KR100615748B1 - 차량에 정보를 전달하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

차량에 정보를 전달하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 정보를 전달하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은 발광 반도체 소자(2)에 의한 펄스형 광신호의 송신, 광 수신 장치(4)에 의한 광신호의 수신, 광신호의 평가 및 수신된 정보의 디스플레이 및/또는 상기 정보를 기초로 한 차량 부품의 제어를 포함한다. 동시에 운전자에게 시각 신호를 송신하기 위한 발광 소자가 사용될 수 있다.

Description

차량에 정보를 전달하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING INFORMATION TO VEHICLE}
도 1은 도로 교통에서 연속하는 2대의 자동차에서 사용되는, 본 발명에 따른 송수신 장치의 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 장치의 개략적인 블록 회로도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1, 3: 차량 2: LED
4: 광전자 수신 장치 5: 전기 수신 신호
6: 평가 회로 7: 경고 신호
8: 디스플레이 장치 9: 양방향 데이터 라인
10: 버스 시스템 11: 전기 펄스 신호
12: LED-트리거링 회로
본 발명은 고정 또는 이동 물체로부터 차량에 정보를 전달하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도로 교통량이 많을 때에도 가능한한 원활한 교통 흐름을 보장하고 동시에 자동차 탑승자에게 고도의 교통 안전성을 제공하기 위해 교통 통제를 위한 기술 시스템이 다수 개발되어 사용되고 있다. 상기 방식의 교통 통제 시스템 및 교통 안전 시스템은 대개 비교적 복잡하고, 종종 비싼 고정 장치 또는 차량 장착 장치의 설치를 요구한다.
고정 시스템으로부터 차량내 운전자 정보 시스템으로의 정보 전달 및 차량간의 정보 전달은 교통 통제 기술 및 교통 안전 기술에서 중요한 요소이다.
본 발명의 목적은 간단하고 경제적인 방식으로 차량에 정보를 전달하거나 차량간에 정보를 전달함으로써, 간단하고 경제적인 방식으로 교통 통제 및 도로 교통에서의 안전성 증대를 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적은 청구항 제 1항의 특징을 갖는 방법 및 청구항 제 7항의 특징을 갖는 장치에 의해 달성된다.
상기 방법 및 장치의 바람직한 실시예 및 개선예는 종속항 제 2항 내지 제 6항 및 제 8항 내지 제 12항에 나타나 있다.
근래에는 매우 강한 빛의 신뢰성 있는 발광 반도체 소자, 특히 발광 다이오드(LED)를 제조할 수 있게 되었고, 이미 상기 방식의 고휘도 LED를 교통 신호등의 지시등 또는 차량등으로 사용하고 있다.
본 발명은 관측자에 의해 관측된 LED의 광도가 크게 감소되지 않으면서, MHz-범위까지의 높은 주파수를 갖는 펄스 모드로 작동될 수 있는 LED의 특성을 이용한다. 이에 따라, 펄스 형태로 작동하는 고휘도 LED는 차량 운전자를 위해 시각적으로 인지될 수 있는 지시 장치(예를 들어, 제동등, 점멸등 또는 자동차의 후미등 또는 교통 신호등의 지시등)로서 사용될 수 있고, 동시에 펄스형 광신호를 수신하여 그 신호를 평가함으로써 시각적으로 탐지할 수 있는 지시 정보를 통해 송신되는 정보를 검출하는 수신 장치가 차량에 제공될 수 있다. 이러한 추가 정보는 음향 신호 및/또는 광 신호로서 운전자에게 디스플레이되거나 차량의 작동 상태, 예컨대 주행 속도의 제어 기초로서 사용된다.
본 발명에 따른 방법은 다양한 적용- 및 사용 가능성을 갖는다. 본 방법의 바람직한 제 1 실시예는 고정 물체 또는 차량의 LED가 송신한 광신호는 미리 정해진 일정 주파수를 갖는 펄스 신호이고, 평가회로가 송신된 신호에 대한 수신된 신호의 주파수 편차로부터 - 즉, 일정한 주파수와 전기 수신 신호의 주파수 편차로부터 - 물체 또는 차량과 수신 차량간의 상대 속도를 검출하는 것을 특징으로 한다. 이러한 도플러-효과에 의한 상대 속도의 검출에 의해, 예컨대 펄스식으로 작동하는 하나 또는 다수의 LED를 포함하는 후미등을 구비한 전방 차량에 대해 소정의 속도로 알맞는 바람직한 거리가 유지될 수 있다.
소정의 거리 유지는, 한편으로는 짧은 거리 및/또는 긴 거리에서 운전자에게 전달된 거리 표시 또는 지시 신호에 의해 간접적으로 이루어질 수 있고, 다른 한편으로는 평가시 얻어진 거리 정보가 엔진- 및/또는 제동 장치의 제어에 의해 자동차의 운행 상태를 직접 변경시킴으로써, 직접적인 거리 조절이 수행될 수 있다. 특히 후자와 같은 자동 거리 조절의 경우 차량이 종렬을 이루거나 신호등이 적색신호에서 청색신호로 바뀔 때, 자동차의 유동률이 높은 상태에서 원활한 교통 흐름이 달성될 수 있다.
또한 전방 차량의 제동등에는 하나 또는 다수의 LED가 설치될 수 있고, 상기 제동등은 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예에 따라 제동시 미리 공지된, 주파수 안정적 펄스 신호에 의해 작동될 수 있다. 전술한 거리 모니터링은 전방 차량의 제동시 이루어지며, 이 때 운전자에 의한 디스플레이 지원 방식의 간접적인 거리 조절 또는 제동 제어 장치와의 직접적인 결합에 의한 자동 거리 조절이 제공될 수 있다. 자동 거리 조절은 제동력이 자동적으로 필요한 만큼 빠르게, 그러나 가능한한 부드럽게 조절될 수 있다는 장점이 있다. 이러한 방식으로, 부드럽고 신속한 제동이 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 너무 이른 자동 급제동으로 인한 위험 상황에서 급박한 사고가 방지될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에서는 요구 정보를 지닌 요구 신호가 송신된 펄스형 광신호로 변조되고, 수신 장치로부터 평가회로에 전달되어, 거기서 다시 요구 정보로 변환된다. 또한 상기 실시예에서는 다양하게 변형된 적용이 제공된다. 예컨대 LED가 재차 전방 차량의 제동등을 형성할 수 있으며, 변조된 요구 신호가 제동 강도를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 후속 차량에서 그러한 제동 동작이 파악될 뿐만 아니라, 제동 강도도 측정될 수 있다. 이미 기술된 제 1 실시예와 유사한 방법에 따라, 요구 신호에 포함되어 있는 정보는 지시 신호로서 운전자에게 인식되지도 않고, 차량의 운행 상태에도 영향을 끼치지 않는다. 예컨대 수신된 요구 신호가 전방 차량의 완전 제동을 표시할 때, 자동적으로 완전 제동이 실행될 수 있다.
또한 제 2 실시예의 바람직한 변형에서는 LED 또는 다수의 LED가 교통 신호등의 지시등 또는 건널목에서의 경고등으로서 사용된다. 요구 신호는 예컨대 적색 신호등이 꺼질 때까지의 시간 및 건널목의 개방 시간을 나타낸다. 상기 요구 정보에 따라 운전자는 엔진 작동을 정지시켜야 할지 말아야 할지를 결정한다. 마찬가지로 수신된 요구 정보에 의해 작동된 엔진은 직접적인 제어에 의해 자동적으로 멈추고, 올바른 시점에 다시 자동적으로 가동될 수 있다.
상기 요구 신호는 진폭 변조 또는 주파수 변조 신호일 수 있다.
또한 제 1 실시예에 따른 방법은 제 2 실시예에 따른 방법과 바람직하게 결합될 수 있다. 요구 정보는 주파수 안정적 펄스 신호의 진폭 변조에 의해 이 펄스 신호에 첨가되거나, 주파수 안정적 펄스 신호와 다른 주파수 범위에 놓여 있음으로써 상기 펄스 신호와 구별될 수 있는 추가 요구 신호가 제공될 수 있다.
높은 광도를 얻기 위해서 모든 적용 분야에서 어레이 형태(array form) 또는 라인 형태로 결합된 다수의 LED가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치의 사용은 단지 도로 교통에만 제한되어 있지 않다. 예컨대 궤도 전용 차량에도 사용될 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
전방 차량(1)은 두 개의 제동등을 갖고 있는데, 상기 제동등은 제동시 일정한 주파수에서 펄스 모드로 작동되며, 밝은 빛을 내는 각각의 적색 LED(2)의 어레이(array)에 의해 작동될 수 있다.
후속 차량(3)은 전면 영역에, 제동등-LED(2)에 의해 송신된 광신호(13)를 수신하여 이에 상응하는 신호 진폭을 갖는 전기 수신 신호로 변환하는 광전자 수신 장치(4)를 구비하고 있다. 광전자 수신 장치(4)는 빛 유입구 측에 연결된 광학 장치를 갖는 검출 다이오드로 형성된다. 전방 차량(1)과 마찬가지로 후속 차량(3) 또한 LED(2)로 형성된 제동등을 갖고 있다.
도 2는 후속 차량(3)에 사용된 송수신 장치에 대한 블록 회로도이다. 광전자 수신 장치(4)에 의해 송출된 전기 수신 신호(5)가 평가 회로에 해당하는 마이크로 제어기(6)에 제공된다. 상기 마이크로 제어기(6)는 우선 전기 수신 신호(5)가 있는지를 검출하고, 그럴 경우 전기 수신 신호(5)의 주파수를 결정한다. 그리고 나서, 상기 마이크로 제어기(6)는 전기 수신 신호(5)의 결정된 주파수와 기준 주파수간의 차이를 산출하는데, 이때 기준 주파수는 마이크로 제어기(6)의 메모리에 저장되며, 전방 차량(1)에 있는 LED(2)를 작동시키는 일정한 펄스 주파수와 일치한다. 마이크로 제어기(6)는 얻어진 차이값으로부터 전방 차량(1)과 관찰되는 후속 차량(3)간의 상대 속도를 산출한다. 이러한 과정은 연속적으로 반복되기 때문에, 매 시점에 상대 속도에 대한 실제 값이 존재한다.
마이크로 제어기(6)가, 전방 차량(1)의 제동시 상대 속도가 소정의 반응 시간의 경과 후 더 상승되거나 미리 정해진 한계값을 넘어서는 것을 검출해낸다면, 상기 마이크로 제어기(6)는 운전자에게 그러한 상황의 발생 또는 그러한 상황의 위험성을 알리는 영상 또는 음향 디스플레이 장치(8)에 경고 신호(7)를 송신한다.
상기 마이크로 제어기(6)는 또한 양방향 데이터 라인(9)에 의해 자동차의 버스 시스템(10)과 연결된다. 상기 버스 시스템(10)은 도 1에 도시되지 않은 자동차의 제동 제어 장치와 같은 제어 장치에 연결되어 있고, 더 나아가 양방향 데이터 라인(9)을 통해 예컨대 차량의 실제 속도 및 실제 가속도 또는 감속과 같은 운행 상태에 관한 정보, 또는 경우에 따라 도로 상태(건조한/비에 젖은/눈으로 미끄러운 도로)에 대한 정보를 마이크로 제어기에 전달한다.
검출된 상대 속도 및 운행 상태 정보를 기초로 하여 마이크로 제어기(6)에 의해 산출된 상황 위험도에 따라, 마이크로 제어기(6)는 양방향 데이터 라인(9)을 통해, 자동 제동을 유발하는 동시에 제동 제어 장치에 필요한 제동의 강도를 알리는 신호를 송신한다.
디스플레이 장치(8)에 의한 경고 신호(7)의 디스플레이 및 양방향 데이터 라인(9)과 버스 시스템(10)에 의한 자동 제동이 선택적으로 또는 공통으로 이루어질 수 있고, 또한 자동 제동 과정은 경고 신호의 디스플레이가 더이상 성공적으로 이루어지지 않는, 매우 높은 위험도에서만 실행될 수 있다.
마이크로 제어기(6)는 또한 도시되지 않은 펄스 발생기를 갖는데, 상기 펄스 발생기의 출력부에 기준 주파수를 갖는 전기 펄스 신호(11)가 제공된다. 상기 전기 펄스 신호(11)는 LED-열의 LED(2)가 필요로 하는 펄스형 작동 흐름을 발생시키는 LED-트리거링 회로(12)에 공급된다. 기준 주파수는 kHz에서 MHz까지의 범위에 놓인다.
본 발명의 제 2 실시예에 따라 LED를 트리거링하는 전기 펄스 신호(11)에 요구 신호가 중첩될 수 있다. 이런 경우 양방향 데이터 라인(9)에 의해 이미 언급된 데이터 이외에도 예컨대 바로 막 이루어진 제동의 강도에 대한 정보도 마이크로 제어기(6)에 전달된다. 상기 정보는 고정 주파수(기준 주파수)를 갖는 전기 펄스 신호(11)의 적절한 진폭 변조에 의해서나, 상기 펄스 신호(11)에 중첩되어 이와 다른 주파수를 갖는, 진폭 변조 또는 주파수 변조된 추가 전기 요구 신호의 발생에 의해 LED-트리거링 회로(12)에 사용될 수 있다.
신호 검출에서 후속 차량의 마이크로 제어기(6)가 전기 수신 신호(5)로부터 요구 정보를 되찾아서, 상기 요구 정보 및 경우에 따라 제 1 개선예에서 검출된 상대 속도값 및 운행 상태 정보를 기초로 하여 또 다른 조치들을 유발할 수 있다.
변조된 요구 정보는 제동 정보가 아니라 예컨대 출발 정보, 가속도 정보와 같은 다양한 형태의 정보를 포함할 수 있어야 한다. 또한 요구 정보를 전달하기 위해 다수의 중첩된 요구 신호를 제공할 수 있다.
본 발명을 통해 간단하고 경제적인 방식으로 차량에 정보를 전달하거나 차량간에 정보를 전달함으로써, 간단하고 경제적인 방식으로 교통 통제 및 도로 교통에서의 안전성 증대를 가능하게 하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.

Claims (12)

  1. 고정 또는 이동 물체로부터 차량에 정보를 전달하기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 고정 또는 이동 물체에 설치된 교통 신호등 또는 차량 램프인 적어도 하나의 발광 반도체 소자에 의해 전달될 정보에 대응되는 펄스형 광신호를 송신하는 단계,
    - 차량에 배치되어 상기 펄스형 광신호를 전기 수신 신호로 변환하는 광전자 수신 장치에 의해 상기 펄스형 광신호를 수신하는 단계,
    - 상기 차량에 배치된 평가 회로에 의해 상기 전기 수신 신호를 평가하는 단계,
    - 상기 전기 수신 신호에 대응되는 정보를 상기 차량 내에 디스플레이하는 동작 및 상기 전기 수신 신호에 대응되는 정보에 기초하여 차량의 작동 상태에 영향을 주는 적어도 하나의 차량 부품을 제어하는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 단계,
    - 상기 발광 반도체 소자를 사용하여, 전달될 정보를 송신하는 동시에 시각 신호를 차량 운전자에게 직접 송신하는 단계,
    를 포함하는,
    차량으로의 정보 전달 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    - 상기 송신된 광신호가 미리 정해진 일정한 주파수를 가진 펄스 신호이고,
    - 상기 평가 회로가 상기 일정한 주파수와 상기 전기 수신 신호의 주파수 편차로부터 상기 물체와 상기 차량 간의 상대 속도를 결정하는,
    차량으로의 정보 전달 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    - 요구 정보를 가진 요구 신호가 상기 송신된 펄스형 광신호로 변조되고,
    - 상기 평가 회로가 상기 전기 수신 신호에 포함된, 변환된 요구 신호를 평가하며,
    - 상기 평가시 얻어진 정보가 요구 정보를 포함하는,
    차량으로의 정보 전달 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 요구 신호가 진폭 변조 또는 주파수 변조된 신호인,
    차량으로의 정보 전달 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    얻어진 정보가 광학 지시 신호 및 음향 지시 신호 중 적어도 하나에 의해 상기 차량의 운전자에게 디스플레이되는,
    차량으로의 정보 전달 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,
    제동 장치, 및 엔진 가속도를 제어하는 차량 부품 중 적어도 하나가 상기 평가시 얻어진 정보에 기초하여 제어되는,
    차량으로의 정보 전달 방법.
  7. 고정 또는 이동 물체로부터 차량에 정보를 전달하기 위한 송수신 장치에 있어서,
    - 교통 신호등 또는 차량 램프이면서, 차량 운전자를 위한 시각 신호를 발생시키기 위해 제공되고, 펄스형 광신호를 송신하는 발광 반도체 소자,
    - 상기 차량에 장착되고, 송신된 펄스형 광신호를 수신하여 전기 수신 신호로 변환하는 광전자 수신 장치,
    - 상기 차량에 배치되고 상기 전기 수신 신호를 평가하는 평가 회로,
    - 상기 평가시 얻어진 정보를 디스플레이하는 디스플레이 장치 및 평가시 얻어진 전기 수신 신호에 기초하여 적어도 하나의 차량 부품을 제어하는 제어 장치 중 적어도 하나를 포함하는,
    송수신 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 물체가 상기 차량의 전방에 있는 다른 차량인,
    송수신 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 발광 반도체 소자가 상기 전방에 있는 다른 차량의 미등 또는 제동등에 설치되는,
    송수신 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 물체가 교통 지시 장치, 특히 교통 신호등 또는 경고등인, 차량으로의 정보 전달 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 교통 신호등 또는 경고등이, 신호등 또는 경고등의 신호 상태를 운전자에게 디스플레이하는데 사용되는 동시에, 차량 수신 장치로 전달될 정보를 포함하는 펄스형 광신호를 송신하는 다수의 발광 반도체 소자를 갖는,
    송수신 장치.
  12. 제 7항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스형 광신호를 송신하기 위해 하나의 LED-어레이 또는 다수의 LED로 이루어진 하나의 열이 제공되는,
    송수신 장치.
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