KR101018933B1 - 레이저 빔을 이용한 고속도로 톨 게이트 차량 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주차장이나 고속도로 톨 게이트의 차량 진입 통제 장치에 관한 것이다. 현재 차량 진입 통제 장치는 차단장치를 구성하는 차단바가 모터의 정역전에 따라 상하 작동을 통하여 차량의 진입을 통제하는 것이나, 본 발명은 레이저 빔의 특성을 이용하여 차단바 대신으로 레이저 빔을 형성하여 차량의 진출입을 통제하는 것으로서 주차장의 차량 진출입구 또는 고속도로 톨 게이트의 요금 정산소 등에 레이저 빔 발광부와 수신부를 설치 구성하도록 하고 차량의 정지신호를 주기위하여는 빨강색의 레이저 빔을 발사하고, 통과 신호를 주기위하여는 상기 빨강색의 레이저 빔의 발사를 중지하거나, 파란색의 레이저 빔을 형성하여 차량의 통과 신호를 주는 것으로 상기와 같은 본 발명은 기계적인 구성요소를 줄이고 전기적 신호를 이용함으로써 고장 발생율을 줄일 수 있고, 또한 상기 레이저빔의 차단횟수를 카운트하여 주차장 또는 톨 게이트의 차량 출입 관리 등에 이용할 수 있으며 기계적인 차단바와 차량의 충돌로 인한 사고를 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

레이저빔, 발신부, 수신부, 요금수급기, 제어부, 저장부, 번호인식부, 카메라

Description

레이저 빔을 이용한 고속도로 톨 게이트 차량 관리 시스템{Vehicle Control System of Express Toll Gate By Using Razer Beam}

본 발명은 주차장이나 고속도로 톨 게이트의 차량 진출입 차단 장치에 관한 것으로서 빨강 레이저 빔 및 파란 레이저 빔 등의 발생 장치를 이용하여 기계적인 차량 진출입 차단 바 대신에 상기의 레이저 빔을 공간에 형성함으로써 차량 운전자로 하여금 정차하고, 출발하는 신호를 제공함으로써 상기 기계적인 차단바에 의한 고장을 줄이고 또는 차단바와 차량의 충돌로 인하여 생기는 차량의 훼손 등을 방지할 수 있는 것이다.

일반적으로 주차장에서 차량의 진출입을 관리하거나 고속도로 톨 게이트의 하이패스 톨게이트 등에서 차량의 진입을 통제하고자 하는 경우에는 차단바 구동장치를 구비하여 상기 차단바를 상하로 작동시켜 차량의 진출입을 통제하고 있다. 상기와 같은 종래의 기술은 공개 실용신안 공개번호 20-2008-0003726호에 기재되어 있다. 도 1은 상기와 같은 종래 기술의 구성도로서 구체적으로 설명하면 차량관제용 차단기는 차단용 바(102)를 소정 각도로 회전시켜 차량의 진출입을 통제할 수 있게 한 것으로, 케이싱(90)을 구비하고 있다. 이 케이싱(90)은 지면에 고정설치되며, 내부에는 소정 공간부를 갖는 함체 형으로 이루어지며 차량관제용 차단기는 구동수단(200)을 구비하고 상기 구동수단(200)은 상기 케이싱(90)의 내부에 정역모터(210)가 설치되고, 상기 정역모터(210)의 회전을 감속 회전시킬 수 있는 감속기(220)가 설치되며, 상기 감속기(220)에 직접 연결되도록 수직 방향으로 회전축(230)이 설치되어 상기 정역모터(210)의 회전에 의해 상기 회전축(230)이 감속 회전된다. 이러한 회전축(230)의 외주면에는 나사산이 형성되어 있으며 상기 회전축(230)에는 이동체(240)가 나사 결합되어 상기 회전축(230)이 회전됨에 의해 상기 이동체(240)가 상하 방향으로 왕복 이동되는데, 이러한 이동체(240)의 왕복이동을 안내하기 위해, 상기 이동체(240)의 일측으로는 가이드바(242)가 관통설치된다.

따라서 상기 회전체(230)가 정역모터(210)에 의해 회전되면, 상기 회전축(230)에 나사 결합된 이동체(240)는 상기 회전축(230)을 따라서 상하 방향으로 왕복 이동되고 상기 회전축에 연동되어 있는 상기 이동체(240)에는 수직바(250)의 하단부가 결합되어 상기 수직바(250)는 상기 이동체(240)와 함께 상하방향으로 왕복 이동되어 차량의 진출입을 통제하는 것이다. 또한 주차장에 차량의 출입관리하는 방법으로는 등록특허공보 10-0768465호에 상세하게 기재되어 있다. 상기 종래의 특허는 도 2에 도시한 바와 같이 차량이 일정지역 예를들어 아파트나 상가의 진출입로에 설치되는 차단기(160); 이를 구동시키는 차단기구동부(155); 차량이 차단기(160)로의 근접 여부를 감지하도록 차단기(160) 주변 바람직하게는, 진입로 및 진출로에 각각 설치되는 차량출입감지부(150); 진출입로의 적소 특히, 차량번호판과 운전자 얼굴 촬영 에 알맞은 위치에 설치되는 카메라(120); 이 카메라(120)를 구동시키는 카메라구동부(140); 카메라(120)로부터 출력된 이미지 데이터를 처리하는 영상처리부(125); 카메라(120)에 의해 획득한 차량 영상에서 영상 모델링 및 특징점 추출을 통해 차량번호를 추출하는 번호추출부(130); 이 번호추출부(130)에서 추출된 차량 번호를 영상인식기법을 통해 인식하는 번호인식부(135)를 구비하고 세대주소, 이름, 차량번호 및 이동통신단말기번호 등이 저장되는 입주자정보저장부(111)와, 방문차량별 방문자정보 예를 들면 차량번호, 방문목적, 방문자이름, 방문업체, 운전자 얼굴 영상, 및 방문 세대주소 등이 바람직하게는 한시적으로 저장되는 방문자정보저장부(112)와, 방문차량이 출차시 주차요금을 부가하기 위한 정보가 저장되는 주차요금정보저장부(113)를 포함하여 이루어진 저장부(110); 및 이들을 총괄적으로 제어하는 제어부(105)를 포함하여 이루어진 것임을 알수 있다. 상기와 같은 종래 기술을 개선한 본 발명에 적용하고자 하는 레이저 빔은 DPSS(Diode-Pumped Solid State) 레이저 시스템으로서 빨강, 녹색, 파란색의 레이저 빔 시스템이 있으며 상기 레이저 빔 발신 시스템은 레이저 드라이버와 레이저 헤드로 구성되며 FDA 규정을 준수하기 위하여 케이블로 연결되어 있다. 또한 상기와 같은 DPSS 레이저 시스템은 노이즈가 적고 안정적인 레이저 출력을 내고 있는 것이 특징이다. 또한 상기와 같은 DPSS의 레이저 시스템에서 발생되는 레이저 빔은 빨강색의 경우 빔 사이즈가 2 mm 내외이고, 출력은 50 mw ~ 500 mw정도 이다.

상기와 같은 종래의 기술은 나무나 스틸로 구성된 차단바를 구비하고 있고 상기 차단바를 상하로 구동하여 진출입하는 차량을 관제하기 위한 모터와 상기 모터의 회전에 의하여 구동하는 회전축 및 회전축에 연동되어 상하 이동하는 이동체 등 기계적인 구성요소가 많아 고장이 빈번하며, 유지보수가 많이 필요하고 또한 때로는 차량과 차단바가 충돌하여 차량을 훼손하거나 차단바가 부러지는 경우가 있는 문제점을 가지고 있다.

상기와 같은 종래의 차량 진출입 차단 장치의 문제점을 해결하고자 한 본 발명은 차단 장치의 상기 차단바 대신으로 레이저빔 발신부와 수신부를 구비하여 설치하고, 상기 레이저빔 발신부로부터 수신부까지 차단바 높이의 공중에 레이저 빔을 형성하여 차단바와 같은 효과를 거두며, 또한 레이저빔 수신부의 레이저빔 미수신 회수를 카운트하여 진출입 차량의 대수 관리에 용이하게 이용하도록 하는 것이다. 또한 고속도로 톨게이트의 하이패스 톨게이트에 설치하고 상기 요금 징수 시스템과 연동하므로서 요금을 지급하지 아니한 차량에게 빨강색의 레이저빔으로 형성된 정지 신호를 보내 차량이 정지할 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명은 나무나 스틸로 이루어진 차단바에 의한 기계적인 구성을 전기적인 레이저 빔 형태로 공간에 형성함으로써 고장요소를 줄이는 효과가 있으며, 또한 일반 주차장에서 차량과 기계적인 차단바가 충돌하여 발생되는 차량의 훼손을 없앨 수 있으며 고속도로 톨게이트에서도 하이패스 요금 징수 게이트에 무단으로 진입하는 차량에 의한 차량과 기계적인 차단바와의 충돌을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

주차장 진출입로에 레이저빔을 형성하여 종래의 차단장치의 차단바를 대신한 본 발명을 도 3을 참조로 하여 상세히 설명하면 아래와 같다. 상기 도3은 본 발명의 전기적인 구성도를 나타낸다. 상기 본 발명 차량 진출입 통제 장치를 주차장의진출입로에 구축하고 레이저빔 발신부(301)에서 빨강색의 레이저 빔을 레이저빔 수신부(302)로 발신하면 공중에서 상기 빨강 색깔의 레이저빔 바(303)가 형성되어 진출입 차량에게 차단바와 같이 보여질수 있으며, 레이저빔 수신부(302)는 상기 레이저빔 발신부(301)로부터 발신된 레이저 빔을 수신하고 상기 수신 신호를 제어부(300)로 전송하는 것이다. 상기에서 레이저빔 수신부(302)의 수신은 진출입하는 차량의 대수와 연관성을 가지고 있다. 따라서 관리박스(400)의 관리자는 통과 차량에 대하여 제어부(300)로 하여금 상기 레이저빔 발신부(301)로부터 레이저빔 발신을 정지하도록 하고 상기 레이저빔 발신 정지횟수를 카운터(304)로하여금 카운터하게 하거나, 또는 레이저빔 발신부(301)에서 레이저를 발신하는 상태에서 차량이 통과하면 레이저빔 수신부(302)에서 상기 레이저빔 수신이 중지되도록 구성하고, 상기 제어부(300)와 상기 레이저빔 수신부(302)에서 레이저 빔이 수신되지 아니한 것을 인식하여 상기와 같이 수신되지 아니한 횟수를 카운터(304)에서 누적 카운트하면 일정시간 동안의 진입차량의 대수를 확인할 수 있는 것이다. 또한 상기에서는 차량 진입시 레이저빔의 발신과 수신을 이용하여 출입차 대수를 관리하는 것을 예를 들어 설명하였으나, 레이저빔 발 수신부 시스템을 색깔별로 다수 설치하고 컬러를 빨강색의 레이저빔 발생을 중지하고 파란색의 레이저빔을 발신하여 차량을 통과시키면서 파란색의 레이저빔 발신 회수를 카운트하여 진입, 또는 진출차량의 대수를 관리할 수 있는 것이다. 따라서 상기와 같은 여러 형태의 레이저빔 발신부와 수신부를 차량 진입로와 차량 진출로에 설치하고 진입차의 대수와 진출차의 대수를 가감하면 주차장 내의 현재 차량 주차대수를 파악할 수 있으므로 주차관리를 용이하게 할 수 있는 것이다. 또한 카메라(305)를 일정 높이 즉 차량의 번호판을 촬영하기 용이한 위치에 설치하고 진입 또는 진출하는 차량의 번호판을 촬영하고, 번호 추출부(306)는 카메라(305)에서 촬영한 영상에서 영상 모델링 및 특징을 추출하여 차량번호를 도출하게 되는 것이다. 또한 번호 인식부(307)는 상기와 같이 번호 추출부(306)에서 도출한 차량번호에서 제니케 모멘트(Zernike Moment)를 계산하고 확율적 보팅(Voting)을 통해 번호인식을 수행하게 되는 것이다. 상기와 같이 번호 인식부(307)를 통하여 파악된 차량번호는 제어부(300)에 의하여 저장부(309)에 저장 관리되는 것이다. 상기와 같은 본 발명의 작용은 제어부(300)에 의하여 레이저빔 발신부(301)에서 레이저빔이 발신되어 공중에 레이저 빔이 형성되며, 상기 레이저 빔을 레이저빔 수신부(302)에서 수신하여 제어부(300)로 전송하고, 상기 제어부(300)는 레이저빔 수신부(302)의 레이저빔 수신이 되지 않는 것을 카운터(304)로 하여금 일정기간 계산하도록 하는 것이다. 상기에서는 하나의 레이저빔 발신부(301)와 레이저빔 수신부(302)에 대하여 설명하였으나, 레이저 빔을 다수 형성하기 위하여 레이저빔 발신부와 레이저빔 수신부를 다수 일체형으로 구성하여 레이저 빔을 다수 형성하는 것도 가능한 것이다. 또한 상기 카메라(305)는 차량관리 박스(400)로 진입하는 차량의 번호판을 촬영하기 위한 것으로서 진입차량의 번호판을 촬영하고 촬영된 영상을 기초로 하여 번호인식을 하게 되고, 상기 진입차량의 차량번호가 획득되면 상기 번호를 저장부(309)에 저장하여 관리되도록 하는 것이다. 도 4는 아파트나 건물의 주차장 등에 설치된 본발명 일실시예 사시도이다. 본발명 실시예는 상하단으로 2쌍의 레이저빔 발신부(401, 403)와 수신부(402, 404)를 지지대(405) 상부에 설치하여 레이저빔이 상하로 형성되도록 한 것이나 3쌍 이상으로도 구성할 수 있는 것이다. 따라서 일반적으로 차량을 운전하고 있는 운전자는 주차장 입구의 차량 관리박스(400)의 전면에 형성되어 있는 빨강색의 레이저 빔을 보게되고 종래 차단장치의 차단바와 같이 인식하여 차량 관리 박스(400)에서 정차하여 요금을 지급하거나 용무를 보게되는 것이다. 상기와 같이 차량 관리박스(400)에서 일을 마친 운전자는 차량을 운전하여 전진하게되고 관리박스(400)내의 관리자는 공중에 형성된 레이저빔 발신을 중지하여 차량을 통과시키도록 하는 것이다. 상기에서는 주차장의 진입진출하는 것에 대하여 설명하였으나 도 5는 본발명의 다른 실시예로서 고속도로 하이패스 톨게이트의 경우에 본발명을 적용한 경우를 나타내고 있다. 상기 본발명의 다른 실시 예에서는 하이패스 차량의 요금 수급기와 상기 본발명을 연동시켜 구성할 수 있음을 보여주고 있다. 하이패스 차량의 경우 차량내에 단말기(미도시)가 부착되어 있고, 상기 차량이 하이패스 톨게이트를 통과하는 중에 요금수급기(601)와 통신하여 통행요금을 지급하고 있다. 그러나 하이패스 단말기를 부착하지 아니거나 요금이 차량내 단말기에 충전되어 있지 아니한 차량이 하이패스 톨게이트를 진입하여 통과하는 경우에 현재는 막대나 스틸 형태의 차단바를 순식간에 하강시켜 차량의 통과를 정지하고 있는 형편인데, 이 경우에 때로는 상기 차단바가 차량과 충돌하여 위험한 상황이 발생하는 경우가 있으며, 선행 차량이 갑자기 정지하는 경우 후속 차량이 선행 차량과 충돌하는 경우도 빈번하다. 따라서 본 발명을 상기와 같이 고속도로 하이패스 톨게이트에 요금 수급기(601)와 연동하여 구성하고 상기와 같이 하이패스 단말기 미부착차량 또는 요금 미지급의 차량이 하이패스 톨게이트를 통과하는 경우, 요금 수급기(601)로부터 통과 차량이 요금 미수금 차량임을 제어부(600)로 전송하도록 하여 제어부(600)로 하여금 레이저빔 발신부(602)로부터 레이저 빔(604)을 발생하도록 함과 동시에, 카메라(606)를 구동시켜 차량 번호를 촬영하여 저장부(605)에 저장하면 레이저빔 발신부(602)로부터 공중에 형성된 레이저 빔(604)에 의하여 통행 차량에게 정지신호를 시각적으로 제공할 수 있으며, 또한 상기 카메라에 의하여 촬영하여 저장부에 저장된 차량번호 정보는 입/출력부(609)에 의하여 디스플레이하고, 통행료를 지급하지 않고 톨게이트를 통과한 차량을 관리하고, 벌금이나 요금을 차후에 징수할 수 있는 근거 데이터를 수집관리할 수 있는 정보로 이용될 수 있는 것이다.

상기에서는 본 발명인 레이저빔 바를 이용한 주차장이나 톨게이트의 차단장치에 관하여 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 실시 예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서 기술적 사상의 범주 내에서 권리가 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래 아파트 또는 건물주차장의 기계적 차단 장치 구성도.

도 2는 도 1의 종래 기계적 차단 장치와 연동된 주차장 진출입 차량의 관리 시스템 구성도.

도 3은 본 발명 아파트 또는 건물 주차장의 레이저빔을 이용한 차량 진출입 차단 시스템의 구성도.

도 4는 본 발명 아파트 또는 건물 주차장의 레이저빔을 이용한 차량 진출입 차단 시스템의 설치 사시도.

도 5는 본 발명 고속도로 톨게이트 하이패스 차량 진출입 차단 시스템 구성도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

차단바(102) 모터(210) 이동체(240) 수직바(250)

레이저빔 발신부(301) 레이저빔 수신부(302) 레이저빔(303)

카메라(305) 번호추출부(306) 번호인식부(307) 저장부(309)

제어부(300) 관리박스(400) 레이저빔 발신장치(401, 403)

레이저빔 수신장치(402, 404) 요금 수급기(601)

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 고속도로 하이패스 차량 톨게이트 차단 시스템에 있어서,

   톨게이트로 진입하는 차량내 단말기와 통신하여 요금을 지급받는 요금 수급기와;

   톨게이트로 진입하는 차량에게 정차 또는 통과의 신호를 주기위한 레이저빔을 발신하는 레이저빔 발신부와;

   상기 레이저빔 발신부로부터 발신된 레이저빔을 수신하는 레이저빔 수신부와;

   요금 미지급 차량이 진입하는 경우 진입하는 차량의 번호판을 촬영하기 위한 카메라와;

   상기 카메라에 의하여 촬영된 영상에서 번호를 추출하는 번호추출부와;

   상기 번호 추출부로부터 추출된 번호를 인식하는 번호인식부와;

   상기 번호 인식부에서 인식된 차량 번호를 저장하는 저장부와;

   상기 요금 수급기로부터 톨게이트 진입 차량의 요금 수급에 관한 정보를 수신하고 요금을 지급하지 아니한 경우 레이저빔 발신부로 하여금 레이저빔을 발신하도록하고 동시에 카메라로 하여금 진입차량의 번호판을 촬영하도록 하여 차량 번호를 판별하여 저장부에 저장하도록 하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 고속도로 하이패스 차량 톨게이트 차단 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   고속도로 하이패스 차량 톨게이트 차단 시스템은,

   상기 저장부에 저장된 차량 번호 데이터를 표출할 수 있는 입/출력부(609)를 더 포함 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 고속도로 하이패스 차량 톨게이트 차단 시스템.
6. 삭제
7. 삭제

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