KR20090092577A - 신호등과 연계한 차량 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 시스템은 자체 고유 ID를 가지고 있으며, 차량이 진행할 위치에 위치하여 현 신호체계 데이터(현재 신호상태, 신호 바뀌는 주기 등)를 차량에 송신하는 장치(150)를 구비하는 신호등(100)을 포함하고; 상기 신호등이 있는 방향으로 진행 중인 차량 내에 구비되는 것으로, 상기 신호등에서 송신된 데이터를 수신하는 신호등 데이터 수신부(220); 상기 차량의 속도, 방향 및 위치를 감지하는 GPS 장치(230); 및 상기 신호등에서 전송된 데이터와 GPS 장치를 통해 얻어진 데이터를 이용하여 현 차량이 해당 신호등을 지나쳐야 하는지 아니면 정지선 앞에서 대기해야 하는지 여부를 체크하는 제어부(210);를 포함하는 차량용 단말기(200)를 더 포함함을 특징으로 한다.

Description

신호등과 연계한 차량 제어 시스템 및 방법{System and method for controlling car conneting traffic signal lamp}

본 발명은 신호등과 연계한 차량 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 주행중인 차량이 전방에 구비된 신호등을 지나쳐도 되는지 아니면 해당 신호등 앞에 구비된 정지선에서 대기해야 하는지의 여부를 운전자가 미리 파악하여 안전한 차량 운행이 이루어지도록 하는 신호등과 연계한 차량 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

인구의 증가에 비해 차량은 기하 급수적으로 증가하고 있는 추세로서, 차량의 증가에 따른 교통 체증이 심각한 문제를 야기하고 있다.

도 1은 일반적인 교차로를 나타내는 간략 평면도이다.

여기서, 교차로는 3거리, 4거리 및 5거리 등을 말한다.

교통 신호등은 교차로나 횡단보도 등에 설치되어 자동차와 보행자의 통행이 원활하게 이루어지도록 지시하는 장치다. 운전자는 안전한 운전을 위해서 운전 중에 정체정보, 규제정보, 안내정보, 교차로 신호정보 등의 다양한 정보를 요구하게 되고, 운전자는 도로상에서의 운전행위 중에 90% 이상을 인지수단의 시각에 의존하고 있으며, 운전자의 주의에 가장 큰 비중을 차지하는 것이 교통신호등 정보다.

따라서 이러한 시인성 확보를 위해서는 신호등의 지시 방향을 정확하게 전달해주어 모든 운전자가 시기 적절하게 자신의 위치에서 신호등의 지시를 준수할 수 있게 하는 교통신호 표출체계(간략히, '신호 체계'라고도 함) 및 구조의 정보전달기능이 편리하고 정확하게 운전자에게 알려줄 수 있도록 효과적으로 설계되어야 한다.

교차로 등의 주요 도로 구역 외에 설치되어 있는 교통 신호 제어기는 신호 변환 동작 수행의 주기가 미리 일정하게 설정되고, 그 미리 설정된 주기에 따라 신호 변환이 이루어져 차량의 흐름을 조절하게 된다.

그러나 종래에는 신호등이 상기와 같은 기능을 제공하여 교통 흐름을 제어하였지만 교통이 혼잡한 시간대(출퇴근시 등)에는 차량의 범람으로 교통흐름이 제대로 제어되지 않아 교통혼란이 발생하게 된다. 특히 전방에 설치된 신호등이 황색인 경우, 운전자는 잘 판단하여 신속히 통과하거나 정지선에서 대기하여야 하는데, 그렇지 못하는 경우가 허다하다. 또한, 전방 신호등이 녹색이더라도 신호등과 차량과의 이격거리, 차량의 속도, 신호 체계 등을 운전자는 잘 파악하여 운행을 하여야 하는데, 그렇지 못하는 경우가 허다하다. 이에 따라 교차로에서 차량들이 정차하는 경우가 발생하게 되어 교통혼잡이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 주행중인 차량이 전방에 구비된 신호등을 지나쳐도 되는지 아니면 해당 신호등 앞에 구비된 정지선에서 대기해야 하는지의 여부를 운전자가 미리 파악하여 안전한 차량 운행이 이루어지도록 하는 신호등과 연계한 차량 제어 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 시스템은 자체 고유 ID를 가지고 있으며, 차량이 진행할 위치에 위치하여 현 신호체계 데이터(현재 신호상태, 신호 바뀌는 주기 등)를 차량에 송신하는 장치(150)를 구비하는 신호등(100)을 포함하고; 상기 신호등이 있는 방향으로 진행 중인 차량 내에 구비되는 것으로, 상기 신호등에서 송신된 데이터를 수신하는 신호등 데이터 수신부(220); 상기 차량의 속도, 방향 및 위치를 감지하는 GPS 장치(230); 및 상기 신호등에서 전송된 데이터와 GPS 장치를 통해 얻어진 데이터를 이용하여 현 차량이 해당 신호등을 지나쳐야 하는지 아니면 정지선 앞에서 대기해야 하는지 여부를 체크하는 제어부(210);를 포함하는 차량용 단말기(200)를 더 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에서는 상기 제어부(210)에서 분석된 결과를 출력하는 출력부(290)를 더 포함함을 특징으로 한다.

상기 신호등(100)은 데이터 송신부(150)를 통해 차량용 단말기에 전송시키고자 하는 데이터와 신호등 구동에 필요한 데이터 등이 포함된 제 1 메모리부(120); 신호등의 점등/점멸시간의 길이 조정 등의 기능을 수행하는 타이머(130); 제어부(110)의 제어신호에 따라 황색, 적색, 녹색 등의 신호등(100)을 선택적으로 구동시키는 신호등 구동부(140); 및 타이머(130)의 출력신호를 바탕으로 신호등 구동부(140)를 제어하여 해당 신호등(100)이 온/오프(ON/OFF) 되도록 제어하고, 차량용 단말기(200)로 전송시키고자 하는 데이터를 메모리부(120)에서 불러와 데이터 송신부를 통해 전송되도록 제어하는 제 1 제어부(110);를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 방법은 자체 고유 ID를 가지고 있으며, 차량이 진행할 위치에 위치하여 현 신호체계 데이터(현재 신호상태, 신호 바뀌는 주기 등)를 차량에 송신하는 장치를 구비하는 신호등으로부터 상기 현 신호체계 데이터를 송신받는 단계; 차량에 대한 데이터(현재 속도, 방향, 위치값, 및 신호등과의 거리 등)를 획득하는 단계; 상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석하는 단계; 및 상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석 결과, 차량이 정지선 앞에서 대기해야 하는지 아니면 상기 신호등을 지나쳐도 되는지 여부를 판별하는 단계;를 포함한다.

상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석하는 것은, 신호등의 신호체계가 적색이 되기 전에 차량이 그 신호등을 통과할 수 있는 여부를 판단함을 특징으로 한다.

상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석한 결과를 뒤에 따라오는 차량에게도 전송하여, 뒷 차량 운전자가 추후 조치를 할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 본 발명에서는 신호등과 연계한 차량 제어 시스템 및 방법을 제공함으로써 주행중인 차량이 전방에 구비된 신호등을 지나쳐도 되는지 아니면 해당 신호등 앞에 구비된 정지선 앞에서 대기해야 하는지의 여부를 운전자가 미리 알 수 있게 된다. 이로 인해 본 발명에서는 운전자의 안전한 차량 운행이 가능할 뿐만 아니라 교차로 등에서의 교통 혼잡을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 교차로를 나타내는 간략 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 신호등과 차량이 구비된 교차로를 나타내는 간략 평면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 신호등과 차량이 구비된 교차로를 나타내는 간략 평면도이다.

도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 교차로 2: 횡단보도

3: 중앙선 4: 정지선

10, 10': 차량 100: 신호등

200, 200: 차량용 단말기 110: 제 1 제어부

120: 제 1 메모리부 130: 타이머

140: 신호등 구동부 150: 데이터 송신부

210: 제 2 제어부 220: 데이터 수신부

230: GPS 장치 240: 카메라부

250: 제 2 메모리부 260: 시계

270: 차량침입 감지부 280: 통신장치

290: 출력부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 신호등과 차량이 구비된 교차로를 나타내는 간략 평면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 시스템은 신호등(100)과 상기 신호등의 전방에 위치한 차량(10)에 구비된 차량용 단말기(200)를 포함하여 이루어진다.

신호등(100)은 다른 신호등과 구분하기 위한 자체 고유 ID를 가지고 있으며, 차량(10)이 진행할 위치에 위치하여 현 신호체계 데이터(현재 신호상태, 신호 바뀌는 주기 등)를 차량(보다 정확하게는 차량에 구비된 차량용 단말기임)(10)에 송신하는 장치를 구비하고 있다.

차량용 단말기(200)는 상기 신호등(100)이 있는 방향으로 진행 중인 차량(10) 내에 구비되는 것으로, 신호등(100)으로부터 전송된 데이터(현재 신호상태, 신호 바뀌는 주기 등)와 차량 내에 구비된 GPS 장치를 통해 획득된 데이터(차량의 속도, 방향, 위치 등)를 이용하여 현 차량이 해당 신호등(100)을 통과해야(지나쳐야) 하는지 아니면 정지선(4) 앞에서 대기해야 하는지 여부를 체크하여 사용자(운전자에게 알려준다.

미설명부호 1은 교차로이고, 2는 횡단보도이며, 3은 중앙차선이다.

상기 신호등(100) 및 차량용 단말기(200)에 대한 상세 구성은 다음 도 3을 참조하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 시스템에 적용되는 신호등은 제 1 제어부(110), 제 1 메모리부(120), 타이머(130), 신호등 구동부(140), 및 데이터 송신부(150)를 포함하여 이루어진다.

제 1 메모리부(120)에는 데이터 송신부(150)를 통해 차량용 단말기에 전송시키고자 하는 데이터와 신호등 구동에 필요한 데이터 등이 포함된다.

차량용 단말기(200)에 전송시키고자 하는 데이터는 신호등 고유 ID뿐만 아니라 현 신호체계 데이터, 예를 들면 신호등의 현재 신호상태, 신호 바뀌는 주기 등을 말한다.

신호등 구동에 필요한 데이터에는 신호등(100)의 점등/점멸시간 데이터 등을 말한다.

타이머(130)에서는 신호등의 점등/점멸시간의 길이 조정 등의 기능을 수행한다.

신호등 구동부(140)에서는 제 1 제어부(110)의 제어신호에 따라 황색, 적색, 녹색 등의 신호등(100)을 선택적으로 구동시킨다.

제 1 제어부(110)에서는 타이머(130)의 출력신호를 바탕으로 신호등 구동부(140)를 제어하여 해당 신호등(100)이 온/오프(ON/OFF) 되도록 제어하고, 차량용 단말기(200)로 전송시키고자 하는 데이터를 제 1 메모리부(120)에서 불러와 데이터 송신부를 통해 전송되도록 제어한다.

한편, 신호등이 있는 방향으로 진행 중인 차량 내에 구비되는 차량용 단말기는 데이터 수신부(220), 제 2 제어부(210), GPS 장치(230), 카메라부(240), 제 2 메모리부(250), 시계(260), 차량침입 감지부(270), 통신장치(280), 및 출력부(290)를 포함하여 이루어진다.

데이터 수신부(220)에서는 신호등의 데이터 송신부(150)로부터 전송된 데이터를 수신하며, 이 데이터는 제 2 제어부(210)의 제어를 받아 제 2 메모리부(250)에 저장된다.

제 2 메모리부(250)에는 상기 데이터 수신부(220)를 통해 전송된 데이터뿐만 아니라 각종 장치(GPS 장치, 카메라부, 차량침입 감지부 등)로부터 획득된 데이터들이 저장된다.

GPS 장치(230)에서는 상기 차량의 속도, 방향 및 위치를 감지하여 해당 데이터를 획득한다. 물론 상기 차량의 속도 데이터는 차량 내에 구비된 속도계(미도시됨)의 데이터를 읽어와도 무방하다.

제 2 제어부(210)에서는 신호등에서 전송된 데이터와 GPS 장치를 통해 얻어진 데이터를 이용하여 현 차량이 해당 신호등을 지나쳐야 하는지 아니면 정지선 앞에서 대기해야 하는지 여부를 체크한다. 즉, 현 시점에서의 신호등 체계 데이터(신호상태, 신호등 전환시기 등)와 주행중인 차량의 속도, 방향, 위치값을 판단하여 신호등 앞에 구비된 정지선에서 멈춰야 하는지 아니면 그 정지선을 통과하여 해당 신호등을 통과해도 되는지의 여부를 체크한다.

상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석하는 것은, 신호등의 신호체계가 적색이 되기 전에 차량이 그 신호등을 통과할 수 있는 여부를 판단하는 것이다.

물론 보다 진보적인 차원에서 위성 카메라 등을 이용한 현재 도로의 교통상황(차량 수, 그 차량들의 속도, 방향 등)을 파악가능하다면 본 발명에서 해결하고자 하는 과제(정지선에서 멈춰야 하는지의 여부)를 보다 정확하게 해결할 수 있다.

출력부(290)에서는 상기 제 2 제어부(210)에서 분석된 결과를 출력한다. 즉, 출력부(290)에서는 이 차량이 정지선 앞에서 멈춰야 하는지의 여부를 음성 및/또는 영상으로 운전자에게 알려준다.

카메라부(240)는 차량 내외부의 상황을 촬영하여 운전자에게 보여주는 장치이다. 카메라부(240)는 고감도 CMOS 카메라와 함께 야간 촬영용 적외선 LED를 포함하는 것을 사용하여 야간촬영도 가능하게 하는 것이 바람직하다. 카메라부(240)에 의해 촬영되는 영상은 제 2 메모리부(250)에 저장된다

시계(260)는 상기 카메라부에 의한 영상 획득 시간, 신호등으로부터의 데이터 전송 시간, GPS장치에 의한 데이터 획득 시간, 차량침입 감지부에 의한 데이터 획득 시간 등을 체크한다.

차량침입 감지부(270)는 차량에 침입하는 침입자를 감지하기 위한 장치로, 차량도어의 무단개방이나 외부충격이 감지하면 경보음을 발생함과 동시에 이상이 있음을 제 2 제어부(210)에 알린다. 차량 침입 감지부의 작동 온(ON)/오프(OFF)는 리모콘을 통해 이루어질 수 있다.

통신장치(280)는 외부 장치와 통신하기 위한 장치로, 여기서 말하는 외부 장치는 일례로서 도 6에 설명이 이루어지는 뒷 차량에 구비된 차량용 단말기 등을 말한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 신호등은 다른 신호등과 구분하기 위한 자체 고유 ID를 가지고 있으며, 차량이 진행할 위치에 위치하여 현 신호체계 데이터(현재 신호상태, 신호 바뀌는 주기 등)를 차량에 송신하는 장치(데이터 송신부)를 구비한다.

본 발명에서는 상기와 같은 신호등의 데이터 송신부로부터 현 신호체계 데이터가 송신된다.(S101)

또한, 본 발명에서는 차량에 구비된 차량용 단말기에 의해 차량에 대한 데이터(현재 속도, 방향, 위치값, 및 신호등과의 거리 등)가 획득된다.(S102)

물론 단계 101에서 언급된 데이터와 단계 102에서 언급된 데이터 획득 시간을 맞추어야 하지만 데이터 전송시간을 감안하여 지연시간(delay time)을 적용하여 두 데이터 획득 시간을 동기화시켜야 한다.

그런 후, 본 발명에서는 단계 101에서 획득된 데이터와 단계 102에서 획득된 데이터를 비교, 분석한다.(S103)(S104) 다시 말하면, 현 시점에서의 신호등 체계 데이터(신호상태, 신호등 전환시기 등)와 주행중인 차량의 속도, 방향, 위치값 등을 비교, 판단한다. 상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석하는 것은, 신호등의 신호체계가 적색이 되기 전에 차량이 그 신호등을 통과할 수 있는 여부를 판단하는 것이다.

단계 103 및 단계 104 결과, 주행중인 차량이 신호등 앞에 구비된 정지선에서 멈춰야 하는지 아니면 그 정지선을 통과하여 해당 신호등을 통과해도 되는지의 여부는 출력부를 통해 출력되며, 운전자는 이를 인지하여 신호등을 통과하거나 정지선 앞에서 대기한다.(S105)(S106)

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 신호등과 차량이 구비된 교차로를 나타내는 간략 평면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 신호등과 연계한 차량 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에서는 도 2 내지 도 4에서 설명된 차량(이하, '앞 차량'이라고도 함)이 그 뒤에 따라온 뒷 차량에게 자신이 가지고 있는 데이터를 전송시킬 수도 있다. 즉, 상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석한 결과를 뒤에 따라오는 차량에게도 전송하여, 뒷 차량 운전자도 앞 차량 운전자처럼 본 발명의 혜택을 누릴수 있도록 할 수 있다.

상기처럼 앞 차량은 뒷 차량에게 두 데이터 비교, 분석 결과를 전송하여도 무방하지만, 신호등으로부터 전송된 데이터를 전송시켜도 무방하다.

물론 상기 뒷차량도 앞차량처럼 차량용 단말기를 탑재하고 있어야 한다. 이에 따라 도 6에서는 뒷 차량에 구비된 차량용 단말기의 각 구성요소에 앞 차량에 구비된 차량용 단말기의 각 구성요소와 동일한 번호를 매기면서 아포스트로피(apostrophe; ')만 더 포함시켰다.

상기 차량 단말기(200)(200')간 데이터 전송방식은 1:1 방식도 바람직하지만, 다수인 경우, 1:n 방식을 이용할 수도 있다.

또한, 차량 단말기간 데이터 전송은 근거리 통신 방식을 이용하며, 상기 근거리 통신 방식에는 블루투스(Bluetooth) 등이 있다.

상기와 같이, 뒷 차량에게도 신호등 관련 데이터(신호등에서 직접 전송된 데이터 또는 앞 차량에서 분석된 데이터 등)를 전송시킴으로써 복잡한 교차로에서의 교통 체증을 보다 더 해소시킬 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 자체 고유 ID를 가지고 있으며, 차량이 진행할 위치에 위치하여 현 신호체계 데이터(현재 신호상태, 신호 바뀌는 주기 등)를 차량에 송신하는 장치(150)를 구비하는 신호등(100)을 포함하고;

   상기 신호등이 있는 방향으로 진행 중인 차량 내에 구비되는 것으로, 상기 신호등에서 송신된 데이터를 수신하는 신호등 데이터 수신부(220); 상기 차량의 속도, 방향 및 위치를 감지하는 GPS 장치(230); 및 상기 신호등에서 전송된 데이터와 GPS 장치를 통해 얻어진 데이터를 이용하여 현 차량이 해당 신호등을 지나쳐야 하는지 아니면 정지선 앞에서 대기해야 하는지 여부를 체크하는 제어부(210);를 포함하는 차량용 단말기(200)를 더 포함함을 특징으로 하는 신호등과 연계한 차량 제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부(210)에서 분석된 결과를 출력하는 출력부(290)를 더 포함함을 특징으로 하는 신호등과 연계한 차량 제어 시스템.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 신호등(100)은 데이터 송신부(150)를 통해 차량용 단말기에 전송시키고자 하는 데이터와 신호등 구동에 필요한 데이터 등이 포함된 제 1 메모리부(120); 신호등의 점등/점멸시간의 길이 조정 등의 기능을 수행하는 타이머(130); 제어부(110)의 제어신호에 따라 황색, 적색, 녹색 등의 신호등(100)을 선택적으로 구동시키는 신호등 구동부(140); 및 타이머(130)의 출력신호를 바탕으로 신호등 구동부(140)를 제어하여 해당 신호등(100)이 온/오프(ON/OFF) 되도록 제어하고, 차량용 단말기(200)로 전송시키고자 하는 데이터를 메모리부(120)에서 불러와 데이터 송신부를 통해 전송되도록 제어하는 제 1 제어부(110);를 포함함을 특징으로 하는 신호등과 연계한 차량 제어 시스템.
4. 자체 고유 ID를 가지고 있으며, 차량이 진행할 위치에 위치하여 현 신호체계 데이터(현재 신호상태, 신호 바뀌는 주기 등)를 차량에 송신하는 장치를 구비하는 신호등으로부터 상기 현 신호체계 데이터를 송신받는 단계;

   차량에 대한 데이터(현재 속도, 방향, 위치값, 및 신호등과의 거리 등)를 획득하는 단계;

   상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석하는 단계; 및

   상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석 결과, 차량이 정지선 앞에서 대기해야 하는지 아니면 상기 신호등을 지나쳐도 되는지 여부를 판별하는 단계;를 포함하는 신호등과 연계한 차량 제어 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석하는 것은, 신호등의 신호체계가 적색이 되기 전에 차량이 그 신호등을 통과할 수 있는 여부를 판단함을 특징으로 하는 신호등과 연계한 차량 제어 방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 차량에 대한 데이터와 신호등으로부터 전송받은 신호체계 데이터를 비교, 분석한 결과를 뒤에 따라오는 차량에게도 전송하여, 뒷 차량 운전자가 추후 조치를 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 신호등과 연계한 차량 제어 방법.