KR101082010B1 - 도로 감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거 통행대수를 정확히 산출하여 자전거 도로의 확장 변경 등 도로의 계획수립을 용이하도록 하며, 자전거 전용도로인 경우 자전거 이외의 오토바이를 비롯한 차량의 통과를 감지하도록 하여 이들의 통과 시에 경고 메시지 표출, 통과차량의 촬영 등을 통하여 차량을 통제하도록 함으로써 자전거 이용자의 안전을 도모하도록 하는 자전거도로 감시시스템이다.

자전거 전용도로, 오토바이, 감시

Description

도로 감시시스템{management system for road}

본 발명은 도로의 통행량을 계측하여 도로계획을 수립할 수 있도록 하고, 자전거 도로 등의 특정 용도의 도로에 금지차량의 통행을 통제할 수 있도록 하는 도로 감시 시스템에 관한 것이다.

자전거는 오일, 전기 등의 별도의 동력원을 사용하지 않으며, 자전거 이용자의 건강을 증진시키고 교통난을 해소할 수 있는 친 환경적 이동수단으로 각광을 받고 있으며, 국가 또는 지방자치단체들은 자전거 이용자의 확대를 위하여 자전거 전용도로를 확장 또는 연장을 하고 있다.

이와 같이 자전거 전용도로를 확장 또는 연장을 위해서는 계획수립이 이루어져야 하며, 이와 같은 계획수립을 위해서는 자전거 통행대수에 대한 정확한 통계가 이루어져야 한다.

또한 자전거 전용도로에는 오토바이 등 차량의 통행이 제한되어야 하기 때문에 통행금지 차량의 적발, 경고하기 위한 감시시스템이 구비되어야 하며 나아가 과태료 징수 등의 과금시스템이 구비되어야 한다.

본 발명은 이러한 점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 자전거 통행대수를 정확히 산출하며, 자전거 이외의 통행금지 차량의 감지하며, 이들에게 경고 등을 전파할 수 있도록 하며, 상시 자전거 도로를 감시할 수 있도록 하는 감시시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 상면이 가압될 때 하향 만곡되는 감지편들이 복수개 배열된 감지판과, 상기 감지편들의 하부에 설치되어 상기 감지편들을 향하여 전자파를 출사하고 상기 감지편들에서 반사되는 전자파를 수광하는 광센서들이 설치되는 답판센서; 상기 답판센서의 광센서들에서 전자파가 출사되는 시점과 수광되는 시점을 검출하고 상기 검출된 시간이 설정된 시간보다 짧아지게 되면 상기 감지편이 하향 만곡된 것으로 판단함으로써 하향 만곡된 감지편들의 숫자를 감지하는 물체감지모듈; 상기 물체감지모듈에서 입력되는 하향 만곡된 감지편들의 숫자에 따라서 통과물체의 바퀴폭을 산출하고 상기 통과물체의 종류를 판정하는 종류판정모듈을 포함하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 답판센서는 상기 감지판이 상부에 설치되며, 상기 감지편들의 직하부에 상기 광센서가 설치되는 내부 하우징; 하면에 길이방향으로 내부 하우징 삽입홈이 형성되고, 상기 내부 하우징 삽입홈에 상기 내부하우징이 삽입 설치되며, 상면이 상기 통과물체에 의하여 가압될 때 상기 감지편들을 하향 만곡시키는 외부하우징을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 내부 하우징은 상면의 길이방향의 양측부로부터 중심에 형성되어 내부에 상기 광센서가 설치되는 관통부; 상기 내부 하우징 의 상면의 길이방향의 양측부로부터 상기 관통부에 연설되는 하향으로 경사진 경사면들; 상기 관통부의 하부에 길이방향으로 형성되는 기판 삽입홈을 구비하여, 상기 기판 삽입홈에 기판이 삽입되어 상기 광센서가 설치되며, 상기 감지판은 상기 상면의 길이방향의 양측부에 안착되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 외부하우징의 일단면으로부터 상기 내부 하우징 삽입홈까지의 거리는 타단면으로부터 상기 내부 하우징 삽입홈까지의 거리보다 큰 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 답판센서를 두 개 길이방향으로 연속 설치할 때, 상기 타단면들이 접촉되도록 배치하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 내부 하우징은 상기 답판센서 내에 2 개 이상 설치되며, 서로 다른 내부 하우징에서 발생되는 감지편들에서 발생되는 물체감지신호의 시간차에 의하여 상기 통과물체의 속도를 산출하는 속도산출모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 자전거도로에서 자전거 통행횟수와 오토바이를 비롯한 차량통행횟수를 정확히 산출하도록 함으로써 자전거 도로의 계획수립을 용이하게 하며, 자전거 전용도로에 설치되는 경우 오토바이 등 차량 통행에 대한 경고 및 제재를 가할 수 있어 자전거 이용자의 안전을 도모할 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명이 도로에 설치된 상태를 나타내는 구성도이다.

제어부(1)는 시스템의 전체를 제어하며, 제어요소들로부터 입력되는 데이터를 연산처리하며, 제어부(1)에는 자전거 도로의 결빙상태, 수분상태를 감지하는 상태 감지부(3)와, 자전거, 오토바이 등의 통행상태를 감지하는 답판 센서부(5), 통과 자전거, 오토바이 등을 촬영하는 촬영부(7)와, 문자, 숫자, 경보음등을 발생하는 표시부(9)와, 설정값 또는 모드 등을 입력하는 입력부(11)와, 외부의 서버(15)와 통신망에 의하여 통신이 이루어지도록 하는 송수신부(13)와 연결된다.

제어부(1)는 시스템의 O.S를 담당하는 제어모듈(101)과, 답판 센서부(5)로부터 입력되는 신호에 의하여 물체 통과 신호를 추출하는 감지모듈(103)과, 감지모듈(103)로부터 발생되는 물체 통과신호를 분석하여 물체 통과 속도를 산출하는 속도산출모듈(105)과, 감지모듈(103)로부터 발생되는 물체 통과신호를 분석하여 자전거, 오토바이 등을 판정하고, 이들의 통과횟수를 카운팅하는 종류판정모듈(107)과, 상태감지부(3)로부터 입력되는 신호에 의하여 도로상태를 판 정하는 상태판정모듈(109)과, 종류판정모듈(107)에 의하여 오토바이 등의 차량으로 판정되면 촬영부(7)를 구동시켜 통과물체를 촬영하도록 하고, 촬영된 영상으로부터 번호판 영상을 추출하고 번호를 판독하도록 하는 번호인식모듈(111)과, 각 모듈에서 생성된 데이터 및 영상을 저장 관리하는 저장모듈(113)로 이루어진다.

또한 도 1의 구성에서 제어부(1)는 제어모듈(101)만을 구비하여 연결된 제어대상들을 제어하고, 다른 모듈들을 서버(15)에 준비함으로써 수집된 데이터를 서버(15)에 전송하여 처리할 수 있도록 변경될 수 있음은 당연한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이 자전거 도로의 주행방향에 수직으로 양방향의 통과 물체가 감지될 수 있도록 1조의 답판센서부(5)가 설치되며, 도로변에는 상태감지부(3), 제어부(1), 촬영부(7), VMS, 스피커, 경고등 등의 설비로 이루어진 표시부(9)가 설치된다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 답판센서부의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 답판센서가 두 개 설치된 상태의 평면도이고, 도 5는 도 4의 X-X'선 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 감지판의 사시도이고, 도 7은 도 5의 광센서의 동작원리를 설명하는 구성도이다.

답판센서(5)는 설치장소의 설치 홈의 바닥면에 설치되는 기초판(51)과, 기초판(51)의 상부에 설치되며 P.C.B 또는 알루미늄 판으로 이루어진 기판(31)과, 광센서(33), 감지판(35)이 설치되는 2개조로 이루어진 내부 하우징(30)과, 내부 하우징(30)이 내부에 수용되도록 하면에 길이방향의 삽입홈이 형성되는 외부 하우징(60)으로 이루어지며, 외부 하우징(60), 기초판(50)은 볼트에 의하여 설치 홈의 바닥면에 체결되며, 외부 하우징(60)의 상면이 차량에 의하여 눌려져 가압되게 되면 후술되는 감지판의 감지편들이 하향 만곡되게 된다.

이때, 내부 하우징 설치홈의 양끝단부와 외부 하우징(60)의 양단면까지의 거리는 서로 틀리게 형성된다. 즉 일단면으로 내부 하우징 설치홈까지의 거리는 크고, 타단면으로부터 내부 하우징 설치홈까지의 거리는 작게 이루어진다. 극단적으로 타단면으로 부터 내부 하우징 설치홈까지의 거리는 0으로 형성도록 하여 설치홈의 일측단면이 타단면에 연설되어 개구되도록 구성할 수 있다.

답판센서는 도 4에 도시된 바와 같이 두 개의 답판센서(5), (6)이 하나의 설치 홈 내에 길이방향으로 연속되게 설치되어 양 방향의 통과하는 물체, 특히 자전거의 통행을 감지한다. 각각의 단위 답판센서(5), (6)의 외부 하우징(60)에는 길이 B의 내부 하우징 삽입홈이 형성되되, 내부 하우징 삽입홈은 일단면으로부터 A 만큼 이격되며, 타단면으로부터 C만큼 떨어지게 형성된다. 두 개의 답판센서(5), (6)를 설치 홈을 갖는 구조물에 연속 설치할 때에는 내부하우징 삽입홈이 C만큼 이격된 타단면이 서로 대접되게 설치한다. 만일, 내부 하우징 삽입홈이 A만큼 이격된 일단면들이 대접되게 되거나, 타단면과 일단면이 대접되게 되면, 대접되는 부위에 내부 하우징(3)이 삽입되지 않은 부위가 넓게 되어 자전거 바퀴가 통과하게 되면 자전거 감지에 오류가 발생하게 된다.

답판센서(5)의 외부 하우징(60)은 일단부로부터 타단부 사이에 길이 B의 저면이 개구되고, 단면이 사각형인 내부 하우징 삽입홈이 형성되고, 상면에는 4개의 돌출부(151), (152), (153), (154)가 길이방향으로 형성되어 자전거, 오토바이, 차량(이하, 자전거 등 이라 함)이 4개의 돌출부(151), (152), (153), (154)를 통과하 게 되면, 돌출부(151), (152), (153), (154)의 하부에 설치되는 판 스프링으로 이루어진 감지판(35),(36), (37), (38)을 가압하여 감지판을 하향 만곡되게 하고, 자전거 등이 통과하게 되면 압력이 제거되므로 감지판은 원래 상태인 평판상태로 회복되게 된다.

또한, 외부 하우징(60)에는 두 개의 내부 하우징(30), (40)이 삽입되며, 각각의 내부 하우징(30), (40)은 상면으로부터 중앙 하부에 관통부가 형성되고, 상면의 길이방향의 양측부로부터 관통부를 향하여 하향으로 경사지게 경사면(32), (34)이 형성되고, 상면의 양측부에 감지판(35)의 양측부가 안착되어 설치된다. 또한, 관통공의 하단부에는 기판(31)이 삽입되는 기판 삽입홈(43)이 길이방향으로 형성된다. 또한, 기판(31)의 상면에는 광센서(33)가 관통부내에 위치하도록 설치된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 감지판(35)은 돌출부(151), (152), (153), (154)가 가압될 때 독립적으로 만곡되며, 압력이 해제될 때 복원되는 탄성력을 갖는 복수의 감지편(351)이 길이방향으로 복수개 형성된다. 감지판(35)의 양측변으로 부터 내측으로 양 측변과 수직방향으로 다수의 절개부가 형성됨으로써 절개부와 절개부 사이에는 양측변에 연결되어 위에서 가압될 때 하향만곡되며, 압력이 제거되면 복원되는 감지편(351)이 형성되며, 각각의 감지편(351)의 직하부에 각각의 광센서(33)가 설치된다. 감지판(35)의 양측변의 인접되어 절개되지 않은 부분은 경사면(32), (34)의 상면의 양측부에 안착되게 되고, 감지편(351)은 돌출부가 가압될 때 경사면(32), (34)의 경사진 부분에 의하여 형성되는 공간에서 하향 만곡되게 된 다.

광센서(33)는 광을 방출하는 광 방출부와 광 방출부로부터 방출된 광이 감지편(351)으로부터 반사될 때 반사된 광을 수신하는 광 수신부를 구비하며, 제어부(1)와 연결된다. 광센서(33)로부터 발광되는 광은 레이져, 초음파등의 전자기파를 총칭하는 것으로 현장에 적합하게 다양한 파장의 광이 이용될 수 있음은 당업자에게 주지의 사실이다.

자전거 등이 통과할 때 돌출부가 바퀴에 눌려지게 되면, 감지편(351)들을 누르게 되고, 눌려진 감지편(351)들은 도 7의 점선과 같이 중심부가 하향되게 만곡되도록 휘어지게 된다.

이때, 감지판(35)은 복수의 감지편(351)들이 형성되어 있으나, 감지편(351)들은 독립적으로 만곡 되도록 휘어지기 때문에 자전거 등의 바퀴 폭의 직하부에 놓이는 감지편(351)들만 휘어지게 된다.

감지편(351)이 하향으로 만곡되게 되면 광센서의 광 방출부로 방출된 광이 감지편(351)에서 반사되어 광 수신부에 수신되는 시간(이하, 타임플라이트라 함)이 만곡되기 전에 비하여 짧아지게 된다.

따라서, 제어부(1)는 타임 플라이트의 변화에 의하여 특정 감지편(351)이 눌려지는 지를 검출하게 된다.

또한, 각각의 답판센서(5), (6)에는 두 개조의 내부 하우징(30), (40)이 설치되고, 내부 하우징(30)에는 두개 조의 감지판(35), (36)이 설치되고, 내부 하우징(40)에는 두개 조의 감지판(37), (38)이 설치되며, 각각의 감지판들에 형성되는 감지편들의 하부에는 광센서가 각각 설치되고, 광센서에서 감지되는 신호는 제어부(1)에 전송된다.

실시예에서 답판센서(5), (6)의 접촉되게 시공되나 양방향으로 이동하는 자전거 등을 별도 분리하여 추출하도록 하는 것에 대하여 설명하였으나, 답판센서(5), (6)의 감지판(35), (36), (37), (38)이 눌려지는 순서에 따라서 방향성을 감지하도록 할 수 있으며, 도로 폭에 따라서 두 개의 답판센서(5), (6) 중 하나만 설치될 수도 있으나, 답판센서(5)의 감지판(35)과 답판센서(6)의 감지판(38)이 눌려지는 시간차이에 의하여 자전거 등의 속도를 계산하도록 하고, 답판센서(5)의 감지판(36)과 답판센서(6)의 감지판(37)의 눌려지는 감지편들에 의하여 자전거 등의 바퀴폭을 산출하도록 한다.

감지모듈(103)은 답판센서(5), (6)의 감지판(35), (36), (37), (38)과 대응하는 광센서로 부터 입력되는 레이져의 발광시간과 수광시간의 시간간격을 전송받아 이들이 정상시보다 짧아지게 되면 물체감지신호를 발생시킨다. 물체감지신호는 눌려진 감지편들의 위치정보와 눌려진 시각정보를 포함한다.

감지모듈(103)에서 생성된 물체감지신호는 속도산출모듈(105)과 종류판정모듈(107)에 각각 전송되고, 속도산출모듈(105)에서는 물체감지신호로부터 감지판(35), (38)이 눌려진 순서에 의하여 자전거등의 이동방향을 산출하고, 각각의 감지판(35), (38)들의 특정 감지편이 눌려진 시간차이에 의하여 자전거 등의 속도를 산출한다.

또한 종류판정모듈(107)은 감지모듈(103)으로부터 입력되는 물체감지신호에 내재된 감지편들이 눌려진 숫자에 의하여 바퀴폭을 산출하고, 바퀴폭에 따라서 자전거가 통과될 때는 자전거 통과신호를 발생시키고, 오토바이, 차량들이 통과될 때는 차량통과신호를 분류하여 발생시킨다.

상태감지부(3)는 도로의 저항값과 온도를 감지하는 센서가 설치되며 센서로부터 검출되는 저항값 및 온도는 상태판정모듈(109)에 전송되고, 상태판정모듈(109)은 기설정된 저항값 보다 낮은 경우 도로상에 습기가 많은 것으로 판정하고, 온도가 0℃이하 인 경우 결빙된 것으로 판정한다.

번호인식모듈(109)은 종류판정모듈(107)로부터 차량통과신호가 입력되면 촬영부(7)가 통과물체를 촬영하도록 구동하고, 촬영부에서 촬영된 영상을 입력받아 저장모듈에 저장하는 한편, 영상처리에 의하여 번호판을 인식하여 인식된 번호를 저장모듈(113)에 저장한다.

제어모듈(101)은 종류판정모듈(107)로부터 차량통과신호가 입력되면 표시부(9)에 차량 통과 경고 메시지를 음성 또는 문자로 표출하도록 한다. 또한 제어모듈(101)은 속도산출모듈(105)로부터 자전거의 통과속도를 입력받아 과속으로 설정된 속도를 넘게 되면 속도를 낮추도록 하는 메시지를 음성 또는 문자를 표출하도록 한다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명이 도로에 설치된 상태를 나타내는 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 답판센서부의 분해 사시도이다.

도 4는 도 3의 답판센서가 두 개 설치된 상태의 평면도이다.

도 5는 도 4의 X-X'선 단면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 감지판의 사시도이다.

도 7은 도 5의 광센서의 동작원리를 설명하는 구성도이다.

Claims (6)

1. 상면이 가압될 때 하향 만곡되는 감지편들이 복수개 배열된 감지판과, 상기 감지편들의 하부에 설치되어 상기 감지편들을 향하여 전자파를 출사하고 상기 감지편들에서 반사되는 전자파를 수광하는 광센서들이 설치되는 답판센서;

   상기 답판센서의 광센서들에서 전자파가 출사되는 시점과 수광되는 시점을 검출하고 상기 검출된 시간이 설정된 시간보다 짧아지게 되면 상기 감지편이 하향 만곡된 것으로 판단함으로써 하향 만곡된 감지편들의 숫자를 감지하는 물체감지모듈;

   상기 물체감지모듈에서 입력되는 하향 만곡된 감지편들의 숫자에 따라서 통과물체의 바퀴폭을 산출하고 상기 통과물체의 종류를 판정하는 종류판정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 감시시스템.
2. 청구항 1에서, 상기 답판센서는 상기 감지판이 상부에 설치되며, 상기 감지편들의 직하부에 상기 광센서가 설치되는 내부 하우징;

   하면에 길이방향으로 내부 하우징 삽입홈이 형성되고, 상기 내부 하우징 삽입홈에 상기 내부하우징이 삽입 설치되며, 상면이 상기 통과물체에 의하여 가압될 때 상기 감지편들을 하향 만곡시키는 외부하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 감시시스템.
3. 청구항 2에서, 상기 내부 하우징은 상면의 길이방향의 양측부로부터 중심에 형성되어 내부에 상기 광센서가 설치되는 관통부; 상기 내부 하우징 의 상면의 길이방향의 양측부로부터 상기 관통부에 연설되는 하향으로 경사진 경사면들; 상기 관통부의 하부에 길이방향으로 형성되는 기판 삽입홈을 구비하여, 상기 기판 삽입홈에 기판이 삽입되어 상기 광센서가 설치되며, 상기 감지판은 상기 상면의 길이방향의 양측부에 안착되는 것을 특징으로 하는 도로 감시시스템.
4. 청구항 2에서, 상기 외부하우징의 일단면으로부터 상기 내부 하우징 삽입홈까지의 거리는 타단면으로부터 상기 내부 하우징 삽입홈까지의 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 도로 감시시스템.
5. 청구항 4에서, 상기 답판센서를 두 개 길이방향으로 연속 설치할 때, 상기 타단면들이 접촉되도록 배치하는 것을 특징으로 하는 도로 감시시스템.
6. 청구항 4에서, 상기 내부 하우징은 상기 답판센서 내에 2 개 이상 설치되며, 서로 다른 내부 하우징에서 발생되는 감지편들에서 발생되는 물체감지신호의 시간차에 의하여 상기 통과물체의 속도를 산출하는 속도산출모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 감시시스템.

Images