KR101016611B1 - 이동체의 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템은, 의복 내 에어터널; 상기 에어터널의 단부에 연결된 관통로를 매개로 공기탱크에 저장된 공기를 상기 에어 터널에 주입하는 에어 충진 장치; 의복 착용자의 3축 가속도를 측정하는 가속도 센서, GPS 위성과 연계되어 의복 착용자의 실시간 위치 정보 및 이동 궤적을 생성하는 GPS 연동부를 구비한 사용자 이동정보 측정 장치; 의복 착용자 주변에 존재하는 이동체의 개수, 이동속도, 이동방향, 이동궤적을 실시간으로 측정하는 이동체 이동정보 측정장치; 의복 착용자와 이동체의 근접거리를 측정하는 근접센서; 상기 사용자 이동정보 측정장치를 통해 사용자 이동 분석 수치를 생성하는 사용자 이동정보 파악모듈과, 상기 이동체 이동정보 측정장치 및 상기 근접 센서를 통해 이동체의 이동 분석 수치를 생성하는 이동체 이동정보 파악모듈 및, 상기 이동체 이동정보 파악모듈에서 복수 개의 이동체의 이동속도와 이동궤적을 비교 판단하여 특정 이동체를 추출하는 이동체 추출모듈과, 상기 이동체 추출모듈에서 추출된 이동체의 이동체 이동 분석 수치와 사용자 이동 분석 수치를 통해 사용자와 이동체 간 충돌 예측 판단 및 충돌 예상 신호를 생성하는 충돌 예측모듈 및, 상기 충돌 예측모듈의 충돌 예상 정보를 수신하여 상기 에어 충진장치의 구동을 제어하는 에어 공급 제어모듈로 구성된 컨트롤러;를 포함한다.

Description

이동체의 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템{AERIAL PRESSURIZING SMART-WEAR SYSTEM FOR PREPARING AGAINST COLLISION ACCIDENT BY MOBILE}

본 발명은 이동체의 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템으로서, 보다 상세히는 의복 착용자가 이동 중에 이동체가 이동하는 상황을 감지하고 있다가 이동체가 의복 착용자에 근접하여 충돌이 예상됨을 파악하여 충돌이 일어나기 직전에 의복의 에어터널에 압축가스를 주입하여 충돌에 의한 피해를 방지할 뿐 아니라 충돌상황을 통보하고 충돌 시 압축가스가 충진된 공기층이 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 충돌 사고 대비용 스마트웨어 시스템에 관한 것이다.

보행 중에 차량 또는 오토바이, 자전거와의 충돌에 의해 피해를 받는 보행자가 날로 증가하고 있고 이러한 고속 이동체에 의하여 발생하는 인명피해는 정지 상태에 있는 보행자에게도 적지 않게 발생하는 상황이다.

더불어 예를 들어 자전거를 타고 있거나 조깅을 하는 것과 같은 운동 상태에서 반대 측에서 달려오는 또 다른 운동자와 부딪히면서 상호 가속에 의하여 적지 않은 상해를 입기도 한다.

이처럼 일상생활에서 충돌에 의한 상해가 증가되면서 이에 대한 연구가 지속되고 있고, 충돌 상황 파악 및 충돌 시 후속 대처를 수행할 능력을 제공하는 기술이 공개되어 있는 상황이다.

국내 특허공개 제 10-2010-0064287호'충돌 방지 장치 및 충돌 방지 방법'은 GPS 위성으로부터 제 1 이동체에 대한 제 1 GPS 정보를 수신하는 GPS부, 제 2 이동체로부터 이 GPS 정보를 수신하는 통신부와 이 두 정보를 통해 양자의 충돌을 예측하는 충돌 예측부가 구비되어, 물체의 충돌을 예상하는 기술적 사상을 포함하고 있다.

상기 기술은 GPS 정보를 통하여 2개의 이동체 간 충돌 상태를 파악할 수 있다는 효과는 인정이 되나 이는 사후 대처 방안만을 강구하고 있을 뿐 충돌 시 발생하는 충돌 피해자의 충격을 보호하여 실제 충돌 피해자의 상해를 최소화할 수 있는 수단을 제시하지 못하고 특히 충돌 주체 기준으로 충돌을 파악하는 것이 아니라 제 3의 충돌 객체가 충돌 여부를 파악하기 때문에 GPS 위성의 오차 등에 의하여 충돌을 예상하는 것이 아무래도 충둘 주체 수준에서 파악하는 것보다 늦을 수 밖에 없다는 단점이 존재한다.

충돌 주체 수준에서 충돌에 의한 피해를 방지할 수 있는 것으로, 국내 특허공개 제 10-2001-0034513호 '차량용 아동보호복'은 차량에 탑승한 아동에 입히는 의복에서 내포부, 외포부로 구성되어 이 사이에 시트가 삽입될 수 있도록 하여, 충격을 완화할 수 있다는 의복을 제공하여, 충돌 주체가 되는 사용자의 의복에 충격방지용 시트를 제공하여 이 시트에서 충격을 완화함으로써 신체를 보호할 수 있는 특징을 제공한다.

하지만, 이러한 기술은 단지 외포부와 내포부의 두께에 의해 충격을 방지하는 것으로 평상시에 착용하기 힘들 뿐 아니라 여름에는 더워서 입기 힘들 수 있어 사용성이 협소하다는 지적이 따른다.

또한 본 출원인의 특허인 국내 특허 제 941945호인 '외부 요인에 의해 제어되는 에어터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트웨어 시스템'은 충격감지센서를 구비하여 충격감지센서 데이터의 분석 결과, 즉 충격량에 따라 에어터널에 주입되는 에어밀도를 제어하는 기술이 게시되어 있다.

이 기술에 의하면 충격을 비롯한 온도, 습도 등의 외부 요인에 따라 에어터널에 유입되는 공기량을 제어할 수 있다는 효과를 가지나, 이 기술을 충돌 대비용으로 활용하고자 할 경우에는 이 역시 이미 충돌 피해자가 충돌에 따른 충격을 받은 다음 충격 감지센서가 작동하여 에어터널 내 에어를 공급하기 때문에 충돌에 따른 최초 충격으로부터 피해자를 보호하지 못한다는 문제점이 지적된다.

유비쿼터스(Ubiquitous) 시대의 산물인 스마트 웨어(smart ware)는 일생생활에 필요한 각종 디지털 장치들을 의복 속에 통합시킨 차세대 의류로서, 신 섬유 기술과 디지털 기술이 융합된 의류 제품이다.

현재 새로운 기술을 시도한 기능성 의류에 대한 수요가 점차적으로 증가함에 따라 다양한 종류의 기능성 의복이 존재하고 있는바, 특히 의복의 내측에 공기층 또는 에어백(에어튜브)을 형성하는 방식이 알려져 있는데 이러한 공기층은 보온성 강화 및 충격 완화 기능을 제공함은 물론, 수중 부상할 수 있도록 하여 구명조끼로서 활용되도록 하는 등의 다양한 목적과 용도로서 이용될 수가 있다.

이 중에서, 공기층을 구비한 의복은 주로 구멍조끼 및 겨울철 기능성 보온복 등으로 보온 목적으로 사용될 뿐 아니라, 외부 충격을 흡수, 완화하는 용도로서 모터사이클복, 운동복으로서도 적용되고 있다.

즉, 의복에 구비된 공기층은 다양한 기능을 제공할 수 있는 기반을 가지고 있으며, 이러한 공기층을 사용자의 특정 상황, 특히 이동체와의 충돌을 대비할 수 있는 기능성 스마트웨어로 사용될 수 있는 신규하고 진보한 기술적 방안에 대해 연구할 필요성이 제시된다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 사용자 및 이동체의 이동속도 등의 이동정보를 파악하여 이를 통해 의복 착용자와 이동체 간 충돌상황을 예측하여 충돌이 일어나기 직전에 의복 내에 공기를 주입하여 충돌 피해자의 신체 피해를 최소화하도록 하는 스마트웨어 시스템을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 충돌판단의 정확성을 기하기 위하여 실제 충돌이 일어난 다양한 충돌 테스트 결과와 2개의 물체 간 발현된 속도, 거리 등의 데이터를 룩업테이블로 수록한 모드 별 기준 충돌 데이터를 구비하여 이를 사용자 이동정모 및 이동체 이동정보와 비교 처리하여 충돌 예측의 신뢰성과 신속성을 보장하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 보행, 운동, 운전 등으로 사용자의 행동양식을 모드로서 해당 모드에 알맞은 모드 별 기준 충돌 데이터를 이용하여 충돌여부를 오작동 없이 정밀하게 파악할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 GPS 및 GIS 기반으로 사용자의 위치를 파악하고 해당 위치에서의 사용자 이동속도를 파악하여 사용자가 처한 환경을 자동으로 분석하여 모드 설정을 수행할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 실제 충돌이 발생하였을 때 무선 통보 방식에 의해 충돌위기 관제 역할을 하는 중앙관제서버에 충돌상황을 통보하도록 하여 주변의 신속한 도움을 요청할 수 있도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동체의 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템은, 의복 내에 공기를 주입할 수 있는 공간을 제공하는 에어터널; 상기 에어터널의 단부에 연결된 관통로를 매개로 공기탱크에 저장된 공기를 상기 에어 터널에 주입하는 에어 충진 장치; 의복에 장착된 것으로, 의복 착용자의 3축 가속도를 측정하는 가속도 센서, GPS 위성과 연계되어 의복 착용자의 실시간 위치 정보 및 이동 궤적을 생성하는 GPS 연동부를 구비한 사용자 이동정보 측정 장치; 의복에 장착된 것으로, 의복 착용자 주변에 존재하는 이동체의 개수, 이동속도, 이동방향, 이동궤적을 실시간으로 측정하는 이동체 이동정보 측정장치; 의복에 장착된 것으로, 의복 착용자와 이동체의 근접거리를 측정하는 근접센서; 상기 사용자 이동정보 측정장치를 통해 사용자 이동 분석 수치를 생성하는 사용자 이동정보 파악모듈과, 상기 이동체 이동정보 측정장치 및 상기 근접 센서를 통해 이동체의 이동 분석 수치를 생성하는 이동체 이동정보 파악모듈 및, 상기 이동체 이동정보 파악모듈에서 복수 개의 이동체의 이동속도와 이동궤적을 비교 판단하여 특정 이동체를 추출하는 이동체 추출모듈과, 상기 이동체 추출모듈에서 추출된 이동체의 이동체 이동 분석 수치와 사용자 이동 분석 수치를 통해 사용자와 이동체 간 충돌 예측 판단 및 충돌 예상 신호를 생성하는 충돌 예측모듈 및, 상기 충돌 예측모듈의 충돌 예상 정보를 수신하여 상기 에어 충진장치의 구동을 제어하는 에어 공급 제어모듈로 구성된 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러는, 다양한 상황 별로 2개의 물체가 실제 충돌이 발생한 상황에서의 상호 이동속도와 이동궤적의 변화를 측정하여 각 상황 별로 생성된 모드 별 기준 충돌 데이터를 수록한 기준 충돌 데이터베이스; 의복 착용자가 처한 상황을 특정 모드로 설정하고, 의복에 별도로 구비된 조작부를 통해 특정 모드를 선택하도록 하는 모드 선택부 및, 상기 모드 선택부에서 선택된 모드와 연관된 모드별 기준 충돌 데이터를 상기 기준 충돌 데이터베이스에서 추출하는 추출부를 포함한 모드 설정모듈;을 추가로 포함하며, 상기 충돌 예측모듈은, 추출된 상기 모드 별 기준 충돌 데이터와 상기 사용자 이동 분석 수치 및 이동체 이동 분석 수치를 비교 처리하여 충돌 예상 정보를 생성하는 기능을 포함한다.

더불어, 상기 컨트롤러는, 상기 사용자 이동정보 측정장치 중 상기 가속도 센서를 on 상태로 설정하고 다른 측정장치들은 off 처리하는 대기 설정부, 상기 가속도 센서에서 사용자의 속도 변화를 감지하는 가속도 감지부, 상기 가속도 감지부에서 가속도가 감지된 경우, 상기 GPS 연동부를 통해 사용자의 이동 궤적을 GIS 기반으로 이루어진 지도상에 매칭 표시하여 사용자 GIS 정보를 생성하는 GIS 매칭부, 상기 사용자 GIS 정보 및 사용자 가속도 정보를 통해 사용자의 위치와 이동속도에 기반을 둔 사용자 상황을 판별하여 상기 기준 충돌데이터베이스에서 사용자 상황에 연관된 특정 모드 별 기준 충돌데이터베이스를 선택하는 자동 모드 설정부로 구성된 자동 모드 설정모듈;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템에 의하면,

1) 충돌시 의복에 공기를 주입하여 충돌피해자의 신체 상해를 최소화할 수 있고,

2) 충돌상황을 사용자의 실제 처한 상황에 맞추어 정밀하게 비교 판단하도록 하여 충돌판단의 오작동을 최소화할 수 있으며,

3) GPS, GIS 에 의해 사용자의 위치를 분석하고 아울러 이동속도를 파악함으로써 이로 인해 사용자의 상황을 판별하여 충돌 예상 판단을 실행할 수 있음과 동시에,

4) 충돌발생 시 중앙관제서버에 충돌상황을 무선으로 통보하여 추가적인 피해가 발생하는 것을 신속하게 방지할 수 있을 뿐 아니라,

5) 이동체의 이동 상태에 따라 의복 착용자의 주의가 필요하다 판단될 때 스피커를 통해 의복 착용자에게 주의 사항을 알리는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트웨어 시스템에 대한 개략적인 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 의복에 형성된 에어 터널에 대한 일 실시예를 도시한 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 에어 충진 장치에 의해 공기가 에어터널로 주입되는 일 실시예를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 스마트웨어 시스템의 컨트롤러에 의한 충돌대비 프로세스를 도시한 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 충돌판단의 정확성을 위한 모드 선택 기능을 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 충돌통보모듈 및 중앙관제서버의 기능을 개략적으로 도시한 개념도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트웨어 시스템에 대한 개략적인 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 의복에 형성된 에어 터널에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.

본 발명에 따른 시스템은 개략적으로 의복(10)의 특정 부위, 즉 내피 또는 외피에 에어 터널(air tunnel)(20)을 형성하고 이 에어 터널(20)에 관통로(40)를 매개로 압축가스 내지 공기 중 어느 하나를 충진할 수 있는 에어 충진 장치(30)를 구비함과 동시에 의복 착용자 자신의 이동속도, 방향을 측정하는 사용자 이동정보 측정장치(50)와 의복 착용자 이외의 이동체 또는 고정체의 거리, 방향, 속도를 파악하는 이동체 이동정보 측정장치(60) 및, 이동체의 근접 거리를 측정하는 근접 센서(70)와, 상기 측정장치(50,60)와 근접 센서(70)를 통해 충돌 예상 여부를 판단하는 충돌 예측모듈 및 충돌 예측상황 시 에어 충진 장치(30)의 구동을 제어하여 에어터널(20)에 압축가스를 주입하도록 하는 컨트롤러(100)로 구성되어 있다.

에어 터널(20)은 충돌에 의한 충격으로부터 본 발명에 따른 의복(10)을 착용한 사용자의 신체 부위를 일정 수준 이상으로 보호하기 위한 것으로, 다시 말해 에어 터널(20) 내에 주입된 에어가 이동체와의 충돌에 따른 충격 보호 기능을 제공하도록 한 것이다.

에어 터널(20)은 제 1 원단(21)과 제 2 원단(22) 사이에서 특정 형상(구형 내지 타원형 등의 형상)을 가지도록 형성된 스페이스를 의미하며, 여기서 제 1 원단(21)과 제 2 원단(22)은 무봉제 웰딩(seamless welding) 공정을 이용하여 접합되는 것이 가능하고 공지되어 있는 웰딩 필름을 매개로 접합을 할 수가 있다.

이러한 에어 터널(20)은 도 2에서 도시된 바와 같이 외부에서 바라볼 때 특정한 패턴(pattern)으로 구현되는 것이 가능하다. 에어 터널(20)의 패턴은 에어 터널 내의 에어가 충격 방지 기능을 수행하기 위한 최적의 상태를 제시하고 효율성을 높일 수 있는 구조로서 설계되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 에어 충진 장치에 의해 공기가 에어터널로 주입되는 일 실시예를 도시한 개념도이다.

에어 터널(20)은 관통로(40)를 매개로 하여 상호 연결되어 있고, 관통로(40)는 에어 충진 장치(30)와 연결되어 있다.

관통로(40)는 에어 충진 장치(30)로부터 제공된 공기를 에어 터널(20) 내에 주입하거나 배출하는 통로를 의미하는 것으로, 단일 직선형(linear)으로 형성되어 있거나 하나의 에어 충진 장치(30)를 통해 복수 개로 구획된 일명 에어 터널 파트(에어 터널이 의복의 특정 영역에 분리되어 형성된 구조)에 공기를 주입할 수 있도록 복수 개의 브랜치(branch)를 구비한 분기형 관통로 구조로서 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따른 에어 충진 장치(30)는 관통로(40)를 매개로 에어 터널(20)에 자동으로 공기를 주입 및 배출하도록 하는 역할을 제공하는 것으로, 1:1 방식으로 단일 주입구를 가진 에어 터널(20)에 연결되거나 1:n(1개의 에어 충진 장치 : n개의 주입구를 가진 에어 터널) 방식으로 에어 터널(20)에 연결되어 있는 것이 가능하다.

즉, 본 발명에 따른 시스템에서는 에어 터널(20)의 주입구가 복수 개로 구현되는 것도 가능하기 때문에 필요에 따라서 복수 개의 에어 충진 장치(30)가 구비될 수도 있다.

에어 충진 장치(30)는 의복의 일 측에 방수 처리가 되어 있는 상태로 장착되도록 한다.

구체적으로, 에어 충진 장치(30)는 공기탱크(32), 구동부(31), 조작 처리부(33), 전원 공급부(34)를 구비하고 있다.

공기탱크(32)는 공기를 탱크형 밀폐공간에 구비한 것으로, 일 측에 솔레노이드 밸브를 구비하여 솔레노이드 밸브가 개방되었을 때 압력 변화에 의해 압축가스가 팽창하면서 솔레노이드 밸브 외측으로 압축가스를 공급하는 기능을 제공한다.

여기서, 공기탱크에 저장된 공기는 에어 충진 장체에 별도로 구비된 압축펌프의 구동으로 생성된 압축가스이거나, 압축가스 이외의 충진식 공기인 것이 가능하다.

이러한 공기탱크(32)는 공기가 소진되었을 때 다시 공기를 채울 수 있도록 주입구를 별도로 구비하거나 아니면 압축가스의 사용 시 압축펌프의 구동에 의하여 주입구에 압축가스를 충진하는 방식으로 이용할 수 있는바, 다시 말해 일회용이 아니라 충진식으로 지속적으로 사용될 수 있도록 구성하는 것이 가능하다.

구동부(31)는 솔레노이드 밸브의 구동을 제어하는 기능을 수행하는바, 즉 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하여 공기탱크(32)의 공기를 솔레노이드 밸브를 거쳐 관통로(40)로 배출하는 역할을 수행하며 이 구동부(31)는 후술할 컨트롤러(100)에 의한 제어를 받게 된다.

조작 처리부(33)는 수동으로 구동부(31)를 on/off할 수 있도록 선택적으로 제공되는 것으로 의복(10)의 내측 내지 외측으로 노출이 되어 있는 상태에서 키(key)를 구비하여 사용자의 수동 조작에 의하여 구동부(31)를 on/off 처리할 수 있도록 한다.

전원 공급부(34)는 구동부(31) 내지 조작 처리부(33)의 구동에 필요한 전원을 공급하는 역할을 수행하는 것으로서, 교체 및 충전이 가능한 소형 충전식 배터리로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.

이러한 에어 충진 장치(30)에 의하여 컨트롤러(100)의 제어에 따라 에어 터널(20) 내에 자동으로 공기(압축가스)를 주입할 수 있는 특성을 제공한다.

다만, 본 발명에 적용되는 에어 충진 장치(30)는 반드시 상기 구성에 한정되는 것은 아니고, 현재 공지되어 있는 다양한 구명용 공기 공급 장치, 급속 공기충진 장치가 사용되는 것도 물론 가능하다.

본 발명에서는 충돌 예상 여부를 판단함과 동시에 오작동을 방지하기 위한 요인을 의복 착용자 자신의 이동속도와 방향 및 의복 착용자 이외의 물체(주로 이동체)의 속도와 근접거리, 방향으로 결정하고 각 요인을 감지하기 위한 개별적인 센싱 장치를 구비하고 있는바, 구체적으로는 사용자 이동정보 측정장치(50)와 이동체 이동정보 측정장치(60) 및 근접센서(70)를 포함한다.

사용자 이동정보 측정장치(50)는 의복에 장착되어 의복 착용자 자신의 이동속도와 방향을 측정하기 위한 것으로 기본적으로 가속도 센서(51)를 구비하며 추가적으로 GPS 연동부(52)를 포함한다.

가속도 센서(51)는 3축 가속도 센서로 이루어져, 단위시간동안 변화된 임의 변위를 파악하는 것으로 구체적으로 의복 착용자의 이동 가속도와 중력 가속도(기울기 등)를 파악할 수 있는 역할을 담당한다.

이러한 가속도 센서(51)에 의해 의복 착용자의 속도는 물론 방향을 파악할 수도 있으나, 의복 착용자의 방향을 정밀하게 판단하기 위하여 GPS 연동부(52)를 구비한다.

GPS 연동부(52)는 통신 기능에 의해 GPS 위성과 통신을 함으로써 의복 착용자의 위치, 이동에 따른 방향 정보를 생성하는 것으로 다시 말해 이동 중인 의복 착용자의 보다 정확한 위치 및 방향 정보를 유용하고 편리하게 얻을 수 있고 이러한 GPS 연동부는 실시간으로 의복 착용자의 이동성을 GPS 위성과 연계하여 측정하도록 한다.

이동체 이동정보 측정장치(60)는 의복 착용자 이외의 물체(고정체, 이동체 - 주로 이동체)의 속도, 방향, 거리를 파악하는 기능을 수행하는 것으로 이러한 정보를 측정하기 위해서는 복수 개의 센서 구성을 포함하는 것도 가능한바, 현재 알려진 다양한 센서가 존재하나 본 발명에서는 레이더를 예를 들어 설명한다.

레이더는 전자기파를 물체에 발사하여 물체로부터 반사되는 전자기파의 시간을 측정하여 물체의 거리, 방향, 고도를 알아내는 센서이고 여기서 전자기파는 초음파는 물론 레이저를 이용하는 것도 가능하며, 특히 레이저를 이용할 경우 기존의 레이더보다 방위 분해능, 거리 분해능 등이 우수하다. 레이저 광은 마이크로파에 비해 도플러 효과가 크다는 점을 이용하여 아주 작은 저속도 목표물의 속도 측정도 하는 레이저 도플러 레이더와, 목표 물체의 분자의 라만 시프트(raman-shift)에 의한 송신광과 다른 파장의 수신광을 검출하여 그 파장, 강도 등으로부터 대기의 성분 분석 등을 동시에 실행하는 레이저 라만 레이더 등이 있다.

본 발명에 따른 이동체 이동 정보 측정장치(60)는 비용의 현실성을 고려하여 초음파 방식의 센서를 이용하는 것이 합리적이나, 이에 한정되지 않고 상황에 따라 초음파 이외의 다양한 전자기파가 이용될 수 있다.

근접 센서(70)는 의복과 이동체의 근접 거리를 측정하는 기능을 수행하는 것으로 이와 같이 의복 착용자와 이동체 간 거리 판단은 상기 이동체 이동정보 측정장치(60)에서 수행할 수 있으나 충돌 예상에 대한 정밀성과 신속성을 보장하기 위하여 본 발명에서는 신속하게 근접 여부 판단을 수행할 수 있는 근접 센서(70)를 별도로 장착하도록 하는 것이 바람직하다.

출력부(80)는 스피커와 같은 음원 출력수단으로 이루어진 것으로, 의복 착용자에게 충돌에 대한 위험 상황 또는 이동체의 움직임 현황 특징에 대한 상황을 의복 착용자에게 음원으로 알리는 기능을 수행하는 것으로 이는 컨트롤러(100)의 구체적 구성과 함께 후술하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 스마트웨어 시스템의 컨트롤러에 의한 충돌 대비 프로세스를 도시한 순서도이다.

본 발명에 따른 컨트롤러(100)는 상기 측정장치(50,60)와 근접 센서(70)의 데이터를 분석하여 충돌 예상 여부를 최종 결정함으로써 에어 터널(20)에 공기를 주입할지 여부를 제어하는 것을 주요 기능으로 한다.

구체적으로, 컨트롤러(100)는 디스플레이 패널(101), 조작부(102), 사용자 이동정보 파악모듈(120), 이동체 이동정보 파악모듈(130), 이동체 추출모듈(140), 충돌 예측모듈(150), 에어 공급 제어모듈(160)을 구비하고 있고 추가적으로 기준 충돌 데이터베이스(110), 모드 설정모듈(170) 및 자동 모드 설정모듈(180) 및 충돌통보모듈(190), 공기량 주입제어 모듈(199)을 포함하도록 한다.

디스플레이 패널(101)은 본 발명에 따른 의복에 선택적으로 제공되는 것으로, LCD/LED 화면으로 구성되어 후술할 모드 설정모듈(170)에 의한 특정 모드를 시각적으로 설정할 수 있도록 하거나 설정된 모드 내지 조작부(102)에서 입력된 문자열 등을 사용자에게 디스플레이하는 역할을 수행한다.

더불어, 조작부(102)는 복수 개의 키(key)로 이루어져 사용자가 후술할 모드 설정모듈(170)에서 제공하는 모드 설정 기능에 의하여 특정한 모드를 선택하거나 자신이 처한 상황을 디스플레이 화면에서 제시된 상황 선택 화면을 통해 입력하도록 하는 역할을 담당한다.

본 발명에 따른 사용자 이동정보 파악모듈(120)은 상기 사용자 이동정보 측정장치(50)로부터 측정 데이터를 수신하여 의복 착용자의 실시간 변화 속도 및 이동 방향과 궤적(이동경로 또는 동선)을 파악함으로써 이를 통해 일명 '사용자 이동 분석 수치'를 생성하는 기능을 수행한다.

이러한 사용자 이동 분석 수치는 실시간으로 변화되는 의복 착용자의 이동속도 및 방향 정보를 수치(방위각 변화 수치, 속도 변화 수치를 시간대 별로 기록)로서 수록함과 동시에 이를 통해 동선(이동경로 내지 이동 궤적)을 파악하여 동선 정보를 수록하는 것도 가능하다. 이러한 사용자 이동 분석 수치는 수치 자체로서 존재하는 것 뿐 아니라 GPS 연동부에 별도로 포함된 지도에 사용자의 이동 경로를 표시한 상태의 정보로 존재하는 것도 가능하다.

이동체 이동정보 파악모듈(130)은 상기 이동체 이동정보 측정장치(60) 및 근접센서(70)로부터 측정 데이터를 수신하여 이동체의 개수, 이동속도, 이동방향, 속도, 근접거리, 이동경로 내지 궤적을 파악함으로써 이를 통해 각 이동체 별로 '이동체 이동 분석 수치'를 생성하는 기능을 수행한다.

이러한 이동체 이동 분석 수치는 상기 사용자 이동 분석 수치와 마찬가지의 수치 형태 또는 지도상에 이동경로가 표시된 상태를 가지게 되나, 이동체가 복수 개인 경우 이를 일일이 정밀하게 파악할 때에는 수치 생성에 시간이 소요될 뿐 아니라 이동체 이동정보 파악모듈(130)의 사양이 상승될 수 있기 때문에 특정한 이동체를 추출하여 집중적으로 관찰하는 것이 중요하다.

이를 위해, 본 발명에 따른 이동체 추출모듈(140)은 상기 이동체 이동정보 파악모듈(130)에서 생성한 복수 개의 이동체 이동 분석 수치가 수록한 속도 변화, 근접 거리 변화, 이동 경로 변화를 종합적으로 파악하여 특정 이동 분석 수치, 즉 특정 이동체를 추출하는 기능을 수행한다.

즉, 이동체 추출모듈(140)은 의복 착용자와 충돌 위험이 거의 없거나 충돌을 하여도 피해를 주지 않을 것으로 예상되는 물체는 근접거리 및 속도 판단에 의해 스킵(skip)하고 이동체 분석 수치에서 유의미한 수치를 포함한 이동체 내지 이동 경로를 판단한 결과 의복 착용자와 충돌이 예상되는 이동체만을 추출하여 충돌 예상 위험 객체로서 선별하는 작용을 제공하는 것이다.

예를 들어 후술할 본 발명의 모드 기능에서도 언급하겠으나, 차도에 차량 주행이 많은 상태에서 그 주변에 설치된 인도를 의복 착용자가 보행하는 경우, 즉 '인도 보행 모드'인 경우 차도에서 고속으로 달리는 차량 대수가 많을 뿐 아니라 이동속도 역시 고속으로 측정이 되어 차량들이 위험한 이동체로서 분류되는 것으로 판단될 수 있겠지만, 이동 경로가 차로를 따라 정형적인 이동 상태를 갖기 때문에 이는 이동 경로의 획일성에 의해 충돌 예상 위험 객체로서 평가되지 않고 오히려 인도 내에서 주행하는 자전거와 같은 이동체가 이동 경로의 불확실성과 거리 근접성에 의해 오히려 충돌 위험 객체로 선별될 수 있다.

이 경우 돌발적으로 다가오는 이동체의 이동 경로를 파악하는 것이 쉽지 않을 것으로 예상되는바, 이와 같이 이동경로가 파악되지 않은 이동체가 갑자기 출현하였을 경우에는 짧은 시간 이내 근접 거리 이내로 다가오는지 여부를 판단하여 이동속도보다 근접거리 우선 원칙으로 이동체를 선별할 수 있다.

즉, 이동체 추출모듈(140)은 근접거리와 이동 속도를 우선으로 하여 특정 이동체를 추출하는 것을 원칙으로 한다.

충돌 예측모듈(150)은 상기 이동체 추출모듈(140)에서 추출된 이동체의 이동체 이동 분석 수치와 사용자 이동 분석수치를 각각 특정 수식에 대입을 하여 계산 처리를 함으로써 충돌 예상 수치를 생성하고 추가적으로 이러한 충돌 예상 수치를 기반으로 예상 이동 궤적(사용자 및 이동체 각각)을 생성하여 이동 궤적 간의 충돌 여부를 판단하여 이를 통해 최종적으로 충돌 예상 정보를 생성하는 기능을 수행한다.

여기서 충돌 예상 수치는 측정 장치(50,60)의 세부 센서 등에서 전달된 데이터를 조합하여 결정되는 것으로, 복수 개의 센서에 의하여 구분되는 각각의 분석 수치를 통합하여 충돌 예상 수치를 결정하는 방식은 다중회귀분석과 같은 회계학을 기반으로 여러 개의 독립변수와 1개의 종속변수 간의 관계를 결정하는 "y = ax1z1+ bx2+cx3z3 "과 같은 다중 회귀 분석식에서 미리 각 x1, x2, x3, z1,z2, z3 등의 변수에 대한 관계에 우선순위 내지 가치를 결정하는 상수 a, b, c, d에 가중치를 부여하여 결정할 수 있다.

이 때, 가중치는 사용자/이동체의 속도 및 근접거리의 정도 등을 통해 학습과정 및 테스트에 의한 경험칙, 또는 근접거리 우선 원칙으로 결정이 되되, 각각 상호 연관성이 있도록 결정이 되도록 한다. 예를 들어 근접거리는 가까우나 사용자 및 이동체의 이동속도가 낮은 경우에는 이동속도 및 근접거리의 가중치 수치를 낮게 설정하고, 이동체의 근접거리는 가깝고 이동속도는 낮으나 이동경로 파악이 되지 않은 경우에는 근접거리 가중치를 높게 설정하여 충돌 상황에 대응하도록 한다. 이러한 가중치는 후술할 모드 선택에 의하여 보다 정확한 선택 기준을 제시할 수 있다.

즉, 가중치는 예를 들어 특정 이동체와 사용자가 충돌이 실제 발생할 것이 예측된다 하여도 사용자/이동체의 이동속도가 낮은 경우 충돌 시 사용자의 상해가 일어나지 않게 되므로 이러한 충돌 예상은 무시할 수 있도록 충돌 예상은 물론 충돌 시 상해를 판단할 수 있는 기준을 설정하는 것이다.

이와 같은 충돌예상수치를 얻기 위한 수식은 반드시 1개로서 한정되어 있는 것이 아니라 사용자 이동 분석 수치 및 이동체 이동 분석 수치에서 특정 파라미터 값의 고저 여부에 따라 여러 개수의 수식을 차별 적용할 수 있고 각 상황에 알맞은 별도의 가중치를 경험칙적으로 설정한 룩업테이블에서 추출할 수도 있다.

예를 들어, 앞서 예를 든 것처럼 고속을 가지고 근접거리가 멀지 않지만 차로에서 정형적으로 달리는 차량의 경우 이동속도보다 궤적 내지 최종 근접거리를 우선하여 충돌 여부를 판단하되 만일 궤적 변화 등이 발생한 경우 워낙 고속이기 때문에 충돌 시 위험이 상당할 것을 미리 예측하여 특정 식 내지 가중치를 선별하고, 궤적을 파악할 새도 없이 갑자기 나타난 이동체의 경우 이동속도와 근접거리의 관계를 우선적으로 파악하되 이동속도가 낮은 경우 충돌이 따르더라도 큰 피해를 주지 않을 것을 예측하여 특정 식 내지 가중치를 선별하는 방식을 이용함으로써, 궁극적으로 가속도/이동궤적/근접거리에 대한 상호 연관 관계와 사용자 또는 이동체의 특정 상황에 대한 특수성과의 관계를 충분히 고려하여 사용자가 현재 처한 상태에 맞게 상기 가중치를 설정하는 것이 무엇보다 중요할 것이며, 이러한 이유로 후술할 모드 설정모듈에서 기준 충돌 데이터 베이스(110)에 저장된 특정 데이터베이스를 선택하여 사용자의 상황과 비교하는 것이 더욱 바람직하다 할 것이다.

충돌 예상 정보는 상기 충돌예상수치가 특정 값을 가질 경우, 즉 충돌이 일어남과 동시에 충돌 시 에어터널에 공기를 주입해야 할 정도로 충돌 피해가 일어날 것으로 판단될 경우 발생되는 정보로서, 특히 충돌 예상 판단 후 실제 충돌이 일어나기까지 길지 않는 시간이 소요되기 때문에 근접 센서(53)에 판단된 근접거리에 대한 데이터를 보다 정밀하게 제어하여 이동체와의 충돌 이전에 충돌 예상 정보를 생성하도록 하는 것이 무엇보다 중요하다.

본 발명에 따른 에어 공급 제어모듈(160)은 상기 충돌 예측모듈(150)에서 충돌 예상 정보가 생성된 경우 이를 수신하여 상기 에어 충진 장치(30)의 구동 신호를 명령함으로써 공기가 솔레노이드 밸브 개방에 의해 에어터널 내로 신속히 충진되도록 하는 기능을 수행한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 시스템은 의복 착용자(사용자)의 이동정보와 이에 관련된 이동체의 이동정보를 지속적으로 판단하여 이동체와의 충돌 예상 여부를 결정한 다음 충돌 위험이 예측된 경우 실제 충돌이 일어나기 전에 신속히 에어터널(20)에 공기를 주입하여 실제 충돌 시 에어터널(20)에 에어가 충진된 상태로 인해 완충 작용 및 충격 흡수 작용에 의하여 의복 착용자가 받게 되는 상해를 최소화하도록 하는 작용을 수행한다.

도 5는 본 발명에 따른 충돌 예상 판단의 정확성을 위한 모드 선택 기능을 도시한 개념도이다.

본 발명에서 추가로 구비되는 모드 설정모듈(170)은 의복 착용자가 처한 상황을 특정 모드(mode)로 설정하고 의복 착용자의 상황에 따라 사용자 스스로 특정 모드를 선택하도록 하여 기준 충돌 데이터베이스(110)에 수록된 여러 기준 충돌 데이터 중 어느 하나의 특정 데이터를 추출한 다음 이를 '사용자 이동 분석 수치' 및 '이동체 이동 분석 수치'와의 비교 처리를 수행하여 2 물체의 이동 시에 발생할 수 있는 이동 관련 데이터의 정형성을 파악하여 충돌 예상 수치를 계산하기 위한 수식의 가중치를 결정하는 기능을 제공한다.

다시 말해, 모드(mode)라 함은 사용자의 행동양식에 따라 충돌이 발생하는 상황을 복수 종류의 특정 패턴으로 규격화하고 이를 실제 사용자의 이동정보와 이동체의 이동정보와 비교하여 충돌 예상 판단 관리의 효율성을 담보한 것으로, 궁극적으로 충돌 예상 판단의 정확성을 추구하기 위하여 설정된 일종의 사용자 및 이동체 행동의 패턴, 즉 특정 행동양식에서 사용자와 이동체의 행동 패턴을 미리 분석한 판단 기준을 의미한다.

이를 위해 제공되는 기준 충돌 데이터베이스(110)는, 특정 상황 별로 충돌이 발생한 상황에서 제 1 이동체와 제 2 이동체 각각의 가속도, 이동 방향, 속도 변화를 복수 회수로서 테스트(즉, 학습 과정)를 실행함으로써 특정 기준에 의하여 책정된 각 팩터(factor)로 분석 및 저장한 다음 이를 각각의 상황에 따라 복수 개로 이루어진'기준 충돌 데이터'로 통계 처리(정규화)하여 표준 가이드라인, 즉 룩업 테이블(look-up table) 형태로 이루어진 데이터베이스로서, 다시 말해 후술할 '자가 이동 분석 수치'와 '이동체 이동 분석 수치'와 각각 비교 대상이 되어 의복 착용자와 이동체 간의 충돌 예상 여부를 결정하도록 하는 기준을 제공하는 것이다.

이러한 기준 충돌 데이터베이스(110)는 사용자가 처한 환경 내지 일반인의 각 상황 및 항시 이동하는 이동체 간의 일반적/우발적인 패턴을 여러 그룹(이동 상황에 따라 분류한 것을 의미)으로 분류하여 각 그룹별의 특수 상황에 따라 차별화된 '모드 별 기준 충돌 데이터'를 보유하는 것도 가능한바, 본 발명에서는 이와 같이 복수 개의 모드 별 기준 충돌 데이터를 구분하는 기준을 모드(mode)라 정의한 것이다.

본 발명에서 정의하는 모드는 예시적으로 운동 모드(조깅 모드/사이클링 모드), 보행 모드(골목길 보행 모드, 인도 보행 모드), 운전 모드(이동 차량 탑승 모드, 자가 운전 모드)로서 구분이 될 수 있다. 즉, 보행 시와 운동 시, 또는 운전(이동 차량 탑승) 시에서 발생되는 사용자(즉, 의복 착용자)의 가속도 변위가 차이가 나고 더불어 각 상황 별로 이동체의 이동 패턴이 어느 정도 예상됨과 동시에 이동체의 급박한 이동 상태도 정해진 범위 이내에서 돌발 상황으로 포함시킬 수 있기 때문에 특정 상황을 모드로서 그룹핑(grouping) 하여 각 모드 별로 보다 디테일한 충돌 예상 판단 기준을 제시하도록 하는 것이다.

예를 들어, 사이클링 운동을 수행하는 운동 모드의 경우 폭이 좁은 자전거 도로에서 여러 자전거 운전자가 고속으로 주행을 하는 경우가 많고 특히 오고가는 자전거 간의 거리가 2m 도 채 되지 않은 상황에서 충돌 여부를 판단해야 하기 때문에 앞에서 다가오거나 뒤에서 추월을 하기 위해 따라오는 자전거의 이동경로와 속도 변화를 특히 예의주시해야 하고 이러한 상황에서 충돌이 발생할 때를 가정하여 제 1,2 이동체(자전거)의 특정 시간대별 이동방향과 이동속도, 근접거리 변화에 대한 상관관계 및 이에 대한 각각의 가중치를 특정 수치로서 정형화하여 충돌 및 상해 위협 예상 기준을 마련하도록 하는 것이다.

즉, 이와 같이 기준 충돌 데이터베이스(110)에서 모드 별 기준 충돌 데이터를 구분하여 이를 사용자 이동 분석수치와 이동체 이동 분석 수치와 비교를 하게 되면 단지 사용자 이동정보와 이동체의 이동정보에 근간을 두어 충돌 예상 판단을 할 때보다 경험칙적인 실제 충돌 상황에서의 돌발 상황이나 이동체 이동 상태의 특성 및 충돌 직전 사용자의 궤적 변화 등을 참조할 수 있기 때문에 보다 정확한 충돌 예상을 수행할 수 있게 된다.

다시 말해, 본 발명에서는 직접적으로 사용자 이동정보와 이동체의 이동정보를 분석하여 양자 간의 충돌에 대한 예상을 판단할 때 이러한 사용자 이동정보와 이동체의 이동정보를 기준 충돌 데이터베이스(110)와 비교 판단을 할 수 있도록 사용자가 자신의 상황을 스스로 입력할 수 있는 모드 선택 기능에 의하여 특정 모드가 선택되면 해당 선택된 모드에 따라 특정한 '모드 별 기준 충돌 데이터'가 기준 충돌 데이터베이스에서 추출이 되고 이를 사용자 이동 분석 수치와 이동체 이동 분석 수치와 비교하여 특정 모드에서의 최종적인 충돌 직전 양태를 참조할 수 있도록 하며 이로 인해 복잡한 여러 사용자/이동체의 변화 요인을 정형화하여 계산량을 줄일 수 있을 뿐 아니라 계산의 신속성과 충돌 예상 판단의 신뢰성을 담보할 수 있는 특성을 제공한다.

본 발명에서는 모드 설정모듈(170)에 의해 사용자가 조작부(102)를 조작함으로써 특정 모드를 선택하도록 하는 것이 가능하다.

구체적으로 모드 설정모듈은 모드 선택부(171), 추출부(172), 사용시간 설정부(173)를 포함한다.

모드 선택부(171)는 디스플레이 패널(101)에서 제공되는 모드 선택 화면을 통해 사용자가 조작부(102)를 조작함으로 특정 모드를 선택하도록 하는 기능을 제공하는 것이고, 추출부(172)는 기준 충돌 데이터베이스(110)에서 상기 모드 선택부(171)에서 선택한 모드에 연관된 특정 모드 별 기준 충돌 데이터를 추출하여 사용자 이동 분석 데이터 및 이동체 이동 분석 데이터와 충돌 예상 판단을 위해 비교 처리를 하는 것이다.

즉, 모드 선택부(171)를 통해 사용자가 특정 모드를 선택하게 되면 추출부(172)에서 해당 모드를 기준으로 한 특정한 모드 별 기준 충돌 데이터가 추출되어 충돌 예상 판단을 충돌 예측모듈(150)에서 수행할 수 있는 기반을 제시하며 본 발명에서 의미하는 모드 중 보행 모드를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

보행 모드는 차도 근처의 인도 보행과 일반 골목길 보행으로 구분이 가능하고 이 경우 고속의 차량이 근처에 있기 때문에 근접거리에 의한 데이터는 가중치를 낮게 설정하되 돌발적으로 움직이는 오토바이 내지 자전거와 같은 이동체를 판단하기 위해 이동체의 궤적 존재 여부에 우선적인 가중치를 부여한 다음 이동체의 궤적이 신규 발생한 경우 2차적으로 해당 이동체의 근접거리에 가중치를 높게 설정하는 방식으로 가중치 기준을 부여할 수 있다.

이 외에 운동 모드(조깅 모드/사이클링 모드), 운전 모드 역시 운동체의 이동궤적과 속도, 근접거리의 상관관계를 고려하여 각각의 파라미터에 가중치를 차등 설정하는 방식으로 사용자의 특정 상황을 결정하도록 한다.

이와 같이 모드 선택부(171)에서 사용자의 행동양식을 일정한 패턴으로 규격 처리한 모드를 제공하고 이러한 각각의 모드 선정에 따라 추출부(172)에서 보다 정확한 룩업테이블 역할을 수행하는 비교대상(즉, 세분화된 모드 별 기준 충돌 데이터)을 선택하여 사용자가 처한 다양한 환경에 따라 충돌 예측을 판단할 때 오작동을 줄이고 보다 정확하게 충돌 예측 판단할 수 있는 기반을 제공한다.

사용시간 설정부(173)는 타이머를 추가로 구비하여 사용자가 선택한 특정 모드가 자동으로 활성화되도록 하는 시간대를 지정하거나 사용자가 지정한 시간대에서만 상기 측정 장치(50,60)가 작동되도록 하는 기능을 제공하고, 이로 인해 예를 들어 사용자가 특정 시간대에 규칙적으로 보행 또는 운동(조깅 등)할 경우에는 일일이 사용자가 특정 모드를 선택할 필요 없이 자동으로 충돌 여부 판단을 할 수 있도록 하는 시간을 설정하거나 아니면 불필요한 시간대에 측정장치(50,60)가 작동되어 충돌 예측 판단에 대한 오작동이 일어나거나 아니면 배터리 소모가 일어나는 것을 방지하는 편의성을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 자동 모드 설정모듈(180)은 충돌판단에 따른 오작동을 방지하기 위하여 구비된 것으로, 상기 모드 설정모듈(170)에서 사용자가 모드를 일일이 수동으로 선택해야 하는 불편함을 줄이고자 시스템 차원에서 사용자의 환경, 즉 행동양식을 분석하여 자동으로 특정 모드를 선택하여 모드 별 기준 충돌 데이터를 추출할 수 있도록 하는 편의성을 제공하는 것이다.

즉, 자동 모드 설정모듈(180)은 대기 설정부(181), 가속도 감지부(182), GIS 매칭부(183), 사용자 환경 분석부(184), 자동 모드 설정부(185)로 구성되어 있다.

대기 설정부(181)는 측정 장치(50,60)에서 데이터를 감지하는 기능을 선택 제어하는 것으로, 측정 장치(50,60)의 모든 센서를 강제적으로 OFF 처리하여 배터리를 아낄 수도 있으나 이 경우 사용자의 부주의로 특정 측정 장치(50,60)를 ON 상태로 설정하지 않은 경우 충돌판단을 아예 할 수 없기 때문에 특정 측정 장치(50,60)만 ON 상태로 구동하도록 하고 다른 센서는 대기 상태를 갖도록 하여 사용자의 환경과 행동 패턴을 효율적으로 판단할 수 있는 스탠바이 상태를 제공한다.

구체적으로 대기 설정부(181)는 사용자 이동정보 측정 장치(50)의 가속도 센서(51)만을 ON 상태로 설정하고 다른 측정 장치(50,60)는 OFF 상태(또는 대기 상태)로 설정하는 기능을 수행한다.

가속도 감지부(182)는 상기 가속도 센서(51)에서 사용자의 속도 변화를 감지하여 사용자의 가속도가 감지된 경우, 즉 사용자가 이동을 하기 시작한 경우 GPS 연동부(52)를 구동하기 시작한다.

즉, 충돌 예측 판단을 위한 1차적인 조건으로 사용자의 이동 여부를 전제로 한 것으로, 사용자가 정지 상태에서 충돌을 하는 경우는 이동 차량에서 교통사고를 당하는 경우 이외에는 극히 드물다 할 것이고 반드시 이동이 전제로 따른다는 개연성을 기반으로 한 것이다.

GIS 매칭부(183)는 GPS 연동부(52)를 통해 사용자의 이동 궤적을 GIS(Geometric Information System) 기반으로 이루어진 지도와 매칭하여 지도에 표시하는 기능을 수행한다. 즉, GIS 매칭부(183)는 GIS 기반의 지도상에 사용자의 위치를 설정하고 해당 사용자의 이동 궤적을 지도상에 표시하는 기능, 즉 사용자 GIS 정보를 생성하는 기능을 수행하는 것이다. 이러한 GIS 매칭부(183)에 대한 세부 기능은 현재 공지되어 있는 자동차용 네비게이션 장치에서 이동 차량의 위치를 GPS 위성과 연동하여 지도상에 표시하는 원리와 같기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

사용자 환경 분석부(184)는 사용자가 이동한다는 전제(가속도 센서에 의해 사용자의 이동 여부를 이미 판단한 상태) 하에 상기 GIS 매칭부(183)에서 사용자가 이동하는 지도 궤적 및 가속도 데이터를 통해 사용자가 위치한 지리적 정보와 이동속도를 얻어 사용자의 위치가 도로 상인지, 아니면 인도 상인지 여부를 판단(즉, GPS 오차에 의해 도로상인지 인도상인지 파악하기 힘드나, 사용자의 이동속도를 참조하면 도로 상에서 차량으로 이동을 하는 것인지 아니면 인도 상에서 보행을 하는 것인지를 알 수 있음)하거나 자전거 도로 상에 있는지 여부 등으로 사용자가 처한 지역 환경을 분석하는 기능을 제공하는 것이다.

이처럼, 본 발명에서는 사용자가 처한 지역 환경을 자동으로 분석하기 위하여 GPS 및 GIS와 가속도 정보를 이용하는 것을 기본적인 원리로 한다.

자동 모드 설정부(185)는 상기 사용자 환경 분석부(184)에서 판단된 사용자의 지리적 정보와 가속도를 통해 특정 모드를 자동으로 선택, 즉 모드 별 기준 충돌 데이터를 추출하는 기능을 설정한다.

예를 들어, 사용자가 자전거 도로 상에서 일반적인 자전거 주행 속도의 가속도를 가질 경우 사이클링 모드로 인식하고, 차도 주변에 위치하되 보행 속도 수준의 가속도를 나타낼 경우 차도 주변의 인도를 보행하는 것으로 판단하여 이에 연관된 특정 모드 별 기준 충돌 데이터를 추출한다는 의미이다.

이 후, 충돌 예측모듈(150)에 의해 충돌 예측 판단을 수행할 수 있는 준비를 갖추는바 이는 상기 모드 설정 모듈 기능 이후 단계와 같다 할 것이다.

더불어 특정 모드가 선택된 것으로 자동 모드 설정모듈(180)의 기능이 끝나는 것이 아니라, 일정 주기에 따라 사용자의 가속도 변화, 지역/위치 변화를 측정하여 사용자의 환경이 변화되었을 때 자동으로 신규 모드로 갱신 처리하는 것도 가능하다.

사용자 알림부(186)는 이동체가 사용자에게 특정 속도(특이 이동 궤적도 포함할 수 있음)으로 다가오고 있을 경우 이를 감지하여 사용자에게 상기 출력부를 통해 주의를 알리는 음원을 출력하는 기능을 수행한다.

즉, 사용자 이동정보 측정장치(50)와 이동체 이동정보 측정장치(60)를 통해 이동체가 사용자 주변으로 특정 속도로서 근접할 경우 이를 미리 사용자에게 알려 사용자가 이를 피할 수 있는 준비를 갖출 수 있도록 하는 예방 기능을 제공한다.

이와 같은 자동 모드 설정모듈(180)에 의하여 사용자가 수동으로 특정 모드를 선택해야 하는 불편함을 방지하고 불필요한 측정 장치(50,60)의 항시 구동에 따른 비효율적인 배터리 사용 문제를 줄일 수 있을 뿐 아니라, 지리적 정보와 가속도의 융합 판단으로 보다 정확하고 신속하게 사용자의 환경을 판단하여 이에 맞는 충돌 예상 판단 데이터를 선택할 수 있는 특성을 제공한다.

본 발명에 따른 공기량 주입제어모듈(199)은 상기 충돌 예측모듈(150)에서 충돌 예상 정보를 생성할 당시 사용자와 이동체의 가속도를 체크하여 이들의 이동속도에 따라 솔레노이드 밸브의 개방 상태 및 에어 충진 장치(30)의 에어 충진 구동 상태를 차등 제어하여 충돌 시 예측되는 충격량에 비례하여 공기 주입량을 결정하는 기능을 제공한다.

즉, 충돌이 예상되는 이동체의 이동속도가 높을 경우 상대적으로 많은 공기가 에어 터널(20)에 주입되도록 에어 충진 장치(30)를 제어하고, 이동체의 이동속도가 높지 않을 경우에는 물론 충돌 예상 신호 자체를 생성하지 않을 수도 있겠으나 상대적으로 적은 양의 공기가 에어 터널(20)에 주입되도록 제어하는 것이다.

이러한 공기량 주입제어모듈(199)에 의하여 충돌 시 예상되는 충격량에 따라 공기량을 차등 주입할 수 있는 편의성을 제공한다.

도 6은 본 발명의 충돌통보모듈 및 중앙관제서버의 기능을 개략적으로 도시한 개념도이다.

본 발명에 따른 시스템은 1차적으로 충돌이 발생하기 직전에 의복에 압축가스를 충진하여 충돌 시 초기 상해 방지 대응에 집중하는 것을 우선으로 하나, 2차적으로 통신 기능과의 연동을 통해 충돌 후 구조 요청 정보를 전송하는 기능을 제공할 수 있다.

이를 위해 제공되는 충돌통보모듈(190)은 구체적으로 통신부(191), 아이디 생성부(192), 등록부(193), 구조 요청 정보 생성부(194), 송신부(195)를 포함한다.

통신부(191)는 본 발명에 따른 의복이 무선 통신 기능을 수행할 수 있도록 하는 것으로, 이 때 사용되는 통신은 와이파이, 2G, 3G 통신, 블루투스 통신이 가능할 수 있다.

아이디 생성부(192)는 후술할 중앙관제서버(200)에서 본 발명에 따른 의복의 아이디(즉, 의복 착용자의 아이디)를 인식할 수 있는 아이디 정보를 생성하는 것이다.

등록부(193)는 사용자가 조작부(102)를 통해 사용자의 관리인(부모, 간병인, 기타 가족 등)의 휴대폰 번호를 입력하여 이를 상기 통신부(191)에 의해 중앙관제서버(200)에 전송하여 중앙관제서버(200)에서 이를 등록 처리하도록 하는 것이다. 이 때, 반드시 조작부(102)를 통해 등록을 할 필요 없이 중앙관제서버(200)에서 운용하는 웹사이트에 사용자가 접속을 하여 자신의 의복에 생성된 아이디를 기반으로 관리인의 휴대폰 번호를 입력하여 웹 사이트의 DB 저장공간(DB 서버)에 저장 처리하도록 하는 것도 가능하다.

구조요청정보 생성부(194)는 상기 충돌 예측모듈(150)에서 생성한 충돌 예측 정보와 상기 GPS 연동부(52)에서 생성한 사용자의 위치 정보를 수록한 일명 '구조요청정보'를 생성하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 구조요청정보는 사용자의 위치 정보와 충돌 예측정보(충돌이 일어났다는 충돌 상황 내용에 대한 정보) 및 아이디 정보를 포함한다.

송신부(195)는 중앙관제서버(200)에 상기 구조요청정보를 통신 기능을 이용하여 송신하는 기능을 한다.

본 발명에 따른 중앙관제서버(200)는 통신 기능을 구비하여 상기 송신부(195)와 통신이 가능한 상태에서 구조요청정보를 수신하여 위기관리 관제 역할을 수행하는 것으로서, 예를 들어 관공서 서버, 의료기관 서버 내지 사설 충돌관리 서비스 제공서버와 같은 형태로 존재할 수 있다.

즉, 중앙관제서버(200)는 상기 구조요청정보를 수신한 경우 의료기관 서버와 연계되어 구조요청지역에 앰블런스를 파견하도록 하는 구조신호를 의료기관 서버에 전송하거나 사용자가 등록한 특정 휴대폰 번호로 구조요청정보를 통보하는 기능을 수행한다.

이러한 충돌통보모듈(190) 및 중앙관제서버(200)에 의하여 충돌 사고가 발생한 사용자 주변에 도와줄 사람이 없는 경우 실질적으로 주변 사람의 도움을 기대할 수 있기 때문에 차선책으로 사용자의 지인 또는 관공 기관의 도움을 요청하도록 하는 특성을 제공한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 충격 보호 스마트웨어 시스템의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 의복 20: 에어 터널
21: 제 1 원단 22: 제 2 원단
30: 에어 충진 장치 31: 구동부
32: 공기탱크 33: 조작 처리부
40: 관통로 50: 사용자 이동정보 측정장치
51: 가속도 센서 52: GPS 연동부
60: 이동체 이동정보 측정장치 70: 근접 센서
80: 츨력부 100: 컨트롤러
101: 디스플레이 패널 102: 조작부
110: 기준 충돌 데이터베이스 120: 사용자 이동정보 파악모듈
130: 이동체 이동정보 파악모듈 140: 이동체 추출모듈
150: 충돌 예측모듈 160: 에어 공급 제어모듈
170: 모드 설정모듈 171: 모드 선택부
172: 추출부 173: 사용시간 설정부
180: 자동 모드 설정모듈 181: 대기 설정부
182: 가속도 감지부 183: GIS 매칭부
184: 사용자 환경 분석부 185: 자동 모드 설정부
186: 사용자 알림부 190: 충돌통보모듈
191: 통신부 192: 아이디 생성부
193: 등록부 194: 구조요청정보 생성부
195: 송신부 199: 공기량 주입제어모듈
200: 중앙관제서버

Claims (7)

1. 이동체의 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템으로서,
   의복 내에 공기를 주입할 수 있는 공간을 제공하는 에어터널;
   상기 에어터널의 단부에 연결된 관통로를 매개로 공기탱크에 저장된 공기를 상기 에어 터널에 주입하는 에어 충진 장치;
   의복에 장착된 것으로, 의복 착용자의 3축 가속도를 측정하는 가속도 센서, GPS 위성과 연계되어 의복 착용자의 실시간 위치 정보 및 이동 궤적을 생성하는 GPS 연동부를 구비한 사용자 이동정보 측정 장치;
   의복에 장착된 것으로, 의복 착용자 주변에 존재하는 이동체의 개수, 이동속도, 이동방향, 이동궤적을 실시간으로 측정하는 이동체 이동정보 측정장치;
   의복에 장착된 것으로, 의복 착용자와 이동체의 근접거리를 측정하는 근접센서;
   상기 사용자 이동정보 측정장치를 통해 사용자 이동 분석 수치를 생성하는 사용자 이동정보 파악모듈과, 상기 이동체 이동정보 측정장치 및 상기 근접 센서를 통해 이동체의 이동 분석 수치를 생성하는 이동체 이동정보 파악모듈 및, 상기 이동체 이동정보 파악모듈에서 복수 개의 이동체의 이동속도와 이동궤적을 비교 판단하여 특정 이동체를 추출하는 이동체 추출모듈과, 상기 이동체 추출모듈에서 추출된 이동체의 이동체 이동 분석 수치와 사용자 이동 분석 수치를 통해 사용자와 이동체 간 충돌 예측 판단을 하여 충돌 예상 정보를 생성하는 충돌 예측모듈 및, 상기 충돌 예측모듈의 충돌 예상 정보를 수신하여 상기 에어 충진장치의 구동을 제어하는 에어 공급 제어모듈로 구성된 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   다양한 상황 별로 의복 착용자와 이동체가 실제 충돌이 발생한 상황에서의 상호 이동속도와 이동궤적의 변화를 측정 및 분석 처리한 모드 별 기준 충돌 데이터를 수록한 기준 충돌 데이터베이스;
   의복 착용자가 처한 상황을 특정 모드로 설정하고, 의복에 별도로 구비된 조작부를 통해 특정 모드를 선택하도록 하는 모드 선택부 및, 상기 모드 선택부에서 선택된 모드와 연관된 모드별 기준 충돌 데이터를 상기 기준 충돌 데이터베이스에서 추출하는 추출부를 포함한 모드 설정모듈;을 추가로 포함하며,
   상기 충돌 예측모듈은,
   추출된 상기 모드 별 기준 충돌 데이터와 상기 사용자 이동 분석 수치 및 이동체 이동 분석 수치를 비교 처리하여 충돌 예상 정보를 생성하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 모드 설정모듈은,
   타이머를 통해 의복 착용자가 시간대를 설정하도록 하고, 상기 시간대에서 상기 모드 선택부에서 의복 착용자가 선택한 특정 모드가 실행되도록 상기 사용자 이동정보 측정장치 및 이동체 이동정보 측정장치의 구동시간을 제어하는 사용시간 설정부;를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는, 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 사용자 이동정보 측정장치 중 상기 가속도 센서만을 on 상태로 설정하는 대기 설정부,
   상기 가속도 센서에서 사용자의 속도 변화를 감지하는 가속도 감지부,
   상기 가속도 감지부에서 가속도가 감지된 경우, 상기 GPS 연동부를 통해 사용자의 이동 궤적을 GIS 기반으로 이루어진 지도상에 매칭 표시하여 사용자 GIS 정보를 생성하는 GIS 매칭부,
   상기 사용자 GIS 정보 및 사용자 가속도 정보를 통해 사용자의 위치와 이동속도에 기반을 둔 사용자 상황을 판별하여 상기 기준 충돌데이터베이스에서 사용자 상황에 연관된 특정 모드 별 기준 충돌데이터베이스를 선택하는 자동 모드 설정부로 구성된 자동 모드 설정모듈;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 의복은, 음원을 출력하는 스피커로 이루어진 출력부;를 추가로 포함하고,
   상기 자동 모드 설정모듈은,
   지형물의 영상의 특징을 분석하여 지형물 영상 특징에 따라 상기 출력부를 통해 의복 착용자에게 주의를 알리는 음원을 출력하도록 하는 사용자 알림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 충돌 예측모듈에서 충돌 예상 정보를 생성할 당시 사용자와 이동체의 가속도를 체크하여 이들의 이동속도에 따라 상기 에어 충진 장치의 에어 주입 상태를 차등 제어하여 충돌 시 예측되는 충격량에 비례하여 공기 주입량을 결정하는 공기량 주입제어모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   통신 기능을 수행하는 통신부,
   의복의 아이디 정보를 생성하는 아이디 생성부,
   상기 충돌 예상 정보가 생성될 때 상기 GPS 연동부에 의한 사용자 위치 정보와 상기 아이디 정보 및 구조 요청 메시지 정보를 포함하는 구조요청정보를 생성하는 구조요청정보 생성부,
   상기 구조 요청 정보를 중앙 관제 서버에 송신하는 송신부;로 구성된 구조 요청 정보 송신모듈; 및,
   상기 구조 요청정보를 수신하여 위기 관제 역할을 수행하는 중앙관제서버;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌사고 대비를 위한 공기주입형 스마트웨어 시스템.

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