KR101718409B1 - 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교차로에서 좌회전 교통신호를 대기하고 있는 차량의 유무를 파악하여 연동되는 교통 신호등의 점등을 제어하므로 교차로에서의 차량흐름을 원활하기 하되 레이더를 이용하므로 안개, 비, 야간, 미세먼지 등에 의한 시야확보가 어려운 상황에서도 신호대기 중인 차량의 유무를 정확하게 파악하여 좌회전 신호를 대기하는 차량이 없는 경우에는 직진신호만을 점등시키고 좌회전 차량이 많이 대기하고 있는 경우에는 좌회전 신호를 점등시켜 좌회전 차량이 이동하므로 교통흐름의 정체가 발생되지 않도록 하는 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템에 관한 것으로 교차로의 일측에 차량의 높이보다 높이 설치되고 레이더 신호를 이용하여 좌회전 차선이 포함된 각 차선별 차량의 교통흐름 정보를 검출하여 기록 저장 관리하는 레이더교통검출시스템장치, 레이더교통검출시스템장치로부터 교통흐름정보를 입력하고 분석하여 도로의 차량이 정지, 좌회전, 직진하는 교통신호를 출력하는 교통신호등시스템장치를 포함하는 특징에 의하여 안개, 눈, 비 등과 같은 일기변화 또는 야간, 황사, 미세먼제 등과 같은 주변환경 속에서도 교차로 주변의 좌회전을 위하여 대기 중인 차량을 정확하게 검출하고 신호등을 제어하여 원활한 교통흐름이 이루어지도록 통제하는 효과가 있다.

Description

레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템{A traffic signal control system with automatic sensing of vehicle watching for turn left signal by using RADER technology}

본 발명은 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 도로의 교차로에서 좌회전 교통신호를 대기하고 있는 차량 유무를 파악하여 연동되는 교통 신호등의 점등을 제어시키므로 교차로에서의 차량흐름을 원활하게 하되 레이더를 이용하므로 안개, 비, 야간, 미세먼지, 황사 등에 의한 시야확보가 어려운 상황에서도 차도의 차량 운행 상태를 정확하게 파악하여 교통흐름의 정체가 발생되지 않도록 하는 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템에 관한 것이다.

이하의 설명에서 차량흐름과 교통흐름은 같은 의미이고 문맥에 적합하게 선택적으로 사용하며, 같은 의미의 다른 용어는 괄호 안에 기재하기로 한다.

차량(교통수단)은 인간이 탑승하여 선택된 출발 지점(위치)으로부터 선택된 도착 지점까지 지상(육상)을 따라 빠르고 편리하며 안전하게 이동하고자 하는 욕구를 충족시켜주는 매우 편리하고 유익한 발명품 중에 하나이며 현대와 향후의 인간생활에서 필요성이 더욱 높아질 장치(수단) 중에 하나이다.

한편, 현대 사회는 산업 발달로 육상 이동용 차량의 수요가 급격히 증가하고 도로망 확충은 늘어나는 차량 숫자에 따라가지 못하거나 다수 차량이 일시에 밀집되는 지역에서는 차량혼잡으로 인한 경제적 손실이 막대하게 발생하는 등의 문제를 해결하는 것 중에 하나가 다양한 교통신호체계를 개발하는 것이며, 교통신호체계는 차량 흐름을 특정한 목적에 적합하게 이루어지도록 통제할 수 있다.

즉, 차량은 매우 빠르게 이동할 수 있고 이동 중에 다른 물체와 충돌 등의 사고 발생시 귀중한 재산과 건강에 큰 피해를 끼칠 수 있다. 또한, 차량으로 물류를 이동시키는 경우 짧은 시간에 목적지까지 안전하고 정확하게 도착하는 것이 중요하므로 도로 정체에 의하여 교통 소통이 원활하지 못한 경우 경제적 손실이 발생하게 된다.

그러므로 차량이 이동할 수 있는 전용 도로가 건설되고, 차량의 이동방향을 안전하게 전환할 수 있는 교차로가 설치되며 각 교차로에는 통행의 우선 순위(순서)를 지정(통제)하는 교통 신호등이 설치되어 운용되는 것은 매우 바람직하며 일반적이다.

일반적으로 진행 방향이 다른 도로 또는 차선이 만나는 지점을 교차로라 하며 교차로에는 교통신호체계의 제어를 받은 교통신호등 또는 신호등이 설치 운용되고 있다.

교통신호등은 도로 상에서 차량이 이동하는 방향을 직진, 좌회전(또는 우회전, 이하 ‘좌회전’이라 한다.), 정지 등으로 통제하는 신호를 색상과 기호가 있는 조명으로 표시하는 장치이다.

특히, 직진차선과 좌회전 차선이 교차되는 3차로 이상의 교차로에서는 좌회전 차량의 대기시간을 확보하기 위한 좌회전 신호등의 점등시간에 의해 직진 차량들의 통행권이 제한됨으로써, 차량의 흐름이 원활하지 못하고 정체가 반복되는 등의 문제점이 있을 수 있다.

이러한 문제를 일부 해소하기 위한 종래기술의 일실시 예로 대한민국 특허 등록번호 제10-1252225호(2013.04.01.)에 의한 ‘좌회전 차량 감응 교통신호 제어시스템’이 있다.

도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 좌회전 차량 감응 교통신호 제어시스템을 설명하는 기능 구성도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 종래기술은 삼거리 교차로에 설치된 신호등(3,4)과, 정해진 신호체계에 따라 상기 신호등(3,4)의 점등을 제어하며 별도로 구비된 신호제어부와, 신호제어부와 전기적으로 연결되고 진행방향 "a" 도로의 좌회전 차선에 대기하는 차량의 존재 여부를 검출하여 검출데이터를 신호제어부에 송신하며 별도로 구비된 대기차량검출부와, 신호제어부에 전기적으로 연결되고 좌회전 차선의 반대 차선(진행방향 "b" 도로)에서 주행하는 직진 차량의 통행량을 검출하여 검출데이터를 신호제어부에 송신하며 별도로 구비된 통행차량검출부로 이루어진다.

그러나 종래기술의 대기차량검출부와 통행차량검출부는 가시광선을 이용하는 카메라로 도로의 지정된 지역을 촬영하고 분석하는 방식이므로 일기가 좋은 경우 분석이 가능하지만 안개, 눈, 비가 오거나 어두운 야간, 황사 또는 미세 먼지 농도가 높은 일기상태 경우 등에는 도로 상 차량을 명료하게 촬영된 이미지를 확보하지 못하므로 교통분석이 정확하지 못하고 신호등을 원활하게 제어하지 못하므로 교통정체가 발생할 수 있는 등의 문제가 여전히 남아 있다.

따라서 가시광선으로 명료한 촬영이 어려운 야간, 안내가 끼거나 눈과 비가 오는 일기, 황사 또는 미세먼지 농도가 높은 일기 등의 경우에도 교차로 주변의 교통상황을 명료하게 확인하고 정확하게 분석하여 신호등을 제어하므로 교통 흐름을 효율적으로 통제하는 기술을 개발할 필요가 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1252225호(2013.04.01.)에 의한 ‘좌회전 차량 감응 교통신호 제어시스템’

상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 레이더 신호를 이용하여 야간이거나 안개가 끼거나 눈 또는 비가 많이 오거나 미세먼지 또는 황사가 심한 환경에서도 교차로 주변의 좌회전 차선이 포함된 각 차선으로부터 차량의 유무를 정확하게 검출하여 신호등을 제어하는 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템을 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템은 교차로의 일측에 차량의 높이보다 높이 설치되고 레이더 신호를 이용하여 좌회전 차선이 포함된 각 차선별 차량의 교통흐름 정보를 검출하여 기록 저장 관리하는 레이더교통검출시스템장치; 및 상기 레이더교통검출시스템장치로부터 상기 교통흐름정보를 입력하고 분석하여 도로의 차량이 정지, 좌회전, 직진하는 교통신호를 출력하는 교통신호등시스템장치; 를 포함할 수 있다.

상기 레이더교통검출시스템장치와 통신망을 경유하여 접속하고 상기 교통흐름 정보를 수신하여 할당된 영역에 기록저장하며 전체 시스템의 운용을 제어하고 감시하는 중앙교통통제시스템장치; 를 더 포함할 수 있다.

상기 레이더교통검출시스템장치는 검출하고 분석된 상기 교통흐름 정보를 교통상황프레임의 할당된 영역에 각각 기록 저장 관리하고, 상기 레이더교통검출시스템장치는 상기 교통상황프레임을 교통신호등시스템장치와 중앙교통통제시스템장치에 각각 전송하고, 상기 교통신호등시스템장치와 상기 중앙교통통제시스템장치는 수신되어 입력된 상기 교통상황프레임으로부터 상기 교통흐름 정보를 추출하는 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 레이더교통검출시스템장치는 상기 교차로의 일측 영역에 설치되고 직선으로 대응되는 맞은편 위치의 좌회전 차선이 포함된 모든 차선을 레이더 신호의 송수신에 의하여 순차 검색하고 검출된 제 1 차량검출 신호를 출력하는 제 1 레이더부; 상기 교차로의 상기 제 1 레이더부가 설치된 일측 영역과 대응되는 타측 영역에 설치되고 직선으로 대응되는 맞은편 위치의 좌회전 차선이 포함된 모든 차선을 레이더 신호의 송수신에 의하여 순차 검색하고 검출된 제 2 차량검출 신호를 출력하는 제 2 레이더부; 상기 제 1 레이더부와 상기 제 2 레이더부에 각각 접속하고 상기 레이더 신호를 송신과 수신하도록 제어하며 수신된 검출신호를 차량검출신호로 입력하고 분석하며 상기 레이더교통검출시스템장치를 구성하는 각 기능부를 제어하고 감시하는 레이더교통제어부; 상기 레이더교통제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 제 1 레이더부와 상기 제 2 레이더부로부터 각각 입력된 상기 제 1 차량검출신호와 상기 제 2 차량검출신호를 해당 검출 시간정보와 연계시켜 할당된 영역에 각각 기록 저장하는 기록저장부; 및 상기 레이더교통제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 기록저장부로부터 상기 제 1 차량검출신호와 상기 제 2 차량검출신호를 각각 입력받고 분석하여 차량의 검출여부와 차량의 이동속도와 차량의 크기 정보를 각각 분석 추출하고 단위 크기로 이루어지는 교통상황프레임의 지정된 필드 영역에 기록하는 차량판독부; 를 포함할 수 있다.

상기 제 1 레이더부의 무게중심에 회전축의 일측 끝단을 고정 설치하고 상기 레이더교통제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 제 1 레이더부를 반복하여 좌회전과 우회전 시키는 제 1 스텝모터부; 및 상기 제 2 레이더부의 무게중심에 회전축의 일측 끝단을 고정 설치하고 상기 레이더교통제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 제 2 레이더부를 반복하여 좌회전과 우회전 시키는 제 2 스텝모터부; 를 더 포함할 수 있다.

상기 레이더교통제어부는 상기 교차로의 일측애 설치되고 차선을 따라 이동하는 차량의 정지, 직진, 좌회전 운행을 통제하는 신호가 출력되는 교통신호등시스템장치와 접속하며, 상기 교통신호등시스템장치는 상기 레이더교통제어부로부터 입력된 단위 크기의 상기 판독프레임을 분석하여 각 차선의 차량검출과 차량 이동속도와 차량 크기 정보를 추출하는 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 레이더교통검출시스템장치는 상기 레이더교통제어부에 접속하며 유선통신부와 무선통신부를 모두 구비하고 동시에 활성화 상태로 구동시켜 교통신호등시스템장치와 중앙교통통제시스템장치에 각각 접속하고 교통상황프레임이 포함된 신호를 송신과 수신하는 제 1 통신부를 더 구비하고, 상기 교통신호등시스템장치는 유선통신부와 무선통신부를 모두 구비하고 동시에 활성화 상태로 구동시켜 상기 제 1 통신부와 중앙교통통제시스템장치에 각각 접속하고 교통상황프레임이 포함된 신호를 송신과 수신하는 제 2 통신부를 더 구비하는 구성으로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 안개, 눈, 비 등과 같은 일기변화 또는 야간 등과 같이 조명이 부족한 환경 그리고 황사, 미세먼제 등과 같은 주변환경 속에서도 교차로 주변의 좌회전 차선이 포함된 각 차선을 이용하는 차량을 정확하게 검출하고 신호등을 제어하여 원활한 교통흐름이 이루어지도록 통제하는 장점이 있다.

도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 좌회전 차량 감응 교통신호 제어시스템을 설명하는 기능 구성도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템을 설명하는 기능 구성도,
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더교통검출시스템장치의 상세 기능구성 설명도,
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더교통검출시스템장치가 교차로의 각 차선을 검색하는 방식 설명도,
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템에서 송수신되는 교통상황프레임의 각 필드 구성상태 설명도,
그리고
도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더교통검출시스템장치 각 구성부의 활성화 구동신호 도시도 이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템을 설명하는 기능 구성도 이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더교통검출시스템장치의 상세 기능구성 설명도 이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더교통검출시스템장치가 교차로의 각 차선을 검색하는 방식 설명도 이고, 도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템에서 송수신되는 교통상황프레임의 각 필드 구성상태 설명도 이고, 도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 레이더교통검출시스템장치 각 구성부의 활성화 구동신호 도시도 이다.

이하, 첨부된 모든 도면을 참조하여 상세히 설명하면 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템(900)은 레이더교통검출시스템장치(1000)와 교통신호등시스템장치(2000)와 중앙교통통제시스템장치(3000)와 통신망(4000)을 포함하는 구성이다.

레이더교통검출시스템장치(1000)는 교차로(5000)의 일측에 소정 길이의 폴대를 이용하여 차량의 높이보다 높이 설치되고 송신과 수신되는 레이더 신호를 이용하여 좌회전 차선이 포함된 각 차선별 차량의 교통흐름 정보를 검출하여 기록하고 저장하며 관리한다. 폴대는 레이더교통검출시스템장치(1000)를 지상 3 내지 7 미터 범위의 수직 상방 위치에 설치되도록 하되 지상 5 미터 위치에 레이더교통검출시스템장치(1000)가 설치되도록 하는 것이 각 차선에서 차량흐름, 신호를 대기 중인 차량대수와 다수차량에 의한 길이, 차량의 종류 등을 안정적이며 정확하게 검출할 수 있다.

레이더교통검출시스템장치(1000)가 설치되는 위치는 높을수록 각 차선에서의 차량흐름, 대기 중인 차량 대수와 길이, 차량의 종류 등을 정확하게 분석하기 좋으나 설치위치가 높을수록 비, 바람과 기후변화에 고정된 위치가 안정적이지 못하고 폴대의 설치비용이 급증하며 유지보수가 어려운 등의 문제가 있으며, 낮게 설치되면 폴대의 설치와 유지보수 비용이 낮아지며 비, 바람과 기후변화 등으로부터 안정적으로 지지할 수 있는 장점이 있으나 각 차선에서의 차량흐름, 대기 중인 차량의 대수와 길이, 차량의 종류 등을 정확하게 검출하고 분석하기 어려운 등의 문제가 있으므로, 지상 5 미터의 위치에 레이더교통검출시스템장치(1000)가 설치되도록 시설하는 것이 유지보수 등의 측면에서 가장 바람직하다.

레이더교통검출시스템장치(1000)는 제 1 레이더부(1100), 제 2 레이더부(1200), 레이더교통제어부(1300), 기록저장부(1400), 차량판독부(1500), 제 1 스텝모터부(1600), 제 2 스텝모터부(1700)를 포함하는 구성이다.

제 1 레이더부(1100)는 교차로(5000)의 일측 영역에 설치되고 직선으로 대응되는 맞은편 위치의 좌회전 차선이 포함된 모든 차선을 레이더 신호의 송신과 수신에 의하여 순차 검색하고 검출된 신호를 제 1 차량검출 신호로 출력한다. 제 1 레이더부(1100)는 해당 제어신호에 의하여 레이더 신호를 출력하는 제 1 레이더송신부(1120)와 해당 제어신호에 의하여 반사된 레이더 신호를 수신하는 제 1 레이더수신부(1140)로 구성된다.

레이더(RADER)는 Radio Detecting And Ranging의 약어이며, 전파를 이용하여 특정 물체까지의 거리나 움직이는 방향, 모습을 탐지(검출)하는 장치이다. 전파는 전자기파의 일종으로 빛과 같이 일정한 속도로 진진하려는 특성을 지니고 이러한 직진성은 전파의 파장이 짧을수록 강해지며, 전파는 물체에 부딪치면 물체로부터 재방사되어 반사되는 특성이 있다. 레이더는 이러한 전파의 직진과 반사 특성을 이용하여 물체의 위치를 탐지하고 거리를 측정한다. 한편, 레이더는 송신된 전파신호와 물체로부터 반사되어 되돌아오는 전파신호가 겹쳐서 검출하고자 하는 물체의 구별이 곤란하게 되는 것을 방지하기 위하여 전파의 도플러 효과를 이용하는 방법, 송신 전파의 주파수를 시간에 따라 변경하는 방법, 송신 전파를 짧은 주기 시간동안 펄스파 방식으로 출력하고 수신하는 펄스파 방법 등이 있다. 이하에서는 펄스파 방식을 사용하는 것으로 설명한다. 전파의 주파수는 20 내지 30 GHz 대역 범위의 신호를 사용하되 25.2 GHz 대역의 신호를 사용하는 것으로 설명한다. 25.2 GHz 대역보다 높은 주파수를 사용하는 경우 분해능이 우수할 수 있으나 전자회로구성이 비교적 정교하여야 되고 많은 비용이 소요되며 유지보수가 어렵고, 더 낮은 주파수를 사용하는 경우는 회로구성이 비교적 간편하며 비용이 비교적 적게 소요되고 유지보수가 비교적 쉬우나 분해능이 낮아 물체 식별 결과가 정확하지 않을 수 있으므로 24 GHz 대역 전파신호를 사용하는 것이 비교적 바람직하다.

제 2 레이더부(1200)는 교차로의 제 1 레이더부(1100)가 설치된 일측 영역과 대응되는 타측 영역에 설치되고 직선으로 대응되는 맞은편 위치이면서 제 1 레이더부(1100)가 검색하지 못하는 영역의 좌회전 차선이 포함된 모든 차선을 레이더 신호의 송수신에 의하여 순차 검색하고, 이러한 검색에 의하여 검출된 신호를 제 2 차량검출 신호로 출력한다. 제 2 레이더부(1200)는 해당 제어신호에 의하여 레이더 신호를 출력하는 제 2 레이더송신부(1220)와 해당 제어신호에 의하여 반사된 레이더 신호를 수신하는 제 2 레이더수신부(1240)로 구성된다.

레이더교통제어부(1300)는 제 1 레이더부(1100)와 제 2 레이더부(1200)에 각각 접속하고 레이더 신호를 송신(출력)과 수신(입력)하도록 제어하며 수신된 검출신호를 차량검출신호로써 입력하고 분석하며, 레이더교통검출시스템장치(1000)를 구성하는 각 기능부를 제어하고 감시한다.

레이더교통제어부(1300)는 제 1 통신부(1320)를 더 포함한다. 제 1 통신부(1320)는 유선통신부와 무선통신부 중에서 선택된 어느 하나 또는 유선통신부와 무선통신부 구성을 모두 구비하고 유선통신부와 무선통신부를 활성화 상태로 동시에 구동시켜 교통신호등시스템장치(2000)와 중앙교통통제시스템장치(3000)에 각각 접속하며 교통상황프레임(6000)이 포함된 모든 신호를 송신과 수신한다. 유선통신부는 인터넷 통신 기능을 포함하고, 무선통신부는 CDMA 방식과 와이파이, 블루투스, 비콘 방식 중에서 선택된 어느 하나 또는 선택된 어느 하나 이상의 통신 기능을 동시에 구성하고 동시에 활성화시켜 운용하는 것으로 설명한다.

그러므로 대응되는 교통신호등시스템장치(2000)와 중앙교통통제시스템장치(3000)에서도 동일한 구성을 구비하고 동일하게 운용되는 것은 매우 당연하며 상세한 설명은 생략할 수 있다.

기록저장부(1400)는 레이더교통제어부(1300)의 해당 제어신호에 의하여 제 1 레이더부(1100)와 제 2 레이더부(1200)로부터 각각 입력된 제 1 차량검출신호와 제 2 차량검출신호를 해당 검출 시간정보와 연계시켜 할당된 영역에 각각 기록 저장한다.

차량판독부(1500)는 레이더교통제어부(1300)의 해당 제어신호에 의하여 기록저장부(1400)로부터 제 1 차량검출신호와 제 2 차량검출신호를 각각 입력받고 분석하여 차량의 검출여부와 차량의 이동속도와 차량의 크기 정보를 각각 분석 추출하고 단위 크기로 이루어지는 교통상황프레임(6000)의 지정된 필드 영역에 기록한다. 차량의 검출여부 정보에는 검출된 차량의 숫자 정보가 포함되고 차량의 크기 정보에는 각 차량의 길이와 검출된 영역에 위치하는 전체 차량이 형성하는 길이 정보가 포함되는 것으로 설명한다.

교통상황프레임(6000)은 첨부된 도 5 에 상세히 도시되어 있으며 참조하여 설명하면 전체 45 워드(word)로 이루어지며, 1 워드는 10 바이트(byte)로 이루어지고, 1 바이트는 12 비트로 이루어지며, 이러한 구성은 부당한 해킹 또는 허가되지 않은 접속과 제어 등으로부터 보호하기 위하여 암호화하는 것이며, 필요에 의하여 각 값을 가감할 수 있다.

교통상황프레임(6000)은 4 워드의 시작 오버헤드 필드(6010), 3 워드의 제1 차량검출필드(6020), 3 워드의 제1 차량이동속도필드(6030), 3 워드의 제1 차량크기필드(6040), 3 워드의 제1 차량검출시간필드(6050), 3 워드의 제2 차량검출필드(6060), 3 워드의 제2 차량이동속도필드(6070), 3 워드의 제2 차량크기필드(6080), 3 워드의 제2 차량검출시간필드(6090), 10 워드의 예비영역 필드(6100), 5 워드의 시알시(CRC; check redundancy check) 체크 필드(6110), 2 워드의 종료 오버헤드 필드(6120)가 포함된다. 교통상황프레임(6000)은 총 45 워드로 이루어진다.

시작 오버헤드(OH ; over head) 필드(6010)에는 교통상황프레임(6000)에 기록된 데이터가 시작하는 위치 신호, 기록되어 유효한 데이터 숫자, 해당 고유번호 등이 기록되고, 제1 차량검출필드(6020)와 제2 차량검출필드(6060)에는 해당 차선에 차량이 검출되는지의 여부와 검출된 경우는 검출된 차량의 숫자 정보가 기록되고, 제1 차량이동속도필드(6030)와 제2 차량이동속도필드(6070)에는 해당 차선에서 검출된 차량의 이동속도 정보가 기록되고, 제1 차량크기필드(6040)와 제2 차량크기필드(6080)에는 검출된 차량의 크기(길이)를 순서대로 기록하면서 검출영역에 위치하는 전체 차량이 형성하는 길이 정보가 기록되고, 제1 검출시간필드(6050)와 제2 검출시간필드(6090)에는 각 정보가 검출된 해당 일자와 시간 정보가 순서대로 기록되고, 예비영역필드(6100)는 공백으로 유지되지만 필요에 의하여 특정하게 정의된 정보가 기록될 수 있고, 시알시체크필드(6110)에는 교통상황프레임(6000)에 기록된 정보에 오류가 있는지를 확인하고 오류가 있는 경우 알려진 해밍코드(hamming code) 방식으로 복구하며, 복구가 어려운 경우 해당 프레임의 정보를 재전송하도록 요청하는 신호가 자동 기록되고, 종료 오버헤드(OH) 영역에는 교통상황프레임(6000)에 기록된 데이터가 종료하는 위치 신호와 프레임의 일련번호 정보가 기록된다.

제 1 스텝모터부(1600)는 제 1 레이더부(1100)의 무게중심에 회전축의 일측 끝단을 고정 설치하고 레이더교통제어부(1300)의 해당 제어신호에 의하여 제 1 레이더부(1100)를 반복하여 우회전과 좌회전 시킨다.

제 2 스텝모터부(1700)는 제 2 레이더부(1200)의 무게중심에 회전축의 일측 끝단을 고정 설치하고 레이더교통제어부(1300)의 해당 제어신호에 의하여 제 2 레이더부(1200)를 반복하여 우회전과 좌회전 시킨다.

제 1 스텝모터부(1600)와 제 2 스텝모터부(1700)는 1 도 단위로 회전을 제어할 수 있는 스텝(step) 모터를 사용하는 것이 매우 바람직하다. 1 도 미만으로 회전이 제어되는 스텝모터는 가격이 비교적 비싸고 제어회로의 구성 및 제어신호의 구성도 매우 복잡해지므로 유지보수가 어려운 등의 문제가 있고, 2 도 단위 이상으로 회전이 제어되는 경우는 도로의 차선 경계를 구분하기 어려워 분해능이 떨어지므로 판독능력이 저하되는 문제가 있다. 따라서 1 도 단위로 회전이 제어되는 스텝모터 등을 사용하는 것이 매우 바람직하다.

여기서 우회전과 좌회전은 첨부된 도 4 를 참조하고 해당 중심축을 기준하여 각각 왼쪽으로부터 오른쪽 방향으로 또한, 오른쪽으로부터 왼쪽 방향으로 회전하는 것을 설명하고 필요에 의하여 변경할 수 있음은 매우 당연하다.

제 1 레이더송신부(1120)와 제 1 레이더수신부(1140)와 제 1 스텝모터부(1600) 그리고 제 2 레이더송신부(1220)와 제 2 레이더수신부(1240)와 제 2 스텝모터부(1700)가 레이더교통제어부(1300)의 해당 제어신호에 의하여 활성화 상태로 구동되어 동작하거나 좌회전 또는 우회전하는 타임테이블이 첨부된 도 6 에 상세히 잘 도시되어 있다.

이러한 타임테이블은 일반적으로 잘 알려져 있으므로 제 1 레이더부(1100)를 기준으로 설명하기로 하고 제 2 레이더부(1200)에 의한 상세한 동작설명은 생략하기로 한다.

제 1 스텝모터부(1600)는 레이더교통제어부(1300)의 해당 제어신호에 의하여 t1 내지 t12 시간 동안에 축 중심의 우회전하고 t13 내지 t24 시간 동안에 축 중심의 좌회전하는 과정이 반복된다. 필요에 의하여 우회전 동작을 좌회전 동작으로 변경 설정할 수 있음은 매우 당연하다.

제 1 레이더송신부(1120)는 레이더교통제어부(1300)의 해당 제어신호에 의하여 t1, t3, t9, t11, t13, t15, t21, t23 시간에 각각 레이더 신호를 송신한다. 한편, 제 1 레이더수신부(1140)는 레이더교통제어부(1300)의 해당 제어신호에 의하여 t2, t4, t10, t12, t14, t16, t22, t24 시간에 각각 레이더 신호를 수신한다.

제 1 레이더송신부(1120)는 t1 시간에 첨부된 도 4a 에서의 a 도로 상에 레이더 신호를 송신하고, 제 1 레이더수신부(1140)가 t2 시간에 첨부된 도 4a 에서의 a 도로 상에서 반사된 레이더 신호를 수신한다.

제 1 레이더수신부(1140)에서 수신된 레이더 제 1 차량검출 신호는 레이더교통제어부(1300)에 입력되고 분석되어 차량의 존재 유무, 차량이 존재하는 경우 특정 영역에 존재하는 차량숫자, 차량의 이동속도, 각 차량의 크기, 특정 영역에 존재하는 전체 차량이 형성하는 길이 값, 시간 값이 추출되어 할당된 영역에 기록 저장된다.

또한, 제 1 레이더송신부(1120)는 t3, t9, t11 시간에 첨부된 도 4a 에서의 b, d, e 도로 상에 레이더 신호를 순차 각각 송신하고, 역방향으로 회전하면서 t13, t15, t21, t23 시간에 e, d, b, a 도로 상에 레이더 신호를 순차 각각 송신한다.

한편, 제 1 레이더수신부(1140)는 t4, t10, t12 시간에 첨부된 도 4a 에서의 b, d, e 도로 상으로부터 반사된 레이더 신호를 순차 각각 수신하고, 역방향으로 회전하면서 t14, t16, t22, t24 시간에 e, d, b, a 도로 상으로부터 반사된 레이더 신호를 순차 각각 수신한다.

여기서 c 도로와 i 도로에 위치하는 t5 내지 t8 및 t17 내지 t20 시간 동안은 송신과 수신을 하지 않는다. 그리고 f 도로와 l 도로는 회전 반경에 포함되지 않은 것으로 타임테이블이 도시되어 있으나 필요에 의하여 포함시킬 수 있음은 매우 당연하며 포함되는 경우의 설명은 생략하기로 한다. 이러한 과정은 시스템이 운용되는 동안 계속 반복되며, 이러한 운용은 알려진 하드웨어(H/W)와 소프트웨어(S/W)를 사용할 수 있고 이하에서 동일하게 적용된다.

교통신호등시스템장치(2000)는 레이더교통검출시스템장치(1000)로부터 교통흐름정보를 교통상황프레임(6000)으로 입력하고 해독 분석하여 도로의 각 차선에 차량이 정지, 좌회전, 직진하는 교통신호를 출력한다. 출력되는 교통신호는 색상과 기호와 이미지가 포함되며, 지속되는 점등 또는 반복되는 점멸 또는 점등과 점멸의 조합으로 표현될 수 있다.

교통신호등시스템장치(2000)는 교통신호등제어부(2100)와 제2통신부(2200)와 교통신호출력부(2300)를 포함하는 구성이다. 제 2 통신부(2200)는 제 1 통신부(1320)와 동일한 구성 및 작용을 하므로 중복설명을 생략하기로 한다.

교통신호등시스템장치(2000)와 레이더교통검출시스템장치(1000)는 제 2 통신부(2200)와 제 1 통신부(1320)를 통하여 직접 접촉하고 교통상황프레임(6000)을 직접 수신 입력하며 기록 저장된 해당 프로그램에 의하여 분석하므로 교통신호출력부(2300)를 제어하여 원활한 교통 소통이 이루어지도록 한다.

교통신호등시스템장치(2000)를 구성하는 교통신호등제어부(2100)와 중앙교통통제시스템장치(3000)는 수신되어 입력된 교통상황프레임(6000)에 의하여 암호화된 상태를 복호화하므로 교통흐름을 분석할 수 있는 정보를 추출할 수 있는 구성이며, 이러한 구성 및 작용은 일반적으로 알 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

교통신호등제어부(2100)는 교통상황프레임(6000)으로부터 추출된 교통흐름 정보를 분석하고 교통신호등출력부(2300)를 제어하여 좌회전(또는 우회전), 정지, 직진이 포함되는 교통 제어(통제)신호를 선택적으로 출력시키고 정상적으로 운용되는지의 동작상태를 감시한다.

중앙교통통제시스템장치(3000)는 레이더교통검출시스템장치(1000)와 통신망(4000)을 경유하여 접속하고 교통흐름 정보를 수신하여 할당된 영역에 기록저장하며 전체 시스템의 운용을 제어하고 감시한다.

통신망(4000)은 설명된 유선통신망과 무선통신망을 모두 구비하고 동시에 활성화 상태로 운영할 수 있으며 레이더교통검출시스템장치(1000)와 교통신호등시스템장치(2000)와 중앙교통통제시스템장치(3000)에 각각 접속하여 통신경로를 할당하고 제공한다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

900 : 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템
1000 : 레이더교통감응시스템장치 1100 : 제 1 레이더부
1120 : 제 1 레이더송신부 1140 : 제 1 레이더수신부
1200 : 제 2 레이더부 1220 : 제 2 레이더송신부
1240 : 제 2 레이더수신부 1300 : 레이더교통제어부
1320 : 제 1 통신부 1400 : 기록저장부
1500 : 차량판독프레임부 1600 : 제 1 스텝모터부
1700 : 제 2 스텝모터부 2000 : 교통신호등시스템장치
2100 : 교통신호등제어부 2200 : 제 2 통신부
2300 : 교통신호출력부 3000 : 중앙교통통제시스템장치
4000 : 통신망 5000 : 교차로
6000 : 교통상황프레임

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 교차로의 일측에 차량의 높이보다 높이 설치되고 레이더 신호를 이용하여 좌회전 차선이 포함된 각 차선별 차량의 교통흐름 정보를 검출하여 기록 저장 관리하는 레이더교통검출시스템장치; 및
   상기 레이더교통검출시스템장치로부터 상기 교통흐름정보를 입력하고 분석하여 도로의 차량이 정지, 좌회전, 직진하는 교통신호를 출력하는 교통신호등시스템장치; 를 포함하되,
   상기 레이더교통검출시스템장치와 통신망을 경유하여 접속하고 상기 교통흐름 정보를 수신하여 할당된 영역에 기록저장하며 전체 시스템의 운용을 제어하고 감시하는 중앙교통통제시스템장치; 를 더 포함하고,
   상기 레이더교통검출시스템장치는 검출하고 분석된 상기 교통흐름 정보를 교통상황프레임의 할당된 영역에 각각 기록 저장 관리하고,
   상기 레이더교통검출시스템장치는 상기 교통상황프레임을 교통신호등시스템장치와 중앙교통통제시스템장치에 각각 전송하고,
   상기 교통신호등시스템장치와 상기 중앙교통통제시스템장치는 수신되어 입력된 상기 교통상황프레임으로부터 상기 교통흐름 정보를 추출하는 구성으로 이루어지고,
   상기 교통상황프레임은
   전체 45 워드(word)로 이루어지고, 1 워드는 10 바이트(byte)로 이루어지며, 1 바이트는 12 비트로 이루어지고,
   상기 교통상황프레임은
   4 워드의 시작 오버헤드 필드, 3 워드의 제1 차량검출필드, 3 워드의 제1 차량이동속도필드, 3 워드의 제1 차량크기필드, 3 워드의 제1 차량검출시간필드, 3 워드의 제2 차량검출필드, 3 워드의 제2 차량이동속도필드, 3 워드의 제2 차량크기필드, 3 워드의 제2 차량검출시간필드, 10 워드의 예비영역 필드, 5 워드의 시알시(CRC; check redundancy check) 체크 필드, 2 워드의 종료 오버헤드 필드가 포함되고,
   상기 시작 오버헤드(OH ; over head) 필드에는 교통상황프레임에 기록된 데이터가 시작하는 위치 신호, 기록되어 유효한 데이터 숫자, 해당 고유번호가 기록되고,
   상기 제1 차량검출필드와 제2 차량검출필드에는 해당 차선에 차량이 검출되는지의 여부와 검출된 경우는 검출된 차량의 숫자 정보가 기록되고,
   상기 제1 차량이동속도필드와 제2 차량이동속도필드에는 해당 차선에서 검출된 차량의 이동속도 정보가 기록되고,
   상기 제1 차량크기필드와 제2 차량크기필드에는 검출된 차량의 크기(길이)를 순서대로 기록하면서 검출영역에 위치하는 전체 차량이 형성하는 길이 정보가 기록되고,
   상기 제1 검출시간필드와 제2 검출시간필드에는 각 정보가 검출된 해당 일자와 시간 정보가 순서대로 기록되고,
   상기 예비영역필드는 공백으로 유지되며 필요에 의하여 특정하게 정의된 정보가 기록되고,
   상기 시알시체크필드에는 교통상황프레임에 기록된 정보에 오류가 있는지를 확인하고 오류가 있는 경우 알려진 해밍코드(hamming code) 방식으로 복구하며, 복구가 어려운 경우 해당 프레임의 정보를 재전송하도록 요청하는 신호가 자동 기록되고,
   상기 종료 오버헤드(OH) 영역에는 교통상황프레임에 기록된 데이터가 종료하는 위치 신호와 프레임의 일련번호 정보가 기록되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이더를 이용한 좌회전 교통신호 대기차량 감응신호 제어시스템.
   
   
   
   
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