[논문]OBD-II 와 MOST를 이용한 통합형 자동차 상태 및 영상 저장 시스템 구현

백성현; 장종욱

OBD-II 와 MOST를 이용한 통합형 자동차 상태 및 영상 저장 시스템 구현
Implement integrated vehicle state and video recorder system with OBD-II and MOST network 원문보기

信號處理·시스템學會論文誌 = Journal of the institute of signal processing and systems, v.12 no.4, 2011년, pp.303 - 308

초록
AI-Helper

차량 사고로 인한 인명, 재산 손실 때문에 비행기에서 사용하고 있는 블랙박스와 비슷한 기능을 하는 차량용 블랙박스를 차량에 장착하여 사용되고 있다. 현재 자동차 시장에서 쓰이고 있는 제품으로는 EDR(Event Data Recorders) 시스템과 블랙박스 제품이 출시되어 지고 있다. 하지만 기존 차량의 블랙박스들은 대부분 차량의 외부 영상이나 이미지만 저장되어 사고가 났을 때 차량의 주행 상태를 알지 못하고, EDR제품들은 차량의 주행 상태만 저장 하고 차량의 외부 영상들을 알지 못한다. 본 논문에서는 영상과 이미지 정보만 저장되는 블랙박스의 문제점과 자동차와 주행 정보만 저장되는 EDR의 문제점을 보완하기 위해 차량 네트워크인 MOST(Media Oriented System Transport) OBD-II(On-Board Diagnostics-II)와 CAM(CAMera), GPS(Global positioning system)를 이용하여 영상 수집 및 시간 및 위치 정보 Data를 취합하여 통합형 자동차 상태 및 영상 저장 시스템을 구현한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Vehicle black boxes that have similar functions as airplane black boxes are currently being used due to the loss of many lives and properties arising from vehicle accidents. Both black-box products and Event Data Recorder(EDR) systems are currently available in the market. Most of the existing in-vehicle black boxes, however, record only external videos and images and cannot show the vehicle's driving status, whereas EDR products record only the driving status and not external videos. To address the problem of black boxes that can record only videos and images and that of EDR systems that can record only driving data, an integrated vehicle state and video recording system that uses MOST(Media-oriented System Transport) and OBD-II(Onboard Diagnostics II) and CAM (camera) and GPS (global positioning system).

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

차량 상태 데이터들과 영상 데이터 중 한 가지라도 부족하면 정확한 사고원인을 규명하기엔 어려운 실정이다[1 ~4]. 기존의 블랙박스 및 EDR 시스템의 한계를 극복 하고 좀 더 정확한 정보를 제공하기 위하여 본 논문에서는 WiFKWireless Fidelity) 송.수신이 가능한 OBD-U 커넥터를 사용하여 블랙박스의 중요한 요소인 영상 데이터와 GPS데이터를 저장 하고, 차량 내부 네트워크로 사용되는 OBD-II프로토콜을 이용하여 차량 상태 값인 RPM(Revolution Per Minute), 속도 등의 정보를 저장 하고 차량 멀티미디어 네트워크로 사용되는 MOST프로토콜을 사용하여 차량의 멀티미디어정보나 가상의 내비게이션 정보를 저장 하여 실제 사고 분석에 있어 좀 더 정확한 정보를 제공하는 통합형 자동차 진단 레코더 시스템을 구현하고자 한다.
알기 위한 진단 툴로 사용되었다. 또한 자동차 블랙박스는 비행기의 블랙박스처럼 사고와 관련된 주행 영상, 위치, 시간 정보 등을 저장하여 사고 발생 시 객관적인 자료를 확보함으로써 사고의 원인과 결과의 인과 관계를 밝히기 위하여 만들어졌다. 뿐만 아니라 운행 중 뺑소니차량, 주차사고 도주차량 등을 기록 하여 운전자의 재산 피해를 보호하고자 하는 목적도 포함 된다.

제안 방법

Open CV란 인텔에서 만든 강력한 영상처리 라이브러리이다. OpenCVO 라이브러리를 이용하여 초당 30프레임, MPEG-4 codec으로 설정되어 메인 메모리에 저장을 하도록 설계를 하였다. 해상도는 최대 6*4840 0 까지 가능하나 외장 메모리 용량의 관계로 해상도는 *23240 0 으로 하였다.
따라서 해당 멀티미디어 각각 FblockID[표 3]로 요청하게 된다. 본 논문에서 요청되는 데이터는 MOST에서 가장 기본적인 기능을 가지는 Netblock, Network, Connection, PowerMaster, 그리고 각종 멀티미디어 정보를 알기 위해 오디오 관련 기능와 DVD 관련 기능을 가지는 Fblock를 요청한다.
[그림 5]는 주행 시 영상 정보, MOST 네트워크에서 받는 멀티미디어 정보, 블루투스 송.수신이 가능한 OBD-II 커넥터를 사용 하여, OBD-H 네트워크에서 받는 차량의 주행상태 정보, GPS로부터 받는 시간, 차량 위치 정보가 노트북의 메인 메모리에 저장이 되며, 매 5분마다 한번 씩 외장 메모리에 저장되며, WiFi 네트워크를 이용하여 블랙박스 데이터를 서버 쪽으로 백업한다.
기존의 블랙박스 및 EDR 시스템의 한계를 극복 하고 좀 더 정확한 정보를 제공하기 위하여 본 논문에서는 WiFKWireless Fidelity) 송.수신이 가능한 OBD-U 커넥터를 사용하여 블랙박스의 중요한 요소인 영상 데이터와 GPS데이터를 저장 하고, 차량 내부 네트워크로 사용되는 OBD-II프로토콜을 이용하여 차량 상태 값인 RPM(Revolution Per Minute), 속도 등의 정보를 저장 하고 차량 멀티미디어 네트워크로 사용되는 MOST프로토콜을 사용하여 차량의 멀티미디어정보나 가상의 내비게이션 정보를 저장 하여 실제 사고 분석에 있어 좀 더 정확한 정보를 제공하는 통합형 자동차 진단 레코더 시스템을 구현하고자 한다.
이 기능을 위해 본 논문에서는 블랙박스 시스템을 위해 OBD-n 네트워크, MOST 네트워크, GPS, CAM, PC간의 통신 동기화를 위한 알고리즘을 설계 하였다. [그림 5]는 통합형 자동차 진단 레코더 시스템의 Flowchart를 나타낸 것이다.
최근 블랙박스를 살펴보면 자동차의 영상과 음성만을 저장하는 형태로 구성되어 있고, EDR 시스템은 자동차 주행 정보만 저장하는 형태로 구성되어 있다. 이렇게 각 제품들이 기능들이 따로 구현 되어 있어 블랙박스 데이터와 EDR 시스템의 데이터가 차량 주행데이터나 영상, 이미지들이 분리 되어 있어 자동차 사고가 났을 때 정확한 상황 분석을 판단할 때 불편한 점이 많다’ 이러한 단점을 최대한 줄이고자 본 논문에서는 앞으로 더 많은 기술적 인부분의 발전의 가능성이 있는 통합형 자동차 진단 레코더 시스템을 구현하여 CAM을 이용해 차량의 전반적인 주행 영상을 수집한 다음 GPS 모듈을 이용해 현재 시간과 차량 위치를 수집하도록 구현 했다. 추가로 OBD-D 인터페이스를 이용해 현재 차량의 주행 상태를 알아보고 MOST 네트워크 인터페이스를 이용해 멀티미디어 기기의 상태를 알 수 있게 구현하여 실제 차량 사고 시, 차량 사고의 원인을 좀 더 자세히 알아볼 수 있도록 하는 데에 주안을 두었다.
수신이 가능한 OBD-U 커넥터를 사용하여 실시간 차량의 상태데이터인 OBD-H 데이터의 확인이 가능하고 MOST 네트워크를 이용한 MOST 내비게이션의 정보를 활용 하여 현재 도로의 상태 및 주변 환경의 상태 확인이 가능하다. 이를 사용하여 교통사고의 원인을 과학적으로 규명하기 위하여 WiFi 네트워크를 이용한 통합형 자동차 진단 레코더 시스템의 데이터 백업 시스템을 구현 하였다.
이렇게 각 제품들이 기능들이 따로 구현 되어 있어 블랙박스 데이터와 EDR 시스템의 데이터가 차량 주행데이터나 영상, 이미지들이 분리 되어 있어 자동차 사고가 났을 때 정확한 상황 분석을 판단할 때 불편한 점이 많다’ 이러한 단점을 최대한 줄이고자 본 논문에서는 앞으로 더 많은 기술적 인부분의 발전의 가능성이 있는 통합형 자동차 진단 레코더 시스템을 구현하여 CAM을 이용해 차량의 전반적인 주행 영상을 수집한 다음 GPS 모듈을 이용해 현재 시간과 차량 위치를 수집하도록 구현 했다. 추가로 OBD-D 인터페이스를 이용해 현재 차량의 주행 상태를 알아보고 MOST 네트워크 인터페이스를 이용해 멀티미디어 기기의 상태를 알 수 있게 구현하여 실제 차량 사고 시, 차량 사고의 원인을 좀 더 자세히 알아볼 수 있도록 하는 데에 주안을 두었다. 현재 자동차 블랙박스와 EDR 시스템에 대한수요 증가는 자동차 전장 분야의 발달과 함께 기술의 계속적인발전으로 앞으로 많은 차량에 이 시스템들이 장착되어 질 것이며, 수년 안에는 표준시스템으로 자리 잡을 것으로 예상된다.

대상 데이터

본 논문에서의 시스템 개발 환경으로 OS는 Windows XP를 노트북으로 사용하였으며, 외부 메모리는 USB 메모리를 이용하였다. 통합형 자동차 진단 레코더 시스템 프로그램의 메인화면은 총 3개의 영역으로 구성되는데, OBD-H 및 MOST 정보 데이터, GPS 데이터를 수신 받는 영역’ 블랙박스 제어를 위한 제어영역, CAM 영상을 디스플레이 해주는 영역으로 구성 된다.

이론/모형

GPS 의 기본 프로토콜은 NMEA(National Marine Electronics Association) 데이터 형식을 쓰고 있다. NMEA의 프로토콜에서는 여러가지 프로토콜이 존재 하지만 본 논문에서는 기본적으로 GPS에서 많이 사용하고 있는 $GPRMC 프로토콜을 이용 한다. GPS의 위성 데이터를 수신 받은 다음에 각각의 Thread 동기화를 위해 시간 정보를 추가를 하여 저장한다.

후속연구

전송 할 수 있게 구현할 것이다. 실제 차량 장착을 위하여 통합형 블랙박스 시스템을 임베디드화 하여 자동차 전장에 장착을 하여 더욱 더 완벽한 통합형 자동차 진단 레코더 시스템을 구현 할 것이다.
있다. 이와 같이 사고 원인 분석의 결정적인 역할을 하며 교통사고 원인을 정확히 판별하여 억울한 일로 피해를 보는 일을 막을 수 있도록 운전자를 법률적으로 보호해 줄 것이다. 최근 블랙박스를 살펴보면 자동차의 영상과 음성만을 저장하는 형태로 구성되어 있고, EDR 시스템은 자동차 주행 정보만 저장하는 형태로 구성되어 있다.
향후, 연구과제로 차량 사고 발생 시 블랙박스가 소실된 경우를 대비하여 외부 네트워크 망(3G, WIFI)을 이용하여 외부 서버로 전송 할 수 있게 구현할 것이다. 실제 차량 장착을 위하여 통합형 블랙박스 시스템을 임베디드화 하여 자동차 전장에 장착을 하여 더욱 더 완벽한 통합형 자동차 진단 레코더 시스템을 구현 할 것이다.

참고문헌 (13)

BIR, "IT 융합 산업 동햡과 개발 전략-자동차", pp.116-120, 2010
송재만 "자동차와 IT", 부산IT 컨버전스포럼, U - Automobile 세미나, pp.9, 2009년 9월
박권철 "IT.자동차 융합기술과 시장동향" 2008 제2회 신성장기술투자 포럼, pp.4-8, 2008년 .9월
박상현 "자동차 IT 기술개발 동향" 부산IT 컨버전스포럼, U-Automobile 세미나, pp.139-145, 2009년 9월
이봉우 저 "OBD-II" 경영사, 2005년
하광호 "OBD 차량진단 코드 발생 시뮬레이션 개발에 관한 연구" 대한전기학회 제38회 하계학술대회. 2008년
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MOST, http://www.smsc.com
김선남, "MOST 네트워크 상태정보 관리를 위한 진단 Tool 설계 및 구현", 동의대학교 2011년
곽길봉, "응용 계층에서 이더넷과 MOST 네트워크 간의 데이터 통신 기능 설계 및 구현. 동의대학교", 2011년
하광호, 이종주, 허윤영, 최상렬, 신명철, "OBD 차량진단 코드 발생 시뮬레이터 개발에 관한 연구", pp.1157-1158, 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
OBD-II 를 이용하는 오픈소스 프로젝트 (http://www.opendiag.org/)

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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