KR20230105223A - 정밀측위를 위한 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정밀측위를 위한 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 정밀측위장치의 제어방법은, 기 구비된 측위 모듈을 이용하여 개략 위치를 측정하는 단계와; 촬영 모듈을 통해 하늘 방향으로 촬영을 수행하는 단계와; 상기 촬영된 하늘 이미지를 분석하여 하늘 개방 영역을 판단하는 단계와; 측위용 위성의 위치를 획득하는 단계와; 상기 측정된 개략 위치와 상기 획득한 측위용 위성의 위치를 참고하여 상기 판단된 하늘 개방 영역 내에 위치하는 측위용 위성을 선정하는 단계와; 상기 선정된 측위용 위성으로부터 수신되는 신호를 이용하여 정밀 측위를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정밀측위를 위한 장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR PRECISE POSITIONING AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 정밀측위를 위한 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측위용 위성으로부터 수신되는 신호에 대한 선별을 통해 정밀 측위를 수행하는 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
GNSS(Global Navigation Satellite System)는 글로벌 내비게이션 위성 시스템으로서, 위성을 이용한 위치 확인 및 항법 시스템의 통칭이며, 대표적으로 GPS가 있다.
이처럼 위성 시스템을 이용하여 측위하는 방식을 간단히 살펴보면, GPS에서는 중궤도를 도는 24개(실제는 그 이상)의 인공위성에서 발신하는 마이크로파를 GPS 수신기에서 수신하여 수신기의 위치벡터를 결정하게 된다.
GPS 수신기는 세 개 이상의 GPS 위성에서 송신된 신호를 수신하여 위성과 수신기의 위치를 결정하는데, 위성에서 송신된 신호와 수신기에서 수신된 신호의 시간차이를 측정하면 위성과 수신기 사이의 거리를 구할 수 있다.
이때 송신된 신호에는 위성의 위치에 대한 정보가 들어 있는데, 최소한 세 개의 위성과의 거리와 각 위성의 위치를 알게 되면 삼변측량에서와 같은 방법을 이용해 수신기의 위치를 계산할 수 있는 것이다.
다만 시계가 완전히 정확하지 않기 때문에 오차를 보정하고자 보통 네 개 이상의 위성을 이용해 위치를 결정할 수도 있다.
그런데 이처럼 위성으로부터 수신되는 신호를 이용하여 측위를 수행하는 데에는 여러 가지 문제가 있다.
도심지의 경우 건물, 시설물 등이 존재하므로 위성으로부터 수신되는 신호가 이러한 건물 등에 반사되어 다양한 경로로 수신되게 된다.
즉, 위성의 신호는 수신기에 도달하기 전에 높은 건물이나 거대한 바위 표면과 같은 물체에 반사될 수도 있으며, 이것은 신호의 이동 시간을 증가시켜 오차를 일으키는 원인이 되게 된다.
따라서 이러한 오차를 보정하는 다양한 방식이 제안된 바 있다.
예를 들어 수신기가 그 수신한 멀티패스된 GNSS 위성 신호 자체를 보정하는 방안(제1 방안), 수신기의 위치를 인프라(교차로 카메라 등)에서 결정하여 해당 수신기에게 제공하는 방안(제2 방안), 수신에게 여러 센서를 구비하여 이러한 여러 센서의 매칭을 통해 위치를 추정하는 방안(제3 방안) 등이 그것이다.
그러나 제1 방안의 경우 멀티패스(왜곡)된 신호를 받고나서 주변기지국으로 부터 기타 연산을 통해 보정을 하는 방법인데, 주변 기지국의 위성수신환경 이외의 현재 수신기 주변환경을 예측할 수 없기 때문에 수신기 위치에서의 정확한 왜곡보정이 어렵다는 문제점이 있다.
특히, 이 방법은 주로 GNSS위성신호의 대기권에서 왜곡되는 정보를 보정하는 용도이기 때문에 도심지 멀티패스 환경에는 부적합하고, 특히 도심지에서 수신기 주변으로 트럭이 지나 간다던지, 위성관측이 되고 있지만 철제빔이 망처럼 연결되어 있는 다리를 지나간다던지, 터널 입구를 막 지나는 경우든지 하는 일반적인 도심지의 환경에 대응하기 어렵기 때문에 도심지의 수신기 환경에서는 큰 효과를 볼 수 없게 된다.
즉, 현재 이러한 기술은 D-GPS, RTK, PPP 등으로 구현되고 있지만, 멀티패스 환경에서는 성능을 보장하지 못하고 있는 실정이다.
또한 제2 방안의 경우 수신기 자체적인 정확한 위치측위 기능은 없고, 주변 인프라 (도로에 설치된 각종 인식센서 등) 에서 수신기의 위치를 추정하여 수신기 에 통신을 이용하여 전달하는 방법이기 때문에, 이 방법을 사용하기 위해서는 통신의 안정, 속도 보장 등이 이루어져야 하고 결국 통신기술에 종속적이라는 문제점이 있다.
또한, 주변 인프라에서 수신기의 위치를 결정하는 방법이 측위가 아니라, 모두 센서를 이용한 추정기술을 이용하기 때문에 각 센서의 성능이 보장되지 않는 환경에서는 정확한 측위를 할 수 없게 된다.
예를 들어, 밤에는 카메라 성능이 저하, 눈이 올 때는 레이더 성능이 저하, 수신기가 타 물체에 가려졌을 때에는 측위불가, 수신기가 매우 많을 시 인프라에서의 각 수신기의 위치측위 시간이 길어짐 등이 발생하게 되어 실시간성이 반드시 필요한 안전시스템 응용에 불가하게 된다.
제3 방안의 경우 여러 센서 퓨전 및 고정밀 지도 매핑을 통해 정확한 위치 추정이 가능하나, 시스템 구성비용이 비쌀 뿐만 아니라, 스쿠터, 자전거 등의 움직임이 있는 장치들의 수신기용으로는 용으로는 부적합하게 된다.
공개특허 제 10-1997-0029245호
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 GNSS 위성을 이용하여 측위를 수행함에 있어서 멀티패스 영향을 최소화하여 정밀 측위를 수행하기 위한 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 정밀측위장치의 제어방법은, 기 구비된 측위 모듈을 이용하여 개략 위치를 측정하는 단계와; 촬영 모듈을 통해 하늘 방향으로 촬영을 수행하는 단계와; 상기 촬영된 하늘 이미지를 분석하여 하늘 개방 영역을 판단하는 단계와; 측위용 위성의 위치를 획득하는 단계와; 상기 측정된 개략 위치와 상기 획득한 측위용 위성의 위치를 참고하여 상기 판단된 하늘 개방 영역 내에 위치하는 측위용 위성을 선정하는 단계와; 상기 선정된 측위용 위성으로부터 수신되는 신호를 이용하여 정밀 측위를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 정밀측위장치는, 기 구비된 측위 모듈을 이용하여 개략 위치를 측정하는 1차 위치 측정부; 촬영 모듈을 통해 하늘 방향으로 촬영을 수행하는 촬영 수행부와; 상기 촬영 수행부에 의해 촬영된 하늘 이미지를 분석하여 하늘 개방 영역을 판단하는 영역 판단부와; 측위용 위성의 위치를 획득한 후, 그 획득한 측위용 위성의 위치와 상기 1차 위치 측정부에 의해 측정된 개략 위치를 참고하여 상기 영역 판단부에서 판단된 하늘 개방 영역 내에 위치하는 측위용 위성을 선정하는 위성 선정부와; 상기 위성 선정부에 의해 선정된 측위용 위성으로부터 수신되는 신호를 이용하여 정밀 측위를 수행하는 정밀 위치 측정부를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 하늘 개방 영역에 위치한 측위용 위성을 선정하고, 그 선정된 측위용 위성으로부터 수신되는 신호를 이용하여 측위를 수행함으로써, 멀티 패스로 인한 부작용을 최소화시킬 수 있다.
예를 들어 현재 위치로부터 수직상에 있는 위성들로부터 직접 수신되는 신호를 이용하여 측위를 수행하고, 건물에 가려져 있어서 건물 등에 반사한 신호만이 수신되는 위성 신호에 대해서는 측위시 배제함으로써, 멀티 패스의 영향을 최소화하여 결국 정밀측위가 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀측위장치를 포함하는 이동 차량과 측위용 위성의 개략 구성도를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 정밀측위장치의 기능 블록도이고,
도 3은 촬영 이미지로부터 하늘 개방 영역이 판단된 상태를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3의 하늘 개방 영역과 측위용 위성들의 위치를 함께 나타낸 도면이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀측위장치의 제어흐름도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
이하 본 발명에 따른 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 특히 본 발명은 각 실시예에 포함되는 개별 구성, 개별 기능, 또는 개별 단계 중 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.
특히, 편의상 청구 범위의 일부 청구항에는 '(a)'와 같은 알파벳을 포함시켰으나, 이러한 알파벳이 각 단계의 순서를 규정하는 것은 아니다.
또한 이하 본 발명에 따른 각 실시예에서 언급하는 각 신호는 한 번의 연결 등에 의해 전송되는 하나의 신호를 의미할 수도 있지만, 후술하는 특정 기능 수행을 목적으로 전송되는 일련의 신호 그룹을 의미할 수도 있다. 즉, 각 실시예에서는 소정의 시간 간격을 두고 전송되거나 상대 장치로부터의 응답 신호를 수신한 이후에 전송되는 복수 개의 신호들이 편의상 하나의 신호명으로 표현될 수 있는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 측위 장치(100)를 포함하는 전체 시스템의 개략 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.
동 도면에서 측위용 위성은 GNSS 측위를 위해 구비된 것으로서, 예를 들어 GPS(Global Positioning System) 위성일 수 있다.
측위용 위성은 지구상에 있는 수신기에 측위를 위한 신호를 전송하는데, 이러한 측위용 위성의 동작 방식 그 자체는 공지된 기술에 해당하므로 보다 상세한 설명은 생략한다.
정밀 측위 장치(100)는 상술한 측위용 위성으로부터 측위용 신호를 수신하여 자신의 위치를 판단하는 기능을 수행하는데, 도 1에서는 이동하는 차량(1) 내부에 설치된 것을 일 예로 하였다.
이를 위해 정밀 측위 장치(100)는 최소한 3개 이상의 측위용 위성으로부터 측위용 신호를 수신하여야 하는데, 측위용 신호로부터 자신의 위치를 판단하는 기술은 공지된 기술에 불과하므로 보다 상세한 설명은 생략한다.
특히 본 실시에에서 정밀 측위 장치(100)는 측위용 위성 중 일부를 선별하여 그 선별된 측위용 위성으로부터 수신된 신호를 이용하여 측위를 수행함으로써, 멀티패스의 효과를 최소화시키는 기능을 수행한다.
이러한 정밀 측위 장치(100)의 구체적인 기능 블록의 일 예는 도 2에 도시된 바와 같다.
동 도면에 도시된 바와 같이 정밀 측위 장치(100)는 1차 위치 측정부(110), 촬영 수행부(120), 영역 판단부(130), 위성 선정부(140), 정밀 위치 측정부(150), 2차 위치 측정부(160), 동작 제어부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
1차 위치 측정부(110)는 기 구비된 측위 모듈을 이용하여 개략 위치를 측정하는 기능을 수행한다.
예를 들어 1차 측위 측정부는 종래의 GNSS 수신 장치들이 수행하는 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있으나, 종래의 방식에 의해서는 멀티패스 영향을 효과적으로 제거하지 못했으므로 '개략 위치를 측정'한다고 표현한 것이다.
또는 1차 위치 측정부(110)는 기 측정된 위치로부터 이동한 거리를 기 구비된 센서(속도 센서, 가속도 센서, 각속도 센서 등)(미 도시함)를 이용하여 현 시점에서의 개략 위치를 측정할 수도 있다.
촬영 수행부(120)는 촬영 모듈을 통해 하늘 방향으로 촬영을 수행하는 기능을 수행한다.
예를 들어 촬영 모듈은 수직 방향으로 위쪽을 향하여 구성될 수 있는데, 촬영 수행부(120)는 이러한 촬영 모듈을 제어하여 하늘을 촬영을 수행하는 것이다.
촬영된 이미지에는 도심에서의 빌딩들의 배치에 따라 각기 다른 형태의 하늘 영역이 촬영될 수 있다.
영역 판단부(130)는 촬영 수행부(120)에 의해 촬영된 하늘 이미지를 분석하여 하늘 개방 영역을 판단하는 기능을 수행한다.
여기서 하늘 개방 영역은 촬영된 이미지에 포함된 하늘 영역을 의미하는 것으로서, 앞서 언급한 바와 같이 빌딩숲이 형성된 도심의 도로상을 이동하는 경우 빌딩들로 인해 하늘 영역 즉, 하늘 개방 영역은 다양한 모양으로 분석될 수 있다.
촬영 이미지로부터 하늘 개방 영역을 판단함에 있어서 다양한 알고리즘이 적용될 수 있다.
예를 들어 Mean Shift 알고리즘은 컬러 정보를 기반으로 주변의 값들과의 평균을 계산하여 중심 모드를 찾기 위한 비매개 변수적(non-parametric)방법으로 컬러 영상을 분할하는데 효율적인 방법이다. 이는. 반복적인 절차로 확률 분포의 국부 최대점을 찾는 알고리즘으로 최근 컴퓨터 비전 및 패턴인식 분야에서 다양하게 쓰이고 있는데, 이러한 Mean Shift 알고리즘을 하여 하늘 개방 영역을 판단할 수 있다.
또한 촬영 이미지로부터 하늘 개방 영역을 판단하는 것은 일종의 이미지 분할 또는 영상 분할이라고 할 수 있는데, 이처럼 이미지 분할을 위해 에지 및 외곽선 기반(Edge based approach) 분할 방식이 이용될 수도 있다.
즉, 에지 및 외곽선 기반 분할은 에지 연산자를 이용하여 에지를 추출하고 추출된 에지들을 선분이나 곡선으로 종합해 나가는 외곽선 연결의 방법인데, 이러한 알고리즘 그 자체는 공지된 기술들에 해당하므로 보다 상세한 설명은 생략한다.
기 공지되지 않은 알고리즘의 방법으로서, 영역 판단부(130)는 촬영 수행부(120)에서 촬영된 하늘 이미지를 분석하여 명도가 기 설정된 값 이상이고 그 변화량이 기 설정된 값 이하인 연속적인 영역을 하늘 개방 영역으로 판단할 수도 있다.
예를 들어 영역 판단부(130)는 촬영된 이미지로부터 영역 내 평균 명도값이 기 설정된 값 이상인 연속된 영역들을 선정하되, 그 선정된 영역들 내에서 명도의 변화량이 기 설정된 값 이하인 연속적인 영역을 하늘 개방 영역을 판단할 수 있는 것이다.
또는 영역 판단부(130)는 공지된 Textureness/ Homogenity를 검출하는 다양한 디지털 영상필터를 이용하여 하늘 개방 영역을 판단할 수도 있다. 즉, 일반적인 Edge 검출필터를 이용할 수도 있고, Fourier 등의 주파수 분석을 이용할 수도 있으며, MPEG-7에 응용되는 방법인 영상을 NxN으로 나누어 Edge Histogram 을 이용할 수도 있다.
이러한 과정을 통해 영역 판단부(130)가 도심 속 빌딩들 사이로 하늘 개방 영역을 판단한 예가 도 3에 도시되었다.
동 도면에서는 굵은 테두리 안쪽 영역(A)이 하늘 개방 영역에 해당하고, 그 바깥쪽에는 건물들이 솟아 있는 상태가 나타나 있다.
위성 선정부(140)는 측위용 위성의 위치를 획득한 후, 그 획득한 측위용 위성의 위치와 1차 위치 측정부(110)에 의해 측정된 개략 위치를 참고하여 영역 판단부(130)에서 판단된 하늘 개방 영역 내에 위치하는 측위용 위성을 선정하는 기능을 수행한다.
여기서 측위용 위성의 위치는 각 측위용 위성으로부터 수신되는 신호에 의해 판단할 수도 있고, 또는 각 측위용 위성의 시간에 따른 위치 좌표를 미리 저장한 경우 이를 이용할 수도 있다.
상술한 바와 같이 1차 위치 측정부(110)에 의해 측정된 개략 위치는 멀티패스 영향을 완전히 제거하지 못한 것일 뿐 종래 기술만큼의 정확도는 보장되는 것이고, 이러한 1차 위치 측정부(110)에 의해 측정된 현재 위치를 기준으로 하늘 개방 영역을 3차원적으로 판단해 보면, 현재 그 개방 영역에 존재하는 측위용 위성을 선정할 수 있는 것이다.
예를 들어 위성 선정부(140)는 각 측위용 위성의 위치 좌표와 하늘 개방 영역 내에 속하는 좌표들을 비교하여 어떤 측위용 위성이 해당 하늘 개방 영역 내에 위치하는지를 판단할 수 있는 것이다.
참고로, 도 4에는 이처럼 위성 선정부(140)에 의해 선정될 수 있는 하늘 개방 영역 내에 포함된 측위용 위성의 일 예들이 나타나 있다.
도 4에는 각 측위용 위성들의 위치가 촬영 이미지와 매핑되어 있는데, 위성 선정부(140)는 이들 측위용 위성들(201 ~ 211) 중에서 하늘 개방 영역(A) 내에 존재하는 측위용 위성(201, 203, 204, 206) 중에서 적어도 세 개를 측위를 위해 선정할 수 있는 것이다.
즉, 위성 선정부(140)는 도 4에 도시된 하늘 개방 영역 내에 위치한 측위용 위성들 중에서 적어도 3개 이상을 선정할 수 있고, 이때 수신되는 세기에 기초하여 측위용 위성을 선정할 수 있다.
정밀 위치 측정부(150)는 위성 선정부(140)에 의해 선정된 측위용 위성으로부터 수신되는 신호를 이용하여 정밀 측위를 수행하는 기능을 수행한다.
예를 들어 제1 위성, 제2 위성, 제3 위성, 제4 위성, 제5 위성으로부터 측위용 신호가 수신되고 있는 상태라 하더라도, 만일 이러한 위성들 중에서, 제1 위성, 제3 위성, 제4 위성만이 하늘 개방 영역 내에 위치하고 있는 경우라면, 정밀 위치 측정부(150)는 제2 위성과 제5 위성으로부터 수신되는 측위용 신호는 배제하고, 제1 위성, 제3 위성, 제4 위성으로부터 수신되는 측위용 신호만을 이용하여 정밀 측위를 수행하는 것이다.
물론 위성 선정부(140)부에서 4 개의 측위용 위성이 선정된 경우에는 정밀 위치 측정부(150)는 그 4 개의 측위용 위성으로부터 수신되는 신호를 조합하거나 보충하여 정밀 측위를 수행할 수도 있다.
특히, 정밀 위치 측정부(150)는 위성 선정부(140)에서 선정된 각각의 측위용 위성으로부터 수신되는 복수의 신호 중 가장 강한 신호들을 이용하여 정밀 측위를 수행할 수 있다.
즉, 선정된 측위용 위성으로부터 수신되는 신호에도 건물 등에 의해 반사되어 수신되는 신호도 있으므로, 이러한 신호를 최대한 배제하기 위해 수신되는 신호 중 가장 강한 신호들을 이용하여 정밀 측위를 수행하는 것이다.
종래에는 본 발명과 같이 하늘 개방 영역에 존재하는 측위용 위성만을 선별하지 못했으므로, 예를 들어 어떤 측위용 위성으로부터 송출되어 건물들에 반사된 신호가 다른 측위용 위성으로부터 송출되어 건물에 반사되지 않은 신호보다 오히려 더 신호가 강할 수도 있었으나, 본 발명에서는 미리 하늘 개방 영역에 존재하는 측위용 위성에 대한 선정 과정을 거쳤으므로, 멀티 패스를 통해 수신(건물에 반사되어 수신)되는 신호를 최대한 걸러낼 수 있는 것이다.
한편, 2차 위치 측정부(160)는 기 구비된 움직임 추적용 센서(미 도시함)를 이용하여 기 설정된 초기 위치로부터의 위치 변화를 판단하고 그 판단된 위치 변화를 이용하여 추가 측위를 수행하는 기능을 수행한다.
즉, 2차 위치 측정부(160)는 위성 신호를 이용하지 않고 측위를 수행하는 것으로서, 여기서 움직임 추적용 센서에는 속도 센서, 가속도 센서, 각속도 센서 등이 포함될 수 있고, 이러한 센서에 의해 움직임 변화가 추적되어 초기 위치로부터 이동한 위치를 판별할 수 있는 것이다.
이처럼 움직임 추적용 센서에 의해 위치를 지속적으로 추적하는 기술은 자율 주행 기술 분야에서 공지된 기술에 해당하므로 보다 상세한 설명은 생략한다.
다른 예로써, 2차 위치 측정부(160)는 지상에 구비된 장치로부터 수신되는 신호를 이용하여 측위를 수행하는 기능을 수행할 수도 있다.
예를 들어 2차 위치 측정부(160)는 도로 상에 구비된 비콘으로부터 위치 좌표를 수신하여 현재 위치를 판단할 수도 있는 것이다.
동작 제어부(170)는 상술한 2차 위치 측정부(160)의 동작 활성화 여부를 결정하여 처리하는 것으로서, 위성 선정부(140)에서 선정된 측위용 위성의 개수에 따라 그 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로 동작 제어부(170)는 위성 선정부(140)에서 선정된 측위용 위성의 개수가 3개 미만인 경우 2차 위치 측정부(160)를 활성화하여 동작하도록 제어할 수 있다.
반대의 경우 즉, 위성 선정부(140)에서 선정된 측위용 위성의 개수가 3개 이상인 경우에는 동작 제어부(170)는 2차 위치 측정부(160)를 비활성할 수도 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 측위 장치(100)의 제어 과정을 설명한다.
우선, 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
정밀 측위 장치(100)는 1차적으로 현재의 개략 위치를 측위한다(단계 S1).
이때 정밀 측위 장치(100)는 종래에 GNSS 장치에 구비된 각종 장치를 이용하여 현재의 개략 위치를 측위할 수 있다(단계 S1).
이어서 정밀 측위 장치(100)는 하늘방향 촬영을 수행하고(단계 S3), 촬영 이미지를 분석한다(단계 5).
촬영 이미지 분석을 통해 정밀 측위 장치(100)는 하늘 개방 영역을 판단한다(단계 S7).
이때 현재의 개략 위치에 기반하여 하늘 개방 영역의 좌표가 산출될 수 있다.
이어서 정밀 측위 장치(100)는 각 측위용 위성들의 위치 좌표와 앞서 산출한 하늘 개방 영역의 좌표를 비교하여 해당 하늘 개방 영역 내에 포함되는 측위용 위성 중 적어도 3개 이상을 선정한다(단계 S9).
이때 정밀 측위 장치(100)는 하늘 개방 영역 내에 포함되는 측위용 위성 중에서 가장 강한 신호를 송출하는 것들을 선정할 수도 있다.
이후, 정밀 측위 장치(100)는 선정된 측위용 위성들로부터 수신되는 측위용 신호를 이용하여 현재의 위치를 정밀 측정한다(단계 S11).
이때 측위용 위성들로부터 수신되는 측위용 신호를 이용한 측위 기술 자체는 공지된 기술에 해당하지만, 본 발명의 경우 특정 측위용 위성들 중에서 앞서 설명한 알고리즘에 따른 선정 과정을 거쳐서 특정한 측위용 위성들이 송출한 측위용 신호만을 이용한다는 점이 종래와 차이가 있는 것이다.
한편, 도 6에는 도 5에서 설명한 정밀 위치 측정이 이루어진 이후, 상황에 따라 2차 위치 측정부(160)를 이용하여 측위를 수행하는 과정을 나타낸다.
정밀 측위 장치(100)는 정밀 위치 측정을 수행한 후 이를 저장한다(단계 S21).
이후, 정밀 측위 장치(100)는 지속적으로 정밀 위치를 수행하고 이를 저장하는 과정을 반복하게 되는데, 이때 정밀 측위 장치(100)는 하늘 개방 영역에 속함에 따라 선정된 측위용 위성의 개수 개수가 3개 이상인 경우에 한하여 이러한 정밀 측위 및 그 저장 과정을 반복한다(단계 S23).
만일 선정된 측위용 위성의 개수가 3개 미만인 경우에는 정밀 측위 장치(100)는 2차 위치 측정부(160)를 활성화한 후에(단계 S25), 그 2차 위치 측정부(160)를 이용한 측위를 수행한다(단계 S27).
예를 들어 정밀 측위 장치(100)는 움직임 추적용 센서를 이용하여 초기위치로부터의 변화량을 계산하여 현재의 위치를 추정하거나, 또는 지상에 구비된 비컨 등의 장치로부터 수신되는 신호를 이용하여 측위를 수행할 수 있는 것이다.
한편, 상술한 각 실시예를 수행하는 과정은 소정의 기록 매체(예를 들어 컴퓨터로 판독 가능한)에 저장된 프로그램 또는 애플리케이션에 의해 이루어질 수 있음은 물론이다. 여기서 기록 매체는 RAM(Random Access Memory)과 같은 전자적 기록 매체, 하드 디스크와 같은 자기적 기록 매체, CD(Compact Disk)와 같은 광학적 기록 매체 등을 모두 포함한다.
이때, 기록 매체에 저장된 프로그램은 컴퓨터나 스마트폰 등과 같은 하드웨어 상에서 실행되어 상술한 각 실시예를 수행할 수 있다. 특히, 상술한 본 발명에 따른 정밀 측위 장치(100)의 기능 블록 중 적어도 어느 하나는 이러한 프로그램 또는 애플리케이션에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 변형 및 수정이 첨부되는 청구범위에 속한다면 본 발명에 포함된다는 것은 자명할 것이다.
100 : 정밀 측위 장치 110 : 1차 위치 측정부
120 : 촬영 수행부 130 : 영역 판단부
140 : 위성 선정부 150 : 정밀 위치 측정부
160 : 2차 위치 측정부 170 : 동작 제어부

Claims (14)

  1. (a) 기 구비된 측위 모듈을 이용하여 개략 위치를 측정하는 단계와;
    (b) 촬영 모듈을 통해 하늘 방향으로 촬영을 수행하는 단계와;
    (c) 상기 (b) 단계에서 촬영된 하늘 이미지를 분석하여 하늘 개방 영역을 판단하는 단계와;
    (d) 측위용 위성의 위치를 획득하는 단계와;
    (e) 상기 (a) 단계에서 측정된 개략 위치와 상기 (d) 단계에서 획득한 측위용 위성의 위치를 참고하여 상기 (c) 단계에서 판단된 하늘 개방 영역 내에 위치하는 측위용 위성을 선정하는 단계와;
    (f) 상기 (e) 단계에서 선정된 측위용 위성으로부터 수신되는 신호를 이용하여 정밀 측위를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서는 상기 (b) 단계에서 촬영된 하늘 이미지에 대해서 에지 연산자를 이용하여 에지를 추출하고, 추출된 에지들을 선분이나 곡선으로 연결하여 하늘 개방 영역을 판단하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서는 상기 (b) 단계에서 촬영된 하늘 이미지를 분석하여 명도가 기 설정된 값 이상이고 그 변화량이 기 설정된 값 이하인 연속적인 영역을 하늘 개방 영역으로 판단하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (f) 단계에서는 상기 (e) 단계에서 선정된 각각의 측위용 위성으로부터 수신되는 복수의 신호 중 가장 강한 신호들을 이용하여 정밀 측위를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    (g) 기 구비된 움직임 추적용 센서를 이용하여 기 설정된 초기 위치로부터의 위치 변화를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (g) 단계는 상기 (e) 단계에서 선정된 측위용 위성의 개수가 3개 미만인 경우에 한하여 수행하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치의 제어방법.
  6. 제1항에 있어서,
    (h) 지상에 구비된 장치로부터 수신되는 신호를 이용하여 측위를 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (h) 단계는 상기 (e) 단계에서 선정된 측위용 위성의 개수가 3개 미만인 경우에 한하여 수행하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치의 제어방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  8. 하드웨어와 결합되어 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장된 응용 프로그램.
  9. 기 구비된 측위 모듈을 이용하여 개략 위치를 측정하는 1차 위치 측정부;
    촬영 모듈을 통해 하늘 방향으로 촬영을 수행하는 촬영 수행부와;
    상기 촬영 수행부에 의해 촬영된 하늘 이미지를 분석하여 하늘 개방 영역을 판단하는 영역 판단부와;
    측위용 위성의 위치를 획득한 후, 그 획득한 측위용 위성의 위치와 상기 1차 위치 측정부에 의해 측정된 개략 위치를 참고하여 상기 영역 판단부에서 판단된 하늘 개방 영역 내에 위치하는 측위용 위성을 선정하는 위성 선정부와;
    상기 위성 선정부에 의해 선정된 측위용 위성으로부터 수신되는 신호를 이용하여 정밀 측위를 수행하는 정밀 위치 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 영역 판단부는 상기 촬영 수행부에서 촬영된 하늘 이미지에 대해서 에지 연산자를 이용하여 에지를 추출하고, 추출된 에지들을 선분이나 곡선으로 연결하여 하늘 개방 영역을 판단하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 영역 판단부는 상기 촬영 수행부에서 촬영된 하늘 이미지를 분석하여 명도가 기 설정된 값 이상이고 그 변화량이 기 설정된 값 이하인 연속적인 영역을 하늘 개방 영역으로 판단하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 정밀 위치 측정부는 상기 위성 선정부에서 선정된 각각의 측위용 위성으로부터 수신되는 복수의 신호 중 가장 강한 신호들을 이용하여 정밀 측위를 수행하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치.
  13. 제9항에 있어서,
    기 구비된 움직임 추적용 센서를 이용하여 기 설정된 초기 위치로부터의 위치 변화를 판단하고 그 판단된 위치 변화를 이용하여 추가 측위를 수행하는 2차 위치 측정부와;
    상기 위성 선정부에서 선정된 측위용 위성의 개수가 3개 미만인지 여부에 따라 상기 2차 위치 측정부의 동작을 제어하는 동작 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치.
  14. 제9항에 있어서,
    지상에 구비된 장치로부터 수신되는 신호를 이용하여 측위를 수행하는 2차 위치 측정부와;
    상기 위성 선정부에서 선정된 측위용 위성의 개수가 3개 미만인지 여부에 따라 상기 2차 위치 측정부의의 동작을 제어하는 동작 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀측위장치.
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