KR100253605B1 - 차량 위치 결정 장치 - Google Patents

Abstract

차량의 위치를 결정하는 장치는 위성으로부터 수신되는 데이타를 토대로 규칙적인 간격으로 차량 위치 데이타를 공급하는 GPS(글로벌 위치조정 시스템) 수신기(6)와, 상기 GPS 수신기(6)로부터 나오는 위치 데이타를 토대로 추측 방법을 수행하는 장치와, 컴파스 및 적어도 하나의 차륜 감지기(3)와, 보정 장치(4)를 구비하며, 상기 보정 장치(4)는 대용량 메모리(5)로부터 판독되는 도로 위치 좌표, 특히 도로 특성 위치 좌표와 비교에 따라서 추측 항법 장치(1)에 의해 규칙적인 간격으로 공급되는 추측 위치 값을 보정하여 상기 보정값을 차량 위치 좌표로서 출력한다. GPS 수신기로부터 나오는 데이타의 자동 보정을 위하여, 보정 장치(4)에 의해 공급되는 차량 위치 좌표는 GPS 수신기(6)에 인가되며, GPS 수신기(6)에서 위성 수신으로부터 유도되는 위치 데이타는 보정 장치(4)에 의해 공급되는 차량 위치 좌표에 따라서 보정되고 이렇게 보정된 위치 데이타가 추측 항법 장치(1)에 인가된다.

Description

차량 위치 결정 장치

제1도는 차량의 위치를 결정하는 본 발명의 장치를 도시한 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 추축 항법 장치 2 : 컴파스

3 : 차륜 감지기 4 : 보정 장치

5 : 대용량 메모리 6 : GPS 수신기

본 발명은 차량의 위치를 결정하는 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 위성으로부터 수신되는 데이타를 토대로 차량의 위치 데이타를 규칙적인 간격으로 공급하는 GPS(글로벌 위치 조정 시스템) 수신기를 구비하며, 상기 GPS 수신기로부터 나오는 위치 데이타를 토대로 추측항법(dead-reckoning)을 수행하는 장치와, 컴파스 및 적어도 하나의 차륜 감지기(wheel sensor)와, 보정 장치를 또한 구비하는데, 상기 보정 장치는, 대용량 메모리로부터 판독되는 도로 또는 철도 위치 좌표, 특히 도로 또는 철도 특성 위치 좌표와 비교함에 따라서, 추측 항법 장치에 의해 규칙적인 간격으로 공급되는 추측 위치 값을 보정하여 상기 보정값을 차량 위치 좌표로서 출력한다.

이런 종류의 공지된 장치에서, 현재의 차량 위치는 특히 컴파스 및 하나이상의 차륜 감지기를 활용하면서 추측 항법에 의해 연속적으로 결정된다. 그때, 야기되는 에러는 대용량 메모리(맵 정합(map matching)로부터 판독되는 도로 위치 좌표와 비교되므로써 보정될 수 있다. 특히, 도로 특성 위치 좌표, 예를 들어 도로 또는 교차점(intersectious)에서의 커브는 쉽게 인지될 수 있고, 추측 항법에 의해 결정된 차량 위치는 공지된 좌표, 즉 특성점에 따라서 보정될 수 있다.

차량이 출발할때, 즉 일반적으로 말하면, 도로 위치좌표가 철도 또는 선박등으로 차량을 수송한 후와 같이 알려지지 않을때, 추측 항법과 도로 위치 좌표에 의한 보정과의 조합(combination)이 실패한다. 결국, 공지된 장치에는 GPS 수신기가 제공되어 있는데, 상기 GPS 수신기는 GPS위상으로부터 나오는 신호를 수신하고 상기 신호들의 수신을 토대로, 특히 이들 신호들의 상호 위상 시프트를 토대로 GPS 수신기의 위치 또는 차량의 위치를 계산할 수 있다. 그러나, GPS 수신기에 의한 위치 결정은 불과 수백미터내에서만 정확성이 있는 반면, 예를 들어 시내에서 차량의 위치를 정확하게 결정하는데 있어 이 GPS 수신기는 부적합하다.

이런 종류의 공지된 장치에서, GPS 수신기에 의해 공급되는 위치 데이타의 보정은 데이타 채널에 의해 수행된다. 이 데이타 채널을 통해서, 상기 GPS 수신기는 추가로 제공될 하부구조(infrastructure)를 거쳐 연속적으로 변화하는 에러의 크기 및 방향에 관한 정보를 받게 된다.

본 발명의 목적은 가능한한 간단하게 GPS 수신기의 위치 데이타의 보정을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 보정 장치에 의해 공급되는 차량 위치 좌표가 GPS 수신기에 인가되며, 위성 수신으로부터 유도되는 위치 데이타가 상기 보정 장치에 의해 공급되는 차량 위치 좌표에 따라서 상기 GPS 수신기에서 보정되고 상기 보정 데이타가 위치 데이타로서 추측 위치에 인가되도록 하는 본 발명에 따라서 성취된다.

보정 장치에 의해 공급되고 현재의 차량 위치를 연속적으로 표시하는 차량 위치 좌표는 또한 GPS 수신기에서 위치 데이타를 보정하도록 사용된다. 이것은 대용량 메모리로부터 판독되는 도로 위치 좌표와 비교되어 그에 따라서 보정되는 차량 위치 좌표가 매우 정확하기 때문에 가능하다. 어떤 경우에, GPS 수신기의 위치 데이타의 에러는 시간에 따라서 보다 크게되고 매우 느리게 변화한다. 그러므로, 차량 위치 좌표에 의한 보정은 적절한 시간 간격으로 수행될 수 있다. GPS 수신기는 차후에 매우 정확한 위치 데이타를 공급하여 보정장치에서 발생하는 보정이 차후에 보다 작게되도록 한다. 이와 유사한 시스템의 피드백 상태에서, GPS 데이타는 아주 정확하게 되어 현재 위치를 매우 정확하게 표시하도록 한다.

GPS 수신기의 데이타를 보정하기 위한 해결책에 따라서, 추가적인 제3의 하부구조를 필요로 하는 외부 데이타 채널이 필요치 않게 된다. 게다가, 차량의 GPS 수신기와 외부 데이타 소스간의 공간 분할이 제거되어, 상기 분할로 인한 추가적인 에러가 피해지도록 한다. 이것이 공간 분할된 경우에 제한된 전송 속도로인해 야기되는 에러를 또한 제거한다. GPS 수신기의 데이타는 매우 정확하게 보정될 수 있다. 추측 항법 장치 뿐만아니라 보정 장치가 이미 차량의 위치를 결정하는 대부분의 장치에 포함되어 있기 때문에, GPS 수신기의 데이타를 보정하기 위한 추가 비용이 극히 작게된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 보정 장치는 새로운 특성점이 도로 위치 좌표에서 발생될때마다 새로운 내부 보정값을 결정한 다음에, 추측 항법 장치에 의해 공급되는 데이타는 상기 새로운 내부 보정값에 따라서 보정될 수 있는데, 상기 새로운 내부 보정값은 새로운 보정값이 결정되는 도로 위치 좌표에서의 다음 특성점이 도달될때까지 유효하게 된다.

특히 도로 특성점 및 대용량 메모리에 기억된 해당 도로 위치 좌표를 토대로 추측 항법 장치에 의해 규칙적인 간격으로 공급되는 추측 위치 값을 보정 장치로 보정할 수 있다.

이런 종류의 특성점은 시간상 불규칙적 간격으로 발생되어, 보정이 이들 점들간에서 항상 가능하지 않게 된다. 그러나, 이들 특성점을 토대로, 보정은 매우 정확하게 수행되어, 시간상 불규칙적인 간격에서 이러한 보정이 적합하게 된다. 따라서, 도로 위치 좌표의 각 새로운 특성점에서, 보정 장치에 새로운 내부 보정값이 형성되며, 상기 새로운 내부 보정값은 새로운 보정값이 다음 특성점에서 형성될 때까지 유효하게 된다. GPS 수신기의 위치 데이타는 또한 이 내부 보정값에 따라서 보정된 다음에 차량의 위치 좌표는 보정 장치에 의해 공급된다. 이 보정의 정확도는 GPS 수신기의 위치 데이타의 에러가 매우 느리게 변화하기 때문에 적절하고, 일반적으로 말하면, 도로 위치 좌표의 두 특성점 간에서 에러가 거의 동일하다고 추정할 수 있다.

본 발명은 또 다른 실시예에서 처럼, 대용량 메모리를 사용하기 위해서는 그 기억 밀도를 짧은 액세스 시간과 결합하고 독일 국가 크기 정도에서 필요한 도로 위치 좌표의 대부분을 기억할 수 있는 콤펙트 디스크 대화식(interactive) 장치로 만드는 것이 좋다.

본 발명의 실시예가 이하 도면을 참조하여 상세히 서술될 것이다.

차량의 위치를 결정하는 장치는 추측 항법 장치(1)를 구비한다. 컴파스(2) 및 적어도 하나의 차륜 감지기(3)는 장치(1)와 연관된다. 장치(1)로부터 아래 방향에 보정 장치(4)가 제공되어 있는데, 상기 보정 장치가 예를 들어 콤팩트 디스크 대화식 장치일 수 있는 대용량 메모리(5)와 연관되어 있다.

몇개의 위성으로부터 수신되는 데이타를 토대로 차량의 위치를 결정할 수 있는 GPS 수신기(6)가 또한 제공되어 있는데, 상기 수신기(6)는 제1도에 도시된 상기 장치와 결합될 수 있다.

이들 위성 데이타의 수신을 위하여, 도면에서 참조 번호(7)로 표시된 위성 수신 안테나가 제공되어 있다.

GPS 수신기(6)는 차량 위치 데이타를 추측 항법 장치(1)에 연속적으로 인가한다. 게다가, 이 장치는 주행 방향, 즉 차량이 컴파스(2)를 거쳐 향하게 되는 방향을 수신한다.

장치(1)는 주행 방향의 변위 및 단기간(short term)변화를 차륜 감지기(3)를 통해 대응 방향에서 결정할 수 있다. 이 데이타를 토대로, 새로운 위치 데이타가 연속적으로 결정되도록 하는 공지된 방식으로 추측 방법이 수행될 수 있다. 이 데이타는 보정 장치(4)에 인가되는데, 상기 보정 장치(4)는 이 데이타를 대용량 메모리(5)로부터 판독되는 도로 위치 좌표와 비교한다.

도로 특성점에서, 예를 들어, 커브 또는 교차점에서, 순간 위치(instantaneous position)는 도로 위치 좌표를 토대로 신뢰할 수 있게 인지될 수 있다. 보정 장치에서, 대응 보정값이 형성되고 장치(1)에 의해 공급되는 데이타는 이 보정값에 따라서 보정된다. 보정 장치(4)는 보정된 차량 위치 좌표를 공급한다. 이들 연속적으로 재생된 좌표는 차량 위치를 표시한다.

추가 처리하기 위하여 활용되는 이 출력 신호는 장치(1) 뿐만 아니라 GPS 수신기(6)에 인가된다.

위성 수신을 토대로 GPS 수신기(6)에 의해 결정된 위치 데이타는 대략 100에서 200 미터까지의 에러를 나타내도록 공지(GPS 시스템의 오퍼레이터에게 공지)되어 있다. 보정 장치(4)에 의해 공급되고 대용량 메모리(5)로부터 판독되는 도로 위치 좌표와 비교하므로써 정확히 보정되는 차량 위치 좌표를 토대로, 위치 데이타는 GPS 수신기(6)에서 보정된다. GPS 수신기는 이미 보정된 위치 데이타를 출력한다.

다음에, GPS 수신기에 의해 공급되는 보정된 위치 데이타 또는 보정 장치(4)에 의해 공급되는 차량 위치 좌표를 토대로, 매우 정확한 추측 항법이 장치(1)에서 수행될 수 있다.

그러므로, 차량의 위치를 결정하는 도면에 도시된 장치의 정확도는 매우 높다. 차량의 변위 동안의 정확도는 대용량 메모리로부터 판독되는 도로 위치 좌표와 GPS 데이타의 연속 보정을 비교한 것을 추측 항법과 조합하므로써 성취된다. GPS 수신기의 데이타를 보정하므로써, 차량의 수송후, 즉 알려지지 않은 위치에서 차량의 출발시에 상기 장치가 결합된 차량의 위치를 매우 정확히 결정할 수 있다.

Claims (5)

1. 위성으로 부터 수신되는 데이타를 토대로 상기 차량의 위치 데이타를 규칙적인 간격으로 공급하는 GPS(글로벌 위치조정 시스템) 수신기(6)를 구비하고 상기 GPS 스위치(6)로부터 나오는 위치 데이타를 토대로 추측 항법을 수행하는 장치(1)와, 컴파스(2) 및 적어도 하나의 차륜 감지기(3)와, 보정 장치(4)를 또한 구비하는 차량의 위치를 결정하는 장치로서, 상기 보정 장치는 대용량 메모리(5)로부터 판독되는 도로 또는 철도 위치 좌표, 특히 도로 또는 철도 특성 위치 좌표와의 비교에 따라서 추측 항법 장치(11)에 의해 규칙적인 간격으로 공급되는 추측 위치 값을 보정하여 상기 보정값을 차량 위치 좌표로서 출력하는 상기 차량의 위치를 결정하는 장치에 있어서, 상기 보정 장치(4)에 의해 공급되는 차량 위치 좌표가 상기 GPS 수신기(6)에 인가되며, 위성 수신으로부터 유도되는 위치 데이타가 상기 보정 장치(4)에 의해 공급되는 차량 위치 좌표에 따라서 상기 GPS 수신기(6)에서 보정되며, 상기 데이타는 위치 데이타로서 추측 항법 장치(1)에 인가되는 것을 특징으로 하는 차량 위치 결정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 보정 장치(4)는 새로운 특성점이 도로 또는 철도 위치 좌표에서 발생될 때마다 새로운 내부 보정값을 결정한 다음에, 상기 추측 위치 장치(1)에 의해 공급되는 데이타는 상기 새로운 내부 보정값에 따라서 보정되는 것을 특징으로 하는 차량 위치 결정 장치.
3. 제2항에 있어서, 내부 보정값은 새로운 내부 보정값이 결정되는 도로 또는 철도 위치 좌표의 다음 특성점이 발생될때까지 유효하게 되는 것을 특징으로 하는 차량 위치 결정 장치.
4. 제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 콤팩트 디스크 대화식 장치가 대용량 메모리(5)로서 제공되는 것을 특징으로 하는 차량 위치 결정 장치.
5. 제1항 내지 3항중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 위치 결정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량.