KR20050069931A - 동물과의 차량충돌을 피하기 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 움직이는 차량의 앞에 도로를 가로지르는 경향이 있는 동물과 차량이 충돌을 피하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상기 시스템은 25,000 Hz 이상의 주파수를 가진 방향 음파를 발산하도록 하나의 RF 발산기 또는 하나 이상의 RF 발산기들을 직접적으로 작동하는 시각 시스템을 포함한다. 동물들이 도로의 가장자리를 향하여 움직이도록 하기 위하여 음파는 도로의 중앙으로부터 도로의 가장자리를 향하여 감소되는 주파수를 가지나 앞쪽으로 방향화되어진다.

Description

동물과의 차량충돌을 피하기 위한 시스템{SYSTEM TO AVOID THE COLLISION OF A VEHICLE WITH ANIMALS}

본 발명은 차량의 앞에서 갑자기 도로를 가로지르는 동물과의 충돌을 피하기 위한 자동차용 내장 장치에 관한 것이다.

통계적인 데이터들은 도로를 가로지르는 동물, 특히 버려진 개들로 인하여, 1984년부터 1993년까지 이탈리아에서만 40,000 건의 도로 사고들이 발생되었으며, 이중 4,000명의 사람들이 다치고 200명의 사람이 사망하였음을 보여주고 있다. 단지 이탈리아의 토리노 지역에서만, 2001년 하반기에 도로를 가로지르는 야생동물, 특히 야생돼지 뿐만 아니라 노루, 여우, 사슴 그리고 오소리들로 인하여 157건의 사고가 발생하였다.

일반적으로 유럽에서는 동물과 차량이 관련된 사고의 수는, 단지 큰 동물만을 고려했을 때, 507,000 건이 계산되며, 100명의 사망자와 30,000명의 부상자와 약 1,000,000 유로에 해당하는 손해를 가져왔다. 이탈리아 각각의 지방에서의 대응되는 수는 해마다 약 100 건이 된다.

이와 유사하게 놀라운 통계가 특히 사슴(stag)과 관련된 사고들에 관하여, 미국에서도 나오고 있다. 해마다 미국에서 야생동물과의 사고는 726,000 건이 발생되며, 결과적으로 약 1,000,000 달러의 손해를 가진다. 항상 미국에서는 이러한 종류의 사고로 인하여 해마다 29,000 명의 사람들이 부상당하며, 200명의 사람들이 사망하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 관점에서, 여러 가지 해결책들이 이미 제시되어지고 있고, 이 모든 것들은 차량의 운행영역으로부터 동물들이 벗어나 있도록 하기 위하여 초음파(ultrasound)의 사용을 제시하고 있다. 그러한 해결책은 International Road Dynamic Inc.사에 의해서 표시된 소위 "야생동물 경보시스템(wild life warning system)"을 포함하며, 이는 차량의 통행을 감지하는 시스템과 고정된 위치의 특히 통계적으로 가로지르는 동물들이 가장 빈번한 지역에 있는 초음파 발산기의 설치에 의해 그 목적이 수행되어진다. 감지기(sensor)들은 차량의 도착을 감지하고 따라서 초음파 발산기를 작동하며, 그리고 만일 필요하다면 동물들이 무서워하고 도로를 가로지르는 것을 방지하는 조명밴드(light band) 또는/및 냄새 발산기를 작동하게 된다. 작동되어지는 첫 번째 시스템은 도로 양쪽에 있는 다음의 시스템들을 작동하게 된다.

초음파 발산기는 사람들을 방해하지는 않지만 동물들을 물러나게 하는 우수한 시스템이다. 동물들은 일반적으로 사람보다 매우 높은 소리에 민감한 역치(threshold)를 가지고 있다. 동물들은 사람의 귀에 비해서 매우 낮은 세기를 가지는 소리들을 들을 수 있다. 예를 들어, 사람의 가청범위는 64 내지 23,000 Hz 이지만, 개의 가청범위는 67 내지 45,000 Hz이고, 고양이는 45 내지 64,000 Hz, 소들은 23 내지 35,000 Hz, 양들은 100 내지 30,000 Hz이며, 토기들은 360 내지 42,000 Hz이다. 과학적인 조사들은 임계적인 가청범위 내에서 발생된 소리는 수많은 동물들이 소리의 근원지로부터 물러나도록 어지럽게 하고 무서움을 느낀다는 것을 보여준다. 이와 동시에, 사람들은 사람의 가청 역치값을 넘는 주파수 영역에 속하는 초음파에 의해서 방해받지 않는다. 사람에 있어서, 고막(eardrum)은 동물보다 매우 낮은 특정의 공명주파수(resonance frequency)를 가지며, 따라서 초음파 주파수에서 진동되지 못한다. 사람의 귀는 20,000 Hz의 주파수까지의 소리를 감지할 수 있다.

상기와 같은 내용을 고려하여, 차량 상에 설치되어지도록 장착된 장치는 상기 차량의 앞에서 도로를 가로지르는 동물들을 물러나도록 하는데 역시 사용되어져왔다. 예를 들어, 미국특허 US-A-5,278,537호는 동물들이 차량의 앞에서 움직이는 것을 방지하도록 초음파를 발생시키는 전자 경보 시스템(electronic alarm system)을 개시하고 있다. 상기 장치는 일정한 피크-대-피크 세기(peak-to-peak tension)를 가지는 사각파(square wave)의 형태로 된 전기펄스(electric pulse)를 발생시키는 단순화된 필롯 회로(pilot circuit)를 포함한다. 상기 필롯 회로는 순차적으로 감소하는 파장 주파수(wave frequency)에 의해 연속되는 순차적으로 증가하는 주기적인 파장 주파수를 가진 상기 사각파를 발생한다. 커플링 트랜스포머(coupling transformer)는 사각파를 높은 피크-대-파크 세기를 가지는 사인파 전기적 세기로 변환하여, 압전 트랜스듀서(piezoelectric transducer)는 주기적으로 감소되는 주파수에 의해 연속되는 주기적으로 증가하는 주파수를 가진 초음파를 발산하도록 하며, 따라서 트랜스듀서의 과열과 때이른 브레이킹의 원인이 되지 않고 경보의 효과를 수행한다. 따라서 얻어진 초음파 효과는 동물들을 당황케하고, 차량 앞에서 갑자기 도로를 가로지르는 것을 방지한다.

그러나 이러한 유용함에도 불구하고, 상기 장치는 경보시스템을 작동하기 위하여 운전자에 의한 적극적인 개입을 관련시킨다.

동물들을 물러나게 하기 위하여 초음파를 발산하는 고정시스템(stationary system)들은 역시 스위스 특허 CH-A-52 357 및 미국 특허 US-A-4,001,817에서 실례로서 공지되어져 있다.

본 발명은 차량이 동물과 충돌되는 것이 방지하기 위한 새로운 장치 및 새로운 방법을 제시하도록 하는 것이며, 도로 가까이에 고정시스템의 설치를 포함하지 않지만, 차량상에 간단하게 설치되어질 수 있으며 동시에 동물이 가로질러 지나가는 것에 의한 사고의 위험을 감소하거나 없애는 공지된 장치보다 더욱 효과적이며, 전체는 차량의 운전으로부터 운전자의 주의를 전환함이 없다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 구조를 도시하는 다이아그램

도 2는 본 발명에 따른 시스템을 갖춘 차량을 도시하는 모습

도 3 및 도 4는 경보시스템의 개입 전과 후의, 본 발명에 따른 시스템을 갖춘 차량을 도시하는 모습

도 5 및 도 6은 IR 감지기로 관련되어 사용되어지는 조명시스템(lighting system)의 두 가지 다른 해결책에 관한 다이아그램

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 발산기(emitter) 4 : 전자제어 시스템

5 : 출력 신호 6 : 시각 시스템(visual system)

7 : 하우징 8 : 유리판(glass plate)

상기한 의도를 얻기 위하여, 본 발명의 목적은 차량의 앞에서 도로를 갑자기 가로지르는 경향이 있는 동물과 상기 차량의 충돌을 방지하도록 차량상에 설치되어지는 내장시스템에 관한 것이며, 특히 상기 장치는 차량 가까이의 하나 또는 그 이상의 동물들의 존재를 감지하는 시각시스템(visual system)과, 상기 시각시스템으로부터 출력신호를 수신하고 경보시스템을 작동하기 위하여 신호를 순차적으로 작동시키는 전자제어 시스템(electronic control system)과, 그 존재가 감지되어지는 동물 또는 동물들을 벗어나도록 상기 작동된 신호에 의해 작동되어지는 예를 들어 25,000 Hz 이상의 주파수를 가진 방향 고주파 음파(directional high-frequency sound wave)를 발산하는 수단으로 구성된다.

상기 시각시스템은 선호적으로는 주간 작동을 위한 수단과 예를 들어 야간에서와 같이 낮은 가시조건에서 작동하기 위한 수단 모두를 갖출 수 있다. 상기 첫 번째 종류의 수단은 CCD 또는 CMOS 기술에 근거한 감지기가 갖추어진 카메라로 구성될 수 있다. 상기 두 번째 종류의 시각수단은 예를 들어 900 nm의 파장을 가진 LED를 발산하는 매트릭스에 근거한 조명 시스템(lighting system)과 관련도니 적외선 감지기(infrared sensor)를 가진 CMOS카메라 또는/및 가시 필터를 가진 프로젝터로 구성되는 것이 선호된다. 대안으로서, 열 카메라(heat camera) 또는 저항 방사열계(resistive bolometer)의 매트릭스 또는 열전 감지기(thermoelectric sensor)의 매트릭스로 구서된 시스템이 사용되어질 수 있다.

본 발명의 추가적으로 선호적인 특징에 따라서, 상기 전자 제어수단은 시각시스템에 의해 감지되어지는 바와 같은 영상에 근거하여 동물들의 존재를 감지하도록 역시 프로그램되어진다. 전자 중앙 유닛(electronic central unit)은 마주치게 되는 다양한 형태와 모양의 스크린닝(screening)을 수행할 수 있다. 동물들을 감지한 후에, 발산수단(emitting means)은 특정의 동물들이 물러나도록 적합하게 된 서로 다른 주파수를 가진 신호를 발산하도록 제공되어진다.

가능한 변형들 중 하나로서, 본 장치는 동물들이 물러나도록 유도하기 위하여 도로의 중앙으로부터 도로의 가장자리로 감소되는 주파수 정도를 가지는 전방 방향으로 음파를 직접 방향화할 수도 있다. 또한 전자 제어시스템은 자동차 계기판 상의 디스플레이에 연결되어져서, 위험한 상황이 발생되는 운전자에게 시각/청각 신호경고를 발산하도록 되어진다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 비제한적인 실례로서 제공되어지는 첨부된 도면과 관련하여 다음의 설명으로부터 더욱 명확하게 되어진다.

도 1에서, 도면부호 (1)은 MEMS 기술에 근거하여 고주파수 방향파(high-frequency directional wave, RF), 특히 적어도 25,000 Hz 이상의 주파수의 발산기(emitter, 2)를 포함한 본 발명에 따른 장치를 전체적으로 나타내는 것이다. 발산기(2)의 작동은 시각 시스템(visual system, 6)으로부터 출력 신호(5)를 수신한 후에 전자제어 시스템(electronic control system, 4)에 의해 발산되는 신호에 의해 결정되어지며, 앞서 언급한 바와 같이 상기 시각 시스템은 주간 작동을 위하여 CCD 또는 CMOS 감지기를 갖춘 카메라와 그리고 예를 들어 야간과 같은 낮은 가시조건하에서 작동하기 위한 IR 감지기를 갖춘 CMOS 카메라로 구성되어질 수 있다. IR감지기는 LED를 발산하는 매트릭스(matrix)에 근거하는 조염시스템과 관련되어지거나 (약 900 nm에서 최고점이 제공되어지는 파장의 함수로서 상기 매트릭스에 의해 발산된 빛의 세기의 분포를 보여주는 도 5 참조) 또는 대안적으로 가시광선이 갖추어진 프로젝터(projector)가 관련되어진다(도 5의 아래쪽 도면 참조).

시각 시스템(6), 전자 중앙 유닛(electronic central unit, 4) 그리고 발산기(2)로 구성된 어셈블리는 유리판(glass plate, 8)과 관련된 하우징(7) 내에 배열되어져 있다. 따라서 실행된 상기 장치는 예를 들어 도 2에서 S로 언급된 위치에서와 같이 내부의 룸 미러(rear-view mirror)와 동일한 높이에서 차량의 앞유리 상에 위치되어질 수 있다. 대안적으로, 상기 시스템은 T로서 표시되어진 위치에서와 같이 라이트(light) 상에 위치되어질 수도 있다.

시각 시스템의 가능한 변형에서, RF 발산기 및 전자 제어 시스템들은 독립적이고 별개의 장치들이다. 시각 시스템은 S 위치에서와 같이 룸미러와 동일한 높이에서 앞유리 상에 위치되어지나, 반면에 발산기는 T 위치 내에 배치되어져서 운전자게에 발생가능한 혼란을 방지하고 무엇보다도 차량 내로부터 동물들을 끌어내는 어려움을 방지하도록 한다.

차량(V) 상의 위치 (S) 내에 위치되어진 시각 시스템이 동작하는 동안, 차량이 움직이는 동안 영상(image)을 얻는다 (도 3). 전자 제어 중앙유닛은 영상의 스크리닝(screening)을 수행하도록 프로그램되어진다. 이러한 영상들 중 하나가 제어 유닛 시스템내에 저장된 영상으 데이터 베이스 내에 포함된 것들 중 하나와 정렬되어질 때, 경보 작동 신호가 발산되어진다. 상기 시스템은 우수한 감지효율을 모든 순간마다 얻을 수 있도록 예를 들어 낮 동안과 같은 가시성(visibility)이 우수한 경우 및 밤과 같이 가시성이 낮은 경우에는 다른 작동을 제공한다. 동물들의 몸체가 감지되어질 때, RF 발산기가 작동되어진다. 따라서 동물들이 선호적인 방향으로 움직이도록 하기 위하여 도로의 중앙으로부터 시작하여 도로의 가장자리로 향하여 감소되는 상기 몸체를 향하여 방향화된 고주파수 낮은 세기 음파가 송신된다(도 4).

본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없이, 본 발명의 기본적인 사상이 동일한 범위 내에서, 상기에서 기술되어지고 도시되어진 것과 관련하여 구성요소의 상세 및 실시예들을 다양하게 변형되어질 수 있는 것은 명백하다.

Claims (8)

1. 차량의 앞에서 도로를 갑자기 가로지르는 경향이 있는 동물과 차량이 충돌되는 것을 방지하는, 차량에 설치되어지는 내장 시스템에 있어서,

   상기 시스템은 차량 근처의 하나 또는 그 이상의 동물을 존재를 감지하는 시각 시스템과, 상기 시각 시스템으로부터 출력신호를 수신하고 순차적으로 작동신호를 작동시키는 전자 제어 시스템과, 그리고 예를 들어 25,000 Hz 이상이 주파수를 가진 방향 고주파수 음파를 발산하며 그 존재가 감지되어진 동물 또는 동물들이 물러나도록 하기 위하여 상기 작동신호에 의해 작동되어지는 종국적인 수단으로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 시스템
2. 제 1 항에 있어서, 상기 시각 시스템은 주간 작동을 위한 수단과 그리고 야간과 같이 낮은 가시조건에서 작동되기 위한 수단이 모두 갖추어지는 것을 특징으로 하는 시스템
3. 제 2 항에 있어서, 주간 작동을 위한 상기 수단은 CCD 또는 CMOS 기술에 근거한 감지기가 갖추어진 카메라로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템
4. 제 2 항에 있어서, 낮은 가시조건에서 작동되기 위한 상기 수단은, 발산 LED의 매트릭스에 근거한 조명 장치, 가시 필터를 가진 프로젝터로 구성된 시스템, 저항 방사열계의 매트릭스, 열전 감지기의 매트릭스로 구성된 시스템 중에서 선택된 시스템과 관련된 적외선 감지기가 갖추어진 CMOS 카메라로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템
5. 제 4 항에 있어서, 상기 조명장치는 약 900 nm의 파장을 가진 발산 LED의 매트릭스에 근거하는 것을 특징으로 하는 시스템
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 제어 수단은, 마주치게 되는 다양한 형태와 모양의 스크리닝을 수행하며 시각 시스템에 의해 감지된 것과 같은 영상에 근거하여 동물의 존재를 감지하도록 프로그램되어지는 것을 특징으로 하는 시스템
7. 제 1 항에 있어서, 동물들이 물러나도록 하기 위하여 도로의 중앙으로부터 도로의 가장자리로 향하여 감소하는 주파수 등급을 가지며, 전방 방향으로 음파를 방향화하는 것을 특징으로 하는 시스템
8. 제 1 항에 있어서, 전자 제어 시스템은 위험한 상황이 발생되는 것에 대하여 운전자에게 제공되는 광학/소리 신호를 발산하도록 자동차 계기판 상의 디스플레이에 연결되어지는 것을 특징으로 하는 시스템