KR100620668B1 - 지피에스 수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오지리정보 시스템 구성 방법 - Google Patents

지피에스 수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오지리정보 시스템 구성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 구성 방법에 관한 것으로, 지리 정보 시스템에 있어서, 암호화/복호화에 기초한 사용자 인증 단계(S1); GPS수신기로부터 차량의 위치 및 속도 정보를 수신하는 단계(S2); 차량의 위치 정보를 포함한 지도 정보 표시 단계(S3); 지도로부터 특정 위치 좌표를 클릭하면(S4), 상기 특정 위치 좌표와 연결되어 tree 구조로 저장된 이미지, 비디오, 벡터 데이터를 검색하여(S5) 상기 특정위치 좌표와 링크된 비디오 영상과 상기 비디오 영상에 대한 지리적 정보를 포함하는 그 연계 정보를 출력하는 단계(S6); 및 비디오데이터로부터 공간 지리 객체 정보를 추출하여 네비게이션을 제공하는 단계(S7)를 포함한다. 따라서, 지리정보 시스템의 지도상의 주요 위치 좌표에 Interactive Map 개념을 사용하여 수치지도 데이터로부터 임의 형식의 이미지, 비디오로 정보를 보여줌으로써 실제감과 현실감을 증가시킬 수 있다.
GPS수신기, 네비게이션, 비디오, 지리정보 시스템

Description

지피에스 수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 구성 방법{Method for implementing Video GIS system of car navigation system having GPS receiver}
도 1a는 종래의 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 지리 정보 시스템 구성도.
도 1b는 종래의 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템에서 무선 인터넷을 활용하여 클라이언트/서버형 지리 정보 서버에서 제공하는 지리 정보 시스템.
도 2는 본 발명에 의한 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 구성 방법을 설명한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 Video GIS의 실시 화면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **
10 : GPS 안테나 20 : GPS 수신기
30 : 마이크로 컴퓨터 40 : LCD 표시부
50 : 음성 출력부 60 : 저장 장치
GPS: Global Positioning System
본 발명은 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보(Video GIS) 시스템에 관한 것으로, 특히 GPS 수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템에서 지리 정보를 단순히 2차원 혹은 3차원 형태의 수치지도로써만 보여주는 것이 아니라, 주요 위치에 지리정보의 좌표에 실제 비디오 영상 정보를 보여주는 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 지리 정보 시스템은 GPS수신기와 연계되어 지능형 교통 정보 시스템(ITS)의 일부로 위치추적 및 검색, 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)와 지도서비스 제공한다.
특히, GPS(Global Positioning System) 수신기를 이용한 자동차 네비게이션 시스템(car navigation system)은 3개 또는 4개의 GPS위성에서 발사된 전파를 수신해 차량의 위치, 속도, 시간을 정확하게 감지하는 차량 항법 시스템이다.
도 1a은 종래의 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 지리 정보 시스템 구성도이고, 도 1b는 종래의 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템에서 무선 인터넷을 활용하여 클라이언트/서버형 지리 정보 서버에서 제공하는 지리 정보 시스템을 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 종래의 GPS 수신기를 이용한 차량 네비게이션 시스템은 3개 내지 4개의 GPS위성들(9)로부터 GPS 수신안테나(10)를 통해 차량의 위치정보와 속도 데이타를 수신하는 GPS 수신기(20), CD-ROM플레이어 등에 지도데이타와 관리데이타를 계층적인 데이터 포맷으로 기록매체에 저장된 지리정보시스템(GIS: Geographic Information System)의 2D 또는 3D 지도 데이타베이스로부터 지도 정보를 제공하는 저장장치(50), 상기 저장장치(50)로부터 제공된 지도정보와 상기 GPS 수신기(20)로부터 인가되는 차량 위치정보 신호를 판독하여 차량의 현재 위치를 상기 지도 데이터베이스에서 제공하는 지도상의 좌표로 계산하여 운전자가 보고자하는 지도를 검색하고, 지도의 축소와 확대된 지도정보 및 음성출력 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터(30), 상기 마이크로컴퓨터(30)에서 제공되는 지도와 위치 정보 및 부가 정보를 LCD 표시패널에 표시하는 표시부(40), 및 상기 마이크로컴퓨터(30)로부터 검색결과에 대한 오디오신호를 입력받아 주행경로의 안내음성을 출력하는 음성출력부(60)로 구성된다.
따라서, 차량 네비게이션 시스템은 운전자가 차량을 주행할 때, 상기 마이크로컴퓨터(30)가 상기 GPS수신기(20), 차속 센서 및 지도정보가 저장된 CD-ROM 플레이어 등의 상기 저장장치(50)로부터 차량의 현 위치와 진행방향, 차량의 속도, 도로 정보 등을 연산하여 차량 항법 정보(car navigation information)를 제공한다.
도 1b를 참조하면, GPS 위성(100)으로부터 자신의 위치 정보를 수신한 후, 무선 인터넷망(300)을 통해 차량항법 및 지리정보 제공 서버(500)와 통신을 한다. 이 때, 무선 인터넷망(300)은 일반적으로 무선 인터넷을 이용하고자 하는 단말과 통신을 수행하는 무선 인터넷 기지국(310)과, 인터넷(330)과 무선 인터넷 기지국(310)간 연결을 수행하는 인터넷 게이트웨이(320)를 포함한다. 카 네비게이션 시스템(CNS)을 갖춘 차량(200)에 무선 웹 브라우저가 설치된 경우, 이러한 무선 인터넷 망(300)을 통해 웹-서버(400)에 연결되며, 웹을 통해 차량항법 및 지리정보 제공서버(500)와 연결하여 지리 정보 서비스를 제공받는다.
그러나, 종래의 차량 네비게이션 시스템의 지리정보 시스템이나 데스크톱형 지리 정보 시스템에서는 2차원 또는 3차원 지도 정보만을 제공하고 지도 정보의 특정 위치에 대한 비디오 정보를 제공하지 않아 현실감이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 GPS 수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템에서 지리 정보를 단순히 2차원 혹은 3차원 형태의 지도만 보여주는 것이 아니라, 지도상의 주요 위치에 지리정보의 좌표에 Interactive Map개념을 사용하여 수치지도 데이터로부터 임의 형식의 이미지, 비디오로의 연계 출력/검색을 지원하도록 실제 이미지, 비디오 영상 정보를 보여주는 비디오 지리 정보시스템(Video GIS)을 제공하는 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 구성 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지리 정보 시스템에 있어서, 암호화/복호화에 기초한 사용자 인증 단계(S1); GPS수신기로부터 차량의 위치 및 속도 정보를 수신하는 단계(S2); 차량의 위치 정보를 포함한 지도정보 표시 단계(S3); 지도로부터 특정 위치 좌표를 클릭하면(S4), 상기 특정 위치 좌표와 연결되어 tree 구조로 저장된 이미지, 비디오, 벡터 데이터를 검색하여(S5) 상기 특정 위치 좌표와 링크된 비디오 영상과 상기 비디오 영상에 대한 지리적 정보를 포함하는 그 연계 정보를 출력하는 단계(S6); 및 비디오 데이터로부터 공간 지리 객체 정보를 추출하여 네비게이션을 제공하는 단계(S7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 구성 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구성과 동작을 상세하게 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 구성 방법을 설명한 흐름도이다.
본 발명은 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 및 데스크톱용 비디오 지리 정보 시스템에 응용 가능하며, 네비게이션 시스템의 지도에 Interactive Map개념을 사용하여 수치지도 데이터로부터 임의 형식의 BMP, GIF, TIFF, JPEG 이미지, MPEG, AVI, ASF 등의 비디오로의 연계 검색 및 출력을 지원한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 구성 방법은 RSA나 DES 알고리즘 등의 특정 암호화/복호화에 기초한 사용자 인증을(단계 S1) 한 후, 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 및 데스크톱용 비디오 지리 정보 시스템을 구동하여 3개 내지 4개의 위성에서 발산되는 정보를 GPS 안테나를 통해 GPS수신기로부터 차량의 위치 및 속도 정보를 수신한(단계 S2) 후, 차량의 위치 정보를 포함한 2차원 또는 3차원 지도 정보를 표시한다(단계 S3).
지도로부터 특정 위치 좌표를 클릭하면(단계 S4), B-tree, B*tree, B+tree 등의 기법을 사용하여 상기 특정 위치 좌표와 연결되어 비디오 정보를 표시하도록 멀티미디어 데이타를 저장하기 위한 tree 구조로 저장된 이미지, 비디오, 벡터 데이터를 검색하여(단계 S5) 상기 특정 위치좌표와 링크된 비디오 영상과 상기 특정 위치 좌표와 링크된 그 연계 정보를 출력한다(단계 S6).
상기 특정 위치 좌표와 연계된 상세한 MPEG, AVI, ASF, ASX 등 임의 형식의 비디오 데이터로부터 공간 지리 객체 정보를 추출하여 지도 정보에 따른 네비게이션을 제공한다(단계 S7).
2D 또는 3D 수치지도와 비디오 데이터의 연계란 수치지도 상의 공간 지리 객체와 비디오 데이터에 나타나는 공간 지리 객체가 양방향(bidirection)으로 참조되어 수치지도를 통한 비디오 데이터의 검색/관리와 비디오 데이터를 통한 수치지도 객체의 검색/관리를 가능하다.
상기 수치지도와 비디오 데이터의 양방향 연계를 위해서는 수치지도와 비디오 데이터에서 취득한 상호 참조 정보를 효율적으로 모델링 하는 것이 필요하다. 데이터 연계에 있어서의 성능 향상을 위해서는 수치지도 데이터, 비디오 데이터 및 연계 정보를 효율적으로 색인하는 것이 필요하다.
수치지도와 비디오 데이터의 연계 분석을 위해서는 수치지도와 비디오 데이터 사이의 연계 정보를 사전에 실제 지도에서의 특정 위치 좌표에 해당하는 비디오 정보를 표시하도록 트리(tree) 구조로 저장된 비디오 데이터 등의 멀티미디어 파일 시스템을 구축하여 특정 디렉토리에 해당 비디오 데이타, 이미지와 파일들이 저장된다.
특정 수치지도와 비디오 데이터의 연계정보 제공이란 비디오 지리 정보 시스템을 통하여 연계 정보는 Mobile GIS, Web GIS 등의 지리 정보 시스템의 응용과 기 타 LBS(Location Based Services) 등의 응용에서, 수치지도 데이터의 현장 정보를 제공하고 수치지도와 비디오 데이터의 상호 분석이 필요한 곳에 사용될 수 있다.
상기 수치지도 데이터를 2차원(2D) 혹은 3차원(3D) 형식으로 출력, 편집, 관리하며, 공간 지리 객체의 여러 속성 정보들을 출력/편집할 수 있으며, 특정 위치좌표에 해당하는 이미지, 비디오/벡터 데이터 출력/편집이 가능하다.
또한, 지도 데이터와 비디오 데이터 사이의 연계 정보의 일부로서, 공간 지리 객체의 위치 및 모양을 이미지/비디오 데이터 상에 벡터 형태로 나타내어 주고, 이를 편집 및 관리한다. 수치지도를 통한 비디오 데이터의 참조나 비디오 데이터를 통한 수치지도의 참조를 제공함으로써, 비디오 데이터를 기반으로 하는 공간 분석연산을 지원한다.
본 발명에 따른 비디오 지리 정보 시스템(Video GIS)을 구축하기 위하여 요구되는 기술들은 비디오 데이터 획득 및 위치 측위를 위한 기술, 영상 처리 및 공간 지리 객체 추출을 위한 기술, 연계 정보 구축을 위한 기술 등이 제공된다.
상기 비디오 획득 및 위치 측위 기술은 비디오 데이터를 획득하고, 비디오 데이터의 촬영 위치를 측정하는 것을 말하는데, 비디오 데이터를 획득하기 위한 대부분의 시스템들은 디지털 CCD 카메라, 스테레오 카메라 시스템, GPS(Global Positioning System), 그리고 차량 네비게이션 시스템(Car Navigation System) 등을 장착한 모바일 매핑 시스템(Mobile Mapping System)을 사용하고 있다.
상기 영상 처리 및 공간 지리 객체 추출 기술은 취득된 비디오 데이터와 비디오 취득 위치 및 취득시의 카메라 정보 등을 참조하고, 비디오 데이터를 분석하 여 영상에 나타나는 공간 지리 객체, 예를 들어, 도로, 건물, 신호등 등을 인식하고, 이들의 영상에서의 위치와 지상에서의 좌표를 추출하는 것을 말한다. 비디오 데이터 상의 공간 지리 객체 인식을 위하여 필터링 및 영역 추출 영상 처리 기법 등이 사용되며, 이미지 패턴인식 등이 사용되기도 한다.
연계 정보의 구축 기술은 수치지도의 공간 지리 데이터와 영상 처리를 통하여 얻어진 비디오 데이터 상에서의 공간 지리 객체 사이의 연계 정보를 구축하는 것을 말한다. 이것은 수치지도 상의 공간 지리 데이터와 비디오 데이터 상의 공간 지리 객체 사이의 연계 뿐 아니라 다른 형식의 데이터, 예를 들어, 다른 형식의 영상들과 홈페이지와 같은 기타 데이터 속성 등을 연계하는 것도 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 Video GIS의 실시 화면은 특정 위치 좌표에 대한 비디오 데이타 연계 정보의 구축에 따라 비디오 데이터, 비디오 취득 관련 정보, 수치지도 데이터, 기타 연계될 데이터 등 연계될 모든 형태의 정보들을 고려한 모델링과 비디오 데이터 상에 존재하는 공간 지리 객체에 대한 인덱스(index) 파일의 구축을 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 GPS 수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스 템의 Video GIS 시스템은 GPS 수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템 또는 일반 지리 정보 시스템에서 지리 정보를 단순히 2차원(2D) 혹은 3차원(3D) 형태의 지도만 보여주는 것이 아니라, 지리정보 시스템의 지도상의 주요 위치 좌표에 Interactive Map개념을 사용하여 각 수치지도로부터 임의 형식의 이미지, 비디오 데이터의 연계검색, 출력과 비디오 데이터로부터 수치지도 데이터의 검색, 출력을 지원하며 실제 이미지, 비디오 영상 정보를 보여줌으로써 지리 정보 시스템의 실제감과 현실감을 증가시키는 효과가 있다.
또한, 비디오 지리 정보 시스템은 데스크 탑형 클라이언트/서버 GIS 시스템, Web GIS, Mobile GIS, 차량 네비게이션 시스템(CNS), PDA기반 전용 네비게이션 시스템에 활용 가능하며 도로, 철도, 관광지를 관리하기 위한 ITS시스템의 도로정보 Video GIS로 응용이 가능하고, 도로 시설물 관리 등 정확한 위치 정보와 실물의 영상이 모두 필요하며 현실감 있는 검색 및 관리 기능이 요구되는 GIS 분야 및 위치 정보 이외에 해당 위치에서의 실제 영상이 필요한 LBS 분야에 정확한 위치 정보와 연계된 현장의 영상 정보로 활용하여 실시간 교통 정보 제공이 가능하다. 또한, 2차원 지도, 위성 영상, 3차원 그래픽, 실제 영상 등을 종합 연계하는 시스템으로 쉽게 확장할 수 있으며 공간 지리 객체의 정보 수집과 데이터베이스 구축을 위한 도구 및 브라우징 도구로서 활용할 수 있다.

Claims (2)

  1. 지리 정보 시스템에 있어서,
    암호화/복호화에 기초한 사용자 인증 단계(S1);
    GPS수신기로부터 차량의 위치 및 속도 정보를 수신하는 단계(S2);
    차량의 위치 정보를 포함한 지도 정보 표시 단계(S3);
    지도로부터 특정 위치 좌표를 클릭하면(S4), 상기 특정 위치 좌표와 연결되어 tree 구조로 저장된 이미지, 비디오, 벡터 데이터를 검색하여(S5) 상기 특정 위치 좌표와 링크된 비디오 영상과 상기 비디오 영상에 대한 지리적 정보를 포함하는 그 연계 정보를 출력하는 단계(S6); 및
    비디오 데이터로부터 공간 지리 객체 정보를 추출하여 네비게이션을 제공하는 단계(S7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 구성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    지리정보 시스템의 지도상의 주요한 부분의 상기 특정 위치 좌표에 Interactive Map개념을 사용하여 비디오 정보를 표시하도록 멀티미디어를 저장하기 위한 트리 구조로 인덱싱된 2차원 또는 3차원 수치지도 데이터로부터 상기 특정 위치 좌표와 링크된 임의 형식의 이미지, 비디오로의 연계 출력을 제공하는 것을 특징으로 하는 GPS수신기를 갖춘 차량 네비게이션 시스템의 비디오 지리정보 시스템 구성 방법.
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