KR100720158B1 - 차종 인식장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단하고 설치가 용이한 차종 인식장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 통과차량의 바퀴의 높이로 제 1 레이저를 조사하고, 반사되는 상기 제 1 레이저를 수광하는 제 1 레이저부; 상기 제 1 레이저와 θ의 사잇각으로 상기 통과차량의 바퀴의 높이로 제 2 레이저를 조사하고, 반사되는 상기 제 2 레이저를 수광하는 제 2 레이저부; 상기 제 1 레이저의 조사시점과 수광시점에 의하여 상기 제 1 레이저부와 반사점과의 거리를 산출하고, 상기 제 2 레이저의 조사시점과 수광시점에 의하여 상기 제 2 레이저부와 반사점과의 거리를 산출하고, 상기 반사점과의 거리들로부터 바퀴들간의 폭을 산출하는 차량인식모듈을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

차량인식, 레이저, 반사점

Description

차종 인식장치{system for perceiving kind of car}

도 1은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 측정되는 반사점의 거리를 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 차량인식장치의 회로블록도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에서 차량인식모듈의 동작과정을 설명하기 위한 구성도이다.

도 6은 차량인식모듈의 동작과정을 설명하기 위한 그래프이다.

도 7은 본 발명의 제 3의 실시예를 나타내고 있다.

본 발명은 차종을 구분하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바퀴의 폭을 사잇각을 갖는 두 개의 레이저를 이용하여 바퀴들간의 폭을 측정하도록 하는 장치에 관한 것이다.

고속도로 통행요금, 공용주차요금은 경차, 소형차 및 버스와 트럭과 같은 대 형차들을 구분하여 요금을 다르게 받고 있는 상황에서 이들 차종을 구분하는 것이 매우 중요하다.

종래에 차량의 폭을 결정하기 위하여 차량의 통과영역에 저항선과 도체를 상하로 분포시키고, 통과차량이 도체를 누르게 되면, 저항선에 단락(short)이 발생하여 저항값이 변화되고, 이러한 저항변화를 차량의 폭으로 변환하는 방식이 사용되어져 왔으나, 이러한 방식은 도로에 저항과 도체를 매설하여야 하고, 무거운 차량에 의하여 저항과 도체는 차량 통과 후 복원되어야 하기 때문에 도체에 피로가 누적되게 되어 장시간 사용할 수 없다.

이러한 문제점 때문에 레이저장치를 이용한 차종인식방법이 연구되었다. 종래에 레이저장치를 이용한 차종인식방법은 차량통행방향에 대하여 수평과 수직으로 레이저 장치를 다수대 설치하여 차량이 통과하면서 반사되는 레이저를 검출하여 차량의 길이와 폭을 결정하였다. 그러나, 이러한 장치는 수평과 수직으로 많은 수의 레이저 발광 및 수광장치가 설치되어져야 하기 때문에 시스템이 복잡하였고, 임의의 장소에 고정설치되어져야 하며, 이동식으로 구현하기가 어려웠다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 간단하고 설치가 용이한 차종 인식장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이동식으로 설치가 가능한 차종 인식장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 한 곳에 설치된 레이저 장치에 의하여 차량의 폭을 구분 인식함으로써 정확한 차종을 인식하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 통과차량의 일측에 이격 설치되며, 상기 통과차량의 진행 방향에 대하여 수직선에 대하여 θ의 각도로 상기 통과차량의 바퀴들에 레이저를 조사하고, 조사된 레이저가 상기 차량바퀴들에서 반사되거나, 상기 차량바퀴들에서 반사되지 않을 때 상기 통과차량의 타측에 이격되어 형성된 반사점으로부터 반사되는 레이저를 수광하는 레이저부; 상기 레이저의 조사시점과 수광된 시점 차이에 의하여 산출되는 3개로 구분되는 거리를 산출하되, 가장 큰 거리를 상기 레이저부와 상기 반사점 사이의 거리로 결정하고, 가장 작은 거리를 상기 레이저부와 상기 통과차량의 일측에 위치하는 바퀴 사이의 거리(X2')로 결정하고, 상기 가장 큰 거리와 상기 가장 작은 거리 사이에 존재하는 거리를 상기 통과차량의 타측의 바퀴와 상기 레이저부 사이의 거리(X2)로 결정하고, 상기 통과차량의 일측과 타측의 바퀴들간의 폭Lx을 Lx = (X2 - X2')cosθ의 식에 각각 X2, X2', θ를 대입하여 산출하는 산출수단을 포함하는 것이다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 일실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.

a방향으로 진행하는 차량(100)의 일측에 차량의 바퀴①, ②, ③, ④에 의하여 레이저가 반사될 수 있는 높이로 레이저를 조사하기 위하여 레이저부(30)가 설 치된다. 레이저부(30)에서 조사되는 레이저는 차량의 진향방향에 대하여 수직인 선에 대하여 θ의 사잇각을 갖고, 차량의 바퀴에서 반사되지 않을 때는 차량의 타측에 차량의 진행방향과 평행인 선(10)상의 임의의 점(Q)에서 반사된다.

차량(100)이 진행함에 따라서 레이저는 (Q점에서 반사 → 바퀴①에서 반사 → Q점에서 반사 → 바퀴②에서 반사 → Q점에서 반사 → 바퀴③에서의 반사 → Q점에서 반사 → 바퀴④에서의 반사 → Q점에서 반사)의 순서로 반사가 이루어진다.

레이저부(30)는 레이저의 조사장치와 수광장치가 설치되어져 있어 레이저의 조사시점과 수광시점을 후술되는 전자장치에 의하여 계산을 수행하여 반사점과 레이저부(30)간의 거리를 측정할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 측정되는 반사점의 거리를 나타내는 그래프이다.

도 2는 레이저부(30)와 Q점과의 거리가 7m를 나타내고, 차량이 진행함에 따라서 반사점의 거리가 감소되는 부분(A), (B), (C), (D)이 발생되게 되고, 이러한 부분은 차량바퀴에 반사점이 형성되기 때문에 발생되게 된다. 또한 레이저부(30)에 인접된 바퀴②, ④에 반사점이 형성된 부분(B), (D)은 다른 바퀴①, ③에 반사점이 형성된 경우에 비하여 감소된 거리가 크게 됨을 알 수 있다. 따라서, 차량바퀴들간의 폭 Lx는 Lx = (X2 - X2')cosθ로 된다. 이때, X2는 레이저부(30)와 바퀴①의 거리, X2'는 레이저부(30)와 바퀴②의 거리이다.

따라서, 레이저를 바퀴에 조사함으로써 차량의 바퀴들간의 폭을 구할 수 있으며, 바퀴들의 폭으로부터 차종을 간단히 인식할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.

도 3에 도시된 실시예는 2개의 레이저 장치를 일정각도(θ)를 유지하여 차량의 바퀴높이에 조사하고, 반사되는 파형을 검출하여 분석함으로써 차종을 인식하는 장치이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 차량인식장치의 회로블록도이다.

차량(100)이 a방향으로 진행하고, 차량 진행방향에 대하여 수직으로 레이저를 조사하고, 반사된 레이저를 수광하는 레이저부(20)가 차량의 바퀴높이로 설치된다. 또한, 레이저부(30)가 레이저부(20)로부터 조사된 레이저와 사잇각 θ를 갖고 조사되도록 설치된다. 이때, 레이저부(20)에 의하여 조사되는 레이저는 점선으로, 레이저부(30)로부터 조사되는 레이저는 실선으로 구분하여 표시한다.

도 4에 도시된 실시예의 차량 인식장치는 레이저부(20)와 레이저부(20)에 대하여 사잇각 θ의 각도로 레이저를 조사하는 레이저부(30)와, 레이저부(20), (30)의 레이저 발광장치에 구동신호를 공급하는 레이저 구동부(40)와, 레이저부(20), (30)의 수광소자로부터 전송된 신호를 이진신호 처리하는 수광 신호처리부(50)와, 상기 장치들을 제어하며, 외부 통신망과 통신하도록 하는 제어부(60)를 구비한다.

제어부(60)에는 차량에 의하여 정해지는 전형적인 검출파형이나 기준값들이 저장되는 차종 데이터베이스(DB)(63), 통신망과 통신이 이루어지도록 하는 통신모듈(64)과 반사파의 측정거리에 의하여 차량을 인식하는 차량인식모듈(61)과 시스템과 관련된 장치들을 제어하는 제어모듈(62)로 구성된다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에서 차량인식모듈의 동작과정을 설명하기 위한 구성도이고 , 도 6은 차량인식모듈의 동작과정을 설명하기 위한 그래프이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 바퀴①, ②, ③, ④를 차량이 a방향으로 통과할 때, 레이저부(20)에 의한 레이저가 점선으로 통과차량에 수직(점선으로 표시)으로, 레이저부(30)에 의한 레이저가 사잇각 θ를 갖고(실선으로 표시) 조사될 때, 레이저부(30)에 수신되는 레이저에 의하여 측정되는 길이는 도 6의 실선으로 표시된다.

바퀴에 의하여 반사되지 않을 때, 레이저부(20)에서 조사되는 레이저는 차선과 평행인 선(10)상의 임의의 점(P)에서 반사된다. 도 6은 임의의 점(P)과 레이저부(20)의 측정거리가 6.5m인 것을 나타낸다. 또한, 레이저부(30)에서 조사된 레이저는 바퀴에 의하여 반사되지 않을 때, 차선과 평행인 선(10)상의 임의의 점(Q)에서 반사되고, 도 6은 임의의 점(Q)과 레이저부(30)의 측정거리가 7m인 것을 나타낸다. 또한, 도 5에서 사잇각의 cosθ = 6.5/7임을 알 수 있다.

차량이 통과하게 되면 레이저부(30)에 의한 레이저는 바퀴①에서 가장 먼저 반사되게 된 후, 임의의 점(Q)에서 반사된 후 바퀴②에서 반사되고, 임의의 점(Q)에서 반사된 후 바퀴③에서 반사된 후 임의의 점에서 반사된 후 바퀴④에서 반사된다. 바퀴에서 반사될 때, 레이저의 측정거리는 임의의 점(Q)에서 반사될 때의 측정 길이보다 감소되게 되지만 도 4에 도시된 바와 같이 바퀴②, ④에서 반사될 때의 측정거리보다 바퀴①, ②에서 반사될 때의 측정거리의 감소가 휠씬 크게 된다. 이는 바퀴②, ④가 레이저부(30) 쪽에 위치되기 때문에 생기는 결과이다.

또한, 레이저부(20)는 차량진행 방향에 수직으로 조사되기 때문에 바퀴②, ④에서만 반사가 일어나고, 바퀴①, ③에서는 반사가 일어나지 않게 된다. 따라서 이때의 차량이 진행함에 따라 임의의 점(P)에서 반사된 레이저의 측정거리(6.5m)를 나타내다가 차량의 바퀴①, ③에서 반사되게 되면, 측정거리가 감소되게 된다. 또한, 측정 길이의 감소폭은 동일하다. 레이저부(30)에 의한 바퀴①, ②, ③, ④에 의한 반사구간을 각각 A, B, C, D라 하고, 레이저부(20)에 의한 바퀴②, ④에 의한 반사구간을 각각 E, F라 할 때, 각각의 시점은 A→B→E→C→D→F순으로 이루어진다.

또한, 통과차량의 바퀴들간의 폭은 Lx 는

Lx = X2 cos θ - X1

이며, 이때 X2 = (레이저부(30)의 바퀴①, ③의 측정거리 )이고, X1 = (레이저부(20)의 바퀴②, ④ 의 측정거리)이다.

차량인식모듈(61)은 레이저 구동부(40)에서 레이저부(20), (30)를 점등시켜 각 레이저를 조사하는 시점과 반사되는 레이저가 수광신호 처리부에 수광되는 시점을 산출하여 거리를 측정하고, 측정된 거리로부터 급격하게 감소되는 영역인 A, B, C, D, E, F의 영역을 판단하고, 이때의 거리를 판별한다. 이때, E, F영역의 측정 길이가 가장 짧고, A, C 영역의 측정거리가 가장 길다. 따라서, A, C영역의 길이가 레이저부(30)의 바퀴①, ③의 측정거리임을 알 수 있고, E, F 영역의 측정거리가 레이저부(20)의 바퀴②, ④ 의 측정거리임을 알 수 있다.

따라서, 이들 측정거리에 의하여 차량바퀴 폭(Lx)을 산출한다. 또한, 차종DB(63)에는 차량바퀴 폭(Lx)에 따른 차종이 저장되어 있으며, 제어모듈(60)은 차량인식모듈(61)에서 산출된 차량바퀴 폭(Lx)과 차종DB(63)의 데이터를 비교하여 차종을 인식한다.

이와 같이 인식된 차종은 통신모듈에 의하여 통신망을 통하여 외부로 전송되게 된다.

도 7은 본 발명의 제 3의 실시예를 나타내고 있다.

도 7에 도시된 실시예는 웨지 프리즘(42)을 사용하여 하나의 레이저를 프리즘 경사면을 통과하는 레이저와 수평면을 통과하는 레이저로 분리시켜 두 개의 광로가 형성되도록 함으로써 두개의 레이저 구동부를 사용할 때의 복잡한 구성을 더욱 단순화시킨 것이지만, 도 3에 도시된 실시예와 동일한 결과를 가져오기 때문에 장치를 소형화시킬 수 있다.

레이저부(41)에서 발산된 빛은 평행광을 만들기 위한 렌즈(43)를 통과하여 일부에 경사면이 형성되고, 일부에 평행면이 형성된 웨지 프리즘을 통과하여 두 개의 레이저가 θ의 각도로 분리되어 각각 차선과 평행인 위치의 임의의 반사점(P), (Q)에 조사되게 됨으로서 도 3에 도시된 실시예와 동일한 결과를 얻을 수 있다.

상기의 목적과 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 차량의 폭을 한곳으로부터 조사되는 레이저 장치에 의하여 구할 수 있으므로 차종인식장치를 소형으로 제작할 수 있으며, 설치장소에 제한받지 않게 된다. 따라서, 이동식 차종인식장치를 구현할 수 있다. 하나의 레이저를 웨지프리즘을 이용하여 분리시켜 두 방향으로 조사함으로써 레이저구동장치를 단순화시켜 소형이면서도 염가의 차종인식장치를 제조할 수 있다.

Claims (6)

1. 통과차량의 일측에 이격 설치되며, 상기 통과차량의 진행 방향에 대하여 수직선에 대하여 θ의 각도로 상기 통과차량의 바퀴들에 레이저를 조사하고, 조사된 레이저가 상기 차량바퀴들에서 반사되거나, 상기 차량바퀴들에서 반사되지 않을 때 상기 통과차량의 타측에 이격되어 형성된 반사점으로부터 반사되는 레이저를 수광하는 레이저부;

   상기 레이저의 조사시점과 수광된 시점 차이에 의하여 산출되는 3개로 구분되는 거리를 산출하되, 가장 큰 거리를 상기 레이저부와 상기 반사점 사이의 거리로 결정하고, 가장 작은 거리를 상기 레이저부와 상기 통과차량의 일측에 위치하는 바퀴 사이의 거리(X2')로 결정하고, 상기 가장 큰 거리와 상기 가장 작은 거리 사이에 존재하는 거리를 상기 통과차량의 타측의 바퀴와 상기 레이저부 사이의 거리(X2)로 결정하고, 상기 통과차량의 일측과 타측의 바퀴들간의 폭Lx을 Lx = (X2 - X2')cosθ의 식에 각각 X2, X2', θ를 대입하여 산출하는 산출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 인식장치.
2. 통과차량이 주행하는 차선에 수직으로 상기 통과차량의 바퀴에 대하여 레이저를 조사하도록 상기 통과차량의 일측에 이격 설치되고, 상기 바퀴에 의한 반사광을 수광하거나 상기 바퀴에 의하여 반사되지 않을 때 상기 통과차량의 타측에 이격 형성된 제 1 반사점(P)으로부터 반사되는 반사광을 수광하는 제 1 레이저부;

   상기 통과차량의 일측에 이격 설치되고, 제 1 레이저부로부터 조사되는 레이저와 각도 θ로 경사지게 상기 통과차량의 바퀴의 높이로 레이저를 조사하고, 상기 통과차량의 바퀴에서 반사되는 반사광을 수광하거나 상기 바퀴에 의하여 반사되지 않을 때, 상기 통과차량의 타측에 형성되며 상기 차선과 평행이며, 상기 제 1 반사점을 통과하는 연장선상의 제 2 반사점(Q)에서 반사되는 반사광을 수광하는 제 2 레이저부;

   상기 제 1 레이저부의 레이저 조사시점과 수광시점에 의하여 두 개의 크거나 작게 구분되는 거리를 산출하되 작은 거리(X1)를 상기 통과차량의 일측에 위치하는 바퀴와 상기 제 1 레이저부 사이의 거리로 결정하고, 상기 제 2 레이저부에 의하여 레이저 조사시점과 수광시점에 의하여 크기별로 구분되는 3개의 거리를 산출하되 2번째의 거리(X2)를 상기 통과차량의 타측에 설치된 바퀴와 상기 제2레이저 부 사이의 거리로 결정하고, 상기 통과차량의 일측과 타측의 바퀴들간의 폭Lx을 Lx = (X2cosθ - X1)에 대입하여 산출하는 산출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 인식장치.
3. 통과차량의 바퀴에 수직으로 레이저를 조사하도록 상기 통과차량의 일측에 이격되어 설치되며, 조사된 레이저의 반사광을 수광하는 레이저부;

   상기 레이저부에서 조사된 레이저를 상기 통과차량의 수직방향으로 조사되는 제 1 레이저와 상기 제 1 레이저에 대하여 각도 θ로 경사진 제 2 레이저로 분리시키되 상기 제1 레이저가 상기 바퀴에 의하여 반사되거나, 상기 바퀴에 의하여 반사되지 않을 때 상기 통과차량의 타측에 이격되어 형성된 제 1 반사점(P)에서 반사 되도록 하고, 상기 제 2 레이저가 상기 바퀴에 의하여 반사되거나 상기 바퀴에 의하여 반사되지 않을 때, 상기 통과차량의 타측에 이격되어 형성되며 상기 제 1 반사점을 통과하는 상기 차선과 평행한 연장선상의 제 2 반사점(Q)에서 반사되도록 하며, 상기 바퀴 및 상기 제 1 반사점(P), 상기 제 2 반사점(Q)으로부터 반사된 반사광을 수광하여 상기 레이저부로 통과시키는 곡면을 갖는 웨지 프리즘;

   상기 레이저부의 레이저의 조사시점과 상기 제 1 레이저에 의한 수광시점의 차이에 의하여 구분되는 두 개의 거리를 산출하되 작은 거리(X1)를 상기 통과차량의 일측에 위치하는 바퀴와 상기 레이저부 사이의 거리로 결정하고, 상기 레이저부의 레이저의 조사시점과 상기 제 2 레이저에 의한 수광시점에 의하여 크기별로 구분되는 3개의 거리를 산출하되 2번째 크기의 거리(X2)를 상기 통과차량의 타측에 설치된 바퀴와 상기 레이저부 사이의 거리로 결정하고, 상기 통과차량의 일측과 타측의 바퀴들간의 폭Lx을 Lx = (X2cosθ - X1)에 대입하여 산출하는 산출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 인식장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

Images