KR101262348B1 - 다차로 기반의 통행료 부과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로를 가로지르는 방향으로 배치되는 갠트리, 갠트리에 배치되어 도로를 주행하는 차량의 단말기와 단거리 무선 통신을 수행하는 단거리 무선 통신부, 갠트리에 배치되어 차량의 차종을 분류하는 차종 분류부, 갠트리에 배치되어 차량을 촬영하는 촬영부 및 단거리 무선 통신부와 차종 분류부 및 촬영부에서 생성된 정보를 분석하여 통행료 부과를 위한 통행 정보를 생성하는 통합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다차로 기반의 통행료 부과 장치{TOLL COLLECTION APPARATUS BASED ON MULTILANE}

본 발명은 통행료 부과 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무정차, 다차로 기반에서 자동요금 지불이 가능한 다차로 기반의 통행료 부과 장치에 관한 것이다.

최근 전자 및 무선 통신 기술 분야의 획기적인 기술 진보에 힘입어, 유료도로를 주행하는 차량이 톨게이트(Toll-gate)를 통과시 정지하지 않고도 주행중인 상태로도 자동으로 통행 요금을 징수할 수 있도록 한 하이패스 시스템이 적용되고 있다.

하이패스 시스템은 차선을 가로질러 게이트 모양으로 배치되는 갠트리(Gantry)와, 통행 요금을 정산하지 않고 불법으로 하이패스를 통과함을 방지하기 위해 배치되는 차단기와, 하이패스 게이트를 안내하기 위해 해당 게이트 노면에 파란색으로 프린트된 하이패스 차선을 유도하는 유도선 등으로 구성된다.

특히, 하이패스 시스템은 차선을 가로질러 배치되는 갠트리(Gantry)에 설치되어 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 통신으로 차량의 단말기와 통신한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개번호 10-2009-0047065호(2009.05.12)에 개시되어 있다.

종래의 하이패스 시스템은 특정 차로에 대해서만 제한적으로 배치되어 해당차로를 통과하는 경우에만 적용되어 차로가 부족하고 차량이 정체되는 문제점이 있었다.

게다가, 차량이 주행속도를 감속하는 과정에서 후속 차량과 사고가 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 무정차, 다차로 기반의 고속주행 환경에서 자동으로 통행료를 부과하는 다차로 기반의 통행료 부과 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치는 도로를 가로지르는 방향으로 배치되는 갠트리; 상기 갠트리에 배치되어 상기 도로를 주행하는 차량의 단말기와 단거리 무선 통신을 수행하는 단거리 무선 통신부; 상기 갠트리에 배치되어 상기 차량의 차종을 분류하는 차종 분류부; 상기 갠트리에 배치되어 상기 차량을 촬영하는 촬영부; 및 상기 단거리 무선 통신부와 상기 차종 분류부 및 상기 촬영부에서 생성된 정보를 분석하여 통행료 부과를 위한 통행 정보를 생성하는 통합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 갠트리는 상기 차량의 주행 방향으로 순차적으로 배치되는 제1갠트리 및 제2갠트리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 단거리 무선 통신부는 상기 차량의 단말기와 IR 통신 방식으로 통신하는 IR 통신부; 및 상기 차량의 단말기와 RF 통신 방식으로 통신하는 RF 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 IR 통신부는 상기 제1갠트리에 배치되어 상기 차량의 단말기를 웨이크 업시키는 제1IR 통신부; 상기 제2갠트리의 전단에 배치되어 상기 차량의 단말기와 IR 통신 방식으로 통신하는 제2IR 통신부; 및 상기 제2갠트리의 후단에 배치되어 상기 차량의 단말기와 IR 통신 방식으로 통신하는 제3IR 통신부를 포함하되, 상기 제1IR 통신부와 상기 제2IR 통신부 및 상기 제3IR 통신부는 도로를 가로지르는 방향으로 각각 다수 개가 나란하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 RF 통신부는 상기 제1갠트리에 배치되어 상기 차량의 단말기와 RF 통신 방식으로 통신하는 제1RF 통신부; 및 상기 제2갠트리에 배치되어 상기 차량의 단말기와 RF 통신 방식으로 통신하는 제2RF 통신부를 포함하되, 상기 제1RF 통신부와 상기 제2RF 통신부는 도로를 가로지르는 방향으로 각각 다수 개가 나란하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 차종 분류부는 상기 제2갠트리의 후단에 배치되어 상기 차량의 차종 정보를 감지하여 출력하는 제1차종 분류부; 및 상기 제2갠트리에 상기 제1차종 분류부와 일정 거리 이격되게 배치되어 상기 차량의 차종 정보를 감지하여 출력하는 제2차종 분류부를 포함하되, 상기 제1차종 분류부와 상기 제2차종 분류부는 도로를 가로지르는 방향으로 각각 다수 개가 나란하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 촬영부는 상기 제1갠트리에 도로를 가로지르는 방향으로 나란하게 다수 개가 배치되어 상기 제2차종 분류부에서 출력되는 트리거 신호에 따라 상기 차량의 후방에서 상기 차량의 번호판을 촬영하는 제1촬영부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 촬영부는 상기 차량의 주행 방향으로 상기 제2갠트리의 전방에 설치되는 제3갠트리에 도로를 가로지르는 방향으로 나란하게 다수 개가 배치되어 상기 제1차종 분류부에서 출력되는 트리거 신호에 따라 상기 차량의 전방에서 상기 차량의 번호판을 촬영하는 제2촬영부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 무정차, 다차로 기반의 주행 환경에서 지정차로 구분없이 주행하는 과정에서 자동으로 통행료를 부과하여 도로의 입구에서부터 출구까지 차량을 감속시키거나 정차시킬 필요없이 손쉽게 통행료를 부과할 수 있도록 한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치의 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치의 평면도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치의 구성도이며, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치의 블럭 구성도이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치의 평면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 도로를 가로지르는 방향으로 배치되는 다수 개의 갠트리(70)와, 다차로 기반의 고속주행 환경에 적합하도록 갠트리(70)에 분산 배치되는 단거리 무선 통신부(10,20), 차종 분류부(30), 촬영부(40), 통합 제어부(60) 및 인터페이스부(50)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 기반의 통행료 부과 장치는 통행료 정산, 고속도로의 교통안전, 통행료 미납과 편법지불 방지를 위한 면탈방지 등의 기능을 수행한다.

갠트리(70)는 제1갠트리(71)와 제2갠트리(72) 및 제3갠트리(73)를 포함하며, 제1갠트리(71)와 제2갠트리(72) 및 제3갠트리(73)는 차량의 주행 방향에 순차적으로 배치된다.

참고로, 본 실시예에서는 3개의 갠트리(70)를 포함하는 것을 예시로 하여 설명하였으나, 다양한 개수의 갠트리(70)가 배치될 수 있을 것이다.

아울러, 인터페이스부(50) 및 통합 제어부(60)는 상기한 바와 같이, 다수 개의 갠트리(70) 중 어느 하나에 직접 배치될 수 있으나, 도로의 노변에 배치될 수 있다.

단거리 무선 통신부는 단거리 무선 통신 방식으로 차량의 단말기(미도시)와 통신하는 것으로서, RF 통신부(10)와 IR 통신부(20)를 포함한다.

먼저, RF 통신부(10)는 주행 중인 차량이 RF 통신영역에 진입하면, 차량의 단말기와 RF 통신방식으로 양방향 통신을 수행한다. RF 통신부(10)는 제1RF 통신부(11)와 제2RF 통신부(12)를 포함한다.

제1RF 통신부(11)는 제1갠트리(71)에 도로를 가로지르는 방향으로 다수 개가 나란하게 배치되며, 차량의 단말기와 RF 통신방식을 통해 데이터 통신을 수행하여 요금 정산이 이루지도록 한다.

제2RF 통신부(12)는 제2갠트리(72)에 도로를 가로지르는 방향으로 다수 개가 나란하게 배치되며, 차량의 단말기와 RF 통신 방식을 통해 데이터 통신을 수행하여 요금 정산이 이루어지도록 한다.

여기서, 제1RF 통신부(11)와 제2RF 통신부(12)는 제1갠트리(71)와 제2갠트리(72)에 각각 배치되는 바, 제2RF 통신부(12)는 제1갠트리(71)에 의해 데이터 통신이 실패할 경우에 대비하여 보조적으로 데이터 통신을 수행한다.

제1RF 통신부(11)와 제2RF 통신부(12)의 간격은 12~14m 로 조정한다. 이를 통해, 고속의 주행, 차선변경, 앞지르기, 차로-차로 간 주행, 통신발생 위치에 따른 시간, 동시처리 등에 대비할 수 있어 무정차, 다차로 환경에서 차량의 단말기와 안정적으로 통신을 수행하여 요금처리가 정상적으로 이루어지도록 한다. 제1RF 통신부(11)와 제2RF 통신부(12)의 간격은 RF 통신영역의 설정값과 연계되어 설정된다.

IR 통신부(20)는 주행 중인 차량이 IR 통신영역에 진입하면, 차량의 단말기와 IR 통신방식을 통해 양방향 통신을 수행한다.

IR 통신부(20)는 제1IR 통신부(21)와 제2IR 통신부(22) 및 제3IR 통신부(23)를 포함한다.

제1IR 통신부(21)는 제1갠트리(71)에 도로를 가로지르는 방향으로 다수 개가 나란하게 배치되며, 차량의 단말기의 동작을 사전에 준비시키도록 차량의 단말기를 웨이크 업(Wake-Up)시킨다.

제2IR 통신부(22)와 제3IR 통신부(23)는 제2갠트리(72)에 도로를 가로지르는 방향으로 제2갠트리(72)의 전단과 후단에 각각 다수 개가 나란하게 배치되며, 차량의 단말기와 IR 통신 방식을 통해 데이터 통신을 수행하여 요금 정산이 이루어지도록 한다.

제1IR 통신부(21)와 제2IR 통신부(22)의 간격은 9~11m이고, 제2IR 통신부(22)와 제3IR 통신부(23)의 간격은 4~6m이다.

이를 통해, 차량의 고속 주행, 차선 변경, 앞지르기, 차로-차로 간 주행, 통신발생 위치에 따른 지연 시간, 동시처리 등의 상황에도 통행료가 정상적으로 처리되도록 한다. 제1IR 통신부(21)와 제2IR 통신부(22)의 간격 및 제2IR 통신부(22)와 제3IR 통신부(23)의 간격은 IR 통신영역의 설정값과 연계되어 설정된다.

차종 분류부(30)는 레이저 센서를 이용하는 비접촉식 방식으로 차종을 분류하는 것으로서, 차량의 번호판 촬영을 위한 트리거 신호와 차종 정보를 출력하며, 차량의 6종 분류체계와 호환을 고려하여 차종을 분류한다.

이러한 차종 분류부(30)는 제1차종 분류부(31)와 제2차종 분류부(32)를 포함한다. 제1차종 분류부(31)와 제2차종 분류부(32)는 각각 도로를 가로지르는 방향으로 다수 개가 나란하게 배치되고, 제1차종 분류부(31)와 제2차종 분류부(32)의 간격은 0.6~0.8m이다.

이러한 제1차종 분류부(31)와 제2차종 분류부(32)의 간격을 통해, 차량이 차종분류영역에서 진출시 차종정보의 전폭, 전고, 전장을 모두 측정하여 차종을 정확하게 분류할 수 있다.

한편, 제1차종 분류부(31)에서 발생되는 트리거 신호에 의해 후술할 제2촬영부(42)가 동작하고, 제2차종 분류부(32)에서 발생되는 트리거 신호에 의해 후술할 제1촬영부(41)가 동작한다. 이는 제1촬영부(41)와 제2촬영부(42)의 동작과 관련하여 상세하게 설명한다.

촬영부(40)는 차량의 번호판을 촬영한다. 촬영부(40)는 조명장치(미도시)와 카메라(미도시) 등을 포함하여 다차로에서 엇갈림 주행을 하더라도 안정된 조명확보와 차량의 앞면과 뒷면을 모두 촬영함으로써 환경변화에 따른 촬영정확도를 높일 수 있다.

촬영부(40)는 제1촬영부(41)와 제2촬영부(42)를 포함한다.

제1촬영부(41)는 제1갠트리(71)의 후단에서 차량의 후방을 촬영할 수 있도록 도로를 가로지르는 방향으로 다수 개가 나란하게 배치되고, 제2촬영부(42)는 제3갠트리(73)의 전단에서 차량의 전방을 촬영할 수 있도록 도로를 가로지르는 방향으로 다수 개가 나란하게 배치된다.

여기서, 제1촬영부(41)는 제2차종 분류부(32)의 트리거 신호에 따라 차량의 후방에서 번호판을 촬영하고, 제2촬영부(42)는 제1차종 분류부(31)의 트리거 신호에 따라 차량의 전방에서 번호판을 촬영한다.

이러한 제1촬영부(41)와 제2촬영부(42)는 1대의 카메라를 기준으로 1.5차로를 촬영하여 차로 변경 중에도 정확히 촬영할 수 있다.

따라서, 제2차종 분류부(32)에서 차량을 감지하면, 제1촬영부(41)가 차량의 후방에서 번호판을 촬영하고, 제1차종 분류부(31)에서 차량을 감지하면, 제2촬영부(42)가 차량의 전방에서 번호판을 촬영한다.

이와 같이, 차량의 전방과 후방에서 각각 번호판을 촬영함으로써, 차량 인식의 정확도를 개선할 수 있도록 한다.

제1촬영부(41)와 제2차종 분류부(32)의 간격은 14~16m이고, 제2촬영부(42)와 제1차종 분류부(31)의 간격은 14~16m이다.

이러한 제1촬영부(41)와 제2차종 분류부(32)의 간격 및 제2촬영부(42)와 제1차종 분류부(31)의 간격을 통해 시속 160km/h 까지의 속도로 주행하는 차량의 번호를 정확하게 취득하여 인식하며, 조명의 주사각도, 투사 대역, 렌즈 등을 고려하여 산출될 수 있다.

인터페이스부(50)는 통합 제어부(60)에서 생성된 정보를 외부의 각종 서버 예를 들어, 영업 심사를 위한 서버, 통행료 부과를 위한 서버 등으로 전송할 수 있도록 인터페이스를 제공한다.

통합 제어부(60)는 상기한 RF 통신부(10), IR 통신부(20), 촬영부(40) 및 차종 분류부(30)를 제어하여 이들로부터 각각의 정보를 수집 및 분석하여 통행료 부과를 위한 통행 정보를 생성한다.

이하, 무정차, 다차로 기반에서 차량 주행에 따른 요금 지불 과정을 설명한다.

차량이 도로를 주행하면, 차량의 단말기의 통신 모듈에 따라 RF 통신 방식 또는 IR 통신 방식으로 데이터 통신을 수행한다.

예를 들어, 차량의 단말기가 RF 통신 방식을 이용할 경우, 차량이 제1RF 통신부(11)의 RF 통신영역에 진입하면, 제1RF 통신부(11)에서 차량의 단말기와 RF 통신 방식으로 데이터 통신을 수행한다.

이때, 통신 오류나 실패 등으로 차량의 단말기와 정상적인 통신이 이루어지지 않고, 해당 차량이 제2RF 통신부(12)의 RF 통신영역에 진입하면, 제2RF 통신부(12)에서 차량의 단말기와 통신한다.

반면에, 차량의 단말기가 IR 통신 방식을 이용할 경우, 차량이 제1IR 통신부(21)의 IR 통신영역에 진입하면, 차량의 단말기는 제1IR 통신부(21)의 웨이크 업 신호에 의해 동작을 사전 준비하게 된다.

이후, 차량이 제2IR 통신부(22) 또는 제3IR 통신부(23)의 IR 통신영역에 진입하면, 제2IR 통신부(22) 또는 제3IR 통신부(23)에서 차량의 단말기와 IR 통신 방식으로 통신한다.

이 과정에서, 차량이 제1차종 분류부(31)에 감지되면, 제1차종 분류부(31)는 차종 정보를 생성한다. 또한, 제2촬영부(42)의 동작을 위한 트리거 신호를 발생시켜 제2촬영부(42)가 차량의 전방에서 번호판을 촬영한다.

또한, 차량이 제2차종 분류부(32)에 감지되면, 제2차종 분류부(32)는 차종 정보를 생성한다. 또한, 제1촬영부(41)의 동작을 위한 트리거 신호를 발생시켜 제1촬영부(41)가 차량의 후방에서 번호판을 촬영한다.

이에 따라, 통합 제어부(60)는 RF 통신부(10) 또는 IR 통신부(20)에 의해 생성된 정보와 차종 정보 및 위반 차량에 대한 통행료 부과를 위한 통행 정보를 생성하고, 해당 차량의 번호판을 촬영한 영상을 획득하게 된다.

이후, 제어부는 인터페이스부(50)를 통해 상기한 통행료 부과를 위한 통행 정보와 영상을 각종 서버로 전송하게 된다.

참고로, 본 실시예에서는 제2촬영부(42)가 제3갠트리(73)에 설치되어 차량의 전면을 촬영하는 것을 예시로 설명하였으나, 제3갠트리(73)와 제2촬영부(42)가 없이 차량의 후면만 촬영하는 것도 가능하다.

또한, 제2갠트리(72)와 제3갠트리(73)는 기존 톨게이트의 캐노피에 채용될 수 있으며, 이 경우 제1갠트리(71)가 추가적으로 설치되는 것도 가능하다할 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: RF 통신부 11: 제1RF 통신부
12: 제2RF 통신부 20: IR 통신부
21: 제1IR 통신부 22: 제2IR 통신부
23: 제3IR 통신부 30: 차종 분류부
31: 제1차종 분류부 32: 제2차종 분류부
40: 촬영부 41: 제1촬영부
42: 제2촬영부 50: 인터페이스부
60: 통합 제어부 70: 갠트리
71: 제1갠트리 72: 제2갠트리
73: 제3갠트리

Claims (8)

1. 도로를 가로지르는 방향으로 배치되는 갠트리, 상기 갠트리에 배치되어 상기 도로를 주행하는 차량의 단말기와 단거리 무선 통신을 수행하는 단거리 무선 통신부, 상기 갠트리에 배치되어 상기 차량의 차종을 분류하는 차종 분류부, 상기 갠트리에 배치되어 상기 차량을 촬영하는 촬영부 및 상기 단거리 무선 통신부와 상기 차종 분류부와 상기 촬영부에서 생성된 정보를 분석하여 통행료 부과를 위한 통행 정보를 생성하는 통합 제어부를 포함하되,
   상기 갠트리는
   상기 차량의 주행 방향으로 제1갠트리와 제2갠트리와 제3갠트리가 순차적으로 배치되고,
   상기 단거리 무선 통신부는
   상기 제1갠트리에 배치되어 상기 차량의 단말기를 웨이크 업시키는 제1IR 통신부, 상기 제2갠트리의 전단에 배치되어 상기 차량의 단말기와 IR 통신 방식으로 통신하는 제2IR 통신부 및 상기 제2갠트리의 후단에 배치되어 상기 차량의 단말기와 IR 통신 방식으로 통신하는 제3IR 통신부를 포함하되, 상기 제1IR 통신부와 상기 제2IR 통신부 및 상기 제3IR 통신부는 도로를 가로지르는 방향으로 각각 다수 개가 나란하게 배치되어 상기 차량의 단말기와 IR 통신 방식으로 통신하는 IR 통신부; 및
   상기 제1갠트리에 배치되어 상기 차량의 단말기와 RF 통신 방식으로 통신하는 제1RF 통신부 및 상기 제2갠트리에 배치되어 상기 차량의 단말기와 RF 통신 방식으로 통신하는 제2RF 통신부를 포함하되, 상기 제1RF 통신부와 상기 제2RF 통신부는 도로를 가로지르는 방향으로 각각 다수 개가 나란하게 배치되어 상기 차량의 단말기와 RF 통신 방식으로 통신하는 RF 통신부를 포함하고,
   상기 차종 분류부는
   상기 제2갠트리의 후단에 배치되어 상기 차량의 차종 정보를 감지하여 출력하는 제1차종 분류부 및 상기 제2갠트리에 상기 제1차종 분류부와 일정 거리 이격되게 배치되어 상기 차량의 차종 정보를 감지하여 출력하는 제2차종 분류부를 포함하되, 상기 제1차종 분류부와 상기 제2차종 분류부는 도로를 가로지르는 방향으로 각각 다수 개가 나란하게 배치되고,
   상기 촬영부는
   상기 제1갠트리에 도로를 가로지르는 방향으로 나란하게 다수 개가 배치되어 상기 제2차종 분류부에서 출력되는 트리거 신호에 따라 상기 차량의 후방에서 상기 차량의 번호판을 촬영하는 제1촬영부 및
   상기 차량의 주행 방향으로 상기 제2갠트리의 전방에 설치되는 제3갠트리에 도로를 가로지르는 방향으로 나란하게 다수 개가 배치되어 상기 제1차종 분류부에서 출력되는 트리거 신호에 따라 상기 차량의 전방에서 상기 차량의 번호판을 촬영하는 제2촬영부를 포함하고,
   상기 제1IR통신부와 상기 제2IR통신부는 9~11m 간격으로 설치되며, 상기 제2IR통신부와 상기 제3IR통신부는 4~6m 간격으로 설치되고,
   상기 제1RF통신부와 상기 제2RF통신부는 12~14m 간격으로 설치되고,
   상기 제1촬영부와 제2차종 분류부는 14~16m 간격으로 설치되며, 제 2촬영부와 제1차종 분류부는 14~16m 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 다차로 기반의 통행료 부과 장치.
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