KR20220124328A - 차량용 uwb 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

차량용 uwb 시스템 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 차량용 UWB 시스템은, 차량에 설치된 다수의 UWB(Ultra-Wide Band) 모듈들 및 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 하이 패스 동작 모드, 객체 감지 동작 모드 및 위치 측위 동작 모드 중에서 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하고, 상기 어느 하나의 동작 모드로 동작하도록 지시하는 동작 명령을 상기 선정된 UWB 모듈들로 전달하는 통합 제어기를 포함한다.

Description

차량용 UWB 시스템 및 그 동작 방법{Vehicle UWB system and method thereof}
본 발명은 차량에 적용되는 UWB 기술에 관한 것이다.
최근 차량과 관련해, 스마트키(예, Fob 키)의 릴레이 공격(Relay Station Attack, RSA)에 의한 스마트키의 해킹을 방지, 차량 도어 제어 및 시동 제어를 위한 디지털키(예, 스마트폰)의 위치 측위 등의 다양한 목적으로 사용될 수 있는 UWB 통신 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
UWB 통신 기술은 Ultra-Wide Band(6~8GHz, 500MHz 이상의 대역폭)을 갖는 신호의 ToF(Time of Flight) 기술을 활용하여 통신 주체 사이의 신호 도달 시간에 빛의 속도를 곱하여 통신 주체간 거리를 산출하기 위한 기술이다.
이러한 UWB 통신 기술을 이용하여 스마트키 또는 디지털키의 위치 측위를 수행하기 위해, 통상 차량 1대에 7~8개의 UWB 모듈들이 장착되는데, 이 UWB 모듈들은 차량이 정차된 상태 또는 차량의 시동이 오프(OFF)된 상태에서 스마트키 또는 디지털키와 UWB 통신을 수행하여 위치 측위를 수행하기 때문에, 차량이 주행 중인 상황에서는 대다수의 UWB 모듈들이 사용되지 않는다.
이처럼 차량이 주행 중인 상황에서 다른 특정 목적으로 사용되는 센서 또는 제어기로 동작할 수 있다면, 상기 특정 목적을 수행하기 위해 기존 차량에 설치된 센서 또는 제어기를 대체할 수 있기 때문에, 원가 절감을 기대할 수 있다.
하지만, 아직까지 차량에 설치된UWB 모듈들이 스마트키 또는 디지털키의 위치 측위 목적 외에 다른 목적으로 사용될 수 있는 기술 개발은 미비한 상태이다
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량에 설치된 UWB 모듈들 중에서 차량 상태(또는 조건)에 따라 사용되지 않는 UWB 모듈을 다른 목적으로 사용할 수 있는 차량용 UWB 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 차량용 UWB 시스템은, 차량에 설치된 다수의 UWB(Ultra-Wide Band) 모듈들 및 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 하이 패스 동작 모드, 객체 감지 동작 모드 및 위치 측위 동작 모드 중에서 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하고, 상기 어느 하나의 동작 모드로 동작하도록 지시하는 동작 명령을 상기 선정된 UWB 모듈들로 전달하는 통합 제어기를 포함한다.
본 발명의 다른 일면에 따른 차량용 UWB 시스템의 동작 방법은, 상기 통합 제어기가, 차량의 시동 상태와 기어의 위치 상태를 기반으로 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 하이 패스 동작 모드, 객체 감지 동작 모드 및 위치 측위 동작 모드 중에서 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계; 및 상기 선정된 UWB 모듈들이, 상기 통합 제어기의 동작 명령에 따라, 상기 어느 하나의 동작 모드에서 수행되는 처리 과정을 수행하도록 동작하는 단계;를 포함하고, 상기 처리 과정은, 상기 하이 패스 동작 모드에서 수행되는 도로 통행료를 지불하기 위한 지불 처리 과정, 상기 객체 감지 동작 모드에서 수행되는 객체 감지 처리 과정 및 상기 위치 측위 동작 모드에서 수행되는 디지털키와 스마트키의 위치 측위 처리 과정을 포함한다.
본 발명에 따르면, 차량에 장착된 UWB 모듈을 차량 도어 제어 및 스마트키의 RSA 방어 용도 이외에 다른 목적의 센서로 활용함으로써, 차량에 필요한 센서의 개수를 크게 줄임으로써, 원가 절감을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 UWB 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 통합 제어기의 구성도이다.
도 3는 도 1에 도시한 각 UWB 모듈의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 UWB 시스템의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시한 단계 580의 상세 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 UWB 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 시스템은 차량(100)에 장착된 다수의 UWB 모듈들이 디지털키(스마트폰) 및/또는 스마트키(포브키)의 위치 측위에 사용되는 국한되지 않고, 현재의 차량 상태, 예를 들면, 주행 상태 또는 정지 상태에 따라 다른 용도의 센서로 활용하여, 차량(100)에 필요한 센서 개수를 줄이고, 원가 절감을 도모할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 시스템은, 다수의 UWB 모듈들(111~117), 통합 제어기(120) 및 이들 간의 정보 교환을 위한 차량 내부 통신 버스(130)를 포함한다.
그 밖에 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 시스템과 연동하는 구성으로, 변속 제어 유닛(200)(TCU: Transmission Control Unit), 주차 보조 시스템(300)(PAS: Parking Assist System)이 있으며, 도 1에는 도시하지 않았으나, 시동 유닛 등이 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 시스템과 더 연동될 수 있다.
도 1에서는 7개의 UWB 모듈들(111~117)이 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 더 많거나 더 적은 개수의 UWB 모듈들이 차량(100)에 장착될 수 있다.
UWB 모듈들(111~117) 중에서, UWB 모듈들(111, 112)은 차량 실외 전방 범퍼 내의 양쪽 사이드에 조립(장착 또는 설치)되며, UWB 모듈들(113, 114)는 후방 범퍼 내의 양쪽 사이드에 조립(장착 또는 설치)될 수 있다.
그리고, 나머지 3개의 UWB 모듈들(115, 116, 117)은 차량 실내 루프(헤드라이닝)에 조립(장착 또는 설치)될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 각 UWB 모듈은, 사용 목적에 따라, 복수의 동작 모드로 동작할 수 있다.
예를 들면, 각 UWB 모듈은, 선택적으로, 디지털키(10, 예를 들면, 스마트폰) 및 스마트키(20, 예를 들면, 포브키)와의 양방향 UWB 통신을 통해 이들(10, 20)의 위치 측위 프로세스를 수행하는 "위치 측위 동작 모드"로 동작할 수 있다. 여기서, 디지털키(10)의 위치 측위는 차량 도어의 개폐 제어 및/또는 시동 제어를 위한 수행되는 위치 측위일 수 있으며, 스마트키(20)의 위치 측위는 RSA 방어를 위한 수행되는 위치 측위일 수 있다.
또한 각 UWB 모듈은, 선택적으로, ETSC(Electronic Toll Collection System) 기지국과의 양방향 UWB 통신을 통해 도로 통행료와 관련된 지불 처리 프로세스를 수행하는 "하이패스 동작 모드"로 동작할 수 있다.
또한, 각 UWB 모듈은, 객체로 송신된 UWB 신호가 객체에 반사되어 되돌아오는 반사 신호를 이용하여 차량 주변의 객체를 감지하는 "객체 감지 동작 모드"로 동작할 수 있다. 여기서, 객체는, 예를 들면, 주변 차량, 주변 장애물, 차량 실내의 운전자 및/또는 동승자일 수 있다.
객체 감지 동작 모드에서 각 UWB 모듈이 획득하여 처리한 정보들, 예를 들면, 객체까지의 거리값들은 주차 보조 시스템(300, PAS)에서 주차 보조 서비스를 제공하기 위한 정보 또는 자율 주행 시스템(도 1에서는 도시하지 않음)에서 자율 주행 서비스를 제공하기 위한 정보로 활용될 수 있다.
통합 제어기(120)는, 차량 내부 통신 버스(130)를 통해 UWB 모듈들(111~117)과 약속된 통신 방식으로 정보를 교환하며, 무엇보다도 각 UWB 모듈의 동작 모드를 제어한다. 여기서, 동작 모드는, 전술한 바와 같이, 위치 측위 동작 모드, 하이패스 동작 모드, 객체 감지 동작 모드를 포함한다. 여기서, 통신 방식은, 예를 들면, CAN(Controller Area Network) 또는 LIN(Local Interconnect Network) 통신 방식일 수 있다.
각 UWB 모듈의 동작 모드를 제어하기 위해, 통합 제어기(120)는, 예를 들면, 차량(100)의 현재 상태를 판단하여, 각 UWB 모듈의 동작 모드를 결정하고, 그 결정된 동작 모드로 동작하도록 동작 명령을 차량 내부 통신 버스(130)를 통해 각 UWB 모듈로 송신하고, 각 UWB 모듈은 통합 제어기(120)로부터 수신한 동작 명령에 그 동작 명령이 지시하는 동작 모드에 따라 동작한다(UWB 통신을 시작).
차량의 현재 상태는, 예를 들면, 주행 상태, 정지 상태, 시동 온(ON) 상태 및 시동 오프(OFF) 상태를 포함하며, 이러한 상태들을 판단하기 위해, 통합 제어기(120)는, 차량 내부 통신 버스(130)를 통해 변속 제어 유닛(200, TCU)으로부터 제공되는 기어 시프트의 현재 위치에 관한 정보(예, D, R, P), 시동 유닛(도 1에서는 도시하지 않음)에서 제공하는 시동 온(ON) 또는 시동 오프(OFF) 정보를 이용할 수 있다.
통합 제어기(120)는, 예를 들면, 시동 온(ON) 또는 시동 오프(OFF) 정보를 기반으로 차량(100)이 현재 시동이 온(ON)된 상태인지 오프(OFF)된 상태인지를 판단할 수 있고, 기어 시프트의 현재 위치에 관한 정보(예, D, R, P)를 기반으로 전방 주행 상태인지, 후방 주행 상태인지 또는 주차 상태인지를 판단할 수 있다.
기어 시프트의 현재 위치에 관한 정보는 변속 제어 유닛(200, TCU)이 아니라 기어의 위치를 탐지하는 기어 위치 센서(Gear Position Sensor)에서 직접 제공될 수도 있다. 도 1에서는 도면의 복잡함을 피하기 위해, 기어 위치 센서를 도시하지 않았다.
한편, 각 동작 모드에서 동작하는 UWB 모듈은 서로 다를 수 있다.
예를 들면, 위치 측위 동작 모드는 디지털키의 위치 측위 동작 모드와 스마트키의 위치 측위 동작 모드로 나눌 수 있으며, 디지털키(10)의 위치 측위 동작 모드에서는 차량(100)에 장착된 7개의 모든 UWB 모듈들(111~117)이 디지털키(10)의 위치 측위(차량 도어 및/또는 시동 제어를 위한 위치 측위)에서 동작할 수 있다. 이때, 트렁크 도어 제어의 경우에서는 7개의 모든 UWB 모듈들(111~117)이 사용될 필요는 없고, 후방 범퍼에 조립된 2개의 UWB 모듈들(113, 114)이 트렁크 도어 제어를 위해 동작될 수 있다. 스마트키(20)의 위치 측위 동작 모드에서는 차량(100)에 장착된 7개의 모든 UWB 모듈들(111~117) 또는 일부 UWB 모듈들(예를 들면, 7개의 모든 UWB 모듈들 중에서 임의로 선정된 4개의 모듈들)이 스마트키(20)의 위치 측위(RSA 방어를 위한 위치 측위)에서 동작될 수 있다.
하이패스 동작 모드에서는, 차량(100)에 장착된 7개의 모든 UWB 모듈들(111~117) 중에서 차량(100)의 전방 범퍼에 조립된 2개의 UWB 모듈들(111, 112)이 동작될 수 있다.
객체 감지 동작 모드에서는 주변 차량 및/또는 주변 장애물은 물론 차량 실내의 운전자 및/또는 동승자의 상황(또는 움직임)이 감지되어야 하므로, 7개의 모든 UWB 모듈들(111~117) 중에서 차량(100)의 실내 루프에 조립된 UWB 모듈들이 동작하는 것이 바람직하다. 따라서, 객체 감지 동작 모드에서는 7개의 모든 UWB 모듈들(111~117) 중에서 차량(100)의 실내 루프에 조립된 UWB 모듈들(115, 116, 117)이 동작될 수 있다.
이처럼 각 동작 모드에서 동작하도록 선정된 UWB 모듈들은 서로 다르기 때문에, 통합 제어기(120)는 생성한 동작 명령을 차량(100)의 현재 상태를 기반으로 결정된 동작 모드에서 동작하도록 선정된 UWB 모듈들에게만 송신하고, 나머지 UWB 모듈들에게는 송신하지 않는다. 여기서, 통합 제어기(120)가 상기 나머지 UWB 모듈들에게는 동작 명령을 송신하지 않는다는 것은 나머지 UWB 모듈들에게는 대기 명령을 송신하는 것으로 이해될 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시한 통합 제어기의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 통합 제어기(120)는 통신 인터페이스(122)와 제어부(124)를 포함한다.
통신 인터페이스(122)는 UWB 모듈들(111~117)과 약속된 통신 방식에 따라 통신하는 구성으로, 각 UWB 모듈에서 측정한 측정 결과 또는 각 UWB 모듈들에서 처리한 처리 결과를 수신하고, 이를 제어부(124)로 전달한다.
각 UWB 모듈에서 측정한 측정 결과는, 디지털키(10) 및 스마트키(20)의 위치 측위 결과, 차량 실내외의 객체 감지 결과 등을 포함할 수 있다. 여기서, 위치 측위 결과와 객체 감지 결과에는 기본적으로 UWB 모듈로부터 대상체(스마트키, 디지털키, 객체(운전자, 동승자, 주변 차량, 주변 장애물))까지의 거리 정보가 포함될 수 있다.
각 UWB 모듈에서 처리한 처리 결과는 해당 UWB 모듈이 ETSC 기지국(30)과의 양방향 통신을 통해 ETSC 기지국(30)에게 도로 통행료를 지불한 지불 처리 내역과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
제어부(124)는 통신 인터페이스(122)를 통해 전달된 각 UWB 모듈에서 측정한 측정 결과를 가공하여, 그 가공된 처리 결과를 다시 통신 인터페이스(122)를 통해 차량 내에 탑재된 주차 보조 시스템(300, PAS) 및/또는 자율 주행 시스템(도시하지 않음)로 제공한다.
주차 보조 시스템(300, PAS) 및/또는 자율 주행 시스템(도시하지 않음)는 제어부(124)를 통해 각 UWB 모듈이 측정한 측정 결과를 이용하여 주차 보조 서비스 및/또는 자율 주행 서비스를 운전자에게 제공한다.
이처럼 디지털키(10)와 스마트키(20)의 위치 측위 목적으로 차량(100)에 장착된 UWB 모듈들(111~117)이 주차 보조 서비스 및/또는 자율 주행 서비스를 제공하기 위해 차량에 장착된 기존의 센서들(예, 레이더 센서, 초음파 센서 등)의 역할을 대신함으로써, 상기 기존 센서들을 차량(100)에 장착하는데 소요되는 설치 비용 등을 절감할 수 있다.
또한, 제어부(124)는 통신 인터페이스(122)를 통해 각 UWB 모듈에서 처리한 처리 결과(도로 통행료의 지불 처리 내역)를 차량 내의 표시 장치(도시하지 않음)를 전달하고, 사용자는 표시 장치를 통해 처리 결과(도로 통행료의 지불 처리 내역)를 확인할 수 있다.
한편, 제어부(124)는 각 UWB 모듈이 디지털키(10)와 스마트키(20)의 위치 측위 목적이외의 주차 보조 서비스 및 자율 주행 서비스를 제공하기 위한 목적으로 사용되도록 차량(100)의 현재 상태를 판단하여, 판단된 현재 상태를 기반으로 각 UWB 모듈의 동작 모드를 결정하고, 그 결정된 동작 모드로 동작하도록 동작 명령을 생성하고, 상기 생성된 동작 명령을 차량 내부 통신 버스(130)를 통해 해당 동작 모드에서 동작하도록 설정된 UWB 모듈들로 송신한다.
제어부(124)는 차량(100)의 현재 상태를 판단하기 위해, 통신 인터페이스(122)를 통해 TCU(200) 또는 기어 위치 센서(도시하지 않음)로부터 기어 위치 정보를 수신하고, 시동 제어 유닛(도시하지 않음)으로부터 차량의 시동 온/오프 상태를 나타내는 시동 정보를 수신할 수 있다.
제어부(124)는 기어 위치 정보 및 시동 정보를 기반으로 차량이 전방 주행 중인지, 후방 주행 중인지, 정지된 상태인지, 주차 상태인지 등과 같은 차량의 현재 상태를 판단할 수 있다.
제어부(124)는 CPU와 같은 연산 처리 기능을 갖는 프로세서로 구현될 수 있다.
도 3는 도 1에 도시한 각 UWB 모듈의 구성도이다.
도 3을 참조하면, UWB 모듈은 통신 인터페이스(10), 신호 처리부(20) 및 송수신기(30)를 포함한다.
통신 인터페이스(10)는 차량 내부 통신 버스(130)를 통해 통합 제어기(120)와 정보를 교환한다. 통신 인터페이스(10)는 통합 제어기(120)로부터 동작 명령을 수신하고, 이를 신호 처리부(20)로 전달한다.
신호 처리부(20)는 위치 측위 로직(32), 지불 처리 로직(34) 및 객체 감지 로직(36)을 포함한다.
위치 측위 로직(32), 지불 처리 로직(34) 및 객체 감지 로직(36)은 통합 제어기(120)로부터의 동작 명령에 따라 활성화된다.
동작 명령이 UWB 모듈이 위치 측위 동작 모드에서 동작하도록 지시하는 명령인 경우, 위치 측위 로직(32)이 활성화되고, 활성화된 위치 측위 로직(32)은 송수신기(30)가 디지털키(10) 또는 스마트키(20)로부터 수신한 UWB 신호를 기반으로 디지털키(10) 또는 스마트키(20)의 위치 측위를 수행한다.
동작 명령이 UWB 모듈이 하이패스 동작 모드에서 동작하도록 지시하는 명령인 경우, 지불 처리 로직(34)이 활성화되고, 활성화된 지불 처리 로직(34)은 송수신기(30)가 ETSC 기지국(30)으로부터 수신한 UWB 신호를 기반으로 도로 통행료와 관련된 지불 처리 과정을 수행한다. 여기서, ETSC 기지국(30)으로부터 수신한 UWB 신호는 도로 통행료의 지불 처리를 요청하는 신호일 수 있으며, UWB 기반의 'Debit-Action 요청(Request) 메시지'일 수 있다. 이러한 지불 처리 로직(34)이 상기 도로 통행료의 지불 처리를 요청하는 신호에 대한 UWB 기반의 응답 신호(또는 Debit-Action 요청(Request) 메시지)를 송수신기(30)를 통해 ETSC 기지국(30)으로 송신하면, 도로 통행료의 지불 처리가 완료된다.
동작 명령이 UWB 모듈이 객체 감지 동작 모드에서 동작하도록 지시하는 명령인 경우, 객체 감지 로직(36)이 활성화되고, 활성화된 객체 감지 로직(36)은 송수신기(30)가 수신한 UWB 신호를 기반으로 객체 감지 과정을 수행한다. 여기서, 송수신기(30)가 수신한 UWB 신호는 송수신기(30)에 의해 객체로 송신된 UWB 신호가 객체에 반사되어 되돌아오는 신호 일 수 있다. 여기서, 객체는, 주변 차량, 주변 장애물, 차량 실내의 운전자, 차량 실내의 동승자일 수 있다.
UWB 통신을 이용하여 각 로직(32, 34, 36)에서 처리하는 알고리즘, 방법, 절차 등은 이미 선행 특허, 관련 논문, 관련 표준문헌 등을 널리 알려진 것이고, UWB 통신 기술에 관련된 당업자라면, UWB 통신 기술이 객체 감지, 위치 측위, ETSC 기지국(30)과의 지불처리와 관련된 UWB통신에 어떻게 적용되고, 어떻게 처리되는지에 대해서는 충분히 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명은 객체 감지, 위치 측위, ETSC 기지국(30)과의 지불처리에 각각 대한 상세 알고리즘, 방법에 초점을 두고 있는 것이 아니므로, 이들 처리 과정에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 UWB 시스템의 동작 과정을 나타내는 흐름도이고, 도 5는 도 4에 도시한 단계 580의 상세 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 단계 510에서, 통합 제어기(120)가, 차량의 시동 상태를 판단하는 과정이 수행된다. 이 과정은, 예를 들면, 차량 시동이 온(ON) 상태인지 오프(OFF) 상태인지를 판단하는 과정일 수 있다. 차량 시동이 온 상태인 경우, 단계 520으로 진행하고, 차량 시동이 오프 상태인 경우, 단계 540으로 진행한다.
먼저, 차량 시동이 온 상태인 경우, 단계 520에서, 통합 제어기(120)가 위치 측위 동작 모드에서 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 과정이 수행된다. 여기서, 위치 측위 동작 모드에서 동작할 UWB 모듈들은 차량에 장착된 모든 UWB 모듈들일 수 있다. 다만, 스마트키의 위치 측위를 수행하기 위한 위치 측위 동작 모드에서는 차량에 장착된 모든 UWB 모듈들 중에서 임의의로 선택된 일부 UWB 모듈들일 수 있다.
이어, 단계 530에서, 단계 520에서 선정된 UWB 모듈들이, 통합 제어기(120)의 동작 명령에 따라, 디지털키와 스마트키의 위치 측위를 수행하기 위한 UWB 통신을 수행한다. 즉, 단계 520에서 선정된 UWB 모듈들은 위치 측위 센서로 동작한다. 다른 예에서, UWB 모듈들(111~117)이 위치 측위 동작 모드에서 동작하는 경우, 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들(113, 114)이 트렁크 도어의 개방을 위한 사용자의 킥(kick) 동작(또는 사용자의 발 동작)을 감지하는 킥 동작 감지 센서로 동작할 수도 있다.
이어, 단계 510에서, 차량 시동 상태가 오프 상태인 경우, 단계 540에서, 통합 제어기(120)가 기어 위치를 판단하는 과정이 수행된다.
이어, 단계 550에서, 상기 판단된 기어 위치가 'D'인 경우, 하이패스 동작 모드에서 동작할 UWB 모듈을 선정하는 과정이 수행된다. 여기서, 하이패스 동작 모드에서 동작할 UWB 모듈은, 예를 들면, 전방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들(111, 112)일 수 있다.
이어, 단계 560에서, 하이패스 동작 모드에서 동작하도록 선정된 UWB 모듈들(111, 112)이 도로 통행료를 지불하기 위한 지불 처리 과정을 수행하도록 ETSC 기지국과 UWB 통신을 수행한다. 즉, 하이패스 동작 모드에서 동작하도록 선정된 UWB 모듈들(111, 112)은 ETSC 단말기로 동작한다.
선택적으로, 단계 570에서, 통합 제어기(120)에서, 상기 판단된 기어 위치에 따라 객체 감지 동작 모드로 동작할 UWB 모듈을 선정하는 과정이 수행되고, 단계 580에서, 상기 선정된 UWB 모듈들이 상기 객체 감지 동작 모드에 따른 객체 감지 처리 과정을 수행하도록 UWB 통신을 수행한다. 즉, 상기 선정된 UWB 모듈들이 객체 감지 센서로 동작한다.
이하, 단계 580을 더 상세히 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 단계 581에서, 기어 위치가 'R'인지를 판단하는 과정이 수행된다. R이면, 단계 582로 진행하고, R이 아니며, 단계 583으로 진행한다.
먼저, 단계 582에서, 후방 범퍼에 장착된 후방 UWB 모듈들(113, 114)이 후방 주차 보조 서비스를 제공하도록 후방 객체를 감지하기 위한 객체 감지 센서로 동작한다. 후진으로 주차하는 경우, 기어 상태가 'R'이므로 2개의 후방 UWB 모듈들만이 동작된다. 일정 속도(Ex. 20km/h)이상에서는 주차가 아닌 주행으로 감지하여 동작하지 않는 것이 바람직하다. 이 경우, 후방 주차 보조 서비스를 제공하기 위한 후방 UWB 모듈들(113, 114)을 선정하는 과정에서, 통합 제어기(120)는 차량 주행 속도 정보를 추가적으로 더 이용할 수도 있다. 차량 주행 속도는, 예를 들면, 엔진 제어 유닛으로부터 제공될 수 있다. 후방에 가장 근접한 물체/장애물을 UWB 모듈들(113, 114)이 인식하여 그 인식 결과를 차량 내의 표시 장치(도시하지 않음) 등을 통해 사용자에게 알린다.
단계 583에서, 기어 위치가 'D'인지를 판단하는 과정이 수행된다. D이면, 단계 584 또는 단계 585가 수행될 수 있다.
단계 584에서는, 전방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들(111, 112)이 전방 주차 보조 서비스를 제공하도록 전방 객체를 감지하기 위한 객체 감지 센서로 동작하는 과정이 수행되고, 단계 585에서는, 차량 실내의 루프(헤드라이닝)에 장착된 UWB 모듈들(115, 116, 117)이 자율 주행 서비스를 제공하도록 운전자 및 동승자의 움직임을 감지하기 위한 객체 감지 센서로 동작하는 과정이 수행된다. 운전자 및 동승자의 움직임을 감지하는 것은 운전자의 졸음 운전 등을 감지하는 것일 수 있다. 자율 주행 시스템은 UWB 모듈들(115, 116, 117)에 의해 운전자의 졸음 운전이 감지되면, 그에 대응하는 자율 주행 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 차량 속도를 감속시키거나, 운전자의 졸음 운전을 경고하는 등의 알람 서비스가 있을 수 있다.
기어 위치가 'D'가 아닌 경우, 단계 586이 진행된다.
단계 586에서, 기어 위치가 'P'인지를 판단하는 과정이 수행된다. P이면, 단계 587로 진행하고, P아니면, 이전 단계 570로 되돌아간다.
단계 587에서, 전방 범퍼와 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들(11, 112, 113, 114)이 사용자가 차량에서 하차할 수 있는지를 판단하기 위한 객체 감지 센서로 동작한다. 주차가 완료되어 운전자 하차 시에는 기어 상태가 "P"이므로, 4개의 전/후방 UWB 모듈들(111, 112, 113, 114)이 동작된다. 4개의 UWB 모듈들(111, 112, 113, 114)이 각각 주변 차량 및 장애물을 감지한다. 주변 차량 및 장애물로 인해, 운전자 또는 동승자의 하차가 불가능한 경우, 이에 대한 경보음이 발생시켜서, 운전자가 하차 불가능함을 인지할 수 있다. 이러한 기능 이외에 운전자 또는 동승자의 하차시, 차량으로 접근하는 주변 차량 및 장애물(자전거) 등을 감지하여 그에 대한 경보음을 알릴 수도 있다.
도 4 및 5의 과정들을 요약하면, 다음과 같다.
상기 차량의 시동 상태가 시동 오프(OFF) 상태인 경우, 상기 차량에 설치된 모든 UWB 모듈들(111~117)은 상기 디지털키 또는 상기 스마트키의 위치 측위를 감지하기 위한 위치 측위 센서로 선정된다.
다르게, 상기 차량의 시동 상태가 시동 오프(OFF) 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 상기 차량의 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들(113, 114)이 트렁크 도어의 개방을 위한 사용자의 킥(kick) 동작을 감지하는 킥 동작 감지 센서로 선정된다.
상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 일부 UWB 모듈들이 상기 기어의 위치 상태에 따라 상기 하이 패스 동작 모드 또는 상기 객체 감지 동작 모드로 동작한다.
일 예에서, 상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'D' 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 상기 차량의 전방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들이 상기 하이 패스 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들로 선정된다.
다른 예에서, 상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'D' 상태인 경우, 전방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들(111, 112)이 전방 주차 보조 서비스를 제공하기 위한 객체 감지 센서로 선정된다.
또 다른 예에서, 상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'R' 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들(113, 114)이 후방 주차 보조 서비스를 제공하기 위한 객체 감지 센서로 선정된다.
또 다른 예에서, 상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'D' 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 차량의 실내 루프에 장착된 UWB 모듈들(115, 116, 117)을 운전자 및 동승자의 움직임을 감지하기 위한 객체 감지 센서로 선정된다.
또 다른 예에서, 상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'P' 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 전방 및 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들(111, 112, 113, 114)이, 주변 차량 및 장애물을 감지하기 위한 객체 감지 센서로 선정되어, 사용자가 차량에서 하차할 수 있는지 여부를 인지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 UWB 시스템에서는, 차량에 장착된 UWB 모듈들이 디지털키 및 스마트키의 위치 측위를 수행하는 용도 외에 도로 통행료를 지불하기 위한 ETSC 기지국과의 통신 용도(ETSC용 차량 단말기) 및 주차 보조 서비스를 제공하기 위한 객체 감지 센서 등으로 폭넓게 활용될 수 있다. 또한, 시동 상태 및 기어 위치 상태에 따라 구동하는 UWB 모듈들의 위치 및 개수가 달라지므로, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명을 위한 예시적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 다수의 UWB(Ultra-Wide Band) 모듈들 및 상기 다수의 UWB 모듈들과 차량 내부 통신 버스로 연결된 통합 제어기를 포함하는 차량용 UWB 시스템의 동작 방법에서,
    상기 통합 제어기가, 차량의 시동 상태와 기어의 위치 상태를 기반으로 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 하이 패스 동작 모드, 객체 감지 동작 모드 및 위치 측위 동작 모드 중에서 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 UWB 모듈들이, 상기 통합 제어기의 동작 명령에 따라, 상기 어느 하나의 동작 모드에서 수행되는 UWB 통신을 수행하는 단계
    를 포함하는 것인 차량용 UWB 시스템의 동작 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계는,
    상기 차량의 시동 상태가 시동 오프(OFF) 상태인 경우, 상기 차량에 설치된 모든 UWB 모듈들을 상기 디지털키 또는 상기 스마트키의 위치 측위를 감지하기 위한 위치 측위 센서로 선정하는 단계를 포함하는 것인 차량용 UWB 시스템의 동작 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계는,
    상기 차량의 시동 상태가 시동 오프(OFF) 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 상기 차량의 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들이 트렁크 도어의 개방을 위한 사용자의 킥(kick) 동작을 감지하는 킥 동작 감지 센서로 선정하는 단계를 포함하는 것인 차량용 UWB 시스템의 동작 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계는,
    상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 일부 UWB 모듈들이 상기 기어의 위치 상태에 따라 상기 하이 패스 동작 모드 또는 상기 객체 감지 동작 모드로 동작하는 UWB 모듈들로 선정하는 단계인 것인 차량용 UWB 시스템의 동작 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계는,
    상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'D' 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 상기 차량의 전방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들이 상기 하이 패스 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들로 선정하는 단계를 포함하는 것인 차량용 UWB 시스템의 동작 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계는,
    상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'D' 상태인 경우, 전방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들을 전방 주차 보조 서비스를 제공하기 위한 객체 감지 센서로 선정하는 단계를 포함하는 것인 차량용 UWB 시스템의 동작 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계는,
    상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'R' 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들을 후방 주차 보조 서비스를 제공하기 위한 객체 감지 센서로 선정하는 단계를 포함하는 것인 차량용 UWB 시스템의 동작 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계는,
    상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'D' 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 차량의 실내 루프에 장착된 UWB 모듈들을 운전자 및 동승자의 움직임을 감지하기 위한 객체 감지 센서로 선정하는 단계를 포함하는 것인 차량용 UWB 시스템의 동작 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 단계는,
    상기 차량의 시동 상태가 시동 온(ON) 상태이고, 상기 기어의 위치 상태가 'P' 상태인 경우, 상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 전방 및 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들을 주변 차량 및 장애물을 감지하기 위한 객체 감지 센서로 선정하는 단계를 포함하는 차량용 UWB 시스템의 동작 방법.
  10. 차량에 설치된 다수의 UWB(Ultra-Wide Band) 모듈들; 및
    상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 하이 패스 동작 모드, 객체 감지 동작 모드 및 위치 측위 동작 모드 중에서 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하고, 상기 어느 하나의 동작 모드로 동작하도록 지시하는 동작 명령을 상기 선정된 UWB 모듈들로 전달하는 통합 제어기
    를 포함하는 차량용 UWB 시스템.
  11. 제10항에서,
    상기 통합 제어기는,
    차량의 시동 상태와 기어의 위치 상태를 기반으로 상기 어느 하나의 동작 모드로 동작할 UWB 모듈들을 선정하는 것인 차량용 UWB 시스템.
  12. 제10항에서,
    상기 다수의 UWB 모듈들은,
    상기 통합 제어기의 동작 명령에 따라, 차량의 시동 오프 상태에서는 디지털키 또는 스마트키의 위치 측위를 수행하는 상기 위치 측위 동작 모드에서 동작하는 것인 차량용 UWB 시스템.
  13. 제10항에서,
    상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 전방 범퍼에 장착된 UWB 모듈은,
    상기 통합 제어기의 동작 명령에 따라, 도로 통행료를 지불하기 위해 ETSC 기지국과 UWB 통신을 수행하는 상기 하이 패스 동작 모드로 동작하는 것인 차량용 UWB 시스템.
  14. 제10항에서,
    상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 전방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들 또는 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들은,
    상기 통합 제어기의 동작 명령에 따라, 주차 보조 서비스를 제공하기 위해 상기 객체 감지 동작 모드로 동작하는 것인 차량용 UWB 시스템.
  15. 제10항에서,
    상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 전방 범퍼 및 후방 범퍼에 장착된 UWB 모듈들은,
    상기 통합 제어기의 동작 명령에 따라, 차량 주차 후, 사용자가 차량에서 하차할 때, 차량 주변으로 접근하는 주변 차량 또는 장애물을 감지하기 위한 상기 객체 감지 동작 모드로 동작하는 것인 차량용 UWB 시스템.
  16. 제10항에서,
    상기 다수의 UWB 모듈들 중에서 차량 실내에 장착된 UWB 모듈들은,
    상기 통합 제어기의 동작 명령에 따라, 운전자 및 동승자의 움직임을 감지하기 위한 상기 객체 감지 동작 모드로 동작하는 것인 차량용 UWB 시스템.
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