KR20160027739A - 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량의 위치 추정 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160027739A
KR20160027739A KR1020140116237A KR20140116237A KR20160027739A KR 20160027739 A KR20160027739 A KR 20160027739A KR 1020140116237 A KR1020140116237 A KR 1020140116237A KR 20140116237 A KR20140116237 A KR 20140116237A KR 20160027739 A KR20160027739 A KR 20160027739A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
vehicle
gps
estimated
unit
Prior art date
Application number
KR1020140116237A
Other languages
English (en)
Inventor
이두연
정종인
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020140116237A priority Critical patent/KR20160027739A/ko
Priority to US14/823,250 priority patent/US20160061614A1/en
Publication of KR20160027739A publication Critical patent/KR20160027739A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30—Map- or contour-matching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/49—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252—Radio frequency fingerprinting
    • G01S5/02521—Radio frequency fingerprinting using a radio-map
    • G01S5/02524—Creating or updating the radio-map
    • G01S5/02525—Gathering the radio frequency fingerprints

Abstract

본 발명은 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 차량의 위치 추정 장치는, 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부; 노변기지국과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부; 차량의 속도와 방향을 측정한 움직임 측정값을 제공하는 관성센서부; 차량의 위치 추정에 필요한 전자지도와 전파지도를 저장하는 데이터베이스부; GPS 신호와 차량의 움직임 측정값을 통해 추정된 위치를 입력받아 데이터베이스부에 저장된 전자지도에 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성하는 전파지도 생성부; 및 GPS 수신부로부터 입력된 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능 여부에 따라 V2I 통신부로부터 입력된 V2I 신호를 기반으로 전파지도를 이용하여 위치를 추정하고, GPS 신호와 V2I 신호의 세기에 따라 관성센서부로부터 입력된 차량의 움직임 측정값을 통해 위치를 추정하여 보상하며, GPS 신호와 차량의 움직임 측정값을 통해 추정한 위치와 V2I 신호를 전파지도 생성부에 제공하여 생성된 전파지도를 데이터베이스부에 저장하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 위치 추정 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR ESTIMATING LOCATION VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 위치를 추정할 때 GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하여 위치 인식이 곤란한 지역에서 V2I(Vehicle to Infrastructure) 무선 환경을 기반으로 구축된 전파지도와 관성항법을 이용하여 차량의 위치를 추정할 수 있도록 한 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
실외에서의 위치인식은 GPS 신호를 수신하여 현 위치를 계산하는 GPS방식을 이용하면 높은 정확도를 가질 수 있다. 그러나 실내나 실외에서의 전파 음영지역에서는 GPS 신호의 수신이 양호하지 않기 때문에, 실내 또는 실외의 전파 음영지역에서 모바일 단말기의 위치가 정확하게 파악되지 않는 문제점이 발생한다.
이의 해결을 위해서, 셀 기반 방식 혹은 Wi-Fi기반 방식을 쓰거나 근거리 무선 모듈, 예로 블루투스 혹은 UWB(Ultra WideBand) 혹은 RFID(Radio Frequency IDentification)과 관성 항법을 결합한 방식이 사용되고 있다.
그러나 셀 기반 방식 혹은 Wi-Fi기반 방식은 정확도가 매우 낮기 때문에 위치인식 시 수백 미터 내지 수 킬로미터 정도의 큰 오차가 발생한다. 한편 근거리 무선모듈과 관성 항법을 결합한 방식은 근거리 무선모듈을 이용하여 초기 위치인식을 한 후에 이 위치를 기반으로 관성 항법을 이용하여 위치를 지속적으로 인식하는 방식인데, 이 방식은 근거리 무선네트워크(블루투스 혹은 UWB 혹은 RFID 네트워크)의 설치를 필요로 한다. 그러기 때문에 광범위하게 적용하기에는 비용부담이 크다는 문제를 가진다.
또한, 최근들어 지능형 교통체계 서비스를 제공하기 위해 근거리 전용 통신(Dedicated Short Range Communication, DSRC)기반의 교통정보 시스템이 도입되고 있는 추세인데, 이때, 근거리 전용 통신 기반의 교통정보 시스템은 도로변에 위치하는 기지국을 통하여 노변검색, 교통정보 수집 및 제공, 교통신호 전달 등의 서비스를 제공한다.
따라서, 근거리 전용 통신 기반의 교통정보 시스템은 전국 고속도로 및 지방도로에 구축되어 있으며 기본적으로 제공되는 교통량, 밀도 등과 같은 교통정보를 차량용 통신(Vehicle to Everything/Vehicle to X, 이하 'V2X')을 통해 차량단말기에 제공되도록 함으로써, 제공되는 교통정보가 다양하게 활용되도록 한다.
여기서, V2X의 X는 everything, 즉, Infra/Vehicle/Nomadic/..등을 의미하는 것으로, 차량에 적용 가능한 모든 형태의 통신방식을 지칭하며, 일반 용어로써 'Connected Vehicle' 또는 'Networked Vehicle'을 구현하기 위한 구체적인 통신기술을 의미한다.
이때, V2X 통신은 크게 세 가지 범주로 구분할 수 있는데, 차량과 인프라 간(Vehicle-to-Infrastructure, V2I), 차량과 차량 간(Vehicle-to-Vehicle, V2V), 그리고 차량과 모바일 기기 간(Vehicle-to Nomadic devices, V2N) 통신으로 구분되며, 최근 다른 형태의 통신 범주가 추가될 것으로 전망된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2012-0055906호(2012. 06. 01. 공개, 발명의 명칭 : 위치 인식 시스템 및 그 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 차량의 위치를 추정할 때 GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하여 위치 인식이 곤란한 지역에서 V2I(Vehicle to Infrastructure) 무선 환경을 기반으로 구축된 전파지도와 관성항법을 이용하여 차량의 위치를 추정할 수 있도록 한 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량의 위치를 추정할 때 GPS(Global Positioning System) 신호와 관성항법을 이용하여 전자지도 상에 V2I(Vehicle to Infrastructure) 무선 환경에 의한 속성값을 저장하여 전파지도를 구축함으로써 차량의 위치를 추정할 수 있도록 한 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 위치 추정 장치는, 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부; 노변기지국과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부; 차량의 속도와 방향을 측정한 움직임 측정값을 제공하는 관성센서부; 차량의 위치 추정에 필요한 전자지도와 전파지도를 저장하는 데이터베이스부; GPS 신호와 차량의 움직임 측정값을 통해 추정된 위치를 입력받아 데이터베이스부에 저장된 전자지도에 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성하는 전파지도 생성부; 및 GPS 수신부로부터 입력된 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능 여부에 따라 V2I 통신부로부터 입력된 V2I 신호를 기반으로 전파지도를 이용하여 위치를 추정하고, GPS 신호와 V2I 신호의 세기에 따라 관성센서부로부터 입력된 차량의 움직임 측정값을 통해 위치를 추정하여 보상하며, GPS 신호와 차량의 움직임 측정값을 통해 추정한 위치와 V2I 신호를 전파지도 생성부에 제공하여 생성된 전파지도를 데이터베이스부에 저장하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 V2I 신호에는, 노변기지국 ID, 노변기지국 위치, 현재시간 및 신호강도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 차량의 움직임 측정값은, 차량의 속도, 가속도 및 조향각을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 노변기지국은 DSRC(Dedicated Short Range Communication), UTIS(Urban Traffic Information System), WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments), WLAN-Wibro(Wireless LAN - Wireless Broadband Internet), W-CDMA(Wide band Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), CDMA(Code Division Multiple Access) 통신을 위한 기지국 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 위치 추정 방법은, 제어부가 GPS 수신부로부터 GPS 신호를 수신 받아 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부를 판단하는 단계: 제어부가 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부에 따라 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정하거나, 노변기지국과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부로부터 입력된 V2I 신호에 의한 위치 추정 가능여부를 판단하는 단계; 및 제어부가 V2I 신호에 의한 위치 추정 가능여부에 따라 V2I 신호와 데이터베이스부에 저장된 전파지도를 기반으로 위치를 추정하거나, 관성센서부로부터 입력된 차량의 움직임 측정값을 기반으로 위치를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부가 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정할 때, GPS 신호의 정확도가 설정 정확도 이상일 경우 GPS 신호를 기반으로 추정한 위치에 관성센서부로부터 입력된 차량의 움직임 측정값을 기반으로 추정한 위치를 보상하여 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부가 V2I 신호를 기반으로 위치를 추정할 때, V2I 신호의 양호상태를 판단하여 양호하지 않은 경우 V2I 신호를 기반으로 추정한 위치에 관성센서부로부터 입력된 차량의 움직임 측정값을 기반으로 추정한 위치를 보상하여 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 V2I 신호의 양호상태는, V2I 신호의 신호강도와 매칭율로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 V2I 신호에는, 노변기지국 ID, 노변기지국 위치, 현재시간 및 신호강도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 차량의 움직임 측정값은, 차량의 속도, 가속도 및 조향각을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량의 위치 추정 방법은, 제어부가 GPS 수신부로부터 GPS 신호를 수신 받아 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부를 판단하는 단계: 제어부가 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부에 따라 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정하거나, 관성센서부로부터 입력된 차량의 움직임 측정값을 기반으로 위치를 추정하는 단계; 및 제어부가 추정된 위치를 기반으로 데이터베이스부에 저장된 전자지도에 노변기지국과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부로부터 입력된 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 V2I 신호에는, 노변기지국 ID, 노변기지국 위치, 현재시간 및 신호강도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 차량의 움직임 측정값은, 차량의 속도, 가속도 및 조향각을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법은 차량의 위치를 추정할 때 GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하여 위치 인식이 곤란한 지역에서 V2I(Vehicle to Infrastructure) 무선 환경을 기반으로 구축된 전파지도와 관성항법을 이용하여 차량의 위치를 추정할 수 있어, 위치 기반 서비스에서 위치 인식이 곤란한 지역에서 보다 정확하고 효율적으로 위치를 추정할 수 있어 서비스 질에 대한 차별성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 차량의 위치를 추정할 때 GPS(Global Positioning System) 신호와 관성항법을 이용하여 전자지도 상에 V2I(Vehicle to Infrastructure) 무선 환경에 의한 속성값을 저장하여 전파지도를 구축함으로써 위치 기반 서비스에서 위치 인식이 곤란한 지역에서 위치 추정을 위한 정보로 활용하여 보다 정확하고 효율적으로 위치를 추정할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 장치의 적용환경을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 방법에서 전파지도의 생성 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 장치의 적용환경을 나타낸 구성도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 장치는, GPS 수신부(10), V2I 통신부(20), 관성센서부(30), 데이터베이스부(50), 전파지도 생성부(60) 및 제어부(40)를 포함한다.
GPS 수신부(10)는 GPS 위성(15)으로부터 GPS 신호를 수신하여 위치 추정이 가능한 형태로 가공하여 제공한다. 이때 GPS 신호에는 위성과의 의사거리, 위성의 위치정보 및 현재 시간이 포함될 수 있다.
V2I 통신부(20)는 도로변에 구축된 노변기지국(25)과 V2I 기반으로 DSRC(Dedicated Short Range Communication), UTIS(Urban Traffic Information System), WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments), WLAN-Wibro(Wireless LAN - Wireless Broadband Internet), W-CDMA(Wide band Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 중 어느 하나 이상으로 통신하여 안전, 편의 및 인터넷 서비스를 제공하기 위해 송수신한다. 이때 V2I 신호에는 노변기지국 ID, 노변기지국 위치, 현재시간 및 신호강도가 포함되어 V2I 신호를 기반으로 위치 추정이 가능할 수 있게 된다.
이러한 노변기지국(25)은 주기적으로 네트워크 속성 데이터를 방송하여 해당 노변기지국(25)이 제공 가능한 설정값인 전송속도, 채널, 응용서비스 등을 알려 차량의 V2I 통신부(200에서 접속을 시도할 수 있도록 한다.
관성센서부(30)는 차량(5)의 움직임을 속도센서(미도시) 및 조향각센서(미도시)를 통해 측정하여 차량의 속도, 가속도 및 조향각을 포함하는 차량의 움직임 측정값을 제공한다.
이와 같이 관성센서부(30)에서 제공되는 차량의 움직임 측정값을 기반으로 이전 위치에서 차량이 움직이는 속도, 시간, 가속도 및 조향각을 통해 다음 위치를 예측할 수 있게 된다.
데이터베이스부(50)는 차량(5)의 위치 추정에 필요한 전자지도와 전파지도를 저장한다.
전파지도 생성부(60)는 GPS 신호와 차량(5)의 움직임 측정값을 통해 추정된 위치를 입력받아 데이터베이스부(50)에 저장된 전자지도에 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성한다.
즉, 전자지도에서 추정된 위치에 해당하는 좌표에 V2I 통신부(20)에서 수신된 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성한다.
예를 들어, 도로는 Link ID로 표현되며 수 십 미터에서 수 백 미터까지 표현된다. Link ID를 그리드화하여 ID를 부여하고 각 ID를 Link ID_P1~P100까지라고 했을 때 각각의 Link ID_P1에 해당하는 위치에서 수신되는 V2I 신호에 의한 노변기지국 ID와 신호강도를 저장한다. 이때 위치에 따라 수신되는 노변기지국(25)의 V2I 신호가 다수개 존재할 수도 있다.
제어부(40)는 GPS 수신부(10)로부터 입력된 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능 여부에 따라 V2I 통신부(20)로부터 입력된 V2I 신호를 기반으로 전파지도를 이용하여 위치를 추정한다.
즉, 제어부(40)는 GPS 수신부(10)로부터 입력된 GPS 신호에 의한 위치 추정이 가능한 도 2의 'A'지역에서는 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정하고, 'B'지역과 같이 GPS 신호에 의한 위치 추정이 불가능할 경우에는 V2I 통신부(20)로부터 입력된 V2I 신호를 기반으로 전파지도를 이용하여 위치를 추정한다.
이때 제어부(40)가 전파지도를 이용하여 위치를 추정할 때 입력된 V2I 신호를 1:1로 비교하지 않고 유사한 전파환경을 가지는 영역을 그룹화하여 추정하는 영역그룹화 기법을 이용하여 추정할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정할 때 GPS 신호의 정확도가 설정 정확도를 초과할 경우에는 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정하지만, 설정 정확도 이하일 경우에는 GPS 신호를 기반으로 추정한 위치에 관성센서부(30)로부터 입력된 차량(5)의 움직임 측정값을 기반으로 추정한 위치를 보상하여 추정한다.
그리고, 제어부(40)는 V2I 통신부(20)로부터 입력된 V2I 신호를 기반으로 위치를 추정할 때 V2I 신호가 양호한가 판단하여 양호할 경우에는 V2I 신호를 기반으로 전파지도를 이용하여 위치를 추정하지만, 양호하지 않을 경우에는 V2I 신호를 기반으로 전파지도를 이용하여 추정한 위치에 관성센서부(30)로부터 입력된 차량(5)의 움직임 측정값을 기반으로 추정한 위치를 보상하여 추정한다.
이때 V2I 신호가 양호한가 판단할 때 V2I 신호의 신호강도와 매칭율을 기반으로 판단할 수 있다. 매칭율은 삼각측위로 위치를 추정하기 위해 3개 이상의 노변기지국(25)에 대한 V2I 신호가 수신되는 경우를 의미하며 최적인 상태를 100%로 할 때 70% 이상일 경우 양호한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 제어부(40)는 GPS 신호에 의해서도 V2I 신호에 의해서도 위치 추정이 불가능할 경우에는 관성센서부(30)로부터 입력된 차량(5)의 움직임 측정값을 기반으로 위치를 추정한다.
또한, 제어부(40)는 GPS 신호와 차량(5)의 움직임 측정값을 통해 추정한 위치와 V2I 신호를 전파지도 생성부에 제공하여 생성된 전파지도를 데이터베이스부(50)에 저장한다.
즉, 제어부(40)는 GPS 수신부(10)로부터 GPS 신호를 수신받아 GPS 신호에 의한 위치 추정이 가능한 경우에는 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정하여, 추정된 위치의 전자지도에 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성할 수 있도록 한다.
반면, GPS 신호에 의한 위치 추정이 불가능한 경우에는 관성센서부(30)로부터 입력된 차량(5)의 움직임 측정값을 통해 추정한 위치를 통해 전자지도에 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 위치 추정 장치에 따르면, GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하여 위치 인식이 곤란한 지역에서 V2I(Vehicle to Infrastructure) 무선 환경을 기반으로 구축된 전파지도와 관성항법을 이용하여 차량의 위치를 추정할 수 있어, 위치 기반 서비스에서 위치 인식이 곤란한 지역에서 보다 정확하고 효율적으로 위치를 추정할 수 있어 서비스 질에 대한 차별성을 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 방법에서는 먼저, 제어부(40)가 GPS 수신부(10)로부터 GPS 신호를 수신 받는다(S10). 이후 제어부(40)는 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부를 판단한다(S12).
즉, GPS 신호의 수신이 불가능한 경우에는 GPS 신호에 의한 위치 추정이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.
S12 단계에서 GPS 신호에 의한 위치 추정이 가능한 경우, 제어부(40)는 GPS 신호의 정확도와 설정 정확도를 비교한다(S14).
GPS 신호의 정확도는 미터단위로 제공되고 있어 설정 정확도를 5m로 설정할 경우 정확도가 5m 미만인 경우에는 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정한다(S16).
그러나, S14 단계에서 GPS 신호의 정확도가 설정 정확도 이상인 경우 즉, 정확도가 5m 이상 벗어날 경우, 제어부(40)는 GPS 신호를 기반으로 추정한 위치에 관성센서부(30)로부터 입력된 차량(5)의 움직임 측정값을 기반으로 관성항법에 의해 추정한 위치를 보상하여 추정한다(S18).
즉, 관성항법에 의해 차량(5)의 움직임 측정값을 기반으로 이전 위치에서 차량(5)이 움직이는 속도, 시간, 가속도 및 조향각을 통해 다음 위치를 예측하여 GPS 신호를 기반으로 추정한 위치를 보상하여 추정한다.
반면, S12 단계에서 GPS 신호에 의한 위치 추정이 불가능한 경우, 제어부(40)는 노변기지국(25)과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부(20)로부터 입력된 V2I 신호에 의한 위치 추정 가능여부를 판단한다(S20).
이때 V2I 신호에 의한 위치 추정 가능여부는 V2I 신호의 매칭여부 및 수신강도를 통해 판단할 수 있다.
즉, V2I 신호에는, 노변기지국 ID, 노변기지국 위치, 현재시간 및 신호강도를 포함되어 수신강도가 설정강도 이하이거나, 위치 추정을 위해 3개 이상의 노변기지국(25)으로부터 V2I 신호가 수신되지 않는 경우 매칭되지 않아 위치 추정이 불가능하게 된다.
S20 단계에서 V2I 신호에 의한 위치 추정이 불가능한 경우, 제어부(40)는 관성센서부(30)로부터 입력된 차량(5)의 움직임 측정값을 기반으로 관성항법에 의해 위치를 추정한다(S28).
그러나, S20 단계에서 V2I 신호에 의한 위치 추정이 가능한 경우, 제어부(40)는 V2I 신호의 양호상태를 판단한다(S22).
이때 양호상태는 V2I 신호의 신호강도와 매칭율을 기반으로 판단할 수 있다. 매칭율은 삼각측위로 위치를 추정하기 위해 3개 이상의 노변기지국(25)에 대한 V2I 신호가 수신되는 경우를 의미하며 최적인 상태를 100%로 할 때 70% 이상일 경우 양호한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, S22 단계에서 V2I 신호가 양호상태인 경우, 제어부(40)는 V2I 신호와 데이터베이스부(50)에 저장된 전파지도를 기반으로 위치를 추정한다(S24).
그러나, S22 단계에서 V2I 신호가 양호상태가 아닌 경우, 제어부(40)는 V2I 신호와 데이터베이스부(50)에 저장된 전파지도를 기반으로 추정한 위치에 관성센서부(30)로부터 입력된 차량(5)의 움직임 측정값을 기반으로 관성항법에 의해 추정한 위치를 보상하여 추정한다(S26).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 위치 추정 방법에 따르면, GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하여 위치 인식이 곤란한 지역에서 V2I(Vehicle to Infrastructure) 무선 환경을 기반으로 구축된 전파지도와 관성항법을 이용하여 차량의 위치를 추정할 수 있어, 위치 기반 서비스에서 위치 인식이 곤란한 지역에서 보다 정확하고 효율적으로 위치를 추정할 수 있어 서비스 질에 대한 차별성을 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 방법에서 전파지도의 생성 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 추정 방법에서 전파지도를 생성하는 과정은 먼저, 제어부(40)가 GPS 수신부(10)로부터 GPS 신호를 수신 받는다(S40). 이후 제어부(40)는 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부를 판단한다(S42).
즉, GPS 신호의 수신이 불가능한 경우에는 GPS 신호에 의한 추정이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.
S42 단계에서 GPS 신호에 의한 추정이 가능한 경우, 제어부(40)는 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정한다(S44).
이후 제어부(40)는 V2I 통신부(20)로부터 V2I 신호를 입력받는다(S48).
그런다음, 제어부(40)는 GPS 신호에 의해 추정된 위치를 기반으로 데이터베이스부(50)에 저장된 전자지도에 노변기지국(25)과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부(20)로부터 입력된 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성한다(S50). 즉, 전자지도 상의 Link ID에 수신되는 V2I 신호에 의한 노변기지국 ID와 신호강도를 저장하여 전파지도를 생성한다.
한편, S42 단계에서 GPS 신호에 의한 추정이 불가능한 경우, 제어부(40)는 관성센서부(30)로부터 입력된 차량(5)의 움직임 측정값을 기반으로 최근 GPS 신호에 의해 추정된 위치에서 차량(5)이 움직이는 속도, 시간, 가속도 및 조향각을 통해 위치를 추정한다(S46).
이후 제어부(40)는 V2I 통신부(20)로부터 V2I 신호를 입력받고(S48), 관성항법으로 추정된 위치를 기반으로 제어부(40)는 데이터베이스부(50)에 저장된 전자지도에 노변기지국(25)과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부(20)로부터 입력된 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성한다(S50).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 위치 추정 방법에 따르면, 차량의 위치를 추정할 때 GPS(Global Positioning System) 신호와 관성항법을 이용하여 전자지도 상에 V2I(Vehicle to Infrastructure) 무선 환경에 의한 속성값을 저장하여 전파지도를 구축함으로써 위치 기반 서비스에서 위치 인식이 곤란한 지역에서 위치 추정을 위한 정보로 활용하여 보다 정확하고 효율적으로 위치를 추정할 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : GPS 수신부 15 : GPS 위성
20 : V2I 통신부 25 : 노변기지국
30 : 관성센서부 40 : 제어부
50 : 전파지도 생성부 60 : 데이터베이스부

Claims (13)

  1. 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부;
    노변기지국과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부;
    차량의 속도와 방향을 측정한 움직임 측정값을 제공하는 관성센서부;
    상기 차량의 위치 추정에 필요한 전자지도와 전파지도를 저장하는 데이터베이스부;
    상기 GPS 신호와 차량의 움직임 측정값을 통해 추정된 위치를 입력받아 상기 데이터베이스부에 저장된 상기 전자지도에 상기 V2I 신호를 융합하여 상기 전파지도를 생성하는 전파지도 생성부; 및
    상기 GPS 수신부로부터 입력된 상기 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능 여부에 따라 상기 V2I 통신부로부터 입력된 상기 V2I 신호를 기반으로 상기 전파지도를 이용하여 위치를 추정하고, 상기 GPS 신호와 상기 V2I 신호의 세기에 따라 상기 관성센서부로부터 입력된 상기 차량의 움직임 측정값을 통해 위치를 추정하여 보상하며, 상기 GPS 신호와 상기 차량의 움직임 측정값을 통해 추정한 위치와 상기 V2I 신호를 상기 전파지도 생성부에 제공하여 생성된 상기 전파지도를 상기 데이터베이스부에 저장하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 V2I 신호에는, 노변기지국 ID, 노변기지국 위치, 현재시간 및 신호강도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 차량의 움직임 측정값은, 상기 차량의 속도, 가속도 및 조향각을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 노변기지국은 DSRC(Dedicated Short Range Communication), UTIS(Urban Traffic Information System), WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments), WLAN-Wibro(Wireless LAN - Wireless Broadband Internet), W-CDMA(Wide band Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), CDMA(Code Division Multiple Access) 통신을 위한 기지국 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 장치.
  5. 제어부가 GPS 수신부로부터 GPS 신호를 수신 받아 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부를 판단하는 단계:
    상기 제어부가 상기 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부에 따라 상기 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정하거나, 노변기지국과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부로부터 입력된 V2I 신호에 의한 위치 추정 가능여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 V2I 신호에 의한 위치 추정 가능여부에 따라 상기 V2I 신호와 데이터베이스부에 저장된 전파지도를 기반으로 위치를 추정하거나, 관성센서부로부터 입력된 차량의 움직임 측정값을 기반으로 위치를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제어부가 상기 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정할 때, 상기 GPS 신호의 정확도가 설정 정확도 이상일 경우 상기 GPS 신호를 기반으로 추정한 위치에 상기 관성센서부로부터 입력된 상기 차량의 움직임 측정값을 기반으로 추정한 위치를 보상하여 추정하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 제어부가 상기 V2I 신호를 기반으로 위치를 추정할 때, 상기 V2I 신호의 양호상태를 판단하여 양호하지 않은 경우 상기 V2I 신호를 기반으로 추정한 위치에 상기 관성센서부로부터 입력된 상기 차량의 움직임 측정값을 기반으로 추정한 위치를 보상하여 추정하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 V2I 신호의 양호상태는, 상기 V2I 신호의 신호강도와 매칭율로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 방법.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 V2I 신호에는, 노변기지국 ID, 노변기지국 위치, 현재시간 및 신호강도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 방법.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 차량의 움직임 측정값은, 차량의 속도, 가속도 및 조향각을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 방법.
  11. 제어부가 GPS 수신부로부터 GPS 신호를 수신 받아 상기 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부를 판단하는 단계:
    상기 제어부가 GPS 신호에 의한 위치 추정 가능여부에 따라 상기 GPS 신호를 기반으로 위치를 추정하거나, 관성센서부로부터 입력된 차량의 움직임 측정값을 기반으로 위치를 추정하는 단계; 및
    상기 제어부가 추정된 위치를 기반으로 데이터베이스부에 저장된 전자지도에 노변기지국과 V2I 기반으로 통신하는 V2I 통신부로부터 입력된 V2I 신호를 융합하여 전파지도를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 차량의 위치 추정 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 V2I 신호에는, 노변기지국 ID, 노변기지국 위치, 현재시간 및 신호강도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 차량의 움직임 측정값은, 차량의 속도, 가속도 및 조향각을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치 추정 방법.
KR1020140116237A 2014-09-02 2014-09-02 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법 KR20160027739A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140116237A KR20160027739A (ko) 2014-09-02 2014-09-02 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법
US14/823,250 US20160061614A1 (en) 2014-09-02 2015-08-11 Apparatus and method for estimating a position of a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140116237A KR20160027739A (ko) 2014-09-02 2014-09-02 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160027739A true KR20160027739A (ko) 2016-03-10

Family

ID=55402107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140116237A KR20160027739A (ko) 2014-09-02 2014-09-02 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20160061614A1 (ko)
KR (1) KR20160027739A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180043021A (ko) * 2016-10-19 2018-04-27 엘지전자 주식회사 차량 및 그 제어방법
KR20180108289A (ko) * 2017-03-24 2018-10-04 주식회사 에세텔 단거리 전용 통신 기반의 단말 및 그를 이용한 gps 신호 수신 방법
CN109564282A (zh) * 2016-08-01 2019-04-02 大陆-特韦斯股份有限公司 用于通过一车辆确定一移动无线电台位置的方法以及车辆
KR20190128301A (ko) * 2018-05-08 2019-11-18 전자부품연구원 기지국 기반 측위 성능 향상 방법 및 장치
KR102557368B1 (ko) * 2022-12-20 2023-07-20 한국건설기술연구원 무선통신 기반 차량검지정보 수집 시스템 및 그 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101687818B1 (ko) * 2015-03-19 2016-12-20 현대자동차주식회사 차량, 차량의 통신 방법 및 차량에 포함된 무선 통신 장치
CN107926030B (zh) * 2015-08-24 2021-06-04 Lg电子株式会社 无线通信系统中终端收发v2x信号的方法以及使用该方法的终端
US10082797B2 (en) * 2015-09-16 2018-09-25 Ford Global Technologies, Llc Vehicle radar perception and localization
JP6493181B2 (ja) * 2015-12-02 2019-04-03 株式会社デンソー 衝突判定装置
CN106066486B (zh) * 2016-06-21 2017-07-11 中国人民解放军军械工程学院 车辆位置信息压缩采集方法、终端及系统
DE102016214156A1 (de) * 2016-08-01 2018-02-01 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zum Senden von Daten von einem Fahrzeug an einen Server und Verfahren zum Aktualisieren einer Karte
CN107063275B (zh) * 2017-03-24 2020-05-12 重庆邮电大学 基于路侧设备的智能车辆地图融合系统及方法
AU2018282316B2 (en) 2017-06-19 2020-07-16 Beijing Didi Infinity Technology And Development Co., Ltd. Systems and methods for displaying movement of vehicle on map
US10551477B2 (en) * 2018-03-28 2020-02-04 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for V2X assisted positioning determination using positioning reference signal signals
FR3080176B1 (fr) * 2018-04-16 2020-10-30 Valeo Comfort & Driving Assistance Dispositif de synchronisation d'une position primaire d'un objet mobile avec une position secondaire
EP3640664A1 (en) 2018-10-15 2020-04-22 HERE Global B.V. Using motion state of mobile device for position estimate
CN110780321B (zh) * 2019-11-08 2024-02-02 腾讯科技（深圳）有限公司 车辆定位方法、装置
CN111735450B (zh) * 2020-04-08 2022-10-21 腾讯科技（深圳）有限公司 一种惯性导航数据传输方法及装置
DE102020207396A1 (de) 2020-06-16 2021-12-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Eigenlokalisierung eines Fahrzeugs in einer eingehausten Umgebung anhand von Sekundärlandmarken und Primärlandmarken, sowie elektronisches Eigenlokalisierungssystem

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8704707B2 (en) * 2010-06-02 2014-04-22 Qualcomm Incorporated Position determination using measurements from past and present epochs
PL2698607T3 (pl) * 2012-08-13 2015-03-31 Kapsch Trafficcom Ag Sposób określania długości drogi przebytej przez pojazd
US20150119086A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 Alcatel-Lucent Usa Inc. Simultaneous localization and mapping systems and methods

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109564282A (zh) * 2016-08-01 2019-04-02 大陆-特韦斯股份有限公司 用于通过一车辆确定一移动无线电台位置的方法以及车辆
KR20180043021A (ko) * 2016-10-19 2018-04-27 엘지전자 주식회사 차량 및 그 제어방법
KR20180108289A (ko) * 2017-03-24 2018-10-04 주식회사 에세텔 단거리 전용 통신 기반의 단말 및 그를 이용한 gps 신호 수신 방법
KR20190128301A (ko) * 2018-05-08 2019-11-18 전자부품연구원 기지국 기반 측위 성능 향상 방법 및 장치
KR102557368B1 (ko) * 2022-12-20 2023-07-20 한국건설기술연구원 무선통신 기반 차량검지정보 수집 시스템 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20160061614A1 (en) 2016-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160027739A (ko) 차량의 위치 추정 장치 및 그 방법
Podevijn et al. TDoA-based outdoor positioning with tracking algorithm in a public LoRa network
US8938252B2 (en) System and method to collect and modify calibration data
KR101755944B1 (ko) Gps, uwb 및 v2x를 접목하여 차량의 위치를 결정하는 자율 주행 방법 및 시스템
US9805597B2 (en) Method and device for communication between road users and/or pedestrians and a traffic infrastructure on the basis of an ad-hoc wireless motor vehicle communications system for traffic control
CN104748755B (zh) 移动车辆定位校正方法与装置
EP3644296A1 (en) Vehicle positioning method, apparatus and terminal device
Adegoke et al. Infrastructure Wi-Fi for connected autonomous vehicle positioning: A review of the state-of-the-art
Amini et al. Improving GPS-based vehicle positioning for intelligent transportation systems
Elazab et al. Integrated cooperative localization for vehicular networks with partial GPS access in urban canyons
US10743141B2 (en) Systems and methods for determining a location of an electronic device using bilateration
CN103453911B (zh) 一种车辆定位的方法、装置以及系统
KR102528421B1 (ko) 차량용 통신 단말 및 이를 이용한 차량 측위 방법
JP2019507353A (ja) 衛星カバレージが制限されたエリア内の信号源のロケーションの自動決定
CN105792135A (zh) 一种定位车辆所在车道的方法及装置
Elazab et al. Integrated cooperative localization for connected vehicles in urban canyons
US9198145B2 (en) Wireless communication system
US11558714B2 (en) Signal overhead reduction in distributed positioning system
KR20180114729A (ko) V2v/v2i를 이용하는 차량의 위치 추정 방법
US20230180108A1 (en) Wireless communication system and wireless communication method
JP7122464B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、及びサーバ
KR20220025589A (ko) 퍼스널 모빌리티 교통정보 제공장치 및 방법
CN112040448A (zh) 一种v2x设备应用于隧道的时间同步方法
Raiyn Developing vehicle locations strategy on urban road
Shit et al. Localization for autonomous vehicle: Analysis of importance of IoT network localization for autonomous vehicle applications

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid