KR102541407B1 - Realtime traffic information provision system for autonomous driving based on c-its mec - Google Patents

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KR102541407B1 KR1020210064336A KR20210064336A KR102541407B1 KR 102541407 B1 KR102541407 B1 KR 102541407B1 KR 1020210064336 A KR1020210064336 A KR 1020210064336A KR 20210064336 A KR20210064336 A KR 20210064336A KR 102541407 B1 KR102541407 B1 KR 102541407B1
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Abstract

본 발명은 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로변에 설치되는 C-ITS 인프라 장치에 의해 수집된 도로 상 데이터를 C-ITS 인프라 장치의 인근에 설치되는 C-ITS MEC 서버가 처리한 후 차량 등에 송신함에 따라 정보 전송 지연(Latency)을 줄여 실시간 교통 정보를 제공할 수 있는 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통 정보 제공 시스템은, 도로 상 데이터를 수집하는 C-ITS 인프라 장치, 상기 C-ITS 인프라 장치와 연결되고, 상기 도로 상 데이터를 수신 및 처리하여 안전주행정보를 포함하는 가공데이터를 생성하며, 상기 생성된 가공데이터를 상기 C-ITS 인프라 장치로 송신하는 C-ITS MEC 서버 및 상기 C-ITS 인프라 장치와 무선통신가능하며, 상기 C-ITS 인프라 장치로부터 상기 가공데이터를 수신하는 차량을 포함한다.The present invention relates to a real-time traffic information providing system for autonomous driving based on C-ITS MEC, and more particularly, by providing on-road data collected by a C-ITS infrastructure device installed on a roadside to a nearby C-ITS infrastructure device. Real-time traffic information provision system for autonomous driving based on C-ITS MEC that can provide real-time traffic information by reducing information transmission latency as the C-ITS MEC server installed in the will be. A system for providing real-time traffic information for autonomous driving based on C-ITS MEC according to the present invention is connected to a C-ITS infrastructure device that collects on-road data and the C-ITS infrastructure device, and receives and receives the on-road data. processing to generate processed data including safe driving information, and capable of wireless communication with the C-ITS MEC server and the C-ITS infrastructure device for transmitting the generated processed data to the C-ITS infrastructure device, and the C-ITS infrastructure device. and a vehicle receiving the processed data from the ITS infrastructure device.

Description

C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템{REALTIME TRAFFIC INFORMATION PROVISION SYSTEM FOR AUTONOMOUS DRIVING BASED ON C-ITS MEC}Real-time traffic information provision system for autonomous driving based on C-ITS MEC {REALTIME TRAFFIC INFORMATION PROVISION SYSTEM FOR AUTONOMOUS DRIVING BASED ON C-ITS MEC}

본 발명은 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로변에 설치되는 C-ITS 인프라 장치에 의해 수집된 도로 상 데이터를 C-ITS 인프라 장치의 인근에 설치되는 C-ITS MEC 서버가 처리한 후 차량 등에 송신함에 따라 정보 전송 지연(Latency)을 줄여 실시간 교통 정보를 제공할 수 있는 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time traffic information providing system for autonomous driving based on C-ITS MEC, and more particularly, by providing on-road data collected by a C-ITS infrastructure device installed on a roadside to a nearby C-ITS infrastructure device. Real-time traffic information provision system for autonomous driving based on C-ITS MEC that can provide real-time traffic information by reducing information transmission latency as the C-ITS MEC server installed in the will be.

최근 차량(vehicle)은 기계 공학 중심에서 전기, 전자, 통신 기술이 융합된 복합적인 산업 기술의 결과물이 되어 가고 있으며, 이러한 면에서 차량은 스마트카라고도 불린다. 스마트카는 운전자, 차량, 교통 인프라 등을 연결하여 교통 안전/복잡 해소와 같은 전통적인 의미의 차량 기술뿐 아니라 다양한 사용자 맞춤형 이동 서비스를 제공하게 되었다. 이러한 연결성은 V2X(Vehicle to Everything) 통신 기술을 사용하여 구현될 수 있다.Recently, vehicles are becoming the result of complex industrial technologies in which electrical, electronic, and communication technologies are converged in the center of mechanical engineering, and in this respect, vehicles are also called smart cars. Smart cars connect drivers, vehicles, and transportation infrastructure to provide various user-customized mobility services as well as vehicle technology in the traditional sense such as traffic safety/complex relief. Such connectivity can be implemented using V2X (Vehicle to Everything) communication technology.

한편, 종래에는 V2X 환경에서 협력자율주행에 필요한 정보를 가공하기 위하여 도로변에 설치되는 C-ITS 인프라 장치에서 수집된 도로 상 데이터를 통신망으로 연결된 센터서버로 송신하고, 데이터를 수신한 센터서버가 데이터를 가공한 가공데이터를 생성한 후, 생성한 가공데이터를 다시 통신망을 통해 V2X RSU(ROADSIDE UNIT, 노변기지국)으로 전송하고, V2X RSU는 수신한 가공데이터를 차량으로 V2X 방식으로 송신하여 가공데이터를 수신한 차량의 자율주행에 이용되고 있다. 그러나 통신망을 통해 데이터를 주고받는 과정에서 정보의 지연이 발생할 수 있으며, 이는 실시간 정보를 요구하는 자율주행 환경에서 안전 주행에 큰 영향을 끼치게 된다.On the other hand, conventionally, in order to process information necessary for cooperative autonomous driving in a V2X environment, road data collected from a C-ITS infrastructure device installed on the roadside is transmitted to a center server connected to a communication network, and the center server that receives the data transmits the data After generating the processed data, the generated processed data is transmitted to the V2X RSU (ROADSIDE UNIT, roadside base station) again through the communication network, and the V2X RSU transmits the received processed data to the vehicle in the V2X method to process the data. It is used for autonomous driving of the received vehicle. However, information delay may occur in the process of exchanging data through a communication network, which greatly affects safe driving in an autonomous driving environment requiring real-time information.

따라서 V2X 기술로 자율주행에 필요한 정보를 수집, 가공, 실시간 제공을 하기 위해서는 지연 즉, Latency를 최소화하기 위한 Local MEC 기반의 C-ITS 인프라가 필요하다. 즉, C-ITS 인프라 장치의 인근에 설치되며 Local로 연결되는 MEC 서버에 의해 도로 상 데이터를 가공 및 처리한 후, 처리된 가공데이터를 차량 등으로 송신하여 그 지연을 최소화할 수 있는 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템의 필요성이 발생하고 있다. 자율주행하는 차량은 실시간 정보가 요구되기 때문에 현장장비인 신호제어기, CCTV, RADAR, 보행자검지기, 돌발검지기 등에서 수신된 데이터를 센터서버에서 처리후, C-ITS 인프라 장치 중 하나인 V2X RSU를 통해 자율주행 차량으로 전달하게 되면 지연시간이 발생하여 안전주행에 영향을 줄 수 있다.Therefore, in order to collect, process, and provide real-time information necessary for autonomous driving with V2X technology, a local MEC-based C-ITS infrastructure is required to minimize delay, that is, Latency. That is, after processing and processing data on the road by the MEC server installed near the C-ITS infrastructure device and connected to the local, C-ITS can minimize the delay by transmitting the processed data to the vehicle, etc. There is a need for a real-time traffic information providing system for MEC-based autonomous driving. Since autonomously driving vehicles require real-time information, data received from field equipment such as signal controllers, CCTVs, RADARs, pedestrian detectors, and sudden detectors is processed by the center server and then autonomously operated through V2X RSU, one of the C-ITS infrastructure devices. When transmitted to a driving vehicle, delay time may occur, which may affect safe driving.

이에 더하여 세계적으로 자율주행기술이 협력자율주행기술의 필요성이 대두됨에 따라 협력자율주행에 반드시 필요한 C-ITS 인프라 장치에 Local MEC 서버와 V2X RSU, 신호제어기, Radar, Lidar, CCTV 등 C-ITS 인프라와 직접 연계할 수 있도록 하는 시스템을 구축 및 실증함으로써 급변하는 자율주행기술에 필요한 핵심기술을 확보하는 것이 요구되는 상황이다.In addition, as the need for cooperative autonomous driving technology has emerged globally, C-ITS infrastructure such as local MEC server, V2X RSU, signal controller, radar, lidar, CCTV, etc. It is required to secure the core technology necessary for rapidly changing autonomous driving technology by establishing and demonstrating a system that can be directly linked to

대한민국 등록특허공보 제10-2145723호 (2020년08월19일 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2145723 (Announced on August 19, 2020) 대한민국 등록특허공보 제10-2103823호 (2020년04월24일 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2103823 (Announced on April 24, 2020)

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 데이터를 가공 및 처리하는 센터서버의 역할을 V2X RSU와 Local로 연결된 MEC 서버에서 처리하여 차량으로 제공하는 데이터의 지연시간을 줄이는 것이 가능한 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to process the role of the center server for processing and processing data in the MEC server connected to the V2X RSU locally, thereby reducing the delay time of the data provided to the vehicle. C-ITS MEC It is to provide a real-time traffic information providing system for autonomous driving.

본 발명의 또 다른 목적은 영상감시장치(映像監視裝置, CCTV)를 이용한 돌발검지, 교통상황, 보행자검지등을 하나의 MEC서버에서 처리할 수 있는 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is real-time traffic for autonomous driving based on C-ITS MEC, which can process sudden detection, traffic situation, pedestrian detection, etc. using a video surveillance device (CCTV) in one MEC server. It is to provide an information system.

본 발명의 또 다른 목적은 C-ITS 인프라 장치인 영상감시장치(映像監視裝置), 레이더(Radar), 라이더(Lidar), 신호제어기(信號制御機), 기상센서(Meteorological Sensor) 및 V2X RSU(RoadSide Unit) 등에 필요한 전원 및 통신선로를 MEC 서버를 포함하는 시스템에서 제공하여 C-ITS 인프라 장치가 심플해지고 미관상 개선된 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a C-ITS infrastructure device such as a video surveillance device, a radar, a lidar, a signal controller, a meteorological sensor, and a V2X RSU ( It is to provide a real-time traffic information providing system for autonomous driving based on C-ITS MEC, which has simplified C-ITS infrastructure devices and improved aesthetics by providing power and communication lines necessary for such as RoadSide Unit) in a system including an MEC server.

본 발명의 또 다른 목적은 C-ITS 인프라 장치가 포함하는 V2X RSU에 의해 데이터를 수신한 차량은 V2X 모듈인 멀티홉 방식의 V2X 데이터 송신 장치 및 멀티홉 방식의 V2X 데이터 수신 장치를 포함하여, V2X 모듈을 구비한 차량을 라우터로 활용하고, 기 지정된 홉(hop) 개수만큼 호핑(hopping)하여 최종 목적지의 차량까지 데이터를 전송할 수 있는 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is that the vehicle receiving data by the V2X RSU included in the C-ITS infrastructure device includes a V2X module, a multi-hop type V2X data transmission device and a multi-hop type V2X data reception device, A C-ITS MEC-based real-time traffic information providing system for autonomous driving that uses a vehicle equipped with a module as a router and hops as much as a predetermined number of hops to transmit data to the vehicle at the final destination. is to provide

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통 정보 제공 시스템은, 도로 상 데이터를 수집하는 C-ITS 인프라 장치, 상기 C-ITS 인프라 장치와 연결되고, 상기 도로 상 데이터를 수신 및 처리하여 안전주행정보를 포함하는 가공데이터를 생성하며, 상기 생성된 가공데이터를 상기 C-ITS 인프라 장치로 송신하는 C-ITS MEC 서버 및 상기 C-ITS 인프라 장치와 무선통신가능하며, 상기 C-ITS 인프라 장치로부터 상기 가공데이터를 수신하는 차량을 포함한다.In order to achieve the above object, a real-time traffic information providing system for autonomous driving based on C-ITS MEC according to an embodiment of the present invention includes a C-ITS infrastructure device for collecting road data, the C-ITS infrastructure The C-ITS MEC server and the C-ITS MEC server that is connected to the device, receives and processes the data on the road, generates processed data including safe driving information, and transmits the generated processed data to the C-ITS infrastructure device. and a vehicle capable of wireless communication with the ITS infrastructure device and receiving the processed data from the C-ITS infrastructure device.

상기 C-ITS 인프라 장치는, 도로변(道路邊)에 설치되며, 영상감시장치(映像監視裝置), 레이더(Radar), 라이다(Lidar), 신호제어기(信號制御機), 기상센서(Meteorological Sensor) 및 V2X RSU(RoadSide Unit)를 포함하고, 상기 C-ITS MEC 서버는, 도로변에 설치되며, GPU(Graphics Processing Unit)부, C-ITS 인프라 인터페이스부, 통신부, 가공부, 저장부 및 전원배전반부를 포함한다.The C-ITS infrastructure device is installed along the road, and includes a video monitoring device, a radar, a lidar, a signal controller, and a meteorological sensor. ) and V2X RSU (RoadSide Unit), and the C-ITS MEC server is installed on the roadside, GPU (Graphics Processing Unit) unit, C-ITS infrastructure interface unit, communication unit, processing unit, storage unit and power distribution board unit includes

상기 안전주행정보는, 돌발상황 정보 및 도로 상 교통정보를 포함하고, 상기 가공부는, 상기 가공데이터를 기반으로 도로 상 돌발상황을 검지하는 돌발상황검지부 및 상기 돌발상황검지부에 의해 돌발상황이 검지되었을 때 상기 차량으로 송신될 경보정보를 생성하는 운전자경보부를 포함하고, 상기 돌발상황검지부는, 도로 상 보행자를 감지하는 보행자감지부 및 도로 상 교통정보를 수집하는 교통정보수집부를 포함한다.The safe driving information includes emergency situation information and traffic information on the road, and the processing unit includes an unexpected situation detecting unit that detects an unexpected situation on the road based on the processed data and when an unexpected situation is detected by the unexpected situation detection unit. and a driver warning unit generating alarm information to be transmitted to the vehicle when the vehicle is detected, and the emergency situation detection unit includes a pedestrian detection unit detecting a pedestrian on the road and a traffic information collection unit collecting traffic information on the road.

상기 통신부는, 상기 생성된 가공데이터를 5G 네트워크를 통해 센터서버로 전송한다.The communication unit transmits the generated processed data to the center server through a 5G network.

상기 차량은, V2X 데이터 송신 장치 및 V2X 데이터 수신 장치를 탑재하며, 상기 송신 장치는, 상기 V2X RSU로부터 수신한 데이터 또는 차량에서 생성된 데이터에 호핑정보를 포함하는 확장정보헤더를 포함시켜 V2X 메시지를 생성하는 생성부; 및 상기 V2X 메시지를 송신하는 송신부를 포함하고, 상기 수신 장치는, 상기 V2X 메시지를 수신하는 수신부, 상기 V2X 메시지를 처리하는 처리부 및 상기 호핑정보에 따라 상기 V2X 메시지를 재송신하는 재송신부를 포함한다.The vehicle is equipped with a V2X data transmission device and a V2X data reception device, and the transmission device includes an extended information header including hopping information in data received from the V2X RSU or data generated in the vehicle to send a V2X message. a generating unit that generates; And a transmitter for transmitting the V2X message, wherein the receiver includes a receiver for receiving the V2X message, a processor for processing the V2X message, and a retransmitter for retransmitting the V2X message according to the hopping information.

본 발명인 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템에 따르면, 데이터를 가공 및 처리하는 센터서버의 역할을 V2X RSU와 Local로 연결된 MEC 서버에서 처리하여 차량으로 제공하는 데이터의 지연시간을 줄이는 것이 가능한 효과가 있다.According to the present invention C-ITS MEC-based real-time traffic information providing system for autonomous driving, the role of the center server for processing and processing data is processed by the MEC server connected locally to the V2X RSU and the delay time of the data provided to the vehicle There is a possible effect of reducing .

본 발명인 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템에 따르면, 영상감시장치(映像監視裝置, CCTV)를 이용한 돌발검지, 교통상황, 보행자검지등을 하나의 MEC서버에서 처리하여 데이터의 지연시간을 줄이는 것이 가능한 효과가 있다.According to the C-ITS MEC-based real-time traffic information providing system for autonomous driving according to the present invention, sudden detection using a video monitoring device (CCTV), traffic situation, pedestrian detection, etc. are processed in one MEC server and data There is a possible effect of reducing the delay time of .

본 발명인 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템에 따르면, C-ITS 인프라 장치인 영상감시장치(映像監視裝置), 레이더(Radar), 라이더(Lidar), 신호제어기(信號制御機), 기상센서(Meteorological Sensor) 및 V2X RSU(RoadSide Unit) 등에 필요한 전원 및 통신선로를 MEC 서버를 포함하는 시스템에서 제공하여 C-ITS 인프라 장치가 심플해지고 미관상 개선된 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템을 제공하는 것이 가능한 효과가 있다.According to the real-time traffic information providing system for autonomous driving based on C-ITS MEC, which is the present invention, C-ITS infrastructure devices such as a video surveillance device, a radar, a lidar, and a signal controller Autonomy based on C-ITS MEC, which simplifies C-ITS infrastructure devices and improves aesthetics by providing power and communication lines necessary for MEC servers, etc. It is possible to provide a real-time traffic information providing system for driving.

본 발명인 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통정보제공시스템에 따르면, C-ITS 인프라 장치가 포함하는 V2X RSU에 의해 데이터를 수신한 차량은 V2X 모듈인 멀티홉 방식의 V2X 데이터 송신 장치 및 멀티홉 방식의 V2X 데이터 수신 장치를 포함하여, V2X 모듈을 구비한 차량을 라우터로 활용하고, 기 지정된 홉(hop) 개수만큼 호핑(hopping)하여 최종 목적지의 차량까지 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.According to the real-time traffic information providing system for autonomous driving based on the C-ITS MEC of the present invention, the vehicle receiving data by the V2X RSU included in the C-ITS infrastructure device is a V2X module, a multi-hop type V2X data transmission device and Including a multi-hop type V2X data receiving device, a vehicle equipped with a V2X module is used as a router, and there is an effect of transmitting data to a vehicle of a final destination by hopping as many as a predetermined number of hops. .

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통 정보 제공 시스템의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 C-ITS 인프라 장치의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 C-ITS MEC 서버의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가공부의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량에 탑재된 V2X 단말기의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.
1 and 2 are block diagrams briefly showing the configuration of a system for providing real-time traffic information for autonomous driving based on C-ITS MEC according to the present invention.
3 is a block diagram briefly showing the configuration of a C-ITS infrastructure device according to the present invention.
4 is a block diagram briefly showing the configuration of a C-ITS MEC server according to the present invention.
5 is a block diagram briefly showing the configuration of a processing unit according to the present invention.
6 is a block diagram briefly showing the configuration of a V2X terminal mounted on a vehicle according to the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible, even if they are displayed on different drawings.

그리고 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.And, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiments of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함한다” 및/또는 “포함하는” 은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase. The terms "comprising" and/or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other components other than the recited components.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통 정보 제공 시스템의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다,1 is a block diagram briefly showing the configuration of a real-time traffic information providing system for autonomous driving based on C-ITS MEC according to the present invention.

본 발명에 따른 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통 정보 제공 시스템은, 도 1을 참조하면, C-ITS 인프라 장치(100), C-ITS MEC 서버(200) 및 차량(300)을 포함한다. 본 발명에 따른 C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통 정보 제공 시스템은, 도 2를 참조하면, C-ITS MEC 서버(200)와 5G 네트워크를 통해 통신하는 센터서버(400)를 더 포함한다.Referring to FIG. 1, a C-ITS MEC-based real-time traffic information providing system for autonomous driving according to the present invention includes a C-ITS infrastructure device 100, a C-ITS MEC server 200, and a vehicle 300. include Referring to FIG. 2, the system for providing real-time traffic information for autonomous driving based on C-ITS MEC according to the present invention further includes a center server 400 communicating with the C-ITS MEC server 200 through a 5G network do.

도 3은 본 발명에 따른 C-ITS 인프라 장치의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.3 is a block diagram briefly showing the configuration of a C-ITS infrastructure device according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 C-ITS 인프라 장치(100)는, 도로변(道路邊)에 설치되며, 도로 상 데이터를 수집한다. C-ITS 인프라 장치(100)는 수집한 도로 상 데이터를 C-ITS MEC 서버(200)로 송신한다. 도로 상 데이터는 후술하게 될 C-ITS MEC 서버(200)가 생성하는 영상정보, 교통정보, 사고정보, 신호정보, 포트홀정보, 신호정보 등 안전주행정보를 포함하는 가공데이터의 기반이 될 수 있다. C-ITS 인프라 장치(100)는, 도로변에 설치된 지주(支柱)에 각 구성이 통합되어 설치될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the C-ITS infrastructure device 100 according to the present invention is installed on a roadside and collects data on the road. The C-ITS infrastructure device 100 transmits the collected road data to the C-ITS MEC server 200. The data on the road can be the basis for processed data including safe driving information such as image information, traffic information, accident information, signal information, pothole information, and signal information generated by the C-ITS MEC server 200 to be described later. . In the C-ITS infrastructure device 100, each component may be integrated and installed on a pole installed on a roadside.

본 발명에 따른 C-ITS 인프라 장치(100)는, 도로 상 데이터를 수집하기 위한 구성을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 영상감시장치(110)(映像監視裝置), 레이더(120)(Radar), 라이다(130)(Lidar), 신호제어기(140)(信號制御機), 기상센서(150)(Meteorological Sensor)를 포함하며, 차량(300)과의 V2X(Vehicle to everything) 통신을 위한 V2X RSU(160)(RoadSide Unit)를 포함한다. C-ITS 인프라 장치(100)는 교통정보 수집장치(미도시), 스마트보행자 신호시스템(미도시), 보행자보호 운전자경보시스템(미도시)을 더 포함할 수 있다.The C-ITS infrastructure device 100 according to the present invention may include a configuration for collecting road data, for example, a video monitoring device 110 (映像監視裝置), a radar 120 (Radar ), lidar 130 (Lidar), signal controller 140 (信號制御機), weather sensor 150 (Meteorological Sensor), and for V2X (Vehicle to everything) communication with the vehicle 300 It includes a V2X RSU (160) (RoadSide Unit). The C-ITS infrastructure device 100 may further include a traffic information collection device (not shown), a smart pedestrian signal system (not shown), and a pedestrian protection driver warning system (not shown).

본 발명에 따른 영상감시장치(110)는, 도로 상을 촬영하여 영상데이터를 생성하는 CCTV(closed circuit television) 또는 카메라일 수 있다. 영상감시장치(110)는 복수개의 서로 다른 용도를 갖는 CCTV일 수 있으며, 각 CCTV는 서로 다른 소정 구역의 영상을 포함하는 도로 상 데이터를 수집할 수 있다. 즉, CCTV는 서로 용도가 다른 복수개가 구비되며 CCTV에 의해 수집된 영상은 하나의 MEC 서버에서 영상분석알고리즘을 통해 처리될 수 있으며 이때 일실시예로서 최대 4채널의 영상을 처리할 수 있다. 한편, 본 명세서에서 도로 상(道路 上)은 도로변(道路邊)을 포함한다. The video monitoring device 110 according to the present invention may be a CCTV (closed circuit television) or a camera that generates video data by photographing the road. The video monitoring device 110 may be a plurality of CCTVs having different purposes, and each CCTV may collect road data including images of different predetermined areas. That is, a plurality of CCTVs with different uses are provided, and images collected by the CCTVs can be processed through an image analysis algorithm in one MEC server, and at this time, as an example, images of up to 4 channels can be processed. On the other hand, in this specification, on the road (道路 上) includes the roadside (道路邊).

레이더(120)는 무선탐지와 거리측정(Radio Detecting And Ranging)의 약어로 마이크로파(극초단파, 10cm~100cm 파장) 정도의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치로서, 전파의 직진성을 이용하여 반사파를 수신한 시각까지의 시간을 측정하여 물체의 방향과 거리를 측정하는 장치이다. 라이다(130)는 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치로서, 라이다(130)는 전통적인 레이다와 원리가 같으나 그 사용하는 전자기파의 파장이 다르다. 라이다(130)는 대상 물체까지의 거리 뿐 아니라 움직이는 속도와 방향도 함께 측정할 수 있다. 라이다(130)는 3차원 영상을 구현하기 위해 필요한 정보를 습득하는 센서로 사용된다. 신호제어기(140)는 교통신호를 제어하는 장치를 의미하며, 교통신호의 제어뿐만 아니라 교통신호에 대한 정보도 함께 수집할 수 있다. 기상센서(150)는 기상을 감지하는 센서이며, 도로 상 자율주행하는 차량(300)에 제공하는 기상 정보를 수집 및 생성할 수 있다.The radar 120 is an abbreviation of Radio Detecting And Ranging, and transmits electromagnetic waves of the order of microwaves (ultra-high waves, 10 cm to 100 cm wavelength) to an object, receives electromagnetic waves reflected from the object, and measures the distance to the object, As a wireless monitoring device that detects direction and altitude, it is a device that measures the direction and distance of an object by measuring the time until the time the reflected wave is received using the straightness of the radio wave. LiDAR 130 is a device that precisely draws the surroundings by emitting a laser pulse, receiving the light reflected from a surrounding target object and measuring the distance to the object, etc. has the same principle as traditional radar, but the wavelength of electromagnetic waves used is different. The LIDAR 130 may measure not only the distance to the target object but also the speed and direction of movement. The LIDAR 130 is used as a sensor that acquires information necessary to implement a 3D image. The signal controller 140 refers to a device that controls traffic signals, and can collect information on traffic signals as well as control traffic signals. The weather sensor 150 is a sensor that detects weather, and may collect and generate weather information provided to the vehicle 300 autonomously traveling on the road.

V2X RSU(160)는 차량(300)에 설치된 V2X 모듈과 V2X 방식으로 통신하기 위해 노변에 설치된 일종의 기지국으로, 일반적으로 노변기지국으로 통칭된다. V2X RSU(160)는, V2X 모듈이 탑재된 차량(300), C-ITS MEC 서버(200) 또는 센터서버(400)와 통신할 수 있다. 이때 V2X RSU(160)는 차량(300)과는 V2X 통신하고, C-ITS MEC 서버(200)와 Local 통신하며, 센터서버(400)와 5G 통신할 수 있다. V2X는, WAVE 방식과 C-V2X 방식이 있으며, 본 발명에 따른 V2X RSU(160)는 WAVE 방식과 C-V2X 방식 모두를 지원할 수 있다. V2X RSU(160)에 대한 더욱 상세한 내용은 후술하도록 한다. The V2X RSU 160 is a kind of base station installed on a roadside to communicate with a V2X module installed in the vehicle 300 in a V2X manner, and is generally referred to as a roadside base station. The V2X RSU 160 may communicate with the vehicle 300 equipped with the V2X module, the C-ITS MEC server 200, or the center server 400. At this time, the V2X RSU 160 may perform V2X communication with the vehicle 300, local communication with the C-ITS MEC server 200, and 5G communication with the center server 400. V2X has a WAVE method and a C-V2X method, and the V2X RSU 160 according to the present invention can support both the WAVE method and the C-V2X method. More details on the V2X RSU 160 will be described later.

교통정보 수집장치는 도로 상 교통정보를 수집하는 장치를 의미하고, 스마트보행자 신호시스템은 횡단보도에서 일반 보행자와 횡단자를 구분하여 자동으로 녹색 신호를 요청하고 차도 진입 등의 위험을 알려주어 사고를 예방하며 신호대기시간, 신호종료예정시간 등의 정보를 제공하는 시스템을 말한다. 스마트보행자 신호시스템은 신호제어기(140)와 정보를 송수신할 수 있다. 보행자보호 운전자경보시스템은 보행자가 나타나는 경우 운전자에게 경보알림을 보내는 시스템을 말한다. 보행자보호 운전자경보시스템은, 후술하게 될 보행자 감지부와 정보를 송수신할 수 있다.The traffic information collection device refers to a device that collects traffic information on the road, and the smart pedestrian signal system prevents accidents by automatically requesting a green signal by distinguishing between ordinary pedestrians and crossers at a crosswalk and notifying the danger of entering the roadway. It refers to a system that provides information such as signal waiting time and expected signal end time. The smart pedestrian signal system can transmit and receive information with the signal controller 140. Pedestrian protection driver warning system refers to a system that sends an alarm notification to the driver when a pedestrian appears. The pedestrian protection driver warning system may transmit/receive information to and from a pedestrian detection unit to be described later.

본 발명에 따른 C-ITS 인프라 장치(100)의 각 구성은, 도로 상 차량(300), 보행자, 공사, 기상 등 도로 상 데이터를 수집하고, 수집한 도로 상 데이터를 Local 통신으로 연결된 C-ITS MEC 서버(200)로 송신한다.Each component of the C-ITS infrastructure device 100 according to the present invention collects road data such as vehicles 300, pedestrians, construction, and weather on the road, and the collected road data is connected to the C-ITS through local communication. It is transmitted to the MEC server 200.

본 발명에 따른 C-ITS MEC 서버(200)는, C-ITS 인프라 장치(100)의 인근 도로변에 설치된다. 바람직하게는 C-ITS MEC 서버(200)는 C-ITS 인프라 장치(100)가 설치된 지주에 함께 설치될 수 있다. C-ITS MEC 서버(200)는 C-ITS 인프라 장치(100)의 전원 및 통신선로를 지원 또는 공유할 수 있다.The C-ITS MEC server 200 according to the present invention is installed near the roadside of the C-ITS infrastructure device 100. Preferably, the C-ITS MEC server 200 may be installed together with the support on which the C-ITS infrastructure device 100 is installed. The C-ITS MEC server 200 may support or share power and communication lines of the C-ITS infrastructure device 100 .

C-ITS MEC 서버(200)는 수신한 도로 상 데이터를 수신 및 처리하여 안전주행정보를 포함하는 가공데이터를 생성한다. C-ITS MEC 서버(200)는 C-ITS 인프라 장치(100)의 인근에서 Local로 연결되어 데이터의 송수신에 있어서 지연시간을 단축시킬 수 있다. 즉, 통신망을 이용하여 센터서버(400)로 도로 상 데이터를 송신하고, 센터서버(400)가 수신한 도로 상 데이터를 처리한 후, 처리한 데이터를 다시 통신망을 통해 C-ITS 인프라 장치(100)로 송신하는 것에 비하여 데이터의 송수신이 더욱 빨라질 수 있게 된다.The C-ITS MEC server 200 receives and processes the received road data to generate processed data including safe driving information. The C-ITS MEC server 200 may be connected to a local location near the C-ITS infrastructure device 100 to reduce delay time in transmitting and receiving data. That is, after transmitting data on the road to the center server 400 using the communication network, processing the data on the road received by the center server 400, and then passing the processed data back through the communication network, the C-ITS infrastructure device 100 ), the transmission and reception of data can be faster than transmission.

C-ITS MEC 서버(200)는 수신한 안전주행정보를 포함하는 가공데이터를 생성하고, 생성한 가공데이터를 다시 Local로 연결된 C-ITS 인프라 장치(100)로 송신한다. 일 실시예로서, C-ITS MEC 서버(200)는 V2X RSU(160)와 Local 통신하는 통신부(230)를 포함한다. C-ITS MEC 서버(200)는 생성한 가공데이터를 C-ITS 인프라 장치(100)가 포함하는 V2X RSU(160)로 송신하고, 가공데이터를 수신한 V2X RSU(160)는 인근 차량(300)으로 송신한다. 차량(300)은 C-ITS 인프라 장치(100)와 무선통신가능하다. 상세하게는, 차량(300)은 V2X 방식의 통신이 가능한 V2X 모듈을 탑재한다. C-ITS 인프라 장치(100)가 포함하는 V2X RSU(160)는 V2X 방식을 통해 차량(300)이 탑재한 V2X 모듈로 가공데이터를 송신한다. 가공데이터를 수신한 차량(300)은, 또 다른 V2X 모듈을 탑재한 차량(300)으로 가공데이터를 V2X 통신 방법을 통해 송신할 수 있으며, 이는 후술하도록 한다.The C-ITS MEC server 200 generates processing data including the received safety driving information, and transmits the generated processing data to the locally connected C-ITS infrastructure device 100 again. As an embodiment, the C-ITS MEC server 200 includes a communication unit 230 for local communication with the V2X RSU 160. The C-ITS MEC server 200 transmits the generated processing data to the V2X RSU 160 included in the C-ITS infrastructure device 100, and the V2X RSU 160 receiving the processing data is a nearby vehicle 300 send to The vehicle 300 is capable of wireless communication with the C-ITS infrastructure device 100 . In detail, the vehicle 300 is equipped with a V2X module capable of communication of the V2X method. The V2X RSU 160 included in the C-ITS infrastructure device 100 transmits processed data to the V2X module mounted on the vehicle 300 through the V2X method. The vehicle 300 receiving the processed data may transmit the processed data to the vehicle 300 equipped with another V2X module through a V2X communication method, which will be described later.

도 4는 본 발명에 따른 C-ITS MEC 서버의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.4 is a block diagram briefly showing the configuration of a C-ITS MEC server according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 C-ITS MEC 서버(200)는, GPU(Graphics Processing Unit)부, C-ITS 인프라 인터페이스부(220), 통신부(230), 가공부(240), 저장부(250), 방화벽부, PoE 처리부, UDP 처리부, 광컨버터부 및 전원배전반부(260)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the C-ITS MEC server 200 according to the present invention includes a GPU (Graphics Processing Unit) unit, a C-ITS infrastructure interface unit 220, a communication unit 230, a processing unit 240, a storage It includes a unit 250, a firewall unit, a PoE processing unit, a UDP processing unit, an optical converter unit, and a power distribution board unit 260.

본 발명에 따른 GPU부(210)는, 그래픽 처리 장치를 포함하며, 영상감지장치가 촬영한 영상을 처리한다. 영상감지장치는, 전술한 바와 같이, 서로 다른 복수개의 CCTV를 포함하며, 각 CCTV가 촬영한 영상을 동시에 처리한다. 이때, GPU부(210)가 처리한 영상을 기반으로 후술하는 가공부(240)는 영상분석을 수행하며 영상분석을 통해 돌발상황검지, 교통상황수집, 보행자 감지 등을 수행한다. C-ITS 인프라 인터페이스부(220)는, C-ITS 인프라 장치(100)가 포함하는 각 구성들로부터 정보를 송수신하기 위한 통신 인터페이스를 포함한다. C-ITS MEC 서버(200)는 C-ITS 인프라 장치(100)의 각 구성과 PoE를 통해 통신할 수 있으며, 신호제어기(140)와는 10BT를 통해 통신할 수 있고, 레이더(120)와는 RS-485 규격을 통해 통신할 수 있다. 통신부(230)는 C-ITS 인프라 장치(100), V2X RSU(160), 차량(300)이 탑재한 V2X 모듈 또는 센터서버(400)와 송수신하는 통신 패킷을 처리할 수 있다. 통신부(230)는 2.4GHz, 6core, HDD1.2TB, 1000BaseTX*4port 이상의 스펙을 가질 수 있다. 가공부(240)는 C-ITS 인프라 장치(100)의 각 구성이 수집한 도로 상 데이터를 처리하여 가공데이터를 생성한다. 가공부(240)는 2.4GHz, 6core, HDD1.2TB, 1000BaseTX*4port 이상의 스펙을 가질 수 있다. 저장부(250)는 통신부(230)에 의해 수신한 도로 상 데이터 또는 가공부(240)로부터 처리된 가공데이터를 저장한다. 저장부(250)는 캐시에 해당할 수 있다. 저장부(250)는 2.4GHz, 6core, HDD1.2TB, 1000BaseTX*4port 이상의 스펙을 가질 수 있다. 방화벽부는 2.4GHz Memory 4GB, Hdd500GB, 10/100/1000BaseTX*8port, 국정원CC인증 이상의 스펙을 가질 수 있다. 전원배전반부(260)는, 외부로부터 전원을 입력받을 수 있다. 전원배전반부(260)는 C-ITS 인프라 장치(100)의 각 구성과 전기적으로 연결되어 C-ITS 인프라 장치(100)의 각 구성에 전원을 공급한다. 전원배전반부(260)가 C-ITS 인프라 장치(100)의 각 구성에 전원을 공급함에 따라 C-ITS 인프라 장치(100)가 포함하는 각 구성이 별개로 전원선로를 갖지 않아도 되어 C-ITS 인프라 장치(100)가 심플해지고 미관상 개선될 수 있다.The GPU unit 210 according to the present invention includes a graphic processing device and processes an image captured by an image sensing device. As described above, the image sensing device includes a plurality of different CCTVs, and simultaneously processes images captured by each CCTV. At this time, based on the image processed by the GPU unit 210, the processing unit 240, which will be described below, performs image analysis, and performs emergency situation detection, traffic situation collection, pedestrian detection, etc. through image analysis. The C-ITS infrastructure interface unit 220 includes a communication interface for transmitting and receiving information from each component included in the C-ITS infrastructure device 100 . The C-ITS MEC server 200 may communicate with each component of the C-ITS infrastructure device 100 through PoE, communicate with the signal controller 140 through 10BT, and communicate with the radar 120 through RS- 485 standard for communication. The communication unit 230 may process communication packets transmitted and received with the C-ITS infrastructure device 100, the V2X RSU 160, the V2X module or the center server 400 mounted on the vehicle 300. The communication unit 230 may have specifications of 2.4GHz, 6core, HDD1.2TB, 1000BaseTX*4port or more. The processing unit 240 processes road data collected by each component of the C-ITS infrastructure device 100 to generate processed data. The processing unit 240 may have specifications of 2.4GHz, 6core, HDD1.2TB, 1000BaseTX*4port or more. The storage unit 250 stores road data received by the communication unit 230 or processed data processed by the processing unit 240 . The storage unit 250 may correspond to a cache. The storage unit 250 may have specifications of 2.4GHz, 6core, HDD1.2TB, 1000BaseTX*4port or more. The firewall unit can have 2.4GHz Memory 4GB, Hdd500GB, 10/100/1000BaseTX*8port, or more specifications than NIS CC certification. The power distribution board 260 may receive power from the outside. The power distribution board 260 is electrically connected to each component of the C-ITS infrastructure device 100 to supply power to each component of the C-ITS infrastructure device 100. As the power distribution board 260 supplies power to each component of the C-ITS infrastructure device 100, each component included in the C-ITS infrastructure device 100 does not have to have a separate power line, so the C-ITS infrastructure device (100) can be simplified and aesthetically improved.

본 발명에 따른 가공부(240)는 도로 상 데이터를 수신 및 처리하여 가공데이터를 생성한다. 가공데이터는 안전주행정보를 포함하며, 안전주행정보는 영상정보, 교통정보, 사고정보, 신호정보, 포트홀정보, 신호정보 등을 포함한다. 안전주행정보는 돌발상황 정보 및 도로 상 교통정보를 포함한다. The processing unit 240 according to the present invention receives and processes road data to generate processed data. The processing data includes safe driving information, and the safe driving information includes image information, traffic information, accident information, signal information, pothole information, signal information, and the like. Safe driving information includes unexpected situation information and traffic information on the road.

도 5는 본 발명에 따른 가공부의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.5 is a block diagram briefly showing the configuration of a processing unit according to the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 가공부(240)는 가공데이터를 기반으로 도로 상 돌발상황을 검지하는 돌발상황검지부(241) 및 돌발상황검지부(241)에 의해 돌발상황이 검지되었을 때 차량(300)으로 송신될 경보정보를 생성하는 운전자경보부(245)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the processing unit 240 according to the present invention detects an unexpected situation on the road based on the processing data, and the vehicle when an unexpected situation is detected by the unexpected situation detection unit 241 and the unexpected situation detection unit 241 and a driver warning unit 245 generating warning information to be transmitted to (300).

본 발명에 따른 돌발상황검지부(241)가 검지하는 도로 상 돌발상황이란, 도로 상 공사 등에 의한 돌발상황, 도로 상 차량(300)들에 의한 돌발상황, 도로 상 보행자에 의한 돌발상황을 포함한다. The unexpected situation on the road detected by the unexpected situation detection unit 241 according to the present invention includes an unexpected situation caused by construction work on the road, an unexpected situation caused by vehicles 300 on the road, and an unexpected situation caused by a pedestrian on the road.

본 발명에 따른 돌발상황검지부(241)는, 도로 상 공사 등에 의한 돌발상황을 검지하는 공사검지부(미도시)를 포함한다. 공사검지부는, 도로 상의 공사 상황을 감시하여 공사가 진행 중인 사실 또는 공사 진행 범위의 증감을 검지하여 도로 상 공사 등에 의한 돌발상황을 검지한다.The unexpected situation detecting unit 241 according to the present invention includes a construction detecting unit (not shown) that detects an unexpected situation due to construction on a road or the like. The construction detection unit monitors the construction status on the road and detects the fact that construction is in progress or an increase or decrease in the scope of construction progress to detect an unexpected situation due to construction on the road or the like.

본 발명에 따른 돌발상황검지부(241)는, 도로 상 차량(300)들에 의한 돌발상황을 검지하는 차량검지부(미도시)를 포함한다. 차량검지부는, 도로 상 차량(300)정체, 정지 또는 사고 차량(300)의 유무, 역주행 차량(300)을 검지하여 도로 상 차량(300)들에 의한 돌발상황을 검지한다.The unexpected situation detecting unit 241 according to the present invention includes a vehicle detecting unit (not shown) that detects an unexpected situation caused by the vehicles 300 on the road. The vehicle detecting unit detects an unexpected situation caused by the vehicles 300 on the road by detecting congestion of the vehicle 300 on the road, the presence or absence of the vehicle 300 stopped or in an accident, and the vehicle 300 traveling in reverse.

본 발명에 따른 돌발상황검지부(241)는, 도로 상 보행자에 의한 돌발상황을 검지하기 위해, 도로 상 보행자를 검지하는 보행자감지부(242)를 포함한다. The unexpected situation detection unit 241 according to the present invention includes a pedestrian detection unit 242 that detects a pedestrian on the road in order to detect an unexpected situation caused by a pedestrian on the road.

본 발명에 따른 돌발상황검지부(241)는, 도로 상 교통정보를 수집하는 교통정보수집부(243)를 더 포함한다. 교통정보수집부(243)는 교통정보를 수집하며, 교통정보는 교통량 또는 대기행렬을 포함한다.The unexpected situation detection unit 241 according to the present invention further includes a traffic information collection unit 243 that collects traffic information on the road. The traffic information collection unit 243 collects traffic information, and the traffic information includes traffic volume or queue.

본 발명에 따른 운전자경보부(245)는 돌발상황검지부(241)가 전술한 바와 같은 돌발상황을 검지한 경우, 돌발상황에 대한 정보를 포함하는 경보정보를 생성한다. 운전자경보부(245)가 생성한 경보정보는 가공데이터에 포함되어 V2X RSU(160)로 송신되고, V2X RSU(160)는 수신한 가공데이터를 인근 차량(300)으로 송신한다. 가공데이터가 포함하는 경보정보는, 예를 들어, 스틸영상 또는 짧은 동영상일 수 있으며, 차량(300)의 운전자는 정체 원인을 확인하고 싶을 때 차량(300)에 설치된 네비게이션 또는 스마트폰을 포함하는 HMI(human machine interface)의 돌발상황 버튼을 누르면 정지상태에 있는 차량(300)에 장착된 V2X 모듈이 영상정보를 멀티호핑 모드로 방송하고 이를 중간에 있는 타 차량(300)의 V2X 모듈이 릴레이하여 돌발영상을 원하는 차량(300)의 HMI에 표출됨에 따라 돌발상황을 확인할 수 있다. 멀티호핑과 관련한 내용은 후술하도록 한다.The driver warning unit 245 according to the present invention generates alarm information including information about the unexpected situation when the unexpected situation detecting unit 241 detects the aforementioned unexpected situation. The alert information generated by the driver alert unit 245 is included in the processed data and transmitted to the V2X RSU 160, and the V2X RSU 160 transmits the received processed data to the nearby vehicle 300. The alarm information included in the processing data may be, for example, a still image or a short video, and when the driver of the vehicle 300 wants to check the cause of congestion, a navigation device installed in the vehicle 300 or an HMI including a smartphone (human machine interface), when the emergency situation button is pressed, the V2X module mounted on the vehicle 300 in a stopped state broadcasts video information in a multi-hopping mode, and the V2X module of another vehicle 300 in the middle relays it to cause an unexpected event As the image is displayed on the HMI of the desired vehicle 300, an unexpected situation can be confirmed. Details related to multi-hopping will be described later.

한편, 도 2를 다시 참조하면, C-ITS MEC 서버(200)의 통신부(230)는, 가공데이터를 C-ITS 인프라 장치(100)가 포함하는 V2X RSU(160)로 송신하는 것과 동시에 생성된 가공데이터를 센터서버(400)로 송신할 수 있다. 센터서버(400)는 가공데이터를 수신 및 저장한 후 통계 자료 등을 산출할 때 이용될 수 있다. 한편, 통신부(230)는 센터서버(400)로 가공데이터를 송신할 때 5G 통신망을 통해 송신할 수 있다. 통신부(230) 및 센터서버(400)는 5G 통신이 가능한 5G 통신모듈을 더 포함한다.On the other hand, referring to FIG. 2 again, the communication unit 230 of the C-ITS MEC server 200 transmits the processed data to the V2X RSU 160 included in the C-ITS infrastructure device 100 and generates Processing data may be transmitted to the center server 400 . The center server 400 may be used when calculating statistical data after receiving and storing processed data. Meanwhile, the communication unit 230 may transmit processed data to the center server 400 through a 5G communication network. The communication unit 230 and the center server 400 further include a 5G communication module capable of 5G communication.

도 6은 본 발명에 따른 차량에 탑재된 V2X 단말기의 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.6 is a block diagram briefly showing the configuration of a V2X terminal mounted on a vehicle according to the present invention.

본 발명에 따른 C-ITS 인프라 장치(100)는, C-ITS MEC 서버(200)로부터 수신한 가공데이터를 무선통신을 통해 차량(300)으로 송신하는 V2X RSU(160)를 포함한다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 차량(300)은 V2X RSU(160)로부터 가공데이터를 수신하는 V2X 모듈을 탑재한다. V2X 모듈은 V2X 데이터를 송신하기 위한 V2X 데이터 송신 장치(310) 및 V2X RSU(160)로부터 V2X 데이터를 수신하거나 다른 차량(300)의 V2X 데이터 송신 장치(310)로부터 V2X 데이터를 수신하기 위한 V2X 데이터 수신 장치(320)를 포함한다.The C-ITS infrastructure apparatus 100 according to the present invention includes a V2X RSU 160 that transmits processed data received from the C-ITS MEC server 200 to the vehicle 300 through wireless communication. Referring to FIG. 6 , the vehicle 300 according to the present invention is equipped with a V2X module that receives processed data from the V2X RSU 160. The V2X module receives V2X data from the V2X data transmission device 310 and the V2X RSU 160 for transmitting V2X data, or V2X data for receiving V2X data from the V2X data transmission device 310 of another vehicle 300. A receiving device 320 is included.

본 발명에 따른 데이터 패킷은 어플리케이션 레이어(계층)에서 생성(송신단)되고 처리(수신단)된다. 따라서 데이터 패킷을 생성할 때 패킷의 통신 또는 이후 수정되는 사항에 대한 고민 없이 생성할 수 있어 생산성이 향상될 수 있다.Data packets according to the present invention are generated (transmitting end) and processed (receiving end) in the application layer (layer). Therefore, when a data packet is created, productivity can be improved because it can be created without worrying about packet communication or subsequent modifications.

V2X 데이터 송신 장치(310)(이하, ‘송신 장치’)는 호핑정보가 담긴 패킷을 생성하는 생성부(미도시) 및 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격을 이용한 무선 통신으로 패킷을 송신하는 송신부(미도시)를 포함한다.The V2X data transmission device 310 (hereinafter referred to as 'transmission device') includes a generator (not shown) that generates packets containing hopping information and a transmitter that transmits packets through wireless communication using V2X communication standards according to the hopping information (not shown). city), including

본 발명에 따른 생성부는, 호핑정보가 담긴 패킷을 생성한다. 생성부가 생성하는 패킷은 크게는 헤더 및 페이로드를 포함하며, 헤더는 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함한다. 페이로드는 헤더를 제외한 패킷의 나머지 데이터가 포함된다. 일반적으로 패킷의 헤더에는 데이터가 전달될 주소 또는 순서 등이 기록된다. The generation unit according to the present invention generates a packet containing hopping information. A packet generated by the generation unit includes a header and a payload, and the header includes a first header, a second header, and a third header. The payload includes the remaining data of the packet excluding the header. In general, the address or order to which data is to be delivered is recorded in the header of the packet.

본 발명에 따른 패킷의 헤더에는 호핑정보가 포함된다. 본 명세서에서 호핑이란, 노드와 노드사이에서 데이터가 송수신되는 상태를 의미할 수 있다. 본 발명에 따른 V2X 데이터 송신 장치(310) 및 수신 장치(320)는 차량(300)에 포함되어 차량(300) 간 데이터를 송수신할 수 있다. 이때 각 차량(300)은 라우터의 역할을 수행할 수 있다. 따라서 어느 한 차량(300)에서 다른 한 차량(300) 또는 다른 복수개의 차량(300)으로 수신한 데이터를 송신할 수 있다. 이때, 어느 한 차량(300)에서 다른 차량(300)으로 데이터가 전달되는 것을 호핑이라 할 수 있다. 본 명세서에서 호핑정보란, 호핑 시 필요하거나 생성되거나 수정되는 정보일 수 있으며, 간략하게는 데이터가 생성된 발신지 정보, 데이터를 중간에서 수신하여 재송신하는 라우터 정보, 최종 목적지의 정보가 담긴 종착지 정보 또는 잔여호핑횟수 정보 등을 포함할 수 있다.The header of the packet according to the present invention includes hopping information. In this specification, hopping may mean a state in which data is transmitted and received between nodes. The V2X data transmission device 310 and the reception device 320 according to the present invention are included in the vehicle 300 and may transmit and receive data between the vehicles 300. At this time, each vehicle 300 may serve as a router. Therefore, data received from one vehicle 300 to another vehicle 300 or a plurality of other vehicles 300 may be transmitted. In this case, data transfer from one vehicle 300 to another vehicle 300 may be referred to as hopping. In this specification, hopping information may be information required, generated, or modified during hopping. Briefly, information about a source where data is generated, information on a router receiving and retransmitting data in the middle, information on a destination containing information on a final destination, or Information on the number of remaining hopping counts may be included.

본 발명에 따른 생성부는, 호핑정보가 담긴 패킷을 생성하며, 생성한 패킷을 BSM(Basic Safety Message) 메시지 또는 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 메시지에 포함시킨다. BSM 메시지란, 안전 메시지라 불리며 차량(300) 안전 서비스의 제공을 위해 차량(300)의 위치, 속도, 가속도, 브레이크 동작 등에 관련한 차량(300)의 기본적인 정보가 담긴 메시지이다. BSM 메시지는 차량(300)에서 생성되어 다른 차량(300)으로 전달된다. 따라서 차량(300)은 BSM 메시지를 생성하기 위한 데이터를 수집하는 센서들을 포함한다. RTCM 메시지란, RTK 모듈이 사용하는 GPS 보정데이터로서, RTCM 특수 위원회 (Radio Services Committee for Radio Services Committee) DSRC 미디어에 정의된 대로 GPS 및 기타 무선 항법 신호에 대한 RTCM 차등 보정을 캡슐화한 다음 정의 된 최종 예상 형식으로 다시 구성 할 수 있다. RTCM 표준에 의거하여 다양한 포지셔닝 시스템에 직접 사용되어 생성 된 절대 및 상대 정확도 추정치를 높이는 정보를 포함한다. RTCM 정보는 각 사물의 위치정보를 보정하여 정확한 위치를 알 수 있도록 하는 정보다. 본 발명에 따른 송신 장치(310)는, BSM 또는 RTCM 메시지를 생성하는 BSM 생성모듈 또는 RTCM 생성모듈을 더 포함할 수 있다. RTCM 정보는 노변장치(RSU, 기지국)에서 국제표준 메시지 프로토콜인 RTCM으로 인코딩되고 생성되어 V2X 통신을 통해 각 차량(300)으로 전달된다. RTCM 메시지는 노변장치의 전송범위를 벗어나게 되는 경우 원활한 전달이 어려워진다. 본 발명에 따른 패킷에는 호핑정보가 포함되어 BSM 메시지 또는 RTCM 메시지를 각 차량(300)이 라우터의 역할을 하여 최종 목적지까지 전달하여 결국 결정된 종착지에 원활하게 도착할 수 있게 된다. 예를 들어, 노변장치가 제공하는 RTCM의 경우 데이터 제공 영역이 일반적으로 노변장치 반경 500미터인데 반해 본 발명에 따른 호핑을 이용하여 RTCM을 전송하게 되면 데이터의 제공 역역을 이보다 몇 배 확장할 수 있다. The generator according to the present invention generates packets containing hopping information, and includes the generated packets in a Basic Safety Message (BSM) message or a Radio Technical Commission for Maritime Services (RTCM) message. The BSM message is called a safety message and is a message containing basic information of the vehicle 300 related to the location, speed, acceleration, brake operation, etc. of the vehicle 300 in order to provide safety services for the vehicle 300 . BSM messages are generated in the vehicle 300 and delivered to other vehicles 300 . Vehicle 300 thus includes sensors that collect data for generating BSM messages. An RTCM message is GPS correction data used by an RTK module that encapsulates RTCM differential corrections for GPS and other radionavigation signals, as defined in the RTCM Special Committee for Radio Services Committee DSRC media, and then defines a final It can be reconstructed into the expected format. Contains information that is directly used in various positioning systems in accordance with the RTCM standard to increase the absolute and relative accuracy estimates produced. The RTCM information is information that corrects the location information of each object so that the exact location can be known. The transmitter 310 according to the present invention may further include a BSM generating module or RTCM generating module for generating a BSM or RTCM message. RTCM information is encoded and generated as RTCM, which is an international standard message protocol, in a RSU (base station) and transmitted to each vehicle 300 through V2X communication. When the RTCM message is out of the transmission range of the roadside device, smooth delivery becomes difficult. The packet according to the present invention includes hopping information so that each vehicle 300 serves as a router to deliver the BSM message or RTCM message to the final destination so that it can smoothly arrive at the final destination. For example, in the case of RTCM provided by a roadside device, the data providing area is generally 500 meters in radius of the roadside device, but when RTCM is transmitted using hopping according to the present invention, the data providing area can be extended several times. .

생성부는, BSM 메시지 또는 RTCM 메시지(이하, ‘메시지’)에 호핑정보가 담긴 패킷을 포함시킬 수 있다. 메시지는 C-ITS 인프라 장치(100)의 V2X RSU(160)로부터 수신한 가공데이터를 포함한다. BSM 메시지 또는 RTCM 메시지 각 헤더에는 확장정보 헤더가 더 포함될 수 있다. 확장정보 헤더에는 각 메시지에서 추가되는 확장정보가 기록된다. 확장정보 헤더에는 본 발명에 따른 호핑정보가 포함될 수 있으며, 또 다른 추가되는 정보가 더 포함될 수도 있다.The generating unit may include a packet containing hopping information in a BSM message or RTCM message (hereinafter referred to as 'message'). The message includes processed data received from the V2X RSU (160) of the C-ITS infrastructure device (100). Each header of the BSM message or RTCM message may further include an extended information header. Extension information added in each message is recorded in the extension information header. The extension information header may include hopping information according to the present invention, and may further include other additional information.

정리하면, 본 발명에 따른 송신 장치(310)는 호핑정보가 담긴 패킷을 생성하고, 상기 패킷을 메시지에 포함시키는 생성부 및 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 메시지를 송신하는 송신부를 포함하는 V2X 데이터 송신 장치(310)에 있어서, 상기 메시지는, 차량(300)에서 생성된 BSM(Basic Safety Message) 메시지 또는 노변기지국에서 생성된 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 메시지이며, 상기 메시지는, 상기 패킷이 포함되는 확장정보 헤더를 포함하고, 상기 패킷은, 상기 호핑정보가 기록된 헤더를 포함한다.In summary, the transmitter 310 according to the present invention generates a packet containing hopping information and includes a generator that includes the packet in a message and a transmitter that transmits the message according to the V2X communication standard according to the hopping information. In the V2X data transmission device 310, the message is a BSM (Basic Safety Message) message generated in the vehicle 300 or a RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) message generated in the roadside base station, the message, The packet includes an extension information header included in the packet, and the packet includes a header in which the hopping information is recorded.

본 발명에 따른 생성부가 생성하는 패킷은 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함한다.A packet generated by the generator according to the present invention includes a first header, a second header, and a third header.

제1 헤더는, V2X 모듈에 따른 패킷 전송에 따라 차감되는 잔여호핑횟수 정보를 포함한다. 잔여호핑횟수 정보는, 후술하게 될, 최대호핑횟수 정보에 포함된 값이 V2X 송신 장치(310)에 의해 전달 또는 중개될 때마다, 예를 들어 1씩, 차감되며, 0이 되면 해당 패킷은 전달되지 않고 네트워크에서 사라지게 되는 정보(또는 값)이다. The first header includes information on the number of remaining hops deducted according to packet transmission according to the V2X module. The remaining hopping count information is deducted by, for example, 1 each time the value included in the maximum hopping count information, which will be described later, is delivered or intermediated by the V2X transmission device 310, and when it reaches 0, the corresponding packet is forwarded. It is information (or value) that disappears from the network without becoming available.

제1 헤더는, 다음 헤더 존재 여부가 기록된 다음헤더 정보, 해당 프로토콜의 버전을 식별할 수 있도록 버전 정보, 패킷이 최종 목적지에 도달할 때까지 견딜 수 있는 시간, 즉 패킷의 잔여 시간 정보를 더 포함할 수 있다. 잔여 시간 정보에 포함되는 시간(값)은 오래된 메시지가 네트워크에 남아있는 것을 방지할 수 있다.The first header further includes next header information in which the existence of the next header is recorded, version information to identify the version of the corresponding protocol, and information on the remaining time of the packet, i.e., the time a packet can endure until it reaches its final destination. can include The time (value) included in the remaining time information can prevent old messages from remaining in the network.

제2 헤더는, 패킷의 최대호핑횟수 정보를 포함한다. 최대호핑횟수는 최초 패킷을 생성할 때 설정될 수 있다. 최대호핑횟수는 중개 또는 라우터에 의해 변화되지 않는다. The second header includes information on the maximum hopping count of the packet. The maximum number of hopping may be set when a first packet is generated. The maximum number of hops is not changed by intermediaries or routers.

제2 헤더는 패킷의 전송방식을 나타내는 전송방식 정보를 더 포함한다. 전송방식 정보는 유니캐스트(unicast) 또는 토폴로지컬리(Topologically-scoped broadcast) 방식일 수 있다. 유니캐스트는 특정 목적지가 정해져있고, 해당 목적지에 메시지가 중개될 때까지 호핑에 의해 메시지가 전달된다. 유니캐스트 방식은 BSM 메시지의 중개 시 사용될 수 있다. 토폴로지컬리 방식은 잔여호핑횟수가 소진될 때까지 메시지를 중개하는 방식이다. 토폴로지컬리 방식은 RTCM 메시지의 중개 시 사용될 수 있다. The second header further includes transmission method information indicating a transmission method of the packet. Transmission method information may be unicast or topologically-scoped broadcast. In unicast, a specific destination is determined, and messages are delivered by hopping until the message is relayed to the destination. The unicast method can be used when relaying BSM messages. The topological method is a method of mediating messages until the number of remaining hopping counts is exhausted. The topological method can be used when relaying RTCM messages.

제2 헤더는, 다음 헤더 존재 여부가 기록된 다음헤더 정보, 중개된 메시지를 수신한 장치 주변에 이웃이 없을 때 해당 메시지를 가지고 있을지 여부가 기록된 클래스정보, 헤더를 제외한 패킷의 길이정보를 더 포함할 수 있다.The second header further includes next header information in which whether or not the next header exists is recorded, class information in which whether or not the device receiving the relayed message has a corresponding message when there are no neighbors around the device, and length information of the packet excluding the header are further included. can include

제3 헤더는, 상기 패킷의 식별정보를 포함한다. 식별정보는 중복패킷여부의 검출 때 사용되는 정보다. 식별정보는 패킷의 시리얼넘버일 수 있다. 제3 헤더는 식별정보 외에 패킷을 생성한 장치의 정보를 나타내는 최초발신지 정보를 더 포함한다. 최초발신지 정보는, 패킷을 생성한 장치의 시리얼넘버일 수 있다. 식별정보 및 최초발신지 정보는, 후술하게 될, 수신장치가 패킷을 수신한 경우 해당 패킷이 기 수신한 패킷과 동일한 패킷인 지 판단할 때 사용된다.A third header includes identification information of the packet. Identification information is information used when detecting duplicate packets. The identification information may be a serial number of the packet. The third header further includes original source information indicating information of a device that generated the packet in addition to the identification information. The initial source information may be a serial number of a device that generated the packet. The identification information and the first source information are used when determining whether the corresponding packet is the same as the previously received packet when the receiving device receives the packet, which will be described later.

제3 헤더는, 제2 헤더에 포함된 패킷의 전송방식이 유니캐스트인 경우, 패킷의 최종 목적지 정보를 더 포함한다. 유니캐스트 방식은, 특정 목적지까지 메시지가 전달되는 방식으로, 그 특정 목적지의 정보는 제3 헤더에 포함된다.The third header further includes final destination information of the packet when the transmission method of the packet included in the second header is unicast. In the unicast method, a message is delivered to a specific destination, and information on the specific destination is included in the third header.

정리하면, 상기 헤더는, 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함하고, 상기 제1 헤더는, 상기 패킷의 전송에 따라 차감되는 잔여호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 잔여 시간이 저장되는 라이프타임 정보를 포함하며, 상기 제2 헤더는, 상기 패킷의 최대호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 전송방식을 나타내는 전송방식 정보를 포함하고, 상기 제3 헤더는, 상기 패킷의 식별정보 및 상기 패킷을 생성한 장치의 정보를 나타내는 최초발신지 정보를 포함한다. 만일 상기 제2 헤더에 포함된 패킷의 전송방식이 유니캐스트인 경우, 상기 제3 헤더는, 상기 패킷의 최종 목적지 정보를 더 포함한다. In summary, the header includes a first header, a second header, and a third header, and the first header includes information on the remaining hopping counts deducted according to transmission of the packet and a life in which the remaining time of the packet is stored. time information, the second header includes information on the maximum hopping count of the packet and transmission method information indicating a transmission method of the packet, and the third header includes identification information of the packet and generation of the packet It includes the initial source information indicating the information of a device. If the transmission method of the packet included in the second header is unicast, the third header further includes final destination information of the packet.

본 발명에 따른 송신부는, 생성부에 의해 생성되어 메시지에 포함된 패킷을 다른 V2X 수신 장치(320)로 송신한다. 즉, 송신부는, 메시지를 다른 차량(300)에 탑재된 수신 장치(320)로 송신한다. 송신부는 패킷을 포함하는 메시지를 송신할 때 V2X 수신 장치(320)를 구비한 주변 다른 차량(300) 또는 사물로 송신할 수 있다. The transmission unit according to the present invention transmits the packet generated by the generation unit and included in the message to another V2X receiving device 320. That is, the transmission unit transmits the message to the receiving device 320 mounted on another vehicle 300 . When transmitting a message including a packet, the transmitter may transmit the message to another vehicle 300 or object equipped with the V2X receiving device 320 .

본 발명에 따른 V2X 데이터 수신 장치(320)(이하, ‘수신 장치’)는, 차량(300)에서 생성된 BSM(Basic Safety Message) 메시지 및 노변장치에서 생성된 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 메시지 중 적어도 어느 하나에 포함되며, 호핑정보가 담긴 패킷을 수신하는 수신부(미도시), 상기 패킷을 처리하는 처리부(미도시) 및 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 패킷을 재송신하는 재송신부(미도시)를 포함한다.The V2X data receiving device 320 (hereinafter referred to as 'receiving device') according to the present invention includes a Basic Safety Message (BSM) message generated by the vehicle 300 and a Radio Technical Commission for Maritime Services (RTCM) message generated by a roadside device. Included in at least one of the messages, a receiving unit (not shown) receiving a packet containing hopping information, a processing unit (not shown) processing the packet, and a retransmitting unit retransmitting the packet according to the V2X communication standard according to the hopping information (not shown).

본 발명에 따른 수신부는, 송신 장치(310)의 송신부가 송신한 메시지를 수신한다. 수신부가 수신한 메시지는 처리부에 의해 처리된다. 상기 수신부가 수신하는 메시지는 호핑정보가 담긴 패킷을 포함한다. 패킷은, 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함하며, 각 헤더에 포함된 정보는 전술한 바와 같다.The receiving unit according to the present invention receives a message transmitted by the transmitting unit of the transmitting device 310 . Messages received by the receiver are processed by the processing unit. The message received by the receiver includes a packet containing hopping information. A packet includes a first header, a second header, and a third header, and information included in each header is as described above.

본 발명에 따른 처리부는, 먼저 수신한 메시지에 확장정보가 포함되어 있는 지 판단한다. 확장정보는, 전술한 바와 같이, 메시지의 헤더에 포함될 수 있으며 메시지에 추가의 정보가 기록되는 경우 확장정보에 기록된다. 확장정보에는 본 발명에 따른 호핑정보가 포함될 수도 있고, 또는 호핑정보가 아닌 다른 추가의 정보가 기록될 수도 있다. 따라서 메시지의 헤더에 확장정보가 포함된 경우, 처리부는 본 발명에 따른 호핑정보가 있을 수도 있다는 가능성으로 수신한 메시지를 처리(복호화)한다. The processing unit according to the present invention first determines whether extension information is included in the received message. Extended information, as described above, may be included in the header of the message, and when additional information is recorded in the message, it is recorded in the extended information. The extended information may include hopping information according to the present invention, or additional information other than hopping information may be recorded. Therefore, if the extension information is included in the header of the message, the processing unit processes (decrypts) the received message with the possibility that there may be hopping information according to the present invention.

본 발명에 따른 처리부는, 수신한 메시지의 헤더를 처리하여 패킷의 호핑정보를 추출한다. 호핑정보는 전술한 바와 같이 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더에 포함된 정보들을 포함한다. 먼저 처리부는, 제1 헤더의 잔여 시간 정보를 확인하여 잔여 시간이 0인 경우, 해당 패킷을 삭제한다. 잔여 시간 정보가 0이 아닌 경우, 처리부는, 제2 헤더의 전송방식 정보를 확인한다. The processing unit according to the present invention extracts packet hopping information by processing the header of the received message. As described above, the hopping information includes information included in the first header, the second header, and the third header. First, the processing unit checks the remaining time information of the first header and deletes the corresponding packet when the remaining time is 0. If the remaining time information is not 0, the processing unit checks the transmission method information of the second header.

제2 헤더에 기록된 전송방식 정보가 유니캐스트 방식인 경우, 해당 패킷이 기 수신한 패킷과 중복된 패킷(또는 기 수신한 메시지와 중복된 메시지)인지 확인한다. 이때, 제3 헤더의 식별정보와 최초발신지 정보를 이용한다. 해당 패킷에 기록된 식별정보 및 최초발신지 정보가 기 수신한 패킷에 기록된 식별정보 및 최초발신지 정보와 동일한 지를 비교하여 중복된 패킷인지 판단한다. 중복된 패킷인 경우 해당 패킷이 포함된 메시지는 삭제하고, 중복되지 않은 패킷인 경우, 해당 패킷의 제3 헤더에 기록된 최종 목적지 정보를 추출한다. 최종 목적지 정보와 수신한 수신장치의 정보가 일치하는 경우, 해당 메시지의 전체를 처리하여 수신 장치(320)의 데이터베이스에 저장한다. 만약, 최종 목적지 정보와 수신한 수신장치의 정보가 일치하지 않는 경우, 해당 패킷의 제1 헤더에 기록된 잔여 호핑횟수정보의 값을 1 차감한다. 차감된 잔여 호핑횟수정보가 0인 경우 해당 패킷 및 메시지는 삭제된다. 차감된 잔여 호핑횟수정보가 0이 아닌 경우 해당 패킷 및 메시지는, 후술하게 될, 재송신부에 의해 다른 V2X 수신 장치(320)로 재송신된다. 즉, 잔여호핑횟수 정보가 0이 아닌 경우 잔여호핑횟수를 차감하고 메시지를 재송신 한다. 전술한 바와 같이 메시지의 전송방식이 유니캐스트 방식인 경우, 해당 메시지는 BSM 메시지 인 것이 바람직하다.If the transmission method information recorded in the second header is a unicast method, it is checked whether the corresponding packet is a duplicate packet with a previously received packet (or a message duplicated with a previously received message). At this time, the identification information of the third header and the first source information are used. It is determined whether it is a duplicate packet by comparing whether the identification information and the first source information recorded in the corresponding packet are the same as the identification information and the first source information recorded in the previously received packet. In the case of a duplicated packet, the message including the corresponding packet is deleted, and in the case of a non-redundant packet, the final destination information recorded in the third header of the corresponding packet is extracted. When the final destination information and the received information of the receiving device match, the entire corresponding message is processed and stored in the database of the receiving device 320 . If the final destination information and the received information of the receiving device do not match, the value of the remaining hopping count information recorded in the first header of the corresponding packet is subtracted by one. If the subtracted remaining hopping count information is 0, the corresponding packet and message are deleted. If the subtracted remaining hopping count information is not 0, the corresponding packet and message are retransmitted to another V2X receiving device 320 by a retransmitter, which will be described later. That is, if the remaining hopping count information is not 0, the remaining hopping count is deducted and the message is retransmitted. As described above, when the transmission method of the message is the unicast method, the corresponding message is preferably a BSM message.

제2 헤더에 기록된 전송방식 정보가 토폴로지컬리 방식인 경우, 해당 패킷이 기 수신한 패킷과 중복된 패킷(또는 기 수신한 메시지와 중복된 메시지)인지 확인한다. 이때, 제3 헤더의 식별정보와 최초발신지 정보를 이용한다. 해당 패킷에 기록된 식별정보 및 최초발신지 정보가 기 수신한 패킷에 기록된 식별정보 및 최초발신지 정보와 동일한 지를 비교하여 중복된 패킷인지 판단한다. 중복된 패킷인 경우 해당 패킷이 포함된 메시지는 삭제하고, 중복되지 않은 패킷인 경우, 해당 메시지의 전체를 처리하여 수신 장치(320)의 데이터베이스에 저장한다. 토폴로지컬리 방식의 경우, 특정한 최종 목적지가 있는 유니캐스트 방식과 달리, 메시지의 처리 후에도 잔여호핑횟수가 0이 아닌 경우 수신한 메시지가 다른 V2X 수신 장치(320)로 재송신된다. 따라서 메시지의 처리 후 제1 헤더에 기록된 잔여 호핑횟수 정보(값)을 1 차감한 후, 잔여 호핑횟수 정보가 0이 된 경우 해당 메시지를 삭제하며, 잔여 호핑횟수 정보가 0이 아닌 경우 다른 V2X 수신 장치(320)로 재송신 한다. 즉, 잔여호핑횟수 정보가 0이 아닌 경우 잔여호핑횟수를 차감하고 메시지를 재송신 한다. If the transmission method information recorded in the second header is a topological method, it is checked whether the corresponding packet is a duplicate packet with a previously received packet (or a message duplicated with a previously received message). At this time, the identification information of the third header and the first source information are used. It is determined whether it is a duplicate packet by comparing whether the identification information and the first source information recorded in the corresponding packet are the same as the identification information and the first source information recorded in the previously received packet. In the case of duplicated packets, the message including the corresponding packet is deleted, and in the case of non-redundant packets, the entirety of the corresponding message is processed and stored in the database of the receiving device 320. In the case of the topological method, unlike the unicast method with a specific final destination, if the remaining hopping count is not 0 even after message processing, the received message is retransmitted to another V2X receiving device 320. Therefore, after processing the message, the remaining hopping count information (value) recorded in the first header is subtracted by 1, and if the remaining hopping count information becomes 0, the corresponding message is deleted. If the remaining hopping count information is not 0, another V2X It is retransmitted to the receiving device 320. That is, if the remaining hopping count information is not 0, the remaining hopping count is deducted and the message is retransmitted.

본 발명에 따른 재송신부는, 생성부에 의해 생성되어 메시지에 포함된 패킷을 다른 차량(300)에 탑재된 수신 장치(320)로 재송신한다. 즉, 재송신부는, 메시지를 다른 수신 장치(320)로 송신한다. 재송신부는 패킷을 포함하는 메시지를 송신할 때 V2X 수신 장치(320)를 구비한 주변 다른 차량(300) 또는 사물로 송신할 수 있다. 재송신부는, 패킷을 송신할 때마다 전술한 잔여호핑횟수를 차감한다. The retransmission unit according to the present invention retransmits the packet generated by the generation unit and included in the message to the receiving device 320 mounted in another vehicle 300 . That is, the retransmitter transmits the message to another receiving device 320 . When transmitting a message including a packet, the retransmitter may transmit the V2X receiving device 320 to other surrounding vehicles 300 or objects. The retransmitter deducts the aforementioned remaining number of hops each time a packet is transmitted.

본 발명에 따른 재송신부는, 차감된 잔여호핑횟수 정보가 0이 아닌 경우 수신한 메시지를 다른 V2X 수신 장치(320)로 재송신한다. 즉 수신 장치(320)는, 송신 장치(310)로서의 역할을 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 최초 발신지의 송신 장치(310) 이후의 수신 장치(320)는, 잔여호핑횟수 정보가 0이 될 때까지 라우터로서의 역할을 하는 송신 장치(310)의 역할을 수행한다. 재송신부는 잔여호핑횟수 등의 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 패킷 및 패킷을 포함하는 메시지를 송신한다. 즉 패킷 및 패킷을 포함하는 메시지는 잔여호핑횟수가 0 이 될 때까지 V2X 데이터 송신 장치(310) 간 송신되어 최종 목적지에 도착할 수 있다.The retransmitter according to the present invention retransmits the received message to another V2X receiving device 320 when the subtracted remaining hopping count information is not 0. That is, the receiving device 320 serves as the transmitting device 310 . As shown in FIG. 1, the receiving device 320 after the first transmitting device 310 serves as the transmitting device 310 serving as a router until the remaining hopping count information becomes 0. . The retransmitter transmits packets and messages including packets according to the V2X communication standard according to hopping information such as the remaining number of hoppings. That is, the packet and the message including the packet may be transmitted between the V2X data transmission devices 310 until the remaining hopping count becomes 0 and arrive at the final destination.

정리하면, 본 발명에 따른 수신 장치(320)는 호핑정보를 포함하는 패킷이 포함된 메시지를 수신하는 수신부, 상기 메시지를 처리하는 처리부 및 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 메시지를 재송신하는 재송신부를 포함하는 V2X 데이터 수신 장치(320)에 있어서, 상기 메시지는, 차량(300)에서 생성된 BSM(Basic Safety Message) 메시지 또는 노변장치에서 생성된 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 메시지이고, 상기 메시지는, 상기 패킷이 포함되는 확장정보 헤더를 포함하며, 상기 패킷은, 상기 호핑정보가 기록된 헤더를 포함하고, 상기 헤더는, 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함하며, 상기 제1 헤더는, 상기 패킷의 전송에 따라 차감되는 잔여호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 잔여 시간이 저장되는 라이프타임 정보를 포함하고, 상기 제2 헤더는, 상기 패킷의 최대호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 전송방식을 나타내는 전송방식 정보를 포함하며, 상기 제3 헤더는, 상기 패킷의 식별정보, 상기 패킷을 생성한 장치의 정보를 나타내는 최초발신지 정보 및 상기 패킷의 최종 목적지 정보를 포함하되, 상기 처리부는, 상기 메시지를 처리할 때, 상기 메시지에 상기 확장정보 헤더의 존재여부를 판단하며, 상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하지 않는 경우에는, 더 이상 상기 메시지의 처리를 수행하지 않고, 상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하는 경우에는, 상기 메시지로부터 상기 확장정보 헤더를 추출하고, 추출된 상기 확장정보 헤더로부터 상기 패킷을 추출하며, 추출된 상기 패킷으로부터 상기 헤더를 추출하고, 추출된 상기 헤더의 제2 헤더로부터 상기 전송방식 정보를 추출하며, 추출된 상기 전송방식 정보를 기초로 상기 패킷의 전송방식을 판단하고, 상기 전송방식의 판단결과, 상기 패킷의 전송방식이 유니캐스트 방식인 경우, 추출된 상기 헤더의 제3 헤더로부터 상기 최종 목적지 정보를 추출하며, 추출된 상기 최종 목적지 정보를 기초로 수신한 메시지의 최종 목적지가 상기 수신 장치(320)인지 판단하고, 상기 최종 목적지가 상기 수신 장치(320)인지 판단한 결과, 상기 수신한 메시지의 최종 목적지가 상기 수신 장치(320)인 경우 상기 수신한 메시지를 데이터베이스에 저장한다.In summary, the receiving device 320 according to the present invention includes a receiving unit for receiving a message including a packet including hopping information, a processing unit for processing the message, and a retransmission for retransmitting the message according to the V2X communication standard according to the hopping information. In the V2X data receiving device 320 including a unit, the message is a Basic Safety Message (BSM) message generated in the vehicle 300 or a Radio Technical Commission for Maritime Services (RTCM) message generated in a roadside device, and the The message includes an extension information header included in the packet, the packet includes a header in which the hopping information is recorded, the header includes a first header, a second header, and a third header, The first header includes information on the remaining number of hops deducted according to transmission of the packet and lifetime information in which the remaining time of the packet is stored, and the second header includes information on the maximum number of hoppings of the packet and Includes transmission method information indicating a transmission method, wherein the third header includes identification information of the packet, first source information indicating information of a device that generated the packet, and final destination information of the packet, wherein the processing unit , When processing the message, it is determined whether the extended information header exists in the message, and when the extended information header does not exist in the message as a result of determining whether the extended information header exists, the message is no longer If the extended information header exists in the message as a result of determining whether the extended information header exists without performing processing, the extended information header is extracted from the message, and the packet is extracted from the extracted extended information header. and extracts the header from the extracted packet, extracts the transmission method information from a second header of the extracted header, determines the transmission method of the packet based on the extracted transmission method information, and determines the transmission method of the packet. As a result of determining the method, if the transmission method of the packet is the unicast method, the final destination information is extracted from the third header of the extracted header, and the final destination of the received message is determined based on the extracted final destination information. As a result of determining whether the receiving device 320 is the receiving device 320 and determining whether the final destination is the receiving device 320, if the final destination of the received message is the receiving device 320, the received message is stored in the database.

한편, 상기 재송신부는, 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 메시지를 송신할 때, 상기 최종 목적지가 상기 수신 장치(320)인지 판단한 결과, 상기 수신한 메시지의 최종 목적지가 상기 수신 장치(320)가 아닌 경우, 추출된 상기 헤더의 제1 헤더로부터 상기 잔여호핑횟수 정보를 추출하고, 추출된 상기 잔여호핑횟수 정보의 값에서 1을 차감하며, 차감된 상기 잔여호핑횟수 정보의 값이 0이 아닌 경우 상기 수신한 메시지를 다른 수신 장치(320)로 재송신한다.On the other hand, the retransmitter, when transmitting the message in the V2X communication standard according to the hopping information, as a result of determining whether the final destination is the receiving device 320, the final destination of the received message is the receiving device 320 If not, the remaining hopping count information is extracted from the first header of the extracted header, 1 is subtracted from the value of the extracted remaining hopping count information, and the value of the subtracted remaining hopping count information is not 0. In this case, the received message is retransmitted to another receiving device 320 .

본 발명에 따른 송신 장치(310) 및 수신 장치(320)는 하나의 장치로 통합되어 운영될 수 있으며, 이는 멀티홉 방식의 V2X 통신 모듈 또는 V2X 모듈일 수 있다. 또한 V2X 데이터 송신 장치(310)는 차량(300), 노변장치(V2X RSU(160)) 등을 포함하는 기지국 등에 각각 포함될 수 있다.The transmitting device 310 and the receiving device 320 according to the present invention may be integrated and operated as one device, which may be a multi-hop type V2X communication module or a V2X module. In addition, the V2X data transmission device 310 may be included in the vehicle 300, a base station including a roadside device (V2X RSU 160), or the like, respectively.

본 발명에 따른 V2X RSU(160)는 노변에 설치되며, V2X 통신 방식인 WAVE 방식과 C-V2X 방식을 모두 지원하기 위한 하이브리드 V2X RSU(160)일 수 있다.The V2X RSU 160 according to the present invention is installed on the roadside and may be a hybrid V2X RSU 160 for supporting both the WAVE method and the C-V2X method, which are V2X communication methods.

본 발명에 따른 V2X 통신 송신 장치(310) 및 수신 장치(320)는 V2X 모듈을 구비하고 V2X 단말기에 통합되며, 차량(300)에 탑재되고, V2X 통신 규격을 이용한 무선 통신을 기반으로 데이터의 송수신이 가능하며, 공지된 것일 수 있다. 본 명세서에 기재된 V2X 통신 규격은 공지된 것일 수 있으며, 일 실시예로, IEEE 802.11p, IEEE 1609.x 표준으로 이루어진 WAVE(Wireless Access for Vehicular Environment)일 수 있으나 이에 한정되지 않고, 예를 들어 C-V2X일 수도 있다.The V2X communication transmission device 310 and the reception device 320 according to the present invention have a V2X module, are integrated with a V2X terminal, are mounted in the vehicle 300, and transmit and receive data based on wireless communication using the V2X communication standard. This is possible and may be known. The V2X communication standard described in this specification may be a known one, and as an embodiment, it may be Wireless Access for Vehicular Environment (WAVE) made of IEEE 802.11p and IEEE 1609.x standards, but is not limited thereto, and for example, C -It could be V2X.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)는 C-V2X 모듈 및 WAVE 모듈을 포함한다. 본 발명에 따른 차량(300)은 C-V2X 통신을 위한 C-V2X 송신 장치(310) 및 C-V2X 수신 장치(320)(이하, ‘C-V2X 단말기’)를 탑재하거나 WAVE 통신을 위한 WAVE 송신 장치(310) 및 WAVE 수신 장치(320)(이하, ‘WAVE 단말기’)를 탑재한다.The hybrid V2X RSU 160 according to the present invention includes a C-V2X module and a WAVE module. The vehicle 300 according to the present invention is equipped with a C-V2X transmitter 310 and a C-V2X receiver 320 (hereinafter referred to as 'C-V2X terminal') for C-V2X communication or WAVE for WAVE communication. A transmitting device 310 and a WAVE receiving device 320 (hereinafter, 'WAVE terminal') are mounted.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)가 포함하는 C-V2X 모듈은 차량(300)에 설치된 C-V2X 단말기와 통신하여 데이터를 송수신하고, 본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)가 포함하는 WAVE 모듈은 차량(300)에 설치된 WAVE 단말기와 통신하여 데이터를 송수신한다. 본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)는, 차량(300)에 설치된 C-V2X 단말기 및 WAVE 단말기와 동시에 통신하는 것이 가능하다. The C-V2X module included in the hybrid V2X RSU 160 according to the present invention transmits and receives data by communicating with the C-V2X terminal installed in the vehicle 300, and the WAVE included in the hybrid V2X RSU 160 according to the present invention The module communicates with the WAVE terminal installed in the vehicle 300 to transmit and receive data. The hybrid V2X RSU 160 according to the present invention can simultaneously communicate with the C-V2X terminal and the WAVE terminal installed in the vehicle 300.

본 발명에 따른 C-V2X 모듈은 LTE-V2X 모듈 및/또는 5G-V2X 모듈을 포함한다. C-V2X 모듈은, LTE-V2X 신호 및/또는 5G-V2X 신호를 포함하는 C-V2X 신호를 송수신하는 LTE-V2X 안테나 및/또는 5G-V2X 안테나를 포함한다. C-V2X 모듈은 LTE-V2X 안테나 및/또는 5G-V2X 안테나가 수신한 LTE-V2X 신호 및/또는 5G-V2X 신호를 복조하여 LTE-V2X 통신 정보 및/또는 5G-V2X 통신 정보를 획득하고, 획득한 LTE-V2X 통신 정보 및/또는 5G-V2X 통신 정보를 변조하여 LTE-V2X 신호 및/또는 5G-V2X 신호를 생성하는 C-V2X 모뎀을 포함한다. The C-V2X module according to the present invention includes an LTE-V2X module and/or a 5G-V2X module. The C-V2X module includes an LTE-V2X antenna and/or a 5G-V2X antenna for transmitting and receiving a C-V2X signal including an LTE-V2X signal and/or a 5G-V2X signal. The C-V2X module demodulates the LTE-V2X signal and / or 5G-V2X signal received by the LTE-V2X antenna and / or 5G-V2X antenna to obtain LTE-V2X communication information and / or 5G-V2X communication information, It includes a C-V2X modem that modulates the obtained LTE-V2X communication information and / or 5G-V2X communication information to generate an LTE-V2X signal and / or a 5G-V2X signal.

본 발명에 따른 WAVE 모듈은, WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE 안테나를 포함한다. WAVE 모듈은 WAVE 안테나가 수신한 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE 통신 정보를 획득하고, 그 WAVE 통신 정보를 변조하여 WAVE 신호를 생성하는 WAVE 모뎀을 포함한다. The WAVE module according to the present invention includes a WAVE antenna for transmitting and receiving a WAVE-V2X signal. The WAVE module includes a WAVE modem that demodulates the WAVE-V2X signal received by the WAVE antenna to obtain WAVE communication information and modulates the WAVE communication information to generate a WAVE signal.

전술한 바와 같이 WAVE와 C-V2X는 프로토콜 스택 자체가 다르고, 데이터 변조 방법에 차이가 있다. C-V2X 단말기와 WAVE 단말기의 사용주파수가 서로 다른 경우에는 동시에 사용하여도 상호 영향이 없다. 따라서 본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)는, C-V2X 모듈과 WAVE 모듈을 포함하고, C-V2X와 WAVE가 서로 다른 사용주파수를 동시에 사용하여 차량(300)과 통신함에 따라 C-V2X 방식 및 WAVE 방식의 V2X 통신이 모두 가능하다.As described above, WAVE and C-V2X have different protocol stacks and different data modulation methods. If the frequencies used by the C-V2X terminal and the WAVE terminal are different, there is no mutual effect even if they are used simultaneously. Therefore, the hybrid V2X RSU 160 according to the present invention includes a C-V2X module and a WAVE module, and as the C-V2X and WAVE communicate with the vehicle 300 using different frequencies at the same time, the C-V2X method and WAVE-type V2X communication are all possible.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)는, C-V2X 모듈, WAVE 모듈이 각각 획득한 통신 정보 또는 통신 정보를 기반으로 변조된 신호 및 C-ITS MEC 서버(200)가 생성한 가공데이터를 취합하여 센터서버(400)로 전송한다. 하이브리드 V2X RSU(160)는, 취합한 데이터를 5G 통신을 이용하여 센터서버(400)로 송신할 수 있다. 센터서버(400)는 수신한 데이터를 기반으로 노변기지국의 운영을 위한 정보, 차량(300)의 운행을 위한 정보 및 부가 정보를 생성하고, 생성한 정보를 다시 본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)로 송신할 수 있다. 본 발명에 따른 센터서버(400)는 C-ITS 인프라 장치(100) 외부에 위치한 중앙 관제 센터서버(400)일 수 있다. The hybrid V2X RSU 160 according to the present invention collects the communication information obtained by the C-V2X module and the WAVE module, respectively, or the modulated signal based on the communication information and the processed data generated by the C-ITS MEC server 200 and transmits it to the center server 400. The hybrid V2X RSU 160 may transmit the collected data to the center server 400 using 5G communication. The center server 400 generates information for operation of the roadside base station, information for operation of the vehicle 300, and additional information based on the received data, and returns the generated information to the hybrid V2X RSU (160) according to the present invention. ) can be sent. The center server 400 according to the present invention may be a central control center server 400 located outside the C-ITS infrastructure device 100 .

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)는, 가공데이터를 차량(300)으로 송신한다. 하이브리드 V2X RSU(160)는 가공데이터를 차량(300)으로 송신할 때 C-V2X 모듈에 의해 변조된 정보는 C-V2X 단말기가 탑재된 차량(300)으로, WAVE 모듈에 의해 변조된 정보는 WAVE 단말기가 탑재된 차량(300)으로 송신하도록 제어할 수 있다.The hybrid V2X RSU 160 according to the present invention transmits processing data to the vehicle 300. When the hybrid V2X RSU 160 transmits processed data to the vehicle 300, the information modulated by the C-V2X module is sent to the vehicle 300 equipped with the C-V2X terminal, and the information modulated by the WAVE module is WAVE. It can be controlled to transmit to the vehicle 300 equipped with the terminal.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)는, 취합한 가공데이터를 5G 네트워크를 통해 센터서버(400)로 송신하고, 센터서버(400)가 생성한 정보를 5G 통신을 통해 수신하는 5G 모듈을 더 포함한다. 5G 모듈은, 5G 신호를 송수신하는 5G 안테나 및 5G 안테나를 통해 수신한 5G 신호를 처리하는 5G 모뎀을 포함한다. 5G 모듈은 5G 통신을 통해 센터서버(400)로부터 노변기지국의 운영을 위한 정보, 차량(300)의 운행을 위한 정보 및 부가 정보를 획득하고, 전술한 C-V2X 통신 정보, WAVE 통신 정보, DSRC 통신 정보를 5G 통신을 통해 센터서버(400)로 송신한다. 5G 모듈은 5G 통신을 지원한다. 5G 모듈은 5G 무선통신의 서비스를 위해 네트워크와 단말기를 연결한다. The hybrid V2X RSU 160 according to the present invention transmits the collected processed data to the center server 400 through a 5G network, and further includes a 5G module that receives information generated by the center server 400 through 5G communication. include The 5G module includes a 5G antenna for transmitting and receiving 5G signals and a 5G modem for processing the 5G signals received through the 5G antenna. The 5G module obtains information for operation of the roadside base station, information for operation of the vehicle 300, and additional information from the center server 400 through 5G communication, and the above-mentioned C-V2X communication information, WAVE communication information, DSRC Communication information is transmitted to the center server 400 through 5G communication. The 5G module supports 5G communication. The 5G module connects the network and terminals for 5G wireless communication service.

하이브리드 V2X RSU(160)는 5G 통신을 통해 노변기지국 주변 정보를 차량(300)과 센터서버(400)로 송신할 수 있다. 노변기지국 주변 정보는 해당 노변기지국이 수집한 노변기지국 주변에 대한 정보 및/또는 해당 노변기지국의 영역 내 차량(300)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 5G 모듈은 C-V2X 통신 정보, WAVE 통신 정보를 5G 통신을 통해 센터서버(400)로 송신할 때 기지국 주변 정보도 함께 센터서버(400)로 송신할 수 있다.The hybrid V2X RSU 160 may transmit roadside base station information to the vehicle 300 and the center server 400 through 5G communication. The information about the roadside base station may include information about the vicinity of the roadside base station collected by the corresponding roadside base station and/or information about the vehicle 300 within the area of the corresponding roadside base station. When the 5G module transmits C-V2X communication information and WAVE communication information to the center server 400 through 5G communication, information around the base station may also be transmitted to the center server 400.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)는, 일 실시예로서, C-V2X 모듈을 이용하여 기본적인 차량(300) 간 통신(V2V, Vehicle to Vehicle)을 수행하고, WAVE 모듈을 이용하여 차량(300)과 인프라 통신(V2I, Vehicle to Infrastructure)을 수행할 수 있다. The hybrid V2X RSU 160 according to the present invention, as an embodiment, performs basic vehicle 300 communication (V2V, Vehicle to Vehicle) using a C-V2X module, and uses a WAVE module to perform vehicle 300 communication. ) and infrastructure communication (V2I, Vehicle to Infrastructure).

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(160)는, GNSS 신호를 처리하여 노변기지국의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈을 더 포함하며, GNSS 모듈은 GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나를 포함한다. GNSS 모듈은 GNSS 안테나가 수신한 GNSS 신호를 처리하여 하이브리드 V2X RSU(160)의 위치 정보를 획득한다.The hybrid V2X RSU 160 according to the present invention further includes a GNSS module that processes GNSS signals to obtain location information of roadside base stations, and the GNSS module includes a GNSS antenna that transmits and receives GNSS signals. The GNSS module processes the GNSS signal received by the GNSS antenna to obtain location information of the hybrid V2X RSU (160).

한편, 본 발명에 따른 보행자감지부(242)는, 일실시예로서, 안전지역에 위치한 보행자의 이상행동 등이 감지되었을 때 돌발상황이 발생한 것으로 판단한다. 보행자감지부(242)는, 영상감시장치(110)에 의해 촬영된 도로 상 데이터, 즉 영상데이터를 처리하여 보행자를 감지한다. 이때 영상감시장치(110)는 횡단보도, 횡단보도 인근 보도 또는 보도 인근 도로, 횡단보도를 이용하여 도로를 횡단하기 위해 보행자가 대기하는 구역(이하, ‘안전구역’)을 촬영하도록 설치될 수 있다. 보행자감지부(242)에 의해 처리되는 영상을 촬영하는 영상감시장치(110)는, 횡단보도의 전체와, 횡단보도의 양단에 위치하는 안전구역의 보행자를 객체로 하여 촬상하며, 보행자가 촬상된 영상데이터를 생성한다. On the other hand, the pedestrian detection unit 242 according to the present invention, as an embodiment, determines that an unexpected situation has occurred when an abnormal behavior of a pedestrian located in a safe area is detected. The pedestrian detecting unit 242 detects a pedestrian by processing data on the road captured by the video monitoring device 110, that is, image data. At this time, the video surveillance device 110 may be installed to photograph a crosswalk, a sidewalk near a crosswalk, a road near a sidewalk, or a zone where pedestrians wait to cross the road using a crosswalk (hereinafter referred to as a 'safe zone'). . The image monitoring device 110, which captures an image processed by the pedestrian detection unit 242, captures the entire crosswalk and pedestrians in a safe area located at both ends of the crosswalk as an object, and captures the image of the pedestrian Create video data.

보행자감지부(242)는 영상감시장치(110)에 의해 촬영된 안전구역 및 횡단보도를 포함하는 구역의 영상데이터를 분석 및 처리하여 횡단보도 및 안전구역 사이의 보행자의 존재를 인식한다. 보행자감지부(242)는, 영상감시장치(110)에 의해 생성된 영상데이터를 분석한다. 보행자감지부(242)는, 횡단보도에 인접한 안전구역에 복수개의 가상선을 그릴 수 있다. 가상선은, 일실시예로서, 두 개의 보도를 잇도록 형성된 횡단보도의 방향과 수직인 방향으로 그려질 수 있다. 즉, 가상선은 도로와 평행인 방향으로 그려질 수 있다. The pedestrian detecting unit 242 recognizes the presence of a pedestrian between the crosswalk and the safety zone by analyzing and processing the image data of the zone including the safety zone and the crosswalk captured by the video monitoring device 110 . The pedestrian detection unit 242 analyzes the image data generated by the video monitoring device 110 . The pedestrian detecting unit 242 may draw a plurality of virtual lines in a safety area adjacent to a crosswalk. As an example, the virtual line may be drawn in a direction perpendicular to the direction of a crosswalk formed to connect two sidewalks. That is, the virtual line may be drawn in a direction parallel to the road.

보행자감지부(242)는, 가상선을 복수개 그릴 수 있으며, 예를 들어 가상선이 두 개인 경우, 어느 하나는 횡단보도와 가깝게, 또 다른 하나는 횡단보도와 멀게 그려질 수 있다. 횡단보도와 보다 멀리 그려진 가상선을 제1 가상선이라 하고, 횡단보도와 보다 가깝게 그려진 가상선을 제2 가상선이라 한다면, 보행자감지부(242)는, 안전구역에서 횡단을 대기하는 보행자의 위치가 제1 가상선에서 떨어져 대기하고 있는지, 또는, 제1 가상선을 지나쳐 제2 가상선과 접하도록 대기하고 있는지, 또는, 제1 가상선 및 제2 가상선을 모두 지나쳐 대기하고 있는 지 구분한다. The pedestrian detecting unit 242 may draw a plurality of virtual lines. For example, when there are two virtual lines, one may be drawn closer to the crosswalk and the other may be drawn farther from the crosswalk. If the virtual line drawn farther from the crosswalk is referred to as a first virtual line, and the virtual line drawn closer to the crosswalk is referred to as a second virtual line, the pedestrian detection unit 242 determines the location of a pedestrian waiting to cross in a safe zone. It is determined whether is waiting away from the first virtual line, waiting to cross the first virtual line and contact the second virtual line, or passing both the first virtual line and the second virtual line and waiting.

본 발명에 따른 보행자감지부(242)는, 보행자용 신호등의 신호를 신호제어기(140) 및 통신부(230)로부터 전달받을 수 있으며, 보행자용 신호등이 현재 적색인 경우 동작할 수 있다. 보행자감지부(242)는, 보행자용 신호등이 현재 적색인 경우, 보행자가 제1 가상선을 지나쳐 제2 가상선과 접하도록 대기하고 있을 경우 및 제1 가상선과 제2 가상선을 모두 지나쳐 대기하고 있을 경우의 보행자의 위험 상황을 도로 상 보행자에 의한 돌발상황으로 검지할 수 있다. 보행자감지부(242)가 보행자의 위험 상황을 감지하는 경우, 운전자경보부(245)는, 차량(300)을 향해 송신될 경보정보를 생성하며, 생성된 경보정보는 V2X RSU(160)로 송신되고, V2X RSU(160)는 경보정보를 차량(300)으로 송신한다. 한편 경보정보는, 보행자의 위치가 제1 가상선을 지나쳐 제2 가상선과 접하도록 대기하고 있을 경우와 제1 가상선 및 제2 가상선을 모두 지나쳐 대기하는 경우는 서로 다른 것이 바람직하다고 할 수 있다. 즉, 보행자의 위험을 감지하는 것이 같다고 하더라도, 보행자의 위치가 제1 가상선 및 제2 가상선을 모두 지나쳐 대기하고 있는 경우가 제1 가상선을 지나쳐 제2 가상선과 접하도록 대기하고 있는 경우 보다 더 위험하다고 판단할 수 있다. The pedestrian detection unit 242 according to the present invention may receive a signal of a pedestrian traffic light from the signal controller 140 and the communication unit 230, and may operate when the pedestrian traffic light is currently red. The pedestrian detecting unit 242 may detect when the pedestrian traffic light is currently red, when the pedestrian passes the first virtual line and waits to come into contact with the second virtual line, and when the pedestrian passes both the first virtual line and the second virtual line and waits. It is possible to detect the pedestrian's dangerous situation as an unexpected situation caused by a pedestrian on the road. When the pedestrian detection unit 242 detects a dangerous situation for a pedestrian, the driver warning unit 245 generates alarm information to be transmitted to the vehicle 300, and the generated alarm information is transmitted to the V2X RSU 160. , The V2X RSU 160 transmits alarm information to the vehicle 300. On the other hand, it is preferable that the alarm information be different when the pedestrian's position passes the first virtual line and waits to contact the second virtual line and when the pedestrian passes both the first virtual line and the second virtual line and waits. . That is, even if the detection of the danger of the pedestrian is the same, the case where the pedestrian's position passes both the first virtual line and the second virtual line and waits is higher than the case where the pedestrian crosses the first virtual line and waits to touch the second virtual line. may be considered more dangerous.

본 발명에 따른 운전자경보부(245)는, 현재 보행자의 위치가 더 위험하다고 판단되는 경우, 즉 보행자가 제1 가상선 및 제2 가상선을 모두 지나쳐 대기하고 있는 경우에는 보다 더 강한 알람을 갖는 경보정보를 생성할 수 있다. 더 강한 알람이란, 예를 들어, 운전자가 돌발상황 버튼을 누르지 않더라도 차량(300)의 HMI로 표출되거나 알람이 표출하는 음색의 변화등을 포함할 수 있다. The driver warning unit 245 according to the present invention, when it is determined that the current position of the pedestrian is more dangerous, that is, when the pedestrian passes both the first virtual line and the second virtual line and is waiting, an alarm with a stronger alarm information can be generated. A stronger alarm may include, for example, a change in sound that is displayed through the HMI of the vehicle 300 or an alarm is displayed even if the driver does not press the emergency button.

본 발명에 따른 보행자감지부(242)는, 안전구역에서 대기 중인 보행자의 위치에 따른 위험을 구분함과 동시에, 안전구역 내에서 보행자의 이상행동을 감지할 수 있다. 보행자감지부(242)는, 전술한 바와 같이, 보행자용 신호등이 적신호인 경우 동작할 수 있으며, 안전구역 및 횡단보도를 포함한 구역의 보행자의 존재를 판단하여 인식할 수 있다. The pedestrian detecting unit 242 according to the present invention may classify danger according to the position of a pedestrian waiting in the safety zone and detect abnormal behavior of the pedestrian in the safety zone. As described above, the pedestrian detecting unit 242 may operate when the traffic light for pedestrians is a red light, and may determine and recognize the presence of a pedestrian in an area including a safety area and a crosswalk.

한편, 본 발명에 따른 C-ITS 인프라 장치(100)는 보행자의 돌발상황 발생 시 보행자를 향해 알람을 줄 수 있는 스피커부(미도시)를 더 포함할 수 도 있다. 보행자용 신호등이 적신호이며, 횡단보도에 보행자가 있는 경우, 스피커부는, 알람을 발생시켜 보행자에게 청각적 주의효과를 줌과 동시에, V2X RSU(160)는 도로에서 정상적으로 주행중인 차량(300)을 향해 경보정보를 송신할 수 있다. Meanwhile, the C-ITS infrastructure device 100 according to the present invention may further include a speaker unit (not shown) capable of giving an alarm to a pedestrian when an unexpected situation occurs. When the pedestrian traffic light is red and there is a pedestrian at the crosswalk, the speaker unit generates an alarm to give an auditory attention effect to the pedestrian, and at the same time, the V2X RSU (160) directs the vehicle 300 normally running on the road. Alert information can be transmitted.

본 발명에 따른 영상감시장치(110)는, 안전구역 및 횡단보도 내의 이동 객체 검출기능을 가지는 모션 디텍터 카메라, 열 감지 기능을 가지는 적외선 카메라, 레이더(120)가 부착된 카메라 및 자동추적을 수행하기 위한 팬틸트 카메라 IP 통신을 수행할 수 있는 네트워크 카메라 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수도 있다.The video monitoring device 110 according to the present invention includes a motion detector camera having a function of detecting a moving object in a safety zone and a crosswalk, an infrared camera having a heat detection function, a camera equipped with a radar 120, and an automatic tracking function. At least one of network cameras capable of performing IP communication may be further included.

본 발명에 따른 보행자감지부(242)는, 객체감지부(미도시) 및 이상행위감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 객체감지부는, 안전구역 및 횡단보도를 포함하는 구역 내의 보행자의 위치변화를 감지할 수 있다. 일실시예로서, 객체감지부는, 보행자의 이동 궤적을 분석하여 보행자를 감지한다. 또한 객체감지부는 영상데이터를 패턴화하여 안전구역을 기준으로 하여 안전구역에 보행자가 감지되었을 때 보행자의 존재여부를 판단한다. 보행자의 존재여부는 형태정보와 특징정보를 기초로 수행된다. 보행자의 위치추적은 객체 교합의 발생여부에 따라 추출된 형상 제어점들을 기초로 블록 기반 정합 알고리즘을 수행하여 보행자를 추적하거나, 무게 중심에 기반한 블록 정합 알고리즘 또는 주기적 갱신 기반 블록 정합 알고리즘에 의해 보행자를 추적할 수 있다.The pedestrian detecting unit 242 according to the present invention may further include an object detecting unit (not shown) and an abnormal behavior detecting unit (not shown). The object detecting unit may detect a change in the position of a pedestrian in an area including a safety area and a crosswalk. As an embodiment, the object detecting unit detects the pedestrian by analyzing the movement trajectory of the pedestrian. In addition, the object detecting unit patterns the image data to determine whether a pedestrian is present or not when a pedestrian is detected in the safe zone based on the safe zone. Whether a pedestrian exists or not is performed based on shape information and feature information. Pedestrian location tracking is performed by performing a block-based matching algorithm based on shape control points extracted according to the occurrence of object occlusion, or tracking a pedestrian by a center-of-gravity-based block matching algorithm or a periodic update-based block matching algorithm. can do.

구체적으로는, 보행자감지부(242)는, 연속적으로 입력되는 영상프레임을 기초로 배경 영상을 생성하고, 영상프레임들로부터 검출된 보행자의 움직임 여부에 따라 배경 영상을 갱신하는 단계와, 배경 영상과 입력 영상프레임 사이에 차이가 존재하는 블록들을 모두 포함하는 사각형을 움직임 영역으로 검출하는 단계와 검출된 움직임 영역으로부터 형상 제어점(Shape Control Point, SCP)을 추출하는 단계와 객체 교합이 발생하지 않으면 추출된 형상 제어점들을 기초로 블록 기반 정합 알고리즘(Block Matching Algorithm, BMA)을 수행하여 보행자를 추적하고, 객체 교합이 발생하면 무게 중심에 기반한 블록 정합 알고리즘(Center-of-gravity-based Block Matching Algorithm : CBMA)과 주기적 갱신 기반 블록 정합 알고리즘(Periodic-update-based Block Matching Algorithm : PBMA) 중에서 어느 하나의 알고리즘에 의해 보행자를 추적하는 단계를 포함할 수 있다. Specifically, the pedestrian detecting unit 242 generates a background image based on continuously input image frames, and updates the background image according to whether or not the pedestrian detected from the image frames is moving. The step of detecting a rectangle containing all the blocks in which differences exist between input image frames as a motion area, and the step of extracting a shape control point (SCP) from the detected motion area, and if object occlusion does not occur, the extracted Based on shape control points, block matching algorithm (BMA) is performed to track pedestrians, and when object occlusion occurs, center-of-gravity-based block matching algorithm (CBMA) and tracking the pedestrian by using any one algorithm from among PBMA and Periodic-update-based Block Matching Algorithm (PBMA).

한편, 전술한 배경 영상을 갱신하는 단계에서, 아래 <수식 1>을 이용하여 얻어진 값이 사전에 설정된 임계치보다 작으면, 아래 <수식 2>를 이용하여 배경 영상을 갱신한다.Meanwhile, in the step of updating the background image described above, if the value obtained using Equation 1 below is less than a preset threshold value, the background image is updated using Equation 2 below.

Figure 112021057589764-pat00001
Figure 112021057589764-pat00001

<수식 1><Equation 1>

여기서 (u, v)는 수평 및 수직 좌표를 나타내고, (mx, my)는 움직임 벡터를 나타내며, (p,q)는 영상 블록의 수평 및 수직 크기를 나타낸다.Here, (u, v) represent horizontal and vertical coordinates, (mx, my) represent motion vectors, and (p, q) represent the horizontal and vertical sizes of image blocks.

Figure 112021057589764-pat00002
Figure 112021057589764-pat00002

<수식 2><Equation 2>

여기서 B(t)는 시간 t에서 배경을 나타내고, I(t)는 시간 t에서 입력 영상을 나타내며, σ는 0에서 1까지의 범위에서 실험적으로 설정되는 혼합비를 나타낸다. 이에 따라 검증된 형상 제어점들만으로 보행자의 추적을 지속할 수 있어 보행자와 배경 사이의 일시적 공간 유사성, 객체 변형, 교합 등과 같은 잠재적인 실패 요인으로부터 자유로울 수 있다.Here, B(t) represents the background at time t, I(t) represents the input image at time t, and σ represents the experimentally set mixing ratio in the range of 0 to 1. Accordingly, since tracking of the pedestrian can be continued only with the verified shape control points, it is possible to be free from potential failure factors such as temporal spatial similarity between the pedestrian and the background, object deformation, and occlusion.

본 발명에 따른 이상행위감지부는, 안전구역 내에 특정 보행자가 일정시간 동안 지속적인 불특정한 이동궤적으로 움직일 경우 불규칙한 배회를 감지하여 패턴 분석을 수행한다. 배회 및 이상행위 검출의 경우, 영상프레임과 배경영상의 차분에 의해 검출되는 보행자의 위치 변화를 기초로 안전구역 영역 내에서 발생할 수 있는 배회 행위 등의 이상 상황을 검출함으로써 구체적인 이상상황의 발생 여부에 대하여 효과적으로 무인감시를 수행한다.The abnormal behavior detection unit according to the present invention detects irregular loitering and analyzes patterns when a specific pedestrian moves in an unspecified movement trajectory continuously for a predetermined period of time within a safety zone. In the case of loitering and abnormal behavior detection, based on the change in the position of the pedestrian detected by the difference between the video frame and the background image, abnormal situations such as loitering behavior that may occur within the safety zone are detected, thereby determining whether a specific abnormal situation has occurred. effective unmanned surveillance.

본 발명에 따른 이상행위감지부의 이상행위 검출은, 일실시예로서, 영상감시장치(110)로부터 입력받은 복수의 영상프레임 중에서 현재 영상프레임 및 현재 영상프레임에 시간적으로 앞서는 이전 영상프레임 사이에서 검출된 광류 흐름을 기초로 현재 영상프레임에 대응하는 배경영상을 생성하는 배경영상 생성단계와, 배경영상과 현재 영상프레임의 차분에 의해 현재 영상프레임으로부터 보행자의 이동을 검출하는 이동객체 검출단계와, 현재 영상프레임까지 시간적으로 연속하는 영상프레임들로부터 동일하게 검출된 보행자의 이동 위치변화인 이동궤적을 기초로 보행자가 현재 영상프레임에 대응하는 안전구역 내에서 이동함에 따라 발생하는 이상 상황을 검출하되, 현재 영상프레임을 사전에 설정된 크기의 복수의 블록으로 분할하고, 보행자의 이동궤적이 통과하는 횟수가 사전에 설정된 기준횟수 이상인 블록이 사전에 설정된 기준 개수 이상이면 보행자가 안전구역 내에서 이상행위를 하는 보행자인 것으로 결정하는 이상행위 검출단계를 포함할 수 있다.The abnormal behavior detection by the abnormal behavior detection unit according to the present invention, as an embodiment, is detected between a current video frame and a previous video frame temporally preceding the current video frame among a plurality of video frames input from the video monitoring device 110. A background image generation step of generating a background image corresponding to the current image frame based on the optical flow, a moving object detection step of detecting the movement of a pedestrian from the current image frame based on the difference between the background image and the current image frame, and the current image An abnormal situation that occurs as the pedestrian moves within the safety zone corresponding to the current video frame is detected based on the movement trajectory, which is the change in the movement position of the pedestrian, which is identically detected from video frames successive in time to the frame. The frame is divided into a plurality of blocks of a preset size, and if the number of blocks that the pedestrian's movement trajectory passes is equal to or greater than the preset reference number, the pedestrian is considered to be a pedestrian acting abnormally within the safety zone. It may include an abnormal behavior detection step of determining that it is.

추가적으로 배경영상과 현재 영상프레임의 차분 및 현재 영상프레임에 사전에 설정된 기준시간 만큼 앞서는 영상프레임에 대응하여 생성된 배경영상인 과거 배경영상과 현재 영상프레임의 차분을 기초로 정지 보행자를 검출할 수 있으며, 정지보행자의 위치가 현재 영상프레임까지 시간적으로 연속하는 사전에 설정된 기준개수의 영상프레임들 상에서 동일하면 이를 정지보행자로 추정할 수 있다. 이와 같은 정지보행자는 불변 모멘트 값을 기초로 정지보행자를 실신한 사람에 해당하는 것으로 추정한다. 또한, 안전구역에서 횡단보도를 향하여 급하게 뛰어드는 사람의 행동을 추정할 수도 있다.In addition, a stationary pedestrian can be detected based on the difference between the background image and the current image frame and the difference between the past background image and the current image frame, which is a background image generated in response to a video frame preceding the current video frame by a preset reference time, , If the position of a stationary pedestrian is the same on the previously set reference number of video frames that are temporally continuous up to the current video frame, it can be estimated as a stationary pedestrian. Such a stationary pedestrian is estimated to correspond to a person who has fainted based on the invariant moment value. In addition, it is possible to estimate the behavior of a person who hurriedly jumps toward the crosswalk in the safety zone.

본 명세서에서 도로 상 영상데이터를 처리하는 가공부(240)의 각 구성은 메인처리장치 및 비디오카드를 포함하는 GPU부(210)에 의한 것일 수 있다.In this specification, each component of the processing unit 240 that processes image data on the road may be by the GPU unit 210 including a main processing device and a video card.

한편, 본 발명에 따른 가공부(240)는 영상감시장치(110)(CCTV)로부터 수집된 영상을 처리할 때 프레임 분할 스레드를 이용한 실시간 CCTV 영상 보안시스템의 설계를 제안한다. 제안한 방법에서는 영상정보의 크기를 줄이기 위하여 프레임을 블록 단위로 분할하여 비교하는 프레임 블록화 방법을 사용한다. 이때 데이터의 효율적인 처리를 위해 16개의 스레드를 이용하여 구현한다. 가공된 모든 데이터들은 ARIA 암호화 알고리즘에 의해 암호화되어 저장되기 때문에 영상정보에 대한 기밀성이 보장된다. 실험 결과를 통하여, 영상처리 속도는 원본 영상을 사용하는 기존의 방법에 비해 약 40% 정도 개선되었고, 영상의 크기는 약 60% 정도 감소됨을 확인하였다.On the other hand, the processing unit 240 according to the present invention proposes a design of a real-time CCTV video security system using a frame division thread when processing images collected from the video monitoring device 110 (CCTV). The proposed method uses a frame blocking method that divides a frame into blocks and compares them in order to reduce the size of image information. At this time, it is implemented using 16 threads for efficient data processing. Confidentiality of image information is guaranteed because all processed data is encrypted and stored by ARIA encryption algorithm. Through the experimental results, it was confirmed that the image processing speed was improved by about 40% compared to the existing method using the original image, and the size of the image was reduced by about 60%.

CCTV의 사용 초기에는 주로 치안과 방범 목적으로 사용하여 왔으나, 현재에는 사람이 필요한 곳에 사람을 대신하여 녹화된 영상을 증거로 교통 정보수집, 범죄 예방, 사고, 증거, 보안, 감시, 관찰 등을 위하여 CCTV가 많이 사용되고 있다. 이전에는 CCTV에서 이미지 저장은 주로 제한된 용량의 하드 디스크를 이용하였으나, 최근에는 기존의 네트워크 기반의 CCTV를 초월하는 클라우드 컴퓨팅 시스템 기반의 지능형 CCTV로 진화하고 있다. 지금까지 대표적인 보안장비라 할 수 있는 CCTV는 4차 산업혁명의 중요한 분야인 인공지능, 자율주행, 사물인터넷, 빅데이터 등의 다양한 정보통신기술을 만나면서 다양한 산업에 적용되고 있다. 즉, CCTV는 재난과 안전분야, 환경과 에너지, 헬스케어 등 다양한 스마트시티 서비스뿐만 아니라 스마트 홈과 스마트 팩토리 등 다양한 분야에도 응용이 가능하다. 지금의 CCTV는 과거의 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 전환하면서 대량의 정보를 저장할 수 있게 되었다. 이렇게 많은 양의 정보를 저장하게 되면서 저장 공간에 대한 비용이 대폭 증가하였고 이를 위한 대책이 필요하게 되었다. 또한, 디지털 방식이므로 정보에 대한 접근도 용이하게 되어 이에 대한 보안대책도 필요하게 되었다. 일반적으로 사용되고 있는 CCTV는 있는 그대로의 영상을 찍어서 디지털 영상으로 전환한 후 저장하는 방식을 사용하고 있다. 즉 영상을 적절한 방법으로 가공하지 않은 채 그대로 저장하는 방식이다. IP 카메라는 기존의 카메라와 비교하여 화질이 좋고 다양한 부가기능이 제공되며, 메타 데이터로부터 분석된 개인 관련정보를 마스킹 할 수 있는 지능형 IP 카메라도 사용되고 있다. 그러나 기존의 방법들은 영상에 대한 위조, 변조가 가능하기 때문에 사생활 침해 등 많은 보안관련 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 프레임 분할 스레드를 이용한 실시간 CCTV 영상 보안시스템의 설계 및 구현을 제안한다. 제안한 방법에서는 영상 정보의 크기를 줄이기 위하여 프레임을 블록 단위로 분할하여 비교하는 프레임 블록화 방법을 사용하고, 16개의 스레드를 이용하여 구현한다. 가공된 모든 데이터들은 ARIA 암호화 알고리즘에 의해 암호화되어 저장되기 때문에 영상정보에 대한 기밀성이 보장된다.In the early days of CCTV, it was mainly used for security and crime prevention purposes, but now it is used for traffic information collection, crime prevention, accident, evidence, security, surveillance, observation, etc. CCTV is widely used. Previously, image storage in CCTVs mainly used hard disks with limited capacity, but recently, they are evolving into cloud computing system-based intelligent CCTVs that transcend existing network-based CCTVs. Until now, CCTV, which can be called representative security equipment, is being applied to various industries while meeting various information and communication technologies such as artificial intelligence, autonomous driving, Internet of Things, and big data, which are important fields of the 4th industrial revolution. In other words, CCTV can be applied not only to various smart city services such as disaster and safety fields, environment and energy, and healthcare, but also to various fields such as smart homes and smart factories. Current CCTVs have been able to store a large amount of information by converting from the analog method of the past to the digital method. As such a large amount of information is stored, the cost of storage space has increased significantly, and countermeasures for this have been required. In addition, since it is a digital method, access to information is easy, and security measures for this are also required. CCTVs, which are generally used, take images as they are, convert them into digital images, and then store them. In other words, it is a method of storing an image as it is without processing it in an appropriate way. Compared to existing cameras, IP cameras have better image quality and provide various additional functions, and intelligent IP cameras that can mask personal information analyzed from meta data are also being used. However, since the existing methods can forge or alter images, many security-related problems such as invasion of privacy may occur. The present invention proposes the design and implementation of a real-time CCTV video security system using a frame division thread. In the proposed method, in order to reduce the size of image information, a frame blocking method is used in which frames are divided into blocks and compared, and implemented using 16 threads. Confidentiality of image information is guaranteed because all processed data is encrypted and stored by ARIA encryption algorithm.

제안하는 CCTV 영상 보안시스템Proposed CCTV video security system

본 발명에서 제안하는 시스템의 영상 처리과정은 CCTV로 부터 영상을 전송받아서 영상 가공과 암호화를 진행한다. 가공된 데이터는 Viewer로 전송되어 Viewer에서 복호화 및 영상 복원을 실행하여 원래 영상을 재생한다. 본 발명에서의 영상 가공 방법은 프레임의 상관 관계를 이용한 방법으로 비교 대상 프레임과 현재 재생되는 프레임을 비교하여 의미 있는 픽셀의 값만을 추출하여 저장한다. 이것은 고정된 위치에서 같은 장소를 연속적으로 촬영하는 CCTV가 다른 영상들보다 픽셀값이 중복된다는 점을 이용한 방법이다. 이 방법을 이용하면 중복되는 프레임을 제외하고 의미 있는 프레임만을 추출하여 기존 중복되는 프레임에 합성하기 때문에 프레임 용량을 대폭 줄일 수 있다. 영상 보안시스템에서 카메라로 촬영을 하고 기준프레임을 60초마다 생성한다고 가정했을 때, 촬영후 Viewer 서버로 전송까지의 동작은 그림 1과 같다. The video processing process of the system proposed in the present invention receives video from CCTV and proceeds with video processing and encryption. The processed data is transmitted to the Viewer, and the Viewer performs decoding and image restoration to reproduce the original image. The image processing method in the present invention is a method using frame correlation, and compares a frame to be compared with a currently reproduced frame to extract and store only meaningful pixel values. This is a method using the fact that CCTVs that continuously photograph the same place at a fixed location have overlapping pixel values than other images. By using this method, since only meaningful frames are extracted excluding overlapping frames and combined with existing overlapping frames, frame capacity can be greatly reduced. Assuming that a video security system shoots with a camera and creates a standard frame every 60 seconds, the operation from shooting to transmission to the Viewer server is shown in Figure 1.

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<그림 1. 제안하는 영상 처리의 순서도><Figure 1. Flowchart of proposed image processing>

제안하는 영상 처리과정은 그림 1에 나타난 바와 같이 카메라 촬영을 시작으로 프레임을 수신하여 비교 대상 프레임과 현재 프레임 간의 차이를 구한 후, 그 값을 블록화시킨다. 이때 프레임 간의 차이값과 블록화는 효율성을 고려하여 16 분할 스레드를 기반으로 하여 설계된다. 그 후 블록화된 프레임이 정렬되며 각 블록의 첫 좌표(기준 프레임)를 파일에 저장해둔다. 이후에 ARIA 암호알고리즘을 이용하여 기준이 되는 각 프레임 데이터에 대해 암호화를 수행하여 Viewer로 보내고, 가공된 블록 정렬 데이터들도 Viewer로 전송한다.As shown in Figure 1, the proposed image processing process receives frames starting with camera shooting, finds the difference between the frame to be compared and the current frame, and then blocks the value. At this time, the difference between frames and blocking are designed based on 16 divided threads in consideration of efficiency. After that, the blocked frames are sorted and the first coordinates (reference frame) of each block are saved in a file. Afterwards, the ARIA encryption algorithm is used to encrypt each standard frame data and send it to the Viewer, and the processed block alignment data is also sent to the Viewer.

16분할 스레드 설계16 split thread design

동영상이란 각각의 정지된 화면 즉, 프레임을 빠르게 지나가게 하여 마치 움직이는 것처럼 보이도록 하는 기술이다. 프레임의 상관관계란 연속된 프레임이 약간의 차이가 있을 때 배경은 똑같지만 움직이는 물체가 있는 부분이 두 프레임의 차이를 말한다. 프레임의 상관관계를 이용하여 픽셀 차이를 구하기 위해 종래에는 주로 두 프레임 전체를 픽셀 단위로 비교하는 방법을 사용해 왔다. 그러나 이 방법은 비교하는데 많은 시간이 소요되기 때문에 보다 효율적인 프레임 비교를 위해서 본 발명에서는 이미지를 16분할하여 처리하는 방법을 제안한다. 비교 대상 프레임(기준 프레임)과 현재 재생되는 프레임을 비교하여 의미 있는 내용을 추출한다. 즉, 두 프레임과의 비교에서 움직이는 물체가 없는 고정된(기준) 프레임은 추출하지 않고, 움직이는 물체가 존재하는 경우 두 프레임의 픽셀의 차이만을 구하는 방법이다. 이때 픽셀 차이를 비교하여 중복되는 데이터는 제거되고, 의미 있는 데이터만을 가변적인 블록으로 구성하게 된다. 다시 말해서 픽셀 차이를 비교한 후, 같은 부분은 흰색으로 채우고 움직이는 물체(기준 프레임과 다른 부분)만 이미지에 채운다. 프레임을 블록 단위로 분할하는 이유는 의미 있는 픽셀의 값을 객체화시켜서 빠르고 정확하게 처리하기 위한 것이며, 이때 값을 가지지 않은 블록은 의미가 없으므로 연산에서 제외된다. 픽셀(프레임) 간의 차이 값을 구하는 것과 프레임 블록화는 둘 다 영역을 지정한 후 수행이 가능하기 때문에 전체영역을 16분할하여 동시에 스레드를 이용할 수 있다. 따라서 각 분할된 영역의 스레드는 동 시간대에 프레임간의 차이 값 구하기와 프레임 블록화가 수행되고 모든 영역에 대한 작업이 끝났을 때 다음 프레임의 작업을 수행하게 된다. 이렇게 16분할 스레드를 설계함으로써 영상 처리 속도를 증대하여 현재 프레임과 다음 프레임간의 속도 간섭을 막을 수 있다. 그림 2는 프레임 16분할 스레드의 구성 예를 나타낸다. 스레드는 CPU 내에서 실행되는 최소의 프로그램 단위로서 스레드 ID, 레지스터들의 집합, 스택, 프로그램 카운터 등과 같은 정보들로 구성된다. 멀티스레드는 동일 프로세스 내에서도 메모리 공유가 가능하므로 효율적인 데이터 처리가 가능함은 물론 시스템의 자원 낭비를 줄인다. 본 발명에서는 많은 스레드가 실행될 때 데이터의 데이터 처리의 효율성을 고려하여 16분할하여 영상을 처리한다. 그림 2에서 Locked는 동기를 맞추기 위해 사용하며, 하나의 프로세스에 속한 16개의 스레드는 메모리 등의 자원을 공유하여 병렬처리가 가능하므로 처리속도가 매우 빠르게 된다. Moving picture is a technology that makes each still picture, that is, frame, pass quickly so that it appears as if it is moving. The correlation between frames refers to the difference between two frames where the background is the same but there is a moving object when there is a slight difference between successive frames. Conventionally, in order to obtain a pixel difference using frame correlation, a method of comparing entire two frames in units of pixels has been used. However, since this method takes a lot of time for comparison, the present invention proposes a method of processing an image by dividing it into 16 parts for more efficient frame comparison. A meaningful content is extracted by comparing the frame to be compared (reference frame) with the currently played frame. That is, in comparison with the two frames, a fixed (standard) frame without a moving object is not extracted, and only a pixel difference between the two frames is obtained when a moving object exists. At this time, by comparing pixel differences, redundant data is removed, and only meaningful data is composed of variable blocks. In other words, after comparing the pixel differences, the same parts are filled with white, and only the moving objects (different parts from the reference frame) are filled in the image. The reason for dividing the frame into blocks is to objectify meaningful pixel values and process them quickly and accurately. At this time, blocks without values are excluded from calculation because they are meaningless. Since both calculating the difference value between pixels (frames) and blocking frames can be performed after designating an area, the entire area can be divided into 16 parts and threads can be used at the same time. Therefore, the thread of each divided area performs the work of the next frame when the difference value between frames is calculated and frame blocking is performed at the same time, and the work for all areas is completed. By designing 16 divided threads in this way, the image processing speed can be increased to prevent speed interference between the current frame and the next frame. Figure 2 shows an example of the configuration of a frame 16 division thread. A thread is the smallest program unit executed in a CPU and is composed of information such as a thread ID, a set of registers, a stack, and a program counter. Multi-threading enables memory sharing even within the same process, enabling efficient data processing and reducing system resource waste. In the present invention, when many threads are executed, the image is processed by dividing into 16 in consideration of data processing efficiency. In Figure 2, Locked is used for synchronization, and 16 threads belonging to one process share resources such as memory to enable parallel processing, so the processing speed becomes very fast.

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<그림 2. 프레임 16분할 스레드의 구성 예><Figure 2. Example of configuration of 16 frame division threads>

기준 프레임 지정Specify frame of reference

기준 프레임(이미지) 지정은 지정된 장소를 촬영하는 CCTV 영상의 특성을 이용하여 지정된 시간마다 기준 이미지를 생성한다. 기준 이미지가 지정되면 그 이후의 프레임들은 이 기준 이미지와 픽셀을 비교하게 된다. 기준 이미지와 이후 프레임의 배경밝기가 같고 움직이는 물체가 있다고 가정했을 때, 이전과 중복되는 부분에 대해서는 픽셀의 차이가 없으므로 이 부분은 흰색으로 채우고 움직이는 물체만을 추출하여 이미지에 채운다. 비교를 위한 이미지 파일들의 크기를 절약하기 위하여 일정 시간마다 생성하는 기준 이미지를 이용한다. 그림 3의 (a)는 기준 이미지를 생성하기 위한 방법을, (b)는 픽셀 비교를 위한 효율적인 알고리즘을 나타낸다. Designation of a reference frame (image) creates a reference image at each designated time by using the characteristics of CCTV images photographing a designated place. When a reference image is specified, subsequent frames compare pixels with this reference image. Assuming that the background brightness of the reference image and the subsequent frame are the same and there is a moving object, there is no pixel difference between the previous and overlapping parts, so this part is filled with white, and only the moving object is extracted and filled in the image. In order to save the size of image files for comparison, reference images generated at regular intervals are used. Figure 3 (a) shows a method for generating a reference image, and (b) shows an efficient algorithm for pixel comparison.

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Figure 112021057589764-pat00005

<그림 3(a) 기준 이미지 생성><Figure 3(a) Base image creation>

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Figure 112021057589764-pat00006

<그림 3(b) 픽셀 비교><Figure 3(b) Pixel Comparison>

그림 3(a)에서 알 수 있듯이 기준 이미지는 60초 마다 생성이 되며, 이 파일은 암호화되어 저장된다.As can be seen in Figure 3(a), the reference image is created every 60 seconds, and this file is encrypted and stored.

프레임 블록화 및 블록정렬Frame blocking and block alignment

픽셀 차이를 비교하여 중복되는 데이터가 제거되면 의미 있는 데이터만을 가변적인 블록으로 구성한다. 이때, 픽셀이 같은 부분은 흰색으로 채우고 기준 프레임(이미지)과 달라지는 부분만을 채우고 일정한 크기로 블록화 한다. 만일 이 수준의 값보다 더욱 정밀한 움직임이나 데이터를 추출하고자 한다면 픽셀 비교의 기준 값을 더 낮추거나 블록의 크기를 줄여서 데이터를 추출하면 된다. 블록화를 한 후 각 블록들을 좌측 상단부터 차례대로 채운다. 이때 각 블록의 원래 위치를 찾을 수 있도록 각 블록의 앞에 좌표 값을 넣어준다. 블록화와 블록정렬은 전체 이미지를 블록 크기별로 탐색하여 수행한다. 탐색한 값이 흰색이 아닐 경우에만 값을 저장하여 블록화하고. 그 블록의 첫 번째 좌표를 저장하고 블록들을 정렬한다. 그림 4는 16분할로 동시 실행하는 블록화 및 블록정렬 과정을 나타낸다.When overlapping data is removed by comparing pixel differences, only meaningful data is composed of variable blocks. At this time, the parts with the same pixels are filled with white, and only the parts different from the standard frame (image) are filled and block with a certain size. If you want to extract motion or data more precise than this level, you can extract data by lowering the reference value of pixel comparison or reducing the size of the block. After blockization, each block is filled in order from the upper left corner. At this time, coordinate values are put in front of each block so that the original position of each block can be found. Blocking and block alignment are performed by searching the entire image for each block size. Only if the searched value is not white, the value is saved and blocked. It stores the first coordinates of the block and aligns the blocks. Figure 4 shows the blocking and block sorting processes executed simultaneously in 16 divisions.

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<그림 4. 이미지 블록화 및 블록정렬 과정><Figure 4. Process of image blocking and block alignment>

이러한 과정을 통하여 이미지를 가공했을 때, 불필요한 데이터를 줄여 이미지 파일의 크기를 기존의 원본 이미지 파일 크기보다 최대 1/30까지 줄일 수 있다. 정렬 할 때에는 각 블록의 첫 좌표가 파일에 저장되며 Viewer를 통해 읽어 들일 때 같이 읽어 들여서 블록을 재배치 할 때 사용한다.When an image is processed through this process, the size of an image file can be reduced up to 1/30 of the original original image file size by reducing unnecessary data. When sorting, the first coordinates of each block are saved in a file and read together when reading through the Viewer to be used when rearranging the blocks.

이미지 Viewer 설계Image Viewer design

이미지를 영상으로 재생시키려면 각 이미지를 촬영할 때의 처리속도(FPS, Frame Per Second)를 알아야 실제 촬영 영상과 동일한 영상을 볼 수 있다. FPS를 모른다면 영상이 너무 빠르거나 느리고 영상 재생 중 누락되는 부분이 있을 수 있다. 그렇기 때문에 CCTV촬영을 하면서 FPS를 이미지 파일에 같이 저장해야 한다. Viewer 서버에는 CCTV 영상 촬영 후 가공된 이미지파일들이 저장된다. 이때 이미지들은 블록화 및 블록정렬 후에 저장되기 때문에 Viewer에서는 이미 전송된 각 블록들(조각들)의 좌표(각각의 기준 프레임에 대한 좌표)를 찾아야 한다. 그리고 블록 좌표에 맞춰 기준 이미지 파일에 정렬된 블록을 연결하여 원래 영상을 재생한다.To reproduce an image as a video, you need to know the processing speed (FPS, Frame Per Second) when shooting each image so that you can see the same video as the actual shot. If you don't know your FPS, the video may be too fast or too slow and there may be parts missing during video playback. Therefore, it is necessary to save the FPS in the image file while shooting CCTV. In the Viewer server, processed image files are stored after taking CCTV images. At this time, since the images are saved after blockization and block alignment, the viewer must find the coordinates (coordinates for each standard frame) of each block (piece) that has already been transmitted. Then, the original image is reproduced by connecting the blocks arranged in the reference image file according to the block coordinates.

기준 프레임의 암호화Encryption of frame of reference

제안한 CCTV 보안시스템은 ARIA 암호알고리즘을 기반으로 하여 암호화 및 복호를 수행한다. 대칭키 알고리즘인 ARIA는 블록의 길이가 128비트이며, 128/192/256비트인 키의 길이를 가변적으로 사용할 수 있다. 또한, 키의 크기에 따라 각각 10/12/14번의 라운드를 반복하여 암호화를 실행한다. 구현된 암호화 엔진은 암호화와 복호화를 수행하는 라운드 모듈과 키 값을 생성하기 위한 스케줄러로 되어 있다. 본 발명에서는 128비트의 키를 사용하여 암호화 엔진을 설계하고 구현한다. 라운드 함수의 모듈은 키 덧셈(AddRoundKey 함수), 치환 계층(SubstLayer 함수), 그리고 확산 계층(DiffLayer 함수) 등 크게 세 부분으로 구성된다. 라운드 함수의 키 덧셈은 128 비트의 라운드 키와 128 비트의 입력 값에 대해 비트 별로 XOR 연산을 수행한다. 치환 계층은 2 종류로 구성되며, 이들 각계층은 8비트의 입력과 출력 S-box 그리고 그들에 대한 역변환 구조를 가진다. 확산 함수를 수행하는 확산 계층은 16×16 인볼루션(Involution) 구조이며, 행렬 연산을 실행한다.The proposed CCTV security system performs encryption and decryption based on the ARIA encryption algorithm. ARIA, a symmetric key algorithm, has a block length of 128 bits and can use variable key lengths of 128/192/256 bits. In addition, encryption is performed by repeating 10/12/14 rounds, respectively, according to the size of the key. The implemented encryption engine consists of a round module that performs encryption and decryption and a scheduler that generates key values. In the present invention, an encryption engine is designed and implemented using a 128-bit key. The round function module consists of three main parts: key addition (AddRoundKey function), substitution layer (SubstLayer function), and diffusion layer (DiffLayer function). The key addition of the round function performs an XOR operation for each bit of the 128-bit round key and the 128-bit input value. The substitution layer is composed of two types, and each layer has an 8-bit input and output S-box and an inverse transform structure for them. A spreading layer that performs a spreading function has a 16×16 involution structure and performs matrix operations.

구현 결과implementation result

본 발명에서는 기존의 ARIA C(C++) 소스 코드를 C# 코드로 변환하여 시스템을 구현하였다. 각각 클래스를 이용하여 정의 부분과 암호화, 복호화 부분을 재구성 하였으며, 고정 키 값을 설정하여 사용하였다. 그림 5는 기존의 ARIA 알고리즘의 C 소스코드를 C# 코드로 변환하는 과정을 나타낸다. 그림 6은 정렬된 프레임과 기준 프레임의 암호화 된 예를 보여준다. 블록 정렬 후 나오는 최종 프레임(정렬된 기준 프레임)에 대해서만 암호화를 수행한다. 그림 6에서 알 수 있듯이 정렬된 프레임을 암호화했을 경우 동일한 주소(Address)에 암호화된 프레임(기준 프레임)이 저장되어 있다. 이때 암호화 대상 파일은 기준 프레임 파일(bmp 파일)이며, 이 파일은 특성상 헤더부분이 손상되면 파일 전체를 읽을 수 없게 된다. 그래서 본 발명에서는 프레임의 헤더 부분인 bmp 파일은 부분적으로 암호화하여 암호화 속도를 높이는 방법을 이용하였다. 그림 7은 그림 6의 정렬된 프레임의 3개의 평문(Plaintext) 주소(Address)에 대한 각각 암호화(Ciphertext) 및 복호화된(Decrypted) 결과를 보여준다. 위에서 설명한 것처럼, 영상 시스템에서의 Viewer는 고정 프레임 파일과 정렬된 파일, 그리고 좌표 파일을 읽어 들인다. 그 다음에 좌표 파일로부터 블록의 좌표를 읽어 들이고 블록 정렬에 이 좌표를 적용시켜서 블록을 원래 위치로 이동시키는 역할을 한다.In the present invention, the system was implemented by converting the existing ARIA C (C++) source code into C# code. The definition part, encryption, and decryption parts were reconstructed using each class, and a fixed key value was set and used. Figure 5 shows the process of converting the C source code of the existing ARIA algorithm into C# code. Figure 6 shows an encrypted example of aligned frames and reference frames. Encryption is performed only on the final frame (sorted reference frame) that comes out after block sorting. As shown in Figure 6, when the aligned frames are encrypted, the encrypted frames (reference frames) are stored at the same address. At this time, the file to be encrypted is a standard frame file (bmp file), and due to the nature of this file, if the header part is damaged, the entire file becomes unreadable. Therefore, in the present invention, a method of increasing the encryption speed by partially encrypting the bmp file, which is the header part of the frame, was used. Figure 7 shows the results of encryption (ciphertext) and decryption (Decrypted) for each of the three plaintext addresses of the frame aligned in Figure 6. As explained above, the viewer in the imaging system reads the fixed frame file, the aligned file, and the coordinate file. Then, it reads the coordinates of the block from the coordinate file and applies these coordinates to block alignment to move the block to its original position.

Figure 112021057589764-pat00008
Figure 112021057589764-pat00008

<그림 5. 기존 ARIA C 코드를 C# 으로 변환하는 과정><Figure 5. Process of converting existing ARIA C code to C#>

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Figure 112021057589764-pat00009

<그림 6. 정렬된 프레임과 암호화된 프레임의 예><Figure 6. Examples of aligned frames and encrypted frames>

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Figure 112021057589764-pat00010

<그림 7. 정렬된 프레임에 대한 암호화 및 복호화된 결과><Figure 7. Encryption and decryption results for aligned frames>

성능평가performance evaluation

표 1은 5분간 영상을 촬영하면서 기존의 원본영상과 제안한 방법에 대한 실험결과를 나타낸다.Table 1 shows the experimental results of the existing original video and the proposed method while recording the video for 5 minutes.

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<표 1. 영상처리 결과 및 성능 비교><Table 1. Image processing results and performance comparison>

원본영상의 경우는 영상을 가공하지 않고 동영상을 그대로 촬영한 방법이다. 실제로 국내에서 제일 많이 쓰이는 방법으로 많은 저장 공간을 필요로 하고 누구나 접근이 가능하여 데이터 보안에 문제가 있다. 제안방법1은 여기에서 제안한 분할 스레드 기반의 방법을, 제안방법2는 분할 스레드 기반 및 암호화 방법을 병행하여 수행한 결과를 나타낸다. 표 1에서 알 수 있듯이 제안방법1은 기존의 원본 영상과 비교하여 FPS는 약 40% 정도 개선되었다. 그리고 용량의 경우도 약 75% 정도 감소되었지만, 누구나 접근이 가능하여 보안에 노출되어 있다. 제안방법2의 경우는 BMP 파일의 헤더부분만 부분적으로 암호화되어 전송하므로 속도 면에서는 방법1과 차이가 없다. 그러나 평균 용량의 경우는 암호화 수행을 통하여 어느 정도 증가하였지만, 비인가자의 접근 및 기밀성이 보장되므로 보안성은 우수한 편이다. 그림 8은 Viewer에서 실행한 화면의 일부분을 나타낸다. 그림 8에서 흰색으로 보이는 부분은 기준 프레임과 변화(차이)가 없는 부분을 나타낸다. 4개의 파일 들 중에서 서버에 파일로 저장되는 이미지 파일들은 블록 정렬과(a)과 기준 프레임(c)이다. 기준 프레임과 블록 영상(d)은 기준 프레임에 블록 재배치된 결과를 합성한 영상인데 실제 촬영되는 영상이 (d)와 같다. 암호화된 이미지는 Viewer에서 영상을 재생할 때만 복호화를 행한다.In the case of the original video, the video is recorded as it is without processing the video. In fact, it is the most commonly used method in Korea and requires a lot of storage space, and anyone can access it, so there is a problem with data security. Proposed method 1 shows the result of performing the split-thread-based method proposed here, and proposed method 2 performs the split-thread-based and encryption method in parallel. As shown in Table 1, the proposed method 1 improved the FPS by about 40% compared to the original video. In addition, the capacity has also been reduced by about 75%, but anyone can access it and is exposed to security. In the case of proposed method 2, only the header part of the BMP file is partially encrypted and transmitted, so there is no difference from method 1 in terms of speed. However, the average capacity increased to some extent through encryption, but security is excellent because unauthorized access and confidentiality are guaranteed. Figure 8 shows a part of the screen executed in Viewer. In Figure 8, the white part represents the part where there is no change (difference) from the reference frame. Among the four files, the image files stored as files on the server are block alignment (a) and reference frame (c). The reference frame and block image (d) is an image synthesized with the result of block rearrangement in the reference frame, and the actual captured image is the same as (d). Encrypted images are decrypted only when playing them in the Viewer.

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<그림 8. Viewer 실행 화면><Figure 8. Viewer execution screen>

구현된 CCTV 영상 보안시스템은 Visual Studio 15의 C#을 사용하여 구현하였으며, 카메라는 USB WebCam ALC-M600을 사용하였다.The implemented CCTV video security system was implemented using C# of Visual Studio 15, and the camera used USB WebCam ALC-M600.

기존의 CCTV는 영상을 가공하지 않고 원래의 영상을 디지털 영상으로 전환하여 사용하기 때문에 영상에 대한 위조, 변조 등에 있어서 보안성이 취약하다. 본 발명에서는 ARIA 알고리즘을 사용하여 프레임 분할 스레드 기반의 CCTV 보안시스템을 구현에 관하여 기술하였다. 구현된 시스템은 중복되는 프레임을 제외하고 의미 있는 프레임만을 추출하여 기존 중복되는 프레임에 합성하여 영상을 가공하므로 프레임 용량을 대폭 줄일 수 있다. 구현된 보안시스템의 처리속도는 기존의 영상처리 방법에 비해 약 40% 정도 개선되었고, 용량의 경우는 약 60% 정도 감소하였다. 또한, 구현된 시스템은 영상 데이터가 암호화되어 저장되기 때문에 제 3자에 의한 개인정보나 사생활 침해 등을 방지하는데 효과적이다.Since the existing CCTV converts the original video into a digital video without processing the video, security is weak in forgery and alteration of the video. In the present invention, the implementation of a frame division thread-based CCTV security system using the ARIA algorithm has been described. The implemented system extracts only meaningful frames excluding overlapping frames and synthesizes them into existing overlapping frames to process images, thereby significantly reducing frame capacity. The processing speed of the implemented security system was improved by about 40% compared to the existing image processing method, and the capacity was reduced by about 60%. In addition, the implemented system is effective in preventing invasion of personal information or privacy by a third party because image data is encrypted and stored.

본 명세서에서 C-ITS MEC 서버(200), GPU부(210), C-ITS 인프라 인터페이스부(220), 통신부(230), 가공부(240), 돌발상황검지부(241), 보행자감지부(242), 교통정보수집부(243), 운전자경보부(245), 저장부(250), 전원배전반부(260) 및/또는 센터서버(400)는 메모리에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 프로세서들일 수 있다. 또는, 프로세서에 의해 구동되고 제어되는 소프트웨어 모듈들로서 동작할 수 있다. 나아가, 프로세서는 하드웨어 장치일 수 있다.In the present specification, the C-ITS MEC server 200, the GPU unit 210, the C-ITS infrastructure interface unit 220, the communication unit 230, the processing unit 240, the unexpected situation detection unit 241, the pedestrian detection unit ( 242), traffic information collection unit 243, driver warning unit 245, storage unit 250, power distribution board 260, and/or center server 400 may be processors that execute sequential execution processes stored in memory. there is. Or, it can operate as software modules driven and controlled by a processor. Further, a processor may be a hardware device.

본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.In this specification, a "unit" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. Further, one unit may be realized using two or more hardware, and two or more units may be realized by one hardware.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the scope of protection of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention belongs.

100 : C-ITS 인프라 장치 110 : 영상감시장치
120 : 레이더 130 : 라이다
140 : 신호제어기 150 : 기상센서
160 : V2X RSU 200 : C-ITS MEC 서버
210 : GPU부 220 : C-ITS 인프라 인터페이스부
230 : 통신부 240 : 가공부
241 : 돌발상황검지부 242 : 보행자감지부
243 : 교통정보수집부 245 : 운전자경보부
250 : 저장부 260 : 전원배전반부
300 : 차량 310 : V2X 데이터 송신 장치
320 : V2X 데이터 수신 장치 400 : 센터서버
100: C-ITS infrastructure device 110: video surveillance device
120: radar 130: lidar
140: signal controller 150: weather sensor
160: V2X RSU 200: C-ITS MEC Server
210: GPU unit 220: C-ITS infrastructure interface unit
230: communication unit 240: processing unit
241: unexpected situation detection unit 242: pedestrian detection unit
243: traffic information collection unit 245: driver warning unit
250: storage unit 260: power distribution board
300: vehicle 310: V2X data transmission device
320: V2X data receiving device 400: center server

Claims (5)

도로 상 데이터를 수집하는 C-ITS 인프라 장치;
상기 C-ITS 인프라 장치와 연결되고, 상기 도로 상 데이터를 수신 및 처리하여 안전주행정보를 포함하는 가공데이터를 생성하며, 상기 생성된 가공데이터를 상기 C-ITS 인프라 장치로 송신하는 C-ITS MEC 서버; 및
상기 C-ITS 인프라 장치와 무선통신가능하며, 상기 C-ITS 인프라 장치로부터 상기 가공데이터를 수신하는 차량;
을 포함하고,
상기 C-ITS 인프라 장치는, 도로변(道路邊)에 설치되며,
영상감시장치(映像監視裝置), 레이더(Radar), 라이다(Lidar), 신호제어기(信號制御機), 기상센서(Meteorological Sensor) 및 V2X RSU(RoadSide Unit)를 포함하고,
상기 C-ITS MEC 서버는, 도로변에 설치되며,
GPU(Graphics Processing Unit)부, C-ITS 인프라 인터페이스부, 통신부, 가공부, 저장부 및 전원배전반부를 포함하고,
상기 안전주행정보는, 돌발상황 정보 및 도로 상 교통정보를 포함하고,
상기 가공부는,
상기 가공데이터를 기반으로 도로 상 돌발상황을 검지하는 돌발상황검지부; 및
상기 돌발상황검지부에 의해 돌발상황이 검지되었을 때 상기 차량으로 송신될 경보정보를 생성하는 운전자경보부를 포함하고,
상기 돌발상황검지부는,
도로 상 보행자를 감지하는 보행자감지부; 및
도로 상 교통정보를 수집하는 교통정보수집부를 포함하고,
상기 차량은, V2X 데이터 송신 장치 및 V2X 데이터 수신 장치를 탑재하며,
상기 V2X 데이터 송신 장치는,
상기 가공데이터를 포함하는 V2X 메시지를 생성하며, 호핑정보가 담긴 패킷을 생성하여 상기 V2X 메시지에 포함시키는 생성부; 및
상기 V2X 메시지를 송신하는 송신부;
를 포함하고,
상기 V2X 데이터 수신 장치는,
상기 V2X 메시지를 수신하는 수신부;
상기 V2X 메시지를 처리하는 처리부; 및
상기 호핑정보에 따라 상기 V2X 메시지를 재송신하는 재송신부를 포함하되,
상기 패킷은 상기 호핑정보가 담긴 확장정보 헤더를 포함하고,
상기 확장정보 헤더는, 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함하며,
상기 제1 헤더는, 상기 패킷의 전송에 따라 차감되는 잔여호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 잔여 시간이 저장되는 라이프타임 정보를 포함하고,
상기 제2 헤더는, 상기 패킷의 최대호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 전송방식을 나타내는 전송방식 정보를 포함하며,
상기 제3 헤더는, 상기 패킷의 식별정보, 상기 패킷을 생성한 장치의 정보를 나타내는 최초발신지 정보 및 상기 패킷의 최종 목적지 정보를 포함하며,
상기 처리부는, 상기 V2X 메시지를 처리할 때,
상기 V2X 메시지에 상기 확장정보 헤더의 존재여부를 판단하며,
상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 V2X 메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하는 경우에는, 상기 V2X 메시지로부터 상기 확장정보 헤더를 추출하고, 추출된 상기 확장정보 헤더로부터 상기 제1 헤더 내지 상기 제3 헤더를 추출하고, 추출된 상기 제1 헤더로부터 상기 패킷의 잔여 시간을 확인한 후, 추출된 상기 제2 헤더로부터 상기 전송방식 정보를 추출하며, 추출된 상기 전송방식 정보를 기초로 상기 패킷의 전송방식을 판단하고, 상기 전송방식의 판단결과, 상기 패킷의 전송방식이 유니캐스트 방식인 경우, 추출된 상기 제3 헤더로부터 상기 최종 목적지 정보를 추출하며, 추출된 상기 최종 목적지 정보를 기초로 수신한 V2X 메시지의 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치인지 판단하고, 상기 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치인지 판단한 결과, 상기 수신한 V2X 메시지의 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치인 경우 상기 수신한 V2X 메시지를 데이터베이스에 저장하고,
상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 V2X 메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하지 않는 경우에는, 더 이상 상기 V2X 메시지의 처리를 수행하지 않는 것을 특징으로 하는, C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통 정보 제공 시스템.
C-ITS infrastructure devices that collect on-road data;
The C-ITS MEC is connected to the C-ITS infrastructure device, receives and processes the data on the road, generates processed data including safe driving information, and transmits the generated processed data to the C-ITS infrastructure device. server; and
a vehicle capable of wireless communication with the C-ITS infrastructure device and receiving the processed data from the C-ITS infrastructure device;
including,
The C-ITS infrastructure device is installed on the roadside,
Including a video surveillance device, a radar, a lidar, a signal controller, a meteorological sensor, and a V2X RSU (RoadSide Unit),
The C-ITS MEC server is installed on the roadside,
Including a GPU (Graphics Processing Unit) unit, a C-ITS infrastructure interface unit, a communication unit, a processing unit, a storage unit, and a power distribution board,
The safe driving information includes unexpected situation information and traffic information on the road,
The processing part,
an unexpected situation detecting unit for detecting an unexpected situation on the road based on the processing data; and
And a driver warning unit for generating alarm information to be transmitted to the vehicle when an unexpected situation is detected by the unexpected situation detection unit,
The emergency situation detection unit,
A pedestrian detecting unit for detecting a pedestrian on the road; and
Including a traffic information collection unit for collecting traffic information on the road,
The vehicle is equipped with a V2X data transmission device and a V2X data reception device,
The V2X data transmission device,
A generating unit that generates a V2X message including the processing data and generates a packet containing hopping information and includes it in the V2X message; and
A transmitter for transmitting the V2X message;
including,
The V2X data receiving device,
Receiving unit for receiving the V2X message;
A processing unit for processing the V2X message; and
Including a retransmission unit for retransmitting the V2X message according to the hopping information,
The packet includes an extension information header containing the hopping information,
The extension information header includes a first header, a second header, and a third header,
The first header includes information on the number of remaining hopping counts deducted according to transmission of the packet and lifetime information in which the remaining time of the packet is stored;
The second header includes information on the maximum hopping count of the packet and transmission method information indicating a transmission method of the packet;
The third header includes identification information of the packet, first source information indicating information of a device that generated the packet, and final destination information of the packet,
When the processing unit processes the V2X message,
Determining whether the extension information header exists in the V2X message,
When the extension information header exists in the V2X message as a result of determining whether or not the extension information header exists, the extension information header is extracted from the V2X message, and the first header to the third header are extracted from the extension information header. A header is extracted, the remaining time of the packet is checked from the extracted first header, and the transmission method information is extracted from the extracted second header, and the transmission method of the packet is based on the extracted transmission method information. and, as a result of the determination of the transmission method, when the transmission method of the packet is a unicast method, the final destination information is extracted from the extracted third header, and the received V2X is based on the extracted final destination information. It is determined whether the final destination of the message is the V2X data receiving device, and as a result of determining whether the final destination is the V2X data receiving device, if the final destination of the received V2X message is the V2X data receiving device, the received V2X message is stored in the database. stored in,
When the extended information header does not exist in the V2X message as a result of determining whether or not the extended information header exists, processing of the V2X message is no longer performed, for autonomous driving based on C-ITS MEC. Real-time traffic information provision system.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 통신부는,
상기 생성된 가공데이터를 5G 네트워크를 통해 센터서버로 전송하는 것을 특징으로 하는, C-ITS MEC 기반의 자율주행을 위한 실시간 교통 정보 제공 시스템.
The method of claim 1,
The communication department,
A system for providing real-time traffic information for autonomous driving based on C-ITS MEC, characterized in that for transmitting the generated processed data to a center server through a 5G network.
삭제delete
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