KR100270923B1

KR100270923B1 - Vehicle sensing apparatus

Info

Publication number: KR100270923B1
Application number: KR1019970059860A
Authority: KR
Inventors: 선문수
Original assignee: 선문수; 경인공업주식회사; 백용현
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR980010930A

Abstract

PURPOSE: A vehicle sensing apparatus is provided, which accurately senses a speed of a vehicle and the number of vehicles on traveling on a road. CONSTITUTION: A MID(Magneto-Impedance) head part(10) is used as a sensor to sense a speed of a vehicle and the number of vehicles, and a voltage stabilization circuit(20) supplies a stable voltage by minimizing a variation of a supply voltage. And a peak detection part(30) detects a peak value to convert a signal detected from the MID head part into a DC. A DC amplifier part(40) amplifies an amplitude of the signal from the peak value detection part. The first comparator circuit(50) outputs a pulse by comparing an output of the DC amplifier part with a reference voltage, and a zero comparison circuit(60) controls an output of the DC amplifier part, and the second comparator circuit(70) judges whether the vehicle stops on the senor, and a pulse generator(80) generates a pulse having a fixed pulse width according to the result from the second comparator circuit.

Description

Vehicle detection device

본 발명은 차량감지장치에 관한 것으로, 특히 도로에서 주행중인 차량에 의하여 발생되는 자장을 감지하여 차량의 속도 및 대수등을 검출하여 도로의 교통 흐름을 정확하게 파악할 수 있는 차량감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle detection device, and more particularly to a vehicle detection device that can accurately detect the traffic flow of the road by detecting the magnetic field generated by the vehicle running on the road to detect the speed and number of vehicles.

도로상에서 차량의 흐름을 파악하기 위하여 다양한 방식의 장치들이 사용되고 있다. 예를 들어, 교통량이 많은 교차로에서는 CCD 비디오 카메라 또는 센서등을 이용하여 교차로 통과차량을 검출하고 있다. 그러나, 비디오 카메라를 이용하는 경우에는 기상변화나 야간시에는 영향을 받으며, 주기적으로 카메라의 렌즈를 세척하는등의 관리를 위하여 많은 비용이 드는 단점이 있다. 또한, 카메라에서 전송되는 영상신호를 시시각각으로 판별하여 차량의 속도와 대수등을 측정하려면 별도의 영상신호 처리를 위한 소프트웨어를 개발하여야하고 그 처리되어야할 데이터의 양도 매우 많기 때문에 저장용량도 커야하므로 하드웨어에 필요한 비용도 큰 부담이 된다.Various types of devices are used to track the flow of vehicles on the road. For example, at an intersection with a lot of traffic, the intersection passing vehicle is detected using a CCD video camera or a sensor. However, when the video camera is used, it is affected by weather changes or at night, and has a disadvantage in that it costs a lot for management such as periodically cleaning the lens of the camera. In addition, in order to measure the speed and number of vehicles by visually determining the video signal transmitted from the camera, it is necessary to develop a software for processing a separate video signal, and the storage capacity must be large because the amount of data to be processed is very large. The cost required is also a big burden.

상기의 CCD 카메라를 사용하는 경우외에도 차량이 고속으로 주행하는 고속도로등에서 사용되는 차량감지장치로써 차량감응형, 금속감응형 또는 형태감응형등의 센서를 채택하는 장치들이 있다.In addition to the use of the CCD camera, there are devices employing sensors such as vehicle-sensitive, metal-sensitive, or shape-sensitive as vehicle detection devices used on highways where vehicles travel at high speeds.

차량감응형 센서는 고무 튜브를 노면위에 깔고 그 속에 센서를 넣은 형태이며, 차량이 고무 튜브를 누르고 지나갈 때 튜브가 압력을 받아서 센서에서 신호를 발생한다. 즉, 소형차가 지나갈 때는 2 개의 신호가 발생하며, 대형차가 지나갈 때는 2 또는 3개의 신호가 발생한다.A vehicle-sensitive sensor is a type in which a rubber tube is placed on a road surface and a sensor is placed therein, and when the vehicle pushes the rubber tube, the tube is pressurized to generate a signal from the sensor. That is, two signals are generated when a small car passes, and two or three signals are generated when a large car passes.

금속감응형 센서는 자기센서를 이용한 것이다. 형태감응형 센서는 지면에서 5 ~ 7m 위에 초음파 트랜스듀서를 걸어놓고 차량의 초음파 반사를 이용하여 차량의 형태나 속도등을 감지하는 방식이다. 이외에도 도플러 레이다, 마이크로파 또는 레이저등을 이용하는 다수의 형태가 있다.Metal-sensitive sensors use magnetic sensors. The shape-sensitive sensor is a method of detecting the shape or speed of a vehicle by using the ultrasonic reflection of the vehicle by hanging an ultrasonic transducer 5 to 7 meters above the ground. In addition, there are many forms using Doppler radar, microwave or laser.

그러나, 상기의 차량감응형 센서의 경우에는 고속으로 주행하는 차들에 의하여 손상될 가능성이 매우 크며, 금속감응형 센서는 주변 환경의 영향에 민감하여 정확한 감지가 곤란하고, 또한 형태감응형 센서의 경우에는 기본 감지기능외에 다른 추가적인 기능을 부가하는 것이 극히 곤란한 문제점이 있다.However, in the case of the vehicle-sensitive sensor, it is very likely to be damaged by cars traveling at high speeds, and the metal-sensitive sensor is sensitive to the influence of the surrounding environment, which makes it difficult to accurately detect the shape-sensitive sensor. There is a problem that it is extremely difficult to add additional functions in addition to the basic detection function.

또한, 최근 들어 많이 사용되고 있는 도로상에 루프코일을 설치하여 이 코일에 인가되는 자동차의 압력을 감지되고 이에 따라 발생되는 전기적인 신호를 감지하는 방법도 사용되고 있다. 그러나, 우리나라의 도로사정이 시멘트도로가 아닌 아스팔트 도로가 대부분인 현실에서 온도 등의 변화에 따라 도로상에 요철이 발생하여 설치된 감지기가 1 년 또는 2 년 정도의 기간내에 20 ~ 30% 이상의 파손이 발생하고 있기 때문에 설치후 시간이 경과함에 따라 감지기로서의 기능을 상실하고 있는 실정이다.In addition, a method of detecting a pressure of a vehicle applied to the coil by installing a roof coil on a road which is used in recent years and detecting an electric signal generated accordingly is also used. However, in Korea, where road conditions in Korea are mostly asphalt roads rather than cement roads, irregularities are generated on the roads due to changes in temperature, etc., and the installed detectors are damaged by more than 20 to 30% within a period of one or two years. As time goes by after installation, it loses its function as a detector.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 도로에 주행중인 차량의 속도 및 대수등을 정확하게 감지할 수 있는 차량감지장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problems, to provide a vehicle detecting device capable of accurately detecting the speed and number of vehicles running on the road.

본 발명의 다른 목적은 도로에 주행중인 차량의 속도 및 대수를 감지할 때 도로의 환경변화등에 무관하게 안정적으로 감지할 수 있으며 거의 영구적으로 동작할 수 있는 차량감지장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a vehicle detecting apparatus that can stably detect and operate almost permanently regardless of environmental changes of the road when detecting the speed and the number of vehicles running on the road.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 차량감지장치는 차량에 의하여 발생되는 자장의 변화를 감지하기 위한 센서; 센서에서 출력되는 신호의 피크치를 검출하기 위한 피크치 검출부; 피크치 검출부에서 검출된 신호의 크기를 소정 크기로 증폭하기 위한 제 1 증폭기; 및 제 1 증폭기에서 출력된 신호를 소정 크기의 기준값과 비교하여 펄스를 발생하는 제 1 비교회로를 포함한다.In order to achieve the above object, the vehicle detecting apparatus according to the present invention comprises a sensor for detecting a change in the magnetic field generated by the vehicle; A peak value detector for detecting a peak value of a signal output from the sensor; A first amplifier for amplifying the magnitude of the signal detected by the peak value detector to a predetermined magnitude; And a first comparison circuit configured to generate a pulse by comparing a signal output from the first amplifier with a reference value having a predetermined magnitude.

또한, 출력이 온도 등과 같은 주변환경의 변화에 의하여 영향을 받는 것을 보상하기 위하여 제 1 비교회로로 출력되는 신호를 검출하여 해당 출력신호의 편이가 발생할 때 이를 안정화시키기 위한 출력안정회로를 더 포함하며, 상기 출력안정회로는 검출된 신호가 기준전압을 중심으로 위 또는 아래로 편이되었는가의 여부를 판단하여 해당 출력신호를 아래 또는 위로 조정하기 위한 영 비교회로; 검출된 신호로부터 해당 차량이 센서상에서 정지상태인가의 여부를 소정 값과 비교하여 결정하는 제 2 비교회로; 제 2 비교회로의 비교결과에 따라 소정 주기의 펄스를 발생시키기위한 펄스 발생기; 영비교회로의 출력결과에 따라 펄스발생기에서 발생되는 펄스의 출력의 상태를 변환시키기 위한 플립플롭; 플립플롭에서 공급되는 펄스에 따라 센서에 공급될 전류의 양을 조절하기 위한 저항망; 및 저항망에서 결정되는 증폭비율에 따라 센서에 공급될 전류를 증폭하기 위한 제 2 증폭기를 포함한다.The apparatus further includes an output stabilization circuit for detecting a signal output to the first comparison circuit to stabilize the output when the output signal is affected by a change in the surrounding environment such as temperature, and stabilizing the output signal when a deviation occurs. The output stabilization circuit may include: a zero comparison circuit configured to determine whether the detected signal is shifted up or down about the reference voltage and adjust the corresponding output signal down or up; A second comparison circuit that determines, from a detected signal, whether or not the vehicle is stationary on a sensor by comparing with a predetermined value; A pulse generator for generating pulses of a predetermined period according to the comparison result of the second comparison circuit; A flip-flop for converting a state of an output of a pulse generated from a pulse generator in accordance with an output to a non-conductor; A resistance network for adjusting an amount of current to be supplied to the sensor according to a pulse supplied from the flip-flop; And a second amplifier for amplifying the current to be supplied to the sensor according to the amplification ratio determined in the resistance network.

상기와 같은 구성에 따라 본 발명에서의 차량감지장치는 주변환경의 변화 또는 설치후 시간의 경과에 관계없이 안정적으로 도로상에서 주행하는 차량들의 속도, 대수 및 차형을 정확하게 감지할 수 있으므로 이러한 데이터를 이용하여 교통 소통을 원활하게 관리할 수 있도록 하는 장점을 줄 수 있다.According to the configuration as described above, the vehicle detecting apparatus in the present invention can accurately detect the speed, number and type of vehicles running on the road stably regardless of the change of the surrounding environment or the passage of time after installation. This can give the advantage of smoothly managing traffic communication.

제1도는 본 발명에 따른 차량감지장치의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a vehicle detecting apparatus according to the present invention.

제2도는 제1도에 도시된 MID헤드의 개략적인 블록도이다.FIG. 2 is a schematic block diagram of the MID head shown in FIG.

제3a도 및 제3b도는 제2도의 MID헤드의 자장 변환에 따른 출력파형도이다.3A and 3B are output waveform diagrams according to the magnetic field conversion of the MID head of FIG.

제4도는 제2도의 MID 헤드가 도로상에 설치되는 일예를 도시한 도이다.4 is a diagram illustrating an example in which the MID head of FIG. 2 is installed on a road.

제5a도 내지 제5c도는 본 발명에 따른 차량감지장치에서 발생된 펄스를 이용하여 차량의 종류 및 속도를 검출하는 일예를 도시한 도이다.5a to 5c are diagrams showing an example of detecting the type and speed of the vehicle by using a pulse generated in the vehicle detecting apparatus according to the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : MID 헤드 20 : 전압안정회로10: MID head 20: voltage stabilization circuit

30 : 피크치검출부 40 : 직류증폭기30: peak value detection unit 40: DC amplifier

50 : 제 1 비교회로 60 : 영비교회로50: The first comparative circuit 60: To Youngbi church

70 : 제 2 비교회로 80 : 펄스발생기70 second comparison circuit 80 pulse generator

90 : 플립플롭 100 : 저항망90: flip-flop 100: resistance network

110 : 증폭기 120 : PCB 저장함110: amplifier 120: PCB storage box

130 : 광케이블 200 : 출력안정회로130: optical cable 200: output stabilization circuit

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량감지장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a vehicle detecting apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제 1 도는 본 발명에 따른 차량감지장치의 개략적인 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram of a vehicle detecting apparatus according to the present invention.

제 1 도의 차량감지장치에서 10은 차량의 속도, 수량 및 대수등을 검출하기 위하여 센서로서 사용되는 MID(Magneto-Impedance)헤드부, 20 은 공급되는 전원의 변동을 최소화하여 안정된 전압을 공급하기 위한 전압안정회로, 30 은 MID 헤드부(10)에서 검출되는 신호를 해당 신호를 직류로 변화시키기 위하여 피크치를 검출하여 출력하는 피크치검출부, 40 은 피크치검출부(30)에서 출력되는 신호의 크기를 소정 배율로 증폭시키기위한 직류증폭기, 50 은 마이크로컴퓨터에 신호를 전송하기 위한 출력펄스를 생성하기 위하여 직류증폭기(40)에서의 출력을 소정의 기준전압과 비교하여 펄스를 출력하는 제 1 비교회로, 60 은 직류증폭기(40)에서의 출력을 비교하여 온도등의 원인으로 기준점을 중심으로 위 또는 아래로 편이가 생길 때 이를 아래 또는 위로 출력을 조절하는 영비교회로, 70 은 차량의 센서위에서의 정지여부를 판단하기 위한 제 2 비교회로, 80 은 제 2 비교회로(70)로 부터의 결과에 따라 고정적인 폭을 가지는 펄스를 발생하기 위한 펄스발생기, 90 은 영비교회로(60)의 출력에 따라 출력상태를 전환하여 영상태를 계속 유지하도록 하는 플립플롭, 100 및 110 은 다수의 저항으로 이루어지는 저항망과 증폭기이며, MID헤드(10)의 2 차 코일에 소정의 전류를 공급하여 MID헤드(10)가 보상상태로 유지하기 위하여 해당 전류를 증폭하여 공급한다. 그리고, R1 및 R2 는 안정적인 전압을 제공하기 위하여 그 크기를 조절하기 위하여 사용하는 저항들이다.In the vehicle detecting apparatus of FIG. 1, 10 denotes a magnet-impedance (MID) head which is used as a sensor for detecting a speed, quantity, and number of vehicles, and 20 denotes a stable voltage by minimizing fluctuations in the supplied power. The voltage stabilization circuit 30 is a peak value detector for detecting and outputting a peak value in order to change the signal detected by the MID head unit 10 into a direct current, and 40 is a predetermined magnification for the magnitude of the signal output from the peak value detector 30. DC amplifier for amplifying the circuit, 50 is a first comparison circuit for outputting a pulse by comparing the output from the DC amplifier 40 with a predetermined reference voltage to generate an output pulse for transmitting a signal to the microcomputer, 60 By comparing the output from the DC amplifier 40 and adjusting the output down or up when a shift occurs up or down about the reference point due to temperature, etc. Zero non- church, 70 is a second comparison circuit for determining whether the stop on the sensor of the vehicle, 80 is a pulse generator for generating a pulse having a fixed width according to the result from the second comparison circuit 70, 90 is a flip-flop to maintain the image state by switching the output state according to the output of the non-conductor 60, 100 and 110 is a resistor network and an amplifier consisting of a plurality of resistors, the secondary of the MID head 10 A predetermined current is supplied to the coil to amplify and supply the current to maintain the MID head 10 in a compensated state. And, R1 and R2 are resistors used to adjust the size to provide a stable voltage.

상기와 같은 구성을 가지는 장치의 전반적인 동작 설명에 앞서 본 발명에서 사용되는 MID헤드(10)의 구성 및 그 동작을 도 2 및 도 3 을 참조하여 설명한다.Before describing the overall operation of the apparatus having the above configuration, the configuration and operation of the MID head 10 used in the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2 에 도시된 MID헤드(10)는 1 은 비정질 와이어, 2 와 3 은 비정질 와이어(1)에 감겨진 1차코일과 2차코일, 4 는 1차코일(2)에 접속되어 소정 주파수, 예를 들어 12 ~ 16kHz 의 주파수를 가지는 교류전류를 공급하는 오실레이터이고 5 는 2차코일에서 영향을 미칠수 있는 지구자장에 의한 영향을 보상하기 위한 지구자장 보상회로를 포함한다.The MID head 10 shown in FIG. 2 is connected to a primary coil and a secondary coil wound around 1 amorphous wire, 2 and 3 amorphous wire 1, 4 is connected to the primary coil 2, and the predetermined frequency, For example, an oscillator that supplies an alternating current with a frequency of 12 to 16 kHz, and 5 contains an earth magnetic field compensation circuit to compensate for the effects of the earth's magnetic field that may affect the secondary coil.

상기와 같은 구성을 가지는 MID헤드(10)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the MID head 10 having the configuration as described above are as follows.

비정질 와이어(1)에 1차코일(2)과 2차코일(3)을 감고 1차코일(2)에 오실레이터(4)로부터 12 ~ 16kHz 의 주파수를 가지는 교류전류를 인가하면 1차코일(2)에는 도 3a 와 같은 펄스가 생긴다. 또한, 2차코일(3)에는 지구자장의 영향을 감소시키기 위하여 지구자장의 영향을 적게하기 위하여 이를 보상하는 전류가 지구자장 보상회로(5)에서 인가된다. 이때 MID헤드(10)는 자동차가 진행하는 방향으로 노면에 평행하게 고정하였을 때에 코일속에 자장이 0으로 되도록 보상전류를 조절하여 넣는다. 만약, 와이어의 축 방향으로 자장이 작용하면 와이어의 자화회선과 그 면적이 감소되어 와이어의 교류 임피던스가 적어지며 출력 펄스의 피크치가 급격히 하락한다. 즉, 출력펄스는 와이어의 축방향으로 자장 0.5가우스가 작용했을 때, 도 3b 에 도시된 것처럼, 파형의 펄스피크치의 변화는 포화상태로 되고 그 높이는 약 60 ~ 70 % 로 감소되며 자장의 극이 N극 혹은 S극에 관계없이 변화율은 같다.When the primary coil 2 and the secondary coil 3 are wound on the amorphous wire 1 and an alternating current having a frequency of 12 to 16 kHz from the oscillator 4 is applied to the primary coil 2, the primary coil 2 ) Generates a pulse as shown in FIG. 3A. Also, in the secondary coil 3, a current is compensated for by the earth magnetic field compensation circuit 5 to compensate for the earth magnetic field in order to reduce the influence of the earth magnetic field. At this time, the MID head 10 adjusts the compensation current so that the magnetic field becomes zero in the coil when the MID head 10 is fixed parallel to the road surface in the direction in which the vehicle proceeds. If the magnetic field acts in the axial direction of the wire, the magnetization line of the wire and its area are reduced to decrease the AC impedance of the wire and the peak value of the output pulse is sharply decreased. That is, when the output pulse is 0.5 Gaussian in the axial direction of the wire, as shown in Figure 3b, the change in the pulse peak value of the waveform is saturated and the height is reduced to about 60 ~ 70%, the magnetic pole The change rate is the same regardless of the N pole or S pole.

만약, 차량 밑의 자장이 노면에서의 크기가 5×10^-3가우스일 때 출력펄스의 피크치는 약 0.6 % 의 변화가 생기고 회로증폭도를 1000배하면 신호의 출력이 펄스의 높이보다 6배로 된다. 실험결과 상기 헤드의 자장분해력은 10^-8가우스이었다. 따라서, 10^-3~10^-4가우스의 자장변화는 분해력의 만분의 일이므로 충분히 차량을 감응하여 탐지할 수 있다.If the magnetic field under the vehicle is 5 × 10 ^-3 Gaussian on the road surface, the peak value of the output pulse changes by about 0.6%, and if the circuit amplitude is 1000 times, the signal output becomes 6 times the height of the pulse. Experimental results showed that the magnetic field resolution of the head was 10 ^-8 gauss. Therefore, the change in the magnetic field of 10 ^-3 to 10 ^-4 gauss is one thousandth of the resolution, so that the vehicle can be sufficiently detected by sensing.

실험에 의하면, 오실레이터의 주파수가 12 ~ 16kHz 의 주파수를 가질 때 감도가 가장 큰 것으로 나타났으며, 이때 사용된 와이어의 길이는 70mm이다. 또한, 사용가능한 온도의 범위도 -50 ~ 300℃에서 정상적으로 작동할 수 있는 것으로 나타났다.Experimental results show that the sensitivity is the highest when the oscillator has a frequency of 12 to 16 kHz. The length of the wire used is 70 mm. In addition, the range of usable temperatures has also been shown to be able to operate normally at -50 ~ 300 ℃.

또한, 어느 정도의 속도까지의 차량을 감지할 수 있는가와 관련하여, 차량이 시속 200km 로 달린다면 매초의 속도는 56m 이다. 통상, 소형차의 길이는 2m, 대형차의 길이는 5 내지 17m 이다. 따라서, 소형차가 감지기 헤드위를 지나가는 시간은 0.036초이다. 오실레이터의 주파수가 12kHz 라면 0.036초간에 교류전류는 432 회의 진동이 진행된다. 즉, 오실레이터의 최저의 연착시간은 8.33×10^-5초이다. 후술할 직류증폭기의 연착시간을 감소시키기 위하여 피크치검출부를 사용하면 감지기의 연착시간은 전부 10^-4초 이하로 할 수 있으므로 제일 작은 차량도 정확하게 감지할 수 있다.In addition, in relation to the speed to which the vehicle can be detected, the speed of every second is 56m if the vehicle runs at 200 km / h. Usually, the length of a small car is 2 m and the length of a large car is 5 to 17 m. Thus, the time required for the small car to pass over the sensor head is 0.036 seconds. If the oscillator has a frequency of 12 kHz, the AC current oscillates 432 times in 0.036 seconds. That is, the minimum delay time of an oscillator is 8.33x10 <^-5> seconds. If the peak value detection unit is used to reduce the delay time of the DC amplifier to be described later, the delay time of the detector can be all 10 ^-4 seconds or less, so that even the smallest vehicle can be accurately detected.

상기에서 기술한 바와 같이 본 발명에서 사용되는 차량의 수량, 속도 및 차형등을 판단하는 검출센서를 MID헤드(10)로서 사용하는 이유는 차량의 밑 바닥이 자성재료인 철로 구성되고 이것이 자화상태에 있다는 점에 착안한 것이다. 따라서, 상기 MID헤드(10)를 도로의 진행로에 매설하여 그 위로 달리는 차량을 감지하여 펄스신호를 출력한다. 이때 MID헤드(10)에서 출력되는 펄스신호의 간격으로서 자동차의 속도를 측정할 수 있으며, 일분간의 펄스신호 수로서 자동차의 대수를, 그리고 펄스신호의 넓이와 속도로서 차형을 구분할 수 있다.As described above, the reason for using the MID head 10 as a detection sensor for determining the quantity, speed, and vehicle shape of the vehicle used in the present invention is that the bottom of the vehicle is made of iron, which is a magnetic material, I was focused on that. Accordingly, the MID head 10 is embedded in the roadway of the road to detect a vehicle running thereon and output a pulse signal. At this time, the speed of the vehicle can be measured as the interval of the pulse signal output from the MID head 10, the number of vehicles as the number of pulse signals for one minute, and the vehicle type can be divided as the width and the speed of the pulse signal.

그러나, 차량의 밑이 평면이 아니고 지면으로부터 높이도 같지 않으므로 자장의 분포는 매우 복잡하며 그 크기도 차이가 있다. 그러므로 헤드에서 출력되어 감지되는 펄스도 변동이 매우 크게된다. 따라서, 이러한 점을 해결하기 위하여 도 4에 도시된 것처럼 도로의 경계선간에 차 진행방향에 대하여 일정한 간격으로 3개의 헤드를 병렬로 설치하고 또한, 각각의 라인에 복수개의 헤드를 설치하고 각각의 라인에서 모여지는 신호는 PCB저장함(120)에서 수집되어 광케이블(130)을 통하여 전송된다. 또한 진행방향으로의 3개의 헤드로부터 출력되는 신호중 큰 출력만 통과하는 신호만으로 판단하여 검출시의 오류를 방지할 수 있다.However, since the base of the vehicle is not flat and the height is not the same from the ground, the distribution of the magnetic field is very complicated and its size is also different. Therefore, the pulse that is output from the head and sensed is also very large. Therefore, in order to solve this problem, as shown in FIG. 4, three heads are installed in parallel at regular intervals with respect to the driving direction between road boundaries, and a plurality of heads are installed in each line, and The collected signal is collected in the PCB storage box 120 and transmitted through the optical cable 130. In addition, it is possible to prevent an error in detection by judging only a signal passing only a large output among the signals output from the three heads in the advancing direction.

또한, 헤드는 지면에 고정시킬 때 차량이 지나갈 때 생기는 지면 진동과 충격에 견딜 수 있는 내진동성과 내충격성을 가지도록 하기위하여 비자성금속으로 상기 헤드를 고정하는 틀을 형성하고 이 속에 헤드를 장착하고 이 틀과 헤드를 덮는 틀을 설치하여 헤드의 방진 및 방충효과를 해결할 수 있다.In addition, when the head is fixed to the ground to form a frame for fixing the head with a non-magnetic metal in order to have a vibration resistance and impact resistance that can withstand the ground vibration and impact generated when the vehicle passes by, the head is mounted therein And by installing the frame and the frame covering the head can solve the dust and insect repellent effect of the head.

상기와 같은 MID헤드(10)를 구비한 본 발명에 따른 차량감지장치는 차량이 감지기위를 통과하면 MID헤드(10)는 차량의 통과로 인하여 MID헤드(10)가 설치된 지점과 차량사이에 발생하는 자장을 감지한다. 감지된 신호는 피크치검출부(30)에 입력된다. 피크치검출부(30)에서는 소정 주파수를 가지고 입력되는 신호의 피크치만을 검출하여 해당 입력신호를 직류로 변환시킨다.In the vehicle detecting apparatus according to the present invention having the MID head 10 as described above, when the vehicle passes over the detector, the MID head 10 is generated between the vehicle and the point where the MID head 10 is installed due to the passage of the vehicle. Sense the magnetic field. The detected signal is input to the peak value detector 30. The peak value detector 30 detects only a peak value of a signal input at a predetermined frequency and converts the input signal into direct current.

직류로 변환된 신호는 직류증폭기(40)에 입력되어 그 크기가 소정 배율로 증폭된다. 앞서에서 기술한 것처럼 차량을 충분히 감지할 수 있을 정도로 하기위하여 회로의 증폭도를 1000배 정도로하면 신호의 출력이 펄스의 높이보다 6배 정도가 된다.The signal converted into direct current is input to the direct current amplifier 40 and its magnitude is amplified at a predetermined magnification. As described above, if the amplification degree of the circuit is 1000 times so that the vehicle can be sufficiently detected, the signal output is about 6 times the height of the pulse.

직류증폭기(40)에서 증폭된 신호는 펄스를 출력하는 제 1 비교회로(50)에 입력된다. 제 1 비교회로(50)에서는 입력되는 전압을 소정의 기준값과 비교하여 입력값이 더욱 큰 경우에는 하이상태의 펄스를, 작은 경우에는 로우상태의 펄스를 출력하여 해당 출력이 구형파의 형태를 갖도록 한다.The signal amplified by the DC amplifier 40 is input to the first comparison circuit 50 that outputs a pulse. The first comparison circuit 50 compares the input voltage with a predetermined reference value and outputs a pulse in the high state when the input value is larger and a pulse in the low state when the input value is larger, so that the output has the shape of a square wave. .

이와 같이 본 발명에 따른 차량감지장치는 도로상에 매설된 MID헤드(10)인 자기감지센서를 이용하여 이 센서를 통과하는 차량으로 인하여 발생하는 자장의 변화를 감지하여 그에 따른 펄스를 생성함으로써 차량의 이동을 감지할 수 있고, 또한 이 펄스의 폭, 펄스간의 간격등을 체크함으로써 차량의 속도, 종류, 크기등을 감지할 수 있다.As described above, the vehicle detecting apparatus according to the present invention detects a change in the magnetic field generated by the vehicle passing through the sensor using a magnetic sensing sensor, the MID head 10 embedded on the road, and generates a pulse accordingly. It is possible to detect the movement of the vehicle and also to detect the speed, type and size of the vehicle by checking the width of the pulse and the interval between the pulses.

그러나, 이 출력신호는 주변 환경과 온도등의 변화에 따라서 출력기준인 0에서 드리프트할 수 있다. 예를 들어, 고속도로등에서의 사용되는 MID헤드(10)는 하루 24시간 작동하여야하며 일년 사계절에 정상적으로 동작하여야 하므로 온도의 변화가 약 -20 ~ +100℃ 의 변화를 가질 수 있다. 따라서, 출력기준이 주변 환경등의 변화에 대하여 영향을 받지않도록 출력을 안정화시킬 수 있는 출력안정회로를 부가하는 것이 보다 바람직하다.However, this output signal can drift at the output reference 0 according to changes in the surrounding environment and temperature. For example, the MID head 10 used in the highway, etc. should be operated 24 hours a day and should operate normally in four seasons a year, so the change in temperature may have a change of about -20 ~ +100 ℃. Therefore, it is more preferable to add an output stabilization circuit that can stabilize the output so that the output reference is not affected by changes in the surrounding environment or the like.

따라서, 본 발명의 다른 실시예로서 직류증폭기(40)에서 출력되는 신호를 안정화시키기 위하여 출력안정회로(200)가 접속된다. 출력안정회로(200)는 직류증폭기(40)에서 출력되는 신호가 온도등의 원인으로 변동이 있는가의 여부를 소정의 기준전압과 비교하는 영비교회로(60), 직류증폭기(40)에서 출력되는 신호의 크기를 소정의 기준값과 비교하여 차량이 MID헤드(10)위에서 정지상태인가의 여부를 판단하는 제 2 비교회로, 80 은 제 2 비교기(70)에서의 비교결과에 따라 고정적이며 주기적인 펄스를 발생하는 펄스발생기, 90 은 영비교회로(60)의 출력결과에 따라 펄스발생기(80)에서 발생되는 펄스의 출력의 상태를 플러스 또는 마이너스로 변환시키기 위한 플립플롭, 100 은 플립플롭에서 공급되는 펄스에 따라 MID헤드(10)에 공급될 전류의 양을 조절하기 위한 저항망 및 저항망(100)에서 결정되는 증폭비율에 따라 MID헤드(10)의 2 차코일에 공급될 전류를 증폭하기 위한 증폭기(110)를 포함한다.Therefore, as another embodiment of the present invention, the output stabilization circuit 200 is connected to stabilize the signal output from the DC amplifier 40. The output stabilization circuit 200 is output from the non-zero cross-section 60, DC amplifier 40 to compare whether the signal output from the DC amplifier 40 is fluctuated due to temperature, etc. with a predetermined reference voltage A second comparison circuit for determining whether the vehicle is stationary on the MID head 10 by comparing the magnitude of the signal with a predetermined reference value, where 80 is a fixed and periodic pulse according to the comparison result in the second comparator 70 The pulse generator for generating a, 90 is a flip-flop for converting the state of the output of the pulse generated from the pulse generator 80 to plus or minus according to the output result of the non-zero cross-section 60, 100 is supplied from the flip-flop A resistance network for adjusting the amount of current to be supplied to the MID head 10 according to the pulse and for amplifying the current to be supplied to the secondary coil of the MID head 10 according to the amplification ratio determined in the resistance network 100. With amplifier 110 .

상기와 같은 구성을 가지는 출력안정회로(200)를 더 포함하는 차량감지장치의 동작을 상기의 기본적인 구성을 가지는 차량감지장치의 동작에 후속하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the vehicle detection apparatus further including the output stabilization circuit 200 having the above configuration will be described next after the operation of the vehicle detection apparatus having the above basic configuration.

직류증폭기(40)에서 출력된 신호는 영비교회로(60)와 제2비교회로(70)에 각각 공급된다. 영비교회로(60)에서는 직류증폭기(40)에서 출력되는 신호가 온도등의 원인으로 인하여 위 또는 아래로 편이가 발생하였는가의 여부를 판단하여 해당출력을 아래로 또는 위로 접근시킨다. 이때 영비교회로(60)의 기준전압은 0V로 설정한다. 즉, 출력이 0V 보다 큰가 또는 작은가의 여부를 비교한다. 출력이 기준 전압보다 작으면 플러스의 하이레벨의 전압이, 그 반대의 경우에는 0V 의 전압이 생성된다.The signal output from the DC amplifier 40 is supplied to the non-conducting furnace 60 and the second non-church 70, respectively. In the non-zero cross-section 60 determines whether the signal output from the DC amplifier 40 is shifted up or down due to the cause of the temperature, etc. to approach the output down or up. At this time, the reference voltage of the non-conducting furnace 60 is set to 0V. That is, compare whether the output is greater than or less than 0V. If the output is less than the reference voltage, a positive high level voltage is generated, and vice versa, a voltage of 0V.

또한, 직류증폭기(40)에서 출력된 신호는 제 2 비교회로(70)로 입력된다. 제 2 비교회로(70)에서는 차량이 MID헤드(10)위에 정지하고 있는가의 여부를 판단한다. 차량이 MID헤드(10)상에 정지하고 있을때에는 감지기에는 일정한 출력이 생긴다. 이 상태에서는 출력안정회로(200)가 동작하여 출력을 제로로 조절한다면 실제와는 다른 결과를 얻게된다. 따라서, 현재의 상태를 계속 유지하고 있어야하며, 차량이 다시 앞으로 운행하게되면 출력안정회로(200)를 동작시켜야한다.In addition, the signal output from the DC amplifier 40 is input to the second comparison circuit (70). The second comparison circuit 70 determines whether the vehicle is stopped on the MID head 10. When the vehicle is stopped on the MID head 10, the detector produces a constant output. In this state, if the output stabilization circuit 200 operates to adjust the output to zero, a result different from the actual result is obtained. Therefore, the current state must be maintained and the output stabilization circuit 200 must be operated when the vehicle moves forward again.

그러므로, 제 2 비교회로(70)는 직류증폭기(40)에서 출력된 전압을 소정의 기준전압과 비교한다. 이때의 기준전압은 차량이 MID헤드(10)위에 서 있을때의 출력보다 작고 제로보다 큰 전압을 선택하여 설정한다. 예를 들면, 차량이 MID헤드(10)위에 정지시의 출력이 5V 이상이 되도록 증폭도를 조절하였다면 기준전압은 2.5V 로 설정한다. 상기와 같이 설정된 상태에서 제 2 비교회로(70)는 입력값과 기준값을 비교하여 펄스발생기(80)의 동작을 제어할 수 있는 전압을 출력한다.Therefore, the second comparison circuit 70 compares the voltage output from the DC amplifier 40 with a predetermined reference voltage. The reference voltage at this time is set by selecting a voltage smaller than the output when the vehicle is standing on the MID head 10 and larger than zero. For example, if the amplification degree is adjusted so that the vehicle outputs at a stop on the MID head 10 to 5V or more, the reference voltage is set to 2.5V. In the state set as described above, the second comparison circuit 70 compares the input value with the reference value and outputs a voltage capable of controlling the operation of the pulse generator 80.

즉, 차량이 MID헤드(10)상에 정지상태인 경우에는 제 2 비교회로(70)에 공급되는 전압은 기준전압보다 크므로 이때는 0V의 전압을 펄스발생기(80)에 공급한다. 그러면 펄스발생기(80)에는 전원이 공급되지 않아서 동작이 정지상태가 된다. 이에따라 플립플롭(90), 저항망(100) 및 증폭기(110)가 전부 해당 시각의 상태로 정지상태에 놓이게된다. 즉, 출력안정회로(200)가 잠시 정지상태가 된다. 그러므로, 제 1 비교회로(50)를 통하여 출력되는 펄스신호는 변화없이 일정한 상태를 유지할 수 있다.That is, when the vehicle is stopped on the MID head 10, the voltage supplied to the second comparison circuit 70 is greater than the reference voltage. In this case, a voltage of 0 V is supplied to the pulse generator 80. Then, power is not supplied to the pulse generator 80, and the operation is stopped. Accordingly, the flip-flop 90, the resistance network 100 and the amplifier 110 are all in a stopped state at the state of the corresponding time. In other words, the output stabilization circuit 200 is temporarily stopped. Therefore, the pulse signal output through the first comparison circuit 50 can be kept constant.

차량이 MID헤드(10)위를 지나가게되면 출력이 기준전압 2.5V 이하로 내려가기 때문에 제 2 비교회로(70)는 하이레벨의 전압을 출력하고, 이에따라 펄스발생기(80)에 전원이 공급되어 작동하여 플립플롭(90), 저항망(90) 및 증폭기(110)를 동작시켜서 MID헤드(10)의 2 차코일에 출력을 보상하는 전류를 공급하게된다.When the vehicle passes over the MID head 10, since the output falls below the reference voltage 2.5V or less, the second comparison circuit 70 outputs a high level voltage, and thus power is supplied to the pulse generator 80. It operates to operate the flip-flop 90, the resistance network 90 and the amplifier 110 to supply a current to compensate the output to the secondary coil of the MID head (10).

한편, 차량의 이동시에 발생한 출력이 영비교회로(60)에서 기준전압과 비교후에 그 결과가 플립플롭(90)에 입력된다. 플립플롭(90)은 영비교회로(60)의 출력 결과에 따라 펄스발생기(80)에서 발생되는 펄스의 출력의 상태를 플러스 또는 마이너스로 변환시켜서 저항망(100)에 공급한다. 따라서, 플립플롭(90)에서의 출력은 영비교회로(60)의 출력이 하이레벨인 경우와 0V 인 경우에 그 펄스의 파형이 서로 반대가 된다.On the other hand, after the output generated during the movement of the vehicle is compared with the reference voltage in the non-zero cross-section 60, the result is input to the flip-flop 90. The flip-flop 90 converts the state of the output of the pulse generated by the pulse generator 80 into a positive or negative value according to the output result of the non-zero cross-section 60 and supplies it to the resistance network 100. Therefore, the output of the flip-flop 90 is the waveform of the pulse is reversed when the output of the non-zero cross-section 60 is high level and 0V.

저항망(100)은 MID헤드(10)의 2차 코일에 적당한 전류를 공급하여 MID헤드(10)가 보상상태에 있도록한다. 저항망(100)은 저항과 카운터를 연결한 구성을 말한다. 집적회로인 카운터는 카운트방식이 1, 2, 3, 4,..와 같은 정방향 또는 ...., 4, 3, 2, 1과 같은 역방향으로 카운트할 수 있다. 이때 정방향 또는 역방향으로 카운트할 것인가의 여부는 플립플롭(90)의 출력으로 결정한다.The resistance network 100 supplies an appropriate current to the secondary coil of the MID head 10 so that the MID head 10 is in a compensation state. The resistance network 100 refers to a configuration in which a resistor and a counter are connected. The counter, which is an integrated circuit, may count in a forward direction such as 1, 2, 3, 4, ..., or in a reverse direction such as 4, 3, 2, 1. At this time, whether to count in the forward or reverse direction is determined by the output of the flip-flop (90).

직류증폭기(40)에서 출력되는 신호가 위로 편이하는 경우에는 영비교회로(60)는 0V의 전압을 플립플롭(90)에 출력한다. 저항망(100)은 플립플롭(90)에서 출력되는 신호에 따라 저항망(100)의 카운터를 역방향으로 카운트하여 그 값을 출력한다. 반대로, 직류증폭기(40)에서 출력되는 신호가 아래로 편이하는 경우에는 영비교회로(60)는 플러스의 고전압을 플립플롭(90)에 출력한다. 플립플롭(90)은 저항망(100)을 정방향으로 카운트하여 출력한다.When the signal output from the DC amplifier 40 shifts upward, the non-zero cross-section 60 outputs a voltage of 0V to the flip-flop 90. The resistance network 100 counts the counter of the resistance network 100 in the reverse direction according to the signal output from the flip-flop 90 and outputs the value. On the contrary, when the signal output from the DC amplifier 40 shifts downward, the non-zero cross-section 60 outputs a positive high voltage to the flip-flop 90. The flip-flop 90 counts and outputs the resistance network 100 in the forward direction.

따라서, 상기와 같이 저항망(100)에서 역방향으로 카운트된 값이 출력되면 증폭기(110)의 증폭도를 낮추도록 작용하여 MID헤드(10)의 2차 코일에 공급되는 전류의 양이 작아진다. 따라서, 직류증폭기(40)의 출력이 낮아진다. 반대로, 정방향으로 카운트된 값이 출력되면 증폭기(110)의 증폭도를 높이도록 작용하여 MID헤드(10)의 2차 코일에 공급되는 전류의 양이 커지고 이에 따라 직류증폭기(40)의 출력이 높아진다.Therefore, when the value counted in the reverse direction from the resistance network 100 is output as described above, the amount of current supplied to the secondary coil of the MID head 10 is reduced by acting to lower the amplification degree of the amplifier 110. Thus, the output of the DC amplifier 40 is lowered. On the contrary, when the value counted in the forward direction is output, the amplification degree of the amplifier 110 is increased to increase the amount of current supplied to the secondary coil of the MID head 10, thereby increasing the output of the DC amplifier 40.

이와 같이 반복적으로 0을 기준으로 상하로 이동하면서 0V 의 근처에서 고정된다. 따라서, 온도등 주변의 환경 변화에 따른 출력변화를 안정화시킬 수 있다.In this way, it is fixed near 0V while repeatedly moving up and down with reference to zero. Therefore, it is possible to stabilize the output change according to the change of the surrounding environment, such as temperature.

상기와 같은 출력안정회로(200)를 이용하여 제 1 비교회로(50)에서 안정된 신호출력을 얻을 수 있다. 이렇게 얻어지는 펄스를 이용하여 차량의 형태 및 속도를 검출하는 방법을 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 살펴본다.By using the output stabilization circuit 200 as described above, a stable signal output can be obtained from the first comparison circuit 50. The method of detecting the shape and the speed of the vehicle by using the pulse thus obtained will be described with reference to FIGS. 5A to 5C.

도 5a 는 도로상에 설치된 감지기와 진행하는 차량을 도시한 도이다. 도 5a 에 도시한 것처럼, 차량(C)이 도로에 설치된 MID헤드(10)로 들어가면 도 5b 에 도시된 것처럼 A시점에서 펄스가 올라가고 MID헤드(10)를 지나갈 때 B시점에서 펄스가 내려간다. 도 5c 는 MID헤드(10)가 두줄로 설치된 경우에 발생한 펄스를 도시한 것이다. 즉 차량이 헤드(H1)를 통과하면 A-B 시점구간에서 펄스를 발생하고 다시 헤드(H2)를 통과하면 A'-B'시점구간에서 펄스를 발생한다. 이때 A시점과 A'시점간의 시간간격을 △t2라고하면 차의 속도(V)는 L/△t2 가 된다. 또한, 차량의 형태를 알 수 있는 차량의 길이는 Vㆍ△t1 이 된다.5A is a diagram illustrating a sensor installed on a road and a vehicle in progress. As shown in Fig. 5A, when the vehicle C enters the MID head 10 installed on the road, the pulse goes up at the point A as shown in Fig. 5B and the pulse goes down at the point B when passing the MID head 10. 5C illustrates pulses generated when the MID head 10 is installed in two rows. That is, when the vehicle passes through the head H1, a pulse is generated in the A-B point of view, and when the vehicle passes again the head H2, a pulse is generated in the A'-B 'point of view. At this time, if the time interval between the time A and A 'is Δt2, the speed V of the vehicle is L / Δt2. In addition, the length of the vehicle which can know the form of the vehicle is V · Δt1.

상기에서 기술한 바와 같이 본 발명에서는 주변환경 또는 도로의 물리적 변화에 대하여 거의 영구적인 안정성을 가지고 있으며 정확하게 차량을 감지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기의 실시예에서는 도로상에서의 차량감지에 관하여 기술하였으나 본 발명은 주차관리 또는 차량출고관리등과 같은 차량의 이동을 감지할 수 있는 분야라면 적용가능하다.As described above, the present invention has an almost permanent stability against the physical change of the surrounding environment or the road and has the effect of accurately detecting the vehicle. In addition, although the above embodiment has been described with respect to vehicle detection on the road, the present invention can be applied to any field that can detect the movement of the vehicle such as parking management or vehicle release management.

본 발명에 따라 차량감지장치에 대한 다양한 다른 수정 및 변경이 본 발명의 범위와 정신을 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 비록 본 발명이 특정한 바람직한 실시예와 관련하여 기술되었지만, 청구범위에 기재된 것과 같은 발명이 그와 같은 특정 실시예로 부당하게 한정되지는 않는다는 점을 이해하여야 한다. 다음의 청구범위는 본 발명의 범위를 정의하는 것이며 이러한 청구범위의 범위내에서의 구조와 방법 및 그 균등물을 포함한다.Various other modifications and changes to the vehicle sensing apparatus in accordance with the present invention will be apparent to those of ordinary skill in the art without departing from the scope and spirit of the present invention. Although the invention has been described in connection with specific preferred embodiments, it should be understood that the invention as described in the claims is not unduly limited to such specific embodiments. The following claims define the scope of the invention and include structures and methods within the scope of the claims and their equivalents.

Claims

A sensor for detecting a change in the magnetic field generated by the vehicle; A peak value detector for detecting a peak value of a signal output from the sensor; A first amplifier for amplifying the magnitude of the signal detected by the peak value detector to a predetermined magnitude; And a first comparison circuit configured to generate a pulse by comparing a signal output from the first amplifier with a reference value having a predetermined magnitude, wherein the sensor comprises: an amorphous wire for winding a coil; A primary coil and a secondary coil wound around the amorphous wire; An oscillator connected to the primary coil to supply an AC current of a predetermined frequency; And an earth magnetic field compensation circuit for compensating the influence of the earth magnetic field that may affect the secondary coil, and detecting a signal output to the first comparison circuit to stabilize the deviation of the corresponding output signal. An output stabilization circuit, the output stabilization circuit comprising: a zero comparison circuit configured to determine whether the detected signal is shifted up or down about a reference voltage, and to adjust the corresponding output signal down or up; A second comparison circuit that determines, from the detected signal, whether or not the vehicle is stationary on the sensor by comparing with a predetermined value; A pulse generator for generating pulses of a predetermined period according to the comparison result of the second comparison circuit; A flip-flop for converting a state of an output of a pulse generated by the pulse generator according to the output to the non-conductor; A resistance network for adjusting an amount of current to be supplied to the sensor according to a pulse supplied from the flip-flop; And a second amplifier for amplifying the current to be supplied to the sensor according to the amplification ratio determined in the resistance network.

The vehicle sensing apparatus according to claim 1, wherein the current supplied from the second amplifier is supplied to the secondary coil.

The vehicle sensing apparatus according to claim 1, wherein the number of vehicles traveling on the road is determined according to the number of pulses output from the first comparison circuit.

The vehicle sensing apparatus according to claim 1, wherein the speed of the vehicle traveling on the road is determined by dividing the distance between the sensors by a time interval between two pulses continuously output from the first comparison circuit.

The vehicle sensing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor is embedded in a road and detects a magnetization state formed between the sensor and the bottom of the vehicle.