KR20220089174A - 운전자 지원시스템을 이용한 gps 보정장치 - Google Patents

Abstract

버스 단말기에서 GPS(Global Positioning System)정보의 수신이 불가능한 상황이나 상황이나 GPS 좌표가 많이 벗어난 상황일 때, 도로에 설치되어 GPS정보 보정을 위한 좌표값을 제공해주는 좌표안내 표지판과 차량에 구비된 운전자 지원 시스템(ADAS, advanced driver assistance systems)을 이용하여, 좌표안내 표지판에 기록된 좌표값을 획득하여 버스 단말기의 GPS정보를 정확하게 보정할 수 있도록 한 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치에 관한 것으로서, GPS 보정을 위한 보정정보를 문자 또는 이미지 형태로 제공하는 좌표안내 표지판, 좌표안내 표지판을 촬영하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 인식하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식하고, 인식한 좌표값을 GPS 보정정보로 버스 단말기에 전송해주는 운전자 지원부(ADAS) 및 운전자 지원부에서 전송되는 GPS 보정정보를 이용하여 GPS정보를 보정하는 버스 단말기를 포함하여, 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치를 구현한다.

Description

운전자 지원시스템을 이용한 GPS 보정장치{GPS correction device using advanced driver assistance systems}

본 발명은 운전자 지원시스템을 이용한 GPS 보정장치에 관한 것으로, 특히 버스 단말기에서 GPS(Global Positioning System)정보의 수신이 불가능한 상황에서, 도로에 설치되어 GPS정보 보정을 위한 좌표값을 제공해주는 좌표안내 표지판과 차량에 구비된 운전자 지원 시스템(ADAS, advanced driver assistance systems)을 이용하여, 좌표안내 표지판에 기록된 좌표값을 획득하여 버스 단말기의 GPS정보를 정확하게 보정할 수 있도록 한 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 버스와 같은 대중교통에는 원격에 위치한 버스 관제 서버와 통신을 통해 다양한 정보를 획득하여 버스 제어 정보에 활용하며, 버스의 위치 정보나 탑승 정보, 결재 정보 등을 버스 관제 서버에 전송하기 위한 버스 단말기가 구비되어 있다.

이러한 버스 단말기는 GPS 모듈을 이용하여 현재 위치 정보나 시각 정보를 획득하고, 획득한 위치 정보를 통해 원격의 버스 관제 서버에 위치 정보를 전송한다.

대중교통인 버스의 정확한 위치 확인이나 도착 정류장 안내 방송 또는 관제를 위해 버스의 위치 정보는 매우 중요하며, 따라서 GPS 정보의 정확성 유무 또한 버스 관제에 매우 중요하게 작용된다.

버스 단말기에 구비된 GPS 모듈은 음영 지역이나 주파수 간섭 노이즈가 심한 지역에서는 정확하게 GPS 정보를 수신할 수 없어, GPS 오류를 발생하며, 이는 결과적으로 버스 관제의 오류를 유발한다.

따라서 GPS 모듈의 정확성은 매우 중요하며, 이를 위해 GPS 보정을 수행하여, 항상 GPS 정보가 최적화되도록 한다.

버스 단말기에서 GPS 보정을 수행하는 일반적인 방법으로서, 외부 통신 모듈을 이용하는 방법을 주로 사용한다. 즉, 외부 통신 모듈을 통해 GPS 정보를 수신하고, 수신한 GPS 정보를 버스 단말기에 전달하여 버스 단말기의 GPS 정보를 보정하는 방법을 이용한다.

그러나 이러한 외부 통신 모듈을 이용하는 방식은 외부 통신 모듈이 반드시 존재해야 한다는 제약이 따른다.

한편, GPS 보정을 위해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 버스 운행 중 버스 단말기 GPS에 외부 노이지 유입 등으로 인해 위치 오류 및 GPS 신호 세기가 약해져 발생하는 오류를 보정하기 위한 것이다. 이를 위해, 버스 정류장에 설치되어 버스 단말기와 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 하고, 접속된 버스 단말기로부터 전송된 버스 정류장 ID를 확인하여 정류 대상 버스를 확인하며, 정류 대상 버스에 한하여 GPS 보정 데이터를 버스 단말기로 전송하는 GPS보정정보 제공부 및 GPS보정정보 제공부와 BLE 통신으로 접속되면 버스 정류장 ID를 전송하고, GPS보정정보 제공부로부터 전송된 GPS 보정 데이터로 GPS 데이터를 보정하는 버스 단말기를 포함하여, 비콘을 이용한 버스GPS오류 보정장치를 구현한다.

그러나 이러한 종래기술은 버스 정류장에 통신이 가능한 GPS보정정보 제공장치를 별도로 구현해야 하므로, 구현 비용이 많이 소요되고, 버스 단말기와 통신이 가능한 경우에만 버스 단말기에서 GPS정보를 수신하여 GPS를 보정할 수 있다는 단점이 있다. 즉, 버스 정류장에서 버스 단말기가 음영 지역이 되거나 주파수 간섭 노이지가 발생하는 경우에는 GPS 보정이 불가능한 문제점을 발생한다.

대한민국 공개특허 10-2020-0075752(2020.06.23. 공개)(비콘을 이용한 버스 GPS오류 보정장치 및 방법)

따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 버스 단말기에서 외부 통신모듈을 이용하여 버스 단말기의 GPS를 보정하는 단점과 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 버스 단말기에서 GPS(Global Positioning System)정보의 수신이 불가능한 상황이나 전리층 지연으로 발생한 GPS 오차를, 도로에 설치되어 GPS정보 보정을 위한 좌표값을 제공해주는 좌표안내 표지판과 차량에 구비된 운전자 지원 시스템(ADAS, advanced driver assistance systems)을 이용하여, 좌표안내 표지판에 기록된 좌표값을 획득하여 버스 단말기의 GPS정보를 정확하게 보정할 수 있도록 한 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치"는,

GPS 보정을 위한 보정정보를 문자 또는 이미지 형태로 제공하는 좌표안내 표지판;

상기 좌표안내 표지판을 촬영하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 인식하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식하고, 인식한 좌표값을 GPS 보정정보로 버스 단말기에 전송해주는 운전자 지원부(ADAS);

상기 운전자 지원부에서 전송되는 GPS 보정정보를 이용하여 GPS정보를 보정하는 버스 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 좌표안내 표지판은 도로의 소정 위치에 고정 설치되며, 도로 중심점 좌표를 GPS 보정정보로 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 운전자 지원부는,

상기 좌표안내 표지판을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라;

상기 카메라에 의해 획득한 영상을 인식하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식하고, 거리센서를 이용하여 상기 좌표안내 표지판과의 거리를 측정하며, 측정한 거리 정보를 인식한 좌표값과 병합하여 출력하는 좌표값 인식부;

상기 좌표값 인식부에서 출력되는 좌표값을 GPS 보정정보로 버스 단말기에 전송해주는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 운전자 지원부는 차량에 설치된 운전자 보조시스템(ADAS)을 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 버스 단말기는,

상기 운전자 지원부에서 전송되는 GPS 보정정보를 수신하는 통신부;

상기 통신부에서 수신한 이용하여 GPS 보정정보로부터 좌표값을 추출하는 좌표값 추출부;

상기 좌표값 추출부에서 추출한 좌표값을 이용하여 GPS 모듈에서 수신한 GPS정보의 위치 좌표를 보정하고 보정한 GPS정보를 버스정보 처리부에 전달하는 GPS 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 버스 단말기에서 음영 지역이나 주파수 간섭이 심하여 GPS(Global Positioning System)정보의 수신이 불가능한 상황이나 전리층을 통한 지연으로 GPS 오차가 발생할 경우에, 도로에 설치된 좌표안내 표지판과 차량에 기본적으로 구비된 운전자 지원 시스템(ADAS, advanced driver assistance systems)을 이용하여, 좌표안내 표지판에 기록된 좌표값을 이용하여 버스 단말기의 GPS정보를 정확하게 보정할 수 있는 장점이 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에서 도로에 설치된 좌표안내 표지판과 차량에 구비된 ADAS를 이용하여 GPS정보르 보정하는 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치의 실시 예를 보인 블록 구성도이고,
도 3은 본 발명에 따른 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치의 동작 흐름도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에서 도로에 설치된 좌표안내 표지판(10)과 차량(1)에 설치된 운전자 보조시스템(ADAS)을 이용하여 버스 단말기의 GPS정보를 보정하는 개념도이다.

차량(1)이 주행하는 방향의 도로의 소정위치(예를 들어, 우측)에 도로 중심점의 좌표를 제공하는 좌표안내 표지판(10)을 설치한다. 여기서 좌표안내 표지판(10)은 텍스트 또는 이미지 등을 이용하여 도로 중심점 좌표값을 제공해줄 수 있다. 여기서 차량(1)은 GPS 정보를 활용하는 다양한 차량일 수 있으나, 본 발명에서는 대중교통인 버스를 예시로 한다.

이러한 좌표안내 표지판(10)은 GPS 보정을 위해 도로에 소정 간격으로 설치될 수 있다(예를 들어, 1km간격, 2km간격 등).

차량(1)에 설치된 운전자 지원 시스템인 ADAS는 영상 획득을 위해 카메라가 내장된 형태이므로, 카메라를 이용하여 상기 좌표안내 표지판(10)을 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식하고, 아울러 거리센서를 이용하여 좌표안내 표지판(10)과 차량(1) 과의 거리를 산출한 거리 정보를 좌표값과 함께버스 단말기에 제공한다.

버스 단말기는 별도의 외부 통신 모듈없이, 상기 영상을 통해 인식한 좌표값과 거리정보를 이용하여 GPS 값을 보정한다. 여기서 좌표값은 위도, 경도 정보일 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치의 실시 예를 보인 블록도로서, 좌표안내 표지판(10), 운전자 지원부(100) 및 버스 단말기(200)를 포함할 수 있다.

좌표안내 표지판(10)은 GPS 보정을 위한 보정정보를 문자 또는 이미지 형태로 제공하는 역할을 한다. 이러한 좌표안내 표지판(10)은 도로의 소정 위치에 고정 설치되며, 도로 중심점 좌표를 GPS 보정정보로 제공할 수 있다.

운전자 지원부(ADAS)(100)는 상기 좌표안내 표지판(10)을 촬영하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 인식하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식하고, 인식한 좌표값을 GPS 보정정보로 버스 단말기(200)에 전송해주는 역할을 한다.

이러한 운전자 지원부(100)는 상기 좌표안내 표지판(10)을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라(101), 상기 카메라(101)에 의해 획득한 영상을 인식하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식하고, 거리센서를 이용하여 상기 좌표안내 표지판(10)과의 거리를 측정하며, 측정한 거리 정보를 인식한 좌표값과 병합하여 출력하는 좌표값 인식부(102), 상기 좌표값 인식부(102)에서 출력되는 좌표값을 GPS 보정정보로 버스 단말기(200)에 전송해주는 통신부(103)를 포함할 수 있다.

버스 단말기(200)는 상기 운전자 지원부(100)에서 전송되는 GPS 보정정보를 이용하여 GPS정보를 보정하는 역할을 한다.

여기서 버스 단말기(200)는 통상의 버스에 장착되어, 버스 운행 정보를 기록하며, 버스 관제 센터와 통신을 통해 버스 운행 정보를 수신하며, 버스 내부의 승차/하차 단말기와 연동하여 요금 정산을 하며, 정류장 안내 방송을 제어하는 일반적인 버스 단말기이다.

이러한 버스 단말기(200)는 상기 운전자 지원부(100)에서 전송되는 GPS 보정정보를 수신하는 통신부(201), 상기 통신부(201)에서 수신한 GPS 보정정보로부터 좌표값을 추출하는 좌표값 추출부(203), 인공위성을 통해 GPS정보를 획득하는 GPS 모듈(202), 상기 좌표값 추출부(203)에서 추출한 좌표값을 이용하여 GPS 모듈(202)에서 수신한 GPS정보의 위치 좌표를 보정하고 보정한 GPS정보를 버스정보 처리부(205)에 전달하는 GPS 보정부(204), GPS 정보를 기초로 버스 도착 정보나 정류장 정보 등을 안내하는 버스정보 처리부(205)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, GPS 보정을 위한 보정정보(도로 중심점 좌표)가 문자 또는 이미지 형태로 인쇄된 좌표안내 표지판(10)을 도로의 소정 위치에 고정 설치한다.

운전자 지원부(ADAS)(100) 및 버스 단말기(200)가 탑재된 차량(1)은 도로를 주행하면서(S11), GPS 수신이 불가능한 음영 지역이나 주변 주파수 간섭이 심하여 GPS 정보를 수신하지 못하는 경우, 또는 GPS 모듈이 고장난 경우, 운전자 지원부(100)에서 상기 좌표안내 표지판(10)을 촬영하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 인식하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식하고, 인식한 좌표값을 GPS 보정정보로 버스 단말기(200)에 전송해주는 역할을 한다(S12 - S13).

즉, 운전자 지원부(100)의 카메라(101)는 상기 좌표안내 표지판(10)을 촬영하여 GPS 보정을 위한 영상을 획득하고, 좌표값 인식부(102)는 상기 카메라(101)에 의해 획득한 영상을 인식하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식한다. 여기서 촬영된 영상으로부터 알려진 문자 인식 알고리즘 등을 이용하여 좌표값 즉, 도로 중심점 좌표를 추출한다. 아울러 탑재된 거리센서를 이용하여 상기 좌표안내 표지판(10)과의 거리를 측정한다. 여기서 거리센서를 좌표값 인식부(102)에 마련하거나 카메라(101)에 마련할 수 있다. 이어, 측정한 거리 정보를 인식한 좌표값과 병합하여 통신부(103)에 전달한다.

통신부(103)는 상기 좌표값 인식부(102)에서 출력되는 거리정보가 포함된 좌표값을 GPS 보정정보로 버스 단말기(200)에 전송해준다. 여기서 운전자 지원부(100)와 버스 단말기(200)에는 미리 설정된 다양한 통신 방식으로 데이터를 인터페이스할 수 있다.

상기 버스 단말기(200)는 상기 운전자 지원부(100)에서 전송되는 GPS 보정정보를 이용하여 GPS정보를 보정한다.

예컨대, 버스 단말기(200)의 통신부(201)는 상기 운전자 지원부(100)에서 전송되는 GPS 보정정보를 수신하여 좌표값 추출부(203)에 전달한다.

상기 좌표값 추출부(203)는 상기 통신부(201)에서 수신한 GPS 보정정보로부터 좌표값과 거리 정보를 추출하여 GPS 보정부(204)에 전달한다.

GPS 보정부(204)는 정상적인 통신 환경에서는 GPS 모듈(202)을 통해 GPS정보를 획득하나, 음영 지역이나 주파수 간섭으로 GPS 정보의 획득이 어려운 상황에서는, 상기 좌표값 추출부(203)에서 추출한 좌표값을 이용하여 GPS 모듈(202)에서 수신한 GPS정보의 위치 좌표를 보정한다. 즉, GPS 모듈(202)을 통해 획득한 GPS 좌표와 상기 좌표값 추출부(203)에서 추출한 좌표값을 비교하여, 오차 범위 이내이면 상기 GPS 모듈(202)을 통해 획득한 위치 정보를 그대로 활용한다.

이와는 달리 상기 GPS 모듈(202)을 통해 획득한 GPS 좌표와 상기 좌표값 추출부(203)에서 추출한 좌표값을 비교하여, 오차 범위를 벗어나면, GPS 정보를 상기 추출한 좌표값으로 보정을 한다(S14 - S15). GPS 보정 방식은 좌표값에 포함된 위도, 경도 정보를 GPS모듈(202)에서 수신한 위치정보의 위도, 경도 정보로 대체하여 사용함으로써, 간단하게 GPS정보를 보정하거나, 오차범위 차이를 이용한 방정식을 적용해 다음 표지 인식 전까지 들어올 좌표값을 보정한다.

이렇게 보정된 위치 정보와 거리 정보 등을 버스 정보 처리부(205)에 전달한다(S16).

버스 정보 처리부(205)는 기존과 같이 전달되는 거리 정보 및 위치 정보를 기초로 버스 도착 정보나 정류장 정보 등을 안내한다.

이와 같이 본 발명은 GPS 수신이 불가능한 음영 지역이나 주파수 간섭으로 정상적으로 GPS를 수신하지 못하는 경우, GPS 모듈이 고장난 경우나 오차가 심하게 발생한 경우 등에서, 별도의 외부 통신 모듈을 이용하지 않고, 좌표안내 표지판과 차량에 기본적으로 구비된 ADAS 시스템을 이용하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 획득하고, 이를 이용하여 GPS정보를 정확하게 보정할 수 있게 된다. 이를 통해 버스 도착 정보, 정류장 정보 등을 정확하게 안내할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

1: 버스
10: 좌표 안내 표지판
100: 운전자 지원부(ADAS)
101: 카메라
102: 좌표값 인식부
103: 통신부
200: 버스 단말기
201: 통신부
202: GPS모듈
203: 좌표값 추출부
204: GPS 보정부
205: 버스 정보 처리부

Claims (5)

1. 차량에 장착된 운전자 지원시스템인 ADAS를 이용하여 GPS정보를 보정하기 위한 장치로서,
   GPS 보정을 위한 보정정보를 문자 또는 이미지 형태로 제공하는 좌표안내 표지판;
   상기 좌표안내 표지판을 촬영하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 인식하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식하고, 인식한 좌표값을 GPS 보정정보로 버스 단말기에 전송해주는 운전자 지원부(ADAS); 및
   상기 운전자 지원부에서 전송되는 GPS 보정정보를 이용하여 GPS정보를 보정하는 버스 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치.
   
2. 청구항 1에서, 상기 좌표안내 표지판은 도로의 소정 위치에 고정 설치되며, 도로 중심점 좌표를 GPS 보정정보로 제공하는 것을 특징으로 하는 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치.
   
3. 청구항 1에서, 상기 운전자 지원부는,
   상기 좌표안내 표지판을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라;
   상기 카메라에 의해 획득한 영상을 인식하여 GPS 보정을 위한 좌표값을 인식하고, 거리센서를 이용하여 상기 좌표안내 표지판과의 거리를 측정하며, 측정한 거리 정보를 인식한 좌표값과 병합하여 GPS 보정정보를 출력하는 좌표값 인식부; 및
   상기 좌표값 인식부에서 출력되는 GPS 보정정보로 버스 단말기에 전송해주는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 3에서, 상기 운전자 지원부는 차량에 설치된 운전자 보조시스템(ADAS)을 이용하는 것을 특징으로 하는 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치.
   
5. 청구항 1에서, 상기 버스 단말기는,
   상기 운전자 지원부에서 전송되는 GPS 보정정보를 수신하는 통신부;
   상기 통신부에서 수신한 이용하여 GPS 보정정보로부터 좌표값을 추출하는 좌표값 추출부; 및
   상기 좌표값 추출부에서 추출한 좌표값을 이용하여 GPS 모듈에서 수신한 GPS정보의 위치 좌표를 보정하고 보정한 GPS정보를 버스정보 처리부에 전달하는 GPS 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 지원시스템을 이용한 GPS보정장치.

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