KR20200057511A

KR20200057511A - 차량 측위 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20200057511A
Application number: KR1020180142012A
Authority: KR
Inventors: 김효정; 권상구
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-05-26
Also published as: CN111198391A; US20200158518A1; US10883840B2

Abstract

본 발명은 차량 측위 시스템 및 방법에 관한 것으로, 차량 단말이 차량의 위치 정보를 획득하여 이동 단말로 전송하고, 상기 차량 단말이 상기 차량이 위성 신호의 수신이 불량한 수신 불량 구간에 진입하는지를 확인하고, 상기 차량 단말이 상기 차량이 수신 불량 구간에 진입 시 상기 이동 단말로부터 전송되는 상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 수신하고, 상기 차량 단말이 상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 보정한다.

Description

차량 측위 시스템 및 방법{VEHICLE LOCALIZATION SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 위성 신호를 수신하기 어려운 수신 불량 지역에서 차량 위치를 측정할 수 있는 차량 측위 시스템 및 방법에 관한 것이다.

비상호출(Emergency Call, eCall) 시스템은 교통사고 발생 시 운전자가 의식을 잃거나 전화를 걸지 못하는 상황에서도 차내에서 자동 또는 수동으로 신고와 구난을 요청하여 신속한 구조를 도와주는 시스템이다. 비상호출 시스템은 차량에 장착되어 에어백 시스템 및 차량 센서 등을 통해 교통사고 발생을 감지하면 사고 발생 위치, 차량 유형, 운행방향 등을 포함하는 교통사고정보를 긴급통화대응센터(PSAP: Public Safety Answering Point)로 전송한다. 긴급통화대응센터는 비상호출 시스템으로부터 전달받은 교통사고정보를 파악하여 사고지점에서 가장 가까운 구조기관에 사고 관련 정보를 전달한다.

비상호출 시스템은 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위성으로부터 전송되는 위성 신호를 이용하여 사고 발생 지점의 위치 좌표를 계산한다. 비상호출 시스템은 자체적으로 지도 정보를 가지고 있지 않기 때문에 터널 또는 지하차도 등과 같이 위성 신호의 수신 감도가 불량인 지역에서 정확한 차량 위치를 파악하기 어렵다.

또한, 비상호출 시스템은 위성 신호 수신 불량 지역에서 내장된 DR(Dead Reckoning) 값에 의존하여 차량의 현재 위치를 파악하나, 위성 신호를 수신하지 못하는 시간이 길어질수록 DR 값의 오차가 증가한다. 따라서, 터널과 같은 위성 신호 불량 지역에서 사고 발생 시 비상호출 시스템은 부정확한 사고 발생 위치를 제공할 수밖에 없다.

KR 1020060055920 A JP 2013088208 A

본 발명은 위성 신호의 수신이 어려운 수신 불량 지역에서 이동 단말 내 지도 정보를 이용하여 차량 위치를 측정하는 차량 측위 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 측위 시스템은 지도 정보를 제공하는 이동 단말, 및 차량이 위성 신호의 수신이 불량한 수신 불량 구간에 진입하면 상기 지도 정보를 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 산출하는 차량 단말을 포함한다.

상기 차량 단말은, 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 통신부, 상기 위성 신호를 이용하여 차량 위치를 측정하는 위치 측정부, 상기 차량의 이동 거리 및 헤딩각에 근거하여 상기 차량 위치를 추측하는 추측 항법부, 및 상기 이동 단말로부터 상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 수신하여 상기 차량의 현재 위치를 보정하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 수신 불량 구간의 지도 정보는, 상기 수신 불량 구간의 도로 속성, 시작 위치, 종료 위치, 및 도로 구배율을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 처리부는, 상기 도로 속성에 근거하여 상기 수신 불량 구간을 수신 장애 지역 또는 음영 지역으로 판정하는 것을 특징으로 한다.

상기 처리부는, 상기 수신 불량 구간이 수신 장애 지역이면 상기 이동 단말에 의해 지도 매칭된 위치로 상기 차량의 현재 위치를 보정하고, 상기 수신 불량 구간이 음영 지역이면 상기 이동 단말에 의해 산출된 추측 위치 오차 정보를 고려하여 상기 차량의 현재 위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동 단말은, 상기 차량 단말로부터 전송되는 상기 차량의 위치 정보에 포함된 측정 위치 및 추측 위치를 전자지도에 지도 매칭하여 상기 차량이 위치하는 상기 수신 불량 구간에 매칭되는 현재 도로구간을 선정하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동 단말은, 상기 전자지도로부터 선정된 현재 도로구간의 지도 정보를 추출하여 상기 차량 단말로 전송하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 측위 방법은 차량 단말이 차량의 위치 정보를 획득하여 이동 단말로 전송하는 단계, 상기 차량 단말이 상기 차량이 위성 신호의 수신이 불량한 수신 불량 구간에 진입하는지를 확인하는 단계, 상기 차량 단말이 상기 차량이 수신 불량 구간에 진입 시 상기 이동 단말로부터 전송되는 상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 수신하는 단계, 및 상기 차량 단말이 상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 보정하는 단계를 포함한다.

상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 수신하는 단계는, 상기 이동 단말이 상기 위치 정보에 포함된 측정 위치 및 추측 위치를 전자지도에 지도 매칭하는 단계, 상기 이동 단말이 지도 매칭된 위치 정보를 토대로 상기 차량이 위치하는 상기 수신 불량 구간에 매칭되는 현재 도로구간을 선정하는 단계, 상기 이동 단말이 상기 전자지도로부터 상기 현재 도로구간의 지도 정보를 추출하는 단계, 및 상기 이동 단말이 상기 현재 도로구간의 지도 정보를 상기 차량 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자지도에 지도 매칭하는 단계에서, 상기 이동 단말은 상기 추측 위치와 지도 매칭된 추측 위치의 오차를 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동 단말은 상기 현재 도로구간의 지도 정보를 전송할 때 산출된 오차 정보를 함께 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량의 현재 위치를 보정하는 단계에서, 상기 차량 단말은 상기 산출된 오차 정보를 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 위성 신호의 수신이 어려운 수신 불량 지역에서 이동 단말 내 지도 정보를 이용하여 차량 위치를 측정하므로, 위치 정확도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 차량 측위 시스템을 자체적으로 지도 정보를 가지고 있지 않는 기존의 비상호출(eCall) 시스템에 적용하는 경우, 비상호출 시스템은 수신 불량 지역에서 비상상황이 발생하여도 정확한 비상상황 발생 위치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 비상호출 서비스 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 차량 측위 시스템을 도시한 블록구성도.
도 3은 본 발명과 관련된 차량 단말의 위치 정보 전송 주기를 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명과 관련된 차량의 주행 도로구간 선정 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 측위 방법을 도시한 흐름도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 차량 측위 결과를 도시한 그래프.
도 9는 본 발명과 관련된 비상호출 서비스 방법을 도시한 흐름도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비상호출 서비스 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 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 가진다. 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.

본 발명은 GNSS(Global Navigation Satellite System) 및 데드 레코딩(Dead Reckoning, DR) 기술을 이용하여 차량의 현재 위치를 측정하는 차량 측위 시스템에 관한 것으로, 네비게이션 시스템(navigation system)을 구비하지 않은 경우 GNSS 위성 신호의 수신이 어려운 난수신 지역(수신 불량 구간)에서 이동 단말 내 전자지도(지도 정보, 지도 데이터)를 이용하여 차량 위치를 측정하는 기술을 제안한다.

위성항법시스템(GNSS)은 인공위성에 기반을 둔 전 지구적 무선 항법 시스템으로서, 위성에서 송출된 신호를 수신할 수 있는 모듈을 지닌 사용자가 언제 어디서나 기상 상태와 관계없이 자신의 위치를 결정할 수 있는 시스템이다. 위성항법시스템(GNSS)은 미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global orbiting Navigation Satellite System), 유럽의 Galileo, 중국의 Beidou, 일본의 QZSS(Quasi-Zenith Satellite System) 및 인도의 IRNSS(Indian Regional Navigation Satellite System) 등이 대표적이다.

도 1은 본 발명과 관련된 비상호출 서비스 시스템을 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 차량 측위 시스템을 도시한 블록구성도, 도 3은 본 발명과 관련된 차량 단말의 위치 정보 전송 주기를 설명하기 위한 도면, 도 4 및 도 5는 본 발명과 관련된 차량의 주행 도로구간 선정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 비상호출(Emergency Call, eCall) 서비스 시스템은 차량 측위 시스템(10), GNSS(Global Navigation Satellite System) 위성(20) 및 관제센터(30)를 포함한다. 여기서, 차량 측위 시스템(10)은 차량 사고 시 관제센터(30)에 구난 요청(비상호출)을 할 수 있는 비상호출(eCall) 시스템을 말한다.

차량 측위 시스템(10)은 차량에 탑재되어 차량사고가 발생하면 충격 센서 및/또는 에어백제어장치(ACU)을 통해 차량사고를 감지한다. 예를 들어, 차량 측위 시스템(10)은 충격 센서에 의해 측정된 충격 세기(레벨)가 미리 정해진 기준 세기(임계치)를 초과하면 비상상황으로 인식한다.

차량 측위 시스템(10)은 차량사고 등과 같은 비상상황을 감지하면 GNSS 위성(20)으로부터 송출되는 신호를 이용하여 차량의 현재 위치 즉, 사고 발생 위치(사고지점 위치 좌표)를 측정한다. 차량 측위 시스템(10)은 사고 발생 위치 및 사고 발생 시간 정보 등을 포함하는 구난 요청 신호를 관제센터(30)로 송출한다. 또한, 차량 측위 시스템(10)은 관제센터(30)에 음성 연결(전화 연결)을 요청할 수 있다.

관제센터(30)는 긴급통화대응센터(PSAP: Public Safety Answering Point)로, 차량 측위 시스템(10)으로부터 전송되는 구난 요청 신호를 수신한다. 관제센터(30)는 구난 요청 신호가 접수되면 사고 발생 위치를 확인하고 사고 지점과 가까운 구조기관(예: 소방소, 경찰청, 도로공사 및 보험사 등)에 응급출동을 요청한다. 관제센터(30)는 응급출동 요청 시 구조기관에 사고 관련 정보(사고 정보)도 제공한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 측위 시스템을 도시한 블록구성도이다.

도 2를 참조하면, 차량 측위 시스템(10)은 차량 단말(100) 및 이동 단말(200)을 포함한다. 여기서, 차량 단말(100)은 비상호출 시스템에 내장된 GNSS/DR(Dead Reckoning) 모듈로 구현될 수 있다. 이동 단말(200)은 스마트폰, 태블릿, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player) 또는 노트북 컴퓨터 등으로 구현될 수 있다.

차량 단말(100)은 통신부(110), 위치 측정부(120), 추측 항법부(130), 차량 센서(140), 메모리(150) 및 처리부(160)를 포함한다.

통신부(110)는 유선 및/또는 무선 통신을 수행한다. 무선 통신 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(WiFi), Wibro(Wireless broadband) 및 Wimax(World Interoperability for Microwave Access) 등의 무선 인터넷 기술, 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association) 및 지그비(ZigBee) 등의 근거리 통신 기술 및/또는 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communication), LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-Advanced 등의 이동 통신 기술이 이용될 수 있다. 유선 통신 기술로는 USB(Universal Serial Bus) 등과 같은 시리얼 통신 기술이 이용될 수 있다.

위치 측정부(120)는 차량의 현재 위치를 측정한다. 위치 측정부(120)는 GNSS 수신기(미도시)를 통해 GNSS 위성으로부터 송신되는 신호를 수신하고, 수신된 위성 신호를 이용하여 차량의 현재 위치를 산출한다. 위치 측정부(120)는 위성에서 신호를 송신한 시간과 위성 신호를 수신한 시간의 시간차를 이용하여 위성과 위치 측정부(120) 사이의 거리를 산출한다. 위치 측정부(120)는 산출된 위성과 위치 측정부(120) 사이의 거리 및 위성 신호에 포함된 위성의 위치 정보를 이용하여 차량의 현재 위치를 산출한다.

추측 항법부(130)는 데드 레코딩(Dead Reckoning, DR) 기술을 이용하여 차량의 현재 위치를 추측(추정)한다. 추측 항법부(130)는 자이로(gyro) 센서, 속도 센서 및 가속도 센서 등을 통해 측정한 센서값을 이용하여 출발 위치(출발지)를 기준으로 차량이 이동한 거리 및 방향(heading angle)을 산출한다. 추측 항법부(130)는 출발 위치를 기준으로 한 상대적인 위치 이동값을 산출하여 차량 위치를 추정한다. 추측 항법(130)는 추정된 차량 위치 즉, 추측 위치(DR 정보)를 처리부(160)로 전송한다.

차량 센서(vehicle sensors)(140)는 차량에 장착된 하나 이상의 센서 및/또는 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)로부터 차량 정보를 획득한다. 하나 이상의 센서는 충격 센서, 속도 센서, 거리 센서, 자이로 센서 및 가속도 센서 등을 포함할 수 있다. 차량 센서(140)는 차량 네트워크(In-Vehicle Network)를 통해 에어백 시스템, 차량도어 시스템, ESC(Electronic Stability Control), TCS(Traction Control System), 및 ABS(Antilock Brake System) 등의 전자제어장치로부터 차량 정보(예: 에어백 전개, 도어 오픈 여부 또는 도어 클로즈 여부 등)를 획득할 수도 있다. 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), MOST(Media Oriented Systems Transport) 네트워크, LIN(Local Interconnect Network), 또는 X-by-Wire(Flexray) 등으로 구현된다.

메모리(150)는 처리부(160)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수 있다. 메모리(150)는 긴급구난 요청 알고리즘 및 현재 위치 계산 알고리즘 등을 저장할 수 있다. 메모리(150)는 위치 측정부(120) 및 추측 항법부(130)로부터 출력되는 측정 위치 및 추측 위치(추정 위치, dead reckoning position)를 저장할 수 있다.

메모리(150)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 착탈형 디스크 및 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 적어도 하나 이상의 저장매체(기록매체)로 구현될 수 있다.

처리부(160)는 차량 단말(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 이러한 처리부(160)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), CPU(Central Processing unit), 마이크로 컨트롤러(microcontrollers) 및 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나 이상으로 구현될 수 있다.

처리부(160)는 차량 실내에 위치하는 이동 단말(200)과 데이터 통신을 위해 통신 연결을 수행한다. 예를 들어, 차량 단말(100)의 처리부(160)는 차량 실내에 이동 단말(200)이 감지되면 이동 단말(200)과 블루투스 연결 설정을 수행한다.

처리부(160)는 위치 측정부(120) 및 추측 항법부(130)를 통해 획득한 측정 위치 및 추측 위치를 통신부(110)를 통해 이동 단말(200)로 전송한다. 처리부(160)는 사전에 설정된 전송 주기에 따라 측정 위치 및 추측 위치를 포함하는 위치 정보를 이동 단말(200)로 전송한다.

또한, 처리부(160)는 위치 측정부(120)를 통해 GNSS 위성 신호의 수신 감도를 지속적으로 체크하여 차량의 수신 불량 구간 진입 여부를 판정한다. 처리부(160)는 위성 신호의 수신 감도가 임계치 이하이면 수신 불량 구간 진입으로 결정한다. 여기서, 수신 불량 구간은 빌딩이나 멀티 패스 등으로 인한 위성 신호를 수신하기 어려운 수신 장애 지역(이하, 제1구간) 및 터널이나 지하도 등과 같이 위성 신호를 수신할 수 없는 음영 지역(이하, 제2구간)으로 구분한다.

처리부(160)는 차량이 수신 불량 구간에 진입한 경우, 이동 단말(200)로부터 전송되는 보정 정보를 수신한다. 보정 정보는 지도 매칭된 위치 정보, 도로구간 지도 정보(수신 불량 구간의 지도 정보), 추측 위치 오차(△DR) 정보 및 경로 정보(목적지까지의 경로)를 포함한다.

처리부(160)는 이동 단말(200)로부터 제공받은 보정 정보에 포함된 수신 불량 구간의 지도 정보에 근거하여 차량이 현재 주행 중인 도로구간(link)의 도로 속성을 판별한다. 처리부(160)는 지도 정보에 포함된 도로 속성(지하도, 터널, 건물 주차장 등)을 확인하여 위성 신호의 수신 불량 원인을 확인한다. 다시 말해서, 처리부(160)는 차량이 주행하는 도로구간이 제1구간 및 제2구간 중 어느 구간에 속하는지를 확인한다.

처리부(160)는 차량이 제1구간을 진입한 경우, 이동 단말(200)로부터 수신한 보정 정보에 포함된 지도 매칭된 위치 정보로 차량의 현재 위치를 보정한다. 처리부(160)는 차량이 제2구간을 진입한 경우, 이동 단말(200)로부터 제공되는 수신 불량 구간의 지도 정보 및 추측 위치 오차 정보를 이용하여 차량의 현재 위치를 보정한다. 다시 말해서, 처리부(160)는 기존의 추측 위치(DR)에 추측 위치 오차 정보를 반영하여 추측 위치를 보정한다. 처리부(160)는 보정된 추측 위치를 기반으로 수신 불량 구간의 지도 정보에 포함된 제2구간의 입구 위치(시작 위치) 및 출구 위치(종료 위치), 출구까지의 잔여 거리 및 도로 구배율 등에 근거하여 추측 위치를 산출한다.

처리부(160)는 차량 센서(140)를 통해 차량 사고 발생을 감지하면 가장 최근에 측정된 위치 정보를 관제센터(30)로 전송한다. 예컨대, 처리부(160)는 충격 센서에 의해 측정된 충격 세기가 기정해진 기준 세기 이상이면 사고 발생으로 감지하고 관제센터(30)에 사고 발생 위치 정보와 함께 구난을 요청한다.

처리부(160)는 수신 불량 구간에서 비상상황 발생 시 이동 단말(200)로부터 제공받은 보정 정보를 이용하여 가장 최근에 갱신된 차량 위치 정보를 관제센터(30)에 전송한다.

이동 단말(200)은 통신부(210), 위치 측정부(220), 메모리(230), 표시부(240) 및 처리부(250)를 포함한다.

통신부(210)는 차량 단말(100)과 유선 및/또는 무선 통신을 지원한다. 통신부(210)는 이동 단말(200)과 관제센터(30) 간의 데이터(음성 데이터 포함) 통신을 수행할 수도 있다. 무선 통신 기술로는 WiFi, Wibro 및 Wimax 등의 무선 인터넷 기술, 블루투스, NFC, RFID, 적외선 통신 및 지그비 등의 근거리 통신 기술, 및/또는 CDMA, GSM, LTE 및 LTE-Advanced 등의 이동 통신 기술이 이용될 수 있다. 유선 통신 기술로는 USB 등과 같은 시리얼 통신 기술이 이용될 수 있다.

위치 측정부(220)는 이동 단말(200)의 현재 위치를 측정한다. 위치 측정부(220)는 GNSS 위성으로부터 송출되는 위성 신호를 GNSS 수신기(미도시)를 통해 수신하고 그 수신된 위성 신호를 이용하여 이동 단말(200)의 현재 위치를 산출한다.

메모리(230)는 처리부(250)가 기정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 소프트웨어를 저장한다. 메모리(230)는 네비게이션 프로그램, 전자지도(지도 정보) 및 지도 매칭(map matching) 알고리즘 등을 저장할 수 있다.

메모리(230)는 플래시 메모리, 하드디스크, SD 카드, RAM, SRAM, ROM, PROM, EEPROM, EPROM, 레지스터, 착탈형 디스크 및 웹 스토리지 등의 저장매체 중 적어도 하나 이상의 저장매체(기록매체)로 구현될 수 있다.

표시부(240)는 처리부(250)의 동작에 따른 상태 및 결과를 출력한다. 이러한 표시부(240)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED) 디스플레이, 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 투명디스플레이, 헤드업 디스플레이(head-up display, HUD) 및 터치스크린 등의 표시수단 중 적어도 하나 이상으로 구현될 수 있다.

표시부(240)는 오디오 데이터를 출력할 수 있는 스피커(speaker)와 같은 오디오 출력 모듈을 포함할 수도 있다. 예컨대, 표시부(240)는 전자지도에 기반하여 길 안내 정보를 표시하며 스피커를 통해 음성 신호(오디오 신호)도 출력할 수 있다.

또한, 표시부(240)는 터치 센서와 결합된 터치 스크린으로 구현되어 출력장치 뿐만 아니라 입력장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는 터치 필름 또는 터치 패드 등이 사용될 수 있다.

처리부(250)는 이동 단말(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 이러한 처리부(250)는 ASIC, DSP, PLD, FPGAs, CPU, 마이크로 컨트롤러 및 마이크로 프로세서 중 적어도 하나 이상으로 구현될 수 있다.

처리부(250)는 터치 스크린과 같은 사용자 인터페이스(미도시)를 통해 입력되는 사용자 입력에 따라 메모리(230)에 저장된 내비게이션 프로그램을 실행한다. 처리부(250)는 전자지도에 차량의 현재 위치를 매칭시켜 표시한다. 또한, 처리부(250)는 사용자 입력에 따라 목적지를 설정하고 차량의 현재 위치(출발지)로부터 목적지까지의 전체 경로를 탐색한다. 처리부(250)는 탐색된 목적지까지의 전체 경로를 차량 단말(100)에 전송할 수 있다. 또한, 처리부(250)는 목적지까의 경로가 재탐색(갱신)되면 재탐색된 경로를 차량 단말(100)에 전송한다.

처리부(250)는 통신부(210)를 통해 차량 단말(100)로부터 전송되는 측정 위치 및 추측 위치 정보를 수신한다. 수신된 측정 위치 및 추측 위치는 위성 신호의 수신이 불량한 수신 불량 구간에서 이동 단말(200)의 현재 위치(여기서, 차량 위치)를 산출하는데 사용된다.

처리부(250)는 위치 측정부(220)를 통해 위성 신호의 수신 감도를 모니터링한다. 처리부(250)는 수신 감도가 임계치 이하이면 이동 단말(200)이 수신 불량 구간에 진입한 것으로 판정한다. 처리부(250)는 수신 불량 구간 진입 여부에 따라 보정 정보의 전송 주기를 가변한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 처리부(250)는 위성 신호의 수신이 양호한 수신 양호 구간(Link 1)에 진입한 경우, 1Hz 주기로 보정 정보를 전송한다. 한편, 처리부(250)는 위성 신호의 수신이 불량한 수신 불량 구간(Link 3)에 진입 시 5Hz 주기로 보정 정보를 전송한다.

처리부(250)는 이동 단말(200)이 수신 불량 구간에 진입한 경우, 차량 단말(100)로부터 제공받은 추측 위치 정보를 이용하여 이동 단말(200)의 위치 정보를 갱신한다. 처리부(250)는 갱신된 이동 단말(200)의 위치 정보를 전자지도(지도 데이터)에 지도 매칭(map matching)하여 이동 단말(200)의 위치 정보를 재갱신한다.

처리부(250)는 지도 매칭된 위치 정보를 토대로 현재 주행 도로구간(이하, 현재 도로구간) 및 다음 주행 도로구간(이하, 다음 도로구간)를 선정한다. 여기서, 다음 도로구간은 현재 도로구간에 연결되며 차량이 다음으로 주행할 도로구간을 말한다. 처리부(250)는 목적지 설정 여부에 따라 상이한 방법으로 다음 도로구간을 선정한다.

먼저, 목적지가 설정된 경우, 처리부(250)는 출발지로부터 목적지까지의 전체 경로에 기반하여 차량이 위치하고 있는 현재 도로구간과 다음 도로구간을 설정한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 현재 위치가 노드 A 이고 Link 1 및 Link 4를 주행하는 경로로 설정된 경우, 처리부(250)는 현재 도로구간으로 Link 1을 선정하고, 다음 도로구간으로 Link 4를 선정한다.

다음, 목적지가 미설정된 경우, 처리부(250)는 전자지도를 활용하여 차량이 현재 위치하는 현재 도로구간과 연결되는 도로구간(들) 중 차량의 주행방향과 동일한 도로구간(들)을 후보 도로구간으로 선정한다. 처리부(250)는 선정된 후보 도로구간 중 어느 하나의 도로구간을 다음 도로구간으로 선정한다. 처리부(250)는 차량의 진행방향(헤딩각) 및 현재 위치를 토대로 차량과 가장 근접한 후보 도로구간을 다음 도로구간으로 선정한다. 도 5를 참조하면, 차량이 노드 A에 위치하고 노드 B를 향해 직진하고 있는 경우, 처리부(250)는 현재 도로구간으로 Link 1을 선정하고, 차량의 진행방향을 고려하여 후보 도로구간으로 Link 2, Link 3 및 Link 4를 선정한다. 이어서, 처리부(250)는 차량의 진행방향(직진) 및 현재 위치를 토대로 차량과 가장 근접한 Link 3을 다음 도로구간으로 선정한다.

처리부(250)는 수신된 추측 위치와 지도 매칭한 추측 위치의 오차(차이) 즉, 추측 위치 보정값(△DR)을 산출한다.

처리부(250)는 통신부(210)를 통해 지도 매칭한 차량 위치, 추측 위치 보정값 및 현재 주행 중인 도로구간 및 다음 도로구간의 지도 정보 등을 포함하는 보정 정보를 차량 단말(100)로 전송한다. 지도 정보는 도로 속성(지하도, 터널, 건물 주차장 등), 도로구간의 시작 위치 및 종료 위치(예: 터널의 입구 좌표 및 출구 좌표), 종료 위치(출구)까지의 잔여 거리 및 도로 구배율 등을 포함한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 측위 방법을 도시한 흐름도이다.

차량 단말(100)은 차량의 위치 정보를 획득하여 이동 단말(200)로 전송한다(S110, S120). 차량 단말(100)의 처리부(160)는 위치 측정부(120) 및 추측 항법부(130)를 통해 차량의 측정 위치 및 추측 위치를 획득한다. 처리부(160)는 통신부(110)를 통해 정해진 주기로 측정 위치 및 추측 위치를 포함한 위치 정보를 전송한다.

차량 단말(100)은 차량의 수신 불량 구간 진입 여부를 확인한다(S130). 처리부(160)는 위치 측정부(120)에 포함된 GNSS 수신기를 통해 수신되는 위성 신호의 수신 감도를 모니터링한다. 처리부(160)는 위선 신호의 수신 감도가 임계치 이하이면 차량의 수신 불량 구간 진입으로 판정한다. 차량 단말(100)은 차량이 수신 불량 구간에 진입한 경우 이동 단말(200)로부터 제공되는 보정 정보를 수신한다.

이동 단말(200)은 차량 단말(100)로부터 전송되는 위치 정보를 토대로 지도 매칭을 수행하여 수신 불량 구간의 지도 정보를 추출한다(S140). 이동 단말(200)은 수신 불량 구간의 지도 정보를 추출할 때 지도 매칭된 위치 정보 및 추측 위치 보정값을 함께 산출한다.

이동 단말(200)의 처리부(250)는 위치 정보에 포함된 측정 위치 및 추측 위치를 전자지도에 지도 매칭한다(S141). 처리부(250)는 수신한 추측 위치와 지도 매칭한 추측 위치의 오차(추측 위치 보정값)를 계산한다.

처리부(250)는 지도 매칭된 위치 정보를 토대로 차량이 주행 중인 현재 도로구간 및 다음 도로구간을 선정한다(S142). 처리부(250)는 목적지가 설정된 경우에는 목적지까지의 경로 정보 및 지도 정보를 활용하여 현재 도로구간 및 다음 도로구간을 선정할 수 있다. 한편, 처리부(250)는 목적지가 설정되지 않는 경우 지도 매칭된 위치 정보에 근거하여 현재 도로구간을 선정하고, 차량의 진행방향을 고려하여 현재 도로구간에 연결되는 후보 도로구간을 선정한다. 처리부(250)는 선정된 후보 도로구간 중 어느 하나의 후보 도로구간을 다음 도로구간으로 선정한다. 이때, 처리부(250)는 차량의 진행방향 및 위치에 근거하여 차량으로부터 가장 근접한 후보 도로구간을 선택한다.

처리부(250)는 메모리(230)에 저장된 전자지도(지도 데이터)로부터 선정된 도로구간의 도로 속성 정보를 추출한다(S143). 도로 속성 정보는 지하도, 터널, 지하 주차장 및 지하차도 등의 도로 종류를 의미한다.

처리부(250)는 전자지도에서 선정된 도로구간의 위치 정보를 추출한다(S144). 도로구간의 위치 정보는 도로구간의 시작 위치, 종료 위치, 사이즈(폭 및 높이 등), 도로 구배율, 시작 위치와 종료 위치 사이의 거리, 및 궤적 좌표(x,y,z) 등을 포함한다.

처리부(250)는 도로구간 지도 정보, 지도 매칭된 위치 정보 및 추측 위치 오차 정보를 포함한 보정 정보를 차량 단말(100)로 전송한다(S150).

차량 단말(100)은 S130에서 차량의 수신 불량 구간 진입이 감지되면, 이동 단말(200)로부터 전송되는 보정 정보를 참조하여 수신 불량 구간을 판별한다(S160). 차량 단말(100)의 처리부(160)는 보정 정보에 포함된 수신 불량 구간의 도로 속성을 고려하여 제1구간 또는 제2구간으로 판정한다.

차량 단말(100)은 판별결과에 따라 보정 정보를 활용하여 차량 위치를 보정한다(S170). 처리부(160)는 수신 불량 구간이 제1구간(수신 장애 지역)이면, 차량 위치를 보정 정보 내 지도 매칭된 위치 정보로 갱신한다. 한편, 처리부(160)는 수신 불량 구간이 제2구간(음영 지역)이면 추측 위치 오차 정보를 이용하여 추측 항법부(130)로부터 출력되는 추측 위치를 보정한다. 처리부(160)는 보정된 추측 위치를 차량 위치로 갱신한다.

한편, 차량 단말(100)은 S130에서 차량이 수신 불량 구간에 진입하지 않은 경우 획득한 위치 정보를 이용하여 차량의 현재 위치(차량 위치)를 확인한다(S180).

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 차량 측위 결과를 도시한 그래프이다.

도 7을 참조하면, 차량이 음영 지역을 주행하는 경우, 종래에는 지도 정보에 따른 음영 지역의 도로구간 궤적(실선)과 차량 단말(100)에서 산출된 차량 위치 궤적(점선)의 오차가 시간이 지남에 따라 누적되어 증가한다.

본 발명에 따른 차량 측위 시스템(10)은 차량이 음영 지역에 진입하면 이동 단말(200) 내 지도 정보를 참조하여 일정 주기 마다 차량 위치를 보정하여 위치 오차를 최소화한다.

도 8을 참조하면, 차량이 멀티 패스 지역을 주행하는 경우, 종래에는 이동 단말(200)이 차량 단말(100)로부터 전송되는 위치 정보를 토대로 보정한 차량 위치 궤적(실선)과 차량 단말(100)에 의해 산출된 차량 위치 궤적(점선)의 오차가 시간에 따라 누적되어 증가한다.

한편, 본 발명에 따른 차량 측위 시스템(10)은 멀티 패스 지역을 주행할 때 정해진 주기 마다 이동 단말(200)에 의해 보정된 위치로 차량 위치를 보정하여 위치 오차를 최소화한다.

도 9는 본 발명과 관련된 비상호출 서비스 방법을 도시한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 차량 단말(100)은 주행 중 실시간으로 차량의 현재 위치를 확인한다(S100). 차량 단말(100)은 도 6에 도시된 차량 측위 방법을 이용하여 차량의 현재 위치를 측정한다.

차량 단말(100)은 차량 센서(140)를 통해 비상상황 발생 여부를 감지한다(S200). 차량 단말(100)의 처리부(160)는 차량 센서(140)에 의해 측정된 데이터를 이용하여 비상상황 발생 여부를 확인한다. 예컨대, 처리부(160)는 에어백의 작동을 감지하면 비상상황 발생으로 판정한다.

차량 단말(100)은 비상상황 발생이 감지되면, 최종 확인된 차량의 현재 위치 정보를 관제센터(30)로 전송한다(S300). 차량 단말(100)의 처리부(160)는 가장 최근에 갱신된 차량 위치 정보를 통신부(110)를 통해 관제센터(30)에 전송한다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비상호출 서비스 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.

도 10을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 차량 단말
200: 이동 단말
110, 210: 통신부
120, 220: 위치 측정부
130: 추측 항법부
140: 차량 센서
150, 230: 메모리
160, 250: 처리부
240: 표시부

Claims

지도 정보를 제공하는 이동 단말, 및
차량이 위성 신호의 수신이 불량한 수신 불량 구간에 진입하면 상기 지도 정보를 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 산출하는 차량 단말을 포함하는 차량 측위 시스템.
제1항에 있어서,
상기 차량 단말은,
상기 이동 단말과 통신을 수행하는 통신부,
상기 위성 신호를 이용하여 차량 위치를 측정하는 위치 측정부,
상기 차량의 이동 거리 및 헤딩각에 근거하여 상기 차량 위치를 추측하는 추측 항법부, 및
상기 이동 단말로부터 상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 수신하여 상기 차량의 현재 위치를 보정하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 시스템.
제2항에 있어서,
상기 수신 불량 구간의 지도 정보는,
상기 수신 불량 구간의 도로 속성, 시작 위치, 종료 위치, 및 도로 구배율을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 시스템.
제3항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 도로 속성에 근거하여 상기 수신 불량 구간을 수신 장애 지역 또는 음영 지역으로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 시스템.
제4항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 수신 불량 구간이 수신 장애 지역이면 상기 이동 단말에 의해 지도 매칭된 위치로 상기 차량의 현재 위치를 보정하고,
상기 수신 불량 구간이 음영 지역이면 상기 이동 단말에 의해 산출된 추측 위치 오차 정보를 고려하여 상기 차량의 현재 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 시스템.
제1항에 있어서,
상기 이동 단말은,
상기 차량 단말로부터 전송되는 상기 차량의 위치 정보에 포함된 측정 위치 및 추측 위치를 전자지도에 지도 매칭하여 상기 차량이 위치하는 상기 수신 불량 구간에 매칭되는 현재 도로구간을 선정하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 시스템.
제6항에 있어서,
상기 이동 단말은,
상기 전자지도로부터 선정된 현재 도로구간의 지도 정보를 추출하여 상기 차량 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 시스템.
차량 단말이 차량의 위치 정보를 획득하여 이동 단말로 전송하는 단계,
상기 차량 단말이 상기 차량이 위성 신호의 수신이 불량한 수신 불량 구간에 진입하는지를 확인하는 단계,
상기 차량 단말이 상기 차량이 수신 불량 구간에 진입 시 상기 이동 단말로부터 전송되는 상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 수신하는 단계, 및
상기 차량 단말이 상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 보정하는 단계를 포함하는 차량 측위 방법.
제8항에 있어서,
상기 수신 불량 구간의 지도 정보를 수신하는 단계는,
상기 이동 단말이 상기 위치 정보에 포함된 측정 위치 및 추측 위치를 전자지도에 지도 매칭하는 단계,
상기 이동 단말이 지도 매칭된 위치 정보를 토대로 상기 차량이 위치하는 상기 수신 불량 구간에 매칭되는 현재 도로구간을 선정하는 단계,
상기 이동 단말이 상기 전자지도로부터 상기 현재 도로구간의 지도 정보를 추출하는 단계, 및
상기 이동 단말이 상기 현재 도로구간의 지도 정보를 상기 차량 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 방법.
제9항에 있어서,
상기 전자지도에 지도 매칭하는 단계에서,
상기 이동 단말은 상기 추측 위치와 지도 매칭된 추측 위치의 오차를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 방법.
제10항에 있어서,
상기 이동 단말은 상기 현재 도로구간의 지도 정보를 전송할 때 산출된 오차 정보를 함께 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 방법.
제11항에 있어서,
상기 차량의 현재 위치를 보정하는 단계에서,
상기 차량 단말은 상기 산출된 오차 정보를 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 측위 방법.