KR102505785B1 - Uwb 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법 - Google Patents

Uwb 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법은, 대중교통으로 운용되는 버스에 설치되어 버스 이용요금의 결제를 수행하는 UWB(Ultra Wideband)를 이용한 버스요금 결제시스템에 있어서, 버스 내부에 설치된 UWB 통신모듈을 통해, 임의의 사용자가 소유한 사용자 단말기가 상기 UWB 통신모듈을 통해 전개된 측위범위 내에 진입한 것을 식별하는 (a)단계, 상기 UWB 통신모듈을 통해, 상기 (a)단계에서 식별된 사용자 단말기가 상기 UWB 통신모듈을 통해 전개된 가상의 버스 내부 존(Zone)에 진입한 것을 식별하는 (b)단계, 상기 UWB 통신모듈을 통해, 상기 (b)단계에서 상기 버스 내부 존에 진입한 사용자 단말기가 상기 버스 내부 존 내에 전개된 하위 존인 가상의 결제 존을 통과하는 것을 식별하는 (c)단계, 버스 내부에 설치되며, 상기 UWB 통신모듈과 연동된 MCU(Micro-Controller Unit)가 상기 결제 존을 통과하는 사용자 단말기에 대해 버스의 승차요금 결제를 처리하는 (d)단계, 상기 UWB 통신모듈을 통해 상기 버스 내부 존에 진입한 상태의 사용자 단말기가 상기 버스 내부 존으로부터 이탈한 것을 식별하는 (e)단계 및 상기 MCU가 상기 버스 내부 존으로부터 이탈한 사용자 단말기에 대해 추가요금 결제를 처리하는 (f)단계를 포함한다.

Description

UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법{Method for Processing Bus Fare Payment Using Uwb-Based Bus Fare Payment System}
본 발명은 버스요금의 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UWB(Ultra Wideband)를 이용하여 버스요금의 결제를 효율적으로 처리할 수 있는 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법에 관한 것이다.
최근에는 휴대가 가능한 모바일 사용자 단말기를 통해 대금의 결제가 가능하게 됨에 따라, 다양한 분야에서 자동 결제 시스템이 운용되고 있다.
이와 같은 자동 결제 시스템은 대중교통 분야, 특히 버스에서도 적용되고 있으며, 종래에는 버스를 이용하는 사용자가 차량에 설치된 결제 기기에 본인이 소유한 모바일 사용자 단말기 또는 교통 카드 등을 접근시켜 무선 통신을 통해 결제 요금을 처리하는 방식이 적용되고 있다.
다만, 이와 같은 종래의 방식은 버스를 용하는 사용자가 승차/하차 시에 본인이 소유한 모바일 사용자 단말기 또는 교통 카드를 매번 꺼내 직접 결제를 처리하여야 하므로 그 과정이 번거로운 것은 물론이며, 승차/하차 시간 증가로 인해 버스의 정거장 내 체류 시간이 증가하게 되고, 이는 교통 정체로 이어지는 악순환을 유발하게 된다.
또한 종래의 결제 방식은 사용자가 스스로 결제를 수행하여야 하므로 무임승차가 발생하는 경우도 자주 발생하는 문제가 있었다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국등록특허 제10-1917833호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 버스 내에 구비되는 UWB(Ultra Wideband) 통신모듈을 통해 버스의 내부 및 외부까지 전개되는 무선 통신 영역을 기반으로 버스요금의 결제를 효율적으로 처리할 수 있는 버스요금 결제시스템을 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법은, 대중교통으로 운용되는 버스에 설치되어 버스 이용요금의 결제를 수행하는 UWB(Ultra Wideband)를 이용한 버스요금 결제시스템에 있어서, 버스 내부에 설치된 UWB 통신모듈을 통해, 임의의 사용자가 소유한 사용자 단말기가 상기 UWB 통신모듈을 통해 전개된 측위범위 내에 진입한 것을 식별하는 (a)단계, 상기 UWB 통신모듈을 통해, 상기 (a)단계에서 식별된 사용자 단말기가 상기 UWB 통신모듈을 통해 전개된 가상의 버스 내부 존(Zone)에 진입한 것을 식별하는 (b)단계, 상기 UWB 통신모듈을 통해, 상기 (b)단계에서 상기 버스 내부 존에 진입한 사용자 단말기가 상기 버스 내부 존 내에 전개된 하위 존인 가상의 결제 존을 통과하는 것을 식별하는 (c)단계, 버스 내부에 설치되며, 상기 UWB 통신모듈과 연동된 MCU(Micro-Controller Unit)가 상기 결제 존을 통과하는 사용자 단말기에 대해 버스의 승차요금 결제를 처리하는 (d)단계, 상기 UWB 통신모듈을 통해 상기 버스 내부 존에 진입한 상태의 사용자 단말기가 상기 버스 내부 존으로부터 이탈한 것을 식별하는 (e)단계 및 상기 MCU가 상기 버스 내부 존으로부터 이탈한 사용자 단말기에 대해 추가요금 결제를 처리하는 (f)단계를 포함한다.
이때 상기 MCU는 상기 UWB 통신모듈에 의해 상기 측위범위 내에서 기 설정된 시간 간격으로 수집되는 사용자 단말기의 위치정보를 수집하여 사용자 단말기의 이동 방향에 대한 벡터값을 분석함에 따라 사용자 단말기의 이동 방향을 판단할 수 있다.
그리고 상기 MCU는, UWB 통신모듈에 의해 수집된 위치정보 중 연속된 3개 이상의 위치정보를 추출하는 (ex-1)단계, 상기 (ex-1)단계에서 추출된 3개 이상의 위치정보에서 도출된 복수의 벡터 중 사용자 단말기의 이동 방향에 영향이 높은 벡터를 선정하는 (ex-2)단계, 상기 (ex-2)단계에 의해 선정된 벡터에 대해 가중치를 부여하는 (ex-3)단계 및 상기 (ex-1)단계에서 추출된 3개 이상의 위치정보에서 도출된 복수의 벡터를 합산하여 사용자 단말기의 이동 방향을 판단하는 (ex-4)단계의 과정을 통해 사용자 단말기의 이동 방향을 판단할 수 있다.
더불어 상기 (d)단계는, 버스의 외부로부터 상기 버스 내부 존에 진입한 후 상기 결제 존 방향으로 이동하여 통과하는 사용자 단말기에 대해 버스의 승차요금 결제를 처리할 수 있따.
이와 같은 경우 상기 (d)단계는, 상기 MCU가 상기 결제 존에 진입한 사용자 단말기에 대한 승차요금 및 승차정보 생성 업무를 진행하여 준비하는 (d-1)단계 및 상기 MCU가 승차요금 결제를 위해 사용자 단말기 카드정보의 유효성을 검증하는 (d-2)단계, 상기 MCU가 상기 사용자 단말기 카드정보를 갱신 및 생성하는 (d-3)단계, 상기 MCU가 결제내역을 생성하는 (d-4)단계 및 상기 MCU가 승차 완료에 따른 결제 완료 메시지를 사용자가 소유한 사용자 단말기에 전송하는 (d-5)단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 승차정보는, 승차요금의 결제 처리가 이루어진 사용자 단말기의 카드번호 데이터, 결제금액 데이터, 해당 버스를 소유한 운수사 데이터, 해당 버스의 노선번호 데이터, 해당 버스의 차량 ID 데이터, 이용요금의 결제 처리가 이루어진 시점의 승차정거장 및 승차시간 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고 상기 (f)단계는, 상기 버스 내부 존으로부터 버스의 도어 방향으로 이동한 후 상기 버스 내부 존을 이탈한 사용자 단말기에 대해 버스의 추가요금 결제를 처리할 수 있다.
이때 상기 (f)단계는, 상기 MCU가 상기 버스 내부 존을 이탈한 사용자 단말기에 대한 추가요금 및 하차정보 생성 업무를 진행하여 준비하는 (f-1)단계, 상기 MCU가 결제내역을 생성하는 (f-2)단계 및 상기 MCU가 하차 완료에 따른 결제 완료 메시지를 사용자가 소유한 사용자 단말기에 전송하는 (f-3)단계를 포함할 수 있다.
여기서 상기 하차 정보는, 상기 버스 내부 존을 벗어난 사용자 단말기의 카드번호 데이터, 추가 결제금액 데이터, 상기 버스 내부 존을 벗어난 사용자 단말기의 카드 잔액 데이터, 추가요금의 결제 처리가 이루어진 시점의 하차정거장 및 하차시간 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법은, UWB(Ultra Wideband)를 이용하여 버스에 승차한 사용자에 대해 자동으로 버스요금의 결제를 수행하고, 승차에서 하차 과정까지의 사용자에 대한 정보를 효과적으로 처리할 수 있다.
더불어 본 발명은 UWB 통신모듈과 사용자가 소유한 사용자 단말기 간의 직접적인 통신 과정이 이루어지므로, 통신사 서버를 거쳐 데이터의 송신 및 수신 과정이 필수적으로 이루어져야 했던 종래의 버스요금 결제 과정을 단순화할 수 있으며, 통신사 서버에 장애가 발생할 경우에도 버스요금의 결제 처리를 원활하게 수행할 수 있는 장점을 가진다.
또한 사용자의 경우 버스 이용 시마다 본인이 소유한 모바일 사용자 단말기 또는 교통카드를 매번 꺼내 터치하는 불편함을 해소할 수 있으며, 본인의 버스 탑승 이력을 편리하게 관리할 수 있도록 한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법의 각 과정을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스요금 결제시스템을 개념적으로 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법에 있어서, (ex)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법에 있어서, (d)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법에 있어서, (f)단계의 세부 과정을 나타낸 도면; 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법의 전체 과정에 있어서, UWB통신모듈/MCU 및 사용자 단말기 간에 이루어지는 전체 통신 과정을 나타낸 도면이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 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. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 대중교통으로 운용되는 버스에 설치되어 버스 이용요금의 결제를 수행하는 UWB(Ultra Wideband)를 이용한 버스요금 결제시스템으로서, 무선 통신 방식인 UWB를 이용하여 버스를 탑승하는 사용자에 대한 대중교통 이용요금의 결제를 수행하도록 한다.
이때 버스 내에 설치되는 UWB 통신모듈은 1대일 수도 있으며, 또는 복수 개가 구비될 수도 있다. 이는 UWB 통신모듈의 측위 범위가 반경 약 70m로서, 하나의 UWB 통신모듈만으로도 버스 내부를 충분히 포함할 수 있기 때문이다. 만일 두 대 이상의 UWB 통신모듈을 사용할 경우, 발생할 수 있는 버스 내 음영지역을 커버할 수 있다)
단, 3대 미만의 경우(1대 또는 2대) 사용자가 소지하고 있는 사용자 단말기의 위치는 3차원(TDoA, Time Difference of Arrival)으로 특정하지 않고 2차원(평면)으로 측정하는 방식이 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법의 각 과정을 나타낸 도면이다.
그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스요금 결제시스템을 개념적으로 나타낸 도면으로, 이하 설명에 있어서 각 구성요소들의 번호는 본 도면을 기준으로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법은 (a)단계 내지 (f)단계를 포함한다.
먼저 (a)단계는, 버스(1) 내부에 설치된 UWB 통신모듈(10)을 통해, 임의의 사용자가 소유한 사용자 단말기(100)가 UWB 통신모듈(10)을 통해 전개된 측위범위 내에 진입한 것을 식별하는 과정이다.
이때 UWB 통신모듈(10)의 측위 범위는 전술한 바와 같이 반경 약 70m로서 버스(1)의 내부 전체를 커버하고, 버스(1)의 외부까지를 포함한다.
또한 이와 같은 UWB 통신모듈(10) 전체 측위 범위 내에서 특정 범위 내에 전개되는 하위 존을 추가적으로 형성할 수 있다.
본 실시예의 경우 UWB 통신모듈(10)을 통해 버스(1)의 내부공간에 대응되는 영역을 커버하는 버스 내부 존(Z1)과, 버스 내부 존(Z1) 중의 특정 영역을 커버하는 하위 존인 결제 존(Z2)이 형성되는 것으로 하였다.
즉 (a)단계에서는, 임의의 사용자가 소유한 사용자 단말기(100)가 UWB 통신모듈(10)을 통해 전개된 측위범위 내에 진입한 것을 식별하게 되며, UWB 통신모듈(10)은 사용자 단말기(100)와의 통신을 통해 사전 결제 가능 여부를 파악하도록 할 수 있다.
그리고 (b)단계는, UWB 통신모듈(10)을 통해, (a)단계에서 식별된 사용자 단말기(100)가 UWB 통신모듈(10)을 통해 전개된 가상의 버스 내부 존(Z1)에 진입한 것을 식별하는 단계이다.
본 단계는 UWB 통신모듈(10)이 측위 범위에 위치된 사용자 단말기(100)를 인식한 상태에서, 사용자가 버스 내부 존(Z1)으로 진입할 경우 UWB 통신모듈(10)은 이를 인식하게 된다.
다음으로 (c)단계는, UWB 통신모듈(10)을 통해, (b)단계에서 버스 내부 존(Z1)에 진입한 사용자 단말기(100)가 버스 내부 존(Z1) 내에 전개된 하위 존인 가상의 결제 존(Z2)을 통과하는 것을 식별하는 단계이다.
본 단계에서는, UWB 통신모듈(10)이 버스 내부 존(Z1)에 진입한 사용자 단말기(100)를 인식한 상태에서, 사용자가 결제 존(Z2)으로 진입할 경우 UWB 통신모듈(10)이 이를 인식하는 과정이 이루어진다.
한편 본 실시예에서, 버스(1)에 마련되는 MCU(Micro-Controller Unit, 20)는 UWB 통신모듈(10)에 의해 측위범위 내에서 기 설정된 시간 간격으로 수집되는 사용자 단말기(100)의 위치정보를 수집할 수 있으며, 이와 같이 수집된 시간 별 위치정보를 통해 사용자 단말기(100)의 이동 방향에 대한 벡터값을 분석함에 따라 사용자 단말기(100)의 이동 방향을 판단하는 방식이 적용될 수 있다.
즉 MCU(20)는 UWB 통신모듈(10)을 통해 사용자 단말기(100)의 위치정보를 지속적으로 수집하고, 그 이동 방향의 벡터값을 분석하여 사용자 단말기(100), 즉 버스(1)에 탑승한 사용자의 미래 위치를 추론하여 승차의도 및 하차의도를 사전 파악할 수 있다. 그리고 본 실시예는 사용자의 이동 방향을 판단하기 위해 가중치 벡터합을 활용하는 방식을 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법에 있어서, (ex)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 사용자의 이동 방향을 판단하는 과정은 MCU(20)에 의해 수행되는 (ex-1)단계 내지 (ex-4)단계를 포함할 수 있다.
(ex-1)단계는, UWB 통신모듈(10)에 의해 수집된 위치정보 중 연속된 3개 이상의 위치정보를 추출하는 과정이다.
즉 본 과정에서는 UWB 통신모듈(10)에 의해 수집된 복수의 시간 별 위치정보 중에서, 연속하여 발생한 3개 이상의 위치정보를 선택하여 추출한다.
(ex-2)단계는, (ex-1)단계에서 추출된 3개 이상의 위치정보에서 도출된 복수의 벡터 중 사용자 단말기(100)의 이동 방향에 영향이 높은 벡터를 선정하는 과정이다.
본 과정에서 MCU(20)는 (ex-1)단계에서 추출된 복수의 위치정보 중에서, 연속하는 한 쌍의 위치정보를 연결하는 각각의 벡터를 도출하고, 도출된 복수의 벡터 중에서 사용자 단말기(100)의 이동 방향에 영향이 높은 것으로 판단되는 벡터를 선정하게 된다.
다음으로, (ex-3)단계는 (ex-2)단계에 의해 선정된 벡터에 대해 가중치를 부여하는 과정이다.
즉 복수의 벡터 중에서 사용자 단말기(100)의 이동 방향에 영향이 높은 것으로 판단되는 벡터에 대해서는, 가중치가 부여된다.
그리고 (ex-4)단계에서는, (ex-1)단계에서 추출된 3개 이상의 위치정보에서 도출된 복수의 벡터를 합산하여 사용자 단말기(100)의 이동 방향을 판단하는 과정이 이루어진다.
본 과정에서는 (ex-3)단계에 의해 가중치가 적용된 상태의 각 벡터를 합산하게 되며, 이를 통해 사용자 단말기(100)의 이동 방향을 판단할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서 MCU(20)는 버스(1)에 탑승한 사용자의 이동 방향과, 그 미래 위치를 추론하여 승차의도 및 하차의도를 사전 파악할 수 있으며, 이를 고려하여 이후 (d)단계가 수행될 수 있다.
(d)단계는, 버스(1) 내부에 설치되며, UWB 통신모듈(10)과 연동된 MCU(20)가 결제 존(Z2)을 통과하는 사용자 단말기(100)에 대해 버스의 승차요금 결제를 처리하는 과정이다.
특히 본 단계에서는, 버스(1)의 외부로부터 버스 내부 존(Z1)에 진입한 후 결제 존(Z2) 방향으로 이동하여 통과하는 사용자 단말기(100)에 대해 버스(1)의 승차요금 결제를 처리하도록 할 수 있다.
즉 사용자의 이동 방향을 분석한 결과 외부로부터 버스(1) 내부에 진입하고, 이어 결제 존(Z2)으로 진입한 경우 해당 사용자가 승차 의도를 가진 것으로 판단하여 버스의 승차요금이 결제되도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법에 있어서, (d)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, (d)단계는 세부적으로 (d-1)단계 내지 (d-5)단계를 포함할 수 있다.
(d-1)단계는, MCU(20)가 결제 존(Z2)에 진입한 사용자 단말기(100)에 대한 승차요금 및 승차정보 생성 업무를 진행하여 준비하는 과정이다.
이때 승차정보는, 승차요금의 결제 처리가 이루어진 사용자 단말기(100)의 카드번호 데이터, 결제금액 데이터, 해당 버스(1)를 소유한 운수사 데이터, 해당 버스(1)의 노선번호 데이터, 해당 버스(1)의 차량 ID 데이터, 이용요금의 결제 처리가 이루어진 시점의 승차정거장 및 승차시간 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고 (d-2)단계는 MCU(20)가 승차요금 결제를 위해 사용자 단말기 카드정보의 유효성을 검증하는 과정이며, (d-3)단계는 MCU(20)가 사용자 단말기 카드정보를 갱신 및 생성하는 과정이다.
이후 (d-4)단계에서는 MCU(20)가 결제내역을 생성하게 되고, (d-5)단계에서는 MCU(20)가 승차 완료에 따른 결제 완료 메시지를 사용자가 소유한 사용자 단말기(100)에 전송하는 (d-5)단계가 수행된다.
그리고 이와 같은 결제 완료 메시지는 버스(1)의 운전자가 소유한 운전자 단말기 또는 버스에 설치된 안내 단말기 등에 함께 전송될 수 있으며, 이와 같은 경우 해당 단말기의 화면/음성/진동 등을 통해 안내가 이루어지도록 할 수 있다.
다음으로, (e)단계는 UWB 통신모듈(10)을 통해 버스 내부 존(Z1)에 진입한 상태의 사용자 단말기(100)가 버스 내부 존(Z1)으로부터 이탈한 것을 식별하는 과정이다.
본 단계에서는, UWB 통신모듈(10)이 버스 내부 존(Z1)에 진입하여 승차요금의 처리가 이루어진 사용자 단말기(100)를 인식한 상태에서, 사용자가 버스 내부 존(Z1)을 이탈할 경우 UWB 통신모듈(10)이 이를 인식하는 과정이 이루어진다.
그리고 (f)단계는 MCU(20)가 버스 내부 존(Z1)으로부터 이탈한 사용자 단말기(100)에 대해 추가요금 결제를 처리하는 과정이다.
이와 같은 (f)단계는, 버스 내부 존(Z1)으로부터 버스(1)의 도어 방향으로 이동한 후 버스 내부 존(Z1)을 이탈한 사용자 단말기(100)에 대해 버스(1)의 추가요금 결제를 처리하는 과정이 이루어지도록 할 수 있다.
즉 사용자의 이동 방향을 분석한 결과 버스(1)의 내부에 탑승하여 임의의 위치에 머무르던 상태에서, 도어 측으로 진입한 경우 해당 사용자가 하차 의도를 가진 것으로 판단하고, 사용자 단말기(100)가 버스 내부 존(Z1)을 이탈할 경우 버스의 하차요금이 결제되도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법에 있어서, (f)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, (f)단계는 세부적으로 (f-1)단계 내지 (f-3)단계를 포함할 수 있다.
(f-1)단계는, MCU(20)가 버스 내부 존(Z1)을 이탈한 사용자 단말기(100)에 대한 추가요금 및 하차정보 생성 업무를 진행하여 준비하는 단계이다.
이때 하차 정보는, 버스 내부 존(Z1)을 벗어난 사용자 단말기(100)의 카드번호 데이터, 추가 결제금액 데이터, 버스 내부 존(Z1)을 벗어난 사용자 단말기(100)의 카드 잔액 데이터, 추가요금의 결제 처리가 이루어진 시점의 하차정거장 및 하차시간 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고 (f-2)단계에서는 MCU(20)가 결제내역을 생성하는 과정이 이루어지며, (f-3)단계에서는 MCU(20)가 하차 완료에 따른 결제 완료 메시지를 사용자가 소유한 사용자 단말기(100)에 전송하는 과정이 이루어진다.
이때 추가요금의 결제에 따라 발생하는 결제 완료 메시지 역시 마찬가지로 버스(1)의 운전자가 소유한 운전자 단말기 또는 버스에 설치된 안내 단말기 등에 함께 전송될 수 있으며, 이와 같은 경우 해당 단말기의 화면/음성/진동 등을 통해 안내가 이루어지도록 할 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 UWB를 이용하여 버스(1)에 승차한 사용자에 대해 자동으로 버스요금의 결제를 수행하고, 승차에서 하차 과정까지의 사용자에 대한 정보를 효과적으로 처리할 수 있다.
특히 본 발명은 UWB 통신모듈(10)과 사용자가 소유한 사용자 단말기(100) 간의 직접적인 통신 과정이 이루어지므로, 통신사 서버를 거쳐 데이터의 송신 및 수신 과정이 필수적으로 이루어져야 했던 종래의 버스요금 결제 과정을 단순화할 수 있으며, 통신사 서버에 장애가 발생할 경우에도 버스요금의 결제 처리를 원활하게 수행할 수 있다는 장점을 가진다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법의 전체 과정에 있어서, UWB통신모듈(10)/MCU(20) 및 사용자 단말기(100) 간에 이루어지는 전체 통신 과정을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 사용자 단말기(100) 측에서는 UWB 통신모듈(10)의 인식 - 버스 내부 존(Z1)으로의 진입 - 결제 존(Z2)으로의 진입 - 버스 내부 존(Z1)에서의 이동 - 버스 내부 존(Z1)으로부터 이탈 과정을 포한하는 일련의 과정을 거치게 된다.
그리고 UWB통신모듈(10)/MCU(20) 측에서는 사용자 단말기(100)의 인식 - 사용자 단말기(100)에 대한 승차 인식 - 사용자 단말기(100)에 대한 승차요금 결제 - 사용자 단말기(100)에 대한 이동 측위 - 사용자 단말기(100)에 대한 추가요금 결제 과정을 포함하는 일련의 과정을 거치게 된다.
그리고 도 6에는, 이와 같은 각 과정을 거치면서 UWB통신모듈(10)/MCU(20) 및 사용자 단말기(100) 간에 교환되는 다양한 데이터의 종류가 기재되어 있는 것을 확인할 수 있다.
한편 전술한 바와 같이, UWB 통신모듈(10)은 전체 측위 범위 내에서 특정 범위 내에 전개되는 하위 존을 추가적으로 형성할 수 있으며, 그 하위 존의 형태는 다양한 형태를 가지도록 전개될 수 있다.
즉 버스 내부 존(Z1)의 경우 버스의 내부 공간에 해당하는 영역에 전개되는 것이며, 결제 존(Z2)은 버스의 승차 위치에 인접하여 원형/사각형 등 특정 형상을 가지는 형태로 소정 범위에 전개될 수 있다.
그리고 이와 같은 하위 존의 형태는 버스(1)의 종류, 승객의 밀집도, 시간대 등의 다양한 요소를 고려하여 상황에 따라 가변되도록 형성될 수도 있다.
예컨대, 출퇴근 시간과 같이 승객의 밀집도가 높은 시간대에는 승차요금의 결제가 미처 이루어지지 않는 승객이 발생하지 않도록 결제 존(Z2)의 면적이 확대되도록 할 수 있으며, 이외의 시간대에는 결제 존(Z2)의 면적을 축소하여 운용할 수 있다.
또는 출퇴근 시간 등에서는 버스(1)의 승차 도어 및 하차 도어가 승/하차 구분없이 운용되는 경우가 발생할 수 있으므로, 이와 같은 경우에는 결제 존(Z2)이 승차 도어 및 하차 도어를 모두 커버하도록 넓은 면적을 가지도록 확장할 수도 있으며, 또는 결제 존(Z2)을 복수 개 생성하여 승차 도어 및 하차 도어 각각에 배치하는 방식이 적용될 수도 있다.
이와 같이 하위 존의 형태가 다양하게 가변될 수 있음을 이용하여, MCU(20)는 시간대, 승객의 혼잡도 등을 고려하여 상황 별로 가변 운영되는 복수 개의 모드를 설정할 수 있다.
즉 MCU(20)는 출퇴근모드/통상모드/야간모드 등과 같이 다양한 상황에 따른 운용 모드를 미리 설정하여 소정의 알고리즘에 따라 가변 운용되도록 할 수 있다.
더불어 본 발명은 MCU(20)에 의해 사용자 단말기(100)의 이동 방향을 판단하는 과정에서, 사용자 단말기(100)의 이동 속도를 함께 도출할 수 있다. 이는 위치정보의 생성 시간 간격과, 전송되는 위치정보의 변화량을 통해 산출이 가능하다.
그리고 이와 같이 산출된 사용자의 이동 속도를 통해, 해당 사용자 단말기(100)를 소유한 사용자가 거동이 불편한 노약자/장애인인지의 여부를 추론하여 판단할 수 있다. 본 과정에 의해 임의의 사용자가 노약자 또는 장애인인 것으로 판단된 경우, MCU(20)는 버스(1)의 운전자가 소유한 운전자 단말기에 안내 정보를 송신할 수 있으며, 버스(1)의 속도를 낮추도록 권장하는 경보를 함께 제공할 수 있다.
또는 MCU(20)가 버스에 부착된 속도제한장치를 직접적으로 제어함에 따라 버스(1)의 최대속도/최대가속도를 조절하는 방식이 적용될 수도 있다. 이후 해당 사용자가 위치 이동이 이루어지지 않는 상태가 기 설정된 시간 동안 유지될 경우, 해당 사용자가 특정 위치에서 자리를 잡은 것으로 판단하여 속도제한장치의 제어 상태를 해제하도록 할 수 있다.
이와 함께 본 발명은 MCU(20)를 통해 사용자 단말기(100)가 특정 위치에 자리를 잡은 것으로 판단하는 과정에서, 버스 내부 존(Z1)에서의 좌석 위치를 고려하여 해당 사용자 단말기(100)를 소유한 사용자가 좌석에 착석한 상태인지, 또는 좌석에 착석하지 않고 서 있는 상태인지의 여부를 함께 판단할 수 있다.
이를 위해 MCU(20)의 메모리에는 버스(1)의 좌석 위치를 포함하는 좌표 맵이 미리 입력되어 저장될 수 있으며, MCU(20)는 이와 같은 좌표 맵을 기준으로 사용자 단말기(100)가 정지하고 있는 위치가 버스(1) 내부에서 어느 위치인지를 판별할 수 있다.
이와 같은 방식으로 임의의 사용자가 좌석에 착석한 상태인지의 여부를 판단하고, 또한 해당 사용자가 노약자 또는 장애인인 것으로 판단하여 그 결과값을 조합함에 따라 버스(1)의 최대속도/최대가속도를 단계 별로 조절할 수 있다.
예컨대, 임의의 사용자가 좌석에 착석하지 않은 상태이며 노약자 또는 장애인인 것으로 판단된 경우, MCU(20)는 버스(1)의 최대속도/최대가속도를 가장 낮은 제1단계로 조절할 수 있다.
그리고 임의의 사용자가 좌석에 착석하지 않은 상태이나, 노약자 또는 장애인이 아닌 것으로 판단된 경우, MCU(20)는 버스(1)의 최대속도/최대가속도를 중간의 제2단계로 조절할 수 있다.
또한 임의의 사용자가 좌석에 착석한 상태인 것으로 판단된 경우, MCU(20)는 버스(1)의 최대속도/최대가속도를 가장 높은 제3단계로 조절할 수 있다.
이와 같은 판단 과정은 버스(1)에 타고 있는 모든 사용자에 대해 이루어질 수 있으며, 제1단계 및 제2단계는 상술한 조건을 만족시키는 사용자가 하나 이상 존재하는 경우 적용될 수 있다.
더불어 제3단계의 경우에는, 버스(1)에 타고 있는 모든 사용자가 상술한 조건을 만족시킬 경우 적용하는 것으로 설정될 수 있다.
한편 본 발명은 이와 같은 사용자 단말기(100)의 이동 방향 및 위치를 판단하는 기술을 활용하여, 사용자가 버스(1)를 완전히 하차하였는지를 함께 판단하고 그 정보를 버스(1)의 운전자가 소유한 운전자 단말기에 안내할 수 있다.
구체적으로 임의의 사용자 단말기(1)가 버스 내부 존(Z1) 내에 위치하였다가 버스 내부 존(Z1)을 이탈하는 경우, MCU(20)는 해당 사용자 단말기(1)의 이동 방향 및 위치를 지속적으로 모니터링한다.
이에 따라 해당 사용자 단말기(1)의 이동 방향이 버스(1)의 측면부에 대해 멀어지는 방향이며, 동시에 해당 사용자 단말기(1)가 버스(1)의 측면부에서 기 설정된 거리 이상으로 이격되어 있는 것으로 판단될 경우, 해당 사용자가 완전히 하차한 것으로 간주하여 버스(1)의 운전자가 소유한 운전자 단말기에 출발이 가능함을 안내할 수 있다.
또는 전술한 바와 같이, MCU(20)가 버스에 부착된 속도제한장치를 직접적으로 제어하여, 사용자가 상술한 버스(1)의 하차 판단 조건을 만족하지 않을 경우에는 버스(1)가 전진 또는 후진되지 않도록 정지 상태를 유지하는 것으로 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
1: 버스
10: UWB 통신모듈
20: MCU
100: 사용자 단말기
Z1: 버스 내부 존
Z2; 결제 존

Claims (9)

  1. 대중교통으로 운용되는 버스에 설치되어 버스 이용요금의 결제를 수행하는 UWB(Ultra Wideband) 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제처리방법에 있어서,
    버스 내부에 설치된 복수 개의 UWB 통신모듈을 통해, 임의의 사용자가 소유한 사용자 단말기가 상기 복수 개의 UWB 통신모듈을 통해 전개된 측위범위 내에 진입한 것을 식별하는 (a)단계;
    상기 복수 개의 UWB 통신모듈을 통해, 상기 (a)단계에서 식별된 사용자 단말기가 상기 복수 개의 UWB 통신모듈을 통해 전개된 가상의 버스 내부 존(Zone)에 진입한 것을 식별하는 (b)단계;
    상기 복수 개의 UWB 통신모듈을 통해, 상기 (b)단계에서 상기 버스 내부 존에 진입한 사용자 단말기가 상기 버스 내부 존 내에 전개된 하위 존인 가상의 결제 존을 통과하는 것을 식별하는 (c)단계;
    버스 내부에 설치되며, 상기 복수 개의 UWB 통신모듈과 연동된 MCU(Micro-Controller Unit)가 상기 결제 존을 통과하는 사용자 단말기에 대해 버스의 승차요금 결제를 처리하는 (d)단계;
    상기 복수 개의 UWB 통신모듈을 통해 상기 버스 내부 존에 진입한 상태의 사용자 단말기가 상기 버스 내부 존으로부터 이탈한 것을 식별하는 (e)단계; 및
    상기 MCU가 상기 버스 내부 존으로부터 이탈한 사용자 단말기에 대해 추가요금 결제를 처리하는 (f)단계;
    를 포함하고,
    상기 MCU는 상기 복수 개의 UWB 통신모듈에 의해 상기 측위범위 내에서 기 설정된 시간 간격으로 수집되는 사용자 단말기의 위치정보를 수집하여 사용자 단말기의 이동 방향에 대한 벡터값을 분석함에 따라 사용자 단말기의 이동 방향을 판단하며,
    상기 MCU는,
    상기 복수 개의 UWB 통신모듈에 의해 수집된 사용자 단말기의 위치정보 중 연속된 3개 이상의 위치정보를 추출하는 (ex-1)단계;
    상기 (ex-1)단계에서 추출된 3개 이상의 위치정보에서 도출된 복수의 벡터 중 연속하는 한 쌍의 위치정보를 연결하는 각각의 벡터를 도출하고, 도출된 복수의 벡터 중에서 사용자 단말기의 이동 방향에 영향이 높은 벡터를 선정하는 (ex-2)단계;
    상기 (ex-2)단계에 의해 선정된 벡터에 대해 가중치를 부여하는 (ex-3)단계; 및
    상기 (ex-1)단계에서 추출된 3개 이상의 위치정보에서 도출된 복수의 벡터를 합산하여 사용자 단말기의 이동 방향을 판단하는 (ex-4)단계;
    의 과정을 통해 사용자 단말기의 이동 방향과 미래 위치를 추론하고, 해당 사용자 단말기를 소유한 사용자의 승차의도 및 하차의도를 사전 파악하는,
    UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제처리방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계는,
    버스의 외부로부터 상기 버스 내부 존에 진입한 후 상기 결제 존 방향으로 이동하여 통과하는 사용자 단말기에 대해 버스의 승차요금 결제를 처리하는,
    UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계는,
    상기 MCU가 상기 결제 존에 진입한 사용자 단말기에 대한 승차요금 및 승차정보 생성 업무를 진행하여 준비하는 (d-1)단계; 및
    상기 MCU가 승차요금 결제를 위해 사용자 단말기 카드정보의 유효성을 검증하는 (d-2)단계;
    상기 MCU가 상기 사용자 단말기 카드정보를 갱신 및 생성하는 (d-3)단계;
    상기 MCU가 결제내역을 생성하는 (d-4)단계; 및
    상기 MCU가 승차 완료에 따른 결제 완료 메시지를 사용자가 소유한 사용자 단말기에 전송하는 (d-5)단계;
    를 포함하는,
    UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 승차정보는,
    승차요금의 결제 처리가 이루어진 사용자 단말기의 카드번호 데이터, 결제금액 데이터, 해당 버스를 소유한 운수사 데이터, 해당 버스의 노선번호 데이터, 해당 버스의 차량 ID 데이터, 이용요금의 결제 처리가 이루어진 시점의 승차정거장 및 승차시간 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는,
    UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (f)단계는,
    상기 버스 내부 존으로부터 버스의 도어 방향으로 이동한 후 상기 버스 내부 존을 이탈한 사용자 단말기에 대해 버스의 추가요금 결제를 처리하는,
    UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (f)단계는,
    상기 MCU가 상기 버스 내부 존을 이탈한 사용자 단말기에 대한 추가요금 및 하차정보 생성 업무를 진행하여 준비하는 (f-1)단계;
    상기 MCU가 결제내역을 생성하는 (f-2)단계; 및
    상기 MCU가 하차 완료에 따른 결제 완료 메시지를 사용자가 소유한 사용자 단말기에 전송하는 (f-3)단계;
    를 포함하는,
    UWB 기반의 버스요금 결제시스템을 이용한 버스요금 결제 처리방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하차 정보는,
    상기 버스 내부 존을 벗어난 사용자 단말기의 카드번호 데이터, 추가 결제금액 데이터, 상기 버스 내부 존을 벗어난 사용자 단말기의 카드 잔액 데이터, 추가요금의 결제 처리가 이루어진 시점의 하차정거장 및 하차시간 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는,
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