KR20220127185A - V2i 통신을 제어하는 차량, 인프라 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 V2I 통신 제어 방법은 인프라 및 차량 사이의 V2I 통신을 제어하는 V2I 통신 제어 방법에 있어서, 상기 인프라가 상기 차량에 데이터 다운로드 항목을 제공하는 단계, 상기 차량이 상기 인프라로부터 제공받은 상기 데이터 다운로드 항목 중 다운받을 데이터의 다운로드를 요청하고, 차량정보의 업로드를 요청하는 단계, 상기 인프라는 다운로드 요구시간 및 업로드 요구시간을 계산하는 단계, 교차로에 구비된 신호등의 색상 정보 및 상기 신호등의 색상 변경 예정 시간 정보를 포함하는 신호등 정보를 기반으로 상기 차량의 통신 가능 시간을 계산하는 단계및 상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간과 상기 차량의 통신 가능 시간을 기반으로 통신여부를 결정하는 단계를 포함하여, V2I 인프라에서 신호 교차로에 접근중인 차량의 신호 잔여시간 정보를 기반으로 V2I 통신 가능 시간을 고려하여 데이터를 송수신함으로써, 데이터를 송수신하기 위해 충분한 시간이 있는지를 판단하여 송수신 중간에 데이터가 끊겨 재송신하지 않도록 할 수 있고, 부분 데이터 송수신에 의한 업데이트 오류를 방지할 수 있다.

Description

V2I 통신을 제어하는 차량, 인프라 및 방법{VEHICLE, INFRA AND METHOD FOR CONTROLLING THE VEHICLE TO INFRASTRUCTURE COMMUNICATION}
본 발명은 V2I 통신을 제어하는 차량, 인프라 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 신호대기시간을 이용한 통신 가능 시간을 기반으로 통신을 제어하는 V2I 통신을 제어하는 차량, 인프라 및 방법에 관한 것이다.
최근, 주행 차량의 교통사고를 사전에 예방하고 교통 흐름의 효율화를 도모하는 등의 차량 운행 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS)이 개발되고 있다. 이때, 차량 운행 보조 시스템은 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 및 CALM(Continuous Air Interface for Long and Medium Range) 기반의 차량 대 차량(Vehicle to Vehicle, V2V) 통신과, 차량 대 노변 기지국(Vehicle to Infrastructure, V2I) 통신을 이용한다.
V2V 및 V2I(통칭, V2X) 통신을 통해 차량 운행 보조 시스템을 지원하는 차량은 V2X 통신을 지원하는 다른 차량(주변차량) 간에 전방 사고 발생 유무나 충돌 경고를 서로 보내줄 수 있다. 노변 기지국과 같은 노변 기지국은 실시간 교통 상황을 차량에 알려주거나 신호 대기 시간을 제어하여 교통 흐름을 제어할 수 있다. 또한, 차량 운행 보조 시스템은 우회로를 설정하여 차량 운전자에게 우회 도로로 진입하도록 유도함으로써, 차량 집중에 따른 도로 정체 현상을 해소할 수 있다.
한편, 5.9GHz 대역의 V2I 통신 가능 영역은 대략 V2I 인프라(road site unit) 기준 수백 미터로 차량이 수신할 수 있는 데이터의 량은 차량이 V2I 통신 가능 영역에 머물러 있는 시간에 비례한다. 또한, V2I 인프라 구축에는 많은 투자가 수반되기 때문에 현재의 셀룰러 망과 같이 전국토 및 도로를 커버하기 보다는 필요한 특정 구간에 구축하는 것이 현실적이다. 이는 핸드 오버(hands over)와 같은 기술이 고려되기 어려움을 의미한다.
현재 WAVE(Wireless Access for Vehicle Environments) 기반 V2I 통신에서 핸드오버(hands over)는 고려되지 않고 있으며, WAVE 통신의 특성상 V2I 통신 범위도 수백미터 정도로 한계가 있다. 차량은 V2I 통신을 통해 보안인증서, S/W 업데이트 등을 받을 수 있으며, 이 경우 IPv6 통신 방식을 따르게 된다.
V2I 인프라와 차량이 대량의 데이터를 송수신할 때 차량의 이동에 의해 V2I 통신이 끊기는 경우, 부분 데이터 송수신으로 인해 다음 기회에 동일한 내용을 처음부터 재송신해야하는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 한계점을 극복하기 위한 것으로, V2I 인프라에서 신호 교차로에 접근중인 차량의 신호 잔여시간 정보를 기반으로 차량의 V2I 통신 가능 시간을 고려하여 대량의 데이터를 정해진 시간 내에 송수신 가능할지 판단하고, 가능한 경우에만 데이터를 송수신할 수 있는 V2I 통신을 제어하는 차량, 인프라 및 방법을 제공하는 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 V2I 통신 제어 방법은 인프라 및 차량 사이의 V2I 통신을 제어하는 V2I 통신 제어 방법에 있어서, 상기 인프라가 상기 차량에 데이터 다운로드 항목을 제공하는 단계와, 상기 차량이 상기 인프라로부터 제공받은 상기 데이터 다운로드 항목 중 다운받을 데이터의 다운로드를 요청하고, 차량정보의 업로드를 요청하는 단계와, 상기 인프라는 다운로드 요구시간 및 업로드 요구시간을 계산하는 단계와, 교차로에 구비된 신호등의 색상 정보 및 상기 신호등의 색상 변경 예정 시간 정보를 포함하는 신호등 정보를 기반으로 상기 차량의 통신 가능 시간을 계산하는 단계 및 상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간과 상기 차량의 통신 가능 시간을 기반으로 통신여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 통신여부를 결정하는 단계에서, 상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간이 상기 차량의 통신 가능 시간보다 짧으면 상기 통신이 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 통신여부를 결정하는 단계에서, 상기 차량의 통신 가능 시간이 상기 다운로드 요구시간보다 길고 상기 업로드 요구시간보다 짧으면 다운로드만 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 통신여부를 결정하는 단계에서, 상기 차량의 통신 가능 시간이 상기 업로드 요구시간보다 길고 상기 다운로드 요구시간보다 짧으면 업로드만 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 통신여부를 결정하는 단계에서, 상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간이 상기 차량의 통신 가능 시간보다 길면 상기 통신이 불가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 인프라가 상기 차량에 데이터 다운로드 항목을 제공하는 단계 이전, 상기 인프라는 교차로에 구비된 신호등의 색상 정보 및 상기 신호등의 색상 변경 예정 시간 정보를 포함하는 신호등 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량의 통신 가능 시간을 계산하는 단계는 상기 수신된 신호등 정보를 기반으로 상기 차량의 통신 가능 시간을 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 V2I 통신을 제어하는 차량은 교차로에 구비된 인프라로부터 신호등 정보를 수신하고, 상기 인프라에 차량 정보를 송신하며 데이터 다운로드를 요청하는 통신부 및 상기 교차로에 구비된 신호등 정보를 기반으로 차량의 통신 가능 시간을 계산하는 제어부를 포함하되, 상기 신호등 정보는 상기 교차로에 구비된 신호등의 색상 정보 및 상기 신호등의 색상 변경 예정 시간 정보를 포함하며, 상기 제어부는 상기 인프라로부터 요청받은 통신 개설에 응답하여 상기 인프라와 데이터를 송신/수신하고, 상기 통신 개설은 상기 인프라에서 계산된 다운로드 요구시간 및 업로드 요구시간과 상기 통신 가능 시간을 기반으로 통신 가능한 것으로 판단되면 상기 인프라로부터 상기 제어부에 요청되고, 상기 차량 정보는 상기 통신 가능 시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 신호등의 색상이 황색 또는 적색이면, 상기 차량으로부터 상기 교차로까지 거리를 제한속도로 나눈 값에 다음 녹색신호까지의 잔여 시간을 더한 것을 상기 차량의 통신 가능 시간으로 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 신호등의 색상이 녹색이고, 상기 신호등의 색상이 적색으로 교체되기 전 상기 교차로를 통과 가능한 것으로 판단하면, 상기 차량이 교차로를 지나갈 때까지 걸리는 시간을 상기 차량의 통신 가능 시간으로 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 신호등의 색상이 녹색이고, 상기 신호등의 색상이 적색으로 교체되기 전 상기 교차로를 통과 불가능한 것으로 판단하면, 상기 신호등의 색상이 다음 적색등으로 교체될 때까지의 잔여시간에 상기 신호등의 색상이 다음 녹색등으로 교체될 때까지의 잔여시간을 더한 것을 상기 차량의 통신 가능 시간으로 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 인프라는 차량으로부터 차량정보의 업로드 및 다운로드 해야할 데이터의 다운로드를 요청하는 신호를 수신하고, 상기 차량으로부터 계산된 통신 가능 시간을 수신하는 통신부 및 다운로드 요구시간 및 업로드 요구시간을 계산하고, 상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간과 상기 차량의 통신 가능 시간을 기반으로 통신여부를 결정하는 제어부를 포함하되, 상기 통신 가능 시간은 교차로에 구비된 신호등의 색상 정보 및 상기 신호등의 색상 변경 예정 시간 정보를 포함하는 신호등 정보를 기반으로 계산되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간이 상기 차량의 통신 가능 시간보다 짧으면 통신이 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 통신 가능 시간이 상기 다운로드 요구시간보다 길고 상기 업로드 요구시간보다 짧으면 다운로드만 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 통신 가능 시간이 상기 업로드 요구시간보다 길고 상기 다운로드 요구시간보다 짧으면 업로드만 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간이 상기 차량의 통신 가능 시간보다 길면 상기 통신이 불가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 V2I 통신을 제어하는 차량, 인프라 및 방법은 V2I 인프라에서 신호 교차로에 접근중인 차량의 신호 잔여시간 정보를 기반으로 V2I 통신 가능 시간을 고려하여 데이터를 송수신함으로써, 데이터를 송수신하기 위해 충분한 시간이 있는지를 판단하여 송수신 중간에 데이터가 끊겨 재송신하지 않도록 할 수 있고, 부분 데이터 송수신에 의한 업데이트 오류를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 V2I 통신을 제어하는 인프라 및 차량을 설명하기 위한 참조도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인프라 및 차량을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 인프라와 차량간 정보의 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 V2I 통신 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 차량 통신 가능 시간 계산 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 차량 통신 제어 시스템은 V2I 인프라와 V2X 기능이 있는 차량과의 통신 가능 시간 및 다운로드/업로드 요구시간을 기반으로 데이터 송수신을 수행하거나 수행하지 않도록 제어한다.
도 1은 본 발명에 따른 V2I 통신을 제어하는 인프라 및 차량을 설명하기 위한 참조도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 인프라(10)는 교차로 등지에 설치되어 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신을 지원하는 노변 기지국(Road Side Unit)을 포함할 수 있으며, 차량(20)과의 통신하도록 할 수 있다.
인프라(10)는 차량(20)과 V2I 통신을 기반으로 네트워크 연결될 수 있으며, ITS(Intelligent Transport Systems) 서비스 또는 인터넷 서비스를 제공할 수 있다. 특히, 최대 200Km/h의 속도로 달리는 차량에 대하여 최대 54Mbps까지 지원할 수 있는 무선 전송 기술로서 차량 네트워크의 특성을 고려하여 도입된 WAVE(Wireless Access In Vehicle Environment) 기반의 V2I에서는 제어채널(CCH: Control Channel)과 서비스 채널(SCH: Service Channel)을 이용하여 인프라(10)에서 차량(20)으로 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
차량(20)은 V2X(Vehicle-to-Anything) 무선 통신을 지원하기 위한 통신 모듈을 구비하며, 차량통신 모듈은 WCDMA, LTE, WiFi 등 이동통신을 지원할 수도 있으나, 특히, WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 무선 통신 방식을 통하여 차량간, 인터넷 상의 서버 또는 다른 시스템이나 단말 등과 V2X 통신을 지원할 수 있다. 차량 통신 모듈에 적용될 수 있는 WAVE(차량 환경용 무선 접속) 통신 프로토콜은 IEEE802.11p규격과 IEEE P1609 규격의 조합으로서, 차량간 고속통신과 차량 및 인프라간 통신을 지원하여 다양한 차세대 지능형교통시스템 구축에 활용할 수 있는 통신 규격의 하나이다. 이러한 WAVE 통신 방식은 인프라(10)의 중계를 이용할 수도 있지만 차량간 직접 V2V 통신도 지원할 수 있다. WAVE 통신 방식을 지원하는 차량 통신 모듈은 최대 차량 속도 200km/h에서 10msec 이하의 통신지연, 통신반경 1km, 최대 전송 속도 54Mbps, 사용 주파수 5.850 ~5.925 GHz, 채널 대역폭 10MHz, 채널 수 7개 등을 지원하기 위한 물리계층과 MAC(Media Access Control) 계층을 포함하며, 고속 이동성 등을 보장할 수 있다. 차량(20)은 V2X 무선 통신을 통해 각종 교통, 도로 상황, 차량, 보행자 정보를 교환하고 공유할 수 있다.
차량(20)이 인프라(10)가 설치되어 있는 교차로에 접근하면 차량(20)은 IPv6를 통하여 인프라(10)에 데이터 다운로드를 요청하거나 차량의 데이터 업로드를 요청할 수 있다.
인프라(10)는 표준메세지(SPaT, signal phase and timing)를 차량(20)으로 전송할 수 있는데, 표준메세지에는 교차로의 각 차선별 현재 신호등 정보와 잔여시간 정보가 포함될 수 있다. 또한, 인프라(10)는 IPv6을 기반으로 데이터 예를들면, 보안인증서, 인증서 폐지목록(CRL :Certificate Revocation List)등을 전송할 수 있다. 그리고, 차량(20)은 인프라(10)로 IPv6을 기반으로 데이터 예를들면, 부정행위를 검출하는 데이터를 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 인프라 및 차량을 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인프라(10)는 통신부(11), 제어부(12) 및 저장부(13)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 차량(20)은 통신부(21), 제어부(22) 및 저장부(23)를 포함할 수 있다.
통신부(11)는 V2I를 기반으로 차량(20)과 통신하여, 차량(20)으로부터 차량정보를 전송받을 수 있으며, 이를 위하여 통신부(11)는 수신부를 포함할 수 있다.
또한, 통신부(11)는 차량(20)으로부터 차량정보의 업로드 및 다운로드 해야할 데이터의 다운로드를 요청하는 신호를 수신받을 수 있다. 그리고, 요청받은 해당 데이터를 송신할 수 있으며, 교차로의 표준메세지(예를들면, 교차로의 각 차선별 현재 신호등 정보와 잔여시간 정보), 지도 등의 차량(20)이 다운로드 해야할 데이터를 차량(20)으로 송신할 수 있다. 이를 위하여 통신부(11)는 송신부를 포함할 수 있다.
통신부(11)는 교차로의 표준메세지를 송신하기 위하여 신호등으로부터 정보를 제공받을 수 있다. 실시예에 따르면, 신호등의 색상에 대한 정보 및 색상의 변경 예정 시간에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 또한, 통신부(11)는 제어부(12)의 판단에 따라 차량(20)과의 통신을 수행하거나 수행하지 않도록 할 수 있다.
통신부(11)는 차량으로부터 계산된 통신 가능 시간을 수신받을 수 있다.
제어부(12)는 통신부(11)의 통신가능 여부를 판단할 수 있다. 이를 위하여, 제어부(12)는 다운로드 요구시간 및 업로드 요구시간을 계산하고, 다운로드 요구시간 및 업로드 요구시간과 차량으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간을 비교할 수 있다. 여기서 제어부(12)는 데이터의 업로드/다운로드 요구시간은 업로드/다운로드 해야할 데이터의 전체크기를 업로드/다운로드 속도로 나누어 계산할 수 있다. 또한, 차량의 통신 가능 시간은 차량의 제어부(22)로부터 계산될 수 있으며, 이는 후술한다.
제어부(12)는 차량정보를 업로드하는데 요구되는 시간 및 인프라로부터 다운로드 해야할 데이터를 다운로드 하는데 요구되는 시간이 차량(20)으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간보다 짧다고 판단되면, 통신부(11)의 데이터 송신/수신이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우 제어부(12)는 IPv6를 기반으로 차량(20)과의 데이터 송수신을 수행하도록 한다.
또한, 제어부(12)는 차량(20)으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간이 데이터를 다운로드 하는데 요구되는 시간보다 길고 업로드 하는데 요구되는 시간보다 짧으면 다운로드만 가능한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(12)는 차량(20)으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간이 업로드 하는데 요구되는 시간보다 길고, 데이터를 다운로드 하는데 요구되는 시간보다 짧으면 업로드만 가능한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(12)는 차량(2)으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간이 다운로드하는데 요구되는 시간 및 업로드하는데 요구되는 시간보다 짧으면 통신부(11)의 데이터 송신/수신이 불가능한 것으로 판단할 수 있다. 제어부(12)는 IPv6를 기반으로 차량(20)과의 데이터 송수신을 수행하지 않도록 한다.
저장부(13)는 제어부(12)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수도 있다. 저장부(13)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), 롬(Read Only Memory, ROM) 및 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 적어도 하나 이상의 저장매체로 구현될 수 있다.
인프라(10)와 통신하는 차량(20)은 통신부(21), 제어부(22) 및 저장부(23)를 포함할 수 있다.
통신부(21)는 차량의 정보, 예를들면 차량의 위치 및 차량의 속도 등을 통신부(11)로 송신할 수 있다.
또한, 통신부(21)는 통신부(11)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 보다 자세하게는 신호등으로부터 제공받은 정보를 통신부(11)로부터 수신할 수 있다. 이는 현재 신호등의 색상에 대한 정보 및 색상의 변경 예정 시간에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 그리고, 차량이 다운로드 해야할 데이터 항목을 수신받을 수 있다.
제어부(22)는 통신부(21)가 인프라(10)의 통신부(11)로부터 수신한 정보를 기반으로 차량이 다운로드 해야할 데이터 항목 중 다운로드 해야할 데이터를 선택하고 데이터 다운로드를 요청할 수 있다.
제어부(22)는 현재의 신호등의 색상에 따라 차량의 통신 가능 시간을 계산할 수 있다. 제어부(22)는 차량의 통신 가능 시간을 계산하기 위하여 인프라(10)의 통신부(11)로부터 수신한 현재 신호등의 색상의 정보와 색상의 변경 예정 시간에 대한 정보를 이용하여 교차로 통과 가능 시간을 계산할 수 있다. 여기서 교차로 통과 가능 시간은 인프라(10)로부터 계산될 수도 있다.
제어부(22)는 현재 신호등의 색상이 황색 또는 적색인 경우, 차량의 통신 가능 시간을 다음과 같이 계산할 수 있다.
차량의 통신 가능 시간 = 다음 녹색등으로 교체될 때까지의 잔여 시간 + (교차로까지 거리 / 제한속도)
여기서, 교차로까지 거리는 현재차량의 위치로부터 교차로 정지선까지의 거리를 의미할 수 있다.
또한, 제어부(22)는 현재 신호등의 색상이 녹색인 경우, 신호등의 색상이 적색으로 교체되기 전 차량이 교차로를 통과할 수 있는지 판단한다. 차량이 교차로를 통과할 수 있는 것으로 판단하면, 차량의 통신 가능 시간을 다음과 같이 계산할 수 있다.
차량의 통신 가능 시간 = 차량이 교차로를 지나갈 때까지 걸리는 시간
또한, 제어부(22)는 현재 신호등의 색상이 녹색이지만 차량이 교차로를 통과할 수 없는 것으로 판단하면, 차량의 통신 가능 시간을 다음과 같이 계산할 수 있다.
차량의 통신 가능 시간 = 다음 적색등으로 교체될 때까지의 잔여시간 + 다음 녹색등으로 교체될 때지의 잔여시간
저장부(23)는 제어부(22)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수도 있다. 저장부(23)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), 롬(Read Only Memory, ROM) 및 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 적어도 하나 이상의 저장매체로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 인프라와 차량간 정보의 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 인프라(10)는 해당 교차로의 표준메세지, 지도 등의 다운로드 해야할 항목을 차량(20)에 제공할 수 있다. 차량(20)은 차량의 위치 및 차량속도를 포함하는 차량정보를 인프라(10)에 전송하고, 데이터 다운로드 및 업로드를 요청할 수 있다.
여기서, 인프라(10)는 종래와 같이 차량(20)으로부터 요청받은 데이터 다운로드 하거나 업로드 하지 않고, 데이터 송신/수신 가능 여부를 판단할 수 있다. 이를 위하여, 차량(20)이 제공한 정보를 업로드 하거나, 차량이 요청한 정보를 다운로드 할 수 있는 시간과 차량(20)으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간을 비교할 수 있다. 보다 자세하게는 도 4를 참조하여 후술한다.
그 다음, 인프라(10)가 데이터 송신/수신 가능한 것으로 판단한 경우, IPv6를 기반으로 1:1 통신을 개설하도록 차량(20)에 요청할 수 있다. 차량(20)에 IPv6 통신에 응답하면, 인프라(10)와 차량(20)은 데이터를 송신/수신할 수 있다.
인프라(10)가 다운로드/업로드 완료메세지를 차량(20)에 송신하는 경우, 차량(20)은 다운로드 완료에 응답하고 데이터 송신/수신이 종료되었음을 인프라(10)에 송신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 V2I 통신 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 인프라는 해당 교차로의 표준메세지, 지도 등의 다운로드 해야할 데이터 항목을 차량에 제공할 수 있다. 차량은 차량의 위치 및 차량속도를 포함하는 차량정보를 인프라에 전송하고, 인프라로부터 제공받은 데이터 다운로드 항목 중 다운로드 받을 데이터에 대한 다운로드를 요청하거나 및 차량정보의 업로드를 요청할 수 있다. 여기서, 인프라는 데이터 송신/수신 가능 여부를 판단한다.
이를 위하여, 인프라는 차량으로부터 요구받은 데이터를 다운로드하고 업로드 할 수 있는 필요 시간을 계산한다(S100). S100은 다운로드 해야할 데이터크기를 다운로드 속도로 나누거나, 업로드 해야할 데이터크기를 업로드 속도로 나누어 계산할 수 있다.
그리고, 차량의 통신 가능 시간을 계산한다(S110). S110에 대한 보다 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.
인프라는 차량이 제공한 정보를 업로드 하거나, 차량이 요청한 정보를 다운로드 할 수 있는 시간이 차량으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간보다 짧은 시간인지 판단한다(S120).
S120에서 차량정보를 업로드하는데 요구되는 시간 및 인프라로부터 데이터를 다운로드 하는데 요구되는 시간이 차량으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간보다 짧다고 판단되면(Yes), 데이터 송신/수신이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우 IPv6를 기반으로 차량과의 통신을 수행하도록 한다.
S120에서 차량으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간이 데이터를 다운로드 하는데 요구되는 시간보다 길고 업로드 하는데 요구되는 시간보다 짧으면 IPv6를 기반으로 통신을 수행하되, 다운로드만 가능한 것으로 판단할 수 있다.
S120에서 차량으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간이 업로드 하는데 요구되는 시간보다 길고, 데이터를 다운로드 하는데 요구되는 시간보다 짧으면 IPv6를 기반으로 통신을 수행하되, 업로드만 가능한 것으로 판단할 수 있다.
한편, S120에서 차량으로부터 제공받은 차량의 통신 가능 시간이 다운로드하는데 요구되는 시간 및 업로드하는데 요구되는 시간보다 짧으면(No), 데이터 송신/수신이 불가능한 것으로 판단할 수 있다. 제어부(12)는 IPv6를 기반으로 차량(20)과의 데이터 송수신을 수행하지 않도록 한다(S140).
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 차량 통신 가능 시간 계산 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 인프라는 교차로의 표준메세지를 차량으로 송신하기 위하여 신호등으로부터 정보를 제공받을 수 있다. 실시예에 따르면, 신호등의 색상에 대한 정보 및 색상의 변경 예정 시간에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 차량은 인프라로부터 수신한 현재 신호등의 정보를 기반으로 차량 통신 가능 시간을 계산할 수 있다. 또한, 인프라 또는 차량은 수신한 신호등의 정보를 기반으로 교차로 통과 가능 시간을 계산할 수 있다.
현재 신호등의 색상이 황색 또는 적색인지 판단한다(S200). S200에서 신호등의 색상이 황색 또는 적색으로 판단되면(Yes), 차량 통신 가능 시간을 계산한다(S210). S210은 다음의 식을 이용하여 수행될 수 있다.
차량의 통신 가능 시간 = 다음 녹색신호까지의 잔여 시간 + (교차로까지 거리 / 제한속도)
여기서, 교차로까지 거리는 현재차량의 위치로부터 교차로 정지선까지의 거리를 의미할 수 있다.
S200에서 신호등의 색상이 황색 또는 적색이 아닌 것으로 판단되면(No), 현재 신호등의 색상이 녹색인지 판단한다(S220). S220에서 현재 신호등의 색상이 녹색이 아닌 것으로 판단되면(No) 시작단계로 돌아간다. S220에서 현재 신호등의 색상이 녹색인 것으로 판단되면 신호등의 색상이 적색으로 교체되기 전 차량이 교차로를 통과할 수 있는지 판단한다(S230). S230에서 신호등의 색상이 적색으로 교체되기 전 차량이 교차로를 통과 가능한 것으로 판단되면(Yes), 차량 통신 가능 시간을 계산한다(S240). S240은 다음의 식을 이용하여 수행될 수 있다.
차량의 통신 가능 시간 = 차량이 교차로를 지나갈 때까지 걸리는 시간
S230에서 신호등의 색상이 적색으로 교체되기 전 교차로 통과 불가능한 것으로 판단되면(No), 해당 조건에서의 차량 통신 가능 시간을 계산한다(S250). S250은 다음의 식을 이용하여 수행될 수 있다.
차량의 통신 가능 시간 = 다음 적색등으로 교체될 때까지의 잔여시간 + 다음 녹색등으로 교체될 때까지의 잔여시간
상술한 바와 같이, 본 발명은 인프라와 V2X 기능이 있는 차량과의 통신 가능 시간을 기반으로 데이터 전송 가능 시간을 계산하고, 차량의 통신 가능 시간을 계산하여 이를 기반으로 통신가능조건이 성립되는 경우만 데이터 송수신을 수행하고, 통신가능조건이 성립되지 않는 경우 수행하지 않도록 제어함으로써, 정해진 통신자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
인프라 10
통신부 11
제어부 12
저장부 13
차량 20
통신부 21
제어부 22
저장부 23

Claims (16)

  1. 인프라 및 차량 사이의 V2I 통신을 제어하는 V2I 통신 제어 방법에 있어서,
    상기 인프라가 상기 차량에 데이터 다운로드 항목을 제공하는 단계;
    상기 차량이 상기 인프라로부터 제공받은 상기 데이터 다운로드 항목 중 다운받을 데이터의 다운로드를 요청하고, 차량정보의 업로드를 요청하는 단계;
    상기 인프라는 다운로드 요구시간 및 업로드 요구시간을 계산하는 단계;
    교차로에 구비된 신호등의 색상 정보 및 상기 신호등의 색상 변경 예정 시간 정보를 포함하는 신호등 정보를 기반으로 상기 차량의 통신 가능 시간을 계산하는 단계; 및
    상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간과 상기 차량의 통신 가능 시간을 기반으로 통신여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신여부를 결정하는 단계에서,
    상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간이 상기 차량의 통신 가능 시간보다 짧으면 상기 통신이 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신여부를 결정하는 단계에서,
    상기 차량의 통신 가능 시간이 상기 다운로드 요구시간보다 길고 상기 업로드 요구시간보다 짧으면 다운로드만 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신 제어 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신여부를 결정하는 단계에서,
    상기 차량의 통신 가능 시간이 상기 업로드 요구시간보다 길고 상기 다운로드 요구시간보다 짧으면 업로드만 가능한 것을 특징으로 하는 V2I 통신 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신여부를 결정하는 단계에서,
    상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간이 상기 차량의 통신 가능 시간보다 길면 상기 통신이 불가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신 제어 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 인프라가 상기 차량에 데이터 다운로드 항목을 제공하는 단계 이전,
    상기 인프라는 교차로에 구비된 신호등의 색상 정보 및 상기 신호등의 색상 변경 예정 시간 정보를 포함하는 신호등 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 차량의 통신 가능 시간을 계산하는 단계는
    상기 수신된 신호등 정보를 기반으로 상기 차량의 통신 가능 시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신 제어 방법.
  8. 교차로에 구비된 인프라로부터 신호등 정보를 수신하고, 상기 인프라에 차량 정보를 송신하며 데이터 다운로드를 요청하는 통신부; 및
    상기 교차로에 구비된 신호등 정보를 기반으로 차량의 통신 가능 시간을 계산하는 제어부를 포함하되,
    상기 신호등 정보는 상기 교차로에 구비된 신호등의 색상 정보 및 상기 신호등의 색상 변경 예정 시간 정보를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 인프라로부터 요청받은 통신 개설에 응답하여 상기 인프라와 데이터를 송신/수신하고,
    상기 통신 개설은 상기 인프라에서 계산된 다운로드 요구시간 및 업로드 요구시간과 상기 통신 가능 시간을 기반으로 통신 가능한 것으로 판단되면 상기 인프라로부터 상기 제어부에 요청되고,
    상기 차량 정보는
    상기 통신 가능 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신을 제어하는 차량.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 신호등의 색상이 황색 또는 적색이면,
    상기 차량으로부터 상기 교차로까지 거리를 제한속도로 나눈 값에 다음 녹색신호까지의 잔여 시간을 더한 것을 상기 차량의 통신 가능 시간으로 계산하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신을 제어하는 차량.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 신호등의 색상이 녹색이고, 상기 신호등의 색상이 적색으로 교체되기 전 상기 교차로를 통과 가능한 것으로 판단하면,
    상기 차량이 교차로를 지나갈 때까지 걸리는 시간을 상기 차량의 통신 가능 시간으로 계산하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신을 제어하는 차량.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 신호등의 색상이 녹색이고, 상기 신호등의 색상이 적색으로 교체되기 전 상기 교차로를 통과 불가능한 것으로 판단하면,
    상기 신호등의 색상이 다음 적색등으로 교체될 때까지의 잔여시간에 상기 신호등의 색상이 다음 녹색등으로 교체될 때까지의 잔여시간을 더한 것을 상기 차량의 통신 가능 시간으로 계산하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신을 제어하는 차량.
  12. 차량으로부터 차량정보의 업로드 및 다운로드 해야할 데이터의 다운로드를 요청하는 신호를 수신하고, 상기 차량으로부터 계산된 통신 가능 시간을 수신하는 통신부; 및
    다운로드 요구시간 및 업로드 요구시간을 계산하고, 상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간과 상기 차량의 통신 가능 시간을 기반으로 통신여부를 결정하는 제어부를 포함하되,
    상기 통신 가능 시간은
    교차로에 구비된 신호등의 색상 정보 및 상기 신호등의 색상 변경 예정 시간 정보를 포함하는 신호등 정보를 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 V2I 통신을 제어하는 인프라.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간이 상기 차량의 통신 가능 시간보다 짧으면 통신이 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신을 제어하는 인프라.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 통신 가능 시간이 상기 다운로드 요구시간보다 길고 상기 업로드 요구시간보다 짧으면 다운로드만 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신을 제어하는 인프라.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 통신 가능 시간이 상기 업로드 요구시간보다 길고 상기 다운로드 요구시간보다 짧으면 업로드만 가능한 것을 특징으로 하는 V2I 통신을 제어하는 인프라.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 다운로드 요구시간 및 상기 업로드 요구시간이 상기 차량의 통신 가능 시간보다 길면 상기 통신이 불가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 V2I 통신을 제어하는 인프라.
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