KR100742558B1 - 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
보행자 감지영역을 감지하는 제 1, 2, 3 및 4 적외선 센서와, 상기 제 1 및 제 2 적외선 센서가 감지한 각각의 보행자 감지영역을 중첩하여 제 1 감지영역을 생성하고, 상기 제 3 및 제 4 적외선센서가 감지한 각각의 보행자 감지영역을 중첩하여 제 2 감지영역을 형성하는 지연 알고리즘과, 상기 제 1 감지영역과, 제 2 감지영역이 교차하는 공통영역에 진입한 보행자의 대기시간을 분석하여 보행자 신호등이 구동하는 횡단의사 판단 알고리즘이 설치된 마이컴으로 이루어진 보행자 감지기 모듈 및 그 제어방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명은 단일로의 건널목에 설치된 교통 신호등 시스템에 있어서, 보행자 횡단 신호의 점등이 일정 시간을 주기로 반복적으로 제어되는 신호 체계를 탈피하여 횡단보행 의사자가 있을 경우에만 횡단 신호등을 점등할 수 있도록 횡단 의사자를 확인하고 이 결과를 신호등 제어기에 알려줌으로써 경제적인 교통제어를 실현할 수 있는 효과가 있다.
교통, 신호등, 적외선, 센서, 감지, 보행자, 점등
Description
도 1은 종래의 교통신호 시스템 구성도
도 2는 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈이 구비된 교통신호 시스템 구성도
도 3은 본 발명에 따른 보행자 감지기 모듈 구성도
도 4는 본 발명에 따른 보행자 감지영역을 적외선 센서 1개로 감지한 예시도
도 5는 본 발명에 따른 적외선 센서 1개로 감지한 출력 패턴 및 적외선 센서 2개로 감지한 출력 패턴
도 6은 본 발명에 따른 보행자 감지영역을 적외선 센서 2개로 감지한 예시도
도 7은 본 발명에 따른 적외선 센서 2개로 감지한 출력 패턴에 지연 알고리즘을 적용한 출력 패턴
도 8은 본 발명에 따른 횡단의사 판단 알고리즘 예시도
도 9는 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈의 제어방법을 나타낸 순서도
도 10은 본 발명의 상기 도 9에 따른 지연 알고리즘을 나타낸 순서도
도 11은 본 발명의 상기 도9에 따른 횡단의사 판단 알고리즘을 나타낸 순서도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 적외선 센서 모듈 20 : 보행자 감시영역
30 : 보행자용 신호등 40 : 차량용 신호등
50 : 신호등 제어기 100 : 제 1 적외선 센서
200 : 제 2 적외선 센서 300 : 제 3 적외선 센서
400 : 제 4 적외선 센서 500 : 마이컴
501 : 지연 알고리즘 502 : 횡당의사 판단 알고리즘
본 발명은 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단일로의 건널목 또는 횡단보도에 설치된 교통 신호등 시스템이 횡단보도를 보행할 보행자가 있을 경우에만 보행자 신호등이 동작하는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈 및 그 제어방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 교통신호 시스템에 관한 것으로서, 상기 교통신호 시스템은 차도를 가로질러 횡단 보행자를 위한 횡단보도가 그려져 있고, 횡단보도를 마주보 며 보행자의 흐름을 제어하는 보행자용 신호등이 설치되어 있으며, 차로의 상단에는 차량의 흐름을 제어할 수 있는 차량용 신호등이 설치되어 있다. 차량용 신호등과 횡단보행자용 신호등을 제어하기 위하여 신호등 제어기에서는 전원을 비롯한 신호등 제어신호를 전송한다. 횡단 보행자용 신호등은 제어기에 의하여 제어되며, 횡단자의 횡단에 소요되는 시간을 고려하여 반복적으로 횡단신호를 점등한다.
그러나, 상기 종래의 기술은 횡단 보행자가 전혀 없는 상황에서도 보행자용 신호등이 점등되어 차량의 흐름을 원활하게 소통시키지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 횡단보행자가 횡단보도를 건너고자 할 경우에 자동으로 보행자용 신호등이 점등되는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈은 보행자 감지영역을 감지하는 제 1, 2, 3 및 4 적외선 센서와, 상기 제 1 및 제 2 적외선 센서가 감지한 각각의 보행자 감지영역을 중첩하여 제 1 감지영역을 생성하고, 상기 제 3 및 제 4 적외선 센서가 감지한 각각의 보행자 감지영역을 중첩하여 제 2 감지영역을 형성하는 지연 알고리즘과, 상기 제 1 감지영역과, 제 2 감지영역이 교차하는 공통영역에 진입한 보행자의 대기시간을 분석하여 보행자 신호등이 구동하는 횡단의사 판단 알고리즘이 설치된 마이컴으로 이 루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 지연 알고리즘은 적외선 센서의 출력을 연속적으로 변환하여 보행자를 지속적으로 감지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 감지영역은 적외선 센서 2개로 동일한 보행자영역을 X축, Y축으로 어긋나게 배치하여 중첩하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 감지영역은 4개의 적외선 센서가 2개씩 쌍을 이루어 2개의 감지영역과, 4개의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 2개의 감지영역은 2개씩 쌍을 이루어 보행자를 감시하는 적외선 센서가 일정 각으로 배치되어 형성된 공통영역에서 횡단보도 횡단의사를 갖는 보행자를 감지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈의 제어방법은 보행자 감지영역에 진입한 사물 및 사람을 보행자 감지기 모듈에 구비된 4개의 적외선 센서 중에서 두 개씩 쌍을 이루어 감지하여 제 1 감지영역과 제 2 감지영역을 형성하는 제 1 단계와, 상기 제 1 감지영역과 제 2 감지영역을 지연 알고리즘으로 불연속 구간을 연속적으로 변환하는 제 2 단계와, 상기 연속적으로 변환된 제 1 감지영역과 제 2 감지영역의 공통영역을 횡단의사 판단 알고리즘으로 횡단 보행자의 횡단보도 횡단여부를 판단하는 제 3 단계와, 상기 횡단의사 판단 알고리즘이 보행자용 신호등으로 보행자 신호를 전송하는 제 4 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면 상기 지연 알고리즘은 센서의 출력이 발 생된 경우인 1과, 센서의 출력이 없는 경우인 0 중에서 어느 하나를 입력하는 제 1 단계와, 상기 센서의 출력이 발생된 경우인 1을 입력한 경우에 출력 1을 출력하는 제 2 단계와, 상기 출력 1이 입력이 되어 센서 출력이 발생된 경우인 1과, 센서의 출력이 없는 0 중에서 어느 하나를 입력하여 출력이 1인 경우에 제 2 단계를 수행하고 0이면 다음 단계를 수행하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계의 출력이 0인 경우에 지연 타이머를 동작하는 제 4 단계와, 상기 지연 타이머 동작 후에 출력을 1로 설정하는 제 5 단계와, 상기 설정된 출력 1이 다시 센서의 출력이 발생된 경우인 1과, 센서의 출력이 없는 경우인 0중에서 어느 하나를 다시 입력하는 제 6 단계와, 상기 센서의 출력이 없는 경우인 0이면 연속적인 0 출력을 측정하는 타이머 시간과, 불연속 구간을 보상하기 위하여 설정한 기준시간을 비교하는 제 7 단계와, 상기 연속적인 0출력시간을 측정하는 타이머 시간이 불연속 구간을 보상하기 위하여 설정한 기준시간보다 큰 경우에 리셋 타이머가 구동되는 제 8 단계와, 상기 리셋 타이머가 구동되어 출력이 0이 되고 상기 제 1 단계에서 센서의 출력이 없는 경우인 0이면 지연 알고리즘을 처음부터 다시 수행하는 제 9 단계와, 상기 제 6 단계에서 센서의 출력이 발생된 경우인 1이면 리셋 타이머가 구동되어 제 3 단계 이전으로 수행되는 제 10 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면 상기 횡단의사 판단 알고리즘은 보행자가 c 패턴에 있는지 판단하는 제 1 단계와, 상기 c 패턴에 있는 경우에 횡단보도 대기선에서 음성멘트가 출력되는 제 2 단계와, 상기 보행자가 c 패턴에 있는 경우에 일정시간 동안 연속하여 보행자를 감시하는 디텍터 타이머를 구동하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계와 제 14 단계에서 보행자 감지시간보다 보행자 감지 설정시간이 적은 경우에 디텍터 타이머가 구동하는 과정에서 보행자의 이동여부를 a, b, c, d 패턴 중 어느 패턴에 해당하는지 판단하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계에서 b, d 패턴인 경우에 다시 b, d 패턴중 어느 패턴에 해당하는지 판단하는 제 5 단계와, 상기 제 5 단계에서 b 패턴인 경우에 b 타이머 구동 시간을 측정하는 제 6 단계와, 상기 b 타이머 구동 시간과, b 패턴 유지 설정시간을 비교하는 제 7 단계와, 상기 b 타이머 구동 시간이 b 패턴 유지 설정시간보다 작은 경우에 d 타이머를 리셋하는 제 8 단계와, 상기 제 5 단계에서 d 패턴인 경우에 d 타이머 구동 시간을 측정하는 제 9 단계와, 상기 d 패턴 유지시간과, d 패턴 유지 설정시간을 비교하는 제 10 단계와, 상기 d 패턴 유지시간이 d 패턴 유지 설정시간보다 작은 경우에 b 타이머를 리셋하는 제 11 단계와, 상기 b 타이머 구동 시간이 b 패턴 유지 설정시간보다 큰 경우 및 d 패턴 유지시간이 d 패턴 유지 설정시간보다 큰 경우에 모든 타이머를 리셋하는 제 12 단계와, 상기 제 5 단계에서 a, c 패턴인 경우에 b, d 타이머를 리셋하는 제 13 단계와, 상기 제 8 단계, 제 11 단계, 제 12 단계 이후에 보행자 감지시간과 보행자 감지 설정시간을 비교하는 제 14 단계와, 상기 보행자 감지시간이 보행자 감지 설정시간보다 큰 경우에 최종 횡단보행자 존재를 신호등 제어기에 전송하는 제 15 단계와, 상기 신호등 제어기에서 횡단보도 횡단에 필요한 음성멘트가 출력되는 제 16 단계와, 상기 제 16 단계 이후에 모든 타이머를 리셋하는 제 17 단계와, 상기 제 17 단계 이후에 다음동작 대기시간을 수행하는 제 18 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 교통신호 시스템에 개념도로서, 상기 시스템은 도 1에 도시된 종래의 교통신호 시스템과 다르게 본 발명 신호등 제어기(50)에서 횡단신호를 일정시간 주기로 출력하지 않고 항상 차량신호만 점등되어 있다.
이때 상기 차량용 신호등(40)이 항상 점등되어 있음으로 횡단보행자가 횡단보도를 건너기 위해서는 차량용 신호등(40)의 차량신호가 보행자용 신호등(30)의 횡단신호로 바뀌어야 하는 바, 교통신호 시스템에 구비된 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈(10)이 보행자 감지영역(20)에서 횡단보행자를 감지하여 보행자용 신호등을 횡단신호로 전환하는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈 및 그 제어방법에 관한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 보행자 감지기 모듈 구성도로서 상기 모듈(10)은 보행자 감지영역을 감지하는 제 1, 2, 3 및 4 적외선 센서(100, 200, 300, 400)와, 상기 제 1 및 제 2 적외선 센서(100, 200)가 감지한 각각의 보행자 감지영역(20)을 중첩하여 제 1 감지영역을 생성하고, 상기 제 3 및 제 4 적외선센서(300, 400)가 감지한 각각의 보행자 감지영역(20)을 중첩하여 제 2 감지영역을 형성하는 지연 알고리즘(501)과, 상기 제 1 감지영역과, 제 2 감지영역이 교차하는 공통(共通)영역에 진입한 보행자의 대기시간을 분석하여 보행자 신호등이 구동하는 횡단의사 판단 알고리즘(501)이 설치된 마이컴(500)으로 구성된다.
보다 상세하게 상기 제 1 내지 제 4 적외선 센서(100, 200, 300, 400) 중에서 제 1 및 제 2 적외선 센서(100, 200)는 각각 보행자 감지영역을 도 4에 도시된 바와 같이 감지하는 바, 보행자 감지영역 내에 움직이는 물체를 감지할 경우에 적외선 센서의 감지 결과는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 불연속적인 펄스신호 형태를 나타낸다. 즉, 적외선 센서의 출력이 없는 경우는 보행자 감지영역 내에서 보행자가 불연속적인 지점을 통과하는 이유로 발생된 센서출력 없음과 횡단 대기를 위하여 감시영역 내에 진입한 후 움직임이 없어 발생된 센서의 출력없음이 서로 구별하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 제 1 및 제 2 적외선 센서(100, 200)에서 감지한 보행자영역을 도 6에 도시된 바와 같이 동일한 보행자영역을 X축, Y축으로 10° 어긋나게 배치하여도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 한 개의 적외선 센서를 사용했을 경우보다 불연속적인 감지 구간이 줄어들게 한다.
이와 같이 상기 제 1 및 제 2 적외선 센서(100, 200)를 중첩하여 제 1 감지지역을 생성한다.
아울러, 상기 제 3 및 제 4 적외선 센서(100, 200)를 제 1 및 제 2 적외선 센서(100, 200)와 동일한 방법으로 중첩하여 제 2 감지지역을 생성한다.
결과적으로 제 1 내지 제 4 적외선 센서(100, 200, 300, 400) 중에서 쌍을 이루는 적외선 센서는 하나의 출력으로 동작함으로 물리적으로는 2개 이지만 하나의 센서동작과 동일하며 이는 하기 설명되는 지연 알고리즘에 적용된다.
상기 마이컴(500)은 제 1 및 제 2 감지영역을 생성하는 지연 알고리즘(501)과, 상기 제 1 및 제 2 감지영역이 교차하는 공통영역에 진입한 보행자의 대기시간을 분석하여 보행자 신호등이 구동되는 횡단의사 판단 알고리즘(501)으로 구성된다.
보다 상세하게 상기 지연 알고리즘(501)은 제 1 감지지역과, 제 2 감지지역이 도 5의 (a)에 도시된 것보다 불연속 출력 구간이 좁아졌으나 여전히 보행자의 보행자영역 진입 후 움직임이 없어 발생되는 경우의 출력없음 패턴과 구별하기 어려운 문제점을 극복하기 위하여 인위적으로 도 7에 도시된 바와 같이 불연속 출력 구간을 연속적인 출력 구간으로 변환한다. 즉 지연시간 Td는 보행자의 속도에 따라 최적화한다. 상기 속도는 본 발명에서 가장 적합한 500msec가 바람직하다. 또한 상기 Td는 파라미터 값이므로 경우에 따라 변경 가능하다.
상기 횡단의사 판단 알고리즘(501)은 제 1 감지지역과, 제 2 감지지역이 지연 알고리즘에 의하여 연속적인 출력 구간으로 변환한 후에 상기 제 1 감지지역과, 제 2 감지지역 사이에 공통영역이 발생하도록 제 1 및 제 2 적외선 센서(100, 200)와, 제 3 및 제 4 적외선 센서(300, 400)를 서로 일정 각을 두고 배치한다.
따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 공통영역이 발생되며 상기 공통영역에 횡단보행자가 일정시간 대기하고 있으면 현재 점등되어 있는 차량용 신호등(40)이 자동으로 보행자용 신호등(30)에서 횡단보행자가 횡단보도를 건너가도록 점등된다.
특히 도 8에 도시된 a(00), b(10), c(11), d(01)와 같은 영역을 [표 1]과 함께 보다 상세하게 설명한다.
[표 1]
| A영역 센서 출력 | B영역 센서 출력 | 패턴 |
| 0 | 0 | a |
| 1 | 0 | b |
| 1 | 1 | c |
| 0 | 1 | d |
본 발명은 c패턴이 a패턴이 되는 경우는 2가지가 있는 바, 하나는 공통영역을 진입하여 c패턴이 발생하고 공통영역에서 부동자세로 대기하는 경우와, 공통영역을 지나서 통과하는 경우이다. 그러나 이때에 발생하는 중간 패턴인 b 또는 d의 지속시간은 두가지의 경우에 차이를 보이게 되는데 이를 구별하여 보행자 대기구간에 횡단 대기자가 지속적으로 존재하는지 아니면 통과하여 지나 가는지를 구별한다.
더욱이, 패턴 a→b→c 또는 a→d→c로 변경되는 시간을 체크하여 진입하는 보행자의 진입속도를 유추한다. 즉, 두 개의 영역센서로부터 입력되는 신호를 패턴화하여 알고리즘을 구현하고, c가 발생되면 우선적으로 디텍트 타이머(Detect Timer)를 동작시켜 보행자가 연속해서 감지되는 시간 측정을 시작한다. 연속해서 c가 검출되면 디텍트 타이머는 계속하여 동작하게 된다.
또한, c 이후에 a가 검출되면 디텍트 타이머는 계속하여 동작하게 된다. 또한 C 이후에 a가 검출되는 경우도 연속해서 c가 검출되는 것과 동일하다 c가 검출된 후에 b 또는 d가 검출되면 연속적으로 b 또는 d가 검출되는 시간을 측정한다.
연속적으로 검출되는 b 또는 d 시간이 기준시간 보다 작으면 연속적으로 c가 검출된 것과 동일하게 취급하며, 기준시간보다 길면 보행자가 횡단 대기 구역을 벗어난 것으로 판단하여 디텍트 타이머 등을 초기상태로 변경하고 알고리즘의 시작단 계로 되돌아 간다.
연속적인 c 또는 기준시간 이하의 b, d 패턴이 지속되어 경과시간이 디텍트 타임 기준시간을 넘게 되면 센서모듈은 교통신호 제어기에 보행자가 있음을 최종적으로 알려준다.
신호등 제어기(50)에 횡단의사자가 있음을 알려준 다음에는 일정 시간 동안 감지기 동작을 정지시키고 교통신호 제어기에 의한 횡단신호 점등시간 등의 부수적인 교통신호 제어시간 동안 대기한다.
도 9는 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈의 제어방법을 나타낸 순서도로서 상기 제어방법은 다음과 같은 단계를 수행한다.
보행자 감지영역에 진입한 사물 및 사람을 보행자 감지기 모듈에 구비된 4개의 적외선 센서 중에서 두 개씩 쌍을 이루어 감지하여 제 1 감지영역과 제 2 감지영역을 형성하는 단계(S100)와, 상기 제 1 감지영역과 제 2 감지영역을 지연 알고리즘으로 불연속 구간을 연속적으로 변환하는 단계(S200)와, 상기 연속적으로 변환된 제 1 감지영역과 제 2 감지영역의 공통영역을 횡단의사 판단 알고리즘으로 횡단 보행자의 횡단보도 횡단여부를 판단하는 단계(S300)와, 상기 횡단의사 판단 알고리즘이 보행자용 신호등으로 보행자 신호를 전송하는 단계(S400)로 이루어진다.
상기 보행자 감지영역에 진입한 사물 및 사람을 보행자 감지기 모듈에 구비된 4개의 적외선 센서 중에서 두 개씩 쌍을 이루어 감지하여 제 1 감지영역과 제 2 감지영역을 형성하는 단계(S100)는 적외선 센서 1개로 감지하면 상기 적외선 센서가 감지하는 영역 내에서 사람 및 물체를 감지한 감지 결과가 불연속적인 펄스신호 형태로 나타난다. 따라서, 제 1 내지 제 4 적외선 센서(100, 200, 300, 400)가 두 개씩 쌍을 이루어 감지한 불연속적인 펄스신호를 상당부분 연속적으로 만든 후에 지연 알고리즘을 통하여 불연속적인 펄스신호를 보다 조밀한 형태의 펄스신호로 줄인다.
상기 제 1 감지영역과 제 2 감지영역을 지연 알고리즘으로 불연속 구간을 연속적으로 변환하는 단계(S200)는 S300단계에서 두 개의 센서를 중첩시켜도 센서의 불연속 출력 구간은 조밀해 졌으나 여전히 횡단보행자의 감지영역 진입 후 움직임이 없어 발생되는 경우의 출력 없음 패턴과 구별하기 어려운 점이 있음으로 지연 알고리즘을 이용하여 연속적으로 변환한다.
특히, 상기 지연 알고리즘은 입력된 신호의 지속구간을 모니터링하고 출력이 있다가 없어진 경우 출력이 없어진 시간을 계산하여 정해진 기간만큼 출력이 있는 것처럼 동작시키며 또한 지연 알고리즘 수행으로 인하여 감지 영역 내를 움직일 경우에 발생하는 감지 구역 불연속 출력 없음 구간을 출력 있음으로 연속적으로 변환하는 것으로서, 도 10에 도시된 바와 같은 단계를 다음과 같이 수행한다.
센서의 출력이 발생된 경우인 1과, 센서의 출력이 없는 경우인 0 중에서 어느 하나를 입력하는 단계(S201)와, 상기 센서의 출력이 발생된 경우인 1을 입력한 경우에 출력 1을 출력하는 단계(S202)와, 상기 출력 1이 입력이 되어 센서 출력이 발생된 경우인 1과, 센서의 출력이 없는 0 중에서 어느 하나를 입력하여 출력이 1인 경우에 S202단계를 수행하고 0이면 다음 단계를 수행하는 단계(S203)와, 상기 S203단계의 출력이 0인 경우에 지연 타이머를 동작하는 단계(S204)와, 상기 지연 타이머 동작 후에 출력을 1로 설정하는 단계(S205)와, 상기 설정된 출력 1이 다시 센서의 출력이 발생된 경우인 1과, 센서의 출력이 없는 경우인 0중에서 어느 하나를 다시 입력하는 단계(S206)와, 상기 센서의 출력이 없는 경우인 0이면 연속적인 0 출력을 측정하는 타이머 시간과, 불연속 구간을 보상하기 위하여 설정한 기준시간을 비교하는 단계(S207)와, 상기 연속적인 0출력시간을 측정하는 타이머 시간이 불연속 구간을 보상하기 위하여 설정한 기준시간보다 큰 경우에 리셋 타이머가 구동되는 단계(S208)와, 상기 리셋 타이머가 구동되어 출력이 0이 되고 상기 S201단계에서 센서의 출력이 없는 경우인 0이면 지연 알고리즘을 처음부터 다시 수행하는 단계(S209)와, 상기 S206단계에서 센서의 출력이 발생된 경우인 1이면 리셋 타이머가 구동되어 S203단계 이전으로 수행되는 단계(S210)로 이루어진다.
상기 연속적으로 변환된 제 1 감지영역과 제 2 감지영역의 공통영역을 횡단의사 판단 알고리즘으로 횡단 보행자의 횡단보도 횡단여부를 판단하는 단계(S300)는 도 8에 도시된 바와 같이 센서 영역의 출력에 따라 패턴을 a, b, c, d로 구분하고 이에 따른 횡단의사 판단 알고리즘이 기본적으로 c 패턴의 지속시간에 근거하여 사람이 대기하고 있는지를 판단한다.
특히 상기 횡단의사 판단 알고리즘은 도 11에 도시된 바와 같은 단계를 다음과 같이 수행하며 각 단계는 도 8에 도시된 패턴과 함께 설명한다.
보행자가 c 패턴에 있는지 판단하는 단계(S301)와, 상기 c 패턴에 있는 경우에 횡단보도 대기선에서 음성멘트가 출력되는 단계(S302)와; 상기 보행자가 c 패턴에 있는 경우에 일정시간 동안 연속하여 보행자를 감시하는 디텍터 타이머를 구동 하는 단계(S303)와, 상기 S303단계와 S314단계에서 보행자 감지시간보다 보행자 감지 설정시간이 적은 경우에 디텍터 타이머가 구동하는 과정에서 보행자의 이동여부를 a, b, c, d 패턴 중 어느 패턴에 해당하는지 판단하는 단계(S304)와, 상기 S304에서 b, d 패턴인 경우에 다시 b, d 패턴중 어느 패턴에 해당하는지 판단하는 단계(S305)와, 상기 S305에서 b 패턴인 경우에 b 타이머 구동 시간을 측정하는 단계(S306)와, 상기 b 타이머 구동 시간과, b 패턴 유지 설정시간을 비교하는 단계(S307)와, 상기 b 타이머 구동 시간이 b 패턴 유지 설정시간보다 작은 경우에 d 타이머를 리셋하는 단계(S308)와, 상기 S305에서 d 패턴인 경우에 d 타이머 구동 시간을 측정하는 단계(S309)와, 상기 d 패턴 유지시간과, d 패턴 유지 설정시간을 비교하는 단계(S310)와, 상기 d 패턴 유지시간이 d 패턴 유지 설정시간보다 작은 경우에 b 타이머를 리셋하는 단계(S311)와, 상기 b 타이머 구동 시간이 b 패턴 유지 설정시간보다 큰 경우 및 d 패턴 유지시간이 d 패턴 유지 설정시간보다 큰 경우에 모든 타이머를 리셋하는 단계(S312)와, 상기 S305에서 a, c 패턴인 경우에 b, d 타이머를 리셋하는 단계(S313)와, 상기 S308단계, S311단계, S312단계 이후에 보행자 감지시간과 보행자 감지 설정시간을 비교하는 단계(S314)와, 상기 보행자 감지시간이 보행자 감지 설정시간보다 큰 경우에 최종 횡단보행자 존재를 신호등 제어기에 전송하는 단계(S315)와, 상기 신호등 제어기에서 횡단보도 횡단에 필요한 음성멘트가 출력되는 단계(S316)와, 상기 S316단계 이후에 모든 타이머를 리셋하는 단계(S317)와, 상기 S317단계 이후에 다음동작 대기시간을 수행하는 단계(S318)로 이루어진다.
상기 각 단계의 주요 용어는 다음과 같다.
보행자를 감시하는 디텍터 타이머 구동 : 보행자가 연속적으로 감지되는 시간을 측정하는 타이머 시간
b 타이머 구동 시간 : b 패턴을 연속적으로 유지하는 시간을 측정하는 타이머 시간
b 패턴 유지 설정시간 : b 패턴을 연속적으로 유지하는 기준시간으로 이 시간보다 b 패턴 유지 시간이 크면 보행자가 감지구역을 나간 것으로 판단함.
d 타이머 구동 시간 : d 패턴을 연속적으로 유지하는 시간을 측정하는 타이머 시간
d 패턴 유지 설정시간 : d 패턴을 연속적으로 유지하는 기준시간으로 이 시간보다 d 패턴 유지 시간이 크면 보행자가 감지구역을 나간 것으로 판단함.
최종 횡단보행자 존재를 신호등 제어기에 전송 : 보행자 감지 설정시간 이상 동안 연속적으로 보행자가 감지되어 신호등 제어기에 횡단보행자가 있음을 알려줌.
다음동작 대기시간 : 최종 횡단보행자가 있음을 신호등 제어기에 알려주면 대기시간 동안 보행자 감지동작을 멈추며 횡단보행 신호의 점등 시간 등을 고려하여 설정함.
상기 횡단의사 판단 알고리즘이 보행자용 신호등으로 보행자 신호를 전송하는 단계(S400)는 횡단의사 판단 알고리즘에 의해서 보행자 감지영역에 횡단보행자가 일정시간 동안 지속적으로 감지되면 상기 횡단보행자가 횡단하고자 하는 의사가 있는 것으로 판단하여 보행자용 신호등으로 보행자 신호를 전송한다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐, 한정적인 것이 아님을 분명히 하며, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 단일로의 건널목에 설치된 교통 신호등 시스템에 있어서, 보행자 횡단 신호의 점등이 일정 시간을 주기로 반복적으로 제어되는 신호 체계를 탈피하여 횡단보행 의사자가 있을 경우에만 횡단 신호등을 점등할 수 있도록 횡단 의사자를 확인하고 이 결과를 신호등 제어기에 알려줌으로써 경제적인 교통제어를 실현할 수 있는 효과가 있다.
Claims (8)
- 보행자 감지영역을 감지하는 제 1, 2, 3 및 4 적외선 센서와;상기 제 1 및 제 2 적외선 센서가 감지한 각각의 보행자 감지영역을 중첩하여 제 1 감지영역을 생성하고, 상기 제 3 및 제 4 적외선 센서가 감지한 각각의 보행자 감지영역을 중첩하여 제 2 감지영역을 형성하기 위하여 상기 적외선 센서의 출력을 연속적으로 변환하여 보행자를 지속적으로 감지하기 위한 지연 알고리즘과, 상기 제 1 감지영역과, 제 2 감지영역이 교차하는 공통영역에 진입한 보행자의 대기시간을 분석하여 보행자 신호등이 구동하는 횡단의사 판단 알고리즘이 설치된 마이컴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서 상기 감지영역은 적외선 센서 2개로 동일한 보행자영역을 X축, Y축으로 어긋나게 배치하여 중첩하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈.
- 제 3 항에 있어서 상기 감지영역은 4개의 적외선 센서가 2개씩 쌍을 이루어 2개의 감지영역과, 4개의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈.
- 제 4 항에 있어서 상기 2개의 감지영역은 2개씩 쌍을 이루어 보행자를 감시하는 적외선 센서가 일정 각으로 배치되어 형성된 공통영역에서 횡단보도 횡단의사를 갖는 보행자를 감지하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈.
- 보행자 감지영역에 진입한 사물 및 사람을 보행자 감지기 모듈에 구비된 4개의 적외선 센서 중에서 두 개씩 쌍을 이루어 감지하여 제 1 감지영역과 제 2 감지영역을 형성하는 제 1 단계와;상기 적외선 센서의 출력을 연속적으로 변환하여 보행자를 지속적으로 감지하는 지연 알고리즘에 의하여 상기 제 1 감지영역과 제 2 감지영역의 불연속 구간을 연속적으로 변환하는 제 2 단계와;상기 연속적으로 변환된 제 1 감지영역과 제 2 감지영역의 공통영역을 횡단의사 판단 알고리즘으로 횡단 보행자의 횡단보도 횡단여부를 판단하는 제 3 단계와;상기 횡단의사 판단 알고리즘이 보행자용 신호등으로 보행자 신호를 전송하는 제 4 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈의 제어방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 지연 알고리즘은센서의 출력이 발생된 경우인 1과, 센서의 출력이 없는 경우인 0 중에서 어느 하나를 입력하는 제 1 단계와;상기 센서의 출력이 발생된 경우인 1을 입력한 경우에 출력 1을 출력하는 제 2 단계와;상기 출력 1이 입력이 되어 센서 출력이 발생된 경우인 1과, 센서의 출력이 없는 0 중에서 어느 하나를 입력하여 출력이 1인 경우에 제 2 단계를 수행하고 0이면 다음 단계를 수행하는 제 3 단계와;상기 제 3 단계의 출력이 0인 경우에 지연 타이머를 동작하는 제 4 단계와;상기 지연 타이머 동작 후에 출력을 1로 설정하는 제 5 단계와;상기 설정된 출력 1이 다시 센서의 출력이 발생된 경우인 1과, 센서의 출력이 없는 경우인 0중에서 어느 하나를 다시 입력하는 제 6 단계와;상기 센서의 출력이 없는 경우인 0이면 연속적인 0 출력을 측정하는 타이머 시간과, 불연속 구간을 보상하기 위하여 설정한 기준시간을 비교하는 제 7 단계와;상기 연속적인 0출력시간을 측정하는 타이머 시간이 불연속 구간을 보상하기 위하여 설정한 기준시간보다 큰 경우에 리셋 타이머가 구동되는 제 8 단계와;상기 리셋 타이머가 구동되어 출력이 0이 되고 상기 제 1 단계에서 센서의 출력이 없는 경우인 0이면 지연 알고리즘을 처음부터 다시 수행하는 제 9 단계와;상기 제 6 단계에서 센서의 출력이 발생된 경우인 1이면 리셋 타이머가 구동되어 제 3 단계 이전으로 수행되는 제 10 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈의 제어방법.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 횡단의사 판단 알고리즘은보행자가 c 패턴에 있는지 판단하는 제 1 단계와;상기 c 패턴에 있는 경우에 횡단보도 대기선에서 음성멘트가 출력되는 제 2 단계와;상기 보행자가 c 패턴에 있는 경우에 일정시간 동안 연속하여 보행자를 감시하는 디텍터 타이머를 구동하는 제 3 단계와;상기 제 3 단계와 제 14 단계에서 보행자 감지시간보다 보행자 감지 설정시간이 적은 경우에 디텍터 타이머가 구동하는 과정에서 보행자의 이동여부를 a, b, c, d 패턴 중 어느 패턴에 해당하는지 판단하는 제 4 단계와;상기 제 4 단계에서 b, d 패턴인 경우에 다시 b, d 패턴중 어느 패턴에 해당하는지 판단하는 제 5 단계와;상기 제 5 단계에서 b 패턴인 경우에 b 타이머 구동 시간을 측정하는 제 6 단계와;상기 b 타이머 구동 시간과, b 패턴 유지 설정시간을 비교하는 제 7 단계와;상기 b 타이머 구동 시간이 b 패턴 유지 설정시간보다 작은 경우에 d 타이머를 리셋하는 제 8 단계와;상기 제 5 단계에서 d 패턴인 경우에 d 타이머 구동 시간을 측정하는 제 9 단계와;상기 d 패턴 유지시간과, d 패턴 유지 설정시간을 비교하는 제 10 단계와;상기 d 패턴 유지시간이 d 패턴 유지 설정시간보다 작은 경우에 b 타이머를 리셋하는 제 11 단계와;상기 b 타이머 구동 시간이 b 패턴 유지 설정시간보다 큰 경우 및 d 패턴 유지시간이 d 패턴 유지 설정시간보다 큰 경우에 모든 타이머를 리셋하는 제 12 단계와;상기 제 5 단계에서 a, c 패턴인 경우에 b, d 타이머를 리셋하는 제 13 단계와;상기 제 8 단계, 제 11 단계, 제 12 단계 이후에 보행자 감지시간과 보행자 감지 설정시간을 비교하는 제 14 단계와;상기 보행자 감지시간이 보행자 감지 설정시간보다 큰 경우에 최종 횡단보행자 존재를 신호등 제어기에 전송하는 제 15 단계와;상기 신호등 제어기에서 횡단보도 횡단에 필요한 음성멘트가 출력되는 제 16 단계와;상기 제 16 단계 이후에 모든 타이머를 리셋하는 제 17 단계와;상기 제 17 단계 이후에 다음동작 대기시간을 수행하는 제 18 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 보행자 감지기 모듈의 제어방법.
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-
2006
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