KR101567894B1 - 횡단보도의 음성 안내 시스템 - Google Patents

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KR101567894B1
KR101567894B1 KR1020150101162A KR20150101162A KR101567894B1 KR 101567894 B1 KR101567894 B1 KR 101567894B1 KR 1020150101162 A KR1020150101162 A KR 1020150101162A KR 20150101162 A KR20150101162 A KR 20150101162A KR 101567894 B1 KR101567894 B1 KR 101567894B1
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모상채
김학수
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(주)세이프업
(주)코스텍시스템
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    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/005Traffic control systems for road vehicles including pedestrian guidance indicator

Abstract

본 발명은 횡단보도의 음성 안내 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 횡단보도의 가장자리 일측에서 상기 횡단보도의 폭 방향으로 적외선 신호 또는 레이저 신호를 송출하며 상기 송출한 신호의 반사파를 이용하여 보행자의 진입을 감지하고 상기 보행자까지의 거리를 연산하는 센서 장치와, 상기 횡단보도에 위치한 보행자 신호등의 지주에 장착되어 상기 보행자에게 음성 안내를 수행하는 음성 안내 장치, 및 상기 보행자 신호등이 정지 신호일 때 상기 보행자의 진입이 감지되면, 상기 보행자까지의 거리를 기초로 연산한 차량 정지선과 상기 보행자 사이의 거리에 대응하는 상기 보행자의 위험 등급을 판정하여, 상기 위험 등급에 대응하는 음성 안내 정보를 출력하도록 상기 음성 안내 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 횡단보도의 음성 안내 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 횡단보도의 음성 안내 시스템에 따르면, 보행자 신호등이 정지 신호일 때 음성 안내 정보를 통해 보행자에게 위험 사실을 인지시킴에 따라 횡단 보도에서의 안전 통행을 유도하는 동시에 지속적인 학습 효과를 제공하여 보행자의 안전 의식을 제고시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

횡단보도의 음성 안내 시스템{Voice guidance system of crosswalk}
본 발명은 횡단보도의 음성 안내 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 횡단보도에서의 보행자 안전을 높일 수 있는 횡단보도의 음성 안내 시스템에 관한 것이다.
횡단보도라 함은 보행자가 도로를 횡단할 수 있도록 안전 표지로 표시한 도로의 부분을 의미한다. 일반적으로 횡단보도의 주변에는 보행자의 통행 제어를 위한 보행자 신호등과 차량의 통행 제어를 위한 교통 신호등이 설치되어 있다.
대부분의 보행자와 차량은 해당 신호등의 지시에 따라 움직이지만, 신호를 무시하는 일부 보행자나 속도를 줄이지 못한 차량 등으로 인해 횡단보도 주변에서 보행자 사고가 빈번히 발생한다. 하지만 보행자 사고에 있어 무단 횡단과 같은 잘못된 보행 문화와 안전 불감증에 의한 보행 심리에 기인한 사고의 비중은 무시 못할 수준이다.
최근에는 보행자의 안전을 위하여 중앙선에 펜스나 탄력봉을 설치하는 등의 시설 설비도 이루어지고 있지만, 보행자의 통행을 사전에 통제할 수 있는 직접적인 대안은 되지 못하고 있다.
기존에 횡단보도의 주변에 신호등과 연동하는 별도의 차단기를 설치하는 방법이 제안되기도 하지만 이는 오히려 통행에 방해 요소가 될 뿐만 아니라 특수 환경에서만 설치 가능하고 통상적인 도로의 사정이나 설치 비용을 고려하면 비효율적이고 현실적이지 못한 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제1130225호(2012.03.27 공고)에 개시되어 있다.
본 발명은 횡단보도에서 보행자 사고를 줄이고 보행자에게 안전 의식을 제고시킬 수 있는 횡단보도의 음성 안내 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 횡단보도의 가장자리 일측에서 상기 횡단보도의 폭 방향으로 적외선 신호 또는 레이저 신호를 송출하며 상기 송출한 신호의 반사파를 이용하여 보행자의 진입을 감지하고 상기 보행자까지의 거리를 연산하는 센서 장치와, 상기 횡단보도에 위치한 보행자 신호등의 지주에 장착되어 상기 보행자에게 음성 안내를 수행하는 음성 안내 장치, 및 상기 보행자 신호등이 정지 신호일 때 상기 보행자의 진입이 감지되면, 상기 보행자까지의 거리를 기초로 연산한 차량 정지선과 상기 보행자 사이의 거리에 대응하는 상기 보행자의 위험 등급을 판정하여, 상기 위험 등급에 대응하는 음성 안내 정보를 출력하도록 상기 음성 안내 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 횡단보도의 음성 안내 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 제어 장치는, 상기 차량 정지선과 상기 보행자 사이의 거리가 기 설정된 임계 거리 이상이면, 주의 등급의 음성 안내 정보를, 상기 임계 거리 미만이면 경고 등급의 음성 안내 정보를 출력하도록 상기 음성 안내 장치를 제어할 수 있다.
또한, 상기 횡단보도의 음성 안내 시스템은, 상기 도로의 차로마다 상기 차량 정지선에 대응하는 바닥 부위에 설치되며 상기 차량 정지선에 진입한 차량에 의한 자기장 및 압력 변화로부터 차량 감지 정보를 생성하여 상기 제어 장치에 각각 전송하는 루프 센서 및 압력 센서, 및 상기 차량 정지선의 전방에서 상기 차량에 교통 신호를 제공하는 교통 신호등의 지주 상단에 장착되어 교통 안내 정보를 표시하는 가변 정보 표지판을 더 포함하며, 상기 제어 장치는, 상기 교통 신호가 정지 신호일 때 상기 루프 센서 및 상기 압력 센서에서 상기 차량 감지 정보가 동시에 생성되면, 상기 가변 정보 표지판에 정지선 위반 알림 정보가 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어 장치는, 상기 차량 감지 정보가 동시에 생성되면, 상기 차량의 앞 바퀴가 상기 차량 정지선에 진입한 것으로 인지하여 상기 가변 정보 표지판에 주의 등급의 정지선 위반 알림 정보가 출력되도록 제어하고, 상기 루프 센서에 의한 차량 감지 정보가 유지되는 상태에서 상기 압력 센서에 의한 차량 감지 정보가 일정 시간 사라졌다 다시 생성되면, 상기 차량의 뒷 바퀴가 상기 차량 정지선에 진입한 것으로 인지하여 상기 가변 정보 표지판에 경고 등급의 정지선 위반 알림 정보가 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어 장치는, 상기 교통 신호의 정지 신호가 해제되면, 상기 루프 센서 및 상기 압력 센서에서의 정보 송출을 비활성화시킬 수 있다.
또한, 상기 제어 장치는, 상기 보행자 신호의 정지 신호 시에 상기 보행자의 진입 감지 횟수를 누적한 보행자 신호 위반 카운트 정보, 상기 교통 신호의 정지 신호 시에 상기 차량의 진입 감지 횟수를 누적한 차량 정지선 위반 카운트 정보를 각각 생성하여 관리 서버에 전송하며, 상기 관리 서버는, 상기 도로의 횡단보도별로 설치되어 있는 복수의 상기 제어 장치로부터 상기 카운트 정보 들을 상기 제어 장치의 고유 코드와 각각 매칭하여 수신할 수 있다.
또한, 상기 제어 장치는, 상기 카운트 정보를 시간대별, 일별, 월별 중 적어도 하나의 주기로 생성하여 상기 관리 서버로 전송하며, 상기 관리 서버는, 일정 기간 동안 상기 카운트 정보가 수신되지 않으면, 상기 제어 장치에게 상기 카운트 정보의 업데이트를 요청하는 명령 신호를 전송할 수 있다.
또한, 상기 횡단보도의 음성 안내 시스템은, 상기 횡단보도의 가장자리 타측에서 상기 센서 장치와 마주보도록 설치되어 상기 센서 장치와 페어를 형성한 수신 장치를 더 포함하며, 상기 센서 장치는, 상기 반사파의 크기가 기준 범위 이상이면, 상기 횡단보도에 상기 보행자가 진입한 것으로 판단하되, 상기 수신된 반사파의 크기가 상기 기준 범위에 해당하면, 상기 수신 장치에 수신된 상기 적외선 신호 또는 상기 레이저 신호의 크기를 임계 값과 비교한 다음, 상기 임계 값 미만이면 상기 보행자가 진입한 것으로 판단하고 상기 임계 값 이상이면 상기 보행자가 진입하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 횡단보도의 음성 안내 시스템에 따르면, 보행자 신호등이 정지 신호일 때 음성 안내 정보를 통해 보행자에게 위험 사실을 인지시킴에 따라 횡단 보도에서의 안전 통행을 유도하는 동시에 지속적인 학습 효과를 제공하여 보행자의 안전 의식을 제고시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 횡단보도 주변의 차량 정지선을 위반한 차량을 검지하여 정지선 위반 알림 정보를 차량 전방의 가변 정보 표지판을 통하여 제공함에 따라 정지선 위반 차량을 개도하고 정지선 위반 행위의 감소를 유도할 수 있으며 횡단보도를 통행하는 보행자의 안전성을 높이는데 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 횡단보도의 음성 안내 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 시스템이 도로에 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 루프 센서와 압력 센서의 차량 감지 정보를 이용하여 차량의 정지선 이탈을 감지하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 센서 장치와 수신 장치를 사용한 보행자 감지 원리를 설명하는 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 횡단보도의 음성 안내 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 시스템이 도로에 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 횡단보도의 음성 안내 시스템은 센서 장치(10), 수신 장치(20), 루프 센서(30), 압력 센서(40), 음성 안내 장치(50), 가변 정보 표지판(60), 제어 장치(100), 관리 서버(200)를 포함한다.
센서 장치(10) 및 수신 장치(20)는 횡단보도의 가장자리 측에 설치되어 횡단보도로 진입한 보행자를 감지하는 용도로 사용되고, 루프 센서(30) 및 압력 센서(40)는 횡단보도 근방의 차량 정지선 부근에 설치되어 차로를 통행하는 차량의 정지선 이탈 여부를 감지하는 용도로 사용된다.
음성 안내 장치(50)는 횡단보도에 위치한 보행자 신호등 지주 부근에 설치되어 횡단보도 주변의 보행자에게 음성 안내 정보를 출력한다. 가변 정보 표지판(60)은 차량 정지선의 전방에서 차량에 교통 신호를 제공하는 교통 신호등의 지주 상단에 장착되어 교통 안내 정보를 표시한다.
제어 장치(100)는 센서 장치(10) 또는 수신 장치(20)에 의한 보행자 감지 정보를 기초로 하여 음성 안내 장치(50)의 음성 출력 정보를 제어한다. 또한, 제어 장치(100)는 루프 센서(30) 및 압력 센서(40)에 의한 차량 감지 정보를 기초로 하여 가변 정보 표지판(60)(VMW;Various Massage System)의 화면 출력 정보를 제어한다. 제어 장치(100)의 상세한 구성 설명에 앞서, 상술한 각 구성요소에 관하여 더욱 구체적으로 설명한다.
먼저, 센서 장치(10)는 횡단보도의 가장자리 일측에서 횡단보도의 폭 방향으로 적외선 신호 또는 레이저 신호를 송출하며 송출한 신호의 반사파를 이용하여 보행자의 진입을 감지하고 보행자까지의 거리를 연산한다. 횡단보도의 가장자리 입구 부근에 보행자가 진입하면 센서 장치(10)가 송출한 신호는 보행자에 부딪혀 다시 되돌아온다.
센서 장치(10)는 되돌아온 반사파의 크기를 이용하여 보행자의 진입 여부를 감지할 수도 있으며 센서 장치(10)로부터 보행자까지의 거리를 연산할 수 있다. 예를 들어, 반사파가 검출되지 않거나 기 설정된 기준 값 미만으로 관측되면 보행자가 진입하지 않은 것으로 인식한다. 반대로, 반사파가 검출되거나 기준 값 이상으로 관측되면, 해당 반사파의 크기를 이용하여 보행자까지의 거리를 확인할 있다. 센서 장치(10)는 보행자의 진입 여부 및 보행자까지의 거리 정보를 유무선 통신수단을 이용하여 제어 장치(100)로 전송한다.
이러한 센서 장치(10)는 상기와 같은 적외선 신호, 레이저 신호에 기반한 적외선 센서, 레이저 센서의 형태 이외에도, 광센서, 움직임 감지 센서의 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예는 센서 장치(10) 만으로 보행자의 감지가 가능할 수도 있지만, 센서 장치(10)와 페어(pair)를 형성하는 수신 장치(20)를 추가적으로 운용하여 감지 효율 및 정확도를 높일 수 있다. 수신 장치(20)는 센서 장치(10)의 송출 신호를 수신하고 인식하도록 동작 되므로 센서 장치(10)와 동종으로 구현될 수 있다.
수신 장치(20)는 횡단보도의 가장자리 타측에서 센서 장치(10)와 마주보도록 배치되어 센서 장치(10)와 페어를 형성하며 센서 장치(10)의 보행자 감지 기능을 보조하는 역할을 수행한다.
수신 장치(20)는 센서 장치(10)에서 송출된 적외선 신호 또는 레이저 신호를 수신할 수 있으며 수신한 신호의 크기를 감지하는 기능을 가진다. 물론, 보행자가 존재하지 않으면 두 장치(10,20) 사이에 장애물이 없기 때문에 수신 장치(20)에 신호가 일정 크기 이상으로 수신될 것이다.
여기서 수신 장치(20)는 보행자와 같이 사물에 해당되기 때문에 신호를 다시 센서 장치(10)로 반사시킬 수 있다. 즉, 센서 장치(10)와 수신 장치(20) 사이에 보행자가 없다면, 센서 장치(10)가 송출한 신호는 수신 장치(20)에 부딪혀서 다시 반사되어 되돌아갈 것이다.
센서 장치(10)와 수신 장치(20)를 함께 운용할 경우, 센서 장치(10)와 수신 장치(20) 사이에 해당하는 공간을 보행자 진입 감지 구간으로 한정할 수 있게 된다. 만일, 센서 장치(10) 만으로 운용된다면 센서 장치(10)가 송출한 신호는 보행자가 진입하지 않았음에도 불구하고 횡단보도의 폭방향 외측에 존재하는 나무나 각종 물체 등에 불필요하게 반응하여 반사될 수 있으며 이에 따라 보행자가 진입한 것으로 오인할 가능성이 있다.
본 발명의 실시예는 수신 장치(20)의 기능을 추가적으로 활용하여 센서 장치(10)만을 단독으로 운용하는 경우보다 보행자의 감지 효율 및 정확도를 높일 수 있다. 이와 같이 센서 장치(10)와 수신 장치(20)를 병용하는 구체적인 실시예는 추후 상세히 설명할 것이다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위해 센서 장치(10)로 보행자를 감지하여 음성 안내를 제공하는 것을 대표 예시로 한다.
제어 장치(100)는 횡단보도의 보행자 신호와 연계하여 동작하며, 센서 장치(10)에서 전송한 보행자 진입 감지 정보 및 보행자까지의 거리 정보를 수신한다.
여기서, 제어 장치(100)는 만일 보행자 신호등이 정지 신호일 때 보행자의 진입이 감지된 것으로 확인되면, 상기 보행자까지의 거리를 기초로 판단되는 보행자의 위험 등급에 따라 음성 안내 정보를 차등적으로 출력하도록 음성 안내 장치(50)를 제어한다.
구체적으로, 제어 장치(100)는 센서 장치(10)로부터 보행자까지의 거리를 기초로 차량 정지선과 보행자 사이의 거리를 연산한 다음, 차량 정지선과 보행자 간의 거리에 대응하는 보행자의 위험 등급을 판정한다. 그리고, 제어 장치(100)는 판정한 위험 등급에 대응하는 음성 안내 정보를 출력하도록 음성 안내 장치(50)를 제어한다.
여기서, 제어 장치(100)는 차량 정지선과 센서 장치(10) 간의 거리(A)를 사전에 알고 있는 것으로 가정한다. 제어 장치(100)는, 센서 장치(10)와 보행자 간의 거리를 센서 장치(10)로부터 수신하고, 수신한 거리와 기 저장된 거리(A)를 이용하여 차량 정지선과 보행자 사이의 거리(차량 정지선에 대한 보행자의 상대적 위치)를 연산한다.
물론, 보행자가 차량 정지선에 가까이 위치할수록 위험 등급이 높아진다. 따라서 본 발명의 실시예는 차량 정지선과 보행자 사이의 거리가 기 설정된 임계 거리 이상이면, 주의 등급의 음성 안내 정보를 제공하고, 임계 거리 미만이면 경고 등급의 음성 안내 정보를 출력하도록 음성 안내 장치를 제어할 수 있다.
그 예로서, 차량 정지선과 센서 장치(10) 간의 거리(A)의 절반 지점 즉, A/2 지점을 임계 거리인 것으로 가정하면, 제어 장치(100)는 차량 정지선으로부터 보행자가 A/2 지점 이상 멀리 떨어져 위치해 있다면 주의 등급의 음성 안내 정보를, A/2 지점 미만으로 근접하게 위치해 있다면 경고 등급의 음성 안내 정보를 출력하도록 음성 안내 장치(50)를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 횡단보도의 보행자 진입 감지는 보행자 신호등이 정지 신호일 때 한하여 수행될 수 있다. 즉, 제어 장치(100)는 보행자 신호등이 청색 신호일 때는 센서 장치(10)의 보행자 진입 감지 동작을 비활성화시키고 적색 신호로 전환되면 보행자 진입 감지 동작을 활성화시킬 수 있다. 만일, 보행자 신호등이 적색 신호로 전환된 상태에서 보행자 진입이 검출되면 보행자를 향해 위험 상황을 즉시 음성으로 안내하여 횡단보도의 입구 부근에서 보행자의 통행을 사전에 차단하고 통제할 수 있다.
본 발명의 실시예는 보행자를 위한 알림 정보 출력 기능 이외에도, 교통 신호등의 교통 신호와 연계하여 교통 신호가 정지 신호일 때 차량 정지선을 위반한 차량이 감지되면, 전방의 가변 정보 표지판(60)을 통하여 정지선 위반 알림 정보를 출력하는 기능을 제공할 수 있다.
이러한 정지선 위반 알림을 위한 용도로서, 루프 센서(30) 및 압력 센서(40)는 각각 도로의 차로마다 차량 정지선에 대응하는 바닥 부위에 설치되어 있다. 여기서 구체적으로 루프 센서(30) 및 압력 센서(40)는 정지선 이탈을 감지하기 위하여 정지선보다 약간 바깥 부위에 설치될 수 있다. 이러한 루프 센서(30) 및 압력 센서(40)는 동 위치에 설치될 수도 있으며 설치 위치 및 형태는 반드시 도시된 형태로 한정되지 않는다.
루프 센서(30)는 차량 정지선에 진입한 차량에 의한 자기장 변화로부터 차량 감지 정보를 생성하여 제어 장치(100)에 전송한다. 압력 센서(40)는 차량 정지선에 진입한 차량에 의한 압력 변화로부터 차량 감지 정보를 생성하여 제어 장치(100)에 전송한다. 여기서, 차량 정지선 부근에서 자기장 변화 및 압력 변화가 동시에 감지되면 차량이 정지선을 이탈한 것을 의미할 수 있다.
루프 센서(30) 및 압력 센서(40)에 의한 각각의 차량 감지 정보는 제어 장치(100)로 전송된다. 전송 방법은 기 공지된 유무선의 통신 방법이 사용될 수 있다. 여기서 제어 장치(100)는 교통 신호등의 교통 신호와 연계하여 동작한다.
제어 장치(100)는 교통 신호가 정지 신호일 때(보행자 신호등이 청색 신호일 때) 루프 센서(30) 및 압력 센서(40)에서 차량 감지 정보가 동시에 생성된 것으로 확인되면, 가변 정보 표지판(60)에 해당 차로에 대한 정지선 위반 알림 정보가 출력되도록 제어한다. 따라서 차량의 운전자는 전방의 디스플레이에 출력된 해당 알림 정보를 기초로 정지선 위반 사실을 인지할 수 있으며, 후방에 차량이 존재하지 않는 경우라면 후방 이동을 조치시킬 수도 있다.
여기서 물론, 제어 장치(100)는, 교통 신호의 정지 신호가 해제되면, 루프 센서(30) 및 압력 센서(40)에서의 정보 송출 동작을 비활성화시켜서, 차량이 교통 신호에 맞게 정상 통행 중일 때에는 차량 감지 정보가 수신되지 않도록 제어할 수 있다.
한편, 이러한 제어 장치(100)는 루프 센서(30) 및 압력 센서(40)에서의 시간에 따른 차량 감지 정보를 조합하여, 차량 정지선에 도달한 차체 부분이 차량 앞바퀴 부위인지 또는 뒷바퀴 부위인지를 판단할 수 있다. 그 구체적인 방법을 도 3을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 루프 센서와 압력 센서의 차량 감지 정보를 이용하여 차량의 정지선 이탈을 감지하는 원리를 설명하는 도면이다.
차량이 정지선을 통과하는 동작을 예시로 설명하면, 먼저 루프 센서(30)의 경우, 차체의 앞부분이 루프 센서(30) 부근에 도달한 시점(t0)부터 차체의 뒷부분이 루프 센서(30)를 벗어나는 시점(t5)까지 차량 감지 정보가 지속적으로 발생된다.
압력 센서(40)의 경우, t0 시점 이후, 차량의 앞바퀴에 의해 압력이 인가된 시점(t1)부터 앞바퀴가 완전히 통과하여 다시 압력이 해제되는 시점(t2)까지 차량 감지 정보가 1차적으로 발생하고, 이후 차량이 더욱 전진하여 뒷바퀴에 의해 압력이 인가된 시점(t3)부터 뒷바퀴가 통과하여 압력이 해제되는 시점(t4)까지 차량 감지 정보가 2차적으로 발생한다.
본 발명의 실시예의 경우, 제어 장치(100)는 앞서와 같이 루프 센서(30)와 압력 센서(40)에서 차량 감지 정보가 동시에 생성되는 t1 시점이 되면, 차량의 앞 바퀴 부위가 차량 정지선에 진입(또는 통과)한 것으로 인지하여 가변 정보 표지판(60)에 주의 등급의 정지선 위반 알림 정보가 출력되도록 제어한다.
이후, 루프 센서(30)에 의한 차량 감지 정보가 계속 유지되는 상태에서 압력 센서(40)에 의한 차량 감지 정보가 일정 시간 사라졌다 다시 생성되는 t3 시점이 되면, 차량의 뒷 바퀴 부위가 차량 정지선에 진입(또는 통과)한 것으로 인지하여 가변 정보 표지판(60)에 경고 등급의 정지선 위반 알림 정보가 출력되도록 제어한다. 이상과 같이 본 발명의 실시예에 따르면 차량이 정지선을 이탈한 정도에 대응하는 등급의 알림 정보를 가변 정보 표지판(60)을 통해 실시간 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에서 센서 장치와 수신 장치를 병용하는 경우를 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에서 센서 장치와 수신 장치를 사용한 보행자 감지 원리를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 수신 장치(20)는 센서 장치(10)의 보행자 감지 기능을 보조하는 역할을 수행한다. 횡단 보도의 폭방향에 대해 각각 센서 장치(10)와 수신 장치(20)는 마주보도록 설치되어 있다. 이러한 두 장치(10,20)는 서로 페어를 형성하고 있으며 상호 간에 정보의 송수신이 가능하다. 정보의 전송은 기 공지된 유무선의 방식이 가능한데, 예를 들어 무선 방식의 경우 블루투스 통신 방식이 사용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 센서 장치(10)가 송출하는 신호가 적외선 신호인 것을 예시한다.
도 4의 (a)는 수신 장치(20)와 센서 장치(10) 사이에 보행자가 진입하지 않은 경우를 나타낸다. 이 경우, 센서 장치(10)가 적외선 신호(A)를 송출하면, 수신 장치(20)에는 적외선 신호(A)가 수신되며 수신된 적외선 신호(A)의 크기를 검지할 수 있다. 물론, 센서 장치(10)에는 수신 장치(20)에 부딪혀서 되돌아오는 반사파(B1)가 수신되게 된다.
본 발명의 실시예의 경우, 센서 장치(10)는, 도 4의 (b)와 같이 일정 거리 이내의 L1 구간의 경우에 대해서는 센서 장치(10)에 되돌아온 반사파(B2)의 크기 만으로 보행자의 진입 여부를 판단한다.
반면, 센서 장치(10)는 도 4의 (c)와 같이, 수신 장치(20)에 더욱 근접한 L2 구간의 경우에 대해서는 반사파(B3)의 크기뿐만 아니라 수신 장치(200)에 수신되는 적외선 신호의 크기를 이용하여 보행자의 진입 여부를 판단한다. 여기서, L2 구간은 반사파(B3)의 주체가 보행자인지 혹은 수신 장치인지의 구분이 모호한 구간에 해당될 수 있다.
센서 장치(10)에서 멀리 떨어진 물체일수록 반사파의 크기는 작아지고 반대로 센서 장치(10)와 가까이 위치할수록 반사파의 크기는 커진다. 이러한 점을 이용하여, 본 발명의 실시예는 반사파의 크기가 기준 범위 이상으로 관측된 경우에는 반사파의 크기 만으로 횡단보도에 보행자가 진입한 것으로 판단한다.
여기서 기준 범위란 L2 구간의 경계에 해당하는 a 지점부터 b 지점에 대응하여 미리 확보한 반사파의 크기 범위를 의미할 수 있다. 각 지점마다 임의 객체를 배치한 후 반사파를 각각 측정하여 데이터베이스를 구축하면 된다. 물론, a 지점에서의 반사파 크기는 기준 범위에 대한 상한 레벨이 될 것이고, b 지점에서의 반사파 크기는 기준 범위에 대한 하한 레벨이 될 것이다. 이러한 기준 범위는 센서 장치(10)에 미리 저장될 수 있는 정보이다.
본 발명의 실시예의 경우 도 4의 (b)와 같이 해당 물체가 L1 구간에 존재하여 반사파의 크기가 기준 범위 이상 즉, 상한 레벨보다 큰 경우에는 횡단보도에 보행자가 진입한 것으로 판단한다.
다만, 본 발명의 실시예에서, 도 4의 (c)와 같이 해당 물체가 L2 구간에 위치하여 반사파의 크기가 기준 범위 이내에 해당하는 경우, 즉 상한 레벨과 하한 레벨 사이의 값에 해당되는 경우에는 수신 장치(20)에 수신된 적외선 신호의 크기 정보를 추가적으로 고려한다.
구체적으로, 센서 장치(10)에 반사파가 기준 범위 이내의 크기로 수신되는 경우는 두 가지 존재할 수 있는데, 수신 장치(20)와 근접한 곳에 보행자가 존재하는 경우 또는 보행자가 두 장치(10,20) 사이에 존재하지 않는 경우로 구분될 수 있다.
즉, 센서 장치(10)는 수신된 반사파의 크기가 기준 범위 이내인 것으로 판단되면, 수신 장치(20)에 수신된 적외선 신호의 크기를 기 설정된 임계 값과 다시 비교하여, 임계 값 미만이면 L2 구간 상에 보행자가 진입한 것으로 판단하고, 임계 값 이상이면 보행자가 진입하지 않은 것으로 판단한다.
만일, L2 구간 이내에 보행자가 존재한다면, 보행자가 간섭 요인으로 작용하여 수신 장치(20)에 적외선 신호가 아예 수신되지 않거나 미약한 신호 크기로 수신될 것이다. 즉, L2 구간 상에 보행자가 접근한다면, 반사파는 기준 범위 이내의 크기로 수신될 것이지만, 센서 장치(10)에는 적외선 신호가 임계 값 미만으로 수신되거나 아예 수신되지 않을 것이다.
따라서, 반사파의 크기가 기준 범위 이내에 해당하는 동시에 수신 장치(20)에 적외선 신호가 임계값 미만으로 수신된 경우에는, 보행자가 감지된 것으로 판단하고 보행자 감지 정보를 제어 장치(100)에 제공한다. 이에 따라 보행자를 위한 음성 안내 정보가 음성 안내 장치(50)에서 출력된다.
반면, 반사파의 크기가 기준 범위 이내에 해당하지만 적외선 신호는 임계값 이상으로 검출된 경우에는 해당 물체는 보행자가 아닌 것으로 판단하므로 음성 안내 장치(50)를 통한 음성 안내 또한 이루어지지 않는다.
이러한 본 발명의 실시예는 반사파의 크기를 기준 범위와 비교하여 해당 물체가 두 구간 중에서 어떠한 구간에 위치하는지에 따라 반사파의 크기 정보만 활용하거나 반사파와 적외선 수신 신호의 크기를 모두 활용하여 보행자의 진입 사실을 검지하게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 제어 장치(100)는 관리 서버(200)에 통계 정보를 제공할 수 있다. 구체적으로, 제어 장치(100)는 보행자 신호의 정지 신호 시에 보행자의 진입 감지 횟수를 누적한 보행자 신호 위반 카운트 정보, 그리고 교통 신호의 정지 신호 시에 차량의 진입 감지 횟수를 누적한 차량 정지선 위반 카운트 정보를 각각 생성하여 관리 서버(200)에 전송한다.
관리 서버(200)는 상술한 각각의 카운트 정보들을 제어 장치(100)의 고유 코드와 각각 매칭하여 각각의 제어 장치(100)로부터 수신한다. 이러한 관리 서버(200)는 도로의 횡단보도 별로 설치된 복수의 제어 장치(100)들을 통합 관리하며, 각 제어 장치(100)의 목록 검색, 정보 조회 등의 기능을 관리자에게 제공한다.
또한, 관리 서버(200)는 각각의 제어 장치(100)의 위치 및 그 카운트 정보들을 지도에 매핑하여 표시할 수 있다. 관리자는 각 제어 장치(100) 별로 제공되는 카운트 정보로부터 교통 신호나 보행자 신호의 위반이 잦은 구역을 확인할 수 있다. 이와 같은 카운트 정보들은 해당 구역에 대한 사후 대책, 시설 보강 등을 위한 레퍼런스 자료로 활용될 수 있다.
각각의 제어 장치(100)는 각각의 카운트 정보를 시간대별, 일별, 월별 중 적어도 하나의 주기로 생성하여 관리 서버(200)로 전송할 수 있다. 여기서 관리 서버(200)는 일정 기간 동안 해당 카운트 정보가 수신되지 않으면, 해당 제어 장치(100)로 상기 카운트 정보의 업데이트를 요청하는 명령 신호를 전송할 수 있다. 즉, 데이터 전송이 일시적 오류, 외부 간섭, 트래픽 등에 의해 잠시 중단된 경우 해당 제어 장치(100) 측으로 업데이트 요청 신호를 전송하여 관련 정보가 다시 전송될 수 있도록 유도한다.
물론, 관리 서버(200)는 업데이트 요청을 기 설정된 횟수 이상 수행한 이후에도 해당 제어 장치(100)로부터 데이터가 수신되지 않으면, 해당 제어 장치(100)에 대한 진단 또는 점검을 요청하는 알림 메시지를 화면에 출력하거나 관리자 단말에 전송하여 알릴 수 있다.
제어 장치(100)는 이미 전송된 정보를 바로 삭제할 수도 있고 일정 시간 누적하여 두었다가 메모리에 누적된 데이터가 설정 한도를 초과하면 기존 데이터 중 전부 또는 오래된 순으로 일부 데이터를 삭제할 수도 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 횡단보도의 음성 안내 시스템에 따르면, 보행자 신호등이 정지 신호일 때 음성 안내 정보를 통해 보행자에게 위험 사실을 인지시킴에 따라 횡단 보도에서의 안전 통행을 유도하는 동시에 지속적인 학습 효과를 제공하여 보행자의 안전 의식을 제고시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 횡단보도 주변의 차량 정지선을 위반한 차량을 검지하여 정지선 위반 알림 정보를 차량 전방의 가변 정보 표지판을 통하여 제공함에 따라 정지선 위반 차량을 개도하고 정지선 위반 행위의 감소를 유도할 수 있으며 횡단보도를 통행하는 보행자의 안전성을 높이는데 기여할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 시스템은 높은 등급의 안전을 요하는 어린이 보호 구역이나 보행자 사고 빈도가 높은 구역에 설치되어 해당 장소에서의 안전 사고 및 인명 피해를 예방할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 센서 장치 20: 수신 장치
30: 루프 센서 40: 압력 센서
50: 음성 안내 장치 60: 가변 정보 표지판
100: 제어 장치 200: 관리 서버

Claims (8)

  1. 횡단보도의 가장자리 일측에서 상기 횡단보도의 폭 방향으로 적외선 신호 또는 레이저 신호를 송출하며 상기 송출한 신호의 반사파를 이용하여 보행자의 진입을 감지하고 상기 보행자까지의 거리를 연산하는 센서 장치;
    상기 횡단보도에 위치한 보행자 신호등의 지주에 장착되어 상기 보행자에게 음성 안내를 수행하는 음성 안내 장치;
    상기 보행자 신호등이 정지 신호일 때 상기 보행자의 진입이 감지되면, 상기 보행자까지의 거리를 기초로 연산한 차량 정지선과 상기 보행자 사이의 거리에 대응하는 상기 보행자의 위험 등급을 판정하여, 상기 위험 등급에 대응하는 음성 안내 정보를 출력하도록 상기 음성 안내 장치를 제어하는 제어 장치; 및
    상기 횡단보도의 가장자리 타측에서 상기 센서 장치와 마주보도록 설치되어 상기 센서 장치와 페어를 형성한 수신 장치를 포함하며,
    상기 센서 장치는,
    상기 반사파의 크기가 기준 범위 이상이면, 상기 횡단보도에 상기 보행자가 진입한 것으로 판단하되,
    상기 반사파의 크기가 상기 기준 범위 이내이면, 상기 수신 장치에 수신된 상기 적외선 신호 또는 레이저 신호의 크기를 임계 값과 비교한 다음, 상기 임계 값 미만이면 상기 보행자가 진입한 것으로 판단하고 상기 임계 값 이상이면 상기 보행자가 진입하지 않은 것으로 판단하는 횡단보도의 음성 안내 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 차량 정지선과 상기 보행자 사이의 거리가 기 설정된 임계 거리 이상이면, 주의 등급의 음성 안내 정보를, 상기 임계 거리 미만이면 경고 등급의 음성 안내 정보를 출력하도록 상기 음성 안내 장치를 제어하는 횡단보도의 음성 안내 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    도로의 차로마다 상기 차량 정지선에 대응하는 바닥 부위에 설치되며 상기 차량 정지선에 진입한 차량에 의한 자기장 및 압력 변화로부터 차량 감지 정보를 생성하여 상기 제어 장치에 각각 전송하는 루프 센서 및 압력 센서; 및
    상기 차량 정지선의 전방에서 상기 차량에 교통 신호를 제공하는 교통 신호등의 지주 상단에 장착되어 교통 안내 정보를 표시하는 가변 정보 표지판을 더 포함하며,
    상기 제어 장치는,
    상기 교통 신호가 정지 신호일 때 상기 루프 센서 및 상기 압력 센서에서 상기 차량 감지 정보가 동시에 생성되면, 상기 가변 정보 표지판에 정지선 위반 알림 정보가 출력되도록 제어하는 횡단보도의 음성 안내 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 차량 감지 정보가 동시에 생성되면, 상기 차량의 앞 바퀴가 상기 차량 정지선에 진입한 것으로 인지하여 상기 가변 정보 표지판에 주의 등급의 정지선 위반 알림 정보가 출력되도록 제어하고,
    상기 루프 센서에 의한 차량 감지 정보가 유지되는 상태에서 상기 압력 센서에 의한 차량 감지 정보가 일정 시간 사라졌다 다시 생성되면, 상기 차량의 뒷 바퀴가 상기 차량 정지선에 진입한 것으로 인지하여 상기 가변 정보 표지판에 경고 등급의 정지선 위반 알림 정보가 출력되도록 제어하는 횡단보도의 음성 안내 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 교통 신호의 정지 신호가 해제되면, 상기 루프 센서 및 상기 압력 센서에서의 정보 송출을 비활성화시키는 횡단보도의 음성 안내 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 보행자 신호의 정지 신호 시에 상기 보행자의 진입 감지 횟수를 누적한 보행자 신호 위반 카운트 정보, 상기 교통 신호의 정지 신호 시에 상기 차량의 진입 감지 횟수를 누적한 차량 정지선 위반 카운트 정보를 각각 생성하여 관리 서버에 전송하며,
    상기 관리 서버는,
    상기 도로의 횡단보도별로 설치되어 있는 복수의 상기 제어 장치로부터 상기 카운트 정보 들을 상기 제어 장치의 고유 코드와 각각 매칭하여 수신하는 횡단보도의 음성 안내 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 카운트 정보를 시간대별, 일별, 월별 중 적어도 하나의 주기로 생성하여 상기 관리 서버로 전송하며,
    상기 관리 서버는,
    일정 기간 동안 상기 카운트 정보가 수신되지 않으면, 상기 제어 장치에게 상기 카운트 정보의 업데이트를 요청하는 명령 신호를 전송하는 횡단보도의 음성 안내 시스템.
  8. 삭제
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