KR100330134B1 - 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선호출방식을 이용하여 교통정보센터에 수집된 도로구간별 속도제한신호와 전방도로 상황등의 각종 교통정보를 노변안테나를 통하여 차량의 무선수신기에 실시간으로 제공될 수 있도록 하며, 현재 주행중인 차량이 과속일 경우에, 이에 대한 과속신호를 운전자에게 인식시켜주고, 능동적으로 차량속도를 제어할 수 있는 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 코드화된 도로별 제한 속도정보와 각 도로에서 수집된 정보를 입력받아 분석,처리하는 교통정보센터; 각각에 식별번호(ID)가 부여되어 있으며, 상기 교통정보센터에서 분석, 처리된 정보데이터를 입력받아 저장하는 노변안테나; 차량 내부에 설치되며 상기 노변안테나의 모듈과 양방향 통신하면서 속도제한 정보 및 전방안내 정보등의 교통정보를 출력하는 무선수신수단; 상기 차량의 소정위치에 장착되며 바퀴의 회전수를 감지하여 주행속도를 측정하는 차량속도측정수단; 및 상기 차량의 가속페달에 장착되며, 차량속도측정수단에서 측정된 주행속도가 과속일 경우에 차량의 주행속도를 기준 제한속도로 제한하는 속도제어수단을 포함하는 속도제한 경보 및 도로교통안내 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 교통정보센터에서 코드화된 도로별 제한 속도정보와 각 도로에서 수집된 정보를 입력받아 분석, 처리하여 노변안테나에 전송하는 제1 단계; 상기 교통정보센터에서 전송된 호출신호가 해당 노변안테나의 ID와 일치하는지를 판단하여 일치하면 수신데이터를 판독하는 제2 단계; 상기 판독된 수신데이터를 차량내의 무선수신기에 전송하는 제3 단계; 상기 제3 단계 수행후 상기 무선수신기에 긴급신호버튼이 눌렸는지를 판단하는 제4 단계; 상기 제4 단계의 판단결과 긴급신호 버튼이 눌렸으면, 긴급신호를 노변안테나에 입력하여 교통정보센터로 전송하고 그렇지 않을 경우에는 시작신호를 검사하는 제5 단계; 상기 노변안테나를 통하여 전송된 수신데이터와 상기 차량속도측정장치로부터 측정된 현재 주행중인 차량속도를 중앙처리기에 입력하여 판독하는 제6 단계; 상기 제6 단계 수행후 상기 중앙처리기에 명령을 확인하여 수신모니터에 문자 및 그래픽, 음성을 이용하여 교통정보를 디스플레이하는 제7 단계; 및 상기 중앙처리기의 판독결과 과속차량임이 판독되면, 차량의 가속페달에 장력을 제공하여 능동제어를 수행하는 제8 단계를 포함하는 속도제한 경보 및 교통정보안내 방법을 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 교통정보센터에 수집된 교통정보와 속도제한정보를 무선호출방식을 이용하여 노변안테나에 호출하고, 노변안테나에서는 DSRC방식으로 차량과 통신을 수행하여 속도제한 경보와 전방의 도로교통안내를 운전에 지장을 받지 않은 상태에서 운전자에게 실시간으로 알려줌으로써 주변 교통상황에 능동적으로 대처할 수 있다. 즉, 속도제한 경보와 전방의 도로교통안내 정보를 음성, 문자, 그래픽, 촉각(능동제어장치)을 이용한 방법으로 전달하되, 음성을 이용한 경보내용은 운전자가 시야를 움직이지 않고 인식이 가능함으로 안정성을 향상시킬 수 있으며, 보조방법으로는 문자와 그래픽을 이용하여 LCD에 디스플레이하며, 또한 음성 경고에도 불구하고 속도를 줄이지 않는 경우에는 페달스프링의 탄성 조절에 의한 촉각으로 전달되므로 대형 교통사고를 예방할 수 있으며, 운전자의 쾌적성 및여행의 만족도 향상으로 지능형 교통시스템을 조기에 실현할 수 있는 효과가 있다.

Description

속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ALARMING SPEED LIMIT AND GUIDING TRAFFIC INFORMATION}

본 발명은 도로에서 주행중인 운전자에게 속도제한 정보 및 각종 교통정보를 음성, 문자, 그래픽 및 촉각등을 이용한 방법으로 전달하는 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 교통정보센터와 차량간을 노변안테나를 매개로 한 무선통신망을 이용하여 차량의 속도상태를 체크하여 자동적으로 운전자에게 과속위험신호를 알려 줄 수 있도록 하고, 또 전방도로의 교통상황을 운전자에게 실시간으로 알려줄 수 있도록 한 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템 및 방법에 관한 것이다.

근세기에 접어들면서 자동차의 발전과 더불어 도로망 구축은 인간의 생활양식 및 거주형태를 변화시켰다. 그러나, 차량이 급증하면서 도로교통 시대의 부작용이 여러가지로 나타나기 시작했으며, 이에 대한 새로운 교통 공학적 접근 방안이 요구되고 있다. 새로운 접근 방안중의 일환으로써 인공지능을 갖춘 제반 교통시설 및 차량을 개발하려는 욕구가 대두되었다.

한편, 현재까지 사용되고 있는 속도제한 방식은 도로의 제한 속도가 고속도로, 국도, 시내도로의 각 구간에 따라 각각 다르게 설정되어 있으므로 운전자는 도로변에 세워져 있는 노변표지판을 보고 속도를 조절하거나 도로의 위험상태를 파악하고 있다. 또한, 위험경보를 도로 이용객에게 전달하는 매체로는 전광판, 노변표지판, 신호등, 깃발등이 이용되고 있다.

상기와 같이 속도제한이나 도로의 급커브길, 산사태 지역, 낭떠러지등의 위험지역등을 알리는 노변표지판의 경우, 주행중에 운전자가 노변 표지판에 대해 지속적인 주의 집중을 하기가 어려워 속도, 공사 및 사고 경고판등을 인식하지 못하는 경우가 빈번하게 발생하고 있으며, 도로 주행중 발생한 교통사고나 노면상의 잡물을 발견했을 경우 운전자에게 신속한 정보전달을 할 수 없어 정보전달매체로서 적합하지 않다.

특히, 속도표지판의 경우 운전자에게 주의를 환기시키지 못하고 제한속도에 대한 정보제공이 잘 이루어지지 않기 때문에 무의식적인 속도 위반이 일어나고 있는등, 그 속도제한 효과가 미미한 실정이다. 운전자에게 있어서, 이러한 제한속도의 위반은 중앙선 침범, 앞차와의 추돌, 커브길에서의 탈선 및 가이드레일과의 충돌등 교통사고를 유발하는 요인으로 작용한다. 그러나, 과속으로 인한 교통사고를 방지하기 위하여 무인단속카메라나 경찰에 의한 단속을 통하여 감속을 유도하고 있으나, 감시지역을 벗어난 운전자 스스로가 과속 상태임을 인지한 상태에서도 계속 과속을 할 경우에는 이를 저지할 방법이 없다.

또한, 외부 순환도로나 고속도로에 설치되어 신호전달매체로 이용되고 있는 가변정보 표지판의 경우는 설치비용이 고가이며, 중량이 과다하여 설치가 어려울뿐만 아니라, 설치에 따른 부대 경비가 많이 소요되는 문제점이 있다.

한편, 빗길, 안개, 도로결빙이나 눈길과 같이 미끄럼이 많은 노면에서는 도로의 상황을 사전에 인지시키고 적절한 제한속도에 대한 정보를 운전자에게 제공하는 것이 필요하게 되었으며, 또 차량의 증가와 도로망의 수요가 급증함에 따라 도로에서 정체되는 시간이 날로 증가하고 있는 실정이다. 이러한 정체를 해소하여 도로교통 수요의 처리효율을 제고시키면서 운전자에게 도로상황정보와 제한 속도를 인식시켜주기 위한 장치가 각각 개발되어 있다. 즉, 무선통신을 이용하여 도로의 주행여건(제한속도, 전방상황, 노면상태, 기후, 커브 진입구간, 사고다발지역등)의 정보에 따라 도로 주행차량의 과속을 방지하도록 차량을 자동제어하는 시스템이 제안된 바 있다.

상기의 차량 자동 제어시스템은 도로변에 송신모듈을 설치하고, 일정한 속도 신호와 전방안내 신호를 계속적으로 송신함으로써 수신지역을 통과하는 차량에게 제한 속도와 전방안내 정보를 제공한다.

그러나, 상기 장치의 경우 속도신호와 전방안내 신호가 별도로 차량에 제공되고, 정보수신지역을 통과할 때에만 단지 교통정보를 입수할 수 있는 제한 요소가 있으며, 또 운전자에게 속도위반에 따른 위험상태를 알려주지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,무선호출방식을 이용하여 교통정보센터에 수집된 도로구간별 속도제한신호와 전방도로 상황등의 각종 교통정보를 노변안테나를 통하여 차량의 무선수신기에 실시간으로 제공될 수 있도록 하며, 현재 주행중인 차량이 과속일 경우에, 이에 대한 과속신호를 운전자에게 인식시켜주고, 능동적으로 차량속도를 제어할 수 있는 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 차량에 탑재된 무선수신기에서 디스플레이되는 속도제한 경보와, 각종 교통정보를 음성, 문자, 그래픽 및 촉각등을 이용한 방법으로 운전자에게 전달하여 도로의 주변상황에 신속히 대처하여 교통사고등을 미연에 방지할 수 있도록 한 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템 및 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 논스톱 요금징수시스템에 할당된 주파수대역(5.8GHz 주파수 대역)을 이용한 협대역 통신(DSRC) 방식으로 교통정보센터와, 톨게이트에 설치된 기지국 및 차량간의 양방향 통신을 가능하게 하여 논스톱 요금징수와 교통정보를 병행하여 운용할 수 있는 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템 및 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

도1은 본 발명에 의한 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템의 개념도.

도2은 본 발명에 의한 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템에서 교통정보센터와 노변안테나간의 통신을 유선으로 수행하는 개념도.

도3은 본 발명에 의한 속도제한 경보시스템의 정보흐름도.

도4는 본 발명에 의한 노변 안테나의 노변송신 패킷데이타 구조도.

도5는 본 발명의 속도제한 경보를 위한 차량의 하드웨어 구성도.

도6은 본 발명의 요부인 무선송수신기의 구성도.

도7은 본 발명의 요부인 능동제어장치의 구성을 나타낸 제1 예시도.

도8은 본 발명에 의한 속도제한 경보시스템의 데이터 처리 흐름도.

도9는 노변안테나에 내장된 주제어부의 데이터 처리를 나타낸 서브 루틴도.

도10은 무선송수신기에 내장된 중앙처리기의 데이터 처리를 나타낸 서브루틴도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 교통정보센터 2: 노변안테나

3: 무선수신기 4: 차량속도측정장치

5: 능동제어장치

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 코드화된 도로별 제한 속도정보와 각 도로에서 수집된 정보를 입력받아 분석, 처리하는 교통정보센터; 각각에 식별번호(ID)가 부여되어 있으며, 상기 교통정보센터에서 분석, 처리된 정보데이터를 입력받아 저장하는 노변안테나; 차량 내부에 설치되며 상기 노변안테나의 모듈과 양방향 통신하면서 속도제한 정보 및 전방안내 정보등의 교통정보를 출력하는 무선송수신수단; 상기 차량의 소정위치에 장착되며 바퀴의 회전수를 감지하여 주행속도를 측정하는 차량속도측정수단; 및 상기 차량의 가속페달에 장착되며, 차량속도측정수단에서 측정된 주행속도가 과속일 경우에 차량의 주행속도를 기준 제한속도로 제한하는 속도제어수단을 포함하는 속도제한 경보 및 도로교통안내 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 교통정보센터에서 코드화된 도로별 제한 속도정보와 각 도로에서 수집된 정보를 입력받아 분석, 처리하여 노변안테나에 전송하는 제1 단계; 상기 교통정보센터에서 전송된 호출신호가 해당 노변안테나의 ID와 일치하는지를 판단하여 일치하면 수신데이터를 판독하는 제2 단계; 상기 판독된 수신데이터를 차량내의 무선수신기에 전송하는 제3 단계; 상기 제3 단계 수행후 상기 무선수신기에 긴급신호버튼이 눌렸는지를 판단하는 제4 단계; 상기 제4 단계의 판단결과 긴급신호 버튼이 눌렸으면, 긴급신호를 노변안테나에 입력하여 교통정보센터로 전송하고 그렇지 않을 경우에는 시작신호를 검사하는 제5 단계; 상기 노변안테나를 통하여 전송된 수신데이터와 상기 차량속도측정장치로부터 측정된 현재 주행중인 차량속도를 중앙처리기에 입력하여 판독하는 제6 단계; 상기 제6 단계 수행후 상기 중앙처리기에 명령을 확인하여 수신모니터에 문자 또는 그래픽을 이용하여 교통정보를 디스플레이하는 제7 단계; 및 상기 중앙처리기의 판독결과 과속차량임이 판독되면, 차량의 가속페달에 장력을 제공하여 능동제어를 수행하는 제8 단계를 포함하는 속도제한 경보 및 교통정보안내 방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도1 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템 및 방법은 협대역 통신의 무선호출방식을 이용하여 교통정보센터와 차량간의 양방향 송수신을 수행하여 주행중인 차량의 과속상태와 각종 교통정보를 해당 운전자에게 전달하고, 또 교통정보센터에서 필요로 하는 교통정보를 차량에서 도로변에 설치된 노변안테나를 통하여 교통정보센터에 송신할 수 있도록 구현한 것으로, 본 실시예에서는 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 코드화된 도로별 제한 속도를 전송하고, 주행중인 차량의 속도정보와 각 도로에서 수집된 정보를 수집하고, 이 수집된 정보를 실시간으로 전송하는 교통정보센터(1)와, 상기 교통정보센터(1)로부터 실시간으로 전송된 정보데이터를 입력받아 분석, 처리하여 차량에 송신하는 노변안테나(2)와, 차량 내부에 탑재되며 상기 노변안테나(2)의 RF송수신모듈과 통신하여 속도제한 정보 및 전방교통안내 정보등의 각종 교통정보를 디스플레이하고, 현재 긴급상황발생시 이에대한 정보를 상기 노변안테나로 전송하는 무선송수신기(3)와, 도5에 도시한 바와 같이 상기 차량의 소정위치에 장착되며 바퀴의 회전수를 감지하여 주행속도를 측정하는 차량속도측정장치(4)와, 차량의 가속페달에 장착되며 상기 차량속도측정장치(4)에서 측정된 주행속도가 과속일 경우에 주행속도를 제어하기 위한 능동제어장치(5)로 크게 구성된다.

본 실시예에서의 교통정보센터와 노변안테나간의 통신은 무선호출기를 이용한 무선호출방식을 채용하여 교통정보센터에서 속도제한시스템 전용 프로그램이나현지에서 전화로 각 무선호출기에 규정속도와 교통정보를 코드화된 숫자로 호출한다. 그리고, 상기 노변안테나와 차량간의 통신은 협대역 통식(Dedicated Short Range Communication;DSRC) 방식을 채용하여 양방향 데이터 송수신을 취하고 있다. 또한, 상기 교통정보센터, 노변안테나, 차량간의 데이터 통신은 DSRC 방식이 5.8GHz주파수대역을 할당받을 경우 논스톱 통행료 자동징수시스템(Non-stop Toll Collection System)과 연계하여 사용할 수 있다.

이 경우에는 차량내 탑재장비와, 노변설치장비 및 센터설비로 크게 구성할 수 있으며, 세부구성으로는 상기 차량내 탑재장비에 스마트카드, OBU(On-Board-Unit)가 구비되며, 노변설치장비로는 비콘(beacon), 차량검지장치, 노변제어기, 부정차량 단속장비가 구비되며, 센터설비로는 중앙컴퓨터, 화상처리용 검퓨터, 외부접속장치, 전송장치를 구비하게 된다. 상기의 두 시스템을 연계할 경우에는 차량내 수신장치와 노변설치장치를 이용하여 복합적인 기능 즉 요금징수와 전방도로에 대한 안내, 제한속도경보등을 제공할 수 있어 도로의 지능화 및 효율성을 제고시킬 수 있다.

상기 교통정보센터(1)는 속도제한 경보시스템의 중앙관제를 맡고 있으며, 과속을 방지하기 위하여 코드화된 도로별 제한속도를 도로변의 노변안테나(2)에 무선호출기를 통하여 전송한다. 그 외에 현장에서 수집된 교통 및 기상정보, 위치정보등의 각종 교통서비스 정보는 센터 운영자의 데이터 입력에 의해 센터 주 컴퓨터로 전송되고, 상기 센터 주 컴퓨터에서는 다시 노변안테나로 송신한다.

즉, 상기 교통정보센터(1)는 도로 주변의 기상 및 노면상태를 수집하는 기상감지기(Local Weather Information System), 도로상에서 시시각각으로 변하는 교통량, 속도, 점유율, 평균차량길이(차종분류)등을 실시간으로 수집하는 차량감지기(Vehicle Detection System;VDS), 교통상황의 시각적인 확인을 위한 폐쇄회로 TV(이하, 'CCTV'라 칭함), 비상전화등을 통하여 출력되는 신호를 광통신시설을 이용하여 정보를 수집한다. 또, 급변하는 교통상황 및 도로상태를 운전자에게 직접 전달하기 위한 가변정보 표시판(Variable Message Sign;VMS), 차선별 교통신호를 제어하기 위한 차선제어시스템(Lane Control System;LCS), 본선의 교통흐름을 원활히 하기 위해 램프의 진입차량을 제어하는 램프유입제어 시스템(Ramp Metering System;RMS), 교통방송등을 통하여 노변안테나(2)에 정보를 전달한다.

본 실시예에서는 교통정보센터(1)와 노변안테나(2)간의 통신을 무선호출방식을 이용한 양방향 송수신을 수행하고 있지만, 이에 국한하는 것은 아니고, 도2에 도시한 바와 같이 광케이블을 통한 광전송장치와, 스크린케이블을 매개로 노변안테나(2)에 전송하고, 또 긴급상황발생시는 노변안테나에서 긴급전화에 사용하고 있는 스크린 케이블을 통하여 교통정보센터에 전송할 수도 있다.

상기 노변안테나(2)는 교통정보센터(1)로부터 송신할 데이터를 입력받아 버퍼에 저장하고, 주행중인 차량측으로 데이터패킷을 RF를 이용하여 전송하며, 또 도로위의 차량으로부터 사고발생이나 도로상의 낙물이 존재하는 것과 같은 긴급신호를 받아들여 교통정보센터(1)에 송신하는 기능을 한다. 이러한 노변안테나(2)에서는 무선호출기나 휴대전화망을 통하여 수신된 교통정보센터로부터의 데이터를 DSRC 통신방식으로 주행중인 차량에 교통정보를 제공한다. 또 상기 노변안테나(2)는 차량내의 무선송수신기(3)로부터 송신된 도로에서 발생한 교통사고 또는 잡물등의 정보를 입력받아 교통정보센터(1)에 전송한다. 상기 노변안테나(2)의 경우 설치 및 운영이 용이하고 경비를 절감하기 위하여 태양 열전지 전원을 이용하고 있다.

상기 기능을 수행하는 노변안테나(2)는 도3에 도시한 바와 같이 호출기(11)-신호처리부(12)-주제어부(13)-인터페이스부(14)-송수신부(15)로 구성되어 차량의 무선송수신기(3)에 정보를 전달하는 구조이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 상기 호출기(Pager Interface)(11)는 상기 교통정보센터(1)로부터 전송되는 데이터를 무선호출 기지국을 통하여 수신하는 RF송수신모듈로서, 상기 수신된 데이터를 가공, 처리하여 노변의 DSRC 송신부에 정보를 인가하는 기능을 하는 것으로, 상용호출기를 사용하며, 통상 교통정보센터에서는 64개의 호출기에 동시에 호출할 수 있다.

상기 신호처리부(12)는 무선에 의한 정확한 정보를 분석하기 위한 장치로서 SM8211 IC를 사용하여 무선호출기지국과 무선호출기 사이의 단방향 메시지 전송규약인 POCSAG(Post Committee Standard Association Group)프로토콜을 디코딩하고 호출기 번호와 메세지 번호를 주제어부(13)에 전송한다. 그리고, 상기 주제어부(13)는 메세지 번호를 코드화하여 인터페이스부(14)를 통하여 노변 송신부(15)에 전송하는 것이다. 상기 노변 송신부(15)는 433MHz 대역을 사용하는 RF모듈 송신부로서 데이터 패킷을 RF를 이용하여 차량내 무선송수신기(3)에 데이터를 전송한다.

본 실시예에서 상기 무선호출기로 호출하는 호출메세지 형식은 아래의 표와같다.

송신기 ID	속 도	교통정보	체크 섬
0	1	1	0	9	0	1	1	1	3

여기서, 상기 속도는 도로의 제한 속도(0∼120)이며. 교통정보는 차량 수신기에 미리 입력된 코드(0∼63)이고, 송신기 ID에서 첫번째 숫자는 상,하행 구분이며, 2∼3번째는 송신기 고유주소(0∼63)이다. 체크 섬은 각 숫자의 합(ID+속도+교통정보)이다.

또한, 차량의 무선수신기와 도로변에 설치된 노변안테나(2)간의 데이터 통신을 위한 상기 RF송수신모듈은 도4에 도시한 바와 같이, 송신기 식별자(ID), 제한속도, 메세지 및 체크 섬(check_sum)의 구성을 갖는 노변송신 데이터 패킷의 구조를 이용한다.

도면에 도시한 바와 같이, 시작신호는 RF무선 송수신시 수신기쪽에서 원하는 데이터를 정확하게 읽어내기 위해 반드시 필요하다. 상기 시작신호는 송신기 ID, 제한속도, 메시지, 체크섬의 4바이트(byte)를 합한 것보다 그 크기가 크고 RF 무선 송수신시 생길 수 있는 잡음과도 뚜렷한 구별이 가능한 신호이다. 테스트시에는 0과 1의 조합이 아닌 충분한 길이의 1만을 나타내는 데이터를 사용한다.

송신기 ID는 일련번호로 되어 있으며, 이 ID를 이용하여 주행중인 차량 자신의 주행방향을 인식하게 된다. 또 상기 송신기 ID는 1바이트로 표현되며 제일 상위 2비트는 ID를 나타내는 부분으로 항상 00으로 세팅되어있다. 도로제한 속도는 1바이트로 표현되며, 상위 2비트는 제한 속도를 나타내는 부분으로 01로 세팅된다. 그리고 3번째 비트의 경우는 전체 데이터 패킷이 전달되는 대상을 나타낸다. 즉, 전달되는 정보의 대상이 상행차량인지 아니면 하행선의 차량인지를 나타내는 것이다. 그래서, 5번째 비트를 이용하여 제한 속도를 나타낼 수 있는 경우는 0-31이다. 그런데, 도로의 제한 속도는 5km/h이므로 실제로 나타낼 수 있는 범위는 0km/h∼155km/h이므로 충분히 제한 속도를 나타낼 수 있다. 메시지는 1바이트로 표시되며 상위 2비트는 메시지 바이트라는 것을 표시하는 부분으로 10으로 세팅되어 있다. 그러므로 나타낼 수 있는 메시지의 양은 64가지이다. 체크_섬은 송신한 데이터가 에러없이 정확하게 차량쪽에 수신되었는지를 판단할 수 있게 하는 데이터로서, 1 바이트로 표현되며 송신ID와 제한속도 메시지의 3개의 바이트의 X-OR값을 지닌다.

상기 무선송수신기(3)는 도6에 도시한 바와 같이 차량에 장착되어 노변안테나와 송수신하는 RF송수신모듈(21)과, 상기 RF송수신모듈(21)로부터 입력된 교통정보데이터를 판독하고 상기 차량속도측정장치(4)로부터 출력된 속도신호를 ROM(24)을 통해 입력받아 기준 제한 속도데이터와 비교하여 차량의 과속여부를 판단처리하여 능동제어장치(5)로 속도제한신호를 출력하는 중앙처리기(CPU)(22)와, 상기 중앙처리기(22)로부터 입력된 정보를 문자 및 그래픽으로 디스플레이하는 LCD(23)와, 상기 중앙처리기(22)로부터 차량 과속신호의 출력시 과속상태를 운전자에게 인식시키고 또 교통정보를 알려주기 위한 디지털 음성 프로세서(25) 및 스피커(26)로 구성된다.

상기 능동제어장치(5)는 도7에 도시한 바와 같이 상기 중앙처리기(22)로부터 신호를 인가받아 정역회전력을 제공하는 DC모터(31)와, 가속페달(32)의 일단부에설치된 힌지브라켓(33)과, 상기 힌지브라켓(33)의 일단부에 연결되어 외부로부터 장력을 제공받아 가속페달의 누름압력에 대항하는 대항력을 제공하는 케이블(34)과, 상기 케이블(34)에 연결되며 DC모터(31)의 정역회전 동력을 제공받아 케이블(34)의 장력을 조절하는 장렬조절장치로 구성된다. 여기서, 상기 장렬조절장치는 상기 DC모터(31)의 축에 설치된 워엄 및 워엄기어(35, 36)와, 상기 워엄기어(36)의 축에 연결되어 그의 회전동작에 따라 케이블(34)을 당기거나 풀도록하여 장력을 조절하는 풀리(37)와, 상기 워엄기어(36)에 치합되도록 그 일측에 평기어(39)가 구비되며, 케이블(34)의 감김여부에 따라 워엄기어(36)에 걸리는 부하를 감지하는 포텐셔미터(38)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 능동제어장치(5)는 상기 중앙처리기(3)로부터 속도제한 신호가 상기 DC모터(31)에 인가되어 회전함에 따라 워엄 및 워엄기어(35, 36)가 회전구동을 하게 된다. 그리고, 상기 워엄기어(36)의 축에 연결된 풀리(37)가 회전하면서 케이블(34)을 감게되고, 상기 케이블(34)은 힌지브라켓(33)을 잡아당기게 된다. 따라서, 과속운전중인 운전자가 페달(32)에 누름력을 가한다 할지라도 케이블(34)에 의해 힌지브라켓(33)이 당겨지면서 페달(32)의 누름력에 대항하는 반발력을 제공하여 구간별 설정된 제한속도 이상으로 속도를 낼 수 없게 되는 것이다.

또한, 상기 운전자가 주변의 위험사항을 고려하여 증속을 해야 할 필요가 있다고 판단되어 더욱 페달을 밟게 되면, 케이블(34)의 장력에 대항하는 힘이 풀리(37)를 통하여 워엄기어(36)에 전달되고, 상기 워엄기어(36)에는 부하가 발생하여 포텐셔 미터(38)에 전달된다. 이때, 상기 운전자가 케이블의 인장력을 이길수 있을 정도로 페달에 가압력을 가하게 되면 추가의 증속이 가능하게 되어 운전자는 과속중에도 더욱 증속을 가할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 상기 차량내의 RF송수신모듈(21)은 도로변의 안테나로부터 수신된 데이터를 중앙처리기(22)로 전송하고, 상기 중앙처리기(22)에서는 상기 RF송수신모듈을 통하여 입력된 교통정보데이터를 분석 처리하고, 차량속도측정장치(4)로부터 입력된 속도와 비교하여 과속여부를 판단하여 과속시 상기 LCD(23)에 과속상태를 디스플레이하고, 또 디지털 음성 프로세서(25) 및 스피커(26)를 통하여 운전자에게 경고음을 발생한다. 그리고, 지속적인 과속을 방지하기 위해 능동제어장치(5)를 작동시켜 주행속도를 강제적으로 기준 제한 속도이내가 되도록 제어하는 것이다. 상기의 제어과정에서 일단 경보후 속도가 줄어들지 않으면 상기 능동제어장치가 능동제한모드로 전환되어 구동하지만, 가속페달을 완전히 제한하면 비상시에 속도를 내지 못해 사고발생의 가능성이 있으므로 긴급 발생시 케이블(34)의 장력을 이길 정도로 힘을 가하면 증속이 가능하도록 한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 속도제한 경보 및 교통정보안내 시스템의 데이터 저리방법을 도8 내지 도10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기상감지기, 차량감지기, CCTV, 비상전화등으로부터 수집된 정보 즉 각 도로 구간별 속도제한 데이터, 전방 도로의 교통상황, 기상정보, 지역위치등의 각종 교통정보데이터가 상기 교통정보센터(1)에 입력되면, 상기 교통정보센터(1)는 수집된 데이터를 VMS, LCS, RMS, 교통방송에 실시간으로 전송하고, 또노변안테나(2)에 무선호출신호로 전송한다(S1, S2). 상기 노변안테나(2)는 그에 내장된 호출기(11)에 수신데이터를 입력하고, 수신된 무선호출신호가 해당 노변안테나(2)의 ID와 일치하는지를 판단한다(S3). 상기 판단결과 노변안테나(2)의 ID와 무선호출신호가 일치하면, 노변안테나(2)의 주제어부(13)에 수신데이터를 인가하여 판독한다(S4). 상기 주제어부(13)에서 판독된 데이터는 인터페이스부(14)를 통하여 RF모듈 송신기(15)에 전송하고, 상기 RF송수신모듈(15)에서 데이터 패킷을 이용하여 주행중인 차량내 무선송수신기에 송신한다(S5, S6).

상기 S4단계의 주제어부(13)는 도9에 도시한 바와 같은 데이터처리를 수행한다.

도면에 도시한 바와 같이, 노변안테나(2)에서는 교통정보센터(1)에서 정보가 오는지를 판단한다(S21). 상기 S21 단계의 판단결과, 교통정보센터(1)에서 온 정보일 경우, 상기 노변안테나(2)는 그의 버퍼에 저장된 이전의 데이터를 비우고 새로 전송된 데이터를 저장한다(S22). 그리고, 상기 버퍼에 저장된 정보가 올바른지를 판단하되, 판단결과 올바르면 수신된 데이터를 RF송신모듈에 전송하고, 그렇지 않으면 S21 단계를 재차 수행한다(S23).

상기 노변안테나(2)로부터 차량내 무선수신기(3)에 데이터가 전송되면, 상기 무선송수신기(3)는 그에 내장된 RF송수신모듈에 데이터 입력을 수행한 후, 긴급신호버튼이 눌렸는지를 판단한다(S7, S8). 상기 S8단계의 판단결과, 긴급신호 버튼이 눌렸으면, 긴급신호를 RF송수신모듈에 입력하여 노변안테나로 전송하고(S9), 그렇지 않을 경우에는 시작신호를 검사한다(S10). 상기 S10 단계 수행후, 차량속도측정장치(4)로부터 측정된 현재 주행중인 차량의 속도와 노변안테나(2)를 통하여 전송된 데이터를 중앙처리기에 입력하여 데이터를 판독한다(S11, S12).

상기 S12단계 수행후 상기 중앙처리기에 명령을 확인하여 수신모니터에 교통정보 그래픽, 문자 및 음성을 출력한다(S14). 그리고, 상기 중앙처리기의 판독결과 과속차량임이 판독되면, 운전자에게 알려준 후 감속을 행하지 않으면 차량의 가속페달에 장력을 제공하여 능동제어를 수행한다.(S15)

여기서, 상기 S12단계의 중앙처리기는 도10에 도시한 바와 같은 데이터처리를 수행한다.

도면에 도시한 바와 같이 상기 중앙처리기는 수신된 ID의 증감에 따라 현재 차량의 주행방향을 인식한다(S31). 그리고, 수신된 데이터가 운전자 자신의 주행차량을 대상으로 한 것인지를 판단하되, 판단결과 운전자 자신의 주행차량을 대상으로 한 것일 경우에, 수신기의 LCD에 문자, 그래픽중 적어도 하나로 제한속도를 디스플레이하면서. 음성메세지를 운전자에게 송출하고(S32, S33), 그렇지 않을 경우에는 종료한다. 상기 S33 단계 수행후 수신된 메세지의 내용 변환시, 변환된 메세지를 LCD에 디스플레이하고, 음성메세지를 발생한 후, 현재 차량의 주행속도와 수신된 제한 속도를 비교,판단한다(S34, S35, S36). 상기 S36의 판단결과 현재 차량의 속도가 제한 속도를 초과할 경우에, 상기 LCD에 문자와 그래픽으로 디스플레이하면서, 경고메세지를 발생한다(S37). 또한, 소정 시간(본 실시예에서는 5초)이 초과후 현재의 차량속도와 제한 속도를 비교 판단하여 초과될 경우에 능동제어장치(5)를 구동시켜 차량의 속도를 제한 속도이내로 제어한다(S38, S39,S40).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환과 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 교통정보센터에 수집된 교통정보와 속도제한정보를 무선호출방식을 이용하여 노변안테나에 호출하고, 노변안테나에서는 DSRC방식으로 차량과 통신을 수행하여 속도제한 경보와 전방의 도로교통안내를 운전에 지장을 받지 않은 상태에서 안전자에게 실시간으로 알려줌으로써 주변 교통상황에 능동적으로 대처할 수 있다. 즉, 속도제한 경보와 전방의 도로교통안내 정보를 음성, 문자, 그래픽, 촉각(능동제어장치)을 이용한 방법으로 전달하되, 음성을 이용한 경보내용은 운전자가 시야를 움직이지 않고 인식이 가능함으로 안정성을 향상시킬 수 있으며, 보조방법으로는 문자와 그래픽을 이용하여 LCD에 디스플레이하며, 또한 음성 경고에도 불구하고 속도를 줄이지 않는 경우에는 페달스프링의 탄성 조절에 의한 촉각으로 전달되므로 대형 교통사고를 예방할 수 있으며, 운전자의 쾌적성 및 여행의 만족도 향상으로 지능형 교통시스템을 조기에 실현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 코드화된 도로별 제한 속도정보와 각 도로에서 수집된 정보를 입력받아 분석, 처리하는 교통정보센터;

   각각에 식별번호(ID)가 부여되어 있으며, 상기 교통정보센터에서 분석, 처리된 정보데이터를 입력받아 저장하는 노변안테나;

   차량 내부에 설치되며 상기 노변안테나의 모듈과 양방향 통신하면서 속도제한 정보 및 전방안내 정보등의 교통정보를 출력하는 무선송수신수단;

   상기 차량의 소정위치에 장착되며 바퀴의 회전수를 감지하여 주행속도를 측정하는 차량속도측정수단; 및

   상기 차량의 가속페달에 장착되며, 차량속도측정수단에서 측정된 주행속도가 과속일 경우에 차량의 주행속도를 기준 제한속도로 제한하는 속도제어수단

   을 포함하는 속도제한 경보 및 도로교통안내 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 교통정보센터에서 노변안테나에 전송되는 정보데이터는 무선호출기를 이용하는 것을 특징으로 하는 속도제한 경보 및 도로교통안내 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 노변안테나는

   무선호출기지국을 통하여 신호를 입력받는 무선호출기;

   상기 무선호출기와의 단방향 메시지 전송규약인 POCSAG 프로토콜을 디코딩하고 호출기 번호와 메세지 번호를 전송하는 신호처리부;

   상기 신호처리부에서 전송된 신호를 입력받아 메세지 번호를 코드화하여 출력하는 주제어부; 및

   상기 주제어부에서 전송된 데이터를 입력받아 차량의 무선수신수단에 데이터 패킷으로 전송하는 RF송수신모듈

   을 포함하는 속도제한 경보 및 도로교통안내 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 노변송신모듈의 패킷데이터는

   일련번호로 이루어지되, 1바이트로 표현되며 제일 상위 2비트는 ID를 나타내는 부분으로 항상 00으로 세팅되어져 주행중인 차량 자신의 주행방향을 인식하는 송신기 식별자(ID)와, 1바이트로 표현되며 상위 2비트는 제한 속도를 나타내는 부분으로 01로 세팅되며, 3번째 비트의 경우는 전체 데이터 패킷이 전달되는 대상을 나타내는 도로제한 속도데이터와, 1바이트로 표시되며 상위 2비트는 메시지 바이트라는 것을 표시하는 부분으로 10으로 세팅된 메시지와, 송신한 데이터가 에러없이정확하게 차량쪽에 수신되었는지를 판단하기 위한 체크_섬(check_sum) 데이터를 포함하는 속도제한 경보 및 도로교통안내 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 무선송수신수단은

   상기 노변안테나의 RF송수신 모듈과 통신하는 RF송수신모듈;

   상기 RF송수신모듈로부터 입력된 전방의 교통안내정보를 분석 처리하고 상기 차량속도측정수단으로부터 입력된 속도신호를 입력받아 기준 제한 속도데이터와 비교하여 차량의 과속여부를 판단하는 중앙처리수단;

   상기 중앙처리수단으로부터 차량 과속신호의 출력시 과속상태를 운전자에게 인식시키기 위한 경보수단; 및

   속도제한 정보 및 전방안내 교통정보를 디스플레이하는 모니터

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 속도제한 경보 및 도로교통안내 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 차량속도측정장치는

   차량의 전륜측에 구비된 원판슬릿과 상기 원판슬릿의 양측부에 설치되어 그의 홀을 통과하는 빛을 받아 카운터하여 속도를 측정하는 광센서를 포함하는 엔코더로 이루어진 속도제한 경보 및 도로교통안내 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 속도제어수단은

   상기 중앙처리장치로부터 신호를 인가받아 정역회전력을 제공하는 구동력 제공수단

   가속페달에 그 일단부가 설치된 힌지브라켓;

   그 일측이 상기 힌지브라켓의 타단부에 연결되고 그 타측이 장력제공수단에 연결된 케이블;

   상기 구동력 제공수단의 축에 설치된 워엄 및 워엄기어;

   상기 워엄에 연결되어 그의 회전동작에 따라 케이블을 당기거나 풀도록하여 장력을 조절하는 풀리; 및

   상기 워엄의 일측단에 치합되도록 평기어가 구비되며, 케이블의 감김여부에 따라 워엄에 걸리는 부하를 감지하는 포텐셔미터

   를 포함하는 차량의 속도제한장치.
8. 교통정보센터에서 코드화된 도로별 제한 속도정보와 각 도로에서 수집된 정보를 입력받아 분석,처리하여 노변안테나에 전송하는 제1 단계;

   상기 교통정보센터에서 전송된 호출신호가 해당 노변안테나의 ID와 일치하는지를 판단하여 일치하면 수신데이터를 판독하는 제2 단계;

   상기 판독된 수신데이터를 차량내의 무선수신기에 전송하는 제3 단계;

   상기 제3 단계 수행후 상기 무선수신기에 긴급신호버튼이 눌렸는지를 판단하는 제4 단계;

   상기 제4 단계의 판단결과 긴급신호 버튼이 눌렸으면, 긴급신호를 노변안테나에 입력하여 교통정보센터로 전송하고 그렇지 않을 경우에는 시작신호를 검사하는 제5 단계;

   상기 노변안테나를 통하여 전송된 수신데이터와 상기 차량속도측정장치로부터 측정된 현재 주행중인 차량속도를 중앙처리기에 입력하여 판독하는 제6 단계;

   상기 제6 단계 수행후 상기 중앙처리기에 명령을 확인하여 교통정보를 디스플레이하는 제7 단계; 및

   상기 중앙처리기의 판독결과 과속차량임이 판독되면, 차량의 가속페달에 장력을 제공하여 능동제어를 수행하는 제8 단계

   를 포함하는 속도제한 경보 및 교통정보안내 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제2 단계는

   교통정보센터에서 정보가 오는지를 판단하는 제8 단계;

   상기 제8 단계의 판단결과 상기 교통정보센터에서 오는 정보일 경우, 상기 노변 안테나의 버퍼에 저장된 이전의 데이터를 비우고 새로 전송된 데이터를 저장하는 제9 단계;

   상기 버퍼에 저장된 정보가 올바른지를 판단하되, 판단결과 올바르면 수신된 데이터를 RF송신모듈의 데이터 패킷을 이용하여 주행중인 차량의 무선수신기에 전송하고, 그렇지 않으면 제8 단계를 재차 수행하는 제10 단계를 포함하며,
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서.

    상기 제6 단계는

    상기 중앙처리기에 입력된 ID의 증감에 따라 현재 차량의 주행방향을 인식하는 제11 단계;

    수신된 데이터가 운전자 자신의 주행차량을 대상으로 한 것인지를 판단하되, 판단결과 운전자 자신의 주행차량을 대상으로 한 것일 경우에, 수신기에 차량제한속도 및 교통정보를 순차적으로 디스플레이하는 제12 단계;

    상기 제12 단계 수행후 수신된 메세지의 내용 변환시, 변환된 메세지를 디스플레이한 후, 현재 차량의 주행속도와 수신된 제한 속도를 비교 판단하는 제13 단계;

    상기 제13 단계의 판단결과 현재 차량의 속도가 제한 속도를 초과할 경우에 경고메세지를 발생하는 제14 단계; 및

    상기 제14단계 수행후 소정 시간이 초과후 현재의 차량속도와 제한 속도를 비교 판단하여 차량속도가 제한속도를 초과할 경우에 능동제어장치를 구동시켜 차량의 속도를 제한 속도이내로 제어하는 제15 단계.

    를 포함하는 속도제한 경보 및 교통정보안내 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    제12 내지 제14 단계의 메세지는

    LCD에 문자 및 그래픽중 적어도 하나로 디스플레이되고, 음성으로 출력하는 속도제한 경보 및 교통정보안내 방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제15단계는 긴급상황시 운전자가 능동제어장치의 케이블의 장력을 이길수 있는 힘으로 가속페달에 누름압력을 계속 증가시킬 경우 증속이 가능하도록 한 제16단계를 더 포함하는 속도제한 경보 및 교통정보안내 방법.