KR101267991B1 - 차종 분류 방법 - Google Patents
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Abstract
차량의 속도와 사선센서 1개만을 이용하여 차량정보를 검출하고, 그 검출한 차량정보를 기반으로 윤거(바퀴간 거리), 윤거비, 축거(축간거리), 축수(축의 개수), 윤폭, 윤폭비(전륜폭과 후륜폭과의 비)를 계산하여 정확하게 차종분류를 할 수 있도록 한 차종 분류 장치 및 그 방법이 개시된다.
개시된 차종 분류 장치는, 도로에 매설되어 통과차량의 유무, 속도, 크기를 검지하기 위한 제1 및 제2 루프 센서와; 상기 제1 및 제2 루프 센서 내에 배치되며, 통과차량의 내측 윤거, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수를 계산하기 위한 차량 정보를 발생하는 사선센서와; 상기 제1 및 제2 루프센서와 상기 사선센서에서 각각 발생하는 검출신호를 처리하는 센서신호 처리부와; 상기 센서신호 처리부에서 처리된 통과차량에 대한 정보를 기반으로 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수를 계산하고, 계산한 결과치를 기반으로 차종을 분류하는 차종 분류부를 구비한다.
개시된 차종 분류 장치는, 도로에 매설되어 통과차량의 유무, 속도, 크기를 검지하기 위한 제1 및 제2 루프 센서와; 상기 제1 및 제2 루프 센서 내에 배치되며, 통과차량의 내측 윤거, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수를 계산하기 위한 차량 정보를 발생하는 사선센서와; 상기 제1 및 제2 루프센서와 상기 사선센서에서 각각 발생하는 검출신호를 처리하는 센서신호 처리부와; 상기 센서신호 처리부에서 처리된 통과차량에 대한 정보를 기반으로 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수를 계산하고, 계산한 결과치를 기반으로 차종을 분류하는 차종 분류부를 구비한다.
Description
본 발명은 차종 분류에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 속도를 측정하기 위한 센서와 사선센서 1개만을 이용하여 차량정보를 검출하고, 그 검출한 차량정보를 기반으로 윤거(바퀴간 거리), 윤거비(전륜의 윤거와 후륜의 윤거비), 축거(축간거리), 축수(축의 개수), 윤폭, 윤폭비(전륜폭과 후륜폭과의 비)를 계산하여 정확하게 차종분류를 할 수 있도록 한 차종 분류 방법에 관한 것이다.
현재 국내의 교통상황은 날로 급증하는 교통수요와 이를 수용하지 못하는 도로상황으로 인해 매우 열악한 상태에 처해 있다. 이를 개선하기 위해서 기존 도로의 효율적인 운영관리 및 신설도로의 계획, 설계, 운영 등에 있어 매우 중요한 기초자료인 교통자료(교통량, 속도, 차종 등)를 정확하고 안정적으로 수집할 필요성이 있다.
이에 따라 국토해양부는 교통체계를 지능화하여 교통운영의 효율성을 확보하고 교통안전 및 환경개선을 꾀하고자 지능형교통시스템(Intelligent Transport Systems: ITS)을 도입하여 전국의 고속도로와 일반국도를 대상으로 교통량, 속도, 점유율 등의 자료를 수집하는 차량 검지기를 설치하고, 각 지방국토관리청별로 교통정보센터를 구축하여 전국 단위의 실시간 교통정보를 제공하고 있다.
ITS용 차량 검지기 및 도로교통량 조사용 차종분류장치(Automatic Vehicle Classification: AVC)는 도로상에 매설형 또는 비 매설형으로 설치하여 통과차량의 교통량, 속도, 점유율, 차량길이 등의 자료를 실시간으로 수집해 교통관제센터에 전송하고, 이러한 교통관제센터에서는 이 전송된 교통자료를 바탕으로 도로에 설치된 교통안내 전광판에 구간별 교통량을 실시간으로 안내해주고, 각종 인터넷상에서도 시간대별 교통상황을 알려주고 있다.
주지한 바와 같이 ITS에서 실시간 교통정보를 제공해주기 위해서는 다양한 차량정보가 필요하며, 그 중 하나가 차종분류 정보이다.
차종분류에 대한 종래기술이 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2010-0133264호(2010.12.21. 공개)(발명의 명칭: 차량의 윤폭비를 이용한 차종분류 장치 및 그 방법)(이하, "종래기술 1"이라 약칭함)와 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-0751076호(발명의 명칭: 차량의 윤거 산출에 의한 차량정보 검출시스템)에 개시되어 있다.
개시된 종래기술 1은 통과차량의 전륜폭과 후륜폭을 측정하여 차량의 윤폭비를 산출함으로써, 차종분류기준상의 1종 차량(승용 및 16인승 이하 승합)과 3종 차량(1톤 ~ 2.5톤 미만 트럭)을 정확하게 분류한다. 이를 위해 도로를 통행하는 통과차량에 대한 정보를 검지하는 루프센서와 제1 내지 제4 피에조센서를 포함하며, 루프센서의 검지시간과 제1 내지 제4 피에조센서들의 반응시간에 따라 통과차량의 축거, 전방 오버행, 후방 오버행 및 차량길이를 산출하며, 통과 차량의 전륜폭 및 후륜폭을 산출하여 전방 및 후방 타이어 폭의 비율인 차량의 윤폭비를 산출하는 차량 검지부와, 차량 검지부로부터 검지된 통과차량의 축거, 전방 오버행, 후방 오버행 및 차량길이에 따라 차종을 1차적으로 분류하고, 차량의 윤폭비에 따라 차종을 2차적으로 분류하는 데이터처리 제어부를 포함한다.
또한, 개시된 종래기술 2는 차량의 윤거를 차량 분류변수로 사용하여보다 높은 차종분류 정확도를 확보하도록 한 것으로서, 복수 개의 루프센서, 또는 복수 개의 루프센서의 사이에서 소정의 경사각으로 배치되는 복수 개의 피에조센서를 포함하고, 상기 복수 개의 루프센서에 의해 차량의 속도를 산출하며, 산출된 차량의 속도를 이용하여 상기 복수 개의 피에조센서에 의해 좌측바퀴와 우측바퀴가 주행한 거리를 산출하고, 상기 좌측바퀴 및 우측바퀴의 주행거리를 통해 차량의 윤거(tread)를 산출하고, 윤거를 차량의 변수로 활용하여 차종을 분류하게 된다.
그러나 상기와 같은 종래기술 1은 차량의 좌우 치우침에 의해 두 피에조센서(122, 123)를 균등한 비율로 통과하지 못할 경우 두 피에조센서(122, 123) 신호간 균형이 깨져(d1과 d2 비율이 깨짐) 정확한 시간 및 크기 계산이 불가능하여 정확하게 차량정보를 획득하지 못하는 단점이 있다. 아울러 도로의 한쪽으로만 주행하는 경우 극단적으로 두 피에조센서 중 한쪽만 통과하는 경우가 발생하게 되므로, 정확한 시간 및 크기 계산이 불가능한 문제점도 초래하였다.
또한, 종래기술 1은 피에조 센서(121, 124)를 직각으로 통과하지 않는 사선 주행시 신호 군(t2.5, t8.5, t12.5)이 모두 불균등 비율이 되어 전륜 간격(df1, df3)의 오차발생으로 윤폭 계산이 불가능한 단점도 있었다.
또한, 종래기술 1은 차량이 센서 정중앙 혹은 좌우측 끝(피에조센서가 없는 부분) 통과시 양쪽 피에조 센서(122, 123)의 신호가 서로 분리되어, 전륜 간격(df1, df2)을 계산하기 위한 (t4 - t2),(t5 - t2)의 계산이 불가능하여, 전륜 간격을 산출할 수 없는 단점이 있다.
또한, 차종 분류 특히 1종, 3종 차종 분류를 위해 윤거, 윤폭, 축간거리(축거), 프론트 행, 리어행, 오버행이 모두 중요한 데, 종래기술 2는 차종이 3종인 경우(복륜) 저속에서 뒤 차축의 신호 분리 현상이 발생하지만 고속일 경우 피에조의 응답특성에 의해 신호가 합쳐지게 된다. 또한, 접지면(타이어)의 폭 두께에 비례한 신호가 추가되어 정확한 윤거 계산이 불가능한 단점이 있다.
또한, 종래기술 2는 차량의 주행 방식(좌/우 치우침)에 따라 파라메터(D1, t1, D2 t2)의 정확도가 크게 훼손되어 정밀도가 매우 낮아지는 단점도 있었다.
또한, 종래기술 1 및 종래기술 2는 복수의 피에조센서의 상관 관계로 계산을 하여 차종 분류를 위한 정보를 획득하게 되므로, 복수의 센서 설치로 인한 복잡함이 있으며, 복수의 센서 중 어느 하나의 센서만이라도 정확하게 검측을 하지 못하면 차종 분류를 위한 정보 자체를 계산할 수 없다는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술들에 의해서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량의 속도를 측정할 수 있는 센서와 사선센서 1개만을 이용하여 차량정보를 검출하고, 그 검출한 차량정보를 기반으로 윤거(바퀴간 거리), 윤건비(전륜의 윤거와 후륜의 윤거비), 축거(축간거리), 축수(축의 개수), 윤폭, 윤폭비(전륜폭과 후륜폭과의 비)를 계산하여 정확하게 차종분류를 할 수 있도록 한 차종 분류 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 3종 차량이고 후륜이 단륜일 경우에도 차종을 정확하게 검출할 수 있도록 한 차종 분류 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "차종 분류 장치"는,
도로에 매설되어 통과차량의 유무, 속도, 크기를 검지하기 위한 제1 및 제2 루프 센서와;
상기 제1 및 제2 루프 센서 내에 배치되며, 통과차량의 내측 윤거, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수를 계산하기 위한 차량 정보를 발생하는 사선센서와;
상기 제1 및 제2 루프센서와 상기 사선센서에서 각각 발생하는 검출신호를 처리하는 센서신호 처리부와;
상기 센서신호 처리부에서 처리된 통과차량에 대한 정보를 기반으로 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수를 계산하고, 계산한 결과치를 기반으로 차종을 분류하는 차종 분류부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차종 분류부는,
상기 통과차량에 대한 정보로부터 차량 속도(v)와, 전륜/후륜 내측 윤거의 진행시간(tf)(tb), 사선센서의 경사각(tanθ), 전륜/후륜의 진행시간(tc), 전륜/후륜의 처음과 끝까지의 통과시간(tfd)(tbd), 축거에 대응하는 시간(ta)을 추출하고, 상기 추출한 정보((v), (tf)(tb), (tanθ), (tc), (tfd)(tbd), 시간(ta))를 조합 및 연산하여 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수를 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "차종 분류 방법"는,
(a) 차량이 진입하면 도로에 매설된 루프센서 및 사선센서를 통해 통과차량의 검출 파형을 획득하는 단계와;
(b) 상기 획득한 검출 파형을 기반으로 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수를 산출하는 단계와;
(c) 상기 산출한 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수를 기반으로 차종을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계의 내측 윤거는,
전륜 내측 윤거와 후륜 내측 윤거를 포함하며,
상기 전륜 내측 윤거는 차량 속도(v), 전륜 내측 윤거의 진행시간(tf), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 산출하고, 상기 후륜 내측 윤거는 차량 속도(v), 후륜 내측 윤거의 진행시간(tb), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계의 윤폭비는,
차량 속도(v), 후륜의 처음과 끝까지의 통과시간(tbd), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 후륜 폭을 산출하고, 차량 속도(v), 전륜의 처음과 끝까지의 통과시간(tfd), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 전륜 폭을 산출한 후, 상기 후륜 폭을 상기 전륜 폭으로 제산하여 윤폭비를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계의 윤거는,
차량 속도(v)와, 전륜/후륜의 진행시간(tc), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계의 축거는,
차량 속도(v)와, 축거에 대응하는 시간(ta), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계의 축수는,
짧은 거리 이내의 신호를 병합하고, 상기 병합된 신호의 개수(N)를 2로 제산하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 속도를 검출하기 위한 루프센서 또는 피에조 센서와 차량의 세부정보를 검출하기 위한 사선센서 1개만을 이용하여 차종분류를 위한 차량정보를 전부 검출할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 차량정보 검출을 위해 1개의 사선센서만 이용하면 되므로, 기존 차종분류 장치 대비 센서의 설치에 편리함을 추구할 수 있으며, 센서 개수를 줄일 수 있어 장치 구현 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 3종 차량이고 후륜이 단륜일 경우에도 차종을 정확하게 검출할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차종 분류 장치의 제1 실시 예 구성도.
도 2는 도 1의 차종 분류부의 상세 구성도.
도 3은 본 발명에서 사선센서에서 출력되는 차량정보 검출 파형도.
도 4는 본 발명에서 차종 분류를 위한 차종 분류 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 차종 분류 방법을 보인 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 차종 분류 장치의 제2 실시 예 구성도.
도 7a는 도 6의 루프센서의 검출 파형도이고, 도 7b는 전방 피에조 센서의 검출 파형도이며, 도 7c는 후방 피에조 센서의 검출 파형도이다.
도 2는 도 1의 차종 분류부의 상세 구성도.
도 3은 본 발명에서 사선센서에서 출력되는 차량정보 검출 파형도.
도 4는 본 발명에서 차종 분류를 위한 차종 분류 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 차종 분류 방법을 보인 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 차종 분류 장치의 제2 실시 예 구성도.
도 7a는 도 6의 루프센서의 검출 파형도이고, 도 7b는 전방 피에조 센서의 검출 파형도이며, 도 7c는 후방 피에조 센서의 검출 파형도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 차종 분류 장치의 제1 실시 예 구성도로서, 차종 분류 대상인 차량(10), 도로(20), 제1 및 제2 루프센서(31)(32), 사선센서(33), 센서신호 처리부(40) 및 차종 분류부(50)로 구성된다.
제1 및 제2 루프센서(31)(32)는 도로(20)에 동축 방향으로 매설되어 통과차량(10)의 유무, 속도, 크기를 검지하기 위한 역할을 수행하며 2개의 피에조센서로 대체할 수 있다.
사선센서(33)는 상기 제1 및 제2 루프센서(31)(32) 내에 배치되며, 통과차량(10)의 내측 윤거, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수를 계산하기 위한 차량 정보를 발생하는 역할을 한다. 이러한 사선센서(33)는 도로(20)에 소정의 경사각(θ)을 가지고 경사지게 설치되며, 피에조센서로 구현하는 것이 바람직하다.
센서신호 처리부(40)는 상기 제1 및 제2 루프센서(31)(32)와 상기 사선센서(33)에서 각각 발생하는 검출신호를 처리하는 역할을 하는 것으로서, 통상의 아날로그 신호를 디지털 신호로 처리하며, 처리된 디지털 신호를 파형으로 출력하게 된다.
차종 분류부(50)는 상기 센서신호 처리부(40)에서 처리된 통과차량에 대한 정보를 기반으로 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수를 계산하고, 계산한 결과치를 기반으로 차종을 분류하는 역할을 한다.
이러한 차종 분류부(50)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(51), 메모리(52), 차량검출/차종분류 알고리즘(53) 및 통신부(54)를 포함한다.
제어부(51)는 입력 신호를 받아 각종 교통자료를 생성하게 되고, 메모리(52)는 상기 제어부(51)에 입력된 데이터를 저장하며, 차량검출/차종분류 알고리즘(53)은 제어부(51)에 제공되는 프로그램으로서 소프트웨어로 구현될 수 있다.
통신부(54)는 상기 제어부(51)와 중앙관제센터 간의 통신을 담당하는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차종 분류장치의 구체적인 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 차종 분류장치는 차량(10) 진입 방향에 수직으로 제1 및 제2 루프센서(31)(32)가 배치되고, 상기 제1 및 제2 루프센서(31)(32)의 사이에는 소정의 경사각(θ)을 갖고 사선센서(33)가 배치된다.
차량(10)이 제1루프센서(31)로 진입을 하게 되면 제1루프센서(31)에서 이를 감지하여 센서신호 처리부(40)에 감지신호를 전달하게 되고, 차량(10)이 사선센서(33)에 진입하게 되면 사선센서(33)에서 감지신호의 발생을 시작하게 되고, 차량(10)이 사선센서(33)를 완전히 통과하게 되면 감지신호의 발생이 중지되며, 차량(10)이 제2루프센서(32)를 진입하게 되면 제2루프센서(32)에서 이를 감지하여 센서신호 처리부(40)에 감지신호를 전달하게 된다.
센서신호 처리부(40)는 제1 및 제2 루프센서(31)(32) 및 사선센서(33)로부터 감지신호가 전달되면, 각각의 센서로부터 전달되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 처리하여 디지털 파형으로 차종 분류부(50)에 전달한다.
차종 분류부(50)는 제1루프센서(31)에서 차량을 감지한 신호로부터 제2루프센서(32)에서 차량을 감지한 신호까지의 도달시간(t)을 기반으로 차량속도(v)(m/s)를 산출하게 된다. 즉, 기존과 같이 차량의 속도(v)는 (루프사이의 거리)/t로 산출하게 된다.
다음으로, 차종 분류부(50)는 제1 및 제2 루프센서(31)(32)로부터 산출한 차량속도(v)와 1개의 사선센서(33)로부터 발생하는 도 3과 같은 출력 파형을 기반으로, 내측 윤거(전륜 내측 윤거 df, 후륜 내측 윤거 db), 내측 윤거비(db/df), 윤폭(후륜 윤폭 dbd+Δb, 전륜 윤폭 dfd+Δf), 윤폭비(dbd+Δb/ dfd+Δf), 윤거(dc), 축거(da) 및 축수를 계산하고, 계산한 결과치를 기반으로 차종을 분류하게 된다.
예컨대, 차종 분류부(50)는 상기 통과차량에 대한 정보로부터 차량 속도(v)와, 전륜/후륜 내측 윤거의 진행시간(tf)(tb), 사선센서의 경사각(tanθ), 전륜/후륜의 진행시간(tc), 전륜/후륜의 처음과 끝까지의 통과시간(tfd)(tbd), 축거에 대응하는 시간(ta)을 추출하고, 상기 추출한 정보((v), (tf)(tb), (tanθ), (tc), (tfd)(tbd), 시간(ta))를 조합 및 연산하여 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수, 전방 오버행, 후방 오버행, 차량길이를 계산하게 된다. 여기서 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수, 전방 오버행, 후방 오버행, 차량길이를 산출하는 구체적인 방법은 후술하기로 한다.
아울러 주지한 바와 같이 정확하게 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수, 전방 오버행, 후방 오버행, 차량길이를 산출하게 되면, 기존과 같은 방법에 의해 차종을 분류하게 된다.
다시 말해 본 발명에 따른 차종 분류장치는 2개의 루프센서(또는, 2개의 피에조센서)와 1개의 사선센서만을 가지고, 차종 분류를 위한 차량정보를 전부 생성할 수 있으며, 본 발명에서 제안하는 수식을 이용하여 차종 분류를 위한 정보(내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수, 전방 오버행, 후방 오버행, 차량길이)를 정확하게 산출할 수 있게 된다.
따라서 종래기술과 같이 차종 분류를 위한 차량정보를 전부 생성하기 위해서 복수의 센서를 사용하는 것에 비해, 센서의 개수를 현저하게 줄일 수 있어, 센서 설치에 편리함을 도모함은 물론 각각의 센서로부터 발생한 신호를 처리하기 위한 처리 장치의 구성도 단순화할 수 있는 장점이 있다.
특히, 사선센서를 이용함으로써 사선 주행시에도 전륜 간격의 오차가 발생하지 않으며, 차량이 센서가 없는 부분을 통과할 수 없도록 할 수 있으며, 차량의 좌/우 치우침 주행시에도 파라미터의 정확도를 훼손하지 않게 되어 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 차종 분류 방법을 보인 흐름도로서, (a) 차량이 진입하면 도로에 매설된 루프센서 및 사선센서를 통해 통과차량의 검출 파형을 획득하는 단계(S11 ~ S12)와; (b) 상기 획득한 검출 파형을 기반으로 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수, 전방 오버행, 후방 오버행, 차량길이를 산출하는 단계(S13 ~ S18)와; (c) 상기 산출한 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수, 전방 오버행, 후방 오버행, 차량길이를 기반으로 차종을 판단하는 단계(S19)로 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 차종 분류 방법은, 단계 S11에서와 같이 차량(10)이 도로(20)에 설치된 제1 루프센서(31)에 진입을 하면 단계 S12에서 제1 루프센서(31)에 의해 차량 감지 신호가 발생하고, 제1 루프센서(31)를 통과한 차량(10)이 사선센서(33)를 통과하게 되면 도 3과 같은 출력 파형이 발생하여 차량 정보를 검출하게 된다. 아울러 차량(10)이 제2 루프센서(32)에 진입하면 제2 루프센서(32)에 의해 차량 감지신호가 발생하여, 차종 분류를 위한 차량정보를 전부 획득할 수 있게 된다.
이후 단계 S13에서 아래와 같은 수학식1을 이용하여 내측 윤거를 산출하게 된다. 여기서 내측 윤거는 도 4에 도시한 바와 같이 전륜 내측 윤거(df)와 후륜 내측 윤거(db)를 포함한다.
여기서 v는 차량 속도, tf는 전륜 내측 윤거의 진행시간, tanθ는 사선센서의 경사각(tanθ), tb는 후륜 내측 윤거의 진행시간을 각각 나타낸다.
상기 전륜 내측 윤거의 진행시간이나 후륜 내측 윤거의 진행시간은 도 3과 같이 사선센서 1개에서 발생하는 출력 파형을 통해 계산할 수 있다. 도 3에서 첫 번째 펄스는 오른쪽 전륜에 대한 출력 파형이고, 두 번째 펄스는 왼쪽 전륜에 대한 출력 파형이며, 세 번째 및 네 번째 펄스는 오른쪽 후륜에 대한 출력 파형이고, 다섯 번째 및 여섯 번째 펄스는 왼쪽 후륜에 대한 출력 파형이다. 여기서 세 번째 및 네 번째 펄스와 다섯 번째 및 여섯 번째 펄스 형태는 후륜이 복륜일 경우를 의미한다. 펄스 폭은 차량 속도에 따라 달라지며 피에조의 응답특성에 따라 세 번째 및 네번째 펄스와 다섯 번째 및 여섯 번째 펄스가 합쳐져 각각 하나의 펄스로 출력되기도 한다.
다음으로, 단계 S14에서는 아래와 같은 수학식 2를 이용하여 내측 윤거비(db /df)를 산출하게 된다.
여기서 tb는 후륜 내측 윤거의 진행 시간을 나타내고, tf는 전륜 내측 윤거의 진행 시간을 나타낸다. 다시 말해 내측 윤거비는 후륜 내측 윤거의 진행 시간을 전륜 내측 윤거의 진행 시간으로 제산하여 산출하게 된다.
다음으로, 단계 S15에서는 아래와 같은 수학식 3을 이용하여 윤폭비(dbd+Δb/dfb+Δf)를 산출하게 된다.
여기서 v는 차량 속도, tbd는 후륜의 처음과 끝까지의 통과시간, tanθ는 사선센서의 경사각, tfd는 전륜의 처음과 끝까지의 통과시간을 의미한다.
즉, 차량 속도와 후륜의 처음과 끝까지의 통과시간 및 사선센서의 경사각을 승산하여 후륜 윤폭을 계산하고, 차량속도와 전륜의 처음과 끝까지의 통과시간 및 사선센서의 경사각을 승산하여 전륜 윤폭을 계산하고, 상기 후륜 폭을 상기 전륜 폭으로 제산하여 윤폭비를 산출하게 되는 것이다.
이때 산출되는 윤폭비에 따라 후륜이 단륜인지 복륜인지를 알 수 있게 된다.
다음으로, 단계 S16에서는 윤거(dc)를 아래의 수학식 4를 이용하여 산출하게 된다.
여기서 v는 차량 속도, tc는 전륜 또는 후륜의 진행시간, tanθ는 사선센서의 경사각을 나타낸다. 즉, 윤거는 전륜 윤거와 후륜 윤거가 있으며, 차량속도와 전륜의 진행시간 및 사선센서의 경사각을 승산하여 전륜 윤거를 산출하게 되고, 차량속도와 후륜의 진행시간 및 사선센서의 경사각을 승산하여 후륜 윤거를 산출하게 된다. 수학식 4는 편의상 전륜 윤거를 산출하는 수학식을 나타낸 것이며, 후륜 윤거는 도 3에서 전륜의 진행시간 대신에 후륜의 진행 시간 만을 대입하게 되면 후륜 윤거를 산출할 수 있게 된다.
다음으로, 단계 S17에서는 아래와 같은 수학식 5를 이용하여 축간거리인 축거(da)를 산출하게 된다.
여기서 v는 차량 속도, ta는 축거에 대응하는 시간, tanθ는 사선센서의 경사각을 각각 나타낸다. 즉, 축거는 차량속도와 축거에 대응하는 시간 및 사선센서의 경사각을 승산하여 산출하게 된다.
마지막으로, 단계 S18에서는 축수를 산출하게 된다. 여기서 축수는 짧은 거리 이내의 신호를 병합하고, 상기 병합된 신호의 개수(N)를 2로 제산하여 산출하게 된다.
그리고 도면에는 도시하지 않았지만 상기 단계 S18후에 전방 오버행, 후방 오버행, 차량길이를 산출하게 되는 데, 여기서 전방 오버행, 후방 오버행, 차량길이의 산출은 발명의 배경이 되는 기술에 언급한 종래기술 1 및 종래기술 2에 도시한 방법과 동일한 방법으로 산출하게 되므로, 이것에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 과정을 통해 차종분류를 각종 차종분류 정보를 산출하게 되면 단계 S19에서는 상기 산출한 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수, 전방 오버행, 후방 오버행, 차량길이를 기반으로 차종(1종, 3종)을 분류하게 된다. 여기서 차종 분류는 기존과 같은 방식으로 차종을 분류하게 된다. 예컨대, 차종 분류를 위한 기준으로서 1종은 축수 2, 단위는 1로서 16인승 미만의 여객 수송용 차량, 미니 트럭 등 2축 1단위 차량을 의미하고, 3종은 축수 2단위는 1로서 화물 수송용 트럭으로 2축의 최대 적재량 1 ~ 2.5톤 미만의 1단위 차량을 의미한다.
이러한 본 발명은 차량의 속도와 하나의 사선센서만을 이용하여 차종분류를 위한 차량정보를 모두 획득하고, 이를 기반으로 제안된 수식들을 이용하여 차종 분류를 위한 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수, 전방 오버행, 후방 오버행 및 차량길이를 산출하고, 이렇게 산출한 차종 분류를 위한 정보를 이용하여 최종적으로 정확하게 차종을 분류하게 된다. 따라서 차종분류를 위한 차량정보를 획득하기 위해서 속도를 측정할 수 있는 센서와 1개의 사선센서(피에조센서)만을 이용하게 되므로, 센서의 설치에 편의성을 구현할 수 있으며, 차량이 사선 방향으로 주행하거나 한쪽 방향에 치우쳐 주행하는 경우에도 정확하게 차량정보를 획득할 수 있어, 정확하게 차종을 분류할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 의해서 차종을 분류할 수 있으나, 루프센서만을 사용하여 속도를 측정할 경우 특수한 차종에서 차량 쏠림 현상이 발생하게 되면 전방 오버행, 후방 오버행 및 차량길이의 산출에 부정확성이 발생할 우려가 있다. 따라서 특수한 차종에서 차량 쏠림 현상이 발생하여도 항상 정확하게 차종 분류를 위한 정보 산출을 위해서 도 6에 도시한 제2 실시 예에서와 같이 두 개의 피에조센서로 속도를 측정하고 사선 센서(33)의 위치에 루프센서(34)를 추가로 구성함으로써, 더욱 정확하게 차종 분류를 위한 정보를 산출하게 된다. 여기서 사센 센서(33)의 위치에 루프센서(34)를 추가한 경우 제1루프센서(31)와 제2 루프센서(32)는 피에조센서로 구현하는 것이 바람직하다.
도 7a는 상기 루프센서(34)의 검출 파형이고, 도 7b는 전방 피에조센서인 제1루프센서(31)의 검출 파형이고, 도 7c는 후방 피에조센서인 제2루프센서(32)의 검ㅊ출 파형이다. 여기서 도 7b의 tfp는 앞바퀴 검출 파형으로서, 뒷바퀴 검출 파형이 생략된 상태이며, 도 7c의 tbp는 뒷바퀴 검출 파형으로서 앞바퀴 검출 파형이 생략된 상태이다.
여기서 오버행의 계산이나 차량 길이의 계산시 사선피에조 센서를 제외한 나머지 센서들의 측정값으로 계산을 한다.
예컨대, 전방 오버행(Dfo)은 아래의 수학식 6에 의하여 산출하고, 후방 오버행(Dro)은 아래의 수학식 7에 의하여 산출하며, 차량길이(D피)는 아래의 수학식 8에 의하여 산출한다.
그리고 차종분류를 위한 나머지 정보 즉, 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭비, 윤거, 축거 및 축수에 대해서는 주지한 제1 실시 예에서와 동일한 방법으로 산출하게 된다.
이렇게 하여 차종 분류를 위한 정보를 전부 산출하게 되면, 이를 기반으로 차량의 쏠림 현상이 발생하여도 정확하게 차종을 분류하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10… 차량
20… 도로
31, 32… 제1 및 제2 루프센서
33… 사선센서
34… 루프센서
40… 센서신호 처리부
50… 차종 분류부
20… 도로
31, 32… 제1 및 제2 루프센서
33… 사선센서
34… 루프센서
40… 센서신호 처리부
50… 차종 분류부
Claims (8)
- 삭제
- 삭제
- (a) 차량이 진입하면 도로에 매설된 루프센서 및 사선센서를 통해 통과차량의 검출 파형을 획득하는 단계;
(b) 상기 획득한 검출 파형을 기반으로 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수를 산출하는 단계;
(c) 상기 산출한 내측 윤거, 내측 윤거비, 윤폭비, 윤거, 축거, 축수를 기반으로 차종을 판단하는 단계를 포함하고,
상기 (b)단계의 축수는,
짧은 거리 이내의 신호를 병합하고, 상기 병합된 신호의 개수(N)를 2로 제산하여 산출하며,
상기 (b)단계의 내측 윤거는,
전륜 내측 윤거(df)와 후륜 내측 윤거(db)를 포함하며, 상기 전륜 내측 윤거 및 후륜 내측 윤거는 아래와 같은 <수학식1>에 의해 산출하며,
상기 (b)단계의 내측 윤거비(db /df)는 아래와 같은 <수학식2>를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 차종 분류 방법.
<수학식1>
여기서 v는 차량 속도, tf는 전륜 내측 윤거의 진행시간, tanθ는 사선센서의 경사각(tanθ), tb는 후륜 내측 윤거의 진행시간을 각각 나타낸다.
<수학식2>
여기서 tb는 후륜 내측 윤거의 진행 시간을 나타내고, tf는 전륜 내측 윤거의 진행 시간을 나타낸다.
- 삭제
- 청구항 3에 있어서, 상기 (b)단계의 윤폭비는,
차량 속도(v), 후륜의 처음과 끝까지의 통과시간(tbd), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 후륜 폭을 산출하고, 차량 속도(v), 전륜의 처음과 끝까지의 통과시간(tfd), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 전륜 폭을 산출한 후, 상기 후륜 폭을 상기 전륜 폭으로 제산하여 윤폭비를 산출하는 것을 특징으로 하는 차종 분류 방법.
- 청구항 3에 있어서, 상기 (b)단계의 윤거는,
차량 속도(v)와, 전륜/후륜의 진행시간(tc), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 차종 분류 방법.
- 청구항 3에 있어서, 상기 (b)단계의 축거는,
차량 속도(v)와, 축거에 대응하는 시간(ta), 사선센서의 경사각(tanθ)을 승산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 차종 분류 방법.
- 삭제
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| KR (1) | KR101267991B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103345841A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-10-09 | 北京交通大学 | 一种基于地磁传感器的频域谱能量车型分类方法 |
| US9984704B2 (en) | 2016-08-05 | 2018-05-29 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Vehicle classification system and method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100939962B1 (ko) * | 2008-05-02 | 2010-02-04 | 한국건설기술연구원 | 차종정보 인식장치 및 방법 |
| KR101049739B1 (ko) * | 2009-06-11 | 2011-07-19 | 한국건설기술연구원 | 차량의 윤폭비를 이용한 차종분류 장치 |
-
2011
- 2011-12-27 KR KR1020110143661A patent/KR101267991B1/ko active IP Right Grant
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