KR102488902B1 - 자율주행차량의 센서 동기화와 프로토콜 변환시 발생하는 레이턴시 결정 방법 및 장치 - Google Patents

자율주행차량의 센서 동기화와 프로토콜 변환시 발생하는 레이턴시 결정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 자율주행차량의 센서 동기화와 프로토콜 변환시 발생하는 레이턴시를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 자율 주행 차량이 이종 센서들(슬레이브)로부터 데이터를 수집함에 있어서 각 센서들간의 데이터 전송 특성(전송지연, 전송방식 등)에 따라 데이터의 센싱, 전송 시점 및 전송 완료 시점에 발생하는 레이턴시를 결정하여 시간 동기화를 제어하도록 함으로써 차량 제어의 정밀도 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

자율주행차량의 센서 동기화와 프로토콜 변환시 발생하는 레이턴시 결정 방법 및 장치{A method and a device for determining latency that occurs when synchronizing sensors in autonomous vehicles and converting protocols}
본 발명은, 자율주행차량의 센서 동기화와 프로토콜 변환시 발생하는 레이턴시를 결정하는 방법 및 장치에 대한 것으로서, 보다 구체적으로는, 센서 시간 동기화를 위해 슬레이브와 마스터간의 데이터의 전송 지연에 따른 제1 레이턴시와, 상기 슬레이브와 상기 마스터 간의 통신 프로토콜 변환에 따른 제2 레이턴시를 산출하여 결정할 수 있는 방법 및 장치에 대한 것이다.
Domain Control Unit(DCU)는 자율주행이 적용된 차량, 즉 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)가 적용된 차량에서 요구하는 대용량 데이터 처리 및 높은 차량 제어 성능을 만족하기 위해 다양한 ECU와 센서 및 액추에이터의 통합 제어를 구현한 차세대 통합 제어 시스템이다.
DCU에서는 자율주행의 인지, 판단, 제어에 필요한 데이터가 요구되고, 레이더, 카메라, 라이다 V2X, Digital Map, ADR 등의 다양한 이종 센서들을 활용하여 대용량의 인지, 판단, 제어에 필요한 데이터를 취득하고 있으며, 이는 자율주행 자동차를 운용하는데 필수적인 데이터 요소이다.
상기 이종 센서들이 데이터를 전송하면 하나의 게이트웨이가 데이터를 통합하여 차량 제어장치로 전송하고 데이터 분석 장치는 전송받은 상기 이종 센서들의 각 데이터를 인지, 분석한 결과를 차량 제어 장치에 전송하여 상기 차량 제어 장치의 판단에 따라 차량을 제어하는 명령을 차량의 각 전장 부품들(조향장치, 스로틀밸브, 브레이크 등)에 전달할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량의 DCU 블록도를 나타낸 도 4를 참고하면, 상술한 데이터 분석 장치는 리눅스 플랫폼(Linux Platform), Adaptive AUTOSAR를 사용하는 애플리케이션프로세서(AP)일 수 있고, 차량 제어 장치는 Classic AUTOSAR가 적용된 마이크로컨트롤러유닛(MCU)일 수 있다. AP는 센서가 센싱한 데이터들을 인지, 분석 및 판단하는 역할을 할 수 있고, MCU는 AP가 판단하여 전달하는 정보를 토대로 차량을 직접 제어하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, AP가 다수의 이종 센서의 데이터를 기반으로 전방에 장애물을 인지하여 회피해야 한다고 판단할 수 있고 MCU는 AP의 판단을 근거로 차량이 장애물을 피해 주행하도록 제어할 수 있다.
한편, 이러한 이종 센서들간의 센싱 타이밍 및 이종 센서들이 게이트웨이에 센싱 데이터를 전송하는 전송시간의 차이에서 어긋남이 발생하는 경우 상기 데이터 분석 장치가 정확한 분석을 수행할 수 없고 결과적으로 차량 제어장치가 차량을 제어하는 데 있어서 오류를 발생시킬 수 있으므로 센서들로부터의 데이터 전송에 앞서 먼저 상술한 원인에 의해 발생하는 레이턴시(latency)를 산출하여 결정하는 방법을 개발할 필요가 있다.
또한, 상기 이종 센서들이 기반으로 하는 통신 프로토콜은 서로 상이할 수 있고, 따라서, 상기 이종 센서들의 데이터를 취득, 통합하여 차량 제어장치로 전달하는 게이트웨이의 통신 프로토콜은 상기 이종 센서들 각각의 통신 프로토콜과 동일한 프로토콜이 사용될 수도 상이한 프로토콜이 사용될 수도 있다. 이렇게 서로 상이한 프로토콜간의 변환 및 데이터 전송으로 인한 타이밍 어긋남 또한 개선해야 할 문제로서 게이트웨이의 통신 프로토콜과 센서간의 통신 프로토콜이 상이한 경우에 데이터 전송 중 발생한 레이턴시를 산출하여 결정하는 방법을 개발할 필요가 있다.
한국등록특허 제10-1619628호
본 발명은 이종 센서들(이하 '슬레이브'라 칭할 수 있음)간의 센싱 타이밍 및 이종 센서들이 게이트웨이(이하 '마스터'라 칭할 수 있음)에 센싱 데이터를 전송하는 전송시간의 차이에서 어긋남이 발생함에 따른 레이턴시(latency)를 산출하여 결정하는 레이턴시 결정 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 게이트웨이의 통신 프로토콜과 센서간의 통신 프로토콜이 상이한 경우에 데이터 분석 장치로 상기 센서로부터 센싱한 데이터를 전송하는 중 발생하는 레이턴시를 산출하여 결정하는 레이턴시 결정 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적의 달성을 위해, 본 발명의 일 실시예는 자율 주행 차량의 네트워크를 통해 슬레이브가 센싱한 데이터를 전달받아 데이터 분석 장치로 송신하는 마스터에 구성된, 시간 동기화를 위한 레이턴시를 결정하는 레이턴시 결정 장치로서, 상기 마스터의 시간 정보를 상기 슬레이브로 전송하는 전송부; 상기 마스터의 시간 정보를 수신한 후에 상기 슬레이브가 전송하는 ACK 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 ACK 신호를 기초로 상기 슬레이브와 상기 마스터간의 데이터의 전송 지연에 따른 제1 레이턴시와, 상기 슬레이브와 상기 마스터 간의 통신 프로토콜 변환에 따른 제2 레이턴시를 산출하는 프로세서;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 마스터의 시간 정보와 상기 ACK 신호의 수신 시간의 차이를 기초로 상기 제1 레이턴시를 산출할 수 있다.
또한, 상기 슬레이브의 통신 프로토콜이 Ethernet이고 상기 마스터의 통신 프로토콜이 CAN인 경우, 상기 전송부는, 상기 슬레이브로부터 전송받은 데이터를 분할 후 버퍼에 저장하여 상기 데이터 분석 장치에 순차적으로 송신하며, 상기 프로세서는, 상기 분할된 데이터 중 첫번째로 송신되는 데이터의 송신 시간과 상기 분할된 데이터 중 마지막으로 송신되는 데이터의 송신 시간의 차이를 기초로 상기 제2 레이턴시를 산출할 수 있다.
한편, 상술한 목적의 달성을 위해, 본 발명의 일 실시예는 자율 주행 차량의 네트워크를 통해 슬레이브가 센싱한 데이터를 전달받아 데이터 분석 장치로 송신하는 마스터에 구성된, 시간 동기화를 위한 레이턴시를 결정하는 레이턴시 결정 방법으로서, 상기 슬레이브로부터 데이터가 전송되기 전, 상기 슬레이브와 상기 마스터간의 데이터 전송 지연에 따른 제1 레이턴시를 산출하여 상기 슬레이브에 전송하는 a단계; 및 상기 마스터와 상기 슬레이브 간의 통신 프로토콜 변환에 따른 제2 레이턴시를 산출하여 상기 데이터 분석 장치에 전송하는 b단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 a단계는, 상기 마스터의 시간 정보를 상기 슬레이브에 전송하는 단계; 상기 마스터의 시간 정보와 일치하도록 자신의 시간을 동기화한 상기 슬레이브로부터 ACK 신호를 수신하는 단계; 상기 ACK 신호를 기초로 상기 제1 레이턴시를 산출하는 단계; 및 상기 제1 레이턴시를 상기 슬레이브에 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 b단계는, 상기 슬레이브의 통신 프로토콜의 변환 필요성을 판단하는 단계; 상기 판단 결과 상기 슬레이브의 통신 프로토콜이 Ethernet 프로토콜이고 상기 마스터의 통신 프로토콜이 CAN 프로토콜인 경우 상기 슬레이브로부터 전송받은 상기 데이터를 버퍼에 분할 저장하여 순차적으로 상기 데이터 분석 장치에 전송하는 단계; 상기 버퍼에 의해 순차적으로 전송되는 데이터 중 최초로 전송하는 데이터와 마지막으로 전송하는 데이터 간의 송신시간 차이를 기초로 제2 레이턴시를 산출하는 단계; 및 상기 제2 레이턴시를 상기 데이터 분석 장치에 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자율 주행 차량이 이종 센서들(슬레이브)로부터 데이터를 수집함에 있어서 각 센서들간의 데이터 전송 특성(전송지연, 전송방식 등)에 따라 데이터의 센싱, 전송 시점 및 전송 완료 시점에 발생하는 레이턴시를 결정하여 시간 동기화를 제어하도록 함으로써 차량 제어의 정밀도 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 레이턴시 결정 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 레이턴시 결정 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2의 순서도에서 S100 단계의 세부 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 4는 자율 주행 차량의 DCU 블록도를 나타낸 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 레이턴시 결정 장치의 개념도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예인 레이턴시 결정 장치(100)는 자율 주행 차량의 네트워크를 통해 슬레이브(200)가 센싱한 데이터를 전달받아 데이터 분석 장치(300)로 송신하는 마스터에 구성된 장치로서, 전송부(110), 수신부(120) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
여기서, 슬레이브(200)는 자율 주행 차량을 운행하기 위해 필요한 데이터들을 수집하는 이종의 다양한 센서를 의미할 수 있다. 예를 들어, 슬레이브(200)는 레이더, 카메라, 라이다, GPS, IMU(관성 측정 센서) 등이 될 수 있다. 위치인식을 위해서는 IMU, GPS, 카메라, 라이다 등이 사용되며, 사람, 장애물 등의 물체인식을 위해서는 카메라, 라이다, 레이더 등이 사용될 수 있다. 즉, 단일 센서에서 센싱한 데이터만으로는 자율 주행의 구현이 어려우므로 이종의 다양한 센서의 데이터를 취합하고 분석하는 방식을 통해 위치인식, 물체인식 등을 수행하여야 하며 필연적으로 이종의 다양한 센서들을 사용함에 따라 다양한 원인으로 발생하는 레이턴시를 보정하는 시간 동기화 작업이 수행되어야 하는 것이다.
마스터는 슬레이브(200)로부터 데이터를 전송받아 통합하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로 서로 상이한 통신 프로토콜을 기반으로 하는 센서들로부터 데이터를 전송받아 통신 프로토콜을 변환하여 일치시키고 데이터 분석 장치(300)로 데이터를 전송하는 매개체 역할을 할 수 있다. 즉, 마스터는 게이트웨이(gateway) 또는 스위치(switch)로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예인 레이턴시 결정 장치(100)는 이러한 게이트웨이의 내부에 포함되는 장치일 수도 있고 게이트웨이 그 자체일 수도 있다.
전송부(110)는, 마스터의 시간 정보를 슬레이브(200)로 전송할 수 있다. 보다 구체적으로 전송부(110)는, 마스터의 타이머(140)를 통해 자신의 시간 정보를 포함하는 메시지를 슬레이브(200)로 전송할 수 있다. 일반적으로 각 장치(마스터, 슬레이브, 데이터 분석 장치, 차량 제어 장치 등)에는 독립된 타이머가 구비되어 있고 상기 타이머에는 각 장치의 시간 정보가 포함되어 있다. 이때, 마스터의 시간 정보는 글로벌 시간에 맞춰져 있을 수 있고 슬레이브(200)의 시간 정보는 각자의 로컬 시간에 맞춰져 있어 서로 상이한 시간 정보에 의해 타이밍이 어긋나 있을 수 있다. 전송부(110)에 의해 마스터의 시간 정보를 수신한 복수의 슬레이브(200)는 각자의 로컬 시간으로 맞춰져 있던 시간 정보를 마스터의 시간 정보와 일치하도록 시간 동기화할 수 있다.
수신부(120)는, 슬레이브(200)가 마스터의 시간 정보를 수신한 후에 전송하는 ACK(Acknowledge) 신호를 수신할 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 슬레이브(200) 각각은 마스터의 시간 정보와 자신의 시간 정보를 일치하도록 시간 동기화를 수행한 후에, 시간 동기화가 이루어져 데이터를 전송할 준비가 되었다는 메시지로서 상기 ACK 신호를 전송할 수 있다. 수신부(120)가 복수의 슬레이브(200)로부터 받은 각각의 ACK 신호의 수신 시간은 메모리(150)에 저장될 수 있다.
여기서, 메모리(150)는 휘발성 저장 장치 및 비휘발성 저장 장치를 포함할 수 있다. 휘발성 저장 장치는 예를 들어 RAM(Random Access Memory)일 수 있고, 비휘발성 저장 장치는 예를 들어 ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), 또는 플래시 메모리일 수 있다.
프로세서(130)는 전송부(110), 수신부(120), 타이머(140) 및 메모리(150) 등과 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성들을 전기적으로 제어할 수 있으며, 소프트웨어의 명령을 실행하는 전기 회로가 될 수 있고 이에 의해 후술하는 다양한 데이터 처리 및 계산을 수행할 수 있다. 이를 구현하기 위해, 프로세서(130)는, 연산 처리를 하는 IC(Integrated Circuit)로 구성될 수 있고, 예를 들어 프로세서(130)는, CPU, DSP(Digital Signal Processor), 또는 GPU(Graphics Processing Unit)일 수 있다.
프로세서(130)는, 슬레이브(200) 각각이 보낸 상기 ACK 신호를 기초로 슬레이브(200)와 마스터간의 데이터의 전송 지연에 따른 제1 레이턴시를 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, 프로세서(130)는, 마스터의 시간 정보와 마스터가 전달받은 ACK 신호의 수신 시간의 차이를 기초로 복수의 슬레이브(200) 각각의 제1 레이턴시를 산출할 수 있다. 이때, 메모리(150)에 저장된 슬레이브(200) 각각의 ACK 신호의 수신 시간은 모두 상이할 수 있고 이에 대응하는 제1 레이턴시 값이 모두 산출될 수 있다.
프로세서(130)는, 슬레이브(200)가 제1 레이턴시를 보정하는 제1 동기화를 수행하게 하기 위해 산출된 복수의 제1 레이턴시를 대응하는 슬레이브(200) 각각에 전송하도록 전송부(110)를 제어할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 슬레이브(200)는 각각의 특성에 따라 정밀하게 제1 동기화를 완성할 수 있다. 다시 말해, 복수의 슬레이브(200) 즉, 이종의 센서들은 데이터의 전송이 시작되기 전에 마스터의 시간 정보를 수신하고 자신들의 시간 정보와 마스터의 시간 정보를 일치하게 만드는 시간 동기화를 거친 후, 각자 상이한 전송 지연시간을 가짐에 따라 야기되는 제1 레이턴시까지 개별적으로 보정할 수 있다. 즉, 슬레이브(200)들은 자신들이 센싱한 데이터를 마스터로 전송할 때 제1 레이턴시가 보정된 시간 정보를 포함하도록 할 수 있다. 따라서, 마스터는 같은 센싱 타이밍을 갖는 데이터를 정확히 분류, 취합하여 데이터 분석 장치(300)로 전송할 수 있으며 데이터 분석 장치(300)는 더욱 정밀하게 데이터를 분석할 수 있고 나아가 차량 제어의 정밀도 또한 높아지는 효과를 갖게 된다.
한편, 프로세서(130)는, 슬레이브(200)와 마스터 간의 통신 프로토콜 변환에 따른 제2 레이턴시를 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, 프로세서(130)는, 슬레이브(200)와 마스터 간의 통신 프로토콜의 변환이 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 통신 프로토콜은 예를 들어, CAN(Controller Area Network) 프로토콜, Ethernet 프로토콜일 수 있고, 슬레이브(200) 각각은 상기 프로토콜 중 어느 하나의 통신 프로토콜을 기반으로 마스터에 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 마스터는 데이터 분석 장치(300)로 데이터를 전송함에 있어서 상기 프로토콜 중 어느 하나의 통신 프로토콜을 기반으로 할 수 있다. 즉, 슬레이브(200)와 마스터 간의 통신 프로토콜은 CAN/Ethernet일 수 있고 CAN/CAN일 수 있고, Ethernet/CAN일 수 있으며 Ethernet/Ethernet일 수 있다.
이때, 슬레이브(200)와 마스터 간과 마스터와 데이터 분석 장치(300) 간에 같은 통신 프로토콜을 기반으로 데이터를 전송하는 경우에는 큰 문제가 되지 않는다. 문제는 슬레이브(200)에서 마스터로 Ehternet 통신을 이용하여 데이터가 전송되고 마스터에서 데이터 분석 장치(300)로 CAN 통신을 이용하여 데이터가 전송되는 경우이다. 이때, 문제가 되는 것은 전송할 수 있는 데이터의 크기 차이로서, CAN 통신의 경우 데이터가 8 byte 이하인 데 반해 Ehternet 통신의 경우에는 최소 46 byte에서 최대 1500 byte를 가지므로 Ehternet 통신을 기반으로 하는 데이터는 CAN 통신으로 한번에 전송할 수 없고 분할 전송해야 하는데 여기서 분할된 데이터 중 최초로 전송되는 데이터와 마지막으로 전송되는 데이터 간의 전송 시간 차이에 기인하는 레이턴시(제2 레이턴시)가 발생하게 된다. 한편, Ethernet은 CAN에 비해 큰 프레임 구조를 갖기 때문에 CAN 메시지 전체를 Ethernet 프레임의 페이로드에 포함시킬 수 있어 상술한 문제가 발생하지 않는다.
아울러, 프로세서(130)는 전송층 헤더 내에 전달된 포트 번호로부터 프로토콜 유형을 식별하여 슬레이브(200)가 기반으로 하는 통신 프로토콜을 식별할 수 있고 이를 통해 통신 프로토콜의 변환이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 슬레이브(200)와 마스터 간의 통신 프로토콜의 변환이 필요한 경우 통신 프로토콜의 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 CAN 헤더와 진단데이터로 구성되는 포맷을 갖는 CAN 프레임을 입력 받아 TCP 헤더와 EthDiag 헤더 및 진단데이터로 구성되는 포맷을 갖는 Ethernet 프레임으로 변환할 수 있다. 여기서 프로세서(130)는 EthDiag 헤더에 프레임 내 후속하는 데이터가 CAN 진단 데이터임을 표시할 수 있다. 반대의 경우에도 유사하게 프로세서(130)는 Ehternet 프레임 포맷에서 헤더 이후의 데이터를 취한 후 CAN 헤더를 결합하여 CAN 프레임을 작성할 수 있다.
프로세서(130)는, 슬레이브(200)의 통신 프로토콜이 Ethernet 프로토콜이고 마스터의 통신 프로토콜이 CAN 프로토콜인 경우 슬레이브(200)로부터 전송받은 데이터를 분할 후 버퍼(buffer)에 저장하여 데이터 분석 장치(300)에 순차적으로 송신하도록 전송부(130)를 제어할 수 있다.
이때, 프로세서(130)는, 상기 분할된 데이터 중 첫번째로 송신되는 데이터의 송신 시간과 분할된 데이터 중 마지막으로 송신되는 데이터의 송신 시간의 차이를 기초로 제2 레이턴시를 산출할 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 상기 송신 시간의 차이가 기 설정된 임계 시간을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 다양한 원인에 의해 분할된 데이터 각각의 전송 시간은 더욱 지연될 수 있다. 이러한 경우 분할되어 전송되는 데이터는 정밀한 분석이 불가능한 효용가치가 없는 데이터(부적합 데이터)일 수 있다. 데이터는 슬레이브(200)로부터 지속적으로 전달되므로 부적합 데이터는 폐기하는 것이 정확한 판단 및 제어를 위해 효과적일 수 있다. 따라서, 프로세서(130)는 제2 레이턴시가 기 설정된 임계 시간(임계값)을 초과하면 부적합 데이터를 판별하는 메시지를 생성하고 이를 전송부(110)를 통해 마지막 데이터와 함께 데이터 분석 장치에 전송하는 방식으로 부적합 데이터가 자율 주행 차량의 인지 판단 및 분석에 사용되지 않도록 할 수 있다. 일 예로, 레2 레이턴시가 슬레이브(200)의 전송 주기 이상인 경우 부적합 데이터로 판별하는 메시지를 생성할 수 있다.
이러한 구성을 통해, 데이터 분석 장치(300)는 신뢰성 높은 데이터만을 기반으로 하여 데이터를 분석할 수 있고 나아가 차량 제어의 신뢰성 또한 높아지는 효과를 갖게 된다.
프로세서(130)는, 데이터 분석 장치(300)가 제2 레이턴시를 보정하는 제2 동기화를 수행하게 하기 위해 산출된 상기 제2 레이턴시를 데이터 분석 장치(300)에 전송하도록 전송부(110)를 제어할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 데이터 분석 장치(300)는 슬레이브(200)와 마스터간의 통신 프로토콜 차이(보다 구체적으로, CAN 통신 프로토콜에서 Ethernet 통신 프로토콜로 변환되는 경우)에 의해 발생되는 제2 레이턴시를 보정하는 제2 동기화를 수행할 수 있다. 따라서, 데이터 분석 장치(300)는 더욱 정밀하게 데이터를 분석할 수 있고 나아가 차량 제어의 정밀도 또한 높아지는 효과를 갖게 된다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예인 레이턴시 결정 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예인 레이턴시 결정 방법은 도 1을 참고하여 설명한 레이턴시 결정 장치(100)를 통해 수행될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 레이턴시 결정 방법의 흐름을 나타낸 순서도이고, 도 3은 도 2의 순서도에서 S100 단계의 세부 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예인 레이턴시 결정 방법은, 자율 주행 차량의 네트워크를 통해 슬레이브(200)가 센싱한 데이터를 전달받아 데이터 분석 장치(300)로 송신하는 마스터에 구성된 방법으로서 먼저, 슬레이브(200)로부터의 데이터가 전송되기 전, 슬레이브(200)와 마스터간의 데이터의 전송 지연에 따른 제1 레이턴시를 산출하는 a단계가 수행된다.(S100)
이후, 슬레이브(200)로부터 전달받은 데이터를 마스터가 데이터 분석 장치(300)로 전송함에 있어서 슬레이브(200)와 마스터 간의 통신 프로토콜 변환에 따라 발생할 수 있는 제2 레이턴시를 산출하는 b단계가 수행된다.(S200)
이때, 후술하겠지만, b단계(S200)에는 통신 프로토콜의 변환 필요성을 판단하는 단계(S210)가 포함되며, 마스터와 슬레이브(200) 간에 기반이 되는 통신 프로토콜이 동일하거나 슬레이브(200)가 CAN 통신으로 데이터를 전송하고 마스터가 Ethernet 통신으로 데이터를 전송하는 경우와 같이 제2 레이턴시가 발생하지 않는 경우에는 b단계가 생략될 수 있다.
한편, 도 3을 참고하여 a단계(S100)의 세부 흐름을 살펴보면, 먼저 마스터의 시간 정보를 슬레이브(200)에 전송하는 단계(S110)가 수행된다. 보다 구체적으로 전송부(110)는, 마스터의 타이머(140)를 통해 자신의 시간 정보를 포함하는 메시지를 슬레이브(200)로 전송할 수 있다. 슬레이브(200)는 마스터의 시간 정보와 일치하도록 자신의 시간 정보를 보정하여 데이터를 전송할 준비를 할 수 있다.
이후, 슬레이브(200)로부터 ACK 메시지를 수신한다.(S120) 보다 구체적으로 수신부(120)는 슬레이브(200)가 마스터의 시간 정보를 토대로 자신의 시간 정보를 마스터의 시간 정보와 일치하도록 시간 동기화를 진행하고 ACK 신호를 생성하여 마스터에 전송하면, 마스터는 슬레이브(200)가 전송하는 ACK 신호를 수신한다.
마스터는 상기 ACK 신호를 기초로 제1 레이턴시를 산출(S130)하고, 슬레이브(200)에 의해 제1 동기화가 수행되도록 제1 레이턴시를 슬레이브(200)에 전송한다.(S140) 보다 구체적으로, 프로세서(130)는, 마스터의 시간 정보와 마스터가 전달받은 ACK 신호의 수신 시간의 차이를 기초로 복수의 슬레이브(200) 각각의 제1 레이턴시를 산출할 수 있다. 이때, 메모리(150)에 저장된 슬레이브(200) 각각의 ACK 신호의 수신 시간은 모두 상이할 수 있고 이에 대응하는 제1 레이턴시 값이 모두 산출될 수 있다.
또한, 프로세서(130)는, 슬레이브(200)가 제1 레이턴시를 보정하는 제1 동기화를 수행하게 하기 위해 산출된 복수의 제1 레이턴시를 대응하는 슬레이브(200) 각각에 전송하도록 전송부(110)를 제어할 수 있다.
한편, 도 2를 다시 참고하여 b단계(S200)의 세부 흐름을 살펴보면, 먼저 프로세서(130)가 슬레이브(200)와 마스터 간의 통신 프로토콜 변환 필요성을 판단한다.(S210) 이때, 마스터가 CAN 통신을 하고 슬레이브(200)가 Ethernet 통신을 하면 제2 레이턴시를 산출하는 후속 단계들(S210 내지 S250)이 진행되고 마스터와 슬레이브(200)가 동일한 통신 프로토콜을 기반으로 하거나 마스터가 Ehternet 통신을 하고 슬레이브(200)가 CAN 통신을 하면 제2 레이턴시를 산출하는 단계 없이 데이터를 전송한다.(S260)
제2 레이턴시 산출 단계를 세부적으로 설명하면, 프로세서(130)는, 슬레이브(200)의 통신 프로토콜이 Ethernet 프로토콜이고 마스터의 통신 프로토콜이 CAN 프로토콜인 경우 슬레이브(200)로부터 전송받은 데이터를 분할 후 버퍼(buffer)에 저장하고, 전송부(130)를 제어하여 분할된 데이터를 데이터 분석 장치(300)에 순차적으로 전송한다.(S220)
이때, 프로세서(130)는, 상기 분할된 데이터 중 첫번째로 송신되는 데이터의 송신 시간과 분할된 데이터 중 마지막으로 송신되는 데이터의 송신 시간의 차이를 기초로 제2 레이턴시를 산출한다.(S230)
한편, 프로세서(130)는 전송되는 데이터가 부적합 데이터인지 판단할 수 있다.(S240) 보다 구체적으로, 프로세서(130)는 산출된 제2 레이턴시가 기 설정된 임계 시간(임계값)을 초과하면 부적합 데이터를 판별하는 메시지를 생성하고 이를 전송부(110)를 통해 마지막 데이터와 함께 데이터 분석 장치(300)에 전송하는 방식으로 부적합 데이터가 자율 주행 차량의 인지 판단 및 분석에 사용되지 않도록 할 수 있다.
이후, 프로세서(130)는, 데이터 분석 장치(300)가 제2 레이턴시를 보정하는 제2 동기화를 수행하게 하기 위해, 전송부(110)를 제어하여 산출된 상기 제2 레이턴시를 데이터 분석 장치(300)에 전송한다.(S250)
이외에, 레이턴시 결정 방법에 대한 자세한 설명은 상술한 레이턴시 결정 장치(100)에서 설명한 내용과 중복되므로 여기서는 생략한다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자율 주행 차량이 이종 센서들(슬레이브)로부터 데이터를 수집함에 있어서 각 센서들간의 데이터 전송 특성(전송지연, 전송방식 등)에 따라 데이터의 센싱, 전송 시점 및 전송 완료 시점에 발생하는 레이턴시를 결정하여 시간 동기화를 제어하도록 함으로써 차량 제어의 정밀도 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 시간 동기화 장치
110: 전송부
120: 수신부
130: 프로세서
140: 타이머
150: 메모리
200: 슬레이브
300: 데이터 분석 장치

Claims (6)

  1. 자율 주행 차량의 네트워크를 통해 슬레이브가 센싱한 데이터를 전달받아 데이터 분석 장치로 송신하는 마스터에 구성된, 시간 동기화를 위한 레이턴시를 결정하는 레이턴시 결정 장치에 있어서,
    상기 마스터의 시간 정보를 상기 슬레이브로 전송하는 전송부;
    상기 마스터의 시간 정보를 수신한 후에 상기 슬레이브가 전송하는 ACK 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 ACK 신호를 기초로 상기 슬레이브와 상기 마스터간의 데이터의 전송 지연에 따른 제1 레이턴시와, 상기 슬레이브와 상기 마스터 간의 통신 프로토콜 변환에 따른 제2 레이턴시를 산출하는 프로세서;를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 산출된 제2 레이턴시가 기 설정된 임계 시간을 초과하면, 상기 데이터 분석 장치에 상기 데이터와 함께 전송될 수 있도록 부적합 데이터를 판별하는 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는,
    레이턴시 결정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 마스터의 시간 정보와 상기 ACK 신호의 수신 시간의 차이를 기초로 상기 제1 레이턴시를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이턴시 결정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬레이브의 통신 프로토콜이 Ethernet이고 상기 마스터의 통신 프로토콜이 CAN인 경우,
    상기 전송부는, 상기 슬레이브로부터 전송받은 데이터를 분할 후 버퍼에 저장하여 상기 데이터 분석 장치에 순차적으로 송신하며,
    상기 프로세서는, 상기 분할된 데이터 중 첫번째로 송신되는 데이터의 송신 시간과 상기 분할된 데이터 중 마지막으로 송신되는 데이터의 송신 시간의 차이를 기초로 상기 제2 레이턴시를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이턴시 결정 장치.
  4. 자율 주행 차량의 네트워크를 통해 슬레이브가 센싱한 데이터를 전달받아 데이터 분석 장치로 송신하는 마스터에 구성된, 시간 동기화를 위한 레이턴시를 결정하는 레이턴시 결정 방법에 있어서,
    상기 슬레이브로부터 데이터가 전송되기 전, 상기 슬레이브와 상기 마스터간의 데이터 전송 지연에 따른 제1 레이턴시를 산출하여 상기 슬레이브에 전송하는 a단계;
    상기 마스터와 상기 슬레이브 간의 통신 프로토콜 변환에 따른 제2 레이턴시를 산출하여 상기 데이터 분석 장치에 전송하는 b단계; 및
    상기 산출된 제2 레이턴시가 기 설정된 임계 시간을 초과하면, 상기 데이터 분석 장치에 상기 데이터와 함께 전송될 수 있도록 부적합 데이터를 판별하는 메시지를 생성하는 단계;를 포함하는,
    레이턴시 결정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 a단계는,
    상기 마스터의 시간 정보를 상기 슬레이브에 전송하는 단계;
    상기 마스터의 시간 정보와 일치하도록 자신의 시간을 동기화한 상기 슬레이브로부터 ACK 신호를 수신하는 단계;
    상기 ACK 신호를 기초로 상기 제1 레이턴시를 산출하는 단계; 및
    상기 제1 레이턴시를 상기 슬레이브에 전송하는 단계;를 포함하는 레이턴시 결정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 b단계는,
    상기 슬레이브의 통신 프로토콜의 변환 필요성을 판단하는 단계;
    상기 판단 결과 상기 슬레이브의 통신 프로토콜이 Ethernet 프로토콜이고 상기 마스터의 통신 프로토콜이 CAN 프로토콜인 경우 상기 슬레이브로부터 전송받은 상기 데이터를 버퍼에 분할 저장하여 순차적으로 상기 데이터 분석 장치에 전송하는 단계;
    상기 버퍼에 의해 순차적으로 전송되는 데이터 중 최초로 전송하는 데이터와 마지막으로 전송하는 데이터 간의 송신시간 차이를 기초로 제2 레이턴시를 산출하는 단계; 및
    상기 제2 레이턴시를 상기 데이터 분석 장치에 전송하는 단계;를 포함하는 레이턴시 결정 방법.

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