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 20194500** 송*찬(팀장)
서울시립대학교 신소재공학부·과 20194500** 심*혁
서울시립대학교 신소재공학부·과 20194500** 유*경
서울시립대학교 신소재공학부·과 20194500** 이*창
서울시립대학교 신소재공학부·과 20214500** 이*종
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
송*찬 : 과제 진행률 관리, 예산 관리, 명세서 작성
심*혁 : AND, OR 알고리즘 구현
유*경 : 압전센서를 통한 물체 인식 기능 구현
이*창 : 가속기능 차단 기능 구현
이*종 : 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
관련사업비 내역서
완료작품의 평가
향후계획
◇ 다인 탑승 방지 기능이 실제 사용 환경에서 얼마나 신뢰성 있게 작동하는지 평가한다.
◇ 실사용자의 피드백을 수집하여, 시스템이 얼마나 유용하고 사용하기 쉬운지 평가한다.
◇ 사용자 경험을 바탕으로 개선할 점을 도출한다.
◇ 개발 비용 대비 다인 탑승 방지 기능의 경제적 가치를 평가한다.
◇ 기존의 단속 인력 및 사고로 인한 사회적 비용 절감 효과를 분석한다.
◇ 센서 배치, 알고리즘, 사용자 인터페이스 개선 등 추가적인 개발 방향을 설정한다.
특허 출원 내용
내용
