KR100243317B1 - 차종 판별 장치 - Google Patents

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KR100243317B1
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Abstract

본 발명은 유료도로 통행료 징수 기계화 시스템에서 차종을 판별하기 위하여 사용하는 차종 판별 장치 및 그 판별 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 차종 판별 장치는 차선에 진입하는 차량을 감지하는 차량감지기; 차선의 양변에 설치되고, 차량의 전단부가 지나가는 시점과 차량의 후단부가 지나가는 시점을 감지하는 차량구분기; 차선에 수직인 4개의 스위치 접점을 구비하고, 각 스위치 접점마다 차량의 바퀴가 지나가면서 누르는 압력에 의해 접점신호를 생성하는 축수감지기; 축수감지부의 상측에 설치되어, 차량감지신호에 의해 차량이 지나가는 배경을 촬영하여 참조영상으로 두고, 차량이 감지된 시간 구간에서 차량의 제1축이 감지되면 차량의 상단부를 촬영하여 차량영상으로 두는 영상촬영기; 및 참조영상과 차량영상의 차이값에 의해 차량의 차폭과 차장을 계산하고, 접점신호의 발생순서 및 발생횟수에 의해 상기 차량의 축수 및 전/후진 상태를 결정하여, 차량의 종류를 판별하는 차종판별기를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 비정지 통행요금징수 시스템에서도 원활하게 작동할 수 있으며, 다양한 차종을 판별할 수 있고, 차종의 판별의 오차를 최소화할 수 있으며, 내부 소프트웨어의 수정에 의해 다양한 환경에 유연하게 적용될 수 있고, 유지 관리 측면에 있어서도 효율적이다.

Description

차종 판별 장치{Car classification equipment}
본 발명은 차량의 종류를 판별하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 유료도로 통행료 징수 기계화 시스템에서 차종을 판별하기 위하여 사용하는 차종 판별 장치 및 그 판별 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차종 판별 장치는 고속도로를 포함한 유료도로에서 차종에 따른 통행요금을 부과하기 위하여 사용하는 장치로서, 통상 광신호를 응용하거나 영상처리에 의해 차량을 분리하고, 차장, 차고, 차폭, 축수, 윤거, 윤폭 등의 자료를 산출하여 차량의 종류를 판별한다.
종래의 기술에 의한 차종 판별 장치에는 접촉 방식을 이용한 장치와 영상처리 방식을 이용한 장치가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 접촉 방식을 이용한 차종 판별 장치를 설치환경을 고려하여 도시한 도면이고, 도 2는 종래 기술에 의한 영상처리 방식을 이용한 차종 판별 장치를 설치환경을 고려하여 도시한 도면이다.
상기 접촉 방식을 이용한 장치는 주로 차량분리기(102)와 디딤판 장치(100)에 의해 차량의 축수, 윤폭 및 윤거를 감지으로써 차종을 판별한다. 상기 차량분리기(102)는 광신호를 이용하여 차량의 유무를 확인함으로써 차량과 차량을 분리한다. 그리고, 상기 디딤판 장치(100)는 고무로 제작된 형상안에 직렬로 연결된 저항을 구비하여, 차량의 타이어가 누르는 부위에 저항값 변화를 전압 신호로 변환한 후, 아날로그/디지털 변환하여 타이터의 폭 및 윤거를 산출하는 장비이다.
상기 영상처리 방식을 이용한 장치는 2개의 카메라(200, 202)를 차량의 윗면과 차량의 측면에 설치하고, 차량의 윗면에 설치된 제1 카메라(200)에 의해 촬영된 영상에 의해서는 차량의 차폭과 차장을 산출하고, 차량의 측면에 설치된 제2 카메라(202)에 의해 촬영된 영상에 의해서는 차량의 차고를 산출한다. 그리하여, 상기한 바와 같이 산출된 차량의 차폭, 차장 및 차고에 의해 차량의 종류를 판별한다.
그런데, 상기 접촉 방식을 이용한 장치에서는, 차종 판별을 위한 자료가 타이어의 물리적인 접촉에 의존하므로 오차가 심하고, 구성부품의 수명이 짧고, 오동작의 우려도 있다. 뿐만 아니라, 설치 및 시공이 어렵고, 차량의 속도가 60Km를 초과하는 경우에는 정확한 검지를 할 수 없어, 비정지(non-stop) 통행요금징수 시스템에서는 사용될 수 없다는 문제점을 지니고 있다.
또한, 상기 영상처리 방식을 이용한 장치에서는, 카메라가 촬영하는 시점에서의 차량의 위치에 따라 차량의 차장 및 차폭에 오차가 발생하며, 화물차의 경우에는 판별된 차량의 차고 및 차장이 화물의 적재상태에 따라 달라지는 문제점을 지니고 있다. 또한, 차량의 저속 주행으로 차량간의 이격 거리가 좁은 경우에는 차량간의 분리가 제대로 이루어지지 않을 수도 있다. 따라서, 차종의 구분을 다양하게 할 필요가 있는 경우에는(예를 들어, 5 종류 이상인 경우), 적용되기 어렵다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 비정지 통행요금징수 시스템에서도 이용될 수 있으며, 다양한 차종을 판별할 수 있고, 판별의 오차를 최소화할 수 있는 차종 판별 장치 및 그 방법을 제공함를 그 목적으로 한다.
도 1은 종래 기술에 의한 접촉 방식을 이용한 차종 판별 장치를 설치환경을 고려하여 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 의한 영상처리 방식을 이용한 차종 판별 장치를 설치환경을 고려하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 차종 판별 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 의한 차종 판별 장치를 설치환경을 고려하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 차종 판별 과정을 도시한 흐름도이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 소정의 차선에 설치되어, 상기 차선에 진입하는 차량의 종류의 판별하는 본 발명에 의한 차종 판별 장치는 상기 차선에 진입하는 차량을 감지하여 차량감지신호를 생성하는 차량감지기; 상기 차선의 양변에 설치되고, 차량의 전단부가 지나가는 감지시작시점과 차량의 후단부가 지나가는 감지종료시점을 감지하는 차량구분기; 상기 차선에 수직인 4개의 스위치 접점을 구비하고, 상기 각 스위치 접점마다 상기 차량의 바퀴가 지나가면서 누르는 압력에 의해 접점신호를 생성하는 축수감지기; 상기 축수감지부의 상측에 설치되어, 상기 차량감지신호에 의해 상기 차량이 지나가는 배경을 촬영하여 참조영상으로 두고, 상기 감지시작시점과 상기 감지종료시점 사이에 상기 축수감지기에 의해 상기 차량의 제1축이 감지되면 상기 차량의 상단부를 촬영하여 차량영상으로 두는 영상촬영기; 및 상기 참조영상과 상기 차량영상의 차이값에 의해 상기 차량의 차폭과 차장을 계산하고, 상기 축수감지기에서 생성된 접점신호의 발생순서 및 발생횟수에 의해 상기 차량의 축수 및 전/후진 상태를 결정하고, 상기 차량의 종류를 판별하는 차종판별기를 포함함을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 소정의 차선에 진입하는 차량을 감지하는 차량감지기, 상기 차량의 전단부가 지나가는 시점과 상기 차량의 후단부가 지나가는 시점을 감지하는 차량구분기, 상기 차량의 축수 및 전/후진을 감지하는 축수감지기, 상기 축수감지부의 상단에 설치되어, 상기 차량이 지나가는 배경의 참조영상 및 상기 차량의 차량영상을 촬영하는 영상촬영기 및 상기 차량의 차폭, 차장 및 축수를 결정하여, 상기 차량의 종류를 판별하는 차종판별기를 포함하는 차종 판별 장치에 있어서, 본 발명에 의한 상기 차선에 진입하는 차종 판별 방법은 상기 차량감지기에 의해 상기 차선에 진입하는 상기 차량이 감지되면, 상기 영상촬영기에 의해 상기 차량이 지나갈 차선의 배경이 참조영상으로 촬영되어, 상기 차종판별기의 소정의 메모리에 저장되는 제1단계; 상기 차량구분기에 의해 상기 차량의 전단부가 감지되고, 상기 축수감지기에 의해 상기 차량의 제1축수가 감지되면, 상기 영상촬영기에 의해 상기 차량의 차량영상이 촬영되는 제2단계; 상기 차종판별기에 의해 상기 촬영된 차량영상과 상기 메모리에 저장된 참조영상의 차이값이 계산되어 상기 차량의 차폭과 차장이 계산되는 제3단계; 상기 차량구분기에 의해 상기 차량의 후단부가 감지되면, 상기 차종판별기에 의해 상기 축수감지기에 감지된 축수로 상기 차량의 축수를 결정하는 제4단계; 및 상기 차종판별기가 상기 차량의 차폭, 차장 및 축수를 미리 저장된 차종별 데이터와 비교하여 일치하는 차종을 선택하는 제5단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 차종 판별 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3에 의하면, 본 발명에 의한 차종 판별 장치는 차량감지기(300), 차량분리기(310), 축수감지기(320), 영상촬영기(330) 및 차종판별기(340)를 포함하여 구성된다.
상기 차량감지기(300)는 유료도로의 톨게이트(toll gate) 등의 소정의 차선에 진입하는 차량을 감지하여 차량감지신호를 생성하는 것으로서, 본 발명에 있어 바람직하기로는 마이크로파 센서(Micro Wave Sensor)가 사용될 수 있다.
상기 차량구분기(310)는 차선의 양변에 설치되고, 차량의 전단부가 지나가는 시점과 차량의 후단부가 지나가는 시점을 감지한다. 본 발명의 바람직한 일실시예에서의 상기 차량구분기(310)는 발광소자 및 수광소자를 구비하고, 상기 발광소자에서 생성된 광신호를 상기 수광소자에서 감지하다가 상기 차량의 방해에 의해 감지할 수 없는 시점을 감지시작시점으로 두고, 상기 발광소자에서 생성된 광신호를 상기 수광소자에서 감지하지 못하다가 상기 차량의 지나감에 의해 감지할 수 있는 시점을 감지종료시점으로 두는 광 센서를 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 대한민국 특허출원 95-6883(1995년 3월 29일 출원)에 개시된 광감응 제어장치를 사용한다.
상기 축수감지기(320)는 차선 방향에 수직으로 차선 바닥에 설치된 4개의 스위치 접점을 구비하고, 상기 각 스위치 접점마다 상기 차량의 바퀴가 지나가면서 누르는 압력에 의해 소정의 접점신호를 생성한다. 상기 차종판별기(340)는 상기 축수감지기(320)의 각 스위치 접점에서 생성된 접점신호의 생성순서 및 생성횟수를 분석하여 축수를 계산하고, 차량의 전/후진을 판별한다.
상기 영상촬영기(330)는 상기 축수감지부(320)의 상측에 설치되어, 상기 차량감지신호에 의해 상기 차량이 지나가는 배경을 참조영상으로 촬영하고, 상기 감지시작시점과 상기 감지종료시점 사이에 상기 축수감지기에 의해 상기 차량의 제1축이 감지되면 상기 차량의 상단부를 차량영상으로 촬영한다.
상기 차종판별기(340)는 프로세서, 메모리, 입출력장치 및 소정의 소프트웨어를 지닌 정보처리 시스템으로서, 상기 참조영상과 상기 차량영상의 차이값에 의해 상기 차량의 차폭과 차장을 계산하고, 상기 축수감지기(320)에서 생성된 접점신호의 발생순서 및 발생횟수에 의해 상기 차량의 축수 및 전/후진 상태를 결정하고, 상기 차량의 종류를 판별한다. 상기 차종판별기(340)는 좀더 구체적으로 영상처리부(350), 차종판별부(360) 및 접점신호처리부(370)를 구비한다.
상기 영상처리부(350)는 상기 영상촬영기(330)로부터 상기 참조영상과 상기 차량영상을 전달받아, 상기 두 영상의 차이값을 구하여 상기 차량의 차폭 및 차장을 계산하는 구성요소로서, 영상획득부(354), 영상저장부(352), 차이값영상생성부(356) 및 차폭/차장영상생성부(358)를 구비한다.
상기 영상획득부(354)는 상기 영상촬영기(330)로부터 상기 참조영상과 상기 차량영상을 전달받아 참조영상은 상기 영상저장부(352)에 전달하고, 차량영상은 상기 차이값영상생성부(356)에 전달하는 역할을 한다.
상기 영상저장부(352)는 상기 영상획득부(354)에서 전달받은 참조영상을 일시 저장하는 구성 블록이다. 본 발명의 바람직한 일실시예에서 상기 영상저장부(352)는 전달받은 참조영상과 이전에 저장된 참조영상을 비교하여 상당한 차이가 있는 경우에는 상기 참조영상 내에 불필요한 차량 또는 다른 물체의 영상이 포함되어 있는 것으로 보아, 상기 전달받은 참조영상을 무시한다.
상기 차이값영상생성부(356)는 상기 영상획득부(354)에서 전달받은 차량영상과 상기 영상저장부(352)에 일시 저장된 참조영상의 변화분을 계산하여 차이값영상을 생성한다.
상기 차폭/차장계산부(358)는 상기 차이값영상생성부(356)에서 생성한 상기 차이값영상을 이용하여 차선에 진입한 차량의 차폭 및 차장을 계산한다.
다음, 접점신호처리부(370)는 상기 축수감지기(320)에 포함된 4개의 스위치 접점에서 생성된 각 접점신호의 발생순서 및 발생횟수에 의해 상기 차량의 축수 및 전/후진 상태를 결정하여 상기 차종판별부(360)에 전달한다.
그리고, 상기 차종판별부(360)는 상기 영상처리부(350)에서 계산된 상기 차량의 차폭 및 차장과 상기 접점신호처리부(370)에서 결정된 상기 차량의 축수를 각 차종별로 미리 구비된 차종 데이터와 비교하여 일치하는 차종을 선택한다.
도 4는 본 발명에 의한 차종 판별 장치를 설치환경을 고려하여 도시한 도면이다. 도 4에서 참조번호 400은 도 3의 차량감지기(300)이고, 참조번호 402는 도 3의 차량분리기(310)이고, 참조번호 404는 도 3의 축수감지기(320)이고, 참조번호 406은 도 3의 영상촬영기(330)을 표시한 것이다.
다음은 본 발명의 동작 내용을 시간의 흐름에 비추어 구체적으로 설??한다.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명에 의한 차종 판별 장치에 있어서 차종을 판별하는 방법에 관한 것이다.
먼저, 차량감지기(300, 400)에 의해 차선에 진입하는 차량이 감지되면, 영상촬영기(330, 406)에 의해 상기 차량이 지나갈 차선의 배경이 참조영상으로 촬영되어, 상기 차종판별기(340)의 소정의 메모리에 저장된다(500, 505단계). 상기 참조영상이 소정의 메모리에 저장되는 과정을 좀 더 상세히 설명하면, 상기 영상촬영기(330, 406)에서 촬영되어 상기 차종판별기(340)에 전달된 참조형상을 제1 참조영상이라 하고, 상기 메모리에 이미 저장되어 있는 참조영상을 제2 참조영상이라 할 때, 제1 참조영상과 제2 참조영상이 상당히 차이가 있는 경우에는 제1 참조영상을 무시하고, 그 차이가 크지 않은 경우에는 제2 참조영상을 제1 참조영상에 의해 갱신하게 된다.
차량구분기(310, 402)에 의해 상기 차량의 전단부가 감지되고(510단계), 축수감지기(320, 404)에 의해 상기 차량의 제1축수가 감지되면(515단계), 상기 영상촬영기(330, 406)에 의해 상기 차량의 차량영상이 촬영된다(520단계).
다음, 상기 차종판별기(340)에 의해 상기 촬영된 차량영상과 상기 메모리에 저장된 참조영상의 차이값이 계산되어 상기 차량의 차폭과 차장이 계산된다(525단계).
다음, 상기 차량구분기(310, 402)에 의해 상기 차량의 후단부가 감지되면, 상기 차종판별기(340)에 의해 상기 축수감지기(320, 404)에 감지된 축수로 상기 차량의 축수를 결정된다(530단계 내지 545단계).
그리고, 상기 차종판별기(340)가 상기 차량의 차폭, 차장 및 축수를 미리 저장된 차종별 데이터와 비교하여 일치하는 차종을 선택함으로써 상기 차선에 진입한 차량에 대한 차종 판별 과정은 종료된다(550단계).
본 발명에 의하면, 비정지 통행요금징수 시스템에서도 원활하게 작동할 수 있으며, 다양한 차종을 판별할 수 있고, 차종의 판별의 오차를 최소화할 수 있으며, 내부 소프트웨어의 수정에 의해 다양한 환경에 유연하게 적용될 수 있고, 유지 관리 측면에 있어서도 효율적이다.

Claims (7)

  1. 소정의 차선에 설치되어, 상기 차선에 진입하는 차량의 종류의 판별하는 차종 판별 장치에 있어서,
    상기 차선에 진입하는 차량을 감지하여 차량감지신호를 생성하는 차량감지기;
    상기 차선의 양변에 설치되고, 차량의 전단부가 지나가는 감지시작시점과 차량의 후단부가 지나가는 감지종료시점을 감지하는 차량구분기;
    상기 차선의 바닥에 차선의 진행방향을 가로지른 방향으로 다수의 스위치 접점을 구비하고, 상기 각 스위치 접점마다 상기 차량의 바퀴가 지나가면서 누르는 압력에 의해 접점신호를 생성하는 축수감지기;
    상기 축수감지부의 상측에 설치되어, 상기 차량감지신호에 의해 상기 차량이 지나가는 배경을 촬영하여 참조영상으로 두고, 상기 감지시작시점과 상기 감지종료시점 사이에 상기 축수감지기에 의해 상기 차량의 제1축이 감지되면 상기 차량의 상단부를 촬영하여 차량영상으로 두는 영상촬영기; 및
    상기 참조영상과 상기 차량영상의 차이값에 의해 상기 차량의 차폭과 차장을 계산하고, 상기 축수감지기에서 생성된 접점신호의 발생순서 및 발생횟수에 의해 상기 차량의 축수 및 전/후진 상태를 결정하고, 상기 차량의 종류를 판별하는 차종판별기를 포함함을 특징으로 하는 차종 판별 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차량감지기는
    마이크로파 센서임을 특징으로 하는 차종 판별 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차량구분기는
    발광소자 및 수광소자를 구비하고, 상기 발광소자에서 생성된 광신호를 상기 수광소자에서 감지하다가 상기 차량의 방해에 의해 감지할 수 없는 시점을 상기 감지시작시점으로 두고, 상기 발광소자에서 생성된 광신호를 상기 수광소자에서 감지하지 못하다가 상기 차량의 지나감에 의해 감지할 수 있는 시점을 상기 감지종료시점으로 두는 광 센서임을 특징으로 하는 차종 판별 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차종판별기는
    상기 영상촬영기로부터 상기 참조영상과 상기 차량영상을 전달받아, 상기 두 영상의 차이값을 구하여 상기 차량의 차폭 및 차장을 계산하는 영상처리부;
    상기 축수감지기의 4개의 스위치 접점에서 생성된 각 접점신호의 발생순서 및 발생횟수에 의해 상기 차량의 축수 및 전/후진 상태를 결정하는 접점신호처리부; 및
    상기 영상처리부에서 계산된 상기 차량의 차폭 및 차장과 상기 접점신호처리부에서 결정된 상기 차량의 축수를 각 차종별로 미리 구비된 차종 데이터와 비교하여 일치하는 차종을 선택하는 차종판별부를 구비함을 특징으로 하는 차종 판별 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 영상처리부는
    상기 영상촬영기로부터 상기 참조영상과 상기 차량영상을 전달받는 영상획득부;
    상기 영상획득부에서 전달받은 참조영상을 일시 저장하는 영상저장부;
    상기 영상획득부에서 전달받은 차량영상과 상기 영상저장부에 일시 저장된 참조영상의 차이값영상을 구하는 차이값영상생성부; 및
    상기 차이값영상에서 상기 차량의 차폭과 차장을 계산하는 차폭/차장계산부를 구비하고,
    상기 영상저장부는 전달받은 참조영상과 이전에 저장된 참조영상의 차이값이 소정의 차이값을 넘는 경우에는 상기 전달받은 참조영상을 무시하는 것을 특징으로 하는 차종 판별 장치.
  6. 소정의 차선에 진입하는 차량을 감지하는 차량감지기, 상기 차량의 전단부가 지나가는 시점과 상기 차량의 후단부가 지나가는 시점을 감지하는 차량구분기, 상기 차량의 축수 및 전/후진을 감지하는 축수감지기, 상기 축수감지부의 상단에 설치되어, 상기 차량이 지나가는 배경의 참조영상 및 상기 차량의 차량영상을 촬영하는 영상촬영기 및 상기 차량의 차폭, 차장 및 축수를 결정하여, 상기 차량의 종류를 판별하는 차종판별기를 포함하는 차종 판별 장치에 의해 상기 차선에 진입하는 차량의 종류를 판별하는 방법에 있어서,
    상기 차량감지기에 의해 상기 차선에 진입하는 상기 차량이 감지되면, 상기 영상촬영기에 의해 상기 차량이 지나갈 차선의 배경이 참조영상으로 촬영되어, 상기 차종판별기의 소정의 메모리에 저장되는 제1단계;
    상기 차량구분기에 의해 상기 차량의 전단부가 감지되고, 상기 축수감지기에 의해 상기 차량의 제1축수가 감지되면, 상기 영상촬영기에 의해 상기 차량의 차량영상이 촬영되는 제2단계;
    상기 차종판별기에 의해 상기 촬영된 차량영상과 상기 메모리에 저장된 참조영상의 차이값이 계산되어 상기 차량의 차폭과 차장이 계산되는 제3단계;
    상기 차량구분기에 의해 상기 차량의 후단부가 감지되면, 상기 차종판별기에 의해 상기 축수감지기에 감지된 축수로 상기 차량의 축수를 결정하는 제4단계; 및
    상기 차종판별기가 상기 차량의 차폭, 차장 및 축수를 미리 저장된 차종별 데이터와 비교하여 일치하는 차종을 선택하는 제5단계를 포함함을 특징으로 하는 차종 판별 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1단계는
    상기 차량감지기에 의해 상기 차선에 진입하는 상기 차량이 감지되면, 상기 영상촬영기에 의해 상기 차량이 지나갈 차선의 배경을 참조영상으로 촬영하는 단계;
    상기 참조형상을 제1 참조영상이라 하고, 상기 메모리에 이미 저장되어 있는 참조영상을 제2 참조영상이라 할 때, 제1 참조영상과 제2 참조영상의 차이값이 소정의 차이값을 넘는 경우에는 제1 참조영상을 무시하고, 소정의 차이값을 넘지 않는 경우에는 제2 참조영상을 제1 참조영상으로 갱신하는 것을 특징으로 차종 판별 방법.
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