KR0155271B1 - 광감응 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

광감응 제어장치와 특히, 이를 이용한 차량용 광감응 제어장치와 그 제어동작방법을 공개한다. 그 차량용 광감응 제어장치는 차량 통행로상의 일측에 수직방향으로 배치되는 복수개의 발광소자들을 구비하여 다중 펄스광신호를 출력하는 발광수단과, 상기 발광소자들과 대응되어 동일광축선상의 상기 차량 통행로상의 다른 일측에 수직방향으로 배치되는 수광소자를 구비하여, 상기 다중 펄스광신호를 수광하는 수광수단과, 상기 수광된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환수단과, 상기 차량 통행로상의 대응되는 위치에 매설되어 차축을 감지하는 차축 감지수단과, 차량의 높이가 소정 높이보다 높은지의 여부를 검지하는 상단 차고 검지수단과, 상기 발광수단과 수광수단의 동기를 맞추고 상기 차축 감지수단의 차축 감지신호와 상기 상단 차고 검지수단의 상단 차고 검지신호 및 상기 아날로그/디지탈 변환수단으로부터 변환된 디지탈 신호를 입력받아 차량 감지하고 통행권을 발행하기 위한 발권 및 발권 위치 신호를 출력하는 제어수단을 구비하며, 또한 그 제어동작방법을 제공한다. 따라서, 변조광을 이용함으로써 자연환경의 영향을 최소화시켰고, 한 채널상에 에러가 발생된 경우에도 전체 시스템의 제어동작에 영향을 미치지 않는다.

Description

광감응 제어장치 및 그 방법

제1도는 종래의 차량식별을 위한 광감응 제어장치를 설명하기 위한 도면.

제2도는 제1도의 종래의 광감응 제어장치의 태양광의 영향을 설명하기 위한 도면.

제3도는 본 발명에 의한 광감응 제어장치의 구성을 설명하기 위한 구성 블럭도.

제4도는 제3도의 발광부(60)의 어느 하나의 보드를 설명하기 위한 도면.

제5도는 제3도의 신호변환부(90)를 설명하기 위한 도면.

제6도는 제3도의 수광부(70)의 어느 하나의 보드를 설명하기 위한 도면.

제7-8도는 제3도의 신호변환부(90)의 출력신호를 설명하기 위한 파형도.

제9도는 제3도의 본 발명에 의한 광감응 제어장치의 제어동작방법을 설명하기 위한 흐름도.

제10도는 제9도의 발, 수광 처리단계(920)를 상세히 설명하기 위한 상세 흐름도.

제11도는 제9도의 발권처리단계(950)를 상세히 설명하기 위한 상세 흐름도.

제12도는 제9도의 축처리단계(960)를 상세히 설명하기 위한 상세 흐름도.

제13a도-제13b도는 제3도의 RAM(96B)상에 저장되는 수광데이타 및 수광상태 플레그의 저장예.

본 발명은 광감응 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 펄스광신호를 이용한 광감응 제어장치와 이를 이용한 차량용 광감응 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

제1도는 종래의 차종 판별장치(특허공고 № 86-2210)를 설명하기 위한 구성 블럭도를 도시한 것이다.

종래의 차종 판별장치는 타이밍회로(6), 보정용 상수값을 갖는 상수회로(7a, 9a, 12a, 22a, 32a), 축 및 트레드길이 측정회로(41)에서 출력되는 트레드길이 측정신호(TR)를 받아서, 이 신호가 나타내는 트레드 길이의 정보로부터 보통차인가, 대형차 이상의 차종인가를 판별하는 차종구분 판별회로(7), 곱셈회로들(12, 22, 32)로부터 인가되는 출력신호들을 가산하여 출력신호(Y)는 Y=X1 α1+X2α2+X3α3β를 출력하는 가산회로(8), 판별회로(7)가 출력하는 제어신호(G1)를 받아서 동작하고, 가산회로(8)기 출력을 비교하며, 가산회로(8)로부터의 출력(Y)과 판별비교용의 상수를 출력하는 상수회로(9a)로부터 상수(β)를 비교하고, Y=β일 때 트럭식별신호를, Yβ일 때 버스식별신호를 출력하는 비교회로(9), 돌출부 검출용 광전관 장치(10), 운전대와 적재함과의 간경을 감지하는 광전관 장치(20), 차체하부의 형상을 검지하는 광전관장치(30), 차량통과로를 사이에 두고 대향하는 위치에 각각 복수의 투, 수광기를 높이 방향으로 포개어 배설하여 이루어진 것이며, 쌍이 되는 투, 수광기는 노면에 대하여 평행인 광로를 개재해서 서로 대향시키고 있으며, 그 광로의 단속을 검출함으로써 차량통과로를 지나가는 차량측면의 정보를 통해 차량의 통과중임을 검출하는 광전관 장치(50), 돌출부 검출회로(11)로부터 출력신호(X1)에 상수회로(12a)로부터 인가되는 보정용의 상수(α1)를 곱해서 출력하는 곱셈회로(12), 간격검출회로(21)로부터 출력신호(X2)에 상수회로(22a)로부터 인가되는 보엉용의 상수(α2)를 곱해서 출력하는 곱셈회로(22), 차체하부형상 검지회로(31)로부터 출력신호(X3)에 상수회로(32a)로부터 인가되는 보정용의 상수(α3)를 곱하는 회로 곱셈회로(32), 트레드와 차축의 검출을 위해 광전관 장치(50)의 대향 배설 위치에 있어서의 차량통과로상에 부설된 트레드나 타이어폭 혹은 차축 등의 검출을 동기해서 광전관 장치(10)의 검출출력을 래치하고, 차광시(버스)는 논리레벨 '0', 비차광시(트럭)에는 논리레벨 '1'의 출력신호(X1)를 출력하는 돌출부검출회로(11), 광전관 장치(20)의 출력을 바탕으로 간격검출을 행하며, 타이밍회로(6)가 출력하는 첫째축의 타이밍에서 측정을 개시하고, 둘째축의 타이밍에서 종료해서 양 타이밍 사이에서 간격검지를 행하고, 간격이 검지되었을 때는 논리레벨 '1'를 검지되지 않았을 때는 논리레벨 '0'의 출력신호(X2)를 출력하는 간격검출회로(21), 광전관장치(30)의 출력을 바탕으로 타이밍회로(6)에서 출력하는 차량의 첫째축의 검지 타이밍으로부터 둘째축의 검지 타이밍의 사이, 차체하부의 형상검지를 행하여 차체하부의 형상이 검지되었을 경우는 논리레벨 '1'을, 또 검지되지 않았을 때는 논리레벨 '0'의 출력신호(X3)를 출력하는 차체하부형상 검지회로(31), 디딤판 장치(40)의 출력을 바탕으로 트레드길이 측정신호(TR)와 축검출출력인 축신호(AX)를 발생하며, 디딤판 장치(40)의 접점축력으로 축검출을, 또 저항치(디접점형에서는 동작접점의 위치나 수)에 의해서 트레드 길이를 측정하는 축, 트레드길이측정회로(41) 및 광전관장치(50)의 수광기군의 출력을 받아서 차량이 통과중인 것을 검출해서 통과검출신호를 출력하는 통과검출회로(51)로 구성되어 있다.

상술한 종래의 차종 판별장치에 있어서, 다음과 같은 문제점들이 있다.

첫째, 일반적인 포토다이오드에 의해 발광하고 이를 포토트랜지스터에 의해 수광시 직사광 또는 차량에 의한 반사광 입사되면 광신호 미검지로 인한 오동작을 할 수 있다. 즉, 자동차의 앞바퀴가 디딤판 장치(40)를 지나고 뒤바퀴가 트래들을 지나기전 직사 및 반사광이 동시에 입광하면 수광 검지 회로에 리셋되어 수광 데이타가 없어지므로 오동작이 발생한다. 제2도에 도시한 바와 같이 자동차의 앞바퀴가 디딤판 장치(40)을 통과후 태양광(1)이 자동차에 반사된 반사광(2) 및 (3)에 의해 정상적인 차량의 감지가 어렵다. 또한, 반사광(2) 혹은 반사광(3)만이 발생한 경우에는 차량 감지에는 문제가 발생하지 않으나 견인차 통과시 차량의 연결고리는 미감지될 가능성이 있다.

둘째, 광소자가 오염시 차량 댓수 및 차종판별 에러가 발생할 수 있다. 즉, 발광 또는 수광 소자가 오염되어 차광상태가 발생되면 8축 이상이 통과되어야 차량을 1대로 판별하여 2축차량 통과시 4대가 통과되어야 1대의 차량이 통과된 것으로 하기 때문에 결과적으로 8축이 통과 할 때마다 3대의 오차 및 차종 판별의 오류가 발생한다.

셋째, 하나의 수광소자가 에러가 발생하면 전체 시스템이 마비된다. 즉, 하나의 수광소자가 오염되거나 혹은 수광 데이타가 오류를 포함하면 이에 대한 처리가 미비하여 전체 시스템이 마비된다.

따라서, 본 발명의 목적은 직사광 혹은 반사광의 영향을 최소화시키고 펄스 광신호를 통해 정확하게 물체를 감응 및 이에 따른 제어동작을 수행할 수 있는 광감응 제어장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 직사광 혹은 반사광의 영향을 최소화시키고 펄스 광신호를 통해 정확하게 차량을 감응하여 이에 따른 제어동작을 수행할 수 있는 차량용 광감응 제어장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또다른 목적은 차량용 광감응 제어장치의 광감응 제어동작방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 광감응 제어장치는 복수개의 발광소자들을 구비하며, 제1 제어신호에 응답하여 다중 펄스광신호를 출력하는 발광수단과, 상기 발광소자들과 대응되어 동일 광축선상에 위치하는 동수의 수광소자를 구비하며, 제2 제어신호에 응답하여 상기 다중 펄스광신호를 수광하는 수광수단과, 상기 수광된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환수단 및 상기 제1 및 제2 제어신호를 출력하여 상기 발광수단과 수광수단의 동기를 맞추고 상기 아날로그/디지탈 변환수단으로부터 변환된 디지탈 신호를 입력받아 물체를 감응 제어하기 위한 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 발광수단은 구동신호에 응답하여 다중 펄스광신호를 출력하는 복수개의 발광소자들과, 제1 제어신호에 응답하여 디코딩하는 적어도 하나 이상의 디코딩수단 및 상기 디코딩수단으로부터 디코딩된 신호에 응답하여 상기 발광소자들중 어느 하나를 선택하여 구동하기 위한 상기 구동신호를 출력하는 적어도 하나 이상의 구동수단을 구비하며,

상기 수광수단은 상기 다중 펄스광신호를 수광하기 위한 상기 발광소자들과 대응되어 동일 광축선상에 위치하는 동수의 수광소자들과, 상기 수광소자들로부터 수광신호를 입력받아 소정 주파수만을 통과시키기 위해 대역통과필터링하는 대역통과필터수단과, 상기 대역통과필터수단으로부터 대역통과필터링된 신호들을 입력받아 상기 다중 펄스광신호만을 검파하기 위한 검파수단과, 상기 검파된 신호들을 소정 이득률로 증폭하기 위한 증폭수단 및 제2제어신호에 응답하여 상기 증폭수단으로부터 증폭된 신호들중 어느 하나의 이에 대응되는 상기 수광소자들로부터 수광된 신호들중 어느 하나를 선택 출력하는 신호선택수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 차량용 광감응 제어장치는 차량 통행로상의 일측에 수직방향으로 배치되는 복수개의 발광소자들을 구비하며, 제3 제어신호에 응답하여 다중 펄스광신호를 출력하는 발광수단과, 상기 발광소자들과 대응되어 동일 광축선상의 상기 차량 통행로상의 다른 일측에 수직방향으로 배치되는 수광소자를 구비하며, 제4 제어신호에 응답하여 상기 다중 펄스광신호를 수광하는 수광수단과, 상기 수광된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환수단과, 상기 차량 통행로상의 대응되는 위치에 매설되어 차축을 감지하는 차축 감지수단과, 상기 차량 통행로상에 상기 발광 및 수광수단과 대응되는 상기 차량 통행로상의 양측에 설치되어 차량의 높이가 소정 높이보다 높은지의 여부를 검지하는 상단 차고 검지수단과, 상기 제3 및 제4 제어신호를 출력하여 상기 발광수단과 수광수단의 동기를 맞추고 상기 차축 감지수단의 차축 감지신호와 상기 상단 차고 검지수단의 상단 차고 검지신호 및 상기 아날로그/디지탈 변환수단으로부터 변환된 디지탈 신호를 입력받아 차량 감지하고 통행권을 발행하기 위한 발권 및 발권 위치 신호를 출력하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 차량용 광감응제어장치의 발광수단은 구동신호에 응답하여 다중 펄스광신호를 출력하는 복수개의 발광소자들과, 제3제어신호에 응답하여 디코딩하는 적어도 하나 이상의 디코딩수단 및 상기 디코딩수단으로부터 디코딩된 신호에 응답하여 상기 발광소자들중 어느 하나를 선택하여 구동하기 위한 상기 구동신호를 출력하는 적어도 하나 이상의 구동수단을 구비하며, 상기 수광수단은 상기 다중 펄스광신호를 수광하기 위한 상기 발광소자들과 대응되어 동일 광축선상에 위치하는 동수의 수광소자들과, 상기 수광소자들로부터 수광신호를 입력받아 소정 주파수만을 통과시키기 위해 대역통과필터링하는 대역통과필터수단과, 상기 대역통과필터수단으로부터 대역통과필터링된 신호들을 입력받아 상기 다중 펄스광신호만을 검파하기 위한 검파수단과, 상기 검파된 신호들을 소정 이득률로 증폭하기 위한 증폭수단 및 제4제어신호에 응답하여 상기 증폭수단으로부터 증폭된 신호들중 어느 하나와 이에 대응되는 상기 수광소자들로부터 수광된 신호들중 어느 하나를 선택출력하는 신호선택수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또다른 목적을 달성하기 위한 차량용 광감응제어장치의 광감응 제어동작방법은 차량 감지를 위한 광감은 제어방법은 차량 통행로상에 대응되어 설치되는 다중 펄스광신호를 발광하고 이를 수광하는 수직방향으로 배치되는 복수개의 발광 및 수광소자를 포함하는 발광 및 수광 수단과, 차축을 감지하는 차축 감지수단과, 상 단 차량 높이를 검지하는 상단 차고 검지수단과, 상기 차축 감지수단의 차축 감지신호와 상단 차고 검지수단의 상단 차고 검지신호 및 상기 수광수단의 수광 신호를 입력받아 차량 감지하고 통행권을 발행하기 위한 발권 및 발권 위치 신호를 출력하는 제어수단을 포함하는 차량용 광감응 제어장치의 차량 광감응 제어방법에 있어서,

상기 수광수단의 수광신호가 소정 직사레벨이하일 때만 저장하고 그렇지 않으면 소정 투광레벨로 변환하여 저장하는 단계와, 상기 저장된 수광신호를 독출하여 소정 차광레벨 및 오염레벨과 비교하여 수광 상태 플레그를 설정하는 단계와, 상기 차축 감지수단의 축 인터럽트가 발생되면 축 인터럽트 카운트를 1증가시키는 단계와, 축 인터럽트 카운트가 1일 때, 상기 상단 차고 검지신호가 발생되면 상단 발권처리하고 상기 중단위치의 수광소자의 해당 수광 상태 플레그가 차광 상태이면 중단발권 처리하고 그렇지 않으면 하단발권 처리하는 발권처리단계와, 상기 수광상태 플레그를 검색하여 차광 상태가 아니면 상기 축 인터럽트 카운트 및 수광 데이타를 리셋시키는 단계와, 하단 위치하는 상기 수광소자들에 대응되는 상기 수광 상태 플레그가 차광상태이고 상기 축 인터럽트 카운트가 최대 차축수보다 크면 해당 상기 수광 상태 플레그를 에러로 처리하고 상기 축 인터럽트 카운트 및 저장된 수광신호를 리셋하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 설명하고자 한다.

제3도는 본 발명에 의한 광감응 제어장치의 구성을 설명하기 위한 구성 블록도를 도시한 것이다.

본 발명에 의한 광감응 제어장치는 발광부(60), 수광부(70), 제어부(80), 신호변환부(90), 아날로그/디지탈 변환기(이하, A/D변환기)(92), 통신 인터페이스부(94), 저장수단(96A, 96B), 구동회로(98) 및 화면표시장치(99)로 구성되어 있다.

발광부(60)는 복수개의 보드로 구성되며, 신호변환부(90)의 제어 신호에 응답하여 펄스 광신호를 출력한다. 이때, 보드가 6개로 구성되고 각 보드의 채널이 4개인 경우를 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 제4도는 발광부(60)의 복수개의 보드 중 어느 하나(60A)를 도시한 것으로, 그 보드(60A)는 디코더(62), 다이오드 구동부(64), 발광다이오드들(66) 및 NAND게이트(68)로 구성되어 있다. 이때, 제5도는 신호변환부(90)를 좀 더 상세히 도시한 것으로, 신호변환부(90)는 제어부(80)의 제어신호에 응답하여 보드 선택신호들(BS1, BS2, ......, BS5, BS6), 채널 선택신호들(CH_S1, CH_S2), 발광부 인에이블신호(TX-EN), 수광부 인에이블신호(RX-EN) 및 동기신호(CLK)를 각각 출력한다. 따라서, 발광부(60)의 각 보드는 채널 채널 선택신호들(CH_S1, CH_S2)과 발광부 인에이블 신호(TX-EN) 및 보드선택신호(예를 들어, 제1보드인 경우 BS1) 및 동기신호(CLK)를 각각 입력받는다. 이때, 디코더(62)는 입력되는 신호들을 디코딩하며, 다이오드 구동부(64)는 디코딩된 신호들을 입력받아 발광다이오드들(66)중 어느 하나를 구동시킨다. 이때, 발광부 인에이블신호(TX-EN)에 따라 발광부(60)의 인에이블 여부가 결정되며, 보드 선택신호들(BS1, BS2, ......, BS5, BS6)에 따라 발광부(60)의 6개의 보드 중 어느 하나가 선택된다. 또한, 채널 선택신호들(CH_S1, CH_S2)에 응답하여 각 보드의 4개의 발광다이어드들(66)중 어느 하나가 선택된다. 이때, NAND게이트(68)는 발광부 인에이블신호(TX-EN), 보드선택신호(BS1) 및 클럭신호(CLK)를 입력받아 부논리곱 연산한다. 이 부논리곱 연산된 출력신호는 디코더(62)의 동작 여부를 결정한다. 즉, 상기 신호들이 소정 상태인 경우 디코더(62)의 출력신호가 인에이블된다.

수광부(70)도 상술한 발광부(60)과 대응되어 6개의 보드로 구성되고 각 보드의 채널이 4개인 경우를 제6도를 참조하여 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 제6도는 수광부(70)의 6개의 보드중 어느 하나(70A)를 도시한 것으로, 그 보드(70A)는 수신부(71), 필터부(72), 검파부(73), 증폭부(74), 아날로그 스위칭부(75) 및 NAND게이트(76)로 구성되어 있다. 이때, 수신부(71)는 각 채널마다 4개의 포토트랜지스터로 4개로 구성되며, 각 포토트랜지스터는 발광부(60)의 대응되는 발광다이오드로부터 광신호를 입력받는다. 이때, 필터부(72)는 상기 포토트랜지스터와 대응되는 4개의 대역통과필터(Band Pass Filter)로 구성되며, 대응되는 포토트랜지스터로부터 신호를 입력받아 소정 주파수 대역만을 통과시킨다. 이는 외란광 혹은 자연광을 영향을 최소화시키기 위한 것이다. 검파부(73)는 상기 각 4개의 대역통과필터의 출력신호를 입력받아 상기 광신호만을 검파하는 4개의 검파기로 구성되며, 증폭부(74)는 검파된 신호들을 입력받아 소정 레벨로 증폭하는 4개의 증폭기로 구성된다. 아날로그 스위칭부(75)는 증폭된 신호들을 입력받아 채널 선택신호들(CH_S1)(CH_S2), 수광부 인에이블신호(RX-EN) 및 보드선택신호(BS1)에 응답하여 검지신호(X) 및 직사신호(Y)를 출력하며, 이 신호들은 제3도의 A/D변환기(92)를 통해 제어부(80)에 입력된다. 이때, 아날로그 스위칭부(75)는 직사광의 입사 여부를 판단하기 위하여 수신부(71)의 출력신호들을 처리없이 직접 입력받아 직사신호(Y)를 출력한다. 이때, 채널 선택신호들(CH_S1, CH_S2)은 발광부(60)의 발광 채널과 대응되어 하나의 수광 채널을 선택한다. 즉, 채널 선택신호들(CH_S1, CH_S2)에 따라 아날로그 스위칭부(75)에 입력되는 신호들(X0, X1, X2, X3)중 하나가 선택되어 검지신호(X)로 출력되며, 또한 수신부(71)로부터 입력되는 신호들(Y0, Y1, Y2, Y3)중 하나가 선택되어 직사신호(Y)로 출력된다. 이때, 상기 입력되는 신호들(X0, X1, X2, X3)와 (Y0, Y1, Y2, Y3)는 서로 대응된다. NAND게이트(76)는 수광부 인에이블신호(RX-EN) 및 보드선택신호(BS1)를 입력받아 부논리곱 연산한다. 이 부논리곱 연산된 출력신호는 아날로그 스위칭부(75)의 인에이블 여부를 결정한다. 상술한 발광부(60) 및 수광부(70)는 각각 24개의 채널을 갖으며, 각 채널의 발광다이오드와 포토트랜지스터는 서로 대응되어 동일 광축선상에 배치되며, 신호 변환부(90)의 클럭신호(CLK)에 동기된다. 즉, 발광다이오드에 의해 발생되는 광신호는 대응되는 포토트랜지스터에 의해 수신된다. 특히, 본 발명에 의한 광감응 제어장치가 차량의 감지를 위해 사용되는 경우 발광부(60)와 수광부(70)는 차량 통행료(예를 들어, 고속도로 입출구)를 사이에 두고 동일 광축선상에 대향하도록 설치된다. 발광부(60) 및 수광부(70)의 각 채널은 서로 대응되어 차량 통행로상의 수직방향으로 차례로 배치된다. 이때, 발광부(60) 및 수광부(70)가 옥외에 설치되는 경우 태양광이나 반사광 등에 의한 영향을 극소화 하도록 기구적으로 슬릿(slit) 등을 설치하여 이를 차단한다. 또한, 차축을 감지하기 위한 트래들(82)을 더 구비할 수 있다. 트래들(82)은 발광부(60) 및 수광부(70)의 설치 위치와 대응되어 차량 통행로상에 매설되며, 차량 통과시 차축을 감지하여 제어부(80)에 차축 감지신호를 출력한다. 또한, 통행권 발행시 통행권의 발생 위치를 결정하기 위하여 운전자의 위치를 검출하기 위한 상단 차고 검지기(84)는 발광부(60) 및 수광부(70)와 대응되어 차량 통행로상에 설치된다. 이때, 상단 차고 검지기(84)는 발광 및 수광부의 1쌍으로 구성되어 차량의 앞 바퀴가 통과시 차광이 되면 상단 차고 검지신호를 발생시킨다. 즉, 통행권의 발행 위치는 상단, 중간 및 하단으로 발권된다. 따라서, 대형 트럭등 운전자의 높이가 높은 경우 발권 위치를 상단으로 결정하기 위한 것이다. 특히, 상단 차고 검지기(84)는 상술한 발광부(60) 및 수광부(70)의 한 채널을 통해 대신할 수 있다. 즉, 발광부(60)의 한 채널의 발광다이오드와 대응되는 수광부의 한 채널의 포토트랜지스터를 상단 차고 검지기(84) 대신 적정한 높이로 설치하여 차광 여부에 따라 상단 차고 검지신호를 발생시킬 수 있다.

저장수단(96A)(96B)은 제어부(80)의 초기화 프로그램을 저장하는 ROM(96B)과 프로그램 실행에 따른 데이타 저장을 위한 RAM(96A)를 말한다. 이때, 필요에 따라 하드디스크와 같은 보조기억장치(미도시)를 추가할 수 있다. A/D변환기(92)는 상기 검지신호(X) 및 직사신호(Y)의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 제어부(80)로 출력한다. 통신 인터페이스부(94)는 외부와 통신을 위한 입출력 신호의 인터페이싱을 담당하는 곳으로, 특히 외부 컴퓨터(미도시)를 통해 종합적으로 정보처리하기 위해 필요한 데이타를 송수신한다. 구동회로(98)는 제어부(80)의 제어신호에 응답하여 화면표시관련 데이타를 입력받아 화면표시장치(99)를 구동한다. 이때, 구동회로(98)와 화면표시장치(99)는 복수개의 발광다이오드와 이를 구동하는 구동회로로 대체할 수 있다.

제7도는 제어부(80)의 제어신호에 응답하여 신호변환부(90)로부터 발광부(60) 및 수광부(70)에 출력되는 보드선택신호(BS1, BS2, ......, BS5, BS6)의 파형도를 도시한 것이다. 제7도에 도시한 바와 같이 발광부(60) 및 수광부(70)의 각 보드는 서로 대응되어 선택된다.

제8도는 제어부(80)의 제어신호에 응답하여 신호변환부(90)로부터 발광부(60) 및 수광부(70)에 출력되는 하나의 보드선택신호(제1보드인 경우)와 이에 따른 해당 보드의 채널선택신호(CH_S1, CH_S2) 및 발광부 및 수광부 인에이블신호들(TX-EN, RX-EN)의 동작 파형도를 도시한 것이다. 제8도에 도시한 바와 같이 발광부(60) 및 수광부(70)의 어느 하나의 보드가 선택된 동안(보드선택신호가 인에이블된 동안)선택된 보드의 모든 채널이 차례로 선택된다. 또한, 하나의 채널이 선택된 동안 발광부(60) 및 수광부(70)은 한번 인에이블된다.

제9도는 제3도의 본 발명에 의한 광감음 제어장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것이다.

먼저, 소정 시간이 경과되었는지 판단한다. 이는 소정 시간 간격으로 발, 수광처리를 하기 위한 것으로, 특히 하드웨어적인 타이머를 이용하여 타이머에 의해 설정된 시간 간격에 따라 발생되는 신호를 제3도의 제어부(80)에서 인식하여 소정 시간 경과 여부를 판단할 수 있다(910). 소정 시간이 경과되었으면 발, 수광처리를 행하게 된다(920). 이어서, 축 인터럽트가 발생되었는지를 판단한다. 즉, 제3도의 트래들(32)에 의해 차축의 검출 여부를 판단한다(930). 축 인터럽트가 발생한 경우 축 인터럽트 카운트를 1 증가한다(940). 이어서, 제3도의 상단 차고 검지기(84)의 상단 차고 검지신호와 발수광처리 단계(920)에 의해 수광된 데이타를 통해 통행권 발권 위치를 결정하기 위한 발권처리를 행한다(950). 이어서, 축 인터럽트에 따라 축 처리를 행한다. 즉, 차량의 분리 및 발광부 및 수광부(60, 70)의 오류 채널에 대한 에러 처리를 행하게 된다(960). 이어서, 통신 인터럽트가 발생되었는지를 판단한다. 즉, 제3도의 통신 인터페이스부(94)를 통해 제어부(80) 혹은 외부의 중앙제어장치나 컴퓨터 등에 의한 통신 요구 인터럽트가 발생하였는지를 판단한다[통신인터럽트 발생여부 판단단계(970). 통신 인터럽트가 발생되었으면 데이타를 송수신을 위한 통신 처리를 수행한다(980).

제10도는 제9도의 발, 수광 처리단계(920)를 좀 더 상세히 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것이다. 먼저, 보드 및 채널을 선택한다 즉, 제3도의 발광부(60)의 각 보드와 이에 대응되는 수광부(70)의 각 보드 및 각 보드내의 각 채널을 정해진 순서대로 선택한다(1005). 이어서, 제어부(80)의 제어신호에 응답하여 신호변환부(90)에 의해서 발광 및 수광부(60, 70)에 인에이블 신호를 출력하여 인에이블시킨다. 이때, 인에이블되는 순서는 임의적인 것으로 정해진 순서에 따른다[발광 및 수광부 인에이블 단계(1010)]. 이어서, 수광부(70)의 출력신호를 디지탈 신호로 변환한다[A/D변환단계(1015)]. 이어서, 상기 A/D변환단계(1015)로부터 디지탈 변환된 직사신호(Y)를 통해 직사광 여부를 판단한다. 즉, 상기 디지탈 변환된 직사신호(Y)가 소정 값이상인 경우 이를 직사광으로 판단한다. 이는 실험값에 의한 것으로 수광부(70)에서 수광에 의한 신호의 레벨이 직사광 여부에 따른 실험 데이타에 의해(또한, 수광소자의 선택에 따라 실험 데이타값은 변경된다)소정레벨을 설정하고 그 소정 레벨 이상인지를 판단하여 직사광 입사 여부를 판정한다(1020). 이어서, 직사가 아닌 것으로 판정되면 수광 데이타를 해당 채널 데이타와 함께 저장하고(1025), 직사로 판정되면 해당 채널을 투광처리한다. 즉, 해당 채널이 투광인 것으로 간주하여 검지값을 소정 투광 레벨(해당 채널의 광축선상에 물체가 감지되지 않은 상태에 대한 레벨값)로 설정한다(1027). 이어서, 모든 보드 및 채널 선택이 완료되었는지를 판단하고[단계(1030)] 완료되지 않았으면 상기 보드 및 채널 선택단계(1005)로부터 다시 반복하고 완료이면 차광 여부를 판단한다. 즉, 상기 수광 데이타 저장단계(1025)에서 저장된 수광 데이타값에 따라 차광, 상단 광축차광, 하단 광축차광, 중단 검지 및 오염 여부를 판정한다. 이때, 판정값에 따라 제13C도의 수광 상태 플레그를 설정한다. 먼저, 저장된 수광 데이타값을 검색하여 소정 차관 레벨값 이하인 채널이 있는지를 판단한다(1035). 차광 채널이 없으면 해당 화면을 표시하고(1040), 차광 채널이 있으면 해당 화면을 표시 및 차광 처리를 행한다(1045). 이때, 차광 처리는 차광 감지에 따른 처리를 위해 차광감지신호를 제어부(80)에서 외부로 출력한다. 즉, 물체의 감지에 따라 대응되는 제어신호를 출력하여 외부의 장치(미도시)에 의해 해당 제어동작을 수행하기 위한 것이다. 이어서, 상단 광축 차광 여부를 판단하고(1050), 차광이 없으면 해당 화면을 표시하고(1055) 차광이 있으면 해당 화면 표시 및 상단광축 차광 처리를 행한다(060). 이어서, 하단 광축 차광 여부를 판단하고(1065), 차광이 없으면 해당 화면을 표시하고(1070) 차광이 있으면 해당 화면 표시 및 하단 광축 차광 처리를 행한다(1075). 이때, 상기 상단 및 하단 광축 차광 여부에 대한 판정은 광축을 일치 여부를 알아보기 위한 것이다. 즉, 발광부(60) 및 수광부(70)의 대응되는 채널의 발광 다이오드 및 포토트랜지스터의 광축을 일치시키기 위해 가장 하단에 위치하는 채널과 가장 상단에 위치하는 채널의 차광 여부를 판단하여 차량이 발광부(60) 및 수광부(70) 사이에 존재하지 않는 경우에도 차광이 되면 광축이 일치하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이어서, 중단 검지 여부를 판단한다(1080). 중단 검지가 없으면 해당 화면을 표시하고(1082), 중단 검지가 있으면 해당 화면 표시 및 중단 검지 처리를 행한다. 이때, 중단 검지는 통행권 발행시 발권 위치를 결정하기 위한 것으로, 중간 채널에 해당하는 12 또는 13번째 채널중 어느 한 채널의 수광 데이타가 소정 차광레벨 이하이면 적어도 운전자의 위치는 중단 이상임을 의미한다. 이어서, 오염 여부를 판단한다(1090). 오염이 아닌 것으로 판정되면 해당 화면을 표시하고(1092), 오염으로 판정되면 해당 화면표시 및 오염 처리를 행한다(1095). 이때, 오염 여부는 발광부(60) 혹은 수광부(70)의 발광 혹은 수광소자가 오염된 경우 해당 오염 채널의 수광 데이타의 레벨은 급격히 낮아진다. 따라서, 소정 오염레벨 이하로 판정되면 제13C도의 수광 상태 플레그를 오염 상태로 설정하여 해당 오염 채널이 제어동작에 영향을 미치지 않도록 한다.

제11도는 제9도의 발권처리단계(950)을 좀 더 상세히 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시한 것이다.

이때, 제9도의 발권처리단계(950)는 통행권의 발권 위치를 결정하기 위한 동작 단계로, 일반적으로 발권 위치는 상, 중, 하로 구분되어 차량의 운전자의 높이에 따라 발권 위치가 결정된다.

먼저, 축 인터럽트가 첫 번째인지를 판단한다(1105). 이는 앞바퀴가 통과할 때의 차량의 높이로 운전자의 위치를 판단하기 위함이다. 따라서, 제3도의 트래들(82)에 차축이 통과시 발생하는 인터럽트가 첫 번째 인지를 판단한다. 이어서, 축 인터럽크가 첫 번째가 아니면 복귀하고, 축 인터럽트가 첫 번째이면 제3도의 상단 차고 검지기(84)로부터 상단 차고 검지신호가 발생되었는지를 판단한다(1110). 상단 차고 검지신호가 발생되었으면 상단 발권처리를 한다(1115). 이어서, 상단 차고 검지신호가 발생되지 않았으면 12 혹은 13번째 채널이 차광 상태인지를 판단한다(1120). 차광 상태이면 중단 발권처리를 행한다(1125). 이는 높이상 중단 위치에 해당하는 제12 혹은 13번째 채널이 차광 여부에 따라 차량의 높이가 중단이상임을 판단하기 위함이다. 이어서, 제12 혹은 13번째 채널이 차광 상태가 아니면 하단 발권 처리를 행한다(1130). 이때, 상, 중, 하단 발권 처리는 제3도의 제어부(80)에 의해 통행권 발행기(미도시)로 발권 위치 제어신호를 출력하여 운전자의 높이에 따라 통행권을 발행하도록 한다.

제12도는 제9도의 축처리단계(960)를 좀 더 상세히 알아보기 위한 동작 흐름도를 도시한 것이다.

먼저, 모든 채널 중 차광 채널이 있는지 판단한다(1205). 이어서, 상기 단계(1205)에서 차광 채널이 있는 것으로 판단되면 축 인터럽트 카운트가 8보다 큰지를 판단한다(1215). 차량의 차축은 견인 차량을 포함해서 최대 8개이다. 즉, 바뀌는 16개가 된다. 이때, 한 대의 차량의 최대 차축보다 많은 축 인터럽트 발생 횟수는 에러가 발생되었음을 의미한다. 특히, 첫 번째부터 다섯 번째까지의 하위 채널들은 트래일러 등 견인차량의 연결고리를 감지하기 위한 채널들로, 차량 통과시 발생되는 먼지나 흙탕물 등으로 인해 오염된 가능성이 높다. 따라서, 차광 채널은 에러 처리를 행한다(1220). 즉, 오염 혹은 기타의 에러 발생으로 인해 제어동작에 영향을 미치지 않도록 에러가 발생된 채널의 수광 데이타를 무시한다. 이어서, 축 인터럽트 카운트를 리셋하여 초기화시킨다(1225). 상기 단계(1205)에서 차광 상태가 아니면 차량이 미감지 상태이므로 다음 제어동작을 위해 축 인터럽트 카운트를 초기화시킨다. 또한, 축 인터럽트 카운트에 에러가 발생한 경우도 마찬가지이다. 이때, 수광 데이타도 리셋시킨다(1230). 상기 단계(1215)에서 축 인터럽트 카운트에 에러가 발생하지 않은 경우에는 차량이 통과중이므로 주 루틴으로 복귀한다.

제13a도-제13b도는 제3도의 RAM(96B)상에 한 대의 차량이 통과시 저장되는 데이타 메모리 맵의 일예로, 제13a도는 수광데이타를, 제13b도는 수광 상태 플레그(flag)를 각각 도시한 것이다.

이때, 제13a도에 도시한 수광데이타는 검지신호(X)와 직사신호(Y)가 A/D변환기(92)를 통해 디지탈 데이타로 변환된 후 제어부(80)를 통해 RAM(96B)상에 저장된다. 제13b도에 도시한 수광상태 플레그는 제어부(80)에서 수광데이타를 통해 수광 상태를 판단한 후 판단된 수광상태를 나타내는 플레그를 말한다. 이때, 수광상태 플레그는 해당 채널의 수광 상태를 표시함으로써 제어동작을 수행하기 위한 플레그로 이용된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 발, 수광시 다중 펄스광 즉, 변조광을 이용함으로써 비, 눈, 안개 혹은 높은 습도 등으로 인한 자연환경의 영향을 최소화시켰고, 또한 태양광에 의한 오동작 발생 가능성을 현저히 감소시켰다. 또한, 한 채널상에 에러가 발생된 경우에도 전체 시스템의 제어동작에 영향을 미치지 않는다는 현저한 효과가 있다.

Claims (17)

1. 소정의 통로를 통과하는 물체를 감응하기 위한 광 감응 제어장치에 있어서, 상기 통로의 일측에 펄스광신호를 출력하는 복수개 채널의 발광소자들을 구비하며, 제1제어신호에 응답하여 상기 발광소자들 중 어느 하나의 채널을 선택하여 구동하는 발광수단; 상기 통로의 타측에 상기 발광소자들과 대응되도록 동일 광축선상에 위치하는 복수개 채널의 수광소자들을 구비하며, 제2제어신호에 응답하여 상기 발광소자들로부터 전송된 신호를 입력받아, 상기 입력된 수광신호를 직사신호로 출력하고 또한 상기 입력된 수광신호로부터 펄스광신호만을 검파한 검지신호를 출력하는 수광수단; 상기 직사신호 및 상기 검지신호를 디지탈 신호로 변환하여, 디지탈 직사신호 및 디지탈 검지신호를 각각 출력하는 아날로그/디지탈 변환수단; 및 상기 발광수단에 있는 발광소자 채널 중 어느 하나를 선택하기 위한 상기 제1제어신호, 및 상기 제1제어신호에 의하여 선택된 발광소자 채널에 대응하여 상기 수광수단에 있는 수광소자 채널 중 어느 하나를 선택하기 위한 상기 제2 제어신호를 발생하여 각각 상기 발광수단 및 수광수단으로 출력하고, 상기 디지탈 직사신호가 소정의 값 이상이면 상기 선택된 수광소자 채널로 입력된 신호를 직사광으로 판단하여 물체가 감지되지 않은 것으로 판단하고, 그렇지 않으면 상기 디지탈 검지신호 및 그 신호가 검출된 채널정보를 함께 저장하기 위한 제어수단을 구비하여, 상기 제어수단은 상기 발광수단 상기 수광수단의 각 채널을 소정의 순서에 따라 선택하기 위한 상기 제1 및 제2 제어신호를 각각 상기 발광수단 및 수광수단으로 출력하여, 차례대로 선택된 각 채널별로 검출된 디지탈 직사신호가 소정의 값 이상인지의 여부에 따라 디지탈 검지신호 및 그 채널정보를 저장한 다음, 상기 저장된 디지탈 검지신호들 및 채널정보들에 따라 상기 물체를 감응하는 것을 특징으로 하는 광 감응 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 발광수단은 구동신호에 응답하여 다중 펄스광신호를 출력하는 복수개의 발광소자들; 제1제어신호에 응답하여 디코딩하는 적어도 하나 이상의 디코딩수단; 및 상기 디코딩수단으로부터 디코딩된 신호에 응답하여 상기 발광소자들중 어느 하나를 선택하여 구동하기 위한 상기 구동신호를 출력하는 적어도 하나 이상의 구동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광감응 제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1제어신호는 적어도 상기 발광소자들을 선택하기 위한 선택신호와 클럭신호와 상기 발광수단을 인에이블하는 인에이블신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 감응 제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 수광수단은 상기 다중 펄스광신호를 수광하기 위한 상기 발광소자들과 대응되어 동일 광축선상에 위치하는 동수의 수광소자들; 상기 수광소자들로부터 수광신호를 입력받아 소정 주파수만을 통과시키기 위해 대역통과필터링하는 대역통과필터수단; 상기 대역통과필터수단으로부터 대역통과필터링된 신호들을 입력받아 상기 다중 펄스광신호만을 검파하기 위한 검파수단; 상기 검파된 신호들을 소정 이득률로 증폭하기 위한 증폭수단; 및 제2제어신호에 응답하여 상기 증폭수단으로부터 증폭된 신호들중 어느 하나와 이에 대응되는 상기 수광소자들로부터 수광된 신호들중 어느 하나를 선택 출력하는 신호선택수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광감응 제어장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 제어신호는 적어도 상기 수광소자들을 선택하기 위한 선택신호와 클럭신호와 상기 수광수단을 인에이블하는 인에이블신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 감응 제어장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제어수단의 제어신호에 응답하여 상기 제어수단과 상기 발광 및 수광수단 사이의 신호를 인터페이싱하기 위한 신호변환수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 광 감응 제어장치.
7. 제1항에 있어서, 외부의 장치와의 통신을 위한 통신 인터페이스수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 광 감응 제어장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 제어수단의 제어신호에 응답하여 물체감응 제어상태를 표시하기 위한 표시수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 광 감응 제어장치.
9. 차량 통행로상의 일측에 수직방향으로 배치되는 복수개의 발광소자들을 구비하며, 제3제어신호에 응답하여 다웅 펄스광신호를 출력하는 발광수단; 상기 발광소자들과 대응되어 동일 광축선상의 상기 차량 통행로상의 다른 일측에 수직방향으로 배치되는 수광소자를 구비하며, 제4제어신호에 응답하여 상기 다중 펄스광신호를 수광하는 수광수단; 상기 수광된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환수단; 상기 차량 통행로상의 대응되는 위치에 매설되어 차축을 감지하는 차축 감지수단; 상기 차량 통행로상에 상기 발광 및 수광수단과 대응되는 상기 차량 통행로상의 양측에 설치되어 차량의 높이가 소정 높이보다 높은지의 여부를 검지하는 상단차고 검지수단; 상기 제3 및 제4제어신호를 출력하여 상기 발광수단과 수광수단의 동기를 맞추고 상기 차축 감지수단의 차축 감지신호와 상기 상단 차고 검지수단의 상단 차고 검지신호 및 상기 아날로그/디지탈 변환수단으로부터 변환된 디지탈 신호를 입력받아 차량 감지하고 통행권을 발행하기 위한 발권 및 발권 위치 신호를 출력하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 광감응 제어장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 발광 수단은 구동신호에 응답하여 다중 펄스광신호를 출력하는 복수개의 발광소자들; 제3제어신호에 응답하여 디코딩하는 적어도 하나 이상의 디코딩수단; 및 상기 디코딩수단으로부터 디코딩된 신호에 응답하여 상기 발광소자들 중 어느 하나를 선택하여 구동하기 위한 상기 구동신호를 출력하는 적어도 하나 이상의 구동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 광감응 제어장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제3제어신호는 적어도 상기 발광소자들을 선택하기 위한 선택신호와 클럭신호와 상기 발광수단을 인에이블하는 인에이블신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 광감응 제어장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 수광수단은 상기 다중 펄스광신호를 수광하기 위한 상기 발광소자들과 대응되어 동일 광축선상에 위치하는 동수의 수광소자들; 상기 수광소자들로부터 수광신호를 입력받아 소정 주파수만을 통과시키기 위해 대역통과필터링하는 대역통과필터수단; 상기 대역통과필터수단으로부터 대역통과필터링된 신호들을 입력받아 상기 다중 펄스광신호만을 검파하기 위한 검파수단; 상기 검파된 신호들을 소정 이득률로 증폭하기 위한 증폭수단; 및 제4제어신호에 응답하여 상기 증폭수단으로부터 증폭된 신호들중 어느 하나와 이에 대응되는 상기 수광소자들로부터 수광된 신호들중 어느 하나를 선택 출력하는 신호선택수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 광감응 제어장치.
13. 제9항 또는 제12항에 있어서, 상기 제4제어신호는 적어도 상기 수광소자들을 선택하기 위한 선택신호와 클럭신호와 상기 수광수단을 인에이블하는 인에이블신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 광감응 제어장치.
14. 제9항에 있어서, 상기 제어수단의 제어신호에 응답하여 상기 제어수단과 상기 발광 및 수광수단 사이의 신호를 인터페이싱하기 위한 신호변환수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 광감응 제어장치.
15. 제9항에 있어서, 외부의 장치와의 통신을 위한 통신 인터페이스수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 차랑용 광감응 제어장치.
16. 제9항에 있어서, 상기 제어수단의 제어신호에 응답하여 차량 감지 및 제어상태를 표시하기 위한 표시수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 광감응 제어장치.
17. 차량 통행로상에 대응되어 설치되는 다중 펄스광신호를 발광하고 이를 수광하는 수직방향으로 배치되는 복수개의 발광 및 수광소자를 포함하는 발광 및 수광수단과, 차축을 감지하는 차축 감지수단과, 상단 차량 높이를 검지하는 상단 차고 검지수단과, 상기 차축 감지수단의 차축 감지신호의 상기 상단 차고 검지수단의 상단 차고 검지신호 및 상기 수광수단의 수광 신호를 입력받아 차량 감지하고 통행권을 발행하기 위한 발권 및 발권 위치 신호를 출력하는 제어수단을 포함하는 차량용 광감응 제어장치의 광감응 제어동작방법에 있어서, 상기 수광수단의 수광신호가 소정 직사레벨이하일 때만 저장하고 그렇지 않으면 소정 투광레벨로 변환하여 저장하는 단계; 상기 저장된 수광신호를 독출하여 소정 차광레벨 및 오염레벨과 비교하여 수광 상태 플레그를 설정하는 단계; 상기 차축 감지수단의 축 인터럽트가 발생되면 축 인터럽트 카운트를 1증가시키는 단계; 축 인터럽트 카운트가 1일 때, 상기 상단 차고 검지신호가 발생되면 상단 발권처리하고 상기 중단위치의 수광소자의 해당 수광 상태 플레그가 차광 상태이면 중단발권 처리하고 그렇지 않으면 하단발권 처리하는 발권처리단계; 상기 수광 상태 플레그를 검색하여 차광 상태가 아니면 상기 축 인터럽트 카운트 및 수광 데이타를 리셋시키는 단계; 하단 위치하는 상기 수광소자들에 대응되는 상기 수광 상태 플레그가 차광상태이고 상기 축 인터럽트 카운트가 최대 차축수보다 크면 해당 상기 수광 상태 플레그를 에러로 처리하고 상기 축 인터럽트 카운트 및 저장된 수광신호를 리셋하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 광감응제어장치의 광감응 제어동작방법.