KR20220018112A - 자율주행 대중교통 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자가 편리하게 승하 및 하차할 수 있는 자율주행 대중교통 시스템을 제공한다. 이에, 본 발명의 일 측면에 따른 자율주행 대중교통 시스템은 통신부를 포함하는 자율주행 버스, 상기 자율주행 버스와 통신하는 서버, 및 상기 서버와의 통신에 의해 상기 자율주행 버스의 승하차를 예약하는 사용자단말을 포함하고, 상기 자율주행 버스는 사용자단말을 인식하여 자율주행 버스의 승하차를 완료한다.

Description

자율주행 대중교통 시스템{SYSTEM OF SELF DRIVING PUBLIC TRANSPORTATION}

본 발명은 대중교통 시스템에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 자율주행 대중교통 시스템에 대한 것이다.

자율주행 차량은 인간의 운전 없이 자동으로 주행할 수 있는 자동차이다. 무인자동차는 레이더, LIDAR(light detection and ranging), GPS, 카메라로 주위의 환경을 인식하여 목적지를 지정하는 것만으로 자율적으로 주행한다. 이미 실용화되고 있는 무인자동차로는 이스라엘 군에서 운용되는 미리 설정된 경로를 순찰하는 무인 차량과 국외 광산이나 건설 현장 등에서 운용되고 있는 덤프 트럭 등의 무인 운행 시스템 등이 있다.

이러한 자율주행 차량의 첫 번째 핵심기술은 무인자동차 시스템과 Actual System이다. 실험실 내의 시뮬레이션뿐만 아니라 실제로 무인자동차 시스템을 구축하는 기술이며 구동장치인 가속기, 감속기 및 조향장치 등을 무인화 운행에 맞도록 구현하고, 무인자동차에 장착된 컴퓨터, 소프트웨어 그리고 하드웨어를 이용하여 제어를 가능하게 한다.

두 번째 핵심기술은 비전, 센서를 이용하여 시각정보를 입력받고 처리하는 것이다. 무인화 운행을 위한 자율 주행의 기본이 되는 것으로, 영상정보를 받아들이고 이 영상 중에서 필요한 정보를 추출해내는 기술이다. 이것은 CCD(charge-coupled device) 카메라뿐만 아니라 초음파 센서 및 레인지 필더 등의 센서를 사용하여 거리와 주행에 필요한 정보를 융합하여 분석 및 처리를 통해 장애물 회피와 돌발상황에 대처할 수 있게 한다.

세 번째 핵심기술은 통합관제 시스템과 운행감시 고장진단체계 기술이다. 이 기술은 차량의 운행을 감시하고 수시로 바뀌는 상황에 따라 적절한 명령을 내리는 운행감시체계를 구축하고, 개별적 프로세서 및 센서에서 발생되는 여러 상황을 분석하여 시스템의 고장을 진단하여 오퍼레이터에 대한 적절한 정보를 제공하거나 경보를 알리는 기능을 수행할 수 있게 한다.

네 번째 핵심기술은 지능제어 및 지능운행 장치이다. 이 기술은 무인운행기법으로 실제 차량모델을 이용한 수학적인 해석에 근거하여 제어명령을 생성하여 현재 무인자동차에 적용되고 있는 첫 번째 적용기술은 지능형 순향제어(ACC: Adaptive Cruise Control) 시스템이다. 지능형 순향제어는 레이다 가이드 기술에 기반을 두고 운전자가 페달을 조작하지 않아도 스스로 속도를 조절하여 앞차 또는 장애물과의 거리를 유지시켜주는 시스템이다. 운전자가 앞차와의 거리를 입력하면 자동차 전면에 부착된 장거리 레이다가 앞차의 위치를 탐지하여 일정속도를 유지하거나 감속, 가속하며 필요한 경우 완전히 정지하여 시야확보가 어려운 날씨에 유용하다.

다섯 번째 적용기술은 차선이탈방지 시스템이다. 이는 내부에 달린 카메라가 차선을 감지하여 의도하지 않은 이탈 상황을 운전자에게 알려주는 기술로 무인자동차에서는 도보와 중앙선을 구분하여 자동차가 차선을 따라 안전하게 주행할 수 있도록 해준다.

여섯 번째 적용기술은 주차보조 시스템이다. 이는 운전자가 어시스트 버튼을 탐색한 수 후진기어를 넣고 브레이크 페달을 밟으면 자동차가 조향장치 조절하여 후진 일렬주차를 도와주는 시스템이다. 차량 장착형 센서뿐만 아니라 인프라를 기반으로 출발지에서 주차공간까지 차량을 자동으로 유도하여 주차 시 불필요하게 소모되는 시간과 에너지를 절약해주어 소요비용과 환경오염을 최소화 해준다.

일곱 번째 적용기술은 자동주차 시스템이다. 이는 운전자가 주차장 앞에 차를 정지시킨 뒤 엔진을 끄고 내려서 리모콘 잠금 스위치를 2회 연속 누르면 자동차에 설치된 카메라가 차고의 반대편 벽에 미리 붙여놓은 반사경을 탐지해 적정한 접근 경로를 계산하여 스스로 주차를 하는 기술이다.

여덟 번째 적용 기술은 사각지대 정보 안내 시스템이다. 이는 자동차의 양측면에 장착된 센서가 사이드 미러로 보이지 않는 사각지대에 다른 차량이 있는지를 판단하여 운전자에게 경고를 해주는 것으로 복잡한 도로 상황에서 양측의 장애물 및 차량을 확인하여 차선을 변경하는 용도로 사용된다.

무인자동차의 가장 큰 장점은 주행속도와 교통 관리 자료가 일치하기 때문에 조절장치를 더욱 고르게 하여 반복정지를 피해 연료 효율에 도움을 준다는 것과 노인, 아동, 장애인 등 운전을 할 수 없는 이들도 이용할 수 있다는 것이다. 이외에도 장시간 운전으로 인한 피로를 해결해주고, 교통사고의 위험을 크게 줄일 수 있는 것과 도로의 교통 흐름이 빨라지고 교통 혼잡을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 이에 대중교통인 버스 등에도 자율주행 기술이 상용화되는 추세에 있다.

그런데, 자율주행 대중교통은 운전사가 없는 형태로 운행되므로 사용자의 승하차 방법이 중요할 것이다. 그러나 아직까지 관련된 연구는 미진한 실정이고 관련 표준도 마련되지 않는 실정이다.

[선행기술문헌]

한국등록특허 제10-2109779호(2020. 5. 29.)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자가 편리하게 승하 및 하차할 수 있는 자율주행 대중교통 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 자율주행 대중교통 시스템은 통신부를 포함하는 자율주행 버스, 상기 자율주행 버스와 통신하는 서버, 및 상기 서버와의 통신에 의해 상기 자율주행 버스의 승하차를 예약하는 사용자단말을 포함하고, 상기 자율주행 버스는 사용자단말을 인식하여 자율주행 버스의 승하차를 완료한다.

이때, 상기 자율주행 버스는 입력부를 더 포함하고, 상기 사용자단말을 상기 입력부에 태깅하여 승차를 완료할 수 있다.

또한, 상기 사용자단말을 상기 입력부에 태깅하여 하차를 확정하거나 정류장에 구비된 정류장단말에 태깅하여 하차를 확정할 수 있다.

또한, 상기 자율주행 버스는 출력부를 더 포함하고, 상기 출력부는 승하차 예약 현황이 표시될 수 있다.

또한, 상기 출력부는 승하차 예약 현황과 대비되는 실제 승하차 수가 표시될 수 있다.

또한, 상기 자율주행 버스는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 승하차 예약 현황과 상기 실제 승하차 수가 다른 경우에 상기 자율주행 버스의 정차시간을 기 설정 값보다 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 서버는 상기 사용자단말의 승차 예약 시 고유ID를 부여하고, 상기 자율주행 버스는 상기 고유 ID를 수신하고, 상기 사용자단말의 태깅에 의해 상기 ID를 입력받아 승차 또는 하차를 판단할 수 있다.

본 발명은 사용자단말을 통해 버스의 승하차를 예약하고, 자율주행 버스가 사용자단말을 인식하여 자율주행 버스의 승하차를 완료하는 것으로 판단하므로 편리하게 무인 대중교통을 이용할 수 있다.

또한, 본 발명은 승하차 예약 현황과 실제 승차하 상황이 표시되므로 사용자인 탑승객의 예측 가능성을 보장하여 보다 안전한 이용을 도모한다.

또한, 본 발명은 예약시 고유 ID를 부여받고 이에 따라 탑승 및 하차를 하게 되므로 환승할인이나 정확한 승하차를 확정할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 대중교통 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에서의 자율주행 버스를 더욱 상세히 도시한 구성도이다.
도 3은 도 2에서의 감지부를 더욱 상세히 도시한 구성도이다.
도 4는 도 2에서의 출력부를 더욱 상세히 도시한 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 대중교통 시스템(1000)에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 대중교통 시스템의 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 대중교통 시스템(1000)은 자율주행 버스(100), 서버(200) 및 사용자단말(300)을 포함하여 이루어진다. 또한, 자율주행 대중교통 시스템(1000)은 도시한 바와 같이 정류장단말(400)을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 자율주행 대중교통 시스템(1000)은 무인으로 운행하는 자율주행 버스(100)에 의해 운영된다. 따라서, 요금 결제도 무인으로 이루어져야 되는데 이때 사용자의 승차 또는 하차 정보가 필요하게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 사용자단말(300)을 이용하여 서버(200)를 통해 자율주행 버스(100)의 승하차를 예약하게 된다.

자율주행 버스(100)는 일정 노선을 가지거나 사용자의 호출에 따라 노선이 후발적으로 변경될 수 있는 데 어느 것에 한정되지는 않는다. 어느경우이던 승하차가 예약된 자율주행 버스(100)는 정류장에 정차하게 된다.

이 경우 자율주행 버스(100)는 미리 서버(200)로부터 사용자의 승하차예약을 수신한 상태인데, 사용자는 사용자단말(300)을 자율주행 버스(100)에 탑승하면서 사용자단말(300)을 자율주행 버스(100)에 인식(또는 태깅)시키게 되면 사용자의 승차가 완료된 것으로 버스(100)가 인식하게 되고 이 정보는 다시 서버(200)로 전송된다.

한편, 사용자는 당초 자율주행 버스(100)의 승하차를 예약하는 경우에 승차 뿐만 아니라 하차에 대한 것도 함께 예약할 수 있다. 따라서, 하차 장소에 근접한 경우에 사용자단말(300)은 알라밍을 출력하고 사용자는 역시 사용자단말(300)을 버스(100)에 인식(또는 태깅)시켜 하차를 완료할 수 있다. 이 경우 하차 시 사용자단말(300)의 인식(태깅)이 없는 경우에는 사용자단말(300)의 위치(GPS)가 탑승했던 버스(100)와 설정 거리 이상 이격되어야 실제로 사용자가 하차한 것으로 서버(200)가 판단이 가능하므로 별도의 운임 증가를 막기 위해서는 하차 시 버스(100)나 정류장단말(400)에 태깅하는 것이 바람직하다.

정류장단말(400)은 정류장에 구비되는데 차량의 도착 정보 등을 디스플레이하는 통상의 현황판 기능에서 나아가 사용자단말이 승하차관련된 입력 기능을 별도로 수행하도록 한다. 즉 위에서와 같이 하차 시 태깅을 누락한 경우에 정류장에서 하차 태깅 또는 승차 태깅이 가능하도록 한다. 이때, 하차후 시간이 경과하여 버스(100)와 사용자단말(200)의 거리가 설정거리 이상 멀어지면 하차 태깅이 비활성되도록 하는 것이 환승 등의 이유에서는 바람직할 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 대중교통 시스템을 더욱 상세하게 설명한다. 도 2는 도 1에서의 자율주행 버스를 더욱 상세히 도시한 구성도이며, 도 3은 도 2에서의 감지부를 더욱 상세히 도시한 구성도이고, 도 4는 도 2에서의 출력부를 더욱 상세히 도시한 구성도이다.

도 2를 참조하면, 자율주행 버스(100)는 사용자인 탑승객을 무인으로 운송하는데, 입력부(110), 감지부(120), 출력부(130), 제어부(140), 통신부(150) 및 구동부(160)를 포함하여 이루어진다.

입력부(110)는 사용자단말(300)을 인식하여 사용자의 승차 또는 하차를 확정하는 역할을 수행한다. 즉, 입력부(110)는 리더(reader)의 역할을 하도록 하고 사용자단말(300)은 태그(tag)의 역할을 하도록 하여 태깅이나기타 근거리 통신 등의 방법에 의해 사용자의 승하차를 확정하게 된다. 다만 입력부(110)가 사용자단말(300)을 인식하는 방법은 이에 한정되지는 않는다.

도 3을 참조하면, 감지부(120)는 레이더(121) 및 라이다(122)를 포함하고, 카메라(123)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 레이더(121)는 자율주행 버스에 안테나를 장착하여 레이더 탐지 동작을 수행하면서 무인으로 이동 가능한 장치를 의미한다. 레이더(121)는 구비된 안테나를 이용하여 레이더 탐지 동작만을 수행하는 것에 한정되는 것은 아니며, 라이다(122) 및 카메라(123)와 같이 주변 환경을 센싱할 수 있는 복수의 센서 또는 복합 센서와 같은 형태로 구현될 수 있다. 또한, 레이더(121)는 주변 환경을 센싱하여 주변 센싱정보를 생성하고, 주변 센싱정보를 기반으로 주행 방향에 존재하는 장애물인 도로, 타차량, 사람 및 건물 등의 무생물을 판단한다.

라이다(122)는 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치이다. 라이다(122)는 레이저 펄스를 지표면에 발사해서 돌아오는 시간을 측정함으로써 반사 지점의 공간 위치를 분석하여 지형을 측량하면, 구조물에 따라 반사되어 돌아오는 시간이 다르므로 이로부터 광학영상으로는 얻기 어려운 3차원 모델을 얻을 수 있다.

라이다(122)는 레이저, 스캐너, 수신기, 위치 확인 시스템으로 이루어지는데, 레이저의 파장은 600-1000nm을 사용한다. 스캐너는 주위를 재빠르게 훑어서 정보를 얻도록 하는 부분이다. 수신기는 돌아오는 빛을 감지하는 부분으로, 수신기가 가지는 빛에 대한 민감도는 라이다(122)의 성능을 좌우하는 주요한 요인이다.

또한, 감지부(120)는 자율주행 버스(100)의 위치 정보를 활용해야 되므로 GPS(124)를 필수적으로 더 포함하고, 탑승자가 조향 작동을 수행하지 않더라도 음성 등으로 보호자 이외에 탑승객도 자율주행에 개입하기 위해 마이크(125)를 더 구비할 수 있다.

도 4를 참조하면, 자율주행 차량의 출력부(130)는 현황표시모듈(131)과 ID표시모듈(132)을 구비한다. 이때, 사용자단말에서도 출력부(130)의 기능을 수행할 수 있음은 물론이다.

현황표시모듈(131)은 전체 사용자의 승하차 예약 상황과 실제 승하차 상항이 표시된다. 사용자는 익명으로 처리되기 때문에 이러한 현황은 버스(100)에 디스플레이되며, 나아가 사용자단말(300)에서도 확인할 수 있다.

나아가, 현황표시모듈(131)은 승하차 예약 상황과 실제 승하차 상황을 대비하여 표시한다. 이에 따라, 탑승한 사용자들은 정차 시의 승차할 인원과 하차할 인원에 대한 예측 가능성이 생기게 되므로 보다 편안한 무인 대중교통의 이용을 가능하게 한다.

이때, 제어부(140)는 승하차 예약 현황과 실제 승하차 수가 다른 경우에 자율주행 버스(100)의 정차시간을 기 설정 값보다 증가시킬 수 있다. 이는 승차 예약 후 노쇼 또는 하차 장소의 판단 오류에 기인하는 경우 등에 해당할 수 있지만, 실제로 늦게 도착하거나 늦게 하차하는 사용자를 구제하기 위함이다. 이 경우 서버(200)는 이러한 사용자에게 통지하여 실제 도착 또는 하차 여부에 대하여 문의하여 연장된 정차 시간을 구체적으로 특정하도록 할 수 있다.

한편, 사용자단말(300)이 승차를 예약하는 경우에 서버(200)는 일회성 고유ID를 부여하는데 자율주행 버스(100)는 통신부(150)를 통해 이러한 고유 ID를 수신하게 된다. 이때 ID표시모듈(132)은 버스(100)가 정류장에 접근하거나 정차한 경우에 이러한 고유 ID를 버스의 외부 등에 표시하게 된다. 이에 사용자는 자신의 고유ID를 확인할 수 있고, 버스(100)는 이후 사용자단말(300)이 버스(100)에 태깅되는 것에 의해 승하차를 판단할 수 있게 된다. 서버(200)는 하차 시 버스(100)에의 태깅에 의해 고유 ID가 삭제되도록 설정할 수 있다. 또한, 서버(200)는 설정 횟수 이상 하차 시에 고유 ID가 삭제되도록 하여 환승 할인의 횟수를 제한할 수 있다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1000: 자율주행 대중교통 시스템
100: 자율주행 버스
110: 입력부
120: 감지부
121: 레이더
122: 라이다
123: 카메라
124: GPS
130: 출력부
131: 현황표시모듈
132: ID표시모듈
140: 제어부
150: 통신부
160: 구동부
200: 서버
300: 사용자단말

Claims (7)

1. 통신부를 포함하는 자율주행 버스;
   상기 자율주행 버스와 통신하는 서버; 및
   상기 서버와의 통신에 의해 상기 자율주행 버스의 승하차를 예약하는 사용자단말;
   을 포함하고,
   상기 자율주행 버스는 사용자단말을 인식하여 자율주행 버스의 승하차를 완료하는 것을 특징으로 하는 자율주행 대중교통 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 자율주행 버스는 입력부를 더 포함하고,
   상기 사용자단말을 상기 입력부에 태깅하여 승차를 완료하는 것을 특징으로 하는 자율주행 대중교통 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 사용자단말을 상기 입력부에 태깅하여 하차를 확정하거나 정류장에 구비된 정류장단말에 태깅하여 하차를 확정하는 것을 특징으로 하는 자율주행 대중교통 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 자율주행 버스는 출력부를 더 포함하고,
   상기 출력부는 승하차 예약 현황이 표시되는 것을 특징으로 하는 자율주행 대중교통 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 출력부는 승하차 예약 현황과 대비되는 실제 승하차 수가 표시되는 것을 특징으로 하는 자율주행 대중교통 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 자율주행 버스는 제어부를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 승하차 예약 현황과 상기 실제 승하차 수가 다른 경우에 상기 자율주행 버스의 정차시간을 기 설정 값보다 증가시키는 것을 특징으로 하는 자율주행 대중 교통 시스템.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 서버는 상기 사용자단말의 승차 예약 시 고유ID를 부여하고, 상기 자율주행 버스는 상기 고유 ID를 수신하고, 상기 사용자단말의 태깅에 의해 상기 ID를 입력받아 승차 또는 하차를 판단하는 것을 특징으로 하는 자율주행 대중교통 시스템.
   

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