KR100448540B1 - 비접촉식 차종 판별 장치 및 그 방법 - Google Patents

비접촉식 차종 판별 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR100448540B1
KR100448540B1 KR10-2001-0061755A KR20010061755A KR100448540B1 KR 100448540 B1 KR100448540 B1 KR 100448540B1 KR 20010061755 A KR20010061755 A KR 20010061755A KR 100448540 B1 KR100448540 B1 KR 100448540B1
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    • G08G1/017—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles

Abstract

본 발명은 비접촉식 차종 판별 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 도로면으로부터 소정높이 위치로부터 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출하되, 상기 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각을 이루도록 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정한 후, 상기 적외선들이 소정물체에 반사되어 되돌아오는 적외선으로부터 반사시간을 측정하고, 이 반사시간 및 반사파들을 처리하여 경과시간에 따라 3차원 형상으로 재현한 형태에 의거하여, 상기 차량검지구간을 통과하는 차량의 차종을 판별하도록 하는 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 차량검지구간을 통과하는 차량의 전반부의 형상만을 가지고도 차량의 종류를 판별할 수 있다는 장점이 있다.

Description

비접촉식 차종 판별 장치 및 그 방법{Non-contact mode vehicles classification apparatus and method}
본 발명은 비접촉식 차종 판별 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히, 갠트리(gantry)등과 같은 구조물을 이용하여 도로 중앙에 설치된 적외선 감지기를 이용하여 차량의 형상에 의해 차종을 정확하게 분리해낼 수 있도록 하는 비접촉식 차종 판별 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량 전용 도로 또는 도로상에 설치된 터널 등을 관리하는 관리부처나 지방 자치 단체 등에서는 해당 도로나 터널 등을 통행하는 차량들에게 소정의 통행료를 부과하고 있다. 이때, 상기 관리 부처나 지방 자치 단체 등에서는 차량의 크기나 배기량 등에 의해 차종을 구분하고(예컨대, 경차, 소형차, 중형차, 대형차 등), 그 차종별로 통행료를 차등 적용한다.
이를 위해, 상기 관리 부처나 지방 자치 단체들은 도로나 터널 등의 진입로에 해당 도로나 터널에 진입하고자 하는 차량의 차종을 판별하기 위한 장치가 부가된 요금 징수 시스템을 설치한다.
일반적으로 이러한 차종 판별 장치는 매립형 답판(Treadle)이나 루프검지기 지자기 검지기와 같은 접촉식 판별 장치를 이용하였다.
매립형 답판(Treadle)은 통과 차량 축수를 계수하여 차종을 분류하는 방식으로, 동작 오류는 거의 없지만 수명이 차량 통과 대수에 의해 결정되며, 교체기간이 길고(약 1주일 정도), 축수에 의한 분류는 정확하지만 경차 및 버스와 트럭의 구분은 어렵다는 단점이 있다.
한편, 매립형 답판의 보조장비로 사용되는 도로의 양측에 설치된 적외선 검지기는 광 모듈이 이상 동작할 경우 차량 분리가 불가하며, 광 모듈을 수시로 교체해주어야 한다는 단점이 있다. 또한, 이 경우도 대형버스와 대형트럭을 구분하는 것이 어렵다는 단점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 갠트리(gantry)등과 같은 구조물을 이용하여 도로 중앙에 설치된 적외선 감지기를 이용하여 차량 전반부의 형상에 의해 차종을 정확하게 분리하는 비접촉식 차종 판별 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제2 목적은 상기 적외선 감지기에서 방출된 적외선이 차량으로부터 반사되어 되돌아오는 적외선으로부터 반사시간을 측정하고, 이 반사시간에 의해 차량의 높이, 길이, 폭 및 3차원 형상을 산출하고, 그로부터 차종을 판별하는 비접촉식 차종 판별 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치의 사용 상태를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 설치된 적외선 감지기의 설치 상태를 측면에서 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 대한 개략적인 블록도,
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 방법에 대한 처리 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 의한 차량검지구간을 차량 전반부가 통과하는 모습을 나타낸 도면,
도 4a 및 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 의해 감지된 통과 차량의 형태도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 대한 개략적인 블록도,
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 방법에 대한 처리 흐름도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 의해 통과차량의 높이를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 의해 통과차량의 길이를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 의해 통과차량의 폭을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 9는 차종 분류 기준의 일 예를 나타낸 도면.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
100 : 적외선 감지기 200 : 차량높이 측정부
300 : 차량길이 측정부 400 : 차폭 측정부
500a, 500b : 차종 판별부
상기 제1 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 비접촉식 차종 판별 장치는 도로면으로부터 소정높이 위치에 설치되고, 상기 소정높이로부터 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출하되, 상기 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각을 이루도록 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정하는 적외선 검지기와, 차량 전반부의 소정위치가 상기 차량검지구간을 통과할 때 반사되어 되돌아오는 반사파들을 처리하여 경과시간에 따라 3차원 현상으로 재현한 형태에 의거하여 차종을 판별하는 차종 판별부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 비접촉식 차종 판별 방법은 도로면으로부터 소정높이 위치에 설치된 적외선 검지기가 소정높이에서 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출하되, 상기 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각을 이루도록 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정하는 제1 과정과, 차량 전반부의 소정위치가 상기 차량검지구간을 통과할 때 반사되어 되돌아오는 반사파들을 3차원적으로 분석하여 차종을 판별하는 제2 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제2 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 비접촉식 차종 판별 장치는 도로면으로부터 소정높이 위치에 설치되고, 상기 소정높이로부터 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출하되, 상기 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각을 이루도록 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정하고, 상기 적외선들이 소정물체에 반사되어 되돌아오는 적외선의 반사시간을 측정하고, 측정된 이 반사시간들에 의거하여 차량이 상기 차량검지구간을 통과하는지의 여부를 판단하는 적외선 검지기와; 차량이 상기 차량검지구간을 통과할 때 상기 복수개의 적외선 그룹의 적외선들이 차량에 반사되어 되돌아오는 적외선의 반사시간을 측정하고, 이 반사시간에 의해, 차량의 높이를 산출하는 차량 높이 측정부와; 차량이 상기 차량검지구간을 통과할 때 측정된 통과속도 및 통과시간 정보에 의거하여 차량의 길이를 측정하는 차량 길이 측정부와; 차량이 상기 차량검지구간을 통과할 때, 상기 적외선 검지기에서 방출된 복수개의 적외선 그룹들 중 하나의 적외선 그룹의 적외선들이 반사된 시간들로부터 차량의 소정 위치에 대한 개략적인 단면을 검출하고, 그 단면으로부터 해당 차량의 차폭을 측정하는 차폭 측정부와; 상기 차량 높이 측정부, 차량 길이 측정부 및 차폭 측정부에서 산출된 차량 높이, 차량 길이 및 차폭 정보와 기 등록된 차종별 차량 높이, 차량 길이 및 차폭 정보를 비교하여 상기 차량검지구간을 통과한 차량의 차종을 판별하는 차종 판별부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 비접촉식 차종 판별 방법은 도로면으로부터 소정높이 위치에 설치된 적외선 검지기가 소정높이에서 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출하되, 상기 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각을 이루도록 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정하는 제1 과정과, 상기 적외선들이 소정물체에 반사되어 되돌아오는 적외선의 반사시간들을 측정하여 반사시간들에 의거하여 차량이 상기 차량검지구간을 통과하는지의 여부를 판단하는 제2 과정과, 차량이 상기 차량검지구간을 통과하면, 상기 복수개의 적외선 그룹의 적외선들이 차량에 반사되어 되돌아오는 반사시간 정보에 의해, 차량의 높이를 산출하는 제3 과정과, 차량이 상기 차량검지구간을 통과할 때 측정된 통과속도 및 통과시간 정보에 의거하여 차량의 길이를 측정하는 제4 과정과, 차량이 상기 차량검지구간을 통과할 때, 상기 제1 과정에서 방출된 복수개의 적외선 그룹들 중 하나의 적외선 그룹의 적외선들이 반사된 시간들로부터 차량의 소정 위치에 대한 개략적인 단면을 검출하고, 그 단면으로부터 해당 차량의 차폭을 측정하는 제5 과정과, 상기 제3 내지 제5 과정에서 산출된 차량 높이, 차량 길이 및 차폭 정보와 기 등록된 차종별 차량 높이, 차량 길이 및 차폭 정보를 비교하여 상기 차량검지구간을 통과한 차량의 차종을 판별하는 제6 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 비접촉식 판별 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치의 사용 상태를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치는 갠트리(gantry)(20)와 같은 구조물을 이용하여 도로 중앙부의 소정 높이(예컨대, 도로면으로부터 수직방향으로 8m ~ 9m)에 설치된 적외선 감지기(100a, 100b)에 의해 소정 영역에 적외선(10a, 10b)을 방출한다. 그리고, 그 방출된 적외선이 되돌아오는 반사파의 형태에 의해 차량의 형태를 분석하거나, 그 방출된 적외선이 반사되어 되돌아오는 동안의 시간을 측정하고, 이 되돌아 오는 반사시간에 의해 그 적외선이 방출된 구간(차량검지구간)을 통과하는 차량의 높이, 길이 및 차폭을 산출함으로써 차종을 판별한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 설치된 적외선 감지기의 설치 상태를 측면에서 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 적외선 감지기(100)는 도로면으로부터 9m 위치에 설치되고, 그 위치에서 도로면까지 복수개의 적외선 그룹(10a, 10b)을 방출한다. 즉, 상기 위치(9m 높이)에서 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 다수개의 적외선들로 이루어진 적외선 그룹들(10a, 10b)을 복수개 방출한다. 이 때, 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 적외선 그룹들(10a, 10b)은 10°의 내각을 가지고 방출되며, 그 내각을 가지는 적외선 그룹들(10a, 10b)에 의해 차량검지구간(A)이 설정된다.
한편, 적외선 그룹들(10a, 10b)은 적외선 감지기(100)가 설치된 위치로부터 도로면까지 도로폭방향으로 형성된 수직단면에 좌우 대칭을 이루는 소정각 범위(예컨대, 30°)내에서 다수의 적외선을 방출하는 제1 적외선 그룹(10b)과, 적외선 감지기(100)가 설치된 위치로부터 도로면까지 수직단면과 10°정도의 내각을 이루면서 도로폭방향으로 형성된 단면에 좌우 대칭을 이루는 소정각 범위(예컨대, 30°)내에서 다수의 적외선을 방출하는 제2 적외선 그룹(10a)을 포함한다. 즉, 제1 및 제2 적외선 그룹(10b, 10a)을 차량 진입 방향에서 보면, 도 8의 (a)와 같은 형태를 갖게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 대한 개략적인 블록도이고, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 대한 처리 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치는 적외선 감지기(100)와 차종 판별부(500a)를 포함한다.
적외선 감지기(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 도로면으로부터 소정높이 위치에 설치되고, 그 높이로부터 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출한다. 이 때, 적외선 검지기(100)는 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각(예컨대, 10°)을 이루도록 적외선들을 방출하고, 그 내각에 의해 구분된 구간을 차량검지구간(도 2의 'A')으로 설정한다. 즉, 적외선 검지기(100)는 차량 진행방향으로 약 1.5 ~ 3m 정도의 차량검지구간(도 4 참조)을 설정한다.
차종 판별부(500a)는 차량 전반부의 소정위치가 상기 차량검지구간을 통과할 때 반사되어 되돌아오는 반사파들을 3차원적으로 분석하여 차종을 판별한다. 즉, 차종 판별부(500a)는 도 4의 예와 같이 제1 적외선 그룹(10b)의 적외선들이 차량의 앞부분(P1)과 만나는 시점에 차량검지구간에 포함된 차량 전반부(P1부터 P2까지)의소정 부분들로부터 반사되어 되돌아오는 반사파들의 형태를 3차원 그래프에 도시한 후, 그 반사파들의 형태로부터 차량 높이, 폭등 개략적인 차량의 형상을 분석하여 차종을 판별한다.
일반적으로 트럭과 같은 화물차들의 경우 화물의 형태에 의해 차량의 크기 및 형태가 오판되는 사례가 많으나, 이와 같은 방법에 의해 차량 전반부(예컨대, 차량의 앞부분으로부터 소정 위치까지)에 대한 형태 분석만을 거침으로써, 화물의 형태에 의한 차량의 오판을 줄일 수가 있는 것이다.
도 4a 및 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 의해 감지된 통과 차량의 형태도로서, 도 4a 및 도 4d를 참조하여 이를 부연 설명한다.
도 4a는 경차의 예로서, '티코' 차량에 대한 검출 결과를 나타내고, 도 4b는 '봉고' 차량에 대한 검출 결과를 나타내고, 도 4c는 '포터' 차량에 대한 검출 결과를 나타내고, 도 4d는 '소형트럭' 차량에 대한 검출 결과를 나타낸다.
4a 및 도 4b를 참조하면, 일반적인 '승용차'나 '봉고' 차량의 경우, 차량이 하나의 형태를 가지므로 그 반사파에 의해 도시된 차량의 형태가 차량의 앞부분으로부터 차량의 뒷부분까지 거의 일률적인 형태를 가진다.
하지만, 도 4c 및 도 4d를 참조하면, '포터'나 '소형트럭'과 같이 운전석 부분과, 화물 적재 영역이 분리되는 차량의 경우, 반사파에 의해 도시된 차량의 형태 분석 결과 차량의 앞부분과 뒷부분 사이에 소정의 경계영역이 발생한다. 따라서, 이러한 분석 결과에 의해 동일 크기의 차량과 화물 트럭의 판단 오류를 방지할 수 있는 것이다. 즉, 동일 크기와 동일 축을 갖는 대형 트럭 및 버스의 경우, 도 4a및 도 4b와 같이 소정의 경계 영역이 발생하지 않는 차량은 버스로 판단하고, 도 4c 및 도 4d와 같이 소정의 경계 영역이 발생하는 차량은 트럭으로 판단하게 되는 것이다.
도 3 및 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의해 차종을 판별하기 위해, 우선, 적외선 검지기(100)는 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정한다(S110). 그리고, 임의의 차량이 그 차량검지구간을 통과하면(S120), 그 차량 전반부의 소정위치가 상기 차량검지구간을 통과할 때 반사되어 되돌아오는 반사파들을 수집한 후(S130), 그 반사파들의 형태를 3차원 그래프에 도시하고(S140), 그 반사파들의 형태로부터 차량 높이, 폭 및 차량의 개략적인 형상을 분석하여 차종을 판별한다(S150).
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 대한 개략적인 블록도이고, 도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 방법에 대한 처리 흐름도이다.
우선, 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치는 적외선 검지기(100), 차량높이 측정부(200), 차량길이 측정부(300), 차폭 측정부(400) 및 차종 판별부(500b)를 포함한다.
적외선 검지기(100)는 도 3을 참조한 설명과 같이 적외선들을 방출하여 차량검지구간(도 2의 'A')으로 설정한다. 그리고, 적외선들이 소정물체에 반사되어 되돌아오는 적외선의 반사시간을 측정하고, 이 반사시간들에 의거하여 차량이 차량검지구간을 통과하는지의 여부를 판단한다. 즉, 그 반사시간들이 기 설정된 소정시간 이내인 경우, 차량이 차량검지구간을 통과하는 것으로 판단한다. 예를 들어, 적외선이 도로면으로부터 반사되어 되돌아오는 반사시간이 'a'이고, 차량 여부 판별을 위한 최소 높이에서 반사되어 되돌아오는 반사시간이 'b'라면, 반사시간이 'a - b' 이내인 경우, 차량이 차량검지구간을 통과하는 것으로 판단한다.
차량 높이 측정부(200)는 차량이 차량검지구간(도 2의 'A')을 통과할 때 복수개의 적외선 그룹의 적외선들이 차량에 반사되어 되돌아오는 적외선으로부터 측정한 반사시간정보에 의해, 차량의 높이를 산출한다.
차량 길이 측정부(300)는 차량의 전반부가 차량검지구간을 통과하는 전반통과속도, 차량의 후반부가 차량검지구간을 통과하는 후반통과속도 및 통과시간 정보에 의거하여 차량의 길이를 측정한다. 다만 차량의 통과시간이 너무 긴 정체상태인 경우 및 전반 및 후반통과속도의 차이가 너무 큰 경우에는 차량의 길이정보는 이용하지 않는다.
차폭 측정부(400)는 차량이 차량검지구간을 통과할 때, 적외선 검지기에서 방출된 복수개의 적외선 그룹들 중 하나의 적외선 그룹의 적외선들이 반사된 시간들로부터 차량의 소정 위치에 대한 개략적인 단면을 검출하고, 그 단면으로부터 해당 차량의 차폭을 측정한다.
차종 판별부(500)는 차량높이 측정부(200), 차량길이 측정부(300) 및 차폭 측정부(400)에서 산출된 차량높이, 차량길이 및 차폭 정보와 기 등록된 차종별 차량높이, 차량길이 및 차폭 정보를 비교하여 차량검지구간을 통과한 차량의 차종을 판별한다.
도 5 및 도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의해 차종을 판별하기 위해, 우선, 적외선 검지기(100)는 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정한다(S210). 그리고, 그 적외선들이 소정물체에 반사되어 되돌아올 때 측정된 적외선들의 반사시간들에 의거하여, 적외선 검지기(100)가 차량이 차량검지구간을 통과하는지의 여부를 판단한다(S220). 상기 판단(S220) 결과 차량이 차량검지구간을 통과하면, 차량높이 측정부(200)는 복수개의 적외선 그룹의 적외선들이 차량에 반사되어 되돌아오는 적외선으로부터 측정한 반사시간 정보에 의거하여 차량의 높이를 산출하고(S230), 차량길이 측정부(300)는 차량이 차량검지구간을 통과하는 통과속도 및 통과시간 정보에 의거하여 차량의 길이를 산출한다(S240). 또한, 차폭 측정부(400)는 차량이 차량검지구간을 통과할 때, 복수개의 적외선 그룹들 중 하나의 적외선 그룹의 적외선들이 반사된 시간들로부터 차량의 소정 위치에 대한 개략적인 단면을 검출하고, 그 단면으로부터 해당 차량의 차폭을 측정한다(S250).
이와 같이, 차량의 높이, 길이 및 차폭이 모두 측정되었으면, 그 측정된 값들을 기 등록된 차종별 차량높이, 차량길이 및 차폭 정보를 비교하여 차량검지구간을 통과한 차량의 차종을 판별한다(S260).
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 통과차량의 높이, 길이 및 차폭을 산출하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
우선, 본 발명의 비접촉식 차종 판별 장치에 의해 통과차량의 높이를 산출하기 위해서는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 적외선 그룹(10b)의 적외선들이 차량(30)의 앞부분(P1)과 만나는 시점에 차량의 소정 위치(P2)에서 반사된 제2 적외선 그룹(10a)의 적외선들의 반사시간에 의해 상기 적외선 검지기(100)로부터 상기 차량의 소정 위치(P2)까지의 반사거리(ℓ)를 산출한다.
그리고, 그 반사거리(ℓ)와, 제1 적외선 그룹(10b) 및 제2 적외선 그룹(10a)간 내각(α)에 대한 코사인 함수값(cos)과, 적외선 검지기의 설치높이에 의거하여 차량의 소정 위치(P2)에 대한 높이를 산출한다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.
이 때, 'α= 10°'이고, 'ℓ = 반사시간에 의해 측정된 거리'이므로, (수학식 1)에 의해 h1을 구할 수가 있으며, 'H = 적외선 검지기(100)의 설치위치'이므로, (수학식 2)에 의해 차량의 소정 위치(P2)에 대한 높이(h2)를 구할 수가 있는 것이다.
또한, 본 발명의 비접촉식 차종 판별 장치에 의해 통과차량의 길이를 산출하기 위해서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 차량의 앞부분(P1)이 제2 적외선 그룹(10a)을 통과한 후(t2) 제1 적외선 그룹(10b)을 통과하기까지(t1) 걸린시간(T1)을 측정한다. 그러면, (수학식 3)에 의해 차량의 통과속도(PV)를 산출할 수 있다.
이 때, 'd'는 적외선 검지기(100)의 설치 높이와, 제1 및 제2 적외선 그룹(10b, 10a)의 내각에 의해 고정된 값을 갖는다.
한편, 차량의 앞부분(P1)이 제1 적외선 그룹(10b)을 통과한 후(t1), 차량의 뒷부분이 제1 적외선 그룹(10b)을 통과하기까지(t3) 걸린 시간(T3)을 측정한다. 이 값(T3)은, 이는 차량 전체가 차량검지구간을 통과하는 통과시간(PT)이다.
따라서, 이 통과속도(PV)와 통과시간(PT)을 (수학식 4)에 대입하면, 차량의 앞부분(P1)부터 뒷부분(P3)까지의 거리, 즉, 차량 길이(LC)를 산출할 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 차종 판별 장치에 의해 통과차량의 폭을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 8의 (a)와 같이 적외선 감지기(100)가 도로폭방향으로 소정각(β) 범위 내에서 다수개의 적외선을 방출한 후, 그 적외선이 되돌아온 반사시간에 의해 파형을 정리하면, 도 8의 (b)와같이 차량(30)의 소정 위치에 대한 개략적인 단면을 검출할 수가 있다.
도 8은 차량(티코)(30)의 상부에 대한 개략적인 단면을 검출한 경우에 대한 예를 나타내고 있지만, 차량의 높이를 측정하기 위한 단면이 아니고, 차폭을 측정하기 위한 단면이므로, 차량의 어느 부분에 대한 단면을 검출하느냐는 중요한 요소가 아니다.
도 9는 차종 분류 기준의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 9는, 특히, 도로공사의 차종분류 기준을 나타낸다. 이 때, 차종 분류의 기준은 필요에 따라 변동 적용하는 것이 가능하다.
이상의 설명은 하나의 실시예를 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부한 특허청구범위 내에서 다양하게 변경 가능하다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있다.
본 발명은 차량과 소정 거리 떨어진 적외선 검지기로부터 방출된 적외선 레이저에 의해, 차량의 높이, 길이 및 차폭 등 차량의 형태를 판별하고, 그 차량의 형태에 의해 차종을 판별함으로써, 차종 판별의 정확도가 높다는 장점이 있다.
즉, 종래와 같이 차축으로 차종을 분리할 경우, 대형 버스와 대형 트럭을 구분할 방법이 없었는데, 본 발명과 같이 차량의 형태를 감별할 경우, 대형 버스와 대형 트럭을 포함한 모든 차종에 대하여 차종 감별이 가능하다. 특히, 차량의 전반부에 대한 형태만을 가지고도 모든 차종에 대한 정확한 감별이 가능하다는 장점이있다.
또한, 비접촉식 방식이므로 장치의 수명이 길며 유지보수가 간단하다는 장점이 있다.

Claims (18)

  1. 도로면으로부터 소정높이 위치에 설치되고, 상기 소정높이로부터 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출하되, 상기 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각을 이루도록 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정하는 적외선 검지기와,
    차량 전반부의 소정위치가 상기 차량검지구간을 통과할 때 반사되어 되돌아오는 반사파들을 처리하여 경과시간에 따라 3차원적 형상으로 재현한 형태에 의거하여 차종을 판별하는 차종 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차량 판별장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적외선 검지기는
    도로면으로부터 약 9m 위치에 설치되며,
    그 설치위치로부터 도로면까지 도로폭방향으로 형성된 수직단면에 좌우 대칭을 이루는 소정각 범위 내에서 방출된 다수개의 제1 적외선 그룹과, 상기 설치위치로부터 도로면까지 상기 수직단면과 약 10°의 내각을 이루면서 도로폭방향으로 형성된 단면에 좌우대칭을 이루는 소정각 범위 내에서 방출된 다수개의 제2 적외선 그룹에 의해 차량검지구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차량 판별장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적외선 검지기는
    차량 진행방향으로 약 1.5 ~ 3m 정도의 차량검지구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차량 판별장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차종 판별부는
    상기 제1 적외선 그룹의 적외선들이 차량의 앞부분과 만나는 시점에 상기 차량검지구간에 포함된 차량 전반부의 소정 부분들로부터 반사되어 되돌아오는 반사파의 형태를 3차원 그래프에 도시한 후, 그 반사파들의 형태로부터 차량 높이, 폭 및 개략적인 형상을 분석하여 차종을 판별하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차량 판별장치.
  5. 도로면으로부터 소정높이 위치에 설치되고, 상기 소정높이로부터 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출하되, 상기 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각을 이루도록 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정하고, 상기 적외선들이 소정물체에 반사되어 되돌아오는 적외선으로부터 반사시간을 측정하고, 이 측정된 반사시간들에 의거하여 차량이 상기 차량검지구간을 통과하는지의 여부를 판단하는 적외선 검지기와,
    차량이 상기 차량검지구간을 통과할 때 상기 복수개의 적외선 그룹의 적외선들이 차량에 반사되어 되돌아오는 적외선으로부터 반사시간을 측정하여 차량의 높이를 산출하는 차량 높이 측정부와,
    차량이 상기 차량검지구간을 통과하는 통과속도 및 통과시간 정보에 의거하여 차량의 길이를 측정하는 차량 길이 측정부와,
    차량이 상기 차량검지구간을 통과할 때, 상기 적외선 검지기에서 방출된 복수개의 적외선 그룹들 중 하나의 적외선 그룹의 적외선들이 반사된 시간들로부터 차량의 소정 위치에 대한 개략적인 단면을 검출하고, 그 단면으로부터 해당 차량의 차폭을 측정하는 차폭 측정부와,
    상기 차량 높이 측정부, 차량 길이 측정부 및 차폭 측정부에서 산출된 차량 높이, 차량 길이 및 차폭 정보와 기 등록된 차종별 차량 높이, 차량 길이 및 차폭 정보를 비교하여 상기 차량검지구간을 통과한 차량의 차종을 판별하는 차종 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차량 판별장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 적외선 검지기는
    도로면으로부터 약 9m 위치에 설치되며,
    그 설치위치로부터 도로면까지 도로폭방향으로 형성된 수직단면에 좌우 대칭을 이루는 소정각 범위 내에서 방출된 다수개의 제1 적외선 그룹과, 상기 설치위치로부터 도로면까지 상기 수직단면과 약 10°의 내각을 이루면서 도로폭방향으로 형성된 단면에 좌우대칭을 이루는 소정각 범위 내에서 방출된 다수개의 제2 적외선 그룹에 의해 차량검지구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 적외선 검지기는
    상기 반사시간들이 기 설정된 소정시간 이내인 경우, 차량이 상기 차량검지구간을 통과하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 차량 높이 측정부는
    상기 제1 적외선 그룹의 적외선들이 차량의 앞부분과 만나는 시점에 차량의 소정 위치에서 반사된 제2 적외선 그룹의 적외선들의 반사 시간에 의해 상기 적외선 검지기로부터 상기 차량의 소정 위치까지의 반사거리(DR)를 산출하고, 상기 반사거리(DR)와, 상기 제1 적외선 그룹 및 제2 적외선 그룹간의 내각에 대한 코사인 함수값과, 상기 적외선 검지기의 설치 높이에 의거하여 상기 차량의 소정 위치에 대한 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 차량 길이 측정부는
    차량의 소정위치 까지가 상기 차량검지구간을 통과하는데 걸린 시간과, 상기 차량검지구간의 거리에 의해 차량의 통과 속도(PV)를 산출하고, 차량 전체가 차량 검지구간을 통과하는 통과시간(PT)을 측정하여, 상기 통과 속도(PV)와 그 통과 시간(PT)에 의해 차량의 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 장치.
  10. 도로면으로부터 소정높이 위치에 설치된 적외선 검지기가 소정높이에서 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출하되, 상기 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각을 이루도록 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정하는 제1 과정과,
    차량 전반부의 소정위치가 상기 차량검지구간을 통과할 때 반사되어 되돌아오는 반사파들을 3차원적으로 분석하여 차종을 판별하는 제2 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 과정은
    도로면으로부터 약 9m의 위치에서 도로면까지 도로폭방향으로 형성된 수직단면에 좌우대칭을 이루는 소정각 범위 내에서 다수개의 적외선을 방출하는 제1-1 과정과,
    상기 위치로부터 도로면까지 상기 수직단면과 약 10°의 내각을 이루면서 도로폭방향으로 형성된 단면에 좌우대칭을 이루는 소정각 범위 내에서 다수개의 적외선을 방출하는 제1-2 과정과,
    상기 제1-1 과정 및 제1-2 과정에서 방출된 적외선들에 의해 차량검지구간을 설정하는 제1-3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 과정은
    차량 진행방향으로 약 1.5 ~ 3m 정도의 차량검지구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차량 판별방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제2 과정은
    상기 제1 적외선 그룹의 적외선들이 차량의 앞부분과 만나는 시점에 상기 차량검지구간에 포함된 차량 전반부의 소정 부분들로부터 반사되어 되돌아오는 반사파들의 형태를 3차원 그래프에 도시하는 제2-1 과정과,
    그 반사파들의 형태로부터 차량 높이, 폭 및 차량의 개략적인 형상을 분석하여 차종을 판별하는 제2-2 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차량 판별방법.
  14. 도로면으로부터 소정높이 위치에 설치된 적외선 검지기가 소정높이에서 도로면까지 도로면과 동일각을 이루며 도로폭방향으로 분산 방출된 적외선들의 그룹을 복수개 방출하되, 상기 복수개의 적외선 그룹들 상호간에 소정의 내각을 이루도록 복수개의 적외선 그룹을 방출하여 차량검지구간을 설정하는 제1 과정과,
    상기 적외선들이 소정물체에 반사되어 되돌아오는 적외선으로부터 반사시간을 측정하고, 측정된 반사시간들에 의거하여 차량이 상기 차량검지구간을 통과하는지의 여부를 판단하는 제2 과정과,
    차량이 상기 차량검지구간을 통과하면, 상기 복수개의 적외선 그룹의 적외선들이 차량에 반사되어 되돌아오는 적외선으로부터 반사시간을 측정하고, 이 반사시간 정보에 의해 차량의 높이를 산출하는 제3 과정과,
    차량이 상기 차량검지구간을 통과하는 통과속도 및 통과시간 정보에 의거하여 차량의 길이를 산출하는 제4 과정과,
    차량이 상기 차량검지구간을 통과할 때, 상기 제1 과정에서 방출된 복수개의 적외선 그룹들 중 하나의 적외선 그룹의 적외선들이 반사된 시간들로부터 차량의 소정 위치에 대한 개략적인 단면을 검출하고, 그 단면으로부터 해당 차량의 차폭을 측정하는 제5 과정과,
    상기 제3 내지 제5 과정에서 산출된 차량 높이, 차량 길이 및 차폭 정보와 기 등록된 차종별 차량 높이, 차량 길이 및 차폭 정보를 비교하여 상기 차량검지구간을 통과한 차량의 차종을 판별하는 제6 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 과정은
    도로면으로부터 약 9m의 위치에서 도로면까지 도로폭방향으로 형성된 수직단면에 좌우대칭을 이루는 소정각 범위 내에서 다수개의 적외선을 방출하는 제1-1 과정과,
    상기 위치로부터 도로면까지 상기 수직단면과 약 10°의 내각을 이루면서 도로폭방향으로 형성된 단면에 좌우대칭을 이루는 소정각 범위 내에서 다수개의 적외선을 방출하는 제1-2 과정과,
    상기 제1-1 과정 및 제1-2 과정에서 방출된 적외선들에 의해 차량검지구간을 설정하는 제1-3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제2 과정은
    상기 반사시간들이 기 설정된 소정시간 이내인 경우, 차량이 상기 차량검지구간을 통과하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 방법.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제3 과정은
    상기 제1-1 과정에서 방출된 적외선들이 차량의 앞부분과 만나는 시점에 상기 제1-2 과정에서 방출된 적외선들이 차량의 소정위치에서 반사되면, 반사된 적외선으로부터 측정된 반사시간에 의해 상기 적외선 검지기로부터 상기 차량의 소정위치까지의 반사거리(DR)를 산출하는 제3-1 과정과,
    상기 반사거리(DR)와, 상기 제1-1 과정에서 방출된 적외선과 상기 제1-2 과정에서 방출된 적외선들간의 내각에 대한 코사인 함수값과, 상기 적외선 검지기의 설치 높이에 의거하여 상기 차량의 소정 위치에 대한 높이를 산출하는 제3-2 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 제4 과정은
    차량의 소정위치 까지가 상기 차량검지구간을 통과하는데 걸린 시간과, 상기 차량검지구간의 거리에 의해 차량의 통과속도(PV)를 산출하는 제4-1 과정과,
    차량 전체가 차량 검지구간을 통과하는 통과시간(PT)을 측정하여, 상기 통과속도(PV)와 그 통과시간(PT)에 의해 차량의 길이를 산출하는 제4-2 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 차종 판별 방법.
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