KR20140058160A - 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

차량용 네비게이션과 GPS가 결합된 시스템에서 차량의 진행방향 정보를 가지고 어떤 도로 위에 위치하는지를 알고 있는 상황에서 교차로와 같은 곳에서 도로맵 정보를 참조한 방송 기법을 통해 보다 정확하고 신속한 정보를 서로 주고 받을 수 있도록 하는 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법을 제시한다. 제시된 차량간 통신 방법은, 네비게이션부가, 자기 차량이 어느 도로 위치상에 존재하는지 궤도를 추적하는 단계, 메시지 수신부가, 전파 범위내의 다른 차량으로부터의 메시지를 수신하는 단계, 도로 좌표 추출부가, 수신된 메시지를 해석하여 도로 좌표 정보를 추출하는 단계, 판단부가, 추출된 도로 좌표 정보 및 추적한 자기 차량의 현재 도로 좌표 정보가 서로 동일 도로 세그먼트에 속하는지에 따라 상기 수신된 메시지의 릴레이 시도 여부를 결정하는 단계, 및 메시지 전파부가, 수신된 메시지를 릴레이하는 것으로 결정됨에 따라 전달되는 수신된 메시지를 동일 도로 세그먼트를 갖는 차량에게로 전파하는 단계를 포함한다.

Description

네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법{Method of inter-vehicle communicating using navigation road map information}
본 발명은 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량간 무선통신 방식에 있어서 네비게이션 도로맵 정보를 사용하여 차량간 보다 효과적인 통신 수단을 제공할 수 있는 방법에 관한 것이다.
현재까지 일반적인 차량간 통신방식은 단일 채널을 사용하여 브로드캐스팅 기법을 적용한 메시지 전파 방식을 사용하고 있다. 이 방식에서는 어떤 한 노드(차량)가 메시지를 브로드캐스팅하면 이를 수신한 모든 노드(차량)는 그 메시지를 리브로드캐스팅(rebroadcasting)하여야 한다. 이때, 브로드캐스팅 메시지가 급격히 늘어나게 되고 트래픽 폭주에 의한 브로드캐스팅 스톰 문제(broadcasting storm problem)를 야기하게 된다.
브로드캐스팅 스톰 문제를 해결하기 위해 제시된 “forward’노드의 선정에 따른 전파방식은 소스노드로부터 전파범위의 가장 먼곳에 위치한 노드들을 선택하여 재방송의 우선순위를 부여하고, 그 주변의 노드들은 우선순위 노드로 부터의 재방송을 청취하는 순간 자신의 재방송 의무는 포기함으로써, 방송 폭주 문제도 없애고 메시지의 원활한 전파를 목적으로 한다. 하지만, 이때 교차로 문제가 발생하게 된다. 교차로 문제는 도 1을 근거로 설명한다. 도 1에서, 노드(차량) A에서 전송된 메시지가 노드 B와 노드 C에 전달되고, 노드 B와 노드 C는 릴레이(relay) 여부를 결정짓는다. 여기서, 노드 C가 먼저 재전송을 시작하면 이 메시지를 노드 B가 듣게 되고 노드 B로서는 노드 C에 의해 재전송이 이루어졌으므로 노드 B 자기는 릴레이(relay)를 포기한다. 이런 상황이 되면 노드 C의 전송 메시지는 노드 D쪽 방향을 향해서는 계속 전파가 되어 나가겠지만, 노드 E의 방향으로는 전달이 끊어지는 현상이 발생한다. 이를 교차로 문제라고 한다.
선행기술로는 대한민국등록특허 850356호(P2P 방식을 이용한 교통정보 서비스 방법 및 장치), 대한민국등록특허 677166호(애드-혹 네트워킹을 이용한 교통정보 교환장치 및 방법) 등이 있다.
대한민국등록특허 850356호는 P2P 방식을 통해 실시간 교통정보에 대한 수집 및 제공서비스를 스스로 구성할 수 있도록 한다. 이를 위해, 대한민국등록특허 850356호는 이동 경로가 입력되면 이동 경로를 다수개의 구간으로 나누고 구간별 이동 속도를 산출하여 광고 메시지를 생성한 후, 광고 메시지를 P2P(Peer To Peer) 방식으로 P2P 교통정보 네트워크에 발행하는 메시지 발행부; P2P 방식으로 P2P 교통정보 네트워크상에 발행된 다수개의 광고 메시지들을 검색하여 이동 경로에 대응되는 광고 메시지들을 유효한 광고 메시지들로 획득하는 메시지 검색부; 및 유효한 광고 메시지들로부터 구간별 이동 속도를 추출한 후 평균하여 구간별 평균 이동 속도를 산출하고, 구간별 평균 이동 속도를 이용하여 이동 경로의 교통상황을 확인하는 메시지 분석부를 포함하여 구성된다. 이에 의하여 시스템을 구축 및 운영에 드는 비용이 획기적으로 감소되며, 새로운 지역에 대한 교통정보도 시스템 변경 작업없이 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 교통정보제공 시스템 동작에 대한 신뢰성 및 안정성이 증대된다.
그리고, 대한민국등록특허 677166호는 도로상의 차량들이 애드-혹(Ad-Hoc) 네트워크로 연결되어 교통정보를 상호 교환하는 교통정보 시스템에서 교통정보를 효율적으로 관리하게 한다. 이를 위해, 대한민국등록특허 677166호는 지정된 주파수를 이용하여 타 차량에 탑재된 교통정보 교환장치와 교통정보를 송수신하는 무선 송수신 장치; 복수의 GPS 위성으로부터 차량의 현재 위치 정보를 수신하는 GPS 수신기; 무선 송수신 장치로 수신되는 교통정보에 포함된 교통상황이 발생한 위치정보를 참조하여, 수신된 교통정보 중 차량의 진행방향에 대한 교통정보를 선택하기 위한 교통정보 선택부; 차량의 이동 방향, 속도를 저장하고, 타 교통정보 교환장치로부터 무선 송수신 장치로 수신되어 교통정보 선택부에서 선택한 교통정보를 저장하기 위한 데이터베이스; 데이터베이스에 저장된 정보를 기반으로 현재 위치 주변의 교통상황을 분석하기 위한 교통정보 분석부; 및 교통정보 분석부의 분석 결과에 따라 무선 송수신 장치를 통해 공중으로 송출하기 위한 교통정보를 생성하기 위한 교통정보 생성부를 포함한다. 이에 의하면 교통정보 교환장치에 저장되는 데이터의 양을 절감할 수 있다.
그러나, 상술한 대한민국등록특허 850356호 및 대한민국등록특허 677166호는 교차로 부분에서의 메시지 전파에 대한 고려가 전혀 없다.
이와 같은 교차로 문제를 해결하기 위해, 송신자와 수신자의 각도에 따라 소속 클래스를 결정하고 재전송 forwarder로 역할을 할지 말지 결정하는 방법이 있을 수 있다. 즉, 같은 클래스로부터 리던던트(redundant) 메시지가 오면 자기는 포기하고 그렇지 않으면 그 메시지는 무시한다. 하지만, 이 방법은 송수신각을 계산하기 위해 크로스 레이어(cross layer) 기법을 도입하고 좌표값을 이용하여 각도를 계산하는 부담과 각도계산 오차에 따른 오류가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 차량용 네비게이션과 GPS가 결합된 시스템에서 차량의 진행방향 정보를 가지고 어떤 도로 위에 위치하는지를 알고 있는 상황에서 교차로와 같은 곳에서 도로맵 정보를 참조한 방송 기법을 통해 보다 정확하고 신속한 정보를 서로 주고 받을 수 있도록 하는 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법은, 네비게이션부가, 자기 차량이 어느 도로 위치상에 존재하는지 궤도를 추적하는 단계; 메시지 수신부가, 전파 범위내의 다른 차량으로부터의 메시지를 수신하는 단계; 도로 좌표 추출부가, 상기 메시지를 수신하는 단계에서 수신된 메시지를 해석하여 도로 좌표 정보를 추출하는 단계; 판단부가, 상기 도로 좌표 정보를 추출하는 단계에서 추출된 도로 좌표 정보 및 상기 궤도를 추적하는 단계에서 추적한 상기 자기 차량의 현재 도로 좌표 정보가 서로 동일 도로 세그먼트에 속하는지에 따라 상기 수신된 메시지의 릴레이 시도 여부를 결정하는 단계; 및 메시지 전파부가, 상기 수신된 메시지의 릴레이 시도 여부를 결정하는 단계에 의해 상기 수신된 메시지를 릴레이하는 것으로 결정됨에 따라 전달되는 상기 수신된 메시지를 동일 도로 세그먼트를 갖는 차량에게로 전파하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 수신된 메시지의 릴레이 시도 여부를 결정하는 단계는, 상기 추출된 도로 좌표 정보 및 상기 자기 차량의 현재 도로 좌표 정보가 상기 동일 도로 세그먼트에 속하면 상기 수신된 메시지를 무시하는 것으로 결정한다.
한편, 상기 수신된 메시지의 릴레이 시도 여부를 결정하는 단계는, 상기 추출된 도로 좌표 정보 및 상기 자기 차량의 현재 도로 좌표 정보가 상기 동일 도로 세그먼트에 속하지 않으면 상기 수신된 메시지의 릴레이를 시도하는 것으로 결정한다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 기존의 브로드캐스팅에 의해 차량간 교통정보 전송 방식에서의 교차로 문제를 해결할 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 전파 메시지의 송신자와 수신자간의 각도를 계산하는 번거로움을 피하고, 차량 운행 중에 항시 알 수 있는 도로 정보를 네비게이션과 협동으로 알 수 있다는 점을 이용하여 교차로 문제를 해결함으로써, 효율적인 차량간 통신 방식을 제공한다. 따라서, 본 발명은 차량간에 자신의 정보 및 정체구간을 차량끼리 효율적으로 전송하고, 구조물 설치가 필요 없이 차량간 정보를 실시간으로 전달할 수 있다.
도 1은 종래의 교차로 문제를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 장치의 내부 구성도이다.
도 3은 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 4는 도 3의 플로우차트 설명에 채용되는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 장치의 내부 구성도이다.
본 발명은, 적어도 교차로에서는 각 도로 세그먼트에 따른 구분자(Road ID)가 부여된 것으로 한다.
네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 장치는, 네비게이션부(10), 메시지 수신부(20), 도로 좌표 추출부(30), 판단부(40), 및 메시지 전파부(50)를 포함한다.
네비게이션부(10)는 차량에 설치된다. 네비게이션부(10)는 GPS 좌표값을 갖는다. 네비게이션부(10)는 항상 자기 차량이 어느 도로 위치상에 존재하는지 파악하기 위해 자기 차량의 궤도를 추적한다.
메시지 수신부(20)는 전파 범위내의 다른 차량으로부터의 메시지(도로 좌표정보를 포함)를 수신한다.
도로 좌표 추출부(30)는 메시지 수신부(20)에서 수신한 메시지를 해석하여 그 메시지에 포함되어 있는 도로 좌표 정보를 추출한다.
판단부(40)는 도로 좌표 추출부(30)에서 추출한 도로 좌표 정보 및 네비게이션부(10)에서 추적한 자기 차량의 현재 도로 좌표 정보가 서로 동일 도로 세그먼트에 속하는지에 따라 수신된 메시지의 릴레이 시도 여부를 결정한다. 여기서, 판단부(40)는 추출된 도로 좌표 정보 및 자기 차량의 현재 도로 좌표 정보가 동일 도로 세그먼트에 속하면 수신된 메시지의 릴레이 시도를 포기하는 것으로 결정한다. 이와 달리, 판단부(40)는 추출된 도로 좌표 정보 및 자기 차량의 현재 도로 좌표 정보가 동일 도로 세그먼트에 속하지 않으면 수신된 메시지의 릴레이를 시도하는 것으로 결정한다.
메시지 전파부(50)는 판단부(40)에서 수신된 메시지를 릴레이하는 것으로 결정하게 되면 수신된 메시지를 동일 도로 세그먼트를 갖는 차량에게로 전파한다.
도 3은 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법을 설명하기 위한 플로우차트이고, 도 4는 도 3의 플로우차트 설명에 채용되는 도면이다.
우선, 적어도 교차로에는 각 도로 세그먼트에 따른 구분자(Road ID)가 부여된 것으로 설정한다.
각 차량에 설치된 네비게이션부(10)는 GPS 좌표값을 갖고 항상 자기가 어느 도로 위치상에 존재하는지를 파악하기 위해 자기 차량의 궤도를 항상 추적하고 있다(S10). 이때, 차량간에 전달 메시지는 도로 좌표 정보 뿐만 아니라 도로 세그먼트 정보(예, NS-#m-k는 남북도로 m에서 세그먼트 k 도로상에 있는 차량 또는 노드의 뜻)를 포함하여 전송한다.
만약, 임의의 차량(노드)으로부터의 메시지를 전파 범위내의 다른 차량이 수신하게 되면(S20에서 "Yes") 즉, 해당 차량의 메시지 수신부(20)가 다른 차량으로부터의 메시지를 수신하게 되면 수신 차량의 도로 좌표 추출부(30)는 수신된 메시지를 해석하여 그 메시지에 포함된 도로 좌표 정보를 추출한다(S30).
이어, 판단부(40)는 그 추출된 도로 좌표 정보와 네비게이션부(10)로부터의 자기 차량의 현재의 도로 좌표 정보를 서로 비교한다(S40).
그 비교 결과, 판단부(40)는 그 추출된 도로 좌표 정보와 자기 차량의 현재의 도로 좌표 정보가 동일 도로 세그먼트에 속하면(S50에서 "Yes") 그 수신된 메시지를 무시함으로써 그 수신된 메시지의 릴레이 시도를 포기한다(S60).
반대로, 판단부(40)는 그 추출된 도로 좌표 정보와 자기 차량의 현재의 도로 좌표 정보가 동일 도로 세그먼트에 속하지 않으면(S50에서 "No") 그 수신된 메시지의 릴레이를 시도한다(S70). 예를 들어, 도 4에서와 같이 차량(노드) A에서 전송된 메시지는 차량(노드) B와 차량(노드) C에서 수신된다면, 차량 B와 차량 C는 수신된 메시지가 동일 도로 세그먼트가 아니므로 릴레이(relay)를 시도할 것이다. 이때, 차량 C에서 먼저 릴레이(relay)를 시도하여 차량 B 및 차량 E가 그 전송되는 메시지를 엿듣기(overhearing)하더라도 차량 C의 재전송 메시지가 NS-#m-l 도로 정보를 가지고 있으므로, 차량 B의 NS-#m-k와 일치하지 않아서 차량 B는 릴레이를 실시하여 차량 F 방향으로 메시지의 전파를 행한다. 이와 함께, 차량 E는 자신의 EW-#n-i와 다르므로 차량 E도 역시 릴레이를 실시하여 차량 G 방향으로 메시지 전파를 행하게 된다.
이와 같이, 종래의 방식에서는 교차로 문제가 발생하였으나, 상술한 본 발명에 의하면 교차로 문제가 해결된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10 : 네비게이션부
20 : 메시지 수신부
30 : 도로 좌표 추출부
40 : 판단부
50 : 메시지 전파부

Claims (1)

  1. 네비게이션부가, 자기 차량이 어느 도로 위치상에 존재하는지 궤도를 추적하는 단계;
    메시지 수신부가, 전파 범위내의 다른 차량으로부터의 메시지를 수신하는 단계;
    도로 좌표 추출부가, 상기 메시지를 수신하는 단계에서 수신된 메시지를 해석하여 도로 좌표 정보를 추출하는 단계;
    판단부가, 상기 도로 좌표 정보를 추출하는 단계에서 추출된 도로 좌표 정보 및 상기 궤도를 추적하는 단계에서 추적한 상기 자기 차량의 현재 도로 좌표 정보가 서로 동일 도로 세그먼트에 속하는지에 따라 상기 수신된 메시지의 릴레이 시도 여부를 결정하는 단계; 및
    메시지 전파부가, 상기 수신된 메시지의 릴레이 시도 여부를 결정하는 단계에 의해 상기 수신된 메시지를 릴레이하는 것으로 결정됨에 따라 전달되는 상기 수신된 메시지를 동일 도로 세그먼트를 갖는 차량에게로 전파하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 도로맵 정보를 이용한 차량간 통신 방법.

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