차량항법 시스템의 주요기술 및 기능 자료출처 : 유니텔 이번 강좌에서는 최근 많은 관심을 끌고 있는 차량항법 시스템의 주요 기능 과 최근 GPS 시스템 기능의 추세에 대해서 알아보자. 지금까지 여러 종류의 카 네비게이션이 등장하여 왔어도 그 기능은 실제로 각양각색이다. 각 업체가 적용하는 수치지도의 포맷이나 기술 능력에 따라 카 네비게이션이 갖는 여러 가지 기능에 대하여 설명해보면 다음과 같다. 1. 카 네비게이션의 주요 기능 (1) Map Matching 기능 실시간으로 정확한 현재위치를 화면에 표시하는 것이 카 네비게이션이고, 그 하나가 Map Matching 기술이다. 물론 정도의 향상을 목표로 하여 내부적 으로는 여러 가지 기술이 포함되어 있다. MAP Matching 기술은 자차위치가 지도상의 도로에서 벗어나면 자동적으로 길 위로 보정하는 기술이다. 이 기술이 적용된 정확도가 높은 네비게이션 이라 하여도 길로부터 전혀 오차가 없을 수는 없다. 특히 GPS 위성으로부터 의 수신되는 정보만 이용하면 Multi Pass(반사파) 및 SA(Selective Availability)의 영향 등으로 인해 자차의 위치가 불확실하게 표시되지만 이 기능을 적용하면 확실하게 도로의 중앙에 표시된다. 또 도로의 형상을 기초로 움직이도록 하고 있는 이 Map Matching 기능을 활용하기 위해서는 네비게이션 시스템의 성능이 고정도가 아니면 여러 가지 문제가 발생한다. 이를테면 교외의 곡선도로일 경우는 전혀 문제가 되지 않고 추적할 수 있지만 정비된 시가지에서는 도로가 매우 근접한 간격으로 병행하여 진행하기 때문에 자차의 위치정보가 부정확하면 어느 도로에 매칭할 것인 지의 결정이 매우 어렵다. 특히 GPS방식이면 상황에 따라 100~200m 정도 오차가 발생되어 자차위치 정보가 전달되지만 DR(Dead Reckoning)과 지금까지 서술한 Map Matching을 하게되면 도로에 맞추어 표시하고 어느 정도 위치정확도를 개선시킬 수 있다. (2) 다채널 측위 시스템 GPS 방식에서는 최저 4개의 위성수신이 필요하다고 전장에서 설명하였지만, 현재 판매되고 있는 카 네비게이션은 한번에 8개까지 위성신호를 받는 것이 일반적이다. 그러나 현재는 시가지나 산간 등에서 위성의 배치 관계에 따라 수신하기 어려운 때가 많다. 그래서 한번에 수신 가능한 위성의 수를 증가 시켜 수신율을 높이도록 하는 방식이 바로 다채널 측위 시스템이다. 결국 동시에 수신할 수 있는 위성 수를 증가시키면 수신기내의 수신채널 회로를 추가하고 이에 관련한 소프트웨어를 개선하므로서 가능하게 된다. (3) 두 개 위성 측위 시스템 GPS방식의 약점을 보안하는 목적으로 미국의 트림블사 및 일본의 일본무선 이 개발한 시스템은 시가지 등에서 측위가 불가능한 장소에서도 두개의 위성을 수신하면 측위되도록 하는 방식으로 미스비시전기에서 카 네비게이 션 시스템에 적용하여 실증하였다. 결국 이렇게 두개의 위성으로도 측위가 가능하면 거의 대부분의 장소에서 측위가 가능하게 되고 측위율이 약 65%에서 80%~90%로 증가된다. 원리는 본래 필요한 4개의 위성 속에 고도와 시간 계측용의 위성 데이터를 자체 또는 미리 수신한 데이터를 기초로 사용하는 것이다. 결국 단시간동안 은 차의 고도는 크게 변하지 않으며 시간에 대해서도 위성에서 수신하여 보정한 내장시계를 사용하여도 크게 오차가 발생하지 않는다는 가정 아래 에서 현재 위치를 산출하는 것이다. 확실히 이 방법은 시가지에서는 유효하며, 대부분의 지역에서 측위가 가능 하게 되어 GPS약점을 어느 정도 보완한 방식이다. 하지만 두 개의 위성 측위는 장시간에 걸쳐서는 에러가 누적되어 오차가 심해지고, 전혀 위성 수신이 안돼는 터널 내에서는 당연히 측위가 불가능 하게 된다. 2. 디스플레이 표시 관련 기술 (1) 스크롤 기능 최초로 등장한 카 네비게이션에서는 지도 화면이 한 장씩 한 장씩 페이지를 넘기듯이 표시되었지만 이렇게 하면 자차의 위치가 진행하면서 보이는 범위 가 점점 좁아지게 되어 버린다. 또 자기가 보고싶은 지역을 찾는 경우에도 다음 화면에 그려지기까지 시간이 걸리는 면이 있었고 또한 경로를 설정하 는 데도 문제가 있었다. 그래서 최근의 제품에서는 연속적으로 지도화면이 스크롤 하도록 되어 있다. 특히 최근에는 이 스크롤 시간의 고속화가 일반적이고 일부제품에서는 스크롤하여도 지도의 지명표시가 없어지지 않는 고성능형도 등장하고 있다. (2) 프론트 와이드 기능 진행방향에 대해 자차의 위치를 아래에 표시하여 진행방향쪽의 지도를 넓게 표시하는 기능이다. 따라서 진행방향의 보다 넓은 범위의 정보를 얻을 수 있게 하고 있다. 대부분의 경우 통과한 곳의 정보는 불필요하며, 진행할 곳의 정보가 유효 하며 효율이 좋은 지도화면표시가 된다는 것이다. 카 네비게이션이 판매되는 초기에는 없었던 기능이지만 현재는 대부분의 제품에서 채용하고 있다. (3) 교차점 확대 기능 최근에 등장한 기술로서 전국의 교차점을 실사(수만 개소에서 수십만 개소) 하여 그 확대도를 수록하고 설정 포인트에 다다르면 화면의 일부분에 헤딩 업 상태로서 표시된다. 특히, 최근에는 지형지물 표시도 동시에 하는 추세이다. 교차점을 통과하면 원래의 축적으로 자동적으로 되돌아 가므로서 축적을 변환시킬 필요가 없다. 또 어떤 제품에서는 교차점의 형상을 읽어 화면의 일부에 그것을 확대 표시 하는 것이 일반적인 방법으로 위의 전술한 것에 비하면 보기 쉬운 점이 있다. (4) 지도회전 기능 보통의 지도라면 북쪽이 윗방향으로 되어 있는 것이 기본이다. 그러나 자유 로이 움직이고 회전하는 자동차에서는 진행방향이 위쪽이 되도록 하면 이해 하기 쉽다. 이것을 실현하는 것이 헤딩 업 기능이다. 현재 일본이나 미국에서 판매되고 있는 대부분의 제품은 이 기능을 갖고 있지만 제품에 따라 지도의 회전각이 다르다. 남북반전만으로 된 것, 90도 씩 회전하는 것, 무단계로 항상 진행방향이 위쪽으로 오도록 하는 것등 여러 가지이다. 제각기 특징이 있지만 실제로 사용하게 되면 개인차가 발생하여 한마디로 말할 수 없지만 통상의 사용에서는 남북반전을 시키면 문제는 없다. (5) 이중화면 표시기능 여러 가지 편리한 기능이 추가되어 왔지만 최근에 등장한 기능은 복수의 지도화면을 동시에 표시하는 이중화면 기능이다. 이 기능을 탑재한 제품은 일본의 중안자동차공업이 판매하는 NEC HOME ELECTRONICS사 제품이 있다. 이 기능의 특징은 이를테면 목적지까지의 전 행정지도와 지금 주행하고 있는 상세지도를 동시에 한 화면에 표시하는 점이다. 결국 두개의 화면을 동시에 표시함으로서 한눈에 자기가 가고자하는 코스와 현재의 위치를 확인할 수 있다. (6) 마크 표시 기능 카 네비게이션은 실시간으로 현재위치를 가르쳐 주고 주변의 정보도 동시에 전달해 준다. 자택, 친구집 또는 잘가는 레스토랑등 자기만의 위치를 지도 화면에 기억시켜 두면 편리하다. 이것은 지점등록 또는 마크등록 등이라 부르고 등록을 반복함으로서 자기 독자의 오리 지날 지도를 만들어 내는 기능이라 할 수 있다. 등록 가능한 지점은 약 50~100개소가 보통이다. (7) 자동경로 탐색 기능 일반적으로는 목적지까지의 경로를 임의의 경로 및 경유지로 선택하여 갈 필요가 있다. 그러나 처음 가는 길 또는 지나가는 길 등은 어떻게 가면 좋을지, 어느 길이 가장 가까운가도 알 수가 없다. 그래서 등장한 것이 자동경로탐색 기능이다. 이 기능을 사용하면 출발지와 목적지를 설정만 하면 그 다음은 자동적으로 가야 할 경로를 지도 화면상에 표시하여 준다. 제품에 따라 표시까지 다소 시간이 걸리지만 도로의 번호를 생각하지 않아도 되므로 이 기능은 무척 편리한 기능이다. 여기에서는 경유지를 지정할 수도 있고 경유하는 도로를 국도, 고속도로 또는 유료도로 등의 조건을 주어 선택하는 기능도 준비되고 있으므로 복잡 한 코스라도 무난히 가능하다. 다만 이 기능에서 주의하지 않으면 안돼는 것은 현재의 경우 교통규제데이터 및 일방통행과 좌우회전금지에 대하여 지도정보로서 완전한 데이터가 입력되지 않아 자동경로탐색을 사용하면 반대방향으로 안내하는 경우도 있다. 그 대책으로 일부 제품에서는 주요간선도로까지만 안내를 하는 것도 있다. (8) 드라이브 시뮬레이션 기능 자동경로탐색으로 얻어진 루트를 사전에 시뮬레이션 주행하여 확인하는 기능이다. 미리 루트를 확인해 두면 드라이브 도중 여러 가지 상황을 미리 고려할 수 있는 장점이 있다. 3. 기타 기능 (1) 검색 기능 우선 가고싶은 곳이 결정되어도 그 장소가 애매하므로 그 목적지를 지도상 에서 검색해 보는 기능이다. 이는 지명 등을 입력함으로서 즉시 그 장소를 탐색해 내는 것으로 현재의 네비게이션에는 거의 모든 제품에 탑재되고 있다. 가장 많이 사용되고 있는 것은 문자로서 지명을 검색하는 방법이고 지명을 그대로 입력하면 되므로 누구라도 간단하게 지명을 탐색할 수 있다. 그 다음으로 많이 사용하는 것이 지역을 검색하는 것이다. 이것은 지역을 도 - 시 - 군 - 면 순으로 화면에 표시되는 메뉴를 따라 목적지를 아낸다. 확실히 편리한 기능이지만 전자는 같은 지명이 등장하는 경우가 많고, 후자는 목적지를 알아내는데 시간이 걸린다. 그래서 등장한 것 이 전화번호를 사용하여 검색하는 방법이다. 시외국번 및 전화번호를 입력 하면 지역을 자동적으로 찾을 수 있으며 간단하다. 특히 일부 제품에서는 다운 페이지 정보를 약 500만 건이나 내장하여 전화 번호를 입력하면 직접 찾아주는 것이 가능하다. (2) 음성안내 기능 교차점에서 가야할 방향을 음성으로 안내해 주는 제품으로 이 제품에 대한 수요가 점점 증가하고 있다. 이것이 있으면 네비게이션에서 가르쳐 주는 코스에서 벗어나는 일도 적어지고 네비게이션을 효율적으로 사용하는 것도 가능하다. 다만 이 기능에도 여러 가지 형태가 있으므로 간단하게 기술한다. 우선 경로를 선정할 때 회전하는 방향을 미리 지정하여 그에 따라 음성안내 를 하는 방법도 있고, 또 일부 제품에서는 음성안내를 다음 경로 점의 방향 이 어느 방향에 있는지 안내를 하는 방법이 있다. 최근에 적용하고 있는 방법으로는 자동경로탐색을 한 후, 자동적으로 교차 점에서의 방향을 알려 준다. 이러한 제품은 수백 미터 전에 교차점까지의 거리를 가르쳐 주고 약 200~300m전에 어느 쪽으로 회전해야되는지 알려 주는 것이 일반적이다. 교차점에 근접되면 교차점을 확대하여 이중으로 화면을 표시하는 제품도 있다. (3) 음성제어 기능 일반적으로는 리모콘 등을 사용하여 제어하지만 일부 제품에서는 등록된 음성으로 제어가 가능한 것도 등장하고 있다. 시속 100km로 주행하여도 정확하게 인식하는 고정도의 음성인식 기능을 탑재하고 있다. 손으로 버튼 을 눌러 조작하지 않아도 되므로 드라이버에 대해 부담도 적고 안전성도 대폭 개선된다. (4) 현재위치 표시 기능 의외로 편리한 기능으로 현재주행하고 있는 곳의 지명을 화면의 한쪽 구석 에 문자로 표시해 가르쳐 주는 기능이다. 또 이 문자 내용을 음성으로 표시하는 제품도 있는데, 이는 음성을 녹음하여 기억시킨 것이 아니라 지도에 포함된 지명정보를 그대로 음성으로 변환하여 스피커를 통해 표시하는 것이다. (5) 세이프티 기능 또 한가지 새로운 기능으로 주목받고 있는 기능이 안전에 관한 기능이다. 네비게이션 본체 속에 센서를 내장하여 진동을 감지하면 제어 가능한 기능 을 강제적으로 제어한다. 이로 인해 파킹 브레이크 등의 접속을 필요로 하지 않고 GPS 안테나를 외부 로 빼는 것만으로 시스템을 장착할 수 있어 간편성을 실현하고 있다. 또 TV 튜너를 접속한 경우 교통이 지체되어 TV를 보려면 파킹 브레이크를 올려야 가능하였는데이 기능을 적용하면 바로 시청이 가능하다. 이 밖에 순정용 네비게이션에서는 지도상에서 급커브 또는 위험지역을 읽어 들여 경보를 하거나 차체의 트랙션 콘트롤을하여 안전을 대폭 향상시키는 제품도 등장하고 있다. (6) 게임 기능 카 네비게이션의 컴퓨터는 퍼스널 컴퓨터와 구성이 비슷하다. 따라서 차내에 서 게임을 즐기는 것은 이상한 일이 아니다. 일부 제품은 게임 소프트웨어를 CD-ROM 드라이버로 구동하여 차내에서도 게임을 즐길 수 있도록 하고 있다. 여기에는 게임용 CD-ROM 타이틀과 조이스틱을 준비하여 옵션으로 판매한다. (7) 드라이버 전자계산기 기능 카 네비게이션용의 화면을 이용하여 화면에서 제공하는 메뉴에서 전자계산기 기능을 선택하여 고속도로비, 유류비등을 계산할 수 있도록 부가한 기능이다. (8) 트립 컴퓨터 기능 네비게이션 화면에 연료정보 즉 잔량표시, 현재의 연료로서 얼마 정도의 거리를 갈 수 있는지, 연비등의 정보를 계산하여 표시하는 기능이다. 주로 순정용에서 적용하는 기능이나 최근에는 시판용에서도 일부 적용하고 있다.