KR101258761B1 - 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템 - Google Patents

Abstract

차량 고유의 자기 스펙트럼을 이용하여 특정 구획 내로 출입되는 차량을 인식하는 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템이 제공된다. 상기 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템은, 크게 차량이 주행되는 지면 또는 도로에 매설되어 주행되는 차량의 자기 스펙트럼을 추출하는 자기 스펙트럼 추출기와, 저장모드에 응답하여 상기 자기 스펙트럼 추출기로부터 전송되는 자기 스펙트럼의 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 감시모드에 응답하여 상기 자기 스페트럼 추출기로부터 전송되는 자기 스펙트럼의 데이터와 상기 내부 메모리에 저장된 자기 스펙트럼의 데이터를 비교하여 해당 차량을 인식하는 스펙트럼 인식기를 포함하여 구성된다.

Description

자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템{System for reconizing used magnetic spectrum}

본 발명은 차량 인식 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 고유의 자기 스펙트럼(magnetic spectrum)을 검출하여 특정 구획 내로 출입되는 차량을 인식하는 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템에 관한 것이다.

집합 건물을 출입하는 차량을 관리하기 위한 많은 시스템들이 개발되어 왔다. 예를 들면, 아파트, 공공기관 등 많은 차량이 수시로 출입되는 건물 등에는 보안상의 문제, 차량 주차 관리의 문제 등 다양한 문제로 인하여 출입 차량을 검출하여 해당 차량이 출입이 허용된 차량인지를 판별하는 주차 관제 시스템이 설치되고 있다.

상기와 같은 주차 관제 시스템은 크게 적외선송신기를 이용하는 방법과 RFID(Radio Frequency Identification)카드를 이용하는 방식으로 대별된다. 상기 적외선송신기를 이용하는 방식은 특정 구획을 출입하는 출입구에 적외선 수신기를 설치하고, 상기 적외선 수신기로 미리 설정된 특정 주파수 대역으로 설정된 출입제어신호를 송신함으로써 출입구에 설치된 차단기를 개폐하는 것이다. 또한, RFID카드를 이용하는 방식은 특정한 구획의 출입구에 설치된 RFID 카드리더(Card reader)를 이용하여 차량에 탑재된 RFID카드의 정보를 읽어 출입이 허용된 차량인 경우 출입구에 설치된 차단기를 개방시켜 특정 구획의 출입을 허가하는 방식이다.

그러나 위와 같이 적외선송신기를 이용하는 방법과 RFID카드를 이용하는 방법은 적외선송신기와 RFID카드가 휴대하기 간편한 리모컨 또는 카드형태로 제작되어 있고, 차량 자체에 부착된 것이 아니기 때문에서 다른 차량의 운전가가 해당 적외선송신기/RFID카드을 습득하면 차량에 관계없이 특정 구획을 자유자재로 출입할 수 있는 문제가 있었다.

이외에도 차량번호를 인식하는 기술도 개발되고 있다. 차량번호를 인식하는 방법은 출입이 허가된 차량번호를 특정구획의 주차관제용 컴퓨터 데이터베이스에 저장해 놓고, 출입구로 출입하는 차량에 부착된 차량번호판을 카메라로 촬영하여 해당 차량번호의 이미지를 영상인식 등을 통해 인식하여 상기 데이터베이스에 저장된 차량번호와 일치하는 경우 특정 구획에 설치된 차단기를 개방하여 차량의 출입을 허가하는 방식이다. 그러나, 이와 같은 차량번호 인식에 의한 주차관제방법은 특정구획으로 진입하려는 자가 해당 차량의 번호판의 숫자를 출입이 허용된 차량번호와 일치하는 숫자로 변경하는 경우 해당 차량을 식별할 수 있은 방법이 없었다.

따라서, 종래의 기술에 의한 주차관제방법은 출입보안이 극도로 요구되는 장소에서는 활용될 수 없는 문제가 있었다. 왜냐하면, 적외선송신기와 RFID카드를 이용하는 방식은 송신기와 RFID 카드를 운전자가 휴대할 수 있는 상태이서 차량이 변경되는 경우에도 해당 운전자가 특정 구획에 출입이 허용된 적외선송신기와 RFID카들 휴대하고 있는 경우 이에 대처할 수 있는 방법이 없었고, 차량번호를 인식하는 경우에도 차량번호만을 일치시키면 차종에 관계없이 출입이 허용되고 있기 때문이다.

따라서 본 발명의 목적은 차량 고유의 자기 스펙트럼을 이용하여 해당 차량을 인식하는 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 지자기(earth magnetism, terrestrial magnetism)를 왜곡시킬 수 있는 엔진, 횔축, 차체프레임의 구조 등에 따라 고유한 자기 스펙트럼을 갖는 차량의 자기 스펙트럼을 인식하여 차량을 인식할 수 있는 차량 인식 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도로에 매설되며, 제어신호의 입력에 응답하여 그 상부를 통과하는 차량의 지자기 왜곡요소인 엔진의 크기, 횔축 간의 거리, 차량프레임의 크기에 따른 X축과 Y축의 지지기 변화를 검출하는 지자기센서와, 상기 지자기센서의 X축, Y축 지자기 감지신호를 디지털신호로 변환하여 시간의 변화에 따라 정량화하여 자기 스펙트럼 데이터를 출력하는 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Convertor, 이하 "ADC"라 칭함)와, 상기 ADC의 샘플링 주기를 설정하고, 일정한 주기로 상기 지자기센서로 제어신호를 출력하여 상기 ADC로부터 출력되는 자기 스펙트럼 데이터를 출력하는 추출제어기와, 상기 추출제어기로부터 출력되는 차량 스펙트럼 데이터를 전송 포맷으로 포맷팅 하여 원격지로 전송하는 전송기로 구성된 자기 스펙트럼 추출기와; 상기 자기 스펙트럼 추출기로부터 전송되는 자기 스펙트럼 데이터를 후처리하여 그래프화된 자기스펙트럼을 출력하는 후처리부와, 저장모드에 응답하여 상기 후처리부로부터 출력되는 자기 스펙트럼을 메모리에 저장하고 감시모드에 응답하여 상기 후처리부로부터 출력되는 자기 스펙트럼과 상기 메모리에 저장된 자기 스펙트럼과 비교하여 일치하는 경우 허가된 차량으로 인식하는 인식제어기로 구성된 스펙트럼 인식기로 구성함을 특징으로 한다.

상기 인식제어기는 수신된 자기 스펙트럼이 상기 메모리에 저장된 자기 스펙트럼의 정보들 중 어느 하나와 일치하지 않을 경우 경보데이터를 발생하도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 실시 예에 따른 차량 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템은 차량의 엔진크기, 프레임의 크기, 횔축간의 거리 등의 지자기 왜곡요소에 따른 차량 자기 스펙트럼을 추출하여 해당 차량을 인식함으로써 차량관제를 보다 정확하고 신속하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템의 블록도.
도 2는 도 1의 구성에 따른 차량 자기 스펙트럼 추출기가 설치된 차량 관제 시스템의 개략도.
도 3은 도 1에 도시된 자기 스펙트럼 추출기에 의해 추출된 자기 스펙트럼의 파형도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템(10)은 크게 차량이 주행되는 지면 또는 도로에 매설되어 주행되는 차량의 자기 스펙트럼을 추출하는 자기 스펙트럼 추출기(12)와, 저장모드에 응답하여 상기 자기 스펙트럼 추출기(12)로부터 전송되는 자기 스펙트럼의 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 감시모드에 응답하여 상기 자기 스페트럼 추출기(12)로부터 전송되는 자기 스펙트럼의 데이터와 상기 내부 메모리에 저장된 자기 스펙트럼의 데이터를 비교하여 해당 차량을 인식하는 스펙트럼 인식기(14)로 구성되어 있다.

이때, 상기 자기 스펙트럼 추출기(12)는 도 2에 도시된 바와 같이, 주차관제를 요하는 건물이나 외부차량의 출입을 통제를 요구하는 건물의 도로에 매설되어 설치된다. 예를 들면, 보안구역의 사면 주 도로면에 매설하여 해당 도로에 주행하는 차량의 자기 스펙트럼의 정보를 수집한다.

상기와 같은 자기 스펙트럼 추출기(12)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제어신호(CTL)의 입력에 응답하여 그 상부를 통과하는 차량의 지자기 왜곡요소인 엔진의 크기, 횔축 간의 거리, 차량프레임의 크기에 따른 X축과 Y축의 지지기 변화를 검출하는 지자기센서(22)와, 상기 지자기센서(22)의 출력을 증폭하는 증폭기(24), 상기 증폭기(24)에서 증폭된 X축 및 Y축의 지자기 감지신호를 디지털로 변환하여 시간의 변화에 따라 정량화하여 자기 스펙트럼 데이터를 출력하는 ADC(26)와, 상기 ADC(26)의 샘플링 주기를 설정하고, 일정한 주기로 상기 지자기센서(22)로 제어신호(CTL)를 출력하여, 상기 ADC(26)로부터 출력되는 자기 스펙트럼 데이터를 출력하는 추출제어기(28)와, 상기 추출제어기(28)로부터 출력되는 차량 스펙트럼 데이터를 전송 포맷으로 하여 원격지로 전송하는 전송기(30)로 구성된다.

상기에서 제어신호(CTL)는 일정한 주기 예를 들면, 수십 ms의 주기로 출력되는 지자기센서(22)를 구동하는 구동신호로서, 도로에 매설되는 자기 스펙트럼 추출기(12)를 구동하는 배터리의 전력소모를 저감하기 위한 것이다. 이때, 본 발명에서 사용되는 지자기센서(22)는 2축 또는 3축(X, Y 및 Z축)을 감지하는 "Honeywell"사의 HMC1051/HMC1052/HMC1053 계열 중에서 선택된 어느 하나 또는 이와 유사한 지자기센서를 사용할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 자기 스펙트럼 추출기(12)는 도로에 매설되어 설치되는 것으로, 그 상부에 차량이 주행되면, 차량의 지자기 왜곡요소에 대응한 지구 자기장의 변화에 따른 스펙트럼을 검출한다. 차량의 경우, 지자기를 왜곡시킬 수 있는 큰 요인으로 엔진의 크기, 횔축 간의 거리, 차체 프레임의 크기 등이 될 수 있다.

따라서, 동일한 구조를 갖는 차량은 기본적으로 동일한 자기 스펙트럼 응답 패턴을 가지나, 동일한 차량일지라도 어떠한 개조를 가한 경우나 자성이 강한 물건 또는 철, 니켈등과 같이 자성체가 많이 포함된 물건이 차량이 부착된 경우에는 지자기가 다른 패턴으로 왜곡됨으로써 차량의 종류가 동일한 경우, 예를 들면, 같은 모델이라 하더라도 각 차량은 서로 다른 자기 스펙트럼 패턴을 가지게 된다.

상기 지자기센서(22)가 도로상에 주행되는 차량에 의해 변화되는 지자기를 검출하면, 증폭기(24)가 이를 증폭하겨 ADC(26)로 출력하며, 상기 ADC(26)는 수신된 차량의 자기 스펙트럼 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 출력한다. 이때,상기 ADC(26)의 샘플링 주기는 추출제어기(28)에 의해 설정된다.

상기 ADC(26)로부터 출력되는 디지털의 차량의 자기 스펙트럼의 데이터는 추출제어기(28)로 입력되면, 상기 추출제어기(28)은 수신된 데이터를 전송기(28)를 통해 원격지에 위치된 스펙트럼 인식기(14)의 수신기(32)로 전송한다. 이때, 상기 전송기(28)는 직렬 데이터를 전송하는 유와트(UART)등을 이용할 수 있으나, 무선데이터를 송수신하는 무선송신기를 사용할 수 있다.

상기와 같은 자기 스펙트럼 추출기(12)에 의해 추출된 자기 스펙트럼의 파형의 예는 도 3에 도시된 바와 같다. 도 3에서 (A)는 코란도차량의 자기 스펙트럼의 패턴이고, (B)는 모닝 차량의 자기 스펙트럼의 패턴이며, (C)는 카이런 챠량의 스펙트럼 패턴으로서, 파랑색은 지자기센서(22)의 X축의 패턴이고, 적색은 지자기센서(22)의 Y축의 패턴이다.

위 살핀 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자기 스펙트럼 추출기(12)는 차종별, 차종의 지구자기장의 왜곡요소에 따른 자량의 자기 스펙트럼을 추출하여 전송함을 알 수 있다.

상기 자기 스펙트럼 추출기(12)에서 추출된 자기 스펙트럼 데이터를 수신하는 스펙트럼 인식기(14)는 동작모드에 따라 수신된 자기 스펙트럼을 내부 메모리(38)에 저장하여 등록시키거나, 수신된 자기 스펙트럼 데이터가 미리 등록된 자기 스펙트럼 데이터와 동일한 차량인지를 판별하여 차량을 관제하는데, 이는 아래와 같다.

상기 수신기(32)가 상기 자기 스펙트럼 추출기(12)로부터 전송되는 자기 스펙트럼 데이터를 수신하면, 후처리부(34)는 수신된 자기 스펙트럼 데이터를 후처리하여 그래프화된 자기스펙트럼의 데이터를 인식제어기(36)로 입력시킨다. 이때, 상기 인식제어기(36)는 모드스위치(mode switch)(33)에 의해 상기 후처리된 자기 스펙트럼 데이터를 메모리(38)에 저장하거나 상기 후처리부(34)로부터 출력되는 자기 스펙트럼과 상기 메모리(38)에 저장된 자기 스펙트럼과 비교하여 일치하는 경우 허가된 차량으로 판별처리 한다.

이때, 상기 모드스위치(33)는 저장모드와 감시모드로 스위칭되며, 저장모드로 설정되는 경우 상기 인식제어기(36)는 수신된 자기 스펙트럼 데이터를 메모리(38)에 저장함으로써 해당 차량의 출입을 설정한다. 만약, 상기 모드스위치(33)가 감시모드로 설정된 경우, 상기 인식제어기(36)는 후처리부(34)로부터 출력되는 자기 스펙트럼 데이터와 상기 메모리(38)에 저장된 자기 스펙트럼을 비교하여 일치하는 경우에는 해당 차량을 인식하고, 일치하지 않은 경우 알람유닛(40)을 구동하여 경보함으로써 허가 받지 않은 외부차량이 있음을 알 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량 자기 스펙트럼 인식 시스템은 별도의 RFID리더 또는 적외선 수신장치를 설치하지 않고 도로에 차량 자기 스펙트럼 추출부를 매설 또는 부착하여 차량의 이력을 입력, 저장, 비교를 할 수 있다. 따라서 제품 구입 비용 및 설치비용을 낮출 수 있고 차량 등록 절차도 간소화 되며, 보안 건물 및 보안 검색 구역을 감시하고 테러 등에 대응을 보다 빠르게 할 수 있다. 등록되지 않은 차량의 배회활동을 추출하여 이에 대응할 수 있는 장점이 있다.

10 : 자기 스펙트럼 차량 인식 시스템, 12 : 자기 스펙트럼 추출부, 14 : 스펙트럼 인식기, 22 : 지자기센서, 24 : 증폭기, 26 : 아날로그 디지털 변환기, 28 : 추출제어기, 30 : 전송기, 32 : 수신부, 33 : 모드스위치, 34 : 후처리부, 36 : 인식제어기, 38 : 메모리, 40 : 알람유닛,

Claims (2)

1. 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템에 있어서, 도로에 매설되어 일정주기로 입력되는 제어신호의 입력에 응답하여 그 상부를 통과하는 차량의 지자기 왜곡요소인 엔진의 크기, 횔축 간의 거리, 차량프레임의 크기에 따른 X축과 Y축의 지지기 변화를 검출하는 지자기센서와, 상기 지자기센서의 X축과 Y축의 지자기 감지신호를 디지털신호로 변환하여 시간의 변화에 따라 정량화하여 자기 스펙트럼 데이터를 출력하는 아날로그-디지털 변환기와, 상기 아날로그-디지털 변환기의 샘플링 주기를 설정하고 일정한 주기로 상기 지자기센서로 제어신호를 출력하여 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 자기 스펙트럼 데이터를 출력하는 추출제어기와, 상기 추출제어기로부터 출력되는 차량 스펙트럼 데이터를 전송 포맷으로 하여 원격지로 전송하는 전송기로 구성된 자기 스펙트럼 추출기와; 상기 자기 스펙트럼 추출기로부터 전송되는 자기 스펙트럼 데이터를 후처리하여 그래프화된 자기스펙트럼을 출력하는 후처리부와, 저장모드에 응답하여 상기 후처리부로부터 출력되는 자기 스펙트럼을 메모리에 저장하고 감시모드에 응답하여 상기 후처리부로부터 출력되는 자기 스펙트럼과 상기 메모리에 저장된 자기 스펙트럼과 비교하여 일치하는 경우 허가된 차량으로 인식하고, 상기 후처리부로부터 출력되는 자기 스펙트럼과 상기 메모리에 저장된 자기 스펙트럼이 일치하지 않은 경우 알람유닛을 구동하여 경보하는 인식제어기로 구성된 스펙트럼 인식기로 구성함을 특징으로 하는 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 인식제어기는 수신된 자기 스펙트럼이 상기 메모리에 저장된 자기 스펙트럼의 정보들 중 어느 하나와 일치하지 않을 경우 경보데이터를 발생함을 특징으로 하는 자기 스펙트럼을 이용한 차량 인식 시스템.

Images