KR20240153116A

KR20240153116A - 주행거리 계산방법 및 장치

Info

Publication number: KR20240153116A
Application number: KR1020230049415A
Authority: KR
Inventors: 김종명
Original assignee: 캐롯손해보험 주식회사
Priority date: 2023-04-14
Filing date: 2023-04-14
Publication date: 2024-10-22

Abstract

주행거리 계산방법 및 장치를 개시한다.
본 개시의 일 측면에 의하면, 차량의 가속도, 차량의 각속도 및 차량 주변의 지자기를 측정하고 측정데이터를 출력하기 위한 관성측정장치(inertial measurement unit); 관성측정장치가 출력한 측정데이터로부터 차량의 자세(attitude)를 추정하고, 바이어스(bias)를 계산하며, 차량의 자세 및 바이어스를 출력하기 위한 자세추정부(attitude estimation unit); 바이어스를 이용하여 차량의 상태가 정지상태(stop state)인지 여부를 판단하기 위한 정지상태정의부(stop state definition unit); 차량의 자세 및 측정데이터의 좌표계를 NED좌표계(North East Down coordinate system)로 변환하기 위한 좌표변환부(coordinate transformation unit); 및 정지상태정의부가 판단한 차량의 상태, 좌표변환부가 변환한 차량의 자세, 및 좌표변환부가 변환한 측정데이터를 이용하여 차량의 주행거리, 차량의 위치 및 차량의 속도를 계산하기 위한 계산부(calculation unit)를 포함하는 주행거리 계산장치를 제공한다.

Description

주행거리 계산방법 및 장치{Method And Apparatus for Calculating Distance}

본 개시는 주행거리 계산방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 관성측정장치(Inertial Measurement Unit)를 이용한 차량의 위치(position) 및 주행거리(distance) 계산방법 및 장치에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

매월 또는 매년 같은 금액의 보험료를 납부하는 일반적인 자동차 보험과는 달리, 주행거리 연동형 자동차 보험(pay-per-mile car insurance)은 가입자가 매월 차량을 운행한 만큼의 보험료를 지불하는 자동차 보험이다. 특히, 출퇴근을 대중교통으로 하고 주말에만 차량을 이용하는 등 평소에 차량을 잘 운행하지 않는 차량 소유자들이 주행거리 연동형 자동차 보험에 많이 가입하고 있다.

주행거리 연동형 자동차 보험에 있어 보험료 산정을 정확하게 하기 위해서는, 차량의 주행거리를 정확하게 측정하고 검증하는 것이 필수적으로 요구된다. 이를 위해, 기존의 선행기술들은 차량 내에 장착된 전자장치를 이용하여 차량의 주행거리를 산출하고 있다. 이 전자장치는 차량이 주행하는 동안 GPS(Global Positioning System) 기반 위치 정보를 원격 서버에 송신하도록 구성된다. 다만, GPS는 주변 지형, 건물 또는 기상 상황 등에 의하여 오차가 발생할 수 있다.

GPS의 문제점을 보완하기 위해 관성측정장치(inertial measurement unit)를 GPS와 결합하여 이용하는 방법이 있다. 관성측정장치를 이용하여 주행거리를 계산하는 방법은 차량의 가속도 및 각속도를 센서를 이용하여 측정하고, 시간에 대하여 가속도 및 각속도를 적분하는 방법을 이용한 것이다. 차량의 진동이나 센서의 정밀도 등 다양한 이유 때문에, 관성측정장치가 측정한 가속도 및 각속도는 센서 오차를 가진다. 가속도 및 각속도를 적분하여 주행거리를 계산하면, 센서 오차 때문에 시간이 흐름에 따라 주행거리의 오차가 누적된다. 따라서, 종래의 관성측정장치만을 이용하여 주행거리를 계산하는 방법은 주행거리를 정밀하게 계산하기 어렵다는 문제점이 있다. 더하여, 종래의 관성측정장치만을 이용하여 주행거리를 계산하는 방법은 등속 주행상태와 정지상태를 구별할 수 없는 문제점도 있다.

본 개시는 관성측정장치만을 이용하여 주행거리를 계산할 때, 정지상태를 판단하고 차량의 속도를 0으로 정의하여 주행거리를 계산하는 과정을 수행할 때 누적되는 오차를 초기화시키는 데 일 목적이 있다.

본 개시는 관성측정장치의 오차를 초기화함으로써 오차가 누적되는 것을 방지하고 주행거리를 정확히 계산하는 데 일 목적이 있다.

해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시의 일 측면에 의하면, 차량의 가속도, 차량의 각속도 및 차량 주변의 지자기를 측정하고 측정데이터를 출력하기 위한 관성측정장치(inertial measurement unit); 관성측정장치가 출력한 측정데이터로부터 차량의 자세(attitude)를 추정하고, 바이어스(bias)를 계산하며, 차량의 자세 및 바이어스를 출력하기 위한 자세추정부(attitude estimation unit); 바이어스를 이용하여 차량의 상태가 정지상태(stop state)인지 여부를 판단하기 위한 정지상태정의부(stop state definition unit); 차량의 자세 및 측정데이터의 좌표계를 NED좌표계(North East Down coordinate system)로 변환하기 위한 좌표변환부(coordinate transformation unit); 및 정지상태정의부가 판단한 차량의 상태, 좌표변환부가 변환한 차량의 자세, 및 좌표변환부가 변환한 측정데이터를 이용하여 차량의 주행거리, 차량의 위치 및 차량의 속도를 계산하기 위한 계산부(calculation unit)를 포함하는 주행거리 계산장치를 제공한다.

본 개시의 다른 측면에 의하면, 주행거리 계산장치가 주행거리를 계산하는 방법에 있어서, 차량의 가속도, 차량의 각속도, 및차량 주변의 지자기를 측정하고 측정데이터를 출력하는 측정과정; 측정과정으로부터 출력된 측정데이터를 이용하여 차량의 자세(attitude)를 추정하고 차량의 자세를 출력하는 자세추정과정; 측정데이터를 이용하여 바이어스(bias)를 계산하고 출력하는 과정; 바이어스를 이용하여 차량의 상태가 정지상태(stop state)인지 판단하는 상태판단과정; 차량의 자세 및 측정데이터의 좌표계를 NED좌표계(North East Down coordinate system)로 변환하는 좌표변환과정; 및 좌표변환과정을 거친 차량의 자세, 좌표변환과정을 거친 측정데이터, 및 차량의 상태를 이용하여차량의 주행거리, 차량의 위치 및 차량의 속도를 계산하는 과정을 포함하는 방법을 제공한다.

본 개시의 실시예에 의하면, 관성측정장치를 이용하여 정지상태를 판단하고 차량의 속도를 0으로 정의함으로써, 관성측정장치만을 이용하여 주행거리를 계산하는 과정을 수행할 때 누적되는 오차를 초기화시킬 수 있는 효과가 있다.

본 개시의 다른 실시예에 의하면, 관성측정장치의 오차를 초기화함으로써 오차가 누적되는 것을 방지하고 주행거리를 정확히 계산할 수 있는 효과가 있다.

본 개시의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 주행거리 계산장치를 개략적으로 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 차량에 적용되는 좌표의 축 방향을 도시한 것이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른, 주행거리 계산방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 정지상태정의부가 차량의 정지상태를 판단하는 방법을 도시한 순서도이다.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 이용해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 개시의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 개시가 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 주행거리 계산장치를 개략적으로 나타낸 블록구성도이다.

도 1을 참조하면, 주행거리 계산장치(distance calculating device, 10)는 관성측정장치(inertial measurement unit, 100), 자세추정부(attitude estimation unit, 110), 정지상태정의부(stop state definition unit, 120), 좌표변환부(coordinate transformation unit, 130) 및 계산부(calculation unit, 140)을 전부 또는 일부 포함한다.

관성측정장치(100)는 차량의 가속도(acceleration), 차량의 각속도(angular velocity) 및 차량 주위의 지자기(Earth's magnetic field)를 측정한다. 관성측정장치(100)는 가속도계(accelerometer), 자이로스코프(gyroscope) 및 지자기계(magnetometer)를 전부 또는 일부 포함한다. 가속도계, 자이로스코프 및 지자기계는 각각 가속도, 각속도 및 지자기를 측정하기 위한 센서이다. 관성측정장치(100)는 가속도계, 자이로스코프 및 지자기계를 각각 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 예컨대, 관성측정장치(100)는 차량에 적용되는 좌표계의 축 방향(axial direction)마다 가속도계, 자이로스코프 및 지자기계를 각각 하나씩 포함할 수 있다. 즉, 관성측정장치(100)는 가속도계, 자이로스코프 및 지자기계를 각각 3 개씩 포함할 수 있다. 관성측정장치(100)는 차량의 축 방향마다 차량의 가속도, 차량의 각속도 및 차량 주위의 지자기를 각각 측정하고, 측정데이터를 출력할 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 차량에 적용되는 좌표계의 축 방향을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 차량에 적용되는 좌표계의 축 방향이란 차량의 전면 진행방향을 향하는 롤축(roll axis, 200) 방향, 차량의 폭 방향을 향하고 롤축(200)과 수직한 피치축(pitch axis, 210) 방향, 롤축(200) 및 피치축(210)과 수직인 요축(yaw axis, 220) 방향을 의미한다.

자세추정부(110)는 관성측정장치(100)가 출력한 측정데이터를 이용하여 차량의 현재 자세(attitude)를 추정한다. 여기서, 차량의 자세란 각각 롤축(200), 피치축(210) 및 요축(220) 주위로 차량이 회전한 정도를 의미한다.

자세추정부(110)는 측정데이터와 칼만 필터(Kalman filter) 알고리즘을 이용하여 차량의 자세를 추정하고, 바이어스(bias)를 계산한다. 여기서, 바이어스란 자이로스코프가 가지는 오차를 의미한다. 바이어스는 칼만 필터 알고리즘을 이용하여 계산할 수 있다. 칼만 필터 알고리즘은 공지된 알고리즘이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

자세추정부(110)는 기 설정된 일정한 시간마다 차량의 현재 자세를 추정하고, 바이어스를 계산한다. 여기서, 자세추정부(110)가 차량의 현재 자세를 추정하고 바이어스를 계산하는 시간의 간격을 기준주기(reference period)라고 정의한다. 예컨대, 기준주기가 0.01 초인 경우, 자세추정부(110)는 0.01 초 마다 차량의 현재 자세를 추정하고 바이어스를 계산할 수 있다. 한편, 설명을 위해 기준주기의 예시를 0.01 초라고 설정하였으나, 기준주기는 반드시 0.01 초에 제한되지 않고 센서의 종류 또는 상황에 따라 변경 가능하다.

정지상태정의부(120)는 자세추정부(110)가 출력한 바이어스를 이용하여 차량이 정지상태(stop state)인지 판단한다.

정지상태정의부(120)는 바이어스차분(bias differential)을 계산한다. 여기서, 바이어스차분이란 현재 시점의 바이어스와 직전 시점의 바이어스의 차이의 절대값이다. 예컨대, 기준주기가 0.01 초여서 자세추정부(110)가 0.01 초마다 바이어스를 출력하는 경우, 바이어스차분은 자세추정부(110)가 현재 출력한 바이어스와, 자세추정부(110)가 0.01 초 전에 출력한 바이어스의 차이이다.

정지상태정의부(120)는 자세추정부(110)가 바이어스를 출력할 때마다 바이어스차분을 계산하고, 계산한 바이어스차분을 저장한다.

정지상태정의부(120)는 계산한 바이어스차분 N 개의 평균을 정지상태기준값(stop state reference value)으로서 정의한다. 여기서, N은 임의의 자연수이다. N은 차량의 종류 또는 상황 등에 따라 변경할 수 있다. 바이어스차분이 항상 양수 또는 0이기 때문에 정지상태기준값도 항상 양수이다.

정지상태정의부(120)는 정지상태기준값의 최솟값을 설정할 수 있다. 여기서, 정지상태기준값의 최솟값은 사용자가 임의로 설정한 값일 수 있다. 예컨대, 사용자가 정지상태기준값의 최솟값을 0.02로 설정한 경우, 바이어스차분 N 개의 평균값이 0.02보다 작거나 같더라도 정지상태기준값은 0.02로 정의된다.

정지상태정의부(120)가 바이어스차분을 자세추정부(110)에 설정된 기준주기마다 계산하기 때문에, 정지상태기준값은 기준주기마다 변할 수 있다.

정지상태정의부(120)는 현재의 정지상태기준값과 현재의 바이어스차분을 비교한다. 여기서, 정지상태기준값과 바이어스차분을 비교하는 과정은 기준주기마다 반복된다. 예컨대, 기준주기가 0.01 초인 경우, 정지상태정의부(120)는 0.01 초마다 정지상태기준값과 바이어스차분을 비교하는 것이다.

정지상태정의부(120)는 정지상태기준값이 바이어스차분보다 작거나 같은 상태가 일정 시간 동안 지속되면 차량의 상태(state of vehicle)를 정지상태로서 판단한다. 차량의 상태는 정지상태 또는 주행상태(driving state)일 수 있다. 여기서, 차량의 상태를 판단하기 위한 시간은 사용자가 설정한 임의의 시간일 수 있다. 예컨대, 사용자가 차량의 상태를 판단하기 위한 시간을 3 초로 설정한 경우, 정지상태기준값이 바이어스차분보다 작거나 같은 상태가 3 초 이상 지속되면 정지상태정의부(120)는 차량의 상태를 정지상태로 판단한다.

정지상태정의부(120)는 정지상태기준값이 바이어스차분보다 큰 경우 차량의 상태를 주행상태로 판단한다.

정지상태정의부(120)는 차량의 상태가 정지상태이면, 차량의 현재 속도를 0으로 정의한다.

정지상태정의부(120)는 정지상태를 판단하고 차량의 현재 속도를 0으로 정의함으로써, 관성 측정 장치를 이용하여 주행거리를 계산하는 과정을 수행할 때 누적되는 오차를 초기화할 수 있다.

좌표변환부(130)는 자세추정부(110)가 출력한 차량의 자세의 좌표계 및 관성측정장치(100)가 출력한 측정데이터의 좌표계를, 변환행렬을 이용하여 NED좌표계(North East Down coordinate system)로 변환한다. 자세추정부(110)가 출력한 자세 및 관성측정장치(100)가 출력한 측정데이터는 차량의 롤축(200), 피치축(210) 및 요축(220)으로 구성된 3차원 좌표계상의 데이터이다.

좌표변환부(130)는 변환행렬(transformation matrix)를 이용하여 좌표계 변환을 수행할 수 있다. 변환행렬을 이용해 좌표계를 변환하는 방법은 공지된 방법이므로, 자세한 설명은 생략한다.

좌표변환부(130)는 좌표계 변환을 수행한 측정데이터 및 좌표계 변환을 수행한 차량의 자세 중 가속도 데이터에 포함된 중력 성분(gravity component)을 제거한다. 여기서, 좌표변환부(130)는 차량의 상태가 정지상태인 경우에만 중력 성분을 제거한다. 즉, 정지상태정의부(120)가 차량의 상태를 주행상태로 판단한 경우에는 좌표변환부(130)가 가속도 데이터에 포함되어 있는 중력 성분을 제거하지 않는다.

계산부(140)는 좌표변환부(130)가 NED좌표계로 변환한 차량의 자세, 좌표변환부(130)가 NED좌표계로 변환한 측정데이터, 및 정지상태정의부(120)가 판단한 차량의 상태를 이용하여 주행거리, 현재 위치 및 속도를 추정한다. 계산부(140)는 적분을 이용하여 주행거리, 현재 위치 및 속도를 추정한다.

관성측정장치(100)에 포함된 센서의 측정값과 실제값 사이에는 오차가 존재한다. 따라서 계산부(140)가 적분을 이용하여 주행거리, 현재 위치, 주행거리 및 속도를 추정하는 경우, 실제 위치와 계산부(140)가 추정한 위치, 또는 실제 주행거리와 계산부(140)가 추정한 주행거리 사이에 각각 오차가 발생한다. 또한, 주행 시간이 길어짐에 따라 오차가 누적되어 오차가 점점 증가하게 된다.

본 개시의 주행거리 계산장치(10)는 정지상태정의부(120)를 이용하여 정지 상태를 판단함으로써, 오차의 누적을 방지할 수 있다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른, 주행거리 계산 방법을 도시한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 주행거리 계산장치(10)는 차량의 시동이 켜져 있는지 여부를 확인한다(S300). 차량의 시동이 켜져 있다면, 주행거리 계산장치(10)는 관성측정장치(100)를 작동시킨다.

관성측정장치(100)는 차량의 가속도, 차량의 각속도 및 차량 주변의 지자기 등 측정데이터를 출력한다(S310).

자세추정부(110)는 관성측정장치(100)가 출력한 측정데이터와 칼만 필터를 이용하여, 차량의 자세를 추정한다. 자세추정부(110)는 관성측정장치(100)가 출력한 측정데이터 및 칼만 필터 알고리즘을 이용하여 바이어스를 계산한다. 자세추정부(110)는 차량의 자세 및 바이어스를 출력한다(S320). 여기서, 자세추정부(110)는 기 설정된 기준주기마다 차량의 자세 및 바이어스를 출력할 수 있다.

정지상태정의부(120)는 자세추정부(110)가 출력한 바이어스를 이용하여 차량이 정지상태인지 여부를 판단한다(S330). 차량이 정지상태로 판단된 경우, 정지상태정의부(120)는 차량의 속도를 0으로 정의한다(S340).

좌표변환부(130)는 자세추정부(110)가 출력한 차량의 자세 및 관성측정장치(100)가 출력한 측정데이터의 좌표계를, 변환행렬을 이용하여 NED좌표계로 변환한다(S350).

계산부(140)는 좌표변환부(130)가 차량의 자세 및 측정데이터를 NED좌표계로 변환한 결과, 및 정지상태정의부(120)가 판단한 차량의 상태를 이용하여 차량의 속도, 주행거리 및 위치를 계산한다(S360).

정지상태정의부(120)가 정지상태를 판단하고 차량의 속도를 0으로 정의함으로써, 계산부(140)가 적분에 의해 차량의 속도, 주행거리 및 위치를 계산함에 따라 발생하는 오차의 발산(divergence)을 방지할 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 정지상태정의부(120)가 차량의 정지상태를 판단하는 방법을 도시한 순서도이다.

도 4를 참조하면, 정지상태정의부(120)는 정지상태기준값이 정의되어 있는지 여부를 판단한다(S400). 정지상태기준값이 정의되어 있지 않다면, 자세추정부(110)가 출력한 현재 시점의 바이어스와 직전 시점의 바이어스를 비교하여 바이어스차분을 계산한다(S410). 자세추정부(110)가 기준주기마다 바이어스를 출력하기 때문에, 정지상태정의부(120)도 기준주기마다 바이어스차분을 계산한다.

정지상태정의부(120)는 계산한 바이어스차분을 저장한다(S420).

정지상태정의부(120)는 저장한 복수의 바이어스차분들의 평균을 계산한다. 여기서, 바이어스차분들의 평균을 계산하기 위한 바이어스차분들의 수 N 개는 사용자가 임의로 설정할 수 있다. 정지상태정의부(120)는 바이어스차분들의 평균을 정지상태기준값으로서 정의한다(S430).

정지상태정의부(120)가 정지상태기준값이 설정되어 있는지 여부를 판단한 결과, 정지상태기준값이 설정되어 있다면, 정지상태정의부(120)는 과정 S410 내지 S430을 수행하지 않는다.

정지상태정의부(120)는 정지상태기준값과 현재의 바이어스차분을 비교한다(S440). 정지상태기준값이 바이어스차분보다 크다면, 정지상태정의부(120)는 차량의 상태를 주행상태로 판단한다(S450). 정지상태기준값이 현재의 바이어스차분보다 작거나 같다면, 정지상태정의부(120)는 바이어스차분과 정지상태기준값을 기 설정된 시간 M 초 동안 비교한다(S460). 여기서, M은 사용자가 설정할 수 있는 임의의 양수이다. M 초는 차량의 종류 또는 엔진의 종류 등에 따라 사용자가 설정할 수 있다. 정지상태기준값이 바이어스차분보다 작거나 같은 상태가 기 설정된 시간 M 초 이상 지속된다면, 정지상태정의부(120)는 차량의 상태를 정지상태로 판단한다(S470). 차량이 정지상태로 판단된 경우, 정지상태정의부(120)는 차량의 속도를 0으로 정의한다(S480).

과정 S460이 수행되는 M 초 동안, 정지상태기준값이 바이어스차분보다 커진다면 정지상태정의부(120)는 차량의 상태를 주행상태로 판단한다.

정지상태정의부(120)는 차량의 상태를 좌표변환부(130) 및 계산부(140)에 전송한다.

본 발명에 따른 장치 또는 방법의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.

본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 디지털 전자 회로, 집적회로, FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 이러한 다양한 구현예들은 프로그래밍가능 시스템 상에서 실행 가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현되는 것을 포함할 수 있다. 프로그래밍가능 시스템은, 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 그리고 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 데이터 및 명령들을 수신하고 이들에게 데이터 및 명령들을 전송하도록 결합되는 적어도 하나의 프로그래밍가능 프로세서(이것은 특수 목적 프로세서일 수 있거나 혹은 범용 프로세서일 수 있음)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램들(이것은 또한 프로그램들, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션들 혹은 코드로서 알려져 있음)은 프로그래밍가능 프로세서에 대한 명령어들을 포함하며 "컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체"에 저장된다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등의 비휘발성(non-volatile) 또는 비일시적인(non-transitory) 매체일 수 있으며, 또한 데이터 전송 매체(data transmission medium)와 같은 일시적인(transitory) 매체를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.

본 명세서의 흐름도/타이밍도에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 개시의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 개시의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 흐름도/타이밍도에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 흐름도/타이밍도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

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

10: 주행거리 계산장치 100: 관성측정장치
110: 자세추정부 120: 정지상태정의부
130: 좌표변환부 140: 계산부

Claims

차량의 가속도, 상기 차량의 각속도 및 상기 차량 주변의 지자기를 측정하고 측정데이터를 출력하기 위한 관성측정장치(inertial measurement unit);
상기 관성측정장치가 출력한 측정데이터로부터 상기 차량의 자세(attitude)를 추정하고, 바이어스(bias)를 계산하며, 상기 차량의 자세 및 상기 바이어스를 출력하기 위한 자세추정부(attitude estimation unit);
상기 바이어스를 이용하여 상기 차량의 상태가 정지상태(stop state)인지 여부를 판단하기 위한 정지상태정의부(stop state definition unit);
상기 차량의 자세 및 상기 측정데이터의 좌표계를 NED좌표계(North East Down coordinate system)로 변환하기 위한 좌표변환부(coordinate transformation unit); 및
상기 정지상태정의부가 판단한 상기 차량의 상태, 상기 좌표변환부가 변환한 차량의 자세, 및 상기 좌표변환부가 변환한 측정데이터를 이용하여 상기 차량의 주행거리, 상기 차량의 위치 및 상기 차량의 속도를 계산하기 위한 계산부(calculation unit)를 포함하는 주행거리 계산장치.
제1 항에 있어서,
상기 정지상태정의부가 상기 차량의 상태를 정지상태라고 판단한 경우, 상기 차량의 현재 속도를 0으로 정의하는 주행거리 계산장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 정지상태정의부는 상기 바이어스를 이용하여 바이어스차분을 계산하고, 상기 바이어스차분을 이용하여 정지상태기준값을 정의하는 주행거리 계산장치.
제3 항에 있어서,
상기 정지상태정의부는 상기 정지상태기준값의 최솟값을 설정하는 주행거리 계산장치.
제4 항에 있어서,
상기 정지상태정의부는 상기 정지상태기준값과 상기 바이어스차분을 비교하고, 상기 정지상태기준값이 상기 바이어스차분보다 작거나 같은 상황이 기 설정된 시간만큼 지속되는 경우 상기 차량의 상태를 정지상태로 판단하는 주행거리 계산장치.
제5 항에 있어서,
상기 정지상태정의부는 상기 정지상태기준값이 상기 바이어스차분보다 큰 경우, 상기 차량의 상태를 주행상태로 판단하는 주행거리 계산장치.
제1 항에 있어서,
상기 자세추정부는 칼만 필터(Kalman filter) 알고리즘을 이용하여 상기 차량의 자세를 추정하고 상기 바이어스를 계산하는 주행거리 계산장치.
제1 항 또는 제7 항에 있어서,
상기 자세추정부는 기 설정된 기준주기(reference period)마다 상기 차량의 자세를 추정하고 상기 바이어스를 계산하는 주행거리 계산장치.
제1 항에 있어서,
상기 정지상태정의부가 상기 차량의 상태를 정지상태라고 판단한 경우,
상기 계산부는 상기 좌표변환부가 NED좌표계로 변환한 가속도 데이터의 중력 성분을 제거하는 주행거리 계산장치.
주행거리 계산장치가 주행거리를 계산하는 방법에 있어서,
차량의 가속도, 상기 차량의 각속도, 및 상기 차량 주변의 지자기를 측정하고 측정데이터를 출력하는 측정과정;
상기 측정과정으로부터 출력된 측정데이터를 이용하여 상기 차량의 자세(attitude)를 추정하고 상기 차량의 자세를 출력하는 자세추정과정;
상기 측정데이터를 이용하여 바이어스(bias)를 계산하고 출력하는 과정;
상기 바이어스를 이용하여 상기 차량의 상태가 정지상태(stop state)인지 판단하는 상태판단과정;
상기 차량의 자세 및 상기 측정데이터의 좌표계를 NED좌표계(North East Down coordinate system)로 변환하는 좌표변환과정; 및
상기 좌표변환과정을 거친 차량의 자세, 상기 좌표변환과정을 거친 측정데이터, 및 상기 차량의 상태를 이용하여 상기 차량의 주행거리, 상기 차량의 위치 및 상기 차량의 속도를 계산하는 과정을 포함하는 방법.
제10 항에 있어서,
상기 상태판단과정은 상기 차량의 상태가 정지상태인 경우, 상기 차량의 속도를 0으로 정의하는 과정인 방법.
제10 항 또는 제11 항에 있어서,
상기 상태판단과정은 상기 바이어스를 이용하여 바이어스차분을 계산하고, 상기 바이어스차분을 이용하여 정지상태기준값을 정의하는 과정인 방법.
제12 항에 있어서,
상기 상태판단과정은 상기 정지상태기준값의 최솟값을 설정하는 과정인 방법.
제13 항에 있어서,
상기 상태판단과정은 상기 정지상태기준값과 상기 바이어스차분을 비교하고, 상기 정지상태기준값이 상기 바이어스차분보다 작거나 같은 상황이 기 설정된 시간만큼 지속되는 경우, 차량의 상태를 정지상태로 판단하는 과정인 방법.
제14 항에 있어서,
상기 상태판단과정은 상기 정지상태기준값이 상기 바이어스차분보다 큰 경우, 차량의 상태를 주행상태로 판단하는 과정인 방법.
제10 항에 있어서,
상기 자세추정과정은 칼만 필터 알고리즘을 이용하여 상기 차량의 자세를 추정하고 상기 바이어스를 계산하는 과정인 방법.
제10 항 또는 제16 항에 있어서,
상기 자세추정과정은 기 설정된 기준주기(reference period)마다 상기 차량의 자세를 추정하고 상기 바이어스를 계산하는 과정인 방법.
제10 항에 있어서,
상기 상태판단과정을 거쳐 상기 차량의 상태가 정지상태라고 판단한 경우, 상기 주행거리를 계산하는 과정은 상기 좌표변환과정을 거쳐 NED좌표계로 변환된 가속도 데이터의 중력 성분을 제거하는 과정을 더 포함하는 방법.