KR20010047413A - 차선 이탈 방지 시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 주행중인 차량이 도로의 중앙 분리 차선이나 또는 갓차선의 최소 근접거리 이내로 접근하는 경우 경보장치를 이용하여 운전자에게 알려주도록 하는 차선 이탈 방지 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 시스템은 도로의 차선을 따라 소정의 간격으로 설치되어 미리 설정된 출력반경을 갖는 반구형으로 신호를 생성, 출력하는 신호 발생수단과, 상기 차량의 소정 부위에 장착되며, 상기 신호 발생수단으로부터 출력되는 신호를 수신하여 미리 설정된 신호인 경우 도로 차선에 근접함을 알리는 경보신호를 생성, 출력하는 신호 수신수단과, 상기 차량의 전면 패널의 일측에 장착되며, 상기 신호 수신수단으로부터 출력되는 경보신호를 입력받아 외부로 경보음 또는 경보램프 중 적어도 어느 하나를 작동시켜 운전자가 주행중인 차량이 도로 차선에 근접했음을 알 수 있도록 하는 경보장치를 포함하여 주행중인 차량이 차선 근접 거리이내에 접근하는 경우 운적석 전면패널에 장착된 경보장치에서 경보음을 발생시키고, 경보램프를 작동시켜 운전자가 차선에 접근하였다는 사실을 명확하게 인식시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 운전자가 과속하지 않도록 하여 안전운행을 할 수 있도록 한다.

Description

차선 이탈 방지 시스템{Protection system for lane breakaway}

본 발명은 차선 이탈 방지 시스템에 관한 것이다.

보다 상세하게는 신호를 발생하는 수단을 도로의 중앙 분리 차선 또는 갓차선(이하 '차선'이라 통칭함)에 설치하고 차량에는 신호를 수신하는 수단 및 경보장치를 장착시켜 주행중인 차량이 도로 차선의 최소 근접거리 이내로 접근하는 경우 경보장치를 이용하여 운전자에게 알려주도록 하는 차선 이탈 방지 시스템에 관한 것이다.

기존의 도로 상에 표시된 차량의 상행 및 하행을 분리하기 위한 중앙선에서 주행중인 차량이 중앙선을 침범하지 않도록 하는 차선 침범 방지 유도 시설물은 일반적으로 자동차의 헤드라이트의 빛의 입사에 따른 재료자체의 빛의 반사 또는 제품자체의 발광정도, 자동차 바퀴의 차선 침범시 바퀴의 마찰음 등에 의해서 운전자가 인식하여 차선을 식별하는 방법이 적용되고 있다.

상술한 차선 침범 방지 유도 시설물에 대해 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도로 차선에 황색 도료를 칠하고, 상술한 황색 도료의 상부에 유리가루를 뿌리는 융착식과 도로의 차선이 요철모양을 갖도록 한 후 그 상부에 황색 도료를 칠하는 돌출식으로 구현된다.

상술한 바와 같이 도로 차선을 융착식으로 구현하는 경우 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이 주행중인 차량의 헤드라이트 빛의 재귀반사에 의해 주행중인 차량의 운전자가 차선을 인식할 수 있도록 하는 것으로서, 운전자가 정상 상태에서 운전을 하는 경우에는 쉽게 인식할 수 있으나, 운전자가 졸음운전을 하거나, 태만 운전을 하고 있는 경우 차선의 침범 유도 방지물을 쉽게 인식할 수 없다는 문제점이 있었다.

반면에, 도로 차선을 돌출식으로 구현하는 경우 운전자가 정상상태로 운전하지 않는 상태인 졸음운전이나, 또는 태만 운전으로 차선을 침범하는 경우 주행중인 차량이 심하게 흔들리게 되므로 운전자가 쉽게 알 수 있으나, 운전자가 차선 침범을 인지했을 때는 벌써 주행중인 차량이 차선을 침범한 상태이므로 사고로 이어지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상술한 융착식은 재료가 쉽게 마모되므로 차선을 융착식으로 구현한 상태에서 3개월이 지나면 반사 휘도가 기준 미달이 되고, 6개월이 경과하면 기능이 상실되어 다시 제작업을 해주어야 한다.

상술한 제작업을 하게 되는 경우 도로 현장에서 재료의 배합, 가열 등과 같은 과정을 수반하게 되므로 작업이 복잡할 뿐만 아니라 많은 시간이 소요되고, 작업시 도로의 혼잡을 유도할 수 있다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 융착식 또는 돌출식으로 차선 침범 유도 방지물을 구현하게 되는 경우 모두 눈, 비등에 의한 빛의 굴절, 수막으로 인해 재귀반사가 정상적으로 이루어지지 않는 등 외부 환경에 많은 영향을 받게 된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 신호를 발생하는 수단을 차선에 설치하고 차량에는 신호를 수신하는 수단 및 경보장치를 장착시켜 주행중인 차량이 도로 차선의 최소 근접거리 이내로 접근하는 경우 경보장치를 이용하여 운전자에게 알려주도록 하는 차선 이탈 방지 시스템을 제공함에 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술의 원리를 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명에 적용된 신호의 반구형 신호 발사 범위를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명에 적용된 신호 수신수단의 장착 높이를 계산하기 위한 도면,

도 6은 본 발명을 설명하기 위한 주행평면 및 입면도,

도 7은 본 발명의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

100 : 신호 발생수단 110 : 집열판

120 : 축전지 130 : 제어부

140 : 신호 발생부 200 : 신호 수신수단

300 : 경보장치

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주행중인 차량의 운전자가 도로의 차선을 침범하지 않도록 시스템에 있어서, 본 발명의 시스템은 도로의 차선을 따라 소정의 간격으로 장착되어 미리 설정된 출력반경을 갖는 반구형으로 신호를 생성, 출력하는 신호 발생수단과, 상기 차량의 소정 부위에 장착되며, 상기 신호 발생수단으로부터 출력되는 신호를 수신하여 미리 설정된 신호인 경우 도로의 차선에 근접함을 알리는 경보신호를 생성, 출력하는 신호 수신수단과, 상기 차량의 전면 패널의 일측에 장착되며, 상기 신호 수신수단으로부터 출력되는 경보신호를 입력받아 외부로 경보음 또는 경보램프 중 적어도 어느 하나를 작동시켜 운전자가 주행중인 차량이 도로의 차선에 근접했음을 알 수 있도록 하는 경보장치를 포함한다.

상술한 본 발명은 주행중인 차량이 차선 근접 거리이내에 접근하는 경우 운적석 전면 패널에 장착된 경보장치에서 경보음을 발생시키고, 경보램프를 작동시켜 운전자가 차선에 접근하였다는 사실을 명확하게 인식시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 운전자가 과속하지 않도록 하여 안전운행을 할 수 있도록 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 기술하기로 한다.

첨부 도면 도 4는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이 도로의 차선을 따라 소정의 간격으로 장착되어 미리 설정된 출력반경을 갖는 반구형으로 신호를 생성, 출력하는 신호 발생수단(100)과, 상술한 차량의 소정 부위에 장착되며, 상술한 신호 발생수단(100)으로부터 출력되는 신호를 수신하여 미리 설정된 신호인 경우 도로 차선에 근접함을 알리는 경보신호를 생성, 출력하는 신호 수신수단(200)과, 상술한 차량의 전면 패널의 일측에 장착되며, 상기 신호 수신수단(200)으로부터 출력되는 경보신호를 입력받아 외부로 경보음 또는 경보램프 중 적어도 어느 하나를 작동시켜 운전자가 주행중인 차량이 도로 차선에 근접했음을 알 수 있도록 하는 경보장치(300)로 구성된다.

상술한 '도로 차선'이라는 용어는 상술한 바와 같이 도로 중앙 분리차선과 갓차선을 통칭하여 사용하는 용어로서, 상술한 갓차선은 주행도로 중 가장 바깥쪽에 위치하는 도로에 차선을 의미한다.

상술한 신호 발생수단(100)은 첨부 도면 도 7에 도시된 바와 같이, 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 집열판(110)과, 상술한 집열판(110)에 의해 변환된 전기에너지를 축적시켜 구동전원을 공급하는 축전지(120)와, 상술한 축전지(120)로부터 공급되는 전원에 의해 구동되고, 작업자의 조작에 따라 입력되는 조정신호에 의하여 출력강도가 조정되며, 미리 설정된 출력 반경을 갖는 반구형으로 신호가 출력되도록 제어하는 제어부(130)와, 상기 제어부(130)의 제어신호에 응하여 신호를 생성, 출력하는 신호 발생부(140)로 구성된다.

상술한 신호 발생수단(100)의 외부 케이스(도 8의 150)는 알루미늄 경합금체로 이루어져 있기때문에 내구성이 강해 차량의 타이어에 의한 충격으로부터 손상되지 않는다.

상술한 신호 수신수단(200)은 도로의 중앙선이나, 또는 갓차선에 설치된 신호 발생수단(100)에서 발생되는 신호를 수신하기 위해 차량의 우측 및 좌측의 소정부위에 동일한 높이 상에 설치된다.

상술한 제어부(130)는 본 발명의 구체적인 실시예에서는 전파 제어부로 구현되는 것으로, 전파의 강, 약을 자동으로 조절하는 기능을 가지고 있으며, 전파가 방사되는 거리를 일정하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 균일하게 전파가 발생되도록 제어한다.

상술한 제어부(130)와 마찬가지로, 신호 발생수단(100) 및 신호수신수단(200) 또한 신호를 구체적으로 전파로 한정하여 설명하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차선 이탈 방지 시스템의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저, 작업자가 차선(400)에 전파발생수단(100)을 설치하고, 작업자가 전파발생수단(100)의 전파 제어부(130)를 제어하여 신호의 강, 약을 조절하면 전파 발생부(140)는 전파 제어부(130)에 의해 조절된 세기를 가지는 전파를 생성, 발사시킨다.

그러면 전파발생수단(100)을 중심으로 출력반경(L1)을 가지는 반구형 전파망을 형성하게 된다. 이때, 상술한 전파는 상, 하행 차선 공용 전파을 이용하며, 전파발생수단(100)은 첨부 도면 도 8에 도시된 바와 같이 헤드(HEAD)부(160)는 돌출되고, 헤드부(160) 하부면은 노면과 수평을 유지할 수 있도록 설치된다.

한편, 전파발생수단(100)의 고정부(170)는 일정깊이 이상 도로의 차선에 매입, 설치된다.

한편, 상술한 전파발생수단(100)은 태양에너지를 이용하여 구동전원을 공급받는데, 이를 첨부 도면 도 7을 참조하여 설명하면, 먼저 전파발생수단(100)에 구비된 집열판(110)은 태양으로부터 입사되는 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 축전지(120)로 공급한다.

그러면 축전지(120)는 상술한 전기에너지를 축전시켜 전파발생수단(100)이 정상적으로 전파를 발생시킬 수 있도록 구동전원을 공급한다.

상술한 축전지(120)는 1시간을 충전하는 경우 9시간을 사용할 수 있으며, 완전충전을 할 경우 최대 2주간 사용할 수 있다. 이때, 전파를 발생시키는데 사용되는 전원은 약 1.5∼2.0V이다.

한편, 첨부도면 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 전파수신수단(200) 및 경보장치(210)가 장착된 차량이 차선(400)에 근접하여 상술한 반구형 전파망(300)에 차량이 진입하게 되는 경우 전파수신수단(200)은 전파를 수신하게 되고, 경보장치(210)로 경보신호를 출력한다.

그러면 경보장치(210)는 경보음과 경보램프를 동시에, 또는 선택적으로 출력하여 운전자가 차량이 차선에 근접하고 있음을 쉽게 인식할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 차량에는 전파를 수신할 수 있는 전파수신수단(200)이 장착되는데, 전파수신수단(200)이 차량에 장착되는 높이(H)는 첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이 전파발생수단(100)을 중심으로 형성된 전파망의 전파반경(L1), 미리 설정된 차선과 차량 측면간의 최소 근접거리(X) 그리고 최소 근접 거리일 때 전파발생수단(100)에서 전파수신수단(200) 사이의 각도(θ)를 이용하여 다음 수학식에 의해 산출된다.

즉, 상술한 수학식에 의해 산출된 전파수신수단(200)의 장착 높이(H)는 차량의 크기와 무관하게 동일하여야 한다. 그러므로 첨부도면 도 6a에 도시된 바와 같이 소형차량인 경우에는 운전석의 좌, 우측 백밀러 위치에 전파수신수단(200)이 장착되나, 대형차량인 경우에는 지면으로부터 상술한 높이(H)에 해당되는 차체 양측면에 장착된다.

상술한 바와 같이 운전석의 좌, 우측 백밀러 위치에 전파수신수단(200)을 장착한 소형 차량이 첨부 도면 도 6b에 도시된 바와 같이 정상적으로 주행을 하고 있다가, 차선에 근접하게 되면 전파발생수단(100)에 의해 형성된 전파망에 차량이 진입하게 되고, 상술한 전파수신수단(200)이 전파발생수단(100)이 발생하는 전파를 수신하게 된다.

이렇게 전파를 수신한 전파수신수단(200)은 운전석 전면 패널 측에 장착된 경보장치를 제어하여 경보음을 발생, 출력시키고, 경보램프를 작동시켜 점등되도록 하거나, 점멸되도록 하여 운전자가 졸음운전을 하고 있는 상태이거나, 또는 태만 운전을 하게 되는 경우에도 주행중인 차량이 차선 접근에 접근했음을 쉽게 알 수 있다.

본 발명에서는 전파를 이용하는 시스템에 대해서만 한정하였으나, 적외선 시스템, 자기장 시스템 또는 초음파 발생 시스템 등 신호를 발생시켜 소정 반경을 가지는 신호망을 형성할 수 있고, 상술한 신호를 수신할 수 있는 수신장치가 차량에 장착되는 시스템이라면 모두 적용시켜 구현할 수 있다.

본 발명에서 도면 부호 400으로 넘버링되어 차선으로 표현된 용어는 도로의 중앙차선과 갓차선을 모두 포함하여 일컫는 용어이다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명은 첫째 도로 차선의 근접거리 이내에 차량이 접근을 하는 경우 운전석 근방에 장착된 경보장치에서 자동으로 경보음을 발생시키고, 경보램프를 작동시켜 운전자가 차선에 접근하였다는 사실을 명확하게 인식시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 운전자가 과속하지 않도록 하여 안전운행을 할 수 있다는 효과가 있다.

둘째, 직선도로 및 곡선도로에 모두 적용가능하고 항상 전파가 일정 전파망을 형성하도록 하여 동일한 조건을 유지할 수 있다는 효과가 있다.

셋째, 심하게 비가 오거나, 눈이 오는 등 기상의 악조건하에서도 차선의 근접 거리이내에 차량이 접근하는 경우 이를 운전자에게 알려주게 되므로 주행성능을 향상시켜줄 수 있을 뿐만 아니라 교통사고를 방지할 수 있다는 효과가 있다.

넷째, 차량에 장착된 전파수신 센서의 전파수신 감지 능력이 탁월하여 전파를 정확하게 인식하여 경보장치에게 즉각 전달할 수 있다는 효과가 있다.

다섯째, 기존도로 및 신설도로에 적용성에서 볼 때 기존도로의 중앙차선 및 갓차선에 설치된 시설물과 교체가 용이하고, 신설도로에 설치시 시공성이 우수하고, 전파를 발생하는 수단이 독립적으로 구성되어 있기 때문에 부분적으로 교체가 가능하다는 효과가 있다.

여섯째, 본 발명의 전파발생수단의 수명이 반 영구적이기 때문에 경제성이 탁월하다는 효과가 있다.

일곱 번째, 본 발명의 전파발생수단은 도로 현장에서 재료 배합이나, 가열하는 융착식에 비해 폐기물이 남지 않으므로 환경오염이 덜된다는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 주행중인 차량의 운전자가 도로의 차선을 침범하지 않도록 시스템에 있어서,

   도로의 차선을 따라 소정의 간격으로 장착되어 미리 설정된 신호 출력반경을 갖도록 신호를 생성, 출력하는 신호 발생수단;

   상기 차량의 소정 부위에 장착되며, 상기 신호 발생수단으로부터 출력되는 신호를 수신하여 미리 설정된 신호인 경우 도로의 차선에 근접함을 알리는 경보신호를 생성, 출력하는 신호 수신수단; 및

   상기 차량의 전면 패널의 일측에 장착되며, 상기 신호 수신수단으로부터 출력되는 경보신호를 입력받아 외부로 경보음 또는 경보램프 중 적어도 어느 하나를 작동시켜 운전자가 주행중인 차량이 도로의 차선에 근접했음을 알 수 있도록 하는 경보장치를 포함하는 것을 특징으로 차량의 차선 침범 방지 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 발생수단은,

   태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 집열판;

   상기 집열판에 의해 변환된 전기에너지를 축적시켜 구동전원을 공급하는 축전지;

   상기 축전지로부터 공급되는 전원에 의해 구동되고, 작업자의 조작에 따라 입력되는 신호세기 조정신호에 의하여 출력강도가 조정되며, 미리 설정된 출력 반경을 갖는 반구형으로 신호가 출력되도록 제어하는 제어부; 및

   상기 제어부의 제어신호에 응하여 신호를 생성, 출력하는 신호 발생부로 구성됨을 특징으로 하는 차선 이탈 방지 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 신호 발생수단은,

   헤드부는 돌출되고, 상기 헤드부 하부면은 상기 도로 노면과 수평으로 설치되며, 고정부는 일정깊이 이상 도로의 차선에 매입, 설치되는 한편, 외부구성체는 알루미늄 경합금체로 이루어짐을 특징으로 하는 차선 이탈 방지 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 수신수단이 차량에 장착되는 위치는,

   상기 도로 차선과 차량 측면간의 최소 근접 거리, 차량이 상기 최소 근접 거리에 위치했을 때 상기 신호 발생수단과 신호 수신수단 사이에 생성되는 각도, 및 상기 신호 발생수단에서 발생되는 신호의 출력반경를 이용해 다음 수식으로 얻어짐을 특징으로 하는 차선 이탈 방지 시스템.

   [수학식 1]
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 신호 발생수단은,

   전파 발생수단, 적외선 발생수단, 자기장 발생수단 또는 초음파 발생수단 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 차선 이탈 방지 시스템.