KR101664734B1 - 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템 및 방법에 관한 것으로, 차량 내 탑재되어 차량의 동작을 제어하는 하나 이상의 차량 제어기, 차량 제어기의 요청에 따라 리소스의 처리정보를 제공하는 하나 이상의 외부장치, 및 차량 내부 네트워크를 통해 상기 차량 제어기와 연결되고, 차량 외부 네트워크를 통해 상기 외부장치와 연결되어 차량 제어기와 외부장치가 상호간에 정보를 주고받을 수 있도록 인터페이스하는 차량 모바일 게이트웨이를 포함한다.

Description

차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR INTERWORKING BETWEEN VEHICLE CONTROLLER AND EXTERNAL RESOURCE}
본 발명은 차량 제어기가 외부장치의 리소스를 활용할 수 있도록 차량 중심의 인터페이스 환경을 제공하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자동차 산업의 비약적인 발전으로 기계적인 부문에서의 발전은 이미 어느 정도 기술적 포화 단계에 이르러, 전기/전자 부문의 기술개발로 이어지고 있다. 특히, 전기/전자 부문 중에서도 가장 첨단이라 할 수 있는 IT(Information Technology) 부문은 현재까지도 차량 제어에 직접적인 영향을 주지는 못하고 단지 차량에 탑재된 AVNT (Audio Video Navigation Telematics) 중심의 인포테인먼트(Information과 Entertainment의 합성어) 수준에 머무르고 있는 실정이다. 이에, 자동차 제조 및 관련 부품 생산업체들과 IT 기업들 간의 협업을 통하여 IT 기술이 단순한 인포테인먼트 단계를 넘어 차량 제어를 고도화할 수 있는 핵심 기술로 적용될 수 있도록 하기 위한 다양한 시도가 이루어 지고 있다. 일예로, 구글사(Google)의 무인자동차 기술과 애플사(Apple Inc.)의 아이폰(iPhone)을 활용한 다양한 자동차 앱 등이 대표적이다. 그러므로, IT 기기들은 기존처럼 단순히 차량에 제어기 단품이나 부품 형태로 들어가는 것이 아니라 본격적인 V2D(Vehicle to Device) 기술을 활용하여 차량과 통신을 통해 다양한 응용이 가능할 것이다. 그러나, 차량과 IT 기기를 연동하는 현재의 V2D 기술은 IT 관점에서 IT 기업 중심으로 발전이 되었기 때문에 당연히 IT 기기 중심으로 구성되어 자동차를 하나의 노드(Node)로 취급하고 있다. 즉, OpenXC와 같이 IT 기기를 중심으로 차량의 데이터를 수집하여 처리(분석, 가공, 원격 송수신) 하거나, MirrorLink와 같이 IT 기기의 화면과 멀티미디어 리소스를 차량에서 활용하거나 역으로 차량의 화면을 IT 기기의 화면에 표시하도록 제어하는 기술이 소개되어 있다. 하지만, 이러한 응용 방법 역시 IT라는 도구를 활용하여 사용자가 자동차를 분석하고, 편리하게 사용할 수 있는 사용자 경험(User eXperience, UX) 관점에서의 접근 방법을 제공할 뿐 IT 기술을 차량 제어 성능 고도화에 본격적으로 적용한다는 관점에서는 부족한 점이 많다
앞서 설명한 바와 같이 차량에 IT 기술을 연동하는 기존의 방식은 크게 두 가지이다. 첫째는 IT 장치를 자동차 내부의 단품이나 부품 형태로 내장하는 방식이다. 이 방식은 차량 자체의 원가와 중량의 상승이 불가피하며, 차량 장착 특성상 활용성 및 성능에 한계가 있다. 예를 들어, 차량에 헬스케어 및 생체인식 기능을 수행하는 IT 장치가 장착된 경우, 운전자가 차량에 탑승한 상태에서만 해당 기능을 사용할 수 있기 때문에 차량에 탑승하기 이전의 운전자 상태 이력을 알 수 없다.
둘째는 외부에 존재하는 IT 기기와 차량 내 단품 제어기가 연동되어 차량의 정보(데이터)를 수집 및 활용하거나, 차량 내부의 멀티미디어 및 편의장치 일부를 조작하는 기능을 제공하거나, 또는 IT 기기의 새로운 기능을 차량에서 사용하도록 해주는 기술 등이다. 그러나, 이 방식 역시 UX 관점에서의 접근 방법으로, 엔터테인먼트나 정보 제공 수준을 크게 벗어나지 못하고 있다. 따라서, IT 기술을 활용한 차량 제어 기능을 고도화하기 위해서는 차량 중심으로 차량 제어에 필요한 외부 리소스를 활용할 수 있도록 하는 새로운 개념의 인터페이스가 필요하다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 차량 제어기가 차량 제어에 필요한 외부장치의 리소스(외부 리소스)를 이용할 수 있도록 차량 제어기와 외부 리소스 간에 연동할 수 있도록 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템은 차량 내 탑재되어 차량의 동작을 제어하는 하나 이상의 차량 제어기, 차량 제어기의 요청에 따라 리소스의 처리정보를 제공하는 하나 이상의 외부장치, 및 차량 내부 네트워크를 통해 상기 차량 제어기와 연결되고, 차량 외부 네트워크를 통해 상기 외부장치와 연결되어 차량 제어기와 외부장치가 상호간에 정보를 주고받을 수 있도록 인터페이스하는 차량 모바일 게이트웨이를 포함한다.
상기 차량 제어기는 차량 제어에 상기 외부장치에서 제공하는 정보를 활용하기 위해 어플리케이션 인터페이스(API) 세트를 구성하는 API 생성부, API 세트에서 호출된 API에 따라 차량 제어에 필요한 정보를 요청하거나 차량 데이터를 송출하는 API 송신부, 차량 내부 네트워크를 통해 수신되는 메시지에 포함된 외부장치의 처리정보차량 제어기(11)에 리턴하는 외부정보 수신부, 및 차량 내부 네트워크에 접속하게 하는 제1통신부를 포함한다.
상기 API 송신부는 호출된 API에 대한 유효성 및 정합성을 검사하는 API 해석부, 및 유효성 및 정합성 검사를 통과한 API에 대한 차량 내부 네트워크 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 포함한다.
상기 메시지 생성부는 하나의 API에 대해 하나 이상의 차량 내부 네트워크 메시지를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 메시지 생성부는 통과한 API 함수의 구문을 해석하고, 생성규칙에 근거하여 해석한 API 구문을 차량 내부 네트워크 메시지로 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 내부 네트워크 메시지는 헤더 필드, 페이로드 필드, 트레일러 필드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 헤더 필드는 출발지, 목적지, 메시지 타입, API 함수 ID, 노드, 전체 API 크기, API의 시작 표식 또는 끝 표식, 인덱스와 같은 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 페이로드 필드는 파라미터 플래그, 파라미터 크기, 파라미터 데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 외부정보 수신부는 제1통신부를 통해 수신된 메시지를 해석하여 외부장치의 처리정보를 추출하는 외부정보 분석부, 및 상기 외부정보 분석부에서 추출한 외부장치의 처리정보를 차량 제어에 적용하는 경우의 안정성을 확인하고 그 확인결과에 따라 API 응답을 생성하는 API 응답 생성부를 포함한다.
상기 API 응답 생성부는 상기 확인결과 안정성에 이상이 없으면, 외부장치의 처리정보와 차량 내부 데이터를 이용하여 구조체의 API 응답을 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 모바일 게이트웨이는 차량 내부 네트워크 메시지를 차량 외부 네트워크 메시지로 프로토콜 변환하는 외부 연동 API 처리부, 및 차량 외부 네트워크 메시지를 차량 내부 네트워크 메시지로 변환하는 외부 연산 결과 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 외부장치는 리소스를 제공하는 정보통신 디바이스인 것을 특징으로 한다.
상기 리소스는 차량 주변의 인프라, 휴대용 단말기에 내장된 카메라, GPS(Global Positioning System), 자이로(Gyro), 가속도 센서와 같은 각종 센서, 웨어러블 디바이스의 생체인식, 헬스케어, 상태 판단과 같은 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 외부장치는 차량을 탑승하기 이전의 운전자 상태정보를 누적하여 관리하기 위한 데이터베이스(DB)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템은 차량 모바일 게이트웨이가 차량 제어기로부터 외부장치의 리소스 이용을 요청하는 단계, 상기 차량 모바일 게이트웨이가 차량 제어기의 요청을 상기 외부장치로 전달하는 단계, 및 상기 외부장치가 차량 제어기의 요청에 따른 처리정보를 상기 차량 모바일 게이트웨이를 통해 상기 차량 제어기로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 차량 제어기가 차량 제어에 필요한 외부장치의 리소스를 활용할 수 있는 인터페이스를 제공하므로, 차량 제어기가 차량 제어에 필요한 외부 리소스를 활용하여 차량의 제어 성능을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 별도의 하드웨어를 부가하지 않아 차량 원가 상승 및 중량 증가 없이 새로운 IT 기능을 활용할 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 차량 장착 장치의 활용성 한계를 극복할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 최신의 IT 기술을 즉시 차량 제어에 활용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템을 도시한 블록구성도.
도 2는 본 발명의 차량 제어기를 도시한 블록구성도.
도 3은 도 2에 도시된 메시지 생성부의 구성을 도시한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 외부정보 분석부의 구성을 도시한 도면.
도 5는 도 2에 도시된 API 응답 생성부의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어기의 동작방법을 도시한 흐름도.
도 7은 도 1에 도시된 AMG의 외부 연동 API 처리부의 구성.
도 8은 도 1에 도시된 AMG의 외부 연산 결과 처리부의 구성.
도 9는 도 1에 도시된 외부장치의 구성을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 방법을 도시한 흐름도.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 차량 중심으로 외부장치의 리소스(외부 리소스)를 연동하도록 하는 게이트웨이 방식의 인터페이스 기술을 제안한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템을 도시한 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템은 하 나 이상의 차량 제어기(11) 및 차량 모바일 게이트웨이(Automotive Mobile Gateway, AMG)(12), 하나 이상의 외부장치(13)를 포함한다.
차량 제어기(11)는 차량의 엔진제어, 섀시(chassis)제어, 전장 및 편의장치 등을 제어하는 전자장치이다. 차량 제어기(11)는 배터리, 엔진, 변속기, 조향장치, 현가장치, 제동장치 등을 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)와 공조시스템, 클러스터, 디지털계기판, 와이퍼, 라이트(light), 후방 장애물 검출장치, 도난방지, 다중통신, 도어 잠김, 파워윈도우, 파워시트, 시트벨트, 에어백 등을 제어하는 BCM(Body Control Module) 등을 포함한다.
차량 제어기(11)는 메모리(미도시)에 제어 프로그램을 저장하고 있어, 그 제어 프로그램을 통해 차량 내 구성요소를 제어한다.
차량 제어기(11)들은 차량 내부 네트워크를 이용하여 상호간에 제어정보를 주고 받아 동작을 수행한다. 여기서, 차량 내부 네트워크(이하, 차량 네트워크)로는 CAN(Controller Area Network), MOST(Media Oriented Systems Transport) 네트워크, LIN(Local Interconnect Network) 또는 X-by-Wire(Flexray) 등이 사용된다.
AMG(12)는 차량 제어기(11)와 외부장치(13)를 연결해주는 인터페이스 역할을 한다. 이러한 AMG(12)는 차량 제어기(11)과 함께 차량 내에 설치된다.
AMG(12)는 차량 네트워크를 통해 차량 제어기(11)와 연결되고, 차량 외부 네트워크를 통해 외부장치(13)와 연결된다. 여기서, 차량 외부 네트워크로는 이동통신망, 와이파이(Wi-Fi) 및 와이브로(wibro) 등과 같은 무선 인터넷망, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), NFC(Near Field Communication) 등의 근거리 통신망, 및 V2V(Vehicle to Vehicle), V2I(Vehicle to Infra.), V2D(Vehicle to Device) 등의 차량 통신망 등으로 구현된다.
AMG(12)는 차량 제어기(11)의 요청에 따라 외부장치(13)의 리소스 활용을 요청하는 외부 연동 API 처리부(120), 외부장치(13)의 리소스를 통해 획득한 정보를 차량 제어기(11)에 전달하는 외부 연산 결과 처리부(122), 차량 네트워크에 연결하는 제2통신부(124), 차량 외부 네트워크에 연결하는 제3통신부(126)를 포함한다.
외부장치(13)는 리소스(resource)를 제공하는 IT(Information Technology) 디바이스이다. 여기서, 리소스는 차량 주변의 인프라(infra), 휴대용 단말기(portable device)에 내장된 카메라, GPS(Global Positioning System), 자이로(Gyro), 가속도 센서 등과 같은 각종 장치, 웨어러블 디바이스의 생체인식, 헬스케어, 상태 판단 등의 기능을 포함한다.
상기한 각 구성요소들은 기존의 차량 제어기가 사용하는 통신방식을 유지하기 위해 하드웨어 계층 상위에 베이스 소프트웨어 계층을 추가하여 네트워크 계층을 구성한다.
도 2는 도 1에 도시된 차량 제어기의 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 메시지 생성부의 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 외부정보 분석부의 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 도 2에 도시된 API 응답 생성부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
차량 제어기(11)는 도 1에 도시된 바와 같이 어플리케이션 인터페이스(Application Program Interface, API) 생성부(110), API 송신부(112), 외부정보 수신부(114), 제1통신부(116)를 포함한다.
API 생성부(110)는 기존의 차량 제어 로직이 외부장치(13)의 리소스(외부 리소스)에서 제공하는 정보를 활용하기 위해 사용되는 기본적인 인터페이스 기능들을 API로 생성한다. API 생성부(110)는 생성한 API들을 외부 리소스 연동 API 세트(set)(1101)로 저장하여 관리한다.
외부 리소스 연동 API 세트(1101)는 [표 1]과 같은 인터페이스 세트로 구성 가능하다.
Figure 112015078327894-pat00001
차량 제어기(11)는 외부 리소스(13)를 이용하고자 하는 경우 API 생성부(110)로부터 API를 호출한다. API 호출 순서는 외부 리소스(13) 이용 목적에 따라 달라질 수 있다.
API 송신부(112)는 차량 제어에 필요한 정보(제어 필요 정보)를 요청하거나 차량 데이터를 송출하는 역할을 한다. API 송신부(112)는 도 2에 도시된 바와 같이 API 해석부(1120) 및 메시지 생성부(1122)를 포함한다.
API 해석부(1120)는 외부 리소스 연동 API 세트(1101)에서 호출된 API에 대한 내용을 해석하여 호출된 API의 유효성 및 정합성을 검사한다. API 호출(call)은 최소 1개 이상의 차량 네트워크 메시지를 발생시킨다. 그런데, 일반적으로 차량 네트워크는 대역폭이 매우 제한된 경우가 많기 때문에, 차량 제어기(11)에서 불필요하게 또는 잘못된 API를 임의 방식으로 호출하면 차량 통신 부하를 쓸데없이 증가시켜 대역폭의 낭비를 가져올 수 있다. 그러므로, 본 발명에서는 API 해석부(1120)가 제한된 차량 네트워크의 대역폭 낭비를 예방하기 위한 일종의 필터링 역할을 수행한다.
API 해석부(1120)는 OPEN API에 대해 디바이스 노드 유효성, 통신 환경 적합성, 디바이스 성능(capability)을 검사한다. 그리고, API 해석부(1120)는 CLOSE API에 대해 디바이스 노드 유효성을 검사하고, 기타 API에 대해서 데이터 파라미터 범위 정합성을 검사한다. API 해석부(1120)는 검사결과 에러가 발견되면 해당 에러를 리턴한다.
메시지 생성부(1122)는 API 해석부(1120)에서 해석된 API에 대하여 유효한 차량 내부 네트워크 메시지(차량 네트워크 메시지)를 생성한다. 다시 말해서, 메시지 생성부(1122)는 호출된 API들 중 API 해석부(1120)의 유효성 및 정합성 검사를 통과한 API에 대응하는 차량 네트워크 메시지(차량 통신 메시지)를 생성한다.
메시지 생성부(1122)는 차량 제어기(11)와 AMG(12) 간의 통신을 위해 호출한 API를 차량 네트워크 메시지로 변환하는 것으로, 외부 리소스 연동 기술이 기존의 차량 제어기의 동작 환경(통신 입/출력 인터페이스, 프로토콜)과 호환성을 갖기 위해 필요한 구성요소이다.
메시지 생성부(1122)는 도 3에 도시된 바와 같이 API 구문 해석기(parser)(21), 생성 규칙(schema) 저장부(22), 생성부(23)를 포함한다.
API 구문 해석기(21)는 API 함수(function)를 입력받아 구문을 파싱(해석)한다.
생성규칙 저장부(22)은 API 함수를 차량 네트워크 메시지로 변환하기 위한 규칙이다.
생성부(23)는 생성규칙에 근거하여 API 구문 해석기에 의해 해석된 구문을 차량 네트워크 메시지로 생성한다. 이때, 생성부(23)는 하나의 API를 하나 이상의 차량 네트워크 메시지로 생성할 수 있다.
차량 네트워크 메시지는 헤더(header) 필드, 페이로드(payload) 필드, 트레일러(trailer) 필드로 구성된다.
여기서, 헤더 필드에는 출발지(SRC.), 목적지(DEST.), 메시지 타입(일반 또는 API), API 함수 ID, 노드(Node), 전체 API 크기, API의 시작 표식(start sign) 또는 끝 표식(end sign), 인덱스 등의 정보가 저장된다. 페이로드 필드에는 파라미터 플래그, 파라미터 크기, 파라미터 데이터 등의 정보가 저장된다. 트레일러 필드는 선택(option)적으로 사용된다.
제1통신부(116)는 송신부(1160) 및 수신부(1162)로 구성된다.
송신부(1160)는 메시지 생성부(1122)에서 생성된 메시지를 기존의 차량 네트워크를 통해 송신한다. 수신부(1162)는 AMG(12)에서 송신한 메시지를 차량 네트워크를 통해 수신한다.
외부정보 수신부(114)는 외부정보 분석부(1140) 및 API 응답 생성부(1142)를 포함한다.
외부정보 분석부(1140)는 제1통신부(116)의 수신부(1162)를 통해 수신된 메시지를 해석하여 결과를 추출한다. 수신된 메시지는 차량 제어기(11)가 외부 리소스(13)에 요청한 정보(연산 결과)를 포함한다.
외부정보 분석부(1140)는 도 4에 도시된 바와 같이 프로토콜 해석기(41), 분석규칙 저장부(42), 분석부(43)를 포함한다.
프로토콜 해석기(41)는 AMG(12)로부터 수신한 메시지 파싱한다. 이 메시지는 헤더 필드, 페이로드 필드, 트레일러 필드로 구성된다.
헤더 필드에는 출발지(SRC.), 목적지(DEST.), 메시지 타입(일반 또는 API), API 함수 ID, 노드(Node), 전체 결과(리턴값) 크기, 시작 표식(start sign) 또는 끝 표식(end sign), 인덱스 등의 정보가 저장된다. 페이로드 필드에는 결과(리턴값) 플래그, 결과 크기, 결과 데이터 등의 정보가 저장된다. 트레일러 필드는 선택(option)적으로 사용된다.
분석규칙 저장부(42)는 수신한 메시지를 분석하기 위한 분석규칙을 저장하고 있다.
분석부(43)는 분석규칙에 따라 파싱한 메시지를 분석한다. 분석부(43)는 리턴값으로 API 함수 ID 및 노드, 결과 데이터를 출력한다.
API 응답 생성부(1142)는 외부정보 분석부(1140)에서 출력된 처리결과를 차량 제어에 적용하는 경우 안정성을 확인한다. 다시 말해서, API 응답 생성부(1142)는 도 5와 같이 안정성 확인부(stability checker)(SC)를 통해 외부 리소스(13)로부터 제공받은 데이터가 차량 제어에 적합한 범위와 타입인지를 확인한다(데이터 정합성 체크).
API 응답 생성부(1142)는 그 확인결과 안정성에 이상이 없으면 외부 리소스(13)으로부터 제공받은 데이터와 차량 내부 데이터를 이용하여 API 응답을 생성한다. 이때, API 응답 생성부(1142)는 구조체 메이커(structure maker)(SM)를 통해 구조체(structure) 형태의 API 응답을 생성한다. API 응답 생성부(1142)는 생성한 API 응답을 차량 제어기(11)에 최종적으로 리턴한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어기의 동작방법을 도시한 흐름도이다.
차량 제어기(11)는 외부장치(13)로 정보 요청 또는 송출을 위한 API를 호출한다(S11).
차량 제어기(11)는 호출한 API의 내용을 해석한다(S13).
차량 제어기(11)는 해석한 내용에 정합성이 있는지를 확인한다(S15).
차량 제어기(11)는 해석한 내용에 정합성이 있으면, 호출한 API를 차량 네트워크 메시지를 생성한다(S17). 즉, 차량 제어기(11)는 차량 네트워크의 프로토콜에 따라 호출한 API에 대해 프로토콜 변환을 수행한다.
차량 제어기(11)는 생성한 차량 네트워크 메시지를 차량 네트워크를 통해 AMG(12)로 송신한다(S19).
차량 제어기(11)는 생성한 차량 네트워크 메시지를 전송한 후 기준 시간의 경과여부를 확인한다(S21).
차량 제어기(11)는 기준 시간 내에 외부장치(13)로부터 전송되는 처리결과를 수신한다(S23).
차량 제어기(11)는 외부장치(13)로부터 제공받은 처리결과를 해석한다(S25).
차량 제어기(11)는 해석한 처리결과를 차량 제어에 적용했을 때의 안정성을 확인한다(S27).
차량 제어기(11)는 확인결과 안정성에 이상이 없으면 처리결과를 이용하여 API 응답을 생성한다(S29). 차량 제어기(11)는 API 응답에 따라 차량 제어를 실시한다.
도 7은 도 1에 도시된 AMG의 외부 연동 API 처리부의 구성을 도시하고, 도 8은 도 1에 도시된 AMG의 외부 연산 결과 처리부의 구성을 도시한다.
도 7에 도시된 바에 따르면, AMG(12)는 이종 네트워크 간에 정보를 서로 주고받을 수 있게 한다. 이에, 기존의 차량 제어기(11)는 하드웨어 변경없이 AMG(12)를 통해 외부장치(13)와 정보를 주고 받는다. 차량 내부에는 다수의 차량 제어기(11)가 존재하고, 외부장치(13) 역시 동시에 다수 개 존재할 수 있기 때문에 AMG(12)는 다대다(多대多)의 양방향 통신을 지원한다.
AMG(12)는 차량 제어기(11)의 정보 요청을 외부장치(13)에 실시간으로 전달하고, 외부장치(13)로부터 제공되는 정보를 해당 제어기(11)에 실시간으로 전달한다.
이러한 AMG(12)는 외부 연동 API 처리부(120)와 외부 연산 결과 처리부(122)를 포함한다. AMG(12)는 차량 제어기(11) 내에 소프트웨어 형태로 탑재 가능하다.
외부 연동 API 처리부(120)는 차량 제어기(11)에서 발생한 API 호출을 외부장치(13)로 전달한다. 외부 연동 API 처리부(120)는 차량 내부 네트워크 메시지를 차량 외부 네트워크 메시지로 프로토콜 변환한다.
외부 연동 API 처리부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, API 입력부(1200), API 처리부(1202), API 출력 생성부(1204), API 출력부(1206), 버퍼(buffer)를 포함한다.
API 입력부(1200)는 차량 제어기(11)로부터 송신되는 API 요청 정보를 차량 내부 네트워크를 통해 수신한다. API 입력부(1200)는 제2통신부(124)를 통해 수신되는 API 요청 정보를 입력으로 받는다. API 입력부(1200)는 수신용 큐(RX Queue)로 구현된다.
API 처리부(1202)는 API 입력부(1200)를 통해 수신되는 차량 내부 네트워크 메시지를 프로토콜 해석기를 통해 프로토콜 변환하고, 분석부가 그 변환된 메시지를 분석규칙에 따라 분석한다.
API 출력 생성부(1204)는 차량 외부 네트워크의 프로토콜을 해석하는 프로토콜 해석기, 생성규칙, 메시지 보안을 위한 인증 및 암호화하는 보안모듈, 차량 외부 네트워크 메시지를 생성하는 생성부를 포함한다. API 출력 생성부(1204)는 차량 외부 네트워크를 통해 전송하기 위한 메시지로 변환한다.
API 출력부(1206)는 API 출력 생성부(1204)로부터 출력되는 메시지를 차량 외부 네트워크를 통해 전송한다. 이대, 이때 출력부(126)는 송신 큐(TX Queue)로 구현된다.
제4통신부(126)는 출력부(126)를 거쳐 송출되는 메시지를 차량 외부 네트워크를 통해 외부장치(13)로 전송한다.
외부 연동 API 처리부(120)는 버퍼를 포함하며, 그 버퍼는 공유 메모리, 듀얼포트 메모리 또는 고속 시리얼 통신이 가능한 버퍼로 구현할 수 있다.
도 8을 참조하면, 외부 연산 결과 처리부(122)는 차량 제어기(11)의 API 호출에 대해 외부 리소스(13)가 연산/처리한 결과를 다시 차량 제어기(11)로 전달한다. 외부 연산 결과 처리부(122)는 차량 외부 네트워크 메시지를 차량 내부 네트워크 메시지로 변환한다.
외부 연산 결과 처리부(122)는 도 1에 도시된 바와 같이 결과 입력부(1220), 결과 처리부(1222), 결과 출력 생성부(1224), 결과 출력부(1226), 버퍼를 포함한다.
결과 입력부(1220)는 제3통신부(126)를 통해 수신되는 메시지를 입력을 받는다. 결과 입력부(1220)는 수신 큐(RX QUEUE)로 구현된다.
결과 처리부(1222)는 차량 외부 네트워크를 통해 수신되는 메시지의 프로토콜을 해석하는 프로토콜 해석기, 분석규칙, 수신 메시지를 인증 및 복호화하는 보안모듈, 분석규칙에 근거하여 수신 메시지를 분석하는 분석부를 포함한다.
결과 출력 생성부(1224)는 차량 내부 네트워크의 프로토콜을 해석하는 프로토콜 해석기, 생성규칙, 그 생성규칙에 따라 수신 메시지를 차량 내부 네트워크 메시지로 생성(변환)하는 생성부를 포함한다.
결과 출력부(1226)는 결과 출력 생성부(1224)에 의해 생성된 메시지를 차량 내부 네트워크를 통해 차량 제어기(11)로 전송한다. 결과 출력부(1226)는 송신 큐(TX QUEUE)로 구현된다.
도 9는 도 1에 도시된 외부장치의 구성을 도시한 도면이다.
외부장치(13)는 앞서 설명드린 바와 같이, 차량 제어기(11)로부터 차량 제어에 필요한 정보를 요청받으면 각종 센서를 통해 정보를 수집하고 그 수집한 정보를 연산하여 그 결과를 차량 제어기(11)로 리턴해주는 역할을 한다.
예를 들어 외부장치(13)는 차량 내에서 처리하기 어려운 고성능의 연산 처리가 가능하거나, 차량에 탑재하기 어려운 각종 센서 등을 탑재한 각종 스마트/웨어러블 기기가 될 수도 있고, 더 나아가서는 차량에 연결된(connected) 외부 IT 환경 그 자체일 수도 있다.
이러한 외부장치(13)는 도 9에 도시된 바와 같이 API 수신부(130), API 해석부(132), 결과 생성부(134), 결과 송신부(136), 제4통신부(138)를 포함한다.
API 수신부(130)는 제4 통신부(138)를 통해 수신되는 차량 외부 네트워크 메시지를 수신한다.
API 수신부(130)는 차량 외부 네트워크 메시지를 파싱하고, 인증 및 복호화를 수행한다. 그리고, API 수신부(130)는 분석규칙에 따라 차량 외부 네트워크 메시지를 분석한다.
API 해석부(132)는 생성규칙에 근거하여 API 구문을 해석하여 차량 제어기(11)의 요청을 확인한다.
정보 생성부(134)는 해석한 차량 제어기(11)의 요청에 따라 정보를 생성한다. 결과 송신부(136)는 정보 생성부(134)에서 생성된 정보를 차량 외부 네트워크 메시지로 변환한다.
외부장치(13)는 웨어러블 기기 또는 스마트폰과 같은 기기인 경우 운전자가 차량을 탑승하기 이전의 상태를 모두 누적하여 처리하는 것이 가능하므로 내부에 자체의 DB를 두고, 누적된 이력 정보를 활용할 수 있다. 그리고, 외부장치(13)는 AMG(12)와 차량 외부 네트워크를 통해 데이터를 주고받기 위해 AMG(12)에 준하는 수준의 통신 모듈과 보안 모듈을 탑재하고 있어야 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 차량 제어기(11)는 인식 가능한 외부장치(13)를 통신 노드로 생성하고, 해당 외부장치(13)와 차량 통신 환경을 설정한다(S101, S103). 이때, 차량 제어기(11)과 AMG(12)는 차량 내부 네트워크를 설정하고, AMG(12)와 외부장치(13)는 차량 외부 네트워크를 설정한다. AMG(12)는 차량 제어기(11)에서 전송되는 메시지를 차량 외부 네트워크 메시지로 변환하여 외부장치(13)로 전달하고, 외부장치(13)에서 전송되는 메시지를 차량 내부 네트워크 메시지로 변환하여 차량 제어기(11)에 전달하는 역할을 한다.
차량 제어기(11)는 외부장치(13)의 환경정보를 요청한다(S105). 여기서, 환경정보는 하나 이상의 외부장치(13) 중 차량 제어기(11)과 연동 가능한 외부장치(11) 및 그 외부장치(11) 내 활용 가능한 리소스 정보를 포함한다.
외부장치(13)는 차량 제어기(11)의 요청에 따라 외부장치(13)의 환경정보를 전송한다(S107).
차량 제어기(11)는 외부장치(13)의 요청에 따라 차량 제어기(11)의 상태정보를 전송한다(S109).
차량 제어기(11)는 외부장치(13)의 환경정보에 근거하여 연동 가능한 외부장치(13) 및 활용 가능한 리소스에 필요한 환경(configuration)을 설정한다(S111).
차량 제어기(11)는 차량 제어에 필요한 정보를 외부장치(13)에 요청한다(S113).
외부장치(13)는 차량 제어기(11)에 요청에 따른 외부 리소스를 통해 획득한 정보를 차량 제어기(11)로 전송한다(S115).
차량 제어기(11)는 외부장치(13)로부터 제공받은 정보를 이용하여 차량 제어를 수행하고 그 수행결과를 외부장치(13)로 전송한다(S117, S119).
11: 차량 제어기 110: API 생성부
1101: 외부 리소스 연동 API 세트 112: API 송신부
1120: API 해석부 1122: 메시지 생성부
21: API 구문 해석기 22: 생성 규칙(schema) 저장부
23: 생성부 114: 외부정보 수신부
1140: 외부정보 분석부 41: 프로토콜 해석기
42: 분석규칙 저장부 43: 분석부
1142: API 응답 생성부 116: 제1통신부
12: AMG 120: 외부 연동 API 처리부
122: 외부 연산 결과 처리부 124: 제2통신부
126: 제3통신부 13: 외부장치
130: API 수신부 132: API 해석부
134: 결과 생성부 136: 결과 송신부
138: 제4통신부

Claims (15)

  1. 차량 내 탑재되어 차량의 동작을 제어하는 하나 이상의 차량 제어기,
    차량 제어기의 요청에 따라 리소스의 처리정보를 제공하는 하나 이상의 외부장치, 및
    차량 내부 네트워크를 통해 상기 차량 제어기와 연결되고, 차량 외부 네트워크를 통해 상기 외부장치와 연결되어 차량 제어기와 외부장치가 상호간에 정보를 주고받을 수 있도록 인터페이스하는 차량 모바일 게이트웨이를 포함하되,
    상기 외부장치는 차량 제어기로부터 차량 제어를 위한 정보를 요청받으면 각종 센서를 통해 정보를 수집하여 연산하고 연산된 결과를 차량 제어기로 리턴하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어기는,
    차량 제어에 상기 외부장치에서 제공하는 정보를 활용하기 위해 어플리케이션 인터페이스(API) 세트를 구성하는 API 생성부,
    API 세트에서 호출된 API에 따라 차량 제어에 필요한 정보를 요청하거나 차량 데이터를 송출하는 API 송신부,
    차량 내부 네트워크를 통해 수신되는 메시지에 포함된 외부장치의 처리정보차량 제어기(11)에 리턴하는 외부정보 수신부, 및
    차량 내부 네트워크에 접속하게 하는 제1통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 API 송신부는,
    호출된 API에 대한 유효성 및 정합성을 검사하는 API 해석부, 및
    유효성 및 정합성 검사를 통과한 API에 대한 차량 내부 네트워크 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는,
    하나의 API에 대해 하나 이상의 차량 내부 네트워크 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는,
    통과한 API 함수의 구문을 해석하고, 생성규칙에 근거하여 해석한 API 구문을 차량 내부 네트워크 메시지로 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차량 내부 네트워크 메시지는,
    헤더 필드, 페이로드 필드, 트레일러 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 헤더 필드는,
    출발지, 목적지, 메시지 타입, API 함수 ID, 노드, 전체 API 크기, API의 시작 표식 또는 끝 표식, 인덱스와 같은 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 페이로드 필드는,
    파라미터 플래그, 파라미터 크기, 파라미터 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 외부정보 수신부는,
    제1통신부를 통해 수신된 메시지를 해석하여 외부장치의 처리정보를 추출하는 외부정보 분석부, 및
    상기 외부정보 분석부에서 추출한 외부장치의 처리정보를 차량 제어에 적용하는 경우의 안정성을 확인하고 그 확인결과에 따라 API 응답을 생성하는 API 응답 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 API 응답 생성부는,
    상기 확인결과 안정성에 이상이 없으면, 외부장치의 처리정보와 차량 내부 데이터를 이용하여 구조체의 API 응답을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 차량 모바일 게이트웨이는,
    차량 내부 네트워크 메시지를 차량 외부 네트워크 메시지로 프로토콜 변환하는 외부 연동 API 처리부, 및
    차량 외부 네트워크 메시지를 차량 내부 네트워크 메시지로 변환하는 외부 연산 결과 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 외부장치는,
    리소스를 제공하는 정보통신 디바이스인 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 리소스는,
    차량 주변의 인프라, 휴대용 단말기에 내장된 카메라, GPS(Global Positioning System), 자이로(Gyro), 가속도 센서와 같은 각종 센서, 웨어러블 디바이스의 생체인식, 헬스케어, 상태 판단과 같은 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 외부장치는,
    차량을 탑승하기 이전의 운전자 상태정보를 누적하여 관리하기 위한 데이터베이스(DB)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
  15. 차량 모바일 게이트웨이가 차량 제어기로부터 외부장치의 리소스 이용을 요청하는 단계,
    상기 차량 모바일 게이트웨이가 차량 제어기의 요청을 상기 외부장치로 전달하는 단계, 및
    상기 외부장치가 차량 제어기의 요청에 따른 처리정보를 상기 차량 모바일 게이트웨이를 통해 상기 차량 제어기로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 외부장치는 차량 제어기로부터 차량 제어를 위한 정보를 요청받으면 각종 센서를 통해 정보를 수집하여 연산하고 연산된 결과를 차량 제어기로 리턴하는 것을 특징으로 하는 차량 제어기와 외부 리소스의 연동 시스템.
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