강결합 기반 GPS자동차 내부 센서 결합 측위 알고리즘 개발

Abstract

현재 대부분의 상용 자동차 내비게이션은 GPS 측위 기술을 이용하여 자동차의 위치를 결정한다. 자동차는 빌딩 숲이나 터널등과 같이 GPS 신호 수신이 불량하거나 차단되는 지역을 자주 주행함에 따라 GPS 측위 기술만으로는 안정적이고 신뢰성 있는 위치 결정의 한계가 존재한다. 최근 자동차 주행의 안정성과 편의성 향상을 위해 다양한 센서들을 자동차 내부에 부착하여, 외부환경정보 및 차량상태정보를 제공하는 첨단운전자보조시스템이 자동차에 적용되고 있다. 첨단 운전자 보조 시스템 구동을 위해 찹재된 센서 중 차량의 동적 움직임을 측정하는 센서는 차량의 속력, 방향에 대한 정보를 제공할 수 있으므로 자동차 측위에 적용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 GPS 측위 기술의 한계를 보완하기 위하여 자동차 내부 센서와 GPS 의사거리를 결합한 강결합 방식의 자동차 측위 알고리즘을 개발하고, 실 주행 데이터를 이용하여 측위 성능을 평가하였다. 본 연구에서 사용한 자동차 내부 센서는 바퀴 속력 센서, 선회 속도 센서, 중력 센서이며, 상기 센서에서 제공하는 측정치 정보를 기반으로 총 2가지 추측항법 방법을 정의하였다. GPS/자동차 내부 센서 기반 측위 알보리즘은 총 두 종류로 정의된 자동차 내부 센서 기반 추측항법과 GPS 의사거리 관측치를 강결합 방식의 확장형 칼만필터를 기반으로 구현하였다. 구현된 측위 알고리즘은 2차원 측위 알고리즘인 GPS/바퀴 속력 센서/선회 속도 센서 결합과 3차원 측위 알고리즘인 GPS/바퀴 속력 센서/선회 속도 센서/중력 센서 결합이다. 본 연구에서 개발된 두 종류의 GPS/자동차 내부 센서 결합 측위 알고리즘의 성능은 실 주행을 통해 획득된 데이터를 이용하여 GPS 기반 측위 결과와 비교하여 도출하였다.