KR101406472B1 - 위험운전 알림 시스템 - Google Patents

Abstract

차량의 가속도, 감속도 및 각속도 값 중 적어도 어느 하나 이상이 입력되는 운행정보 수신부; 상기 입력된 각각의 값들이, 차속이 증가함에 따라 그 크기가 작아지도록 설정된 임계값을 일정 기준시간 동안 넘어선 경우 위험운전 상태로 파악하는 위험운전 판정부; 및 상기 임계값과 기준시간에 관한 정보가 저장된 데이터 저장부;를 포함하는 위험운전 알림 시스템이 소개된다. 이러한 위험운전 알림 시스템에 따르면, 운전자에 위험운전을 경고하여 주의를 환기시키고, 가변적 임계값을 이용하여 시스템의 신뢰도가 향상된다.

위험 운전, 경고, 가속도, 각속도, 임계값

Description

위험운전 알림 시스템 {System For Informing Dangerous Driving}

본 발명은 차량의 급가속이나 급회전 등 동적 측면에서 위험한 운전상황이 발생될 경우 이를 경고하여 운전자에 주의를 환기시키고 안전운전을 유도하기 위한 위험운전 알림 시스템에 관한 것이다.

급가속이나 급감속, 급회전으로 인하여 그 차량이 견딜 수 있는 임계값을 넘어선 경우에는, 차량이 균형을 잃고 미끄러지거나 전복될 위험이 있다. 이는 곡선로에서의 급회전시뿐만 아니라, 직진로에서의 급가감속시에도 마찬가지이다. 차체의 강성과 서스펜션의 특성, 타이어와 노면의 상태에 따라 그 임계값은 달라지겠지만, 일반적으로 곡선로에서의 급회전시에는 차량의 전복 위험이 있고, 직선로에서의 급가속이나 급감속시에는 좌,우로 미끄러지는 현상이 일어날 수 있다. 특히 눈이나 비가 내리는 우천시에는 더욱 그러하다. 이 경우 결국 운전자는 조향 능력을 잃어버리고, 그 결과 대형사고가 발생하게 된다.

종래에는 차량의 가속도나 각속도 등을 이용하여, 차량의 자세를 제어하는 방법과 급감속시 외부에 이를 알리어 후방 차량에 주의를 주는 방법 등의 기술이 있었다. 그러나, 이러한 기술은 운전자에 알리지 않고 직접 차량을 제어하거나, 해 당 차량의 운전자가 아닌 타 차량의 운전자에게 알리는 기술로서, 직접적으로 운전자에게 차량 운행의 안전 여부를 알려주지는 않았다.

그러나, 운전자의 차량 운행 습관은 운전자별로 다르며, 특히 위험한 운전을 자주하는 운전자에게는 위험운전 여부를 알리어 주의를 환기시키고, 안전한 운전을 유도할 필요성이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 급가속이나 급회전시 등 위험운전시 운전자에게 이를 알리어 주의를 환기시키고, 위험운전이라는 판정을 상황에 따라 정형화하고, 판정 과정시 특정 변수들을 이용하여 신뢰성을 향상시키는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위험운전 알림 시스템은, 차량의 가속도, 감속도 및 각속도 값 중 적어도 어느 하나 이상이 입력되는 운행정보 수신부; 상기 입력된 각각의 값들이 차속에 따라 가변되는 임계값을 일정 기준시간 동안 넘어선 경우 위험운전 상태로 파악하는 위험운전 판정부; 및 상기 임계값과 기준시간에 관한 정보가 저장된 데이터 저장부;를 포함한다. 여기서 그 임계값은 차속이 증가함에 따라 그 크기가 작아지도록 설정될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 가속도와 감속도가 입력되는 운행정보 수신부; 상기 입력된 가속도의 크기가 제1 임계값을 제1 기준시간 동안 넘어선 경 우 급가속으로, 입력된 감속도의 크기가 제2 임계값을 제2 기준시간 동안 넘어선 경우 급감속으로 판정하는 위험운전 판정부; 상기 제1,2 임계값과 제1,2 기준시간에 관한 정보가 저장된 데이터 저장부;를 포함하는 위험운전 알림 시스템이 제공된다. 여기서, 상기 제1,2 임계값은 차속이 증가됨에 따라 그 크기가 작아지도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량의 각속도가 입력되는 운행정보 수신부; 상기 입력된 각속도의 크기가 제3 임계값을 제3 기준시간 동안 넘어선 경우 급회전으로 판정하는 위험운전 판정부; 상기 제3 임계값과 제3 기준시간에 관한 정보가 저장된 데이터 저장부;를 포함하는 위험운전 알림 시스템이 제공된다. 여기서, 상기 제3 임계값은 차속이 증가됨에 따라 그 크기가 작아지도록 설정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 차량의 각속도가 입력되는 운행정보 수신부; 상기 입력된 각속도가 시계 및 반시계 방향 중 어느 일방으로 변화한 후 다시 타방으로 변화하고, 각 방향에서 각속도의 크기가 제4 임계값을 넘어서는 각 구간의 시간이 제1 시간범위 내에 속하고, 그 각 구간 사이의 시간 간격이 제2 시간범위 내에 속하는 경우 급차선변경으로 판정하는 위험운전 판정부; 상기 제4 임계값과 제4 기준시간에 관한 정보가 저장된 데이터 저장부;를 포함하는 위험운전 알림 시스템이 제공된다. 여기서, 상기 제4 임계값은 차속이 증가됨에 따라 그 크기가 작아지도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 위험운전 판정부의 각 경우에 따른 위험운전 판정시 경고신호를 발생하는 경고부를 더 포함하여, 위험운전 판정시 운전자에 경고를 하고, 주의를 환기시키도록 할 수 있다.

또한, 상기 운행정보 수신부는 차량이 후진 상태라는 정보를 입력받고, 급가속, 급감속 또는 급회전의 경우 후진시 발생과 전진시 발생이 구별되도록 경고신호를 발생할 수 있다.

또한, 상기 각 경우에 따른 위험운전 판정이 종류를 달리하여 중복 발생한 경우, 그 발생 순서에 따라 구별되도록 경고신호를 발생할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 위험운전 알림 시스템에 따르면, 위험운전시 운전자에 경고를 하여 주의를 환기시키고, 안전운전을 유도할 수 있다. 한편, 위험운전의 판정은 종래 차량의 가속도와 각속도 정보를 이용하여 추가적인 제조원가 상승을 방지할 수 있다.

또한, 위험운전의 판정은, 가변적인 임계값과 시간간격을 이용하여 개략적인 흐름을 비교하는 방법으로 수행함으로써, 그 판정의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험운전 알림 시스템에 대하여 살펴본다.

우선, 도 1을 참고하여 본 발명의 위험운전 알림 시스템의 구성을 살펴본다. 위험운전 알림 시스템은, 차량의 가속도, 감속도 및 각속도 값 중 적어도 어느 하나 이상이 입력되는 운행정보 수신부; 상기 입력된 각각의 값들이, 차속이 증가함에 따라 그 크기가 작아지도록 설정된 임계값을 일정 기준시간 동안 넘어선 경우 위험운전 상태로 파악하는 위험운전 판정부; 및 상기 임계값과 기준시간에 관한 정보가 저장된 데이터 저장부를 포함한다. 또한, 위험운전의 판정시 경고싱호를 발생하는 경고부를 포함할 수 있다.

가속도 센서를 통하여 측정된 전후방 가속도 및 감속도와 측방 가속도는 증폭기를 통하여 증폭되고, 기타 노이즈를 제거하기 위해 저역통과필터를 통과한다. 이 중 전후방 가속도와 감속도는 운행정보 수신부를 통하여 위험운전 판단부에 입력된다. 여기서 저역통과필터는 물리적인 구현 또는 소프트웨어적인 구현 모두 가능하다. 이하에서 사용되는 가속도라는 용어는, 차량의 전방을 양으로 하였을 때 가속도를 의미하고, 후방 가속도 또는 감속도라는 용어는 차량의 전방을 양으로 하였을 때 음으로 나타나는 가속도를 의미한다.

차량정보 제공부란, 차량의 각종 동적 상태를 나타내는 정보들을 구비한 구성들을 통칭하는 것으로써, ECU(engine control unit), TCU(transmission comtrol unit), 속도 센서 등을 포함한다. 차량정보 제공부를 통하여 차속과 변속정보를 얻는다. 각속도는 차속과 측방 가속도를 이용하여 각속도 산출부에서 계산이 가능하다. 각속도는 측방 가속도를 차속으로 나눈 값이기 때문이다. 각속도는 별도의 각속도 센서를 이용하여 측정하는 것도 가능하다. 변속정보를 통하여 차량의 진행이 전진 또는 후진인지 여부를 판단한다.

위험운전 판단부의 저장부는 데이터 저장부로써, 각종 임계값들과 기준시간들을 저장하고 있다. 위험운전 판단부는 가속도와 감속도를 이용하여 급가속 또는 급감속을 판정하고, 각속도를 이용하여 급회전과 급차선변경을 판정한다. 또한 후 진 신호시를 이용하여 상황을 분리하고, 차속을 이용하여 임계값을 선택한다. 상태가 판정된 경우에는 경고부를 통하여 음성이나 점등으로 경고를 하고, 디스플레이 창을 마련하여 각종 위험을 표시할 수도 있다.

이하에서는 도 2a 및 도 2b를 참고하여 급가속의 판정을 살펴본다. 도 2a의 그래프를 살펴보면, 최초 가속도 0의 상태에서 차량의 급가속시에는 일정시간 동안 일정 범위를 넘어서는 가속도를 나타낸다는 것을 알 수 있다. 따라서, 차량의 실제 가속도가 이러한 급가속 그래프의 경향과 유사한 경향을 나타낸다면, 현 차량은 급가속 상태라고 볼 수 있다. 이러한 그래프의 유사성 판단은 그 임계값과, 임계값을 넘나들 때 시간간격을 비교하면 전반적인 비교가 가능해진다. 이러한 비교 방법은 급가속뿐만 아니라, 이하 살필 급감속, 급회전, 급차선변경 모두 해당된다.

급가속 판정을 위하여 제1 임계값과 제1 기준시간을 설정한다. 차량의 가속도가 제1 임계값을 넘었다면, 다시 제1 임계값으로 떨어질 때까지의 시간을 측정한다. 이 측정된 시간이 제1 기준시간을 넘는다면, 일정 시간동안 위험한 가속을 유지하였다는 것으로, 급가속 상태라고 판정한다. 본 발명에서 사용되는 임계값들은 모두 차량의 속도에 가변되는 값들로서, 가변 값을 이용하여 현실적인 판정이 가능하고, 신뢰도를 높일 수 있다. 이에 대하여는 도 8을 참고하여 후술한다.

도 3을 참고하여 급감속의 판정을 살펴본다. 도 3을 살펴보면, 최초 가속도 0의 상태에서 급감속시 차량의 가속도가 일정 범위만큼 떨어져 음수인 감속도 상태가 된다. 일정 임계값 이하로 떨어진 상태를 일정 시간 동안 유지하였다면, 급감속 상태라고 볼 수 있고, 따라서 감속도의 절대값인 크기를 기준으로 그 크기가 제2 임계값을 제2 기준시간 동안 넘었다면, 급감속 상태로 판단할 수 있다.

도 4a 및 4b를 참고하여 급회전의 판정을 살펴본다. 도 4a에서 볼 수 있듯이, 차량의 각속도가 제3 임계값을 제3 기준시간 이상으로 넘었을 경우 급회전 상태라고 볼 수 있다. 회전의 방향은 시계 또는 반시계로서, 수학적으로 그 부호는 반대가 되나, 본 발명의 경우는 그 크기를 이용함으로써, 방향과 관계없이 판정이 가능하다. 판정의 순서를 도 4b를 통하여 살펴보면, 입력된 각속도의 크기가 제3 임계값을 넘는 경우부터 다시 제3 임계값 이하로 떨어질 때까지의 시간을 측정하고, 그 시간이 제3 기준시간 이상이라면 급회전으로 판정한다. 이때 제3 임계값은 차속이 빨라질수록 그 크기가 작아지도록 설정하여 신뢰성을 높인다.일반적으로 차속이 빠른 상태라면, 작은 회전에도 차량의 균형이 쉽게 흐트러지기 때문이다.

도 5a 내지 5e를 참고하여 급차선변경의 판정을 살펴본다. 도 5a는 일반적인 차선변경시를 나타낸 그래프로서, 우측으로 변경시 최초 0에서 시계 방향으로 각속도가 변하고, 차선 변경 후 바로 반시계 방향으로 각속도가 변한 후 다시 최초의 0으로 복귀하는 사실을 알 수 있다. 도 5b는 급차선변경시를 나타낸 그래프로서, 좌측으로의 변경을 예로 들면, 반시계 방향으로 급하게 각속도가 상승하고, 다시 시계 방향으로 급하게 각속도가 상승한 후 원위치되는 것을 알 수 있다. 차선의 변경시 각속도는 사인파 형태를 띄게 되며, 급한 변경시에는 그 진폭이 커지고, 주기는 짧아지는 것을 알 수 있다. 도 5c를 참고하여 급차선 변경의 기준을 살펴보면, 실험 결과 일측 방향으로 각속도가 증가하여 일정 임계값을 0.3~1초 동안 넘고, 다시 반대 방향으로 1초 내에 변화하며, 임계값을 0.3~1초 동안 넘는다면, 급차선변경으 로 판단할 수 있다.

급차선변경의 경우는 각속도의 방향을 고려하며, 그 크기는 제4 임계값을 기준으로 하고, 임계값을 넘는 시간은 제1 시간범위로, 임계값을 넘는 구간의 사이는 제2 시간범위를 기준으로 한다. 도 5d와 5e는 연속된 순서도로서, 이를 참고하여 급차선변경의 판단을 살펴본다. 우선, 입력된 각속도의 방향을 점검한다. 일 예로, 시계방향은 양수로, 반시계 방향은 음수로 한다. 제4 임계값은 크기가 같고 부호가 반대인 양수와 음수의 두가지 경우를 준비한다. 물론, 이 경우에도 제4 임계값은 차속에 가변적이다. 시계 방향이라면, 양의 제4 임계값을 넘는 시간을 측정하고, 그 시간이 제1 시간범위 내인지 판단한다. 각속도의 방향이 변화되어 양의 제4 임계값부터 음의 제4 임계값에 도달시까지의 시간이 제2 시간범위 내인지 판단한다. 그 후 각속도가 음의 제4 임계값을 넘어서는 시간이 다시 제1 시간범위 내인지 판단한다. 상기의 판단을 모두 만족하다면, 차량은 우측 차선으로 급차선변경을 하였다는 판정을 한다. 좌측으로의 변경 역시 각속도가 음수인 경우의 순서도를 따라서 판정한다. 이 경우는 상기 양수의 경우와 달리 음의 제4 임계값을 먼저 판단하는 것으로, 그 자세한 설명은 순서도에 잘 도시된바, 생략한다.

급차선변경의 경우는 상기 서술된 내용과 달리 방향은 시계 또는 반시계의 구분을 하되, 그 크기의 비교는 방향의 구분 없이 각속도의 절대값인 크기를 이용하여 비교하는 것도 가능하다. 또한, 상기의 급차선변경이 연속적으로 2회 일어난 경우는 급이중차선변경으로 판단하고, 이에 따른 경고는 급차선변경과 구별하여 함이 바람직하다.

상기 설명한 급가속, 급감속, 급회전, 급차선변경, 급이중차선변경의 판정은 각각 별개로 동시에 수행되는 것이며, 바람직한 실시 예로는, 각각의 판단을 별개로 하고, 이를 종합하여 하나의 경고부에서 구별하여 경고하는 것이다.

한편, 상기 여러 종류의 상태들이 중복하여 발생한 경우에는, 발생 순서에 따라 구별되도록 경고신호를 발생함이 바람직하다. 여러 종류의 상태란, 급가속, 급감속, 급회전, 급차선변경, 급이중차선변경을 말하는 것으로서, 이들을 조합할 경우 여러가지의 상황이 경우의 수에 따라 조합될 수 있다. 그러나, 이러한 조합 속에서도 발생 순서를 비교하여 구분할 경우 좀 더 세밀한 경고가 가능해진다. 예를 들어, 급가속 후 급회전과, 급회전 후 급가속을 구별한다는 것이다.

상기 여러 상황의 조합시에, 차량의 후진상황을 조합할 수 있다. 이 경우는 변속정보를 통하여 후진 상태임을 인식하고, 경고시 이를 조합하여 경고할 수 있다. 일 예로, 일반적인 급가속과 후진중 급가속을 구별한다는 것이다. 다만, 후지의 경우는 급가속, 급감속, 급회전만을 조합함이 바람직하다. 이러한 경우의 조합은 도 7의 표에 잘 도시되어 있다.

따라서, 중복된 결과의 판정시에는, 도 6의 순서도에 따라 발생 순서를 비교하고, 도 7의 표에 따라 경우를 나누어 경고함이 바람직하다.

또한, 상기의 경고들을 누적하여 수집하고, 이를 차량의 디스플레이 등에 통계자료로써 제공시, 운전자로 하여금 자신의 운전 습성을 더욱 잘 파악할 수 있고, 그 발생 지역을 GPS 등을 이용하여 수집할 경우에는 특정 지역에서의 급가속이나 급감속 등을 알 수 있어, 더욱 효율적이다.

도 8은 속도에 따라 가변되는 임계값들을 나타낸 표로서, 차속이 증가될 수록 임계값의 크기는 감소되도록 한다. 급가속은 제1 임계값을, 급감속은 제2 임계값을, 급회전은 제3 인계값을, 급차선변경은 제4 임계값을 나타낸다. G는 중력 가속도를 나타내고, 급감속은 음수로서, 차량의 감속도와 비교시에는 그 크기를 비교한다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험운전 알림 시스템의 구성도.

도 2a는 급가속시 시간에 따른 가속도의 변화를 나타낸 그래프.

도 2b는 도 1에 도시된 위험운전 알림 시스템의 급가속 판정 순서도.

도 3은 급감속시 시간에 따른 가속도의 변화를 나타낸 그래프.

도 4a는 급회전시 시간에 따른 각속도의 변화를 나타낸 그래프.

도 4b는 도 1에 도시된 위험운전 알림 시스템의 급회전 판정 순서도.

도 5a는 일반적인 차선변경시 각속도의 변화를 나타낸 그래프.

도 5b는 급차선변경시 각속도의 변화를 나타낸 그래프.

도 5c는 급차선변경을 판단하기 위한 제1 시간범위 및 제2 시간범위를 나타낸 그래프.

도 5d는 도 1에 도시된 위험운전 알림 시스템의 급차선변경 판정 순서도의 전반부.

도 5e는 도 5d에 도시된 순서도의 후반부.

도 6은 도 1에 도시된 위험운전 알림 시스템의 중복 상태 발생시 경고방법을 나타낸 순서도.

도 7은 도 1에 도시된 위험운전 알림 시스템의 중복 상태 발생시 조합되는 경고신호의 종류를 나타낸 표.

도 8은 도 1에 도시된 위험운전 알림 시스템의 차속에 따라 가변되는 임계값들을 나타낸 표.

Claims (6)

1. 차량의 가속도, 감속도 및 각속도 값 중 적어도 어느 하나 이상이 입력되는 운행정보 수신부;

   상기 입력된 각각의 값들이, 차속이 증가함에 따라 그 크기가 작아지도록 설정된 임계값을 일정 기준시간 동안 넘어선 경우 위험운전 상태로 파악하는 위험운전 판정부; 및

   상기 임계값과 기준시간에 관한 정보가 저장된 데이터 저장부;를 포함하고,

   상기 위험운전 판정부는,

   입력된 각속도가 시계 및 반시계 방향 중 어느 일방으로 변화한 후 다시 타방으로 변화하고, 각 방향에서 각속도의 크기가 제4 임계값을 넘어서는 각 구간의 시간이 제1 시간범위 내에 속하고, 그 각 구간 사이의 시간 간격이 제2 시간범위 내에 속하는 경우 급차선변경으로 판정하는 것을 특징으로 하는 위험운전 알림 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 위험운전 판정부는,

   입력된 가속도의 크기가 제1 임계값을 제1 기준시간 동안 넘어선 경우 급가속으로, 입력된 감속도의 크기가 제2 임계값을 제2 기준시간 동안 넘어선 경우 급감속으로 판정하는 것을 특징으로 하는 위험운전 알림 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 위험운전 판정부는,

   입력된 각속도의 크기가 제3 임계값을 제3 기준시간 동안 넘어선 경우 급회전으로 판정하는 것을 특징으로 하는 위험운전 알림 시스템.
4. 삭제
5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 위험운전 판정부의 각 경우에 따른 판정시 경고신호를 발생하는 경고부를 더 포함하며, 각 경우에 따른 위험운전 판정이 종류를 달리하여 중복 발생한 경우, 그 발생 순서에 따라 구별되도록 경고신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 위험운전 알림 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 운행정보 수신부는 차량이 후진 상태라는 정보를 입력받고, 급가속, 급감속 또는 급회전의 경우 후진시 발생과 전진시 발생이 구별되도록 경고신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 위험운전 알림 시스템.

Images