[국내논문]센서 데이터 및 시간 정보를 융합한 횡단보도 내 보행자 안전 보행 보조 시스템 연구 Pedestrian crosswalk fused sensor data and time information in the Safety Assistive systems research원문보기
본 연구에서는 다종의 센서 데이터 및 시간 정보를 융합 활용하여 횡단보도 내에서 보행자의 안전 보행을 보조하는 시스템에 대한 설계와 시스템 성능 검증을 통한 안전 보행 보조를 지원하고자 한다. 따라서 설계한 보행자 안전 보조 시스템의 기본 동작 시나리오에 대한 연구 수행 및 시스템 동작을 위한 퍼지 제어를 수행하였고 더불어 환경 인식 및 시간 정보를 적극 활용하기 위하여 각 센서 데이터 처리를 위하여 미디언 필터링을 포함한 필터 처리를 적극 활용하였고, 이를 바탕으로 시간 정보를 첨부하여 최종적인 시스템 동작 알고리즘을 완성하였다. 추가적으로 활용하고 있는 센서들의 측정값은 기본적으로 불확실성을 내포하고 있기에 센서 결과 데이터를 융합하여 최소한의 신뢰성을 부여하고자 하였으며, 이를 간단한 실험 장비를 이용하여 검증하였다.
본 연구에서는 다종의 센서 데이터 및 시간 정보를 융합 활용하여 횡단보도 내에서 보행자의 안전 보행을 보조하는 시스템에 대한 설계와 시스템 성능 검증을 통한 안전 보행 보조를 지원하고자 한다. 따라서 설계한 보행자 안전 보조 시스템의 기본 동작 시나리오에 대한 연구 수행 및 시스템 동작을 위한 퍼지 제어를 수행하였고 더불어 환경 인식 및 시간 정보를 적극 활용하기 위하여 각 센서 데이터 처리를 위하여 미디언 필터링을 포함한 필터 처리를 적극 활용하였고, 이를 바탕으로 시간 정보를 첨부하여 최종적인 시스템 동작 알고리즘을 완성하였다. 추가적으로 활용하고 있는 센서들의 측정값은 기본적으로 불확실성을 내포하고 있기에 센서 결과 데이터를 융합하여 최소한의 신뢰성을 부여하고자 하였으며, 이를 간단한 실험 장비를 이용하여 검증하였다.
In this study, by utilizing the information fusion of multi sensor data and time within the crosswalk safety Assistive gait secondary to the safety of pedestrians on the system design and system performance verification through support to. Environmental awareness, and time information in addition to...
In this study, by utilizing the information fusion of multi sensor data and time within the crosswalk safety Assistive gait secondary to the safety of pedestrians on the system design and system performance verification through support to. Environmental awareness, and time information in addition to leveraging the default behavior for pedestrian safety design of the secondary system performed a study on the scenario and the behavior of a system for fuzzy control was performed for each sensor data processing, median filtering, including filters processing leveraging, and was attached by the time we complete the final algorithm, the system behavior. In addition, taking advantage of the sensor measurements, so basically uncertainties and sensor results, and you want to give at least the reliability of the data fusion experiment equipment using this simple verification.
In this study, by utilizing the information fusion of multi sensor data and time within the crosswalk safety Assistive gait secondary to the safety of pedestrians on the system design and system performance verification through support to. Environmental awareness, and time information in addition to leveraging the default behavior for pedestrian safety design of the secondary system performed a study on the scenario and the behavior of a system for fuzzy control was performed for each sensor data processing, median filtering, including filters processing leveraging, and was attached by the time we complete the final algorithm, the system behavior. In addition, taking advantage of the sensor measurements, so basically uncertainties and sensor results, and you want to give at least the reliability of the data fusion experiment equipment using this simple verification.
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문제 정의
더불어 우리나라의 경우 급속한 고령화가 진행되고 있으며, 자동차 수요의 증가로 인해 횡단보도 및 학교 부근, 아파트 등의 주거 지역 등에서 보행자의 안전 문제가 중요하게 대두되고 있으며, 야간이나 악천후 시 운전자의 시각에서 횡단보도 내 보행자가 인식되지 않을 때가 발생하여 교통사고의 위험이 높아지고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 횡단보도 내 교통사고를 줄이고자 활용될 수 있는 횡단보도 내 보행자 안전 보조 시스템의 구성 및 기본 동작 시나리오 연구 그리고 시스템의 동작을 최적화 할 수 있는 퍼지 제어 알고리즘 활용하여 연구를 수행하고자 한다[2,3,4,5,6].
더불어 안전 보행 보조 시스템의 최적 동작을 위해서는 주변 환경 인지 센서 특히, 주변 날씨 정보를 확인하기 위해 조도 센서와 온·습도 센서를 함께 활용하고 있으며, 보행자 인식하기 위한 모션 센서를 이용하고 있으며 각 센서 데이터의 신뢰성 향상을 위해 데이터들에 대한 미디언 필터링 처리를 활용하고 있으며 이를 바탕으로 각 센서들의 데이터를 융합하고 이와 함께 시간 정보를 적극 활용하고자 있다.
그리고 모션 센서의 경우에도 일정시간의 데이터 값을 받아 관련 데이터를 Low-Pass 필터를 통한 1차 필터링 처리를 하고 이 후에 그 결과 데이터를 미디언 필터링을 수행하게 되며 관련 동작 결과를 출력하게 된다. 이때 데이터를 일정 시간 이상으로 받아 처리하는 이유는 보행자의 경우 횡단보도를 건너는 것이 아닌 그냥 경유하여 움직이는 사람도 있기에 데이터의 평균값을 활용하여 보행자 인지 결과에 대한 성능 결과를 높이도록 하는 것이다.
제안 방법
그리고 외부 환경 정보 보다 정확하게 파악하기 위하여 각 센서 데이터를 활용하고 데이터에 가중치를 부여하였고, 이 결과와 시간 정보를 첨부하여 최종적인 시스템 동작 제어를 하고자 한다[2,7,8]. 또한, 활용하고 있는 센서들의 측정값은 기본적으로 불확실성을 내포하고 있고 이를 융합하는 과정에서도 어느 정도의 오차를 가지고 있다고 할 수 있기에 습득한 센서 데이터들을 융합하여 결과 정보를 활용하고자 할 때 최소한의 신뢰성을 부여하고자 각 센서 데이터 및 융합 데이터에 필터 기반의 정보 융합 기법을 활용하였고, 이를 간단한 실험 장비를 이용하여 검증하였다.
그리고 외부 환경 정보 보다 정확하게 파악하기 위하여 각 센서 데이터를 활용하고 데이터에 가중치를 부여하였고, 이 결과와 시간 정보를 첨부하여 최종적인 시스템 동작 제어를 하고자 한다[2,7,8]. 또한, 활용하고 있는 센서들의 측정값은 기본적으로 불확실성을 내포하고 있고 이를 융합하는 과정에서도 어느 정도의 오차를 가지고 있다고 할 수 있기에 습득한 센서 데이터들을 융합하여 결과 정보를 활용하고자 할 때 최소한의 신뢰성을 부여하고자 각 센서 데이터 및 융합 데이터에 필터 기반의 정보 융합 기법을 활용하였고, 이를 간단한 실험 장비를 이용하여 검증하였다.
7]은 제안한 횡단보도 내 보행자 안전 보행 보조 시스템 Test를 위해 실제 구현된 장비이다. 구체적으로 설명을 하면 시간 인식 및 환경 정보 인지 그리고 보행자 확인을 위한 센서 시스템과 LED 상향 조사 시스템을 제어하기 위한 출력 신호 발생 등을 통합 제어 할 수 있는 보행자 안전 보행 보조 시스템과 시스템 시험을 위한 Test 입력 장비 그리고 기존 교통 신호 제어기와 LED 상향 조사 샘플 등으로 구성되었다.
[Fig. 8]에서와 같이 보행자 안전 보행 보조 시스템에 대한 통합 소프트웨어는 센서별 데이터 처리에 대한 블록과 시간 정보 인지 블록, 기존 교통 신호 정보 획득 블록 그리고 각 데이터들에 대한 통합 처리 블록과 LED 상향 시스템 제어 블록 및 시스템의 퍼지 제어 블록 등으로 소프트웨어 모듈로 나누어 프로그램을 수행하였다.
이론/모형
횡단보도 내 보행자 안전 보행 보조 시스템은 기존 교통 신호와 각 센서 데이터 그리고 시간 정보를 입력을 받고 출력으로는 LED 상향 조사 시스템의 동작 신호를 활용하고 있으며 다음 내용은 보행자 안전 보행 보조 시스템의 기본 동작 모드에 대한 사항을 간략하게 정리한 것이다. 보다 자세한 상태 분석 및 퍼지 제어 알고리즘을 활용하기 위하여 [Fig. 4], [Fig. 5]의 정보를 활용하였다.
성능/효과
더불어 이렇게 추출된 교통 정보와 시간 데이터 및 각 센서 정보를 활용하여 보행자 안전 보행 보조 시스템을 제어하게 되고 또한 결과적으로 보행자의 횡단보도 안전 보행 및 운전자의 횡단보도 인식을 위해 활용되는 횡단 보도 알림 LED 상향 조사 시스템을 제어하게 되는 것이다.
본 논문에서 제안한 보행자 안전 보행 보조 시스템은 보행자가 횡단보도를 건너감에 있어 보다 안전하게 보행할 수 있고 더불어 운전자가 운전 중에 횡단보도를 보다 확실하게 인식하게 하여 안전운행을 도와줄 수 있는 시스템을 제안한 것으로서, 기본적인 장비를 가지고 실시한 실험 결과를 바탕으로 연구 결과를 검증하여 가능성을 보였다.
후속연구
그러나 향후 지속적인 연구를 통하여 보다 효율적인 각 센서 데이터의 고급 필터 처리 방안과 확률 기반의 센서 데이터 융합 그리고 LED 시스템의 조명 밝기 제어 등의 기능을 추가로 개발하고 시스템의 현장성을 보완할 경우 향후 교통 시스템 시장의 블루오션인 횡단보도 내 안전 보조 시스템 시장에서 시장성이 있을 것으로 사료 된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본 논문에서 제안한 횡단보도 내 보행자 안전 보행 보조 시스템은 무엇으로 구성되어 있는가?
7]은 제안한 횡단보도 내 보행자 안전 보행 보조 시스템 Test를 위해 실제 구현된 장비이다. 구체적으로 설명을 하면 시간 인식 및 환경 정보 인지 그리고 보행자 확인을 위한 센서 시스템과 LED 상향 조사 시스템을 제어하기 위한 출력 신호 발생 등을 통합 제어 할 수 있는 보행자 안전 보행 보조 시스템과 시스템 시험을 위한 Test 입력 장비 그리고 기존 교통 신호 제어기와 LED 상향 조사 샘플 등으로 구성되었다.
LED 상향 조사 시스템은 무엇을 사용하는 시스템인가?
3]과 같이 표현할 수 있다. 특히, LED 상향 조사 시스템의 경우 지상에서 공중으로 조명을 비춰주는 지중등을 사용하는 시스템이다[10,11,12].
횡단보도 내 보행자 안전 보조 시스템을 구성하기 위해서 먼저 횡단보도에 설치된 기존 교통 신호 등의 신호를 파악해야 하는 이유는?
횡단보도 내 보행자 안전 보조 시스템을 구성하기 위해서는 먼저 횡단보도에 설치된 기존 교통 신호 등의 신호를 파악해야 한다. 왜냐하면 보행신호에는 보행자들이 횡단보도를 보행하고, 차량 신호에 차량이 진행해야 하기 때문이다. 그런데 기존에 설치된 교통신호등제어기의 종류가 많고 보행신호 및 차량신호에 대한 정보 출력이 일정하지 않기에 기존 교통 신호의 아날로그 입력을 분석하여 보행 신호 및 차량 신호 정보를 직접 추출하여 활용해야 한다.
참고문헌 (12)
Koroad Traffic Accident Analysis 2009.
Lee Joo Young, Han Yong Soo, Kim You Dan, "State Estimation for UAV using Multi-sensor Data Fusion Filter",The Korea Society for Aeronautical & Space Sciences, no 2, pp 1052-1055, 2008.11.
Hong You Sik, Kim Seung Hun, Kim Chong Soo, Park Chong Kug "Fuzzy Traffic Signal Light", Korea Institute of Intelligent System, vol 11, no 1, 2011.
Han Won Sub, Gho Gwang Yong, Heo Nak Won, Lee Chul Kee, Ha Dong Ik, Lee Byung Cheol "Development of a Traffic Signal Control for the Tri-light Traffic Signal", Intelligent Transport System, vol 9, no 5, 2010.
Choi Chung Seog, Kim Hyang Kon, "Structure and Properties Analysis of LED Lamp(Green) for Traffic Control Signal", The Korea Institute of Electrical Engineers, vol 2010, no 7, 2010.
Hong You Sik,"Optimal Traffic Signal Light", Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea , vol 40, no 41, 2003.
Lim Shin Teak, Jong-Ho Park, Baek Seung Jun, Kil-To Chong, "Studies of safety assistive improvement system for pedestrian in crosswalk utilizing multi-sensor data fusion" Conference on Information and Control Systems, 2012
Suh Dong Hyok, Ryu Chang Keun "Multi-sensor Data Fusion Using Weighting Method based on Event Frequency" The Korea Institute of Electronics Communication Sciences, vol 6, no 4, 2011
Lee Yong Jae, Ko Sun Joon, Song Jong Wha, Lee Ja Sung "Design of a Multi-Sensor Data Simulator and Development of Data Fusion Algorithm" Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, vol 34, no 5, pp 93-100, 2006, Article(CrossRefLink)
Jin Hyun Soo "A Method of Conclusion of Traffic Control Signal Proposal using Fuzzy Analytic Hierachy Process" The Korea Academia-Industrial Cooperation Society, vol 9, no 6, pp 1592-1598, 2008, Article(CrossRefLink)
Jin Hyun Soo, Chae Kyoo Soo "Pedestrian Traffic Lights Control Technique using USN" The Korea Academia-Industrial Cooperation Society Autumnal Conference, pp 649-651, 2009
Lee Byoung Kil, Jun Moon Seog "Key distribution using the Multi-Select Quorum System in Wireless Sensor Networks Environment" The Korea Academia-Industrial Cooperation Society Spring Conference 2010
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