KR20160129147A - Apparatus and method for calculating location information of vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relate to an apparatus and a method to calculate location information of a vehicle. The apparatus comprises: a global positioning system (GPS) information reception unit to receive GPS information of a vehicle; a dead reckoning (DR) sensor unit to measure DR information of the vehicle; and a control unit to determine whether the location is in a GPS shadow area based on the received results from the GPS information reception unit, calculate a DR location of the vehicle based on the DR information measured by the DR sensor unit if the location is in the GPS shadow area, calculate a DR matching location of the vehicle by performing map matching based on the calculated DR location, and output location information of the vehicle based on the calculated DR matching location and the DR location.

Description

차량의 위치정보 산출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALCULATING LOCATION INFORMATION OF VEHICLE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and method for calculating positional information of a vehicle,

본 발명은 차량의 위치정보 산출 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 추측 항법을 이용하는 차량의 위치정보 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an apparatus and method for calculating positional information of a vehicle, and more particularly to an apparatus and method for calculating positional information of a vehicle using a speculative navigation.

일반적으로 내비게이션 장치는 사용자가 직접 들고 다니거나 차량 등 이동수단에 설치되어, 현재 위치로부터 목적지까지의 정확한 거리 및 소요시간을 알려주고, 목적지까지의 길을 안내하는 기능을 수행한다.Generally, a navigation device is carried by a user or installed in a vehicle such as a vehicle, and notifies the accurate distance and time from the current position to the destination, and guides the route to the destination.

상술한 기능을 수행하기 위해 내비게이션 장치는 자신의 현재 위치를 파악할 수 있는 기능이 필수적으로 요구되며, 이는 GPS(Global Positioning System) 등의 위성항법시스템을 이용하여 달성된다. 세슘(cesium) 원자시계가 설치된 24개의 GPS 위성들은 동일한 시각마다(초당 50회) 식별신호, 시간신호 및 위치신호를 발신하고 있으며, 내비게이션 장치는 상기 신호를 적어도 4개(위치파악용 3개, 시간오차보정용 1개)의 GPS 위성으로부터 수신하여 2차원 상의 자신의 위치를 파악한다.In order to perform the above-described functions, the navigation device is required to have a function of grasping the current position of the navigation device, which is accomplished by using a satellite navigation system such as GPS (Global Positioning System). The 24 GPS satellites equipped with a cesium atomic clock are emitting identification signals, time signals and position signals at the same time (50 times per second), and the navigation device transmits at least four signals (three for positioning, One for time error correction) and obtains its position on the two-dimensional plane.

이에 더해 최근에는 추측 항법(Dead Reckoning)을 이용하여 차량의 위치정보를 보정하고 GPS 음영지역에서 차량의 위치를 파악하는 기술이 내비게이션 장치에 적용되는 경우가 늘어나고 있다. 추측 항법은 DR센서를 이용하여 차량이 움직인 거리, 차량의 진행방향 등을 측정하고 이를 통해 차량의 움직임을 예측하여 차량의 위치를 구하는 방법이다.Recently, a technique of correcting the position information of a vehicle using dead reckoning (Dead Reckoning) and detecting the position of the vehicle in a shadow area of the GPS is applied to a navigation device. The estimation method is a method of estimating the position of the vehicle by predicting the movement of the vehicle by measuring the moving distance of the vehicle and the traveling direction of the vehicle using the DR sensor.

추측 항법은 GPS 위성 전파가 완전히 단절되는 지하 공간이나 GPS 전파의 왜곡과 손실이 큰 빌딩숲 환경에서 차량의 위치를 보다 정확히 파악할 수 있도록 하고 차량의 미세한 움직임을 표현할 수 있도록 한다. 그러나 추측 항법은 타이어의 실제 반경의 변화, 타이어의 미끄러짐, 주변 자화상태에 따른 지자기 센서의 오차, 온도변화에 의한 편류 오차 등에 의해 오차가 발생할 수 있으며, 시간이 지남에 따라 이러한 오차가 누적되어 커지게 된다는 문제점이 존재한다.The hypothetical navigation makes it possible to grasp the position of the vehicle more accurately and to express the minute movement of the vehicle in the underground space where the GPS satellite radio waves are completely cut off or in the building forest environment where the GPS radio wave is distorted and the loss is great. However, in the estimation navigation, errors may occur due to changes in the actual radius of the tire, slippage of the tire, error of the geomagnetic sensor depending on the surrounding magnetization state, drift error due to temperature change, and such errors accumulate over time There is a problem that it is lost.

한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2011-0085744호(2011.07.27.)에 개시되어 있다.
Meanwhile, the background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2011-0085744 (Jul. 27, 2011).

본 발명은 추측 항법에 따른 누적 오차를 보정함으로써 정밀도가 향상된 차량의 위치정보를 제공할 수 있는 차량의 위치정보 산출 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
An object of the present invention is to provide an apparatus and method for calculating positional information of a vehicle that can provide position information of a vehicle with improved accuracy by correcting an accumulated error according to a speculative navigation.

본 발명에 따른 차량의 위치정보 산출 장치는 차량의 GPS정보를 수신하는 GPS정보수신부; 상기 차량의 DR정보를 측정하는 DR센서부; 상기 GPS정보수신부의 수신결과에 근거하여 GPS 음영지역인지 여부를 판단하고, GPS 음영지역인 것으로 판단되면, 상기 DR센서부를 통해 측정된 DR정보에 근거하여 차량의 DR위치를 계산하고, 상기 계산된 DR위치에 근거한 지도 매칭을 수행하여 차량의 DR매칭위치를 계산하며, 상기 계산된 DR매칭위치 및 상기 DR위치에 근거하여 차량의 위치정보를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus for calculating positional information of a vehicle according to the present invention comprises: a GPS information receiver for receiving GPS information of a vehicle; A DR sensor unit for measuring DR information of the vehicle; Determines whether the area is a GPS shaded area based on the reception result of the GPS information reception unit, and calculates a DR position of the vehicle based on the DR information measured through the DR sensor unit when it is determined that the area is a GPS shadowed area, A DR matching position based on the DR position to calculate a DR matching position of the vehicle, and outputting the position information of the vehicle based on the calculated DR matching position and the DR position.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 차량의 위치정보 출력 시, 상기 DR위치와 상기 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 이상이면, 차속에 근거하여 계산된 차량의 예상위치 및 상기 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산하고, 상기 계산된 차량의 위치를 상기 차량의 위치정보로 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the difference between the DR position and the DR matching position is equal to or greater than a reference value at the time of outputting the position information of the vehicle, the control unit calculates, based on the estimated vehicle position and the DR information, Calculates the position of the vehicle, and outputs the calculated position of the vehicle as position information of the vehicle.

본 발명에서 상기 제어부는 차량의 DR매칭위치 및 차속에 근거하여 상기 차량의 예상위치를 계산하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit calculates an expected position of the vehicle based on a DR matching position and a vehicle speed of the vehicle.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 차량의 위치정보 출력 시, 상기 DR위치와 상기 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 미만이면, 상기 DR위치를 상기 차량의 위치정보로 출력하는 것을 특징으로 한다.The controller may output the DR position as position information of the vehicle when the difference between the DR position and the DR matching position is less than a reference value at the time of outputting the position information of the vehicle.

본 발명에서 상기 제어부는, GPS 음영지역이 아닌 것으로 판단되면, 상기 GPS정보수신부를 통해 수신된 GPS정보 및 상기 DR센서부를 통해 측정된 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산하고, 상기 계산된 차량의 위치를 차량의 위치정보로 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller calculates the position of the vehicle on the basis of the GPS information received through the GPS information receiver and the DR information measured through the DR sensor, And outputs the position of the vehicle to the position information of the vehicle.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 차량의 위치 계산 시, 칼만필터(Kalman filter)를 이용하여 상기 차량의 위치를 계산하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit may calculate the position of the vehicle using a Kalman filter when calculating the position of the vehicle.

본 발명에 따른 차량의 위치정보 산출 방법은 제어부가 차량의 GPS정보를 수신하는 단계; 상기 제어부가 차량의 DR정보를 측정하는 단계; 상기 제어부가 상기 GPS정보를 수신하는 단계의 수신결과에 근거하여 GPS 음영지역인지 여부를 판단하는 단계; GPS 음영지역인 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 측정된 DR정보에 근거하여 차량의 DR위치를 계산하는 단계; 상기 제어부가 상기 계산된 DR위치에 근거한 지도 매칭을 수행하여 차량의 DR매칭위치를 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 계산된 DR매칭위치 및 상기 DR위치에 근거하여 차량의 위치정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for calculating a positional information of a vehicle according to the present invention includes: a step in which a control unit receives GPS information of a vehicle; The control unit measuring DR information of the vehicle; Determining whether the GPS is a shaded area based on the reception result of the step of receiving the GPS information; Calculating a DR position of the vehicle based on the measured DR information when the controller determines that the vehicle is in a shadow area of the GPS; The controller performing map matching based on the calculated DR position to calculate a DR matching position of the vehicle; And the controller outputs position information of the vehicle based on the calculated DR matching position and the DR position.

본 발명에서 상기 차량의 위치정보를 출력하는 단계는, 상기 DR위치와 상기 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 이상인 경우, 상기 제어부가 차속에 근거하여 계산된 차량의 예상위치 및 상기 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 계산된 차량의 위치를 상기 차량의 위치정보로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of outputting the position information of the vehicle may include: if the difference between the DR position and the DR matching position is equal to or greater than the reference value, the control unit calculates, based on the estimated vehicle position and the DR information calculated based on the vehicle speed Calculating a position of the vehicle; And the controller outputs the calculated position of the vehicle as position information of the vehicle.

본 발명에서 상기 차량의 예상위치는, 차량의 DR매칭위치 및 차속에 근거하여 계산된 차량 위치의 예측값인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the predicted position of the vehicle is a predicted value of the vehicle position calculated based on the DR matching position and the vehicle speed of the vehicle.

본 발명에서 상기 차량의 위치정보를 출력하는 단계는, 상기 DR위치와 상기 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 미만인 경우, 상기 제어부가 상기 DR위치를 상기 차량의 위치정보로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of outputting the position information of the vehicle may include the step of the controller outputting the DR position as the position information of the vehicle when the difference between the DR position and the DR matching position is less than the reference value .

본 발명에 따른 차량의 위치정보 산출 방법은 GPS 음영지역이 아닌 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 수신된 GPS정보 및 상기 측정된 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 계산된 차량의 위치를 차량의 위치정보로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of calculating location information of a vehicle according to the present invention may include calculating a position of a vehicle on the basis of the received GPS information and the measured DR information when the controller determines that it is not a GPS shadowed area; And the control unit may output the calculated position of the vehicle as position information of the vehicle.

본 발명의 상기 차량의 위치를 계산하는 단계에서, 상기 제어부는 칼만필터(Kalman filter)를 이용하여 상기 차량의 위치를 계산하는 것을 특징으로 한다.
In the calculating of the position of the vehicle of the present invention, the control unit calculates the position of the vehicle using a Kalman filter.

본 발명에 따른 차량의 위치정보 산출 장치 및 방법은 GPS 음영지역인 것으로 판단될 때, DR정보에 근거하여 차량의 DR위치를 계산하고, 계산된 DR위치에 근거한 지도 매칭을 수행하여 차량의 DR매칭위치를 계산하며, 계산된 DR위치와 DR매칭위치를 비교하여 차량의 위치정보를 출력함으로써, 추측 항법의 누적 오차가 보정된 차량의 위치정보를 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
The apparatus and method for calculating vehicle position information according to the present invention calculate the DR position of the vehicle based on the DR information and perform map matching based on the calculated DR position, Calculates the position, compares the calculated DR position with the DR matching position, and outputs the position information of the vehicle, thereby providing the position information of the corrected vehicle with the accumulated error of the estimated navigation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치정보 산출 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치정보 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a vehicle position information calculation device according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a flowchart illustrating a method of calculating a positional information of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 위치정보 산출 장치 및 방법의 일 실시예를 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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an apparatus and method for calculating vehicle position information according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치정보 산출 장치의 구성을 나타낸 블록구성도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 차량의 위치정보 산출 장치를 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle position information calculation device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a vehicle position information calculation device according to the present embodiment will be described as follows.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치정보 산출 장치는 제어부(100), GPS정보수신부(110) 및 DR센서부(120)를 포함한다. 또한 제어부(100)는 칼만필터처리부(101) 및 지도매칭처리부(102)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the apparatus for calculating positional information of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a controller 100, a GPS information receiver 110, and a DR sensor 120. In addition, the control unit 100 may include a Kalman filter processing unit 101 and a map matching processing unit 102.

GPS정보수신부(110)는 GPS정보, 즉 차량의 위치에 대한 정보를 수신할 수 있다. GPS정보수신부(110)는 GPS, GLONASS(Global Navigation Satellite System) 등의 위성항법시스템을 이용하여 차량의 위치에 대한 정보를 수신할 수 있다.The GPS information receiving unit 110 can receive GPS information, that is, information on the position of the vehicle. The GPS information receiving unit 110 can receive information on the position of the vehicle using a satellite navigation system such as GPS or Global Navigation Satellite System (GLONASS).

DR센서부(120)는 차량의 DR정보를 측정한다. 차량의 DR정보는 추측항법(Dead Reckoning)을 수행하기 위해 필요한 차량의 정보를 의미하며, 차량의 속도정보, 가속도정보, 지자기정보 등을 포함할 수 있다. DR센서부(120)는 DR정보 측정을 위해 속도센서, 자이로센서, 지자기센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어 DR센서부(120)에 포함된 속도센서는 차량의 바퀴 회전수에 따른 펄스 신호를 측정하여 차량의 속도를 측정할 수 있다.The DR sensor unit 120 measures the DR information of the vehicle. The DR information of the vehicle means information of a vehicle necessary for performing dead reckoning, and may include vehicle speed information, acceleration information, geomagnetic information, and the like. The DR sensor unit 120 may include a speed sensor, a gyro sensor, a geomagnetic sensor, or the like for measuring the DR information. For example, the speed sensor included in the DR sensor unit 120 may measure the speed of the vehicle by measuring a pulse signal according to the number of wheel rotations of the vehicle.

제어부(100)는 GPS정보수신부(110)의 수신결과에 근거하여 GPS 음영지역인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 GPS정보가 제대로 수신되지 않는 경우, 수신된 전파의 세기가 약한 경우 등에 GPS 음영지역인 것으로 판단할 수 있다.The control unit 100 can determine whether or not the area is a GPS shaded area based on the reception result of the GPS information reception unit 110. [ For example, when the GPS information is not properly received, the control unit 100 may determine that the GPS is a shaded area in the case where the strength of the received radio wave is weak.

제어부(100)는 GPS 음영지역이 아닌 것으로 판단되면 GPS정보수신부(110)를 통해 수신된 GPS정보 및 DR센서부(120)를 통해 측정된 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)의 칼만필터처리부(101)는 GPS정보 및 DR정보를 입력으로 하는 칼만(Kalman) 필터링을 통해 위치 좌표를 추정할 수 있다.The control unit 100 may calculate the position of the vehicle based on the GPS information received through the GPS information receiving unit 110 and the DR information measured through the DR sensor unit 120, For example, the Kalman filter processing unit 101 of the control unit 100 can estimate position coordinates through Kalman filtering using GPS information and DR information as input.

반면 제어부(100)는 GPS 음영지역인 것으로 판단되면 DR센서부(120)를 통해 측정된 차량의 DR정보에 근거하여 차량의 DR위치를 계산할 수 있다. 즉 제어부(100)는 DR정보에 근거하여 차량이 움직인 거리, 차량의 진행방향 등을 계산하여 차량의 DR위치를 계산할 수 있다. 여기서 DR위치는 추측 항법을 통해 예측된 차량의 위치를 의미한다.On the other hand, if the control unit 100 determines that the area is a GPS shadowed area, it can calculate the DR position of the vehicle based on the DR information of the vehicle measured through the DR sensor unit 120. That is, the control unit 100 may calculate the DR position of the vehicle by calculating the distance the vehicle moves, the traveling direction of the vehicle, and the like based on the DR information. Here, the DR position means the position of the vehicle predicted through the speculative navigation.

또한 제어부(100)는 계산된 DR위치에 근거한 지도 매칭을 수행하여 차량의 DR매칭위치를 계산할 수 있다. 여기서 지도 매칭이란 차량의 주행 궤적을 지도상의 도로와 매칭시켜 주는 것을 의미한다.Also, the controller 100 may calculate the DR matching position of the vehicle by performing map matching based on the calculated DR position. Map matching here means matching the driving trajectory of the vehicle with the road on the map.

일반적으로 도로는 서로 얽혀 있는 매우 복잡한 그물망 구조를 가지기 때문에 GPS정보나 DR정보로 계산된 차량의 위치는 도로를 벗어나는 경우가 대부분이다. 따라서 차량의 위치를 도로상에 표시하기 위해 차량의 위치를 예측하여 도로와 매칭시켜주는 지도 매칭이 필요하다.In general, roads have a very complicated mesh structure intertwined with each other, so that the position of a vehicle calculated by using GPS information or DR information is mostly out of the road. Therefore, it is necessary to map a map that predicts the position of the vehicle and matches with the road in order to display the position of the vehicle on the road.

즉 제어부(100)의 지도매칭처리부(102)는 차량의 DR위치를 기반으로 지도 매칭을 수행하여 차량의 위치를 도로상의 한 지점으로 예측할 수 있다. 다시 말해, DR매칭위치는 DR위치를 기반으로 한 지도 매칭을 통해 예측된 차량의 위치를 의미하며, 지도매칭처리부(102)는 이러한 지도 매칭을 위해 지도 데이터를 저장하고 있을 수 있다.That is, the map matching processing unit 102 of the control unit 100 can perform map matching based on the DR position of the vehicle to predict the position of the vehicle to a point on the road. In other words, the DR matching position means the position of the vehicle predicted through map matching based on the DR position, and the map matching processing unit 102 may store map data for such map matching.

제어부(100)는 이렇게 계산된 차량의 DR위치 및 DR매칭위치에 근거하여 차량의 위치정보를 출력할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 DR위치와 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 미만이면, DR위치를 차량의 위치정보로 출력할 수 있다. 즉 제어부(100)는, 계산된 DR위치와 DR매칭위치 사이의 차이가 크지 않아 추측 항법에 따른 오차가 크지 않다고 판단되는 경우에는 계산된 DR위치를 그대로 차량의 위치정보로 출력할 수 있다. 여기서 기준값은 기본적으로 미리 설정되어 있으며, 사용자의 의도 등에 따라 다양한 값으로 설계될 수 있다.The control unit 100 may output the position information of the vehicle based on the calculated DR position and DR matching position of the vehicle. For example, if the difference between the DR position and the DR matching position is less than the reference value, the control unit 100 may output the DR position as position information of the vehicle. That is, when the difference between the calculated DR position and the DR matching position is not large and it is determined that the error according to the speculative navigation method is not large, the controller 100 may output the calculated DR position as the vehicle position information. Here, the reference value is basically set in advance, and can be designed into various values according to the intention of the user.

이와는 달리, DR위치와 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 이상인 경우는 추측 항법에 따른 오차가 크다고 판단될 수 있는 경우이므로, 이러한 경우에 제어부(100)는 추측 항법에 따른 오차를 보정할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 차속에 근거하여 차량의 예상위치를 계산할 수 있고, 계산된 차량의 예상위치 및 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산할 수 있다.Alternatively, when the difference between the DR position and the DR matching position is greater than or equal to the reference value, it can be determined that the error according to the speculative navigation method is large. In this case, the control unit 100 can correct the error according to the speculative navigation method. For example, the control unit 100 can calculate the expected position of the vehicle based on the vehicle speed, and calculate the position of the vehicle based on the calculated expected position of the vehicle and the DR information.

이때 차량의 예상위치는 차속에 근거하여 계산된 차량 위치의 예측값을 의미한다. 즉 제어부(100)는 차량의 이전위치에 차량의 속도에 따른 이동거리를 반영하여 차량의 예상되는 현재위치를 예측할 수 있다. 또한 짧은 시간동안에는 차량이 과거에 주행하던 도로 상에서 움직인다고 볼 수 있으므로, 제어부(100)는 예측의 정확도를 향상시킬 수 있도록 해당 도로에 대한 지도 정보를 활용할 수도 있다. 이러한 차량의 이전위치로는 기 계산된 차량의 DR매칭위치가 사용될 수 있다.In this case, the predicted position of the vehicle means a predicted value of the vehicle position calculated based on the vehicle speed. That is, the control unit 100 may estimate the current position of the vehicle by reflecting the moving distance according to the speed of the vehicle to the previous position of the vehicle. In addition, since the vehicle can be seen to be moving on the road traveling in the past for a short time, the control unit 100 may utilize the map information on the road so as to improve the accuracy of prediction. The DR matching position of the previously calculated vehicle may be used as the previous position of the vehicle.

또한 제어부(100)의 칼만필터처리부(101)는 이렇게 계산된 차량의 예상위치 및 DR정보를 입력으로 하는 칼만 필터링을 통해 위치 좌표를 추정할 수 있다. 즉 GPS 음영지역에서 제어부(100)는, 칼만 필터의 입력으로 GPS정보를 사용할 수 없으므로, DR매칭위치를 기반으로 한 차량의 예상위치를 GPS정보에 대신하여 칼만 필터의 입력으로 사용할 수 있다.In addition, the Kalman filter processing unit 101 of the control unit 100 can estimate the position coordinates through the Kalman filtering using the estimated position of the vehicle and the DR information as inputs. That is, in the shadow area of the GPS, the controller 100 can not use the GPS information as the input of the Kalman filter, so that the predicted position of the vehicle based on the DR matching position can be used as the input of the Kalman filter instead of the GPS information.

추측 항법의 경우 이전의 위치를 기반으로 차량의 위치를 예측하는 것이므로, 추측 항법에 따른 오차가 크다고 판단될 수 있는 경우에, 이와 같이 칼만 필터를 사용하여 차량의 위치정보를 보정할 경우, 누적된 오차가 해소될 수 있으므로, 추측 항법에 따른 위치가 발산하는 것을 방지할 수 있다.In the case of the speculative navigation, since the position of the vehicle is predicted based on the previous position, when it is determined that the error according to the speculative navigation is large, when the position information of the vehicle is corrected using the Kalman filter, The error can be solved, so that the position according to the speculative navigation can be prevented from diverging.

한편 제어부(100)가 출력한 차량의 위치정보는 차량용 내비게이션 등에 입력되어 차량의 경로안내 등에 활용될 수 있다. 예를 들어 내비게이션 시스템은 제어부(100)로부터 출력된 차량의 위치(GPS정보/DR정보 위치, DR위치, DR매칭위치/DR정보 위치)에 근거한 지도 매칭을 수행하여 차량의 실제 지도표시를 수행할 수 있다. 또한 제어부(100)가 차량의 내비게이션 시스템에 포함되는 형태로 구성될 수도 있다.On the other hand, the position information of the vehicle outputted by the control unit 100 can be input to a navigation system for a vehicle or the like, and utilized for route guidance of the vehicle. For example, the navigation system performs map matching based on the vehicle position (GPS information / DR information position, DR position, DR matching position / DR information position) outputted from the control unit 100 to perform actual map display of the vehicle . Also, the control unit 100 may be configured to be included in the navigation system of the vehicle.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치정보 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 차량의 위치정보 산출 방법을 설명하면 다음과 같다.FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of calculating a position information of a vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a method of calculating a position information of a vehicle according to the present embodiment will be described below.

도 2에 도시된 것과 같이, 제어부(100)는 먼저 GPS정보를 수신한다(S200). 즉 제어부(100)는 GPS, GLONASS(Global Navigation Satellite System) 등의 위성항법시스템을 이용하여 차량의 위치에 대한 정보를 수신할 수 있다.As shown in FIG. 2, the controller 100 first receives GPS information (S200). That is, the control unit 100 can receive information on the location of the vehicle using a satellite navigation system such as GPS or Global Navigation Satellite System (GLONASS).

이어서 제어부(100)는 DR정보를 측정한다(S210). 여기서 차량의 DR정보는 추측항법을 수행하기 위해 필요한 차량의 정보를 의미하며, 예를 들어 제어부(100)는 차량의 속도정보, 가속도정보, 지자기정보 등을 측정할 수 있다. 한편 본 실시예에서 상기 단계(S210)는 상기 단계(S200) 이후에 수행되는 것으로 설명하였으나, 상기 단계(S210)는 상기 단계(S200) 이전에 수행되거나 상기 단계(S200)와 동시에 수행될 수도 있다.Then, the controller 100 measures the DR information (S210). Here, the DR information of the vehicle means information of the vehicle necessary for performing the speculative navigation. For example, the controller 100 can measure speed information of the vehicle, acceleration information, geomagnetism information, and the like. Meanwhile, although the step S210 is performed after the step S200 in the present embodiment, the step S210 may be performed before the step S200 or may be performed simultaneously with the step S200 .

상기 단계(S210) 이후, 제어부(100)는 상기 단계(S200)의 수신결과에 근거하여 GPS 음영지역인지 여부를 판단한다(S220). 예를 들어 제어부(100)는 GPS정보가 제대로 수신되지 않는 경우, 수신된 전파의 세기가 약한 경우 등에 GPS 음영지역인 것으로 판단할 수 있다.After step S210, the controller 100 determines whether the area is a GPS-shaded area based on the reception result of step S200 (S220). For example, when the GPS information is not properly received, the control unit 100 may determine that the GPS is a shaded area in the case where the strength of the received radio wave is weak.

상기 단계(S220)의 판단결과, GPS 음영지역이라면, 제어부(100)는 상기 단계(S210)에서 수신된 DR정보에 근거하여 차량의 DR위치를 계산한다(S230). 예를 들어 제어부(100)는 DR정보에 근거하여 차량이 움직인 거리, 차량의 진행방향 등을 계산하여 차량의 DR위치를 계산할 수 있다. 여기서 DR위치는 추측 항법을 통해 예측된 차량의 위치를 의미한다.If it is determined in step S220 that the vehicle is in the GPS shaded area, the controller 100 calculates the DR position of the vehicle based on the DR information received in step S210 in step S230. For example, the control unit 100 may calculate the DR position of the vehicle by calculating the distance the vehicle traveled, the traveling direction of the vehicle, and the like based on the DR information. Here, the DR position means the position of the vehicle predicted through the speculative navigation.

이어서 제어부(100)는 상기 단계(S230)에서 계산된 DR위치에 근거한 지도 매칭을 수행하여 차량의 DR매칭위치를 계산한다(S240). 여기서 DR매칭위치는 DR위치를 기반으로 한 지도 매칭을 통해 예측된 차량의 위치를 의미한다. 즉 제어부(100)는 차량의 DR위치를 기반으로 지도 매칭을 수행하여 차량의 위치를 도로상의 한 지점으로 예측할 수 있다.Then, the controller 100 performs map matching based on the DR position calculated in step S230, and calculates a DR matching position of the vehicle (S240). Here, the DR matching position means the position of the vehicle predicted through map matching based on the DR position. That is, the controller 100 can perform map matching based on the DR position of the vehicle and predict the position of the vehicle to a point on the road.

상기 단계(S240) 이후, 제어부(100)는 상기 단계(S230)에서 계산된 DR위치와 상기 단계(S240)에서 계산된 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 이상인지 판단한다(S250). 즉 제어부(100)는 계산된 DR위치와 DR매칭위치 사이의 차이에 근거하여 추측 항법에 따른 오차의 상태를 판단할 수 있다.After step S240, the controller 100 determines whether the difference between the DR position calculated in step S230 and the DR matching position calculated in step S240 is equal to or greater than a reference value in step S250. That is, the control unit 100 can determine the error state according to the speculative navigation based on the difference between the calculated DR position and the DR matching position.

상기 단계(S250)의 판단결과 DR위치와 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 미만이었다면, 제어부(100)는 상기 단계(S230)에서 계산된 차량의 DR위치를 차량의 위치정보로 출력한다(S280). 즉 제어부(100)는, 계산된 DR위치와 DR매칭위치 사이의 차이가 크지 않아 추측 항법에 따른 오차가 크지 않다고 판단되는 경우에는 계산된 DR위치를 그대로 차량의 위치정보로 출력할 수 있다.If it is determined in step S250 that the difference between the DR position and the DR matching position is less than the reference value, the controller 100 outputs the DR position of the vehicle calculated in step S230 as position information of the vehicle (S280) . That is, when the difference between the calculated DR position and the DR matching position is not large and it is determined that the error according to the speculative navigation method is not large, the controller 100 may output the calculated DR position as the vehicle position information.

반면 상기 단계(S250)의 판단결과, DR위치와 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 이상이었다면, 제어부(100)는 차속에 근거하여 계산된 차량의 예상위치 및 DR정보를 칼만필터에 입력하여 차량의 위치를 계산한다(S260). 즉 DR위치와 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 이상이어서 추측 항법에 따른 오차가 크다고 판단될 수 있는 경우에 제어부(100)는 칼만 필터를 사용하여 차량의 위치를 보정함으로써, 추측 항법의 누적 오차를 해소시킬 수 있다.If it is determined that the difference between the DR position and the DR matching position is equal to or greater than the reference value, the controller 100 inputs the estimated position and DR information of the vehicle based on the vehicle speed to the Kalman filter, The position is calculated (S260). That is, when the difference between the DR position and the DR matching position is greater than the reference value and it can be determined that the error according to the estimated navigation is large, the controller 100 corrects the position of the vehicle using the Kalman filter, Can be resolved.

이어서 제어부(100)는 칼만필터를 통해 계산된 차량의 위치를 출력한다(S270). 즉 제어부(100)는 상기 단계(S260)에서 계산된 차량의 위치를 차량의 위치정보로 출력할 수 있다.Then, the controller 100 outputs the position of the vehicle calculated through the Kalman filter (S270). That is, the controller 100 may output the position of the vehicle calculated in the step S260 as position information of the vehicle.

한편 상기 단계(S220)의 판단결과, GPS 음영지역이 아니라면, 제어부(100)는 상기 단계(S200)에서 수신된 GPS정보 및 상기 단계(S210)에서 측정된 DR정보를 칼만필터에 입력하여 차량의 위치를 계산한다(S290). 즉 GPS 음영지역이 아닌 경우에 제어부(100)는 GPS정보 및 DR정보를 입력으로 하는 칼만 필터링을 통해 위치 좌표를 추정할 수 있다.If it is determined in step S220 that the GPS is not in the shadow area, the controller 100 inputs the GPS information received in step S200 and the DR information measured in step S210 to the Kalman filter, The position is calculated (S290). The controller 100 can estimate the position coordinates through Kalman filtering using the GPS information and the DR information as input.

이어서 제어부(100)는 상기 단계(S270)로 진행하여, 상기 단계(S290)에서 계산된 차량의 위치를 차량의 위치정보로 출력한다.Then, the controller 100 proceeds to step S270 and outputs the position of the vehicle calculated in the step S290 as position information of the vehicle.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량의 위치정보 산출 장치 및 방법은 GPS 음영지역인 것으로 판단될 때, DR정보에 근거하여 차량의 DR위치를 계산하고, 계산된 DR위치에 근거한 지도 매칭을 수행하여 차량의 DR매칭위치를 계산하며, 계산된 DR위치와 DR매칭위치를 비교하여 차량의 위치정보를 출력함으로써, 추측 항법의 누적 오차가 보정된 차량의 위치정보를 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the apparatus and method for calculating vehicle location information according to an embodiment of the present invention calculate the DR position of the vehicle based on the DR information and perform map matching based on the calculated DR position Calculates the DR matching position of the vehicle, compares the calculated DR position with the DR matching position, and outputs the position information of the vehicle, thereby providing the position information of the corrected vehicle with the accumulated error of the estimated navigation .

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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 제어부
101: 칼만필터처리부
102: 지도매칭처리부
110: GPS정보수신부
120: DR센서부100:
101: Kalman filter processing unit
102: Map matching processing unit
110: GPS information receiver
120: DR sensor unit

Claims (12)

차량의 GPS정보를 수신하는 GPS정보수신부;
상기 차량의 DR정보를 측정하는 DR센서부; 및
상기 GPS정보수신부의 수신결과에 근거하여 GPS 음영지역인지 여부를 판단하고, GPS 음영지역인 것으로 판단되면, 상기 DR센서부를 통해 측정된 DR정보에 근거하여 차량의 DR위치를 계산하고, 상기 계산된 DR위치에 근거한 지도 매칭을 수행하여 차량의 DR매칭위치를 계산하며, 상기 계산된 DR매칭위치 및 상기 DR위치에 근거하여 차량의 위치정보를 출력하는 제어부를 포함하는 차량의 위치정보 산출 장치.
A GPS information receiver for receiving GPS information of the vehicle;
A DR sensor unit for measuring DR information of the vehicle; And
Determines whether the area is a GPS shaded area based on the reception result of the GPS information reception unit, and calculates a DR position of the vehicle based on the DR information measured through the DR sensor unit when it is determined that the area is a GPS shadowed area, Calculating a DR matching position of the vehicle by performing map matching based on the DR position, and outputting position information of the vehicle based on the calculated DR matching position and the DR position.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 차량의 위치정보 출력 시, 상기 DR위치와 상기 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 이상이면, 차속에 근거하여 계산된 차량의 예상위치 및 상기 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산하고, 상기 계산된 차량의 위치를 상기 차량의 위치정보로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 장치.
The method according to claim 1,
The control unit calculates the position of the vehicle based on the estimated position of the vehicle and the DR information calculated on the basis of the vehicle speed when the difference between the DR position and the DR matching position is equal to or greater than the reference value when the position information of the vehicle is outputted And outputs the calculated position of the vehicle as position information of the vehicle.
제 2항에 있어서,
상기 제어부는 차량의 DR매칭위치 및 차속에 근거하여 상기 차량의 예상위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the control unit calculates the expected position of the vehicle based on the DR matching position and the vehicle speed of the vehicle.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 차량의 위치정보 출력 시, 상기 DR위치와 상기 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 미만이면, 상기 DR위치를 상기 차량의 위치정보로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller outputs the DR position as position information of the vehicle when the difference between the DR position and the DR matching position is less than a reference value when the vehicle position information is output, .
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, GPS 음영지역이 아닌 것으로 판단되면, 상기 GPS정보수신부를 통해 수신된 GPS정보 및 상기 DR센서부를 통해 측정된 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산하고, 상기 계산된 차량의 위치를 차량의 위치정보로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 장치.
The method according to claim 1,
The controller calculates the position of the vehicle based on the GPS information received through the GPS information receiver and the DR information measured through the DR sensor, And outputs the position information of the vehicle as position information of the vehicle.
제 2항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 차량의 위치 계산 시, 칼만필터(Kalman filter)를 이용하여 상기 차량의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 장치.
6. The method according to claim 2 or 5,
Wherein the control unit calculates the position of the vehicle using a Kalman filter when calculating the position of the vehicle.
제어부가 차량의 GPS정보를 수신하는 단계;
상기 제어부가 차량의 DR정보를 측정하는 단계;
상기 제어부가 상기 GPS정보를 수신하는 단계의 수신결과에 근거하여 GPS 음영지역인지 여부를 판단하는 단계;
GPS 음영지역인 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 측정된 DR정보에 근거하여 차량의 DR위치를 계산하는 단계;
상기 제어부가 상기 계산된 DR위치에 근거한 지도 매칭을 수행하여 차량의 DR매칭위치를 계산하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 계산된 DR매칭위치 및 상기 DR위치에 근거하여 차량의 위치정보를 출력하는 단계를 포함하는 차량의 위치정보 산출 방법.
The control unit receiving GPS information of the vehicle;
The control unit measuring DR information of the vehicle;
Determining whether the GPS is a shaded area based on the reception result of the step of receiving the GPS information;
Calculating a DR position of the vehicle based on the measured DR information when the controller determines that the vehicle is in a shadow area of the GPS;
The controller performing map matching based on the calculated DR position to calculate a DR matching position of the vehicle; And
And the controller outputs the position information of the vehicle based on the calculated DR matching position and the DR position.
제 7항에 있어서,
상기 차량의 위치정보를 출력하는 단계는,
상기 DR위치와 상기 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 이상인 경우, 상기 제어부가 차속에 근거하여 계산된 차량의 예상위치 및 상기 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 계산된 차량의 위치를 상기 차량의 위치정보로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 방법.
8. The method of claim 7,
The step of outputting the position information of the vehicle includes:
Calculating the position of the vehicle based on the estimated position of the vehicle and the DR information calculated based on the vehicle speed when the difference between the DR position and the DR matching position is equal to or greater than a reference value; And
And the controller outputs the calculated position of the vehicle as position information of the vehicle.
제 8항에 있어서,
상기 차량의 예상위치는, 차량의 DR매칭위치 및 차속에 근거하여 계산된 차량 위치의 예측값인 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the predicted position of the vehicle is a predicted value of the vehicle position calculated based on the DR matching position and the vehicle speed of the vehicle.
제 7항에 있어서,
상기 차량의 위치정보를 출력하는 단계는,
상기 DR위치와 상기 DR매칭위치 사이의 차이가 기준값 미만인 경우, 상기 제어부가 상기 DR위치를 상기 차량의 위치정보로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 방법.
8. The method of claim 7,
The step of outputting the position information of the vehicle includes:
And outputting the DR position as position information of the vehicle when the difference between the DR position and the DR matching position is less than a reference value.
제 7항에 있어서,
GPS 음영지역이 아닌 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 수신된 GPS정보 및 상기 측정된 DR정보에 근거하여 차량의 위치를 계산하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 계산된 차량의 위치를 차량의 위치정보로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 방법.
8. The method of claim 7,
Calculating a position of the vehicle based on the received GPS information and the measured DR information when it is determined that the GPS is not a shadow area; And
Further comprising the step of the controller outputting the calculated position of the vehicle as position information of the vehicle.
제 8항 또는 제 11항에 있어서,
상기 차량의 위치를 계산하는 단계에서,
상기 제어부는 칼만필터(Kalman filter)를 이용하여 상기 차량의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 위치정보 산출 방법.The method according to claim 8 or 11,
In calculating the position of the vehicle,
Wherein the controller calculates the position of the vehicle using a Kalman filter.
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KR20210087681A (en) 2020-01-03 2021-07-13 엘지이노텍 주식회사 Apparatus for measuring position of vehicle and methdo thereof

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