KR20240050806A

KR20240050806A - 정밀지도를 이용한 gps 좌표의 오류 보정 시스템

Info

Publication number: KR20240050806A
Application number: KR1020220130659A
Authority: KR
Inventors: 박만복
Original assignee: 국립한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2022-10-12
Filing date: 2022-10-12
Publication date: 2024-04-19

Abstract

본 발명은 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템에 대한 것으로, 본 발명에 따르면 카메라 등의 별도 환경 센서를 추가하지 않더라도 정밀지도 데이터를 이용하여 GPS모듈에서 획득한 GPS좌표의 오류 여부를 판단할 수가 있고, 오류가 발생 시 정밀지도 데이터에 포함된 중심선 좌표를 보정좌표로 결정하여 활용할 수 있다.

Description

정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템{Error correction system of GPS coordinates using HD map}

본 발명은 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 별도의 환경 센서를 추가하지 않더라도 GPS 좌표의 오류 여부를 탐지하고 보정할 수 있도록 하는 기술에 대한 것이다.

스마트 자동차나 자율주행 자동차 분야에서는 자기 차량의 위치를 정확히 파악(측위)하는 기술이 필수적으로 요구된다.

가장 널리 사용되는 측위 시스템으로 GNSS가 활용된다. GNSS(Global Navigation Satelite System, 위성측위시스템)란 위성을 이용하여 지상에 있는 물체의 위치, 고도, 속도에 관한 정보를 제공하는 시스템을 통칭하는 것으로, 미국의 GPS(Global Positioning System)가 대표적이다.

널리 보급된 저가형 GPS의 경우 차량의 방향이나 위치, 그리고 현재 어느 도로에 위치하고 있는지 등을 판단하기에는 충분하다. 하지만 저가형 GPS의 경우 2미터 내외의 오차가 발생하고, 고층 건물이 많은 도심지나 산악지역 등 신호 수신 환경이 좋지 않을 때에는 7미터 이상의 큰 오차가 발생하기도 한다. 따라서 저가형 GPS는 주행 차선까지 구분해야 하는 자율 주행 환경에서 사용하기에는 무리가 있다.

이를 위해 자율주행 자동차에서는 기준국으로부터 정보를 수신하여 위성으로부터 수신한 GPS 좌표를 보정 계산함으로써 위치 정확도를 높인 RTK(Real-Time Kinematic) GPS 시스템이 탑재되기도 한다. 하지만 RTK GPS 역시 기준국으로부터 보정 정보를 수신하지 못한다면 오차가 발생할 수 있다.

이렇게 GPS 좌표에 오류가 발생할 경우 추가로 탑재된 카메라를 이용하여 경로 이탈을 방지토록 하기도 한다. 즉 자율주행 차량은 기본적으로 GPS모듈에서 수신한 GPS좌표를 이용하여 주행 경로를 결정하는데, 만약 GPS좌표에 오류가 발생한다면 카메라를 통해 촬영한 영상에서 차선을 감지한 후, 양쪽 차로 중앙을 따라 주행이 계속 되도록 하는 것이다.

하지만 이를 위해서는 카메라라는 환경센서가 추가로 탑재되어야 하고, 야간 또는 빛의 간섭이 있을 경우 영상정보에서 차선을 올바르게 인지하지 못한다는 문제가 있다. 더군다나 교차로 내에서는 차선이 도색되지 않는 경우가 많아서 카메라를 이용한 방법 역시 해결 방법이 되진 못한다.

한편 차량의 위치를 파악하는 관련 기술로는 대한민국등록특허 제10-1752342호(2017.06.23. '차량 위치 측위 방법') 등이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 카메라 등의 별도의 환경 센서를 추가하지 않더라도 정밀지도를 이용하여 GPS 좌표의 오류 여부를 정확하게 탐지하고, 오류 발생시 보정 좌표를 획득하여 활용이 가능토록 하는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템은, 정밀지도DB에 저장되어 있는 정밀지도 데이터에서 중심선 좌표를 추출하고 중심선 곡선 정보를 생성하여 자기 차량을 원점으로 하는 상대좌표계에 표시되도록 변환하는 중심선추출부; 상기 자기 차량을 원점으로 하는 상대좌표계 상에서 중심선 곡선을 기준으로 허용 오차에 대한 기준범위를 설정하는 기준범위설정부; GPS모듈에서 획득한 GPS좌표가 상기 기준범위설정부에서 설정한 기준범위 이내인지 확인하여 GPS좌표의 오류 여부를 판단하는 오류판단부; 상기 GPS모듈에서 획득한 GPS좌표를 기준으로 일정 시간 이후의 좌표를 예측하는 예측값산출부; 및 상기 오류판단부에서 상기 GPS모듈에서 획득한 GPS좌표의 오류를 확인하였을 경우, 상기 예측값산출부에서 산출된 예측값을 이용하여 상기 중심선 곡선 상의 한 좌표를 보정좌표로 결정하여 출력하는 보정좌표결정부;를 포함한다.

여기서, 상기 기준범위설정부는 상기 중심선 곡선에서 자기 차량의 횡방향으로 양의값과 음의값으로 일정거리 떨어진 점들을 잇는 곡선 사이의 영역을 기준범위로 설정할 수 있다.

또한, 상기 정밀지도DB에 저장된 정밀지도 데이터에 교차로 내 차선 정보가 없을 경우, 상기 중심선추출부는 교차로 진입전 각 차선의 끝점들을 이용하여 주행 경로에 대응하는 가상의 차선 정보를 생성하고, 차선 사이의 중심을 지나는 중심선 좌표를 생성할 수 있다.

또, 상기 보정좌표결정부는 GPS모듈이 정상 작동 중일 때 획득한 마지막 좌표정보인 이전값과, 상기 이전값을 통해 상기 예측값산출부에서 예측한 예측값 사이의 거리를 산출하고, 상기 중심선추출부에서 생성한 중심선 곡선을 선적분하여, 상기 중심선 곡선 상에서 상기 이전값과 예측값 사이의 거리와 동일 선 길이를 갖는 지점의 중심선 좌표를 보정좌표로 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템은 카메라 등의 별도 환경 센서를 추가하지 않더라도 정밀지도 데이터를 이용하여 GPS모듈에서 획득한 GPS좌표의 오류 여부를 판단할 수가 있다.

즉 정밀지도 데이터에 포함된 중심선 좌표를 주행경로를 참고하는 용도로만 활용하는 것이 아니라, 정답 좌표로 활용하는 것이며, 이러한 중심선 곡선으로부터 일정 기준범위를 벗어난 것이 확인되면 GPS모듈이 비정상 작동중이라 판단함으로써 다른 방식을 이용하여 좌표 정보를 확보할 수 있도록 하는 것이다.

특히 본 발명에서는 GPS모듈이 정상 작동 중일 때, 이전값을 이용하여 예측값을 산출해 놓는 과정을 꾸준히 수행하고, 만약 오류가 발생하였다면 이전값과 예측값 사이의 거리와 동일한 선 길이를 갖는 중심선 곡선 상 좌표를 추출한 후, 이를 보정좌표로 결정하게 되는데, 실제 차량이 주행하고 있는 중심선 곡선상 좌표를 보정값으로 활용하기 때문에 매우 보정된(결정된) 좌표 정보의 신뢰가 보장된다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템을 설명하기 위한 블록도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도3은 정밀지도 데이터에서 추출한 중심선 좌표를 이용하여 중심선 곡선을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도4는 중심선 곡선을 이용하여 기준범위를 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도5는 중심선 곡선의 기준범위를 이용하여 GPS좌표의 오류를 탐지하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도6은 GPS좌표의 오류 탐지시 중심선 곡선 상의 한 점을 보정좌표로 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 GPS 좌표의 오류 보정 시스템(이하 '오류 보정 시스템(30)'이라고 함)은 중심선추출부(31), 기준범위설정부(32), 오류판단부(33), 예측값산출부(34) 및 보정좌표결정부(35)를 포함한다.

자율 주행 차량에는 자기 차량(100)의 정확한 위치를 파악하거나, 주행 경로를 예측하거나, 주변 차량의 움직임을 추적하는 등 자율주행을 위해 필요한 다양한 기능을 수행하는 시스템이 탑재되어 있으며, 도1에 도시된 오류 보정 시스템(30)의 각 기능 구성은 기존에 탑재된 자율 주행 시스템의 일부 구성이거나 이와 연동된 시스템일 수 있다. 또한 각각의 구성들은 하드웨어 구성으로 통합될 수도 있고, 개별 하드웨어로 구성되어 서로 연동될 수도 있으며, 일부 구성들은 소프트웨어적으로 설계될 수도 있다.

중심선추출부(31)는 정밀지도DB(20)에 저장되어 있는 정밀지도 데이터를 통해 특정 데이터를 추출하고, 추출된 데이터를 이용하여 중심선 곡선을 생성하기 위해 마련된다. 중심선추출부(31)에서 중심선 곡선을 생성하는 구체적인 설명은 이하에서 다시 다루도록 한다.

기준범위설정부(32)는 중심선추출부(31)에서 생성한 중심선 곡선을 이용하여 기준범위를 설정하기 위해 마련된다. 기준범위란 GPS좌표의 오차를 어디까지 허용할 수 있는지에 대한 기준을 말한다.

오류판단부(33)는 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표를 기준범위설정부(32)에서 설정한 기준범위와 비교하여 GPS좌표의 오류 여부를 결정하기 위해 마련된다.

예측값산출부(34)는 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표를 이용하여 일정 시간 이후의 다음 좌표를 예측하기 위해 마련된다. 예컨대 예측값산출부(34)는 현재의 GPS좌표(G2)에 차량의 속도, yaw rate를 반영하여 예측값(G3)을 산출할 수 있다. 예측값을 산출하는 구체적인 알고리즘은 이미 공지된 내용이기 때문에 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

보정좌표결정부(35)는 오류판단부(33)에서 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표가 오류라고 판단했을 경우, GPS좌표의 오류가 없을 때 예측값산출부(34)에서 산출한 예측값과 중심선추출부(31)에서 생성한 중심선 곡선을 이용하여 중심선 곡선 상의 한 점을 보정좌표로 결정해 주기 위해 마련된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 오류 보정 시스템(30)을 이용하여 GPS 좌표의 오류를 탐지하고 보정좌표를 결정해 주는 구체적인 과정에 대해서는 도2 내지 도6을 통해 더욱 자세하게 다루어질 것이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 즉 도1에 도시된 오류 보정 시스템(30)을 이용하여 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표의 오류 여부를 탐지하고, 오류가 발생하였을 시 보정좌표를 결정하는 과정에 대한 것이다.

설명하기에 앞서 본 발명의 실시예에 따른 오류 보정 시스템(30)에서 사용되는 GPS모듈(10)은 기준국으로부터 정보를 수신하여 위성으로부터 수신한 좌표 정보를 보정 계산함으로써 위치 정확도를 높인 RTK(Real-Time Kinematic) GPS 시스템을 사용한다고 가정한다. 즉 정상적인 작동이 이루어지는 대부분의 시간 동안에는 GPS모듈(10)을 통해 매우 정확한 GPS좌표를 항상 획득할 수 있다고 가정하는 것이다.

또한 정밀지도DB(20)에 저장되어 있는 정밀지도 데이터에 대해 먼저 설명하면 다음과 같다. 정밀지도DB(20)에는 차선, 신호등, 표지판, 노면 마크, 도로 시설, 건축물 등의 상세한 좌표 정보(절대 좌표)가 저장되어 있고, 또한 차선과 차선 사이의 중심선과 관련된 정보도 포함되어 있다.

도3을 참조하면 중심선이란 차량이 특정 차로를 주행하고 있을 때 왼쪽 차선(LL)과 오른쪽 차선(RL)의 중심을 지나는 선을 말하며, 정밀지도DB(20)에는 이러한 중심선을 따라 일정 간격으로 중심선 좌표(GPS 좌표 값임)(C1,C2)가 표시되어 있다. 물론 최초 정밀지도DB(20)를 도입하였을 때 정밀지도 데이터 상에 중심선 정보(중심선 좌표)는 포함되지 않았을 수도 있다. 이 경우에는 중심선추출부(31)가 차선 데이터를 이용하여 양쪽 차선 중심의 중심선 데이터를 생성한 후 실시간으로 활용하거나 정밀지도DB(20)에 업데이트 시킬 수 있다.

또한 교차로의 경우 차로 유도선이 있는 경우도 있지만, 차로 유도선이 존재하지 않는 경우도 많다. 이 경우에도 중심선추출부(31)는 교차로 진입전 각 차선의 끝점들을 이용하여 주행 경로에 대응하는 가상의 차선 정보를 만들고, 이들 차선들 중심의 중심선 좌표를 생성시킬 수가 있다. 즉 본 발명에서 사용하는 정밀지도DB(20)에는 모든 주행 경로와 교차로 내에서의 중심선 정보(차선 사이의 좌표 정보)가 저장된 상태라고 가정한다.

GPS모듈(10)에서 획득하는 GPS좌표의 오류를 탐지하기 위해, 먼저 중심선추출부(31)는 정밀지도DB(20)로부터 중심선 좌표를 추출하여 중심선 곡선을 생성<S205>한다. 앞서 설명한 바와 같이 정밀지도DB(20)에는 각 차선들(LL,RL) 사이의 중심선을 따라 일정 간격으로 중심선 좌표(C1,C2)에 대한 정보가 포함되어 있고, 중심선추출부(31)는 현재 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표와 가장 가까운 중심선 좌표(C1)를 추출할 수 있다. 이후 추출된 중심선 좌표(C1)가 위치한 차로 내에서 인근 중심선 좌표(C2)를 일정 개수 더 추출하여 이어주면 중심선 곡선(CL)이 생성된다. 이렇게 중심선 좌표(C1,C2)를 추출하고, 각 중심선 좌표(C1,C2)를 이용하여 중심선 곡선(CL)을 생성하는 과정은 일정 시간 간격으로 반복된다.

중심선 곡선(CL)은 방정식 형태로 생성될 수 있는데, 중심선추출부(31)는 중심선 곡선을 자기 차량(100)을 원점으로 하는 상대좌표계로 변환<S210>한다. 도4를 참조하면 자기 차량(100)의 현재 GPS좌표(G2)를 원점으로 하는 상대좌표계를 확인할 수 있고, 이 상대좌표계에 추출된 중심선 곡선(CL)이 그려진 것을 확인할 수 있다. 중심선 곡선(CL)이 원점을 지나는 지점은 중심선 곡선(CL)을 이루는 중심선 좌표(C1,C2)들 중 현재 GPS좌표(G2)와 가장 가까운 점이 된다.

자율 주행 모드에서 자기 차량(100)은 양쪽 차선(LL, RL)의 중심을 따라 주행하게 된다. 따라서 중심선 곡선(CL)은 차량이 정상적으로 이동하게 되는 정확한 주행 경로(혹은 예상 경로)를 나타내는 것이기도 하고, 정상 주행이 이루어진다면, GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표 역시 중심선 곡선(CL) 상에 위치해야 할 것이다.

물론 GPS모듈(10)의 정밀도가 높다고 하더라도 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표와 정밀지도DB(20)에서 추출한 중심선 좌표가 정확하게 일치하지는 아니한다. 하지만 이미 차량은 GPS모듈(10)에서 획득한 좌표가 옳다고 믿고 사용 중이기 때문에, 중심선 곡선에서 약간 벗어났다고 해서 항상 오류로 판단해서는 아니되며, 이를 위해 기준범위설정부(32)가 중심선 곡선을 기준으로 기준범위를 설정<S215>한다.

즉 도4를 참조하면, 기준범위설정부(32)는 자기 차량(100)의 현재 위치를 원점으로 하는 상대좌표계 상에 중첩 표시된 중심선 곡선에서 y축 방향(차량의 횡방향)으로 양의값 및 음의값으로 일정거리(예컨대 10cm) 떨어진 점들을 잇는 가상의 기준범위(A) 선을 생성할 수 있다. 여기서 설명하지 않은 부호 G1은 GPS모듈(10)에서 직전에 획득한 GPS좌표(G1)를 표시한 것으로, 정상적인 작동 중에는 직전값(G1) 역시 중심선 곡선 상에 위치하는 것을 알 수 있다.

한편, GPS모듈(10)이 정상적으로 작동하고 있을 때 예측값산출부(34)는 현재 GPS좌표를 이용하여 일정 시간 이후 차량의 위치를 예측<S220>한다. 도6을 잠시 참조하면 예측값산출부(34)는 현재 GPS좌표(G2)에 차량의 속도와 yaw rate를 반영하여 예측된 GPS좌표(G3)를 산출해 내는 것이다. 이렇게 예측값산출부(34)에서 산출한 예측값(G3)은 추후 GPS좌표의 오류가 발생하였을 때 보정좌표를 추출하기 위한 자료로 활용되며, 이에 대한 설명은 이하에서 다시 하도록 한다.

중심선추출부(31)에서 정밀지도DB(20)에서 추출된 중심선 좌표를 잇는 중심선 곡선(CL)을 생성하고, 이를 자기 차량(100)을 원점으로 하는 상대좌표계 상에 표시한 후, 기준범위설정부(32)에서 중심선 곡선(CL) 좌우로 일정 간격 떨어진 기준범위(A)를 설정하였다면, 오류판단부(33)는 GPS모듈(10)에서 실시간으로 획득하고 있는 GPS좌표(G2)가 기준범위(A) 이내에 위치하고 있는지 확인<S225>함으로써, 오류 여부를 결정한다.

예컨대 도4에 도시된 바와 같이 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표(G2)가 중심선 곡선(CL) 좌우의 기준범위(A) 이내에 위치한 것이 맞다고 확인되면<S230>, 오류판단부(33)는 GPS좌표가 정상이라는 정보를 출력하게 되며, 이에 따라 자율 주행을 위한 다른 시스템에서는 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표를 그대로 활용<S235>하면 된다.

오류판단부(33)에서 오류를 탐지하는 과정을 다시 한번 정리하면 다음과 같다. 먼저 도4를 참조하면, GPS모듈(10)에서 GPS좌표를 획득하고, 중심선추출부(31)에서 정밀지도DB(20)를 통해 중심선 좌표(C1,C2)를 추출하여 중심선 곡선(CL)을 생성한 후 자기 차량(100)을 중심으로 하는 상대좌표계 상에 표시하는 과정은 매 스캐닝 주기마다 반복된다. 또한 모든 작동이 원활하게 이루어지고 있다면 GPS모듈(10)에서 획득되는 GPS좌표(G1,G2)는 항상 중심선 곡선(CL) 상에 있거나, 적어도 기준범위(A) 이내에 있을 것이다.

또한 중심선 곡선(CL)은 차량(100)의 예상 주행 경로를 나타내는 것이기도 하다. 따라서 이전 좌표(G1)가 획득되었을 때 그려진 중심선 곡선(CL)에, 현재 시점에서 획득한 좌표(G2)를 대입하여 기준 범위(A)를 벗어났는지 오류판단부(33)에서 판단하는 것이며, 만약 이전 좌표(G1)가 획득되었을 때 그려진 중심선 곡선(CL)에, 현재 시점에서 획득한 좌표(G2')를 대입하였으나, 도5에서와 같이 좌표(G2')가 기준범위(A)를 벗어났다면, 오류판단부(33)에서 오류 판단을 하게 되고 이후 과정이 수행된다.

즉 도5에 도시된 바와 같이 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표(G2')가 중심선 곡선(CL) 좌우의 기준범위(A)를 벗어난 것이 확인되면<S230>, 보정좌표결정부(35)는 예측값산출부(34)에서 산출해 놓은 예측값을 이용하여 보정좌표를 결정한다. 즉 도6에서 G2는 GPS모듈(10)이 정상 작동중일 때 확보한 정상적인 GPS좌표(G2)이다. 즉 현재 오류판단부(33)에서 GPS모듈(10)에서 획득한 좌표정보가 오류라고 판단하였기 때문에, 정상적으로 판단을 내린 좌표정보(G2)는 현재 시점에서 본다면 이전값(G2)이 될 것이다.

예측값산출부(34)에서 이전값(G2)에 속도와 yaw rate를 반영하여 예측값(G3)을 산출하면, 보정좌표결정부(35)는 이전값(G2)과 예측값(G3) 사이의 거리(d)를 산출<S240>하고, 중심선 곡선(CL) 상에서 이전값(G2)으로부터 선 길이가 d만큼 떨어진 중심선 좌표(GC)를 추출<S245>하고 추출된 중심선 곡선 상 좌표(GC)를 보정좌표로 결정<S250>한다. 이렇게 보정좌표결정부(35)에서 보정좌표(GC)를 출력하면 자율 주행을 위한 다른 시스템에서는 GPS모듈(10)에서 획득한 좌표정보를 사용하지 아니하고, 보정좌표결정부(35)에서 출력한 보정좌표(GC)를 정답 좌표로 간주하고 활용한다.

만약 자기 차량(100)이 직선 경로를 주행중이라면, 중심선 곡선 역시 곡선이 아닌 직선으로 표시될 것이며, 이 경우 이전값(G2)에서 예측값(G3)만큼 떨어진 길이(d)의 중심선 곡선 상 좌표(GC)는 상대좌표계 상에서 x 값이 d인 좌표가 될 것이다.

하지만 도6에 도시된 바와 같이 자기 차량(100)이 곡선 경로를 주행 중이라면, 보정좌표결정부(35)는 G2와 G3 사이의 거리(d)를 먼저 산출한 후, 중심선 곡선(CL)의 방정식 y=f(x)를 선적분하여 d만큼의 곡선 길이를 갖는 지점의 GC를 추출하여 보정좌표(GC)로 결정하게 될 것이다.

또한 보정좌표로 결정된 GC는 이전값(G2)을 이용하여 예측한 예측값(G3) 기반으로 결정된 것이지만, GPS모듈(10)에서 획득한 좌표의 오류가 발생한 시점에서 결정된 좌표이기 때문에 결국엔 보정좌표(GC)가 현재값이 되고, 이를 기준으로 다시 예측값을 산출하여 다음 차수에서 보정좌표를 결정하는데 활용되도록 한다.

물론 오류판단부(33)에서 오류 여부를 결정한 이후에는 보정좌표결정부(35)에서 결정한 보정좌표가 GPS좌표 정보로 활용되도록 한다고 하였지만, 오류판단부(33)에서는 GPS모듈(10)에서 획득하는 좌표 정보가 기준범위(A) 이내로 다시 진입하는지 지속적으로 확인하며, 만약 GPS좌표가 기준범위(A) 이내로 다시 진입한 것이 확인되었다면, 보정좌표결정부(35)에서 결정한 보정좌표의 활용을 멈추고 다시 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표를 활용하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템(30)은 카메라 등의 별도 환경 센서를 추가하지 않더라도 정밀지도 데이터를 이용하여 GPS모듈(10)에서 획득한 GPS좌표의 오류 여부를 판단할 수가 있다.

즉 정밀지도 데이터에 포함된 중심선 좌표를 주행경로를 참고하는 용도로만 활용하는 것이 아니라, 정답 좌표로 활용하는 것이며, 이러한 중심선 곡선으로부터 일정 기준범위를 벗어난 것이 확인되면 GPS모듈(10)이 비정상 작동중이라 판단함으로써 다른 방식을 이용하여 좌표 정보를 확보할 수 있도록 하는 것이다.

특히 본 발명에서는 GPS모듈(10)이 정상 작동 중일 때, 이전값을 이용하여 예측값을 산출해 놓는 과정을 꾸준히 수행하고, 만약 오류가 발생하였다면 이전값과 예측값 사이의 거리와 동일한 선 길이를 갖는 중심선 곡선 상 좌표를 추출한 후, 이를 보정좌표로 결정하게 되는데, 실제 차량이 주행하고 있는 중심선 곡선상 좌표를 보정값으로 활용하기 때문에 매우 보정된(결정된) 좌표 정보의 신뢰가 보장된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10 : GPS모듈
20 : 정밀지도DB
30 : 오류 보정 시스템
31 : 중심선추출부
32 : 기준범위설정부
33 : 오류판단부
34 : 예측값산출부
35 : 보정좌표결정부
100 : 자기 차량
LL, RL : 차선
C1, C2 : 중심선 좌표
CL : 중심선 곡선
A : 기준범위
G1, G2, G2', G3 : 좌표정보

Claims

정밀지도DB에 저장되어 있는 정밀지도 데이터에서 중심선 좌표를 추출하고 중심선 곡선 정보를 생성하여 자기 차량을 원점으로 하는 상대좌표계에 표시되도록 변환하는 중심선추출부;
상기 자기 차량을 원점으로 하는 상대좌표계 상에서 중심선 곡선을 기준으로 허용 오차에 대한 기준범위를 설정하는 기준범위설정부;
GPS모듈에서 획득한 GPS좌표가 상기 기준범위설정부에서 설정한 기준범위 이내인지 확인하여 GPS좌표의 오류 여부를 판단하는 오류판단부;
상기 GPS모듈에서 획득한 GPS좌표를 기준으로 일정 시간 이후의 좌표를 예측하는 예측값산출부; 및
상기 오류판단부에서 상기 GPS모듈에서 획득한 GPS좌표의 오류를 확인하였을 경우, 상기 예측값산출부에서 산출된 예측값을 이용하여 상기 중심선 곡선 상의 한 좌표를 보정좌표로 결정하여 출력하는 보정좌표결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 기준범위설정부는 상기 중심선 곡선에서 자기 차량의 횡방향으로 양의값과 음의값으로 일정거리 떨어진 점들을 잇는 곡선 사이의 영역을 기준범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 정밀지도DB에 저장된 정밀지도 데이터에 교차로 내 차선 정보가 없을 경우, 상기 중심선추출부는 교차로 진입전 각 차선의 끝점들을 이용하여 주행 경로에 대응하는 가상의 차선 정보를 생성하고, 차선 사이의 중심을 지나는 중심선 좌표를 생성하는 것을 특징으로 하는 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 보정좌표결정부는 GPS모듈이 정상 작동 중일 때 획득한 마지막 좌표정보인 이전값과, 상기 이전값을 통해 상기 예측값산출부에서 예측한 예측값 사이의 거리를 산출하고, 상기 중심선추출부에서 생성한 중심선 곡선을 선적분하여, 상기 중심선 곡선 상에서 상기 이전값과 예측값 사이의 거리와 동일 선 길이를 갖는 지점의 중심선 좌표를 보정좌표로 결정하는 것을 특징으로 하는 정밀지도를 이용한 GPS 좌표의 오류 보정 시스템.