KR101268899B1 - 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치에 관한 것으로, 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치는 차량검지기로부터 전송되는 차량검지정보들을 수신하는 통신부와, 상기 통신부를 통해 수신된 차량검지정보들에 근거하여 소음레벨 및 주파수 특성을 예측하여 발생시킬 소음저감신호와 발생시각을 결정하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 발생시각에 상기 소음저감신호를 발생시키는 소음저감신호 발생부를 포함한다.

Description

차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치 및 방법{A Device and Method for Reducing Traffic Noise using a Vehicle Detector}
본 발명은 도로상에 기설치된 차량검지기를 통해 획득한 교통정보를 이용하여 발생시킬 소음저감신호를 선택하고 소음저감신호의 발생시각을 산출하여 해당 발생시각에 선택된 소음저감신호를 출력하여 교통소음을 저감시키는 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치 및 방법에 관한 것이다.
경제성장에 따라 국민 소득수준이 증가하면서 높은 증가율로 차량대수가 증가함에 따라 고속도로는 물론 국도나 지방도 등 주요간선도로는 24시각 교통이 끊이지 않아 도로변 도로교통소음으로 인한 피해가 심각한 수준이다.
이에 교통소음을 줄이기 위해 방음벽 및 저소음 노면을 설치하고, 능동소음저감(Active Noise Cancellation, ANC) 기술의 적용을 시도하고 있다. 능동소음저감 기술은 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing) 기법을 이용하여 능동적으로 소음을 제어하는 기술로, 소음을 마이크로폰으로 수집하고 분석기를 통해 수집된 소음을 분석하여 소음원을 향해 역위상 주파수의 음향을 스피커를 통해 발생시킴으로써 소음을 저감한다.
이러한 능동소음저감 기술을 적용한 종래기술에 따르면, 도로를 통과하는 차량마다 이동속도가 다르고, 빠른 속도로 이동하므로 차종 및 통과 속도, 통과 차로 등과 같은 변수에 따른 역위상 주파수 음향을 발생시키는 시각을 결정하기가 어렵다.
이를 극복하기 위해 종래에는 마이크로폰으로 수집된 소음을 분석하고 처리하여 역위상 주파수 음향의 생성 소요 시각을 줄이기 위한 관련 알고리즘이 다수 있으나, 그 효용성은 시스템 구성 및 통신속도 등으로 인해 한계가 있어 실용성이 떨어진다.
또한, 소음은 발생한 시각과 지점으로부터 멀어지면 음압이 약해지고 차량의 속도에 따른 소음의 수준이 상이하게 되는데, 이에 대한 적절한 정보를 마이크로폰으로 측정할 수 없다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 도로상에 기설치된 차량검지기를 통해 획득한 교통정보를 이용하여 발생시킬 소음저감신호를 선택하고 소음저감신호의 발생시각을 산출하여 해당 발생시각에 선택된 소음저감신호를 출력하여 교통소음을 저감시킬 수 있는 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치는 차량검지기로부터 전송되는 차량검지정보를 수신하는 통신부와, 상기 차량검지정보에 포함된 차량속도, 검지차로 및 차종에 근거하여 소음레벨 및 주파수 특성에 대응되는 소음저감신호를 선택하고, 상기 차량검지정보에 포함된 검지시각 및 차량속도를 이용하여 소음저감신호 발생시각을 연산하는 제어부와, 상기 차량검지기가 설치된 지점으로부터 일정 거리 떨어진 전방에 설치되며 상기 제어부의 제어에 따라 상기 발생시각에 상기 소음저감신호를 발생시키는 소음저감신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량검지기는 영상 검지기, 레이더 검지기, 루프 검지기, 지자기 검지기, 자동차종분류기, 동적중량측정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신부는 상기 차량검지기와 유무선통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소음저감신호 발생부는, 상기 제어부에 의해 결정된 소음저감신호를 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기와, 상기 디지털/아날로그 변환기에 의해 아날로그 신호로 변환된 소음저감신호를 증폭시키는 증폭기와, 상기 증폭기에 의해 증폭된 소음저감신호를 외부로 출력하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 일 실시예에 따른 차량검지기를 이용한 교통소음 저감방법은 도로상에 설치된 차량검지기로부터 차량검지정보를 획득하는 단계와, 상기 차량검지정보에 포함된 차량속도, 차종, 검지차로에 근거하여 소음레벨 및 주파수특성에 대응되는 소음저감신호를 선택하며 상기 차량검지정보의 검지시각 및 차량속도를 이용하여 그 선택된 소음저감신호의 발생시각을 산출하는 단계와, 상기 산출된 발생시각에 상기 차량검지기가 설치된 지점으로부터 일정 거리 떨어진 전방에 상기 선택된 소음저감신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 도로상에 기설치된 차량검지기에서 제공하는 차량의 통과시각, 통과차로, 차종, 속도를 토대로 소음레벨 및 주파수 특성을 예측하여 발생시킬 소음저감신호를 선택하고 소음저감신호 발생시각을 산출하여 해당 발생시각에 선택된 소음저감신호를 출력하여 교통소음을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 지능형교통체계의 보급으로 주요도시 및 간선도로에 기설치된 차량검지기를 이용하므로, 투자비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량감지기를 이용한 교통소음 저감장치의 설치 상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량감지기를 이용한 교통소음 저감장치를 도시한 블록구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량감지기를 이용한 교통소음 저감방법을 도시한 흐름도.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 도로상에 기존에 설치된 차량검지기(10)를 통해 수집한 교통자료를 이용하여 교통소음을 저감하는 교통소음 저감장치(20)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치의 설치상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치를 도시한 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 도로상에 차량검지기(10)가 설치되고, 차량검지기(10)로부터 일정 거리 떨어진 전방 지점에 교통소음 저감장치가 설치된다. 상기 차량검지기(10)는 각 센서들에 의해 검출(측정)된 데이터를 수집하고, 그 수집된 데이터를 유무선 통신을 통해 상기 교통소음 저감장치(20)로 전송한다.
상기 교통소음 저감장치(20)는 상기 차량검지기(10)로부터 전달받은 검출된 데이터에 근거하여 소음레벨 및 소음의 주파수 특성을 예측하여 발생시킬 소음저감신호를 선택하고, 그 선택된 소음저감신호의 발생시각을 결정한다.
차량검지기(10)는 도로를 통행하는 차량을 검지하는 검지부(11), 상기 검지부(11)에 획득된 차량검지정보를 수집하는 수집부(12), 상기 수집부(12)에 의해 수집된 차량검지정보를 전송하는 제1통신부(13)를 포함한다.
검지부(11)는 도로상에 설치되어 통과하는 차량의 속도, 차종, 통과차로, 검지시각 등을 검출한다. 상기 검지부(11)는 루프 검지기, 영상 검지기, 레이더 검지기, 지자기 검지기, 차종분류장치(automatic vehicle classification, AVC), 동적중량측정기(weight in motion, WIM) 등으로 구성된다.
수집부(12)는 상기 검지부(11)를 통해 검출된 검출데이터를 수집한다. 이때, 수집부(12)는 상기 검출데이터를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
제1통신부(13)는 상기 수집부(12)에 의해 수집된 검출데이터를 유무선 통신을 통해 전송한다. 상기 유무선 통신은 블루투스 통신, 적외선 통신, 고주파 통신, 마이크로파 통신, 이동통신, 와이파이(Wi-Fi), OTA(Over the Air)와 같은 무선통신 및 인터넷과 같은 유선통신이 있다. 상기 제1통신부는 상기한 통신방식 중 어느 하나의 통신방식을 이용할 수 있다.
교통소음 저감장치(20)는 제2통신부(21), 저장부(22), 제어부(23), 소음저감신호 발생부(24)를 포함한다.
제2통신부(21)는 차량검지기(10)의 제1통신부(13)와 유무선 통신을 수행하기 위한 통신모듈이다. 상기 제2통신부(21)는 상기 제1통신부(13)를 통해 상기 차량검지기(10)의 검지부(11)에 의해 검지된 차량검지정보를 수신한다.
저장부(22)에는 차량검지정보에 따른 소음저감신호들이 저장되며, 소음저감신호 선택 알고리즘이 프로그램화되어 저장된다. 상기 소음저감신호는 도로를 주행하는 차량에 의해 발생되는 교통소음을 상쇄하기 위한 것으로, 교통소음의 위상과 반대되는 위상을 갖는다.
제어부(23)는 상기 제2통신부(21)를 통해 수신한 차량검지정보를 이용하여 소음저감신호를 선택하고 소음저감신호 발생시각을 산출한다. 상기 제어부(23)는 차량속도 및 차종, 검지차로에 근거하여 발생되는 소음레벨 및 소음 주파수 특성에 대응되는 소음저감신호를 선택한다. 그리고, 상기 제어부(23)는 차량 검지시각 및 차량속도를 이용하여 소음저감신호 발생시각을 산출한다.
소음저감신호 발생부(24)는 상기 제어부(23)의 제어에 따라 산출된 발생시각에 선택된 소음저감신호를 발생시킨다. 상기 소음저감신호 발생부(24)는 디지털/아날로그 변환기, 증폭기, 스피커로 구성된다.
상기 디지털/아날로그 변환기는 상기 선택된 소음저감신호를 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 증폭기는 아날로그 신호로 변환된 소음저감신호를 소정 레벨로 증폭시켜 스피커로 출력하고, 스피커는 상기 증폭기로부터 출력되는 증폭된 소음저감신호를 외부로 출력한다.
상기 소음저감신호 발생부(24)는 상기 차량검지기(10)가 설치된 지점(검지 지점)으로부터 일정 거리 이격되게 전방 지점에 설치된다.
이와 같이, 본 발명은 차량검지기(10)에 의해 검출된 차량검지정보를 이용하여 차량이 교통소음 저감장치(20)가 설치된 지점을 통과할 때 발생되는 교통소음의 레벨 및 주파수 특성을 예측하여 해당 교통소음을 상쇄시킬 수 있는 소음저감신호를 차량이 교통소음 저감장치(20)가 설치된 지점을 통과할 때 출력하여 교통소음을 저감한다.
도 3은 본 발명에 따른 차량검지기를 이용한 교통소음 저감방법을 도시한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 교통소음 저감장치(20)의 제어부(23)는 제2통신부(21)를 통해 차량검지기(10)의 제1통신부(11)로부터 전송되는 차량검지정보를 수신한다(S11). 상기 차량검지정보는 검지시각, 차량속도 및 차종, 검지차로를 포함한다.
상기 제어부(23)는 상기 차량검지정보를 토대로 소음저감신호를 선택하고, 소음저감신호 발생시각을 산출한다(S12). 여기서, 제어부(23)는 상기 검지시각 및 차량속도를 이용하여 소음저감신호 발생시각을 산출한다. 그리고, 제어부(23)는 상기 차량속도, 차종, 검지차로에 근거하여 소음레벨 및 주파수 특성을 예측하여 소음저감신호를 선택한다.
이후, 제어부(23)는 산출된 발생시각에 선택된 소음저감신호를 발생시켜 스피커를 통해 도로측으로 출력한다(S13). 상기 소음저감신호에 의해 도로상에서 발생되는 교통소음이 상쇄되어 소음을 저감시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 차량검지기
11: 검지부
12: 수집부
13: 제1통신부
20: 교통소음 저감장치
21: 제2통신부
22: 저장부
23: 제어부
24: 소음저감신호 발생부

Claims (12)

  1. 차량검지기로부터 전송되는 차량검지정보를 수신하는 통신부와,
    상기 차량검지정보에 포함된 차량속도, 검지차로 및 차종에 근거하여 소음레벨 및 주파수 특성에 대응되는 소음저감신호를 선택하고, 상기 차량검지정보에 포함된 검지시각 및 차량속도를 이용하여 소음저감신호 발생시각을 연산하는 제어부와,
    상기 차량검지기가 설치된 지점으로부터 일정 거리 떨어진 전방에 설치되며 상기 제어부의 제어에 따라 상기 발생시각에 상기 소음저감신호를 발생시키는 소음저감신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량검지기는 영상 검지기, 레이더 검지기, 루프 검지기, 지자기 검지기, 자동차종분류기, 동적중량측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 차량검지기와 유무선통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 소음저감신호 발생부는,
    상기 제어부에 의해 결정된 소음저감신호를 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기와,
    상기 디지털/아날로그 변환기에 의해 아날로그 신호로 변환된 소음저감신호를 증폭시키는 증폭기와,
    상기 증폭기에 의해 증폭된 소음저감신호를 외부로 출력하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량검지기를 이용한 교통소음 저감장치.
  8. 삭제
  9. 도로상에 설치된 차량검지기로부터 차량검지정보를 획득하는 단계와,
    상기 차량검지정보에 포함된 차량속도, 차종, 검지차로에 근거하여 소음레벨 및 주파수특성에 대응되는 소음저감신호를 선택하며 상기 차량검지정보의 검지시각 및 차량속도를 이용하여 그 선택된 소음저감신호의 발생시각을 산출하는 단계와,
    상기 산출된 발생시각에 상기 차량검지기가 설치된 지점으로부터 일정 거리 떨어진 전방에 상기 선택된 소음저감신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량검지기를 이용한 교통소음 저감방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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