KR20160127356A - 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템에 관한 것으로, 도로에 설치된 신호등(140)에 설치되는 안전사고 감지 시스템에 있어서, 상기 신호등(140)에 하나 이상 설치되며, 하나 이상의 보행자(m)와 하나 이상의 차량(c)의 각각의 위치 및 속도 벡터(Vm,Vc)를 측정하는 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110);와, 상기 각각의 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)에 연결되며, 측정된 상기 속도 벡터(Vm,Vc)를 이용하여 상기 보행자(m)와 차량(c)의 예상 경로를 계산하여 예측하여 충돌 발생 가능성을 판단하고, 충돌이 발생할 것으로 예상되는 경우 신호등 제어부(130)에 경고 신호를 전달하는 주제어부(120);와, 상기 주제어부(120)에 연결되어 전달받은 상기 경고 신호에 따라 상기 신호등(140)을 통하여 경고 점등을 하도록 제어하는 신호등 제어부(130); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템(100)에 관한 것이다.

Description

초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템{Road Safety System Using UWB RADAR}

본 발명은 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템에 관한 것으로, 도로에 설치된 신호등(140)에 설치되는 안전사고 감지 시스템에 있어서, 상기 신호등(140)에 하나 이상 설치되며, 하나 이상의 보행자(m)와 하나 이상의 차량(c)의 각각의 위치 및 속도 벡터(Vm,Vc)를 측정하는 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110);와, 상기 각각의 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)에 연결되며, 측정된 상기 속도 벡터(Vm,Vc)를 이용하여 상기 보행자(m)와 차량(c)의 예상 경로를 계산하여 예측하여 충돌 발생 가능성을 판단하고, 충돌이 발생할 것으로 예상되는 경우 신호등 제어부(130)에 경고 신호를 전달하는 주제어부(120);와, 상기 주제어부(120)에 연결되어 전달받은 상기 경고 신호에 따라 상기 신호등(140)을 통하여 경고 점등을 하도록 제어하는 신호등 제어부(130); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템(100)에 관한 것이다.

통상적으로, 신호등과 횡단보도가 구비되어 있는 도로의 교차로는, 교통 사고의 위험이 가장 많은 곳이다. 이는, 차량의 운전자 또는 보행자가 서로의 위치를 확인하기 어렵다는 구조적인 특징에서 비롯된다.

이러한 교차로 등의 도로에서의 사고 위험성을 감지하고 경고하기 위하여 기존에는 하기 특허문헌 1의 "횡단보도 교통 안전 시스템(대한민국 등록특허 제10-1388872호)" 와 같이, 횡단보도의 양측에 위치하는 제 1 신호등 및 제 2 신호등; 상기 횡단보도 구간 내에서 생명체가 존재하는지 여부를 감지하는 생명체 감지부; 및 상기 제 1 신호등, 상기 제 2신호등 및 상기 생명체 감지부의 출력 신호를 기초로 하여, 상기 횡단보도 구간 내 생명체의 안전을 위한 안전장치부;를 포함한 횡단보도 교통 안전 시스템에 관한 구성이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 기존의 발명은 생명체 또는 차량의 감지를 위하여 영상 획득부 및 레이저 빔을 이용하고 있으나, 이러한 시각적/광학적인 감지 수단은 강우, 안개나 연무 등의 주변 기상 상황에 따라 영향을 극히 많이 받게 되므로 언제나 정확한 정확한 감지를 수행하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었다.

또한, 단순히 횡단 보도내에 보행자가 존재하는가 여부만을 판단하므로, 이미 위험한 상황이 발생한 경우에만 경보 또는 안전 조치가 가능하므로 사고를 미연에 방지하기에는 많이 부족하며, 사고 발생 방지를 위하여는 가장 붕요할 수 있는 사고발생 가능성 여부 판단에 관한 아무런 구성이 개시되어 있지 않다는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 대한민국 등록특허 제10-1388872호

본 발명은 상기한 기존 기술의 문제점을 해결하여, 주변 기상 상황 등에 영향을 받지 않으며, 탐사 대상의 크기, 형상 및 위치를 정확하게 탐지할 수 있는 초광대역 레이더(UWB RADAR)를 이용하여, 차량 및 보행자의 위치뿐만이 아니라 이동 속도 벡터까지 함께 탐지하여 이동 경로를 실시간으로 예측한 후, 충돌 가능성이 있는 것으로 판단되는 경우 사전에 경보 신호를 제공하여, 사고 발생 가능성을 미연에 경고할 수 있는 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템은, 도로에 설치된 신호등(140)에 설치되는 안전사고 감지 시스템에 있어서, 상기 신호등(140)에 하나 이상 설치되며, 하나 이상의 보행자(m)와 하나 이상의 차량(c)의 각각의 위치 및 속도 벡터(Vm,Vc)를 측정하는 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110);와, 상기 각각의 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)에 연결되며, 측정된 상기 속도 벡터(Vm,Vc)를 이용하여 상기 보행자(m)와 차량(c)의 예상 경로를 계산하여 예측하여 충돌 발생 가능성을 판단하고, 충돌이 발생할 것으로 예상되는 경우 신호등 제어부(130)에 경고 신호를 전달하는 주제어부(120);와, 상기 주제어부(120)에 연결되어 전달받은 상기 경고 신호에 따라 상기 신호등(140)을 통하여 경고 점등을 하도록 제어하는 신호등 제어부(130); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신호등 제어부(130)에 연결되며, 상기 경고 신호에 따라 경고음을 발생시키는 경보음 발생 장치(150); 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주제어부(120)는, 측정된 보행자(m)와 차량(c)의 각각의 위치가 일치하는 상태가 소정 시간이상 지속되는 경우 사고가 발생한 것으로 판단하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주제어부(120)에 연결되며 인터넷 망을 통하여 교통 정보 서버(170)와 연결되는 인터페이스(160); 를 더 포함하고, 상기 주제어부(120)는 사고가 발샌한 것으로 판단되는 경우 상기 인터페이스(160)를 통하여 상기 교통 정보 서버(170)에 사고발생 사실과 사고 발생 위치를 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하는 경우, 주변 기상 상황 등에 영향을 받지 않으며, 탐사 대상의 크기, 형상 및 위치를 정확하게 탐지할 수 있는 초광대역 레이더(UWB RADAR)를 이용하여, 차량 및 보행자의 위치뿐만이 아니라 이동 속도 벡터까지 함께 탐지하여 이동 경로를 실시간으로 예측한 후, 충돌 가능성이 있는 것으로 판단되는 경우 사전에 경보 신호를 제공하여, 사고 발생 가능성을 미연에 경고할 수 있는 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.

또한, 사고 발생여부도 함께 판단할 수 있어 즉각적으로 이를 교통 정보 서버 등에 통지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1: 본 발명의 일 실시예에 의한 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템의 설치 구성을 나타내는 모식도.
도 2: 본 발명의 일 실시예에 의한 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템의 구성을 나타내는 모식도.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템의 충돌 발생 가능성을 판단하는 과정을 나타내는 모식도.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템의 작동을 나타내는 흐름도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 발명의 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템은 크게 도 1에 나타낸 것과 같이, 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110), 주제어부(110), 신호등 제어부(130) 및 신호등(140)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

먼저, 초광대역 레이더(UWB RARAR)(110)에 관하여 설명한다. 상기 초광대역 레이더(UWB RARAR)(110)는 수MHz - 수GHz 범위의고주파의 신호를 방사시킨 후 목표물의 탐지 및 위치를 파악하는 탐사 장치의 일종으로, 넓은 주파수 대역폭을 활용할 수 있기 때문에 다양한 매질에 대한 탐사가 가능하며, 기상 상태 또는 주변 상태황의 변화에도 불구하고 높은 해상도로 정밀하게 대상물의 탐지가 가능한 레이더이다. 또한, 대상물의 위치는 물론, 그 크기 및 형상까지에 대하여 실시간으로 고분해능의 탐지 데이터를 획득하는 것이 가능하다.

통상적으로, 상기 초광대역 레이더(UWB RARAR)(110)는 수㎒ 내지 수 ㎓ 범위의 고주파 신호를 방사하는 신호 송신부와, 측정 대상물에 따라 반사되는 상기 고주파 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 신호 수신부에서 수신된 신호를 처리하여 상기 측정 대상물의 특성 데이터로 변환하는 신호 처리부를 포함하여 구성된다.

본 발명의 상기 초광대역 레이더(UWB RARAR)(110)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 신호등(140)에 하나 이상 설치되며, 하나 이상의 보행자(m)와 하나 이상의 차량(c)의 각각의 위치 및 속도 벡터(Vm,Vc)를 측정한다. 이 경우, 상기 초광대역 레이더(UWB RARAR)(110)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 측정 범위에 사각(死角)이 존재하지 않도록 배열되어 설치되는 것이 바람직하다. 한편, 앞서 설명한 것과 같이 상기 초광대역 레이더(UWB RARAR)(110)를 이용한 측정의 특징상 고해도의 정밀한 형상 및 위치의 측정이 가능하므로, 측정 대상이 보행자(m) 인지 차량(c)인지 구분하여 판단하는 탐지 대샹 구분 단계(S2)를 정확하고도 손쉽게 수행하는 것이 가능하며, 실시간으로 짧은 시간 간격을 두고 하나 이상의 보행자(m) 또는 하나 이상의 차량(c)의 각각의 위치를 추적하여 측정하여, 하나 이상의 보행자(m) 또는 하나 이상의 차량(c)의 각각의 속도 벡터(Vm,Vc) 역시 정확하게 측정하여 추출 는 것이 가능하다.

다음으로, 주제어부(120)에 관하여 설명한다. 상기 주제어부(120)는 도 2 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 각각의 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)에 연결되며, 측정된 상기 속도 벡터(Vm,Vc)를 이용하여 상기 보행자(m)와 차량(c)의 예상 경로를 계산하여 예측하여 충돌 발생 가능성을 판단(S5)하는 기능을 가진다. 즉, 도 3 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 측정된 상기 속도 벡터(Vm,Vc)를 이용하여 상기 보행자(m)와 차량(c)의 각각의 예상 경로(AVM,AVC)를 계산하여 예측 한후, 상기 각각의 예상 경로(AVM,AVC)가 소정의 근접한 시간대에 중첩(A)되는 경우, 충돌 발생 가능성이 있는 것으로 판단하게 된다. 이와 같이 충돌이 발생할 것으로 예상되는 경우, 상기 주제어부(120)는 도 4에 나타낸 것과 같이 신호등 제어부(130)에 경고 신호를 전달한다.

다음으로, 신호등 제어부(130)에 관하여 설명한다. 상기 신호등 제어부(130)는 도 2 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 주제어부(120)에 연결되어 전달받은 상기 경고 신호에 따라 상기 신호등(140)을 통하여 경고 점등을 하도록 제어하는 기능을 가진다. 이 경우, 상기 신호등(140)을 통하여 표현되는 경고 점등은, 붉은 신호등의 전멸 또는 전체 신호등의 점멸과 같이 차량의 운전자 도는 보행자에게 즉각적으로 인지될 수 있는 신호인 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템(100)은 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 신호등 제어부(130)에 연결되며, 상기 경고 신호에 따라 경고음을 발생시키는 경보음 발생 장치(150)를 더 포함하도록 하여, 청각적인 경고 신호의 전달도 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 단순한 사고 발생 가능성의 판단 및 이에 따른 경고 기능에 더하여, 실제로 사고가 발생한 경우 이를 즉각적으로 판단하고 전달할 수 있도록, 상기 주제어부(120)는, 측정된 보행자(m)와 차량(c)의 각각의 위치가 일치하는 상태가 소정 시간이상 지속되는 경우 사고가 발생한 것으로 판단하는 기능을 더 수행하도록 하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 주제어부(120)에 연결되며 인터넷 망을 통하여 교통 정보 서버(170)와 연결되는 인터페이스(160)를 더 포함하고, 상기 주제어부(120)는 사고가 발샌한 것으로 판단되는 경우 상기 인터페이스(160)를 통하여 상기 교통 정보 서버(170)에 사고발생 사실과 사고 발생 위치를 전달하도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

m: 보행자 c: 차량
100: 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템
110: 초광대역 레이더(UWB RADAR)
120: 주제어부
130: 신호등 제어부
140: 신호등
150: 경보음 발생장치
160: 통신 인터페이스
170: 교통 정보 서버

Claims (4)

1. 도로에 설치된 신호등(140)에 설치되는 안전사고 감지 시스템에 있어서,
   상기 신호등(140)에 하나 이상 설치되며, 하나 이상의 보행자(m)와 하나 이상의 차량(c)의 각각의 위치 및 속도 벡터(Vm,Vc)를 측정하는 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110);
   상기 각각의 초광대역 레이더(UWB RADAR)(110)에 연결되며, 측정된 상기 속도 벡터(Vm,Vc)를 이용하여 상기 보행자(m)와 차량(c)의 예상 경로를 계산하여 예측하여 충돌 발생 가능성을 판단하고, 충돌이 발생할 것으로 예상되는 경우 신호등 제어부(130)에 경고 신호를 전달하는 주제어부(120);
   상기 주제어부(120)에 연결되어 전달받은 상기 경고 신호에 따라 상기 신호등(140)을 통하여 경고 점등을 하도록 제어하는 신호등 제어부(130); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템(100).
   
2. 청구항 제 1항에 있어서,
   상기 신호등 제어부(130)에 연결되며, 상기 경고 신호에 따라 경고음을 발생시키는 경보음 발생 장치(150); 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템(100).
   
3. 청구항 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 주제어부(120)는,
   측정된 보행자(m)와 차량(c)의 각각의 위치가 일치하는 상태가 소정 시간이상 지속되는 경우 사고가 발생한 것으로 판단하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템(100).
   
4. 청구항 제 3항에 있어서,
   상기 주제어부(120)에 연결되며 인터넷 망을 통하여 교통 정보 서버(170)와 연결되는 인터페이스(160); 를 더 포함하고,
   상기 주제어부(120)는 사고가 발샌한 것으로 판단되는 경우 상기 인터페이스(160)를 통하여 상기 교통 정보 서버(170)에 사고발생 사실과 사고 발생 위치를 전달하는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더를 이용한 신호등 안전사고 감지 시스템(100).
   
   

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