KR20170112107A - 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템 및 그 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡단보도 주변과 횡단보도 내의 물체를 감지하는 물체감지부; 상기 물체감지부의 감지된 감지신호를 수신하며, 수신된 감지신호에서 물체의 패턴 변화를 분석하여 보행자 여부를 판단하고, 보행자의 움직임과 방향을 판단하며, 보행자 판단 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 보행자의 보행속도 추정을 통해 예상보행시간을 산출함과 아울러, 예상보행시간동안 보행자 신호 및 차량 정지신호가 현시되도록 신호등을 제어하는 제어부;를 포함하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템에 관한 것이다.

Description

횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템 및 그 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법{Pedestrian auto detection system of crosswalk and method thereof}

본 발명은 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템 및 그 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 레이더를 이용하여 레이저 펄스의 반사파로 보행자 여부를 감지한 후 보행자의 이동 패턴을 분석하여 보행자가 횡단보도를 건너는 동안 신호등을 제어할 수 있는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템 및 그 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법에 관한 것이다.

국내 횡단보도 보행자 교통사고 현황에 의하면, 보행자 교통사고 사망자수는 2011년 1,998명으로 전체 교통사고 사망자의 38.2%에 이르며, 이중 노인의 교통사고 사망자수는 883명으로 전체 교통사고의 절반가량 차지한다고 한다.

특히 보행속도가 느려지고 판단 능력이 저하된 고령자들은 횡단보도 상에서 교통사고에 심각하게 노출되어 있으며, 고령화 사회에 대비한 교통체계 기반시설 미비한 실정이다.

한편, 기존에는 보행자 안전 대책으로 1990년대 이후 교통량이 적은 심야 시간대 점멸 신호를 확대 운영하고, 횡단보도의 푸쉬 버튼 형태의 보행자 작동 신호기가 설치되고 있으나, 야간 등 교통이 한산한 시간대에 점멸신호로 운영될 때 보행자 신호등이 소등되어 차량의 통행속도가 높은 곳에서 보행자 사고위험이 높은 문제가 있으며, 보행자 작동 신호기는 수동으로 작동해야 되다보니 불편하며, 대부분의 보행자들은 차량이 접근하지 않을 때에 무단 보행하는 경우가 잦아 더욱 사고위험에 노출되고 있다.

또한, 점멸신호로 운영되는 교차로에 보행자 작동 신호기를 설치하더라도 물체 접촉에 대한 보행자의 거부감, 장치 등의 잦은 고장도 주요 문제로 제기되고 있다.

따라서, 보행자의 안전과 원활한 차량 흐름을 동시에 고려하는 횡단보도 개발이 필요한 실정이다.

특히, 횡단보도 보행자의 보행속도 등 특성을 실시간으로 감지함으로써, 보행자의 보행 패턴을 고려한 교통신호제어기를 개발할 필요성이 있다.

전술한 사정을 감안하여 안출된 본 발명은, 레이저 레이더를 이용하여 레이저 펄스의 반사파로 보행자 여부를 감지하고, 보행자의 거리와 보행속도를 이용하여 예상보행시간을 산출하고, 보행자 횡단시 예상보행시간동안 신호등을 제어하고, 차량 운전자에게는 시각적 및 청각적으로 보행자를 인지시킬 수 있도록 된 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템 및 그 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.

본 발명의 목적은, 횡단보도 주변과 횡단보도 내의 물체를 감지하는 물체감지부; 상기 물체감지부의 감지된 감지신호를 수신하며, 수신된 감지신호에서 물체의 패턴 변화를 분석하여 보행자 여부를 판단하고, 보행자의 움직임과 방향을 판단하며, 보행자 판단 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 보행자의 보행속도 추정을 통해 예상보행시간을 산출함과 아울러, 예상보행시간동안 보행자 신호 및 차량 정지신호가 현시되도록 신호등을 제어하는 제어부;를 포함하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템을 제공하여 달성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 물체감지부는 레이저 펄스를 방사하고 반사된 레이저 값을 분석하여 물체의 위치 및 모양을 스캔하는 거울 굴절 시스템 방식의 레이저 레이더인 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 물체감지부의 감지신호로부터 보행자 여부 판단시, 물체감지부로부터 스캔되는 물체의 위치 및 모양을 분석하고, 분석된 값이 기설정된 보행자 기준값에 부합하는지를 이용하여 다른 물체와 구별되는 보행자인지 여부를 판단할 수 있는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 야간 시간대의 신호등이 황색 점멸등으로 표시되는 경우, 주간 시간대와 동일하게 보행자 감지 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 보행자의 보행속도 추정을 통해 예상보행시간을 산출함과 아울러, 예상보행시간동안 보행자 신호 및 차량 정지신호가 현시되도록 신호등을 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 차량용 신호등 측에 설치되며, 상기 예상보행시간을 초 단위로 시간이 종료될 때 까지 표시하고, 차량 전방에서 확인할 수 있는 보행자 주의 문구를 표시하는 디스플레이부를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 보행자 판단 후 상기 설정대기시간이 지나면 수 m 이상에서 청취할 수 있는 경보음 또는 보행자 주의 안내 음성을 출력하는 경보부를 더 포함한다.

본 발명의 다른 목적은 (a) 물체감지부로부터 지속적으로 수평 및 수직 방향에 대하여 레이저 펄스를 방사하고, 반사된 신호를 수신하여 물체 여부를 감지하는 단계; (b) 상기 물체감지부에서 물체가 감지되면, 물체로부터 반사되어 들어온 레이저 신호를 분석하여 물체와의 거리를 계산하고, 물체 모양을 스캔하여 인식하는 단계; (c) 제어부는 기설정된 보행자기준값을 이용하여 물체 모양값과 비교하여 보행자 여부를 판단하는 단계; (d) 상기 보행자 여부 판단 결과 보행자라면, 보행자 속도를 계산하여 예상보행시간을 산출하는 단계; (e) 산출된 예상보행시간동안 보행자 신호 및 차량정지신호를 현시하도록 신호등을 제어하는 단계;를 포함하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법을 제공함으로써 달성된다.

일 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계에서, 보행자 판단 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 보행자의 보행속도 추정을 통해 예상보행시간을 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.

레이저 레이더를 이용하여 날씨 및 조도에 영향을 받지 않고 정확한 보행자 검지가 가능한 효과가 있다.

또한, 보행자 자동검지 및 신호등과 연계한 효율적인 횡단보도 개발을 통하여 횡단보도 교통사고로 인한 인명 및 재산피해 비용을 절감할 수 있다.

또한, 고령자, 장애인, 어린이와 같은 교통약자의 안전 제고 및 도시에 비해 상대적으로 높은 지방에 설치함에 따라 운전자가 보행자를 쉽게 인지할 수 있도록 하여 교통사고 비율을 낮춤으로써 사회적 격차 해소에 기여할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템의 전체 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법 방법의 순서도이다.
도 3은 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템의 레이저 레이더의 보행자 감지 전의 상태를 보인 도면이다.
도 4는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템의 레이저 레이더의 보행자 감지 후의 상태를 보인 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템의 전체 블록도이며, 도 3은 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템의 레이저 레이더의 보행자 감지 전의 상태를 보인 도면이며, 도 4는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템의 레이저 레이더의 보행자 감지 후의 상태를 보인 도면이다.

도 1, 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면, 다음과 같다.

본 발명의 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템(100)은 물체감지부(110), 제어부(140), 디스플레이부(130), 경보부(120)를 포함한다.

물체감지부(110)는 횡단보도 주변과 횡단보도 내의 물체를 감지할 수 있다. 즉, 물체감지부(110)는 횡단보도 주변 및 횡단보도 내 물체를 감지할 수 있도록 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차량용 신호등(200)이 설치된 위치 근방에 설치되어, 횡단보도 주변 및 횡단보도 내를 지속적으로 감지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

물체감지부(110)는 예컨대 거울 굴절 시스템 방식의 레이저 레이더를 이용할 수 있다.

도 3을 참조하면, 레이저 레이더는 물체 감지 전에는 주기적으로 수평 및 수직 방향의 레이저 펄스를 만들어 횡단보도 주변(도 3의 청색 영역)에 방사한다.

그리고 레이저 레이더는 도 4를 참조하면, 물체가 감지된 상태(도 4의 적색 영역)에서, 물체로부터 반사되어 들어온 레이저 신호를 분석하여 물체와의 거리를 계산하고, 물체 모양을 스캔하여 인식할 수 있다.

레이저 레이더는 차량용 신호등(200) 근방에 설치되는 위치를 고려하면, 약 20m 정도의 거리에서도 물체 감지가 가능한 레이저 레이더를 사용하는 것이 바람직하다.

제어부(140)는 물체감지부(110)의 감지신호를 수신하며, 수신된 감지신호에서 물체의 패턴 변화를 분석하여 보행자 여부를 판단한다.

특히 제어부(140)는 보행자 여부 판단시, 물체의 움직임과 방향을 기준으로 판단하며, 움직임과 방향을 판단 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 이동속도 추정을 통해 예상보행시간을 산출한다. 여기서 설정대기시간은 보행자가 움직이기 전 대기 상태를 추정하여 미리 저장되는 값으로, 시스템 관리자에 의해 수치를 변경하여 설정될 수 있다.

나아가 제어부(140)는 물체감지부(110)의 감지신호로부터 보행자 여부 판단시, 물체감지부(110)로부터 스캔되는 물체의 위치 및 모양을 분석하고, 이 분석된 값이 기설정된 보행자 기준값에 부합하는지를 이용하여 다른 물체와 구별되는 보행자인지를 판단할 수 있다.

여기서 보행자기준값은 예컨대, 보행자의 평균 신장, 보행자의 모양을 2차원 또는 3차원 좌표값으로 수치화한 데이터가 될 수 있다.

나아가 제어부(140)는 산출된 예상보행시간동안 보행자 신호 및 차량 정지신호가 현시되도록 신호등(200)을 제어할 수 있다.

또한 제어부(140)는 야간 시간대의 신호등(200)이 황색 점멸등으로 표시되는 경우, 주간 시간대와 동일하게 보행자 감지 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 보행자의 보행속도 추정을 통해 예상보행시간을 산출할 수도 있다.

한편, 제어부(140)에서 신호등(200)을 제어하기 위한 보행자 기준값이나 설정대기시간은 메모리부(미도시)에 저장되며, 제어부(140)는 필요시 메모리부에 저장된 보행자 기준값이나 설정대기시간을 참조할 수 있다.

디스플레이부(130)는 차량 운전자가 인식이 용이하도록 차량용 신호등(200) 측에 설치되는 것이 바람직하다.

특히 차량 전방에서 차량 운전자가 신속하게 확인할 수 있도록 예상보행시간을 초 단위로 시간이 종료될 때 까지 지속적으로 점멸로 표시하고, 보행자 주의 문구를 표시하도록 한다.

경보부(120)는 보행자 판단 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 수 m 이상에서 청취할 수 있는 경보음 또는 보행자 주의 안내 음성을 출력하는 기능을 수행한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템(100)을 이용한 보행자 자동 감지 방법의 순서도이다.

먼저 물체감지부(110)로부터 지속적으로 수평 및 수직 방향에 대하여 레이저 펄스를 방사하고, 반사된 신호를 수신하여 물체 여부를 감지한다(S10).

물체감지부(110)에서 물체가 감지되면, 물체로부터 반사되어 들어온 레이저 신호를 분석하여 물체와의 거리를 계산하고, 물체 모양을 스캔하여 인식한다(S12, S14).

제어부(140)는 보행자기준값을 이용하여 물체 모양값과 비교하여 보행자 여부를 판단할 수 있다(S16).

판단 결과 보행자라면, 보행자가 보행을 시작하여 보행자의 현재 위치 및 보행자 속도를 계산하여 예상보행시간을 산출한다(S18).

산출된 예상보행시간동안 보행자 신호 및 차량정지신호를 현시하도록 신호등(200)을 제어한다(S20).

제어부(140)는 만약, S16 단계에서 판단결과가 보행자가 아닌 경우(즉 사람과 모양이 다른 동물이나 비생물체인 경우), S12 단계로 진입하여 다른 물체가 있는지 물체감지부(110)로 재감지하도록 제어한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100 ; 보행자 자동 감지 시스템
110 ; 물체감지부 120 ; 경보부
130 ; 디스플레이부 140 ; 제어부
200 ; 신호등

Claims (8)

1. 횡단보도 주변과 횡단보도 내의 물체를 감지하는 물체감지부; 및
   상기 물체감지부의 감지된 감지신호를 수신하며, 수신된 감지신호에서 물체의 패턴 변화를 분석하여 보행자 여부를 판단하고, 보행자의 움직임과 방향을 판단하며, 보행자 판단 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 보행자의 보행속도 추정을 통해 예상보행시간을 산출함과 아울러, 예상보행시간동안 보행자 신호 및 차량 정지신호가 현시되도록 신호등을 제어하는 제어부를 포함하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 물체감지부는
   레이저 펄스를 방사하고 반사된 레이저 값을 분석하여 물체의 위치 및 모양을 스캔하는 거울 굴절 시스템 방식의 레이저 레이더인 것을 특징으로 하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 물체감지부의 감지신호로부터 보행자 여부 판단시, 물체감지부로부터 스캔되는 물체의 위치 및 모양을 분석하고, 분석된 값이 기설정된 보행자 기준값에 부합하는지를 이용하여 다른 물체와 구별되는 보행자인지 여부를 판단할 수 있는 것을 특징으로 하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
   야간 시간대의 신호등이 황색 점멸등으로 표시되는 경우, 주간 시간대와 동일하게 보행자 감지 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 보행자의 보행속도 추정을 통해 예상보행시간을 산출함과 아울러, 예상보행시간동안 보행자 신호 및 차량 정지신호가 현시되도록 신호등을 제어하는 것을 특징으로 하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   차량용 신호등 측에 설치되며, 상기 예상보행시간을 초 단위로 시간이 종료될 때 까지 표시하고, 차량 전방에서 확인할 수 있는 보행자 주의 문구를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   보행자 판단 후 상기 설정대기시간이 지나면 수 m 이상에서 청취할 수 있는 경보음 또는 보행자 주의 안내 음성을 출력하는 경보부를 더 포함하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템.
7. 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법에 있어서,
   (a) 물체감지부로부터 지속적으로 수평 및 수직 방향에 대하여 레이저 펄스를 방사하고, 반사된 신호를 수신하여 물체 여부를 감지하는 단계;
   (b) 상기 물체감지부에서 물체가 감지되면, 물체로부터 반사되어 들어온 레이저 신호를 분석하여 물체와의 거리를 계산하고, 물체 모양을 스캔하여 인식하는 단계;
   (c) 제어부는 기설정된 보행자기준값을 이용하여 물체 모양값과 비교하여 보행자 여부를 판단하는 단계;
   (d) 상기 보행자 여부 판단 결과 보행자라면, 보행자 속도를 계산하여 예상보행시간을 산출하는 단계; 및
   (e) 산출된 예상보행시간동안 보행자 신호 및 차량정지신호를 현시하도록 신호등을 제어하는 단계를 포함하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 (d) 단계에서,
   보행자 판단 후 기설정된 설정대기시간이 지나면 보행자의 보행속도 추정을 통해 예상보행시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 횡단보도의 보행자 자동 감지 시스템을 이용한 보행자 자동 감지 방법.
   

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