KR20230114596A

KR20230114596A - 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20230114596A
Application number: KR1020220010965A
Authority: KR
Inventors: 이수형; 김민승
Original assignee: 목포대학교산학협력단
Priority date: 2022-01-25
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2023-08-01
Also published as: KR102652239B1

Abstract

본 발명은 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도로상의 경차, 소형차, 중형차 등 각 차종에 따라 신호를 개별적으로 제공하여 도로상의 교통 혼잡도를 최소화하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법에 관한 것으로, 개별 차량 맞춤형 신호등에 있어서, 렌즈를 통해 자동차 이미지를 수집하는 자동차이미지수집부; 렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하는 연산부; 상기 연산부에서 도출된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등하는 선별발광부;를 포함한다.

Description

거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법{Traffic light systems and methods tailored to individual vehicles according to distance}

본 발명은 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도로상의 경차, 소형차, 중형차 등 각 차종에 따라 신호를 개별적으로 제공하여 도로상의 교통 혼잡도를 최소화하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 교통안전시설은 교통신호기, 교통안전표지, 노면표시 등을 총칭하는 것으로서 이러한 시설물의 적절한 설치는 도로이용자의 생명과 직결되기 때문에 매우 중요하다고 할 수 있다. 특히, 안전표지나 노면표시만으로는 교통류의 이동을 안전하고 효율적으로 처리하지 못하는 지점에서 신호기는 교통류에 대한 도로의 통행우선권을 보다 분명하기 제시하기 위해 설치되는 교통통제시설(Trafic Control Device)이라고 할 수 있다.

적절하게 설치·운영되는 교통신호기는 차량과 보행자의 통제에 매우 효과적인 시설물이 될 수 있으나, 효율적으로 설치·운영되지 못할 경우에는 오히려 교통류의 도로 통행권을 제한하게 되므로 교통류에 부정적인 영향을 미칠 수도 있다.

일반적으로 교통신호기를 포함한 교통안전시설의 신호기 설치시, 우선적으로 고려되어야 할 사항은 운전자들에게 양호한 시인성을 제공하는 것이다. 따라서, 신호기 설치는 획일적인 기준에 의하여 동일한 위치에 설치하기보다는 도로 및 교차로의 기하구조 특성(도로폭, 교차로 구조형태 등)을 고려하여 설치위치가 정해져야 한다. 그러나 우리나라의 경우 획일적으로 교차로 건너편에 내민식(Cantilevered)으로 설치하여 현장특성에 적합한 유연성있는 대처가 부족한 실정이다.

또한, 일반적으로 교차로 및 횡단보도에는 자동으로 신호를 제어하여 원활한 교통흐름을 유도하기 위한 교통신호 제어장치가 마련되어 있는데, 이는 주기적으로 적색, 황색, 그리고 녹색등을 점등 및 점멸 하므로서 운전자 및 보행자의 통행을 돕고 있다. 또한, 보행자 신호인 녹색등의 경우 보행자의 안전을 위하여 보행시간이 얼마 남지 않았음을 알리기 위한 점멸기능이 마련되어 있다.

그러나, 통상적으로 교차로 및 횡단보도에서 운전자 신호 및 보행자 신호인 녹색등이 점등된 후 잔여시간이 얼마나 남았는지를 알 수 없었다. 그리하여 운전자 및 보행자는 다음 신호를 예측하는데 많은 어려움이 따른다는 문제점이 존재한다.

한국등록번호 제10-2268673호(2021.06.17.) 한국등록번호 제10-1767031호(2017.08.03.) 한국공개문헌 차량신호기 설치위치에 따른 교통안전 향상에 관한 연구(교통 기술과 정책, 제7권 제1호, 2010년 3월)

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명은 평볼록렌즈의 초점거리 특성을 이용하여, 거리에 따라 신호등의 색상이 다르게 보이는 점을 활용하여, 신호등의 적색등과 녹색등이 밑단에서부터 순차적으로 점등되어, 각 차종별 운전자에게 충분히 횡단이 가능한 거리와 횡단 불가능한 거리를 가시적으로 파악가능하도록 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등은 렌즈를 통해 자동차

이미지를 수집하는 자동차이미지수집부; 렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하는 연산부; 상기 연산부에서 도출된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등하는 선별발광부;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 신호등의 렌즈는, 평면볼록렌즈를 포함하며, 상기 평면볼록렌즈는 양수 초점거리 (positive focal length)를 가지고 있으며, 이미징 용도에서 목표 이미지를 수집하며, 상기 목표 이미지의 초점을 맞춘다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 자동차이미지수집부는, 상기 평면볼록렌즈를 기반으로 도로상의 자동차 이미지를 수집하는 차종별이미지수집부; 상기 자동차 이미지로부터 높이에 따라 경차, 소형차, 중형차, 대형화물차별 자동차 이미지를 분류하는 차종별이미지분류부;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 연산부는, 렌즈의 양수 초점거리(positive focal length)와 교통 규법 규정속도를 기반으로, 자동차별 주행속도를 연산하는 주행속도연산부; 신호등과 자동차별 이격거리를 연산하는 이격거리연산부;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 이격거리연산부는, 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리를 연산하는 신호등-자동차거리연산부; 상기 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리에 따른, 자동차 차종별 간에 떨어진 거리를 연산하는 차종별거리연산부;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 연산부는, 운전자 인식 가능한 신호등 신호 변경 속도(V)를 연산하며, 운전자 인식 가능한 신호등 신호 변경 속도(V) = h*

?聆見?, 여기서, h는 지면으로부터 신호등의 높이,

는 신호의 백패널 곡선의 각속도,

는 신호등 기준 신호 변경에 따른 운전자 위치 지점까지의 떨어진 각도를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 상호연계정보는, 자동차별 주행속도와 신호등과 자동차별 이격거리, 자동차간 이격거리를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 선별발광부는, 상기 연산부에서 도출된 상기 상호연계정보를 기반으로 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 생성하는 LED발광유도신호생성부; 신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따른 선별적 LED 발광을 제어하는 LED발광제어부; 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 점등하는 LED점등부;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 LED발광제어부는, 상기 신호등과 차종별 떨어진 거리를 통해, 초시간대별로 선행 차종과 후행 차종들이 수신받는 LED 발광신호를 제어하며, 차종별 떨어진 거리가 동일할 경우, 상기 신호등과 차종별 높이차에 따른, 상대적으로 차체가 높은 차종에서 수신받는 LED 발광 신호를, 상기 상대적으로 차체가 높은 차종의 제동시간을 감하여 생성한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 LED점등부는, 신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따라 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 선별적으로 점등한다.

본 발명의 실시예들에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 방법에 따르면, 렌즈를 통해 자동차 이미지를 수집하는 단계; 렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하는 단계; 연산된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 렌즈를 통해 자동차 이미지를 수집하는 단계는, 평면볼록렌즈를 기반으로 도로상의 자동차 이미지를 수집하는 단계; 상기 자동차 이미지로부터 높이에 따라 경차, 소형차, 중형차, 대형화물차별 자동차 이미지를 분류하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하는 단계는, 렌즈의 양수 초점거리 (positive focal length)와 교통 규법 규정속도를 기반으로, 자동차별 주행속도를 연산하는 단계; 신호등과 자동차별 이격거리를 연산하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 신호등과 자동차별 이격거리를 연산하는 단계는, 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리를 연산하는 단계; 상기 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리에 따른, 자동차 차종별 간에 떨어진 거리를 연산하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 연산된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등하는 단계는, 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 생성하는 단계; 신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따른 선별적 LED 발광을 제어하는 단계; 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 점등하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따른 선별적 LED 발광을 제어하는 단계는, 상기 신호등과 차종별 떨어진 거리를 통해, 초시간대별로 선행 차종과 후행 차종들이 수신받는 LED 발광 신호를 제어하며, 차종별 떨어진 거리가 동일할 경우, 상기 신호등과 차종별 높이차에 따른, 상대적으로 차체가 높은 차종에서 수신받는 LED 발광 신호를, 상기 상대적으로 차체가 높은 차종의 제동시간을 감하여 생성한다.

이상에서 설명한 바와 같은 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 교통 법규로부터 규정 속도를 계산하고, 신호로부터의 거리와 규정 속도를 이용하여 개별적으로 차량의 횡단 가능 여부를 신호등에서 확인할 수 있다.

둘째, 신호에 의한 교통 체증을 차량의 속도에 맞추어 교통 혼잡과 신호 대 기 시간을 최소화한다.

셋째, 일관된 현 신호 체계를 개별 맞춤형인 새로운 체계로 대체하여 혹은 보조함으로써 교통사고를 완화하고 도로의 정체를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차이미지수집부(100)의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연산부(200)의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이격거리연산부(240)의 구성도이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선별발광부(300)의 모식도 및 구성도이다.
도 7은 본 발명의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등-차종별 거리에 따른 선별발광부(300)의 실험도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종별 높이차에 따른 선별발광부(300)의 실험도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연산부(200)의 지점별의 신호 변경 속도 관련 모식도이다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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. 한편, 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.

도 1은 본 발명의 구성도이다. 상기 거리에 따른 맞춤형 신호등의 경우, 평면 볼록 렌즈 (PCX)를 이용하며, 상기 평면볼록렌즈는 양수 초점거리 (positive focal length)를 가지고 있으며 이미징 용도에서 수집하고 초점을 맞춘다. 또한, 탐지기(detector)의 코팅된 버전은 최적의 광투과율을 가지고 있어 다양한 지름과 초점거리가 가능하다

.

도 1은 본 발명의 구성도이다. 도 1을 참고하면, 개별 차량 맞춤형 신호등은 자동차이미지수집부(100)와 연산부(200) 및 선별발광부(300)를 포함한다. 자동차이미지수집부(100)는 렌즈를 통해 자동차 이미지를 수집하며, 연산부(200)는 렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하며, 선별발광부(300)는 연산부(200)에서 도출된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등한다. 여기서, 상기 신호등의 렌즈는, 평면볼록렌즈를 포함하며, 상기 평면볼록렌즈는 양수 초점거리 (positive focal length)를 가지고 있으며, 이미징 용도에서 목표 이미지를 수집하며, 상기 목표 이미지의 초점을 맞춘다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차이미지수집부(100)의 구성도이다.

도2를 참고하면, 자동차이미지수집부(100)는 차종별이미지수집부(100a)와 차종별이미지분류부(100b)로 구성된다. 차종별이미지수집부(100a)는 상기 평면볼록렌즈를 기반으로 도로상의 자동차 이미지를 수집하며, 차종별이미지분류부(100b)는 상기 자동차 이미지로부터 높이에 따라 경차, 소형차, 중형차, 대형화물차별 자동차 이미지를 분류한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연산부(200)의 구성도이다.

도 3을 참고하면, 연산부(200)는 주행속도연산부(220) 및 이격거리연산부(240)으로 구성된다. 주행속도연산부(220)는 렌즈의 양수 초점거리 (positive focal length)와 교통 규법 규정속도를 기반으로, 자동차별 주행속도를 연산하며, 이격거리연산부(240)는 렌즈의 양수 초점거리 (positive focal length)와 교통 규법 규정속도를 기반으로, 신호등과 자동차별 이격거리를 연산한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이격거리연산부(240)의 구성도이다.

도 4를 참고하면, 이격거리연산부(240)는 신호등-자동차거리연산부(240a) 및 차종별거리연산부(240b)를 포함한다. 신호등-자동차거리연산부(240a)는 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리를 연산하며, 차종별거리연산부(240b)는 상기 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리에 따른, 자동차 차종별 간에 떨어진 거리를 연산한다. 여기서, 상기 상호연계정보는, 자동차별 주행속도와 신호등과 자동차별 이격거리, 자동차간 이격거리를 포함한다.

도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선별발광부(300)의 모식도 및 구성도이다. 도 5와 도 6을 참고하면, 선별발광부(300)는 LED발광유도신호생성부(300a)와 LED발광제어부(300b) 및 LED점등부(300c)를 포함한다.

LED발광유도신호생성부(300a)는 연산부(200)에서 도출된 상기 상호연계정보를 기반으로 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 생성하며, LED발광제어부(300b)는 신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따른 선별적 LED 발광을 제어한다. 즉, 좀 더 상세하게 설명하자면, LED발광제어부(300b)는 상기 신호등과 차종별 떨어진 거리를 통해, 초시간대별로 선행 차종과 후행 차종들이 수신받는 LED 발광 신호를 제어하며, 차종별 떨어진 거리가 동일할 경우, 상기 신호등과 차종별 높이차에 따른, 상대적으로 차체가 높은 차종에서 수신받는 LED 발광 신호를, 상기 상대적으로 차체가 높은 차종의 제동시간을 감하여 생성한다. 또한, LED점등부(300c)는 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 점등한다. 즉, 신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따라 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 선별적으로 점등한다.

도 7은 본 발명의 흐름도이다. 도 7을 참고하면, 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템은 렌즈를 통해 자동차 이미지를 수집하는 단계(S701); 렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하는 단계(S702); 연산된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등하는 단계(S703);를 포함한다.

즉, 좀 더 상세하게 설명하자면, 렌즈를 통해 자동차 이미지를 수집하는 단계(S701)는 평면볼록렌즈를 기반으로 도로상의 자동차 이미지를 수집하는 단계; 상기 자동차 이미지로부터 높이에 따라 경차, 소형차, 중형차, 대형화물차별 자동차 이미지를 분류하는 단계;를 포함하며, 또한, 렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하는 단계(S702);는, 렌즈의 양수 초점거리 (positive focal length)와 교통 규법 규정속도를 기반으로, 자동차별 주행속도를 연산하는 단계; 신호등과 자동차별 이격거리를 연산하는 단계;를 포함한다. 여기서, 상기 신호등과 자동차별 이격거리를 연산하는 단계는, 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리를 연산하는 단계; 상기 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리에 따른, 자동차 차종별 간에 떨어진 거리를 연산하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 연산된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등하는 단계(S703);는, 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 생성하는 단계; 신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따른 선별적 LED 발광을 제어하는 단계; 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 점등하는 단계;를 포함한다. 여기서, 상기 신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따른 선별적 LED 발광을 제어하는 단계는, 상기 신호등과 차종별 떨어진 거리를 통해, 초시간대별로 선행 차종과 후행 차종들이 수신받는 LED 발광 신호를 제어하며, 차종별 떨어진 거리가 동일할 경우, 상기 신호등과 차종별 높이차에 따른, 상대적으로 차체가 높은 차종에서 수신받는 LED 발광 신호를, 상기 상대적으로 차체가 높은 차종의 제동시간을 감하여 생성한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호등-차종별 거리에 따른 선별발광부(300)의 실험도이다.

LED발광제어부(300b)는 상기 신호등과 차종별 떨어진 거리를 통해, 초시간대별로 선행 차종과 후행 차종들이 수신받는 LED 발광 신호를 제어한다. 따라서, 도 8을 참고하면, 도 8은 가장 뒤 후행 차량에서 본 시야이며, 상대적 시야를 한번에 담기 위해 선행 차량의 시야에 있는 왼쪽 카메라 시점의 영상을 같이 나타냈으며, 오른쪽 영상은 각 시점을 확대한 영상이다. 또한, 실제 교차로에서의 신호가 바뀌는 타이밍을 함께 보여주기 위해, 왼쪽 검은색 박스는 유도신호, 오른쪽 노란색 박스는 교차로의 현재 방식의 신호 방식을 나타낸다.

즉, 좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 오른쪽 노란색 박스의 신호를 점진적으로 바뀌게 표현한 것은, 현재 신호체계의 신호가 들어오는 타이밍을 정확히 표현하기 위한 것이니, 색깔의 전환 시점은 상기 오른쪽 노란색 박스의 신호 변환으로 나타낸다. 검은색 박스의 신호 변화 영상의 경우, 초기 영상에는 모든 지점에서의 시야에 초록색 신호를 나타내며, 상기 시간에 모든 차량이 주행을 하게된다.

3초 영상의 경우, C지점 에서의 시야에 빨간색 신호가 보이나, A 및 B지점에서의 시야에는 초록색이 보인다. 상기 3초 시간대에 상기 C지점에 위치한 차량이 교차로에 도착할때는 빨간색 신호가 들어올 가능성이 높으므로 상기 C지점에서 미리 빨간색 유도신호를 보게되어 감속하게 되고, 이보다 선행 차량은 교차로에 도착해도 초록색 신호를 받으므로 상기 A 또는 상기 B지점에서 초록색 유도신호를 보게되어 계속 주행하게 된다. 4초 부근의 영상의 경우, 시간이 경과하여 교차로의 신호가 바뀌기 까지의 남은 시간이 감소하여, 상기 B 지점의 시야에서도 빨간색 유도신호가 보이므로 상기 4초 시간대에 상기 B 및 상기 C 지점에 위치한 차량이 모두 감속하게 되고, 상기 A지점에 위치한 차량만 주행을 계속한다. 8초 부근의 영상의 경우, (시간이 경과하여 교차로의 신호가 바뀌기까지 임박하고 있으며, 노란색 신호 점등 시기이다.) 상기 A , 상기 B, 상기 C지점의 시야 모두에서 빨간색 유도신호를 보고 모든 차량이 감속하고 있다. 9초 부근의 영상의 경우, 교차로 신호가 빨간색이 점등되므로, 교차로 신호 변경 전 모든 차량은 안전하게 정지할 수 있는 시간이 확보할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종별 높이차에 따른 선별발광부(300)의 실험도이다. LED발광제어부(300b)는 차종별 떨어진 거리가 동일할 경우, 상기 신호등과 차종별 높이차에 따른, 상대적으로 차체가 높은 차종에서 수신받는 LED 발광 신호를, 상기 상대적으로 차체가 높은 차종의 제동시간을 감하여 생성한다.

도 9를 참고하면, 차체 높이가 다른 세 차량 버스1(검정), 승용차, 버스2(파랑)의 경우, 가장 맨 뒤에서 후행중인 상기 버스2(파랑)가 먼저 빨간색 신호를 보고 정지를 준비하게 되며, 시간이 흐른 후, 약 10초 부근 영상의 도로의 가운데 지점을 주행중인 승용차는 상기 빨간색 신호를 수신받고 정지를 준비한다. 약 11초 부근에서 가장 앞에 선행중인 상기 버스1(검정)도 상기 빨간색 신호를 수신받고 정지를 준비하게 된다. 여기서, 상기 승용차와 버스2(파랑), 상기 승용차와 버스1(검정)은 동일 거리로 떨어져 있으며, 상기 승용차와 버스1(검정) 사이의 상기 빨간색 신호간 시간차가 작게 도출된다. 이는 상기 버스1(검정)의 시야가 높기때문에 생기는 현상으로, 차체가 높은 대형차량에서는 상기 빨간색 신호를 더 빠른 시간에 확인하여, 제동시간을 추가로 확보할 수 있도록 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연산부(200)의 지점별의 신호 변경 속도 관련 모식도이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연산부(200)의 지점별의 신호 변경 속도 관련 모식도이다. 연산부(200)는 운전자 인식 가능한 신호등 신호 변경 속도(V)를 연산하며, 운전자 인식 가능한 신호등 신호 변경 속도(V) = h*

?聆見?, 여기서, h는 지면으로부터 신호등의 높이,

는 신호의 백패널 곡선의 각속도,

는 신호등 기준 신호 변경에 따른 운전자 위치 지점까지의 떨어진 각도를 포함한다. 도 10을 참고하면, 운전자가 느끼는 신호 변경 속도가 V1, V2, V3이며, 신호의 백패널(LED)은 곡선으로 등속도로 변해서 각속도

로 일정한 상황이며, 지면으로부터 신호의 높이는 h이며, 운전자 인식 가능한 신호등 신호 변경 속도(V) = h*

으로 연산된다. 따라서, V1 지점에서 운전자가 보는 신호 변경 제한 속도라면, V3 지점에서는 훨씬 빠른 속도로 초록 신호에서 빨강 신호로 변경된다. 따라서 상기 초록 신호에서 빨강 신호로 변경된 후, 운전자가 과속중이더라도 신호는 다시 초록색으로 바뀌지 않는다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명은 평볼록렌즈의 초점거리 특성을 이용하여, 거리에 따라 신호등의 색상이 다르게 보이는 점을 활용하여, 신호등의 적색등과 녹색등이 밑단에서부터 순차적으로 점등되어, 각 차종별 운전자에게 충분히 횡단이 가능한 거리와 횡단 불가능한 거리를 가시적으로 파악가능하도록 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법을 제공하는 것으로, 이상에서 설명한 바와 같은 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. 첫째, 교통 법규로부터 규정 속도를 계산하고, 신호로부터의 거리와 규정 속도를 이용하여 개별적으로 차량의 횡단 가능 여부를 신호등에서 확인할 수 있다. 둘째, 신호에 의한 교통 체증을 차량의 속도에 맞추어 교통 혼잡과 신호 대 기 시간을 최소화한다. 셋째, 일관된 현 신호 체계를 개별 맞춤형인 새로운 체계로 대체하여 혹은 보조함으로써 교통사고를 완화하고 도로의 정체를 최소화할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 자동차이미지수집부 100a: 차종별이미지수집부
100b: 차종별이미지분류부 200: 연산부
220: 주행속도연산부 240: 이격거리연산부
240a: 신호등-자동차거리연산부 240b: 차종별거리연산부
300: 선별발광부 300a: LED발광유도신호생성부
300b: LED발광제어부 300c: LED점등부

Claims

개별 차량 맞춤형 신호등에 있어서,
렌즈를 통해 자동차 이미지를 수집하는 자동차이미지수집부;
렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하는 연산부;
상기 연산부에서 도출된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등하는 선별발광부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
제1항에 있어서,
상기 신호등의 렌즈는,
평면볼록렌즈를 포함하며, 상기 평면볼록렌즈는 양수 초점거리 (positive focal length)를 가지고 있으며,
이미징 용도에서 목표 이미지를 수집하며, 상기 목표 이미지의 초점을 맞추는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
제2항에 있어서,
상기 자동차이미지수집부는,
상기 평면볼록렌즈를 기반으로 도로상의 자동차 이미지를 수집하는 차종별이미지수집부;
상기 자동차 이미지로부터 높이에 따라 경차, 소형차, 중형차, 대형화물차별 자동차 이미지를 분류하는 차종별이미지분류부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
제1항에 있어서,
상기 연산부는,
렌즈의 양수 초점거리 (positive focal length)와 교통 규법 규정속도를 기반으로,
자동차별 주행속도를 연산하는 주행속도연산부;
신호등과 자동차별 이격거리를 연산하는 이격거리연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
제4항에 있어서,
상기 이격거리연산부는,
신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리를 연산하는 신호등-자동차거리연산부;
상기 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리에 따른, 자동차 차종별 간에 떨어진 거리를 연산하는 차종별거리연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
제1항에 있어서,
상기 연산부는,
운전자 인식 가능한 신호등 신호 변경 속도(V)를 연산하며,
운전자 인식 가능한 신호등 신호 변경 속도(V) = h*
?聆見?,
여기서, h는 지면으로부터 신호등의 높이,
는 신호의 백패널 곡선의 각속도,
는 신호등 기준 신호 변경에 따른 운전자 위치 지점까지의 떨어진 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
제1항에 있어서,
상기 상호연계정보는,
자동차별 주행속도와 신호등과 자동차별 이격거리, 자동차간 이격거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
제7항에 있어서,
상기 선별발광부는,
상기 연산부에서 도출된 상기 상호연계정보를 기반으로 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 생성하는 LED발광유도신호생성부;
신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따른 선별적 LED 발광을 제어하는 LED발광제어부;
차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 점등하는 LED점등부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
제8항에 있어서,
상기 LED발광제어부는,
상기 신호등과 차종별 떨어진 거리를 통해, 초시간대별로 선행 차종과 후행 차종들이 수신받는 LED 발광 신호를 제어하며,
차종별 떨어진 거리가 동일할 경우, 상기 신호등과 차종별 높이차에 따른, 상대적으로 차체가 높은 차종에서 수신받는 LED 발광 신호를, 상기 상대적으로 차체가 높은 차종의 제동시간을 감하여 생성하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
제8항에 있어서,
상기 LED점등부는,
신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따라 차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 선별적으로 점등하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 시스템.
개별 차량 맞춤형 신호등 시스템에 있어서,
렌즈를 통해 자동차 이미지를 수집하는 단계;
렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하는 단계;
연산된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 점등 방법.
제11항에 있어서,
렌즈를 통해 자동차 이미지를 수집하는 단계는, 평면볼록렌즈를 기반으로 도로상의 자동차 이미지를 수집하는 단계;
상기 자동차 이미지로부터 높이에 따라 경차, 소형차, 중형차, 대형화물차별
자동차 이미지를 분류하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 점등 방법.
제11항에 있어서,
렌즈의 초점거리 기반의 신호등-자동차별 상호연계정보를 연산하는 단계는, 렌즈의 양수 초점거리 (positive focal length)와 교통 규법 규정속도를 기반으로, 자동차별 주행속도를 연산하는 단계;
신호등과 자동차별 이격거리를 연산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 점등 방법.
제13항에 있어서,
상기 신호등과 자동차별 이격거리를 연산하는 단계는,
신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리를 연산하는 단계;
상기 신호등과 경차 혹은 소형차 혹은 중형차 혹은 대형화물차 사이에 떨어진 거리에 따른, 자동차 차종별 간에 떨어진 거리를 연산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 점등 방법.
제11항에 있어서,
상기 연산된 정보를 기반으로 차종별 주행 발광신호를 선별적으로 점등하는 단계는,
차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 생성하는 단계;
신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따른 선별적 LED 발광을 제어하는 단계;
차종별로 주행을 유도하는 LED 발광 신호를 점등하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 점등 방법.
제15항에 있어서,
상기 신호등과 차종별 떨어진 거리 혹은 차종별 떨어진 거리, 신호등과 차종별 높이차에 따른 선별적 LED 발광을 제어하는 단계는,
상기 신호등과 차종별 떨어진 거리를 통해, 초시간대별로 선행 차종과 후행 차종들이 수신받는 LED 발광 신호를 제어하며, 차종별 떨어진 거리가 동일할 경우, 상기 신호등과 차종별 높이차에 따른, 상대적으로 차체가 높은 차종에서 수
신받는 LED 발광 신호를, 상기 상대적으로 차체가 높은 차종의 제동시간을 감하여 생성하는 것을 특징으로 하는 거리에 따른 개별 차량 맞춤형 신호등 점등 방법.