KR20210129417A - 보행 신호등의 잔여시간 표시장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시방법에 관한 것으로, 교통신호 제어기로부터 보행적색신호 및 보행녹색신호를 검출하는 단계; 상기 보행녹색신호 중 녹색점등신호의 개시 시점부터 종료 시점까지의 시간을 카운트하여 제1 카운트 정보를 생성하는 단계; 상기 보행녹색신호 중 녹색점멸신호의 개시 시점부터 현재 시점까지의 시간을 카운트하여 제2 카운트 정보를 생성하는 단계; 상기 제1 및 제2 카운트 정보를 기반으로 보행자의 보행 잔여시간을 계산하는 단계; 및 하나 이상의 LED 소자들을 구동하여 상기 계산된 보행 잔여시간을 표시하는 단계를 포함한다.

Description

보행 신호등의 잔여시간 표시장치 및 그 방법{REMAINING TIME DISPLAY DEVICE OF CROSSWALK TRAFFIC LIGHT AND METHOD THEREOF}
본 발명은 보행 신호등의 잔여시간 표시장치 및 그 동작방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 보행 신호등의 잦은 작동 주기 변동에 대응하여 보행자의 보행 잔여시간을 효과적으로 표시할 수 있는 잔여시간 표시장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.
일반적으로, 횡단보도에는 보행자의 횡단 여부를 신호로서 자동으로 제어함으로써 원활한 교통 흐름을 유도하기 위한 보행 신호등이 설치된다. 이러한 보행 신호등은 적색등과 녹색등이 상하로 배열되어 있는데, 일반적으로 백색광을 출력하는 램프가 설치되어 있고, 이러한 램프의 커버가 색상을 달리함으로써 외부로 적색광 및 녹색광이 방출되도록 한다.
한편, 보행 신호등은 보행자의 보행 잔여시간이 얼마 남지 않은 경우 녹색등을 일정 주기로 점멸하는 기능을 제공하고 있으나, 이러한 점멸 기능만으로는 보행자가 보행녹색신호의 종료 시점을 정확히 예측하기 어려운 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 일부 보행 신호등에 남은 보행 시간을 알려주는 잔여시간표시기가 설치되어 운용되고 있다. 현재 운용 중인 대부분의 잔여시간표시기는 보행 신호등의 동작을 주기적으로 학습하여 적색등 및 녹색등의 작동 시간을 검출하고, 상기 검출된 작동 시간을 기반으로 보행 잔여시간을 계산하는 방식을 사용하여 보행 잔여시간을 표시하고 있다. 그리고, 이와 같은 동작 방식에서, 보행 신호등의 동작 주기가 변경되면, 잔여시간표시기는 일정 횟수의 동작 주기 동안 보행 잔여시간을 표시하지 않으며, 해당 주기 동안 보행 신호등의 동작 주기를 재 학습한 다음 새로 계산된 보행 잔여시간을 표시하게 된다.
그런데, 최근 차량감지센서를 좌회전 차로에 설치하여 해당 차로에 좌회전 차량이 존재하는 경우에만 좌회전 신호를 인가하는 지능형 교통신호 시스템이 설치되어 운용되고 있다. 또한, 횡단보도 주변에 교통약자를 배려한 보행 버튼을 마련하여 교통약자가 해당 버튼을 조작한 경우, 보행녹색신호의 유지 시간을 평소보다 연장하는 교통신호 시스템이 설치되어 운용되고 있다. 이러한 교통신호 시스템의 설치로 인해 보행 신호등의 동작 주기가 빈번하게 변경되고 있으며, 그에 따라 잔여시간표시기에서 재 학습을 위해 보행 잔여시간을 표시하지 못하는 경우가 자주 발생하고 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 보행 신호등의 잦은 작동 주기 변동에 대응하여 새로운 보행 잔여시간을 빠르게 계산하여 표시할 수 있는 잔여시간 표시장치 및 그 동작방법을 제공함에 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 교통신호 제어기로부터 보행적색신호 및 보행녹색신호를 검출하는 단계; 상기 보행녹색신호 중 녹색점등신호의 개시 시점부터 종료 시점까지의 시간을 카운트하여 제1 카운트 정보를 생성하는 단계; 상기 보행녹색신호 중 녹색점멸신호의 개시 시점부터 현재 시점까지의 시간을 카운트하여 제2 카운트 정보를 생성하는 단계; 상기 제1 및 제2 카운트 정보를 기반으로 보행자의 보행 잔여시간을 계산하는 단계; 및 하나 이상의 LED 소자들을 구동하여 상기 계산된 보행 잔여시간을 표시하는 단계를 포함하는 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시방법을 제공한다.
좀 더 바람직하게는, 상기 보행녹색신호 중 녹색점등신호의 개시 시점부터 종료 시점까지의 제1 시 구간은 상기 보행녹색신호 중 녹색점멸신호의 개시 시점부터 종료 시점까지의 제2 시 구간과 동일하게 설정되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 보행 잔여시간은 제1 카운트 정보에서 상기 제2 카운트 정보를 차감하여 계산되는 것을 특징으로 한다.
좀 더 바람직하게는, 상기 보행 잔여시간 표시방법은 제1 카운트 정보를 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 또한, 상기 보행 잔여시간 표시방법은 보행적색신호 및 보행녹색신호의 파형을 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 보행 잔여시간 표시방법은 보행적색신호 및 보행녹색신호의 파형 분석에 기초하여 RC 적분회로에 의한 지연 시간을 계산하고, 상기 지연 시간을 보상하여 보행 잔여시간을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 교통신호 제어기로부터 보행적색신호 및 보행녹색신호를 검출하는 보행신호 검출부; 상기 보행녹색신호 중 녹색점등신호의 개시 시점부터 종료 시점까지의 시간을 카운트하여 제1 카운트 정보를 생성하고, 상기 보행녹색신호 중 녹색점멸신호의 개시 시점부터 현재 시점까지의 시간을 카운트하여 제2 카운트 정보를 생성하며, 상기 제1 및 제2 카운트 정보를 기반으로 보행자의 보행 잔여시간을 계산하는 잔여시간 산출부; 및 하나 이상의 LED 소자들을 구동하여 상기 잔여시간 산출부를 통해 계산된 보행 잔여시간을 표시하는 잔여시간 표시부를 포함하는 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 보행 신호등의 잔여시간 표시장치 및 그 동작방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 보행녹색신호 중 녹색점등신호의 시 구간과 녹색점멸신호의 시 구간을 1:1로 설정한 후 상기 녹색점멸신호의 경과 시간을 실시간으로 카운팅함으로써, 보행 신호등의 잦은 작동 주기 변동에 따라 새로운 보행 잔여시간을 빠르게 계산하여 표시할 수 있다는 장점이 있다.
다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 보행 신호등의 잔여시간 표시장치 및 그 동작방법이 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 교통신호 시스템의 구성을 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통신호 제어기의 구성 블록도;
도 3은 도 2의 교통신호 제어기에서 생성하는 AC 전압 신호의 파형을 예시하는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여시간 표시장치의 구성 블록도;
도 5는 도 4의 보행신호 검출부에서 출력하는 DC 전압 신호의 파형을 예시하는 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행신호 검출부의 회로도;
도 7은 적분회로 지연 보상을 위한 신호 검출방식을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여시간 표시방법을 설명하는 순서도;
도 9는 도 8의 잔여시간 표시방법이 적용 가능한 교통약자용 신호등 시스템의 동작을 예시하는 도면.
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 보행 신호등의 잦은 작동 주기 변동에 대응하여 새로운 보행 잔여시간을 빠르게 계산하여 표시할 수 있는 잔여시간 표시장치 및 그 동작방법을 제안한다. 이하, 본 명세서에서 언급하는 보행 신호는, 보행 신호등의 동작을 제어하는 교통 신호로서, 상기 보행 신호등의 녹색등을 구동하기 위한 보행녹색신호와 해당 신호등의 적색등을 구동하기 위한 보행적색신호를 통칭하는 개념으로 사용한다.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통신호 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통신호 시스템(100)은 횡단보도(110), 교통신호 제어기(120), 보행 신호등(130), 잔여시간 표시장치(140), 투광등(150) 및 바닥 신호등(미도시) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 교통신호 시스템을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 교통신호 시스템은 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
횡단보도(110)는 차량과 보행자가 공유하는 길이다. 차량과 보행자 간 원활한 사용 기회를 제공하기 위하여 횡단보도(110)는 일정한 신호 체계에 따라 동작한다. 횡단보도(110)는 도로의 종류에 따라 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 가령, 삼거리 또는 사거리 등과 같은 교차로의 경우, 도로 상에 복수의 횡단보도들이 설치될 수 있다.
횡단보도(110)는 직선 모양을 갖는 직선 횡단보도와, 대각선 모양을 갖는 대각선 횡단보도로 구분될 수 있다. 상기 횡단보도(110)에는 보행자를 위한 바닥 신호등이 설치될 수 있다. 상기 바닥 신호등은 교통신호 제어기(110) 및/또는 보행 신호등(130)과 연동하여 동작할 수 있다.
교통신호 제어기(120)는 교차로 및/또는 횡단보도에 설치되어 점유 시간을 수집 및 분석해 최적의 교통 신호등 운영을 담당하는 장치이다. 이러한 교통신호 제어기(120)는 차량 신호등, 보행 신호등 및 바닥 신호등과 전기적으로 연결되어, 상기 차량 신호등, 보행 신호등 및 바닥 신호등의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
보행 신호등(130)은 도로의 횡단보도(110)를 기준으로 하여 양측 인도 쪽에 각각 설치되며, 적색등과 녹색등을 포함하는 일반적인 가로등 구조는 물론 다양한 종류의 신호등을 포함할 수 있다.
보행 신호등(130)은, 횡단보도(110)의 인접 영역에 설치된 교통신호 제어기(120)의 제어 신호에 따라, 적색등과 녹색등을 일정 시간 주기로 번갈아 가며 동작시킨다. 이때, 상기 적색등이 켜져 있는 시간과 녹색등이 켜져 있는 시간은 서로 동일하게 설정되거나 혹은 다르게 설정될 수 있다.
잔여시간 표시장치(140)는 횡단보도(110)에 설치된 보행 신호등(130)과 병행 설치되는 보조 장치로서, 통상 녹색점멸신호 시, LED 소자들을 이용하여 보행자의 보행 잔여시간을 표시하는 기능을 수행한다. 이러한 잔여시간 표시장치(140)의 종류로는 잔여시간을 숫자로 표시하는 숫자형 잔여시간표시기와 잔여시간을 도형으로 표시하는 도형형 잔여시간표시기가 있다.
잔여시간 표시장치(140)는 교통신호 제어기(120) 및/또는 보행 신호등(130)과 연동하여 동작할 수 있다. 즉, 잔여시간 표시장치(140)는 교통신호 제어기(120) 또는 보행 신호등(130)으로부터 보행 신호를 수신하고, 상기 수신된 보행 신호를 기반으로 보행자의 보행 잔여시간을 실시간으로 계산하여 표시할 수 있다.
투광등(150)은 야간에 보행자의 시야를 확보하기 위해 횡단보도(110)를 환하게 비춰줄 수 있는 조명 기기로서, 바람직하게는 보행 신호등(130)과 마찬가지로 횡단보도(110)의 양측 인도 쪽에 각각 설치되어, 독립적으로 온(On)/오프(Off) 동작되도록 구성할 수 있다. 투광등(150)은 가로등 또는 보행 신호등과 연동되어 작동하거나, 혹은 별도의 조광 스위치 조작을 통해 작동할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통신호 제어기의 구성 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 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(130) 및/또는 바닥 신호등의 점등/소등/점멸 동작을 스케줄링할 수 있다. 또한, 신호등 스케줄러(210)는 시간대에 따라 보행 신호등(130) 및/또는 바닥 신호등의 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.
구동 전압부(220)는 보행 신호등(130) 및/또는 바닥 신호등에 설치된 LED 램프를 구동하기 위한 AC 전압 신호를 생성하고, 상기 생성된 AC 전압 신호를 보행 신호등(130) 및/또는 바닥 신호등으로 출력할 수 있다. 이때, 상기 AC 전압 신호는 220V일 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.
일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 구동 전압부(220)는 보행적색신호에 대응하는 제1 AC 전압 신호(310)와 보행녹색신호에 대응하는 제2 AC 전압 신호(320)를 각각 생성할 수 있다.
제2 AC 전압 신호(320)는 보행녹색신호 중 녹색점등신호에 해당하는 제1 파형(321)과 녹색점멸신호에 해당하는 제2 파형(323)을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 파형(321)은 정현파로 형성될 수 있고, 상기 제2 파형(323)은 반파 정류 파형으로 형성될 수 있다.
보행녹색신호 중 녹색점멸신호에 해당하는 제2 파형(323)의 시 구간(T2)과 녹색점등신호에 해당하는 제1 파형(321)의 시 구간(T1)은 1:N의 비율로 설정될 수 있으며, 좀 더 바람직하게는 1:1의 비율로 설정될 수 있다. 이는 보행 신호등의 잦은 작동 주기 변동에 따라 새로운 보행 잔여시간을 빠르게 계산하여 표시하기 위함이다.
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(130) 및/또는 바닥 신호등과의 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 주변의 교통 상황을 수집 및 분석하고, 이를 기반으로 보행 신호등(130) 및/또는 바닥 신호등의 동작을 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여시간 표시장치의 구성 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여시간 표시장치(300)는 보행신호 검출부(310), 파형 분석부(320), 메모리(330), 잔여시간 산출부(340) 및 잔여시간 표시부(350)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구성요소들은 잔여시간 표시장치를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 잔여시간 표시장치는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보행신호 검출부(310)는 교통신호 제어기(200)로부터 보행적색신호 및 보행녹색신호를 각각 수신하고, 상기 수신된 보행적색신호 및 보행녹색신호에 대응하는 AC 전압 신호들을 DC 전압 신호들로 변환할 수 있다. 즉, 상기 보행신호 검출부(310)는 AC 전압 신호에 해당하는 제1 보행적색신호를 DC 전압 신호에 해당하는 제2 보행적색신호로 변환할 수 있다. 또한, 상기 보행신호 검출부(310)는 AC 전압 신호에 해당하는 제1 보행녹색신호를 DC 전압 신호에 해당하는 제2 보행녹색신호로 변환할 수 있다.
일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 보행신호 검출부(310)는 미리 결정된 DC 파형을 갖는 보행적색신호(510)를 검출하고, 상기 검출된 보행적색신호(510)를 파형 분석부(320)로 제공할 수 있다. 이때, 상기 미리 결정된 DC 파형은 제1 시 구간(T1)에 대응하는 로우 레벨 구간과 제2 시 구간(T2)에 대응하는 하이 레벨 구간을 포함할 수 있다.
보행신호 검출부(310)는 미리 결정된 DC 파형을 갖는 보행녹색신호(520)를 검출하고, 상기 검출된 보행녹색신호(520)를 파형 분석부(320)로 제공할 수 있다. 이때, 상기 미리 결정된 DC 파형은 제3 시 구간(T3)에 대응하는 하이 레벨 구간, 제4 시 구간(T4)에 대응하는 펄스 레벨 구간, 제2 시 구간(T2)에 대응하는 로우 레벨 구간을 포함할 수 있다. 여기서, 제3 시 구간(T3)과 제4 시 구간(T4)의 합은 제1 시 구간(T1)과 동일하게 설정될 수 있다.
이러한 보행녹색신호(520)에서, 제3 시 구간(T3)에 대응하는 하이 레벨 구간은 녹색점등신호에 대응하고, 제4 시 구간(T4)에 대응하는 펄스 레벨 구간은 녹색점멸신호에 대응한다. 이때, 상기 하이 레벨 구간에 해당하는 제4 시 구간(T4)은 펄스 레벨 구간에 해당하는 제3 시 구간(T3)과 동일하게 설정될 수 있다.
파형 분석부(320)는 보행신호 검출부(310)로부터 수신된 보행적색신호의 파형을 분석할 수 있다. 또한, 파형 분석부(320)는 보행신호 검출부(310)로부터 수신된 보행녹색신호의 파형을 분석할 수 있다.
메모리(330)는 잔여시간 표시장치(300)에서 구동되는 응용 프로그램(application program), 잔여시간 표시장치(300)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(330)는 잔여시간 표시장치(300)의 동작과 관련된 데이터를 저장한다.
잔여시간 산출부(340)는 보행녹색신호의 파형 분석 결과에 기초하여 보행자의 보행 잔여시간을 계산할 수 있다. 또한, 잔여시간 산출부(340)는 보행적색신호 및 보행녹색신호의 파형 분석 결과에 기초하여 보행자의 보행 잔여시간을 계산할 수도 있다.
좀 더 구체적으로, 잔여시간 산출부(340)는 녹색점등신호의 개시 시점과 종료 시점을 검출하여 상기 녹색점등신호의 시 구간(T3)을 산출하고, 상기 산출된 시 구간 정보를 메모리(330)에 저장할 수 있다. 이후, 잔여시간 산출부(340)는 녹색점멸신호의 개시 시점을 검출하고, 해당 신호의 개시 시점으로부터 현재 시점까지의 경과 시간(Δt)을 검출할 수 있다. 여기서, 녹색점등신호의 종료 시점은 녹색점멸신호의 개시 시점과 동일하다.
상술한 교통신호 제어기(200)에서, 녹색점등신호의 시 구간(T3)과 녹색점멸신호의 시 구간(T4)이 일대일로 설정되도록 제어하기 때문에, 잔여시간 산출부(340)는 아래 수학식 1을 이용하여 보행자의 보행 잔여시간을 실시간으로 검출할 수 있다.
Figure pat00001
이러한 잔여시간 검출방법은 기존 방식인 보행 신호등의 동작을 학습하는 방식을 사용하지 않기 때문에, 보행 신호등의 동작 주기가 변경되더라도 해당 신호등의 동작을 재 학습할 필요 없이, 상술한 방법을 이용하여 보행자의 잔여시간을 바로 계산할 수 있다. 따라서, 기존의 잔여시간표시기에서 일정 횟수의 동작 주기 동안 보행 잔여시간을 표시하지 못하는 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.
잔여시간 표시부(350)는 LED 소자들을 구동하여 보행자의 잔여시간을 표시할 수 있다. 이를 위해, 상기 잔여시간 표시부(350)는 LED 구동부 및 LED 소자들을 포함할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는, 파형 분석부(320) 및 잔여시간 산출부(340)가 독립적으로 구성되는 것을 예시하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않으며, 상기 파형 분석부 및 잔여시간 산출부가 제어부 또는 프로세서를 통해 구현될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행신호 검출부의 회로도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행신호 검출부(400)는 보행적색신호 검출부(410)와 보행녹색신호 검출부(420)로 구성될 수 있다.
보행적색신호 검출부(410)는 교통신호 제어기(200) 또는 보행 신호등(130)으로부터 보행적색신호를 수신하고, 상기 수신된 보행적색신호에 대응하는 AC 전압 신호를 DC 전압 신호로 변환할 수 있다. 즉, 보행적색신호 검출부(410)는 AC 전압 신호에 해당하는 제1 보행적색신호를 DC 전압 신호에 해당하는 제2 보행적색신호로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 보행적색신호 검출부(410)는 복수의 저항소자, 복수의 커패시터 및 포토 커플러를 포함할 수 있다.
보행녹색신호 검출부(420)는 교통신호 제어기(200) 또는 보행 신호등(130)으로부터 보행녹색신호를 수신하고, 상기 보행녹색신호에 대응하는 AC 전압 신호를 DC 전압 신호로 변환할 수 있다. 즉, 보행녹색신호 검출부(420)는 AC 전압 신호에 해당하는 제1 보행녹색신호를 DC 전압 신호에 해당하는 제2 보행녹색신호로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 보행녹색신호 검출부(420)는 복수의 저항소자, 복수의 커패시터 및 포토 커플러를 포함할 수 있다.
그런데, 보행적색신호 검출부(410)는 포토 커플러의 출력 단에 배치된 RC 적분 회로를 구비하고 있어, 해당 RC 적분 회로에 의한 시간 지연이 발생하는 문제가 있다. 가령, 도 7에 도시된 바와 같이, 보행적색신호(710)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되는 경우, RC 적분 회로로 인한 시간 지연이 발생하여 해당 신호가 천천히 감소하는 특성이 나타나게 되고, 그로 인해 보행적색신호(710)의 종료 시점을 정확하게 검출하기 어려운 문제가 있다. 반대로, 보행적색신호(710)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되는 경우에는 RC 적분 회로에 의한 시간 지연이 발생하지 않는다.
또한, 보행녹색신호 검출부(420) 역시 포토 커플러의 출력 단에 배치된 RC 적분 회로를 구비하고 있어, 해당 RC 적분 회로에 의한 시간 지연이 발생하는 문제가 있다. 가령, 도 7에 도시된 바와 같이, 보행녹색신호(720)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되는 경우, RC 적분 회로로 인한 시간 지연이 발생하여 해당 신호가 천천히 감소하는 특성이 나타나게 되고, 그로 인해 보행녹색신호(720)의 종료 시점을 정확하게 검출하기 어려운 문제가 있다. 반대로, 보행녹색신호(720)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되는 경우에는 RC 적분 회로에 의한 시간 지연이 발생하지 않는다.
이처럼, 보행적색신호(710) 및 보행녹색신호(720)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되는 개시 시점을 정확하게 검출하기 어려운 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 잔여시간 표시장치(300)는 보행녹색신호의 개시 시점을 검출하고, 상기 검출된 개시 시점을 보행적색신호의 종료 시점으로 결정하는 방식을 사용할 수 있다. 마찬가지로, 잔여시간 표시장치(300)는 보행적색신호의 개시 시점을 검출하고, 상기 검출된 개시 시점을 보행녹색신호의 종료 시점으로 결정하는 방식을 사용할 수 있다.
또한, 잔여시간 표시장치(300)는 RC 적분 회로에 의한 지연 시간(τ)을 미리 계산하여 메모리에 저장할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 잔여시간 표시장치(300)는 보행녹색신호(720)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되는 제1 시점을 검출할 수 있다. 이와 동시에, 잔여시간 표시장치(300)는 보행적색신호(710)가 하이 레벨에서 천천히 감소되어 로우 레벨이 되는 제2 시점을 검출할 수 있다. 마지막으로, 잔여시간 표시장치(300)는 상기 검출된 제2 시점에서 제1 시점을 감산하여 지연 시간(τ)을 계산하고, 상기 계산된 지연 시간(τ)을 메모리에 저장할 수 있다. 여기서, 상기 지연 시간(τ)은 RC 적분 회로에 의해 결정되므로, 항상 일정한 값을 갖는다. 따라서, 잔여시간 표시장치(300)는 보행신호주기마다 지연 시간을 매번 계산할 필요없이, 지연 시간을 한번만 계산하여 메모리에 저장하고, 필요할 때마다 메모리에 저장된 지연 시간을 사용할 수 있다.
잔여시간 표시장치(300)는, 녹색점등신호가 녹색점멸신호로 전환되는 경우, 메모리에 저장된 지연 시간(τ)을 보상하여 보행자의 잔여시간을 정확하게 계산할 수 있다. 가령, 잔여시간 표시장치(300)는 아래 수학식 2를 이용하여 보행자의 잔여시간을 계산할 수 있다.
Figure pat00002
여기서, T3는 녹색점등신호의 시 구간이고, ΔT는 녹색점멸신호의 개시 시점으로부터 현재 시점까지의 경과 시간이며, τ는 RC 적분회로에 의한 지연 시간임.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잔여시간 표시방법을 설명하는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 잔여시간 표시장치(300)는 교통신호 제어기(200) 또는 보행 신호등(130)으로부터 보행 신호를 검출할 수 있다(S810). 이때, 상기 보행 신호는 보행적색신호 및 보행녹색신호를 포함할 수 있고, 상기 보행녹색신호는 녹색점등신호 및 녹색점멸신호를 포함할 수 있다.
잔여시간 표시장치(300)는 상기 수신된 보행 신호의 파형을 분석할 수 있다(S820). 즉, 잔여시간 표시장치(300)는 보행적색신호의 파형과 보행녹색신호의 파형을 분석할 수 있다.
잔여시간 표시장치(300)는 보행녹색신호의 파형 분석 결과에 기초하여 상기 보행녹색신호 중 녹색점등신호의 시 구간을 카운트(count)할 수 있다(S830). 즉, 잔여시간 표시장치(300)는 녹색점등신호의 개시 시점을 검출하고, 상기 검출된 개시 시점으로부터 종료 시점까지의 경과 시간을 카운트할 수 있다.
잔여시간 표시장치(300)는 보행녹색신호의 파형을 분석하여 녹색점등신호의 종료 시점을 검출할 수 있다(S840). 그리고, 잔여시간 표시장치(300)는 녹색점등신호의 개시 시점과 종료 시점 간의 시 구간 정보(즉, 제1 카운트 정보)를 메모리에 저장할 수 있다(S850).
잔여시간 표시장치(300)는 보행녹색신호의 파형 분석 결과에 기초하여 상기 보행녹색신호 중 녹색점멸신호의 시 구간을 카운트할 수 있다(S860). 즉, 잔여시간 표시장치(300)는 녹색점멸신호의 개시 시점을 검출하고, 상기 검출된 개시 시점으로부터 현재 시점까지의 경과 시간을 카운트할 수 있다. 이하, 설명의 편의 상, 상기 개시 시점부터 현재 시점까지의 시 구간 정보를 제2 카운트 정보라 지칭하도록 한다.
잔여시간 표시장치(300)는 제1 카운트 정보와 제2 카운트 정보를 이용하여 보행자의 보행 잔여시간을 계산할 수 있다(S870). 좀 더 구체적으로, 잔여시간 표시장치(300)는 제1 카운트 정보에서 제2 카운트 정보를 차감하여 보행 잔여시간을 계산할 수 있다. 이때, 상기 제2 카운트 정보가 시간 경과에 따라 계속 변동되기 때문에, 그에 대응하는 보행 잔여시간을 실시간으로 계산할 수 있게 된다.
잔여시간 표시장치(300)는 하나 이상의 LED 소자들을 구동하여 상기 계산된 보행 잔여시간을 표시할 수 있다(S880). 이후, 잔여시간 표시장치(300)는 보행적색신호의 파형을 분석하여 녹색점멸신호의 종료 시점을 검출할 수 있다. 상기 잔여시간 표시장치(300)는, 해당 녹색점멸신호의 종료 시, 보행 잔여시간을 표시하지 않는다.
잔여시간 표시장치(300)는, 관리자로부터 별도의 잔여시간 표시 종료 신호가 입력될 때까지, 상술한 810 단계 내지 880 단계의 동작을 반복적으로 수행할 수 있다(S890).
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 잔여시간 표시방법은 보행녹색신호 중 녹색점등신호의 시 구간과 녹색점멸신호의 시 구간을 1:1로 설정한 후 상기 녹색점멸신호의 경과 시간을 실시간으로 카운팅함으로써, 보행 신호등의 잦은 작동 주기 변동에 대응하여 새로운 보행 잔여시간을 빠르게 계산하여 표시할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 교통약자용 신호등 시스템에서 교통약자가 보행 버튼을 조작한 경우, 보행녹색신호의 지속 시간은 평상 시에 비해 일정 시간만큼 연장되고, 그에 따라 보행 신호등의 동작 주기가 변경된다. 이후, 보행녹색신호의 지속 시간은 원래대로 감소되고, 그에 따라 보행 신호등의 동작 주기가 다시 변경된다. 이와 같이, 보행 신호등의 작동 주기가 자주 변동되는 경우, 녹색점등신호의 시 구간과 녹색점멸신호의 시 구간을 1:1로 설정한 후 상기 녹색점멸신호의 경과 시간을 카운팅하는 방식을 이용함으로써, 해당 신호등의 작동 주기에 관계없이 보행 잔여시간을 빠르게 계산하여 보행자에게 표시할 수 있게 된다.
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: 교통신호 시스템 110: 횡단보도
120: 교통신호 제어기 130: 보행 신호등
140/300: 잔여시간 표시장치 150: 투광등
310: 보행신호 검출부 320: 파형 분석부
330: 메모리 340: 잔여시간 산출부
350: 잔여시간 표시부

Claims (7)

  1. 교통신호 제어기로부터 보행적색신호 및 보행녹색신호를 검출하는 단계;
    상기 보행녹색신호 중 녹색점등신호의 개시 시점부터 종료 시점까지의 시간을 카운트하여 제1 카운트 정보를 생성하는 단계;
    상기 보행녹색신호 중 녹색점멸신호의 개시 시점부터 현재 시점까지의 시간을 카운트하여 제2 카운트 정보를 생성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 카운트 정보를 기반으로 보행자의 보행 잔여시간을 계산하는 단계; 및
    하나 이상의 LED 소자들을 구동하여 상기 계산된 보행 잔여시간을 표시하는 단계를 포함하는 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 녹색점등신호의 개시 시점부터 종료 시점까지의 제1 시 구간은 상기 녹색점멸신호의 개시 시점부터 종료 시점까지의 제2 시 구간과 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보행 잔여시간은, 상기 제1 카운트 정보에서 상기 제2 카운트 정보를 차감하여 계산되는 것을 특징으로 하는 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 생성된 제1 카운트 정보를 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보행적색신호 및 보행녹색신호의 파형을 분석하는 단계를 더 포함하는 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보행적색신호 및 보행녹색신호의 파형 분석에 기초하여 RC 적분회로에 의한 지연 시간을 계산하고, 상기 지연 시간을 보상하여 상기 보행 잔여시간을 계산하는 단계를 더 포함하는 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시방법.
  7. 교통신호 제어기로부터 보행적색신호 및 보행녹색신호를 검출하는 보행신호 검출부;
    상기 보행녹색신호 중 녹색점등신호의 개시 시점부터 종료 시점까지의 시간을 카운트하여 제1 카운트 정보를 생성하고, 상기 보행녹색신호 중 녹색점멸신호의 개시 시점부터 현재 시점까지의 시간을 카운트하여 제2 카운트 정보를 생성하며, 상기 제1 및 제2 카운트 정보를 기반으로 보행자의 보행 잔여시간을 계산하는 잔여시간 산출부; 및
    하나 이상의 LED 소자들을 구동하여 상기 잔여시간 산출부를 통해 계산된 보행 잔여시간을 표시하는 잔여시간 표시부를 포함하는 보행 신호등의 보행 잔여시간 표시장치.
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