WO2021201371A1 - Wave/c-v2x 이중의 활동적 기술을 이용한 자율주행 시스템 - Google Patents

Wave/c-v2x 이중의 활동적 기술을 이용한 자율주행 시스템 Download PDF

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WO2021201371A1
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communication
payload
message
wsm
wave
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PCT/KR2020/017704
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Inventor
김갑주
김경훈
이정환
Original Assignee
주식회사 켐트로닉스
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Publication date
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    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention relates to an autonomous driving control device, and more particularly, to a technology for more precisely controlling an autonomous driving device using both WAVE V2X communication and C-V2X communication technologies simultaneously.
  • a vehicle is becoming the result of a complex industrial technology fusion of electrical, electronic, and communication technologies in the center of mechanical engineering, and in this respect, a vehicle is also called a smart car.
  • Smart cars connect drivers, vehicles, and transportation infrastructure to provide various user-customized mobility services as well as traditional vehicle technologies such as traffic safety/complexity resolution.
  • Such connectivity may be implemented using V2X (Vehicle to Everything) communication technology.
  • this application intends to propose a technology that can communicate for autonomous driving using both WAVE technology and C-V2X technology in one stack.
  • the present invention intends to develop an autonomous driving control device that can use WAVE V2X communication technology and C-V2X communication technology simultaneously in developing a wireless communication protocol for autonomous driving.
  • the integrated application comprises WAVE V2X (Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything) communication and C-V2X (Cellular Vehicle to Everything) determining whether to perform vehicle-to-vehicle communication based on a simultaneous communication mode supporting simultaneous communication;
  • WAVE V2X Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything
  • C-V2X Cellular Vehicle to Everything
  • the integrated application uses a first WSM payload (WAVE short message payload) and a first IPv6 packet (Internet Protocol version 6) to perform the WAVE V2X communication.
  • the C-V2X communication is performed and transmitting, by the aggregation application, at least one of a second WSM payload and a second IPv6 packet to the aggregation LLI.
  • LLI Low Layer Interface
  • the method comprising: transmitting the first WSM payload and the first IPv6 packet through a first physical layer performing the WAVE V2X communication; and transmitting the second WSM payload and the second IPv6 packet through a second physical layer performing the C-V2X communication.
  • the first WSM payload is the same as the second WSM payload
  • the first IPv6 packet is the same as the second IPv6 packet.
  • the step of the security module generating a first message by adding a first header to the WSM payload; generating, by a WAVE short message protocol (WSMP) module, a second message by adding a second header to the first message; and transmitting, by the integrated application, the second message to the integrated LLI.
  • WSMP WAVE short message protocol
  • the first header is an IEEE 1609.2 header
  • the second header is an IEEE 1609.3 header
  • the integrated application when inter-vehicle communication is not performed based on the simultaneous communication mode and vehicle-to-vehicle communication is performed based on the WAVE V2X communication, the integrated application receives the first WSM payload transmitting to the security module; generating, by the security module, a first message by adding a first header to the first WSM payload; generating, by the WSMP module, a second message by adding a second header to the first message; and transmitting, by the integrated application, at least one of the second message and the first IPv6 packet to the integrated LLI.
  • the integrated application transmitting the second WSM payload to the security module; generating, by the security module, a third message by adding a first header to the second WSM payload; generating, by the WSMP module, a fourth message by adding a second header to the third message; and transmitting, by the integrated application, at least one of the fourth message and the second IPv6 packet to the integrated LLI.
  • the at least one protocol includes a WME (Wave Management Entity), a protocol for controlling transmission (TCP) and a datagram protocol (UDP), and the WME relates to the WAVE V2X communication
  • WME Wide Management Entity
  • TCP transmission control protocol
  • UDP datagram protocol
  • the WSM payload is transmitted to the integrated LLI, and the transmission control protocol (TCP) and the datagram protocol (UDP) transmit the IPv6 packet related to the C-V2X communication to the integrated LLI. do.
  • communication between vehicles is performed based on a simultaneous communication mode that simultaneously supports Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything communication and C-V2X (Cellular Vehicle to Everything) communication. It is determined whether to perform, and when it is determined to perform inter-vehicle communication based on the simultaneous communication mode, a first WSM payload (WAVE short message payload) and a first IPv6 packet (Internet Protocol version) to perform the WAVE V2X communication 6 Packet), an integrated application for transmitting at least one of, and transmitting at least one of a second WSM payload and a second IPv6 packet to perform the C-V2X communication; and an integrated LLI (Low Layer Interface) receiving the first WSM payload, the first IPv6 packet, the second WSM payload, and the second IPv6 packet from the integrated application.
  • a simultaneous communication mode that simultaneously supports Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything communication and C-V2X (Cellular Vehicle to Everything) communication. It is determined whether to perform, and when it is determined to perform inter-vehi
  • a security module for adding a first header
  • a WAVE short message protocol (WSMP) module for adding a second header
  • the first header is an IEEE 1609.2 header
  • the second header is an IEEE 1609.3 header
  • At least one protocol includes a WME (Wave Management Entity), a protocol for controlling transmission (TCP) and a datagram protocol (UDP), and the WME is the WAVE V2X communication related to the
  • the WSM payload is transmitted to the integrated LLI, and the transmission controlling protocol (TCP) and the datagram protocol (UDP) transmit the IPv6 packet related to the C-V2X communication to the integrated LLI.
  • WME Wide Management Entity
  • TCP transmission controlling transmission
  • UDP datagram protocol
  • the present invention can realize technology coexistence in a situation where two technologies compete with each other by performing communication using WAVE V2X technology or C-V2X technology at the same time, and is flexible in the result no matter what technology is introduced into the autonomous driving market later be able to deal with
  • FIG. 1 is a block diagram of an autonomous driving control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating message transmission/reception by an autonomous driving control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of an autonomous driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of operating an autonomous driving control apparatus step by step according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an additional operation method of an autonomous driving control apparatus step-by-step according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of an autonomous driving control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • an autonomous driving control device 100 includes an integrated application 110 , a security module 150 , a WAVE short message protocol (WSMP) module, and an integrated LLI 160 ( Low Layer Interface).
  • WSMP WAVE short message protocol
  • LLI 160 Low Layer Interface
  • the integrated application 110 performs inter-vehicle communication based on a simultaneous communication mode that simultaneously supports WAVE V2X (Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything) 131 communication and C-V2X (Cellular Vehicle to Everything) 133 communication. decide whether to When it is decided to perform inter-vehicle communication based on the simultaneous communication mode, among a first WSM payload (WAVE short message payload) and a first IPv6 packet (Internet Protocol version 6 Packet) to perform WAVE V2X (131) communication
  • the integrated application 110 transmits at least one of the second WSM payload and the second IPv6 packet in order to transmit at least one and perform C-V2X (133) communication.
  • the first WSM payload may be the same as the second WSM payload
  • the first IPv6 packet may be the same as the second IPv6 packet.
  • the first WSM payload and the second WSM payload may be written as the WSM payload
  • the first IPv6 packet and the second IPv6 packet may be written together as the IPv6 packet 190 .
  • the WSM payload provides information actually required for autonomous driving, and the IPv6 (190) packet communicates with the security center to provide certificate information necessary for security.
  • the WAVE V2X 131 may be IEEE 802.11p-based.
  • WAVE V2X (131) includes many standards for vehicle communication as well as IEEE 802.11p. Among them, the IEEE 1609 standard series defines the system structure, communication model, management structure, security mechanism, physical layer access, etc. WAVE V2X (131) communication technology is focused on vehicle safety through direct communication.
  • vehicle communication using a mobile communication network can use a mobile communication network other than direct communication between vehicles, it is possible to solve the communication coverage problem. Accordingly, there is an advantage in that more data can be transmitted and thus various services such as images can be supported. Therefore, other vehicle communication technologies are introduced according to the situation and environment of each country or region, or they are composed of a combination of these.
  • C-V2X (133) is an abbreviation of 'Cellular Vehicle-to-Everything'. It uses mobile communication technology to share information such as traffic and road conditions between vehicles, vehicles, pedestrians, and infrastructure. it is a system It is a V2X communication technology based on mobile communication (3GPP Release 14) technology.
  • the C-V2X 133 has two transmission modes.
  • the first transmission mode is a mode in which vehicles, pedestrians, and road infrastructure can communicate directly. Based on LTE Direct technology, it is possible to communicate between vehicles traveling at high speed, or to exchange information between vehicles in real time in complex traffic situations or even outside the coverage of mobile networks.
  • the second transmission mode utilizes the existing wide-established LTE network, and can receive news of accidents several kilometers ahead or notifications of parking spaces.
  • the security module 150 receives the first WSM payload from the integrated application 110 and adds a first header to the first WSM payload.
  • the security module 150 generates a first message M1 by adding a first header to the WSM payload in order to perform WAVE V2X communication.
  • the first header may be an IEEE 1609.2 Header.
  • a WAVE short message protocol (WSMP) module generates a second message M2 by adding a second header to the first message M1.
  • the second header may be an IEEE 1609.3 Header.
  • the security module 150 generates a third message by adding a first header to the second WSM payload in order to perform C-V2X communication.
  • the first header may be an IEEE 1609.2 Header.
  • a WAVE short message protocol (WSMP) module generates a fourth message by adding a second header to the third message.
  • the second header may be an IEEE 1609.3 Header.
  • the integrated LLI 160 receives an IPv6 (190) packet from the integrated application 110 for at least one of WAVE V2X (131) communication and C-V2X (133) communication, and receives a second message from the WSMP module 170 ( M2) or a fourth message is received.
  • IPv6 IPv6
  • the autonomous driving control apparatus 100 may further include a WME 141 (Wave Management Entity), a protocol for controlling transmission, and a datagram protocol.
  • WME 141 transmits the WSM payload for the WAVE V2X (131) communication to the integrated LLI (160).
  • a protocol (TCP) 142 and datagram protocol (UDP) 142 that control transmission transmits an IPv6 (190) packet for C-V2X (133) communication to the integrated LLI 160.
  • FIG. 2 is a flowchart of message transmission/reception by the autonomous driving control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the message transmission of the autonomous driving control device 100 based on the simultaneous communication mode simultaneously supporting WAVE V2X (131) communication and C-V2X (133) communication is an integrated application for WAVE V2X (131) communication.
  • 110 sends the first WSM payload to the security module 150 .
  • the security module 150 generates a first message M1 by adding a first header to the transmitted first WSM payload.
  • the first message M1 is transmitted to the WSMP module 170 .
  • the WSMP module 170 generates a second message M2 by adding a second header to the transmitted first message M1.
  • the generated second message (M2) and IPv6 (190) packet are transmitted to the integrated LLI (160) by the integrated application (110).
  • the integrated application 110 transmits the second WSM payload to the security module 150 for C-V2X (133) communication.
  • the security module 150 generates a third message by adding a first header to the transmitted second WSM payload.
  • the third message is sent to the WSMP module 170 .
  • the WSMP module 170 generates a fourth message by adding a second header to the transmitted third message.
  • the generated fourth message and IPv6 (190) packet are transmitted to the integrated LLI (160) by the integrated application (110).
  • the integrated LLI 160 transmits at least one of a first WSM payload and a first IPv6 packet to a first physical layer performing WAVE V2X communication.
  • At least one of the second WSM payload and the second IPv6 packet is transmitted through the second physical layer performing C-V2X communication.
  • the message reception of the autonomous driving control device 100 based on the simultaneous communication mode that supports WAVE V2X(131) communication and C-V2X(133) communication at the same time is the integrated LLI 160 for WAVE V2X(131) communication.
  • the second message (M2) and the first IPv6 (190) packet is transmitted to the WSMP module (170).
  • the WSMP module 170 generates the first message M1 by removing the second header from the second message M2.
  • the first message M1 is transmitted to the security module 150 .
  • the security module 150 removes the first header from the received first message M1 to generate a first WSM payload.
  • the generated first WSM payload and the first IPv6 (190) packet are transmitted to the integrated application (110).
  • the message reception of the autonomous driving control device 100 based on the simultaneous communication mode that simultaneously supports WAVE V2X(131) communication and C-V2X(133) communication is integrated LLI(160) for C-V2X(133) communication.
  • the WSMP module 170 generates a third message by removing the second header from the fourth message.
  • the third message is sent to the security module 150 .
  • the security module 150 generates a second WSM payload by removing the first header from the received third message.
  • the generated second WSM payload and the second IPv6 (190) packet are transmitted to the integrated application (110).
  • the integrated application 110 transmits the first WSM payload to the security module 150 for WAVE V2X (131) communication.
  • the security module 150 generates a first message M1 by adding a first header to the transmitted first WSM payload.
  • the first message M1 is transmitted to the WSMP module 170 .
  • the WSMP module 170 generates a second message M2 by adding a second header to the transmitted first message M1.
  • At least one of the generated second message M2 and the first IPv6 packet 190 is transmitted to the integrated LLI 160 by the integrated application 110 .
  • the integrated LLI 160 transmits at least one of the second message M2 and the first IPv6 packet 190 to the WSMP module 170 .
  • the WSMP module 170 generates the first message M1 by removing the second header from the second message M2.
  • the first message M1 is transmitted to the security module 150 .
  • the security module 150 removes the first header from the received first message M1 to generate a first WSM payload. At least one of the generated first WSM payload and the first IPv6 packet 190 is transmitted to the integrated application 110 .
  • the integrated application 110 transmits a second WSM payload to the security module 150 for C-V2X (133) communication.
  • the security module 150 generates a third message by adding a first header to the transmitted second WSM payload.
  • the third message is sent to the WSMP module 170 .
  • the WSMP module 170 generates a fourth message by adding a second header to the transmitted third message. At least one of the generated fourth message and the second IPv6 packet 190 is transmitted to the integrated LLI 160 by the integrated application 110 .
  • the integrated LLI 160 for C-V2X (133) communication transmits at least one of the fourth message and the second IPv6 packet 190 to the WSMP module (170).
  • the WSMP module 170 generates a third message by removing the second header from the fourth message.
  • the third message is sent to the security module 150 .
  • the security module 150 generates a second WSM payload by removing the first header from the received third message. At least one of the generated second WSM payload and the second IPv6 packet 190 is transmitted to the integrated application 110 .
  • FIG. 3 is a block diagram of an autonomous driving device 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the autonomous driving device 300 includes a human machine interface (HMI) device 300_1 and a service providing vehicle terminal (OBU) 300_2 .
  • the service providing vehicle terminal (OBU) 300_2 includes a communication unit 330 , a control unit 340 , an interface unit 350 , a driving unit 360 , and a power supply unit 370 .
  • the HMI device 300_1 is a vehicle-mounted human-machine interface (Human Machine Interface) mounted in a vehicle for a driver to grasp vehicle information or state.
  • the HMI device 310 may include a smartphone 311 , a navigation device 313 , and an IC card reader 315 .
  • the communication unit 330 in the service providing vehicle terminal (OBU) 300_2 may include a WAVE V2X 331 and a C-V2X 333 .
  • WAVE V2X 331 and C-V2X 333 may be the same as WAVE V2X 331 and C-V2X 333 mentioned in FIGS. 1 and 2 .
  • the interface unit 350 in the service providing vehicle terminal (OBU) 300_2 is a UART (Universal asynchronous receiver/transmitter) 351, CAN (Controller Area Network) 352, Ethernet (Ethernet) 353 ), a Universal Serial Bus (USB) 354 , Bluetooth 355 , Wi-Fi 356 , and a Secure Digital (SD) card 357 .
  • UART Universal asynchronous receiver/transmitter
  • CAN Controller Area Network
  • Ethernet Ethernet
  • USB Universal Serial Bus
  • Bluetooth 355 Bluetooth
  • Wi-Fi 356 Wi-Fi
  • SD Secure Digital
  • the UART 351 is a type of computer hardware that transmits data by converting the form of parallel data into a serial method.
  • UART 351 is generally used with communication standards such as EIA RS-232, RS-422, and RS-485.
  • U in UART (351) stands for universal, which means that the data type or baud rate can be directly configured, and the actual electrical signal level and manner (eg, differential signal) is usually specified by a specific driver circuit outside the UART (351). It means being managed through
  • the CAN 352 is a standard communication standard designed to allow microcontrollers or devices to communicate with each other in a vehicle without a host computer.
  • the CAN 352 is a message-based protocol and is recently used not only in vehicles but also in industrial automation devices or medical equipment.
  • a controller area network (CAN) 352 is a message-based network protocol of a non-host bus method mainly used for communication between respective controllers.
  • Ethernet 353 is one of computer network technologies, and is a technical standard most commonly used in LAN, MAN, and WAN.
  • the Ethernet 353 defines the format of a signal and wiring in the physical layer of the OSI model, and a media access control (MAC) packet and protocol in the data link layer.
  • MAC media access control
  • the USB 354 is one of the input/output standard protocols used to connect a computer and peripheral devices.
  • Bluetooth 355 is an industry standard for personal short-range wireless communication for digital communication devices.
  • Bluetooth 355 which defines a short-distance data communication method between electronic devices using a short-wave ultrahigh frequency (UHF) wave of 2.4 to 2.485 GHz included in ISM (Industrial Scientific Medical) band, a mouse used in a personal computer, Text information and voice information can be used for sending and receiving digital information through wireless communication at a relatively low speed, such as a keyboard, a mobile phone, a smart phone 311, a tablet, and a speaker.
  • UHF ultrahigh frequency
  • the Wi-Fi 356 is a technology that enables electronic devices to connect to a wireless LAN (WLAN), mainly 2.4 gigahertz (12 centimeters) UHF and 5 gigahertz (6 centimeters) superhigh frequency (SHF), ISM (Industrial Scientific Medical). Use the wireless band.
  • Wireless LANs are usually password-protected, but they can be opened so that any device located within the band can access the resources of the WLAN network.
  • SD card 357 is a flash (non-volatile) memory card format developed for use in portable devices.
  • the control unit 340 in the service providing vehicle terminal (OBU) 300_2 controls the communication unit 330 and the interface unit 350 .
  • the controller 340 may store firmware and drive system operation and higher-level services. Furthermore, the controller 340 may manage interfaces with peripheral devices and manage the operation of the entire autonomous driving device.
  • the driving unit 360 in the service providing vehicle terminal (OBU) 300_2 may drive the autonomous driving device 300 based on the result of the control unit 340 . It can be driven in a simultaneous communication mode that simultaneously supports C-V2X(333) communication and WAVE V2X(331) communication. On the other hand, it can be driven in a single communication mode that supports only C-V2X (333) communication or only WAVE V2X (331) communication.
  • the power supply unit 370 in the service providing vehicle terminal (OBU) 300_2 may include a PMIC 371 module, a PoE module, a power filter 373 , and/or a power protection device 375 .
  • the PMIC 371 module may supply power to each component of the vehicle-mounted device.
  • a power over ethernet (PoE) module can supply data and power through an Ethernet 353 cable.
  • the PoE module of the roadside base station can be powered through an RJ45 connector.
  • a PoE module may be used internally to supply data and power by separating the Ethernet 353 PHY and the power supply unit 370 .
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of operating the autonomous driving control apparatus 100 step by step according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 it is a step-by-step diagram illustrating an operation method when transmitting a message by the autonomous driving control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the operation method when transmitting the message of the autonomous driving control device 100 includes the steps of determining a communication mode (S110), determining the communication mode (S120), and performing WAVE V2X (131) communication based on the simultaneous communication mode. (S130), performing C-V2X (133) communication based on the simultaneous communication mode (S140), determining whether WAVE V2X (131) communication (S150), WAVE V2X (131) based on a single communication mode It may include performing communication (S160), and performing C-V2X (133) communication based on a single communication mode (S170).
  • the step of determining the communication mode ( S110 ) is a step of determining whether to perform inter-vehicle communication based on a simultaneous communication mode that simultaneously supports WAVE V2X (131) communication and C-V2X (133) communication.
  • the communication mode may include a simultaneous communication mode that simultaneously supports WAVE V2X(131) communication and C-V2X(133) communication, a mode that supports only WAVE V2X(131) communication, and a mode that supports only C-V2X(133) communication.
  • the step of determining the communication mode ( S120 ) is a step of determining whether or not the simultaneous communication mode is present.
  • Performing the WAVE V2X (131) communication based on the simultaneous communication mode (S130) is a step of performing WAVE V2X (131) communication based on the simultaneous communication mode when it is determined as the simultaneous communication mode in step S120.
  • Performing C-V2X (133) communication based on the simultaneous communication mode is a step of performing C-V2X (133) communication based on the simultaneous communication mode when it is determined as the simultaneous communication mode in step S120 .
  • the order of steps S130 and S140 is not limited thereto, and may be changed as necessary.
  • the step (S150) of determining whether WAVE V2X (131) communication is a step is a step when it is determined that the communication mode is not at the same time in step S120. If it is not the simultaneous communication mode, it is a step of determining whether the WAVE V2X (131) communication mode or the C-V2X (133) communication mode is used.
  • Performing the WAVE V2X (131) communication based on the single communication mode (S160) is WAVE V2X (131) communication based on the single communication mode when it is determined as the WAVE V2X (131) communication among the single communication modes in the step S150. is a step to perform.
  • Performing the C-V2X (133) communication based on the single communication mode (S170) is when it is determined that the C-V2X (133) communication among the single communication modes in the step S150, based on the single communication mode C-V2X ( 133) is the step of performing communication.
  • the reverse direction of the step disclosed in FIG. 4 may be performed.
  • the operation when receiving a message based on the simultaneous communication mode may be as follows.
  • the integrated LLI 160 transmits at least one of the second message M2 and the IPv6 190 packet to the WSMP module 170 .
  • the WSMP module 170 generates the first message M1 by removing the second header from the second message M2.
  • the first message M1 is transmitted to the security module 150 .
  • the security module 150 removes the first header from the received first message M1 to generate the WSM payload.
  • At least one of the generated WSM payload and IPv6 (190) packet is transmitted to the integrated application (110).
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an additional operation method of the autonomous driving control apparatus 100 step by step according to an embodiment of the present invention.
  • the WSM payload described below may be at least one of a first WSM payload and a WSM payload, the first message may be a third message, the second message may be a fourth message, and IPv6 is the first IPv6 and It may be at least one of the second IPv6.
  • the operation method of the autonomous driving control device 100 includes a WSM payload transmission step S510 , a first message M1 generation step S530 , a second message M2 generation step S550 , and transmitting the second message (M2) (S570).
  • S510 to S570 may be steps for performing the WAVE V2X (131) communication of steps S130 and S160 of FIG.
  • the WSM payload transmission step S510 is a step in which the integrated application 110 transmits the WSM payload to the security module 150 .
  • the step of generating the first message M1 is a step in which the security module 150 generates the first message M1 by adding a first header to the WSM payload.
  • the first header may be an IEEE 1609.2 Header.
  • the generated first message M1 is transmitted to the WSMP module 170 .
  • the second message M2 generation step S550 is a step in which the WSMP module 170 generates the second message M2 by adding a second header to the first message M1.
  • the second header may be an IEEE 1609.3 Header.
  • the second message M2 transmission step S570 is a step in which the integrated application 110 transmits at least one of the generated second message M2 and the IPv6 packet to the integrated LLI 160 .

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Abstract

본 발명은 자율주행 제어장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 WAVE(DSRC) V2X 통신과 C-V2X 통신 기술 두 개를 동시에 사용하여 자율주행장치를 보다 정밀하게 제어하는 기술에 관한 것이다. 본 발명은 통합 어플리케이션이 WAVE V2X 통신과 C-V2X 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행할지 결정하는 단계; 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하기로 결정되면, WAVE V2X 통신을 수행하기 위해 통합 어플리케이션이 WSM 페이로드를 자율주행 제어장치에 포함되는 보안 모듈로 전송하는 단계; 및 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하기로 결정되면, C-V2X 통신을 수행하기 위해 통합 어플리케이션이 IPv6 패킷을 자율주행 제어장치에 포함되는 통합 LLI로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

WAVE/C-V2X 이중의 활동적 기술을 이용한 자율주행 시스템
본 발명은 자율주행 제어장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 WAVE V2X 통신과 C-V2X 통신 기술 두 개를 동시에 사용하여 자율주행장치를 보다 정밀하게 제어하는 기술에 관한 것이다.
최근 차량(vehicle)은 기계 공학 중심에서 전기, 전자, 통신 기술이 융합된 복합적인 산업 기술의 결과물이 되어 가고 있으며, 이러한 면에서 차량은 스마트카라고도 불린다. 스마트카는 운전자, 차량, 교통 인프라 등을 연결하여 교통 안전/복잡 해소와 같은 전통적인 의미의 차량 기술뿐 아니라 다양한 사용자 맞춤형 이동 서비스를 제공하게 되었다. 이러한 연결성은 V2X(Vehicle to Everything) 통신 기술을 사용하여 구현될 수 있다.
자율주행을 위한 무선 통신 기술의 개발이 진행되면서 802.11p 기반의 WAVE(DSRC) 통신을 이용한 V2X 기술이 어느 정도 안정화 과정을 거쳐 시장에 진입하려고 할 즈음 LTE (5G) 통신을 기반으로 한 C-V2X 기술이 출현함에 따라 자율주행을 위한 무선 통신 기술의 진영이 두 부류로 나뉘어 져 있는 상황이다. 국가 또는 연합 별로 WAVE 기술과 C-V2X 기술의 도입에 대해 고민하고 있는 가운데, 자율주행 무선 통신 기술이 어느 한쪽으로 결정되기 전까지는 두 가지 기술이 공존하며 경쟁할 가능성이 크다고 보여진다.
따라서 본 출원은 하나의 Stack에서 WAVE 기술과 C-V2X 기술을 모두 사용하여 자율주행을 위한 통신을 할 수 있는 기술에 대해 제안하고자 한다.
본 발명은 자율주행을 위한 무선 통신 프로토콜을 개발함에 있어 WAVE V2X 통신 기술과 C-V2X 통신 기술을 동시에 사용가능 한 자율주행 제어장치를 개발하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합 어플리케이션이 구현되는 자율주행 제어장치의 동작방법에 있어서, 상기 통합 어플리케이션이 WAVE V2X(Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything) 통신과 C-V2X(Cellular Vehicle to Everything) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행할지 결정하는 단계; 상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하기로 결정되면, 상기 WAVE V2X 통신을 수행하기 위해 상기 통합 어플리케이션이 제1 WSM 페이로드(WAVE short message payload) 및 제1 IPv6 패킷(Internet Protocol version 6 Packet) 중 적어도 하나를 상기 자율주행 제어장치에 포함되는 통합 LLI(Low Layer Interface)로 전송하는 단계 및 상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하기로 결정되면, 상기 C-V2X 통신을 수행하기 위해 상기 통합 어플리케이션이 제2 WSM 페이로드 및 제2 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 상기 통합 LLI로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 WAVE V2X 통신을 수행하는 제1 물리 계층(physical layer)을 통해 상기 제1 WSM 페이로드 및 상기 제1 IPv6 패킷를 전송하는 단계; 및 상기 C-V2X 통신을 수행하는 제2 물리 계층을 통해 상기 제2 WSM 페이로드 및 상기 제2 IPv6 패킷를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 WSM 페이로드는 제2 WSM 페이로드와 동일하고, 제1 IPv6 패킷는 제2 IPv6 패킷과 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보안 모듈이 상기 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제1 메세지를 생성하는 단계; WSMP(WAVE short message protocol) 모듈이 상기 제1 메세지에 제2 헤더를 추가하여 제2 메세지를 생성하는 단계; 및 상기 통합 어플리케이션이 상기 제2 메세지를 상기 통합 LLI로 전송하는 단계;를 더 포함하는 자율주행 제어장치의 동작방법.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 헤더는 IEEE 1609.2 Header이고, 상기 제2 헤더는 IEEE 1609.3 Header인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하지 않고, 상기 WAVE V2X 통신에 기반하여 차량 간 통신을 수행하는 경우, 상기 통합 어플리케이션이 상기 제1 WSM 페이로드를 상기 보안 모듈에 전송하는 단계; 상기 보안 모듈이 상기 제1 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제1 메세지를 생성하는 단계; WSMP 모듈이 상기 제1 메세지에 제2 헤더를 추가하여 제2 메세지를 생성하는 단계; 및 상기 통합 어플리케이션이 상기 제2 메세지 및 상기 제1 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 상기 통합 LLI로 전송하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하지 않고, 상기 C-V2X 통신에 기반하여 차량 간 통신을 수행하는 경우, 상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하지 않고, 상기 WAVE V2X 통신에 기반하여 차량 간 통신을 수행하는 경우, 상기 통합 어플리케이션이 상기 제2 WSM 페이로드를 상기 보안 모듈에 전송하는 단계; 상기 보안 모듈이 상기 제2 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제3 메세지를 생성하는 단계; WSMP 모듈이 상기 제3 메세지에 제2 헤더를 추가하여 제4 메세지를 생성하는 단계; 및 상기 통합 어플리케이션이 상기 제4 메세지 및 상기 제2 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 상기 통합 LLI로 전송하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로토콜은 WME(Wave Management Entity), 전송을 제어하는 프로토콜(TCP) 및 데이터그램 프로토콜(UDP)을 포함하고, 상기 WME는 상기 WAVE V2X 통신에 관한 상기 WSM 페이로드를 상기 통합 LLI에 전송하며, 상기 전송을 제어하는 프로토콜(TCP) 및 상기 데이터그램 프로토콜(UDP)은 상기 C-V2X 통신에 관한 상기 IPv6 패킷을 상기 통합 LLI에 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치에 있어서, Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything) 통신과 C-V2X(Cellular Vehicle to Everything) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행할지 결정하고, 상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하기로 결정되면, 상기 WAVE V2X 통신을 수행하기 위해 제1 WSM 페이로드(WAVE short message payload) 및 제1 IPv6 패킷(Internet Protocol version 6 Packet) 중 적어도 하나를 전송하고, 상기 C-V2X 통신을 수행하기 위해 제2 WSM 페이로드 및 제2 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 전송하는 통합 어플리케이션; 및 상기 제1 WSM 페이로드, 상기 제1 IPv6 패킷, 상기 제2 WSM 페이로드 및 상기 제2 IPv6 패킷을 상기 통합 어플리케이션으로부터 수신받는 통합 LLI(Low Layer Interface)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 헤더를 추가하는 보안 모듈; 및 제2 헤더를 추가하는 WSMP(WAVE short message protocol) 모듈;을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 헤더는 IEEE 1609.2 Header이고, 상기 제2 헤더는 IEEE 1609.3 Header인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 프로토콜은 WME(Wave Management Entity), 전송을 제어하는 프로토콜(TCP) 및 데이터그램 프로토콜(UDP)을 포함하고, 상기 WME은 상기 WAVE V2X 통신에 관한 상기 WSM 페이로드를 상기 통합 LLI에 전송하며, 상기 전송을 제어하는 프로토콜(TCP) 및 상기 데이터그램 프로토콜(UDP)은 상기 C-V2X 통신에 관한 상기 IPv6 패킷을 상기 통합 LLI에 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 WAVE V2X 기술 혹은 C-V2X 기술을 동시에 사용하여 통신을 수행함을 통해, 두 기술이 서로 경쟁하는 상황에서 기술 공존을 실현할 수 있으며, 추후 자율주행 시장에 어떤 기술이 도입 되더라도 그 결과에 유연하게 대처할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치의 메세지 송수신에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치의 동작 방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치의 추가적인 동작 방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시(present disclosure)를 설명한다. 본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(100)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(100)는 통합 어플리케이션(110), 보안 모듈(150), WSMP(WAVE short message protocol) 모듈, 및 통합 LLI(160)(Low Layer Interface)를 포함한다.
통합 어플리케이션(110)은 WAVE V2X(Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything)(131) 통신과 C-V2X(Cellular Vehicle to Everything)(133) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행할지 결정한다. 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하기로 결정되면, WAVE V2X(131) 통신을 수행하기 위해 제1 WSM 페이로드(WAVE short message payload) 및 제1 IPv6 패킷(Internet Protocol version 6 Packet) 중 적어도 하나를 전송하고, C-V2X(133) 통신을 수행하기 위해 통합 어플리케이션(110)이 제2 WSM 페이로드 및 제2 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 전송한다. 이때, 제1 WSM 페이로드는 제2 WSM 페이로드와 동일하고, 제1 IPv6 패킷는 제2 IPv6 패킷과 동일할 수 있다. 하기에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 WSM 페이로드 및 제2 WSM 페이로드를 WSM 페이로드로, 제1 IPv6 패킷 및 제2 IPv6 패킷을 IPv6 패킷(190)으로 병기하여 작성될 수 있다.
WSM 페이로드는 자율 주행에 실제 필요한 정보를 제공하고, IPv6(190) 패킷은 보안 센터와 통신하여 보안에 필요한 인증서 정보를 제공할 수 있다.
이때, WAVE V2X(131)는 IEEE 802.11p기반 일 수 있다. WAVE V2X(131)는 IEEE 802.11p뿐만 아니라 차량통신을 위한 많은 표준을 포함한다. 이들 중 IEEE 1609 표준 시리즈는 차량환경에서 고속(최대 27Mbps), 단거리(최대 1km)에서 저지연 통신을 수행하기 위한 시스템 구조, 통신 모델, 관리 구조, 보안 메커니즘, 물리계층 접근 등에 대해 정의한다. WAVE V2X(131) 통신 기술은 직접통신을 통한 차량 안전에 초점이 맞춰져 있다.
또한, 이동통신망을 이용한 차량통신을 차량간 직접 통신외 이동통신망을 이용할 수 있어, 통신 커버리지 문제를 해결할 수 있다. 이에 따라, 보다 많은 데이터를 전송할 수 있어 영상 등 다양한 서비스를 지원할 수 있는 장점이 있다. 따라서 각 나라 혹은 지역의 상황과 환경에 맞춰 다른 차량통신 기술이 도입되기도 하고, 이들의 조합으로 구성되기도 한다.
C-V2X(133)는 '셀룰러-차량·사물통신(Cellular Vehicle-to-Everything)'의 약자로 이동통신 기술을 활용해 차량과 차량·보행자·인프라 간에 교통 및 도로 상황 등의 정보를 공유하는 시스템이다. 이동통신(3GPP 릴리즈 14) 기술 기반의 V2X 통신 기술이다.
C-V2X(133)는 두 가지의 전송모드를 가진다. 첫 번째 전송모드는 차량과 보행자, 도로인프라가 직접적인 통신 가능한 모드이다. LTE 다이렉트(Direct) 기술을 기반으로, 고속으로 주행하는 차량끼리 통신하거나, 복잡한 교통상황이나 심지어는 모바일 네트워크 커버리지 밖에서도 실시간으로 자동차끼리 정보를 교환할 수 있다. 두 번째 전송모드는 기존에 폭넓은 구축된 LTE 네트워크를 활용하는 것으로, 수 킬로미터 전방의 사고 소식을 전달받거나, 주차공간 알림 등을 받을 수 있다.
보안 모듈(150)은 통합 어플리케이션(110)으로부터 제1 WSM 페이로드를 수신받고, 제1 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가한다. 보안 모듈(150)은 WAVE V2X 통신을 수행하기 위해서, WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가함으로써 제1 메세지(M1)를 생성한다. 이때, 제1 헤더는 IEEE 1609.2 Header일 수 있다.
WSMP(WAVE short message protocol) 모듈은 제1 메세지(M1)에 제2 헤더를 추가하여 제2 메세지(M2)를 생성한다. 이때, 제2 헤더는 IEEE 1609.3 Header일 수 있다.
보안 모듈(150)은 C-V2X 통신을 수행하기 위해서, 제2 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가함으로써 제3 메세지를 생성한다. 이때, 제1 헤더는 IEEE 1609.2 Header일 수 있다.
WSMP(WAVE short message protocol) 모듈은 제3 메세지에 제2 헤더를 추가하여 제4 메세지를 생성한다. 이때, 제2 헤더는 IEEE 1609.3 Header일 수 있다.
통합 LLI(160)는 WAVE V2X(131) 통신 및 C-V2X(133) 통신 중 적어도 하나를 위해 통합 어플리케이션(110)으로부터 IPv6(190) 패킷을 수신받고, WSMP 모듈(170)로부터 제2 메세지(M2) 또는 제4 메세지를 수신받는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(100)는 WME(141)(Wave Management Entity), 전송을 제어하는 프로토콜 및 데이터그램 프로토콜을 더 포함할 수 있다. WME(141)는 WAVE V2X(131) 통신에 관한 WSM 페이로드를 통합 LLI(160)에 전송한다. 전송을 제어하는 프로토콜(TCP)(142) 및 데이터그램 프로토콜(UDP)(142)은 C-V2X(133) 통신에 관한 IPv6(190) 패킷을 통합 LLI(160)에 전송한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(100)의 메세지 송수신에 대한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, WAVE V2X(131) 통신과 C-V2X(133) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반한 자율주행 제어장치(100)의 메세지 송신은 WAVE V2X(131) 통신을 위해 통합 어플리케이션(110)이 제1 WSM 페이로드를 보안 모듈(150)에 전송한다. 보안 모듈(150)은 전송된 제1 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제1 메세지(M1)를 생성한다. 제1 메세지(M1)는 WSMP 모듈(170)로 전송된다. WSMP 모듈(170)은 전송된 제1 메세지(M1)에 제2 헤더를 추가하여 제2 메세지(M2)를 생성한다. 생성된 제2 메세지(M2) 및 IPv6(190) 패킷은 통합 어플리케이션(110)에 의해 통합 LLI(160)로 전송된다.
자율주행 제어장치(100)의 메세지 송신은 C-V2X(133) 통신을 위해 통합 어플리케이션(110)이 제2 WSM 페이로드를 보안 모듈(150)에 전송한다. 보안 모듈(150)은 전송된 제2 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제3 메세지를 생성한다. 제3 메세지는 WSMP 모듈(170)로 전송된다. WSMP 모듈(170)은 전송된 제3 메세지에 제2 헤더를 추가하여 제4 메세지를 생성한다. 생성된 제4 메세지 및 IPv6(190) 패킷은 통합 어플리케이션(110)에 의해 통합 LLI(160)로 전송된다.
도면에는 도시되지 않았지만, 통합 LLI(160)는 WAVE V2X 통신을 수행하는 제1 물리 계층(physical layer)으로 제1 WSM 페이로드 및 제1 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 전송한다.
또한, C-V2X 통신을 수행하는 제2 물리 계층을 통해 제2 WSM 페이로드 및 제2 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 전송한다.
반면 WAVE V2X(131) 통신과 C-V2X(133) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반한 자율주행 제어장치(100)의 메세지 수신은 WAVE V2X(131) 통신을 위해 통합 LLI(160)는 제2 메세지(M2) 및 제1 IPv6(190) 패킷을 WSMP 모듈(170)로 전송한다. WSMP 모듈(170)은 제2 메세지(M2)에서 제2 헤더를 제거하여 제1 메세지(M1)를 생성한다. 제1 메세지(M1)는 보안 모듈(150)로 전송된다. 보안 모듈(150)은 전송받은 제1 메세지(M1)에 제1 헤더를 제거하여 제1 WSM 페이로드를 생성한다. 생성된 제1 WSM 페이로드 및 제1 IPv6(190) 패킷은 통합 어플리케이션(110)으로 전송된다.
또한, WAVE V2X(131) 통신과 C-V2X(133) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반한 자율주행 제어장치(100)의 메세지 수신은 C-V2X(133) 통신을 위해 통합 LLI(160)는 제4 메세지 및 제2 IPv6(190) 패킷을 WSMP 모듈(170)로 전송한다. WSMP 모듈(170)은 제4 메세지에서 제2 헤더를 제거하여 제3 메세지를 생성한다. 제3 메세지는 보안 모듈(150)로 전송된다. 보안 모듈(150)은 전송받은 제3 메세지에 제1 헤더를 제거하여 제2 WSM 페이로드를 생성한다. 생성된 제2 WSM 페이로드 및 제2 IPv6(190) 패킷은 통합 어플리케이션(110)으로 전송된다.
WAVE V2X(131) 통신만 지원하는 단일 모드의 메세지 송신의 경우, WAVE V2X(131) 통신을 위해 통합 어플리케이션(110)이 제1 WSM 페이로드를 보안 모듈(150)에 전송한다. 보안 모듈(150)은 전송된 제1 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제1 메세지(M1)를 생성한다. 제1 메세지(M1)는 WSMP 모듈(170)로 전송된다. WSMP 모듈(170)은 전송된 제1 메세지(M1)에 제2 헤더를 추가하여 제2 메세지(M2)를 생성한다. 생성된 제2 메세지(M2) 및 제1 IPv6 패킷(190) 중 적어도 하나를 통합 어플리케이션(110)에 의해 통합 LLI(160)로 전송된다.
WAVE V2X(131) 통신만 지원하는 단일 모드의 메세지 수신의 경우, 통합 LLI(160)는 제2 메세지(M2) 및 제1 IPv6 패킷(190) 중 적어도 하나를 WSMP 모듈(170)로 전송한다. WSMP 모듈(170)은 제2 메세지(M2)에서 제2 헤더를 제거하여 제1 메세지(M1)를 생성한다. 제1 메세지(M1)는 보안 모듈(150)로 전송된다. 보안 모듈(150)은 전송받은 제1 메세지(M1)에 제1 헤더를 제거하여 제1 WSM 페이로드를 생성한다. 생성된 제1 WSM 페이로드 및 제1 IPv6 패킷(190) 중 적어도 하나는 통합 어플리케이션(110)으로 전송된다.
C-V2X(133) 통신만 지원하는 단일 모드의 메세지 송신의 경우, C-V2X(133) 통신을 위해 통합 어플리케이션(110)이 제2 WSM 페이로드를 보안 모듈(150)에 전송한다. 보안 모듈(150)은 전송된 제2 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제3 메세지를 생성한다. 제3 메세지는 WSMP 모듈(170)로 전송된다. WSMP 모듈(170)은 전송된 제3 메세지에 제2 헤더를 추가하여 제4 메세지를 생성한다. 생성된 제4 메세지 및 제2 IPv6 패킷(190) 중 적어도 하나를 통합 어플리케이션(110)에 의해 통합 LLI(160)로 전송된다.
C-V2X(133) 통신만 지원하는 단일 모드의 메세지 송신의 경우, C-V2X(133) 통신을 위해 통합 LLI(160)는 제4 메세지 및 제2 IPv6 패킷(190) 중 적어도 하나를 WSMP 모듈(170)로 전송한다. WSMP 모듈(170)은 제4 메세지에서 제2 헤더를 제거하여 제3 메세지를 생성한다. 제3 메세지는 보안 모듈(150)로 전송된다. 보안 모듈(150)은 전송받은 제3 메세지에 제1 헤더를 제거하여 제2 WSM 페이로드를 생성한다. 생성된 제2 WSM 페이로드 및 제2 IPv6 패킷(190) 중 적어도 하나는 통합 어플리케이션(110)으로 전송된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행장치(300)의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 자율주행장치(300)는 HMI(Human Machine Interface) 장치(300_1)과 서비스 제공 차량 단말기(OBU)(300_2)를 포함한다. 서비스 제공 차량 단말기(OBU)(300_2)는 통신부(330), 제어부(340), 인터페이스부(350), 주행부(360), 및 전원부(370)를 포함한다.
HMI 장치(300_1)는 자동차에서 운전자가 차량의 정보나 상태를 파악하기 위해 탑재되는 차량용 인간-기계 접속장치(Human Machine Interface)이다. HMI 장치(310)는 스마트폰(311), 네비게이션(313), IC 카드 리더기(315)를 포함할 수 있다.
서비스 제공 차량 단말기(OBU)(300_2) 내의 통신부(330)는 WAVE V2X(331) 및 C-V2X(333)를 포함할 수 있다. WAVE V2X(331) 및 C-V2X(333)는 도 1 및 도 2에서 언급한 WAVE V2X(331) 및 C-V2X(333)와 동일할 수 있다.
서비스 제공 차량 단말기(OBU)(300_2) 내의 인터페이스부(350)는 UART(범용 비동기화 송수신기: Universal asynchronous receiver/transmitter)(351), CAN(Controller Area Network)(352), 이더넷(Ethernet)(353), USB(Universal Serial Bus)(354), 블루투스(355), 와이파이(356), SD(Secure Digital) 카드(357)를 포함한다.
UART(351)는 병렬 데이터의 형태를 직렬 방식으로 전환하여 데이터를 전송하는 컴퓨터 하드웨어의 일종이다. UART(351)는 일반적으로 EIA RS-232, RS-422, RS-485와 같은 통신 표준과 함께 사용한다. UART(351)의 U는 범용을 가리키는데 이는 자료 형태나 전송 속도를 직접 구성할 수 있고 실제 전기 신호 수준과 방식(예를 들어, 차분 신호)이 일반적으로 UART(351) 바깥의 특정한 드라이버 회로를 통해 관리를 받는다는 뜻이다.
CAN(352)은 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 콘트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격이다. CAN(352)은 메세지 기반 프로토콜이며 최근에는 차량뿐만 아니라 산업용 자동화기기나 의료용 장비에서도 종종 사용되고 있다. CAN(Controller Area Network)(352)은 각 제어기들 간의 통신을 위해 주로 사용되는 non-host 버스 방식의 메세지 기반 네트워크 프로토콜이다.
이더넷(353)은 컴퓨터 네트워크 기술의 하나로, 일반적으로 LAN, MAN 및 WAN에서 가장 많이 활용되는 기술 규격이다. 이더넷(353)은 OSI 모델의 물리 계층에서 신호와 배선, 데이터 링크 계층에서 MAC(media access control) 패킷과 프로토콜의 형식을 정의한다.
USB(354)는 컴퓨터와 주변 기기를 연결하는 데 쓰이는 입출력 표준 프로토콜의 하나이다.
블루투스(355)는 디지털 통신 기기를 위한 개인 근거리 무선 통신 산업 표준이다. ISM(Industrial Scientific Medical) 대역에 포함되는 2.4 내지 2.485GHz의 단파 UHF(ultrahigh frequency)파를 이용하여 전자 장비 간의 짧은 거리의 데이터 통신 방식을 규정하는 블루투스(355)는, 개인용 컴퓨터에 이용되는 마우스, 키보드를 비롯해, 휴대전화 및 스마트폰(311), 태블릿, 스피커 등에서 문자 정보 및 음성 정보를 비교적 낮은 속도로 디지털 정보를 무선 통신을 통해 주고 받는 용도로 사용할 수 있다.
와이파이(356)는 전자기기들이 무선랜(WLAN)에 연결할 수 있게 하는 기술로서, 주로 2.4 기가헤르츠 (12센티미터) UHF 및 5 기가헤르츠 (6센티미터) SHF(superhigh frequency), ISM(Industrial Scientific Medical) 무선 대역을 사용한다. 무선랜은 일반적으로 암호로 보호되어 있지만, 대역 내에 위치한 어느 장치라도 무선랜 네트워크의 자원에 접근할 수 있도록 개방도 가능하다.
SD 카드(357)는 휴대용 장치에 사용하기 위해 개발한 플래시 (비휘발성) 메모리 카드 포맷이다.
서비스 제공 차량 단말기(OBU)(300_2) 내의 제어부(340)는 통신부(330)와 인터페이스부(350)를 제어한다. 제어부(340)는 펌웨어를 저장하고 시스템의 운용 및 상위 서비스를 구동시킬 수 있다. 나아가, 제어부(340)는 주변 장치들과의 인터페이스를 관리하고 자율운행장치 전체의 운용을 관리할 수 있다.
서비스 제공 차량 단말기(OBU)(300_2) 내의 주행부(360)는 제어부(340)의 결과에 기반하여 자율주행장치(300)를 주행시킬 수 있다. C-V2X(333) 통신과 WAVE V2X(331) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드로 주행시킬 수 있다. 반면, C-V2X(333) 통신만 혹은 WAVE V2X(331) 통신만 지원하는 단일 통신 모드로 주행시킬 수 도 있다.
서비스 제공 차량 단말기(OBU)(300_2) 내의 전원부(370)는 PMIC(371) 모듈, PoE 모듈, 전원 필터(373) 및/또는 전원보호장치(375)를 포함할 수 있다. PMIC(371) 모듈은 차량 탑재 장치의 각 구성에 전원을 송급할 수 있다. PoE(power over ethernet) 모듈은 이더넷(353) 케이블을 통해 데이터와 전원을 공급할 수 있다. 노변 기지국의 PoE 모듈은 RJ45 커넷터를 통해 전원을 공급받을 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 이더넷(353) PHY와 전원부(370)를 분리하여 데이터 및 전원을 공급하기 위하여 내부적으로 PoE 모듈을 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(100)의 동작 방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(100)의 메세지 송신 시 동작 방법을 단계적으로 도시한 것이다.
자율주행 제어장치(100)의 메세지 송신 시 동작 방법은 통신 모드를 결정하는 단계(S110), 통신 모드를 판단하는 단계(S120), 동시 통신 모드에 기반하여 WAVE V2X(131) 통신을 수행하는 단계(S130), 동시 통신 모드에 기반하여 C-V2X(133) 통신을 수행하는 단계(S140), WAVE V2X(131) 통신인지 판단하는 단계(S150), 단일 통신 모드에 기반하여 WAVE V2X(131) 통신을 수행하는 단계(S160), 및 단일 통신 모드에 기반하여 C-V2X(133) 통신을 수행하는 단계(S170)를 포함할 수 있다.
통신 모드를 결정하는 단계(S110)는 WAVE V2X(131) 통신과 C-V2X(133) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행할지 결정하는 단계이다. 통신 모드는 WAVE V2X(131) 통신과 C-V2X(133) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드와 WAVE V2X(131) 통신만 지원하는 모드, C-V2X(133) 통신만 지원하는 모드를 포함할 수 있다.
통신 모드를 판단하는 단계(S120)는 동시 통신 모드인지 아닌지를 판단하는 단계이다.
동시 통신 모드에 기반하여 WAVE V2X(131) 통신을 수행하는 단계(S130)는 S120 단계에서 동시 통신 모드로 판단되었을 때, 동시 통신 모드에 기반하여 WAVE V2X(131) 통신을 수행하는 단계이다.
동시 통신 모드에 기반하여 C-V2X(133) 통신을 수행하는 단계(S140)는 S120 단계에서 동시 통신 모드로 판단되었을 때, 동시 통신 모드에 기반하여 C-V2X(133) 통신을 수행하는 단계이다. 이때, S130 단계와 S140 단계의 순서는 이에 한정되는 것이 아니며, 필요에 따라 바뀔 수 있다.
WAVE V2X(131) 통신인지 판단하는 단계(S150)는 S120 단계에서 동시 통신 모드가 아니라고 판단 되었을 때의 단계이다. 동시 통신 모드가 아닌 경우, WAVE V2X(131) 통신 모드 인지, C-V2X(133) 통신 모드인지를 판단하는 단계이다.
단일 통신 모드에 기반하여 WAVE V2X(131) 통신을 수행하는 단계(S160)는 S150 단계에서 단일 통신 모드 중 WAVE V2X(131) 통신으로 판단되었을 때, 단일 통신 모드에 기반하여 WAVE V2X(131) 통신을 수행하는 단계이다.
단일 통신 모드에 기반하여 C-V2X(133) 통신을 수행하는 단계(S170)는 S150 단계에서 단일 통신 모드 중 C-V2X(133) 통신으로 판단되었을 때, 단일 통신 모드에 기반하여 C-V2X(133) 통신을 수행하는 단계이다.
반면, 메세지 수신 시의 동작 방법의 경우, 도 4의 개시된 단계의 역 방향일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 동시 통신 모드 기반의 메세지 수신 시의 동작은 다음과 같을 수 있다.
통합 LLI(160)는 제2 메세지(M2) 및 IPv6(190) 패킷 중 적어도 하나를 WSMP 모듈(170)로 전송한다. WSMP 모듈(170)은 제2 메세지(M2)에서 제2 헤더를 제거하여 제1 메세지(M1)를 생성한다. 제1 메세지(M1)는 보안 모듈(150)로 전송된다. 보안 모듈(150)은 전송받은 제1 메세지(M1)에서 제1 헤더를 제거하여 WSM 페이로드를 생성한다. 생성된 WSM 페이로드 및 IPv6(190) 패킷 중 적어도 하나는 통합 어플리케이션(110)으로 전송된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(100)의 추가적인 동작 방법을 단계적으로 도시한 순서도이다.
하기에서 기재되는 WSM 페이로드는 제1 WSM 페이로드 및 WSM 페이로드 중 적어도 하나이고, 제1 메세지는 제3 메세지 일 수 있으며, 제2 메세지는 제4메세지 일 수 있고, IPv6는 제1 IPv6 및 제2 IPv6 중 적어도 하나일 수 있다.
도 5를 참조하면, 자율주행 제어장치(100)의 동작 방법은 WSM 페이로드 전송 단계(S510), 제1 메세지(M1) 생성 단계(S530), 제2 메세지(M2) 생성 단계(S550), 및 제2 메세지(M2) 전송 단계(S570)를 포함할 수 있다. S510 내지 S570은 도 4의 S130 및 S160 단계의 WAVE V2X(131) 통신을 수행하기 위한 단계일 수 있다.
WSM 페이로드 전송 단계(S510)는 통합 어플리케이션(110)이 WSM 페이로드를 보안 모듈(150)로 전송하는 단계이다.
제1 메세지(M1) 생성 단계(S530)는 보안 모듈(150)이 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제1 메세지(M1)를 생성하는 단계이다. 이때 제1 헤더는 IEEE 1609.2 Header일 수 있다. 생성된 제1 메세지(M1)는 WSMP 모듈(170)로 전송된다.
제2 메세지(M2) 생성 단계(S550)는 WSMP 모듈(170)이 제1 메세지(M1)에 제2 헤더를 추가하여 제2 메세지(M2)를 생성하는 단계이다. 이때, 제2 헤더는 IEEE 1609.3 Header일 수 있다.
제2 메세지(M2) 전송 단계(S570)는 통합 어플리케이션(110)이 생성된 제2 메세지(M2) 및 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 통합 LLI(160)로 전송하는 단계이다.

Claims (12)

  1. 통합 어플리케이션이 구현되는 자율주행 제어장치의 동작방법에 있어서,
    상기 통합 어플리케이션이 WAVE V2X(Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything) 통신과 상기 C-V2X(Cellular Vehicle to Everything) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행할지 결정하는 단계;
    상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하기로 결정되면, 상기 WAVE V2X 통신을 수행하기 위해 상기 통합 어플리케이션이 제1 WSM 페이로드(WAVE short message payload) 및 제1 IPv6 패킷(Internet Protocol version 6 Packet) 중 적어도 하나를 상기 자율주행 제어장치에 포함되는 통합 LLI(Low Layer Interface)로 전송하는 단계; 및
    상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하기로 결정되면, 상기 C-V2X 통신을 수행하기 위해 상기 통합 어플리케이션이 제2 WSM 페이로드 및 제2 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 상기 통합 LLI로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 제어장치의 동작방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 WAVE V2X 통신을 수행하는 제1 물리 계층(physical layer)을 통해 상기 제1 WSM 페이로드 및 상기 제1 IPv6 패킷를 전송하는 단계; 및
    상기 C-V2X 통신을 수행하는 제2 물리 계층을 통해 상기 제2 WSM 페이로드 및 상기 제2 IPv6 패킷를 전송하는 단계를 포함하는 자율주행 제어장치의 동작방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 WSM 페이로드는 상기 제2 WSM 페이로드와 동일하고,
    상기 제1 IPv6 패킷는 상기 제2 IPv6 패킷과 동일한 것을 특징으로 하는 자율주행 제어장치의 동작방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보안 모듈이 상기 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제1 메세지를 생성하는 단계;
    WSMP(WAVE short message protocol) 모듈이 상기 제1 메세지에 제2 헤더를 추가하여 제2 메세지를 생성하는 단계; 및
    상기 통합 어플리케이션이 상기 제2 메세지를 상기 통합 LLI로 전송하는 단계;를 더 포함하는 자율주행 제어장치의 동작방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 헤더는 IEEE 1609.2 Header이고,
    상기 제2 헤더는 IEEE 1609.3 Header인 것을 특징으로 하는 자율주행 제어장치의 동작방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하지 않고, 상기 WAVE V2X 통신에 기반하여 차량 간 통신을 수행하는 경우,
    상기 통합 어플리케이션이 상기 제1 WSM 페이로드를 상기 보안 모듈에 전송하는 단계;
    상기 보안 모듈이 상기 제1 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제1 메세지를 생성하는 단계;
    WSMP 모듈이 상기 제1 메세지에 제2 헤더를 추가하여 제2 메세지를 생성하는 단계; 및
    상기 통합 어플리케이션이 상기 제2 메세지 및 상기 제1 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 상기 통합 LLI로 전송하는 단계;
    를 포함하는 자율주행 제어장치의 동작방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하지 않고, 상기 C-V2X 통신에 기반하여 차량 간 통신을 수행하는 경우,
    상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하지 않고, 상기 WAVE V2X 통신에 기반하여 차량 간 통신을 수행하는 경우,
    상기 통합 어플리케이션이 상기 제2 WSM 페이로드를 상기 보안 모듈에 전송하는 단계;
    상기 보안 모듈이 상기 제2 WSM 페이로드에 제1 헤더를 추가하여 제3 메세지를 생성하는 단계;
    WSMP 모듈이 상기 제3 메세지에 제2 헤더를 추가하여 제4 메세지를 생성하는 단계; 및
    상기 통합 어플리케이션이 상기 제4 메세지 및 상기 제2 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 상기 통합 LLI로 전송하는 단계;
    를 포함하는 자율주행 제어장치의 동작방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로토콜은 WME(Wave Management Entity), 전송을 제어하는 프로토콜(TCP) 및 데이터그램 프로토콜(UDP)을 포함하고,
    상기 WME는 상기 WAVE V2X 통신에 관한 상기 WSM 페이로드를 상기 통합 LLI에 전송하며,
    상기 전송을 제어하는 프로토콜(TCP) 및 상기 데이터그램 프로토콜(UDP)은 상기 C-V2X 통신에 관한 상기 IPv6 패킷을 상기 통합 LLI에 전송하는 것을 특징으로 하는 자율주행 제어장치의 동작방법.
  9. 자율주행 제어장치에 있어서,
    Wireless Access in Vehicle Environment Vehicle to Everything) 통신과 C-V2X(Cellular Vehicle to Everything) 통신을 동시에 지원하는 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행할지 결정하고, 상기 동시 통신 모드에 기반하여 차량 간 통신을 수행하기로 결정되면, 상기 WAVE V2X 통신을 수행하기 위해 제1 WSM 페이로드(WAVE short message payload) 및 제1 IPv6 패킷(Internet Protocol version 6 Packet) 중 적어도 하나를 전송하고, 상기 C-V2X 통신을 수행하기 위해 제2 WSM 페이로드 및 제2 IPv6 패킷 중 적어도 하나를 전송하는 통합 어플리케이션; 및
    상기 제1 WSM 페이로드, 상기 제1 IPv6 패킷, 상기 제2 WSM 페이로드 및 상기 제2 IPv6 패킷을 상기 통합 어플리케이션으로부터 수신받는 통합 LLI(Low Layer Interface)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 제어장치.
  10. 제9항에 있어서,
    제1 헤더를 추가하는 보안 모듈; 및
    제2 헤더를 추가하는 WSMP(WAVE short message protocol) 모듈;을 더 포함하는 자율주행 제어장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 헤더는 IEEE 1609.2 Header이고,
    상기 제2 헤더는 IEEE 1609.3 Header인 것을 특징으로 하는 자율주행 제어장치.
  12. 제11항에 있어서,
    적어도 하나의 프로토콜은 WME(Wave Management Entity), 전송을 제어하는 프로토콜(TCP) 및 데이터그램 프로토콜(UDP)을 포함하고,
    상기 WME는 상기 WAVE V2X 통신에 관한 상기 WSM 페이로드를 상기 통합 LLI에 전송하며,
    상기 전송을 제어하는 프로토콜(TCP) 및 상기 데이터그램 프로토콜(UDP)은 상기 C-V2X 통신에 관한 상기 IPv6 패킷을 상기 통합 LLI에 전송하는 것을 특징으로 하는 자율주행 제어장치.
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