KR102612223B1 - 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치 및 이를 이용한 통신 방법 - Google Patents

차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치 및 이를 이용한 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치 및 이를 이용한 통신 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템은 취약 도로 사용자의 상태 정보를 전송하는 사용자 단말기와, 차량 주행 정보를 전송하는 차량 단말기와, 사용자의 상태 정보를 이용하여 취약 도로 사용자 관련 정보를 전송하는 취약 도로 사용자 상태정보 서버 및 전송 범위 내의 차량 단말기로 취약 도로 사용자 관련 정보를 전달하는 노변 기지국을 포함한다.

Description

차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치 및 이를 이용한 통신 방법{COMMUNICATION DEVICE FOR VULNERABLE ROAD USERS PERFORMING REAL-TIME COMMUNICATION WITH VEHICLE-TO-VEHICLE COMMUNICATION DEVICE, AND COMMUNICATION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치 및 이를 이용한 통신 방법에 관한 것이다.
V2X(Vehicle-to-Everything)는 차량이 통신망을 이용하여 다양한 요소와 소통하는 기술을 일컫는다.
V2X 기술은 차량과 차량 사이의 통신(V2V: Vehicle to Vehicle), 차량과 인프라 간 통신 (V2I: Vehicle to Infrastructure), 차량과 보행자 간 통신 (V2P: Vehicle to Pedestrian) 등을 포함한다.
V2X통신 기술을 이용하여, 차량은 주행 중 차량 안전 서비스, 차량 정보 서비스, 교통 정보 서비스 등을 지원받을 수 있으며, 해당 정보를 이용하여 주행 중 위험 상황을 빠르게 인지하여 사고 위험으로부터 능동적으로 대처할 수 있게 하여 운전자가 안전한 주행을 할 수 있게 도움을 준다.
자전거, 보행자 및 도로 작업 인부와 같이 도로 주변에서 위험에 처하기 쉬운 취약 도로 사용자(VRU: Vulnerable Road User)들도 V2X통신을 통해 주변의 차량과 실시간 통신이 가능하여, 자신에게 발생할 수 있는 위험 상황을 선제적으로 회피하여 사고 위험을 줄이는 것이 가능한 장점이 있다.
종래 기술에 따른 V2X통신을 위해서는 사용자가 휴대하는 핸드폰과 같은 휴대기기가 V2X 모듈을 내장하거나, 외부 V2X 기기와 연결되어야 한다.
그런데 V2X통신을 위해 사용자 휴대기기에 V2X 모듈을 내장하면, 해당 휴대기기 제작사의 적용의지, 기간소요, 단말기 비용 상승, 빠른 배터리 소모, 단말기 발열, 단말기 사이즈가 커지는 등의 문제가 발생한다. 대부분 사용자가 휴대하는 핸드폰의 경우 핸드폰에 V2X 모듈 내장 계획을 발표한 핸드폰 제작사는 아직 없으며, 따라서 핸드폰에 V2X 모듈 내장은 앞으로도 많은 시간이 소요되리라 예상된다.
휴대기기를 외부 V2X 기기와 연결하는 경우, 연결 상태가 유지되어야 하므로, 외부 기기의 배터리 충전의 문제점 등 사용 편의성의 문제가 발생된다.
급속히 발전하는 V2X 통신 환경에서, 취약 도로 사용자를 보호하기 위해서는 별도의 V2X 통신 모듈의 내장이나 외부 기기의 연결 없이, 현재의 휴대기기와 V2X 통신 환경의 차량 간의 통신에 대한 방안이 시급히 필요한 상황이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, V2X 기기가 탑재된 차량과 차량간 통신 기능이 없는 취약 도로 사용자의 휴대기기와의 실시간 통신 방법을 제안하여, 차량 주행 정보 및 취약 도로 사용자의 상태 정보를 이용하여 취약 도로 사용자가 처한 위험 상황의 위험도를 판단하고, 판단 결과에 따라 위험 상황에 대한 알림을 제공하는 것이 가능한 통신 장치 및 이를 이용한 통신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템은 취약 도로 사용자의 상태 정보를 전송하는 사용자 단말기; 차량 주행 정보를 전송하는 차량 단말기; 상기 사용자의 상태 정보를 이용하여 상기 취약 도로 사용자 관련 정보를 전송하는 취약 도로 사용자 상태정보 서버; 및 전송 범위 내의 상기 차량 단말기로 상기 취약 도로 사용자 관련 정보를 전달하는 노변 기지국를 포함한다.
상기 사용자 단말기는, 사용자의 상태 정보를 송신하거나 차량 상태정보를 수신하는 통신부; 상기 취약 도로 사용자의 상태 정보를 생성하는 센서정보 수집부; 상기 취약 도로 사용자의 위치를 파악하여 위험 지역 내 위치하였는지 여부를 판단하는 사용자 위험 지역 판단부; 상기 취약 도로 사용자가 위험 지역에 진입했을 때 상기 사용자의 상태 정보를 전송하는 사용자 정보 송신부; 상기 차량 주행 정보를 수신하는 차량 데이터 수집부; 상기 취약 도로 사용자에게 사고 위험에 대한 경고를 제공하는 사고위험 알림부를 포함한다.
상기 사용자 위험 지역 판단부는 상기 취약 도로 사용자의 위치가 상기 위험 지역 내인 경우, 사용자 알림 메시지를 전송하고, 상기 취약 도로 사용자의 위치가 상기 위험 지역을 벗어나는 경우, 상기 취약 도로 사용자의 상태 정보의 전송 해제를 요청한다.
상기 취약 도로 사용자의 위치가 상기 위험 지역에 있는 경우, 상기 사용자 단말기는 지속적으로 상기 사용자 알림 메시지를 전송하고, 상기 차량 주행 정보를 수신한다.
상기 취약 도로 사용자의 위치가 상기 위험 지역을 벗어나는 경우, 상기 사용자 단말기는 더 이상 위치정보를 전송하지 않고, 차량 주행 정보를 수신하지 않는다.
상기 사용자 단말기는 GPS, 정밀지도, 가속도 센서, 자이로 센서 중 적어도 어느 하나를 이용하여 위험 지역 및 안전 지역 여부를 판단한다.
상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버는 노변 기지국의 설치 위치, 식별자, IP 주소를 포함하는 데이터베이스를 포함한다.
상기 데이터베이스는 사전에 등록되거나 신규 추가되는 노변 기지국과 실시간 통신을 통해 노변 기지국 관련 정보가 자동으로 업데이트된다.
상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버는 알림 메시지 수신에 따라 해당 사용자에 대한 매핑 테이블을 생성하고, 사용자와 차량 간 상태 정보를 상호 전송하도록 한다.
상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버는 상기 사용자 단말기의 위치정보를 기반으로 상기 데이터베이스를 조회하여 가장 가까운 노변 기지국 정보와 매핑시킨다.
상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버는 사용자의 안전 지역 진입에 따라 알림 해제 메시지를 수신하는 경우, 기존에 생성된 매핑 테이블을 삭제하고 사용자 단말기와 차량간 상태정보 전송을 해제한다.
상기 사용자 단말기는 상기 노변 기지국과 상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버를 통해 전달된 상기 차량 주행 정보를 수신하고, 사고 위험도를 판별하여, 상기 취약 도로 사용자에게 경고를 제공한다.
상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버는 상기 차량 주행 정보를 수신하고, 상기 취약 도로 사용자의 상태 정보를 이용하여 사고 위험도를 판별하여, 경고 제공 요청을 전송한다.
상기 차량 단말기는 상기 차량 주행 정보와 상기 취약 도로 사용자 관련 정보를 이용하여 사고 위험도를 판별하고, 차량 운전자에게 경고를 제공한다.
상기 사고 위험도는 상기 사용자 단말기 및 상기 차량 단말기 간의 거리가 제동 가능 거리 미만인지 여부, 속도 감속 여부, 및 진행 방향 회피 가능 여부 중 적어도 어느 하나를 고려하여 판별된다.
상기 노변 기지국은 상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버와 차량과 통신을 통해 IP 메시지 및 V2X 메시지의 변환을 수행하고, 상태정보와 차량 주행 정보를 송수신한다.
상기 노변 기지국은 상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버를 통해 상기 사용자 단말기와 통신한다.
상기 노변 기지국은 필요 시 상기 사용자 단말기와 직접 통신한다.
본 발명에 따르면, 별도의 V2X 통신 모듈을 내장하거나 외부 V2X 기기와 연결하지 않고도, 취약 도로 사용자가 현재 소지한 휴대기기에 간단하게 응용 어플리케이션을 설치하여 V2X 통신 환경의 차량과 실시간 통신을 수행하게 됨으로써, 차량과 보행자 간 통신(V2P: Vehicle to Pedestrian)의 구축을 위해 소요되는 막대한 비용을 절감하여 해당 통신 서비스의 조기 도입 및 확산에 기여하는 것이 가능하다.
취약 도로 사용자는 자신의 휴대기기를 이용하여 V2X 차량과의 실시간 통신을 수행하여, 위험 상황에 대해 선제적으로 파악하고 회피할 수 있게 되어, 교통사고 중상자, 사망자를 감소시키고 사회적 비용을 절감시키는 것이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 구성도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 취약 도로 사용자 상태정보 서버를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노변 지기국의 구성을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 방법을 도시하는 시퀀스 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 취약 도로 사용자 알림 메시지 전송 과정 및 취약 도로 사용자 알림 해제 메시지 전송 과정을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주행 정보 수집, 사용자 상태 정보 수집, 위험 지역 확인, 사고 위험도 계산 및 위험 알림 과정을 도시한다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.
이하에서는, 당업자의 이해를 돕기 위하여 본 발명이 제안된 배경에 대하여 먼저 서술하고, 본 발명의 실시예에 대하여 서술하기로 한다.
V2X통신 기술을 이용하여, 주행 중 차량 안전 서비스, 차량 정보 서비스, 교통 정보 서비스 등을 이용할 수 있다.
차량 안전 서비스는 사고 발생 알림, 추돌 사전 경고, 긴급 차량 알림, 보행자 경고 등을 지원하고, 차량 정보 서비스는 주차 알림, 네비게이션, 차량 진단 등을 지원하며, 교통 정보 서비스는 차선 변경 알림, 도로 사용 변경 알림, 규정 속도 알림, CCTV를 통한 주변 교통 상황, 급정거, 낙화물 등의 정보 제공을 지원한다.
전술한 서비스를 제공하기 위해서는 서비스에 관련된 정보에 대한 주기적 전송, 저 지연(low latency) 전송, 고 신뢰성 (high reliability) 전송 등과 같은 다양한 요구 사항들이 있으며, V2X 통신 시스템에서는 이와 같은 다양한 요구 사항들을 만족시키는 서비스를 제공하기 위해 여러 통신기술을 사용하고 있다.
정부는 V2X 통신기술을 이용한 C-ITS (차세대지능형교통체계, Cooperative Intelligent Transport System) 구축사업을 통해, 2030년까지 전국의 고속도로, 간선도로, 국도 등에 V2X RSU(노변기지국, Road Side Unit)를 설치할 계획이며, 또한 지자체들도 C-ITS/ITS 확산사업을 통해 시내 및 주요 교통로에 RSU를 설치하는 인프라 구축사업을 진행 중이다.
또한 차량 단말기(OBU, On Board Unit)도 보조금 지급이나, 의무장착 같은 행정지도를 통해 보급을 점차 확산해 나갈 계획이다.
V2X 통신의 주요 기술 또는 통신방식에는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment), ETSI ITS-G5, C-V2X(Cellular-V2X) 등이 있다.
WAVE는 IEEE 802.11p와 IEEE 1609 표준을 아울러 이르는 이름으로 고속 주행하는 차량 환경에서 안전한 무선통신을 제공하기 위한 기술이며, 무선랜 기술을 기반으로 통신 지연에 민감한 V2X 기반 기술로 사용된다.
ETSI ITS-G5는 유럽의 지능형 교통 시스템(Intelligent Transport, System, ITS)을 위한 주파수 대역에서 사용되는 통신 기술이며 IEEE 802.11에 기반을 두고 있다.
C-V2X는 이동통신 기반의 V2X 통신 기술이며 Long-Term Evolution(LTE) 다이렉트 기술을 기반으로 차량과 보행자, 도로 인프라 상에 직접적인 통신이 가능한 전송 방식과 기존에 구축된 LTE 네트워크를 활용하는 전송 방식이 있다.
이동통신기술은 초고속, 대용량, 초연결, 초실시간 통신을 가능하게 하는 5G로 진화하고 있으며 C-V2X 역시 5G 통신을 활용하여 현재보다 더 안정적이고 신속한 통신을 제공할 예정이다.
V2X통신에서 사용되는 메시지들은 표준인 SAE J2735에서 정의하고 있다.
특히 SAE J2735에서는 차량과 통신을 통해 취약 도로 사용자(Vulnerable Road User, VRU)를 보호하기 위한 다양한 메시지에 대해 정의하고 있다.
여기서 취약 도로 사용자는 자전거, 보행자, 도로 작업 인부 등, 도로 주변 또는 도로를 이용하고 있으나 차량과 달리 보호 수단이 부족해 사고의 위험에 노출되어 있는 대상을 지칭한다.
취약 도로 사용자의 존재와 상태를 알리기 위해, V2X통신 기능이 가능한 사용자의 단말기는 SAE J2735 표준에 정의된 사용자 안전 메시지(Personal Safety Message, PSM)를 전송하고, PSM을 수신한 취약 도로 사용자의 주변에 위치한 차량은 사고 위험도를 판단하여 취약 도로 사용자를 보호하는 조치를 취할 수 있어, 취약 도로 사용자의 사고를 사전에 예방할 수 있다.
사용자 단말기는 취약 도로 사용자가 휴대하며, 차량 간 통신(V2X: Vehicle-to-Everything) 기능이 없는 일반 휴대기기를 의미한다.
예를 들어, 사용자 단말기는 태블렛 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP, Portable Multimedia Player), 무선통신 단말기(Wireless Communication Terminal), 스마트폰(SmartPhone), 스마트워치(SmartWatch) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 다양한 디지털 기기 중 어느 하나일 수 있다.
사용자 단말기는 주변의 차량과 V2X 통신이 가능하도록 하는 기능을 지원하는 내부 모듈을 포함하거나, V2X 기능을 지원하는 외부 기기와 연결되어, 주변의 차량과 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 사용자 단말기 및 외부 기기 간의 연결은 블루투스(Bluetooth), 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy), 적외선 통신(IrDA: Infrared Data Association), 지그비(Zigbee) 등의 근거리 통신, 무선랜(WIFI), UWB(Untra Wideband), 무선 주파수(Radio Frequency) 등의 무선 통신 또는 USB와 같은 유선 통신을 이용할 수 있다.
그런데, 전술한 바와 같이, V2X통신을 위해 사용자 단말기에 V2X 모듈을 내장하는 경우를 가정하면, 해당 휴대기기 제작사의 적용의지, 기간소요, 단말기 비용 상승, 빠른 배터리 소모, 단말기 발열, 단말기 사이즈가 커지는 등의 문제가 있고, 특히 대부분 사용자가 휴대하는 핸드폰인 경우 핸드폰에 V2X 모듈 내장에 대한 계획을 아직 핸드폰 제작사들은 별도로 발표하지 않고 있어, 핸드폰에 V2X 모듈이 내장되기 까지는 많은 시간이 소요되리라고 예상된다.
또한 해당 단말기를 V2X 기능이 가능한 외부 기기와의 연결시에는 항상 외부 기기를 휴대하여야 하고, 사용자 단말기와 외부 기기와의 연결이 보장되어야 하므로, 외부 기기의 배터리 충전 이슈 등 사용자 편의성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 종래 기술과 같이 사용자 단말기에 별도의 내부 모듈을 추가 장착하거나 외부기기와의 연결을 수행하지 않고, 사용자 단말기와 주변 V2X통신이 가능한 차량 간의 통신 방법을 제안한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 취약 도로 사용자가 소지한 사용자 단말기에 V2X 기능이 탑재되지 않는 경우에도, 주변 차량의 정보를 수신하거나 취약 도로 사용자가 자신의 정보를 주변 차량에 전달함으로써, 도로 사용의 안전성을 높일 수 있어, 취약 도로 사용자에게 발생될 수 있는 위험 상황을 선제적으로 회피하여 사고 위험을 줄이는 것이 가능하다.
V2X통신 단말기나 내비게이션과 같은 차량 단말기를 활용하는 주변 차량 운전자는 장애물, 안개, 야간 주행 등 외부 요인에 의해 운전 시야가 좁아진 상황에서도 차량 단말기에서 수신한 취약 도로 사용자의 정보를 바탕으로, 주변의 취약 도로 사용자에 대해 빠르고 직관적으로 인지하는 것이 가능하여, 사고 위험 상황에서 능동적으로 대처할 수 있게 되므로, 주행 안전성을 확보하는 효과가 있다.
이 때, 사용자 단말기와 차량 단말기의 통신을 통해 교환되는 정보에는 차량의 위치, 취약 도로 사용자의 위치, 속도, 진행 방향 등이 포함된다.
당업자의 이해를 돕기 위해, 이하에서는 취약 도로 사용자가 소지한 단말 및 차량 간의 통신에 대해 설명하였으나, V2X 통신 기기를 장착한 철도, 선박, 오토바이, 퀵보드, 드론 등 모든 운송 수단에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 구성도를 도시한다.
취약 도로 사용자(이하, '사용자')가 소지한 사용자 단말기(110)에 탑재된 응용 어플리케이션은 사용자 단말기(110)에 기본적으로 탑재되어 있는 GPS, 가속도계(Accelerometer), 지자기계(Magnetometer) 등의 센서를 통해 측정된 값을 기반으로 취약 도로 사용자의 위치, 진행 속도, 진행 방향 등을 도출하며, 사전에 또는 실시간으로 다운로드한 지도 정보를 이용하여, 지도상 사용자의 위치를 획득한다.
이를 통해, 취약 도로 사용자가 위험 지역(Warning Zone, 예: 보행자 사고 다발 구간)에 진입하였는지 여부를 확인한다.
사용자 단말기(110)의 어플리케이션은 사용자가 위험 지역에 진입하였을 때, 취약 도로 사용자 알림 메시지를 취약 도로 사용자 상태정보 서버(120)에 전송한다.
취약 도로 사용자 상태정보 서버(120)는 해당 메시지에 포함된 사용자 단말기(110)의 위치 정보를 기반으로, 사전에 설정된 V2X RSU중에서 해당 위치로부터 기 설정 거리 내에 있는(예: 가장 가까운) V2X RSU(130)에게 해당 메시지를 전달한다.
이러한 취약 도로 사용자 상태정보 서버(120)의 기능은 필요에 따라 사용자 단말기(110) 어플리케이션에 포함될 수 있다.
취약 도로 사용자 상태정보 서버(120)는 RSU의 설치 위치와 RSU 식별자, IP 주소를 포함하는 데이터베이스 기능을 가지고, 사용자 단말기(110)가 위험지역에 진입하여 상태정보를 보내면, 가장 가까운 위치의 노변기지국을 데이터베이스에서 조회하여 해당 메시지를 전달하며, 해당 노면기지국을 거쳐 사용자 단말기와 차량 간 상태 정보를 상호 송수신하도록 한다.
해당 메시지를 수신한 V2X RSU(130)는 해당 메시지를 V2X 메시지(Personal Safety Message, PSM)로 변환하여 해당 RSU 전파 수신 범위에 속해 있는 차량들에게 취약 도로 사용자의 정보를 브로드캐스트(Broadcast)로 전달한다.
해당 메시지를 수신한 차량 단말기(140)는 취약 도로 사용자의 단말기(110)의 상태정보와 차량 주행정보를 포함한 상태정보를 비교하여, 사고 위험도가 높으면 차량 내 장치(디스플레이, 경고음, 경고 메시지, 시트 진동 등)를 통해 운전자에게 위험 예고를 수행하여, 사고를 회피할 수 있도록 지원한다.
차량 단말기(140)는 차량 내에 구비된 단말기로서, 헤드 유닛, 내비게이션, 차량간 통신(V2X) 단말기 등일 수 있다.
차량 단말기(140)는 주변의 차량 또는 V2X RSU(130)와 차량 간 통신(V2X: Vehicle-to-Everything)이 가능한 단말기를 의미한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 차량 단말기(140)도 차량의 실시간 상태 정보를 V2X RSU(130), 취약 도로 사용자 상태정보 서버(120)를 통해 사용자 단말기(110)로 전달하며, 해당 메시지를 수신한 사용자 단말기(110)는 자신의 상태 정보 및 차량 단말기(140)의 상태정보를 이용하여 사고 위험도를 판단하고, 사고 위험도가 기준 이상일 경우 취약 도로 사용자에게 경고음, 경고 메시지, 진동, 웨어러블 디바이스 연동을 통한 경고 제공 등으로 알려줌으로써 사전에 사고를 회피할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기(110)를 도시한다.
사용자 단말기(110)에 전원이 인가되면, 차량 대 보행자(Vehicle to pedestrian: V2P) 응용 어플리케이션(200)이 함께 실행된다.
사용자 단말기에 실행되는 응용 어플리케이션(200)은 통신부(210), 센서정보 수집부(220), 위험 지역 판단부(230), 사용자 정보 송신부(240), 차량 데이터 수집부(250), 사고위험 알림부(260)를 포함한다.
통신부(210)은 사용자 단말기(110)의 통신 기술인 LTE(Long-Term Evolution), 5G, WIFI(Wireless fidelity), CDMA, GSM, WCDMA, HSPA+, 6G 등을 기반으로 하며 TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP(User Datagram Protocol)를 이용하여, 유니캐스트(Unicast), 브로드캐스트(Broadcast) 및 멀티캐스트(Multicast) 방식으로 사용자 상태정보를 송신하거나 차량 상태정보를 수신한다.
센서정보 수집부(220)는 사용자 단말기(110)에 기본으로 탑재되어 있는 센서를 이용하여 측정된 값을 기반으로 취약 도로 사용자에 대한 상태정보를 생성한다.
센서 정보는 GPS, 가속도계, 지자기계 뿐만 아니라 서버를 통해 획득한 도로 지도 정보, 사전에 다운로드한 도로 지도 정보 및 클라우드(Cloud)를 통해 실시간으로 획득한 도로 지도 정보 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
지자기 센서를 이용하면 방위를 측정할 수 있고, 가속도 센서를 이용하여 보행자의 움직임 변화를 판단하고, 보행자 움직임 변화에 대응할 수 있다.
따라서, 사용자 단말기(110)는 보행자가 어느 방위로 어떤 속도로 이동하고 있는지 판단할 수 있다.
사용자 단말기(110)는 자이로 센서(gyro sensor)와 지자기 센서를 사용하여 사용자의 이동 방향, 차도와의 각도, 차도와의 각도가 기 설정된 각도 이상이 되는 경우 안전 서비스 제공을 위한 동작을 트리거링한다.
이 때, 이동 방향이 차도 쪽 방향인 경우 경고 알림을 발생시킬 수 있는데, 횡단보도가 있는 경우 제공되는 경고 알림과 횡단보도가 없는 경우 제공되는 경고 알림을 상이하게 제공함으로써, 횡단보도를 건너기 위해 차도 쪽 방향으로 이동하는 경우 주의하여 건널 것에 대한 경고 알림을 제공할 수 있다(이는 사용자 설정에 의해 비활성화 될 수도 있음).
사용자가 육교를 올라가는 경우는 GPS 모듈 등과 같은 고도 측정 디바이스를 사용하여 고도를 측정할 수 있다.
기본적으로 사용자 단말기(110)는 GPS 신호를 수신하여, 자신의 위치를 검출할 수 있지만, GPS신호가 수신되지 않거나, GPS신호 세기가 약할 경우 와이파이(Wirelesss fidelity:WIFI) 엑세스 포인트(access point:AP) 등을 이용하여 자신의 위치를 파악한다.
사용자 단말기(110)는 AP를 사용하여 자신의 위치가 실내 또는 실외인지 여부를 확인한다.
예를 들어 사용자 단말기(110)가 동일한 AP에서 전송되는 신호를 지속적으로 수신하고 있거나 동일한 WIFI 커넥션(connection)을 유지하고 있을 경우, 사용자 단말기(110)는 보행자가 실내에 있다고 검출할 수 있게 된다.
사용자 단말기(110)의 속도는 보행자의 속도와, 사용자 단말기(110)의 위치는 보행자의 위치, 사용자 단말기(110)의 이동 방향은 보행자의 이동 방향과 동일하다고 볼 수 있다.
사용자 위험 지역 판단부(230)는 센서정보 수집부(220)에서 수집한 센서 정보를 통해 측정된 값을 기반으로 취약 도로 사용자의 위치, 바라보는 방향, 진행 방향, 진행 속도 등을 도출한다.
또한 사용자 단말기(110) 자신의 위치 정보를 도로 지도 정보에 매핑하여, 자신의 지도상의 위치 정보와 이동 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다.
이를 통해 취약 도로 사용자가 위험 지역(Warning Zone)에 진입하는지 아니면 위험지역에서 벗어나서 안전 지역(Safety Zone)으로 진입하였는지를 확인한다.
위험지역은 예를 들면, 도로이며, 안전지역은 인도 일수 있다.
위험지역과 안전지역은 사전에 설정된 값에 따라 유동적으로 변경 가능하다.
사용자 정보 송신부(240)는 취약 도로 사용자가 위험 지역에 진입하였을 때 사용자 상태정보를 전송한다.
상태정보에는 단말기 식별자, 사용자의 위치, 바라보는 방향, 진행 방향, 속도 등이 포함된다.
사용자 단말기(110)는 위험지역을 움직이는 동안 기 설정된 소정의 주기로 취약 도로 사용자 알림 메시지, PSM(Personal Safety Message)을 전송한다.
해당 메시지는 유니캐스트, 브로드캐스트 방식 또는 멀티캐스트 방식을 기반으로 전송되며 해당 메시지는 차량에게 취약 도로 사용자가 위험 지역에 있음을 경고하는 목적으로 전송된다.
취약 도로 사용자가 위험지역에서 벗어날 경우에는 취약 도로 사용자 알림 해제 메시지를 전송하여, 더 이상 차량으로부터 차량 상태 정보를 수신하지 않도록 한다.
차량 데이터 수집부(250)는 취약 도로 사용자가 위험지역에 있는 동안 차량으로부터 주행정보를 포함한 차량 상태 정보를 수신한다.
상태 정보에는 기지국 식별자, 차량 식별자, 차량 위치, 차량 속도, 차량 진행 방향 등이 포함되고, 해당 메시지는 주기적 또는 비주기적으로 유니캐스트, 브로드캐스트 방식 또는 멀티캐스트 방식을 기반으로 수신되며, 이를 통해 보행자에게 차량이 인근에 주행 중임을 경고할 수 있다.
사고위험 알림부(260)는 차량으로부터 수신한 차량 상태정보와 사용자 단말기(110)의 상태 정보를 비교하여 사고 위험도가 높으면 취약 도로 사용자에게 위험을 알려 사전에 사고를 회피할 수 있도록 한다.
사고위험 알림부(260)는 수신한 차량 단말기(110)의 속도, 위치, 진행방향, 사용자 단말기(110)와 차량 단말기(140) 간의 거리를 검출한다.
사용자 단말기(110)는 차량 단말기(140)의 상태 메시지가 포함하는 차량 단말기(140)의 위치 정보를 기반으로 사용자 단말기와 차량 단말기간의 거리를 검출한다.
사용자 단말기(110)는 사용자 단말기(110)와 차량 단말기(140) 간의 거리가 차량이 제동할 수 있는 거리 이하인지 검사한다.
사용자 단말기(110)와 차량 단말기(140) 간의 거리가 차량이 제동할 수 있는 거리 이하일 경우, 사용자 단말기(110)는 차량 정보를 이용하여 해당 차량의 속도가 감소되고 있는지 검사한다.
차량의 속도가 감소되어 충돌 가능성이 기 설정 기준보다 낮다고 판단되면, 사고위험 알림부(260)는 경고 제공을 중단한다.
사용자 단말기(110)와 차량 단말기(140) 간의 거리가 차량이 제동할 수 있는 거리 미만이거나, 차량의 속도가 감소되고 있지 않을 경우, 사용자 단말기(110)는 위험 상황이 발생된다고 결정한다.
이 경우 제동 가능시간(TTB, Time to Breaking) 및 충돌 예측시간 (TTC, Time to Collision)을 감안하여 사고 위험도를 '위험단계', '주의단계' 및 '안전단계' 등으로 나눌 수 있다.
제동 가능시간(TTB)은 차량이 제동하는데 필요한 시간이며, 충돌 예측 시간(TTC)은 차량이 현재 속도를 유지할 때 취약도로 사용자와 충돌하는데 걸리는 시간을 나타낸다. 예를 들면 제동 가능시간(TTB)을 3초로 가정하면, 차량이 현재 속도를 유지할 때 취약 도로 사용자와 충돌하는 데 걸리는 충돌 예측시간(TTC)이 3초 이하인 경우 '위험단계', 충돌 예측 시간(TTC)이 3초 이상 6초 이하인 경우 '주의 단계' 충돌 예측 시간(TTC)이 6초를 초과하는 그 외의 경우 '안전' 단계'로 판정할 수 있다.
사용자 단말기(110)의 어플리케이션(200)은 사용자 단말기(110)가 포함하는 사용자 인터페이스(User Interface: UI)를 통해 차량 경고를 발생시킨다.
차량 경고는 차량과 충돌 가능성을 나타내는 경고이며, UI를 통해 발생되는 차량 경고는 메시지, 소리, 라이트, 진동 등과 같은 다양한 포맷들을 기반으로 구현된다.
각 위험단계에 따라 서로 다른 방식의 경고음(경고음 간격, 경고음 크기, 경고음 종류, 경고음 제공 주기 등)을 출력하여 위험 상태 알림 신호를 제공한다.
위험 상태 알림 신호는 차량 단말기(140)로부터 차량 단말기 상태정보 메시지를 수신하여 사고 위험도를 판별한 후, 사고 위험도가 높다고 판단되는 경우 제공되며, 일정 시간 표시 후 사라지는 방식으로 알림 처리될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)를 도시한다.
사용자 위치별로 가장 가까운 V2X RSU를 매핑하여 메시지를 송수신함으로써, 취약 도로 사용자와 차량 간의 실시간 통신이 가능하도록 한다.
취약 도로 사용자 위치별 RSU 매핑 테이블(310)은 취약 도로 사용자 알림 메시지에 포함되어 있는 사용자 단말기 위치와 가장 가까운 V2X RSU 위치를 매핑 시켜서 관리한다.
취약 도로 사용자 상태정보 서버(300) 에는 V2X RSU(130)들의 위치와 IP 주소 등이 사전에 등록되어 있거나, 실시간 통신을 통해 V2X RSU의 추가 등록이 가능하다.
해당 매핑 테이블에는 사용자 식별자, 사용자 단말기 위치, RSU 위치, RSU 식별자, RSU IP주소, 차량단말기 식별자, V2X 타입 등으로 구성된다.
제1 통신부(320)는 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)가 사용자 단말기(110)의 응용 어플리케이션(200)와 통신을 하며, TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP(User Datagram Protocol)를 이용하여, 유니캐스트(Unicast), 브로드캐스트(Broadcast) 및 멀티캐스트(Multicast) 방식으로 사용자 상태 정보를 수신하거나 차량 상태 정보를 송신한다.
제2 통신부(330)는 V2X RSU(400)와 통신을 하며, TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP(User Datagram Protocol)를 이용하여, 유니캐스트(Unicast), 브로드캐스트(Broadcast) 및 멀티캐스트(Multicast) 방식으로 사용자 상태 정보를 송신하거나 차량 상태 정보를 수신한다.
사용자 정보수신부(340)는 사용자 단말기(110)로부터 취약 도로 사용자 알림 메시지를 통해 사용자 상태정보를 수신하며, 해당 정보에는 사용자 식별자, 사용자 단말기 위치, 바라보는 방향, 진행 방향, 속도 등이 포함된다.
사용자 정보수신부(340)는 해당 메시지를 주기적 또는 비주기적으로 수신한다.
처음 특정 사용자 단말기로부터 취약 도로 사용자 알림 메시지를 수신하면 취약도로 사용자 별 RSU 매핑 테이블(310)에 추가가 되며(사용자 별로 RSU 매핑 테이블이 생성되며, 해당 테이블에 변경된 위치가 지속적으로 업데이트된다), 취약 도로 사용자 알림 해제 메시지를 수신하면 생성된 매핑 테이블에서 삭제된다.
사용자 정보 송신부(350)는 사용자 단말기(110)로부터 받는 상태정보를 매핑된 V2X RSU(130)로 송신한다.
송신 내용에는 사용자 식별자, 사용자 단말기 위치, 바라보는 방향, 진행 방향, 속도, RSU 식별자, V2X 타입 (PSM, Personal Safety Message) 등이 포함된다.
차량정보 수신부(360)는 V2X RSU(130)을 통해 받은 차량 단말기(140) 상태 정보로써, 차량 식별자, 차량 위치, 차량 속도, 차량 진행 방향, RSU 식별자, V2X 타입(PVD, Probe Vehicle Data)등을 수신한다.
차량정보 수신부(360)는 해당 메시지를 주기적 또는 비주기적으로 수신한다.
차량정보 송신부(370)는 V2X RSU(130)로부터 받은 차량 상태 정보를 사용자 단말기(110)로 송신한다.
송신 내용에는 차량 식별자, 차량 위치, 차량 속도, 차량 진행 방향, RSU 식별자 등이 포함된다.
다만 사용자 단말기(130)가 이미 취약 도로 사용자 알림 해제 메시지를 전송하여 매핑 테이블이 삭제된 경우에는 해당 메시지는 무시된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노변 지기국의 구성을 도시한다.
V2X RSU(400)는 도 3에 도시한 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)로 받은 메시지를 V2X 통신 포맷으로 변환하여 인근 차량에게 전달하거나, 인근 차량으로부터 받은 V2X 메시지를 IP(Internet Protocol) 통신 포맷으로 변환하여 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)로 전송한다.
제1 통신부(410)는 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)와 통신을 하며, TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP(User Datagram Protocol)를 이용하여, 유니캐스트(Unicast), 브로드캐스트(Broadcast) 및 멀티캐스트(Multicast) 방식으로 사용자 상태 정보를 수신하거나 차량 상태 정보를 송신한다.
제1 통신부(410)는 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)로부터, 취약 도로 사용자 알림 해제 메시지를 수신하면 더 이상 차량 상태 정보를 해당 서버(300)로 전송하지 않는다.
제1 통신부(410)는 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)를 통해 사용자 단말기와 통신을 하는데, 필요 시 사용자 단말기와 직접 통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)가 필요하지 않고, 사용자 단말기와 노변 기지국이 직접 통신하게 된다.
메시지 변환부(420)는 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)로부터 받은 사용자 상태 메시지 정보를 V2X통신에서 사용되는 메시지들의 표준인 SAE J2735 (Dedicated Short Range Communications (DSRC) Message Set Dictionary)에 따라 PSM(Personal Safety Message) 메시지로 변환한다.
SAE J2735는 미국자동차공학회(SAE: Society of Autonomous Engineers)에서 V2V/V2I 통신을 위한 메시지, 데이터 프레임, 요소 형식 및 구조 등 신호규격에 대해 정의한다.
또한 차량으로 받은 V2X 메시지 포맷인 PVD(Probe Vehicle Data) 데이터를 IP로 전송할 수 있도록 변환한다.
제2 통신부(430)는 변환된 V2X PSM 메시지를 해당 RSU의 범위안에 있는 차량에게, V2X 통신기술인 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment), ETSI ITS-G5, C-V2X(Cellular-V2X) 등을 통해 주변 차량으로 브로드케스트(Broadcast) 된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비주기적 또는 주기적으로 취약 도로 사용자 알림 메시지를 송신할 수 있다.
또한 차량으로부터 주기적 또는 비주기적으로 차량 상태정보를 포함한 V2X PVD(Probe Vehicle Data)를 수신하여 메시지 변환부(420)로 전달한다.
V2X RSU(400)는 사용자 단말기 상태 정보 전파 메시지(440)를 전송하며, 해당 메시지에는 사용자 식별자, 사용자 단말기 위치, 바라보는 방향, 진행 방향, 속도, RSU 식별자, V2X 타입(PSM) 등이 포함된다.
이러한 메시지를 수신한 차량 단말기(460)는 취약 도로 사용자의 단말기의 상태정보와 차량 단말기의 주행정보를 포함한 상태정보를 기반으로 취약 도로 사용자와 차량의 충돌 가능성을 예측하여 사고 위험도를 산출한다.
차량 단말기는 취약 도로 사용자와 차량의 거리 및 속도를 기반으로 차량 사고 위험도를 산출할 수 있다.
사고 위험도는 사용자 단말기 및 차량 단말기 간의 거리가 제동 가능 거리 미만인지 여부, 속도 감속 여부, 및 진행 방향 회피 가능 여부 중 적어도 어느 하나를 고려하여 판별된다.
또는, V2X RSU가 사고 위험이 있는 차량을 선별하고, 선별된 차량의 단말기로 사용자 단말기 상태 정보에 기초한 경고 메시지를 제공할 수 있다. V2X RSU(400)에 보행자 단말기/차량 단말기 이동 경로 추적, 충돌 가능성 계산 기능을 추가하여 경고 메시지를 제공하는 것이 가능하다.
또는, 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)가 사용자 상태 및 차량 주행 상태를 고려하여 선별한 차량에게 경고 메시지를 전송하도록 V2X RSU(400)에 전송하고, V2X RSU(400)를 통해 경고 메시지가 차량 단말기(460)로 전달된다. 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)에 보행자 단말기/차량 단말기 이동 경로 추적, 충돌 가능성 계산 기능을 추가하여 경고 메시지를 전송하도록 제어하는 것이 가능하다.
또는, 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)가 사용자 상태 및 차량 주행 상태를 고려하여 선별한 차량의 단말기로 어플리케이션을 통해 경고 메시지를 바로 전송하는 것이 가능하다. 취약 도로 사용자 상태정보 서버(300)가 V2X RSU(400)를 거치지 않고 차량 단말기에 설치된 어플리케이션으로 직접 경고 메시지를 보내는 경우, 이러한 경고 메시지 전송이 가능하다. 다만 이 경우 V2X 통신이 아닌 IP기반 통신이 되어야 하며, 브로드캐스트 방식을 사용하여야 하는데, 경고 메시지 전송 시 차량 단말기 식별자를 포함시킴으로써, 차량 단말기 어플리케이션이 식별자를 이용하여 해당 경고 메시지가 자신에게 오는 메시지인지 아닌지 여부를 구분하도록 한다.
차량 단말기(460)는 수신한 사용자 단말기의 속도, 위치, 진행방향, 차량 단말기와 사용자 단말기간의 거리를 검출한다.
차량 단말기는 사용자 단말기 상태 메시지가 포함하는 사용자 단말기의 위치 정보를 기반으로 차량 단말기와 사용자 단말기간의 거리를 검출할 수 있다.
차랑 단말기는 차랑 단말기와 사용자 단말기간의 거리가 차량이 제동할 수 있는 거리 이하인지 검사한다.
차량 단말기와 사용자 단말기간의 거리가 상기 차량이 제동할 수 있는 거리 이하일 경우, 차랑 단말기는 보행자 속도가 감소되거나 진행 방향이 회피 되고 있는지 검사한다.
보행자 속도가 감소하거나 진행 방향이 회피될 경우 차량용 단말기는 해당 메시지에 대한 동작을 종료한다.
예를 들어, 차량 단말기(460)는 차량이 제동하는데 필요한 제동 가능시간(TTB, Time to Breaking)과 차량이 현재 속도를 유지할 때 취약 도로 사용자와 충돌하는데 걸리는 충돌 예측 시간(TTC, Time to Collision)을 산출하고 제동 가능시간(TTB) 및 충돌 예측 시간(TTC)을 비교하여 소정의 기준에 따라 사고 위험도를 산출한다.
이 경우 제동 가능시간(TTB) 및 충돌 예측시간 (TTC)을 감안하여 사고 위험도를 '위험단계', '주의단계' 및 '안전단계' 등으로 나눌 수 있다. 예를 들면 제동 가능시간(TTB)을 3초로 가정하면, 차량이 현재 속도를 유지할 때 취약 도로 사용자와 충돌하는 데 걸리는 충돌 예측시간(TTC)이 3초 이하인 경우 '위험단계', 충돌 예측 시간(TTC)이 3초 이상 6초 이하인 경우 '주의 단계' 충돌 예측 시간(TTC)이 6초를 초과하는 그 외의 경우 '안전' 단계'로 판정할 수 있다.
사고 위험도가 높으면 차량 내 장치를 통해 운전자에게 위험 상태를 알리거나 또는 자율주행 제어장치에 알림에 따라 취약 도로 사용자를 신속하게 인지하고 위험한 경우 회피할 수 있다.
사용자 단말기 상태정보전파 메시지(440)를 수신한 차량 단말기(460)들은 지원하는 UI를 통해 보행자 경고를 발생시킨다.
상태정보 전파 메시지는 노변기지국에서 변환한 PSM 메시지이고, 차량 단말기는 PSM 메시지 안에 포함되어 있는 보행자 정보와 자신의 차량 정보를 이용하여 전술한 충돌 가능성 사고 위험도를 계산하여, 위험도가 높을 때에만 UI를 통해 보행자 경고를 발생시킨다.
UI를 통한 보행자 경고는 메시지, 소리, 라이트, 진동, 네비게이션의 위치 알림 등과 같은 다양한 포맷들에 의해 구현될 수 있으며, 각각의 위험단계에 따라 서로 다른 방식의 경고음을 출력하여 위험 상태 알림 신호를 제공하는 것이 가능하다.
위험 상태 알림 신호는 사용자 단말기로부터 사용자 단말기 상태정보전파 메시지(440)를 수신할 때마다 생성될 수 있으며, 일정 시간 표시 후 사라지는 방식으로 알림 처리될 수 있다. 다른 예로서, 상태정보 전파 메시지를 수신할 때마다 표현하지 않고, 차량 단말기가 사고 위험도를 계산하고, 위험도가 높을 때에만 표현하는 것이 가능하다.
차량 단말기 상태정보수신 메시지(450)는 차량 안전 서비스를 위한 메시지로서 PVD(Probe Vehicle Data)일 수 있으며, 기 설정된 소정의 주기로 수신된다.
차량 단말기는 차량에 탑재된 센서를 이용하여 측정된 값을 기반으로 차량의 주행정보를 생성한다.
여기서, 주행정보는 GPS, 가속도계, 지자기계 등의 센서를 통해 측정된 값을 기반으로 도출된 차량의 위치, 속도, 진행 방향 등을 포함한다.
또한 차량 식별자, RSU 식별자, V2X 타입(PVD)등의 정보도 함께 포함된다. 해당 메시지는 가까운 V2X RSU(400)에 브로드캐스트(Broadcast) 된다.
차량 단말기(460)는 서버를 통해 획득한 도로 지도 정보, 사전에 다운로드한 도로 지도 정보 및 클라우드(Cloud)를 통해 실시간으로 획득한 도로 지도 정보 중 적어도 어느 하나를 이용한다.
차량 단말기(460)는 GPS 모듈 등을 통해 자신의 위치 정보를 도로 지도 정보에 매핑하여 차량 단말기 자신의 지도상 이동 방향에 대한 정보를 확인한다.
차량 단말기는 스테레오 카메라 등과 같은 시각 디바이스를 사용하여 차선과 연석(curb)등을 구분하여 차도와 인도를 판단할 수 있다.
차량 단말기의 속도는 차량의 속도와 동일할 수 있고, 차량 단말기의 위치는 차량의 위치와 동일할 수 있고, 차량 단말기의 이동 방향은 차량의 진행 방향과 동일할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 방법을 도시하는 시퀀스 다이어그램이다.
사용자 단말기는 위험 지역에 진입하는 경우(501), 취약 도로 사용자에 대한 알림 메시지를 전송한다(503).
취약 도로 사용자 상태정보 서버는 이러한 알림 메시지를 사용자 단말기와 가장 가까운 위치의 노변 기지국에 전송한다(505).
노변 기지국은 전송 범위 내 차량 단말기로 사용자에 대한 알림 메시지를 전송한다(507, 509).
차량 단말기는 보행자와의 충돌위험성 계산을 통해 위험 경고를 제공한다.
차량 단말기는 노변 기지국을 통해, 차량 주행 정보 메시지를 취약 도로 사용자 상태정보 서버로 전송한다(511, 513, 517, 519).
차량 주행 정보 메시지는 사용자 단말기로 전달되며(515, 521), 사용자 단말기는 차량과의 충돌위험성 계산을 통해 차량 경고를 발생시켜 취약 도로 사용자로 하여금 사고 위험에 대처할 수 있도록 경고를 제공한다.
사용자 단말기가 위험 지역이 아닌 안전 지역으로 진입한 경우, 취약 도로 사용자 상태정보 서버로 알림 해제 메시지를 전송하고, 알림 해제 메시지는 노변 기지국으로 전달된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 취약 도로 사용자 알림 메시지 전송 과정 및 취약 도로 사용자 알림 해제 메시지 전송 과정을 도시한다.
사용자 단말기는 어플리케이션이 GPS, 센서 데이터(가속도, 지자기 센서 데이터)및 정밀지도를 통해 상태정보를 수집하고(610), 사용자가 위험 지역에 진입하였는지 여부를 확인하고(620), 위험 지역 진입이 확인되면 상태정보를 포함한 취약 도로 사용자 알림 메시지를 취약 도로 사용자 상태정보 서버로 전송한다(630).
사용자 단말기는 어플리케이션이 GPS, 센서 데이터(가속도, 지자기 센서 데이터) 및 정밀지도를 통해 지속적으로 상태정보를 수집하고(640), 사용자의 위치가 위험 지역으로부터 안전 지역으로 변경되었는지 여부를 확인하고(650), 안전 지역으로 진입한 것으로 확인되면 취약 도로 사용자 알림 해제 메시지를 취약 도로 사용자 상태정보 서버로 전송한다(660).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주행 정보 수집, 사용자 상태 정보 수집, 위험 지역 확인, 사고 위험도 계산 및 위험 알림 과정을 도시한다.
해당 절차는 노변 기지국에 배치된 모듈, 취약 도로 사용자 상태정보 서버, 사용자 단말기에 설치된 애플리케이션, 차량 단말기에 설치된 애플리케이션에 의해 실행될 수 있다(기본적으로는, 이동경로 추적, 충돌 가능성 계산은 수집된 정보를 바탕으로 사용자 단말기와 차량 단말기가 수행하며, 취약 도로 사용자 상태정보 서버 및 노변 기지국은 메시지를 송수신하는 중간 전달자 역할을 수행한다. 노변 기지국이나 취약 도로 사용자 상태정보 서버에 보행자단말기/차량단말기 이동 경로 추적이나 충돌 가능성 계산 기능을 추가하는 경우, 전술한 사고 위험도 계산 및 위험 알림 과정을 실행할 수 있다).
주변 차량의 주행 정보를 수신하고(670), 취약 도로 사용자의 상태 정보를 수집하고(673), 위험 지역 내 사용자의 위치 여부를 확인하고(675), 위험 지역 내인 경우 주행 정보와 사용자 상태 정보를 비교하여 사고 위험도를 계산하고(677), 사고 위험도와 기준치를 비교하며(679), 사고 위험도에 따른 위험 알림을 사용자 단말기, 차량 단말기를 통해 제공한다.
이 때, 경고 제공은 사용자 단말기, 차량 단말기 뿐 아니라 해당 위치의 인프라에 의해 제공될 수 있다.
예컨대, 신호등이 있는 횡단보도에서, 보행자 신호등이 적색등인 상황에서 무단횡단을 하려고 움직이는 보행자가 있는 것으로 판단되면, 해당 보행자가 소지한 스마트폰, 해당 횡단보도 측으로 이동하고 있는 차량 단말기를 통해 경고가 제공될 수 있고, 신호등에 배치된 통신 모듈을 통해 경고 요청을 전송함으로써, 신호등에 배치된 스피커를 통해 경고 알림이 제공되거나, 보행자 신호등의 적색등을 점등시켜 시선을 끄는 방식으로 경고를 제공하는 등, 다양한 형태로 경고를 제공하는 것이 가능하다. 이는 신호등에 있는 모듈과 별도의 통신 연결을 통해 경고를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 방법은 컴퓨터 시스템에서 구현되거나, 또는 기록매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 적어도 하나 이상의 프로세서와, 메모리와, 사용자 입력 장치와, 데이터 통신 버스와, 사용자 출력 장치와, 저장소를 포함할 수 있다. 전술한 각각의 구성 요소는 데이터 통신 버스를 통해 데이터 통신을 한다.
컴퓨터 시스템은 네트워크에 커플링된 네트워크 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 중앙처리 장치(central processing unit (CPU))이거나, 혹은 메모리 및/또는 저장소에 저장된 명령어를 처리하는 반도체 장치일 수 있다.
메모리 및 저장소는 다양한 형태의 휘발성 혹은 비휘발성 저장매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 메모리는 ROM 및 RAM을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 방법은 컴퓨터에서 실행 가능한 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 방법이 컴퓨터 장치에서 수행될 때, 컴퓨터로 판독 가능한 명령어들이 본 발명에 따른 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 방법을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

Claims (18)

  1. V2X 기능이 탑재되지 않고, 취약 도로 사용자의 상태 정보를 취약 도로 사용자 상태정보 서버로 전송하는 사용자 단말기;
    V2X 기능이 탑재되어 차량 주행 정보를 상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버로 전송하는 차량 단말기;
    상기 사용자의 상태 정보를 이용하여 상기 취약 도로 사용자 관련 정보를 전송하는 상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버; 및
    전송 범위 내의 상기 차량 단말기로 상기 취약 도로 사용자 관련 정보를 전달하되, 상기 상태 정보에 대한 메시지를 PSM 메시지로 변환하여 전파 수신 범위에 속해 있는 차량들에게 취약 도로 사용자 정보를 전달하는 노변 기지국을 포함하고,
    상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버는 노변 기지국의 설치 위치, 식별자, IP 주소를 포함하는 데이터베이스를 포함하여, 상기 사용자 단말기의 상태 정보를 수신하면 가장 가까운 노변 기지국을 상기 데이터베이스에서 조회하여 해당 메시지를 전달하고, 취약 도로 사용자 별로 매핑 테이블을 생성하여 사용자와 차량 간 상태 정보를 상호 전송하도록 하고, 사용자의 안전 지역 진입에 따라 알림 해제 메시지를 수신하는 경우 기존에 생성된 매핑 테이블을 삭제하고 사용자 단말기와 차량간 상태정보 전송을 해제하고, 사용자 상태 및 차량 주행 상태를 고려하여 필요 시 노변 기지국을 거치지 않고 선별된 차량의 단말기로 어플리케이션을 통해 경고 메시지를 IP 기반 통신 방식을 통해 전송하며 상기 경고 메시지에 차량 단말기 식별자를 포함시켜 상기 선별된 차량의 단말기가 해당 경고 메시지가 자신에게 오는 메시지인지 여부를 구분하도록 하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말기는,
    사용자의 상태 정보를 송신하거나 차량 상태정보를 수신하는 통신부;
    상기 취약 도로 사용자의 상태 정보를 생성하는 센서정보 수집부;
    상기 취약 도로 사용자의 위치를 파악하여 위험 지역 내 위치하였는지 여부를 판단하는 사용자 위험 지역 판단부;
    상기 취약 도로 사용자가 위험 지역에 진입했을 때 상기 사용자의 상태 정보를 전송하는 사용자 정보 송신부;
    상기 차량 주행 정보를 수신하는 차량 데이터 수집부;
    상기 취약 도로 사용자에게 사고 위험에 대한 경고를 제공하는 사고위험 알림부
    를 포함하는 것인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사용자 위험 지역 판단부는 상기 취약 도로 사용자의 위치가 상기 위험 지역 내인 경우, 사용자 알림 메시지를 전송하고, 상기 취약 도로 사용자의 위치가 상기 위험 지역을 벗어나는 경우, 상기 취약 도로 사용자의 상태 정보의 전송 해제를 요청하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 취약 도로 사용자의 위치가 상기 위험 지역에 있는 경우, 상기 사용자 단말기는 지속적으로 변경된 상태정보를 포함한 상기 사용자 알림 메시지를 전송하고, 상기 차량 주행 정보를 수신하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.

  5. 제2항에 있어서,
    상기 취약 도로 사용자의 위치가 상기 위험 지역을 벗어나는 경우, 상기 사용자 단말기는 더 이상 위치정보를 전송하지 않고, 차량 주행 정보를 수신하지 않는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말기는 GPS, 정밀지도, 가속도 센서, 자이로 센서 중 적어도 어느 하나를 이용하여 위험 지역 및 안전 지역 여부를 판단하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 데이터베이스는 사전에 등록되거나 신규 추가되는 노변 기지국과 실시간 통신을 통해 노변 기지국 관련 정보가 자동으로 업데이트되는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말기는 상기 노변 기지국과 상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버를 통해 전달된 상기 차량 주행 정보를 수신하고, 사고 위험도를 판별하여, 상기 취약 도로 사용자에게 경고를 제공하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버는 상기 차량 주행 정보를 수신하고, 상기 취약 도로 사용자의 상태 정보를 이용하여 사고 위험도를 판별하여, 경고 제공 요청을 전송하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 차량 단말기는 상기 차량 주행 정보와 상기 취약 도로 사용자 관련 정보를 이용하여 사고 위험도를 판별하고, 차량 운전자에게 경고를 제공하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 사고 위험도는 상기 사용자 단말기 및 상기 차량 단말기 간의 거리가 제동 가능 거리 미만인지 여부, 속도 감속 여부, 및 진행 방향 회피 가능 여부 중 적어도 어느 하나를 고려하여 판별되는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 노변 기지국은 상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버와 차량과 통신을 통해 IP 메시지 및 V2X 메시지의 변환을 수행하고, 상태정보와 차량 주행 정보를 송수신하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 노변 기지국은 상기 취약 도로 사용자 상태정보 서버를 통해 상기 사용자 단말기와 통신하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 노변 기지국은 필요 시 상기 사용자 단말기와 직접 통신하는 것
    인 차량간 통신 기기와 실시간 통신을 수행하는 취약 도로 사용자의 통신 장치를 이용한 통신 시스템.
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