KR20090084059A - 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실제도로와 동일한 환경의 가상도로를 디스플레이하는 디스플레이부와, 운전자가 상기 가상도로를 가상주행하기 위해 조작하는 조작부와, 상기 조작부의 조작에 의해 구동되어 상기 운전자가 감속도 및 가속도를 느끼게 하는 엑츄에이터로 구성되는 차량주행시뮬레이션 시스템에 있어서, 상기 조작부의 조작에 의해 가상주행하고 있는 상기 가상도로의 위치좌표를 생성하는 위치좌표생성부와, 상기 가상도로의 위치좌표를 실제도로의 가상GPS신호로 변환하는 GPS신호변환부와, 상기 가상GPS신호를 수신하여 작동하는 텔레매틱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 차량주행시뮬레이션 시스템에 GPS시뮬레이션을 설치하여 텔레매틱스를 가상의 주행환경에서 실험할 수 있는 효과가 있다.

차량주행시뮬레이션 시스템, GPS시뮬레이션, 텔레매틱스, 가상주행

Description

텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법 {VEHICLE DRIVING SIMULATION SYSTEM FOR AN EXPERIMENT OF TELEMATICS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량주행시뮬레이션 시스템에 GPS시뮬레이션을 설치하여 텔레매틱스를 가상의 주행환경에서 실험할 수 있는 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 텔레매틱스(Telematics)란 인공위성을 이용한 위치확인 시스템(GPS)과 지리정보 시스템(GIS)을 자동차에 접목해 휴대폰이나 PDA 또는 네비게이션 등을 통해 운전자에게 길을 안내하고 실시간으로 교통정보를 알려주는 종합정보 시스템이다.

텔레매틱스는, 일 예로 인터넷 그 자체가 될 수 있고, 보통 차량에 있어서 행선지까지 찾아가는 경로를 안내해 주는 장치와, 원격 진단 등을 위해 GPS 추적장치와 무선통신 등이 결합된 자동차 시스템이다.

예컨대, 음성으로 명령을 내릴 수 있는 무선 서비스를 장착하고 있는 이러한 종류의 텔레매틱스는 자동차 운전자들이 인터넷 접속, 전자우편 송수신, 디지털 비디오나 오디오 파일의 다운로드, 수시로 변화하는 교통 정보의 획득 등, 다양한 무선서비스 기능들을 이용할 수 있게 해준다.

상기한 텔레매틱스는 통신과 정보과학(Informatics)을 합친 용어로 자동차와 컴퓨터와 이동통신 기술의 결합을 의미하는 것으로, 텔레매틱스 기술은 현재 급속히 발전하고 있고, 텔레매틱스 기술 가운데 가장 널리 알려진 것은 네비게이션 기술로, 이미 국내 양산차 중 상당수가 네비게이션 장치를 선택품목으로 장착하고 있다.

이러한 텔레매틱스의 종래의 실험은 실험차량에 텔레매틱스를 설치하고 실제로 주행하면서 실험차량의 위치에 따라 텔레매틱스가 제대로 작동하는지를 실험하고, 운전자가 텔레매틱스를 사용하며 운전할 때 가장 효율적인 텔레매틱스의 장착위치에 대한 실험을 실시하고 있다.

텔레매틱스는 차량이 주행시 주행하고 있는 현재위치에 대한 GPS위성신호를 수신하여 작동하기 때문에, 종래의 텔레매틱스 실험은 실제차량에 텔레매틱스를 장착하여 실제로 주행하면서 실험을 실시하고 있는 실정이다.

종래의 텔레매틱스 실험은 실제차량에 텔레매틱스를 장착하고 실제로 주행하면서 실험을 실시하기 때문에, 운전자의 부주의나 외부요인에 의해 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 차량을 실제로 주행함에 따라 발생하는 유류비 등의 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량주행시뮬레이션 시스템에 GPS시뮬레이션을 설치하여 텔레매틱스를 가상의 주행환경에서도 실제도로의 주행환경과 동일한 환경하에 실험할 수 있는 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같이 이루어지는 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템은 실제도로와 동일한 환경의 가상도로를 디스플레이하는 디스플레이부와, 운전자가 상기 가상도로를 가상주행하기 위해 조작하는 조작부와, 상기 조작부의 조작에 의해 구동되어 상기 운전자가 감속도 및 가속도를 느끼게 하는 엑츄에이터로 구성되는 차량주행시뮬레이션 시스템에 있어서, 상기 조작부의 조작에 의해 가상주행하고 있는 상기 가상도로의 위치좌표를 생성하는 위치좌표생성부와, 상기 가상도로의 위치 좌표를 실제도로의 가상GPS신호로 변환하는 GPS신호변환부와, 상기 가상GPS신호를 수신하여 작동하는 텔레매틱스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 가상주행환경의 변화에 따른 상기 운전자의 신체상태의 변화를 감지하는 센서와, 상기 센서의 감지된 결과를 분석하여 기록하는 기록부로 구성되는 HMI측정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 방법은 실제도로와 동일한 환경의 가상도로를 디스플레이부에 표시하는 단계와, 운전자가 조작부를 조작하는 단계와, 상기 조작부의 조작에 의해 엑츄에이터가 구동되는 단계와, 상기 조작부의 조작에 의해 상기 가상도로를 실제주행환경과 동일한 가상환경에서 가상주행하는 단계와, 위치좌표생성부가 주행하는 상기 가상도로의 위치좌표를 생성하는 단계와, GPS신호변환부가 상기 가상도로의 위치좌표를 실제도로의 가상GPS신호로 변환하는 단계와, 상기 가상GPS신호를 수신하여 텔레매틱스가 작동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 센서에 의해 가상주행환경의 변화에 따른 상기 운전자의 신체상태의 변화를 감지하는 단계와, 감지된 상기 운전자의 신체상태를 분석하여 기록부에 기록하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법은 차량주행시뮬레이션 시스템에 GPS시뮬레이션을 설치하여 텔레매틱스를 가상 의 주행환경에서 실험하기 때문에, 실험을 실시할 때 외부 환경적 요인 및 차량이나 운전자의 상태적 요인에 의한 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 텔레매틱스를 가상의 주행환경에서 실험함으로써, 유류비 등이 발생하지 않아 그에 따른 비용이 절감되는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템을 실시예에 의하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실제도로와 동일한 환경의 가상도로를 디스플레이하는 디스플레이부(110)와, 운전자(140)가 상기 가상도로를 가상주행하기 위해 조작하는 조작부(120)와, 조작부(120)의 조작에 의해 구동되어 운전자(140)가 감속도 및 가속도를 느끼게 하는 엑츄에이터(130)로 구성되는 차량주행시뮬레이션 시스템(100)과, 조작부(120)의 조작에 의해 가상주행하고 있는 상기 가상도로의 위치좌표를 생성하는 위치좌표생성부(210)와, 상기 가상도로의 위치좌표를 실제도로의 가상GPS신호로 변환하는 GPS신호변환부(220)와, 상기 실제GPS신호를 수신하여 작동하는 텔레매틱스를 포함하여 구성된다.

상기 디스플레이부(110)는 실제도로와 동일한 환경의 가상도로를 표시한다.

예를 들어, 서울부터 부산까지 가상주행할 경우에, 서울부터 부산까지의 모든 도로를 이미지화하여 제어부(미도시)에 저장하고, 제어부(미도시)는 저장된 이 미지를 디스플레이부(110)에 표시한다.

운전자(140)가 디스플레이부(110)를 보고 조작부(120)를 조작함에 의해 조작된 정보가 제어부(미도시)로 전송되고, 제어부(미도시)는 전송된 정보를 분석하여 분석된 결과에 따라 디스플레이부(110)에 표현되는 이미지를 제어하게 된다.

따라서, 디스플레이부(110)는 실제주행과 동일하게 도로, 주변환경 및 도로정보를 표현하여 운전자(140)로 하여금 실제주행하는 것과 똑같은 느낌이 들도록 한다.

여기서, 디스플레이부(110)는 LCD모니터, 브라운관모니터 및 빔 프로젝트 등을 포함할 수 있다.

상기 조작부(120)는 운전자(140)가 가상주행하기 위해 조작하는 부분으로 일반 차량의 운전석과 유사하게 형성된다.

예를 들어, 조작부(120)는 일반차량의 운전석, 운전대, 가속페달, 클러치페달 및 변속기 등이 구비되고, 운전자(140)가 이를 사용하여 운전함으로써 가상주행하게 된다.

상기 엑츄에이터(130)는 조작부(120)의 조작에 의해 구동되어 운전자(140)가 감속도 및 가속도를 느끼게 한다.

일반적으로, 엑츄에이터는 가동에너지(전기에너지)를 기계적인 변위 또는 응력으로 변환하는 트랜듀서이다.

이러한 엑츄에이터(130)를 조작부(120)에 설치하고 운전자(140)가 가상주행을 위해 조작부(120)를 조작하면 운전자(140)로 하여금 실제주행과 동일한 환경을 느끼도록 엑츄에이터(130)가 구동된다.

예를 들어, 실제주행을 할 경우 커브길을 주행하게 되면 운전자는 관성력에 의해 한쪽으로 치우치게 된다.

이러한 운전자가 느끼는 관성력을 엑츄에이터(130)의 구동에 의해 운전석을 좌우 또는 상하로 움직이게 하여 가상주행시에도 운전자(140)에게 관성력을 느끼게함으로써 실제주행과 동일한 환경을 조성하게 된다.

상기와 같은 디스플레이부(110), 조작부(120) 및 엑츄에이터(130)로 구성되는 차량주행시뮬레이션 시스템(100)은 종래의 기술과 대략 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템은 상기와 같은 차량주행시뮬레이션 시스템(100)에 GPS시뮬레이션(200)을 더욱 구비함으로써, 텔레매틱스(300)를 가상의 주행환경에서 실험할 수 있게 하는 것이다.

상기 GPS시뮬레이션(200)은 위치좌표생성부(210)와 GPS신호변환부(220)로 구성된다.

상기 위치좌표생성부(210)는 가상주행하고 있는 가상도로의 현재위치좌표를 생성하고, 상기 GPS신호변환부(220)는 생성된 현재위치좌표를 실제도로의 가상GPS신호로 변환한다.

예를 들면, 위치좌표생성부(210)는 가상주행경로에 위치좌표(예를 들어 X,Y)를 설정하고, 위치좌표가 설정된 가상주행경로를 가상주행할 때 차량 동역학의 속도와 가속도에 의하여 현재 가상주행하고 있는 곳의 위치좌표를 생성하여 일정시간 마다 반복적으로 GPS신호변환부(220)로 송신한다.

상기 GPS신호변환부(220)는 수신받은 상기 위치좌표를 실제도로의 가상GPS신호로 변환하여 일정시간마다 반복적으로 텔레매틱스(300)에 송신한다.

예를 들어, 가상주행을 시작하면 위치좌표생성부(210)가 차량 동역학의 속도와 가속도에 의하여 위치좌표(X,Y)를 생성되게 된다.

만약, 시작점으로 천안 톨게이트의 경위도를 차량주행시뮬레이터 상의 국부좌표(0,0)로 설정하고, 종료 점으로 서울 톨게이트의 경위도를 국부좌표(X′, Y′)로 설정하여 국부좌표(0,0)점을 기준으로 측정하고자 하는 지점의 국부좌표 (X,Y)를 계산하여 이를 경위도로 환산하게 되면 그 지점에서의 정확한 가상GPS신호가 나오게 된다.

상기 위치좌표생성부(210)에 의해 생성되는 위치좌표는 모두 미터단위(meter)의 국부좌표(X,Y)값으로 출력이 되기 때문에 이를 경위도 좌표로 환산하거나 반대로 경위도 좌표를 국부좌표 (X,Y)로 환산하기 위해서는 WGS 84 타원체를 기준으로 하는 경위도-미터 환산이 적용된다.

상기 텔레매틱스(300)는 상기와 같이 변환된 가상GPS신호를 일정시간마다 반복적으로 수신하여 작동하게 됨으로써, 가상주행시에도 실제주행과 동일하게 작동하게 되는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템은 가상주행환경의 변화에 따른 운전자(140)의 신체상태의 변화를 감지하는 센서(400)와, 센서(400)의 감지된 결과를 분석하여 기록하는 기록부(410)로 구성되는 HMI측 정부를 더 포함할 수 있다.

상기 센서(400)는 운전자(140)의 신체에 부착되어 가상주행환경의 변화에 따른 운전자(140)의 신체상태의 변화를 감지하여 기록부(410)에 전송한다.

예를 들면, 운전자(140)가 커브길을 주행함으로써 받게 되는 관성력, 감속감 및 가속감에 따라 운전자(140)의 신체상태의 변화를 감지하는 것이다.

이때, 운전자(140)가 텔레매틱스(300)장치를 사용하며 주행할 경우, 텔레매틱스(300)를 어떤 위치에 장착했을 때 안전하고 주행효율이 좋은지를 운전자(140)의 신체상태의 변화를 감지하여 판단할 수 있다.

여기서, 상기 센서(400)에 의해 감지되는 운전자(140)의 신체상태는 심박수, 눈깜빡임, 동공의 움직임, 피부전기저항 및 근전도 등을 포함할 수 있다.

상기 기록부(410)는 센서(400)에 의해 감지된 결과를 분석하고 데이터 화하여 기록하게 되어 기록부(410)에 저장된 데이터를 분석하여 텔레매틱스(300)의 최적설치위치 등을 판단하게 되는 것이다.

본 발명에 의하면, 차량주행시뮬레이션 시스템(100)에 GPS시뮬레이션(200)을 접목하여 텔레매틱스(300)를 가상의 주행환경에서 실험할 수 있어, 텔레매틱스(300) 실험시 운전자(140)의 부주의나 외부요인에 의한 사고를 방지할 수 있고, 유류비 등이 필요하지 않아 비용이 절감되는 뛰어난 효과가 있다.

이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 방법에 대하여 설명한다.

가상주행할 경로를 실제도로와 동일한 가상도로로 이미지화하여 디스플레이부(110)에 표시한다.(S1)

그런 다음, 상기 디스플레이부(110)에 표시된 가상도로를 보며 운전자(140)가 조작부(120)를 조작하여 가상주행을 실시한다.(S2)

이때, 상기 엑츄에이터(130)는 운전자(140)가 조작부(120)를 조작하는 것에 의해 구동되어 운전자(140)에게 감속감 및 가속감을 느끼게 한다.(S3)

예를 들면, 커브길을 가상주행할 때, 운전자(140)가 조작부(120)의 운전대를 조작하면 운전자(140)가 관성력에 의해 한쪽으로 치우치도록 운전석을 좌우 또는 상하로 움직여 운전자(140)가 관성력을 느끼도록 한다.

상기와 같이 운전자(140)가 조작부(120)를 조작하여 가상주행을 실시할 때(S4), 위치좌표생성부(210)는 가상주행하고 있는 현재의 위치의 위치좌표를 생성한다.(S5)

GPS신호변환부(220)는 상기 위치좌표생성부(210)에 의해 생성된 위치좌표를 수신하여 가상GPS신호로 변환한다.(S6)

텔레매틱스(300)는 상기 GPS신호변환부(220)에 의해 변환된 가상GPS신호를 수신하여 작동한다.(S7)

센서(400)는 상기 텔레매틱스(300)를 사용하면 가상주행하고 있는 운전자(140)의 신체에 부착되어, 운전자(140)의 신체상태의 변화를 감지한다.(S8)

기록부(410)는 상기 센서(400)에 의해 감지된 결과를 분석하고 데이터 화하여 저장한다.(S9)

상기 기록부(410)에 저장된 데이터를 분석하여 텔레매틱스의 사용상의 안전성과 효율성에 대한 임상평가를 실시한다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법의 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법의 블럭도이다.

도 3은 본 발명에 따른 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템 및 그 방법의 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 차량주행시뮬레이션 110 : 디스플레이부

120 : 조작부 130 : 엑츄에이터

140 : 운전자 200 : GPS시뮬레이션

210 : 위치좌표생성부 220 : GPS신호변환부

300 : 텔레매틱스 400 : 센서

410 : 기록부

Claims (4)

1. 실제도로와 동일한 환경의 가상도로를 디스플레이하는 디스플레이부와, 운전자가 상기 가상도로를 가상주행하기 위해 조작하는 조작부와, 상기 조작부의 조작에 의해 구동되어 상기 운전자가 감속도 및 가속도를 느끼게 하는 엑츄에이터로 구성되는 차량주행시뮬레이션 시스템에 있어서,

   상기 조작부의 조작에 의해 가상주행하고 있는 상기 가상도로의 위치좌표를 생성하는 위치좌표생성부와;

   상기 가상도로의 위치좌표를 실제도로의 가상GPS신호로 변환하는 GPS신호변환부와;

   상기 가상GPS신호를 수신하여 작동하는 텔레매틱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   가상주행환경의 변화에 따른 상기 운전자의 신체상태의 변화를 감지하는 센서와;

   상기 센서의 감지된 결과를 분석하여 기록하는 기록부로 구성되는 HMI측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 시스템.
3. 실제도로와 동일한 환경의 가상도로를 디스플레이부에 표시하는 단계와;

   운전자가 조작부를 조작하는 단계와;

   상기 조작부의 조작에 의해 엑츄에이터가 구동되는 단계와;

   상기 조작부의 조작에 의해 상기 가상도로를 실제주행환경과 동일한 가상환경에서 가상주행하는 단계와;

   위치좌표생성부가 주행하는 상기 가상도로의 위치좌표를 생성하는 단계와;

   GPS신호변환부가 상기 가상도로의 위치좌표를 실제도로의 가상GPS신호로 변환하는 단계와;

   상기 가상GPS신호를 수신하여 텔레매틱스가 작동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 방법.
4. 제3항에 있어서,

   센서에 의해 가상주행환경의 변화에 따른 상기 운전자의 신체상태의 변화를 감지하는 단계와;

   감지된 상기 운전자의 신체상태를 분석하여 기록부에 기록하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 텔레매틱스 실험을 위한 차량주행시뮬레이션 방법.

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