KR20180014343A

KR20180014343A - 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180014343A
Application number: KR1020160096971A
Authority: KR
Inventors: 서명환; 민정동
Original assignee: 현대엠엔소프트 주식회사
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2018-02-08
Also published as: WO2018021875A1; KR102472407B1

Abstract

본 발명은 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법 및 장치에 관한 것으로, 제어부가 지엔에스에스(GNSS : Global Navigation Satellite System) 정보의 수신 여부를 체크하는 단계, 상기 지엔에스에스 정보가 수신되지 않으면, 상기 제어부는 음영구간에 진입한 것으로 판단하여 음영구간의 지속 기간(Duration)을 측정하는 단계, 상기 측정된 음영구간의 지속 기간(Duration)에 기초하여, 상기 제어부가 상기 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 단계, 상기 재설정된 신뢰성 판단기준에 따라 상기 제어부가 상기 지엔에스에스 정보가 신뢰성 판단기준을 만족하는지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 지엔에스에스 정보가 상기 재설정된 신뢰성 판단기준을 만족하면, 상기 제어부가 상기 지엔에스에스 정보를 이용하여 위치정보 및 헤딩정보를 보정하는 단계를 포함한다.

Description

지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법 및 장치{DYNAMIC RELIABILITY DECISION METHOD AND APPARATUS FOR GNSS BASED DEAD RECKONING SYSTEM}

본 발명은 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GNSS 신호의 수신정보에 대한 신뢰성 판단 기준을 음영구간의 주행 상황에 따라 동적으로 결정할 수 있도록 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 항공기, 선박 및 차량 등과 같은 이동체로 위치 정보 및 경로 정보를 제공하여 이동체를 목적지로 유도하는 항법 시스템(navigation system)에서는 우선 이동체의 정확한 위치를 판별하는 것이 중요하다.

이에 따라 현재 대부분의 항법 시스템은 인공위성 네트워크를 이용해 지상에 있는 목표물의 위치를 정확히 추적하는 위성측위시스템(Global Navigation Satellite System : 이하 GNSS)이 기본적으로 이용되고 있다.

상기 GNSS는 미국의 위성위치 측정시스템(GPS : Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System), 유럽의 GALILEO(Europian Satellite Navigation System) 및 중국의 Beidou(北斗, Compass) 등의 위성을 이용하는 다양한 위치 측정 시스템을 통합한 명칭이다.

상기 GNSS는 위성을 이용하여 위치를 판별하므로, 위치, 속도, 시간 정보를 시간 및 공간에 구애받지 않고 용이하게 획득할 수 있으며, 다른 항법 시스템에 비해 비교적 안정적인 시스템으로 구분되지만, 시계의 오프셋, 대기나 전리층의 영향, 다중 경로 및 수신기 잡음 등에 의해 위치 정보에 오차가 발생하거나, 장애물로 인해 위성 신호를 수신하지 못하여 위치를 판별하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

이에 현재 항법 시스템은 GNSS 만을 단독으로 이용하는 경우보다는 다른 시스템과 결합되어 사용하는 경우가 많다.

이렇게 GNSS와 결합되어 사용되는 시스템으로서, 각종 센서들의 센싱 값을 이용한 추측항법(Dead Reckoning : 이하 DR)이 있다. 상기 추측항법(DR)은 위치설정과 네비게이션에 활용되는 일반적인 기술로서, 통상적으로 터널이나 지하주차장 등의 GNSS 신호를 수신할 수 없는 음영구간 진입 시 이동체의 위치와 경로 데이터를 관성 센서를 이용하여 획득한다.

그런데 이러한 추측항법(DR)은 적용 시간이 길어짐에 따라 센서들의 드리프트 오차가 무한대로 누적되며, 음영구간 진출 시에도 신뢰성 있는 GNSS 데이터(또는 GNSS 수신 정보)를 수신하기 전까지는 계속해서 추측항법(DR)이 적용되기 때문에 오차(예 :위치정보 및 헤딩오차)가 계속 누적되는 문제점이 있다. 따라서 GNSS 기반 추측항법(DR) 시스템에서는 음영구간의 주행 상황에 따라 신뢰성 있는 GNSS 데이터(또는 GNSS 수신 정보)를 빠르게 이용하여 이동체의 위치정보 및 헤딩오차를 신속하게 보정할 수 있도록 하는 방법이 요구되고 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1535873호(2015.07.06.등록, 위성측위시스템과 추측 항법을 융합한 차량 위치 추정 시스템 및 방법)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, GNSS 신호의 수신정보에 대한 신뢰성 판단 기준을 음영구간의 주행 상황에 따라 동적으로 결정할 수 있도록 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법은, 제어부가 지엔에스에스(GNSS : Global Navigation Satellite System) 정보의 수신 여부를 체크하는 단계; 상기 지엔에스에스 정보가 수신되지 않으면, 상기 제어부는 음영구간에 진입한 것으로 판단하여 음영구간의 지속 기간(Duration)을 측정하는 단계; 상기 측정된 음영구간의 지속 기간(Duration)에 기초하여, 상기 제어부가 상기 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 단계; 상기 재설정된 신뢰성 판단기준에 따라 상기 제어부가 상기 지엔에스에스 정보가 신뢰성 판단기준을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 지엔에스에스 정보가 상기 재설정된 신뢰성 판단기준을 만족하면, 상기 제어부가 상기 지엔에스에스 정보를 이용하여 위치정보 및 헤딩정보를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 단계에서, 상기 음영구간의 지속 기간(Duration)을 기 설정된 임계값과 비교하여, 상기 음영구간의 지속 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작지 않으면, 상기 제어부는 지엔에스에스 정보의 감도 정보의 신뢰성 판단을 위한 임계값 기준을 변경하고, 이로부터 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 음영구간의 지속 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작으면, 상기 제어부는 지엔에스에스 정보를 이용해 이전과 현재의 헤딩정보의 변화율을 산출하고, 센서부의 관성 센서를 이용해 이전과 현재의 헤딩정보의 변화율을 산출 한 후, 상기 지엔에스에스 정보를 이용해 산출한 헤딩 변화율과 상기 관성 센서를 이용해 산출한 헤딩 변화율을 비교하여, 상기 산출된 헤딩정보의 변화율 차이에 기초하여, 상기 변화율의 차이가 임계값 이하이면 GNSS 신뢰성 판단 플랙(Flag)을 1로 설정하고, 상기 변화율의 차이가 임계값 보다 크면 GNSS 신뢰성 판단 플랙을 0으로 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(Flag)의 설정 값에 따라, 상기 제어부는, 상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(flag)이 0이면, 비록 지엔에스에스 정보의 감도 정보에 신뢰성이 있더라도 부정확한 GNSS 위치 정보가 출력될 수 있음을 의미하므로, GNSS 정보의 신뢰성 판단 기준을 재설정 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 장치는, 지엔에스에스(GNSS : Global Navigation Satellite System) 정보를 수신하는 지엔에스에스 수신부; 상기 지엔에스에스 정보가 수신되지 않는 음영구간 진입 시 음영구간의 지속 기간(Duration)을 측정하는 타이머부; 상기 측정된 음영구간의 지속 기간(Duration)에 기초하여 상기 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하고, 상기 재설정된 신뢰성 판단기준에 따라 상기 지엔에스에스 정보가 신뢰성 판단기준을 만족하는지 여부를 판단하여, 상기 지엔에스에스 정보가 상기 재설정된 신뢰성 판단기준을 만족하면, 상기 지엔에스에스 정보를 이용하여 위치정보 및 헤딩정보를 보정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하기 위하여, 상기 음영구간의 지속 기간(Duration)을 기 설정된 임계값과 비교하고, 상기 음영구간의 지속 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작지 않으면, 지엔에스에스 정보의 감도 정보의 신뢰성 판단을 위한 임계값 기준을 변경하고, 이로부터 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 음영구간의 지속 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작으면, 지엔에스에스 정보를 이용해 이전과 현재의 헤딩정보의 변화율을 산출하고, 센서부의 관성 센서를 이용해 이전과 현재의 헤딩정보의 변화율을 산출 한 후, 상기 지엔에스에스 정보를 이용해 산출한 헤딩 변화율과 상기 관성 센서를 이용해 산출한 헤딩 변화율을 비교하여, 상기 산출된 헤딩정보의 변화율 차이에 기초하여, 상기 변화율의 차이가 임계값 이하이면 GNSS 신뢰성 판단 플랙(Flag)을 1로 설정하고, 상기 변화율의 차이가 임계값 보다 크면 GNSS 신뢰성 판단 플랙을 0으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(Flag)의 설정 값에 따라, 상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(flag)이 0이면, 비록 지엔에스에스 정보의 감도 정보에 신뢰성이 있더라도 부정확한 GNSS 위치 정보가 출력될 수 있음을 의미하므로, GNSS 정보의 신뢰성 판단 기준을 재설정 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 지엔에스에스(GNSS) 기반 추측항법 시스템에서 GNSS 신호의 수신정보에 대한 신뢰성 판단 기준을 음영구간의 주행 상황에 따라 동적으로 결정할 수 있도록 함으로써, GNSS 데이터(또는 GNSS 수신 정보)를 빠르게 이용하여 이동체의 위치정보 및 헤딩오차를 신속하게 보정할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 음영구간에 있는 기간에 따라 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법 및 장치의 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 장치는, GNSS 수신부(110), 센서부(120), 제어부(130), 타이머부(140), 및 위치 보정부(150)를 포함한다.

상기 GNSS 수신부(110)는 안테나(GNSS Antenna)(미도시)를 통해 GNSS 데이터(또는 GNSS 수신 정보)를 위성으로부터 위성 신호를 수신한다.

본 실시예에서 상기 GNSS 데이터는 GNSS 원시 측정 데이터(GNSS Raw measurement data)로서, GNSS 원시 측정 데이터를 분석하면 GNSS 측위에 사용되는 위성의 수 및 의사 거리(Pseudorange) 정보를 획득할 수 있다. 물론 상기 GNSS 데이터에는 GNSS 원시 측정 데이터가 획득된 시간이 포함되어 있다.

상기 센서부(120)는 적어도 하나 이상의 센서(또는 관성 센서)를 구비하고, 상기 적어도 하나 이상의 센서 각각은 기 설정된 방식으로 차량의 상태를 측정하여 센서 데이터를 획득한다.

이때 상기 센서부(120)의 적어도 하나 이상의 센서(또는 관성 센서)는 차량의 각 부에 분산 배치될 수 있으며, 각각의 기능에 따라 차량의 조향각, 요 레이트(Yaw rate), 휠 펄스, 가속도, 각속도 등을 측정한다. 여기서 상기 적어도 하나 이상의 센서(또는 관성 센서)에서 획득된 센서 데이터에도 각 센서 데이터를 획득한 시간 정보가 포함된다.

상기 제어부(130)는 상기 수신된 GNSS 데이터나 센서 데이터를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산한다.

이때 본 실시예에서 상기 제어부(130)는 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준을 상황(예 : 음영구간 진입 시, 음영구간 진출 시)에 따라 가변적으로 적용함으로써, 즉, 차량의 음영구간 진출 시 GNSS 수신 정보의 신뢰성을 판단 기준을 가변적으로 조정함으로써, 기존(즉, GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단 기준을 고정적으로 설정한 종래) 대비 위치정보 및 헤딩오차를 더 신속하게 보정할 수 있도록 한다.

상기 타이머부(140)는 차량이 음영구간에 진입할 경우 그 지속 기간을 측정한다. 즉, 차량이 음영구간 내에 있는 기간(Duration)을 측정한다.

본 실시예에서 차량이 상기 음영구간에 있는 지속 기간에 따라 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단 기준이 가변된다. 가령 차량이 상기 음영구간에 있는 기간이 기 설정된 임계값 대비 증가할 경우, 상기 제어부(130)는 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단 기준을 낮게 변경할 수 있다.

상기와 같이 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단 기준이 낮게 변경될 경우, GNSS 수신 정보가 상기 신뢰성 판단 기준을 빠르게 만족시킬 수 있게 됨으로써, 그 단축된 시간만큼(즉, 낮아진 신뢰성 판단 기준에 따라, 상기 GNSS 수신 정보가 신뢰성을 빠르게 만족하여 단축되는 시간만큼) 상기 제어부(130)는 센서를 이용한 추측항법 대신 GNSS 수신 정보를 빠르게 적용하여 위치정보 및 헤딩오차를 신속하게 보정할 수 있게 된다.

상기 위치 보정부(150)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라 상기 신뢰성을 만족하는 GNSS 수신 정보를 이용하여, 추측항법에 의해 오차가 누적된 차량의 위치정보 및 헤딩오차를 보정한다.

한편 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여, 제어부(130), 타이머부(140), 및 위치 보정부(150)를 별도의 구성 요소로서 기재하고 있으나, 실질적으로는 상기 제어부(130)가 상기 타이머부(140) 및 위치 보정부(150)의 기능을 통합적으로 수행할 수도 있음에 유의한다. 따라서 이하 본 실시예에 대한 설명에서 상기 제어부(130)가 상기 타이머부(140) 및 위치 보정부(150)의 기능을 통합적으로 수행하는 것으로 가정하여 설명한다.

이미 상술한 바와 같이 GNSS 수신 정보(또는 GNSS 데이터)는 건물이 없는 개활지(Open Sky)의 경우 다중경로 페이딩으로 인한 수신오류가 거의 없어 비교적 정확한 위치정보를 포함하지만, 도심지나 터널 및 지하주차장 같은 음영구간에서는 다중경로 페이딩, 수신기 잡음, 위성수신 불능, 대기층 영향 같은 여러 요소로 인해 부정확한 위치정보를 포함한다.

이에 따라 본 실시예에서는 차량이 음영구간에 있던 기간(즉, 음영구간 주행 상황)을 고려하여 차량의 음영구간 진출 시 동적으로 신뢰성 판단 기준을 재설정하여, GNSS 수신 정보를 적용하여 위치를 산출하게 하는 시간을 단축함으로써, 추측항법에 의해 오차가 누적된 차량의 위치를 신속하게 보정할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 상기 도 2에 있어서, 음영구간에 있는 기간에 따라 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 방법을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

이하 도 2 내지 도 3을 참조하여 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법에 대해서 설명한다.

먼저 도 2를 참조하면, 제어부(130)는 GNSS 정보를 수신하기 위하여 GNSS 수신부(110)를 선택하고(S101), 상기 GNSS 수신부(110)를 통해 GNSS 정보가 수신되는지 여부를 체크한다(S102).

상기 체크(S102) 결과, GNSS 정보가 수신되지 않으면(S102의 아니오), 상기 제어부(130)는 차량이 음영구간에 진입한 것으로 판단하여, 음영구간에 있는 지속 기간(Duration)을 측정한다(S103).

상기 측정된 음영구간에 있는 기간(Duration)은 GNSS 수신 정보(또는 GNSS 데이터)의 신뢰성 판단기준을 재설정하기 위한 기초 정보로서 사용된다.

한편 상기 체크(S102) 결과, GNSS 정보가 수신되면(S102의 예), 상기 제어부(130)는 GNSS 수신 정보의 감도 정보를 추출한다(S104).

여기서 상기 GNSS 수신 정보의 감도 정보는, NMEA(National Marine Electronics Association) 프로토콜을 파싱하여 얻을 수 있는 정보로서, 위성수, 위성신호의 신호 잡음 비율, 수평/수직/위치 정밀도 저하율(Horizontal/Vertical/Position Dilution of Precision), 수평 위치 오차 (Equivalent horizontal position error) 등과 같은 정보들을 포함하며, 본 실시예에 따른 GNSS 수신 정보(GNSS 데이터)의 신뢰성 판단에 사용될 수 있는 정보들이다.

또한 상기 제어부(130)는 상기 센서부(120)의 적어도 하나 이상의 센서(예 : 자이로 센서, 차속 센서 등의 관성 센서)를 이용하여 차량의 위치 정보를 측정한다(S105).

참고로, 상기 차량의 위치 정보를 측정하는 단계(S105)에서, 상기 제어부(130)는 자이로 센서의 오프셋, 스케일 펙터 성분 보정과 차속 센서와의 시각 동기를 맞춰 시간에 따른 드리프트 오차와 시각 동기 지연 오차를 감소시켜 차량의 위치 측정 정확도를 높일 수 있다.

다음 상기 제어부(130)는 상기 단계(S103)에서 측정된 음영구간에 있는 기간(Duration) 정보 및 상기 단계(S104)에서 추출된 GNSS 수신 정보의 감도 정보를 이용하여 현재의 음영구간 주행 상황(예 : 음영구간 진입 또는 음영구간 진출)에 대응하여 신뢰성 판단기준(즉, GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준)을 재설정한다(S106).

본 실시예에서 상기 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준은 이전 상황보다 높게 설정되거나 낮게 설정될 수 있으며(통상적으로는 음영구간 진출 시 신뢰성 판단기준이 가장 낮게 설정되고 이후로 점차 높게 설정될 수 있다), 상기 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준이 높을 경우에는 개활지에서와 같이 수신오류가 거의 없는 GNSS 정보가 수신될 경우에 이 GNSS 수신 정보를 이용하여 차량의 위치를 결정한다는 것을 의미하고, 상기 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준이 낮을 경우에는 다소의 수신오류가 포함되어 있는 GNSS 정보가 수신되더라도 이 GNSS 수신 정보를 이용하여 차량의 위치를 결정한다는 것을 의미한다.

따라서 상기 신뢰성 판단기준(즉, GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준)이 낮게 설정될수록 이 판단기준에 맞는 GNSS 정보를 빠르게 수신할 수 있다. 즉, 차량의 위치를 결정하기 위하여 GNSS 수신 정보를 적용하는 시기가 단축될 수 있다.

여기서 상기 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준(즉, GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준)을 재설정하는 과정(S106)은, 이하 도 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.

한편 상기와 같이 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준이 재설정되면(S106), 상기 제어부(130)는 상기 재설정된 신뢰성 판단기준에 따라 GNSS 수신 정보가 신뢰성이 있는지(즉, 신뢰성을 만족하는지) 여부를 판단한다(S107).

상기 GNSS 수신 정보가 신뢰성이 있는지(즉, 신뢰성을 만족하는지) 판단(S107)한 결과에 따라, 상기 GNSS 수신 정보가 신뢰성 판단기준을 만족하면(S107의 예), 상기 제어부(130)는 GNSS 수신 정보에 신뢰성이 있다고 판단하여, 상기 GNSS 수신 정보를 이용하여 차량의 위치정보 및 헤딩정보(즉, 추정항법에 의해 계산된 위치정보 및 헤딩정보)를 보정한다(S109).

한편 상기 GNSS 수신 정보가 신뢰성이 있는지(즉, 신뢰성을 만족하는지) 판단(S107)한 결과에 따라, 상기 GNSS 수신 정보가 신뢰성 판단기준을 만족하지 않으면(S107의 아니오), 상기 제어부(130)는 상기 센서부(120)의 적어도 하나 이상의 센서(예 : 관성 센서)로 측정한 정보로 차량의 위치를 추정한다(S108).

그리고 상기 제어부(130)는 상기 GNSS 수신 정보를 이용하여 보정된 위치정보 및 헤딩정보에 의해 추정된 차량의 위치, 또는 상기 센서부(120)의 센서에 의해 측정한 정보에 의해 추정된 차량의 위치를 출력한다(S110).

도 3은 상기 도 2에 있어서, 음영구간에 있는 기간에 따라 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 상기 제어부(130)는 차량이 음영구간에 있는 기간(Duration)을 기 설정된 임계값과 비교한다(S201).

상기 비교(S201) 결과, 차량이 음영구간에 있는 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작지 않으면(S201의 아니오), 상기 제어부(130)는 GNSS 수신 감도 정보의 신뢰성 판단을 위한 임계값 기준을 변경한다(S202).

예컨대 차량이 음영구간에 있는 기간(Duration)(즉, 음영구간 주행 기간)이 기 설정된 임계값보다 증가하면, 상대적으로 기간(Duration)이 짧을 때보다 상기 센서부(120)의 센서(즉, 관성 센서) 드리프트 누적 오차 증가로 인해 차량이 음영구간 진출 시 궤적 오차가 커지게 된다. 따라서 음영구간의 지속 기간(Duration)(즉, 음영구간 주행 기간)이 증가하면 그 증가된 기간(Duration)에 비례해서 위성수와 위성신호의 신호 잡음 비율의 임계값(즉, GNSS 수신 감도 정보의 신뢰성 판단기준 값)을 낮게 변경한다(S202).

한편 상기 비교(S201) 결과, 차량이 음영구간에 있는 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작으면(S201의 예), 상기 제어부(130)는 GNSS 수신 정보를 이용하여 산출한 헤딩정보와 센서부(120)의 관성 센서를 이용해 산출한 헤딩정보의 변화율을 산출한다(S203).

한편 상기 GNSS 수신 정보의 감도 정보에 신뢰성이 있더라도 여러 환경요인으로 인해 부정확한 GNSS 위치 정보가 출력될 수 있는데, 이때 상기 제어부(130)는 상기 산출된 헤딩정보의 변화율에 기초하여 상기 GNSS 수신 정보를 이용하여 차량의 위치 정보를 산출할 것인지 아닌지 여부를 판단하는 기준으로서 사용하기 위한 신뢰성 판단 플랙(Flag)을 설정한다(S204).

예컨대 GNSS 수신 정보를 이용한 이전과 현재의 헤딩 변화율(예 : 1초마다 수신되는 GNSS 정보를 이용하여 산출한 헤딩값의 변화율)과 관성 센서의 측정 정보를 이용한 이전과 현재의 헤딩 변화율(예 : 1초마다 관성 센서에서 측정한 정보를 이용하여 산출한 헤딩값의 변화율)을 비교하여 그 차이가 임계값 이상으로 클 경우(예 : GNSS 정보를 이용한 이전과 현재의 헤딩 변화율이 5이고, 관성 센서 정보를 이용한 이전과 현재의 헤딩 변화율이 1이라고 가정할 때, 그 차이가 임계값 3보다 클 경우), 상기 제어부(130)는 GNSS 수신 정보에 의해 산출하는 위치 정보가 부정확한 것으로 판단하여 GNSS 신뢰성 판단 플랙(flag)을 0으로 설정한다.

이에 따라 상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(flag)이 1이면 GNSS 정보를 이용하여 산출하는 위치 정보가 정확함을 의미하고, 상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(flag)이 0이면 비록 GNSS 수신 정보의 감도 정보에 신뢰성이 있더라도 부정확한 GNSS 위치 정보가 출력될 수 있음을 의미한다.

상기와 같이 설정된 GNSS 신뢰성 판단 플랙은 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단 기준을 재설정(예 : GNSS의 수신 정보를 이용한 부정확한 GNSS 위치 정보가 출력될 수 있을 경우에는 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단 기준을 높게 재설정)하는데 사용된다.

즉, 상기 제어부(130)는 상기 단계(S202)에서 변경된 GNSS 수신 감도 정보의 신뢰성 판단을 위한 임계값 기준, 또는 상기 단계(S204)에서 설정된 GNSS 신뢰성 판단 플랙을 이용하여 GNSS 신뢰성 판단기준을 재설정한다(S205).

아울러 도면에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 상기 GNSS 신뢰성 판단기준을 재설정한 후 기 설정된 시간이 경과되면, 상기 제어부(130)는 다시 재설정 이전의 GNSS 신뢰성 판단기준으로 자동 변경한다.

상기와 같이 본 실시예는 GNSS 수신 정보의 신뢰성 판단기준을 음영구간 주행 상황에 따라 가변적으로 재설정할 수 있도록 함으로써, 음영(Dead reckoning)구간 내에서 장시간 주행 후 진출 시, 추측항법에 의해 오차가 많이 누적된 차량의 주행 방향 및 위치정보를 신속하게 보정할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상으로 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.

110 : GNSS 수신부
120 : 센서부
130 : 제어부
140 : 타이머부
150 : 위치 보정부

Claims

제어부가 지엔에스에스(GNSS : Global Navigation Satellite System) 정보의 수신 여부를 체크하는 단계;
상기 지엔에스에스 정보가 수신되지 않으면, 상기 제어부는 음영구간에 진입한 것으로 판단하여 음영구간의 지속 기간(Duration)을 측정하는 단계;
상기 측정된 음영구간의 지속 기간(Duration)에 기초하여, 상기 제어부가 상기 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 단계;
상기 재설정된 신뢰성 판단기준에 따라 상기 제어부가 상기 지엔에스에스 정보가 신뢰성 판단기준을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 지엔에스에스 정보가 상기 재설정된 신뢰성 판단기준을 만족하면, 상기 제어부가 상기 지엔에스에스 정보를 이용하여 위치정보 및 헤딩정보를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법.
제 1항에 있어서,
상기 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 단계에서,
상기 음영구간의 지속 기간(Duration)을 기 설정된 임계값과 비교하여, 상기 음영구간의 지속 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작지 않으면,
상기 제어부는 지엔에스에스 정보의 감도 정보의 신뢰성 판단을 위한 임계값 기준을 변경하고, 이로부터 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 것을 특징으로 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법.
제 2항에 있어서,
상기 음영구간의 지속 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작으면,
상기 제어부는 지엔에스에스 정보를 이용해 이전과 현재의 헤딩정보의 변화율을 산출하고, 센서부의 관성 센서를 이용해 이전과 현재의 헤딩정보의 변화율을 산출 한 후, 상기 지엔에스에스 정보를 이용해 산출한 헤딩 변화율과 상기 관성 센서를 이용해 산출한 헤딩 변화율을 비교하여,
상기 산출된 헤딩정보의 변화율 차이에 기초하여, 상기 변화율의 차이가 임계값 이하이면 GNSS 신뢰성 판단 플랙(Flag)을 1로 설정하고, 상기 변화율의 차이가 임계값 보다 크면 GNSS 신뢰성 판단 플랙을 0으로 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법.
제 3항에 있어서, 상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(Flag)의 설정 값에 따라,
상기 제어부는, 상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(flag)이 0이면, 비록 지엔에스에스 정보의 감도 정보에 신뢰성이 있더라도 부정확한 GNSS 위치 정보가 출력될 수 있음을 의미하므로, GNSS 정보의 신뢰성 판단 기준을 재설정 하는 것을 특징으로 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법.
지엔에스에스(GNSS : Global Navigation Satellite System) 정보를 수신하는 지엔에스에스 수신부;
상기 지엔에스에스 정보가 수신되지 않는 음영구간 진입 시 음영구간의 지속 기간(Duration)을 측정하는 타이머부;
상기 측정된 음영구간의 지속 기간(Duration)에 기초하여 상기 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하고, 상기 재설정된 신뢰성 판단기준에 따라 상기 지엔에스에스 정보가 신뢰성 판단기준을 만족하는지 여부를 판단하여, 상기 지엔에스에스 정보가 상기 재설정된 신뢰성 판단기준을 만족하면, 상기 지엔에스에스 정보를 이용하여 위치정보 및 헤딩정보를 보정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 장치.
제 5항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하기 위하여,
상기 음영구간의 지속 기간(Duration)을 기 설정된 임계값과 비교하고, 상기 음영구간의 지속 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작지 않으면,
지엔에스에스 정보의 감도 정보의 신뢰성 판단을 위한 임계값 기준을 변경하고, 이로부터 지엔에스에스 정보의 신뢰성 판단기준을 재설정하는 것을 특징으로 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 장치.
제 6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 음영구간의 지속 기간(Duration)이 기 설정된 임계값보다 작으면,
지엔에스에스 정보를 이용해 이전과 현재의 헤딩정보의 변화율을 산출하고, 센서부의 관성 센서를 이용해 이전과 현재의 헤딩정보의 변화율을 산출 한 후, 상기 지엔에스에스 정보를 이용해 산출한 헤딩 변화율과 상기 관성 센서를 이용해 산출한 헤딩 변화율을 비교하여,
상기 산출된 헤딩정보의 변화율 차이에 기초하여, 상기 변화율의 차이가 임계값 이하이면 GNSS 신뢰성 판단 플랙(Flag)을 1로 설정하고, 상기 변화율의 차이가 임계값 보다 크면 GNSS 신뢰성 판단 플랙을 0으로 설정하는 것을 특징으로 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 장치.
제 7항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(Flag)의 설정 값에 따라, 상기 GNSS 신뢰성 판단 플랙(flag)이 0이면, 비록 지엔에스에스 정보의 감도 정보에 신뢰성이 있더라도 부정확한 GNSS 위치 정보가 출력될 수 있음을 의미하므로, GNSS 정보의 신뢰성 판단 기준을 재설정 하는 것을 특징으로 하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 장치.