KR20170100015A - 차량용 표지판 식별 시스템 - Google Patents

차량용 표지판 식별 시스템 Download PDF

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KR20170100015A
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마이클 알 듀오스
토드 에이 발렌
트래비스 엘 포츠
제임스 하워드
토마스 제이 달린
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

도로 상의 안전을 향상시키고 운전자 또는 차량이 자율 또는 반자율의 경우에는 차량 자체가 도로 표지판, 도로 및 인접 도로 정보에 대해 판독가능하고 유용한 정보를 갖도록 허용하는 식별 시스템이 개시된다. 개시된 식별 시스템은 정보를 차량에 제공하기 위해 차량 정보 시스템에 의해 판독될 수 있는 마커 통신 정보를 갖는 마커를 포함한다. 마커 통신 정보가 전달할 수 있는 정보는 차량 정보 시스템으로 하여금 중요한 도로 표지판, 도로 정보 및 인접 도로 정보를 검출 또는 인식하거나, 또는 검출 및 인식 둘 모두를 하게 허용할 것이다. 이어서 차량 정보 시스템은 마커 통신 정보로부터 수신된 정보에 응답할 수 있다.

Description

차량용 표지판 식별 시스템
본 발명은 식별 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 표지판(sign) 검출 또는 표지판 인식 또는 그 양쪽 모두를 보조할 수 있는 마커(marker)를 포함하는, 차량에 사용하기 위한 식별 시스템에 관한 것이다.
도로 표지판은 크기, 형상, 이미지 및 운전자에게 전달하고자 하는 단어에 있어서 다양하다. 예를 들어, 많은 표지판들이 유사한 외곽 형상을 가지고 있으나 상이한 메시지나 이미지를 전달한다. 화살표와 같은 표지판 상의 이미지들은 표지판 상의 다른 특징부들에 따라 상이한 의미를 전달할 수 있다. 예를 들어, 화살표가 있는 표지판이 "일방통행(one way)" 도로를 나타내는 반면, 비슷한 크기와 색상의 화살표가 있는 표지판이 목적지의 방향을 나타낼 수 있다. 안전한 차량 운행을 위해 중요한 정보를 제공하는 기능을 갖는 중요한 도로 표지판을 유사한 형상들을 가진 광범위한 표지판들로부터 식별하고 구별하는 것이 어려울 수 있다.
이용가능한 전자 및 통신 능력들이 도로 표지판과 차량 간의 식별 및 통신을 도울 수 있다. 특히 카메라 기반 시각 시스템은 새로운 차량에서 보편화되고 있다. 그러나 현재 시각 시스템은 전형적으로 넓은 범위의 고속도로 표지판을 정확하게 판독하는데 어려움이 있다. 예를 들어, 논의된 바와 같이, 판독기는 화살표를 식별할 수 있지만, 화살표가 "일방통행" 표지판인지 또는 목적지에 대한 방향을 나타내는지 여부를 식별하는 문맥을 정확하게 구별하지 못할 수 있다. 중요한 도로 표지판, 도로 정보 및 인접 도로 정보를 보다 정확히 검출 또는 인식하거나, 또는 검출 및 인식 둘 모두를 하기 위한 개선된 식별 시스템이 필요하다.
도로 상의 안전을 향상시키고 운전자 또는 (차량이 자율 또는 반자율의 경우) 차량 자체가 도로 표지판, 도로 및 인접 도로 정보에 대해 판독가능하고 유용한 정보를 갖도록 허용하는 식별 시스템이 개시된다. 개시된 식별 시스템은 정보를 차량에 제공하기 위해 차량 정보 시스템에 의해 판독될 수 있는 마커 통신 정보를 갖는 마커를 포함한다. 마커 통신 정보가 통신할 수 있는 정보는 차량 정보 시스템으로 하여금 중요한 도로 표지판, 도로 정보 및 인접 도로 정보를 검출 또는 인식하거나, 또는 검출 및 인식 둘 모두를 하게 허용할 것이다. 이어서 차량 정보 시스템은 마커 통신 정보로부터 수신된 정보에 응답할 수 있다.
일 실시예에서, 식별 시스템은 마커 통신 정보를 갖는 마커, 및 마커 통신 정보를 판독하기 위한 판독기 및 마커 통신 정보를 출력 정보로 변환하는 프로세서를 포함하는, 차량 상의 차량 정보 시스템을 포함한다.
일 실시예에서, 차량에 정보를 송신하기 위한 마커는 정적(static) 정보인 마커 통신 정보를 포함하며, 마커 통신 정보는 차량의 차량 정보 시스템 상의 판독기 및 마커 통신 정보를 출력 정보로 변환할 수 있는 프로세서에 송신된다.
일 실시예에서, 차량 정보 시스템은 판독기 및 프로세서를 포함한다. 판독기는 마커로부터 마커 통신 정보를 수신할 수 있다. 프로세서는 마커 통신 정보를 출력 정보로 변환할 수 있다.
일 실시예에서, 표지판과 차량 사이의 식별 시스템은 표지판 통신 정보를 갖는 표지판, 표지판에 대해 미리결정된 위치에 있는 마커 - 마커는 광학 통신을 포함하는 마커 통신 정보를 포함함 -, 마커로 광을 송신하는 광원, 광학 통신을 판독하는 판독기 및 광학 통신을 출력 정보로 변환하는 프로세서를 포함하는 차량 정보 시스템을 포함한다. 마커의 광학 통신은 광원으로부터 재귀반사된 광이다. 출력 정보는 표지판의 존재의 검출 또는 표지판 통신 정보의 인식 중 적어도 하나이다.
일 실시예에서, 표지판 통신 정보를 갖는 표지판을 위한 마커는 재귀반사성 시트 및 재귀반사성 시트로부터 반사된 광인 광학 통신을 포함하는 마커 통신 정보를 포함한다. 마커는 표지판에 대해 미리결정된 위치에 있다. 마커 통신 정보는 표지판의 위치 및 표지판 통신 정보에 관한 정보를 통신한다.
일반적으로, 표지판 통신 정보는 도로 사용자에게 정보를 제공하고자 의도된 임의의 텍스트 또는 그래픽 또는 이들의 조합일 수 있다. 광학 통신은 가시적 또는 비가시적 파장을 사용하여 판독된 패턴(예를 들어, 기계-판독가능 텍스트, 그래픽, 표지(indicia), 패턴, 형상, 또는 바코드 또는 QR 코드와 같은 코드)에 기반하는 통신뿐만 아니라, 주파수, 파장, 편광 또는 펄스 진폭을 포함하는 진폭과 같은 속성의 변화 또는 패턴에 기반하는 통신을 포함한다.
기술된 실시예들 중 어느 하나의 실시예에서, 식별 시스템은 다음 중 임의의 하나를 더 포함한다:
Figure pct00001
표지판 통신 정보를 갖는 표지판.
Figure pct00002
출력 정보는 표지판의 존재의 검출 또는 표지판 통신 정보의 인식 중 적어도 하나임.
Figure pct00003
마커는 표지판에 대해 미리결정된 위치에 있음.
Figure pct00004
마커는 표지판에 부착됨.
Figure pct00005
마커는 표지판에 접착식으로 장착됨.
Figure pct00006
마커는 표지판 내에 매립됨.
Figure pct00007
마커는 표지판으로부터 분리되어 있는 것으로서, 이동하는 차량의 방향에 대해 표지판에 선행함.
Figure pct00008
출력 정보는 표지판과의 거리임.
Figure pct00009
마커 통신 정보는 정적 정보임.
Figure pct00010
정적 정보는 코드임.
Figure pct00011
정적 정보는 광학 이미지임.
Figure pct00012
정적 정보는 전자 신호임.
Figure pct00013
마커는 수동 통신 디바이스를 포함함.
Figure pct00014
마커에 광을 송신하기 위한 광원.
Figure pct00015
마커 통신 정보는 광학 통신을 포함함.
Figure pct00016
마커 통신 정보는 재귀반사된 광을 포함함.
Figure pct00017
마커 통신 정보는 특정 파장의 반사된 광을 포함함.
Figure pct00018
마커 통신 정보는 적외선(IR) 또는 근적외선(near-IR) 광을 포함함.
Figure pct00019
마커는 재귀반사성 필름을 포함함.
Figure pct00020
재귀반사성 필름은 광원으로부터의 광을 판독기에 대해 특정 각도로 반사함.
Figure pct00021
마커는 다층 광학 필름을 포함함.
Figure pct00022
다층 광학 필름은 광원의 하나 이상의 특정 파장을 판독기로부터 멀어지게 반사함.
Figure pct00023
다층 광학 필름은 광원의 적외선 또는 근적외선 파장을 판독기로부터 멀어지게 반사함.
Figure pct00024
다층 광학 필름은 코드를 포함함.
Figure pct00025
코드는 바코드 또는 QR 코드임.
Figure pct00026
마커는 판독기가 볼 수 있는 파장-특정 잉크를 포함함.
Figure pct00027
마커는 에너지 소스를 갖는 능동 통신 디바이스를 포함함.
Figure pct00028
마커 통신 정보는 전자 신호를 포함함.
Figure pct00029
전자 신호는 펄스 발광 다이오드 신호, 청각 신호, 무선 신호 중 하나를 포함함.
Figure pct00030
마커 통신 정보는 포지션(position) 정보를 포함함.
Figure pct00031
차량 정보 시스템은 광원을 더 포함함.
Figure pct00032
광원은 특정 범위의 파장에서 광을 방출함.
Figure pct00033
광원으로부터 방출되는 광의 특정 범위의 파장은 사람의 눈에 가시적인 파장의 범위 밖에 있음.
Figure pct00034
광원으로부터 방출되는 광의 특정 범위의 파장은 근적외선임.
Figure pct00035
마커는 미리결정된 형상, 색 또는 재귀반사성 속성을 포함함.
Figure pct00036
마커는 미리결정된 재귀반사성 발산 프로파일 또는 재귀반사된 광의 편광 변화를 포함함.
Figure pct00037
차량 정보 시스템은 수신되는 마커 통신 정보로부터 마커를 식별함.
Figure pct00038
판독기는 특정 범위의 파장에서 마커 통신 정보를 수신함.
Figure pct00039
마커 통신 정보의 특정 범위의 파장은 사람의 눈에 가시적인 파장의 범위 밖에 있음.
Figure pct00040
마커 통신 정보의 특정 범위의 파장은 적외선 또는 근적외선임.
Figure pct00041
차량 정보 시스템의 판독기는 마커 통신 정보를 수신하기 위한 렌즈를 포함함.
Figure pct00042
차량 정보 시스템의 판독기는 마커 통신 정보를 수신하기 위한 렌즈를 갖는 카메라를 포함함.
Figure pct00043
차량 정보 시스템의 판독기는 마커로부터 전자 신호를 수신함.
Figure pct00044
차량 정보 시스템의 판독기는 청각 신호를 수신함.
Figure pct00045
차량 정보 시스템의 판독기는 무선 신호를 수신함.
Figure pct00046
차량 정보 시스템의 판독기는 광원으로부터 신호를 수신함.
Figure pct00047
차량 정보 시스템의 판독기는 광원으로부터 적어도 부분적으로 재귀반사된 광인 광학 통신을 수신함.
Figure pct00048
프로세서는 인터넷 기반 정보 저장 시스템과 통신함.
Figure pct00049
인터넷 기반 정보 저장 시스템은 마커 통신 정보를 수신하고 포괄적인 정보를 프로세서에 제공함.
Figure pct00050
포괄적인 정보는 표지판 통신 정보, 지리적 배치 정보, 기상 정보, 교통 정보, 지역 비즈니스 정보, 뉴스 정보, 또는 인접 배치된 고정물들을 포함함.
Figure pct00051
인접 배치된 고정물들은 차량, 식당, 사업장으로 이루어진 군으로부터 선택됨.
Figure pct00052
마커 통신은 표지판 통신에 관한 정보를 포함함.
Figure pct00053
출력 정보는 차량의 동작을 제어하는데 사용됨.
Figure pct00054
출력 정보는 표지판의 존재의 검출 및 표지판 통신 정보의 인식임.
도 1은 식별 시스템의 일 실시예의 평면도이다.
상기 식별된 도면 및 형상이 본 발명의 실시예들을 기술하지만, 다른 실시예들이 또한 논의에서 언급되는 바와 같이 고려된다. 모든 경우에, 본 개시 내용은 설명을 위해 발명을 묘사하는 것이지 제한을 위한 것은 아니다. 많은 다른 수정예 및 실시예가 당업자에 의해 고안될 수 있고, 이는 본 발명의 범주 및 사상 내에 있음을 이해해야 한다. 도면들은 축척대로 그려지지 않을 수 있다.
식별 시스템(100)은 차량 정보 시스템에 의해 판독될 수 있는 마커 통신 정보를 포함하는 마커(300)를 포함한다. 도 1은 차량(600)이 화살표 방향으로 주행하고 있는 도로(700)의 평면도이다. 도로에 인접하여 마커 통신 정보를 포함하는 마커(300)가 있다. 또한, "멈춤(STOP)" 또는 우회전 화살표와 같은 표지판 통신 정보를 포함하는 표지판(200)이 도 1에 예시된다. 일 실시예에서, 마커 통신 정보는 표지판 통신 정보에 관한 정보를 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 마커 통신 정보는 중요한 도로 표지판, 도로 정보 및 인접 도로 정보에 관한 정보를 통신할 수 있다. 차량(600) 상에는 마커 통신 정보를 판독하고 처리하기 위한 차량 정보 시스템(400)이 있다.
차량의 판독기가 보다 쉽게 판독할 수 있는 정보를 포함하고자 기존 도로 표지판을 완전히 재설계하는 것은 많은 비용과 시간을 소모할 것이다. 따라서, 개시된 식별 시스템(100)은 마커 통신 정보를 별개로 포함하는 마커(300)를 포함한다. 일 실시예에서, 마커(300)는 표지판(200) 또는 표지판을 유지하는 포스트에 부착될 수 있다. 예를 들어, 마커(300)는 표지판(200)의 최초 구성 동안 부착될 수 있거나, 이미 완성된 기존 표지판(200)에 개별적으로 부착될 수 있다. 표지판(200)의 최초 구성 동안 부착되는 경우, 마커(300)는 표지판(200) 내에 매립될 수 있다. 완성된 표지판(200)에 부착되는 경우, 마커(300)는 표지판(200)에 접착식으로 고정될 수 있다. 식별 시스템(100)이 마커(300)의 마커 통신 정보의 광학적 식별에 의존하는 경우, 마커(300)는 표지판(200)의 보이는 표면이나 보이는 부분에 부착된다.
일 실시예에서, 마커(300)는 표지판(200)의 임의의 부분에 부착 또는 연결되지 않는다. 대신에, 마커(300)는 도로(700) 근처에 위치된다. 식별 시스템(100)이 마커(300)의 마커 통신 정보의 광학적 식별에 의존하는 경우, 마커(300)는 도로(700) 근처의 보이는 위치에 배치된다. 마커(300) 자체는 표지판처럼 보일 수 있다. 마커(300)는 그 자신의 포스트 상에, 다른 도로 고정물, 인접한 고정물 또는 지하 매설물에 고정될 수 있다.
차량 정보 시스템(400)에 부가적인 데이터를 제공하기 위해, 일 실시예에서, 마커(300)는 표지판(200)에 대해 미리결정된 위치에 있다. 일 실시예에서, 마커(300)는 표지판 상에 위치된다. 전형적으로, 마커(300)가 표지판(200)으로부터 분리되어 있는 경우, 마커(300)는 도 1에 예시된 바와 같이, 이동하는 차량의 방향에 대해 표지판(200)에 선행할 것이다. 마커(300)는 또한 표지판(200)으로부터 변위되어 있되 표지판 포스트 또는 다른 지지 구조물 상에 위치될 수 있다. 마커(300)가 멈춤 표지판과 같은 표지판(200)에 대해 미리결정된 위치에 있는 경우에, 차량 정보 시스템(400)은 표지판 전에 정지하는 시간 또는 자동차가 표지판 후에 돌려야 하는 방향과 같은 사항들을 계산하기 위해, 임의의 다른 입력과 함께 표지판(200)에 대한 마커(300)의 위치 정보를 사용할 수 있다.
마커(300)는 마커 통신 정보를 포함한다. 마커 통신 정보는 마커(300)가 차량 정보 시스템(400)에 통신하는 정보로서, 차량 정보 시스템은 마커 통신 정보를 판독하고 처리한다(차량 정보 시스템(400)의 세부사항은 후술됨).
일 실시예에서, 마커(300)는 수동 통신 디바이스를 더 포함한다. 수동 통신 디바이스는 판독될 수 있는 마커 통신 정보를 포함하는 디바이스이고, 마커 통신 정보는 변하지 않는다. 따라서, 이러한 실시예에서, 마커 통신 정보는 변하지 않는 정보, 즉 정적 정보를 포함한다. 일 실시예에서, 정적 정보는 예를 들어, 기계-판독가능 텍스트, 그래픽, 표지, 패턴, 형상, 또는 바 코드 또는 QR 코드와 같은 코드와 같은 광학 통신을 포함한다.
마커 기능성에 따라, 마커(300)는 배터리, 태양 전지 패널 또는 전기 접속부와 같은 요소들로부터 제공될 수 있는 전원을 필요로 할 수 있다. 전력 소모 또는 배터리 모니터링 및 변경에 필요한 수요를 제한하기 위해, 바람직한 마커 (300)는 외부 전원 없이 기능한다.
마커 통신 정보가 광학 통신을 포함하는 실시예들에서, 광학 통신은 마커를 조명하는 소스로부터 반사된 광일 수 있다. 광을 반사하기 위해, 마커(300)는 반사성 및/또는 재귀반사성 재료를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "반사성"이라는 용어는 마커의 표면 법선에 대해 측정된 동일한 각도로 비스듬하게 입사되는 광선을 반사하는 속성을 지칭하며, 입사 및 반사된 광선 및 표면 법선은 동일 평면 상에 있다(경면 반사로도 칭함). 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "재귀반사성"이라는 용어는 비스듬히 입사하는 광선을, 광선이 광원 또는 광원의 바로 주변으로 복귀하도록, 그의 입사 방향에 대해 역평행한 방향으로 반사하거나 거의 그렇게 하는 속성을 지칭한다. 입사 방향은 전형적으로 표지판 또는 마커의 표면 법선으로부터 입사각만큼 각 변위된다(angularly displaced). 바람직하게는, 복귀 광은 소스로부터 변위된 검출기(예컨대, 차량 헤드 라이트에 대해 변위된 사람의 눈)에 의해 판독될 수 있도록, 그의 입사 방향으로부터 관측 각만큼 각 변위된다. 입사 및 관측 각 둘 모두는 표지판 또는 마커에 대한 차량 포지션의 함수로서 변동된다. 2가지 공지된 유형의 재귀반사성 시트는 미소구체 기반(microsphere-based) 시트 및 큐브 코너(cube corner) 시트(흔히, 프리즘형 시트로 지칭됨)이다. 흔히 "비드형" 시트로 지칭되는 미소구체 기반 시트는 입사 광을 재귀반사하도록 전형적으로 결합제 층 내에 적어도 부분적으로 매립되며 연관된 경면 또는 확산 반사 재료(예컨대, 안료 입자, 금속 박편(flake), 증기 코트)를 갖는 다수의 미소구체를 이용한다. 예시적인 예가, 예를 들어, 미국 특허 제3,190,178(맥켄지(McKenzie)), 제4,025,159호(맥그래스(McGrath)), 및 제5,066,098호(쿨트(Kult))에 설명되어 있다. 흔히 "프리즘형" 시트로 지칭되는 큐브 코너 재귀반사성 시트는 실질적으로 평면인 전방 표면 및 복수의 큐브 코너 요소를 포함하는 구조화된 후방 표면을 전형적으로 갖는 본체부를 포함한다. 각각의 큐브 코너 요소는 대략 상호 수직인 3개의 광학 면을 포함한다. 예시적인 예가, 예를 들어, 미국 특허 제1,591,572호(스팀슨(Stimson)), 제4,588,258호(후프만(Hoopman)), 제4,775,219호(애플던(Appledorn) 등), 제5,138,488호(스체치(Szczech)), 및 제7,261,426호(스미스(Smith) 등)에 설명되어 있다. 밀봉 층이 개별 큐브 코너로부터 오염물을 제거하기 위해 구조화된 표면에 적용될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,450,235호(스미스 등)에 기술된 것과 같은 가요성 큐브 코너 시트가 본 출원의 실시예 또는 구현예에 포함될 수도 있다. 본 출원과 관련하여 사용하기 위한 재귀반사성 시트는, 예를 들어, 무광택 또는 광택성일 수 있다.
재귀반사성 필름은 예를 들어 입사 또는 관측 각의 함수로서 상이한 광학 통신을 송신하는 광을 재귀반사하는 방식으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 재귀반사성 마커(300)로부터 300 미터 떨어진 차량(600)은 차량 정보 시스템(400)에 제1 광학 신호를 제공하는 광을 재귀반사할 수 있지만, 재귀반사성 마커(300)로부터 20 미터 떨어진 차량(600)은 차량 정보 시스템(400)에 제2 광학 신호를 제공하는 광을 재귀반사할 수 있다. 예를 들어, 마커(300)로서 사용되는 재귀반사성 필름에 대해, 판독기(420)가 차량 정보 시스템(400)의 광원(410)으로부터 0.35 미터에 있는 경우, 관측 각은 200 미터에서 0.1도이고 20 미터에서 1.0도이다.
일부 실시예에서, 마커 통신 정보의 반사된 광은 특정 파장의 광일 수 있다. 예를 들어, 마커 통신 정보는 적외선 또는 근적외선 광을 포함할 수 있다. 적외선 또는 근적외선 광학 통신은 가시 광 스펙트럼에서 현저하게 보이지 않을 것이고, 따라서 차량(600)의 운전자에게 시각적 산만을 유발하지 않을 것이다.
마커 통신 정보가 특정 파장의 광인 광학 통신을 포함하는 실시예에서, 마커(300)는 반사된 광을 제어하기 위한 층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마커(300)는 반사된 광을 제어하기 위해 다층 광학 필름을 포함한다. 일 실시예에서, 마커(300)는 파장-특정 잉크를 포함한다.
예를 들어, 마커(300)는 하나 이상의 가시적으로 투명한 근적외선 반사 다층 광학 필름이 재귀반사성 시트에 영구적 또는 임시적으로 부착되는 것을 포함할 수 있다. 이러한 부착은 예를 들어 접착제의 사용에 의해 발생할 수 있다. 마커(300) 상에 가시적으로 투명한 근적외선 반사 다층 광학 필름의 영역을 사용하는 것은 마커(300) 상에 입사하는 근적외선 광과 같은 특정 파장의 광을 그렇지 않으면 재귀반사성인 광 경로로부터 반사되도록 유발하여, 보았을 때 다층 광학 필름이 없는 마커(300) 상의 인접 영역에 비해 고 콘트라스트(contrast)의 영역을 생성한다. 특정 파장은 마커 통신 정보를 판독할 차량 정보 시스템(400)으로부터 멀어지게 반사된다. 다층 광학 필름은, 효과적으로, 파장 스펙트럼의 가시적인 부분과 같은 상이한 파장 영역들에서 높은 투과율을 갖는 파장-특정 반사 거울이다. 한편, 마커(300) 상의 이미지/그래픽/표지/패턴은 가시광으로 보았을 때 다층 광학 필름(들)의 존재에 의해 대체로 영향을 받지 않고 유지된다. 가시적으로 투명한 파장-특정 반사 다층 광학 필름(들)은 파장 스펙트럼의 가시적인 부분에서 현저하게 보이지 않기 때문에, 다층 광학 필름(들)을 사용하여 생성된 이미지/그래픽/표지/패턴은 파장 스펙트럼의 가시적인 부분에서 사람 눈에 가시적이지 않으며, 운전자에게 시각적 산만을 유발하지 않는다.
임의의 특정 구현예에 대해 선택되는 다층 광학 필름은 원하는 광학적, 구조적, 및 내구성 특징에 의존할 것이다. 이와 같이, 바람직한 다층 광학 필름은 의도된 응용에 기초하여 변할 것이다. 일부 예시적인 다층 광학 필름은 예를 들어, 미국 특허 제6,024,455호 및 PCT 공개 WO 95/17692호에 기술되어 있다. 예시적인 상업적으로 입수가능한 다층 광학 필름은 예를 들어, 세인트폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)에 의해 모두 제조된 비쿠이트 클리어 카드 필터(Vikuiti Clear Card Filter), 솔러 리플렉티브 필름(Solar Reflective Film) 및 에스엠 857(SM 857)을 포함한다. 특정 다층 광학 필름의 반사 및 투과 스펙트럼은 다양한 축을 따른 개별 층들의 광학 두께에 부분적으로 의존하고, 프레넬(Fresnel) 계수에 의해 실질적으로 결정된다. 필름은 적절한 광학 두께의 선택에 의해 적외광, 가시광, 또는 자외광을 반사하도록 설계될 수 있다. 중합체 층들의 굴절률들 사이의 원하는 관계는 적절한 재료 및 적절한 처리 조건의 선택에 의해 달성될 수 있다.
대안적으로 또는 조합하여, 마커 통신 정보를 제공하는데 파장-특정 염료가 사용될 수 있다(예를 들어, 적외선 반사 또는 흡수 염료). 이러한 염료의 예시적인 설명은 예를 들어, 미국 공개 제2007/0082963호에서 찾을 수 있다. 상업적으로 이용가능한 적외선 반사 염료는 예를 들어 플로리다주 쥬니퍼 소재의 H.W. 샌즈 코포레이션(H.W. Sands Corporation) 및 미국 뉴저지주 뉴왁 소재의 에폴린 코포레이션(Epolin Corporation)에 의해 제조된 것들을 포함한다. 다층 광학 필름 사용, 특히 높은 가시광 투과율을 갖는 다층 광학 필름의 하나의 예시적인 이점은 근적외선 흡수 염료와 달리 착색 또는 색 변화가 대체로 회피되거나 최소화될 수 있는 것이다.
일 실시예에서, 마커(300)는 능동 통신 디바이스를 더 포함한다. 능동 통신 디바이스는 정보를 판독할 수 있는 디바이스로서, 판독될 수 있는 정보를 포함하는 디바이스이다. 능동 통신 디바이스에서 정보는 특정 상황에서 변경될 수 있다. 능동 통신 디바이스에서 마커 통신은 동적 정보를 포함한다. 일 실시예에서, 마커 통신 정보는 광학 신호, 오디오 신호, 전자 신호, 무선 신호 중 하나 이상을 포함하는 동적 정보이다. 일 실시예에서, 전자 신호는 펄스형 발광 다이오드 신호이다. 일 실시예에서, 능동 통신 디바이스에서 마커 통신은 예를 들어 차량-기반 GPS 포지션 정보를 보완할 수 있는 포지션 또는 위치 서비스 정보이다. 전형적으로 능동 통신 디바이스에는 배터리와 같은 에너지 소스가 있을 것이다.
일 실시예에서, 마커(300)는 마커 통신 정보를 제공하기 위한 하나 이상의 재료 또는 디바이스를 포함한다. 일 실시예에서, 마커(300)는 수동 통신 디바이스 및 능동 통신 디바이스 둘 모두를 포함한다. 일 실시예에서, 정적 정보 및 동적 정보 둘 모두가 마커 통신 정보로서 마커(300)로부터 차량 정보 시스템(400)으로 제공된다.
차량 정보 시스템(400)은 판독기(420) 및 프로세서(430)를 포함한다. 판독기는 마커 통신 정보를 검출할 수 있는 임의의 유형의 디바이스이다. 프로세서는 마커 통신 정보를 출력 정보로 변환할 수 있는 임의의 유형의 디바이스이다. 판독기(420)의 특정 양태들은 마커 통신 정보의 포맷에 기초하여 결정될 것이다. 일 실시예에서, 판독기(420)는 마커(300)로부터 광학 신호, 전자 신호, 청각 신호, 무선 주파수 신호 또는 인터넷 기반 신호 중 하나 이상을 수신할 수 있다.
차량 정보 시스템(400)이 마커 통신 정보를 판독하려면, 차량 정보 시스템(400)은 먼저 마커(300)를 식별할 필요가 있다. 일 실시예에서, 마커(300)는 특정 재귀반사성 발산 프로파일 또는 판독기(420) 및 프로세서(430)가 인식하도록 설계된 재귀반사된 광의 편광의 변화를 포함하는 미리결정된 형상, 미리결정된 색 또는 미리결정된 재귀반사성 속성을 포함한다. 미리결정된 색은 비-가시광 파장을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 차량 정보 시스템(400)은 마커 통신 정보를 판독하고 처리함으로써 수신되는 정보로부터 마커(300)를 식별한다. 일 실시예에서, 차량 정보 시스템(400)은 마커(300)의 형상, 색 또는 재귀반사성 속성과 같은 미리결정된 속성을 이미지 또는 문자 인식 소프트웨어를 이용해 매칭시킴으로써 마커(300)를 식별한다.
일 실시예에서, 차량 정보 시스템(400)의 판독기(420)는 마커 통신 정보를 수신하기 위한 카메라를 포함한다. 일 실시예에서, 차량 정보 시스템(400)의 판독기(420)는 마커 통신 정보를 수신하기 위한 렌즈를 갖는 카메라를 포함한다. 일 실시예에서, 차량 정보 시스템(400)의 판독기(420)는 마커 통신 정보를 수신하기 위한 렌즈 및 파장-감응적 필터를 갖는 카메라를 포함한다. 일 실시예에서, 판독기(420)는 사람의 눈에 가시적인 파장 범위 밖에 있을 수 있는 특정 범위의 파장에서 마커 통신 정보를 수신한다. 일 실시예에서, 판독기(420)에 의해 수신된 마커 통신 정보의 특정 범위의 파장은 적외선 또는 근적외선이다.
판독기(420)는 마커(300)의 마커 통신 정보의 기능성을 매칭시킬 것이다. 예를 들어, 마커 통신 정보가 광학 통신이면, 판독기(420)는 카메라 및 렌즈를 포함할 것이며; 마커 통신 정보가 특정 파장 범위 내의 광학 통신이면, 판독기(420)는 파장-특정 카메라 및 렌즈를 포함할 것이며; 마커 통신 정보가 무선 신호이면, 판독기(420)는 무선 판독기를 포함할 것이며; 마커 통신 정보가 RFID 신호인 경우, 판독기(420)는 RFID 판독기를 포함할 것이다. 마커 통신 정보는 하나 이상의 유형의 정보를 포함할 수 있고, 따라서 판독기(420)는 마커 통신 정보를 판독하기 위한 하나 이상의 능력을 가질 수 있는 것으로 이해된다.
광학 통신인 마커 통신 정보의 경우, 반사된 광을 판독기(420)에 제공하기 위해 주변 광이 광원으로서 사용될 수 있다. 그러나, 전형적으로 차량 정보 시스템(400)은 마커의 재귀반사성 속성의 특별한 이점을 취하기 위해 마커(300)에 광을 지향시키는 광원(410)을 포함한다. 일 실시예에서, 광원(410)은 마커(300)에 광을 방출한다. 일 실시예에서, 광원(410)은 특정 범위의 파장에서 마커(300)에 광을 방출한다. 일 실시예에서, 광원(410)으로부터 방출된 광의 특정 범위의 파장은 사람의 눈에 가시적인 파장의 범위 밖에 있다. 일 실시예에서, 광원으로부터 방출된 특정 범위의 파장의 광은 근적외선이다.
차량 정보 시스템(400)은 판독기(420)에 의해 수신된 마커 통신 정보를 해석하고 이를 출력 정보로 변환하기 위한 프로세서(430)를 포함한다. 프로세서(430)는 메모리와 같은 공통 컴퓨터 프로세서 요소를 포함한다. 일 실시예에서, 프로세서(430)는 마커 통신 정보를 해석하기 위한 소프트웨어 코드를 포함한다. 일 실시예에서, 프로세서(430)는 패턴 인식 또는 광학 문자 인식 소프트웨어를 포함한다. 프로세서(430)는 송신기 및 수신기를 제어하고, 차량 정보 시스템(400)으로부터 외부 장치로의 출력 정보와 같은 정보를 송신 및 수신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(430)는 출력 정보를 인터넷 기반 정보 저장 시스템에 송신할 수 있으며, 인터넷 기반 정보 저장 시스템은 출력 정보와 관련하여 포괄적인 정보를 프로세서(430)로 다시 송신한다.
차량 정보 시스템(400)은 마커(300)로부터 차량(600)으로의 마커 통신 정보를 수신한다. 일 실시예에서, 차량(600)은 마커 통신 정보를 판독하고 마커 통신을 출력 정보로서 처리하는 차량 정보 시스템(400)을 포함한다. 처리된 출력 정보는 운전자에게 시각 또는 청각 정보를 제공하거나, 차량(600)의 기능을 제어할 수 있다.
일부 실시예에서, GPS 또는 다른 포지션 정보와 같은 정보가 차량 정보 시스템(400)에 수신될 수 있으며, 이로 인해 특정 수신된 마커 통신 정보가 무관해질 수 있다. 예를 들어, 자동차가 주행하는 차선에 대한 정보는 일부 도로 표지판을 더 또는 덜 관련되게 만들 수 있다. 예를 들어, 차가 중앙 차선에서 주행하는 경우, "출구 전용(Exit Only)" 표지판은 관련이 없으며 차량 정보 시스템은 마커 통신 정보를 무시하도록 프로그래밍될 수 있다.
일 실시예에서, 차량 정보 시스템(400)은 광, 오디오, 전기 또는 무선과 같은 신호를 먼저 마커(300)에 보내는 광원(410)과 같은 송신 소스를 포함한다. 이어서, 차량 정보 시스템(400)은 반환된 마커 통신 정보를 판독하고 마커 통신을 출력 정보로서 처리한다.
마커(300)는 마커(300)로부터 차량(600)으로 마커 통신 정보를 송신하는 기능을 한다. 일 실시예에서, 마커(300)는 정보 시스템(400)의 판독기(420)에 의해 판독되어 운전자에게 시각 또는 청각 정보를 제공하거나 차량(600)의 기능을 제어할 수 있는 출력 정보로서 처리될 수 있는 광학 통신, 오디오 신호, 전기 신호, 무선 신호 및 인터넷 기반 신호 중 하나 이상을 송신한다. 일 실시예에서, 마커(300)는 차량 정보 시스템(400)으로부터 광, 오디오, 전기, 무선, 인터넷 기반과 같은 신호를 수신한다. 이어서, 마커(300)는 차량 정보 시스템(400)에 마커 통신 정보로 응답한다.
마커 통신 정보는 표지판 통신 정보, 다른 중요한 인접 도로 표지판, 도로 정보 또는 인접 도로 정보에 관한 정보를 차량 정보 시스템(400)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 차량 정보 시스템(400)에 저장된 정보로부터 출력 정보가 매칭됨으로써, 프로세서(430)에 의해 기능이 적용된다. 예를 들어, 마커 통신 정보는 100 미터 전방에 "멈춤" 표지판이 있다는 정보를 제공할 수 있다. 프로세서(430)는 "전방 멈춤(Stop Ahead)"이라고 운전자에게 말하는 오디오 메시지와 같은 임의의 수의 기능들에 매칭하거나, 프로세서(430)는 차량(600)의 제동을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 출력 정보는 인터넷 기반 정보 저장 시스템에 송신된다. 송신된 정보에 기초하여, 인터넷 기반 정보 저장 시스템은 지역 날씨, 지역 교통 상황, 인접 배치된 고정물(예컨대 차량, 주택, 레스토랑 또는 사업장) 및 다가오는 도로 표지판을 포함할 수 있는 포괄적인 정보를 차량 정보 시스템(400) 내의 프로세서(430)로 다시 송신할 수 있다. 예를 들어, 마커 통신 정보는 복호화(decipher)되는 코드로서, 인터넷 기반 스토리지 시스템에 대한 고정 IP 주소 또는 URL을 포함하는 코드일 수 있다. 프로세서(430)는 이러한 포괄적인 정보를 차량(600)의 운전자에게 통신할 수 있다. 프로세서(430)는 이러한 포괄적인 정보를 사용하여 차량(600)의 양태들을 제어할 수 있다.
예를 들어, 마커 통신 정보가 차량 정보 시스템(400) 내의 카메라에 의해 판독되는 광학 통신인 경우, 프로세서는 그 광학 통신을 위치 정보인 출력 정보로서 처리하고, 그 출력 정보를 인터넷 기반 정보 스토리지 시스템으로 송신할 수 있다. 위치 정보에 기초하여, 인터넷 기반 정보 저장 시스템은 지역 날씨, 지역 교통 상황, 인접 배치된 고정물(예컨대 차량, 주택, 레스토랑 또는 사업장) 및 다가오는 도로 표지판을 포함할 수 있는 포괄적인 정보를 차량 정보 시스템(400) 내의 프로세서(430)로 다시 송신할 수 있다. 프로세서(430)는 이러한 포괄적인 정보를 차량(600)의 운전자에게 통신할 수 있다. 프로세서(430)는 이러한 포괄적인 정보를 사용하여 차량(600)의 양태들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 인터넷 기반 정보 저장 시스템으로부터 프로세서(430)로 수신된 포괄적인 정보가 100 미터 내에 멈춤 표시가 있다는 것을 나타내면, 프로세서(430)는 차량(600)의 제동을 제어할 수 있다.
프로세서(430)는 또한 특정 마커를 식별하기 위한 포지션 정보를 수신하여 특정 마커로부터 수신된 마커 통신 정보는 인터넷 기반 정보 저장 시스템으로부터의 특정 정보에 연결될 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 마커 통신 정보가 근처 호텔과 관련된 정보인 공지된 위치에서 수신되면, 그 마커 통신 정보는 호텔에 대한 빈방 정보를 포함하도록 업데이트될 수 있다. 예를 들어, 마커 통신 정보가 공사 구역에 대해 수신된 경우, 그 위치에 대해 새로운 변경사항, 주의 메시지 또는 우회 경로들이 통신될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예들이 본 명세서에 도시되고 설명되었지만, 이 실시예들은 본 발명의 원리를 적용함에 있어 고안될 수 있는 많은 가능성 있는 특정 배열들을 단순히 예시하는 것임을 이해해야 한다. 수많은 다양한 다른 배열들이 당업자에 의해 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 이들 원리에 따라 안출될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 출원에 기술된 구성으로 제한되는 것이 아니라, 청구범위의 언어에 의해 기술된 구성 및 이들 구성의 등가물에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (36)

  1. 표지판(sign)과 차량 사이의 식별 시스템으로서,
    표지판 통신 정보를 갖는 표지판;
    상기 표지판에 대해 미리결정된 위치의 마커 - 상기 마커는 광학 통신을 포함하는 마커 통신 정보를 포함함 - ; 및
    상기 마커에 광을 송신하기 위한 광원, 상기 광학 통신을 판독하기 위한 판독기, 및 상기 광학 통신을 출력 정보로 변환하기 위한 프로세서를 포함하는 차량 정보 시스템을 포함하며,
    상기 마커의 상기 광학 통신은 상기 광원으로부터 재귀반사된 광이며;
    상기 출력 정보는 상기 표지판의 존재의 검출 또는 상기 표지판 통신 정보의 인식 중 적어도 하나인, 식별 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 표지판 통신 정보를 갖는 표지판을 더 포함하는 식별 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출력 정보는 (i) 상기 표지판의 존재의 검출; (ii) 상기 표지판 통신 정보의 인식; (iii) 상기 표지판까지의 거리; (iv) URL 코드; (v) 인터넷 기반 정보 저장 시스템으로부터 수신된 정보 중 적어도 하나인, 식별 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 상기 표지판에 부착되는, 식별 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 상기 표지판으로부터 분리된 것으로서, 이동하는 차량의 방향에 대해 상기 표지판을 선행하는, 식별 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커 통신 정보는 정적(static) 정보인, 식별 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정적 정보는 코드, 광학 이미지, 전자 신호 중 하나인, 식별 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 수동 통신 디바이스를 더 포함하는, 식별 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커에 광을 송신하기 위한 광원을 더 포함하는, 식별 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원으로부터 방출된 광은 사람의 눈에 가시적인 파장의 범위 밖에 있는, 식별 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원으로부터 방출된 광은 근적외선(near-IR)인, 식별 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커 통신 정보는 미리결정된 표지(indicia)인, 식별 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커 통신 정보는 재귀반사된 광을 포함하는, 식별 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커 통신 정보는 특정 파장의 반사된 광을 포함하는, 식별 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 상기 광원으로부터의 광을 상기 판독기에 대해 특정 각도로 반사하는 재귀반사성 필름을 포함하는, 식별 시스템.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 상기 광원의 하나 이상의 특정 파장을 상기 판독기로부터 멀어지게 반사하는 다층 광학 필름을 포함하는, 식별 시스템.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 상기 판독기가 볼 수 있는 파장-특정 잉크를 포함하는, 식별 시스템.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 에너지 소스를 갖는 능동 통신 디바이스를 더 포함하는, 식별 시스템.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커 통신 정보는 펄스 발광 다이오드 신호, 청각 신호, 무선 신호를 포함하는 전자 신호를 더 포함하는, 식별 시스템.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커 통신 정보는 포지션(position) 정보를 포함하는, 식별 시스템.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 미리결정된 형상, 색 또는 재귀반사성 속성을 포함하는, 식별 시스템.

  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 미리결정된 재귀반사성 발산 프로파일 또는 상기 재귀반사된 광의 편광 변화를 포함하는, 식별 시스템.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량 정보 시스템은 마커 통신 정보를 수신하여 이로부터 상기 마커를 식별하는, 식별 시스템.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 차량의 위치에 관한 위치 정보를 수신하고, 상기 위치 정보는 상기 프로세서로 하여금 특정 마커 통신 정보를 무시하게 하는, 식별 시스템.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판독기는 특정 범위의 파장에서 상기 마커 통신 정보를 수신하는, 식별 시스템.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커 통신 정보의 특정 범위의 파장은 사람의 눈에 가시적인 파장의 범위 밖에 있는, 식별 시스템.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량 정보 시스템의 판독기는 상기 마커로부터의 전자 신호, 상기 마커로부터의 청각 신호, 또는 상기 광원으로부터의 신호 중 적어도 하나를 더 수신하는, 식별 시스템.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량 정보 시스템의 판독기는 상기 광원으로부터 적어도 부분적으로 재귀반사된 광인 상기 광학 통신을 수신하는, 식별 시스템.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는 인터넷 기반 정보 저장 시스템과 통신하는, 식별 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 상기 인터넷 기반 정보 저장 시스템은 마커 통신 정보를 수신하고, 포괄적인 정보를 상기 프로세서에 제공하는, 식별 시스템.
  31. 제29항에 있어서, 상기 인터넷 기반 정보 저장 시스템은 수신된 마커 통신 정보와 관련된 포지션 정보를 수신하고, 상기 특정 마커에 대한 포괄적인 정보를 상기 프로세서에 제공하는, 식별 시스템.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서, 포괄적인 정보는 표지판 통신 정보, 지리적 배치 정보, 기상 정보, 지역 비즈니스 정보, 뉴스 정보, 교통 정보, 인접하게 위치한 고정물들을 포함하는, 식별 시스템.
  33. 제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터넷 기반 정보 저장 시스템으로부터 수신된 상기 포괄적인 정보는 특정 마커에 대한 동적 정보인, 식별 시스템.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 정보는 상기 차량의 동작을 제어하는데 사용되는, 식별 시스템.

  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 정보는 상기 표지판의 존재의 검출 및 상기 표지판 통신 정보의 인식인, 식별 시스템.
  36. 표지판 통신 정보를 갖는 표지판을 위한 마커로서,
    재귀반사성 시트; 및
    상기 재귀반사성 시트로부터 반사된 광인 광학 통신을 포함하는 마커 통신 정보를 포함하며,
    상기 마커는 상기 표지판에 대해 미리결정된 위치에 있고,
    상기 마커 통신 정보는 상기 표지판의 위치 및 상기 표지판 통신 정보에 대한 정보를 통신하는, 마커.
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