KR101235036B1 - 차량의 수상속도 계측 장치 및 계측 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는, 수상차량이 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하였음을 나타내는 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 수상속도 계측장치 및 계측 방법을 제공한다.
이를 위하여, 일 실시예에 따른 수상속도 계측장치는, 송신 센서 및 수신센서를 구비하는 센서부; 상기 센서부로부터 수상차량이 상기 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하였음을 나타내는 통과신호를 수신하는 통신부; 및 상기 수신된 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 제어부를 포함하되, 상기 송신센서는, 상기 수신 센서에 감지신호를 전송하고, 상기 통과 신호는, 상기 수상차량의 통과에 의해 상기 감지신호가 차단됨을 근거로 생성되는 것일 수 있다.
이를 위하여, 일 실시예에 따른 수상속도 계측장치는, 송신 센서 및 수신센서를 구비하는 센서부; 상기 센서부로부터 수상차량이 상기 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하였음을 나타내는 통과신호를 수신하는 통신부; 및 상기 수신된 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 제어부를 포함하되, 상기 송신센서는, 상기 수신 센서에 감지신호를 전송하고, 상기 통과 신호는, 상기 수상차량의 통과에 의해 상기 감지신호가 차단됨을 근거로 생성되는 것일 수 있다.
Description
본 명세서는 차량의 수상속도를 계측하는 계측 장치 및 계측 방법에 관한 것이다.
수상운행속도 측정은 미리 설정된 일정구간(10m)을 시험차량이 통과하는 시간을 측정하여 구간의 평균 통과 속도를 계산하는 방법으로 측정할 수 있다.
따라서 기존의 수상운행속도 측정방식에서는 심수도하 시험시설에 설치된 열 개의 구간에 대한 구간속도를 초시계에 의한 계측자의 육안관측에 의해 측정하고 수기로 기록하는 아날로그 방법으로 수행해왔다.
이러한 과정에서는 계측자에 의한 인위적인 오차요인으로 시험자료의 품질에 대한 신뢰성이 떨어지며 데이터 저장기능이 없어 시험기록에 대한 근거를 확보할 수 없었다.
또한 수상속도시험은 유속, 풍속 등의 환경요인과 운전자의 경험, 숙련도 등에 의한 시험 환경적 요소에도 영향을 받지만, 초시계로 획득된 데이터의 수기 및 다른 계측자에 의한 구간별 측정에 따른 오차요인 등의 계측 환경적 요소도 측정 자료의 품질에 큰 영향을 미친다.
또한 시험 도중 발생한 문제점에 대한 유연한 대처가 불가능하고 상기 기술된 문제점으로 인한 시험 수행과정이 다소 비효율적인 문제가 있었다.
본 명세서는 수상차량이 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하였음을 나타내는 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 수상속도 계측장치 및 계측 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 명세서에 따른 수상속도 계측장치는, 송신 센서 및 수신센서를 구비하는 센서부; 상기 센서부로부터 수상차량이 상기 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하였음을 나타내는 통과신호를 수신하는 통신부; 및 상기 수신된 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 제어부를 포함하되, 상기 송신센서는, 상기 수신 센서에 감지신호를 전송하고, 상기 통과 신호는, 상기 수상차량의 통과에 의해 상기 감지신호가 차단됨을 근거로 생성되는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 감지신호는, 적외선 신호인 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 센서부는, 복수 개의 서브 센서부를 포함하고, 상기 복수의 서브 센서부는, 상기 수상차량이 이동하는 경로에 미리 설정된 간격으로 배치되고, 상기 수상속도의 계측은, 상기 수상차량이 상기 경로를 이동함에 따라 발생하는 상기 복수의 서브 센서부의 통과신호 간의 생성시간 차이를 근거로 이루어지는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 센서부는, 상기 수상차량이 이동하는 경로에 미리 설정된 간격으로 배치된 제 1 센서부 및 제 2 센서부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수상차량의 통과를 감지할 수 있도록 상기 제 1 센서부를 활성화하고, 상기 수상차량이 상기 제 1 센서부를 통과하여 상기 제 2 센서부에 근접하는 경우, 상기 제 2 센서부를 활성화하고, 상기 제 1 센서부를 비활성화하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 센서부는, 상기 감지신호의 차단시간이 임계 시간범위 내에 있는 경우, 상기 통과신호를 생성하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 통과신호는, 상기 감지신호의 차단시간에 대응하는 펄스폭을 구비하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 통과신호가 동일한 펄스폭을 가지도록 상기 펄스폭을 조절하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 모의 통과신호를 생성하고, 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 송신센서가 상기 감지신호의 전송을 중단하도록 제어하고, 상기 센서부가 상기 감지신호 전송 중단을 근거로 모의 통과신호를 생성하도록 제어하고, 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 것일 수 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 명세서에 따른 수상속도 계측방법은, 송신센서가 수신센서에 감지신호를 전송하도록 제어하는 단계; 수상차량이 상기 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하여 상기 감지신호가 차단되는 경우, 상기 수상차량의 통과를 나타내는 통과신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 모의 통과신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 감지신호의 전송을 중단하는 단계; 상기 감지신호 전송 중단을 근거로 모의 통과신호을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 시험차량(또는 수상차량)이 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하였음을 나타내는 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 수상속도 계측장치 및 계측 방법을 제공한다.
특히, 본 명세서에 개시된 수상속도 계측장치에 따르면, 시험차량이 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하는 경우, 상기 송신센서가 상기 수신센서로 전송하는 감지신호가 차단되고, 이로 인하여 생성되는 통과신호를 근거로 상기 시험차량의 수상속도가 계측되기 때문에 상기 시험차량의 통과 시간을 자동적으로 측정할 수 있게 하여 계측자가 상기 시험차량의 통과점을 확인하여 초시계를 읽는데 발생할 수 있는 인위적 오차를 줄일 수 있으며, 측정결과를 자동으로 저장할 수 있게 하여 시험의 신뢰성이 증대될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 수상속도 계측장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 계측방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 동작원리를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 수상속도 계측방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 수상속도 계측 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 구체적인 구현 예를 나타낸다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 계측방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 동작원리를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 수상속도 계측방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 수상속도 계측 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 구체적인 구현 예를 나타낸다.
본 명세서에 개시된 기술은 차량의 수상속도를 계측하는 계측 장치 및 계측 방법에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 물체 또는 물질의 수상속도를 계측하는 계측장치, 계측장치의 제어방법 및 계측방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
본 명세서에 개시된
실시예들에
따른 수상속도 계측장치
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 수상속도 계측장치는, 송신 센서 및 수신센서를 구비하는 센서부, 상기 센서부로부터 수상차량이 상기 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하였음을 나타내는 통과신호를 수신하는 통신부 및 상기 수신된 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 송신센서는, 상기 수신 센서에 감지신호를 전송하고, 상기 통과 신호는, 상기 수상차량의 통과에 의해 상기 감지신호가 차단됨을 근거로 생성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 감지신호는, 적외선 신호일 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따르면, 상기 센서부는, 복수 개의 서브 센서부를 포함하고, 상기 복수의 서브 센서부는, 상기 수상차량이 이동하는 경로에 미리 설정된 간격으로 배치되고, 상기 수상속도의 계측은, 상기 수상차량이 상기 경로를 이동함에 따라 발생하는 상기 복수의 센서부의 통과신호 간의 생성시간 차이를 근거로 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따르면, 상기 센서부는, 상기 수상차량이 이동하는 경로에 미리 설정된 간격으로 배치된 제 1 센서부 및 제 2 센서부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수상차량의 통과를 감지할 수 있도록 상기 제 1 센서부를 활성화하고, 상기 수상차량이 상기 제 1 센서부를 통과하여 상기 제 2 센서부에 근접하는 경우, 상기 제 2 센서부를 활성화하고, 상기 제 1 센서부를 비활성화하는 것일 수 있다.
도 1은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 수상속도 계측장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 수상속도 계측장치(100)는 제어부(110), 센서부(120) 및 통신부(130)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수상속도 계측장치(100)는 데이터획득부(140)을 더 포함할 수 있다.
이외에도, 상기 수상속도 계측 장치(100)는 수상차량의 수상속도를 계측하기 위한 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다.
이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
먼저, 상기 제어부(110)는 상기 수상차량의 수상속도를 계측하기 위해 다양한 역할을 할 수 있다.
상기 제어부(110)의 일반적인 기능은 상기 수상속도의 계측이 올바르게 이루어질 수 있도록 상기 수상속도 계측장치(100)의 구성요소를 제어하고, 상기 수상속도 계측을 위해 다양한 계산 기능을 수행할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(110)는 상기 계산 기능을 수행하기 위해 연산처리장치(마이크로 프로세서)등을 포함할 수 있다. 이러한 의미에서 상기 제어부(110)는 본 기술분야에서 사용되는 용어인 '신호처리부'로 지칭될 수 있다.
상기 제어부(110)는 상기 센서부로부터 수신된 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측할 수 있다.
상기 통과신호는, 상기 수상차량이 상기 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하였음을 나타내는 신호일 수 있다.
상기 센서부(120)는 상기 수상차량이 상기 센서부를 통과하는 경우, 상기 수상차량의 통과여부를 감지하는 역할을 할 수 있다. 상기 수상차량의 통과 여부는 상기 수상차량의 수상 속도를 계측하는 근거가 될 수 있다.
상기 센서부(120)는 송신 센서 및 수신센서를 구비할 수 있다.
상기 송신센서는 상기 수신 센서에 감지신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 센서부(120)는 상기 수상차량의 통과에 의해 상기 감지신호가 차단됨을 근거로 상기 통과 신호를 생성할 수 있다.
상기 감지신호는 다양한 종류의 신호가 될 수 있다. 예를 들어, 상기 감지신호는, 적외선 신호일 수 있다. 상기 적외선 신호는 수상속도 계측 시험의 특성상 정확한 수상 차량 감지 및 빠른 신호의 응답성을 구현하는데 효율적일 수 있다.
상기 통과신호는, 상기 감지신호의 차단시간에 대응하는 펄스폭을 구비하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(110)는 상기 통과신호가 동일한 펄스폭을 가지도록 상기 펄스폭을 조절할 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(110)는 상기 펄스폭을 조절하는 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 구성요소는 단안정 멀티바이브레이터(IC 74121)일 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 상기 센서부(120)는, 복수 개의 서브 센서부를 포함하고, 상기 복수의 서브 센서부는, 상기 수상차량이 이동하는 경로에 미리 설정된 간격으로 배치되고, 상기 수상속도의 계측은, 상기 수상차량이 상기 경로를 이동함에 따라 발생하는 상기 복수의 서브 센서부의 통과신호 간의 생성시간 차이를 근거로 이루어지는 것일 수 있다.
이 경우, 상기 제어부(110)는 상기 복수의 서브 센서부 간의 거리 및 상기 통과신호 간의 생성시간 차를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 상기 센서부(120)는, 상기 수상차량이 이동하는 경로에 미리 설정된 간격으로 배치된 제 1 센서부 및 제 2 센서부를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부(110)는, 상기 수상차량의 통과를 감지할 수 있도록 상기 제 1 센서부를 활성화하고, 상기 수상차량이 상기 제 1 센서부를 통과하여 상기 제 2 센서부에 근접하는 경우, 상기 제 2 센서부를 활성화하고, 상기 제 1 센서부를 비활성화할 수 있다. 여기서, 상기 제 2 센서부의 활성화는 상기 제 2 센서부가 상기 수상차량의 통과를 감지할 수 있도록 하는 준비상태로 만드는 것을 의미할 수 있다.
변형된 일 실시예에 따르면, 상기 센서부(120)는, 상기 감지신호의 차단시간이 임계 시간범위 내에 있는 경우, 상기 통과신호를 생성할 수 있다. 이는 이물질(조류, 곤충, 낙엽 등)에 의한 에러발생을 방지하기 위함일 수 있다. 즉, 이물질등으로 인해 상기 감지신호가 차단된 경우, 상기 수상차량의 수상속도 계측에 에러가 발생할 수 있기 때문에, 상기 감지신호의 차단시간이 임계 시간범위 내에 있는 경우에만 상기 통과신호를 생성하는 것이 효율적인 계측방법일 수 있기 때문이다.
구체적으로 상술하면, 수상차량의 길이가 일정범위 내에 있는 경우, 상기 수상속도 계측장치(100)의 사용자에 의해 상기 수상차량의 수상속도 측면에서 예상되는 차단시간의 범위(또는 임계 범위)가 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 센서부(120)는 상기 차단시간이 상기 임계범위 내에 있는 경우에만 통과신호를 생성할 수 있고, 이로 인해 이물질등에 의한 상기 감지신호의 차단은 계측에 반영되지 않을 수 있다.
상기 통신부(130)는 상기 센서부(120)로부터 상기 수상속도의 계측에 필요한 정보를 수신할 수 있고, 상기 센서부(120)의 제어에 필요한 정보를 상기 센서부(120)에 송신할 수 있다.
상기 통신부(130)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 통신부(130)는 송신 포트 및 수신 포트를 구비할 수 있고, 상기 송신 포트 및 상기 수신 포트는 상기 제어부(110)에 포함되어 구성될 수 있다.
상기 데이터획득부(140)는 상기 수상속도 계측을 위한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터획득부(140)는 상기 수상속도의 계측 또는 시험결과를 저장하거나, 상기 저장된 결과등을 출력하는 기능을 할 수 있다.
또한, 상기 데이터획득부(140)는 상기 수상속도를 계측하기 위해 상기 제어부(110)이 특정 계산기능을 수행하는 경우, 상기 계산과정에 필요한 정보 또는 중간 계산 값 및 변수등을 저장할 수 있다.
본 명세서에 개시된
실시예들에
따른 수상속도 계측방법
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 수상속도 계측방법은, 송신센서가 수신센서에 감지신호를 전송하도록 제어하는 단계, 수상차량이 상기 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하여 상기 감지신호가 차단되는 경우, 상기 수상차량의 통과를 나타내는 통과신호를 생성하는 단계 및 상기 생성된 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우의 수상속도 계측방법을 시험 및 계측 모드에서의 계측방법이라고 할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 수상속도 계측방법은, 모의 통과신호를 생성하는 단계 및 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우의 수상속도 계측방법을 보드점검 모드에서의 계측방법이라고 할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 수상속도 계측방법은, 상기 감지신호의 전송을 중단하는 단계, 상기 감지신호 전송 중단을 근거로 모의 통과신호을 생성하는 단계 및 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우의 수상속도 계측방법을 시물레이션 모드에서의 계측방법이라고 할 수 있다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 계측방법을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 계측방법은 다음과 같은 단계로 이루어질 수 있다.
먼저, 상기 수상속도 계측장치는, 송신센서가 수신센서에 감지신호를 전송하도록 제어할 수 있다(S110).
다음으로, 상기 수상속도 계측장치는, 수상차량이 상기 송신 센서 및 수신센서 간을 통과하여 감지신호가 차단되는지 판단할 수 있다(S120).
상기 감지신호가 차단되는 경우, 상기 수상속도 계측장치는 수상차량의 통과를 나타내는 통과신호를 생성할 수 있다(S130).
다음으로, 상기 수상속도 계측장치는, 생성된 통과신호를 근거로 수상차량의 수상속도를 계측할 수 있다(S140).
제 1
실시예
본 명세서에 개시된 제 1 실시예는 상술된 실시예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서는 본 명세서에 개시된 제 1 실시예의 명확한 표현을 위해 중복되는 부분을 생략할 수 있다.
본 명세서에 개시된 제 1 실시예는, 심수도하 시험시설에서 시험차량의 수상속도 계측이 이루어지는 경우를 나타낸다.
본 명세서에 개시된 제 1 실시예의 기재는 상기 수상속도 계측장치의 구체적인 구현 형태를 보여주기 위한 것으로 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
도 3은 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 수상속도 장치(또는 시스템)의 구성은 크게 센서부(또는 송·수신 센서부, 120), 제어부(또는 신호처리부, 110) 통신부(130) 및 데이터획득부(140)로 이루어질 수 있다.
상기 센서부(120)로부터 전송되는 아날로그 신호들은 시험 및 계측모드일 경우 수신모듈(111)을 통해서 데이터획득부(140)로 출력되고 보드점검 및 시뮬레이션 모드일 경우, 센서부의 신호들이 제어부(110)의 송신모듈(112)을 통해 데이터획득부로 출력될 수 있다.
수상속도 계측장치의 전체 시스템은 시험차량이 심수도하 시험시설에 미리 설치한 10개의 구간에 대한 통과 여부를 감지하는 센서부(송·수신 센서부, 120), 센서로부터의 신호를 처리하는 제어부(또는 신호처리부, 110), 통신부(130) 및 처리된 결과를 저장 및 출력하는 데이터획득부(140)로 구성될 수 있다.
상기 센서부(120)는 심수도하 시험시설에 일정구역(10간격, 11구간)으로 설치되어 시험 차량의 통과여부를 감지하기 위한 것으로 적외선 센서를 사용하여 구현될 수 있다.
상기 적외선 센서를 사용한 배경으로는 시험의 특성상 정확한 차량 감지의 주목적과 정확하고 빠른 신호의 응답성과 심수도하 시험시설의 폭에 대한 탐지거리를 고려한 것일 수 있다.
상기 센서부(120)의 동작원리는 다음과 같다.
상기 수상속도 계측 장치(또는 시스템)에 전원이 인가되면 상기 센서부(140)의 송·수신 센서 사이에 적외선 신호가 흐르게 되고 시험차량이 송·수신 센서 사이를 통과하면 적외선이 차단되어 차량통과 신호를 발생하게 된다.
이때 시험차량에는 폴대를 설치하여(심수도하 시험시설의 수위가 낮을 경우 송·수신 센서 사이의 적외선 신호를 차단하여 차량의 통과를 확인하기 위해 설치) 차량의 일정한 부위에서만 적외선 신호를 차단할 수 있게 할 수 있다.
상기 제어부(또는 신호처리부, 110)는 시험 및 계측 모드, 보드점검 모드, 시뮬레이션 모드의 3가지 기능을 가질 수 있다.
상기 시험 및 계측모드는 실차 시험 시 사용하기 위한 모드로서 작동원리는 다음과 같다.
상기 센서부(140)로부터 차량의 통과신호가 입력되면 이 신호는 셀렉터(Selector, 1112)를 통과하여 멀티플렉서(Mux, 1113)로 입력되고 상기 멀티플렉서(1113)에서는 11개의 입력신호를 1개의 직렬신호로 만들 수 있다. 이 과정에서 마이크로프로세서(1115)는 모든 상태 신호를 셀렉터(1112)에 제공하여 모드별로 통신부(130)에 포함된 수신포트(시험 및 계측모드에서 사용) 혹은 송신포트(보드점검 및 시뮬레이션 모드에서 사용)로부터의 입력신호를 선택하기 위하여 입력 신호별 주소지정에 대한 제어신호로 제공할 수 있다. 상기 선택된 신호는 펄스폭 조정회로를 거치면서 신호의 크기가 일정한 폭으로 만들어진다. 펄스폭을 조정하는 이유는 센서 신호의 폭이 차량의 속도와 차량에 장착된 폴대크기(너비)에 따라 변화가 심하고 시험차량의 구간 통과시간에 비해 상대적으로 아주 짧기 때문일 수 있다. 또한 점검 시 오실로스코프로 확인하기가 매우 어렵고 입력신호의 노이즈를 제거하기 위해서이다. 입력신호의 폭에 관계없이 일정폭의 신호를 만들기 위해 단안정 멀티바이브레이터(IC 74121, 1114)를 사용하였다. 이때 신호폭은 멀티바이브레이터(1114) 단자의 외부저항과 커패시터를 이용하여 조절할 수 있다.
일정한 폭으로 조정된 입력신호는 마이크로프로세서(1115) 인터럽트 입력 단자로 들어가고 마이크로프로세서 내부에서는 소프트웨어적으로 START/STOP 동기신호 및 구간신호(1116)를 만들어 낸다. START 동기신호는 첫 번째 신호가 들어올 때 인터럽트 처리루틴에서 첫 번째 게이트를 활성화(Enable)함으로써 만들어지고 그 다음 신호들은 구간속도 신호가 되므로 두 번째 게이트를 활성화하면서 첫 번째 게이트를 비활성화(Unalbe)시킨다.
이런 과정을 각 구간별로 반복하고 마지막 신호는 첫 번째 게이트를 활성화하여 STOP 동기 신호를 만든다. 모든 신호들은 카운터(1117)에서 카운팅을 하고 그 결과를 디코더(1118)와 구동회로를 통해 LED 디스플레이(또는 인디케이터, 113)에 표시함으로써 현재 시험차량이 통과하고 있는 구간을 알 수 있다.
상기 보드점검 모드는 수상속도측정 및 시뮬레이터 보드의 이상 유무를 확인하기 위한 것으로 차량의 통과신호를 송신모듈(112)의 마이크로프로세서(1125)에서 제공하는 것을 제외하면 시험 및 계측 모드와 동일하게 구현될 수 있다.
상기 송신모듈(112)의 마이크로프로세서(1125)에서는 내부 클럭을 이용하여 3초 간격으로 차량통과 신호를 발생시킬 수 있다.
상기 시뮬레이션 모드는 상기 센서부(120)를 비롯한 수상속도측정 장치(또는 시스템) 전체를 점검하기 위한 모드일 수 있다.
이 모드에서는 송신모듈(112)의 마이크로프로세서(1125)를 이용하여 사용자가 입력한 구간별 일정시간 펄스신호를 생성하여 어레이보드(Array board, 1121)를 통해 송신용 센서의 전원을 차단함으로써 차량통과 모의 신호를 발생시킬 수 있다.
상기 데이터획득부(140)는 시험결과를 저장 및 출력하는 기능을 가지며 상용 데이터회득장비(DAQ)를 사용하여 신호처리부 내부에서 생성된 출력신호를 이용하여 계측자가 원하는 물리적 신호로 변환시킬 수 있다.
도 4는 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 동작원리를 나타내는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 동작원리는 다음과 같다.
계측대상이 되는 시험차량이 첫 번째 시작(Start)센서 통과 시 적외선이 차단됨과 동시에 시작되고(121) 동시에 1번 센서는 준비상태(Ready, 122)가 되며 나머지 센서(2번 ~ 종료 센서)는 아무런 반응을 하지 않는다(비활성화 상태, 123). 즉, 임의의 센서가 동기가 될 때 다음 센서만 준비상태(활성화 상태)가 되며, 나머지 센서는 이물질(조류, 곤충, 낙엽 등)에 의해 에러발생을 방지할 수 있도록 하기 위해 비활성화 상태로 된다(본 기술분야에서는 이를 마스크 타임의 적용이라고 지칭될 수 있다). 비활성화 상태에서는 상기 감지신호가 차단되더라도 상기 수상속도의 계측이 이루어지지 않는다.
제 2
실시예
본 명세서에 개시된 제 2 실시예는 상술된 실시예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서는 본 명세서에 개시된 제 2 실시예의 명확한 표현을 위해 중복되는 부분을 생략할 수 있다.
본 명세서에 개시된 제 2 실시예는, 수상속도 계측장치가 상술한 보드점검 모드로 동작할 경우를 나타낸다.
본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따르면, 상기 제어부(110)는, 모의 통과신호를 생성하고, 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단할 수 있다.
도 5는 본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 수상속도 계측방법을 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 수상속도 계측방법은 다음과 같은 단계로 이루어질 수 있다.
먼저, 상기 제어부(110)는 보드점검 모드로 동작하기 위해 모의 통과신호를 생성할 수 있다(S210).
다음으로, 상기 제어부(110)는 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측할 수 있다(S220).
다음으로, 상기 제어부(110)는 상기 가상 수상속도 계측 결과를 근거로 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단할 수 있다(S230).
제 3
실시예
본 명세서에 개시된 제 3 실시예는 상술된 실시예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서는 본 명세서에 개시된 제 3 실시예의 명확한 표현을 위해 중복되는 부분을 생략할 수 있다.
본 명세서에 개시된 제 3 실시예는, 수상속도 계측장치가 상술한 시뮬레이션 모드로 동작할 경우를 나타낸다.
본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 송신센서가 상기 감지신호의 전송을 중단하도록 제어하고, 상기 센서부가 상기 감지신호 전송 중단을 근거로 모의 통과신호를 생성하도록 제어하고, 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단할 수 있다.
도 6은 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 수상속도 계측 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 수상속도 계측 방법은 다음과 같은 단계로 이루어질 수 있다.
먼저, 상기 제어부(110)는 상기 송신센서가 상기 감지신호의 전송을 중단하도록 제어할 수 있다(S310).
다음으로, 상기 제어부(110)는 상기 센서부(120)가 상기 감지신호 전송 중단을 근거로 모의 통과신호를 생성하도록 제어할 수 있다(S320).
다음으로, 상기 제어부(110)는 상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단할 수 있다(S330).
이하에서는 도 7를 참조하여 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 구체적인 구현 예가 후술된다.
본 명세서에 개시된 일
실시예에
따른 수상속도 계측장치의 구현 예
도 7은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수상속도 계측장치의 구체적인 구현 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상기 수상차량의 수상속도 계측은 실제 운용가능한 심수도하 시험시설, 그 시설에 장착된 센서부(또는 송·수신 센서부) 및 제어부(또는 신호처리부)를 통해 이루어질 수 있다.
심수도하 시험시설의 전체거리(198m)에 대해 가속 및 감속 구간을 제외한 100m 구간을 대상으로 10m 간격의 10개 구간을 설정하고, 각 구간에 대해 구간속도, 평균속도, 전체속도 등을 산출할 수 있도록 계측 시스템을 구성할 수 있다.
또한, 임의 개수 구간 계측을 위해 소프트웨어 설정이 가능하도록 상기 계측 시스템이 구성될 수 있다.
많은 송·수신 센서(11조)가 야외에 설치되었을 때 센서의 오작동 요인(조류, 곤충, 낙엽 등)을 최대한 감소시킬 수 있는 방식이 고려될 수 있고, 장비와 센서의 이상유무를 확인 할 수 있는 시험계측 및 시뮬레이터 모드를 선택하는 기능을 부여할 수 있다.
데이터의 저장기능을 추가하여 향후 발생될 상황에 대처할 수 있고, 시험계측은 양방향으로 이루어질 수 있도록 상기 계측 시스템이 구성될 수 있다.
또한 국가공인 시험장으로서 대 업체 및 군에 신뢰성을 높이기 위해 시뮬레이터 기능을 추가하여 각 구간별로 계측자가 임의로 시간을 지정하여 진행과정을 육안으로 확인할 수 있으며, 완료가 되면 메시지가 출력되므로 간단하게 센서부(송·수신센서부)와 제어부(또는 신호처리부) 간의 신호의 입출력을 확인함으로써 고장점검 및 시스템 유지가 용이하도록 설계가 가능하다.
상술한 바와 같이 본 명세서에 기재된 실시예들에 따른 수상속도 계측장치는, 시뮬레이터 기능을 보유하여 심수도하 시험시설에서 수상속도 측정시험을 수행하여 그 성능을 확인할 수 있다.
또한, 시뮬레이터 기능이 있어 센서의 고장이나 장비 오작동을 시험 전에 미리 확인하여 시험을 보다 효율적으로 진행할 수 있으며 적외선 센서를 이용하여 시험차량의 통과 시간을 자동적으로 측정할 수 있게 하여 계측자가 차량의 통과점을 확인하여 초시계를 읽는데 발생할 수 있는 인위적 오차를 줄일 수 있으며, 측정결과를 자동으로 저장할 수 있게 하여 시험의 신뢰성이 증대될 수 있다.
본 발명의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.
100: 수상속도 계측장치 110: 제어부
120: 센서부 130: 통신부
140: 데이터획득부
120: 센서부 130: 통신부
140: 데이터획득부
Claims (12)
- 송신 센서 및 수신센서를 구비하는 센서부;
상기 센서부로부터 수상차량이 상기 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하였음을 나타내는 통과신호를 수신하는 통신부; 및
상기 수신된 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 제어부를 포함하되,
상기 송신센서는,
상기 수신 센서에 감지신호를 전송하고,
상기 통과 신호는,
상기 수상차량의 통과에 의해 상기 감지신호가 차단됨을 근거로 생성되는 것인 수상속도 계측장치. - 제1항에 있어서, 상기 감지신호는,
적외선 신호인 것인 수상속도 계측장치. - 제1항에 있어서, 상기 센서부는,
복수 개의 서브 센서부를 포함하고,
상기 복수의 서브 센서부는,
상기 수상차량이 이동하는 경로에 미리 설정된 간격으로 배치되고,
상기 수상속도의 계측은,
상기 수상차량이 상기 경로를 이동함에 따라 발생하는 상기 복수의 서브 센서부의 통과신호 간의 생성시간 차이를 근거로 이루어지는 것인 수상속도 계측장치. - 제1항에 있어서, 상기 센서부는,
상기 수상차량이 이동하는 경로에 미리 설정된 간격으로 배치된 제 1 센서부 및 제 2 센서부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 수상차량의 통과를 감지할 수 있도록 상기 제 1 센서부를 활성화하고,
상기 수상차량이 상기 제 1 센서부를 통과하여 상기 제 2 센서부에 근접하는 경우,
상기 제 2 센서부를 활성화하고, 상기 제 1 센서부를 비활성화하는 것인 수상속도 계측장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 센서부는,
상기 감지신호의 차단시간이 임계 시간범위 내에 있는 경우,
상기 통과신호를 생성하는 것인 수상속도 계측장치. - 제1항에 있어서, 상기 통과신호는,
상기 감지신호의 차단시간에 대응하는 펄스폭을 구비하는 것인 수상속도 계측장치. - 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 통과신호가 동일한 펄스폭을 가지도록 상기 펄스폭을 조절하는 것인 수상속도 계측장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
모의 통과신호를 생성하고,
상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 것인 수상속도 계측장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 송신센서가 상기 감지신호의 전송을 중단하도록 제어하고,
상기 센서부가 상기 감지신호 전송 중단을 근거로 모의 통과신호를 생성하도록 제어하고,
상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 것인 수상속도 계측장치. - 송신센서가 수신센서에 감지신호를 전송하도록 제어하는 단계;
수상차량이 상기 송신 센서 및 상기 수신센서 간을 통과하여 상기 감지신호가 차단되는 경우,
상기 수상차량의 통과를 나타내는 통과신호를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 통과신호를 근거로 상기 수상차량의 수상속도를 계측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상속도 계측방법. - 제10항에 있어서,
모의 통과신호를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수상속도 계측방법. - 제10항에 있어서,
상기 감지신호의 전송을 중단하는 단계;
상기 감지신호 전송 중단을 근거로 모의 통과신호을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 모의 통과신호를 근거로 가상 수상속도를 계측하여 상기 수상차량의 수상속도 계측이 올바르게 이루어질 수 있는 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수상속도 계측방법.
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