KR20120116830A

KR20120116830A - 지능형 도로 상황 표시장치

Info

Publication number: KR20120116830A
Application number: KR1020110034489A
Authority: KR
Inventors: 김종일
Original assignee: 김종일
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2012-10-23

Abstract

본 발명은 도로의 중앙분리대에 설치되어 안전운전을 유도하는 표시기에 관한 것으로 도로를 주행하는 차량의 평균속도를 실시간으로 측정하고 이를 도로의 소통 상황에 따라 적색, 황색 및 녹색의 등화로 도로의 소통상태를 표시해주는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 도로를 주행하는 차량의 평균속도를 적외선을 조사하여 적외선이 반사되어 돌아오는 시간을 감지하여 속도를 계산하는 속도감지부와 측정된 속도를 주변장치와 공유하기 위하여 무선으로 데이터를 송수신할 수 있는 무선통신부와 측정된 속도를 기준으로 도로의 소통 상황에 따라 후방에서 적색, 황색 및 녹색의 등화로 도로의 소통상태를 표시해주는 조명표시장치와 풍력에 의해 충전되는 축전지를 사용하여 각 내부장치의 전원을 공급하는 자가동력장치와 속도의 감지 및 주변장치의 상황을 판단하여 본 장치를 제어하는 중앙제어부가 일체로 구성됨을 특징으로 하는 지능형 도로상황 표시장치를 제공한다.

Description

지능형 도로 상황 표시장치{intellectual road condition indicator}

본 발명은 도로의 중앙분리대 또는 갓길에 설치되어 안전운전을 유도하는 표시기에 관한 것으로 도로를 주행하는 차량의 평균속도를 실시간으로 측정하고 이를 도로의 소통 상황에 따라 적색, 황색 및 녹색의 등화로 도로의 소통상태를 표시해주는 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 각 표시기 상호간의 근거리 무선통신으로 구성된 소규모 네트워크를 이용하여 차량의 평균속도를 실시간으로 측정하여 지정한 속도 이상일 경우에는 녹색으로 등화되고 일정한 속도 이하일 경우에는 적색으로 등화되어 후방에서 도로의 소통상황을 알 수 있도록 하는 지능형 도로 상황 표시장치에 관한 것이다.

도로상에는 각종 신호등, 점멸등, 이정표, 탄력봉, 시선유도장치, 도로반사경 등 매우 다양한 종류의 표시장치들이 설치되는데 이는 차량의 원활한 소통과 안전운행 및 보행자의 안전을 위한 목적으로 설치된다.

이러한 다양한 도로표시장치 중에서 고속도로와 같은 자동차 전용도로에 안전을 위하여 설치되어 있는 중앙 분리대의 양쪽 또는 갓길에 도로의 윤곽을 나타내면서 차량의 진행방향을 유도하는 시선유도장치 또는 반사판이 일정한 간격으로 설치되어 있다. 이는 어두운 야간이나 도로상에 안개가 끼었을 경우에 전방에 있는 도로의 윤곽을 운전자가 인식할 수 있도록 도와주어 안전운전을 유도하는 기능으로 설치되고 있으나, 대부분의 시선유도장치는 자동차 전조등의 불빛을 단순히 반사할 수 있는 반사판을 나열함으로써 도로의 윤곽만을 보여주는 기능만을 가지고 있으며 일부 제품의 경우는 보다 나은 시인성을 확보하기 위하여 건전지를 사용하여 LED를 점등하는 방식을 채용하고 있다. 또한, 도로상에 전선을 매설하여 전원을 공급하면서 LED를 점등하는 제품도 있으나 건전지를 사용하는 경우에는 주기적으로 건전지를 교체해야 하는 단점이 있고 전선을 매설하는 방식의 경우도 추가적인 공사가 필요한 단점이 있다.

또 다른 측면에서 상기한 기존의 중앙분리대 및 갓길에 설치된 시선표시장치는 운전자의 시야에 보이는 한계내에서만 도로의 윤곽을 표시할 수 있어 시야에 보이지 않는 전방의 도로상황에 대해서는 아무런 정보도 주지 못하고 있는 실정이다.

예를 들어 2006년 10월에 서해대교에서 발생한 29중 추돌사고의 경우 그 원인이 짙은 안개로 인하여 뒤따르던 운전자들이 전방의 교통상황을 전혀 인식하지 못하였기 때문에 발생한 사고이며, 2011년 2월에 발생한 충남 부여의 황산대교앞에서의 16중 추돌사고, 2011년 3월에 발생한 영동고속도로의 21중 추돌사고도 짙은 안개속에서 전방의 교통상황을 전혀 인식하지 못하였기 때문에 발생한 사고로 기존의 중앙분리대에 설치된 시선유도장치는 사고예방에 아무런 역할도 하지 못하는 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 도로를 주행하는 차량의 평균속도를 실시간으로 측정하고 이를 도로의 소통 상황에 따라 속도측정지점의 수킬로미터 후방에서 적색, 황색 및 녹색의 등화로 전방의 도로의 소통상태를 표시해주는 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 각 표시기 상호간의 근거리 무선통신으로 구성된 소규모 네트워크를 이용하여 차량의 평균속도를 실시간으로 측정하여 지정한 속도 이상일 경우에는 녹색으로 등화되고 지정한 속도범위내 일때는 황색으로 등화하고 지정한 속도 이하일 경우에는 적색으로 등화되어 후방에서 수킬로미터 앞의 도로의 소통상황을 알 수 있도록 하는 지능형 도로 상황 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 속도측정, 무선통신 및 LED 조명의 점등에 필요한 전원을 공급하기 위하여 풍력에 의해 충전되는 축전지를 사용하는 자가동력장치를 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서 본 장치 앞을 지나는 차량의 속도를 적외선을 조사하여 적외선이 반사되어 돌아오는 시간을 감지하여 속도를 계산하는 속도감지부를 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서 전방의 도로상황에 따라 녹색, 황색, 적색으로 표시하는 조명표시장치를 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서 본 장치의 상황을 주변 장치와 공유하기 위하여 무선으로 데이터를 송, 수신할 수 있는 무선통신부를 제공한다.

또한, 본 발명에 있어서 본 장비의 속도감지와 앞 장비의 상황을 판단하여 본 장치를 제어하는 중앙제어부를 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따르면 적외선을 이용하여 속도감지부에서 실시간으로 측정되는 차량의 속도는 무선통신부를 통해 주변장비로 전달되고, 중앙제어부는 주변장비의 속도를 수신하여 조명표시장치의 조명을 속도에 따라 녹색, 황색, 적색으로 등화함으로써 시야에 보이지 않는 전방의 교통소통상황을 운전자로 하여금 빠르게 인지하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 풍력에 의해 충전되는 자가동력장치를 사용함으로써 추가적인 도로공사 또는 건전지의 교체 없이도 지속적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 도로 상황 표시장치의 조립도,
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명표시장치 등화 개념도,
도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 도로 상황 표시장치의 순서도
도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 도로 상황 표시장치의 회로도를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 도로 상황 표시장치의 조립도이고, 도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명표시장치 등화 개념도이며, 도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 도로 상황 표시장치의 순서도이고, 도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 도로 상황 표시장치의 회로개념도를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 지능형 도로상황 표시장치는 본 발명의 지능형 도로상황표시장치의 앞을 지나는 차량의 속도를 감지하는 속도감지부와 주변장치에 측정된 속도를 송출하고 주변장치에서 측정된 속도를 수신하는 무선통신부와 속도감지와 주변장치의 상황을 판단하여 본 장치를 제어하는 중앙제어부와 측정된 속도에 따라 녹색, 황색, 적색으로 등화하는 조명표시장치 및 풍력에 의해 전기를 생산하고 본 발명의 내부장치에 전력을 공급하는 자가동력장치로 구성되어 있다.

첨부된 도면에 의거하여 자가동력장치를 상세히 설명하면 다음과 같다. 자가동력장치는 본 발명의 지능형 도로상황 표시장치의 전원을 공급하는 장치로 풍력에 의해 팬블로어가 회전하면서 발생하는 동력을 전기로 변환하여 축전지에 충전하여 사용한다. 자가동력장치는 어느 방향의 바람에서도 원활하게 회전할 수 있는 팬블로어(210)와 팬블로어(210)의 회전력을 전기로 변환하는 제너레이터 마그네트(230)와 제너레이터 코일(240)과 팬블로어(210)의 회전을 방해할 수 있는 눈 또는 비 등으로부터 팬블로어를 보호할 수 있는 덮개(200)와 회전의 중심축이 되는 로터(250)로 구성된다. 충전이 이루어지기에는 최소한 분당회전수 300 이상이 되어야 하며, 이를 제너레이터 마그네트(230)와 제너레이터 코일(240)에서 전기로 발전하며 팬블로어의 회전수에 따라 변동이 생기는 발전량을 레귤레이터를 거쳐 일정한 전압으로 유지시켜 충전 및 전원을 공급한다. 전원의 용량은 센서부, 무선통신부, 중앙제어부 및 조명표시에 필요한 소요량의 합으로 결정되며, 각 장치별로 필요한 시점에 전력을 공급하여 불필요한 전력의 낭비를 줄여 축전지의 기능과 수명을 연장한다.

첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 속도감지부를 설명하면 다음과 같다. 속도감지부는 적외선의 송출 및 수신이 가능한 1차속도센서(330)와 2차속도센서(310), 속도측정을 위한 도로의 폭을 설정하고 센서로부터 차량까지의 거리를 측정하는 거리센서로 구성되며 1차속도센서(330)와 2차속도센서(310)는 30도 의 각도를 유지하여 거리차가 발생하도록 한다. 통행차량의 속도측정은 차량이 1차속도센서(330)와 2차속도센서(310)를 지나가는 시간을 측정하고 차선에 따른 센서간 거리를 비교하여 속도를 계산하되, 1차속도센서(330)에서 송출된 적외선이 반사되는 시점부터 2차속도센서(310)에서 송출된 적외선이 반사된 시점까지의 시간을 기준으로 한다. 이때 센서간 거리의 계산에 있어서는 1차속도센서(330)와 2차속도센서(310)가 30도정도의 각도로 벌어져 있어 1차선에서의 센서간 거리와 2차선에서의 센서간 거리가 다르므로 거리센서(320)를 통해 센서로부터 차량까지의 거리를 측정하고 그에 따른 보정계수를 곱하여 계산한다.

첨부한 도면에 의거하여 본 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 도3에 도시된 바와 같이 동작이 개시되면 중앙제어부는 축전지의 전원(S560), 풍력발전의 정상(S570)동작 여부를 확인하고 전원공급이 정상이면 주변장치로부터 수신되는 무선수신정보(S530)와 본 장치의 센서정보(S540)를 확인한다. 모든 전원 및 무선수신정보와 센서정보가 정상이면 속도를 감지하고 다음 장치로 무선데이터를 송신하고 이전 장치의 신호에 따라 녹색, 황색 또는 적색을 등화한다(S550). 이때 무선 수신정보가 확인되지 않을 경우 이전 장치의 신호는 무시하고 장치를 초기화하여 본 장치를 기준점으로 한다.

첨부한 도면에 의거하여 본 지능형 도로상황 표시장치의 무선통신부를 설명하면 다음과 같다. 무선통신부는 본 발명의 지능형 도로상황 표시장치의 속도감지부에서 측정된 속도를 주변장치로 송출하는 장치로 본 장치의 상황을 주변 200m내외의 장치와 공유하기 위하여 데이터를 무선으로 송,수신한다. 무선의 반경은 200m정도이며 2~3차 후단까지 정보를 제공한다.

중앙제어장치(130)는 송신앰프(150)와 적외선송수신장치(170)를 통해 본 발명의 지능형 도로상황 표시장치 앞을 지나는 차량에 적외선을 송출하고 차량에 반사되어 돌아오는 적외선을 적외선 송수신장치(170)와 수신앰프(160)를 통해 수신한 후 속도측정연산기(140)에서 차량의 속도를 계산한다. 중앙제어장치(130)는 계산된 속도를 프로토콜 설정단계(S670)를 통해 생성된 데이터를 송신변조모듈(S660)을 통해 무선신호로 변환시키고 무선송신앰프(S650)를 거쳐 안테나(120)를 통해 주변장치로 송신하며 동시에 표시장치 드라이브(180)를 통해 조명표시장치(410)를 통해 속도에 따라 적색, 황색 또는 녹색으로 등화한다. 또한, 주변장치에서 측정되어 계산된 속도는 안테나(120)를 통해 무선수신단계(S620)와 수신된 신호를 데이터로 변환하는 수신변조단계(S630) 및 프로토콜해독단계(S640)를 거쳐 중앙제어장치(130)로 전달되고 중앙제어장치(130)는 본 장치에서 측정된 속도와 주변장치에서 수신된 속도를 비교하여 조명표시장치에서 적색, 황색 또는 녹색으로 등화한다. 이때 각 표시장치는 고유한 일련번호를 가지며 처음을 기준으로 1번 표시장치의 속도는 2번 표시장치로 전달되며 2번 표시장치의 속도는 3번 표시장치로 전달되는 방식으로 순차적으로 전달된다. 또한, 사고나 고장 등으로 동작이 멈추거나 파손되었을 경우 수신반경내에 있는 이전 장치의 신호를 수신하여 순차적으로 연결하여 동작하고, 수신반경내에 있는 이전 장치의 신호가 전혀 없을 경우에는 장치를 초기화하여 본 장치를 기준점으로 다음 장치로 순차적으로 신호를 전달한다.

이하에서는, 본 발명의 지능형 도로상황 표시장치의 실시예를 기재하기로 한다.

실시예1.

도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 지능형 도로상황 표시장치의 설치간격을 20m로 하고, 제한속도 시속 80킬로미터인 도로에서 시속 60킬로미터 이상일 때는 녹색등화, 시속 40킬로미터에서 60킬로미터의 범위일 때는 황색등화, 시속 40킬로미터 이하 일때는 적색이 등화되도록 설정하고, 각 표시장치에서 차량의 속도가 시속 40킬로미터 이하로 감지되면 후방 50번 표시장치까지는 적색이 등화되도록 하고, 후방 51번 표시장치부터 100번 표시장치까지는 황색이 등화되도록 설정하였다. 또한, 각 표시장치에서 차량의 속도가 시속 40킬로미터에서 60킬로미터의 범위로 감지되면 후방 50번 표시장치까지 황색이 등화되도록 설정하였다. 즉, 1번 표시장치에서 측정된 속도가 시속 40킬로미터 이하일 경우, 1킬로미터 후방까지는 적색등화, 이후 1킬로미터까지는 황색등화가 되도록 설계하였다.

이를 통해 2킬로미터 후방에서도 2킬로미터 전방의 도로상황을 운전자로 하여금 용이하게 인식할 수 있도록 하여 야간이나 짙은 안개가 있는 상황에도 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

200 : 덮개 210 : 팬블로어
230 : 제너레이터 마그네트240 : 제너레이터 코일
310 : 2차속도센서 320 : 거리센서
330 : 1차속도센서 410 : 램프PCB

Claims

도로의 중앙분리대에 설치되어 도로를 주행하는 차량의 평균속도를 적외선을 조사하여 적외선이 반사되어 돌아오는 시간을 감지하여 속도를 계산하는 속도감지부와;
측정된 속도를 주변장치와 공유하기 위하여 무선으로 데이터를 송수신할 수 있는 무선통신부와;
측정된 속도를 기준으로 도로의 소통 상황에 따라 후방에서 적색, 황색 및 녹색의 등화로 도로의 소통상태를 표시해주는 조명표시장치와;
풍력에 의해 충전되는 축전지를 사용하여 각 내부장치의 전원을 공급하는 자가동력장치와;
속도의 감지 및 주변장치의 상황을 판단하여 본 장치를 제어하는 중앙제어부가 일체로 구성됨을 특징으로 하는 지능형 도로상황 표시장치
제1항에 있어서, 상기 속도감지부는 적외선의 송출 및 수신이 가능한 1차속도센서와 2차속도센서, 속도측정을 위한 도로의 폭을 설정하고 센서로부터 차량까지의 거리를 측정하는 거리센서로 구성되며 1차속도센서와 2차속도센서는 30도 의 각도를 유지하여 거리차가 발생하도록 구성되며, 차량이 1차속도센서와 2차속도센서를 지나가는 시간을 측정하여 센서간 거리를 비교하여 속도를 계산함을 특징으로 하는 지능형 도로상황 표시장치
제 1항에 있어서, 상기 무선통신부는 본 장치의 상황을 주변 200m내외의 장치와 공유하기 위하여 데이터를 무선으로 송,수신하되, 송신앰프(150)와 적외선송수신장치(170)를 통해 본 장치 앞을 지나는 차량에 적외선을 송출하고, 차량에 반사되어 돌아오는 적외선을 적외선 송수신장치(170)와 수신앰프(160)를 통해 수신한 후 속도측정연산기(140)에서 차량의 속도를 계산하고 계산된 속도를 프로토콜 설정단계(S670)와 송신변조모듈(S660)에서 무선신호로 변환한 후 무선송신앰프(S650)를 거쳐 안테나(120)를 통해 주변장치로 송신함과 동시에 주변장치에서 측정되어 계산된 속도를 안테나(120)를 통해 무선수신앰프(S620)를 거쳐 수신변조모듈(S630)에서 데이터로 변환한 후 프로토콜해독단계(S640)를 거쳐 중앙제어장치(130)로 전달됨을 특징으로 하는 지능형 도로상황표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 조명표시장치는 적색, 황색, 녹색의 등화가 가능한 LED를 사용하되, 상기 속도감지부에서 측정된 속도와 미리 설정된 속도범위에 따라 적색, 황색 녹색의 등화가 가능함을 특징으로 하는 지능형 도로상황 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자가동력장치는 풍력에 의해 팬블로어가 회전하면서 발생하는 동력을 전기로 변환하여 축전지에 충전하여 사용하되, 어느 방향의 바람에서도 원활하게 회전할 수 있는 팬블로어(210)와 팬블로어(210)의 회전력을 전기로 변환하는 제너레이터 마그네트(230)와 제너레이터 코일(240)과 팬블로어(210)의 회전을 방해할 수 있는 눈 또는 비 등으로부터 팬블로어를 보호할 수 있는 덮개(200)와 회전의 중심축이 되는 로터(250)로 구성되고, 감속기와 무게추를 사용하여 최소한의 풍력에도 회전할 수 있도록 함을 특징으로하는 지능형 도로상황 표시장치
제 1 항에 있어서, 상기 중앙제어부는 본 장치 앞을 지나는 차량의 속도와 주변주변장치로부터 수신되는 속도정보와 조명표시장치의 등화에 필요한 속도범위의 설정 등 본 장치와 주변장치의 상황을 판단하여 본 장치를 제어함을 특징으로 하는 지능형 도로상황 표시장치