KR20230140246A - 모빌리티 측위 수행을 위한 gnss 품질 추정 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 양태는 컴퓨팅 장치에 의한, GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호 품질 추정 방법을 개시하고 있다. 상기 방법은, 적어도 하나의 단말 측위 정보를 수집하는 단계, 상기 수집된 적어도 하나의 단말 측위 정보를 이용하여 GNSS 신호의 품질 상태를 추정하는 단계, 상기 추정된 GNSS 신호의 품질 상태를 기반으로 GNSS 품질 지도(GNSS quality map)를 생성하는 단계 및 사용자 단말로부터의 요청에 응답하여, 상기 GNSS 품질 지도의 적어도 일부를 이용함에 의해, 상기 사용자 단말의 요청에 대응하는 로컬 영역(local area)에 대한 GNSS 품질 정보를 제공하는 단계를 포함한다.

Description

모빌리티 측위 수행을 위한 GNSS 품질 추정 방법, 장치 및 시스템{GNSS QUALITY ESTIMATION METHOD, APPARATUS AND SYSTEM FOR MOBILITY POSITIONING}

본 발명은 GNSS 품질 추정 및 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 모빌리티(mobility)가 활용하는 측위 시스템의 효율을 제고시키기 위한 GNSS 품질 추정 및 전송 방법에 관한 것이다.

GNSS(Global Navigation Satellite System) 기반의 측위는 절대 위치 값을 제공하는 유일한 측위 시스템이기 때문에 위치를 판단하는 데 중요한 역할을 한다. 다만, GNSS 기반 측위 분야에서는 고정밀 측위(RTK: Real-Time Kinematic)를 수행하기 위한 보정정보(RTCM: Real-Time Differential Correction Maritime)를 생성하고 전송하는 방법에 관한 연구 또는 GNSS 측위를 활용하여 정밀지도를 제작하는 연구는 진행되고 있지만, 이러한 측위의 정밀도를 신뢰할 수 있는지에 대해서는 연구가 진행되지 못하고 있는 실정이다.

고정밀 측위 솔루션(RTK)은 GNSS 기반으로 센티미터(cm) 단위 측위를 가능하게 하지만, GNSS 측위 특성상 환경적 요인이 크게 작용하여 밀집 도심지에서는 멀티패스 영향으로 오차가 커지게 되며, 이로 인해, 고정밀 측위 솔루션(RTK)의 활용을 불가능하게 하는 문제점이 있다.

따라서 모빌리티는 GNSS 환경에 따라 GNSS 측위와 센서(관성 항법 장치(INS: Inertial Navigation System), 카메라(CAM), 라이다(Lidar) 등) 기반의 측위를 복합적으로 활용하여 측위를 수행하는 방식을 사용해야 할 필요성이 있지만, 이때, 복합 측위 방식 활용을 위해, 특정 지역의 GNSS 환경을 정확하게 예측할 수 없어 여전히 효율적인 측위를 수행하기 어렵게 한다는 문제점이 존재한다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 목적은, GNSS 환경에 따라 효율적인 측위를 수행하기 위해, GNSS 품질 지도를 구축하여 모빌리티(mobility)의 이동 경로에 대한 GNSS 품질 정보를 사전에 제공함으로써 모빌리티가 활용하는 측위 시스템을 효율적으로 전환할 수 있도록 지원하는 GNSS 품질 추정 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른, 컴퓨팅 장치에 의한, GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호 품질 추정 방법은, 적어도 하나의 단말 측위 정보를 수집하는 단계, 상기 수집된 적어도 하나의 단말 측위 정보를 이용하여 GNSS 신호의 품질 상태를 추정하는 단계, 상기 추정된 GNSS 신호의 품질 상태를 기반으로 GNSS 품질 지도(GNSS quality map)를 생성하는 단계 및 사용자 단말로부터의 요청에 응답하여, 상기 GNSS 품질 지도의 적어도 일부를 이용함에 의해, 상기 사용자 단말의 요청에 대응하는 로컬 영역(local area)에 대한 GNSS 품질 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 단말 측위 정보 데이터는 NMEA(National Marine Electronics Association)의 GNGGA 메시지를 포함할 수 있다.

상기 GNSS 품질 상태는 상기 GNGGA 메시지에서, (i) 품질 식별자 지표(Quality Indicator), (ii) 사용 중인 위성 수 지표(Satellites Used) 및 (iii) 수평 위치 정밀도 지표(HDOP : Horizontal Dilution Of Precision)를 이용하여 추정하되, 상기 품질 식별자는 RTK(Real-Time Kinematic) 상태 지표를 포함할 수 있다.

GNSS 신호의 품질 상태를 추정하는 단계는, 상기 품질 식별자 지표, 상기 사용 중인 위성 수 지표 및 상기 수평 위치 정밀도 지표를 정규화(normalization)하는 단계 및 상기 정규화된 품질 식별자 지표, 상기 정규화된 사용 중인 위성 수 지표 및 상기 정규화된 수평 위치 정밀도 지표에 가중치를 적용하여 선형 조합함에 의해 GNSS 신호의 품질을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 품질 식별자 지표, 상기 사용 중인 위성 수 지표 및 상기 수평 위치 정밀도 지표 중 어느 하나의 지표의 값을 미리 설정된 임계값과 비교하여, 비교 결과를 기반으로, 상기 어느 하나의 지표를 제외한 다른 지표의 값을 고려하지 않고 GNSS 신호의 품질 불량(不良)을 결정할 수 있다.

상기 적어도 하나의 단말 측위 정보는 RTK 서버로부터 획득하고, 상기 GNSS 품질 지도를 생성하는 단계는, 상기 RTK 서버로부터 획득되는 다수 지역에 대한 단말 측위 정보를 이용하여 글로벌 영역(global area)에 대한 GNSS 품질 지도를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 사용자 단말은 모빌리티(mobility)와 연관된 통신 모듈을 포함하되, 상기 GNSS 신호 품질 정보를 제공하는 단계는, 상기 통신 모듈로부터 상기 모빌리티의 이동 경로에 대한 GNSS 신호 품질 정보 요청을 수신하는 단계 및 상기 수신된 요청에 응답하여, 상기 GNSS 품질 지도 중 상기 이동 경로와 연관된 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보를 추출하여 상기 통신 모듈로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보와 미리 설정된 임계값과의 비교 결과가 상기 모빌리티에서의 트래픽(traffic) 관리, 주행 계획 및 위치 측위 중 적어도 하나에 대한 결정에 이용될 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따른, GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호 품질 추정 장치는, 적어도 하나의 단말 측위 정보를 수집하고, 사용자 단말로부터의 요청을 수신하는 통신부 및 상기 수집된 적어도 하나의 단말 측위 정보를 이용하여 GNSS 신호의 품질 상태를 추정하고, 상기 추정된 GNSS 신호의 품질 상태를 기반으로 GNSS 품질 지도(GNSS quality map)를 생성하며, 상기 사용자 단말로부터의 요청에 응답하여, 상기 GNSS 품질 지도의 적어도 일부를 이용함에 의해, 상기 사용자 단말의 요청에 대응하는 로컬 영역(local area)에 대한 GNSS 품질 정보를 제공하도록 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양태에 따른, 모빌리티(mobility)와 연관된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 품질 데이터 수신 장치는, GNSS 품질 추정 서버로 GNSS 품질 정보 요청을 전송하고 그에 대응하는 GNSS 품질 정보를 수신하는 통신부 및 상기 모빌리티의 이동 경로를 기반으로 GNSS 품질 정보 요청을 생성하고, 상기 GNSS 품질 추정 서버로부터 수신된, 상기 이동 경로와 연관된 로컬 영역(local area)에 대한 GNSS 품질 정보를 이용하여, 트래픽(traffic) 관리, 주행 계획 및 위치 측위 중 적어도 하나를 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보가 미리 설정한 임계값보다 낮음에 응답하여, RTK 서버로 RTK 보정 정보를 요청하지 않도록 제어함에 의해 트래픽을 관리할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보가 미리 설정한 임계값보다 낮음에 응답하여, 상기 임계값보다 낮은 GNSS 품질을 갖는 구간에 진입하기 전 수동 운전 모드로 전환하도록 결정할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보가 미리 설정한 임계값보다 높음에 응답하여, 센서 기반의 측위를 중지하도록 결정할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보가 미리 설정한 임계값보다 낮음에 응답하여, 현재 이동 경로를 우회하는 우회 경로 계획하도록 제어할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따른, GNSS(Global Navigation Satellite System) 기반의 정밀 위치 측위 시스템은, RTK 로버(rover)로부터 단말 측위 정보를 수신하고 그에 대응하는 보정정보를 상기 RTK 로버로 전달하는 RTK 서버 및 상기 RTK 서버로부터 상기 단말 측위 정보를 수집하여 GNSS 신호의 품질 상태를 추정하고, 상기 추정된 GNSS 신호의 품질 상태를 기반으로 GNSS 품질 지도를 생성하며, 상기 RTK 로버로부터의 요청에 응답하여, 상기 GNSS 품질 지도의 적어도 일부를 이용함에 의해, 상기 RTK 로버의 요청에 대응하는 로컬 영역(local area)에 대한 GNSS 품질 정보를 제공하는 GNSS 품질 추정 서버를 포함할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양태에 따른, GNSS(Global Navigation Satellite System) 기반의 정밀 위치 측위를 위한 서버 장치는, RTK 로버(rover)로부터 단말 측위 정보를 수신하고 그에 대응하는 보정정보 및 GNSS 품질 추정 정보를 상기 RTK 로버로 전달하는 통신부 및 상기 단말 측위 정보를 기반으로 상기 단말 측위 정보가 가리키는 위치를 확인하여 상기 확인된 위치에 대응하는 상기 보정정보를 생성하고, 상기 단말 측위 정보 내에 포함된 품질 관련 지표를 이용하여 GNSS 신호의 품질 상태를 추정함에 의해, 상기 GNSS 품질 추정 정보를 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다.

상기 GNSS 품질 추정 정보는 상기 보정정보에 포함되어 상기 RTK 로버로 전달될 수 있다.

상기 GNSS 품질 추정 정보는 상기 RTK 로버로부터 GNSS 품질 추정 정보에 대한 요청이 있을 때, 상기 보정정보와 별개로, 상기 RTK 로버로 전달될 수 있다.

본 발명의 GNSS 품질 추정 방법에 따르면, 이동 경로에 대한 GNSS 품질 정보를 사전에 파악하여 제공함으로써 모빌리티에서 효율적인 측위를 수행 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, GNSS 품질이 열악한 구간에서는 정밀 측위를 위한 RTK 보정정보를 서버에 요청하지 않음으로써 데이터 트래픽 효율화에 따른 비용절감을 가능케 하는 효과가 있다.

더욱이, GNSS 품질이 양호한 구간은 센서 기반의 측위 기능을 중지하여 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

추가적으로, GNSS 측위만을 수행하는 자율주행 차량의 경우, GNSS 신호 품질 불량 구간 진입 전 수동운전 모드 전환 알림 및 경로 우회 등 다양한 대응 방안을 사전에 확보하여 효율적인 운행을 가능케 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 방법이 활용되는 시스템을 나타낸 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 3은 GNGGA 메시지 규격 중 GNSS 품질 상태 추정에 사용되는 지표를 설명하기 위한 개념도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 방법에 따라 생성되는 품질 지도를 예시적으로 나타낸 예시도,
도 5는 도 4의 품질 지도 정보를 수신한 모빌리티 통신 모듈이 품질 정보를 기반으로 최적 대응방안을 결정하는 과정을 구체적으로 나타낸 상세흐름도,
도 6은 모빌리티 통신 모듈의 사용자 설정에 따라 GNSS 신호 품질의 활용도를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 장치 및 그와 연동하는 모빌리티 모듈의 구성을 구체적으로 나타낸 상세블록도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 방법이 활용되는 시스템을 나타낸 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서, GNSS(Global Navigation Satellite System)은 세계 위성 항법 시스템으로, 인공위성을 이용하여 위치를 파악하는 항법 시스템을 의미한다. 위성에서 발신된 전파를 수신기에서 수신하여 위성과 수신기 간의 거리를 구함에 의해 수신기의 위치를 결정하는 방식으로 동작할 수 있다. 한편, GPS(Global Positioning System)는 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 사용자의 현 위치를 알 수 있는 GNSS의 일종으로, GPS라는 용어가 사용되는 부분에 GNSS가 대체 사용되어도 무방함은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게는 자명한 것일 것이다.

RTK(Real-Time Kinematic positioning)는 실시간 이동 측위 위치정보 시스템으로, 기준국(base-station)에서 보정 신호를 생성하여 위치를 알고자하는 이동국(Rover)에 전송함에 의해 고정밀 측위를 가능케 하는 시스템을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 방법이 활용되는 시스템을 나타낸 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RTK(Real-Time Kinematic) 시스템은 참조 기지국(110), RTK 서버(120), RTK 로버(130) 및 GNSS 품질 추정 서버(140)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 기준국(110)은 RTK 서버(120)가 위도, 경도, 고도 등 미리 정밀한 위치 값을 알고 있는 지점에 설치되어 해당 지역의 GPS 위상 오차를 계산하는데 활용된다. 이는 위치 측량용 수신기로 구현될 수 있다. 기준국(110)은 위성에서 수신한 데이터들의 위치 오차를 계산하고 보정 데이터를 생성할 수 있다. 이는 RTK 로버(130)의 위치 결정 오차를 줄이는데 사용된다. 기준국(110)은 정지되어 있는 위치에 복수 개 배치되어 실시간으로 RTK 서버(120)와 위상 오차와 관련된 데이터를 주고받는다.

RTK 서버(120)는 복수 개의 기준국들(110)로부터 해당 지역의 GPS 위상 오차와 연관된 정보를 실시간으로 수신한다. 기준국(110)으로부터 전송되는 데이터는 반송파의 수신 자료이다. RTK 서버(120)는 반송파 기반으로 측정을 진행하면서 정밀 의사 거리 보정을 수행한다. 특히, 서로 가까운 거리에 두 기준국(110)이 있을 때, 이 둘이 가지는 공통 오차를 상쇄한 정밀한 데이터를 획득할 수 있다.

RTK 서버(120)는 RTK 로버(130)로부터 단말 측위 정보(NMEA0183-GNGGA)를 수신한다. 그리고는, RTK 서버(120)는 상기 단말 측위 정보를 이용하여 RTK 로버(130)의 위치를 확인하여 그 위치에 적합한 보정정보를 생성한다. 이는 기준국(110)을 통해 산출되는 넓은 권역의 보정 정보들 중 상기 단말 측위 정보의 위치에 적합한, 즉, 그에 대응하는 보정정보(RTCM v3.2)를 추출함에 의해 이루어진다. RTK 서버(120)는 상기 보정정보를 RTK 로버(130)로 제공한다. RTK 로버(130)는 보정정보를 수신하여 현재 위치 값에 보정정보를 더해 최종 위치를 결정한다. 이를 통해, 실시간으로 센티미터(cm) 단위 급 정밀도의 위치 좌표값을 확인할 수 있다. 당연히, RTK 로버(130)가 기준국(110)과 멀리 떨어져 위치할수록 위치 정밀도는 낮아질 수 있다.

한편, 단말 측위 정보에 대응하는 특정 기준국 지역의 보정 정보는 기준국(110) 및 RTK 서버(120) 중 적어도 하나에서 산출할 수 있다.

RTK 로버(130)는 이동국으로서, 모빌리티, 차량, 모빌리티 차량 등으로 불릴 수 있다. RTK 로버(130)는 위성들로부터 GPS 신호를 수신할 수 있다. 그리고는, 수신되는 GPS 정보를 기반으로 현재 위치를 NMEA-0183 메시지 규격의 GNGGA 메시지 형태로 생성한다. 즉, 단말 측위 정보(NMEA0183-GNGGA)를 생성하여 RTK 서버(120)로 전송한다. 그리고, RTK 서버(120)로부터 상기 단말 측위 정보에 대응하는 보정 정보(RTCM v3.2)를 수신하여 위치 보정을 수행함에 의해 보다 정밀한 위치 값을 확인할 수 있다.

한편, GNSS 품질 정보의 생성 및 수신과 관련하여, RTK 시스템은 GNSS 품질 추정 서버(140)를 더 포함할 수 있다.

GNSS 품질 추정 서버(140)는 RTK 로버(130)의 GNSS 품질 데이터 송수신 모듈("사용자 단말" 또는 "모빌리티 통신 모듈"이라 부를 수 있음)로부터 특정 이동 경로에 대한 GNSS 신호의 품질 정보 요청을 수신하여, 그에 대응하는 GNSS 신호의 품질 정보를 산출하여 RTK 로버(130)로 제공하는 장치이다. 이는 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다. 이는 대용량 서버급 장치로 구현될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 GNSS 품질 추정 장치, 품질 추정 장치, 품질 평가 장치, 서버 등으로 불릴 수 있다.

GNSS 품질 추정 서버(140)는 RTK 서버(120)로부터 단말 측위 정보 데이터(NMEA0183-GNGGA)를 수집한다. 이는 RTK 서버(120)가 보유하고 있는 전부 또는 적어도 대부분의 단말 측위 정보를 실시간으로 수신함에 의해 이루어질 수 있다. GNSS 품질 추정 서버(140)는 수집되는 단말 측위 정보를 이용하여 개별 단말 측위 정보가 생성된 지역의 GNSS 신호 품질을 독립적으로 산출할 수 있다. 그리고는, 개별 지역 별로 산출되는 GNSS 신호 품질 정보를 이용하여 글로벌 영역(global area)에 대한 GNSS 품질 지도를 생성할 수 있다. 일 예로, 전국 도로망에 대한 GNSS 품질 지도를 생성할 수 있다.

그리고는, GNSS 품질 추정 서버(140)는 RTK 로버(130)로부터의 이동 경로 GNSS 품질 정보 요청에 응답하여 전국 도로망에 대한 GNSS 품질 지도 중 상기 이동 경로와 관련된 부분을 추출하여 RTK 로버(130)로 전달한다.

RTK 로버(130)의 GNSS 품질 데이터 수신 모듈이 GNSS 품질 추정 서버(140)로부터 이동 경로에 대한 품질 정보를 수신하면, 이를 이용하여 위치 측위 방식, 운전 모드, 트래픽 운용 방식, 이동 경로 변경 여부 등을 결정할 수 있다. 일 예로, GNSS 품질 정보를 기반으로 센서 기반의 측위 방식을 사용할지 결정할 수 있다. 또한, 품질 불량 구간 진입 전에 수동운전 모드로 전환할지 결정할 수 있고, 경로를 우회하는 등의 적절한 대응방안을 사전에 확보할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

도 2를 참조하면, GNSS 품질 추정 서버는 RTK 서버로부터 단말 측위 정보 데이터를 수집한다(S210). 이때, 단말 측위 정보 데이터는 NMEA0183-GNGGA 데이터일 수 있다. 이는 다수의 RTK 로버로부터 수신되어 RTK 서버에 저장되어 있는 데이터일 수 있고, 실시간으로 RTK 서버로부터 GNSS 품질 추정 서버로 제공될 수 있다.

GNSS 품질 추정 서버는 상기 GNSSA 메시지에서 품질 추정을 위한 지표를 추출한다(S220). 그리고는, 추출된 지표를 이용하여 GNSS 신호의 품질을 추정한다(S230). 이는 도 3을 통해 보다 상세히 설명한다.

도 3은 GNGGA 메시지 규격 중 GNSS 품질 상태 추정에 사용되는 지표를 설명하기 위한 개념도이다.

GNSS 품질 추정 서버가 수신하는 데이터는 NMEA(National Marine Electronics Association)에서 정의한 프로토콜 중 하나인 NMEA-0183이다. 이는 GPS 통신 표준 프로토콜이다. 이는 GPS 수신기가 위성 신호를 해석해 외부에 제공할 때 사용된다. 이는 3개 레이어(Physical/DataLink/Application Layer)로 구성되어 있다. 이 중 어플리케이션 레이어는 NMEA 문장에 대한 규약을 정의하며, GPS 등의 표준 프로토콜이 된다. ASCII 코드로 직렬(Serial) 방식의 통신을 사용한다.

GPGGA는 Global Positioning System Fix Data로, 15개의 필드를 가지는 데이터 타입이다. 각 필드는 다음의 의미를 갖는다.

Index	Field	Value	Description
1	Massage ID	GPGGA	Global Positioning System Fix Data
2	Time(UTC)	181722.00	그리니치 표준시 기준 시간으로, hhmmss.ss 형태. 날짜는 GPRMC에서 처리해야 함. 한국에서 사용 시 +9
3	Latitude	4000.1256100	ddmm.mmmmmmm(도분) 형식의 위도로, 예시에서는 40도 00.1256100분.
4	N/S Indicator	N	남위가 S, 북위가 N
5	Longitude	08301.5461206	dddmm.mmmmmmm(도분) 형식의 경도로, 예시에서는 83도 5461206분.
6	E/W Indicator	W	동경이 E, 서경이 W
7	Quality Indicator	1	위치가 결정되었는가를 나타냄. 0(Invalid 잘못된 데이터), 1(Valid SPS. GPS 제공 기본 위성만 사용), 2(Valid DGPS. DGPS 보정해 계산), 3(Valid PPS)
8	Satellites Used	12	계산에 쓸 위성 수. 최소 3개 이상이 것이 바람직함
9	HDOP	99.99	horizontal dilution of Precision. 2차원적 오차결정(수평방향)
10	Altitude	221.231	WGS-84 타원체의 평균해수면(MSL, Mean Sea Level) 기준 고도
11	Units	M	고도값의 단위. 예시에서는 meter
12	Geoid Seperation	-33.698	지오이드(geoid) 높이(height)
13	Units	M	지오이드고의 단위. 예시에서는 meter
14	DGPS Station ID		DGPS 기지국의 ID
15	CheckSum	4A	Checksum

GNSS 품질 추정 서버는 위 15개 필드들 중 7번 Quality Indicator(310)(RTK 상태 지표), 8번 Satellites Used(320)(사용 중인 위성 수 지표) 및 9번 HDOP(Horixontal Dilution Of Precision)(330)(수평 위치 정밀도 지표)를 사용하여 해당 지역의 GNSS 신호의 품질을 추정한다. 일 예로, 서버는 RTK 상태 지표(310)의 값이 높을수록 높은 GNSS 신호 품질을 갖는 것으로 추정한다. 또한, 사용 중인 위성수 지표(320)와 관련하여서는, 위성 수가 많으면 많을수록 높은 품질의 신호를 생성한다고 추정한다. HDOP와 관련하여서는, HDOP 값이 낮은 값이 갖으면 위치 측정 정밀도가 높고, 그 값이 높으면 위치 측정 정밀도가 낮아지는 것으로 추정한다.

서버는, 위의 3가지 지표들(310, 320, 330)의 값을 독립적 및/또는 종합적으로 고려하여 특정 지역의 GNSS 품질을 추정한다. 서버는, 개별 지표들마다 임계값을 적용하여 신호 불량을 판단할 수 있다. 예를 들어, RTK 상태 지표(310) 값이 0인 경우는 다른 지표들과 관련 없이, 바로 신호 불량으로 판단할 수 있다. 사용 중인 위성수 지표(320)도 최소 3개 이상인 것이 바람직하기에, 이 값이 2 이하인 경우, 바로 신호 불량으로 판단할 수 있다. 또한, HDOP 값이 특정 임계값보다 높은 경우, 바로 신호 불량으로 판단할 수도 있다. 즉, 개별 지표들에 서로 다른 임계값을 부여하여, 그와 비교한 결과를 기반으로 다른 지표들과의 상관 관계를 고려하지 않고 바로 신호 불량으로 판단할 수 있다.

또한, 서버는 지표들을 종합적으로 고려하여 GNSS 품질을 추정할 수 있다. 이때, 개별 지표들을 정규화(normalization)시키는 과정이 선행될 수 있다. 그리고는, 정규화된 개별 지표들에 가중치를 부여하여 합산함에 의해 전체적인 GNSS 신호의 품질을 추정할 수 있다. 일 예로, 세 지표들(310, 320, 330)의 값을 정규화시킨 뒤, RTK 상태 지표 값(310)에 가장 높은 가중치를, 사용 중인 위성 수 지표(320)에 두 번째로 높은 가중치를, 그리고 수평 위치 정밀도 지표(330)에 가장 낮은 가중치를 적용하여 이들의 조합 및 선형 결합으로 해당 지역의 최종 GNSS 품질을 추정할 수 있다. 반대로, 수평 위치 정밀도 지표(330)에 가장 높은 가중치를, 사용 중인 위성 수 지표(320)에 두 번째로 높은 가중치를, 그리고 RTK 상태 지표 값(310)에 가장 낮은 가중치를 적용하여 이들의 조합 및 선형 결합으로 해당 지역의 최종 GNSS 품질을 추정할 수도 있다. 가중치의 설정은 사용자가 임의로 변경할 수 있다.

추가적으로, 해당 위치에서 일정 기간동안 수신된 GNGGA 메시지 중 측정 위치의 분산값 및 표준편차 값 중 하나를 이용하여 GNSS 신호의 품질을 추정할 수도 있다. 이는 위의 측정 값에 참조지표로서 고려될 수 있다.

위와 같은 GNSS 신호 품질 추정 과정은 개별 GNGGA 메시지 별로 산출될 수 있고, GNGGA 메시지마다 위치 정보를 가지고 있기에, 개별 위치에 대한 품질 정보가 확보될 수 있다.

다시 도 2로 돌아가서, 개별 위치에 대한 GNSS 품질 정보들을 독립적으로 추정하고 나면, 서버는 이들을 통합하여 글로벌 영역에 대한 GNSS 품질 지도를 구축할 수 있다(S240). 서버는 측정 가능한 모든 위치에서 GNSS 품질을 추정하고, 이를 기반으로 GNSS 품질 지도를 생성할 수 있다. 이때, 품질 측정 값과 관련된 데이터가 존재하지 않는 위치는 선형 보간법 등을 이용하여 추론할 수 있다. 서버는, 기추정된 값과 이를 이용하여 추론된 값들을 통합하여 글로벌 영역(전국 도로망)의 GNSS 품질 지도를 생성할 수 있다. GNSS 품질 지도 구축에는 최소값 탐색 알고리즘(minimum value search algorithm) 등이 활용될 수 있다.

서버는 GNSS 품질 지도를 구축하고 나서, 모빌리티의 품질 데이터 수신 모듈(품질 데이터 수신 장치, 모빌리티 모듈, 모빌리티 통신 모듈이라 부를 수 있음)로부터 요청 메시지가 수신되면, 요청 메시지에 포함된 모빌리티의 위치 및/또는 이동 경로 정보를 이용하여 그에 대응하는 품질 정보를 GNSS 품질 지도로부터 추출하여 상기 모듈로 실시간 제공할 수 있다(S240).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 방법에 따라 생성되는 품질 지도를 예시적으로 나타낸 예시도이다.

도 4를 참조하면, 품질 지도는 신호 품질 나타내는 시각적 표현을 포함하여 표시될 수 있다. 특히, 모빌리티 통신 모듈로부터의 품질 정보 요청이 있을 때, 서버는 해당 요청과 관련된 위치 또는 이동경로에 대한 정보를 확인하고, 확인된 위치 또는 경로에 대한 품질 정보를 기구축된 품질 지도로부터 추출한다. 그리고는 추출된 품질 정보를 모빌리티 통신 모듈로 전달한다.

모빌리티 통신 모듈은 수신된 품질 정보를 출력할 수 있다. 이때, 지역별 품질 정보를 미리 설정된 임계값과 비교하여, 임계값보다 높은 구간을 신호 양호 구간으로 표현하고, 임계값보다 낮은 구간을 신호 불량 구간으로 표현하도록 제어할 수 있다. 일 예로, 신호 양호 구간은 제 1 시각적 표현으로, 신호 불량 구간은 제 2 시각적 표현으로 표시되도록 제어할 수 있다. 제 1 시각적 표현과 제 2 시각적 표현은 색상, 형상, 투명도 등에서 서로 다르게 표현될 수 있다.

한편, 임계값과의 비교는 GNSS 품질 추정 서버에서 수행되어도 무방하다.

도 5는 도 4의 품질 지도 정보를 수신한 모빌리티 통신 모듈이 품질 정보를 기반으로 최적 대응방안을 결정하는 과정을 구체적으로 나타낸 상세흐름도이다.

도 5를 참조하면, 모빌리티 통신 모듈은 자신의 모빌리티가 이동하고 있는 또는 이동 계획 중인 경로에 대한 GNSS 신호 품질 정보를 GNSS 품질 추정 서버로 요청하고, 이에 대한 응답으로, 추정된 품질 정보를 서버로부터 수신할 수 있다(S510). 모빌리티 통신 모듈은 수신된 품질 정보를 임계값과 비교한다(S520). 임계값보다 높은 품질 정보가 수신된 경우, 해당 지역에 대해서는, 품질 양호 구간으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 위치 측위 방식을 결정할 수 있다. 일 예로, 모빌리티는 GNSS 및 센서 퓨전(fusion) 방식(복합 방식)으로 위치 측위를 할 수 있다. 이는 GNSS로 연속 측정을 할 때, 기상 상태나 주변 환경에 따라 신뢰도가 떨어질 수 있음에 대비하여, GNSS와 센서류(INS, CAM, Lidar)를 함께 활용하여 위치 측위를 수행하는 방식이다. INS의 경우, 오차의 누적(Drift 현상)이 발생할 수 있다. 이에, 두 가지 방식을 융합하여, GNSS 신호의 수신율이 낮은 지역에서는, IMU(Inertial Measerment Unit)의 연속성으로 데이터의 점핑(jumping) 현상을 보정하고, 반대의 경우에는, GNSS 정확성으로 IMU의 오차 누적을 보완할 수 있어, 연속적으로 정확한 위치 데이터를 취득할 수 있도록 하는 것이다.

하지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단계(S520)에서 신호 품질이 높은 구간(즉, 신호 양호 구간)에 대해서는, 현재 센서 기반의 측위 기능을 사용하는지 판단하여(S530), 현재 센서 기반 측위 기능을 사용하는 경우라면, 이를 중지시키고 GNSS 신호만으로 위치 측위가 이루어지도록 제어할 수 있다. 이를 통해 전력 소모를 줄일 수 있다.

다른 예에서, 신호 양호 구간에 대해서는, 정밀 측위를 위한 RTK 보정 정보를 요청하지 않도록 제어할 수 있다. 이를 통해 데이터 트래픽을 낭비하지 않음에 따라 트래픽 비용 절감 효과를 누릴 수 있다.

단계(S520)에서 신호 품질이 임계값보다 낮은 경우, 모빌리티 통신 모듈은 해당 지역을 신호 불량 지역으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 모빌리티 통신 모듈은 자율 주행 차량의 경우, 품질 불량 구간 진입 전에 수동모드로 운전 모드를 변경하도록 하거나 또는 현재 이동 경로를 취소하고, 신호 품질이 좋은 이동 경로로 우회할 것을 제안하는 등의 경로 변경을 결정할 수 있다(S525). 다만, 위와 같은 운전 모드 변경, 경로 변경 등의 GNSS 신호 품질 기반의 대응방안은 미리 설정된 사용자 설정에 의해 제어될 수 있다.

도 6은 모빌리티 통신 모듈의 사용자 설정에 따라 GNSS 신호 품질의 활용도를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 모빌리티 통신 모듈은 네비게이션 기능을 수행하는 네비게이션 모듈을 포함하거나 이와 연동할 수 있다. 이에 따라, 네비게이션 상에 품질 정보의 요청 및 수신, 그리고 품질 정보에 대응한 대응방안에 대한 사용자 설정을 미리 설정할 수 있다. 이와 연관된 사용자 인터페이스(user interface)를 제공할 수 있다.

먼저, 모빌리티 통신 모듈은 모빌리티의 현재 이동 경로와 관련하여, GNSS 품질 정보를 실시간으로 자동 요청 및 수신하도록 허여하는 설정을 상기 사용자 인터페이스를 통해 질의할 수 있다. 사용자가 이에 "예"로 응답하면, 모빌리티 통신 모듈은 미리 설정된 주기마다 모빌리티가 이동하는 경로 상의 전체 지역 또는 적어도 일부의 지역(모빌리티의 현재 위치로부터 일정 반경 내의 이동 경로 상의 지역일 수 있음)에 대한 GNSS 신호 품질 정보를 요청하고 수신할 수 있다. 이는 모빌리티의 주행과 연계하여 주행 중인 시간에 연속적으로 일어날 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 신호 품질에 기반하여 경로를 변경할지를 미리 설정할 수 있다. 만약, 사용자가 이에 "예"로 응답하면, 모빌리티 통신 모듈은 GNSS 신호 품질이 임계값 이하인 지역이 존재함에 대응하여, GNSS 신호가 불량한 구간을 제외하고, 이를 우회하면서 GNSS 신호가 양호한 구간으로 이동 경로를 변경하도록 제어할 수 있다.

추가적으로, 신호 품질에 기반하여 운전 모드를 변경할지를 미리 설정할 수 있다. 만약, 사용자가 이에 "예"로 응답하면, 모빌리티 통신 모듈은 GNSS 신호 품질이 임계값 이하인 지역에 도달하기 전에, 수동 문전 모드로 자동으로 전환하도록 제어할 수 있다. 또는, 신호 품질 불량 구간 진입 전 수동운전 모드로 전환됨을 알리는 시각 또는 청각적 표현이 출력 장치를 통해 출력되도록 제어할 수 있다.

도면에 도시하진 않았지만, 도 5에서 설명한 신호 양호 구간에서의 RTK 서버로의 보정 정보 요청 여부 결정 및/또는 위치 측위 방식 결정(센서 기반 측위를 중지할 것인지에 대한 결정을 포함함)과 관련된 사용자 설정을 질의하는 사용자 인터페이스를 추가적으로 제공할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 장치 및 그와 연동하는 모빌리티 모듈의 구성을 구체적으로 나타낸 상세블록도이다.

도 7을 참조하면, GNSS 품질 추정 장치(710)는 통신부(712), 프로세서(714) 및 메모리(716)를 포함할 수 있다. 통신부(712)는 유선 또는 무선으로 타 단말과 데이터를 송수신하는 구성요소이다. 이는 안테나 및 통신 프로세서로 구현될 수 있다. 통신부(712)는 실시간으로 RTK 서버(700)로부터 단말 측위 정보 데이터를 수집한다. 또한, 모빌리티에 배치된 통신 모듈(720)로부터 이동 경로 상의 GNSS 신호 품질 정보를 요청하는 신호를 수신한다. 그리고는, 이에 대응한 품질 정보를 전송하는 기능을 수행한다.

프로세서(714)는 품질 추정부, 품질 지도 생성부 및 로컬 영역 품질 정보 추출부를 포함할 수 있다. 품질 추정부는 RTK 서버(700)로부터 수집된 GNGGA 메시지를 파싱하여, 그 중에서 RTK 상태 지표, 사용 중인 위성 수 지표 및 HDOP 지표를 추출하여, 3개 지표를 기반으로 해당 지역의 GNSS 신호 품질을 추정한다. 품질 지도 생성부는 개별 지역마다 추정된 GNSS 신호의 품질 정보를 이용하여 글로벌 영역(전국 도로망일 수 있음)의 GNSS 품질 지도를 생성한다. 그리고, 로컬 영역 품질 정보 추출부는 모빌리티 통신 모듈(720)로부터 수신되는 GNSS 품질 정보 요청 메시지에 응답하여, 생성된 글로벌 영역의 GNSS 품질 지도 내에서 상기 메시지가 요청하고 있는 경로 및/또는 지역의 GNSS 품질 정보를 추출하여 통신부(712)로 제공한다. 통신부(712)는 이를 모빌리티 통신 모듈(720)로 전송한다. 메모리(716)는 프로세서(714)의 기능과 관련된 프로그램 언어를 저장하고 있고, 프로세서(714)에서 추정된 개별 GNSS 신호의 품질 정보 및 GNSS 품질 지도 정보를 저장한다. 상기 GNSS 신호의 품질 정보는 연관된 모빌리티의 위치와 연계되어 저장될 수 있다.

모빌리티 통신 모듈(720)은 통신부(722), 위성 신호 수신부(724), 프로세서(726) 및 메모리(728)를 포함할 수 있다. 통신부(722)는 유선 또는 무선으로 타 단말과 데이터를 송수신하는 구성요소이다. 이는 안테나 및 통신 프로세서로 구현될 수 있다. 통신부(722)는 실시간으로 RTK 서버(700)로 단말 측위 정보 데이터를 전송하고, RTK 서버(700)로부터 보정정보를 수신한다. 또한, GNSS 품질 추정 장치(710)로 이동 경로 상의 GNSS 신호 품질 정보를 요청하는 신호를 전송하고, 이에 대응한 품질 정보를 수신하는 기능을 수행한다.

위성 신호 수신부(724)는 다수의 위성들(750)로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 신호 수신 장치이다. 위성 신호 수신부(724)는 위성 시계와의 오차를 고려하여 4개 이상의 GPS 위성들(750)로부터 GPS 신호를 수신하는 것이 바람직하다.

프로세서(726)은 위치 제어부, 이동 경로 생성부, 품질 정보 요청/수신부, 운행 모드 결정부, 측위 방식 결정부를 포함할 수 있다. 위치 제어부는 위성 신호 수신부(724)에서 수신한 GPS 신호를 기반으로 기본 위치를 결정하고, RTK 서버(700)로부터 수신한 보정정보를 기반으로 보정된 위치를 산출하여 최종 위치를 결정한다. 이동 경로 생성부는 상기 결정된 최종 위치를 기반으로 모빌리티의 사용자로부터 입력된 목적지까지의 최적 이동 경로를 산출하여 제공한다. 품질 정보 요청/수신부는 상기 이동 경로 상의 GNSS 신호의 품질 정보를 GNSS 품질 추정 장치(710)로 요청하고, 그에 대한 응답으로 대응하는 GNSS 신호 품질 정보를 수신한다. 이동 경로 생성부는 수신된 이동 경로 상의 GNSS 신호 품질 정보를 임계값과 비교하여, 임계값 이하의 신호 불량 구간에 대해 이를 우회하는 이동 경로를 추론하여 새로운 이동 경로를 생성할 수 있다. 운행 모드 결정부는 자율주행 모드인 경우, 신호 불량 구간에 진입함에 응답하여, 수동 운전 모드로 변경할 것을 결정하도록 제어할 수 있다. 반대의 경우, 신호 불량 구간에서 수동주행 모드로 가다가 GNSS 신호의 품질이 임계값보다 높아지는 신호 양호 구간으로 진입함에 응답하여 자동 운전 모드로 변경할 것을 결정 또는 제안하도록 제어할 수 있다. 측위 방식 결정부는 신호 양호 구간에 모빌리티가 위치함에 응답하여, 측위 방식을 변경하도록 제어할 수 있다. 특히, 센서 기반의 측위 방식과 GNSS 측위 방식을 융합하여 사용하는 경우, 신호 양호 구간에서는 센서 기반 측위 방식을 중지하도록 함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다.

메모리(728)는 프로세서(726)의 기능과 관련된 프로그램 언어를 저장하고 있고, 프로세서(726)에서 산출된 최종 위치 정보, 통신부(722)를 통해 수신되는 개별 GNSS 신호의 품질 정보 및 GNSS 품질 지도 정보를 저장한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 GNSS 품질 추정 방법이 활용되는 시스템을 나타낸 개념도이다. 도 8의 실시예에서, 기준국(810), RTK 서버(820) 및 RKT 로버(830)의 GNSS 신호 품질 측정과 관련된 동작을 제외한 기본 동작은 도 1의 그것과 동일 또는 유사하다. 다만, RTK 서버(820)에서 GNSS 품질 추정 서버에서의 동작을 수행할 수 있다.

도 8을 참조하면, RTK 서버(820)는 다수의 RTK 로버(830)로부터 단말 측위 정보(NMEA0183-GNGGA)를 수신한다. 그리고는, RTK 서버(820)는 상기 단말 측위 정보를 이용하여 RTK 로버(830)의 위치를 확인하여 그 위치에 적합한 보정정보(RTCM v3.2)를 생성하여 RTK 로버(830)로 전달한다.

본 발명의 실시예에 따르면, RTK 서버(820)는 도 1의 GNSS 품질 추정 서버에서 수행되었던, GNSS 신호의 품질 정보 산출 및 품질 지도 생성 등의 동작을 수행할 수 있다. RTK 서버(820)는 다수의 RTK 로버(830)로부터 수집된 단말 측위 정보를 기반으로 개별 단말 측위 메시지마다 GNSS 신호 품질을 추정한다. 이는, 앞서 설명한 바와 같이, 단말 측위 메시지에 포함된 RTK 상태 지표, 사용중인 위성 수 지표 및 HDOP 지표 중 적어도 하나를 이용함에 의해 이루어질 수 있다. RTK 서버(820)는 개별 단말 측위 신호마다 추정되는 GNSS 신호 품질 값을 이용하여 글로벌 영역에 대한 품질지도를 생성할 수 있다. 그리고는, RTK 로버(830)의 단말 측위 정보가 가리키는 위치에 대응하는 로컬 영역의 GNSS 신호 품질 정보를 RTK 로버(830)로 전달할 수 있다.

일 예에서, RTK 서버(820)는 단말 측위 정보를 수신함에 응답하여 보정정보를 전송할 때, GNSS 품질 정보를 함께 전송할 수 있다. 이때, 하나의 메시지로 보정정보에 상기 추정된 GNSS 품질 정보를 포함하여 전송할 수도 있고, 별도의 메시지로 보정정보와 GNSS 품질 정보를 독립적으로 전송할 수도 있다. RTK 로버(830)는 보정정보와 함께 수신된 GNSS 품질 정보를 기반으로 이후 보정정보를 추가 요청할지, 운전모드를 변경할지 등을 결정할 수 있다. 만약, GNSS 품질이 임계값보다 낮은 경우, RTK 서버(820)는 자체적으로 판단하여 보정정보를 RTK 로버(830)로 전송하지 않고, GNSS 품질 정보만 전송되도록 제어할 수 있다.

다른 예에서, RTK 서버(820)는 보정정보(RTCM v3.2) 전송 때마다 GNSS 품질 정보를 전송하지 않고, RTK 로버(830)로부터 이동 경로 상의 GNSS 품질 정보 요청이 있을 때에만, 그에 대응하여 GNSS 품질 정보를 제공하도록 제어할 수 있다. 즉, 보정정보와 관계없이 독립적으로 GNSS 품질 정보가 RTK 로버(830)로 전송될 수 있다.

한편, RTK 서버(820)는 특정 RTK 로버(830)로부터 단말 측위 정보를 수신함에 응답하여 상기 특정 RTK 로버(830)로부터 수신된 단일의 단말 측위 정보를 기반으로 GNSS 품질 정보를 추정하고, 추정된 GNSS 품질정보를 보정정보와 함께 RTK 로버(830)로 제공할 수 있다. 다른 예에서, RTK 서버(820)는 특정 RTK 로버(830)로부터 단말 측위 정보를 수신하면, 상기 특정 RTK 로버(830)의 위치를 확인하고, 해당 위치 주변으로부터 수신된 복수 개의 단말 측위 정보를 이용하여 GNSS 품질 정보를 추정하고, 추정된 GNSS 품질 정보를 보정정보와 함께 제공할 수도 있다.

추가적으로, RTK 서버(820)로부터 RTK 로버(830)로의 GNSS 품질 정보의 전송 주기는 보정정보의 전송 주기와 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 단말 측위 정보의 수신과 1:1의 관계로 보정정보를 전송할 때마다 GNSS 품질 정보를 전송할 수 있다. 또는, 다(多): 1의 관계로, 단말 측위 정보 수신에 따라 보정정보 전송이 N번 있을 때마다 하나의 GNSS 품질 정보를 RTK 로버(830)로 전송할 수 있다.

이상에서 설명된 시스템 또는 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 시스템, 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예들에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (18)

1. 컴퓨팅 장치에 의한, GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호 품질 추정 방법에 있어서,
   적어도 하나의 단말 측위 정보를 수집하는 단계;
   상기 수집된 적어도 하나의 단말 측위 정보를 이용하여 GNSS 신호의 품질 상태를 추정하는 단계;
   상기 추정된 GNSS 신호의 품질 상태를 기반으로 GNSS 품질 지도(GNSS quality map)를 생성하는 단계; 및
   사용자 단말로부터의 요청에 응답하여, 상기 GNSS 품질 지도의 적어도 일부를 이용함에 의해, 상기 사용자 단말의 요청에 대응하는 로컬 영역(local area)에 대한 GNSS 품질 정보를 제공하는 단계를 포함하는, GNSS 신호 품질 추정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 단말 측위 정보 데이터는 NMEA(National Marine Electronics Association)의 GNGGA 메시지를 포함하는, GNSS 신호 품질 추정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 GNSS 품질 상태는 상기 GNGGA 메시지에서, (i) 품질 식별자 지표(Quality Indicator), (ii) 사용 중인 위성 수 지표(Satellites Used) 및 (iii) 수평 위치 정밀도 지표(HDOP : Horizontal Dilution Of Precision)를 이용하여 추정하되,
   상기 품질 식별자는 RTK(Real-Time Kinematic) 상태 지표를 포함하는, GNSS 신호 품질 추정 방법.
4. 제 3 항에 있어서, GNSS 신호의 품질 상태를 추정하는 단계는,
   상기 품질 식별자 지표, 상기 사용 중인 위성 수 지표 및 상기 수평 위치 정밀도 지표를 정규화(normalization)하는 단계; 및
   상기 정규화된 품질 식별자 지표, 상기 정규화된 사용 중인 위성 수 지표 및 상기 정규화된 수평 위치 정밀도 지표에 가중치를 적용하여 선형 조합함에 의해 GNSS 신호의 품질을 추정하는 단계를 포함하는, GNSS 신호 품질 추정 방법.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 품질 식별자 지표, 상기 사용 중인 위성 수 지표 및 상기 수평 위치 정밀도 지표 중 어느 하나의 지표의 값을 미리 설정된 임계값과 비교하여, 비교 결과를 기반으로, 상기 어느 하나의 지표를 제외한 다른 지표의 값을 고려하지 않고 GNSS 신호의 품질 불량(不良)을 결정하는, GNSS 신호 품질 추정 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 단말 측위 정보는 RTK 서버로부터 획득하고,
   상기 GNSS 품질 지도를 생성하는 단계는, 상기 RTK 서버로부터 획득되는 다수 지역에 대한 단말 측위 정보를 이용하여 글로벌 영역(global area)에 대한 GNSS 품질 지도를 생성하는 단계를 포함하는, GNSS 신호 품질 추정 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 사용자 단말은 모빌리티(mobility)와 연관된 통신 모듈을 포함하되,
   상기 GNSS 신호 품질 정보를 제공하는 단계는,
   상기 통신 모듈로부터 상기 모빌리티의 이동 경로에 대한 GNSS 신호 품질 정보 요청을 수신하는 단계; 및
   상기 수신된 요청에 응답하여, 상기 GNSS 품질 지도 중 상기 이동 경로와 연관된 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보를 추출하여 상기 통신 모듈로 제공하는 단계를 포함하는, GNSS 신호 품질 추정 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보와 미리 설정된 임계값과의 비교 결과가 상기 모빌리티에서의 트래픽(traffic) 관리, 주행 계획 및 위치 측위 중 적어도 하나에 대한 결정에 이용되는, GNSS 신호 품질 추정 방법.
9. GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호 품질 추정 장치에 있어서,
   적어도 하나의 단말 측위 정보를 수집하고, 사용자 단말로부터의 요청을 수신하는 통신부; 및
   상기 수집된 적어도 하나의 단말 측위 정보를 이용하여 GNSS 신호의 품질 상태를 추정하고, 상기 추정된 GNSS 신호의 품질 상태를 기반으로 GNSS 품질 지도(GNSS quality map)를 생성하며, 상기 사용자 단말로부터의 요청에 응답하여, 상기 GNSS 품질 지도의 적어도 일부를 이용함에 의해, 상기 사용자 단말의 요청에 대응하는 로컬 영역(local area)에 대한 GNSS 품질 정보를 제공하도록 제어하는 프로세서를 포함하는, GNSS 신호 품질 추정 장치.
10. 모빌리티(mobility)와 연관된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 품질 데이터 수신 장치에 있어서,
    GNSS 품질 추정 서버로 GNSS 품질 정보 요청을 전송하고 그에 대응하는 GNSS 품질 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 모빌리티의 이동 경로를 기반으로 GNSS 품질 정보 요청을 생성하고, 상기 GNSS 품질 추정 서버로부터 수신된, 상기 이동 경로와 연관된 로컬 영역(local area)에 대한 GNSS 품질 정보를 이용하여, 트래픽(traffic) 관리, 주행 계획 및 위치 측위 중 적어도 하나를 결정하는 프로세서를 포함하는, GNSS 품질 데이터 수신 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보가 미리 설정한 임계값보다 낮음에 응답하여, RTK 서버로 RTK 보정 정보를 요청하지 않도록 제어함에 의해 트래픽을 관리하는, GNSS 품질 데이터 수신 장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보가 미리 설정한 임계값보다 낮음에 응답하여, 상기 임계값보다 낮은 GNSS 품질을 갖는 구간에 진입하기 전 수동 운전 모드로 전환하도록 결정하는, GNSS 품질 데이터 수신 장치.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보가 미리 설정한 임계값보다 높음에 응답하여, 센서 기반의 측위를 중지하도록 결정하는, GNSS 품질 데이터 수신 장치.
14. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 로컬 영역에 대한 GNSS 품질 정보가 미리 설정한 임계값보다 낮음에 응답하여, 현재 이동 경로를 우회하는 우회 경로 계획하도록 제어하는, GNSS 품질 데이터 수신 장치.
15. GNSS(Global Navigation Satellite System) 기반의 정밀 위치 측위 시스템에 있어서,
    RTK 로버(rover)로부터 단말 측위 정보를 수신하고 그에 대응하는 보정정보를 상기 RTK 로버로 전달하는 RTK 서버; 및
    상기 RTK 서버로부터 상기 단말 측위 정보를 수집하여 GNSS 신호의 품질 상태를 추정하고, 상기 추정된 GNSS 신호의 품질 상태를 기반으로 GNSS 품질 지도를 생성하며, 상기 RTK 로버로부터의 요청에 응답하여, 상기 GNSS 품질 지도의 적어도 일부를 이용함에 의해, 상기 RTK 로버의 요청에 대응하는 로컬 영역(local area)에 대한 GNSS 품질 정보를 제공하는 GNSS 품질 추정 서버를 포함하는, GNSS 기반의 정밀 위치 측위 시스템.
16. GNSS(Global Navigation Satellite System) 기반의 정밀 위치 측위를 위한 서버 장치에 있어서,
    RTK 로버(rover)로부터 단말 측위 정보를 수신하고 그에 대응하는 보정정보 및 GNSS 품질 추정 정보를 상기 RTK 로버로 전달하는 통신부; 및
    상기 단말 측위 정보를 기반으로 상기 단말 측위 정보가 가리키는 위치를 확인하여 상기 확인된 위치에 대응하는 상기 보정정보를 생성하고, 상기 단말 측위 정보 내에 포함된 품질 관련 지표를 이용하여 GNSS 신호의 품질 상태를 추정함에 의해, 상기 GNSS 품질 추정 정보를 생성하는 프로세서를 포함하는, GNSS 기반의 정밀 위치 측위 서버 장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 GNSS 품질 추정 정보는 상기 보정정보에 포함되어 상기 RTK 로버로 전달되는, GNSS 기반의 정밀 위치 측위 서버 장치.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 GNSS 품질 추정 정보는 상기 RTK 로버로부터 GNSS 품질 정보에 대한 요청이 있을 때, 상기 보정정보와 별개로, 상기 RTK 로버로 전달되는, GNSS 기반의 정밀 위치 측위 서버 장치.

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