WO2018021870A1 - 내비게이션 시스템 및 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법 - Google Patents

내비게이션 시스템 및 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법 Download PDF

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WO2018021870A1
WO2018021870A1 PCT/KR2017/008158 KR2017008158W WO2018021870A1 WO 2018021870 A1 WO2018021870 A1 WO 2018021870A1 KR 2017008158 W KR2017008158 W KR 2017008158W WO 2018021870 A1 WO2018021870 A1 WO 2018021870A1
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WO
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road
vehicle
current position
candidate
current
Prior art date
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PCT/KR2017/008158
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English (en)
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Inventor
박상연
김용석
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현대엠엔소프트 주식회사
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    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G—PHYSICS
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/40—Correcting position, velocity or attitude
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0968—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
    • G08G1/0969—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle having a display in the form of a map

Definitions

  • the present invention relates to a navigation system and a method for calibrating a position of a navigation system. More particularly, when the position is corrected by mapping a road close to the measured position in the navigation system, the map matching is performed in the shape of a driving trajectory and surrounding roads. It relates to a navigation system for correcting the position by the position and a position correction method of the navigation system.
  • Navigation is provided to the driver to help the driver navigate safely and conveniently by finding the shortest route to the destination.
  • TBT TBT Turn by Navigation System
  • a map matching is applied to display the location of the vehicle on a map so that the vehicle can be checked in which position the vehicle is currently located in the process of moving to the destination.
  • a navigation system measures a current position of a vehicle driving through satellite navigation information or dead reckoning information, and then displays a current position by using a map matching technique that maps a road close to a measured coordinate.
  • map matching is performed to compensate for the error of the satellite navigation information or the dead reckoning information.
  • unexpected precision and other errors occur due to the decrease in precision for.
  • an object of the present invention is to map the road close to the measured position in the navigation system to correct the position, the driving track and the surrounding road
  • the present invention provides a navigation system for correcting a position by map matching to a shape and a method for correcting a position of the navigation system.
  • the present invention includes a position measuring unit for measuring the current position of the vehicle based on the location information; A map data storage for storing map information; A route storage unit configured to store the driving route driven by the vehicle with the map information; And generating a driving trajectory in which the vehicle traveled before the current position based on the driving route, searching for at least one first candidate road within a preset radius based on the current position, and searching for the at least one first And generate at least one second candidate road having connectivity with each of the one candidate roads, wherein the driving path and the at least one second candidate road are mapped to each other by the driving trajectory and the at least one second candidate road. It provides a navigation system including a control unit for selecting a similar road to correct the current position.
  • map matching between the driving trajectory and the at least one second candidate road may be performed by comparing shape patterns.
  • the at least one first candidate road may be a road in which a difference between a current direction angle of the vehicle and a direction angle of the road within at least one road within the set radius is within a critical angle.
  • control unit corrects the current position to a position on the selected most similar road in consideration of the distance traveled by the vehicle based on a specific time point or position.
  • the driving trajectory of the vehicle traveling before the current position is characterized in that the trajectory of the vehicle traveling within a preset distance based on the current position.
  • the position measuring unit characterized in that for measuring the position of the current vehicle through at least one of satellite navigation and dead reckoning.
  • the satellite navigation characterized in that for measuring the location information of the vehicle based on the Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the dead reckoning is characterized in that for measuring the location information of the vehicle based on the speed of the vehicle and DR information of the vehicle.
  • the present invention includes a position measuring unit for measuring the current position of the vehicle based on the position information; A map data storage for storing map information; A route storage unit configured to store the driving route driven by the vehicle with the map information; Generating a driving trajectory of the vehicle traveling before the current position based on the driving route, searching for at least one candidate road connected to at least one road within a preset radius based on the current position;
  • the present invention provides a navigation system that selects a road most similar to the driving trajectory and corrects the current position through map matching based on a comparison of the shape of the driving trajectory and the shape pattern of the at least one candidate road.
  • control unit corrects the current position to a position on the selected most similar road in consideration of the distance traveled by the vehicle based on a specific time point or position.
  • the present invention comprises the steps of calculating the current position of the vehicle based on the position information from the position measuring unit; Generating, by the controller, a driving trajectory of the vehicle traveling before the current position; Searching, by the control unit, at least one first candidate road within a preset radius based on the current position; Generating at least one second candidate road having connectivity with each of the at least one first candidate roads; And selecting a road most similar to the driving trajectory among the at least one second candidate road through the map matching between the driving trajectory and the at least one second candidate road, and correcting the current position of the navigation system.
  • Provide a position correction method Provide a position correction method.
  • map matching between the driving trajectory and the at least one second candidate road may be performed by comparing shape patterns.
  • the at least one first candidate road in the step of searching for the at least one first candidate road, includes a current direction angle at which the vehicle is running among at least one road within the set radius and a direction angle of the road. The difference is that the road is within the critical angle.
  • the current position in the correcting of the current position, is corrected to a position on the selected most similar road in consideration of the distance traveled by the vehicle based on a specific time point or position.
  • the driving trajectory of the vehicle traveling before the current position is characterized in that the trajectory of the vehicle traveling within a preset distance based on the current position.
  • the position measuring unit characterized in that for measuring the position of the current vehicle through at least one of satellite navigation and dead reckoning.
  • the satellite navigation characterized in that for measuring the location information of the vehicle based on the Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the dead reckoning is characterized in that for measuring the location information of the vehicle based on the speed of the vehicle and DR information of the vehicle.
  • the present invention comprises the steps of calculating the current position of the vehicle based on the position information from the position measuring unit; Generating, by the controller, a driving trajectory of the vehicle traveling before the current position; Searching, by the controller, at least one candidate road connected to at least one road within a preset radius based on the current location; And correcting the current position by selecting a road most similar to the driving trajectory through map matching based on a comparison of the shape of the driving trajectory and the shape pattern of the at least one candidate road. to provide.
  • the current position in the correcting of the current position, is corrected to a position on the selected most similar road in consideration of the distance traveled by the vehicle based on a specific time point or position.
  • the navigation system and the position correction method of the navigation system when the position is corrected by mapping the road close to the position measured in the navigation system, the map is matched with the shape of the driving trajectory and the surrounding road to correct the position. By calibrating, it is possible to perform a road guide based on the exact position.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a navigation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a matching process in the navigation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a candidate road in a navigation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams illustrating a shape pattern of a candidate road in a navigation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a position correction method of a navigation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a navigation system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a view for explaining a matching process in the navigation system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a view of the present invention 4 illustrates a candidate road in a navigation system according to an embodiment
  • FIGS. 4 and 5 illustrate a shape pattern of a candidate road in a navigation system according to an embodiment of the present invention.
  • a navigation system includes an output unit including a position measuring unit 10, a map data storage unit 20, a route storage unit 30, and a controller 40. 50).
  • the position measuring unit 10 measures the position of the vehicle and provides the position information to the control unit 40.
  • the position measuring unit 10 may measure the current position of the vehicle through at least one of satellite navigation and dead reckoning.
  • satellite navigation measures vehicle position information based on GNSS (Global Navigation Satellite System), GPS (Global Positioning System), GLONASS (Global Navigation Satellite System), Galileo, Beidou, etc. Location information can be received from the system.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS Global Positioning System
  • GLONASS Global Navigation Satellite System
  • Galileo Beidou
  • Beidou Beidou
  • the dead reckoning may measure the position information of the vehicle based on the speed obtained from the speedometer (not shown), the gyro sensor (not shown), and the geomagnetic sensor (not shown) of the vehicle and the dead reckoning information of the vehicle. Can be.
  • the map data storage unit 20 stores map information for guiding the found driving route. At this time, the map information may be precise map information.
  • the controller 40 matches the driving route of the vehicle with the map information and stores the driving route in the route storage unit 30 so as to generate a shape of the road and a driving trajectory for map matching.
  • the controller 40 calculates a current position based on the position information of the vehicle measured by the position measuring unit 10, and reads the driving route that the vehicle has traveled within a preset set distance from the route storage unit 30. Generate a trajectory (driving trajectory shape).
  • controller 40 searches for a road within a set radius from the calculated current position from the map data storage unit 20 to generate candidate roads for map matching, and the driving trajectory and the shape of the candidate road. Map matching is performed with the shape pattern, and the current position is corrected and output.
  • the set distance for the control unit 40 to generate the driving trajectory shape according to the driving route may be set to 500 m. This distance is arbitrarily set, and the present invention is not limited thereto, and may be set differently according to a setting condition of a system or a user setting.
  • searching for a road to generate a candidate road in the present embodiment, it is described as searching for a road within a set radius of 50m from the current position, which is an error of the position information measured by the position measuring unit 10
  • the value is arbitrarily set in consideration of the range, and the present invention is not limited thereto, and may also be determined differently according to the setting conditions of the system or the setting of the user.
  • the driving path actually traveled by the vehicle is the same as a (indicated by a dashed line), but the driving according to the position information measured by the control unit 40 through the position measuring unit 10 is performed.
  • the path is equal to b. Therefore, map matching should be performed from the position according to b to the position according to a to display the current position.
  • roads that can be map-matched may be c and d, but if map-matching with nearby roads, they may be mapped to location d. . That is, when compared with the actual driving route a, the ideal map matching result should be map-matched to point c, but when map-matching with a nearby road, it can be map-matched to location d, which is not a desirable map matching result.
  • the controller 40 searches for a road within a set radius based on the current position as shown in FIG. 3, and a candidate road capable of map matching in which the difference between the current direction angle and the road direction angle in which the vehicle is traveling is within a critical angle. Search A and B first. If three or more roads satisfy this condition, all of these roads may be candidate roads.
  • the controller 40 generates candidate roads having connectivity with the searched candidate roads A and B, respectively.
  • the controller 40 generates (A), (B), (C), and (D) as candidate roads as roads having connectivity with the candidate road A, and also in FIG. 5.
  • (E), (F), and (G) may be generated as candidate roads as roads having connectivity with the candidate road B.
  • the candidate roads (A), (B), (C), (D), (E), (F), and (G) are generated for the candidate roads A and B, respectively, and then the control unit 40 Is a shape pattern by comparing the shape of the driving trajectory in which the vehicle travels with the shapes of the candidate roads (A), (B), (C), (D), (E), (F), and (G). Perform map matching with
  • the controller 40 maps the candidate road B among the candidate roads in the most similar shape, and based on the distance traveled by the vehicle (for example, based on a specific viewpoint or location).
  • the current position is corrected to the position on the selected most similar road in consideration of the distance traveled by the vehicle).
  • the output unit 50 outputs the corrected current position output from the control unit 40.
  • the map matching is performed based on the driving trajectory and the shape of the surrounding road.
  • the road guide can be performed based on the exact position.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a position correction method of a navigation system according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 6 describes the position correction method of the navigation system according to an embodiment of the present invention.
  • control unit 40 receives position information from the position measuring unit 10 and calculates a current position of the vehicle (S10).
  • the location information may be location information of measuring the current location of the vehicle through at least one of satellite navigation and dead reckoning.
  • satellite navigation measures vehicle position information based on GNSS (Global Navigation Satellite System), GPS (Global Positioning System), GLONASS (Global Navigation Satellite System), Galileo, Beidou, etc. Location information can be received from the system.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS Global Positioning System
  • GLONASS Global Navigation Satellite System
  • Galileo Beidou
  • Beidou Beidou
  • the dead reckoning may measure the position information of the vehicle based on the speed obtained from the speedometer (not shown), the gyro sensor (not shown), and the geomagnetic sensor (not shown) of the vehicle and the dead reckoning information of the vehicle. Can be.
  • the control unit 40 After calculating the current position from the position information in step S10, the control unit 40 reads the driving route traveled within the preset distance set by the vehicle on the basis of the current position from the path storage unit 30 to the driving trajectory (travel trajectory) Shape) (S20).
  • the route storage unit 30 matches and stores the driving route of the vehicle with map information.
  • the controller 40 may set the “set distance” for generating the driving trajectory shape according to the driving route to 500 m.
  • This distance is arbitrarily set, but is not limited thereto, and may be variously set according to a system setting or a user setting.
  • the controller 40 searches for a road capable of map matching within the set radius from the map data storage unit 20 based on the current location (S30).
  • searching for a road to generate a candidate road in the present embodiment, it is described as searching for a road within a set radius of 50m from the current location, which is an error range of the location information measured by the location measuring unit 10. It is not limited to this value set arbitrarily in consideration of the above, and this can also be determined differently according to the setting conditions of the system or the setting of the user.
  • the controller 40 is a candidate road having a map matching possibility in which a difference between a current direction angle and a road direction angle at which the vehicle is running is within a critical angle among roads within a set radius of 50 m from the current position.
  • step S30 After searching for candidate roads A and B within a predetermined radius in step S30, the controller 40 generates candidate roads having connectivity with each of the searched candidate roads A and B, as shown in FIGS. 4 and 5. (S40).
  • the controller 40 generates (A), (B), (C), and (D) as candidate roads as candidate roads having connectivity with the candidate road A, and also, FIG. 5.
  • candidate roads (E), (F), and (G) having connectivity with the candidate road B may be generated as candidate roads.
  • the controller 40 is the driving trajectory shape and the candidate roads (A), (B), (C), (D), (E), ( Comparing the shapes of F) and (G)), map matching is performed using a shape pattern (S50).
  • the controller 40 maps the candidate road (B) to the most similar shape among the candidate roads, and advances the traveling distance of the vehicle (for example, a specific viewpoint or location). Based on the distance traveled by the vehicle as a reference, the current position is corrected and output to the position on the selected most similar road (S60).
  • the position correction method of the navigation system when the position is corrected by map matching the road close to the position measured in the navigation system, the map in the shape of the driving trajectory and the surrounding road By matching and correcting the position, the road guide can be performed based on the exact position.

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Abstract

본 발명은 내비게이션 시스템 및 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법이 개시된다. 본 발명의 내비게이션 시스템은, 차량의 위치를 측정하는 위치 측정부; 주행경로를 탐색하고 탐색한 주행경로를 안내하기 위한 지도정보를 저장하는 지도데이터 저장부; 차량이 주행한 주행경로를 지도정보와 매칭시켜 저장하는 경로 저장부; 및 위치 측정부에서 측정한 차량의 위치정보를 기반으로 현재 위치를 산출한 후 이전 주행한 설정거리 이내의 주행경로를 경로 저장부로부터 읽어와 주행궤적 형상을 생성하고, 지도데이터 저장부로부터 현재 위치로부터 설정반경 이내의 도로를 탐색하여 맵매칭을 위한 후보도로를 생성하며, 주행궤적 형상과 후보도로의 형상에 대해 형상패턴으로 맵매칭을 수행하여 현재 위치를 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내비게이션 시스템 및 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법
본 발명은 내비게이션 시스템 및 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내비게이션 시스템에서 측정된 위치와 가까운 도로를 맵매칭하여 위치를 보정할 때, 주행궤적과 주변 도로에 대한 형상으로 맵매칭하여 위치를 보정하는 내비게이션 시스템 및 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법에 관한 것이다.
요즘은 전자장치의 발달로 자동차의 성능이 눈이 부시게 발전하고 있다. 일례로 엔진의 성능향상을 위해 여러 가지의 센서가 사용되어 최적의 엔진 효율을 발생시키도록 하여 차량에 대한 신뢰도 높아지고 있다.
이와 같이 차량의 성능이나 안전에 대한 기능이 발전함에 따라서 추가로 운전자의 편의를 위한 갖가지 장치 등이 개발되고 있으며, 최근에는 차량의 내비게이션 시스템이 개발되고 있다.
운전자에게 길을 안내하는 내비게이션이 차량 자체에 장착되어 나오면서 목적지까지 가는 최단 경로를 탐색하여 안전하고 편리하게 주행할 수 있도록 돕는다.
내비게이션을 화면 안내의 관점에서 분류하면, 지도상에 경로 및 현 위치를 표시하여 길 안내를 수행하는 전체지도 내비게이션(Full Map Navigation)과, 좌회전, 우회전, 유턴, 직진 등과 같이 현재시점에 맞는 안내만을 보임으로써 길 안내를 수행하는 TBT 내비게이션 시스템(Turn by Turn Navigation System)으로 분류할 수 있다.
이러한 내비게이션에는 목적지까지 이동하는 과정에서 현재 차량이 어느 위치에 있는지 확인이 가능하도록 차량의 위치를 지도상에 표시하는 맵 매칭이 적용되고 있다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제2011-0043294호(2011.04.27.)인 "네비게이션 장치의 맵매칭 보정방법"이 있다.
일반적으로 내비게이션 시스템에서는 위성항법 정보나 추측항법 정보를 통해 주행하는 차량의 현재 위치를 측정한 후 측정된 좌표에서 가까운 도로와 맵매칭하는 맵매칭 기법을 이용하여 현재 위치를 표시하고 있다.
그러나, 이와 같이 가까운 도로와 맵매칭하는 지점 매칭을 수행할 경우 위성항법 정보나 추측항법 정보의 오차를 보상하기 위해 맵매칭을 수행하고 있지만 가까운 도로가 다수 존재할 경우에는 잘못된 도로와 매칭함으로써, 현재 위치에 대한 정밀도가 떨어지게 되어 예상치 못한 안내 및 기타 오류가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 내비게이션 시스템에서 측정된 위치와 가까운 도로를 맵매칭하여 위치를 보정할 때, 주행궤적과 주변 도로에 대한 형상으로 맵매칭하여 위치를 보정하는 내비게이션 시스템 및 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법을 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 본 발명은 위치정보에 기초한 차량의 현재 위치를 측정하는 위치 측정부; 지도 정보를 저장하는 지도 데이터 저장부; 차량이 주행한 주행경로를 상기 지도정보와 매칭시켜 저장하는 경로 저장부; 및 상기 주행경로에 근거하여 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적을 생성하고, 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 반경 이내의 적어도 하나의 제 1후보도로를 탐색하고, 상기 적어도 하나의 제 1후보도로 각각과 연결성을 갖는 적어도 하나의 제 2후보도로를 생성하며, 상기 주행궤적과 상기 적어도 하나의 제 2후보도로의 맵매칭을 통해 상기 적어도 하나의 제 2후보도로 중 상기 주행궤적과 가장 유사한 도로를 선택하여 상기 현재 위치를 보정하는 제어부를 포함하는 내비게이션 시스템을 제공한다.
본 발명에서, 상기 주행궤적과 상기 적어도 하나의 제 2후보도로의 맵매칭은 형상 패턴 비교를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 적어도 하나의 제 1후보도로는 상기 설정 반경 이내의 적어도 하나의 도로 중 차량이 주행하고 있는 현재 방향각과 도로의 방향각의 차이가 임계각 이내인 도로인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 특정 시점이나 위치를 기준으로 차량이 진행한 거리를 고려하여, 상기 현재 위치를 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적은 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 거리 이내에서 차량이 주행한 궤적인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 위치 측정부는, 위성항법과 추측항법 중 어느 하나 이상을 통해 상기 현재 차량의 위치를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 위성항법은, GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 상기 차량의 위치정보를 측정하는 것임을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 추측항법은, 상기 차량의 속도 및 차량의 DR 정보를 기반으로 상기 차량의 위치정보를 측정하는 것임을 특징으로 한다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 위치정보에 기초한 차량의 현재 위치를 측정하는 위치 측정부; 지도 정보를 저장하는 지도 데이터 저장부; 차량이 주행한 주행경로를 상기 지도정보와 매칭시켜 저장하는 경로 저장부; 및 상기 주행경로에 근거하여 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적을 생성하고, 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 반경 이내의 적어도 하나의 도로와 연결되는 적어도 하나의 후보도로를 탐색하고, 상기 주행궤적의 형상과 상기 적어도 하나의 후보도로의 형상 패턴 비교에 기반한 맵매칭을 통해 상기 주행궤적과 가장 유사한 도로를 선택하여 상기 현재 위치를 보정하는 내비게이션 시스템을 제공한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 특정 시점이나 위치를 기준으로 차량이 진행한 거리를 고려하여, 상기 현재 위치를 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 보정하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 제어부가 위치 측정부로부터의 위치정보에 기초하여 차량의 현재 위치를 산출하는 단계; 상기 제어부가 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적을 생성하는 단계; 상기 제어부가 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 반경 이내의 적어도 하나의 제 1후보도로를 탐색하는 단계; 상기 적어도 하나의 제 1후보도로 각각과 연결성을 갖는 적어도 하나의 제 2후보도로를 생성하는 단계; 및 상기 주행궤적과 상기 적어도 하나의 제 2후보도로의 맵매칭을 통해 상기 적어도 하나의 제 2후보도로 중 상기 주행궤적과 가장 유사한 도로를 선택하여 상기 현재 위치를 보정하는 단계를 포함하는 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 현재 위치를 보정하는 단계에서, 상기 주행궤적과 상기 적어도 하나의 제 2후보도로의 맵매칭은 형상 패턴 비교를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 적어도 하나의 제 1후보도로를 탐색하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 제 1후보도로는 상기 설정 반경 이내의 적어도 하나의 도로 중 차량이 주행하고 있는 현재 방향각과 도로의 방향각의 차이가 임계각 이내인 도로인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 현재 위치를 보정하는 단계에서, 상기 현재 위치는, 특정 시점이나 위치를 기준으로 차량이 진행한 거리를 고려하여, 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 보정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적은 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 거리 이내에서 차량이 주행한 궤적인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 위치 측정부는, 위성항법과 추측항법 중 어느 하나 이상을 통해 상기 현재 차량의 위치를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 위성항법은, GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 상기 차량의 위치정보를 측정하는 것임을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 추측항법은, 상기 차량의 속도 및 차량의 DR 정보를 기반으로 상기 차량의 위치정보를 측정하는 것임을 특징으로 한다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 제어부가 위치 측정부로부터의 위치정보에 기초하여 차량의 현재 위치를 산출하는 단계; 상기 제어부가 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적을 생성하는 단계; 상기 제어부가 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 반경 이내의 적어도 하나의 도로와 연결되는 적어도 하나의 후보도로를 탐색하는 단계; 및 상기 주행궤적의 형상과 상기 적어도 하나의 후보도로의 형상 패턴 비교에 기반한 맵매칭을 통해 상기 주행궤적과 가장 유사한 도로를 선택하여 상기 현재 위치를 보정하는 단계를 포함하는 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 현재 위치를 보정하는 단계에서, 상기 현재 위치는, 특정 시점이나 위치를 기준으로 차량이 진행한 거리를 고려하여, 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 보정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 내비게이션 시스템 및 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법은 내비게이션 시스템에서 측정된 위치와 가까운 도로를 맵매칭하여 위치를 보정할 때, 주행궤적과 주변 도로에 대한 형상으로 맵매칭하여 위치를 보정함으로써 정확한 위치를 기반으로 길 안내를 수행할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템에서의 매칭과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템에서의 후보도로를 나타낸 도면이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템에서 후보도로의 형상패턴을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 내비게이션 시스템 및 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법을 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 내비게이션 시스템을 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템에서의 매칭과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템에서의 후보도로를 나타낸 도면이고, 도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템에서 후보도로의 형상패턴을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템은, 위치 측정부(10), 지도데이터 저장부(20), 경로 저장부(30) 및 제어부(40)를 비롯하여 출력부(50)를 포함한다.
위치 측정부(10)는 차량의 위치를 측정하여 위치정보를 제어부(40)에 제공한다.
여기서, 위치 측정부(10)는 위성항법과 추측항법 중 어느 하나 이상을 통해 현재 차량의 위치를 측정할 수 있다.
이때 위성항법은 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 차량의 위치정보를 측정하는 것으로, GPS(Global Positioning System), GLONASS(Global Navigation Satellite System), 갈릴레오(Galileo), 베이더우(Beidou) 등의 시스템으로부터 위치정보를 수신할 수 있다.
또한 추측항법은 차량의 속도계(미도시), 자이로센서(미도시), 및 지자기센서(미도시) 등으로부터 획득한 속도 및 차량의 DR(Dead Reckoning) 정보를 기반으로 차량의 위치정보를 측정할 수 있다.
지도데이터 저장부(20)는 탐색된 주행경로를 안내하기 위한 지도정보를 저장한다. 이 때 지도정보는 정밀지도 정보일 수 있다.
제어부(40)는 차량이 주행한 주행경로를 지도정보와 매칭시켜 경로 저장부(30)에 저장함으로써, 도로의 형상과 맵매칭시키기 위한 주행궤적 형상을 생성할 수 있도록 한다.
제어부(40)는 위치 측정부(10)에서 측정한 차량의 위치정보를 기반으로 현재 위치를 산출하고, 차량이 미리 설정된 설정거리 이내에서 주행한 주행경로를 경로 저장부(30)로부터 읽어 와서 주행궤적(주행 궤적 형상)을 생성한다.
또한, 제어부(40)는 상기 산출된 현재 위치로부터 설정반경 이내의 도로를 지도데이터 저장부(20)로부터 탐색하여 맵매칭을 위한 후보도로를 생성하며, 상기 주행궤적 형상과 상기 후보도로의 형상에 대해 형상패턴으로 맵매칭을 수행하여 현재 위치를 보정하여 출력한다.
본 실시예에서 제어부(40)가 주행경로에 따른 주행궤적 형상을 생성하기 위한 상기 설정거리는 500m로 설정할 수 있다. 이는 임의로 설정된 거리로서 이에 한정하는 것은 아니며, 시스템의 설정조건이나 사용자의 설정에 의해 달리 설정될 수 있다.
또한, 후보도로를 생성하기 위해 도로를 탐색할 때, 본 실시예에서는 현재 위치로부터의 설정반경 50m 이내의 도로를 탐색하는 것으로 기재하나, 이는 위치 측정부(10)를 통해 측정한 위치정보의 오차범위를 감안하여 임의로 설정한 값으로서 이에 한정하는 것은 아니며, 이 또한 시스템의 설정조건이나 사용자의 설정에 의해 달리 정해질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같은 도로 형상을 갖는 지형에서 차량이 실제 주행한 주행경로는 a(점선으로 표시)와 같지만, 제어부(40)가 위치 측정부(10)를 통해 측정한 위치정보에 따른 주행경로는 b와 같게 된다. 따라서, b에 따른 위치를 a에 따른 위치로 맵매칭을 수행하여 현재 위치를 표시하여야 한다.
예를 들어, 맵매칭을 위해 탐색반경 e에서 맵매칭을 수행할 때, 맵매칭할 수 있는 도로는 c와 d일 수 있으나, 만약 가까운 도로와 맵매칭할 경우에는 d 위치로 맵매칭될 수 있다. 즉, 실제 주행경로 a와 비교할 때 이상적인 맵매칭 결과로는 c 지점으로 맵매칭되어야 하지만 가까운 도로와 맵매칭할 경우 d 위치로 맵매칭될 수 있는 것이며, 이것은 바람직한 맵매칭결과라고 볼 수 없다.
이에, 본 실시예에서 제어부(40)는 도 3과 같이 현재 위치에 기초하여 설정 반경 이내 도로를 탐색하여 차량이 주행하고 있는 현재 방향각과 도로 방향각의 차이가 임계각 이내인 맵매칭이 가능한 후보도로 A와 B를 먼저 탐색한다. 만약 이러한 조건을 만족하는 도로가 3개 이상인 경우에는 이들 도로 모두가 후보도로가 될 수 있다.
그리고 제어부(40)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 탐색된 후보도로 A와 B 각각과 연결성을 갖는 후보도로를 생성한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(40)는 후보도로 A와 연결성을 갖는 도로로서 (A), (B), (C) 및 (D)를 후보도로로 생성하고, 또한 도 5에 도시된 바와 같이 후보도로 B와 연결성을 갖는 도로로서 (E), (F) 및 (G)를 후보도로로 생성할 수 있다.
이와 같이 후보도로 A, B에 대하여 후보도로((A), (B), (C), (D), (E), (F), (G))를 각각 생성한 후, 제어부(40)는 차량이 주행한 상기 주행궤적 형상과 상기 후보도로들((A), (B), (C), (D), (E), (F), (G))의 형상을 비교하여 형상패턴으로 맵매칭을 수행한다.
이렇게 형상패턴으로 맵매칭을 수행할 경우, 제어부(40)는 상기 후보도로들 중에서 후보도로 (B)를 가장 유사한 형상으로 맵매칭하고, 차량이 진행한 거리(예를 들어 특정 시점이나 위치를 기준으로 차량이 진행한 거리)를 고려하여 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 현재 위치를 보정하여 출력한다.
출력부(50)는 제어부(40)에서 출력되는 보정된 현재 위치를 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 내비게이션 시스템에 따르면, 내비게이션 시스템에서 측정된 위치와 가까운 도로를 맵매칭하여 위치를 보정할 때, 주행궤적과 주변 도로에 대한 형상에 근거하여 맵매칭을 수행하여 위치를 보정함으로써 정확한 위치를 기반으로 길 안내를 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(40)는 위치 측정부(10)로부터 위치정보를 입력받아 차량의 현재 위치를 산출한다(S10).
여기서, 위치정보는 위성항법과 추측항법 중 어느 하나 이상을 통해 현재 차량의 위치를 측정한 위치정보일 수 있다.
이때 위성항법은 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 차량의 위치정보를 측정하는 것으로, GPS(Global Positioning System), GLONASS(Global Navigation Satellite System), 갈릴레오(Galileo), 베이더우(Beidou) 등의 시스템으로부터 위치정보를 수신할 수 있다.
또한 추측항법은 차량의 속도계(미도시), 자이로센서(미도시), 및 지자기센서(미도시) 등으로부터 획득한 속도 및 차량의 DR(Dead Reckoning) 정보를 기반으로 차량의 위치정보를 측정할 수 있다.
S10 단계에서 위치정보로부터 현재 위치를 산출한 후, 제어부(40)는 현재 위치를 기준으로 차량이 미리 설정된 설정거리 이내에서 주행한 주행경로를 경로 저장부(30)로부터 읽어 와서 주행궤적(주행궤적 형상)을 생성한다(S20). 여기서 경로 저장부(30)는 차량이 주행한 주행경로를 지도정보와 매칭시켜 저장하고 있다.
본 실시예에서 제어부(40)는 주행경로에 따른 주행궤적 형상을 생성하기 위한 상기 "설정거리"를 500m로 설정할 수 있다. 이는 임의로 설정된 거리로서 이에 한정하는 것은 아니며, 시스템 설정이나 사용자 설정에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
다음으로, 제어부(40)는 현재 위치에 기초하여 지도데이터 저장부(20)로부터 설정반경 이내에서 맵매칭이 가능한 도로를 탐색한다(S30).
후보도로를 생성하기 위해 도로를 탐색할 때, 본 실시예에서는 현재 위치로부터의 설정반경 50m 이내의 도로를 탐색하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 위치 측정부(10)를 통해 측정한 위치정보의 오차범위를 감안하여 임의로 설정한 값으로서 이에 한정하는 것은 아니며, 이 또한 시스템의 설정조건이나 사용자의 설정에 의해 달리 정해질 수 있다.
예를 들어, 제어부(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 현재 위치에서 설정 반경 50m 이내에 있는 도로 중 차량이 주행하고 있는 현재 방향각과 도로 방향각의 차이가 임계각 이내인 맵매칭 가능성이 있는 후보도로로서 A와 B를 탐색할 수 있다. 물론 현재 위치에서 설정 반경 이내에 맵매칭이 가능한 도로가 3개 이상인 경우에는 이들 모두가 후보도로가 될 수 있다.
S30 단계에서 설정반경 이내의 후보도로 A, B를 탐색한 후, 제어부(40)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 탐색된 후보도로 A, B 각각과 연결성을 갖는 후보도로들을 생성한다(S40).
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(40)는 후보도로 A와 연결성을 갖는 후보도로로서 (A), (B), (C) 및 (D)를 후보도로로 생성하고, 또한 도 5에 도시된 바와 같이 후보도로 B와 연결성을 갖는 후보도로 (E), (F) 및 (G)를 후보도로로 생성할 수 있다.
S40 단계에서 후보도로를 생성한 후, 제어부(40)는 차량이 주행한 상기 주행궤적 형상과 상기 후보도로들((A), (B), (C), (D), (E), (F), (G))의 형상을 비교하여 형상패턴으로 맵매칭을 수행한다(S50).
이렇게 형상패턴으로 맵매칭을 수행할 경우, 제어부(40)는 상기 후보도로들 중에서 후보도로 (B)를 가장 유사한 형상으로 맵매칭하고, 차량의 진행한 진행거리(예를 들어 특정 시점이나 위치를 기준으로 차량이 진행한 거리)를 고려하여 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 현재 위치를 보정하여 출력한다(S60).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법에 따르면, 내비게이션 시스템에서 측정된 위치와 가까운 도로를 맵매칭하여 위치를 보정할 때, 주행궤적과 주변 도로에 대한 형상으로 맵매칭하여 위치를 보정함으로써 정확한 위치를 기반으로 길 안내를 수행할 수 있다.
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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 위치정보에 기초한 차량의 현재 위치를 측정하는 위치 측정부;
    지도 정보를 저장하는 지도 데이터 저장부;
    차량이 주행한 주행경로를 상기 지도정보와 매칭시켜 저장하는 경로 저장부; 및
    상기 주행경로에 근거하여 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적을 생성하고, 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 반경 이내의 적어도 하나의 제 1후보도로를 탐색하고, 상기 적어도 하나의 제 1후보도로 각각과 연결성을 갖는 적어도 하나의 제 2후보도로를 생성하며, 상기 주행궤적과 상기 적어도 하나의 제 2후보도로의 맵매칭을 통해 상기 적어도 하나의 제 2후보도로 중 상기 주행궤적과 가장 유사한 도로를 선택하여 상기 현재 위치를 보정하는 제어부를 포함하는 내비게이션 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주행궤적과 상기 적어도 하나의 제 2후보도로의 맵매칭은 형상 패턴 비교를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1후보도로는 상기 설정 반경 이내의 적어도 하나의 도로 중 차량이 주행하고 있는 현재 방향각과 도로의 방향각의 차이가 미리 설정된 임계각 이내인 도로인 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 차량이 진행한 거리를 고려하여, 상기 현재 위치를 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 보정하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적은 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 거리 이내에서 차량이 주행한 궤적인 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 위치 측정부는, 위성항법과 추측항법 중 어느 하나 이상을 통해 상기 현재 차량의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 위성항법은, GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 상기 차량의 위치정보를 측정하는 것임을 특징으로 하는 내비게이션 시스템.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 추측항법은, 상기 차량의 속도 및 차량의 DR 정보를 기반으로 상기 차량의 위치정보를 측정하는 것임을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법.
  9. 위치정보에 기초한 차량의 현재 위치를 측정하는 위치 측정부;
    지도 정보를 저장하는 지도 데이터 저장부;
    차량이 주행한 주행경로를 상기 지도정보와 매칭시켜 저장하는 경로 저장부; 및
    상기 주행경로에 근거하여 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적을 생성하고, 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 반경 이내의 적어도 하나의 도로와 연결되는 적어도 하나의 후보도로를 탐색하고, 상기 주행궤적의 형상과 상기 적어도 하나의 후보도로의 형상 패턴 비교에 기반한 맵매칭을 통해 상기 주행궤적과 가장 유사한 도로를 선택하여 상기 현재 위치를 보정하는 내비게이션 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는 특정 시점이나 위치를 기준으로 차량이 진행한 거리를 고려하여, 상기 현재 위치를 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 보정하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정방법.
  11. 제어부가 위치 측정부로부터의 위치정보에 기초하여 차량의 현재 위치를 산출하는 단계;
    상기 제어부가 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적을 생성하는 단계;
    상기 제어부가 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 반경 이내의 적어도 하나의 제 1후보도로를 탐색하는 단계;
    상기 적어도 하나의 제 1후보도로 각각과 연결성을 갖는 적어도 하나의 제 2후보도로를 생성하는 단계; 및
    상기 주행궤적과 상기 적어도 하나의 제 2후보도로의 맵매칭을 통해 상기 적어도 하나의 제 2후보도로 중 상기 주행궤적과 가장 유사한 도로를 선택하여 상기 현재 위치를 보정하는 단계를 포함하는 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 현재 위치를 보정하는 단계에서, 상기 주행궤적과 상기 적어도 하나의 제 2후보도로의 맵매칭은 형상 패턴 비교를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1후보도로를 탐색하는 단계에서,
    상기 적어도 하나의 제 1후보도로는 상기 설정 반경 이내의 적어도 하나의 도로 중 차량이 주행하고 있는 현재 방향각과 도로의 방향각의 차이가 임계각 이내인 도로인 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 현재 위치를 보정하는 단계에서,
    상기 현재 위치는, 차량이 진행한 거리를 고려하여, 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 보정되는 내비게이션 시스템의 위치 보정방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적은 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 거리 이내에서 차량이 주행한 궤적인 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 위치 측정부는, 위성항법과 추측항법 중 어느 하나 이상을 통해 상기 현재 차량의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 위성항법은, GNSS(Global Navigation Satellite System)를 기반으로 상기 차량의 위치정보를 측정하는 것임을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 추측항법은, 상기 차량의 속도 및 차량의 DR 정보를 기반으로 상기 차량의 위치정보를 측정하는 것임을 특징으로 하는 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법.
  19. 제어부가 위치 측정부로부터의 위치정보에 기초하여 차량의 현재 위치를 산출하는 단계;
    상기 제어부가 상기 현재 위치 이전에 차량이 주행한 주행궤적을 생성하는 단계;
    상기 제어부가 상기 현재 위치를 기준으로 미리 설정된 설정 반경 이내의 적어도 하나의 도로와 연결되는 적어도 하나의 후보도로를 탐색하는 단계; 및
    상기 주행궤적의 형상과 상기 적어도 하나의 후보도로의 형상 패턴 비교에 기반한 맵매칭을 통해 상기 주행궤적과 가장 유사한 도로를 선택하여 상기 현재 위치를 보정하는 단계를 포함하는 내비게이션 시스템의 위치 보정 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 현재 위치를 보정하는 단계에서,
    상기 현재 위치는, 특정 시점이나 위치를 기준으로 차량이 진행한 거리를 고려하여, 상기 선택된 가장 유사한 도로 상의 위치로 보정되는 내비게이션 시스템의 위치 보정방법.
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