KR20220150720A - 스마트 교통 플랫폼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 교통 플랫폼에 관한 것으로, 보행 신호등의 동작을 학습하는 보행신호 학습 모듈; 상기 보행 신호등의 동작과 관련된 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 전송하는 제1 비콘 모듈; 상기 비컨 신호에 대응하는 응답 신호의 수신 여부에 기초하여, 상기 보행 신호등으로 접근하는 보행자를 검출하는 제2 비콘 모듈; 및 상기 보행자 감지 시, 차량 우선 신호를 해지하기 위한 제어 신호를 생성하여 교통신호 제어기로 전송하고, 상기 비컨 신호의 출력 세기를 가변하여 시각 장애인을 보행 신호등으로 유도하는 제어부를 포함한다.

Description

스마트 교통 플랫폼 {SMART TRAFFIC LIGHT AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 스마트 교통 플랫폼에 관한 것이다.

본 발명은 보행 잔여시간표시기를 구비하는 스마트 신호등 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 시각 장애인을 보행 신호등으로 유도할 수 있고, 보행 신호등에 접근하는 보행자 검출 시, 차량 우선 신호를 해지하기 위한 제어 신호를 교통신호 제어기로 전송할 수 있는 스마트 신호등 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.

한편, 최근에는 불필요한 교통 신호로 인해 차량들이 자주 정지함에 따라 발생하는 환경오염을 줄이고, 엔진 공 회전으로 인한 에너지 낭비를 감소하기 위한 차량우선 신호등이 점점 증가하고 있다. 이러한 차량우선 신호등은, 보행자 부재 시, 차량 주행 신호를 계속적으로 유지할 수 있어, 차량의 교통 흐름을 원활하게 할 수 있는 장점을 갖는다.

하지만, 보행자가 차량우선 신호등이 존재하는 횡단보도를 건너기 위해서는, 보행 신호등에 설치된 보행 버튼을 찾아서 작동시켜야 하는 불편함이 있고, 보행 버튼의 설치 위치가 표준화되어 있지 않은 관계로 시각 장애인이 보행 버튼을 찾기가 어려운 문제가 있다. 또한, 노약자, 어린이 등과 같은 교통약자들이 보행 버튼을 생각하지 않고, 일정시간 경과 후 보행 신호가 작동하지 않는 것으로 오인하여 횡단보도를 무단 횡단하는 문제가 발생하고 있다. 따라서, 차량우선 신호등의 장점을 최대한 유지하면서 보행자의 편의성을 향상시킬 수 있는 방안을 마련할 필요가 있다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 보행자의 이동 단말기와 연동하여 횡단보도로 진입하는 보행자를 안전하게 보호할 수 있는 스마트 신호등 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

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

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 보행 신호등의 동작을 학습하는 보행신호 학습 모듈; 상기 보행 신호등의 동작과 관련된 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 전송하는 제1 비콘 모듈; 상기 비컨 신호에 대응하는 응답 신호의 수신 여부에 기초하여, 상기 보행 신호등으로 접근하는 보행자를 검출하는 제2 비콘 모듈; 및 상기 보행자 감지 시, 차량 우선 신호를 해지하기 위한 제어 신호를 생성하여 교통신호 제어기로 전송하는 제어부를 포함하는 스마트 신호등을 제공한다.

좀 더 바람직하게는, 상기 제2 비콘 모듈은 제1 비콘 모듈로부터 수신되는 비컨 신호를 기반으로 상기 제1 비콘 모듈의 동작 상태를 모니터링하는 것을 특징으로 한다. 상기 모니터링 결과, 제1 비콘 모듈에 장애가 발생한 경우, 상기 제어부는 제1 비콘 모듈의 기능과 제2 비콘 모듈의 기능을 스위칭하는 것을 특징으로 한다.

좀 더 바람직하게는, 상기 보행신호 학습 모듈은, 보행 신호등 또는 교통신호 제어기로부터 적색등의 작동 시간에 관한 정보와 녹색등의 작동 시간에 관한 정보를 수집하고, 상기 수집된 정보들을 학습하는 것을 특징으로 한다. 또한, 보행 신호등의 동작 주기가 변경된 경우, 상기 보행신호 학습 모듈은, 메모리에 저장된 학습 데이터를 삭제하고, 보행 신호등의 변경된 동작 상태를 재 학습하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 스마트 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, 스마트 신호등의 장치 식별 정보, 위치 정보 및 보행 신호 정보 등을 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 브로드캐스팅함으로써, 스마트 신호등에 인접한 보행자들의 이동 단말기로 다양한 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행자 보호 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 신호등 시스템의 구성 블록도이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 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, 마이크로코드, 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. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 특정 시스템의 예를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서에서 청구하고자 하는 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템 및 서비스에도 본 명세서에 개시된 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 당해 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행자 보호 시스템의 전체 구성도이다.

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

스마트 신호등 시스템(110)은 보행 신호등(111), 투광등(112) 및 스마트 신호등(113) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 스마트 신호등(113)은 보행 잔여시간표시기를 내장할 수 있다.

보행 신호등(111)은 도로의 횡단보도(130)를 기준으로 하여 양측 인도 쪽에 각각 설치되며, 적색등과 녹색등을 포함하는 일반적인 가로등 구조는 물론 다양한 종류의 신호등을 포함할 수 있다.

보행 신호등(111)은, 횡단보도(130)의 인접 영역에 설치된 교통신호 제어기(140)의 제어에 따라, 적색등과 녹색등을 일정 시간 주기로 번갈아 가며 동작시킨다. 이때, 적색등이 켜져 있는 시간과 녹색등이 켜져 있는 시간은 서로 다르게 설정될 수 있으며, 스마트 신호등은 이를 학습한다.

투광등(112)은 야간에 보행자의 시야를 확보하기 위해 횡단보도(130)를 환하게 비춰줄 수 있는 조명 기기로서, 바람직하게는 보행 신호등(111)과 마찬가지로 횡단보도(100)의 양측 인도 쪽에 각각 설치되어, 독립적으로 온(On)/오프(Off) 동작되도록 구성할 수 있다. 투광등(112)은 가로등 또는 보행 신호등과 연동되어 작동하거나, 혹은 별도의 조광 스위치 조작을 통해 작동할 수 있다.

스마트 신호등(113)은 보행 신호등(111)의 동작을 학습하여 보행자의 안전과 관련된 보행신호정보를 생성하고, 상기 보행신호정보를 보행자의 이동 단말기(120)로 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 스마트 신호등(113)은 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송할 수 있다. 이때, 상기 보행신호정보는 대기 잔여시간 정보 및 보행 잔여시간 정보 등을 포함할 수 있다.

스마트 신호등(113)은 스마트 신호등 시스템(110)으로 접근하는 보행자를 감지할 수 있다. 스마트 신호등(113)은, 보행자 감지 시, 차량 우선 신호를 해지하기 위한 제어 신호를 교통신호 제어기(140)로 전송할 수 있다.

보행자의 이동 단말기(120)는 횡단보도로 진입하는 보행자를 보호하기 위한 애플리케이션(이하, '보행자 보호 애플리케이션'이라 칭함)을 앱 스토어 또는 플레이 스토어 등으로부터 다운로드하여 설치할 수 있다. 한편, 다른 실시 예로, 이동 단말기(120)는 외부 서버, 타 단말기 또는 저장 매체 등으로부터 보행자 보호 애플리케이션을 제공 받아 설치할 수 있다.

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

이동 단말기(120)는, 해당 애플리케이션 실행 시, 하나 이상의 스마트 신호등(113)으로부터 전송 받은 비컨 신호들을 기반으로 보행자의 현재 위치를 실시간으로 파악하고, 보행자의 현재 위치에 대응하는 알림 신호를 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 상기 알림 신호는 시각적 신호, 청각적 신호 및 촉각적 신호 중 적어도 하나의 형태로 출력될 수 있다.

한편, 도면에 도시되고 있지 않지만, 이동 단말기(120)는 비컨 신호에 포함된 위치 정보 또는 장치 식별 정보(즉, 디바이스 ID 정보)를 미리 결정된 웹 서버로 제공할 수 있다. 웹 서버는 스마트 신호등(113)의 위치 정보 또는 장치 식별 정보를 기반으로 보행자의 위치를 파악할 수 있고, 해당 보행자의 안전과 관련된 알림 서비스를 이동 단말기(120)로 제공할 수 있다. 이동 단말기(120)는 해당 웹 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, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display) 등이 포함될 수 있다.

횡단보도(130)는 차량과 보행자가 공유 하는 길이다. 차량과 보행자 간 원활한 사용 기회를 제공하기 위하여 횡단보도(130)는 일정한 신호 체계에 따라 동작한다. 횡단보도(130)는 도로의 종류에 따라 적어도 하나 이상이 구비될 수 있다. 가령, 삼거리 또는 사거리의 경우, 복수의 횡단보도들이 도로 상에 설치될 수 있다. 또한, 복수의 횡단보도들은, 직선 모양을 갖는 직선 횡단보도와, 대각선 모양을 갖는 대각선 횡단보도로 구분될 수 있다.

횡단보도(130)에는 보행자를 위한 바닥 신호등이 설치될 수 있다. 상기 바닥 신호등은 교통신호 제어기(140)와 연동하여 동작하거나 혹은 스마트 신호등(113)에서 송출된 비컨 신호와 연동하여 동작할 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(130)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 횡단보도에 설치되어 점유 시간을 수집, 분석해 최적의 교통 신호등 운영을 담당하는 장치이다. 이러한 교통신호 제어기(140)는 차량 신호등, 보행 신호등 및 바닥 신호등과 전기적으로 연결되어, 상기 차량 신호등, 보행 신호등 및 바닥 신호등의 점멸 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 구성 블록도이다.

도 2를 참조하면, 이동 단말기(200)는 무선 통신부(210), 출력부(220), 입력부(230), 메모리(240) 및 제어부(250) 등을 포함할 수 있다. 도 2에 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(210)는, 이동통신 모듈, 근거리 통신 모듈 및 무선 인터넷 모듈 등을 포함할 수 있다.

이동통신 모듈은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

근거리 통신 모듈은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth??), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra-Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.

무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(200)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다. 무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.

출력부(220)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부, 음향 출력부, 햅팁 모듈, 광 출력부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디스플레이부는 이동 단말기(200)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부는 이동 단말기(200)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이부는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다.

음향 출력부는 호 신호 수신, 통화 모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(210)로부터 수신되거나 메모리(240)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부는 이동 단말기(200)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다.

햅틱 모듈(haptic module)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다.

광출력부는 이동 단말기(200)의 광원을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(200)에서 발생되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.

입력부(230)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(240)는 이동 단말기(200)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(240)는 이동 단말기(200)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(200)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 본 실시 예에서, 메모리(240)는 보행자 보호 애플리케이션을 저장할 수 있다.

제어부(250)는 이동 단말기(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 또한, 제어부(250)는 메모리(240)에 저장된 보행자 보호 애플리케이션과 관련된 동작을 제어한다. 즉, 제어부(250)는 스마트 신호등으로부터 전송 받은 비컨 신호를 기반으로 보행자의 위치를 실시간으로 파악하고, 상기 보행자의 위치에 대응하는 알림 신호를 제공하는 일련의 동작을 제어할 수 있다. 더 나아가, 제어부(250)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(200) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 적어도 하나를 조합하여 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 신호등 시스템의 구성 블록도이다.

도 3을 참조하면, 스마트 신호등 시스템(300)은 스마트 신호등(310), 보행 신호등(320) 및 투광등(330)을 포함할 수 있다. 상기 스마트 신호등(310)은 제1 비콘 모듈(311), 보행신호 학습 모듈(312), 제2 비콘 모듈(313), 조도 센서(314), 편차 시간 결정부(315), 보행 잔여시간표시기(316), 메모리(317) 및 제어부(318)를 포함할 수 있다. 이러한 스마트 신호등(310)은 스마트 신호등 시스템(300)의 외부에 설치되거나, 혹은 보행 신호등(320) 또는 투광등(330)과 일체로 형성되어 하나의 모듈 형태로 구성될 수 있다.

도 3에 도시된 구성요소들은 스마트 신호등 시스템(300)을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 스마트 신호등 시스템은 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

제1 비콘 모듈(311)은 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 비콘 모듈(311)은 비컨 신호의 출력을 적어도 3개 이상의 레벨(가령, '강/중/약', '0dbm/5dbm/10dbm' 등)로 가변하여 송출함으로써, 원 거리에 있는 시각 장애인(보행자)을 보행 신호등의 위치로 유도하는 기능을 수행할 수 있다. 가령, 비컨 신호의 출력이 3개의 레벨로 구성된 경우, 보행자가 스마트 신호등으로 접근함에 따라, 해당 보행자의 이동 단말기는 처음에는 "강" 레벨의 비컨 신호만을 수신하고, 그 다음에는 "강" 레벨의 비컨 신호와 "중" 레벨의 비컨 신호를 수신하며, 마지막에는 "강" 레벨의 비컨 신호와 "중" 레벨의 비컨 신호와 "약" 레벨의 비컨 신호를 모두 수신하게 된다. 이동 단말기는, "강" 레벨의 비컨 신호를 수신한 경우, 일정 거리 이내에 보행 신호등이 있음을 보행자에게 알리고, "강" 레벨의 비컨 신호와 "중" 레벨의 비컨 신호를 수신한 경우, 보행 신호등에 가까이 왔음을 보행자에게 알리며, "강" 레벨의 비컨 신호와, "중" 레벨의 비컨 신호와, "약" 레벨의 비컨 신호를 수신한 경우, 보행 신호등에 도착하였음을 보행자에게 알린다. 상기 알림 방법으로는, 사용자 설정에 따라 음성, 문자 또는 진동 등이 사용될 수 있다. 상기 알림 방법으로 음성이 설정된 경우, 이동 단말기는 스피커를 통해 외부의 음향을 출력하여 시각 장애인의 음향신호기 역할을 수행할 수 있다.

제1 비콘 모듈(311)은 비컨 신호의 출력을 적어도 3개 이상의 레벨로 번갈아 가며 송출함으로써, 인접 신호등의 비컨 신호로 인해 전파 방해가 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 가령, 제1 비콘 모듈은 인접 신호등과 다른 세기로 비컨 신호를 전송함으로써, 인접 신호등의 비컨 신호로 인한 전파 간섭을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 비콘 모듈(311)은 주파수 호핑(Frequency Hopping) 방식을 이용하여 비컨 신호를 전송함으로써, 인접 신호등의 비컨 신호로 인해 전파 방해가 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 한편, 이동 단말기는 비컨 신호들에 포함된 디바이스 ID 정보를 기반으로 해당 비컨 신호들이 어떤 스마트 신호등(300)으로부터 수신되는지를 실시간으로 확인할 수 있다. 또한, 이동 단말기는 비컨 신호들에 포함된 출력 신호 세기 정보를 기반으로 인접 스마트 신호등에서 비컨 신호를 어떤 세기로 출력하는지를 실시간으로 확인할 수 있다.

또한, 제1 비콘 모듈(311)은 보행 신호등의 주변정보를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송함으로써, 시각 장애인의 표지판 기능을 수행할 수 있다.

제2 비콘 모듈(313)은, 교통신호 제어기에 설정된 차량 우선 신호를 해지하기 위해, 스마트 신호등 시스템(300)으로 접근하는 보행자를 검출하는 기능을 수행할 수 있다.

제1 비콘 모듈(311)은, 차량 우선 신호 설정 시, 응답 신호의 전송을 요청하는 정보(439)를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송할 수 있다. 제2 비콘 모듈(313)은 비컨 신호에 대응하는 응답 신호의 수신 여부에 기초하여 보행자를 검출할 수 있다. 가령, 보행자의 이동 단말기로부터 비컨 신호에 대응하는 응답 신호를 수신한 경우, 제2 비콘 모듈(313)은 스마트 신호등 시스템(300) 근처에 보행자가 존재하는 것을 감지할 수 있다.

제1 비콘 모듈(311)은, 보행자 감지 시, 응답 신호의 미 전송을 요청하는 정보(439)를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송할 수 있다. 이는 보행자를 감지한 이후에 복수의 응답 신호들이 제1 및 제2 비콘 모듈(311, 313)에 계속적으로 수신됨에 따라 전파 장애를 일으키는 것을 방지하기 위함이다. 제어부(318)는, 보행자 감지 시, 차량 우선 신호를 해지하기 위한 제어 신호를 교통신호 제어기로 전송할 수 있다. 이러한 제어 신호를 수신한 교통신호 제어기는 차량 우선 신호를 해지하고 보행 신호를 보행 신호등(320)으로 인가할 수 있다.

또한, 제2 비콘 모듈(313)은 제1 비콘 모듈(311)로부터 수신되는 비컨 신호를 기반으로 상기 제1 비콘 모듈(311)의 동작 상태를 모니터링하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 제2 비콘 모듈(313)는 제1 비콘 모듈(311)로부터 수신되는 비컨 신호의 세기를 직접 측정한 정보와 해당 비컨 신호에 포함된 출력 신호 세기 정보를 기반으로, 상기 제1 비콘 모듈(311)이 비컨 신호를 정상적으로 출력하고 있는지 여부를 모니터링할 수 있다.

상기 모니터링 결과, 제1 비콘 모듈(311)에 장애가 발생한 경우(즉, 정상적인 세기의 비컨 신호를 출력하지 못하는 경우), 제어부(318)는 제1 비콘 모듈(311)의 기능과 제2 비콘 모듈(313)의 기능을 전환(switching)할 수 있다. 즉, 제2 비콘 모듈(313)에서는 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 주기적으로 전송하는 기능을 수행하고, 제1 비콘 모듈(311)에서는 비컨 신호에 대응하는 응답 신호의 수신 여부에 기초하여 보행자를 검출하는 기능을 수행할 수 있다.

제1 및 제2 비콘 모듈(311, 313)은 비컨 신호를 전송하기 위한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 근거리 통신 모듈은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth??), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이하, 본 실시 예에서는, 상기 근거리 통신 모듈로 블루투스 통신 모듈을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되지는 않는다.

블루투스 통신 모듈은 블루투스 통신을 지원하기 위한 통신 인터페이스를 제공한다. 해당 모듈에 사용되는 블루투스 통신은, 근거리 무선 통신 기술의 하나로서, 반경 10m 내지 100m 안에 존재하는 단말들 간의 데이터 통신을 지원할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 스마트 신호등(310)에 탑재되는 블루투스 통신 모듈은, 저 전력(Low Energy) 기술 및 위치 측정 기술이 탑재된 블루투스 4.0 이상의 버전을 사용하는 것이 바람직하다.

보행신호 학습 모듈(312)은, 학습 모드 시, 보행 신호등(320)의 동작을 학습하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 보행신호 학습 모듈(312)은 보행 신호등(320) 또는 교통신호 제어기로부터 적색등의 작동 시간 정보(즉, 보행 정지 시간 정보)와 녹색등의 작동 시간 정보(즉, 보행 시간 정보)를 주기적으로 수집하여 학습할 수 있다.

서로 동일한 값(또는 미리 결정된 오차 범위 이내의 값)을 갖는 적색등의 작동 시간 정보가 미리 설정된 횟수만큼 수집되면, 보행신호 학습 모듈(312)은 상기 동일한 값을 갖는 작동 시간 정보를 적색등의 정상 작동 시간 정보로 설정(학습)하고, 상기 설정(학습)된 작동 시간 정보를 메모리(317)에 저장할 수 있다.

또한, 서로 동일한 값(또는 미리 결정된 오차 범위 이내의 값)을 갖는 녹색등의 작동 시간 정보가 미리 설정된 횟수만큼 수집되면, 보행신호 학습 모듈(312)은 상기 동일한 값을 갖는 작동 시간 정보를 녹색등의 정상 작동 시간 정보로 설정(학습)하고, 상기 설정(학습)된 작동 시간 정보를 메모리(317)에 저장할 수 있다.

한편, 교통신호 제어기의 조작에 따라 보행 신호등(320)의 동작 주기가 변경된 경우, 보행신호 학습 모듈(312)은, 메모리(317)에 저장된 보행 신호등(320)의 작동 시간 정보를 삭제하고, 보행 신호등(320)의 변경된 동작 상태를 다시 학습할 수 있다.

조도 센서(314)는 스마트 신호등 시스템(300)의 주변 조도를 측정하는 기능을 수행할 수 있다. 제어부(318)는 조도 센서(314)에 의해 측정된 조도 정보를 기반으로 보행 잔여시간표시기(316)의 조광(dimming) 제어를 수행할 수 있다. 가령, 제어부(318)는 야간에는 보행 잔여시간표시기(316)의 밝기를 줄여주고, 주간에는 보행 잔여시간표시기(316)의 밝기를 증가시킴으로써, 보행자가 시인성을 확보할 수 있도록 한다.

편차 시간 결정부(315)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(315)는 녹색 보행 신호등의 작동 개시 시점과 비컨 신호의 전송 시점 사이의 시간 차에 해당하는 제1 편차 시간을 결정할 수 있다. 상기 제1 편차시간은 보행 신호가 종료될 때까지 누적하여 적산될 수 있으며, 상기 누적 적산된 값은 비컨 신호를 통해 전송될 수 있다.

마찬가지로, 적색 보행정지 신호등 작동 시, 편차 시간 결정부(315)는 적색 보행정지 신호등의 작동 개시 시점과 비컨 신호의 전송 시점 사이의 시간 차에 해당하는 제2 편차 시간을 결정할 수 있다. 상기 제2 편차시간은 보행 정지 신호가 종료될 때까지 누적하여 적산될 수 있으며, 상기 누적 적산된 값은 비컨 신호를 통해 전송될 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (1)

1. 보행 신호등의 동작을 학습하는 보행신호 학습 모듈;
   상기 보행 신호등의 동작과 관련된 보행신호정보를 포함하는 비컨 신호를 보행자의 이동 단말기로 전송하는 제1 비콘 모듈;
   상기 보행자의 이동 단말기로부터 상기 비컨 신호에 대응하는 응답 신호를 수신하는지 여부에 기초하여, 상기 보행 신호등으로 접근하는 보행자를 검출하는 제2 비콘 모듈; 및
   상기 보행자 검출 시, 차량 우선 신호를 해지하기 위한 제어 신호를 생성하여 교통신호 제어기로 전송하고, 상기 비컨 신호의 출력 세기를 가변하여 시각 장애인을 보행 신호등으로 유도하는 제어부; 를 포함하는,
   스마트 교통 플랫폼.

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