정밀한 측위 정보를 요구하는 차량 분야에서 널리 사용되고 있는 GNSS-RTK 측위는 cm 급의 정밀한 위치를 제공하지만, 위성에서 송신되는 신호를 이용하여 측위를 수행하므로, 측위 정밀도는 주변 환경에 영향을 받는 단점이 있다. 실제 차량이 주행하는 환경은 빌딩, 터널, 나무, 교량 등에 의하여 GNSS 신호 차단 또는 멀티패스가 발생되기 쉬우므로 GNSS-RTK 측 위만을 이용해서는 안정적인 측위 정보 제공이 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 이동체 주행 환경에 구애받지 않고 연속적이고 안정적인 측위 정보를 제공하기 위하여, GNSS-RTK, 모션 센서, OBD를 통해 획득한 차량 속력을 융합한 실시간 멀티 센서 융합 측위 기술을 개발하였다. 개발된 측위 기술은 약결합 방식의 확장형 칼만필터 (extended Kalman filter)로 구 현하였으며, 추정된 가속도계와 자이로스코프의 편이를 보정하는 Closed Loop 방식을 적용하였다. 본 연구에서 개발한 측위 기술의 성능을 확인하기 위하여, 멀티 센서 융합 디바이 스를 제작하였다. 멀티센서 융합 디바이스의 하드웨어는 2주파 GNSS 신호를 수신할 수 있는 ublox사의 ZED-F9P, 3축 가속도계, 3축 자이로스코프, 3축 자력계로 구성된 Xsens사의 Mti-1, Rasberry pi 4, LTE 모뎀으로 구성되어 있으며, 본 연구에서 개발된 실시간 측위 기술을 탑재하였다. 개발한 측위 기술의 성능은 DGIST가 보유하고 있는 MMS 차량에 멀티 센서 융합 디바이스를 탑재하여, 평지, 건물, 터널, 나무 등이 존재하는 DGIST 원내를 주행하여 데이터를 획득하여 평가하였다.

Performance Evaluation of GNSS-RTK/Motion Sensor/OBD Integrated Positioning Technique for Vehicle Monitoring System

Chi-ho Park*, Joong-hee Han, Ja Duck Gu, Jae Hyun Jeon

GNSS-RTK positioning is widely used in the vehicle field that requires precise positioning information as it provides cm-level precise positioning, but there is a limit in that positioning accuracy varies depending on the surrounding environment. Therefore, in order to overcome the limitations of GNSS-RTK and to provide continuous and stable positioning information in the vehicle driving environments, we developed the real-time multi-sensor fusion positioning technique integrated by GNSS-RTK, motion sensor, and vehicle speed. The proposed technique was implemented by a loosely coupled integration based on an extended Kalman filter. To evaluate the performance of the proposed technique, we made a prototype of a multi- sensor fusion device that consists of a u-blox’s ZED-F9P, an Xsens’s MTi-1, a raspberry pi 4, and an LTE modem. The performance of the proposed technique was evaluated using data from real test-driving in DGIST.

Keywords: GNSS-RTK, motion sensor, OBD, sensor fusion

Speaker 박지호* 대구경북과학기술원