KR101106254B1 - 보행자를 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

보행자를 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사람을 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 횡단보도를 횡단하려고 하는 횡단자를 감지하여 보행자용 신호등과 차량용 신호등의 신호 램프를 제어함으로써 차량의 원활한 흐름을 방해하지 않는 신호등 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 보행자가 감지되고 차량의 흐름이 확인된 후 신호등의 램프를 변경할 수 있으므로, 교통 흐름을 원활하게 유지하고 보행자의 안전을 지킬 수 있다.

Description

보행자를 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템 및 그 제어 방법{System and method of controlling signal lamp}
본 발명은 사람을 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 횡단보도를 횡단하려고 하는 횡단자를 감지하여 보행자용 신호등과 차량용 신호등의 신호 램프를 제어함으로써 차량의 원활한 흐름을 방해하지 않는 신호등 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
종래에는 횡단보도에 설치된 신호등들은 일정 시간마다 보행자가 횡단할 수 있게 변경되도록 운영된다.
보행자나 차량이 많은 경우에는 문제가 없지만, 보행자가 거의 없는 심야 시간이나 새벽 시간, 또는 일반적으로 보행자가 거의 다니지 않는 도로의 경우에는 차량의 원활한 흐름이 방해될 수 있다.
이에 차량의 원활한 흐름을 방해하지 않는 동시에 보행자의 안전을 지킬 수 있는 신호등 제어 시스템이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 감지하여 보행자용 신호등과 차량용 신호등의 신호 램프를 제어함으로써 차량의 원활한 흐름을 방해하지 않으며 보행자의 안전을 지킬 수 있는 신호등 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 신호 램프와 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 촬영하여 사람 영상 신호를 생성하는 카메라를 포함하는 보행자용 신호등; 신호 램프와 차로에서 주행하고 있는 차량을 촬영하여 차량 영상 신호를 생성하는 카메라를 포함하는 차량용 신호등; 및 상기 사람 영상 신호를 분석하여 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 감지하고, 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자가 감지되면 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호를 생성하여 상기 보행자용 신호등과 상기 차량용 신호등으로 전송하는 제어부를 포함하는, 보행자를 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템을 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자가 감지된 동시에 횡단보도로 고속으로 접근하고 있는 차량이 감지되면, 상기 횡단보도로 고속으로 접근하고 있는 차량이 횡단보도를 통과한 후 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호를 생성하여 상기 보행자용 신호등과 상기 차량용 신호등으로 전송할 수 있다.
바람직하게는, 상기 신호등 제어 시스템은, 보행자의 안전을 위하여 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호가 지속되는 시간 및 횡단보도로 접근하고 있는 차량에 대한 정보를 출력하는 보행자용 출력 장치를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보행자용 신호등은 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 감지하는 사람 감지 센서를 더 포함하고, 상기 차량용 신호등은 횡단보도로 접근하는 차량을 감지하는 차량 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 보행자가 감지되고 차량의 흐름이 확인된 후 신호등의 램프를 변경할 수 있으므로, 교통 흐름을 원활하게 유지하고 보행자의 안전을 지킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 신호등 제어 시스템을 예시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 신호등 제어 시스템을 설명한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 신호등 제어 방법을 설명한 흐름도.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 신호등 제어 시스템을 예시한 도면이다.
본 발명에 따른 신호등 제어 시스템은 횡단보도(crosswalk)를 횡단하고자 하는 보행자를 자동으로 감지하고, 보행자가 감지되면 소정 시간이 경과한 후 보행자용 신호등과 차량용 신호등의 신호램프를 보행자가 횡단할 수 있게 변경하는 제어 시스템이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 신호등 제어 시스템(100)은 횡단보도에 설치되는 보행자용 신호등(110), 차량용 신호등(130), 및 제어부(140)를 포함하며, 추가로 보행자용 출력장치(120)를 더 포함할 수 있다.
보행자용 신호등(110)은 횡단보도에서 횡단하길 대기하고 있는 보행자를 감지하는 기능을 가진다.
횡단보도에서 대기하고 있는 보행자가 감지되면 보행자의 안전한 횡단을 위하여 신호등 제어 시스템(100)은 보행자용 신호등(110)과 차량용 신호등(130)의 램프 신호가 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호로 변경되도록 제어한다.
도 2는 본 발명에 따른 신호등 제어 시스템을 설명한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 신호등 제어 시스템(100)은 횡단보도에 설치되는 보행자용 신호등(110), 차량용 신호등(130), 및 제어부(140)를 포함하며, 추가로 보행자용 출력장치(120)를 더 포함할 수 있다.
보행자용 신호등(110)은 신호 램프(111)와 카메라(112)를 포함하며, 보행자 감지 센서(112)를 더 포함할 수 있다.
신호 램프(111)는 일반적으로 이용되는 보행자용 신호등처럼 빨강, 초록, 및오렌지색을 표시하기 위한 램프들로 구성되어 있다. 신호 램프(111)는 보행자의 안전한 횡단을 위하여 각각의 색으로 횡단 조건을 표시하며, 후술할 제어부(140)로부터 램프 신호를 수신하여 램프 신호에 따라 램프를 점멸한다.
카메라(132)는 전방의 횡단보도를 실시간으로 촬영하여 보행자 영상 정보를 생성한다. 보행자 영상 정보는 후술할 제어부(140)로 전송되며, 제어부(140)는 보행자 영상 정보에 대한 영상 처리를 수행하여 횡단보도를 통해 횡단하길 기다리고 있는 사람이 있는지를 판단한다.
보행자 감지 센서(112)는 횡단보도에서 횡단하길 기다리고 있는 보행자를 감지하는 센서로서, 사람을 감지한 사람 감지 신호를 생성한다. 생성된 사람 감지 신호는 후술할 제어부(140)로 전송된다. 전술한 카메라(132)에서 생성된 보행자 영상 정보를 이용하여 횡단보도를 횡단하려고 하는 사람을 감지할 수 있지만, 더욱 정확하게 사람을 감지하기 위하여 보행자 감지 센서(112)가 이용될 수 있다.
한편 보행자 감지 센서(112)로서 마이크로 웨이브 센서, 적외선 센서, 및 서모파일(thermofile) 센서 등이 이용될 수 있다. 마이크로 웨이브 센서는 마이크로 웨이브를 이용하여 사람을 감지할 수 있으며, 적외선 센서는 사람의 움직임을 감지할 수 있으며, 써모파일 센서는 사람의 신체 온도를 측정해서 감지할 수 있다. 보행자 감지 센서(112)로서 마이크로 웨이브 센서, 적외선 센서, 및 서모파일 센서 중의 어느 하나만 이용될 수 있으며, 또한 정확한 사람 감지를 위하여 상기의 센서들이 모두 이용될 수도 있다.
카메라(112)와 보행자 감지 센서(113)는 보행자용 신호등(110) 내부에 설치된다. 카메라(112)와 보행자 감지 센서(113)는 전방의 보행자를 감지할 수 있도록 보행자용 신호등(110) 내부에 설치되기만 하면 된다.
보행자용 출력 장치(120)는 일종의 디스플레이 장치이다. 보행자용 출력 장치(120)는 보행자의 안전한 횡단을 위하여 제어부(140)로부터 수신한 각종 출력 정보를 출력한다. 예를 들어 보행자가 횡단하게 하는 초록색 램프가 꺼지기까지의 시간을 표시한다거나, 보행자의 안전 횡단을 위하여 횡단보도 방향으로 접근하고 있는 차량에 대한 정보를 표시할 수도 있다. 디스플레이 장치로는 일반적인 브라운관(CRT)형, LCD(Liquid Crystal Display)형, LED(Light Emitting Diode) 형, 및 PDP(Plasma Display Panel)형 등 다양한 종류의 디스플레이 장치가 이용될 수 있다.
차량용 신호등(130)은 신호 램프(131)와 카메라(132)와 차량 감지 센서(132)를 포함한다.
신호 램프(131)는 일반적으로 이용되는 차량용 신호등처럼 빨강, 초록, 및 오렌지색을 표시하기 위한 램프들로 구성되어 있다. 신호 램프(131)는 차량의 교통질서를 위하여 각각의 색으로 주행 조건을 표시하며, 후술할 제어부(140)로부터 램프 신호를 수신하여 램프 신호에 따라 램프를 점멸한다.
카메라(132)는 차로를 실시간으로 촬영하여 차량 영상 정보를 생성한다. 차량 영상 정보는 후술할 제어부(140)로 전송되며, 제어부(140)는 차량 영상 정보에 대한 영상 처리를 수행하여 차량이 횡단보도로 접근하고 있는지를 판단한다.
차량 감지 센서(132)는 횡단보도로 접근하는 차량을 감지하는 센서로서, 차량을 감지한 차량 감지 신호를 생성한다. 생성된 차량 감지 신호는 후술할 제어부(140)로 전송된다. 전술한 카메라(132)에서 생성된 차량 영상 정보를 이용하여 횡단보도로 접근하고 있는 차량을 감지할 수 있지만, 더욱 정확하게 차량을 감지하기 위하여 차량 감지 센서(132)가 이용될 수 있다.
한편 차량 감지 센서(132)로서 루프 코일, 적외선 센서 및 레이져 센서 등이 이용될 수 있다. 차량 감지 센서(132)로서 루프 코일, 적외선 센서 및 레이져 센서 중의 어느 하나만 이용될 수 있으며, 또한 정확한 감지를 위하여 상기의 센서들이 모두 이용될 수도 있다.
카메라(132)와 차량 감지 센서(133)는 보행자용 신호등(110) 내부에 설치된다. 카메라(132)와 차량 감지 센서(133)는 전방의 차량을 감지할 수 있도록 차량용 신호등(130) 내부에 설치되기만 하면 된다. 한편 차량 감지 센서가 루프 코일 형태로 구현되는 경우 루프 코일인 차로 밑에 부설될 수도 있다.
제어부(140)는 보행자용 신호등(110)으로부터 수신한 사람 영상 신호와 사람 감지 신호를 이용하여 횡단보도를 횡단하길 기다리고 있는 보행자를 감지하고, 차량용 신호등(130)으로부터 수신한 차량 영상 신호와 차량 감지 신호를 이용하여 횡단보도로 접근하고 있는 차량을 감지한다.
제어부(140)는 횡단보도를 횡단하길 기다리고 있는 보행자가 감지되면, 소정의 시간이 경과한 후 램프 신호를 보행자 횡단 상태로 변경한다. 변경된 램프 신호는 보행자용 신호등(110)과 차량용 신호등(130)으로 전송되어, 보행자용 신호등(110)과 차량용 신호등(130)이 보행자가 횡단할 수 있는 보행자 횡단 상태에 상응하는 램프가 점등되도록 한다.
램프 신호는 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호와 차량 주행 상태에 대응하는 램프 신호로 나뉠 수 있다. 보행자 횡단 상태란 보행자가 안전하게 횡단할 수 있도록 보행자용 신호등(110)에서 초록색 램프가 점등된 동시에 차량용 신호등(130)에서 빨간색 램프가 점등된 상태를 의미한다. 반대로 차량 주행 상태란 차량이 횡단보도를 통과할 수 있도록 보행자용 신호등(110)에서 빨간색 램프가 점등된 동시에 차량용 신호등(130)에서 초록색 램프가 점등된 상태를 의미한다. 물론 차량 주행 상태와 보행자 횡단 상태로 변경될 때, 차량용 신호등(130)에서 오렌지색 램프가 잠시 점등되도록 제어될 수도 있다.
제어부(140)는 보행자 감지부(141), 차량 흐름 감지부(142), 램프 제어부(143), 출력 정보 생성부(144), 신호 연동부(145), 및 설정부(146)를 포함할 수 있다.
보행자 감지부(141)는 보행자용 신호등(110)으로부터 사람 영상 신호와 사람 감지 신호를 수신하고, 사람 영상 신호에 대한 영상 처리를 수행하고 사람 감지 신호를 분석하여 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 감지한다.
차량 흐름 감지부(142)는 차량용 신호등(130)으로부터 차량 영상 신호와 차량 감지 신호를 수신하고, 차량 영상 신호에 대한 영상 처리를 수행하고 차량 감지 신호를 분석하여 횡단보도로 접근하고 있는 차량을 감지한다. 또한 차량 흐름 감지부(142)는 차량 영상 신호 및 차량 감지 신호를 분석하여 차량이 횡단보도로 접근하고 있는 속도에 대한 정보도 감지할 수 있다.
램프 제어부(143)는 보행자 감지부(141)에서 감지된 결과와 차량 흐름 감지부(142)에서 감지된 결과에 기초하여 램프 신호를 생성한다.
전술한 것처럼 램프 신호에는 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호와 차량 주행 상태에 대응하는 램프 신호가 있다.
램프 제어부(143)는 보행자 감지부(141)에서 감지된 결과에 따라 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자가 감지된 경우에 소정 시간이 경과한 후 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호를 생성하여 보행자용 신호등(110)과 차량용 신호등(130)으로 전송한다. 한편, 램프제어부(143)는 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자가 있는 동시에 횡단보도로 고속으로 접근하고 있는 차량이 있는 경우 접근하고 있는 차량이 통과하고 소정 시간이 경과한 후 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호를 생성하여 보행자용 신호등(110)과 차량용 신호등(130)으로 전송한다.
출력 정보 생성부(144)는 보행자용 출력 장치(120)를 통해 출력될 출력 정보를 생성한다. 출력 정보는 보행자가 횡단하게 하는 초록색 램프가 꺼지기까지의 시간에 대한 정보, 및 보행자의 안전 횡단을 위하여 횡단보도 방향으로 접근하고 있는 차량에 대한 정보를 포함할 수 있다.
설정부(146)는 신호등 제어 시스템(100)에 대한 설정정보를 설정하는 역할을 수행한다. 본 발명에 따른 신호등 제어 시스템(100)은 횡단보도에서 대기하고 있는 사람을 자동으로 감지하게 하는 모드인 사람 감지 모드 및 종래 방식처럼 시간에 따라 신호등 램프가 변경되는 일반 동작 모드를 가진다. 설정부(146)를 통해 사람 감지 모드 및 일반 동작 모드 중에서 하나의 모드를 선택할 수 있으며, 특정 시간대에만 사람 감지 모드로 동작하도록 설정할 수도 있다. 예를 들어 차량의 통행 및 보행자가 많이 다니는 시간대에는 일반 동작 모드로 동작하게 설정하고, 보행자가 많이 다니지 않는 심야나 새벽에는 사람 감지 모드로 동작하게 설정할 수 있다.
신호 연동부(145)는 본 발명에 따른 신호등 제어 시스템이 다른 신호등 시스템(200)과 연동시키는 역할을 수행한다. 근접한 거리에 위치한 다른 신호등 시스템(200)으로 램프 신호를 송신함으로써, 근접한 거리에 위치하고 있는 다수의 신호등이 연동될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 신호등 제어 방법을 설명하도록 한다. 본 발명에 따른 신호등 제어 방법은 본 발명에 따른 신호등 제어 시스템과 본질적으로 동일하므로, 상세한 설명 및 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 신호등 제어 방법을 설명한 흐름도이다.
전술한 것처럼 신호등 제어 시스템(100)은 일반 동작 모드와 사람 감지 모드의 2가지 모드 중에서 하나의 모드가 선택될 수 있다(S10).
만일 일반 동작 모드로 설정된 경우, 신호등 제어 시스템(100)은 기존의 방식대로 신호등 램프를 제어한다(S80).
한편 사람 감지 모드로 설정된 경우, 신호등 제어 시스템(100)은 사람 영상 신호를 분석하여 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 감지한다(S20). 물론 사람 영상 신호 외에 사람 감지 신호를 분석하여 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 감지할 수도 있다.
보행자가 감지되면, 신호등 제어 시스템(100)은 차량 영상 신호를 분석하여 횡단보도로 접근하고 있는 차량을 감지한다(S30). 차량 영상 신호 외에 차량 감지 신호를 분석하여 횡단보도로 접근하고 있는 차량을 감지할 수도 있다.
횡단보도로 접근하고 있는 차량이 감지되면, 신호등 제어 시스템(100)은 보행자의 안전을 위하여 차량이 접근하고 있다는 출력 정보를 생성한다(S40). 출력 정보는 보행자용 출력 장치(120)에서 출력된다.
신호등 제어 시스템(100)은 보행자가 감지된 시간으로부터 소정 시간이 경과한 후 램프 신호를 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호를 생성하고(S50), 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호를 보행자용 신호등과 차량용 신호등으로 전송한다. 한편 신호등 제어 시스템(100)은, 횡단보도로 고속으로 접근하고 있는 차량이 있는 경우, 고속으로 접근하고 있는 차량이 통과하고나서 소정 시간이 경과한 후 램프 신호를 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호를 생성할 수도 있다.
신호등 제어 시스템(100)은 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호가 생성되고 나서 소정의 시간이 경과한 후 램프 신호를 차량 주행 상태에 대응하는 램프 신호로 변경한다(S60). 도면에 도시되지는 않았지만, 신호등 제어 시스템(100)은 보행자의 안전을 위하여 보행자 횡단 상태가 지속되는 시간에 대한 출력 정보를 생성하고, 생성된 출력 정보가 보행자용 출력 장치(120)에서 출력되게 할 수 있다.
한편 S20 단계에서, 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자가 감지되지 않으면, 신호등 제어 시스템(100)은 차량 주행 상태에 대응하는 램프 신호를 계속 유지하도록 한다.
본 발명의 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서는 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 이로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110, 보행자용 신호등 120, 보행자용 출력 장치
130, 차량용 신호등 140, 제어부

Claims (4)

  1. 신호 램프와 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 촬영하여 사람 영상 신호를 생성하는 카메라를 포함하는 보행자용 신호등;
    신호 램프와 차로에서 주행하고 있는 차량을 촬영하여 차량 영상 신호를 생성하는 카메라를 포함하는 차량용 신호등; 및
    상기 사람 영상 신호를 분석하여 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 감지하고, 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자가 감지되면 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호를 생성하여 상기 보행자용 신호등과 상기 차량용 신호등으로 전송하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는, 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자가 감지된 동시에 횡단보도로 고속으로 접근하고 있는 차량이 감지되면, 상기 횡단보도로 고속으로 접근하고 있는 차량이 횡단보도를 통과한 후 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호를 생성하여 상기 보행자용 신호등과 상기 차량용 신호등으로 전송하는 것을 특징으로 하는, 보행자를 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호등 제어 시스템은
    보행자의 안전을 위하여 보행자 횡단 상태에 대응하는 램프 신호가 지속되는 시간 및 횡단보도로 접근하고 있는 차량에 대한 정보를 출력하는 보행자용 출력 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행자를 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보행자용 신호등은 횡단보도에서 대기하고 있는 보행자를 감지하는 사람 감지 센서를 더 포함하고,
    상기 차량용 신호등은 횡단보도로 접근하는 차량을 감지하는 차량 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행자를 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템.
KR1020100132785A 2010-12-22 2010-12-22 보행자를 감지하여 신호 램프를 제어하는 신호등 제어 시스템 및 그 제어 방법 KR101106254B1 (ko)

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