KR20150041898A - Gps/ins 위치 정보 보정 장치 및 방법 - Google Patents

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박지호
김남혁
이충희
임영철
김동영
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Abstract

본 발명은 GPS와 INS를 이용하여 획득한 대상체의 위치 정보를 보정하는 GPS/INS 위치 정보 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 장치는 GPS 위성으로부터 위성 신호를 수신하여 대상체의 위치 정보를 획득하고, 획득된 대상체의 위치 정보를 출력하는 GPS 센서부와, GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 경우 대상체의 가속도 정보를 획득하고, 획득된 가속도 정보에 기초하여 대상체의 위치 정보를 획득하고, 획득된 대상체의 위치 정보를 출력하는 INS 센서부와, 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영하여 대상체와 오브젝트 구조물 사이의 이격 정보를 산출하고, 산출한 이격 정보를 출력하는 영상 센서부 및 영상 센서부가 출력하는 이격 정보 및 INS 센서부가 출력하는 대상체의 위치 정보를 수신하고, 이격 정보를 고려하여 대상체의 위치 정보를 보정하는 보정 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 방법은 GPS 위성의 신호를 수신하여 대상체의 위치 정보를 획득하는 GPS 신호 수신 단계와, GPS 위성의 가용 개수를 모니터링 하는 GPS 위성 모니터링 단계와, GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 경우 대상체의 가속도 정보를 획득하여 대상체의 위치 정보를 획득하는 가속도 정보 획득 단계와, GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 지속 시간이 기설정 시간 이상인 경우 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영하는 촬상 단계 및 오브젝트 구조물과 대상체 사이의 이격 정보를 산출하고, 산출한 이격 정보를 고려하여 대상체의 위치 정보를 보정하는 위치 정보 보정 단계를 포함한다.

Description

GPS/INS 위치 정보 보정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MODIFYING GPS/INS POSITION INFORMATION}
본 발명은 GPS와 INS를 이용하여 획득한 대상체의 위치 정보를 보정하는 GPS/INS 위치 정보 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
위성 항법 시스템(GPS, Global Positioning System) 및 관성 항법 시스템(INS, Inertial Navigation System)은 대상체의 위치를 추적하기 위하여 사용되는 대표적인 시스템이다.
GPS(Global Positioning System, 위성 항법 장치)는 비행기, 선박, 자동차 등의 대상체에 부착되어, GPS 위성을 이용하여 상기 대상체의 위치를 정확히 알 수 있는 시스템으로서, 어떠한 한 지점에 대해서는 오차가 발생할 수 있으나 지속적인 측정으로 인하여 발생하는 누적 오차가 없다.
그러나 상기 GPS는 위치 정보를 얻기 위해서 3개 이상의 위성으로부터 GPS정보를 수신하여야 하는데, GPS 위성 신호의 수신 강도가 약하거나 터널과 같은 수신 불능지역인 지역에서는 GPS를 이용하여 위치 정보를 획득할 수 없다는 문제점이 있으며, 데이터 전송률이 낮고 외부 교란에 민감하다는 문제점이 있다.
또한, INS(Inertial Navigation System, 관성 항법 장치)는 잠수함, 항공기, 미사일 등의 대상체에 장착되어, 대상체의 위치를 감지하여 목적지까지 유도하기 위한 장치이다.
즉, INS는 내장된 관성 측정 장치(IMU, Inertial Measurement Unit)가 획득한 가속도, 각속도를 적분해 위치, 속도, 자세 각을 구하여, 외부에서 인가되는 별도의 신호 없이 자체적으로 항법 정보를 획득한다.
INS는 1950년대부터 발전되어 온 분야로서, 항공기, 선박, 로켓 등에서 사용되었으나, 종래의 IMU는 각 센서의 크기가 매우 크고 가격도 높았다.
그러나, 1990년대를 지나며 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 센서 기술의 발달로 IMU에서 사용되는 센서가 소량화, 경량화 됨으로써IMU를 10mm 규격 이하로 제작하는 것이 가능해지며, IMU의 활용분야가 넓어지고 있으며, 소형화 및 경량화로 인하여 저하된 센서의 성능은 필터링 알고리즘과 Multiple Sensor Fusion 알고리즘 등 소프트웨어적인 기법으로 보완한다.
즉, 소형화, 경량화된 INS는 외부 인가 정보 없이 독립적으로 대상체의 위치와 자세를 파악할 수 있어, 무인 헬기, 로보틱스 등에 적용되고 있으며, 근래에는 사람의 움직임측정 또는 이동체의 참값(정확한 값) 측정 및 자동차의 위치 추적 시 음영 지역 문제 해결을 위한 분야에도 적용되고 있다.
상기 INS의 동작 원리는 자이로스코프에서 방위 기준을 정하고, 가속도계를 이용하여 상기 대상체의 이동 변위를 구하고, 상기 대상체의 초기 위치를 입력하면 상기 대상체의 위치와 속도를 연산하여 상기 대상체의 현재 위치를 파악하는 것으로서, 자이로스코프 및 가속도계의 정보를 이용하여 항체(대상체)의 위치 및 자세 정보를 수Hz부터 수백 Hz의 높은 데이터 송수신율로 측정할 수 있으므로, 짧은 시간 동안 매우 정밀한 항법 성능을 가지므로, 데이터 전송률이 높고 외부 교란에 둔감한 장점이 있다.
그러나, 상기 INS는 가속도 및 각속도에서 속도성분으로 적분하는 과정에서 오차가 누적되고, 정지 시 드리프트(drift)가 발생하므로 시간이 경과함에 따라 항법 오차가 증가하는 문제점이 있다.
상기 INS는 악천후나 전파 방해의 영향을 받지 않는 장점이 있으나, 긴 거리를 이동하면 위치 파악에 있어 오차가 누적되므로, GPS나 액티브 레이더 유도 등에 의한 보정을 이용한다.
하지만 GPS/INS는 위성으로부터 신호를 받지 못하는 음영지역에서는 오차가 누적된다는 단점을 가지고 있으므로, 위성으로부터 신호를 받지 못하는 구간이나 음영지역에서는 시간이 지나면서 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, GPS/INS는 실외 음영지역이나 어반 캐니언(urban canyon, 고층 건축 등이 밀집하고 있는 시가지 공간)과 같은 환경에서는 위성으로부터 신호를 정상적으로 받지 못해 오차가 누적되어 위치 측정의 오차가 커지는 문제점이 있다.
개활지에서 GPS/INS에 대하여 초기화 셋업을 요하거나, 캘리브레이션(calibrationg)을 수행한다고 하더라도, 대상체가 GPS 위성의 신호를 받을 수 없는 공간으로 진입 후 1분 후부터는 위치 측정 오류가 적어도1m 이상 발생하기 시작하며, 지속 시간이 지남에 따라 급격한 오차 증가를 가져오는 문제점이 있다.
또한, 실외 음영지역이나 장애물에 의해 위성이 가려지면 INS뿐만 아니라 RTK(Real Time Kinematic)이나 VRS(Virtual Reference Station)를 사용하더라도 대상체의 위치에 대하여 참값(정확한 값)을 측정하기가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 GPS/INS를 이용하여 획득하는 대상체의 위치 정보의 오차를 보정하기 위하여 오브젝트 구조물에 대한 영상 정보를 획득하고, 오브젝트 구조물의 위치 정보를 이용하여 대상체의 위치 정보 보정이 가능한 GPS/INS 위치 정보 보정 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 장치는 GPS 위성으로부터 위성 신호를 수신하여 대상체의 위치 정보를 획득하고, 획득된 대상체의 위치 정보를 출력하는 GPS 센서부와, GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 경우 대상체의 가속도 정보를 획득하고, 획득된 가속도 정보에 기초하여 대상체의 위치 정보를 획득하고, 획득된 대상체의 위치 정보를 출력하는 INS 센서부와, 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영하여 대상체와 오브젝트 구조물 사이의 이격 정보를 산출하고, 산출한 이격 정보를 출력하는 영상 센서부 및 영상 센서부가 출력하는 이격 정보 및 INS 센서부가 출력하는 대상체의 위치 정보를 수신하고, 이격 정보를 고려하여 대상체의 위치 정보를 보정하는 보정 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 방법은 GPS 위성의 신호를 수신하여 대상체의 위치 정보를 획득하는 GPS 신호 수신 단계와, GPS 위성의 가용 개수를 모니터링 하는 GPS 위성 모니터링 단계와, GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 경우 대상체의 가속도 정보를 획득하여 대상체의 위치 정보를 획득하는 가속도 정보 획득 단계와, GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 지속 시간이 기설정 시간 이상인 경우 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영하는 촬상 단계 및 오브젝트 구조물과 대상체 사이의 이격 정보를 산출하고, 산출한 이격 정보를 고려하여 대상체의 위치 정보를 보정하는 위치 정보 보정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 장치 및 방법은 영상 센서 등 비전 시스템을 이용하여, GPS를 이용하는 경우 음영지역에서 발생하는 위치 추정이 불가능한 문제점을 해결하고, INS를 이용한 위치 추정 시 발생하는 긴 거리 이동 시의 위치 추정 오차를 보정하여 대상체의 위치 정보를 정확하게 획득하는 것이 가능하다.
즉, 본 발명에 따르면 긴 터널이나 도심 지역 등을 통과하는 대상체가 GPS 신호 수신 상태가 불량한 경우, INS를 이용하여 추정한 대상체의 위치 정보를 오브젝트 구조물의 위치 정보를 이용하여 보정함으로써, 외부 환경 변화에 강인한 대상체 위치 정보 획득이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 신뢰할 수 있는 대상체의 위치 결정이 가능하여 자동차, 로봇 및 자율 주행에 사용되는 군용 장비들의 정밀 위치 인식과 재난 사고에 이용되는 무인 주행 장비들에 적용되어, 정확한 위치 정보를 획득하는 것이 가능한 효과가 있다.
도 1은 GPS/INS의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 장치를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 장치 및 방법의 바람직한 실시예들을 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 GPS/INS의 블록도이다.
INS는 대상체의 위치 및 자세 정보를 획득하고, 상기 획득한 정보(NEMA, PPS)를 SYNC, TIME TAG module로 전송하며, DMI MUX는 DMI로부터 수신한 신호를 SYNC, TIME TAG module 및 상기 INS에 전송한다.
또한, 상기 SYNC, TIME TAG module은 동기화 신호를 실시간으로 생성하여 상기 INS와 동기화 된다.
또한, COMPUTER module은 상기 SYNC, TIME TAG module에서 생성된 데이터를 취합하여 변환 연상을 수행하고, STORAGE 저장장치에 컨트롤 신호를 송신하고, 상기 STORAGE는 상기 COMPUTER module가 취합한 데이터를 수신하여 저장한다.
또한, 상기 COMPUTER module은 상기 INS 및 DMI로부터 수신된 데이터를 취합하고, 상기 대상체의 자세변환 정보를 연산하여, ETHERNET SWITCH를 통하여 HOST PC로 프리뷰 데이터를 전송한다.
GPS/INS는 GPS수신이 양호한 장소에서는 GPS를 사용하여 상기 대상체의 위치를 취득하고, 상기 GPS가 단절되는 음영지역(터널 또는 빌딩지역 등)에서는 상기 대상체의 이동 방향 정보와 자세 정보를 취득할 수 있는 센서를 이용하여 싱기 GPS가 마지막으로 수신한 상기 대상체의 최종 지점부터 상대적인 위치인 상대 측위를 획득하고, 상기 GPS 수신이 재개되면 다시 상기 GPS를 이용하여 상기 대상체의 위치 정보를 취득한다.
그러나, 상기 GPS의 위성으로부터 GPS 신호를 장시간 수신하지 못하고, 긴 터널이나 도심 지역 등에서 긴 시간동안 상기 대상체가 이동하는 경우, INS만으로 상기 대상체의 위치 정보를 추정하게 되면 상기 INS 이용 시 발생하는 오차 값이 누적되어, 상기 대상체의 위치 정보는 실제 위치와 수십 미터 이상의 오차가 발생하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 장치를 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 장치는 GPS 위성으로부터 위성 신호를 수신하여 대상체의 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 대상체의 위치 정보를 출력하는 GPS 센서부(100)와, 상기 대상체의 가속도 정보를 획득하고, 상기 획득된 가속도 정보에 기초하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 대상체의 위치 정보를 출력하는 INS 센서부(200)와, 상기 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영하여 상기 대상체와 오브젝트 구조물 사이의 이격 정보를 산출하고, 상기 산출한 이격 정보를 출력하는 영상 센서부(300) 및 상기 영상 센서부(300)가 출력하는 이격 정보 및 상기 INS 센서부(200)가 출력하는 대상체의 위치 정보를 수신하고, 상기 이격 정보를 고려하여 상기 대상체의 위치 정보를 보정하는 보정 제어부(400)를 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 보정 제어부(400)는 GPS 위성의 가용 개수를 모니터링하고, 상기 모니터링한 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 경우, 상기 INS 센서부(200)로 구동 신호를 출력하고, 상기 구동 신호를 수신한 INS 센서부(200)는 자이로스코프 센서를 이용하여 상기 대상체의 가속도 정보를 획득하고, 상기 획득된 가속도 정보를 적분 연산하여 상기 대상체의 이동거리 정보를 획득하며, 상기 획득된 이동 거리 정보를 이용하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득한다.
또한, 상기 INS 센서부(200)는 상기 가속도 정보를 적분하여 속도 정보를 획득하고, 상기 획득한 속도 정보를 적분하여 이동거리 정보를 획득한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보정 제어부(400)는 상기 GPS 위성의 가용 개수를 모니터링하고, 상기 대상체가 긴 터널을 통과하거나 도심 지역의 빌딩 사이를 통과하는 등과 같이 상기 모니터링한 GPS 위성의 가용 개수가 4개 미만인 경우, 상기 GPS 위성의 신호를 수신하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득하는 것이 용이하지 않다.
따라서, 상기 모니터링한 GPS 위성의 가용 개수가 4개 미만인 경우, 상기 보정 제어부(400)는 상기 INS 센서부(200)로 구동 신호를 출력하고, 상기 구동 신호를 수신한 INS 센서부(200)는 상기 대상체의 가속도 정보를 획득한다.
이 때, 상기 INS 센서부(200)를 이용하여 상기 대상체의 이동거리 정보를 획득하여 위치 정보를 획득하는 지속 시간이 길어지게 되면, 지속 시간에 따른 오차 누적 및 정지 시 드리프트(drift) 발생으로 인한 오차가 발생한다.
따라서, 상기 보정 제어부(400)는 상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값인 4개 미만인 지속 시간이 기설정 시간인 1분 이상인 경우, 상기 영상 센서부(300)로 구동 신호를 송신하고, 상기 영상 센서부(300)는 상기 구동 신호를 수신하여 구동되어, 상기 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영한다.
상기 오브젝트 구조물은 터널 안 또는 빌딩 지역에 배치되는 특정 오브젝트로서, 기획득된 자신의 위치 정보를 포함한다.
즉, 상기 오브젝트 구조물은 상기 GPS 위성의 수신 신호가 양호하지 않을 것으로 판단되는 지역에 배치되며, 기획득된 자신의 위치정보를 저장하고, 상기 영상 센서부(300)가 상기 오브젝트 구조물을 촬영하는 경우, 상기 오브젝트 구조물이 저장한 위치 정보는 상기 영상 센서부(300)로 송신되며, 상기 영상 센서부(300)는 상기 오브젝트 구조물의 위치 정보에 근거하여 상기 대상체의 상대 측위를 연산한다.
즉, 상기 영상 센서부(300)는 위치 정보를 포함하는 상기 오브젝트 구조물과 상기 대상체 사이의 이격 거리 및 방향 정보를 획득하고, 상기 오브젝트 구조물의 위치 정보, 상기 획득된 이격 거리 및 방향 정보를 이용하여 상기 이격 정보를 산출하여 상기 대상체의 상대 측위를 연산한다.
또한, 보정 제어부(400)는 상기 영상 센서부(300)가 연산한 이격 정보를 수신하여, 상기 INS 센서부(200)로부터 수신한 상기 대상체의 위치 정보를 보정함으로써, 상기 GPS 수신 상태가 용이하지 않고 상기 INS 센서부(200)를 이용하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득함에 있어서, 상기 영상 센서부(300)가 연산한 오브젝트 구조물과의 상대 측위를 고려하여 상기 대상체의 위치 정보를 보정함으로써, 상기 대상체의 정확한 위치 정보를 획득한다.
도 3은 본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 방법은 GPS 위성의 신호를 수신하여 대상체의 위치 정보를 획득하는 GPS 신호 수신 단계(S100)와, 상기 GPS 위성의 가용 개수를 모니터링 하는 GPS 위성 모니터링 단계(S200)와, 상기 대상체의 가속도 정보를 획득하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득하는 가속도 정보 획득 단계(S400)와, 상기 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영하는 단계(S700) 및 상기 오브젝트 구조물과 상기 대상체 사이의 이격 정보를 산출하고, 상기 산출한 이격 정보를 고려하여 상기 대상체의 위치 정보를 보정하는 위치 정보 보정 단계(S800)를 포함한다.
이 때, 상기 가속도 정보 획득 단계(S400)는 상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 경우 상기 대상체의 가속도 정보를 획득하고, 상기 획득한 가속도 정보에 대하여 적분 연산을 수행하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득한다.
또한, 상기 오브젝트 구조물을 촬영하는 단계(S700)는 상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 지속 시간이 기설정 시간 이상인 경우 상기 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영한다.
즉, GPS 신호를 수신하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득하는 방법은 상기 대상체가 긴 터널을 통과하는 경우 또는 도심 지역에 있는 경우와 같이 상기 GPS 신호를 용이하게 수신하지 못하여 상기 대상체의 위치 정보를 정확히 획득하지 못하고, INS를 이용하여 상기 대상체의 위치 정보를 보정하는 방법은 상기 INS를 이용하는 지속하는 시간이 길어질수록 상기 대상체의 위치 정보 추정값은 실제 상기 대상체의 위치와 오차가 발생하게 되므로, 상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하이고, 상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하여서 INS를 이용하여 상기 대상체의 가속도 정보를 획득하는 지속 시간이 기설정 시간 이상인 경우, 자신의 위치 정보를 내포하는 상기 오브젝트 구조물과 상기 대상체의 이격 정보를 산출하고, 상기 이격 정보를 고려하여 상기 INS를 이용하여 획득한 상기 대상체의 위치 정보를 보정한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 GPS/INS 위치 정보 보정 방법은 GPS 위성 신호를 수신하여, 상기 대상체의 위치 정보를 획득하고(S100), 상기 GPS 위성의 가용 개수를 모니터링한다(S200).
또한, 상기 모니터링한 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값인 4개보다 작은지 비교하여(S300), 상기 GPS 위성의 가용 개수가 4개 미만인 경우, 상기 대상체의 가속도 정보를 획득하고, 상기 획득된 가속도 정보를 적분 연산하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득한다(S400).
또한, 상기 가속도 정보를 획득하는 지속 시간이 기설정 시간인 1분 이상인지 판단하여(S500), 상기 지속 시간이 1분 이상인 경우, 여전히 상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값인 4개 미만인지 비교한다(S600).
이 때, 상기 GPS 위성의 가용 개수가 4개 미만인 경우, 상기 가속도 정보를 획득하는 지속 시간이 1분 이상이므로 상기 획득한 대상체의 위치 정보는 오차값을 포함하게 되므로, 상기 오브젝트 구조물을 촬영하고, 상기 촬영된 오브젝트 구조물이 내포하는 위치 정보를 획득하여, 상기 대상체와 상기 오브젝트 구조물간의 이격 거리 및 이격 방향 정보를 획득하여, 상기 이격 정보를 산출한다(S700).
또한, 상기 산출한 이격 정보를 이용하여, 상기 대상체의 위치 정보를 보정함으로써, 상기 대상체의 정확한 위치를 파악할 수 있다(S800).
이제까지 본 발명의 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: GPS 센서부 200: INS 센서부
300: 영상 센서부 400: 보정 제어부

Claims (7)

  1. GPS 위성으로부터 위성 신호를 수신하여 대상체의 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 대상체의 위치 정보를 출력하는 GPS 센서부;
    상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 경우 상기 대상체의 가속도 정보를 획득하고, 상기 획득된 가속도 정보에 기초하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 대상체의 위치 정보를 출력하는 INS 센서부;
    상기 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영하여 상기 대상체와 오브젝트 구조물 사이의 이격 정보를 산출하고, 상기 산출한 이격 정보를 출력하는 영상 센서부; 및
    상기 영상 센서부가 출력하는 이격 정보 및 상기 INS 센서부가 출력하는 대상체의 위치 정보를 수신하고, 상기 이격 정보를 고려하여 상기 대상체의 위치 정보를 보정하는 보정 제어부
    를 포함하는 GPS/INS의 위치 정보 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 INS센서부는
    상기 획득된 가속도 정보를 적분 연산하여 상기 대상체의 이동거리 정보를 획득하고, 상기 획득된 이동 거리 정보를 이용하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득하는 것
    인 GPS/INS의 위치 정보 보정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 영상 센서부는
    상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 지속 시간이 기설정 시간 이상인 경우 상기 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영하는 것
    인 GPS/INS의 위치 정보 보정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 영상 센서부는
    위치 정보를 포함하는 상기 오브젝트 구조물과 상기 대상체 사이의 이격 거리 및 방향 정보를 획득하고, 상기 오브젝트 구조물의 위치 정보, 상기 획득된 이격 거리 및 방향 정보를 이용하여 상기 이격 정보를 산출하는 것
    인 GPS/INS의 위치 정보 보정 장치.
  5. GPS 위성의 신호를 수신하여 대상체의 위치 정보를 획득하는 GPS 신호 수신 단계;
    상기 GPS 위성의 가용 개수를 모니터링 하는 GPS 위성 모니터링 단계;
    상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 경우 상기 대상체의 가속도 정보를 획득하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득하는 가속도 정보 획득 단계;
    상기 GPS 위성의 가용 개수가 기설정값 이하인 지속 시간이 기설정 시간 이상인 경우 상기 대상체 주변의 오브젝트 구조물을 촬영하는 촬상 단계; 및
    상기 오브젝트 구조물과 상기 대상체 사이의 이격 정보를 산출하고, 상기 산출한 이격 정보를 고려하여 상기 대상체의 위치 정보를 보정하는 위치 정보 보정 단계
    를 포함하는 GPS/INS 위치 정보 보정 방법.
  6. 제6항에 있어서, 상기 가속도 정보 획득 단계는
    상기 획득된 가속도 정보를 적분 연산하여 상기 대상체의 이동 거리 정보를 획득하고, 상기 이동 거리 정보를 이용하여 상기 대상체의 위치 정보를 획득하는 것
    인 GPS/INS 위치 정보 보정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 위치 정보 보정 단계는
    위치 정보를 포함하는 상기 오브젝트 구조물과 상기 대상체의 이격 거리 및 방향 정보를 획득하여 상기 이격 정보를 산출하는 것
    인 GPS/INS 위치 정보 보정 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170032986A (ko) 2015-09-16 2017-03-24 한국단자공업 주식회사 추측항법이 적용된 네비게이션 및 그 제어방법
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CN108827325A (zh) * 2017-05-04 2018-11-16 大众汽车有限公司 对数据进行定位的方法、设备和计算机可读的存储介质
KR20190036416A (ko) * 2017-09-27 2019-04-04 현대엠엔소프트 주식회사 멀티패스맵 제작 장치와 방법, 및 멀티패스맵을 이용한 측위 센서 제어 장치
KR102302418B1 (ko) * 2021-03-04 2021-09-16 한화시스템 주식회사 잠수함 위치 정보 제공 시스템 및 방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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