KR101410809B1

KR101410809B1 - 군집주행 통신 채널 설정 방법

Info

Publication number: KR101410809B1
Application number: KR1020120154014A
Authority: KR
Inventors: 임기택; 신대교; 정한균; 윤상훈; 이세연; 진성근
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-06-24

Abstract

본 발명은, 군집주행을 수행하는 그룹 내 차량 간 통신을 수행하는 방법에 관한 것으로서, 그룹 내에서 두 개의 통신 채널을 지원 가능한 차량을 대표차량으로 선출하고 통신 채널을 설정하여 통신을 수행함으로써, 차량 간 효율적인 통신이 이루어지도록 한다. 또한, 대표차량이 한 개의 통신 채널만 지원 가능한 경우, 대표차량이 외부 통신망과 통신을 수행하는 동안에는 부대표차량을 선출하여 그룹 내 차량들과 통신을 수행함으로써, 대표차량이 그룹 내 차량과 통신이 되지 않는 동안에 그룹 내 타차량이 송신한 정보도 원활하게 교환될 수 있도록 한다.

Description

군집주행 통신 채널 설정 방법 {Group Driving Communication Channel Configuration Method}

본 발명은, 차량 내 무선 통신 단말기(OBE, On Board Equipment)와 노변기지국(RSE, Road Side Equipment)간, 또는 차량간에 수행되는 차량용 무선 통신 기술 분야인 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)기술에 관한 것으로서, 구체적으로는, 다수의 차량이 하나의 그룹을 이루어 운행시, 각자의 차량 정보 및 센싱 정보를 차량간 통신을 통해 교환함으로써 운전자의 개입 없이 혹은 운전자의 개입을 최소화하여 안전한 군집주행이 가능하도록 하는 기술이다.

차량과 기지국 간의 통신뿐 아니라 차량간 통신이 가능한 WAVE 기술이 도입되면서, 기존의 ITS 시스템에서 제공되지 못하던 새로운 형태의 서비스가 개발되고 있다. 차량과 기지국 간의 통신을 이용한 기존의 몇몇 ITS 서비스뿐 아니라, 차량간 통신을 이용한 다양한 ITS 서비스의 제공이 가능하게 되었다.

기존의 ITS 서비스는 차량과 기지국 간의 통신을 이용한 하향식(기지국이 차량으로 정보를 전달하는) 서비스가 주가 되었으나. WAVE를 이용한 서비스는 차량에서 기지국으로 향하는 상향식 서비스뿐 아니라, 차량간 메시지 교환을 이용한 서비스들이 주를 이룰 것으로 예상되며, 특히 능동형 안전 서비스가 가장 주요한 서비스가 될 것이다.

이 중 새롭게 대두되고 있는 기술은 차량들이 서로 간의 정보를 주기적으로 교환함으로써, 다수의 차량이 하나의 그룹을 이루어 운행하면서 운전자의 개입 없이 또는 운전자의 개입을 최소화하여 돌발 상황에 대비하고, 서로 간 충돌이나 운행 경로의 이탈 없이 안전하고 지속적인 단체 운행이 가능한 군집주행 기술이다.

그런데, 다수의 차량이 군집주행을 하기 위해서는, 동일한 그룹 내의 차량, 다른 그룹 내의 차량 및 기지국 등과 통신을 수행할 필요가 있으므로, 한정된 통신 자원을 활용하여 효율적인 통신을 수행하기 위한 통신 방식의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 군집주행 내 대표차량을 선출하고 상기 대표차량의 통신 채널 지원 방식에 따라 통신 채널 설정을 다르게 함으로써, 동일 그룹 또는 외부 통신망과 효과적인 통신을 수행할 수 있는 군집주행 통신 채널 설정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 군집주행을 수행하는 그룹 내 차량들 중에서 대표차량을 선출하는 단계; 상기 대표차량과 상기 그룹 내 다른 차량들이 통신하는 군집주행 통신 채널을 설정하는 단계; 및 상기 군집주행 통신 채널을 이용하여, 차량 간 통신을 수행하는 단계를 포함하는 군집주행 통신 채널 설정 방법을 제공한다.

본 발명의 일면에 따르면, 상기 대표차량을 선출하는 단계는, 상기 그룹 내 차량들 중에서 동시에 두 개의 통신 채널을 지원할 수 있는 차량이 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 차량이 존재하면 상기 차량을 상기 대표차량으로 선출하고, 상기 차량이 존재하지 않으면 상기 그룹 내 차량들 중에서 가장 전방에 위치한 차량을 상기 대표차량으로 선출하는 단계를 포함하는 것인 군집주행 통신 채널 설정 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 면에 따르면, 상기 군집주행 통신 채널을 설정하는 단계는, 상기 대표차량이 동시에 두 개의 통신 채널을 지원하면 상기 군집주행 통신 채널과 다른 채널들 중 하나를 제어채널로 설정하고, 상기 차량 간 통신을 수행하는 단계는, 상기 대표차량이 상기 제어채널을 통해 기지국 또는 상기 그룹과 다른 그룹 내 차량들과 통신을 수행하는 단계; 및 상기 대표차량이 상기 군집주행 통신 채널을 통해 상기 그룹 내 차량들과 통신을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 면에 따르면, 상기 군집주행 통신 채널을 설정하는 단계는, 상기 대표차량이 동시에 두 개의 통신 채널을 지원할 수 없으면 상기 대표차량을 제외한 상기 그룹 내 다른 차량들 중에서 부대표차량을 선출하고, 상기 차량 간 통신을 수행하는 단계는, 상기 대표차량이 기지국 또는 상기 그룹과 다른 그룹 내 차량과 통신하면, 상기 부대표차량이 상기 그룹 내 차량들로부터 정보를 수신하고 저장하는 단계; 및 상기 대표차량이 상기 기지국 또는 상기 다른 그룹 내 차량과의 통신을 종료하면, 상기 대표차량이 상기 기지국 또는 상기 다른 그룹 내 차량으로부터 수신한 정보를 상기 그룹 내 차량들에게 전달하고, 상기 부대표차량으로부터 상기 저장된 정보를 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 면에 따르면, 군집주행을 수행하는 그룹 내 차량들 중에서 대표차량을 선출하는 단계; 상기 대표차량과 통신하는 차량들의 위치 정보에 기초하여 차량 맵을 생성하는 단계; 및 상기 맵 내에 상기 군집주행 통신 채널과 동일한 군집주행 통신 채널을 사용하는 다른 그룹이 일정 시간 이상 존재하면, 상기 다른 그룹과 그룹 정보를 서로 교환하여 상기 군집주행 통신 채널의 변경 여부를 결정하는 단계를 포함하는 군집주행 통신 채널 설정 방법을 제공한다.

본 발명은, 군집주행 그룹 내 대표차량이 그룹 내 차량 및 외부 통신망과 기설정된 채널로 통신을 수행하도록 하고, 대표차량이 동시에 한 개의 채널만 지원 가능한 경우에는 부대표차량을 활용함으로써, 군집주행 차량들이 효율적인 통신에 의한 정보 교환이 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 군집주행 통신 채널 설정 방법의 과정을 나타낸 흐름도.
도 2와 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 군집주행 통신 채널 설정 방법에 의하여 차량 간 통신이 수행되는 것을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 군집주행 통신 채널 설정 방법에 의하여 통신 범위를 설정하는 것을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 군집주행 통신 채널 설정 방법에 의하여 다른 군집주행 그룹과 채널을 협상하는 것을 나타낸 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 군집주행 통신 채널 설정 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.

군집주행을 수행하기 위하여 각 차량들은 자신의 정보(속도 정보, 위치 정보 등) 및 센싱 정보(주변 장애물, 차로 이탈 정보 등)들을 WAVE 차량간 통신을 이용하여 주기적으로 전송하며, 해당 정보들은 군집주행을 같이 수행하는 그룹 내의 타 차량들이 수신 및 처리하여 운전자 경고 또는 속도 제어, 차체 제어 등을 통해 서로 간의 안전거리 유지, 운행경로 유지 등을 수행하게 된다.

이때, 속도 정보나 위치 정보, 주변 장애물 및 차로 이탈 정보 등은 ECU나 GPS, 레이더, 레이저, 카메라 등 다양한 기술을 통해 획득할 수 있다.

WAVE 규격에서는 통신을 위한 7개의 채널을 정의하고 있으며, 이러한 채널들은 서로 간의 간섭 없이 통신이 가능한 채널이다. WAVE 규격은 이 중 하나의 채널을 제어채널(CCH)이라는 채널로 고정을 시켜, 모든 기지국 및 차량들이 동일한 제어채널을 사용하도록 정의하고 있다. 따라서, 그룹 내에서 군집주행을 위한 통신은 그룹 내의 차량 간에만 통신을 수행해야 하기 때문에, 이 제어채널을 제외한 나머지 6개의 채널 중 하나를 설정하여 사용하도록 한다.

군집주행을 하고자 하는 차량들은 모두 동일한 하나의 채널을 설정하며, 해당 채널을 통해 차량 정보를 주기적으로 교환한다.

본 발명은, 군집주행을 하는 차량 간의 통신을 위한 통신 채널을 설정함에 있어서, 군집주행을 수행하는 그룹 내에서 대표 차량을 선출하는 것을 특징으로 한다(S100). 대표 차량의 주요 역할은 군집주행용 전용 채널뿐만 아니라 제어채널도 지원함으로써, 그룹 밖에서 발생하는 이벤트에 대한 정보를 수신하여 그룹 내로 전파하고, 그룹에 관련된 정보를 그룹 밖의 타 그룹 및 차량들에게 전파하는 역할을 수행한다.

대표차량의 선출을 위하여, 대표차량이 동시에 두 개의 통신 채널을 지원할 수 있는지 여부를 확인하는데(S110), 대표 차량은 두 개의 채널을 동시에 지원 가능한 차량을 우선적으로 선출한다. 그리고, 그러한 차량이 없는 경우에는 서로 간의 위치 정보를 이용하여 가장 전방에 위치한 차량을 대표 차량으로 선출한다.

대표차량이 두 개의 통신 채널을 동시에 지원 가능한지 여부에 따라(S120), 통신 채널 설정과 차량 간 통신 방식을 달리한다.

도 2와 도 3은 대표차량이 두 개의 통신 채널을 동시에 지원 가능한지 여부에 따라 차량 간 통신을 수행하는 것을 나타낸 도면이다. 도 2는 대표차량이 두 개의 통신 채널을 동시에 지원 가능한 경우를 나타내며, 도 3은 대표차량이 한 개의 채널만 지원 가능한 경우를 나타낸다.

도 2에 도시된 바와 같이, 대표차량이 두 개의 채널을 동시에 지원 가능하고 다른 차량들은 한 개의 채널만 지원 가능한 경우에는, 대표차량은 하나의 채널은 군집주행용 전용 채널로 설정하고 다른 하나의 채널은 제어채널로 설정하여(S130), 군집주행용 전용 채널로 그룹 내 타 차량들과 통신을 수행하고, 제어채널로 기지국 또는 타 차량들로부터의 안전 메시지를 수신하여 해당 내용을 그룹 내 차량들에게 전파하여 대응 가능하도록 한다(S150).

도 3에 도시된 바와 같이, 대표차량을 포함한 모든 차량이 한 개의 채널만 지원하는 경우에는, 대표 차량은 WAVE 규격인 IEEE 1609.4에 정의된 채널 스위칭 동작을 수행한다.

즉 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 주기적으로 제어채널과 군집주행용 전용 채널을 번갈아가며 접속하게 된다. 제어채널에 접속해 있는 동안 기지국 또는 타 차량들로부터 안전 메시지를 수신하는 경우, 해당 메시지를 군집주행용 전용 채널을 통해 전송한다. 이때 전달되는 정보에는 대표차량이 수신한 시간과 전달하는 시간 사이의 차이값이 추가된다.

이렇게 동작하는 경우, 대표차량은 제어채널에 접속되어 있는 동안에는 그룹 내 타 차량들이 전송한 정보를 수신하지 못하므로, 이러한 상황에서는 부대표차량을 선출한다(S140). 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 부대표차량은 대표차량이 제어채널에 접속되어 있는 동안에 그룹 내 타 차량들이 전송한 정보들을 보관하고 있다가 대표차량이 다시 군집주행용 전용 채널에 접속하면 해당 정보를 대표 차량으로 전달한다. 이때 전달되는 정보에는 부대표차량이 수신한 시간과 전달하는 시간 사이의 차이값이 추가된다.

다른 한편, 모든 차량이 두 개의 채널을 동시에 지원 가능한 경우에는, 모든 차량은 하나의 채널은 제어채널로 설정하고 다른 하나의 채널은 군집주행전용채널로 설정하여 차량 간 통신을 수행한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 군집주행 통신 채널 설정 방법에 의하여 통신 범위를 설정 또는 조정하는 것을 나타낸 것이다.

군집주행을 수행하는 차량간 통신 시에는 서로 간에만 통신을 수행하면 되므로, 최소한의 통신범위가 되도록 통신출력을 조절한다. 이때 기준은 특정 차량에서 전송하는 정보는 그룹 내 모든 차량이 받을 수 있는 최소한의 범위이다. 각 차량은 자신의 위치 정보와 그룹 내 타 차량들의 위치 정보를 활용하여 통신범위를 결정한다. 운행 중 차량 대형 및 위치가 변동되면 통신범위도 동적으로 변경된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 군집주행 통신 채널 설정 방법에 의하여 타 그룹과의 정보 교환을 하고 통신 채널을 협상하는 것을 나타낸 것이다.

군집주행 수행 중, 인접 위치에 동일한 채널을 사용하는 타 그룹이 존재하는 경우, 통신간 간섭이 발생하여 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 대표차량은 제어채널을 통해 그룹 정보를 주기적으로 브로드캐스트한다. 해당 정보에는 그룹에서 사용되는 주파수 채널이 포함된다.

대표차량은 제어채널을 통해 인접 그룹들의 정보를 수신하면, 위치 정보 등을 사용하여 인접 그룹들에 대한 맵을 생성한다. 해당 맵 내에 동일한 채널을 사용하는 그룹이 일정 시간 이상 존재하면, 해당 그룹과 주파수 채널 협상 절차를 수행한다.

서로간의 그룹 정보를 교환하여, 그룹 식별자 또는 위치 등에 대한 우선순위 정책에 따라 우선순위가 낮은 그룹은 군집주행용 채널을 다른 채널로 변경한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

군집주행을 수행하는 그룹 내 차량들 중에서 대표차량을 선출하는 단계;
상기 대표차량과 상기 그룹 내 다른 차량들이 통신하는 군집주행 통신 채널을 설정하는 단계; 및
상기 군집주행 통신 채널을 이용하여, 차량 간 통신을 수행하는 단계를 포함하되,
상기 대표차량을 선출하는 단계는
상기 그룹 내 차량들 중에서 동시에 두 개의 통신 채널을 지원할 수 있는 차량이 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및
상기 차량이 존재하면 상기 차량을 상기 대표차량으로 선출하고, 상기 차량이 존재하지 않으면 상기 그룹 내 차량들 중에서 가장 전방에 위치한 차량을 상기 대표차량으로 선출하는 단계를 포함하는 것
인 군집주행 통신 채널 설정 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 군집주행 통신 채널을 설정하는 단계는
상기 대표차량이 동시에 두 개의 통신 채널을 지원하면, 상기 군집주행 통신 채널과 다른 채널들 중 하나를 제어채널로 설정하는 단계를 포함하는 것
인 군집주행 통신 채널 설정 방법.
제3항에 있어서, 상기 차량 간 통신을 수행하는 단계는
상기 대표차량이 상기 제어채널을 통해 기지국 또는 상기 그룹과 다른 그룹 내 차량들과 통신을 수행하는 단계; 및
상기 대표차량이 상기 군집주행 통신 채널을 통해, 상기 그룹 내 차량들과 통신을 수행하는 단계를 포함하는 것
인 군집주행 통신 채널 설정 방법.
제1항에 있어서, 상기 군집주행 통신 채널을 설정하는 단계는
상기 대표차량이 동시에 두 개의 통신 채널을 지원할 수 없으면, 상기 대표차량을 제외한 상기 그룹 내 다른 차량들 중에서 부대표차량을 선출하는 단계를 포함하는 것
인 군집주행 통신 채널 설정 방법.
제5항에 있어서, 상기 차량 간 통신을 수행하는 단계는
상기 대표차량이 기지국 또는 상기 그룹과 다른 그룹 내 차량과 통신하면, 상기 부대표차량이 상기 그룹 내 차량들로부터 정보를 수신하고 저장하는 단계; 및
상기 대표차량이 상기 기지국 또는 상기 다른 그룹 내 차량과의 통신을 종료하면, 상기 대표차량이 상기 기지국 또는 상기 다른 그룹 내 차량으로부터 수신한 정보를 상기 그룹 내 차량들에게 전달하고, 상기 부대표차량으로부터 상기 저장된 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것
인 군집주행 통신 채널 설정 방법.
제1항에 있어서,
상기 군집주행을 수행하는 그룹 내 차량들의 위치 정보에 기초하여, 상기 차량들의 통신 범위를 조정하는 단계
를 더 포함하는 군집주행 통신 채널 설정 방법.
제1항에 있어서,
상기 대표차량과 통신하는 차량들의 위치 정보에 기초하여, 차량 맵을 생성하는 단계; 및
상기 맵 내에 상기 군집주행 통신 채널과 동일한 군집주행 통신 채널을 사용하는 다른 그룹이 일정 시간 이상 존재하면, 상기 다른 그룹과 그룹 정보를 서로 교환하여 상기 군집주행 통신 채널의 변경 여부를 결정하는 단계
를 더 포함하는 군집주행 통신 채널 설정 방법.