KR20210106377A - 원격 조작 주행 세션을 호출하기 위한 방법, 방법의 단계들을 수행하기 위한 장치, 차량 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 제안은 자동 주행 기능을 구비한 차량(10)에 대한 원격 조작 주행 세션(이하, ToD 세션이라고 함)을 호출하기 위한 방법에 대응하며, 차량(10)은 다수의 환경 검출 센서(150, 151, 182, 186), 및 제어 센터 컴퓨터(320)와 통신하기 위한 통신 모듈(160)을 구비한다. 방법은 ToD 세션이 호출되어야 하는 때 차량(10)과 제어 센터 컴퓨터(320) 사이의 통신에 대한 서비스 품질 예측(QoS, quality of service)을 결정하는 단계, 및 QoS 예측에 기초하여 ToD 세션 동안 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 데이터의 유형을 선택하는 단계를 포함한다. 방법은 적어도 QoS 예측에서 제시되는 이용가능한 말단간 레이턴시에 기초하여 ToD 세션에 대한 제어 유형을 선택하는 단계, 및 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 선택된 데이터 유형 및 선택된 제어 유형으로 ToD 세션을 개시하는 단계를 특징으로 한다. 이것은 ToD 세션들의 전체 성능을 향상시킨다.

Description

원격 조작 주행 세션을 호출하기 위한 방법, 방법의 단계들을 수행하기 위한 장치, 차량 및 컴퓨터 프로그램{METHOD FOR INVOKING A TELEOPERATED DRIVING SESSION, APPARATUS FOR PERFORMING THE STEPS OF THE METHOD, VEHICLE AND COMPUTER PROGRAM}
본 개시는 원격 조작 주행 세션을 호출하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 제안은 또한 방법의 단계들을 수행하기 위한 대응하는 장치, 대응하는 차량 및 대응하는 컴퓨터 프로그램을 개시한다.
원격 조작 주행(ToD, teleoperated driving)은 점점 더 많은 관심을 끌고 있다. 이와 관련하여, "원격 조작 주행"은 외부 오퍼레이터가 차량을 원격 제어하는 것을 의미한다. 외부 오퍼레이터는 제어 센터(CC)에 위치한다. 제어 센터와 차량 사이에는 큰 거리가 있을 수 있다. 제어 센터 및 차량은 라디오 통신 시스템 및 그의 백홀을 통해 연결된다. 주로 라디오 통신 시스템은 LTE 또는 5G와 같은 공개 모바일 통신 시스템의 일부이다.
원격 조작 주행은 안전 관련 시간-임계 응용들에 속하며, 정보의 교환을 위한 요건들은 낮은 레이턴시, 높은 데이터 레이트 및 높은 신뢰성이다.
자율 주행(때때로 자동 주행, 자동화된 주행 또는 유인 주행(piloted driving)이라고 함)은 대체로 자율적인 차량들, 모바일 로봇들 및 무인 수송 시스템들의 이동이다. 자율 주행의 상이한 정도들이 있다. 유럽의 다양한 수송 부처들, 예를 들어 독일의 도로 시스템들을 위한 연방 기관(Federal Institute for Road Systems)(Bundesanstalt fur StraBenwesen)이 관련되고, 협력하고, 다음의 자율 스테이지들을 정의하였다.
Figure pat00001
레벨 0: "운전자 전용(Driver only)", 운전자가 직접 주행하고, 조종하고, 급유하고, 제동하고, 기타 등등이다.
Figure pat00002
레벨 1: 특정 보조 시스템들이 차량 조작(순항 제어 시스템-자동 순항 제어(ACC)를 포함함)을 돕는다.
Figure pat00003
레벨 2: 부분 자동화. 여기서, 자동 주차, 추적 기능, 일반적 종방향 안내, 가속, 감속 등(충돌 회피를 포함함)이 보조 시스템들에 의해 인계된다.
Figure pat00004
레벨 3: 고도의 자동화. 운전자는 시스템을 지속적으로 모니터링할 필요가 없다. 차량은 방향 지시등의 트리거링, 차선 변경 및 추적과 같은 기능들을 독립적으로 수행한다. 운전자는 다른 것들에 의지할 수 있지만, 요청되는 경우, 시스템은 사전 경고 기간 내에 지휘권(lead)을 얻도록 요청된다. 이러한 형태의 자율성은 고속도로 상에서 기술적으로 실현 가능하다. 입법자들은 레벨 3 차량들을 허용하도록 작업하고 있다. 법적 체계가 이미 구축되었다.
Figure pat00005
레벨 4: 완전 자동화. 차량의 안내는 시스템에 의해 영구적으로 채택된다. 시스템이 더 이상 태스크들을 처리할 수 없는 경우, 운전자는 지휘권을 취하도록 요청될 수 있다.
Figure pat00006
레벨 5: 운전자 불필요. 타겟을 설정하고 시스템을 시작하는 것 외에는, 사람의 개입이 요구되지 않는다.
레벨들의 약간 상이한 정의가 SAE(Society of Automotive Engineers)로부터 알려져 있다. 이것은 이 점에서 SAE J3016 표준이라고 한다. 이것은 또한 위에 주어진 정의 대신 사용될 수 있다.
자동 주행 차량은 그의 환경의 인식에 기초하는 것은 물론, 미리 정의된 교통 법규들로부터 그의 결정을 행한다. 그리고 자동 차량은 차량이 더 이상 그의 계획된 루트를 계속할 수 없는 상황들을 경험할 수 있다는 것이 관찰되었다. 환경의 부정확한 해석, 센서 고장, 열악한 도로 상태 또는 미확인 이벤트는 차량이 그의 자동 주행 세션을 계속할 수 있는 것을 방해할 수 있다. 데드록 상황(deadlock situation)의 근본 원인을 진정으로 식별하기 위해 모든 가능한 반복들을 구별하는 것은 가능하지 않다.
원격 조작 주행(ToD)은 해석 문제들 또는 데드록들과 같은 L4/L5 주행 차량들의 문제들을 해결하기 위한 핵심 기술이 될 수 있다. 이러한 문제들은 자동 주행 차량들(AV)이 불명확한 교통 상황, 예를 들어 사고 또는 건설 현장으로 인해 상황을 해석하고 해결할 수 없을 때 발생한다. 이러한 차량들은 소위 제어 센터(CC)일 것인, 상황을 해결하기 위한 다른 누군가로부터의 외부 지시를 필요로 한다. ToD 차량은 이에 의해 원격 주행될 것이다.
ToD 성능은 통신 링크 성능과 관련되는 것으로 알려져 있다. 이 링크는 차량과 기지국 사이의 에어 인터페이스(Uu 링크) 및 이어서 오퍼레이터 백본(코어 네트워크)을 통한 연결을 포함한다. 링크의 품질에 따라, 차량의 제어가 적응될 것이고: 차량은 직접(조이스틱과 유사함) 또는 간접적으로(중간 지점 또는 환경 모델 에디션) 제어될 것이다. 둘 사이의 결정은 본 발명의 범위 내에 있다.
따라서, 통신 시스템의 예상 서비스 품질(QoS, quality of service) 핵심 성능 지표들(KPI들)에 따라, ToD 세션들을 그에 맞춰 적응시키는 것이 어떻게 가능한지가 문제이다.
따라서, 하나의 접근법은 QoS의 정성적 설명들을 사용하고, 어떤 데이터를 송신할지를 결정하고, ToD 세션에 대한 제어 유형을 추정하는 것이다.
US 10 437 247 B2에는, 차량 내의 자율 제어 시스템과 원격 오퍼레이터 사이에서 전환함으로써 차량을 조작하기 위한 시스템들 및 방법들이 설명되어 있다. 자율 제어 시스템과 원격 오퍼레이터 사이의 핸드오버를 위해, 시스템은 적어도 원격 조작 제어 유형을 선택하기 위해 차량의 현재 조종 파라미터들을 처리할 수 있다. 시스템은 또한 차량의 원격 조작 동안 구현되도록 구성되는 자동화된 특징들의 세트를 포함하는 동시 특징 프로파일을 생성할 수 있다. 시스템은 차량이 동시 특징 프로파일에 따라 자율적으로 또는 반자율적으로 동작하는 동안 원격 조작 제어 유형에 따라 차량 제어의 핸드오버를 구현할 수 있다.
US 2019/0163176 A1에서는 자율 차량의 제어를 원격 오퍼레이터에게 이전하기 위한 방법이 제시된다.
US 2019/0245647 A1에서는 통신 참여자들 간의 데이터 통신을 위한 방법이 설명되며, 이 방법은 송신 참여자의 환경을 관찰하는 단계, 통신 참여자들의 위치 및 모션을 결정하는 단계, 및 나중 시점에서의 송신 조건들을 추정하는 단계를 포함한다. 이 솔루션은 데이터 통신을 위한 데이터를 상이한 카테고리들로 분류하는 것에 기초하며, 카테고리들은 송신 에러들에 대한 데이터의 민감성을 결정하여, 어느 데이터가 양호한 송신 조건들에서만 송신되고 어느 데이터가 좋지 않은 송신 조건들에서 송신되어야 하는지를 결정하며, 그에 따라 송신국은 상이한 카테고리들에서 데이터의 송신을 계획한다. 이 방법은 카테고리 데이터에 기초하여 송신될 데이터가 추정된 송신 조건들에 맞는 카테고리 내에 있도록 송신 조건들이 추정된 주어진 시간에 데이터 송신을 선택하는 단계, 및 선택된 데이터를 송신하는 단계를 더 포함한다.
W0 2019/081039 A1은 원격 조작 주행을 위한 통신 시스템의 폐루프 제어를 설명한다. 이 제안은 원격 조작 가능 차량을 위한 네트워크 오퍼레이터(OMS), 원격 조작 애플리케이션(TOApplication) 및 애플리케이션(TODriver)에 관련된다. OMS는 적어도 하나의 루트를 따라 원격 조작가능 차량을 원격 조작하기 위한 네트워크 슬라이스를 생성하고, TOApplication으로부터, 적어도 하나의 루트에 대한 QoS를 포함하는 슬라이스 구성 요청을 수신하고, 적어도 하나의 루트에 대한 QoS를 지원하도록 네트워크 슬라이스를 구성할 수 있다. TOApplication은 네트워크 슬라이스를 생성하기 위한 요청을 OMS를 향해 통신하고, 원격 조작 구성들의 세트를 포함하는 원격 조작 서비스 요청을 원격 조작 가능 차량으로부터 수신하고, 각각의 원격 조작 구성을 각각의 QoS에 매핑하고, QoS를 포함하는 슬라이스 구성 요청을 OMS에 송신할 수 있다. TODriver는 TOApplication에 원격 조작 서비스 요청을 송신하고, TOApplication으로부터의 정보에 기초하여 원격 조작 가능 차량이 따라갈 루트를 제어할 수 있다.
US 9 494 935 B2에는, 자율 승객 차량을 원격 조작하기 위한 컴퓨터 디바이스들, 시스템들 및 방법들이 개시되어 있다. 자율 차량이 도로 건설 또는 장애물과 같은 자율적인 동작에 부적절한 예상치 못한 주행 환경을 만날 때, 차량 센서들은 이미지들, 레이더 및 라이더 데이터 등을 포함하는, 차량 및 예상치 못한 주행 환경에 관한 데이터를 캡처할 수 있다. 캡처된 데이터는 원격 오퍼레이터에게 송신될 수 있다. 원격 오퍼레이터는 수동으로 차량을 원격 조작하거나, 다양한 차량 시스템들에 의해 실행될 커맨드들을 자율 차량에 발행할 수 있다. 원격 오퍼레이터에게 송신되는 캡처된 데이터는 예를 들어 캡처된 데이터의 제한된 서브세트를 송신함으로써 대역폭을 보존하도록 최적화될 수 있다.
지금까지, 결정은 링크의 품질을 설명하는 솔루션에 기초하며, 이는 링크의 품질을 송신된 데이터와 관련시킨 다음, 제어 유형을 결정한다.
이 솔루션에 대한 다수의 제한이 있다. 첫째, QoS의 설명은 매우 정성적이다. 둘째, 이 솔루션은 제어 유형이 입력에 의존하는 것으로 가정한다(예를 들어, 저해상도 이미지들은 간접 제어를 암시한다). 이러한 가정은 제한적인데, 이는 송신 데이터 선택이 업링크 데이터 레이트에 의존하는 반면, 제어 유형은 말단간 레이턴시를 사용하여 선택되어야 하기 때문이다. 실제로, 레이턴시가 충분히 양호한 경우에는 고해상도, 고주파수 이미지들을 이용하여 자동차를 직접 지휘하는 것이 가능할 수 있다.
이것은 QoS 설명에서 정확하지 않으며, 자동차가 직접 제어될 수 있지만 상이한 유형의 데이터가 송신될 수 있는 많은 경우를 금지하는데, 이는 제어가 레이턴시 및 데이터 송신에 의해 주로 데이터 레이트에 의해 제한되기 때문이다.
따라서, 필요한 경우 ToD 세션의 성능을 개선하기 위해 어떤 유형의 ToD 세션 제어가 결정된 QoS 예측에 더 적절하고 어떤 유형의 데이터가 결정된 QoS 예측에 더 적합한지를 어떻게 더 정확하게 선택할지에 대한 문제에 대답하는 것이 필요하다.
이들 및 다른 목적들은 청구항 1에 따른 방법, 청구항 6에 따른 방법의 단계들을 수행하기 위한 대응하는 장치, 청구항 11에 따른 차량 및 청구항 12에 따른 대응하는 컴퓨터 프로그램으로 해결된다.
종속 청구항들은 본 개시에 따른 방법, 디바이스들 및 컴퓨터 프로그램에 대한 유리한 개발들 및 개선들을 포함한다.
문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일반적인 실시예는 자동 주행 기능을 구비한 차량에 대한, 이하 ToD 세션으로 지칭되는 원격 조작 주행 세션을 호출하기 위한 방법에 있으며, 차량은 다수의 환경 검출 센서, 및 제어 센터 컴퓨터와 통신하기 위한 통신 모듈을 구비한다. 이 방법은 ToD 세션이 호출되어야 하는 때 차량과 제어 센터 컴퓨터 사이의 통신에 대한 서비스 품질 예측을 결정하는 단계, 및 QoS 예측에 기초하여 ToD 세션 동안 제어 센터 컴퓨터와 교환될 데이터의 유형을 선택하는 단계를 포함한다. 이 방법은 적어도 QoS 예측에서 제시되는 이용가능한 말단간 레이턴시에 기초하여 ToD 세션에 대한 제어 유형을 선택하는 단계, 및 선택된 제어 유형 및 제어 센터 컴퓨터와 교환될 선택된 데이터 유형으로 ToD 세션을 개시하는 단계를 더 포함한다.
기본적으로 2가지 유형의 ToD 세션 주행 제어가 존재하는데, 그 중 하나는 제어 센터 내의 오퍼레이터가 원격 조종 휠 및 스로틀 및 브레이킹 패들을 사용하는 직접 제어이다. 여기서, 오퍼레이터는 차량과 제어 센터 컴퓨터 사이에 확립되는 환경 검출 센서들로부터의 스트리밍 세션에서 그가 수신하는 시각적 피드백에 기초하여 차량을 주행한다. 다른 하나의 제어 형태는 제어 센터 컴퓨터가 실시간 조건들에서 조종, 제동 및 스로틀을 직접 제어하는 라이브 제어 커맨드들을 송신하지 않는 간접 제어이다. 대신에, 차단 상황을 회피하기 위해 차량이 주행할 궤적 상에 있는 중간 지점들이 차량에 제출된다. 자율 주행 기능은 중간 지점들을 얻고 연속적인 위치들로 간헐적으로 주행한다. 그러나, 이것은 직접 제어보다 휠씬 더 오래 걸린다. 어느 제어 유형이 사용되어야 하는지의 결정을 위해, ToD 세션의 전체 성능이 더 양호한 말단간 레이턴시가 고려되어야 한다.
ToD 세션 동안 제어 센터 컴퓨터와 교환될 데이터의 유형을 선택하는 단계가 QoS 예측에서 제시되는 이용가능한 데이터 레이트에 기초하여 제어 센터 컴퓨터와 교환될 데이터의 유형을 선택하는 단계를 포함할 때, ToD 세션 동안의 원격 제어의 성능이 더 증가될 수 있다.
물론, 서비스 품질 예측은 또한 ToD 세션의 성능을 위해 중요하다. 주로, QoS 예측은 내장된 환경 검출 센서들의 관찰들에 기초하여 차량 자체에서 수행된다. ToD 세션이 호출되어야 하는 때 차량과 제어 센터 컴퓨터 사이의 통신에 대한 서비스 품질 예측을 결정하는 단계가 통신 서비스 예측 서버 또는 제어 센터 컴퓨터로부터 QoS 예측을 수신하는 단계를 포함하는 것이 유리하다. 네트워크 오퍼레이터는 이력 환경 관찰들 및 통계 분석에 기초하여 차량 위치에 대한 양호한 QoS 예측을 가질 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, ToD 세션 요구 메시지를 제어 센터 컴퓨터(320)에 송신하는 것을 개시하는 단계로 ToD 세션을 개시하는 것이 유리하며, ToD 세션 요구 메시지는 선택된 제어 유형 및 제어 센터 컴퓨터와 교환될 선택된 데이터 유형에 관한 정보를 포함한다.
더 향상된 실시예에서, 본 발명에 따른 방법은 QoS 예측의 수신 신호 강도(RSS)를 평가하는 단계를 더 포함하고, 예측된 RSS 값이 한계 값 미만이라는 것이 발견될 때, ToD 세션은 종료된다. 이러한 방식으로, ToD 세션의 준비는 수신 신호 강도가 열악하다는 것이 발견될 때 중단될 것이다. 이러한 아이디어는 불필요한 ToD 세션 준비들을 피하는 것을 돕는다.
다른 실시예에서, 본 발명은 본 발명에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 구성되는 장치에 관한 것이다. 장치는 다수의 환경 검출 센서들 및 제어 센터 컴퓨터와 통신하기 위한 통신 모듈, 및 처리 디바이스를 포함한다. 처리 디바이스는 원격 조작 주행 세션이 호출되어야 하는 때 차량과 제어 센터 컴퓨터 사이의 통신에 대한 서비스 품질 예측을 결정하기 위한 수단, QoS 예측에 기초하여 ToD 세션 동안 제어 센터 컴퓨터와 교환될 데이터의 유형을 선택하기 위한 수단, 적어도 QoS 예측에서 제시되는 이용가능한 말단간 레이턴시에 기초하여 ToD 세션에 대한 제어 유형을 선택하기 위한 수단, 및 선택된 제어 유형 및 제어 센터 컴퓨터와 교환될 선택된 데이터 유형에 기초하여 ToD 세션을 개시하기 위한 수단을 포함하는 것이 유리하다.
ToD 세션의 개시는 제어 센터 컴퓨터로의 ToD 세션 요청 메시지의 송신을 개시하기 위한 수단을 이용하여 유리하게 수행될 수 있다. 여기서, ToD 세션 요청 메시지가 제어 센터 컴퓨터와 교환될 선택된 데이터 유형 및 선택된 제어 유형을 포함하는 것이 더 유리하다. 이러한 방식으로, 가장 적절한 ToD 세션이 호출될 것이고, ToD 세션의 전체 성능이 증가될 것이다.
향상된 실시예에서, ToD 세션이 호출되어야 하는 때 차량과 제어 센터 컴퓨터 사이의 통신에 대한 서비스 품질 예측을 결정하기 위한 수단은 통신 서비스 예측 서버 또는 제어 센터 컴퓨터로부터 QoS 예측을 수신하기 위한 수단을 포함한다. 이러한 방식으로, 백엔드에서 과거로부터의 복수의 QoS 예측의 결과들이 보관될 수 있고, 통계적 분석을 이용하여 평가될 수 있기 때문에, QoS 예측들의 정확도가 증가될 수 있다.
바람직하게, 통신 서비스 예측 서버 또는 제어 센터 컴퓨터로부터 QoS 예측을 수신하기 위한 수단은 통신 모듈을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 장치를 구비하는 차량에 관한 것이다.
본 제안은 또한 본 발명에 따른 장치의 처리 디바이스에서 실행될 때 처리 디바이스로 하여금 본 발명에 따른 방법을 수행하게 하는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
요약하면, 본 발명에 따르면, 서비스 품질을 다수의 값으로 간주하고, ToD 결정(데이터 송신 및 제어 유형)에 대한 모든 이러한 지표들의 영향을 고려하는 것이 가능하다.
위에서 제시된 솔루션은 전체 ToD 세션에 대해 제공된다. 그러나, 전체 ToD 세션의 섹션들에 대해서도 동일한 개념이 적용될 수 있다. 그리고 이것은 장래의 QoS가 더 작은 시간 간격들로 분할되고, 송신 데이터 유형 및 제어 유형이 각각의 간격에 대해 변경될 수 있음을 의미한다. 그러나, 수신 신호 강도 값(RSS)이 소정의 시점에서 너무 낮으면, 전체 ToD 세션이 중단될 것이라는 점에 유의한다.
본 개시의 예시적인 실시예들이 도면들에 도시되며, 다음의 설명에서 더 상세하게 설명된다.
도면들에서:
도 1은 V2V 및 V2X 통신 시스템의 주요 아키텍처를 예시한다.
도 2는 원격 조작 주행의 제1 응용 시나리오를 도시한다.
도 3은 차량의 전자 시스템의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 제안을 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램의 흐름도를 도시한다.
도 5는 상기 ToD 세션 동안 상기 제어 센터 컴퓨터와 교환될 데이터의 유형을 선택하고, 적어도 상기 QoS 예측에서 제시되는 이용가능한 말단간 레이턴시에 기초하여 상기 ToD 세션에 대한 제어 유형을 선택하기 위한 알고리즘에서 사용되는 상이한 QoS 예측 범위들을 갖는 표의 예를 도시한다.
도 6은 ToD 세션 요청 메시지의 포맷을 도시한다.
본 설명은 본 개시의 원리들을 예시한다. 따라서, 이 분야의 기술자들은 본 명세서에서 명시적으로 설명되거나 도시되지 않았지만 본 개시의 원리들을 구현하는 다양한 배열들을 고안할 수 있음을 이해할 것이다.
본 명세서에 기재된 모든 예들 및 조건부 언어는 독자가 본 개시의 원리들 및 발명자에 의해 기술의 발전에 기여된 개념들을 이해하는 데 도움을 주려는 교육적 목적으로 의도된 것이며, 구체적으로 기재된 그러한 예들 및 조건들로 제한되지 않는 것으로 해석되어야 한다.
더욱이, 본 개시의 원리들, 양태들 및 실시예들은 물론, 그들의 특정 예들을 기재하는 본 명세서의 모든 설명은 그들의 구조적 및 기능적 균등물들 모두를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 이러한 균등물들은 현재 알려진 균등물들뿐만 아니라 미래에 개발될 균등물들, 즉, 구조에 관계없이 동일한 기능을 수행하는 개발될 임의의 요소들도 포함하는 것으로 의도된다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서에 제시된 도면들은 본 개시의 원리들을 구현하는 예시적인 회로의 개념도들을 나타낸다는 것이 이 분야의 기술자들에 의해 인식될 것이다. 도면들에 도시된 다양한 요소들의 기능들은 전용 하드웨어의 사용은 물론, 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어의 사용에 의해 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 기능들은 단일 전용 프로세서에 의해, 단일 공유 프로세서에 의해, 또는 일부가 공유될 수 있는 복수의 개별 프로세서에 의해 제공될 수 있다. 더욱이, 용어 "프로세서" 또는 "제어기"의 명시적인 사용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어만을 지칭하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 비휘발성 저장소를 암시적으로 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
전통적인 그리고/또는 맞춤형인 다른 하드웨어도 포함될 수 있다. 유사하게, 도면들에 도시된 임의의 스위치들은 개념적일 뿐이다. 그들의 기능은 프로그램 로직의 동작을 통해, 전용 로직을 통해, 프로그램 제어 및 전용 로직의 상호작용을 통해 또는 심지어는 수동으로 수행될 수 있으며, 맥락으로부터 더 구체적으로 이해되는 바와 같이 구현자에 의해 특정 기술이 선택 가능하다.
본 명세서의 청구항들에서, 지정된 기능을 수행하기 위한 수단으로서 표현된 임의의 요소는 예를 들어, a) 그러한 기능을 수행하는 회로 요소들의 결합 또는 b) 기능을 수행하기 위해 해당 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합되는 임의의 형태의, 따라서 펌웨어, 마이크로코드 등을 포함하는 소프트웨어를 포함하는, 그러한 기능을 수행하는 임의의 방식을 포함하도록 의도된다. 그러한 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 본 개시는 다양한 기재된 수단들에 의해 제공되는 기능들이 청구항들이 요구하는 방식으로 결합되고 화합된다는 사실에 존재한다. 따라서, 그러한 기능들을 제공할 수 있는 임의의 수단들은 본 명세서에서 도시된 것들과 동등한 것으로 간주된다.
도 1은 본 제안을 위한 시스템 아키텍처를 도시한다. 참조 번호 10은 차량을 나타낸다. 도시된 차량(10)은 자동차로서 예시된다. 승용차가 도시된다. 다른 예들에서, 그것은 임의의 유형의 차량일 수 있다. 다른 유형의 차량의 예는 버스, 모터사이클, 상용차, 특히 트럭, 농업 기계, 건설 기구, 레일 차량 등이다. 본 발명의 이용은 일반적으로 육상 차량, 레일 차량, 선박 및 항공기에서 가능할 것이다. 이것은 명백히 로봇들 및 드론들을 포함한다. 차량(10)은 대응하는 안테나를 포함하는 온보드 통신 모듈(160)을 구비하며, 따라서 차량(10)은 임의의 형태의 모바일 통신 서비스에 참여할 수 있다. 도 1은 차량(10)이 모바일 통신 서비스 제공자의 기지국(210)으로 신호들을 송신하고 그로부터 신호들을 수신할 수 있다는 것을 예시한다.
이러한 기지국(210)은 LTE(Long Term Evolution) 모바일 통신 서비스 제공자의 eNodeB 기지국 또는 5G 모바일 통신 제공자의 gNB 기지국일 수 있다. 기지국(210) 및 대응하는 장비는 복수의 네트워크 셀을 갖는 모바일 통신 네트워크의 일부이고, 각각의 셀은 하나의 기지국(210)에 의해 서빙된다.
도 1의 기지국(210)은 차량(10)이 주행하고 있는 주 도로에 가까이 위치된다. 물론, 다른 차량들도 도로 상에서 주행할 수 있다. LTE의 용어에서, 이동 단말은 사용자가 네트워크 서비스들에 액세스하여, 라디오 인터페이스를 통해 UTRAN 또는 진화된 UTRAN에 연결하는 것을 가능하게 하는 사용자 장비(UE)에 대응한다. 통상적으로, 그러한 사용자 장비는 스마트폰에 대응한다. 물론, 이동 단말들은 또한 차량들(10)에서 사용된다. 자동차들(10)은 상기 온보드 통신 모듈(0BU)(160)을 구비한다. 이 0BU는 LTE, 5G, 또는 차량(10)이 다운스트림 방향에서 모바일 데이터를 수신할 수 있고 이러한 데이터를 업스트림 또는 직접 디바이스간 방향으로 송신할 수 있는 임의의 다른 통신 모듈에 대응한다.
LTE 모바일 통신 시스템과 관련하여, LTE의 진화된 UMTS 지상 라디오 액세스 네트워크(E-UTRAN)는 복수의 eNodeB로 구성되어, UE를 향해 E-UTRA 사용자 평면(PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단들을 제공한다. eNodeB들은 소위 X2 인터페이스에 의해 서로 상호연결된다. eNodeB들은 또한 소위 S1 인터페이스에 의해 EPC(Evolved Packet Core)(200)에, 더 구체적으로는 S1-MME에 의해 MME(Mobiiity Management Entity)에 그리고 S1-U 인터페이스에 의해 서빙 게이트웨이(S-GW)에 연결된다.
이러한 일반적인 아키텍처로부터, 도 1은 eNodeB(210)가 S1 인터페이스를 통해 EPC(200)에 연결되고 EPC(200)가 인터넷(300)에 연결되는 것을 도시한다. 차량들(10)이 메시지들을 송신하고 메시지들을 수신하는 대상인 제어 센터 컴퓨터(320)는 또한 인터넷(300)에 연결된다. 협력 및 자동 주행의 분야에서, 제어 센터 컴퓨터(320)는 통상적으로 차량들(10)에 의해 요청된 ToD 세션들에 대한 오퍼레이터들이 작업하고 있는 교통 제어 센터에 위치한다. 마지막으로, 기반구조 네트워크 컴포넌트가 또한 도시되어 있다. 이것은 도로측 유닛(RSU)(310)에 의해 예시될 수 있다. 구현의 용이함을 위해, 모든 컴포넌트들은 통상적으로 IPv6 어드레스의 형태의 인터넷 어드레스를 할당받은 것으로 간주되며, 따라서 컴포넌트들 사이에서 메시지들을 운반하는 패킷들은 그에 따라 라우팅될 수 있다.
LTE 네트워크 아키텍처의 다양한 인터페이스들이 표준화된다. 그것은 특히, 추가의 구현 상세들을 충분히 개시하기 위해 공개적으로 이용가능한 다양한 LTE 사양들로 지칭된다.
차량들(10)은 또한 환경 관찰을 위한 수단을 구비할 수 있다. 환경 객체들을 캡처하기 위해 사용되는 센서 시스템은 응용에 의존하는 상이한 측정 방법들에 기초한다. 광범위한 기술들은 특히 라디오 검출 및 레인징에 대응하는 RADAR, 광 검출 및 레인징에 대응하는 LIDAR, 2D 및 3D 카메라들, 및 초음파 센서들이다.
도 2는 데드록 상황의 예를 도시하며, 여기서 ToD가 상황을 해결하는 것을 도울 수 있다. 트럭(12)은 단방향 도로를 차단하고 있다. 후속 차량들(10)은 이러한 장애물을 통과할 필요가 있는 레벨 4 또는 5의 자동 주행 능력을 갖는 자동화된 차량들이다. 자동 주행 기능은 교통 표지판 및 교통 신호등 등을 포함하는 모든 교통 법규들을 존중할 필요가 있다. 자동 주행 기능이 트럭을 지나가기 위해 인도(14) 위로 주행하는 것은 옵션이 아니므로, 차량(10)은 트럭(12) 뒤에 남아서, 트럭(12)이 이동할 때까지 기다린다. 그러나, 이것은 예를 들어 트럭(12)이 우연히, 예를 들어 고장이나 도로 사고로 인해 정지하고 있는 경우에는 수 시간이 걸릴 수 있다. 이러한 데드록 상황을 극복하기 위해, 차량들(10)은 그들의 계획된 루트를 계속하기 위해 인도 위로 주행할 필요가 있을 것이다.
여기서, 자동화된 차량(10)은 트럭(12)이 거기서 그의 경로를 1분 동안, 1시간 동안 또는 무기한 차단할 것이라는 것을 식별하지 못할 수 있다.
ToD는 차단 상황을 해결하기 위해 인도(14) 위에서 2개의 바퀴로 차량(10)을 주의깊게 주행하는 것을 도울 것이다. ToD 세션을 개시하기 위해, 차량(10)은 이러한 상황이 사실상 차량(10)의 자동 주행 기능으로 해결할 수 없는 데드록 상황인지를 결정할 필요가 있다.
기본적으로 ToD 세션을 개시할 2가지 가능성이 있다. 차량의 내부로부터의 수동 요청(버튼의 누름, 음성 커맨드의 구술 또는 임의의 다른 유형의 인간 상호작용 방법과 같은 인간 인터페이스)을 통해 트리거되는 것으로 간주되는 것들 및 자동으로 트리거되는 것들은 자동화된 차량에 의해 알려진 상이한 조건들에 기초한다.
도 3은 차량(10)의 보드 전자 시스템의 블록도를 개략적으로 도시한다. 보드 전자 시스템의 일부는 터치 감지 디스플레이 유닛(20), 컴퓨팅 디바이스(40), 입력 유닛(50) 및 메모리(60)를 포함하는 인포테인먼트 시스템이다. 디스플레이 유닛(20)은 가변 그래픽 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 영역 및 사용자에 의해 커맨드들을 입력하기 위해 디스플레이 영역 위에 배열된 오퍼레이터 인터페이스(터치 감지 층) 둘 다를 포함한다. 차량(10)이 차단되고 운전자가 차단 상황을 벗어나는 길을 찾기 위해 ToD의 지원을 원하는 경우에 운전자가 ToD 세션을 수동으로 요청하는 것을 가능하게 하는 누름 버튼이 참조 번호 52로 라벨링된다. 수동 제어를 위한 다른 기술들이 사용되는 경우에는 전용 누름 버튼(52)이 필요하지 않다. 이것은 디스플레이 유닛(20) 상에 디스플레이된 사용자 메뉴에서 옵션을 선택하는 것, 음성 인식으로 커맨드를 검출하는 것, 또는 제스처 제어 수단을 사용하는 것을 포함한다.
메모리 디바이스(60)는 추가적인 데이터 라인(80)을 통해 컴퓨팅 디바이스(40)에 연결된다. 메모리(60)에서, 픽토그램 디렉토리 및/또는 심볼 디렉토리에는 추가적인 정보의 가능한 오버레이들에 대한 픽토그램들 및/또는 심볼들이 넣어진다.
카메라(150), 라디오(140), 내비게이션 디바이스(130), 전화(120) 및 기구 클러스터(110)와 같은 인포테인먼트 시스템의 다른 부분들은 데이터 버스(100)를 통해 컴퓨팅 디바이스(40)와 연결된다. 데이터 버스(100)로서, ISO 표준 11898-2에 따른 CAN 버스의 고속 변형이 고려될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, IEEE 802.03cg와 같은 이더넷 기반 버스 시스템의 사용은 다른 예이다. 광섬유들을 통한 데이터 송신이 발생하는 버스 시스템들도 사용 가능하다. 예들은 MOST 버스(Media Oriented System Transport) 또는 D2B 버스(Domestic Digital Bus)이다. 인바운드 및 아웃바운드 무선 통신을 위해, 차량(10)은 통신 모듈(160)을 구비한다. 이것은 모바일 통신, 예를 들어 5G 표준에 따른 모바일 통신에 사용될 수 있다.
참조 번호 172는 엔진 제어 유닛을 나타낸다. 참조 번호 174는 전자 안정성 제어에 대응하는 ESC 제어 유닛에 대응하고, 참조 번호 176은 송신 제어 유닛을 나타낸다. 모두가 주행 트레인의 카테고리에 할당되는 그러한 제어 유닛들의 네트워킹은 통상적으로 CAN 버스 시스템(제어기 영역 네트워크)(104)과 함께 발생한다. 다양한 센서들이 자동차에 설치되고, 이들이 더 이상 개별 제어 유닛들에만 연결되지 않기 때문에, 그러한 센서 데이터는 또한 버스 시스템(104)을 통해 개별 제어 디바이스들에 분배된다.
그러나, 현대의 차량(10)은 또한 LIDAR(Light Detection and Ranging) 센서(186) 또는 RADAR(Radio Detection and Ranging) 센서(182) 및 예를 들어 전방 카메라, 후방 카메라 또는 측면 카메라로서의 더 많은 비디오 카메라(151)와 같은 추가의 환경 스캐닝 센서들과 같은 추가의 컴포넌트들을 가질 수 있다. 이러한 센서들은 환경 관찰을 위해 차량들에서 점점 더 많이 사용된다. 자동 주행 제어 유닛(ADC)(184) 등과 같은 추가의 제어 디바이스들이 차량에 제공될 수 있다. RADAR 및 LIDAR 센서들(182, 186)은 최대 150m 또는 250m의 범위를 스캐닝하는 데 사용될 수 있고, 카메라들(150, 151)은 30 내지 120m의 범위를 커버한다. 컴포넌트들(182 내지 186)은 다른 통신 버스(102)에 연결된다. 이더넷-버스는 데이터 송신을 위한 그의 더 높은 대역폭으로 인해 이러한 통신 버스(102)에 대한 선택일 수 있다. 자동차 통신의 특별한 요구에 적응된 하나의 이더넷-버스는 IEEE 802.1Q 사양에서 표준화된다. 더욱이, 환경 관찰에 대한 많은 정보가 다른 도로 참여자들로부터 V2V 통신을 통해 수신될 수 있다. 특히, 관찰하는 차량에 대한 시선(LOS)에 있지 않은 도로 참여자들의 경우, V2V 통신을 통해 그들의 위치 및 모션에 관한 정보를 수신하는 것이 매우 유리하다.
참조 번호 190은 온보드 진단 인터페이스를 나타낸다.
차량 관련 센서 데이터를 통신 인터페이스(160)를 통해 다른 차량(10) 또는 제어 센터 컴퓨터(320)로 송신하기 위한 목적으로, 게이트웨이(30)가 제공된다. 이것은 상이한 버스 시스템들(100, 102, 104, 106)에 연결된다. 게이트웨이(30)는 그가 하나의 버스를 통해 수신하는 데이터를 다른 버스의 송신 포맷으로 변환하도록 구성되며, 따라서 데이터는 거기서 지정된 패킷들에서 분배될 수 있다. 이 데이터를 외부에, 즉 다른 차량(10) 또는 제어 센터 컴퓨터(320)에 포워딩하기 위해, 온보드 통신 유닛(160)은 이러한 데이터 패킷들을 수신한 후에 이들을 대응하여 사용되는 모바일 라디오 표준의 송신 포맷으로 변환하기 위한 통신 인터페이스를 구비한다. 필요한 경우에 데이터가 상이한 버스 시스템들 사이에서 교환되어야 하는 경우, 게이트웨이(30)는 모든 필요한 포맷 변환을 취한다.
자동 주행이 상승세에 있으므로, 더 많은 데이터가 도로 참여자들 사이에서 그리고 또한 도로 참여자들과 네트워크 사이에서 교환될 필요가 있다. V2V 및 V2X 통신을 위한 통신 시스템들은 이에 따라 적응될 필요가 있다. 3GPP 표준 설정 조직은 차량 대 사물(vehicle-to-everything)(V2X) 특징들을 포함하는 5G 셀룰러 모바일 통신 시스템의 새로운 세대를 위한 특징들을 릴리스하였고 릴리스하고 있다. 인포테인먼트부터 협력 주행까지의 범위에 걸치는 차량 사용 사례들의 큰 패널이 설계되었다. 응용에 따라, 차량 대 네트워크(V2N) 통신의 범위에서의 Uu 링크에 대한 요건은 크게 변한다. 지휘 센터(CC)가 차량(10)의 일부 주행 기능들을 인계하는 ToD와 같은 안전 관련 시간 임계 응용들과 관련하여, 이러한 요건들은 낮은 레이턴시, 높은 데이터 레이트 및 높은 신뢰성을 갖는 정보의 교환이다.
자동 주행 제어 유닛(184)은 자동 주행을 위해 차량을 제어하는 알고리즘들을 포함한다. 이러한 알고리즘들이 차량(10)이 ADC 유닛(184)이 주행할 적절한 권리를 갖지 않는 교통 상황에 처해 있다는 것을 검출할 때마다, ADC 유닛(184)은 ToD 세션 요청을 게이트웨이(30) 및 통신 모듈(160)을 통해 제어 센터 컴퓨터(320)에 송신하여 거기로부터 도움을 받아야 한다.
CC에는 다수의 모니터를 구비하는 컴퓨터 작업 장소가 있으며, 여기서 사람은 특정 영역의 교통 제어를 담당한다. 그의 작업은 기본적으로 관리, 감시 및 제어의 태스크로 구성된다. 일부 신경통 장소들에는 감시 카메라들(도시되지 않음)이 설치되어 있고, 그들의 비디오 스트림들도 CC로 송신되어 모니터 상에 디스플레이될 것이라는 점에 유의한다. 그는 자동 차량(10)의 제어를 인계할 것이다. 원격 제어에 의해, 차량(10)은 트럭(12)을 지나가도록 제어될 것이다. 차량(10)은 트럭(12)을 지나가기 위해 인도 위에서 부분적으로 주행하도록 조종될 것이다. 차량(10)이 트럭(12)을 돌아가도록 조종된 후에, 원격 오퍼레이터는 전체 제어를 차량(10)의 자동 주행 기능으로 다시 넘긴다.
차량(10)의 자동 주행 기능이 차량(10)의 제어를 권한을 갖지 않는 주행 상황이 존재하는지의 여부를 알아내기 위해 ADC 유닛(184)에서 실행되는 알고리즘은 본 발명의 요지가 아니다. 이러한 알고리즘은 레이더(182), 라이더(186), 카메라들(150, 151) 등과 같은 차량 자신의 센서들로부터 취해지거나 도출되는 데이터를 이용하여 작동한다. 이러한 환경 검출 센서들로부터 주변 객체들을 표현하는 매우 정확한 환경 맵이 생성된다. 이러한 주변 객체들은 다른 차량들, 자전거들, 인도에서 걷는 사람들과 같은 다른 도로 참여자들; 교통 표지판들 및 교통 신호등들; 길에 있는 장애물들, 도로의 폭, 인도의 폭 등과 관련될 수 있다. 알고리즘이 차량(10)이 데드록 상황에 처해 있다는 것을 인식하면, 알고리즘은 제어 센터 컴퓨터(320)와의 ToD 세션을 개시하기 위한 프로그램을 시작할 것이다.
도 4는 ToD 세션을 개시하기 위한 프로그램의 흐름도를 도시한다. 제어 센터 컴퓨터(320)는 차량(10)이 ToD 세션을 요청할 때마다 차량(10)이 처해있는 현재 상황을 평가했을 때 ToD 모드의 진입을 긍정적으로 인정하거나 거부한다. 제어 센터에서 상황을 평가하기 위해 차량(10)과 제어 센터 컴퓨터(320) 사이에 스트리밍 세션이 확립될 것이다. 이 스트리밍 세션에서, 카메라들(150, 151) 및 레이더(182) 및 라이더(186) 센서들로부터의 비디오 스트림들은 제어 센터 컴퓨터(320)에 송신된다. 실시간 스트리밍 프로토콜에 대응하는 RTSP와 같은 인터넷 스트리밍 프로토콜이 그러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 그러한 스트림들은 디코딩되어, 제어 센터 내의 오퍼레이터에게 그의 다수의 모니터 상에서 제시될 것이다. 따라서, 제어 센터 내의 오퍼레이터 또는 기계는 상황이 ToD를 요구하는지 여부를 결정하고, ToD에 대한 승인의 송신을 트리거하거나 ToD 세션의 진입을 거부한다.
스트리밍 세션을 개시하기 전에, ToD 세션을 요청하기 위한 메시지가 차량(10)으로부터 제어 센터 컴퓨터(320)에 송신될 것이다. 메시지는 무선 통신, 예를 들어 셀룰러 모바일 통신(LTE, 5G 등) 또는 예를 들어 WLAN p에 기초하는 애드혹 통신을 통해 제어 센터 컴퓨터(320)에 송신될 것이다. 이어서, 제어 센터 컴퓨터(320)는 위에서 언급된 바와 같이 차량(10)과 제어 센터 컴퓨터(320) 사이의 스트리밍 세션을 개시할 것이다. 환경 검출 센서들의 센서 데이터가 차량(10)으로부터 제어 센터 컴퓨터(320)에 스트리밍될 것이다. 그러나, 스트리밍 세션에 대한 송신 조건들은 모든 위치들에서 동일하지는 않으며, 다양한 인자들에 의존한다. 이들 중 일부는 교통 밀도, 주변의 빌딩들, 다른 도로 참여자들, 교통 표지들, 나무들 등과 같은 객체들이다. 또한, 이것은 지리적 조건들 및 날씨 조건들에 의존한다. 이것은 또한 시각, 요일, 달 등과 같은 시간에 의존할 수 있다. 송신 조건들이 항상 동적으로 변하므로, ToD 세션을 개시하기 전에 송신 조건들을 추정할 필요가 있다. 분명히, 송신 조건들이 충분히 양호하지 않을 경우에는 풀 HD 해상도로 비디오 스트리밍을 개시하는 것은 가능하지 않다. 이러한 문제에 대한 하나의 솔루션은 소위 센서 기반 예측 통신 기술이다. 정상 링크 적응은 시간이 걸리고, 현재의 송신 조건들에 적용되는 이러한 기술들은 매우 가변적인 V2X 채널들에서 항상 매우 효율적인 것은 아니다. 조건들은 링크 적응이 수행되기 전에 쓸모가 없어질 수 있다. 센서 기반 예측된 통신 기술은 송신 참여자의 환경을 관찰하는 단계, 통신 참여자들의 위치 및 모션을 결정하는 단계, 및 나중 시점에 대한 송신 조건들을 추정하는 단계를 포함한다. 이러한 솔루션은 특허 출원 공개 문서 EP 3 535 374 A1 및 DE 10 2015 214 968 A1 및 본 출원인의 출원 EP 18198192.9에 개시되어 있다. 따라서, 서비스 품질의 예측에 대한 솔루션이 이미 이용가능하고, 인용된 참고문헌들에서 명시적으로 언급된다.
단계 402에서의 프로그램의 시작 후에, 단계 404에서 ToD 세션에 대한 QoS 예측의 결정이 뒤따른다. 따라서, 이 단계에서, 전술한 참고문헌에 개시된 바와 같은 센서 기반 QoS 예측으로부터의 결과들이 수집된다. 위치 정보는 차량(10)이 전진을 중단하고 ToD 세션에 대한 요청 메시지를 송신한 위치에 대응한다. 시간 정보는 ToD 세션이 ToD 조종의 지속 기간에 대한 추정 시간까지 시작되어야 하는 시간에 대응한다. 도출된 QoS 예측은 적어도 LTE 또는 5G 모바일 통신을 위한 Uu 링크 상의 업링크 방향 또는 WLAN p 업링크 방향에 대한 QoS 파라미터들에 대한 값들을 포함한다. QoS 예측에 열거된 QoS 파라미터들의 예들은 데이터 레이트(DR), 말단간 레이턴시(E2EL), 패킷 에러 레이트(PER) 또는 비트 에러 레이트(BER) 형태의 에러 레이트, 및 수신 신호 강도(RSS)이다.
단계 406에서, 추정된 수신 신호 강도(RSS)가 계획된 ToD 세션에 대해 충분한지를 체크하는 질의가 뒤따른다. 수신 신호들을 복조하는 것이 가능한, 수신 신호 강도(RSS)에 대한 비교적 선명한 한계가 존재한다. 수신 신호들이 그러한 한계 아래에 있는 경우, 에러 레이트는 크게 상승하며, 데이터 프레임 내의 공급된 에러 정정 코드에 기초하여 에러들을 정정하는 것은 더 이상 가능하지 않다. 추정된 RSS 값이 한계 아래에 있는 경우, ToD 세션은 처음부터 바로 중단될 것이다. 이것은 단계 414에서 프로그램의 끝을 가리키는 분기 화살표로 도면에 도시되어 있다.
추정된 RSS 값이 충분히 양호한 경우, 프로그램은 단계 408로 더 진행한다. 단계 408에서, ToD 세션 동안 교환될 데이터의 유형은 업링크 통신을 위한 이용 가능한 데이터 레이트에 기초하여 선택된다. 이것은 상이한 데이터 레이트 범위들에 대해 상이한 데이터 카테고리들을 열거하는 표를 이용하여 행해진다. 표의 예가 도 1에 열거되어 있다. 데이터 레이트(DR)는 범위 [0.5; 1]; [1; 6]; [6; 12], [12; 30]; 및 [30; 50] Mbit/s에서 Mbit/s의 단위로 제시된다. 비디오 카메라(150, 151)에 의해 캡처되고 고효율 비디오 코딩 표준 H.265에 대응하는 HEVC 인코더에서 인코딩된 비디오 이미지들의 예에 대해, 6 Mbit/s의 데이터 레이트에서 시작하여 SD 비디오 품질 이미지들을 스트리밍하는 것이 가능하다. HD 비디오 품질 이미지들은 12 내지 30 Mbit/s 범위의 데이터 레이트로 스트리밍될 수 있다. 풀 HD 비디오 품질 이미지들은 30 내지 50 Mbit/s 범위의 데이터 레이트로 스트리밍될 수 있다. 6 Mbit/s 아래에서는 15 Hz의 적절한 프레임 레이트로 고해상도 정지 픽처들을 스트리밍하는 것이 가능하다. 1 Mbit/s 아래에서는 SD 비디오 품질 해상도 이미지들을 15 Hz의 프레임 레이트로 스트리밍하는 것만이 가능하다. 따라서, 단계 408은 어떤 종류의 비디오 또는 이미지 품질(저해상도 이미지, 고해상도 이미지, 저해상도 비디오, 고해상도 비디오)이 호출될 ToD 세션에 대해 선택될지를 결정한다. 또한, 프레임 레이트는 이 단계에서 대략 결정된다. 단계 410에서, 호출될 ToD 세션의 유형이 결정된다. 두 가지 유형, 즉 직접 제어 및 간접 제어가 존재한다. 여기서, 직접 제어의 경우, 차량(10)은 (조이스틱과 같이) 실시간 제약들 하에서 직접 또는 제어 센터에서 원격 조종 휠을 사용하여 더 양호하게 제어될 것이다. 간접 제어는 차량(10)이 천천히 그러나 그 자신의 제어 커맨드들 및 환경 모델 에디션들을 이용하여 도달할 필요가 있는 중간 지점들을 차량에 연속적으로 송신함으로써, 차량(10)이 실시간 제약들 없이 다른 형태로 제어될 것이라는 것을 의미한다. 이 결정에 매우 중요한 것은 말단간 레이턴시이다. 말단간 레이턴시(E2EL)가 0 내지 250 ms의 범위 내에 있는 경우, 숙련된 오퍼레이터들은 차량들을 직접 제어할 수 있다. 이것은 15 Hz의 프레임 레이트를 갖는 저해상도 이미지들에 대해서도 작동한다. 250 ms 레이턴시 위에서, 저해상도 이미지들에 대해서는 안전의 이유로 직접 제어가 사용되지 않는다. 15 Hz 프레임 레이트에서의 고해상도 이미지들에 대해서는, 직접 제어가 저속으로 가능하다. 25 Hz 이상의 SD 비디오 품질 스트리밍의 경우, 직접 제어는 말단간 레이턴시(E2EL)가 50OMS 미만일 때 [6; 12;, [12; 30] 및 [30; 50] Mbit/s 데이터 레이트의 범위들에서 선택된다. 레이턴시가 500 ms보다 높으면, 환경 검출 센서들로부터의 피드백이 제어 센터에 도달할 때까지 너무 오래 걸리기 때문에, 풀 HD 비디오 품질 및 25 Hz보다 높은 프레임 레이트를 갖는 비디오 스트리밍에 대해서도 직접 제어가 더 이상 가능하지 않다. 직접 제어 또는 간접 제어에 대한 결정이 이루어지면, 단계 412에서 프레임 레이트를 추정된 데이터 레이트로 조정하는 단계를 뒤따른다. 예를 들어, 추정된 데이터 레이트가 5 Mbit/s와 동일한 경우, HD 품질 이미지들에 대해 정지 픽처 스트리밍이 20 Hz로 증가될 수 있다. 그에 따라, 비디오 스트리밍을 위해 프레임 레이트가 증가될 수 있다. 목표는 ToD 세션 동안 직접 제어를 가능하게 하기 위해 프레임 레이트를 추정된 데이터 레이트(DR)로 가능한 한 많이 조정하는 것이다. 단계 414에서, ToD 세션은 ToD 세션 요청 메시지를 제어 센터 컴퓨터(320)에 송신함으로써 시작될 것이다.
차량(10)을 제어하기 위해, 인터페이스 커맨드들이 제어 센터 컴퓨터(320)로부터 차량(10)에 송신될 필요가 있다. 이러한 커맨드들은 시스템 요건들을 충족시키기 위해 지정되어야 한다. 원격 조작 모드에서 차량(10)을 제어하기 위한 필수적인 커맨드들은 원하는 조종 각도, 스로틀 위치 및 브레이크 압력이다. 원격 조작 모드에서의 완전한 조작성을 위해, 기어를 시프트시키기 위한 커맨드들은 주차 브레이크 커맨드들과 함께 반전될 수 있는 것이 필요할 수 있다. 이것은 차량(10) 상의 CAN 버스(104)에 대한 액세스를 요구할 것이다. 차량(10)으로부터 제어 센터 컴퓨터(320)로의 상태 메시지들이 주행으로부터 조건 및 피드백을 모니터링하기 위해 요구된다. 스트리밍 세션에 더하여, 다수의 데이터 메시지가 필요하다. 이것은 실제 조종 각도, 속도계 데이터 및 기어 지표를 포함할 수 있다. 차량(10)에서 에러 코드들이 설정되면, 이들도 적절한 액션들을 허용하기 위해 오퍼레이터에게 포워딩될 필요가 있다. 다른 상태 메시지들은 차량(10)에 대한 상이한 종류의 상태 지표들이다. 이것은 높은 빔들이 사용되고 있는 경우의 지표들, 연료 레벨, 부하 무게 등일 수 있다.
도 6은 ToD 세션 요청 메시지 TDREQ의 메시지 포맷을 도시한다. 참조 부호 TODREQH로 메시지 헤더가 표시된다. 메시지 헤더에는 적어도 메시지 유형에 대한 엔트리, 및 메시지가 들어오고 있는 UE 어드레스에 대한 다른 엔트리가 존재한다. 전술한 바와 같이, 온보드 통신 모듈(160)은 적격의 UE 카테고리를 구현했다. 임의의 형태의 적절한 어드레스 정보가 여기서 사용될 수 있다. 예들은 매체 액세스 제어 어드레스(MAC), 국제 이동국 장비 식별 번호(IMEI) 등이다. ToD 세션 요청 메시지 TODREQ의 페이로드 섹션의 제1 필드 TODSDT에는 ToD 세션의 스트리밍 세션 동안 사용될 데이터 유형의 목록이 있다. 이것은 열 ToD 데이터 유형에서의 도 5의 표 내의 엔트리들 중 임의의 것일 수 있다. 필드 TODSCT에는 ToD 세션에 대한 제어 유형이 열거된다. 이것은 전술한 바와 같은 직접 제어 또는 간접 제어일 수 있다. 다음 ST 필드에서, 시작 시간, 즉 차량(10)이 루트를 시작하기를 원하는 시간 또는 기간에 관한 엔트리가 운반된다. 마지막 필드에서, 에러 검사 코드 ECC가 열거된다. 이것은 CRC 코드 등일 수 있다.
제안된 방법 및 장치는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적 프로세서들, 또는 이들의 조합의 형태들로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 특수 목적 프로세서들은 주문형 집적회로들(ASIC들), 축소 명령어 세트 컴퓨터들(RISC들) 및/또는 필드 프로그래머블 게이트 어레이들(FPGA들)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 제안된 방법 및 장치는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현된다. 더욱이, 소프트웨어는 바람직하게 프로그램 저장 디바이스 상에 유형적으로 구현되는 애플리케이션 프로그램으로서 구현된다. 애플리케이션 프로그램은 임의의 적합한 아키텍처를 포함하는 기계에 업로드되고 그에 의해 실행될 수 있다. 바람직하게, 기계는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU), 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 입출력(I/O) 인터페이스(들)와 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼 상에 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 운영 체제 및 마이크로 명령어 코드를 포함한다. 본 명세서에서 설명되는 다양한 프로세스들 및 기능들은 운영 체제를 통해 실행되는 마이크로 명령어 코드의 일부 또는 애플리케이션 프로그램의 일부(또는 이들의 조합)일 수 있다. 또한, 추가적인 데이터 저장 디바이스 및 인쇄 디바이스와 같은 다양한 다른 주변 디바이스들이 컴퓨터 플랫폼에 연결될 수 있다.
도면들에 도시된 요소들은 다양한 형태의 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있음을 이해하여야 한다. 바람직하게, 이러한 요소들은 프로세서, 메모리 및 입출력 인터페이스들을 포함할 수 있는 하나 이상의 적절히 프로그래밍된 범용 디바이스 상에서 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현된다. 본 명세서에서, "결합된다"라는 표현은 직접 연결되거나 하나 이상의 중간 컴포넌트를 통해 간접적으로 연결되는 것을 의미하도록 정의된다. 이러한 중간 컴포넌트들은 하드웨어 기반 컴포넌트 및 소프트웨어 기반 컴포넌트 양자를 포함할 수 있다.
첨부 도면들에 도시된 구성 시스템 컴포넌트들 및 방법 단계들의 일부는 바람직하게 소프트웨어로 구현되기 때문에 시스템 컴포넌트들(또는 프로세스 단계들) 간의 실제 연결들은 제안된 방법 및 장치가 프로그래밍되는 방식에 따라 상이할 수 있다는 것이 더 이해되어야 한다. 본 명세서의 교시가 주어지면, 관련 분야의 통상의 기술자는 제안된 방법 및 장치의 이들 및 유사한 구현들 및 구성들을 구샹할 수 있을 것이다.
10： 차량
12： 트럭
14： 인도
20： 터치 스크린
30： 게이트웨이
40： 컴퓨팅 디바이스
50： 동작 요소 유닛
52： 누름 버튼
60： 메모리 유닛
70： 디스플레이 유닛에 대한 데이터 라인
80： 메모리 유닛에 대한 데이터 라인
90： 동작 요소 유닛에 대한 데이터 라인
100： 제1 데이터 버스
102： 제2 데이터 버스
104： 제3 데이터 버스
106： 제4 데이터 버스
110: 다기능 디스플레이
120： 전화
130： 내비게이션 시스템
140： 라디오
150： 전방 카메라
151： 후방, 좌측, 우측 카메라
160： 온보드 유닛
172： 엔진 제어 디바이스
174： ESP 제어 디바이스
176： 송신 제어 디바이스
182： RADAR 센서
184： 자동 구동 제어 디바이스
186： LIDAR 센서
190： 온보드 진단 인터페이스
200： 진화된 패킷 코어
210; 기지국
220： 통신 서비스 예측 서버
300： 인터넷
310： 도로측 유닛
320： 제어 센터 컴퓨터
400： 알고리즘
402-416： 컴퓨터 프로그램의 상이한 프로그램 단계들
PC5： V2V 통신 링크
S1： S1-인터페이스
Uu： V2N 통신 링크

Claims (12)

  1. 자동 주행 기능을 구비한 차량(10)에 대한 원격 조작 주행(ToD, teleoperated driving) 세션을 호출하기 위한 방법으로서,
    상기 차량(10)은 다수의 환경 검출 센서(150, 151, 182, 186), 및 제어 센터 컴퓨터(320)와 통신하기 위한 통신 모듈(160)을 구비하고,
    상기 방법은,
    상기 ToD 세션이 호출되어야 하는 때 상기 차량(10)과 상기 제어 센터 컴퓨터(320) 사이의 통신에 대한 서비스 품질 예측(QoS, quality of service)을 결정하는 단계, 및
    상기 QoS 예측에 기초하여 상기 ToD 세션 동안 상기 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 데이터의 유형을 선택하는 단계를 포함하며,
    적어도 상기 QoS 예측에서 제시되는 이용 가능한 말단간 레이턴시에 기초하여 상기 ToD 세션에 대한 제어 유형을 선택하는 단계, 및 상기 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 선택된 데이터의 유형 및 상기 선택된 제어 유형으로 상기 ToD 세션을 개시하는 단계를 특징으로 하는, 원격 조작 주행 세션을 호출하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 ToD 세션 동안 상기 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 데이터의 유형을 선택하는 상기 단계는 상기 QoS 예측에서 제시되는 이용 가능한 데이터 레이트에 기초하여 상기 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 데이터의 유형을 선택하는 단계를 포함하는 것인, 원격 조작 주행 세션을 호출하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 ToD 세션이 호출되어야 하는 때 상기 차량(10)과 상기 제어 센터 컴퓨터(320) 사이의 통신에 대한 서비스 품질 예측을 결정하는 상기 단계는 통신 서비스 예측 서버(220)로부터 QoS 예측을 수신하는 단계를 포함하는 것인, 원격 조작 주행 세션을 호출하기 위한 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 ToD 세션을 개시하는 상기 단계는 ToD 세션 요청 메시지를 상기 제어 센터 컴퓨터(320)에 송신하는 것을 시작하는 단계를 포함하며, 상기 ToD 세션 요청 메시지는 상기 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 상기 선택된 데이터의 유형 및 상기 선택된 제어 유형을 포함하는 것인, 원격 조작 주행 세션을 호출하기 위한 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 상기 QoS 예측의 수신 신호 강도(RSS, receiving signal strength)를 평가하는 추가 단계를 포함하고, 상기 예측된 RSS 값이 한계 값 미만이라는 것이 발견될 때, 상기 ToD 세션은 종료되는 것인, 원격 조작 주행 세션을 호출하기 위한 방법.
  6. 제1항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 구성되는 장치로서,
    다수의 환경 검출 센서(150, 151, 182, 186),
    제어 센터 컴퓨터(320)와 통신하기 위한 통신 모듈(160), 및
    처리 디바이스(184)를 포함하며,
    상기 처리 디바이스(184)는,
    상기 원격 조작 주행 세션이 호출되어야 하는 때 상기 차량(10)과 상기 제어 센터 컴퓨터(320) 사이의 통신에 대한 서비스 품질 예측(QoS, quality of service)을 결정하기 위한 수단,
    상기 QoS 예측에 기초하여 상기 ToD 세션 동안 상기 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 데이터의 유형을 선택하기 위한 수단,
    적어도 상기 QoS 예측에서 제시되는 이용 가능한 말단간 레이턴시에 기초하여 상기 ToD 세션에 대한 제어 유형을 선택하기 위한 수단, 및
    상기 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 상기 선택된 데이터의 유형 및 상기 선택된 제어 유형으로 상기 ToD 세션을 개시하기 위한 수단을 포함하는 것인, 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 ToD 세션이 호출되어야 하는 때 상기 차량(10)과 상기 제어 센터 컴퓨터(320) 사이의 통신에 대한 서비스 품질 예측을 결정하기 위한 상기 수단은 통신 서비스 예측 서버(220) 또는 상기 제어 센터 컴퓨터(320)로부터 QoS 예측을 수신하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 통신 서비스 예측 서버(220) 또는 상기 제어 센터 컴퓨터(320)로부터 QoS 예측을 수신하기 위한 상기 수단은 상기 통신 모듈(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 ToD 세션 요청을 개시하기 위한 상기 수단은 ToD 세션 요청 메시지를 제어 센터 컴퓨터(320)에 송신하는 것을 시작하기 위한 수단을 포함하고, 상기 ToD 세션 요청 메시지는 상기 제어 센터 컴퓨터(320)와 교환될 상기 선택된 데이터의 유형 및 상기 선택된 제어 유형을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 처리 디바이스(184)는 상기 QoS 예측의 수신 신호 강도(RSS)를 평가하고, 상기 예측된 RSS 값이 한계 값 미만이라는 것이 발견될 때 상기 ToD 세션을 종료하기 위한 수단을 포함하는 것인, 장치.
  11. 차량(10)으로서, 제6항 또는 제7항에 따른 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량(10).
  12. 제6항 또는 제7항에 따른 장치의 처리 디바이스(184)에서 실행될 때, 제1항 또는 제2항에 따른 방법의 단계들을 수행하는 프로그램 코드를 포함하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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