KR101951525B1 - V2i 통신 기반 고속도로 합류구간에서의 충돌 방지 시스템 - Google Patents

V2i 통신 기반 고속도로 합류구간에서의 충돌 방지 시스템 Download PDF

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Abstract

V2I 통신 기반 고속도로 합류구간에서의 충돌 방지 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 노변 장치의 충돌 방지 방법은, 차량들의 합류가 발생하는 합류 지점을 설정하는 단계-상기 합류 지점은 본선을 주행하는 차량 및 상기 본선 이외의 유입 연결로 주행하는 유입 차량이 합류하는 지점임-; 상기 합류 지점을 기준으로 기 설정된 거리 이내에 상기 차량 및 상기 유입 차량이 존재함을 감지하는 단계; 상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 단계; 상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 단계; 상기 합류 지점까지의 거리 및 상기 차량 정보에 기반하여 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부를 판단하는 단계; 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 단계; 상기 차량의 도달 예상 시간 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교하는 단계; 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간과 상기 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

V2I 통신 기반 고속도로 합류구간에서의 충돌 방지 시스템{COLLISION AVOIDANCE SYSTEM ON HIGHWAY JOINING SECTION BASED ON V2I COMMUNICATION}
아래의 설명은 실시간 실외 측위 기술에 관한 것으로, 고속도로 합류구간에서의 충돌을 방지하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
교차로를 통과하기 위해서는 운전자가 다른 방향에서 진입해오는 차량을 수시로 감시하면서 진입해야 다른 차량과의 충돌을 방지할 수 있다. 하지만, 운전자가 직접 도로 상황을 확인하는 경우에는 다른 방향의 상황을 확인하는 동안 정면 또는 그 반대방향의 상황을 확인할 수 없어 모든 방향에 대처하는 것은 불가능하다.
이를 위해, 최근 센서나 레이더 등을 이용하여 교차로 내의 다른 방향의 상황을 인지하여 운전자에게 이를 알려주는 기술이 도입되었다. 일례로, 특허출원 제1997-0016385호에는 물체감지센서를 이용하여 다른 방향에 진입하는 차량의 존재유무와 속도를 측정하고, 자차의 속도 등과 비교함으로써 교차로 진입시 측방에서의 진입하는 차량에 대해 사전에 대처할 수 있는 기술이 개시되어 있다.
그러나 종래의 기술은 센서를 기반으로 차량을 인식함으로써 속도 및 도달 예산 시간 산출을 위한 센서가 많이 사용되기 때문에 추가적인 설치 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.
일 실시예에 따른 노변 장치가 WAVE 통신이 가능한 단말기가 장착된 차량과 V2X 통신을 기반으로 차량에 대한 동적 데이터를 획득하여 분석함으로써 합류 구간에서의 충돌을 방지하는 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 노변 장치의 충돌 방지 방법은, 차량들의 합류가 발생하는 합류 지점을 설정하는 단계-상기 합류 지점은 본선을 주행하는 차량 및 상기 본선 이외의 유입 연결로 주행하는 유입 차량이 합류하는 지점임-; 상기 합류 지점을 기준으로 기 설정된 거리 이내에 상기 차량 및 상기 유입 차량이 존재함을 감지하는 단계; 상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 단계; 상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 단계; 상기 합류 지점까지의 거리 및 상기 차량 정보에 기반하여 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부를 판단하는 단계; 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 단계; 상기 차량의 도달 예상 시간 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교하는 단계; 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간과 상기 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 단계는, 상기 차량 및 상기 유입 차량 각각의 위치 정보, 속도 정보 또는 가속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 동적 데이터를 V2X 통신에 기반하여 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 단계는, 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 곡선 거리를 고려하여 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 각각의 곡선 거리에 대한 정보를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 단계는, 상기 곡선 거리에 대한 총 주행거리에서 상기 차량 또는 상기 유입 차량의 이동거리를 제외한 나머지 거리가 산출됨에 따라 상기 곡선 도로가 상기 직선 도로로 변환되는 지점부터 상기 합류 지점까지의 구간을 가산하여 상기 합류 지점까지의 최종 거리를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 단계는, 상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있을 경우(a=0), 수학식 1(
Figure 112016127940677-pat00001
)을 통하여 도달 예상 시간을 계산하고, 상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있지 않을 경우(a=0), 수학식 2 (
Figure 112016127940677-pat00002
)를 통하여 도달 예상 시간을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량의 도달 예상 시간 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교하는 단계는, 상기 유입 차량의 도달 예상 시간으로부터 상기 차량의 도달 예상 시간의 차를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 단계는, 상기 차량의 도달 예상 시간으로부터 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 감산한 값이 상기 기 설정된 값 이하인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 노변 장치의 충돌 방지 방법을 실행시키기 위해 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램은, 차량들의 합류가 발생하는 합류 지점을 설정하는 단계-상기 합류 지점은 본선을 주행하는 차량 및 상기 본선 이외의 유입 연결로 주행하는 유입 차량이 합류하는 지점임-; 상기 합류 지점을 기준으로 기 설정된 거리 이내에 상기 차량 및 상기 유입 차량이 존재함을 감지하는 단계; 상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 단계; 상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 단계; 상기 합류 지점까지의 거리 및 상기 차량 정보에 기반하여 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부를 판단하는 단계; 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 단계; 상기 차량의 도달 예상 시간 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교하는 단계; 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간과 상기 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 충돌을 방지하기 위한 노변 장치는, 차량들의 합류가 발생하는 합류 지점을 설정하는 합류 지점 설정부-상기 합류 지점은 본선을 주행하는 차량 및 상기 본선 이외의 유입 연결로 주행하는 유입 차량이 합류하는 지점임-; 상기 합류 지점을 기준으로 기 설정된 거리 이내에 상기 차량 및 상기 유입 차량이 존재함을 감지하는 감지부; 상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 수신부; 상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 거리 계산부; 상기 합류 지점까지의 거리 및 상기 차량 정보에 기반하여 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부를 판단하는 등속 주행 판단부; 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 도달 예상 시간 연산부; 상기 차량의 도달 예상 시간 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교하는 비교부; 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간과 상기 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 발생부를 포함할 수 있다.
상기 수신부는, 상기 차량 및 상기 유입 차량 각각의 위치 정보, 속도 정보 또는 가속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 동적 데이터를 V2X 통신에 기반하여 수신할 수 있다.
상기 거리 계산부는, 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 곡선 거리를 고려하여 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 각각의 곡선 거리에 대한 정보를 계산할 수 있다.
상기 거리 계산부는, 상기 곡선 거리에 대한 총 주행거리에서 상기 차량 또는 상기 유입 차량의 이동거리를 제외한 나머지 거리가 산출됨에 따라 상기 곡선 도로가 상기 직선 도로로 변환되는 지점부터 상기 합류 지점까지의 구간을 가산하여 상기 합류 지점까지의 최종 거리를 산출할 수 있다.
상기 도달 예상 시간 연산부는, 상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있을 경우(a=0), 수학식 1(
Figure 112016127940677-pat00003
)을 통하여 도달 예상 시간을 계산하고, 상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있지 않을 경우(a=0), 수학식 2(
Figure 112016127940677-pat00004
)를 통하여 도달 예상 시간을 계산할 수 있다.
상기 비교부는, 상기 유입 차량의 도달 예상 시간으로부터 상기 차량의 도달 예상 시간의 차를 연산할 수 있다.
상기 발생부는, 상기 차량의 도달 예상 시간으로부터 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 감산한 값이 상기 기 설정된 값 이하인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따른 노변 장치는 도로에서 주행하는 차량 및 유입 차량으로부터 합류 지점까지의 예상 도달 시간을 산출함으로써 위험을 감지할 경우, 유입 차량에게 충돌 경보를 발생시킬 수 있다. 이를 통하여 고속도로 유입 연결로, 휴게소 지출구간, 교차로 등과 같이 차량의 합류가 이루어지는 도로 환경에서 차량의 충돌을 방지할 수 있다.
또한, WAVE 단말기를 도로에 존재하는 노변 장치 1대에만 장착하여도 구현이 가능하며, 차량으로부터 위치 정보, 속도 정보 및 가속도 정보 등 차량에 대한 동적 데이터를 V2X 통신에 기반하여 획득함으로써 보다 정밀한 도달 예상 시간의 산출이 가능하다.
또한, V2I 통신을 통한 센서의 NLOS 영역에서 주행중인 차량을 인식하고, 충돌 예상 시 유입 차량에게 경고 신호를 발생시킴으로써 충돌을 회피하도록 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 노변 장치 및 차량의 개괄적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 노변 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 도로에서 커브가 존재할 경우, 거리를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 노변 장치에서 도달 예상 시간을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 노변 장치에서 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 노변 장치에서 유입 차량에게 충돌 경고 신호의 발생 여부에 기초하여 합류 지점에서의 충돌 여부를 시뮬레이션한 그래프이다.
도 1은 일 실시예에 따른 노변 장치 및 차량의 개괄적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
아래의 설명에서는 WAVE 단말기가 장착된 차량과 WAVE 단말기가 장착된 노변 장치가 존재한다고 가정한다. WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 통신 기술은 차량이 고속 이동환경에서 차량간 또는 차량과 인프라간 패킷 프레임을 짧은 시간내에 주고받을 수 있는 무선통신 기술로서, IEEE 802.11a/g 무선랜 기술을 차량환경에 맞도록 개량한 통신 기술을 의미할 수 있다.
차량 및 노변 장치는 V2X 통신이 가능하게 된다. V2X는 차량을 중심으로 유무선망을 통해 정보를 제공하는 기술에 관한 것으로, 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 단말 간 통신(V2P: Vehicle to Pedestrian) 등을 총칭하며, 최근 다른 형태의 통신 범주가 추가될 수도 있다.
노변 장치는 일례로 고정된 위치에 설치되어 차량탑재장치와의 통신과 데이터 교환에 이용되는 장치로서, 지도(Map) 정보, 주행 환경, 도로 정보 및 차량의 차량 정보를 저장하고 있을 수 있다.
도로를 주행하는 복수의 차량들 중 본선을 주행하는 차량(Object Vehicle, OV)(110), 유입 연결로로 주행하는 유입 차량(Subject Vehicle, SV)(120)이 존재할 수 있다.
이에 따라 고속도로와 같은 합류 구간에서 유입되는 차량과 주행중인 차량의 충돌을 방지하기 위한 설명을 상세히 설명하기로 한다. 예를 들면, 합류 구간은 고속도로 유입 연결로, 휴게소 진출 구간, 교차로 등과 같이 차량 및 유입 차량의 합류가 이루어지는 합류 지점(130)을 포함할 수 있다.
차량 및 노변 장치는 통신을 통하여 데이터를 무선 통신을 통하여 송수신할 수 있게 된다. 노변 장치는 차량들로부터 수신된 차량 정보에 기반하여 차량의 충돌 위험을 측정함으로써 차량과 유입 차량이 충돌하지 않도록 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시킬 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 노변 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
노변 장치(100)는 도로에서 고정되게 설치되어 차량의 충돌을 방지하기 위한 것으로, 설정부(210), 감지부(220), 수신부(230), 거리 계산부(240), 등속 주행 판단부(250), 도달 예상 시간 연산부(260), 비교부(270) 및 발생부(280)를 포함할 수 있다.
설정부(210)는 차량의 합류가 발생하는 합류 지점을 설정할 수 있다.
감지부(220)는 합류 지점을 기준으로 기 설정된 거리 이내에 차량 및 유입 차량이 존재함을 감지할 수 있다.
수신부(230)는 차량 및 유입 차량이 감지함에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신할 수 있다. 수신부(230)는 차량 및 유입 차량 각각의 위치 정보(예를 들면, 각각의 차량의 차선 정보, 차량의 위치에 따른 좌표 정보, 차량의 속도 정보 등을 V2X 통신에 기반하여 수신할 수 있다.
거리 계산부(240)는 차량 정보에 기반하여 합류 지점까지의 거리를 각각 계산할 수 있다. 거리 계산부(240)는 차량 또는 유입 차량으로부터 합류 지점까지의 곡선 거리를 고려하여 차량 또는 유입 차량으로부터 합류 지점까지의 각각의 곡선 거리에 대한 정보를 계산할 수 있다. 거리 계산부(240)는 곡선 거리에 대한 총 주행거리에서 차량 또는 유입 차량의 이동거리를 제외한 나머지 거리가 산출됨에 따라 곡선 도로가 직선 도로로 변환되는 지점부터 합류 지점까지의 구간을 가산하여 합류 지점까지의 최종 거리를 산출할 수 있다.
등속 주행 판단부(250)는 합류 지점까지의 거리 및 차량 정보에 기반하여 차량 및 유입 차량의 등속 주행 여부를 판단할 수 있다.
도달 예상 시간 연산부(260)는 차량 및 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출할 수 있다. 도달 예상 시간 연산부(260)는 차량 및 유입 차량이 등속 주행을 하고 있을 경우,
Figure 112016127940677-pat00005
에 기반하여 도달 예상 시간을 계산하고, 차량 및 유입 차량이 등속 주행을 하고 있지 않을 경우,
Figure 112016127940677-pat00006
에 기반하여 도달 예상 시간을 계산할 수 있다.
비교부(270)는 차량의 도달 예상 시간 및 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교할 수 있다. 비교부(270)는 유입 차량의 도달 예상 시간으로부터 차량의 도달 예상 시간의 차를 연산할 수 있다.
발생부(280)는 유입 차량의 도달 예상 시간과 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시킬 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 노변 장치에서 도달 예상 시간을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
노변 장치(100)는 도로의 특정 위치, 예를 들면, 가로등 또는 표지판에 고정되어 있을 수 있다. 노변 장치(100)는 추가적인 시공없이 WAVE 단말기만을 장착시킴으로써 차량간 충돌을 방지할 수 있다.
차량(110)은 도로의 본선을 주행하고, 유입 차량(120)은 유입 도로로부터 도로의 본선으로 주행할 수 있다.
이때, 도로의 합류 구간에서의 합류 지점은 다양하게 존재할 수 있으나, 실시예에서는 합류 지점을 사전에 설정함으로써 차량 또는 유입 차량의 위치로부터 합류 지점까지의 거리를 계산함으로써 두 차량간 차량 충돌 위험을 계산할 수 있다.
노변 장치(100)는 합류 지점을 기준으로 기 설정된 거리 범위를 설정할 수 있다. 노변 장치(100)는 도로에서 주행중인 차량들이 이동함을 감지할 수 있기 때문에 합류 지점을 기준으로 일정 범위에 차량이 존재함을 감지함으로써 합류 지점에 접근하는 차량을 인식할 수 있다.
노변 장치(100)는 차량 또는 유입 차량 각각으로부터 차량 정보를 수신할 수 있다. 노변 장치(100)는 차량 또는 유입 차량으로부터 각각의 식별 정보, 위치 정보, 차선 정보, 속도 정보, 가속도 정보 중 적어도 하나 이상의 동적 데이터를 V2X 통신을 통하여 수신할 수 있다.
노변 장치(100)는 차량 또는 유입 차량의 차량 정보에 기초하여 합류 지점까지의 거리를 각각 계산할 수 있다. 예를 들면, 노변 장치(100)는 기 설정된 시간 마다(예를 들면 1분) 차량 정보를 수신함으로써 합류 지점까지의 거리를 업데이트할 수 있다. 노변 장치(100)는 차량의 위치 정보에 기초하여 합류 지점까지의 거리를 계산할 수 있다.
도 3을 참고하면, 도로에서 커브가 존재할 경우, 거리를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 노변 장치(100)는 곡선 도로에 대한 총 주행거리에서 차량의 이동거리만큼을 제외함에 따라 남은 거리를 산출할 수 있다. 노변 장치(100)는 곡선 도로가 종료되는 지점에서부터 합류 지점까지의 구간은 직선 구간이기 때문에 직선 거리만큼을 가산함으로써 합류 지점까지의 거리를 산출할 수 있다.
노변 장치(100)는 차량 또는 유입 차량의 위치로부터 합류 지점까지의 거리를 산출함에 따라 차량으로부터 수신된 속도 정보 및 가속도 정보에 기초하여 합류 지점까지의 시간을 산출할 수 있다. 노변 장치(100)는 차량 또는 유입 차량이 등속으로 주행하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 노변 장치(100)는 차량 또는 유입 차량이 등속으로 주행하고 있을 경우(a=0), 차량 또는 유입 차량이 등속으로 주행하고 있지 않을 경우(a≠0) 에 따른 수학식을 통하여 계산함으로써 차량 또는 유입 차량의 현재 위치로부터 합류 지점까지의 도달 예상 시간을 산출할 수 있다. 이때, d는 이동 거리, v는 차량 또는 유입 차량의 이동 속도, a는 차량 또는 유입 차량의 가속도를 의미한다.
수학식:
Figure 112016127940677-pat00007
노변 장치(100)는 유입 차량의 도달 예상 시간으로부터 차량의 도달 예상 시간의 차를 계산함에 따른 값을 임계값과 비교할 수 있다. 노변 장치(100)는 유입 차량의 도달 예상 시간으로부터 차량의 도달 예상 시간의 차가 임계값 이하일 경우, 유입 차량에게 충돌 경보 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 노변 장치(100)는 차량이 합류 지점을 지나간 경우, 노변 장치에 저장되어 있는 차량들의 데이터를 삭제할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 노변 장치에서 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계(510)에서 노변 장치는 합류 지점을 미리 설정해놓을 수 있다. 노변 장치는 합류 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 차량이 감지됨을 인식할 수 있다. 노변 장치는 합류 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 복수의 차량이 감지됨을 인식할 수 있다. 예를 들면, 노변 장치는 상기 기 설정된 범위 이내에서 본선에 주행하는 적어도 하나 이상의 차량과 유입 경로에서 주행하고 있는 적어도 하나 이상의 유입 차량이 존재함을 감지할 수 있다.
단계(520)에서 노변 장치는 차량 또는 유입 차량 각각으로부터 차량 정보를 수신할 수 있다. 노변 장치는 차량 또는 유입 차량으로부터 각각의 식별 정보, 위치 정보, 차선 정보(어떤 차선에서 주행 중인지), 속도 정보, 가속도 정보 중 적어도 하나 이상의 동적 데이터를 V2X 통신을 통하여 수신할 수 있다.
단계(521)에서 노변 장치는 차량 또는 유입 차량이 주행하는 도로에 커브가 존재함을 인식할 수 있다. 이때, 노변 장치는 커브를 고려하여 합류 지점까지의 거리를 계산할 수 있다. 예를 들면, 노변 장치는 차량 또는 유입 차량으로부터 합류 지점까지의 각각의 곡선 거리에 대한 정보(예를 들면, 곡률, 곡선 구간의 거리)를 계산할 수 있다. 노변 장치는 곡선 거리에 대한 총 주행거리에서 차량의 이동거리만큼을 제외한 나머지 거리를 산출한 후, 곡선 거리가 끝나는 지점에서부터 합류 지점까지의 구간이 직선 구간이므로 직선 거리를 가산함으로써 합류 지점까지의 최종 거리를 산출할 수 있다.
단계(530)에서 노변 장치는 차량 정보에 기초하여 합류 지점까지의 거리를 계산할 수 있다. 예를 들면, 노변 장치는 차량의 위치 정보(예를 들면, 차량의 좌표 정보)에 기초하여 합류 지점까지의 거리를 계산할 수 있다.
단계(540)에서 노변 장치는 차량 또는 유입 차량의 속도가 등속으로 주행 중인지 여부를 판단할 수 있다. 단계(541, 542)에서 노변 장치는 차량 또는 유입 차량의 속도가 등속 주행일 경우,
Figure 112016127940677-pat00008
를 계산하고, 차량 또는 유입 차량의 속도가 등속 주행이 아닐 경우,
Figure 112016127940677-pat00009
를 계산할 수 있다. 이때, d는 거리, v는 속도, a는 가속도를 의미할 수 있다. 노변 장치는 차량의 속도 및 가속도를 고려하여 계산함으로써 보다 정확한 차량의 충돌을 예측할 수 있다.
단계(550)에서 노변 장치는 유입 차량의 도달 예상 시간으로부터 차량의 도달 예상 시간의 차를 계산함에 따른 값을 임계값과 비교할 수 있다. 이때, 유입 차량의 도달 예상 시간으로부터 차량의 도달 예상 시간을 감산한 값에 대한 절대값으로 임계값을 비교할 수 있다. 이때, 임계값은 0 이상의 양수일 수 있다. 또한, 유입 차량의 도달 예상 시간 및 차량의 도달 예상 시간의 차이에 대한 값이 마이너스일 경우, 이미 충돌을 하게 된 것이 되므로 절대값을 할 수 있다.
단계(560)에서 노변 장치는 유입 차량에 충돌 경보를 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 노변 장치는 합류 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 차량이 특정한 속도의 감속없이 주행중일 경우, 유입 차량에게 충돌 경보 신호를 발생시킬 수 있으며, 기 설정된 범위에 유입 차량이 존재함이 감지될 때까지 계속적으로 충돌 경보 신호를 발생시킴으로써 충돌 위험을 상기시킬 수 있다. 또한, 노변 장치는 유입 차량에게 기 설정된 시간 마다(예를 들면, 10초 마다) 충돌 경보 신호를 발생시킬 수 있다. 이를 통하여 유입 차량은 속도를 감속시키거나 차량을 이동하여 다른 차선으로 이동함으로써 충돌을 피할 수 있을 것이다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 노변 장치에서 유입 차량에게 충돌 경고 신호의 발생 여부에 기초하여 합류 지점에서의 충돌 여부를 시뮬레이션한 그래프이다.
도 6을 참고하면, 노변 장치에서 충돌 경고 신호가 발생하지 않을 때의 그래프를 나타낸 것으로, 노변 장치에 차량들이 현재의 속도 및 가속도를 유지하면서 주행하므로 합류 지점까지의 도달 시간이 동일하게 산출됨을 알 수 있다.
노변 장치가 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키지 않았을 때, 차량들이 현재의 속도 및 가속도를 유지하며 주행하고 있으므로 합류 지점에 차량 및 유입 차량이 동일하게 도착함으로써 충돌이 발생할 것임을 예상할 수 있다.
도 7을 참고하면, 노변 장치에서 충돌 경고 신호가 발생하였을 때의 그래프를 나타낸 것으로, 노변 장치는 유입 연결로를 통하여 진입하고 있는 유입 차량에게 충돌 경고 신호 서비스를 제공할 수 있다. 유입 차량은 충돌 경고 신호를 수신한 후, 운전자의 감속 제어를 통한 합류 지점까지의 도달 시간이 지연되었음을 확인할 수 있다. 충돌 경고 신호 서비스를 적용하지 않았을 때와 비교해보면, 차량 및 유입 차량이 합류 지점에 다른 시간대에 도착을 하므로 충돌을 회피함을 판단할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 노변 장치의 충돌 방지 방법에 있어서,
    차량들의 합류가 발생하는 합류 지점을 설정하는 단계-상기 합류 지점은 본선을 주행하는 차량 및 상기 본선 이외의 유입 연결로를 주행하는 유입 차량이 합류하는 지점임-;
    상기 합류 지점을 기준으로 기 설정된 거리 이내에 상기 차량 및 상기 유입 차량이 존재함을 감지하는 단계;
    상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 단계;
    상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 단계;
    상기 합류 지점까지의 거리 및 상기 차량 정보에 기반하여 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부를 판단하는 단계;
    상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 단계;
    상기 차량의 도달 예상 시간 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교하는 단계; 및
    상기 유입 차량의 도달 예상 시간과 상기 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 단계는,
    상기 차량 및 상기 유입 차량 각각의 위치 정보, 속도 정보 또는 가속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 동적 데이터를 V2X 통신에 기반하여 수신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 단계는,
    기 설정된 시간 마다 차량 정보를 수신함으로써 합류 지점까지의 거리를 업데이트하고, 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 곡선 거리를 고려하여 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 각각의 곡선 거리에 대한 정보를 계산하고, 상기 곡선 거리에 대한 총 주행거리에서 상기 차량 또는 상기 유입 차량의 이동거리를 제외한 나머지 거리가 산출됨에 따라 곡선 도로 또는 직선 도로로 변환되는 지점부터 상기 합류 지점까지의 구간을 가산하여 상기 합류 지점까지의 최종 거리를 산출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 단계는,
    상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있을 경우, 상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있지 않을 경우에 따른 수학식을 통하여 도달 예상 시간을 계산하는 단계를 포함하고,
    수학식:
    Figure 112019501285498-pat00021

    d이동 거리, v 는 차량 또는 유입 차량의 이동 속도, a는 차량 또는 유입 차량의 가속도를 의미하고,
    상기 유입 차량의 도달 예상 시간과 상기 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 단계는,
    상기 합류 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 차량이 특정한 속도의 감속없이 주행중일 경우, 유입 차량에게 충돌 경보 신호를 발생시키고, 기 설정된 범위에 유입 차량이 존재함이 감지될 때까지 계속적으로 충돌 경보 신호를 발생시킴으로써 충돌 위험을 상기시키고, 차량이 합류 지점을 지나간 경우, 노변 장치에 저장되어 있는 차량들의 데이터를 삭제하는 단계
    를 포함하고,
    상기 노변 장치는, 도로의 특정 위치에 고정되고, WAVE 단말기를 장착시킴으로써 차량간 충돌을 방지하는
    충돌 방지 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 도달 예상 시간 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교하는 단계는,
    상기 유입 차량의 도달 예상 시간으로부터 상기 차량의 도달 예상 시간의 차를 연산하는 단계
    를 포함하는 충돌 방지 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 단계는,
    상기 차량의 도달 예상 시간으로부터 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 감산한 값이 상기 기 설정된 값 이하인지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 충돌 방지 방법.
  8. 노변 장치의 충돌 방지 방법을 실행시키기 위해 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    차량들의 합류가 발생하는 합류 지점을 설정하는 단계-상기 합류 지점은 본선을 주행하는 차량 및 상기 본선 이외의 유입 연결로를 주행하는 유입 차량이 합류하는 지점임-;
    상기 합류 지점을 기준으로 기 설정된 거리 이내에 상기 차량 및 상기 유입 차량이 존재함을 감지하는 단계;
    상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 단계;
    상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 단계;
    상기 합류 지점까지의 거리 및 상기 차량 정보에 기반하여 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부를 판단하는 단계;
    상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 단계;
    상기 차량의 도달 예상 시간 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교하는 단계; 및
    상기 유입 차량의 도달 예상 시간과 상기 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 단계는,
    상기 차량 및 상기 유입 차량 각각의 위치 정보, 속도 정보 또는 가속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 동적 데이터를 V2X 통신에 기반하여 수신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 단계는,
    기 설정된 시간 마다 차량 정보를 수신함으로써 합류 지점까지의 거리를 업데이트하고, 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 곡선 거리를 고려하여 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 각각의 곡선 거리에 대한 정보를 계산하고, 상기 곡선 거리에 대한 총 주행거리에서 상기 차량 또는 상기 유입 차량의 이동거리를 제외한 나머지 거리가 산출됨에 따라 곡선 도로 또는 직선 도로로 변환되는 지점부터 상기 합류 지점까지의 구간을 가산하여 상기 합류 지점까지의 최종 거리를 산출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 단계는,
    상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있을 경우, 상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있지 않을 경우에 따른 수학식을 통하여 도달 예상 시간을 계산하는 단계를 포함하고,
    수학식:
    Figure 112019501285498-pat00022

    d이동 거리, v 는 차량 또는 유입 차량의 이동 속도, a는 차량 또는 유입 차량의 가속도를 의미하고,
    상기 유입 차량의 도달 예상 시간과 상기 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 단계는,
    상기 합류 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 차량이 특정한 속도의 감속없이 주행중일 경우, 유입 차량에게 충돌 경보 신호를 발생시키고, 기 설정된 범위에 유입 차량이 존재함이 감지될 때까지 계속적으로 충돌 경보 신호를 발생시킴으로써 충돌 위험을 상기시키고, 차량이 합류 지점을 지나간 경우, 노변 장치에 저장되어 있는 차량들의 데이터를 삭제하는 단계
    를 포함하고,
    상기 노변 장치는, 도로의 특정 위치에 고정되고, WAVE 단말기기를 장착시킴으로써 차량간 충돌을 방지하는
    컴퓨터 프로그램.
  9. 충돌을 방지하기 위한 노변 장치에 있어서,
    차량들의 합류가 발생하는 합류 지점을 설정하는 합류 지점 설정부-상기 합류 지점은 본선을 주행하는 차량 및 상기 본선 이외의 유입 연결로를 주행하는 유입 차량이 합류하는 지점임-;
    상기 합류 지점을 기준으로 기 설정된 거리 이내에 상기 차량 및 상기 유입 차량이 존재함을 감지하는 감지부;
    상기 차량 및 상기 유입 차량이 감지됨에 따라 각각의 차량으로부터 차량 정보를 수신하는 수신부;
    상기 차량 정보에 기반하여 상기 합류 지점까지의 거리를 각각 계산하는 거리 계산부;
    상기 합류 지점까지의 거리 및 상기 차량 정보에 기반하여 상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부를 판단하는 등속 주행 판단부;
    상기 차량 및 상기 유입 차량의 등속 주행 여부에 따른 각각의 도달 예상 시간을 산출하는 도달 예상 시간 연산부;
    상기 차량의 도달 예상 시간 및 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 비교하는 비교부; 및
    상기 유입 차량의 도달 예상 시간과 상기 차량의 도달 예상 시간을 비교한 결과가 기 설정된 값 이하일 경우, 상기 유입 차량에게 충돌 경고 신호를 발생시키는 발생부
    를 포함하고,
    상기 수신부는,
    상기 차량 및 상기 유입 차량 각각의 위치 정보, 속도 정보 또는 가속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 동적 데이터를 V2X 통신에 기반하여 수신하는 것을 포함하고,
    상기 거리 계산부는,
    기 설정된 시간 마다 차량 정보를 수신함으로써 합류 지점까지의 거리를 업데이트하고, 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 곡선 거리를 고려하여 상기 차량 또는 상기 유입 차량으로부터 상기 합류 지점까지의 각각의 곡선 거리에 대한 정보를 계산하고, 상기 곡선 거리에 대한 총 주행거리에서 상기 차량 또는 상기 유입 차량의 이동거리를 제외한 나머지 거리가 산출됨에 따라 곡선 도로 또는 직선 도로로 변환되는 지점부터 상기 합류 지점까지의 구간을 가산하여 상기 합류 지점까지의 최종 거리를 산출하는 것을 포함하고,
    상기 도달 예상 시간 연산부는,
    상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있을 경우, 상기 차량 및 상기 유입 차량이 등속 주행을 하고 있지 않을 경우에 따른 수학식을 통하여 도달 예상 시간을 계산하는 것을 포함하고,
    수학식:
    Figure 112019501285498-pat00023

    d이동 거리, v 는 차량 또는 유입 차량의 이동 속도, a는 차량 또는 유입 차량의 가속도를 의미하고,
    상기 발생부는,
    상기 합류 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 차량이 특정한 속도의 감속없이 주행중일 경우, 유입 차량에게 충돌 경보 신호를 발생시키고, 기 설정된 범위에 유입 차량이 존재함이 감지될 때까지 계속적으로 충돌 경보 신호를 발생시킴으로써 충돌 위험을 상기시키고, 차량이 합류 지점을 지나간 경우, 노변 장치에 저장되어 있는 차량들의 데이터를 삭제하는 것을 포함하고,
    상기 노변 장치는, 도로의 특정 위치에 고정되고, WAVE 단말기를 장착시킴으로써 차량간 충돌을 방지하는
    노변 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 비교부는,
    상기 유입 차량의 도달 예상 시간으로부터 상기 차량의 도달 예상 시간의 차를 연산하는
    것을 특징으로 하는 노변 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 발생부는,
    상기 차량의 도달 예상 시간으로부터 상기 유입 차량의 도달 예상 시간을 감산한 값이 상기 기 설정된 값 이하인지 여부를 판단하는
    것을 특징으로 하는 노변 장치.

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