KR101352971B1 - 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템 - Google Patents

무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은, 신호등의 신호등 신호를 무선으로 송신하기 위해 신호등과 인접하게 설치되는 신호 송신장치, 차량에 설치되는 차량 단말기, 차량 단말기로부터 신호등 정보를 제공받고 신호등 정보를 운전자가 인지할 수 있도록 출력하는 출력장치를 포함한다. 차량 단말기는, 차량의 진행 방향을 검출하기 위한 전자 나침반, 신호등 신호를 수신하기 위한 신호 수신부, 수신된 신호등 신호 중에서 전자 나침반에 의해 검출된 차량의 진행 방향의 전방에 배치된 신호등의 신호등 신호를 필터링하기 위한 필터링부, 필터링된 신호등 신호를 분석하여 신호등 정보를 추출하는 제어부를 구비한다. 본 발명에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은 신호등에 연결된 신호 송신장치와 차량에 설치된 차량 단말기 사이의 무선 통신을 이용하는 것으로, 구조가 간단하고, 저비용으로 운전자에게 신호등 정보를 제공할 수 있다.

Description

무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템{SYSTEM FOR PROVIDING SIGNAL-LAMP INFORMATION USING WIRELESS COMMUNICATION}
본 발명은 무선통신을 이용하여 신호등 정보를 차량에 탑승한 운전자에게 제공할 수 있는 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템에 관한 것이다.
차량을 운행하는 운전자에게 필수적으로 필요한 정보로는 현재 운행 중인 차량의 속도, RPM 등 차량 내부에서 발생하는 정보는 물론, 근접거리에 있는 신호등 상태나 제한속도와 같이 차량 외부에서 제공되어야 하는 정보도 있다.
신호등 상태나 제한속도와 같은 외부의 정보를 획득하기 위해서는, 운전자가 도로상에 고정적으로 설치되어 있는 신호등이나 교통 안내판을 육안으로 확인하여야 한다. 그런데 날이 흐리거나, 우천이거나, 역광 상태 주행이거나, 야간 주행의 경우에는 외부 설치물을 신속하게 파악할 수 없다. 그리고 버스나 트럭 등 대형차량이 앞을 가려 시야가 확보되지 못할 경우, 필요한 시점에 신호등의 상태 등 외부 정보를 확인하지 못함으로써 사고의 위험에 노출될 수 있다. 또한, 운전자가 색약이거나 급격히 시력이 저하된 경우에도 외부에 설치된 신호등을 육안으로 확인하는 것은 위험할 수 있다.
한편, 운전자가 신호등을 육안으로 직접 확인하지 않고 신호등 정보를 확인할 수 있도록 운전자에게 신호등 정보를 제공하기 위한 다양한 방법이 제시된 바 있다.
국내공개특허 제2005-0024910호에 개시된 “네비게이션을 이용한 신호등 정보표시장치”, 국내공개특허 제2009-0018385호에 개시된 “전방 교통 신호등 정보 제공 네비게이션 장치 및 그 제공방법”, 국내공개특허 제2010-0040542호에 개시된 “차량의 신호등 정보 표시 장치”는 지도정보와 네비게이션이 구비된 차량에 신호등 정보를 제공하는 것이다. 이러한 시스템은 차량에 지도정보와 네비게이션이 필수적으로 장착되어야 한다.
국내공개특허 제2005-0073654호에 개시된 “신호등 상태 안내방법 및 장치”와 국개공개특허 제2007-0074913호에 개시된 “영상인식을 이용한 신호등 변경 통보 시스템 및 방법”은 영상인식 방식으로 신호등 상태를 파악하는 것이다. 이러한 시스템은 차량에 부착된 영상인식 장치와 신호등 사이에 장애물이 있을 경우 원활한 작동이 불가능하다.
국내공개특허 제2007-0086432호에 개시된 “교통신호모니터 및 운전자 경고장치”의 경우, 색검출 방식으로 신호등이나 앞차의 후미등 정보를 파악하여 운전자에게 경고 신호를 제공하는 것이다. 이러한 시스템 역시 감지 센서와 신호등 사이에 장애물이 있을 경우 동작할 수 없는 문제가 있다.
국내공개특허 제2006-0039478호에 개시된 “교통 신호 안내방법”은 위성을 활용하여 교통관련 정보를 수신하고 이를 네이트 서비스 가입자에 한하여 문자와 음성으로 안내하는 것이다. 이러한 시스템은 인공위성을 이용함으로써 서비스 비용이 발생한다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구조가 간단하고 저비용으로 운전자에게 신호등 정보를 제공할 수 있는 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 신호등의 신호등 신호를 무선으로 송신하기 위해 상기 신호등과 인접하게 설치되는 신호 송신장치, 차량에 설치되고 상기 차량의 진행 방향을 검출하기 위한 전자 나침반과 상기 신호등 신호를 수신하기 위한 신호 수신부와 수신된 상기 신호등 신호 중에서 상기 전자 나침반에 의해 검출된 상기 차량의 진행 방향의 전방에 위치한 신호등의 상기 신호등 신호를 필터링하기 위한 필터링부와 필터링된 상기 신호등 신호를 분석하여 신호등 정보를 추출하는 제어부를 갖는 차량 단말기, 상기 차량 단말기로부터 상기 신호등 정보를 제공받고, 상기 신호등 정보를 운전자가 인지할 수 있도록 출력하는 출력장치를 포함한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템을 제공한다.
상기 신호등 신호는, 상기 신호등의 설치각도, 현재 점멸신호 데이터, 현재 점멸신호의 잔여시간 데이터, 신호등 설치 도로이름 데이터, 해당 구간에서의 제한속도 데이터, 다음 신호까지의 시간 데이터 등을 포함하고, 상기 신호등의 식별코드는 상기 신호등이 설치된 도로상에서 주행하는 차량의 진행 방향에 따라 구별될 수 있다.
상기 차량 단말기는, 수신한 상기 신호등 신호의 강도를 통해 상기 신호등까지의 거리를 산출하고, 상기 추출된 상기 신호등 정보 및 상기 신호등까지의 거리 및 상기 차량의 속도를 근거로 상기 차량이 상기 신호등의 신호에 맞게 운행할 수 있도록 차량 제어장치와 연계하여 상기 차량을 반자동(Semi-automatic)으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은 운전자에게 경고신호를 제공하기 위한 경고부를 더 포함하고, 상기 차량 단말기는, 수신한 상기 신호등 신호의 강도를 통해 상기 신호등까지의 거리를 산출하고, 상기 추출된 상기 신호등 정보 및 상기 신호등까지의 거리 및 상기 차량의 속도를 근거로 상기 차량이 상기 신호등 신호를 위반할 것으로 예상될 때, 상기 경고부를 통해 운전자에게 경고신호를 제공할 수 있다.
상기 출력장치는 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 차량 단말기는, 수신한 상기 신호등 신호의 강도를 통해 상기 신호등까지의 거리를 산출하고, 상기 디스플레이 패널을 통해 상기 차량의 진행 방향의 전방에 배치된 신호등의 점멸 상태 및 상기 신호등까지의 거리를 디스플레이할 수 있다.
상기 차량 단말기는 수신한 상기 신호등 신호의 강도를 통해 상기 신호등까지의 거리를 산출하고, 상기 출력장치는 상기 차량의 진행 방향의 전방에 배치된 신호등의 점멸 상태 및 상기 신호등까지의 거리를 상기 차량의 전면유리에 디스플레이하는 헤드업 디스플레이(Head-up display)를 포함할 수 있다.
상기 신호 송신장치와 상기 차량 단말기 사이의 무선 통신은 통신 거리가 수 백 미터(m) 범위로 제한될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은, 신호등의 신호등 신호를 무선으로 송신하기 위해 상기 신호등과 인접하게 설치되는 신호 송신장치, 차량의 진행 방향을 검출하기 위해 상기 차량에 설치되는 전자 나침반, 상기 차량에 설치되고 상기 신호등 신호를 수신하기 위한 신호 수신부와 수신된 상기 신호등 신호 중에서 상기 전자 나침반에 의해 검출된 상기 차량의 진행 방향의 전방에 위치한 신호등의 상기 신호등 신호를 필터링하기 위한 필터링부와 필터링된 상기 신호등 신호를 분석하여 신호등 정보를 추출하는 제어부를 갖는 차량 단말기, 상기 차량 단말기로부터 상기 신호등 정보를 제공받고 상기 신호등 정보를 운전자가 인지할 수 있도록 출력하는 출력장치를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은, 신호등의 신호등 신호를 무선으로 송신하기 위해 상기 신호등과 인접하게 설치되는 신호 송신장치, 차량의 진행 방향을 검출하기 위한 전자 나침반과 상기 신호등 신호를 수신하기 위한 신호 수신부와 수신된 상기 신호등 신호 중에서 상기 전자 나침반에 의해 검출된 상기 차량의 진행 방향의 전방에 위치한 신호등의 상기 신호등 신호를 필터링하기 위한 필터링부와 필터링된 상기 신호등 신호를 분석하여 신호등 정보를 추출하는 제어부를 갖는 스마트폰을 포함한다.
본 발명에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은 신호등에 연결된 신호 송신장치와 차량에 설치된 차량 단말기 사이의 무선 통신을 이용하는 것으로, 구조가 간단하고, 저비용으로 운전자에게 신호등 정보를 제공할 수 있다. 또한, 대규모의 중앙집중형 시스템 없이 간단한 신호 송신장치와 차량 단말기 간의 다대다 무선 전송 방식으로 신호등 정보의 제공이 가능하며, 종래와 같이 GPS 기술, 지도정보 등의 복잡한 기술 없이 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은 차량의 운행 중 근접 거리의 신호등 신호와 제한속도 등의 부가 정보를 운전자가 운전 중에 손쉽게 안내받을 수 있도록 하고, 차량 제어장치와 연계하여 반자동으로 차량을 제어하는 것이 가능하여 안전운행을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은 차량의 운행에 필요한 신호등 상태나 도달 거리, 제한속도 등의 다양한 교통정보를 운전자에게 지속적으로 시각 및/또는 청각적인 방법으로 제공함으로써, 교차로나 분기점, 횡단보도 등에서의 차량 운행을 원활하게 하고, 사고를 미연에 방지하며, 보행자의 안전에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템에 있어서 차량에 설치된 전용 디스플레이를 출력장치로 이용하는 경우를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템에 있어서 차량에 설치된 헤드업 디스플레이를 출력장치로 이용하는 경우를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템에 있어서 차량에 설치된 네비게이션을 출력장치로 이용하는 경우를 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템의 출력장치를 통해 신호등 정보가 표시되는 일예를 나타낸 것이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템에 있어서 신호등에 식별코드를 부여하는 방법을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 방법을 나타낸 제어 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템의 출력장치를 통해 신호등 정보가 표시되는 다른 예를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템을 나타낸 구성도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 것과 같이 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은, 신호등(10)의 신호등 신호를 무선으로 송신하기 위한 신호 송신장치(20), 차량의 진행 방향을 검출하고 외부 신호를 수신하여 처리하기 위해 차량에 설치되는 차량 단말기(30) 및 신호등 정보를 출력하기 위한 출력장치(40)를 포함한다. 여기에서, 출력장치(40)는 차량 단말기(30)에 일체형으로 마련될 수도 있다.
신호 송신장치(20)는 신호등(10)에 인접하게 설치된다. 신호 송신장치(20)가 송신하는 신호등 신호는 신호등의 설치각도, 신호등의 현재 점멸신호 데이터, 신호등 설치 도로명, 신호등의 현재 점멸신호의 잔여시간 데이터, 신호등의 다음 신호까지의 시간 데이터, 해당 구간에서의 제한속도 데이터 등을 포함한다.
신호 송신장치(20)와 차량 단말기(30) 간의 통신은 무선랜(Wireless LAN) 또는 DSRC(dedicated Short Range Communication) 등 다양한 무선 통신 방법이 이용될 수 있다. 신호 송신장치(20)와 차량 단말기(30) 간의 통신 거리는 수 백 미터(m) 범위로 제한되는 것이 좋다. 통신 거리가 지나치게 길면 수신 신호가 많아져 적합한 신호등 정보를 추출하기 어렵고, 통신 거리가 너무 짧으면 운전자에게 도움이 되지 못하기 때문이다. 신호 송신장치(20)와 차량 단말기(30) 간의 통신 거리는 신호 송신장치(20)의 출력이나 차량 단말기(30)의 안테나 성능에 따라 다양하게 조절될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 차량 단말기(30)는 차량에 설치되며, 차량의 속도계(50)로부터 차량의 속도 데이터를 제공받으며, 출력장치(40) 및 차량 제어장치(60)에 신호등 정보 및 부가 정보를 제공한다. 차량 단말기(30)는 차량의 진행 방향을 검출하기 위한 전자 나침반(31), 신호 송신장치(20)가 송신하는 신호등 신호를 수신하기 위한 신호 수신부(32), 수신된 신호등 신호를 필터링하기 위한 필터링부(33), 필터링된 신호등 신호로부터 신호등 정보 및 부가 정보를 추출하는 제어부(34)를 포함한다.
필터링부(33)는 전자 나침반(31)으로부터 제공받은 차량의 진행 방향 정보를 토대로 수신된 여러 신호등 신호 중에서 차량의 진행 방향의 전방에 위치한 신호등의 신호등 신호만을 걸러내고, 걸러낸 신호등 신호의 강도를 검출한 후 이를 제어부(34)에 공급한다. 제어부(34)는 공급받은 신호등 신호를 분석하여 신호등 정보와 부가 정보를 추출한다.
여기에서, 신호등 정보는 신호등의 설치각도, 현재 점멸신호, 신호등의 현재 점멸신호의 잔여시간, 신호등 설치 도로명, 신호등의 다음 신호까지의 시간, 해당 구간에서의 제한속도를 포함하고, 부가 정보는 신호등까지의 거리, 신호등까지의 도달 시간을 포함한다. 신호등까지의 거리는 수신된 신호등 신호의 강도를 통해 산출할 수 있다. 예컨대, 신호등까지의 거리는 다음의 식을 통해 산출할 수 있다.
신호등까지의 거리(m)=c/4Пf×10(L/20)
상기 식에서, f=주파수, c:전파속도, L=신호의 손실을 의미한다.
그리고 신호등까지의 도달 시간은 신호등까지의 거리를 현재 속도로 나눔으로써 구할 수 있다(신호등까지의 도달시간(s)=신호등까지의 거리/차량속도). 이렇게 산출된 부가 정보는 신호등 정보와 더불어 출력장치(40)에 제공되어 출력장치(40)를 통해 출력된다.
제어부(34)는 차량 제어장치(60)와 연계하여 신호등 정보와 부가 정보로부터 차량이 전방의 신호등을 적법하게 통과할 수 있도록 차량을 반자동(Semi-automatic)으로 제어할 수 있다. 즉, 제어부(34)는 차량의 속도, 해당 구간에서의 제한속도, 신호등까지의 도달 시간, 신호등의 현재 점멸신호, 신호등의 현재 점멸신호의 잔여시간 등을 복합적으로 분석하여, 차량 제어장치(60)에 제어신호를 제공하여 차량이 전방의 신호등을 통과할 때 제한속도나 신호를 위반하지 않도록 차량의 속도를 줄이거나 차량이 제동하도록 한다. 이렇게 차량을 반자동으로 제어하면, 운전자의 부주의로 차량이 제한속도나 정지신호를 무시하고 주행함으로써 발생할 수 있는 사고의 위험을 줄일 수 있다.
본 발명에 있어서, 제어부(34)는 단순히 차량의 속도, 해당 구간에서의 제한속도, 신호등까지의 도달 시간, 신호등의 현재 점멸신호, 신호등의 현재 점멸신호의 잔여시간 등의 정보를 차량 제어장치(60)에 제공할 수도 있다. 이 경우, 차량 제어장치(60)가 정보를 분석하여 차량을 반자동으로 제어하게 된다.
출력장치(40)는 신호등 정보 및 부가 정보를 운전자가 인지할 수 있도록 시각 및/또는 청각적인 방법으로 출력한다. 출력장치(40)로는 도 2에 도시된 것과 같은 스피커(42)와 디스플레이 패널(43)이 구비된 전용 디스플레이(41)나, 도 3에 도시된 것과 같은 헤드업 디스플레이(Head-up display, 45)가 이용될 수 있다.
도 2에 도시된 전용 디스플레이(41)의 경우, 도 5에 도시된 것과 같이, 차량의 전방에 배치된 신호등의 점등 신호와 함께 신호등까지의 남은 거리를 디스플레이할 수 있다. 그리고 가장 가까이 위치한 것과 멀리 위치한 신호등의 선명도를 다르게 하여 차량의 전방에 배치된 여러 신호등을 한꺼번에 디스플레이할 수 있다. 또한, 터치 스크린 방식의 디스플레이를 이용하면, 도 6에 도시된 것과 같이, 운전자가 터치한 신호등 정보를 확대하여 나타낼 수도 있다.
도 3에 도시된 헤드업 디스플레이(45)의 경우, 차량의 전방에 배치된 신호등의 점등 신호와 함께 신호등까지의 남은 거리를 차량의 전면 유리(65)에 나타낼 수 있다. 이 경우에도 신호등 정보를 별도의 스피커 등을 통해 소리로 출력할 수 있다.
이 밖에, 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은 별도의 출력장치를 이용하지 않고, 차량 단말기(30)를 기존 장치와 호환되도록 하여 신호등 정보를 운전자에게 제공할 수도 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 것과 같이, 차량 단말기(30)를 네비게이션(47)과 호환하도록 하면 네비게이션(47)을 통해 신호등 정보를 운전자에게 제공할 수 있다. 네비게이션(47) 이외에 스마트 폰 등의 다양한 개인용 단말기가 이용될 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은, 차량이 신호등 통과 중 신호가 바뀌거나, 신호등까지 거리와 속도를 측정하여 차량이 위험한 상태로 교차로나 건널목을 통과할 것으로 예상되는 경우, 경고신호를 발생하는 경고부를 더 포함할 수 있다. 경고부는 음향이나 시각적인 방법으로 신호를 발생하는 장치나, 스티어링 휠, 안전벨트, 차량시트 등을 진동시킬 수 있는 진동장치 등이 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 방법은, 상술한 것과 같은 신호 송신장치(20)로 신호등 신호를 무선으로 송신하고 차량에 설치된 차량 단말기(30)로 신호등 신호를 수신하여 이를 운전자에게 제공하는 것이다. 신호 송신장치(20)가 송신하는 신호등 신호에는 신호등의 설치각도, 신호등의 현재 점멸신호 데이터, 신호등의 현재 점멸신호의 잔여시간 데이터, 신호등의 다음 신호까지의 시간 데이터, 해당 구간에서의 제한속도 데이터가 있다. 신호등의 식별코드는 신호등이 설치된 도로상에서 주행하는 차량의 진행 방향에 따라 부여된다. 그리고 차량의 진행 방향은 동서남북 방위를 분할하여 정해진다.
도 7 내지 도 9는 신호등에 식별코드를 부여하는 방법을 나타낸 것이다. 도 7에 도시된 것과 같이, 교차로에 네 개의 신호등(10)이 설치되어 있는 경우, 각 신호등(10)은 설치각도 및 거리에 따라 서로 다른 식별코드를 부여받는다. 예컨대, 북동쪽으로 진행하는 차량들을 통제하기 위한 신호등(10)은 식별코드 1을 부여받고, 남동쪽으로 진행하는 차량들을 통제하기 위한 신호등(10)은 식별코드 2를 부여받는다. 남서쪽으로 진행하는 차량들을 통제하기 위한 신호등(10)은 식별코드 3을 부여받고, 북서쪽으로 진행하는 차량들을 통제하기 위한 신호등(10)은 식별코드 4를 부여받는다. 따라서, 차량에 설치된 차량 단말기(30)가 각 신호등(10)에 대응하는 복수의 신호 송신장치(20)로부터 복수의 신호등 신호를 수신하더라도, 식별코드를 검출함으로써 차량의 진행 방향에 배치된 신호등(10)의 신호등 신호를 필터링할 수 있다.
이와 같이, 신호등의 식별코드를 사분면에 분할하여 정하면 다양한 방위에 배치된 신호등(10)에 각기 다른 식별코드를 부여할 수 있다. 예컨대, 도 8에 도시된 것과 같이 사분면을 8등분 하여 각 방위별로 식별코드를 부여할 수 있고, 도 9에 도시된 것과 같이 사분면을 16등분 하여 각 방위별로 식별코드를 부여할 수 있다. 물론, 사분면을 더 세분하여 각 방위별로 식별코드를 부여하면, 차량의 진행방향과 더욱 일치하는 식별코드를 제공할 수 있어 오차를 줄일 수 있다.
도 10은 신호등 신호를 수신하는 차량 단말기(30)의 동작을 나타낸 것이다.
차량이 주행할 때, 차량 단말기(30)는 전자 나침반(31)과 속도계(50)를 통해 차량의 진행 방향과 차량의 속도를 검출한다(S10, S20). 그리고 차량 단말기(30)는 신호 수신부(32)를 통해 수신되는 신호등 신호를 필터링하고 신호등 신호의 강도를 검출한다(S30). 신호등 신호의 필터링 과정에서, 필터링부(33)는 신호등 신호의 식별코드를 식별하여 차량의 진행 방향의 전방에 배치된 신호등의 신호등 신호를 걸러낸다. 또한, 신호등 신호를 필터링함에 있어서, 그 강도가 감소하는 신호등 신호를 배재하면 차량의 전방에 배치된 신호등의 신호등 신호만을 얻을 수 있다.
계속해서, 차량 단말기(30)는 필터링된 신호등 신호, 신호등 신호의 강도 및 차량의 속도로부터 신호등 정보와 부가 정보를 분석한다(S40). 신호등의 현재 점멸신호, 신호등의 현재 점멸신호의 잔여시간, 신호등의 다음 신호까지의 시간, 해당 구간에서의 제한속도 등의 신호등 정보는 신호등 신호로부터 직접 추출할 수 있고, 신호등까지의 거리, 신호등까지의 도달 시간 등의 부가 정보는 앞서 설명한 것과 같이 신호등 신호의 강도와 차량의 속도를 이용하여 산출할 수 있다.
신호등 정보와 부가 정보를 분석한 후, 차량 단말기(30)는 이들 정보를 앞서 설명한 것과 같이 전용 디스플레이(41), 헤드업 디스플레이(45), 네비게이션(47) 등의 출력장치(40)를 통해 운전자에게 제공한다(S40).
신호등 정보를 출력함에 있어서, 색약자나 저시력자를 위하여 신호등 정보를 분석한 후, 신호등의 녹색등, 주황등, 적색등 등의 신호를 다른 기호로 렌더링하고 해당 신호에 대응하는 기호를 표시할 수 있다. 예컨대, 도 11에 도시된 것과 같이, 녹색등은 '○'으로, 주황등은 '△'으로, 적색등은 '×'로, 좌회전등은 '←'의 기호로 랜더링하고 이를 디스플레이 패널(43)에 표시할 수 있다. 이때, 음성 안내도 병행할 수 있다.
또한, 상술한 것과 같이, 차량 단말기(30)는 차량 제어신호를 차량 제어장치(60)에 제공하여 차량이 전방의 신호등을 통과할 때 제한속도와 신호를 위반하지 않고 적법하게 운행할 수 있도록 차량을 반자동으로 제어한다(S50).
한편, 차량 단말기(30)는 차량이 신호등 통과 중 신호가 바뀌거나, 신호등까지 거리와 속도를 측정하여 차량이 위험한 상태로 교차로나 건널목을 통과할 것으로 예상되는 경우, 출력장치(40)나 상술한 별도의 경고부를 통해 운전자에게 경고신호를 제공할 수 있다.
한편, 도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템을 나타낸 것이다.
도 12에 도시된 신호등 정보 제공 시스템은 차량에 기설치된 전자 나침반(70)을 이용하는 것으로, 차량 단말기(30)는 전자 나침반을 포함하지 않고, 차량에 설치된 별도의 전자 나침반(70)을 통해 차량의 진행 방향을 검출한다.
도 13에 도시된 신호등 정보 제공 시스템은 별도의 차량 단말기를 사용하지 않고, 스마트 폰(80)을 차량 단말기로 활용하는 것이다. 전자 나침반(81)과 무선 데이터 송수신 장치를 구비한 스마트 폰(80)을 이용하면 신호 수신부(82), 필터링부(83), 제어부(84)를 구현할 수 있으므로, 별도의 차량 단말기를 사용하지 않아도 된다. 이 경우, 별도의 출력장치(40)를 사용하지 않고 스마트 폰(40)의 디스플레이 패널이나 스피커를 출력장치로 이용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템은 신호등에 연결된 신호 송신장치(20)와 차량에 설치된 차량 단말기(30)의 무선 통신을 이용함으로써, 구조가 간단하고, 저비용으로 운전자에게 신호등 정보를 제공할 수 있다. 또한, 여러 가지 기존 장치와 연계하여 다양한 부가 정보를 제공함으로써 차량의 안전운전에 기여할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10 : 신호등 20 : 신호 송신장치
30 : 차량 단말기 31, 70, 81 : 전자 나침반
32, 82 : 신호 수신부 33, 83 : 필터링부
34, 84 : 제어부 40 : 출력장치
41 : 전용 디스플레이 45 : 헤드업 디스플레이
47 : 네비게이션 50 : 속도계
60 : 차량 제어장치

Claims (7)

  1. 운행 중인 차량에 신호등 정보를 제공하기 위한 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템에 있어서,
    상기 신호등 정보 제공 시스템은 상기 신호등의 식별코드, 현재 점멸신호 데이터, 신호등 설치 도로명 데이터, 해당 구간에서의 제한속도 데이터, 현재 점멸신호의 잔여시간 데이터 및 다음 신호까지의 시간 데이터로 구성된 군으로부터 선택된 2종 이상의 데이터를 포함하되, 신호등의 식별코드 데이터를 필수적으로 포함한 신호등 신호를 무선으로 송신하기 위해 상기 신호등과 인접하게 설치되는 신호 송신장치;
    상기 차량에 설치되고, 상기 차량의 진행 방향을 검출하기 위한 전자 나침반, 상기 신호등 신호를 수신하기 위한 신호 수신부, 수신된 상기 신호등 신호 중에서 상기 전자 나침반에 의해 검출된 상기 차량의 진행 방향에 위치한 신호등의 상기 신호등 신호를 필터링하기 위한 필터링부, 필터링된 상기 신호등 신호를 분석하여 신호등 정보를 추출하는 제어부를 갖는 차량 단말기; 및
    상기 차량 단말기로부터 상기 신호등 정보를 제공받고, 상기 신호등 정보를 운전자가 인지할 수 있도록 출력하는 출력장치를 포함하되,
    상기 신호등 식별코드를 부여하는 방법은 상기 신호등이 설치된 도로상에서 주행하는 차량의 진행 방향을 기준으로 설치각도에 따라 4분면, 8분면 또는 16분면으로 분할하여 분할된 방위별로 각각의 코드를 상이하게 부여받는 것을 특징으로 하고,
    상기 필터링부의 신호등 신호의 필터링은 신호등 신호의 식별코드를 식별하여 차량의 진행 방향의 전방에 배치된 식별코드를 갖는 신호등의 신호등 신호만을 걸러내고, 그 강도가 감소하는 신호등 신호를 배제하는 것을 특징으로 하는 무선통신을 이용한 신호등 정보 제공 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 단말기는, 수신한 상기 신호등 신호의 강도를 통해 상기 신호등까지의 거리를 산출하고, 상기 추출된 상기 신호등 정보 및 상기 신호등까지의 거리 및 상기 차량의 속도를 근거로 상기 차량이 상기 신호등의 신호에 맞게 운행할 수 있도록 차량 제어장치와 연계하여 상기 차량을 반자동(Semi-automatic)으로 제어하는 것을 특징으로 하는 신호등 정보 제공 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    운전자에게 경고신호를 제공하기 위한 경고부를 더 포함하고,
    상기 차량 단말기는, 수신한 상기 신호등 신호의 강도를 통해 상기 신호등까지의 거리를 산출하고, 상기 추출된 상기 신호등 정보 및 상기 신호등까지의 거리 및 상기 차량의 속도를 근거로 상기 차량이 상기 신호등 신호를 위반할 것으로 예상될 때, 상기 경고부를 통해 운전자에게 경고신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 신호등 정보 제공 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력장치는 디스플레이 패널을 포함하고,
    상기 차량 단말기는, 수신한 상기 신호등 신호의 강도를 통해 상기 신호등까지의 거리를 산출하고, 상기 디스플레이 패널을 통해 상기 차량의 진행 방향의 전방에 배치된 신호등의 점멸 상태 및 상기 신호등까지의 거리를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 신호등 정보 제공 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 단말기는 수신한 상기 신호등 신호의 강도를 통해 상기 신호등까지의 거리를 산출하고,
    상기 출력장치는 상기 차량의 진행 방향의 전방에 배치된 신호등의 점멸 상태 및 상기 신호등까지의 거리를 상기 차량의 전면유리에 디스플레이하는 헤드업 디스플레이(Head-up display)를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호등 정보 제공 시스템.
  7. 삭제
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