KR101641890B1 - 정확도 및 신뢰도를 높인 다차선 이동식 속도검지기 - Google Patents

정확도 및 신뢰도를 높인 다차선 이동식 속도검지기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단일신호 검지방식 및 복수신호 검지방식을 이용하여 차량속도를 검출함과 동시에 이들 각각에 의한 속도 검출 시 발생하는 에러를 자체적으로 보정하여 최종적으로 속도를 검출함으로써 속도 검출의 정확도 및 신뢰도를 획기적으로 높일 수 있으며, 하나의 차선으로 복수개의 레이저신호를 출사하도록 구성되어 속도 검출의 정확도를 더욱 높일 수 있는 다차선 이동식 속도검지기에 관한 것이다.

Description

정확도 및 신뢰도를 높인 다차선 이동식 속도검지기{portable speed detector of multi lines for enhancing accuracy and reliability}
본 발명은 정확도 및 신뢰도를 높인 다차선 이동식 속도검지기에 관한 것으로서, 상세하게로는 각 차선으로 복수개의 레이저신호를 출사함과 동시에 서로 다른 속도검출 알고리즘을 이용하여 동일 구간에 대한 통과차량의 속도들을 검출하며, 검출된 차량속도들에 대하여 각 알고리즘 적용 시 발생하는 에러들을 상쇄시켜 최종속도를 산출함으로써 검출의 정확도 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있는 다차선 이동식 속도검지기에 관한 것이다.
ITS(Intelligent Transportation Systems)는 교통자료, 정보 가공처리, 정보 제공까지 상호 의존적으로 연결되어 있으며, 속도검지기, AVI(Automatic Vehicle Identification, 차량번호인식장치) 등과 같은 현장장비를 통하여 자료를 수집하기 때문에 현장장비에서 수집 및 검출되는 자료의 정확도는 교통정보 품질에 직접적인 영향을 주게 된다.
특히 속도검지기는 부정확한 속도검출 시 민원에 직결되기 때문에 우수한 정밀도 및 정확성을 갖는 고성능 장비가 요구된다.
일반적으로 속도검지기는 과속차량단속 및 도로정체도 등을 검출하기 위하여 널리 사용되는 장비로서, 검지 방식에 따라 특정 지점을 통과하는 차량을 감지하여 차량정보를 생성하는 지점검지기(VDS, Vehicle Detection System)와, 특정 구간을 통과하는 차량을 감지하여 차량정보를 생성하는 구간검지기로 분류되고, 검지신호에 따라 레이더(radar)기반 검지방식, 영상기반 검지방식, 레이저(laser)기반 검지방식 등으로 분류되고, 사용방식에 따라 고정식 및 이동식으로 분류된다.
특히 레이저(Laser) 신호는 에너지 밀도가 크며, 파장 및 위상이 일정하여 간섭에 강하고, 직진성 및 집광성이 우수한 장점으로 인하여 레이저신호를 이용한 이동식 속도검지기(이하 레이저 속도검지기라고 함)가 널리 사용되고 있다.
이러한 레이저 속도검지기의 속도 검지 방식은 1)하나의 지점으로 레이저신호를 출사한 후 반사되는 신호를 분석하여 속도를 검출하는 방식(이하 단일신호 검출방식이라고 함)과, 2)두 개의 지점으로 레이저신호를 출사한 후 반사되는 신호를 분석하여 속도를 검출하는 방식(복수신호 검지방식이라고 함)구분되고, 이러한 방식 1), 2)에 대해서는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1의 (a)는 종래의 레이저 속도검지기에 적용되는 단일신호 검지방식을 설명하기 위한 예시도이고, (b)는 (a)의 단일신호 검지방식의 속도검출을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 단일신호 검지방식이 적용되는 종래의 레이저 속도검지기(200)는 차선의 중앙지점(P)으로 레이저신호를 출사한 후 반사되는 신호를 수집하며, 수집된 반사신호를 분석하여 차량속도를 검출한다.
이때 레이저신호 출사시점 및 수광시점의 시간차와 빛의 속도를 곱하면 레이저 속도검지기(200)로부터 빛이 반사된 지점(P) 까지의 거리(D')가 산출된다.
또한 속도측정에 사용되는 레이저는 펄스레이저가 사용되는데, 초당 수백(N)회의 레이저를 발사하여 거리를 측정하기 때문에 차량이 접근하는 상황이라면 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 1/N초마다 거리가 줄어들게 되고, 이를 이용하여 차량의 속도를 산출할 수 있다.
그러나 이러한 단일신호 검지방식은 레이저신호(L1)의 출사방향 및 차량(C)의 주행방향(A)은 'θ'의 각도를 갖도록 기울어진 상태로 출사되기 때문에 출사지점(P1)까지의 거리(D')는 수평상의 거리(D)보다 높은 값을 갖게 된다.
즉 속도는 거리 / 시간의 수학식에 의하여 산출되기 때문에 측정되는 차량속도(Vp')는 'P'지점을 통과하는 차량의 실제 속도(Vp) 보다 높게 측정되는 에러(이하 제1 코사인에러라고 함)가 발생한다.
도 2는 종래의 복수신호 검지방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 종래의 레이저 속도검지기는 차량의 주행방향(S)을 따라 'R'의 거리로 이격된 지점 (P1), (P2)로 레이저신호를 출사하며, 'P1'에서 차량이 감지된 시점(t1)과 'P2'에서 차량이 감지된 시점(t2)의 시간차(△t)를 'P1'에서 'P2'까지의 거리인 'R'로 나누어 차량속도를 검출하는 방식이다.
그러나 이러한 방식의 속도검지방식은 제1 레이저신호는 'θ1'의 각도로, 제2 레이저신호는 'θ2'의 각도로 기울어지게 출사됨에 따라 출사지점(P1), (P2)까지의 거리(D1'), (D2')는 수평상의 거리(D1), (D2)보다 높으나, 두 지점(P1), (P2)의 거리차(△D' = D1' - D2')는 수평상의 거리차(R = D1 - D2) 보다 작은 값을 갖게 된다. 이때 속도검지기가 고정식으로 사용되는 경우에는 거리(R)가 고정된 상태를 유지하기 때문에 속도는 수평상의 거리(R)에 'P1'에서 'P2'까지의 시간차(△t)로 나누어 산출할 수 있으나, 이동식으로 사용되는 경우에는 거리(R)을 측정하기가 실질적으로 불가능하기 때문에 전술하였던 도 1의 방식으로 'L1', 'L2'를 별도로 산출한 후 두 지점(P1), (P2)의 거리차(△D' =D1' - D2')를 시간차(△t)로 나누어 차량의 속도를 산출하여야 한다.
즉 두 지점(P1), (P2)의 이격거리(△D')는 수평상의 거리(R) 보다 작은 값을 갖기 때문에 실제 차량속도보다 낮은 속도가 측정되는 에러(이하 제2 코사인에러라고 함)가 발생하게 된다.
다시 말하면, 종래의 이동식 레이저 속도검지기는 전술하였던 도 1의 방식이 적용되는 경우 실제 차량속도(v) 보다 높은 차량속도가 산출되는 제1 코사인에러가 발생하고, 전술하였던 도 2의 방식이 적용되는 경우 실제 차량속도(v) 보다 낮은 차량속도가 산출되는 제2 코사인에러가 발생하게 된다.
즉 제1 코사인에러 및 제2 코사인에러를 보정하여 속도검출의 정확성을 높이기 위한 이동식 레이저 속도검지기에 대한 연구가 시급한 실정이다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 단일신호 검지방식 및 복수신호 검지방식을 이용하여 차량속도를 검출함과 동시에 이들 각각에 의한 속도 검출 시 발생하는 에러를 자체적으로 보정하여 최종적으로 속도를 검출함으로써 속도 검출의 정확도 및 신뢰도를 획기적으로 높일 수 있는 다차선 이동식 속도검지기를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 하나의 차선으로 복수개의 레이저신호를 출사하도록 구성되어 속도 검출의 정확도를 더욱 높일 수 있는 다차선 이동식 속도검지기를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 N차선 도로를 주행하는 통과차량의 속도를 검지하기 위한 이동식 속도검지기에 있어서: 상기 이동식 속도검지기는 상기 N차선들 각각으로 차선 당 복수개의 레이저신호들은 출사한 후 반사 신호를 수신하는 레이저부; 상기 레이저로부터 입력받은 레이저신호들을 분석하여 각 차선에 대한 차량속도를 검출하는 컨트롤러를 포함하고, 동일 차선으로 출사되는 레이저신호들은 도로의 폭 방향 및 길이 방향으로 직선상으로 이격되고, 상기 컨트롤러는 상기 N차선들 각각에 대응되는 레이저신호들을 분석하여 해당 차선의 통과차량의 속도를 검출하는 N차선 속도검출부들을 포함하고, 상기 N차선 속도검출부들은 서로 다른 속도검출 알고리즘들을 이용하여 해당 차선의 통과차량의 속도들을 검출한 후 적용되는 속도검출 알고리즘 적용 시 발생하는 에러를 보정하는 것이다.
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또한 본 발명에서 상기 N차선 속도검출부는 각 차선으로 송수신되는 레이저신호들 각각을 개별적으로 분석하여 통과차량이 각 레이저신호에 접촉되는 지점인 접촉지점에서의 속도인 개별속도들을 검출하는 개별속도 산출모듈과, 인접하는 접촉지점들 각각의 개별속도들의 평균값을 산출하여 인접하는 접촉지점들 사이의 영역인 감지영역들 각각에 대한 통과차량의 차량속도인 제1 차량속도를 산출된 평균값으로 결정하는 제1 차량속도 검출모듈로 구성되는 제1 차량속도 산출부; 각 감지영역으로 송수신되는 레이저신호들을 분석하여 통과차량이 상기 각 감지영역을 통과하는데 소요되는 시간인 시간차(△t)를 산출하는 시간차 산출모듈과, 상기 각 감지영역으로 송수신되는 레이저신호들 각각을 분석하여 상기 레이저로부터 각 레이저신호의 접촉지점까지의 거리들을 산출한 후 거리차를 산출하는 거리차(△D) 산출모듈과, 상기 거리차 산출모듈에 의해 산출된 거리차(△D)를 상기 시간차 산출모듈에 의해 산출된 시간차(△t)로 나누어 해당 감지영역을 통과하는 차량의 속도인 제2 차량속도를 검출하는 제2 차량속도 검출모듈로 구성되는 제2 차량속도 산출부; 상기 제1 차량속도 산출부에 의해 산출된 제1 차량속도 및 상기 제2 차량속도 산출부에 의해 산출된 제2 차량속도의 평균값을 산출하여 산출된 평균값을 최종속도로 결정하는 최종 차량속도 검출부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 개별속도 산출모듈은 각 감지영역으로 송수신되는 레이저신호들 각각의 출사시점 및 수신시점의 시간차와, 빛의 속도를 곱하여 상기 레이저부로부터 각 접촉지점들까지의 거리를 검출한 후 단위 시간당 거리변화율을 이용하여 속도를 검출하는 것이 바람직하다.
과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 단일신호 검지방식 및 복수신호 검지방식을 이용하여 차량속도를 검출함과 동시에 이들 각각에 의한 속도 검출 시 발생하는 에러를 자체적으로 보정하여 최종적으로 속도를 검출함으로써 속도 검출의 정확도 및 신뢰도를 획기적으로 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 하나의 차선으로 복수개의 레이저신호를 출사하도록 구성되어 속도 검출의 정확도를 더욱 높일 수 있다.
도 1의 (a)는 종래의 레이저 속도검지기에 적용되는 단일신호 검지방식을 설명하기 위한 예시도이고, (b)는 (a)의 단일신호 검지방식의 속도검출을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 종래의 복수신호 검지방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 이동식 속도검지기를 나타내는 구성도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명을 설명하기 위한 도 4의 예시도이다.
도 6은 도 3의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 1차선 차량속도 검출부를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7의 제1 차량속도 산출부를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8의 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 도 7의 제2 차량속도 산출부를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 이동식 속도검지기를 나타내는 구성도이고, 도 4는 도 3의 평면도이고, 도 5는 본 발명을 설명하기 위한 도 4의 예시도이다.
본 발명의 일실시예인 이동식 속도검지기(1)는 도로(S)의 갓길에 설치되어 각 차선으로 복수개의 레이저신호를 출사한 후 반사되는 신호를 수집하며, 수집된 반사 신호들을 분석하여 각 차선에 대한 주행차량의 속도를 검출하되 전술하였던 제1, 제2 코사인에러를 상쇄시켜 속도를 검출함으로써 높은 정확도 및 신뢰도를 갖는 속도검지장치이다.
또한 이동식 속도검지기(1)는 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 도로(S)의 갓길에 설치되어 각 차선(S1), (S2)으로 차선 당 복수개의 레이저신호들을 송수신하는 레이저부(5)와, 레이저부(5)에 의해 수광된 반사신호들을 분석하여 각 차선에 대한 주행차량의 차량속도를 검출하는 컨트롤러(3)로 이루어진다.
또한 도 3과 4에서는 설명의 편의를 위해 레이저부(5)에서 차선 당 2개의 레이저신호가 출사되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 레이저부(5)는 차선 당 3개 이상의 레이저신호들을 송수신하는 것으로 구성될 수 있다.
이때 각 차선의 레이저신호(L1), (L2)들은 폭 방향으로 서로 이격됨과 동시에 길이 방향으로 이격되도록 출사되며, 평면상으로 바라보았을 때 도로의 길이방향(A)과 'θ1', 'θ2'의 경사각을 갖도록 출사된다.
이에 따라 차량은 주행 시 레이저신호(L1)에 접촉되는 지점(P1)을 통과한 이후에 레이저신호(L2)에 접촉되는 지점(P2)을 통과하게 된다. 이하 주행차량이 레이저신호(L1)에 접촉되는 지점(P1)을 진입지점으로, 레이저신호(L2)에 의해 접촉되는 지점(P2)을 진출지점으로, 진입지점(P1)부터 진출지점(P2)까지의 범위를 감지영역이라고 하기로 한다.
또한 이동식 속도검지기(1)는 두 가지 방법으로 차량속도를 검출한다. 첫 번째 방법인 단일신호 검지방식은 진입지점(P1)으로 송수신되는 레이저신호(L1)를 분석하여 진입지점(P1)의 차량속도(V1)를 개별적으로 산출하며, 진출지점(P2)으로 송수신되는 레이저신호(L2)를 분석하여 진출지점(P2)의 차량속도(V2)를 개별적으로 산출하고, 진입지점(P1)의 차량속도(V1) 및 진출구간(P2)의 평균속도(V2)를 산출하여 산출된 평균값을 감지영역(P1에서 P2까지의 영역)의 차량속도인 제1 차량속도로 결정한다.
이때 도 3 내지 5에서는 설명의 편의를 위해 레이저부(5)에서 출사되는 레이저신호가 차선 당 2개인 것으로 예를 들어 설명하였지만, 레이저부(5)에서 출사되는 레이저신호가 차선 당 3개인 경우 컨트롤러(3)는 P1에서부터 P2까지의 감지영역의 제1 차량속도와, P2에서부터 P3까지의 감지영역의 제1 차량속도를 산출하게 된다.
또한 이동식 속도검지기(1)의 차량속도 검출의 두 번째 방법인 복수신호 검지방식은 레이저신호(L1), (L2)들을 분석하여 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)으로 차량이 진입한 시점(t1), (t2)들 및 레이저부(5)로부터 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)까지의 거리(D1'), (D2')들을 산출하며, 거리차(△D = D2' ― D1')를 시간차(△t = t2 - t1)로 나누어 진입지점(P1)에서 진출지점(P2)까지의 차량속도(이하 제2 차량속도라고 함)를 검출한다.
이러한 복수신호 검지방식은 제1 레이저신호(L1)가 는 'θ1'의 각도로, 제2 레이저신호(L2)가 'θ2'의 각도로 기울어지게 출사됨에 따라 출사지점(P1), (P2)까지의 거리(D1'), (D2')는 수평상의 거리(D1), (D2)보다 높고, 두 지점(P1), (P2)의 거리△D'(D1' - D2')는 수평상의 거리(R) 보다 작은 값을 갖게 된다. 만약 속도검지기가 고정식으로 사용되는 경우에는 거리(R)는 고정되기 때문에 감지영역의 수평상의 거리(R)을 시간차(△t)로 나누어 산출할 수 있으나, 이동식으로 사용되는 경우에는 거리(R)을 측정하기가 실질적으로 불가능하기 때문에 'D1'', 'D2''를 별도로 산출한 후 두 지점(P1), (P2)의 거리차(△D' =D1' - D2')를 시간차(△t)로 나누어 차량의 속도를 산출하여야 한다.
다시 말하면, 두 지점(P1), (P2)의 이격거리(△D')는 수평상의 거리(R) 보다 작은 값을 갖기 때문에 속도가 낮게 측정되는 에러(이하 제2 코사인에러라고 함)가 발생하게 된다.
또한 이동식 속도검지기(1)는 단일신호 검지방식에 의해 산출된 감지영역의 제1 차량속도와, 복수신호 검지방식에 의해 산출된 감지영역의 제2 차량속도의 평균값을 산출하며, 산출된 평균값을 감지영역을 통과하는 주행차량의 최종 차량속도로 결정한다.
즉 본 발명의 일실시예인 이동식 속도검지기(1)는 제1 코사인에러에 의하여 제1 차량속도가 실제 차량속도 보다 높은 속도로 산출되는 특성과, 제2 코사인에러에 의하여 제2 차량속도가 실체 차량속도 보다 낮은 속도로 산출되는 특성을 감안하여 제1 차량속도 및 제2 차량속도의 평균값을 최종적으로 차량속도로 결정함으로써 제1 코사인에러 및 제2 코사인에러를 상쇄시킴에 따라 제1 코사인에러 및 제2 코사인에러로 인하여 종래의 속도검지기의 검출 정확도 및 신뢰도가 떨어지는 문제점을 획기적으로 해결할 수 있게 된다.
도 6은 도 3의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 6의 컨트롤러(3)는 외부 장비들과의 데이터 통신을 지원하는 통신 인터페이스부(32)와, 데이터가 저장되는 데이터베이스부(33)와, 레이저부(5)로부터 입력된 레이저신호를 분석하는 신호 분석부(35)와, 신호 분석부(35)에 의해 분석된 신호데이터를 활용하여 (1 ~ N)차선에 대한 차량속도를 검출하는 1차선 차량속도 검출부(), ..., N차선 차량속도 검출부(37-1), ..., (37-N)들과, 이들 제어대상(32), (33), (35), (37-1), ..., (37-N)들을 관리 및 제어하는 제어부(31)로 이루어진다.
이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 레이저부(5)에서 각 차선으로 출사되는 레이저신호가 2개인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 2개인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 레이저부(5)는 각 차선으로 3개 이상의 레이저신호를 출사하는 것으로 구성될 수 있다.
또한 컨트롤러(3)는 통상적으로 임베디드(embedded)라고 불리우는 내장형 PC(personal computer)나, 노트북(notebook)에 필요한 소프웨어를 탑재하고, 이들 내장형 PC 또는 노트북에 레이저부(5) 등의 구성품과 포트로 연결하여 이루어질 수 있다.
제어부(31)는 컨트롤러(3)의 O.S(operating system)이며, 제어대상(32), (33), (35), (37-1), (37-N)들을 관리 및 제어한다.
또한 제어부(31)는 레이저부(5)를 제어하여 기 설정된 초당 회수로 레이저신호를 출사하며, 수집된 레이저신호를 신호 분석부(35)로 입력한다.
또한 제어부(31)는 신호 분석부(35)에 의해 분석된 신호데이터를, 해당 차선에 대응되는 차량속도 검출부로 입력한다.
도 7은 도 6의 1차선 차량속도 검출부를 나타내는 블록도이다.
도 7의 1차선 차량속도 검출부(37-1)는 1차선을 주행하는 차량의 속도를 검출하기 위한 장치로서, 상세하게로는 신호분석부(35)로부터 입력된 분석데이터를 활용하여 1차선을 주행하는 차량의 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)의 제1 차량속도를 검출하는 제1 차량속도 산출부(370)와, 신호분석부(35)로부터 입력된 분석데이터를 활용하여 1차선을 주행하는 차량의 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)의 제2 차량속도를 검출하는 제2 차량속도 산출부(380)와, 제1 차량속도 산출부(370) 및 제2 차량속도 산출부(380)에 의해 산출된 차량속도들의 평균값을 산출하여 산출된 평균값을 최종 차량속도로 결정하는 최종 차량속도 검출부(390)로 이루어진다.
이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 레이저신호가 차선 당 2개 출사되고, 이에 따라 'P1'에서부터 'P2'까지의 차량속도 하나만을 검출하도록 구성되었으나, 만약 레이저신호가 N개 출사되는 경우 'P1'에서부터 'P2', ..., 'P(N-1)'에서부터 'P(N)'까지의 차량속도들을 각각 검출하도록 구성될 수 있다.
도 8은 도 7의 제1 차량속도 산출부를 나타내는 블록도이고, 도 9는 도 8의 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8의 제1 차량속도 산출부(370)는 진입지점(P1)에서부터 진출지점(P2)까지의 영역인 감지영역을 통과하는 주행차량의 제1 차량속도를 검출한다. 이때 제1 차량속도는 진입지점(P1)에 대한 통과차량의 차량속도 및 진출지점(P2)에 대한 통과차량의 차량속도를 개별적으로 산출한 후 산출된 개별적 차량속도의 평균값으로 정의된다.
또한 제1 차량속도 산출부(370)는 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)으로 송수신되는 레이저신호(L1), (L2)에 대한 분석데이터를 활용하여 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)에서의 차량속도(V1'), (V2')를 검출하는 개별속도 산출모듈(371)과, 개별속도 산출모듈(371)에 의해 산출된 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)의 평균값을 산출한 후 산출된 평균값을 제1 차량속도로 결정하는 제1 차량속도 검출모듈(373)로 이루어진다.
개별속도 산출모듈(371)은 진입지점(P1) 및 진출지점(P2) 각각으로 송수신된 레이저신호(L1), (L2)들을 활용하여 진입지점(P1)의 차량속도(V1') 및 진입지점(P2)의 차량속도(V2')을 개별 산출한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일반적으로 속도측정에 사용되는 레이저는 펄스 레이저가 사용되고, 초당 수백회로 출사됨과 동시에 차량의 주행방향과 'θ1', 'θ2'로 경사지게 출사되기 때문에 차량이 접근함에 따라 거리가 줄어들게 되고, 거리차이를 이용하여 개별지점의 차량속도를 산출할 수 있게 된다. 이때 출사지점(P1)으로 출사되는 레이저신호(L1)의 출사방향은 도로의 길이방향(차량의 주행방향)(A)과 'θ1'의 각도를 갖도록 기울어진 상태로 출사됨에 따라 출사지점(P1)까지의 거리(D1')는 수평방향 상의 거리(L1) 보다 높은 값을 갖게 되고, 이에 따라 산출되는 속도는 실제 속도보다 높게 측정되는 제1 코사인에러가 발생하게 된다.
제1 차량속도 검출모듈(373)은 개별속도 산출모듈(371)에 의해 산출된 진입지점(P1)의 차량속도(V1') 및 진출지점(P2)의 차량속도(V2')의 평균값을 산출하며, 산출된 평균값을 진입지점(P1)에서부터 진출지점(P2)까지의 제1 차량속도로 최종적으로 결정한다. 이때 개별속도 산출모듈(371)은 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)의 차량속도(V1'), (V2')가 전술하였던 바와 같이 제1 코사인에러에 의하여 실제 차량속도 보다 높은 값으로 산출됨에 따라 제1 차량속도 검출모듈(373)에 의해 산출되는 제1 차량속도 또한 실제 차량속도 보다 높은 에러가 발생하게 된다.
도 10은 도 7의 제2 차량속도 산출부를 나타내는 블록도이다.
도 10의 제2 차량속도 산출부(380)는 진입지점(P1)에서부터 진출지점(P2)까지인 감지영역을 통과하는 주행차량의 제2 차량속도를 검출한다. 이때 제2 차량속도는 차량이 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)을 통과하는 통과시간(시간차)과, 진입지점 및 진출지점의 거리차를 이용하는 전술하였던 복수신호 검지방식에 따라 산출되는 차량속도로 정의된다.
또한 제2 차량속도 산출부(380)는 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)로 송수신된 레이저신호(L1), (L2)의 분석데이터를 활용하여 감지차량이 진입지점(P1)을 진입한 시점(t1)부터 진출지점(P2)을 진출한 시점(t2) 까지의 시간차(△T)를 산출하는 시간차 산출모듈(381)과, 레이저부(5)로부터 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)까지의 거리(D1), (D2)를 산출한 후 거리차(△D = D1 - D2)를 산출하는 거리차 산출모듈(383)과, 거리차 산출모듈(383)에 의해 산출된 거리차(△D)를 시간차 산출모듈(381)에 의해 산출된 시간차(△T)로 나누어 감지영역을 통과하는 차량의 제2 차량속도를 산출하는 제2 차량속도 검출모듈(385)로 이루어진다.
시간차 산출모듈(381)은 도 10에 도시된 바와 같이 통과차량이 진입지점(P1)을 통과하는 시점(T1) 및 진출지점(P2)을 통과하는 시점(T2)을 검출하여 통과차량이 감지영역을 통과하는 시간차(△T = T2 - T1)를 산출한다.
거리차 산출모듈(383)은 레이저신호(L1), (L2)들의 분석데이터를 활용하여 레이저부(5)로부터 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)까지의 거리(D1), (D2)들을 산출한다. 일반적으로 속도검지기가 고정식으로 사용되는 경우에는 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)의 이격거리(D)를 사용하여 거리차를 산출할 수 있으나, 본 발명에서와 같이 이동식으로 적용되는 경우에는 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)의 이격거리를 산출할 수 없기 때문에 레이저로부터의 거리 'D1', 'D2'를 별도로 산출하여야 한다. 이때 레이저로부터의 거리는 레이저신호가 송신된 이후부터 수신되기까지의 경과시간을 빛의 속도로 곱하여 산출할 수 있다.
또한 거리차 산출모듈(383)은 산출된 'D1'에서 'D2'를 차감하여 거리차(△D)를 산출한다. 이때 산출된 거리차(△D)는 레이저신호가 경사지게 출사됨에 따라 진입지점(P1) 및 진출지점(P2)의 수평 이격거리인 (D)보다 낮은 크기로 산출된다.
제2 차량속도 검출모듈(385)은 거리차 산출모듈(383)에 의해 산출된 거리차(△D)를 시간차 산출모듈(381)에 의해 산출된 시간차(△T)로 나누어 감지영역을 통과하는 차량의 제2 차량속도를 산출한다.
또한 제2 차량속도 검출모듈(385)은 제2 코사인에러에 의하여 거리차 산출모듈에 의해 산출되는 거리차(△D)가 실제 수평 이격거리(D) 보다 낮은 크기로 산출되기 때문에 제2 차량속도는 실제 차량속도 보다 속도가 낮게 측정되는 제2 코사인에러가 발생한다.
이와 같이 본 발명의 제1 차량속도 검출부(370)에 의해 검출되는 제1 차량속도는 제1 코사인에러에 의하여 실제 차량속도 보다 높은 값을 갖게 되고, 제2 차량속도 검출부(380)에 의해 검출되는 차량속도는 제2 코사인에러에 의하여 실제 차량속도 보다 낮은 값을 갖게 된다.
도 6의 최종 차량속도 검출부(390)는 제1 차량속도 검출부(370)에 의해 산출된 제1 차량속도와, 제2 차량속도 검출부(380)에 의해 산출된 제2 차량속도의 평균값을 산출하며, 산출된 평균값을 감징영역을 통과하는 차량의 속도로 최종적으로 결정한다.
이와 같이 최종 차량속도 검출부(390)는 실제 차량속도보다 높게 산출되는 제1 차량속도의 제1 코사인에러 및 실제 차량속도보다 낮게 산출되는 제2 차량속도의 제2 코사인에러를 상호 상쇄시킴으로써 속도검출의 정확도 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있게 된다.
1:이동식 속도검지기 3:컨트롤러 5:레이저부
31:제어부 32:데이터베이스부 33:통신 인터페이스부
35:신호분석부 37-1, ..., 37-N:N차선 차량속도 검출부
370:제1 차량속도 산출부 371:개별속도 산출모듈
373:제1 차량속도 검출모듈 380:제2 차량속도 산출부
381:시간차 산출모듈 383:거리차 산출모듈
385:제2 차량속도 검출모듈 390:최종 차량속도 검출부

Claims (4)

  1. N차선 도로를 주행하는 통과차량의 속도를 검지하기 위한 이동식 속도검지기에 있어서:
    상기 이동식 속도검지기는
    상기 N차선들 각각으로 차선 당 복수개의 레이저신호들은 출사한 후 반사 신호를 수신하는 레이저부;
    상기 레이저로부터 입력받은 레이저신호들을 분석하여 각 차선에 대한 차량속도를 검출하는 컨트롤러를 포함하고,
    동일 차선으로 출사되는 레이저신호들은 도로의 폭 방향 및 길이 방향으로 직선상으로 이격되고,
    상기 컨트롤러는 상기 N차선들 각각에 대응되는 레이저신호들을 분석하여 해당 차선의 통과차량의 속도를 검출하는 N차선 속도검출부들을 포함하고,
    상기 N차선 속도검출부들은 서로 다른 속도검출 알고리즘들을 이용하여 해당 차선의 통과차량의 속도들을 검출한 후 적용되는 속도검출 알고리즘 적용 시 발생하는 에러를 보정하는 것을 특징으로 하는 이동식 속도검지기.
  2. 삭제
  3. 청구항 제1항에 있어서, 상기 N차선 속도검출부는
    각 차선으로 송수신되는 레이저신호들 각각을 개별적으로 분석하여 통과차량이 각 레이저신호에 접촉되는 지점인 접촉지점에서의 속도인 개별속도들을 검출하는 개별속도 산출모듈과, 인접하는 접촉지점들 각각의 개별속도들의 평균값을 산출하여 인접하는 접촉지점들 사이의 영역인 감지영역들 각각에 대한 통과차량의 차량속도인 제1 차량속도를 산출된 평균값으로 결정하는 제1 차량속도 검출모듈로 구성되는 제1 차량속도 산출부;
    각 감지영역으로 송수신되는 레이저신호들을 분석하여 통과차량이 상기 각 감지영역을 통과하는데 소요되는 시간인 시간차(△t)를 산출하는 시간차 산출모듈과, 상기 각 감지영역으로 송수신되는 레이저신호들 각각을 분석하여 상기 레이저로부터 각 레이저신호의 접촉지점까지의 거리들을 산출한 후 거리차를 산출하는 거리차(△D) 산출모듈과, 상기 거리차 산출모듈에 의해 산출된 거리차(△D)를 상기 시간차 산출모듈에 의해 산출된 시간차(△t)로 나누어 해당 감지영역을 통과하는 차량의 속도인 제2 차량속도를 검출하는 제2 차량속도 검출모듈로 구성되는 제2 차량속도 산출부;
    상기 제1 차량속도 산출부에 의해 산출된 제1 차량속도 및 상기 제2 차량속도 산출부에 의해 산출된 제2 차량속도의 평균값을 산출하여 산출된 평균값을 최종속도로 결정하는 최종 차량속도 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 속도검지기.
  4. 청구항 제3항에 있어서, 상기 개별속도 산출모듈은 각 감지영역으로 송수신되는 레이저신호들 각각의 출사시점 및 수신시점의 시간차와, 빛의 속도를 곱하여 상기 레이저부로부터 각 접촉지점들까지의 거리를 검출한 후 단위 시간당 거리변화율을 이용하여 속도를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동식 속도검지기.
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