KR101653186B1 - 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치 - Google Patents

레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치에 관한 것이다.
본 발명은 주차장으로부터 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체 또는 주차장 진출입로를 통해 주차장으로 진입하는 진입 객체를 감지하는 제1 레이더 감지부, 진출 객체에 제공되는 제1 진출안내신호를 표시하는 제1 표시부, 외부 교통로를 통해 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하는 제2 레이더 감지부, 진입 객체에 제공되는 진입안내신호와 진출 객체에 제공되는 제2 진출안내신호를 표시하는 제2 표시부 및 제1 레이더 감지부와 상기 제2 레이더 감지부로부터 전송받은 감지 정보에 따라 제1 표시부와 제2 표시부의 동작을 제어하는 제어장치를 포함한다.
본 발명에 따르면, 주차장 출입구를 횡단하는 보행자의 안전을 확보하는 동시에 주차장 진출입 차량의 편의성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치{PARKING LOT ENTRANCE TRAFFIC GUIDING APPARATUS BASED ON MOVING OBJECT DETECTION USING RADAR}
본 발명은 레이더 센서를 기반으로 하는 주차장 출입구의 이동객체 감지 방법 및 그 장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 레이더 센서로 이동객체의 위치, 진행 방향 및 속도를 파악하여 주차장 진출입 차량의 운전자와 주차장 출입구를 횡단하는 보행자 및 차량의 운전자에게 알려주는 장치에 관한 것이다.
주차장 출입구에 설치되어 있는 차량 진출입 경보 시스템은 안전사고를 방지하기 위한 것으로, 대부분 루프코일 방식을 기반으로 경광등과 경보음을 사용하고 있으며, 최근 들어 적외선 센서를 이용한 시스템이 소개되고 있다.
그러나 기존의 차량 진출입 경보 시스템들은 진출입하는 차량의 유무에 초점을 맞추어 동작하는 방식으로, 보행자를 고려하지 않을 뿐만 아니라, 경보음이나 경광등 불빛으로 인한 민원이 수시로 발생하고 있는 실정이다.
즉, 기존의 주차장 출입구 경보 시스템들은 주차장을 진출입하는 차량의 존재를 루프코일 또는 적외선을 이용하여 감지한 후 주차장 출입구 주변의 보행자 및 주차장 진출입을 시도하는 운전자에 알려주는 방식으로, 보행자 위주가 아닌 진출입 차량 위주의 안전경보 체계를 적용하고 있다.
종래의 이러한 진출입 차량 위주의 안전경보 체계로 인하여 해마다 많은 주차장 출입구 사고가 발생하고 있으며, 특히 아파트 단지나 인도와 인접한 주차장의 경우에는 이어폰으로 휴대정보기기를 사용하는 보행자가 급격히 증가하여 인사사고가 빈번히 발생하고 있는 실정이다.
따라서, 주차장 출입구의 교통 안내와 관련하여 보행자 안전을 확보하는 동시에 진출입 차량 편의를 제공할 수 있는 수단이 요구된다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0428486호(등록일자: 2006년 10월 02일, 명칭: 초음파센서를 이용한 차량 및 보행자 차단기) 대한민국 등록특허공보 제10-0879622호(등록일자: 2009년 01월 13일, 명칭: 비디오 기반 가상 경로 통과 물체 감지 방법)
본 발명은 주차장 출입구를 횡단하는 보행자 및 차량 위주의 안전경보 체계를 적용함으로써, 주차장 진출 차량으로부터 보행자를 안전하게 보호하고 주차장 출입구에서 진출 차량으로 인한 인사사고 및 교통사고를 방지하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 레이더 센서를 기반으로 안전경보 시스템을 구축함으로써 기존의 주차장 진출입 경보 시스템과 달리 시공이 간단하며, 주차장 출입구를 횡단하는 이동 객체와 주차장 진출입 차량 모두에게 안전사고를 예방할 수 있도록 진출입 안내정보를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 레이더 센서를 이용함으로써 기상 상태와 시간대의 영향을 받지 않고 이동 객체에 대한 위치, 방향, 속도 정보를 신속 정확하게 획득하고, 이 정보를 기초로 주차장 출입구의 보행자 안전성 및 진출입 차량의 편의성을 동시에 확보할 수 있는 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반하여 주차장, 외부 교통로 및 상기 주차장과 상기 외부 교통로 사이에 위치한 주차장 진출입로의 교통을 안내하는 장치로서, 상기 주차장을 향하도록 상기 주차장 진출입로에 설치되어 상기 주차장으로부터 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체 또는 상기 주차장 진출입로를 통해 상기 주차장으로 진입하는 진입 객체를 레이더 감지 방식으로 감지하는 제1 레이더 감지부, 상기 진출 객체에 제공되는 제1 진출안내신호를 표시하는 제1 표시부, 상기 외부 교통로를 향하도록 설치되어 상기 외부 교통로를 통해 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 상기 레이더 감지 방식으로 감지하는 제2 레이더 감지부, 상기 진입 객체에 제공되는 진입안내신호와 상기 진출 객체에 제공되는 제2 진출안내신호를 표시하는 제2 표시부 및 상기 제1 레이더 감지부와 상기 제2 레이더 감지부로부터 전송받은 감지 정보에 따라 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부의 동작을 제어하는 제어장치를 포함한다.
레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치에 있어서, 상기 제1 레이더 감지부가 상기 주차장으로부터 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체를 감지하고 상기 제1 표시부에 표시되는 제1 진출안내신호가 진출을 허가하는 제1 진출허가신호인 상태에서, 상기 제2 레이더 감지부가 상기 외부 교통로를 통해 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하는 경우, 상기 제어장치는 상기 제2 표시부에 표시되는 제2 진출안내신호를 상기 진입 객체에 대한 감지 사실을 알리는 진출경고신호로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치에 있어서, 상기 제1 레이더 감지부가 상기 주차장으로부터 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체를 감지하고 상기 제1 표시부에 표시되는 제1 진출안내신호가 진출을 허가하는 제1 진출허가신호인 상태에서, 상기 제2 레이더 감지부가 상기 외부 교통로를 통해 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하지 않는 경우, 상기 제어장치는 상기 제2 표시부에 표시되는 제2 진출안내신호를 진출을 허가하는 제2 진출허가신호로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치에 있어서, 상기 제2 레이더 감지부에 의해 상기 진출 객체가 상기 주차장 진출입로를 통해 상기 외부 교통로로 진출된 사실이 감지되는 경우, 상기 제어장치는 상기 제1 표시부에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출을 허가하는 제1 진출허가신호로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치에 있어서, 상기 제2 레이더 감지부가 상기 외부 교통로로부터 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하고 상기 제2 표시부에 표시되는 진입안내신호가 진입을 허가하는 진입허가신호인 경우, 상기 제어장치는 상기 제1 표시부에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출을 금지하는 제1 진출금지신호로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치에 있어서, 상기 제1 레이더 감지부가 상기 주차장 진출입로를 통해 상기 주차장으로 진입하는 진입 객체를 감지하는 경우, 상기 제어장치는 상기 제1 표시부에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출을 허가하는 제1 진출허가신호로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 주차장 출입구를 횡단하는 보행자 및 차량 위주의 안전경보 체계를 적용함으로써, 주차장 진출 차량으로부터 보행자를 안전하게 보호하고 주차장 출입구에서 진출 차량으로 인한 인사사고 및 교통사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 레이더 센서를 기반으로 안전경보 시스템을 구축함으로써 기존의 주차장 진출입 경보 시스템과 달리 시공이 간단하며, 주차장 출입구를 횡단하는 이동 객체와 주차장 진출입 차량 모두에게 안전사고를 예방할 수 있도록 진출입 안내정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 레이더 센서를 이용함으로써 기상 상태와 시간대의 영향을 받지 않고 이동 객체에 대한 위치, 방향, 속도 정보를 신속 정확하게 획득하고, 이 정보를 기초로 주차장 출입구의 보행자 안전성 및 진출입 차량의 편의성을 동시에 확보할 수 있는 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치가 제공되는 효과가 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치가 구현되는 환경을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 포함된 제1 레이더 감지부와 제2 레이더 감지부의 구체적인 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 가변 길이 서브 프레임이 적용된 프레임을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 차량의 주차장 진출 시의 본 발명의 일 실시 예의 구체적인 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 차량의 주차장 진입 시의 본 발명의 일 실시 예의 구체적인 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 레이더 센서로 주차장 출입구 및 그 주변에서 이동 중인 객체의 위치, 진행 방향 및 속도를 파악하여 주차장 진출입 차량의 운전자, 주차장 출입구를 횡단하는 보행자 또는 차량의 운전자에게 알려주고, 주차장 출입구를 횡단하는 이동 객체가 있을 때에는 주차장 출구로 나오는 차량의 진출을 일시적으로 가로막도록 하는 시스템을 구축하여, 기존의 주차장 출입구 경보 시스템과 달리 우선적으로 보행자의 안전을 보장하고, 더불어 주차장 출입구 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하고자 한다. 레이더 센서 기술은 특정 관찰 영역에 대하여 감시 대상 객체의 존재 및 이동 유무를 검출한 수 있는 기술로, 적외선 센서나 CCTV가 날씨, 시간대, 대상 객체의 외형 상태에 따라 검출 오류가 발생하는 단점을 보완할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치가 구현되는 환경을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치는 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반하여 주차장, 외부 교통로 및 상기 주차장과 상기 외부 교통로 사이에 위치한 주차장 진출입로의 교통을 안내하는 장치로서, 제1 레이더 감지부(10), 제1 표시부(20), 제2 레이더 감지부(30), 제2 표시부(40) 및 제어장치(50)를 포함한다.
도 1 및 도 2에 개시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예는 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반하여 주차장, 외부 교통로 및 주차장과 외부 교통로 사이에 위치한 주차장 진출입로의 교통을 안내하는 장치이다. 주차장과 외부 교통로 사이에는 일정 길이를 갖는 주차장 진출입로가 위치한다. 예를 들어, 주차장 진출입로는 진입로와 진출로가 각각 구분되거나 하나의 통로가 주차장 진출입로 이용될 수도 있다.
제1 레이더 감지부(10)는 주차장을 향하도록 주차장 진출입로에 설치되어 있으며, 주차장으로부터 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체 또는 주차장 진출입로를 통해 주차장으로 진입하는 진입 객체를 레이더 감지 방식으로 감지하며, 감지한 정보를 유선 또는 무선 통신망을 통해 제어장치(50)로 전송한다.
구체적으로, 제1 레이더 감지부(10)는, 1) 주차장으로부터 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체 즉, 주차장으로부터 주차장 진출입로를 거쳐 외부 교통로로 나가려는 차량을 레이더 감지 방식으로 감지하고 그 감지 정보를 제어장치(50)로 전송하며, 2) 주차장 진출입로를 통해 주차장으로 진입하는 진입 객체 즉, 외부 교통로로부터 주차장 진출입로를 통과하여 주차장으로 진입하는 차량을 감지하고 그 감지 정보를 제어장치(50)로 전송한다.
제1 표시부(20)는 진출 객체에 제공되는 제1 진출안내신호를 표시하는 기능을 수행한다. 제1 진출안내신호는 진출 객체의 진출을 허가하는 제1 진출허가신호와 진출 객체의 진출을 금지하는 제2 진출금지신호로 구분될 수 있으며, 예를 들어, 제1 진출허가신호는 녹색 점등 신호일 수 있고, 제2 진출금지신호는 적색 점등 신호일 수 있다.
제2 레이더 감지부(30)는 외부 교통로를 향하도록 설치되어 있으며, 외부 교통로를 통해 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 레이더 감지 방식으로 감지하며, 감지한 정보를 유선 또는 무선 통신망을 통해 제어장치(50)로 전송한다.
구체적으로, 제2 레이더 감지부(30)는 외부 교통로를 통해 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체 즉, 외부 통행로를 통행하는 차량, 보행자 등을 레이더 감지 방식으로 감지한다.
예를 들어, 제1 레이더 감지부(10)와 제2 레이더 감지부(30)는 이동객체로부터 반사된 레이더 신호를 분석하여, 이동 객체의 속도, 방향, 거리, 크기 등의 정보를 획득할 수 있으며, 이 정보들을 이용하여 객체가 차량인지 보행자인지 여부 등을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 레이더 감지부(10)와 제2 레이더 감지부(30)의 구성은 동일할 수 있으며, 이에 대해서는 도 4와 도 5를 참조하여 후술한다.
제2 표시부(40)는 진입 객체에 제공되는 진입안내신호와 진출 객체에 제공되는 제2 진출안내신호를 표시하는 기능을 수행하다.
예를 들어, 제2 표시부(40)는 진입안내신호가 표시되는 진입안내신호 표시부(410)와 제2 진출안내신호가 표시되는 제2 진출안내신호 표시부(420)를 포함하여 구성될 수 있다. 진입안내신호는 진입 객체의 진입을 허가하는 진입허가신호와 진입 객체의 진입을 금지하는 진입금지신호로 구분될 수 있고, 제2 진출안내신호는 진입 객체에 대한 감지 사실을 알리는 진출 객체에 알리는 진출경고신호와 진출 객체의 진출을 허가하는 제2 진출허가신호로 구분될 수 있다. 또한, 예를 들어, 진입허가신호는 소등 신호 또는 녹색 점등 신호 등일 수 있고, 진입금지신호는 적색 점등 신호일 수 있으며, 진출경고신호는 황색 점등 신호 또는 황색 점멸 신호 등일 수 있고, 제2 진출허가신호는 소등 신호 또는 녹색 점등 신호 등일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 포함된 제1 레이더 감지부(10)와 제2 레이더 감지부(30)의 구체적인 구성의 예를 나타낸 도면이다. 제1 레이더 감지부(10)와 제2 레이더 감지부(30)의 구성은 동일하기 때문에, 제1 레이더 감지부(10)를 기준으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 제1 레이더 감지부(10)는 신호 송출부(1110), 신호 수신부(1120), 배경잡음 제거부(1130), 감쇠 보상부(1140), 거리 추정부(1150) 및 속도 방향 추정부(1160)를 포함한다.
신호 송출부(1110)는 측위 대상 공간 내 신호를 송출한다. 예를 들어, 신호 송출부(1110)는 레이더 센서를 사용하여 빛이 없는 환경이나 눈, 비, 안개 등 기상악화나 화재 시 연기 등으로 인해 시야가 확보되지 않는 환경에서도 정상적으로 동작하여 이동객체를 검출할 수 있도록 임펄스 신호를 송출할 수 있다.
신호 수신부(1120)는 송출신호가 이동객체 검출 대상 공간에 위치한 이동객체들로부터 반사되어 다양한 경로를 통해 수신되는 반사신호를 수신한다. 신호 송출부(1110)의 위치와 신호 수신부(1120)의 위치는 일정 간격 이격되어 있을 수 있다.
예를 들어, 임펄스 신호를 송출하고 수신하는 신호 송출부(1110)와 신호 수신부(1120)는, IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wideband) 레이더로 구현될 수 있다.
신호 수신부(1120)가 수신하는 반사신호(Rt)는 위치를 측정하고자 하는 적어도 하나 이상의 이동객체로부터 반사된 신호뿐만 아니라 공간 내 여러 객체로부터 반사된 신호를 함께 수신한다. 이를 수식으로 나타내면 다음 수학식 1과 같다.
Figure 112016022839353-pat00001
여기서, Tt는 이동객체로부터 반사된 신호, Bt는 클러터 신호(Ct)와 기타 잡음 신호(nt)로 구성된 배경신호를 나타낸다. 여기서, 클러터 신호는 고정된 사물들로부터 반사된 신호를 의미한다.
배경잡음 제거부(1130)는 신호 수신부(1120)가 수신한 반사신호에 포함된 잡음성분을 제거한다. 신호 수신부(1120)가 송출신호로 임펄스 신호를 사용하는 경우에, 배경잡음 제거부(1130)는 임펄스 신호에 사용한 주파수 대역을 제외한 잡음성분을 감소시키기 위하여 대역통과 필터를 이용한다. 또한 배경잡음 제거부(1130)는 반사신호에 포함된 다양한 클러터 신호들을 제거한다. 클러터 신호를 제거하는 방법으로 Running Gaussian average, Temporal median filter, Mixture of Gaussians, Kernel density estimation, Sequential kernel density approximation, Eigenbackgrounds 등의 종래 다양한 방법이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는 이러한 종래 방법의 적용을 배제하는 것은 아니나, 보다 효율적으로 배경잡음을 제거하기 위하여, 배경잡음 제거부(1130)는 적응적 망각인자를 이용한 가변길이 서브 프레임 기반의 배경 차분 방법을 이용할 수 있다.
보다 구체적으로, 배경잡음 제거부(1130)는 다음 수학식 2와 같이 적응적 망각인자를 이용하여 클러터 성분을 추정할 수 있다.
Figure 112016022839353-pat00002
여기서, Ct와 Ct-1는 각각 현재 및 이전 시점에 추정된 클러터 성분이고, β는 망각인자(forgetting factor)이며, Rt는 신호 수신부(1120)가 현재 수신한 반사신호이다. 초기 클러터 성분은 종래의 다양한 방법으로 추정될 수 있다.
망각인자 β가 1에 가까우면 객체의 이동에 따른 배경 변화를 신속히 반영할 수 있으나, 거리 파악 대상인 이동객체로부터 반사된 신호성분도 많이 차분되어 이동객체 검출이 어려울 수 있다.
반대로 β가 0에 가까우면 객체의 움직임이 없을 때에도 객체의 검출이 용이한 대신에 객체가 이동할 때 이를 빨리 반영하지 못해 객체의 잔상이 검출되는 단점이 있다.
따라서 배경잡음 제거부(1130)는 초기 추정된 객체의 거리를 중심으로 현재 수신된 반사신호와 이전에 수신된 반사신호 간의 변화량이 크면 망각인자 β값을 크게 하고, 변화량이 적으면 β값을 작게 하는 적응적 망각인자를 사용한다. 여기서, 초기 객체의 위치는 종래의 다양한 방법으로 추정될 수 있다.
배경 차분의 처리 속도를 향상시키기 위하여, 배경잡음 제거부(1130)는 도 5와 같은 가변길이 서브 프레임을 이용할 수 있다. 예를 들어, 배경잡음 제거부(1130)는 도 5의 (a)와 같이 이전 시점(t-1)의 프레임에서 목표물이 위치한 영역을 기준 서브 프레임(subref(t-1))으로 설정한 후, 이전 프레임과 현 프레임을 서브 프레임 단위로 분할한다. 그리고, 배경잡음 제거부(1130)는 현 시점(t)과 이전 시점(t-1)의 두 프레임들의 기준 서브 프레임간의 변화량(Δsubref)과 나머지 서브 프레임들 사이의 변화량(Δsubi)을 각각 구한다. 배경잡음 제거부(1130)는 기준 서브 프레임간의 변화량(Δsubref)과 나머지 서브 프레임들 사이의 변화량(Δsubi)에 각각 가중치를 곱해 현 시점(t)에서의 총 변화량을 산출한 후, 총 변화량에 따른 망각인자 β값을 설정하여 배경잡음을 제거한다. 이후, 배경잡음 제거부(1130)는 현 시점(t)에서 구한 이동객체의 위치를 중심으로 다시 기준 서브 프레임 영역을 설정한 후, 이후 시점(t+1)의 프레임을 새롭게 설정한 기준 서브 프레임으로 분할하여, β값을 설정하고 배경잡음을 제거하는 과정을 반복 수행한다.
감쇠 보상부(1140)는 배경잡음 제거부(1130)에 의해 배경잡음이 제거된 신호의 감쇠를 보상한다. 이동객체의 위치가 이동객체 검출장치로부터 멀어질수록 신호 수신부(1120)에 수신된 반사신호의 세기 또한 거리에 비례하여 감쇠되므로 신호 감쇠의 보상이 필요하다.
이에 감쇠 보상부(1140)는 송출신호가 신호 수신부(1120)에 직접 들어온 신호의 크기(Ad)를 검출하고, 신호 송출부(1110)와 신호 수신부(1120) 사이의 거리(rd)를 산출한다. 그리고 감쇠 보상부(1140)는 객체로부터 반사된 신호의 크기(Ax)를 검출하고, 이 신호가 검출되기까지의 거리(rx)를 계산한다. 감쇠 보상부(1140)는 신호 진폭과 도달 거리의 반비례 특성을 이용하여, 거리 rx에서 검출될 신호의 추정 크기(A'x)와 보상계수(λ)를 다음 수학식 3과 같이 구한다.
Figure 112016022839353-pat00003
감쇠 보상부(1140)는 구한 보상계수(λ)를 이용하여 프레임을 구성하는 각 신호들의 도달 거리를 산출하여 신호 감쇠를 보상한다.
거리 추정부(1150)는 신호 감쇠 보상된 신호들을 이용하여 제1 레이더 감지부(10)와 이동객체 사이의 거리를 구한다. 경우에 따라 측위 대상 공간 내 복수의 이동객체, 즉 복수의 차량이나 사람이 있을 수 있으며, 이 경우 거리 추정부(1150)는 복수의 이동객체들에 대한 거리를 각각 산출한다.
보다 구체적으로, 거리 추정부(1150)는 감쇠 보정된 신호(p'(n))와 신호 송출부(1110)에서 송출한 송출신호(p(n))의 상호상관(cross correlation)를 이용하여 움직이는 객체에 대한 거리를 추정한다.
Figure 112016022839353-pat00004
거리 추정부(1150)는 상기 수학식 4에서, 상호상관 관계가 가장 큰 성분영역(
Figure 112016022839353-pat00005
)을 찾아 기 설정된 임계값(ccTH)과 비교하여 클 경우, n번째 목표물로 설정하고 그 목표물과의 거리를 계산한다. ccmax가 ccTH보다 작은 경우 n 번째 목표물 검출을 종료한다.
거리 추정부(1150)는 n 번째 목표물 검출이 완료되면, 위 감쇠 보정된 신호에서 n 번째 목표물에 대한 신호 성분을 제거한 후 위 상호상관을 다시 수행하여 움직이는 객체의 검출 과정을 다시 수행한다. 이와 같은 과정을 반복 수행하여 복수 개의 이동객체와의 거리를 모두 파악할 수 있다.
속도 방향 추정부(1160)는 주기적으로 추정한 복수의 이동객체 각각의 거리 정보를 이용하여 속도와 이동방향을 추정한다.
보다 구체적으로, 다음 수학식 5와 같이, 속도 방향 추정부(1160)는 i번째 검출 객체의 t시점에서의 거리 Li(t)와 △t만큼 이전 시점에서의 거리 Li(t-△t)를 △t로 나누어 속도를 구한다. 필요에 따라 가속도를 구해서 사용할 수도 있다.
Figure 112016022839353-pat00006
다음 수학식 6과 같이, 속도 방향 추정부(1160)는 i번째 검출 객체의 이동방향 추정은 주기적으로 추정한 거리가 짧아지면 주차장 진출입구로 다가오는 것으로, 길어지면 주차장 진출입구로부터 멀어지는 것으로 판단할 수 있다.
Figure 112016022839353-pat00007
제어장치(50)는 제1 레이더 감지부(10)와 제2 레이더 감지부(30)로부터 전송받은 감지 정보에 따라 제1 표시부(20)와 제2 표시부(40)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
하나의 예로, 제1 레이더 감지부(10)가 주차장으로부터 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체를 감지하고 제1 표시부(20)에 표시되는 제1 진출안내신호가 진출을 허가하는 제1 진출허가신호인 상태에서, 제2 레이더 감지부(30)가 외부 교통로를 통해 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하는 경우, 상기 제어장치(50)는 제2 표시부(40)에 표시되는 제2 진출안내신호를 상기 진입 객체에 대한 감지 사실을 알리는 진출경고신호로 전환시키도록 구성될 수 있다.
다른 예로, 제1 레이더 감지부(10)가 주차장으로부터 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체를 감지하고 제1 표시부(20)에 표시되는 제1 진출안내신호가 진출을 허가하는 제1 진출허가신호인 상태에서, 제2 레이더 감지부(30)가 외부 교통로를 통해 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하지 않는 경우, 제어장치(50)는 제2 표시부(40)에 표시되는 제2 진출안내신호를 진출을 허가하는 제2 진출허가신호로 전환시키도록 구성될 수 있다.
이들 2가지 예의 경우에 있어서, 제2 레이더 감지부(30)에 의해 진출 객체가 주차장 진출입로를 통해 외부 교통로로 진출하여 나간 사실이 감지되는 경우, 제어장치(50)는 제1 표시부(20)에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출을 허가하는 제1 진출허가신호로 전환시키도록 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 제2 레이더 감지부(30)가 외부 교통로로부터 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하고 제2 표시부(40)에 표시되는 진입안내신호가 진입을 허가하는 진입허가신호인 경우, 제어장치(50)는 제1 표시부(20)에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출을 금지하는 제1 진출금지신호로 전환시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 레이더 감지부(10)가 주차장 진출입로를 통해 주차장으로 진입하는 진입 객체를 감지하는 경우, 제어장치(50)는 제1 표시부(20)에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출을 허가하는 제1 진출허가신호로 전환시키도록 구성될 수 있다.
이하에서는, 제어장치(50)의 구체적인 동작의 예를 내부 차량의 주차장 진출 시와 외부 차량의 주차장 진입 시로 구분하여 설명한다.
도 6은 차량의 주차장 진출 시의 본 발명의 일 실시 예의 구체적인 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 추가적으로 참조하면, 단계 S105와 단계 S110에서는, 제1 레이더 감지부(10)가 주차량 진출 차량을 조사하는 과정이 수행된다. 즉, 단계 S105와 단계 S110에서는, 제1 레이더 감지부(10)가 주차량 진출 차량 즉, 외부 교통로로 진출하기 위하여 주차장으로부터 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체를 감지하는 과정이 수행된다. 제1 레이더 감지부(10)에 의해 감지된 정보는 제어장치(50)로 전송된다.
단계 S115에서는, 제어장치(50)가 제1 표시부(20)에 표시되는 제1 진출안내신호의 상태를 확인하는 과정이 수행된다. 단계 S115에서의 확인 결과, 제1 진출안내신호가 진출 객체의 진출을 허가하는 제1 진출허가신호인 경우 단계 S120으로 전환된다.
단계 S117에서는, 제어장치(50)가 제2 표시부(40)의 진입안내신호 표시부(410)에 표시되는 진입안내신호를 진입금지신호로 전환시키는 과정이 수행된다.
단계 S120와 단계 S125에서는, 제2 레이더 감지부(30)가 외부 교통로의 이동객체를 조사하는 과정이 수행된다. 즉, 단계 S120와 단계 S125에서는, 제2 레이더 감지부(30)가 주차장 진입 차량 즉, 외부 교통로를 통해 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하는 과정이 수행된다. 제2 레이더 감지부(30)에 의해 감지된 정보는 제어장치(50)로 전송되며, 외부 교통로를 통해 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체가 감지된 경우 단계 S130으로 전환되고, 외부 교통로를 통해 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체가 감지되지 않은 경우 단계 S135로 전환된다.
단계 S130에서는, 제어장치(50)가 제2 표시부(40)에 포함된 제2 진출안내표시부에 표시되는 제2 진출안내신호의 상태를 진입 객체에 대한 감지 사실을 알리는 진출경고신호로 전환시키는 과정이 수행된다.
단계 S135에서는, 제어장치(50)가 제2 진출안내표시부에 표시되는 제2 진출안내신호의 상태를 진출 객체의 진출을 허가하는 제2 진출허가신호로 전환시키는 과정이 수행된다.
단계 S140과 단계 S145에서는, 제2 레이더 감지부(30)가 진출 차량을 조사하는 과정이 수행된다. 즉, 단계 S140과 단계 S145에서는, 제2 레이더 감지부(30)가 주차장 진출입로를 통해 외부 교통로로 진출하여 빠져나가는 진출 객체가 있는지를 감지하는 과정이 수행된다. 제2 레이더 감지부(30)에 의해 감지된 정보는 제어장치(50)로 전송되며, 주차장 진출입로를 통해 외부 교통로로 진출하여 빠져나가는 진출 객체가 감지된 경우 단계 S150으로 전환된다.
단계 S150에서는, 제어장치(50)가 제1 표시부(20)에 표시되는 제1 진출안내신호의 상태를 확인하고 이를 제1 진출허가신호로 전환시키는 과정이 수행된다.
단계 S160에서는, 제어장치(50)가 제2 표시부(40)의 진입안내신호 표시부(410)에 표시되는 진입안내신호를 진입허가신호로 전환시키는 과정이 수행된다.
도 7은 차량의 주차장 진입 시의 본 발명의 일 실시 예의 구체적인 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 추가적으로 참조하면, 단계 S205와 단계 S210에서는, 제2 레이더 감지부(30)가 주차장 진출입로로 진입을 시도하는 차량이 있는지를 조사하는 과정이 수행된다. 즉, 단계 S205와 단계 S210에서는, 제2 레이더 감지부(30)가 주차량 진입 차량 즉, 주차장으로 진입하기 위하여 외부 교통로로부터 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하는 과정이 수행된다. 제2 레이더 감지부(30)에 의해 감지된 정보는 제어장치(50)로 전송된다.
단계 S215에서는, 제어장치(50)가 제2 표시부(40)에 포함된 진입안내표시부에 표시되는 진입안내신호의 상태를 확인하는 과정이 수행된다. 단계 S215에서의 확인 결과, 진입안내신호가 진입 객체의 진입을 허가하는 진입허가신호인 경우, 단계 S220으로 전환된다.
단계 S220에서는, 제어장치(50)가 제1 표시부(20)에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출 객체의 진출을 금지하는 제1 진출금지신호로 전환시키는 과정이 수행된다.
단계 S225와 단계 S230에서는, 제2 레이더 감지부(30)가 주차장 내로 들어가는 차량이 있는지를 조사하는 과정이 수행된다. 즉, 단계 S225와 단계 S230에서는, 제2 레이더 감지부(30)가 주차장 진출입로를 통해 주차장으로 진입하는 진입 객체 즉, 외부 교통로로부터 주차장 진출입로를 통과하여 주차장으로 진입해 들어가는 차량을 감지하는 과정이 수행된다. 제2 레이더 감지부(30)에 의해 감지된 정보를 제어장치(50)로 전송된다. 주차장 진출입로를 통과하여 주차장으로 진입해 들어가는 차량이 감지된 경우 즉, 외부 교통로에서 주차장 진출입로로 진입한 후, 주차장 진출입로를 통과하여 주차장 내부로 진입한 차량이 감지된 경우에는, 단계 S235로 전환된다.
단계 S235에서는, 제어장치(50)가 제1 표시부(20)에 표시되는 제1 진출안내신호를 후속되는 진출 객체의 진출을 허가하는 제1 진출허가신호로 전환시키는 과정이 수행된다.
본 발명은 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 다양한 형태의 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 주차장 출입구를 횡단하는 보행자 및 차량 위주의 안전경보 체계를 적용함으로써, 주차장 진출 차량으로부터 보행자를 안전하게 보호하고 주차장 출입구에서 진출 차량으로 인한 인사사고 및 교통사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 레이더 센서를 기반으로 안전경보 시스템을 구축함으로써 기존의 주차장 진출입 경보 시스템과 달리 시공이 간단하며, 주차장 출입구를 횡단하는 이동 객체와 주차장 진출입 차량 모두에게 안전사고를 예방할 수 있도록 진출입 안내정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 레이더 센서를 이용함으로써 기상 상태와 시간대의 영향을 받지 않고 이동 객체에 대한 위치, 방향, 속도 정보를 신속 정확하게 획득하고, 이 정보를 기초로 주차장 출입구의 보행자 안전성 및 진출입 차량의 편의성을 동시에 확보할 수 있는 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치가 제공되는 효과가 있다.
10: 제1 레이더 감지부
20: 제1 표시부
30: 제2 레이더 감지부
40: 제2 표시부
50: 제어장치
410: 진입안내신호 표시부
420: 제2 진출안내신호 표시부
1110: 신호 송출부
1120: 신호 수신부
1130: 배경잡음 제거부
1140: 감쇠 보상부
1150: 거리 추정부
1160: 속도 방향 추정부

Claims (6)

  1. 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반하여 주차장, 외부 교통로 및 상기 주차장과 상기 외부 교통로 사이에 위치한 주차장 진출입로의 교통을 안내하는 장치로서,
    상기 주차장을 향하도록 상기 주차장 진출입로에 설치되어 상기 주차장으로부터 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체 또는 상기 주차장 진출입로를 통해 상기 주차장으로 진입하는 진입 객체를 레이더 감지 방식으로 감지하는 제1 레이더 감지부;
    상기 진출 객체에 제공되는 제1 진출안내신호를 표시하는 제1 표시부;
    상기 외부 교통로를 향하도록 설치되어 상기 외부 교통로를 통해 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 상기 레이더 감지 방식으로 감지하는 제2 레이더 감지부;
    상기 진입 객체에 제공되는 진입안내신호와 상기 진출 객체에 제공되는 제2 진출안내신호를 표시하는 제2 표시부; 및
    상기 제1 레이더 감지부와 상기 제2 레이더 감지부로부터 전송받은 감지 정보에 따라 상기 제1 표시부와 상기 제2 표시부의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하고,
    상기 제1 레이더 감지부가 상기 주차장으로부터 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진출 객체를 감지하고 상기 제1 표시부에 표시되는 제1 진출안내신호가 진출을 허가하는 제1 진출허가신호인 상태에서,
    상기 제2 레이더 감지부가 상기 외부 교통로를 통해 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하는 경우, 상기 제어장치는 상기 제2 표시부에 표시되는 제2 진출안내신호를 상기 진입 객체에 대한 감지 사실을 알리는 진출경고신호로 전환시키고,
    상기 제2 레이더 감지부가 상기 외부 교통로를 통해 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하지 않는 경우, 상기 제어장치는 상기 제2 표시부에 표시되는 제2 진출안내신호를 진출을 허가하는 제2 진출허가신호로 전환시키고,
    상기 제2 레이더 감지부에 의해 상기 진출 객체가 상기 주차장 진출입로를 통해 상기 외부 교통로로 진출된 사실이 감지되는 경우, 상기 제어장치는 상기 제1 표시부에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출을 허가하는 제1 진출허가신호로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 레이더 감지부가 상기 외부 교통로로부터 상기 주차장 진출입로로 접근하는 진입 객체를 감지하고 상기 제2 표시부에 표시되는 진입안내신호가 진입을 허가하는 진입허가신호인 경우,
    상기 제어장치는
    상기 제1 표시부에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출을 금지하는 제1 진출금지신호로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 레이더 감지부가 상기 주차장 진출입로를 통해 상기 주차장으로 진입하는 진입 객체를 감지하는 경우,
    상기 제어장치는
    상기 제1 표시부에 표시되는 제1 진출안내신호를 진출을 허가하는 제1 진출허가신호로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치.
KR1020160028280A 2015-06-16 2016-03-09 레이더를 이용한 이동 객체 감지에 기반한 주차장 출입구 교통 안내 장치 KR101653186B1 (ko)

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