KR200407699Y1

KR200407699Y1 - 졸음운전방지 및 무단 차선이탈 방지장치

Info

Publication number: KR200407699Y1
Application number: KR2020050023634U
Authority: KR
Inventors: 최동화
Original assignee: 최동화
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2006-02-02

Abstract

본 고안은 졸음운전방지 및 무단 차선이탈 방지장치에 관한 것으로, 특히 도로의 바닥면에 도포된 차선과 차량의 전방 및 후방에 위치하는 타차량의 존재를 감지하고 동시에 자차의 속도 및 방향지시등 점멸상태를 종합적으로 센싱 및 판단하여 졸음운전을 경고하고 또한 무단 차선이탈을 경고토록 하는 것을 특징으로 하는 졸음운전방지 및 무단 차선이탈 방지장치에 관한 것이다.

졸음운전방지, 차선이탈방지, 적외선, 카메라, 컬러센서, 제어부

Description

졸음운전방지 및 무단 차선이탈 방지장치{A Traffic Lane Break Away Preventing Unit}

도 1은 본 고안의 전체 블록 구성도이고,

도 2는 본 고안의 구성을 차량에 적용한 측면도이며,

도 3은 본 고안의 구성을 차량에 적용한 정면도이고,

도 4는 본 고안의 차선감지 개념도이며,

도 5는 본 고안의 적외선을 이용한 차선감지 블록 다이어그램이고,

도 6은 본 고안의 카메라를 이용한 차선감지 블록 다이어그램이며,

도 7은 본 고안의 컬러센서를 이용한 차선감지 블록 다이어그램이고,

도 8은 본 고안의 컬러센서에 의한 색구분 방법 설명도이며,

도 9는 본 고안의 초음파 센서 및 적외선 센서를 이용한 거리감지장치의 블록 다이어그램.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 센서부

200: 방향지시램프 점멸 감지수단

300: 초음파 센싱수단

400: 적외선 센싱수단

500: 경보신호 발생부

600: 제어부

700: 차속감지 센서부

일반적으로 차량을 운행하는 중에 운전자가 장시간 운전을 하거나 피로로 인하여 순간적으로 조는 경우라든가 또는 고속도로를 주행중이거나 오랜시간동안 운전자 혼자서 운전을 하게 되면 단조로운 도로상황으로 인하여 쉽게 졸임이 와서 조는 경우가 발생하며, 이로 인하여 불의의 사고로 이어저 인명피해는 물론 막대한 재산피해를 가져오게 된다.

따라서, 운전자는 항상 전방주시를 하며 전방시야를 일정거리 이상 확보한 상태로 차선을 변경하거나 좌우회전을 하기 위해 후방의 교통상황등 운전자가 차량을 운행하는 과정에서 주변상황에 대처하여 운행하게 되므로 피로감이 가중되고 순 간적으로 졸게 되는 경우가 많이 발생하였다.

이와같이 운전자가 차량을 운행하는 과정에서 잠깐 조는 경우 신체의 움직임이 거의 없게 되므로, 핸들조작이나 엑셀레이터 및 브레이크 조작등을 하지 못하게 되는바, 정상적인 운행시에는 최소한 2 - 3초에 한번식은 핸들을 조작하여 좌측 또는 운행방향에 대해서 미세조정을 해주어야 하는데, 조는 상태에서는 이러한 동작이 불가능하여 전방차량 또는 후방차량과 추돌사고가 발생하거나 옆차선을 넘어가거나 중앙선을 넘어가 대형사고로 이어지는 경우가 빈번하게 발생하였다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로,

차선과 전후방 차량을 감지하여 일정한 속도 이상에서 방향지시등을 점멸하지 않고 차선이 변경되거나 또는 전후방 차량과의 간격이 일정이하로 근접할 경우 경보 및 브레이크 제어를 통해 차량 충돌사고를 미연에 방지할 수 있도록하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 고안은 적외선이나 카메라 또는 컬러센서를 이용하여 도로의 차선을 감지하는 차선감지 센서부(100)와, 방향지시램프에 접속되어 방향지시램프를 점멸하였는지를 센싱하는 방향지시램프 점멸 감지수단(200)과, 차량 전방이나 후방에 초음파를 출력하여 되돌아오는 초음파로서 전후방 대상물체와의 거리를 측정하는 초음파 센싱수단(300)과, 차량 전방이나 후방에 적외선을 출력하여 되돌아오는 적외선으로서 전후방 대상물체와의 거리를 측정하는 적외선 센싱수단(400)과, 차량의 현재속도를 측정하는 차속감지 센서부(700)와; 차량이 일정한 속도로 진행하는 도중에 방향지시램프를 점멸하지 않은 상태에서 차선감지 센서부(100)로 차선이 감지되는가를 판단하여 경보신호 발생부(500)로 경보신호를 출력하거나 초음파 센싱수단(300)의 결과 데이터와 적외선 센싱수단(400)의 결과데이터를 미리 프로그램된 데이터와 비교하여 전방 차량과의 거리가 일정이하이면 경보신호 발생부(500)로 경보신호를 출력하는 제어부(600)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 차선감지 센서부는 주행차선을 촬영하여 영상신호를 출력하고 CCD가 구비된 카메라(30)와, 상기 카메라(30)에서 촬영되어 출력되는 영상신호를 입력받아 기 설정된 소정의 프로그램에 의하여 처리 및 차선 이탈을 판단 제어하는 전자제어장치(ECU)(40)와, 상기 전자제어장치(40)에서 출력되는 신호에 의하여 차선이탈 경보를 발하는 경보출력부(500)로 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 차선감지 센서부는 전원(51)으로부터 전원을 공급받아 발광색 제어 마이크로프로세서(53)에 의해 동기하여 다색 발광소자(52)를 점멸작용을 하여 광신호(60)를 출력하는 발광명령부(50)와; 상기 발광명령부(50)로 부터 출력된 광을 렌즈(71)를 통해 컬러 이미지 센서(72)에 전달하여 컬러 이미지를 구성하고, 포인터의 위치와 색에 의한 명령이 판별되고 색에 대한 색정보값을 임의로 설정하여 색정보 저장한 후 제어부(600)로 전송하는 마이크로프로세서(73)를 포함하는 수신처리부(70)로 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 초음파 센싱수단(300)은, 초음파 구동신호를 출력하는 초음파 구동부(310)와, 상기 초음파 구동부(310)의 제어신호에 따라 초음파를 외부로 출력하는 초음파 송신부(320)와, 대상물체(1200)를 맞고 돌아온 초음파를 수신하는 초음파 수신부(330)와, 수신된 초음파를 증폭하여 제어부(600)에 전달하는 증폭부(340)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 적외선 센싱수단(400)은 적외선 빔의 구동신호를 출력하는 적외선 구동부(410)와, 상기 적외선 구동부(410)의 신호에 따라 적외선을 출력하는 적외선 송신부(420)와, 차량과 같은 대상물체(1200)에 맞고 반사된 신호를 수신하는 적외선 수신부(430)와, 상기 적외선 수신부(430)를 통해 입력된 미약한 적외선 수신신호를 증폭하여 제어부(600)에 전달하는 증폭부(440)를 포함하여 구성함이 특징이다.

본 고안의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 고안의 전체 블록 구성도이고,

도 2는 본 고안의 구성을 차량에 적용한 측면도이며,

도 3은 본 고안의 구성을 차량에 적용한 정면도이고,

도 4는 본 고안의 차선감지 개념도이며,

도 8은 본 고안의 컬러센서에 의한 색구분 방법 설명도이며,

도 9는 본 고안의 초음파 센서 및 적외선 센서를 이용한 거리감지장치의 블록 다이어그램으로서,

본 고안은 크게 차선감지 센서부(100)와, 방향지시램프 점멸 감지수단(200)과, 초음파 센싱수단(300)과, 적외선 센싱수단(400)과, 경보신호 발생부(500), 제어부(600) 및 차속감지 센서부(700)로 이루어진다.

상기 차선감지 센서부(100)는 차량의 전방 하단부에 설치되는바, 차량의 전방 모서리부에 설치되는 전방좌측과, 전방우측에 설치하여 구성할 수 있다.

상기 차선감지센서부(100)는 제 1 실시예로서, 적외선을 조사하는 발광부(10)와 조사한 빛을 수광하는 수광부(20)로 이루어지며, 수광된 빛은 차선을 판별하는데 적합한 신호로 비교처리되어 일반도로와 차선을 식별하여 경고음을 출력토록 한다.

이보다 발전된 기능을 수행하기 위해서 처리된 빛 정보를 디지탈로 변환하는 A/D 변환기를 더 부가하여 설치할 수 있다.

상기 도로에 반사된 색은 고유한 파장의 빛을 반사하게 되는바, 통상의 도로의 색은 검은 색갈에 가까운 반면 차선의 색은 흰색이므로 쉽게 판별할 수 있다.

또한, 상기 차선감지 센서부(100)는 제 2 실시예로서 카메라를 이용하여서 제작가능한바, 주행차선을 촬영하여 영상신호를 출력하고 CCD가 구비된 카메라(30)와, 상기 카메라(30)에서 촬영되어 출력되는 영상신호를 입력받아 기 설정된 소정의 프로그램에 의하여 처리 및 차선 이탈을 판단 제어하는 전자제어장치(ECU)(40)와, 상기 전자제어장치(40)에서 출력되는 신호에 의하여 차선이탈 경보를 발하는 경보출력부(ALARM-OUT)(500)로 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 차선이탈 경보장치는, 상기 카메라(30)에서 촬영된 영상신호를 전자제어장치(40)에서 기 설정된 소정의 프로그램에 의하여 영상신호처리 및 차선이탈을 판단 제어하고, 상기 판단 제어된 신호는 경보출력부(500)를 통해서 출력하여 차량의 차선이탈을 경보하도록 되어 있다.

또한, 차선감지 센서부는 제 3 실시예로서, 컬러센서를 이용하여 구성할 수도 있는바, 임의의 거리에서 발광하는 발광명령부(50)와 상기한 발광소자로부터의 광신호(60)를 수신하여 처리하는 수신처리부(70)를 주요구성으로 하고 있다.

먼저, 발광명령부(50)의 구성을 보면 전원(51)과 다색 발광소자(52)와, 발광색 제어 마이크로프로세서(53)로 구성된다.

수신처리부(70)의 구성을 보면 렌즈(71), 컬러 이미지 센서(72), 처리 마이크로프로세서(73), 색정보저장(74)로 구성된다.

주요 동작관계를 알아보면 발광명령부(50)의 다색 발광소자(52)는 전원(51)으로부터 전원을 공급받아 발광색 제어 마이크로프로세서(53)에 의해 동기하여 점멸작용을 하여 광신호(60)를 출력한다.

출력된 광신호(60)는 수신처리부(70)의 렌즈(71)를 통해 컬러 이미지 센서(72)에 전달되어 컬러 이미지가 구성되고 처리 마이크로프로세서(73)로 입력되어 포인터의 위치와 색에 의한 명령이 판별되고 색에 대한 색정보값을 임의로 설정하여 색정보저장(74)한 후 제어부(600)로 전송된다.

도 2는 본 발명에 의한 수신처리부측 색 판별을 위하여 종래의 빛의 3원 색인 R(빨강), G(녹색), B(파랑)으로 컬러를 표현하는 컬러 사각형에 관한 개념도를 나타낸 것으로 색 구분 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

컬러 이미지 센서에 의해 입력 이미지는 R,G,B의 256(0-255)단계로 양자화되고, 임의의 색은 양자화된 RGB의 합으로 표현된다. 임의의 색 중 Red, Green, Blue와 모서리 색인 Yellow, Cyan, Magenta의 색은 양자화된 R, G, B 각각의 합으로 충분히 구별가능하다. Red의 경우 256단계로 양자화된 RGB의 값에서 (255,0,0)인 경우로 구분되고, Green의 경우 256단계로 양자화된 RGB의 값에서 (0,255,0)인 경우로 구분되고, Blue의 경우 256단계로 양자화된 RGB의 값에서(0,0,255)인 경우로 구분되고, Yellow의 경우 256단계로 양자화된 RGB의 값에서 (255,255,0)인 경우로 구 분되고, Cyan의 경우 256단계로 양자화된 RGB의 값에서 (0,255,255)인 경우로 구분되고, Magenta의 경우 256단계로 양자화된 RGB의 값에서 (255,0,255)인 경우로 구분된다. 실제 입력되는 이미지로부터 RGB의 양자화된 값이 0과 255로서 정확히 구분되기 어려운 경우에는 오차범위로 ± 40을 설정하여도 각 색은 양자화 값이 겹치지 않으므로 충분히 구별 가능하다.

상기에서 만약 광신호를 이용한다면 일반도로는 검은색에 가깝기 때문에 대부분의 광을 흡수하게 되어 반사되어 나온 광의 양이 적을 것이고, 차선은 흰색이기 때문에 대부분의 광이 외부로 반사되어 결국 반사되어 나온 광의 양이 많을 것이며, 본 발명의 수광부에서는 이러한 반사된 광의 차이를 이용하여 광량이 기준값 이상이면 현재 차량이 차선을 통과하는 것으로 판단할 수 있고, 현재 광량이 기준값 이하이면 단순히 도로를 통과하는 것으로 판단할 수 있다.

이때, 본 고안에서는 방향지시용 점멸등을 온 시켰는지를 판별하는바, 방향지시등이 점멸된 상태에서 차선변경이 이루어지면 경보음을 작동시키지 않는다.

그러나, 좌회전 또는 우회전 방향지시등을 작동시키지 않은 상태에서 차선을 넘어가게 되면 경보음 발생장치에서 경보음을 출력하여 일측 바퀴가 차선에 접지되었음을 통보토록 한다.

한편, 본 고안은 차량의 전후방에 거리감지를 위한 초음파 센싱수단(300) 및 적외선 센싱수단(400)을 더 설치하는바, 상기 적외선 센싱수단(400)은 적외선 빔의 구동신호를 출력하는 적외선 구동부(410)와, 상기 적외선 구동부(410)의 신호에 따라 적외선을 출력하는 적외선 송신부(420)와, 차량과 같은 대상물체(1200)에 맞고 반사된 신호를 수신하는 적외선 수신부(430)와, 상기 적외선 수신부(430)를 통해 입력된 미약한 적외선 수신신호를 증폭하여 제어부(600)에 전달하는 증폭부(440)를 포함하여 구성한다.

그리고, 초음파 센싱수단(300)은, 초음파 구동신호를 출력하는 초음파 구동부(310)와, 상기 초음파 구동부(310)의 제어신호에 따라 초음파를 외부로 출력하는 초음파 송신부(320)와, 대상물체(1200)를 맞고 돌아온 초음파를 수신하는 초음파 수신부(330)와, 수신된 초음파를 증폭하여 제어부(600)에 전달하는 증폭부(340)를 포함하여 구성한다.

상기와 같이 구성하는 본 고안은 먼저 제어부에서 적외선 구동부를 통해 거리 데이터를 수신하여 전방 또는 후방차량과 자차와의 거리를 측정한다.

이때, 자차가 시속 100km로 운행중이면 전방 또는 후방차량과의 거리가 100m일 경우 가장 바람직한 간격이므로, 100m 미만의 거리일 경우 경보음을 출력하여 기준거리 이내임을 알려주도록 한다.

특히, 이는 졸음운전으로 인하여 전방차와의 간격을 적절하게 유지못하고 근접되고 있는 상황이기 때문에 전방차량이 속도를 낮추고 있음에도 불구하고 자신의 차량이 속도를 낮추지 않게 되면 전방차량과 서서히 가까워 지는바 기준거리 이내일 경우 경보의 출력범위를 증가시켜 사용자가 빨리 졸음으로부터 탈출하도록 한다.

또한, 제어부에서는 차선감지시스템과, 거리감지 시스템과, 속도감지 시스템과, 방향지시 감지 시스템과, 경보음 출력 시스템을 통합 제어토록 하는바, 일정속도 이상에서 방향지시등을 켜지 않은 상태에서 차선을 넘어가면 경보음을 출력하여 차량운전자로 하여금 자신의 차가 차선을 넘어가고 있음을 인지할 수 있도록 하고, 전방차량 또는 후방차량과 일정이내의 거리로 근접 접근하면 경보음을 출력토록 한다.

따라서, 본 고안은 졸음운전으로 인하여 차선을 무단으로 넘어가거나 전방차량 또는 후방차량과 추돌하는 것을 미연에 방지하거나 사고위험을 최소화 시킬 수 있게 된다.

비록 본 고안이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 고안의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims

적외선이나 카메라 또는 컬러센서를 이용하여 도로의 차선을 감지하는 차선감지 센서부(100)와;

방향지시램프에 접속되어 방향지시램프를 점멸하였는지를 센싱하는 방향지시램프 점멸 감지수단(200)과;

차량 전방이나 후방에 초음파를 출력하여 되돌아오는 초음파로서 전후방 대상물체와의 거리를 측정하는 초음파 센싱수단(300)과;

차량 전방이나 후방에 적외선을 출력하여 되돌아오는 적외선으로서 전후방 대상물체와의 거리를 측정하는 적외선 센싱수단(400)과;

차량의 현재속도를 측정하는 차속감지 센서부(700)와;

차량이 일정한 속도로 진행하는 도중에 방향지시램프를 점멸하지 않은 상태에서 차선감지 센서부(100)로 차선이 감지되는가를 판단하여 경보신호 발생부(500)로 경보신호를 출력하거나, 초음파 센싱수단(300)의 결과데이터와 적외선 센싱수단(400)의 결과데이터를 미리 프로그램된 데이터와 비교하여 전방 차량과의 거리가 일정이하이면 경보신호 발생부(500)로 경보신호를 출력하는 제어부(600)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 졸음운전방지 및 무단 차선이탈 방지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 차선감지 센서부(100)는 주행차선을 촬영하여 영상신호를 출력하고 CCD가 구비된 카메라(30)와, 상기 카메라(30)에서 촬영되어 출력되는 영상신호를 입력받아 기 설정된 소정의 프로그램에 의하여 처리 및 차선 이탈을 판단 제어하는 전자제어장치(ECU)(40)와, 상기 전자제어장치(40)에서 출력되는 신호에 의하여 차선이탈 경보를 발하는 경보출력부(500)로 포함하여 구성함을 특징으로 하는 졸음운전방지 및 무단 차선이탈 방지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 차선감지 센서부(100)는 전원(51)으로부터 전원을 공급받아 발광색 제어 마이크로프로세서(53)에 의해 동기하여 다색 발광소자(52)를 점멸작용을 하여 광신호(60)를 출력하는 발광명령부(50)와;

상기 발광명령부(50)로 부터 출력된 광을 렌즈(71)를 통해 컬러 이미지 센서(72)에 전달하여 컬러 이미지를 구성하고, 포인터의 위치와 색에 의한 명령이 판별되고 색에 대한 색정보값을 임의로 설정하여 색정보 저장한 후 제어부(600)로 전송하는 마이크로프로세서(73)를 포함하는 수신처리부(70)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 졸음운전방지 및 무단 차선이탈 방지장치.
제 1 항에 있어서,

초음파 센싱수단(300)은, 초음파 구동신호를 출력하는 초음파 구동부(310) 와, 상기 초음파 구동부(310)의 제어신호에 따라 초음파를 외부로 출력하는 초음파 송신부(320)와, 대상물체(1200)를 맞고 돌아온 초음파를 수신하는 초음파 수신부(330)와, 수신된 초음파를 증폭하여 제어부(600)에 전달하는 증폭부(340)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 졸음운전방지 및 무단 차선이탈 방지장치.
제 1 항에 있어서,

적외선 센싱수단(400)은, 적외선 빔의 구동신호를 출력하는 적외선 구동부(410)와, 상기 적외선 구동부(410)의 신호에 따라 적외선을 출력하는 적외선 송신부(420)와, 차량과 같은 대상물체(1200)에 맞고 반사된 신호를 수신하는 적외선 수신부(430)와, 상기 적외선 수신부(430)를 통해 입력된 미약한 적외선 수신신호를 증폭하여 제어부(600)에 전달하는 증폭부(440)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 졸음운전방지 및 무단 차선이탈 방지장치.