KR101666086B1 - 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치에 있어서, 특히 차량의 증가 또는 감소에 상응하여 신호등 점등 시간을 가변적으로 조절함과 동시에 남은 잔여시간을 표시하고, 또한, 자동차 운전자로 하여금 교차로 신호등에서 신호등의 영상인식 기반을 이용한 실시간 가변신호기 변화에 따라 교차로에서의 꼬리물기식 차량진입의 잘못된 교통 신호 변화 체계를 효과적으로 개선하고, 신호 판별을 더욱 용이하게 예측하고 판단하여 교통 안전을 제공하는 것을 특징으로 하는 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치에 관한 것으로,
차량의 소통을 원활하게 이루어질수 있도록 하는 신호등 제어장치에 있어서, 교차로 입구에 설치된 신호등에 진입방향 차로의 차량 진입 통과를 영상으로 감지하는 카메라부와; 상기 교차로 차량 진입을 실시간으로 감지하여 전송된 차량의 진행 영상정보를 수신하는 신호 제어기와; 상기 신호 제어기의 판단으로 교차로 신호등에 제어신호를 입력받고, 차량의 증가 또는 감소에 상응하여 신호등 점등 시간을 가변적으로 조절함과 동시에 남은 잔여시간을 표시하고, 교차로를 통과하는 차량이 꼬리 물기가 진행되는 것을 판단하여 신호등의 신호를 가변적으로 출력하는 차량진입통제신호부;로 이루어지는 것이 특징이다.

Description

가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치{traffic light control and rest time indicate control apparatus}

본 발명은 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치에 관한 것으로, 특히 차량의 증가 또는 감소에 상응하여 신호등 점등 시간을 가변적으로 조절함과 동시에 남은 잔여시간을 표시하고, 또한, 자동차 운전자로 하여금 교차로 신호등에서 신호등의 영상인식 기반을 이용한 실시간 가변신호기 변화에 따라 교차로에서의 꼬리물기식 차량진입의 잘못된 교통 신호 변화 체계를 효과적으로 개선하고, 신호 판별을 더욱 용이하게 예측하고 판단하여 교통 안전을 제공하는 것을 특징으로 하는 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치에 관한 것이다.

교통 신호등은 교통 안전을 확보하고 교통의 흐름을 원활히 하기 위하여 도로에 설치되어서 차량의 진행이나 정지 등의 지시를 점등으로 신호하는 장치이다.

교통 신호등은 국가 별로 다양한 체계로 운영되고 있으며, 한국도 좌회전을 포함한 3색등, 직진 및 좌회전 신호를 포함하는 4색등 등과 같이 다양한 교통 신호등을 채용하고 장소나 위치에 따라서 적절한 것이 선택되어서 설치되어 운영되고 있다.

교통의 흐름을 원활히 하기 위하여 다양한 기능성을 갖는 교통 신호등이 개발되어서 운영되고 있으며 대표적인 예로서 다른 교차로의 교통 신호등과 연동하여 점멸하는 전자신호등 등이 있다.

일반적으로 교차로에 적용되는 교통 신호등은 주행 중인 차량의 정지를 지시하는 적색등, 차량의 주행을 지시하는 녹색등, 주행 중인 차량의 정지를 경고하는 황색등 및 차량의 좌회전을 지시하는 좌회전등 등의 신호등들을 포함한다. 상기한 교통 신호등은 미리 정해진 스케쥴에 따라 순차적으로 신호등들을 점등하는 다수의 점등구간을 갖는 교통 신호 체계에 따라 동작되며, 각 점등구간은 서로 다른 대기시간을 갖는다. 여기에서 차량의 주행을 지시하는 녹색등이 점등하는 점등구간과 차량의 좌회전을 지시하는 좌회전등이 점등하는 점등구간이 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 해당된다.

일반적인 교통 신호등은 시간 대나 요일 별에 관계없이 각 점등구간은 미리 정해진 대기시간 동안 점등되도록 운영된다.

도로의 교통량은 시간대 별로 또는 요일 별로 달라진다. 즉, 평일 출퇴근 시간대에는 교통량이 많아지고, 교차로의 경우 시간대 별로 각 진입로의 교통량은 다르다. 또한 새벽이나 주말 등과 같이 특정 시간대에는 도로의 통행량이 적다.

종래의 교통 신호등은 미리 스케쥴된 각 점등구간의 대기시간이 일정하게 적용된다. 그러므로 현재 차량의 통행이 없음에도 차량의 주행을 지시하는 점등구간이 미리 정해진 대기시간 동안 적용된다. 이러한 현상은 결과적으로 교차로의 다른 진입로의 차량 통행을 불필요하게 제한하게 된다.

따라서, 교차로에서 다른 쪽 차선에는 운행할 차량이 정체됨에도 불구하고 현재 차량의 통행이 적거나 없는 진입로에 차량의 운행을 지시하는 점등구간이 미리 정해진 대기시간 동안 유지되므로 교차로의 다른 진입로의 차량들의 운행이 불필요하게 제한된다.

그러므로, 교차로에서 차량 통행이 적거나 없는 진입로에서 차량의 운행을 지시하는 점등구간의 대기시간 동안다른 진입로에서 대기하는, 정차된 차량들에서 과다한 에너지 낭비가 발생할 수 있다. 그리고, 이러한 현상은 사회적 낭비 요인으로 작용할 수 있다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위해 특허등록(등록번호 제 10-1243902호, 발명의 명칭; 교통 신호등 제어 시스템)에서는 가변형 교통 신호등 제어 시스템이 안출되었는바, 교차로의 진입로 별 차량 통행 상태를 센싱하여서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 적용되는 대기시간을 조절하여서 교차로 상의 차량 통행을 원활히 소통할 수 있는 교통 신호등 제어 시스템을 제공하다.

상기 특허의 주요한 특징을 살펴보면 교통 신호등이 설치된 진입로의 차량 통행 상태를 감지하고 교통 신호등이 점등되는 대기시간이 차량 통행 상태에 대응하여 조절될 수 있도록 개선한 교통 신호등 제어 시스템을 개시하며, 상기 교통 신호등 제어 시스템은, 점등제어신호에 의하여 점등되는 하나 이상의 교통 신호등 및 상기 점등제어신호를 상기 교통 신호등으로 제공하여서 미리 정해진 스케쥴의 다수의 점등구간과 상기 점등구간 별로 미리 정해진 대기시간으로 상기 교통 신호등을 제어하는 신호 제어 장치를 포함하며, 상기 교통 신호등은 다수의 신호등, 차량 통행을 센싱하는 통행 센서, 상기 통행 센서에서 차량 통행이 감지되지 않은 시간을 카운트하는 통행 타이머 및 상기 신호 제어 장치의 상기 점등제어신호에 의하여 상기 스케쥴 및 상기 대기시간으로 상기 다수의 신호등을 제어하고 상기 통행센서와 상기 통행 타이머의 동작에 따라서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 정해진 시간 동안 상기 차량의 주행이 감지되지 않으면 상기 점등변경신호를 상기 신호 제어 장치로 제공하여서 현재 점등 상태를 변경하도록 제어하는 점등 구동 회로를 포함함을 특징으로 한다.

그러나, 상기의 기술은 단순히 가변형 개념만을 채용하고 있을뿐 보다 복잡한 구간에서는 적용하기 곤란한 문제가 있었다.

즉, 종래의 특허에서는 단순히 마지막으로 주행 차량을 센싱한 후 상기 통행 타이머의 동작에 따라서 차량의 주행이 10초간 감지되지 않으면 상기 점등변경신호를 생성하여 상기 신호 제어 장치로 제공하는 개념만 도출되어 있을 뿐이어서 보다 근본적인 가변형 제어에 어려움이 있었던 것이다.

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 교차로 내의 신호등 상부에 설치된 카메라를 이용하여 교통량이 많아 정체되어 있는 진입도로와 교통량이 많지 않아 정체되어 있지 않은 진입도로를 구분하여 촬영된 영상을 신호 제어부에 전송하면, 신호 제어부에서는 교통체증이 없을 때는 교차로 신호등은 소통신호하고 교통체증이 있을 때는 교차로에는 녹색 램프에서 적색램프로 변경하여 교차로에 진입되는 차량의 무리한 유입을 차단함으로써, 신호가 바뀜에도 불구하고 차량이 진입하여 다른 방향에서 신호를 받고 진입하는 차량의 흐름을 방해하는 문제를 해결할 수 있게 하는 영상인식 기반을 이용한 가변신호제어장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 교차로 입구에 설치된 신호등에 진입방향 차로의 차량 진입 통과를 영상으로 감지하는 카메라부와; 상기 교차로 차량 진입을 실시간으로 감지하여 전송된 차량의 진행 영상정보를 수신하는 신호 제어기와; 상기 신호 제어기의 판단으로 교차로 신호등에 제어신호를 입력받고, 차량의 증가 또는 감소에 상응하여 신호등 점등 시간을 가변적으로 조절함과 동시에 남은 잔여시간을 표시하고, 교차로를 통과하는 차량이 꼬리 물기가 진행되는 것을 판단하여 신호등의 신호를 가변적으로 출력하는 차량진입통제신호부를 포함하고; 상기 카메라부의 출력신호에 결함이 있는지를 판단하는 감지 센서(400)를 설치하고, 상기 감지 센서의 정보를 확인하는 제어부(500)를 설치하며, 상기 제어부에서 카메라부에 에러가 발생한 것으로 판단되면 경보신호를 출력하기 위한 에러신호 자동 출력부(1000)를 설치하며; 상기 에러신호 자동 출력부(1000)는, 자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시키는 전원부(1101)와; 상기 카메라부에서 출력신호의 결함이 감지되면 제어부(500)로부터 신호를 인가받아 전원 회로를 스위칭시키는 에러신호 출력부(1102)와; 상기 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(1103)와; 상기 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와; 상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(1107)와; 상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와; 상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)와; 상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단시키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(1118)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 카메라부는, 교차로에 설치된 신호등에 각각 설치되어 교차로를 중심으로 차량의 흐름 및 교통상황을 영상으로 실시간으로 촬영하는 것을 포함함이 특징이다.

또한, 상기 신호 제어기는, 카메라에 촬영된 영상을 획득하는 수신부와; 상기 카메라에 의해 촬영된 교차로 진입 차량을 실시간으로 정지 차량이 있는지 여부를 판독하는 차량진입판독부와; 상기 교차로 내에 정지 차량이 감지되면 차량진행신호와 황색신호등의 잔여시간, 및 교차로의 거리를 참조하여 차량의 교차로 꼬리물기 진입금지 여부를 판단하는 차량진입제어부와; 상기 교차로의 차량 진입과 진입금지에 따라 제어를 송출하는 송출부;로 이루어지는 것을 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 신호 제어기는, 신호등에서 촬영되는 카메라에 의해 촬영된 교차로 4개의 진행방향 영상을 수신받아 정체에 의한 교차로 정지차량을 판독하여 신호를 제어하는 것을 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 차량진입통제신호부는, 저장된 신호제어에 따라 점멸하는 녹색, 황색, 적색램프와 신호 제어기의 제어에 따라 녹색 램프를 점멸시켜 출력하는 램프 출력수신부로 이루어지는 것을 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 차량진입통제신호부는, 저장된 진행 녹색 램프에서 정지 차량 발견 판독에 따라 신호 제어부의 제어에 의해 녹색 램프에서 황색램프 및 적색 램프로 순차적으로 변경하여 소정 시간 동안 녹색 램프를 소등시키는 것을 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 교차로의 진행 차로에 따라 각각 방향별로 독립적인 신호제어를 조정하는 것을 포함하여 이루어짐이 특징이다.

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상술한 바와 같은 본 발명은, 교차로에 진입되는 차량의 흐름을 카메라로 촬영하여 실시간 영상을 신호 제어부에 보내 신호주기 내에 차량의 소통 시간을 안배하여 신호할 수 있게 함과 동시, 교차로의 교통체증이 없을 때는 교차로에 설치된 고정 신호하고 교통체증이 있을 때는 신호 제어기의 판단으로 교차로의 신호를 가변적으로 신호함으로써 교차로 내로 진입도중 신호가 적색으로 변경되었음에도 불구하고 무리하게 진입하여 다른 방향에서 신호를 받고 진입하는 차량의 소통을 방해하는 꼬리물기식 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 교차로에서의 교통체증을 개선하게 되면서 발생할 수 있는 차량 사고를 방지함과 운전자에게는 보다 안전한, 그리고 보다 편안한 주행 환경을 제공하게 되는 효과가 있으므로 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 교차로 차량 진행 상태를 나타낸 상태도.
도 3은 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 정체 구간 교차로 차량 진행 제어를 나타낸 상태도.
도 4는 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 잔여시간 표시 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 흐름을 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 카메라부 고장에 따른 경보신호 출력 개념도.
도 7은 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 경보신호 발생용 회로 구성도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 구성을 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 교차로 차량 진행 상태를 나타낸 상태도.

도 3은 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 정체 구간 교차로 차량 진행 제어를 나타낸 상태도.

도 4는 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 잔여시간 표시 예시도.

도 5는 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 흐름을 나타낸 블록도.

도 6은 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 카메라부 고장에 따른 경보신호 출력 개념도.

도 7은 본 발명에 따른 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치의 경보신호 발생용 회로 구성도로서,

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 영상인식 기반을 이용한 가변신호제어장치의 구성을 나타낸 블럭도이며, 도 2는 본 발명에 따른 영상인식 기반을 이용한 가변신호제어장치의 교차로 차량 진행 상태를 나타낸 상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상인식 기반을 이용한 가변신호제어장치는 교차로 내의 신호등 상부에 설치된 카메라를 이용하여 교통량이 많아 정체된 진입도로와 교통량이 많지 않아 정체되지 않은 진입도로를 구분하여 촬영된 영상을 신호 제어부에 전송하면 신호 제어부에서는 교통체증이 없을 때는 교차로 신호등은 소통 신호하고, 교통체증이 있을 때는 교차로에는 녹색 램프에서 적색램프로 변경하여 교차로에 진입되는 차량의 무리한 유입을 차단함으로써 신호가 바뀜에도 불구하고 차량이 진입하여 다른 방향에서 신호를 받고 진입하는 차량의 흐름을 방해하는 문제를 해결할 수 있게 하는 영상인식 기반을 이용한 가변신호제어장치인 것이다.

본 실시예의 가변신호제어장치는, 교차로(10) 신호 기둥에 설치되는 카메라부(110)와 신호 제어기(120) 및 차량 진입통제신호부(130)를 포함한다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 카메라부(110)는 교차로(10)의 신호등(20)이 장착되어 있는 신호등 지주에 장착 구성된다.

상기 카메라부(110)는 교차로(10) 입구에 설치된 신호등(20)에 진입방향 차로의 차량 진입 통과를 영상으로 감지하는 것이다.

상기 카메라부(110)는 실시간으로 교차로(10)의 각 진행 차로를 촬영하여 신호 제어부(120)에 전송하는 것이다.

이때, 상기 카메라부(110)는 신호 위반 및 속도 위반 차량 촬영과 교차로 사고 기록장치에 의한 촬영카메라로도 활용된다.

아울러, 상기 카메라부(110)는 교차로(10)에 설치된 신호등(20)에 각각 설치되어 교차로(10)를 중심으로 차량의 흐름 및 교통상황을 영상으로 실시간으로 촬영하는 것이다.

상기 카메라부(110)에서 교차로(10) 차량 진입을 실시간으로 감지하여 영상을 신호 제어기(120)에 전송한다.

이때, 상기 신호 제어기(120)는 카메라부(110)의 실시간 촬영으로 차량의 진행 영상정보를 수신한다.

이러한, 상기 신호 제어기(120)는 교차로(10) 일측 보도블록 일측에 마련된 노변 기지국의 제어장치에 구성된다.

상기 신호 제어기(120)는 카메라부(110)로부터 받은 감지 영상으로부터 교차로(10)의 차량정체상태를 파악하여 어느 진입로가 정체되었을 경우 정체로 진행하지 못하는 차로에 진행 차단 신호를 보내는 것이다.

한편, 상기 신호 제어기(120)는 신호등 지주에서 카메라부(110)에 촬영된 차량의 진행 영상을 수신부(122)에서 획득하게 된다.

그리고, 상기 신호 제어기(120)는 카메라부(110)에 의해 촬영된 교차로(10) 진입 차량 중에 실시간으로 정지 차량이 있는지 여부를 차량진입판독부(124)에 의해 판독하게 된다.

이는 상기 카메라부(110)에서 실시간으로 차량 운행을 실시간으로 계속 촬영하여 이 영상을 신호 제어기(120)에 보내게 되면 신호 제어기(120)에서는 실시간으로 받은 영상을 차량진입판독부(124)에서 실시간으로 차량이 정지하여 정체가 시작되는 시점을 판독하게 된다.

상기 신호 제어기(120)는 카메라부(110)에 의해 촬영된 영상으로 교차로(10)를 통과하는 차량의 수가 많아지면 차량진입판독부(124)는 차량의 속도와 교차로(10) 통과까지의 거리 정보를 이용하여 안전 통과 여부를 자체적으로 판단하는 것이다.

여기서, 상기 차량진입판독부(124)는 차량의 교차로(10) 내로 진입금지 여부를 판단하는 수단으로서, 카메라부(110)로부터 전송된 차량속도 정보와, 차량진행신호와 황색신호 램프의 잔여시간, 및 교차로 내 정지시간을 참조하여 차량이 적색신호 램프의 점등 전에 교차로(10)를 완전히 통과할 수 있는지를 판단하고, 차량이 적색신호램프의 점등 전에 교차로(10)를 완전히 통과할 수 없다고 판단되면 차량진입제어부(126)에 의해 차량진입통제신호부(130)에 차량진입을 금지하는 신호를 표시하도록 지시하는 기능을 수행한다.

한편, 상기 카메라부(110)에서 영상을 전달받아 교차로(10) 내에서 차량이 정해진 시간 이상으로 정차하여 이동하지 않으면 신호 제어기(120)는 영상으로 교차로(10)를 통과하는 차량이 꼬리 물기가 진행되는 것을 판단하여 차량진입제어부(126)는 녹색 램프 소등 신호를 출력한다.

즉, 상기 카메라부(110)의 감지에 따라 교차로(10) 내에 진입하는 차량의 경과시간 또는 수량을 감지하여 미리 설정된 일정 시간 또는 일정 대수 이상 진입하였을 경우를 꼬리물기가 진행되는 것을 차량진입판독부(124)에서 판단한다.

아울러, 상기 신호 제어기(120)는 신호등(20)에서 촬영되는 카메라부(110)에 의해 촬영된 교차로 4개의 진행방향 영상을 수신받아 정체에 의한 교차로(10) 정지차량을 판독하여 신호를 제어하는 것이다.

이렇게, 상기 신호 제어기(120)의 차량진입판독부(124) 판단여부를 차량진입제어부(126)에 전달되고, 판독에 따른 지시를 송출부(128)에 의해 교차로(10)의 차량 진입과 진입금지에 따라 제어를 차량진입통제신호부(130)에 송출한다.

상기 신호 제어기(120)는 교차로(10)가 정체되어 교차로(10) 내에 차량이 정지한 것이 감지되면 신호 제어기(120)와 차량진입통제신호부(130)는 연결하여 자동으로 녹색 램프가 소등 되도록 변경한다.

이때, 상기 차량진입통제신호부(130)는 저장된 신호제어에 따라 점멸하는 녹색, 적색, 황색 램프와 신호 제어기(120)의 제어에 따라 녹색 램프를 점멸시켜 출력하는 램프 출력으로 이루어진다.

일반적으로 교차로(10)의 차량 진행이 원활하게 이루어지면 고정 신호등(20)에 따라 신호등(20)은 순차적으로 신호를 주어 차량의 진행을 신호하게 되고, 교차로(10)에서 정체시작되면 신호 제어기(120)의 송출 신호에 의해 차량진입통제신호부(130)는 저장된 진행 녹색 램프에서 정지 차량 발견 판독에 따라 신호 제어기(120)의 제어에 의해 녹색 램프에서 적색 램프로 순차적으로 변경하여 소정 시간동안 녹색 램프를 소등시키게 된다.

상기 차량진입통제신호부(130)는 신호 제어기(120)의 판단으로 교차로(10) 신호등(20)에 제어신호를 입력받고, 교차로(10)를 통과하는 차량이 꼬리 물기가 진행되는 것을 판단하여 녹색신호에서 황색신호(약 3초)후 적색으로 신호를 가변적으로 출력하는 것이다.

이때, 상기 교차로(10)의 진행 차로에 따라 각각 독립적인 신호제어 조정하게 된다.

이는, 상기 교차로(10)의 진행 방향 중 하나의 차로만 정지하게 되면 정체되는 차로에는 신호 제어기(120)의 신호를 녹색 램프에서 적색 램프로 순차적으로 변경하여 소정 시간동안 녹색 램프를 소등시키게 되고, 반대 차로는 소통이 원할하게 되면 계속해서 진행 녹색 램프를 점등하게 된다.

양측 차선이 동시에 정체되어 교차로(10) 진입 자체가 어렵다고 판단되면 신호 제어기(120)는 동시 또는 순차적으로 각 차로에 녹색 램프를 소등하고 더이상의 차량 진입을 차단하는 적색 램프를 점등하게 된다.

또한, 양측 차로가 정체되고 전방에 좌회전 차량들이 만차되어 진입이 불가능할 경우 차로에서 신호에 대기토록하여 직진차량의 운행에 방해되지 않도록 하는 좌회전 신호를 조정하게 되어 좌회전 차량에 의한 꼬리 물기 차량을 차단하게 된다.

상기에서 신호 제어기(120)에 의해 교차로(10) 내의 차량진입 차단 신호는 해당 교차로(10)의 특성에 따라 달리 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명을 적용하여 잔여시간 표시부(100)를 더 부가한 것을 나타낸 것으로, 기본적인 신호등장치(50)의 측면에 잔여시간을 나타낼 수 있는 잔여시간 표시부(100)를 부가하였다.

도 5는 본 발명에 따른 영상인식 기반을 이용한 가변신호제어장치를 나타낸 블록도로서, 이를 참조하여 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

교차로(10)는 정체가 없는 때는 일반적인 고정 신호등(20)으로 진행하게 된다.(S110)

이때, 차량이 진행하게 되는 교차로(10) 내에서 진행하는 차로를 카메라부(110)에 의해 촬영하면서 교차로(10)의 차량 정체 상태를 감지한다.(S120)이렇게, 상기 카메라부(110)에서 촬영하는 영상은 실시간으로 신호 제어기에 전달된다.(S130)

그리고, 상기 카메라부(110)에서 받는 영상은 차량진입판독부(124)에서 차량 진입을 판독하게 된다.(S140)

교차로(10) 내에서 차량이 정지하게 되면 차량진입판독부(124)에서는 교차로(10) 진입 정체 상태를 판독하여 교차로(10)에 더 이상의 차량 진입이 가능하는지 그 여부를 판단한다.(S150)

상기 교차로(10) 내에서 차량이 소정의 시간 동안 정지하고 있으면 교차로(10)에 더 이상의 차량 진입이 불가하다고 판단하여 신호 제어기(120)에서 직접 신호를 제어하는 실시간 제어 통제 모드로 전환하게 된다.(S160)

이때, 신호등(20)은 녹색 램프에서 적색 램프로 정체되는 차로에만 적용하여 정체 차로의 교차로(10) 진입을 차단하는 것이다.(S170)

상기 교차로(10) 내 진입하여 정지해 있는 차량이 진행하는 것을 신호 시간 동안 진행하는 것을 판단하여 교차로(10) 내 진입 차량이 교차로(10)에서 벗어나는 동안 적색 램프 신호를 유지하게 된다.(S180)

이때, 정체 차로의 반대 차로는 진행이 원활하면 계속해서 직진 녹색 램프로 진행시킨다.

한편, 교차로(10) 내에 진입하는 차량의 진입 가능 여부를 판단하여 신호 제어기(120)에 의해 제어하면서 교차로(10) 내의 차량이 모두 원활해 지면 신호 제어기(120)는 다시 고정 신호제어로 전환되어 신호를 제어하게 된다.(S190)

이 같이, 차량의 운전자는 교차로(10)에서 진입 전에 가변되는 신호를 인식하여 진입 여부를 결정받게 되는 것이다.

이때, 신호 제어기(120)의 판단으로 차량진입통제신호부(130) 측에 녹색 램프가 소등되고 적색 램프가 표시된후에 교차로(10)에 진입하는 차량은 카메라부(110)에서는 신호위반차량으로 적발하는 수단으로 활용되며, 교차로(10) 내를 진행하는 차량의 차량속도 감지부로 사용되는 역할을 동시에 수행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 영상인식 기반을 이용한 가변신호제어장치는 교차로(10) 내의 차량 꼬리물기 교통체증을 개선하게 되면서 발생할 수 있는 차량 사고를 방지함과 운전자에게는 보다 안전한, 그리고 보다 편안한 주행 환경을 제공하게 된다.

한편, 본 발명에 있어서 카메라부가 고장이나 파손으로 인하여 촬영 데이터가 출력되지 않으면 이를 인식하여 경보신호를 출력토록 하는바, 카메라부에 고장 감지수단(400)을 더 부착한다. 그리고, 고장 제어부(500)에서 카메라부(110)의 고장을 파악하여 에러신호 자동 출력부(1000)를 통해 계속적인 경보음을 출력하여 카메라부의 교체를 유도한다.

본 발명의 에러신호 자동 출력부(1000)의 구성을 상펴보면 다음과 같다.

회로 전원부(1101)와, 접촉 에러신호 출력부(1102)와, 발진 트랜스(1103)와, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와, 릴레이 스위치(1107)와, 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와, 통신 단말기 전원 스위치(sw2)와, 전원 유지용 스위칭부(1118)을 포함하여 이루어진다.

상기 전원부(1101)는 자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시킨다.

상기 접촉 에러신호 출력부(1102)는 카메라부의 신호 에러가 발생되는 전원 회로를 스위칭시킨다.

상기 발진 트랜스(1103)는 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력한다.

상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)는 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 된다.

상기 릴레이 스위치(1107)는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시킨다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)는 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행한다.

상기 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)는 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 한다.

상기 전원 유지용 스위칭부(1118)는 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단시킨다. 그리고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도한다.

이하에서 에러신호 자동 출력부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 접촉 에러신호 출력부(1102)가 온 되면 직류 전원이 연결되어 발진 트랜스에 전원이 인가되고, 발진 트랜스의 2차측에 높은 전압이 인가된다.

2차측에 유기된 전원은 정류다이오드를 통해 반파의 직류 전원이 되고, 이 반파 직류전원은 콘덴서의 충방전 작용으로 인하여 보다 안정된 직류 전원이 된다.

이 직류 전원은 릴레이 스위치(1107)의 코일을 거쳐 사이리스터의 애노드단에 인가되고, 한편 이 직류 전원은 저항을 통해 콘덴서에 충전작용을 하게 된다. 상승된 전압은 다이악을 통과하면서 릴레이 작동용 스위칭부(1108)를 트리거하여 에노드단과 케소드단이 스위칭되어 릴레이 스위치의 동작이 이루어지도록하고, 이에 따라 릴레이 스위치(1107)의 작동으로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)가 온 되면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 인가되어 에러신호가 디스플레이 된다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 작동하면 전원 유지용 스위칭부(1118)의 베이스단을 활성화시키면서 전원 유지용 스위칭부(1118)의 에미터단 및 콜렉터단에 폐회로를 유도하여 트랜스로 향하는 전원을 오프시키게 된다.

즉, 저항(1109)과 콘덴서(1110) 사이의 전압이 다이오드(1120)를 통해 전원 유지용 스위칭부(1118)의 에미터 단자 및 콜렉터 단자 사이로 흘러 바이패스되며 이 바이패스에 의한 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되고, 이렇게 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되면 릴레이 작동용 스위칭부(1108)로 향하는 트리거 신호를 멈추게 되어 에노드단과 케스단이 오프되면서 릴레이 스위치(1107)에 전류가 흐르지 않아서 스위칭을 위해 계속 전원이 공급되는 것을 멈추게 된다.

한편, 만약 작업자가 에러신호가 출력되는 도중에 제 1 회로 연결 스위치 및 에러신호 출력용 전원 스위치를 오프시키게 되면 폐회로의 전류 흐름이 없게 되고 이에 따라 전원 유지용 스위칭부의 에미터단과 베이스단 사이에 흐르는 바이어스 전압이 사라져서 전원 유지용 스위칭부(1118)가 오프된다.

상기 전원 유지용 스위칭부(1118)가 오프되면서 다이오드(1120)를 통한 저항과 콘덴서 사이의 바이패스 전압이 없어지고 이 전압은 콘덴서(1110)에 충전된다.

이 충전된 전압이 다이악(1111)의 브레이크 오버 현상을 이르키게 되고 다이악에서 트리거 신호를 보조 스위치 작동용 스위칭부(1108)로 출력하여 철편을 이동시키면서 폐회로를 유지시키고 동시에 에러신호 제어부(1140)로 출력되는 전원을 복귀시켜 계속적으로 에러신호 디스플레이부(1150)를 작동시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 에러요인을 치유하지 않으면 계속적으로 경고음을 출력시키도록하여 반드시 에러요인을 치유한 다음에 장치를 운용할 수 있도록 유도한다.

본 발명은 다음과 같은 기능을 더 포함하여 이루어진다.

1 과속차량 감지에 의한 센서작동을 통해 신호등을 제어하여 사고발생을 방지 기능.

2 응급차량 경찰 소방차 등 긴급차량에 카메라 센서와 통신할수 있는 칩을 연동하여 긴급신호를 카메라센서에 전달하여 상황에따라 대처되도록 하는 기능.

3 빅데이터를 통해 차량통행량을 분석히여 필요한 시간대에 효율적으로 신호제어를 인지하도록 하는 기능.

4 지역의 설치된 장소의 데이터를 분석하여 전체 카메리센서가 설치된 각각의 센서에 전달하여 네트워크를 통한 교통체증 근본문제 해결 하는 기능.

5 각 센서의 교통량 분석 알고리즘 적용 기능.

6 각 네비게이션 제조사 현대소프트맨 아이나비 등의 네비게이션에 센서를 탑제히여 카메라센서가 설치된 곳에 인접하거나 통과 할경우 교통상황을 차량 네비게이션에 전송하여 차량소통을 원활하게 하는 기능.

7 스마트폰 앱을 활용하여 도로상황 모니터링 기능.

8 전 설치지역 통합하여 지역간의 교통상황을 네트웍하여 통행량이 계산된 알고리즘 적용 기능.

9 교차로 진입에 관한 IOT기술을 적용한 센서설치 기능.

10 카메라 영상감지 센서가 고장 오작동을 일으킬경우 (눈 비 악천후 렌즈이물질) 자동제어 표준시스템으로 전환되도록 대비하는 경찰청담당자에게 전달하는 알람서비스 기능.

110: 카메라부 120: 신호 제어부
122: 수신부 124: 차량진입 판독부
130: 차량진입통제 신호부 400: 고장감지수단
500: 고장제어부 1000: 에러신호 자동 출력부

Claims (9)

1. 교차로 입구에 설치된 신호등에 진입방향 차로의 차량 진입 통과를 영상으로 감지하는 카메라부와;
   상기 교차로 차량 진입을 실시간으로 감지하여 전송된 차량의 진행 영상정보를 수신하는 신호 제어기와;
   상기 신호 제어기의 판단으로 교차로 신호등에 제어신호를 입력받고, 차량의 증가 또는 감소에 상응하여 신호등 점등 시간을 가변적으로 조절함과 동시에 남은 잔여시간을 표시하고, 교차로를 통과하는 차량이 꼬리 물기가 진행되는 것을 판단하여 신호등의 신호를 가변적으로 출력하는 차량진입통제신호부를 포함하고;
   상기 카메라부의 출력신호에 결함이 있는지를 판단하는 감지 센서(400)를 설치하고, 상기 감지 센서의 정보를 확인하는 제어부(500)를 설치하며, 상기 제어부에서 카메라부에 에러가 발생한 것으로 판단되면 경보신호를 출력하기 위한 에러신호 자동 출력부(1000)를 설치하며;
   상기 에러신호 자동 출력부(1000)는,
   자체 전원에 의해서 전원신호를 인가시키는 전원부(1101)와;
   상기 카메라부에서 출력신호의 결함이 감지되면 제어부(500)로부터 신호를 인가받아 전원 회로를 스위칭시키는 에러신호 출력부(1102)와;
   상기 전원부가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(1103)와;
   상기 발진 트랜스(1103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(1108)와;
   상기 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(1107)와;
   상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와;
   상기 릴레이 스위치(1107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)와;
   상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(1103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(1108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(1108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(1107)가 작동한 것을 중단시키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(1108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(1118)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 카메라부는,
   교차로에 설치된 신호등에 각각 설치되어 교차로를 중심으로 차량의 흐름 및 교통상황을 영상으로 실시간으로 촬영하는 것을 포함함을 특징으로 하는 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 신호 제어기는,
   카메라에 촬영된 영상을 획득하는 수신부와;
   상기 카메라에 의해 촬영된 교차로 진입 차량을 실시간으로 정지 차량이 있는지 여부를 판독하는 차량진입판독부와;
   상기 교차로 내에 정지 차량이 감지되면 차량진행신호와 황색신호등의 잔여시간, 및 교차로의 거리를 참조하여 차량의 교차로 꼬리물기 진입금지 여부를 판단하는 차량진입제어부와;
   상기 교차로의 차량 진입과 진입금지에 따라 제어를 송출하는 송출부;로 이루어지는 것을 포함함을 특징으로 하는가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 신호 제어기는,
   신호등에서 촬영되는 카메라에 의해 촬영된 교차로 4개의 진행방향 영상을 수신받아 정체에 의한 교차로 정지차량을 판독하여 신호를 제어하는 것을 포함함을 특징으로 하는 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 차량진입통제신호부는,
   저장된 신호제어에 따라 점멸하는 녹색, 황색, 적색램프와 신호 제어기의 제어에 따라 녹색 램프를 점멸시켜 출력하는 램프 출력수신부로 이루어지는 것을 포함함을 특징으로 하는 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 차량진입통제신호부는,
   저장된 진행 녹색 램프에서 정지 차량 발견 판독에 따라 신호 제어부의 제어에 의해 녹색 램프에서 황색램프 및 적색 램프로 순차적으로 변경하여 소정 시간 동안 녹색 램프를 소등시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 교차로의 진행 차로에 따라 각각 방향별로 독립적인 신호제어를 조정하는 것을 포함함을 특징으로 하는 가변형 신호등 점등 및 잔여시간 표시 제어장치.
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