 기준 값과 비교하는 비교부; 상기 비교부에서의 비교결과 상기 위성신호의 수신세기가 상기 기준 값보다 작으면 상기 제2측위부에서 측위된 차량의 제2위치좌표를 이용하여 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정하는 제어부; 및 상기 차량의 위치 정보를 제공하는 표시부;를 포함한다.
본 발명에서, 상기 수신된 와이파이 신호중 세기가 강한 상위 세 개의 와이파이 신호를 이용하여 차량의 제2위치좌표를 측위한다.
본 발명에서, 상기 수신된 위성 신호의 개수가 기 설정된 개수보다 많은지 판단하는 판단부를 더 포함하고, 상기 판단결과 기 설정된 개수보다 많을 경우 제어부는 상기 제2측위부에서 측위된 차량의 제2위치좌표를 이용하여 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정한다.
본 발명에서, 상기 표시부에 제공되는 지도상에 설정된 다수의 건물의 지도좌표를 이용하여 상기 지도상에 표시된 차량의 지도좌표를 계산하는 계산부와; 상기 건물에 대한 지도좌표와 실제좌표 간의 상관관계를 이용하여 상기 지도상에 표시된 차량에 대한 지도좌표를 실제좌표로 변환하는 변환부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 변환된 실제좌표를 이용하여 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 위치좌표 제공 방법은,
상기 제 1측위부가 위성 신호를 수신하여 제1위치좌표를 측위하는 단계와; 상기 수신된 GPS 위성 신호의 수신세기를 비교부가 기준 값과 비교하는 단계; 상기 비교결과 위성신호의 수신세기가 상기 기준 값보다 작으면, 와이파이 신호를 수신하여 제2측위부가 차량의 제2위치좌표를 측위하는 단계; 상기 제2측위부에서 측위된 차량의 제2위치좌표를 이용하여, 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 제어부가 보정하는 단계; 및 표시부를 통해 상기 차량의 위치 정보를 제공하는 단계;를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 위치좌표 제공 방법은,
상기 제2위치좌표를 측위하는 단계 이후에, 상기 표시부에 제공되는 지도상에 설정된 다수의 건물의 지도좌표를 이용하여 상기 지도상에 표시된 차량의 지도좌표를 계산하는 단계와; 상기 건물에 대한 지도좌표와 실제좌표 간의 상관관계를 이용하여 상기 지도상에 표시된 차량에 대한 지도좌표를 실제좌표를 변환하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명에 의한 차량의 위치좌표 제공 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
위성 신호의 음역지역이나 멀티패스가 존재하는 지역에서 와이파이 신호를 이용하여 차량의 위치좌표를 측위함으로써, 정확한 차량의 위치 정보 제공의 효과가 있다.
또한, 건물의 지도좌표를 이용하여 보다 효율적으로 차량의 위치좌표 보정이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 차량의 위치좌표 제공 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 차량의 위치좌표 제공 장치의 일실시예 동작 상태를 나타낸 플로우 차트.
도 3은 본 발명에 의한 차량의 위치좌표 제공 장치의 또 다른 일실시예 동작 상태를 나타낸 플로우 차트.
이하 본 발명에 의한 차량의 위치좌표 제공 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 차량의 위치좌표 제공 장치의 구성도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바에 따르면, 차량의 위치좌표 제공 장치(100)는 제1측위부(101), 제2측위부(201), 비교부(103), 제어부(104), 표시부(105), 판단부(109)를 포함하여 구성되고, 선택적으로 계산부(106), 저장부(107), 변환부(108)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
제1측위부(101)는 다수의 GPS 위성(10)으로부터 위성 신호를 수신받아, 차량의 제1위치좌표를 측위한다. 상기 GPS 위성(10)은 지구의 중궤도를 돌며, 개수는 24개 이상이며 일반적으로 위성의 상태 정보, 위성에 탑재된 시계의 시각 및 오차, 궤도 정보와 이력(almanac), 천체력(ephemeris), 오차 보정을 위한 계수 등이 포함된 항법메시지(navigation message)를 50bps의 속도로 지속적으로 방송한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 4개 이상의 GPS 위성(10)으로부터 위성 신호를 수신받는다. 가시범위에 해당하는 4개 이상의 GPS 위성(10)과 GPS 수신기(미도시) 사이의 거리를 측정하고, 미지점의 좌표를 계산해낸다. 설계조건에 따라 GPS 측위기법으로는 단독측위, DGPS, 후처리 상대측위, 실시각 이동측위 기법 등이 사용될 수 있다.
제2측위부(102)는 상기 GPS 위성(10) 신호의 수신이 불안정한 지역에서 위치좌표를 보정하여 정확한 위치 정보를 제공하기 위해, 와이파이 AP(20)중 RSSI(Received signal strength indicator) 상위 3개의 SSID(Service set identifier)를 이용해 와이파이 신호를 수신한다. 상기 와이파이 AP(20)는 IEEE 802.11 기반의 무선랜 통신을 위한 중계기로써, 응용 프로그램과 데이터, 매체, 스트림을 무선을 통해 와이파이 수신기(미도시)로 전달한다. 수신되는 위치에 따라 무선 공유기, 기지국, 안테나, 모바일 기기가 와이파이 AP(20)로 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 특정 기기에 한정하지 않는다. 상기 SSID를 이용하여 수신되는 와이파이 신호에는 각 와이파이 AP(20)의 절대좌표가 포함되며, 이는 상기 제1측위부(101)에 의해 측위된 제1위치죄표의 보정시 사용된다. 상기 제2측위부(102)는 상기 와이파이 신호를 바탕으로 하여, 차량의 제2위치좌표를 측위한다.
비교부(103)는 제1측위부(101)에 의해 수신된 위성신호의 수신세기와 기 저장된 기준 값을 비교한다. 상기 비교된 결과는 와이파이 신호의 수신 여부를 결정짓는데, 상기 수신된 위성신호의 수신세기가 기준치보다 낮을 경우 상기 제1측위부(101)에 의해 측위된 제1위치좌표를 보정하기 위해 상기 와이파이 AP(20)로부터 제2측위부(102)가 제2위치좌표를 측위하기 위해 와이파이 신호를 수신하게 된다.
제어부(104)는 상기 비교부(103)에 의해 비교된 결과에 따라 와이파이 AP(20)의 수신여부를 결정한다. 즉, 신호 수신세기가 기준치보다 낮으면, 제1측위로(101)부터 측위한 제1위치좌표에 오차가 발생할 수 있으므로, 측위한 차량의 제2위치좌표를 이용하여 상기 차량의 제1위치좌표를 보정한다. 이러한 보정을 통해 차량 위치좌표를 보다 정확하게 제공할 수 있다. 상기 제어부(104)가 제1위치좌표를 보정하기 위한 방법으로 알고리즘, 프로그램 등이 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 멀티패스 지역을 주행할 경우에도 다중경로로 인한 차량의 위치좌표 측위시 오차가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 판단부(109)는 수신되는 위성 신호의 개수가 기 설정된 개수와 비교하여 판단한다. 상기 판단한 결과에 따라, 상기 제어부(104)가 측위한 차량의 제2위치좌표를 이용하여 상기 차량의 제1위치좌표를 보정한다.
계산부(106)는 다수의 건물의 지도좌표를 이용하여 지도상에 표시된 차량의 지도좌표를 계산한다. 상기 지도좌표는 내비게이션(미도시)과 같은 내장된 지도 데이터를 바탕으로 제공된다. 이는 내비게이션상에 표시되는 상대좌표이며, 위성 신호에 의해 측위되는 위치좌표와는 구분되어야 할 것이다. 본 발명에서의 건물의 지도좌표 이외에 공공장소, 지역 등의 고정된 임의의 장소가 사용될 수 있다.
저장부(107)에는 상기 건물의 지도좌표와 실제좌표간의 상관관계가 저장되어 있다. 상기 실제좌표는 위성 신호를 통해 측위된 각 건물의 위치좌표이며, 설계조건에 따라 위치 정보가 포함된 POI(Point Of Interest) 정보가 포함될 수 있다.
변환부(108)는 상기 저장부(107)에 저장된 건물의 지도좌표와 실제좌표간의 상관관계를 이용하여 차량에 대한 지도좌표를 실제좌표로 변환한다. 이와 같이 변환된 실제좌표는 제어부(104)로 입력되고, 상기 제어부(104)는 이 실제좌표를 이용하여 제1위치좌표를 보정한다.
표시부(105)는 상기 제1측위부(101)에 의해 측위된 제1위치좌표와 제어부(104)에 의해 보정된 제1위치좌표 및 상기 변환부(108)에 의해 변환된 실제좌표를 표시한다. 또한, 지도 데이터를 바탕으로 지도 정보를 표시한다. 이러한 지도 데이터는 내비게이션과 같은 장치에 표시될 수 있다. 상기 표시부(105)는 화면표시를 위한 액정이 구비된 표시장치를 사용할 수 있다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 차량의 위치좌표 제공 방법을 도 2를 참고하여 설명한다.
먼저, 차량 주행시 제1측위부(101)가 다수개의 GPS 위성(10)으로부터 위성신호를 수신한다(S10). 그 다음, 상기 제1측위부(101)가 수신된 위성신호를 이용하여 차량의 제1위치좌표를 측위한다(S11). 만약 지하주차장, 고층 빌딩 등이 밀집된 지역을 주행할 경우 비교부(103)가 기 설정된 위성 신호의 기준 값과 실제 수신된 위성 신호 값과 비교한다(S12). 상기 비교결과 위성의 수신된 신호세기가 정상이면 표시부(105)에 의해 제1위치좌표가 표시된다(S16). 만약, 신호세기가 기준 값에 미달될 경우 와이파이 AP(20)로부터 제2측위부(102)가 와이파이 신호를 수신한다(S13). 상기 제2측위부(102)는 와이파이 AP(20)중 RSSI 상위 3개의 신호세기를 가지는 와이파이 AP(20)의 SSID를 이용하여 삼각측량을 통해 제2위치좌표를 측위한다(S14). 제어부(104)는 상기 제2측위부(102)에서 측위된 차량의 제2위치좌표를 이용하여 상기 제1측위부(102)에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정한다(S15). 상기 S12 단계에서와 마찬가지로 표시부(105)에 의해 제1위치좌표가 표시된다(S16).
도 3은 본 발명에 의한 차량의 위치좌표 제공 방법의 또 다른 일실시예 동작 상태를 나타낸 플로우 차트이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량 주행시 제1측위부(101)가 다수개의 GPS 위성(10)으로부터 위성신호를 수신하고(S20), 상기 제1측위부(101)가 수신된 위성신호를 이용하여 차량의 제1위치좌표를 측위한다(S21). 비교부(103)가 기 설정된 위성 신호의 기준 값과 실제 수신된 위성 신호 값과 비교하여(S22), 상기 비교결과 위성의 수신된 신호세기가 정상이면 표시부(105)에 의해 제1위치좌표가 표시된다(S27). 만약, 신호세기가 기준 값에 미달될 경우 지도 데이터에 포함된 지도좌표를 읽어온다(S23). 지도상에 설정된 다수의 건물의 지도좌표(X', Y', Z')를 이용하여 삼각측량을 통해 차량의 지도좌표(A')를 계산한다(S24). 상기 저장부(107)에 저정된 건물에 대한 지도좌표(X', Y', Z')와 실제좌표(X'', Y'', Z'')간의 상관관계를 이용하여 상기 지도상에 표시된 차량에 대한 지도좌표를 실제좌표(A'')로 변환한다(S25). 제어부(104)는 상기 변환부(108)에서 변환된 차량의 실제좌표를 이용하여 상기 제1측위부(102)에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정하고(S26), 상기 표시부(105)에 의해 제1위치좌표가 표시된다(S27).
본 발명의 권리범위는 위에서 설정된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10: GPS 위성 20: 와이파이 AP
100: 차량의 위치좌표 제공 장치
101: 제1측위부
102: 제2측위부 103: 비교부
104: 제어부 105: 표시부
106: 계산부 107: 저장부
108: 변환부 109: 판단부

Claims (6)

  1. GPS 위성 신호를 수신하여 차량의 제1위치좌표를 측위하는 제1측위부;
    와이파이 신호를 수신하여 차량의 제2위치좌표를 측위하는 제2측위부;
    상기 GPS 위성 신호의 수신세기를 기준 값과 비교하는 비교부;
    상기 비교부에서의 비교결과 상기 위성신호의 수신세기가 상기 기준 값보다 작으면 상기 제2측위부에서 측위된 차량의 제2위치좌표를 이용하여 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정하는 제어부; 및
    상기 차량의 위치 정보를 제공하는 표시부;를 포함하는 차량의 위치좌표 제공 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수신된 와이파이 신호중 세기가 강한 상위 세 개의 와이파이 신호를 이용하여 차량의 제2위치좌표를 측위하는 차량의 위치좌표 제공 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수신된 위성 신호의 개수가 기 설정된 개수보다 많은지 판단하는 판단부를 더 포함하고, 상기 판단결과 기 설정된 개수보다 많을 경우 제어부는 상기 제2측위부에서 측위된 차량의 제2위치좌표를 이용하여 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정하는 차량의 위치좌표 제공 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 표시부에 제공되는 지도상에 설정된 다수의 건물의 지도좌표를 이용하여 상기 지도상에 표시된 차량의 지도좌표를 계산하는 계산부;
    상기 건물에 대한 지도좌표와 실제좌표 간의 상관관계를 이용하여 상기 지도상에 표시된 차량에 대한 지도좌표를 실제좌표로 변환하는 변환부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 변환된 실제좌표를 이용하여 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정하는 차량의 위치좌표 제공 장치.
  5. 제 1측위부가 위성 신호를 수신하여 제1위치좌표를 측위하는 단계;
    상기 수신된 GPS 위성 신호의 수신세기를 비교부가 기준 값과 비교하는 단계;
    상기 비교결과 위성신호의 수신세기가 상기 기준 값보다 작으면, 와이파이 신호를 수신하여 제2측위부가 차량의 제2위치좌표를 측위하는 단계;
    상기 제2측위부에서 측위된 차량의 제2위치좌표를 이용하여, 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 제어부가 보정하는 단계; 및
    표시부를 통해 상기 차량의 위치 정보를 제공하는 단계;를 포함하는 차량의 위치좌표 제공 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제2위치좌표를 측위하는 단계 이후에,
    상기 표시부에 제공되는 지도상에 설정된 다수의 건물의 지도좌표를 이용하여 상기 지도상에 표시된 차량의 지도좌표를 계산하는 단계; 및
    상기 건물에 대한 지도좌표와 실제좌표 간의 상관관계를 이용하여 상기 지도상에 표시된 차량에 대한 지도좌표를 실제좌표를 변환하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 변환된 실제좌표를 이용하여 상기 제1측위부에서 측위된 차량의 제1위치좌표를 보정하는 차량의 위치좌표 제공 장치.
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