KR102314656B1 - 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템 - Google Patents

자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 차량감지센서가 교통상황을 센싱하여 관제서버로 전송하면, 관제서버가 교통상황에 맞는 신호를 생성하여 신호표시부로 전송하여, 교통상황에 맞는 신호를 표시할 수 있는 차율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 QR코드를 포함한 교통 정보를 표시할 수 있는 신호표시장치; 차량에 설치되어 신호표시장치가 전송하는 정보를 수신할 수 있는 신호수신기; 교차로를 포함한 도로의 바닥면에 설치되어 차량을 인식할 수 있는 차량감지센서; 및 신호표시장치 및 차량감지센서에서 전송하는 정보를 전송받아 저장하고, 신호표시장치 및 신호수신기에 교통정보를 전송할 수 있는 관제서버을 포함하는, 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템을 제공한다.

Description

자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템 {Signal processing system for autonomous vehicles}
본 발명은 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 차량감지센서가 교통상황을 센싱하여 관제서버로 전송하면, 관제서버가 교통상황에 맞는 신호를 생성하여 신호표시부로 전송하여, 교통상황에 맞는 신호를 표시할 수 있는 차율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 안전한 교통질서를 위하여 색으로 교통조건을 나타내는 기구를 신호기라고 하며, 신호등은 신호기의 한 종류에 속한다.
종래의 신호체계는 신호등을 통하여 교통조건을 나타내었었는데 이러한 신호체계에는 아래와 같은 단점이 존재하였다.
첫째, 차량의 전면에 화물차를 포함한 대형차량이 있는 경우 사각지대가 존재하여 앞차가 신호를 가릴 수 있으며, 앞차가 전방으로 진행하여 신호가 시야에 들어올때까지 기다려야 하므로 이것은 교차로 정체로 이어지며 조급한 운전자들이 사고를 유발하며 자율주행 자동차의 신뢰성을 낮춘다.
둘째, 자율주행 자동차에 탑재된 카메라에서는 신호등의 색상을 통한 신호를 처리하기에는 아래와 같은 문제점이 있었다.
- 영상처리는 컬러를 흑백으로 변환된 값을 사용하므로 컬러를 통한 신호체계는 불확실성이 존재한다.
- 해가 지는 노을이 신호등과 같은 소실점에 위치할 때 카메라는 조리개의 밝기를 자동으로 조절해서 신호등을 볼 수 없다. 이것은 우리가 사진을 찍을때 해를 뒤에 두지 않고 마주보고 찍는 것과 같은 원리로 이 또한 앞에서 언급한 원천적 기술의 한계이다.
- 노란색은 영상처리가 가장 어려운색이다.
- 각종 특수 차량들의 경광등 및 지시등을 포함한 차량 불빛에 의한 신호등 인식의 오류 발생의 우려가 있다.
따라서 종래의 신호등을 바탕으로 자율주생을 실시하는 경우 오작동 우려 및 사고의 우려가 큰 문제점이 있었다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-2146863호(2020.08.21. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 교통상황에 맞게, 노이즈에 강한 자체처리 알고리즘을 탑재하고 많은 정보를 전달 할 수 있는 QR코드를 생성하여 표시하고, 무선주파수를 이용하여 차량에 탑재되어 있는 신호수신기에 신호를 전송하여 카메라가 방해를 받지 않고 코드를 인식할 수 있어 색채를 이용한 신호처리의 불확실성을 제거할 수 있는 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템은 QR코드를 포함한 교통 정보를 표시할 수 있는 신호표시장치; 차량에 설치되어 신호표시장치가 전송하는 정보를 수신할 수 있는 신호수신기; 교차로를 포함한 도로의 바닥면에 설치되어 차량을 인식할 수 있는 차량감지센서; 및 신호표시장치 및 차량감지센서에서 전송하는 정보를 전송받아 저장하고, 신호표시장치 및 신호수신기에 교통정보를 전송할 수 있는 관제서버를 포함한다.
또한, 신호표시장치는 관제서버로부터 신호를 전송받고, 신호수신기로 신호를 전송하는 무선통신부, 관제서버로부터 전송받은 QR코드 정보를 시각적으로 나타내는 QR코드표시부, 안내방송을 포함한 음성으로 정보를 전달 할 수 있는 스피커부, 신호표시장치를 수동으로 제어할 수 있는 수동제어부를 포함한다.
또한, 관제서버는 신호표시장치, 신호수신기 및 차량감지기와 신호를 송, 수신할 수 있는 무선통신부, 무선통신부에서 전송받은 정보를 분류하여 저장할 수 있는 데이터베이스부, 무선통신부에서 전송받은 정보를 바탕으로 신호표시장치로 전송할 신호를 생성하는 신호생성부를 포함한다.
본 발명에 의하면 차량감지센서에 의하여 감지된 정보를 통하여 신호를 생성한 뒤 신호표시장치로 전송하고 신호표시장치는 QR코드표시, 주파수통신을 통한 신호전송을 통하여 신호수신기로 신호정보를 보내고, 신호표시부 및 스피커부를 통한 신호표시를 통하여 사용자가 알 수 있게 하여 효율적으로 신호를 관리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템의 각 구성요소들 간의 연결관계를 도시한 도면,
도 2는 차량감지센서에 의해 감지된 차량 유동량에 따른 신호생성 및 표시과정을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템의 신호표시장치를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템이 교차로에 적용된 상태를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템의 각 구성요소들 간의 연결관계를 도시한 도면, 도 2는 차량감지센서에 의해 감지된 차량 유동량에 따른 신호생성 및 표시과정을 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템의 신호표시장치를 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템이 교차로에 적용된 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템은, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 신호표시장치(100), 신호수신기(200), 차량감지센서(300), 관제서버(400)를 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.
신호표시장치(100)는 QR코드를 포함한 교통 정보를 표시할 수 있으며, 도 3을 참조하면, 무선통신부(110), QR코드표시부(120), 스피커부(130), 수동제어부(140) 및 신호표시부(150)를 포함하여 구성된다.
무선통신부(110)는 관제서버(400)로부터 신호정보를 전송받고, 신호수신기(200)로 신호를 전송할 수 있다.
QR코드표시부(120)는 관제서버(400)로부터 전송받은 QR코드 정보를 시각적으로 나타낼 수 있다.
스피커부(130)는 안내방송을 포함한 음성을 통하여 정보를 전달 할 수 있다.
신호표시부(150)는 관제서버(400)로부터 신호정보를 전송받아, 통상적인 신호등과 같이 적색 또는 녹색으로 신호를 표시할 수 있다.
수동제어부(140)는 신호표시방치의 QR코드표시부(120), 스피커부(130) 및 신호표시부(150)를 제어패널을 통하여 수동으로 제어할 수 있다.
차량감지센서(300)는 교차로를 포함한 도로의 바닥면에 설치되어 차량을 인식할 수 있고, 차량인식 정보를 관제서버(400)로 전송할 수 있다.
관제서버(400)는 신호표시장치(100) 및 차량감지센서(300)에서 전송하는 정보를 전송받아 저장하고, 신호표시장치(100) 및 신호수신기(200)에 교통정보를 전송할 수 있으며, 무선통신부(410), 데이터베이스부(420) 및 신호생성부(430)을 포함하여 구성된다.
무선통신부(410)는 신호표시장치(100), 신호수신기(200) 및 차량감지센서(300)와 정보를 송, 수신할 수 있다.
데이터베이스부(420)는 무선통신부(410)에서 전송받은 정보를 분류하여 저장할 수 있다.
신호생성부(430)는 무선통신부(410)에서 전송받은 정보를 바탕으로 신호표시장치(100)로 전송할 신호를 생성한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템의 동작방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4를 참고하면, 각 차선마다 차선을 위한 고유 코드가 부여되어 있으며, 각 차선의 바닥면에는 차량을 인식할 수 있는 차량감지센서가 설치되어 있다.
차량감지센서가 차량을 인식하여 각 차선에 차량이 진입하였는지 여부를 센싱하여 관제서버로 전송하고, 관제서버는 차량감지센서에서 차량인식 신호를 전송받아 교통상황에 맞게 신호생성부에서 신호를 생성하여 신호표시장치부로 전송을 하며, 신호표시장치부는 QR코드표시부 및 스피커부를 포함한 알림수단을 통하여 신호정보를 알리고, 신호표시장치의 일정 거리 이내에 위치하는 차량에 설치되어 있는 신호수신기로 해당신호를 전송한다.
보다 상세하게는, 각 차선마다 부여된 고유코드에 차량이 진입하는 경우, 차량감지센서가 차량을 인식하고 차량의 진입여부에 대한 정보를 관제서버로 전송한다.
관제서버는 차량감지센서에 인식된 차량정보를 바탕으로 해당차량이 진입할 수 있는 차선을 예상한 뒤 차선의 교통량 및 정체상황에 맞게 신호생성부에서 신호를 생성하여 신호표시장치부로 전송한다.
신호표시장치부는 관제서버로부터 신호정보를 전송받아 QR코드표시부에 신호정보에 대응하는 QR코드를 표시하고, 스피커부 및 신호표시부를 포함한 알림수단을 통하여 신호정보를 운전자 및 보행자에게 알릴 수 있으며, 주파수 신호를 통하여 신호표시장치부의 일정 거리 이내에 위치하는 차량에 설치되어 있는 신호수신기로 해당신호를 전송한다.
보행자는 신호표시장치부의 신호표시부 및 스피커부를 통하여 신호를 인식 할 수 있으며, 운전자는 신호표시부 및 스피커부를 통하여 신호를 인식 할 수 있을 뿐 아니라, 주파수 신호를 통해서 해당 신호정보를 전송받을 수 있으며, 신호수신기를 이용하여 신호표시장치부의 QR코드표시부에서 표시되는 QR코드를 통해서도 해당 신호정보를 인식할 수 있다.
도 4를 참고하여 예를 들면, D차선에서 진입한 차량은 차량감지센서에 의하여 차량의 위치 및 진입상태가 센싱되며, 해당 차량은 E, J, N 차선으로 진입할 수 있을 것이다.
이때, '0'은 진입금지 '1'은 진입이라고 설정하였을 경우 'E0/J0/N1' 이라는 조합이 가능하고 이를 QR코드로 생성할 수 있다.
신호표시장치부의 QR코드표시부에서 'E0/J0/N1'조합으로 생성된 QR코드가 표시될 수 있으며, D차선에 진입한 차량이 N으로 진입하고자 했다면 신호수신기를 통하여 QR코드표시부에서 표시되는 QR코드를 인식하여 이를 확인하고 운행할 수 있을 것이다.
교차로에서 차량이 정체되고 있는 경우, N차선에 설치되어 있는 차량감지센서를 통하여, 관제서버가 차량이 정체되어 있다는 신호를 받는 경우 신호생성부에서 'E0/J0/N1' 라는 신호를 생성하여 신호표시장치부로 전송하고, 신호표시장치부는 해당 신호에 대응하는 QR코드를 QR코드표시부에 표시하며, 해당신호에 대응하는 신호를 신호표시부 및 스피커부를 통해서도 알릴 수 있다.
본 발명은 자율주행을 위하여 사용될 수 있으며, 차량내부에 위치하는 신호수신기가 신호표시장치부의 QR코드표시부에서 표시되는 QR코드를 인식하여 주행 또는 정지할 수 있으며, 오류를 방지하기 위하여 신호표시장치부에서 주파수통신을 이용하여 신호에 대응되는 정보를 신호수신기에 전송할 수 있고, QR코드표시부와 통신을 이용하여 수신되는 정보가 일치하는 경우 그 신호에 따라 주행하며, 오류 및 기타사정으로 인하여 정보가 일치하지않는 경우 차량운전자가 신호표시장치부의 신호표시부 및 스피커부를 통해서 인식할 수 있는 신호에 따라 차량을 주행할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 - 신호표시장치 110 - 무선통신부
120 - QR코드표시부 130 - 스피커부
140 - 수동제어부 150 - 신호표시부
200 - 신호수신기 300 - 차량감지센서
400 - 관제서버 410 - 무선통신부

Claims (3)

  1. QR코드를 포함한 교통 정보를 표시할 수 있는 신호표시장치;
    차량에 설치되어 신호표시장치가 전송하는 정보를 수신할 수 있는 신호수신기;
    교차로를 포함한 도로의 바닥면에 설치되어 차량을 인식할 수 있는 차량감지센서; 및
    신호표시장치 및 차량감지센서에서 전송하는 정보를 전송받아 저장하고, 신호표시장치 및 신호수신기에 교통정보를 전송할 수 있는 관제서버
    를 포함하고,
    신호표시장치는
    관제서버로부터 신호를 전송받고, 신호수신기로 신호를 전송하는 무선통신부,
    관제서버로부터 전송받은 QR코드 정보를 시각적으로 나타내는 QR코드표시부,
    안내방송을 포함한 음성으로 정보를 전달 할 수 있는 스피커부, 및
    신호표시장치를 수동으로 제어할 수 있는 수동제어부
    를 포함하며,
    관제서버는
    신호표시장치, 신호수신기 및 차량감지기와 신호를 송, 수신할 수 있는 무선통신부,
    무선통신부에서 전송받은 정보를 분류하여 저장할 수 있는 데이터베이스부, 및
    무선통신부에서 전송받은 정보를 바탕으로 신호표시장치로 전송할 신호를 생성하는 신호생성부
    를 포함하는 것
    각 차선에 차량이 진입하는 경우, 차량감지센서가 차량 진입을 인식하고 차량의 진입여부에 대한 정보를 관제서버로 전송하는 것
    을 포함하는, 자율주행 차량을 위한 신호 처리 시스템.

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  3. 삭제
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