KR20040038469A - A navigation for automobile and a control method there of - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 네비게이션장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GPS 신호가 수신되지 않는 상태에서 기울기가 큰 커브길을 주행할 때 자이로센서의 미작동으로 현재 위치가 잘못 계산되는 것을 보완할 수 있는 차량의 네비게이션 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a navigation device of a vehicle and a control method thereof, and more particularly, to compensate for an incorrect calculation of a current position due to a non-operation of a gyro sensor when driving on a curved road having a large slope without receiving a GPS signal. The present invention relates to a vehicle navigation apparatus and a control method thereof.
일반적으로, 차량의 네비게이션장치는, 운전자가 목적지까지의 경로를 설정하면 차량위치감지수단을 통해 감지되는 차량의 현재위치와 목적지까지의 경로를 지도상에 표시하고 안내음성을 출력하는 장치로, 최근 보급이 급증하고 있는 차량용 길안내 장치이다.In general, when a driver sets a route to a destination, the navigation device of the vehicle displays a current route and a route of the vehicle detected by the vehicle position detecting means on a map and outputs a guide voice. It is a road guidance device for vehicles, which is increasing rapidly.
이러한, 네비게이션 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부(10)와, 수평축의 방위각에 상응하는 신호를 발생하는 자이로 센서(20)와, 이 자이로 센서(20)에서 발생된 신호에 의해 차량의 회전 위치를 산출하는 회전 위치 산출부(30)와, 차속을 감지하는 차속 감지부(40)와, 네비게이션 데이터가 저장된 매체(50)와, 이 매체(50)로부터 네비게이션 데이터를 읽어들이는 네비게이션 데이터 리더부(60)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the navigation apparatus includes a GPS receiver 10 that receives a GPS signal from a GPS satellite, a gyro sensor 20 that generates a signal corresponding to an azimuth of a horizontal axis, and the gyro sensor ( 20, a rotation position calculation unit 30 for calculating a rotation position of the vehicle by the signal generated from the vehicle 20, a vehicle speed detection unit 40 for detecting a vehicle speed, a medium 50 storing navigation data, and the medium 50 And a navigation data reader 60 for reading the navigation data.
그리고, GPS 수신부(10)와 자이로센서(20)와 차속 감지부(40)로부터 입력되는 위치정보와 네비게이션 데이터 리더부(60)를 통해 입력되는 네비게이션 데이터에 의해 표시부(70)를 통해 지도와 차량의 현재 위치 및 목적지까지의 경로를 표시하고 음성 안내부(80)를 통해 안내음성을 출력하는 제어부(90)와, 제어부(90)의 제어 연산에 따른 결과 및 임시정보를 일시적으로 저장하는 메모리부(100)를 포함하여 구성된다.Then, the map and the vehicle through the display unit 70 by the position information input from the GPS receiver 10, the gyro sensor 20, and the vehicle speed sensor 40 and the navigation data input through the navigation data reader unit 60. A controller 90 for displaying a current location and a route to a destination and outputting guide voice through the voice guide unit 80, and a memory unit temporarily storing results and temporary information according to a control operation of the controller 90. It comprises 100.
그런데, 상기와 같은 종래의 네비게이션 장치는, GPS 신호가 수신되지 않는 구역(고층건물 밀집지역, 터널, 지하주차장, 지하도로 등)에서는 자이로센서를 통해 감지되는 회전위치와 차속에 의해 차량의 위치를 보정하도록 되어 있는데, 자이로센서가 차량이 일정 각도(대략 5도 정도) 이상 기울어지면 작동을 하지 않아 차량의 위치 감지에 오차가 발생하는 문제점이 있었다.By the way, the conventional navigation device as described above, the location of the vehicle by the rotational position and the vehicle speed detected by the gyro sensor in the area where the GPS signal is not received (high-rise buildings, tunnels, underground parking lot, underground road, etc.). The gyro sensor does not operate when the vehicle is inclined more than a predetermined angle (about 5 degrees), thereby causing an error in detecting the position of the vehicle.
예를 들어, 실내 지하 주차장이나 지하도로로부터 경사가 대략 5도 이상이고 나선형으로 이루어진 출입구를 나오는 경우, 자이로센서가 작동하지 않아 실제 차량의 위치와는 다른 지도가 표시되다가 지상으로 나와 GPS 신호가 수신되면 수분이 지나서야 실제 위치가 표시되므로, 운전자가 길을 잃고 헤매거나 사고를 당할 위험이 있었다.For example, if the slope is more than 5 degrees and exits the spiral entrance from an indoor underground parking lot or underground road, the gyro sensor does not work and displays a map different from the actual position of the vehicle. The actual location is displayed only after a few minutes, so the driver was at risk of getting lost or getting in an accident.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 차량의 기울기가 심한 구간에서 자이로센서가 작동하지 않더라도 차량의 방위각을 정확하게 감지하여 위치를 보정할 수 있는 차량의 네비게이션 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, even if the gyro sensor does not operate in a severe slope of the vehicle, the vehicle navigation device that can accurately detect the position of the vehicle to correct the position of the azimuth And a control method thereof.
도 1은 일반적인 차량의 네비게이션장치에 대한 개략적인 블록구성도,1 is a schematic block diagram of a general navigation device for a vehicle;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 네비게이션 장치에 대한 개략적인 블록구성도,2 is a schematic block diagram of a navigation device for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 제어부의 동작과정을 설명하기 위한 플로우챠트.FIG. 3 is a flowchart for describing an operation process of the controller illustrated in FIG. 2.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110: GPS 수신부 120: 자이로센서110: GPS receiver 120: gyro sensor
130: 회전 위치 산출부 140: 차속 감지부130: rotation position calculator 140: vehicle speed detection unit
150: 스티어링 휠 포지션 감지부 150: 스티어링 휠 포지션 감지부150: steering wheel position detection unit 150: steering wheel position detection unit
160: 기울기 감지부 170: 제어부160: tilt detection unit 170: control unit
180: 네비게이션 데이터 저장 매체 190: 네비게이션 데이터 리더부180: navigation data storage medium 190: navigation data reader
200: 메모리부 210: 표시부200: memory unit 210: display unit
220: 음성 안내부220: voice guidance
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호와 자이로센서에 의해 감지되는 수평축의 방위각 및 차속에 의해 차량의 현재 위치를 감지하여 길 안내를 수행하는 차량의 네비게이션장치에 있어서, 스티어링 휠의 회전각을 감지하는 스티어링 휠 포지션 감지부와, 차량의 좌우방향 기울기를 감지하는 기울기 감지부와, GPS 신호가 수신되는 동안에는 GPS 신호와 자이로센서로 감지되는 방위각 및 차속에 의해 현재 위치를 계산하되 GPS 신호가 수신되지 않고 상기 기울기 감지부를 통해 감지되는 기울기가 설정 기울기 이상이면 자이로센서 대신 상기 스티어링 휠 포지션 센서로 감지되는 스티어링 휠의 회전각에 의해 방위각을 계산하여 현재 위치를 보정하고 그에 따라 길 안내를 수행하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the navigation device of the vehicle for detecting the current position of the vehicle by the azimuth angle and the vehicle speed of the horizontal axis detected by the GPS signal received from the GPS satellite and the gyro sensor, The steering wheel position detection unit detects the rotation angle of the steering wheel, the tilt detection unit detects the inclination of the vehicle left and right, and while the GPS signal is received, the current position is detected by the azimuth and vehicle speed detected by the GPS signal and the gyro sensor. If the GPS signal is not received and the inclination detected by the inclination detection unit is greater than a set inclination, the azimuth is calculated by the rotation angle of the steering wheel detected by the steering wheel position sensor instead of the gyro sensor, and the current position is corrected accordingly. And a controller configured to perform road guidance. It shall be.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호와 자이로센서에 의해 감지되는 수평축의 방위각 및 차속에 의해 차량의 현재 위치를 감지하여 길 안내를 수행하는 차량의 네비게이션장치에 대한 제어방법에 있어서, GPS 신호가 수신되지 않으면 차량의 기울기를 감지하는 스텝과, 차량의 기울기가 설정각도 미만이면 차속 및 자이로센서에 의해 감지되는 방위각에 의해 현재 위치를 보정하여 그에 따라 길 안내를 수행하는 스텝과, 차량의 기울기가 설정각도 이상이면 스티어링 휠의 회전각을 감지하여 그에 따라 방위각을 계산하고 이 계산된 방위각과 차속에 의해 현재 위치를 보정하여 그에 따라 길 안내를 수행하는 스텝을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the GPS signal received from the GPS satellite and the gyro sensor senses the current position of the vehicle by the azimuth of the horizontal axis and the vehicle speed to control the vehicle navigation device for performing the road guidance In the method, if the GPS signal is not received, detecting the inclination of the vehicle, and if the inclination of the vehicle is less than the set angle corrects the current position by the vehicle speed and the azimuth detected by the gyro sensor to perform the road guidance accordingly And detecting the rotation angle of the steering wheel if the inclination of the vehicle is greater than the set angle, calculating the azimuth angle accordingly, correcting the current position by the calculated azimuth angle and the vehicle speed, and performing the road guidance accordingly. It is characterized by.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 네비게이션 장치에 대한 개략적인 블록구성도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 차량의 네비게이션장치는, GPS 수신부(110)와 자이로센서(120)와 회전 위치산출부(130)와 차속 감지부(140)와 스티어링 휠 포지션 감지부(150)와 기울기 감지부(160)와 제어부(170)와 네비게이션 데이터 저장매체(180)와 네비게이션 데이터 리더부(190)와 메모리부(200)와 표시부(210)와 음성 안내부(220)를 포함하여 구성된다.2 is a schematic block diagram of a navigation device for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention. As can be seen with reference to the drawings, the navigation device for a vehicle according to the present invention includes a GPS receiver 110 and a gyro. Sensor 120, rotation position calculation unit 130, vehicle speed detection unit 140, steering wheel position detection unit 150, tilt detection unit 160, control unit 170, navigation data storage medium 180 and navigation The data reader unit 190 includes a memory unit 200, a display unit 210, and a voice guide unit 220.
상기 GPS(Global Positioning System) 수신부(110)는 다수의 GPS인공위성으로부터 발신되는 전파를 수신받아 이 수신된 전파의 시간차에 의해 차량의 3차원적인 위치(위도, 경도, 표고)를 산출하여 산출된 위치정보를 제어부(170)로 입력한다.The GPS (Global Positioning System) receiver 110 receives a radio wave transmitted from a plurality of GPS satellites and calculates a three-dimensional position (latitude, longitude, elevation) of the vehicle based on the time difference of the received radio wave. Input information to the controller 170.
상기 자이로센서(120)는 수평축의 방위각에 상응하는 신호를 발생하고, 상기 회전 위치 산출부(130)는 자이로 센서(120)에서 발생된 신호에 의해 차량의 회전 위치를 산출하여 제어부(170)로 입력하며, 차속 감지부(140)는 차량의 주행속도를 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제어부(170)로 입력한다.The gyro sensor 120 generates a signal corresponding to the azimuth angle of the horizontal axis, and the rotation position calculator 130 calculates the rotation position of the vehicle by the signal generated by the gyro sensor 120 to the controller 170. The vehicle speed detector 140 detects the driving speed of the vehicle and inputs a corresponding detection signal to the controller 170.
상기 스티어링 휠 포지션 감지부(150)는 운전자의 차량의 주행방향을 전환하기 위해 이를 조작하면 이 조작력을 조향장치로 전달하는 스티어링 휠(도시되지 않음)의 회전각을 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제어부(150)로 입력하는 것으로, 이러한 스티어링 휠 포지션 감지부로는 기계식 또는 광학식 센서로 구성된 통상의 차량용 스티어링 휠 포지션 센서가 사용된다.The steering wheel position detection unit 150 detects a rotation angle of a steering wheel (not shown) that transmits this manipulation force to the steering device when the steering wheel position detection unit 150 manipulates the driving direction of the vehicle to detect a corresponding detection signal. By input to the controller 150, a conventional steering wheel position sensor for a vehicle composed of a mechanical or optical sensor is used as the steering wheel position detection unit.
상기 기울기 감지부(160)는 차량의 기울기를 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제어부(150)로 입력하는 것으로, 이러한 기울기 감지부로는, 일예로, 통상의 자이로센서를 이용하거나 지자기에 의해 수직축의 기울기를 감지하는 자기 컴퍼스가 사용될 수 있다.The inclination detection unit 160 detects the inclination of the vehicle and inputs a corresponding detection signal to the control unit 150. As the inclination detection unit, for example, a normal gyro sensor or a geomagnetic field may be used. Magnetic compasses that sense tilt can be used.
상기 제어부(170)는 GPS 위성으로부터 GPS 수신부(110)를 통해 GPS 신호가 수신되는 동안에는 GPS 신호와 자이로센서(120)를 통해 감지되는 차량의 방위각 및 차속 감지부(140)를 통해 감지되는 차속에 의해 현재 위치를 계산하되, GPS 신호가 수신되지 않고 기울기 감지부(160)를 통해 감지되는 기울기가 설정 기울기 이상이면 자이로센서(120) 대신 상기 스티어링 휠 포지션 센서(150)로 감지되는 스티어링 휠의 회전각에 의해 방위각을 계산하여 현재 위치를 보정하고 그에 따라 길 안내를 수행한다.While the GPS signal is received from the GPS satellite through the GPS receiver 110, the controller 170 may be configured to control the azimuth and vehicle speed sensor 140 detected by the GPS signal and the gyro sensor 120. Calculate the current position, but if the GPS signal is not received and the inclination detected by the inclination detection unit 160 is more than the set inclination, the rotation of the steering wheel detected by the steering wheel position sensor 150 instead of the gyro sensor 120 The azimuth is calculated by the angle to correct the current position and the road guidance is performed accordingly.
상기 네비게이션 데이터 저장 매체(180)는, 도로 정보를 포함하는 각종의 지리정보와 음성 안내를 위한 정보 등을 포함하는 네비게이션 데이터가 저장되어 있는 매체로서, 예컨대, CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)일 수 있다.The navigation data storage medium 180 is a medium in which navigation data including various geographic information including road information, information for voice guidance, and the like is stored. For example, a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) Can be.
상기 네비게이션 데이터 리더부(190)는, 제어부(170)의 제어에 따라 상기 네비게이션 데이터 저장 매체(180)로부터 네비게이션 데이터를 검색 및 읽어들여 이를 제어부(170)로 제공하는 것으로, 예컨대, CD-ROM 드라이브일 수 있다.The navigation data reader 190 searches for and reads navigation data from the navigation data storage medium 180 and provides the navigation data to the controller 170 under the control of the controller 170. For example, the CD-ROM drive Can be.
상기 메모리부(200)는, 제어부(170)의 제어 연산을 위한 알고리즘 및 설정값 등을 저장하고 네비게이션 데이터 리더부(190)로부터 읽어들인 정보와 제어부(170)에 의한 연산 및 제어의 결과값을 일시적으로 저장하는 기억 매체로, 예컨대, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), Flash Memory 등일 수 있다.The memory unit 200 stores algorithms and setting values for the control operation of the control unit 170 and stores information read from the navigation data reader unit 190 and result values of the operation and control by the control unit 170. The storage medium may be temporarily stored, for example, read only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, or the like.
상기 표시부(210)는, 제어부(170)의 제어에 따라 차량의 위치와 도로지도와 목적지까지의 경로 등을 표시하는 것으로, 예컨대 액정표시소자(Liquid CrystalDisplay)를 이용한 표시장치일 수 있다.The display unit 210 displays a vehicle position, a road map, a route to a destination, and the like under the control of the controller 170. For example, the display unit 210 may be a display device using a liquid crystal display.
상기 음성안내부(220)는 제어부(30)의 제어에 따라 미리 녹음되어 있는 소정의 안내음성을 선택적으로 출력하는 것으로, 예컨대 디지털형태의 음성데이터를 저장하는 ROM(Read Only Memory)과 디지털형태의 음성데이터를 아날로그적인 전기신호로 변환하는 디지털시그널프로세서(Digital Signal Processor; "DSP) 및 이 디지털시그널프로세서에서 변환된 아날로그적인 전기신호를 가청의 음성으로 출력하는 스피커 등으로 구성될 수 있다.The voice guide unit 220 selectively outputs a predetermined guide voice pre-recorded under the control of the control unit 30, for example, a read only memory (ROM) for storing voice data in a digital form and a digital type. A digital signal processor (DSP) for converting voice data into an analog electric signal and a speaker for outputting an analog electric signal converted by the digital signal processor as audible voice.
이제 상기와 같이 구성된 본 발명의 동작예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.An operation example of the present invention configured as described above will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 제어부(170)는 GPS 수신부(110)로 입력신호를 체크하여(S10), GPS 수신부(110)로 GPS 신호가 수신되고 있는 지를 판단하며(S20), 판단결과 GPS 신호가 수신되고 있으면 GPS 수신부(110)를 통해 수신되는 GPS 신호와 자이로센서(120)를 통해 감지되는 차량의 방위각 및 차속 감지부(140)를 통해 감지되는 차속에 의해 현재 위치를 계산한다(S30).First, the controller 170 checks an input signal with the GPS receiver 110 (S10), and determines whether a GPS signal is being received with the GPS receiver 110 (S20). The current position is calculated by the GPS signal received through the receiver 110 and the vehicle speed detected by the vehicle speed detector 140 and the azimuth of the vehicle detected by the gyro sensor 120 (S30).
만약, 상기 스텝(S20)에서 GPS 신호가 수신되고 있지 않은 것으로 판단되면, 제어부(170)는 기울기 감지부(160)로부터 입력되는 신호에 의해 차량의 기울기를 감지하고(S40), 감지된 기울기를 설정 각도(예컨대, 5도 정도)와 비교한다(S50).If it is determined in step S20 that the GPS signal is not being received, the controller 170 detects the inclination of the vehicle by the signal input from the inclination detection unit 160 (S40), and detects the inclination of the vehicle. It compares with a set angle (for example, about 5 degrees) (S50).
상기 스텝(S50)에서의 비교결과 감지된 차량의 기울기가 설정 각도보다 작은 값이면, 제어부(170)는 가장 최근까지 파악되었던 차량 위치를 토대로 자이로센서(120)를 통해 감지되는 차량의 방위각 및 차속 감지부(140)를 통해 감지되는 차속을 이용해 차량의 현재 위치를 보정한다(S60).When the inclination of the vehicle detected as a result of the comparison in step S50 is smaller than the set angle, the controller 170 detects the azimuth and vehicle speed of the vehicle detected by the gyro sensor 120 based on the vehicle position most recently identified. The current position of the vehicle is corrected using the vehicle speed detected by the detector 140 (S60).
만약, 상기 스텝(S50)에서의 비교결과 차량의 기울기가 설정 각도보다 크거나 같은 값인 경우, 제어부(170)는 자이로센서(120)가 작동하지 않는 상태인 것으로 간주하여 자이로센서(120)로부터 입력되는 값은 무시하고 스티어링 휠 포지션 감지부(150)를 통해 감지되는 스티어링 휠의 회전각에 의해 차량의 방위각을 계산한다.If the inclination of the vehicle is greater than or equal to the set angle as a result of the comparison in step S50, the controller 170 considers that the gyro sensor 120 is not in operation and inputs it from the gyro sensor 120. Ignoring the calculated value, the azimuth angle of the vehicle is calculated by the rotation angle of the steering wheel detected by the steering wheel position detection unit 150.
그리고, 제어부(170)는 스티어링 휠 포지션 감지부(150)를 통해 감지되는 스티어링 휠의 회전각에 의해 계산한 차량의 방위각과 차속 감지부(140)를 통해 감지되는 차속을 이용해 가장 최근까지 파악되었던 차량 위치를 토대로 차량의 현재 위치를 보정한다(S70).In addition, the controller 170 has been identified to the most recent time using the azimuth angle of the vehicle calculated by the rotation angle of the steering wheel sensed by the steering wheel position detecting unit 150 and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting unit 140. The current position of the vehicle is corrected based on the vehicle position (S70).
다음, 제어부(170)는 계산 또는 보정된 차량의 현재 위치 정보와 네비게이션 데이터 리더부(190)를 통해 매체(180)로부터 읽어들인 네비게이션 데이터에 의해 길안내를 수행한다(S80).Next, the controller 170 performs a road guide by the calculated current position information of the vehicle and the navigation data read from the medium 180 through the navigation data reader 190 (S80).
즉, 제어부(170)의 제어에 따라, 표시부(210)를 통해 도로 지도와 차량 위치 및 목적지까지의 경로 등이 표시되고, 음성 안내부(220)를 통해 안내 음성이 출력된다.That is, under the control of the controller 170, a road map, a vehicle location, a route to a destination, and the like are displayed through the display unit 210, and a guide voice is output through the voice guide unit 220.
상기에서 본 발명은 특정 실시예를 예시하여 설명하지만 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 발명의 특징을 이용하는 한 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.The present invention is described above by illustrating specific embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Those skilled in the art can easily make various changes and modifications to the present invention, and it should be noted that such variations or modifications are included within the scope of the present invention as long as the features of the present invention are used.
상술한 바와 같이 본 발명은, GPS 신호가 수신되지 않는 구간에서 차량의 기울기가 설정 각도 이상이면 자이로센서의 감지값 대신 스티어링 휠의 회전각을 감지하여 그에 따라 방위각을 계산해 위치를 보정함으로써, 기울기가 심한 지역에서 자이로센서가 작동하지 않아 차량 위치 감지에 오차가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention, if the inclination of the vehicle in the section in which no GPS signal is received, the tilt angle is detected by calculating the azimuth angle according to the rotation angle of the steering wheel instead of the detected value of the gyro sensor and correcting the position, The gyro sensor does not work in severe areas, and there is an effect to prevent an error in detecting the vehicle position.
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