KR101624954B1 - 이동식 다차선 기준검지기 - Google Patents

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KR101624954B1
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유성준
홍순진
유호진
박진용
신종식
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도로교통공단
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Abstract

본 발명은 하나의 차선 당 한 쌍의 레이저부를 구비하여 각 차선을 개별적으로 감지하도록 구성됨으로써 다차선에 대한 차량정보를 정확하게 검출할 수 있고, 레이저부가 자신에게 할당된 차선으로 레이저신호를 출사할 때 차선의 폭방향으로 동일 간격으로 이격되는 복수개의 포인트들을 형성하도록 복수개의 레이저신호를 출사하고, 컨트롤러는 복수개의 레이저신호들 중 수신된 반사신호들을 분석하여 각 레이저신호에 대한 차량정보를 생성한 후 생성된 차량정보의 평균값을 해당 차량의 차량정보로 결정함으로써 검출의 정확도를 획기적으로 높일 수 있으며, 컨트롤러가 각 차선으로 조사되는 레이저신호의 출사된 이후부터 수신되기까지의 경과시간의 설정범위를 기 설정하여 저장하고, 설정범위 이외의 신호는 잡음(noise)로 판별하여 제거함으로써 하나의 장비를 이용하여 효율적으로 다차선을 감지할 수 있으며, 차량간섭이 발생할 경우 차량간섭이 발생하더라도 이를 보정하여 차량정보를 검출함으로써 정확도를 개선함과 동시에 오차율을 현저히 절감시킬 수 있는 이동식 다차선 기준검지기에 관한 것이다.

Description

이동식 다차선 기준검지기{portable test machine of multi lines for traffic equipments}
본 발명은 이동식 다차선 기준검지기에 관한 것으로서, 상세하게로는 차선의 수량에 대응하는 레이저부를 구비하여 다차선에 대한 차량정보를 정확하게 검출함과 동시에 검출된 검출값을 피검 컨트롤러의 측정값과 비교하여 피검 컨트롤러가 정상적으로 동작되는지를 판별하기 위한 이동식 다차선 기준검지기에 관한 것이다.
ITS(Intelligent Transportation Systems)는 교통자료, 정보 가공처리, 정보 제공까지 상호 의존적으로 연결되어 있으며, VDS(Vehicle Detection System, 차량검지기), AVI(Automatic Vehicle Identification, 차량번호인식장치)와 같은 현장장비에서 수집되는 자료의 정확도는 교통정보 품질에 직접적인 영향을 주고 있다.
ITS 교통정보의 품질 및 신뢰성 확보를 위해서는 ITS 장비, 시스템 및 서비스 도입 전에 시험, 검사 등을 통하여 일정수준의 이상의 품질 및 성능이 확보된 장비를 선정해야 하고, 현장에 장비 설치 시 도로 교통여건을 감안한 장비 및 시스템의(H/W 및 S/W) 준공평가가 필요하며, 운영되고 있는 장비의 성능유지를 위하여 정기적인 검사와 교정이 필요하다.
이를 위하여 국토교통부에서는 ITS 장비의 성능평가에 대한 근거를 제시하였고, 이에 따라 교통정보 수집 장비의 성능을 평가하기 위한 이동식 검지기에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.
도 1은 국내등록특허 제10-1082009호(발명의 명칭 : 다차로 이동 기준검지기)에 개시된 기준검지기를 나타내는 구성도이다.
도 1의 기준검지기(이하 종래기술이라고 함)(100)는 레이저를 출사 및 수신 하는 레이저 센서를 구비하여 각 차로의 차량을 감지하는 센서모듈(103)들과, 센서모듈(103)로부터 전송되는 신호를 수집하는 데이터 수집부(105)와, 데이터 수집부(105)에 의해 수집된 신호를 분석하여 교통량 및 차량속도를 검출하는 데이터 처리부(101)로 이루어진다.
이와 같이 구성되는 종래기술(100)은 하나의 차선을 감지하기 위한 센서모듈(103)로부터 조사되는 레이저신호가 다른 차선을 주행하는 차량에 방해를 받지 않기 때문에 다차선에 대한 교통량 및 차량속도를 정확하게 검출할 수 있는 장점을 가진다.
그러나 종래기술(100)은 센서모듈(103)을 직접 도로에 설치하여야 하기 때문에 교통장애를 유발함과 동시에 설치 작업이 번거롭고 복잡하여 유동성이 떨어지는 한계를 갖는다.
또한 종래기술(100)은 센서모듈이 두께를 갖는 막대 형상으로 형성되어 작업 시 센서모듈(103)이 차량 주행을 방해하여 안전성이 떨어지거나 또는 차량에 의해 파손되는 일이 빈번하게 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 도로 갓길에 레이저를 송수신하여 교통정보를 생성하기 위한 이동식 레이저 기준검지기가 널리 사용되고 있다.
도 2는 종래의 이동식 레이저 기준검지기를 설명하기 위한 예시도이다.
종래의 이동식 레이저 기준검지기(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 차선의 중앙으로 레이저를 송신하되 차량 주행 방향으로 이격되게 설치되는 레이저부(201), (203)들과, 레이저부(201), (203)들에 의해 수신된 반사신호, 출사시간, 반사시간 및 이격거리(d)를 이용하여 차량속도를 검출하는 컨트롤러(205)로 이루어진다.
이와 같이 구성되는 종래의 이동식 레이저 기준검지기(200)는 설치가 간단하며, 차량의 주행을 방해하지 않는 장점을 가지나, 레이저신호의 포인트(조사지점)(210)가 차선의 폭의 중간지점을 형성하도록 조사되기 때문에 차량이 차선의 일측으로 치우쳐서 주행하는 경우 이를 감지할 수 없는 구조적 한계를 갖는다.
통상적으로 차량은 측면상으로 바라보았을 때 제조사 및 차종에 따라 다양한 형상, 특히 차량의 전방 부분은 헤드라이터, 범퍼 및 번호판 등에 의하여 다양한 굴곡면으로 형성되는 특성을 갖고, 이에 따라 종래의 이동식 레이저 기준검지기(200)는 레이저 포인트의 위치에 따라 동일 차량에 대해 다른 측정값을 갖게 된다. 그 이유는 레이저 포인트의 위치에 따라 레이저신호가 차량에 접촉 영역의 높이가 변하게 되고, 접촉 영역의 높이가 달라짐에 따라 동일차량이라고 할지라도 반사신호가 변하여 측정값이 다르게 검출된다.
즉 종래의 이동식 레이저 기준검지기(200)는 검출 정확도가 떨어지는 단점을 가지며, 이러한 이동식 레이저 기준검지기(200)의 오차 및 오동작은 고정식 검지기의 상태를 점검하기 위한 본연의 기능을 수행하지 못하거나 또는 오히려 정상적으로 동작되는 고정식 검지기를 비정상이라고 판단하여 불필요한 교체 및 추가점검을 유발하게 된다.
이에 따라 1)차량의 주행을 방해하지 않으면서 고정식 검지기의 동작을 점검할 수 있고, 2)오차 및 오동작의 원인을 제거하여 검출의 정확도를 높일 수 있으며, 3)하나의 차선이 아닌 다차선 도로를 주행하는 차량을 감지하되 차량간섭이 발생하더라도 이를 자동으로 보정하여 차량정보를 생성할 수 있는 이동식 다차선 기준검지기에 대한 연구가 시급한 실정이다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 하나의 차선 당 한 쌍의 레이저부를 구비하여 각 차선을 개별적으로 감지하도록 구성됨으로써 다차선에 대한 차량정보를 정확하게 검출할 수 있는 이동식 다차선 기준검지기를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 레이저부가 자신에게 할당된 차선으로 레이저신호를 출사할 때 차선의 폭방향으로 동일 간격으로 이격되는 복수개의 포인트들을 형성하도록 복수개의 레이저신호를 출사하고, 컨트롤러는 복수개의 레이저신호들 중 수신된 반사신호들을 분석하여 각 레이저신호에 대한 차량정보를 생성한 후 생성된 차량정보의 평균값을 해당 차량의 차량정보로 결정함으로써 검출의 정확도를 획기적으로 높일 수 있는 이동식 다차선 기준검지기를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 컨트롤러가 각 차선으로 조사되는 레이저신호의 출사된 이후부터 수신되기까지의 경과시간의 설정범위를 기 설정하여 저장하고, 설정범위 이외의 신호는 잡음(noise)로 판별하여 제거함으로써 하나의 장비를 이용하여 효율적으로 다차선을 감지할 수 있는 이동식 다차선 기준검지기를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 차량간섭이 발생할 경우 차량간섭이 발생하더라도 이를 보정하여 차량정보를 검출함으로써 정확도를 개선함과 동시에 오차율을 현저히 절감시킬 수 있는 이동식 다차선 기준검지기를 제공하기 위한 것이다.
과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 N차선으로 이루어지는 도로의 통과차량의 속도 및 수량을 포함하는 차량정보를 검출하는 피검 컨트롤러의 성능을 검증하기 위한 기준검지기에 있어서: 상기 N차선들 각각으로 레이저를 출사하며 수신하는 진입레이저부들; 상기 진입레이저부들로부터 차량의 주행방향으로 이격되게 설치되는 진출레이저부들; 상기 진입레이저부들 및 상기 진출레이저부들로부터 입력받은 신호를 분석하여 상기 차량정보를 생성하는 차량정보 생성부와, 상기 차량정보 생성부에 의해 생성된 차량정보를 상기 피검 컨트롤러로부터 입력받은 측정값에 비교하여 데이터의 차이값이 임계치 이내일 때 상기 피검 컨트롤러가 정상적으로 동작되고 있다고 판단하는 동작상태 판단부를 포함하고, 상기 컨트롤러는 감지차선의 통과차량이 상기 감지차선의 외측의 차선들을 주행하는 통과차량과 측면상으로 겹쳐진 상태로 주행하여 상기 감지차선으로 출사된 레이저신호가 외측 통과차량들에 의해 차단되는 것을 간섭현상이라고 정의할 때, 특정 차선에 대한 감지신호의 최종시점과 타 차선의 감지신호의 시작시점이 연속되거나 또는 특정 차선에 대한 감지신호의 시작시점과 타 차선의 감지신호의 최종시점이 연속되는 경우 차량간섭이 발생하였다고 판단하며, 차량간섭이 발생하지 않았다고 판단될 때 상기 차량정보 생성부를 구동시키는 간섭 판단부와, 상기 간섭 판단부가 차량간섭이 발생하였다고 판단될 때 구동되는 차량간섭 보정부를 더 포함하고, 상기 차량간섭 보정부는 특정 차선에 대한 감지신호의 최종시점과 타 차선의 감지신호의 시작시점이 연속되는 경우 최종시점을 기준점으로, 특정 차선에 대한 감지신호의 시작시점과 타 차선의 감지신호의 최종시점이 연속되는 경우 시작시점을 기준점으로 결정하는 기준점 검출모듈과, 상기 기준점 검출모듈에 의해 검출된 기준점을 기반으로 차량정보를 생성하는 차량정보 생성모듈을 포함하는 것이다.
또한 본 발명에서 각 레이저부는 레이저신호를 송수신하는 레이저송수신기들을 적어도 2개 이상 포함하고, 각 레이저부에 포함되는 레이저송수신기들은 레이저신호가 지면에 접촉되는 지점인 포인트가 폭 방향으로 간격을 두고 대응 차선에 형성되도록 레이저신호를 출사하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 차량정보 생성부는 동일 차선에 대한 진입레이저부 및 진출레이저부로부터 신호를 입력받으면 각 레이저부의 레이저송수신기들에 의해 수집된 신호들의 평균값을 산출하는 평균값 산출모듈과, 상기 평균값 산출모듈에 의해 산출된 평균값을 이용하여 차량정보를 생성하는 차량정보 생성모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 컨트롤러는 각 차선에 대한 통과차량이라고 판단할 수 있는 레이저신호가 출사된 후 수신되기까지의 경과시간인 설정범위들을 저장하고, 상기 차량정보 생성부는 동일 차선에 대한 진입레이저부 및 진출레이저부로부터 신호를 입력받으면 입력된 신호에서 상기 동일 차선에 대응되는 설정범위 이내의 신호만을 추출하는 보정모듈을 더 포함하고, 상기 평균산출모듈은 상기 보정모듈에 의해 보정된 신호를 기반으로 평균값을 산출하는 것이 바람직하다.
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과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 하나의 차선 당 한 쌍의 레이저부를 구비하여 각 차선을 개별적으로 감지하도록 구성됨으로써 다차선에 대한 차량정보를 정확하게 검출할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 레이저부가 자신에게 할당된 차선으로 레이저신호를 출사할 때 차선의 폭방향으로 동일 간격으로 이격되는 복수개의 포인트들을 형성하도록 복수개의 레이저신호를 출사하고, 컨트롤러는 복수개의 레이저신호들 중 수신된 반사신호들을 분석하여 각 레이저신호에 대한 차량정보를 생성한 후 생성된 차량정보의 평균값을 해당 차량의 차량정보로 결정함으로써 검출의 정확도를 획기적으로 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 컨트롤러가 각 차선으로 조사되는 레이저신호의 출사된 이후부터 수신되기까지의 경과시간의 설정범위를 기 설정하여 저장하고, 설정범위 이외의 신호는 잡음(noise)로 판별하여 제거함으로써 하나의 장비를 이용하여 효율적으로 다차선을 감지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 차량간섭이 발생할 경우 차량간섭이 발생하더라도 이를 보정하여 차량정보를 검출함으로써 정확도를 개선함과 동시에 오차율을 현저히 절감시킬 수 있다.
도 1은 국내등록특허 제10-1082009호(발명의 명칭 : 다차로 이동 기준검지기)에 개시된 기준검지기를 나타내는 구성도이다.
도 2는 종래의 이동식 레이저 기준검지기를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 이동식 기준검지기를 나타내는 구성도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 3의 진입레이저부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 3의 진입감지부를 설명하기 위한 정면 예시도이다.
도 7은 도 3의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7의 간섭 판단부에 적용되는 차량 검출파형도이다.
도 9의 (a)는 1차선 차량이 2차선 차량에 앞선 상태의 차량간섭이 발생할 때의 차량 검출파형도이고, 도 9의 (b)는 2차선 차량이 1차선 차량에 앞선 상태의 차량간섭이 발생할 때의 차량 검출파형도이다.
도 10은 도 7의 간섭 판단부를 나타내는 블록도이다.
도 11은 도 7의 1차선 차량정보 생성부를 나타내는 블록도이다.
도 12는 도 11의 제1 평균산출모듈을 설명하기 위한 검출파형도이다.
도 13은 도 7의 차량간섭 보정부를 나타내는 블록도이다.
도 14는 도 13을 설명하기 위한 검출파형의 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 이동식 기준검지기를 나타내는 구성도이고, 도 4는 도 3의 평면도이고, 도 5는 도 3의 진입레이저부를 나타내는 사시도이다.
도 3과 4의 이동식 기준검지기(1)는 도로(S)의 갓길에 설치되어 각 차선(S1), (S2)으로 레이저신호를 송수신하는 1차로 진입레이저부(51) 및 2차로 진입레이저부(53)를 포함하는 진입감지부(5)와, 차량(S)의 주행 방향으로 이격되게 설치되어 각 차선(S1), (S2)으로 레이저신호를 송수신하는 1차로 진출레이저부(71) 및 2차로 진출레이저부(73)를 포함하는 진출감지부(7)와, 각 차선의 차량정보를 검출하도록 고정 설치되되 본 발명의 검사대상인 피검 컨트롤러(60)와, 진입감지부(5) 및 진출감지부(7)로부터 입력된 반사신호를 분석하여 차량정보를 생성한 후 생성된 차량정보를 피검 컨트롤러(60)의 측정값에 비교하여 피검 컨트롤러(60)의 동작상태를 검사하는 컨트롤러(3)로 이루어진다. 이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 피검 컨트롤러(60)가 차량의 진입 및 진출 구간의 지면에 매립되게 설치되어 차량을 감지하는 루프코일(61), (61')들로부터 입력받은 루프코일 신호를 분석하여 차량정보를 생성하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 피검 컨트롤러의 구성은 이에 한정되지 않으며 차량정보를 생성할 수 있는 공지된 다양한 기술 및 방법이 적용될 수 있다.
또한 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 편도(S1), (S2) 차선이 2개이고, 이에 따라 진입레이저부(51), (53) 및 진출레이저부(71), (73)가 2개인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 진입레이저부 및 진출레이저부는 편도 차선의 수량(N개)에 대응하여 N개로 구성될 수 있다. 즉 한 쌍의 진입레이저부 및 진출레이저부는 하나의 차선의 통과차량을 감지하도록 구성된다.
진입감지부(5)는 도 5에 도시된 바와 같이 감지영역(T)의 1차선 도로(S1)를 진입하는 차량을 감지하기 위한 1차선 진입레이저부(51)와, 감지영역(T)의 2차선 도로(S2)를 진입하는 차량을 감지하기 위한 2차선 진입레이저부(53)로 이루어진다.
진출감지부(7)는 감지영역(T)의 1차선 도로(S1)를 진출하는 차량을 감지하기 위한 1차선 진출레이저부(71)와, 감지영역(T)의 2차선 도로(S2)를 진출하는 차량을 감지하기 위한 2차선 진출레이저부(73)로 이루어진다.
또한 진입감지부(5) 및 진출감지부(7)는 레이저를 송신한 후 반사되는 신호를 수신 받으면 수신된 반사신호를 컨트롤러(3)로 전송한다.
또한 진입감지부(5) 및 진출감지부(7)는 차량 주행 방향으로 'L'길이만큼 이격되도록 설치되고, 송신되는 레이저신호의 이동경로가 도로(S)와 수직을 형성하도록 도로(S) 갓길에 설치된다.
이하 진입감지부(5)를 구성하는 1, 2차선 진입레이저부(51), (53) 및 진출감지부(7)를 구성하는 1, 2차선 진출레이저부(71), (73)의 동작 과정을 살펴보기로 한다.
도 6은 도 3의 진입감지부를 설명하기 위한 정면 예시도이다.
진입감지부(5)는 도 6에 도시된 바와 같이 1차선 진입레이저부(51) 및 2차선 진입레이저부(53)로 이루어지고, 1차선 진입레이저부(51)는 1차선(S1) 통과차량을, 2차선 진입레이저부(53)는 2차선 통과차량을 감지한다.
또한 1차선 진입레이저부(51) 및 2차선 진입레이저부(53)는 각 차선(S1), (S2)으로 레이저신호를 출사하는 3개의 레이저송수신기들을 구비하고, 레이저송수신기들은 포인트(P)가 대응 차선의 폭 방향으로 동일 간격으로 이격되게 형성되도록 지면으로 레이저신호를 출사한다. 이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 1차선 진입레이저부(51)의 레이저송수신기들이 3개이고, 이에 따라 레이저송수신기들에서 출사되는 레이저신호의 포인트들이 3개인 것으로 예를 들어 설명하였으나 레이저송수신기들의 수량은 이에 한정되지 않는다.
이와 같이 본 발명에서는 1차선 진입레이저부(51)가 3개의 레이저송수신기들을 구비하되 레이저신호의 포인트들이 차선의 폭 방향으로 이격 형성됨으로써 도 5에 도시된 바와 같이 차량이 차선의 중앙으로 주행하지 않고 일측으로 치우친 상태로 주행을 하더라도 컨트롤러(3)는 레이저신호들을 분석하여 차량정보를 생성할 수 있게 된다.
또한 레이저신호의 포인트(P)들이 차선의 폭 방향으로 이격 형성되어 레이전신호들이 차량에 접촉되는 영역의 높이가 서로 다르게 형성되고, 이에 따라 3개의 반사신호를 이용하여 차량정보를 생성함으로써 하나의 레이저신호만을 활용하는 종래의 경우 차량의 전방 또는 후방의 외면의 굴곡면에 의해 검출 정확도가 떨어지는 문제점을 획기적으로 해결하여 검출 정확도를 현저히 높일 수 있다.
2차선 진입레이저부(53), 1차선 진출레이저부(71) 및 2차선 진출레이저부(73)는 1차선 진입레이저부(51)와 동일한 구성으로 이루어지기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7은 도 3의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 7의 컨트롤러(3)는 통상적으로 임베디드(embeddede)라고 불리우는 내장형 PC(personal computer)나, 노트북(notebook)dp 필요한 소프트웨어를 탑재하고, 이들 내장형 PC 또는 노트북에 진입레이저부(5), 진출레이저부(7) 및 피검 컨트롤러(60) 등의 구성품과 포트로 연결하여 이루어질 수 있다.
또한 컨트롤러(3)는 데이터들이 저장되는 데이터베이스부(32)와, 진입감지부(5), 진출감지부(7) 및 피검 컨트롤러(60)와 데이터를 송수신하는 통신 인터페이스부(33)와, 통신 인터페이스부(33)를 통해 진입감지부(5) 및 진출감지부(7)로부터 전송받은 레이저신호를 분석하여 차량 간섭이 발생되었는지를 판단하는 간섭 판단부(34)와, 간섭 판단부(34)에 의해 차량 간섭이 이루어지지 않았다고 판단될 때 구동되어 1차선 진입레이저부(51) 및 1차선 진출레이저부(53)로부터 전송받은 신호를 분석하여 1차선의 통과차량에 대한 정보인 1차선 차량정보를 생성하는 1차선 차량정보 생성부(35)와, 간섭 판단부(34)에 의해 차량 간섭이 이루어지지 않았다고 판단될 때 구동되어 2차선 진입레이저부(71) 및 2차선 진출레이저부(73)로부터 전송받은 신호를 분석하여 2차선의 통과차량에 대한 정보인 2차선 차량정보를 생성하는 2차선 차량정보 생성부(36)와, 간섭 판단부(34)에 의해 차량 간섭이 이루어졌다고 판단될 때 구동되어 1차선(S1) 및 2차선(S2)의 통과차량에 대한 차량정보를 생성하는 차량간섭 보정부(37)와, 1차선 차량정보 생성부(35), 2차선 차량정보 생성부(36) 및 차량간섭 보정부(37)에 의해 검출된 차량정보를 피검 컨트롤러(60)로부터 입력받은 측정값에 비교하여 피검 컨트롤러(60)의 동작상태를 판별하는 동작상태 판단부(38)와, 이들 제어대상(32), (33, (34), (35), (36), (37), (38)들을 관리 및 제어하는 제어부(31)로 이루어진다.
제어부(31)는 컨트롤러(3)의 O.S(Operating system)이며, 연결대상(32), (33, (34), (35), (36), (37), (38)들을 관리 및 제어한다.
또한 제어부(31)는 통신 인터페이스부(33)를 실시간으로 크롤링(crawling) 하여 진입레이저부(5), 진출레이저부(7) 및 피검 컨트롤러(60)로부터 전송받은 데이터를 탐색한다.
또한 제어부(31)는 통신 인터페이스부(33)를 통해 진입레이저부(5) 및 진출레이저부(7)로부터 입력되는 신호를 간섭 판단부(34)로 입력한다.
또한 제어부(31)는 간섭 판단부(34)가 만약 차량 간섭이 이루어졌다고 판단하면 입력신호를 간섭 보정부(37)로 입력하고, 만약 차량 간섭이 이루어지지 않았다고 판단하면 1차선 진입레이저부(51) 및 1차선 진출레이저부(71)로부터 입력된 입력신호를 1차선 차량정보 생성부(35)로, 2차선 진입레이저부(53) 및 2차선 진출레이저부(73)로부터 입력된 입력신호를 2차선 차량정보 생성부(36)로 입력한다.
데이터베이스부(32)에는 진입레이저부(5) 및 진출레이저부(7)의 이격거리(L) 정보와, 기 설정된 신호분석 알고리즘이 저장된다.
또한 데이터베이스부(32)에는 1차선 차량정보 생성부(35), 2차선 차량정보 생성부(36) 및 간섭 보정부(37)에 의해 생성된 차량정보들이 저장된다.
또한 데이터베이스부(32)에는 동작상태 판단부(38)에 의해 검출된 판단결과 데이터가 저장된다.
간섭 판단부(34)는 진입레이저부(5) 및 진출레이저부(7)로부터 입력받은 신호를 분석하여 차량의 간섭이 발생하였는지를 판단한다. 이때 차량 간섭은 1차선의 통과차량 및 2차선의 통과차량이 겹친 상태로 주행함에 따라 1차선을 향하는 레이저신호가 2차선 통과차량에 의해 차단되어 1차선 통과차량으로 송신되지 못하는 상태로 정의된다.
도 8은 도 7의 간섭 판단부에 적용되는 차량 검출파형도이다.
도 8의 (a)는 1차선 진입레이저부(51)에서 레이저가 출사되는 시간과 출사된 레이저가 통과차량에 의하여 반사되어 다시 1차선 진입레이저부(51)에 수신될 때 출사시간 및 수신시간 사이의 시간 간격(T)에 대한 그래프로서, 2차선(S2)에 차량이 통과할 때 발생되는 시간 간격(T2) 보다 1차선(S1)에 차량이 통과할 때 발생되는 시간간격(T1)이 증가하게 되고, 1차선 진입레이저부(51)를 차량이 통과하는 동안 펄스형상으로 시간간격(T)의 그래프가 형성된다.
또한 차량은 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 도로의 좌측에서 우측으로 주행한다고 할 때 차량은 1차선 진입레이저부(51)를 통과한 후 1차선 진출레이저부(71)를 통과하게 됨으로써 1차선 진출레이저부(71)에서 수신된 레이저의 시간 간격(T)은 1차선 진입레이저부(51) 및 1차선 진출레이저부(71) 사이의 거리(L)를 차량의 속도로 나눈 만큼 지연(delay)되어 도 8의 (b)에서와 같이 펄스파형을 형성하게 된다.
도 9의 (a)는 1차선 차량이 2차선 차량에 앞선 상태의 차량간섭이 발생할 때의 차량 검출파형도이고, 도 9의 (b)는 2차선 차량이 1차선 차량에 앞선 상태의 차량간섭이 발생할 때의 차량 검출파형도이다.
1차선 차량이 2차선 차량에 앞선 상태로 차량간섭이 발생할 경우 1차선 진입레이저부(51)의 검출파형도는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 1차선 차량이 통과할 때의 시간간격(T1)을 갖는 펄스(80)가 우선 발생하고, 이후 2차선 차량이 통과할 때의 시간간격(T2)을 갖는 펄스(90)가 연속되게 형성된다.
또한 2차선 차량이 1차선 차량에 앞선 상태로 차량간섭이 발생할 경우 1차선 진입레이저부(51)의 검출파형도는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 2차선 차량이 통과할 때의 시간간격(T2)을 갖는 펄스(90)가 우선 발생하고, 이후 1차선 차량이 통과할 때의 시간간격(T1)을 갖는 펄스(80)가 연속되게 형성된다.
즉 간섭 판단부(34)는 전술하였던 검출파형도의 패턴을 분석하여 차량간섭이 발생하였는지의 여부를 판단한다.
도 10은 도 7의 간섭 판단부를 나타내는 블록도이다.
도 10의 간섭 판단부(34)는 1차선 진입레이저부(51), 2차선 진입레이저부(71), 1차선 진출레이저부(53) 및 2차선 진출레이저부(73)들 중 적어도 하나 이상에 대한 검출파형도를 생성하는 파형도 생성모듈(341)과, 파형도 생성모듈(341)에 의해 생성된 검출파형도의 패턴을 분석하는 패턴분석모듈(343)과, 패턴분석모듈(343)에 의해 분석된 패턴을 이용하여 차량간섭이 발생하였는지의 여부를 판단하는 간섭 판단모듈(345)로 이루어진다.
또한 간섭 판단모듈(345)이 차량간섭이 발생하였다고 판단할 때 제어부(31)의 제어에 따라 차량간섭 보정부(37)가 구동되어 차량간섭 보정부(37)에 의하여 1차선 및 2차선의 차량정보가 생성되도록 하고, 차량간섭이 발생하지 않았다고 판단할 때 제어부(31)의 제어에 따라 1차선 차량정보 생성부(35) 및 2차선 차량정보 생성부(36)가 구동되어 차량정보가 생성되도록 한다.
간섭 판단모듈(345)은 패턴분석모듈(343)에 의해 분석된 패턴이 전술하였던 도 9의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 시간간격(T1) 및 시간간격(T2)의 펄스가 서로 연속되는 패턴을 형성할 때 차량간섭이 발생하였다고 판단한다.
이와 같이 본 발명은 차량간섭이 발생하는 경우 간섭 판단부(34)가 이를 인지하고, 이후 차량간섭 보정부(37)가 차량간섭으로 인한 왜곡을 보정하여 1차선 및 2차선의 차량정보를 생성하도록 구성됨으로써 종래에 차량간섭이 발생할 경우 오류가 발생하는 문제점을 해결함과 동시에 검출의 정확도 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있게 된다.
도 11은 도 7의 1차선 차량정보 생성부를 나타내는 블록도이다.
1차선 차량정보 생성부(35)는 간섭 판단부(34)에 의해 차량간섭이 발생하지 않았다고 판단될 때 구동되어 1차선 진입레이저부(51) 및 1차선 진출레이저부(71)로부터 입력된 신호를 이용하여 1차선의 통과차량에 대한 차량정보를 생성한다.
또한 1차선 차량정보 생성부(35)는 도 11에 도시된 바와 같이 1차선 진입레이저부(51) 및 1차선 진출레이저부(71)로부터 입력된 신호를 분석하여 차량 검출파형도들을 생성하는 제1 파형도 생성모듈(351)과, 제1 파형도 생성모듈(351)에 의해 생성된 검출 파형도들로부터 2차선 통과차량에 대한 펄스를 노이즈로 판별하여 이를 제거하는 제1 펄스보정모듈(353)과, 제1 펄스보정모듈(353)에 의해 2차선 통과차량의 펄스가 제거된 검출파형도들의 평균값을 산출한 후 산출된 평균값을 최종값으로 결정하는 제1 평균산출모듈(355)과, 제1 평균산출모듈(355)에 의해 결정된 최종값에 대한 검출파형도를 분석하여 1차선 통과차량에 대한 차량정보를 생성하는 제1 차량정보 생성모듈(357)로 이루어진다.
제1 파형도 생성모듈(351)은 1차선 진입레이저부(51) 및 1차선 진출레이저부(71)로부터 입력된 신호를 분석하여 검출파형도를 생성한다. 이때 본 발명에서는 1차선 진입레이저부(51) 및 1차선 진출레이저부(71)에는 3개의 레이저송수신기가 설치되기 때문에 제1 파형도 생성모듈(351)은 3개의 검출파형도(g1, g2, g3)들을 생성하게 된다.
제1 펄스보정모듈(351)은 제1 파형도 생성모듈(351)에 의해 생성된 검출파형도(g1, g2, g3)들로부터 기 설정된 제1 설정범위를 벗어난 펄스들을 노이즈로 판별하여 제거한다. 이때 제1 설정범위는 차량감지가 1차선의 통과차량이라고 판단할 수 있는 레이저신호의 경과시간(T)의 범위로 정의된다. 예를 들어 제1 설정범위가 0.25 ~ 0.30초라고 할 때 제1 펄스보정모듈(353)은 0.00 ~ 0.24초와 0.31초 이상의 펄스를 제거하게 된다.
제1 평균산출모듈(355)은 제1 펄스보정모듈(353)에 의해 2차선 통과차량의 펄스가 제거된 검출파형도들의 평균값을 산출한 후 산출된 평균값을 최종값으로 결정한다.
도 12는 도 11의 제1 평균산출모듈을 설명하기 위한 검출파형도이다.
제1 평균산출모듈(355)은 도 12에 도시된 바와 같이 제1 펄스보정모듈(353)에 의해 2차선 통과차량의 펄스가 제거된 검출파형도(g1), (g2), (g3)들의 평균값을 산출하여 평균값에 대한 검출파형도(g)로 변환한다.
제1 차량정보 생성모듈(357)은 제1 평균산출모듈(355)에 의해 결정된 최종값에 대한 검출파형도(g)를 분석하여 1차선 통과차량에 대한 차량정보를 생성한다.
도 7의 2차선 차량정보 생성부(36)는 1차선 차량정보 생성부(35)와 동일한 방법으로 구동되되 2차선 진입레이저부(53) 및 2차선 진출레이저부(73)로부터 입력된 신호와, 기 설정된 제2 설정범위를 이용하여 2차선 통과차량의 차량정보를 생성한다.
도 13은 도 7의 차량간섭 보정부를 나타내는 블록도이고, 도 14는 도 13을 설명하기 위한 검출파형의 예시도이다.
차량간섭 보정부(37)는 간섭 판단부(34)에 의해 차량간섭이 발생하였다고 판단될 때 구동되며, 차량간섭으로 인한 신호왜곡을 분석하여 1차선 및 2차선의 차량정보를 생성한다.
또한 차량간섭 보정부(37)는 도 13에 도시된 바와 같이 1차선 및 2차선 통과차량의 차량정보를 생성하기 위한 시간인 기준점(P)들을 검출하는 기준점 검출모듈(371)과, 1차선에 대한 기준점(P)들의 평균값을 산출한 후 산출된 평균값을 이용하여 1차선 통과차량에 대한 차량정보를 생성하는 1차선 차량정보 생성모듈(373)과, 2차선에 대한 기준점(P)들의 평균값을 산출한 후 산출된 평균값을 이용하여 2차선 통과차량에 대한 차량정보를 생성하는 2차선 차량정보 생성모듈(375)로 이루어진다.
기준점 검출모듈(371)은 1차선 및 2차선 통과차량의 차량정보를 생성하기 위한 기준점(P)들을 검출한다.
또한 기준점 검출모듈(371)은 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 1차선 통과차량이 2차선 통과차량보다 앞서 주행하는 차량간섭 상태일 때, 즉 시간간격(T1)의 펄스(80)가 시간간격(T2)의 펄스(90)보다 먼저 감지될 때 1차선 통과차량의 기준점(P1)을 최초 감지가 이루어진 시점(t3)으로 결정하고, 2차선 통과차량의 기준점(P2)을 최종 감지가 이루어진 시점(t6)로 결정한다.
또한 기준점 검출모듈(371)은 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 2차선 통과차량이 1차선 통과차량보다 앞서 주행하는 차량간섭 상태일 때, 즉 시간간격(T2)의 펄스(90)가 시간간격(T1)의 펄스(80)보다 먼저 감지될 때 2차선 통과차량의 기준점(P2)을 최초 감지가 이루어진 시점(t3)으로 결정하고, 2차선 통과차량의 기준점을 최종 감지가 이루어진 시점(t4)로 결정한다.
이때 각 레이저부(51), (53), (71), (73)에는 3개의 레이저송수신기가 설치되기 때문에 기준점 검출모듈(371)은 3개의 기준점들을 검출하게 된다.
1차선 차량정보 생성모듈(373)은 기준점 검출모듈(371)에 의해 검출된 1차선에 대한 기준점들의 평균값을 산출한 후 이들의 평균값을 이용하여 1차선 통과차량에 대한 차량정보를 생성한다.
2차선 차량정보 생성모듈(375)은 기준점 검출모듈(371)에 의해 검출된 2차선에 대한 기준점들의 평균값을 산출한 후 이들의 평균값을 이용하여 1차선 통과차량에 대한 차량정보를 생성한다.
도 7의 동작상태 판단부(38)는 1차선 차량정보 생성부(35) 또는 차량간섭이 발생하여 차량간섭 보정부(37)로부터 입력받은 1차선 차량정보를 피검 컨트롤러(60)로부터 입력된 측정값과 비교하며, 만약 두 데이터의 오차가 임계치 이내일 때 피검 컨트롤러(60)가 정상적으로 동작되는 것으로, 만약 두 데이터의 오차가 임계치 이상일 때 피검 컨트롤러(60)가 정상적으로 동작되의 동작을 비정상으로 판단한다.
또한 동작상태 판단부(38)는 2차선 차량정보 생성부(36) 또는 차량간섭이 발생하여 차량간섭 보정부(37)로부터 입력받은 2차선 차량정보를 피검 컨트롤러(60)로부터 입력된 측정값과 비교하며, 만약 두 데이터의 오차가 임계치 이내일 때 피검 컨트롤러(60)가 정상적으로 동작되는 것으로, 만약 두 데이터의 오차가 임계치 이상일 때 피검 컨트롤러(60)가 정상적으로 동작되의 동작을 비정상으로 판단한다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 이동식 다차선 기준검지기(1)는 하나의 차선 당 한 쌍의 레이저부를 구비하여 각 차선을 개별적으로 감지하도록 구성됨으로써 다차선에 대한 차량정보를 정확하게 검출할 수 있으며, 레이저부가 자신에게 할당된 차선으로 레이저신호를 출사할 때 차선의 폭방향으로 동일 간격으로 이격되는 복수개의 포인트들을 형성하도록 복수개의 레이저신호를 출사하며 컨트롤러는 복수개의 레이저신호들 중 수신된 반사신호들을 분석하여 각 레이저신호에 대한 차량정보를 생성한 후 생성된 차량정보의 평균값을 해당 차량의 차량정보로 결정함으로써 검출의 정확도를 획기적으로 높일 수 있고, 차량간섭이 발생할 경우 차량간섭이 발생하더라도 이를 보정하여 차량정보를 검출함으로써 정확도 및 신뢰도를 개선할 수 있게 된다.
1:이동식 기준검지기 3:컨트롤러 5:진입감지부
7:진출감지부 60:피검 컨트롤러 31:제어부
32:데이터베이스부 33:통신 인터페이스부 34:간섭판단부
35:1차선 차량정보 생성부 36:2차선 차량정보 생성부
37:차량간섭 보정부 38:동작상태 판단부

Claims (6)

  1. N차선으로 이루어지는 도로의 통과차량의 속도 및 수량을 포함하는 차량정보를 검출하는 피검 컨트롤러의 성능을 검증하기 위한 기준검지기에 있어서:
    상기 N차선들 각각으로 레이저를 출사하며 수신하는 진입레이저부들;
    상기 진입레이저부들로부터 차량의 주행방향으로 이격되게 설치되는 진출레이저부들;
    상기 진입레이저부들 및 상기 진출레이저부들로부터 입력받은 신호를 분석하여 상기 차량정보를 생성하는 차량정보 생성부와, 상기 차량정보 생성부에 의해 생성된 차량정보를 상기 피검 컨트롤러로부터 입력받은 측정값에 비교하여 데이터의 차이값이 임계치 이내일 때 상기 피검 컨트롤러가 정상적으로 동작되고 있다고 판단하는 동작상태 판단부를 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    감지차선의 통과차량이 상기 감지차선의 외측의 차선들을 주행하는 통과차량과 측면상으로 겹쳐진 상태로 주행하여 상기 감지차선으로 출사된 레이저신호가 외측 통과차량들에 의해 차단되는 것을 간섭현상이라고 정의할 때, 특정 차선에 대한 감지신호의 최종시점과 타 차선의 감지신호의 시작시점이 연속되거나 또는 특정 차선에 대한 감지신호의 시작시점과 타 차선의 감지신호의 최종시점이 연속되는 경우 차량간섭이 발생하였다고 판단하며, 차량간섭이 발생하지 않았다고 판단될 때 상기 차량정보 생성부를 구동시키는 간섭 판단부와, 상기 간섭 판단부가 차량간섭이 발생하였다고 판단될 때 구동되는 차량간섭 보정부를 더 포함하고,
    상기 차량간섭 보정부는
    특정 차선에 대한 감지신호의 최종시점과 타 차선의 감지신호의 시작시점이 연속되는 경우 최종시점을 기준점으로, 특정 차선에 대한 감지신호의 시작시점과 타 차선의 감지신호의 최종시점이 연속되는 경우 시작시점을 기준점으로 결정하는 기준점 검출모듈과, 상기 기준점 검출모듈에 의해 검출된 기준점을 기반으로 차량정보를 생성하는 차량정보 생성모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기준검지기.
  2. 청구항 제1항에 있어서, 각 레이저부는 레이저신호를 송수신하는 레이저송수신기들을 적어도 2개 이상 포함하고,
    각 레이저부에 포함되는 레이저송수신기들은 레이저신호가 지면에 접촉되는 지점인 포인트가 폭 방향으로 간격을 두고 대응 차선에 형성되도록 레이저신호를 출사하는 것을 특징으로 하는 기준검지기.
  3. 청구항 제2항에 있어서, 상기 차량정보 생성부는
    동일 차선에 대한 진입레이저부 및 진출레이저부로부터 신호를 입력받으면 각 레이저부의 레이저송수신기들에 의해 수집된 신호들의 평균값을 산출하는 평균값 산출모듈과, 상기 평균값 산출모듈에 의해 산출된 평균값을 이용하여 차량정보를 생성하는 차량정보 생성모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기준검지기.
  4. 청구항 제3항에 있어서, 상기 컨트롤러는 각 차선에 대한 통과차량이라고 판단할 수 있는 레이저신호가 출사된 후 수신되기까지의 경과시간인 설정범위들을 저장하고,
    상기 차량정보 생성부는 동일 차선에 대한 진입레이저부 및 진출레이저부로부터 신호를 입력받으면 입력된 신호에서 상기 동일 차선에 대응되는 설정범위 이내의 신호만을 추출하는 보정모듈을 더 포함하고, 상기 평균값 산출모듈은 상기 보정모듈에 의해 보정된 신호를 기반으로 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 기준검지기.
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