KR102639751B1 - 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 및 방법 - Google Patents

적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템에 관한 것으로, 적외선센서를 이용해 트램 운행시 발생하는 문끼임 사고 및 충돌 사고를 예방할 수 있고 알람을 이용하여 현재 위험에 처한 상황을 인지할 수 있으면서도 구동이 필요하다고 판단된 경우만 작동시키고, 백그라운드(Background) 신호를 제거함으로써 정확도를 높이며, 햇빛의 세기에 따라 출력을 조절함으로써 저전력 구동이 가능하며, 저전력으로 구동이 가능할 뿐만 아니라 유지 보수가 용이하고 위험 감지 결과를 자율주행 트램으로 전송함은 물론 신호등 제어를 통해 정거장 안정 상태를 직관적으로 확인할 수 있도록 하여 운영효율을 높이고 자율주행 트램의 주행 안전성을 향상시킬 수 있는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템을 제공한다.

Description

적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 및 방법 {Low-power lateral hazard detection system and method for self-driving trams using infrared sensors}
본 발명은 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자율주행 트램에서 승객 등이 승차 또는 하차시 발생하는 문끼임 사고나 충돌 사고를 예방할 수 있도록 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 트램은 경량전철에 속하는 도심용 대량교통수단으로서 중량전철인 지하철에 비하여 수송량은 다소 뒤지지만 버스보다는 많고, 건설비가 지하철에 비하여 상당히 적게 소요되고, 또한 운행시 대기오염이 발생하지 않아 도심 대중교통 수단으로 각광받고 있다.
특히, 최근 기술의 발전에 따라 자율주행 트램에 관한 연구 역시 활발하게 이루어지고 있는 실정으로, 자율주행트램은 지능형 센서를 기반으로 운전자의 개입없이 자동으로 주행할 수 있는 노면전차를 일컫는다. 통상 레이더, 라이다, 카메라, IMU등의 다양한 센서로 주위의 환경을 인식하며 사용자가 목적지를 지정하면 자율적으로 주행하는 시스템이다.
이러한 자율주행 트램 시스템은 복수의 센서 시스템이 탑재되며, 일 예로 등록특허 제10-1198264호(참고문헌 1) 등이 제안된 바 있다. 이러한 트램용 센서 계측 시스템은 센서를 기반으로 주위의 환경을 인식하기 때문에 하나의 센서가 고장나거나 인식 오류가 발생하였을 때 적절히 대응할 수 있는 방안이 필수적이다.
한편, 지하철 정거장의 경우 적외선 센서 및 라이다 센서를 이용하여 출입문을 여닫아 안전하다는 장점이 있지만, 고비용이 들어 경제성 확보가 어렵기 때문에 트램의 승,하차 시스템과 적합하지 않다.
이와 관련된 선행기술로서 공개특허 제10-2015-0139266호(참고문헌 2)의 철도 건널목 지장물 검지시스템이 제안된 바 있다. 이는 건널목에 설치되어 상기 건널목 주변을 이동하는 지장물을 스캔 및 촬영하는 스캔부; 상기 스캔부의 데이터들을 수신하여 저장, 분석 및 출력하는 제어부; 상기 제어부로부터 신호를 수신하여 건널목 주변의 장치를 제어하는 건널목 제어부; 및 상기 제어부 및 상기 건널목 제어부로부터 경고신호를 받아 경고를 하는 경보부를 포함하며, 상기 제어부는 저장된 기존 시설물과 상기 스캔부로부터 검지되는 상기 지장물을 비교하여 검지하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 스캔부는, 상기 지장물에 레이저를 조사하고 반사된 상기 레이저를 분석하여 상기 지장물의 위치 및 모양을 나타내는 스캔데이터를 출력하는 센서부; 상기 제어부로부터 신호를 받으면 작동하여 상기 지장물이 위치한 곳의 영상을 기록하는 CCTV; 및 상기 지장물에 적외선을 조사하여 촬영된 적외선영상을 상기 제어부로 전송하는 적외선카메라를 포함한다.
하지만, 트램 정거장의 경우 주로 도심이나 관광지에 위치하여 경관을 해치지 않으면서 주변환경과 자연스럽게 어우러지도록 하는 것이 중요한 조건중 하나로서 자율주행 트램에서 승객이 승차 또는 하차시 발생하는 문끼임 사고나 충돌 사고를 예방하기 위해 트램의 측방 위험 검지 시스템 구축이 필요하지만, 기존 철도 및 열차의 안전주행을 위한 시스템의 경우 다양한 센서를 융합하여 구동되기 때문에 시스템 구축 비용 및 시스템 복잡도 문제로 인해 실제 자율주행 트램의 시스템 적용에 한계점이 존재함은 물론 시스템을 구동하고 유지하는데 많은 전력을 소모한다는 단점이 있다.
이에 더해 종래의 검지시스템은 안전 운행을 위해 적외선 검지기로서 적외선 센서를 적용하는 경우도 있다. 이러한 적외선 센서는 도 1에 도시된 바와 같이 1개의 적외선 발광부(1)와 1개의 수광부(2)로 구성되어, 발광부(1)에서 출력된 적외선 세기를 수광부(2)에서 수신한다. 이에 적외선 검지기 사이에 물체, 사람, 장애물 등이 감지되어 수광부(2)에서 적외선 검지가 되지 않으면 알람(3)이 작동되도록 하는 제어 구성을 채용한다.
그런데, 종래 적외선 센서의 경우 햇빛으로 인한 오류가 발생할 수 있어 야외에서 사용시 정확도가 떨어져 개선이 필요하다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 햇빛의 경우 적외선 지표면 도달 에너지가 55%로 가장 많은 비율을 차지함. 따라서 일조량이 많아지게 되면 수광부에서 적외선을 검지하게 되고, 이로 인해 오작동을 야기할 수 있고, 햇빛이 없는 환경이나 해가 지고 난 후 간섭신호의 영향이 적어져 적외선 센서 검지에 필요한 전력소모량이 적어지지만 조도량의 변화에 상관없이 전력이 일정하게 유지되어 전력소모량이 많다는 단점이 존재한다.
아울러, 이러한 구성은 트램 외부 및 탑승자에게 알람(3)으로 위험 상황을 알려주지만 안전상의 이유로 트램과 별도로 통신이 필요한 실정이다.
참고문헌 1: 등록특허 제10-1198264호 참고문헌 2: 공개특허 제10-2015-0139266호
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서 본 발명은 주로 도심이나 관광지에 위치하여 경관을 해치지 않으면서 주변환경과 자연스럽게 어우러지도록 하는 것이 중요한 조건중 하나인 트램 정거장에 적용 가능한 것으로 자율주행 트램에서 승객 등이 승차 또는 하차시 발생하는 문끼임 사고나 충돌 사고를 예방할 수 있도록 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 적외선 센서의 백그라운드 신호를 제거하고 해당 값을 이용하여 출력을 조절하여 정확도를 높이고 저전력으로 구동 가능한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
정거장과 자율주행 트램의 출입문 사이에 설치되어 적외선을 송출 및 감지하는 적외선 센서부와, 상기 적외선 센서부의 구동을 제어하고 상기 적외선 센서부로부터 수신되는 감지값을 분석하고 상기 적외선 센서부의 출력을 제어하는 센서 제어부와, 상기 센서 제어부로부터 상기 적외선 센서부의 감지값이 수신되면 위험 여부를 비교하여 위험 상태로 판단되면 경고정보를 생성하여 출력하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템을 제공한다.
이때, 상기 판단부에서 상기 적외선 센서부의 감지값을 분석하여 생성되는 경고정보에 따라 경고음을 출력하는 경고출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 센서 제어부는 통신부를 통해 지상의 신호등을 제어하는 지상제어기 및 상기 자율주행 트램의 차상제어기로부터 자율주행 트램의 정거장 진입에 따른 트램 진입정보가 수신되면 상기 적외선 센서부로부터 수신되는 감지값을 분석하고 상기 적외선 센서부의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 판단부에서 생성된 경고정보는 통신부를 통해 지상의 신호등을 제어하는 지상제어기 및 상기 자율주행 트램의 차상제어기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지상제어기는 상기 경고정보에 따라 지상의 신호등을 적색 또는 녹색으로 점등되도록 제어하며, 상기 자율주행 트램의 차상제어기는 경고정보가 포함된 제어정보에 따라 트램의 주행불가 또는 허가를 하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 적외선 센서부는 적외선 광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자에서 출력되는 적외선이 물체에 반사되어 입사시 적외선을 감지하는 메인 수광소자와, 메인 수광소자와 인접하게 구비되는 보조 수광소자로 구성되며, 상기 센서 제어부는 상기 발광소자 및 보조 수광소자에서 검출되는 발광소자 감지값과 보조 감지값의 차를 계산하여 상기 적외선 센서부의 출력 세기를 높이거나 낮추는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적외선 센서부는 적외선 광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자에서 출력되는 적외선이 물체에 반사되어 입사시 적외선을 감지하는 메인 수광소자와, 상기 메인 수광소자와 인접하게 구비되는 보조 수광소자로 구성되며, 상기 판단부는 상기 메인 수광소자와 보조 수광소자에서 검출되는 메인 및 보조 감지값의 차를 계산하여 임계치(Threshold) 이하 또는 미만이면 위험 상태로 판단하여 경고정보를 경고출력부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 판단부에서 생성된 위험정보는 통신부를 통해 지상제어기로 전송하여 지상의 신호등을 제어하여 적색 점등시키고 상기 자율주행 트램의 차상제어기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 통신부는 상기 지상제어기 및 차상제어기와 데이터 통신을 수행할 수 있도록 블루투스(BLE)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은;
자율주행 트램이 주행 중 정거장에 진입시 지상제어기 또는 차상제어기로부터 트램 진입정보가 입력되는지 감시하는 제1 단계; 상기 트램 진입정보가 입력되면 적외선 광을 발생하는 적외선 광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자에서 출력되는 적외선이 물체에 반사되어 입사시 적외선을 감지하는 메인 수광소자와, 메인 수광소자와 인접하게 구비되는 보조 수광소자로 구성되는 적외선 센서부를 구동하는 제2 단계; 및 상기 메인 및 보조 수광소자에서 검출되는 메인 및 보조 감지값의 차이가 임계치 이하이면 위험 상태로 판단하여 보행자가 인지할 수 있도록 경고출력부를 통해 경고정보를 출력하는 제3 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 방법도 제공한다.
그리고, 상기 제3 단계 이후에, 상기 경고정보를 지상제어기로 전송하여 지상의 신호등을 제어하여 적색 점등시키고 상기 자율주행 트램의 차상제어기로 주행 불가를 알리는 경고정보를 전송하는 제4 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 단계 이후 제3 단계 이전에, 상기 발광소자 및 보조 수광소자에서 검출되는 발광소자 감지값과 보조 감지값이 입력시 발광소자 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이하이면 상기 적외선 센서부의 출력 세기를 높여 전력을 조절하고, 발광소자 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이상이면 적외선 센서부의 출력 세기를 낮추어 전력을 조절하는 제5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1 단계는, 트램 진입정보가 입력되지 않으면 트램이 정거장을 진입하지 않은 것으로 판단하여 적외선 센서부를 정지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 적외선센서를 이용해 트램 운행시 발생하는 문끼임 사고 및 충돌 사고를 예방할 수 있고 알람을 이용하여 현재 위험에 처한 상황을 인지할 수 있으면서도 구동이 필요하다고 판단된 경우만 작동시키고, 백그라운드(Background) 신호를 제거함으로써 정확도를 높이며, 햇빛의 세기에 따라 출력을 조절함으로써 저전력 구동이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 위험 검지를 위해 적외선 센서와 BLE를 이용하여 간단하고 저전력으로 구동이 가능해 기존의 위험 검지 시스템이 갖는 다양한 센서들의 융합시 발생하는 복잡하고 많은 전력을 소모한다는 단점을 보완 해소할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면 블루투스(BLE) 통신의 경우 통신 케이블을 이용할 때 발생하는 외란(접촉 불량, 통신 잡음 등)의 문제가 없어 유지 보수가 용이할 뿐만 아니라 위험 감지 결과를 자율주행 트램으로 전송하고, 신호등 제어를 통해 정거장 안정 상태를 직관적으로 확인할 수 있도록 하여 운영효율을 높이고 자율주행 트램의 주행 안전성을 향상시키는 효과도 있다.
도 1은 일반적인 적외선 검지기의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 적외선 센서부의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 제어 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 및 방법을 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템은 주로 도심이나 관광지에서 자율주행 트램(10)을 운행 중 승객의 승/하차 과정에서 발생하는 문끼임 사고나 충돌 사고를 예방하기 위해 자율주행 트램(10)의 측방 위험을 검지하는데 유용한 시스템이다.
본 발명은 시스템을 구동하고 유지하는데 소모되는 전력을 최소화하고 적외선 센서를 이용하여 물체 인식을 진행하되 햇빛으로 인한 오류 발생을 최소화하여 야외에서 사용시 정확도를 높이고 저전력으로 구동 가능하도록 적외선 센서의 백그라운드 신호를 제거하고 해당 값을 이용하여 적외선 센서의 출력을 조절 가능한 시스템이다.
이와 같은 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템은 정거장과 자율주행 트램의 출입문 사이에 설치되어 적외선을 송출 및 감지하는 적외선 센서부(100)와, 상기 적외선 센서부(100)의 구동을 제어하고 상기 적외선 센서부(100)로부터 수신되는 감지값을 분석하고 상기 적외선 센서부(100)의 출력을 제어하는 센서 제어부(200)와, 상기 센서 제어부(200)로부터 상기 적외선 센서부(100)의 감지값이 수신되면 위험 여부를 비교하여 위험 상태로 판단되면 경고정보를 생성하여 출력하는 판단부(300)를 포함한다.
그리고, 상기 시스템은 판단부(300)에서 적외선 센서부(100)의 감지값을 분석하여 생성되는 경고정보에 따라 경고음을 출력하는 경고출력부(400)를 더 포함한다.
아울러, 상기 시스템은 지상의 신호등(22)을 제어하는 지상제어기(20) 및 상기 자율주행 트램(10)의 차상제어기(12)로부터 자율주행 트램(10)의 정거장 진입에 따른 트램 진입정보를 통신부(500)를 통해 상기 센서 제어부(200)로 전달하고, 상기 판단부(300)에서 생성된 경고정보를 포함하는 제어정보를 통신부(500)를 통해 지상의 신호등(22)을 제어하는 지상제어기(20) 및 상기 자율주행 트램(10)의 차상제어기(12)에 전송한다.
이에 상기 지상제어기(20)는 상기 경고정보에 따라 지상의 신호등(22)을 적색 또는 녹색으로 점등되도록 제어하며, 상기 자율주행 트램(10)의 차상제어기(12)는 상기 제어정보에 따라 트램의 주행불가 또는 허가를 하게 된다.
이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.
상기 적외선 센서부(100)는 정거장과 자율주행 트램(10)의 출입문 사이에 설치되는 구성으로, 일 예로 적외선 센서부(100)는 정거장에 설치되어 자율주행 트램(10)의 출입문 개폐여부 등을 감지할 수 있다.
이러한 적외선 센서부(100)는 적외선 광을 발생시키는 발광소자(110)와, 상기 발광소자(110)에서 출력되는 적외선이 물체에 반사되어 입사시 적외선을 감지하는 메인 수광소자(120)와, 메인 수광소자(120)와 인접하게 구비되어 외부 출력값(조도량)을 측정하는 보조 수광소자(130)로 구성된다.
즉, 상기 적외선 센서부(100)는 적외선 센서 결과값(감지신호)의 간섭 신호를 제거하기 위해 적외선을 출력하는 1개의 발광소자(110)와 2개의 수광소자(120,130)로 구성되는 것으로, 발광소자(110)와 메인 수광소자(120)는 서로를 마주보도록 설치하고 나머지 보조 수광소자(130)는 외부 출력값(조도량)을 측정한다.
이와 같이 메인 수광소자(120)와 보조 수광소자(130)를 각기 독립적으로 구비함으로써 두 소자(120,130)의 감지값 차를 계산하여 백그라운드(Background) 신호(간섭신호)를 제거할 수 있다.
한편, 상기 센서 제어부(200)는 자율주행 트램(10)이 정거장에 진입시 상기 지상제어기(20) 또는 차상제어기(12)로부터 트램 진입정보를 상기 통신부(500)를 통해 수신하면 상기 적외선 센서부(100)를 구동한다. 이러한 센서 제어부(200)의 제어방식은 적외선 센서부(100)를 지속적으로 구동시키지 않고 자율주행 트램(10)이 정거장에 진입시에만 구동시킴으로서 상기 적외선 센서부(100) 구동을 위한 전력 소모를 최소화할 수 있다.
이와 같이 적외선 센서부(100)가 구동되면 발광소자(110)는 적외선을 출력시키고 메인 및 보조 수광소자(120,130)에서 검출되는 메인 및 보조 감지값은 상기 센서 제어부(200)로 입력되며, 상기 센서 제어부(200)는 상기 메인 및 보조 감지값을 비교분석하고 상기 적외선 센서부(100)의 출력을 제어한다.
좀 더 구체적으로 설명하면 상기 센서 제어부(200)는 상기 메인 수광소자(120)와 보조 수광소자(130)의 감지값 차이를 계산하여 적외선 센서부(110)의 출력을 조절(재설정)한다. 즉, 상기 센서 제어부(200)는 메인 수광소자(120)와 보조 수광소자(130)의 감지값 차이가 작으면 햇빛의 세기가 강하다는 의미이므로 상기 적외선 센서부(100)의 출력 세기를 높이고, 메인 수광소자(120)와 보조 수광소자(130)의 감지값 차이가 크면 적외선 센서부(100)의 출력 세기를 낮추어 전력을 조절한다.
이 경우 상기 적외선 센서부(100)의 출력 세기 조절은 발광소자(110)의 출력 세기를 조절한다. 이는 적외선 센서부(100)를 야외에서 사용하였을 때 주로 발생하는 오류의 원인이 되는 외란을 제거하여 기존 적외선 센서의 단점을 보완할 수 있고, 외부의 햇빛 세기에 따라 출력을 조절하여 적외선 센서부(100)를 저전력으로 구동할 수도 있다.
그리고, 상기 판단부(300)는 상기 적외선 센서부(100)의 메인 및 보조 수광소자(120,130)에서 검출되는 메인 및 보조 감지값의 차를 계산하여 임계치(Threshold) 이하인지 여부를 비교하여 두 가지 값의 차가 임계치(Threshold) 값 이하(또는 미만)이면 위험 상태로 판단하고, 임계치(Threshold)를 초과(또는 이상)하면 이상없음으로 판단한다.
이때, 상기 판단부(300)는 위험 상태로 판단되면 경고정보를 생성하여 출력하며, 그에 따라 경고출력부(400)를 통해 경고정보를 출력하여 보행자, 트램 이용자 등에게 알린다.
물론, 상기 판단부(300)에서 생성된 위험정보를 통신부(500)를 통해 지상제어기(20)로 전송하여 지상의 신호등(22)을 제어하여 적색 점등시키고 상기 자율주행 트램(10)의 차상제어기(20)로 전송하여 자율주행 트램(10)이 운행에 참고(정지 또는 주행 불가)하도록 한다.
상기 경고출력부(400)는 일 예로 알람(410)으로 구성되어 경고정보를 출력하여 보행자, 트램 이용자 등에게 알릴 수 있다. 이에 알람을 통해 위험 위치에 존재하는 사람 및 지장물에 경고를 주어 사람이 이동하거나 지장물의 위치를 변경할 수 있도록 한다.
물론, 상기 경고출력부(400)는 좀 더 정확한 정보를 출력하기 위해 스피커로 구성할 수 있으며, 시각으로 표현 가능하도록 LCD, LED 등의 디스플레이 패널을 더 포함할 수도 있다.
한편, 상기 통신부(500)는 유선 또는 무선 방식으로 지상제어기(20) 및 차상제어기(12)와 데이터 통신을 수행할 수 있는 것으로, 특히 무선으로 지상제어기(20) 및 차상제어기(12)로 위험정보를 전달할 수 있도록 블루투스(BLE)로 구성됨이 바람직하다.
이와 같이 블루투스(BLE) 통신을 이용하여 판단부(300)에서 판단한 정거장의 위험정보를 자율주행 트램(10)에 전송함은 물론 지상제어기(20)로 전송하여 신호등(22)을 제어하여 위험을 직관적으로 확인 가능하다.
이하 도 2 내지 도 4를 참고로 본 발명에 따른 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 과정을 설명한다.
자율주행 트램(10)이 주행(S10) 중 정거장에 진입시 센서 제어부(200)는 통신부(500)를 통해 지상제어기(20) 또는 차상제어기(12)로부터 트램 진입정보가 입력되는지 감시한다.(S11)
상기 단계(S11)를 통해 센서 제어부(200)는 트램 진입정보가 입력되어 트램(10)이 정거장을 진입한 것으로 판단되면 적외선 센서부(100)를 구동(On)(S12)하고, 트램 진입정보가 입력되지 않으면 트램이 정거장을 진입하지 않은 것으로 판단하여 적외선 센서부(100)를 정지(Off)(S13)하고 상기 단계(S11)로 분기하여 지속적으로 트램 진입정보가 입력되는지 여부를 감시한다.
상기 센서 제어부(200)는 상기 단계(S12)를 수행하여 적외선 센서부(100)를 구동하여 메인 수광소자(120)와 보조 수광소자(130)에서 검출되는 메인 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이하(또는 미만)인지 여부(S14)를 확인하여 메인 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이하(또는 미만)이면 적외선 센서부(100)의 출력 세기를 높여 전력을 조절(S15)하고, 메인 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이상(또는 초과)인지 여부(S16)를 확인하여 메인 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이상(또는 초과)이면 적외선 센서부(100)의 출력 세기를 낮추어 전력을 조절(S17)한다.
이때, 상기 단계(S15, S17)는 적외선 센서부(100)의 발광소자(110) 출력 세기를 조절한다.
한편, 본 발명의 판단부(300)는 메인 및 보조 수광소자(120,130)에서 검출되는 메인 및 보조 감지값이 입력되면 메인 및 보조 감지값의 차이가 임계치(Threshold) 이하(또는 미만)인지 여부를 비교(S20)하여 두 가지 값의 차가 임계치(Threshold) 값 이하(또는 미만)이면 위험 상태로 판단하여 보행자가 인지할 수 있도록 경고출력부(400)를 통해 알람 등의 형태로 경고정보를 출력하고 통신부(500)를 통해 지상제어기(20)로 전송하여 지상의 신호등(22)을 제어하여 적색 점등시키고 상기 자율주행 트램(10)의 차상제어기(12)로 주행 불가를 알리는 경고정보를 전송한다.(S21) 이에 상기 자율주행 트램(10)의 차상제어기(12)는 트램을 정지(또는 주행 불가) 제어한다.
그리고, 상기 판단부(300)는 상기 단계(S20)를 통해 메인 및 보조 감지값의 차이가 임계치(Threshold)를 초과(또는 이상)하면 이상없음으로 판단하여 그 결과를 통신부(500)를 통해 지상제어기(20)로 전송하여 지상의 신호등(22)을 제어하여 녹색 점등시키고 상기 자율주행 트램(10)의 차상제어기(12)로 주행 허가를 알리도록 주행 허가정보를 포함하는 제어정보를 전송한다.(S23) 이에 상기 자율주행 트램(10)의 차상제어기(12)는 트램을 주행 제어한다.(S24)
물론, 상기 지상제어기(20) 또는 차상제어기(12)로부터 입력되는 트램 진입정보를 분석하여 정거장에 자율주행 트램(10)의 존재유무를 확인(S25)하고 존재하지 않으면 트램이 정거장을 진입하지 않은 것으로 판단하여 적외선 센서부(100)를 정지(Off)한다.(S26)
이와 같이 정거장에서 위험을 감지할 경우 트램으로 위험 알림을 송신하고 신호등을 빨간불로 제어하여 트램이 출발하지 못하도록하며, 알람을 작동시켜 위험 위치에 존재하는 사람 및 지장물에 경고를 주어 사람이 이동하거나 지장물의 위치를 변경할 수 있다.
위에서 설명한 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템 및 방법을 정리하면, 자율주행 트램(10)이 주행 중 정거장에 진입시 지상제어기(20) 또는 차상제어기(12)로부터 트램 진입정보가 입력되는지 감시하는 제1 단계와, 상기 트램 진입정보가 입력되면 적외선 광을 발생하는 적외선 광을 발생시키는 발광소자(110)와, 상기 발광소자(110)에서 출력되는 적외선이 물체에 반사되어 입사시 적외선을 감지하는 메인 수광소자(120)와, 메인 수광소자(120)와 인접하게 구비되는 보조 수광소자(130)로 구성되는 적외선 센서부를 구동하는 제2 단계 및 상기 메인 및 보조 수광소자(120,130)에서 검출되는 메인 및 보조 감지값의 차이가 임계치 이하이면 위험 상태로 판단하여 보행자가 인지할 수 있도록 경고출력부(400)를 통해 경고정보를 출력하는 제3 단계를 포함하여 이루어 진다.
그리고, 상기 제3 단계 이후에, 상기 경고정보를 지상제어기(20)로 전송하여 지상의 신호등을 제어하여 적색 점등시키고 상기 자율주행 트램(10)의 차상제어기(12)로 주행 불가를 알리는 경고정보를 전송하는 제4 단계를 더 포함하여 이루어 진다.
또한, 상기 제2 단계 이후 제3 단계 이전에, 상기 메인 수광소자(120) 및 보조 수광소자(130)에서 검출되는 메인 감지값과 보조 감지값이 입력시 메인 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이하이면 상기 적외선 센서(100)부의 출력 세기를 높여 전력을 조절하고, 메인 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이상이면 적외선 센서부(100)의 출력 세기를 낮추어 전력을 조절하는 제5 단계를 포함하여 이루어진다.
아울러, 상기 제1 단계는, 트램 진입정보가 입력되지 않으면 트램이 정거장을 진입하지 않은 것으로 판단하여 적외선 센서부(100)를 정지하게 된다.
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 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 자율주행 트램 12: 차상제어기
20: 지상제어기 22: 신호등
100: 적외선 센서부 110: 발광소자
120: 메인 수광소자 130: 보조 수광소자
200: 센서 제어부 300: 판단부
400: 경고출력부 410: 알람
500: 통신부

Claims (13)

  1. 정거장과 자율주행 트램의 출입문 사이에 설치되어 적외선을 송출 및 감지하는 적외선 센서부와, 상기 적외선 센서부의 구동을 제어하고 상기 적외선 센서부로부터 수신되는 감지값을 분석하고 상기 적외선 센서부의 출력을 제어하는 센서 제어부와, 상기 센서 제어부로부터 상기 적외선 센서부의 감지값이 수신되면 위험 여부를 비교하여 위험 상태로 판단되면 경고정보를 생성하여 출력하는 판단부를 포함하되,
    상기 센서 제어부는 통신부를 통해 지상의 신호등을 제어하는 지상제어기 및 상기 자율주행 트램의 차상제어기로부터 자율주행 트램의 정거장 진입에 따른 트램 진입정보가 수신되면 상기 적외선 센서부로부터 수신되는 감지값을 분석하고 상기 적외선 센서부의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 판단부에서 상기 적외선 센서부의 감지값을 분석하여 생성되는 경고정보에 따라 경고음을 출력하는 경고출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 판단부에서 생성된 경고정보는 통신부를 통해 지상의 신호등을 제어하는 지상제어기 및 상기 자율주행 트램의 차상제어기로 전송하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 지상제어기는 상기 경고정보에 따라 지상의 신호등을 적색 또는 녹색으로 점등되도록 제어하며, 상기 자율주행 트램의 차상제어기는 경고정보가 포함된 제어정보에 따라 트램의 주행불가 또는 허가를 하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 적외선 센서부는 적외선 광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자에서 출력되는 적외선이 물체에 반사되어 입사시 적외선을 감지하는 메인 수광소자와, 메인 수광소자와 인접하게 구비되는 보조 수광소자로 구성되며,
    상기 센서 제어부는 상기 메인 및 보조 수광소자에서 검출되는 메인 감지값과 보조 감지값의 차를 계산하여 상기 적외선 센서부의 출력 세기를 높이거나 낮추는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 적외선 센서부는 적외선 광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자에서 출력되는 적외선이 물체에 반사되어 입사시 적외선을 감지하는 메인 수광소자와, 상기 메인 수광소자와 인접하게 구비되는 보조 수광소자로 구성되며,
    상기 판단부는 상기 메인 수광소자와 보조 수광소자에서 검출되는 메인 및 보조 감지값의 차를 계산하여 임계치(Threshold) 이하 또는 미만이면 경고정보를 경고출력부로 출력하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 판단부에서 생성된 위험정보는 통신부를 통해 지상제어기로 전송하여 지상의 신호등을 제어하여 적색 점등시키고 상기 자율주행 트램의 차상제어기로 전송하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 지상제어기 및 차상제어기와 데이터 통신을 수행할 수 있도록 블루투스(BLE)로 구성되는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 시스템.
  10. 자율주행 트램이 주행 중 정거장에 진입시 센서 제어부가 통신부를 통해 지상제어기 또는 차상제어기로부터 트램 진입정보가 입력되는지 감시하는 제1 단계;
    상기 트램 진입정보가 입력되면 적외선 광을 발생하는 적외선 광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자에서 출력되는 적외선이 물체에 반사되어 입사시 적외선을 감지하는 메인 수광소자와, 메인 수광소자와 인접하게 구비되는 보조 수광소자로 구성되는 적외선 센서부를 구동하는 제2 단계; 및
    상기 메인 및 보조 수광소자에서 검출되는 메인 및 보조 감지값의 차이가 임계치 이하이면 보행자가 인지할 수 있도록 경고출력부를 통해 경고정보를 출력하는 제3 단계;를 더 포함하되,
    상기 센서 제어부는 통신부를 통해 지상의 신호등을 제어하는 지상제어기 및 상기 자율주행 트램의 차상제어기로부터 자율주행 트램의 정거장 진입에 따른 트램 진입정보가 수신되면 상기 적외선 센서부로부터 수신되는 감지값을 분석하고 상기 적외선 센서부의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제3 단계 이후에, 상기 경고정보를 지상제어기로 전송하여 지상의 신호등을 제어하여 적색 점등시키고 상기 자율주행 트램의 차상제어기로 주행 불가를 알리는 경고정보를 전송하는 제4 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제2 단계 이후 제3 단계 이전에, 상기 발광소자 및 보조 수광소자에서 검출되는 메인 감지값과 보조 감지값이 입력되면 메인 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이하이면 상기 적외선 센서부의 출력 세기를 높여 전력을 조절하고, 메인 감지값과 보조 감지값의 차가 설정값 이상이면 적외선 센서부의 출력 세기를 낮추어 전력을 조절하는 제5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 단계는, 트램 진입정보가 입력되지 않으면 트램이 정거장을 진입하지 않은 것으로 판단하여 적외선 센서부를 정지하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서를 이용한 자율주행 트램의 저전력 측방 위험검지 방법.
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