KR102508473B1 - 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드 - Google Patents

탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드에 관한 것으로, 특히 정원을 초과하여 2인 이상의 이용자가 탑승시 전동 킥보드의 속도를 제한속도 이내로 강제하여 안전사고를 방지하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드에 관한 것이다.

Description

탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드{SPEED LIMITING ELECTRIC KICKBOARD BASED ON NUMBER OF RIDING PERSON}
본 발명은 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정원을 초과하여 2인 이상의 이용자가 탑승시 전동 킥보드의 속도를 제한속도 이내로 강제하여 안전사고를 방지하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드에 관한 것이다.
최근 전기 에너지를 이용하는 1인용 이동수단으로써 전동 휠이나 전동 킥보드 혹은 전기 자전거와 같은 퍼스널 모빌리티(PM: Personal Mobility)의 공급이 증가하고 있다.
또한, 퍼스널 모빌리티 분야에도 이를 여러 사용자가 공유하여 사용할 수 있게 하는 공유경제에 관한 관심이 높아지고 있으며, 이와 관련한 퍼스널 모빌리 관련 서비스들이 제공되고 있다.
특히, 전동 킥보드의 경우 특정 지역에 배치된 모빌리티의 코드(QR 코드)를 사용자의 모바일 단말로 태깅하여 인식하고, 이동 거리나 시간에 따라 과금을 함으로써 이를 공유할 수 있게 한다.
그러나, 전동 킥보드는 2륜 구동장치로 무게 중심을 잃기 쉽고 추돌시 큰 사고로 이어짐에도 탑승 인원에 아무런 제재 없이 고속 주행이 가능하여 이용자와 보행자를 보호하기 위한 별도의 안전 시스템이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-2117983호 대한민국 등록특허 제10-2132411호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정원을 초과하여 2인 이상의 이용자가 탑승시 전동 킥보드의 속도를 제한속도 이내로 강제하여 안전사고를 방지하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드를 제공하고자 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드는 전동 킥보드에 장착되며, 이용자의 탑승에 따른 중량의 2단계 변화 여부를 검출하여 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석하는 중량분석모듈; 및 상기 2인의 이용자가 탑승한 경우 상기 전동 킥보드를 설정된 속도 이하가 되도록 강제하는 주행제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전동 킥보드에 장착되며, 상기 전동 킥보드에 이용자가 탑승함에 따라 변화하는 중량을 측정하는 중량센서;를 더 포함하되, 상기 중량분석모듈은 상기 중량센서에서 측정된 값을 전달받아 상기 중량의 2단계 변화를 검출하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중량분석모듈은 상기 전동 킥보드가 설정된 속도 이하인 상태에서 측정된 중량값을 입력받아 상기 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중량분석모듈은 첫 번째 중량 변화를 감지 후 설정된 시간 이내에 두 번째 중량 변화를 감지시 상기 2인의 이용자가 탑승한 것으로 판독하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중량분석모듈은 설정된 크기 이상의 상기 첫 번째 중량 변화를 감지 후 설정된 크기 이상의 상기 두 번째 중량 변화를 감지시 상기 2인의 이용자가 탑승한 것으로 판독하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전동 킥보드에 장착되며, 상기 전동 킥보드의 가속도를 분석하는 가속도분석모듈을 더 포함하되, 상기 중량분석모듈은 상기 전동 킥보드의 속도를 제어하는 조작장치의 조작량과 상기 가속도의 변화량 비교하여, 상기 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 주행제어모듈은 상기 2인의 이용자가 탑승한 것을 검출시, 상기 전동 킥보드의 최고 속도 대비 1/4 이하가 되도록 속도를 제어하는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명은 정원을 초과하여 2인 이상의 이용자가 탑승시 전동 킥보드의 속도를 제한속도 이내로 강제한다. 따라서, 다수의 탑승자와 보행자 모두에 높은 수준의 안전을 제공하여 사고를 예방하고, 전동 킥보드의 파손을 방지한다.
도 1은 본 발명에 따른 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 감시가 이루어지는 속도 구간을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 감시가 이루어지는 시간 범위를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 감시가 이루어지는 중량 변화를 나타낸 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드는 탑승 인원으로 권장되는 1인을 초과하여 2인 이상이 전동 킥보드에 동시 탑승하는 경우 제한된 속도 이하가 되도록 주행제어계통을 제어한다.
따라서, 여러 사람이 전동 킥보드에 올라탐에 따라 정격 하중을 초과하여 주행이 위험한 경우 속도를 제한하고 과속을 방지하여 전동 킥보드 이용자나 보행자 등의 안전사고를 방지할 수 있게 한다.
또한, 2인 이상의 다수가 전동 킥보드에 탑승함에 따라 과도한 부하를 가하는 경우 속도를 제한하고 1인만 탑승하도록 유도함으로써 전동 킥보드의 고장이나 손상 혹은 수명 단축을 방지할 수 있게 한다.
이를 위해, 도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 전동 킥보드(1)는 차체에 설치되는 모빌리티 제어기(1a), 조작장치(1b), 차륜(W-F, W-B) 및 구동기(도시 생략)를 포함한다. 특히 중량분석모듈(11) 및 주행제어모듈(12)을 포함한다.
또한, 전동 킥보드(1)에 탑승한 이용자의 수를 판단하는 기준을 제공하도록 실시예로서 중량센서(13) 및 가속도분석모듈(14) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 전동 킥보드(1)의 차체 상부에는 QR 코드 등이 구비된 박스 타입의 모빌리티 제어기(1a)가 구비되며, 상기 모빌리티 제어기(1a)의 좌우 양측에는 손잡이 혹은 조작장치(1b)를 구비한다.
또한, 모빌리티 제어기(1a)는 중앙제어장치(MCU)의 제어하에 전동 킥보드(1)의 사용 시작 및 종료부터 주행까지 제어하고, 메모리를 구비하여 필요한 정보를 기록 및 제공하며 블루투스와 같은 통신인터페이스를 포함할 수 있다.
또한, 전동 킥보드(1)의 하부에는 발판(1c)을 구비하고, 발판(1c)의 전방과 후방에 각각 차륜(W-F, W-B)을 구비하여 구동기에 의해 구동시킨다. 구동기는 배터리, 인버터 및 구동모터를 포함하며, 배터리의 전원에 의해 주행이 이루어진다.
한편, 중량분석모듈(11)은 일 실시예로서 중량센서(13)에서 측정된 값을 전달받아 중량의 2단계 변화를 감지하여 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석한다. 다시 말해, 서로 다른 이용자가 동일한 전동 킥보드(1)에 순차로 탑승함에 따라 중량이 단계적으로 변화하는 것을 판독한다.
여기서, 본 발명은 탑승 공간의 한계를 고려하여 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석하는 것을 대표적인 실시예로 하였으나 3인 이상의 이용자가 탑승하는 경우에도 중량은 단계적으로 변화하므로 본 발명이 적용될 수 있다.
중량센서(13)는 전동 킥보드(1)에 장착되어 이용자가 탑승함에 따라 변화하는 중량을 측정하는 것으로, 전동 킥보드(1) 중 이용자가 탑승하는 발판(1c)에 연결 설치된다.
중량센서(13)는 이용자가 탑승시의 중량 변화를 감지할 수 있도록 이용자가 탑승하는 '발판에 연결' 설치되는데, 도시된 바와 같이 발판(1c)에 연결 설치되도록 발판(1c) 위에 별도의 중량센서(13)를 설치하는 구조가 적용될 수 있다.
또한, 다른 예로는 차륜(W-F, W-B)과 발판(1c)의 연결 지점 혹은 발판(1c)과 프레임(1d)의 연결 지점과 같이 이용자의 탑승시 중량이 가해지는 직/간접 연결 부분에 중량 센서를 설치하는 등 다양하게 적용될 수 있다.
중량의 단계적 변화는 시간 차이를 두고 여러 이용자가 전동 킥보드(1)에 순차로 탑승하는 경우 뿐만 아니라, 동시에 올라타는 시도를 하는 경우에도 극히 짧더라도 시간차가 발생하므로 여기에 포함된다.
다만, 도 3과 같이, 중량분석모듈(11)은 전동 킥보드(1)가 설정된 속도(VTH) 이하인 상태에서 측정된 중량값을 입력받아 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석하는 것이 바람직하다. 이는 주행 중 발생되는 진동에 기인하여 중량이 변화되는 경우와 같은 오판을 방지하기 위한 것이다.
같은 이유로, 중량분석모듈(11)은 이용자가 탑승 가능한 시간대에 중량 변화를 판독한다. 예컨대, 전동 킥보드(1)가 정차한 상태에서 중량 변화를 판독하거나 혹은 시동 직후 일정 시간 이내에 속도가 충분히 올라가기 전에 중량 변화를 판독한다.
또한, 도 4와 같이, 중량분석모듈(11)은 첫 번째 중량 변화를 감지 후 설정된 시간(t1~t2) 이내에 두 번째 중량 변화를 감지시 2인의 이용자가 탑승한 것으로 판독하는 것이 바람직하다. 설정된 시간 이내인지는 타이머(12a)을 참조한다.
전동 킥보드(1)가 정차하여 있다가 2인의 이용자가 전동 킥보드(1)에 함께 동승한 경우에만 2인 탑승으로 판독해야 하므로, 1인의 이용자가 단독으로 탑승하였다가 일정 시간 후 다른 1인이 단독으로 탑승한 경우에는 동승으로 판독하지 않아야 한다. 또한, 1인이 탑승 후 주행 중 진동이나 충격으로 인해 일시적으로 중량이 늘어난 경우 등에서도 2인 동승으로 판독하지 않아야 하기 때문이다.
또한, 도 5와 같이, 중량분석모듈(11)은 설정된 크기 이상의 첫 번째 중량 변화(W1)를 감지 후 설정된 크기 이상의 두 번째 중량 변화(W2)를 감지시 2인의 이용자가 탑승한 것으로 판독하는 것이 바람직하다.
즉, 통상 남자와 여자나 아버지와 아들과 같이 이용자들이 함께 동승하는 경우, 탑승 가능한 이용자들의 체중은 설정된 크기 이상이므로 탑승 중인 것으로 인지하는 최소 크기의 중량 변화를 설정한다.
다만, 전동 킥보드(1)는 1인 탑승 상태에서 2번째 사용자가 동승하는 경우뿐만 아니라, 1인 단독 탑승 후 주행하는 경우에도 주행 중 발생되는 각종 요인에 따른 중량센서(13) 측정값이 급변할 수 있다.
따라서, 본 발명은 주행 중 발생하는 진동, 탑승자의 체중 이동, 코너링, 가속, 감속, 과속방지턱 통과, 턱 통과, 점프 등의 요인에 의하여 변화되는 중량센서(13)의 측정값이 모니터링 되도록 할 수 있다.
그리고, 첫 번째 이후의 두 번째 중량 변화(W2)가 새로운 탑승자의 추가로 인한 것인지를 판단하는 제1 기준값을 설정함에 있어서, 모니터링된 중량센서(13) 측정값 데이터의 분석 결과가 사용될 수 있다.
예컨대, 모니터링된 중량센서(13) 측정값 데이터에 따르면 탑승자의 점프로 인한 중량 변화의 크기 및 유지시간 등을 포함하는 측정값 변화 패턴이 미리 모니터링된 상태에서는 이와 비슷한 중량변화가 감지되더라도 2번째 인원이 탑승한 것으로 판단하지 않도록 할 수 있다.
또한, 전동 킥보드(1)의 가속이나 감속 과정에서도 중량센서(13) 측정값이 소정의 패턴을 이루면서 변화되며, 이러한 변화 패턴이 미리 모니터링된 상태에서는 이와 비슷한 중량변화가 감지되더라도 2번째 인원이 탑승한 것으로 판단하지 않도록 할 수 있다.
또한, 같은 상황이라도 탑승자의 체중이나 주행습관에 따라서 중량센서 측정값의 상황별 변화 패턴이 달라질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 중량센서(13) 측정값의 변화 패턴 자체 또는 변화 패턴을 분석한 결과값이 사용자 ID와 매칭되어 저장되고 활용될 수 있다.
예컨대, 1번 사용자가 최초로 탑승한 상태에서는 정지상태에서 최초로 입력된 중량값에 대응되는 제1 기준값을 설정한다. 그리고, 1번 사용자의 주행과정에서 중량센서 측정값의 변화 패턴을 수집하여 1번 사용자의 주행습관이 반영되도록 제1 기준값을 조절할 수 있다.
이와 같이 사용자별 주행습관이 반영되어 조절된 제1 기준값을 활용함에 따라 단순히 사용자의 체중별로 제1 기준값을 조절하는 경우에 비하여 2인 탑승 여부를 판단하는 정확도가 향상될 수 있다.
이때, 1번 사용자의 ID로 2번 사용자가 탑승하는 경우도 발생 가능하므로, 기존에 수집된 데이터와 새로 수집되는 데이터 사이의 차이를 분석하여 해당 ID로 사용 개시한 사용자가 1번 사용자인지 아닌지를 판단하는 별도의 알고리즘이 적용되도록 하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명은 다른 실시예로서 전동 킥보드(1)에 2인의 이용자가 탑승한 경우를 판독하도록 가속도를 이용할 수 있다. 이는 전동 킥보드(1)에 탑승한 이용자의 수에 따라 가속도가 달라진다는 점을 이용한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 전동 킥보드(1)에 장착되며, 전동 킥보드(1)의 가속도를 분석하는 가속도분석모듈(14)을 더 포함한다. 이때 상술한 중량분석모듈(11)은 전동 킥보드(1)의 속도를 제어하는 조작장치(1b)의 조작량과 가속도의 변화량 비교하여 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석한다.
전동 킥보드(1)의 조작장치(1b)에는 대표적으로 가속 레버 및 브레이크 레버를 포함할 수 있으며, 가속 레버와 브레이크 레버는 모두 전동 킥보드(1)에 구비된 조작장치(1b)로서 이들에 의해 속도를 변화시킬 수 있다.
예컨대, 조작장치(1b) 중 가속 레버를 당긴 경우 전동 킥보드(1)에 1인만 탑승한 경우라면 정상적인 속도 증가가 검출되지만 2인이 탑승한 경우에는 상기 정상적인 속도 증가보다 상대적으로 작은 속도 증가가 검출된다.
이때, 1인의 탑승 및 그에 따른 중량에 의한 속도 증가는 탑승자의 평균적인 체중을 고려할 수 있으며, 더 나아가 상기 평균적인 체중에 오차 범위를 고려하여 정상적인 속도 증가의 범위에도 오차 범위를 설정할 수 있다.
반면, 조작장치(1b) 중 브레이크 레버를 당긴 경우 전동 킥보드(1)에 1인만 탑승한 경우라면 정상적인 속도 감소가 검출되지만 2인이 탑승한 경우에는 상기 정상적인 속도 감소보다 상대적으로 작은 속도 감소가 검출된다.
2인 탑승시 관성력 등에 의해 단위 시간 당 속도의 감속은 1인이 탑승한 경우보다 상대적으로 작게 되며, 이와 같이 감속 상태를 분석시에도 1인 탑승자의 평균적인 체중을 고려할 수 있다.
따라서, 본 발명은 조작장치(1b)의 조작량과 가속도의 변화량을 이용하는 방식으로도 2인의 탑승을 확인할 수 있게 된다.
한편, 주행제어모듈(12)은 주행을 시작하는 전동 킥보드(1)의 속도를 제한하도록 전자적으로 제어하는 것으로, 2인의 이용자가 탑승한 경우 전동 킥보드(1)를 설정된 속도 이하가 되도록 강제한다.
실시예로 주행제어모듈(12)은 2인 이상의 이용자가 탑승한 것을 검출시, 전동 킥보드(1)의 최고 속도 대비 1/4 이하가 되도록 속도를 제어한다. 즉, 2인 탑승에는 1인 탑승시의 최고 속대 대비 절반(1/2)에 대해 2배 이상 초과하여 감속되도록 제어한다.
속도의 강제(감속)는 전동 킥보드(1)의 주행에 사용되는 구동기를 제어하여 이루어진다. 구동기에 의한 속도 제한은 배터리의 DC 전원을 입력받아 주행모터를 작동시키는 인버터를 조절하는 것과 같이 전원공급을 제어하는 방식이 있다.
또한, 강제로 브레이크를 작동시키는 등 기계적인 방식 역시 적용될 수 있으며, 필요시 전원공급 제어와 함께 브레이크 작동 방식을 함께 적용할 수도 있다.
따라서, 이용자의 조작과 무관하게 전동 킥보드(1)의 속도가 강제로 제한되므로, 다수의 탑승자와 보행자 모두에 높은 수준의 안전을 제공하여 사고를 예방하고, 전동 킥보드(1)의 파손을 방지한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
1: 전동 킥보드
1a: 모빌리티 제어기
1b: 조작장치
1c: 발판
1d: 프레임
11: 중량분석모듈
12: 주행제어모듈
13: 중량센서
14 : 가속도분석모듈

Claims (8)

  1. 전동 킥보드(1)에 장착되며, 이용자의 탑승에 따른 중량의 2단계 변화 여부를 검출하여 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석하는 중량분석모듈(11); 및
    상기 2인의 이용자가 탑승한 경우 상기 전동 킥보드(1)를 설정된 속도 이하가 되도록 강제하는 주행제어모듈(12);을 포함하고,
    상기 전동 킥보드(1)에 장착되며, 상기 전동 킥보드(1)의 가속도를 분석하는 가속도분석모듈(14)을 더 포함하되,
    상기 중량분석모듈(11)은 상기 전동 킥보드(1)의 속도를 제어하는 조작장치(1b)의 조작량과 상기 가속도의 변화량 비교하여, 상기 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석하는 것을 특징으로 하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전동 킥보드(1)에 장착되며, 상기 전동 킥보드(1)에 이용자가 탑승함에 따라 변화하는 중량을 측정하는 중량센서(13);를 더 포함하되,
    상기 중량분석모듈(11)은 상기 중량센서(13)에서 측정된 값을 전달받아 상기 중량의 2단계 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중량센서(13)는,
    상기 전동 킥보드(1) 중 상기 이용자가 탑승하는 발판(1c)에 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 중량분석모듈(11)은,
    상기 전동 킥보드(1)가 설정된 속도 이하인 상태에서 측정된 중량값을 입력받아 상기 2인의 이용자가 탑승하였는지 분석하는 것을 특징으로 하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중량분석모듈(11)은,
    첫 번째 중량 변화를 감지 후 설정된 시간 이내에 두 번째 중량 변화를 감지시 상기 2인의 이용자가 탑승한 것으로 판독하는 것을 특징으로 하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 중량분석모듈(11)은,
    설정된 크기 이상의 상기 첫 번째 중량 변화를 감지 후 설정된 크기 이상의 상기 두 번째 중량 변화를 감지시 상기 2인의 이용자가 탑승한 것으로 판독하는 것을 특징으로 하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 주행제어모듈(12)은,
    상기 2인의 이용자가 탑승한 것을 검출시, 상기 전동 킥보드(1)의 최고 속도 대비 1/4 이하가 되도록 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 탑승 인원에 따른 속도제한 기능을 갖는 전동 킥보드.
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