KR20220156708A

KR20220156708A - Ai v2x obu를 이용한 미끄럼 사고 예방 시스템

Info

Publication number: KR20220156708A
Application number: KR1020210064291A
Authority: KR
Inventors: 최광주
Original assignee: 주식회사 아이티텔레콤
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2022-11-28
Also published as: KR102543820B1

Abstract

본 발명은 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼 사고 예방 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이 미끄러지는 것을 감지하여 미끄럼 발생 정보를 생성하고, 생성한 미끄럼 발생 정보를 차량에 탑재된 V2X OBU를 통해 다른 V2X OBU가 탑재된 차량으로 송신하여 추돌사고 등 미끄럼 사고를 예방할 수 있는 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼 사고 예방 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼 사고 예방 시스템은 노변(路邊)에 설치된 V2X(vehicle to everything) RSU(Roadside Unit) 및 휠스핀(wheel spin) 또는 노면(路面)의 미끄럼 상태를 검지하는 미끄럼상태검지부 및 안전메시지(BSM, Basic Safety Message)를 V2X 방식으로 송수신하는 V2X OBU(On Board Unit)가 탑재된 차량을 포함한다.

Description

AI V2X OBU를 이용한 미끄럼 사고 예방 시스템{VEHICLE SLIP PREVENTION SYSTEM WITH AI V2X OBU}

본 발명은 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼 사고 예방 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이 미끄러지는 것을 감지하여 미끄럼 발생 정보를 생성하고, 생성한 미끄럼 발생 정보를 차량에 탑재된 V2X OBU를 통해 다른 V2X OBU가 탑재된 차량으로 송신하여 추돌사고 등 미끄럼 사고를 예방할 수 있는 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼 사고 예방 시스템에 관한 것이다.

도로의 노면 상태는 차량의 주행 안전성을 좌우하는 가장 중요한 요소로써 미끄러운 노면은 동절기 강설이나 하절기 폭우 등에 따라 발생한다. 차량이 이러한 미끄러운 노면을 주행할 경우 가속 시에는 헛바퀴(wheelspin) 현상이 발생하고 감속 시에는 스키드(skid) 현상 발생한다.

일반적으로 차량의 큰 미끄럼 현상은 운전자가 쉽게 인지할 수 있지만, 경미한 블랙 아이스 노면 등에서 가속 시 미세한 헛바퀴 현상 또는 감속 시 미세한 미끄럼 현상 등은 운전자기 쉽게 인지하기 어렵다. 따라서 이러한 미세한 헛바퀴 현상이나 미끄럼 현상을 검출하여 운전자에게 즉시 제공할 수 있다면 운전자로 하여금 감속을 유도하는 등의 방법으로 교통사고를 예방할 수 있다.

노면에서 차량의 미끄럼 현상을 검출하는 방법으로 차량의 이동속도와 차륜의 회전속도 차이를 이용하는 방법이 제안된 바 있다(등록특허공보 제1308994호(2013. 09. 17.)). 이러한 검출 방법은 차량이 평탄한 결빙 노면의 직선주로를 주행하면서 차량의 헛바퀴(wheelspin) 또는 미끄럼(skid) 현상이 발생할 때 노면에 대한 미끄럼 판정이 가능하다.

그러나 상술한 바와 같은 방법은 미끄러지는 선행차량만을 제어하며, 선행차량이 미끄러짐에 따라 후행차량이 추돌하는 상황까지 해결하지 못한다. 고속도로 또는 일반 도로에서 앞서가는 전방 차량이 미끄러운 노면에 의해 미끄러지는 경우 전방 차량에 후속하는 후방 차량이 전방 차량과 추돌하는 추돌사고가 발생할 수 있다.

충돌한 이후, 대상 차량에 후속하는 후방 차량은 대상 차량과 전방 차량 간의 충돌을 사전에 인지하지 못하여 추돌 사고가 추가 발생할 수 있다. 즉, 선행 차량의 미끄러짐에 의해 연쇄추돌사고가 발생할 수 있으며, 전방에 미끄러지는 차량이 있을 때, 그 차량에 대한 정보를 후방 차량으로도 송신하여 차량 미끄러짐에 의한 추돌 사고를 예방할 수 있는 시스템의 필요성이 대두되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0721343호 (2007년05월25일 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-0262587호 (2000년08월01일 공고)

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량의 미끄러짐 현상이 감지되면, 미끄럼 발생 정보를 생성하고 생성한 미끄럼 발생 정보를 다른 차량으로 송신하여 연쇄추돌사고를 예방할 수 있는 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 V2X 통신을 통해 미끄럼 발생 정보를 송수신할 때 미끄럼 발생 정보 및 호핑정보를 안전메시지(BSM)에 포함시키며, 안전메시지는 포함된 호핑정보에 따라 차량 간 통신하는 것이 가능한 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 안전메시지의 확장정보 헤더에 호핑정보를 포함시키고, 안전메시지를 수신한 V2X OBU는 확장정보 헤더의 유무에 따라 안전메시지를 처리하는 것이 가능하여 안전메시지의 처리속도를 향상시키는 것이 가능한 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템은, 노변(路邊)에 설치된 V2X(vehicle to everything) RSU(Roadside Unit) 및 휠스핀(wheel spin) 또는 노면(路面)의 미끄럼 상태를 검지하는 미끄럼상태검지부 및 안전메시지(BSM, Basic Safety Message)를 V2X 방식으로 송수신하는 V2X OBU(On Board Unit)가 탑재된 차량을 포함하며, 상기 미끄럼상태검지부는, 상기 휠스핀 또는 상기 노면의 미끄럼 상태가 검지되면, 미끄럼 발생 정보를 생성하여 상기 V2X OBU로 송신하고, 상기 V2X OBU는, 수신한 상기 미끄럼 발생 정보를 포함하는 상기 안전메시지를 생성한 후, 상기 안전메시지를 상기 V2X RSU 또는 다른 차량에 탑재된 V2X OBU로 송신하는 것을 특징으로 한다.

상기 미끄럼상태검지부는, 상기 차량의 위치 및 이동속도를 측정하는 GPS센서, 상기 차량의 차륜 회전속도를 측정하는 휠속도센서, 상기 차량의 조향각을 측정하는 조향각센서, 상기 차량의 요각(yaw angle)을 측정하는 자이로센서, 상기 GPS센서, 상기 휠속도센서, 상기 조향각센서 및 상기 자이로센서가 측정한 데이터를 기반으로 상기 휠스핀 또는 상기 노면의 미끄럼 발생을 검지하는 미끄럼발생판단모듈 및 상기 휠스핀 또는 상기 노면의 미끄럼 발생이 검지된 경우 미끄럼 발생 정보를 생성하여 상기 V2X OBU로 송신하는 미끄럼발생정보생성부를 포함하며, 상기 미끄럼발생판단모듈은, 상기 차량의 이동속도와 상기 차륜 회전속도를 비교하여 상기 휠스핀을 검지하고, 상기 조향각과 상기 요각을 비교하여 상기 노면의 미끄럼 상태를 검지한다.

상기 안전메시지를 수신한 상기 다른 차량에 탑재된 상기 V2X OBU는, 상기 안전메시지를 처리하여 미끄럼 발생 정보를 추출한 후, 차량의 HMI(Human-Machine Interface)에 송신하고, 상기 HMI는, 상기 안전메시지에 포함된 상기 미끄럼 발생 정보를 표출하며, 상기 미끄럼 발생 정보는, 미끄럼이 발생된 위치정보를 포함한다.

상기 V2X OBU는, V2X 데이터 송신 장치 및 V2X 데이터 수신 장치를 포함하며, 상기 V2X 데이터 송신 장치는, 상기 안전메시지 및 호핑정보가 담긴 패킷을 생성하며, 상기 패킷 및 상기 미끄럼 발생 정보를 상기 안전메시지에 포함시키는 생성부 및 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 안전메시지를 다른 차량에 탑재된 V2X 데이터 수신 장치로 송신하는 송신부를 포함하고, 상기 V2X 데이터 수신 장치는, 상기 송신부가 송신한 상기 안전메시지를 수신하는 수신부, 상기 안전메시지를 처리하는 처리부 및 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 안전메시지를 또 다른 차량에 탑재된 V2X 데이터 수신 장치로 재송신하는 재송신부를 포함하여, 상기 미끄럼 발생 정보를 다른 차량으로 전달하여 추돌사고를 방지한다.

상기 안전메시지는, 상기 패킷이 포함하는 확장정보 헤더를 포함하며, 상기 확장정보 헤더는, 상기 호핑정보가 기록된 헤더를 포함하고, 상기 헤더는, 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함하며, 상기 제1 헤더는, 상기 패킷의 전송에 따라 차감되는 잔여호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 잔여 시간이 저장되는 라이프타임 정보를 포함하고, 상기 제2 헤더는, 상기 패킷의 최대호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 전송방식을 나타내는 전송방식 정보를 포함하며, 상기 제3 헤더는, 상기 패킷의 식별정보, 상기 패킷을 생성한 장치의 정보를 나타내는 최초발신지 정보 및 상기 패킷의 최종 목적지 정보를 포함하며, 상기 처리부는, 상기 안전메시지를 처리할 때, 상기 안전메시지에 상기 확장정보 헤더의 존재여부를 판단하며, 상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 안전메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하지 않는 경우에는, 더 이상 상기 안전메시지의 처리를 수행하지 않고, 상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 안전메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하는 경우에는, 상기 안전메시지로부터 상기 확장정보 헤더를 추출하고, 추출된 상기 확장정보 헤더로부터 상기 패킷을 추출하며, 추출된 상기 패킷으로부터 상기 헤더를 추출하고, 추출된 상기 헤더의 제2 헤더로부터 상기 전송방식 정보를 추출하며, 추출된 상기 전송방식 정보를 기초로 상기 패킷의 전송방식을 판단하고, 상기 전송방식의 판단결과, 상기 패킷의 전송방식이 유니캐스트 방식인 경우, 추출된 상기 헤더의 제3 헤더로부터 상기 최종 목적지 정보를 추출하며, 추출된 상기 최종 목적지 정보를 기초로 수신한 메시지의 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치인지 판단하고, 상기 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치인지 판단한 결과, 상기 수신한 안전메시지의 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치인 경우 상기 수신한 안전메시지를 데이터베이스에 저장하여, 상기 미끄럼 발생 정보를 다른 차량으로 전달할 때 안전메시지의 처리 속도를 높여 추돌사고를 방지한다.

본 발명인 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템에 따르면, 차량의 미끄러짐 현상이 감지되면, 미끄럼 발생 정보를 생성하고 생성한 미끄럼 발생 정보를 다른 차량으로 송신하여 연쇄추돌사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

본 발명인 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템에 따르면, V2X 통신을 통해 미끄럼 발생 정보를 송수신할 때 미끄럼 발생 정보 및 호핑정보를 안전메시지(BSM)에 포함시키며, 안전메시지는 포함된 호핑정보에 따라 차량 간 통신하는 것이 가능한 효과가 있다.

본 발명인 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템에 따르면, 안전메시지의 확장정보 헤더에 호핑정보를 포함시키고, 안전메시지를 수신한 V2X OBU는 확장정보 헤더의 유무에 따라 안전메시지를 처리하는 것이 가능하여 안전메시지의 처리속도를 향상시키는 것이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템이 포함하는 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량에 탑재된 미끄럼상태검지부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량에 탑재된 V2X OBU의 구성을 보여주는 블록도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

그리고 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.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함한다” 및/또는 “포함하는” 은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

V2X 통신이란, 차량과 차량(V2V), 차량과 보행자(V2P) 및 기지국, 차량, 신호등과 같은 교통시설물(V2I) 등과 같이 차량과 도로상의 모든 것들 간의 통신을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템이 포함하는 구성을 간략히 보여주는 블록도이다.

본 발명에 따른 AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템은, 도 1을 참조하면, V2X(vehicle to everything) RSU(Roadside Unit)(200) 및 V2X OBU(On Board Unit)(120)가 탑재된 차량(100)을 포함한다.

본 발명에 따른 V2X RSU(200)는 차량(100)에 설치된 V2X 모듈과 V2X 방식으로 통신하기 위해 노변(路邊)에 설치된 일종의 기지국으로, 노변기지국이라고도 한다. V2X RSU(200)는, V2X OBU(120)가 탑재된 차량(100)과 V2X 방식으로 통신할 수 있다. V2X는, WAVE 방식과 C-V2X 방식이 있으며, 본 발명에 따른 V2X RSU(200)는 WAVE 방식과 C-V2X 방식 모두를 지원하는 하이브리드 V2X RSU(200)일 수 있다. V2X RSU(200)에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.

본 발명에 따른 차량(100)은 안전메시지(BSM, Basic Safety Message)를 생성하여 다른 차량(100)으로 생성한 안전메시지를 V2X 방식으로 송수신하는 V2X OBU(120)를 탑재한다. 안전메시지란, 차량(100)과 관련한 안전 서비스의 제공을 위해 차량(100)의 위치, 속도, 가속도, 브레이크 동작 등에 관련한 차량(100)의 기본적인 정보가 담긴 메시지이다.

본 발명에 따른 차량(100)은 휠스핀(wheel spin) 또는 노면(路面)의 미끄럼 상태를 검지하는 미끄럼상태검지부(110)를 더 탑재한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량(100)에 탑재된 미끄럼상태검지부(110)의 구성을 보여주는 블록도이다.

본 발명에 따른 미끄럼상태검지부(110)는, 도 2를 참조하면, 휠스핀 또는 노면의 미끄럼 상태를 검지하기 위해 상기 차량(100)의 위치 및 이동속도를 측정하는 GPS센서(111), 상기 차량(100)의 차륜 회전속도를 측정하는 휠속도센서(113), 상기 차량(100)의 조향각을 측정하는 조향각센서(115), 상기 차량(100)의 요각(yaw angle) 및 상기 요각이 변하는 속도(yaw rate)를 측정하는 자이로센서(117) 및 상기 GPS센서(111), 상기 휠속도센서(113), 상기 조향각센서(115) 및 상기 자이로센서(117)가 측정한 정보를 기반으로 상기 휠스핀 또는 상기 노면의 미끄럼 발생을 검지하는 미끄럼발생판단모듈(119)을 포함한다.

본 발명에 따른 GPS센서(111)는 주행 중인 차량(100)의 이동속도(Vehicle transitional speed)를 측정하여 미끄럼발생판단모듈(119)에 제공한다. 최근 대다수의 차량(100)이 GPS 모듈을 탑재한 카-네비게이션 장착 차량(100)이기 때문에, 카-네비게이션에 탑재된 GPS 모듈을 GPS센서(111)로 이용함으로써 주행 중인 차량(100)의 정확한 이동속도를 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 휠속도센서(113)는 차량(100)의 차륜에 부착되어 주행 중인 차량(100)의 차륜 회전속도를 측정하고 그 측정 데이터를 미끄럼발생판단모듈(119)에 제공한다. 휠속도센서(113)로는 주행 중인 차량(100)의 차륜 회전속도를 측정할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 조향각센서(115)는 주행 중인 차량(100)의 조향각을 측정하고 그 측정 데이터를 미끄럼발생판단모듈(119)에 제공한다. 조향각센서(115)로는 차량(100)의 조향장치 등에 설치되어 차량(100)의 조향각을 측정할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 미끄럼상태검지부(110)는 G센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. G센서는 차량(100)에 탑재되어 주행 중인 차량(100)의 좌/우 회전 가속도 및 상하요동(thumping) 가속도를 측정하고 그 측정 데이터를 미끄럼발생판단모듈(119)에 제공한다. G센서의 Y축 방향 가속도 측정을 통해 차량(100)의 회전 가속도를 측정할 수 있다. 또한 G센서의 Z축 방향 가속도 측정을 통해 차량(100)의 상하요동 가속도 측정이 가능하다. G센서로는 차량(100)이 좌회전, 우회전 또는 유턴 시 차량(100)의 회전 가속도를 측정하고, 차량(100)이 과속 방지턱, 미끄럼 방지포장, 포트 홀 위 등을 주행할 때 차량(100)의 상하요동 가속도를 측정할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 자이로센서(117)는 차량(100)에 탑재되어 주행 중인 차량(100)의 요각(yaw angle) 및 상기 요각이 변하는 속도(yaw rate)를 측정하고 그 측정 데이터를 미끄럼발생판단모듈(119)에 제공한다. 자이로센서(117)로는 차량(100)의 요각을 측정할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 미끄럼발생판단모듈(119)은 GPS센서(111)와, 휠속도센서(113)와, 조향각센서(115)와, G센서와, 자이로센서(117)로부터 측정 데이터를 수집하고, 이들 데이터로부터 주행 중인 차량(100)의 휠스핀 또는 노면의 미끄럼 발생 여부를 판단 및 검지한다. 즉, 미끄럼발생판단모듈(119)은 차량(100)의 주행 특성 데이터를 수집하고 이들을 분석 데이터로 이용하여 차량(100)이 주행 중인 노면이 미끄러운 상태인지를 판단한다.

본 발명에 따른 미끄럼발생판단모듈(119)은 GPS센서(111)로부터 차량(100)의 이동속도 데이터를 수집하고, 휠속도센서(113)로부터 차량(100)의 차륜 회전속도 데이터를 수집하고, 조향각센서(115)로부터 차량(100)의 조향각 데이터를 수집하고, G센서로부터 차량(100)의 회전 가속도 데이터 및 상하요동 가속도 데이터를 수집하며, 자이로센서(117)로부터 차량(100)의 요각 데이터를 수집한다.

본 발명에 따른 미끄럼발생판단모듈(119)은 GPS센서(111)로부터 측정되어 수집된 차량(100)의 이동속도와 휠속도센서(113)로부터 측정되어 수집된 차륜의 회전속도를 비교하여 흴스핀을 검지하며, 조향각센서(115)로부터 측정되어 수집된 조향각과 자이로센서(117)로부터 측정되어 수집된 요각을 비교하여 노면의 미끄럼 상태를 검지한다.

본 발명에 따른 미끄럼발생판단모듈(119)은, 예를 들어, 차량(100)의 이동속도와 차륜 회전속도의 차이를 산출하고 그 산출값을 제 1 임계값과 비교하고, 회전 가속도를 제 2 임계값과 비교하고, 차량(100)의 요각과 조향각의 차이를 산출하고 그 산출값을 제 3 임계값과 비교하며, 차량(100)의 상하요동 가속도를 제 4 임계값과 비교한다. 이러한 비교 결과로부터 미끄럼발생판단모듈(119)은 휠스핀 여부 및 노면의 미끄럼 상태를 검지한다. 제1 내지 제4 임계값은 기설정된 값으로 적절한 값이 선택될 수 있다. 예컨대, 제 1 임계값은 통상적인 상태로 직선 주행 중인 차량(100)의 미끄러짐 판단 기준이 될 수 있는 이동속도와 차륜 회전속도의 적절한 차이 값이 선택될 수 있다. 즉, 제 1 임계값은 차량(100)의 이동속도와 차륜 회전속도의 차이가 그 이하일 때 노면에서 차량(100)의 미끄러짐이 거의 발생하지 않는 값으로 설정된다. 그리고 제 2 임계값은 좌회전, 우회전 또는 유턴 등 차량(100)의 회전을 판단할 수 있는 적절한 회전 가속도 값이 선택될 수 있다. 그리고 제 3 임계값은 곡선부를 주행 중인 차량(100)의 미끄러짐 판단 기준이 될 수 있는 요각과 조향각의 적절한 차이 값이 선택될 수 있다. 또한 제 4 임계값은 차량(100)이 과속 방지턱, 미끄럼 방지 포장, 포트 홀 등 거친 노면 위를 주행할 때를 판단할 수 있는 적절한 상하요동 가속도 값이 선택될 수 있다. 제1 내지 제4 임계값은 임계값설정부(미도시)를 통해 사용자가 설정할 수 있다. 임계값설정부는 미끄럼발생판단모듈(119)과 연결되어 사용자가 임계값설정부를 통해 제1 내지 제4 임계값을 설정하면 그 입력된 임계값들을 미끄럼발생판단모듈(119)에 제공한다.

본 발명에 따른 미끄럼발생판단모듈(119)은, 전술한 방법을 적용하여 휠스핀 또는 노면의 미끄럼 상태를 검지할 때 공지된 AI 알고리즘을 이용하여 학습된 제1 내지 제4 임계값을 이용할 수도 있다. 따라서 미끄럼발생판단모듈(119)은 주행 중 미끄럼 발생 여부를 차량(100)에 탑재된 센서들을 통해 정보를 수집한 후 AI 알고리즘을 적용하여 차량(100) 또는 차륜이 미끄러지고 있는 지 판단할 수 있다.

본 명세서에서는 차량(100)의 주행 특성을 측정하기 위해 GPS센서(111)와, 휠속도센서(113)와, 조향각센서(115)와, G센서와, 자이로센서(117)를 이용하는 것으로 기재하였으나, 이들 이외에 차량(100)의 이동속도, 차륜 회전속도, 조향각, 회전 가속도, 상호요동 가속도, 요각 등 차량(100)의 주행 특성을 수집 또는 측정할 수 있는 다양한 다른 감지 장치가 사용될 수도 있으며, 예를 들어 차량(100)에 탑재된 CAN 모듈의 CAN 데이터를 이용할 수도 있다. 또한 미끄럼발생판단모듈(119)은 차량(100)의 주행 특성 데이터를 수신하고 이를 연산 처리하여 차량(100)의 미끄러짐 여부를 판단하는 기능을 수행하는 다른 구성으로 변경될 수 있다.

본 발명에 따른 미끄럼상태검지부(110)는 미끄럼발생판단모듈(119)이 휠스핀 또는 노면의 미끄럼 상태를 검지한 경우 미끄럼 발생 정보를 생성하는 미끄럼발생정보생성부(미도시)를 더 포함한다. 미끄럼발생정보생성부는 생성한 미끄럼 발생 정보를 차량(100)에 탑재된 V2X OBU(120)로 송신한다.

본 발명에 따른 V2X OBU(120)는 수신한 미끄럼 발생 정보를 송신한다. 즉, V2X OBU(120)는 미끄럼발생판단모듈(119)에 의해 검지된 미끄럼 발생 정보를 V2X RSU(200) 또는 다른 차량(100), 바람직하게는, 후방 차량(100)에 탑재된 V2X OBU(120)로 송신한다.

본 발명에 따른 V2X OBU(120)는 안전메시지를 생성하여 다른 차량(100)의 V2X OBU(120)로 송신하며, 이때 V2X OBU(120)는 수신한 미끄럼 발생 정보를 생성한 안전메시지에 포함시켜 다른 차량(100)의 V2X OBU(120)로 송신할 수 있다.

안전메시지를 수신한 다른 차량(100)의 V2X OBU(120)는, 수신한 안전메시지를 처리하여, 그 안전메시지에 포함된 미끄럼 발생 정보를 추출한 후, 추출한 미끄럼 발생 정보를 차량(100)의 HMI(130)(human machine interface)에 송신한다. 미끄럼 발생 정보를 수신한 HMI(130)는 미끄럼 발생 정보를 표출한다. HMI(130)는 차량(100)에 탑재된 네비게이션 또는 차량(100)과 연결된 스마트폰을 포함한다. HMI(130)에 표출되는 미끄럼 발생 정보는, 미끄럼이 발생된 차량(100)의 위치정보를 포함한다. 따라서 미끄럼이 발생된 차량(100)의 위치 및 그 위치와의 거리도 함께 포함할 수 있다. 미끄럼 발생 정보는 위치정보 외에도 미끄럼이 발생한 이유, 즉 노면의 결빙 또는 수포 등도 포함할 수 있다. HMI(130)는 미끄럼 발생 정보를 표출할 때 경고음 또는 미끄럼 발생 경고 메시지를 표출할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 차량(100)에 탑재된 V2X OBU(120)의 구성을 보여주는 블록도이다.

본 발명에 따른 V2X OBU(120)는, 도 3을 참조하면, V2X 데이터를 송신하기 위한 V2X 데이터 송신 장치(121) 및 V2X RSU(200)로부터 V2X 데이터를 수신하거나 다른 차량(100)의 V2X 데이터 송신 장치(121)로부터 V2X 데이터를 수신하기 위한 V2X 데이터 수신 장치(123)를 포함한다.

먼저 본 발명에 따른 V2X 데이터 송신 장치(121)는, 안전메시지 및 호핑정보가 담긴 패킷을 생성하며, 생성한 패킷 및 미끄럼발생정보생성부로부터 수신한 미끄럼 발생 정보를 안전메시지에 포함시키는 생성부(1211), 및 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 호핑정보와 미끄럼 발생 정보를 포함하는 안전메시지를 다른 차량(100)에 탑재된 V2X 데이터 수신 장치(123)로 송신하는 송신부(1213)를 포함한다.

본 발명에 따른 생성부(1211)는, 호핑정보가 담긴 패킷을 생성한다. 생성부(1211)가 생성하는 패킷은 크게는 헤더 및 페이로드를 포함한다. 이때 헤더는 호핑정보가 기록되는 확장정보 헤더를 포함한다. 확장정보 헤더는 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함한다. 페이로드는 헤더를 제외한 패킷의 나머지 데이터가 포함된다. 일반적으로 패킷의 헤더에는 데이터가 전달될 주소 또는 순서 등이 기록된다.

본 명세서에서 호핑이란, 노드와 노드 사이에서 데이터가 송수신되는 상태를 의미할 수 있다. 본 발명에 따른 V2X OBU(120) 즉, V2X 데이터 송신 장치(121) 및 수신 장치(123)는 차량(100)에 탑재되어 차량(100) 간 데이터를 송수신할 수 있다. 이때 각 차량(100)은 라우터의 역할을 수행할 수 있다. 따라서 어느 한 차량(100)에서 다른 한 차량(100)으로 수신한 데이터를 송신할 수 있다. 이때, 어느 한 차량(100)에서 다른 한 차량(100)으로 데이터가 전달되는 것을 호핑이라 할 수 있다.

본 명세서에서 호핑정보란, 호핑 시 필요하거나 생성되거나 수정되는 정보일 수 있으며, 간략하게는 데이터가 생성된 발신지 정보, 데이터를 중간에서 수신하여 재송신하는 라우터 정보, 최종 목적지의 정보가 담긴 종착지 정보 또는 잔여호핑횟수 정보 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 생성부(1211)는, 호핑정보가 담긴 패킷을 생성하며, 생성한 패킷을 BSM(Basic Safety Message) 메시지 또는 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 메시지에 포함시킨다. BSM 메시지란, 전술한 바와 같이, 안전 메시지라 불리며 차량 안전 서비스의 제공을 위해 차량(100)의 위치, 속도, 가속도, 브레이크 동작 등에 관련한 차량(100)의 기본적인 정보가 담긴 메시지이다. BSM 메시지는 차량(100)에서 생성되어 다른 차량(100)으로 전달된다. 따라서 차량(100)은 BSM 메시지를 생성하기 위한 데이터를 수집하는 센서들을 포함한다. RTCM 메시지란, RTK 모듈이 사용하는 GPS 보정데이터로서, RTCM 특수 위원회 (Radio Services Committee for Radio Services Committee) DSRC 미디어에 정의된 대로 GPS 및 기타 무선 항법 신호에 대한 RTCM 차등 보정을 캡슐화한 다음 정의 된 최종 예상 형식으로 다시 구성 할 수 있다. RTCM 표준에 의거하여 다양한 포지셔닝 시스템에 직접 사용되어 생성 된 절대 및 상대 정확도 추정치를 높이는 정보를 포함한다. RTCM 정보는 각 사물의 위치정보를 보정하여 정확한 위치를 알 수 있도록 하는 정보다. 본 발명에 따른 송신 장치(121)는, BSM 또는 RTCM 메시지를 생성하는 BSM 생성모듈 또는 RTCM 생성모듈을 더 포함할 수 있다. RTCM 정보는 V2X RSU(200)(노변기지국)에서 국제표준 메시지 프로토콜인 RTCM으로 인코딩되고 생성되어 V2X 통신을 통해 각 차량(100)으로 전달된다. RTCM 메시지는 노변장치의 전송범위를 벗어나게 되는 경우 원활한 전달이 어려워진다. 본 발명에 따른 패킷에는 호핑정보가 포함되어 BSM 메시지 또는 RTCM 메시지를 각 차량(100)이 라우터의 역할을 하여 최종 목적지까지 전달하여 결국 결정된 종착지에 원활하게 도착할 수 있게 된다. 예를 들어, V2X RSU(200)가 제공하는 RTCM의 경우 데이터 제공 영역이 일반적으로 노변장치 반경 500미터인데 반해 본 발명에 따른 호핑을 이용하여 RTCM을 전송하게 되면 데이터의 제공 역역을 이보다 몇 배 확장할 수 있다. 이는 BSM 메시지도 마찬가지이다.

생성부(1211)는, BSM 메시지 또는 RTCM 메시지(이하, ‘메시지’)에 호핑정보가 담긴 패킷을 포함시킬 수 있다. BSM 메시지 또는 RTCM 메시지의 각 헤더에는 확장정보 헤더가 더 포함될 수 있다. 확장정보 헤더에는 각 메시지에서 추가되는 확장정보가 기록된다. 확장정보 헤더에는 본 발명에 따른 호핑정보가 포함될 수 있으며, 또 다른 추가되는 정보가 더 포함될 수도 있다.

정리하면, 본 발명에 따른 송신 장치(121)는 호핑정보가 담긴 패킷을 생성하고, 상기 패킷을 메시지에 포함시키는 생성부(1211) 및 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 메시지를 송신하는 송신부(1213)를 포함하는 V2X 데이터 송신 장치(121)에 있어서, 상기 메시지는, 차량(100)에서 생성된 BSM(Basic Safety Message) 메시지 또는 노변기지국에서 생성된 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 메시지이며, 상기 메시지는, 상기 패킷이 포함하는 확장정보 헤더를 포함하고, 상기 확장정보 헤더에는, 상기 호핑정보가 기록된 헤더들을 포함한다. 그리고 생성부(1211)는 호핑정보가 담긴 패킷을 메시지에 포함시킬 때 미끄럼 발생 정보도 함께 메시지에 포함시킨다. 따라서 메시지의 차량(100) 간 전송은 호핑정보에 따라 이루어질 수 있고, 메시지를 수신한 차량(100)은 메시지를 처리하여 HMI(130)에 미끄럼 발생 정보를 표출시킬 수 있다.

메시지에는 패킷이 포함하는 확장정보 헤더를 포함하며, 확장정보 헤더는 호핑정보가 기록된 헤더를 포함하고, 그 헤더는 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 생성부(1211)가 생성하는 메시지는 헤더와 페이로드를 포함하는 패킷을 포함하고, 그 헤더는 확장정보 헤더를 포함하며, 확장정보 헤더는 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함한다.

제1 헤더는, V2X 모듈에 따른 패킷 전송에 따라 차감되는 잔여호핑횟수 정보를 포함한다. 잔여호핑횟수 정보는, 후술하게 될, 최대호핑횟수 정보에 포함된 값이 V2X 송신 장치(121)에 의해 전달 또는 중개될 때마다, 예를 들어 1씩, 차감되며, 0이 되면 해당 패킷은 전달되지 않고 네트워크에서 사라지게 되는 정보(또는 값)이다.

제1 헤더는, 다음 헤더 존재 여부가 기록된 다음헤더 정보, 해당 프로토콜의 버전을 식별할 수 있도록 버전 정보, 패킷이 최종 목적지에 도달할 때까지 견딜 수 있는 시간, 즉 패킷의 잔여 시간 정보를 더 포함할 수 있다. 잔여 시간 정보에 포함되는 시간(값)은 오래된 메시지가 네트워크에 남아있는 것을 방지할 수 있다.

제2 헤더는, 패킷의 최대호핑횟수 정보를 포함한다. 최대호핑횟수는 최초 패킷을 생성할 때 설정될 수 있다. 최대호핑횟수는 중개 또는 라우터에 의해 변화되지 않는다.

제2 헤더는 패킷의 전송방식을 나타내는 전송방식 정보를 더 포함한다. 전송방식 정보는 유니캐스트(unicast) 또는 토폴로지컬리(Topologically-scoped broadcast) 방식일 수 있다. 유니캐스트는 특정 목적지가 정해져있고, 해당 목적지에 메시지가 중개될 때까지 호핑에 의해 메시지가 전달된다. 유니캐스트 방식은 BSM 메시지의 중개 시 사용될 수 있다. 토폴로지컬리 방식은 잔여호핑횟수가 소진될 때까지 메시지를 중개하는 방식이다. 토폴로지컬리 방식은 RTCM 메시지의 중개 시 사용될 수 있다.

제2 헤더는, 다음 헤더 존재 여부가 기록된 다음헤더 정보, 중개된 메시지를 수신한 장치 주변에 이웃이 없을 때 해당 메시지를 가지고 있을지 여부가 기록된 클래스정보, 헤더를 제외한 패킷의 길이정보를 더 포함할 수 있다.

제3 헤더는, 상기 패킷의 식별정보를 포함한다. 식별정보는 중복패킷여부의 검출 때 사용되는 정보다. 식별정보는 패킷의 시리얼넘버일 수 있다. 제3 헤더는 식별정보 외에 패킷을 생성한 장치의 정보를 나타내는 최초발신지 정보를 더 포함한다. 최초발신지 정보는, 패킷을 생성한 장치의 시리얼넘버일 수 있다. 식별정보 및 최초발신지 정보는, 후술하게 될, 수신장치가 패킷을 수신한 경우 해당 패킷이 기 수신한 패킷과 동일한 패킷인 지 판단할 때 사용된다.

제3 헤더는, 제2 헤더에 포함된 패킷의 전송방식이 유니캐스트인 경우, 패킷의 최종 목적지 정보를 더 포함한다. 유니캐스트 방식은, 특정 목적지까지 메시지가 전달되는 방식으로, 그 특정 목적지의 정보는 제3 헤더에 포함된다.

정리하면, 상기 확장정보 헤더는, 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함하고, 상기 제1 헤더는, 상기 패킷의 전송에 따라 차감되는 잔여호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 잔여 시간이 저장되는 라이프타임 정보를 포함하며, 상기 제2 헤더는, 상기 패킷의 최대호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 전송방식을 나타내는 전송방식 정보를 포함하고, 상기 제3 헤더는, 상기 패킷의 식별정보 및 상기 패킷을 생성한 장치의 정보를 나타내는 최초발신지 정보를 포함한다. 만일 상기 제2 헤더에 포함된 패킷의 전송방식이 유니캐스트인 경우, 상기 제3 헤더는, 상기 패킷의 최종 목적지 정보를 더 포함한다.

본 발명에 따른 송신부(1213)는, 생성부(1211)에 의해 생성되어 메시지에 포함된 패킷을 다른 V2X 수신 장치(123)로 송신한다. 즉, 송신부(1213)는, 메시지를 다른 차량(100)에 탑재된 수신 장치(123)로 송신한다. 송신부(1213)는 패킷을 포함하는 메시지를 송신할 때 V2X 수신 장치(123)를 탑재한 주변 다른 차량(100) 또는 사물로 송신할 수 있다. 송신부(1213)는 메시지를 송신할 때 그 메시지를 암호화하여 송신할 수 있다.

본 발명에 따른 V2X 데이터 수신 장치(123)는, 상기 송신부(1213)가 송신한 상기 메시지를 수신하는 수신부(1231), 상기 메시지를 처리하는 처리부(1233) 및 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 메시지를 또 다른 차량(100)에 탑재된 V2X 데이터 수신 장치(123)로 재송신하는 재송신부(1235)를 포함하여, 상기 미끄럼 발생 정보를 다른 차량(100)으로 전달하여 추돌사고 등 교통사고를 예방 및 방지한다.

본 발명에 따른 V2X 데이터 수신 장치(123)(이하, ‘수신 장치(123)’)는, 차량(100)에서 생성된 BSM(Basic Safety Message) 메시지 및 V2X RSU(200)에서 생성된 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 메시지 중 적어도 어느 하나에 포함되며, 호핑정보가 담긴 패킷을 수신하는 수신부(1231), 상기 패킷을 처리하는 처리부(1233) 및 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 패킷을 재송신하는 재송신부(1235)를 포함한다.

본 발명에 따른 수신부(1231)는, 송신 장치(121)의 송신부(1213)가 송신한 메시지를 수신한다. 수신부(1231)가 수신한 메시지는 처리부(1233)에 의해 처리된다. 상기 수신부(1231)가 수신하는 메시지는 호핑정보가 담긴 패킷을 포함한다. 패킷은, 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함하며, 각 헤더에 포함된 정보는 전술한 바와 같다.

본 발명에 따른 처리부(1233)는, 먼저 수신한 메시지에 확장정보가 포함되어 있는 지 판단한다. 확장정보는, 전술한 바와 같이, 메시지의 확장정보 헤더에 포함될 수 있으며 메시지에 추가의 정보가 기록되는 경우 확장정보에 기록된다. 확장정보에는 본 발명에 따른 호핑정보가 포함될 수도 있고, 또는 호핑정보가 아닌 다른 추가의 정보가 기록될 수도 있다. 따라서 메시지의 헤더에 확장정보가 포함된 경우, 처리부(1233)는 본 발명에 따른 호핑정보가 있을 수도 있다는 가능성으로 수신한 메시지를 처리(복호화)한다.

본 발명에 따른 처리부(1233)는, 수신한 메시지의 헤더를 처리하여 패킷의 호핑정보를 추출한다. 호핑정보는 전술한 바와 같이 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더에 포함된 정보들을 포함한다. 먼저 처리부(1233)는, 제1 헤더의 잔여 시간 정보를 확인하여 잔여 시간이 0인 경우, 해당 패킷을 삭제한다. 잔여 시간 정보가 0이 아닌 경우, 처리부(1233)는, 제2 헤더의 전송방식 정보를 확인한다.

제2 헤더에 기록된 전송방식 정보가 유니캐스트 방식인 경우, 해당 패킷이 기 수신한 패킷과 중복된 패킷(또는 기 수신한 메시지와 중복된 메시지)인지 확인한다. 이때, 제3 헤더의 식별정보와 최초발신지 정보를 이용한다. 해당 패킷에 기록된 식별정보 및 최초발신지 정보가 기 수신한 패킷에 기록된 식별정보 및 최초발신지 정보와 동일한 지를 비교하여 중복된 패킷인지 판단한다. 중복된 패킷인 경우 해당 패킷이 포함된 메시지는 삭제하고, 중복되지 않은 패킷인 경우, 해당 패킷의 제3 헤더에 기록된 최종 목적지 정보를 추출한다. 최종 목적지 정보와 수신한 수신장치의 정보가 일치하는 경우, 해당 메시지의 전체를 처리하여 수신 장치(123)의 데이터베이스에 저장한다. 만약, 최종 목적지 정보와 수신한 수신장치의 정보가 일치하지 않는 경우, 해당 패킷의 제1 헤더에 기록된 잔여 호핑횟수정보의 값을 1 차감한다. 차감된 잔여 호핑횟수정보가 0인 경우 해당 패킷 및 메시지는 삭제된다. 차감된 잔여 호핑횟수정보가 0이 아닌 경우 해당 패킷 및 메시지는, 후술하게 될, 재송신부(1235)에 의해 다른 V2X 수신 장치(123)로 재송신된다. 즉, 잔여호핑횟수 정보가 0이 아닌 경우 잔여호핑횟수를 차감하고 메시지를 재송신 한다. 전술한 바와 같이 메시지의 전송방식이 유니캐스트 방식인 경우, 해당 메시지는 BSM 메시지 인 것이 바람직하다.

제2 헤더에 기록된 전송방식 정보가 토폴로지컬리 방식인 경우, 해당 패킷이 기 수신한 패킷과 중복된 패킷(또는 기 수신한 메시지와 중복된 메시지)인지 확인한다. 이때, 제3 헤더의 식별정보와 최초발신지 정보를 이용한다. 해당 패킷에 기록된 식별정보 및 최초발신지 정보가 기 수신한 패킷에 기록된 식별정보 및 최초발신지 정보와 동일한 지를 비교하여 중복된 패킷인지 판단한다. 중복된 패킷인 경우 해당 패킷이 포함된 메시지는 삭제하고, 중복되지 않은 패킷인 경우, 해당 메시지의 전체를 처리하여 수신 장치(123)의 데이터베이스에 저장한다. 토폴로지컬리 방식의 경우, 특정한 최종 목적지가 있는 유니캐스트 방식과 달리, 메시지의 처리 후에도 잔여호핑횟수가 0이 아닌 경우 수신한 메시지가 다른 V2X 수신 장치(123)로 재송신된다. 따라서 메시지의 처리 후 제1 헤더에 기록된 잔여 호핑횟수 정보(값)을 1 차감한 후, 잔여 호핑횟수 정보가 0이 된 경우 해당 메시지를 삭제하며, 잔여 호핑횟수 정보가 0이 아닌 경우 다른 V2X 수신 장치(123)로 재송신 한다. 즉, 잔여호핑횟수 정보가 0이 아닌 경우 잔여호핑횟수를 차감하고 메시지를 재송신 한다.

정리하면, 수신 장치(123)의 상기 처리부(1233)는, 상기 안전메시지를 처리할 때, 상기 안전메시지에 상기 확장정보 헤더의 존재여부를 판단하며, 상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 안전메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하지 않는 경우에는, 더 이상 상기 안전메시지의 처리를 수행하지 않고, 상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 안전메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하는 경우에는, 상기 안전메시지로부터 상기 확장정보 헤더를 추출하고, 추출된 상기 확장정보 헤더로부터 상기 패킷을 추출하며, 추출된 상기 패킷으로부터 상기 헤더를 추출하고, 추출된 상기 헤더의 제2 헤더로부터 상기 전송방식 정보를 추출하며, 추출된 상기 전송방식 정보를 기초로 상기 패킷의 전송방식을 판단하고, 상기 전송방식의 판단결과, 상기 패킷의 전송방식이 유니캐스트 방식인 경우, 추출된 상기 헤더의 제3 헤더로부터 상기 최종 목적지 정보를 추출하며, 추출된 상기 최종 목적지 정보를 기초로 수신한 메시지의 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치(123)인지 판단하고, 상기 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치(123)인지 판단한 결과, 상기 수신한 안전메시지의 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치(123)인 경우 상기 수신한 안전메시지를 데이터베이스에 저장하여, 상기 미끄럼 발생 정보를 다른 차량(100)으로 전달하거나 수신한 다른 차량(100)이 메시지를 처리할 때 안전메시지에 포함된 미끄럼 발생 정보를 추출하는 처리 속도를 높여 추돌사고 등 교통사고를 예방할 수 있다.

본 발명에 따른 재송신부(1235)는, 생성부(1211)에 의해 생성되어 메시지에 포함된 패킷을 다른 차량(100)에 탑재된 수신 장치(123)로 재송신한다. 즉, 재송신부(1235)는, 메시지를 다른 수신 장치(123)로 송신한다. 재송신부(1235)는 패킷을 포함하는 메시지를 송신할 때 V2X 수신 장치(123)를 구비한 주변 다른 차량(100) 또는 사물로 송신할 수 있다. 재송신부(1235)는, 패킷을 송신할 때마다 전술한 잔여호핑횟수를 차감한다.

본 발명에 따른 재송신부(1235)는, 차감된 잔여호핑횟수 정보가 0이 아닌 경우 수신한 메시지를 다른 V2X 수신 장치(123)로 재송신한다. 즉 수신 장치(123)는, 송신 장치(121)로서의 역할을 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 최초 발신지의 송신 장치(121) 이후의 수신 장치(123)는, 잔여호핑횟수 정보가 0이 될 때까지 라우터로서의 역할을 하는 송신 장치(121)의 역할을 수행한다. 재송신부(1235)는 잔여호핑횟수 등의 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 패킷 및 패킷을 포함하는 메시지를 송신한다. 즉 패킷 및 패킷을 포함하는 메시지는 잔여호핑횟수가 0 이 될 때까지 V2X 데이터 송신 장치(121) 간 송신되어 최종 목적지에 도착할 수 있다.

정리하면, 본 발명에 따른 수신 장치(123)는 호핑정보를 포함하는 패킷이 포함된 메시지를 수신하는 수신부(1231), 상기 메시지를 처리하는 처리부(1233) 및 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 메시지를 재송신하는 재송신부(1235)를 포함하는 V2X 데이터 수신 장치(123)에 있어서, 상기 메시지는, 차량(100)에서 생성된 BSM(Basic Safety Message) 메시지 또는 노변장치에서 생성된 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 메시지이고, 상기 메시지는, 상기 패킷이 포함하는 확장정보 헤더를 포함하며, 상기 패킷은, 상기 호핑정보가 기록된 확장정보 헤더를 포함하고, 상기 확장정보 헤더는, 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함하며, 상기 제1 헤더는, 상기 패킷의 전송에 따라 차감되는 잔여호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 잔여 시간이 저장되는 라이프타임 정보를 포함하고, 상기 제2 헤더는, 상기 패킷의 최대호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 전송방식을 나타내는 전송방식 정보를 포함하며, 상기 제3 헤더는, 상기 패킷의 식별정보, 상기 패킷을 생성한 장치의 정보를 나타내는 최초발신지 정보 및 상기 패킷의 최종 목적지 정보를 포함하되, 상기 처리부(1233)는, 상기 메시지를 처리할 때, 상기 메시지에 상기 확장정보 헤더의 존재여부를 판단하며, 상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하지 않는 경우에는, 더 이상 상기 메시지의 처리를 수행하지 않고, 상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하는 경우에는, 상기 메시지로부터 상기 확장정보 헤더를 추출하고, 추출된 상기 확장정보 헤더로부터 상기 패킷을 추출하며, 추출된 상기 패킷으로부터 상기 헤더를 추출하고, 추출된 상기 헤더의 제2 헤더로부터 상기 전송방식 정보를 추출하며, 추출된 상기 전송방식 정보를 기초로 상기 패킷의 전송방식을 판단하고, 상기 전송방식의 판단결과, 상기 패킷의 전송방식이 유니캐스트 방식인 경우, 추출된 상기 헤더의 제3 헤더로부터 상기 최종 목적지 정보를 추출하며, 추출된 상기 최종 목적지 정보를 기초로 수신한 메시지의 최종 목적지가 상기 수신 장치(123)인지 판단하고, 상기 최종 목적지가 상기 수신 장치(123)인지 판단한 결과, 상기 수신한 메시지의 최종 목적지가 상기 수신 장치(123)인 경우 상기 수신한 메시지를 데이터베이스에 저장한다.

한편, 본 발명에 따른 재송신부(1235)는, 상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 메시지를 송신할 때, 상기 최종 목적지가 상기 수신 장치(123)인지 판단한 결과, 상기 수신한 메시지의 최종 목적지가 상기 수신 장치(123)가 아닌 경우, 추출된 상기 헤더의 제1 헤더로부터 상기 잔여호핑횟수 정보를 추출하고, 추출된 상기 잔여호핑횟수 정보의 값에서 1을 차감하며, 차감된 상기 잔여호핑횟수 정보의 값이 0이 아닌 경우 상기 수신한 메시지를 다른 수신 장치(123)로 재송신한다.

본 발명에 따른 송신 장치(121) 및 수신 장치(123)는 하나의 장치로 통합되어 운영될 수 있으며, 이는 멀티홉 방식의 V2X OBU(120), V2X 통신 모듈 또는 V2X 모듈일 수 있다. 또한 V2X 데이터 송신 장치(121) 및 V2X 데이터 수신 장치(123)는 차량(100), 노변기지국(V2X RSU(200)) 등을 포함하는 기지국 등에 각각 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 V2X RSU(200)는 노변에 설치되며, V2X 통신 방식인 WAVE 방식과 C-V2X 방식을 모두 지원하기 위한 하이브리드 V2X RSU(200)일 수 있다. 본 명세서에 기재된 V2X 통신 규격은 공지된 것일 수 있으며, 일 실시예로, IEEE 802.11p, IEEE 1609.x 표준으로 이루어진 WAVE(Wireless Access for Vehicular Environment)일 수 있으나 이에 한정되지 않고, 예를 들어 C-V2X일 수도 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)는 C-V2X 모듈 및 WAVE 모듈을 포함한다. 본 발명에 따른 차량(100)은 C-V2X 통신을 위한 C-V2X 송신 장치(121) 및 C-V2X 수신 장치(123)(이하, ‘C-V2X OBU(120)’)를 탑재하거나 WAVE 통신을 위한 WAVE 송신 장치(121) 및 WAVE 수신 장치(123)(이하, ‘WAVE OBU’)를 탑재한다.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)가 포함하는 C-V2X 모듈은 차량(100)에 설치된 C-V2X OBU(120)와 통신하여 데이터를 송수신하고, 본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)가 포함하는 WAVE 모듈은 차량(100)에 설치된 WAVE OBU(120)와 통신하여 데이터를 송수신한다. 본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)는, 차량(100)에 설치된 C-V2X OBU(120) 및 WAVE OBU(120)와 동시에 통신하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 C-V2X 모듈은 LTE-V2X 모듈 및/또는 5G-V2X 모듈을 포함한다. C-V2X 모듈은, LTE-V2X 신호 및/또는 5G-V2X 신호를 포함하는 C-V2X 신호를 송수신하는 LTE-V2X 안테나 및/또는 5G-V2X 안테나를 포함한다. C-V2X 모듈은 LTE-V2X 안테나 및/또는 5G-V2X 안테나가 수신한 LTE-V2X 신호 및/또는 5G-V2X 신호를 복조하여 LTE-V2X 통신 정보 및/또는 5G-V2X 통신 정보를 획득하고, 획득한 LTE-V2X 통신 정보 및/또는 5G-V2X 통신 정보를 변조하여 LTE-V2X 신호 및/또는 5G-V2X 신호를 생성하는 C-V2X 모뎀을 포함한다.

본 발명에 따른 WAVE 모듈은, WAVE-V2X 신호를 송수신하는 WAVE 안테나를 포함한다. WAVE 모듈은 WAVE 안테나가 수신한 WAVE-V2X 신호를 복조하여 WAVE 통신 정보를 획득하고, 그 WAVE 통신 정보를 변조하여 WAVE 신호를 생성하는 WAVE 모뎀을 포함한다.

WAVE와 C-V2X는 프로토콜 스택 자체가 다르고, 데이터 변조 방법에 차이가 있다. C-V2X OBU(120)와 WAVE OBU의 사용주파수가 서로 다른 경우에는 동시에 사용하여도 상호 영향이 없다. 따라서 본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)는, C-V2X 모듈과 WAVE 모듈을 포함하고, C-V2X와 WAVE가 서로 다른 사용주파수를 동시에 사용하여 차량(100)과 통신함에 따라 C-V2X 방식 및 WAVE 방식의 V2X 통신이 모두 가능하다.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)는, C-V2X 모듈, WAVE 모듈이 각각 획득한 통신 정보 또는 통신 정보를 기반으로 변조된 신호를 취합하여 센터서버(미도시)로 전송할 수 있다. 하이브리드 V2X RSU(200)는, 취합한 데이터를 5G 통신을 이용하여 센터서버로 송신할 수 있다. 센터서버는 수신한 데이터를 기반으로 노변기지국의 운영을 위한 정보, 차량(100)의 운행을 위한 정보 및 부가 정보를 생성하고, 생성한 정보를 다시 본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)로 송신할 수 있다. 본 발명에 따른 센터서버는 중앙 관제 센터서버일 수 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)는, 센터서버로부터 수신한 정보를 차량(100)으로 송신한다. 하이브리드 V2X RSU(200)는 센서서버로부터 수신한 정보를 차량(100)으로 송신할 때 C-V2X 모듈에 의해 변조된 정보는 C-V2X OBU(120)가 탑재된 차량(100)으로, WAVE 모듈에 의해 변조된 정보는 WAVE OBU가 탑재된 차량(100)으로 송신하도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)는, 취합한 가공데이터를 5G 네트워크를 통해 센터서버로 송신하고, 센터서버가 생성한 정보를 5G 통신을 통해 수신하는 5G 모듈을 더 포함한다. 5G 모듈은, 5G 신호를 송수신하는 5G 안테나 및 5G 안테나를 통해 수신한 5G 신호를 처리하는 5G 모뎀을 포함한다. 5G 모듈은 5G 통신을 통해 센터서버로부터 노변기지국의 운영을 위한 정보, 차량(100)의 운행을 위한 정보 및 부가 정보를 획득하고, 전술한 C-V2X 통신 정보, WAVE 통신 정보를 5G 통신을 통해 센터서버로 송신한다. 5G 모듈은 5G 통신을 지원한다. 5G 모듈은 5G 무선통신의 서비스를 위해 네트워크와 단말기를 연결한다.

하이브리드 V2X RSU(200)는 5G 통신을 통해 노변기지국 주변 정보를 차량(100)과 센터서버로 송신할 수 있다. 노변기지국 주변 정보는 해당 노변기지국이 수집한 노변기지국 주변에 대한 정보 및/또는 해당 노변기지국의 영역 내 차량(100)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 5G 모듈은 C-V2X 통신 정보, WAVE 통신 정보를 5G 통신을 통해 센터서버로 송신할 때 기지국 주변 정보도 함께 센터서버로 송신할 수 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)는, 일 실시예로서, C-V2X 모듈을 이용하여 기본적인 차량 간 통신(V2V, Vehicle to Vehicle)을 수행하고, WAVE 모듈을 이용하여 차량과 인프라 통신(V2I, Vehicle to Infrastructure)을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 V2X RSU(200)는, GNSS 신호를 처리하여 노변기지국의 위치 정보를 획득하는 GNSS 모듈을 더 포함하며, GNSS 모듈은 GNSS 신호를 송수신하는 GNSS 안테나를 포함한다. GNSS 모듈은 GNSS 안테나가 수신한 GNSS 신호를 처리하여 노변기지국의 위치 정보를 획득한다.

한편, V2X 통신은 무선 환경에서 차량 안전 서비스를 제공하여, 운전 중 발생할 수 있는 위험을 사전에 감지하여 운전자에게 알려줌으로써 교통사고와 교통 체증을 줄일 수 있는 서비스이다.

V2X 통신은, 전술한 바와 같이, 일반적으로 WAVE(Wireless Access in Vehicular Access) 기술을 이용한다. WAVE 기술은 1km의 통신 거리를 지원하며 최소 1Mbps부터 최대 54Mbps의 통신 속도를 지원하는 근거리 무선 통신 표준 기술이다. WAVE 기술은 고속으로 이동 중인 차량(100) 간의 통신을 위한 기술로, 매우 짧은 무선 접속시간에 개별적 방송 메시지의 전송을 요구한다. 또한, 다중 채널(7개 채널)과 가변적인 송신 전력을 지원하며, 통신 영역의 다중 중첩성과 빠른 초기화를 통한 직접적인 차량(100) 간 통신이 가능하다.

차량 안전 서비스는 차량(100) 간 근거리 무선 통신 표준인 WAVE 표준을 기반으로, 차량(100) 간 통신(Vehicle- to-Vehicle, V2V)을 통해 안전 메시지(Basic Safety Message, BSM)를 주변 차량(100)들에게 주기적으로 브로드캐스트 함으로써 이루어진다. 하지만, 차량(100) 간 통신이 브로드캐스트 방식으로 이루어지는 특성으로 인해 도심의 교차로 또는 고속도로와 같은 차량(100) 밀집 지역에서는 네트워크에 과도한 트래픽이 발생하고 이는 안전 메시지의 전송 실패확률과 지연을 급격하게 증가시킨다.

따라서 본 발명에서는, 차량(100) 안전 서비스를 수행하는 과정에서 발생하는 통신 혼잡 문제를 해결하기 위해 Channel Busy Ratio와 차량(100) 수 간의 관계를 수식적으로 근사하고 이를 이용하여 전체 네트워크 혼잡도를 추정한다. 그리고 이를 기준으로 V2X 모듈의 데이터 송신전력을 제어하는 송신전력제어 알고리즘을 제안한다.

본 발명에 따른 송신부(1213) 또는 재송신부(1235)는, 네트워크 또는 채널의 혼잡도를 측정하기 위하여 채널 로드를 관찰하여 혼잡도를 측정한다. 본 발명에서는 채널 로드를 관찰하기 위하여 Channel Busy Ratio(CBR)라는 개념을 도입한다. 채널 로드는 가까운 거리에서 통신을 수행하는 노드, 즉 주변 차량(100)이 많을수록 늘어나는 경향을 가진다. 채널 로드는 가까운 거리에서 통신을 수행하는 노드, 즉 주변 차량(100)이 많을수록 늘어나는 경항을 가지므로 CBR과 주변 차량(100) 수 간의 관계를 분석하는 것은 의미가 있다고 할 수 있다. 본 발명에서는 CBR과 주변 차량(100) 수의 관계를 수식적으로 근사하고 이를 이용하여 전체 네트워크 혼잡도를 추정한다. 본 발명에서는 무선 애드 혹 통신환경에서 Hidden Node Problem, Exposed Node Problem과 같은 문제들이 2홉 거리 내에 있는 노드 간에 발생하므로 전체 네트워크 혼잡도를 2홉 네트워크 혼잡도로 정의한다.

CBR은 안전 메시지 전송 주기 내에 채널이 활용되는 정도를 비율로 나타낸 것이다. CBR은, 수식 1과 같이, 패킷의 송수신 시간(tT, tR)을 안전 메시지 전송주기(T)로 나눈 값으로 정의할 수 있다. 본 발명에서는, CBR이 채널이 얼마나 혼잡한지 알려주는 지표로 사용한다.

(수식 1)

주변 차량(100)(Remote Vehicle, RV) 수는 자 차량(100)(Host Vehicle, HV)의 1홉 통신 거리 안에 있는 차량(100)의 수로 HV와 통신이 가능한 거리에 있는 차량(100)의 수를 뜻한다. 본 발명에서는 CBR과 주변 차량(100) 수 간의 관계를 정리하기 위해 S. Bai 논문의 가상시간 프레임(Virtual Time Frame, VTF) 개념을 변형 적용하여 가상시간 슬롯을 도입한다. 가상시간 슬롯의 크기(Ss)는 하나의 안전 메시지를 송신하거나 수신하는데 걸리는 시간이고, 가상시간 슬롯의 수(Sn)는 안전 메시지 전송주기(T) 동안 최대로 안전 메시지를 송수신할 수 있는 횟수이다. 따라서 가상시간 슬롯의 크기는 안전 메시지의 크기(M)를 통신 속력(C)으로 나눈 것이고, 가상시간 슬롯의 수는 안전 메시지 전송주기를 가상시간 슬롯의 크기로 나눈 것이다. 이를 수식으로 나타내면 (수식2, 3)과 같다.

(수식 2)

(수식 3)

예를 들어, 안전 메시지의 크기를 400바이트로 가정하고, 안전 메시지 브로드캐스트 주기를 100ms로 고정하였을 경우 3Mbps 통신속력을 기준으로 하나의 가상시간 슬롯의 크기는 약 1.08ms이고 가상시간 슬롯의 수는 약93개이다.

CBR은 안전메시지 전송 주기 내에 채널이 활용되는 비율이므로 가상시간 슬롯 크기와 가상시간 슬롯의 수, 그리고 하나의 가상시간 슬롯이 사용될 확률(p)의 곱을 안전메시지 전송주기(T)로 나눈 것으로 (수식4)와 같이 표현할 수 있다.

(수식 4)

여기서 하나의 가상시간 슬롯이 사용되지 않을 확률은 1홉 거리 내의 RV 수를 N이라고 한다면 (수식5)와 같이 표현된다. 따라서 CBR은 (수식6)으로 근사할 수 있다.

(수식 5)

(수식 6)

그림 1은 본 발명에 따른 V2X 모듈의 데이터 송신 전력당 통신 거리를 나타내는 표이고, 그림 2는 본 발명에 따른 V2X 모듈의 데이터 송신 전력 제어 알고리즘의 Pseudo code이다.

<그림 1>

<그림 2>

본 발명에서는 송신 장치(121) 또는 수신 장치(123)가 구비한 V2X 모듈의 데이터 송신 전력을 혼잡도를 기준으로 조정하는 알고리즘을 제안한다. 송신부(1213)는 네트워크 또는 채널의 혼잡도(CBR2hop)를 계산하고, 이를 기준으로 송신전력(TX Power)을 증감하여 채널 로드를 일정하게 유지하는 혼잡유지부(미도시)를 더 포함한다. 그림 1과 같이 송신 전력당 통신 거리를 알고 있다고 가정한다. 그림 2는 제안하는 알고리즘의 Pseudo code이다.

혼잡유지부는, 전체 네트워크 혼잡도(CBR2hop)를 추정하기 위해 HV는 1홉 거리의 CBR(CBR1hop)과 주변 모든 RV로부터 수신한 TX Power 정보를 이용한다. 이를 수식으로 작성하면 (수식7)과 같다. 여기서 CBR1hop은 HV에서 실측한 값이고 Rd는 주변 RV들로부터 수신한 TX Power 정보를 이용해 계산한 RV 주변의 차량(100) 밀도이다. OA는 RV와 HV의 통신반경이 겹치는 지역의 넓이이다.

(수식 7)

(수식 8)

(수식 9)

Rd는 주변 차량(100) 밀도로 RV의 주변 차량(100) 수를 2홉 통신범위(TX_Area2hop)로 나눈 것이고 여기서 주변 차량(100)수는 (수식6)의 역함수인 (수식9)를 통해 계산할 수 있다. 이는 CBR2hop이 제안하는 알고리즘에 의해 항상 0.5로 유지된다고 가정하기에 가능하다. (수식7)과 같이 HV에서 모든 RV의 Rd를 계산할 때, RV 간에 겹치는 통신범위를 고려하면 CBR2hop을 계산하는 알고리즘의 복잡도는 O(2n)가 된다. 그러므로 본 발명에서는 HV의 동, 서, 남, 북, 북동, 북서, 남동, 남서에서 가장 먼 8개 RV를 샘플링 하여 CBR2hop을 추정하였다.

그림 3은 본 발명에서 제안하는 알고리즘을 검증하기 위한 시뮬레이션의 환경을 보여주는 표이다.

<그림 3>

본 발명에서 제안하는 알고리즘을 검증하기 위한 시뮬레이션은 그림 3과 같은 2차선 3km 고속도로 환경에서 30초 동안 수행되었다. 노드는 움직이지 않는 정적인 환경에서 수행하였다. 또한, 본 발명에 따른 데이터 송신 전력 제어 알고리즘을 적용하지 않은 경우(TPC Off)와 적용한 경우(TPC On)를 나누어 시뮬레이션하였다. 송신 전력 제어 알고리즘이 적용되지 않은 시나리오에서 차량(100)의 송신전력은 15.0dBm 그대로 유지되며 알고리즘이 적용된 경우의 초기 송신전력은 15.0dBm이다.

제안한 2홉 혼잡도 추정 기반 안전 메시지 송신전력 제어 알고리즘의 성능 평가를 하기 위해서 두 가지를 평가한다. 2홉의 혼잡도가 제대로 추정되었는지 그리고 송신 전력을 조절하는 것으로 인해 안전 메시지 전송에 있어 혼잡이 완화되었는지의 여부이다. 이를 위해서 Ideal CBR2hop, Estimated CBR2hop, CBR1hop 및 PER의 성능 지표를 사용한다.

Ideal CBR2hop은 모든 노드가 시뮬레이션에서 측정한 CBR을 직접 공유하여 2홉 CBR을 계산한 것이고, Estimated CBR2hop은 본 발명에서 제안한 알고리즘을 통해 공유된 TX Power를 이용해 2홉 CBR을 추정한 것이고, CBR1hop은 단위시간 동안 채널이 사용되는 정도로 높을수록 채널의 활용률이 높은 것을 나타낸 것이고, PER은 단위시간동안 수신한 패킷 중 에러가 발생한 패킷의 비율로 낮을수록 통신 신뢰성이 높은 것을 나타낸 것이다.

그림 4는 본 발명에 따른 데이터 송신 전력 제어 알고리즘의 성능 평가를 위한 파라미터 값을 보여주는 표이고, 그림 5은 시뮬레이션의 모든 차량(100)이 계산한 수치를 평균 내어 비교한 그래프이고, 그림 6은 시간에 따라 Free 시나리오에서 Ideal CBR2hop과 Estimated CBR2hop을 비교한 그래프이다.

<그림 4>

<그림 5>

<그림 6>

본 발명에서는 제안하는 상황인지 기반 송신 전력 제어 알고리즘의 성능을 시뮬레이션을 통해 검증한다. 시뮬레이션 진행은 네트워크 시뮬레이터인 Qualnet을 이용하여 수행하였고, 그 파라미터 값은 그림 4에 도시된 바와 같다.

전체 네트워크 혼잡도 추정이 제대로 되었는지 검증하기 위해 Ideal CBR2hop과 Estimated CBR2hop을 비교하였다. 그림 5는 시뮬레이션의 모든 차량(100)이 계산한 수치를 평균 내어 비교한 것으로 Heavy 시나리오를 제외한 Medium 또는 Free 시나리오에서는 유사하게 추정됨을 알 수 있다. Heavy 시나리오에서 유사하게 추정되지 않는 이유는 제안하는 알고리즘이 각 차량(100)에서 분산적으로 CBR2hop을 0.5로 유지한다고 가정하기 때문이다. 하지만, Heavy 시나리오에서는 본 가정을 만족시킬 수 없으므로 Estimated CBR2hop 또한 오차가 많이 발생할 수밖에 없다. 그림 6은 시간에 따라 Free 시나리오에서 Ideal CBR2hop과 Estimated CBR2hop을 비교한 것으로 거의 완벽하게 추정됨을 알 수 있다.

그림 7은 본 발명에 따른 알고리즘이 적용된 경우와 적용되지 않은 경우의 Packet Error Rate(PER)을 비교한 그래프이고, 그림 8은 본 발명에 따른 알고리즘이 적용된 경우와 적용되지 않은 경우의 1홉 Channel Busy Ratio(CBR1hop) V2X 모듈들이 분포되어있는 밀도에 따라 비교한 그래프이다.

<그림 7>

<그림 8>

제안하는 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 알고리즘이 적용된 경우와 적용되지 않은 경우를 시뮬레이션하여 Packet Error Rate(PER)과 1홉 Channel Busy Ratio(CBR1hop) 차량(100)들이 분포되어있는 밀도에 따라 비교하였다. 그림 7과 그림 8은 그 결과이다. 그림 7에 따르면 제안하는 알고리즘이 적용된 경우(TPC ON) Packet Error Rate는 모든 시나리오에서 0.1이하의 에러율을 보여주었고 제안하는 알고리즘이 적용되지 않은 경우(TPC OFF)는 Heavy 시나리오에서 Packet Error Rate이 0.1을 초과함을 보여준다. 이는 제안하는 알고리즘이 혼잡상황에서 효과적으로 Packet Error Rate을 줄이고 V2V 통신의 신뢰성을 높였음을 보여준다.

그림 8을 참조하면, Heavy, Medium 시나리오에서 제안하는 알고리즘이 적용된 경우에 그렇지 않은 경우보다 CBR1hop이 낮고 Free 시나리오에서는 더 높은 것을 알 수 있다. 이를 통해 제안하는 알고리즘이 혼잡이 큰 시나리오(Heavy, Medium)에서는 송신전력을 줄임으로써 채널 활용도를 떨어뜨리지만, PER을 줄여 통신 신뢰도를 높인다는 것과 혼잡이 작은 시나리오(Free)에서는 송신 전력을 높임으로써 채널 활용도를 높여 통신효율을 증가 시킨다는 것을 보여준다.

결론적으로 CBR(Channel Busy Ratio)을 이용하여 전체 네트워크 혼잡도를 추정하는 것이 가능하고, 이를 기준으로 송신전력을 제어하는 송신전력제어 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 WSMP 메시지의 헤더에 있는 TX　Power 필드를 이용하여 전체 네트워크 혼잡도를 추정하고 이를 기반으로 전체 네트워크 혼잡도를 일정하게 유지할 수 있도록 송신전력을 제어한다. Qualnet을 통하여 시뮬레이션한 결과 전체 네트워크 혼잡도의 추정이 정확하게 수행되었고, 송신전력제어 알고리즘은 패킷 에러율을 낮춰 차량(100) 간 통신의 신뢰성을 높임을 보여주었다.

본 발명에 따른 데이터 패킷은 어플리케이션 레이어(계층)에서 생성(송신단)되고 처리(수신단)된다. 따라서 데이터 패킷을 생성할 때 패킷의 통신 또는 이후 수정되는 사항에 대한 고민 없이 생성할 수 있어 생산성이 향상될 수 있다.

본 명세서에서 미끄럼상태검지부(110), 미끄럼발생판단모듈(119), 생성부(1211), 송신부(1213), 수신부(1231), 처리부(1233), 재송신부(1235)는 메모리에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 프로세서들일 수 있다. 또는, 프로세서에 의해 구동되고 제어되는 소프트웨어 모듈들로서 동작할 수 있다. 나아가, 프로세서는 하드웨어 장치일 수 있다.

본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

100 : 차량 110 : 미끄럼상태검지부
111 : GPS센서 113 : 휠속도센서
115 : 조향각센서 117 : 자이로센서
119 : 미끄럼발생판단모듈 120 : V2X OBU
121 : 송신 장치 1211 : 생성부
1213 : 송신부 123 : 수신 장치
1231 : 수신부 1233 : 처리부
1235 : 재송신부 130 : HMI
200 : V2X RSU

Claims

노변(路邊)에 설치된 V2X(vehicle to everything) RSU(Roadside Unit); 및
휠스핀(wheel spin) 또는 노면(路面)의 미끄럼 상태를 검지하는 미끄럼상태검지부 및 안전메시지(BSM, Basic Safety Message)를 V2X 방식으로 송수신하는 V2X OBU(On Board Unit)가 탑재된 차량;
을 포함하며,
상기 미끄럼상태검지부는, 상기 휠스핀 또는 상기 노면의 미끄럼 상태가 검지되면, 미끄럼 발생 정보를 생성하여 상기 V2X OBU로 송신하고,
상기 V2X OBU는,
수신한 상기 미끄럼 발생 정보를 포함하는 상기 안전메시지를 생성한 후, 상기 안전메시지를 상기 V2X RSU 또는 다른 차량에 탑재된 V2X OBU로 송신하는 것을 특징으로 하는, AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 미끄럼상태검지부는,
상기 차량의 위치 및 이동속도를 측정하는 GPS센서;
상기 차량의 차륜 회전속도를 측정하는 휠속도센서;
상기 차량의 조향각을 측정하는 조향각센서;
상기 차량의 요각(yaw angle)을 측정하는 자이로센서;
상기 GPS센서, 상기 휠속도센서, 상기 조향각센서 및 상기 자이로센서가 측정한 데이터를 기반으로 상기 휠스핀 또는 상기 노면의 미끄럼 상태를 검지하는 미끄럼발생판단모듈; 및
상기 휠스핀 또는 상기 노면의 미끄럼 상태가 검지된 경우 미끄럼 발생 정보를 생성하여 상기 V2X OBU로 송신하는 미끄럼발생정보생성부;
를 포함하며,
상기 미끄럼발생판단모듈은,
상기 차량의 이동속도와 상기 차륜 회전속도를 비교하여 상기 휠스핀을 검지하고,
상기 조향각과 상기 요각을 비교하여 상기 노면의 미끄럼 상태를 검지하는 것을 특징으로 하는, AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 안전메시지를 수신한 상기 다른 차량에 탑재된 상기 V2X OBU는, 상기 안전메시지를 처리하여 미끄럼 발생 정보를 추출한 후, 차량의 HMI(Human-Machine Interface)에 송신하고,
상기 HMI는, 상기 안전메시지에 포함된 상기 미끄럼 발생 정보를 표출하며,
상기 미끄럼 발생 정보는, 미끄럼이 발생된 위치정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 V2X OBU는, V2X 데이터 송신 장치 및 V2X 데이터 수신 장치를 포함하며,
상기 V2X 데이터 송신 장치는,
상기 안전메시지 및 호핑정보가 담긴 패킷을 생성하며, 상기 패킷 및 상기 미끄럼 발생 정보를 상기 안전메시지에 포함시키는 생성부; 및
상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 안전메시지를 다른 차량에 탑재된 V2X 데이터 수신 장치로 송신하는 송신부를 포함하고,
상기 V2X 데이터 수신 장치는,
상기 송신부가 송신한 상기 안전메시지를 수신하는 수신부;
상기 안전메시지를 처리하는 처리부; 및
상기 호핑정보에 따라 V2X 통신 규격으로 상기 안전메시지를 또 다른 차량에 탑재된 V2X 데이터 수신 장치로 재송신하는 재송신부를 포함하여, 상기 미끄럼 발생 정보를 다른 차량으로 전달하여 추돌사고를 방지하는 것을 특징으로 하는, AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 안전메시지는, 상기 패킷이 포함하는 확장정보 헤더를 포함하며,
상기 확장정보 헤더는, 상기 호핑정보가 기록된 헤더를 포함하고,
상기 헤더는, 제1 헤더, 제2 헤더 및 제3 헤더를 포함하며,
상기 제1 헤더는, 상기 패킷의 전송에 따라 차감되는 잔여호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 잔여 시간이 저장되는 라이프타임 정보를 포함하고,
상기 제2 헤더는, 상기 패킷의 최대호핑횟수 정보 및 상기 패킷의 전송방식을 나타내는 전송방식 정보를 포함하며,
상기 제3 헤더는, 상기 패킷의 식별정보, 상기 패킷을 생성한 장치의 정보를 나타내는 최초발신지 정보 및 상기 패킷의 최종 목적지 정보를 포함하며,
상기 처리부는, 상기 안전메시지를 처리할 때,
상기 안전메시지에 상기 확장정보 헤더의 존재여부를 판단하며,
상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 안전메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하지 않는 경우에는, 더 이상 상기 안전메시지의 처리를 수행하지 않고,
상기 확장정보 헤더의 존재여부 판단결과 상기 안전메시지에 상기 확장정보 헤더가 존재하는 경우에는, 상기 안전메시지로부터 상기 확장정보 헤더를 추출하고, 추출된 상기 확장정보 헤더로부터 상기 패킷을 추출하며, 추출된 상기 패킷으로부터 상기 헤더를 추출하고, 추출된 상기 헤더의 제2 헤더로부터 상기 전송방식 정보를 추출하며, 추출된 상기 전송방식 정보를 기초로 상기 패킷의 전송방식을 판단하고,
상기 전송방식의 판단결과, 상기 패킷의 전송방식이 유니캐스트 방식인 경우, 추출된 상기 헤더의 제3 헤더로부터 상기 최종 목적지 정보를 추출하며, 추출된 상기 최종 목적지 정보를 기초로 수신한 메시지의 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치인지 판단하고,
상기 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치인지 판단한 결과, 상기 수신한 안전메시지의 최종 목적지가 상기 V2X 데이터 수신 장치인 경우 상기 수신한 안전메시지를 데이터베이스에 저장하여, 상기 미끄럼 발생 정보를 다른 차량으로 전달할 때 안전메시지의 처리 속도를 높여 추돌사고를 방지하는 것을 특징으로 하는, AI V2X OBU를 이용한 미끄럼사고 예방 시스템.