KR20190001106A - 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템에 있어서, 보다 상세하게는, 기존의 추측항법 수행시에 누적되는 오차를 주기적으로 초기화함으로써 GPS(Global Positioning System)의 음영 지역에서도 차량의 위치를 정확하게 제공할 수 있는 카메라를 이용하는 추측항법 기반 네비게이션 시스템에 관한것으로,
GPS(Global Positioning System)로부터 차량의 GPS 위치 정보를 수신하는 네비게이션 수신부; 상기 차량에 탑재된 센서로부터 제1 신호를 수신하는 제1 수신부; 상기 차량에 탑재된 카메라로부터 제2 신호를 수신하는 제2 수신부; 상기 제1 신호를 토대로 차량의 이동거리와 이동방향을 구하고, 상기 이동거리와 이동방향을 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 추정하는 추측항법부; 상기 제2 신호에 기초하여 상기 차량의 궤적 정보를 생성하는 궤적생성부; 상기 궤적생성부의 궤적 정보를 토대로 상기 추측항법부에 의해 추정된 상기 차량의 현재 위치에 대한 누적 오차를 보상하여 상기 차량의 추측항법에 의한 위치를 결정하는 추측항법 위치결정부; 및 상기 추측항법 위치결정부에서 결정된 위치 정보를 수신하며, 상기 GPS로부터의 위성신호가 정상일 때, 상기 GPS 위치 정보에 따라 상기 차량의 현재 위치를 판단하고, 상기 GPS로부터의 위성신호가 비정상일 때, 상기 추측항법에 의한 위치 정보에 따라 상기 차량의 현재 위치를 판단하는 차량 위치 판단부;를 포함하고, 상기 제1 신호에 기초하여 생성된 제1 위치(P1)와 제2 신호에 기초하여 생성된 제2 위치(q)를 지속적으로 비교하여 차량의 현재 위치를 결정하되, 상기 제1 위치(P1)에서 상기 제2 위치(q)를 뺀 절대값이 소정의 기준값(R)이상이면, 상기 추측항법부에서 추정한 차량의 현재 위치에 대한 오차를 제거하고, 오차가 제거된 추측항법의 위치를 차량의 현재 위치로 결정하는 것이 특징이다.
GPS(Global Positioning System)로부터 차량의 GPS 위치 정보를 수신하는 네비게이션 수신부; 상기 차량에 탑재된 센서로부터 제1 신호를 수신하는 제1 수신부; 상기 차량에 탑재된 카메라로부터 제2 신호를 수신하는 제2 수신부; 상기 제1 신호를 토대로 차량의 이동거리와 이동방향을 구하고, 상기 이동거리와 이동방향을 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 추정하는 추측항법부; 상기 제2 신호에 기초하여 상기 차량의 궤적 정보를 생성하는 궤적생성부; 상기 궤적생성부의 궤적 정보를 토대로 상기 추측항법부에 의해 추정된 상기 차량의 현재 위치에 대한 누적 오차를 보상하여 상기 차량의 추측항법에 의한 위치를 결정하는 추측항법 위치결정부; 및 상기 추측항법 위치결정부에서 결정된 위치 정보를 수신하며, 상기 GPS로부터의 위성신호가 정상일 때, 상기 GPS 위치 정보에 따라 상기 차량의 현재 위치를 판단하고, 상기 GPS로부터의 위성신호가 비정상일 때, 상기 추측항법에 의한 위치 정보에 따라 상기 차량의 현재 위치를 판단하는 차량 위치 판단부;를 포함하고, 상기 제1 신호에 기초하여 생성된 제1 위치(P1)와 제2 신호에 기초하여 생성된 제2 위치(q)를 지속적으로 비교하여 차량의 현재 위치를 결정하되, 상기 제1 위치(P1)에서 상기 제2 위치(q)를 뺀 절대값이 소정의 기준값(R)이상이면, 상기 추측항법부에서 추정한 차량의 현재 위치에 대한 오차를 제거하고, 오차가 제거된 추측항법의 위치를 차량의 현재 위치로 결정하는 것이 특징이다.
Description
본 발명은 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기존의 추측항법 수행시에 누적되는 오차를 주기적으로 초기화함으로써 GPS(Global Positioning System)의 음영 지역에서도 차량의 위치를 정확하게 제공할 수 있는 카메라를 이용하는 추측항법 기반 네비게이션 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 네비게이션(Navigation)은 GPS(Global Positioning System)의 위성 신호를 바탕으로 위치 정보를 제공하는 위치정보 제공 시스템을 지칭한다. 네비게이션은 GPS의 위성 신호를 정확하게 수신할 수 있는 장소에서만 정확한 위치를 표시할 수 있다. 즉, 네비게이션은 터널, 지하주차장, 도심 지역 등과 같이 GPS의 위성 신호에 전체적인 혹은 부분적인 손실이 생기는 지역에서는 정확한 GPS 위치 정보를 제공할 수 없다.
최근, 차량의 네비게이션 기술에서는, 위성 신호의 손실에 의해 네비게이션이 정상적으로 작동하지 못하는 경우를 대비하여 차량의 이동거리와 이동방향을 이용하여 차량의 현재 위치를 추정하는 추측항법이 등장하였다.
그러나, 이러한 추측항법은 센서 자체의 한계(적분에 의한 오차 누적 등)로 인하여 정확한 항법 정보를 제공하지 못하는 단점이 있다. 그 중에서, 지자계 센서는 차량용 멀티미디어 시스템 내부에서 발생하는 전자계의 간섭으로 인해 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
게다가, 추측항법은 사용하는 시간이 길어지면 길어질수록 오차가 누적되어 사용 시간에 따라 신뢰성이 크게 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량의 전방 카메라로부터 수집한 데이터를 이용하여 추측항법 수행시에 누적되는 오차를 주기적으로 초기화함으로써 GPS(Global Positioning System)의 음영 지역에서도 차량의 위치를 정확하게 찾을 수 있는 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 GPS(Global Positioning System)로부터 차량의 GPS 위치 정보를 수신하는 네비게이션 수신부와; 상기 차량에 탑재된 센서로부터 제1 신호를 수신하는 제1 수신부와; 상기 차량에 탑재된 카메라로부터 제2 신호를 수신하는 제2 수신부와; 상기 제1 신호를 토대로 차량의 이동거리와 이동방향을 구하고, 상기 이동거리와 이동방향을 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 추정하는 추측항법부와; 상기 제2 신호에 기초하여 상기 차량의 궤적 정보를 생성하는 궤적생성부와; 상기 궤적생성부의 궤적 정보를 토대로 상기 추측항법부에 의해 추정된 상기 차량의 현재 위치에 대한 누적 오차를 보상하여 상기 차량의 추측항법에 의한 위치를 결정하는 추측항법 위치결정부와; 상기 추측항법 위치결정부에서 결정된 위치 정보를 수신하며, 상기 GPS로부터의 위성신호가 정상일 때, 상기 GPS 위치 정보에 따라 상기 차량의 현재 위치를 판단하고, 상기 GPS로부터의 위성신호가 비정상일 때, 상기 추측항법에 의한 위치 정보에 따라 상기 차량의 현재 위치를 판단하는 차량 위치 판단부와; 상기 추측 항법부와 궤적생성부에서 차량 센싱 신호와 카메라 신호를 체크하여 신호가 입력되지 않으면 경보신호를 외부로 출력하는 경보신호 자동 출력부(1000)를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 제2 수신부는 상기 차량의 CAN(Controller Area Network) 통신 또는 유무선 사용자 인터페이스를 통해 상기 카메라와 연결되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제1 수신부는 상기 제1 신호를 통해 상기 차량의 주행 거리를 나타내는 주행 거리계(Odometer) 정보, 상기 차량의 가속도 센서로부터의 가속도 정보, 상기 차량의 요레이트(Yawrate) 센서로부터의 요레이트 정보, 및 상기 차량의 차속 센서로부터의 차속 정보를 수신하는 것이 특징이다.
또한, 상기 가속도 센서, 상기 요레이트 센서 및 상기 차속 센서 중 적어도 어느 하나는 자계 센서인 것이 특징이다.
또한, 상기 경보신호 자동 출력부(1000)는, 자체 전원에 의해서 전원을 인가시키는 전원부(1110)와; 상기 전원부의 출력단 일측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시키는 제 1 릴레이 스위치(RY1)와; 상기 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시키는 제 2 릴레이 스위치(RY2)와; 상기 제 2 릴레이 스위치의 출력단에 결합되며 제 2 릴레이 스위치가 스위칭되면 자기력을 발생시키는 제 3 릴레이 스위치(RY3)와; 상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와; 상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 경보신호 디스플레이부(1150)를 통해 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 하는 제 2 경보 신호 출력용 전원 스위치(sw2)와; 상기 제 2 릴레이 스위치를 스위칭시켜 제 3 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 2 릴레이 스위치를 오프시킴과 동시에 제 1 릴레이 스위치를 스위칭시켜, 제 3 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 릴레이 스위치에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 경보상태를 지속시키는 역할을 하는 경보 제어부(1120)와; 상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 1 릴레이 스위치로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시키는 회로 작동용 철편(1131)과; 상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과; 상기 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 제 1 자기유지수단(1133)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 제 3 릴레이 스위치 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 제 3 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 릴레이 스위치를 통한 전원공급상태를 유지시키며, 이때 상기 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편이 동작하면 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편이 자동으로 작동하여 경보신호가 외부로 출력되도록 동작하는 제 2 자기유지수단(1134)과; 상기 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키는 보조 자기유지수단(1133a)과; 상기 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하는 간격제(1134a)와; 상기 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 전방 카메라로부터 수집한 데이터를 이용하여 추측항법 수행시에 누적되는 오차를 주기적으로 초기화함으로써 GPS(Global Positioning System)의 음영지역에서도 차량의 위치를 정확하게 찾을 수 있는 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템 구성도.
도 2는 본 발명의 경보신호 자동 출력을 위한 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 경보신호 자동 출력부 회로도.
도 4는 도 3의 요부 확대도.
도 5는 본 발명의 경보신호 자동 회로부 동작 예시도.
도 2는 본 발명의 경보신호 자동 출력을 위한 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 경보신호 자동 출력부 회로도.
도 4는 도 3의 요부 확대도.
도 5는 본 발명의 경보신호 자동 회로부 동작 예시도.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명에 적용되는 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템 구성도.
도 2는 본 발명의 경보신호 자동 출력을 위한 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 경보신호 자동 출력부 회로도.
도 4는 도 3의 요부 확대도.
도 5는 본 발명의 경보신호 자동 회로부 동작 예시도로서,
먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 네비게이션 시스템(10)은 GPS 위치 정보를 이용하는 중에 GPS 위치 정보를 이용할 수 없을 때, 카메라를 이용하여 누적 오차를 주기적으로 초기화한 추측항법에 의해 위치 정보를 이용하도록 이루어진다.
이를 위해, 네비게이션 시스템(10)은 네비게이션 수신부(11), 제1 수신부(12), 제2 수신부(13), 추측항법부(14), 궤적생성부(15), 추측항법 위치 결정부(17) 및 차량 위치 판단부(18)를 구비한다.
각 구성요소를 좀더 구체적으로 설명하면, 네비게이션 수신부(11)는 GPS(Global Positioning System)로부터 차량의 위치 정보(이하, GPS 위치 정보라 한다)를 수신한다. 네비게이션 수신부(11)는 GPS로부터 위성 신호를 수신하는 통신 모듈에 대응한다.
제1 수신부(12)는 차량에 탑재된 센서(지자계, 자이로, 속도, 관성 센서 등)로부터 제1 신호를 수신한다. 제1수신부(12)는 제1 신호를 통해 차량의 주행 거리를 나타내는 주행 거리계(Odometer) 정보, 차량의 가속도 센서로부터의 가속도 정보, 차량의 요레이트(Yawrate) 센서로부터의 요레이트 정보, 및 차량의 차속 센서로부터의 차속 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 가속도 센서, 요레이트 센서 및 차속 센서 중 적어도 어느 하나는 자계센서 또는 지자계 센서일 수 있다.
제2 수신부(13)는 차량에 탑재된 카메라로부터 제2 신호를 수신한다. 제2 신호는 기준차선(노란색 중앙의 노란색 실선, 주행 차선의 왼쪽 점선 등)으로부터 차량 주행 방향으로 연장하는 차량 중심선까지의 간격을 계산하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 제2 신호는 LKAS(Lane Keeping Assist System) 등으로부터 알 수 있는 차선정보로 가공될 수 있다. 여기서, 차선정보는 차선 유효 오프셋(Line Lateral Offset), 차선 헤딩 각도(Line Heading Angle), 차선 곡률(Line Curvature) 등을 포함한다.
또한, 제2 수신부(13)는 차량의 CAN(Controller Area Network) 통신 또는 유무선 사용자 인터페이스를 통해 카메라와 연결될 수 있다. 본 실시예에서, 카메라는 기본적으로 차량에 탑재된 전방 카메라인 것이 바람직하지만, 구현에 따라서, 차량의 전방 카메라로 이용가능한 카메라 탑재 전자기기를 포함한다. 카메라 탑재 전자기기는 사용자의 스마트기기(삼성전자의 갤럭시폰, 갤럭시패드, 애플사의 아이폰, 아이패드 등)를 포함할 수 있다.
추측항법부(14)는 제1 신호를 토대로 차량의 이동거리와 이동방향을 구하고, 이동거리와 이동방향을 이용하여 차량의 현재 위치를 추정한다. 추측항법부(14)는 DOP(Dilution of Precision)가 저하되어 GPS 정보의 신뢰성이 낮아진 경우에 차량의 위치 정보를 제공하도록 기능한다.
한편, 제1 수신부(12)가 자계 또는 지자계 센서로부터 신호를 수신하는 경우, 추측항법부(14)는, 차량 내 멀티미디어 시스템의 전자계 간섭 등으로 인해 신뢰성이 낮아진 정보를 수신하여 이용할 수 있고, 그에 의해 추측항법에 의한 위치 정보의 신뢰성은 저하될 수 있으며, 특히 시간 경과에 따라 그 오차의 누적으로 인해 신뢰성이 크게 저하되는 문제가 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 궤적생성부(15)는 제2 신호에 기초하여 차량의 궤적 정보를 생성한다. 본 실시예에서, 궤적생성부(15)는 차량 위치 판단부(18)의 데이터와 카메라의 데이터에 기초하여 차량의 현재 주행 차선에 대한 차선정보를 추정하는 것을 특징으로 한다.
다시 말해서, 궤적생성부(15)는, 차량이 음영 지역에 들어서기 전에 차량 위치 판단부(18)로부터 수신한 차량 위치 판단부의 데이터와 카메라의 데이터를 이용하여 음영 지역에서 차량의 위치를 추정한 궤적 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다. 카메라의 데이터를 이용하여 궤적을 생성할 때, 궤적생성부(15)는 카메라의 데이터와 차량 내 조향각 센서로부터의 조향각 정보를 이용하여 차량의 주행 차선 레벨의 위치 정보를 실시간으로 제공할 수 있다.
이와 같이, 궤적생성부(15)는, 차량 위치 판단부(18)의 데이터에 기초한 차량의 주행 도로의 차선 수 및 차량의 주행 차선에 대한 정보와 카메라의 데이터에 기초한 기준차선에서 차량 중심선까지의 간격에 대한 정보를 이용하여 GPS 음영 지역에서 추측항법에 의한 고해상도 위치정보를 제공하기 위한 궤적 정보를 제공할 수 있다.
추측항법 위치결정부(17)는 궤적생성부(15)의 궤적 정보를 토대로 추측항법부(14)에 의해 추정된 차량의 현재 위치에 대한 누적 오차를 보상하여 차량의 추측항법에 의한 위치를 결정한다. 추측항법 위치결정부(17)는 차량 운행 중에 계속해서 차량의 궤적(Trajectory)을 통해 기존의 추측항법을 통한 위치를 파악하면서 카메라에 의한 위치를 계속하여 비교하며 추측항법에 의한 위치 정보를 초기화한다. 그리고, 주기적으로 초기화되는 추측항법에 의한 위치 정보를 차량 위치 결정부(18)로 전달한다.
본 실시예에 따른 추측항법 위치결정부(17)에 의해 수집되거나 추측된 포인트들(Points)은 맵 기반 종횡 방향 제어나 차선 기반의 차량 제어 기술들에 이용될 수 있다. 또한, 추측항법 위치결정부(17)은, 구현에 따라서, 그 입력단에 추측항법부(14)의 출력과 궤적생성부(15)의 출력을 혼합하기 위한 수단(16)이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부(모듈, 인터페이스 등)를 구비할 수 있다.
차량 위치 판단부(18)는, 네비게이션 수신부(11)로부터 GPS 위성 신호를 수신하고, 추측항법 위치결정부(17)로 부터 추측항법에 의한 위치 정보를 수신하며, GPS로부터의 위성신호가 정상일 때, GPS 위치 정보에 따라 차량의 현재 위치를 판단하고, GPS로부터의 위성신호가 비정상(위성신호의 손실량이 일정량 이상이거나 차량이 음영 지역으로 진입한 경우 등)일 때, 추측항법에 의한 위치 정보에 따라 차량의 현재 위치를 판단한다.
이와 같이, 차량 위치 판단부(18)는 GPS 위치 정보를 이용하여 차량의 현재 위치를 판단하다가 차량이 GPS 음영 지역에 진입하는 경우 카메라로부터의 데이터에 기초한 궤적 정보에 의해 주기적으로 그 위치 정보가 초기화되는 추측항법에 의한 위치 정보에 따라 차량의 현재 위치를 판단함으로써 GPS 음영 지역에서도 고해상도의 위치정보를 제공할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 있어서, 추측항법부(14), 궤적생성부(15), 추측항법 위치결정부(17) 및 차량 위치 판단부(18)는 차량 또는 네비게이션 시스템(10)에 탑재되는 마이크로프로세서로 구현될 수 있다. 제1 수신부(12) 및 제2 수신부(13)는 마이크로프로세서의 입력단(아날로그 디지털 컨버터 등)으로 구현될 수 있다.
한편, 추측 항법부(14)와 궤적생성부(15)에서는 차량 센싱 신호와 카메라 신호를 체크하여 신호가 입력되지 않으면 경보신호 자동 출력부(1000)를 통해 경보신호를 출력한다.
상기 경보신호 자동 출력부(1000)는, 전원부(1110)와, 제 1 릴레이 스위치(RY1)와, 제 2 릴레이 스위치(RY2)와, 제 3 릴레이 스위치(RY3)와, 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와, 제 2 회로 연결 스위치(sw2)와, 경보 제어부(1120)를 포함하여 이루어진다.
상기 전원부(1110)는 자체 전원에 의해서 전원을 인가시킨다.
상기 제 1 릴레이 스위치(RY1)는 전원부의 출력단 일측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시킨다.
상기 제 2 릴레이 스위치(RY2)는 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시킨다.
상기 제 3 릴레이 스위치(RY3)는 제 2 릴레이 스위치의 출력단에 결합되며 제 2 릴레이 스위치가 스위칭되면 자기력을 발생시킨다.
상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)는 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행한다.
상기 제 2 경보 신호 출력용 전원 스위치(sw2)는 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 경보신호 디스플레이부(1150)를 통해 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 한다.
상기 경보 제어부(1120)는 제 2 릴레이 스위치를 스위칭시켜 제 3 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 2 릴레이 스위치를 오프시킴과 동시에 제 1 릴레이 스위치를 스위칭시켜, 제 3 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 릴레이 스위치에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 경보상태를 지속시키는 역할을 한다.
또한, 본 발명은 회로 작동용 철편(1131)과, 경보신호 작동 제어부 전원 연결용 철편(1132)과, 제 1 자기유지수단(1133)과, 제 2 자기유지수단(1134)과, 보조 자기유지수단(1133a)과, 간극제(1134a)와, 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성한다.
상기 회로 작동용 철편(1131)은 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 1 릴레이 스위치로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시킨다.
상기 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)은 상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도한다.
상기 제 1 자기유지수단(1133)은 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도한다.
상기 제 2 자기유지수단(1134)은 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 제 3 릴레이 스위치 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 제 3 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 릴레이 스위치를 통한 전원공급상태를 유지시킨다. 이때 상기 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편이 동작하면 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편이 자동으로 작동하여 경보신호가 외부로 출력되도록 동작한다.
상기 보조 자기유지수단(1133a)는 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시킨다.
특히, 보조 자기유지수단(1133a)은 제 1 자기유지수단(1133)이 망실되더라도 제 2 자기유지수단(1134)에 영향을 미치어서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치의 오프 상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 제 2 자기유지수단과 자기적으로 결합되어 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시킨다.
상기 간격제(1134a)는 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 상기 간격제의 작용으로 보다 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도한다. 만약에 간격제가 존재하지 않으면 제 1 자기유지수단의 몸체와 제 2 자기유지수단의 몸체가 직접 붙게 되므로 나중에 상호 분리가 어렵게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 간격제를 더 부가 설치하여 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 용이하게 분리될 수 있도록 하였다.
그리고, 상기 간격제를 제 2 자기유지수단의 N극 주변에만 설치하는 이유는 릴레이 스위치 미작동시 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 분리되어 있어야 하며, 이때 제 1 자기유지수단의 S극과 제 2 자기유지수단의 S극이 상호 마주보게 되어 분리상태를 용이하게 유지할 수 있다. 만약에 간격제를 제 2 자기유지수단의 S극까지 감싸게 되면 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단의 S극이 간격제의 방해에 의해서 밀치는 강도가 약해지므로 이격상태 유지가 불안정해질 수 있다.
이에 따라 본 발명에서는 제 2 자기유지수단의 N극에만 간격제를 설치하여 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단의 분리가 용이하게 이루어지도록하고, 자기적으로 결합시에는 인접한 서로다른 극의 배치로 인하여 상호 용이하게 자기적 결합상태를 유지시키도록 하였다. 실제로 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 상호 결합되게 되면 제 1 자기유지수단의 N극과 제 2 자기유지수단의 S극이 바로 근접하게 위치하게 되며, 이로 인하여 자기적으로 강하게 결합되어 릴레이 스위치가 오프되도라도 회로 작동용 철편(1131)의 하강상태가 지속됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 지속시킬 수 있다.
상기 수동 작동 스위치(1135)는 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 출력부가 오프된 상태에서 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프되어 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 한다.
이하에서 경보신호 자동 출력부(1000)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 경보신호 출력을 위한 제어관계를 살펴보면, 제어부에서 제 2 릴레이 스위치에 전원을 인가하여 제 3 릴레이 스위치를 작동시킨다. 이에 따라 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)가 온 되면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 인가되어 경보신호가 디스플레이 된다.
상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 작동하면 제어부는 제 2 릴레이 스위치의 작동을 차단하여 제 3 릴레이 스위치의 작동을 차단시키고, 동시에 제 1 릴레이 스위치를 작동시킨다.
한편, 만약 작업자가 경보신호가 출력되는 도중에 제 1 회로 연결 스위치 및 경보신호 출력용 전원 스위치를 오프시키게 되면 제어부에서 이를 파악하게 되고, 그러면 제 2 릴레이 스위치를 작동시켜 제 3 릴레이 스위치가 작동되도록하여 철편을 이동시키면서 폐회로를 유지시키고 동시에 경보신호 제어부(1140)로 출력되는 전원을 복귀시켜 계속적으로 경보신호 디스플레이부(1150)를 작동시킬 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 경보요인을 해결하지 않으면 계속적으로 경고음을 출력시키도록하여 반드시 경보요인을 해결하도록 유도한다.
즉, 제어부에서 제 2 릴레이 스위치 및 제 1 릴레이 스위치에 스위칭 신호를 인가하면 다시 전원을 복귀시켜 경보신호가 자동으로 출력되며, 이에 따라 경보상황이 완전히 제거되는 것을 인지하지 못하여 경보신호를 차단하더라도 다시 재작동되므로 작업자로 하여금 경보신호의 발생원인을 확실하게 해결토록 유도할 수 있다.
만약에 제어부에서 더이상 경보신호의 출력이 필요없다고 인정되면 제 1 릴레이 스위치 및 제 2 릴레이 스위치에 더이상 전원신호를 인가하지 않게 되므로 이때에는 수동 스위치(1135)를 사용자가 조작하여 경보신호를 수동으로 차단시킬 수 있게 된다.
10: 네비게이션 시스템
11: 네비게이션 수신부
12: 제1 수신부
13: 제2 수신부
14: 추측항법부
15: 궤적생성부
17: 추측항법 위치 결정부
18: 차량 위치 판단부
1000: 경보신호 자동 출력부
11: 네비게이션 수신부
12: 제1 수신부
13: 제2 수신부
14: 추측항법부
15: 궤적생성부
17: 추측항법 위치 결정부
18: 차량 위치 판단부
1000: 경보신호 자동 출력부
Claims (5)
- GPS(Global Positioning System)로부터 차량의 GPS 위치 정보를 수신하는 네비게이션 수신부와;
상기 차량에 탑재된 센서로부터 제1 신호를 수신하는 제1 수신부와;
상기 차량에 탑재된 카메라로부터 제2 신호를 수신하는 제2 수신부와;
상기 제1 신호를 토대로 차량의 이동거리와 이동방향을 구하고, 상기 이동거리와 이동방향을 이용하여 상기 차량의 현재 위치를 추정하는 추측항법부와;
상기 제2 신호에 기초하여 상기 차량의 궤적 정보를 생성하는 궤적생성부와;
상기 궤적생성부의 궤적 정보를 토대로 상기 추측항법부에 의해 추정된 상기 차량의 현재 위치에 대한 누적 오차를 보상하여 상기 차량의 추측항법에 의한 위치를 결정하는 추측항법 위치결정부와;
상기 추측항법 위치결정부에서 결정된 위치 정보를 수신하며, 상기 GPS로부터의 위성신호가 정상일 때, 상기 GPS 위치 정보에 따라 상기 차량의 현재 위치를 판단하고, 상기 GPS로부터의 위성신호가 비정상일 때, 상기 추측항법에 의한 위치 정보에 따라 상기 차량의 현재 위치를 판단하는 차량 위치 판단부와;
상기 추측 항법부와 궤적생성부에서 차량 센싱 신호와 카메라 신호를 체크하여 신호가 입력되지 않으면 경보신호를 외부로 출력하는 경보신호 자동 출력부(1000)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 수신부는 상기 차량의 CAN(Controller Area Network) 통신 또는 유무선 사용자 인터페이스를 통해 상기 카메라와 연결되는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 수신부는 상기 제1 신호를 통해 상기 차량의 주행 거리를 나타내는 주행 거리계(Odometer) 정보, 상기 차량의 가속도 센서로부터의 가속도 정보, 상기 차량의 요레이트(Yawrate) 센서로부터의 요레이트 정보, 및 상기 차량의 차속 센서로부터의 차속 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 가속도 센서, 상기 요레이트 센서 및 상기 차속 센서 중 적어도 어느 하나는 자계 센서인 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 경보신호 자동 출력부(1000)는,
자체 전원에 의해서 전원을 인가시키는 전원부(1110)와;
상기 전원부의 출력단 일측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시키는 제 1 릴레이 스위치(RY1)와;
상기 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시키는 제 2 릴레이 스위치(RY2)와;
상기 제 2 릴레이 스위치의 출력단에 결합되며 제 2 릴레이 스위치가 스위칭되면 자기력을 발생시키는 제 3 릴레이 스위치(RY3)와;
상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와;
상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 경보신호 디스플레이부(1150)를 통해 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 하는 제 2 경보 신호 출력용 전원 스위치(sw2)와;
상기 제 2 릴레이 스위치를 스위칭시켜 제 3 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 2 릴레이 스위치를 오프시킴과 동시에 제 1 릴레이 스위치를 스위칭시켜, 제 3 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 릴레이 스위치에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 경보상태를 지속시키는 역할을 하는 경보 제어부(1120)와;
상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 1 릴레이 스위치로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시키는 회로 작동용 철편(1131)과;
상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과;
상기 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 제 1 자기유지수단(1133)과;
상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 제 3 릴레이 스위치 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 제 3 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 릴레이 스위치를 통한 전원공급상태를 유지시키며, 이때 상기 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편이 동작하면 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편이 자동으로 작동하여 경보신호가 외부로 출력되도록 동작하는 제 2 자기유지수단(1134)과;
상기 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철판(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키는 보조 자기유지수단(1133a)과;
상기 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하는 간격제(1134a)와;
상기 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 카메라를 이용한 추측항법 기반 네비게이션 시스템.
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2017
- 2017-06-26 KR KR1020170080550A patent/KR101946714B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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