KR20200082217A - 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡단보도 주변에 설치되는 바닥 신호등에 관한 것으로, 녹색 광 및 적색 광을 방사하는 LED 램프; 보행 신호등으로부터 전송되는 비컨 신호를 수신하는 무선 통신부; 교통신호 제어기로부터 조광 제어를 위한 AC 구동 전압을 수신하는 구동전압 수신부; 및 상기 비컨 신호에 포함된 보행신호정보를 기반으로 상기 LED 램프부의 점멸 동작을 제어하고, 상기 AC 구동 전압의 파형을 분석하여 상기 LED 램프의 밝기를 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법{SMART TRAFFIC LIGHT SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 보행자의 안전을 위한 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 교통신호 제어기, 보행 신호등, 바닥 신호등 및 보행자의 이동 단말기 간의 연동을 통해 횡단보도로 진입하는 보행자를 교통 사고로부터 안전하게 보호할 수 있는 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

이동 단말기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 그 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

이러한 멀티미디어 기기 형태로 구현된 이동 단말기는 현대인의 필수품이 되어가고 있고, 단말 사용자들에 의해 평균적으로 이용되는 시간 또한 점점 증가하고 있는 추세이다. 이러한 추세에 따라, 이동 단말기에 몰입한 보행자들로 인해 다양한 사건/사고들이 발생하고 있다. 특히, 횡단보도로 진입하는 보행자는 아주 위험한 상황에 직면할 수 있다. 따라서, 이동 단말기에 몰입해서 횡단보도를 건너는 보행자들을 안전하게 보호하기 위한 방안이 필요하다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 교통신호 제어기, 보행 신호등, 바닥 신호등 및 보행자의 이동 단말기 간의 연동을 통해 횡단보도로 진입하는 보행자를 교통 사고로부터 안전하게 보호할 수 있는 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

또 다른 목적은 보행 신호등의 동작을 학습하여 보행자의 안전과 관련된 보행신호정보를 생성하고, 상기 보행신호정보를 바닥 신호등 및 보행자의 이동 단말기로 제공할 수 있는 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

또 다른 목적은 주변 환경의 조도 변화에 따라 바닥 신호등의 밝기를 적응적으로 조절하여 보행자의 시인성을 향상시킬 수 있는 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

또 다른 목적은 신호등 식별정보, 신호등 위치정보, 신호등 상태정보 및 신호등 주변정보 등을 보행자의 이동 단말기로 제공하여 시각 장애인 또는 교통약자가 횡단보도를 안전하게 보행할 수 있도록 하는 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 녹색 광 및 적색 광을 방사하는 LED 램프; 보행 신호등으로부터 전송되는 비컨 신호를 수신하는 무선 통신부; 교통신호 제어기로부터 조광 제어를 위한 AC 구동 전압을 수신하는 구동전압 수신부; 및 상기 비컨 신호에 포함된 보행신호정보를 기반으로 상기 LED 램프부의 점멸 동작을 제어하고, 상기 AC 구동 전압의 파형을 분석하여 상기 LED 램프의 밝기를 조절하는 제어부를 포함하는 바닥 신호등을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 녹색등 및 적색등을 포함하는 보행 신호 램프; 비컨 신호를 보행자의 이동 단말기로 전송하는 비콘 모듈; 상기 보행 신호 램프의 동작을 학습하는 보행신호 학습 모듈; 상기 보행 신호 램프의 작동 주기와 상기 비컨 신호의 전송 주기를 동기화하기 위한 편차 시간을 결정하는 편차 시간 결정부; 및 상기 보행 신호 램프의 작동 시간 정보를 기반으로 대기 잔여시간 정보와 보행 잔여시간 정보를 계산하고, 상기 보행 신호 램프의 동작과 관련된 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 보행 신호등을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 횡단보도로 진입하는 보행자를 보호하기 위한 애플리케이션을 저장하는 메모리; 상기 애플리케이션 실행 시, 횡단보도 주변에 위치하는 복수의 보행 신호등으로부터 복수의 비컨 신호들을 수신하는 무선 통신부; 상기 비컨 신호들의 수신 신호 세기를 기반으로 원하는 비컨 신호를 선택하고, 상기 선택된 비컨 신호에 포함된 보행신호정보를 분석하며, 상기 복수의 비컨 신호들을 이용하여 보행자의 상대적 위치 정보를 검출하고, 상기 보행신호정보를 기반으로 상기 보행자의 상대적 위치 정보에 대응하는 알림 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 생성된 알림 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 이동 단말기를 제공한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 보행 신호등에서 주기적으로 전송하는 비컨 신호를 이용하여 보행자의 현재 위치에 대응하는 알림 신호를 출력함으로써, 이동 단말기에 몰입하여 횡단보도를 진입하는 보행자들을 교통 사고로부터 안전하게 보호할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 보행 신호등의 장치 식별 정보, 위치 정보 및 보행 신호 정보 등을 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송함으로써, 보행 신호등에 인접한 보행자들의 이동 단말기를 통해 다양한 교통 안전 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 주변 환경의 조도 변화에 따라 바닥 신호등의 밝기를 적응적으로 조절함으로써, 보행자의 시인성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 신호등 시스템의 전체 구성도;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통신호 제어기의 구성 블록도;
도 3은 교통신호 제어기에서 바닥 신호등으로 출력되는 AC 구동전압을 예시하는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바닥 신호등의 구성 블록도;
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 구성 블록도;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 신호등의 구성 블록도;
도 7은 보행 신호등에 설치되는 편차 시간 결정부의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비컨 프레임의 구조를 설명하는 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바닥 신호등의 동작을 설명하는 순서도;
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 신호등의 동작을 설명하는 순서도;
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 동작을 설명하는 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 즉, 본 발명에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 교통신호 제어기, 보행 신호등, 바닥 신호등 및 보행자의 이동 단말기 간의 연동을 통해 횡단보도로 진입하는 보행자를 교통 사고로부터 안전하게 보호할 수 있는 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 보행 신호등의 동작을 학습하여 보행자의 안전과 관련된 보행신호정보를 생성하고, 상기 보행신호정보를 바닥 신호등 및 보행자의 이동 단말기로 제공할 수 있는 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 주변 환경의 조도 변화에 따라 바닥 신호등의 밝기를 적응적으로 조절하여 보행자의 시인성을 향상시킬 수 있는 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 신호등 식별정보, 신호등 위치정보, 신호등 상태정보 및 신호등 주변정보 등을 보행자의 이동 단말기로 제공하여 시각 장애인 또는 교통약자가 횡단보도를 안전하게 보행할 수 있도록 하는 스마트 신호등 시스템 및 그 동작 방법을 제안한다.

이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 신호등 시스템의 전체 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 신호등 시스템(100)은, 횡단보도(150)에 설치된 하나 이상의 보행 신호등(110)과, 보행자의 이동 단말기(120), 바닥 신호등(130), 교통신호 제어기(140) 및 차량 신호등(미도시)을 포함할 수 있다.

보행 신호등(110)은 도로의 횡단보도(150)를 기준으로 하여 양측 인도에 각각 설치되어, 횡단보도(150)를 건너고자 하는 보행자들에게 보행 신호를 제공할 수 있다. 또한, 보행 신호등(110)은 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송할 수 있다.

보행 신호등(110)은 보행 신호 램프(111), 투광 조명 장치(112) 및 신호등 제어장치(113) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 신호등 제어장치(113)는 보행 잔여시간표시기를 포함할 수 있다.

보행자의 이동 단말기(120)는 횡단보도(150)로 진입하는 보행자를 보호하기 위한 애플리케이션(이하, '보행자 보호 애플리케이션'이라 칭함)을 앱 스토어 또는 플레이 스토어 등으로부터 다운로드하여 설치할 수 있다.

이동 단말기(120)는, 사용자 명령 등에 따라 기 설치된 보행자 보호 애플리케이션을 실행할 수 있다. 한편, 다른 실시 예로, 이동 단말기(120)는, 보행 신호등(110)으로부터의 비컨 신호 수신 시, 기 설치된 보행자 보호 애플리케이션을 자동으로 실행할 수 있다.

이동 단말기(120)는, 해당 애플리케이션 실행 시, 인접 보행 신호등(110)으로부터 전송 받은 비컨 신호를 기반으로 보행자의 현재 위치를 파악하고, 보행자의 현재 위치에 대응하는 알림 신호를 제공할 수 있다. 이때, 상기 알림 신호는 시각적 알림 신호, 청각적 알림 신호 및 촉각적 알림 신호 중 적어도 하나의 형태로 출력될 수 있다.

한편, 도면에 도시되고 있지 않지만, 이동 단말기(120)는 보행 신호등(110)으로부터 수신된 비컨 신호에 포함된 위치 정보 또는 장치 식별 정보(즉, 디바이스 ID 정보) 등을 미리 결정된 서비스 제공 서버로 제공할 수 있다. 상기 서비스 제공 서버는 보행 신호등(110)의 위치 정보 또는 장치 식별 정보를 기반으로 보행자의 현재 위치를 파악할 수 있고, 해당 보행자의 안전과 관련된 알림 서비스를 이동 단말기(120)로 제공할 수 있다. 이동 단말기(120)는 해당 서버로부터 제공받은 알림 정보, 음향 정보 및 위치 기반 정보(가령, 공공기관 정보, 지도 정보, 지리 정보 등)를 보행자에게 제공할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기(120)에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device) 등이 포함될 수 있다.

바닥 신호등(130)은 도로의 횡단보도(150)를 기준으로 하여 양측 인도의 바닥 면에 각각 설치되어, 횡단보도(150)를 건너고자 하는 보행자들에게 보행 신호를 제공할 수 있다.

바닥 신호등(130)은 보행 신호인 녹색 빛을 발광하는 녹색등, 보행 금지 신호인 적색 빛을 발광하는 적색등, 상기 적색등 또는 녹색등으로 인가되는 전원을 온(on)/오프(off)하는 스위치부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 녹색등 및 적색등은 LED 램프로 구성될 수 있다.

바닥 신호등(130)은 교통신호 제어기(140) 또는 보행 신호등(130)과 연동하여 녹색등과 적색등을 일정 시간 주기로 번갈아 가며 동작할 수 있다. 또한, 바닥 신호등(130)은 주변 환경의 조도 변화에 따라 신호등의 밝기를 조절할 수 있다. 예컨대, 주간 시간 대에는 바닥 신호등(130)의 밝기를 증가시키고, 야간 시간 대에는 바닥 신호등(130)의 밝기를 감소시킬 수 있다.

차량 신호등은, 운전자의 정면 시야에 들어오도록 차량 주행 방향과 반대되는 방향으로 도로 위에 설치되며, 적색, 녹색, 황색 및 녹색 화살 표시의 점멸로 주행 차량의 진행, 정지, 우회 등을 지시하는 기능을 수행한다.

차량 신호등은, 횡단보도(150)의 인접 영역에 설치된 교통신호 제어기(140)의 제어에 따라, 적색등, 녹색등, 황색등, 녹색 화살 표시등을 일정 시간 주기로 번갈아 가며 동작시킨다.

교통신호 제어기(Traffic Signal Controller, 140)는 교차로 및/또는 횡단보도(150)의 인접 영역에 설치되어 해당 지역의 교통 상황을 수집, 분석해 최적의 교통 신호등 운영을 담당하는 장치이다. 이러한 교통신호 제어기(140)는 차량 신호등, 보행 신호등(110) 및 바닥 신호등(130)과 전기적으로 연결되어, 해당 신호등들의 점멸 동작을 제어하거나 혹은 해당 신호등들의 조광 제어 동작을 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통신호 제어기의 구성 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 교통신호 제어기(200)는 신호등 스케줄러(210), 구동 전압부(220), 통신부(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 구성요소들은 교통신호 제어기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 교통신호 제어기는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

신호등 스케줄러(210)는 보행 신호등(110)의 녹색등 및 적색등에 관한 점멸 동작을 스케줄링할 수 있다. 또한, 신호등 스케줄러(210)는 바닥 신호등(130)의 녹색등 및 적색등에 관한 점멸 동작을 스케줄링할 수 있다.

신호등 스케줄러(210)는 시간대에 따라 보행 신호등(110) 및/또는 바닥 신호등(130)의 밝기(즉, 광량)를 조절하는 조광 제어 동작을 스케줄링할 수 있다. 가령, 제1 시간대에는 신호등에서 100%의 광량이 출력되도록 스케줄링할 수 있고, 제2 시간대에는 신호등에서 50% 내지 70%의 광량이 출력되도록 스케줄링할 수 있다.

또한, 신호등 스케줄러(210)는 주변 환경의 조도 변화에 따라 보행 신호등(110) 및/또는 바닥 신호등(130)의 밝기를 조절하는 조광 제어 동작을 스케줄링할 수 있다.

구동 전압부(220)는 보행 신호등(110) 및/또는 바닥 신호등(130)에 설치된 LED 램프를 구동하기 위한 AC 전압을 생성하고, 상기 생성된 AC 전압을 보행 신호등(110) 및/또는 바닥 신호등(130)으로 출력할 수 있다. 이때, 상기 AC 전압은 220V일 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.

구동 전압부(220)는, LED 램프의 점등 모드(즉, 일반 점등 모드, 조광 제어 모드)에 따라 서로 다른 파형(즉, 위상)을 갖는 AC 전압을 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 구동 전압부(220)는, 일반 점등 모드 시, 완전한 정현파 형태의 위상을 갖는 AC 전압을 생성할 수 있다. 한편, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 구동 전압부(220)는, 조광 제어 모드 시, STX(start of text) 위상, AC 위상, ETX(end of text) 위상을 갖는 AC 전압을 생성할 수 있다. 여기서, STX 위상은 조광 제어 모드의 시작을 지시하는 위상 신호로서, (+) 반파 위상, (+) 반파 위상, (-) 반파 위상, (-) 반파 위상이 순차적으로 입력되는 위상 신호이거나 혹은 (+) 반파 위상, (+) 반파 위상, (-) 반파 위상, (-) 반파 위상이 순차적으로 입력되는 위상 신호일 수 있다. ETX 위상은 조광 제어 모드의 종료를 지시하는 위상 신호로서, (-) 반파 위상, (-) 반파 위상, (+) 반파 위상, (+) 반파 위상이 순차적으로 입력되는 위상 신호이거나 혹은 (+) 반파 위상, (+) 반파 위상, (-) 반파 위상, (-) 반파 위상이 순차적으로 입력되는 위상 신호일 수 있다.

이러한 STX 위상과 ETX 위상 사이에 존재하는 AC 위상은, 조광 제어의 조도 값을 지시하는 위상 신호이다. 가령, 도면에 도시된 바와 같이, AC 위상의 개수가 70개라면, 조광 제어의 조도 값은 70%가 된다. 이러한 위상 카운터 방식을 통해, 구동 전압부(220)는, 조광 제어 모드 시, 신호등의 조도 값을 지시하는 AC 전압을 생성할 수 있다. 또한, 설치 환경의 변화에 따라 AC 위상의 개수를 적절히 변경함으로써, 신호등의 조도를 간편하게 변경할 수 있으며 위상 잘림으로 인한 리플(ripple)을 최적화 할 수 있다.

통신부(230)는 경찰청 또는 지방자치단체 등에 설치된 도로교통 시스템과의 유/무선 통신을 지원하기 위한 통신 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한, 통신부(230)는 보행 신호등(110) 및 바닥 신호등(130)과의 유/무선 통신을 지원하기 위한 통신 인터페이스를 제공할 수 있다.

제어부(240)는 메모리(미도시)에 저장된 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 교통신호 제어기(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 본 실시 예에서, 제어부(240)는 횡단보도(150) 주변의 교통 상황을 수집 및 분석하고, 이를 기반으로 차량 신호등, 보행 신호등(110) 및 바닥 신호등(130)의 동작을 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바닥 신호등의 구성 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 바닥 신호등(400)은 필터부(410), 정류부(415), 전압 감시부(420), 구동 전류부(430), 분압기(435), 모드 선택부(440), 제어부(445), 파워 컨버터(450), 제1 로드부(455), 제2 로드부(460), LED 램프부(465) 및 무선 통신부(470)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구성요소들은 바닥 신호등(400)을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 바닥 신호등은 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

바닥 신호등(400)은 교통신호 제어기(140) 또는 보행 신호등(130)과 연동하여 녹색등 및 적색등의 밝기를 조절하는 조광 제어 기능을 수행할 수 있다. 또한, 바닥 신호등(400)은 교통신호 제어기(140) 또는 보행 신호등(110)과 연동하여 녹색등 및 적색등을 일정 시간 주기로 번갈아 가며 동작할 수 있다.

필터부(410)는 교통신호 제어기(140)로부터 입력되는 AC 구동 전압의 노이즈(noise) 성분을 제거하고, 바닥 신호등(400)의 내부에서 발생된 잡음(noise)을 제거할 수 있다. 정류부(415)는 노이즈 성분이 제거된 AC 구동 전압을 정류하여 DC 구동 전압을 생성하고, 상기 생성된 DC 구동 전압을 전압 감시부(420)로 출력할 수 있다.

전압 감시부(420)는, 정류부(415)를 통해 출력된 DC 구동 전압에서 저 전압, 과전압 또는 루프(LED) 단선 등이 발생하는지를 모니터링하고, 저 전압, 과전압 또는 루프 단선 감지 시, LED 램프부(465)의 오작동 또는 손상을 방지하기 위해 파워 컨버터(450)의 동작을 중지하여 LED 램프부(465)를 강제로 소등시킬 수 있다.

구동 전류부(430)는 정류부(415)에서 출력된 DC 구동 전압을 정전류(constant current)로 변환하고, 상기 변환된 정전류를 LED 램프부(465)로 출력할 수 있다.

분압기(435)는 필터부(410)에서 출력된 AC 구동 전압을 분압하여 전압을 낮출 수 있다. 이러한 분압기(435)를 설치하는 이유는, 필터부(410)에서 출력된 AC 구동 전압을 제어부(445)에서 인지할 수 있는 전압으로 변환하기 위함이다.

모드 선택부(440)는 관리자 또는 운용자의 조작 명령 등에 따라 바닥 신호등(400)의 동작 모드를 선택할 수 있다. 여기서, 상기 바닥 신호등(400)의 동작 모드는, 조광 기능이 없는 일반 모드(normal mode)와 조광 기능이 있는 디밍 모드(dimming mode)로 분류될 수 있다.

모드 선택부(440)는 관리자 또는 운영자 등에 의해 선택된 바닥 신호등(400)의 동작 모드에 관한 정보를 제어부(445)로 제공할 수 있다. 제어부(445)는 바닥 신호등(400)의 동작 모드에 관한 정보를 교통신호 제어기(140) 및 보행 신호등(130) 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.

제어부(445)는 교통신호 제어기(140) 또는 보행 신호등(110) 등과 연동하여 LED 램프부(465)의 점멸 동작을 제어할 수 있다. 본 실시 예에서는 바닥 신호등(400)이 보행 신호등(110)과 연동하여 점멸 동작을 수행하는 것을 예시하여 설명하도록 한다.

또한, 제어부(445)는 교통신호 제어기(140) 또는 보행 신호등(110) 등과 연동하여 주변 환경의 조도 변화에 따라 LED 램프부(465)의 밝기를 조절하는 조광 제어 동작을 제어할 수 있다.

제어부(445)는, 디밍 모드 시, 분압기(435)에서 출력되는 AC 구동 전압의 파형을 분석하여 조광 제어를 위한 조도 값(또는 밝기 값)을 추출할 수 있다. 일 예로, 제어부(445)는 STX 커맨드와 ETX 커맨드 사이에 존재하는 AC 위상들의 개수를 카운팅(counting)하고, 상기 카운팅된 위상들의 개수를 기반으로 조광 제어를 위한 조도 값을 추출할 수 있다.

제어부(445)는, 조광 제어 모드 시, LED 램프부(465)의 밝기를 변경하기 위한 제1 제어 신호(가령, PWM 신호)를 생성하여 파워 컨버터(450)로 출력하고, 상기 LED 램프부(465)의 밝기를 변경하기 위한 제2 제어 신호를 생성하여 제2 부하부(460)로 출력할 수 있다.

파워 컨버터(450)는 제어부(445)에서 출력되는 제1 제어 신호의 파워를 변환하고, 상기 변환된 파워를 갖는 제1 제어 신호를 기반으로 LED 램프부(465)로 입력되는 정전류의 양을 조절할 수 있다.

제1 부하부(455)는 적색등에 한하여 동작하며, 미리 결정된 저항 소자들로 이루어져 특정 부하 값을 유지할 수 있다. 제2 부하부(460)는, 조광 제어 모드 시, 제어부(445)에서 출력되는 제2 제어 신호를 기반으로 LED 램프부(465)의 구동을 위해 축적된 에너지의 일부를 방전시킬 수 있다.

LED 램프부(465)는 보행 신호에 해당하는 녹색 빛을 발광하는 복수의 녹색 LED 램프와 보행 금지 신호에 해당하는 적색 빛을 발광하는 복수의 적색 LED 램프를 포함할 수 있다.

LED 램프부(465)는 구동 전류부(430)에서 출력되는 정전류에서 제2 부하부(460)로 흐르는 정전류를 뺀 나머지 양을 기반으로 복수의 LED 램프들의 빛을 발광할 수 있다. 가령, 일반 점등 모드 시, 제2 부하부(460)로 흐르는 정전류의 양은 0이므로, LED 램프부(465)는 구동 전류부(430)에서 출력되는 모든 정전류를 이용하여 100%의 조도로 빛을 발광하게 된다. 한편, 조광 제어 모드 시, 제2 부하부(460)로 흐르는 정전류의 양이 존재하므로, LED 램프부(465)는 구동 전류부(430)에서 출력되는 정전류에서 제2 부하부(460)로 흐르는 정전류를 뺀 나머지를 이용하여 50% 내지 70%의 조도로 빛을 발광하게 된다.

무선 통신부(470)는 보행 신호등(110)으로부터 전송되는 비컨 신호를 수신하고, 상기 수신된 비컨 신호를 제어부(445)로 제공할 수 있다. 제어부(445)는 비컨 신호에 포함된 보행 신호 정보를 기반으로 LED 램프부(465)의 점멸 동작을 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 구성 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 이동 단말기(500)는 무선 통신부(510), 출력부(520), 입력부(530), 메모리(540) 및 제어부(550) 등을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

무선 통신부(510)는, 이동통신 모듈, 근거리 통신 모듈 및 무선 인터넷 모듈 등을 포함할 수 있다. 상기 무선 통신부(510)는 보행 신호등(110), 바닥 신호등(130), 교통신호 제어기(140) 및 서비스 제공 서버 중 적어도 하나와 데이터를 송수신하기 위한 통신 인터페이스를 제공할 수 있다.

출력부(520)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부, 음향 출력부, 햅팁 모듈 및 광 출력부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디스플레이부는 이동 단말기(500)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부는 이동 단말기(500)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다. 음향 출력부는 호 신호 수신, 통화 모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(510)로부터 수신되거나 메모리(540)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 상기 햅틱 모듈이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 광출력부는 이동 단말기(500)의 광원을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다.

입력부(530)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다.

메모리(540)는 이동 단말기(500)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(540)는 이동 단말기(500)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(500)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 특히, 본 실시 예에서, 메모리(540)는 횡단보도로 진입하는 보행자를 보호하기 위한 보행자 보호 애플리케이션을 저장할 수 있다.

제어부(550)는 이동 단말기(500)의 전반적인 동작을 제어한다. 또한, 제어부(550)는 메모리(540)에 저장된 보행자 보호 애플리케이션을 실행하고, 상기 보행자 보호 애플리케이션과 관련된 동작을 제어한다.

일 예로, 제어부(550)는 보행 신호등(110)으로부터 전송 받은 비컨 신호를 기반으로 보행자의 위치를 실시간으로 파악하고, 상기 보행자의 위치에 대응하는 알림 신호를 제공하는 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(550)는 서비스 제공 서버로부터 제공 받은 알림 정보, 음향 정보 및 위치 기반 정보(가령, 지역 정보, 지리 정보, 지도 정보, 관광 정보, 길 찾기 정보 등)를 보행자에게 제공하는 동작을 제어할 수 있다. 더 나아가, 제어부(550)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(500) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 적어도 하나를 조합하여 제어할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 신호등의 구성 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 보행 신호등(600)은 신호등 제어장치(610), 보행 신호 램프(620) 및 투광 조명 장치(630)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 신호등 제어장치(610)는 제1 비콘 모듈(611), 보행신호 학습 모듈(612), 제2 비콘 모듈(613), 조도 센서(614), 편차 시간 결정부(615), 보행 잔여시간표시기(616), 메모리(617) 및 제어부(618)를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 구성요소들은 보행 신호등(600)을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 보행 신호등은 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보행 신호 램프(620)는 적색등, 녹색등, 및 상기 적색등 또는 녹색등으로 인가되는 전원을 온(on)/오프(off)하는 스위치부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 녹색등 및 적색등은 LED 램프로 구성될 수 있다.

보행 신호 램프(620)는, 교통신호 제어기(140)의 제어 명령에 따라, 스위치부를 제어하여 적색등과 녹색등을 일정 시간 주기로 번갈아 가며 동작시킨다. 이때, 적색등이 켜져 있는 시간과 녹색등이 켜져 있는 시간은 서로 동일하게 설정되거나 혹은 다르게 설정될 수 있다.

투광 조명 장치(630)는 야간에 보행자의 시야를 확보하기 위해 횡단보도(150)를 환하게 비춰줄 수 있는 조명 기기로서, 독립적으로 온(On)/오프(Off) 동작 가능하도록 구성할 수 있다. 투광 조명 장치(630)는 가로등(미도시) 또는 보행 신호 램프(620)와 연동되어 작동하거나 혹은 별도의 스위치 조작을 통해 작동할 수 있다.

투광 조명 장치(630)는, 제어부(614)의 제어 명령에 따라, 횡단보도(150)를 향해 조사되는 광의 밝기를 변경할 수 있다. 이때, 상기 투광 조명 장치(630)는 보행 신호 램프(620)과 연동되어 동작할 수 있다. 가령, 보행 신호 램프(620)가 적색등일 경우, 투광 조명 장치(630)의 밝기(광량)를 감소시켜 에너지를 절약하고, 보행 신호 램프(620)가 녹색등일 경우, 투광 조명 장치(630)의 밝기(광량)를 증가시켜 보행자의 시야를 확보할 수 있다.

신호등 제어장치(610)는 보행 신호 램프(620)의 동작을 학습하여 보행 신호등(600)과 관련된 보행신호정보를 생성하고, 상기 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 보행자의 이동 단말기(120) 및 바닥 신호등(130)으로 제공할 수 있다. 이때, 상기 보행신호정보는 대기 잔여시간 정보 및 보행 잔여시간 정보 등을 포함할 수 있다.

신호등 제어장치(610)는 보행자가 횡단보도로 접근하는지 여부를 감지하고, 상기 보행자 감지 시, 차량 우선 신호를 해지하기 위한 제어 신호를 교통신호 제어기(140)로 전송할 수 있다.

제1 비콘 모듈(611)은 보행 신호등(600)과 관련된 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송할 수 있다. 상기 제1 비콘 모듈(611)은 비컨 신호의 출력 세기를 적어도 3개 이상의 레벨(가령, '강/중/약', '0dbm/5dbm/10dbm' 등)로 가변하여 송출함으로써, 원 거리에 있는 시각 장애인(보행자)을 보행 신호등(600)으로 유도하는 기능을 수행할 수 있다.

제1 비콘 모듈(611)은 비컨 신호의 출력을 적어도 3개 이상의 레벨로 번갈아 가며 송출함으로써, 인접 신호등의 비컨 신호로 인해 전파 방해가 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 제1 비콘 모듈(611)은 주파수 호핑(Frequency Hopping) 방식을 이용하여 비컨 신호를 전송함으로써, 인접 신호등의 비컨 신호로 인해 전파 방해가 발생하는 것을 최소화할 수 있다.

제2 비콘 모듈(613)은, 교통신호 제어기(140)에 설정된 차량 우선 신호를 해지하기 위해, 보행 신호등(600)으로 접근하는 보행자를 검출하는 기능을 수행할 수 있다.

제1 비콘 모듈(611)은, 차량 우선 신호 설정 시, 비컨 신호에 대응하는 응답 신호의 전송을 요청하는 정보(839)를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송할 수 있다. 제2 비콘 모듈(613)은 이동 단말기(120)로부터 비컨 신호에 대응하는 응답 신호의 수신 여부에 기초하여 보행자를 검출할 수 있다.

제2 비콘 모듈(613)을 통해 보행자를 감지한 경우, 제1 비콘 모듈(611)은 비컨 신호에 대응하는 응답 신호의 미 전송을 요청하는 정보(839)를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송할 수 있다. 이는 보행자를 감지한 이후에 복수의 응답 신호들이 제1 및 제2 비콘 모듈(611, 613)에 계속적으로 수신됨에 따라 전파 장애를 일으키는 것을 방지하기 위함이다. 제어부(618)는, 보행자 감지 시, 차량 우선 신호를 해지하기 위한 제어 신호를 교통신호 제어기(140)로 전송할 수 있다. 이러한 제어 신호를 수신한 교통신호 제어기(140)는 차량 우선 신호를 해지하고 보행 신호를 보행 신호등(600)으로 인가할 수 있다.

제1 및 제2 비콘 모듈(611, 613)은 비컨 신호를 전송하기 위한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 상기 근거리 통신 모듈은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth), UWB(UltraWideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi, Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.

보행신호 학습 모듈(612)은, 학습 모드 시, 보행 신호 램프(620)의 동작을 학습할 수 있다. 즉, 보행신호 학습 모듈(612)은 보행 신호 램프(620) 또는 교통신호 제어기(140)로부터 적색등의 작동 시간 정보(즉, 보행 정지 시간 정보)와 녹색등의 작동 시간 정보(즉, 보행 시간 정보)를 주기적으로 수집하여 학습할 수 있다. 보행신호 학습 모듈(612)은 학습된 보행 신호 정보를 메모리(617)에 저장할 수 있다.

한편, 교통신호 제어기(140)의 조작에 따라 보행 신호 램프(620)의 동작 주기가 변경된 경우, 보행신호 학습 모듈(612)은, 메모리(617)에 저장된 보행 신호 정보를 삭제하고, 상기 보행 신호 램프(620)의 변경된 동작 상태를 다시 학습할 수 있다.

조도 센서(614)는 보행 신호등(600)의 주변 조도를 측정하고, 상기 측정된 조도 정보를 제어부(618)로 제공할 수 있다. 제어부(618)는 조도 센서(614)로부터 수신된 조도 정보를 기반으로 보행 잔여시간표시기(616)의 조광(dimming) 제어를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(618)는 조도 정보를 교통신호 제어기(140) 및 바닥 신호등(130) 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.

편차 시간 결정부(615)는 보행 신호등의 작동 주기와 비컨 신호의 전송 주기를 동기화하기 위한 편차 시간(또는 오차 시간)을 결정할 수 있다. 즉, 녹색 보행 신호등 작동 시, 편차 시간 결정부(615)는 녹색 보행 신호등의 작동 개시 시점과 비컨 신호의 전송 시점 사이의 시간 차에 해당하는 제1 편차 시간을 결정할 수 있다. 마찬가지로, 적색 보행정지 신호등 작동 시, 편차 시간 결정부(615)는 적색 보행정지 신호등의 작동 개시 시점과 비컨 신호의 전송 시점 사이의 시간 차에 해당하는 제2 편차 시간을 결정할 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 보행 신호등(600)의 작동 주기(C)는 녹색 보행 시간(A)과 적색 보행 정지 시간(B)의 합으로 구성된다. 이러한 보행 신호등의 응답 시간(상호작동지연시간)은 전세계 도로 교통 신호등 규격인 70㎳ 이내를 만족하여야 한다. 한편, 비컨 신호의 전송 주기는 최대 100㎳이다. 이처럼, 보행 신호등의 작동 주기와 비컨 신호의 전송 주기가 서로 상이하기 때문에, 상기 보행 신호등의 작동 주기와 비컨 신호의 전송 주기를 동기화하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 이러한 비컨 신호를 수신하는 이동 단말기(120)는 보행 신호등(600)의 정확한 작동시간 정보를 획득할 수 없는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 보행 신호등의 작동 주기와 비컨 신호의 전송 주기를 동기화하기 위한 편차 시간 정보를 비컨 신호에 삽입하여 이동 단말기(120)로 제공할 필요가 있다.

보행 잔여시간표시기(616)는, 제어부(618)의 제어 명령에 따라, 보행 잔여시간 정보를 제공할 수 있다. 상기 보행 잔여시간표시기(616)는, 녹색 보행 신호등 작동 시, LED 광원을 통해 보행 잔여시간을 표시할 수 있다.

메모리(617)는 보행 신호등(600)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(617)는 보행 신호등(600)에서 구동되는 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 보행 신호등(600)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다.

제어부(618)는 메모리(617)에 저장된 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 보행 신호등(600)의 전반적인 동작을 제어한다. 더 나아가, 제어부(618)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 보행 신호등(600) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 적어도 하나를 조합하여 제어할 수 있다.

제어부(618)는, 학습 모드 완료 시, 메모리(617)에 저장된 보행 신호등(600)의 작동 시간 정보를 기반으로 대기 잔여시간 정보와 보행 잔여시간 정보를 계산할 수 있다. 여기서, 대기 잔여시간 정보는, 보행 신호등(600)이 적색등에서 녹색등으로 전환되기까지의 잔여 시간 정보를 나타내고, 보행 잔여시간 정보는 녹색등에서 적색등으로 전환되기까지의 잔여 시간 정보를 나타낸다.

제어부(618)는, 보행 신호등(600)과 관련된 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 생성할 수 있다. 가령, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 비컨 신호(800)는 디바이스 ID 정보(831), 위치 데이터(832), 제1 거리 데이터(833), 제2 거리 데이터(834), 제3 거리 데이터(835), 대기 잔여시간 정보(836), 보행 잔여시간 정보(837), 편차 시간 정보(838), 응답 유무 정보(839), 편차 시간 식별 정보(미도시) 및 출력 신호 세기 정보(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바닥 신호등의 동작을 설명하는 순서도이다.

도 9를 참조하면, 바닥 신호등(130)은 관리자 또는 운영자의 조작 명령 등에 따라 자신의 점등 모드가 일반 점등 모드인지 아니면 조광 제어 모드인지를 확인할 수 있다(S910).

바닥 신호등(130)은, 조광 제어 모드 시, 교통신호 제어기(140)로부터 AC 구동 전압을 수신할 수 있다(S920). 이때, 상기 AC 구동 전압은, 도 3에 도시된 바와 같이, 바닥 신호등(130)의 점등 모드(즉, 일반 점등 모드, 조광 제어 모드)에 따라 서로 다른 파형을 가질 수 있다.

바닥 신호등(130)은, AC 구동 전압 수신 시, 상기 AC 구동 전압을 전압 강하하고, 상기 전압 강하된 AC 구동 전압의 파형을 분석할 수 있다(S930, S940). 또한, 바닥 신호등(130)은, AC 구동 전압 수신 시, 상기 AC 구동 전압을 DC 구동 전압으로 정류하고, 상기 정류된 DC 구동 전압을 LED 구동 전류(즉, 정전류)로 변환할 수 있다.

바닥 신호등(130)은 상기 분석된 AC 구동 전압의 파형을 기반으로 조광 제어를 위한 조도 값을 결정할 수 있다(S950). 바닥 신호등(130)은 상기 결정된 조도 값을 기반으로 조광 제어를 위한 제1 구동 신호를 생성할 수 있다(S960). 이때, 상기 제1 구동 신호는 PWM 신호일 수 있다.

한편, 바닥 신호등(130)은, 일반 점등 모드 시, 일반 점등을 위한 제2 구동 신호를 생성할 수 있다(S970). 마찬가지로, 상기 제2 구동 신호는 PWM 신호일 수 있다.

바닥 신호등(130)은, 일반 점등 모드 시, 제2 구동 신호에 따라 LED 램프를 구동할 수 있다(S980). 즉, 바닥 신호등(130)는, 모든 정전류를 LED 램프로 인가하여 100%의 광량으로 빛을 발광할 수 있다.

이에 반해, 바닥 신호등(130)은, 조광 제어 모드 시, 제1 구동 신호에 따라 LED 램프를 구동할 수 있다. 즉, 바닥 신호등(130)는, LED 램프로 인가되는 정전류의 양을 조절하여 50% 내지 70%의 광량으로 빛을 발광할 수 있다. 여기서, 50% 내지 70%의 광량은 일 실시 예로서, 50% 이하 또는 70% 이상의 광량으로 조광 제어를 수행할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

바닥 신호등(130)은, 교통신호 제어기(140)로부터 별도의 동작 정지 명령이 수신될 때까지, 상술한 910 단계 내지 980 단계의 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥 신호등은 위상 카운터 방식을 이용한 조광 제어 기능을 수행함으로써, 전압 변동을 최소화할 수 있고 조광 제어를 자유로이 표현할 수 있으며 종래 방식에 비해 잡음을 감소할 수 있고 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 신호등의 동작을 설명하는 순서도이다.

도 10을 참조하면, 미리 결정된 학습 모드 이벤트가 발생하는 경우(S1010), 보행 신호등(110)은 보행 신호 학습 모드로 진입할 수 있다(S1020). 이때, 미리 결정된 학습 모드 이벤트는, 교통신호 제어기(140)의 제어에 따라 보행 신호 램프의 동작 주기가 변경되는 이벤트일 수 있다.

보행 신호등(110)은, 보행 신호 학습 모드 시, 메모리에 기 저장된 보행 신호 램프의 작동 시간 정보를 삭제하고, 보행 신호 램프의 변경된 동작 상태를 다시 학습할 수 있다.

보행 신호등(110)은, 보행 신호 학습 모드 시, 보행 신호 램프 또는 교통신호 제어기(140)로부터 적색등의 작동 시간 정보와 녹색등의 작동 시간 정보를 주기적으로 수집하여 학습할 수 있다(S1030).

서로 동일한 값(또는 일정한 오차 범위 이내의 값)을 갖는 녹색등 및 적색등의 작동 시간 정보가 미리 설정된 횟수만큼 수집되면, 보행 신호등(110)은, 상기 동일한 값을 갖는 작동 시간 정보를 녹색등 및 적색등의 정상 작동 시간 정보로 학습하고, 상기 학습된 작동 시간 정보를 메모리에 저장할 수 있다(S1040).

보행 신호등(110)은, 보행 신호 학습 모드 완료 시, 메모리에 저장된 보행 신호 램프의 작동 시간 정보(즉, 학습 데이터)를 기반으로 대기 잔여시간 정보와 보행 잔여시간 정보를 산출할 수 있다(S1050).

보행 신호등(110)은, 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 생성할 수 있다(S1060). 상기 보행신호정보는, 대기 잔여시간 정보, 보행 잔여시간 정보, 디바이스 ID 정보, 위치 데이터, 제1 거리 데이터, 제2 거리 데이터, 제3 거리 데이터, 편차 시간 정보, 응답 유무 정보, 편차 시간 식별 정보, 출력 신호 세기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 보행신호정보는 횡단보도 주변에 위치하는 건물 등에 관한 위치 정보, 지리 정보, 관광 정보, 길 찾기 정보 등을 추가로 포함할 수 있다.

보행 신호등(110)은, 이러한 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)할 수 있다(S1070).

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 보행 신호등은 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 보행자의 이동 단말기로 주기적으로 전송함으로써, 이동 단말기에 몰입하여 횡단보도를 진입하는 보행자와 시각 장애인을 교통 사고로부터 안전하게 보호할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 동작을 설명하는 순서도이다.

도 11을 참조하면, 이동 단말기(120)는, 사용자 명령 등에 따라, 횡단보도로 진입하는 보행자를 보호하기 위한 애플리케이션(즉, 보행자 보호 애플리케이션)을 실행할 수 있다(S1110).

이동 단말기(120)는, 해당 애플리케이션 실행 시, 횡단보도 주변에 위치하는 복수의 보행 신호등(110)으로부터 복수의 비컨 신호들을 주기적으로 수신할 수 있다(S1120). 이때, 각각의 비컨 신호는, 디바이스 ID 정보, 위치 데이터, 제1 거리 데이터, 제2 거리 데이터, 제3 거리 데이터, 대기 잔여시간 정보, 보행 잔여시간 정보, 편차 시간 정보, 응답 유무 정보, 편차 시간 식별 정보 및 출력 신호 세기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이동 단말기(120)는 복수의 비컨 신호들에 포함된 디바이스 ID 정보를 기반으로 해당 비컨 신호들이 어느 보행 신호등으로부터 수신되는지를 실시간으로 확인할 수 있다. 또한, 이동 단말기(120)는 복수의 비컨 신호들에 포함된 출력 신호 세기 정보를 기반으로 인접 보행 신호등에서 비컨 신호를 어떤 세기로 출력하는지를 실시간으로 확인할 수 있다.

이동 단말기(120)는, 주변의 보호 신호등(110)으로부터 수신된 복수의 비컨 신호들 중에서 가장 큰 RSSI(Received signal strength indication)를 갖는 비컨 신호를 선택할 수 있다. 이는 보행자와 가장 가까운 보행 신호등(110)으로부터 전송된 비컨 신호를 선택하기 위함이다.

이동 단말기(120)는 상기 선택된 비컨 신호에 포함된 보행신호정보를 분석(parsing)할 수 있다(S1130). 이동 단말기(120)는 비컨 신호에 포함된 응답 유무 정보를 기반으로 해당 비컨 신호에 대응하는 응답 신호의 전송 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 상기 응답 신호는 보호 신호등(110)에서 보행자를 감지하기 위해 사용될 수 있다.

이동 단말기(120)는 상기 선택된 비컨 신호에 삽입된 제1 편차 시간(D)을 이용하여 녹색 보행 신호등의 작동시간 정보를 보정할 수 있다. 마찬가지로, 이동 단말기(120)는 상기 선택된 비컨 신호에 삽입된 제2 편차 시간(E)을 이용하여 적색 보행정지 신호등의 작동시간 정보를 보정할 수 있다.

한편, 이동 단말기(120)는, 주기적으로 수신되는 복수의 비컨 신호들을 기반으로, 보행자와 복수의 보행 신호등(110) 간의 거리 정보를 측정할 수 있다(S1140). 이때, 상기 이동 단말기(120)는 근접식(Proximity-based) 기법 또는 삼각 측량식(Trilateration-based) 기법 등을 사용하여 거리 정보를 측정할 수 있다.

이동 단말기(120)는, 상술한 기법들을 통해 계산된 거리 정보들을 이용하여 보행자의 상대적 위치 정보를 검출할 수 있다(S1150). 이때, 이동 단말기(120)는, 이미 공지된 위치 검출 알고리즘을 이용하여 보행자의 상대적 위치 정보를 검출할 수 있다.

이동 단말기(120)는, 상기 분석된 보행신호정보를 기반으로 보행자의 현재 위치에 대응하는 알림 신호를 생성할 수 있다(S1160). 이때, 이동 단말기(120)는 보행자의 위치에 따라 서로 다른 알림 신호를 생성할 수 있다.

이동 단말기(120)는 보행자의 현재 위치에 대응하는 알림 신호(또는 알람 신호)를 출력할 수 있다(S1170). 이때, 상기 알림 신호는 보행자의 주의를 환기시키기 위해 청각적 알림 신호, 시각적 알림 신호 및 촉각적 알림 신호 중 적어도 하나의 형태로 출력될 수 있다.

일 예로, 이동 단말기(120)는 대기 잔여시간 정보 및 보행 잔여시간 정보를 보행자에게 제공할 수 있다. 또한, 이동 단말기(120)는 길 찾기 정보를 보행자(가령, 시각 장애인)에게 실시간으로 제공하여 해당 보행자가 횡단보도에 인접한 바닥 신호등(130) 방향으로 이동하도록 유도할 수 있다.

한편, 보행자가 이어폰을 통해 음향 신호를 청취하는 경우, 이동 단말기(120)는 해당 이어폰을 통해 보행자의 현재 위치에 대응하는 알림 신호를 출력할 수 있고, 이어폰의 마이크 기능을 활성화하여 주변 환경 상황을 실시간으로 파악할 수 있다.

이동 단말기(120)는, 횡단보도 주변에 설치된 안전시설 장치와 연동하기 위한 제어 신호를 생성하여 해당 장치로 전송할 수 있다(S1180). 즉, 이동 단말기(120)는, 보행자 안전을 위해, 소정의 알림 신호를 출력할 수 있을 뿐만 아니라 상기 안전시설 장치를 제어할 수 있다. 이때, 상기 안전시설 장치로는 시선 유도등, 예비 신호등, 바닥 신호등, 투광등, 횡단보도의 차선위반을 감시하는 카메라, 및 촬영 영상을 저장하는 저장 장치 등이 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.

이동 단말기(120)는, 보행자 보호 애플리케이션이 종료될 때까지, 상술한 1110 단계 내지 1180 단계의 동작을 반복적으로 수행할 수 있다(S1190).

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 단말기는 보행 신호등으로부터 수신된 비컨 신호를 이용하여 보행자들의 현재 위치에 대응하는 알림 신호를 제공함으로써, 시각 장애인 또는 교통약자가 횡단보도를 안전하게 보행하도록 할 수 있다.

한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 스마트 신호등 시스템 110/600: 보행 신호등
120/500: 이동 단말기 130/400: 바닥 신호등
140: 교통신호 제어기 150: 횡단보도

Claims (3)

1. 녹색 광 및 적색 광을 방사하는 LED 램프;
   보행 신호등으로부터 전송되는 비컨 신호를 수신하는 무선 통신부;
   교통신호 제어기로부터 조광 제어를 위한 AC 구동 전압을 수신하는 구동전압 수신부; 및
   상기 비컨 신호에 포함된 보행신호정보를 기반으로 상기 LED 램프부의 점멸 동작을 제어하고, 상기 AC 구동 전압의 파형을 분석하여 상기 LED 램프의 밝기를 조절하는 제어부를 포함하는 바닥 신호등.
2. 녹색등 및 적색등을 포함하는 보행 신호 램프;
   비컨 신호를 보행자의 이동 단말기로 전송하는 비콘 모듈;
   상기 보행 신호 램프의 동작을 학습하는 보행신호 학습 모듈;
   상기 보행 신호 램프의 작동 주기와 상기 비컨 신호의 전송 주기를 동기화하기 위한 편차 시간을 결정하는 편차 시간 결정부; 및
   상기 보행 신호 램프의 작동 시간 정보를 기반으로 대기 잔여시간 정보와 보행 잔여시간 정보를 계산하고, 상기 보행 신호 램프의 동작과 관련된 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 보행 신호등.
3. 횡단보도로 진입하는 보행자를 보호하기 위한 애플리케이션을 저장하는 메모리;
   상기 애플리케이션 실행 시, 횡단보도 주변에 위치하는 복수의 보행 신호등으로부터 복수의 비컨 신호들을 수신하는 무선 통신부;
   상기 비컨 신호들의 수신 신호 세기를 기반으로 원하는 비컨 신호를 선택하고, 상기 선택된 비컨 신호에 포함된 보행신호정보를 분석하며, 상기 복수의 비컨 신호들을 이용하여 보행자의 상대적 위치 정보를 검출하고, 상기 보행신호정보를 기반으로 상기 보행자의 상대적 위치 정보에 대응하는 알림 신호를 생성하는 제어부; 및
   상기 제어부를 통해 생성된 알림 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 이동 단말기.

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