KR100774591B1 - 네비게이션 시스템 및 이를 이용한 네비게이션 방법 - Google Patents

Abstract

보다 현실감있는 네비게이션 영상을 표시하기 위한 네비게이션 시스템 및 이를 이용한 네비게이션 방법이 개시된다. 네비게이션 시스템은 제1 표시 레이어, 제2 표시 레이어, 위치정보 생성부, 카메라 및 영상 제어부를 포함한다. 위치정보 생성부는 GPS 측위신호와 방위각 정보를 이용하여 현재 위치 정보를 생성한다. 카메라는 사용자의 조작에 따라 차량의 전방 영상을 촬영한다. 영상 제어부는 전방 영상을 제1 표시 레이어에 제공하고, 상기전방 영상에 대응되어 오버레이되도록 경로 안내 정보를 제2 표시 레이어에 제공한다. 이에 따라, 카메라를 통해 촬영된 차량의 전방 영상 위에 현재 위치에 대응하는 경로 안내 정보를 오버레이시킨 네비게이션 영상을 표시하므로써, 보다 저렴하게 운전자에게 3차원의 입체적인 지도 화면을 제공할 수 있다.

네비게이션, 경로 안내, 카메라, 전방 영상, 3차원

Description

네비게이션 시스템 및 이를 이용한 네비게이션 방법{NAVIGATION SYSTEM AND METHOD OF NAVIGATING USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 네비게이션 시스템을 설명하는 개념도이다.

도 2는 도 1에 도시된 차량항법장치를 설명하는 블록도이다.

도 3은 도 1에 도시된 3차원 지도 데이터 생성부를 설명하는 블록도이다.

도 4a 및 도 4b는 2차원 지도 데이터 및 3차원 지도 데이터를 각각 설명하기 위한 평면도들이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 네비게이션 방법을 설명하는 흐름도들이다.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 네비게이션 영상을 설명하는 이미지들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 제1 표시 레이어 200 : 제2 표시 레이어

300 : 경로 안내부 302 : GPS 수신기

304 : 자이로 센서 306 : 중앙 인터페이스부

310 : 중앙처리부(CPU) 312 : 다이내믹 램(DRAM)

320 : 버스 인터페이스부 322 : CDMA 칩

324 : 음성 신호 처리부 400 : 카메라

500 : 영상 제어부 532 : 설정부

534 : 3차원 투영부 536 : 데이터 추출부

본 발명은 네비게이션 시스템 및 이를 이용한 네비게이션 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 현실감있는 네비게이션 영상을 표시하기 위한 네비게이션 시스템 및 이를 이용한 네비게이션 방법에 관한 것이다.

근래들어, 도로상의 차량증가는 매우 큰 교통혼잡을 야기시키고 있다. 이러한 교통혼잡이 대도시에는 더욱 심각한 상태에 있으나, 땅값의 천문학적인 상승으로 도로망을 확충하는 데는 감당할 수 없는 재원이 요구되고 있다. 따라서, 보다 실제적인 해결방법으로 기존의 도로망을 그대로 이용하되 인공지능적인 시스템을 이용하여 교통흐름을 효율적으로 제어하고자 하는 시도가 진행되고 있다.

이러한 시도들의 일례로, 차량항법시스템(car-navigation system)이 개발중에 있다. 이러한 차량항법시스템의 가장 기본적인 기능은 운행중인 차량의 위치를 추적하여 도로지도상에 정확하게 표시하는 기능이며, 부수적인 기능으로는 다른 도로의 교통상황의 파악이나 주유소, 관공서 등에 대한 유용한 정보를 제공하는 기능이 있다.

상기 차량항법시스템은 4개의 각기 다른 GPS(Global Positioning System) 위성에서 동시에 전파를 받아 그 지점의 경도와 위도를 산출하는 GPS수신기에 의해 자차의 현재 위치를 산출하고, 도로지도 데이터를 저장하고 있는 지도 데이터 저장부로부터 인출한 도로지도상에 상기 산출된 현재위치를 정합시킨 뒤 표시기제어부를 통해 LCD 등에 의해 구현되는 표시 레이어상에 표시하여 자차의 현재 위치 및 진행방향 등을 운전자에게 시각적으로 안내한다. 또한, 이러한 차량항법시스템에서 사용자는 키입력부에 마련된 소정의 키조작을 통해 표시 레이어상에 표시된 도로지도를 확대 및 축소할 수 있으며, 동시에 자차의 현재위치나 목적지의 설정 및 다음의 지도화면을 스크롤(scroll)하는 키들을 구비한다.

또한, 상기 지도 데이터 저장부는 공중사진을 바탕으로 만들어지는 소정 축척비율의 지형도를 기초로 하여, 도로 주행 및 도로관리에 관한 지리적 정보를 수치화(디지털화)하여 작성되어지는 지도 데이터를 저장한다.

이러한 구성에 의하여 표시기를 통해 운전자에게 제공되어지는 지도화면을 평면 좌표축을 기준으로 하여 만들어지는 2차원적인 지도화면이다. 따라서, 운전자는 일반 지도를 보는 것과 같은 단순한 지도화면만을 제공받을 뿐으로 그 지형의 원근감이 표시되는 지도화면은 제공받을 수 없었다.

한편, 기술의 발달과 사용자의 요구 수준에 부응하여 차량항법시스템은 이미지나, 음영 기복도, 위성 영상 데이터 등의 부가 데이터를 이용하여 보다 현실감있는 안내를 하고 있다. 현실감있는 네비게이션 화면의 구성을 위해 2차원 벡터 지도 데이터의 좌표를 3차원 좌표로 변환하는 2.5D 방식을 이용한다.

또한, 고용량 저장 매체를 채용하는 고가형 DVD 네비게이션 시스템에서는 주로 음영 기복도 또는 수치고도지형(DEM, Digital Elevation Model) 데이터를 이용하여 지형의 높고 낮음을 표시하므로써, 보다 현실감있는 네비게이션 화면을 구현한다.

또한, 위성 영상 데이터를 음영 기복도, 상기 DEM 데이터와 함께 사용하여 보다 현실감을 부여하기도 한다. 또한, 입체 건물 표시와 텍스쳐 매핑(texture mapping)으로 보다 현실과 유사하게 지도 데이터를 표시하기도 한다.

하지만, 이러한 방식들은 고용량 데이터를 사용하고, 데이터의 구축 비용이 많으며, 구현의 어려움이 있으며, 데이터 처리 속도의 제약 등으로 인해 구현의 한계성을 갖는데 문제점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보다 저렴하게 운전자에게 3차원의 입체적인 지도 화면을 제공할 수 있도록 구현된 네비게이션 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 네비게이션 시스템을 이용한 네비게이션 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 네비게이션 시스템은 제1 표시 레이어, 제2 표시 레이어, 위치정보 생성부, 카메라 및 영상 제어부를 포함한다. 상기 위치정보 생성부는 GPS 측위신호와 방위각 정보를 이용하여 현 재 위치 정보를 생성한다. 상기 카메라는 사용자의 조작에 따라 차량의 전방 영상을 촬영한다. 상기 영상 제어부는 상기 전방 영상을 상기 제1 표시 레이어에 제공하고, 상기전방 영상에 대응되어 오버레이되도록 경로 안내 정보를 상기 제2 표시 레이어에 제공한다. 상기 경로 안내 정보는 도로의 외곽선 데이터를 포함한다. 여기서, 상기 경로 안내 정보는 도로 및 주변 건물의 문자 데이터, 경로 안내선, 차선 정보, 교차로 안내 정보를 더 포함한다.

상기 제2 표시 레이어는 상기 제1 표시 레이어에 표시되는 전방 영상에 대응하는 지도 데이터 레벨과 표시 축척, 3차원 고도 및 3차원 각도가 연산된 데이터를 표시한다. 상기 제2 표시 레이어는 상기 제1 표시 레이어보다 운전자측에 근접 배치된다.

상기 영상 제어부는 제1 저장부, 제2 저장부, 도로 외곽선 추출부 및 화상신호 처리부를 포함한다. 상기 제1 저장부는 2차원 지도 데이터를 저장한다. 상기 제2 저장부는 상기 전방 영상과 일치하는 지도의 표시 축척 및 3차원 고도, 3차원 각도를 결정하기 위한 변수 데이터를 저장한다. 상기 도로 외곽선 추출부는 상기 제1 저장부에서 제공되는 현재 위치에 대응하는 2차원 지도 데이터와, 상기 제2 저장부에서 제공되는 변수 데이터를 근거로 상기 2차원 지도 데이터로부터 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 추출한다. 상기 화상신호 처리부는 상기 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 상기 제2 표시 레이어에 제공한다.

여기서, 상기 변수 데이터는 지도표시 스케일 데이터, 3차원 고도 데이터 및 3차원 각도 데이터를 포함한다.

또한, 상기 도로 외곽선 추출부는 설정부, 3차원 투영부 및 데이터 추출부를 포함한다. 상기 설정부는 상기 2차원 지도 데이터 및 변수 데이터를 근거로 지도 데이터의 물리레벨 및 표시 스케일을 설정한다. 상기 3차원 투영부는 상기 변수 데이터를 근거로 상기 2차원 지도 데이터를 3차원 지도로 투영한다. 상기 데이터 추출부는 상기 3차원 지도로 투영된 영상에서 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 추출한다.

또한, 상기 네비게이션 시스템은 유무선 통신망에 억세스 가능하고, SMS 프로토콜을 지원하며, 전자메일을 포함하는 데이터를 송수신하는 통신모듈부를 더 포함한다.

여기서, 상기 네비게이션 시스템은 상기 통신모듈부를 통해 지도 데이터, 교통정보 영상, 경로 데이터 및 관심지점 정보를 수신받아 저장하는 지도 데이터 저장부를 더 포함한다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 네비게이션 방법은, GPS 측위신호와 방위각 정보를 이용하여 현재 위치 정보를 생성하고, 생성된 현재 위치 정보를 근거로 네비게이션 영상을 표시하는 네비게이션 방법에서, (a) 카메라를 이용하여 전방 영상을 촬영하는 단계와, (b) 현재 위치 정보를 연산하는 단계와, (c) 상기 현재 위치 정보를 근거로 경로 안내 데이터를 생성하는 단계와, 상기 단계(a)에서 촬영된 전방 영상을 표시하고, 표시되는 전방 영상 위에 오버레이되도록 상기 경로 안내 데이터를 표시하는 단계를 포함한다.

상기 단계(d)는 (d-1) 3차원 표시 모드인지를 체크하는 단계와, (d-2) 상기 단계(d-1)에서 3차원 표시 모드로 체크되는 경우, 상기 전방 영상 위에 경로 안내 데이터 및 도로 외곽선 데이터를 출력하는 단계와, (d-3) 상기 단계(d-1)에서 3차원 표시 모드가 아닌 것으로 체크되는 경우, 상기 전방 영상 위에 오버레이되도록 상기 경로 안내 데이터를 표시하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 단계(d-1)는 현재 위치에 대응하는 2차원 지도 데이터를 추출하는 단계와, 상기 2차원 지도 데이터를 근거로 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 생성하는 단계와, 상기 2차원 지도 데이터로부터 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 생성하는 단계와, 상기 경로 안내 정보가 표시되는 영역에 상기 도로 외곽선 데이터를 표시하는 단계를 더 포함한다.

상기 도로 외곽선 데이터를 생성하는 단계는 추출된 2차원 지도 데이터로부터 지도표시 스케일, 3차원 고도 및 3차원 각도를 반영하여 지도 데이터의 물리 레벨 및 표시 스케일을 설정하는 단계; 상기 지도표시 스케일, 상기 3차원 고도 및 상기 3차원 각도를 근거로 물리 레벨 및 표시 스케일이 설정된 지도 데이터를 3차원 투영하는 단계; 및 상기 3차원 투영된 지도 데이터로부터 도로 외곽선 데이터를 추출하는 단계를 포함한다.

상기 경로 안내 정보와 상기 전방 영상은 서로 다른 표시 레이어들에 표시되는 것을 특징으로 한다.

상기 표시 레이어들중 하나는 배면에 배치되고, 다른 하나는 전면에 배치되어 상기 경로 안내 정보와 상기 전방 영상은 오버레이된 것을 특징으로 한다.

상기 경로 안내 정보는 교차로 명칭, 회전 방향, 교차로까지의 거리 및 목적 지까지의 거리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 네비게이션 시스템 및 이를 이용한 네비게이션 방법에 의하면, 카메라를 통해 촬영된 차량의 전방 영상 위에 GPS 측위신호 및 방위각 정보를 근거로 산출된 현재 위치에 대응하는 경로 안내 정보를 오버레이시킨 네비게이션 영상을 표시하므로써, 보다 저렴하게 운전자에게 3차원의 입체적인 지도 화면을 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 네비게이션 시스템을 설명하는 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 네비게이션 시스템은 제1 표시 레이어(100), 제2 표시 레이어(200), 경로 안내부(300), 카메라(400) 및 영상 제어부(500)를 포함한다.

상기 제1 표시 레이어(100)는 상기 카메라(400)에서 촬영된 전방 영상을 표시한다.

상기 제2 표시 레이어(200)는 상기 제1 표시 레이어(100)보다 운전자측에 근접 배치되도록 상기 제1 표시 레이어(100) 위에 오버레이되어, 상기 전방 영상에 대응되어 오버레이되는 경로 안내 정보를 표시한다. 상기 경로 안내 정보는 도로 및 주변 건물의 문자 데이터, 도로의 외곽선 데이터, 경로 안내선, 차선 정보, 교차로 안내 정보 등을 포함한다.

상기 경로 안내부(300)는 GPS 측위신호와 방위각 정보를 이용하여 현위치 정보를 생성한다.

상기 카메라(400)는 사용자의 조작에 따라 차량의 전방 영상을 촬영하고, 촬영된 전방 영상을 상기 영상 제어부(500)에 제공한다.

상기 영상 제어부(500)는 상기 전방 영상을 상기 제1 표시 레이어(100)에 제공하고, 상기 전방 영상에 대응되어 오버레이되도록 상기 경로 안내 정보를 상기 제2 표시 레이어(200)에 제공한다.

도 2는 도 1에 도시된 네비게이션 시스템을 보다 상세히 설명하는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 네비게이션 시스템은 GPS 수신기(302), 자이로 센서(304), 중앙 인터페이스부(306), 중앙처리부(CPU)(310), 다이내믹 램(DRAM)(312), 버스 인터페이스부(320), CDMA 칩(322), 음성 신호 처리부(324), 영상제어부(500), 제1 표시 레이어(100), 제2 표시 레이어(200) 및 카메라(400)를 포함한다.

동작시, 상기 네비게이션 시스템은 상기 GPS 안테나(600)로부터 제공되는 GPS 위성 신호를 근거로 네비게이션 동작을 수행하고, 내장된 상기 CDMA 칩(322)을 통해 음성 신호나 데이터 신호를 송/수신한다. 또한 상기 네비게이션 시스템은 연결된 상기 스피커(700)나 상기 마이크(800)를 통해 해당 음성 신호를 출력하거나, 음성 신호를 입력받으며, 상기 키 입력부(900)를 통해 운전자로부터 제공되는 소정의 키 신호를 제공받아 동작한다.

상기 GPS 수신기(302)는 연결된 상기 GPS 안테나(600)를 통해 수신된 GPS 측위 신호에서 차량의 현위치를 계산하고, 차량의 진행 방향에 연동하여 방위각 정보를 검출하는 상기 자이로 센서(304)로부터 제공되는 방위각 정보를 근거로 GPS 측위 정보의 오차를 정정하여 차량의 현위치 정보를 상기 중앙 인터페이스부(306)로 전송한다.

상기 중앙 인터페이스부(306)는 상기 GPS 수신기(302), 상기 지도 데이터 저장부(308), 상기 중앙처리부(310), 상기 영상 제어부(500), 상기 버스 인터페이스부(320), 상기 CDMA 칩(322), 상기 음성 신호 처리부(324) 및 상기 키 입력부(900)와의 인터페이싱을 담당한다.

상기 중앙처리부(CPU)(310)는 상기 GPS 수신기(302)로부터 제공되는 오차 정정된 측위 정보를 상기 CDMA칩(322)에 제공하고, 그 응답 신호인 지도 정보를 상기 영상제어부(500)에 저장하며, 차량의 진행에 따라 해당 지도 데이터를 독출하여 상기 영상제어부(500)에 제공하여 지도 정보를 표시하도록 제어한다.

상기 DRAM(312)은 상기 네비게이션 시스템의 실행에 따른 데이터를 저장하는데, 보다 상세히는, 상기 중앙처리부(310)가 시스템 소프트웨어 및 운전자 소프트웨어를 로드시킬 장소를 제공한다.

상기 제1 및 제2 표시 레이어들(100, 200)은 상기 영상제어부(500)로부터 제공되는 영상을 표시한다. 그리고, 상기 제1 및 제2 표시 레이어들(100, 200)은 상기 네비게이션 시스템에 일체화시키는 것이 바람직하나, 상기 네비게이션 시스템으로부터 이탈시켜 구현될 수도 있다. 또한 상기한 제1 및 제2 표시 레이어들(100, 200)은 다양한 표시 장치를 통해 구현할 수 있는데, 예를들어, 액정 표시 장치나, 플라즈마 표시 장치, 유기 EL 표시 장치를 통해 구현할 수 있다.

상기 버스 인터페이스부(320)는 차량의 차속 센서(미도시)나 가속도 센서(미도시)와의 연결을 통해 차량의 이동 거리를 검출하는데 이용되는 차속 센서 정보나 가속도 센서 정보를 제공받고, 차량의 전자 제어 장치(ECU; Electronic Control Unit)(미도시)와의 연결을 통해 차량의 현상태 정보를 제공받아 상기 중앙 인터페이스부(306)를 경유하여 상기 중앙처리부(310)에 제공한다.

상기 CDMA(Code Division Multiple Access) 칩(322)은 CDMA방식으로 음성 데이터를 포함하는 고속대용량 무선데이터를 송수신하며, 40자 내외의 짧은 문장을 주고받을 수 있는 단문 메시지 서비스인 SMS(Short Message Service) 프로토콜을 제공한다. 상기 네비게이션 시스템은 내장된 상기 CDMA 칩(322)을 통해 통신망에 엑세스할 수 있으며, 차량항법정보 제공 시스템과 데이터를 송수신할 수 있다.

특히, CDMA방식은 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 신호를 송수신하기 때문에 기존의 아날로그 방식보다 수용 용량이 10배가 넘으며 통화품질도 우수하고 통신의 비밀이 보장되며, 외부의 방해신호는 역확산 과정에서 반대로 확산되므로 통신을 방해하지 않는 통신 기술이다.

따라서, 상기 CDMA 칩(322)을 통해 음성 신호의 양방향 송수신 가능하기 때문에 별도의 핸즈프리 세트를 설치하지 않더라도 구비된 상기 스피커(700)와 상기 마이크(800)를 통해 핸즈프리 기능을 구현할 수 있으며, 별도의 무선 통신 단말기나 차량에 장착하는 차량용 전화기 없이 전화 통화 서비스를 이용할 수 있다.

상기 음성 신호 처리부(324)는 상기 CDMA칩(322)을 경유하여 입력된 음성 신호를 상기 스피커(700)에 출력하고, 상기 마이크(800)로부터 제공되는 음성 신호를 상기 CDMA 칩(322) 또는 상기 중앙 인터페이스부(306)에 제공한다.

상기 영상제어부(500)는 2차원 지도 데이터 저장부(510), 변수 데이터 저장부(520), 도로 외곽선 추출부(530) 및 화상신호 처리부(540)를 포함한다.

구체적으로, 상기 2차원 지도 데이터 저장부(510)는 VRAM(Video RAM)을 포함한다. 상기 VRAM은 화소 데이터를 써넣기 위한 RAM과, 데이터를 표시 장치에 출력하는 시리얼 접근 메모리를 가지며, 각 메모리간에서 데이터를 주고받을 수 있게 하는 화상 처리용 기억 장치이다. 상기 2차원 지도 데이터 저장부(510)는 상기 중앙 인터페이스부(306)를 경유하여 입력되는 지도 데이터와 CCTV 교통정보 영상 데이터 및 관심지점에 대한 정보를 저장한다.

상기 변수 데이터 저장부(520)는 경로선 표시나 도로 외곽선 표시를 위해 CCD 카메라 영상과 일치하는 지도의 표시 축척 및 3차원 고도, 3차원 각도 등을 결정하기 위한 변수를 저장한다. 이러한 변수 데이터들은 네비게이션 시스템을 제조하는 제조사측에서 생성하여 저장된다.

상기 도로 외곽선 추출부(530)는 현재 위치에 대응하는 2차원 지도 데이터를 상기 2차원 지도 데이터 저장부(510)로부터 추출하고, 상기 변수 데이터 저장부(520)에서 제공되는 변수 데이터를 근거로 상기 2차원 지도 데이터로부터 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 추출하여 상기 화상신호 처리부(540)에 제공한다.

상기 화상신호 처리부(540)는 상기 중앙 인터페이스부(306)를 경유하여 입력되는 상기 카메라(400)에서 촬영된 전방 영상을 상기 제1 표시 레이어(100)에 제공한다. 또한, 상기 화상신호 처리부(540)는 다른 예로, 상기 중앙처리부(310)나 상기 중앙 인터페이스부(306)를 경유하여 입력되는 지도 데이터를 지도 화상으로 변환하여 표시한다. 상기 화상신호 처리부(540)는 또 다른 예로, 상기 도로 외곽선 추출부(530)에서 제공되는 3차원 좌표로 변환된 도로 외곽선 데이터를 상기 제2 표시 레이어(200)에 제공한다.

상기 스피커(700)는 차량의 진행 방향에 응답하는 경로 안내 방송이나 도로의 교차점이나 병목 구간 진입시 이를 경고하는 경고 방송을 출력한다.

상기 키 입력부(900)는 복수의 키로 구성되는데 음성 입력모드 전환을 요청하는 음성 데이터 센터(Voice Date Center, 이하 VDC) 키와 교통사고 등의 비상상황 발생시 119 구조대와 같은 비상센터로 도움을 요청하는 긴급구조 키를 포함하고, 운전자의 키 조작에 대응하는 차량항법 정보 요청 명령을 생성하여 연결된 상기 중앙 인터페이스부(310)로 전송한다. 특히, 운전자의 조작에 의해 VDC 키가 선택되면 음성신호 처리부는 스피커(700) 또는 마이크(800)를 경유하여 입력되는 운전자의 음성입력에 의한 명령을 CDMA 칩(322)으로 전송한다.

이때, 상기 CDMA 칩(322)은 차량항법정보 제공 시스템(500)의 상기 음성 처리부(560)로 연결되며 수신된 음성입력 명령을 상기 음성 처리부(560)로 전송한다. 그리고, 운전자의 조작에 의해 긴급구조 키가 선택되면 상기 네비게이션 시스템은 비상센터로 접속을 요청하며 비상상황이 발생했음을 알리는 응급구난 메시지를 전 송한다. 이때, 응급구난 메시지는 일반 데이터 통신을 사용하지 않고 일반 전화 통화서비스 보다 수신율이 뛰어난 SMS 프로토콜을 이용하여 전송한다.

이상에서는 네비게이션 시스템의 내부 구성을 분리하여 설명하였으나, 이는 하드웨어적으로 분리한 것이 아니고, 논리적으로 분리한 것이다.

도 3은 도 2에 도시된 도로 외곽선 추출부를 설명하는 블록도이다. 도 4a 및 도 4b는 2차원 지도 데이터 및 3차원 지도 데이터를 각각 설명하기 위한 평면도들이다. 특히, 도 4a는 물리 레벨 및 표시 스케일이 설정된 2차원 지도 데이터를 설명하는 평면도이고, 도 4b는 3차원 좌표 변환된 지도 데이터를 설명하는 평면도이다.

도 3 내지 도 4b를 참조하면, 도로 외곽선 추출부(530)는 설정부(532), 3차원 투영부(534) 및 데이터 추출부(536)를 포함한다.

상기 설정부(532)는 2차원 지도 데이터 저장부(510)에서 추출된 현재 위치에 대응하는 2차원 지도 데이터로부터 상기 변수 데이터 저장부(520)에서 추출된 지도 표시 스케일 데이터, 3차원 고도 데이터 및 3차원 각도 데이터를 근거로 지도 데이터의 물리 레벨 및 표시 스케일을 설정하여 상기 3차원 투영부(534)에 제공한다.

예를들어, 상기 2차원 지도 데이터 저장부(510)에는 정규화 좌표로 변환된 표시 레벨을 갖는 2차원 지도 데이터가 저장된다. 통상적으로, 특정 지역에 대응하는 2차원 지도 데이터는 서로 다른 크기의 표시 레벨, 예를들어 6개의 표시 레벨들을 갖는다. 즉, 6개의 표시 레벨을 갖는 2차원 지도 데이터들은 가장 큰 제1 구획에 의해 정의되는 2차원 지도 데이터, 가장 작은 제2 구획에 의해 정의되는 2차원 지도 데이터, 그리고 상기 제1 구획과 제2 구획들간의 중간 크기들에 의해 구획되는 2차원 지도 데이터들이다.

상기 3차원 투영부(534)는 상기 변수 데이터를 근거로 도 4a에 도시된 바와 같은 상기 2차원 지도 데이터를 도 4b에 도시된 바와 같은 3차원 지도로 투영하여 3차원 지도 영상을 생성한다. 도 4a에서는 평면상에서 동일한 거리로 구획되는 좌표만을 도시하였을 뿐, 이에 매핑되는 도로나 건물, 교차로 등에 대해서는 생략하였다. 또한, 도 4b에서도 역시 평면상에서 3차원 투영된 좌표만을 도시하였을 뿐, 이에 매핑되는 도로나 건물, 교차로 등에 대해서는 생략하였다.

상기 데이터 추출부(536)는 상기 3차원 지도로 투영된 영상에서 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 추출하고, 추출된 도로 외곽선 데이터를 상기 화상신호 처리부(540)에 제공한다. 통상적으로, 2차원 지도데이터에는 도로 명칭 데이터, 도로 외곽선 데이터 및 도로 배경 데이터 등이 포함된다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 네비게이션 방법을 설명하는 흐름도들이다.

도 5a를 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 네비게이션 시스템은 현재 설정된 모드가 경로 안내 모드인지의 여부를 체크한다(단계 S100).

단계 S100에서 경로 안내 모드로 체크되는 경우, 네비게이션 시스템은 CCD 카메라를 통해 전방 영상을 촬영한다(단계 S105).

이어, 촬영된 CCD 전방 영상의 입력 여부를 체크하고(단계 S110), CCD 전방 영상이 미입력되는 것으로 체크되는 경우 상기 단계 S105로 피드백한다. 상기 단계 S110에서 CCD 전방 영상이 입력되는 것을 체크되는 경우 현재 위치 정보를 연산한다(단계 S115).

이어, 현재 위치를 근거로 경로 안내 데이터를 생성한다(단계 S120).

이어, 3차원 표시 모드인지의 여부를 체크하고(단계 S125), 3차원 표시 모드가 아닌 것으로 체크되는 경우, 전방 영상 및 경로 안내 데이터를 출력한다(단계 S130).

상기 단계 S125에서 3차원 표시 모드로 체크되는 경우, 현재 위치에 대응하는 2차원 지도 데이터를 추출하고(단계 S135), 추출된 2차원 지도 데이터를 근거로 3차원 좌표 변환된 도로 외곽 데이터를 생성한다(단계 S140).

도 5b를 참조하면, 지도 표시 스케일, 3차원 고도 및 3차원 각도를 근거로 지도 데이터 물리 레벨 및 표시 스케일을 설정한다(단계 S142). 이어, 지도 표시 스케일, 3차원 고도 및 3차원 각도를 근거로 물리 레벨 및 표시 스케일이 설정된 지도 데이터를 3차원 투영한다(단계 S144). 이어, 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 추출한다(단계 S146).

도 5a의 설명으로 환원하여, 전방 영상, 경로 안내 데이터 및 도로 외곽 데이터를 출력한다(단계 S150).

도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 네비게이션 영상을 설명하는 이미지들이다.

도 6a는 카메라(400)에 의해 촬영된 전방 영상이다. 상기 카메라(400)는 운전자의 시선 근방에 근접하는 차체의 특정 영역이나 차체의 가장 높은 영역에 부착 되는 것이 바람직하다.

도 6b는 도로 외곽선 추출부(530)에 의해 추출된 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터의 일례를 도시하는 이미지이다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 통상적으로 2차원 지도 데이터에는 도로 명칭 데이터, 도로 외곽선 데이터 및 도로 배경 데이터 등이 포함된다.

따라서, 상기한 2차원 지도 데이터는 3차원 고도 데이터 및 3차원 각도 데이터를 근거로 지도 데이터의 물리 레벨 및 표시 스케일이 설정되고, 이를 3차원 투영부(534)를 통해 3차원 좌표로 투영된다. 3차원 좌표로 투영된 지도 데이터에서 도로 외곽선 데이터만이 추출되어 도 6b에 도시된 바와 같이 표시된다. 도 6b에서는 상기한 도로 외곽선 데이터뿐 아니라, 3차원으로 투영된 건물의 외곽선까지 나타낸다.

도 6c는 본 발명에 따라 경로 안내 표시 레이어, 즉 제2 표시 레이어(200)에 표시되는 경로 안내 정보를 도시한 이미지이다. 상기한 도 6b에서 나타낸 바와 같이, 도로 외곽선 데이터뿐 아니라, 건물의 외곽선까지 추출되므로 이때 상기한 건물의 이름까지 추출되어 경로 안내 정보에 포함되는 것을 도시하였다.

또한, 현재 차량의 위치가 GPS 측위 정보와 방위각 정보를 근거로 산출되므로 도로들의 진행에 따른 각종 진행 방향들에 대한 정보까지 함께 포함된다.

도 6d는 본 발명에 따라 상대적으로 배면에서 표시되는 전방 영상과 상대적으로 전면에 표시되는 도로 외곽선 데이터를 도시한 이미지이다.

도 6d에 나타낸 바와 같이, 상대적으로 배면에 배치된 제1 표시 레이어(100) 에는 카메라(400)에서 의해 촬영된 전방 영상이 표시되고, 상대적으로 전면에 배치된 제2 표시 레이어(200)에는 상기한 도 6b에서 나타낸 도로의 외곽선 및 건물의 외곽선 데이터 및 상기한 도 6c에서 나타낸 건물의 명칭 및 각종 진행 방향들에 대한 정보가 표시된다.

이에 따라, 운전자측에서는 도 6e에 나타낸 바와 같은 네비게이션 영상이 관찰되어 보다 현실감있는 네비게이션 동작을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 카메라를 통해 촬영된 차량의 전방 영상 위에 GPS 측위신호 및 방위각 정보를 근거로 산출된 현재 위치에 대응하는 경로 안내 정보를 오버레이시킨 네비게이션 영상을 표시하므로써, 보다 저렴하게 운전자에게 3차원의 입체적인 지도 화면을 제공할 수 있다.

특히, CCD 카메라에서 입력된 영상을 그대로 사용하므로 운전자가 주행하고 있는 도로의 모습을 그대로 표시하므로 현실감 부여 및 경로 안내에 필요한 부가 정보 표시와 안내로 기존 네비게이션 시스템의 기본 기능을 보다 업그레이드시킬 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

1. 제1 표시 레이어;

   제2 표시 레이어;

   GPS 측위신호와 방위각 정보를 이용하여 현재 위치 정보를 생성하는 위치정보 생성부;

   사용자의 조작에 따라 차량의 전방 영상을 촬영하는 카메라; 및

   상기 전방 영상을 상기 제1 표시 레이어에 제공하고, 상기 전방 영상에 대응되어 오버레이되도록 경로 안내 정보를 상기 제2 표시 레이어에 제공하는 영상 제어부를 포함하고,

   상기 제2 표시 레이어는 상기 제1 표시 레이어에 표시되는 전방 영상에 대응하는 지도 데이터 레벨과 표시 축척, 3차원 고도 및 3차원 각도가 연산된 데이터를 표시하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 경로 안내 정보는 도로의 외곽선 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 경로 안내 정보는 도로 및 주변 건물의 문자 데이터, 경로 안내선, 차선 정보, 교차로 안내 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 제2 표시 레이어는 상기 제1 표시 레이어보다 운전자측에 근접 배치된 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 영상 제어부는

   2차원 지도 데이터를 저장하는 제1 저장부;

   상기 전방 영상과 일치하는 지도의 표시 축척 및 3차원 고도, 3차원 각도를 결정하기 위한 변수 데이터를 저장하는 제2 저장부;

   상기 제1 저장부에서 제공되는 현재 위치에 대응하는 2차원 지도 데이터와, 상기 제2 저장부에서 제공되는 변수 데이터를 근거로 상기 2차원 지도 데이터로부터 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 추출하는 도로 외곽선 추출부; 및

   상기 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 상기 제2 표시 레이어에 제공하는 화상신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 변수 데이터는 지도표시 스케일 데이터, 3차원 고도 데이터 및 3차원 각도 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템.
8. 제6항에 있어서, 상기 도로 외곽선 추출부는

   상기 2차원 지도 데이터 및 변수 데이터를 근거로 지도 데이터의 물리레벨 및 표시 스케일을 설정하는 설정부;

   상기 변수 데이터를 근거로 상기 2차원 지도 데이터를 3차원 지도로 투영하는 3차원 투영부; 및

   상기 3차원 지도로 투영된 영상에서 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 추출하는 데이터 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템.
9. 제1항에 있어서,

   유무선 통신망에 억세스 가능하고, SMS 프로토콜을 지원하며, 전자메일을 포함하는 데이터를 송수신하는 통신모듈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템.
10. 제9항에 있어서,

    상기 통신모듈부를 통해 지도 데이터, 교통정보 영상, 경로 데이터 및 관심지점 정보를 수신받아 저장하는 지도 데이터 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템.
11. GPS 측위신호와 방위각 정보를 이용하여 현재 위치 정보를 생성하고, 생성된 현재 위치 정보를 근거로 네비게이션 영상을 표시하는 네비게이션 방법에서,

    (a) 카메라를 이용하여 전방 영상을 촬영하는 단계;

    (b) 현재 위치 정보를 연산하는 단계;

    (c) 상기 현재 위치 정보를 근거로 지도 데이터 레벨과 표시 축척, 3차원 고도 및 3차원 각도가 연산된 데이터를 포함하는 경로 안내 데이터를 생성하는 단계; 및

    (d) 상기 단계(a)에서 촬영된 전방 영상을 표시하고, 표시되는 전방 영상 위에 오버레이되도록 상기 경로 안내 데이터를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 단계(d)는,

    (d-1) 3차원 표시 모드인지를 체크하는 단계;

    (d-2) 상기 단계(d-1)에서 3차원 표시 모드로 체크되는 경우, 상기 전방 영상 위에 경로 안내 데이터 및 도로 외곽선 데이터를 출력하는 단계; 및

    (d-3) 상기 단계(d-1)에서 3차원 표시 모드가 아닌 것으로 체크되는 경우, 상기 전방 영상 위에 오버레이되도록 상기 경로 안내 데이터를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 단계(d-1)는,

    현재 위치에 대응하는 2차원 지도 데이터를 추출하는 단계;

    상기 2차원 지도 데이터로부터 3차원 좌표 변환된 도로 외곽선 데이터를 생성하는 단계; 및

    상기 경로 안내 정보가 표시되는 영역에 상기 도로 외곽선 데이터를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 도로 외곽선 데이터를 생성하는 단계는,

    추출된 2차원 지도 데이터로부터 지도표시 스케일, 3차원 고도 및 3차원 각도를 반영하여 지도 데이터의 물리 레벨 및 표시 스케일을 설정하는 단계;

    상기 지도표시 스케일, 상기 3차원 고도 및 상기 3차원 각도를 근거로 물리 레벨 및 표시 스케일이 설정된 지도 데이터를 3차원 투영하는 단계; 및

    상기 3차원 투영된 지도 데이터로부터 도로 외곽선 데이터를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 방법.
15. 제11항에 있어서, 상기 경로 안내 정보와 상기 전방 영상은 서로 다른 표시 레이어들에 표시되는 것을 특징으로 하는 네비게이션 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 표시 레이어들중 하나는 배면에 배치되고, 다른 하나는 전면에 배치되어 상기 경로 안내 정보와 상기 전방 영상은 오버레이된 것을 특징으로 하는 네비게이션 방법.
17. 제11항에 있어서, 상기 경로 안내 정보는 교차로 명칭, 회전 방향, 교차로까지의 거리 및 목적지까지의 거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 방법.

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