KR20140113030A

KR20140113030A - 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치

Info

Publication number: KR20140113030A
Application number: KR1020130027885A
Authority: KR
Inventors: 고진호
Original assignee: 주식회사 퓨트로닉
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-09-24
Also published as: KR101481640B1

Abstract

본 발명은 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동형 이동기기에 장착되는 제동제어시스템은 전동형 이동기기의 바퀴측으로 전해지는 제동유압을 단속하여 바퀴의 노면슬립을 방지함과 아울러 빠른 제동을 전달하도록 함으로써 안전한 제동이 이루어지게 하는 장치이다.

Description

전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치{Safety device having prevention for a collision and overturn of electromotive vehicle}

일반적으로 전동형 이동기기라 하면 전동모터에 의해 동력을 전달하여 바퀴를 구동하여 이동하는 이동수단으로서 예를 들어 전동스크터에서, 이 전동스쿠터는 보행이 불편한 장애자 또는 노약자들이 제3자의 도움 없이 원하는 곳으로 용이하게 이동할 수 있도록 이동성을 제공할 목적으로 사용되고 있다.

종래의 대한민국 실용신안등록 제0343361호에 나타낸 전동스쿠터는 핸들과 시트가 구비되는 본체와, 이 본체를 지면에서 이동 가능하게 지지하는 구동휠들로 이루어지며, 이 구동휠들은 상기 본체에 설치된 구동원 예를 들면, 전동모터와 동력 전달이 가능하게 연결되어 모터의 동력에 의해 상기 구동휠들이 회전하면서 스쿠터본체가 지면에서 이동하는 구조이다.

상기 구동원과 구동휠 사이의 동력전달영역에는 상기 구동원의 구동력 즉, 회전동력을 일정한 비율로 감속하여 최적의 구동력을 발휘할 수 있도록 감속장치가 설치된다.

상기 전동스쿠터는 장애를 가진 운전자로서 스틱형 핸들을 조작하여 운전하게 되며, 전방 갑작스런 돌발 즉, 차량 진입 또는 보행자 진입 등에서 장애를 가진 운전자가 신속히 모터의 속도 및 주행 패턴을 제어할 수 없으며, 전동스쿠터의 출발과 정지시에 전동스쿠터가 급출발하거나 급제동함에 따라 신체에 장애를 가진 외부저항에 대한 통제력이 부족한 운전자의 척추나 신경계통에 상해를 입힐 수 있는 문제점이 있었다. 또한 운전자의 연령 또는 장애정도에 알맞게 주행속도를 단계적으로 조절할 수 없어 전동스쿠터의 사용 연령 또는 장애정도에 제한되는 단점이 있었다.

따라서 운전자에 적절한 운행속도를 제공하고, 급출발이나 급제동을 방지하여 운전자의 충격을 최소화할 수 있는 전동스쿠터가 요구되어 왔다.

또한 운전 능력이 미숙한 운전자가 장애물이나 경사로 등을 피할 수 있는 능력이 부족하여 안전사고가 발생할 수 있음에도 불구하고, 전동스쿠터에 이러한 위험을 방지해 줄 수 있는 안전장치가 마련되어 있지 않았다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 촬영 장치에 의해 촬영된 영상 데이터에 기초하거나 레이저 감지센서의 신호에 의하여 신호등, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석하고, 그 분석 결과에 따라 전동스쿠터를 자동으로 제동함으로써, 교통사고를 예방하고 사용자에게 편의를 제공할 수 있는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전동스쿠터가 운행시 전방 및 후방의 장애물을 회피 또는 내리막 및 오르막 운행시 급제동 및 급출발에 따른 전복을 방지하기 위해 이동기기의 기울기 감지센서와 속도 감지센서에 의해 이동기기의 속도를 줄여 전복을 방지함으로서 사용자의 신체 상해를 최소화할 수 있는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 구성에 있어 축전지에 의해 모터를 구동하여 바퀴를 회전시키며, 전방의 손잡이와 수직으로 연계된 고정바의 일면에 형성되는 전동형 이동기기의 충돌예방 안전장치에 있어서,

상기 전동형 이동기기의 충돌예방 안전장치는 핸들의 고정바 일면에 전방 영역을 촬영하고, 촬영 영상 데이터를 출력하는 촬영 장치;

상기 전동형 이동기기의 속도, 전후 또는 좌우 방향의 기울기 및 탑승자가 가하는 압력을 측정하는 감지 수단;

상기 전동형 이동기기의 시동키의 온 또는 오프 상태를 감지하고, 그 시동 결과에 따라 시동키 감지 신호를 출력하는 시동키감지부;

상기 모터의 구동에 따른 구동 감지 신호를 출력하는 모터 감지부;

상기 시동키 감지 신호에 응답하여 동작하고, 영상 분석 프로그램을 실행하여 상기 촬영 영상 데이터에 기초하여 신호등, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석하고, 그 분석 결과에 따라 제동 제어 신호를 선택적으로 출력하는 MCU(motor Control Unit);

상기 MCU에 의해 실행되는 상기 영상 분석 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 MCU로부터 수신되는 상기 제동 제어 신호에 응답하여, 복수의 차륜의 휠 브레이크들을 각각 작동시키거나 상기 감지 수단의 출력에 따라 인력 구동, 전기력 구동, 인력 및 전기력 구동과 같이 구동 방식을 제어하거나, 상기 모터 감지부에 의한 회전력을 제어하는 제동 장치부를 포함하고,

상기 MCU는 상기 분석을 위해, 상기 촬영 영상 데이터의 이미지를 미리 설정된 제1영역과 제2영역으로 분할하고, 상기 제1 영역의 이미지로부터 신호등에 해당하는 제1특징 이미지를 검출하고, 상기 제2영역의 이미지로 부터 전방 차량 또는 정지선에 해당하는 제2특징의 이미지를 검출하고, 상기 제2 특징 이미지에 기초하여 전방 차량 또는 정지선과의 거리를 계산하는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치를 제공한다.

또한, 상기 제동 장치부는 자동 모드와 수동 모드 중 어느 하나의 모드를 탑승자가 선택하게 하고, 자동 모드 시에, 최초 출발시 모터 감지부에 의해 모터를 구동시키고, 상기 감지 수단의 센싱 값에 따라, 평지 이동인지, 오르막을 오르는 이동인지, 내리막을 내려가는 이동인지 판단하여 상기 발전형 전동기의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치를 제공한다.

또한, 상기 제동 장치부는 기 설정된 제한 속도와 감지 수단에 의해 측정된 속도를 비교하여 측정된 속도가 제한 속도를 초과하는 경우 상기 모터 감지부에 의한 회생 제동이 실시되도록 하는 것을 특징으로 하는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치를 제공한다.

또한, 상기 감지 수단은 속도를 측정하는 속도 측정 센서와, 상기 전륜과 후륜의 높이차를 측정하여 전후 방향의 기울기 값을 전송하는 전후 방향 기울기 센서와, 상기 한 쌍의 후륜들의 높이차를 측정하여 좌우 방향의 기울기 값을 전송하는 좌우 방향 기울기 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 제어 시스템은 촬영 장치에 의해 촬영된 영상 데이터에 기초하여 신호등, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석하고, 그 분석 결과에 따라 차량을 자동으로 제동하므로, 교통사고를 예방하고 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량 제어 시스템은 카메라가 설치된 기존의 차량에, 본 발명의 기능을 실행하는 소프트웨어(software)를 추가하는 것만으로도 구현이 가능하므로, 기존 차량의 하드웨어 변경 등의 부담이 없고, 본 발명의 기능 추가에 따른 비용이 감소할 수 있다.

또한, 본 발명은 기울기 센서와 속도 측정 센서의 제어로 인해 전동형 이동기기의 운행에 따른 안정감을 향상시키고, 차량충돌회피, 내리막 및 오르막을 자동으로 판단하여 구동되는 바퀴 각각의 회전수 조절을 통해 전복의 위험성을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치가 장착된 전동형 이동기기 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 전동형 이동기기에서 모터에 이해 구동되는 휠 구조도.
도 3은 본 발명에 따른 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치의 개략적인 블록 구성도.
도 4는 도 3의 본 발명에 따른 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치에서 제동 장치부를 나타내는 블록 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치에서 감지수단과 제동 장치부와의 블록 개념도.

상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 상세한 설명 및 도면을 통해 상세히 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 전동형 이동기기인 전동 스쿠터(10)의 구조를 간략하게 설명하면, 본체(11)와, 이 본체(11)의 상측에 설치되는 시트(12)를 포함하고, 상기 본체(11)에는 전/후륜바퀴(13)들이 전륜(前輪)과 후륜(後輪)으로 나뉘어져 도면에서와 같은 자세로 위치한다.

상기 전/후륜바퀴(13)들은 도면에는 나타내지 않았지만 상기 본체(11) 내부에 설치된 구동원 예를들면, 전동모터로부터 동력을 전달받아서 회전에 의해 상기 본체(11)를 지면에서 이동시키는 통상의 구조로 이루어진다.

상기 시트(12)는 상기 본체(11)의 상부에서 탑승자가 착석한 상태로 후술하는 핸들(14)을 조작하면서 주행할 수 있도록 도면에서와 같은 자세로 설치된다.

상기 본체(11)에는 상기 시트(12)와 일정한 간격으로 이격되어 도면에서와 같이 상기 본체(11)의 주행측 전방에 핸들(14)이 설치된다. 그리고, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 핸들(14)에는 구동장치, 제동장치 그리고 각종 편의장치들을 조작하기 위한 예를들면, 레버나 스위치, 계기판 들이 제공된다.

본 발명의 구성에 있어 도 1에서 도 4에 나타낸 바와 같이 축전지(17)에 의해 모터(16)를 구동하여 전/후륜바퀴(13)을 회전시키며, 전방의 핸들(14)과 수직으로 연계된 고정바(15)의 일면에 형성되는 전동형 이동기기(10)의 충돌예방 안전장치(100)에 있어서, 상기 전동형 이동기기(10)의 충돌예방 안전장치(100)는 핸들(14)의 고정바(15) 일면에 전방 영역을 촬영하고, 촬영 영상 데이터를 출력하는 촬영 장치(130);, 상기 전동형 이동기기의 속도, 전후 또는 좌우 방향의 기울기 및 탑승자가 가하는 압력을 측정하는 감지 수단(170);, 전동향 이동기기(10)의 시동키 온 또는 오프 상태를 감지하고, 그 시동 결과에 따라 시동키 감지 신호를 출력하는 시동키 감지부(110);, 상기 시동키 감지 신호에 응답하여 동작하고, 영상 분석 프로그램을 실행하여 상기 촬영 영상 데이터에 기초하여 신호등, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석하고, 그 분석 결과에 따라 제동 제어 신호를 선택적으로 출력하는 MCU(motor Control Unit)(150);, 상기 모터의 구동에 따른 구동 감지 신호를 출력하는 모터 감지부(140);, 상기 MCU(150)에 의해 실행되는 상기 영상 분석 프로그램을 저장하는 메모리(120); 및, 상기 MCU(150)로부터 수신되는 상기 제동 제어 신호에 응답하여, 복수의 차륜의 휠 브레이크들을 각각 작동시키나 상기 감지 수단의 출력에 따라 인력 구동, 전기력 구동, 인력 및 전기력 구동과 같이 구동 방식을 제어하거나, 상기 모터 감지부에 의한 회전력을 제어하는 제동 장치부(160)를 포함하고, 상기 MCU(150)는 상기 분석을 위해, 상기 촬영 영상 데이터의 이미지를 미리 설정된 제1영역과 제2영역으로 분할하고, 상기 제1영역의 이미지로부터 신호등에 해당하는 제1특징 이미지를 검출하고, 상기 제2영역의 이미지로 부터 전방 차량 또는 정지선에 해당하는 제2특징 이미지를 검출하고, 상기 제2특징 이미지에 기초하여 전방 차량 또는 정지선과의 거리를 계산하는 전동형 이동기기의 충돌예방 안전장치를 제공한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동형 이동기기의 충돌예방 안전장치의 개략적인 블록 구성도이다. 도 3에는, 도면의 간략화를 위해, 본 발명과 관련된 부분들만이 개략적으로 도시되고, 각 구성 요소들 간의 송수신 신호들에 대한 도시가 생략된다. 전동형 이동기기의 충돌예방 안전장치은 시동키 감지부(110), 메모리(120), 촬영 장치(130), 모터 감지부(140), MCU(Motor control Unit)(150), 및 제동 장치부(160)를 포함한다.

시동키 감지부(110)는 전동형 이동기기의 시동키의 온 또는 오프 상태를 감지하고, 그 감지 결과에 따라 시동키키 감지 신호(IGSEN)를 출력한다. 메모리(120)는 MCU(150)에 의해 실행되는 영상 분석 프로그램(PGM)을 저장한다.

촬영 장치(130)는 전동형 이동기기의 핸들에 조향되는 고정바 일면에 설치될 수 있다. 촬영 장치(130)는 차량의 전방 영역을 촬영하고, 촬영 영상 데이터(MDAT)를 MCU(150)에 출력한다. 모터 감지부(140)는 모터의 변속 또는 구동으로 설정될 때, 모터 감지 신호(GRSEN)를 출력한다.

MCU(150)는 시동키 감지 신호(IGSEN)에 응답하여 동작한다. 좀 더 상세하게는 시동키 감지 신호(IGSEN)가 시동키의 온 상태를 나타낼 때 MCU(150)가 동작한다.

또한, 시동키 감지 신호(IGSEN)가 시동키의 오프 상태를 나타낼 때 MCU(150)가 동작을 정지한다.

MCU(150)는 영상 분석 프로그램(PGM)을 실행하여 촬영 영상 데이터(MDAT)에 기초하여 신호등, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석하고, 그 분석 결과에 따라 제동 제어 신호(BCTL)를 선택적으로 제동 장치부(160)에 출력한다.

MCU(150)는 신호등, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석하기 위해, 촬영 영상 데이터(MDAT)의 이미지를 미리 설정된 제1영역과 제2영역으로 분할하고, 제1영역의 이미지로부터 신호등에 해당하는 제1특징 이미지를 검출하고, 제2영역의 이미지로부터 전방 차량 또는 정지선에 해당하는 제2특징 이미지를 검출하고, 제2특징 이미지에 기초하여 전방 차량 또는 정지선과의 거리를 계산한다.

MCU(150)는 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석한 결과, 제1특징 이미지에 근접되는 충돌물체 등이 존재하면서 충돌물체와의 거리가 설정된 거리 미만일 때, 또는 충돌물체와의 거리가 설정된 거리 미만일 때, 제동 제어 신호(BCTL)를 제동 장치부(160)에 출력한다.

MCU(150)는 제동 제어 신호(BCTL)를 제동 장치부(160)에 출력한 후, 모터 감지 신호(GRSEN)를 수신할 때, 제동해제 신호(CCTL)를 제동 장치부(160)에 출력한다.

또한, MCU(150)는 제동 제어 신호(BCTL)를 제동 장치부(160)에 출력한 후, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석한 결과, 제1특징 이미지)에 충돌물체 등이 존재하지 않을 때 또는 충돌물체와의 거리가 설정된 거리를 초과할 때 제동 해제 신호(CCTL)를 제동 장치부(160)에 출력한다.

도 4는 도 3에 도시된 제동 장치부를 나타내는 블록 구성도이다. 제동 장치부(160)는 EMB(Electro-mechanical Brake)부(161), 복수의 모터 구동부, 및 복수의 제동 모터를 포함한다. EMB부(161)는 MCU(150)로부터 수신되는 제동 제어 신호(BCTL)에 응답하게 된다.

다음으로, 차량 제어 시스템(100)의 동작 과정을 좀 더 상세히 설명한다.

MCU(150)는 시동키 감지부(110)로부터 시동키의 온 상태를 나타내는 시동키 감지 신호(IGSEN)가 수신되는지의 여부에 따라 전동형 이동기기의 시동키가 온 되는지의 여부를 판단한다.

전동형 이동기기의 시동키가 온 되면, MCU(150)는 촬영 장치(130)가 동작하도록 제어하고, 촬영 장치(130)로부터 촬영 영상 데이터(MDAT)를 수신한다.

MCU(150)는 촬영 영상 데이터(MDAT)에 기초하여, 도로상의 신호등, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석한다. MCU(150)는 상기의 분석 결과에 따라, 전방 차량과의 거리가 설정된 거리 미만인지의 여부를 판단한다. 전방 차량과의 거리가 설정된 거리 미만이 아닌 것으로 판단된 경우, MCU(150)는 현재 전방에 충돌물체가 있는지의 여부를 판단한다.

전방에 충돌물체가 있는 상태인 것으로 판단된 경우, MCU(150)는 근접거리를 판단된 경우, 충돌물체와의 충돌 여부에 따른 충돌거리를 설정된 거리 미만인지의 여부를 판단한다. 충돌거리가 설정된 거리 미만인 것으로 판단된 경우, MCU(150)는 제동 제어 신호(BCTL)를 제동장치부(160)에 출력한다. 그 결과, 제동 장치부(160)가 제동 제어 신호(BCTL)에 응답하여, 복수의 전륜 또는 후륜의 휠 브레이크들을 각각 작동시킨다.

상술한 것과 같이, 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치는 촬영 장치(130)에 의해 촬영된 촬영 영상 데이터(MDAT)에 기초하여 신호등, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석하고, 그 분석 결과에 따라 전동형 이동기기를 자동으로 제동하므로, 교통사고를 예방하고 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이 전동형 이동기기에 설치된 감지수단과 제동 장치부의 연계로 이동기기의 운행제어를 다음과 같이 설명한다.

감지 수단(170)으로는 전동형 이동기기의 속도를 측정하는 속도 측정 센서(171)와, 전동형 이동기기의 전후 방향의 기울기 값과 좌우 방향의 기울기 값을 측정하는 기울기 센서(172)를 포함한다. 물론 이외에 앞서 언급한 종래 기술 뿐만 아니라 이동하는 전동형 이동기기의 주변 환경을 측정할 수 있는 다양한 형태의 센서가 감지 수단으로 사용될 수 있다.

이와 같은 감지 수단(170)의 감지 값(즉, 센싱 값)은 제동 장치부(160)에 제공된다. 제동 장치부(160)는 제공된 센싱값을 이용하여 동작 모드 및 모터 감지부(140)를 통한 모터(16)의 구동을 제어한다.

여기서 속도 측정 센서(171)는 현재 전동형 이동기기의 속도 값을 제동 장치부(160)에 제공한다. 이러한 속도 측정 센서(171)로 G 센서 또는 가속도 센서를 사용할 수 있다. 또한 상기 전륜과 후륜의 회전 속도를 측정하는 센서를 속도 측정 센서로 사용할 수도 있다. 이러한 속도 측정 센서(171)로 G 센서 또는 가속도 센서 등을 사용하는 경우, 전동형 이동기기의 프레임 어느 영역에 장착하여도 무관하다. 바람직하게는 핸들 포스트 또는 핸들(14)영역에 장착되는 것이 효과적이다. 물론 속도 측정 센서(171)로 전륜 바퀴(13) 또는 후륜 바퀴(13)의 회전수를 측정하는 경우, 바퀴(13)의 전륜과 후륜에 설치될 수도 있다.

이어서, 본 실시예의 기울기 센서(172)는 전동형 이동기기의 전후 방향의 기울기를 측정하는 전후 방향 기울기 센서(173a)와 전동형 이동기기의 좌우 방향의 기울기를 측정하는 좌우 방향 기울기 센서(173b)를 구비한다. 이때, 전후 방향 기울기 센서(173a)는 바퀴(13)의 전륜과 후륜의 높이차를 측정한다. 좌우 방향 기울기 센서(173b)는 한쌍의 후륜 바퀴(13)들의 높이차를 측정한다.

전후 방향 기울기 센서(173a)를 통한 전후 방향의 높이차의 측정을 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 전륜바퀴(13)의 중심 영역과 후륜바퀴(13) 구동축에 각기 높이 측정 센서를 배치시키고, 크랭크 축(18)의 중앙에 상기 높이 측정 센서들의 상대적 중심을 위치하는 센서를 배치한다. 이를 통해 전륜바퀴와 후륜바퀴의 높이차를 측정할 수 있다. 또는 별도의 수평 센서(즉, 기울기 센서)를 전방 프레임(미도시) 또는 크랭크 축(18)에 설치하고, 이 수평 센서로부터 측정된 기울기 값을 이용하여 전동형 이동기기의 전후 기울기 각도를 측정할 수 있다.

상술한 전후 방향 기울기 센서(172)에 의해 측정된 전후 기울기 값이 제동 장치부(160)에 전달된다.

또한, 좌우 방향 기울기 센서(173b)를 통해 좌우 방향의 높이차를 측정할 수 있다. 예를 들어 한 쌍의 후륜바퀴(13)의 중앙 영역에 각기 센서를 배치하고, 후륜 구동축(미도시)의 중앙에 기준 센서를 배치할 수도 있다. 이를 통해 한쌍의 후륜바퀴(13)의 높이차를 측정할 수 있다. 물론 별도의 기울기 센서를 상기 후륜 구동축(미도시)에 배치하여 전동형 이동기기의 좌우 기울기 각도를 측정할 수 있다. 또는 상기 좌우 방향 기울기 센서(173b)를 후방 프레임(미도시) 상에 배치할 수도 있다.

이와 같이 좌우 방향 기울기 센서(173b)를 통해 측정된 좌우 기울기 값이 제동 장치부(160)에 제공된다.

상술한 바와 같이 속도 측정 센서(171)의 속도 값 및 기울기 센서(172)의 전후 기울기 값 및 좌우 기울기 값을 제공받은 제동 장치부(160)는 상기 값을 이용하여 전동형 이동기기의 구동 모드를 변환시키고, 한 쌍의 후륜바퀴(13) 각각의 회전 속도를 제어할 수 있다.

또한, 이러한 제동 장치부(160)은 상술한 촬영장치를 통해 MCU에 의한 구동제어뿐만 아니라 감지 수단에 의해 구동제어를 하도록 제어칩 또는 제어판넬 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제동 장치부(160) 내에는 다양한 모듈들이 프로그램화되어 있는 것이 바람직하다.

상술한 감지 수단(170)의 센싱에 따른 전동형 이동기기의 동작 모드의 변화를 설명한다.

먼저, 운전자가 전동형 이동기기에 탑승하여 시동키를 온시키게 되면 제동 장치부(160)가 동작한다. 이때, 사용자는 자동 모드와 수동 모드 중 어느 하나의 모드를 선택할 수 있다. 탑승자의 선택이 없다면 자동 모드로 시작하게 된다.

먼저, 감지 수단(170)의 센싱 값을 이용하여 전동형 이동기기가 평지에 있는지 여부를 판단한다. 이는 감지 수단(170)의 전후 방향 기울기 센서(173a)의 센싱 값을 통해 제동 장치부(160)에서 판단한다. 즉, 센싱 값에 의해 전동형 이동기기의 전후 방향의 기울기가 -2도 내지 +2도의 범위에 있는 경우에는 평지를 이동하고 있는 것으로 판단한다. 이때, 평지를 이동하는 것으로 판단하는 경우 제동 장치부(160)의 제어신호에 의해 모터는 전혀 구동하지 않거나 최소 구동하는 것이 바람직하다. 물론 이때, 탑승자가 전동형 이동기기의 이동 속도를 설정한 경우 해당 속도에 대응하는 정도의 모터의 구동이 이루어질 수 있다.

하지만, 판단 결과 평지를 이동하지 않는 것으로 판단한 경우, 다시 현재 전동형 이동기기가 오르막을 오르고 있는 지를 판단한다. 이 또한, 전후 방향의 기울기 값으로 판단한다. 만일 전후 방향의 기울기가 +2도를 넘는 경우에는 오르막을 오르는 것으로 판단하고, 모터를 구동시킨다(S140). 이때, 상기 기울기 값에 따라 모터의 출력을 다르게 한다. 예를 들어 2에서 5도의 경사(즉, 기울기)에서는 최대 출력의 50% 까지 구동하고, 5도 이상 10도 이하의 경사에서는 최대 출력의 80%까지 구동하고, 10도 이상에서는 최대 출력으로 구동하도록 할 수 있다.

또한, 상기 판단 결과 오르막길을 오르지 않고, 내리막길을 가고 있는 경우는 다음과 같다. 즉, 전후 방향의 기울기가 -2도를 넘을 경우에는 내리막길을 내려가는 것으로 판단한다. 내리막 길을 내려가고 있는 경우에는 모터에 전원을 제공하여 구동시키지 않고, 이의 역방향 구동을 즉, 회생 구동을 통해 배터리를 통해 모터에 전원을 공급한다. 앞서 언급한 바와 같이 본 실시예에서는 배터리로 전원용량을 사용하기 때문에 낮은 회생 구동력으로도 배터리를 충전할 수 있다.

또한, 도시되지 않았지만, 본 실시예의 제동 장치부(160)는 좌우 방향 기울기 센서(173b)를 통해 전동형 이동기기의 좌우 방향의 기울기 값을 제공받는다. 이를 통해 전동형 이동기기가 좌측으로 기울려 회전하는지 아니면 우측으로 기울려 회전하는지를 판단한다. 이때, 상기 좌측과 우측의 기울기 값이 -1도 내지 +1도를 벗어나는 경우 제동 장치부(160)는 전동형 이동기기의 한 쌍의 후륜바퀴(13) 각각의 회전 속도 다르게 한다. 이때, 기울기 값에 따라 상기 회전 속도의 차를 더욱 크게 한다. 회전하는 측의 후륜바퀴의 회전 속도 보다 반대 측의 후륜바퀴의 회전 속도를 빠르게 한다. 이때, 상기 기울기 값의 절대 값을 기준으로 1 이상 5이하인 경우에는 한쌍의 후륜바퀴의 회전 속도의 차가 1 내지 5% 범위 내에서 조정된다. 5 이상 15이하인 경우에는 한쌍의 후륜바퀴의 회전 속도의 차가 5 내지 10% 범위 내에서 조정되고, 15 이상 30도 이하 인 경우에는 10 내지 15% 범위 내에서 그 회전 속도가 조정된다.

이러한, 감지수단의 작동으로 전방의 장애물을 회피하기 위해 구동제어를 적절히 수행하는 동시에 전동형 이동기기의 전복을 방지할 수 있도록 하며, 또한 오르막 및 내리막 운행시 전방의 장애물을 회피하기 위해 속도를 제어를 적절히 하여 전복을 전동형 이동기기의 전복을 예방할 수 있도록 제공된다.

한편 상기 제동 장치부(160)는 위와 같은 각 주행모드에 따른 속도제어 중에 전동형 이동기기의 전/후방 일면에 레이저 감지센서(180)를 설치하여 상기 레이저 감지센서(180)로부터 전달되는 신호를 지속적으로 제동 장치부(160)에 수신하여 전진 또는 후진 주행 중 진행 방향으로 감지되는 장애물을 인식하여 상기 전동형 이동기기와 장애물 사이의 충돌을 방지한다.

이때 상기 제동 장치부(160)가 장애물과 전동형 이동기기 사이의 충돌을 방지하는 방법은, 우선 상기 모터의 구동을 중지시킴으로써 상기 전동형 이동기기가 정지되도록 하는 방법이 될 수 있다. 또한 상기 전동형 이동기기에 상기 제동 장치부(160)가 구비되는 경우 상기 모터의 구동을 중지시키고, 상기 제동 장치부(160)를 동작시켜 보다 신속하게 제동되도록 하는 방법도 사용될 수 있다.

나아가 상기 제동 장치부(160)는 상기 레이저 감지센서(180)에 의해 감지된 장애물과 상기 전동형 이동기기 사이의 거리가 미리 설정된 설정거리까지 좁혀진 경우에는 상기 모터로 송신되는 펄스폭변조(PWM(Pulse Width Modulation)이라 한다)신호의 펄스 폭을 점진적으로 감소시켜 상기 전동형 이동기기가 상기 장애물과의 충돌 이전에 서서히 정지할 수 있도록 하고, 갑작스런 장애물의 등장에 의하여 상기 레이저 감지센서(180)가 장애물을 감지한 시점에 이미 상기 전동형 이동기기와 장애물 사이의 거리가 상기 설정거리 내인 경우에는 상기 모터로의 신호 전달을 중단하고, 상기 제동 장치부(160)를 동작시켜 상기 전동형 이동기기가 비상정지할 수 있도록 한다.

또한 이와 같은 고정바의 일면에는 스마트폰(S)을 장착하기 위한 스마트폰 거치대를 구비하고, 그 전면에는 확대경이 배치되며, 구동모터의 전원을 공급하기 위한 전원스위치와, 브레이크 작동시 구동모터의 전원을 차단시키기 위한 브레이크 스위치를 그 상부면에 구비한다.

또한 상기 전방 본체는 핸들의 고정바 전면 및 하면에 다수의 초음파 센서(P)를 장착하여 주행 중에 전방에 위치한 장애물과의 접촉 및 연속되지 않은 바닥면의 상태를 미리 감지하고, 이를 스마트폰(S)의 액정표시창에 경고표시로서 나타내고, 스마트폰(S)의 스피커를 통해 경고음을 발신하도록 전기적으로 연결된다.

또한 초음파 센서(P)가 장애물과의 접촉 및 연속되지 않은 바닥면의 상태를 미리 감지하게 되면, 구동모터를 강제 정지시켜서 사고를 예방하게 되며, 상기 스마트폰(S)은 관람지의 정보를 원활하게 제공하기 위한 관람지의 지도를 미리 다운받아 효율적인 관람을 도와주는 네비게이션 기능을 내장하고, 관람지 정보를 액정 표시창에 표시하도록 사전에 각종 정보가 입력가능하다.

즉 이와 같은 스마트폰(S)은 사용자가 관람지에 대한 정보를 제공받아서 보다 편리하게 관람지를 구경할 수 있도록 도와주며, 이와 같은 스마트폰(S)에 관련된 기술은 당업계에서 알려진 기술들을 이용하면 되므로 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치는 다양하게 설계 변경하여 제작할 수 있는 것으로 상시 실시예를 통하여 그 원리를 본 발명의 구성으로 한정하여 제작하되 그 원리를 통한 기구에 있어서는 통상의 지식을 가진 자가 설계변경으로 용이하게 제작할 수 있다는 것을 밝힌다.

전동형 이동기기 : 10, 본체 : 11, 시트 : 12, 전/후륜바퀴 : 13, 핸들 : 14, 고정바 : 15, 모터 : 16, 축전지 : 17, 크랭크 축 : 18, 충돌예방 안전장치 : 100, 시동키 감지부 : 110, 메모리 : 120, 촬영장치 : 130, 모터 감지부 : 140, MCU : 150, 제동 장치부 : 160, EMB부 : 161, 감지 수단 : 170, 속도 측정 센서 : 171, 기울기 센서 : 172, 전후 방향 기울기 센서 : 173a, 좌우 방향 기울기 센서 : 173b, 레이저 감지센서 : 180

Claims

축전지(17)에 의해 모터(16)를 구동하여 구동휠(13)을 회전시키며, 전방의 핸들(14)과 수직으로 연계된 고정바(15)의 일면에 형성되는 전동형 이동기기(10)의 충돌예방 안전장치(100)에 있어서,
상기 전동형 이동기기(10)의 충돌예방 안전장치(100)는 핸들(14)의 고정바(15) 일면에 전방 영역을 촬영하고, 촬영 영상 데이터를 출력하는 촬영 장치(130);,
상기 전동형 이동기기(10)의 속도, 전후 또는 좌우 방향의 기울기 및 탑승자가 가하는 압력을 측정하는 감지 수단(170);,
전동향 이동기기(10)의 시동키 온 또는 오프 상태를 감지하고, 그 시동 결과에 따라 시동키 감지 신호를 출력하는 시동키 감지부(110);,
상기 시동키 감지 신호에 응답하여 동작하고, 영상 분석 프로그램을 실행하여 상기 촬영 영상 데이터에 기초하여 신호등, 전방 차량, 및 정지선 중 적어도 하나의 상태를 분석하고, 그 분석 결과에 따라 제동 제어 신호를 선택적으로 출력하는 MCU(motor Control Unit)(150);,
상기 모터의 구동에 따른 구동 감지 신호를 출력하는 모터 감지부(140);,
상기 MCU(150)에 의해 실행되는 상기 영상 분석 프로그램을 저장하는 메모리(120); 및,
상기 MCU(150)로부터 수신되는 상기 제동 제어 신호에 응답하여, 복수의 차륜의 휠 브레이크들을 각각 작동시키거나 상기 감지 수단의 출력에 따라 인력 구동, 전기력 구동, 인력 및 전기력 구동과 같이 구동 방식을 제어하거나, 상기 모터 감지부에 의한 회전력을 제어하는 제동 장치부(160)를 포함되는 것을 특징으로 하는 전동형 이동기기의 충돌예방 안전장치.
제1항에 있어서, 상기 제동 장치부(160)는 자동 모드와 수동 모드 중 어느 하나의 모드를 탑승자가 선택하게 하고, 자동 모드 시에, 최초 출발시 모터 감지부(140)에 의해 모터(16)를 구동시키고, 상기 감지 수단(170)의 센싱 값에 따라, 평지 이동인지, 오르막을 오르는 이동인지, 내리막을 내려가는 이동인지 판단하여 상기 발전형 전동기의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치.
제1항에 있어서, 상기 제동 장치부(160)는 기 설정된 제한 속도와 감지 수단에 의해 측정된 속도를 비교하여 측정된 속도가 제한 속도를 초과하는 경우 상기 모터 감지부(140)에 의한 회생 제동이 실시되도록 하는 것을 특징으로 하는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치.
제1항 내지 제3항 중 선택되는 어느 한항에 있어서, 상기 감지 수단(170)은 속도를 측정하는 속도 측정 센서(171)와, 상기 전륜과 후륜의 높이차를 측정하여 전후 방향의 기울기 값을 전송하는 전후 방향 기울기 센서(173a)와, 상기 한 쌍의 후륜바퀴(13)의 높이차를 측정하여 좌우 방향의 기울기 값을 전송하는 좌우 방향 기울기 센서(173b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치.
제1항에 있어서, 상기 전동형 이동기기(10)의 전/후방 일면에 레이저 감지센서(180)를 더 설치하여 상기 레이저 감지센서(180)로부터 전달되는 신호를 지속적으로 제동 장치부(160)에 수신하여 전진 또는 후진 주행 중 진행 방향으로 감지되는 장애물을 인식하도록 하는 것을 특징으로 하는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치.
제1항에 있어서, 상기 고정바의 일면의 전면 및 하면에 다수의 초음파 센서를 장착하여 주행 중에 전방에 위치한 장애물과의 접촉 및 연속되지 않은 바닥면의 상태를 미리 감지하고, 이를 스마트폰의 액정표시창에 경고표시로서 나타내며, 상기 스마트폰의 스피커를 통해 경고음을 발신하는 한편, 구동모터를 강제 정지시켜서 사고를 예방하도록 구성되며, 상기 스마트폰은 관람지의 정보를 원활하게 제공하기 위한 관람지의 지도를 미리 다운받아 효율적인 관람을 도와주는 네비게이션 기능을 구비하고, 관람지 정보를 액정 표시창에 표시하는 것임을 특징으로 하는 전동형 이동기기의 충돌예방 및 전복예방 안전장치.