KR101480299B1 - 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아동 및 노약자등의 차량 이동시 차량의 도어에 옷 등이 끼여서 발생하는 상해, 사망 등의 사고를 미연에 방지할 뿐만 아니라 아동 및 노약자의 승하차시 차량 주변에서의 접촉 사고와 같은 사고도 미연에 방지할 수 있는 기능을 제공한다. 또한 차량 미하차로 인한 차량 내부에 남아있는 상태에서의 방치로 인한 사고 등을 미연에 방지할 수 있는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템은 적어도 하나 이상의 스마트와치, 적어도 하나 이상의 위치감지 장치 및 모니터링 장치로 구성되며, 위치감지 장치는 스마트와치의 각 아이디에 따른 RF신호 세기를 측정 계산하여 모니터링 장치에 송신하고, 모니터링 장치는 이러한 RF 수신 감도 값들을 삼각측량 등의 계산으로 차량 내부 안심영역과 차량 외부 안심영역 등을 설정한 후 스마트와치 사용자들의 위치를 표시할 수 있으며, 스마트와치 사용자의 차량 승하차시에 차량 내부 및 외부 안심영역을 파악하고, 사용자의 GPS 정보뿐만 아니라 만보기 정보 등을 이용하여 보다 정확한 차량 탑승 및 차량 이탈을 확인하고 차량을 출발시킴으로서 차량 도어 끼임 방지와 그밖의 여러 안전 조치를 취할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법{A SYSTEM FOR PREVENTING VEHICULAR NEGLIGENT ACCIDENTS BY INCORPORATING SMART WATCHES AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트와치를 사용하는 아동 및 노약자가 차량에 승차 혹은 하차시 차량 안심영역을 두어 아동 및 노약자가 차량 문틈에 옷 등이 끼인 상태로 끌려가는 사고를 방지하고, 또한 장시간 주차시에도 아동 및 노약자의 위치 상태를 감지하여 차량에 오랫동안 방치되는 사고가 발생하지 않도록, 차량 운전자의 모니터링 장치에 아동 또는 노약자의 이동 상태를 실시간으로 디스플레이하거나, 차량 운전자 또는 보호자의 스마트폰 앱을 통해서 아동 또는 노약자가 위급한 상황에 처한 경우 이를 실시간으로 통보하여, 차량 운전자의 부주의로 인한 어린이 및 노약자의 차량 안전사고를 방지할 수 있도록 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 어린이나 노약자들이 충분한 안전거리를 벗어난 것을 감지하지 못하고 차량이 출발하여 아동이 차량 문틈에 끼여 숨지거나 차량 접촉 사고가 발생하거나, 어린이집 통학버스에서 잠이 든 어린이를 발견하지 못하고 문을 닫아 질식하는 사고가 증가하고 있다.

이에 차량 안전관리 기준에 관한 규칙 등을 강화하여 어린이 승하차 확인의무강화 규정과 광각후사경 설치 의무화가 시행되어 이를 해결하려고 하지만, 차량 운전자의 단순 육안 식별로는 언제든지 운전자의 부주의로 인한 사고 발생이 존재할 수 있는 한계가 있으며 또한 차량승하차 보조 인력의 운영으로 인한 인력 추가와 비용 증가의 문제점이 발생할 수 있다.

또한 차량 탑승 도어에 레이저 및 기타 적외선 감응장치를 두어 차량의 도어에 승하차자의 옷이나 가방 등의 끼임을 감지하여 차량의 출발과 정지를 제어하는 방법을 사용하나, 이는 기타 이물질의 도어 끼임 및 승하차 자의 정확한 위치를 판단할 수 없으므로 차량 출발 정지 시 아동 및 노약자의 안전을 확실히 보장 해 줄 수 없는 문제점이 있다.

이에 따라 상기와 같은 아동 및 노약자 등의 차량 안전사고를 예방할 수 있도록 차량 승하차 시에 차량 운전자에게 탑승 인원의 상태를 파악할 수 있는 장치와 시스템 마련이 요구되어지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명에 의한 시스템이 장착된 차량의 운전자가 스마트와치를 착용한 아동 및 노약자의 차량 승하차시에 사용자의 위치를 파악 및 관리하여 도어 끼임과 같은 사고로부터 안전하게 차량을 출발할 수 있도록 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 스마트와치 사용자가 본인의 차량 하차 위치에서 하차를 하지 않았을 시에 차량 안심 영역을 벗어나지 않았음을 파악하고 이에 대처할 수 있도록 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 RF 신호의 세기에 따른 보호자와 아동의 거리를 식별하여 신호세기가 약해지면 어느 정도의 거리가 떨어졌다고 판단하여 알람을 울리는 어린이 미아방지 안심장치와 같은 기기가 차량 내 외부의 안심지역을 설정하지 못하는 문제점이 있으므로 이를 해결 및 대체할 수 있도록 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 스마트와치 사용자에게 평상시에는 위치정보 제공 기능, 만보기 기능, 시계 기능, 생체 신호 감지 기능, 통신기능 등을 포함하는 다양한 편의 기능들을 제공하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있도록 하며, 상기 기능들을 활용하여 아동 및 노약자 등이 안전하게 승하차 할 수 있도록 하거나, 차량에 장기간 방치되는 사고가 발생하지 않도록 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템은 적어도 하나 이상의 스마트와치; 적어도 하나 이상의 위치감지 장치; 및 스마트폰, 테블릿 PC, PDA, PC, 전용단말 또는 이동단말을 포함하는 모니터링 장치;를 포함하며, RSSI 정보, GPS위치 정보, 만보기 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보를 상호 보완적으로 이용하여 상기 스마트와치를 착용한 사용자의 위치를 파악하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템은 상기 스마트와치 및 위치감지 장치는 지그비, 와어이리스 랜, 근거리 통신, 블루투스, RFID, 3G, 2G, LTE 또는 이들의 조합을 포함하는 무선통신 인터페이스를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 위치감지 장치는 상호간에 ad-hoc 모드 혹은 브로드케스팅 모드로 네트워크를 구성하며, 상기 모니터링 장치는 차량 내부와 외부에 안심영역을 설정할 수 있으며, 각 위치감지 장치로부터 수신한 스마트와치의 거리정보를 토대로 사용자가 상기 설정된 안심영역에 있는지 그래픽사용자인터페이스 또는 어플리케이션(앱) 프로그램을 통해서 각 스마트와치의 위치를 확인할 수 있고, 상기 RSSI 정보는 스마트와치에서 전송된 RF신호의 세기를 바탕으로 위치감지 장치에서 계산된 스마트와치와 위치감지 장치 사이의 거리정보인 것이며, 상기 스마트와치를 착용한 사용자의 위치는 상기 RSSI 정보를 바탕으로 삼각측량 기법에 의해서 획득되고, 상기 차량의 출입구에 위치감지 장치를 설치하여 스마트와치를 착용한 사용자의 승차 및 하차를 인식하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 방법은 적어도 하나 이상의 스마트와치로부터 RF신호를 수신하여, 상기 RF신호의 세기에 따른 RSSI 정보를 계산하는 단계; RSSI 정보를 바탕으로 차량 내부 안심영역과 차량 외부 안심영역을 설정하는 단계; 스마트와치를 착용한 사용자의 승하차를 위해 차량이 정지하는 경우, 승차 혹은 하차하는 사용자의 아이디를 확인하는 단계; 및 스마트와치 사용자가 승차 혹은 하차를 하고 난 후, 승차 혹은 하차자의 아이디가 차량 내부 혹은 외부의 안심영역에 위치하는지 확인하는 단계;를 포함하며, 스마트와치를 착용한 사용자의 위치는 RSSI 정보, GPS위치 정보, 만보기 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보를 상호 보완적으로 이용하여 파악되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 방법은 상기 정보는 지그비, 와어이리스 랜, 근거리 통신, 블루투스, RFID, 3G, 2G, LTE 또는 이들의 조합을 포함하는 무선통신 인터페이스를 통해서 송수신되고, 상기 정보는 ad-hoc 모드 혹은 브로드케스팅 모드로 구성된 네트워크를 통해서 송수신되며, 상기 사용자가 상기 설정된 안심영역에 있는지 그래픽사용자인터페이스 또는 어플리케이션(앱) 프로그램을 통해서 확인할 수 있으며, 상기 RSSI 정보는 스마트와치에서 전송된 RF신호의 세기를 바탕으로 계산된 스마트와치와 차량 사이의 거리정보인 것이고, 상기 스마트와치를 착용한 사용자의 위치는 상기 RSSI 정보를 바탕으로 삼각측량 기법에 의해서 획득되며, 상기 차량의 출입구에서 스마트와치를 착용한 사용자의 승차 및 하차를 인식하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 RF 신호의 세기, GPS 위치수신 정보, 만보기 정보 또는 이들의 조합을 기반으로 아동 및 노약자의 차량승하차시 발생 할 수 있는 차량 도어 끼임 사고와 하차 위치에서 미하차한 차량 내부 방치 아동에 의한 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 운전자의 육안 식별만으로 차량 승하차 인원의 관리를 하는 운전습관을 개선하고 차량 도어 끼임 사고 등을 미연에 방지하며 운전자의 부주의로 인한 사고를 최소화 하는데 효과가 있다. 또한 본 발명은 탑승자의 차량 탑승 여부를 모니터로 확인하고 차량 내부에 탑승자가 탑승한 상태에서 운전자의 부재로 인한 어린이 안전사고를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 아이디를 통한 승하차 정보의 조회를 통해 아동 및 노약자의 안전한 승하차를 돕는데 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 (a) 스마트와치와 위치감지 장치 사이의 메시지 및 (b) 위치감지 장치와 모니터링 장치 사이의 메시지 구성에 대한 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트와치를 착용한 사용자의 차량 승하차시 차량 정지에서 출발까지 순차적인 동작 상황을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안심영역(존)의 범위와 RF신호 세기를 측정할 수 있도록 하기 위한 스마트와치의 위치감지 장치들의 설치 위치와 차량 운전자를 위한 모니터링 장치의 장착 위치를 나나내는 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트와치의 RF신호 세기에 따른 RF 수신 감도를 계산하여 스마트와치의 위치를 측정하는 방법 및 GPS 위치정보와 만보기 정보를 추가로 이용하여 스마트와치의 위치를 더 정확하게 측정하는 방법을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템 및 그 방법을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템에 대한 구성도이다.

상기 본 발명에 의한 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템은 적어도 하나 이상의 스마트와치(100), 상기 스마트와치와 연동되는 적어도 하나 이상의 스마트와치 위치감지 장치(200), 차량 운전자에게 사용자의 위치를 표시할 수 있는 스마트와치 모니터링 장치(300)를 포함하여 구성된다.

상기 스마트와치(100)는 스마트와치를 착용하고 있는 사용자의 사용자정보, 위치정보, 생체정보(예: 맥박, 혈압 등), 상태정보(예: 만보기정보 등 포함) 또는 이들의 조합을 포함한 각종 정보를 상기 위치감지 장치(200)에 전달하며, 상기 위치감지 장치(200)는 상기 전달받은 정보를 포함하여 상기 전달받은 정보를 바탕으로 상기 스마트와치(100)를 착용한 사용자와의 거리 정보를 생성하여 모니터링 장치에 전송하며, 모니터링 장치(300)는 상기 전달된 정보를 토대로 사용자의 위치가 안심영역에 위치하고 있는지 디스플레이에 표시하도록 한다.

본 발명에서 상기 스마트와치(100)는 특히 위치감지 장치(200)와 연동하여 차량의 운전자가 모니터링 장치(300)를 통해서 차량에 탑승하거나 차량으로부터 하차하는 사용자의 상황을 인지하도록 하는 수단이 된다. 따라서 본 발명에서는 상기 사용자를 본 발명에 의한 스마트와치를 착용한 사람으로 정의한다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 스마트와치(100)는 RF송수신부(101), GPS수신부(102), 만보기센싱부(103), 유무선통신부(104), 제어부(105) 또는 이들의 조합을 포함하여 구성된다. 다만, 상기 구성은 본 발명을 설명하기 위한 것에 불과하고, 그밖의 인터페이스, 센싱, 시간표시, 원격제어, 응급호출, 착용감지, 생체신호감지, 데이터 저장 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상의 기능을 더 포함하여 구성될 수 있는 등 그 구성에 있어서 특별히 한정되지 않는다. 또한 상기 인터페이스, 통신 또는 제어를 통해 외부장치와 특정 신호를 송수신할 수도 있고, 또한 내부에 특정 기능을 내장하여 신호를 생성할 수도 있다.

또한, 상기 스마트 와치(100)의 각 구성 수단들은 독립적으로 동작하거나, 인접 스마트와치 또는 위치감지 장치와 연동하여 상호간에 필요한 정보들을 서로 공유할 수 있다. 즉, 상기 스마트와치는 상기 인터페이스 또는 통신 기능을 이용하여 외부장치(예: 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드, 노트북, 무선 AP, 이동 기지국 등)와 통신하여 임의의 제어 정보들(예: 좌표 정보, 이동 거리 정보, 이동 속도 정보, 버튼 조작 정보, 음성/문자/데이터 통신 정보, 사운드 정보, 진동 정보, 교통 요금 결제 및 충전 정보, 신분 정보, 원격 제어 정보 등)을 송신하거나 수신할 수 있다. 아울러, 상기 유선(예: USB, IEEE 1394, Serial, Parallel 등) 또는 무선 방식으로 외부장치와 인터페이스할 수 있으며, 상기 무선 방식은 근거리 무선 방식이나 원거리 무선 방식 또는 그들의 조합을 포함한다. 예컨대 상기 근거리 무선 방식은 적어도 RFID, 블루투스, 지그비(Zigbee), NFC, 또는 적외선 통신 방식을 포함하고, 상기 원거리 무선 방식은 3G, 4G(LTE), 와이파이(WiFi), 또는 와이브로(Wibro)와 같은 이동 통신 방식이나 무선 인터넷 통신 방식을 포함할 수 있으며, 도달 거리와 통신 환경에 따라 상기 통신 방식들을 혼용하여 사용하는 것도 가능하다. 참고로 상기 지그비는 2.4 ~ 2.5 GHz(ISM Band)의 주파수 대역에서 250Kbps의 속도로 데이터 전송이 가능한 표준(IEEE 802.15.4 Zigbee) 통신 방식이다. 또한 상기 스마트와치(100)는 스마트와치를 착용(예: 사용자의 손이나 발 등에 착용)한 사용자의 바이오(생체) 정보들(예: 맥박이나 체온 등)을 검출하거나, 스마트와치(100)의 동작에 관련된 정보들(예: 충격, 흔들림, 방위, 위치, 주변 온도, 조도 등)을 검출하는 적어도 하나 이상의 센서들(예: 맥박 센서, 체온 감지 센서, 충격 센서, 기울기 센서, GPS, 온/습도 센서, 진동 센서, 중력 센서, 자이로 센서, 광 센서 등)을 포함할 수 있다.

상기 스마트와치 위치감지 장치(200)는 근거리 무선 방식으로 지그비 또는 이와 유사한 RF 방식을 사용할 수 있으며, 스마트와치(100)로부터 수신되는 RF신호의 세기를 측정하여 시뮬레이션 되어진 RF신호 세기의 기준값과 비교하여 RF신호세기측정부에서 RF 수신 감도(RSSI : Received Signal Strength Indicator)값을 계산한다. 상기 근거리 무선 방식으로는 RFID, NFC, 무선랜(WiFi), 지그비(zigbee), 블루투스 등 스마트와치에 포함된 무선통신수단을 사용하여 상호 통신하도록 구성된다. 상기 모니터링 장치(300)는 RF신호의 세기를 통한 차량 안심영역을 설정할 수 있고, 이에 더하여 스마트와치(100)의 GPS 위치정보를 수집하여 모니터링 장치와의 GPS 위치정보를 비교하여 사용자의 위치를 파악할 수 있다.

더욱 구체적으로, 위치감지 장치(200)는 다시 RF송수신부(201), RF신호세기를 측정하여 RF신호의 세기로부터 RSSI를 계산하여 위치정보를 측량하는 RF신호세기측정부(202), GPS수신부(203), 스마트와치(100) 및 모니터링 장치(300)와 통신을 위한 유무선통신부(204), 위치감지 장치의 전체를 제어하는 제어부(205) 또는 이들의 조합을 포함하여 구성할 수 있다. 위치감지 장치(200)는 차량내의 고정된 위치에 장착되어 있으므로 모니터링 장치(300)에서는 적어도 하나 이상의 위치감지 장치의 고정된 위치 값을 항시 보유하고 있다. 따라서 적어도 하나 이상의 위치감지 장치(200)는 각각의 장치에서 측정한 스마트와치의 RF신호세기 측정 결과를 모니터링 장치(300)에 전송하며, 상기 모니터링 장치(300)는 상기 적어도 하나 이상의 위치감지 장치(200)의 위치정보와 복수의 개별적인 스마트와치의 RF신호세기측정 결과를 이용하여 차량에서 각 스마트와치가 얼마나 어느 방향으로 떨어져 있는지 디스플레이를 통해서 표시해 준다.

다시 말해서, 위치감지 장치(200)는 스마트와치(100) 사용자의 지그비 RF신호의 세기를 측정하여 RSSI 값을 획득하며, 스마트와치의 GPS수신기를 통해 위치정보를 수신하고, 또한 스마트와치의 사용자가 차량으로부터 몇 보 정도 걸어갔는지 만보기를 통해서 센싱한 정보를 수신하여, 모니터링 장치로 송신한다.

상기 획득한 RSSI 값은 차량 내 외부에서 각 스마트와치와 적어도 하나 이상의 각 위치감지 장치와의 사이에 RF신호의 세기에 대한 감도를 미리 측정하여 기준값으로 저장하고 있다가, 실제로 각 위치감지 장치는 스마트와치로부터 수신된 RF신호의 세기를 측정하여 상기 저장되어 있는 기준값과 비교함으로써 스마트와치와 위치감지 장치 사이의 거리를 계산할 수 있다.

위치감지 장치(200)는 각 스마트와치(100)에서 수신된 GPS위치정보, 만보기정보, 사용자정보, RF신호의 세기로부터 계산된 RF 수신 감도 값(예: RSSI 값) 또는 이들의 조합을 포함한 정보를 모니터링 장치(300)로 송신한다.

모니터링 장치(300)는 스마트와치의 사용자에 대한 위치좌표 정보를 디스플레이에 그래픽컬하게 표시할 수 있는 디스플레이(301), 위치감지 장치와 유선 혹은 무선으로 통신할 수 있도록 하는 유무선통신부(303), 적어도 하나 이상의 위치감지 장치(200)으로부터 수신된 각 스마트와치의 사용자정보, GPS위치정보, 만보기정보, RSSI(RF 수신 감도) 정보 또는 이들의 조합을 포함하는 정보를 분석하여 운전자에게 차량 안전사고 방지 정보로 가공하여 제공하는 제어부(304)로 구성된다.

모니터링 장치(300)는 각각의 위치감지 장치(200)로부터 수신된 개개의 스마트와치 사용자들의 RSSI(RF 수신 감도) 값에 따른 데이터를 분석하여 삼각측량과 같은 위치추정 기법을 사용하여 각 스마트와치 사용자들의 위치 정보를 분석해 낸다. RSSI(RF 수신 감도) 값들의 분석에 따라 각 스마트와치 사용자들의 위치정보가 디스플레이(301)에 차량 안심존 또는 안심영역의 구역으로 표시되어진다. 상기 삼각측량을 위해서는 적어도 3개 이상의 지그비 액세스 포인트(AP)를 필요로 하며, 이는 단일 액세스 포인트에 의한 RSSI(RF 수신 감도) 값의 분석에 비해서 스마트와치 사용자의 위치를 더욱 정확하게 추정할 수 있는 수단이 된다.

RF신호의 세기를 측정하여 스마트와치의 위치를 추정하는 방법은 RF신호의 세기에 따른 거리 정보의 기준값들을 미리 룩-업 테이블을 포함한 형태로 그 리스트를 저장하고 있다가, 실제 측정된 RF신호의 세기 정보를 상기 테이블 값과 비교하여 위치감지 장치와 스마트와치 사이의 거리를 추정할 수 있다. 이렇게 추정된 3개의 값이 있다면, 특정 스마트와치와 3개의 위치감지 장치 사이의 거리 정보를 토대로 해당하는 스마트와치의 위치를 추정할 수 있다. 다만, 이 경우 각 스마트와치에 대해서 RF신호의 세기에 대한 기준값을 측정할 당시와 실제로 RF신호의 세기를 측정할 당시의 스마트와치의 기기상태에 따라 상기 RF신호의 세기에 대한 정확도가 차이가 나므로 이로 인한 오차가 발생할 수 있다. 이를 보상하기 위하여 스마트와치의 배터리, 전원 또는 이들의 조합을 포함한 정보를 RF신호를 송신할 때 추가로 전송하여 이를 토대로 RF신호의 세기에 따른 거리정보를 보상할 수 있으며, 또한 만보기 정보, GPS위치정보를 추가로 활용하여 더 정확한 스마트와치의 위치를 추정할 수 있다.

상기 만보기의 경우에, 스마트와치가 차량으로부터 따나가거나 차량으로 들어오는 것, 즉 차량의 게이트를 통과하는 것을 감지하여 상기 스마트와치의 만보기를 리셋하고 스마트와치에서 상기 만보기의 정보를 계속해서 주기적으로 위치감지 장치로 전송하면 된다. 또한 스마트와치가 GPS수신기를 내장하고 있다가, 상기 GPS수신 정보를 상기 위치감지 장치로 전송하여, 상기 위치감지 장치가 개별적인 스마트와치의 GPS정보를 토대로 상기 스마트와치의 위치를 파악할 수 있다. 이 경우, 상기 만보기 정보, RF신호 세기 정보, GPS 위치정보 중 어느 하나라도 부정확하게 될 경우 상기 사용자의 위치를 파악하는데 오류가 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 상기 정보들을 상호 조합하여 상호 보완이 가능하도록 하여 더 정확한 사용자의 위치를 추정할 수 있도록 한다.

본 발명에서 제시하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템은 실제 고속버스, 승합차, 승용차를 포함한 차량에만 적용할 수 있는 것이 아니라, 지하철, 전철, 궤도차량 등과 같은 철도차량에 응용될 수 있으며, 또한 엘리베이터의 문이 갑자기 닫혀 옷이나 신체의 일부가 끼이는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 때로는 차량의 급발진 사고를 예방하는데 본 발명에서 제시하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템이 활용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트와치와 스마트와치의 위치감지 장치 사이의 메시지 구성에 대한 예시도이다.

스마트와치(100)에서 위치감지 장치(200)로 정보를 전송하기 위해서, 스마트와치에 저장되어 있거나, 측정 혹은 획득한 사용자정보, GPS위치 정보, 만보기 정보 또는 이들의 조합에 대한 정보를 패킷 형태로 구성하여야 한다.

먼저 스마트와치와 위치감지 장치 사이에 유무선 통신을 통한 정보의 송수신을 위해서 각 스마트와치 개개의 고유한 ID를 부여하여 이를 구별자로 사용하여 상호 통신하는 것이 가능하다. 따라서 각 스마트와치는 고유의 ID가 할당되어 있으며, 다음으로 상기 스마트와치의 사용자에 대한 사용자 정보를 할당하는 것이 필요하다. 상기 사용자 정보는 사용자의 프로필에 관한 것으로, 상기프로필에는 사용자의 성명, 주소, 목적지, 출발지, 하자지 또는 이들의 조합을 포함한 정보가 될 수 있다. 또한 스마트와치는 자체 보유하고 있거나, 외부에서 수신한 GPS위치 정보를 보유하고 있으며, 이를 위치감지 장치에 전송하여 자신의 위치에 대한 정보를 통보한다. 이와 같은 통보는 일정한 시간 간격을 두고 스마트와치에서 위치감지 장치로 푸쉬(PUSH)하는 방식이 있으며, 또한 위치감지 장치가 스마트와치에 위치정보의 전송을 요청하여 전달받는 풀(PULL) 방식이 있다.

아울러, 각 스마트와치는 사용자가 차량에서 하차하거나 승차할 때 도어를 통과함과 동시에 자동으로 초기화된 만보기 정보를 카운트하여 일정 시간 간격으로 위치감지 장치에 전송한다. 이에 대한 정보는 위치감지 장치에서 다시 모니터링 장치로 보내지고, 상기 모니터링 장치에서는 이 정보를 활용하여 더욱 정확한 사용자 위치정보를 얻을 수 있다.

따라서 스마트와치와 위치감지 장치 사이의 메시지 전송 규격을 정의해야 할 필요가 있으며, 먼저 도 2의 (a)에서 보듯이 ID, 사용자 정보, 위치정보 및 만보기 정보를 포함한 정보를 스마트와치에서 위치감지 장치로 전송하여 각 스마트와치의 위치를 위치감지 장치로 통보할 수 있다.

아울러, 위치감지 장치(200)는 스마트와치에서 전송되어 온 정보를 바탕으로 모니터링 장치(300)에서 사용하기 편리하도록 RF신호의 세기 측정 정보, GPS위치 정보, 만보기 정보를 토대로 사용자의 위치좌표정보를 생성하여 모니터링 장치에 전송할 수 있다. 다만, 상기 위치좌표정보는 반드시 위치감지 장치에서 생성하여 모니터링 장치로 전송되는 것이 아니라, 특정하게 정해진 바가 없이 위치감지 장치 혹은 모니터링 장치 어느 곳에서든 생성되어 사용될 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트와치를 착용한 사용자의 승하차시 차량 정지에서 출발까지 순차적인 동작 상황을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템은 위치감지 장치들과 스마트와치의 RF신호 세기에 따른 측정된 신호 감도 룩-업 테이블을 통하여 차량 내부의 안심영역과 차량 주위의 적당한 거리에 차량 외부 안심영역을 설정한다(S101). 스마트와치를 착용한 어린이나 노약자등은 할당된 각각의 사용자 아이디와 차량 승하차 정보를 보유하고 있으며, 차량 운전자는 차량의 운행 중 승하차를 위한 정지시에 스마트와치 모니터링 장치(300)의 디스플레이에서 스마트와치 사용자의 위치를 확인한다(S101).

차량이 정류장에 도착하였거나, 지정된 승하자 위치에 도착한 경우, 운전자는 차량을 정지(S102)한 후, 사용자가 승차 혹은 하차(S103) 하기를 기다린다.

차량이 승하차를 위한 정차 지역에서 정차하고 있을 때, 사용자가 승차하는 경우 사용자의 아이디를 확인(S104)하고, 승차자의 차량 외부 안심영역 위치를 확인(S105)한다. 스마트와치 사용자가 승차(S106)를 하고 차량운전자는 스마트와치의 위치정보와 RSSI(RF 신호 감도) 값들을 통하여 승차자의 아이디가 차량 내부 안심영역에 위치하였음을 확인(S107)하고 차량 출발(S116)을 한다.

또한 차량이 승하차를 위한 정차 지역에서 정차하고 있을 때, 사용자가 하차하는 경우 차량 운전자는 하차자의 아이디를 확인(S108)하고 하차자의 차량 내부 안심영역의 위치를 확인(S109)한다. 스마트와치 사용자가 하차(S110)를 하고 차량 운전자는 하차자의 아이디가 차량 외부 안심지역에 위치하였음을 확인(S111)한다. 이때 외부 안심지역의 하차자의 정보는 모니터링 장치에서 스마트와치의 GPS정보, RF신호의 세기 측정 정보, 만보기 정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 정보를 위치감지 장치를 통하여 전달받아, 이들이 차량에 설치된 위치감지 장치와 얼마나 떨어져 있는지 위치를 비교(S112)하여, 스마트와치를 착용한 사용자가 확실히 차량 외부 안심영역에 들어섰음을 확인(S113)한다.

다음으로, 상기 정보로부터 스마트와치 사용자가 외부 안심영역으로의 최종 이탈을 확인(S113)한 후 차량 운전자는 차량 출발(S116)을 한다.

아울러, 차량이 종점에 도착하여 모든 사용자가 하차 상태에 있어야 하는 경우, 스마트와치 사용자가 RF 감도 세기를 벗어난 외부 안심영역에 있지 않고 차량 내부에서 미하차시 차량 운전자는 미하차 알림 메시지(S114)를 디스플레이 상에서 확인하고 하차자의 안전 하차를 유도(S115)한다. 이후 하차자가 외부 안심영역에 위치함을 확인하고 GPS 정보, RF신호의 세기 측정 정보, 만보기 정보 또는 이들이 조합을 확인하여 사용자가 확실히 외부 안심영역으로 벗어났음을 확인하고, 차량을 최종 정차 위치로 이동시킨다.

도 4는 본 발명의 차량 안심영역(존)의 범위와 RF 수신 감도 값들을 측정할 수 있도록 하기 위한 스마트와치 위치감지 장치들의 설치 위치와 차량 운전자를 위한 모니터링 장치의 장착 위치를 나타내는 예시도이다.

도 4에서, 차량 안심영역을 설정하기 위한 적어도 하나 이상의 위치감지 장치(401 ~ 404)의 설치 위치를 예시하고 있으며, 디스플레이를 포함하는 모니터링 장치에 상기 위치감지 장치 중 하나를 설치하여 운용할 수도 있다. 각 위치감지 장치는 스마트와치를 착용한 사용자로부터 RF신호를 수신하여 그 세기를 측정하여 RSSI(RF 수신 감도)를 산출하고, 상기 스마트와치로부터 GPS 위치정보를 수신하여 각 위치감지 장치에 설치된 GPS위치 정보와 비교하여, 상기 사용자가 차량에서 얼마나 떨어져 있는지 거리 정보를 산출할 수 있으며, 또한 부가적으로 상기 각 스마트와치로부터 만보기 정보를 수신하여 상기 사용자가 차량에서 하차하거나 승차하여 얼마나 움직였는지 그 정보를 획득할 수 있다.

각 위치감지 장치는 RF신호의 세기에 따라 거리정보를 산출하기 위한 기준 값을 룩-업 테이블 형태를 포함한 임의의 형태로 정보를 저장하고 있는데, 이러한 정보를 저장하고 관리하기 위해서, 적어도 하나 이상의 상기 위치감지 장치는 동일한 기준값을 유지하여야 사용자의 위치를 감지하는데 오차를 최소화할 수 있다.

즉, 각 위치감지 장치 사이의 정보에 대한 동기화 절차가 필요한데, 이는 도4의 (a)에 나타난 바와 같이 모니터링 장치에 설치된 위치감지 장치(403)가 마스터가 되어 나머지 위치감지 장치와 통신하여 상기 기준값을 푸쉬해 주는 방식이 있으며, 또한 각 위치감지 장치(401, 402, 404)가 필요할 때마다 상기 기준값을 마스터 위치감지 장치(403)으로 요청하여 획득(PULL)할 수도 있다.

또한, 각 위치감지 장치와 모니터링 장치는 하나의 차량 내에서 설치되는 것이 보통이므로, 각각에 설치된 액세스포인트 기능을 활용하여 브로드케스팅 모드로 상호 통신할 수 있다. 반면에 각 위치감지 장치가 상기 액세스포인트의 기능을 가지고 있지 않고, 다만 RF신호의 송수신을 위한 기능만 가지고 있을 경우에는 각 위치감지 장치가 네트워크를 형성하기 위해서 ad-hoc 모드로 상호 네트워크를 형성할 수 있다. 이 경우에 각 위치감지 장치는 상기 기준값에 대한 정보를 상호 릴레이하는 형태로 공유할 수 있다.

아울러, 도 4의 (b)와 같이, 모니터링 장치는 별도의 위치감지 장치를 가지고 있지 않고, 다만 디스플레이를 통해서 사용자의 모니터링과 조작이 가능하며, 구체적인 모니터링 장치의 제어부는 특정 위치감지 장치(예: 404)에 두어, 그 기능을 통합하여 관리하는 것이 가능하다. 즉, 위치감지 장치(404)는 마스터 장치로서, 사용자의 위치와 안심영역의 설정에 대한 기능을 담당하며, 그 결과를 운전석 앞에 설치된 디스플레이를 통해서 표시해줌으로서 모니터링 장치 중 디스플레이 기능만 제외하고 나머지는 위치감지 장치에서 통합하여 수행할 수 있다. 이렇게 하면 장치를 보다 간략화 하여 설치하는 것이 가능하다.

도 4를 참조하면, 차량의 도어 부근을 비안심영역으로 설정하고, 이로부터 일정 거리 떨어져 있는 차량 내부와 외부를 각각 내부 안심영역과 외부 안심영역으로 설정할 수 있다. 이러한 안심영역의 설정 및 제어는 모니터링 장치에서 사용자 인터페이스를 통해서 수행할 수 있으며, 적어도 3개 이상의 위치감지 장치를 설치하면 각 위치감지 장치에서 수신된 각 사용자의 RF 수신 감도 값, GPS 위치정보, 만보기 정보 또는 이들의 조합을 통해서 사용자의 위치확인을 효과적으로 수행하여 차량 내 외부의 안심영역 설정과 위치를 측정 모니터링 할 수 있는 효과가 있다. 또한 차량 운전자의 가까이에 모니터링 장치를 설치함으로서 차량 운전자가 효과적으로 스마트와치를 착용한 사용자의 위치를 디스플레이를 통하여 확인할 수가 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트와치의 RF신호의 세기에 따른 RF 수신 감도를 측정하는 방법(a)과 GPS위치정보 및 만보기 정보를 이용하여 스마트와치 사용자의 위치정보를 감지하는 방법을 도식적으로 나타낸 예시도이다.

도 5의 (a)는 위치감지 장치(501~503)와 스마트와치의 RF신호 세기로부터 RF 수신 감도를 측정하여 사용자의 위치정보를 파악하는 개념을 나타낸 것이다. 각 위치감지 장치(501 ~ 503)에서 스마트와치로부터 전송된 RF신호의 감도를 측정하여 미리 저장하고 있던 RF신호 세기 대비 거리 정보와 비교하여 각각의 위치감지 장치로부터 해당 스마트와치와의 거리를 계산하고, 상기 거리를 반경으로 하는 원을 각각 그려서 서로 겹치는 부분을 스마트와치를 착용한 사용자의 위치로 정할 수 있다. 아울러, 스마트와치의 사용자가 갑자기 RF신호가 특정 물체나 건물에 가려져 감지되지 않는 경우, 도 5의 (b)에서 처럼 GPS위치정보나 만보기 정보를 추가로 이용하여 사용자의 위치를 놓치는 경우가 발생하지 않도록, 상기 RF신호의 세기 정보, GPS위치정보, 만보기 정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 정보를 이용하여 보다 확실하고 정확하게 사용자의 위치정보를 추정할 수 있도록 한다.

모니터링 장치에서는 상기 정보를 이용하여 차량의 내부 안심영역 및 외부 안심영역을 설정하여 사용자가 안전하게 승차 혹은 하차 하였는지를 정확하고 알기쉽게 그래픽 사용자 인터페이스를 통해서 디스플레이할 수 있도록 구성한다.

삼각측량의 원리에 의하여 3개의 위치감지 장치(예: 지그비 액세스포인트 포함)로도 스마트와치의 위치를 모니터링 하는데 충분하나 위치감지 장치의 수가 많아지면 더욱 더 정확한 안심영역의 설정과 아동 및 노약자의 승하차 위치의 모니터링이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 스마트와치를 착용한 사용자가 차량에 승하차시 RFID를 통해서 승차 및 하차가 감지되며, 사용자의 상태는 실시간으로 보호자, 운전자, 선생님, 필요할 경우 경찰 또는 이들의 조합을 포함하는 사람에게, 스마트기기의 앱을 통해서 통보할 수 있다.

본 발명에 의한 또 다른 실시예로서, 스마트와치, 위치감지장치, 모니터링 장치 또는 이들의 조합을 포함하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템은 스마트와치, 위치감지장치, 모니터링 장치 또는 이들의 조합들 사이에서 사각지대를 없애고 무선 신호의 도달거리를 늘리기 위해서 RF가 아닌 LF(Low Frequency) 송수신기를 사용하여 네트워크를 구성할 수 있다.

LF 송수신기는 이동통신 및 선박 방송용으로 사용된다. LF를 사용하여 위치기반서비스를 제공하면, 지그비(zigbee)등을 사용하여 사각지대가 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, LF 송수신기를 사용하면 통신거리도 긴 특성이 있으므로, 어린이나 노약자가 탑승한 차량 혹은 기타 장소에서의 출입에 있어 장애물(사람, 물체 등)이 있어도 안정적으로 통신이 가능한 특성을 보인다.

상기 LF의 주파수 범위는 30 ~ 300kHz이며, 파장은 1 ~ 10km 정도이다. 파장에 의한 구분은 킬로미터파(kilometric wave)이며 흔히 장파라고도 불리기도 한다. LF대의 주파수는 선박 간의 원거리 통신에도 널리 사용되어 왔지만, 현재는 주로 데카(Decca), 로란 C(LORAN C) 등의 무선항행 업무, 선박 및 항공기용의 비컨(beacon)에 사용된다. 따라서 무선도달거리를 늘려 사각지대를 없애고, 또한 장애물로부터 무선신호가 차단되는 것을 줄여, 본원 발명의 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템에 대한 효용성을 더 높일 수 있는 장점이 있다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허 청구 범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 스마트와치 101, 201: RF송수신부
102, 203: GPS송수신부 103: 만보기센싱부
104, 204, 303: 유무선통신부 105, 205, 304: 제어부
300: 모니터링 장치 301: 디스플레이
200, 401~404, 501~504: 위치감지 장치

Claims (14)

1. 적어도 하나 이상의 스마트와치;
   적어도 하나 이상의 위치감지 장치; 및
   스마트폰, 테블릿 PC, PDA, PC, 전용단말 또는 이동단말을 포함하는 모니터링 장치;를 포함하며,
   RSSI 정보, GPS위치 정보 또는 만보기 정보 중 적어도 두 개 이상의 정보에 대한 조합을 포함하는 정보를 상호 보완적으로 이용하여 상기 스마트와치를 착용한 사용자의 위치를 파악하는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스마트와치 및 위치감지 장치는 지그비, 와어이리스 랜, 근거리 통신, 블루투스, RFID, 3G, 2G, LTE 또는 이들의 조합을 포함하는 무선통신 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 적어도 하나 이상의 위치감지 장치는 상호간에 ad-hoc 모드 혹은 브로드케스팅 모드로 네트워크를 구성하는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 모니터링 장치는 차량 내부와 외부에 안심영역을 설정할 수 있으며, 각 위치감지 장치로부터 수신한 스마트와치의 거리정보를 토대로 사용자가 상기 설정된 안심영역에 있는지 그래픽사용자인터페이스 또는 어플리케이션(앱) 프로그램을 통해서 각 스마트와치의 위치를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 RSSI 정보는 스마트와치에서 전송된 RF신호의 세기를 바탕으로 위치감지 장치에서 계산된 스마트와치와 위치감지 장치 사이의 거리정보인 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 스마트와치를 착용한 사용자의 위치는 상기 RSSI 정보를 바탕으로 삼각측량 기법에 의해서 획득되는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 차량의 출입구에 위치감지 장치를 설치하여 스마트와치를 착용한 사용자의 승차 및 하차를 인식하는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 시스템.
8. 적어도 하나 이상의 스마트와치로부터 RF신호를 수신하여, 상기 RF신호의 세기에 따른 RSSI 정보를 계산하는 단계;
   RSSI 정보를 바탕으로 차량 내부 안심영역과 차량 외부 안심영역을 설정하는 단계;
   스마트와치를 착용한 사용자의 승하차를 위해 차량이 정지하는 경우, 승차 혹은 하차하는 사용자의 아이디를 확인하는 단계; 및
   스마트와치 사용자가 승차 혹은 하차를 하고 난 후, 승차 혹은 하차자의 아이디가 차량 내부 혹은 외부의 안심영역에 위치하는지 확인하는 단계;를 포함하며,
   스마트와치를 착용한 사용자의 위치는 RSSI 정보, GPS위치 정보 또는 만보기 정보 중 적어도 두 개 이상의 정보에 대한 조합을 포함하는 정보를 상호 보완적으로 이용하여 파악되는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 정보는 지그비, 와어이리스 랜, 근거리 통신, 블루투스, RFID, 3G, 2G, LTE 또는 이들의 조합을 포함하는 무선통신 인터페이스를 통해서 송수신되는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 방법.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 정보는 ad-hoc 모드 혹은 브로드케스팅 모드로 구성된 네트워크를 통해서 송수신되는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 방법.
11. 청구항 8에 있어서,
    상기 사용자가 상기 설정된 안심영역에 있는지 그래픽사용자인터페이스 또는 어플리케이션(앱) 프로그램을 통해서 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 방법.
12. 청구항 8에 있어서,
    상기 RSSI 정보는 스마트와치에서 전송된 RF신호의 세기를 바탕으로 계산된 스마트와치와 차량 사이의 거리정보인 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 방법.
13. 청구항 8에 있어서,
    상기 스마트와치를 착용한 사용자의 위치는 상기 RSSI 정보를 바탕으로 삼각측량 기법에 의해서 획득되는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 방법.
14. 청구항 8에 있어서,
    상기 차량의 출입구에서 스마트와치를 착용한 사용자의 승차 및 하차를 인식하는 것을 특징으로 하는 스마트와치 연동에 의한 차량 안전사고 방지 방법.

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