KR102216272B1 - System for collecting and providing road traffic danger information using smart phone and cloud server, and method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 스마트폰에 기본적으로 내장된 GPS 모듈, 중력가속도 센서, 자이로 센서에서 감지하여 분석하고, 도로상황 또는 주행상황에 대한 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 수집하여 제공하는, 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a road traffic hazard information collection and provision system, and more specifically, a GPS module, a gravitational acceleration sensor, and a gyro sensor basically embedded in a smartphone to detect and analyze, and to detect and analyze an impact event on a road condition or a driving condition. It relates to a system and method for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server for collecting and providing corresponding road traffic risk information.
세계보건기구 보고서에 따르면, 전 세계적으로 매년 1.25백만 명의 사람이 도로 교통사고로 인해 사망하고, 이러한 도로 교통사고의 56%는 운전자의 위험한 주행패턴에 의해 발생하는 것으로 보고되고 있다. According to the World Health Organization report, 1.25 million people worldwide die annually from road traffic accidents, and 56% of these road traffic accidents are reported to be caused by dangerous driving patterns by drivers.
도 1은 도로교통 위험상황에 대한 충격이벤트 발생을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the occurrence of an impact event in a dangerous road traffic situation.
도 1의 a)에 도시된 바와 같이, 도로(110) 상에서 도로주행 방향을 따라 주행차량(120)과 다수의 후방차량(130a~130n)이 주행할 경우, 도 1의 b)에 도시된 바와 같이, 운전자의 위험한 주행패턴으로 인해 충격 이벤트가 발생할 수 있다. 예를 들면, 급제동, 급출발, 급회전 등의 주행상황 이벤트, 또는 포트홀, 범프 등의 도로상황 이벤트에 따라 충격 이벤트가 발생할 수 있다.As shown in a) of FIG. 1, when the
이러한 경우, 주행차량(120) 바로 뒤에 있는 제1 후방차량(130a)의 경우, 주행차량(120)으로 인한 위험상황을 육안으로 인지하여 대응이 가능하지만, 주행차량(120)으로 인한 위험상황을 육안으로 인지할 수 없는 후방차량들의 경우, 이에 대응하기 어렵기 때문에 추돌사고와 같은 교통사고를 발생할 우려가 있다.In this case, in the case of the first
한편, 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2012-31335호에는 "스마트폰을 이용한 고속주행차량의 돌발상황 정보전달방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 주행중인 차량 운전자가 쉽게 휴대할 수 있는 스마트폰과 노변장치가 통신영역 내에서 무선랜 기반의 임시 통신네트워크를 구축하고, 고속으로 주행중인 차량에서 돌발상황이 발생되면 관련 정보를 수집하여 다른 차량에 신속하게 전달하여 대처할 수 있는 통신중계장치를 이용한 차량간 메시지전달 방법에 관한 것이다.On the other hand, as a prior art, Korean Patent Application Publication No. 2012-31335 discloses an invention entitled "Method of transmitting information on unexpected situations of a high-speed driving vehicle using a smartphone", which can be easily carried by a driving vehicle driver. A communication relay device that allows smartphones and roadside devices to establish a wireless LAN-based temporary communication network within the communication area, and collects relevant information and quickly delivers it to other vehicles when an unexpected situation occurs in a vehicle running at high speed. It relates to a message transmission method between vehicles using the.
종래의 기술에 따른 스마트폰을 이용한 고속주행차량의 돌발상황 정보전달방법에 따르면, 도로에서 고속으로 주행하는 차량에서 돌발적으로 발생할 수 있는 사고 또는 교통체증에 의한 차량 급감속 상태가 발생되면, 이 정보를 후방에서 주행하는 차량들 에게 실시간으로 전달함으로써, 긴급상황에 즉각적인 대처가 가능하고, 연속적인 추돌사고를 사전에 방지할 수 있다.According to the conventional method of transmitting information on unexpected situations of a high-speed vehicle using a smartphone according to the prior art, when an accident that may occur unexpectedly in a vehicle traveling at high speed on the road or a sudden deceleration of the vehicle due to traffic congestion occurs, this information It is possible to immediately respond to an emergency situation and prevent consecutive collisions in advance by transmitting the data to vehicles running from the rear in real time.
하지만, 종래의 기술에 따른 스마트폰을 이용한 고속주행차량의 돌발상황 정보전달방법의 경우, 별도의 노변 통신중계장치를 다수 설치해야 하므로 전체 도로구간을 모니터링하기에는 현실적으로 불가능하다는 문제점이 있다.However, in the case of a method of transmitting information on an unexpected situation of a high-speed vehicle using a smartphone according to the prior art, there is a problem that it is practically impossible to monitor the entire road section because a number of separate roadside communication relay devices must be installed.
한편, 도로상에 CCTV를 설치하여 인력식으로 교통상황을 모니터링하거나, 최근에는 레이더 센서를 설치하여 도로교통 위험정보를 수집하고 있지만, 도로상 설치하는 센서비용, 통신 인프라 유지관리 비용 등으로 전체 도로구간을 모니터링하기에는 현실적으로 불가능하다는 문제점이 있다.On the other hand, CCTVs are installed on the road to monitor traffic conditions by manpower, or recently, radar sensors are installed to collect road traffic risk information. However, the entire road is due to the cost of sensors installed on the road and maintenance of communication infrastructure. There is a problem that it is practically impossible to monitor the section.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 스마트폰에 기본적으로 내장된 GPS 모듈, 중력가속도 센서, 자이로 센서에서 감지한 데이터를 기계학습 알고리즘에 따라 분석하고, 도로상황 또는 주행상황에 대한 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 수집하여 신속하게 제공할 수 있는, 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention for solving the above-described problem is to analyze data detected by a GPS module, a gravity acceleration sensor, and a gyro sensor basically embedded in a smartphone according to a machine learning algorithm, and the road situation or driving situation It is to provide a system and method for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server that can quickly provide by collecting road traffic risk information corresponding to an impact event for
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 스마트폰 앱의 분석과 클라우드 서버의 분석을 이중화함으로써 주행차량 위험 주행패턴에 대한 감지율을 향상시킬 수 있고, 클라우드 서버가 기저장된 센서 데이터를 활용하여 지속적으로 학습 데이터셋을 갱신함으로써 시간이 지날수록 기계학습 알고리즘 성능을 개선할 수 있는, 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is that it is possible to improve the detection rate for dangerous driving patterns of a driving vehicle by dualizing the analysis of the smartphone app and the analysis of the cloud server, and the cloud server continuously utilizes the stored sensor data. It is to provide a system and method for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server that can improve the performance of machine learning algorithms over time by updating the learning dataset.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템은, 도로를 주행하는 주행차량의 위험한 주행패턴에 대응하는 도로교통 위험정보를 수집하여 제공하는 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에 있어서, 도로를 주행하는 주행차량에 거치되는 단말로서, GPS 모듈 및 통신모듈을 구비하여 센서 데이터를 업로드하는 주행차량 스마트폰; 중력가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하며, 상기 주행차량 스마트폰에 내장되어 상기 주행차량의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트를 감지하여 센서 데이터를 생성하는 스마트폰 센서; 상기 주행차량 스마트폰에 설치되고, 상기 스마트폰 센서에 의해 생성된 센서 데이터를 수집하여 분석 프로세스를 실시하고, 도로교통 위험정보를 생성하는 스마트폰 앱; 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰으로부터 업로드되는 모든 센서 데이터를 수집하여 분석 프로세스를 실시하고, 도로교통 위험정보 맵을 작성하여 제공하는 클라우드 서버; 및 상기 도로의 후방을 주행하는 적어도 하나 이상의 후방차량에 각각 거치되는 단말로서, 상기 클라우드 서버로부터 도로교통 위험정보 맵을 제공받는 후방차량 스마트폰을 포함하되, 상기 주행차량 스마트폰에 설치된 스마트폰 앱 및 상기 클라우드 서버 각각은 기학습된 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 이중으로 실시하는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above-described technical problem, the road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to the present invention collects road traffic risk information corresponding to a dangerous driving pattern of a driving vehicle running on the road. What is claimed is: 1. A system for collecting and providing road traffic hazard information, comprising: a terminal mounted on a driving vehicle running on a road, comprising: a driving vehicle smartphone including a GPS module and a communication module to upload sensor data; A smart phone sensor including a gravity acceleration sensor and a gyro sensor, and is embedded in the smart phone of the driving vehicle to detect an impact event that is a dangerous driving pattern of the driving vehicle to generate sensor data; A smart phone app installed on the driving vehicle smart phone, collecting sensor data generated by the smart phone sensor, performing an analysis process, and generating road traffic risk information; A cloud server that collects and analyzes all sensor data uploaded from at least one driving vehicle smartphone, and creates and provides a road traffic risk information map; And a rear vehicle smartphone receiving a road traffic hazard information map from the cloud server, as terminals respectively mounted on at least one rear vehicle driving behind the road, wherein a smartphone app installed on the driving vehicle smartphone And each of the cloud servers is characterized in that the analysis process is performed in duplicate according to a previously learned machine learning algorithm.
여기서, 상기 주행차량의 충격 이벤트는 주행상황 이벤트 및 도로상황 이벤트를 포함하고, 상기 주행상황 이벤트는 상기 주행차량의 급제동, 급출발 또는 급회전으로 발생하고, 상기 도로상황 이벤트는 도로상의 포트홀이나 범프로 인해 발생하는 것을 특징으로 한다.Here, the impact event of the driving vehicle includes a driving situation event and a road situation event, the driving situation event occurs due to a sudden braking, sudden start or sudden turn of the driving vehicle, and the road situation event is due to a porthole or bump on the road. It is characterized by occurring.
여기서, 상기 센서 데이터는, 상기 스마트폰 센서의 중력가속도 센서 및 자이로 센서에서 감지된 데이터; 및 도로상의 주행차량 위치를 파악할 수 있는 상기 주행차량 스마트폰의 GPS 모듈에서 생성되는 데이터를 포함할 수 있다.Here, the sensor data may include data detected by a gravity acceleration sensor and a gyro sensor of the smartphone sensor; And data generated by the GPS module of the driving vehicle smartphone that can determine the location of the driving vehicle on the road.
여기서, 상기 주행차량 스마트폰은, 상기 주행차량의 도로상의 위치에 따른 위치정보를 생성하는 GPS 모듈; 및 상기 스마트폰 센서에 의해 감지된 센서 데이터를 업로드시키도록 상기 클라우드 서버와 통신하는 통신모듈을 포함할 수 있다.Here, the driving vehicle smart phone includes: a GPS module for generating location information according to a position of the driving vehicle on a road; And a communication module that communicates with the cloud server to upload sensor data sensed by the smartphone sensor.
여기서, 상기 스마트폰 센서는, 상기 주행차량 스마트폰 내에 내장되며, 상기 주행차량의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량의 차체에 가해지는 가속도를 검출하는 중력가속도 센서; 및 상기 주행차량 스마트폰 내에 내장되며, 상기 주행차량의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량의 차체에 가해지는 각속도를 검출하는 자이로 센서를 포함할 수 있다.Here, the smart phone sensor, a gravity acceleration sensor that is embedded in the smart phone of the driving vehicle and detects an acceleration applied to the vehicle body of the driving vehicle in response to an impact event, which is a dangerous driving pattern of the driving vehicle; And a gyro sensor that is embedded in the driving vehicle smartphone and detects an angular velocity applied to the vehicle body of the driving vehicle in response to an impact event that is a dangerous driving pattern of the driving vehicle.
여기서, 상기 스마트폰 앱은, 상기 스마트폰 센서에서 감지된 센서 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 상기 센서 데이터에 대해 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 수행하여 도로교통 위험정보를 생성하는 분석 프로세스 수행부; 및 상기 분석 프로세스 수행부에서 생성된 도로교통 위험정보가 상기 주행차량의 운전자에게 즉시 제공되도록 경보를 발생시키는 경보 발생부를 포함할 수 있다.Here, the smartphone app may include: a data storage unit for storing sensor data detected by the smartphone sensor; An analysis process execution unit for generating road traffic risk information by performing an analysis process on the sensor data according to a machine learning algorithm; And an alarm generator for generating an alarm so that road traffic hazard information generated by the analysis process execution unit is immediately provided to a driver of the driving vehicle.
여기서, 상기 분석 프로세스 수행부는 상기 스마트폰 센서에서 감지된 센서 데이터가 기설정값을 초과하는 경우에만 분석 프로세스를 수행하는 것을 특징으로 한다.Here, the analysis process performing unit is characterized in that it performs the analysis process only when the sensor data detected by the smartphone sensor exceeds a preset value.
여기서, 상기 분석 프로세스 수행부는, 상기 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하는 데이터 수집부 상기 데이터 수집부에서 수집된 원시 데이터에 대해 소정의 분석주기로 평활화를 실시하는 평활화 수행부; 상기 평활화 수행부에 의해 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하는 특징 추출부; 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징 추출부에 의해 추출된 특징벡터에 대응하도록 데이터를 분류하는 데이터 분류부; 상기 클라우드 서버로부터 다운로드되고, 상기 데이터 분류부의 데이터 분류시 상기 기계학습 알고리즘 개선을 위해 지속적으로 제공되는 학습 데이터셋; 및 상기 데이터 분류부에서 분류된 데이터로부터 주행차량의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하는 도로교통 위험정보 생성부를 포함할 수 있다.Here, the analysis process performing unit includes: a data collection unit collecting the sensor data as raw data, a smoothing unit performing smoothing on the raw data collected by the data collecting unit at a predetermined analysis period; A feature extracting unit for extracting a feature vector of the sensor data smoothed by the smoothing performing unit; A data classification unit for classifying data to correspond to a feature vector extracted by the feature extraction unit according to a machine learning algorithm; A learning dataset downloaded from the cloud server and continuously provided to improve the machine learning algorithm when the data classification unit classifies data; And a road traffic risk information generating unit that generates road traffic risk information corresponding to an impact event of a driving vehicle from the data classified by the data classification unit.
여기서, 상기 평활화 수행부는 상기 충격 이벤트 미감지를 최소화하도록 상기 소정의 분석주기를 서로 중첩시키는 것을 특징으로 한다.Here, the smoothing performing unit is characterized in that the predetermined analysis period is overlapped with each other so as to minimize the non-detection of the impact event.
여기서, 상기 클라우드 서버는, 상기 센서 데이터의 업로드를 위해 주행차량 스마트폰의 통신모듈과 상호 통신하는 통신모듈; 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰으로부터 업로드되는 모든 센서 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰으로부터 업로드되는 모든 센서 데이터에 대해 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 수행하여 도로교통 위험정보를 생성하는 분석 프로세스 수행부; 및 상기 분석 프로세스 수행부에서 생성된 도로교통 위험정보가 후방차량 및 도로관리자에게 실시간으로 제공되도록 도로교통 위험정보 맵을 작성하는 도로교통 위험정보 맵 작성부를 포함할 수 있다.Here, the cloud server includes: a communication module that communicates with a communication module of a smartphone of a driving vehicle to upload the sensor data; A data storage unit for storing all sensor data uploaded from at least one driving vehicle smartphone; An analysis process execution unit for generating road traffic risk information by performing an analysis process according to a machine learning algorithm on all sensor data uploaded from at least one or more driving vehicle smartphones; And a road traffic risk information map creation unit that creates a road traffic risk information map so that the road traffic risk information generated by the analysis process execution unit is provided to a rear vehicle and a road manager in real time.
여기서, 상기 분석 프로세스 수행부는, 상기 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에서 수집된 원시 데이터에 대해 소정의 분석주기로 평활화를 실시하는 평활화 수행부; 상기 평활화 수행부에 의해 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하는 특징 추출부; 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징 추출부에 의해 추출된 특징벡터에 대응하도록 데이터를 분류하는 데이터 분류부; 상기 데이터 분류부의 데이터 분류시 상기 기계학습 알고리즘 개선을 위해 지속적으로 제공되는 학습 데이터셋; 상기 데이터 분류부에서 분류된 데이터로부터 상기 주행차량의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하는 도로교통 위험정보 생성부; 및 기설정 거리범위에서 발생하는 이벤트에 대한 도로교통 위험정보를 하나의 이벤트 정보로 표시하도록 군집화하는 군집화 수행부를 포함할 수 있다.Here, the analysis process performing unit includes: a data collection unit collecting the sensor data as raw data; A smoothing performing unit for smoothing the raw data collected by the data collecting unit at a predetermined analysis period; A feature extracting unit for extracting a feature vector of the sensor data smoothed by the smoothing performing unit; A data classification unit for classifying data to correspond to a feature vector extracted by the feature extraction unit according to a machine learning algorithm; A learning dataset continuously provided to improve the machine learning algorithm when the data classification unit classifies data; A road traffic risk information generation unit that generates road traffic risk information corresponding to an impact event of the driving vehicle from the data classified by the data classification unit; And a clustering performing unit clustering to display road traffic risk information for an event occurring in a preset distance range as one event information.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법은, 도로를 주행하는 주행차량의 위험한 주행패턴에 대응하는 도로교통 위험정보를 수집하여 제공하는 도로교통 위험정보 수집제공 방법에 있어서, a) 주행차량에 거치된 주행차량 스마트폰의 스마트폰 센서가 충격 이벤트를 감지하여 센서 데이터를 생성하는 단계; b) 상기 주행차량 스마트폰에 설치된 스마트폰 앱을 통해 상기 스마트폰 센서가 감지한 센서 데이터를 수집하는 단계; c) 상기 주행차량 스마트폰이 상기 센서 데이터를 클라우드 서버로 업로드하는 단계; d) 상기 스마트폰 앱이 상기 센서 데이터가 기설정값보다 큰지 확인하는 단계; e) 상기 센서 데이터가 기설정값보다 큰 경우, 스마트폰 앱이 상기 센서 데이터에 대한 분석 프로세스를 실시하여 도로교통 위험정보를 생성하는 단계; f) 상기 클라우드 서버가 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰으로부터 업로드된 모든 센서 데이터에 대한 분석 프로세스를 실시하고, 도로교통 위험정보 맵을 작성하는 단계; 및 g) 상기 도로교통 위험정보 맵을 후방차량 및 도로관리자에게 실시간으로 제공하는 단계를 포함하되, 상기 주행차량 스마트폰에 설치된 스마트폰 앱 및 상기 클라우드 서버 각각은 기학습된 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 이중으로 실시하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, as another means for achieving the above-described technical problem, the method for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to the present invention is a road traffic risk corresponding to a dangerous driving pattern of a driving vehicle traveling on a road. A method for collecting and providing road traffic hazard information by collecting and providing information, the method comprising: a) generating sensor data by sensing an impact event by a smartphone sensor of a smartphone of a driving vehicle mounted in a driving vehicle; b) collecting sensor data detected by the smartphone sensor through a smartphone app installed on the smartphone of the driving vehicle; c) uploading the sensor data to a cloud server by the driving vehicle smartphone; d) the smart phone app checking whether the sensor data is greater than a preset value; e) when the sensor data is greater than a preset value, generating road traffic risk information by performing an analysis process on the sensor data by a smartphone app; f) performing, by the cloud server, an analysis process for all sensor data uploaded from at least one smartphone of a driving vehicle, and creating a road traffic hazard information map; And g) providing the road traffic risk information map to rear vehicles and road managers in real time, wherein each of the smartphone app installed on the driving vehicle smartphone and the cloud server is analyzed according to a previously learned machine learning algorithm. It is characterized in that the process is carried out in duplicate.
여기서, 상기 e) 단계는, e-1) 상기 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하는 단계; e-2) 소정 분석주기로 원시 데이터의 평활화를 실시하는 단계; e-3) 상기 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하는 단계; e-4) 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징벡터에 대응하는 데이터를 분류하는 단계; e-5) 상기 분류된 데이터로부터 상기 주행차량의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하는 단계; 및 e-6) 상기 도로교통 위험정보를 주행차량 운전자에게 즉시 경보하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step e) includes: e-1) collecting the sensor data as raw data; e-2) smoothing the raw data at a predetermined analysis period; e-3) extracting a feature vector of the smoothed sensor data; e-4) classifying data corresponding to the feature vector according to a machine learning algorithm; e-5) generating road traffic hazard information corresponding to an impact event of the driving vehicle from the classified data; And e-6) immediately alerting the driving vehicle driver of the road traffic hazard information.
여기서, 상기 f) 단계는, f-1) 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰 각각으로부터 업로드된 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하는 단계; f-2) 소정 분석주기로 원시 데이터의 평활화를 실시하는 단계; f-3) 상기 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하는 단계; f-4) 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징벡터에 대응하는 데이터를 분류하는 단계; f-5) 상기 분류된 데이터로부터 상기 주행차량의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하는 단계; f-6) 기설정된 거리범위에 따라 상기 도로교통 위험정보를 군집화하는 단계; 및 f-7) 상기 도로교통 위험정보가 후방차량 및 도로관리자에게 실시간으로 제공되도록 도로교통 위험정보 맵을 작성하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step f) includes: f-1) collecting sensor data uploaded from each of at least one or more smartphones of the driving vehicle as raw data; f-2) smoothing the raw data at a predetermined analysis period; f-3) extracting a feature vector of the smoothed sensor data; f-4) classifying data corresponding to the feature vector according to a machine learning algorithm; f-5) generating road traffic hazard information corresponding to an impact event of the driving vehicle from the classified data; f-6) clustering the road traffic risk information according to a preset distance range; And f-7) creating a road traffic risk information map so that the road traffic risk information is provided to a rear vehicle and a road manager in real time.
본 발명에 따르면, 스마트폰에 기본적으로 내장된 GPS 모듈, 중력가속도 센서, 자이로 센서에서 감지한 데이터를 기계학습 알고리즘에 따라 분석하여 도로상황 또는 주행상황에 대한 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 수집하여 신속하게 제공할 수 있다.According to the present invention, by analyzing data detected by a GPS module, a gravity acceleration sensor, and a gyro sensor, which are basically built into a smartphone, according to a machine learning algorithm, road traffic risk information corresponding to an impact event on a road situation or a driving situation is analyzed. It can be collected and provided quickly.
본 발명에 따르면, 스마트폰 앱의 분석과 클라우드 서버의 분석을 이중화함으로써 주행차량 위험 주행패턴에 대한 감지율을 향상시킬 수 있고, 클라우드 서버가 기저장된 센서 데이터를 활용하여 지속적으로 학습 데이터셋을 갱신함으로써 시간이 지날수록 기계학습 알고리즘 성능을 개선할 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve the detection rate for dangerous driving patterns of a driving vehicle by dualizing the analysis of the smartphone app and the analysis of the cloud server, and the cloud server continuously updates the learning data set using the previously stored sensor data. By doing so, the machine learning algorithm performance can be improved over time.
본 발명에 따르면, 스마트폰 센서를 통해 감지된 센서 데이터 분석시 분석주기를 서로 중첩시켜 단위시간 분할에 따른 위험정보 미감지 가능성을 최소화시킬 수 있다.According to the present invention, when analyzing sensor data sensed through a smartphone sensor, analysis cycles are overlapped with each other, thereby minimizing the possibility of not detecting risk information according to unit time division.
본 발명에 따르면, 스마트폰 앱은 중력가속도 센서 및 자이로 센서를 통해 감지된 센서 데이터가 기설정값(threshold)을 초과하는 경우에만 분석 프로세스의 기계학습 알고리즘을 작동시킴으로써 주행차량 스마트폰의 배터리 소모량을 감소시키고 도로교통 위험정보를 신속하게 실시간으로 생성할 수 있다.According to the present invention, the smartphone app operates the machine learning algorithm of the analysis process only when the sensor data detected through the gravity acceleration sensor and the gyro sensor exceeds a preset value, thereby reducing the battery consumption of the smartphone of the driving vehicle. It can reduce and generate road traffic risk information quickly and in real time.
도 1은 도로교통 위험상황에 대한 충격이벤트 발생을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 주행차량 스마트폰과 스마트폰 앱의 구체적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 클라우드 서버의 구체적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 센서 데이터의 평활화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 분석주기의 중첩을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 충격이벤트의 그루핑을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 충격이벤트 발생지점을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법의 동작흐름도이다.
도 10은 도 9에 도시된 스마트폰의 분석 프로세스를 구체적으로 설명하기 위한 동작흐름도이다.
도 11은 도 9에 도시된 클라우드 서버의 분석 프로세스를 구체적으로 설명하기 위한 동작흐름도이다.1 is a diagram showing the occurrence of an impact event in a dangerous road traffic situation.
2 is a schematic configuration diagram of a road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed configuration diagram of a driving vehicle smartphone and a smartphone app in the road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
4 is a detailed configuration diagram of a cloud server in a system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining smoothing of sensor data in a road traffic hazard information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining the overlap of analysis cycles in the road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating grouping of shock events in a system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating an impact event occurrence point in a road traffic hazard information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
9 is an operation flow diagram of a method for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
10 is an operation flow diagram for specifically explaining the analysis process of the smart phone shown in FIG. 9.
11 is an operation flow diagram for specifically explaining the analysis process of the cloud server shown in FIG. 9.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "... unit" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템을 설명하고, 도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법을 설명한다.Hereinafter, a system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 8, and an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A method of collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server is described.
[스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템][Road traffic risk information collection and provision system using smartphone and cloud server]
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템은, 도로(110)를 주행하는 주행차량(120)의 위험한 주행패턴에 대응하는 도로교통 위험정보를 수집하여 제공하는 도로교통 위험정보 수집제공 시스템으로서, 주행차량 스마트폰(200), 스마트폰 센서(300), 스마트폰 앱(400), 클라우드 서버(500) 및 후행차량 스마트폰(600)을 포함한다.Referring to FIG. 2, a system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention includes road traffic corresponding to a dangerous driving pattern of a driving
주행차량 스마트폰(200)은 도로(110)를 주행하는 주행차량(120)에 거치되는 단말로서, GPS 모듈(210) 및 통신모듈(220)을 구비하여 센서 데이터를 업로드한다.The driving
스마트폰 센서(300)는 중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)를 포함하며, 상기 주행차량 스마트폰(200)에 내장되어 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트를 감지하여 센서 데이터를 생성한다. 여기서, 상기 주행차량(120)의 충격 이벤트는 주행상황 이벤트 및 도로상황 이벤트를 포함하고, 상기 주행상황 이벤트는 상기 주행차량(120)의 급제동, 급출발 또는 급회전으로 발생하고, 상기 도로상황 이벤트는 도로상의 포트홀이나 범프로 인해 발생한다. 또한, 상기 센서 데이터는, 상기 스마트폰 센서(300)의 중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)에서 감지된 데이터; 및 도로상의 주행차량 위치를 파악할 수 있는 상기 주행차량 스마트폰(200)의 GPS 모듈(210)에서 생성되는 데이터를 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.The
스마트폰 앱(400)은 상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치되고, 상기 스마트폰 센서(300)에 의해 생성된 센서 데이터를 수집하여 분석 프로세스를 실시하고, 도로교통 위험정보를 생성한다.The
클라우드 서버(500)는 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200)으로부터 업로드되는 모든 센서 데이터를 수집하여 분석 프로세스를 실시하고, 도로교통 위험정보 맵(Map)을 작성하여 제공한다. 여기서, 상기 클라우드 서버(500)는 빅데이터 분석을 위한 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)이 설치될 수 있다.The
후행차량 스마트폰(600)은 상기 도로(110)의 후방을 주행하는 적어도 하나 이상의 후방차량(130)에 각각 거치되는 단말로서, 상기 클라우드 서버(500)로부터 도로교통 위험정보 맵(Map)을 제공받는다. 여기서, 상기 후행차량 스마트폰(600)은 전술한 주행차량 스마트폰(200)과 마찬가지로 스마트폰 센서(300)가 내장되고 스마트폰 앱(400)이 설치됨으로써, 도로상의 주행방향을 따라 각각 충격 이벤트를 감지하여 센서 데이터를 업로드하고, 도로교통 위험정보를 생성할 수 있다. 즉, 상기 후방차량(130)은 충격 이벤트 발생지점을 기준으로 상기 주행차량(120)이 될 수 있고, 마찬가지로 상기 주행차량(120)의 전방에 다른 차량이 충격 이벤트를 감지하는 경우 후방차량(130)이 될 수 있다는 것을 의미한다.The following
본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서, 주행차량 스마트폰(200)은 스마트폰 앱(400)이 설치되어 도로교통 관련 실시간 센서 데이터에 대한 분석 프로세스를 수행하여 운전자에게 도로교통 위험정보를 제공하고, 클라우드 서버(500)는 상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치된 스마트폰 앱(400)과 동일한 분석 프로세스를 수행할 뿐만 아니라 이력 데이터를 저장하여 지속적으로 학습 데이터셋을 갱신하는 역할을 담당한다.In the road traffic hazard information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, the driving
이에 따라, 도로교통 위험정보 수집을 위해 대부분의 운전자가 소지하고 있는 스마트폰을 이용함에 따라 종래 기술에 비해 비용면에서 효율적으로 도로교통 위험정보 수집제공 시스템을 구축할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템의 경우, 상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치된 스마트폰 앱(400) 및 상기 클라우드 서버(500) 각각은 기학습된 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 이중으로 실시할 수 있다.Accordingly, since most of the drivers possess smartphones to collect road traffic risk information, it is possible to construct a road traffic risk information collection and provision system more cost-effectively than in the prior art. At this time, in the case of a system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, each of the
한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 주행차량 스마트폰과 스마트폰 앱의 구체적인 구성도이다.Meanwhile, FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a driving vehicle smartphone and a smartphone app in the road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 주행차량 스마트폰(200)은 GPS 모듈(210) 및 통신모듈(220)을 포함하고, 스마트폰 센서(300)는 중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)을 포함하며, 스마트폰 앱(400)은 데이터 저장부(410), 분석 프로세스 수행부(420) 및 경보 발생부(430)를 포함한다.Referring to FIG. 3, in the system for collecting and providing road traffic hazard information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, a driving
주행차량 스마트폰(200)의 GPS 모듈(210)은 상기 주행차량(120)의 도로(110) 상의 위치에 따른 위치정보를 생성한다. 또한, 상기 주행차량 스마트폰(200)의 통신모듈(220)은 상기 스마트폰 센서(300)에 의해 감지된 센서 데이터를 업로드시키도록 상기 클라우드 서버(500)와 통신한다. The
스마트폰 센서(300)의 중력가속도 센서(310)는 상기 주행차량 스마트폰(200) 내에 내장되며, 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량(120)의 차체에 가해지는 가속도를 검출한다. 또한, 상기 스마트폰 센서(300)의 자이로 센서(320)는 상기 주행차량 스마트폰(200) 내에 내장되며, 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량(120)의 차체에 가해지는 각속도를 검출한다.The
스마트폰 앱(400)은 실시간으로 수집되는 스마트폰 센서(300)에서 감지한 센서 데이터를 분석하여, 주행차량(120)의 위험한 주행패턴 발생시 이를 즉각적으로 운전자에게 경고해주는 역할을 수행한다. 이때, 상기 스마트폰 앱(400)은 주행차량 스마트폰(200)에 내장된 스마트폰 센서(300)를 통해 감지된 센서 데이터를 다양한 무선통신, 예를 들면, 3G, 5G, LTE, Wi-Fi 등을 통해 클라우드 서버(500)로 전송하는 역할도 수행한다.The
구체적으로, 상기 스마트폰 앱(400)의 데이터 저장부(410)는 상기 스마트폰 센서(300)에서 감지된 센서 데이터를 저장하고, 상기 스마트폰 앱(400)의 분석 프로세스 수행부(420)는 상기 센서 데이터에 대해 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 수행하여 도로교통 위험정보를 생성하며, 상기 스마트폰 앱(400)의 경보 발생부(430)는 상기 분석 프로세스 수행부(420)에서 생성된 도로교통 위험정보가 상기 주행차량(120)의 운전자에게 즉시 제공되도록 경보를 발생시킨다. 이때, 상기 분석 프로세스 수행부(420)는 상기 스마트폰 센서(300)에서 감지된 센서 데이터가 기설정값(threshold)을 초과하는 경우에만 분석 프로세스를 수행하는 것이 바람직하다.Specifically, the
구체적으로, 상기 분석 프로세스 수행부(420)는, 데이터 수집부(421), 평활화 수행부(422), 특징 추출부(423), 데이터 분류부(424), 학습 데이터셋(425) 및 도로교통 위험정보 생성부(426)를 포함한다.Specifically, the analysis
상기 분석 프로세스 수행부(420)의 데이터 수집부(421)는 상기 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하고, 상기 분석 프로세스 수행부(420)의 평활화 수행부(422)는 상기 데이터 수집부(421)에서 수집된 원시 데이터에 대해 소정의 분석주기로 평활화를 실시한다. 여기서, 상기 평활화 수행부(422)는, 후술하는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 충격 이벤트 미감지를 최소화하도록 상기 소정의 분석주기를 서로 중첩(overlay)시킬 수 있다.The data collection unit 421 of the analysis
상기 분석 프로세스 수행부(420)의 특징 추출부(423)상기 평활화 수행부(422)에 의해 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하고, 상기 분석 프로세스 수행부(420)의 데이터 분류부(424)는 기학습된 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징 추출부(423)에 의해 추출된 특징벡터에 대응하도록 데이터를 분류한다.A feature extraction unit 423 of the analysis
상기 분석 프로세스 수행부(420)의 학습 데이터셋(425)은 상기 클라우드 서버(500)로부터 다운로드되고, 상기 데이터 분류부(424)의 데이터 분류시 상기 기계학습 알고리즘 개선을 위해 지속적으로 제공된다.The learning
이에 따라, 상기 분석 프로세스 수행부(420)의 도로교통 위험정보 생성부(426)는 도로교통 위험정보 생성부(426)는 상기 데이터 분류부(424)에서 분류된 데이터로부터 주행차량(120)의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성할 수 있다.Accordingly, the road traffic risk
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 클라우드 서버의 구체적인 구성도이다.Meanwhile, FIG. 4 is a detailed configuration diagram of a cloud server in a system for collecting and providing road traffic risk information using a smart phone and a cloud server according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 클라우드 서버(500)는 통신모듈(510), 데이터 저장부(520), 분석 프로세스 수행부(530) 및 도로교통 위험정보 맵 작성부(540)를 포함한다.Referring to FIG. 4, in the system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, the
클라우드 서버(500)의 통신모듈(510)은 상기 센서 데이터의 업로드를 위해 주행차량 스마트폰(200)의 통신모듈(220)과 상호 통신한다.The
클라우드 서버(500)의 데이터 저장부(520)는 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200)으로부터 업로드되는 모든 센서 데이터를 저장한다.The
클라우드 서버(500)의 분석 프로세스 수행부(530)는 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200)으로부터 업로드되는 모든 센서 데이터에 대해 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 수행하여 도로교통 위험정보를 생성한다.The analysis
클라우드 서버(500)의 도로교통 위험정보 맵 작성부(540)는 상기 분석 프로세스 수행부(530)에서 생성된 도로교통 위험정보가 후방차량(130) 및 도로관리자에게 실시간으로 제공되도록 도로교통 위험정보 맵(Map)을 작성한다.Road traffic risk information
구체적으로, 상기 분석 프로세스 수행부(530)는, 데이터 수집부(531), 평활화 수행부(532), 특징 추출부(533), 데이터 분류부(534), 학습 데이터셋(535), 도로교통 위험정보 생성부(536) 및 군집화 수행부(537)를 수행한다.Specifically, the analysis
상기 분석 프로세스 수행부(530)의 데이터 수집부(531)는 상기 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하고, 또한, 상기 분석 프로세스 수행부(530)의 평활화 수행부(532)는 상기 데이터 수집부(531)에서 수집된 원시 데이터에 대해 소정의 분석주기로 평활화를 실시한다. 이때, 상기 평활화 수행부(532)는 상기 충격 이벤트 미감지를 최소화하도록 상기 소정의 분석주기를 서로 중첩(overlay)시킨다.The
상기 분석 프로세스 수행부(530)의 특징 추출부(533)는 상기 평활화 수행부(532)에 의해 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하고, 또한, 상기 분석 프로세스 수행부(530)의 데이터 분류부(534)는 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징 추출부(533)에 의해 추출된 특징벡터에 대응하도록 데이터를 분류하며, 또한, 상기 분석 프로세스 수행부(530)의 학습 데이터셋(535)은 상기 데이터 분류부(534)의 데이터 분류시 상기 기계학습 알고리즘 개선을 위해 지속적으로 제공되며, 또한, 상기 분석 프로세스 수행부(530)의 도로교통 위험정보 생성부(536)는 상기 데이터 분류부(534)에서 분류된 데이터로부터 상기 주행차량(120)의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성한다. 다시 말하면, 상기 추출된 특징벡터는 기학습된 기계학습 알고리즘인 학습 데이터셋을 통해 주행차량(120)에 대한 위험한 주행패턴, 예를 들면, 급제동, 급출발, 급회전, 포트홀 등의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보로 분류된다.The
상기 분석 프로세스 수행부(530)의 군집화 수행부(537)는 후술하는 도 7에 도시된 바와 같이, 기설정 거리범위에서 발생하는 이벤트에 대한 도로교통 위험정보를 하나의 이벤트 정보로 표시하도록 군집화(Grouping)한다.As shown in FIG. 7 to be described later, the
다시 말하면, 상기 클라우드 서버(500)는 전술한 주행차량 스마트폰(200)에 설치된 스마트폰 앱(400)이 수행하는 분석 프로세스를 동일하게 수행하고, 다수의 주행차량 스마트폰(200)으로부터 전송된 센서 데이터를 취합하여 저장하는 역할도 수행한다. 이때, 저장된 센서 데이터는 기계학습 알고리즘 개선을 위한 지속적인 학습 데이터셋으로 사용된다. 또한, 상기 클라우드 서버(500)에서 분류 및 생성된 도로교통 위험정보는 도로교통 위험정보 맵(Map)으로 작성되어 후방차량(130) 및 도로관리자에게 실시간으로 제공된다.In other words, the
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 센서 데이터의 평활화를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 분석주기의 중첩을 설명하기 위한 도면이다.On the other hand, Figure 5 is a view for explaining the smoothing of sensor data in the road traffic hazard information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a smart phone according to an embodiment of the present invention It is a diagram for explaining the overlapping of the analysis cycle in the road traffic risk information collection and provision system using a cloud server.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서, 상기 주행차량 스마트폰(200)에 내장된 중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)는 고사양의 센서가 아니기 때문에 데이터의 진동이 상당히 클 수 있으며, 이를 완화하기 위해 원시 데이터를 평활화 과정을 수행한다.As shown in Figure 5, in the road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, the
이후, 상기 평활화된 센서 데이터는 일정 시간간격의 분석주기로 집계하고, 중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)를 통해 감지된 센서 데이터에 대한 특징벡터를 추출한다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분석주기를 서로 중첩(overlay)시켜 분할에 의한 이벤트 정보 미감지를 최소화할 수 있다.Thereafter, the smoothed sensor data is aggregated in an analysis period of a predetermined time interval, and feature vectors for sensor data sensed through the
한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 충격이벤트의 그루핑을 예시하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템에서 충격이벤트 발생지점을 예시하는 도면이다.Meanwhile, FIG. 7 is a diagram illustrating grouping of shock events in a system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a smart phone and a smart phone according to an embodiment of the present invention. It is a diagram illustrating the occurrence point of an impact event in a road traffic risk information collection and provision system using a cloud server.
본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템의 경우, 클라우드 서버(500)는 상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치된 스마트폰 앱(400)이 수행하는 분석 프로세스를 동일하게 수행한 후, 도로교통 위험정보를 생성한다. 이때, 전술한 스마트폰 앱(400)의 경우, 중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)를 통해 감지된 센서 데이터가 기설정값(threshold)을 초과하는 경우에만 작동하지만, 상기 클라우드 서버(500)는 상기 주행차량 스마트폰(200)으로부터 전송된 모든 센서 데이터에 대해 분석 프로세스를 수행하여 도로교통 위험정보 맵을 제공할 수 있다. 이때, 상기 클라우드 서버(500)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 도로교통 위험정보 맵 제공시 정보 이용자의 가시성을 높이기 위해서 기설정 거리범위, 예를 들면, 50m 내에서 발생하는 이벤트에 대한 도로교통 위험정보는 군집화(Grouping)하여 도로교통 위험상황에 대한 충격 이벤트 그루핑 지역을 하나의 이벤트 정보로 표시할 수 있다.In the case of a system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템의 경우, 클라우드 서버(500)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 도로교통 위험정보 맵 제공시 충격 이벤트 발생지점인 포트홀 또는 범프 등을 표시할 수 있다.In addition, in the case of a system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템의 경우, 스마트폰 앱의 분석과 클라우드 서버의 분석을 이중화함으로써 주행차량 위험 주행패턴에 대한 감지율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 클라우드 서버는 기저장된 센서 데이터를 활용하여 지속적으로 학습 데이터셋을 갱신하기 때문에 시간이 지날수록 기계학습 알고리즘 성능이 개선될 수 있다.In the case of a system for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, it is possible to improve the detection rate for the dangerous driving pattern of the driving vehicle by dualizing the analysis of the smartphone app and the analysis of the cloud server. have. Specifically, since the cloud server continuously updates the training data set by using pre-stored sensor data, machine learning algorithm performance may improve as time passes.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템의 경우, 스마트폰 앱은 중력가속도 센서 및 자이로 센서를 통해 감지된 센서 데이터가 기설정값(threshold)을 초과하는 경우에만 분석 프로세스의 기계학습 알고리즘을 작동시키기 때문에 주행차량 스마트폰의 배터리 소모량을 감소시키고 도로교통 위험정보를 신속하게 실시간으로 생성할 수 있다.In addition, in the case of the system for collecting and providing road traffic hazard information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, the smartphone app includes a threshold value for sensor data detected through a gravity acceleration sensor and a gyro sensor. Since the machine learning algorithm of the analysis process is operated only when it exceeds, it is possible to reduce the battery consumption of the smartphone of the driving vehicle and quickly generate road traffic risk information in real time.
[스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법][Method of collecting and providing road traffic risk information using smartphones and cloud servers]
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법의 동작흐름도이고, 도 10은 도 9에 도시된 스마트폰의 분석 프로세스를 구체적으로 설명하기 위한 동작흐름도이며, 도 11은 도 9 도시된 클라우드 서버의 분석 프로세스를 구체적으로 설명하기 위한 동작흐름도이다.9 is an operation flow diagram of a method for collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an operation flow diagram for specifically explaining the analysis process of the smartphone shown in FIG. 9 And FIG. 11 is an operation flow diagram for specifically explaining the analysis process of the cloud server shown in FIG. 9.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법은, 도로(110)를 주행하는 주행차량(120)의 위험한 주행패턴에 대응하는 도로교통 위험정보를 수집하여 제공하는 도로교통 위험정보 수집제공 방법으로서, 먼저, 주행차량(120)에 거치된 주행차량 스마트폰(200)의 스마트폰 센서(300)가 충격 이벤트를 감지하여 센서 데이터를 생성한다(S110). 여기서, 상기 스마트폰 센서(300)는, 상기 주행차량 스마트폰(200) 내에 내장되며, 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량(120)의 차체에 가해지는 가속도를 검출하는 중력가속도 센서(310); 및 상기 주행차량 스마트폰(200) 내에 내장되며, 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량(120)의 차체에 가해지는 각속도를 검출하는 자이로 센서(320)를 포함할 수 있다.9 to 11, the method of collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server according to an embodiment of the present invention corresponds to a dangerous driving pattern of a driving
구체적으로, 상기 주행차량(120)의 충격 이벤트는 주행상황 이벤트 및 도로상황 이벤트를 포함하고, 상기 주행상황 이벤트는 상기 주행차량(120)의 급제동, 급출발 또는 급회전으로 발생하고, 상기 도로상황 이벤트는 도로상의 포트홀이나 범프로 인해 발생한다. 또한, 상기 센서 데이터는, 상기 스마트폰 센서(300)의 중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)에서 감지된 데이터; 및 도로상의 주행차량 위치를 파악할 수 있는 상기 주행차량 스마트폰(200)의 GPS 모듈(210)에서 생성되는 데이터를 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.Specifically, the impact event of the driving
다음으로, 상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치된 스마트폰 앱(400)을 통해 상기 스마트폰 센서(300)가 감지한 센서 데이터를 수집한다(S120). 여기서, 상기 스마트폰 앱(400)은, 상기 스마트폰 센서(300)에서 감지된 센서 데이터를 저장하는 데이터 저장부(410); 상기 센서 데이터에 대해 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 수행하여 도로교통 위험정보를 생성하는 분석 프로세스 수행부(420); 및 상기 분석 프로세스 수행부(420)에서 생성된 도로교통 위험정보가 상기 주행차량(120)의 운전자에게 즉시 제공되도록 경보를 발생시키는 경보 발생부(430)를 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.Next, the sensor data detected by the
다음으로, 상기 주행차량 스마트폰(200)이 상기 센서 데이터를 클라우드 서버(500)로 업로드한다(S130).Next, the driving
다음으로, 상기 스마트폰 앱(400)이 상기 센서 데이터가 기설정값보다 큰지 확인한다(S140).Next, the
다음으로, 상기 센서 데이터가 기설정값보다 큰 경우, 스마트폰 앱(400)이 상기 센서 데이터에 대한 분석 프로세스를 실시하여 도로교통 위험정보를 생성한다(S150).Next, when the sensor data is greater than a preset value, the
구체적으로, 도 10을 참조하면, 상기 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하고(S151), 이후, 소정 분석주기로 원시 데이터의 평활화를 실시하며(S152), 이때, 상기 충격 이벤트 미감지를 최소화하도록 상기 소정의 분석주기를 서로 중첩(overlay)시키는 것이 바람직하다. 다음으로, 상기 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하고(S153), 이후, 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징벡터에 대응하는 데이터를 분류한다(S154). 다음으로, 상기 분류된 데이터로부터 상기 주행차량(120)의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하고(S155), 이후, 상기 도로교통 위험정보를 주행차량(120) 운전자에게 즉시 경보한다(S156).Specifically, referring to FIG. 10, the sensor data is collected as raw data (S151), and then, the raw data is smoothed at a predetermined analysis period (S152), and at this time, the predetermined It is desirable to overlap the analysis cycles with each other. Next, a feature vector of the smoothed sensor data is extracted (S153), and then, data corresponding to the feature vector is classified according to a machine learning algorithm (S154). Next, road traffic risk information corresponding to the impact event of the driving
다음으로, 상기 클라우드 서버(500)가 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200)으로부터 업로드된 모든 센서 데이터에 대한 분석 프로세스를 실시하고, 도로교통 위험정보 맵을 작성한다(S160).Next, the
구체적으로, 도 11을 참조하면, 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200) 각각으로부터 업로드된 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하고(S161), 이후, 소정 분석주기로 원시 데이터의 평활화를 실시한다(S162). 다음으로, 상기 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하고(S163), 이후, 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징벡터에 대응하는 데이터를 분류한다(S164). 다음으로, 상기 분류된 데이터로부터 상기 주행차량(120)의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하고(S165), 이후, 기설정된 거리범위에 따라 상기 도로교통 위험정보를 군집화한다(S166). 다음으로, 상기 도로교통 위험정보가 후방차량(130) 및 도로관리자에게 실시간으로 제공되도록 도로교통 위험정보 맵(Map)을 작성한다.Specifically, referring to FIG. 11, sensor data uploaded from each of the at least one driving
다음으로, 도 9를 다시 참조하면, 상기 도로교통 위험정보 맵을 후방차량(130) 및 도로관리자에게 실시간으로 제공한다(S170).Next, referring again to FIG. 9, the road traffic risk information map is provided to the
따라서 상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치된 스마트폰 앱(400) 및 상기 클라우드 서버(500) 각각은 기학습된 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 이중으로 실시한다.Therefore, each of the
한편, 미국 교통부 연구에 따르면, 운전자 실수로 인한 교통사고의 약 80%는 사고 전 전방 위험상황에 대한 위험정보를 제공함으로써 예방이 가능하다고 보고되고 있다. 결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 스마트폰으로 정보를 수집하는 운전자에게 실시간으로 도로교통 위험정보, 예를 들면, 졸음운전에 의한 급제동, 급가속, 급회전 등을 알려줄 수 있고, 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 클라우드 서버가 다수의 후방차량 운전자에게 전방의 도로교통 위험정보를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 클라우드 서버가 도로관리자에게 포트홀 등 도로교통 위험정보를 전달함으로써 도로상의 위험상황을 신속하게 제거할 수 있다.Meanwhile, according to a study by the US Department of Transportation, it is reported that about 80% of traffic accidents caused by driver error can be prevented by providing risk information about the danger situation ahead of the accident. As a result, according to an embodiment of the present invention, it is possible to inform a driver who collects information with a smart phone about road traffic hazard information in real time, for example, sudden braking, sudden acceleration, sudden turn due to drowsy driving, and the like. According to the embodiment of, the cloud server may provide road traffic hazard information in front to a plurality of rear vehicle drivers. In addition, according to an embodiment of the present invention, the cloud server transmits road traffic risk information such as a porthole to the road manager, so that a dangerous situation on the road can be quickly removed.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
110: 도로 120: 주행차량
130: 후방차량
200: 주행차량 스마트폰 300: 스마트폰 센서
400: 스마트폰 앱 500: 클라우드 서버
600: 후방차량 스마트폰
210: GPS 모듈 220: 통신모듈
310: 중력가속도 센서(G 센서) 320: 자이로 센서
410: 데이터 저장부 420: 분석 프로세스 수행부
430: 경보 발생부
421: 데이터 수집부 422: 평활화 수행부
423: 특징 추출부 424: 데이터 분류부
425: 학습 데이터셋 426: 도로교통 위험정보 생성부
510: 통신모듈 520: 데이터 저장부
530: 분석 프로세스 수행부 540: 도로교통 위험정보 맵 작성부
531: 데이터 수집부 532: 평활화 수행부
533: 특징 추출부 534: 데이터 분류부
535: 학습 데이터셋 536: 도로교통 위험정보 생성부
537: 군집화 수행부110: road 120: driving vehicle
130: rear vehicle
200: driving vehicle smartphone 300: smartphone sensor
400: smartphone app 500: cloud server
600: rear vehicle smartphone
210: GPS module 220: communication module
310: gravity acceleration sensor (G sensor) 320: gyro sensor
410: data storage unit 420: analysis process execution unit
430: alarm generator
421: data collection unit 422: smoothing execution unit
423: feature extraction unit 424: data classification unit
425: training dataset 426: road traffic hazard information generation unit
510: communication module 520: data storage unit
530: Analysis process execution unit 540: Road traffic hazard information map preparation unit
531: data collection unit 532: smoothing execution unit
533: feature extraction unit 534: data classification unit
535: training dataset 536: road traffic hazard information generation unit
537: Clustering Execution Department
Claims (20)
도로(110)를 주행하는 주행차량(120)에 거치되는 단말로서, GPS 모듈(210) 및 통신모듈(220)을 구비하여 센서 데이터를 업로드하는 주행차량 스마트폰(200);
중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)를 포함하며, 상기 주행차량 스마트폰(200)에 내장되어 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트를 감지하여 센서 데이터를 생성하는 스마트폰 센서(300);
상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치되고, 상기 스마트폰 센서(300)에 의해 생성된 센서 데이터를 수집하여 분석 프로세스를 실시하고, 도로교통 위험정보를 생성하는 스마트폰 앱(400);
적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200)으로부터 업로드되는 모든 센서 데이터를 수집하여 분석 프로세스를 실시하고, 도로교통 위험정보 맵(Map)을 작성하여 제공하는 클라우드 서버(500); 및
상기 도로(110)의 후방을 주행하는 적어도 하나 이상의 후방차량(130)에 각각 거치되는 단말로서, 상기 클라우드 서버(500)로부터 도로교통 위험정보 맵(Map)을 제공받는 후방차량 스마트폰(600)을 포함하되,
상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치된 스마트폰 앱(400) 및 상기 클라우드 서버(500) 각각은 기학습된 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 이중으로 실시하는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.In the road traffic risk information collection and provision system that collects and provides road traffic risk information corresponding to a dangerous driving pattern of a driving vehicle traveling on a road,
A terminal mounted on the driving vehicle 120 traveling on the road 110, comprising: a driving vehicle smartphone 200 including a GPS module 210 and a communication module 220 to upload sensor data;
A smartphone that includes a gravity acceleration sensor 310 and a gyro sensor 320, and is embedded in the driving vehicle smartphone 200 to detect an impact event that is a dangerous driving pattern of the driving vehicle 120 to generate sensor data Sensor 300;
A smart phone app 400 installed on the driving vehicle smart phone 200, collecting sensor data generated by the smart phone sensor 300, performing an analysis process, and generating road traffic risk information;
A cloud server 500 that collects all sensor data uploaded from at least one driving vehicle smartphone 200 to perform an analysis process, and creates and provides a road traffic risk information map; And
A terminal mounted on at least one rear vehicle 130 traveling behind the road 110, and a rear vehicle smartphone 600 receiving a road traffic risk information map from the cloud server 500 Including,
Each of the smartphone app 400 and the cloud server 500 installed on the driving vehicle smartphone 200 provides a smartphone and a cloud server, characterized in that the analysis process is performed in duplicate according to a previously learned machine learning algorithm. Used road traffic hazard information collection and provision system.
상기 주행차량(120)의 충격 이벤트는 주행상황 이벤트 및 도로상황 이벤트를 포함하고, 상기 주행상황 이벤트는 상기 주행차량(120)의 급제동, 급출발 또는 급회전으로 발생하고, 상기 도로상황 이벤트는 도로상의 포트홀이나 범프로 인해 발생하는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 1,
The shock event of the driving vehicle 120 includes a driving situation event and a road situation event, the driving situation event occurs due to a sudden braking, sudden start or sudden turn of the driving vehicle 120, and the road situation event is a porthole on the road. Road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server, characterized in that caused by or bumps.
상기 센서 데이터는, 상기 스마트폰 센서(300)의 중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)에서 감지된 데이터; 및 도로상의 주행차량 위치를 파악할 수 있는 상기 주행차량 스마트폰(200)의 GPS 모듈(210)에서 생성되는 데이터를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 1,
The sensor data may include data sensed by the gravitational acceleration sensor 310 and the gyro sensor 320 of the smartphone sensor 300; And road traffic hazard information collection and provision system using a smartphone and a cloud server including data generated by the GPS module 210 of the driving vehicle smartphone 200 that can determine the location of the driving vehicle on the road.
상기 주행차량(120)의 도로(110) 상의 위치에 따른 위치정보를 생성하는 GPS 모듈(210); 및
상기 스마트폰 센서(300)에 의해 감지된 센서 데이터를 업로드시키도록 상기 클라우드 서버(500)와 통신하는 통신모듈(220)을 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 1, wherein the driving vehicle smartphone 200,
A GPS module 210 that generates location information according to the location of the driving vehicle 120 on the road 110; And
Road traffic hazard information collection and provision system using a smartphone and a cloud server including a communication module 220 that communicates with the cloud server 500 to upload sensor data detected by the smartphone sensor 300.
상기 주행차량 스마트폰(200) 내에 내장되며, 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량(120)의 차체에 가해지는 가속도를 검출하는 중력가속도 센서(310); 및
상기 주행차량 스마트폰(200) 내에 내장되며, 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량(120)의 차체에 가해지는 각속도를 검출하는 자이로 센서(320)를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 1, wherein the smartphone sensor 300,
A gravity acceleration sensor 310 that is embedded in the driving vehicle smartphone 200 and detects an acceleration applied to the vehicle body of the driving vehicle 120 in response to an impact event, which is a dangerous driving pattern of the driving vehicle 120; And
It is embedded in the driving vehicle smartphone 200 and includes a gyro sensor 320 that detects an angular velocity applied to the vehicle body of the driving vehicle 120 in response to an impact event that is a dangerous driving pattern of the driving vehicle 120 Road traffic risk information collection and provision system using smart phones and cloud servers.
상기 스마트폰 센서(300)에서 감지된 센서 데이터를 저장하는 데이터 저장부(410);
상기 센서 데이터에 대해 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 수행하여 도로교통 위험정보를 생성하는 분석 프로세스 수행부(420); 및
상기 분석 프로세스 수행부(420)에서 생성된 도로교통 위험정보가 상기 주행차량(120)의 운전자에게 즉시 제공되도록 경보를 발생시키는 경보 발생부(430)를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 1, wherein the smartphone app 400,
A data storage unit 410 for storing sensor data sensed by the smartphone sensor 300;
An analysis process execution unit 420 for generating road traffic risk information by performing an analysis process on the sensor data according to a machine learning algorithm; And
Road traffic using a smartphone and a cloud server including an alarm generator 430 that generates an alarm so that the road traffic risk information generated by the analysis process execution unit 420 is immediately provided to the driver of the driving vehicle 120 Risk information collection and provision system.
상기 분석 프로세스 수행부(420)는 상기 스마트폰 센서(300)에서 감지된 센서 데이터가 기설정값(threshold)을 초과하는 경우에만 분석 프로세스를 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 6,
The analysis process execution unit 420 performs an analysis process only when the sensor data detected by the smartphone sensor 300 exceeds a preset value, characterized in that the road using a smartphone and a cloud server Traffic risk information collection and provision system.
상기 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하는 데이터 수집부(421);
상기 데이터 수집부(421)에서 수집된 원시 데이터에 대해 소정의 분석주기로 평활화를 실시하는 평활화 수행부(422);
상기 평활화 수행부(422)에 의해 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하는 특징 추출부(423);
기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징 추출부(423)에 의해 추출된 특징벡터에 대응하도록 데이터를 분류하는 데이터 분류부(424);
상기 클라우드 서버(500)로부터 다운로드되고, 상기 데이터 분류부(424)의 데이터 분류시 상기 기계학습 알고리즘 개선을 위해 지속적으로 제공되는 학습 데이터셋(425); 및
상기 데이터 분류부(424)에서 분류된 데이터로부터 주행차량(120)의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하는 도로교통 위험정보 생성부(426)를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 6, wherein the analysis process execution unit 420,
A data collection unit 421 collecting the sensor data as raw data;
A smoothing performing unit 422 for smoothing the raw data collected by the data collecting unit 421 at a predetermined analysis period;
A feature extraction unit 423 for extracting a feature vector of the sensor data smoothed by the smoothing unit 422;
A data classification unit 424 for classifying data to correspond to a feature vector extracted by the feature extraction unit 423 according to a machine learning algorithm;
A learning dataset 425 downloaded from the cloud server 500 and continuously provided to improve the machine learning algorithm when the data classification unit 424 classifies data; And
A road using a smartphone and a cloud server including a road traffic risk information generator 426 that generates road traffic risk information corresponding to an impact event of the driving vehicle 120 from the data classified by the data classification unit 424 Traffic risk information collection and provision system.
상기 평활화 수행부(422)는 상기 충격 이벤트 미감지를 최소화하도록 상기 소정의 분석주기를 서로 중첩(overlay)시키는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 8,
The smoothing execution unit 422 is a road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server, characterized in that the predetermined analysis period is overlapped with each other so as to minimize the detection of the impact event.
상기 센서 데이터의 업로드를 위해 주행차량 스마트폰(200)의 통신모듈(220)과 상호 통신하는 통신모듈(510);
적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200)으로부터 업로드되는 모든 센서 데이터를 저장하는 데이터 저장부(520);
적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200)으로부터 업로드되는 모든 센서 데이터에 대해 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 수행하여 도로교통 위험정보를 생성하는 분석 프로세스 수행부(530); 및
상기 분석 프로세스 수행부(530)에서 생성된 도로교통 위험정보가 후방차량(130) 및 도로관리자에게 실시간으로 제공되도록 도로교통 위험정보 맵(Map)을 작성하는 도로교통 위험정보 맵 작성부(540)를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 1, wherein the cloud server 500,
A communication module 510 communicating with the communication module 220 of the driving vehicle smartphone 200 to upload the sensor data;
A data storage unit 520 for storing all sensor data uploaded from at least one or more driving vehicle smartphones 200;
An analysis process execution unit 530 for generating road traffic risk information by performing an analysis process according to a machine learning algorithm on all sensor data uploaded from at least one driving vehicle smartphone 200; And
Road traffic risk information map creation unit 540 for creating a road traffic risk information map so that the road traffic risk information generated by the analysis process execution unit 530 is provided to the rear vehicle 130 and the road manager in real time. Road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server comprising a.
상기 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하는 데이터 수집부(531);
상기 데이터 수집부(531)에서 수집된 원시 데이터에 대해 소정의 분석주기로 평활화를 실시하는 평활화 수행부(532);
상기 평활화 수행부(532)에 의해 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하는 특징 추출부(533);
기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징 추출부(533)에 의해 추출된 특징벡터에 대응하도록 데이터를 분류하는 데이터 분류부(534);
상기 데이터 분류부(534)의 데이터 분류시 상기 기계학습 알고리즘 개선을 위해 지속적으로 제공되는 학습 데이터셋(535);
상기 데이터 분류부(534)에서 분류된 데이터로부터 상기 주행차량(120)의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하는 도로교통 위험정보 생성부(536); 및
기설정 거리범위에서 발생하는 이벤트에 대한 도로교통 위험정보를 하나의 이벤트 정보로 표시하도록 군집화(Grouping)하는 군집화 수행부(537)를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 10, wherein the analysis process execution unit (530),
A data collection unit 531 collecting the sensor data as raw data;
A smoothing performing unit 532 for smoothing the raw data collected by the data collecting unit 531 at a predetermined analysis period;
A feature extraction unit 533 for extracting a feature vector of the sensor data smoothed by the smoothing execution unit 532;
A data classification unit 534 for classifying data to correspond to a feature vector extracted by the feature extraction unit 533 according to a machine learning algorithm;
A learning dataset 535 continuously provided to improve the machine learning algorithm when the data classification unit 534 classifies data;
A road traffic risk information generation unit 536 that generates road traffic risk information corresponding to an impact event of the driving vehicle 120 from the data classified by the data classification unit 534; And
Road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and cloud server including a clustering execution unit 537 that groups road traffic risk information for events occurring in a preset distance range to be displayed as one event information .
상기 평활화 수행부(532)는 상기 충격 이벤트 미감지를 최소화하도록 상기 소정의 분석주기를 서로 중첩(overlay)시키는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 시스템.The method of claim 11,
The smoothing execution unit 532 is a road traffic risk information collection and provision system using a smartphone and a cloud server, characterized in that the predetermined analysis period is overlapped with each other so as to minimize the undetected impact event.
a) 주행차량(120)에 거치된 주행차량 스마트폰(200)의 스마트폰 센서(300)가 충격 이벤트를 감지하여 센서 데이터를 생성하는 단계;
b) 상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치된 스마트폰 앱(400)을 통해 상기 스마트폰 센서(300)가 감지한 센서 데이터를 수집하는 단계;
c) 상기 주행차량 스마트폰(200)이 상기 센서 데이터를 클라우드 서버(500)로 업로드하는 단계;
d) 상기 스마트폰 앱(400)이 상기 센서 데이터가 기설정값보다 큰지 확인하는 단계;
e) 상기 센서 데이터가 기설정값보다 큰 경우, 스마트폰 앱(400)이 상기 센서 데이터에 대한 분석 프로세스를 실시하여 도로교통 위험정보를 생성하는 단계;
f) 상기 클라우드 서버(500)가 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200)으로부터 업로드된 모든 센서 데이터에 대한 분석 프로세스를 실시하고, 도로교통 위험정보 맵을 작성하는 단계; 및
g) 상기 도로교통 위험정보 맵을 후방차량(130) 및 도로관리자에게 실시간으로 제공하는 단계를 포함하되,
상기 주행차량 스마트폰(200)에 설치된 스마트폰 앱(400) 및 상기 클라우드 서버(500) 각각은 기학습된 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 이중으로 실시하는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법.In the road traffic risk information collection and provision method for collecting and providing road traffic risk information corresponding to the dangerous driving pattern of the driving vehicle 120 traveling on the road 110,
a) generating sensor data by sensing an impact event by the smart phone sensor 300 of the driving vehicle smart phone 200 mounted on the driving vehicle 120;
b) collecting sensor data sensed by the smart phone sensor 300 through the smart phone app 400 installed on the driving vehicle smart phone 200;
c) uploading the sensor data to the cloud server 500 by the driving vehicle smartphone 200;
d) the smart phone app 400 checking whether the sensor data is greater than a preset value;
e) when the sensor data is greater than a preset value, generating road traffic hazard information by performing, by the smartphone app 400, an analysis process for the sensor data;
f) performing, by the cloud server 500, an analysis process for all sensor data uploaded from at least one or more driving vehicle smartphones 200, and creating a road traffic risk information map; And
g) including the step of providing the road traffic risk information map to the rear vehicle 130 and the road manager in real time,
Each of the smartphone app 400 and the cloud server 500 installed on the driving vehicle smartphone 200 provides a smartphone and a cloud server, characterized in that the analysis process is performed in duplicate according to a previously learned machine learning algorithm. How to collect and provide road traffic risk information used.
상기 주행차량(120)의 충격 이벤트는 주행상황 이벤트 및 도로상황 이벤트를 포함하고, 상기 주행상황 이벤트는 상기 주행차량(120)의 급제동, 급출발 또는 급회전으로 발생하고, 상기 도로상황 이벤트는 도로상의 포트홀이나 범프로 인해 발생하는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법.The method of claim 13,
The shock event of the driving vehicle 120 includes a driving situation event and a road situation event, the driving situation event occurs due to a sudden braking, sudden start or sudden turn of the driving vehicle 120, and the road situation event is a porthole on the road. Road traffic risk information collection and provision method using a smartphone and a cloud server, characterized in that caused by or bumps.
상기 센서 데이터는, 상기 스마트폰 센서(300)의 중력가속도 센서(310) 및 자이로 센서(320)에서 감지된 데이터; 및 도로상의 주행차량 위치를 파악할 수 있는 상기 주행차량 스마트폰(200)의 GPS 모듈(210)에서 생성되는 데이터를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법.The method of claim 13,
The sensor data may include data sensed by the gravitational acceleration sensor 310 and the gyro sensor 320 of the smartphone sensor 300; And road traffic risk information collection and provision method using a smartphone and a cloud server including data generated by the GPS module 210 of the driving vehicle smartphone 200 that can determine the location of the driving vehicle on the road.
상기 주행차량 스마트폰(200) 내에 내장되며, 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량(120)의 차체에 가해지는 가속도를 검출하는 중력가속도 센서(310); 및
상기 주행차량 스마트폰(200) 내에 내장되며, 상기 주행차량(120)의 위험한 주행패턴인 충격 이벤트에 대응하여 상기 주행차량(120)의 차체에 가해지는 각속도를 검출하는 자이로 센서(320)를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법.The method of claim 13, wherein the smart phone sensor 300,
A gravity acceleration sensor 310 that is embedded in the driving vehicle smartphone 200 and detects an acceleration applied to the vehicle body of the driving vehicle 120 in response to an impact event, which is a dangerous driving pattern of the driving vehicle 120; And
It is embedded in the driving vehicle smartphone 200 and includes a gyro sensor 320 that detects an angular velocity applied to the vehicle body of the driving vehicle 120 in response to an impact event that is a dangerous driving pattern of the driving vehicle 120 How to collect and provide road traffic risk information using smart phones and cloud servers.
상기 스마트폰 센서(300)에서 감지된 센서 데이터를 저장하는 데이터 저장부(410);
상기 센서 데이터에 대해 기계학습 알고리즘에 따라 분석 프로세스를 수행하여 도로교통 위험정보를 생성하는 분석 프로세스 수행부(420); 및
상기 분석 프로세스 수행부(420)에서 생성된 도로교통 위험정보가 상기 주행차량(120)의 운전자에게 즉시 제공되도록 경보를 발생시키는 경보 발생부(430)를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법.The method of claim 13, wherein the smartphone app (400),
A data storage unit 410 for storing sensor data sensed by the smartphone sensor 300;
An analysis process execution unit 420 for generating road traffic risk information by performing an analysis process on the sensor data according to a machine learning algorithm; And
Road traffic using a smartphone and a cloud server including an alarm generator 430 that generates an alarm so that the road traffic risk information generated by the analysis process execution unit 420 is immediately provided to the driver of the driving vehicle 120 How to collect and provide risk information.
e-1) 상기 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하는 단계;
e-2) 소정 분석주기로 원시 데이터의 평활화를 실시하는 단계;
e-3) 상기 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하는 단계;
e-4) 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징벡터에 대응하는 데이터를 분류하는 단계;
e-5) 상기 분류된 데이터로부터 상기 주행차량(120)의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하는 단계; 및
e-6) 상기 도로교통 위험정보를 주행차량(120) 운전자에게 즉시 경보하는 단계를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법.The method of claim 13, wherein step e),
e-1) collecting the sensor data as raw data;
e-2) smoothing the raw data at a predetermined analysis period;
e-3) extracting a feature vector of the smoothed sensor data;
e-4) classifying data corresponding to the feature vector according to a machine learning algorithm;
e-5) generating road traffic hazard information corresponding to an impact event of the driving vehicle 120 from the classified data; And
e-6) A method of collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server comprising the step of immediately alerting the driver of the driving vehicle 120 of the road traffic risk information.
상기 e-2) 단계에서 충격 이벤트 미감지를 최소화하도록 상기 소정의 분석주기를 서로 중첩(overlay)시키는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법.The method of claim 18,
The method of collecting and providing road traffic risk information using a smartphone and a cloud server, characterized in that the predetermined analysis periods are overlapped with each other so as to minimize undetected impact events in step e-2).
f-1) 적어도 하나 이상의 주행차량 스마트폰(200) 각각으로부터 업로드된 센서 데이터를 원시 데이터로 수집하는 단계;
f-2) 소정 분석주기로 원시 데이터의 평활화를 실시하는 단계;
f-3) 상기 평활화된 센서 데이터의 특징벡터를 추출하는 단계;
f-4) 기계학습 알고리즘에 따라 상기 특징벡터에 대응하는 데이터를 분류하는 단계;
f-5) 상기 분류된 데이터로부터 상기 주행차량(120)의 충격 이벤트에 대응하는 도로교통 위험정보를 생성하는 단계;
f-6) 기설정된 거리범위에 따라 상기 도로교통 위험정보를 군집화하는 단계; 및
f-7) 상기 도로교통 위험정보가 후방차량(130) 및 도로관리자에게 실시간으로 제공되도록 도로교통 위험정보 맵(Map)을 작성하는 단계를 포함하는 스마트폰과 클라우드 서버를 이용한 도로교통 위험정보 수집제공 방법.The method of claim 13, wherein step f),
f-1) collecting sensor data uploaded from each of the at least one driving vehicle smartphone 200 as raw data;
f-2) smoothing the raw data at a predetermined analysis period;
f-3) extracting a feature vector of the smoothed sensor data;
f-4) classifying data corresponding to the feature vector according to a machine learning algorithm;
f-5) generating road traffic hazard information corresponding to an impact event of the driving vehicle 120 from the classified data;
f-6) clustering the road traffic risk information according to a preset distance range; And
f-7) Road traffic risk information collection using a smartphone and a cloud server including the step of creating a road traffic risk information map so that the road traffic risk information is provided to the rear vehicle 130 and the road manager in real time Delivery method.
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