KR101781048B1 - 차량용 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에 구비되는 차량용 제어장치로서, 상기 차량의 위치정보에 근거하여 하나 또는 그 이상의 기능들을 실행할 수 있는 차량용 제어장치에 관한 것이다. 상기 차량용 제어장치는 기설정된 서버로 상기 차량의 현재위치를 전송하고, 상기 현재위치를 기준으로 하는 위치 기반 정보를 상기 서버로부터 수신하도록 이루어지는 무선 통신부 및 상기 위치 기반 정보를 이용하여 하나 또는 그 이상의 기능들을 실행하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 무선 통신부를 이용하여 기설정된 위치정보를 고정적으로 송신하는 장치로부터 상기 장치의 위치정보를 수신하며, 상기 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 제어장치{CONTROL DEVICE FOR A VEHHICLE}
본 발명은 차량에 구비되며, 상기 차량의 위치정보에 근거하여 하나 또는 그 이상의 기능들을 실행할 수 있는 차량용 제어장치에 관한 것이다.
차량은 운동 에너지를 이용하여 사람이나 짐을 이동시킬 수 있는 교통 수단을 의미한다. 차량의 대표적인 예로, 자동차를 들 수 있다.
차량을 이용하는 사용자의 안전 및 편의를 위해, 차량에는 각종 센서와 장치가 구비되고 있으며, 차량의 기능이 다양화되고 있다.
차량의 기능은 운전자의 편의를 도모하기 위한 편의 기능, 그리고 운전자 및/또는 보행자의 안전을 도모하기 위한 안전 기능으로 나뉠 수 있다.
먼저, 편의 기능은 차량에 인포테인먼트(information + entertainment) 기능을 부여하고, 부분적인 자율 주행 기능을 지원하거나, 야간 시야나 사각 지대와 같은 운전자의 시야 확보를 돕는 등의 운전자 편의와 관련된 개발 동기를 가진다. 예를 들어, 적응 순향 제어(active cruise control, ACC), 스마트주자시스템(smart parking assist system, SPAS), 나이트비전(night vision, NV), 헤드 업 디스플레이(head up display, HUD), 어라운드 뷰 모니터(around view monitor, AVM), 적응형 상향등 제어(adaptive headlight system, AHS) 기능 등이 있다.
안전 기능은 운전자의 안전 및/또는 보행자의 안전을 확보하는 기술로, 차선 이탈 경고 시스템(lane departure warning system, LDWS), 차선 유지 보조 시스템(lane keeping assist system, LKAS), 자동 긴급 제동(autonomous emergency braking, AEB) 기능 등이 있다.
이러한 차량의 기능 지지 및 증대를 위해, 차량용 제어장치의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
최근, 차량의 위치에 근거한 위치 기반 서비스(location based service, LBS)가 개발되고 있다. 차량에 기지국이나 위성항법장치(GPS)와 연결되는 칩을 부착해 위치 추적 서비스, 공공 안전 서비스 등 위치와 관련된 각종 정보를 제공하는 서비스를 일?는다. 즉, 유선/무선 통신망을 통해 얻은 위치정보를 바탕으로 여러 가지 서비스를 제공하는 것이 위치 기반 서비스이다.
이동통신 기지국을 이용하는 셀 방식과 위성항법장치를 활용한 GPS 방식이 있다. 셀 방식은 2000년을 전후해 개발·보급되기 시작한 방식으로, 위치의 오차 범위가 수 ㎞까지 날 수 있어 정확한 위치를 찾기 어렵다. 반면 중계기 등을 이용하기 때문에 건물 안이나 지하 등의 위치도 찾을 수 있는 것이 장점이다.
GPS 방식은 위성에서 보내는 위치정보를 휴대폰에 내장된 칩이 읽어 기지국에 알려주는 방식이다. 셀 방식에 이어 등장한 서비스로, 위치의 오차 범위가 수백m정도로 셀 방식보다 정확하다는 장점이 있다. 그러나 위성 신호의 특성으로 인해 반사·굴절이 잘 되는 고층 건물이나 실내에서는 사용이 거의 불가능하다.
특히, 차량은 빠른 속도로 이동할 뿐만 아니라, 고층 빌딩들이 많은 도심 속에서 주로 주행되기 때문에, 기존의 방식들로는 차량의 정확한 위치를 추정하기 어려운 문제가 있다. 차량의 위치가 정확히 특정되지 않을수록, 사용자에게 제공되는 위치 기반 서비스가 부정확해지는 문제가 있다.
추가적인 배경기술은 하기의 특허문헌을 참조한다.
특허문헌: 공개특허공보 제10-2007-0121893호 (2007.12.28. 공개)
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은, 차량이 자신의 위치를 보다 정확히 추정/산출할 수 있도록 하는 차량용 제어장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또 다른 목적은, 차량에 구비된 센서에 의하여 차량의 위치정보를 획득할 수 없는 경우에도 V2X 통신 환경을 이용하여 차량의 현재위치를 추정할 수 있도록 하는 차량용 제어장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 제어장치는, 차량에 구비되는 차량용 제어장치로서, 기설정된 서버로 상기 차량의 현재위치를 전송하고, 상기 현재위치를 기준으로 하는 위치 기반 정보를 상기 서버로부터 수신하도록 이루어지는 무선 통신부; 및 상기 위치 기반 정보를 이용하여 하나 또는 그 이상의 기능들을 실행하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 무선 통신부를 이용하여 기설정된 위치정보를 고정적으로 송신하는 장치로부터 상기 장치의 위치정보를 수신하며, 상기 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 차량의 위치정보를 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 없는 경우, 상기 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 복수의 장치들로부터 각 장치의 위치정보가 수신되는 경우, 상기 차량과 각 장치의 거리에 근거하여 어느 하나의 장치를 선택하고, 선택된 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서,상기 제어부는, 상기 선택된 장치의 위치정보, 상기 차량의 이동방향 및 상기 차량의 속도에 근거하여 상기 현재위치를 재설정 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 선택된 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 경우, 상기 현재위치, 그리고 상기 선택된 장치의 정보가 상기 서버로 전송되도록 상기 무선 통신부를 제어하며, 기 서버로부터 상기 선택된 장치에 대한 이용 불가 메시지를 수신하는 경우, 상기 복수의 장치들 중에서 상기 선택된 장치를 제외한 다른 하나의 장치를 선택하고, 상기 다른 하나의 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량용 제어장치는, 상기 선택된 장치와 관련된 정보를 출력하도록 이루어지는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무선 통신부는 소정거리 이내에 위치하는 단말기의 위치정보를 수신하도록 이루어지며, 상기 제어부는, 상기 차량과 상기 단말기 사이의 거리가 상기 차량과 상기 장치 사이의 거리보다 가까운 경우, 상기 장치의 위치정보 대신 상기 단말기의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량용 제어장치는, 복수의 센서들을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 센서들을 이용하여 상기 차량의 위치정보를 산출하며, 상기 산출된 위치정보가 상기 기설정된 기준을 만족하면, 상기 산출된 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하고, 상기 산출된 위치정보가 상기 기설정된 기준을 만족하지 않으면, 상기 장치의 위치정보 및 상기 단말기의 위치정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재위치를 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 장치의 위치정보 및 상기 단말기의 위치정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 기설정된 기준을 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 장치의 위치정보 및 상기 단말기의 위치정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 기설정된 기준을 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 각 센서가 센싱하는 센싱 정보를 상기 기설정된 기준에 근거하여 검증하고, 상기 복수의 센서들 중 검증을 통과한 센서만 선택적으로 이용하여 상기 차량의 위치정보를 산출할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 센서들 중 검증을 통과한 센서가 없는 경우, 상기 산출된 위치정보가 상기 기설정된 기준을 만족하지 못하는 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 복수의 단말기들로부터 각 단말기의 위치정보를 수신하는 경우, 상기 차량과 각 단말기의 거리에 근거하여 어느 하나의 단말기를 선택하고, 상기 선택된 단말기의 위치 정보 및 상기 장치의 위치정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재위치를 설정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량용 제어장치는, 상기 선택된 단말기와 관련된 정보를 출력하도록 이루어지는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 차량의 위치정보를 상기 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 없는 경우, 상기 소정거리 이내에 위치한 단말기로 위치정보 요청 메시지를 전송 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량용 제어장치는, 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 차량의 위치정보를 상기 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 없는 경우, 상기 소정거리 이내에 위치한 단말기를 탐색하고, 탐색된 단말기와 관련된 정보가 출력되도록 상기 디스플레이부를 제어 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 탐색된 단말기와 관련된 정보를 출력함에 있어서, 위치정보를 제공하는 단말기와 위치정보를 제공하지 않는 단말기가 구분되도록, 상기 위치정보를 제공하는 단말기에 하이라이트 처리를 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 탐색된 단말기 중 사용자 입력에 의하여 선택된 적어도 하나의 단말기로 상기 위치정보 요청 메시지를 전송할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 단말기의 위치는 유동적이며, 상기 장치의 위치는 고정적인 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 차량의 위치정보를 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 없고, 상기 장치의 위치정보가 유효하지 않은 경우, 상기 차량의 현재위치 대신 정보 제공 불가 메시지가 상기 기설정된 서버로 전송되도록 상기 무선 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
한편, 본 발명에 따른 일 실시 예는 차량용 제어장치의 제어방법과 관련된다. 상기 제어방법은, 차량에 구비되는 차량용 제어장치의 제어방법으로서, 상기 차량의 현재위치를 설정하는 단계; 상기 현재위치를 기설정된 서버로 전송하는 단계; 상기 기설정된 서버로부터 상기 획득된 위치정보를 기준으로 하는 위치 기반 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 위치 기반 정보를 이용하여 하나 또는 그 이상의 기능들을 실행하는 단계를 포함하며, 상기 현재위치를 설정하는 단계는, 상기 차량의 위치정보를 기설정된 기준에 따라 획득하는 단계; 상기 차량의 위치정보를 상기 기설정된 기준에 따라 획득하는 경우, 상기 차량의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 단계; 기설정된 위치정보를 고정적으로 송신하는 장치로부터 상기 장치의 위치정보를 수신하는 단계; 및 상기 차량의 위치정보를 상기 기설정된 기준에 따라 획득할 수 없는 경우, 상기 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 차량용 제어장치 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 차량에 위치정보를 측정할 수 있는 센서가 구비되지 않거나, 상기 센서가 고장난 상황에서도 차량의 현재위치를 획득하여 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 센서에서 측정된 위치정보를 외부 인프라에서 획득된 정보를 이용하여 검증하고, 검증을 통과한 센서만 선택적으로 이용하기 때문에 현재위치를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 소정범위 내에 위치한 단말기로 위치정보 요청 메시지를 전송할 수 있기 때문에, 상기 단말기로부터 위치정보를 수신할 수 있게 된다. 사용자는 실질적으로 동일한 경로로 주행중인 다른 차량으로부터 허가된 위치정보를 수신하고, 이를 이용하여 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 차량용 제어장치를 설명하기 위한 블록도
도 2는 도 1에서 설명한 차량용 제어장치의 제어동작을 설명하기 위한 흐름도
도 3은 본 발명에 따른 차량용 제어장치가 기설정된 위치정보를 고정적으로 송신하는 장치로부터 상기 장치의 위치정보를 수신하여 현재위치를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 3의 제어방법에 따른 차량용 제어장치의 동작을 설명하기 위한 개념도들
도 5는 본 발명에 따른 차량용 제어장치가 단말기로부터 상기 단말기의 위치정보를 수신하여 현재위치를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 도 5의 제어방법에 따른 차량용 제어장치의 동작을 설명하기 위한 개념도들
도 7은 본 발명에 따른 차량용 제어장치가 차량에 구비된 복수의 센서들을 선택적으로 이용하여 상기 차량의 위치정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도 7의 제어방법을 설명하기 위한 예시도들
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 제어장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 도 9의 제어방법에 따라 생성되는 위치정보를 설명하기 위한 예시도들
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 차량용 제어장치에는 차량에 구비된 적어도 하나의 구성요소를 전자적으로 제어하는 장치로서, 일 예로 전자 제어 장치(electronic control unit, ECU)일 수 있다.
차량용 제어장치는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device) 와 같은 이동 단말기뿐만 아니라, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기의 형태로 나타날 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 차량용 제어장치를 설명하기 위한 블록도이다.
상기 차량용 제어장치(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 차량용 제어장치를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 차량용 제어장치는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 차량용 제어장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 차량용 제어장치(100)와 다른 차량용 제어장치 사이, 또는 차량용 제어장치(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 차량용 제어장치(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 차량용 제어장치(100) 내 정보, 차량용 제어장치(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 차량용 제어장치(100)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 차량용 제어장치(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 차량용 제어장치(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 차량용 제어장치(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 차량용 제어장치(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 차량용 제어장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 차량용 제어장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 차량용 제어장치(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 차량용 제어장치(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 차량용 제어장치(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 차량용 제어장치(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 차량용 제어장치의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 차량용 제어장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 차량용 제어장치(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 차량용 제어장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 차량용 제어장치의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 차량용 제어장치의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 차량용 제어장치 상에서 구현될 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 차량용 제어장치(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 차량용 제어장치(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 차량용 제어장치 (100)와 무선 통신 시스템 사이, 차량용 제어장치 (100)와 다른 차량용 제어장치 사이, 차량용 제어장치 (100)와 다른 이동 단말기 사이, 또는 차량용 제어장치 (100)와 이동 단말기가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
위치정보 모듈(115)은 차량용 제어장치(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 차량용 제어장치(100)는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 차량용 제어장치(100)의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 차량용 제어장치(100)는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 차량용 제어장치(100)의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 차량용 제어장치(100)의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 차량용 제어장치(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 차량용 제어장치(100)의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
한편, 센싱부(140)는 차량용 제어장치(100) 내부 정보, 차량용 제어장치(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 차량용 제어장치(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 차량용 제어장치(10)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다.
디스플레이부(151)는 차량용 제어장치(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 차량용 제어장치(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 차량용 제어장치(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 차량용 제어장치(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 차량용 제어장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 차량용 제어장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 차량용 제어장치(100) 상에서 구현될 수 있다.
한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량용 제어장치(100)를 통해 실시 가능한 통신 시스템에 대하여 살펴본다.
먼저, 통신 시스템은, 서로 다른 무선 인터페이스 및/또는 물리 계층을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 통신 시스템에 의해 이용 가능한 무선 인터페이스에는, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access, TDMA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 범용 이동통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications Systems, UMTS)(특히, LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)), 이동통신 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications, GSM) 등이 포함될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, CDMA에 한정하여 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은, CDMA 무선 통신 시스템뿐만 아니라 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 무선 통신 시스템을 포함한 모든 통신 시스템 적용될 수 있음은 자명하다.
CDMA 무선 통신 시스템은, 적어도 하나의 차량용 제어장치(100), 적어도 하나의 기지국(Base Station, BS (Node B 혹은 Evolved Node B로 명칭될 수도 있다.)), 적어도 하나의 기지국 제어부(Base Station Controllers, BSCs), 이동 스위칭 센터(Mobile Switching Center, MSC)를 포함할 수 있다. MSC는, 일반 전화 교환망(Public Switched Telephone Network, PSTN) 및 BSCs와 연결되도록 구성된다. BSCs는, 백홀 라인(backhaul line)을 통하여, BS와 짝을 이루어 연결될 수 있다. 백홀 라인은, E1/T1, ATM, IP, PPP, Frame Relay, HDSL, ADSL 또는 xDSL 중 적어도 하나에 따라서 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 BSCs가 CDMA 무선 통신 시스템에 포함될 수 있다.
복수의 BS 각각은 적어도 하나의 섹터를 포함할 수 있고, 각각의 섹터는, 전방향성 안테나 또는 BS로부터 방사상의 특정 방향을 가리키는 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 섹터는, 다양한 형태의 안테나를 두 개 이상 포함할 수도 있다. 각각의 BS는, 복수의 주파수 할당을 지원하도록 구성될 수 있고, 복수의 주파수 할당은 각각 특정 스펙트럼(예를 들어, 1.25MHz, 5MHz 등)을 가질 수 있다.
섹터와 주파수 할당의 교차는, CDMA 채널이라고 불릴 수 있다. BS는, 기지국 송수신 하부 시스템(Base Station Transceiver Subsystem, BTSs)이라고 불릴 수 있다. 이러한 경우, 하나의 BSC 및 적어도 하나의 BS를 합하여 “기지국”이라고 칭할 수 있다. 기지국은, 또한 "셀 사이트"를 나타낼 수도 있다. 또는, 특정 BS에 대한 복수의 섹터들 각각은, 복수의 셀 사이트로 불릴 수도 있다.
뿐만 아니라, CDMA 무선 통신 시스템에는 차량용 제어장치(100)의 위치를 확인하기 위한, 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, GPS)이 연계될 수 있다. 상기 위성(300)은, 차량용 제어장치(100)의 위치를 파악하는 것을 돕는다. 유용한 위치 정보는, 두 개 이하 또는 이상의 위성들에 의해 획득될 수도 있다. 여기에서는, GPS 추적 기술뿐만 아니라 위치를 추적할 수 있는 모든 기술들을 이용하여 차량용 제어장치(100)의 위치가 추적될 수 있다. 또한, GPS 위성 중 적어도 하나는, 선택적으로 또는 추가로 위성 DMB 전송을 담당할 수도 있다.
차량용 제어장치에 구비된 위치정보 모듈(115)은 차량용 제어장치의 위치를 탐지, 연산 또는 식별하기 위한 것으로, 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈 및 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈을 포함할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 차량용 제어장치의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다.
상기 GPS모듈(115)은 3개 이상의 위성으로부터 떨어진 거리 정보와 정확한 시간 정보를 산출한 다음 상기 산출된 정보에 삼각법을 적용함으로써, 위도, 경도, 및 고도에 따른 3차원의 현 위치 정보를 정확히 산출할 수 있다. 현재, 3개의 위성을 이용하여 위치 및 시간 정보를 산출하고, 또 다른 1개의 위성을 이용하여 상기 산출된 위치 및 시간 정보의 오차를 수정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 또한, GPS 모듈(115)은 현 위치를 실시간으로 계속 산출함으로써 속도 정보를 산출할 수 있다. 다만, 실내와 같이 위성 신호의 음영 지대에서는 GPS 모듈을 이용하여 정확히 차량용 제어장치의 위치를 측정하는 것이 어렵다. 이에 따라, GPS 방식의 측위를 보상하기 위해, WPS (WiFi Positioning System)이 활용될 수 있다.
와이파이 위치추적 시스템(WPS: WiFi Positioning System)은 차량용 제어장치(100)에 구비된 WiFi모듈 및 상기 WiFi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)를 이용하여, 차량용 제어장치(100)의 위치를 추적하는 기술로서, WiFi를 이용한 WLAN(Wireless Local Area Network)기반의 위치 측위 기술을 의미한다.
와이파이 위치추적 시스템은 와이파이 위치측위 서버, 차량용 제어장치(100), 상기 차량용 제어장치(100)와 접속된 무선 AP, 임의의 무선 AP정보가 저장된 데이터 베이스를 포함할 수 있다.
무선 AP와 접속 중인 차량용 제어장치(100)는 와이파이 위치 측위 서버로 위치정보 요청 메시지를 전송할 수 있다.
와이파이 위치측위 서버는 차량용 제어장치(100)의 위치정보 요청 메시지(또는 신호)에 근거하여, 차량용 제어장치(100)와 접속된 무선 AP의 정보를 추출한다. 상기 차량용 제어장치(100)와 접속된 무선 AP의 정보는 차량용 제어장치(100)를 통해 상기 와이파이 위치측위 서버로 전송되거나, 무선 AP에서 와이파이 위치측위 서버로 전송될 수 있다.
상기 차량용 제어장치(100)의 위치정보 요청 메시지에 근거하여, 추출되는 무선 AP의 정보는 MAC Address, SSID(Service Set IDentification), RSSI(Received Signal Strength Indicator), RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality), 채널정보, Privacy, Network Type, 신호세기(Signal Strength) 및 노이즈 세기(Noise Strength)중 적어도 하나일 수 있다.
와이파이 위치측위 서버는 위와 같이, 차량용 제어장치(100)와 접속된 무선 AP의 정보를 수신하여, 미리 구축된 데이터베이스로부터 차량용 제어장치가 접속 중인 무선 AP와 대응되는 무선 AP 정보를 추출할 수 있다. 이때, 상기 데이터 베이스에 저장되는 임의의 무선 AP 들의 정보는 MAC Address, SSID, 채널정보, Privacy, Network Type, 무선 AP의 위경도 좌표, 무선 AP가 위치한 건물명, 층수, 실내 상세 위치정보(GPS 좌표 이용가능), AP소유자의 주소, 전화번호 등의 정보일 수 있다. 이때, 측위 과정에서 이동형 AP나 불법 MAC 주소를 이용하여 제공되는 무선 AP를 측위 과정에서 제거하기 위해, 와이파이 위치측위 서버는 RSSI 가 높은 순서대로 소정 개수의 무선 AP 정보만을 추출할 수도 있다.
이후, 와이파이 위치측위 서버는 데이터 베이스로부터 추출된 적어도 하나의 무선 AP 정보를 이용하여 차량용 제어장치(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)할 수 있다. 포함된 정보와 상기 수신된 무선 AP 정보를 비교하여, 상기 차량용 제어장치(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)한다.
차량용 제어장치(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)하기 위한 방법으로, Cell-ID 방식, 핑거 프린트 방식, 삼각 측량 방식 및 랜드마크 방식 등이 활용될 수 있다.
Cell-ID 방식은 차량용 제어장치가 수집한 주변의 무선 AP 정보 중 신호 세기가 가장 강한 무선 AP의 위치를 차량용 제어장치의 위치로 결정하는 방법이다. 구현이 단순하고 별도의 비용이 들지 않으며 위치 정보를 신속히 얻을 수 있다는 장점이 있지만 무선 AP의 설치 밀도가 낮으면 측위 정밀도가 떨어진다는 단점이 있다.
핑거프린트 방식은 서비스 지역에서 참조위치를 선정하여 신호 세기 정보를 수집하고, 수집한 정보를 바탕으로 차량용 제어장치에서 전송하는 신호 세기 정보를 통해 위치를 추정하는 방법이다. 핑거프린트 방식을 이용하기 위해서는, 사전에 미리 전파 특성을 데이터베이스화할 필요가 있다.
삼각 측량 방식은 적어도 세개의 무선 AP의 좌표와 차량용 제어장치 사이의 거리를 기초로 차량용 제어장치의 위치를 연산하는 방법이다. 차량용 제어장치와 무선 AP사이의 거리를 측정하기 위해, 신호 세기를 거리 정보로 변환하거나, 무선 신호가 전달되는 시간(Time of Arrival, ToA), 신호가 전달되는 시간 차이(Time Difference of Arrival, TDoA), 신호가 전달되는 각도(Angle of Arrival, AoA) 등을 이용할 수 있다.
랜드마크 방식은 위치를 알고 있는 랜드마크 발신기를 이용하여 차량용 제어장치의 위치를 측정하는 방법이다.
열거된 방법 이외에도 다양한 알고리즘이 차량용 제어장치의 위치정보를 추출(또는 분석)하기 위한 방법으로 활용될 수 있다.
이렇게 추출된 차량용 제어장치(100)의 위치정보는 상기 와이파이 위치측위 서버를 통해 차량용 제어장치(100)로 전송됨으로써, 차량용 제어장치(100)는 위치정보를 획득할 수 있다.
차량용 제어장치(100)는 적어도 하나의 무선 AP 에 접속됨으로써, 위치 정보를 획득할 수 있다. 이때, 차량용 제어장치(100)의 위치 정보를 획득하기 위해 요구되는 무선 AP의 개수는 차량용 제어장치(100)가 위치한 무선 통신환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이하에서는 이와 같이 구성된 차량용 제어장치에서 구현될 수 있는 제어 방법과 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이하의 도면의 설명에서는 왼쪽 위에 그려진 도면을 기준으로, 시계 방향으로 또는 위에서 아래로 순서를 붙여 설명한다.
도 2는 도 1에서 설명한 차량용 제어장치의 제어동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
차량용 제어장치(100)는 다양한 방법으로 차량의 현재위치를 획득하고, 획득한 현재위치를 바탕으로 다양한 기능을 실행할 수 있다. 다양한 기능의 일 예로, 제어부는 상기 차량의 현재위치를 상기 서버로 전송할 수 있다.
먼저, 제어부는 기설정된 서버로 차량의 현재위치를 전송한다(S210).
상기 차량의 현재위치는 상기 차량에 구비된 센서들에 의하여 획득되거나, 무선으로 수신된 정보에 의하여 획득될 수 있다. 상기 차량의 현재위치를 획득 또는 산출하는 방법에 대해서는 이하 도 3 내지 도 10을 참조하여 후술한다.
상기 차량의 현재위치는 위도 및 경도로 이루어진 하나의 좌표 값으로 이루어지거나, 중심 위도 및 중심 경도를 기준으로 상기 차량이 확률적으로 위치할 수 있는 복수의 좌표 값들을 포함하는 소정 범위로 이루어질 수 있다.
상기 기설정된 서버는 상기 차량에 탑승한 사용자에게 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 서버를 의미하며, 통신사, 차량의 제조사, 또는 위치 기반 서비스를 제공하는 서비스 제공사에 의하여 기 설정된다.
다음으로, 상기 현재위치를 기준으로 하는 위치 기반 정보를 상기 서버로부터 수신한다(S230).
상기 차량에 구비되는 메모리는 물리적인 한계 때문에 모든 정보를 저장할 수 없다. 이에 따라, 서버가 위치와 관련된 모든 정보를 저장하되, 차량으로부터 수신된 위치정보에 근거하여 상기 모든 정보 중에 현재위치에 대응하는 일부 정보를 선택적으로 상기 차량에 전송할 수 있다. 또는, 서버가 차량으로부터 수신된 위치정보를 이용하여 상기 현재위치에 대응하는 정보를 탐색하고, 탐색된 정보를 상기 위치 기반 정보로 상기 차량에 전송할 수 있다.
서버는 차량에 대한 가상의 위치 테이블(virtual location table)을 생성 하고, 상기 위치 테이블에 정기적/비정기적으로 수신되는 위치정보를 업데이트 할 수 있다. 서버는 상기 위치 테이블을 이용하여 차량의 위치를 실시간으로 확인할 수 있으며, 차량의 위치를 판단하거나, 차량이 진입할 장소를 예측할 수 있다.
상기 위치 기반 정보는 상기 현재위치를 기준으로 상기 서버에 의하여 선택된 정보로서, 상기 현재위치의 날씨정보, 상기 현재위치 주변의 백화점, 의료기관, 극장, 음식점 등과 같은 생활정보, 상기 현재위치와 관련된 텔레매틱스(telematics) 정보, 상기 현재위치와 관련된 재난정보, 황사정보 등을 포함할 수 있다.
다음으로, 제어부는 상기 위치 기반 정보를 이용하여 하나 또는 그 이상의 기능들을 실행한다(S250).
제어부는 상기 서버로부터 수신된 위치 기반 정보를 이용하여 차량용 제어장치에 설치된 적어도 하나의 애플리케이션을 선택하고, 선택된 애플리케이션을 이용하여 특정 기능을 실행할 수 있다. 또는, 기설정된 애플리케이션을 이용하여 상기 위치 기반 정보와 관련된 기능을 실행시킬 수도 있다.
상기 애플리케이션은 위젯(widget)이나 홈 런처 등을 포함한 개념으로서, 차량용 제어장치에서 구동 가능한 모든 형태의 프로그램을 의미한다. 따라서, 상기 애플리케이션은 웹 브라우저, 동영상 재생, 메세지 송수신, 일정 관리, 차량의 주행 관리, 제동 관리, 공기 정화, 온도 조절의 기능을 수행하는 프로그램이 될 수 있다.
다른 예로서, 상기 애플리케이션은 상기 차량의 자율주행을 수행하는 프로그램으로서, 사용자로부터 입력된 목적지까지의 자율주행을 제어할 수 있다. 이때, 제어부는 상기 위치 기반 정보에 근거하여 차량의 경로를 변경하거나, 차선을 변경하거나, 자율주행과 관련된 설정을 변경할 수 있다.
이와 같은 구동방식에 의하면, 차량은 주행 가능한 모든 지역에 대한 위치 기반 정보를 저장하지 않아도, 서버로부터 제공된 위치 기반 정보를 이용하여 위치 기반 서비스를 제공할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 차량용 제어장치는 V2X 통신(vehicle to everything communication) 환경에서 동작할 수 있다. 상기 V2X는 운전 중 도로 인프라 및 다른 차량과 통신하면서 교통상황 등의 정보를 교환하거나 공유하는 기술(vehicular communication system)을 의미한다. 즉, 차량을 중심으로 유무선망을 통해 정보를 공유하는 환경을 의미한다.
현재 진행되고 있는 스마트카 관련 사업은 대부분 특정 자동차나 플랫폼 업체가 단일차량을 대상으로 서비스하고 있어 도로의 실제 상황정보를 100% 반영하기는 불가능하다. 그러나 V2X 통신 기반의 무선 차량 네트워크를 활용하면, 차량용 제어장치는 다양한 출처에서 제공되는 빅데이터를 이용하여 주행의 안전성과 효율성을 극대화할 수 있다.
V2X 통신은 차량과 차량 사이의 무선 통신(V2V: Vehicle to Vehicle), 차량과 인프라 간 무선 통신(V2I: Vehicle to Infrastructure), 차량 내 유무선 네트워킹(IVN: In-Vehicle Networking), 차량과 이동 단말기 사이의 통신(V2P: Vehicle to Pedestrian) 등을 총칭한다.
차량용 제어장치는 V2X 통신으로 공유되는 모든 정보를 이용하여 차량과 관련된 제어를 수행하게 된다. 예를 들어, 제어부는 V2X 통신을 이용하여 상기 차량의 현재위치를 보다 정확히 산출할 수 있다.
V2X 통신이 제공되는 환경에서 위치 기반 서비스가 성공적으로 이루어지기 위해서는, 위치 기반 서비스에 가입한 모든 차량이 V2X 통신 기능을 지원해야 하며, 자신의 현재위치를 정확히 획득하는 기능을 가지고 있어야 한다.
그러나, V2X 통신 기능은 단계적으로 도입될 것이기 때문에, 특정 차량은 V2X 통신을 지원하지 않거나, 자신의 현재위치를 획득할 수 없는 문제가 발생한다. 나아가, 정상적으로 획득되던 현재위치가 센서 고장에 의하여 잘못 산출되거나, 현재위치의 획득이 중단되는 현상이 발생할 수 있다. 이경우, 차량용 제어장치는 차량의 현재위치를 서버로 전송할 수 없게 되어 위치 기반 서비스를 제공하지 못하는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 제어장치는 차량에 구비된 센서들 및 주변 V2X 인프라(다른 차량, V2X 기지국, 단말기 등)를 활용하여 자신의 위치정보를 획득한다.
기설정된 위치정보를 고정적으로 송신하는 장치로부터 상기 장치의 위치정보를 수신하고, 수신된 상기 장치의 위치정보를 이용하여 상기 차량의 현재위치를 설정한다. 이하, 도 3을 참조하여, 상기 장치의 위치정보를 이용하여 현재위치를 설정하는 방법에 대하여 구체적으로 살펴본다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 제어장치가 기설정된 위치정보를 고정적으로 송신하는 장치로부터 상기 장치의 위치정보를 수신하여 현재위치를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
차량용 제어장치(100)는 차량의 위치정보를 기설정된 기준에 의하여 획득한다(S310).
제어부는 기설정된 기준에 근거하여 상기 차량의 현재위치를 획득할 수 있는 능력(capability)이 있는지를 판단할 수 있다. 이때, "능력이 있다"는 것은 차량의 현재위치를 측정할 수 있는 센서가 차량에 구비되어 있으며, 상기 센서로부터 출력되는 정보를 이용할 권한을 가지고 있다는 것을 의미한다.
차량마다 구비되는 센서의 종류가 달라지기 때문에, 상기 기설정된 기준은 차량의 종류에 따라 달라질 수 있다.
상기 센서는 하나 또는 그 이상일 수 있으며, GPS, 카메라, 라이다, 레이더, 속도센서, 방향센서, 가속도센서, 초음파센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량용 제어장치는, GPS 정보를 이용하여 차량의 위치정보를 획득할 수 있다. 다른 예를 들어, 카메라를 이용하여 실시간 영상을 획득하고, 상기 실시간 영상에 포함된 표지판 및/또는 간판 등을 이용하여 상기 차량의 위치정보를 획득하거나, GPS 정보를 이용하여 획득한 정보에 수정을 가할 수 있다.
여기서, "차량의 위치정보"는 각 센서가 출력하는 정보 및 차량에 구비된 센서들에 의하여 확정된 정보를 의미하고, "차량의 현재위치"는 차량용 제어장치가 내 외부에서 획득한 다양한 정보를 이용하여 최종적으로 확정한 정보를 의미한다. 차량의 위치정보는 차량의 현재위치를 확정하기 위해서 이용될 뿐이며, 기설정된 서버로 전송되는 것은 차량의 현재위치로 한정된다.
한편, 제어부는, 차량의 위치정보를 산출할 수 있는 센서가 차량에 구비되어 있지 않거나, 구비된 센서가 고장 등에 의하여 정상적으로 작동하지 않는 경우, 상기 기설정된 기준에 의하여 상기 차량의 위치정보를 획득할 수 없다고 판단할 수 있다.
다음으로, 외부 인프라로부터 상기 외부 인프라의 위치정보를 수신한다(S330).
차량용 제어장치는 차량에 구비된 센서뿐만 아니라, V2X 통신 환경에서 차량 외부에 위치하는 인프라가 출력하는 위치정보를 공유할 수 있다. 차량용 제어장치는 센서로부터 획득된 차량의 위치정보와 외부 인프라로부터 수신된 외부 인프라의 위치정보를 차량의 현재위치로 매핑(mapping) 할 수 있다.
외부 인프라는 차량용 제어장치로부터 소정거리 이내에 위치하는 것으로 한정된다. 소정거리는 무선 통신부의 성능에 따라 달라지거나, 사용자 입력에 의하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 사용자는 소정거리를 작게 설정함으로써 차량용 제어장치의 위치 정확도를 높일 수 있다. 다만, 소정거리가 작아질수록 차량의 현재위치를 설정할 수 없는 상황이 발생할 확률이 높아지게 된다.
외부 인프라는 그 위치가 고정되어 있는지 여부에 따라, 단말기와 장치로 분류될 수 있다.
그 위치가 유동적이어서 공유하는 위치정보가 가변적인 인프라는 "단말기"라고 호칭할 수 있다. 예를 들어, 다른 차량(또는, 다른 차량에 구비된 차량용 제어장치), 웨어러블 디바이스나 핸드폰과 같은 이동 단말기는 단말기에 포함될 수 있다. 단말기의 위치는 유동적이기 때문에, 단말기에서 출력되는 단말기의 위치정보도 가변되게 된다.
단말기의 경우, 동적인 위치정보를 가지지만, 단말기가 차량 내부에 위치하는 이동 단말기이거나 자차 주변에 근접하여 주행하는 다른 차량인 경우 상대적으로 정밀한 위치정보를 차량용 제어장치로 제공할 수 있다.
이와 달리, 그 위치가 고정적이어서 공유하는 위치정보가 고정적인 인프라는 "장치"라고 호칭할 수 있다. 예를 들어, 고정된 위치정보를 출력하는 기지국, 교통 표지판, CCTV 등이 장치에 포함될 수 있다. 즉, 상기 장치는 기지국처럼 그 위치가 고정되어 변하지 않는 위치정보를 송신하는 장치를 의미한다. 장치는 매우 정확한 위치정보를 출력하는 장점이 있다.
다음으로, 차량용 제어장치는 차량에 구비된 센서로부터 획득된 차량의 위치정보 및 상기 외부 인프라로부터 전송된 외부 인프라의 위치정보 중 적어도 하나를 이용하여 차량의 현재위치를 설정한다(S350).
이때, 차량용 제어장치는 기설정된 기준에 따라 차량의 위치정보를 획득할 수 있는지를 판단한다.
판단 결과, 차량의 위치정보를 획득할 수 없는 경우, 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정한다. 예를 들어, 외부 인프라의 위치를 차량의 현재위치로 설정할 수 있다. 나아가, 외부 인프라의 위치를 기준점으로 하되, 차량의 이동 방향 및 속도를 고려하여 차량의 현재위치를 재설정할 수도 있다.
이 경우에, 차량용 제어장치는 차량에 구비된 센서에 의하여 차량의 위치정보를 획득할 수 없는 상황에서도 외부 인프라로부터 수신된 정보를 이용하여 차량의 현재위치를 획득할 수 있게 된다.
한편, 복수의 외부 인프라들로부터 각 외부 인프라의 위치정보가 수신될 수 있다. 이 경우, 차량용 제어장치는 차량과 각 외부 인프라 사이의 거리에 근거하여 어느 하나의 외부 인프라를 선택하고, 선택된 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정할 수 있다.
예를 들어, m개의 외부 인프라들로부터 위치정보가 수신되는 경우, 상기 m개의 외부 인프라들 중 차량과의 거리가 가장 가까운 n번째 외부 인프라를 선택하고, n번째 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정할 수 있다. 상기 m은 자연수이고, 상기 n은 상기 m과 같거나 상기 m보다 작은 자연수이며, 상기 m과 상기 n 중 적어도 하나는 차량이 이동하거나 외부 인프라가 이동함에 따라 달라질 수 있다.
m개의 외부 인프라들 중 n번째 외부 인프라가 차량과 가장 가까운 외부 인프라인 상태에서 차량이 이동하게 되면, 차량용 제어장치는 상기 n번째 외부 인프라의 위치 정보, 차량의 이동방향 및 차량의 속도에 따라 차량의 현재위치를 재설정할 수 있다.
이와 달리, m개의 외부 인프라들 중 차량과 가장 가까운 위치에 있는 외부 인프라가 n번째 외부 인프라에서 x번째 외부 인프라로 변경될 수 있다. 이 경우, 차량용 제어장치는 n번째 외부 인프라를 이용하여 차량의 현재위치를 설정하다가, x번째 외부 인프라를 이용하여 차량의 현재위치를 재설정한다. 즉, 차량용 제어장치는 n번째 외부 인프라의 위치정보 대신 상기 x번째 외부 인프라를 이용하여 차량의 현재위치를 설정한다. 여기서 상기 x는 상기 m과 같거나 상기 m보다 작으며, 상기 n과 다른 자연수를 의미한다.
차량과 가장 가까운 곳에 위치한 외부 인프라의 위치정보가 이용되기 때문에, 차량의 위치정보를 획득할 수 없는 상황에서도 보다 정확한 차량의 현재위치를 획득할 수 있게 된다.
한편, 차량용 제어장치는 디스플레이부를 더 포함하고, 차량의 현재위치를 설정하는데 이용하고 있는 외부 인프라에 대한 정보를 디스플레이부에 출력할 수 있다. 현재 위치를 설정하는데 이용하는 외부 인프라가 변함에 따라 디스플레이부에 출력되는 정보가 변경되는데, 차량에 탑승한 사용자는 어떤 정보에 의하여 차량의 현재위치가 설정되고 있는지를 확인할 수 있게 된다.
한편, V2X 통신 환경의 취약한 보안망에 불법적으로 접근하거나 차량에 유해한 영향을 주기 위한 해킹(hacking)이 발생할 수 있다. 예를 들어, 사고를 유발할 수 있는 가짜 위치정보를 송출하는 해킹 인프라가 존재할 수 있다.
이러한 해킹 인프라로부터 차량을 보호하기 위하여, 차량용 제어장치는, 외부 인프라를 이용하여 차량의 현재위치를 설정하는 경우, 차량의 현재위치 그리고 차량의 현재위치를 설정하는데 이용한 외부 인프라의 정보를 기설정된 서버로 전송할 수 있다.
서버는 외부 인프라의 정보를 분석하여 해킹 인프라에 해당하는지 여부를 판단하고, 해킹 인프라에 해당하는 경우 차량용 제어장치로 이용 불가 메시지를 전송한다.
차량은 상기 이용 불가 메시지에 응답하여 해당 외부 인프라를 제외한 다른 인프라들 중에서 차량과 가장 가까운 다른 하나의 인프라를 선택하고, 선택된 다른 하나의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정할 수 있다. 이로써, 해킹 인프라로부터 차량용 제어장치가 보호될 수 있다.
한편, 차량의 위치정보를 획득할 수 있는 경우라면, 차량의 위치정보와 외부 인프라의 위치정보를 모두 이용하여 차량의 현재위치를 설정한다. 이 경우에, 차량용 제어장치는 다양한 출처로부터 획득된 정보를 이용하기 때문에, 보다 정확한 차량의 현재위치를 획득할 수 있게 된다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 3의 제어방법에 따른 차량용 제어장치의 동작을 설명하기 위한 개념도들이다.
본 발명에 따른 차량용 제어장치는 디스플레이(151)를 포함한다.
도면에 도시되어 있지 않으나, 차량의 현재위치를 포함하는 지도의 일부분이 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다. 지도 상에서 차량의 현재위치에 대응하는 지점에는 차량을 나타내는 그래픽 객체(410)가 표시될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이(151)에는 차량용 제어장치로 위치정보를 전송한 외부 인프라의 정보(420a, 420b, 420c)가 표시될 수 있다.
외부 인프라의 정보는 외부 인프라의 종류에 따라 서로 다른 이미지가 될 수 있다. 여기서, 서로 다른 이미지란, 예를 들어, 형상, 길이, 색상 등이 다른 이미지를 의미한다.
나아가, 상기 외부 인프라의 정보는 외부 인프라의 종류, 외부 인프라의 위치 정보, 외부 인프라를 제공하는 제공자, 외부 인프라의 위치정보를 이용하기 위한 전제조건에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 4a에 도시된 실시 예에 따르면, 사용자는 디스플레이부(151)에 출력되는 시각정보를 통해, 제1 및 제3 외부 인프라는 LG에서 제공되는 기지국에 해당하며, 각각 위치정보로서 [제1위도, 제1경도] 및 [제3위도, 제3경도]를 포함하는 것을 확인할 수 있다(420a, 420c).
여기서, 외부 인프라의 위치정보를 이용하기 위한 전제조건은 차량용 제어장치가 외부 인프라의 위치정보를 이용하기 위해서 수행해야 하는 조건을 의미한다. 즉, 차량용 제어장치는 전제조건을 이행해야만 외부 인프라의 위치정보를 제공받을 수 있게 된다. 예를 들어, 외부 인프라로부터 전송되는 광고가 소정시간 및/또는 소정횟수 차량용 제어장치의 디스플레이에 출력되어야만 외부 인프라의 위치정보를 이용할 수 있다는 전제조건이 설정될 수 있다.
한편, 위치정보를 제공하는 외부 인프라가 복수 개인 경우, 차량과 가장 가까운 곳에 위치한 외부 인프라가 선택되고, 선택된 외부 인프라의 위치정보에 의하여 차량의 현재위치가 설정된다. 예를 들어, 제1 내지 제3 외부 인프라들 중 가장 가까운 곳에 위치한 제1 외부 인프라가 선택되고, 차량용 제어장치는 제1 외부 인프라의 위치정보([제1위도, 제1경도])를 이용하여 차량의 현재위치([제4위도, 제4경도])를 설정할 수 있다.
차량이 이동함에 따라, 차량의 현재위치는 달라지게 된다. 이경우, 차량용 제어장치는 제1 외부 인프라의 위치정보뿐만 아니라, 차량의 속도 및 이동 방향에 근거하여 차량의 현재위치를 재설정할 수 있다. 예를 들어, 도 4a 및 4b에 도시된 것과 같이, 차량의 위치가 이동한 경우, 제1 외부 인프라의 위치정보, 차량의 속도 및 이동방향에 근거하여 차량의 현재위치를 재설정 한다([제4위도, 제4경도] -> [제5위도, 제5경도]).
한편, 차량의 위치가 달라짐에 따라, 차량과 가장 가까운 외부 인프라가 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 4b 및 도 4c에 도시된 것과 같이, 차량과 가장 가까운 외부 인프라가 제1 외부 인프라에서 제2 외부 인프라로 변경될 수 있다. 이경우에, 차량용 제어장치는 제1 외부 인프라 대신 제2 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 재설정 한다([제5위도, 제5경도] -> [제6위도, 제6경도]).
외부 인프라의 정보를 출력함에 있어서, 차량용 제어장치는 차량의 현재위치를 설정하기 위하여 이용하고 있는 외부 인프라와 이용하고 있지 않는 외부 인프라가 구분되도록 하이라이트 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 이용하고 있는 외부 인프라를 안내하기 위한 안내 정보(430)를 출력할 수 있다. 이를 통해 디스플레이를 확인하는 사용자는 차량용 제어장치에 의하여 선택된 외부 인프라를 인지할 수 있게 된다.
한편, 외부 인프라에는 그 위치가 유동적인 단말기가 포함된다. 단말기의 경우 이동성이 있는 물건으로 물건의 소유자가 특정한 시간에 존재하거나 존재하였던 장소에 관한 정보가 법률 등에 의하여 보호받기 때문에, 소유자에 의한 동의가 있어야 한다. 따라서, 외부 인프라가 단말기의 경우 장치와 다른 제어가 필요하다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 제어장치가 단말기로부터 상기 단말기의 위치정보를 수신하여 현재위치를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6a, 도 6b 및 도 6c는 도 5의 제어방법에 따른 차량용 제어장치의 동작을 설명하기 위한 개념도들이다.
차량용 제어장치는 차량의 위치정보를 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 있는 경우, 획득한 차량의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정한다. 이 경우는 정상적인 상황이므로, 차량은 일반적인 네비게이션 정보를 디스플레이 할 수 있다.
예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이, 지도의 일부분을 출력하고, 지도 상에서 차량의 현재위치에 대응하는 지점에 차량을 나타내는 그래픽 객체(610)를 출력할 수 있다.
한편, 차량용 제어장치는 차량의 위치정보를 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 없는 경우, 소정거리 이내에 위치한 외부 단말기를 탐색한다(S510).
도 3에서 상술한 바와 같이, 차량용 제어장치는 차량의 위치정보를 획득할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 차량의 위치정보를 획득할 있는 센서가 없거나, 센서의 고장으로 인하여 차량의 위치정보를 획득할 수 없는 경우, 차량용 제어장치는 기설정된 기준에 의하여 차량의 위치정보를 획득할 수 없다고 판단할 수 있다.
이 경우에 차량용 제어장치는 소정거리 이내에 위치한 단말기를 탐색한다. 나아가, 차량용 제어장치는 기설정된 기준에 따라 차량의 위치정보를 획득할 수 없음을 알리는 알림 정보를 출력할 수 있다.
일 예로, 외부 인프라의 탐색은, 차량용 제어장치가 위치정보 요청 메시지를 브로드캐스팅 하는 것으로 이루어질 수 있다. 외부 인프라는 위치정보 요청 메시지에 응답하여 자신의 위치정보를 차량용 제어장치로 전송할 수 있고, 차량용 제어장치는 외부 인프라로부터 수신되는 정보를 이용하여 외부 인프라를 탐색할 수 있다. 다른 예로, 차량용 제어장치는 라이더 등의 센서를 이용하여 외부 인프라를 탐색할 수도 있다.
다음으로, 탐색된 외부 인프라와 관련된 정보가 출력되도록 디스플레이를 제어할 수 있다(S530).
차량용 제어장치는, 디스플레이에 지도를 출력함과 동시에, 지도상에서 탐색된 외부 인프라에 대응하는 지점에 탐색된 외부 인프라에 대응하는 정보를 출력할 수 있다.
예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 외부 인프라가 탐색되는 경우, 차량용 제어장치는 각 외부 인프라의 정보(630a, 630b, 630c)를 디스플레이 할 수 있다.
그리고, 차량용 제어장치는 어느 하나의 외부 인프라를 선택하고, 선택된 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정할 수 있다. 이때, 선택된 외부 인프라를 안내하기 위한 안내 정보(520)와 차량의 현재위치([제4위도, 제4경도])가 더 출력될 수 있다.
다음으로, 위치정보를 제공하는 외부 인프라와 위치정보를 제공하지 않는 외부 인프라가 구분되도록, 상기 위치정보를 제공하는 외부 인프라에 하이라이트 처리를 할 수 있다(S550).
탐색은 되었으나, 위치정보를 제공하지 않는 외부 인프라가 존재할 수 있다. 이경우, 위치정보를 제공하는 외부 인프라와 위치정보를 제공하지 않는 외부 인프라가 구분되도록, 차량용 제어장치는 하이라이트 처리를 할 수 있다.
다른 예로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 위치정보를 제공하는 외부 인프라의 경우 그 위치정보가 출력되고, 위치정보를 제공하지 않는 외부 인프라의 경우 정보 요청이 필요함을 알리는 메시지가 출력될 수 있다.
탐색된 외부 인프라 중 사용자 입력에 의하여 선택된 적어도 하나의 외부 인프라로 위치정보 요청 메시지를 전송할 수 있다(S570). 사용자 입력에 의하여 선택된 외부 인프라로부터 위치정보가 수신되면, 차량용 제어장치는 선택된 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정한다.
예를 들어, 위치정보를 제공하지 않는 외부 인프라의 경우, 위치정보 요청 메시지를 생성하도록 설정된 아이콘이 표시될 수 있다. 상기 아이콘에 터치가 인가되면, 차량용 제어장치는 아이콘에 대응하는 외부 인프라를 선택하고, 선택된 외부 인프라로 위치정보 요청 메시지를 전송한다. 이로써 차량용 외부장치는 위치정보를 제공하지 않던 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정할 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 위치정보 요청 메시지를 수신한 외부 인프라는 위치정보 요청 메시지를 전송한 차량의 정보를 출력할 수 있다. 그리고, 해당 차량으로 자신의 위치정보를 공유할지 여부를 사용자로부터 선택 받도록 형성되는 인터페이스를 출력할 수 있다. 외부 인프라의 사용자로부터 사용 허락이 수신되는 경우에 한하여 외부 인프라는 차량용 제어장치로 자신의 위치정보를 공유하게 된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 차량용 제어장치는 차량과 가장 가까운 제1 외부 인프라(620a)를 이용하여 차량의 현재위치를 설정하다가 사용자 입력에 응답하여 제2 외부 인프라(620b)로 위치정보 요청 메시지를 전송할 수 있다. 제2 외부 인프라(620b)로부터 위치정보가 수신되면, 도 6c에 도시된 바와 같이, 차량용 제어장치는 제2 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정한다. 차량의 현재위치를 설정하는데 이용하는 외부 인프라가 변경됨에 따라, 이용하고 있는 외부 인프라를 안내하기 위한 안내 정보(640)의 출력위치도 변경되게 된다.
한편, 본 발명에 따른 차량용 제어장치는 외부 인프라로부터 수신된 위치정보를 이용하여 차량에 구비된 센서들로부터 생성되는 차량의 위치정보를 검증할 수 있다. 이하에서는 차량에 구비된 복수의 센서들에 대한 유효성을 검증하는 방법에 대하여 구체적으로 살펴본다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 제어장치가 차량에 구비된 복수의 센서들을 선택적으로 이용하여 상기 차량의 위치정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도 7의 제어방법을 설명하기 위한 예시도들이다.
센서에서 생성된 값의 유효성, 즉 센서의 고장 여부를 검증하기 위해서는 기준 좌표 범위가 필요하다. 허나, 차량의 위치는 계속 변화하기 때문에, 기준 좌표 범위를 어떻게 설정해야 하는지가 문제된다.
본 발명에 따른 차량용 제어장치는, 무선으로 수신된 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 기설정된 기준을 설정한다(S710). 여기서, 기설정된 기준은 기준 좌표 범위일 수 있다.
차량용 제어장치는 다양한 방식으로 소정거리 이내에 위치한 다른 차량의 위치정보, 이동 단말기 및 기지국의 위치정보를 수신할 수 있다. 외부 인프라로부터 수신되는 위치정보에는 송신자 ID, 위치, 방향, 속도뿐만 아니라 거리, 각도 등의 정보가 포함된다.
단말기로부터 수신된 위치정보에는 센서 고장 오차가 포함될 수 있는 반면, 기지국과 같은 장치로부터 수신된 위치정보에는 센서 고장 오차에 대한 영향이 없을 뿐만 아니라 초기 서비스 제공자(e.g., 이동통신사)에 의하여 고정된 좌표 값이 전송된다. 따라서, 장치의 위치정보를 이용하여 기준 좌표 범위를 산출하되, 장치의 위치정보를 사용할 수 없을 경우에는 단말기의 위치정보를 이용하여 기준 좌표 범위를 산출한다.
차량용 제어장치는 장치의 위치정보 또는 단말기의 위치정보를 기반으로 네트워크 기반의 측위 알고리즘(e.g., Cell-ID, AOA, TOA, TDOA)을 이용하여 기준 좌표 범위를 계산할 수 있다.
다음으로, 각 센서가 센싱하는 센싱 정보를 기설정된 기준에 근거하여 검증을 수행할 수 있다(S730).
최근에는 복수의 센서들로부터 생성된 복수의 위치정보를 융합하여 최종 차량의 위치정보를 산출하므로, 적어도 하나의 센서에서 고장이 발생하는 경우, 최종적으로 출력되는 차량의 위치정보에 큰 오차가 포함되게 된다.
종래에는 각 센서마다 센서 측정치의 일관성 및 시계열 분석을 통하여 측정치의 이상여부를 판단하는 내부 모니터링(internal monitor)을 독립적으로 실시하고, 각 센서가 내부 모니터링으로 검출된 고장 측정치를 제거하여 위치정보를 계산하였다.
V2X 통신이 가능한 환경에서는 차량에 구비된 센서뿐만 아니라, 외부 인프라로부터 수신된 위치정보를 이용할 수 있게 된다. 보다 구체적으로, 차량용 제어장치는 외부 인프라로부터 수신된 위치정보를 이용하여 기준 좌표 범위를 설정하고, 차량에 구비된 센서의 고장을 검출하여 제거할 수 있다.
예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 차량의 위치정보를 센싱하는 센서가 제1 및 제2 센서(sensor A, B)를 포함하는 경우, 제1 센서(sensor A)는 제1 위치정보(output A)를 출력하고, 제2 센서(sensor B)는 제2 위치정보(output B)를 출력한다. 즉, 각 센서는 고유의 센싱 방법에 따라 자신의 위치정보를 출력하게 된다.
각 센서는, 각 센서에 구비되어 있는 내부 모니터(internal monitor)를 통해 유효성이 검증된 측정치를 이용하여 단독으로 위치정보를 산출한다.
이후, 제어부(또는, external monitor)는 기준 좌표 범위와 각 센서가 출력하는 위치정보를 이용하여 일관성 검사 및 시계열 분석을 수행하고, 각 센서의 고장 여부를 검증한다.
예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이, 기준 좌표 범위가 센서로부터 출력된 위치정보의 범위보다 크거나 같은 경우, 해당 센서는 정상적으로 동작하는 것으로 판단한다. 이와 달리, 기준 좌표 범위가 센서로부터 출력된 위치정보의 범위보다 작은 경우, 해당 센서가 고장 난 것으로 판단한다.
다음으로, 복수의 센서들 중 검증을 통과한 센서만 선택적으로 이용하여 차량의 위치정보를 산출할 수 있다(S750).
도 8b에 도시된 것과 같이, 제1 센서(sensor A)는 정상이고, 제2 센서(sensor B)는 비정상인 경우, 도 8c에 도시된 것과 같이, 제어부(또는, fusion system)는 제2 센서(sensor B)를 제외하고, 제1 센서(sensor A)에서 출력된 제1 위치정보(output A)만 이용하여 차량의 위치정보를 산출하게 된다. 다시 말해, 차량용 제어장치는, 차량의 위치정보를 산출함에 있어서, 고장으로 판단된 제2 센서의 위치정보(output B)를 이용하지 않고 제외한다.
차량용 제어장치는 차량에 구비된 복수의 센서들 중 검증을 통과한 센서가 없는 경우, 기설정된 기준에 따라 차량의 위치정보를 획득할 수 없는 것으로 판단한다. 모든 센서들이 고장으로 판단되었으므로, 차량용 제어장치는 외부 인프라의 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 설정하게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 제어장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
차량용 제어장치는 기설정된 기준에 근거하여 차량의 현재위치를 획득할 수 있는 능력(capability)이 있는지를 판단할 수 있다(S910). 차량의 현재위치를 측정할 수 있는 센서가 차량에 적어도 하나 구비되어 있으며, 상기 센서로부터 출력되는 정보를 이용할 권한을 가지고 있다면, 상기 능력이 있는 것으로 판단한다.
상기 능력이 있다면, 차량용 제어장치는 이용할 수 있는 적어도 하나의 센서를 이용하여 위치정보를 측위할 수 있다(S940). 각각의 센서로부터 센싱된 위치정보가 출력되게 된다.
다음으로, 차량용 제어장치는 각 센서로부터 센싱된 위치정보를 검증하고(S942), 센서에서 측위된 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 획득한다(S946).
차량용 제어장치는 도 7에서 상술한 방법을 이용하여 검증을 수행하고, 복수의 센서들 중 검증을 통과한 센서만 선택적으로 이용하여 상기 차량의 위치정보를 산출할 수 있다. 적어도 하나의 센서가 검증을 통과한 경우, 검증을 통과한 센서에서 출력된 위치정보를 융합하여 차량의 위치정보를 산출하고, 산출한 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 획득한다.
한편, 상기 능력이 없다면, 차량용 제어장치는 소정범위 내에 위치한 단말기를 탐색하고(S920), 탐색된 단말기가 위치정보를 공유하는지 판단할 수 있다(S922).
탐색된 단말기가 위치정보를 공유하는 경우, 공유하는 위치정보의 신뢰도를 검증할 수 있다(S924). 차량용 제어장치는 수신된 모든 위치정보의 신뢰도를 검증한다. 이 때, 신호를 검증한다는 것은 위치정보를 이용하여 차량과 외부 인프라간의 거리를 계산하고, 차량과 가장 근접한 곳에 위치한 외부 인프라를 찾는 과정을 의미한다. 차량용 제어장치는 센서로부터 측위된 위치정보뿐만 아니라 외부 인프라로부터 수신된 신호에서 발생되는 정보(e.g., 신호 도달시간, 도달 각도) 등을 사용하여 외부 인프라의 절대위치 및 상대위치를 계산할 수 있으며, 차량과 가장 근접한 신호를 찾을 수 있다.
차량과 가장 근접한 신호를 송신한 주체가 단말기인 경우, 단말기에서 수신된 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 획득하고(S926), 차량과 가장 근접한 신호를 송신한 주체가 장치인 경우, 장치에서 수신된 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 획득할 수 있다(S930).
소정범위 내에 위치한 단말기가 탐색되지 않거나, 탐색된 단말기가 위치정보를 공유하지 않는 경우에도, 기지국과 같은 장치로부터 수신된 위치정보를 이용하여 차량의 현재위치를 획득할 수 있다(930).
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 도 9의 제어방법에 따라 생성되는 위치정보를 설명하기 위한 예시도들이다.
도 10a는 t0 내지 t3 시점에서 제1 내지 제3 차량(vehicle 1-3)의 위치와 제1 및 제2 기지국(ant #1, ant #2)의 위치를 나타내는 도면이다.
도 10b에서는 제1 차량(vehicle 1)이 자신의 위치를 추정할 수 있는 능력이 있고, 센서가 정상적으로 동작하는 것을 보여준다. 계속해서, 제2 차량(vehicle 2)은 자신의 위치를 추정할 수 있는 능력이 있으나, t2 시점에 센서에 문제가 발생하여 위치정보를 획득할 수 없으며, 제3 차량(vehicle 3)은 자신의 위치를 추정할 수 있는 능력이 없어 위치정보를 획득할 수 없다.
제2 차량(vehicle 2)는 t2 시점부터 위치 기반 서비스를 제공하지 못하고, 제3 차량(vehicle 3)은 t0 시점부터 위치 기반 서비스를 제공하지 못한다.
도 10c는 본 발명에 따른 차량용 제어장치가 상술한 방법을 통하여 위치정보를 획득하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
t0 시점에서, 제3 차량(vehicle 3)은 센서로부터 위치정보를 획득할 수 없다. 하지만, 본 발명에 따르면, 제3 차량의 제어장치는 가장 가까운 곳에 위치한 제2 기지국(ant #2)의 위치정보를 이용하여 제3 차량의 현재위치(t0)를 설정할 수 있게 된다.
t1 시점에서도, 제3 차량과 가장 가까운 외부 인프라는 제2 기지국(ant #2)이므로, 제3 차량의 제어장치는 제2 기지국(ant #2)의 위치정보 이용하여 제3 차량의 현재위치(t1)를 설정할 수 있게 된다.
t2 시점에서, 제3 차량과 가장 가까운 외부 인프라는 제2 기지국(ant #2)에서 제1 기지국(ant #1)으로 변경된다. 따라서, 제3 차량의 제어장치는 제2 기지국(ant #2) 대신 제1 기지국(ant #1)의 위치정보를 이용하여 제3 차량의 현재위치(t2)를 설정한다.
t2 시점에서, 제2 차량은 센서를 이용하여 위치정보를 측정할 수 없게 된다. 하지만, 제2 차량의 제어장치는 제1 차량의 위치정보와 제1 기지국의 위치정보를 수신하므로, 가장 가까운 곳에 위치한 제1 차량의 위치정보를 이용하여 제2 차량의 현재위치(t2)를 설정한다.
t3 시점에서 가장 가까운 곳에 위치한 외부 인프라에 대한 변경이 없으므로, 제3 차량의 제어장치는 제1 기지국(ant #1)의 위치정보를 이용하여 제3 차량의 현재위치(t3)를 설정하고, 제2 차량의 제어장치는 제1 차량의 위치정보를 이용하여 제2 차량의 현재위치(t3)를 설정한다.
이로써, 본 발명에 따른 차량용 제어장치는 위치정보를 센싱할 수 있는 센서가 없거나 센서가 고장난 상황에서도 차량의 현재위치를 획득할 수 있으며, 획득된 현재위치를 기준으로 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (21)

  1. 차량에 구비되는 차량용 제어장치로서,
    기설정된 서버로 상기 차량의 현재위치를 전송하고, 상기 현재위치를 기준으로 하는 위치 기반 정보를 상기 서버로부터 수신하도록 이루어지는 무선 통신부; 및
    상기 위치 기반 정보를 이용하여 하나 또는 그 이상의 기능들을 실행하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 무선 통신부를 이용하여 기설정된 위치정보를 고정적으로 송신하는 장치로부터 상기 장치의 위치정보를 수신하며, 상기 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하며,
    상기 무선 통신부는 소정거리 이내에 위치하는 단말기의 위치정보를 수신하도록 이루어지며,
    상기 제어부는 상기 차량과 상기 단말기 사이의 거리가 상기 차량과 상기 장치 사이의 거리보다 가까운 경우, 상기 장치의 위치정보 대신 상기 단말기의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하고,
    복수의 센서들을 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 센서들을 이용하여 상기 차량의 위치정보를 산출하며,
    상기 산출된 위치정보가 기설정된 기준을 만족하면, 상기 산출된 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하고,
    상기 산출된 위치정보가 상기 기설정된 기준을 만족하지 않으면, 상기 장치의 위치정보 및 상기 단말기의 위치정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 위치정보를 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 없는 경우, 상기 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 장치들로부터 각 장치의 위치정보가 수신되는 경우, 상기 차량과 각 장치의 거리에 근거하여 어느 하나의 장치를 선택하고, 선택된 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선택된 장치의 위치정보, 상기 차량의 이동방향 및 상기 차량의 속도에 근거하여 상기 현재위치를 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선택된 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 경우, 상기 현재위치, 그리고 상기 선택된 장치의 정보가 상기 서버로 전송되도록 상기 무선 통신부를 제어하며,
    상기 서버로부터 상기 선택된 장치에 대한 이용 불가 메시지를 수신하는 경우, 상기 복수의 장치들 중에서 상기 선택된 장치를 제외한 다른 하나의 장치를 선택하고, 상기 다른 하나의 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 선택된 장치와 관련된 정보를 출력하도록 이루어지는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 장치의 위치정보 및 상기 단말기의 위치정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 기설정된 기준을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    각 센서가 센싱하는 센싱 정보를 상기 기설정된 기준에 근거하여 검증하고, 상기 복수의 센서들 중 검증을 통과한 센서만 선택적으로 이용하여 상기 차량의 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 센서들 중 검증을 통과한 센서가 없는 경우, 상기 산출된 위치정보가 상기 기설정된 기준을 만족하지 못하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 단말기들로부터 각 단말기의 위치정보를 수신하는 경우, 상기 차량과 각 단말기의 거리에 근거하여 어느 하나의 단말기를 선택하고, 상기 선택된 단말기의 위치 정보 및 상기 장치의 위치정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 선택된 단말기와 관련된 정보를 출력하도록 이루어지는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 위치정보를 상기 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 없는 경우, 상기 소정거리 이내에 위치한 단말기로 위치정보 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  15. 제14항에 있어서,
    디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 차량의 위치정보를 상기 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 없는 경우, 상기 소정거리 이내에 위치한 단말기를 탐색하고, 탐색된 단말기와 관련된 정보가 출력되도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 탐색된 단말기와 관련된 정보를 출력함에 있어서, 위치정보를 제공하는 단말기와 위치정보를 제공하지 않는 단말기가 구분되도록, 상기 위치정보를 제공하는 단말기에 하이라이트 처리를 하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는
    탐색된 단말기 중 사용자 입력에 의하여 선택된 적어도 하나의 단말기로 상기 위치정보 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 단말기의 위치는 유동적이며, 상기 장치의 위치는 고정적인 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 위치정보를 기설정된 기준에 의하여 획득할 수 없고, 상기 장치의 위치정보가 유효하지 않은 경우, 상기 차량의 현재위치 대신 정보 제공 불가 메시지가 상기 기설정된 서버로 전송되도록 상기 무선 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  20. 삭제
  21. 차량에 구비되는 차량용 제어장치로서,
    디스플레이부;
    소정거리 이내에 위치하는 단말기의 위치정보를 수신하도록 이루어지며, 기설정된 서버로 상기 차량의 현재위치를 전송하고, 상기 현재위치를 기준으로 하는 위치 기반 정보를 상기 서버로부터 수신하도록 이루어지는 무선 통신부; 및
    상기 위치 기반 정보를 이용하여 하나 또는 그 이상의 기능들을 실행하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 소정거리 이내에 위치한 단말기를 탐색하고, 탐색된 단말기와 관련된 정보가 출력되도록 상기 디스플레이부를 제어하고,
    위치정보를 제공하는 제1단말기의 정보와 위치정보를 제공하지 않는 제2단말기의 정보가 상기 디스플레이부에 출력되는 경우, 상기 제1단말기의 정보와 상기 제2단말기의 정보가 구분되도록 상기 제1단말기의 정보에 하이라이트 처리를 하며,
    상기 무선 통신부를 이용하여 기설정된 위치정보를 고정적으로 송신하는 장치로부터 상기 장치의 위치정보를 수신하고, 상기 장치의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하며,
    상기 차량과 상기 제1단말기 사이의 거리가 상기 차량과 상기 장치 사이의 거리보다 가까운 경우, 상기 장치의 위치정보 대신 상기 제1단말기의 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
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