KR20180058915A

KR20180058915A - 어린이 통학차량 안전장치 및 어린이 통학차량 안전시스템

Info

Publication number: KR20180058915A
Application number: KR1020160157808A
Authority: KR
Inventors: 박상명; 홍석진
Original assignee: (주)넥스트팩토리
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2018-06-04
Also published as: KR101895999B1

Abstract

본 발명은 어린이 통학용 차량에 설치되어 상기 차량이 정차된 경우 아동 유기 여부를 검출하고 경보를 하는 어린이 통학차량 안전장치에 대한 것이다. 본 발명에 의한 어린이 통학차량 안전장치는, 어린이 통학용 차량에 설치되어 상기 차량이 정차된 경우 아동 유기 여부를 검출하고 경보를 하는 어린이 통학차량 안전장치에 대한 것으로,
마이크로웨이브를 발생하여 조사하고 반사파를 수신하는 것에 의해 상기 차량 내 아동의 움직임, 호흡 및 맥박에 대응하는 편이 주파수 신호를 검출하는 도플러 센서와;
상기 차량 내 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 상기 차량 주변에 발생시키는 주변 경보수단과;
상기 차량 및 상기 차량 내 아동의 상태 정보를 보호자 등 단말로 전달하기 위한 무선 통신 수단과;
상기 도플러센서가 검출한 상기 편이 주파수 신호를 토대로 상기 차량 내에 아동의 움직임, 호흡, 맥박 추정 신호가 있는지를 검출하여 상기 차량 내 유기아동이 있는지를 판단하는 아동검출알고리즘을 진행하고, 상기 차량에 유기아동이 있는 경우 또는 상기 차량 내 유기아동이 위험상태에 있다고 판단되는 경우에는 이를 상기 무선 통신 수단 또는 상기 주변 경보수단을 통하여 경보를 수행하도록 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하으로 한다.

Description

어린이 통학차량 안전장치 및 어린이 통학차량 안전시스템{A Safety Device ＆ A Safety System For A Children's School Bus}

본 발명은 어린이 통학차량 안전시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 인체 표면의 움직임에서 맥/호흡/움직임을 감지할 수 있는 도플러 센서를 이용하여 다각적인 방법으로 오류 없이 차량 내 유기아동을 검출하고 주변 경보 및 무선경보를 수행하여 유기사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 어린이 통학차량 안전시스템에 대한 것이다.

매년 미국에선 37명의 어린이가 차 안에 갇혀 더위에 질식해 숨지고 있으며, 국내의 경우 어린이 통학 차량에 아이를 방치하여 사망사고가 발생하고 있으며, 자동차 질식사고를 방지하기 위해 다양한 특허 및 제품이 등장하고 있으나 어린이 통학 차량에 실제 적용하기에는 여러 가지 한계점이 있다.

예컨대, 도 1에 도시된 대한민국 특허등록 제10-1207692호(2012.12.03. 공고)에는 이산화탄소감지기를 부착하고, 차량 내 이산화탄소 분압의 변동을 검출하는 것에 의해 차량 내 승객 있음을 검출하고 이산화탄소 분압이 일정 수치를 넘어서는 경우에는 이산화탄소를 제거하고 산소를 공급하기 위한 동작을 수행하고, 경보를 발생시키는 구성을 제공한다.

하지만, 이 발명은 소형차량의 경우에는 적용될 수 있지만, 아동 통학용 차량 등 중대형 차량의 경우에는 적용 곤란하다. 즉, 통학용 차량은 일반 승용차에 대해 규모가 크므로 이산화탄소 분압의 의미있는 변화를 검출하는데 상당한 시간이 소요되며, 여름 땡볕에 세워둔 차량 내 온도는 약 10분만 지나면 섭씨 50도에 육박하며, 어린이들의 체온은 성인에 비해 3~5배 빨리 올라가기 때문에 이산화탄소 분압의 변화로 위험을 검출하기 이전에 고온에 의한 사망사고 등이 발생할 우려가 있다.

한편, 대한민국 특허공개공보 제10-2000-0040373호(2000.07.05.)에는 차량 내 좌석에 압력센서를 설치하여 검출사항에 따라 차량 내 승객이 있는지 여부를 판별하고 승객이 있는 경우에 고온이 되면 경보를 발생하는 방법에 의하고 있으나, 좌석에 압력센서를 이용하는 방법의 경우, 통학차량의 아동 좌석에 모두 설치 및 운영을 해야 하기 때문에 동작 전원문제 및 설치비 등의 문제가 발생하므로 통학 차량에는 적합하지 않다.

대한민국 특허등록 제10-0728050호(2007.06.13)에는 비전센서 또는 카메라를 설치해 어린이를 인식하는 방법에 의하고 있는데 일반 자동차에는 적용가능한 기술로 보이지만, 통학 차량의 경우 탑승 좌석이 많으므로 비전센서 사각이 발생할 수 있고 외부에 지나가는 사람이나 물건 등으로 인해 비전센서 오작동의 문제도 있고, 사각을 방지하기 위해 여러 대의 카메라를 구비한 비전센서를 설치하는 것은 설치 비용 및 전원문제와 녹화곤란 등 설치운영에 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 인체의 표면의 움직임에서 맥/호흡/움직임을 감지할 수 있는 도플러 센서를 이용하여 다각적인 방법으로 오류 없이 차량 내 유기아동을 검출하고 주변 경보 및 무선경보를 수행하여 아동 유기사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 어린이 통학차량 안전장치 및 시스템을 구현하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 어린이 통학차량 안전장치는,어린이 통학용 차량에 설치되어 상기 차량이 정차된 경우 아동 유기 여부를 검출하고 경보를 하는 어린이 통학차량 안전장치에 대한 것으로, 마이크로웨이브를 발생하여 조사하고 반사파를 수신하는 것에 의해 상기 차량 내 아동의 움직임, 호흡 및 맥박에 대응하는 편이 주파수 신호를 검출하는 도플러 센서와; 상기 차량 내 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 상기 차량 주변에 발생시키는 주변 경보수단과; 상기 차량 및 상기 차량 내 아동의 상태 정보를 보호자 등 단말로 전달하기 위한 무선 통신 수단과; 상기 도플러센서가 검출한 상기 편이 주파수 신호를 토대로 상기 차량 내에 아동의 움직임, 호흡, 맥박 추정 신호가 있는지를 검출하여 상기 차량 내 유기아동이 있는지를 판단하는 아동검출알고리즘을 진행하고, 상기 차량에 유기아동이 있는 경우 또는 상기 차량 내 유기아동이 위험상태에 있다고 판단되는 경우에는 이를 상기 무선 통신 수단 또는 상기 주변 경보수단을 통하여 경보를 수행하도록 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 어린이 통학차량 안전장치는, 상기 차량이 정차하고 있는지 여부 판단을 위해 GPS 센서를 더 구비하며, 상기 GPS 신호가 변동되는지 여부를 기준으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어수단은, 상기 차량이 소정시간 이상 정차하고 있다고 판단되고, 상기 보호자 등 단말의 GPS 신호를 토대로 보호자 등의 차량 이탈을 검출하는 경우에 대하여 상기 아동검출알고리즘을 실행하는 것을 특징으로 한다.

상기 아동검출알고리즘은, 상기 도플러센서에서 검출된 신호를 수신하여 자동차 내에 움직임, 호흡, 맥박 중 적어도 어느 하나가 지속적으로 검출되거나 상기 움직임, 호흡, 맥박 중 적어도 둘이 단속적으로 검출되는 경우에는 아동이 상기 차량 내에 있는 것으로 검출하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어수단은, 상기 차량이 정차하고 상기 보호자 등의 차량이탈이 있었는데도, 상기 아동검출알고리즘을 실행한 결과 상기 차량 내 유기아동 검출이 있는 경우에는 상기 보호자 등 단말로 아동 유기를 알리는 경보를 상기 무선통신수단을 통해 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어수단은, 정차하고 있는 상기 차량 내에 아동있음이 검출되고, 상기 차량의 내부 온도가 설정된 위험수치에 다다른 경우에는 상기 주변 경보수단을 동작시켜 상기 차량 주변 사람들에게 유기 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어수단은, 정차하고 있는 상기 차량 내에 아동있음이 검출되고, 상기 차량의 내부 온도가 설정된 위험수치에 다다른 경우에는 상기 무선통신수단을 통하여 상기 보호자 등 단말로 상기 차량 내 유기 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어수단은, 상기 정차하고 있는 차량 내에 아동있음이 검출되고, 상기 차량의 내부 이산화탄소 분압이 설정된 위험수치에 다다른 경우에는 상기 주변경보수단을 동작시켜 상기 차량 주변 사람들에게 유기 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어수단은, 상기 정차하고 있는 차량 내에 아동있음이 검출되고, 상기 차량의 내부 이산화탄소 분압이 설정된 위험수치에 다다른 경우에는 상기 무선통신수단을 통하여 상기 보호자 등 단말로 상기 차량 내 유기 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 무선통신수단은, 블루투스 통신수단 및 중장거리 IOT 통신수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 주변 경보수단은, 상기 차량의 크락션을 제어하여 상기 차량 내 위험상황 발생시 크락션을 반복하여 울려서 상기 차량 주변 사람들에 의해 신속한 구출을 가능하게 하는 크락션 제어수단인 것을 수단인 것을 특징으로 한다..

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 어린이 통학차량 안전시스템은, 상기 어린이 통학차량 안전장치와; 상기 어린이 통학차량 안전장치와 중장거리 IOT 전용망을 통하여 상기 차량 및 상기 차량 내 아동의 상태에 대한 정보를 수신하며, 그 결과를 상기 보호자 등 단말로 전달하는 관제서버와; 상기 어린이 통학차량 안전장치 또는 상기 관제서버로부터 무선통신에 의해 상기 차량 및 상기 차량 내의 아동의 상태에 대한 정보 및 경보를 수신하는 상기 보호자 등의 단말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 어린이 통학차량 안전시스템은, 인체의 표면의 움직임에서 맥/호흡/움직임을 감지할 수 있는 도플러 센서를 이용하여 다각적인 방법으로 오류 없이 차량 내 유기아동을 검출하고 차량 주변 사람들에 대한 경보 및 보호자 등에 대한 무선경보를 수행하여 차량 내 아동 유기사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

중장거리 IOT 통신모뎀을 적용하여 저속 저전력의 데이터 통신에 의해 관제서버로 광대역에서 운영하는 어린이 통학차량에 대한 모니터링을 수행할 수 있고, 차량의 GPS 위치정보, 차량 내 운전자나 선생님 등 보호자가 있는지 여부, 차량 내 유기아동이 있는지 여부 및 차량 내 아동이 위험상태에 있는지 여부 등의 정보를 수신하여 보호자 등에 의한 상시 모니터링이 가능하며 3G/4G 등의 공중망 연결수단은 관제서버에만 구비하면 되므로 통신비 등 유지 관리비에 획기적인 절감을 가져올 수 있고 차량 내 아동의 안전을 도모할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 차량 내 질식방지 안전시스템을 예시한 개요도.
도 2는 본 발명의 실시예의 어린이 통학차량 안전시스템을 예시한 개요도.
도 3은 본 발명의 실시예의 어린이 통학차량 안전장치를 예시한 제어구성도.
도 4는 본 발명의 실시예의 어린이 통학차량 안전장치가 통학차량에 탑재된 상태를 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예의 어린이 통학차량 안전장치의 도플러센서에서 수신한 주파수 편이상태를 예시한 개요도.
도 6은 본 발명의 실시예의 어린이 통학차량 안전장치에서 아동검출알고리즘 수행 여부를 판단하는 과정 예시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예의 어린이 통학차량 안전시스템에서 수행하는 차량내 아동유기 검출 과정를 예시한 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예의 어린이 통학차량 안전시스템에서 수행하는 차량 내 아동 위험 경보를 수행하는 과정을 예시한 흐름도.

이하 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 어린이 통학차량 안전시스템의 바람직한 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2에서 본 발명의 실시예에 의한 어린이 통학차량 안전시스템은 정차된 어린이 통학차량에 설치되어 아동 유기 여부를 검출하고 보호자 등에게 경보를 하는 어린이 통학차량 안전시스템에 대한 것으로, 차량 내 설치되는 어린이 통학차량 안전장치와(100), 차량 내 아동유기 경보 또는 차량 내 유기아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 수신하는 보호자 등의 단말(300)과, 상기 어린이 통학차량 안전장치와 중장거리 IOT 통신에 의해 통신하며 차량 내 유기아동이 검출되거나 차량 내 유기아동이 위험상황에 있는 경우에는 상기 보호자 등의 단말로 경보를 발송하여 보호자 등에 의한 신속한 대응을 가능하게 하는 관제서버(500)를 포함한다.

도 3에 도시된 본 실시예의 어린이 통학차량 안전장치(100)는, 차량에서 보호자 등이 차량을 이탈하였는지 여부를 검출하는 보호자 검출수단(110)과, 차량 내 아동 유기여부를 검출하는 도플러 센서(130)와, 차량 내 위험상태를 검출하는 차량 상태검출수단(150)과, 차량 주변에 경보를 발생시키는 주변 경보수단(160)과, 무선통신에 의해 보호자 등 단말로 아동 유기 및 위험상황을 통보하기 위한 무선통신수단(180) 및 상기 각 부를 제어하며 상기 차량 내 유기아동이 있는지를 판단하는 아동검출알고리즘을 진행하는 제어수단(190)을 포함한다.

본 실시예의 보호자 검출수단(110)은 운전자 또는 차량 탑승 선생님을 포함하는 보호자 등의 단말(300)에 설치되는 GPS 장치와, 상기 차량(101)에 탑재되는 GPS 장치(120)에 의할 수 있으며, 차량과 보호자 등의 GPS가 모두 불일치하게 되면 보호자 등이 차량을 이탈한 것으로 검출할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서 보호자 검출수단(110)은 차량의 GPS가 변동하지 않고 소정 시간(예컨대 10분)이 경과한 경우를 보호자 등 단말 유무와 무관하게 보호자가 차량에서 이탈한 것으로 간주하고 아동검출알고리즘을 동작시키는 것이 가능하다.

본 실시예의 도플러 센서(130)는 마이크로웨이브를 발생하여 차량 내 조사하고 반사파를 수신하는 것에 의해 상기 차량 내 아동의 움직임, 호흡 및 맥박에 대응하는 편이 주파수 신호를 검출한다.

본 실시예의 도플러 센서(130)는 마이크로웨이브를 발생시키는 전장부(131)와, 마이크로웨이브를 차량 내 조사하는 전송부(133)와, 상기 마이크로웨이브에 대한 반사파를 수신하는 수신부(136)와, 수신한 결과를 상기 제어수단(190)으로 입력하는 결과 출력부(138)를 포함한다.

본 실시예의 전장부(131)는 아동의 거시적인 움직임뿐만 아니라 움직임을 멈춘 상태에서 발생하는 호흡이나 맥박 등을 추가로 검출하며, 검출신호의 정확성을 도모하기 위해 24GHz의 마이크로웨이브를 발생시킨다. 즉, 24GHz의 마이크로웨이브는 인체에는 무해하지만 인체 표면에서 튕겨져나오며, 금속표면에서 반사되고, 유리·플라스틱·석고보드·매트 등 장애물을 투과하므로, 버스 내 플라스틱 의자나 매트리스 등 장애물에 지장없이 마이크로웨이브의 조사가 가능하고 반사파를 검출할 수 있으며, 차량 내부의 온도나 밝기 변화와 무관하게 작용할 수 있다.

한편, 본 실시예의 전장부(131)에서 발생하는 마이크로웨이브의 주파수는 24GHz를 사용하고 있으나 인체에 무해한 주파수 대역이고 인체의 움직임·호흡·맥박의 유무 검출이 가능한 범위에서 다양한 마이크로웨이브 전송 주파수가 적용될 수 있는 것이며, 전송 주파수는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니다.

본 실시예의 전송부(133)는 아동이 있을 것으로 추정되는 일정한 방향으로 24GHz 마이크로웨이브를 조사하며, 조사된 마이크로웨이브는 차량 벽이나 금속 장애물 등에서는 반사되며 유리창으로는 투과되어 소멸되고, 인체에 조사되면 인체의 거시적인 움직임이나 호흡 맥박 등 미세 움직임에 의해 반사파 주파수 편이를 발생시킨다.

본 실시예의 수신부(136)는 인체의 움직임이나 호흡 맥박에 각각 대응하는 반사파 주파수 편이를 검출하는 적어도 하나의 수신안테나 및 튜너를 포함하며, 주파수 편이가 발생한 신호를 검출하며, 결과 출력부(138)는 그 주파수 편이 신호 검출 결과를 제어수단(190)으로 입력한다.

제어수단(190)은 도플러 센서(130)에서 검출한 신호를 토대로 아동검출알고리즘을 실행하여 차량 내 유기아동 유무를 검출할 수 있다. 예컨대, 수신부(136)에서 검출한 신호를 토대로 인체 거시적인 움직임·호흡·맥박의 유무와, 편이 주파수 신호의 패턴·강도·빈도·지속성 등을 검출하여 차량 내 아동이 있는지 여부를 판별할 수 있다. 예컨대, 인체의 거시적 움직임이나 호흡 또는 맥박에 대응하는 편이 주파수 패턴이 지속적으로 검출되거나, 인체의 거시적 움직임에 대응하는 편이 주파수 패턴이 간헐적으로 검출되더라도 호흡이나 맥박에 대응하는 편이 주파수 패턴이 단속적으로라도 함께 검출되는 경우에는 차량 내 아동이 있는 것으로 판별할 수 있다.

한편, 단속적이고 간헐적인 인체의 움직임만 있고 호흡이나 맥박이 전혀 검출되지 않고 움직임에 대응하는 편이 주파수 패턴이 즉시로 소멸하는 경우에는 차량 외부에 지나가는 사람 등으로 판별할 수 있다.

또한, 인체의 거시적인 움직임이 없더라도 호흡이나 맥박이 단속적이거나 미약하더라도 검출동작 개시 이후 도플러 센서(130)의 전체 동작시간에 걸쳐 소정 빈도수 이상 검출되는 경우에도 차량 내 아동이 있는 것으로 판별할 수 있으며 소정 시간간격에 대하여 반복하여 검출알고리즘을 실행하여 아동이 있는지 여부를 검출하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예의 도플러 센서(130)가 일정시간 동안 동작한 결과에 의해 아동이 있는 것으로 판별되었었으나 차량이 정차한 후 차량의 도어가 열린 정황이 없는데도 시간의 경과에 따라 검출상태가 미약하거나 검출되지 않게 되는 경우라 하더라도 아동이 차량 내에서 잠이 들거나 도플러 센서(130)의 사각지대에 있을 수 있기 때문에 차량에 아동이 있는 것으로 판별하고 차량 내 온도나 이산화탄소 분압 상태가 위험수치에 다다른 경우에는 차량 주변 및 보호자 등에 대한 경보를 발생할 수 있다.

본 실시예의 주변 경보수단(160)은 차량에 별도 탑재되는 경광등(161), 경음기(사이렌)(163) 등에 의할 수도 있고, 차량의 크락션을 제어하는 수단(166)이나 전조등을 개폐제어하는 수단(168)에 의하는 것도 가능하다. 예컨대, 차량에 아동이 유기된 상태인 것으로 판단되고 차량상태 검출수단(150) 예컨대 온도센서(151) 또는 이산화탄소 센서(152)에 의해 차량 내 온도나 이산화탄소 분압이 아동에 위험수치에 다다른 경우는 급박한 상황으로 차량 주변의 사람들로부터 신속한 구제행위가 수행되어야 하는 경우이므로 제어수단(190)의 제어에 따라 상기 주변 경보수단(160)이 동작하여 차량 주변에 대한 경보를 수행하게 된다.

본 실시예의 무선통신수단(180)은 운전자나 선생님과 같은 보호자 등이 정지한 차량을 이탈하였음을 검출하거나, 차량 내 아동 유기가 검출된 경우에 보호자 등에게 아동 유기 경고를 하거나 차량 내 온도나 이산화탄소분압이 유기아동에 위험수치에 다다른 경우에 보호자 등에게 위험상황을 알리는 경보를 무선으로 수행하기 위한 것이다.

본 실시예의 무선통신수단(180)은 블루투스통신수단(181) 및 중장거리 IOT 통신모뎀(183)을 포함할 수 있으며, 차량(101) 및 보호자 등 단말(300)의 GPS 검출결과 보호자 등이 차량을 이탈하였다고 판단되는데도 차량 내 아동이 검출되는 경우에는 차량 내 아동유기 상태를 알리는 응급신호를 블루투스 통신수단(181)을 통하여 직접 보호자 등의 단말로 전송할 수 있다.

즉, 제어수단(190)은 차량의 GPS를 검출하고, 블루투스 통신을 통하여 보호자 등 단말(300)의 GPS 변동을 검출하며, 차량의 GPS가 불변이고(즉, 차량이 정지하고 있고), 등록된 모든 보호자 등 단말(300)의 GPS 검출결과, 모든 보호자 등 단말(300)의 GPS가 차량의 GPS와 상이하다고 판단되면 보호자 등이 차량을 이탈한 것으로 판단하고 아동검출알고리즘을 수행한다.

그리고 제어수단(190)은 아동검출알고리즘 수행결과 차량 내 유기 아동이 검출되는 경우에는 블루투스 통신수단(181)에 의해 응급메시지(Bluetooth 4.0 응급 Beacon 신호)를 보호자 등 단말(300)로 전송한다. 블루투스 통신(Bluetooth 4.0)에 의한 응급 메시지는 LOS(Line Of Sight) 기준 반경 100m 이내 도달 가능하므로 아동의 좌석을 확인하지 못한 운전자나 선생님 등이 해당 영역을 벗어나기 전에 응급메시지를 전달받고 대응하는 조치를 신속하게 취할 수 있다.

한편, 제어수단(190)은 아동검출알고리즘을 수행하여 차량 내 유기아동이 검출되고 차량 내 온도 또는 이산화탄소 분압이 위험수치에 다다른 경우에는 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 주변 경보수단(160)을 통해 수행하는 외에 블루투스 통신수단(181)을 통해 차량에서 반경 100M 이내 보호자 등에게 아동이 위험상태에 있음을 알리는 위험경고메시지를 전송할 수 있다.

한편, 본 실시예의 제어수단(190)은 중장거리 IOT 전용망을 통해 차량 내 아동유기를 알리는 응급메시지를 전송하거나(즉, 유기아동 경보), 차량 내 유기아동이 검출되고 차량 내 온도 또는 이산화탄소 분압이 위험수치에 다다른 경우 아동이 위험상태에 있음을 알리는 위험경고메시지(즉, 위험상황 경보)를 중장거리 IOT 전용망을 통해 전파할 수 있다.

예컨대, 본 실시예의 제어수단(190)은 중장거리 IOT 모뎀(183)을 통하여 관제서버(500)에 접속하며 차량의 GPS, 아동검출알고리즘 실행결과, 차량 내 유기 아동이 있음을 알리는 응급메시지나 차량 내 아동이 위험상태에 있음을 알리는 위험경고메시지를 관제서버(500)에 전달하면, 관제서버(500)는 이를 수신하여 GPS 이력, 아동검출알고리즘 실행결과 등을 저장수단(520)에 저장하며 3G/4G 통신망을 통하여 위험경고메시지, 아동유기 응급메시지, 차량의 GPS 정보 등을 보호자 등의 단말(300)로 제공할 수 있다.

본 실시예의 제어수단(190)은 GPS 장치(120), 도플러 센서(130), 주변 경보수단(160), 차량상태 검출수단(150), 무선통신수단(180) 등 각부에 연결되어 각부에 대한 제어를 수행하며, 아동검출알고리즘을 수행하고 그 결과에 따라 주변 경보수단(160), 블루투스 통신수단(181) 및 중장거리 IOT 통신모뎀(183)을 통하여 차량 주변이나 보호자 등에 대한 아동유기 경보 또는 아동 위험 경보 등을 수행한다.

본 실시예의 관제서버(500)는 3G/4G 망에서 동작하는 클라우드 서버로서 다수의 어린이 통학용 차량 안전장치(100)는 IOT 전용망을 통하여 관제서버(500)에 접속할 수 있으며, 각 차량에 대한 데이터를 저장하는 저장수단(520)을 구비하며, 보호자 등이 3G/4G 망을 통해서 관제서버(500)에 접속하여 통학차량의 위치정보를 요청하면 GPS 정보를 지도상에 출력하여 제공하는 것이 가능하며, 데이터 저장수단을 검색하여 상기 차량 내 유기아동 검출이나 차량 내 유기아동이 위험 상황에 처해 있음을 알리는 경고 메시지 등 차량 내 아동에 대한 정보를 관제서버(500)에 접속한 보호자 등 단말에게 제공하는 것이 가능하다.

한편, 관제서버(500)는 보호자 등의 요청이나 자동설정에 의해 각 어린이 통학용 차량 안전장치(100)로 지령을 보내 차량 내 유기아동 검출여부나, 차량 내부 온도 또는 이산화탄소 분압 등의 차량 상태 데이터, 차량 내 유기아동이 위험상태에 있는지 여부, 보호자 등이 차량을 이탈하였는지 정보를 요청할 수 있고, 이에 대응하여 각 어린이 통학용 차량 안전장치(100)는 아동검출알고리즘을 수행하여 그 결과 등 요청된 정보를 관제서버(500)로 전송할 수 있고, 관제서버(500)는 3G/4G를 통해 보호자 등에게로 상기 정보를 포워딩할 수 있다.

본 실시예의 관제서버(500)는 중장거리 IOT 전용망에 의해 다수의 어린이 통학차량 안전장치(100)와 통신을 수행하며, 중장거리 IOT 전용망에 의할 때는 도시지역 기준 2~10km 반경에 해당하는 거리에 대하여 신호수신이 가능하다[Sigfox의 UNB(Ultra Narrow Band)기술에 의할 때 도시지역 3~10Km, Lora의 LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)기술에 의할 때 도시지역은 2Km 반경의 신호전달거리를 갖는다].

따라서, 관제서버(500) 사정거리 이내 위치하는 어린이집·유치원·학원 등에서 통학거리 이내의 차량 등에 대한 관제를 수행하는 것이 가능하며 필요에 따라 중계기를 설치하여 서비스 범위를 확장할 수 있다.

본 실시예의 보호자 등 단말(300)은 본 실시예의 어린이 통학차량 안전장치(100) 또는 관제서버(500)로부터 서비스를 수신받기 위한 컴퓨터프로그램 앱을 탑재하며 그 앱을 실행시키는 것에 의해, 상기 어린이 통학차량 안전장치(100)와 블루투스 통신이 가능하고 3G/4G 망을 통하여 관제서버(500)로부터 각종 정보 메시지를 수신할 수 있다. 또한, 상기 앱을 실행시키는 것에 의해 보호자 등이 필요에 따라 관제서버(500)에 접속하여 차량과 관련된 정보, 보호자 차량이탈 여부, 차량 위치, 아동유기 여부, 차량 내 아동이 위험상태 여부 등의 정보를 요청하는 것이 가능하며, 또한 관제서버(500)로부터 그 검출 결과를 수신하는 것이 가능하다.

보호자 등은 상기 앱이 설치된 보호자 등 단말(300)을 통해 블루투스 통신이나 3G/4G 망을 통해 등록된 차량에 대한 응급메시지 또는 위험 경고 메시지 등을 받고 관제서버(500)에 접속하여 관제서버(500)에 저장된 GPS 정보를 통해 차량의 위치 및 차량 내 아동의 상태에 대한 정보를 열람할 수 있고 아동구출을 위한 신속한 대응을 수행하는 것이 가능하다.

다음은 본 발명에 의한 어린이 통학차량 안전 시스템에서 제어수단에 의해 통학 차량 내 아동 유기사고를 방지하기 위해 수행하는 각 과정을 도 6, 도 7, 도 8을 참조하여 설명한다.

본 실시예의 어린이 통학차량 안전장치(100)를 탑재한 어린이 통학차량이 운행 시작한다(제200단계).

본 실시예의 어린이 통학차량 안전장치(100)를 탑재한 어린이 통학차량 운행중 관제서버(500)의 요청이 있는 경우에는 아동검출알고리즘을 수행할 수 있다(제201단계,제220단계).

본 실시예의 어린이 통학차량 안전장치(100)의 보호자 검출수단(110)은 차량의 GPS 정보를 수신하며 모니터링하다가 차량의 GPS가 불변하는지를 검출한다(제202단계,제203단계).

차량의 GPS가 불변인 경우, 제어수단(190)은 온도센서나 이산화탄소 센서로부터 신호입력을 받아 차량 내 온도가 설정된 최저온도 미만으로 떨어지거나 설정된 최고온도를 초과한 경우, 또는 차량 내 이산화탄소 분압이 설정치 초과인 경우 등과 같이 차량상태가 위험상태인지 여부를 검출한다(제205단계).

GPS 불변인 차량 상태가 위험상태인 경우에는 보호자의 유무를 불문하고 아동검출알고리즘을 수행한다(제220단계).

GPS 불변인 차량의 운전자나 차량 탑승 선생님 즉 보호자 등 단말(300)의 GPS 정보를 블루투스 통신을 통해 수신하고 등록된 모든 보호자 등의 GPS 정보가 차량의 GPS와 불일치하는 경우는 보호자 등이 차량 이탈이 있는 것으로 판단한다(제207단계,제209단계).

보호자 등의 차량 이탈이 있다고 판단되는 경우에 제어수단(190)은 아동검출알고리즘을 수행한다((제220단계).

아동검출알고리즘을 수행하는 과정을 살펴보면, 도플러센서(130)가 동작하여 24GHz의 마이크로웨이브를 생성하여 차량 내에 조사하고 그 반사파를 수신하여 인체의 거시적인 움직임, 호흡, 맥박 등에 대응하는 편이 주파수를 검출하며 검출결과를 제어수단(190)으로 입력한다(제220단계).

한편, 소정의 시간에 대하여 차량(101)의 GPS가 변동하거나 보호자 등 단말(300)의 GPS가 다시 차량과 일치하게 되거나 소정시간 간격으로 반복 검출한 결과 차량 내 아동검출이 되지 않는 경우에는 차량 내 유기아동이 없는 것으로 보고 시스템을 대기상태로 전환한다(제221단계,제223단계,제225단계).

반대로, 상기 소정의 시간간격으로 반복 검출한 결과 차량 내 유기아동이 있는 것으로 검출되는 경우에는 차량 내 아동유기를 알리는 응급메시지를 블루투스 통신수단(810) 또는 중장거리 IOT 모뎀(183)을 통하여 보호자 등 단말(300)으로 전송한다(제221단계,제223단계,제225단계,제230단계).

즉, 보호자 등 단말(300)이 블루투스 통신 사정거리 이내에 있는 경우에는 블루투스 통신을 통해 응급메시지 수신이 가능하고, 보호자 등 단말(300)이 블루투스 통신가능 영역을 벗어난 경우에는 관제서버를 통해 응급메시지 수신이 가능하다. 이때, 어린이 통학차량 안전장치(100)가 중장거리 IOT 모뎀(183)을 통하여 관제서버(500)로 차량 내 아동 유기를 알리는 신호를 전송하므로, 보호자 등 단말(300)은 관제서버(500)로부터 3G/4G 망을 통하여 응급메시지를 전달받을 수 있다(제230단계).

한편, 제어수단(190)은 차량의 상태가 위험상태인 차량에서 아동검출이 있는 경우 차량 내 아동이 위험상황에 있는 것으로 있는 것으로 판단한다.

제어수단(190)은 차량 내 아동이 위험상황에 있는 것으로 판단하는 경우에는 상기 주변 경보수단(160)을 동작시켜 상기 차량 주변의 사람들에게 경보를 수행하며, 경보를 수행할 때는 경광등(161)이나 경음장치(163)가 동작할 수 있고 크락션이나 전조등 제어장치(166,168)가 동작하여 크락션을 울리거나 전조등을 깜박이도록 하는 것이 가능하다.(제250단계)

또한, 제어수단(190)은 차량 내 아동이 위험상황에 있는 것으로 판단하는 경우 블루투스 통신을 통해 사정거리 이내의 보호자 등 단말(300)로 차량 내 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경고 메시지를 전송하는 한편, 중장거리 IOT 모뎀(183)을 통하여 관제서버(190)로 차량 내 아동이 위험상태에 있음을 알리는 신호를 전송하면, 관제서버(190)는 이를 수신하고 3G/4G 망을 통하여 보호자 등 단말(300)로 차량 내 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경고메시지를 전송할 수 있다. 또한, 경고메시지를 전송하는 경우에는 경고메시지와 함께 차량의 GPS 위치정보 차량 내부 상태 정보 등 차량과 관련된 상세정보를 보호자 등에게 전송할 수 있다(제250단계) .

상기 차량 주변의 사람들이나 보호자 등에 의해 차량 내 아동이 구출되거나 운전자나 선생님이 복귀하여 위험상황이 해소된 경우에는 시스템을 종료하고 대기상태로 전환한다.

본 발명의 실시예의 어린이 통학차량 안전시스템에서 차량 내 설치되는 도플러 센서 온도센서 이산화탄소 센서 등은 차량의 규모 및 검출 정확성을 위해 적절한 개수가 선택될 수 있는 것이다.

본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 청구범위에 기재된 사항에 의해 정해지며, 청구범위 기재 사항과 균등범위에서 당업자가 행한 다양한 변형과 개작을 포함함은 자명하다.

100.......어린이 통학차량 안전장치 110.......보호자 검출수단
120 ......GPS 센서 130.......도플러 센서
150.......차량상태 검출수단 160.......주변 경보수단
180.......무선통신수단 190.......제어수단
300.......보호자 등 단말 500.......관제서버

Claims

어린이 통학용 차량에 설치되어 상기 차량이 정차된 경우 아동 유기 여부를 검출하고 경보를 하는 어린이 통학차량 안전장치에 대한 것으로,
마이크로웨이브를 발생하여 조사하고 반사파를 수신하는 것에 의해 상기 차량 내 아동의 움직임, 호흡 및 맥박에 대응하는 편이 주파수 신호를 검출하는 도플러 센서와;
상기 차량 내 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 상기 차량 주변에 발생시키는 주변 경보수단과;
상기 차량 및 상기 차량 내 아동의 상태 정보를 보호자 등 단말로 전달하기 위한 무선 통신 수단과;
상기 도플러센서가 검출한 상기 편이 주파수 신호를 토대로 상기 차량 내에 아동의 움직임, 호흡, 맥박 추정 신호가 있는지를 검출하여 상기 차량 내 유기아동이 있는지를 판단하는 아동검출알고리즘을 진행하고, 상기 차량에 유기아동이 있는 경우 또는 상기 차량 내 유기아동이 위험상태에 있다고 판단되는 경우에는 이를 상기 무선 통신 수단 또는 상기 주변 경보수단을 통하여 경보를 수행하도록 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1 에 있어서, 상기 어린이 통학차량 안전장치는,
상기 차량이 정차하고 있는지 여부 판단을 위해 GPS 센서를 더 구비하며, 상기 GPS 신호가 변동되는지 여부를 기준으로 판단하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제어수단은,
상기 차량이 소정시간 이상 정차하고 있다고 판단되고, 상기 보호자 등 단말의 GPS 신호를 토대로 보호자 등의 차량 이탈을 검출하는 경우에 대하여 상기 아동검출알고리즘을 실행하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1에 있어서, 상기 아동검출알고리즘은,
상기 도플러센서에서 검출된 신호를 수신하여 자동차 내에 움직임, 호흡, 맥박 중 적어도 어느 하나가 지속적으로 검출되거나 상기 움직임, 호흡, 맥박 중 적어도 둘이 단속적으로 검출되는 경우에는 아동이 상기 차량 내에 있는 것으로 검출하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 차량이 정차하고 상기 보호자 등의 차량이탈이 있었는데도, 상기 아동검출알고리즘을 실행한 결과 상기 차량 내 유기아동 검출이 있는 경우에는 상기 보호자 등 단말로 아동 유기를 알리는 경보를 상기 무선통신수단을 통해 수행하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 제어수단은,
정차하고 있는 상기 차량 내에 아동있음이 검출되고, 상기 차량의 내부 온도가 설정된 위험수치에 다다른 경우에는 상기 주변 경보수단을 동작시켜 상기 차량 주변 사람들에게 유기 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 수행하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 제어수단은,
정차하고 있는 상기 차량 내에 아동있음이 검출되고, 상기 차량의 내부 온도가 설정된 위험수치에 다다른 경우에는 상기 무선통신수단을 통하여 상기 보호자 등 단말로 상기 차량 내 유기 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 수행하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 제어수단은,
상기 정차하고 있는 차량 내에 아동있음이 검출되고, 상기 차량의 내부 이산화탄소 분압이 설정된 위험수치에 다다른 경우에는 상기 주변경보수단을 동작시켜 상기 차량 주변 사람들에게 유기 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 수행하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 제어수단은,
상기 정차하고 있는 차량 내에 아동있음이 검출되고, 상기 차량의 내부 이산화탄소 분압이 설정된 위험수치에 다다른 경우에는 상기 무선통신수단을 통하여 상기 보호자 등 단말로 상기 차량 내 유기 아동이 위험상태에 있음을 알리는 경보를 수행하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 무선통신수단은,
블루투스 통신수단 및 중장거리 IOT 통신수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 주변 경보수단은,
상기 차량의 크락션을 제어하여 상기 차량 내 위험상황 발생시 크락션을 반복하여 울려서 상기 차량 주변 사람들에 의해 신속한 구출을 가능하게 하는 크락션 제어수단인 것을 수단인 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 안전장치.
청구항 1내지 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서의 어린이 통학차량 안전장치와;
상기 어린이 통학차량 안전장치와 중장거리 IOT 전용망을 통하여 상기 차량 및 상기 차량 내 아동의 상태에 대한 정보를 수신하며, 그 결과를 상기 보호자 등 단말로 전달하는 관제서버와;
상기 어린이 통학차량 안전장치 또는 상기 관제서버로부터 무선통신에 의해 상기 차량 및 상기 차량 내의 아동의 상태에 대한 정보 및 경보를 수신하는 상기 보호자 등의 단말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 어린이 통학차량 아동 안전 시스템.