차가운 청년들
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 압전 센서를 활용한 다인 탑승 방지 알고리즘이 적용된 전동 킥보드
영문 : Electric Scooter with an Algorithm for Preventing Multiple Passengers Using a Piezoelectric Sensor
과제 팀명
차가운 청년들
지도교수
홍완식 교수님
개발기간
2024년 3월 ~ 2024년 6월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 신소재공학부·과 2019450020 송의찬(팀장)
서울시립대학교 신소재공학부·과 2019450021 심규혁
서울시립대학교 신소재공학부·과 2019450023 유동경
서울시립대학교 신소재공학부·과 2019450030 이재창
서울시립대학교 신소재공학부·과 2021450042 이민종
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
◇ 본 개발 과제는 압전 센서 및 다인 탑승 판단 알고리즘이 적용된 전동 킥보드이다.
◇ AND, OR 논리회로 알고리즘을 활용하여 다인 탑승 여부를 판단한다.
◇ 상황별 시/청각적 피드백을 제공하며, 일정 시간 동안 미조치 시 가속 기능을 차단한다.
◇ 가속 기능 차단 후, 적절한 자세가 일정 시간 유지될 시 가속 기능을 재활성화한다.
◇ 다인 탑승을 방지하여 사용자의 안전성을 향상시키며, 더 나은 이동 환경을 조성한다.
개발 과제의 배경
◇ 현재 도로교통법에서 전동 킥보드의 다인 탑승을 금지하고 있으나, 승차정원 위반 사례는 꾸준히 적발되고 있다.
◇ 기존의 전동 킥보드는 다인 탑승 감지 기능이 부재하며, 이에 단속을 위한 별도의 인력이 필요하다.
◇ 공유형 전동 킥보드의 보편화로 인해 이용자는 매년 증가하는 추세이며, 이에 안전사고 건수 또한 증가하는 추세이다.
개발 과제의 목표 및 내용
◇ 본 프로젝트는 압전 센서 및 다인 탑승 방지 알고리즘이 적용된 전동 킥보드를 개발하여, 다인 탑승으로 인한 안전사고를 방지하고자 한다.
◇ 작동 중 불안정한 자세 혹은 다인 탑승으로 판단할 시에 시/청각적 피드백을 제공하며, 이때 일정 시간 동안 미조치 시 가속 기능을 차단하여 서서히 정지하고자 한다.
◇ 가속 기능 차단 후, 일정 시간 안정한 자세로 탑승 시 가속 기능을 재활성화한다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
내용
- 특허조사 및 특허 전략 분석
내용
- 기술 로드맵
내용
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
내용
- 마케팅 전략 제시
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
◇ AND, OR 논리 회로 알고리즘을 적용하여 다인 탑승을 판단, 방지할 수 있다.
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
◇ 공유 전동 킥보드 사고가 증가함에 따라 부정적인 인식이 확산되고 있지만, 이 기술의 적용으로 안전과 신뢰를 강화함으로써 공유 모빌리티 시장에 긍정적인 영향을 미칠 것이다.
◇ 현재 전동 킥보드 이용률이 증가함에 따라 전동 킥보드 사고 또한 증가하고 있다. 특히 다인 탑승으로 인한 사고율 및 위험성이 높다. 본 과제를 통해 이러한 사고를 예방할 수 있는 기술적 해결책을 제시할 수 있다.
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
내용
구성원 및 추진체계
◇ 송의찬 : 과제 진행률 관리, 예산 관리, 명세서 작성
◇ 심규혁 : AND, OR 알고리즘 구현
◇ 유동경 : 압전센서를 통한 물체 인식 기능 구현
◇ 이재창 : 가속기능 차단 기능 구현
◇ 이민종 : 하드웨어 연결 및 최종 테스트
설계
설계사양
제품의 요구사항
1. 전동 킥보드에 접촉한 물체를 정확히 인식한다. -압전 센서를 이용
2. 인식된 데이터를 바탕으로 1인/다인 탑승을 판단한다. -AND, OR 논리회로 알고리즘 활용
3. 다인 탑승 및 불안정한 자세로 판단되는 경우 시청각적 피드백을 제공한다. -디스플레이 패널 및 MP3 모듈 이용
4. 피드백에 대한 조치가 이루어지지 않을 시 가속 기능을 차단하여 서서히 정지한다. -안전사고 방지를 위해 브레이크가 아닌 가속 기능 차단
5. 적절한 자세가 일정 시간 유지될 시, 가속 기능의 재활성화를 구현한다.
6. 적은 센서 수로 경제적인 배치를 갖는다. -효율적인 센서 배치
설계 사양
◇ 탑승 권장 구역 : 안정적인 자세 유도 및 다인 탑승 가능 위치 축소
◇ 센서별 역할 부여 - A (핵심 센서) : 허용 범위 내 접촉을 인식 - B (판단 센서) : 다인 탑승을 판단 - C (금지 센서) : 불안정한 자세 예방
개념설계안
◇ 압전 센서와 디스플레이 패널이 연결된 아두이노를 연동하여 다인 탑승 판단 및 방지가 가능한 전동 킥보드 발판을 구현한다.
◇ 경우의 수를 고려하여 효율적인 센서 배치를 통해 다인 탑승 여부를 판단하고, 이를 방지하는 조치를 시행한다.
◇ AND, OR 논리 회로 알고리즘을 통해 다인 탑승을 판단한다.
◇ 다양한 조합의 센서 접촉 시, 상황별로 구분된 시/청각적 피드백을 제공한다.
이론적 계산 및 시뮬레이션
상세설계 내용
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
포스터
내용
관련사업비 내역서
내용
완료작품의 평가
내용
향후계획
내용
특허 출원 내용
내용
