KR102663894B1 - 자동차 자율진단 시스템 및 그 시스템의 자동차 자율진단 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차 자율진단 시스템 및 그 시스템의 자동차 자율진단 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 자율진단 시스템은 차량의 검사 공정 위치에 설치되어 각 공정별 필요 진단 및 검사 공정과 관련한 공정 정보를 송출하는 공정정보 송출장치, 및 진단 및 검사 공정을 진행하는 차량의 정지 상태 이외의 공정이나 차량의 이동간에는 원격지에 위치하는 다중 에지 컴퓨팅(MEC) 장치로부터 검사 패킷을 다운로드한 후 다운로드한 검사 패킷 내 데이터 중 공정정보 송출장치로부터 수신한 공정 정보에 매칭되는 검사 시퀀스를 자동으로 수행하는 OBD 스캔장치를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 자동차 자율진단 시스템 및 그 시스템의 자동차 자율진단 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 자동차 제조 공장에서 MEC(Multi-access Edge Computing) 장치(예: 서버)와 5G 지원 OBD 스캔 장치의 무선 통신을 통한 1:다(多) 차량 진단이 가능한, 자동차 자율진단 시스템 및 그 시스템의 자동차 자율진단 방법에 관한 것이다.
자동차는 수많은 기계부품으로 구성되는 복잡한 기계장치이지만, 전자부품도 다양하게 채용하고 있다. 특히, 전자제어기술의 비약적인 발전에 따라 자동차에서도 연비, 안전성 또는 편의성을 높이기 위하여 많은 장치들이 전장화되어 있다. 예컨대, 엔진과 ABS(Anti-lock Brake System)를 제어하기 위한 전자제어장치(ECU)나 변속기를 제어하기 위한 변속기 제어장치(TCU)가 대부분의 자동차에 채택되고 있고, 그밖에도 트랙션 컨트롤 시스템(TCS: Traction Control System), 자세제어장치(ESP: Electronic Stability Program), 차체제어시스템(ECS: Electronic Control Suspension), 차동제한장치(LSD: Limited Slip Differential), 제동력분배장치(EBD: Electronic Brake Force Distribution) 등에 다양한 컴퓨터 제어 시스템이 채택되어, 전자제어장치와 별도로 구현되거나 전자제어장치 내에서 구현되고 있다. 이러한 전자제어장치의 장애는 기계적 고장에 못지않게 사고 가능성을 증가시키고 승차자의 생명과 건강을 위협하는 요소로 작용할 수 있다. 특히, 전자제어장치는 다수의 센서에 의해 감지된 신호를 토대로 엔진을 제어하기 때문에, 일부 센서가 불안정하거나 고장나기만 해도 엔진이 이상 동작할 가능성이 높아진다. 이러한 점에서 생산 라인에서 이루어지는 제조 제품의 검사 및 진단은 승차자의 생명과 안전에 직결된다고 볼 수 있다.
종래에는 자동차 제조사에서 각 공정별 필요 진단 및 검사를 수행하기 위해서 각 공정에 설치된 바코드 스캔 장비에 의한 바코드 스캔, RFID 정보 획득, 기타 센서에 의한 공정 진입 차량의 정보를 진단 장비에 입력을 해야 한다. 그런데, 이는 공정을 진행하는 생산 차량에 대해 해당 인식 작업을 계속 반복 수행해야 함으로써 작업에 많은 번거로움이 뒤따르고 있다. 이러한 점에서 필요한 설비, 인력, 작업 시간 등을 제거하고 자동으로 해당 공정의 진단, 검사 기능을 수행하는 진단장비의 구현이 절실히 요구되고 있다.
물론 상기의 문제를 해결하기 위하여 종래에는 관제서버 등을 통해 자율진단을 수행하는 기술이 공지된 바 있다. 그러나, 해당 종래기술은 진단 시스템이 없는 공정에서는 진단을 할 수가 없고, 또 액세스포인트(AP)가 없는 지역에서는 데이터를 전송할 수가 없으며, 나아가 접속 단말이 많은 경우 접속 충돌, 장애가 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는 가령 자동차 제조 공장에서 MEC 장치와 5G 지원 OBD 스캔 장치의 무선 통신을 통한 1:다(多) 차량 진단이 가능한, 자동차 자율진단 시스템 및 그 시스템의 자동차 자율진단 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차 자율진단 시스템은, 차량의 검사 공정 위치에 설치되어 각 공정별 필요 진단 및 검사 공정과 관련한 공정 정보를 송출하는 공정정보 송출장치, 및 상기 진단 및 검사 공정을 진행하는 상기 차량의 정지 상태 이외의 공정이나 차량의 이동간에는 원격지에 위치하는 다중 에지 컴퓨팅(MEC) 장치로부터 검사 패킷을 다운로드한 후 상기 다운로드한 검사 패킷 내 데이터 중 상기 공정정보 송출장치로부터 수신한 공정 정보에 매칭되는 검사 시퀀스를 자동으로 수행하는 OBD 스캔장치를 포함한다.
상기 OBD 스캔장치는, 상기 공정정보 송출장치와 블루투스 통신을 수행하여 상기 공정 정보를 수신하며, 5G 통신이 가능한 기업 전용망을 이용해 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치와 통신하여 상기 검사 패킷을 다운로드할 수 있다.
상기 OBD 스캔장치는, 상기 차량의 정지 상태에서 검사 공정을 진행할 때 상기 공정정보 송출장치로부터 제공되는 상기 공정 정보를 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치로 전송하여 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치에 탑재된 가상머신(virtual machine)을 실행해 진단 시퀀스를 수행할 수 있다.
상기 OBD 스캔장치는, 상기 차량의 캔 버스(CAN BUS) 데이터 및 상기 데이터 취득과 관련한 정보를 데이터 분석을 위해 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치로 전송할 수 있다.
상기 다중 에지 컴퓨팅 장치는, 상기 OBD 스캔장치로부터 제공되는 데이터를 분석하여 분석 결과를 근거로 공정간 순환 시간을 자동 설정하여 상기 설정에 따른 자율 검사를 진행시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 자동차 자율진단 시스템의 자동차 자율진단방법은, 차량의 검사 공정 위치에 설치되는 공정정보 송출장치가 각 공정별 필요 진단 및 검사 공정과 관련한 공정 정보를 송출하는 단계, OBD 스캔장치가 상기 진단 및 검사 공정을 진행하는 상기 차량의 정지 상태 이외의 공정이나 차량의 이동간에는 원격지에 위치하는 다중 에지 컴퓨팅(MEC) 장치로부터 검사 패킷을 다운로드한 후 상기 다운로드한 검사 패킷 내 데이터 중 상기 공정정보 송출장치로부터 수신한 공정 정보에 매칭되는 검사 시퀀스를 자동으로 수행하는 단계를 포함한다.
상기 수행하는 단계는, 상기 공정정보 송출장치와 블루투스 통신을 수행하여 상기 공정 정보를 수신하며, 5G 통신이 가능한 기업 전용망을 이용해 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치와 통신하여 상기 검사 패킷을 다운로드하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 자동차 자율진단방법은, 상기 OBD 스캔장치가 상기 차량의 정지 상태에서 검사 공정을 진행할 때 상기 공정정보 송출장치로부터 제공되는 상기 공정 정보를 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치로 전송하여 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치에 탑재된 가상머신을 실행해 진단 시퀀스를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 자동차 자율진단방법은, 상기 OBD 스캔장치가 상기 차량의 캔 버스(CAN BUS) 데이터 및 상기 데이터 취득과 관련한 정보를 데이터 분석을 위해 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 자동차 자율진단방법은, 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치가 상기 OBD 스캔장치로부터 제공되는 데이터를 분석하여 분석 결과를 근거로 공정간 순환 시간을 자동 설정하여 상기 설정에 따른 자율 검사를 진행시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 차량 제조 및 검사 공정의 위치에 따른 각 공정별 필요 진단 검사 기능을 공정 제약 없이 수행 가능함으로써 최적화된 검사 시퀀스의 수행을 통한 품질 향상과 공정간 순환 시간 설정(cycle time setup)의 유연성을 통한 생산성 향상을 도모하고 향후 자율주행차량의 무인 진단장비의 기능을 수행할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 자율진단 시스템의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 시스템을 도시화하여 보여주는 도면,
도 3은 도 1의 자동차 자율진단 시스템의 자율진단 과정을 나타내는 도면,
도 4는 도 1의 OBD 스캔장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램, 그리고
도 5는 도 1의 OBD 스캐장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 도 1의 시스템을 도시화하여 보여주는 도면,
도 3은 도 1의 자동차 자율진단 시스템의 자율진단 과정을 나타내는 도면,
도 4는 도 1의 OBD 스캔장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램, 그리고
도 5는 도 1의 OBD 스캐장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 자율진단 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 시스템을 도시화하여 보여주는 도면이며, 도 3은 도 1의 자동차 자율진단 시스템의 자율진단 과정을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 자율진단 시스템(90)은 OBD 스캔장치(100), 공정정보 송출장치(105), 통신망(110) 및 원격 자율진단장치(예: MEC 서버)(120)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 공정정보 송출장치(105)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 자동차 자율진단 시스템(90)이 구성되거나, 원격 자율진단장치(120)를 구성하는 구성요소의 일부 또는 전부가 통신망(110)을 구성하는 네트워크장치(예: 무선교환장치 등)에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
OBD 스캔장치(100)는 가령 자동차 제조 공장에서 생산되는 차량들의 진단 및 검사를 수행하기 위하여 각 차량마다 구비될 수 있다. OBD는 기관제어시스템에 집적되어 있는, 법적으로 규정된 하위 진단/감시 시스템이다. OBD는 전 운전영역에 걸쳐 배기가스 및 증발가스와 관련된 모든 시스템을 감시할 수 있다. 감시하고 있는 시스템들에 고장이 발생할 경우, 고장내역은 자동차 전자제어장치(ECU)에 저장되며, 표준화된 인터페이스(interface) 즉 16핀 진단 컨넥터를 통해 이를 조회할 수 있다. 이외에도 OBD는 추가로 계기판의 고장 지시등(MIL：Malfunction Indicator Lamp) 또는 메시지를 통해 운전자에게 고장-메시지를 전달하기 위해 동작할 수 있다. OBD 시스템은 하위 시스템 및 센서들을 지속적으로 또는 주행 사이클마다 감시한다. 주행사이클은 기관을 시동, 일정한 회전속도와 주행속도로 주행하고 감속, 기관을 정지하는 것을 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 OBD 스캔장치(100)는 자동차 제조시 차량의 계측과 제어를 위한 전자적인 진단 시스템으로서 자동차에 부착된 센서들로부터 ECU로 전달된 자동차의 주요 계통에 대한 정보나 고장 등의 정보를 자동차의 콘솔이나 외부장치에서 볼 수 있도록 한다. OBD 스캔장치(100)는 자체에 와이파이(WiFi), 블루투스 등의 무선 통신 기능을 포함하고 있으며, 일반적으로 별도의 외부 기기 예컨대, 스마트 단말, 디스플레이 장치 등과 연결되어 사용될 수도 있다. 따라서 OBD 스캔장치(100)는 스마트폰 등의 스마트 단말, 태블릿PC, 랩탑컴퓨터 등을 포함할 수 있고, 본 발명의 실시예에 따른 동작을 위하여 별도로 제작되는 단말장치를 포함할 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
스마트 OBD 스캔모듈 등의 OBD 스캔장치(100)는 자동차 제조 공장의 각 공정에 설치되는 공정정보 송출장치(105)와 와이파이나 블루투스 무선 통신을 통해 공정 정보를 수신하고 이를 이용해 MEC(Multi-access Edge Computing) 서버 등의 원격 자율진단장치(120)의 제어를 통해 다수의 OBD 스캔장치(100)의 자율진단을 공정 제약 없이 가능하게 한다. OBD 스캔장치(100)는 구체적으로 공정정보 송출장치(105)와 같은 어드버타이즈(Advertise) 디바이스(예: 비콘장치 등)로부터 범용고유식별자(UUID), 로컬 네임(Local Name)을 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy)를 통해 수신하고, OBD 스캔장치(100)를 탑재하여 공정을 진행하는 차량의 상태에 따라 선택적으로 원격 자율진단장치(120)에 접속하여 자율진단 동작을 수행하게 된다. 여기서, 선택적으로 자율진단 동작을 수행한다는 것은 차량이 정지 상태에서 검사 공정을 진행할 때와 공정간 차량 이동시의 상태에 따라 MEC 서버(120') 등에 원격 접속하여 서로 다른 방식으로 검사 시퀀스를 수행하는 것을 의미할 수 있다.
좀더 구체적으로 OBD 스캔장치(100)는 차량 정지 상태 검사 공정에서 공정정보 송출장치(105)의 정보를 BLE로 수신하면, MEC 서버(120') 등의 원격 자율진단장치(120)에 접속하여 해당 공정 정보를 MEC 서버(120')에 전송하고, MEC 서버(120')는 가상 메모리의 어플리케이션(VM Application)으로 실시간 진단 시퀀스를 수행할 수 있다. 반면, 공정에서 차량 이동간에는 MEC 서버(120')로부터 검사 패킷을 다운(로드)받은 후, 공정정보 송출장치(105)의 정보를 BLE로 수신하면, 해당 공정에 매칭되어 있는 검사 시퀀스를 자동으로 수행한다. 물론 해당 공정에 매칭되어 있는 검사 시퀀스를 자동 수행하기 위하여 검사 패킷 내 데이터를 이용할 수 있을 것이다. 여기서, 가상 메모리의 VM은 하나의 물리 서버에서 복수의 시스템을 동시에 운영할 수 있는 가상머신을 의미한다고 볼 수 있다. 이외에도 5G의 OBD 스캔장치(100)는 차량의 CAN(Controller Area Network) BUS 및 주기적인 데이터 취득 정보를 5G 특화망을 이용하여 실시간으로 MEC 서버(120')에 전송하여 데이터 분석이 이루어지도록 할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 OBD 스캔장치(100)는 BLE를 이용하여 공정정보 송출장치(105)로부터 제공되는 공정 정보를 근거로 공정의 위치를 인식하고 5G 특화망의 통신에 의한 MEC 서버(120') 등의 원격 자율진단장치(120)에 접속하여, 해당 공정의 필요한 검사 시나리오를 수행한다. 특히 고속 통신에 의한 차량 네트워크 CAN BUS 데이터 등 고용량 데이터를 실시간 MEC 서버(120')로 전송하여 ICT 기술, 인공지능(AI), 빅데이터 분석 등에 활용 가능한 정보를 제공할 수 있다. 좀더 구체적으로 OBD 스캔장치(100)는 해당 진단 공정에 설치된 공정정보 송출장치(105)의 정보를 BLE로 수신하고 5G 통신망으로 MEC 서버(120')에 접속하여 해당 공정의 필요 검사 시나리오를 수행한다. MEC 서버(120') 주관 검사 시나리오를 진행하는 것이다. 검사 패킷을 다운받아 5G의 OBD 스캔 장치(100)의 자체 자율 진단을 진행할 수 있다. 또한 공정 위치의 이동간에 차량 네트워크 CAN BUS (통신) 및 그에 따른 주기적 데이터 취득, 그리고 지역 구분 없이 실시간으로 서버로 전송이 이루어질 수 있다.
CAN-데이터 버스는 주로 자동차 안전시스템, 편의사양 시스템들의 ECU들 간의 데이터 전송 그리고 정보/통신 시스템 및 엔터테인먼트 시스템의 제어 등에 사용된다. CAN은 꼬여 있거나 또는 피복에 의해 차폐되어 있는 2가닥 데이터 배선을 통해 데이터를 전송한다. CAN은 마스터/슬레이브 시스템에서 다수의 ECU가 마스터(master) 기능을 수행하는 멀티-마스터(multi-master) 원리에 따라 작동한다.
정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 OBD 스캔장치(100)는 특정 공정(예: 차량 정지 상태의 검사 공정)에서 필요한 진단은 공정정보 송출장치(105)의 정보 감지로 필요 진단 시나리오를 진행하고 그 외의 공정 및 차량 이동간에는 MEC 서버(120')로부터 검사 패킷을 다운받아 자율 진단을 진행할 수 있다. 그리고 차량의 CAN BUS 및 주기적인 데이터 취득 정보를 5G 특화망을 이용하여 실시간으로 MEC 서버(120')에 전송할 수 있다.
공정정보 송출장치(105)는 블루투스(BLE) 모듈을 탑재하여 자신이 담당하는 공정에 진입하는 차량의 OBD 스캔장치(100)로 공정정보를 송출할 수 있다. 또는 OBD 스캔장치(100)의 요청이 있을 때 공정정보를 제공할 수도 있다. 공정정보 송출장치(105)는 어드버타이즈(Advertiser) 디바이스라 명명될 수 있으며 차량의 공정 이동 위치를 인식하기 위한 BLE를 적용한 공정정보 송출장치(105)가 UUID, 로컬 네임(Local Name)을 송신하고 OBD 스캔장치(100)가 해당 UUID 및 로컬 네임을 수신하여 MEC 서버(120')에 접속 및 해당 공정의 검사를 진행할 수 있다. 그 외의 공정(예: 차량 이동간)은 5G 특화망을 이용하여 MEC 서버(120')로부터 검사 패킷을 다운받아 자율 검사를 진행할 수 있다. 이에 따라 가령 진단 및 검사를 위한 순환 시간이 짧아질 수 있다. 어드버타이저는 브로드캐스팅(Broadcasting)으로 데이터를 송신하는 측의 장치를 의미하며, 어드버타이저는 비콘 통신을 수행할 수 있다. 반면 옵서버(Observer)는 수신기기로 (데이터 또는 식별정보를) 스캐닝(Scanning)하는 측의 장치를 의미한다. OBD 스캔장치(100)는 옵서버 기기로서 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공정정보 송출장치(105)는 각 공정마다 설치되어 동작할 수 있지만, 복수의 공정마다 설치되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 복수의 공정마다 설치되어 동작하는 경우 복수의 공정에 따라 UUID 및 로컬 네임을 순서대로 또는 목록의 형태로 제공함으로써 OBD 스캔장치(100)는 현재 진입하는 공정이 어떠한 공정인지 인식할 수 있고, 또 다음 공정과 다다음 공정도 어떠한 공정이 진행되는지를 인식할 수 있다. 따라서 OBD 스캔장치(100)는 공정정보 송출장치(105)에서 공정 정보가 제공될 때 MEC 서버(120')에 접속하여 그에 매칭되는 자율 검사 동작을 수행할 수 있는 것이다. 물론 차량 이동간에 검사 패킷을 이용하여 검사 시퀀스를 진행하는 경우에는 검사 패킷을 먼저 다운받은 후 공정정보 송출장치(105)에서 제공하는 공정 정보에 매칭되는 검사 시퀀스를 진행할 수 있다.
통신망(110)은 본 발명의 실시예에 따라 5G 특화망을 포함할 수 있다. 물론 6G 특화망도 얼마든지 가능할 수 있을 것이다. 5G 특화망은 기존의 특정 지역, 공장, 학교, 병원 등에 이더넷, 무선 와이파이와 같은 IEEE 기술을 사용하는 것이 아니라 이동통신사 및 셀룰러 기술인 3GPP 기반의 5G를 이용하는 기업 전용망으로 기업 기관에 속한 단말이나 디바이스에 폐쇄적인 접속허용과 맞춤형 B2B 서비스 제공하는 사설 통신망에 해당된다. 5G 특화망은 고성능 네트워크에 의한 속도 증가와 저지연으로 무선 기기나 로봇 등 작업 생산성과 안정성을 향상시킬 수 있고 , 기존의 엔지니어링과 ICT 기술의 융합으로 스마트팩토리를 구현하는 수단이 되고 있다. 자동차 제조 공장의 스마트팩토리 구현에 따른 5G 특화망에 MEC 서버(120'), 그리고 5G 지원 OBD 스캔 장치(100)를 활용한 자동차 전장 검사가 가능하게 되는 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 통신망(110)은 이음(e-Um) 5G를 구현할 수 있다. 이음 5G는 고속(eMBB, enhanced Mobile Broadband), 저지연(URLLC, Ultra Reliable Low Latency Communication), 초연결(mMTC , massive Machine Type Communications)이 가능한 통신망을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 도 1의 원격 자율진단장치(혹은 다중 에지 컴퓨팅 장치)(120)는 MEC 서버(120') 및 DB(120a)를 포함하여 구성될 수 있다. 원격 자율진단장치(120)는 자동차 제조 공장의 각 공정마다 기존과 같은 별도의 통신장치(예: 액세스포인트 등)를 필요로 하지 않으므로 매우 안정적인 자동차 진단 및 검사가 가능할 수 있다. 예를 들어, 원격 자율진단장치(120)는 OBD 스캔장치(100)의 3GPP 기반 또는 5G 기반의 통신모듈이 가동할 때 해당 모듈과 통신을 수행하여 자율진단 동작을 수행할 수 있다. 이의 과정에서 원격 자율진단장치(120)는 특정 공정에서 필요한 진단을 수행할 수 있으며, 또 특정 공정(예: 차량 정지상태의 검사 공정) 이외의 공정의 경우에도 OBD 스캔장치(100)로 검사 패킷을 다운로드하고 이에 따라 OBD 스캔장치(100)에서 다운로드한 검사 패킷을 이용해 자체적으로 자율 진단을 수행하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 원격 자율진단장치(120)는 차량의 정지 상태에서 검사 공정이 이루어진 후 차량의 이동이 이루어진다고 판단될 때 검사 패킷을 먼저 OBD 스캔장치(100)로 제공해 줄 수도 있을 것이다. 이에 따라 OBD 스캔장치(100)는 차량 이동간 검사 패킷 내 데이터를 이용해 검사 시퀀스를 자동으로 수행할 수 있다.
차량의 생산 라인은 컨베이어 시스템을 포함하며, 생산 라인의 컨베이어 시스템은 가령 컨베이어 벨트나 컨베이어 롤러 시스템으로서, 각각 ABS ECU의 장착(Filling), 베리언트 코딩(Variant Coding) 또는 All ECU 프로그래밍, 전기 및 동작 테스트, 크랭킹(Cranking & EVAP) 등, 휠 얼라인먼트와 헤드 램프, Roll-DVT 테스트, 샤워 테스트, ECOS 테스트 등의 공정을 포함할 수 있다. 따라서 MEC 서버(120')와 같은 원격 자율진단장치(120)는 이러한 공정들에서 차량에 장착되는 OBD 스캔장치(100)와 통신을 수행하여 차량의 이상여부를 판단할 수 있다. 이의 과정에서 원격 자율진단장치(120)는 OBD 스캔장치(100)와의 통신에 의해 직접 자율 진단에 참여하거나 또는 검사 패킷을 OBD 스캔장치(100)로 제공해 OBD 스캔장치(100)에서 자체적으로 자율 진단이 이루어지도록 동작할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 원격 자율진단장치(120)는 차량의 CAN 버스 데이터를 실시간으로 수신하여 이를 도 1의 DB(120a)에 체계적으로 분류하여 저장시킬 수 있으며, 해당 데이터를 분석하여 공정간 순환 시간을 분석하는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 물론 OBD 스캔장치(100)로부터 실시간으로 다시 말해 시간의 끊김없이 제공되는 데이터를 수집하여 빅데이터를 형성하고 그 빅데이터를 인공지능의 딥러닝 프로그램 등을 적용해 분석하여 공정간 순환 시간 등과 관련한 분석에 정확도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 공정간 순환 시간에 변화가 있을 때 그 변화된 정보를 설정하고 그에 따라 자율진단 동작을 수행할 수 있을 것이다.
상기의 구성 결과 본 발명의 실시예는 차량 제조 및 검사 공정의 위치에 따른 각 공정별 필요 진단 검사 기능을 공정 제약 없이(예: 차량 이동중) 수행가능함으로써 최적화된 검사 시퀀스의 수행을 통한 품질 향상과 공정간 순환 시간 설정의 유연성을 통한 생산성 향상을 도모하고 향후에는 자율주행차량의 무인 진단장비의 기능을 수행할 수 있을 것이다.
도 4는 도 1의 OBD 스캔장치나 원격 자율진단장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OBD 스캔장치(100) 또는 원격 자율진단장치(120)(이하, OBD 스캔장치로 설명함)는 통신 인터페이스부(400), 제어부(410), MEC 기반 자율진단부(420) 및 저장부(430)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 저장부(430)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 OBD 스캔장치(100)가 구성되거나, MEC 기반 자율진단부(420)와 같은 일부 구성요소가 제어부(410)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
통신 인터페이스부(400)는 OBD 스캔장치(100)의 경우 제1 통신부 및 제2 통신부를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 통신부는 BLE 통신이 가능한 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 도 1의 공정정보 송출장치(105)와 통신을 수행하기 위해 동작할 수 있다. 제1 통신부는 공정정보 송출장치(105)로부터 장치의 식별정보(예: UUID)나 공정과 관련한 로컬 네임 등의 정보를 수신할 수 있다. 제2 통신부는 가령 5G 특화망에 접속하여 MEC 서버(120') 등 도 1의 원격 자율진단장치(120)와 통신하기 위하여 동작할 수 있다. 제2 통신부는 제1 통신부에서 수신한 정보의 확인 결과에 따라 공정별로 또는 공정 상태(예: 정지상태의 검사 공정인지 그 외 공정인지)에 따라 서로 다른 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 다수의 공정 중에서 제1 유형의 공정은 원격 자율진단장치(120)에서 가령 내부에 탑재된 가상머신(VM)을 실행해 자율 진단 동작을 수행할 수 있다. 반면 다수의 공정 중 제2 유형의 공정은 원격 자율진단장치(120)에서 검사 패킷을 다운로드해주어 해당 OBD 스캔장치(100)에서 자체적으로 자율 진단을 수행하도록 하는 것이다. 제2 통신부는 이러한 동작에 관여할 수 있다. 통신 인터페이스부(400)를 구성하는 제1 통신부 및 제2 통신부는 서로 다른 통신 규약에 따라 통신이 이루어질 수 있으며, 이종의 통신이 가능할 수 있다.
제어부(410)는 도 4의 통신 인터페이스부(400), MEC 기반 자율진단부(420) 및 저장부(430)의 전반적인 제어 동작을 담당할 수 있다. 제어부(410)는 OBD 스캔장치(100)에서 생성되는 CAN BUS 데이터를 저장부(430)에 임시 저장한 후 통신 인터페이스부(400)의 제2 통신부를 제어하여 원격 자율진단장치(120)로 해당 데이터를 실시간으로 전송할 수 있다. 또한 제어부(410)는 제1 통신부로부터 공정정보가 수신될 때 이를 저장부(430)에 임시 저장한 후 불러내어 MEC 기반 자율진단부(420)에 정보의 확인을 요청할 수 있다.
제어부(410)는 MEC 기반 자율진단부(420)의 확인 결과 또는 현재 진행하는 공정 상태를 근거로 통신 인터페이스부(400)의 제2 통신부를 통해 5G 특화망을 경유해 도 1의 원격 자율진단장치(120)에 접속하여 각 공정별 진단 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 유형의 공정은 원격 자율진단장치(120)에서 가상머신(VM)을 실행해 자율진단을 수행하도록 동작할 수 있으며, 제2 유형의 공정은 원격 자율진단장치(120)로부터 검사 패킷을 다운로드받아 직접 즉 자체적으로 자율진단 동작을 수행할 수 있다. 제어부(410)는 이러한 동작에 관여할 수 있다.
MEC 기반 자율진단부(420)는 자동차 제조 공장의 각 공정과 관련한 공정정보가 도 1의 공정정보 송출장치(105)로부터 제공될 때 그 공정정보에 매칭되는 자율진단 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, MEC 기반 자율진단부(420)는 특정 공정에서 필요한 진단은 원격 자율진단장치(120)와 연계하여 필요 진단 시나리오를 진행하고, 그 외의 공정이나 차량 이동간에는 원격 자율진단장치(120)로부터 검사 패킷이 다운로드받아 해당 검사 패킷 내의 데이터에 근거하여 자율진단 동작을 수행할 수 있다. 검사 패킷을 다운로드받은 경우 MEC 기반 자율진단부(420)는 OBD 스캔장치(100)가 자체적으로 다시 말해 도 1의 원격 자율진단장치(120)에 의존하지 않고 자율 진단이 이루어지게 되는 것이다. 물론 그 자체적인 자율진단에 따른 진단 결과는 원격 자율진단장치(120)로 제공하는 것도 얼마든지 가능할 수 있을 것이다. 또는 자율 진단결과는 차량의 내부에 구비되는 디스플레이장치에 표시해 주는 것도 얼마든지 가능할 수 있을 것이다. 해당 진단 및 검사 결과에 따라 오류 수정이 이루어질 수도 있을 것이다.
저장부(430)는 제어부(410)의 제어하에 처리되는 다양한 유형의 데이터나 정보를 임시 저장할 수 있다. 저장부(430)는 OBD 스캔장치(100)에서 생성하는 CAN BUS 데이터를 제어부(410)의 제어하에 저장할 수 있으며, 해당 데이터는 도 1의 5G 특화망을 경유하여 원격 자율진단장치(120)로 제공될 수 있을 것이다.
상기한 내용 이외에도 도 4의 통신 인터페이스부(400), 제어부(410), MEC 기반 자율진단부(420) 및 저장부(430)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 도 4의 통신 인터페이스부(400), 제어부(410), MEC 기반 자율진단부(420) 및 저장부(430)는 서로 물리적으로 분리된 하드웨어 모듈로 구성되지만, 각 모듈은 내부에 상기의 동작을 수행하기 위한 소프트웨어를 저장하고 이를 실행할 수 있을 것이다. 다만, 해당 소프트웨어는 소프트웨어 모듈의 집합이고, 각 모듈은 하드웨어로 형성되는 것이 얼마든지 가능하므로 소프트웨어니 하드웨어니 하는 구성에 특별히 한정하지 않을 것이다. 예를 들어 저장부(430)는 하드웨어인 스토리지(storage) 또는 메모리(memory)일 수 있다. 하지만, 소프트웨어적으로 정보를 저장(repository)하는 것도 얼마든지 가능하므로 위의 내용에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서 제어부(410)는 CPU 및 메모리를 포함할 수 있으며, 원칩화하여 형성될 수 있다. CPU는 제어회로, 연산부(ALU), 명령어해석부 및 레지스트리 등을 포함하며, 메모리는 램을 포함할 수 있다. 제어회로는 제어동작을, 그리고 연산부는 2진비트 정보의 연산동작을, 그리고 명령어해석부는 인터프리터나 컴파일러 등을 포함하여 고급언어를 기계어로, 또 기계어를 고급언어로 변환하는 동작을 수행할 수 있으며, 레지스트리는 소프트웨어적인 데이터 저장에 관여할 수 있다. 상기의 구성에 따라, 가령 OBD 스캔장치(100)나 원격 자율진단장치(120)의 동작 초기에 MEC 기반 자율진단부(420)에 저장되어 있는 프로그램을 복사하여 메모리 즉 램(RAM)에 로딩한 후 이를 실행시킴으로써 데이터 연산 처리 속도를 빠르게 증가시킬 수 있다. 딥러닝 모델 같은 경우 램(RAM)이 아닌 GPU 메모리에 올라가 GPU를 이용하여 수행 속도를 가속화하여 실행될 수도 있다.
도 5는 도 1의 OBD 스캔장치 또는 원격 자율진단장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.
설명의 편의상 도 5를 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 OBD 스캔장치(100) 또는 원격 자율진단장치(120)(이하, OBD 스캔장치로 설명함)는 차량 검사 공정 위치에 설치되는 공정정보 송출장치(105)로부터 각 공정별 필요 진단 및 검사 공정과 관련한 공정 정보를 수신한다(S500). 여기서 공정정보 송출장치(105)는 BLE를 이용하여 UUID나 로컬 네임 등의 정보를 제공하기 위한 비콘장치 등의 통신장치를 포함할 수 있으며, UUID는 식별정보, 로컬 네임 정보는 어떠한 공정인지를 알 수 있는 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 현재 공정이 베리언트 코팅 공정인지, 전기 및 동작 테스트 공정인지 등의 정보를 포함할 수 있다.
물론 OBD 스캔장치(100)는 공정정보 송출장치(105)로부터 공정정보를 수신할 때 다양한 형태의 수신이 가능할 수 있다. 다시 말해, 각 공정 위치마다 공정정보 송출장치(105)가 구비되느냐 또는 복수의 공정 위치마다 공정정보 송출장치(105)가 구비되느냐에 따라 제공되는 공정정보의 포맷은 상이할 수도 있다. 예를 들어 복수의 공정정보를 일괄 전송하는 경우, OBD 스캔장치(100)는 목록 형태의 정보를 확인할 수 있고 다음 공정정보를 수신하기 전까지 어떠한 공정이 순차적으로 진행되는지를 판단할 수 있을 것이다.
OBD 스캔장치(100)는 진단 및 검사 공정을 진행하는 차량의 정지 상태에서 일루어지는 검사 공정 이외의 공정 또는 차량 이동간에는 원격지에 위치하는 다중 에지 컴퓨팅(MEC) 장치로부터 검사 패킷을 다운로드한 후 다운로드한 검사 패킷 내 데이터 중 공정정보 송출장치(105)로부터 수신한 공정 정보에 매칭되는 검사 시퀀스를 자동으로 수행할 수 있다(S510). 예를 들어 공정정보의 확인 결과 지정 공정(혹은 제1 유형의 공정) 이외의 공정(혹은 제2 유형의 공정)으로 판단될 때 원격지에 위치하는 MEC 장치 즉 도 1의 원격 자율진단장치(120)에 접속하여 검사 패킷을 다운로드받아 해당 검사 패킷 내의 데이터를 근거로 지정 공정 이외의 공정에 필요한 진단 및 검사를 직접 수행할 수 있다. 예를 들어 검사 패킷 내의 데이터에 포함되는 진단 시나리오에 따라 진단 동작을 수행하여 오동작 여부의 결과를 출력할 수 있을 것이다. 또는 정지 상태의 검사 공정에서 검사가 완료된 후 차량 이동이 발생하게 될 때 정지 상태에서 검사 패킷을 다운로드한 후 이동할 때 공정정보 송출장치(105)로부터 공정 정보를 제공받아 그에 매칭되는 검사 패킷 내 데이터를 이용하여 검사 시퀀스를 진행할 수도 있다.
OBD 스캔장치(100)는 공정정보의 확인 결과 지정 공정, 가령 차량의 정지 상태에서 이루어지는 검사공정으로 판단될 때 원격 자율진단장치(120)에 접속하여 원격 자율진단장치(120)에서 가상머신(VM)을 실행해 해당 지정 공정의 자율진단 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, MEC 서버(120') 등은 고성능의 하드웨어 및 소프트웨어 자원을 구비할 수 있으며, 각 공정의 자율진단을 위해 기준 이상으로 데이터 처리가 복잡한 경우에는 해당 공정을 원격 자율진단장치(120)에서 가상머신을 이용해 진단하도록 동작하는 것이 바람직할 수 있다.
이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 원격 자율진단장치(120)는 5G 특화망 및 이를 이용하는 5G의 OBD 스캔장치(100)를 통해 1:다의 형태로 원격 자율진단 동작을 빠르게 수행할 수 있으며, 이의 과정에서도 지연없이 고속으로 진단 동작을 수행하는 것이 얼마든지 가능할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 OBD 스캔장치(100)와 5G 특화망 사이에 별도의 액세스포인트와 같은 통신중개장치를 사용하지 않음으로써 기존에 발생하는 접속 충돌이나 장애, 또 액세스포인트가 없는 지역에서의 데이터 미전송 문제를 해결할 수 있을 것이다.
상기한 내용 이외에도 도 1의 OBD 스캔장치(100) 또는 원격 자율진단장치(120)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: OBD 스캔장치 105: 공정정보 송출장치
110: 통신망 120: 원격 자율진단장치
120': MEC 서버 400: 통신 인터페이스부
410: 제어부 420: MEC 기반 자율진단부
430: 저장부
110: 통신망 120: 원격 자율진단장치
120': MEC 서버 400: 통신 인터페이스부
410: 제어부 420: MEC 기반 자율진단부
430: 저장부
Claims (10)
- 차량의 검사 공정 위치에 설치되어 각 공정별 필요 진단 및 검사 공정과 관련한 공정 정보를 송출하는 공정정보 송출장치; 및
상기 진단 및 검사 공정을 진행하는 상기 차량의 정지 상태 이외의 공정이나 차량의 이동간에는 원격지에 위치하는 다중 에지 컴퓨팅(MEC) 장치로부터 검사 패킷을 다운로드한 후 상기 다운로드한 검사 패킷 내 데이터 중 상기 공정정보 송출장치로부터 수신한 공정 정보에 매칭되는 검사 시퀀스를 자동으로 수행하는 OBD 스캔장치;를 포함하되,
상기 OBD 스캔장치는, 상기 차량의 캔 버스(CAN BUS) 데이터 및 상기 데이터 취득과 관련한 정보를 데이터 분석을 위해 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치로 전송하며,
상기 다중 에지 컴퓨팅 장치는, 상기 OBD 스캔장치로부터 제공되는 데이터를 분석하여 분석 결과를 근거로 공정간 순환 시간을 자동 설정하여 상기 설정에 따른 자율 검사를 진행시키는, 자동차 자율진단 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 OBD 스캔장치는, 상기 공정정보 송출장치와 블루투스 통신을 수행하여 상기 공정 정보를 수신하며, 5G 통신이 가능한 기업 전용망을 이용해 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치와 통신하여 상기 검사 패킷을 다운로드하는, 자동차 자율진단 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 OBD 스캔장치는, 상기 차량의 정지 상태에서 검사 공정을 진행할 때 상기 공정정보 송출장치로부터 제공되는 상기 공정 정보를 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치로 전송하여 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치에 탑재된 가상머신(virtual machine)을 실행해 진단 시퀀스를 수행하는, 자동차 자율진단 시스템. - 삭제
- 삭제
- 차량의 검사 공정 위치에 설치되는 공정정보 송출장치가, 각 공정별 필요 진단 및 검사 공정과 관련한 공정 정보를 송출하는 단계; 및
OBD 스캔장치가, 상기 진단 및 검사 공정을 진행하는 상기 차량의 정지 상태 이외의 공정이나 차량의 이동간에는 원격지에 위치하는 다중 에지 컴퓨팅(MEC) 장치로부터 검사 패킷을 다운로드한 후 상기 다운로드한 검사 패킷 내 데이터 중 상기 공정정보 송출장치로부터 수신한 공정 정보에 매칭되는 검사 시퀀스를 자동으로 수행하는 단계;를 포함하되,
상기 OBD 스캔장치가, 상기 차량의 캔 버스(CAN BUS) 데이터 및 상기 데이터 취득과 관련한 정보를 데이터 분석을 위해 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치로 전송하는 단계; 및
상기 다중 에지 컴퓨팅 장치가, 상기 OBD 스캔장치로부터 제공되는 데이터를 분석하여 분석 결과를 근거로 공정간 순환 시간을 자동 설정하여 상기 설정에 따른 자율 검사를 진행시키는 단계;를
더 포함하는, 자동차 자율진단 시스템의 자동차 자율진단방법. - 제6항에 있어서,
상기 수행하는 단계는,
상기 공정정보 송출장치와 블루투스 통신을 수행하여 상기 공정 정보를 수신하며, 5G 통신이 가능한 기업 전용망을 이용해 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치와 통신하여 상기 검사 패킷을 다운로드하는 단계;를 포함하는, 자동차 자율진단 시스템의 자동차 자율진단방법. - 제6항에 있어서,
상기 OBD 스캔장치가, 상기 차량의 정지 상태에서 검사 공정을 진행할 때 상기 공정정보 송출장치로부터 제공되는 상기 공정 정보를 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치로 전송하여 상기 다중 에지 컴퓨팅 장치에 탑재된 가상머신을 실행해 진단 시퀀스를 수행하는 단계;를 더 포함하는, 자동차 자율진단 시스템의 자동차 자율진단방법. - 삭제
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020230102486A KR102663894B1 (ko) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 자동차 자율진단 시스템 및 그 시스템의 자동차 자율진단 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230102486A KR102663894B1 (ko) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 자동차 자율진단 시스템 및 그 시스템의 자동차 자율진단 방법 |
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2023
- 2023-08-04 KR KR1020230102486A patent/KR102663894B1/ko active IP Right Grant
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