KR20210048541A - 위치결정 시스템 - Google Patents

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KR20210048541A KR1020217009224A KR20217009224A KR20210048541A KR 20210048541 A KR20210048541 A KR 20210048541A KR 1020217009224 A KR1020217009224 A KR 1020217009224A KR 20217009224 A KR20217009224 A KR 20217009224A KR 20210048541 A KR20210048541 A KR 20210048541A
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Abstract

본 발명은, 위치결정 시스템이 제공되어 있는 차량의 전역 위치의 추정을 제공하기 위한 위치결정 시스템(10)이다. 본 발명의 주제인 위치결정 시스템(10)은, 차량 경로 및 상기 차량 경로를 따른 위치가 결정되는 복수의 지점에서 제공된 높이 값을 포함하는 높이 기반 경로 맵(181)을 유지하는 메모리 유닛(18), 압력 측정(22)을 구현하기 위한 압력 센서(16), 상기 압력 센서(16)에 의해 구현되는 압력 측정(22)을 취하고 상기 메모리 유닛(18)에 액세스하도록 구성된 프로세서 유닛(14), 및 차량의 순간 속도를 측정하고 순간 속도의 측정값을 상기 프로세서 유닛(14)에 전달하는 속도계(17)를 포함하고, 프로세서 유닛(14)은, 제1 거리(30)를 따라 압력 측정값(22)과 순간 속도의 측정값을 샘플링하는 단계; 샘플링된 순간 속도의 측정값에 따라 샘플링된 순차적 압력 측정값들(22) 간의 하위 거리(31)를 결정하는 단계; 상기 제1 거리(30)를 따라 샘플링된 압력 측정값들(22) 간의 하위 거리(31) 및 순차적 압력 측정값(22)을 압력 기반 경로 패턴(20)을 형성하는 단계; 및 상기 높이 기반 경로 맵의 상기 지점들에 의해 및 상기 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들(182) 중에서 상기 압력 기반 경로 패턴(20)과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 상기 높이 기반 경로 패턴(182) 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계를 구현하도록 구성된다.

Description

위치결정 시스템
본 발명은, 위치 추정 시스템이 제공되어 있는 차량의 전역 위치(global position)를 추정하기 위한 위치 추정 시스템에 관한 것이다.
차량의 물리적 위치는, 개인적 용도, 특수 용도, 및 군사 용도에 있어서 매우 중요하다. 현재의 위치결정 시스템은 주로 전역적 위치결정 위성 시스템(GNSS/GPS)을 기반으로 한다. 그러나, GPS는, 간섭을 받을 수 있으며, 또는 일부 지역에서 비활성화될 수 있다. 이러한 경우, 정확한 방식으로 차량 위치를 결정하기 위한 해결책이 필요하다.
본 발명은, 전술한 단점을 제거하고 관련 기술 분야에 새로운 이점을 제공하기 위한 위치결정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, GPS가 동작하지 않거나 사용되지 않거나 사용될 수 없는 차량의 위치를 추정하는 위치결정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간섭에 의한 영향을 받지 않는 위치결정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적 및 후술하는 상세한 설명으로부터 추론되는 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 위치결정 시스템이 제공되어 있는 차량의 전역 위치를 추정하는 상기 위치결정 시스템이다. 이에 따라, 개선된 점은, 본 발명의 주제인 위치결정 시스템이, 차량 경로 및 상기 차량 경로를 따른 위치가 결정되는 복수의 지점에서 제공된 높이 값을 포함하는 높이 기반 경로 맵을 유지하는 메모리 유닛, 압력 측정을 구현하기 위한 압력 센서, 상기 압력 센서에 의해 구현되는 압력 측정값을 취하고 상기 메모리 유닛에 액세스하도록 구성된 프로세서 유닛, 및 차량의 순간 속도를 측정하고 순간 속도의 측정값을 상기 프로세서 유닛에 전달하는 속도계를 포함하고, 프로세서 유닛은, 제1 거리를 따라 압력 측정값과 순간 속도의 측정값을 샘플링하는 단계; 샘플링된 순간 속도의 측정에 따라 샘플링된 순차적 압력 측정값들 간의 하위 거리(sub-distance)를 결정하는 단계; 상기 제1 거리를 따라 샘플링된 압력 측정값들 간의 하위 거리 및 상기 순차적 압력 측정값을 포함하는 압력 기반 경로 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 높이 기반 경로 맵의 상기 지점들에 의해 및 상기 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들 중에서 압력 기반 경로 패턴과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 높이 기반 경로 패턴 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계를 구현하도록 구성된다는 점이다. 따라서, 차량의 위치는, GPS와 같은 위치결정 시스템이 동작하지 않는 경우에 순간 압력 측정값을 이용함으로써 추정된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 높이 기반 경로 맵의 지점들에 의해 및 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들 중에서 압력 기반 경로 패턴과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 높이 기반 경로 패턴 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계에서, 상기 제1 지점은, 압력 기반 경로 패턴에 존재하는 최종적으로 취해진 압력 측정값 샘플과 일치하는 지점이다.
본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에서, 프로세서 유닛은, 높이 기반 경로 맵의 지점들에 의해 및 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들 중에서 압력 기반 경로 패턴과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 높이 기반 경로 패턴 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계에서, 일치를 검출하는 동안 타겟 지점과 출발 지점 간의 높이 기반 경로 패턴들을 검색하도록 구성된다. 따라서, 가속된 위치 추정이 구현된다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에서, 프로세서 유닛은 스크린 상에 존재하는 맵 상에 선택된 제1 지점을 표시하도록 구성된다.
또한, 본 발명은, 상기 시스템이 제공된 차량의 전역 위치를 추정하기 위한 위치결정 방법이다. 이에 따라, 개선된 점은, 상기 차량에 위치하며 압력 측정을 구현하는 압력 센서로부터 압력 측정값을 취하는 단계; 차량의 순간 속도를 측정하는 속도계로부터 속도 측정값을 취하는 단계; 제1 거리를 따라 순간 속도의 측정값 및 압력 측정값을 샘플링하는 단계; 샘플링된 순간 속도의 측정에 따라 샘플링된 순차적 압력 측정값들 간의 하위 거리를 결정하는 단계; 상기 제1 거리(30)를 따라 샘플링된 압력 측정값들 간의 하위 거리 및 순차적 압력 측정값을 포함하는 압력 기반 경로 패턴을 형성하는 단계; 차량 경로 및 상기 차량 경로를 따른 위치가 결정되는 다수의 지점에서의 높이 값을 포함하는 높이 기반 경로 맵을 유지하는 메모리 유닛에 액세스하는 단계; 및 높이 기반 경로 맵의 상기 지점들에 의해 및 상기 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들 중에서 압력 기반 경로 패턴과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 높이 기반 경로 패턴 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계가 프로세서 유닛에 의해 구현된다는 점이다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에서, 높이 기반 경로 맵의 지점들에 의해 및 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들 중에서 압력 기반 경로 패턴과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 높이 기반 경로 패턴 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계에서, 상기 제1 지점은, 압력 기반 경로 패턴에 존재하는 최종적으로 취해진 압력 측정값 샘플과 일치하는 지점이다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에서, 높이 기반 경로 맵의 지점들에 의해 및 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들 중에서 압력 기반 경로 패턴과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 높이 기반 경로 패턴 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계에서, 프로세서 유닛은, 일치를 검출하는 동안 타겟 지점과 출발 지점 간의 높이 기반 경로 패턴들을 검색한다.
도 1은 위치결정 시스템의 개략도이다.
도 2는 높이 기반 경로 맵 및 높이 기반 경로 패턴의 대표도이다.
도 3은 압력 기반 경로 패턴의 대표도이다.
이하의 상세한 설명에서, 주제는, 주제를 더 잘 이해할 수 있도록 어떠한 제한적인 효과도 형성하지 않고 예를 참조해서만 설명된다.
본 발명은, 차량에서 GPS 시스템이 액세스될 수 없는 경우에 오프라인 방식으로 현재 위치를 추정하기 위한 위치결정 시스템(10)에 관한 것이다.
이에 따라, 위치결정 시스템(10)은, 가능한 차량 경로 및 상기 차량 경로를 따라 차량 경로 사이의 거리가 알려져 있는 복수의 지점에서의 높이 값을 포함하는 높이 기반 경로 맵(181)을 유지하는 메모리 유닛(18)을 포함한다. 상기 메모리 유닛(18)은, 적어도 영구적인 방식으로 유지될 데이터를 제공하는 영구 메모리, 및 바람직하게 데이터를 임시 방식으로 유지하는 것을 포함하는 임시 메모리를 포함한다. 위치결정 시스템(10)은, 또한, 메모리 유닛(18)에 액세스하도록 구성된 프로세서 유닛(14)을 포함한다. 상기 프로세서(14)는 마이크로프로세서일 수 있다.
차량 경로의 높이 정보는, 지구 표면에 관한 높이 정보를 포함하는 디지털 토포그래픽 데이터베이스로부터 취해질 수 있다. 예를 들어, "셔틀 레이더 지형 미션(Shuttle Radar Topography Mission)" 검색은 이러한 데이터를 취득한다.
도 2를 참조해 보면, 높이 기반 경로 맵(181)은 대표적인 형태로 제공되었다. 높이 기반 경로 맵(181)에는, 위치가 알려져 있는 지점들이 있고 이들 지점의 높이가 존재한다. 도 2는 대표도이며, 높이 기반 경로 맵(181)은 지점들의 좌표와 높이를 포함하는 어레이와 행렬의 형태로도 설명될 수 있다. 이러한 지점들에 의해 형성되고 이들 지점의 높이 값에 의해 형성된 높이 기반 경로 맵(181)의 일부는 높이 기반 경로 패턴(182)으로서 정의된다.
위치결정 시스템(10)은, 매질의 순간적인 개방 공기 압력을 측정하고 압력 측정값을 프로세서 유닛(14)으로 전달하는 압력 센서(16)를 포함한다. 위치결정 시스템(10)은, 또한, 차량의 속도를 측정하는 속도계(17)를 포함한다. 속도계(17)는, 차량의 속도 및 이동 방향을 설명하는 방식으로 프로세서 유닛(14)에 신호를 전송할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 프로세서 유닛(14)은 속도계(17)로부터 차량의 속도와 관련된 데이터만을 취하고, 프로세서 유닛(14)은 차량의 다른 장비에 연관된 측정 장치를 통해 차량의 이동 방향을 결정할 수 있다.
위치결정 시스템은 다음과 같은 방식으로 기능하며, 프로세서 유닛(14)은, 제1 거리(30)를 따른 압력 측정값(22) 및 이러한 압력 측정값(22)이 취해질 때의 속도 측정값을 샘플링한다. 속도 측정값은 벡터 유형으로 된다. 프로세서 유닛(14)은, 압력 측정값(22)이 취해지는 지점에서의 속도 측정값에 따라 순차적 압력 측정값들(22) 간의 하위 거리를 결정한다. 프로세서 유닛(14)은, 제1 거리(30)를 따른 압력 측정값(22), 및 압력 측정값들(22) 간의 하위 거리(31)를 포함하는 압력 기반 경로 패턴(20)을 형성한다. 압력 기반 경로 패턴(20)은 도 3에서 대표적인 형태로 예시되어 있다.
프로세서 유닛(14)은 메모리 유닛(18)의 높이 기반 경로 맵(181)에 액세스한다. 이후, 프로세서 유닛(14)은, 형성된 압력 기반 경로 패턴(20)과 유사하거나 높이 기반 경로 맵(181)에서의 높이 기반 경로 패턴(20)과 일치하는 높이 기반 경로 패턴(182)을 검색한다. 일치하거나 유사한 높이 기반 경로 패턴(182)을 찾으면, 발견된 높이 기반 경로 패턴(182)에서 최종적으로 취한 압력 측정값(22)에 해당하거나 일치하는 지점을 선택하고, 이에 따라 차량의 위치가 추정된다.
형성된 압력 기반 경로 패턴(20)을 따르거나 이러한 압력 기반 경로 패턴과 일치하는 높이 기반 경로 패턴(182)의 검색 동안, 우선, 측정된 압력으로부터 높이가 추정된다. 이것은 추정된 높이에 가장 가깝거나 추정된 높이를 포함하는 높이 기반 경로 패턴(182)을 스캐닝한다.
가능한 실시예에서, 프로세서 유닛(14)은, 형성된 압력 기반 경로 패턴(20)을 따르거나 이러한 압력 기반 경로 패턴과 일치하는 높이 기반 경로 패턴(182)의 검색 동안 타겟 지점과 미리 선택된 출발 지점 사이의 경로에 존재하는 높이 기반 경로 패턴(182)을 스캐닝한다.
높이가 증가함에 따라, 압력이 감소하고, 높이가 감소함에 따라, 압력이 증가한다. 압력 측정값(22)은 이러한 근거에 따라 경로의 높이에 따른 변화를 나타낸다. 형성된 압력 기반 경로 패턴(20)을 따르거나 이러한 압력 기반 경로 패턴과 일치하는 높이 기반 경로 패턴(182)의 검색 동안, 프로세스는 이러한 근거를 고려하여 구현된다.
차량 경로의 높이 정보는, "셔틀 레이더 지형 미션" 검색을 통해 취득되는 높이 데이터 외에 가능한 모든 경로에서 압력 측정값(22)을 취하는 차량에 의한 압력 측정값(22)을 구현함으로써 제공될 수 있다. 이러한 측정에 의해 및 측정값이 취해지는 지점의 위치에 의해, 높이 기반 경로 맵(181)이 형성될 수 있다.
본 발명의 보호 범위는, 첨부된 청구범위에 명시되어 있으며, 상세한 설명 하에서 상술한 예시적인 개시 내용으로 제한될 수 없다. 이는, 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 본 발명의 주요 원리로부터 벗어나지 않고 전술한 개시 내용에 비추어 유사한 실시예를 명백하게 생성할 수 있기 때문이다.
10 위치결정 시스템
14 프로세서 유닛
16 압력 센서
17 속도계
18 메모리 유닛
181 높이 기반 경로 맵
182 높이 기반 경로 패턴
19 스크린
20 압력 기반 경로 패턴
22 압력 측정값
30 제1 거리
31 하위 거리

Claims (7)

  1. 위치결정 시스템(10)으로서,
    상기 위치결정 시스템이 제공되어 있는 차량의 전역 위치(global position)를 추정하는 상기 위치결정 시스템(10)은, 차량 경로 및 상기 차량 경로를 따른 위치가 결정되는 복수의 지점에서 제공된 높이 값을 포함하는 높이 기반 경로 맵(181)을 유지하는 메모리 유닛(18), 압력 측정값(22)을 구현하기 위한 압력 센서(16), 상기 압력 센서(16)에 의해 구현되는 압력 측정값(22)을 취하고 상기 메모리 유닛(18)에 액세스하도록 구성된 프로세서 유닛(14), 및 상기 차량의 순간 속도를 측정하고 상기 순간 속도의 측정값을 상기 프로세서 유닛(14)에 전달하는 속도계(17)를 포함하고,
    상기 프로세서 유닛(14)은,
    제1 거리(30)를 따라 상기 압력 측정값(22)과 상기 순간 속도의 측정값을 샘플링하는 단계;
    샘플링된 상기 순간 속도의 측정값에 따라 샘플링된 순차적 압력 측정값들(22) 간의 하위 거리(sub-distance; 31)를 결정하는 단계;
    상기 제1 거리(30)를 따라 샘플링된 압력 측정값(22) 및 상기 순차적 압력 측정값들(22) 간의 하위 거리(31)를 포함하는 압력 기반 경로 패턴(20)을 형성하는 단계; 및
    상기 높이 기반 경로 맵의 상기 지점들에 의해 및 상기 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들(182) 중에서 상기 압력 기반 경로 패턴(20)과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 상기 높이 기반 경로 패턴(182) 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계를 구현하도록 구성된, 위치결정 시스템(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 높이 기반 경로 맵의 상기 지점들에 의해 및 상기 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들(182) 중에서 상기 압력 기반 경로 패턴(20)과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 상기 높이 기반 경로 패턴(182) 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계에서, 상기 제1 지점은, 상기 압력 기반 경로 패턴(20)에 존재하는 최종적으로 취해진 압력 측정값(22) 샘플과 일치하는 지점인, 위치결정 시스템(10).
  3. 제1항에 있어서, 상기 프로세서 유닛(14)은, 상기 높이 기반 경로 맵의 상기 지점들에 의해 및 상기 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들(182) 중에서 상기 압력 기반 경로 패턴(20)과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 상기 높이 기반 경로 패턴(182) 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계에서 상기 일치를 검출하는 동안 타겟 지점과 출발 지점 간의 높이 기반 경로 패턴들(182)을 검색하도록 구성된, 위치결정 시스템(10).
  4. 제1항에 있어서, 상기 프로세서 유닛(14)은, 스크린(19) 상에 존재하는 맵 상의 선택된 상기 제1 지점을 표시하도록 구성된, 위치결정 시스템(10).
  5. 위치결정 방법이 존재하는 차량의 전역 위치를 추정하기 위한 상기 위치결정 방법으로서,
    상기 차량에 위치하며 압력 측정을 구현하는 압력 센서(16)로부터 압력 측정값(22)을 취하는 단계;
    상기 차량의 순간 속도를 측정하는 속도계(17)로부터 속도 측정값을 취하는 단계;
    제1 거리(30)를 따라 상기 순간 속도의 측정값 및 압력 측정값을 샘플링하는 단계;
    샘플링된 상기 순간 속도의 측정값에 따라 샘플링된 순차적 압력 측정값들(22) 간의 하위 거리(31)를 결정하는 단계;
    상기 제1 거리(30)를 따라 샘플링된 압력 측정값들(22) 간의 하위 거리(31) 및 상기 순차적 압력 측정값들(22)을 포함하는 압력 기반 경로 패턴(20)을 형성하는 단계;
    차량 경로 및 상기 차량 경로를 따른 위치가 결정되는 다수의 지점에서의 높이 값을 포함하는 높이 기반 경로 맵(181)을 유지하는 메모리 유닛(18)에 액세스하는 단계; 및
    상기 높이 기반 경로 맵의 상기 지점들에 의해 및 상기 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들(182) 중에서 상기 압력 기반 경로 패턴(20)과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 상기 높이 기반 경로 패턴(182) 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계
    를 프로세서 유닛(14)에 의해 구현하는, 위치결정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 높이 기반 경로 맵의 상기 지점들에 의해 및 상기 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들(182) 중에서 상기 압력 기반 경로 패턴(20)과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 상기 높이 기반 경로 패턴(182) 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계에서, 상기 제1 지점은, 상기 압력 기반 경로 패턴(20)에 존재하는 최종적으로 취해진 압력 측정값(22) 샘플과 일치하는 지점인, 위치결정 시스템(10).
  7. 제1항에 있어서, 상기 높이 기반 경로 맵의 상기 지점들에 의해 및 상기 지점들에 존재하는 높이 값에 의해 형성되는 높이 기반 경로 패턴들(182) 중에서 상기 압력 기반 경로 패턴(20)과 일치하는 적어도 하나의 높이 기반 경로 패턴을 검출하고, 검출된 상기 높이 기반 경로 패턴(182) 상에 제공된 적어도 하나의 제1 지점을 선택하는 단계에서, 상기 프로세서 유닛(14)은, 상기 일치를 검출하는 동안 타겟 지점과 출발 지점 간의 높이 기반 경로 패턴들(182)을 검색하는, 위치결정 시스템(10).
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