KR102624774B1 - Gps 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 GNSS 장치로부터 발생되는 위치데이터를 기 설정된 시나리오에 따라 변환 처리하여 기만 데이터를 생성하여 자율주행차량에 탑재된 AVC 장치에 전송함으로써, 자율주행차량의 실제 주행 환경에서 생길 수 있는 GNSS 신호의 멀티패스나 전파간섭 등의 예기치 못한 시나리오 별 시험 환경을 구현할 수 있으며, 이를 통해 자율주행차량의 운행 안전성 향상을 위한 시뮬레이션 시험 환경을 제공할 수 있는GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치에 대한 것이다.

Description

GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치{SPOOFING DEVICE FOR TESTING AUTONOMOUS VEHICLES USING GPS INFORMATION}
본 발명은 GPS(Global Positioning System) 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, GNSS(Global Navigation Satellite System) 장치로부터 발생되는 위치데이터를 기 설정된 시나리오에 따라 변환 처리하여 기만 데이터를 생성하여 자율주행차량에 탑재된 AVC(Autonomous Vehicle Controller) 장치에 전송함으로써, 자율주행차량의 실제 주행 환경에서 생길 수 있는 GNSS 신호의 멀티패스나 전파간섭 등의 예기치 못한 시나리오 별 시험 환경을 구현할 수 있으며, 이를 통해 자율주행차량의 운행 안전성 향상을 위한 시뮬레이션 시험 환경을 제공할 수 있는 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치에 관한 것이다.
일반적으로, GNSS 기만 장치는 RF단에서 GPS 위성 신호를 변형하여 실제 위성의 데이터를 기만하는 방식으로 운영된다. 이 방식은 실제 GPS 안테나가 수신하는 위성 신호 정보를 기만함으로써 위치 정보를 인위적으로 변경할 수 있다. 또한 이 방식은 자율 주행차의 시스템을 그대로 유지한 상태에서 기만 정보를 전달 할 수 있는 방법이다.
하지만 종래의 이러한 방식은 일정 영역 전체에 기만 정보가 전달되어 기만 정보가 필요하지 않거나, 기만 신호가 도달하지 않아야 하는 영역까지 도달하는 부작용이 발생할 수 있다.
또한, 실제 RF단에서 GPS 신호를 정확하게 생성하고 제어하기 위해서는 고가의 장비를 사용하여야 하고, 각종 시나리오 별로 상황을 관리하기 어렵다는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-2122795호
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, GNSS 장치로부터 발생되는 위치데이터를 기 설정된 시나리오에 따라 변환 처리하여 기만 데이터를 생성하여 자율주행차량에 탑재된 AVC 장치에 전송함으로써, 자율주행차량의 실제 주행 환경에서 생길 수 있는 GNSS 신호의 멀티패스나 전파간섭 등의 예기치 못한 시나리오 별 시험 환경을 구현할 수 있으며, 이를 통해 자율주행차량의 운행 안전성 향상을 위한 시뮬레이션 시험 환경을 제공할 수 있는GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치는 자율주행차량에 설치된 AVC 장치 및 GNSS 장치와 통신하는 통신부(110), GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터를 수신하는 원 위치데이터 수신부(120), 수신된 원 위치데이터 내에서 기만에 필요한 필드데이터를 추출하는 필드데이터 추출부(130), 기 등록된 기만 시나리오 데이터를 기반으로, 추출된 필드데이터 내 GNSS 좌표값을 변형시켜 기만 데이터를 생성하는 기만 좌표값 생성부(140) 및 생성된 기만 데이터의 데이터 패킷을 상기 AVC 장치에서 수신 가능한 상태로 변경한 후 상기 AVC 장치로 전송하는 기만 데이터 전송부(150)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통신부(110)는 UART 통신 방식, USB 통신 방식, CAN 통신 방식 및 LAN 통신 방식 중 어느 하나의 통신 방식을 통해 상기 GNSS 장치와 연결되는 통신 인터페이스 모듈(111) 및 원격지의 센터 시스템으로부터 운영 파라미터 정보 및 운영 상태 정보를 수신하고, 또한 상기 GNSS 장치로부터 수신되는 원 위치데이터 및 상기 기만 좌표값 생성부(140)를 통해 생성되는 기만 데이터를 상기 센터 시스템으로 전송하는 센터 시스템 인터페이스 모듈(112)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통신부(110)는 상기 운영 파라미터 정보를 설정하고, 관리자 단말에 운영 상태의 모니터링이 가능하도록 하는 UI를 제공하는 사용자 인터페이스 모듈(113)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필드데이터 추출부(130)는 수신된 원 위치데이터의 프로토콜 형태에 따른 데이터 파싱을 실행하여 상기 필드데이터를 추출하고, 상기 필드데이터를 기만 처리가 필요한 영역과 기만 처리가 필요 없는 영역으로 구획하여 상기 기만 좌표값 생성부(140)로 전송하는 데이터 파싱 모듈(131)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기만 좌표값 생성부(140)는 기 등록된 시나리오 정보에 따라, 상기 필드데이터 추출부(130)로부터 전송되는 필드데이터에 포함된 GNSS 좌표값 및 체크섬(checksum)값을 변형시키고, GGA 데이터 및 RMC 데이터 각각에 대한 위도값 및 경도값을 조정하여 상기 기만 데이터를 생성하는 시나리오 기반 데이터 기만 처리 모듈(141) 및 생성된 기만 데이터와 원형 유지 데이터를 통해 상기 GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터의 패킷과 동일한 프로토콜 형태를 가지는 패킷을 재구성하고, 재구성된 패킷을 상기 기만 데이터 전송부(150)로 전달하여 상기 AVC 장치로 전송되도록 하는 기만 데이터 재구성 처리 모듈(142)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자율주행차량의 실제 주행 환경에서 생길 수 있는 GNSS 신호의 멀티패스나 전파간섭 등의 예기치 못한 시나리오 별 시험 환경을 구현할 수 있으며, 이를 통해 자율주행차량의 운행 안전성 향상을 위한 시뮬레이션 시험 환경을 제공할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)가 적용된 운영 시스템의 개념을 나타낸 도면이다.
도 2는 통신부(110)가 UART 통신 방식을 기반으로 GNSS 장치와 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 통신부(110)가 USB 통신 방식을 기반으로 GNSS 장치와 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 통신부(110)가 CAN 통신 방식을 기반으로 GNSS 장치와 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 통신부(110)가 LAN 통신 방식을 기분으로 GNSS 장치와 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)를 이용하여 GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터를 기만하는 과정을 일련의 순서대로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)가 적용된 운영 시스템의 개념을 나타낸 도면이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)는 크게 통신부(110), 원 위치데이터 수신부(120), 추출부(130), 기만 좌표값 생성부(140) 및 기만 데이터 전송부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 통신부(110)는 자율주행차량에 설치된 AVC 장치, GNSS 장치는 물론 이동통신회선(예를 들어, 4G, 5G 등)을 통해 원격지의 센터 시스템과 통신이 가능하도록 연결될 수 있다.
이러한 통신부(110)는 UART 통신 방식, USB 통신 방식, CAN 통신 방식 및 LAN 통신 방식 중 어느 하나의 통신 방식을 통해 상기 GNSS 장치와 연결되는 통신 인터페이스 모듈(111) 및 원격지의 센터 시스템으로부터 운영 파라미터 정보 및 운영 상태 정보를 수신하고, 또한 상기 GNSS 장치로부터 수신되는 원 위치데이터 및 상기 기만 좌표값 생성부(140)를 통해 생성되는 기만 데이터를 상기 센터 시스템으로 전송하는 센터 시스템 인터페이스 모듈(112)을 포함하여 구성될 수 있다.
통신 인터페이스 모듈(111)의 경우 UART 통신용 포트, USB 통신용 포트, CAN 통신용 포트 및 LAN 통신용 포트 등 자율주행자동차에서 사용되는 모든 종류의 물리적 GNSS 모듈 인터페이스 방식을 지원하는 물리적 포트(인터페이스)를 포함하며, 동일하게 AVC에도 연결될 수 있다.
이러한 구성을 통해, 본 발명은 각 통신 방식에 따라 프로토콜 처리기 프로세스를 통해 GNSS 장치로부터 원 위치데이터를 수신하여 기만 알고리즘에 따라 기만 처리를 수행할 수 있으며, 기만 처리된 데이터를 동일한 인터페이스를 통해 AVC에 전달함으로써 AVC가 동일한 방식으로 기만 처리된 데이터를 수신할 수 있도록 한다.
한편, 센터 시스템과 본 발명의 통신 인터페이스 통신부(110)는 TCP/IP 기반의 전용 프로토콜을 통해 연결될 수 있으며, 이를 통해 센터 시스템으로부터 운영 파라미터 정보 및 운영 상태 정보를 수신할 수 있음은 물론, GNSS 장치로부터 수신되는 원 위치데이터 및 후술되는 기만 좌표값 생성부(140)를 통해 생성되는 기만 데이터를 센터 시스템으로 전송할 수 있게 된다.
또한, 일 실시예에서 통신부(110)는 운영 파라미터 정보를 설정하고, 관리자 단말에 운영 상태의 모니터링이 가능하도록 하는 UI를 제공하는 사용자 인터페이스 모듈(113)을 더 포함할 수 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)는 GNSS 장치에서 수집된 원 위치데이터를 분석하고, 시나리오에 따라 수집된 원 위치데이터를 기만한 후 프로토콜에 맞춰 재구성 하는 처리를 위한 중앙처리장치 및 메모리와, 운영 상태를 모니터링하고, 시나리오를 설정할 수 있는 표시장치를 포함할 수 있다. 또한, 센터 시스템에서 본 발명에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)의 제어 및 시나리오 설정, 모니터링, 운영 데이터 수집 등을 위해 무선 통신망을 연결할 수 있도록 외부 통신장치를 더 포함할 수도 있다.
한편, 통신부(110)에서 통신 인터페이스 모듈(111)을 통해 각 통신 인터페이스 별로 연결되는 상태를 살펴보기로 한다.
도 2는 통신부(110)가 UART 통신 방식을 기반으로 GNSS 장치와 연결된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 통신부(110)가 USB 통신 방식을 기반으로 GNSS 장치와 연결된 상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 통신부(110)가 CAN 통신 방식을 기반으로 GNSS 장치와 연결된 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 통신부(110)가 LAN 통신 방식을 기분으로 GNSS 장치와 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2를 살펴보면, 자율주행차량에 설치되어 AVC로 연결된 GPS 모듈(GNSS 장치)이 통신 인터페이스 모듈(110)의 UART 입력 포트에 연결되고, 또한 UART 입력 포트의 신호 PINMAP과 GPS 모듈의 신호 PINMAP이 일치 하도록 케이블링을 통해 연결되며, UART 출력 포트와 AVC 입력포트이 케이블로 연결된다.
또한 UART 출력 포트 PINMAP과 AVC 입력포트 PINMAP이 일치하도록 케이블링되고, 본 발명의 설정값이 UART 모드로 설정되며, BAUDRATE, DATABIT, PARITY BIT, STOP BIT 등 통신 설정값이 입력되는 과정을 통해 AVC 장치, 본 발명에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100) 및 GPS 모듈(GNSS 장치)의 연결이 완료된다.
도 3을 살펴보면, USB 방식의 GPS 모듈은 USB의 시리얼통신 프로파일을 사용하므로 USB-to-Serial 방식의 인터페이스를 사용할 수 있도록 물리적 인터페이스가 구성된다.
USB 방식의 GPS 모듈의 구동을 위해서는 해당 모듈의 디바이스 드라이버가 설치되며 해당 모듈이 연결된다.
디바이스 드라이버가 정상적으로 설치된 경우, 자율주행차량에 설치되어 AVC 장치로 연결된 GPS 모듈이 통신 인터페이스 모듈(110)의 USB 입력 포트에 연결되고, 본 발명에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)에서 AVC 장치로의 출력은 UART포트를 사용하고, AVC 장치의 USB 포트로 연결하기 위해 Serial-to-USB 컨버터를 사용할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, AVC 장치에서는 필요 시, 해당 Serial-to-USB 컨버터의 디바이스 드라이버가 설치되고 추가로 포트 설정이 진행될 수 있다. 또한, 본 발명의 설정값이 USB 모드로 설정되며, BAUDRATE, DATABIT, PARITY BIT, STOP BIT 등 통신 설정값이 입력될 수 있다.
도 4를 살펴보면, 자율주행차량에 설치되어 AVC 장치로 연결된 GPS 모듈이 본 발명의 통신 인터페이스 모듈(111)의 CAN 입력 포트에 연결되고, CAN 입력 포트의 신호 PINMAP과 GPS모듈의 신호 PINMAP이 일치 하도록 케이블링을 통해 연결된다.
또한 CAN 출력 포트와 AVC 입력포트가 케이블로 연결되고, CAN 출력 포트 PINMAP과 AVC 입력포트 PINMAP이 일치하도록 케이블링 되고, 본 발명의의 설정값이 CAN 모드로 설정되고, CAN 속도 및 운영 모드 등 통신 설정값이 입력된다.
만약, CAN 방식의 프로토콜을 사용할 경우, 해당 프로토콜에 대한 DBC 파일을 사용하여 설정하게 되며, UI 상의 파라미터가 입력되어 설정이 진행될 수 있다.
도 5를 살펴보면, 본 발명에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)는 LAN 통신 방식의 GPS 모듈을 지원하기 위해, 통신 인터페이스 모듈(111)에 별도의 LAN 포트가 포함된다.
자율주행차량의 GPS 모듈이 연결된 이더넷 허브에 통신 인터페이스 모듈(111)의 LAN 통신 케이블이 연결되고, 사용 가능한 네트워크 IP를 할당받아 설정이 진행될 수 있다. GPS 모듈과 AVC 장치의 연결방식에 따라 Client/Server모드가 각각 지원된다.
다음으로 원 위치데이터 수신부(120)는 GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터를 수신하는 역할을 한다. 여기에서, 원 위치데이터라 함은 GNSS 장치로부터 수신되는 데이터 중에서 기만 대상 정보가 포함된 데이터를 의미할 수 있으며, 이때 필드 데이터가 시나리오에 따라 변경될 수 있다.
필드데이터 추출부(130)는 수신된 원 위치데이터 내에서 기만에 필요한 필드데이터(예를 들어, 위도값, 경도값, 체크섬(checksum))를 추출하는 역할을 하며, 기만좌표값 생성부(140)는 기 등록된 기만 시나리오 데이터를 기반으로, 기 추출된 필드데이터 내 GNSS 좌표값을 변형시켜 기만 데이터를 생성하는 역할을 하게 된다.
기만 처리 대상(NMEA)데이터 표준 프로토콜을 따르는 장치의 경우, 필드데이터 추출부(130)는 NMEA 데이터 중에서 위치정보를 포함하고 있는 GPGGA 데이터와 GPRMC 데이터의 위도와 경도 데이터를 추출하여 기만 시나리오에 따라 데이터를 수정한다.
필드데이터 추출부(130)는 이렇게 수정된 값을 이용하여 메시지를 재구성하고, 수정된 데이터에 맞는 체크섬(Checksum)을 생성하여 수신 측에서 메시지 프로토콜 처리에 오류가 발생하지 않도록 처리한다. 이때, GPS, GLONASS, BEIDU 등 GNSS 장치의 방식에 따라 Sentence ID 명칭(첫 2자리)은 차이가 있으므로 해당 모듈의 구분자를 사용하게 된다.
여기에서, GPGGA 데이터는 Global Positioning System Fix Data로써, 시간, 위도, 경도, 고도 등 기본 위치 정보를 포함하는 데이터이다. 이러한 데이터 포맷에 대해 살펴보면 다음과 같다.
상기 표에서 하이라이트 된 데이터의 필드데이터(위도값, 경도값, 체크섬값)가 위치정보에 기반한 기만 처리가 필요한 영역에 해당하는 것이다.
GPRMC는 Recommended Minimum Specific GNSS Data써, NMEA에는 GPS 모듈에서 필수적인 PVT(Position, Velocity, Time) 데이터를 포함한다. 이러한 데이터 포맷에 대해 살펴보면 다음과 같다.
한편, CAN 방식 등 표준 NMEA 프로토콜을 따르지 않는 비표준 프로토콜 방식의 GPS 모듈의 경우, 해당 프로토콜의 위도, 경도 필드의 데이터를 추출하기 위한 별도의 데이터 파싱 처리가 필요하다. 이를 위하여, 필드데이터 추출부(130)는 수신된 원 위치데이터의 프로토콜 형태에 따른 데이터 파싱을 실행하여 상기 필드데이터를 추출하고, 상기 필드데이터를 기만 처리가 필요한 영역과 기만 처리가 필요 없는 영역으로 구획하여 상기 기만 좌표값 생성부(140)로 전송하는 데이터 파싱 모듈(131)을 포함하게 된다.
데이터 파싱 모듈(131)은 CAN 방식에 있어서 CAN 프로토콜의 산업표준으로 사용되고 있는 데이터 베이스 파일인 DBC 파일을 사용하여 데이터 구조를 정의하고 해당 파일을 통해 데이터 파싱 및 재생성 처리하게 된다.
만약, CAN 기반 GPS 모듈의 경우 사용하는 프로토콜에 대한 DBC 파일이 제공될 경우 데이터 파싱 모듈(131)은 해당 정보에 따라 데이터를 파싱하여 사용하고, 그렇지 않은 경우는 비표준 GPS 모듈 기준에 따라 프로세스를 추가하여 처리하게 된다.
기만 좌표값 생성부(140)는 기 등록된 기만 시나리오 데이터를 기반으로, 앞서 추출된 필드데이터 내 GNSS 좌표값을 변형시켜 기만 데이터를 생성하게 된다. 여기에서, 기만 시나리오 데이터는 센터 시스템으로부터 통신부(110)를 통해 전송된다.
이러한 기만 좌표값 생성부(140)는 기 등록된 시나리오 정보에 따라, 상기 필드데이터 추출부(130)로부터 전송되는 필드데이터에 포함된 GNSS 좌표값 및 체크섬(checksum)값을 변형시키고, GGA 데이터 및 RMC 데이터 각각에 대한 위도값 및 경도값을 조정하여 상기 기만 데이터를 생성하는 시나리오 기반 데이터 기만 처리 모듈(141) 및 생성된 기만 데이터와 원형 유지 데이터를 통해 상기 GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터의 패킷과 동일한 프로토콜 형태를 가지는 패킷을 재구성하고, 재구성된 패킷을 상기 기만 데이터 전송부(150)로 전달하여 상기 AVC 장치로 전송되도록 하는 기만 데이터 재구성 처리 모듈(142)을 포함하게 된다.
한편, GNSS 좌표값의 기만을 위해서, 기만 좌표값 생성부(140)는 수집된 GNSS 좌표를 특정 방향과 거리에 좌표로 이동시킴으로써 위치정보 기만정보를 생성한다. 이때 기만 위치정보는 원 위치정보로부터 기만할 방위각과 이동거리만큼 이동한 위치정보를 계산하여 산정하게 된다. 기만 정보 생성을 위한 좌표 계산 방식은 다음과 같다.
한편, 기만 정보를 생성하기 위한 기본 시나리오는 크게 전체 좌표 수평 이동, 특정 위치 좌표 이동 및 무작위 위치 좌표 이동으로 구분될 수 있다. 이에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 전체 좌표 수평 이동 시나리오 구성은 다음과 같다.
상기 도면을 살펴보면, 전체 좌표 수평 이동 시나리오 구성의 경우, 시나리오 상에서 이동이 필요한 방향의 방위각과 이동거리가 제공되며, 기만 좌표값 생성부(140)에서는 이를 기초도 GNSS 좌표값(GPS 수신좌표값) 전체를 이동시켜 오류 발생 좌표값(기만 좌표값)으로 재구성하게 된다.
다음으로, 특정 위치 좌표 이동 시나리오 구성은 다음과 같다.
상기 도면을 살펴보면, 특정 위치 좌표 이동 시나리오 구성의 경우, 시나리오 상에서 이동이 필요한 특정 위치값 만이 제공되며, 기만 좌표값 생성부(140)에서는 이를 기초도 GNSS 좌표값(GPS 수신좌표값) 중에서 특정 영역을 대하여 제공된 특정 위치값으로 이동시켜 오류 발생 좌표값(기만 좌표값)으로 재구성하게 된다.
다음으로, 무작위 위치 좌표 이동 시나리오 구성은 다음과 같다.
상기 도면을 살펴보면, 무작위 위치 좌표 이동 시나리오 구성의 경우, 시나리오 상에서 이동이 필요한 방향의 방위각과 해당 방위각의 변위값을 랜덤값으로 생성하여 제공하게 되고, 또한 이동거리의 범위가 제공되며, 기만 좌표값 생성부(140)에서는 이를 기초도 GNSS 좌표값(GPS 수신좌표값) 전체를 무작위로 이동시켜 오류 발생 좌표값(기만 좌표값)으로 재구성하게 된다.
이렇게 재구성을 통해 생성된 기만 데이터의 데이터 패킷은 기만 데이터 전송부(150)를 통해 AVC 장치에서 수신 가능한 상태로 변경되어 AVC 장치로 전송될 수 있다.
다음으로는 GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터를 수신, 기만 및 재구성하여 이를 AVC 장치로 전송하기 위한 소프트웨어 아키텍쳐에 대해 살펴보기로 한다.
상기 도면을 살펴보면, GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)의 소프트웨어 아키텍쳐 구성은 크게 통신 인터페이스 모듈, 데이터 파싱 모듈, 시나리오 기반 데이터 기만 처리 모듈, 기만정보 재구성 처리 모듈, 센터 시스템 인터페이스 모듈, 데이터 로그 관리 및 리소스 관리 모듈, 사용자 인터페이스 모듈로 구성될 수 있다. 이러한 모듈들은 앞서 살펴본 통신부(110), 원 위치데이터 수신부(120), 필드데이터 추출부(130), 기만 좌표값 생성부(140) 및 기만 데이터 전송부(150)의 구성들의 역할을 포괄하는 소프트웨어 구성으로 해석될 수 있다.
통신 인터페이스 모듈은 GNSS 장치의 통신 방식(UART 통신 방식, USB 통신 방식, CAN 통신 방식 및 LAN 통신 방식)에 따른 송수신 처리를 수행한다. 이때 연결 모듈의 통신 방식과 프로토콜에 따라 패킷별 송수신 처리를 위한 개별 통신 방식별 프로세스를 구성한다. 또한 수신된 원 위치데이터는 수신 데이터 유형에 따라 데이터 파싱 모듈로 전달된다.
데이터 파싱 모듈은 통신 인터페이스 모듈에서 수신된 원 위치데이터의 유형에 따라 해당 원 위치데이터의 프로토콜 형태에 따른 데이터 파싱을 실행하여, 데이터 필드별 항목의 필드데이터를 추출한다. 추출된 필드데이터는 기만 처리가 필요한 영역과 원형대로 전달할 영역로 구분하여 시나리오 처리 모듈로 전송된다.
시나리오 기반 데이터 기만 처리 모듈은 시나리오에 따른 데이터 처리 모듈로써, 위치 정보와 Checksum 등 데이터 변형에 필요한 필드데이터를 가공하는 역할을 한다. 기만 처리를 위한 시나리오는 센터 시스템에서 전송된 시나리오 정보에 따라 기만 처리 방식을 결정하여 적용하게 된다. 기만 처리 데이터 필드는 GGA정보와 RMC정보(NMEA 기준)의 위도값과 경도값을 조정하며, 기타 프로토콜의 경우 해당 프로토콜상의 위도값 및 경도값에 해당하는 필드 정보를 조정하여 기만 데이터를 생성하게 된다.
기만 정보 재구성 처리 모듈은 기만 처리된 정보와 원형 유지정보를 재구성하여 GNSS 장치에서 생성된 패킷과 동일한 형태의 프로토콜 구조로 재구성하여 통신 인터페이스 모듈로 전달한다. 이때, Checksum 정보 등 기만 처리된 위치정보로 인해 변경이 필요한 필드데이터를 규정에 맞게 변경처리 함으로써 자율주행차량이 GNSS 장치에서 직접 원 위치데이터를 수신하는 경우와 동일하게 프로토콜을 구성하여 재구성하고, 재구성된 데이터를 통신 인터페이스 모듈에서 GNSS 장치와 동일한 인터페이스를 이용하여 해당 패킷을 AVC 장치로 전송하게 된다.
센터 시스템 인터페이스 모듈은 본 발명에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)의 운영에 필요한 파라미터 정보와 운영 상태 정보, GNSS 장치로부터 수신되는 원 위치데이터 및 기만 데이터 등을 센터 시스템과 송수신하게 된다. 또한, TCP/IP 기반의 센터 연계 프로토콜에 따라 운영한다.
데이터 로그 관리 및 리소스 관리 모듈은 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)에서 수신한 원 위치데이터 및 기만 데이터를 각각 저장한다. 저장 기간과 용량은 설정값을 통해 변경될 수 있다. 또한 데이터 로그 관리 및 리소스 관리 모듈은 프로세스 운영에 필요한 저장 공간과 메모리를 관리하여 운영관리를 위해 적정 용량을 유지할 수 있도록 관리된다.
사용자 인터페이스 모듈은 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)의 운영 파라미터를 설정하고, 운영 상태를 모니터링 할 수 있는 사용자 UI를 제공한다. 이는 통신부(110)에 포함된 사용자 인터페이스 모듈(113)의 기능이 구현되도록 하는 소프트웨어 구성에 해당한다. 이때, 운영 UI는 그래픽 기반의 터치 화면으로 제공하고, 마우스 등의 입력 장치를 활용할 수 있도록 구성된다. 또한 제공되는 운영 UI를 통해서 현재 적용 시나리오 및 장치 연결 상태를 출력할 수 있으며, 시스템 설정화면을 통해 통신 방식 및 운영상태를 모니터링 할 수 있도록 구성된다.
다음으로는, 앞서 살펴본 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)를 이용하여 GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터를 기만하는 과정을 순서대로 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치(100)를 이용하여 GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터를 기만하는 과정을 일련의 순서대로 나타낸 도면이다.
도 6을 살펴보면, 먼저 원 위치데이터 수신부(120)는 통신부(110)를 통해 GNSS 장치로부터 원 위치데이터를 수신하고(S601), 본 발명은 수신된 원 위치데이터가 기만 대상이 되는지 여부를 파악하게 된다(S602). 만약 기만 대상이 되지 않을 경우에는 기만 데이터 전송부(150)는 원 위치데이터를 원본 형태로 AVC 장치로 전송하게 된다. 만약 기만 대상에 해당할 경우에는 해당 원 위치데이터에서 기만에 필요한 필드데이터를 추출하게 된다(S603).
다음으로, 기만 좌표값 생성부(140)는 추출된 필드데이터를 데이터 처리용 표준 데이터로 변환하고(S604), 기 등록된 기만 시나리오 데이터를 기반으로 GNSS 좌표값을 변경시켜 기만 데이터를 생성한다(S605). 다음으로 필드데이터의 NMEA 표준 데이터를 변경하고(S606) 데이터 패킷이 AVC 장치에서 정상 수신이 가능하도록 체크섬값을 변경한 후(S607) 형태로 AVC 장치로 전송하게 된다.
한편, 단계 S602에서 기만 대상이 되지 않은 원 위치데이터에 대해서는 By-pass 또는 skip이 가능하도록 모드 설정이 변경될 수 있다.
보다 구체적으로, 기만 대상이 되지 않은 원 위치데이터에 대해서 크게 바이패스 모드, 블록킹 모드 및 테스트 모드로 모드 설정이 구분될 수 있다.
바이패스 모드의 경우 원 위치데이터를 그대로 전송하는 모드이고, 블록킹 모드는 원 위치데이터 자체를 AVC 장치로 전송하지 않는 모드이며, 테스트 모드는 원 위치데이터를 기반으로 기만 데이터를 생성하여 AVC 장치로 전송하는 일반 모드에 해당한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치
110: 통신부
111: 통신 인터페이스 모듈
112: 센터 시스템 인터페이스 모듈
113: 사용지 인터페이스 모듈
120: 원 위치데이터 수신부
130: 필드데이터 추출부 131: 데이터 파싱 모듈
140: 기만 좌표값 생성부
141: 시나리오 기반 데이터 기만 처리 모듈
142: 기만 데이터 재구성 처리 모듈
150: 기만 데이터 전송부

Claims (5)

  1. 자율주행차량에 설치된 AVC 장치 및 GNSS 장치와 통신하는 통신부(110);
    GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터를 수신하는 원 위치데이터 수신부(120);
    수신된 원 위치데이터 내에서 기만에 필요한 필드데이터를 추출하는 필드데이터 추출부(130);
    기 등록된 기만 시나리오 데이터를 기반으로, 추출된 필드데이터 내 GNSS 좌표값을 변형시켜 기만 데이터를 생성하는 기만 좌표값 생성부(140); 및
    생성된 기만 데이터의 데이터 패킷을 상기 AVC 장치에서 수신 가능한 상태로 변경한 후 상기 AVC 장치로 전송하는 기만 데이터 전송부(150);를 포함하되,
    상기 통신부(110)는,
    UART 통신 방식, USB 통신 방식, CAN 통신 방식 및 LAN 통신 방식 중 어느 하나의 통신 방식을 통해 상기 GNSS 장치와 연결되는 통신 인터페이스 모듈(111); 및
    원격지의 센터 시스템으로부터 운영 파라미터 정보 및 운영 상태 정보를 수신하고, 또한 상기 GNSS 장치로부터 수신되는 원 위치데이터 및 상기 기만 좌표값 생성부(140)를 통해 생성되는 기만 데이터를 상기 센터 시스템으로 전송하는 센터 시스템 인터페이스 모듈(112);을 포함하는 것을 특징으로 하는, GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신부(110)는,
    상기 운영 파라미터 정보를 설정하고, 관리자 단말에 운영 상태의 모니터링이 가능하도록 하는 UI를 제공하는 사용자 인터페이스 모듈(113);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필드데이터 추출부(130)는,
    수신된 원 위치데이터의 프로토콜 형태에 따른 데이터 파싱을 실행하여 상기 필드데이터를 추출하고, 상기 필드데이터를 기만 처리가 필요한 영역과 기만 처리가 필요 없는 영역으로 구획하여 상기 기만 좌표값 생성부(140)로 전송하는 데이터 파싱 모듈(131);을 포함하는 것을 특징으로 하는, GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기만 좌표값 생성부(140)는,
    기 등록된 시나리오 정보에 따라, 상기 필드데이터 추출부(130)로부터 전송되는 필드데이터에 포함된 GNSS 좌표값 및 체크섬(checksum)값을 변형시키고, GGA 데이터 및 RMC 데이터 각각에 대한 위도값 및 경도값을 조정하여 상기 기만 데이터를 생성하는 시나리오 기반 데이터 기만 처리 모듈(141); 및
    생성된 기만 데이터와 원형 유지 데이터를 통해 상기 GNSS 장치로부터 발생되는 원 위치데이터의 패킷과 동일한 프로토콜 형태를 가지는 패킷을 재구성하고, 재구성된 패킷을 상기 기만 데이터 전송부(150)로 전달하여 상기 AVC 장치로 전송되도록 하는 기만 데이터 재구성 처리 모듈(142);을 포함하는 것을 특징으로 하는, GPS 정보를 이용한 자율주행차량 테스트용 기만장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150057320A (ko) * 2013-11-19 2015-05-28 국방과학연구소 실시간 위성항법 재밍 효과도 분석 장치 및 방법
KR102122795B1 (ko) 2018-12-19 2020-06-15 주식회사 에스더블유엠 자율주행차 알고리즘 테스트 방법
KR20220018249A (ko) * 2020-08-06 2022-02-15 인하대학교 산학협력단 차량 내 gnss 재밍 신호 데이터 발생 방법 및 장치

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