KR101298245B1 - 다차로 자유 주행 환경에서의 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법 - Google Patents

다차로 자유 주행 환경에서의 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다차로 자유 주행 환경에서의 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, ETCS 기반의 하이패스 통행 요금 징수 서비스를 복수의 차로들에 대하여 단일 시스템을 통해 제공할 수 있어, 무인화를 통한 관리자 및 결재자 고용을 최소화한 인건비를 절약하고, 톨게이트의 빠른 통과로 인해 톨게이트 구분에서의 교통정체를 해소할 수 있다.

Description

다차로 자유 주행 환경에서의 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법{System and method of toll collection in multi-lane free driving environment}
본 발명은, 다차로 자유 주행 환경에서의 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 단일한 통행 요금 징수 시스템에서 복수의 차로들에 대하여 ETCS 기반의 하이패스 통행 요금 징수 서비스를 제공할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자동 요금 징수 시스템(Electronic Toll Collection System: ETCS)는 고속도로 등 유료도로의 톨게이트(Tollgate)에 설치 운영되며 통행료 부과대상차량에 탑재된 차량단말기(On Board Unit, 'OBU')와 통행료 자동 징수를 위해 도로변에 설치한 노변장치(Road Side Unit)가 서로 연동하여 도로통행요금을 자동으로 과금하는 시스템으로, 사용자가 차량단말기를 차량에 부착하여 서비스를 지원하는 차로로 진입하게 되면 단거리전용통신(Dedicated Short Range Communication, 'DSRC')을 활용하여 차량단말기와 노변장치와의 통신을 통해 인증된 카드와 입력된 차량의 데이터를 획득함으로써 통행요금징수가 이루어지게 된다. DSRC는 통신 매체를 기준으로 RF(Radio-Frequency) 통신 방식과 IR(Infra-Red) 통신 방식의 두 가지 방식으로 구분되며, 이러한 두 방식의 DSRC 시스템은 서로 다른 통신 매체로 통신을 하지만 OSI 7 layer의 7계층은 동일한 구조를 가지고 있기 때문에 ETCS의 Application이 두 방식 모두 활용이 가능하다.
현재 ETCS 기반의 하이패스 통행 요금 징수 서비스는 고속도로 톨게이트에서 DSRC 기술을 통하여 1개의 차로에서만 운영되고 있는데, 향후 고속도로를 포함한 유료도로 톨게이트에서의 무인화를 통한 인건비 절약, 톨게이트 부근의 정체 문제 해결 등을 위해서는 2개 이상의 다 차로(Multi-lane)에서 ETCS가 운영될 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 기존에는 하나의 차로에서만 운영되었던 ETCS 기반의 하이패스 통행 요금 징수 서비스를 복수의 차로들에 대하여 단일 시스템을 통해 제공함으로써, 무인화를 통한 인건비 절약 및 톨게이트 부근의 정체 문제 등을 해결할 수 있는 통행 요금 징수 시스템 및 방법을 제공하는 데에 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템은 복수의 차로들을 포함하는 요금징수영역에 진입하는 차량을 감지하고, 감지된 차량이 위치한 차로 정보를 획득하는 차량 감지부; 감지된 차량의 차로 정보의 차로를 통해 진입하는 차량의 영상을 획득하고, 획득된 영상으로부터 차량 번호를 추출하는 차량번호 식별부; 적외선 통신 또는 RF 통신을 통해 요금징수영역에 진입하는 차량의 차량단말기와 통신하고, 통신한 차량단말기의 통신 위치를 획득하는 단말통신부; 및 감지된 차량의 차로 정보 및 통신한 차량단말기의 통신 위치를 기초로 감지된 차량이 차량단말기를 부착한 차량인지 여부를 판단하고, 차량단말기를 부착한 차량의 차량단말기와 단말통신부 간의 통신을 통해 차량단말기를 부착한 차량의 통행 요금을 징수하는 차로 제어부를 포함한다.
보다 바람직하게는, 차량 감지부는 기정의된 간격만큼 이격된 복수의 레이저 센서들로 구성된 차량 감지 센서 열이 적어도 둘 이상 배치된 센서부를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 차량번호 식별부는 차로들 각각에 적어도 하나 이상씩 배치된 카메라들로 구성된 카메라 열이 적어도 하나 이상 배치된 카메라부를 포함하고, 카메라는 카메라가 위치한 차로에 진입하는 차량의 전후면 영상을 획득할 수 있다.
보다 바람직하게는, 단말 통신부는 차량단말기와 적외선 통신을 수행하는 IR 통신부 및 차량단말기와 RF 통신을 수행하는 RF 통신부를 포함하고, IR 통신부는 요금징수영역에 진입하는 차량의 차량단말기를 활성화시키는 웨이크업 안테나부 및 활성화된 차량단말기와 적외선 통신을 통해 요금징수를 위한 데이터를 송수신하는 요금징수용 안테나부를 포함하고, RF 통신부는 요금징수영역에 진입하는 차량의 차량단말기에 RF 송신 채널을 통해 요금징수를 요청하는 신호를 송신하는 RF 송신부; 및 RF 송신부에서 송신한 요금징수 요청 신호에 대한 응답 신호를 수신하는 RF 수신부를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명에 따른 통행 요금 징수 방법은복수의 차로들을 포함하는 요금징수영역에 진입하는 차량을 감지하고, 감지된 차량이 위치한 차로 정보를 획득하는 단계; 적외선 통신 또는 RF 통신을 통해 요금징수영역에 진입하는 차량의 차량단말기와 통신하고, 통신한 차량단말기의 통신 위치를 획득하는 단계; 감지된 차량의 차로 정보 및 통신한 차량단말기의 통신 위치를 기초로 감지된 차량이 차량단말기를 부착한 차량인지 여부를 판단하는 단계; 및 판단된 결과에 따라 차량단말기를 부착한 차량의 차량단말기와의 통신을 통해 차량단말기를 부착한 차량의 통행 요금을 징수하는 요금징수단계를 포함한다.
보다 바람직하게는, 감지된 차량의 차로 정보의 차로를 통해 진입하는 차량의 영상을 획득하는 단계; 획득된 영상으로부터 차량 번호를 추출하는 단계 및 판단된 결과에 따라 차량단말기를 부착하지 않은 차량의 영상 및 차량 번호를 포함하는 부정통행차량정보를 부정 통행 차량 관리 서버에 신고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 요금징수단계는 차량단말기를 부착한 차량의 통행 요금의 징수에 실패한 경우에는 통행요금의 징수에 실패한 차량의 차량 번호 및 영상을 포함하는 부정통행차량정보를 부정 통행 차량 관리 서버에 신고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 감지된 차량의 차로 정보의 차로를 통해 진입하는 차량의 폭, 길이 및 높이 중 적어도 하나 이상을 포함하는 차량측정정보를 측정하는 단계; 측정된 차량측정정보를 기초로 감지된 차량의 차종을 분류하는 단계 및 분류된 차종과 획득된 차량단말기의 정보 중 차종 등록 정보가 일치하지 않은 경우에는 감지된 차량의 차량 번호 및 영상을 포함하는 부정통행차량정보를 부정 통행 차량 관리 서버에 신고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, ETCS 기반의 하이패스 통행 요금 징수 서비스를 복수의 차로들에 대하여 단일 시스템을 통해 제공할 수 있다.
이에 따라, 무인화를 통한 관리자 및 결재자 고용을 최소화한 인건비를 절약하고, 톨게이트의 빠른 통과로 인해 톨게이트 구분에서의 교통정체를 해소할 수 있으며, 궁극적으로는 고속 도로를 통행하는 차량의 연료비 절감 및 환경 오염 방지에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통행 요금 징수 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템을 복수의 차로들에 대하여 설치된 겐트리 형태의 구조물로 구현한 예를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통행 요금 징수 시스템에서 수행될 수 있는 통행 요금 징수 과정의 흐름을 도시한 도면이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블록을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다. 또한, 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니 되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지 관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하거나 간략하게 설명하는 것으로 한다.
한편 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통행 요금 징수 시스템(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 통행 요금 징수 시스템(100)은 차량 감지부(110), 차량번호 식별부(120), 단말 통신부(130), 차종 분류부(140) 및 차로 제어부(150)를 포함한다.
차량감지부(110)는 복수의 차로들을 포함하는 요금징수영역에 진입하는 차량을 감지하고, 감지된 차량이 위치한 차로 정보를 획득한다.
또한 차량감지부(110)는 감지된 차량에 식별할 수 있는 일련번호를 부여하여, 통행 요금 징수 시스템 상에서 수행되는 요금징수과정 전체에서 해당 일련번호를 기준으로 해당 감지된 차량의 정보를 처리할 수 있도록 한다.
차량 감지부(110)는 요금징수영역에 진입하는 차량의 위치를 정확하게 고속으로 획득하기 위해 고속응답성을 갖는 복수의 레이저 센서들을 사용하여 구현하는 것이 바람직하다.
예컨대, 차량감지부(110)는 기정의된 간격만큼 이격된 복수의 레이저 센서들로 구성된 차량 감지 센서 열이 적어도 둘 이상 배치된 센서부(미도시)를 포함하여, 센서부를 구성하는 복수의 레이저 센서들 중 요금징수영역에 진입하는 차량을 감지한 레이저 센서의 위치 및 개수를 기초로 진입 차량의 위치 즉, 진입 차량이 위치한 차로 정보를 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있다.
차량번호식별부(120)는 차량감지부(110)에 감지된 차량의 차로 정보에 대응되는 차로를 통해 진입하는 차량의 영상을 획득하고, 획득된 영상으로부터 차량 번호를 추출한다.
차량번호 식별부(120)는 차량 번호를 보다 정확하게 획득하기 위해서는 진입 차량의 전후면 영상을 획득하는 것이 바람직하며, 차량감지부(110)에서 발급된 일련 번호에 획득된 영상 및 추출된 차량 번호를 매핑하여 후술할 차로제어부(150)에 전송한다.
혹은 차로제어부(150)로의 데이터 전송량을 줄이기 위해, 일단 차량감지부(110)에서 발급된 일련 번호에 추출된 차량 번호를 매핑하여 일단 차로제어부(150)에 전송하고, 획득된 영상의 경우에는 차로제어부(150) 상에서 해당 차량을 부정 통행 차량으로 신고하는 경우에 한해 차로제어부(150)에 전송하거나 또는 부정 통행 차량 관리 서버(미도시)에 차량 번호와 함께 직접 전송하도록 구현할 수 있다.
차량번호 식별부(120)는 본 실시예에 따른 요금징수영역이 복수의 차로들을 포함하고 있으므로, 복수의 차로들 각각에 적어도 하나 이상씩 카메라를 배치한 카메라 열의 형태로 구성할 수 있으며, 차로를 변경하는 차량의 영상을 확보하기 위해 이러한 카메라 열을 복수 개 배치하여 구성할 수도 있을 것이다.
단말통신부(130)는 적외선 통신 또는 RF 통신을 통해 요금징수영역에 진입하는 차량의 차량단말기(OBU)와 통신하여 통행 요금 징수를 위한 데이터를 교환하고, 해당 차량단말기의 통신 위치를 획득한다.
그리고, 단말통신부(130)는 차량단말기(OBU)로부터 수신된 통행 요금 징수를 위한 데이터로부터 차량단말기의 고유번호를 획득하여, 이를 인식된 통신위치와 함께 후술할 차로제어부(150)로 제공한다.
단말 통신부(130)는 차량단말기별로 상이한 통신 방식들 즉, 적외선 통신방식과 RF 통신 방식을 모두 지원하기 위해 IR 통신부(131) 및 RF 통신부(132) 양자를 모두 구비하는 것이 바람직하다.
예컨대, IR 통신부(131)는 웨이크업 안테나부(133) 및 요금징수용 안테나부(134)를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
이 경우에, 웨이크업 안테나부(133)에서 먼저 진입 차량의 차량단말기를 활성화시키는 웨이크업 신호를 전송하고, 요금징수용 안테나부(134)는 이러한 웨이크업 신호를 통해 활성화된 차량단말기와의 적외선 통신을 통해 요금징수를 위한 데이터를 송수신한다.
이때, 웨이크업 안테나부(133)는 진입 차량이 요금징수용 안테나(134)의 통신영역에 진입하기 이전에 진입 차량의 차량단말기를 활성화시켜야 하므로, 요금징수용 안테나부(134)의 앞쪽에 위치하는 것이 바람직하다.
요금징수용 안테나부(134)는 기정의된 간격만큼 이격된 복수의 IR 안테나들로 구성된 IR 안테나열의 형태로 구성하여, IR 안테나 열을 구성하는 복수의 IR 안테나들 중 IR 통신이 활성화된 차량단말기로부터의 적외선 신호를 수신한 IR 안테나의 위치 및 개수를 기초로 IR 통신이 활성화된 차량단말기의 통신 위치를 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있다.
아울러, 고속으로 주행하는 차량의 차량단말과 충분히 통신을 할 수 있도록 이러한 IR 안테나열을 복수 개 배치하여 구성할 수도 있을 것이다.
또한, RF 통신부(132)는 RF 송신부(135) 및 RF 수신부(136)로 송수신 기능을서로 분리하여 구성될 수 있다.
이 경우에 RF 송신부(135)는 진입 차량의 차량단말기에 RF 송신 채널을 통해 요금징수를 요청하는 신호를 송신하고, RF 수신부(136)는 진입 차량의 차량단말기로부터 RF 송신부(135)에서 송신한 요금징수 요청 신호에 대한 응답 신호를 수신하게 된다.
RF 송신부(135)는 진입 차량이 현재 위치한 차로와 무관하게, 진입 차량의 차량단말기에 요금징수 요청을 전달하는 기능을 수행하므로, 적어도 하나 이상의 RF 송신 안테나를 복수의 차로들을 포함하는 영역의 중앙부에 배치하여 구성하는 것이 바람직하다.
반면에, RF 수신부(136)는 요금징수 요청 신호에 대한 응답 신호를 기초로 차량단말기의 통신위치를 획득해야 하므로, 복수의 차로들 각각에 적어도 하나 이상 배치된 복수의 RF 수신 안테나들로 구성되는 것이 바람직하며, 이 경우 RF 수신부(136)는 이러한 복수의 RF 수신 안테나들 중 요금징수 요청 신호에 대한 응답신호를 수신한 RF 안테나의 위치 및 개수를 기초로 요금징수 요청 신호에 응답한 차량단말기의 통신 위치를 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있다.
이에 따라 RF 송수신 안테나의 개수를 최적화하기 위해서는 RF 송신 안테나의 개수가 RF 수신 안테나의 개수보다 적은 것이 바람직하며, 이러한 경우에는, RF 송신 안테나 각각의 통신 영역은 RF 수신 안테나 각각의 통신 영역에 비해 상대적으로 넓어야 할 것이다.
차종분류부(140)는 차량감지부(110)에 감지된 차량의 차로 정보에 대응되는 차로를 통해 진입하는 차량의 폭, 길이, 높이 중 적어도 하나 이상을 포함하는 차량측정정보를 측정하여, 측정된 차량측정정보를 기초로 진입 차량의 차종을 분류한다.
차종분류부(140)는 복수의 차로들 각각에 적어도 하나 이상 배치된 복수의 차량측정센서들로 구성되는 것이 바람직하며, 차량측정센서들 각각은 회전 등을 통해 차량측정센서가 위치한 해당 차로를 모두 커버할 수 있도록 동작함으로써, 해당 차로를 고속으로 통과하는 차량의 차량측정정보를 정확하고 신속하게 측정할 수 있어야 한다.
차로제어부(150)는 차량감지부(110)로부터 감지된 진입 차량의 일련번호 및 차로 정보를 획득하고, 단말통신부(130)로부터 통신한 차량단말기의 고유번호 및 통신위치를 획득하여, 차량감지부(110)로부터 획득된 진입 차량의 차로정보와 단말통신부(130)로부터 획득된 차량단말기의 통신위치를 비교하여 진입 차량의 일련번호와 차량단말기의 고유번호를 매핑함으로써, 진입 차량이 차량단말기를 부착한 차량인지 여부를 판단할 수 있다.
차로제어부(150)는 진입 차량의 차로정보와 차량단말기의 통신위치를 비교한 결과, 해당 진입 차량에 대응할 수 있는 차량단말기를 발견하지 못한 경우에는 진입 차량을 차량단말기를 부착한 차량이 아닌 것으로 판단하여 진입 차량을 부정통행차량으로 인식한다.
차로제어부(150)는 진입 차량의 차로정보와 차량단말기의 통신위치를 비교한 결과, 해당 진입 차량에 대응할 수 있는 차량단말기를 발견한 경우에는 진입 차량의 일련번호와 차량단말기의 고유번호를 매핑하고, 매핑된 고유번호의 차량단말기와 단말통신부(130)를 통해 차량통행요금 징수 과정을 수행하며, 이러한 차량통행요금 징수 과정의 정보 처리는 매핑된 일련번호를 통해 관리한다.
차로제어부(150)는 이러한 차량통행요금 징수 과정을 수행하던 도중에, 통신 오류, 차량단말기의 기기 이상 및 차량단말기의 잔액부족 내지 한도초과 등의 원인 등으로 통행요금의 징수에 실패한 경우에는 진입 차량을 부정통행차량으로 인식한다.
또한, 차로제어부(150)는 설사 통행요금의 징수에 성공했다고 하더라도, 차종분류부(140)로부터 획득한 차종과 단말통신부(130)로부터 획득한 차량단말기의 정보 중 차종 등록 정보를 비교하여 서로 일치하지 않는 경우에는 이역시 진입 차량을 부정통행차량으로 인식한다.
차로제어부(150)는 이처럼 진입 차량을 부정통행차량으로 인식한 경우에는 진입 차량의 차량 번호 및 영상을 포함한 부정통행차량정보를 외부의 부정 통행 차량 관리 서버에 전송하여 진입차량을 부정통행차량으로 신고할 수 있다. 이때, 차량 번호 및 영상 외에 부정통행차량으로 인식된 원인을 나타내는 위반 코드를 생성하여 이를 같이 신고할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템을 복수의 차로들에 대하여 설치된 겐트리(gantry) 형태의 구조물로 구현한 예를 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템을 구현한 구조물의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 본 실시예에 따른 통행 요금 징수 시스템은 크게 4개의 겐트리로 구성되며, 차량진입방향을 기준으로, 1번 겐트리(G1), 2번 겐트리(G2), 3번 겐트리(G3), 4번 겐트리(G4)의 순서로 배치되며, 이들 중에서 1번 겐트리(G1)과 2번 겐트리(G2)는 약 12 미터의 간격으로 서로 이격되어 배치되며, 2번 겐트리(G2)와 3번 겐트리(G2)는 약 4 미터의 간격으로 서로 이격되어 배치되며, 3번 겐트리(G3)과 4번 겐트리(G$)는 약 7 미터의 간격으로 서로 이격되어 배치된다.
여기에서 각 겐트리들 간의 간격은 구조물이 설치된 도로의 차로수, 차로별 폭, 제한 속도, 지형 및 경사 등에 따라 달리 변경되어 배치될 수 있으며, 본 발명은 이를 한정하지 않는다.
1번 겐트리(G1)에는 진입하는 차량의 전후면 영상을 획득하기 위한 카메라(202)들로 구성된 카메라 열이 배치된다. 본 실시예에 따른 카메라 열은 각 차로별로 하나씩 카메라(202)가 배치되고, 각 차로별 카메라(202)는 겐트리 상에서 각 차로의 중앙 부분에 대응하는 위치에 배치된다.
2번 겐트리(G2)에는 진입하는 차량을 감지하기 위한 레이저 센서(201)들로 구성된 차량 감시 센서 열과, 진입하는 차량의 차종을 분류하기 위한 차량 측정 센서(203)들로 구성된 차량 측정 센서 열, 그리고 진입하는 차량의 차량단말기의 적외선 통신 기능을 활성화시키는 웨이크업 IR 안테나(204)들로 구성된 웨이크업 IR 안테나 열 등이 배치된다.
이중 본 실시예에 따른 차량 측정 센서 열은 각 차로별로 하나씩 차량 측정 센서(203)가 배치되고, 각 차로별 차량 측정 센서(203)는 겐트리 상에서 각 차로의 중앙 부분에 대응하는 위치에 배치된다.
3번 겐트리(G3)에는 진입하는 차량의 차량단말기와 적외선 통신을 통해 요금 징수를 위한 데이터를 송수신하기 위한 요금징수용 IR 안테나(205)들로 구성된 요금징수용 IR 안테나 열과, 진입하는 차량의 차량단말기로부터 RF 수신 채널을 통해 요금 징수 요청에 대한 응답 신호를 수신하는 RF 수신 안테나(206)들로 구성된 RF 수신 안테나 열 등이 배치된다.
4번 겐트리(G4)에는 진입하는 차량의 전후면 영상을 획득하기 위한 카메라(202)들로 구성된 카메라 열, 진입하는 차량의 차량단말기와 적외선 통신을 통해 요금 징수를 위한 데이터를 송수신하기 위한 요금징수용 IR 안테나(205)들로 구성된 요금징수용 IR 안테나 열, 진입하는 차량의 차량단말기로부터 RF 수신 채널을 통해 요금 징수 요청 신호를 전송하는 RF 송신 안테나(207)들로 구성된 RF 송신 안테나 열, 진입하는 차량의 차량단말기로부터 RF 수신 채널을 통해 요금 징수 요청에 대한 응답 신호를 수신하는 RF 수신 안테나(206)들로 구성된 RF 수신 안테나 열 등이 배치된다.
도 2b는 본 실시예에 따른 구조물 중에서 본 통행 요금 징수 시스템의 일 구성요소인 레이저 센서(201)의 배치를 예시한 도면이다.
도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 센서(201)는 각 차로별로 3개씩 배치되고, 각 차로 내의 레이저 센서(201)들은 약 1.3 미터의 일정한 간격으로 서로 이격되어 배치된다. 이와 같은 배치는 각 차로를 좌측부, 중앙부 및 우측부의 3 부분으로 나누어 각 부분에 대하여 차량의 진입 여부를 감지하도록 함으로써, 차량의 위치를 보다 정확하게 판단할 수 있게 하기 위함이다. 특히, 본 실시예와 같이 배치하는 경우 요금 징수 영역 내에서 차선을 변경하는 차량 등에 대해서도 정확하고 효과적으로 감지할 수 있게 된다.
도 2c는 본 실시예에 따른 구조물 중에서 본 통행 요금 징수 시스템의 일 구성요소인 웨이크업 IR 안테나(204) 및 요금징수용 IR 안테나(205)의 배치를 예시한 도면이다.
도 2c를 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이크업 IR 안테나(204)는 요금징수용 IR 안테나(205)보다 전방에 배치되며, 각 차로별로 하나씩 배치되며, 각 차로별 웨이크업 IR 안테나(204)들은 겐트리 상에서 각 차로의 중앙 부분에 대응하는 위치에 배치된다.
아울러, 본 실시예에 따른 요금징수용 IR 안테나(205)는 웨이크업 IR 안테나(204)보다 후방에 배치되며, 약 1.75 미터의 일정한 간격으로 서로 이격되어 배치된다. 이와 같은 배치는 요금 징수 영역의 전 범위를 적외선 통신 영역으로 커버함에 있어 효율적이기 때문이다.
도 2d는 본 실시예에 따른 구조물 중에서 본 통행 요금 징수 시스템의 일 구성요소인 RF 수신 안테나(206) 및 RF 송신 안테나(207)의 배치를 예시한 도면이다.
도 2d를 참조하면, 본 실시예에 따른 RF 수신 안테나(206)는 2개의 열의 형태로서, 각 차로별로 적어도 하나 이상씩 약 1.75미터의 일정한 간격으로 서로 이격되어 배치된다.
아울러, 본 실시예에 따른 RF 송신 안테나(207)는 RF 수신 안테나(206)보다 후방에 배치되며, 요금 징수 영역의 중앙 부분에 RF 수신 안테나의 개수보다 상대적으로 적은 개수로 밀집되어 배치된다.
RF 송신 안테나(207)가 RF 수신 안테나(206)의 개수보다 상대적으로 적은 개수로 밀집되어 배치됨에도 RF 수신 안테나와 동일하게, 요금 징수 영역의 전 범위를 통신 영역으로 커버해야 하므로, RF 송신 안테나(207) 각각의 통신 영역은 RF 수신 안테나들 각각의 통신 영역에 비해 넓게 설정된다.
본 실시예와 같이 배치할 경우에 서로 시분할되는 RF 송신 채널들과 RF 수신 채널들 간의 간섭을 최소화시킬 수 있게 된다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통행 요금 징수 시스템에서 수행될 수 있는 통행 요금 징수 과정의 흐름을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 통행 요금 징수 시스템은 도 1에 도시된 예와 같이 차량 감지부(310), 차량번호 식별부(320), 단말 통신부(330), 차종 분류부(340) 및 차로 제어부(350)를 구비하는 것을 전제로 한다.
도 3a는 본 실시예에 따른 통행 요금 징수 과정에서 본 통행 요금 징수 시스템의 일 구성요소인 차로제어부(350)에서 다른 구성요소들 즉 차량 감지부(310), 차량번호 식별부(320), 단말 통신부(330) 및 차로제어부(350)로부터 진입 차량에 대해 생성한 정보 및 진입 차량의 차량단말기로부터 획득한 정보를 수집하는 과정을 도시한다.
도 3a를 참조하면, 먼저 차량 감지부(310)에서 진입 차량을 감지하고(S301), 감지된 진입 차량에 부여할 일련 번호를 생성하고, 감지된 진입 차량이 위치한 차로 정보를 획득한다(S302).
차량 감지부(310)는 S302 단계에서 생성된 일련 번호 및 획득된 차로 정보를 차량번호 식별부(320), 차종분류부(340) 및 차로제어부(350)에 각각 전송한다(S303).
단말 통신부(330)는 적외선 통신 또는 RF 통신을 통해 진입 차량의 차량단말기와 RF 또는 적외선 통신 방식으로 통신하고(S304), 통신한 차량단말기의 통신 위치를 획득한다(S305).
그리고, 단말 통신부(330)는 S304 단계에서 차량단말기로부터 획득한 차량단말기의 고유번호를 포함한 차량 정보와, S305 단계에서 획득한 통신 위치를 차로 제어부(350)에 전송한다(S306).
또한, 차량번호식별부(320)는 S303 단계에서 획득한 차로 정보에 대응되는 차로에 설치된 카메라로부터 해당 차로에 진입하는 차량의 영상을 획득하고(S311), S311 단계에서 획득된 영상으로부터 차량 번호를 추출하고(S312), 이들을 진입 차량의 일련번호에 매핑하여(S313), 차로제어부(350)로 전송한다(S314).
아울러, 차종분류부(340)는 S303 단계에서 획득한 차로 정보에 대응되는 차로에 설치된 차량측정센서로부터 해당 차로에 진입하는 차량의 폭, 길이 및 높이 중 적어도 하나 이상을 포함하는 차량측정정보를 측정하여(S321), 측정된 차량측정정보를 기초로 진입 차량의 차종을 분류하고(S322), 분류된 차종을 진입 차량의 일련번호에 매핑하여(S323), 차로제어부(350)로 전송한다(S324).
도 3b는 본 실시예에 따른 통행 요금 징수 과정에서 본 통행 요금 징수 시스템의 일 구성요소인 차로제어부(350)에서 다른 구성요소들 즉 차량 감지부(310), 차량번호 식별부(320), 단말 통신부(330) 및 차로제어부(350)로부터 수집한 정보를 기초로 통행 요금을 징수하거나 부정통행차량정보를 신고하는 과정을 도시한다.
먼저, 303 단계를 통해 수신한 차로 정보 및 S306 단계를 통해 수신한 통신 위치를 비교하여, 차량 감지부(310)에서 감지한 진입 차량과 단말 통신부(330)에서 통신한 차량단말기가 서로 대응되는지를 판단한다(S331).
S331 단계에서의 판단 결과, 진입 차량과 차량단말기가 서로 대응되는 것으로 판단되는 경우(S332)에는 진입 차량의 일련번호에 차량단말기의 고유번호를 매핑하고(S333), 진입 차량의 통행요금 징수를 차량단말기와의 통신을 통해 수행한다(S334).
S331 단계에서의 판단 결과, 진입 차량과 차량단말기가 서로 대응되지 않는 것으로 판단되는 경우에는 진입 차량에 대하여 "차량단말기 미탑재"를 가리키는 위반 코드를 생성하고(S341), 진입 차량의 일련번호, 차량번호, 영상 및 위반 코드 등을 포함하는 부정통행차량정보를 외부의 부정 통행 차량 관리 서버(미도시)에 전송함으로써, 진입 차량을 부정 통행 차량으로 신고할 수 있다(S344).
S334 단계에서 차량단말기와의 통신을 통해 진입 차량의 통행요금 징수를 수행한 결과 통행요금 징수에 성공하지 못한 경우(S335)에는 요금 징수 실패 원인를 가리키는 위반 코드를 생성하고(S342), 진입 차량의 일련번호, 차량번호, 영상 및 위반 코드 등을 포함하는 부정통행차량정보를 외부의 부정 통행 차량 관리 서버(미도시)에 전송함으로써, 진입 차량을 부정 통행 차량으로 신고할 수 있다(S344).
S334 단계에서 차량단말기와의 통신을 통해 진입 차량의 통행요금 징수를 수행한 결과 통행요금 징수에 성공한 경우(S335)에는 S324 단계를 통해 획득한 진입 차량의 분류된 차종과, S306 단계를 통해 수신한 차량 정보 중 차종 등록 정보를 비교한다(S336).
S336 단계에서의 비교 결과, 분류된 차종과 차종 등록 정보가 서로 일치하지 않는 경우(S337)에 차종 불일치를 나타내는 위반 코드를 생성하고(S343), 진입 차량의 일련번호, 차량번호, 영상 및 위반 코드 등을 포함하는 부정통행차량정보를 외부의 부정 통행 차량 관리 서버(미도시)에 전송함으로써, 진입 차량을 부정 통행 차량으로 신고할 수 있다(S344).
S336 단계에서의 비교 결과, 분류된 차종과 차종 등록 정보가 서로 일치하는 경우에는 요금 징수가 정상적으로 완료된다(S338).
본 발명에 따른 통행 요금 징수 과정은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 복수의 차로들을 포함하는 요금징수영역에 진입하는 차량을 감지하고, 감지된 차량이 위치한 차로 정보를 획득하는 차량 감지부;
    상기 감지된 차량의 차로 정보의 차로를 통해 진입하는 차량의 영상을 획득하고, 획득된 영상으로부터 차량 번호를 추출하는 차량번호 식별부;
    적외선 통신 또는 RF 통신을 통해 상기 요금징수영역에 진입하는 차량의 차량단말기와 통신하고, 상기 통신한 차량단말기의 통신 위치를 획득하는 단말통신부; 및
    상기 감지된 차량의 차로 정보 및 상기 통신한 차량단말기의 통신 위치를 기초로 상기 감지된 차량이 차량단말기를 부착한 차량인지 여부를 판단하고, 상기 차량단말기를 부착한 차량의 차량단말기와 상기 단말통신부 간의 통신을 통해 상기 차량단말기를 부착한 차량의 통행 요금을 징수하는 차로 제어부를 포함하고,
    상기 단말 통신부는,
    상기 복수의 차로들을 포함하는 영역의 중앙부에 배치된 적어도 하나 이상의 RF 송신 안테나로 구성되어, 상기 요금징수영역에 진입하는 차량의 차량단말기에 RF 송신 채널을 통해 상기 요금징수를 요청하는 신호를 송신하는 RF 송신부; 및
    상기 복수의 차로들 각각에 적어도 하나 이상 배치된 복수의 RF 수신 안테나들로 구성되어, 상기 RF 송신부에서 송신한 상기 요금징수 요청 신호에 대한 응답 신호를 수신하는 RF 수신부를 포함하고,
    상기 RF 송신 안테나의 통신 영역은 상기 RF 수신 안테나들 각각의 통신 영역에 비해 넓은 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차로제어부는 상기 차량단말기를 부착한 차량이 아닌 것으로 판단된 경우에는 상기 감지된 차량의 차량 번호 및 영상을 포함하는 부정통행차량정보를 부정 통행 차량 관리 서버에 신고하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지된 차량의 차로 정보의 차로를 통해 진입하는 차량의 폭, 길이 및 높이 중 적어도 하나 이상을 포함하는 차량측정정보를 측정하여, 측정된 차량측정정보를 기초로 상기 감지된 차량의 차종을 분류하는 차종 분류부를 더 포함하고,
    상기 차로 제어부는 상기 차종 분류부에서 분류된 차종과 상기 단말통신부를 통해 획득된 차량단말기의 정보 중 차종 등록 정보가 일치하지 않은 경우에는 상기 감지된 차량의 차량 번호 및 영상을 포함하는 부정통행차량정보를 부정 통행 차량 관리 서버에 신고하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차로 제어부는 상기 차량단말기를 부착한 차량의 차량단말기와 상기 단말통신부 간의 통신을 통해 상기 차량단말기를 부착한 차량의 통행 요금의 징수에 실패한 경우에는 상기 감지된 차량의 차량 번호 및 영상을 포함하는 부정통행차량정보를 부정 통행 차량 관리 서버에 신고하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차량 감지부는 기정의된 간격만큼 이격된 복수의 레이저 센서들로 구성된 차량 감지 센서 열이 적어도 둘 이상 배치된 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 센서들 중 상기 요금징수영역에 진입하는 차량을 감지한 레이저 센서의 위치 및 개수를 기초로 상기 감지된 차량이 위치한 차로 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차량번호 식별부는 상기 차로들 각각에 적어도 하나 이상씩 배치된 카메라들로 구성된 카메라 열이 적어도 하나 이상 배치된 카메라부를 포함하고,
    상기 카메라는 상기 카메라가 위치한 차로에 진입하는 차량의 전후면 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단말 통신부는
    상기 차량단말기와 적외선 통신을 수행하는 IR 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 IR 통신부는
    상기 요금징수영역에 진입하는 차량의 차량단말기를 활성화시키는 웨이크업 안테나부 및
    상기 활성화된 차량단말기와 적외선 통신을 통해 요금징수를 위한 데이터를 송수신하는 요금징수용 안테나부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 웨이크업 안테나부는 상기 요금징수용 안테나부의 앞쪽에 위치하여 상기 차량이 상기 요금징수용 안테나의 통신영역에 진입하기 이전에 상기 차량의 차량 단말장치를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 요금징수용 안테나부는 기정의된 간격만큼 이격된 복수의 IR 안테나들로 구성된 IR 안테나열을 적어도 하나 이상 포함하고,
    상기 IR 안테나 열의 IR 안테나들 중 상기 활성화된 차량단말기로부터의 적외선 신호를 수신한 IR 안테나의 위치 및 개수를 기초로 상기 활성화된 차량단말기의 통신 위치를 획득하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 RF 수신부는 상기 복수의 RF 수신 안테나들 중 상기 요금징수 요청 신호에 대한 응답신호를 수신한 RF 안테나의 위치 및 개수를 기초로 상기 요금징수 요청 신호에 응답한 차량단말기의 통신 위치를 획득하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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