KR100572152B1 - 무선통신을 이용한 차량의 충돌경보 제어방법 및 그 제어장치 - Google Patents

Abstract

GPS로서 차량의 단위시간당 위치이동을 연산하여 위치이동 허용범위를 미달 또는 초과하는 상황에서 주위차량에게 충돌경보를 발생하는 자동제어장치.

GPS위치측위 알고리즘을 현저한 목적으로 확장 응용하여 운전 중의 급감속 및 급가속 상황에서 자동적으로 등화경보가 발생토록 함과 아울러, 충돌상황으로 전개되거나 차량강도 발생시 통신망을 이용하여 관제센터 등에 상황을 전송토록 하는 기술.

사용자의 편이성을 확보하면서 전/후/측방 차량으로부터의 충돌을 예방함과 아울러 충돌발생, 차량강도발생 등 운행 위급상황을 특정한 상대방에게 신속히 전달함.

위성측위시스템/장치(GPS; Global Positioning System), 차량항법장치, PDA항법장치, 노트북항법장치, 경보등화, 충격센서, 관제센터, 급감속, 급가속, 충돌예방/후속조치, 차량강도

Description

무선통신을 이용한 차량의 충돌경보 제어방법 및 그 제어장치{ An automatic control method ＆ the device of driving-alarm for a car crash prevention by wireless communication }

제1도는 본 발명 실시의 일례를 도시한 블록다이어그램.

제2도 및 제3도는 제1도 본 발명의 실시 일례 중 일부 구성의 상세도.

제4도는 본 발명의 제어방법을 나타낸 계층별구조도 및 흐름도.

본 발명은 차량의 안전운행과 관련되는 자동제어분야에 관한 것으로써 무선통신을 이용하여 전/후/측방 차량에 경보를 제공하여 충돌을 예방함과 아울러, 충돌발생시 원격관제센터 등에 자동적으로 위급상황을 알리는 기술이다.

심각할 만큼 악화되고 있는 혼잡한 교통상황은 운전자의 심리적 조급함을 초래하여 운행 중 안전거리가 제대로 지켜지지 않는 상황으로 발전되고 있으며, 이에 따라 특히 고속도로상에서의 대형연쇄추돌 사고는 갈수록 증가하고 있는 실정이다.

추돌사고를 예방하기 위한 수단으로 차량에 의무적으로 구비하여야 하는 종래의 브레이크 등화는 단순하게 브레이크 페달의 조작여부만을 후방차량에게 인식시키므로 급제동시 후방차량이 대처할 수 있도록 하는 정보제공 수단으로서 활용하기에는 한계가 있다.

한편, 차량에는 비상시 운전자의 의사를 표시하는 수단으로 이와는 별도로 비상경보등화(차량의 양측단에 있는 방향지시등화가 동시에 점멸하는 하자드 램프를 말하며, 이하 같음)가 구비되어 있기는 하나 운전자가 스윗치를 수동으로 조작하여야만 하므로 급브레이크(급제동) 상황에서 동시에 조작하기에는 무리가 따른다.

만약 위급한 상황에서 이를 무리하게 조작하고자 한다면 운전자에게는 주의산만 위험성이 가중되므로 사고에 직면할 우려는 당연히 높아지며, 따라서 비상경보등화는 이와 같은 상황이 끝난 후 그 결과를 후방차량에게 알리는 역할로 주로 활용되고 있는 실정이므로, 이때 운전자의 하자드(Hazard) 램프 조작을 보조할 수 있도록 발명된 것에 기계식 관성추로서 구성된 일본국 공개특허공보 평01-135851호, 일본국 공개실용신안공보 소62-3341호 및 일본국 공개실용신안공보 평3-15751호가 있고, 이를 다시금 전자식으로 개량한 것에 대한민국 특허10-0324309(출원일자 1993/06/16, 공고일자 2002/05/13, 공고번호 10-2002-0324309)호가 있다.

상기 대한민국 특허제10-0324309호(이하 "특허발명"이라 함)는 차량에 장착되어 있는 속도센서에 부가적으로 결합되어 급감속 상황에서 자동적으로 상기 비상경보등화를 점등시킴으로써 이제까지 후방추돌을 예방하는 기술분야에서 가장 우수한 발명으로 알려져 있다.

그러나, 상기 특허발명은 동력기구의 회전속도를 측정하여 차량의 주행속도 변화를 유추하는 전자적 센서기술로만 구성되어 있으므로 대지에 대하여 간접적인 속도를 측정하는 방법일 뿐 아니라, 그 기술을 적용하기 위하여는 차량의 동력기구와 연동되도록 별도의 속도센서를 추가적으로 장착하거나 기존의 동력기구에 연동된 속도센서회로(계기판회로 등)를 전기 또는 전자적으로 개조하여 기술적으로 정합(matching)시키는 작업이 반드시 이루어져야 하므로 그에 따른 기술적 곤란성이 있고, 더욱이 그러한 기술적 곤란성이 동력기구제조업자와 전자회로제조업자간의 산업적 이해상충으로 작용하고 있으므로 상기 특허발명은 실질적으로 실용화 보급이 매우 어려운 문제점을 내포하고 있었다.

또 차량의 운행속도에 관한 경보는 급감속상황으로 후방차량에 알리는 수단뿐만 아니라 급가속상태에서도 하자드 램프가 작동되면 전방 또는 측방의 차량에게 차로변경을 일시적으로 제지하도록 주의를 환기시키는 기능으로 되는 것인데, 상기 특허발명은 급가속상황에서 경보등화가 리세트만 될 뿐 이러한 목적으로 적용(구성/작용/효과)될 수는 없었다.

또한, 차량의 추돌에 관하여는 그 예방뿐만 아니라 만약 전방 또는 후방의 충돌사고로까지 전개된다면 그에 대한 사후조치도 당연히 필요한 것이나, 상기 특허발명은 충돌분야에 응용되는 제어장치임에도 불구하고 오직 추돌예방 차원에서 운용되도록 기술적 목적이 설정되어 있으므로, 상기 특허발명을 사용한다 하더라도 충돌사고가 일어난 경우 그 결과는 운전자의 의지로서 타에 알릴 수밖에 없는 바 만약 탑승자가 의식을 잃으면 연관되는 사고후속조치가 당연히 지연되는 심각한 문제점이 발견된다.

따라서, 본 발명은 상기 특허발명의 개량발명으로서 상기 특허발명의 일부 핵심기술을 선택적으로 포함하되, 속도검출과 그 응용구성에 관한 신규 및 진보된 목적/구성/작용/효과로서 차량의 동력기구와는 무관한 독립구조이면서도 보다 정확하고 간단한 알고리즘으로 속도와 위치를 포괄적으로 이용하며, 또한 기본적인 위치 정보를 메시지로 활용하여 다양한 기능으로 확장하는 기술을 제공한다.

본 발명의 제1목적은 급감속 상태에서 경보를 자동적으로 발생함으로써 후방 차량에게 위급상황을 조기에 인식시켜 추돌을 예방토록 하는 개괄적 목적을 포함하면서, 종래 동력기구의 회전속도 측정장치와는 전혀 별개인 GPS엔진을 이용할 수 있도록 적어도 2지점간의 위치이동을 측정하는 위치/시간 환산프로그램을 구비하여 급감속 및 급가속 상태를 검출토록 하고 그 경보발생에 있어서도 급감속 및 급가속 상태에서 발생토록 함으로써, 실용화에 있어서 다른 분야와 기술적 연동 및 산업적 이해절충을 이루기 어려웠던 문제점을 해소하여 발명이 산업에 즉각 활용됨과 아울러 급감속 및 급가속 어느 경우에나 주위차량에게 정보를 전달하는 수단을 제공코자 함에 있다.

본 발명의 제2목적은 상기 예방적 조치에도 불구하고 충돌이 발생하였을 때는 그와 같은 충돌상황은 물론, 본 발명으로 인하여 당연히 측정되는 사고위치를 무선통신으로 신속히 관제센터 등 특정한 장소에 전송토록 함으로써 차량의 운행관리 효율화, 안전도 향상 및 신속한 사고수습을 지원하는 수단을 제공코자 함에 있다.

본 발명의 제3목적은 상기 위치측정 및 전송기능을 이용하여 충돌 이외의 분야 예를 들면 차량강도 등의 상황에서 사용자(운전자)가 조작하면 동 위급상황 및 그 위치를 관제센터에 신속히 알리도록 하는 확장적 기능 및 수단을 제공코자 함에 있다.

본 발명의 제4목적은 상기 제2목적 및 제3목적의 효율적 수행을 위한 정보통신 전송, 교환, 중계, 변환 등의 서비스 분야에 있어서 본 발명이 새로운 이동통신 Contents를 창출하도록 하는 수단을 제공코자 함에 있다.

본 발명의 제5목적은 통신위성을 이용하여 차량의 위치변화를 측정하는 무선통신기술과 자체센서로서 차량의 주행속도를 직접 측정하는 대지속도측정기술을 혼합적으로 이용하여 상호보완적으로 충돌경보 제어에 관한 작동이 이루어지고, 또 저전력 전자회로로 구성되는 안정적이고 콤팩트한 회로수단을 제공코자 함에 있다.

본 발명의 제6목적은 기존 제품화된 차량항법장치, PDA항법장치, 노트북항법장치 또는 이동통신 핸즈프리에 본 발명을 적용할 수도 있도록 함으로써 별도의 새로운 마케팅 없이 산업에 즉각적으로 이용될 수 있는 수단을 제공코자 함에 있다.

이와 같은 목적의 본 발명은

저전력 전자회로적 결합구조인 주변장치회로를 포함하는 마이크로프로세서가 GPS엔진(1)으로부터 측위되는 차량위치를 주기적으로 검사한 후 위치/시간 환산프로그램으로 각 주기의 사이를 비교하여 적어도 2지점간의 단위시간당 위치이동값이 설정된 범위를 벗어나는 급가속 및 급감속 상황일 때 타이머를 구동토록 함으로써 그 타이머에 연동된 인터페이스회로가 대전력 경보등화를 작동시키도록 하는 수단을 제공한다.

또한 본 발명은

상기 마이크로프로세서가 충격센서의 충돌발생상태를 검사하여 상기 타이머와 충격센서가 함께 출력을 발생하거나 또는 독립적으로 충격센서의 출력이 발생되었을 때 통신매체인 무선통신터미널을 경유하여 특정한 장소에 동 충돌발생상황과 그 당시의 위치 등 관련정보(위치, 속도, 방위 등)를 자동적으로 통보하는 수단을 제공한다.

또한 본 발명은

상기 마이크로프로세서가 경보신호의 인위적 조작 여부를 상시 검사하여 유사시 상기 무선통신터미널로서 관제센터에 차량강도발생 상황과 그 당시의 위치 등 관련정보를 전송토록 하는 수단을 제공하며,

이를 위하여 본 발명은 이하 마이크로프로세서의 프로그램을 중심으로 하여 위성측위시스템, 센서기술을 이용하는 전자회로 및 무선통신용 단말장치를 복합적으로 연동시키는 구성수단을 제공하는 것으로, 여기에는 상기 종래 특허발명에서의 속도검출수단을 당연히 혼합적으로 적용할 수 있고, 또 기존의 제품화된 각종 항법장치와도 그대로 연동될 수 있는 구체적인 수단을 알고리즘으로 정리하여 제시한다.

제1, 2, 3도는 본 발명의 실시 일례를 도시한 블록다이어그램이며, 제4도는 본 발명의 작용을 설명함과 아울러 방법을 체계적으로 요약한 계층구조도 및 흐름도인 바, 먼저 제1, 2, 3도로서 그 구조를 설명하면

지구상공에 위치한 통신위성으로부터의 신호를 수신하여 이동하는 차량의 위 치를 측위하고 그 결과를 위치데이터로 출력하는 통상적인 GPS엔진(1);

차량의 구조물에 기구적으로 설치되어 차량충돌에 대응되는 충격상태에서 전자회로적 "H/L" 출력을 발생하는 충격센서회로(2);

운전자의 조작으로 위급상황여부를 전자회로적 "H/L" 출력으로 발생할 수 있도록 되는 경보스위치회로(3);

전자회로적 "H/L" 신호를 검출하여 대전력 램프(6)를 구동하도록 구성되는 인터페이스(5);

전자회로적 "H/L" 신호의 공급으로 무선통신을 개시하여 미리 설정된 특정한 장소에 원격통보가 가능토록 구성되는 통상적인 무선통신터미널(7);

상기 GPS엔진(1)으로부터 측위되는 차량위치를 주기적으로 검사한 후 위치/시간 환산프로그램으로 각 주기의 사이를 비교하여 적어도 2지점간의 단위시간당 위치이동값이 허용범위를 벗어나는 급가속 및 급감속 상황일 때 타이머를 구동하는 수단의 (A)프로그램을 포함하고, 상기 충격센서회로(2)의 출력을 검사하여 상기 타이머출력상태에서 충격센서의 출력이 발생하거나 또는 독립적으로 충격센서의 출력이 발생되었을 때 무선통신터미널을 경유하여 위치를 포함하는 메시지로서 특정한 상대에게 충돌상황신호를 자동적으로 통보토록 하는 (B)프로그램을 포함하며, 상기 경보스위치수단(3)의 출력을 검사하여 출력이 발생되었을 때 무선통신단말을 경유하여 위치를 포함하는 메시지로서 특정한 상대에게 자동적으로 통보하는 (C)프로그램을 포함함과, 아울러 그를 위하여 유기적으로 결합될 수 있는 구조의 통상적인 하드웨어를 포함하는 마이크로프로세서(4);

상기 (A)프로그램 입력단에 GPS엔진(1)의 출력이 연결됨과 아울러 (A)프로그램 출력단에 인터페이스(5)가 연결되는 결합구조와, (B)프로그램 입력단에 충격센서회로(2)의 출력이 연결됨과 아울러 (B)프로그램 출력단에 무선통신터미널(7)이 연결되는 결합구조와, (C)프로그램 입력단에 경보스위치회로(3)가 연결됨과 아울러 (C)프로그램 출력단에 무선통신터미널(7)이 연결되는 결합구조로서 하드웨어 및 소프트웨어가 유기적으로 구성된 것이다.

상기 구조를 기초로 하고 제4도의 흐름도를 더 첨가하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같으나, 이는 어디까지 본 발명의 기술사상을 쉽게 설명할 수 있는 하나의 사례로서 설명함에 지나지 않을 뿐, 이하 설명하는 실시 예에 국한되지 않음은 당연한 것이다.

GPS엔진(1)은, 미 국방성에서 운용하는 인공위성항법시스템(Navstar 모델을 이용하는 GPS; Global Positioning System : "24개 극궤도 위성/지상 제어국/전지구상 이용자"로 구성되는 개념)을 예로 들어서 설명하면 지구상공 약 20,000Km에서 12시간의 공전주기를 갖는 24개의 극궤도위성을 이용하여 각 위성으로부터 지구에 도달되는 전파 도달차이로서 위치를 측정하는 방법으로 전지구 어느 지점에서나 서로 다른 각도의 3∼4개 이상인 위성신호를 안테나로 수신하고, 그 신호를 적어도 4개의 방정식을 이용하는 삼각측량법으로 계산함으로써 위치/고도/시간을 측정할 수 있는 기술원리를 이용함을 말하는 것인데, GPS에 관한 L1주파수(1575.42MHz)의 C/A code 및 L1/L2주파수(1575.42MHz/ 1227.60MHz)의 P code 변조/복조 체계에 대하여는 정보통신분야의 당업자라면 익히 알 수 있을 것이므로, 이에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 하되 생략된 설명은 통상적인 SGPS(Stand-alone GPS) 또는 DGPS (differential GPS)를 이용하는 정보통신기술로서 지구상 어디서나 자신이 처한 위치를 정확히 측정하는 기술이라 보면 무방하다.

여기에서 본 발명은, 상기 GPS항법체계는 물론 유사한 인공위성으로 차량 등 이동체가 경도/위도 또는 여기에 더하여 고도까지 선택적으로 측정토록 하는 수단을 포괄하여 이를 GPS엔진(GPS Engine)이라 용어정의하기로 한다.

현재까지 실용화된 일반적인 측위의 정확도로서 SGPS는 5m 내외, DGPS는 30Cm 내외인 것으로 알려져 있으나, 이러한 정확도는 GPS수신기의 성능과도 관련이 있으므로 본 발명이 보편적으로 적용될 때쯤에는 더욱더 정확도가 높아질 것으로 예상된다.

일반적으로 이러한 GPS엔진은 그 출력이 전자지도를 이용하는 지리정보시스템(GIS; Geographical Information System) 상에 경도/위도 좌표의 점 형태로서 표현될 수 있음을 이용하여 최적경로 산출기능을 포함하는 차량장착 전용의 차량항법장치(CNS; Car Navigation System)로서 개발되거나, 휴대용 PDA(Personal Data Assistant)에 결합(PDA Navigation System)되거나, 노트북에 결합(Notebook Navigation System)되는 어느 하나의 "전자지도 응용 항법장치"로 이용되지만, 본 발명에서는 표현의 용이상 상기 제반 수단을 포괄하거나 또는 독립적으로 위치좌표만을 측정하는 기술을 차량항법장치라 용어정의하기로 한다.

본 발명의 신규성 및 진보성의 일부를 한마디로 요약하여 미리 설명하자면, 기존의 차량항법장치는 GPS의 출력을 지도상에 점형태로 표현하는 방법으로 작동시키지만, 본 발명은 이러한 표준화된 GPS출력의 위치데이터(NMEA-0180/ 0182/ 0183; National Marine Electronics Association data format 0180, 0182 또는 0183)를 직접 읽어 차량의 단위시간당 위치이동을 검출함으로써 지리정보시스템(GIS)과 더불어서 차량항법장치(CNS)를 구성하면서도 차량의 급감속 또는 급가속에 대응하여 경보등화를 제어토록 하는 응용기술을 포함하며, 여기에서 본 발명을 종래 동력기구의 회전속도 검출로서 간접적으로 대지속도를 측정하여 경보등화를 제어하는 기술과 대비하더라도 이는 "동력기구와의 독립성", "대지속도의 직접 측정으로 인한 현저한 정확성", "당연 포함되는 위치데이터의 다목적 활용성" 및 "기능시설로서 통합될 수 있는 융합성" 측면에서 근본적인 현저한 차이가 있는 것이다.

충격센서회로(2)는 도난방지기에 통상적으로 적용되는 충격센서와 기구적으로는 유사한 것이나 그 출력발생 작동에 관하여는 차량의 충돌에 대응되는 심한 충격상태에서만 출력이 High 또는 Low로 전환되도록 구성된다.

충격센서회로(2)의 소재는 주로 기구적 진동을 전자적 신호로 변환 출력하는 크리스탈 계열(resonator, oscillator, vibrator 등의 shock sensor를 포함)이나 탄성소재와 추를 이용하는 관성스위치로서 구성된다.

경보스위치회로(3)는 운전자가 강도를 만나게 된 등 위급한 상황에서 더블클릭 등으로 쉽게 조작할 수 있는 스위치 수단을 말하는 것으로, 여기에는 차량의 도어 개폐용 리모콘과 같은 원격제어수단(toggle switch 또는 remote data)이 당연히 포함될 수 있다.

인터페이스(5)는 마이크로프로세서(4)로부터의 전자적 출력으로서 대전류 전기기구인 램프(6)를 구동하는 전류증폭회로(5-1)와 릴레이(Relay) 또는 단일 전류증폭회로인 것으로, 즉 본 발명에서 인터페이스라 함은 램프기구를 포함함을 말하며, 구체적으로는 제2도의 5-1, 5-2, 6-1 또는 제3도의 5-1, 6-1로서 알 수 있듯이 인터페이스(5)를 통하여 본 발명의 전체 제어회로가 저전류 전자회로영역에서 안정적인 작동을 유지하게 된다.

그런데, 본 발명을 PDA항법장치 또는 노트북항법장치에 응용하려면, 어느 정도의 이동성은 보장되어야 하는 바, 이때 차량의 기구물과 무선(wireless) 상태로 용이하게 접속토록 하는 것이 무선링크수단(8)이며, 이는 종래에 이 분야 잘 알려진 바와 같은 적어도 적외선 등의 무선랜(wireless LAN), 리모트컨트롤 기술이라 보면 무방하다.

무선통신터미널(7)은 차량의 운행 중 원텃치 방식 또는 인터페이스를 통한 명령어(Command) 제어로서 특정한 장소에 메시지를 전달할 수 있도록 안테나를 포함하여 구성되는 모든 이동통신수단을 포괄하는 것으로 여기에는 위성통신을 이용한 연락수단도 포함될 수 있고 또한 그 데이터도 음성은 물론, 디지털데이터로서 전송되는 PDA(Personal Data Assistant) 또는 무선 LAN(Local Area Network) 구성을 포함할 수 있다.

마이크로프로세서수단(4)은 마이크로컴퓨터를 포함하는 하드웨어 구성과 그에 내장된 다수의 프로그램으로 구성되는 것으로 하드웨어적 결합구조는 제1, 2, 3도로서 확인할 수 있고, 소프트웨어적 프로그램의 계층구조 및 흐름도는 제4도로 확인된다.

상기 마이크로프로세서의 하드웨어는 도면에 표기된 바와 같이 이동체에 쉽 게 장착될 수 있도록 주로 원 칩 마이크로프로세서(RAM, CPU, I/O Port 등)로 구성되는 것으로, 그 설계에 관하여 이 분야 당업자라면 적어도 관련서적이나 메이커에서 제공되는 핸드북으로서 쉽게 알 수 있는 것이기에 구체적인 실시에 관한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 다만 결합구조에서 명시되지 않은 구성은 제1, 2, 3도에 나타낸 기술적 사상의 기초 위에 앞에서 게시한 공지기술, 기술서적 또는 핸드북 내용을 보충하여 통상적인 당업자가 쉽게 구현할 수 있는 것이라 보면 무방하다.

이하 제4도에 게시된 마이크로프로세서 프로그램의 계층적구조도 및 흐름도에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용에 관한 전체적인 기술요지를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 마이크로프로세서(마이크로컴퓨터) 프로그램은 컴퓨터 하드웨어를 제어하는 통상적 어샘블리(Assembly) 언어나 C언어(C++언어) 등을 이용하여 특정한 기능을 수행토록 전문프로그램을 구성한 계층구조 및 흐름도로서, 일반적인 초기화단계를 제외하고 특징적인 단계만으로 그 구성을 나타내면 제1단계(A), 제2단계(B) 및 제3단계(C)로서 각각 필요에 따라 취사선택적으로 결합되어 기능이 발휘된다.

각 단계의 구성 및 작용에 있어서, 전원을 인가하면 본 발명은,

GPS엔진(1)의 위치측정결과를 주기적으로 검사하고(A, 101),

상기 검사된 위치측정결과를 저장(104)한 후 위치/시간 환산프로그램(102)으로 각 주기의 사이를 비교(103)하여, 적어도 2지점간의 단위시간당 위치이동값이 허용범위를 미달 및/또는 초과되었을 때 타이머(105)를 구동시키는 기본구성의 제1단계(A, 101, 102, 103, 104, 105)를 수행한다.

GPS엔진(GPS Engine)은 앞에서 설명한 바와 같이 측정된 위치데이터를 적어도 시리얼 표준데이터 포맷(NMEA-0180/0182/0183)의 경도/위도 데이터로 출력하게 되는 것으로, 이는 GPS엔진이 여러 개의 복수의 인공위성(Navstar Model)으로부터 수신되는 신호를 고유의 방정식으로 계산하여 그 GPS엔진이 위치한 지점(정확하게는 GPS안테나가 위치한 지점)의 경도/위도 좌표로 출력하는 위성측위시스템(GPS)의 고유기능을 일컫는다.

본 발명의 마이크로프로세서는 GPS엔진의 측정결과를 주기적으로 읽어 저장함으로써 그 최종적으로 읽은 결과치를 항상 새로운 기준값으로 자동설정하고, 이를 다음번 주기에서 읽혀지는 측정값과 비교한 후, 그 위치이동의 차이가 설정된 범위를 미달하는 감속상황 및 그 위치이동의 차이가 설정된 범위를 초과하는 지를 판단하여 급감속 및 급가속 상황에서 타이머가 구동되도록 작동된다.

여기에서 단위시간은 GPS엔진으로부터 측정되는 주기(현재는 통상 1초 내외로 되어 있으나 동 주기는 빠를수록 양호한 결과를 얻음)가 되며, 허용범위는 직전에 저장된 기준값으로부터 새로운 값이 벗어나는 거리의 차이(예를 들면 경도/위도 위치차이)를 이용하는 함수, 즉 그 하나 예를 원리적인 간단한 공식으로서 표현하면 "｜기준값±새로운값｜÷시간×설정비율=허용범위"이 되고, 이러한 공식에 따라 결국 본 발명의 마이크로프로세서는 위치이동값을 변수로 하여 시간당/이동위치로 속도를 유추해석하며, 그러한 위치/시간 환산프로그램의 출력이 설정된 허용범위를 벗어났는 지 여부를 판단하여 최종적인 타이머를 제어토록 하는 구성임을 알 수 있을 것이다.

본 발명은, 급감속상황의 설정비율을 예를 들어 기준값으로부터 "-20％/1초"로 하고 급가속상황의 설정비율을 기준값으로부터 "+5％/초"로 할 수 있는 등 이치적으로 당연히 차등적용할 수 있는 것이므로, 더 이상 설명이 없더라도 본 발명의 위치/시간 환산프로그램 및 설정범위 이탈여부 판단은 적어도 2지점간의 단위시간당 위치이동값을 측정하고 그 측정값이 기준값에 연동되어 자동설정되는 허용범위를 벗어나게 되었을 때 타이머를 구동하는 다양한 공식의 위치/시간 환산함수로서 컴퓨터 프로그램을 구성하는 수단임을 알 수 있을 것이다.

이 단계에서 직전의 GPS엔진 출력을 주기적으로 저장 및 허용범위가 자동 산출된다 함은 GPS엔진으로부터 출력되는 경도/위도 데이터를 직접 저장하여 그 다음 측정값과 비교하거나 위치/시간 환산프로그램의 결과를 저장하여 그 다음 측정값(환산값)과 비교하면서, 그 이동되는 속도에 연동되어 설정값이 자동 변경되는 수단, 예를 들면 속도 100Km에서 초당 20Km 감속 또는 속도 100Km에서 초당 10Km 가속 등을 포함하는 의미이다.

따라서, 그와 같은 취사선택에 따라 상기 프로그램이 코딩(Cording)되는 것과 같은 맥락으로 마이크로프로세서의 소프트웨어도 GPS엔진(1)에 포함되어 있는 마이크로프로세서와 본 발명에 의한 마이크로프로세서(4)를 혼합적으로 활용하여 각각 적절하게 분산 수용하거나, 심지어 GPS엔진(1)에 포함되는 마이크로프로세서로서 본 발명의 각 (A,B,C)프로그램을 모두 수용하는 것도 가능한 것이므로, 본 발명의 마이크로프로세서(4)는 작동원리를 설명하기 위하여 구조적으로 도시된 것일 뿐 물리적인 별개의 형상 또는 하드웨어적 회로로서 반드시 별개의 구성으로 구비되어야 함을 한정하는 것은 아니며, 오히려 하드웨어적 구조로는 GPS엔진 또는 여타 항법기능의 마이크로프로세서에 통합적으로 수용되는 것이 더욱 바람직하다.

이 단계에서 최종적으로 출력을 발생하는 타이머는 후방차량에게 주의신호를 발생하여 추돌을 예방할 수 있는 등화신호 또는 전방/측방 차량에게 주의신호를 발생하여 차로를 그대로 유지토록 등화신호를 발생하는 수단인 것이며, 통상 3초∼30초의 범위에서 취사선택하여 고정적으로 설정되거나 사용자가 그때마다 시간을 가변하여 조절할 수 있도록 구성되며, 또 위치/시간 환산프로그램은 특정한 속도 예를 들면 40Km이상의 속도에서만 타이머 기능이 구동되도록 설정할 수 있음도 물론이다.

제1단계의 구성을 종래 동력기구의 회전속도센서로서 구성되는 상기 특허발명의 기술과 비교하면, 종래의 특허발명은 회전체인 동력기구에서 발생되는 펄스수량으로서 주행상태를 검출함으로써 미지의 위치에 불문하고 단순히 회전체의 속도만을 측정하여 대지속도를 간접적으로 유추하지만 본 발명은 측정당시의 위치를 앎이 먼저 이행되고 여기에 위치/시간 환산프로그램(함수)을 적용하여서 이동하는 2지점간의 이동된 위치로서 직접 절대속도를 계산하는 것이므로, 무엇보다도 후방차량에 알릴 정보로서 당해차량의 위치이동상황을 정확하게 측정 후 그에 관한 경보처리로서 하자드램프를 자동제어하는 응용프로그램을 구동한다는 것이며, 따라서 측정된 위치와 응용프로그램을 혼합하여 다목적으로 확장 이용할 수 있는 잇점도 있는 것이다.

또한, 종래의 특허발명을 실시하기 위하여는 당연히 차량의 동력기구와 기계적 및 전자회로적으로 완벽히 치합되어야 하는 기술적 제약조건이 따르지만 본 발명은 차량의 동력기구와 전혀 무관하게 독립적으로 구성되어 제약조건이 없고 더욱이 GPS엔진은 이미 차량항법장치(CNS)로서의 별도 구조로서 널리 활용되고 있으므로 실시에 있어서의 산업적 이해상충 등 제약조건이 없으며, 또 연동구성에 있어서도 종래 특허발명에서는 급감속상태만 측정하지만 본 발명은 급감속은 물론, 급가속 상태도 간단하게 측정할 수 있으므로 속도변화에 따른 감속 또는 가속 절대값을 극히 쉽게 검출하여 다목적으로 작동시킬 수 있는 것이고, 또 비록 GPS엔진을 이용한 속도검출 프로그램은 공지되었다 하더라도 본 발명의 위치/시간 환산프로그램 및 그 응용프로그램에 의하면 주행속도에 연동하여 속도이탈 설정범위를 자동 변경함과 아울러 그 출력으로 하자드램프를 자동제어하는 구성을 더 포함하게 되어 보다 향상된 구성과 효과를 얻고 있음을 알 수 있을 것이다.

더욱이, 종래의 속도센서에 의한 연산방법을 본 발명의 GPS엔진에 의한 연산방법과 혼합하면 인공위성의 신호가 미치지 못하는 터널 내부에서도 원만하게 작동이 이어질 수 있다.

제1단계로서 타이머가 작동된 후 충격센서의 출력이 발생하였을 경우 마이크로프로세서는 무선통신터미널을 경유하여 그 상황발생 위치를 포함하는 메시지로서 특정한 장소에 충돌상황신호로 전송하는 제2단계(B, 106, 107, 108)를 수행한다.

이 단계에서 충격센서는 차량의 충돌에 대응되는 큰 충격에서 "High" 또는 "Low" 출력을 발생하여 마이크로프로세서의 입력단에 공급됨으로써 결국 마이크로프로세서의 (B)프로그램을 구동하게 되는 것이며, 이때 마이크로프로세서는 "High/Low" 신호 또는 직렬데이터(Serial Data)에 의하여 무선통신터미널을 작동시켜서 미리 지정된 특정한 상대방에게 충돌상황 신호를 전송하게 된다.

여기에서 예를 들면, 무선통신터미널의 물리적인 구성은 일반적인 이동통신단말장치(Cellular, PCS, PDA, Satellite phone 등을 포괄하는 용어)를 말하는 것이고, 직렬데이터는 차량에 설치되어서 이동통신단말장치와 연결되는 헨즈프리(Hand-free) 등의 컨넥터(connector) 등을 이용하는 것이며, 특정한 상대방에게 송신하는 알고리즘에 대하여는 상기 직렬데이터 공급시 이동통신단말장치에 미리 저장된 특정한 상대방을 원텃치로 호출하는 것이고, 위급상황 메시지라 함은 상기 충돌에 상당한 지정된 메시지와 여기에 더하여 경도/위도 또는 지명(또는 구역번호)으로 나타나는 위치데이터를 포함하는 것이며, 전달하는 수단은 음성, 문자, 기타 Packet 통신 등의 메시지로 전달하는 제반 수단을 포함하는 것으로 생각하면 이해가 쉬울 것으로, 당업자라면 이러한 설명만으로 누구나 쉽게 구현이 가능한 것이다.

본 발명에서 전송되는 메시지의 기능은 이를 확장적으로 활용할 경우 차량에서 전송되는 메시지는 극히 간단한 약어로서 전송하고 그에 관한 상세한 정보를 풀어서 음성, 문자 또는 영상 정보로서 중계, 교환 등을 수행함으로써 특정한 상대방에게 데이터를 변환하여 서비스하는 새로운 서비스로서의 Contents를 창출할 수 있다.

경보스위치로부터의 알람신호가 발생하였음을 감지하였을 때 마이크로프로세서는 상기 제1, 2단계 작동여부에 불구하고 우선적으로 그 상황발생 위치를 포함하는 메시지로서 특정한 장소에 위급상황 신호를 전송하는 제3단계(C, 109, 110, 111)를 수행한다.

알람신호(경보스위치회로의 작동신호)는 사용자가 차량강도 등 범죄자 모르게 조작하여 출력을 발생토록 함으로써 마이크로프로세서에 조작신호를 공급하는 수단으로 구성되며, 도시생략하고 있으나 이때의 알람신호는 종래 차량의 도어개폐에 사용하던 리모콘(Remote Controller) 수단과 혼합 적용될 수 있다.

구체적으로, 이 단계는 제어장치 본체 또는 리모콘에 별도 스위치로 설치된 토글스위치(toggle switch) 기능으로 회로를 구현하거나, 단일 스위치를 사용자가 특정하게 조작(예를 들면 더블클릭 등)할 때 마이크로프로세서에 신호를 공급토록 할 수 있으며, 또한 설계자의 취향에 따라서는 제3단계 전체를 삭제하여서 실시할 수 있다.

여기에서 무선통신으로 위급상황신호를 전송하는 수단은 상기 충돌상황신호를 전송하는 수단과는 상이하게 되는데, 충돌상황신호는 관제센터와 차량의 단말이 필요시 상호통신을 수행하는 것이지만, 위급상황신호는 범죄자가 인지하지 못하도록 관제센터에 일방적으로만 여러 번 전송하게 된다.

본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 특히 상세설계 수준의 지엽적 또는 구체적인 부분에 있어서는 공지의 기술과 관련서적의 배포 내용을 감안하여 생략한 것이므로 본 발명에서 생략된 설계도의 수준은 공지의 기술에 포함되어 있음으로 보면 무방한 것이다.

본 발명의 마이크로프로세서(4)와 인터페이스(5)는 유선결합 뿐만 아니라 무선결합도 가능한 것으로 이는 특히 PDA를 이용하는 본 발명이거나 노트북을 이용하는 본 발명에 적용되는 것이고, 다만 이때의 마이크로프로세서(4)와 인터페이스(5)의 사이에는 당업자에게는 익히 공지된 무선 랜 또는 RF(Radio Frequency) 제어신호 전송수단(도시생략된 8)이 추가적으로 적용되며, 본 발명에서는 이러한 수단을 포괄하여 하드웨어적으로 연결되는 것으로 용어정의하고 있다.

본 발명에서 상기 수단이 포함된 "마이크로프로세서(4)"를 "마이크로프로세서(1 또는 4)"로도 기재한 것은, 마이크로프로세서(4)에 포함된 것으로 설명한 상기 각 하드웨어 결합과 프로그램 구성이 GPS엔진(1)에 포함된 마이크로프로세서를 혼합적으로 이용하거나 아예 GPS엔진에 포함된 마이크로프로세서에 통합 수용 또는 다른 항법장치의 마이크로프로세서를 이용하여 본 발명의 프로그램 전체를 구성함을 간결하게 나타낸 것이다.

본 발명에서 무선통신을 이용하여 원격지에 충돌상황신호 등을 전송한다 함은 마이크로프로세서(1 또는 4)에서 패킷데이터로서 전송되거나 문자 또는 음성으로 전송됨을 일컫는 것이고, 그 전송절차 또한 마이크로프로세서(1 또는 4)와 무선통신터미널이 거치된 핸드프리 사이를 직렬제어포트(serial port)로 연결하여 제어명령체제로서(또는 기구적 텃치버튼 구동으로서) 자동적인 "Hook-off→ Memory number loading→ Call"로 되는 통상적인 일련의 무선통신 원텃치 조작절차 등을 일컫는 것이다.

본 발명에서 GPS엔진(1)이 위성신호를 수신하지 못한다 함은 터널 등을 통과하거나 극심한 전파장해로 인하여 예를 들면 위성의 L1주파수 또는 L1/L2주파수를 수신하지 못하는 상황을 일컬으며, 이때 동력기구인 속도검출회로부를 이용한다 함은 앞에서 설명한 종래의 기술을 부가적으로 이용함을 말하는 것이다.

본 발명에서 설정된 범위를 벗어난다 함은 설정범위를 미달하는 급감속상황 및 설정범위를 초과하는 급가속상황의 의미를 모두 포함하는 용어이며,

또 본 발명에서 각 프로그램에 입·출력단이 연결된다 함은 핸드북으로서 제시되는 통상적인 하드웨어 결합수단을 포함함을 말하고, 아울러 그 구동 및 출력신호가 특정한 의미를 포함하는 디지털데이터 또는 특정한 의미를 포함하지 않는 단순한 디지털 "H/L"레벨로서 이벤트(event) 처리하는 수단을 모두 포함하여서 간결하게 표현한 용어이다.

이상으로부터 알 수 있듯이 본 발명에 의하면,

GPS엔진을 이용하여 차량의 급감속 및/또는 급가속 상태를 검출하고 그에 따른 경보를 제어할 수 있게 되므로, 종래 특허발명에 대한 자동제어의 장점을 그대로 포함하면서 적어도 2지점간의 위치이동을 기초로 한 절대속도의 측정 및 그에 연동되는 설정범위 이탈여부 판단 수단을 제공하여 현저하게 정확도 및 안전도를 향상시키며, 아울러 동 GPS를 이용함으로써 동력기구(회전속도검출) 분야의 기술적 의존을 배제하는 독립된 구성으로서 기술적 정합의 번거로움과 산업적 이해상충을 해소하여 실용화 보급이 극히 용이토록 하는 새로운 효과가 있다.

상기 GPS엔진으로부터 주기적으로 측정되는 위치로서 구동시키는 위치/시간환산프로그램 및 그 응용프로그램은 위급한 속도에 도달된 것을 쉽게 인지하여 제어장치를 자동적으로 구동시켜서 주위차량에게 주의를 환기시키면서도, 만약 충돌이 발생될 경우에는 측정된 위치 등을 아울러 전송하여서 관제센터 등의 특정한 원격지에 사고상황을 자동적으로 알릴 수 있게 되므로, 근거리/원거리에 불구하고 충돌에 관한 예방 및 사후조치가 포괄되어 자동적으로 이루어짐으로써 차량운행관리 효율화, 안전도 향상 및 신속한 사고수습을 지원하는 새로운 효과가 있으며, 필요시 그와 같은 원격전송시의 패킷데이터를 사용자가 인식할 수 있는 음성 또는 문자메시지로서 다시금 변환하여 제공함으로써 이러한 서비스로서의 이동통신 Contents분야가 새롭게 탄생되는 괄목할 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명은 상기 위치측정 및 전송기능을 이용하여 차량강도상황을 관제센터에 신속히 알릴 수 있어 충돌 이외의 분야까지 확장적 기능을 제공하는 부수적 효과가 있으며, 필요시 종래 특허발명의 핵심기술을 그대로 연동시킬 수 있고 또 저전력 전자회로로 구성되는 안정적이고 콤팩트한 회로를 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 효과 중 하나는 기존 제품화된 차량항법장치, PDA, 노트북 또는 핸즈프리장치에 본 발명의 생산방법을 그대로 추가적으로 적용하는데 매우 적합하여 별도의 마케팅이 불필요하다는 점이다.
본 발명의 응용에 관한 효과를 하나 예를 들어 쉽게 설명하자면, 본 발명을 PDA에 적용하고 차량의 하자드램프에 연동되는 LAN(bluetooth 포함) port를 그 PDA 출력단에 연결한 경우에 종합적인 그 작용효과로서, PDA는 「GPS에 의한 위치측정·속도검출·설정범위의 감속/가속변화 검출·타이머 작동·충격감지·통신망으로 전달」을 수행함으로써, 설정범위 초과 감속상태 또는 가속상태에서 타이머로 하자드램프를 구동함과 아울러 이어서 충돌이 발생되면 자체적인 통신망으로 GPS 측정 충돌위치가 포함된 충돌사실을 원격 전송하는 효과를 발휘하게 된다.

Claims (16)

1. 통상적인 차량의 경보등화(하자드램프) 제어용 인터페이스와, 차량의 이동위치 측정용 GPS엔진을, 마이크로프로세서의 프로그램으로서 연동시켜서 다른 차량에 충돌경고를 제공토록 하는, 충돌경보 제어방법에 있어서,

   GPS엔진을 통한 위치측정결과로서 속도를 검출하는 "GPS 연동 속도검출단계"와, 검출된 속도가 설정된 급감속 및 급가속 범위를 초과하는지 검사하는 "GPS 연동 급가감속검출단계"와,

   검사결과 설정된 급감속 및 급가속 범위를 초과하였을 때 하자드램프 작동용 타이머를 자동적으로 구동시키는 "GPS 연동 하자드램프자동제어단계"로서, 주행중 자신의 차량 속도급변 상황을 주위차량에 시각적으로 전달하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌경보 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   "GPS 연동 속도검출단계"에는 동력기구를 이용하는 속도검출회로부를 추가적으로 연결하여 차량의 동력기구로부터의 회전속도를 측정하는 수단을 더 포함하고,

   마이크로프로세서의 프로그램에는 GPS엔진이 위성으로부터의 신호를 수신하지 못하는 때에 상기 속도검출회로부의 출력변화를 검사·판단하여 하자드램프 작동용 타이머를 자동적으로 구동하도록 되는 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌경보 제어방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 타이머가 구동된 후 이어서 충격센서회로의 출력이 발생하였을 경우 마이크로프로세서는 무선통신터미널을 경유하여 GPS엔진에서 얻어지는 그 상황발생장소의 위치를 포함하는 충돌상황메시지로서 특정한 장소에 신호를 전송하는 "GPS 연동 상황메시지전송단계"의 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌경보 제어방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경보스위치회로로부터의 알람신호가 발생하였을 경우 마이크로프로세서는 타이머 구동여부에 불구하고 무선통신터미널을 경유하여 GPS엔진에서 얻어지는 그 상황발생장소의 위치를 포함하는 위급상황메시지로서 특정한 장소에 신호를 전송하는 "GPS 연동 상황메시지전송단계"의 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌경보 제어방법.
5. 통상적인 차량의 경보등화(하자드램프) 제어용 인터페이스와 하드웨어 결합구조 및 마이크로프로세서의 프로그램으로 연동되어, 다른 차량에 충돌경고를 제공토록 하는 충돌경보 제어장치에 있어서,

   지구상공에 위치하는 위성으로부터의 신호를 수신하여 이동체의 위치를 측위하고 단위시간 위치변화를 연산하여 속도를 측정하는 통상적인 GPS엔진;

   상기 GPS엔진으로부터 측정된 속도가 설정된 급감속 및 급가속 범위를 초과하는지를 판단하여 그 범위 초과시 설정된 기간동안 하자드램프 작동용 타이머를 구동하는 마이크로프로세서;

   상기 GPS엔진의 출력을 마이크로프로세서에 연결함과 아울러 마이크로프로세서의 출력단에 인터페이스를 연결하여서 차량의 주행속도 급감속 및 급가속 상태에서 하자드램프가 자동적으로 구동되도록 구성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌경보 제어장치.
6. 제5항에 있어서,

   마이크로프로세서의 입력단에는 차량의 동력기구에 연결되어 회전속도를 측정하는 통상적인 속도검출회로부를 추가적으로 연결하는 수단을 더 포함하고,

   마이크로프로세서에는 GPS엔진이 위성으로부터의 신호를 수신하지 못하는 때에 상기 속도검출회로부로서 GPS엔진의 기능 일부를 대체토록 구성되는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌경보 제어장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 마이크로프로세서의 입력단 결합수단에는, 차량의 충돌에 대응되는 충격상태를 감지하여 전자회로적 "H/L" 출력을 발생하는 충격센서회로를 더 포함하고,

   상기 마이크로프로세서의 출력단 결합수단에는, 적어도 전자회로적 "H/L" 신호의 공급으로 무선통신을 개시하여 미리 설정된 특정한 장소에 원격통보가 가능토록 구성되는 통상적인 무선통신터미널을 더 포함하며,

   상기 마이크로프로세서의 프로그램 구성 수단에는 상기 충격센서회로의 출력을 검사하여 상기 하자드램프 작동용 타이머가 구동된 후 이어서 충격센서의 출력이 발생되었을 때 무선통신터미널을 경유하여 특정한 장소에 그 상황발생장소에서의 GPS측정위치를 포함하는 충돌메시지로서 신호를 전송하는 수단을 더 포함하고,

   상기 마이크로프로세서 입력단에 충격센서회로의 출력이 연결됨과 아울러 그 마이크로프로세서 출력단에 무선통신터미널이 연결되어서 차량의 급감속 또는 급가속 상태에 이어서 충돌이 발생될 경우 무선통신터미널로서 그 위치가 포함된 충돌상황을 송신하도록 구성하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌경보 제어장치.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 마이크로프로세서의 입력단 결합수단에는, 적어도 운전자의 조작으로 위급상황여부를 전자회로적 "H/L" 출력으로 발생할 수 있도록 되는 경보스위치회로를 연결하는 수단을 더 포함하고,

   상기 마이크로프로세서의 출력단 결합수단에는, 적어도 전자회로적 "H/L" 신호의 공급으로 무선통신을 개시하여 미리 설정된 특정한 장소에 원격통보가 가능토록 구성되는 통상적인 무선통신터미널을 연결하는 수단을 더 포함하며,

   상기 마이크로프로세서의 프로그램 구성 수단에는 상기 경보스위치회로의 출력을 검사하여 그 출력이 발생되었을 때 무선통신터미널을 경유하여 특정한 장소에 위치를 포함한 위급상황신호를 자동적으로 통보토록 일련의 과정을 제어하는 수단을 더 포함하고,

   상기 마이크로프로세서 입력단에 경보스위치회로의 출력이 연결됨과 아울러 그 마이크로프로세서 출력단에 무선통신터미널이 연결하여서 차량의 위급상황정보를 무선통신터미널로서 송신하는 구성수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌경보 제어장치.
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