KR20220146300A

KR20220146300A - 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220146300A
Application number: KR1020210113733A
Authority: KR
Inventors: 이주한; 임현규
Original assignee: 주식회사 매스아시아
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2022-11-01
Also published as: CN112960050A

Abstract

본 발명의 실시예는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 방법 및 장치를 개시한다. 개시된 장치는 다인 탑승 감지회로는 후단 회로로 안정적인 전원 전압을 제공하기 위한 전원공급 모듈과, 발판의 중량을 검출하는 중량 센서(A)를 포함하고, 후단 회로로 검출 신호를 출력하는 센싱 모듈과, 센싱 모듈에 결합되어, 후단 회로가 인식하기 쉽도록 수신된 검출 신호에 대해 수치 변환 및 증폭 조작을 수행하기 위한 수집 증폭 모듈과, 수집 증폭 모듈에 결합되어, 발판을 검출한 후 감지된 중량값을 표시하기 위한 AD 변환 모듈과, 킥보드 본체를 구동하여 운행시키는 모터를 포함하고, AD 변환 모듈에 결합되며, 모터와 수집 증폭 모듈 사이에 역방향 스위치 유닛이 결합되는 제어 모듈을 포함한다. 본 개시에 따르면 종래의 전동 킥보드가 탑승 초과 또는 중량 초과에 따라 자동으로 정지할 수 없는 문제를 해결할 수 있다.

Description

전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 방법 및 장치{Method and apparatus for detecting multi-person boarding for safe driving of electric scooter}

본 발명은 전동 킥보드의 안전 주행 제어 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다인 탑승과 같은 비정상적인 탑승을 방지하여 탑승자의 안전을 도모하기 위한 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근들어 시내의 교통량 증가에 따른 교통 체증 등으로 인하여 가까운 거리를 간편하게 이동하기 위한 자전거나 전동 킥보드와 같은 퍼스널 모빌리티(Personal Mobility)의 이용이 증가하고 있다. 이러한 퍼스널 모빌리티(PM)는 전기모터 및 배터리를 사용하기 때문에 연료비가 적게 들고, 친환경적이란 장점과 더불어 1인 가구 증가에 따른 간편한 이동수단에 대한 니즈가 증가하면서 새롭게 주목받고 있다. 특히 이동수단에 대한 관점이 점차 소유에서 이용으로 변화되면서 전동 킥보드와 같이 1인형 이동수단을 공유하는 퍼스널 모빌리티 공유 서비스(Shared Personal　Mobility Service)가 널리 이용되고 있다.

퍼스널 모빌리티 공유 서비스에서 주로 사용되는 전동 킥보드는 평균 20Km/h 내외의 속도로 주행할 수 있는데, 주행 상태는 노면 상태나 경사 등에 의해 많은 영향을 받기 때문에 탑승자의 안전을 위한 여러 보호방안이 필요하다.

대한민국 특허청 공개특허공보에 공개번호 제10-2020-0082908호로 공개된 "전동 킥보드 안전 장치"는 전동 킥보드 탑승 시 운전자를 보호하기 위해 착용하고 전동 킥보드와 통신하는 보호장비를 포함하여 전동 킥보드가 보호장비와 통신 가능 상태이면 동작 가능한 제1 모드로 진입하고, 보호장비와 통신 불가능 상태이면 동작 불가능한 제2 모드로 진입하여 보호장비를 착용한 상태에서만 전동 킥보드를 운행할 수 있도록 한 것이다.

또한 공개특허공보에 공개번호 제10-2020-0101544호로 공개된 "퍼스널 모빌리티 속도 제어 시스템"은 GPS 정보를 이용하여 위치 정보를 산출하는 GPS 센서와, 퍼스널 모빌리티에 탑재되어 퍼스널 모빌리티의 속도를 제어하는 유닛으로서, GPS 센서를 통해 산출된 위치 정보를 기반으로 퍼스널 모빌리티가 주행하고 있는 도로에 맞는 도로 맞춤형 속도 제어를 수행하는 제어 유닛을 포함하여 도로의 종류에 따라서 퍼스널 모빌리티의 속도로서 제어함으로써 퍼스널 모빌리티의 안전 운행이 이루어지도록 하는 것이다.

전동 킥보드 탑승자의 안전과 관련된 종래기술은 주로 탑승자가 보호장치를 착용하도록 강제하거나 주행속도를 제어하여 탑승자를 보호하는 방식이어서 비정상적인 탑승에 대한 안전확보는 미흡한 문제점이 있다. 예컨대, 한대의 전동 킥보드에 2명 이상이 탑승할 경우 움푹 패인 노면을 주행 시 덜컹거리는 작용으로 인해 전동 킥보드의 발판이 부러지기 쉽고, 나아가 탑승자의 안전을 크게 위협할 수 있으나 종래의 전동 킥보드는 탑승 초과나 중량 초과 등을 제대로 인식하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 전동 킥보드가 탑승 인원 초과를 자동으로 검출하여 비정상적인 탑승을 방지할 수 있는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 장치를 개시한다.

개시된 실시예의 다인 탑승 감지 장치는 킥보드 본체 및 킥보드 본체 상에 위치하는 발판을 포함하며, 발판 하부에 캐비티가 설치되고, 캐비티와 외부 사이에 개구 및 개구 부위에 위치하는 가동 덮개판이 설치되며, 가동 덮개판과 개구 사이에 가동 기구가 설치되고, 캐비티 내에 다인 탑승 감지회로가 더 설치되며,

다인 탑승 감지회로는 후단 회로로 안정적인 전원 전압을 제공하기 위한 전원공급 모듈과, 발판의 중량을 검출하는 중량 센서를 포함하고, 후단 회로로 검출 신호를 출력하는 센싱 모듈과, 센싱 모듈에 결합되어, 후단 회로가 인식하기 쉽도록 수신된 검출 신호에 대해 수치 변환 및 증폭 조작을 수행하기 위한 수집 증폭 모듈과, 수집 증폭 모듈에 결합되어, 발판을 검출한 후 감지된 중량값을 표시하기 위한 AD 변환 모듈과, 킥보드 본체를 구동하여 운행시키는 모터를 포함하고, AD 변환 모듈에 결합되며, 모터와 수집 증폭 모듈 사이에 역방향 스위치 유닛이 결합되는 제어 모듈을 포함한다.

상기 수집 증폭 모듈은, 중량 센서와 연결되는 집적 연산기를 포함하며, 집적 연산기에 증폭기가 연결되고, 상기 AD 변환 모듈은, LCD 닉시관이 연결되는 AD 변환기를 포함할 수 있다.

상기 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 장치를 개시한다.

개시된 다른 실시예의 다인 탑승 감지 장치는 발판의 고무매트 하부에 분산 배치된 제1 내지 제12 압력센서와, 상기 제1 내지 제12 압력센서의 미세한 전기신호를 증폭하기 위한 제1 내지 제12 연산 증폭기와, 상기 제1 내지 제12 연산증폭기의 아날로그 출력을 디지털로 변환하기 위한 제1 내지 제12 아날로그-디지털 변환기와, 제어신호에 따라 주행속도 및 다인 탑승과 같은 동작 상태를 부저음이나 디스플레이로 표출하기 위한 대쉬보드와, 제어신호에 따라 주행모터에 배터리의 전원을 공급 혹은 차단하기 위한 모터구동부와, 상기 제1 내지 제12 아날로그-디지털 변환기를 통해 입력된 해당 압력센서의 감지 데이터로부터 소정의 알고리즘에 따라 다인 탑승 여부를 판정하여 상기 대쉬보드나 모터구동부로 제어신호를 전송하기 위한 마이크로 컨트롤 유니트를 포함한다.

상기 다인 탑승 감지 장치는 상기 마이크로 컨트롤 유니트에 의해 다인 탑승으로 판정되면, 공유서비스 운영서버로 해당 사용자의 다인 탑승을 보고하기 위한 IoT 통신부를 더 포함할 수 있다.

상기 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 또다른 실시예는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 방법을 개시한다.

개시된 다인 탑승 감지 방법은 전동 킥보드의 발판에 분산 배치된 복수의 압력센서들로부터 감지 데이터를 입력받는 단계와, 복수의 압력센서들로부터 입력된 감지 데이터를 압력센서의 배치 위치에 따라 그룹화하여 감지 데이터 테이블을 구축하는 단계와, 상기 감지 데이터 테이블의 그룹별 감지 데이터에 따라 1인 탑승 혹은 다인 탑승을 판단하는 단계와, 상기 다인 탑승으로 판단되면, 경보음을 발생함과 아울러 주행모터의 전원을 차단하는 단계를 포함한다.

종래 기술과 비교하여, 본 발명 일실시예의 장점은 다음과 같다. 센싱 모듈이 발판의 중량 초과를 감지 시, 센싱 모듈이 검출 신호를 발생시키고, 수집 증폭 모듈은 검출 신호를 수신 후 중량 신호를 전압 신호로 변환함과 동시에, 변환 후의 전압 신호가 비교적 약하기 때문에, 후단 회로가 더욱 잘 인식할 수 있도록 이를 증폭 처리하며, AD 변환 모듈은 중량 센서(A)의 중량 수치를 수시로 표시하여 사용자가 안전한 인원수와 체중 범위 내에서 사용하도록 주의를 환기시키고, 일단 기준을 초과하면, 역방향 스위치 유닛이 모터(M)를 차단하며, 이때 킥보드 본체는 계속 작동할 수 없게 된다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전동 킥보드의 발판에 다수의 압력센서를 배치한 후 탑승자의 발 위치를 판별하여 2인 이상의 탑승을 정확하게 검출함으로써 다인 탑승에 의한 사고 위험으로부터 탑승자를 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 전동 킥보드를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명이 적용된 전동 킥보드의 운행 절차를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발판 구조의 단면도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다인 탑승 감지 장치의 회로도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다인 탑승 감지 장치의 구성 블럭도,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압력센서의 배치도,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다인 탑승 감지 절차를 도시한 순서도이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명이 적용된 전동 킥보드를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명이 적용된 전동 킥보드의 개략적인 운행 절차를 도시한 순서도이다.

본 발명이 적용된 전동 킥보드(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전륜 어셈블리(11)와, 후륜 어셈블리(12), 발판 어셈블리(13), 메인 프레임(14), 조향핸들(15), 대쉬보드(16)를 포함하며, 발판 어셈블리(13)의 내부에는 본 발명의 실시예에 따라 다인 탑승을 감지하기 위한 압력센서와, 중량센서, 다인 탑승 감지절차를 수행하는 컨트롤러, 배터리관리시스템, 주행 모터(M)에 전원을 공급하기 위한 배터리팩 등이 설치되어 있다.

본 발명이 적용된 전동 킥보드(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 스마트 폰(20)의 공유 서비스 앱을 실행하면 이동통신망을 통해 공유 서비스 운영서버(30)와 연결되어 사용자 근처의 전동 킥보드 위치를 안내한다(S1,S2). 사용자가 전동 킥보드(10)의 QR을 스캔하면 해당 QR 정보가 공유 서비스 운영서버(30)로 전송되고, 이에 따라 공유 서비스 운영서버(30)는 IoT망을 통해 해당 전동 킥보드(10)로 잠금해제신호를 전송하여 전동 킥보드(10)가 운행할 수 있도록 전원을 온시킨다(S3~S6).

전원이 온된 후, 본 발명이 적용된 전동 킥보드(10)는 운행 초기에 다음에 자세히 설명하는 바와 같은 다인 탑승 감지절차를 수행한다(S7).

본 발명에 따른 다인 탑승 감지절차(S7)에 의해 다인 탑승이 검출되면, 전동 킥보드(10)는 경보를 발생함과 동시에 사용자가 주행을 하지 못하도록 킥보드 주행 모터(M)의 전원을 차단시키고, IoT망을 통해 공유 서비스 운영서버(30)로 해당 사용자의 다인 탑승 시도를 보고한다(S8~S11).

그리고 공유 서비스 운영서버(30)는 해당 사용자에게 안전 주행을 위해 다인 탑승 금지하였음을 안내한다(S12).

만일, 본 발명에 따른 다인 탑승 감지절차(S7)에서 다인 탑승이 검출되지 않으면, 해당 전동 킥보드(10)를 정상적으로 안전 주행할 수 있게 한다(S13).

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 전동 킥보드(10)에서 다인 탑승이 감지될 경우에 대쉬보드(16)와 부저(도시 생략함)를 통해 경고 메시지와 경고음이 표출되면서 주행모터(M)의 동작을 정지시켜 탑승자의 안전을 도모할 수 있다.

한편, 본 발명에 따라 전동 킥보드(10)에서 다인 탑승을 감지하기 위한 절차(S7)는 탑승한 탑승자의 전체 체중을 발판의 압력센서(중량센서)로 감지하여 감지된 전체 체중이 소정의 기준치 이상일 경우 혹은 체중의 변화에 따라 다인 탑승으로 검출하는 제1 실시예와, 발판에 복수의 압력센서를 분산 배치한 후 압력이 감지되는 위치(발 접촉 위치)의 조합에 근거하여 다인 탑승을 검출하는 제2 실시예로 구분할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발판 구조의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다인 탑승 감지 장치의 회로도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 전동 킥보드의 다인 탑승 감지 장치는 도 3 및 도 4를 참조하면, 킥보드 본체 및 킥보드 본체 상에 위치하는 발판(102)을 포함하며, 발판 하부에 캐비티(116)가 설치되고, 캐비티(116)와 외부 사이에 개구 및 개구 부위에 위치하는 가동 덮개판(104)이 설치되며, 가동 덮개판과 개구 사이에 가동 기구가 설치되고, 캐비티(116) 내에 다인 탑승 감지회로(100)가 더 설치된다.

제1 실시예의 다인 탑승 감지회로(100)는 후단 회로로 안정적인 전원 전압을 제공하기 위한 전원공급 모듈(110)과, 발판의 중량을 검출하는 중량 센서(A)를 포함하고, 후단 회로로 검출 신호를 출력하는 센싱 모듈(111)과, 센싱 모듈(111)에 결합되어 후단 회로가 인식하기 쉽도록 수신된 검출 신호에 대해 전압 변환 및 증폭 조작을 수행하기 위한 수집 증폭 모듈(112)과, 수집 증폭 모듈(112)에 결합되어, 발판을 검출한 후 감지된 중량값을 표시하기 위한 AD 변환 모듈(113)과, 킥보드 본체를 구동하여 운행시키는 모터를 포함하고, AD 변환 모듈(113)에 결합되며, 모터와 수집 증폭 모듈(112) 사이에 역방향 스위치 유닛이 결합되는 제어 모듈(114)을 포함한다.

상기 기술 방안을 채택하여, 센싱 모듈(111)은 발판의 중량이 초과되었음을 감지 시 센싱 모듈(111)이 검출 신호를 발생시키거나, 1인이 발판에 탑승한 싱태에서 또 다른 사람이 탑승할 경우 발판의 중량이 급격하게 변화하는 것을 중량센서(A)로 감지하여 검출 신호를 발생시킨다.

수집 증폭 모듈(112)은 검출 신호를 수신한 후 중량 신호를 전압 신호로 변환함과 동시에, 변환 후의 전압 신호가 비교적 약하기 때문에, 후단 회로가 더욱 잘 인식할 수 있도록 이를 증폭 처리한다.

AD 변환 모듈(113)은 중량 센서(A)의 중량 수치를 수시로 표시하여 사용자가 안전한 인원수와 체중 범위 내에서 사용하도록 주의를 환기시키고, 일단 기준을 초과하면, 역방향 스위치 유닛이 주행 모터(M)를 차단하며, 이때 킥보드 본체는 계속 작동할 수 없게 된다.

전원공급 모듈(110)은 저항 R4과 저항 R1이 연결되는 제너 다이오드(IC4)를 포함한다. 제너 다이오드(IC4)는 안정적인 전압을 제공하여 후단 회로의 전압 안정화를 보장한다.

수집 증폭 모듈(112)은 중량 센서(A)와 연결되는 집적 연산기(IC2)를 포함하며, 집적 연산기(IC2)에 증폭기(IC3)가 연결된다. 후단 회로가 중량 신호를 직접 인식하지 못하므로, 집적 연산기(IC2)를 통해 중량 신호를 회로가 인식할 수 있는 전기 신호로 변환하여야 하며, 이와 동시에 중량 신호는 전기 신호로 변환되는 과정에서 신호를 감쇠시킬 수 있기 때문에, 변환 후의 전기 신호는 증폭기(IC3)를 통해 증폭 조작을 수행해야 한다.

AD 변환 모듈(113)은 LCD 닉시관이 연결된 AD 변환기(IC1)를 포함한다. AD 변환기(IC1)와 수집 증폭 모듈(112) 사이에 오차 보정 유닛이 연결된다. 오차 보정 유닛은 증폭기(IC3)의 음극 입력단에 연결되는 슬라이딩 가감 저항기(RP3)를 포함하며, 슬라이딩 저항기(RP2)는 제너 다이오드(IC4)의 양단과 연결된다.

도 3을 참조하면, 가동 기구는 개구 부위에 위치하는 계단홈(115)을 포함하고, 덮개판(104) 주변에 철편(106)이 설치되며, 계단홈(115) 부위에 전자기 어셈블리가 설치된다. 덮개판(104)에 설치된 잠금 부재에 사용자의 발이 걸리는 것을 막기 위하여, 덮개판(104)은 발판(102)과 같은 높이이며, 덮개판(104)이 개구와 분리되지 않도록 잠금 고정시켜야 하는 경우, 전자기 어셈블리를 작동시키기만 하면, 자기 흡입력에 의해 덮개판(104)이 주변의 철편(106)을 통해 개구 부위에 고정된다. 전자기 어셈블리는 계단홈(115) 부위의 사이층을 포함하며, 사이층 내에 철심(119) 및 철심(119)에 권취되는 코일(118)이 설치되고, 캐비티(116) 내에 코일(118)과 결합되는 배터리 어셈블리(117)가 설치된다. 배터리 어셈블리(117)를 작동시킨 후, 배터리 어셈블리(117)가 코일(118)로 전원을 공급하며, 전류를 지닌 코일(118)과 철심(119) 사이에 자기 흡입력이 발생한다.

도 4를 참조하면, 역방향 스위치 유닛은, AD 변환기(IC1)에 연결되는 릴레이(K)를 포함하고, 모터(M)에 릴레이의 상개접점(K-1)이 연결된다. 중량이 중량 센서(A)의 사전 설정 수치를 초과한 경우에만 감지 신호가 출력될 수 있기 때문에, AD 변환기(IC1)가 LCD 닉시관으로 디지털 신호를 제공함과 동시에, 역방향 스위치 유닛 또한 작동시킬 수 있으며, 원래 상개접점(K-1)의 작용 하에 모터(M)가 시종 전기를 얻어 작동하나, 일단 역방향 스위치 유닛이 작동된 후에는 릴레이(K)가 폐쇄되며, 이때 상개접점(K-1)이 폐쇄 상태로 변하게 되고, 모터(M)가 이때 전기 에너지를 얻지 못하면서 운행이 정지된다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다인 탑승 감지 장치의 구성 블럭도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동 킥보드의 압력센서 배치도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 다인 탑승 감지 장치(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제12 압력센서(P1~P12)와, 제1 내지 제12 연산 증폭기(220-1~220-12), 제1 내지 제12 아날로그-디지털 변환기(230-1~230-12), 마이크로 컨트롤 유니트(240), 모터구동부(250), 배터리(260), IoT 통신모듈(270), 대쉬보드(16)로 구성된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 내지 제12 압력센서(P1~P12)는 발판의 고무매트 하부에 분산 배치되어 발판 위에 올라선 탑승자의 발 위치를 감지하기 위한 것이다. 본 발명의 제2 실시예에서 압력센서들(P1~P12)은 도 6에 도시된 바와 같이 전동 킥보드의 발판 모양과 같이 직사각 형태의 FPCB 기판(210) 상에 배치될 수 있으며, 직사각형의 양 장변을 따라 나란히 2열로 배열될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 압력센서들(P1~P12)은 주행방향을 중심으로 전방 우측에 배치된 3개의 센서(P1~P3)를 A그룹, 후방 우측에 배열된 3개의 센서(P4~P6)를 B그룹, 전방 좌측에 배치된 3개의 센서(P7~P9)를 C그룹, 후방 좌측에 배열된 3개의 센서(P10~P12)를 D그룹으로 그룹화한다. 또한 본 발명의 실시예에 사용되는 압력센서(P1~P12)는 하중에 의해 변형되는 탄성체, 탄성체의 변형(하중)에 따라 저항값이 달라지는 스트레인 게이지, 스트레인 게이지의 저항 변화를 검출하기 위한 브릿지 회로로 구성된 로드셀 등으로 구현될 수 있다.

제1 내지 제12 연산 증폭기(220-1~220-12)는 제1 내지 제12 압력센서(P1~P12)의 미세한 전기신호를 증폭하기 위한 것이고, 제1 내지 제12 아날로그-디지털 변환기(230-1~230-12)는 제1 내지 제12 연산증폭기(220-1~220-12)의 아날로그 출력을 디지털로 변환하기 위한 것이다.

대쉬보드(16)는 제어신호에 따라 주행속도 및 다인 탑승과 같은 동작 상태를 부저음이나 디스플레이로 표출하기 위한 것이고, 모터구동부(250)는 제어신호에 따라 주행모터(M)에 배터리(260)의 전원을 공급 혹은 차단하기 위한 것이며, IoT 통신모듈(270)은 마이크로 컨트롤 유니트(240)에 의해 다인 탑승으로 판정되면, 공유서비스 운영서버(30)로 해당 사용자의 다인 탑승을 보고하기 위한 것이다.

마이크로 컨트롤 유니트(240)는 다음에 자세히 설명하는 바와 같이 제1 내지 제12 아날로그-디지털 변환기(230-1~230-12)를 통해 입력된 해당 압력센서의 감지 데이터로부터 소정의 알고리즘에 따라 다인 탑승 여부를 판정하여 대쉬보드(16)나 모터구동부(250)로 제어신호를 전송하기 위한 것이다. 만일, 마이크로 콘트롤 유니트(240)가 12개의 아날로그 신호를 각각 입력받기 위한 ADC 포트를 구비할 경우에는 외부에 별도로 설치된 제1 내지 제12 아날로그-디지털 변환기(230-1~230-12)는 생략될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다인 탑승 감지 절차의 순서도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 다인 탑승 감지 절차(S7)는 도 7에 도시된 바와 같이, 전동 킥보드의 발판에 분산 배치된 복수의 압력센서들로부터 감지 데이터를 입력받는 단계와, 복수의 압력센서들로부터 입력된 감지 데이터를 압력센서의 배치 위치에 따라 그룹화하여 감지 데이터 테이블을 구축하는 단계와, 감지 데이터 테이블의 그룹별 감지 데이터에 따라 1인 탑승 혹은 다인 탑승을 판단하는 단계와, 다인 탑승으로 판단되면, 경보음을 발생함과 아울러 주행모터의 전원을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.

도 7을 참조하면, 마이크로 컨트롤 유니트(240)는 제1 압력센서(P1) 내지 제12 압력센서(12)의 위치에 따라 그룹화하여 감지 데이터 테이블을 정의한다(S71). 본 발명의 실시예에서 감지 데이터 테이블은 다음 표 1과 같이 정의될 수 있다.

그룹	압력센서	하중 감지 데이터	하중 판별 데이터	하중 측정 시간
A	P1
	P2
	P3
B	P4
	P5
	P6
C	P7
	P8
	P9
D	P10
	P11
	P12

상기 표 1에서 A그룹은 주행방향을 중심으로 '전방 우측' 영역(zone)의 그룹으로서 제1 내지 제3 압력센서(P1~P3)가 포함되고, B그룹은 '후방 우측' 영역의 그룹으로서 제4 내지 제6 압력센서(P4~P6)가 포함되며, C그룹은 '전방 좌측' 영역의 그룹으로서 제7 내지 제9 압력센서(P7~P9)가 포함되고, D그룹은 '후방 좌측' 영역의 그룹으로서 제10 내지 제12 압력센서(P10~P12)가 포함된다. 하중 감지 데이터는 압력센서(P1~P12)가 검출한 탑승자의 발에 의한 하중값으로서 예컨대 35Kg 등의 수치값으로 나타낼 수 있고, 하중 측정시간은 해당 압력센서의 하중값을 측정한 시간이다.

마이크로 컨트롤 유니트(240)는 제1 압력센서(P1)부터 제12 압력센서(P12)까지 순차적으로 스캔하면서 압력센서(P1~P12)로부터 감지된 하중 데이터와 측정시간을 감지 데이터 테이블의 하중 감지 데이터 필드와 하중 측정 시간 필드에 각각 기록한다(S72~S74 ).

압력센서(P1~P12)들에 대한 스캔 동작이 완료되면, 감지 데이터 테이블의 하중 감지 데이터를 하중 판별 데이터로 변환한다(S75). 즉, 감지 데이터 테이블의 각 하중 감지 데이터를 소정의 기준값과 비교하여 하중 감지 데이터가 제1 기준값 이하이면 탑승자가 없는 상태인 "0"으로 판별하고, 제1 기준값과 제2 기준값 사이이면 하중이 가벼운 상태인 "1"로 판별하며, 하중 감지 데이터가 제2 기준값을 초과하면 무거운 상태인 "2"로 판별하여 해당 압력센서의 하중 판별 데이터 필드에 저장한다. 바람직하게 제1 기준값은 제2 기준값보다 작으며, 제1 기준값과 제2 기준값의 실제 값은 반복된 실험과 축적된 경험 혹은 머신러닝 알고리즘에 기반한 기계학습을 통해 적정값으로 산출될 수 있다.

감지 데이터 테이블의 전체 하중 감지 데이터가 하중 판별 데이터로 모두 변환되면, 감지 데이터 테이블의 하중 판별 데이터를 이용하여 다음 표 2와 같이 다인 탑승 조건에 해당한지를 판단한다(S76).

번호	판단 조건	예	아니오	비고
1	A,B,C,D가 모두 2인가	2인 탑승	-	모두 '아니오'이면 1인 탑승
2	A,B,C나 A,C,D가 2인가	2인 탑승	-
3	A,B,D가 2이고, C가 1이면	2인 탑승	-
4	A,C,D가 2이고, B가 1이면	2인 탑승	-

다인 탑승 조건 판단 단계(S76)에서는 상기 표 2에서와 같이 ① A,B,C,D가 모두 2인 경우, ② A,B,C나 A,C,D가 모두 2인 경우, ③ A,B,D가 2이고 C가 1인 경우, ④ A,C,D가 2이고, B가 1인 경우 각각 2인 이상 다인 탑승으로 판단한다. 만일, 판단조건의 판단값이 모두 '아니오'이면 1인 탑승으로 판단하여 정상 주행을 가능하게 한다.

또한 다인 탑승 조건 판단 단계(S76)에서는 상기 표 2 외에도 측정 시간에 따른 체중의 변화를 패턴화하여 보다 정확하게 다인 탑승을 감지할 수도 있다. 예컨대, 측정 시간을 분석하여 하중이 최초로 감지된 영역(발 위치)과 두번째로 하중이 감지된 영역(발 위치)을 대비하여 1인 탑승시 발이 위치하기 어려운 영역이면 2인 탑승으로 판단할 수도 있다.

판단결과 다인 탑승으로 판단되면, 다인 탑승에 따른 처리를 수행하고, 다인 탑승이 아니면 압력센서(P1~P12)를 스캔하는 단계(S72)로 돌아가 감지 데이터 테이블을 갱신하고 다인 탑승 판단 절차를 반복한다(S77,S78).

이상의 내용은 단지 본 발명의 바람직한 실시방식일 뿐이며, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예로만 국한되지 않고, 본 발명의 사상에 속하는 기술 방안은 모두 본 발명의 보호범위에 속한다. 당업계의 보통의 기술자에게 있어서, 본 발명의 원리를 벗어나지 않는 전제하의 약간의 개선과 변형은 마땅히 본 발명의 보호범위로 간주되어야 한다.

110: 전원공급 모듈 111: 센싱 모듈
112: 수집 증폭 모듈 113: AD 변환 모듈
114: 제어 모듈 115: 계단홈
116: 캐비티 117: 배터리 어셈블리
118: 코일 119: 철심
106: 철편 P1~P12: 압력센서
210: FPCB 220-1~220-12: 연산 증폭기
230-1~230-12: 아날로그-디지털 변환기
240: MCU 250: 모터구동부
260: 배터리 270: IoT 통신모듈

Claims

킥보드 본체 및 킥보드 본체 상에 위치하는 발판(102)을 포함하며, 발판(102) 하부에 캐비티(116)가 설치되고, 캐비티(116)와 외부 사이에 개구 및 개구 부위에 위치하는 가동 덮개판(104)이 설치되며, 가동 덮개판(104)과 개구 사이에 가동 기구가 설치되고, 캐비티(116) 내에 다인 탑승 감지회로가 더 설치되며, 다인 탑승 감지회로는
후단 회로로 안정적인 전원 전압을 제공하기 위한 전원공급 모듈(110);
발판의 중량을 검출하는 중량 센서(A)를 포함하고, 후단 회로로 검출 신호를 출력하는 센싱 모듈(111);
센싱 모듈(111)에 결합되어, 후단 회로가 인식하기 쉽도록 수신된 검출 신호에 대해 수치 변환 및 증폭 조작을 수행하기 위한 수집 증폭 모듈(112);
수집 증폭 모듈(112)에 결합되어, 발판을 검출한 후 감지된 중량값을 표시하기 위한 AD 변환 모듈(113); 및
킥보드 본체를 구동하여 운행시키는 모터(M)를 포함하고, AD 변환 모듈(113)에 결합되며, 모터(M)와 수집 증폭 모듈(112) 사이에 역방향 스위치 유닛이 결합되는 제어 모듈(114);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 장치.
제1항에 있어서, 상기 수집 증폭 모듈(112)은,
중량 센서(A)와 연결되는 집적 연산기(IC2)를 포함하며, 집적 연산기(IC2)에 증폭기(IC3)가 연결되고,
상기 AD 변환 모듈(113)은,
LCD 닉시관이 연결되는 AD 변환기(IC1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 장치.
발판의 고무매트 하부에 분산 배치된 제1 내지 제12 압력센서;
상기 제1 내지 제12 압력센서의 미세한 전기신호를 증폭하기 위한 제1 내지 제12 연산 증폭기;
상기 제1 내지 제12 연산증폭기의 아날로그 출력을 디지털로 변환하기 위한 제1 내지 제12 아날로그-디지털 변환기;
제어신호에 따라 주행속도 및 다인 탑승과 같은 동작 상태를 부저음이나 디스플레이로 표출하기 위한 대쉬보드;
제어신호에 따라 주행모터에 배터리의 전원을 공급 혹은 차단하기 위한 모터구동부; 및
상기 제1 내지 제12 아날로그-디지털 변환기를 통해 입력된 해당 압력센서의 감지 데이터로부터 소정의 알고리즘에 따라 다인 탑승 여부를 판정하여 상기 대쉬보드나 모터구동부로 제어신호를 전송하기 위한 마이크로 컨트롤 유니트를 포함하는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 장치.
제3항에 있어서, 상기 다인 탑승 감지 장치는
상기 마이크로 컨트롤 유니트에 의해 다인 탑승으로 판정되면, 공유서비스 운영서버로 해당 사용자의 다인 탑승을 보고하기 위한 IoT 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 장치.
전동 킥보드의 발판에 분산 배치된 복수의 압력센서들로부터 감지 데이터를 입력받는 단계;
복수의 압력센서들로부터 입력된 감지 데이터를 압력센서의 배치 위치에 따라 그룹화하여 감지 데이터 테이블을 구축하는 단계;
상기 감지 데이터 테이블의 그룹별 감지 데이터에 따라 1인 탑승 혹은 다인 탑승을 판단하는 단계; 및
상기 다인 탑승으로 판단되면, 경보음을 발생함과 아울러 주행모터의 전원을 차단하는 단계를 포함하는 전동 킥보드의 안전 주행을 위한 다인 탑승 감지 방법.