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KR101213951B1 - 비전시스템을 이용한 위치측위장치 및 방법 - Google Patents

비전시스템을 이용한 위치측위장치 및 방법 Download PDF

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KR101213951B1
KR101213951B1 KR1020110094473A KR20110094473A KR101213951B1 KR 101213951 B1 KR101213951 B1 KR 101213951B1 KR 1020110094473 A KR1020110094473 A KR 1020110094473A KR 20110094473 A KR20110094473 A KR 20110094473A KR 101213951 B1 KR101213951 B1 KR 101213951B1
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KR
South Korea
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coordinate information
positioning
vision system
satellite navigation
moving object
Prior art date
Application number
KR1020110094473A
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Inventor
박지호
권순
이충희
임영철
김종환
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
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Publication date
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Abstract

비전시스템과 맵매칭시스템을 이용하여 실외음영지역을 해소하는 비전시스템을 이용한 위치측위장치 및 방법을 개시한다.
일 실시예로서, 비전시스템을 이용한 위치측위장치 및 방법은, 위성항법시스템에서 장애물이나 외부의 영향으로 위치정확도가 떨어지거나 음영지역이 발생하여 연속적인 위치측위에 취약함을 해결하기 위해 비전시스템과 융합한 보다 발전된 실외 위치측위 시스템을 개발하여 위치측위가 연속적이면서 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Description

비전시스템을 이용한 위치측위장치 및 방법{POSITION DETERMINATION APPARATUS AND METHOD USING VISION SYSTEM}
본 발명의 실시예들은 비전시스템과 맵매칭시스템을 이용하여 실외음영지역을 해소하는 비전시스템을 이용한 위치측위장치 및 방법에 관한 것이다.
급속한 산업화의 발전으로 도심지가 확대되어 위성항법시스템을 사용할 수 있는 환경이 점점 열악해 지고 있다. 도 1은 도심에서 위성항법시스템으로부터 위치정보데이터를 수신하는 열악한 상황을 나타내고 있다.
도 1과 같이 위성항법시스템은 3차원 위치측위를 하므로 항상 4개 이상의 위성항법시스템으로부터 위치정보데이터를 수신해야 삼각측량법에 의해 위치를 계산할 수 있다. 물론 많은 위성항법시스템으로부터 위치정보데이터를 수신할 경우 보다 정확하게 위치를 계산할 수 있다. 하지만 도심이나 산악 지역에서는 위성항법시스템으로부터 송신되는 위치정보데이터가 높은 건물이나 산에 의해 수신기에서 제대로 수신할 수 없는 상황이 빈번히 발생한다. 이러한 경우 음영지역이 발생하게 된다. 따라서 위성항법시스템을 이용한 위치측위의 경우 높은 건물이나 산악 지역 등 장애물에 의해 위치정보데이터를 제대로 수신할 수 없게 된다. 지구 전역의 실외음영지역이 전체 지구의 47%나 된다. 지구전역의 47%에서는 위성항법시스템을 이용한 위치측위를 시행할 수 없다. 이러한 이유가 위성항법시스템을 이용한 위치측위가 갖고 있는 내재적인 문제점이 된다.
본 발명의 일실시예는 위성항법시스템이 가지고 있는 실외음영지역을 해소하고자 비전시스템과 맵매칭시스템을 융합하여 위치측위를 수행하는 비전시스템을 이용한 위치측위장치 및 방법을 제공한다.
상기의 일실시예를 이루기 위한, 비전시스템을 이용한 위치측위장치는, 복수의 건물에 대한 좌표정보를 저장하는 데이터베이스; 위성으로부터 수신된 위치정보데이터의 개수가 이동체의 위치 측위에 요구되는 수치를 만족하지 못하는 경우, 상기 복수의 건물 중에서, 스테레오카메라를 통해 인식된 대상건물의 좌표정보를 상기 데이터베이스로부터 추출하고, 상기 추출된 좌표정보를 이용하여 상기 대상건물과의 제1 의사거리를 계산하는 비전시스템; 및 상기 위치정보데이터에 의한 제2 의사거리를 계산하고, 상기 제1, 2 의사거리를 이용하여 상기 이동체에 대한 위치를 측위하는 위치계산부를 포함한다.
또한, 상기 일실시예를 달성하기 위한 기술적 방법으로서, 비전시스템을 이용한 위치측위방법은, 복수의 건물에 대한 좌표정보를 데이터베이스에 저장하는 단계; 위성으로부터 수신된 위치정보데이터의 개수가 이동체의 위치 측위에 요구되는 수치를 만족하지 못하는 경우, 상기 복수의 건물 중에서, 스테레오카메라를 통해 인식된 대상건물의 좌표정보를 상기 데이터베이스로부터 추출하는 단계; 상기 추출된 좌표정보를 이용하여 상기 대상건물과의 제1 의사거리를 계산하는 단계; 및 상기 위치정보데이터에 의한 제2 의사거리를 계산하고, 상기 제1, 2 의사거리를 이용하여 상기 이동체에 대한 위치를 측위하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 위성항법시스템에서 장애물이나 외부의 영향으로 위치정확도가 떨어지거나 음영지역이 발생하여 연속적인 위치측위에 취약함을 해결하기 위해 비전시스템과 융합한 보다 발전된 실외 위치측위 시스템을 개발하여 위치측위가 연속적이면서 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 도심에서 위성항법시스템이 GPS 신호를 수신하는 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명을 설명하기 위한 위성항법시스템의 삼각측정법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명을 설명하기 위한 위성항법시스템의 삼각측정법에 따른 도달시간을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명을 설명하기 위한 위성항법시스템의 측정방정식을 결정하는 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비전시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 위성항법시스템과 비전시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 위성항법시스템과 맵매칭시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 2개의 위성항법시스템, 비전시스템 및 맵매칭시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 1개의 위성항법시스템, 2개의 비전시스템 및 1개의 맵매칭시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 비전시스템과 맵매칭시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명을 설명하기 위한 위성항법시스템의 삼각측정법을 도시한 도면이다.
이동체는 GPS 수신기를 구비하고, GPS 수신기는 4개의 위성항법시스템으로부터 GPS 신호를 수신하여 위성과 이동체간의 4개의 거리를 측정한다.
GPS 수신기는 4개의 거리에 삼각측정법을 적용하여 이동체의 삼차원 위치를 계산한다. 이동체는 GPS 수신기에 의해 계산된 위치를 위치 기반 애플리케이션에 적용하여 활용한다.
도 3은 본 발명을 설명하기 위한 위성항법시스템의 삼각측정법에 따른 도달시간을 도시한 도면이다.
위성항법시스템은 GPS 신호의 도달 시간에 따라 위성과 이동체간의 거리를 측정한다. 위성항법시스템은 4개의 GPS 신호를 수신하면 수학식 1을 이용해서 도달 시간에 기반하여 위성과 이동체간에 4개의 거리를 측정할 수 있다.
Figure 112011072970113-pat00001
여기서,
Figure 112011072970113-pat00002
,
Figure 112011072970113-pat00003
,
Figure 112011072970113-pat00004
,
Figure 112011072970113-pat00005
는 위성 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00006
는 이동체 위치이다.
도 4는 본 발명을 설명하기 위한 위성항법시스템의 측정방정식을 결정하는 예를 도시한 도면이다.
위성항법시스템은 4개의 GPS 위성으로부터 4개의 GPS 신호를 수신하여 위성과 이동체간에 4개의 거리를 측정할 수 있다. 위성항법시스템은 수학식 2를 이용해서 4개의 거리를 삼각측정법에 적용하여 이동체의 위치를 계산할 수 있다.
Figure 112011072970113-pat00007
여기서,
Figure 112011072970113-pat00008
,
Figure 112011072970113-pat00009
,
Figure 112011072970113-pat00010
,
Figure 112011072970113-pat00011
는 4개의 위성 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00012
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00013
,
Figure 112011072970113-pat00014
,
Figure 112011072970113-pat00015
,
Figure 112011072970113-pat00016
는 의사거리이고,
Figure 112011072970113-pat00017
(Clock Bias)는 시계오차이다.
동적단독측위
동적단독측위는 시간에 따라 변화되는 이동체의 3차원 궤도결정에 사용된다. 동적단독측위의 전형적인 예가 바로 이동체의 항법이다. 동적단독측위에서 이동체는 이동 위치에 따라 사용할 수 있는 위성항법시스템의 수가 변한다. 그 이유로는 이동체의 장소와 환경이 바뀌고, 높은 건물이나 산 등 장애물에 의해 위성이 가려지고, 시간의 흐름에 따른 위성의 이동 등 다양한 이유가 있을 것이다. 이러한 이유로 경우에 따라서는 4개 이상 또는 4개 이하의 위성항법시스템으로부터 위치정보데이터를 받는다. 이동체의 위치 정확도는 위성항법시스템의 수에 따라 계속 변하게 된다.
내비게이션 애플리케이션은 위성항법시스템의 수가 계속 변화하여 이동체의 위치 정확도가 달라지는 문제점을 일부 해결하기 위하여 위성항법시스템을 3개 밖에 이용할 수 없는 경우 부족한 위성의 정보데이터를 맵매칭시스템(Map Matching System)을 이용하여 위치측위를 수행한다. 하지만 이러한 위치측위 방법도 위성을 3개까지 이용할 수 있는 경우이고, 그 이하일 경우는 브레이크 오프(Break off)되어 위치측위를 할 수 없게 된다. 위치측위가 불가능한 경우 실외음영지역으로 설정되는 것이다.
하지만 본 발명에서는 이러한 위치측위가 불가능한 실외음영지역 문제점을 해결하기 위하여 위성항법시스템기반의 비전시스템과 맵매칭시스템을 이용한 실외음영지역해소 위치측위장치 및 방법을 개시한다.
4개 이상의 위성항법시스템을 이용할 수 있는 경우 이동체는 위성항법시스템을 이용하여 위치측위를 한다. 하지만 사용할 수 있는 위성항법시스템의 수가 3개인 경우 맵매칭시스템을 적용하여 위치측위를 할 수 있다. 하지만 이 경우에 3개의 위성항법시스템을 이용한 위치측위는 맵매칭시스템을 적용할 수도 있지만, 비전시스템을 적용할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비전시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 블록도이다.
위성항법시스템은 우선 특정 건물마다 DGPS(Differential GPS)나 RTK(RealTime Kenematic)을 이용하여 x, y좌표의 정확한 좌표정보를 데이터베이스에 저장해 놓는다. 그리고 스테레오카메라가 설치된 이동체는 정확한 좌표정보를 가지고 있는 건물을 비전시스템을 이용하여 인식한다. 건물을 인식한 이동체는 건물에 정해진 정확한 좌표정보를 데이터베이스로부터 추출하고, 스테레오카메라를 통해서 인식된 건물과 자신의 거리를 계산한다. 그리고 현재 위성항법시스템으로부터 수신받고 있는 위치정보데이터와 건물의 좌표정보를 이용하여 최종적으로 자신의 위치를 계산한다.
이 경우 이동체는 스테레오카메라로 특정 건물을 인식하고 이 특정 건물로부터 위치정보에 필요한 좌표정보를 파악할 수 있어 위성항법시스템이 가지고 있는 한계를 비전시스템과 융합하여 해결할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위치측위장치는 위성항법시스템(510), 데이터베이스(520), 비전시스템(530), 맵매칭시스템(540), 위치계산부(550)를 포함하여 구성될 수 있다.
위성항법시스템(510)은 특정 건물마다 DGPS를 이용하여 건물의 좌표정보를 계산해서 데이터베이스(520)에 저장한다.
비전시스템(530)은 스테레오카메라를 통해 인식된 대상건물의 좌표정보를 데이터베이스(520)로부터 추출하고, 추출된 좌표정보를 이용하여 대상건물과의 제1 의사거리를 계산한다. 비전시스템(530)은 데이터베이스(520)로부터 인식된 건물의 좌표정보를 추출해서 이동체의 위치 계산에 사용한다.
위치계산부(550)는 위성항법시스템(510)으로부터 수신하는 위치정보데이터에 의한 제2 의사거리를 계산하고 비전시스템(530)의 제1 의사거리와 제2 의사거리를 이용하여 삼각 측정에 의해 이동체의 위치를 계산한다.
맵매칭시스템(540)은 맵 매칭을 적용해서 대상건물의 좌표정보를 계산한다. 비전시스템(530)은 계산된 좌표정보를 이용하여 제1 의사거리를 계산한다.
위치계산부(550)는 맵매칭시스템(540)에 의한 대상건물의 좌표정보에 기반한 비전시스템(530)의 제1 의사거리와 위성항법시스템(510)의 위치정보데이터에 의한 제2 의사거리를 이용하여 이동체의 위치를 계산한다.
위성항법시스템(510)에 의한 위치정보데이터의 개수가 이동체 위치의 계산에서 요구하는 개수에 미치지 못한 경우, 비전시스템(530)은 복수 이상의 건물을 인식하고 복수 이상의 인식된 건물의 좌표정보에 기반하여 복수 이상의 제1 의사거리를 계산한다.
위치계산부(550)는 비전시스템(530)에 의한 복수 이상의 제1 의사거리와 위성항법시스템(510)의 위치정보데이터에 의한 제2 의사거리를 이용하여 이동체의 위치를 계산한다. 위치계산부(550)는 제1, 2 의사거리 각각에 이동체와 연관하여 발생하는 시계오차 CB(Clock Bias)를 가산하여 삼각 측정의 정밀도를 높여 이동체의 위치를 측위한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 위성항법시스템과 비전시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위치측위장치는 위성항법시스템(610), 데이터베이스(620), 비전시스템(630), 위치계산부(640)를 포함하여 구성될 수 있다.
3개의 위성항법시스템(610)은 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 수학식 3을 이용해서 도달 시간에 기반하여 시계오차를 포함하는 3개의 위성 위치와 이동체 위치간의 제2 의사거리를 계산한다.
Figure 112011072970113-pat00018
여기서,
Figure 112011072970113-pat00019
,
Figure 112011072970113-pat00020
,
Figure 112011072970113-pat00021
는 3개의 위성 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00022
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00023
,
Figure 112011072970113-pat00024
,
Figure 112011072970113-pat00025
는 제2 의사거리이고,
Figure 112011072970113-pat00026
(Clock Bias)는 시계오차이다.
비전시스템(630)은 스테레오카메라를 통해 인식된 대상건물로부터 수학식 4를 이용하여 제1 의사거리를 계산한다. 비전시스템(630)은 데이터베이스(620)로부터 인식된 대상건물의 좌표정보를 추출해서 추출된 좌표정보를 이용하여 대상건물의 좌표정보와 이동체 위치와의 제1 의사거리를 계산한다.
Figure 112011072970113-pat00027
여기서,
Figure 112011072970113-pat00028
는 대상건물의 좌표정보이고,
Figure 112011072970113-pat00029
는 제1 의사거리이고,
Figure 112011072970113-pat00030
는 이동체 위치이다.
위치계산부(640)는 비전시스템(630)에 의한 제1 의사거리와 3개의 위성항법시스템(610)의 위치정보데이터에 의한 제2 의사거리를 이용하여 삼각측정법에 적용해서 이동체의 위치를 계산한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 위성항법시스템과 맵매칭시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 7를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위치측위장치는 위성항법시스템(710), 맵매칭시스템(720), 위치계산부(730)를 포함하여 구성될 수 있다.
3개의 위성항법시스템(710)은 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 도달 시간에 기반하여 위성과 이동체간의 제2 의사거리를 계산한다.
맵매칭시스템(720)은 위성항법시스템(710)에 의한 위치정보데이터의 개수가 이동체 위치의 계산에서 요구하는 개수에 미치지 못한 경우 맵 매칭을 적용하여 제1 의사거리를 계산한다.
위치계산부(730)는 맵매칭시스템(720)의 제1 의사거리와 위성항법시스템(710)에 의한 제2 의사거리를 이용하여 이동체의 위치를 계산한다.
이하, 도 8, 9, 10과 관련되는 본 발명의 실시예는, 수신된 위치정보데이터의 개수가 이동체의 위치 측위에 요구되는 수치 보다 두 개 이상으로 적은 경우들에 관한 것이다. 즉, 도 8에서는 사용할 수 있는 위성항법시스템이 2개인 경우(위치정보데이터가 2개만 수신되고, 추가적으로 2개의 위치정보데이터를 본 발명의 위치측위장치에 의해 계산해야 하는 경우)를, 도 9, 10에서는 사용할 수 있는 위성의 수가 1개 또는 없는 경우(추가적으로 n개(상기 n은 3 이상의 자연수)의 위치정보데이터를 계산해야 하는 경우)를, 예시하고 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 2개의 위성항법시스템, 비전시스템 및 맵매칭시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위치측위장치는 위성항법시스템(810), 데이터베이스(820), 비전시스템(830), 맵매칭시스템(840), 위치계산부(850)를 포함하여 구성될 수 있다.
다음으로 사용할 수 있는 위성항법시스템(810)이 2개인 경우 맵매칭시스템(840)을 사용한다고 해도 해결방법이 없어 브레이크 오프되어 실외음영지역으로 간주된다. 하지만 본 발명에서 개시하는 비전시스템(830)을 적용하여 한 개의 특정건물로부터 좌표정보를 수신하고, 추가적으로 부족한 위성항법시스템(810)의 위치정보데이터를 맵매칭시스템(840)을 적용하여 위치측위를 할 수 있다.
2개의 위성항법시스템(810)은 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 수학식 5를 이용해서 도달시간에 기반하여 시계오차를 포함하는 2개의 위성 위치와 이동체 위치간의 제2 의사거리를 계산한다.
Figure 112011072970113-pat00031
여기서,
Figure 112011072970113-pat00032
,
Figure 112011072970113-pat00033
는 2개의 위성 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00034
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00035
,
Figure 112011072970113-pat00036
는 제2 의사거리이고,
Figure 112011072970113-pat00037
(Clock Bias)는 시계오차이다.
비전시스템(830)은 스테레오카메라를 통해 인식된 대상건물로부터 좌표정보를 이용하여 대상건물과의 제1 의사거리를 계산한다. 비전시스템(830)은 데이터베이스(820)로부터 인식된 대상건물의 좌표정보를 추출해서 수학식 6을 이용하여 대상건물의 좌표정보와 이동체 위치간의 제1 의사거리를 계산하여 이동체의 위치 계산에 사용한다.
Figure 112011072970113-pat00038
여기서,
Figure 112011072970113-pat00039
은 대상건물의 좌표정보이고,
Figure 112011072970113-pat00040
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00041
는 제1 의사거리이다.
맵매칭시스템(840)은 위성항법시스템(810)에 의한 위치정보데이터의 개수가 이동체 위치의 계산에서 요구하는 개수에 미치지 못한 경우 맵 매칭을 적용하여 수학식 7을 이용하여 대상건물의 좌표정보와 이동체 위치에 기반한 제1 의사거리를 계산한다.
Figure 112011072970113-pat00042
여기서,
Figure 112011072970113-pat00043
는 대상건물의 좌표정보이고,
Figure 112011072970113-pat00044
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00045
는 제1 의사거리이다.
위치계산부(850)는 2개의 위성항법시스템(810)의 위치정보데이터에 의한 제2 의사거리, 비전시스템(830) 및 맵매칭시스템(840)에 의한 제1 의사거리를 이용하여 삼각측정법에 적용해서 이동체의 위치를 계산한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 1개의 위성항법시스템, 2개의 비전시스템 및 1개의 맵매칭시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위치측위장치는 위성항법시스템(910), 데이터베이스(920), 비전시스템(930), 맵매칭시스템(940), 위치계산부(950)를 포함하여 구성될 수 있다.
다음은 사용할 수 있는 위성의 수가 1개인 경우 두 개의 특정건물에 정확한 좌표정보를 정하고, 맵매칭시스템(940)을 적용하여 위치측위를 할 수 있다.
1개의 위성항법시스템(910)은 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 수학식 8을 이용해서 도달 시간에 기반하여 시계오차를 포함하는 위성의 위치와 이동체 위치간의 제2 의사거리를 계산한다.
Figure 112011072970113-pat00046
여기서,
Figure 112011072970113-pat00047
는 위성의 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00048
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00049
는 제2 의사거리이고, CB는 시계오차이다.
비전시스템(930)은 스테레오카메라를 통해 인식된 2개의 특정 건물로부터 좌표정보에 기반한 제1 의사거리를 계산한다. 비전시스템(930)은 데이터베이스(920)로부터 인식된 2개의 특정 건물에 대한 좌표정보를 추출해서 수학식 9를 이용하여 2개의 특정 건물에 대한 좌표정보와 이동체 위치에 기반한 제1 의사거리를 계산하여 이동체의 위치 계산에 사용한다.
Figure 112011072970113-pat00050
여기서,
Figure 112011072970113-pat00051
,
Figure 112011072970113-pat00052
는 2개의 특정 건물에 대한 좌표정보이고,
Figure 112011072970113-pat00053
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00054
,
Figure 112011072970113-pat00055
는 제1 의사거리이다.
맵매칭시스템(940)은 위성항법시스템(910)에 의한 위치정보데이터의 개수가 이동체 위치의 계산에서 요구하는 개수에 미치지 못한 경우 맵 매칭을 적용하여 수학식 10을 이용해서 대상건물의 좌표정보와 이동체 위치에 기반한 제1 의사거리를 계산한다. 비전시스템(930)은 계산된 좌표정보를 이용하여 제1 의사거리를 계산한다.
Figure 112011072970113-pat00056
여기서,
Figure 112011072970113-pat00057
는 대상건물의 좌표정보이고,
Figure 112011072970113-pat00058
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00059
는 제1 의사거리이다.
위치계산부(950)는 1개의 위성항법시스템(910)에 의한 제2 의사거리, 비전시스템(930) 및 맵매칭시스템(940)에 의한 3개의 제1 의사거리를 이용하여 삼각측정법에 적용해서 이동체의 위치를 계산한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 비전시스템과 맵매칭시스템을 이용한 위치측위장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위치측위장치는 데이터베이스(1010), 비전시스템(1020), 맵매칭시스템(1030), 위치계산부(1040)를 포함하여 구성될 수 있다.
최악의 경우 위성항법시스템을 1개도 이용할 수 없는 곳에서도 3개의 건물에 정확한 좌표정보를 정해놓고, 여기에 맵매칭시스템(1030)을 적용하여 위치측위를 할 수 있다.
비전시스템(1020)은 스테레오카메라를 통해 인식된 3개의 특정 건물로부터 이동체간의 제1 의사거리를 계산한다. 비전시스템(1020)은 데이터베이스(1010)로부터 인식된 3개의 특정 건물에 대한 좌표정보를 추출해서 수학식 11을 이용하여 3개의 특정 건물에 대한 좌표정보와 이동체 위치에 기반한 제1 의사거리를 계산하여 이동체의 위치 계산에 사용한다.
Figure 112011072970113-pat00060
여기서,
Figure 112011072970113-pat00061
,
Figure 112011072970113-pat00062
,
Figure 112011072970113-pat00063
는 3개의 특정 건물에 대한 좌표정보이고,
Figure 112011072970113-pat00064
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00065
,
Figure 112011072970113-pat00066
,
Figure 112011072970113-pat00067
는 제1 의사거리이다.
맵매칭시스템(1030)은 위성항법시스템에 의한 위치정보데이터의 개수가 이동체 위치의 계산에서 요구하는 개수에 미치지 못한 경우 특정 건물에 대한 좌표정보에 대해 맵 매칭을 적용하여 수학식 12를 이용해서 특정 건물에 대한 좌표정보와 이동체 위치간의 제1 의사거리를 계산한다.
Figure 112011072970113-pat00068
여기서,
Figure 112011072970113-pat00069
는 특정 건물에 대한 좌표정보이고,
Figure 112011072970113-pat00070
는 이동체 위치이고,
Figure 112011072970113-pat00071
는 제1 의사거리이다.
위치계산부(1040)는 비전시스템(1020)에 의한 3개의 제1 의사거리와 맵매칭시스템(1030)의 제1 의사거리를 이용하여 삼각측정법에 적용해서 이동체의 위치를 계산한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 구성들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
510 : 위성항법시스템
520 : 데이터베이스
530 : 비전시스템
540 : 맵매칭시스템
550 : 위치계산부

Claims (8)

  1. 복수의 건물에 대한 좌표정보를 저장하는 데이터베이스;
    위성으로부터 수신된 위치정보데이터의 개수가, 이동체의 위치 측위에 요구되는 수치를 2개 만족하지 못하는 경우,
    맵 매칭을 적용하여, 스테레오카메라를 통해 인식된 제2 대상건물의 좌표정보를 연산하는 맵매칭시스템;
    상기 복수의 건물 중에서, 상기 스테레오카메라를 통해 인식된 제1 대상건물의 좌표정보를 상기 데이터베이스로부터 추출하고, 상기 추출된 제1 대상건물의 좌표정보와, 상기 연산된 제2 대상건물의 좌표정보를 각각 이용하여, 2개의 제1 의사거리를 계산하는 비전시스템; 및
    상기 위치정보데이터에 의한 제2 의사거리를 계산하고, 상기 2개의 제1 의사거리 및 상기 제2 의사거리를 이용하여 상기 이동체에 대한 위치를 측위하는 위치계산부
    를 포함하는 비전시스템을 이용한 위치측위장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 만족하지 못하는 수치가 n개일 경우(상기 n은 3 이상의 자연수),
    상기 비전시스템은,
    상기 스테레오카메라를 통해 인식되어 상기 데이터베이스로부터 추출된 n-1개의 제1 대상건물의 좌표정보와, 상기 연산된 제2 대상건물의 좌표정보를 각각 이용하여, n개의 제1 의사거리를 계산하는, 비전시스템을 이용한 위치측위장치.
  5. 복수의 건물에 대한 좌표정보를 데이터베이스에 저장하는 단계;
    위성으로부터 수신된 위치정보데이터의 개수가, 이동체의 위치 측위에 요구되는 수치를 2개 만족하지 못하는 경우,
    맵 매칭을 적용하여, 스테레오카메라를 통해 인식된 제2 대상건물의 좌표정보를 연산하는 단계;
    상기 복수의 건물 중에서, 상기 스테레오카메라를 통해 인식된 제1 대상건물의 좌표정보를 상기 데이터베이스로부터 추출하는 단계;
    상기 추출된 제1 대상건물의 좌표정보와, 상기 연산된 제2 대상건물의 좌표정보를 각각 이용하여, 2개의 제1 의사거리를 계산하는 단계;
    상기 위치정보데이터에 의한 제2 의사거리를 계산하는 단계; 및
    상기 2개의 제1 의사거리 및 제2 의사거리를 이용하여 상기 이동체에 대한 위치를 측위하는 단계
    를 포함하는 비전시스템을 이용한 위치측위방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 만족하지 못하는 수치가 n개일 경우,
    상기 스테레오카메라를 통해 인식되어 상기 데이터베이스로부터 추출된 n-1개의 제1 대상건물의 좌표정보와, 상기 연산된 제2 대상건물의 좌표정보를 각각 이용하여, n개의 제1 의사거리를 계산하는 단계
    를 더 포함하는, 비전시스템을 이용한 위치측위방법.
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