KR101928895B1 - System of recognizing object and warning by microwave frequency analysis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 객체 인식에 관한 것으로서, 구체적으로는 마이크로웨이브(microwave) 주파수 분석을 통한 객체를 인식하고, 이에 대하여 필요한 경고를 하는 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to object recognition, and more particularly, to a system for recognizing an object through microwave frequency analysis and providing a necessary warning.
교통 신호등이 없는 교외 도로나 무단 횡단이 잦은 도로에서는 교통사고가 자주 발생하고 심한 교통사고로 이어지는 경우도 있다.Traffic accidents often occur on roads without frequent traffic lights and frequent crossings, leading to serious traffic accidents.
CCTV 등에 의해 교통사고를 감지할 수는 있지만, 안개가 심하거나 기상 악천후가 발생하는 경우에는 사람이나 차량 자체를 구별하는 것은 물론 감지하는 것 자체라 어려운 경우가 많다.Traffic accidents can be detected by CCTV, but in the case of severe fog or bad weather, it is difficult to distinguish the person or the vehicle itself and to detect it.
이에, 무단 횡단 사고가 잦은 도로나 횡단보도가 없거나 주행 차량이 많지 않은 곳에서는 기상 악천후에도 불구하고 차량과 사람을 정확하게 식별하고 안전 사고를 예방할 수 있는 수단을 제공할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to provide a means to accurately identify the vehicle and the person and to prevent the safety accident in the place where there is no frequent crossing road or crosswalk, or where there are not many driving vehicles.
본 발명의 목적은 마이크로웨이브 주파수 분석을 통한 객체 인식 및 경고 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an object recognition and warning system through microwave frequency analysis.
상술한 본 발명의 목적에 따른 마이크로웨이브 주파수 분석을 통한 객체 인식 및 경고 시스템은, 마이크로웨이브(microwave)를 이용하여 객체를 감지하는 마이크로웨이브 센서 모듈; 상기 마이크로웨이브 센서 모듈에서 객체가 감지된 경우, 감지된 객체가 보행자인지 주행 차량인지 식별하는 객체 식별 모듈; 상기 객체 식별 모듈에서 보행자 및 주행 차량이 식별되는 경우, 보행자에게 주변에 주행 차량이 있음을 경고하거나 상기 주행 차량의 운전자에게 보행자가 있음을 경고하는 경고 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an object recognition and warning system using microwave frequency analysis, comprising: a microwave sensor module for sensing an object using a microwave; An object identification module for identifying whether the detected object is a pedestrian or a traveling vehicle when the object is detected in the microwave sensor module; And a warning module for alerting the pedestrian to the presence of a traveling vehicle or alerting the driver of the traveling vehicle to the presence of a pedestrian when the pedestrian and the traveling vehicle are identified in the object identification module.
여기서, 상기 객체 식별 모듈은, 상기 마이크로웨이브 센서 모듈에서 감지한 객체의 주파수 정보를 이용하여 주파수 천이 분석을 수행하여 상기 객체의 이동 속도를 산출하는 도플러 주파수 분석부; 상기 도플러 주파수 분석부에서 산출된 객체의 이동 속도에 따라 상기 객체가 보행자인지 차량인지 여부를 식별하는 객체 식별부를 포함하도록 구성될 수 있다.Here, the object identification module may include a Doppler frequency analyzer for performing a frequency transition analysis using frequency information of an object sensed by the microwave sensor module to calculate a moving speed of the object; And an object identification unit for identifying whether the object is a pedestrian or a vehicle according to the moving speed of the object calculated by the Doppler frequency analysis unit.
그리고 상기 객체 식별 모듈은, 하기 수학식에 따라 상기 객체의 속도를 산출하도록 구성되며, [수학식] , 여기서, 는 도플러 주파수이고, 는 송신 주파수이고, 는 객체의 이동 속도, 는 빛의 속도로 구성될 수 있다.And the object identification module is configured to calculate the velocity of the object according to the following equation, , here, Is the Doppler frequency, Is the transmission frequency, The moving speed of the object, Can be composed of the speed of light.
그리고 상기 경고 모듈은, 상기 보행자 또는 주행 차량의 이동 방향을 고려하여 보행자나 주행 차량의 운전자에게 경고할 수 있는 경고 매체를 자동으로 선택하여 설정하는 경고 매체 자동 설정부; 상기 경고 매체 자동 설정부에 의해 경고 매체로 설정되어 보행자나 운전자의 전방에서 경고 문구를 표시하는 전광판; 상기 경고 매체 자동 설정부에 의해 경고 매체로 설정되어 보행자나 운전자의 전방에서 경고 문구를 출력하는 로고젝터; 상기 경고 매체 자동 설정부에 의해 경고 매체로 설정되어 경고 문구 음성 출력하거나 야생 동물의 천적 소리를 출력하는 스피커; 상기 경고 매체 자동 설정부에 의해 경고 매체로 설정되며, 상기 주행 차량의 전방에 위치하여 다른 색상의 빛을 출력하는 가로등을 포함하도록 구성될 수 있다.The warning module may further include a warning medium auto-setting unit that automatically selects and sets a warning medium to warn the driver of the pedestrian or the traveling vehicle in consideration of the moving direction of the pedestrian or the traveling vehicle; An electric sign board which is set as a warning medium by the automatic warning medium setting unit and displays a warning phrase in front of a driver or a pedestrian; A logo projector which is set as a warning medium by the automatic warning medium setting unit and outputs a warning phrase in front of a driver or a pedestrian; A speaker that is set as a warning medium by the automatic warning medium setting unit and outputs a warning phrase sound output or a wild animal nausea; And a street lamp that is set as a warning medium by the automatic warning medium setting unit and is located in front of the driving vehicle and outputs light of a different color.
그리고 상기 경고 모듈은, 상기 보행자 또는 주행 차량의 이동 방향을 고려하여 보행자나 주행 차량의 운전자의 전방에 로고젝터(logojector)의 로고(logo)를 출력하여 경고하도록 구성될 수 있다.The warning module may be configured to output a logo of a logojector in front of the driver of the pedestrian or the driving vehicle in consideration of the moving direction of the pedestrian or the driving vehicle.
그리고 상기 마이크로웨이브 센서 모듈은, 마이크로웨이브를 생성하는 마이크로웨이브 생성부; 상기 마이크로웨이브 생성부에 의해 생성된 마이크로웨이브의 반향 주파수를 제어하는 마이크로웨이브 반향 주파수 제어부; 상기 마이크로웨이브 반향 주파수 제어부에 의해 제어되는 반향 주파수로 마이크로웨이브를 방사하는 마이크로웨이브 반향부; 상기 마이크로웨이브 반향부에 의해 방사되어 상기 객체로부터 반사되는 마이크로웨이브를 수신하는 마이크로웨이브 수신부; 상기 마이크로웨이브 수신부에서 수신되는 마이크로웨이브를 이용하여 상기 객체의 유무를 감지하는 객체 감지부를 포함하도록 구성될 수 있다.The microwave sensor module includes: a microwave generator for generating a microwave; A microwave echo frequency controller for controlling an echo frequency of the microwave generated by the microwave generator; A microwave echo portion that emits a microwave at an echo frequency controlled by the microwave echo frequency controller; A microwave receiver for receiving a microwave emitted by the microwave echo and reflected from the object; And an object sensing unit for sensing the presence or absence of the object using the microwave received from the microwave receiving unit.
그리고 상기 객체 식별 모듈에서 객체가 식별된 경우 알람을 출력하는 객체 식별 알람부; 사용자로부터 경고 문구를 입력받는 경고 문구 입력부; 상기 경고 문구 입력부로부터 입력받은 경고 문구를 출력한 경고 매체를 상기 사용자로부터 입력받는 경고 매체 입력부; 상기 경고 문구 입력부에서 입력받은 경고 문구 및 상기 경고 매체 입력부에서 입력받은 경고 매체를 설정하는 경고 수동 설정부를 포함하는 사용자 단말을 더 포함하도록 구성될 수 있다.An object identification alarm unit for outputting an alarm when an object is identified in the object identification module; A warning text input unit for inputting a warning text from a user; A warning medium input unit for receiving a warning medium from the user inputting the warning text inputted from the warning text input unit; And a warning manual setting unit for setting a warning phrase input from the warning input unit and an alarm medium input from the warning medium input unit.
상술한 마이크로웨이브 주파수 분석을 통한 객체 인식 및 경고 시스템에 의하면, 비나 안개 등의 악천후에도 마이크로웨이브를 이용하여 도로의 주행 차량이나 보행자를 정확하게 인식하여 위험을 경고하도록 구성됨으로써, 교통사고를 미연에 방지하고 안전 예방에 만전을 기할 수 있는 효과가 있다.According to the object recognition and warning system using the microwave frequency analysis described above, it is possible to accurately recognize the driving vehicle or the pedestrian on the road by using the microwave even in bad weather such as rain or fog and warn the danger, There is an effect to be able to make safety thoroughly.
특히, 마이크로웨이브만으로도 객체의 속도를 감지하여 차량인지 보행자인지를 인식하도록 구성됨으로써, 위험 상황을 예측하고 신속하고 정확하게 경고할 수 있는 효과가 있다.Particularly, it is configured to recognize the vehicle or pedestrian by sensing the speed of the object by only microwave, thereby predicting the dangerous situation and warning it promptly and accurately.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 주파수 분석을 통한 객체 인식 및 경고 시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of an object recognition and warning system through microwave frequency analysis according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 주파수 분석을 통한 객체 인식 및 경고 시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of an object recognition and warning system through microwave frequency analysis according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 주파수 분석을 통한 객체 인식 및 경고 시스템(100)은 마이크로웨이브 센서 모듈(110), 객체 식별 모듈(120), 경고 모듈(130), 사용자 단말(140)을 포함하도록 구성될 수 있다.1, an object recognition and
마이크로웨이브 주파수 분석을 통한 객체 인식 및 경고 시스템(100)은 기상 악천후가 있거나 안개가 짙은 날에도 마이크로웨이브 주파수 분석을 통해 사람과 차량을 정확하게 감지하고 식별하여 교통사고 등을 미리 파악할 수 있도록 구성될 수 있다.The object recognition and
특히, 도플러(Doppler) 효과를 이용하여 객체의 속도를 파악함으로써, 차량인지 사람인지를 쉽게 식별할 수 있도록 구성될 수 있다.In particular, it can be configured to easily identify a vehicle or a person by grasping the speed of an object using a Doppler effect.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.
마이크로웨이브 센서 모듈(110)은 마이크로웨이브를 이용하여 객체를 감지하도록 구성될 수 있다. 여기서, 객체는 사람, 도로 상의 주행 차량 그리고 야생 동물 등이 될 수 있다. 이 외에도 산에서 도로 상에 굴러 떨어진 돌이나 바위 또는 트럭에서 떨어진 짐 등이 될 수도 있다.The
마이크로웨이브 센서 모듈(110)은 마이크로웨이브 생성부(111), 마이크로웨이브 반향 주파수 제어부(112), 마이크로웨이브 반향부(113), 마이크로웨이브 수신부(114), 객체 감지부(115)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.The
마이크로웨이브 생성부(111)는 발진기를 이용하여 마이크로웨이브를 생성하도록 구성될 수 있다. 마이크로웨이브는 안개가 짙거나 악천후로 인해 가시성이 떨어지는 상황에서도 객체 유무를 정확하게 감지할 수 있는 주파수 대역에 존재한다. 얇은 벽체나 창문 뒷편의 물체도 감지할 수 있으므로, 무기 체계에서도 널리 이용되고 있다.The
마이크로웨이브 반향 주파수 제어부(112)는 마이크로웨이브 반향 주파수를 제어하는 구성이다. 보다 넓은 지역의 도로를 모니터링하기 위해서는 마이크로웨이브의 반향 주파수를 레이더(radar)처럼 360도 전방향으로 반향 주파수를 구동 제어할 수 있고, 특정 무단 횡단 영역이나 특정 영역의 방향으로만 반향 주파수를 고정시킬 수도 있다. 그리고 도로 상에서 도로의 양 방향으로 각각 방사하도록 구성될 수도 있다.The microwave
마이크로웨이브 반향 주파수 제어부(112)는 시간대별로 또는 기간별로 반향 주파수를 다르게 제어할 수도 있다.The microwave
마이크로웨이브 반향 주파수 제어부(112)는 객체가 감지되면 그 객체를 추적 감지하도록 구성될 수 있다. 그리고 마이크로웨이브 반향 주파수 제어부(112)는 마이크로웨이브의 반향 주파수 정보를 추적 수집하여 객체 감지부(115)로 실시간 전달하도록 구성될 수 있다.The microwave echo
마이크로웨이브 반향부(113)는 마이크로웨이브 반향 주파수 제어부(112)의 제어 방향에 따라 마이크로웨이브를 방사하도록 구성될 수 있다.The
마이크로웨이브 수신부(114)는 마이크로웨이브 반향부(113)에서 방사되고 나서 객체로부터 반사되는 마이크로웨이브를 수신하도록 구성될 수 있다. 마이크로웨이브 수신부(114)는 마이크로웨이브의 반사 시간을 측정하여 객체 감지부(115)로 실시간 전달하도록 구성될 수 있다.The
객체 감지부(115)는 마이크로웨이브 수신부(114)에서 수신되는 마이크로웨이브를 이용하여 객체의 유무를 감지하도록 구성될 수 있다. 객체 감지부(115)는 마이크로웨이브 수신부(114)에서 마이크로웨이브의 반사 시간을 측정하여 객체의 출현 여부를 감지하도록 구성될 수 있다. 그리고 반사 시간을 통해 객체까지의 거리 즉, 그 위치 정보를 산출하도록 구성될 수 있다.The
또한, 객체 감지부(115)는 마이크로웨이브 반향 주파수 제어부(112)로부터 반향 주파수 정보를 실시간 수신하도록 구성될 수 있다.The
객체 감지부(115)는 마이크로웨이브 수신부(114)에서 수신된 반사파를 증폭하고 이를 샘플링(smapling)하여 0 또는 1의 값을 갖는 디지털 펄스 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 객체 감지부(115)는 디지털 펄스 신호를 도플러 주파수 분석부(121)로 실시간 전달하도록 구성될 수 있다.The
객체 감지부(115)는 객체가 감지되면 해당 객체의 위치 정보와 그 반향 주파수 정보, 그리고 마이크로웨이브의 주파수 천이 정보를 객체 식별 모듈(120)의 도플러 주파수 분석부(121)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.When the object is detected, the
객체 식별 모듈(120)은 마이크로웨이브 센서 모듈(110)에서 객체가 감지된 경우, 감지된 객체가 보행자인지 주행 차량인지 식별하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 야생 동물 여부도 식별하도록 구성될 수 있다. 외진 도로에서는 로드킬(road kill) 당하는 야생 동물들이 많고 운전자에게도 심한 피해를 줄 수 있기 때문에 야생 동물의 도로 출현 여부를 정확하게 인식하는 것도 중요하다.The
객체 식별 모듈(120)은 마이크로웨이브 센서 모듈(110)에 의해 감지된 객체의 주파수가 도플러(Doppler) 효과에 따라 천이되는 양상에 의해 객체의 이동 방향 및 이동 속도를 인식하도록 구성될 수 있다. 더 나아가 그 인식된 이동 속도에 따라 객체가 보행자인지 또는 주행 차량인지 식별하도록 구성될 수 있다.The
객체 식별 모듈(120)은 도플러 주파수 분석부(121), 객체 식별부(122)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다The
도플러 주파수 분석부(121)는 마이크로웨이브 센서 모듈(110)의 객체 감지부(115)에서 감지한 객체에 대한 정보 즉, 그 위치 정보와 반향 주파수 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 그리고 도플러 주파수 분석부(121)는 마이크로웨이브 센서 모듈(110)의 객체 감지 모듈(115)로부터 객체의 위치 정보, 반향 주파수 제어 정보, 송신 마이크로웨이브 주파수, 수신 마이크로웨이브 주파수 등의 주파수 천이 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.The
도플러 주파수 분석부(121)는 해당 객체에 대해 도플러 효과에 의한 주파수 천이 분석을 수행하도록 구성될 수 있다. 주파수 천이 분석에 따라 해당 객체의 반사 주파수가 점점 높아지는 경우에는 이동 방향이 점점 가까워지는 방향이고 반사 주파수가 점점 낮아지는 경우에는 이동 방향이 점점 멀어지는 방향인 것으로 인식할 수 있다. 또한, 주파수의 천이 정도에 따라 해당 객체의 이동 속도도 산출할 수 있다. 구체적으로는 다음과 같다.The
도플러 효과 이론에 의하면 객체가 파원으로 접근하는 동안에는 객체로부터 반사되는 수신 주파수는 파원의 송신 주파수와 대비하여 더 높아지며, 객체가 파원을 지나가는 순간에는 수신 주파수와 송신 주파수가 동일해지며, 지나가는 순간 이후 파원으로부터 멀어지는 중에는 수신 주파수가 송신 주파수보다 더 낮아진다.According to the Doppler effect theory, while the object is approaching the source, the reception frequency reflected from the object becomes higher than the transmission frequency of the source. When the object passes the source, the reception frequency becomes equal to the transmission frequency. The reception frequency becomes lower than the transmission frequency.
이처럼 주파수는 객체와 파원 간의 상대적인 운동에 의해 영향을 받는다. 파장은 주파수와 역의 관계에 있으므로, 파장 역시 동일한 영향을 받는다.Thus, the frequency is affected by the relative motion between the object and the source. Since the wavelength is inversely related to the frequency, the wavelength is also affected.
도플러 효과가 레이더에 적용될 때 레이더 도플러 시프트(radar Doppler shift) 공식은 하기 수학식 1와 같이 표현될 수 있다.When the Doppler effect is applied to the radar, the radar Doppler shift formula can be expressed as shown in Equation 1 below.
여기서, 는 송신 주파수이고, 은 수신 주파수이고, 는 객체의 이동 속도, 는 빛의 속도이다.here, Is the transmission frequency, Is the receive frequency, The moving speed of the object, Is the speed of light.
위 수학식 1을 단순화하면 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.Simplifying Equation (1) can be expressed as Equation (2).
위의 수학식에서 도플러 주파수 즉, 송신 주파수와 수신 주파수의 차이는 다음 수학식 3과 같이 산출될 수 있다.In the above equation, the difference between the Doppler frequency, that is, the transmission frequency and the reception frequency, can be calculated by the following equation (3).
여기서, 는 도플러 주파수이다.here, Is the Doppler frequency.
송신 주파수가 본 발명과 같은 마이크로웨이브 주파수라면, 위 수학식 3에서 우항 분모는 로 근사화될 수 있다.If the transmission frequency is the microwave frequency as in the present invention, then the right-hand side denominator in Equation (3) . ≪ / RTI >
따라서 도플러 주파수 는 하기 수학식 4와 같이 근사화될 수 있다.Therefore, the Doppler frequency Can be approximated as shown in Equation (4).
수학식 4를 해석하면, 이동 중인 객체에서 반향된 주파수는 그 객체에 투사된 주파수와의 차이를 산출한 값과 변화된 시간을 계산하면 객체의 속도 를 측정할 수 있다는 의미로 해석될 수 있다.Equation (4) can be interpreted as follows. The frequency of the echo in the moving object is calculated by calculating the difference between the frequency and the projected frequency of the object, Can be measured.
객체 식별부(122)는 도플러 주파수 분석부(121)의 주파수 천이 분석에 따라 해당 객체의 이동 방향, 이동 속도 그리고 위치 등을 정확하게 파악할 수 있다.The
객체 식별부(122)는 객체의 위치가 이미 알고 있는 도로 상에 존재하고 그 객체의 이동 속도가 사람의 평균 이동 속도를 훨씬 뛰어 넘는 경우 그 객체를 차량으로 식별할 수 있다. 그리고 도로가의 보행 지역에 있는 사람의 걷는 속도 또는 뛰는 속도 정도의 객체는 사람으로 식별할 수 있다. 도로 상의 객체라 하더라도 걷는 속도인 경우에는 사람으로 식별하고, 잠정적으로는 차량일 가능성의 여지를 남겨둘 수 있다.The
위 수학식 4에서 본다면, 속도 는 사람의 최대 보행 속도 또는 뛰는 평균 속도 이하이면 사람으로 감지할 수 있다. 최대 보행 속도나 뛰는 평균 속도는 가변 설정될 수 있다.If we look at equation (4) above, Can be perceived as a person if it is below the maximum walking speed or average running speed of a person. The maximum walking speed or average running speed can be set variable.
한편, 객체 식별부(122)는 객체가 식별되었다는 정보와 그 식별된 객체에 대한 정보를 사용자 단말(140)의 객체 식별 알람부(141)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.The
경고 모듈(130)은 객체 식별 모듈(120)에서 식별된 객체와 그 객체의 이동 방향 등을 고려하여 교통사고 위험을 미리 파악하고 이를 각 객체에 경고하도록 구성될 수 있다.The
경고 모듈(130)은 객체 식별 모듈(120)에서 보행자 및 주행 차량이 식별되는 경우, 보행자에게 주변에 주행 차량이 있음을 경고하거나 주행 차량의 운전자에게 보행자가 있음을 경고하도록 구성될 수 있다.The
경고 모듈(130)은 보행자 또는 주행 차량의 이동 방향을 고려하여 보행자나 주행 차량의 운전자의 전방에 설치된 전광판(134), 로고젝터(logojector)(135) 등을 통해 경고하도록 구성될 수 있다.The
경고 모듈(130)은 경고 문구 자동 설정부(131), 경고 위치 자동 설정부(132), 경고 매체 자동 설정부(133), 전광판(134), 로고젝터(logojector)(135), 스피커(speaker)(136), 가로등(137)을 포함하도록 구성될 수 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.The
경고 문구 자동 설정부(131)는 객체 식별 모듈(120)의 객체 식별부(122)에서 식별된 객체에 대한 정보, 그 위치 정보, 이동 방향 등을 수신하도록 구성될 수 있다. 보행자에게는 "차량이 접근하니 조심하세요", "차량이 지나가니 건너지마세요." 등의 적합한 경고 문구를 설정할 수 있으며, 운전자에게는 "보행자가 있으니 정지하세요."라든가 "보행자가 있으니 서행하세요.", "고라니가 있으니 서행하세요." 등의 적합한 경고 문구를 설정할 수 있다.The warning phrase
경고 위치 자동 설정부(132)는 보행자의 이동 방향과 주행 차량의 이동 방향에 따라 그 전방에 경고 위치를 설정할 수 있다. 그 설정된 경고 위치의 전광판(134)을 이용 설정하거나 또는 그 설정된 경고 위치에 로고젝터(135)의 로고 출력 방향을 설정할 수 있다.The warning position
경고 매체 자동 설정부(133)는 경고 위치 자동 설정부(132)에 의해 설정된 경고 위치에 경고할 수 있는 경고 매체를 선택하여 설정할 수 있다. 경고 매체로서는 전광판(134), 로고젝터(135), 스피커(136), 가로등(137) 등이 있을 수 있다.The warning medium
전광판(134)은 경고 문구 자동 설정부(131)에서 설정된 경고 문구가 표시될 수 있으며, 운전자나 보행자의 전방에 있는 전광판(134)에 표시될 수 있다.The
로고젝터(135) 역시 경고 문구 자동 설정부(131)에서 설정된 경고 문구를 보행자나 운전자의 전방에 표시하도록 구성될 수 있다.The
스피커(136)는 경고 문구 자동 설정부(131)에서 설정된 경고 문구를 출력하도록 구성될 수 있다. 보행자가 시각 장애인인 경우에 유용할 수 있다. 또한, 새들이나 고라니의 경우에는 전광판(134)이나 로고젝터(135)가 무용하므로, 새나 고라니의 천적 소리를 음향으로 출력하여 새나 고리나가 빨리 피할 수 있도록 구성될 수 있다.The
가로등(137)은 운전자의 주행 방향의 전방에 가로등 색상이 다르게 표시되도록 구성될 수 있다. 가로등(137)이 주광 계열의 빛을 출력하는데, 갑자기 운전자의 전방 방향의 가로등(137)에 빨간색 빛이 출력되면, 전방 방향에 보행자나 야생 동물이 있을 수 있음을 경고할 수 있다.The
사용자 단말(140)은 원격지에서 사용자가 경고 모듈(130)을 제어하는 구성이다.The
사용자 단말(140)은 객체 식별 알람부(141), 경고 문구 입력부(142), 경고 매체 설정부(143), 경고 수동 설정부(144)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.The
객체 식별 알람부(141)은 객체 식별 모듈(120)의 객체 식별부(122)로부터 객체가 식별되었다는 정보를 수신하여 알람을 출력하도록 구성될 수 있다. 그리고 객체가 사람인지 차량인지 등의 정보도 수신하여 알람 출력하도록 구성될 수 있다.The object
경고 문구 입력부(142)는 경고 문구를 사용자로부터 입력받도록 구성될 수 있다. 객체 식별 알람부(141)에서 알람이 출력되면, 사용자는 이를 인지하고 경고 문구 입력부(142)를 통해 경고 문구를 입력하도록 구성될 수 있다.The warning
경고 매체 입력부(143)는 사용자에 의해 경고 문구를 출력할 경고 매체를 수동 입력받도록 구성될 수 있다.The warning
경고 수동 설정부(144)는 경고 문구 입력부(142)와 경고 매체 입력부(143)에서 입력받은 경고 문구 및 경고 매체를 설정하는 구성이다. 경고 수동 설정부(144)는 원격에서 경고 문구 자동 설정부(131) 및 경고 매체 자동 설정부(133)에 경고 문구 및 경고 매체를 송신하여 자동 설정에 우선하여 수동 설정하도록 구성될 수 있다.The warning
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims will be.
110: 마이크로웨이브 센서 모듈 111: 마이크로웨이브 생성부
112: 마이크로웨이브 반향 주파수 제어부 113: 마이크로웨이브 반향부
114: 마이크로웨이브 수신부 115: 객체 감지부
120: 객체 식별 모듈 121: 도플러 주파수 분석부
122: 객체 식별부 130: 경고 모듈
131: 경고 문구 자동 설정부 132: 경고 위치 자동 설정부
133: 경고 매체 자동 설정부 134: 전광판
135: 로고젝터 136: 스피커
137: 가로등 140: 사용자 단말
141: 객체 식별 알람부 142: 경고 문구 입력부
143: 경고 매체 설정부 144: 경고 수동 설정부110: Microwave sensor module 111: Microwave generator
112: microwave echo frequency control unit 113: microwave echo frequency control unit
114: Microwave reception unit 115: Object detection unit
120: object identification module 121: Doppler frequency analysis module
122: Object Identification Unit 130: Warning Module
131: warning phrase automatic setting unit 132: warning position automatic setting unit
133: warning medium automatic setting unit 134:
135: ROGOJUNTER 136: SPEAKER
137: street lamp 140: user terminal
141: object identification alarm section 142: warning phrase input section
143: warning medium setting section 144: warning manual setting section
Claims (7)
상기 마이크로웨이브 센서 모듈(110)에서 객체가 감지된 경우, 감지된 객체가 보행자인지 주행 차량인지 식별하는 객체 식별 모듈(120);
상기 객체 식별 모듈(120)에서 보행자 및 주행 차량이 식별되는 경우, 보행자에게 주변에 주행 차량이 있음을 경고하거나 상기 주행 차량의 운전자에게 보행자가 있음을 경고하는 경고 모듈(130)을 포함하고,
상기 객체 식별 모듈(120)은,
상기 마이크로웨이브 센서 모듈(110)에서 감지한 객체의 주파수 정보를 이용하여 주파수 천이 분석을 수행하여 상기 객체의 이동 속도를 산출하는 도플러 주파수 분석부(121);
상기 도플러 주파수 분석부(121)에서 산출된 객체의 이동 속도에 따라 상기 객체가 보행자인지 차량인지 여부를 식별하는 객체 식별부(122)를 포함하며,
상기 객체 식별 모듈(120)은,
하기 수학식1에 따라 도플러 주파수를 산출하고,
[수학식1]
수학식1에서 우항 분모는 로 근사화될 수 있어, 하기 수학식2에서 상기 객체의 속도를 산출하도록 구성되며,
[수학식2]
여기서, 는 도플러 주파수이고, 는 송신 주파수이고, 은 수신 주파수이고, 는 객체의 이동 속도, 는 빛의 속도이며,
상기 경고 모듈(130)은,
상기 보행자 또는 주행 차량의 이동 방향을 고려하여 보행자나 주행 차량의 운전자에게 경고할 수 있는 경고 매체를 자동으로 선택하여 설정하는 경고 매체 자동 설정부(133);
상기 경고 매체 자동 설정부(133)에 의해 경고 매체로 설정되어 보행자나 운전자의 전방에서 경고 문구를 표시하는 전광판(134);
상기 경고 매체 자동 설정부(133)에 의해 경고 매체로 설정되어 보행자나 운전자의 전방에서 경고 문구를 출력하는 로고젝터(135);
상기 경고 매체 자동 설정부(133)에 의해 경고 매체로 설정되어 경고 문구 음성 출력하거나 야생 동물의 천적 소리를 출력하는 스피커(136);
상기 경고 매체 자동 설정부(133)에 의해 경고 매체로 설정되며, 상기 주행 차량의 전방에 위치하여 다른 색상의 빛을 출력하는 가로등(137)을 포함하도록 구성되고,
상기 경고 모듈(130)은,
상기 보행자 또는 주행 차량의 이동 방향을 고려하여 보행자나 주행 차량의 운전자의 전방에 로고젝터(logojector)(136)의 로고(logo)를 출력하여 경고하도록 구성되며,
상기 마이크로웨이브 센서 모듈(110)은,
마이크로웨이브를 생성하는 마이크로웨이브 생성부(111);
상기 마이크로웨이브 생성부(111)에 의해 생성된 마이크로웨이브의 반향 주파수를 제어하는 마이크로웨이브 반향 주파수 제어부(112);
상기 마이크로웨이브 반향 주파수 제어부(112)에 의해 제어되는 반향 주파수로 마이크로웨이브를 방사하는 마이크로웨이브 반향부(113);
상기 마이크로웨이브 반향부(113)에 의해 방사되어 상기 객체로부터 반사되는 마이크로웨이브를 수신하는 마이크로웨이브 수신부(114);
상기 마이크로웨이브 수신부(114)에서 수신되는 마이크로웨이브를 이용하여 상기 객체의 유무를 감지하는 객체 감지부(115)를 포함하도록 구성되고,
상기 마이크로웨이브 수신부(114)는 마이크로웨이브의 반사 시간을 측정하여 객체 감지부(115)로 실시간 전달하도록 구성되며,
상기 객체 감지부(115)는 반사 시간을 통해 객체의 위치 정보를 산출하도록 구성되고,
상기 객체 감지부(115)는 마이크로웨이브 수신부(114)에서 수신된 반사파를 증폭하고 이를 샘플링(smapling)하여 0 또는 1의 값을 갖는 디지털 펄스 신호로 변환한 디지털 펄스 신호를 도플러 주파수 분석부(121)로 실시간 전달하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 주파수 분석을 통한 객체 인식 및 경고 시스템.
A microwave sensor module 110 for sensing an object using a microwave;
An object identification module 120 for identifying whether the sensed object is a pedestrian or a traveling vehicle when the object is detected in the microwave sensor module 110;
And a warning module (130) for alerting the pedestrian to the presence of a traveling vehicle or alerting the driver of the traveling vehicle to the presence of a pedestrian when the pedestrian and the traveling vehicle are identified in the object identification module (120)
The object identification module (120)
A Doppler frequency analyzer 121 for performing a frequency transition analysis using the frequency information of the object sensed by the microwave sensor module 110 to calculate a moving speed of the object;
And an object identification unit (122) for identifying whether the object is a pedestrian or a vehicle according to the moving speed of the object calculated by the Doppler frequency analyzer (121)
The object identification module (120)
A Doppler frequency is calculated according to the following equation (1)
[Equation 1]
In Equation (1), the right- , And is configured to calculate the velocity of the object in Equation (2) below,
&Quot; (2) "
here, Is the Doppler frequency, Is the transmission frequency, Is the receive frequency, The moving speed of the object, Is the speed of light,
The warning module (130)
An automatic warning medium automatic setting unit 133 for automatically selecting and setting a warning medium which can warn the driver of the traveling vehicle or the pedestrian in consideration of the moving direction of the pedestrian or the traveling vehicle;
An electric sign board 134 which is set as a warning medium by the automatic warning medium setting unit 133 and displays a warning phrase in front of the driver or a pedestrian;
A logo ejector 135, which is set as the warning medium by the automatic warning medium setting unit 133 and outputs a warning phrase in front of the driver or the pedestrian;
A speaker 136 that is set as a warning medium by the automatic warning medium setting unit 133 to output a warning phrase sound or output a wild animal sound;
And a street lamp (137), which is set as a warning medium by the automatic warning medium setting unit (133) and is located in front of the traveling vehicle and outputs light of a different color,
The warning module (130)
A logo of a logojector 136 is output in front of the driver of the pedestrian or the traveling vehicle in consideration of the moving direction of the pedestrian or the traveling vehicle,
The microwave sensor module (110)
A microwave generating unit 111 for generating a microwave;
A microwave echo frequency controller 112 for controlling an echo frequency of the microwave generated by the microwave generator 111;
A microwave echo section 113 for emitting a microwave at an echo frequency controlled by the microwave echo frequency control section 112;
A microwave receiving unit (114) for receiving a microwave emitted by the microwave echoing unit (113) and reflected from the object;
And an object sensing unit 115 for sensing the presence or absence of the object using the microwave received by the microwave receiving unit 114,
The microwave receiver 114 measures the reflection time of the microwave and transmits it to the object detector 115 in real time.
The object detecting unit 115 is configured to calculate position information of an object through reflection time,
The object detection unit 115 amplifies the reflected wave received from the microwave receiving unit 114 and smoples the reflected wave to convert the digital pulse signal into a digital pulse signal having a value of 0 or 1 to a Doppler frequency analyzer 121 The object recognition and warning system is based on microwave frequency analysis.
상기 객체 식별 모듈(120)에서 객체가 식별된 경우 알람을 출력하는 객체 식별 알람부(141);
사용자로부터 경고 문구를 입력받는 경고 문구 입력부(142);
상기 경고 문구 입력부(142)로부터 입력받은 경고 문구를 출력한 경고 매체를 상기 사용자로부터 입력받는 경고 매체 입력부(143);
상기 경고 문구 입력부(142)에서 입력받은 경고 문구 및 상기 경고 매체 입력부(143)에서 입력받은 경고 매체를 설정하는 경고 수동 설정부(144)를 포함하는 사용자 단말(140)을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 주파수 분석을 통한 객체 인식 및 경고 시스템.
The method according to claim 1,
An object identification alarm unit 141 for outputting an alarm when an object is identified in the object identification module 120;
A warning text input unit 142 for inputting a warning text from a user;
A warning medium input unit 143 for receiving a warning medium from the user inputting the warning text inputted from the warning text input unit 142;
And a warning manual setting unit 144 for setting a warning phrase input from the warning input unit 142 and a warning medium input from the warning medium input unit 143 Object recognition and warning system using microwave frequency analysis.
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---|---|---|---|
KR1020180120688A KR101928895B1 (en) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | System of recognizing object and warning by microwave frequency analysis |
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KR (1) | KR101928895B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210054444A (en) | 2019-11-05 | 2021-05-13 | 대구대학교 산학협력단 | Waste monitoring cctv apparatus with solar module |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016192167A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社デンソー | Vehicle control device and vehicle control method |
KR101857941B1 (en) * | 2018-02-26 | 2018-05-14 | 박세헌 | Warning-display device for vehicle |
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2018
- 2018-10-10 KR KR1020180120688A patent/KR101928895B1/en active IP Right Grant
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