KR101044671B1 - 동물이 차량에 충돌하는 것을 방지하기 위해 차량에 설치되는 내장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 움직이는 차량의 앞에 도로를 가로지르는 경향이 있는 동물과 차량이 충돌을 피하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 장치는 25,000 Hz 이상의 주파수를 가진 방향 음파를 발산하도록 하나의 RF 방출기 또는 하나 이상의 RF 방출기들을 직접적으로 작동하는 시각 시스템을 포함한다. 동물들이 도로의 가장자리를 향하여 움직이도록 하기 위하여 음파는 도로의 중앙으로부터 도로의 가장자리를 향하여 감소하는 주파수를 가지나 앞쪽으로 방출된다.

Description

동물이 차량에 충돌하는 것을 방지하기 위해 차량에 설치되는 내장장치{SYSTEM TO AVOID THE COLLISION OF A VEHICLE WITH ANIMALS}

본 발명은, 차량의 앞에서 도로를 갑자기 가로지르려는 동물이 차량에 충돌하는 것을 방지하기 위해 차량에 설치되는 내장장치에 관한 것이다.

통계적인 데이터들은 도로를 가로지르는 동물, 특히 버려진 개들로 인하여, 1984년부터 1993년까지 이탈리아에서만 40,000 건의 도로 사고들이 발생되었으며, 이중 4,000명의 사람들이 다치고 200명의 사람이 사망하였음을 보여주고 있다. 단지 이탈리아의 토리노 지역에서만, 2001년 하반기에 도로를 가로지르는 야생동물, 특히 야생돼지뿐만 아니라 노루, 여우, 사슴 그리고 오소리들로 인하여 157건의 사고가 발생하였다.

일반적으로 유럽에서는 동물과 차량이 관련된 사고의 수는, 단지 큰 동물만을 고려했을 때, 507,000 건이 계산되며, 100명의 사망자와 30,000명의 부상자와 약 1,000,000 유로에 해당하는 손해를 가져왔다. 이탈리아 각각의 지방에서의 대 응되는 수는 해마다 약 100 건이 된다.

이와 유사하게 놀라운 통계가 특히 사슴(stag)과 관련된 사고들에 관하여, 미국에서도 나오고 있다. 해마다 미국에서 야생동물과의 사고는 726,000 건이 발생되며, 결과적으로 약 1,000,000 달러의 손해를 가진다. 항상 미국에서는 이러한 종류의 사고로 인하여 해마다 29,000 명의 사람들이 부상당하며, 200명의 사람들이 사망하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 관점에서, 여러 가지 해결책들이 이미 제시되어지고 있고, 이 모든 것들은 차량의 운행영역으로부터 동물들이 벗어나 있도록 하기 위하여 초음파(ultrasound)의 사용을 제시하고 있다. 그러한 해결책은 International Road Dynamic Inc.사에 의해서 표시된 소위 "야생동물 경보시스템(wild life warning system)"을 포함하며, 이는 차량의 통행을 감지하는 시스템과 고정된 위치의 특히 통계적으로 가로지르는 동물들이 가장 빈번한 지역에 있는 초음파 발산기의 설치에 의해 그 목적이 수행되어진다. 감지기(sensor)들은 차량의 도착을 감지하고 따라서 초음파 발산기를 작동하며, 그리고 만일 필요하다면 동물들이 무서워하고 도로를 가로지르는 것을 방지하는 조명밴드(light band) 또는/및 냄새 발산기를 작동하게 된다. 작동되어지는 첫 번째 시스템은 도로 양쪽에 있는 다음의 시스템들을 작동하게 된다.

초음파 발산기는 사람들을 방해하지는 않지만 동물들을 물러나게 하는 우수한 시스템이다. 동물들은 일반적으로 사람보다 매우 높은 소리에 민감한 역치(threshold)를 가지고 있다. 동물들은 사람의 귀에 비해서 매우 낮은 세기를 가지는 소리들을 들을 수 있다. 예를 들어, 사람의 가청범위는 64 내지 23,000 Hz 이지만, 개의 가청범위는 67 내지 45,000 Hz이고, 고양이는 45 내지 64,000 Hz, 소들은 23 내지 35,000 Hz, 양들은 100 내지 30,000 Hz이며, 토기들은 360 내지 42,000 Hz이다. 과학적인 조사들은 임계적인 가청범위 내에서 발생된 소리는 수많은 동물들이 소리의 근원지로부터 물러나도록 어지럽게 하고 무서움을 느낀다는 것을 보여준다. 이와 동시에, 사람들은 사람의 가청 역치값을 넘는 주파수 영역에 속하는 초음파에 의해서 방해받지 않는다. 사람에 있어서, 고막(eardrum)은 동물보다 매우 낮은 특정의 공명주파수(resonance frequency)를 가지며, 따라서 초음파 주파수에서 진동되지 못한다. 사람의 귀는 20,000 Hz의 주파수까지의 소리를 감지할 수 있다.

상기와 같은 내용을 고려하여, 차량 상에 설치되어지도록 장착된 장치는 상기 차량의 앞에서 도로를 가로지르는 동물들을 물러나도록 하는데 역시 사용되어져왔다. 예를 들어, 미국특허 US-A-5,278,537호는 동물들이 차량의 앞에서 움직이는 것을 방지하도록 초음파를 발생시키는 전자 경보 시스템(electronic alarm system)을 개시하고 있다. 상기 장치는 일정한 피크-대-피크 세기(peak-to-peak tension)를 가지는 사각파(square wave)의 형태로 된 전기펄스(electric pulse)를 발생시키 는 단순화된 필롯 회로(pilot circuit)를 포함한다. 상기 필롯 회로는 순차적으로 감소하는 파장 주파수(wave frequency)에 의해 연속되는 순차적으로 증가하는 주기적인 파장 주파수를 가진 상기 사각파를 발생한다. 커플링 트랜스포머(coupling transformer)는 사각파를 높은 피크-대-파크 세기를 가지는 사인파 전기적 세기로 변환하여, 압전 트랜스듀서(piezoelectric transducer)는 주기적으로 감소되는 주파수에 의해 연속되는 주기적으로 증가하는 주파수를 가진 초음파를 발산하도록 하며, 따라서 트랜스듀서의 과열과 때이른 브레이킹의 원인이 되지 않고 경보의 효과를 수행한다. 따라서 얻어진 초음파 효과는 동물들을 당황케하고, 차량 앞에서 갑자기 도로를 가로지르는 것을 방지한다.

그러나 이러한 유용함에도 불구하고, 상기 장치는 경보시스템을 작동하기 위하여 운전자에 의한 적극적인 개입을 관련시킨다.

동물들을 물러나게 하기 위하여 초음파를 발산하는 고정시스템(stationary system)들은 역시 스위스 특허 CH-A-52 357 및 미국 특허 US-A-4,001,817에서 실례로서 공지되어져 있다.

본 발명은 차량이 동물과 충돌되는 것이 방지하기 위한 새로운 장치 및 새로운 방법을 제시하도록 하는 것이며, 도로 가까이에 고정시스템의 설치를 포함하지 않지만, 차량상에 간단하게 설치되어질 수 있으며 동시에 동물이 가로질러 지나가 는 것에 의한 사고의 위험을 감소하거나 없애는 공지된 장치보다 더욱 효과적이며, 전체는 차량의 운전으로부터 운전자의 주의를 전환함이 없다.

상기한 의도를 얻기 위하여, 본 발명의 목적은 차량의 앞에서 도로를 갑자기 가로지르는 경향이 있는 동물과 상기 차량의 충돌을 방지하도록 차량상에 설치되어지는 내장장치에 관한 것이며, 특히 상기 장치는 차량 가까이의 하나 또는 그 이상의 동물들의 존재를 감지하는 시각감지장치(visual system)과, 상기 시각시스템으로부터 출력신호를 수신하고 경보시스템을 작동하기 위하여 신호를 순차적으로 작동시키는 전자제어 시스템(electronic control system)과, 그 존재가 감지되어지는 동물 또는 동물들을 벗어나도록 상기 작동된 신호에 의해 작동되어지는 예를 들어 25,000 Hz 이상의 주파수를 가진 방향 고주파 음파(directional high-frequency sound wave)를 방출하는 수단으로 구성된다.

상기 시각감지장치는 주간 작동을 위한 수단과 예를 들어 야간에서와 같이 낮은 가시조건에서 작동하기 위한 수단 모두를 가지는 것이 선호된다. 상기 첫 번째 종류의 수단은 CCD 또는 CMOS 기술에 근거한 감지기가 갖추어진 카메라로 구성될 수 있다. 상기 두 번째 종류의 시각수단은 예를 들어 900 nm의 파장을 가진 LED를 발산하는 매트릭스에 근거한 조명장치(lighting system)과 관련도니 적외선 감지기(infrared sensor)를 가진 CMOS카메라 또는/및 가시 필터를 가진 프로젝터로 구성되는 것이 선호된다. 대안으로서, 열 카메라(heat camera) 또는 저항 방사열계(resistive bolometer)의 매트릭스 또는 열전 감지기(thermoelectric sensor)의 매트릭스로 구서된 장치가 사용될 수 있다.

본 발명의 추가적으로 선호적인 특징에 따라서, 상기 전자 제어수단은 시각시스템에 의해 감지되어지는 바와 같은 영상에 근거하여 동물들의 존재를 감지하도록 역시 프로그램되어진다. 전자 중앙 유닛(electronic central unit)은 마주치게 되는 다양한 형태와 모양의 스크린닝(screening)을 수행할 수 있다. 동물들을 감지한 후에, 방출수단(emitting means)은 특정의 동물들이 물러나도록 적합하게 된 서로 다른 주파수를 가진 신호를 방출하도록 제공되어진다.

변형들 중 하나로서, 본 장치는 동물들이 물러나도록 유도하기 위하여 도로의 중앙으로부터 도로의 가장자리로 감소되는 주파수를 가지며 전방을 향해 음파를 직접 방출할 수도 있다. 또한, 전자 제어장치는 자동차 계기판 상의 디스플레이에 연결되어, 운전자에게 위험한 상황을 알리는 시각/청각 신호경고를 방출한다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 비제한적인 실례로서 제공되어지는 첨부된 도면과 관련하여 다음의 설명으로부터 더욱 명확하게 되어진다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 구조를 도시하는 다이아그램

도 2는 본 발명에 따른 시스템을 갖춘 차량을 도시하는 모습

도 3 및 도 4는 경보시스템의 개입 전과 후의, 본 발명에 따른 시스템을 갖춘 차량을 도시하는 모습

도 5 및 도 6은 IR 감지기로 관련되어 사용되어지는 조명시스템(lighting system)의 두 가지 다른 해결책에 관한 다이아그램

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 발산기(emitter) 4 : 전자제어 시스템

5 : 출력 신호 6 : 시각 시스템(visual system)

7 : 하우징 8 : 유리판(glass plate)

도 1을 참고할 때, MEMS 기술을 이용하여 특히 적어도 25,000 Hz 이상의 주파수를 가진 고주파수 방향파(high-frequency directional wave, RF)를 방출하는 방출기(emitter)(2)를 포함하고 본 발명을 따르는 장치(1)가 전체적으로 도시된다. 상기 방출기(2)의 작동은, 전자제어장치(4)가 시각감지장치(6)로부터 출력신호(5)를 수신한 후에 전자제어장치(4)에 의해 출력되는 신호(3)에 의해 결정되고, 상기 설명과 같이 상기 시각감지장치(6)는 주간에 감지작용을 위해 CCD 또는 CMOS 센서를 장착한 카메라 및, 예를 들어 야간에 낮은 가시조건에서 감지작용을 위해 적외선(IR)센서를 장착한 CMOS카메라로 구성될 수 있다. 상기 적외선 센서는, LED들로 형성된 매트릭스를 이용한 조명장치 (약 900nm에서 최고파장을 가지고 파장의 함수로서 상기 매트릭스로부터 방출되는 광선의 강도변화를 도시하는 도 5의 선도를 참고한다) 또는 가시광선을 제공하는 프로젝터(projector)(도 5의 아래쪽을 참고한다)와 결합한다.

시각감지장치(6), 중앙의 전자제어장치(4)와 방출기(2)로 구성된 조립체가, 유리판(glass plate, 8)과 결합된 하우징(7)내에 배열된다. 따라서, 상기 장치는, 예를 들어 도 3에서 S로 언급된 위치에서와 같이 내부의 룸 미러(rear-view mirror)와 동일한 높이에서 차량의 앞유리 상에 위치될 수 있다. 선택적으로, 본 발명의 장치는 T로서 표시된 위치에서와 같이 라이트(light) 상에 위치할 수도 있다.

시각감지장치의 가능한 변형예에 의하면, RF 방출기 및 전자 제어 장치들은 독립적인 별개의 장치들이다. 시각감지장치는 S 위치에서와 같이 룸미러와 동일한 높이에서 앞유리 상에 위치하지만, 방출기는 T 위치 내에 배치되어 운전자에게 발생할 수 있는 혼란을 방지하고, 무엇보다도 차량 내로부터 동물들을 끌어내는 어려움을 방지하도록 한다.

도 3을 참고할 때, 본 발명의 장치가 작동하는 동안, 차량(V)의 위치 (S)내에 배열된 시각감지장치에 의해 차량이 움직이는 동안 영상(image)들이 구해진다. 중앙의 전자 제어장치는 구해진 영상을 스크리닝(screening)하도록 프로그램된다. 상기 영상들 중 하나가 전자제어장치내에 저장된 영상 데이터 베이스 내에 포함된 영상들 중 하나와 일치할 때, 경보 신호가 발생된다. 상기 시각감지장치는 매순간 우수한 감지효율을 제공하도록 예를 들어 낮 시간과 같이 가시성(visibility)이 우수할 때 및 밤과 같이 가시성이 낮을 때 서로 다른 작동을 제공한다. 동물들의 몸체가 감지될 때, RF 방출기가 작동된다. 도 4를 참고할 때, 동물들을 선호되는 방향으로 이동시키기 위하여, 고주파수의 저강도 음파가 도로의 중앙으로부터 시작하여 도로의 가장자리를 향해 주파수를 감소시키며 동물의 몸체로 전달된다.

본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고, 본 발명의 기본적인 사상이 동일한 범위 내에서, 상기에서 기술되고 도시된 것과 관련하여 구성요소의 상세 및 실시예들을 다양하게 변형될 수 있는 것이 분명하다.

Claims (8)

1. 차량의 앞에서 도로를 갑자기 가로지르려는 동물이 차량에 충돌하는 것을 방지하기 위해 차량에 설치되는 내장장치에 있어서,

   상기 내장장치가, 차량 근처에서 하나 이상의 동물의 존재를 감지하는 시각감지장치(6), 상기 시각감지장치(6)로부터 출력신호(5)를 수신하고 계속해서 작동신호(3)를 발생시키는 전자제어장치(4), 존재가 감지된 동물이 물러나도록 상기 작동신호(3)에 의해 작동되고 25,000 Hz 이상의 고주파수를 가진 음파를 동물을 향해 방출하는 음파방출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내장장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 시각감지장치(6)는 주간에 동물의 존재를 감지하기 위한 수단을 가지고, 주간에 동물의 존재를 감지하기 위한 수단은 CCD 감지기 또는 CMOS 감지기를 가진 카메라로 구성되는 것을 특징으로 하는 내장장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 시각감지장치(6)는 낮은 가시조건에서 동물의 존재를 감지하기 위한 수단을 가지고, 낮은 가시조건에서 동물의 존재를 감지하기 위한 수단은,

   - 적외선 감지를 가진 CMOS 카메라 및,

   - LED로 형성된 한 개이상의 매트릭스를 포함한 조명장치, 가시필터를 가진 프로젝터로 구성된 장치, 열카메라로 구성된 장치, 저항 방사열계들의 매트릭스를 포함한 장치, 열전감지기의 매트릭스를 포함한 장치 중에서 선택되고 상기 CMOS 카메라와 연결된 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 내장장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 조명장치는 900 nm의 파장을 가진 광선을 방출하는 한 개이상의 LED 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 내장장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전자제어장치는

   - 상기 시각감지장치(6)에 의해 감지된 영상을 기초하여 동물의 존재를 감지하고,

   - 상기 영상들 중 하나가 전자제어장치에 저장된 영상 데이터베이스에 포함된 영상들 중 하나와 일치하는 지를 스크리닝하도록 프로그램되는 것을 특징으로 하는 내장장치.
7. 제 1 항에 있어서, 동물들을 물러나게 하기 위해, 상기 음파는 전방으로 방출되고, 상기 음파의 주파수는 도로의 중앙으로부터 도로의 가장자리를 향해 감소하는 것을 특징으로 하는 내장장치.
8. 제 1 항에 있어서, 전자 제어장치는, 발생되는 위험한 상황을 운전자에게 알리는 광학/소리 신호를 방출하도록 자동차 계기판 상의 디스플레이에 연결되는 것을 특징으로 하는 내장장치.

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