KR102522922B1 - 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 기술에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템은, 안전메시지에 대한 송신 주기 및 송신 세기를 설정하는 설정부; 수신되는 안전메시지를 분석하여, 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단하는 메시지종류 판단부; 상기 메시지종류 판단부로부터 전송되는 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하는 수신상태 판단부; 및 상기 수신상태 판단부에서 판단된 수신 상태 값을 바탕으로, 안전메시지 송신을 위한 새로운 송신 주기 및 송신 세기를 생성하여, 상기 설정부로 전송하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 기술에 관한 것으로, 긴급 안전메시지를 수신한 차량이 송신 세기 및 송신 주기를 조절하여 일반 안전메시지를 송신하여, 긴급 안전메시지 송수신의 신뢰성을 보장할 수 있는 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어 지능형 자동차에 대한 연구가 다각도로 검토되고 있으며, 무인자율주행이 가능한 지능형 스마트 자동차와 함께 도로의 효율성과 연비 개선을 위한 방안도 함께 연구되고 있다.
이러한 지능형 교통 시스템의 비약적인 발전은 자동차에 적용되는 각종 센서와 통신 장치를 비롯한 인프라 기술이 함께 상호 보완적으로 개발되고 융합되기 시작하면서 그 발전 속도가 더해지고 있다.
여러 센서와 무선통신 기능을 탑재하여 상황을 인지하여 교통사고를 예방하거나 운전자에게 다양한 교통정보 및 데이터 서비스를 제공하는 지능형 스마트 자동차는 몇 가지 특징을 갖는다.
우선, 지능형 스마트 자동차는 다수의 차량센서(Rada, Lidar, Camera 등)를 탑재하고 있으며, 차(car) 간 거리, 차선 등을 인식하여 운전자 편의 및 안전 기능을 제공한다.
또한, 지능형 스마트 자동차는 다양한 무선통신 프로토콜(LTE, WAVE, Wi-Fi, BT 등)을 지원하기 때문에, 언제 어디서나 네트워크 서비스가 가능하다.
또한, 지능형 스마트 자동차는 서로 다른 데이터 무선 송수신을 지원하는 게이트웨이 및 라우팅 기능을 지원하며, 단독 자율주행 및 군집주행 기능을 지원하며, 다양한 안전메시지를 송수신한다.
이러한 지능형 차량을 이용하여 단위 면적당 도로의 효율성을 높이고 다수의 차량들이 밀집해서 주행하는 군집 주행을 통해 차량의 연비를 개선하는 기술이 연구 개발되고 있다.
현재 군집주행 기술은 다수의 차량이 선두 차량과 수 미터 정도의 간격을 유지하며 주행하는 기술로서 도로의 효율성과 연비를 크게 개선할 수 있는 해결책으로 많은 관심을 받고 있다.
이러한 군집주행 기술에 필요한 요소기술로는 차량 간의 거리를 측정하는 Radar와 같은 센서와 차량들 간에 주행 정보를 공유하기 위한 무선통신 기술이다.
즉, 군집주행은 다수의 후속 차량들이 기존의 ACC(Adaptive Cruse Control) 기능에 리더 차량의 주행 정보를 활용하여 리더 차량의 주행을 모방해 가는 협력형 ACC(C-ACC, Co-operative ACC) 주행이라고 볼 수 있다.
이때, 군집주행을 하는 차량들 중 하나는 리더 차량으로 운행하고, 리더 차량 후방에는 리더 차량에 종속되어 운행하는 하나 또는 그 이상의 종속 차량들이 존재한다. 리더 차량은 자신의 차량상태정보를 주기적인 안전메시지로 종속 차량들에게 방송하고 그 정보를 수신하는 종속 차량들은 리더의 주행 정보를 참조하여 일정한 간격과 주행 경로로 주행한다.
이러한 지능형 차량에 탑재된 무선통신 장치에서 송수신되는 메시지는 크게 차량 인포테인먼트(infortainment)를 위한 서비스 데이터, 주기적인 차량 주행상태정보 혹은 긴급한 상황을 알려주는 안전메시지, 그리고 기타 제어/관리메시지 등으로 분류할 수 있다. 일반적인 데이터 서비스는 서비스 채널을 이용하며, 그 외 차량안전과 제어/관리 등에 관련되는 데이터는 모든 차량들이 공통으로 사용하는 제어 채널을 이용한다.
그리고, 안전메시지는 차량이 일정한 주기로 자신의 상태정보를 송신하는 안전메시지(‘일반 안전메시지’)와, 특정 이벤트 발생시 송신하는 메시지(‘긴급 안전메시지’)로 크게 구분되며, 예를 들어 안전메시지는 차량충돌 방지지원 안전메시지, 도로작업구단 알림 안전메시지, 긴급차량접근경고 안전메시지, 도로위험구간 알림 안전메시지, 긴급구난 알림 안전메시지, 긴급재난 알림 안전메시지 등이 있다.
따라서, 긴급구난/재난 알림 안전메시지와 같은 긴급 안전메시지는 주변 차량들에게 신속하고 정확하게 전달되어야 하기 때문에, 일반 안전메시지를 송수신하는 환경하에서 긴급 안전메시지 송수신에 대한 신뢰성 보장이 요구된다.
이에, 군집주행 차량들 사이의 안전하고 효과적인 통신을 위해 안전메시지들에 대한 송신 세기와 송신 주기 등에 대한 연구가 진행되어 왔다. 현재까지 연구되고 있는 차량 통신장치의 전파세기제어 방법은 최대 비콘/방송 메시지 로딩(loading) 값에 근거한 전파세기제어, 무선채널의 점유율에 근거한 전파세기제어, 전파수신 감도율에 근거한 전파세기제어, 목표 차량의 수에 근거한 전파세기제어 등이 있다.
하지만, 현재까지 VANET(Vehicle Ad-hoc Network) 환경에서 차량 통신장치의 전파세기제어 관련 연구들은 주기적인 메시지를 전송할 때 효과적인 네트워크의 데이터 흐름을 제어하기 위해 필요한 전파세기제어 방법에 초점이 맞추어져 있었다.
그러나, 주기적으로 메시지들이 송수신되는 상황하에서 재난메시지와 같은 긴급 안전메시지에 대한 신뢰성 있는 송수신을 보장할 수 없다. 특히, 군집주행 차량들 간에는 주기적 안전메시지의 송수신이 빈번히 일어나고, 이러한 주기적 안전메시지의 송수신은 간섭신호로 작용하여 자신뿐만 아니라 주변 다른 차량의 긴급 안전메시지 송수신을 방해하기 때문에, 그 해결 방안이 요구된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 긴급 안전메시지를 수신한 차량이 송신 세기 및 송신 주기를 조절하여 일반 안전메시지를 송신하여, 긴급 안전메시지 송수신의 신뢰성을 보장할 수 있는 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템은, 안전메시지에 대한 송신 주기 및 송신 세기를 설정하는 설정부; 수신되는 안전메시지를 분석하여, 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단하는 메시지종류 판단부; 상기 메시지종류 판단부로부터 전송되는 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하는 수신상태 판단부; 및 상기 수신상태 판단부에서 판단된 수신 상태 값을 바탕으로, 안전메시지 송신을 위한 새로운 송신 주기 및 송신 세기를 생성하여, 상기 설정부로 전송하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 타 측면에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 방법은, 외부로부터 전송되는 안전메시지를 수신하는 단계; 수신된 안전메시지를 분석하여, 상기 안전메시지가 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단하는 단계; 상기 안전메시지에 대한 메시지 종류 판단 결과, 수신된 안전메시지가 긴급 안전메시지인 것으로 판단되면, 수신된 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하는 단계; 상기 수신 상태를 판단하는 단계에서의 판단 결과, 수신된 안전메시지의 수신 상태가 양호하지 않은 것으로 판단되면, 안전메시지 송신을 위한 새로운 송신 주기 및 세기를 생성하는 단계; 및 상기 새로운 송신 주기 및 세기를 바탕으로, 안전메시지를 송신하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 안전메시지 송신 제어방법에 따르면, 긴급 안전메시지를 수신한 차량은 송신 세기 및 송신 주기를 조절하여 일반 안전메시지를 송신한다. 이에 따라, 긴급 안전메시지의 송수신에 대한 신뢰성 및 신속성을 향상시킬 수 있고, 주변 차량들은 높은 신뢰성과 낮은 지연시간으로 긴급 안전메시지를 수신할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안전메시지 송신 제어 시스템의 메시지종류 판단부의 동작에 따른 순서를 도시한 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안전메시지 송신 제어시스템의 수신상태 판단부의 동작에 따른 순서를 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템의 동작 순서에 따른 플로우차트이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안전메시지 송신 제어 시스템의 메시지종류 판단부의 동작에 따른 순서를 도시한 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안전메시지 송신 제어시스템의 수신상태 판단부의 동작에 따른 순서를 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템의 동작 순서에 따른 플로우차트이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
하기에서 상술되는 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어방법은 다양한 기술이 융합되어 구체화되는데, 주변 인프라와 차량들로부터 발생하는 안전메시지 방송의 성격을 인지하고, 그에 따른 군집주행 챠랑의 주기적 안전메시지의 방송주기 및 세기를 제어하는 기술, 군집주행 차량 및 주변 차량들의 네트워크 혼잡 상태 인지 기반 적응적 알고리즘 설계 기술, 군집주행 차량에서 리더차량 및 종속차량들을 따라 구분하여 각각에 맞는 안전메시지 방송을 제어하도록 하는 기술, 종속차량들의 안전메시지 방송 제어 시, 리더차량으로부터 전송되는 안전메시지를 위한 별도의 제어 채널을 필요로 하지 않는 기술, 타이머를 사용하여 긴급 안전메시지 방송이 특정 시간 동안 감지되지 않을 경우 초기 상태로 제어 값을 환원하는 기술 등이 본 발명의 안전메시지 송신 제어 기술에 이용된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템(100, 이하 ‘시스템’)은 군집주행 차량들 사이에서 송수신되는 안전메시지, 특히 긴급 안전메시지의 송수신에 대한 신뢰성과 신속성을 확보할 수 있도록 구현된다.
이때, 상기 시스템(100)은 설정부(110), 수신부(120), 메시지종류 판단부(130), 수신상태 판단부(140), 제어부(150) 및 송신부(160)로 구성될 수 있으며, 상기 시스템(100)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 열거된 구성 이외에 다른 구성이 추가될 수 있다.
구체적으로, 상기 설정부(110)는 안전메시지의 송신을 위한 세기(‘송신 세기’) 및 주기(‘송신 주기’)를 설정하고, 설정된 송신 세기 및 송신 주기를 바탕으로 송신부(160)를 제어하여, 송신부(160)가 설정부(110)에 의해 설정된 송신 세기 및 송신 주기를 바탕으로 안전메시지를 외부(ex. 군집주행 차량들)로 송신하도록 한다.
이때, 상기 설정부(110)는 시스템(100)이 구동되는 시점에서의 안전메시지의 송신 세기(‘초기 송신 세기’) 및 송신 주기(‘초기 송신 주기’)를 설정할 수 있다. 이러한 안전메시지 송신과 관련된 초기 송신 세기 및 초기 송신 주기는 시스템(100)에 따라 기 설정된다.
이때, 상기 설정부(110)는 안전메시지의 초기 송신 세기를 설정된 송신 세기 범위 내의 최대값(Pmax)으로 설정하고, 안전메시지의 초기 송신 주기를 설정된 송신 주기 범위 내의 최소값(Rmin)으로 설정할 수 있다.
즉, 상기 시스템(100) 구동 초기에, 상기 설정부(110)는 설정된 송신 세기 범위 내의 최대값(Pmax)을 초기 송신 세기로 설정하고, 설정된 송신 주기 범위 내의 최소값(Rmin)을 초기 송신 주기로 설정할 수 있다.
또한, 상기 설정부(110)는 메시지종류 판단부(130)로부터 전송되는 초기화 신호를 수신하는 경우, 안전메시지와 관련된 현재의 송신 세기 및 송신 주기를 초기 송신 세기 및 초기 송신 주기로 설정한다.
또한, 상기 설정부(110)는 제어부(150)로부터 안전 메시지와 관련된 송신 세기 및 송신 주기에 대한 제어 값을 받아 안전메시지 송신 세기 및 송신 주기를 설정한다.
상기 수신부(120)는 외부(ex. 기지국 혹은 주변 차량)로부터 전송되는 안전메시지를 수신하고, 수신한 안전메시지를 메시지종류 판단부(130)로 전송한다.
이때, 상기 수신부(130)는 수신한 안전메시지를 시스템(100) 내 저장부(미도시)에 저장하도록 구현될 수 있으며, 안전메시지를 수신할 수 있는 상태를 유지한다.
상기 시스템(100)이 어떠한 통신 프로토콜을 이용하여 외부와 통신하느냐에 따, 수신부(120)의 구현 형태가 달라지므로, 수신부(120)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 메시지종류 판단부(130)는 수신부(120)로부터 전송되는 안전메시지를 수신하고, 수신한 안전메시지를 분석하여, 군집주행 차량들이 주기적으로 송신하는 안전메시지(‘일반 안전메시지’)보다 더 중요한지를 판단한다.
즉, 상기 메시지종류 판단부(130)는 수신한 안전메시지를 분석하여, 일반 안전메시지인지 아니면 긴급 안전메시지인지를 판단한다.
이때, 수신한 안전메시지가 긴급 안전메시지인 것으로 판단하면, 상기 메시지종류 판단부(130)는 수신한 안전메시지를 수신상태 판단부(140)로 전송한다.
반면, 수신한 안전메시지가 긴급 안전메시지가 아닌 것으로 판단하면, 즉 수신한 안전메시지가 일반메시지인 것으로 판단하면, 상기 메시지종류 판단부(130)는 다음 안전메시지가 입력되기를 기다린다.
이에 더하여, 상기 메시지종류 판단부(130)는 긴급 안전메시지를 수신한 시점으로부터 카운트를 시작하여, 소정의 기 설정된 시간 내에 새로운 긴급 안전메시지가 수신되지 않는 것으로 판단하면, 설정부(110)를 초기화하기 위한 신호(‘초기화 신호’)를 설정부(110)로 전송한다.
상기 수신상태 판단부(140)는 메시지종류 판단부(130)로부터 전송되는 안전메시지를 수신하고, 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단한다.
즉, 상기 수신상태 판단부(140)는 메시지종류 판단부(130)에서 긴급 안전메시지로 판단된 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하는데, 이러한 수신 상태 판단을 통해, 수신한 안전메시지의 유효 여부를 판단한다.
본 발명에서는, 안전메시지의 유효 여부에 따라, 본 시스템(100)이 탑재된 차량이 외부로 송신하는 안전메시지의 송신 세기 및 송신 주기에 대한 변경 여부를 결정한다.
이때, 안전메시지가 유효하다는 것은 수신된 안전메시지가 전송되는 과정에서 전파 간섭 등에 의해 많이 왜곡되지 않아 혹은 많이 감쇄되지 않아, 수신 측에서 안전메시지의 내용을 충분히 확인할 수 있다는 것을 의미한다.
그리고, 안전메시지가 유효하지 않다는 것은 수신된 안전메시지가 전송되는 과정에서 전파 간섭 등에 의해 많이 왜곡되어 혹은 많이 감쇄되어, 수신 측에서 안전메시지의 내용을 명확하게 확인할 수 없다는 것을 의미한다.
만약, 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단한 결과, 안전메시지의 수신 상태가 양호한 것으로 판단하면(안전메시지가 유효한 것으로 판단하면), 상기 수신상태 판단부(140)는 다음 안전메시지가 수신되기를 기다린다.
반면, 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단한 결과, 안전메시지의 수신 상태가 불량한 것으로 판단하면(안전메시지가 유효하지 않은 것으로 판단하면), 상기 수신상태 판단부(140)는 안전메시지에 대한 수신 상태의 판단 결과인 수신 상태 값을 제어부(150)로 전송한다.
상기 제어부(150)는 수신상태 판단부(140)로부터 전송되는 수신 상태 값을 수신하고, 수신 상태 값을 바탕으로 송신부(160)에서 송신하는 일반 안전메시지를 위한 새로운 송신 주기 및 송신 세기를 생성하여 설정부(110)로 전송한다.
그러면, 상기 설정부(110)는 제어부(150)로부터 전송되는 새로운 송신 주기 및 송신 세기를 바탕으로 송신부(160)를 제어하여, 송신부(160)가 새로운 송신 세기 및 송신 주기에 따라 일반 안전메시지를 외부로 송신하도록 한다.
상기 송신부(160)는 안전메시지를 외부로 송신하도록 구성되는 것으로서, 설정부(110)에 의해 설정 및 전송되는 송신 세기 및 송신 주기에 따라 안전메시지를 외부로 송신한다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템의 구성 및 기능에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템을 구성하는 메시지종류 판단부(130), 수신상태 판단부(140) 및 제어부(150)의 동작에 대해서 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 도 2를 참조하여, 상기 메시지종류 판단부(130)가 안전메시지의 종류를 판단하는 방법에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안전메시지 송신 제어 시스템의 메시지종류 판단부의 동작에 따른 순서를 도시한 플로우차트이다.
상기 메시지종류 판단부(130)는 수신부(120)로부터 전송되는 안전메시지를 수신하고(S200), 수신한 안전메시지를 분석하여, 일반 안전메시지인지 아니면 긴급 안전메시지인지를 판단한다.
이때, 상기 메시지종류 판단부(130)는 군집주행 차량들 사이에서 송수신되는 모든 종류의 안전메시지에 대한 정보(안전메시지 종류 정보)를 저장하고 있으며, 모든 종류의 안전메시지를 일반 안전메시지와 긴급 안전메시지로 구분하여 저장하고 있다.
따라서, 상기 메시지종류 판단부(130)는 안전메시지를 수신하면(S200), 수신한 안전메시지를 안전메시지 종류 정보와 비교하여(S210), 수신한 안전메시지가 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단한다(S220).
일례로, 차량충돌 방지지원 안전메시지, 도로작업구단 알림 안전메시지는 일반 안전메시지로 설정되고, 긴급차량접근경고 안전메시지, 도로위험구간 알림 안전메시지, 긴급구난 알림 안전메시지, 긴급재난 알림 안전메시지는 긴급 안전메시지로 설정될 수 있으나, 안전메시지의 종류 및 구분이 이에 한정되는 것은 아니다.
만약, 단계 S220에 따른 판단 결과, 수신한 안전메시지가 긴급 안전메시지인 것으로 판단하면(S220-Yes), 상기 메시지종류 판단부(130)는 수신한 안전메시지를 수신상태 판단부(140)로 전송한다(S230).
이후, 단계 S230에 따라 수신상태 판단부(140)로 안전메시지를 전송한 후, 상기 메시지종류 판단부(130)는 카운트가 진행중인지를 판단하여(S240), 카운트가 진행중이면(S240-Yes), 다음 안전메시지가 수신되기를 기다리고, 카운트가 진행중이 아니면(S240-No), 카운트를 시작하고(S250), 다음 안전메시지가 수신되기를 기다린다.
반면, 단계 S220에 따른 판단 결과, 수신한 안전메시지가 긴급 안전메시지가 아닌 것으로 판단하면(S220-No), 즉 수신한 안전메시지가 일반메시지인 것으로 판단하면, 상기 메시지종류 판단부(130)는 카운트 값을 확인하여 기 설정된 시간을 초과하는지를 판단한다(S260).
상기 단계 S260에 따른 판단 결과, 카운트 값이 기 설정된 시간을 초과하는 경우(S260-Yes), 상기 메시지종류 판단부(130)는 안전메시지를 위한 송신 세기 및 송신 주기를 초기화하기 위한 초기화 신호를 설정부(110)로 전송하고(S270), 다음 안전메시지가 수신되기를 기다린다.
반면, 상기 단계 S260에 따른 판단 결과, 카운트 값이 기 설정된 시간을 초과하지 않으며(S260-No), 즉, 카운트 값이 기 설정된 시간 이하이면, 상기 메시지종류 판단부(130)는 다음 안전메시지가 수신되기를 기다린다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 상기 수신상태 판단부(140)가 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하는 방법에 대해서 구체적으로 살펴보자.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안전메시지 송신 제어시스템의 수신상태 판단부의 동작에 따른 순서를 도시한 플로우차트이다.
한편, 상기 수신상태 판단부(140)에서 판단의 대상이 되는 안전메시지는 메시지종류 판단부(130)에서 긴급 안전메시지인 것으로 판단된 안전메시지이므로, 긴급 안전메시지이다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 수신상태 판단부(140)는 메시지종류 판단부(130)로 전송되는 안전메시지를 수신하고(S300), 평균 수신 시간 차이를 계산하여(S310), 계산된 평균 수신 시간 차이를 문턱 값과 비교하여(S320), 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단한다.
이때, 현재 안전메시지(n)를 수신한 시간을 Ts(n), 이전의 3개 안전메시지를 수신한 시간을 각각 Ts(n-1), Ts(n-2), Ts(n-3)이라고 할 때, 최근의 두 안전메시지의 시간(Ts(n), Ts(n-1))의 차 D(n)는 하기의 [수식 1]과 같고, 이전의 두 안전메시지의 시간(Ts(n-2), Ts(n-3))의 차 D(n-1)는 하기의 [수식 2]와 같다.
그리고, 안전메시지들에 대한 평균 수신 시간 차이 M(n)은 [수식 3]에 따라 구해진다. 다만, 하기 [수식 3]은 4개의 안전메시지들에 대한 평균 수신 시간 차이를 계산하기 위한 것이나, 평균 수신 시간 차이를 계산하는데 이용되는 안전메시지는 4개가 아니라 그 이상일 수도 있다.
[수식 1]
D(n) = Ts(n) - Ts(n-1)
[수식 2]
D(n-1) = Ts(n-2) - Ts(n-3)
[수식 3]
M(n) = f·D(n-1) + (1-f)·D(n), f는 0과 1 사이의 값.
한편, 상기 수신상태 판단부(140)는 평균 수신 시간 차이(M(n))를 기 설정된 문턱 값과 비교하여(S320), 평균 수신 시간 차이(M(n))가 문턱 값을 초과하면(S330-Yes), 평균 수신 시간 차이(M(n))와 문턱 값 사이의 차이를 기준으로 하여 수신 상태 값을 생성하여 제어부(150)로 전송한다(S340).
여기서, 일반적으로 안전메시지의 송신 주기는 100ms 내외이며, 설정된 지속시간 또는 상황종료시간까지 안전메시지의 송신은 지속된다. 따라서, 상기 문턱 값은 안전메시지 송신주기 값과 신호처리 시간을 고려하여 설정된다.
이때, 상기 수신상태 판단부(140)는 평균 수신 시간 차이(M(n))가 문턱 값을 초과하지 않으면(S330-No), 즉 평균 수신 시간 차이(M(n))가 문턱 값 이하이면, 다음 안전메시지가 수신되기를 기다린다.
즉, 본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 수신상태 판단부(140)는 평균 수신 시간 차이(M(n))가 문턱 값을 초과하면 안전메시지의 수신 상태가 불량한 것으로 판단한다(안전메시지가 유효하지 않은 것으로 판단한다).
그리고, 상기 수신상태 판단부(140)는 평균 수신 시간 차이(M(n))가 문턱 값 이하이면, 안전메시지의 수신 상태가 양호한 것으로 판단한다(안전메시지가 유효한 것으로 판단한다).
이하에서는, 상기 제어부(150)가 안전메시지를 위한 새로운 송신 세기 및 송신 주기를 생성하는 방법에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 제어부(150)는 새로운 송신 세기(PWR(n))를 하기 [수식 4]를 바탕으로 생성한다.
[수식 4]
PWR(n)[dB] = maximum(PWR(n-1) - △P, Pmin)
즉, 상기 제어부(150)는 이전의 송신 세기(PWR(n-1))에서 일정 크기(△P[dB])만큼 감소시킨 세기(PWR(n-1) - △P)와, 기 설정되는 송신 세기 범위 내의 최소 세기(Pmin) 중 큰 값을 새로운 송신 세기(PWR(n))로 생성한다.
여기서, 상기 시스템(100)이 탑재된 차량이 리더 차량인 경우, Pmin은 Pmin(L)로 정의되고, Pmin(L)은 리더 차량의 일반 안전메시지 신호 품질을 보장할 수 있는 최소한의 신호 세기이다.
그리고, 상기 시스템(100)이 탑재된 차량이 종속 차량인 경우, Pmin은 Pmin(F)로 정의되고, Pmin(F)는 종속차량 전후에 있는 차량들에게 본인의 일반 안전메시지를 전달할 수 있는 만큼의 신호 세기이다.
한편, 상기 제어부(150)는 새로운 송신 주기(PRD(n))를 하기 [수식 5]를 바탕으로 생성한다.
[수식 5]
PRD(n) = minimum(PRD(n-1)×△R, Rmax)
즉, 상기 제어부(150)는 이전의 송신 주기(PRD(n-1))를 일정 배(△R)만큼 증가시킨 주기(PRD(n-1)×△R)와, 기 설정되는 송신 주기 범위 내의 최대 주기(Rmax) 중 작은 값을 새로운 송신 주기(PRD(n))로 결정한다.
여기서, 상기 시스템(100)이 탑재된 차량이 리더 차량인 경우, Rmax는 Rmax(L)로 정의되고, 상기 시스템(100)이 탑재된 차량이 종속 차량인 경우, Rmax는 Rmax(F)로 정의된다. 이때, 상기 Rmax(L) 및 Rmax(F)은 각 차량별로 기 설정되는 해당 안전메시지별 허용 가능한 범위의 내의 최대 지연시간(latency)을 의미한다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템의 구성 및 구성별 동작에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템의 전체적인 동작에 대해서 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템의 동작 순서에 따른 플로우차트이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템(100)은 동작 초기에는 기 설정되는 초기 송신 주기 및 세기를 바탕으로 일반 안전메시지를 전송하고, 외부(주변 차량)로부터 전송되는 안전메시지를 수신한다.
상기 시스템(100)이 안전메시지를 수신하면(S400), 수신한 안전메시지가 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단한다(S410).
이때, 상기 단계 S410에 따른 판단 과정은 도 2를 참조하여 상세하게 설명한 바, 안전메시지가 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단하는 과정에 관한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상기 단계 S410에서의 판단 결과, 수신한 안전메시지가 일반 안전메시지인 경우에는(S410-No), 시스템(100)은 현재 카운트 값이 기 설정된 시간을 초과하는지를 판단한다(S420).
이때, 상기 단계 S420에서, 현재 카운트 값이 기 설정된 시간을 초과하지 않은 경우에는(S420-No) 시스템(100)은 다음 안전메시지가 수신되기를 기다리고, 현재 카운트 값이 기 설정된 시간을 초과한 경우에는(S420-Yes) 시스템(100)은 안전메시지에 대한 송신 세기 및 주기를 초기화하고(S430), 다음 안전메시지가 수신되기를 기다린다.
그리고, 상기 단계 S410에서의 판단 결과, 수신한 안전메시지가 긴급 안전메시지인 경우에는(S410-Yes), 시스템(100)은 안전메시지의 송신 주기 및 세기를 초기화를 결정하기 위한 카운터가 진행중인지를 판단하여(S440), 카운터가 진행중이면(S440-Yes), 긴급 안전메시지인 것으로 판단된 안전메시지에 대한 수신 상태가 양호한지를 판단한다(S460).
반면, 단계 S440에서의 판단 결과, 카운터가 진행중이 아니면(S440-No), 카운트를 시작하고(S450), 긴급 안전메시지인 것으로 판단된 안전메시지에 대한 수신 상태가 양호한지를 판단한다(S460).
만약, 단계 S460에서의 판단 결과, 안전메시지의 수신 상태가 양호한 것으로 판단하면(S460-Yes), 상기 시스템(100)은 다음 안전메시지가 수신되기를 기다린다.
반면, 단계 S460에서의 판단 결과, 안전메시지의 수신 상태가 불량한 것으로 판단하면(S460-No), 안전메시지 송신을 위한 새로운 송신 주기 및 송신 세기를 생성한다(S470). 여기서, 상기 단계 S470에 따른 동작에 관한 사항은 상술한 바와 같으므로 이에 대한 설명은 생략한다.
한편, 단계 S470에 따라 새로운 송신 주기 및 송신 세기가 생성되면, 상기 시스템(100)은 생성된 새로운 송신 주기 및 송신 세기를 바탕으로 안전메시지를 송신한다(S480).
한편, 본 발명에 따른 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템 및 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 안전메시지 송신 제어 시스템
110 : 설정부
120 : 수신부
130 : 메시지종류 판단부
140 : 수신상태 판단부
150 : 제어부
160 : 송신부
110 : 설정부
120 : 수신부
130 : 메시지종류 판단부
140 : 수신상태 판단부
150 : 제어부
160 : 송신부
Claims (17)
- 안전메시지에 대한 송신 주기 및 송신 세기를 설정하는 설정부;
수신된 안전메시지를 분석하여, 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단하는 메시지종류 판단부;
상기 메시지종류 판단부로부터 전송되는 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하는 수신상태 판단부; 및
상기 수신상태 판단부에서 판단된 수신 상태 값을 바탕으로, 안전메시지 송신을 위한 새로운 송신 주기 및 송신 세기를 생성하여, 상기 설정부로 전송하는 제어부를 포함하고,
상기 수신상태 판단부는 현재 수신된 안전메시지와 이전에 수신된 안전메시지들을 바탕으로 평균 수신 시간 차이를 계산하고, 상기 평균 수신 시간 차이를 바탕으로 상기 메시지종류 판단부로부터 전송된 안전 메시지의 수신 상태를 판단하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 메시지종류 판단부는 안전메시지 종류 정보를 저장하고 있으며, 수신되는 안전메시지를 상기 안전메시지 종류 정보와 비교하여, 수신되는 안전메시지가 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 메시지종류 판단부는 수신되는 안전메시지가 긴급 안전메시지인 것으로 판단하면, 수신된 안전메시지를 상기 수신상태 판단부로 전송하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 메시지종류 판단부는 수신된 안전메시지를 상기 수신상태 판단부로 전송하는 한편, 안전메시지의 송신 주기 및 송신 세기를 초기화하기 위한 카운트가 진행중인지를 판단하여, 카운트가 진행중이지 않으면, 카운트를 시작하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 메시지종류 판단부는 수신된 안전메시지가 일반 안전메시지인 것으로 판단되면, 안전메시지의 송신 주기 및 송신 세기를 초기화하기 위한 카운트 값이 기 설정된 시간을 초과하는지를 판단하여, 초과하는 경우, 초기화 신호를 상기 설정부로 전송하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 수신상태 판단부는 상기 메시지종류 판단부로부터 전송되는 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하여, 수신 상태가 양호하지 않은 것으로 판단하면, 상기 제어부로 상기 수신 상태 값을 전송하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 수신상태 판단부는 현재 및 앞서 수신된 안전메시지들을 바탕으로 평균 수신 시간 차이를 계산하고, 상기 평균 수신 시간 차이를 문턱 값과 비교하여, 상기 수신 시간 차이가 상기 문턱 값을 초과하는 경우, 수신 상태가 양호하지 않은 것으로 판단하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 이전의 송신 세기에서 일정 크기만큼 감소시킨 세기와, 기 설정되는 송신 세기 범위 내의 최소 세기 중 큰 값을 상기 새로운 송신 세기로 생성하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 이전의 송신 주기를 일정 배로 증가시킨 주기와, 기 설정되는 송신 주기 범위 내의 최대 주기 중 작은 값을 상기 새로운 송신 주기로 생성하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 시스템은 안전메시지를 송신하는 송신부를 더 포함하고,
상기 설정부는 상기 송신부가 새로운 송신 주기 및 송신 세기를 바탕으로 안전메시지를 송신하도록 상기 송신부를 설정하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 시스템. - 외부로부터 전송되는 안전메시지를 수신하는 단계;
수신된 안전메시지를 분석하여, 상기 안전메시지가 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단하는 단계;
상기 안전메시지에 대한 메시지 종류 판단 결과, 수신된 안전메시지가 긴급 안전메시지인 것으로 판단되면, 수신된 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하는 단계;
상기 수신 상태를 판단하는 단계에서의 판단 결과, 수신된 안전메시지의 수신 상태가 양호하지 않은 것으로 판단되면, 안전메시지 송신을 위한 새로운 송신 주기 및 세기를 생성하는 단계; 및
상기 새로운 송신 주기 및 세기를 바탕으로, 안전메시지를 송신하는 단계를 포함하고,
상기 수신된 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하는 단계는,
현재 수신된 안전메시지와 이전에 수신된 안전메시지들을 바탕으로 평균 수신 시간 차이를 계산하고, 상기 평균 수신 시간 차이를 바탕으로 상기 수신된 안전 메시지에 대한 수신 상태를 판단하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 안전메시지가 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단하는 단계는, 수신된 안전메시지를 기 저장된 안전메시지 종류 정보와 비교하여, 상기 안전메시지가 일반 안전메시지인지 긴급 안전메시지인지를 판단하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 안전메시지에 대한 메시지 종류 판단 결과, 수신된 안전메시지가 긴급 안전메시지인 것으로 판단되면, 안전메시지의 송신 주기 및 송신 세기를 초기화하기 위한 카운트가 진행중인지를 판단하여, 카운트가 진행중이지 않으면, 카운트를 시작하는 것을 포함하는
군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 안전메시지에 대한 메시지 종류 판단 결과, 수신된 안전메시지가 일반 안전메시지인 것으로 판단되면, 안전메시지의 송신 주기 및 송신 세기를 초기화하기 위한 카운트 값이 기 설정된 시간을 초과하는지를 판단하여, 초과하는 경우, 안전메시지의 송신 주기 및 송신 세기를 초기화하는 것을 포함하는
군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 수신된 안전메시지에 대한 수신 상태를 판단하는 단계는 현재 및 앞서 수신된 안전메시지들을 바탕으로 평균 수신 시간 차이를 계산하고, 상기 평균 수신 시간 차이를 문턱 값과 비교하여, 상기 수신 시간 차이가 상기 문턱 값을 초과하는 경우, 수신 상태가 양호하지 않은 것으로 판단하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 안전메시지 송신을 위한 새로운 송신 주기 및 세기를 생성하는 단계는, 이전의 송신 세기에서 일정 크기만큼 감소시킨 세기와, 기 설정되는 송신 세기 범위 내의 최소 세기 중 큰 값을 상기 새로운 송신 세기로 생성하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 안전메시지 송신을 위한 새로운 송신 주기 및 세기를 생성하는 단계는, 이전의 송신 주기를 일정 배로 증가시킨 주기와, 기 설정되는 송신 주기 범위 내의 최대 주기 중 작은 값을 상기 새로운 송신 주기로 생성하는 것
인 군집주행 차량들간 안전메시지 송신 제어 방법.
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