KR20200078724A - Improved positioning accuracy using multi-position sensor for method and device Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for improving positioning accuracy using multiple positioning sensors.
최근 이동통신 기술이 발달함에 따라 사용자의 위치를 파악하여 새로운 서비스를 제공하기 위한 위치결정 기술이 개발되고 있다. 일반적으로 위치정보를 활용한 서비스 분야를 위치기반서비스(LBS: Location Based Service)라 부르며, 이는 텔레메틱스의 한 분야로서, 차량의 위치추적 또는 항법기술이 이에 포함된다.2. Description of the Related Art With the recent development of mobile communication technology, a positioning technology for grasping the user's location and providing a new service has been developed. In general, a service field using location information is called a location based service (LBS), which is a field of telematics, and includes location tracking or navigation technology of a vehicle.
위치 정보 획득 방법으로는, 위성측위시스템(GPS: Global Positioning System)만을 이용한 전통적인 방법, 이동통신단말기만을 이용한 방법, GPS와 관성항법장치(INS)를 결합한 방법, GPS와 이동통신단말기를 결합한 방법, GPS/이동통신단말기/INS를 결합한 방법 등이 주로 개발되고 있다. 그리고 다중센서를 측위대상에 장착하여 측위대상의 위치 정보를 획득하는 방법도 개발되고 있다.As a method of obtaining location information, a traditional method using only a Global Positioning System (GPS), a method using only a mobile communication terminal, a method combining a GPS and an inertial navigation system (INS), a method combining a GPS and a mobile communication terminal, A method combining GPS/mobile communication terminal/INS has been mainly developed. In addition, a method of acquiring location information of a positioning object by mounting multiple sensors on the positioning object has been developed.
이러한 위치 정보 획득 방법은 무선통신 또는 전파를 활용하는 방법으로서, 간섭 및 전파의 환경에 따라 측위정보가 유실되거나 오차가 커지는 문제점이 있었다.This method of obtaining location information is a method of utilizing wireless communication or radio waves, and there is a problem in that positioning information is lost or errors are increased depending on the environment of interference and radio waves.
대한민국 등록특허 제10-1803195호에서는 저가의 센서를 통해 고정밀 알고리즘을 융합하여 정보의 신뢰성을 높일 수 있으며, 다중 결정 센서의 조합을 통해 사용자 또는 자동으로 편의성에 맞는 결과를 사용자 또는 차량에게 제공하는 다중센서의 제어 방법을 제안하였다. 그러나 위치 정보 획득부가 획득하는 주행 차량의 위치정보는 측위대상을 한 점으로 가정하여 획득한 위치정보이기 때문에, 측위대상의 앞과 뒤의 구분이 불가능하여 적용되었을 때 전진 또는 후진의 구분이 어려운 문제점이 있었다.In the Republic of Korea Patent No. 10-1803195, high-precision algorithms can be fused through low-cost sensors to increase the reliability of information, and through the combination of multiple decision sensors, the user or the vehicle is automatically provided with results suitable for convenience to multiple users. A method of controlling the sensor was proposed. However, since the location information of the driving vehicle acquired by the location information acquisition unit is location information obtained by assuming a positioning object as one point, it is difficult to distinguish between forward and backward when applied because it is impossible to distinguish between the front and rear of the positioning object. There was.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 측위센서를 측위대상에 복수로 부착하여 측위대상을 한 점이 아닌 다중점으로 측위하여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the present invention provides a multi-positioning sensor capable of improving positioning accuracy by attaching a plurality of positioning sensors to a positioning target to position the positioning target in multiple points rather than one point. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving positioning accuracy.
그리고 본 발명은 측위센서의 추정 위치와 기저장된 측위센서의 위치를 비교하여 위치 간의 오차가 작은 신뢰성이 일정 수준 이상인 측위센서의 신호를 사용함으로써, 다이버시티(Diversity) 효과를 통해 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.And the present invention compares the position of the estimated position of the position sensor and the position of the pre-stored position sensor, and improves positioning accuracy through diversity effect by using the signal of the position sensor with more than a certain level of reliability with little error between positions. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving positioning accuracy using a multi-positioning sensor.
또한, 본 발명은 측위대상에 따라 측위센서를 최적의 위치에 부착하여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving positioning accuracy using a multi-location sensor capable of improving positioning accuracy by attaching a positioning sensor to an optimal position according to a positioning target.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problem to be achieved in the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly understood by those skilled in the art from the following description. Will be understandable.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치는 차량의 상부에 복수개로 부착되며, 차량의 위치를 반복적으로 감지하는 측위센서; 측위센서 중 일부의 측위센서를 선정하며, 일부의 측위센서로부터 신호를 수신하여 측위센서의 위치를 추정하는 측위센서 위치 추정부; 측위센서 위치 추정부로부터 추정된 측위센서의 위치와 기저장된 측위센서의 위치를 비교하여 위치 간의 오차를 추정하는 위치 오차 추정부; 위치 오차 추정부로부터 추정된 위치 간의 추정 오차 중 임계값 이하의 최소 추정 오차를 가지는 측위센서를 선별하는 측위센서 선별부; 및 측위센서 선별부로부터 선별된 최소 추정 오차를 가지는 측위센서의 신호를 수신하여 차량 상부의 면적 단위로 차량의 위치를 추정하는 차량 위치 추정부;를 포함하여 구성된다.As a technical means for achieving the above object, a positioning accuracy improving apparatus using a multi-positioning sensor according to an embodiment of the present invention is attached to a plurality of the upper portion of the vehicle, a positioning sensor for repeatedly detecting the position of the vehicle; A positioning sensor position estimator which selects a part of the positioning sensors and estimates the position of the positioning sensors by receiving signals from some of the positioning sensors; A position error estimation unit for estimating an error between positions by comparing the position of the position sensor estimated from the position sensor position estimation unit and the position of the pre-stored position sensor; A position sensor selecting unit which selects a position sensor having a minimum estimation error below a threshold among estimation errors between positions estimated from the position error estimation unit; And a vehicle position estimator that receives a signal from a position sensor having a minimum estimation error selected from the position sensor selection unit and estimates the position of the vehicle in an area unit of the upper part of the vehicle.
일 실시예에서, 측위센서는 외부에서 전파 또는 신호를 수신하는 무선통신 방식 기반의 GPS, UWB, 무선랜, 블루투스, RFID 및 적외선 센서, 초음파 센서, 2D 라이더 센서, 3D 라이더 센서, 자이로 센서, 영상 센서, 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.In one embodiment, the positioning sensor is a wireless communication method based GPS, UWB, wireless LAN, Bluetooth, RFID and infrared sensor, ultrasonic sensor, 2D rider sensor, 3D rider sensor, gyro sensor, image receiving radio waves or signals from the outside It includes at least one of a sensor and a laser sensor.
그리고 측위센서는, 측위 정확도를 고려하여 적어도 상기 차량 상부의 정점에 각각 부착된다.In addition, the positioning sensors are attached to at least the vertices of the vehicle upper part in consideration of positioning accuracy.
일 실시예에서, 측위센서 선별부는 최소 추정 오차를 가지는 측위센서를 복수개 선별한다.In one embodiment, the positioning sensor selection unit selects a plurality of positioning sensors having the minimum estimation error.
또한, 측위센서 선별부는 측위센서 위치 추정부로부터 선정된 일부의 측위센서의 갯수와 동일하거나 적게 최소 추정 오차를 가지는 측위센서를 선별한다.In addition, the positioning sensor selecting unit selects a positioning sensor having a minimum estimation error equal to or less than the number of positioning sensors selected from the positioning sensor position estimation unit.
일 실시예에서, 차량 위치 추정부는 최소 추정 오차를 가지는 측위센서의 신호만을 기반으로 차량의 위치를 추정하여, 다이버시티 효과를 통해 차량 위치의 추정 정확도를 높인다.In one embodiment, the vehicle position estimator estimates the position of the vehicle based only on the signal of the position sensor having the minimum estimation error, thereby increasing the estimation accuracy of the vehicle position through the diversity effect.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 방법으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 방법은 차량의 상부에 복수개로 측위센서를 부착하는 제1 단계; 차량이 이동하는 제2 단계; 측위센서 위치 추정부가 측위센서 중 일부의 측위센서를 선정하며, 일부의 측위센서로부터 신호를 수신하여 측위센서의 위치를 추정하는 제3 단계; 위치 오차 추정부가 측위센서 위치 추정부로부터 추정된 측위센서의 위치와 기저장된 측위센서의 위치를 비교하여 위치 간의 오차를 추정하는 제4 단계; 측위센서 선별부가 위치 오차 추정부로부터 추정된 위치 간의 오차 중 임계값 이하의 최소 추정 오차를 가지는 측위센서를 선별하는 제5 단계; 및 차량 위치 추정부가 측위센서 선별부로부터 선별된 최소 추정 오차를 가지는 측위센서의 신호를 수신하여 차량의 상부의 면적 단위로 상기 차량의 위치를 추정하는 제6 단계;를 포함한다.As a technical method for achieving the above object, a method for improving positioning accuracy using a multiple positioning sensor according to an embodiment of the present invention includes a first step of attaching a plurality of positioning sensors to an upper portion of a vehicle; A second step in which the vehicle moves; A third step of estimating a position of the position sensor by selecting a position sensor of a part of the position sensor, and receiving a signal from a part of the position sensor; A fourth step of estimating an error between positions by comparing the position of the position sensor estimated by the position error estimator and the position of the pre-stored position sensor; A fifth step in which the positioning sensor selecting unit selects a positioning sensor having a minimum estimation error below a threshold among errors between positions estimated from the position error estimation unit; And a sixth step of receiving the signal of the positioning sensor having the minimum estimation error selected from the positioning sensor selecting unit and estimating the position of the vehicle in an area unit of the upper portion of the vehicle.
본 발명에 따르면, 측위대상을 한 점이 아닌 다중점으로 측위함으로써, 측위대상에 대한 측위 정확도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, positioning accuracy of a positioning target can be improved by positioning the positioning target at multiple points rather than one point.
그리고 본 발명에 따르면, 측위센서의 추정 위치와 기저장된 측위센서의 위치를 비교하여 위치 간의 오차가 작은 신뢰성이 일정 수준 이상인 측위센서의 신호를 사용함으로써, 다이버시티(Diversity) 효과를 통해 측위 정확도를 향상시킬 수 있다.And according to the present invention, by comparing the position of the estimated position of the positioning sensor and the position of the previously stored position sensor, the accuracy of positioning through the diversity effect is improved by using the signal of the positioning sensor with a reliability with a small error between positions. Can be improved.
또한, 본 발명에 따르면, 측위대상에 따라 측위센서를 최적의 위치에 부착하여 측위 정확도를 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to improve the positioning accuracy by attaching the positioning sensor to the optimal position according to the positioning object.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects that can be obtained in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Will be able to.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측위센서가 차량에 장착된 상태를 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측위센서가 장착된 차량이 정류장에 멈춘 상태를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 위치 추정부가 차량의 정차 전후 위치를 추정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 방법의 단계 흐름을 나타내는 흐름도이다.1 is a block diagram schematically showing an apparatus for improving positioning accuracy using a multi-positioning sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph showing a state in which the positioning sensor according to an embodiment of the present invention is mounted on a vehicle.
3 is a photograph showing a state in which a vehicle equipped with a positioning sensor according to an embodiment of the present invention is stopped at a stop.
4 is a graph showing a result of estimating a position before and after a vehicle stops by a vehicle position estimator according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a step flow of a method for improving positioning accuracy using a multi-positioning sensor according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to describe exemplary embodiments of the present invention, and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced. The following detailed description includes specific details to provide a thorough understanding of the present invention. However, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains knows that the present invention may be practiced without these specific details. In addition, in the specification, when a certain part "comprising or including" a certain component, it is possible to further include other components rather than excluding other components unless otherwise specified. Means In addition, in describing embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 방법 및 그 장치를 자세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, a method and apparatus for improving positioning accuracy using a multi-positioning sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치Device for improving positioning accuracy using multiple positioning sensors
본 발명의 일 실시예에 따른 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치(10)(이하에서는, '측위 정확도 향상 장치'라 한다.)는 도 1에 도시된 바와 같이, 측위센서(100), 측위센서 위치 추정부(200), 위치 오차 추정부(300), 측위센서 선별부(400) 및 차량 위치 추정부(500)를 포함하여 구성되며, 상기의 구성(100, 200, 300, 400, 500)은 차량(1)에 구성되거나 측위센서(100)를 제외한 구성(200, 300, 400, 500)은 별도의 장소에 구성될 수 있다.Positioning
먼저, 차량(1)은 측위 정확도 향상 장치(10)의 측위대상으로서, 도 2, 3에 도시된 바와 같이 도로를 따라 이동하는 대상체이다. 다만, 차량(1)은 도면에 도시된 것과 달리 사용자의 설계 변경에 의해 드론 등의 비행체를 의미할 수도 있다.First, the vehicle 1 is a positioning target of the positioning
정류장(2)은 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)이 정차하는 위치로서 도로에 설치되며, 차량(1)의 정차를 위해 차량(1)의 길이 및 폭보다 큰 길이 및 폭을 가지게 설치되는 것이 바람직할 것이다.The
측위센서(100)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이 측위대상인 차량(1)의 위치를 반복적으로 감지하며, 복수개(제1, 제2, … 제n-1, 제n)로 구성되어 차량(1)의 상부에 부착된다. 이때, 측위센서(100)는 센서들의 원활한 동작(전파 송수신 상태, 센서정보의 음영 여부)과 측위 정확도를 고려하여 차량(1) 상부에부착된다. 즉, 측위센서(100)는 차량(1)의 상부에 복수개로 부착되며, 차량(1) 상부의 어디에 부착되어도 관계가 없으나 복수개의 센서가 취합한 정보의 상관관계가 최소화 되어야 다이버시티 효과가 극대화 되므로 가능하면 센서간 거리를 극대화하는 지점에 부착하는 것이 좋다. 이와 같이 측위센서(100)가 차량(1)의 상부에 부착되는 것은 차량(1) 측위의 용이함과 차량(1)의 측위 정확도를 최대한 향상시키기 위함이다. 그리고 측위센서(100)는 외부에서 전파 또는 신호를 수신하는 무선통신 방식의 GPS, UWB, 무선랜, 블루투스, RFID 및 적외선 센서, 초음파 센서, 2D 라이더 센서, 3D 라이더 센서, 자이로 센서, 영상 센서, 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지며, 각각 서로 다른 종류의 센서로 이루어지거나 동일한 종류의 센서로 이루어질 수 있다. 한편, 측위센서(100)는 차량(1)의 위치를 반복적으로 감지하여 생성한 신호를 측위센서 위치 추정부(200)에 송신한다.The
측위센서 위치 추정부(200)는 측위센서(100) 중 일부의 측위센서(100)로부터 신호를 수신하여 측위센서(100)의 위치를 추정한다. 구체적으로 살펴보면, 측위센서 위치 추정부(200)는 일부의 측위센서(100)로부터 신호를 수신하면, 데이터베이스(미도시)로부터 측위센서(100) 간의 거리 차이 정보를 수신하며, 수신한 측위센서(100) 간의 거리 차이 정보를 기반으로 측위센서(100)의 전체 위치를 추정한다. 한편, 측위센서 위치 추정부(200)는 추정한 측위센서(100)의 위치를 위치 오차 추정부(300)에 송신한다.The positioning
위치 오차 추정부(300)는 측위센서 위치 추정부(200)로부터 측위센서(100)의 추정 위치를 수신하며, 측위센서(100)의 추정 위치와 기저장된 측위센서(100)의 위치를 비교하여 측위센서(100)의 추정 위치와 기저장된 측위센서(100)의 위치 간의 오차를 추정한다. 여기서, 기저장된 측위센서(100)의 위치는 측위센서(100) 또는 별도의 센서(미도시)가 측정한 위도, 경도 등의 좌표를 포함하는 측위센서(100)의 실제 위치 정보를 의미하며, 위치 오차 추정부(300)와 연결되는 데이터베이스(미도시)에 저장되는 정보로 이해되는 것이 바람직할 것이다. 한편, 위치 오차 추정부(300)는 측위센서(100)의 추정 위치와 기저장된 측위센서(100)의 위치 간의 추정 오차를 측위센서 선별부(400)로 송신한다.The
측위센서 선별부(400)는 위치 오차 추정부(300)로부터 측위센서(100)의 추정 위치와 기저장된 측위센서(100)의 위치 간의 추정 오차를 수신하며, 위치 간의 추정 오차 중 임계값 이하의 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)를 선별한다. 이때, 측위센서 선별부(400)가 측위센서(100)를 선별하기 위한 기준인 임계값은 측위센서(100)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 그리고 측위센서 선별부(400)는 차량 위치 추정부(500)에 의해 차량(1)의 위치가 다중점으로 추정되도록, 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)를 복수개로 선별하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 측위센서 선별부(400)는 선별 과정을 통해 측위센서 위치 추정부(200)로부터 선정된 일부의 측위센서의 갯수와 동일하거나 적게 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)를 선별하는 것이 바람직할 것이다. 한편, 측위센서 선별부(400)는 선별한 측위센서(100)에 대한 정보를 차량 위치 추정부(500)로 송신한다.The positioning
차량 위치 추정부(500)는 측위센서 선별부(400)로부터 선별된 측위센서(100)의 신호를 수신하여 차량(1)의 상부 면적 단위(예: 사각형)로 차량(1)의 위치를 추정한다. 구체적으로 살펴보면, 차량 위치 추정부(500)는 도 2, 4에 도시된 바와 같이, 신호를 수신한 측위센서(100)를 통해 차량(1) 상부의 정점(꼭지점)에 설치된 측위센서(100a, 100b, 100c, 100d)의 위치를 추정하여 차량(1)의 상부 면적 단위(예: 사각형)로 차량(1)의 위치를 추정한다. 즉, 차량(1)의 상부 면적 단위는 차량(1) 상부의 정점 면적과 동일한 면적을 의미한다. 한편, 차량 위치 추정부(500)는 차량(1)이 정류장(2)에 정차될 때 뿐 아니라, 정차 전과 정차 후의 차량(1) 위치를 추정하는 것이 바람직할 것이다. 더 나아가, 차량 위치 추정부(500)는 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)의 신호만을 기반으로 차량(1)의 위치를 추정하기 때문에, 다이버시티(Diversity) 효과를 통해 차량 위치의 추정 정확도를 높일 수 있다. 여기서, 다이버시티라 함은, 전파의 전파 도중 일어나는 페이딩(Fading)을 제거하고 항상 일정한 강도로 정보를 수신할 수 있게 하는 방식을 의미하며, 페이딩이라 함은, 수신되는 전파가 지나온 매질의 변화에 따라 수신전파의 강도가 급격하게 변동되는 현상을 의미한다.The
그리고 측위 정확도 향상 장치(10)는 차량(1)의 주변 지형 및 장애물 정보나 도로의 굴곡데이터를 획득하는 레이저(600)가 추가적으로 구성될 수 있다. 이러한 레이저(600)는 차량(1)의 상부에 부착되어 차량(1)이 이동하는 동안에 차량(1) 주변이나 도로에 레이저 광원을 조사하는 장치이다. 더 나아가, 레이저(600)는 3D 레이저 스캐너로 구성될 수 있다. 여기서, 3D 레이저 스캐너는 실물 또는 실제 환경으로부터 그것의 형상이나 색깔을 디지털 데이터로 전환하는 장치로서, 회전 거울에 의한 레이저의 편향, 대상물 표면에서 일어나는 레이저의 반사, 반사된 레이저의 수신 과정을 통해 3차원 위치정보를 획득한다. 이러한 3D 레이저 스캐너는 측정원리에 따라 TOP 방식, 위상변위 방식, 삼각측량 방식으로 분류될 수 있다. 다만, 레이저(600)은 반드시 구성되어야 하는것은 아니며, 복수개인 측위센서(100) 중 하나의 측위센서가 레이저(600)로 구성되어 레이저(600)의 역할을 수행할 수도 있다.In addition, the positioning
또한, 측위 정확도 향상 장치(10)는 상술한 구성(100, 200, 300, 400, 500, 600)을 제어하는 제어부(미도시), 상술한 구성(100, 200, 300, 400, 500) 간의 통신을 위한 통신부(미도시), 차량(1) 위치를 추정한 결과 값을 출력하는 디스플레이(미도시) 및 상술한 구성(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 제어부(미도시)를 통해 전원을 공급하는 전원공급부(미도시)가 추가 구성될 수 있다.In addition, the positioning
다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 방법How to improve positioning accuracy using multiple positioning sensors
먼저, 사용자는 차량(1)의 상부에 복수개(제1, 제2, … 제n-1, 제n)로 부착한다(S10). S10 단계를 살펴보면, 사용자는 차량(1)의 측위의 용이함과 차량(1)의 측위 정확도를 최대한 향상시키기 위해 복수개(제1, 제2, … 제n-1, 제n)의 측위센서(100)를 차량(1)의 상부에 부착하되, 차량(1) 상부의 정점(꼭지점)에는 반드시 부착하여야 할 것이다.First, the user attaches a plurality (first, second, ... n-1, n) to the upper portion of the vehicle (S10). Looking at step S10, the user can improve the positioning accuracy of the vehicle 1 and the plurality of (first, second,… n-1, n) positioning
S10 단계 후, 차량(1)은 도로를 따라 이동한다(S20). 여기서, 차량(1)은 상술한 바와 같이, 도로를 따라 이동하는 차량 뿐 아니라 사용자의 설계 변경에 의해 공중에서 이동하는 드론을 포함할 수 있다.After step S10, the vehicle 1 moves along the road (S20). Here, as described above, the vehicle 1 may include a vehicle moving along the road, as well as a drone moving in the air due to a user's design change.
S20 단계 후, 측위센서 위치 추정부(200)는 측위센서(100) 중 일부의 측위센서(100)를 선정하며, 일부의 측위센서(100)로부터 신호를 수신하여 측위센서(100)의 위치를 추정한다(S30). S20 단계를 살펴보면, 측위센서 위치 추정부(200)는 일부의 측위센서(100)로부터 신호를 수신하는 경우, 데이터베이스(미도시)로부터 측위센서(100) 간의 거리 차이 정보를 수신하여 측위센서(100) 간의 거리 차이 정보를 기반으로 측위센서(100)의 전체 위치를 추정할 수 있다.After step S20, the positioning
S30 단계 후, 위치 오차 추정부(300)는 측위센서 위치 추정부(200)에서 추정된 측위센서(100)의 위치와 기저장된 측위센서(100)의 위치를 비교하여 측위센서(100)의 추정 위치와 기저장된 측위센서(100)의 위치 간의 오차를 추정한다(S40). S40 단계를 살펴보면, 위치 오차 추정부(300)는 측위센서(100) 또는 별도의 센서(미도시)가 측정한 위도, 경도 등의 좌표를 포함하는 측위센서(100)의 실제 위치인 기저장된 측위센서(100)의 위치와 측위센서(100)의 추정 위치를 비교하여 측위센서(100)의 추정 위치와 기저장된 측위센서(100)의 위치 간의 오차를 추정할 수 있다.After step S30, the
S40 단계 후, 측위센서 선별부(400)는 위치 오차 추정부(300)에서 추정된 측위센서(100)의 추정 위치와 기저장된 측위센서(100)의 위치 간의 추정 오차 중 임계값 이하의 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)를 선별한다(S50). S50 단계를 살펴보면, 측위센서 선별부(400)가 측위센서(100)를 선별하기 위한 기준인 임계값은 측위센서(100)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 그리고 측위센서 선별부(400)는 차량 위치 추정부(500)에 의해 차량(1)의 위치가 다중점으로 추정되도록, 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)를 복수개로 선별할 수 있으며, 선별 과정을 통해 측위센서 위치 추정부(200)로부터 선정된 일부의 측위센서의 갯수와 동일하거나 적게 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)를 선별할 수 있다.After step S40, the positioning
S50 단계 후, 차량 위치 추정부(500)는 측위센서 선별부(400)에서 선별된 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)의 신호를 수신하여 차량(1) 상부의 면적 단위로 차량(1)의 위치를 추정한다(S60). S60 단계를 살펴보면, 차량 위치 추정부(500)는 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)의 신호를 수신함으로써, 차량(1) 상부의 정점(꼭지점)에 설치된 측위센서(100a, 100b, 100c, 100d)의 위치를 추정하여 차량(1)의 상부 면적 단위로 차량(1)의 위치를 추정한다. 여기서, 차량 상부 면적 단위는 일반적으로 사각형일 수 있으며, 이에, 차량 위치 추정부(500)는 사각형 형태로 차량(1)의 위치를 추정할 수 있다. 뿐만 아니라, 차량 위치 추정부(500)는 차량(1)이 정류장(2)에 정차될 때 뿐 아니라, 정차 전과 정차 후의 차량(1) 위치를 추정할 수 있다. 더 나아가, 차량 위치 추정부(500)는 S50의 과정에서 최소 추정 오차를 가지는 측위센서(100)의 신호만을 기반으로 차량(1)의 위치를 추정하기 때문에, 다이버시티(Diversity) 효과를 통해 차량 위치의 추정 정확도를 높일 수 있다.After the step S50, the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention. do.
1: 차량,
2: 정류장,
10: 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치,
100: 측위센서,
200: 측위센서 위치 추정부,
300: 위치 오차 추정부,
400: 측위센서 선별부,
500: 차량 위치 추정부,
600: 레이저부.1: Vehicle,
2: stop,
10: a positioning accuracy improving device using a multi-location sensor,
100: positioning sensor,
200: positioning sensor position estimation unit,
300: position error estimation unit,
400: positioning sensor selector,
500: vehicle position estimation unit,
600: laser section.
Claims (7)
상기 측위센서 중 일부의 측위센서를 선정하며, 상기 일부의 측위센서로부터 신호를 수신하여 상기 측위센서의 위치를 추정하는 측위센서 위치 추정부;
상기 측위센서 위치 추정부로부터 추정된 측위센서의 위치와 기저장된 측위센서의 위치를 비교하여 상기 위치 간의 오차를 추정하는 위치 오차 추정부;
상기 위치 오차 추정부로부터 추정된 상기 위치 간의 추정 오차 중 임계값 이하의 최소 추정 오차를 가지는 측위센서를 선별하는 측위센서 선별부; 및
상기 측위센서 선별부로부터 선별된 최소 추정 오차를 가지는 측위센서의 신호를 수신하여 상기 차량 상부의 면적 단위로 상기 차량의 위치를 추정하는 차량 위치 추정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치.A positioning sensor which is attached to a plurality of upper parts of the vehicle and repeatedly detects the position of the vehicle;
A positioning sensor position estimator which selects a part of the positioning sensors and receives signals from the partial positioning sensors to estimate the position of the positioning sensors;
A position error estimator for estimating an error between the positions by comparing the position of the position sensor estimated from the position sensor position estimator and the pre-stored position sensor;
A positioning sensor selecting unit which selects a positioning sensor having a minimum estimation error below a threshold value among the estimation errors between the positions estimated from the position error estimation unit; And
And a vehicle position estimator for receiving the signal of the position sensor having the minimum estimation error selected from the position sensor selecting unit and estimating the position of the vehicle in an area unit of the upper part of the vehicle. Device used to improve positioning accuracy.
상기 측위센서는,
외부에서 전파 또는 신호를 수신하는 무선통신 방식 기반의 GPS, UWB, 무선랜, 블루투스, RFID 및 적외선 센서, 초음파 센서, 2D 라이더 센서, 3D 라이더 센서, 자이로 센서, 영상 센서, 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치.According to claim 1,
The positioning sensor,
At least one of GPS, UWB, wireless LAN, Bluetooth, RFID and infrared sensors, ultrasonic sensors, 2D rider sensors, 3D rider sensors, gyro sensors, image sensors, and laser sensors based on wireless communication methods that receive radio waves or signals from outside Positioning accuracy improving device using a multi-location sensor, characterized in that it comprises.
상기 측위센서는,
측위 정확도를 고려하여 적어도 상기 차량 상부의 정점에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치.According to claim 1,
The positioning sensor,
Positioning accuracy improving apparatus using a multi-positioning sensor, characterized in that each attached to at least the top of the vehicle in consideration of the positioning accuracy.
상기 측위센서 선별부는,
상기 최소 추정 오차를 가지는 측위센서를 복수개 선별하는 것을 특징으로 하는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치.According to claim 1,
The positioning sensor selector,
A positioning accuracy improving apparatus using multiple positioning sensors, characterized in that a plurality of positioning sensors having the minimum estimation error are selected.
상기 측위센서 선별부는,
상기 측위센서 위치 추정부로부터 선정된 상기 일부의 측위센서의 갯수와 동일하거나 적게 상기 최소 추정 오차를 가지는 측위센서를 선별하는 것을 특징으로 하는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치.The method of claim 4,
The positioning sensor selector,
A positioning accuracy improving apparatus using multiple positioning sensors, characterized in that a positioning sensor having the minimum estimation error is equal to or less than the number of the partial positioning sensors selected from the positioning sensor location estimator.
상기 차량 위치 추정부는,
상기 최소 추정 오차를 가지는 측위센서의 신호만을 기반으로 상기 차량의 위치를 추정하여, 다이버시티 효과를 통해 상기 차량 위치의 추정 정확도를 높이는 것을 특징으로 하는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 장치.According to claim 1,
The vehicle position estimation unit,
Positioning accuracy improving apparatus using a multi-positioning sensor, characterized in that by estimating the position of the vehicle based on only the signal of the positioning sensor having the minimum estimation error, the estimation accuracy of the vehicle position through a diversity effect.
차량이 이동하는 제2 단계;
측위센서 위치 추정부가 상기 측위센서 중 일부의 측위센서를 선정하며, 상기 일부의 측위센서로부터 신호를 수신하여 상기 측위센서의 위치를 추정하는 제3 단계;
위치 오차 추정부가 상기 측위센서 위치 추정부로부터 추정된 측위센서의 위치와 기저장된 측위센서의 위치를 비교하여 상기 위치 간의 오차를 추정하는 제4 단계;
측위센서 선별부가 상기 위치 오차 추정부로부터 추정된 상기 위치 간의 오차 중 임계값 이하의 최소 추정 오차를 가지는 측위센서를 선별하는 제5 단계; 및
차량 위치 추정부가 상기 측위센서 선별부로부터 선별된 최소 추정 오차를 가지는 측위센서의 신호를 수신하여 상기 차량의 상부의 면적 단위로 상기 차량의 위치를 추정하는 제6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중측위센서를 이용한 측위 정확도 향상 방법.A first step of attaching a plurality of positioning sensors on the upper portion of the vehicle;
A second step in which the vehicle moves;
A third step of estimating a position of the position sensor by selecting a position sensor of a part of the position sensor, and receiving a signal from the position sensor;
A fourth step of estimating an error between the positions by comparing the position of the position sensor estimated by the position estimation unit and the position of the pre-stored position sensor;
A fifth step in which the positioning sensor selecting unit selects a positioning sensor having a minimum estimation error below a threshold value among the errors between the positions estimated from the position error estimation unit; And
And a sixth step of estimating the position of the vehicle in a unit of an area of the upper portion of the vehicle by receiving a signal from a location sensor having a minimum estimation error selected from the location sensor selection unit from the location sensor selection unit. Method for improving positioning accuracy using multiple positioning sensors.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180166870A KR20200078724A (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Improved positioning accuracy using multi-position sensor for method and device Thereof |
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KR (1) | KR20200078724A (en) |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
KR101803195B1 (en) | 2016-06-28 | 2017-11-30 | 경희대학교 산학협력단 | Apparatus and method for adaptively controlling multi-sensor according to a running environment |
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2018
- 2018-12-21 KR KR1020180166870A patent/KR20200078724A/en unknown
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