KR102400246B1 - System for preventing pedestrian cross-road traffic accidents using radar - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 도로변에 설치되어 있으며 레이더 감지 방식으로 도로를 횡단하는 보행자를 감지하는 보행자 도로횡단 감지 장치, 도로를 운행하는 차량에 구비된 정보 단말기에 설치되어 있으며 상기 보행자 도로횡단 감지 장치와의 근거리 무선통신을 통해 수신한 보행자 도로횡단정보와 상기 정보 단말기가 제공하는 차량운행정보를 비교하여 설정된 운전자 경보출력조건이 충족되는지를 판단하고 상기 운전자 경보출력조건이 충족되는 경우 상기 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하는 운전자 경보 모듈 및 상기 보행자 도로횡단 감지 장치로부터 수신한 모니터링 정보를 수신하여 저장하고 관리하는 모니터링 서버를 포함한다.The present invention relates to a system for preventing pedestrian crossing traffic accidents using radar.
The present invention is installed on the side of the road and is installed in a pedestrian crossing detection device for detecting a pedestrian crossing the road by a radar detection method, an information terminal provided in a vehicle running on the road, and short-distance wireless communication with the pedestrian crossing detection device By comparing the pedestrian crossing information received through communication with the vehicle operation information provided by the information terminal, it is determined whether a set driver warning output condition is satisfied, and when the driver warning output condition is satisfied, the pedestrian of the vehicle is sent to the pedestrian crossing the road It includes a driver warning module for warning an attempt and a monitoring server for receiving, storing, and managing the monitoring information received from the pedestrian crossing detection device.
Description
본 발명은 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 레이더 센서로 차도 인접 도로의 이동객체들의 위치, 진행 방향 및 속도를 파악하여, 차도를 횡단하려는 보행자에게는 무단횡단 시도를 제지하고, 접근 차량 운전자에게는 횡단하는 보행자 유무를 미리 알려 주어 교통안전사고를 예방할 수 있는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for preventing pedestrian crossing traffic accidents using radar. More specifically, the present invention detects the location, direction and speed of moving objects on the road adjacent to the driveway with a radar sensor to stop jaywalking attempts for pedestrians who want to cross the roadway, and to prevent pedestrians from crossing the road in advance to the driver of the approaching vehicle. It is about a system that can prevent traffic safety accidents by providing information.
도로 폭이 좁은 차도나, 보도와 차도가 명확히 구분되지 않는 좁은 이면도로의 경우, 도로 여건으로 인하여 교통 신호등 설치가 어렵고, 차량들이 차도의 가장자리에 주정차하고 있는 경우가 많으며, 횡단보도가 없는 곳에서도 보행자들이 가장자리에 주정차된 차량 사이로 차도를 횡단하는 일이 빈번하게 일어나고 있다.In the case of a narrow roadway or a narrow back road where the sidewalk and the roadway are not clearly separated, it is difficult to install traffic lights due to road conditions, and vehicles are often parked and stopped at the edge of the roadway, even where there is no crosswalk. Pedestrians frequently cross the roadway between vehicles parked on the edge.
이러한 도로 여건으로 인하여 보행자 도로 횡단 교통안전사고가 많이 발생하고 있으며, 특히 학교 앞 스쿨존 교통안전사고는 사회적 문제로 대두되어 해결 방안이 시급히 요구되고 있으나 뚜렷한 해결 방안이 제시되지 못하고 있다.Due to these road conditions, many pedestrian crossing traffic accidents occur. In particular, school zone traffic accidents in front of schools have emerged as a social problem, and solutions are urgently required, but no clear solutions are presented.
이면도로와 같이 교통 및 보행 신호등이 없는 도로는 오로지 보행자와 운전자의 주의력에 의존하여 교통안전사고를 예방하고 있는 실정이며, 이는 대부분의 교통안전사고가 이면도로에서 일어나는 큰 원인 중의 하나이다.Roads without traffic and pedestrian signals, such as back roads, rely solely on the attention of pedestrians and drivers to prevent traffic safety accidents, which is one of the major causes of most traffic safety accidents occurring on back roads.
주의력이 상대적으로 낮은 어린이나 노인들은 접근하는 차량을 인지하지 못하는 경우가 많으며, 접근 차량의 운전자도 차도 가장자리에 주정차해 있는 차량들로 인하여 갑자기 차량 사이로 나타나는 보행자를 사전에 인지하기가 매우 어렵다.Children and the elderly with relatively low attention often do not recognize an approaching vehicle, and it is very difficult for the driver of an approaching vehicle to recognize a pedestrian suddenly appearing between vehicles in advance due to vehicles parked at the edge of the roadway.
신호등이 설치된 횡단보도에서도 차량 통행이 한적한 시간대에 신호를 무시하고 무단으로 횡단하는 경우가 있어 교통안전사고가 빈번히 발생하고 있는 실정이다.Even at crosswalks where traffic lights are installed, traffic safety accidents are frequent as there are cases where vehicles cross without warning during quiet times.
보행자 감지 기반의 보행등 점등 방식도 보행자가 횡단보도 인근 일정 영역이나 지점에 있는 정도만을 파악해 적용함으로써 보행자가 육안으로 차량의 접근을 파악해야 하는 문제가 있다.The pedestrian detection-based pedestrian light lighting method also has a problem in that pedestrians have to visually identify the approach of a vehicle by identifying and applying only the extent to which a pedestrian is in a certain area or point near the crosswalk.
따라서, 횡단보도가 아닌 도로의 임의 지점에서 횡단하는 보행자나, 횡단 중인 보행자에 접근하는 차량 운전자의 주의력이 결여되더라도, 보행자의 횡단 시도를 제지하거나, 보행자가 횡단을 시도하고 있음을 접근 차량 운전자에게 알려 주어 교통안전사고를 예방할 수 있게 해 주는 기술적 수단이 시급하게 요구된다.Therefore, even if a pedestrian crossing at any point on the road other than a crosswalk or a vehicle driver approaching a pedestrian in crosswalk lacks the attention of a pedestrian, it may prevent the pedestrian from attempting to cross or notify the approaching vehicle driver that the pedestrian is attempting to cross. There is an urgent need for technical means to inform and prevent traffic accidents.
본 발명의 기술적 과제는 도로의 임의 지점에서 횡단을 시도하려는 보행자를 안전하게 보호하기 위하여, 보행자의 횡단 시도를 제지하거나, 횡단 중인 보행자 쪽으로 접근하는 차량에 보행자가 도로 횡단 중임을 알려줌으로써 인사사고 및 교통사고를 방지하는 것이다.The technical problem of the present invention is to safely protect pedestrians who attempt to cross at any point on the road, by stopping the pedestrian's attempt to cross, or by notifying the vehicle approaching the pedestrian who is crossing that the pedestrian is crossing the road. to prevent accidents.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 레이더 센서와 근거리 무선통신 기술을 기반으로 도로 횡단 보행자 안전경보 시스템을 구축함으로써 기존의 횡단보도 교통신호 시스템과 달리, 도로의 임의 지점을 횡단하려는 이동객체를 미리 감지하여, 보행자의 횡단 시도를 제지하거나, 무단횡단자가 있다는 사실을 해당 지점으로 접근하는 차량의 운전자에게 알려주어 교통사고를 예방하는 것이다.In addition, the technical task of the present invention is to establish a pedestrian safety warning system for crossing a road based on a radar sensor and short-distance wireless communication technology. , to prevent traffic accidents by stopping pedestrians from attempting to cross, or by notifying the driver of vehicles approaching the point that there is a jaywalker.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 레이더 센서를 이용하여 기상 상태와 시간대의 영향을 받지않고 도로를 횡단하려는 이동 객체들에 대한 위치, 방향, 속도 정보를 신속 정확하게 산출하고, 이를 기반으로 이동 객체의 도로 횡단 시도를 신속하게 파악해, 횡단시도를 제지하는 경고 음성을 출력하고, 동시에 근거리 무선통신 기술을 이용해 접근 차량에 통지함으로써 교통안전사고를 예방할 수 있도록 하는 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템을 제공하는 것이다.In addition, the technical task of the present invention is to quickly and accurately calculate the location, direction, and speed information of moving objects that want to cross the road without being affected by weather conditions and time zones using a radar sensor, and based on this, the road of the moving object is calculated. Pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using radar that quickly detects crossing attempts, outputs a warning sound to stop crossing attempts, and at the same time notifies approaching vehicles using short-distance wireless communication technology to prevent traffic accidents will provide
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템은 도로변에 설치되어 있으며 레이더 감지 방식으로 도로를 횡단하는 보행자를 감지하는 보행자 도로횡단 감지 장치, 도로를 운행하는 차량에 구비된 정보 단말기에 설치되어 있으며 상기 보행자 도로횡단 감지 장치와의 근거리 무선통신을 통해 수신한 보행자 도로횡단정보와 상기 정보 단말기가 제공하는 차량운행정보를 비교하여 설정된 운전자 경보출력조건이 충족되는지를 판단하고 상기 운전자 경보출력조건이 충족되는 경우 상기 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하는 운전자 경보 모듈 및 상기 보행자 도로횡단 감지 장치로부터 수신한 모니터링 정보를 수신하여 저장하고 관리하는 모니터링 서버를 포함한다.Pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using radar according to the present invention for solving these technical problems is installed on the roadside, and a pedestrian crossing detection device that detects pedestrians crossing the road by radar detection method, It is installed in the information terminal provided in the vehicle and compares the pedestrian crossing information received through short-distance wireless communication with the pedestrian crossing detection device with the vehicle operation information provided by the information terminal to determine whether the set driver warning output condition is satisfied and a monitoring server that receives, stores, and manages the monitoring information received from the driver warning module and the pedestrian crossing detection device for determining the driver warning output condition is satisfied do.
본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 있어서, 상기 보행자 도로횡단 감지 장치는 3개 이상의 레이더를 이용하여 상기 보행자와의 거리정보를 감지하는 보행자 감지부, 상기 보행자 감지부에 의해 감지된 거리정보에 따라 상기 보행자의 위치정보를 산출하고, 상기 위치정보의 시간 흐름에 따른 변화를 분석하여 상기 보행자의 이동방향과 이동속도를 산출하는 보행자 위치/방향/속도 산출부, 상기 보행자 위치/방향/속도 산출부에 의해 산출된 상기 보행자의 위치정보, 이동방향 및 이동속도에 따라 상기 보행자의 도로횡단 시도를 판단하는 보행자 도로횡단 판단부, 상기 보행자 도로횡단 판단부에 의해 상기 보행자가 도로횡단을 시도하는 것으로 판단된 경우 상기 보행자 도로횡단정보를 상기 근거리 무선통신을 통해 무선 전송하는 운전자 경보신호 출력부 및 상기 보행자 감지부, 상기 보행자 위치/방향/속도 산출부, 상기 보행자 도로횡단 판단부, 상기 운전자 경보신호 출력부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using a radar according to the present invention, the pedestrian road crossing detection device includes a pedestrian detection unit that detects distance information with the pedestrian using three or more radars, the pedestrian detection unit Pedestrian position/direction/speed calculator calculating the location information of the pedestrian according to the distance information sensed by the pedestrian, and analyzing the change over time of the location information to calculate the moving direction and the moving speed of the pedestrian, the pedestrian A pedestrian crossing the road determining unit that determines the pedestrian's attempt to cross the road according to the pedestrian's location information, the moving direction and the moving speed calculated by the location/direction/speed calculating unit, and the pedestrian is When it is determined that an attempt is made to cross the road, a driver warning signal output unit and the pedestrian detection unit that wirelessly transmits the pedestrian crossing information through the short-range wireless communication, the pedestrian position/direction/speed calculation unit, the pedestrian crossing determination It characterized in that it comprises a control unit for controlling the operation of the driver warning signal output unit.
본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 있어서, 상기 운전자 경보신호 출력부가 상기 보행자 도로횡단정보를 무선 전송하기 위해 구성하는 경보 패킷의 헤더(header)에는 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 ID가 포함되어 있고, 기 경보 패킷의 페이로드(payload)에는 상기 보행자가 도로횡단을 시도함을 지시하는 보행자 도로횡단 시도정보, 상기 보행자의 위치정보, 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 위치정보, 상기 경보 패킷의 송신전력강도(Tx Power)가 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.In the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using the radar according to the present invention, a header of an alert packet configured by the driver warning signal output unit to wirelessly transmit the pedestrian crossing information includes the pedestrian crossing detection device ID is included, and the payload of the warning packet includes pedestrian road crossing attempt information indicating that the pedestrian is attempting to cross the road, location information of the pedestrian, location information of the pedestrian crossing detection device, It is characterized in that the transmit power strength (Tx Power) of the alert packet is included.
본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 있어서, 상기 보행자 도로횡단 감지 장치는 상기 보행자 도로횡단 판단부에 의해 상기 보행자가 도로횡단을 시도하는 것으로 판단된 경우 상기 보행자에게 도로횡단 제지신호를 출력하는 도로횡단 제지신호 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using the radar according to the present invention, the pedestrian road crossing detection device gives the pedestrian crossing the road when it is determined that the pedestrian is attempting to cross the road by the pedestrian crossing determining unit. It characterized in that it further comprises a road crossing stop signal output unit for outputting a stop signal.
본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 있어서, 상기 보행자 도로횡단 감지 장치는 상기 보행자 감지부, 상기 보행자 위치/방향/속도 산출부, 상기 보행자 도로횡단 판단부, 상기 운전자 경보신호 출력부가 획득, 출력하는 정보들 중에서 모니터링 대상으로 설정된 모니터링 정보를 상기 모니터링 서버로 전송하는 모니터링 정보 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using the radar according to the present invention, the pedestrian crossing detection device includes the pedestrian detection unit, the pedestrian position/direction/speed calculation unit, the pedestrian crossing determination unit, and the driver alert. It characterized in that it further comprises a monitoring information output unit for transmitting the monitoring information set as a monitoring target among the information obtained and output by the signal output unit to the monitoring server.
본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 있어서, 상기 운전자 경보 모듈은 상기 보행자 도로횡단 감지 장치로부터 무선 수신한 경보 패킷을 분석하여 상기 경보 패킷에 포함된 보행자 도로횡단 시도정보, 상기 보행자의 위치정보, 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 위치정보, 상기 송신전력강도(Tx Power)를 추출하는 운전자 경보신호 수신부, 상기 운전자 경보신호 수신부에 의해 수신된 경보 패킷에 상기 보행자 도로횡단 시도정보가 포함되어 있는 경우 상기 경보 패킷에 포함된 보행자 도로횡단정보와 상기 차량에 구비된 정보 단말기가 제공하는 차량운행정보를 이용하여 상기 차량의 진행방향과 속도, 상기 차량과 상기 보행자 사이의 이격거리를 산출하는 차량 방향/거리 산출부 및 상기 차량 방향/거리 산출부에 의해 산출된 차량의 진행방향과 속도 및 상기 차량과 상기 보행자 사이의 이격거리를 상기 운전자 경보출력조건과 비교하여 상기 운전자 경보출력조건이 충족되는지를 판단하고 상기 운전자 경보출력조건이 충족되는 경우 상기 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하는 보행자 횡단시도 경보부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using the radar according to the present invention, the driver warning module analyzes the warning packet wirelessly received from the pedestrian crossing detection device, and the pedestrian crossing attempt information included in the warning packet; The pedestrian's location information, the location information of the pedestrian crossing detection device, a driver warning signal receiving unit for extracting the transmission power strength (Tx Power), and the pedestrian crossing attempt information in the warning packet received by the driver warning signal receiving unit When is included, the traveling direction and speed of the vehicle and the separation distance between the vehicle and the pedestrian are determined using the pedestrian road crossing information included in the warning packet and vehicle operation information provided by the information terminal provided in the vehicle. The vehicle direction/distance calculation unit and the vehicle direction/distance calculation unit calculate the driving direction and speed of the vehicle and the distance between the vehicle and the pedestrian by comparing the distance between the vehicle and the pedestrian with the driver warning output condition, and the driver warning output condition and a pedestrian crossing attempt warning unit for determining whether is satisfied and alerting the driver of the vehicle to a pedestrian crossing attempt when the driver warning output condition is satisfied.
본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 있어서, 상기 운전자 경보신호 수신부는 상기 경보 패킷에 헤더 영역에 포함된 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 ID가 미리 등록된 유효 ID인 경우에 한하여 상기 경보 패킷에 포함된 페이로드를 복호화하여 상기 경보 패킷에 포함된 보행자 도로횡단 시도정보, 상기 보행자의 위치정보, 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 위치정보, 상기 송신전력강도(Tx Power)를 추출하는 것을 특징으로 한다.In the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using the radar according to the present invention, the driver warning signal receiver is a valid ID registered in advance when the ID of the pedestrian crossing detection device included in the header area of the warning packet is a valid ID. Only, by decoding the payload included in the warning packet, information on pedestrian crossing attempts included in the warning packet, location information of the pedestrian, location information of the pedestrian crossing detection device, and the transmission power strength (Tx Power) are extracted. characterized in that
본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 있어서, 상기 차량 방향/거리 산출부는 하기 수식 1을 이용하여 하나의 경보 패킷을 기준으로 상기 보행자 도로횡단 감지 장치와 상기 차량 간의 거리(d)를 산출하고, 연속적으로 수신되는 경보 패킷으로부터 산출된 상기 보행자 도로횡단 감지 장치와 상기 차량 간의 거리의 변화정보(△s)에 따라 상기 차량의 진행방향을 산출하고, 하기 수식 2를 이용하여 상기 차량의 속도(v)를 산출하고, 하기 수식 3을 이용하여 상기 차량과 상기 보행자 사이의 이격거리(dm)를 산출하는 것을 특징으로 한다.In the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using the radar according to the present invention, the vehicle direction/distance calculation unit uses Equation 1 below to determine the distance between the pedestrian crossing detection device and the vehicle based on one warning packet ( d) is calculated, and the traveling direction of the vehicle is calculated according to the change information (Δs) of the distance between the pedestrian crossing detection device and the vehicle calculated from the continuously received warning packets, and using Equation 2 below The speed v of the vehicle is calculated, and the separation distance dm between the vehicle and the pedestrian is calculated using Equation 3 below.
[수식 1][Formula 1]
[수식 2][Equation 2]
[수식 3][Equation 3]
Pr은 수신된 경보 패킷(Received Single Strength Indicator) 강도, P0는 송신전력강도(Tx Power), n은 보정상수, △t는 연속적으로 수신되는 2개의 경보 패킷의 수신시점의 시차, d0는 보행자 도로횡단 감지 장치와 보행자 간의 거리이다.Pr is the received single strength indicator strength, P 0 is the transmit power strength (Tx Power), n is the correction constant, Δt is the time difference between the reception times of two consecutively received alarm packets, d 0 is It is the distance between the pedestrian crossing detection device and the pedestrian.
본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 있어서, 상기 보행자 횡단시도 경보부는 상기 차량의 진행방향이 상기 보행자에게 근접함을 지시하고, 상기 차량의 속도가 설정된 임계속도 이상이고, 상기 차량과 상기 보행자 사이의 이격거리가 설정된 임계거리 이하인 경우 상기 운전자 경보출력조건이 충족되는 것으로 판단하고 상기 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하는 것을 특징으로 한다.In the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using the radar according to the present invention, the pedestrian crossing attempt warning unit instructs that the traveling direction of the vehicle approaches the pedestrian, and the speed of the vehicle is greater than or equal to a set threshold speed, When the separation distance between the vehicle and the pedestrian is less than a set threshold distance, it is determined that the driver warning output condition is satisfied, and a pedestrian crossing attempt is alerted to the driver of the vehicle.
본 발명에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 있어서, 상기 모니터링 서버는 상기 보행자 도로횡단 감지 장치로부터 상기 모니터링 정보가 포함된 패킷을 수신하는 모니터링 정보 수신부, 상기 모니터링 정보 수신부에 의해 수신된 패킷에서 상기 모니터링 정보를 추출하여 데이터베이스에 저장하는 모니터링 정보 저장부 및 외부로부터의 요청에 응답하여 상기 데이터베이스에 저장된 모니터링 정보를 제공하는 모니터링 정보 제공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using the radar according to the present invention, the monitoring server is received by the monitoring information receiving unit for receiving the packet including the monitoring information from the pedestrian crossing detection device, the monitoring information receiving unit It characterized in that it comprises a monitoring information storage unit for extracting the monitoring information from the received packet and storing it in a database, and a monitoring information providing unit for providing the monitoring information stored in the database in response to a request from the outside.
본 발명에 따르면, 도로의 임의 지점에서 횡단을 시도하려는 보행자를 안전하게 보호하기 위하여, 보행자의 횡단 시도를 제지하거나, 횡단 중인 보행자 쪽으로 접근하는 차량에 보행자가 도로 횡단 중임을 알려줌으로써 인사사고 및 교통사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in order to safely protect a pedestrian attempting to cross at any point on the road, by stopping the pedestrian's attempt to cross, or by notifying a vehicle approaching the crossing pedestrian that the pedestrian is crossing the road, personnel accidents and traffic accidents has the effect of preventing
또한, 레이더 센서와 근거리 무선통신 기술을 기반으로 도로 횡단 보행자 안전경보 시스템을 구축함으로써 기존의 횡단보도 교통신호 시스템과 달리, 도로의 임의 지점을 횡단하려는 이동객체를 미리 감지하여, 보행자의 횡단 시도를 제지하거나, 무단회단자이 있다는 사실을 해당 지점으로 접근하는 차량의 운전자에게 알려주어 교통사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, by building a road crossing pedestrian safety warning system based on radar sensor and short-distance wireless communication technology, unlike the existing pedestrian crossing traffic signal system, it detects moving objects trying to cross any point on the road in advance and prevents pedestrians from attempting to cross. It has the effect of preventing a traffic accident by stopping or notifying the driver of a vehicle approaching the point that there is an unauthorized circuit.
또한, 레이더 센서를 이용하여 기상 상태와 시간대의 영향을 받지않고 도로를 횡단하려는 이동 객체들에 대한 위치, 방향, 속도 정보를 신속 정확하게 산출하고, 이를 기반으로 이동 객체의 도로 횡단 시도를 신속하게 파악해, 횡단시도를 제지하는 경고 음성을 출력하고, 동시에 근거리 무선통신 기술을 이용해 접근 차량에 통지함으로써 교통안전사고를 예방할 수 있도록 하는 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템이 제공되는 효과가 있다.In addition, it uses radar sensors to quickly and accurately calculate the location, direction, and speed information of moving objects that want to cross the road without being affected by weather conditions and time zones. , there is an effect of providing a pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using radar, which outputs a warning sound to stop a crossing attempt and at the same time notifies an approaching vehicle using a short-distance wireless communication technology to prevent traffic safety accidents.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 보행자 도로횡단 감지 장치의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 운전자 경보 모듈의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 모니터링 서버의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템의 동작 환경을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 보행자 도로횡단 감지 장치가 보행자의 위치를 산출하는 예시적인 방식을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a system for preventing a pedestrian crossing traffic safety accident using a radar according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram illustrating the configuration of a pedestrian crossing detection device according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram exemplarily showing the configuration of a driver warning module according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram exemplarily showing the configuration of a monitoring server according to an embodiment of the present invention;
5 and 6 are diagrams exemplarily illustrating the operating environment of the system for preventing pedestrian crossing traffic accidents using radar according to an embodiment of the present invention;
7 is a view for explaining an exemplary method in which the device for detecting a pedestrian crossing the road calculates a position of a pedestrian according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are only exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may take various forms. It can be implemented with the above and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another, for example without departing from the scope of the inventive concept, a first component may be termed a second component and similarly a second component A component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. will be. On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described herein exists, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in the dictionary should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. .
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 보행자 도로횡단 감지 장치(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 운전자 경보 모듈(20)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 모니터링 서버(30)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템의 동작 환경을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 보행자 도로횡단 감지 장치(10)가 보행자의 위치를 산출하는 예시적인 방식을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using a radar according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration of a pedestrian
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템은 보행자 도로횡단 감지 장치(10), 운전자 경보 모듈(20), 모니터링 서버(30)를 포함한다.1 to 7 , the system for preventing pedestrian road crossing traffic safety accidents using radar according to an embodiment of the present invention includes a pedestrian
보행자 도로횡단 감지 장치(10)는 도로변에 설치되어 있으며 레이더 감지 방식으로 도로를 횡단하는 보행자를 감지하는 기능을 수행한다.The pedestrian
즉, 보행자 도로횡단 감지 장치(10)는 복수 개의 레이더를 기반으로 보행자의 도로횡단 시도를 감지하여, 보행자에게 경보를 함과 동시에 도로횡단을 시도 중인 보행자의 주변을 운행 중인 차량의 운전자에게도 경보 신호를 보내 교통안전사고를 예방할 수 있게 해 주는 장치이다.That is, the pedestrian
예를 들어, 이러한 보행자 도로횡단 감지 장치(10)는 보행자 감지부(110), 보행자 위치/방향/속도 산출부(120), 보행자 도로횡단 판단부(130), 운전자 경보신호 출력부(140), 도로횡단 제지신호 출력부(150), 모니터링 정보 출력부(160) 및 제어부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the pedestrian
보행자 감지부(110)는 3개 이상의 레이더를 이용하여 보행자와의 거리정보를 감지하는 기능을 수행한다.The
예를 들어, 이러한 보행자 감지부(110)는 차도와 보도 경계 지점에 3개 이상의 레이더로 구성된 감지 레이더 장치를 설치해, 이 레이더로 차도 인접 보도를 통행하는 보행자를 감지하여, 감지된 보행자 지점에서 감지 레이더 장치까지의 거리, 보행자의 이동 방향, 보행자의 이동 속도를 산출한 후, 이를 제어부(170)로 전송하도록 구성될 수 있다.For example, the
보행자 위치/방향/속도 산출부(120)는 보행자 감지부(110)를 구성하는 3개 이상의 레이더에 의해 감지된 거리정보에 따라 보행자의 위치정보를 산출하고, 위치정보의 시간 흐름에 따른 변화를 분석하여 보행자의 이동방향과 이동속도를 산출하는 기능을 수행한다.The pedestrian location/direction/
보행자 도로횡단 판단부(130)는 보행자 위치/방향/속도 산출부(120)에 의해 산출된 보행자의 위치정보, 이동방향 및 이동속도에 따라 보행자의 도로횡단 시도를 판단하는 기능을 수행한다.The pedestrian
달리 말해, 보행자 도로횡단 판단부(130)는 연속적으로 산출된 보행자의 2D 위치, 이동 방향, 이동 속도 정보를 이용하여 보행자가 차도 방향으로 횡단을 시도하는지를 추정하도록 구성될 수 있다.In other words, the pedestrian
운전자 경보신호 출력부(140)는 보행자 도로횡단 판단부(130)에 의해 보행자가 도로횡단을 시도하는 것으로 판단된 경우 보행자 도로횡단정보를 운전자 경보 모듈(20)로 근거리 무선통신을 통해 무선 전송하는 기능을 수행한다.The driver warning
예를 들어, 보행자 도로횡단 감지 장치(10)와 운전자 경보 모듈(20) 간의 통신에 적용가능한 근거리 무선통신기술은 블루투스 기술이 있을 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, a short-distance wireless communication technology applicable to communication between the pedestrian
예를 들어, 운전자 경보신호 출력부(140)가 보행자 도로횡단정보를 무선 전송하기 위해 구성하는 경보 패킷의 헤더(header)에는 보행자 도로횡단 감지 장치(10)의 ID가 포함되고, 경보 패킷의 페이로드(payload)에는 보행자가 도로횡단을 시도함을 지시하는 보행자 도로횡단 시도정보, 보행자의 위치정보, 보행자 도로횡단 감지 장치(10)의 위치정보, 경보 패킷의 송신전력강도(Tx Power)가 포함되도록 구성될 수 있다.For example, the header of the warning packet configured by the driver warning
도로횡단 제지신호 출력부(150)는 보행자 도로횡단 판단부(130)에 의해 보행자가 도로횡단을 시도하는 것으로 판단된 경우 보행자에게 음성, 경고음 등의 도로횡단 제지신호를 출력하는 기능을 수행한다.The road crossing stop
모니터링 정보 출력부(160)는 보행자 감지부(110), 보행자 위치/방향/속도 산출부(120), 보행자 도로횡단 판단부(130), 운전자 경보신호 출력부(140)가 획득, 출력하는 정보들 중에서 모니터링 대상으로 설정된 모니터링 정보를 인터넷, 저전력 장거리통신기술의 일종인 RoLa 기술 등을 이용하여 원격지의 모니터링 서버(30)로 전송하는 기능을 수행한다.The monitoring
제어부(170)는 보행자 감지부(110), 보행자 위치/방향/속도 산출부(120), 보행자 도로횡단 판단부(130), 운전자 경보신호 출력부(140), 도로횡단 제지신호 출력부(150), 모니터링 정보 출력부(160) 간의 데이터 교환 및 이들 구성요들의 동작을 전반적으로 제어하는 기능을 수행한다.The
운전자 경보 모듈(20)은 도로를 운행하는 차량에 구비된 정보 단말기에 설치되어 있으며 보행자 도로횡단 감지 장치(10)와의 근거리 무선통신을 통해 수신한 보행자 도로횡단정보와 차량에 구비된 정보 단말기가 제공하는 차량운행정보를 비교하여 설정된 운전자 경보출력조건이 충족되는지를 판단하고 운전자 경보출력조건이 충족되는 경우 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하는 기능을 수행한다.The
예를 들어, 운전자측의 정보 단말기는 차량에 설치된 내비게이션 등과 같은 차량 고정식 장치, 운전자가 소지하는 스마트폰 등과 같은 모바일 장치일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, the driver's information terminal may be a vehicle fixed device such as a navigation device installed in a vehicle, or a mobile device such as a smartphone possessed by the driver, but is not limited thereto.
예를 들어, 이러한 운전자 경보 모듈(20)은 운전자 경보신호 수신부(210), 차량 방향/거리 산출부(220), 보행자 횡단시도 경보부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the
운전자 경보신호 수신부(210)는 보행자 도로횡단 감지 장치(10)로부터 무선 수신한 경보 패킷을 분석하여 경보 패킷에 포함된 보행자 도로횡단 시도정보, 보행자의 위치정보, 보행자 도로횡단 감지 장치(10)의 위치정보, 송신전력강도(Tx Power)를 추출하는 기능을 수행한다.The driver
달리 말해, 운전자 경보신호 수신부(210)는 보행자 도로횡단 감지 장치(10)로부터 공중으로 송출된 운전자 경보 신호를 근거리 무선통신 기술(블루투스 BLE, 비콘 등)을 이용하여 수신하여 패킷을 분석해 보행자 도로횡단 시도정보와 보행자의 위치정보 등을 확인하도록 구성될 수 있다.In other words, the driver
예를 들어, 운전자 경보신호 수신부(210)는 경보 패킷에 헤더 영역에 포함된 보행자 도로횡단 감지 장치(10)의 ID가 미리 등록된 유효 ID인 경우에 한하여 경보 패킷에 포함된 페이로드를 복호화하여 경보 패킷에 포함된 보행자 도로횡단 시도정보, 보행자의 위치정보, 보행자 도로횡단 감지 장치(10)의 위치정보, 송신전력강도(Tx Power)를 추출하도록 구성될 수 있다.For example, the driver
차량 방향/거리 산출부(220)는 운전자 경보신호 수신부(210)에 의해 수신된 경보 패킷에 보행자 도로횡단 시도정보가 포함되어 있는 경우 경보 패킷에 포함된 보행자 도로횡단정보와 차량에 구비된 정보 단말기가 제공하는 차량운행정보를 이용하여 차량의 진행방향과 속도, 차량과 보행자 사이의 이격거리를 산출하는 기능을 수행한다.The vehicle direction/
달리 말해, 차량 방향/거리 산출부(220)는 운전자 경보신호 수신부(210)에서 보행자 도로횡단 시도가 있는 것으로 확인되면, 수신된 운전자 경보신호 정보와 운전자가 사용 중인 정보 단말기의 정보를 이용하여 차량의 진행 방향, 차량과 도로횡단 시도 보행자 사이의 거리 등을 산출하도록 구성될 수 있다.In other words, when it is confirmed by the driver warning
예를 들어, 차량 방향/거리 산출부(220)는, 1) 수식 1을 이용하여 하나의 경보 패킷을 기준으로 보행자 도로횡단 감지 장치(10)와 상기 차량 간의 거리(d)를 산출하고, 연속적으로 수신되는 경보 패킷으로부터 산출된 보행자 도로횡단 감지 장치(10)와 차량 간의 거리의 변화정보(△s)에 따라 차량의 진행방향을 산출하고, 2) 수식 2를 이용하여 차량의 속도(v)를 산출하고, 3) 수식 3을 이용하여 차량과 보행자 사이의 이격거리(dm)를 산출하도록 구성될 수 있다.For example, the vehicle direction/
[수식 1][Formula 1]
[수식 2][Equation 2]
[수식 3][Equation 3]
Pr은 수신된 경보 패킷(Received Single Strength Indicator) 강도, P0는 송신전력강도(Tx Power), n은 보정상수, △t는 연속적으로 수신되는 2개의 경보 패킷의 수신시점의 시차, d0는 보행자 도로횡단 감지 장치(10)와 상기 보행자 간의 거리이다.Pr is the received single strength indicator strength, P 0 is the transmit power strength (Tx Power), n is the correction constant, Δt is the time difference between the reception times of two consecutively received alarm packets, d 0 is It is the distance between the pedestrian
이러한 차량 방향/거리 산출부(220)의 동작을 달리 설명하면 다음과 같다.The operation of the vehicle direction/
즉, 차량의 진행 방향 산출은 먼저, 수신된 패킷의 RSSI(Received Single Strength Indicator) 강도, 송신전력강도(Tx Power), 보정 상수(n)을 적용하여 수식 1로 보행자 도로횡단 감지 장치(10)와 차량 간의 거리(d)를 구한다.That is, the vehicle traveling direction is calculated first by applying the RSSI (Received Single Strength Indicator) strength of the received packet, the Tx Power, and the correction constant (n) to Equation 1 for the pedestrian crossing detection device (10) Find the distance (d) between and the vehicle.
일련의 수신된 패킷으로부터 구한 거리의 변화량으로 차량의 진행 방향을 산출한다. 또한, 일련의 거리 변화 정보(△s)와 패킷 수신 경과 시간(△)을 이용하여 차량의 속도(v)를 수식 2로 산출한다.The moving direction of the vehicle is calculated by the amount of change in the distance obtained from a series of received packets. In addition, the vehicle speed v is calculated by Equation 2 using a series of distance change information Δs and the elapsed packet reception time Δ.
다음으로, 수신된 보행자 위치정보와 보행자 도로횡단 감지 장치(10)의 위치정보를 이용하여 보행자와 보행자 도로횡단 감지 장치(10) 간의 거리(d0)를 구하여, 수식 3으로 보행자와 차량 간의 거리(dm)을 구한다.Next, by using the received pedestrian location information and the location information of the pedestrian
보행자 횡단시도 경보부(230)는 차량 방향/거리 산출부(220)에 의해 산출된 차량의 진행방향과 속도 및 차량과 보행자 사이의 이격거리를 운전자 경보출력조건과 비교하여 운전자 경보출력조건이 충족되는지를 판단하고 운전자 경보출력조건이 충족되는 경우 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하는 기능을 수행한다.The pedestrian crossing
달리 말해, 보행자 횡단시도 경보부(230)는 산출된 차량의 진행 방향과 속도, 보행자까지의 거리 정보를 기반으로 진행 방향과 속도에 따라 보행자와 차량 간의 거리가 일정 범위 이내가 되어 위험하다고 판단된 경우, 운전자가 사용 중인 정보단말기에 보행자 횡단 시도를 알리는 경보 신호(음성, 소리, 문자, 이미지 등)가 표출되도록 구성될 수 있다.In other words, when it is determined that the pedestrian crossing
예를 들어, 보행자 횡단시도 경보부(230)는, 1) 차량의 진행방향이 보행자에게 근접함을 지시하고, 2) 차량의 속도가 설정된 임계속도 이상이고, 3) 차량과 보행자 사이의 이격거리가 설정된 임계거리 이하인 경우 운전자 경보출력조건이 충족되는 것으로 판단하여, 4) 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하도록 구성될 수 있다.For example, the pedestrian crossing
원격지에 설치된 모니터링 서버(30)는 보행자 도로횡단 감지 장치(10)로부터 수신한 모니터링 정보를 수신하여 저장하고 관리하는 기능을 수행한다.The monitoring
예를 들어, 이러한 모니터링 서버(30)는 모니터링 정보 수신부(310), 모니터링 정보 저장부(320), 모니터링 정보 제공부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the monitoring
모니터링 정보 수신부(310)는 보행자 도로횡단 감지 장치(10)로부터 모니터링 정보가 포함된 패킷을 수신하는 기능을 수행한다. 또한, 모니터링 정보 수신부(310)는 보행자 도로횡단 감지 장치(10)로부터 전송받은 모니터링 데이터의 무결성 여부를 확인할 수 있다.The monitoring
모니터링 정보 저장부(320)는 모니터링 정보 수신부(310)에 의해 수신된 패킷에서 모니터링 정보를 추출하여 데이터베이스에 저장하는 기능을 수행한다.The monitoring
모니터링 정보 제공부(330)는 외부로부터의 요청에 응답하여 데이터베이스에 저장된 모니터링 정보를 제공하는 기능을 수행한다.The monitoring
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 추가로 참조하여, 본 발명의 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템의 동작을 보다 구체적이고 예시적으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using the radar of the present invention will be described in more detail and exemplarily with additional reference to FIGS. 5 to 7 .
도 5에 예시된 바와 같이, 이면도로의 가장 자리에 차량들이 주차해 있는 경우에는 운행 중인 차량의 운전자는 주차 중인 차량 사이에서 도로를 횡단하려는 보행자를 발견할 수 없어 교통안전사고의 위험이 매우 크다.As illustrated in FIG. 5 , when vehicles are parked at the edge of the back road, the driver of the driving vehicle cannot find a pedestrian trying to cross the road among the parked vehicles, so the risk of a traffic safety accident is very high .
본 발명은 이러한 문제를 해소하기 위한 것으로서, 도 6의 예시를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템에 따르면, 3개의 레이더(111, 112, 113)를 적용하여 감지 구역 내에 있는 보행자의 2D 위치를 실시간으로 파악할 수 있어, 보행자가 주차 차량 사이로 도로 횡단을 시도하더라도 곧 바로 감지할 수 있어, 횡단 시도를 제지시킴과 동시에 접근 차량의 운전자에게도 경보 신호를 보내 교통안전사고를 예방할 수 있다.The present invention is to solve this problem, and referring to the example of FIG. 6 , according to the system for preventing pedestrian road crossing traffic safety accidents using radar according to an embodiment of the present invention, three
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 보행자 도로횡단 감지 장치(10)에 적용되는 보행자 도로 횡단 감지 기술을 다시 설명하면 다음과 같다.In one embodiment of the present invention, the pedestrian crossing detection technology applied to the pedestrian
도 7의 예시를 참조하면, 먼저 감지 대상 영역의 좌우측에 3개 이상의 레이더를 설치하여 감지 영역 내에 존재하는 보행자의 2D 위치를 삼각측량법을 적용하여 산출한다.Referring to the example of FIG. 7 , first, three or more radars are installed on the left and right sides of the detection target area, and the 2D position of the pedestrian in the detection area is calculated by applying triangulation.
도 7에서 (x, y)는 보행자의 2D 좌표이고, (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)는 각각 3개 레이더의 2D 좌표이다.In FIG. 7 , (x, y) is the 2D coordinate of the pedestrian, and (x1, y1), (x2, y2), and (x3, y3) are the 2D coordinates of the three radars, respectively.
각 레이더에서 보행자까지의 거리는 아래 수식 4로 구할 수 있다.The distance from each radar to the pedestrian can be obtained by Equation 4 below.
[수식4][Formula 4]
수식 4를 기반으로, 공통현의 교차점을 이용한 삼각측량법을 적용하여 보행자의 2D 위치 정보(x, y)를 아래 수식 5를 이용하여 구한다.Based on Equation 4, the 2D location information (x, y) of the pedestrian is obtained using Equation 5 below by applying the triangulation method using the intersection of the common chords.
[수식 5][Equation 5]
레이더 3개를 이용하는 경우, 레이더의 설치 방법에 따라 y축의 기준을 다르게 설정하는 방법이 적용될 수 있으며, 레이더를 4개 사용하는 경우에는 z축을 추가하여 적용할 수 있다.In the case of using three radars, a method of setting the y-axis criterion differently depending on the installation method of the radar may be applied, and in the case of using four radars, the z-axis may be added and applied.
위와 같은 방법으로 산출한 보행자의 2D 위치의 변화를 과거 일정 시점부터 현 시점까지 추적하여 보행자의 위치가 차도와 보도 경계 지점으로 일정 거리 이상 가까이 근접하는 것으로 추정되면, 보행자가 차도를 횡단할 의도가 있는 것으로 판단할 수 있다.By tracking the change in the pedestrian's 2D position calculated by the above method from a certain point in the past to the present time, if it is estimated that the pedestrian's position is closer than a certain distance to the boundary between the roadway and the sidewalk, the intention of the pedestrian to cross the roadway It can be judged that there is
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 운전자 경보 모듈(20)에 적용되는 운전자 경보 기술을 다시 설명하면 다음과 같다.In one embodiment of the present invention, the driver alert technology applied to the
보행자 도로 횡단 감지 장치는 보행자의 차도 횡단 의도가 감지된 경우에는 일정 주기로 지속적으로 운전자 경보 신호를 출력한다. 이때, 공중 송출하는 운전자 경보 신호 패킷의 특성 상 보안에 취약할 수 있기 때문에 운전자 경보 신호를 어플리케이션 레벨의 암호화(encryption) 수행을 통해 보안 처리된 패킷을 전송할 수 있다.The pedestrian crossing detection device continuously outputs a driver warning signal at regular intervals when a pedestrian's intention to cross the road is detected. In this case, since the characteristics of the driver alert signal packet transmitted to the air may be vulnerable to security, the security-processed packet may be transmitted through application-level encryption of the driver alert signal.
운전자 경보 모듈(20)은 이러한 운전자 경보 신호 패킷이 수신된 경우, 복호화(decryption) 과정을 거쳐 복원된 패킷을 분석하여 보행자 차도 횡단 시도 정보가 설정되어 있는지를 먼저 확인한다. 횡단 시도 정보가 설정되지 않은 경우는 패킷을 버린다.When such a driver warning signal packet is received, the
횡단 시도 정보가 설정된 것으로 확인되면, 보행자 도로횡단 감지 장치(10)로부터 받은 신호의 강도 변화를 추적하여 보행자 방향으로 접근 여부를 판별하고, RSSI(Received Single Strength Indicator) 알고리즘을 적용하여 보행자와 차량 간의 거리를 추정할 수 있다.If it is confirmed that the crossing attempt information is set, it tracks the change in the strength of the signal received from the pedestrian
추정한 차량 진행 방향이 보행자로 향하고, 보행자와 차량 간의 거리가 임계 거리 이하인 경우에는 곧바로 보행자 도로횡단 경보 신호를 음성, 소리, 문자, 이미지 등을 이용해 출력할 수 있다.If the estimated vehicle travel direction is towards the pedestrian and the distance between the pedestrian and the vehicle is less than the critical distance, the pedestrian crossing warning signal can be output immediately using voice, sound, text, or image.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 도로의 임의 지점에서 횡단을 시도하려는 보행자를 안전하게 보호하기 위하여, 보행자의 횡단 시도를 제지하거나, 횡단 중인 보행자 쪽으로 접근하는 차량에 보행자가 도로 횡단 중임을 알려줌으로써 인사사고 및 교통사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, in order to safely protect pedestrians who attempt to cross at any point on the road, stop the pedestrian's attempt to cross, or notify the vehicle approaching the pedestrian who is crossing that the pedestrian is crossing the road This has the effect of preventing personnel accidents and traffic accidents.
또한, 레이더 센서와 근거리 무선통신 기술을 기반으로 도로 횡단 보행자 안전경보 시스템을 구축함으로써 기존의 횡단보도 교통신호 시스템과 달리, 도로의 임의 지점을 횡단하려는 이동객체를 미리 감지하여, 보행자의 횡단 시도를 제지하거나, 무단회단자이 있다는 사실을 해당 지점으로 접근하는 차량의 운전자에게 알려주어 교통사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, by building a road crossing pedestrian safety warning system based on radar sensor and short-distance wireless communication technology, unlike the existing pedestrian crossing traffic signal system, it detects moving objects trying to cross any point on the road in advance and prevents pedestrians from attempting to cross. It has the effect of preventing a traffic accident by stopping or notifying the driver of a vehicle approaching the point that there is an unauthorized circuit.
또한, 레이더 센서를 이용하여 기상 상태와 시간대의 영향을 받지않고 도로를 횡단하려는 이동 객체들에 대한 위치, 방향, 속도 정보를 신속 정확하게 산출하고, 이를 기반으로 이동 객체의 도로 횡단 시도를 신속하게 파악해, 횡단시도를 제지하는 경고 음성을 출력하고, 동시에 근거리 무선통신 기술을 이용해 접근 차량에 통지함으로써 교통안전사고를 예방할 수 있도록 하는 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템이 제공되는 효과가 있다.In addition, it uses radar sensors to quickly and accurately calculate the location, direction, and speed information of moving objects that want to cross the road without being affected by weather conditions and time zones. , there is an effect of providing a pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using radar, which outputs a warning sound to stop a crossing attempt and at the same time notifies an approaching vehicle using a short-distance wireless communication technology to prevent traffic safety accidents.
10: 보행자 도로횡단 감지 장치
20: 운전자 경보 모듈
30: 모니터링 서버
110: 보행자 감지부
120: 보행자 위치/방향/속도 산출부
130: 보행자 도로횡단 판단부
140: 운전자 경보신호 출력부
150: 도로횡단 제지신호 출력부
160: 모니터링 정보 출력부
170: 제어부
210: 운전자 경보신호 수신부
220: 차량 방향/거리 산출부
230: 보행자 횡단시도 경보부
310: 모니터링 정보 수신부
320: 모니터링 정보 저장부
330: 모니터링 정보 제공부10: Pedestrian crossing detection device
20: driver alert module
30: monitoring server
110: pedestrian detection unit
120: Pedestrian position / direction / speed calculation unit
130: pedestrian crossing the road judgment unit
140: driver warning signal output unit
150: road crossing stop signal output unit
160: monitoring information output unit
170: control unit
210: driver alarm signal receiver
220: vehicle direction / distance calculation unit
230: pedestrian crossing warning department
310: monitoring information receiving unit
320: monitoring information storage unit
330: monitoring information providing unit
Claims (10)
도로를 운행하는 차량에 구비된 정보 단말기에 설치되어 있으며 상기 보행자 도로횡단 감지 장치와의 근거리 무선통신을 통해 수신한 보행자 도로횡단정보와 상기 정보 단말기가 제공하는 차량운행정보를 비교하여 설정된 운전자 경보출력조건이 충족되는지를 판단하고 상기 운전자 경보출력조건이 충족되는 경우 상기 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하는 운전자 경보 모듈; 및
상기 보행자 도로횡단 감지 장치로부터 수신한 모니터링 정보를 수신하여 저장하고 관리하는 모니터링 서버를 포함하고,
상기 보행자 도로횡단 감지 장치는 3개 이상의 레이더를 이용하여 상기 보행자와의 거리정보를 감지하는 보행자 감지부, 상기 보행자 감지부에 의해 감지된 거리정보에 따라 상기 보행자의 위치정보를 산출하고, 상기 위치정보의 시간 흐름에 따른 변화를 분석하여 상기 보행자의 이동방향과 이동속도를 산출하는 보행자 위치/방향/속도 산출부, 상기 보행자 위치/방향/속도 산출부에 의해 산출된 상기 보행자의 위치정보, 이동방향 및 이동속도에 따라 상기 보행자의 도로횡단 시도를 판단하는 보행자 도로횡단 판단부, 상기 보행자 도로횡단 판단부에 의해 상기 보행자가 도로횡단을 시도하는 것으로 판단된 경우 상기 보행자 도로횡단정보를 상기 근거리 무선통신을 통해 무선 전송하는 운전자 경보신호 출력부 및 상기 보행자 감지부, 상기 보행자 위치/방향/속도 산출부, 상기 보행자 도로횡단 판단부, 상기 운전자 경보신호 출력부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 운전자 경보신호 출력부가 상기 보행자 도로횡단정보를 무선 전송하기 위해 구성하는 경보 패킷의 헤더(header)에는 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 ID가 포함되어 있고, 상기 경보 패킷의 페이로드(payload)에는 상기 보행자가 도로횡단을 시도함을 지시하는 보행자 도로횡단 시도정보, 상기 보행자의 위치정보, 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 위치정보, 상기 경보 패킷의 송신전력강도(Tx Power)가 포함되어 있는, 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템.
Pedestrian crossing detection device installed on the roadside and detecting pedestrians crossing the road by radar detection method;
Driver warning output set by comparing the pedestrian road crossing information installed in the information terminal provided in the vehicle running on the road and received through short-distance wireless communication with the pedestrian road crossing detection device with the vehicle operation information provided by the information terminal a driver warning module that determines whether a condition is satisfied and alerts the driver of the vehicle to a pedestrian crossing attempt when the driver warning output condition is satisfied; and
and a monitoring server that receives, stores, and manages the monitoring information received from the pedestrian crossing detection device,
The pedestrian crossing detection device calculates the location information of the pedestrian according to the distance information sensed by the pedestrian detection unit for detecting distance information with the pedestrian using three or more radars, the pedestrian detection unit, and the location Pedestrian position/direction/speed calculation unit for calculating the moving direction and moving speed of the pedestrian by analyzing the change over time of the information, the pedestrian location information, movement calculated by the pedestrian position/direction/speed calculating unit When it is determined that the pedestrian is attempting to cross the road by the pedestrian crossing determination unit, the pedestrian crossing determination unit to determine the pedestrian crossing the road according to the direction and speed of movement, the pedestrian crossing information is transmitted to the short-range wireless A driver warning signal output unit wirelessly transmitted through communication and a control unit for controlling the operation of the pedestrian detection unit, the pedestrian position/direction/speed calculation unit, the pedestrian crossing the road determination unit, and the driver warning signal output unit,
The header of the warning packet configured by the driver warning signal output unit to wirelessly transmit the pedestrian crossing information includes the ID of the pedestrian crossing detection device, and the payload of the warning packet includes the Pedestrian road crossing attempt information indicating that the pedestrian attempts to cross the road, the location information of the pedestrian, the location information of the pedestrian crossing detection device, and the transmission power strength (Tx Power) of the warning packet are included. Pedestrian crossing road safety accident prevention system.
상기 보행자 도로횡단 감지 장치는,
상기 보행자 도로횡단 판단부에 의해 상기 보행자가 도로횡단을 시도하는 것으로 판단된 경우 상기 보행자에게 도로횡단 제지신호를 출력하는 도로횡단 제지신호 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템.
According to claim 1,
The pedestrian crossing the road detection device,
Pedestrian crossing the road using radar, characterized in that it further comprises a road crossing stop signal output unit for outputting a road crossing stop signal to the pedestrian when it is determined by the pedestrian crossing the road determination unit that the pedestrian is attempting to cross the road Traffic safety accident prevention system.
상기 보행자 도로횡단 감지 장치는,
상기 보행자 감지부, 상기 보행자 위치/방향/속도 산출부, 상기 보행자 도로횡단 판단부, 상기 운전자 경보신호 출력부가 획득, 출력하는 정보들 중에서 모니터링 대상으로 설정된 모니터링 정보를 상기 모니터링 서버로 전송하는 모니터링 정보 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템.
According to claim 1,
The pedestrian crossing the road detection device,
Monitoring information for transmitting monitoring information set as a monitoring target among the information obtained and output by the pedestrian detection unit, the pedestrian position/direction/speed calculation unit, the pedestrian road crossing determination unit, and the driver warning signal output unit to the monitoring server Pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using radar, characterized in that it further comprises an output unit.
상기 운전자 경보 모듈은,
상기 보행자 도로횡단 감지 장치로부터 무선 수신한 경보 패킷을 분석하여 상기 경보 패킷에 포함된 보행자 도로횡단 시도정보, 상기 보행자의 위치정보, 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 위치정보, 상기 송신전력강도(Tx Power)를 추출하는 운전자 경보신호 수신부;
상기 운전자 경보신호 수신부에 의해 수신된 경보 패킷에 상기 보행자 도로횡단 시도정보가 포함되어 있는 경우 상기 경보 패킷에 포함된 보행자 도로횡단정보와 상기 차량에 구비된 정보 단말기가 제공하는 차량운행정보를 이용하여 상기 차량의 진행방향과 속도, 상기 차량과 상기 보행자 사이의 이격거리를 산출하는 차량 방향/거리 산출부; 및
상기 차량 방향/거리 산출부에 의해 산출된 차량의 진행방향과 속도 및 상기 차량과 상기 보행자 사이의 이격거리를 상기 운전자 경보출력조건과 비교하여 상기 운전자 경보출력조건이 충족되는지를 판단하고 상기 운전자 경보출력조건이 충족되는 경우 상기 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하는 보행자 횡단시도 경보부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템.
According to claim 1,
The driver alert module includes:
By analyzing the warning packet wirelessly received from the pedestrian crossing detection device, pedestrian road crossing attempt information included in the warning packet, the location information of the pedestrian, location information of the pedestrian crossing detection device, and the transmission power strength (Tx Power) ) a driver warning signal receiver to extract;
When the warning packet received by the driver warning signal receiver includes the pedestrian road crossing attempt information, using the pedestrian road crossing information included in the warning packet and vehicle operation information provided by the information terminal provided in the vehicle a vehicle direction/distance calculator configured to calculate a traveling direction and speed of the vehicle, and a separation distance between the vehicle and the pedestrian; and
The driving direction and speed of the vehicle calculated by the vehicle direction/distance calculating unit and the separation distance between the vehicle and the pedestrian are compared with the driver warning output condition to determine whether the driver warning output condition is satisfied and the driver warning A pedestrian crossing traffic safety accident prevention system using a radar, characterized in that it includes a pedestrian crossing attempt warning unit for alerting the driver of the vehicle when the output condition is satisfied.
상기 운전자 경보신호 수신부는,
상기 경보 패킷에 헤더 영역에 포함된 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 ID가 미리 등록된 유효 ID인 경우에 한하여 상기 경보 패킷에 포함된 페이로드를 복호화하여 상기 경보 패킷에 포함된 보행자 도로횡단 시도정보, 상기 보행자의 위치정보, 상기 보행자 도로횡단 감지 장치의 위치정보, 상기 송신전력강도(Tx Power)를 추출하는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템.
7. The method of claim 6,
The driver warning signal receiving unit,
Pedestrian crossing attempt information included in the warning packet by decoding the payload included in the warning packet only when the ID of the pedestrian crossing detection device included in the header area of the warning packet is a previously registered valid ID; Pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using radar, characterized in that extracting the location information of the pedestrian, the location information of the pedestrian crossing detection device, and the transmission power intensity (Tx Power).
상기 차량 방향/거리 산출부는,
하기 수식 1을 이용하여 하나의 경보 패킷을 기준으로 상기 보행자 도로횡단 감지 장치와 상기 차량 간의 거리(d)를 산출하고, 연속적으로 수신되는 경보 패킷으로부터 산출된 상기 보행자 도로횡단 감지 장치와 상기 차량 간의 거리의 변화정보(△s)에 따라 상기 차량의 진행방향을 산출하고,
하기 수식 2를 이용하여 상기 차량의 속도(v)를 산출하고,
하기 수식 3을 이용하여 상기 차량과 상기 보행자 사이의 이격거리(dm)하는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템
[수식 1]
[수식 2]
[수식 3]
Pr은 수신된 경보 패킷(Received Single Strength Indicator) 강도, P0는 송신전력강도(Tx Power), n은 보정상수, △t는 연속적으로 수신되는 2개의 경보 패킷의 수신시점의 시차, d0는 보행자 도로횡단 감지 장치와 상기 보행자 간의 거리이다.
7. The method of claim 6,
The vehicle direction / distance calculation unit,
Using Equation 1 below, the distance (d) between the pedestrian crossing detection device and the vehicle is calculated based on one warning packet, and between the pedestrian crossing detection device and the vehicle calculated from the continuously received warning packets. Calculate the traveling direction of the vehicle according to the change information (Δs) of the distance,
Calculate the speed v of the vehicle using Equation 2 below,
Pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using radar, characterized in that the separation distance (dm) between the vehicle and the pedestrian using Equation 3 below
[Formula 1]
[Equation 2]
[Equation 3]
Pr is the received single strength indicator strength, P 0 is the transmit power strength (Tx Power), n is the correction constant, Δt is the time difference between the reception times of two consecutively received alarm packets, d 0 is It is the distance between the pedestrian crossing detection device and the pedestrian.
상기 보행자 횡단시도 경보부는,
상기 차량의 진행방향이 상기 보행자에게 근접함을 지시하고, 상기 차량의 속도가 설정된 임계속도 이상이고, 상기 차량과 상기 보행자 사이의 이격거리가 설정된 임계거리 이하인 경우 상기 운전자 경보출력조건이 충족되는 것으로 판단하고 상기 차량의 운전자에게 보행자 도로횡단시도를 경보하는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템.
8. The method of claim 7,
The pedestrian crossing warning unit,
When the traveling direction of the vehicle indicates proximity to the pedestrian, the speed of the vehicle is greater than or equal to a set threshold speed, and the separation distance between the vehicle and the pedestrian is less than or equal to a set threshold distance, the driver warning output condition is satisfied Pedestrian road crossing safety accident prevention system using radar, characterized in that the determination and alerting the driver of the vehicle to the pedestrian crossing attempt.
상기 모니터링 서버는,
상기 보행자 도로횡단 감지 장치로부터 상기 모니터링 정보가 포함된 패킷을 수신하는 모니터링 정보 수신부;
상기 모니터링 정보 수신부에 의해 수신된 패킷에서 상기 모니터링 정보를 추출하여 데이터베이스에 저장하는 모니터링 정보 저장부; 및
외부로부터의 요청에 응답하여 상기 데이터베이스에 저장된 모니터링 정보를 제공하는 모니터링 정보 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이더를 이용한 보행자 도로 횡단 교통안전사고 예방 시스템.
According to claim 1,
The monitoring server,
a monitoring information receiving unit for receiving a packet including the monitoring information from the pedestrian crossing detection device;
a monitoring information storage unit for extracting the monitoring information from the packet received by the monitoring information receiving unit and storing it in a database; and
Pedestrian road crossing traffic safety accident prevention system using radar, characterized in that it comprises a monitoring information providing unit for providing monitoring information stored in the database in response to a request from the outside.
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