KR101255482B1 - 교통신호 시스템 - Google Patents

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KR101255482B1 KR1020110071809A KR20110071809A KR101255482B1 KR 101255482 B1 KR101255482 B1 KR 101255482B1 KR 1020110071809 A KR1020110071809 A KR 1020110071809A KR 20110071809 A KR20110071809 A KR 20110071809A KR 101255482 B1 KR101255482 B1 KR 101255482B1
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김동환
배병규
김민기
맹영림
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호서대학교 산학협력단
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Abstract

교통신호 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 교통신호 시스템은 교통신호 전달을 위한 신호등 유닛을 포함하며, 상기 교통신호 시스템을 동작시키기 위한 동작 전원을 제공하기 위해, 태양광으로 전기를 생산하여 저장하는 태양광 발전 유닛, 주위의 조도를 센싱하는 조도 센서, 자동차의 정지선을 표시하며 상기 조도 센서에 의하여 센싱된 조도를 기초로 발광 정도가 변하는 정지선 발광 유닛, 상기 자동차의 통행 유무를 검지하는 압력 센서 및 상기 신호등 유닛을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 이에 따라 에너지를 절약하면서 주위 조도에 따라 신호등의 밝기를 조절하여 운전자로 하여금 안전하게 운전할 수 있을 뿐만 아니라, 차량을 인식할 수 있는 압력센서를 이용해 차량 통행에 따라 신호의 점등 여부를 조절할 수 있게 된다.

Description

교통신호 시스템{TRAFFIC SIGN SYSTEM}
본 발명은 교통신호 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 자동차의 주행 여부, 외부 조도를 이용해 신호등을 효율적으로 조절할 수 있는 교통신호 시스템에 관한 것이다.
교통신호 시스템은 도로교통을 자동으로 조절하기 위한 시스템으로 신호등, 횡단보도 등으로 이루어진다. 신호등은 시간별, 공간별로 차량의 많고 적음에 따라 각기 다른 빈도로 동작하도록 설계된다. 그러나 신호등의 빈도수를 시간, 공간적 상황을 반영해 설계한다고 하여도 차량 및 인적이 드문 도로에서는 신호등의 동작 자체가 전력 낭비로 이어지기도 한다.
또한 횡단보도를 비롯한 차선, 중앙선 등이 도로상에 표시되어 있어야 하는데 이러한 표시선들은 대부분 페인트로 그려지게 된다. 따라서 비나 눈이 오는 날씨에는 이러한 표시선들이 빛을 반사해버리는 이유로 운전자가 표시선을 제대로 인식하지 못해 사고를 유발하는 경우가 많다.
뿐만 아니라 교통신호 시스템을 동작시키기 위한 동작 전원을 공급하는 전력 공급원이 필요한데, 수많은 장소에 설치되는 신호등을 동작시키기 위한 전력을 공급하기 위해서는 매우 많은 전력이 소모될 수밖에 없다. 이는 급등하는 유가로 인한 경제적 문제와 화석 에너지 사용으로 배출되는 이산화탄소 등의 유해 가스로 인해 온실효과를 심화시킨다.
한편 교통신호 시스템에 구비되는 신호등의 경우 주변의 광량에 관계없이 일정한 밝기로 점등되는 이유로 때에 따라 눈부심 현상이 발생하기도 한다. 이와 반대로 신호등 오작동 혹은 고장으로 인해 신호등의 밝기가 심하게 어두운 경우에는 운전자가 신호등을 인지하지 못해 교통사고를 유발하게 되는 경우도 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 에너지 절약을 가능케 하면서 주위 조도에 따라 신호등의 밝기를 조절하여 운전자로 하여금 안전하게 운전할 수 있는 교통신호 시스템을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 차량을 인식할 수 있는 압력센서를 이용해 차량 통행에 따라 신호의 점등 여부를 가변할 수 있는 교통신호 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호 시스템은,교통신호 전달을 위한 신호등 유닛을 포함하는 교통신호 시스템에 있어서, 상기 교통신호 시스템을 동작시키기 위한 동작 전원을 제공하기 위해, 태양광으로 전기를 생산하여 저장하는 태양광 발전 유닛; 주위의 조도를 센싱하는 조도 센서; 자동차의 정지선을 표시하며, 상기 조도 센서에 의하여 센싱된 조도를 기초로 발광 세기가 변하는 정지선 발광 유닛; 상기 자동차의 통행 유무를 검지하는 압력 센서; 및 상기 신호등 유닛을 제어하기 위한 제어 유닛;을 포함한다.
그리고 상기 제어 유닛은, 상기 압력 센서로부터 검지된 상기 자동차의 통행 유무를 기초로 상기 신호등 유닛을 제어할 수 있다.
또한 상기 제어 유닛은, 기설정된 시간 동안 상기 압력 센서로부터 상기 자동차의 통행이 기설정된 빈도수만큼 검지되지 않으면 상기 신호등 유닛을 동작시키지 않을 수 있다.
그리고 상기 태양광 발전 유닛은, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 태양 전지; 및 상기 태양 전지에 의해 생성된 전기 에너지를 저장하기 위한 축전기;를 포함할 수 있다.
또한 상기 정지선 발광 유닛은, 상기 조도 센서에 의하여 센싱된 조도가 기설정된 조도 이상인 경우에는 발광의 세기를 높이고, 기설정된 조도 미만인 경우에는 발광의 세기를 낮출 수 있다.
그리고 상기 정지선 발광 유닛은 LED(light-emitting diode)일 수 있다.
또한 상기 압력 센서는 상기 자동차의 무게를 감지하여 무게의 변화가 있는 경우에 상기 자동차가 통행하는 것으로 판단할 수 있다.
그리고 상기 태양광 발전 유닛의 기능을 보조하기 위한 별도의 외부 전원을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 제어 유닛은, 상기 조도 센서에 의하여 센싱된 조도가 기설정된 조도 이상인 경우에는 상기 신호등 유닛의 발광의 세기를 높이고, 기설정된 조도 미만인 경우에는 상기 신호등 유닛의 발광의 세기를 낮출 수 있다.
그리고 상기 신호등 유닛은 LED 광원을 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 구성에 따른 교통신호 시스템에 의하면 기존의 발전에 사용된 화석에너지의 사용량을 감소시켜 유해가스 및 탄소배출량을 감소시킬 수 있고, 운전자 및 보행자에게 신호를 이중으로 전달함으로써 교통사고 발생률의 감소를 도모한다. 뿐만 아니라 차량 및 인적이 드문 도로에서의 불필요한 에너지 사용을 줄여 에너지 활용의 효율을 높이고, 신호등이나 정지선의 밝기를 조절하여 운전자에게 눈부심과 같은 문제점을 해소할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호 시스템을 전체적으로 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호 시스템을 전체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호 시스템은 신호등 유닛(100), 태양광 발전 유닛(110), 조도 센서(120), 정지선 발광 유닛(130), 압력 센서(140)을 포함한다. 한편 상기 구성들을 제어하기 위한 제어 유닛(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한 도 1에서는 외부 전원(150)을 포함하는 것으로 설정하였으나 태양광 발전 유닛(110) 만으로 전력 생산이 충분하다면 외부 전원(150)은 생략되어도 무방하다.
신호등 유닛(100)은 운전자에게 통행 가부를 지시하기 위한 적색, 청색, 주황색의 등이 점등되거나 화살표와 같은 표시가 그려진 일반적인 교통신호등을 말한다. 다만 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호 시스템에 있어서 신호등 유닛(100)은 LED(light-emmiting diode)를 이용해 점등을 조절할 수 있다.
특히 신호등 유닛(100)은 후술할 조도 센서(120)에서 센싱된 조도를 기초로 기설정된 조도 이상인 경우에는 신호등 유닛(100)의 밝기를 높이고, 기설정된 조도 미만인 경우에는 신호등 유닛(100)의 밝기를 낮출 수 있다. 신호등 유닛(100)의 밝기 조절은 LED에 흐르는 전류를 조절함으로써 이룰 수 있다. 즉, 신호등 유닛(100)의 밝기를 높이는 경우 LED에 흐르는 전류를 조절하여 LED의 발광 세기를 높이고, 신호등 유닛(100)의 밝기를 낮추는 경우 LED의 발광 세기를 낮출 수 있다.
또한 신호등 유닛(100)은 후술할 압력 센서(140)에서 센싱된 자동차(10)의 통행 여부를 판단하여, 기설정된 빈도 이하로 자동차(10)가 센싱되는 경우 신호등 유닛(100)의 동작을 중지시켜 불필요한 전력 소비를 막을 수 있다.
태양광 발전 유닛(110)은 교통신호 시스템에 동작 전원을 공급하기 위해 전력을 생산하는 기능을 갖는다. 기본적으로 태양광 발전 유닛(110)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 태양 전지와 변환된 전기 에너지를 저장하기 위한 축전지를 포함할 수 있다. 태양광 발전 유닛(110)은 어떤 특정 태양광 발전 원리에 한정되지 않고, 현재 일반적으로 이용되는 태양광 발전으로 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것이라면 어떠한 것이라도 좋다.
조도 센서(120)는 주위 환경의 밝기를 감지하는 기능을 갖는다. 조도 센서(120)에서 감지된 주위 환경의 밝기는 수치로 환산되어 교통신호 시스템 내의 구성들, 예를 들어 신호등 유닛(100)이나 정지선 발광 유닛(130)을 제어하는데 이용된다.
정지선 발광 유닛(130)은 도로상에 표시된 정지선 등에 이용된다. 즉 정지선 발광 유닛(130)은 기존에 페인트 등으로 칠해졌던 정지선을 대체한 것으로 비나 눈이 오는 날에 운전자가 더욱 명확히 정지선을 인식할 수 있도록 도와준다. 이와 같은 정지선 발광 유닛(130)은 LED(light-emitting diode)를 구비할 수 있다.
한편 정지선 발광 유닛(130)은 조도 센서(120)에서 센싱된 조도를 기초로 발광 정도를 조절할 수 있다. 주위가 비교적 밝다고 판단된 경우, 즉 조도 센서(120)에서 센싱된 조도가 기설정된 조도 이상이면 정지선 발광 유닛(130)은 발광의 세기를 높이고, 주위가 비교적 어둡다고 판단된 경우, 즉 조도 센서(120)에서 센싱된 조도가 기설정된 조도 이하이면 발광의 세기를 낮출 수 있다.
압력 센서(140)는 도로상에서 자동차(10)의 통행 여부를 감지하는 센서이다. 압력 센서(140)는 도 1에 도시된 것처럼 자동차(10)가 압력 센서(140)를 밟는 경우 자동차(10)의 무게를 인식해 자동차(10)가 현재 그 지점을 통과하는 것으로 판단한다. 이와 같은 압력 센서(140)는 해당 도로에서 자동차가 지나가는 빈도수 등을 측정할 수 있고, 이를 기초로 신호등 유닛(100)을 조절할 수 있다.
구체적으로 자동차(10)의 빈도가 기설정된 빈도 이하로 나타나는 경우 신호등 유닛(100)의 동작을 멈추어 불필요한 전력 소모를 막을 수 있다.
외부 전원(150)은 태양광 발전 유닛(110)과 함께 교통신호 시스템 내에 전력을 공급하는 기능을 갖는다. 태양광 발전 유닛(110) 만으로 전력 공급이 충분하다면 외부 전원(150)은 생략될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호 시스템은 태양광 발전 유닛(110)을 이용하여 전력을 생산하므로 기존의 발전에 사용된 화석에너지의 사용량을 감소시켜 유해가스 및 탄소배출량을 감소시킬 수 있다. 또한 조도 센서(120) 및 압력 센서(140)에 의한 교통신호 시스템의 제어로 차량 및 인적이 드문 도로에서의 불필요한 에너지 사용을 줄여 에너지 활용의 효율을 높일 뿐만 아니라, 신호등 유닛(100)과 정지선 발광 유닛(130)의 밝기를 조절하여 운전자에게 눈부심과 같은 문제점을 해소할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통신호 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 조도 센서(200), 압력 센서(210), 제어 유닛(220), 신호등 유닛(230), 정지선 발광 유닛(240), 태양광 발전 유닛(250) 및 외부 전원(260)으로 구성된다. 도 2를 설명함에 있어서 도 1과 중복되는 부분은 간략히 설명하기로 한다.
조도 센서(200)는 주위 환경의 밝기를 감지한다. 감지된 주위 환경의 밝기는 수치로 환산되어 후술할 제어 유닛(220)으로 전달되며, 제어 유닛(220)은 주위 환경의 밝기, 즉 검지된 조도를 기초로 신호등 유닛(230)과 정지선 발광 유닛(240)을 제어한다.
압력 센서(210)는 자동차의 통행 여부를 감지한다. 압력 센서(210)는 해당 도로에서 자동차가 지나가는 빈도수 등을 측정할 수 있고, 측정 결과를 제어 유닛(220)에 제공하며, 제어 유닛(220)은 이를 기초로 신호등 유닛(230) 및 정지선 발광 유닛(240)을 제어한다.
제어 유닛(220)은 조도 센서(200) 및 압력 센서(210)로부터 전달받은 조도 정보 및 자동차 통행 정보를 기초로 신호등 유닛(230) 및 정지선 발광 유닛(240)을 제어한다.
제어 유닛(220)은 조도 센서(200)으로부터 전달받은 센싱된 조도를 기설정된 조도와 비교하여, 센싱된 조도가 기설정된 조도 이상이면 정지선 발광 유닛(240)이나 신호등 유닛(230)의 발광 세기를 높이고, 조도 센서(200)에서 센싱된 조도가 기설정된 조도 미만이면 정지선 발광 유닛(240)과 신호등 유닛(230)의 발광 세기를 낮출 수 있다.
한편 제어 유닛(220)은 압력 센서(210)에서 전달된 자동차의 통행 정보, 예를 들어 자동차가 지나다니는 시간당 빈도수 결과를 전달받아 신호등 유닛(230)의 동작 여부를 제어한다. 예를 들어 자동차 통행 빈도수를 기설정된 빈도수와 비교해, 검지된 빈도수가 기설정된 빈도수 이하인 경우에는 신호등 유닛(230)의 동작을 멈추어 불필요한 전력 소모를 막을 수 있다.
신호등 유닛(230) 운전자에게 통행 가부를 지시하기 위한 적색, 청색, 주황색의 등이 점등되거나 화살표와 같은 표시가 그려진 일반적인 교통신호등을 말하며, LED(light-emmiting diode)를 이용해 구현될 수 있다.
정지선 발광 유닛(240)은 도로상에 표시된 정지선을 LED(light-emitting diode) 등의 발광 유닛으로 구현할 수 있다.
태양광 발전 유닛(250)은 교통신호 시스템에 동작 전원을 공급하기 위해 전력을 생산하며, 기본적으로 태양광 발전 유닛(110)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 태양 전지(미도시)와 변환된 전기 에너지를 저장하기 위한 축전지(미도시)를 포함한다. 태양광 발전 유닛(250)은 어떤 특정 태양광 발전 원리에 한정되지 않고 다양하게 응용될 수 있다.
외부 전원(260)은 태양광 발전 유닛(250)의 기능을 보조하는 것으로 전력 공급이 제대로 이루어지지 않는 경우 교통신호 시스템에 전력 공급을 보충한다. 외부 전원(260)의 구성이 생략될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
상술한 교통신호 시스템에 의하면 기존의 발전에 사용된 화석에너지의 사용량을 감소시켜 유해가스 및 탄소배출량을 감소시킬 수 있고, 운전자 및 보행자에게 신호를 이중으로 전달함으로써 교통사고 발생률의 감소를 도모한다. 뿐만 아니라 차량 및 인적이 드문 도로에서의 불필요한 에너지 사용을 줄여 에너지 활용의 효율을 높이고, 신호등이나 정지선의 밝기를 조절하여 운전자에게 눈부심과 같은 문제점을 해소할 수 있게 된다.
상기한 바에서, 다양한 실시예에서 설명한 각 구성요소 및/또는 기능은 서로 복합적으로 결합하여 구현될 수 있으며, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10..........................................자동차
100.........................................신호등 유닛
110.........................................태양광 발전 유닛
120.........................................조도 센서
130.........................................정지선 발광 유닛
140.........................................압력 센서
150.........................................외부 전원

Claims (10)

  1. 교통신호 전달을 위한 신호등 유닛을 포함하는 교통신호 시스템에 있어서,
    상기 교통신호 시스템을 동작시키기 위한 동작 전원을 제공하기 위해, 태양광으로 전기를 생산하여 저장하는 태양광 발전 유닛;
    주위의 조도를 센싱하는 조도 센서;
    자동차의 정지선을 표시하며, 상기 조도 센서에 의하여 센싱된 조도를 기초로 발광 정도가 변하는 정지선 발광 유닛;
    상기 자동차의 통행 유무를 검지하는 압력 센서; 및
    상기 신호등 유닛을 제어하기 위한 제어 유닛;을 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 압력 센서로부터 검지된 상기 자동차의 통행 유무를 기초로 상기 신호등 유닛을 제어하며, 기설정된 시간 동안 상기 압력 센서로부터 상기 자동차의 통행이 기설정된 빈도수만큼 검지되지 않으면 상기 신호등 유닛을 동작시키지 않으며,
    상기 정지선 발광 유닛은,
    상기 조도 센서에 의하여 센싱된 조도가 기설정된 조도 이상인 경우에는 발광 정도를 높게 하고, 기설정된 조도 미만인 경우에는 발광 정도를 낮게 하는 것을 특징으로 하는 교통신호 시스템.

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 태양광 발전 유닛은,
    태양 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 태양 전지; 및
    상기 태양 전지에 의해 생성된 전기 에너지를 저장하기 위한 축전기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통신호 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 정지선 발광 유닛은 LED(light-emitting diode)인 것을 특징으로 하는 교통신호 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 자동차의 무게를 감지하여 무게의 변화가 있는 경우에 상기 자동차가 통행하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 교통신호 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 태양광 발전 유닛의 기능을 보조하기 위한 별도의 외부 전원;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교통신호 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 조도 센서에 의하여 센싱된 조도가 기설정된 조도 이상인 경우에는 상기 신호등 유닛의 발광 정도를 높게 하고, 기설정된 조도 미만인 경우에는 상기 신호등 유닛의 발광 정도를 낮게 하는 것을 특징으로 하는 교통신호 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 신호등 유닛은 LED 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통신호 시스템.
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