KR101666829B1 - 부채꼴 형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치에 관한 것으로,
전원부와 메인 컨트롤 유닛 및 음성증폭기를 내장한 본체를 연결구를 이용하여 신호등의 기둥에 간단하게 부착하면서 상기 일부가 노출되는 지향성 스피커의 콘형 커버의 그물망에 부채꼴형 인체감지센서를 부착하여 사용하도록 하되,
신호등으로부터 전원을 공급받아 내부에 필요한 전원을 공급하는 전원부와,
상기의 전원부로부터 전원을 공급받으면서 보행도로의 안전선 밖의 구역으로 사람이 접근한 상태를 인식하는 부채꼴형 인체감지센서와,
신호등으로부터 보행자신호등의 점등 상태에 따른 신호를 전달받으면서 상기 부채꼴형 인체감지센서로부터 사람의 유무에 따른 신호를 전달받으면서 내부의 동작을 제어하는 메인 컨트롤 유닛와,
상기 메인 컨트롤 유닛의 제어에 의하여 음성저장용 음성 IC로부터 출력되는 전기적인 음성신호를 증폭기에서 확성하여 전기적인 음성신호를 음성으로 변환하여 정해진 범위 밖에서는 10dB 이상 감쇄된 음성으로 출력되도록 하는 지향성 스피커로 구성한 것이다.

Description

부채꼴 형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치{voice guidance control unit using the wall sensor}

본 발명은 부채꼴 형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치에 관한 것으로, 상세하게는 부채꼴 형 인체감지센서를 통하여 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 확인하면서 보행자를 안전하게 유도하기 위한 보행신호 음성안내 보조장치의 시작 시간과 종료 시간이 일정해지도록 내부의 시간을 정확하게 조절할 수 있으며, 주변의 환경 소음(ambient noise)의 정도에 따라 음량을 자동으로 조절하여 항상 적절한 음량으로 안내할 수 있으며, 레이저 광선과 회전 조절장치를 통하여 정확하게 설치하도록 하여 안전선 밖으로 이동하는 보행자를 정확히 인식하면서 안내할 수 있도록 한 부채꼴 형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량이 다니는 도로에는 보행자의 횡단을 위한 횡단보도가 설치되며, 횡단보도에는 보행자가 횡단 가능 여부를 인지할 수 있도록 점등신호를 발생시키는 보행자신호등이 설치되어 있으며, 횡단보도 입구 인도에는 보행자가 안전하게 대기할 수 있는 안전선이 구비되어 있다.

그러나 종래의 횡단보도는 단순히 보행자에게 횡단보도의 신호가 정지인지 보행인지 상황만을 인지하도록 하는 신호기능만으로 이루어져 있어, 보행자신호등이 정지신호상태에서 횡단보도를 건너기 위해 대기 중인 보행자들이 안전선 밖에서 안전하게 대기해야 하는데 많은 보행자가 무의식적으로 안전선 내로 진입하거나 안전선을 넘어 차도에까지 진입하여 대기하고 있는 경우가 많아 안전사고가 유발될 가능성이 높은 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 한국특허출원 제10-2006-0037770호 및 제10-2013-0168933호의 내용 및 도면을 살펴보거나 또한 일부 지역에서는 횡단보도 입구에 보행자 감지부를 설치하고, 보행자신호등의 정지신호상태에서 보행자가 안전선에 진입함을 감지하면 '위험하니 뒤로 물러서 주십시오.'라고 안내하는 장치가 설치되어 있다.

눈이나 소나기 특히 낙엽이 감지부위로 떨어질 경우 보행자감지부는 이를 감지하여 안내음성을 출력하게 되는데 이에 대한 대책 마련이 없어 낙엽 등으로 인한 시스템 오작동이 빈번히 발생하는 문제점이 있다.

또한, 횡단보도 중 일부는 횡단보도의 양쪽에 형성되어 있는 안전선이 일직선이 아니고 곡선으로 이루어진 경우가 있는데 이럴 경우 보행자감지부가 보행자를 감지함에 있어 안전선의 정확한 위치에서 감지할 수 없어 곡선으로 이루어진 횡단보도에는 시스템 설치 및 운영이 불가능한 문제가 있다.

또한, 한국특허출원 제10-2008-0071928호를 살펴보면, 도로의 횡단보도 입구에 지주형태로 설치되는 경보기;

상기 횡단보도로부터 일정거리 전방에 설치되며, 차량의 근접 여부를 감지하여 상기 경보기에 제어신호를 인가하는 차량감지 부를 포함하고, 상기 경보기는, 보행자의 상기 횡단보도에의 근접 여부 및 횡단 여부를 구별하여 제어할 수 있도록 복수의 센서가 포함된 보행자 감지부로 되어있다.

상기 내용 중 '상기 경보기는, 보행자의 상기 횡단보도에 근접 여부 및 횡단여부를 구별하여 제어할 수 있도록 복수의 센서가 포함된 보행자 감지부' 라고 되어 있는데, 상기 '복수의 센서'는, 보행자신호등이 정지신호상태에서 보행자가 인도에서 안전선으로 진입한 건지, 반대로 차도에서 인도로 진입한 것인지를 감지 및 판단하는 것이 아니고, 단순히 보행자가 횡단보도의 근접상태에 있는지 횡단보도 내에 있는지를 감지하여 발광등의 밝기를 조정하도록 한 것이다.

또한, 한국특허출원 제10-2014-0037131호를 살펴보면, 제어유닛 보행자를 탐지하여 제어유닛으로 전송하는 적어도 2개의 레이저탐지유닛 제어유닛으로 보행신호를 전달할 수 있는 외부 신호 유닛 제어유닛의 제어에 따라 정해진 방향으로 경고신호를 발생시킬 수 있는 경고신호 유닛 및 감시영역의 영상을 획득하기 위한 영상감시 유닛을 포함하고,

상기 2개의 레이저탐지 유닛은 상기 보행자에 대한 서로 다른 위치정보를 획득하고 그리고 상기 제어유닛은 상기 서로 다른 위치정보에 기초하여 보행자의 상태를 판단하여 상기 경고신호 유닛을 제어하고, 상기 경고신호 유닛은 적어도 2개의 시각신호 유닛을 포함하고, 상기 시각신호 유닛은 방향제어가 가능한 광신호 유닛이 되는 것을 특징으로 하는 지능형 횡단보도 보행자 보호 장치라고 되어있다.

또한, 한국특허출원 제10-2012-0095977호를 살펴보면, 보행자가 횡단할 횡단보도의 반대편에 보행자 정지 대기선을 중심으로 그 주변도로를 촬영하여 해당 영상정보를 유선으로 출력하는 제2 영상입력 부와 상기 제2 영상입력 부와 대향되도록 횡단보도의 반대편에 설치되어 보행자가 횡단할 횡단보도의 반대편에 보행자 정지대기선을 중심으로 그 주변도로를 촬영하여 해당 영상정보를 무선으로 출력하는 제3 영상입력부로 구성된 영상입력부;

법규위반 보행자에 대해 경고 메시지 송출명령에 대응되도록 경고메시지를 송출하는 정보송출구 및 상기 영상입력부로부터 획득된 유선 또는 무선 영상 정보에 대하여 신호처리 및 연산을 수행하여, 상기 보행자가 상기 보행자 정지 대기선을 침범한 것으로 판단되거나 또는 통행위반 보행자로 판단되고, 상기 보행자가 횡단할 횡단보도의 반대편 신호가 보행자 적색신호로 판단되면, 상기 정보송출부로 경고메시지가 송출되도록 제어하는 영상처리제어부를 포함하고, 라고 되어있다.

하지만, 상기 영상입력부를 이용할 경우 전체영상 중 정확히 대기 선에 진입한 보행자만 감지하는 기술적 어려움이 있으며, 보행자신호등이 정지신호면 자동차는 진행신호이므로 많은 자동차가 진행하게 된다.

이때 영상입력부의 촬영범위에 자동차들도 촬영되는데 자동차는 감지하지 않고 보행자만 감지하게 하는 기술적 어려움이 있었다.

그리하여 2015년 09월 16일자 등록특허 제10-1554971호(횡단보도의 보행자안전시스템)가 제안되었으며,

이는, 보행자를 보호하는 횡단보도의 보행자 안전시스템에 있어서,

횡단보도 입구에 설치되며, 보행자신호등이 정지신호상태에서 안전선을 기준으로 사람의 존재 또는 통과를 감지하는 보행자방향별감지부;

신호등감지부 또는 신호등제어부로부터 신호를 전달받아 보행자신호등이 정지신호인지 보행신호인지를 식별하는 신호식별부;

상기 보행자방향별감지부로부터 신호를 전달받아 보행자가 인도 쪽에서 안전선에 진입했는지 또는 차도 쪽에서 인도로 진입했는지를 식별하는 보행자진입방향식별부;

상기 신호식별부의 보행자신호등이 정지신호상태에서 상기 보행자방향별감지부의 보행자가 안전선에 진입했음을 감지 시 음향출력부를 통해 입력된 그에 대응되는 안내음성 또는 경고음이 출력되도록 하는 제어부;

상기 제어부의 제어에 의해 안내음성 또는 경고음을 출력하는 음향출력부;

를 포함하되,

상기 보행자방향별감지부는,

차도를 중심으로 횡단보도 양쪽에 각각 설치하되,

인도 쪽에 위치하며 보행자가 인도에서 안전선에 진입한 것을 판단할 수 있도록 먼저 감지하는 제1 감지부;

차도 쪽에 위치하며 보행자가 차도에서 인도로 진입하는 것을 판단할 수 있도록 먼저 감지하는 제2 감지부로 이루어지고,

상기 제어부는,

상기 신호식별부의 보행자신호등이 정지신호상태에서 상기 보행자진입방향식별부의 보행자가 인도 쪽에서 안전선에 진입했음을 판단 시 음향출력부를 통해 입력된 그에 대응되는 안내음성 또는 경고음이 출력되도록 하고,

상기 신호식별부의 보행자신호등이 정지신호상태에서 상기 보행자진입방향식별부의 보행자가 차도 쪽에서 인도로 진입했음을 판단 시 음향출력부를 통해 입력된 그에 대응되는 안내음성 또는 경고음이 출력되도록 하거나 또는 출력되지 않도록 구성하였다.

그리고 상기 보행자진입방향식별부는,

상기 제1 감지부가 제2 감지부보다 먼저, 감지하면 보행자가 인도에서 안전선에 진입한 것으로 판단하고, 상기 제2 감지부가 제1 감지부 보다 먼저 감지하면 보행자가 차도에서 인도로 진입한 것으로 판단하도록 하고,

상기 보행자방향별감지부는,

차도를 중심으로 횡단보도 양쪽에 각각 설치하되,

인도 쪽에 위치하며 보행자가 인도에서 안전선에 진입한 것을 판단할 수 있도록 먼저 감지하는 제3 감지부;

차도 쪽에 위치하며 보행자가 차도에서 인도로 진입하는 것을 판단할 수 있도록 먼저 감지하는 제4 감지부를 더 포함하며,

상기 보행자진입방향식별부는,

보행자신호등이 정지신호상태에서 상기 제1 감지부와 제3 감지부가 제2 감지부와 제4 감지부보다 먼저, 감지하면 보행자가 인도에서 안전선에 진입했음을 판단하고, 또는 제2 감지부와 제4 감지부가 제1 감지부와 제3 감지부보다 먼저, 감지하면 보행자가 차도에서 인도로 진입한 것으로 판단하고,

상기 제어부에서, 보행자신호등의 정지신호상태에서 상기 제1 감지부, 제2 감지부, 제3 감지부, 제4 감지부 중 어느 하나에서 감지하면 보행자를 감지하지 않은 것으로 판단하고, 제1 감지부와 제3 감지부가 동시 감지, 또는 제2 감지부와 제4 감지부가 동시 감지하면 보행자를 감지한 것으로 판단하도록 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 횡단보도의 보행자안전시스템에 의하여서는, 적외선센서에 의한 감지부를 황단보도의 인도 쪽에 설치하여야 하므로 좁은 인도에 설치한 보행보도에서 안전선 밖으로 물러나야 하므로 좁은 인도가 더욱 좁아져서 신호를 기다리는 보행자와 인도를 지나가는 보행자 서로에게 불편을 주게 되는 문제점이 있었다.

그리고 상기의 센서로 구성함으로써 한쪽의 적외선 발광부에서 발생한 적외선 불빛을 다른 쪽의 적외선 수광부에서 수신하는 상태로 사람의 유무를 판단할 수 있으므로 적외선 발광부와 적외선 수광부가 설치된 감지부의 외부를 통해서 차도록 접근하는 사람은 인식할 수 없어 전혀 안내할 수 없게 되는 단점이 있음은 물론, 적외선 발광부와 적외선 수광부 및 제어부를 포함하는 본체를 지상에 일부가 매립되도록 설치하면서 지상의 신호등으로부터 신호와 전원을 공급받아야 하므로 본체를 설치할 때 인도를 훼손하게 되는 불편은 물론, 전원선과 신호선의 일부가 지하에 매립되는 상태에서 누전 등을 방지하기 위한 별도의 장치를 하여야 하는 등 설치에 따른 많은 불편과 비용이 추가되는 등의 문제점이 있었다.

특히 본 발명은 본 출원인의 2015년 12월 31일자 특허출원 제10-2015-0190693호(월 센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치)를 개선한 것으로서 현장에 설치된 상태에서 작동할 때 소음에 따른 문제를 개선함은 물론, 신호등의 기둥에 고정 설치할 때의 작업성이 향상되도록 한 것이다.

그리고 자체 기능에 의한 시간 정보로 작동하는 상태에서는 각 보행신호 음성안내 보조장치마다 시간의 차이가 벌어지게 되므로 설치 후 상당한 시간이 경과한 후에는 서로의 작동 시간이 달라지게 되는 현상이 발생할 수 있게 되었다.

또한, 주변의 소음이 하루 동안에도 시간의 경과에 따라 변화함은 물론 번잡한 주말이나 등하교 시간에 따라 소음의 정도가 많이 차이가 나는데에도 불구하고 항상 동일한 음량으로 안내방송을 하게 되면 소음이 있을 때에는 거의 들을 수 없게 되는 문제가 있으며, 소음이 없을 때에는 안내방송이 소음으로 작용하게 되는 문제점이 있었다.

그리고 장마철 이후 지면이 침하되거나, 사람이 기대거나 하여 보행자감지부가 기울어지게 되면 사로 마주보는 보행자감지부의 방향이 틀어지게 되어 감지 기능을 상실하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 부채꼴형 인체감지센서를 통하여 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 확인하면서 보행자를 안전하게 유도하기 위한 보행신호 음성안내 보조장치의 시작 시간과 종료 시간이 일정해지도록 GPS를 통한 시간 정보로 내부의 시간을 정확하게 조절할 수 있도록 한 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 주변의 환경 소음 정도에 따라 음량을 자동으로 조절하여 항상 적절한 음량으로 안내할 수 있도록 함을 다른 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 레이저 광선과 회전 조절장치를 통하여 정확하게 설치하도록 하여 안전선 밖으로 이동하는 보행자를 정확하게 인식하면서 안내할 수 있도록 함을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치는,

신호등의 기둥에 연결구와 파이프를 통하여 결합하는 본체의 내부 제1 공간에는 컨트롤 기판과 음성신호 출력 기판을 내장하면서, 제2 공간에는 회전 조절부와 부채꼴형 인체감지센서와 GPS 안테나와 지향성 스피커가 외부로 노출되게 설치하도록 하되,

상기 제1 공간의 컨트롤 기판에는,

신호등으로부터 전원을 공급받아 내부에 필요한 전원을 공급하는 전원부와,

상기의 전원부로부터 전원을 공급받으면서 내부의 동작을 제어하는 메인 컨트롤 유닛(MCU)과,

상기 메인 컨트롤 유닛의 제어를 받으면서 외부로부터의 신호를 수신하여 전달하는 신호수신부와,

상기 메인 컨트롤 유닛의 제어를 받으면서 현재의 동작 상태를 발광 다이오드의 점등 상태로 외부에 알리는 발광다이오드 점등부와,

외부로부터의 GPS 신호를 수신하여 현재시간 정보를 검출하여 메인 컨트롤 유닛에 전달하는 GPS 모듈과,

상기 메인 컨트롤 유닛의 제어를 받으면서 저장된 음성신호를 출력하는 음성 IC와,

마이크를 통한 주변의 환경 소음(ambient noise)을 전달받으면 소음의 레벨을 측정하여 메인 컨트롤 유닛에 전달하면서 주변의 정도에 따라 3 밴드 주파수 변조부에서 음질을 자동으로 조절하여 항상 적절한 음량으로 안내할 수 있도록 하는 소음 측정부로 구성하고,

상기 제2 공간의 음성신호 출력 기판에는,

상기의 음성 IC로부터 출력되는 음성신호를 전달받으면 저음 대역, 중음 대역 및 고음 대역의 3 밴드로 나누어 각각의 음질을 조절하면서 신호처리를 수행하는 3 밴드 주파수 변조부와,

상기의 3 밴드 주파수 변조부에서 출력되는 전기적인 음성신호를 증폭하여 출력하는 증폭기로 구성하며,

상기의 제2 공간에는,

보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 인식하여 상기의 신호수신부를 통하여 메인 컨트롤 유닛에 전달하는 부채꼴형 인체감지센서와,

2개의 레이저 빔을 통하여 출력되는 불빛으로 현재 센서 브래킷의 회전각을 판단하면 레버를 회전시키면서 정확한 각도로 설치되도록 하여 정확하게 감지할 수 있도록 하는 회전각 조절구와,

상기의 음성신호 출력 기판을 통하여 출력되는 전기적인 음성신호를 확성하여 지향성을 가지도록 출력함으로써 주변에 소음으로 인식되는 것을 방지하도록 하는 지향성 스피커들로 구성함으로써 음성안내 보조장치의 시작 시간과 종료 시간이 일정해지도록 내부의 시간을 정확하게 조절할 수 있으며, 주변의 소음 정도에 따라 음량을 자동으로 조절하여 항상 적절한 음량으로 안내할 수 있고, 설치할 때 레이저 광선과 회전 조절장치를 통하여 정확한 부채꼴형 인체감지센서로 보행자를 인식하면서 안내할 수 있도록 구성하고,

외부의 시각 장애인용 버튼이 온 되면 이를 인식한 메인 컨트롤 유닛에 의하여 음성 IC에서 시각 장애인용 안내 음성만 출력되도록 하여 시각 장애인을 위한 별도의 장치를 추가하지 않더라도 안내가 가능하도록 한 것이다.

상기의 본 발명에 따른 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치에 의하여서는 하나의 본체에 본체의 내부 제1 공간에는 컨트롤 기판과 음성신호 출력 기판을 내장하면서, 제2 공간에는 회전 조절부와 부채꼴형 인체감지센서와 GPS 안테나와 지향성 스피커가 외부로 노출되도록 구성함으로써 신호등 기둥에 간단하게 설치할 수 있음은 물론 설치에 따른 비용이 거의 발생하지 않도록 한다.

GPS의 시간 정보에 따라 정확한 시간에 작동을 시작한 후 정확한 시간에 종료하도록 하여 인근 주민의 피해를 최소화하는 동시에 보행자를 보다 안전하게 보호할 수 있도록 한다.

그리고 주변의 소음 정도에 따라 10dB 정도 높은 소리로 일정한 범위 내에서 들을 수 있도록 하고 일정한 범위 밖에서는 10dB 이상 감쇄된 음성이 들리도록 하는 지향성 스피커를 사용하여 음성안내를 수행하므로 보행보도 주변에서 소음으로 인한 피해도 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설치 상태를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 커버를 개방한 상태를 나타낸 사시 사진.
도 3은 본 발명의 저면 구성을 나타낸 저면 서시 사진.
도 4는 본 발명의 커버를 분리한 상태의 상세 사진.
도 5는 본 발명의 상면을 나타낸 사시 사진.
도 6은 본 발명의 동작을 위한 구성을 도시한 블록도.
도 7은 본 발명 지향성 스피커의 구성을 도시한 구성도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 발광다이오드 램프를 추가한 상태를 도시한 일부 사시 사진.

첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전체 구성을 도시한 것으로서, 신호등(1)의 기둥(2)에 연결구(3)를 밴드(4)로 고정하도록 하고, 상기 연결구(3)에 파이프(5)를 통하여 경사각 조절볼트(6)에 의해 경사각을 임의로 조절하는 본체(10)를 결합하도록 하되,

상기 본체(10)의 내부 제1 공간(11)에는 컨트롤 기판(21)과 음성신호 출력 기판(31)을 내장하면서, 제2 공간(12)에는 센서 브래킷(13)에 설치되는 부채꼴형 인체감지센서(14)와 GPS 안테나(15)와 마이크(16)와 회전 조절부(41) 및 지향성 스피커(50) 외부로 노출되도록 설치하여 구성한 것이다.

도 6은 본 발명의 동작을 위한 내부 구성을 도시한 것으로서,

상기 제1 공간(11)의 컨트롤 기판(21)에는,

신호등(1)으로부터 전원을 공급받아 내부에 필요한 전원을 공급하는 전원부(22)와,

상기의 전원부(22)로부터 전원을 공급받으면서 내부의 동작을 제어하는 메인 컨트롤 유닛(MCU)(23)과,

상기 메인 컨트롤 유닛(23)의 제어를 받으면서 외부로부터의 신호를 수신하여 전달하는 신호수신부(24)와,

상기 메인 컨트롤 유닛(23)의 제어를 받으면서 현재의 동작 상태를 발광 다이오드군(26)의 점등 상태로 외부에 알리는 발광다이오드 점등부(25)와,

외부로부터의 GPS 안테나(15)를 통하여 GPS 신호를 수신하여 현재시간 정보를 검출하여 메인 컨트롤 유닛(23)에 전달하는 GPS 모듈(27)과,

상기 메인 컨트롤 유닛(12)의 제어를 받으면서 저장된 "안전선 안으로 이동하세요", "안전하게 건너가세요"의 음성신호를 출력하는 음성 IC(28)와,

선택스위치(17)에 의하여 선택적으로 작동하는 마이크(16)를 통한 주변의 환경 소음(ambient noise)을 전달받으면 소음의 레벨을 측정하여 메인 컨트롤 유닛(23)에 전달하면서 주변의 정도에 따라 3 밴드 주파수 변조부(32)에서 음질을 자동으로 조절하여 메인 컨트롤 유닛(23)에서 소음 레벨에 따라 적절한 음량으로 조절한 음성신호로 안내할 수 있도록 하는 소음 측정부(18)로 구성하고,

상기의 메인 컨트롤 유닛(23)은 외부의 시각 장애인용 버튼(도면에 도시하지 않음)이 온 되면 이를 인식한 상태에서 음성 IC(28)로 제어신호를 출력하면서 시각 장애인용 안내 음성만 출력되도록 하여 시각 장애인을 위한 별도의 장치를 추가하지 않더라도 안내가 가능하도록 하고,

상기 제2 공간(12)의 음성신호 출력 기판(31)에는,

상기 메인 컨트롤 유닛(MCU)(23)의 제어를 받으면서 음성 IC(28)로부터 출력되는 음성신호를 전달받아 저음 대역, 중음 대역 및 고음 대역의 3 밴드로 나누어 각각의 음질을 조절하면서 신호처리를 수행하는 3 밴드 주파수 변조부(32)와,

상기의 3 밴드 주파수 변조부(32)에서 출력되는 전기적인 음성신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(33)로 구성하며,

상기의 제2 공간(12)에는,

센서 브래킷(13)에 설치되어 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 인식하여 상기의 신호수신부(24)를 통하여 메인 컨트롤 유닛(23)에 전달하는 부채꼴형 인체감지센서(14)와,

2개의 레이저 빔(42)을 통하여 출력되는 불빛으로 현재 센서 브래킷(13)의 회전각을 판단하면 조절 레버(43)를 회전시키면서 정확한 각도로 설치되도록 하여 정확하게 감지할 수 있도록 하는 회전 조절부(41)와,

상기의 음성신호 출력 기판(31)의 증폭기(33)를 통하여 출력되는 전기적인 음성신호를 확성하여 지향성을 가지도록 출력함으로써 주변에 소음으로 인식되는 것을 방지하도록 하는 지향성 스피커(50)로 구성한 것이다.

상기의 회전 조절부(41)는,

2개의 레이저 빔(42)에서 지면으로 출력되는 불빛이 안전선과 겹치는 상태를 인지하면서 회전 상태를 판단하여 각도가 틀어진 상태를 인식하게 되면 고정 나사(44)를 풀도록 하고,

상기의 고정 나사(44)를 풀은 상태에서 조절 레버(43)를 풀거나 감은 상태에 의하여 지지판(도면에 도시하지 않음)을 통하여 연결된 회전각 조절구(도면에 도시하지 않음)가 회전하면서 센서 브래킷(13)의 방향이 조절되므로 두 레이저 빔(42)이 안전선과 일치하도록 조절하도록 한다.

상기의 지향성 스피커(50)는 도 7에 도시한 것과 같이,

제1 금속 다이아프램 진동판(51)의 외주면을 절곡하여 볼록부위(52)와 접합부(53)가 일체로 형성하고,

상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)의 볼록부위(52)의 외면에 압전소자인 세라믹판(60)을 접착하고,

제2 금속 다이아프램 진동판(61)을 절곡하여 접합부(62)를 형성하고,

상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)의 접합부(53)를 상기 제2 금속 다이아프램 진동판(61)에 접합하고,

지지판(71)을 절곡하여 볼록부위(72)와 접합부(73)가 일체로 형성하고,

상기 제2 금속 다이아프램 진동판(61)의 접합부(62)와 상기 지지판(71)의 접합부(73)를 접합하여 입체형을 이루도록 하고,

상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)에 접착한 세라믹판(60)에 한쪽의 뾰쪽한 끝단이 접하는 탄성지지편(81)의 다른 쪽은 상기 지지판(71)에 스프링(82)의 탄성을 받으면서 지지되도록 하여 상기 세라믹판(60)의 진동을 제어하도록 하고,

상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)과 지지판(71)에 공명 제거용 구멍(54)(74)을 다수 천공하여 밀폐된 공간에서 공명이 발생하는 것을 방지하도록 한다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치는,

신호등(1)의 기둥(2)에 연결구(3)를 밴드(4)로 고정한 상태에서, 상기 연결구(3)에 파이프(5)를 통하여 경사각 조절볼트(6)에 의해 경사각을 임의로 조절하는 본체(10)를 결합하도록 한다.

본체(10)의 전원부(22)에 신호등(1)의 전원선을 연결하여 전원을 공급받으면서 내부에 필요한 전원을 공급하도록 한다.

상기 본체(10)에 접착한 2개의 레이저 빔(42)에서 지면으로 출력되는 불빛이 안전선과 겹치는 상태를 인지하면서 회전 상태를 판단하여 각도가 틀어진 상태를 인식하게 되면 고정 나사(44)를 풀도록 한다.

상기의 고정 나사(44)를 풀은 상태에서 조절 레버(43)를 풀거나 감은 상태에 의하여 지지판을 통하여 연결된 회전각 조절구가 회전하면서 센서 브래킷(13)의 방향이 조절되므로 두 레이저 빔(42)이 안전선과 일치하도록 조절함으로써 안전선 밖으로 사람이 이동하는 것을 부채꼴형 인체감지센서(14)에 의하여 정확하게 인식하여 안내할 수 있도록 한다.

그리고 외부로부터의 GPS 안테나(15)를 통하여 GPS 신호를 수신하면서 포함된 현재시간 정보를 검출하여 메인 컨트롤 유닛(23)에 전달하도록 함으로써 GPS의 정확한 시간 정보에 따라 정확한 시간에 작동을 시작한 후 정확한 시간에 종료하도록 하여 인근 주민의 피해를 최소화하는 동시에 보행자를 보다 안전하게 보호할 수 있도록 한다.

상기의 전원부(22)로부터 필요한 전원을 공급받으며 센서 브래킷(13)에 설치된 부채꼴형 인체감지센서(14)를 통하여 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 인식하도록 한다.

보행자용의 신호등(1)으로부터 녹색 램프 점등신호와 녹색 램프 점멸신호 및 적색 램프 점등신호를 컨트롤 기판(21)의 신호수신부(24)를 통하여 전달받는 본체(10)의 메인 컨트롤 유닛(23)에서는 센서 브래킷(13)에 설치되는 상기 부채꼴형 인체감지센서(14)로부터 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무에 따른 신호를 전달받도록 한다.

상기 메인 컨트롤 유닛(23)에 신호등(1)으로부터 컨트롤 기판(21)의 신호수신부(24)를 통하여 녹색 램프 점등신호 또는 녹색 램프 점멸신호가 입력되지 않고 적색 램프 점등신호가 입력되는 상태에서 부채꼴형 인체감지센서(14)로부터 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 인식하여 접근한 사람이 없음을 인식한 신호가 "L"로 입력되면 음성신호가 출력되지 않도록 한다.

그리고 상기 메인 컨트롤 유닛(23)에 의하여 신호등(1)으로부터 적색 램프 점등신호가 입력되는 상태에서 부채꼴형 인체감지센서(14)로부터 컨트롤 기판(21)의 신호수신부(24)를 통하여 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 인식하여 접근한 사람이 있음을 인식한 신호가 "H"로 입력되면 음성저장용 음성 IC(28)에 저장된 "위험하오니 물러나세요."의 전기적인 음성신호를 읽어 내어 3 밴드 주파수 변조부(32)를 경유하는 중에 저음 대역, 중음 대역 및 고음 대역의 3 밴드로 나누어 각각의 음질을 조절한 후 증폭기(33)에서 확성하여 출력하도록 한다.

한편, 상기 메인 컨트롤 유닛(23)에서 의하여 녹색 램프 점등신호가 입력되면 음성저장용 음성 IC(28)에 저장된 "안전하게 건너가세요."의 전기적인 음성신호를 읽어 내어 3 밴드 주파수 변조부(32)를 경유하는 중에 저음 대역, 중음 대역 및 고음 대역의 3 밴드로 나누어 각각의 음질을 조절한 후 증폭기(33)에서 확성하여 출력하도록 한다.

상기의 증폭기(33)로부터 전달되는 전기적인 음성신호는 지향성 스피커(50)를 경유하는 중에 음성으로 변환하여 확성하면서 안전선 부근의 정해진 범위에서는 정상적인 음성을 들을 수 있도록 하는 동시에, 안전선 부근의 정해진 범위 밖에서는 10dB 이상 감쇄된 음성으로 출력되어 소음의 발생 요인을 없애도록 한다.

그리고 선택스위치(17)에 의하여 선택적으로 작동하는 마이크(16)를 통한 주변의 환경 소음(ambient noise)을 전달받는 소음 측정부(18)에서 소음의 레벨을 측정하여 메인 컨트롤 유닛(23)에 전달하면, 메인 컨트롤 유닛(23)에서 주변의 소음 정도에 따라 3 밴드 주파수 변조부(32)에서 적절한 음질로 자동으로 조절되도록 제어신호를 출력하여 주변의 소음보다 10dB 정도 높은 항상 적절한 음량으로 안내할 수 있도록 한다.

상기 본체(10)에 결합한 파이프(5)를 신호등(1)의 기둥(2)에 연결구(3)를 통하여 밴드(4)로 간단하게 부착하고, 센서 브래킷(13)에 설치되어 노출되도록 한 부채꼴형 인체감지센서(14)를 통하여는 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 인식하도록 하고 지향성 스피커(50)를 통하여 음성으로 안내할 수 있도록 한다.

즉, 신호등(1)이 설치되는 기둥(2)에 연결구(3)를 통하여 안정되게 설치되는 본체(10)의 파이프(5)를 지면이 아닌 기둥(21)에 간단하게 설치할 수 있도록 한다.

상기 센서 브래킷(13)에 하향으로 부채꼴형 인체감지센서(14)를 부착하여 4~5m 정도의 높이에서 10m 정도 길이의 범위에서 경계를 지나는 사람의 유무를 확인할 수 있도록 함으로써 보행자에게 피해를 주지 않는 상태에서 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 완벽하게 인식할 수 있도록 한다.

한편, 상기의 지향성 스피커(50)는 상기 음성신호 출력 기판(31)의 증폭기(33)를 통하여 출력되는 전기적인 음성신호를 확성하여 지향성을 가지도록 출력함으로써 주변에 소음으로 인식되는 것을 방지하도록 한 것으로서,

상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)의 외주면을 절곡하여 볼록부위(52)와 접합부(53)가 일체로 형성하면서 공명 제거용 구멍(54)을 다수 천공하여 밀폐된 공간에서 공명이 발생하는 것을 방지하도록 한다.

상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)의 볼록부위(52)의 외면에 압전소자인 세라믹판(60)을 접착하여 증폭기(33)를 거치면서 증폭된 음성의 전기적 신호가 전달될 때 불연재인 세라믹판(60)과 제1 금속 다이아프램 진동판(51)을 통하여 고음으로부터 저음에 이르기까지 양질의 음성신호로 증폭되도록 한다.

그리고 상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)의 접합부(53)를 상기 제2 금속 다이아프램 진동판(61)에 접합함으로써 상기의 제1 금속 다이아프램 진동판(51)에서 증폭된 음성의 전기적인 신호가 다시 제2 금속 다이아프램 진동판(61)에서 고음으로 부터 저음에 이르기까지 양질의 음성신호로 증폭되도록 한다.

상기 지지판(71)에 공명 제거용 구멍(74)을 천공하고 상기 제2 금속 다이아프램 진동판(61)의 접합부(62)와 상기 지지판(71)의 접합부(73)를 접합하여 밀폐 공간을 갖는 입체형을 이루도록 형성함으로써 상기 제1 금속 다이아프램 진동판(61)과 지지판(71)에 형성한 공명 제거용 구멍(54)(74)을 통하여 밀폐된 공간에서 발생하는 공명이 없어지도록 한다.

상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)에 접착한 세라믹판(60)에 한쪽의 뾰쪽한 끝단이 접하는 탄성지지편(81)의 다른 쪽은 상기 지지판(71)에 스프링(82)의 탄성을 받으면서 지지하면서 상기 세라믹판(60)의 진동을 제어하도록 함으로써 증폭기(33)를 거치면서 증폭된 음성의 전기적 신호가 전달될 때 불연재인 세라믹판(60)과 제1 및 제2 금속 다이아프램 진동판(51)(61)을 통하여 고음으로부터 저음에 이르기까지 양질의 음성신호로 증폭되도록 함으로써 고역 대역과 중역 대역 및 저역 대역의 음성신호에 진동파가 거의 포함되지 않은 정확하고 명료한 음성을 들을 수 있도록 한다.

상기의 메인 컨트롤 유닛(23)은 외부의 시각 장애인용 버튼이 온 되면 이를 인식한 상태에서 음성 IC(28)로 제어신호를 출력하면서 시각 장애인용 안내 음성만 출력되도록 하여 시각 장애인을 위한 별도의 장치를 추가하지 않더라도 안내가 가능하도록 한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 발광다이오드 램프를 추가한 상태를 도시한 것으로서,

압전소자인 세라믹판(60)을 접착한 제1 금속 다이아프램 진동판(51)을 유리재의 제2 다이아프램 진동판(65)에 접하도록 설치하고,

상기 제2 다이아프램 진동판(65)의 상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)이 부착되지 않은 부위에 발광다이오드 램프(66)(67)를 좌우에 부착하여 야간 시간에 자동으로 점등되도록 함으로써 본 발명의 보행신호 음성안내 보조장치가 설치되는 황단 보도에 별도의 조명기구를 설치하지 않도록 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 신호등 3 : 연결구
10 : 본체 11 : 제1 공간
12 : 제2 공간 14 : 부채꼴형 인체감지센서
15 : GPS 안테나 16 : 마이크
17 : 소음 측정부 21 : 컨트롤 기판
22 : 전원부 23 : 메인 컨트롤 유닛
24 : 신호수신부 25 : 발광다이오드 점등부
27 : GPS 모듈 28 : 음성 IC
31 : 음성신호 출력 기판 32 : 3 밴드 주파수 변조부
33 : 증폭기 41 : 회전 조절부
50 : 지향성 스피커

Claims (5)

1. 신호등(1)의 기둥(2)에 연결구(3)를 밴드(4)로 고정하도록 하고, 상기 연결구(3)에 파이프(5)를 통하여 본체(10)를 결합하도록 하되,
   상기 본체(10)의 내부 제1 공간(11)에는 컨트롤 기판(21)과 음성신호 출력기판(31)을 내장하면서 제2 공간(12)에는 센서 브래킷(13)에 설치되는 부채꼴형 인체감지센서(14)와 GPS 안테나(15)와 마이크(16)와 회전 조절부(41)와 지향성 스피커(50)가 외부로 노출되도록 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 공간(11)의 컨트롤 기판(21)에는,
   신호등(1)으로부터 전원을 공급받아 내부에 필요한 전원을 공급하는 전원부(22)와,
   상기의 전원부(22)로부터 전원을 공급받으면서 내부의 동작을 제어하는 메인 컨트롤 유닛(MCU)(23)과,
   상기 메인 컨트롤 유닛(23)의 제어를 받으면서 외부로부터의 신호를 수신하여 전달하는 신호수신부(24)와,
   상기 메인 컨트롤 유닛(23)의 제어를 받으면서 현재의 동작 상태를 발광 다이오드군(26)의 점등 상태로 외부에 알리는 발광다이오드 점등부(25)와,
   외부로부터의 GPS 신호를 수신하여 현재시간 정보를 검출하여 메인 컨트롤 유닛(23)에 전달하는 GPS 모듈(27)과,
   상기 메인 컨트롤 유닛(23)의 제어를 받으면서 저장된 "안전선 안으로 이동하세요", "안전하게 건너가세요"의 음성신호를 출력하는 음성 IC(28)와,
   선택스위치(17)에 의하여 선택적으로 작동하는 마이크(16)를 통한 주변의 소음을 전달받으면 소음의 레벨을 측정하여 메인 컨트롤 유닛(23)에 전달하여 메인컨트롤 유닛(23)에서 주변의 소음 정도에 따라 출력되는 제어신호에 의하여 3 밴드 주파수 변조부(32)의 음량을 자동으로 조절하여 항상 적절한 음량으로 안내할 수 있도록 하는 소음 측정부(18)를 배치하고,
   상기 제1 공간(11)의 음성신호 출력 기판(31)에는,
   상기 메인 컨트롤 유닛(MCU)(23)의 제어를 받으면서 음성 IC(28)로부터 출력되는 음성신호를 전달받아 저음 대역, 중음 대역 및 고음 대역의 3 밴드로 나누어 각각의 음질을 조절하면서 신호처리를 수행하는 3 밴드 주파수 변조부(32)와,
   상기의 3 밴드 주파수 변조부(32)에서 출력되는 전기적인 음성신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(33)를 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기의 제2 공간(12)에는,
   센서 브래킷(13)에 설치되어 보행통로의 인근에서 신호를 기다리는 중에 안전선 밖으로 이동하는 사람의 유무를 인식하여 신호수신부(24)를 통하여 메인 컨트롤 유닛(23)에 전달하는 부채꼴형 인체감지센서(14)와,
   2개의 레이저 빔(42)을 통하여 출력되는 불빛으로 현재 센서 브래킷(13)의 회전각을 판단하면 조절 레버(43)를 회전시키면서 정확한 각도로 설치되도록 하여 정확하게 감지할 수 있도록 하는 회전 조절부(41)와,
   상기의 음성신호 출력 기판(31)의 증폭기(33)를 통하여 출력되는 전기적인 음성신호를 확성하여 지향성을 가지도록 출력함으로써 주변에 소음으로 인식되는 것을 방지하도록 하는 지향성 스피커(50)를 배치하고,
   상기의 회전 조절부(41)는,
   2개의 레이저 빔(42)에서 지면으로 출력되는 불빛이 안전선과 겹치는 상태를 인지하면서 회전 상태를 판단하여 각도가 틀어진 상태를 인식하게 되면 고정 나사(44)를 풀도록 하고,
   상기의 고정 나사(44)를 풀은 상태에서 조절 레버(43)를 풀거나 감은 상태에 의하여 센서 브래킷(13)의 방향이 조절되므로 두 레이저 빔(42)이 안전선과 일치하도록 조절하도록 구성한 것을 특징으로 하는 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기의 지향성 스피커(50)는,
   제1 금속 다이아프램 진동판(51)의 외주면을 절곡하여 볼록부위(52)와 접합부(53)가 일체로 형성하고,
   상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)의 볼록부위(52)의 외면에 압전소자인 세라믹판(60)을 부착하고,
   상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)의 접합부(53)를 제2 금속 다이아프램 진동판(61)에 접합하고,
   상기 제2 금속 다이아프램 진동판(61)의 접합부(62)와 지지판(71)의 접합부(73)를 접합하여 입체형을 이루도록 하고,
   상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)에 부착한 세라믹판(60)에 한쪽의 뾰쪽한 끝단이 접하는 탄성지지편(81)의 다른 쪽은 상기 지지판(71)의 볼록부위(72)에 스프링(82)의 탄성을 받으면서 지지되도록 하여 상기 세라믹판(60)의 진동을 제어하도록 하고,
   상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)과 지지판(71)에 공명 제거용 구멍(54)(74)을 다수 천공하여 밀폐된 공간에서 공명이 발생하는 것을 방지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 압전소자인 세라믹판(60)을 부착한 상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)을 유리재의 제2 다이아프램 진동판(65)에 접하도록 하고,
   상기 제2 다이아프램 진동판(65)의 상기 제1 금속 다이아프램 진동판(51)이 부착되지 않은 부위에 발광다이오드 램프(66)(67)를 좌우에 부착하여 야간 시간에 자동으로 점등되도록 구성한 것을 특징으로 하는 부채꼴형 인체감지센서를 이용한 보행신호 음성안내 보조장치.

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