KR100338459B1 - 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 송신된 초음파가 노면 또는 차량으로부터 반사되는 반사파의 차이를 감지하여 초음파 검지 영역내의 차량의 존재를 파악하는 초음파 교통량 검지 장치에 있어서, 초음파 센서를 차량의 통과 위치의 상위에 수직으로 설치하지 않고 도로변의 구조물에 수직이 아닌 일정한 각도로 설치하여 초음파의 검지 영역에 차량이 없는 경우, 노면반사파가 감지되지 않도록 하는 것임을 특징으로 하는 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법을 제공한다. 본 발명은, 종래의 오버헤드 설치 방법을 개선하여 초음파 센서를 도로변의 구조물에 측면으로 설치하여, 차량이 없는 경우에는 노면반사파가 초음파 센서에 감지되지 않도록 하여, 차량이 있는 경우와 차량이 없는 경우에 있어서, 반사파의 차이가 확연하여 두가지 경우를 용이하게 구분할 수 있을 뿐만 아니라, 설치가 간편하고 미관에 영향을 주지 않는 장점이 있다. 본 발명은 또한, 초음파 센서의 측면 설치시 검지기의 성능을 최적화하기 위하여 센서의 높이에 따른 최적의 설치 각도를 제시한다.

Description

초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법{Method for Installation of Ultrasonic Sensor in Ultrasonic Traffic Detector}

본 발명은 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 설치 방법에 관한 것이다.

교통량 검지 장치는 교통 관리 시스템의 최하부 장비로서 교통 혼잡 해소를 위하여 시급한 지능형 교통 시스템(Intelligent Transportation System, ITS) 구축을 위한 가장 기본적인 요소이다.

초음파 센서를 이용한 차량 검지기 및 교통 정보 수집 장비는 비매설식이며 다른 장비들에 비하여 저렴한 가격으로 설치가 가능하고 수명도 반영구적이어서 유지 보수가 간편한 장점이 있다.

초음파 교통량 검지 장치의 원리는, 도로면으로부터 일정 높이에 송신부와 수신부를 포함하는 초음파 센서를 설치하고, 초음파 센서로부터 주기적으로 송신파를 발사하고, 반사파를 감지하여 차량의 통과를 검지한다.

도1은 종래 기술에 의한 초음파 센서의 오버헤드 설치 방법을 설명하는 도면으로서, 도1a는 차량이 없는 경우, 도1b는 차량이 있는 경우이다. 도2는 도1과 같이 초음파 센서의 오버헤드 설치 방법의 경우, 차량이 있는 경우(도2a)와 차량이 없는 경우(도2b)의 송수신 신호를 도시한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 초음파 센서의 오버헤드 설치 방법에서는, 차량 통과시에는 지붕으로부터 차량반사파(도2b)를 수신하고, 차량이 통과하지 않는 경우에는 노면반사파(도2a)를 수신한다. 도2에 도시된 바와 같이, 초음파 센서를 오버헤드 방식으로 설치하는 경우, 노면반사파(도2a)와 차량반사파(도2b)의 차이가 두드러지지 않아서 이 둘을 구분하기 위한 정밀한 감지가 요구된다.

또한, 종래의 오버헤드 설치 방법에서는 초음파 센서의 설치가 용이하지 않고, 설치된 초음파 센서가 미관을 해치는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 초음파 센서의 오버헤드 설치 방법을 개선하여 차량이 있는 경우와 차량이 없는 경우에 있어서, 반사파의 차이가 확연하여 두가지 경우를 용이하게 구분할 수 있으며, 차량의 통과 위치의 상위에 수직으로 설치하지 않고 도로변의 구조물에 수직이 아닌 일정한 각도로 설치가 가능하여 미관에 영향을 거의 주지 않는 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 또한, 초음파 센서의 측면 설치시 검지기의 성능을 최적화하기 위하여 센서의 높이에 따른 최적의 설치 각도를 제시하고자 한다.

도1은 종래 기술에 의한 초음파 센서의 오버헤드 설치 방법을 설명하는 도면,

도2는 도1과 같이 초음파 센서의 오버헤드 설치 방법의 경우 송수신 신호를 도시한 것,

도3은 본 발명에 의한 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법을 설명하는 도면,

도4는 도3의 경우에 있어서, 송수신 신호를 도시한 것,

도5는 초음파 센서의 측면 설치시 높이 변경에 따른 검지 영역을 나타낸 것,

도6은 초음파 센서의 측면 설치시 각도 변경에 따른 검지 영역을 나타낸 것,

도7은 본 발명에 의한 초음파 센서의 측면 설치 방법에서 센서의 높이와 각도를 설명하는 도면,

도8은 원통형 설치 구조물을 이용한 초음파 센서를 측면에 설치한 경우의 사진,

도9는 도로변의 시설물에 보조외팔보를 구비하여 보조외팔보에 초음파 센서를 설치하는 경우를 설명하는 도면.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법은, 송신된 초음파가 노면 또는 차량으로부터 반사되는 반사파의 차이를 감지하여 초음파 검지 영역내의 차량의 존재를 파악하는 초음파 교통량 검지 장치에 있어서, 초음파 센서를 차량의 통과 위치의상위에 수직으로 설치하지 않고 도로변의 구조물에 수직이 아닌 일정한 각도로 설치하여 초음파의 검지 영역에 차량이 없는 경우, 노면반사파가 감지되지 않도록 하는 것임을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법을 상세하게 설명한다.

도3은 본 발명에 의한 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법을 설명하는 도면으로서 도3a는 차량이 없는 경우이고, 도3b는 차량이 있는 경우이다. 도4는 도3의 경우에 있어서, 송수신 신호를 도시한 것이다.

도3a에 도시된 바와 같이, 초음파 센서를 도로변의 구조물에 측면으로 설치하는 경우, 차량이 통과하지 않는 경우에는 모든 송신파가 노면에 반사되어 초음파 센서의 반대편으로 날아가므로 검지기에는 반사파가 잡히지 안는다. 한편, 도3b에 도시된 바와 같이, 차량이 통과하는 경우에는 차량의 모서리로부터 반사파를 받아들인다.

따라서, 반사파가 잡히지 않는 경우에는 차량이 없는 것으로 판단할 수 있으므로, 차량이 있는 경우와 차량이 없는 경우의 차이가 확연하여 구분하기가 용이하다.

이하에서는 초음파 센서의 측면 설치의 최적 조건을 설명한다.

도5는 초음파 센서의 측면 설치시 높이 변경에 따른 검지 영역을 나타낸 것이고, 도6은 초음파 센서의 측면 설치시 각도 변경에 따른 검지 영역을 나타낸 것이다.

초음파 센서에서 송신된 초음파는 도5 및 도6에서 보이는 바와 같이, 원뿔형으로 퍼져서 높이가 높아질수록 또한 각도가 커질수록 검지 영역이 넓어지며 송수신파의 세기는 검지 면적에 반비례한다. 따라서, 초음파 센서를 측면에 설치하는 경우에, 검지기의 성능을 최적화하기 위해서는 센서의 높이와 각도를 잘 설정하는 것이 중요하다.

도로에 따라서 가로등이 설치된 위치가 다를 수 있는데, 최적의 검지를 위해서는 검지 영역과 차선이 일치되고 도로 중앙의 차량이 센서 검지부의 중앙에 오게 하면 된다.

도7은 본 발명에 의한 초음파 센서의 측면 설치 방법에서 센서의 높이와 각도를 설명하는 도면이다.

설치 각도(θ)는 센서의 설치 높이(p), 가로등과 도로 중앙까지의 거리(d), 보조 암의 길이(a), 평균 차량의 폭(w), 평균 차량의 높이(h)로부터 다음의 수학식 1과 같이 구한다.

측면 설치시 초음파 센서에서 초음파가 송신되는 범위의 각도는 약 15도에서 20도 사이이므로 설치 높이 약 5m, 설치 각도 약 32도일 때 최적의 성능을 얻을 수 있다.

가로등 이외의 폴이나 구조물에 대해서는 초음파 센서의 높이가 4.5∼5.5 m사이에 설치 가능하면 된다. 센서 설치 위치가 차선 중앙에서 3.5m 이상이 되는 경우에는 암(arm)을 이용하여 도로 중앙까지의 거리를 3m 정도가 되게 설치하여야 하는데, 초음파 센서는 암을 이용하여 설치하는 타 검지기에 비하여 매우 가볍기 때문에(보통 쓰이는 초음파 센서의 무게는 1㎏ 미만임) 얇은 지지대를 사용하여도 되어 미관에 영향을 작게 할 수도 있다. 일반적으로 가로등이 도로와 3m 이상 떨어져 있지 않으므로 보조 암의 길이는 1m를 넘지 않고, 따라서 도시 미관을 해치지 않는다. 초음파 센서를 설치하는 경우에는 상기한 수학식 1에 의하여 각도를 결정하여 설치한다.

초음파 센서를 도로변의 기존 시설물(가로등, 전신주 등)에 간편하게 설치하기 위하여, 설치 및 유지 보수가 간편한 설치 구조물을 제작할 수 있다. 설치 구조물은 예를 들어, 원통형으로 기존 시설물에 고정되며, 센서 설치 및 센서의 높이를 변경할 때 높이 조절이 용이하도록 설계된다. 또한, 센서 고정 부분도 회전이 가능하도록 제작하여 센서의 각도 변경이 용이하도록 한다. 도8은 이와 같은 원통형 설치 구조물을 이용한 초음파 센서를 측면에 설치한 경우의 사진이다.

본 발명에 의한 초음파 센서의 측면 설치 방법에서, 차량이 통과하는 위치가 도로변으로부터 먼 경우에는 도9에 도시된 바와 같이, 도로변의 시설물에 구비되고, 도로쪽으로 뻗어있는 보조외팔보에 초음파 센서를 설치하여, 차량의 통과 위치가 초음파 센서의 검지 영역내에 있도록 할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 종래의 오버헤드 설치 방법을 개선하여 초음파 센서를 도로변의 구조물에 측면으로 설치하여, 차량이 없는 경우에는 노면반사파가 초음파 센서에 감지되지 않도록 하여, 차량이 있는 경우와 차량이 없는 경우에 있어서, 반사파의 차이가 확연하여 두가지 경우를 용이하게 구분할 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 센서를 차량의 통과 위치의 상위에 수직으로 설치하지 않고 도로변의 구조물에 수직이 아닌 일정한 각도로 설치가 가능하여 미관에 영향을 거의 주지 않는 장점이 있다. 본 발명은 또한, 초음파 센서의 측면 설치시 검지기의 성능을 최적화하기 위하여 센서의 높이에 따른 최적의 설치 각도를 제시한다.

Claims (5)

1. 송신된 초음파가 노면 또는 차량으로부터 반사되는 반사파의 차이를 감지하여 초음파 검지 영역내의 차량의 존재를 파악하는 초음파 교통량 검지 장치에 있어서, 초음파 센서를 차량의 통과 위치의 상위에 수직으로 설치하지 않고 도로변의 구조물에 수직이 아닌 일정한 각도로 설치하여 초음파의 검지 영역에 차량이 없는 경우, 노면반사파가 감지되지 않도록 하는 것임을 특징으로 하는 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법.
2. 제1항에 있어서,

   설치 각도(θ)는 센서의 설치 높이(p), 가로등과 도로 중앙까지의 거리(d), 보조 암의 길이(a), 평균 차량의 폭(w), 평균 차량의 높이(h)로부터 다음의 수학식을 이용하여 결정되는 것임을 특징으로 하는 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법;
3. 제1항에 있어서,

   상기 초음파 센서는 기존 시설물에 설치되는 것임을 특징으로 하는 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 초음파 센서는 기존 시설물에 고정되며, 센서 설치 및 센서의 높이를 변경할 때 높이 조절이 용이한 설치 구조물을 이용하고, 센서 고정 부분도 회전이 가능하도록 제작하여 센서의 각도 변경이 용이하게 하는 것임을 특징으로 하는 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 초음파 센서는 도로변의 시설물에 구비되어 있고, 도로쪽으로 뻗어있는 보조외팔보에 설치되는 것임을 특징으로 하는 초음파 교통량 검지 장치에서 초음파 센서의 측면 설치 방법.