KR100215959B1

KR100215959B1 - 미리 정해진 노선에 대한 차량의 위치 판정 방법

Info

Publication number: KR100215959B1
Application number: KR1019940704076A
Authority: KR
Inventors: 피터 스나이더
Original assignee: 프로닝 수잔 캐츠; 비스테온 테크놀로지스, 엘엘씨
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1993-05-12
Publication date: 1999-08-16
Anticipated expiration: 2013-05-12
Also published as: US5508931A; WO1993023821A1; CA2135384A1; CA2135384C; KR950701749A; US5359529A; EP0646264A1; JP2799324B2; EP0646264A4; JPH07509559A; DE69325656D1; EP0646264B1; DE69325656T2; AU4247993A

Abstract

본 발명은 사전 선택된 경로에 대해 차량 위치의 추적을 위해 차량 경보안내 시스템을 경로 상태 필터(74)를 제공하는데 있다. 일련의 예상 위치를 지동상의 도로를 나타내는 데이타를 포함하는 데이터 베이스(30)로 측정된 차량 위치(28)와, 측정된 위치 둘레의 오차 영역내에 도로상의 가능한 위치에 대응하는 예상 위치를 비교함으로써 유도된다. 경로 안내 모듈은 예상위치를 수신(70)하고, 그 유효성을 심사(72)하며, 거의 가능성이 없는 예상위치를 제거하기 위해 필터링(74)한다. 이어서 현재 위치는 나머지 예상 위치로 부터 선택(76)된다. 차량의 온 루트 및 오프 루트 상태는 선택된 위치를 데이타 베이스내의 선택된 경로 정보와 비교함으로써 판정(35, 78)된다. 거리에 기초한 필터는 경로 상태 판정의 개선된 연속성을 제공하기 위해 이용된다. 경로 상태는 시스템 동작 모드를 설정하기 위해 사용되고, 그 정보들은 운전자에게 전송(32, 86)된다.

Description

[발명의 명칭]

미리 정해진 노선에 대한 차량의 위치 판정 방법

[발명의 배경]

본 발명은 자동차용 노선 안내 시스템(route guidance system)에 관한 것으로, 특히 상기 노선 안내 시스템 내에 미리 정해진 노선에 대해 차량의 위치를 판정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

공지된 노선 안내 시스템은 데이터베이스에 기억된 지도와 관련하여 차량의 위치를 추적한다는 능력의 제한이 있다. 이러한 종래의 노선 안내 시스템은 주로 추측 항법(dead-reckoning)을 이용하여 차량의 위치를 계산하는데, 차량의 현재위치는 이미 알고 있는 차량의 과거 위치와,이 과거 위치로부터 이동한 방향과 거리를 고려하여 결정된다. 이러한 추측 항법 시스템에서는 기준 방향에 대한 차량의 진행 방향과 특정 지점으로부터 차량이 이동한 거리를 측정할 필요가 있었다. 차량의 진행 방향을 측정하기 위해 노선 안내 시스템은 통상적으로 나침반과, 자이로스 코프 또는 기타의 진행 방향 센서 등을 이용하고 있다. 이동 거리를 측정하기 위해서는 보통 주행 거리계(odometer)가 사용되고 있다.

그러나, 이러한 추측 항법 시스템은 여러 가지 이유로 차량 위치를 판정하는데 큰 오차를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이 위치 결정 오차는 차량의 주행에 따라 누적된다. 이러한 오차의 원인으로는 진행 방향 및 거리 센서와 관련된 측정 오차와, 예컨대, 국부 자계, 주변 상황 변동 및 센서의 부적절한 눈금 교정에 의해 생기는 잘못된 측정치를 들 수 있다. 따라서, 이론적으로는 지도상에 일치하는 위치를 찾기 위해 측정된 위치를 데이터베이스와 단지 비교하는 것에 의해 차량의 위치를 시스템이 정확하게 판정할 수 있다고는 하지만, 실제의 노선 안내 시스템은 합당한 수준의 정확도를 유지하기 위해 측정되는 차량 위치에 누적된 오차를 보상해야만 한다.

측정된 위치가 노선 또는 지도상의 위치와 일치하지 않는 경우에는 노선 안내 시스템은 그 불일치가 노선 또는 지도상의 도로에서 차량의 실제 이탈에 의한 것인지 또는 그 불일치가 데이터베이스의 디지털 신호화된 데이터의 오차에 의한 것이거나 또는 측정된 위치의 오차에 의한 것인지의 여부를 결정해야만 한다. 측정된 위치가 지도상의 도로를 몇 피트 벗어나 위치하는 것은 주로 측정 오차나 데이터베이스 오차에 의해 생기는 것이지만, 차량이 노선 도로를 벗어나 지도 데이터베이스의 일부분이 아닌 간선 도로나 다른 장소에 있는 것으로 생각할 수도 있다. 또한, 차량이 도로의 갈림길을 통과하였거나 또는 아주 가까이 있는 2개의 평행한 도로 중 하나의 도로를 따라 차량이 이동하는 경우에는 차량의 위치를 정확히 측정할 수 없기 때문에 차량이 위치 가능한 도로들 중에서 실제로 어디에 위치하는 지를 판정하는 데는 어려움이 있다.

종래의 공지된 여러 노선 안내 시스템들은 차량이 항상 지도상의 도로에 있다거나 혹은 차량이 선택된 노선 상에 항상 있다고 가정함으로써 이러한 문제를 피하는 데에 그친다. 이렇게 하면, 측정된 위치가 도로를 벗어나거나 또는 노선을 벗어나 있음을 나타내는 표시를 무시한 채 차량이 주행하고 있을 가능성이 가장 높은 도로를 선택하면 되므로, 노선 안내 처리가 간단해진다.

좀 더 정교한 노선 안내 시스템에서는, 차량이 실제로 위치할 확률이 높은 추측 항법 위치 주변의 오차 지역을 계산함으로써 차량 위치를 추적한다. 오차 지역의 특성은 통상적으로 센서와 데이터베이스의 정확도의 함수이고, 그 오차 지역은 통상 시스템 검사를 통해 축적된 경험 데이터를 기초로 결정된다.

상기 시스템에서 오차 지역 내에 있는 데이터베이스의 모든 도로 구간은 차량의 잠재적인 현재 위치로 플래그(flag)되는데, 어떤 구간들은 과거 위치와의 연결성의 결여 또는 진행 방향 변화와 같은 요인에 따라서 바로 배제될 수 있다. 이러한 잠재적 현재 위치 즉, 예상 위치를 모두 추적하거나 또는 선택된 일부분을 추적함으로써 추측 항법 위치로부터의 거리, 진행 방향, 연결성, 차량 위치가 놓여진 도로 구간의 근접성 및 차량 이동 경로에 대한 도로 구간의 형태의 유사성 등과 같은 변수에 기초하여 미래의 위치에서 발생된 차량의 예상 위치 중 어떤 것이 실제 차량 위치에 해당하는가 판정하는 것을 도와준다. 이러한 오차 지역을 사용하는 차량위치 결정 시스템은 예를 들어, 차량 항법 시스템 및 방법(Vehicle Navigational System and Method) 이란 명칭의 미국 특허 제 4,796,191 호에 개시되어 있는데, 그 내용은 본 명세서의 일부분으로 포함된다.

그러나, 오차 지역의 추적이 발생하는 동안, 노선 안내를 제공하도록 설계된 시스템은 운전자에게 운전자가 아직 노선 상에 있는지, 다음에 필요한 궤도, 차량이 목적지에 도착했는지 등과 같은 정보를 주기적으로 통지하여야 한다. 따라서 상기 시스템은 오차 지역에서 발생된 복수의 예상 위치 중 어떤 예상 위치가 위치 갱신을 위해 운전자에게 제공될 최상의 선택인지를 판정한다. 통상적으로 차량 위치 추적을 위해 오차 지역에서 발생된 많은 예상 위치는 운전자에게 노선 안내 갱신을 제공하기 위해 현재 위치를 판정하는 데에 유용하지 않다. 따라서, 차량 위치를 추적하기 위한 목적으로 발생되는 예상 위치를 필터링하여 노선 안내를 위해 유용성이 적은 위치를 제거하고, 나머지 예상 위치로부터 차량의 현재 위치에 대한 최상의 추정을 하는 것이 필요하다.

노선 안내를 위해 현재 위치를 선택하는 것과 관련된 불확실성의 견지에서 보면, 어느 정도의 오차가 현재 위치 선택 과정에서 생길 것으로 예상된다. 차량이 노선 위를 계속 주행하고 있어도, 경우에 따라서는 시스템은 조금 밖에 떨어지지 않은 노선상의 위치 및 노선을 벗어난 위치를 선택할 수 있다. 이렇게 되면, 상기 시스템은 차량이 노선을 벗어나지 않았을지라도 도로상의 위치에서 도로 벗어남 위치로 차량 위치 상태가 변경되었고 다시 되돌아가라는 내용의 통신을 운전자에게 할 수 있다. 이것은 운전자를 혼란시킬 수 있고, 운전자에게 필요한 궤도, 도착, 도로상태 및 기타의 노선 안내 정보를 시스템이 운전자에게 통지하지 못하도록 할 수도 있다.

이들 및 기타 다른 이유로 노선 안내 시스템은 노선 안내 갱신을 제공하기 위해 차량의 현재 위치를 보다 더 정확하게 결정할 것이 요구된다. 노선 안내 시스템은 통상적으로 차량 항법 시스템에 사용되는 지도 데이터베이스의 디지털 신호데이터와, 진행 방향 및 거리 센서에 의해 수반되는 측정 오차를 보상할 수 있어야 한다. 노선 안내 방법과 장치는 노선 안내 시스템이 노선 안내 정보를 사용자에게 지속적으로 제공할 수 있을 정도의 한도 내에서 오차 허용도를 가져야 한다. 또한, 상기 방법과 장치는 차량 위치가 미리 정해진 노선 상에 있거나 또는 그 노선을 벗어나 있는지의 여부를 판정할 수 있어야 한다. 또한, 상기 시스템 및 방법은 차량의 운전자에게 노선 정보, 다음 궤도, 도착 통지 및 기타의 정보를 통신할 수 있는 것이 바람직하다.

[발명의 개요]

본 발명은 차량이 도로 지도상의 미리 정해진 노선을 따라가고 있는지 판정하는 방법 및 장치를 제공한다. 상기 방법 및 장치는 차량의 추측 항법 위치뿐만 아니라 일련의 예상 위치를 생성하고, 도로 지도 데이터의 데이터베이스를 이용하는 차량 항법 시스템과 결합하여 사용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는 노선 안내 모듈을 포함하는데, 이 모듈은 측정된 차량 위치와 데이터베이스를 비교함으로써 생기는 일련의 예상 위치를 수신하고, 이 예상 위치를 필터링하여 차량의 현재 위치와 대응할 확률이 적은 위치를 제거하며, 제거하고 남은 나머지 예상 위치로부터 현재 위치를 선택하고, 차량이 상기 미리 정해진 노선 상에 있거나, 상기 노선을 벗어나 있거나 또는 데이터베이스의 모든 도로를 벗어나 있는지의 여부를 판정한다. 이 노선 상태(route status)를 이용하여 차량의 다음에 필요한 궤도를 결정하고 노선 안내 시스템의 동작 모드를 설정한다. 이어서, 다음에 필요한 궤도, 목적지까지의 거리, 경고 및 기타의 지시는 디스플레이 스크린과 같은 출력 통신 수단을 통해 사용자에게 통신된다. 사용자와 통신하는 출력의 형식은 시스템의 동작 모드, 즉 차량이 노선 상에 있는지, 노선을 벗어나 있는지 또는 도로를 벗어나 있는지의 여부에 따라 달라진다.

바람직한 실시예에서 노선 안내 모듈은 데이터베이스의 노선 데이터와 예상위치를 비교하고 어떤 예상 위치가 노선상의 위치인지 결정함으로써 차량의 현재위치를 선택한다. 만일 예상 위치 가운데 노선상의 위치인 것이 하나도 없으면, 노선 안내 모듈은 실제의 차량 위치에 대응할 확률이 가장 높은 예상 위치를 현재 위치로 선택하는데, 측정된 진행 방향과 예상 위치의 진행 방향 사이의 대응성과 추측항법 위치에 대한 근접성과 같은 변수에 따라 상기 선택이 이루어진다. 한편, 노선상의 위치에 있는 예상 위치가 존재하면, 노선 안내 모듈은 목적지를 향한 노선을 따라 가장 먼 예상 위치를 현재 위치로서 선택한다. 이것은 선택된 위치가 정확하지 않을지라도 최악의 경우에도 선택된 위치가 실제 위치보다 앞쪽에 있어서 지시, 경고 및 기타의 출력이 미리 운전자에게 전달될 수 있도록 보장해준다.

사용자와 통신되는 출력의 연속성을 유지하고 현재 위치의 판정에서 생기는 오차에 의한 노선 상태의 혼란스런 변경을 방지하기 위하여, 상기 시스템은 노선 상태 판정에 거리 기반 필터(distance-based filter)를 이용한다. 노선 상태 필터값은 미리 정해진 노선 상태와 다른 노선 상태를 차량이 가지는 것으로 발견될 때마다 증가하고, 노선 상태가 미리 정해진 노선 상태와 동일하다고 인정될 때마다 감소한다. 이 필터값이 경험적으로 결정된 임계치에 도달할 때까지 노선 상태는 변경되지도 않고 사용자에게 통지되지도 않는다.

본 발명의 방법 및 장치는 노선 안내를 위한 차량의 위치 결정이 보다 더 정확하고 신뢰성있게 이루어지도록 한다. 본 발명의 방법 및 장치는 측정된 위치에 존재하는 상당한 정도의 오차를 허용하고, 측정 오차와 데이터베이스 오차에 의해 생기는 노선 상태 변동 및 이와 관련된 관련 동작 모드의 변동을 크게 줄인다. 또한, 본 발명의 방법 및 장치는 노선 상태, 필요한 궤도, 경고, 도착 및 기타의 지시정보를 운전자에게 전달하는 신뢰성이 향상된다.

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명의 원리에 따라 구성된 노선 안내 시스템의 데이터 흐름을 도시하는 개략도이다.

제 2 도는 본 발명의 원리에 따라 구성된 노선 안내 시스템의 개략도이다.

제 3 도는 제 2 도의 노선 안내 시스템의 노선 안내 모듈의 개략도이다.

제 4a 도 및 제4b 도는 제 2 도의 노선 안내 시스템의 스크린에 표시된 화면의 정면도이다.

제 5a 도 및 제 5b 도는 제 2 도의 노선 안내 시스템의 차량 위치 결정 모듈에 의해 생성되는 예상 위치를 포함하는 지도를 나타낸다.

제 6 도 내지 제 11 도는 제 3 도의 노선 안내 모듈에 의해 실행되는 단계의 흐름도이다.

제 12도는 제 3 도의 노선 안내 모듈에 의해 실행되는 노선 상태 필터의 그래프이다.

[실시예의 상세한 설명]

제 1 도 및 제 2 도는 차량의 노선 안내 시스템(10)의 실시예를 개략적으로 도시하고 있다. 먼저, 제 1 도를 참조하면, 노선 안내 시스템(10)은 차량의 위치를 결정하고 거리 센서(12), 각속도 센서(14) 및 지구자기 센서(16; geometric sensor)를 구비한 복수 개의 센서를 포함한다. 본 발명의 전형적인 실시예에서 각 속도 센서는 차량의 바퀴에 연결되는 차동 주행 거리계(differential odometer) 또는 자이로스코프(gyroscope)를 포함한다. 지구자기 센서는 통상적으로 차량에 장착되는 나침반을 포함한다. 전지구 위치 결정 시스템(GPS : global positioning system, 이하, 'GPS'라 함) 데이터 수신기(18)은 예컨대 위성 항법 시스템으로부터 신호를 수신하기 위한 것이다.

센서(12~16)에서 나온 데이터는 연산 수단(20)으로 입력되며 교정 수단(22; calibration means)에서 센서 측정 오차를 보상하기 위해 조정된다. 센서교정 방법은 상대 진행 방향 센서용 교정 방법(Calibration method For A Relative Heading Sensor)이란 명칭으로 본 출원과 동시 계속 중인 미국 특허출원 번호 제07/883,859호에 개시되어 있고, 그 내용은 본 명세서의 일부분으로 포함된다.

교정된 센서 데이터는 신호 처리 수단(24)으로 전송되는데, 이 신호 처리 수단(24)은 이미 결정된 위치로부터 측정 위치까지의 차량 이동을 나타내는 벡터를 센서 측정 데이터를 이용하여 계산한다. 그 다음, 상기 벡터를 이용하여 추측 항법수단(26)에 의해 차량의 추측 항법 위치를 결정한다. 추측 항법 위치를 차량 위치결정 모듈(28)로 보내서 지도 데이터베이스(30)에 대한 추측 항법 위치와 비교한다.

지도 데이터베이스(30)는 도로 교차점, 도로 구간, 경계표(landmark)와 중요 지점 및 기타의 지리학적 정보를 나타내는 위치 데이터(예컨대, 위도 및 경도 좌표)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상기 데이터베이스는 갈림길, 일방 통행 제한, 노면, 속도 제한, 외형, 고도 및 기타 특성과 같은 도로의 특징과, 도로 명칭과 지역 명칭 등과같은 지도상의 도로 또는 지역의 특징을 나타내는 데이터를 추가로 포함한다. 이러한 데이터는 광 디스크, 자기 디스크 또는 집적 회로와 같은 기억 매체상에 디지털 형태로 저장되는 것이 보통이다.

데이터베이스(30)에 저장된 데이터를 사용하여 차량 위치 결정 모듈(28)은 데이터베이스에 저장된 도로 구간, 교차점, 및 기타의 지리학적 위치를 추측 항법 위치와 비교함으로써 하나 이상의 차량 예상 위치를 만들어낸다. 보통 이러한 예상위치는 아래에 설명되는 여러 이유 때문에 여러 개가 생성되며, 이 예상 위치들은 노선 안내 모듈(36)로 공급된다. 노선 안내 모듈(36)은 일련의 예상 위치를 필터링하고 남은 나머지 예상 위치로부터 차량의 현재 위치로 간주되는 위치를 선택한다.

사용자는 통상적으로 키보드를 포함하는 사용자 인터페이스(34)를 통해 원하는 목적지를 입력하여 선택할 수 있다. 노선 안내 모듈(36)은 사용자가 선택한 목적지를 데이터베이스(30)의 데이터와 비교하여 지도 데이터에서 선택된 목적지를 확인한다. 그 다음, 노선 안내 모듈(36)은 거리, 도로 속도, 일방 통행 도로 및 몇몇 실시예에서는 교통 정보 또는 도로 건설 공사 등의 가변 데이타를 고려하여 차량의 초기 위치와 원하는 목적지 사이에서 최적의 노선을 산정한다. 선택된 노선은 차량의 초기 위치와 원하는 목적지 사이의 도로 구간, 교차점 및 기타의 지리학적 특징을 나타내는 일련의 데이터를 포함한다.

차량 위치 결정 수단(28)에 의해 제공된 예상 위치로부터 선택되는 현재 위치를 상기 선택된 노선의 구성 데이터와 비교하여 상기 노선에 대한 차량의 위치를 찾아낸다.

차량의 운전자는 디스플레이 스크린 또는 오디오 스피커를 구비하는 출력 통신 수단(32)을 통해 차량 위치, 다음 궤도 및 기타 관련 정보를 전송받게 된다. 본 발명의 양호한 실시예에서 차량이 선택된 노선을 따라가는 위치에 있을 때 출력통신 수단(32)의 스크린 디스플레이는 다음에 필요한 궤도, 예컨대 급격한 우회전 또는 좌회전, 보통의 우회전 또는 좌회전, 완만한 우회전 또는 좌회전, 연속 직선로, 또는 이들의 결합을 나타내는 아이콘을 보여준다. 또한, 오디오 스피커는 차량운전자에게 다음 궤도 및 기타의 정보를 음성으로 알려준다.

만약, 노선 안내 모듈(36)이 차량의 위치가 선택된 노선을 따르는 임의의 위치와 일치하지 않는 것으로 판정하면, 차량 상태 스위치(37)는 정상 노선(on-route) 모드에서 노선 벗어남(off-route) 모드로 전환된다. 이렇게 되면, 출력 통신 수단(32)은 차량이 주행하고 있는 지역의 지도를 화면표시하여 지도상의 차량 위치를 보여준다. 정상 노선 모드에서 간단한 아이콘으로 화면표시하는 것은 운전자의 주의 산만을 최소화하면서 다음 궤도를 신속하고 명료하게 표시할 수 있을 것이다. 한편, 차량이 노선 벗어남 상태로 들어가면, 해당 지역의 지도와 이 지도상의 차량 위치를 화면표시하는 것이 운전자가 원래 노선으로 되돌아가는 데에 가장 큰 도움이 될 것이다. 또한, 차량이 일단 노선 벗어남 상태로 이동되면, 운전자는 교통 흐름에서 빠져 나와 차를 세우고 자신의 위치를 판단할 것이 틀림없다. 따라서, 노선 벗어남 상태에서는 지도 형태의 보다 상세한 정보를 회면표시해도 운전자를 혼란시킬 가능성은 적다.

제 3 도를 참조하면, 노선 안내 모듈(36)은 사용자 인터페이스(34)로부터 목적지 입력을 수신하여, 그 목적지를 데이터베이스(30)내의 지도 데이터와 비교하고, 목적지까지의 최적 노선을 계산하는 노선 계산부(33)를 포함한다. 차량 위치 결정 모듈(28)에 의해 발생된 예상 위치는 후술하는 바와 같이 거의 있을 가능성이 없는 예상 위치를 제거하고 차량의 현재 위치를 선택하는 위치 필터링부(31)에 의해 수신된다. 이어서, 노선 상태 판정부(35)는 노선 계산부(33)에서 계산된 노선과 위치 필터링부(31)로부터 수신된 현재 위치를 비교하여, 차량이 노선과 일치하는 위치에 있는지의 여부를 판정한다. 만일 일치하면, 노선 상태에는 정상 노선의 값이 부여되고, 상태 스위치 수단(37)은 정상 노선 위치에 있게 된다. 따라서 상기 시스템은 정상 노선 모드로 동작하고, 출력 통신 수단(32)은 다음 궤도를 나타내는 아이콘을 표시하거나 또는 오디오 스피커를 통해 청취 가능한 궤도 알림을 제공한다.

한편, 만일 노선상태 판정부(35)가 차량의 현재 위치가 노선 상에 있지 않다고 판정하면, 상태 스위치 수단(37)이 동작하여 시스템은 노선 벗어남 모드로 들어간다. 노선 벗어남 모드에서, 출력 통신 수단(32)은 차량이 주행중인 지역의 지도를 화면표시하는데, 보통 차량의 위치를 지도상에 나타낸다. 다른 동작 모드로는 도로 벗어남(off-road) 모드를 들 수 있는데, 이것은 추측 항법 위치와 일치하는 예상 위치가 데이터베이스에 존재하지 않은 경우의 동작 모드이고, 또 다른 동작 모드로서 지도 벗어남(off-map) 모드는 모든 예상 위치가 현재 사용 가능한 지도의 경계선을 넘어선 경우의 모드이다.

제 2 도는 연산 수단(20)의 하드웨어의 실시예를 개략적으로 도시하고 있다.

센서(12~16) 및 GPS 수신기(18)는 센서/GPS 인터페이스(40)를 통해 연산 수단(20)에 접속된다. 센서/GPS 인터페이스(40)로부터 출력되는 데이터는 교정, 신호처리, 추측 항법, 차량 위치 결정, 노선 안내 및 상태 스위칭 기능 등을 실행하는 CPU(42)로 전송된다. 데이터베이스(30)는 기억 매체(48)에 저장되는데, CPU(42)에 의해 실행되는 소프트웨어는 ROM(44)에 저장되며 연산 수단(20)의 동작을 감독한다. RAM(46)은 상기 소프트웨어 프로그램을 실행하기 위해 필요한 정보의 읽기 및 쓰기를 실행한다. 기억 매체(48)는 디지털 신호화한 지도 정보가 기억되는 하드디스크 드라이브,CD-ROM 또는 집적 회로를 구비한다. 디스플레이 스크린용 그래픽 제어기를 포함하는 출력 제어기(52)는 CPU(42)에 의해 처리된 데이터를 수신하고, 이 수신된 데이터를 통상 디스플레이 스크린을 구비한 출력 통신 수단(32)으로 전송한다. 사용자는 통상 키보드를 포함하는 사용자 인터페이스(34)를 통하여 원하는 목적지 등의 데이터를 입력시킬 수 있다.

제 1 도와 제 2 도의 노선 안내 시스템(10)에서, 차량 위치 결정 모듈(28)은 일련의 예상 위치를 노선 안내 모듈(36)로 주기적으로 전송한다. 차량 위치 결정 모듈은 예컨대, 미국 특허 제 4,796,191 호에 개시되어 있고 그 내용은 본 명세서의 일부분으로 포함된다. 노선 안내 모듈(36)은 차량 위치 결정 모듈(28)에 의해 발생되는 예상 위치로부터 차량이 정상 노선 상태 또는 노선 벗어남 상태에 있는지의 여부를 판정하기 위한 최상의 위치를 선택해야만 한다. 차량 위치 결정 모듈(28)은 차량 노선 상태 결정에 유용한 예상 위치만을 노선 안내 모듈(36)로 전송하는 것이 바람직한데, 측정 시스템이 매우 정확한 이상적인 경우 예상 위치는 하나만 전송된다. 그러나, 차량 위치 결정 모듈(28)은 차량 위치 결정에 사용되는 다수의 예상 위치를 발생시키는 것이 보통이지만, 이 예상 위치들은 노선 상태를 선택하는 것과는 거의 관련이 없다. 이것은 대부분 센서(12~16)의 출력에 의해 결정되는 측정 위치의 잠재적 오차 때문이다.

측정 위치의 이러한 오차 때문에, 제 5a 도 및 제 5b 도에 도시한 바와 같이 오차 영역 내에 있는 모든 예상 위치를 추적하는 데에 차량 결정 모듈(28)이 필요하게 된다. 오차 영역(60)은 추측 항법 위치에 대응하는 중심부(62)와 반경R로 정의되고, 상기 반경 R은 측정 위치의 오차가 최대일 때 오차 영역이 실제 차량 위치를 포함할 가능성이 높도록 실험에 의해 결정된다. 차량 위치 결정 모듈(28)은 추측 항법 위치(62)를 수신하고 추측 항법 위치 둘레의 오차 영역을 계산한다. 이어서 차량 위치 결정 모듈은 데이터베이스(30)를 조사하여 오차 영역(60)이내에 있는 도로 구간에 놓인 복수의 예상 위치(64)를 생성한다.

차량 위치 결정 모듈(28)이 예상 위치(64)를 발생시키는 데에는 다양한 차량 위치 결정 알고리즘을 사용할 수 있다. 제 5a 도는 이동 방향에 대하여 추측 항법 위치(62)와 평행을 이루거나 뒤쪽에 있는 영역에 예상 위치를 형성하도록 하는 하나의 차량 위치 결정 알고리즘의 결과를 예시한다. 예상 위치를 형성시키는 또 다른 형태의 차량 위치 결정 모듈에서는 제 5b 도에 도시한 바와 같이 추측 항법 위치의 모든 쪽에 예상 위치가 분포된다. 본 발명의 노선 안내 모듈(36)은 예상 위치를 형성하기 위해 사용되는 알고리즘에 관계없이 다양한 차량 위치 결정 모듈에 적용 가능하도록 설계된다.

제 6 도는 노선 안내 모듈(36)의 양호한 실시예의 동작을 나타내고 있다. 통상적으로 제 6 도에 나타낸 단계들은 노선 안내 시스템의 연산 수단(20)에 있는 CPU(42)에 의해 실행되며, ROM(44)에 저장된 소프트웨어 프로그램 상에서 수행된다. 먼저, 노선 안내 모듈(36)은 차량 위치 결정 모듈(28)에 의해 생성된 예상위치를 수신한다(단계 70). 이어서, CPU(42)는 모드 예상 위치가 유효 데이터를 포함하는지의 여부를 판정하기 위해 검사한다(단계 72). 통상적으로 이 단계는 차량의 임의의 예상 위치가 잠정적으로 차량의 현재 위치가 되도록 차량의 예상 위치 데이터가 소정 범위 내에 해당하는지의 여부의 판정을 포함한다. 상기 소정의 범위는 실험에 의해 경험적으로 결정되고, 통상 이미 알고 있는 위치로부터의 거리의 함수이다. 임의의 예상 위치가 유효 데이터를 포함하지 않으면, 이 예상 위치는 제거되며 더 이상 고려되지 않는다.

다음에, 노선 안내 모듈(36)은 선택된 노선을 고려하지 않고 차량의 예상 위치를 필터링한다(단계 74). 단계 74는 제 7a 도와 제 7b 도에 보다 상세히 나타낸다. 제 7a 도에 도시한 바와 같이, CPU(42)는 먼저 아직 필터링되지 않은 예상 위치가 있는지의 여부를 판정한다(단계 88). 만일 있다면, CPU(42)는 각 예상 위치가 놓여 있는 도로 구간의 방향과 진행 방향 센서(14,16)에 의해 형성되는 측정된 차량의 진행 방향을 비교한다(단계 90). 이어서 CPU(42)는 잠재적인 현재 위치로 고려되기 위해서 도로 구간의 방향이 놓여 있어야만 하는 차량 진행 방향의 범위를 정한다. 통상적으로 이 범위는 센서(14,16)에 의한 진행 방향 측정치의 부정확성과, 데이터베이스(30)의 부정확성 및 측정된 진행 방향과 도로 구간의 진행 방향사이의 불일치에 의해 초래되는 부정확성을 참작하여 대략 측정된 진행 방향±45°로 정해진다(단계 92). CPU(42)는 일치하는 것으로 판단된 차량 진행 방향의 범위와 예상 위치의 진행 방향을 비교한다(단계 94). 차량의 예상 위치의 진행 방향이 상기 범위 내에 있으면, 그 진행 방향은 매치(match)인 것으로 간주되며, CPU(42)는 필터링 절차(단계 74)의 처음으로 되돌아가고, 각각의 예상 위치에 대해 필터링 절차를 반복한다.

예상 위치의 진행 방향이 상기 범위 내에 있지 않으면, 그 진행 방향은 매치가 아닌 것으로 간주되고 이 예상 위치를 일련의 예상 위치에서 제거한다(단계 96). 그러나, 만일 차량의 예상 위치의 진행 방향이 상기 범위 내에 있지 않지만 차량의 측정된 진행 방향과 반대 방향, 즉 측정된 진행 방향과 약 180°위치에 있는 경우, 그 예상 위치는 측정된 진행 방향에 대응하는 진행 방향을 갖도록 수정된다(단계 98). 이것은 U턴과 같은 180°회전을 보고하기에는 속도가 느린 차량 위치 결정 모듈을 위한 것이다. 만약, 측정된 진행 방향과 차량의 예상 위치간의 진행 방향 차이가 180°부근에 있으면, 측정된 진행 방향에 아주 큰 오차가 생겼다기보다는 차량 위치 결정 모듈(28)이 회전을 보고하지 못했기 때문에 생기는 불일치라고 간주된다.

제 7b 도는 노선 정보를 사용하지 않는 필터링 처리의 두번째 단계를 나타낸다. 제 7a 도에 도시된 단계를 실행한 이후, CPU(42)는 데이터베이스(30)를 검사하여 각각의 나머지 예상 위치가 어떤 도로에 위치하고 있는지 판정한다(단계 99). 이어서 CPU는 동일한 도로에 다수의 예상 위치가 있는지를 묻는다(단계 101). 만일 다수의 예상 위치가 있다면, 동일한 도로 예상 위치 각각과 추측 항법 위치 사이의 거리를 위도/경도 좌표를 이용하여 계산한다(단계 103). CPU는 추측 항법위치에 가장 근접한 위치를 제외한 동일 도로상의 모든 예상 위치를 삭제한다(단계 105). 이것은 모든 예상 위치가 상이한 도로상에 있을 때까지 모든 동일한 예상 도로에 대해 반복되고, CPU는 상기 루틴을 빠져나온다(단계 107). 동일 도로상에 있는 2개 이상의 예상 위치가 추측 항법 위치와 같은 거리에 있는 경우(예컨대, 곡선 도로상에 있는 경우), 이것들은 삭제하지 않는다.

다시 제 6 도를 참조하면, 필터링 처리(단계 74) 다음에, 노선 안내 모듈(36)은 차량의 현재 위치로서 지정될 최상의 예상 위치를 판정하기 위해서 상기 선택된 노선을 나타내는 데이터를 사용하여 나머지 예상 위치를 필터링한다(단계 76). 제 8 도에 도시한 바와 같이, CPU(42)는 임의의 예상 위치가 데이터베이스(30)의 도로구간 상에 있는지를 판정하기 위해 나머지 예상 위치를 검사한다(단계 100). 통상적으로 차량 위치 결정 모듈(28)은 데이터베이스(30)의 도로 구간 상에 있는 예상위치만을 발생시킬 것이다. 따라서, 데이터베이스의 도로상에서 차량의 가능한 위치를 차량 위치 결정 모듈이 찾지 못한 경우에는 어떠한 예상 위치도 노선 안내 모듈로 전송될 수 없고, 단계 100의 질문에 대한 대답은 아니오(no)가 될 것이다.

CPU(42)는 예상 위치가 존재하지 않는다는 표시를 발생시키고, 절차를 빠져나온다.(단계 102)

예상 위치가 데이터베이스(30)의 도로 구간에 대응하는 위치를 포함하면, CPU(42)는 하나의 예상 위치만 존재하는지를 묻는다(단계 104). 만일 하나의 예상 위치만 있는 경우, 그 예상 위치는 차량의 현재 위치로서 선택된다(단계 106). 도로상에 하나 이상의 예상 위치가 존재하는 경우, CPU(42)는 선택된 노선을 정의하는 데이터베이스의 도로 구간과 예상 위치를 비교하여 어떤 예상 위치가 노선 상에 있는 정상 노선 예상 위치인지 판정한다(단계 108). 이러한 정상 노선 예상 위치 각각은 플래그(flag)된다.

그 다음에, CPU(42)는 예상 위치를 조사하여 정상 노선으로 플래그된 예상위치가 있는지 확인한다(단계 110). 정상 노선으로 플래그된 예상 위치가 없으면, CPU(42)는 차량 위치 결정 모듈에 의해 가장 높은 가능성 값이 부여된 예상 위치의 측정된 진행 방향 사이의 대응성과 추측 항법 위치에서 예상 위치까지의 거리와 같은 변수에 기초하여 차량 위치 결정 모듈(28)에 의해 각 예상 위치까지의 거리와 같은 변수에 기초하여 차량 위치 결정 모듈(28)에 의해 각 예상 위치에 할당된다. 또한, 차량 속도와 같은 다른 변수들도 이 가능성 값을 할당할 때 고려될 수 있다.

정상 노선 예상 위치가 발견되면, CPU(42)는 목적지를 향한 노선을 따라 가장 멀리 떨어져 있는 정상 노선 예상 위치를 선택한다(단계 114). 노선을 따라 가장 멀리 떨어져 있는 정상 노선 예상 위치를 선택한다(단계 114). 노선을 따라 가장 멀리 있는 정상 노선 예상 위치를 선택하는 것은 제 5a 도에 도시한 바와 같이 추측 항법 위치와 평행하고, 또 그 후방의 지역에 예상 위치를 발생시키는 차량 위치 결정 모듈과 결합하여 사용될 때 정확하다는 것으로 밝혀졌다. 노선을 따라 가장 멀리 있는 정상 노선 예상 위치를 선택하는 것은 최악의 경우에도 차량의 실제위치보다 노선 상에서 훨씬 앞쪽에 있는 현재 위치를 제공한다는 장점이 있다. 이것은 차량이 실제 위치보다 뒤에 있는 현재 위치를 선택할 가능성을 방지하는데, 만약 현재 위치가 차량의 실제 위치보다 더 뒤에 있으면 노선 안내 시스템이 운전자에게 필요한 궤도의 지시 및 경고와, 도착 및 기타의 정보를 적시에 제공하지 못할 수 있다.

추측 항법 위치의 모든 쪽에 예상 위치를 발생시키는 차량 위치 결정 모듈이 제 5b 도에 예시된 바와 같은 노선 안내 모듈과 함께 이용되면, 노선 안내 모듈(36)은 정상 노선 예상 위치로부터 현재 위치를 선택하는 다른 알고리즘을 사용할 것이다. 이 알고리즘은 차량 위치 결정 모듈(28)에 의해 각 예상 위치에 부여된 가능성 값과, 추측 항법 위치로부터 예상 위치까지의 거리 또는 다른 기준에 따라 현재위치를 선택한다.

제 6 도로 다시 되돌아가면, 단계 76에서 차량 위치를 필터링한 다음에, CPU(42)는 이하의 3 가지, 즉 (1) 정상 노선 예상 위치가 없는가, (2) 현재 위치가 노선 상에는 없지만 데이터베이스의 도로에 대응하는가. (3) 현재 위치가 선택된 노선상의 도로의 위치에 대응하는가 중 하나를 판정한다. 그 다음, CPU(42)는 현재 위치의 노선 상태를 판정한다(단계 78).

제 9 도에 도시한 바와 같이, CPU(42)는 차량 위치 결정 모듈(28)로부터 수신된 일련의 예상 위치의 세트가 노선 안내가 개시된 이후에 수신된 최초의 예상위치인지 먼저 판정한다(단계 116). 만일 노선 안내가 사용자에 의해 이제 막 시작되었고, 차량 위치 결정 모듈(28)에 의해 발생되는 예상 위치의 세트가 선택된 노선에 대하여 차량을 추적하기 위해 발생되는 최초의 위치 세트인 경우, CPU는 현재 위치라고 선택된 예상 위치들을 조사하여, 이 예상 위치가 일방 통행 도로상의 정상 노선 위치이간 하지만 진행 방향이 측정된 진행 방향과 180°(즉, 도로의 통행할 수 없는 방향) 다르다는 점에서만 추측 항법 위치와 차이가 나는 예상 위치인지 판단한다(단계 118). 만약 그렇다면, 비록 현재 위치로 선택된 예상 위치가 정상 노선 예상 위치라고 플래그되지는 않지만, CPU(42)는 현재 위치의 노선 상태를 정상 노선으로 설정한다(단계 120). 이것은 차량이 목적지를 향해 주행을 시작하려고 하는 때에 궤도 명령과 기타 필요한 노선 안내 정보를 차량의 운전자에게 제공할 수 있도록 해준다. 예를 들어서, 만약 차량이 근처 일방통행 도로의 교통 흐름과는 반대 방향으로 놓인 채 주차장에 있다면, 측정된 위치는 진행 방향이 일방통행 방향과는 다르다는 것을 나타내어 예상 위치가 노선 벗어남 상태에 있는 것으로 간주된다. 그러나, 선택된 목적지로 나아가는 데에 필요한 다음 궤도를 시스템이 화면표시하는 것이 필요하다. 이 때문에, CPU(42)는 예상 위치에 정상 노선 모드를 할당하여, 노선 안내 시스템이 정상 노선 모드에 남아 있게된다.

만약, 차량 위치결정 모듈(28)로부터 수신한 예상 위치들이 특정 노선을 위해 처음으로 수신한 예상 위치 세트가 아니거나, 또는 예상 위치가 일방통행 도로에서 잘못된 방향으로 주행하고 있는 예상 위치가 아니면, CPU(42)는 현재 위치의 노선 상태를 선택된 예상 위치의 노선 상태에 따라 설정한다. 즉, 현재 예상 위치가 정상 노선이라고 플래그되면 현재 위치는 정상 노선으로 설정되고, 현재 위치가 상기 선택된 노선상의 어느 위치에도 대응되지 않으면 노선 벗어남으로 설정된다(단계 122).

다시 제 6 도를 참조하면, 현재 위치의 노선 상태가 결정되고 나면, CPU(42)는 상기 노선을 따라 가기 위해 운전자가 취해야 하는 다음 궤도를 결정한다(단계 80). 제 10 도에 나타낸 것처럼, 상기 다음 궤도는 상기 노선을 따라 차량의 앞쪽에서 이루어져야 하는 궤도가 무엇인지 우선 판정하는 것에 의해 결정된다(단계 124). 이것은 차량 현재 위치 앞쪽의 노선을 정의하는 데이터베이스의 도로 구간을 조사하고, 좌회전이나 우회전, 급격한 좌회전이나 급격한 우회전, 완만한 좌회전이나 완만한 우회전 또는 이러한 것의 조합과 같은 궤도가 노선의 앞쪽 지점에서 필요한 것인지 결정함으로써 정해진다.

상기 다음 궤도는 과거의 궤도(이것은 차량 위치결정 모듈(28)로부터 수신된 과거의 예상 위치 세트로부터 정해짐)와 비교된다(단계 126). 만약, 상기 다음 궤도가 과거 궤도와 동일하면, CPU(42)는 차량의 운전자에 알릴 궤도 갱신이 필요없다고 판단하고 상기 절차(80)를 빠져나온다.

만약에 상기 다음 궤도가 과거 궤도와 동일하지 않으면, 상기 다음 궤도는 플래그되고(단계 128), CPU는 선택된 다음 궤도가 과거에 결정된 궤도보다 노선을 따라 더 멀리 있는지 확인한다(단계 130). CPU(42)는 데이터베이스(30)에 있는 노선 데이터를 조사하여, 다음에 필요한 궤도의 위치가 과거의 궤도보다 노선을 따라 더 멀리 있는지 결정한다. 만약 그렇다면, 출력 통신 수단(32)은 갱신되어 다음 궤도를 화면표시하거나 운전자에게 이와 다른 방법으로 알린다(단계 132). 만약, 과거 궤도가 다음 궤도보다 노선을 따라 훨씬 더 멀리 있다고 판단되면, 상기 과거 궤도를 위한 거리 기반 필터값은 갱신된다(단게 134). 이것은 차량이 특정 궤도(예컨대, 회전)를 통해 주행하여 노선의 다음 구간으로 계속 진행하지 않고 노선의 이전 구간으로 되돌아오는 예외적인 경우에 차량을 제대로 추적하기 위한 것이다. 이와 같은 경우, 차량의 현재 위치는 과거에 이미 주행했던 노선의 일부분에 있을 것이다. 그러나, 시스템이 기대하는 다음 궤도는 노선을 따라 더 멀리 진행한 위치로서 실제의 다음 궤도(이것은 과거에 이미 한번 주행했던 궤도)와는 다른 궤도이다. 따라서, 단계 124에서 선택된 다음 궤도가 이미 결정되었던 궤도보다 뒤쪽에 있는 노선상의 위치에 놓여 있는 경우에는 이미 결정했던 궤도가 유효한 것인지, 또한 다음 궤도로서 화면에 계속 표시되어야 하는 것인지, 아니면 이미 실행했던 궤도를 되풀이하기 위해 화면표시를 바꾸어야 하는지 판단해야 한다.

이를 위해서, CPU(42)는 다음 궤도가 과거에 결정했던 궤도 뒤쪽에 있다고 판단될 때마다 지속적으로 증가하는 값을 저장한다(단계 134). 만약, 이러한 거리기반 필터값이 임계치에 도달하면(단계 136), 출력 통신 수단(32)을 갱신하여 새로운 다음 궤도를 통신한다(단계 132). 만약, 상기 거리 기반 필터값이 증가된 다음에도 임계치보다 크지 않으면, 과거에 결정했던 궤도를 새로운 다음 궤도로 간주하고 출력 통신 수단(32)을 갱신하지 않는다.

다시 제 6 도를 참조하면, CPU(42)는 그 다음에 차량의 노선 상태를 판단한다(단계 82). 이러한 판단은, 제 11 도에 나타나 있는데, 차량의 현재 위치가 위에서 설명한 과정에서 노선 안내 모듈(36)에 의해 선택된 것이 아니라 사용자에 의해 선택된 것인지를 문의하는 것으로부터 시작한다. 만약, 사용자가 차량의 현재 위치를 알고 있다면, 사용자는 자기 위치를 사용자 인터페이스(34)를 통해 입력할 것이다. 만약, 차량 위치가 이러한 식으로 사용자에 의해 설정된다면(단계 138), 이 위치는 정확한 것은 간주되고, 이 위치가 노선 상에 존재하지 않으나 데이터베이스의 지도상의 도로 위에 놓여 있다면 노선 상태는 노선 벗어남 상태로 설정되며, 상기 위치가 데이터베이스의 어떤 도로에도 해당하지 않으면 노선 상태는 도로 벗어남 상태로 설정된다.

만약 차량 현재 위치가 사용자에 의해 설정되지 않고 앞에서 설명한 것처럼 노선 안내 모듈에 의해 설정된다면, 측정 위치의 오차, 데이터베이스(30)의 데이터 오차, 차량 위치결정 모듈(28)에 의한 예상 위치 선택의 오차, 노선 안내 모듈(36)에 의한 현재 위치 선택의 오차 등으로 인해 현재 위치가 실제 차량의 위치와는 다르게 될 가능성이 존재한다. 새로운 예상 위치 세트가 생성될 때마다 노선 벗어남 상태와 정상 노선 상태 사이의 반복적인 노선 상태 변경(또한, 노선 안내 시스템의 동작 모드와 관련된 변경)을 피하기 위해서는, 이러한 노선 상태의 판단에 있을 수 있는 오차를 극복할 필요가 있다.

제 12 도에서 설명한 거리 기반 필터는 바로 이러한 이유 때문에 사용되는데, 상기 필터의 필터값은 노선 안내 모듈에 의해 선택된 현재 위치가 과거에 결정된 차량의 노선 상태와는 다른 노선 상태를 가질 때마다 증가하고, 현재 위치의 노선상태가 과거에 결정된 노선 상태와 동일하다고 판단될 때에는 그때마다 거리 증가분만큼 필터값을 감소시킨다. 따라서, 만약 과거에 결정된 차량의 노선 상태가 정상 노선이고 위치(146)에서 현재 위치가 노선 벗어남 상태인 것으로 정해지면, 필터값은 50 피트(이것은 거리 센서(12)에 의해 측정된 과거 위치로부터 떨어진 거리)만큼 증가한다. 그 다음 현재 위치가 위치(148)로 선택되면, 현재 위치의 노선상태는 다시 정상 노선이 되고, 따라서 필터값은 50피트에서 영으로 감소한다. 위치(150)와 위치(152)에서 현재 위치는 노선 벗어남 상태를 가지기 때문에, 필터값은 상기 각 위치에서 증가하는 것에 비해서, 위치(154)에서는 현재 위치가 정상 노선 상태이므로 필터값은 다시 감소한다. 마지막으로, 위치(156)에서, 현재 위치는 다시 노선 벗어남 상태로 되기 때문에, 필터값은 임계치 T를 초과한다. 임계치 T를 넘기 전까지, 차량의 노선 상태를 정상 노선에서 노선 벗어남 상태로 바뀌지 않는다.

다시 제 11 도를 참조하면, CPU(42)는 현재 위치의 노선 상태가 과거에 결정했던 차량의 노선 상태와 다른 경우에는 필터값을 증가시키고, 현재 위치의 노선상태가 과거 노선 상태에 해당하는 경우에는 상태 필터 거리값을 감소시킨다(단계 140). CPU(42)는 그 다음에 상기 필터값을 임계치 T와 비교하여, 필터값이 임계치에 도달했는지 판단한다(단계 142). 만약, 필터값이 임계치보다 낮으면, 차량의 노선 상태는 변하지 않는다. 그러나, 만약 필터값이 임계치에 도달했으면, CPU(42)는 차량의 노선 상태를 새로운 노선 상태, 즉 현재 위치의 노선 상태로 설정한다(단계 144). 임계치 T는 차량 속도와 도로의 유형에 기초하여 경험적으로 결정된다.

다시 제 6 도를 참조하면, 일단 차량의 노선 상태가 정해지고 나면, CPU(42)는 차량이 목적지에 도착했는지를 판단한다(단계 84). CPU(42)는 현재 위치를 사용자가 선택했던 목적지와 비교하여, 현재 위치가 목적지의 위치에 해당하거나 이 위치를 넘었는지 판단한다. 만약 그렇다면, CPU(42)는 목적지 도착이 이루어졌다는 신호를 발생한다.

마지막으로, 출력 통신 수단(32)은 위에서 설명한 절차에서 발생한 여러 가지 정보에 의해 갱신된다(단계 86). 먼저, 노선 상태 결정에 기초하여 노선 안내시스템의 동작 모드는 노선 상태에 맞게 설정된다. 노선 안내 시스템은 일반적으로 도로 벗어남 모드, 노선 벗어남 모드 및 정상 노선 모드 중 하나의 모드에서 동작한다. 이러한 3가지 동작 모드의 가장 큰 차이점은 차량의 운전자에게 통신되는 출력의 형태에 있다. 즉, 도로 벗어남 모드와 노선 벗어남 모드에서는, 제 4b 도에 나타낸 것처럼 차량이 주행하고 있는지역의 지도가 추측 항법 위치와 함께 지도상에 화면표시되고, 정상 노선 모드에서는 제 4a 도에 나타낸 것처럼 다음에 필요한 궤도를 나타내는 아이콘이 다른 명령 정보와 함께 간단하게 화면표시되어 운전자의 주의산만을 최소화하면서 꼭 필요한 정보를 전달한다. 이와 달리, 정상 노선 모드에서는 음성 스피커를 사용하여 필요한 궤도, 거리 및 다른 정보를 운전자에게 알릴수도 있다. 또 다른 모드로서 지도 벗어남 모드가 사용될 수 있는데, 차량이 존재할 수 있는 모든 위치가 현재 제공되는 지도의 경계 바깥에 있다는 것을 나타낸다.

시스템의 동작 모드가 일단 정해지면, CPU(42)는 갱신된 정보를 출력 통신수단(32)으로 보낸다. 상기 갱신된 정보에는 다음에 필요한 궤도, 상기 다음 궤도까지 남아 있는 거리, 전방의 궤도를 설명하거나 이러한 궤도를 준비하는데에 필요한 경고나 주의 메세지 및 노선 상태 변화의 통지 등이 포함된다. 이러한 정보들은 스크린을 통해 화면표시될 수도 있고, 음성 스피커를 통해 사용자가 들을 수 있도록 제공될 수도 있다.

지금까지 본 발명을 특정 실시예를 참고로 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형과 수정이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 위에서 한 설명은 첨부한 특허 청구 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 취급되어서는 안 된다.

Claims

도로 지도상에서 차량이 상기 도로의 선택된 일부분을 포함하는 소정의 노선을 따라가고 있는지 판정하는 방법에 있어서,

(a) 상기 지도의 도로상에서 상기 차량이 존재할 가능성이 있는 위치에 대응하는 예상 위치(이 예상 위치는 경험적으로 결정된 차량 위치를 상기 도로지도돠 비교함으로써 정해짐) 세트를 수신하는 단계와,

(b) 이미 알고 있는 차량 위치로부터의 거리를 참조하여 상기 예상 위치 세트가 유효한지 확인함으로써 제 1 서브 세트 예상 위치를 발생시키는 예상 위치 세트 확인 단계와,

(c) 측정된 차량 진행 방향은 참조하지만 상기 소정의 노선은 참조하지 않고 상기 제 1 서브 세트 예상 위치의 최소한 하나의 변수를 상기 측정된 차량 진행 방향과 비교하여 상기 제 1 서브 세트 예상 위치를 필터링함으로써, 상기 측정된 차량 진행 방향과 대응될 가능성이 거의 없는 예상 위치를 제거하고 제 2 서브 세트 예상 위치를 발생시키는 제 1 서브 세트 예상 위치 필터링 단계와,

(d) 상기 소정의 노선을 참조하여 상기 제 2 서브 세트 예상 위치를 필터링함으로써, 상기 소정의 노선 상에 존재하는 예상 위치로 이루어진 나머지 예상 위치 세트를 발생시키는 제 2 서브 세트 예상 위치 필터링 단계와,

(e) 상기 나머지 예상 위치의 상대적 위치를 최소한 그 일부만이라도 참조하여 상기 나머지 예상 위치로부터 현재 위치를 선택하는 선택 단계와,

(f) 상기 현재 위치가 상기 소정의 노선에 대응되는지를 나타내는 노선 상태를, 상기 현재 위치와 상기 소정의 노선을 참조로 하여, 판정하는 노선 상태 판정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
(2회 정정)

제 1 항에 있어서,

상기 필터링 단계는 진행 방향 기대 범위를 벗어난 진행 방향을 갖는 각각의 예상 위치를 삭제하는 단계를 포함하고, 상기 진행 방향 기대 범위는 차량의 측정된 진행 방향과 각도 오차 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
(2회 정정)

제 1 항에 있어서,

상기 현재 위치 선택 단계는,

상기 나머지 예상 위치와 상기 노선상의 일련의 위치를 비교하는 단계와,

상기 노선에 존재하는 위치에 대응하는 나머지 예상 위치와 관련된 정상 노선(on route)상태와, 상기 노선에 존재하지 않는 위치에 대응하는 나머지 예상 위치와 관련된 노선 벗어남(off route) 상태로 상기 각각의 나머지 예상 위치를 분류하는 단계와,

상기 지도상의 알고 있는 위치로부터 상기 각각의 정상 노선 예상 위치까지의 거리를 계산하는 단계와;

목적지를 향하는 상기 노선을 따라 멀리 떨어진 정상 노선 예상 위치를 현재위치로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
(2회 정정)

제 3 항에 있어서,

정상 노선 예상 위치가 존재하지 않을 경우에는, 추측 항법 위치와의 근접성, 추측 항법 위치가 놓여진 도로의 진행 방향과 상기 예상 위치에서의 진행 방향 사이의 일치성을 기준으로 하여, 차량 위치에 대응될 가능성이 가장 높은 노선 벗어남 위치를 상기 현재 위치로 선택하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
(2회 정정)

제 4 항에 있어서,

현재 위치가 선택되지 못한 경우에는, 상기 지도상의 도로에 대응하는 예상위치가 수신되지 않았음을 나타내는 도로 벗어남(off road) 상태로 현재 위치의 노선 상태를 설정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
(2회 정정)

제 4 항에 있어서,

상기 차량의 노선 상태를 판정하는 단계는,

현재 위치의 노선 상태를 저장된 거리 기반 노선 상태와 비교하는 단계와,

상기 현재 위치의 노선 상태가 상기 저장된 거리 기반 노선 상태와 서로 다른 경우에는 저장된 거리 필터값을 증가시키는 단계와,

상기 현재 위치의 노선 상태가 상기 거리 기반 노선 상태와 동일한 경우에는 상기 저장된 거리 필터값을 감소시키는 단계와,

상기 거리 필터값의 증가 또는 감소 단계 이후에 상기 저장된 거리 필터값을 소정의 임계치와 비교하는 단계와,

상기 저장된 거리 필터값이 상기 임계치를 초과하면 상기 거리 기반 노선 상태를 상기 현재 위치의 노선 상태로 설정하는 단계와,

상기 거리 기반 노선 상태의 값을 상기 노선 상태에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
(2회 정정)

제 1 항에 있어서,

상기 차량의 운전 궤도가 좌회전, 우회전, 유턴(U-turn), 급격한 좌회전, 급격한 우회전, 완만한 좌회전, 완만한 우회전 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 필요한 궤도인지의 여부를 판정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
제 1 항에 있어서,

도착 여부를 판정하기 위해 현재 위치를 의도된 목적지와 비교하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
(2회 정정)

제 1 항에 있어서,

상기 노선 상태를 사용자에게 통신하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
(정정)

제 7 항에 있어서,

상기 필요한 궤도를 사용자에게 통신하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.
(2회 정정)

제 1 항에 있어서,

진행 방향 센서와 거리 센서를 판독하는 단계와,

상기 판독한 진행 방향과 거리를 이용하여 추측 항법 위치를 계산하는 단계와,

상기 추측 항법 위치를 상기 도로 지도와 비교하는 단계와,

상기 추측 항법 위치를 중심으로 하는 오차 지역 내에 있는 상기 도로상의 위치를 포함하는 예상 위치를 얻어내는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 위치 판정 방법.