KR20140066305A - A method to improve the navigation of the selection algorithm of real time inertial navigation and satellite navigation that utilizes high precision map - Google Patents

A method to improve the navigation of the selection algorithm of real time inertial navigation and satellite navigation that utilizes high precision map Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a navigation operating method for improving a real-time satellite navigation and inertial navigation selection algorithm using a high-precision map. The navigation operating method for improving the real-time satellite navigation and inertial navigation selection algorithm using the high-precision map comprises a first step in which a GPS receiver of a navigation device receives a GPS signal and analyzes a GPS signal quality according to the GPS signal; a second step in which a location information processor analyzes the measured location corresponding to the GPS signal in the high-precision map stored in a high-precision map storage unit within the navigation device; a third step in which the location information processor compares the analyzed GPS signal quality and the measured location with a GPS signal quality mapping table within a GPS signal quality mapping unit; and a fourth step in which a navigation output unit outputs location information on the navigation device using either satellite navigation information using the GPS signal or inertial navigation information provided from an inertial navigation processing unit within the navigation device according to the compared result by using the high-precision map.

Description

고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법{A method to improve the navigation of the selection algorithm of real time inertial navigation and satellite navigation that utilizes high precision map}[0001] The present invention relates to a navigation method and a navigation method, and more particularly, to a navigation method using a high precision map,

본 발명은 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 GPS(위성항법시스템; Global Positioning System)와 INS(관성항법시스템; Inertial Navigation System)를 사용하며 고 정밀 지도를 내장한 내비게이션에서 차량이 실내 또는 실외 중 어느 하나의 현재위치 지역에 따라 실시간으로 GPS 수신율이 높거나 또는 낮음을 판단하여 GPS 수신율 맵핑 테이블에 따라 GPS 위치정보를 활용하여 차량의 위치를 표시하거나, 관성항법을 활용하여 차량의 위치를 표시하기 위한 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a GPS (Global Positioning System), an INS (Inertial Navigation System), and an Inertial Navigation System System) is used, and in a navigation system including a high-precision map, the vehicle determines whether the GPS reception rate is high or low in real time according to the present location area of the indoor or the outdoor, so that GPS position information is utilized according to the GPS reception rate mapping table And to a navigation method for enhancing a real-time navigation and an inertial navigation selection algorithm using a high-precision map for displaying the position of a vehicle using inertial navigation.

일반적인 내비게이션은 GPS(위성항법장치) 장비 및 INS(관성항법장치) 장비를 구비하여 차량의 현재위치를 측정하고, 측정된 현재위치를 내비게이션에 저장된 지도와 함께 화면에 출력함으로써, 차량이 현재위치로부터 목적지까지의 경로를 제공하고, 지도상에 차량의 현재위치를 표시할 수 있다.Typical navigation includes GPS (Global Positioning System) equipment and INS (Inertial Navigation Device) equipment to measure the current position of the vehicle and display the measured current position on the screen together with the map stored in the navigation, Provide a route to the destination, and display the current location of the vehicle on the map.

그러나, 종래의 내비게이션은 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나로 측정된 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 지도상에 표시하고 있으며, 이러한 위성항법 또는 관성항법의 선택은 GPS 신호의 수신여부에 따라 선택되어진다.However, in the conventional navigation, the current position of the vehicle is displayed on the map by using the position information measured by either the satellite navigation or the inertial navigation. The selection of the satellite navigation or the inertial navigation is performed by selecting .

즉, 차량이 주행하는 동안 내비게이션의 GPS 수신부에서는 지속적으로 위성으로부터 전송되는 GPS 신호를 수신하고, 수신된 GPS 신호를 분석하여 현재위치를 측정하고 있으나, 차량이 터널 또는 실내 등의 GPS 신호의 음영지역으로 진입하여 GPS 신호의 수신이 불가능한 경우, 최종 GPS 신호를 통해 확인된 위치로부터 진행되는 차량의 위치는 관성항법을 통해 차량의 이동 위치를 측정하여 지도상에 출력하고 있다.That is, while the vehicle is traveling, the GPS receiver of navigation continuously receives the GPS signal transmitted from the satellite and analyzes the received GPS signal to measure the current position. However, when the vehicle is located in the shadow area of the GPS signal , The position of the vehicle proceeding from the position confirmed through the final GPS signal is measured on the map by measuring the moving position of the vehicle through inertial navigation.

그러나, 종래의 내비게이션에서 사용하는 관성항법은 다양한 측정장치를 통해 차량의 위치를 예상하고, 예상된 위치를 화면에 출력하기 때문에 관성항법장치 내에 구비된 측정장치에서는 약간의 측정오차가 발생할 수 있다.However, in the inertial navigation method used in conventional navigation, since the position of the vehicle is predicted through various measuring devices and the predicted position is output to the screen, a slight measurement error may occur in the measuring device provided in the inertial navigation device.

이때, 차량이 GPS 신호의 음영지역에서 머무르는 시간이 비교적 짧은 경우에는 다시 GPS 신호를 수신할 수 있어, 관성항법장치의 측정 오차가 미미하게 발생하나, 차량이 GPS 신호를 장시간 수신하지 못하는 경우에는 관성항법장치의 측정 오차가 급격하게 증가하여 차량의 현재위치를 정확하게 측정하지 못하는 오류가 발생하여 내비게이션에 의존하여 운행하는 사용자에게 잘못된 정보가 제공됨으로써 사고 등이 발생하는 문제점이 있다.In this case, if the time of staying in the shadow area of the GPS signal is relatively short, the GPS signal can be received again, so that the measurement error of the inertial navigation system is negligible. If the vehicle does not receive the GPS signal for a long time, The measurement error of the navigation device is rapidly increased, and an error that can not accurately measure the current position of the vehicle occurs. Accordingly, there is a problem that accident information is provided to the user who operates depending on the navigation.

또한, 차량이 산간 지역의 터널 등이 많은 곳을 운행하는 경우, 현재위치를 측정하기 위한 위성항법과 관성항법이 빈번하게 변동되어 작동되므로 사용자에게 신속한 현재위치 정보를 제공하기 어려운 문제점이 있다.In addition, when the vehicle travels in many places such as a tunnel in mountainous areas, satellite navigation and inertial navigation for measuring the current position are frequently changed and operated so that it is difficult to promptly provide the current location information to the user.

또한, 차량이 터널 등의 GPS 신호가 수신되지 않는 음영지역으로 들어가는 경우, 차량이 음영지역으로 들어간 이후, GPS 신호의 수신이 갑자기 중단됨에 따라 관성항법으로 차량의 현재위치를 측정하기 위해 소요되는 시간 동안 차량의 현재위치가 정확하게 표시되지 않는 문제점이 있다.In addition, when the vehicle enters a shaded area such as a tunnel where no GPS signal is received, since the GPS signal is suddenly stopped after the vehicle enters the shaded area, the time required to measure the current position of the vehicle by inertial navigation The present position of the vehicle can not be accurately displayed.

또한, 차량이 도심지의 빌딩 사이를 운행하는 경우에는 GPS 신호의 수신율이 양호할 수 있으나, GPS 신호가 빌딩들에 반사되어 정확하지 않은 GPS 신호가 내비게이션의 GPS 수신부에 수신됨으로써, 지도상에 출력되는 현재위치에 오류가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
In addition, when the vehicle is traveling between buildings in a downtown area, the reception ratio of the GPS signal may be good, but a GPS signal that is not accurate due to the reflection of the GPS signal in buildings is received by the GPS reception unit of the navigation system, There is a problem that an error may occur at the current position.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 위성항법과 관성항법을 병행하여 사용하는 내비게이션에 GPS 신호 품질 맵핑 테이블을 구비함으로써, 차량의 현재위치와 수신된 GPS 신호의 품질을 GPS 신호 품질 맵핑 테이블과 비교하고, 그 결과에 따라 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택하여 차량의 현재위치를 측정하기 위한 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention has been developed to provide a GPS signal quality mapping table in a navigation system using both a navigation system and an inertial navigation system, And a signal quality mapping table, and selects either the satellite navigation or the inertial navigation according to the result, thereby measuring the current position of the vehicle.

또한, 본 발명은 GPS 신호의 품질이 다소 낮아지더라도 지도상에 나타나는 차량의 현재 위치가 개활지인 경우, 현재위치를 측정하기 위한 장치를 관성항법으로 변경하지 않고 지속적으로 위성항법을 사용함으로써, 현재위치를 측정하기 위한 항법이 연속적으로 사용될 수 있도록 하기 위한 다른 목적이 있다.Further, in the present invention, when the current position of the vehicle appearing on the map is open, even if the quality of the GPS signal is somewhat lowered, satellite navigation is continuously used without changing the apparatus for measuring the current position to inertial navigation, There is another purpose for allowing the navigation for measuring the position to be continuously used.

또한, 본 발명은 차량이 빌딩이 많이 존재하는 도심지 지역을 이동하는 경우, GPS 신호가 빌딩의 외벽에서 반사되어 차량에 부정확한 GPS 신호가 수신되는 것을 방지하기 위해 차량이 도심지역에 위치하는 경우, 관성항법을 이용하여 현재위치를 측정하기 위한 또 다른 목적이 있다.The present invention is also applicable to a case where a vehicle is located in an urban area in order to prevent a GPS signal from being reflected at an outer wall of a building and receiving an incorrect GPS signal from the vehicle, There is another purpose for measuring the current position using inertial navigation.

또한, 본 발명은 차량에 구비된 GPS 수신기의 수신 성능에 따라 GPS 신호 품질 맵핑 테이블을 각각 다르게 설정함으로써, 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택하는 알고리즘을 효과적으로 적용하기 위한 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to effectively apply an algorithm for selecting either satellite navigation or inertial navigation by setting different GPS signal quality mapping tables according to reception performance of a GPS receiver provided in a vehicle.

또한, 본 발명은 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택하는 알고리즘을 차량이 운행하는 동안 실시간으로 적용하기 위한 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to apply an algorithm for selecting either satellite navigation or inertial navigation in real time while the vehicle is in operation.

또한, 본 발명은 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택하는 알고리즘을 실외 및 실내에서 모두 적용하도록 하기 위한 또 다른 목적이 있다.
Another object of the present invention is to apply an algorithm for selecting either satellite navigation or inertial navigation both indoors and outdoors.

본 발명의 상기 목적은 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나 이상을 사용하여 운영되는 내비게이션 운영방법에 있어서, 상기 내비게이션의 GPS 수신부에서 GPS 신호를 수신하고, 상기 GPS 신호에 따른 GPS 신호 품질을 분석하는 제1단계와 위치정보 처리부는 상기 내비게이션 내의 고 정밀지도 저장부에 저장된 고 정밀지도에서 상기 GPS 신호에 대응하는 측정위치를 분석하는 제2단계와 상기 위치정보 처리부는 분석된 상기 GPS 신호 품질 및 상기 측정위치를 GPS 신호 품질 맵핑부 내의 GPS 신호 품질 맵핑 테이블과 비교하는 제3단계 및 내비게이션 출력부는 상기 비교의 결과에 따라 상기 GPS 신호를 이용한 위성항법 정보 또는 상기 내비게이션 내의 관성항법 제공부에서 제공하는 관성항법 정보 중 어느 하나를 이용한 위치정보를 상기 고 정밀 지도를 이용하여 상기 내비게이션에 출력하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법에 의해서 달성된다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a navigation operating method using at least one of a satellite navigation and an inertial navigation, the navigation operating method comprising: receiving GPS signals from a GPS receiver of the navigation system, A second step of analyzing a measurement position corresponding to the GPS signal in a high precision map stored in the high precision map storage unit in the navigation and a second step of analyzing the GPS signal quality and the measurement A third step of comparing the position with a GPS signal quality mapping table in the GPS signal quality mapping unit and a navigation output unit complying with the satellite navigation information using the GPS signal or the inertial navigation method provided by the inertial navigation unit in the navigation according to the result of the comparison Position information using any one of the information And outputting the result to the navigation system. The navigation system is operated by a high-precision map including a real-time satellite navigation method and an inertial navigation method selection algorithm.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 위성항법과 관성항법을 병행하여 사용하는 내비게이션에 GPS 신호 품질 맵핑 테이블을 구비함으로써, 차량의 현재위치와 수신된 GPS 신호의 품질을 GPS 신호 품질 맵핑 테이블과 비교하고, 그 결과에 따라 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택하여 차량의 현재위치를 측정할 수 있기 때문에 내비게이션에서 차량의 현재위치를 가장 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.In order to solve the above problems, the present invention has been developed to provide a GPS signal quality mapping table in a navigation system using both a navigation system and an inertial navigation system, It is possible to measure the present position of the vehicle in the navigation system because it is possible to measure the current position of the vehicle by selecting either the satellite navigation or the inertial navigation according to the result of comparison with the signal quality mapping table.

또한, 본 발명은 GPS 신호의 품질이 다소 낮아지더라도 지도상에 나타나는 차량의 현재 위치가 개활지인 경우, 현재위치를 측정하기 위한 장치를 관성항법으로 변경하지 않고 지속적으로 위성항법을 사용함으로써, 현재위치를 측정하기 위한 장치가 연속적으로 사용되도록 하여, 위성항법과 관성항법의 빈번한 변경으로 인해 위치제공 서비스가 지연되는 것을 방지할 수 있는 다른 효과가 있다.Further, in the present invention, when the current position of the vehicle appearing on the map is open, even if the quality of the GPS signal is somewhat lowered, satellite navigation is continuously used without changing the apparatus for measuring the current position to inertial navigation, Another advantage is that the device for measuring the position is continuously used, thereby preventing the delay of the position providing service due to frequent changes of satellite navigation and inertial navigation.

또한, 본 발명은 차량이 빌딩이 많이 존재하는 도심지 지역을 이동하는 경우, GPS 신호가 빌딩의 외벽에서 반사되어 차량에 부정확한 GPS 신호가 수신되는 것을 방지하기 위해 차량이 도심지역에 위치하는 경우, 관성항법을 이용하여 현재위치를 측정할 수 있기 때문에 단순히 GPS 신호의 수신 여부로 위성항법 또는 관성항법을 설정함에 따라 발생되는 현재위치의 오류를 방지할 수 있는 또 다른 효과가 있다.The present invention is also applicable to a case where a vehicle is located in an urban area in order to prevent a GPS signal from being reflected at an outer wall of a building and receiving an incorrect GPS signal from the vehicle, Since the present position can be measured using the inertial navigation, there is another effect that can prevent the error of the current position caused by setting the GPS or inertial navigation by simply receiving the GPS signal.

또한, 본 발명은 차량에 구비된 GPS 수신기의 수신 성능 또는 국가 등에 따라 GPS 신호 품질 맵핑 테이블을 각각 다르게 설정함으로써, 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택하는 알고리즘을 각각의 특징에 맞도록 내비게이션에 적용할 수 있는 또 다른 효과가 있다.Further, according to the present invention, the GPS signal quality mapping table is set differently according to the reception performance of the GPS receiver provided in the vehicle or the country, so that an algorithm for selecting either the satellite navigation or the inertial navigation can be applied to the navigation There is another effect that can be applied.

또한, 본 발명은 차향이 운행하는 동안 실시간으로 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택하는 알고리즘을 적용함으로써, 차량의 현재위치 측정이 실시간으로 이루어지도록 하기 위한 또 다른 효과가 있다.Further, the present invention has another effect of realizing the current position measurement of the vehicle by applying an algorithm for selecting either the satellite navigation or the inertial navigation in real time while the vehicle is running.

또한, 본 발명은 실내와 같이 GPS 신호가 수신되지 않는 음영지역에 차량이 진입하는 경우에도 위성항법 또는 관성항법 중에서 관성항법을 선택하여 차량의 현재 위치를 측정하도록 하는 또 다른 효과가 있다.
In addition, the present invention has another effect of measuring the current position of the vehicle by selecting the inertial navigation method from the satellite navigation or inertial navigation even when the vehicle enters the shaded area where the GPS signal is not received as in the room.

도 1은 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션을 나타내기 위한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 운영방법을 나타내기 위한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 실시예1을 나타내기 위한 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 실시예2를 나타내기 위한 설명도,
도 5은 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 실시예3을 나타내기 위한 설명도,
도 6는 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 GPS 맵핑 테이블을 나타내기 위한 예시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating navigation using a satellite navigation or inertial navigation algorithm according to the present invention;
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation method of navigation using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm according to the present invention; FIG.
3 is an explanatory diagram for illustrating Embodiment 1 of navigation using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm according to the present invention,
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a second embodiment of navigation using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm according to the present invention;
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a third embodiment of navigation using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm according to the present invention;
Figure 6 is an exemplary diagram illustrating a GPS mapping table of navigation using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm in accordance with the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

이하 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션을 나타내기 위한 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 운영방법을 나타내기 위한 순서도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 내비게이션(100)은 실시간(real time)으로 위성항법장치(GPS; Global Positioning System)와 관성항법장치(INS; Inertial Navigation System)를 사용하여 실내 또는 실외에 위치한 차량의 현재위치를 측정한다.FIG. 1 is a block diagram illustrating navigation using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a navigation method using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm according to the present invention. FIG. 1, the navigation system 100 may be implemented in real time by using a Global Positioning System (GPS) and an Inertial Navigation System (INS) Measure your current position.

위성항법장치는 GPS 수신부(110)를 통해 수신되는 GPS 위성의 위치신호를 이용하여 차량의 현재위치를 측정할 수 있으며, 관성항법장치는 관성항법 제공부(120)에서 제공되는 위치신호를 이용하여 차량의 현재위치를 측정할 수 있다.The satellite navigation apparatus can measure the current position of the vehicle using the position signal of the GPS satellite received through the GPS reception unit 110. The inertial navigation apparatus uses the position signal provided by the inertial navigation unit 120, The current position of the vehicle can be measured.

따라서, 차량이 실내 또는 실외에 위치하더라도 위성항법장치 또는 관성항법장치 중 어느 하나를 이용하여 차량의 현재위치를 측정할 수 있으며, 차량이 실내에서 실외로 또는 실외에서 실내로 이동하는 경우에도 지속적으로 차량의 현재 위치를 측정할 수 있다.Therefore, even if the vehicle is located indoors or outdoors, the current position of the vehicle can be measured using either the satellite navigation device or the inertial navigation device, and even when the vehicle moves from indoor to outdoor or from outdoor to indoor, The current position of the vehicle can be measured.

이때, 관성항법 제공부(120)는 차량 또는 내비게이션(100) 중 어느 하나 이상에 포함된 차속센서(Vehicle Speed Sensor), 지자기센서(Terrestrial Magnetism Sensor), 가속도계(accelerometer), 거리측량기(DMI; Distance Measuring Instrument), 자이로스코프(gyroscope), 경사각센서(Tilt angle Sensor) 또는 중력센서(Gravity Sensor) 등의 센서들을 이용하여 차량의 동작상태를 판단하여 실시간으로 현재위치를 추정할 수 있으며, 각각 하나 이상의 센서들의 정보를 결합하여 현재위치를 추정하는 것이 바람직하다.At this time, the inertial navigation apparatus 120 may include a vehicle speed sensor, a terrestrial magnetometer sensor, an accelerometer, a distance meter (DMI), and a distance measuring instrument A current position can be estimated in real time by using sensors such as a measuring instrument, a gyroscope, a tilt angle sensor or a gravity sensor, It is desirable to combine the information of the sensors to estimate the current position.

즉, 내비게이션(100)에 구비된 GPS 수신부(110)는 실시간으로 GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호를 수신하고, 수신된 GPS 신호를 위치정보 처리부(130)으로 전송한다(S110).That is, the GPS receiver 110 included in the navigation system 100 receives the GPS signals received from the GPS satellites in real time, and transmits the received GPS signals to the position information processor 130 (S110).

위치정보 처리부(130)는 수신된 GPS 신호에 대한 GPS 신호의 품질을 분석한다(S120). 이후, 위치정보 처리부(130)는 수신된 GPS 신호에 따른 측정위치를 산출하고, 산출된 측정위치에 대응하여 내비게이션(100)의 ADAS 고 정밀 지도 저장부(150)에 저장된 고 정밀 지도에서 측정위치에 대한 분석을 수행한다(S130).The location information processing unit 130 analyzes the quality of the GPS signal for the received GPS signal (S120). Thereafter, the position information processing unit 130 calculates a measurement position according to the received GPS signal, and calculates a measurement position in the high precision map stored in the ADAS high-precision map storage unit 150 of the navigation system 100 in correspondence with the calculated measurement position (S130). ≪ / RTI >

GPS 신호의 품질은 GPS 신호의 수신율 또는 GPS 신호의 오차율 중 어느 하나 이상을 사용하여 산출된 값으로써, 산출된 GPS 신호의 품질은 하나 이상으로 분류된다. 이때, GPS 신호 품질의 분류는 좋음, 보통, 나쁨, 변동 등의 값으로 설정될 수 있으며, 백분율(%) 구간으로 설정될 수 있다.The quality of the GPS signal is a value calculated using at least one of the reception ratio of the GPS signal or the error rate of the GPS signal, and the quality of the calculated GPS signal is classified into one or more. At this time, the classification of the GPS signal quality can be set to a value such as good, normal, bad, fluctuation, etc., and can be set as a percentage (%) interval.

즉, GPS 신호 품질은 도 6에 도시된 바와 같이, 좋음, 보통, 나쁨 및 변동의 4가지 구간으로 설정될 수 있으며, 백분율(%) 구간을 통해 보다 다양하게 구간으로 설정될 수 있다.That is, as shown in FIG. 6, the GPS signal quality can be set to four intervals of good, normal, bad, and fluctuation, and can be set to various intervals through a percentage (%) interval.

S130 단계에서 측정위치에 대한 분석은 GPS 신호에 따른 측정위치를 이용하여 고 정밀 지도상에서 차량의 현재위치가 개활지, 음영지역 또는 도심지 중 어느 곳에 위치하는지 분류되어 나타날 수 있으며, 이러한 고 정밀 지도상에서 차량의 측정위치가 어느 분류지역에 속하는지 분석한다. 이때, 차량의 현재위치를 나타내는 분류지역은 개활지, 음영지역 또는 도심지 중 어느 하나 이상으로 분류되는 것이 바람직하나, GPS 신호의 품질에 영향을 미칠 수 있는 지역은 추가로 구분하여 차량의 현재위치에 따른 분류지역에 포함할 수 있다.The analysis of the measurement position in step S130 can be performed by classifying how the current position of the vehicle is located in the open space, the shadow area, or the urban area on the high precision map using the measurement position according to the GPS signal. To which classification area the measurement location belongs. At this time, it is preferable that the classification area indicating the current position of the vehicle is classified into at least one of an open space, a shade area, and a downtown area. However, the area that may affect the quality of the GPS signal may be further classified, Can be included in the classification area.

또한, S130 단계에서 측정위치에 따른 차량의 현재위치 또는 진행 예정위치 중 어느 하나가 선택되어, 측정위치에 따라 선택된 지도상의 분류지역과 S120 단계에서 분석된 GPS 수신율 또는 오차율에 따른 GPS 신호의 품질은 GPS 신호 품질 맵핑부(140)로 전송되며, GPS 신호 품질 맵핑부(140)는 수신된 분류지역과 GPS 신호의 품질을 저장된 GPS 신호 품질 맵핑 테이블과 비교한다(S140).In addition, in step S130, either the current position or the expected position of the vehicle is selected according to the measurement position, the quality of the GPS signal according to the classification area on the selected map according to the measurement position and the GPS reception rate or error rate analyzed in step S120 The GPS signal quality mapping unit 140 compares the received classification region and the quality of the GPS signal with the stored GPS signal quality mapping table (S140).

GPS 신호 품질 맵핑 테이블은 도 6에 도시된 바와 같이, 분류지역과 GPS 신호 품질에 대응하여 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 사용하여 차량의 위치를 측정하도록 선택할 수 있다. 즉, 도 6의 (a)와 같이, GPS 신호를 통해 위치정보 처리부(130)에서 판단한 차량의 현재위치 또는 진행 예정위치가 '도심지'이며, GPS 수신 품질이 '나쁨'으로 분류되는 경우, GPS 신호 품질 맵핑부(140)는 저장된 GPS 신호 품질 맵핑 테이블과 전송된 측정위치인 '도심지' 및 GPS 수신 품질인 '나쁨'을 상호 비교하여 관성항법을 통해 차량의 측정위치를 내비게이션에 출력하도록 할 수 있다.The GPS signal quality mapping table may be selected to measure the position of the vehicle using either satellite navigation or inertial navigation in correspondence to the classification area and the GPS signal quality, as shown in FIG. 6 (a), when the current position or the planned position of the vehicle determined by the position information processing unit 130 through the GPS signal is 'urban' and the GPS reception quality is classified as 'poor', the GPS The signal quality mapping unit 140 compares the stored GPS signal quality mapping table with the transmitted measurement location "urban area" and the GPS reception quality "poor", and outputs the measured position of the vehicle to the navigation through the inertial navigation have.

결국, GPS 신호 품질 맵핑부(140)는 수신된 차량의 측정위치인 '분류지역'에 따라 'GPS 신호의 품질'을 만족하는지의 여부를 GPS 신호 품질 맵핑 테이블과 비교하여, 분류지역에 따른 GPS 신호의 품질의 오차범위가 허용되는 경우, GPS 신호 품질 맵핑 테이블에 따라 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택한 후, 선택된 정보를 위치정보 처리부(130)로 전송한다(S150).As a result, the GPS signal quality mapping unit 140 compares the GPS signal quality mapping table with the GPS signal quality mapping table to determine whether or not the 'GPS signal quality' is satisfied according to the 'classification area' If an error range of the quality of the signal is allowed, either the satellite navigation or the inertial navigation is selected according to the GPS signal quality mapping table, and the selected information is transmitted to the location information processing unit 130 (S150).

위치정보 처리부(130)는 GPS 신호 품질 맵핑부(140)에서 선택된 정보를 이용하여 위치정보를 출력하되, 선택된 정보가 '위성항법'인 경우에는 GPS 수신부(110)에서 수신한 GPS 신호를 이용하여 위치정보를 출력하며(S170), 선택된 정보가 '관성항법'인 경우에는 관성항법 제공부(120)에서 제공되는 정보를 이용하여 위치정보를 출력한다(S160).The position information processing unit 130 outputs the position information using the information selected by the GPS signal quality mapping unit 140. When the selected information is 'satellite navigation', the position information processing unit 130 uses the GPS signal received by the GPS receiving unit 110 (S170). If the selected information is 'inertial navigation', the position information is output using information provided by the Inertial Navigation Unit 120 (S160).

이후, S160 단계 또는 S170 단계에서 출력되는 각각의 위치정보는 내비게이션 출력부(160)으로 전송되며, 내비게이션 출력부(160)는 해당 위치정보를 이용하여 ADAS 고 정밀 지도 저장부(150)에 저장된 고 정밀 지도와 결합하여 내비게이션(100)에 지도와 함께 차량의 위치를 표시한다(S180).The position information output from the ADAS high precision map storage unit 150 is stored in the ADAS high precision map storage unit 150 using the corresponding position information. The position of the vehicle is displayed together with the map on the navigation device 100 in combination with the precision map (S180).

도 3은 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 실시예1을 나타내기 위한 설명도이며, 도 4는 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 실시예2를 나타내기 위한 설명도이며, 도 5은 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 실시예3을 나타내기 위한 설명도이며, 도 6은 본 발명에 따른 위성항법 또는 관성항법 선택 알고리즘을 사용하는 내비게이션의 GPS 맵핑 테이블을 나타내기 위한 예시도이다. 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 도 3의 (a) 및 (b)는 개활지 예시에 관한 것으로서, 교량에서는 주변에 GPS 신호의 수신을 방해하는 주변 시설물이 존재하지 않기 때문에 GPS 신호가 다소 미약하거나 변동되는 경우에도 지속적으로 위성항법을 사용하여 위치정보를 출력할 수 있다.FIG. 3 is an explanatory view for showing Embodiment 1 of navigation using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating navigation using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm according to the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram for showing Embodiment 3 of navigation using a satellite navigation or inertial navigation selection algorithm according to the present invention, and FIG. 6 is a diagram for explaining a navigation using satellite navigation or an inertial navigation algorithm according to the present invention. FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating a GPS mapping table of a navigation using an inertial navigation selection algorithm. FIG. As shown in Figs. 3 to 6, Figs. 3 (a) and 3 (b) are for an example of an open space. Since there are no nearby facilities that interfere with reception of GPS signals in the vicinity of a bridge, Even if it is weak or fluctuating, it is possible to continuously output the location information using satellite navigation.

한편, 차량이 개활지에 위치하더라도 교량 시설물, 가로수, 신호등과 같이 작은 시설물에도 GPS 신호의 수신율이 간헐적으로 변동되는 경우가 있으나, 이러한 경우에도 차량의 위치측정 방법을 관성항법으로 변경하지 않고 위성항법을 지속적으로 사용하여 차량의 현재위치 예측 수준 저하를 방지할 수 있다.On the other hand, even when the vehicle is located in an open space, the reception ratio of the GPS signal may be intermittently varied even in small facilities such as bridge facilities, avenues, and traffic lights. However, It is possible to prevent the degradation of the predicted level of the current position of the vehicle.

도 4의 (a) 및 (b)는 터널 등의 음영지역 예시에 관한 것으로서, 음영지역에서는 GPS 신호가 수신되지 않는 경우가 대부분이다. 따라서, 측정된 현재위치로부터 진행 예정위치가 음영지역인 경우, GPS 신호가 수신되지 않을 것으로 예상하고, 음영지역 이전부터 관성항법을 이용하여 차량의 위치정보를 출력하도록 할 수 있다. 한편, 음영지역은 터널뿐만 아니라 실내도 포함되는 것이 바람직하다.4A and 4B illustrate examples of shaded areas such as tunnels, and GPS signals are mostly not received in shadow areas. Therefore, when the expected current position is the shade region, the GPS signal is not received, and the position information of the vehicle is output using inertial navigation from before the shadow region. On the other hand, the shaded area preferably includes not only the tunnel but also the interior.

또한, 고 정밀 지도에서 차량의 위치가 음영지역 또는 음영지역의 진입을 앞두고 있더라도, 해당 음영지역 내에서 GPS 수신이 이루어지는 경우에는 해당 GPS 신호를 수신하고, GPS 신호 품질 맵핑 테이블을 통해 위성항법을 사용할 것인지 관성항법을 사용할 것인지를 판단할 수 있으며, 판단된 결과에 따라 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 사용하여 위치정보를 출력할 수 있다.Also, even if the position of the vehicle is ahead of the entrance of the shaded area or the shaded area in the high-precision map, when the GPS reception is performed in the corresponding shaded area, the corresponding GPS signal is received and satellite navigation is used through the GPS signal quality mapping table It is possible to determine whether to use inertial navigation or not, and to output the positional information using either satellite navigation or inertial navigation according to the determined result.

도 5의 (a) 및 (b)는 도심지의 예시에 관한 것으로써, 도심지에서는 GPS 신호의 품질이 좋은 것으로 판단될 수 있으나, 주변의 높은 빌딩 등의 주변 시설물에 의해 멀티패스가 상당히 발생되어 GPS 신호에 오차가 발생할 확률이 높으며, 실제로 이러한 이유로 인해 내비게이션에서 안내하는 현재위치에 오류가 빈번하게 발생하고 있다.5 (a) and 5 (b) illustrate examples of a downtown area. In the urban area, the quality of the GPS signal may be judged to be good. However, multipaths are considerably generated due to surrounding facilities such as high buildings, There is a high probability that an error occurs in a signal, and in fact, errors occur frequently in the current position guided by the navigation for this reason.

따라서, GPS 신호를 수신하여, 분석된 GPS 신호의 품질이 도 6의 (a)에서와 같이, 변동으로 분석되는 경우에는 해당 GPS 신호를 사용하는 위성항법을 사용하더라도 위치정보에 오류가 발생할 수 있기 때문에 관성항법을 사용하여 위치정보를 출력할 수 있다.Therefore, when the quality of the analyzed GPS signal is analyzed as a variation as shown in FIG. 6 (a) by receiving the GPS signal, an error may occur in the position information even if the satellite navigation using the corresponding GPS signal is used Therefore, it is possible to output the position information using inertial navigation.

즉, 종래에는 GPS 신호의 품질을 이용하여 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 사용하였으나, 본 발명은 GPS 신호의 품질이 좋다 하여도, 도 5의 (a) 및 (b)에서와 같이 차량의 위치가 도심지인 경우에는 GPS 신호의 오류가 발생할 확률이 높기 때문에 관성항법을 사용하여 위치정보를 출력하도록 할 수 있으며, 이후에 GPS 신호가 변동되지 않고 지속적으로 양호한 상태가 유지되는 경우에는 관성항법을 통해 위치정보를 제공하는 것을 위성항법으로 변경하여 위치정보를 출력할 수 있다.That is, conventionally, any one of the satellite navigation and the inertial navigation is used by using the quality of the GPS signal. However, even if the quality of the GPS signal is good, If the location is located in a downtown area, it is possible to output the location information by using the inertial navigation because the GPS signal error is likely to occur. If the GPS signal remains unchanged and the GPS signal remains stable, inertial navigation The position information can be outputted by changing the providing of the position information through satellite navigation.

한편, 도 6의 (a) 및 (b)는 GPS 신호 품질 맵핑 테이블을 품질 분류에 따라 다양한 형태로 변형이 가능 실시예를 나타내고 있다. (a)의 경우, GPS 신호가 수신되어 위치정보 처리부(130)에서 수신된 GPS 신호를 GPS 신호 품질 맵핑부(140)에 전송하는 경우에 GPS 신호 품질 맵핑부(140)는 해당 GPS 신호의 수신율 또는 오차율 등을 계산하여 해당 GPS 신호의 품질이 좋음, 보통, 나쁨 및 변동 등의 분류 중 하나로 설정한 후, GPS 신호에 따른 측정위치가 고 정밀 지도를 통해 분류된 분류지역과 함께 GPS 신호 품질 맵핑 테이블에서 상호 비교하여 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택할 수 있다.6 (a) and 6 (b) show an embodiment in which the GPS signal quality mapping table can be modified into various forms according to quality classification. (a), when the GPS signal is received and the GPS signal received by the position information processing unit 130 is transmitted to the GPS signal quality mapping unit 140, the GPS signal quality mapping unit 140 calculates the reception ratio Or error rate, and sets the GPS signal quality to one of good, normal, bad, and fluctuation. Then, the measurement position according to the GPS signal is classified into a GPS signal quality mapping You can select either satellite navigation or inertial navigation by comparing them in a table.

또한, (b)의 경우, GPS 신호가 수신되어 위치정보 처리부(130)에서 수신된 GPS 신호를 GPS 신호 품질 맵핑부(140)에 전송하는 경우에 GPS 신호 품질 맵핑부(140)는 해당 GPS 신호의 수신율 또는 오차율 등을 계산하여 해당 GPS 신호의 품질을 백분율(%) 단위로 분류한 것으로, 소정 계산식에 의해 계산된 GPS 신호의 품질을 백분율(%)로 환산하여 어느 한 구간으로 설정한 후, GPS 신호에 따른 측정위치가 고 정밀 지도를 통해 분류된 분류지역과 함께 GPS 신호 품질 맵핑 테이블에서 상호 비교하여 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 선택할 수 있다.In the case of (b), when the GPS signal is received and the GPS signal received by the position information processing unit 130 is transmitted to the GPS signal quality mapping unit 140, the GPS signal quality mapping unit 140 obtains the corresponding GPS signal And the quality of the GPS signal is classified into a percentage (%). The quality of the GPS signal calculated by the predetermined calculation formula is converted into a percentage (%), The GPS signal quality mapping table can be compared with the classification area classified by the high-precision map, and the satellite navigation or the inertial navigation can be selected.

그러나, 도 6의 (a) 및 (b)는 GPS 신호 품질을 분류하는 일례를 나타내었을 뿐이며, 현재위치의 분류지역 별로 각각의 GPS 신호 품질의 분류 방법을 설정할 수 있으며, 보다 세밀한 분류 방법을 통해 GPS 신호의 품질을 분류할 수 있다.However, FIG. 6A and FIG. 6B only illustrate an example of classifying the GPS signal quality, and it is possible to set the classification method of each GPS signal quality according to the classification area of the current position, The quality of the GPS signal can be classified.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.

100 : 내비게이션 110 : GPS 수신부
120 : 관성항법 제공부 130 : 위치정보 처리부
140 : GPS 신호 품질 맵핑부 150 : 고 정밀 지도 저장부
160 : 내비게이션 출력부100: Navigation system 110: GPS receiver
120: Inertial navigation system provided 130: Position information processor
140: GPS signal quality mapping unit 150: High precision map storage unit
160: Navigation output unit

Claims (9)

위성항법 및 관성항법 중 어느 하나 이상을 사용하여 운영되는 내비게이션 운영방법에 있어서,
상기 내비게이션의 GPS 수신부에서 GPS 신호를 수신하고, 상기 GPS 신호에 따른 GPS 신호 품질을 분석하는 제1단계;
위치정보 처리부는 상기 내비게이션 내의 고 정밀지도 저장부에 저장된 고 정밀지도에서 상기 GPS 신호에 대응하는 측정위치를 분석하는 제2단계;
상기 위치정보 처리부는 분석된 상기 GPS 신호 품질 및 상기 측정위치를 GPS 신호 품질 맵핑부 내의 GPS 신호 품질 맵핑 테이블과 비교하는 제3단계; 및
내비게이션 출력부는 상기 비교의 결과에 따라 상기 GPS 신호를 이용한 위성항법 정보 또는 상기 내비게이션 내의 관성항법 제공부에서 제공하는 관성항법 정보 중 어느 하나를 이용한 위치정보를 상기 고 정밀 지도를 이용하여 상기 내비게이션에 출력하는 제4단계
를 포함하여 이루어지는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법.
A method of operating a navigation system using at least one of satellite navigation and inertial navigation,
A first step of receiving GPS signals from a GPS receiver of the navigation system and analyzing GPS signal quality according to the GPS signals;
A second step of analyzing a measurement position corresponding to the GPS signal in a high precision map stored in the high precision map storage unit in the navigation;
A third step of comparing the analyzed GPS signal quality and the measured position with a GPS signal quality mapping table in a GPS signal quality mapping unit; And
The navigation output unit outputs position information using either the satellite navigation information using the GPS signal or the inertial navigation information provided by the inertial navigation unit in the navigation according to a result of the comparison to the navigation unit using the high precision map Step 4 of
And a navigation method for enhancing a real time satellite navigation algorithm and an inertial navigation algorithm using a high precision map.
제 1 항에 있어서,
상기 측정위치는 개활지, 음영지역 또는 도심지 중 어느 하나 이상으로 분류되는 것을 특징으로 하는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법.
The method according to claim 1,
Wherein the measurement position is classified into at least one of an open space, a shade area, and a city center, and a navigation operation method for enhancing a real-time satellite navigation and inertial navigation selection algorithm using a high-precision map.
제 1 항에 있어서,
상기 GPS 신호 품질은 상기 GPS 신호의 수신율 또는 오차율 중 어느 하나 이상을 이용하여 설정되며, 상기 GPS 신호 품질은 하나 이상으로 분류되는 것을 특징으로 하는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법.
The method according to claim 1,
Wherein the GPS signal quality is set using at least one of the reception ratio or the error rate of the GPS signal and the GPS signal quality is classified into one or more. How to operate navigation for improvement.
제 1 항에 있어서,
상기 관성항법 제공부는 차속센서(Vehicle Speed Sensor), 지자기센서(Terrestrial Magnetism Sensor), 가속도계(accelerometer), 거리측량기(DMI; Distance Measuring Instrument), 자이로스코프(gyroscope), 경사각센서(Tilt angle Sensor) 또는 중력센서(Gravity Sensor) 중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법.

The method according to claim 1,
The inertial navigation unit may include a vehicle speed sensor, a terrestrial magnetometer sensor, an accelerometer, a distance measuring instrument (DMI), a gyroscope, a tilt angle sensor, And a gravity sensor is used as a navigation device for navigation navigation in order to improve the selection algorithm of real-time satellite navigation and inertial navigation using a high-precision map.

제 2 항에 있어서,
상기 측정위치는 차량의 현재위치 또는 차량의 진행 예정위치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the measurement position is one of a current position of the vehicle and a predetermined position of the vehicle. 2. The navigation method of claim 1, wherein the measurement position is a current position of the vehicle or an expected position of the vehicle.
제 3 항에 있어서,
상기 분류는 좋음, 보통, 나쁨 또는 변동 중 어느 하나 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법.
The method of claim 3,
Wherein the classification is set to at least one of good, normal, bad, and fluctuation, and a navigation operation method for improving real-time satellite navigation and inertial navigation selection algorithm using a high-precision map.
제 3 항에 있어서,
상기 분류는 백분율(%) 구간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법.
The method of claim 3,
Wherein the classification is set in a percentage (%) interval. 2. The navigation system as claimed in claim 1, wherein the navigation system is a navigation system.
제 1 항에 있어서,
상기 비교 결과는 위성항법 또는 관성항법 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법.
The method according to claim 1,
Wherein the comparison result uses either satellite navigation or inertial navigation. A navigation method for improving real-time navigation and inertial navigation selection algorithms using high-precision maps.
제 2 항에 있어서,
상기 음영지역은 터널 또는 실내 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고 정밀 지도를 활용한 실시간 위성항법 및 관성항법 선택 알고리즘 향상을 위한 내비게이션 운영방법.3. The method of claim 2,
Wherein the shaded area is at least one of a tunnel and a room, and the navigation method for enhancing a real-time satellite navigation and inertial navigation selection algorithm using a high-precision map.
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