KR20220069473A - School zone smart traffic light - Google Patents

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KR20220069473A KR1020200156620A KR20200156620A KR20220069473A KR 20220069473 A KR20220069473 A KR 20220069473A KR 1020200156620 A KR1020200156620 A KR 1020200156620A KR 20200156620 A KR20200156620 A KR 20200156620A KR 20220069473 A KR20220069473 A KR 20220069473A
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하민수
강민수
양희천
이윤성
서재덕
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경기과학기술대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a school zone smart traffic light that can detect a child hidden by illegally parked vehicles to be notified through a warning lamp to a driver so that the driver reacts in advance. The school zone smart traffic light comprises: an infrared module detecting whether a pedestrian exists or moves by using an infrared sensor; a pedestrian traffic light to which the infrared module is attached and which turns on a pedestrian signal; a warning lamp controlled by the infrared module to display a warning signal; and a vehicle traffic light to which the warning lamp is attached and which turns on a traffic signal.

Description

스쿨존 스마트 신호등{SCHOOL ZONE SMART TRAFFIC LIGHT}School zone smart traffic light {SCHOOL ZONE SMART TRAFFIC LIGHT}

본 발명은 스쿨존 스마트 신호등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인체열을 통해 사람의 이동을 감지하는 적외선센서모듈을 통해 불법주정차 차량들로 인해 가려진 어린이를 감지하고 운전자에게 경광등을 통해 알림으로써 운전자가 미리 반응할 수 있는 스마트 신호등에 관한 것이다.The present invention relates to a school zone smart traffic light, and more particularly, by detecting a child obscured by illegally parked vehicles through an infrared sensor module that detects movement of a person through human body heat, and notifying the driver through a warning light, the driver It's about smart traffic lights that can react in advance.

일반적으로　어린이　보호구역이란 초등학교뿐만 아니라 유치원을 포함하는 학교주변의　어린이　특별보호구역을 의미한다. 주로 초등학교 등의 주 출입문을 중심으로 반경 300m 이내의 도로를 지정해서 각종 안전시설물을 설치하고, 그곳을 지나는 차량은 시속 30km 이하로 운행하여야 하고, 불법주정차를 해서는 안 되는 등의 규제를 할 수 있는 지역으로서　어린이　특별보호구역, 일명, 스쿨 존(School Zone)이라고 한다. In general, the 　child 　 protection area means the 　child 　 special protection area around the school including kindergartens as well as elementary schools. Designate roads within a radius of 300 m from the main entrance of an elementary school, etc., and install various safety facilities. As a region, it is called a special protection zone for children and a so-called school zone.

스쿨존(어린이　보호구역) 내에 횡단보도가 위치하여 차량이 지나다니는 경우 성인에 비해 판단능력이 떨어지는　어린이들은 보호하기 위하여 각별한 주의가 요구된다. When a vehicle passes through a crosswalk in the school zone (child 　 protection zone), special attention is required to protect 　 children, whose judgment ability is lower than that of adults.

따라서, 횡단보도의 각 건너편에 설치된 교통신호등과 별도로 교통제어기에 연계되어 설치된 경보기를 통해 교통신호등의 파란불 신호와 더불어 알림신호를 발생하여　어린이들의 주의를 환기시키거나, 학부모 또는 교사가 직접 횡단보도의 각 건너편에 위치하여 아이들의 등, 하교를 교통지도하고 있다. 이러한 알림신호와 수동적인 교통지도 방식은　어린이들의 모든 활동을 실시간으로 감시하거나 통제할 수 없어, 감시가 이루어지지 않는 별도의 시간에 불의의 사고가 발생할 우려가 있다.Therefore, a warning signal is generated along with the blue light signal of the traffic light through an alarm installed in connection with the traffic controller separately from the traffic lights installed on the opposite side of the crosswalk　 to draw the attention of children or parents or teachers directly It is located across from each other and provides transportation guidance for children to and from school. Such notification signals and passive traffic guidance methods cannot monitor or control all children's activities in real time, so there is a risk of unexpected accidents at a separate time when monitoring is not performed.

또한, 끊임없이 발생하는 불법주정차 차량들로 인해 운전자의 시야에 어린이들이 보이기 어려워 사고가 발생할 우려가 있다.In addition, there is a risk of accidents due to the constant occurrence of illegally parked vehicles, making it difficult for children to be seen in the driver's field of vision.

따라서, 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 목적은 불법주정차 차량들로 인해 가려진 어린이를 감지하고 운전자에게 경광등을 통해 알림으로써 운전자가 미리 반응할 수 있는 스쿨존 스마트 신호등을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problem, and its purpose is to detect a child obscured by illegally parked vehicles and notify the driver through a warning light to provide a school zone smart traffic light that the driver can react in advance. have.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 스쿨존 스마트 신호등은 적외선 센서를 이용하여 보행자의 여부 또는 이동을 감지하는 적외선모듈과, 상기 적외선모듈이 부착되며, 보행신호를 점등하는 보행자 신호등과, 상기 적외선모듈에 따라 제어되어 주의신호를 나타내는 경광등 및 상기 경광등이 부착되며, 교통신호를 점등하는 차량 신호등을 포함할 수 있다.A school zone smart traffic light according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes an infrared module for detecting whether or not a pedestrian is present or movement using an infrared sensor, and a pedestrian traffic light to which the infrared module is attached and to light a walking signal and a warning light that is controlled according to the infrared module to indicate a caution signal, and a vehicle signal light to which the warning light is attached and turns on a traffic signal.

상기 적외선모듈은 상기 보행자 신호등과 결합하는 결합부가 구비되는 하우징과, 적외선 감지범위를 설정하는 프레넬 렌즈와, 인체의 온도에 의해서 적외선 파장을 감지하는 PIR 센서와, 상기 PIR 센서에 따른 제어정보로 상기 경광등을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The infrared module includes a housing provided with a coupling unit for coupling with the pedestrian traffic light, a Fresnel lens for setting an infrared detection range, a PIR sensor for detecting infrared wavelengths by body temperature, and control information according to the PIR sensor. It may include a control unit for controlling the warning light.

상기 경광등은 상기 차량 신호등 점등부의 상/하, 좌/우에 위치할 수 있다.The warning light may be located above/under the vehicle traffic light lighting unit and on the left/right side.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 스쿨존 스마트 신호등에 의하면, 불법주정차 차량들로 인해 가려진 어린이를 감지하고 운전자에게 경광등을 통해 알림으로써 운전자가 미리 반응할 수 있는 스쿨존 스마트 신호등을 제공할 수 있다.As described above, according to the school zone smart traffic light according to the present invention, it is possible to provide a school zone smart traffic light in which the driver can react in advance by detecting a child obscured by illegally parked vehicles and notifying the driver through a warning light. .

도 1은 본 발명에 따른 스쿨존 스마트 신호등의 전체 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보행자 신호등을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량 신호등을 나타내는 사시도도이다.
도 4는 본 발명에 따른 적외선모듈을 나타내는 분해사시도 및 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 적외선모듈의 제어부를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the entire system of a school zone smart traffic light according to the present invention.
2 is a perspective view showing a pedestrian traffic light according to the present invention.
3 is a perspective view illustrating a vehicle traffic light according to the present invention.
4 is an exploded perspective view and a perspective view showing an infrared module according to the present invention.
5 is a block diagram illustrating a control unit of an infrared module according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.In the drawings, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown and are exaggerated for clarity. Although specific terms have been used in this specification, they are used for the purpose of describing the present invention, and are not used to limit the meaning or scope of the present invention described in the claims.

본 명세서에서 '및/또는'이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, '연결되는/결합되는'이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.In this specification, the expression 'and/or' is used in a sense including at least one of the elements listed before and after. In addition, the expression 'connected/coupled' is used in a sense including being directly connected to another element or indirectly connected through another element. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. Also, as used herein, a component, step, operation, and element referred to as 'comprises' or 'comprising' refers to the presence or addition of one or more other components, steps, operation and element.

실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 측(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, each layer (film), region, pattern or structure is “on” or “under/under” the substrate, each side (film), region, pad or patterns. The description "formed on" includes both those formed directly or through another layer. The criteria for the upper/above or lower/lower layers of each layer will be described with reference to the drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 스쿨존 스마트 신호등(10)의 전체 시스템을 나타내는 구성도고, 도 2는 본 발명에 따른 보행자 신호등(200)을 나타내는 사시도며, 도 3은 본 발명에 따른 차량 신호등(400)을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 적외선모듈(100)을 나타내는 분해사시도 및 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 적외선모듈(100)의 제어부(140)를 나타내는 블록도이다.1 is a configuration diagram showing the entire system of a school zone smart traffic light 10, FIG. 2 is a perspective view showing a pedestrian traffic light 200 according to the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing a vehicle traffic light 400 according to the present invention 4 is an exploded perspective view and a perspective view showing the infrared module 100 according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing the controller 140 of the infrared module 100 according to the present invention.

본 발명 실시예에 따른 스쿨존 스마트 신호등(10)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 적외선모듈(100)과, 보행자 신호등(200)과, 경광등(300)과, 차량 신호등(400)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1 , the school zone smart traffic light 10 according to the embodiment of the present invention comprises an infrared module 100 , a pedestrian traffic light 200 , a warning light 300 , and a vehicle traffic light 400 . do.

상기 적외선모듈(100)은 인체를 감지하는 적외선센서를 이용하여 보행자의 여부 또는 이동을 감지한다. The infrared module 100 detects the presence or movement of a pedestrian using an infrared sensor that detects a human body.

이때, 본 발명에서는 상기 적외선센서는 인체열의 이동으로 사람의 움직임을 감지하는 PIR센서(130)를 구비하여 사용하지만, 적외선 차단형, 인체열 이미지 분석형, 이미지 분석형 등을 포함할 수 있다. 이와 관련해서 상기 적외선모듈(100)에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.At this time, in the present invention, the infrared sensor is provided with the PIR sensor 130 for detecting the movement of human body heat, but may include infrared blocking type, human body heat image analysis type, image analysis type, and the like. In this regard, a detailed description of the infrared module 100 will be described later with reference to FIG. 4 .

도 1과 2를 참조하면, 상기 보행자 신호등(200)은 보행신호를 점등하는 동시에 상기 적외선모듈(100)을 부착하여 보행자를 감지할 수 있다. 어린이들은 성인에 비해 판단능력이 떨어지고 감시가 이루어지지 않는 별도의 시간에 불의의 사고 발생 및 불법주정차 차량들로 인해 운전자의 시야에 보이기 어려우므로 운전자에게 주의 신호를 알리기로 한다. 이때, 주의 신호는 하기의 경광등(300)을 포함한다. 또한, 상기 적외선모듈(100)로 어린이를 포함한 보행자를 감지하기 위해서는 낮은 위치에 설치하는 것이 바람직하고 우산 등의 사용으로 인한 오작동을 방지하기 위해 초등학교 1학년 아이들의 평균키 120cm를 기준으로 하여 80cm에 설치하는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the pedestrian traffic light 200 may detect a pedestrian by attaching the infrared module 100 while illuminating the walking signal. Children have lower judgment ability than adults and are difficult to see in the driver's field of view due to unexpected accidents and illegally parked vehicles at a separate time when monitoring is not performed. At this time, the caution signal includes the following warning light 300 . In addition, in order to detect pedestrians including children with the infrared module 100, it is preferable to install it in a low position, and to prevent malfunction due to the use of umbrellas, etc. It is preferable to install, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 실시예로서 도 1과 3에 나타낸 바와 같이, 상기 경광등(300)은 상기 차량 신호등(400) 점등부 오른쪽 편에 설치될 수 있다.As an embodiment according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 3 , the warning light 300 may be installed on the right side of the vehicle traffic light 400 lighting unit.

상기 경광등(300)은 상기 적외선모듈(100)로부터 보행자의 여부 또는 이동을 감지하여 신호를 기다리는 보행자 및 돌발 상황으로 튀어나오는 보행자를 인식하고 운전자에게 알림으로써 운전자가 주의하여 사고를 예방할 수 있다. 또한, 상기 경광등(300)은 시인성이 좋아야 하며 주의 표시를 한눈에 알아볼 수 있도록 하여야 한다.The warning light 300 detects the presence or movement of a pedestrian from the infrared module 100, recognizes a pedestrian waiting for a signal and a pedestrian protruding from an unexpected situation, and informs the driver so that the driver can be careful and prevent an accident. In addition, the warning light 300 should have good visibility and should be capable of recognizing a warning sign at a glance.

상기 차량 신호등(400)은 교통신호를 점등하는 동시에 상기 경광등(300)을 설치하여 돌발 상황 발생시 운전자의 시야 안에서 주의 신호를 나타낼 수 있다. 이러한 주의 신호는 운전자의 시야 안에 쉽게 들어오기 위해 상기 차량 신호등(400) 점등부의 상/하, 좌/우에 설치되는 것이 바람직하다.The vehicle traffic light 400 may display a caution signal within the driver's field of vision when an unexpected situation occurs by installing the warning light 300 at the same time as turning on the traffic signal. The caution signal is preferably installed above/under, left/right of the vehicle traffic light 400 lighting unit in order to easily enter the driver's field of vision.

도 4를 참조하면, 상기 적외선모듈(100)은 하우징(110)과, 프레넬 렌즈(120)와, PIR 센서(130)와, 제어부(140)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the infrared module 100 may include a housing 110 , a Fresnel lens 120 , a PIR sensor 130 , and a controller 140 .

상기 하우징(110)은 상기 PIR 센서(130)와 내부 부품을 보호하고 상기 보행자 신호등(200)과 결합하는 결합부(111)를 포함한다.The housing 110 includes a coupling portion 111 that protects the PIR sensor 130 and internal components and is coupled to the pedestrian traffic light 200 .

상기 프레넬 렌즈(120)는 상기 PIR 센서(130)의 앞 측에 설치되어 불필요한 노이즈 및 적외선 신호를 차단함과 동시에 적외선의 집광기능을 수행하고 적외선의 감지범위(각도)를 결정한다. 구체적으로 프레넬 렌즈(120)는 반구 형상 및 평판 형상으로 대상체의 적외선 필터링 기능을 수행하는데, 인체에서 방출되는 주파수의 적외선을 선택적으로 투과시켜, 적외선 센서의 적외선 창과 함께 이중으로 적외선 필터 기능을 수행함으로써, 정확한 인체 감지가 가능하도록 한다. 프레넬 렌즈는 한 개 또는 복수개가 사용될 수 있으며, 용도 또는 지형에 맞게 감지범위를 설정할 수 있게 된다.The Fresnel lens 120 is installed on the front side of the PIR sensor 130 to block unnecessary noise and infrared signals, and at the same time perform an infrared condensing function and determine the infrared detection range (angle). Specifically, the Fresnel lens 120 performs an infrared filtering function of an object in a hemispherical shape and a flat plate shape. By selectively transmitting infrared rays of a frequency emitted from the human body, it performs a double infrared filter function together with the infrared window of the infrared sensor. By doing so, accurate human body detection is possible. One or more Fresnel lenses can be used, and the detection range can be set according to the purpose or terrain.

상기 PIR센서(130)는 상기 적외선모듈(100) 내부에 설치되며 사람이 접근하면 발생하는 32~40℃(평균 36.5℃)의 인체의 온도에 의해서 9.26~9.50um 범위의 적외선 파장을 감지하기에 바람직하다. 그리고, 센서의 범위가 15m로써 스쿨존을 감지하기에 적합하며 감지범위 및 감지각도 등의 조정이 가능하여 지형에 따라 조정할 수 있다.The PIR sensor 130 is installed inside the infrared module 100 and detects an infrared wavelength in the range of 9.26 to 9.50um by the human body temperature of 32-40 ℃ (average 36.5 ℃) generated when a person approaches. desirable. And, the range of the sensor is 15m, so it is suitable for detecting the school zone.

상기 제어부(140)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 유/무선으로 연결되어 보행자의 감지에 따른 제어정보를 상기 경광등(300)으로 전송하여 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(140)는 상기 PIR 센서(130)를 통해 입사한 적외선을 전압의 형태로 변환시켜 출력 시, 전압의 크기를 조절하는 기능을 수행하는 감도조절부(141)와 신호지속시간 조절부(142)를 더 포함하여 민감도를 조절할 수 있다.As shown in FIG. 5 , the control unit 140 may be connected by wire/wireless to transmit control information according to the detection of a pedestrian to the warning light 300 for control. In addition, the control unit 140 converts the infrared rays incident through the PIR sensor 130 into the form of a voltage and adjusts the signal duration with the sensitivity control unit 141 that performs a function of adjusting the magnitude of the voltage when outputting it. Sensitivity can be adjusted by further including a part 142 .

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person with ordinary skill in the art to which the invention pertains can variously Of course, modifications are possible, and such modifications are intended to be within the scope of the claims.

10: 스쿨존 스마트 신호등
100 : 적외선모듈
110 : 하우징 111 : 결합부
120 : 프레넬 렌즈
130 : PIR 센서
140 : 제어부
141 : 감도조절부 142 : 신호지속시간 조절부
200 : 보행자 신호등
300 : 경광등
400 : 차량 신호등10: School zone smart traffic light
100: infrared module
110: housing 111: coupling part
120: Fresnel lens
130: PIR sensor
140: control unit
141: sensitivity control unit 142: signal duration control unit
200: pedestrian traffic light
300: warning light
400: vehicle traffic light

Claims (3)

스쿨존 스마트 신호등으로서,
적외선 센서를 이용하여 보행자의 여부 또는 이동을 감지하는 적외선모듈;
상기 적외선모듈이 부착되며, 보행신호를 점등하는 보행자 신호등;
상기 적외선모듈에 따라 제어되어 주의신호를 나타내는 경광등; 및
상기 경광등이 부착되며, 교통신호를 점등하는 차량 신호등;
을 포함하는 스쿨존 스마트 신호등.As a school zone smart traffic light,
Infrared module for detecting the presence or movement of a pedestrian using an infrared sensor;
a pedestrian traffic light to which the infrared module is attached and to light a walking signal;
a warning light controlled according to the infrared module to indicate a caution signal; and
a vehicle traffic light to which the warning light is attached and for illuminating a traffic signal;
A school zone smart traffic light that includes. 제 1 항에 있어서,
상기 적외선모듈은
상기 보행자 신호등과 결합하는 결합부가 구비되는 하우징;
적외선 감지범위를 설정하는 프레넬 렌즈;
인체의 온도에 의해서 적외선 파장을 감지하는 PIR 센서; 및
상기 PIR 센서에 따른 제어정보로 상기 경광등을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스쿨존 스마트 신호등.The method of claim 1,
The infrared module
a housing provided with a coupling unit coupled to the pedestrian traffic light;
Fresnel lens to set the infrared detection range;
a PIR sensor that detects infrared wavelengths according to the body temperature; and
School zone smart traffic light, characterized in that it comprises a control unit for controlling the warning light with control information according to the PIR sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 경광등은 상기 차량 신호등의 상/하, 좌/우에 위치하는 것을 특징으로 하는 스쿨존 스마트 신호등.The method of claim 1,
The warning light is a school zone smart traffic light, characterized in that it is located above / below, left / right of the vehicle traffic light.
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