特許第6976640号(P6976640)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6976640測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6976640
(24)【登録日】2021年11月12日
(45)【発行日】2021年12月8日
(54)【発明の名称】測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法
(51)【国際特許分類】
   G01S 19/41 20100101AFI20211125BHJP
   G01S 19/07 20100101ALI20211125BHJP
   G01S 19/48 20100101ALI20211125BHJP
   G01S 5/14 20060101ALI20211125BHJP
   G01C 21/28 20060101ALI20211125BHJP
【FI】
   G01S19/41
   G01S19/07
   G01S19/48
   G01S5/14
   G01C21/28
【請求項の数】6
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2019-206164(P2019-206164)
(22)【出願日】2019年11月14日
(65)【公開番号】特開2021-43175(P2021-43175A)
(43)【公開日】2021年3月18日
【審査請求日】2019年11月14日
(31)【優先権主張番号】10-2019-0112769
(32)【優先日】2019年9月11日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】519407367
【氏名又は名称】コリア エクスプレスウェイ コーポレーション
(73)【特許権者】
【識別番号】519406991
【氏名又は名称】ユーワンジーアイエス
(74)【代理人】
【識別番号】100130111
【弁理士】
【氏名又は名称】新保 斉
(72)【発明者】
【氏名】クォン、オ チョル
(72)【発明者】
【氏名】チェ、イン グ
(72)【発明者】
【氏名】キム、シ ハン
(72)【発明者】
【氏名】パク、ジェ ヒョン
(72)【発明者】
【氏名】キム、ソン ファン
(72)【発明者】
【氏名】キム、ギ チャン
(72)【発明者】
【氏名】キム、ドク ジュン
【審査官】 中村 説志
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2014/020949(WO,A1)
【文献】 特開平11−183588(JP,A)
【文献】 特開2001−124841(JP,A)
【文献】 特開2010−112869(JP,A)
【文献】 国際公開第2019/131299(WO,A1)
【文献】 特開2006−112822(JP,A)
【文献】 特開2006−226772(JP,A)
【文献】 特開2000−180525(JP,A)
【文献】 特開2007−201921(JP,A)
【文献】 独国特許出願公開第102011051100(DE,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2013/0093618(US,A1)
【文献】 特開2016−133316(JP,A)
【文献】 特開2013−101100(JP,A)
【文献】 国際公開第2018/227727(WO,A1)
【文献】 国際公開第2018/222274(WO,A1)
【文献】 米国特許第06415229(US,B1)
【文献】 米国特許出願公開第2018/0113219(US,A1)
【文献】 特開2009−257763(JP,A)
【文献】 特開2002−214324(JP,A)
【文献】 韓国公開特許第10−2017−0049489(KR,A)
【文献】 韓国登録特許第10−1131049(KR,B1)
【文献】 米国特許出願公開第2017/0215046(US,A1)
【文献】 特表2019−526032(JP,A)
【文献】 米国特許第06229478(US,B1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01S 5/00− 5/14
G01S19/00−19/55
G01C21/00−25/00
G08G 1/00− 1/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部端末から3個以上の第1配布情報を収集する第1配布情報獲得部と、
GNSSに基づいて自分のGNSS測位値を獲得するGNSS受信機と、
前記収集した第1配布情報を利用して前記自分のGNSS測位値を補正して自分の補正位置を算出する測位補正部と、
外部にブロードキャスティングされる第2配布情報を生成する第2配布情報生成部とを備える構成であって、
前記第1配布情報は、前記外部端末のGNSS測位値、GNSS測位時刻、精密測位値、および前記GNSS測位値と前記精密測位値の測位差値を含むと共に、
前記外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第1配布情報の送信パワー、および前記第1配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、
前記第2配布情報は、前記第1配布情報と同じデータフォーマットであり、前記自分のGNSS測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のGNSS測位値の測位差値を含むと共に、前記第2配布情報は、前記自分のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第2配布情報の送信パワー、および前記第2配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、
前記第2配布情報における測位差値は、前記第1配布情報を少なくとも利用して算出した値であり、
さらに、前記外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、前記第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻、前記第1配布情報を受信した時刻および前記第1配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つを利用して収集した前記第1配布情報から優先順位が高い3個以上の第1配布情報を選択する優先順位判断部を含み、
選択された第1配布情報を利用して自分の補正位置を算出し、
前記第2配布情報は外部にブロードキャスティングされて前記外部端末が自分のGNSS測位値を補正するのに利用される
ことを特徴とする、測位差を利用した精密位置補正装置。
【請求項2】
前記測位補正部は、
前記第1配布情報を送信した外部端末までの距離を演算し、前記演算された距離による補間法を利用して前記自分の補正位置を算出することを特徴とする、請求項1に記載の測位差を利用した精密位置補正装置。
【請求項3】
前記GNSS受信機が前記自分のGNSS測位値を獲得できない場合
前記測位補正部は選択された前記第1配布情報を送信した外部端末までの距離をそれぞれ演算し、前記演算された外部端末までの距離を利用して自分の補正位置を算出することを特徴とする、請求項に記載の測位差を利用した精密位置補正装置。
【請求項4】
測位差を利用した精密位置補正装置によって遂行される方法であって、
(a)外部端末のGNSS測位値、測位時刻、精密測位値、および前記GNSS測位値と前記精密測位値の測位差値を含むと共に、前記外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第1配布情報の送信パワー、および前記第1配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含む、3個以上の第1配布情報を外部端末から収集する段階;
(b)GNSSに基づいて自分のGNSS測位値を獲得する段階;
(b’)前記外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、前記第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻、前記第1配布情報を受信した時刻、および前記第1配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つを利用して収集した前記第1配布情報から優先順位が高い3個以上の第1配布情報を選択する段階;
(c)前記選択された第1配布情報を利用して前記自分のGNSS測位値を補正して自分の補正位置を算出する段階と共に、
(d)第2配布情報を生成して外部にブロードキャスティングする段階をさらに含み、
前記第2配布情報は、前記第1配布情報と同じデータフォーマットであり、前記自分のGNSS測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のGNSS測位値の測位差値を含むと共に、前記自分のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第2配布情報の送信パワー、および前記第2配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、
前記第2配布情報における測位差値は、前記第1配布情報を少なくとも利用して算出した値であり、
前記第2配布情報は外部にブロードキャスティングされて前記外部端末が自分のGNSS測位値を補正するのに利用される
ことを特徴とする、測位差を利用した精密位置補正方法。
【請求項5】
前記(c)段階は、
第1配布情報を送信した外部端末までの距離を演算し、演算された距離による補間法を利用して前記自分の補正位置を算出することを特徴とする、請求項に記載の測位の差を利用した精密位置補正方法。
【請求項6】
GNSS受信機が前記自分のGNSS測位値を獲得できない場合、
前記(c)段階は選択された前記第1配布情報を送信した外部端末までの距離をそれぞれ演算し、前記演算された外部端末までの距離を利用して自分の補正位置を算出することを特徴とする、請求項に記載の測位差を利用した精密位置補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法に関し、特に移動中の移動手段または固定された基地局などでそれぞれブロードキャストされるGNSS測位情報と精密測位情報の測位差値を含む配布情報に基づいて該当精密位置補正装置の自分の正確な精密位置を算出する、測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【0002】
GNSS(Global Navigation Satellite System)は人工衛星を利用して飛行機、船舶、車両などの位置を確認できるように考案されたシステムであって、アメリカのGPS(Global Positioning System)、ロシアのGLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、ヨーロッパ連合(EU)のガリレオ(Galileo)、中国の北斗(Beidou)等がある。
【0003】
このようなGNSSが車両などに備えられる場合、該当車両の位置情報を利用してナビゲーション機能などを提供している。
【0004】
しかし、このようなGNSSは電離層の影響(±5メートル)、天体暦の誤差(±2.5メートル)、衛星時計の誤差(±2メートル)、電波経路の誤差(±1メートル)、対流圏の影響(±0.5メートル)、数値誤差(±1メートル)、多重経路誤差(±1メートル)等によって測位誤差を有し、衛星信号がよく測定されない地下駐車場、トンネル、都心地域などの場合、GNSS情報の正確度が低下する問題点がある。
【0005】
このように、GNSSに基づいた測位情報は多様な影響によって実際の位置との誤差が発生し、これによって正確な位置基盤サービス(LBS、location based service)を提供し難い短所がある。
【0006】
一方、実際の位置との測位誤差を最小化できるシステムや装置はすでに開発されているが、そのようなシステムや装置は非常に高価であるため、一般的に利用されるには制限がある。そこで、安価でGNSSの測位誤差を最小化できる技術の必要性が大きくなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】韓国登録特許第10−1448268号[題名:物流追跡装備のGPS誤差補正装置および方法]
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、GNSS測位情報と精密測位情報の測位差値を含む配布情報を移動中の移動手段または固定された基地局などでそれぞれブロードキャスティングし、該当精密位置補正装置では受信された配布情報に基づいて自分の正確な精密位置を算出する、測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る精密位置補正装置は、外部端末から第1配布情報を収集する第1配布情報獲得部;GNSSに基づいて自分のGNSS測位値を獲得するGNSS受信機;および前記収集した第1配布情報を利用して前記自分のGNSS測位値を補正して自分の補正位置を算出する測位補正部を含み、前記第1配布情報は、前記外部端末のGNSS測位値、GNSS測位時刻、精密測位値、および前記GNSS測位値と前記精密測位値の測位差値を含むことを特徴とする。
【0010】
前記装置は、外部にブロードキャスティングされる第2配布情報を生成する第2配布情報生成部をさらに含み、前記第2配布情報は、前記自分のGNSS測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のGNSS測位値の測位差値を含むことができる。
【0011】
前記第1配布情報は、前記外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第1配布情報の送信パワー、および前記第1配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、前記装置は、前記外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、前記第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻と前記第1配布情報を受信した時刻の時間差に対する情報、および前記第1配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つを利用して収集した前記第1配布情報から優先順位が高い第1配布情報を選択する優先順位判断部をさらに含み、前記測位補正部は前記選択された第1配布情報を利用して自分の補正位置を算出することができる、
【0012】
前記装置は、前記自分のGNSS測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のGNSS測位値間の測位差値を含む第2配布情報を生成する第2配布情報生成部をさらに含み、前記第2配布情報は、前記自分のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第2配布情報の送信パワー、および前記第2配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、前記第2配布情報は外部にブロードキャスティングされて前記外部端末が自分のGNSS測位値を補正するのに利用され得る。
【0013】
2個の第1配布情報が受信された場合、前記測位補正部は、前記第1配布情報を送信した外部端末までの距離を演算し、前記演算された距離による補間法を利用して前記自分の補正位置を算出することができる。
【0014】
前記GNSS受信機が前記自分のGNSS測位値を獲得できない場合、前記第1配布情報獲得部は少なくとも3個以上の前記第1配布情報を収集し、前記優先順位判断部は収集した前記第1配布情報から優先順位が高い第1配布情報を選択し、前記測位補正部は選択された前記第1配布情報を送信した外部端末までの距離をそれぞれ演算し、演算された距離および三角測量を利用して自分の補正位置を算出することができる。
【0015】
本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置によって遂行される方法は、(a)外部端末のGNSS測位値、測位時刻、精密測位値、および前記GNSS測位値と前記精密測位値の測位差値を含む第1配布情報を外部端末から収集する段階;(b)GNSSに基づいて自分のGNSS測位値を獲得する段階;および(c)前記収集した第1配布情報を利用して前記自分のGNSS測位値を補正して自分の補正位置を算出する段階を含むことができる。
【0016】
前記方法は、(d)第2配布情報を生成して外部にブロードキャスティングする段階をさらに含み、前記第2配布情報は、前記自分のGNSS測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のGNSS測位値の測位差値を含むことができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明はGNSS測位情報と精密測位情報の測位差値を含む配布情報を移動中の移動手段または固定された基地局などでそれぞれブロードキャスティングし、該当精密位置補正装置では受信された配布情報に基づいて自分の正確な精密位置を算出することによって、GNSS受信機をベースに算出される現在位置に対する正確度を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法を説明した例示図。
図2】本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置の構成を示したブロック図。
図3】本発明に係る測位差を利用した精密位置補正方法を説明したフローチャート。
図4】多様な状況によるS300段階を詳細に説明したフローチャート。
図5】GNSS測位が失敗し第1配布情報を3つ以上収集した場合、自分の補正位置を算出する過程を例示した図面。
図6】GNSS測位が成功し第1配布情報を3つ以上収集した場合、自分の補正位置を算出する過程を例示した図面。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明で使われる技術的用語は単に特定の実施例を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。また、本発明で使われる技術的用語は本発明で特に異なる意味で定義されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解される意味で解釈されるべきであり、過度に包括的な意味で解釈されたり、過度に縮小された意味で解釈されてはならない。また、本発明で使われる技術的な用語が本発明の思想を正確に表現できない誤った技術的用語である場合には、当業者が正しく理解できる技術的用語に代替して理解されるべきである。また、本発明で使われる一般的な用語は辞書に定義されているところにより、または前後の文脈により解釈されるべきであり、過度に縮小された意味で解釈されてはならない。
【0020】
また、本発明で使われる単数の表現は文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。本発明で「構成される」または「含む」等の用語は、発明に記載された多様な構成要素または多様な段階を必ずしもすべて含むものと解釈されてはならず、そのうち一部の構成要素または一部の段階は含まれてもよく、または追加的な構成要素または段階をさらに含むことができるものと解釈されるべきである。
【0021】
また、本発明で使われる第1、第2等のように序数を含む用語は構成要素の説明に使われ得るが、構成要素は用語によって限定されてはならない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく第1構成要素は第2構成要素と命名され得、同様に第2構成要素も第1構成要素と命名され得る。
【0022】
以下、添付された図面を参照して本発明に係る好ましい実施例を詳細に説明するものの、図面符号にかかわらず、同じであるか類似する構成要素は同じ参照番号を付し、これに対する重複する説明は省略することにする。
【0023】
また、本発明の説明において関連した公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にさせ得る恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、添付された図面は本発明の思想を容易に理解できるようにするためのものに過ぎず、添付された図面によって本発明の思想が制限されるものと解釈されてはならない。
【0024】
図1は本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法を説明した例示図である。
【0025】
本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置(100、以下「精密位置補正装置」という)および方法は、移動中の移動手段(車両に装着された精密位置補正装置またはユーザーのモバイル端末など)または固定された中継機や基地局などでそれぞれブロードキャストされるGNSS測位情報と精密測位情報の測位差値を含む配布情報に基づいて該当精密位置補正装置自分の正確な精密位置を算出する装置および方法に関する。
【0026】
また、本発明に係る精密位置補正装置100は、自分の精密の位置を算出した後には自分のGNSS測位位置と算出した精密位置の測位差値を計算した後、該当測位差値を含む配布情報を生成して周辺に再びブロードキャスティングすることができる。
【0027】
図1を参照すると、精密位置補正装置100は周辺で走行している車両20に含まれた精密位置補正装置200、周辺で通行する人40が所有しているスマートフォンなどのモバイル端末200、および無線通信基地局や中継機30からGNSS測位値と精密測位値の測位差値を含む配布情報を受信して獲得することができる。
【0028】
精密位置補正装置100は収集した配布情報に含まれた測位差値を利用してGNSSに基づいて獲得された自分のGNSS測位値を補正することによって、自分の現在位置の精密度を向上させることができる。
【0029】
もちろん、配布情報を利用して自分の現在位置を精密に補正した精密位置補正装置100は、既に獲得された自分のGNSS測位値と新しく算出した自分の精密な補正位置の測位差値を計算し、計算された測位差値を含む配布情報を新しく生成して外部にブロードキャスティングすることができる。
【0030】
つまり、各端末は配布情報を受信し、受信した配布情報でGNSSに基づいた自分のGNSS測位値を補正して自分の精密な補正位置を算出し、算出した自分の補正位置と自分のGNSS測位値の測位差値を算出してこれを外部に再び再配布する。
【0031】
周辺にブロードキャスティングされた配布情報が多いほど測位値補正の精密度が向上できることは言うまでもない。本発明に係る精密位置補正装置100は配布情報を受信して自分の現在位置を精密に補正するとともにGNSS測位値と精密位置間の測位差値を含む配布情報を周辺に再び配布する役割を遂行する装置である。配布情報を受信した端末は受信した配布情報に含まれた測位差値を利用してGNSSに基づいた自分の測位値を補正することによって、GNSSの誤差を最小化することができる。
【0032】
後述するが、測位値補正の精密度を向上させるために、配布情報にはGNSS測位時刻、GNSS測位値、精密測位値(または補正位置値)、およびGNSS測位値と精密測位値の測位差値が含まれ、追加にGNSS測位に利用されたGNSS衛星受信個数、配布情報の送信パワー、および配布情報の測位品質のうち少なくとも一つの情報がさらに含まれ得る。
【0033】
精密位置補正装置100はスマートフォン(Smart Phone)、携帯端末機(Portable Terminal)、移動端末機(Mobile Terminal)、ポータブル端末機(Foldable Terminal)、個人情報端末機(Personal Digital Assistant:PDA)、PMP(Portable Multimedia Player)端末機、テレマティクス(Telematics)端末機、ナビゲーション(Navigation)端末機、パーソナルコンピューター(Personal Computer)、ノートブックコンピュータ、スレートPC(Slate PC)、タブレットPC(Tablet PC)、ウルトラブック(ultrabook)、ウェアラブルデバイス(Wearable Device、例えば、ウォッチ型端末機(Smartwatch)、ガラス型端末機(Smart Glass)、HMD(Head Mounted Display)等を含む)、ワイヤレスブロードバンド(Wibro)端末機、IPTV(Internet Protocol Television)端末機、スマートTV、デジタル放送用端末機、AVN(Audio Video Navigation)端末機、A/V(Audio/Video)システム、フレキシブル端末機(Flexible Terminal)、デジタルサイネージ装置などのような多様な端末機に適用され得る。
【0034】
図2は、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置の構成を示したブロック図である。
【0035】
図2を参照すると、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置100は、補正部110およびGNSS受信機130を含み、第2配布情報生成部120、通信部150、保存部140および出力部160のうち少なくとも一つを含むことができる。
【0036】
GNSS受信機13はGNSS(Global Navigation Satellite System)に基づいて自分である精密位置補正装置110のGNSS測位時刻およびGNSS測位値を獲得する役割を遂行する。
【0037】
通信部150は外部の端末からブロードキャストされる第1配布情報を受信し、自分である精密位置補正装置110が生成した第2配布情報を外部にブロードキャスティングする役割を遂行する。
【0038】
このような通信部は、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)で提案した無線LANおよび一部の赤外線通信などを含む無線LANに対する無線ネットワークの標準規格である802.11と、ブルートゥース(登録商標)、UWB、ジグビーなどを含む無線PAN(Personal Area Network)に対する標準規格である802.15と、都市広帯域ネットワーク(Fixed Wireless Access:FWA)等を含む無線MAN(Metropolitan Area Network)、広帯域無線接続(Broadband Wireless Access:BWA)に対する標準規格である802.16と、ワイヤレスブロードバンド(Wibro)、WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)、ワイマックス(WiMAX)等を含む無線MAN(Mobile Broadband Wireless Access:MBWA)に対するモバイルインターネットに対する標準規格である802.20等の多様な無線通信方式を利用するように構成され得る。
【0039】
ここで、第1配布情報は外部の端末から受信される情報であって、外部端末のGNSS測位時刻、GNSS測位値、精密測位値、および前記GNSS測位値と前記精密測位値の測位差値を含む。また、後述するであろうが、第1配布情報は外部端末のGNSS測位に利用されたGNSS衛星受信個数、前記第1配布情報の送信パワー、および前記第1配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
【0040】
一方、第2配布情報は本発明に係る精密位置補正装置110が外部にブロードキャスティングする情報であって、本発明に係る精密位置補正装置110自分のGNSS測位値と測位時刻、補正位置、およびGNSS測位値と補正位置の測位差値を含む。また、後述するであろうが、第2配布情報は自分のGNSS測位に利用されたGNSS衛星受信個数、前記第2配布情報の送信パワー、および前記第2配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
【0041】
つまり、第1配布情報と第2配布情報は同じデータフォーマットを有する情報であって、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置によって生成された配布情報である。第1配布情報は自分ではなく外部の精密位置補正装置で生成された配布情報を意味し、第2配布情報は本発明に係る精密位置補正装置が自ら生成して外部に配布させる配布情報を意味する。
【0042】
補正部110は第1配布情報獲得部111および測位補正部113を含み、優先順位判断部112および測位差値算出部114を含むことができる。
【0043】
第1配布情報獲得部111は通信部150から受信された第1配布情報を収集する役割を遂行する。ここで、第1配布情報は外部端末から受信する配布情報であって、外部端末のGNSS測位値と測位時刻、精密測位値、および前記GNSS測位値と前記精密測位値の測位差値を含み、追加に外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、前記第1配布情報の送信パワー、および前記第1配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
【0044】
測位補正部113は収集した第1配布情報を利用して自分のGNSS測位値を補正して現在の自分の補正位置を算出する役割を遂行する。補正位置は第1配布情報を利用して自分のGNSS測位値を補正した位置値情報であって、精密度が向上した位置情報である。
【0045】
優先順位判断部112は収集された第1配布情報のうち、自分に最適の第1配布情報を選択するための構成要素であって、第1配布情報に含まれた外部端末のGNSS衛星受信個数、第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻、第1配布情報を受信した時刻、および第1配布情報の測位品質のうち少なくとも一つを考慮して選択する。
【0046】
すなわち、優先順位判断部112は外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻、第1配布情報を受信した時刻、および第1配布情報の測位品質に対する情報のうち、少なくとも一つ以上を利用して多数の第1配布情報から最適の第1配布情報を選択する。
【0047】
GNSS衛星受信個数が多いほどGNSS測位値の誤差が減少し、第1配布情報が送信される時の送信パワーと第1配布情報が受信される時の受信パワーで第1配布情報を送信した外部端末までの距離が演算され得、第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻および第1配布情報を受信した時刻で受信された第1配布情報およびGNSS測位値の新鮮度が分かるので、多数の第1配布情報の優先順位を判断するのに上記の情報が利用され得る。
【0048】
第1配布情報に含まれた測位品質は、該当第1配布情報を送信した外部端末がいくつの第1配布情報から精密測位値を算出したか、選択された第1配布情報の測位品質の平均値はいくらなのか、該当第1配布情報を送信した外部端末が精密測位値を算出する時GNSS測位値を獲得したか、該当第1配布情報が最初に生成された配布情報であるかといくつの外部端末を経てブロードキャスティングされたものであるかを実験値により決定された加重値で定量化した情報である。
【0049】
多数の外部端末から受信された多数の第1配布情報のうち、外部端末までの距離が近く、GNSS衛星受信個数が多いためGNSS測位値の誤差が少なく、生成された時刻が最近であり、測位品質が高い第1配布情報を選択することが有利であり得る。
【0050】
したがって、優先順位判断部112は外部端末のGNSS衛星受信個数、第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻、第1配布情報を受信した時刻、および第1配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つ以上の情報を考慮して多数の外部端末から受信された多数の第1配布情報の中から最適の第1配布情報を選択することができる。実験を通じて外部端末のGNSS衛星受信個数、第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻、第1配布情報を受信した時刻、および第1配布情報の測位品質に対する加重値がそれぞれ決定され得、前記情報と各加重値を共に考慮して優先順位判断部112は最適の第1配布情報を選択することができる。
【0051】
通信部115を介して多数の外部端末から多数の第1配布情報が収集され、優先順位判断部112により自分に合う最適の第1配布情報が選択された後、測位補正部113は選択された第1配布情報で自分のGNSS測位値を補正して最終的に自分の精密な補正位置を算出することによって位置精密度を向上させることができる。
【0052】
測位差値算出部114は測位補正部113により算出した自分の精密な補正位置とGNSS受信機130により獲得された自分のGNSS測位値の測位差値を算出する役割を遂行する。
【0053】
第2配布情報生成部120は精密位置補正装置100自分のGNSS測位値と測位時刻、第1配布情報を利用して算出した補正位置、および算出した補正位置と自分のGNSS測位値の測位差値を含む第2配布情報を生成し、生成された第2配布情報を通信部150を介して外部にブロードキャスティングするように制御する。前述した通り、第2配布情報は自分のGNSS測位に利用されたGNSS衛星受信個数、前記第2配布情報の送信パワー、および第2配布情報の測位品質に対する情報をさらに含むことができる。
【0054】
一方、GNSS受信機130は周期的に自分のGNSS測位位置を獲得し、補正部110はGNSS測位時刻と同期化された時刻に収集された第1配布情報を利用して自分のGNSS測位位置を補正して精密な自分の補正位置を算出し、それとともに、第2配布情報生成部120は第2配布情報を生成し、通信部150は生成された第2配布情報を外部にブロードキャスティングする。
【0055】
保存部140は通信部150を介してリアルタイムで収集された第1配布情報を保存し、第2配布情報生成部120で周期的に生成された第2配布情報を保存する役割を遂行する。
【0056】
出力部160は多様な情報を画面に出力したり多様な情報を音声で出力する役割を遂行する。出力部160を介してGNSS受信機130によるGNSS測位値、補正部110により算出した精密測位値(または補正位置値)、精密地図イメージでの精密測位値(または補正位置値)による現在位置、およびユーザーに必要な多様なイメージやコンテンツなどが画面に表示されたりユーザーに必要な多様な情報が音声で出力される。このような出力部160は映像を出力できるディスプレイおよび/または多様な音声を出力するスピーカーで具現され得ることは言うまでもない。
【0057】
図3は、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正方法を説明したフローチャートである。
【0058】
本発明に係る測位差を利用した精密位置補正方法は本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置によって遂行される方法であって、互いに実質的に同じ発明であるため重複する説明は省略する。
【0059】
まず、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置100は、外部端末のGNSS測位時刻、GNSS測位値、精密測位値、および前記GNSS測位値と前記精密測位値の測位差値を含む第1配布情報を外部端末から収集する(S100)。
【0060】
ここで、第1配布情報は、外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、第1配布情報の送信パワー、および第1配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
【0061】
一方、前述した通り、S100段階後に、精密位置補正装置100の優先順位判断部112は外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻、第1配布情報を受信した時刻、および第1配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つ以上の情報を利用して多数の第1配布情報から優先順位が高い最適の第1配布情報を選択することができる(S200)。
【0062】
一方、精密位置補正装置100はGNSSに基づいて自分のGNSS測位値を獲得する(S300)。図3においてS300段階はS100段階後に遂行されるものと図示されたが、S100段階とS300段階は同時に独立的に遂行され得る。
【0063】
それから、精密位置補正装置100は収集した第1配布情報を利用して自分のGNSS測位値を補正して自分の補正位置を算出する(S400)。もちろん、この時、精密位置補正装置100は収集した第1配布情報が多い場合、S200段階を通じて選択された第1配布情報を利用して自分の補正位置を算出することができる。
【0064】
その後、精密位置補正装置100は自分のGNSS測位値と自分の補正位置の差である測位差値を算出し、算出した測位差値を含む第2配布情報を生成して外部にブロードキャスティングする(S500)。
【0065】
ここで、第2配布情報は自分のGNSS測位値と測位時刻、自分の補正位置、および自分の補正位置と自分のGNSS測位値の測位差値を含み、追加に自分のGNSS測位に利用された衛星受信個数、第2配布情報の送信パワー、および第2配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
【0066】
第2配布情報に含まれた各情報に対する内容は第1配布情報に含まれた各情報と同じ性格の情報であるので、各情報に対する重複する説明は省略する。
【0067】
このような第2配布情報は外部にブロードキャスティングされ、ブロードキャスティングされた第2配布情報は外部端末が自分の精密な測位値を得ることに利用される。
【0068】
図4は、多様な状況によるS300段階を詳細に説明したフローチャートである。
【0069】
図4を参照すると、GNSS受信機130がS200段階で自分のGNSS測位値を獲得できない場合があり得る(S410)。GNSS受信機130は大きなビルディングや橋梁の下またはトンネル内など、GNSS信号の陰影地域にあったり多様な理由によってGNSS信号を受信することができず、GNSS測位に失敗する場合もある。
【0070】
このような場合、精密位置補正装置100は収集された第1配布情報を確認して第1配布情報が3つ以上収集されたかを確認する(S420)。万一、GNSS測位に失敗し、かつ収集された第1配布情報が3個未満の場合、精密位置補正装置100は自分の補正位置を算出することに失敗し該当過程を終了する。一方、精密位置補正装置100は少なくとも一つ以上の移動体または固定体から3個以上のそれぞれ異なる地点で伝送された第1配布情報を収集することができる。
【0071】
収集された第1配布情報が3個以上である場合、精密位置補正装置100は優先順位に従って自分に最適な3個の第1配布情報を選択することができる(S421)。
【0072】
この時、精密位置補正装置100は、外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻、第1配布情報を受信した時刻、および第1配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つ以上の情報を利用して多数の第1配布情報から最適な3個の第1配布情報を選択する。前記各情報別に加重値が実験によって適切に決定され得、前記各情報および加重値により最適の第1配布情報が選択される過程はすでに説明したので省略する。
【0073】
その後、精密位置補正装置100は3個の第1配布情報から自分の補正位置を算出する(S422)。
【0074】
この時、精密位置補正装置100は第1配布情報を送信した外部端末までの距離をそれぞれ演算し、第1配布情報を送信した外部端末までの距離および第1配布情報を送信した外部端末の精密測位値に三角測量を適用して自分の補正位置を算出する。これに対する過程をもう少し詳細に説明する。
【0075】
一方、S421段階で収集された第1配布情報から優先順位に従って自分に最適な3個の第1配布情報を選択し、S422段階で選択された3個の第1配布情報を利用して自分の補正位置を算出するものと説明したが、収集されたすべての第1配布情報を利用したり特定個数以上の第1配布情報を利用して自分の補正位置を算出してもよいことは言うまでもない。
【0076】
図5は、GNSS測位が失敗し第1配布情報を3つ以上収集した場合に自分の補正位置を算出する過程を例示した図面である。
【0077】
図5で自分の補正位置を算出する過程は図4でのS422段階を説明する。
【0078】
図5において、自分の補正位置をPとし、3個の第1配布情報を送信した外部端末の位置をそれぞれA、B、Cとし、各位置の外部端末で送信した第1配布情報に含まれた精密測位値をそれぞれDL、DL、DLとする。
【0079】
前述した通り、第1配布情報にはGNSS測位時刻、GNSS測位値、精密測位値、およびGNSS測位値と精密測位値の測位差値が含まれており、GNSS測位に利用された衛星受信個数、第1配布情報の送信パワー、および第1配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報がさらに含まれ得る。
【0080】
第1配布情報には送信パワーが含まれているため、第1配布情報を受信する時の受信パワーを利用して各第1配布情報の伝送損失(RSSI、Received Signal Strength Indicator)を求めることができる。
【0081】
下記の[数式1]はFriis公式であり、[数式1]から下記の[数式2]が導き出され得る。
【0082】
【数1】

(λ:波長、d:第1配布情報を送信した外部端末までの距離、L:第1配布情報のRSSI)
【0083】
【数2】

ここで、λ=c/f(f:周波数、c:光速)であるので、つまり、第1配布情報を送信した外部端末までの距離であるdは下記の[数式3]のように表現され得る。
【0084】
【数3】
【0085】
PからDL、DL、DLまでの距離であるD、D、Dはそれぞれ前記[数式3]によって導き出され得る。
【0086】
Pの補正位置を(x、y、z)とすると、PとDA、DB、DCの関係は下記の[数式4]のようにピタゴラスの定理に従う。
【0087】
【数4】
【0088】
、D、DとX、X、Xがそれぞれ分かるので、[数式4]の方程式を解くと、x、y、zを求めることができ、その結果、補正位置であるPを求めることができる。
【0089】
再び図4に戻って説明する。
【0090】
GNSS測位値を獲得した場合、精密位置補正装置100は収集された第1配布情報を確認して第1配布情報が3つ以上収集されたかを確認する(S430)。この時、精密位置補正装置100は少なくとも一つ以上の移動体または固定体から3個以上のそれぞれ異なる地点で伝送された第1配布情報を収集することができる。
【0091】
収集された第1配布情報が3個以上である場合、精密位置補正装置100は優先順位に従って自分に最適な3個の第1配布情報を選択することができる(S431)。この時、精密位置補正装置100は外部端末のGNSS測位に利用された衛星受信個数、第1配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第1配布情報に含まれたGNSS測位時刻、第1配布情報を受信した時刻、および第1配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つ以上の情報を利用して収集された多数の第1配布情報から最適な3個の第1配布情報を選択する。前記各情報別に加重値が実験によって適切に決定され得、前記各情報および加重値により最適の第1配布情報が選択される過程はすでに説明したので省略する。
【0092】
その後、精密位置補正装置100は3個の第1配布情報と自分のGNSS測位値を利用して自分の補正位置を算出する(S432)。
【0093】
一方、S431段階で収集された第1配布情報から優先順位に従って自分に最適な3個の第1配布情報を選択し、S432段階で選択された3個の第1配布情報を利用して自分の補正位置を算出するものと説明したが、収集されたすべての第1配布情報を利用したり特定個数以上の第1配布情報を利用して自分の補正位置を算出してもよいことは言うまでもない。
【0094】
図6は、GNSS測位が成功し第1配布情報を3つ以上収集した場合、自分の補正位置を算出する過程を例示した図面である。
【0095】
図6で自分の補正位置を算出する過程は図4でのS432段階を説明する。
【0096】
図6において、自分の補正位置をPとし、自分のGNSS測位値をGLとし、3個の第1配布情報を送信した外部端末の位置をそれぞれA、B、Cとし、各位置の外部端末で送信した第1配布情報に含まれた精密測位値をそれぞれDL、DL、DLとし、各位置の外部端末で送信した第1配布情報に含まれた測位差値をそれぞれΔ、Δ、Δとする。
【0097】
自分のGNSS測位値であるGLが(x、y、z)であるとすると、GLからDL、DL、DLまでの距離であるD、D、Dはそれぞれ下記の[数式5]のように表現される。
【0098】
【数5】
【0099】
この時、測位誤差値に対する軽重率は下記の[数式6]のように表現され、それによる最確値は下記の[数式7]で表現され得る。
【0100】
【数6】
【数7】
【0101】
つまり、[数式7]を通じて1次最確値 x1', y1', z1'を求めることができる。
【0102】
[数式5]と[数式7]でx、y、zをそれぞれx1', y1', z1'に置換し、x1', y1', z1'をx2', y2', z2'に置換して前記過程を繰り返すと、2次最確値をそれぞれ求めることができる。これをn回繰り返すとn次最確値xn', yn', zn'をそれぞれ求めることができる。十分な回数のn回を繰り返すと誤差許容内のn次最確値を導き出すことができ、精密位置補正装置100はn次最確値を補正位置Pとして決定することができる。
【0103】
再び図4に戻って説明する。
【0104】
S430段階で、収集された第1配布情報が3個未満であって2個の場合(S440)、精密位置補正装置100は線形補間を利用して自分の補正位置を算出する(S441)。
【0105】
S441段階で、収集された第1配布情報が2個であって自分のGNSS測位値が存在するので、精密位置補正装置100は前述した[数式3]を利用して自分のGNSS測位値から第1配布情報を送信した外部端末までの距離を求める。
【0106】
自分のGNSS測位値から第1配布情報を送信した外部端末までの距離が求められると、精密位置補正装置100は各第1配布情報に含まれた測位差値を第1配布情報を送信した各外部端末までの距離で補間した後、これを適用して最終的に自分の補正位置を算出する。
【0107】
S440段階で、収集された第1配布情報が1個の場合(S440)、精密位置補正装置100は自分のGNSS測位値が第1配布情報に含まれた測位差値を適用して自分の補正位置を算出する(S441)。
【0108】
本発明の実施例は前述した通り、移動中の移動手段または固定された基地局などでブロードキャストされる該当移動手段または基地局で算出されたGPS測位値、測位差値などに基づいて該当精密位置補正装置100の補正位置を算出し、GNSS受信機を介して獲得される現在のGNSS基盤の位置に対する正確度を向上させることができる。
【0109】
前述された内容は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で修正および変形が可能であろう。したがって、本発明に開示された実施例は本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであって、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は下記の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は本発明の権利範囲に含まれると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【0110】
100:精密位置補正装置
110:補正部
120:第2配布情報生成部
130:GNSS受信機
140:保存部
150:通信部
160:出力部
図1
図2
図3
図4
図5
図6