KR20150017096A - 네비게이션 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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최태성
오영철
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 네비게이션 제어 장치 및 방법에 관한 것으로 차량의 현재 위치를 확인하고 차량의 전방에 존재하는 과속방지턱의 위치를 확인하는 GPS, 과속방지턱의 상세 정보를 획득하기 위한 센서 및 상기 차량의 현재속도를 획득하기 위한 센서를 구비하는 센서부, 차량의 현재위치를 확인하여 현재위치와 과속방지턱의 거리를 적어도 하나의 영역으로 분류하고, 차량의 현재속도를 확인하며 과속방지턱의 상세 정보에 의거하여 과속방지턱을 통과하기 위한 권장속도를 산출하여 현재속도가 권장속도보다 빠르면 경고메시지를 생성하는 제어부, 제어부의 제어에 의해 경고메시지를 출력하는 출력부를 포함한다.

Description

네비게이션 제어 장치 및 방법{Apparatus and Method for Controlling of Navigation}
본 발명은 네비게이션 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 과속방지턱을 미리 감지하여 과속방지턱 경고와 안전 속도를 운전자에게 제공함으로써 차량의 손상과 차량 탑승객의 상해를 방지하는 네비게이션 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 학교 앞, 골목길 등 과속을 방지하기 위한 도로에는 과속방지턱이 설치되어 있다. 이러한 과속방지턱은 길이 3.6m, 높이 10cm로 설계규격이 정해져 있지만, 과속방지턱마다 설계규격보다 엄격한 기준으로 만들어진 과속방지턱도 있고, 과속으로 인한 사고 방지 등을 목적으로 도로에 표시만 되어 있고 턱이 존재하지 않는 경우도 존재한다.
그러나 종래의 네비게이션은 운전자에게 차량의 이동방향 전방의 과속방지턱의 존재 유무만 제공하여 차량이 과속방지턱에 과도한 속도로 진입하더라도 어떠한 경고나 안전속도를 제공하지 않아서 차량에 손상이 발생하거나 차량 탑승객에게 상해가 발생되는 문제점이 존재한다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 과속방지턱의 존재유무와 과속방지턱을 안전하게 주행하기 위한 안전속도를 운전자에게 제공하는 네비게이션 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 네비게이션 제어 장치는 차량의 현재 위치를 확인하고 상기 차량의 전방에 존재하는 과속방지턱의 위치를 확인하는 GPS, 상기 과속방지턱의 상세 정보를 획득하기 위한 센서 및 상기 차량의 현재속도를 획득하기 위한 센서를 구비하는 센서부, 상기 차량의 현재위치를 확인하여 상기 현재위치와 상기 과속방지턱의 거리를 적어도 하나의 영역으로 분류하고, 상기 차량의 현재속도를 확인하며 상기 과속방지턱의 상세 정보에 의거하여 상기 과속방지턱을 통과하기 위한 권장속도를 산출하여 상기 현재속도가 상기 권장속도보다 빠르면 경고메시지를 생성하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 경고메시지를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 영역에 해당하는 권장속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 과속방지턱의 상세정보를 확인하여 상기 과속방지턱이 가상으로 형성된 과속방지턱인지 확인하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 과속방지턱이 가상 과속방지턱이면 이에 대한 안내메시지를 생성하여 상기 출력부로 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서부는 상기 과속방지턱의 곡률, 높이 및 폭을 포함하는 상세 정보를 확인하여 상기 제어부를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 차량의 종류 및 무게를 포함하는 상기 차량의 정보를 확인하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 네비게이션 제어 방법은 제어부가 GPS로부터 수신된 신호에 의거하여 차량의 전방에 존재하는 과속방지턱의 위치를 확인하는 단계, 센서부로부터 수신된 신호에 의거하여 상기 과속방지턱의 상세 정보를 확인하는 단계, 상기 차량의 현재위치를 확인하여 상기 현재위치와 상기 과속방지턱의 거리를 적어도 하나의 영역으로 분류하는 단계, 상기 차량의 현재속도를 확인하고, 상기 과속방지턱의 상세 정보에 의거하여 상기 과속방지턱을 통과하기 위한 권장속도를 산출하는 단계, 상기 현재속도와 상기 권장속도를 비교하는 단계, 상기 비교결과 상기 현재속도가 상기 권장속도보다 빠르면 경고메시지를 생성하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 권장속도를 산출하는 단계는 상기 적어도 하나의 영역에 해당하는 권장속도를 산출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과속방지턱의 상세 정보를 확인하는 단계 이후에 상기 과속방지턱이 가상으로 형성된 과속방지턱인지 확인하는 단계, 상기 과속방지턱이 가상 과속방지턱이면 이에 대한 안내메시지를 생성하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경고메시지를 생성하여 출력하는 단계 이후에 상기 과속방지턱의 통과여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은 과속방지턱의 존재유무와 과속방지턱을 안전하게 주행하기 위한 안전속도를 운전자에게 제공함으로써 차량의 손상을 최소화할 수 있고, 차량 탑승객에게 발생할 수 있는 상해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 제어 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과속방지턱 경고 방법을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과속방지턱 인지 방법을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 제어 방법을 설명하기 위한 순서도
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 가급적 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 제어 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과속방지턱 경고 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과속방지턱 인지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 제어 장치(10, 이하 제어장치라 함)는 GPS(11, Global Positioning System), 센서부(13), 카메라부(15), 출력부(17), 저장부(19), 제어부(21)를 포함한다.
GPS(11)는 차량에 설치되어 측정된 차량의 정확한 위치를 좌표값으로 변환하고, 차량의 전방에 존재하는 과속방지턱의 위치를 확인한다. 이때, GPS(11)는 GPS(11)의 측정 신호로 확인된 차량의 현재 위치를 기반으로 저장부(19)에 저장된 지도데이터를 확인하여 과속방지턱의 위치를 확인할 수 있다.
센서부(13)는 센서(미도시)를 구비하여 차량의 전방에 설치되어 차량의 진행방향에 위치한 과속방지턱의 존재유무를 측정하고, 과속방지턱의 상세 정보를 획득한다. 이때, 센서부(13)에 구비된 센서는 LiDAR(Light Detection And Ranging)인 레이저레이더(Raser Rader)를 사용하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이에 상응하는 다양한 센서가 사용될 수 있다. 아울러, 센서부(13)는 속도계를 구비하여 실시간 또는 주기적으로 차량의 속도를 감지한다.
카메라부(15)는 차량의 전/후방에 설치되어 차량의 현재 위치에 대한 영상데이터를 획득한다.
출력부(17)는 제어부(21)의 제어에 따라 차량의 현재 위치에 대한 영상데이터를 출력하고, 현재 위치의 전방에 과속방지턱이 존재하는 경우, 과속방지턱을 통과하기 위한 권장속도 및 차량의 현재속도를 디스플레이 장치(미도시)와 스피커(미도시)로 출력한다.
저장부(19)는 지도데이터를 제공하는 서버(미도시)와의 통신을 통해 지도데이터를 저장하고, 지도데이터와 함께 과속방지턱의 위치를 저장한다. 아울러, 저장부(19)는 과속방지턱의 상세 정보에 따라 변동되는 권장속도를 산출하기 위한 프로그램을 저장하는 것이 바람직하다. 아울러, 저장부(19)는 차량의 종류, 차량의 무게, 차량의 앞 범퍼의 길이 등을 포함하는 차량 정보를 저장한다.
제어부(21)는 차량의 현재 위치를 확인하여 현재 위치와 과속방지턱의 거리를 적어도 하나의 영역으로 분류하고, 차량의 현재속도를 확인하며, 과속방지턱의 상세 정보에 의거하여 과속방지턱을 통과하기 위한 권장속도를 산출하여 현재속도가 권장속도보다 빠르면 경고메시지를 생성한다.
보다 구체적으로, 제어부(21)는 GPS(11)로부터 수신된 신호에 의거하여 차량의 현재 위치를 확인한다. 제어부(21)는 확인된 현재 위치에 해당하는 지도데이터를 저장부(19)에서 추출하여 지도데이터에 현재 위치를 표시한 후 출력부(17)로 출력한다. 제어부(21)는 현재 위치와 가장 근접한 위치에 존재하는 과속방지턱의 위치를 확인한다. 제어부(21)는 현재 위치와 과속방지턱의 위치 사이의 거리를 적어도 하나의 영역으로 분류한다. 이는 도 2를 이용하여 설명한다. 제어부(21)는 차량(100)의 현재 위치를 GPS(11)로부터 수신된 신호로부터 확인하고, 제어장치(10)에 입력된 주행경로 및 차량(100)의 진행 방향 전방에 과속방지턱(200)이 존재하면, 과속방지턱(200)에 접근하기 80m 이전부터 과속방지턱(200)까지의 거리를 세 영역(111, 113, 115)로 분류한다.
이때, 도 2에서는 과속방지턱(200)을 기준으로 80~50m구간을 A영역(111), 50m~20m구간을 B영역(113), 20m~0m구간을 C영역(115)으로 분류하는 것을 예로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자의 편의에 의해 구간설정은 변경될 수 있다. 아울러, 제어부(21)는 C영역을 설정할 때, 과속방지턱(200)에서 최고 높이를 구비한 위치를 0m로 설정하는 것이 바람직하다.
제어부(21)는 A영역(111)에서 센서부(13)를 통해 수신된 신호를 기반으로 전방에 존재하는 과속방지턱을 인지하고 과속방지턱의 상세 정보를 확인한다. 이로 인해, 제어부(21)는 차량(100)의 전방에 위치하는 과속방지턱(200)이 가상 과속방지턱인지 일반 원호형 과속방지턱인지 확인한다. 확인결과, 전방에 존재하는 과속방지턱(200)이 가상 과속방지턱이면 제어부(21)는 출력부(17)를 제어하여 전방에 위치하는 과속방지턱(200)이 가상 과속방지턱임을 알리는 메시지를 출력한다. 이때, 가상 과속방지턱은 운전자에게 속도를 저하시키도록 하기 위하여 도로에 과속방지턱과 같은 형태로 그림을 그려놓은 것을 의미한다.
반대로, 제어부(21)는 차량(100)의 전방에 위치하는 과속방지턱(200)이 일반 원호형 과속방지턱이면 차량(100)의 현재 속도와 과속방지턱(200)까지의 거리, 과속방지턱(200)의 상세정보를 기반으로 과속방지턱(200)의 통과를 위한 권장속도를 산출한다. 이는 A영역(111), B영역(113), C영역(115)에서 동일하게 수행된다. 이는 도 3을 예로 설명한다.
이때, 제어부(21)는 센서에서 감지된 과속방지턱(200)의 높이와 폭을 산출하기 위해서 특정 순간에서의 좌표를 절대 좌표로 이용한다. 즉, A영역(111), B영역(113), C영역(115)에 진입했을 때 감지되는 과속방지턱(200)에서 복수개의 점을 검출하고, 검출된 점의 좌표를 절대 좌표로 이용하는 것이 바람직하다. 아울러, 제어부(21)는 하기의 수학식 1인 타원 방정식을 이용하여 과속방지턱(200)의 높이 및 폭을 산출한다. 이때, 과속방지턱(200)의 높이(H)는 하기의 수학식 2와 같고, 과속방지턱(200)의 폭(W)은 수학식 3과 같다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
이어서, 제어부(21)는 검출된 과속방지턱(200)을 안전하게 통과하기 위한 권장속도를 산출한다. 이때, 과속방지턱(200)의 표준규격은 하기의 표 1과 같다.
Figure pat00004
이때, 표준 도로와 소로는 지도데이터 정보를 이용하여 구분이 가능하다. 아울러, 제어부(21)는 표준도로와 소로의 제한속도는 30kph이므로 권장속도를 결정하는 과속방지턱(200) 파라미터 ω는 하기의 수학식 4와 같이 정의된다.
Figure pat00005
(단, λ=H/L,
Figure pat00006
이다.)
이때, 각 도로별 λ값은 하기의 수학식 5 내지 7과 같다.
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
마지막으로, 파라미터 ω의 값이 0.0923일 경우는 권장속도를 30kph으로, 0.1845일 때에는 10kph를 준수해야 하므로, 제어부(21)는 권장속도
Figure pat00010
를 구하기 위한 함수 f(ω)를 하기의 수학식 8과 같이 정의한다.
Figure pat00011
(단, ω<=0.1845)
제어부(21)는 차량(100)의 현재 위치를 확인하고, 현재 위치에서의 현재 속도를 확인하며 상기의 수학식들을 이용하여 산출된 각 구역(111, 113, 115)에서 준수해야할 권장속도와 현재속도를 비교한다.
제어부(21)는 현재속도와 권장속도를 비교한 결과, 현재속도가 권장속도 이하이면, 출력부(17)로 현재속도 및 권장속도를 제공하여 안전하게 주행 중임을 출력한다. 반대로, 제어부(21)는 현재속도가 권장속도보다 빠르면 권장속도만큼 속도를 낮추도록 경고메시지를 출력부(17)로 출력한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, S11단계에서 제어부(21)는 GPS(11)로부터 GPS신호를 수신하여 차량의 현재 위치를 확인한다.
S13단계에서 제어부(21)는 센서부(13)에 포함된 LiDAR 센서로부터 신호를 수신하여 신호를 분석한다.
S15단계에서 제어부(21)는 S11단계의 GPS 신호 분석결과, 차량의 현재 위치에서 차량의 진행방향의 전방에 과속방지턱이 존재하는지 확인한다. S15단계의 확인결과, 차량의 현재 위치의 전방에 과속방지턱이 존재하면 제어부(21)는 S17단계로 진행하고, 과속방지턱이 존재하지 않으면 제어부(21)는 S11단계로 회귀하여 상기의 단계를 재수행한다.
S17단계에서 제어부(21)는 S13단계에서 LiDAR센서로부터 수신된 신호를 분석하여 과속방지턱의 상세 정보를 확인한다. 이때, 과속방지턱의 상세 정보는 과속방지턱의 곡률, 높이 및 폭을 포함하는 것이 바람직하다.
S19단계에서 제어부(21)는 S17단계에서 확인된 과속방지턱의 상세 정보에 따라 S15단계에서 확인된 과속방지턱이 가상 과속방지턱인지 원호형 과속방지턱인지 확인한다. S19단계의 확인결과, S15단계에서 확인된 과속방지턱이 가상 과속방지턱이면 제어부(21)는 S37단계로 진행하여 출력부(17)를 통해 차량의 전방에 위치하는 과속방지턱이 가상 과속방지턱임을 제공하는 메시지를 출력한다.
반대로, S19단계의 확인결과, S15단계에서 확인된 과속방지턱이 원호형 과속방지턱이면 제어부(21)는 S21단계로 진행한다.
S21단계에서 제어부(21)는 저장부(19)에 기저장된 차량정보를 호출한다. 이때, 차량정보는 차량의 종류, 차량의 무게 등을 의미한다.
S23단계에서 제어부(21)는 GPS(11)로부터 실시간으로 차량의 현재 위치를 수신하여 현재 위치를 확인한다.
S25단계에서 제어부(21)는 센서부(13)가 구비한 속도계로부터 수신된 데이터로부터 차량의 현재 속도를 확인한다.
S27단계에서 제어부(21)는 과속방지턱을 통과하기 위한 권장속도를 산출한다. 이는 수학식 1 내지 8을 이용하여 상기에서 설명하였으므로 상세한 설명을 생략한다.
S29단계에서 제어부(21)는 차량의 현재속도가 권장속도를 초과한 상태인 것으로 확인되면 S31단계로 진행하여 차량의 속도를 권장속도까지 낮추도록 알리는 경고메시지를 출력하고, S33단계로 진행한다. 반대로, 차량의 현재속도가 권장속도 미만이면 제어부(21)는 S35단계로 진행하여 현재속도와 권장속도를 출력부(17)에 출력하여 운전자가 안전운행하고 있음을 운전자에게 알린다.
이어서, S33단계에서 제어부(21)는 차량이 과속방지턱을 통과하였는지 판단한다. S33단계의 판단결과, 차량이 과속방지턱을 통과하면 제어부(21)는 상기 프로세스를 종료하고 차량이 선택한 목적지까지의 주행안내를 제공하거나, 차량이 운행 중인 경로를 지도데이터에 표시하여 출력부(17)로 출력한다.
반대로, S33단계에서 차량이 과속방지턱을 통과하지 않은 상태이면 제어부(21)는 S23단계로 진행하여 상기의 단계를 재수행한다. 이로 인해, 본 발명은 운전자가 차량이 특정 지점에 위치하는 순간부터 과속방지턱을 통과하기 이전까지 권장속도를 제공받아 점차적으로 속도를 줄여 과속방지턱 통과 시 차량의 손상 또는 탑승자의 상해를 방지할 수 있는 효과가 있다.
지금까지 실시예를 통하여 본 발명에 따른 네비게이션 제어 장치 및 방법에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 상기에 기재된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 네비게이션 제어 장치 11: GPS
13: 센서부 15: 카메라부
17: 출력부 19: 저장부
21: 제어부

Claims (10)

  1. 차량의 현재 위치를 확인하고 상기 차량의 전방에 존재하는 과속방지턱의 위치를 확인하는 GPS;
    상기 과속방지턱의 상세 정보를 획득하기 위한 센서 및 상기 차량의 현재속도를 획득하기 위한 센서를 구비하는 센서부;
    상기 차량의 현재위치를 확인하여 상기 현재위치와 상기 과속방지턱의 거리를 적어도 하나의 영역으로 분류하고, 상기 차량의 현재속도를 확인하며 상기 과속방지턱의 상세 정보에 의거하여 상기 과속방지턱을 통과하기 위한 권장속도를 산출하여 상기 현재속도가 상기 권장속도보다 빠르면 경고메시지를 생성하는 제어부;
    상기 제어부의 제어에 의해 상기 경고메시지를 출력하는 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 적어도 하나의 영역에 해당하는 권장속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 과속방지턱의 상세정보를 확인하여 상기 과속방지턱이 가상으로 형성된 과속방지턱인지 확인하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 과속방지턱이 가상 과속방지턱이면 이에 대한 안내메시지를 생성하여 상기 출력부로 제공하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 과속방지턱의 곡률, 높이 및 폭을 포함하는 상세 정보를 확인하여 상기 제어부를 제공하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 차량의 종류 및 무게를 포함하는 상기 차량의 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 장치.
  7. 제어부가 GPS로부터 수신된 신호에 의거하여 차량의 전방에 존재하는 과속방지턱의 위치를 확인하는 단계;
    센서부로부터 수신된 신호에 의거하여 상기 과속방지턱의 상세 정보를 확인하는 단계;
    상기 차량의 현재위치를 확인하여 상기 현재위치와 상기 과속방지턱의 거리를 적어도 하나의 영역으로 분류하는 단계;
    상기 차량의 현재속도를 확인하고, 상기 과속방지턱의 상세 정보에 의거하여 상기 과속방지턱을 통과하기 위한 권장속도를 산출하는 단계;
    상기 현재속도와 상기 권장속도를 비교하는 단계;
    상기 비교결과 상기 현재속도가 상기 권장속도보다 빠르면 경고메시지를 생성하여 출력하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 권장속도를 산출하는 단계는
    상기 적어도 하나의 영역에 해당하는 권장속도를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 과속방지턱의 상세 정보를 확인하는 단계 이후에
    상기 과속방지턱이 가상으로 형성된 과속방지턱인지 확인하는 단계;
    상기 과속방지턱이 가상 과속방지턱이면 이에 대한 안내메시지를 생성하여 출력하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 경고메시지를 생성하여 출력하는 단계 이후에
    상기 과속방지턱의 통과여부를 확인하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 제어 방법.
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