KR20130087132A - Generating apparatus of bicycle warning sound for safety driving - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A bicycle warning alarm generator is provided to rapidly and automatically warn about the dangerous conditions to the following bicycle, thereby preventing all sorts of crashing accidents by the vehicles. CONSTITUTION: A bicycle warning alarm generator for safe driving comprises: a movement sensor (20) sensing the acceleration of the vehicle; a function control part (30) judging the dangerous conditions of the vehicle by data (i1) applied in the movement sensor and determining the duty cycle of the pulse width modulation (PWM) signal generated by applied output voltage (Vout); a warning alarm output part (40) boosting and rectifying the input voltage according to the PWM signal, and generating the output voltage for the external output of the warning alarm according to the PWM signal. [Reference numerals] (20) Movement sensor; (30) Function control part; (40) Warning alarm output part

Description

안전주행용 자전거 경고음 발생장치{Generating apparatus of bicycle warning sound for safety driving}Generating apparatus of bicycle warning sound for safety driving}

자전거나 전기 오토바이와 같은 소음이 거의 발생 되지 않는 이동수단에 사용되는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자전거가 급정거하거나, 갑작스러운 요철을 통과할 때 또는 좌우로 전복될 때 등의 상황에서 경고음을 이용하여 신속하게 후행 자전거나 보행자 등에게 자동으로 위험상태를 경고함으로써 자전거로 인한 각종 충돌사고를 예방하는데 도움이 될 수 있는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bicycle warning sound generator for safety driving, which is used for a vehicle which generates little noise such as a bicycle or an electric motorcycle. More specifically, when the bicycle is suddenly stopped, passes through a sudden unevenness, or rolls over from side to side. The present invention relates to a safety bicycle warning sound generating device that can help prevent various collisions caused by bicycles by automatically warning a dangerous state to a following bicycle or a pedestrian by using a warning sound in such a situation.

자전거 타는 인구가 늘어나면서 산악에서 레저용으로 또는 자전거 전용도로에서 건강이나 출퇴근을 위해서 개인적으로 혹은 단체로 자전거를 타는 사람들이 많아졌다.As the population of cyclists grew, more and more people biked individually or in groups for health or commute on mountain bikes or on bike trails.

또한, 자전거를 단체로 타지 않더라도 자전거 전용도로 등에서는 뒤에 다른 자전거가 뒤따라 오고 있는 경우가 흔하게 발생한다. 이러한 경우 대개 뒤에서 따라오는 자전거는 전방의 교통상황 등을 주시하지 않으면서 대부분 바로 앞의 자전거를 따라 무의식적으로 운행하는 경우가 대부분이다.In addition, even if a group of bicycles are not used as a group, other bicycles are often followed by bicycle lanes. In this case, most of the following bicycles are involuntarily driven along the bicycles in front of them without paying attention to traffic conditions in front of them.

자전거는 차량에 비하면 비교적 낮은 속도로 움직이지만, 자전거 간 충돌사고시 심각한 인사사고를 일으킬 수 있는 위험한 운송수단이다. 단체 혹은 복수의 자전거가 일렬로 주행시, 앞에서 운행중인 자전거의 급작스러운 움직임(전복, 급가감속, 위험한 요철통과)은 곧바로 뒷 자전거와의 충돌을 일으킬 수 있다.Although bicycles move at a relatively low speed compared to vehicles, they are a dangerous means of transportation that can cause serious personal injury in the event of a collision between bicycles. When a group or multiple bicycles are in a row, sudden movements of the bicycle in front of you (overturning, sudden deceleration, and dangerous unevenness) can immediately cause a collision with the rear bicycle.

이러한 상황에서 갑자기 앞에서 운행중이던 자전거가 넘어지거나, 급정거 혹은 요철로 인해 불안정한 상태가 되면, 그 위험상태가 그대로 혹은 더 위험하게 후행자전거에게 전달되어 큰 사고가 발생할 수 있다.In this situation, if the bicycle in front of you suddenly falls down or becomes unstable due to sudden stops or unevenness, the dangerous state may be transmitted to the trailing bicycle as it is or more dangerously, and a serious accident may occur.

도심이나 자전거 전용도로에서 자전거를 운행중에 보행자나 애완동물 등의 갑작스런 출현으로 자전거가 급브레이크를 잡게 되는 경우가 많이 있으나, 정작 보행자는 어떤 일이 있었는지도 몰라 위험에 직면할 수 있다.While cycling in urban areas or bicycle lanes, bicycles often catch sudden brakes due to the sudden appearance of pedestrians or pets, but pedestrians may be in danger because they may not know what happened.

최근 브레이크 레버에 스위치를 달고, 브레이크 온오프(ON/OFF) 상태를 무선송신하여 후미등에서 브레이크 상태를 무선으로 수신하여 LED 램프 등으로 표시하는 장치가 고안되어 제품이 나온 상태이나, 그 장치는 진행방향에 대한 단순감속에 관한 경고장치(무선브레이크등)이며, 구성시 무선모듈을 송수신측에 모두 부착해야 하는 번거로움이 있는데, 이는 비용추가, 무게증가, 배터리의 전력소모증가 등을 초래하게 된다. Recently, a device has been devised to switch the brake lever, wirelessly transmit the brake on / off status, and wirelessly receive the brake status from the tail lamp and display it with an LED lamp. It is a warning device for the simple deceleration of the direction (wireless brake, etc.), and when it is configured, there is the trouble of attaching both wireless modules to the transmission and reception side, which causes cost addition, weight increase, and battery power consumption. .

또한, 종래 기술 중에 관성장치나 기계식 가속계를 이용한 자동차용 브레이크등 표시장치가 있으나, 실용화 되어진 예가 없으며 장치의 크기나 무게, 전류소모 등으로 인해 자전거용으로 사용하기에는 불가능하다. 그러나 그 기술 또한 진행방향 한 축에 대한 단순 감속에 관한 표시장치(브레이크등)이며, 램프를 이용해 뒤의 차에게 상태를 알려주는 정도에 불과하였다.In addition, there is a display device such as a brake for a vehicle using an inertial device or a mechanical accelerometer in the prior art, but there is no practical use, and it is impossible to use it for a bicycle due to the size, weight and current consumption of the device. However, the technology is also a display device (brake light) for simple deceleration of one axis in the direction of travel, and it is only a level that uses a lamp to inform the car behind.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자전거와 같은 이동수단의 움직임을 감지하여 자전거가 급정거하거나, 갑작스러운 요철을 통과할 때 등의 위험상황에서 신속하게 후행 자전거 등에게 자동으로 위험상태를 경고함으로써 자전거와 같은 이동수단으로 인한 각종 충돌사고를 예방하는데 도움이 될 수 있는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to detect the movement of a moving means such as a bicycle quickly following a dangerous situation, such as when the bicycle suddenly stops, or suddenly pass through the unevenness The present invention provides a bicycle warning sound generating device for safety driving that can help prevent various collisions caused by a vehicle such as a bicycle by automatically warning a bicycle to a dangerous state.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예인 자전거와 같은 소음이 거의 발생 되지 않는 이동수단에 사용되는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치는, 상기 이동수단의 가속도를 감지하는 움직임 감지부(20); 상기 움직임 감지부(20)에서 인가받은 데이터(i1)에서 상기 이동수단의 위험상태를 판단하고, 출력전압(Vout)을 인가받아 발생되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티(duty) 사이클을 결정하는 기능제어부(30); 및 상기 PWM 신호에 따라 입력전압(Vin)을 부스트한 후 정류하고, 경고음의 외부 출력을 위한 전원인 상기 출력전압을 상기 PWM 신호에 따라 발생시키는 경고음 출력부(40);를 포함하여 구성될 수 있다.In order to solve the technical problem as described above, the bicycle warning sound generating device for safety driving used in the moving means that almost no noise, such as an embodiment of the present invention, the motion detection unit for detecting the acceleration of the moving means 20; The dangerous state of the moving means is determined from the data i1 applied by the motion detector 20, and a duty cycle of a pulse width modulation (PWM) signal generated by receiving an output voltage Vout is determined. A function control unit 30; And a warning sound output unit 40 for boosting and rectifying the input voltage Vin according to the PWM signal and generating the output voltage, which is a power source for external output of the warning sound, according to the PWM signal. have.

이 경우, 상기 기능제어부(30)는, 상기 움직임 감지부(20)에서 인가받은 데이터(i1)에서 상기 이동수단의 위험상태를 판단하고, 상기 출력전압을 구비되는 A/D 컨버터를 통해 인가받고, 상기 이동수단의 위험상태에서 발생된 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 결정하고, 상기 듀티 사이클이 결정된 상기 PWM 신호를 상기 경고음 출력부(40)로 인가할 수 있다.In this case, the function control unit 30 determines the dangerous state of the moving means from the data i1 received from the motion detecting unit 20, and is applied through an A / D converter having the output voltage. The duty cycle of the PWM signal generated in the dangerous state of the vehicle may be determined, and the PWM signal having the duty cycle determined may be applied to the warning sound output unit 40.

이때, 상기 기능제어부(30)는, 상기 출력전압이 미리 정해진 목표전압 보다 크면 상기 듀티 사이클을 좁히고, 상기 출력전압이 상기 목표전압 보다 작으면 상기 듀티 사이클을 넓힐 수 있다.In this case, the function controller 30 may narrow the duty cycle if the output voltage is greater than a predetermined target voltage, and widen the duty cycle if the output voltage is less than the target voltage.

그리고, 상기 경고음 출력부(40)는, 상기 PWM 신호의 제어에 따라 상기 입력전압을 스위칭(switching)하면서 부스트한 후 정류하여 상기 출력전압을 발생시키는 전원전압부스트부(41); 및 상기 출력전압을 전원으로 공급받아, 상기 경고음을 외부로 출력시키는 경고음 출력장치(43)를 위한 전원전압(Vdd)으로 제공하는 드라이버장치(42);를 포함할 수 있다.The warning sound output unit 40 includes: a power supply voltage booster 41 for boosting and switching the input voltage under the control of the PWM signal and rectifying the rectified voltage to generate the output voltage; And a driver device 42 that receives the output voltage as a power source and provides the power voltage Vdd for the warning sound output device 43 for outputting the warning sound to the outside.

이때, 상기 전원전압부스트부(41)는, 상기 PWM 신호를 인가받아 스위칭되면서, 상기 입력전압을 부스트하는 스위칭(switching)장치(411); 상기 스위칭장치(411)의 제어를 통해 인가되는 상기 입력전압이 ON/OFF 되어 부스트된 전압을 발생시키는 코일(412); 및 상기 부스트된 전압을 정류하여 상기 출력전압을 발생시켜 상기 드라이버장치(42)에 공급하는 정류장치(413);를 포함하는 DC/DC 컨버터 모듈로 구성될 수 있다.At this time, the power supply voltage booster 41, the switching device (411) for boosting the input voltage while being switched by receiving the PWM signal; A coil 412 for generating a boosted voltage by turning on / off the input voltage applied through the control of the switching device 411; And a stop value 413 for rectifying the boosted voltage to generate the output voltage and supplying the output voltage to the driver device 42.

상기와 같은 본 발명에 따른 안전주행용 자전거 경고음 발생장치는 자전거와 같은 이동수단으로 단체주행을 하거나 자전거 전용도로 주행시 예상치 못한 선행 자전거의 급작스러운 동작에 대하여 자동으로 경고음을 발생시켜 후행 자전거에 경고를 함으로써 후행 자전거 운전자의 주의를 환기시켜 브레이크작동을 유도하여 자전거 간 충돌사고를 예방할 수 있게 된다.The bicycle warning sound generating device for safety driving according to the present invention as described above generates a warning sound automatically for the sudden operation of an unexpected preceding bicycle when driving in a group driving or a bicycle-only road, such as a bicycle, to warn a trailing bicycle. By inducing the attention of the cyclist by inducing the brake to prevent the collision between the bicycles can be prevented.

또한, 자전거가 급정거시 자동으로 보행자에게 급정거 경고기능을 하여 자전거와 보행자 간의 사고도 예방할 수 있으며, 자전거의 주차나 정차 중 자전거의 예기치 못한 움직임을 감지하여 도난을 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the bicycle is suddenly stopped, a sudden stop warning function is provided to the pedestrians to prevent accidents between the bicycle and the pedestrians, and by detecting unexpected movement of the bicycle while the bicycle is parked or stopped, theft is prevented.

또한, 본 발명의 안전주행용 자전거 경고음 발생장치는 가볍고 작게 최소의 크기 및 최소의 비용으로 자전거에 적용이 용이하며, 저소비 전류로 경제적인 장점이 있다. In addition, the bicycle warning sound generating device for safety driving of the present invention is light and small, easy to apply to the bicycle with a minimum size and minimum cost, there is an economic advantage with low current consumption.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 안전주행용 자전거 경고음 발생장치의 전체 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경고음 출력부의 상세 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원전압부스트부의 상세 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전주행용 자전거 경고음 발생장치의 기능제어부에서의 로직을 도시한 것이다. 1 is an entire block diagram of a bicycle warning sound generating device for safety driving which is an embodiment of the present invention.
2 is a detailed block diagram of an alarm sound output unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a detailed block diagram of a power supply voltage boost unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the logic in the function control unit of the bicycle warning sound generating device for safety driving according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 안전주행용 자전거 경고음 발생장치의 전체 블록도이다.1 is an entire block diagram of a bicycle warning sound generating device for safety driving which is an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거와 같은 소음이 거의 발생 되지 않는 이동수단에 사용되는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치(10)는, 상기 이동수단의 가속도를 감지하는 움직임 감지부(20); 상기 움직임 감지부(20)에서 인가받은 데이터(i1)에서 상기 이동수단의 위험상태를 판단하고, 출력전압(Vout)을 인가받아 발생되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티(duty) 사이클을 결정하는 기능제어부(30); 및 상기 PWM 신호에 따라 입력전압(Vin)을 부스트한 후 정류하고, 경고음의 외부 출력을 위한 전원인 상기 출력전압을 상기 PWM 신호에 따라 발생시키는 경고음 출력부(40);를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the bicycle warning sound generating device for safety driving 10 used in a moving means in which noise is hardly generated, such as a bicycle, according to an embodiment of the present invention, detects a movement for detecting an acceleration of the moving means. Part 20; The dangerous state of the moving means is determined from the data i1 applied by the motion detector 20, and a duty cycle of a pulse width modulation (PWM) signal generated by receiving an output voltage Vout is determined. A function control unit 30; And a warning sound output unit 40 for boosting and rectifying the input voltage Vin according to the PWM signal and generating the output voltage, which is a power source for external output of the warning sound, according to the PWM signal. have.

종래에 자전거 등에 사용되는 안전장치는 자동차 등 후미에서 운행하는 이동수단이 선행의 자전거 등을 인식하고 회피주행했으면 하는 수동적인 의미의 안전등이나 후미등 그리고 전방에 보행자나 장애물이 나타났을 때 수동으로 조작하는 벨 정도였으나, 상기와 같은 구성을 포함하는 본 발명의 안전주행용 자전거 경고음 발생장치는 자전거와 같은 이동수단으로 단체주행을 하거나 자전거 전용도로 주행시 예상치 못한 선행 자전거의 급작스러운 동작에 대하여 자동으로 경고음을 발생시켜 후행 자전거에 경고를 함으로써 후행 자전거 운전자의 주의를 환기시켜 브레이크작동을 유도하여 자전거 간 충돌사고를 예방할 수 있게 된다.Conventionally, a safety device used in a bicycle or the like is a manual safety light or a tail light that a driving means for driving a vehicle such as a car recognizes a preceding bicycle and avoids driving and manually operates when a pedestrian or an obstacle appears in front of it. Although it was about a bell, the safety warning bicycle warning sound generating device of the present invention including the configuration as described above is a warning sound for the sudden operation of the unexpected preceding bicycle when driving in a group driving or a bicycle-only road, such as a bicycle. By warning the trailing bicycles, the driver can call the attention of the trailing bicycle driver to induce the brake to prevent collision between the bicycles.

따라서, 상기와 같은 구성을 포함하는 본 발명의 안전주행용 자전거 경고음 발생장치는 자전거와 같은 이동수단의 안전등 또는 후미등, 벨 장치, 전조등, 자전거 등의 의류 등에 내장되어 안전 경보기로 활용될 수 있다. Therefore, the bicycle warning sound generating device for safety driving of the present invention including the configuration as described above may be used as a safety alarm built in the safety light or tail light, bell device, headlight, bicycle, etc. of the means of transportation such as bicycles. .

움직임 감지부(20)는 상기 이동수단의 가속도를 감지한다.The motion detector 20 detects the acceleration of the moving means.

속도는 물체의 빠르기와 방향을 나타내는 벡터량이며, 가속도는 속도 벡터가 단위시간 동안 얼마나 변했는지를 나타내는 벡터량이다. Velocity is a vector amount indicating the speed and direction of the object, and acceleration is a vector amount indicating how the velocity vector has changed in a unit time.

즉, 가속도는 물체의 속도가 시간과 함께 변화할 때 단위시간당의 변화의 비율로서 운동하고 있는 물체의 빠르기가 점점 더 빨라져 갈(가속 될) 때, 반대로 차츰 느려져 갈(감속 될) 때, 또는 운동의 방향이 변해 갈 때 등의 현상을 보고 물체는 가속도운동을 하고 있다고 말한다.That is, acceleration is the rate of change per unit time as the velocity of an object changes with time, as the speed of the moving object becomes faster (accelerated), vice versa, or slower (decelerated). When the direction of the light changes, we see that the object is accelerating.

움직임 감지부(20)는 자전거 등의 이동수단이 움직이는 가속도 등 이동수단의 움직임이나 동작과 관련된 모든 데이터를 측정 또는 수집하여 기능제어부(30)에 보낸다(i1).The motion detector 20 measures or collects all data related to the movement or the motion of the vehicle, such as the acceleration of the vehicle, such as a bicycle, and sends it to the function controller 30 (i1).

움직임 감지부(20)는 3축 즉, X, Y, Z축을 기준으로 자전거 등의 이동수단이 어떤 방향으로 어떤 가감속을 하고 있는지 등의 움직임을 감지하는 구성으로 일정시간(예: 1s, 0.5s, 0.1s, 0.01s, 1ms, 5ms 등) 간격으로 이동수단의 현재 움직임을 측정하여 측정된 데이터를 기능제어부(30)에 넘겨준다. The motion detecting unit 20 is configured to detect movements such as which acceleration or deceleration movement means such as bicycles are based on three axes, that is, X, Y, and Z axes. s, 0.1s, 0.01s, 1ms, 5ms, etc.) measuring the current movement of the moving means at intervals and passes the measured data to the function control unit 30.

자전거 등의 이동수단의 입체적인 가속방향예측을 위해 소형 반도체 센서를 이용할 수 있다. 움직임을 감지하는 수단으로는 반도체형 3축 가속 센서 또는/및 3축 자이로 센서가 이용될 수 있다. 이를 통해 X, Y, Z축 각 방향에 대한 플러스(+), 마이너스(-) 가속도 값을 짧은 시간단위로 측정할 수 있게 된다.A small semiconductor sensor can be used for three-dimensional acceleration direction prediction of a vehicle such as a bicycle. As a means for detecting a motion, a semiconductor three-axis acceleration sensor and / or a three-axis gyro sensor may be used. Through this, positive (+) and negative (-) acceleration values for each direction of X, Y, and Z axes can be measured in short time units.

휴대폰이나 MID, PND 같은 모바일 기기와 게임기, 소형 컨수머 기기 등에 최적화한 반도체형 3축 가속 센서는 방향, 흔들기, 두드림에 대한 감지기능을 갖추었을 뿐만 아니라 모바일 환경에 꼭 필요한 기능만을 담아 초소형, 저전력, 저가화를 구현한 것이 특징이다. The semiconductor-type three-axis acceleration sensor, optimized for mobile devices such as mobile phones, MIDs, and PNDs, game machines, and small consumer devices, has not only functions for detecting direction, shaking, and tapping, but also contains functions necessary for the mobile environment. It is characterized by low cost.

3축 가속 센서는 X, Y, Z축의 각각의 가속도와 각 방향으로 기울어짐을 측정할 수 있고, 3축 자이로 센서는 센서가 몇 도 돌아갔는지를 측정하는 것으로 0도 방향을 설정해 주면 그 방향으로부터 몇 도나 돌아갔는지 현재의 방향을 알아낼 수 있다. The 3-axis acceleration sensor can measure the acceleration of each of the X, Y, and Z axes and the inclination in each direction.The 3-axis gyro sensor measures how many degrees the sensor has been turned. You can find out whether you are back or not.

기능제어부(30)는 상기 움직임 감지부(20)에서 인가받은 데이터(i1)에서 상기 이동수단의 위험상태를 판단하고, 출력전압(Vout)을 인가받아 발생되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호(S1)의 듀티 사이클(duty cycle)을 결정한다.The function controller 30 determines a dangerous state of the moving means from the data i1 received from the motion detector 20, and outputs a pulse width modulation (PWM) signal S1 generated by receiving an output voltage Vout. Determine the duty cycle of).

기능제어부(30)는 본 발명의 안전주행용 자전거 경고음 발생장치(10)의 핵심구성 중의 하나로서 움직임 감지부(20)로 부터 인가받은 각종 데이터를 취합하고 분석하여 각종 연산을 수행하여 이동수단의 위험상태 여부를 판단하고, 그에 따라 경고음 출력부(40)를 제어한다.The function control unit 30 is one of the core components of the bicycle warning sound generating device 10 for safety driving according to the present invention. Determine whether a dangerous state, and controls the warning sound output unit 40 accordingly.

기능제어부(30)는 본 발명의 기능을 구현하기 위한 중앙처리장치(미도시)를 포함할 수 있다.The function control unit 30 may include a central processing unit (not shown) for implementing the functions of the present invention.

기능제어부(30)는 움직임 감지부(20)를 통해 수집된 데이터들을 분석하여 중앙처리장치에 미리 설정된 이동수단 위험 여부 판별 프로그램에 따라 이동수단의 위험상태를 판단할 수 있다. The function controller 30 may analyze the data collected by the motion detector 20 to determine a dangerous state of the vehicle according to a vehicle hazard determination program preset in the CPU.

예를 들어, 자전거의 위험상태 판단방법은 다음과 같다. 이하에서는 계산의 편의를 위하여 매 초(1초당) 단위로 연산을 수행한다.For example, the method of determining the dangerous state of a bicycle is as follows. Hereinafter, the calculation is performed every second (per second) for convenience of calculation.

일반적으로 자전거 평균 속도는 오르막길과 내리막길에서는 더 느려지거나 더 빨리질 수 있고, 개인차가 심하기는 하지만 평지에서 시속 15~25km 정도로 알려져 있다. 이를 초 단위로 환산하면 4.17 ~ 6.94 m/s 정도이다.In general, the average speed of a bicycle can be slower or faster on uphill and downhill roads, and it is known to be about 15 to 25 km / h on the plain, although the individual differences are severe. In terms of seconds, it is about 4.17 to 6.94 m / s.

우선 일반적으로 자전거가 전방의 어떤 장애물이나 위험요인을 만나 급정거할 때에는 속력이 갑자기 0이 되어, 움직임 감지부(20)는 음수의 큰 값의 가속도를 감지하게 된다. 따라서 일반적으로 자전거가 급정거하는 경우 가속도의 값은 -4.17 ~ -6.94m/s2 사이라고 볼 수 있다. 이러한 한도에서 자전거의 가속도가 -4.17m/s2 이하인 경우에는 위험상태로 판단할 수 있다. First, in general, when the bicycle meets an obstacle or danger factor in front of the vehicle and suddenly stops, the speed suddenly becomes zero, and the motion detector 20 detects a large negative value of acceleration. Therefore, in general, when the bicycle is suddenly stopped, the value of acceleration is -4.17 to -6.94 m / s 2 It can be seen as. At this limit, if the bicycle's acceleration is less than -4.17m / s 2 , it may be considered a dangerous condition.

또한, 자전거가 갑작스러운 요철을 통과하는 등으로 정지하지는 않지만 속력을 갑자기 줄여야 할 때에는 보통 시속 5km 이하가 된다. 따라서 평소보다 10~15km가 감속되므로 -2.7 ~ -4.17m/s2의 가속도 변화가 발생한다. 따라서 -2.7m/s2 이하의 가속도 변화가 생길 때에도 역시 위험상태로 판단할 수 있다.In addition, the bicycle does not stop due to sudden bumps and bumps, but when the speed is suddenly reduced, it is usually 5 km or less per hour. Therefore, the acceleration decreases by 10-15km than usual, resulting in an acceleration change of -2.7 ~ -4.17m / s 2 . So -2.7m / s 2 Even when the following acceleration changes occur, it can be regarded as a dangerous state.

상기와 같은 예에서 볼 때 가속도가 적어도 -2.7m/s2 이하인 경우에는 위험상태로 판별할 수 있다.In this example, the acceleration is at least -2.7 m / s 2 In the following cases, it can be determined as a dangerous state.

또한, 상기와 같은 속력의 변화가 있는 것은 아니지만, 급격한 방향의 변화(예: 길이 많이 휘어지면서 좁은 경우 등)가 있는 경우에는 위험상태로 판단할 수 있다. 예를 들어 주행방향을 기준으로 40도 이상 휘어진 경우이다. In addition, although there is no change in speed as described above, it may be determined as a dangerous state when there is a sudden change in direction (for example, when the length is bent and narrow). For example, it is bent more than 40 degrees based on the driving direction.

다만, 상기와 같은 급격한 방향의 변화는 현재 사용되는 가속센서가 3축 가속 센서이므로 각 축 방향(X,Y,Z)으로의 가속도 값을 일정시간 단위로 측정가능하다. 따라서 휘어지는 길은 등속원운동으로 축방향으로 가속도와 비례하는 원심력이 발생하며 이것은 진행방향이 X축이라 할 때 Y축의 가속도 값으로 상기 직선 주행방향에서의 가속도 변화값과 동일하게 위험상태를 판정할 수 있게 된다. However, in the abrupt change of direction as described above, since the currently used acceleration sensor is a three-axis acceleration sensor, the acceleration value in each axis direction (X, Y, Z) can be measured by a predetermined time unit. Therefore, the curved road generates a centrifugal force proportional to the acceleration in the axial direction by the constant velocity motion. When the traveling direction is the X axis, the dangerous state can be determined as the acceleration change value in the linear driving direction with the acceleration value of the Y axis. Will be.

또한, 기능제어부(30)는 출력전압(Vout)을 인가받아 발생되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호(S1)의 듀티 사이클(duty cycle)을 결정한다.In addition, the function controller 30 determines the duty cycle of the pulse width modulation (PWM) signal S1 generated by receiving the output voltage Vout.

PWM(Pulse Width Modulation, 펄스 폭 변조) 신호(S1)는 시분할 펄스 변조 방식의 하나로 변조 신호의 크기에 따라서 펄스의 폭을 변화시키는데, 신호파의 진폭이 클 때는 펄스의 폭이 넓어지고, 진폭이 작을 때는 펄스의 폭이 좁아진다. 단, 펄스의 위치나 진폭은 변하지 않는다. The PWM (Pulse Width Modulation) signal S1 is a time division pulse modulation method that changes the width of a pulse according to the size of the modulation signal. When the amplitude of the signal wave is large, the width of the pulse is wider and the amplitude is increased. When small, the width of the pulse is narrowed. However, the position and amplitude of the pulse do not change.

펄스 송신 파형을 사용하는 방법에서 송신 신호가 개폐되면서 한 주기를 이룰 때, 한 주기(= 전류가 흐른 시간 + 전류가 흐르지 않은 시간)에 대한 전류가 흐른 시간의 비를 듀티 사이클(duty cycle)이라 하며, 또 전류가 흐르지 않은 시간에 대한 전류가 흐른 시간의 비를 듀티비(duty ratio)라고 한다. In the method using the pulse transmission waveform, when a transmission signal is opened and closed, a ratio of the time that a current flows for one cycle (= time when the current flows + the time when the current does not flow) is called a duty cycle. Also, the ratio of the time the current flows to the time the current does not flow is referred to as a duty ratio.

따라서 상기 기능제어부(30)는 출력전압을 인가받아 PWM 신호(S1)의 듀티 사이클(duty cycle)을 결정하는 역할을 하게 된다. Therefore, the function control unit 30 is applied to the output voltage to determine the duty cycle (duty cycle) of the PWM signal (S1).

기능제어부(30)는 후술하는 정류장치(413)의 출력전압(Vout)을 A/D 컨버터 포트로 입력받을 수 있다.The function controller 30 may receive an output voltage Vout of the stop value 413 described later, through the A / D converter port.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 기능제어부(30)는, 상기 움직임 감지부(20)에서 인가받은 데이터(i1)에서 상기 이동수단의 위험상태를 판단하고, 상기 출력전압(Vout)을 구비되는 A/D 컨버터를 통해 인가받고, 상기 이동수단의 위험상태에서 발생된 상기 PWM 신호(S1)의 듀티 사이클(duty cycle)을 결정하고, 상기 듀티 사이클(duty cycle)이 결정된 상기 PWM 신호(S1)를 상기 경고음 출력부(40)로 인가할 수 있다. Therefore, the function control unit 30 according to an embodiment of the present invention, determines the dangerous state of the moving means from the data (i1) received from the motion detection unit 20, and determines the output voltage (Vout) The PWM signal is applied through an A / D converter provided to determine a duty cycle of the PWM signal S1 generated in a dangerous state of the vehicle, and the duty cycle is determined. S1) may be applied to the warning sound output unit 40.

특히 상기 듀티 사이클(duty cycle)이 결정된 상기 PWM 신호(S1)는 후술하는 경고음 출력부(40)의 스위칭(switching)장치(411)로 출력될 수 있다. In particular, the PWM signal S1 having the duty cycle determined may be output to the switching device 411 of the alarm sound output unit 40 to be described later.

경고음 출력부(40)는 상기 PWM 신호(S1)에 따라 입력전압(Vin)을 부스트(boost)한 후 정류(retification)하고, 경고음의 외부 출력을 위한 전원인 상기 출력전압(Vout)을 상기 PWM(Pulse Width Modulation) 신호(S1)에 따라 발생시킨다.The alarm sound output unit 40 rectifies and boosts the input voltage Vin according to the PWM signal S1, and outputs the output voltage Vout, which is a power source for external output of the alarm sound, to the PWM. (Pulse Width Modulation) Generates according to the signal S1.

경고음 출력부(40)는 PWM(S1)에 따른 기능제어부(30)의 제어를 받아, 경고음을 출력하는 구성요소이다.The warning sound output unit 40 is a component that outputs a warning sound under the control of the function controller 30 according to the PWM (S1).

경고음 출력부(40)는 기능제어부(30)에서 송출되는 PWM 신호(S1)에 따라 출력전압(Vout)을 발생시키는 역할을 수행한다. 출력하는 수단으로는 스피커나 부저가 사용될 수 있으며, 또한 더 큰 경고음을 내기 위해 증폭기가 사용될 수도 있다.The warning sound output unit 40 serves to generate an output voltage Vout according to the PWM signal S1 transmitted from the function control unit 30. The output means may be a speaker or a buzzer, or an amplifier may be used to generate a louder beep.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 안전주행용 자전거 경고음 발생장치(10)는 움직임 감지부(10)에서 인가받은 데이터들(i1)을 기능제어부(20)에서 취합 및 분석하여 자전거 등 이동수단의 위험상태를 판별하여 외부의 입력 없이 본 발명의 안전주행용 자전거 경고음 발생장치 단독으로(독립적으로) 경고음 출력부(40)를 통해 위험상태를 경고할 수 있는 것이다. Accordingly, the bicycle warning sound generating device 10 for safety driving according to an embodiment of the present invention collects and analyzes data i1 received from the motion detection unit 10 in the function control unit 20 to analyze the movement means of the bicycle and the like. The dangerous state can be determined through the warning sound output unit 40 alone (independently) of the safety driving bicycle warning sound generating device of the present invention without determining the dangerous state.

상기와 같은 구성을 통해 단순화, 저비용, 저소비전력, 소형화를 가능하게 하는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치를 구현할 수 있다.Through the above configuration, it is possible to implement a safety driving bicycle warning sound generating device that enables simplification, low cost, low power consumption, and miniaturization.

또한, 자전거가 급정거시 자동으로 보행자에게 급정거 경고기능을 하여 자전거와 보행자 간의 사고도 예방할 수 있으며, 자전거의 주차나 정차 중 자전거의 예기치 못한 움직임(자전거가 누워있는 것을 세우는 동작, 급출발 등)을 감지하여 경고음을 발생시켜 도난을 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the bicycle stops suddenly, it automatically alerts the pedestrians to prevent accidents between the bicycles and pedestrians, and also detects unexpected movements of the bicycle (such as standing on the bicycle, sudden start, etc.) while the bicycle is parked or stopped. By generating a warning sound to prevent theft is effective.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경고음 출력부의 상세 블록도이다. 2 is a detailed block diagram of an alarm sound output unit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 경고음 출력부(40)는, 상기 PWM 신호(S1)의 제어에 따라 상기 입력전압(Vin)을 스위칭(switching)하면서 부스트한 후 정류하여 상기 출력전압을 발생시키는 전원전압부스트부(41); 및 상기 출력전압을 전원으로 공급받아, 상기 경고음을 외부로 출력시키는 경고음 출력장치(43)를 위한 전원전압(Vdd)으로 제공하는 드라이버장치(42);를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the warning sound output unit 40 according to an embodiment of the present invention may be rectified after boosting while switching the input voltage Vin under the control of the PWM signal S1. A power supply voltage boost section 41 for generating an output voltage; And a driver device 42 that receives the output voltage as a power source and provides the power voltage Vdd for the warning sound output device 43 for outputting the warning sound to the outside.

상기에서 경고음 출력장치(43)는 스피커 또는 부저가 이용될 수 있다. In the above-described warning sound output device 43, a speaker or a buzzer may be used.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원전압부스트부의 상세 블록도이다. 3 is a detailed block diagram of a power supply voltage boost unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 전원전압부스트부(41)는, 상기 PWM 신호(S1)를 인가받아 스위칭되면서, 상기 입력전압(Vin)을 부스트하는 스위칭(switching)장치(411); 상기 스위칭장치(411)의 제어를 통해 인가되는 상기 입력전압(Vin)이 ON/OFF 되어 부스트된 전압을 발생시키는 코일(412); 및 상기 부스트된 전압을 정류하여 상기 출력전압(Vout)을 발생시켜 상기 드라이버장치(42)에 공급하는 정류장치(413);를 포함하는 DC/DC 컨버터 모듈로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the power supply voltage boosting unit 41 according to an embodiment of the present invention is a switching device that boosts the input voltage Vin while being switched by receiving the PWM signal S1. 411; A coil 412 for generating a boosted voltage by turning on / off the input voltage Vin applied through the control of the switching device 411; And a stop value 413 for rectifying the boosted voltage to generate the output voltage Vout and to supply the output voltage Vout to the driver device 42.

정류장치(413)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 드라이버장치(42) 뿐만 아니라 기능제어부(30)에도 출력전압(Vout)을 공급한다. 따라서 기능제어부(30)는 출력전압(Vout)을 인가받아 발생되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호(S1)의 듀티 사이클(duty cycle)을 결정할 수 있게 된다. As shown in FIG. 3, the stop value 413 supplies the output voltage Vout not only to the driver device 42 but also to the function control unit 30. Therefore, the function controller 30 may determine the duty cycle of the pulse width modulation (PWM) signal S1 generated by receiving the output voltage Vout.

전압부스트부를 일반적인 시중의 DC/DC 컨버터를 사용하여 구성할 경우 상대적으로 고가의 재료비가 필요하나, 본 발명의 일실시예에 의한 전원전압부스트부(41)에 의해 구성하면 저렴한 비용의 재료비를 통해 구현할 수 있어 경제적이다. When the voltage booster is configured using a general commercial DC / DC converter, a relatively expensive material cost is required, but when the voltage booster is configured by the power supply voltage booster 41 according to an embodiment of the present invention, It is economical to implement.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전주행용 자전거 경고음 발생장치의 기능제어부에서의 로직을 도시한 것이다. Figure 4 shows the logic in the function control unit of the bicycle warning sound generating device for safety driving according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 기능제어부(30)는, 상기 출력전압이 미리 정해진 목표전압 보다 크면 상기 듀티 사이클(duty cycle)을 좁히고, 상기 출력전압이 상기 목표전압 보다 작으면 상기 듀티 사이클(duty cycle)을 넓힐 수 있다. Referring to FIG. 4, when the output voltage is greater than a predetermined target voltage, the function controller 30 narrows the duty cycle, and the output voltage is smaller than the target voltage. If smaller, the duty cycle can be widened.

따라서, 듀티 사이클(duty cycle)을 좁히면 출력전압(Vout)은 낮아지게 되고, 듀티 사이클(duty cycle)을 넓히면 출력전압(Vout)은 높아지게 된다.Therefore, if the duty cycle is narrowed, the output voltage Vout is lowered. If the duty cycle is widened, the output voltage Vout is increased.

즉, 정류장치(413)의 출력전압(Vout)은 A/D 컨버터를 통해 기능제어부(30)에 인가되고, 기능제어부(30)에서는 PWM 신호(S1)의 듀티 사이클(duty cycle)을 재설정한 후, 경고음 출력부(40)의 스위칭(switching)장치(411)로 PWM 신호(S1)를 출력할 수 있다. That is, the output voltage Vout of the stop value 413 is applied to the function controller 30 through the A / D converter, and the function controller 30 resets the duty cycle of the PWM signal S1. Thereafter, the PWM signal S1 may be output to the switching device 411 of the warning sound output unit 40.

상기 미리 정해진 목표전압은 경고음 출력장치(43)의 동작전압으로서 예를 들면 10~14V 또는 20~28V로 형성될 수 있다. 경고음 출력장치(43)에 사용되는 대부분의 피에조 부저(piezo buzzer)는 12V 혹은 24V 이상이 사용된다. 보통 자전거 후미등은 1.5V 배터리 2개를 사용하므로 3V 또는 방전시 2V 정도이다. 따라서 이 전압을 10~14V 혹은 20~28V로 부스트시켜야 본 발명의 일실시예 따른 경고음이 출력될 수 있다. The predetermined target voltage may be, for example, 10 to 14V or 20 to 28V as an operating voltage of the warning sound output device 43. Most piezo buzzers used in the beep output device 43 use 12V or more than 24V. Bicycle taillights usually use two 1.5V batteries, so they are about 3V or 2V when discharged. Therefore, this voltage must be boosted to 10 to 14V or 20 to 28V so that a warning sound according to an embodiment of the present invention can be output.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 당해 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 첨부된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents.

10 : 자전거 경고음 발생장치 20 : 움직임 감지부
30 : 기능제어부 40 : 경고음 출력부
41 : 전원전압부스트부 42 : 드라이버장치
43 : 경고음 출력장치 50 : 조작부
411 : 스위칭(switching)장치 412 : 코일
413 : 정류장치10: bicycle warning sound generator 20: motion detection unit
30: function control unit 40: warning sound output unit
41: power supply voltage booster 42: driver device
43: warning sound output device 50: control panel
411: switching device 412: coil
413: stop

Claims (5)

자전거와 같은 소음이 거의 발생 되지 않는 이동수단에 사용되는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치에 있어서,
상기 이동수단의 가속도를 감지하는 움직임 감지부(20);
상기 움직임 감지부(20)에서 인가받은 데이터(i1)에서 상기 이동수단의 위험상태를 판단하고, 출력전압(Vout)을 인가받아 발생되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티 사이클(duty cycle)을 결정하는 기능제어부(30); 및
상기 PWM 신호에 따라 입력전압(Vin)을 부스트한 후 정류하고, 경고음의 외부 출력을 위한 전원인 상기 출력전압을 상기 PWM 신호에 따라 발생시키는 경고음 출력부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치.In the safety driving bicycle warning sound generating device used for a means of transportation, such as a bicycle with little noise,
A movement detecting unit 20 for sensing an acceleration of the moving unit;
Determining a dangerous state of the moving means from the data (i1) received from the motion detection unit 20, and determines the duty cycle of the PWM (Pulse Width Modulation) signal generated by applying the output voltage (Vout) A function control unit 30 for determining; And
A warning sound output unit 40 for boosting and rectifying the input voltage Vin according to the PWM signal, and generating the output voltage, which is a power source for external output of the warning sound, according to the PWM signal; Bicycle warning sound generator for safety driving. 제1항에 있어서,
상기 기능제어부(30)는,
상기 움직임 감지부(20)에서 인가받은 데이터(i1)에서 상기 이동수단의 위험상태를 판단하고,
상기 출력전압을 구비되는 A/D 컨버터를 통해 인가받고,
상기 이동수단의 위험상태에서 발생된 상기 PWM 신호의 듀티 사이클(duty cycle)을 결정하고,
상기 듀티 사이클이 결정된 상기 PWM 신호를 상기 경고음 출력부(40)로 인가하는 것을 특징으로 하는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치.The method of claim 1,
The function control unit 30,
Determining a dangerous state of the moving means from the data (i1) received from the motion detection unit 20,
Is applied through the A / D converter provided with the output voltage,
Determine a duty cycle of the PWM signal generated in a dangerous state of the vehicle,
Safety warning device for bicycle warning sound, characterized in that for applying the PWM signal determined the duty cycle to the warning sound output unit (40). 제2항에 있어서,
상기 기능제어부(30)는,
상기 출력전압이 미리 정해진 목표전압 보다 크면 상기 듀티 사이클(duty cycle)을 좁히고,
상기 출력전압이 상기 목표전압 보다 작으면 상기 듀티 사이클(duty cycle)을 넓히는 것을 특징으로 하는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치.The method of claim 2,
The function control unit 30,
If the output voltage is greater than a predetermined target voltage, the duty cycle is narrowed,
If the output voltage is less than the target voltage, the bicycle warning sound generator for safety driving, characterized in that for extending the duty cycle (duty cycle). 제1항에 있어서,
상기 경고음 출력부(40)는,
상기 PWM 신호의 제어에 따라 상기 입력전압을 스위칭(switching)하면서 부스트한 후 정류하여 상기 출력전압을 발생시키는 전원전압부스트부(41); 및
상기 출력전압을 전원으로 공급받아, 상기 경고음을 외부로 출력시키는 경고음 출력장치(43)를 위한 전원전압(Vdd)으로 제공하는 드라이버장치(42);를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치.The method of claim 1,
The warning sound output unit 40,
A power supply voltage booster (41) for boosting and switching the input voltage under the control of the PWM signal to rectify and generate the output voltage; And
Safety device for bicycle warning sound comprising a; driving device 42 for supplying the output voltage as a power supply, the power supply voltage (Vdd) for the warning sound output device 43 for outputting the warning sound to the outside; Generator. 제4항에 있어서,
상기 전원전압부스트부(41)는,
상기 PWM 신호를 인가받아 스위칭되면서, 상기 입력전압을 부스트하는 스위칭(switching)장치(411);
상기 스위칭장치(411)의 제어를 통해 인가되는 상기 입력전압이 ON/OFF 되어 부스트된 전압을 발생시키는 코일(412); 및
상기 부스트된 전압을 정류하여 상기 출력전압을 발생시켜 상기 드라이버장치(42)에 공급하는 정류장치(413);를 포함하는 DC/DC 컨버터 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 안전주행용 자전거 경고음 발생장치.5. The method of claim 4,
The power voltage boost unit 41,
A switching device 411 for boosting the input voltage while being switched by receiving the PWM signal;
A coil 412 for generating a boosted voltage by turning on / off the input voltage applied through the control of the switching device 411; And
Rectifying the boosted voltage to generate the output voltage for driving the safety warning device for bicycles comprising a DC / DC converter module comprising a; .
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