KR101770627B1 - 폴리건 미러를 이용하여 스캔속도 및 분해능을 높인 레이저 검지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 5개의 각면을 갖는 폴리건 미러를 이용하여 레이저로부터 출사되는 레이저신호를 편향시켜 차선의 폭 방향으로 스캔이 이루어지도록 구성됨으로써 차량데이터 검출을 위한 대량의 데이터 확보가 가능하여 분해능 및 검지율을 높일 수 있고, 레이저부들이 폴리건 미러의 양측에 설치되어 레이저신호들을 대향되게 출사함으로써 폴리건 미러의 동일 회전속도 대비 스캔속도를 극대화시킴으로써 정밀한 스캔이 가능하여 분해능 및 차량감지의 정확성을 더욱 높일 수 있으며, 각 레이저부가 한 쌍의 스캔 발광부들을 포함하되, 평면상에서 바라보았을 때 스캔 발광부들이 서로 다른 광축을 갖도록 설치됨으로써 스캔라인들이 차량 주행방향으로 간격을 두고 형성되어 서로 다른 영역의 스캔을 통해 차량을 더욱 정확하게 감지할 수 있는 레이저검지기에 관한 것이다.

Description

폴리건 미러를 이용하여 스캔속도 및 분해능을 높인 레이저 검지기{laser detector for enhancing scan velocity and resolving power with polygon mirror}

본 발명은 폴리건 미러를 이용하여 스캔속도 및 분해능을 높인 레이저 검지기에 관한 것으로서, 상세하게로는 폴리건 미러(Polygon mirror)의 양측에 레이저부들을 대향되게 설치함과 동시에 레이저부들의 설치각도 및 각 스캔발광부의 광축의 변경을 통해 분해능 및 스캔속도를 높여 차량감지의 정확성 및 신뢰도를 획기적으로 개선시킬 수 있는 레이저 검지기에 관한 것이다.

차량수요가 증가하고 통신기반이 확장됨에 따라 첨단기술을 교통체계에 적용시켜 교통체계를 일괄적으로 관리하기 위한 지능형 교통시스템(ITS, Intelligent Transportation Systems)이 널리 사용되고 있다.

이러한 지능형 교통시스템(ITS)은 차량검지기, AVI(Automatic Vehicle Identification, 차량번호인식장치) 등과 같이 도로 현장에 설치되어 차량을 감지하는 감지장비에 의하여 측정된 감지데이터를 기반으로 교통정보를 생성하기 때문에, 지능형 교통 시스템에 있어서 감지장비의 검출정확성은 교통정보 품질에 직접적인 영향을 주게 되고, 이러한 감지장비는 레이더검지기, 영상기반 검지장비, 레이저검지기 등으로 분류된다.

특히 레이저(Laser) 신호는 에너지밀도가 크며, 파장 및 위상이 일정하여 간섭에 강하고, 직진성 및 집광성이 우수한 장점으로 인하여 이러한 레이저신호를 이용하여 차량을 감지하는 레이저검지기가 널리 사용되고 있다.

도 1은 국내등록특허 제10-0877175호(발명의 명칭 : 레이저를 이용한 고정식 주행 차량 관련 데이터 획득시스템)에 개시된 데이터 획득 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 1의 종래의 레이저 속도검지기(이하 종래기술이라고 함)(100)는 레이저신호(L1)를 도로에 송수신 하는 1채널(110)과, 1채널(110)의 레이저신호(L1)로부터 차량 주행방향으로 이격되게 레이저신호(L2)를 송수신 하는 2채널(120)과, 채널1, 2(110), (120)의 출력 신호를 활용하여 차종을 검출하는 프로파일 변환부(130)와, 프로파일변환부(130)에 의해 검출된 차종데이터가 저장되는 메모리(140)로 이루어진다.

즉 종래기술(100)은 1채널(110) 및 2채널(120)이 차량 주행방향으로 이격되는 레이저신호(L1), (L2)들을 조사하도록 구성됨으로써 두 개의 레이저신호들을 통해 차량정보 검출이 이루어지기 때문에 검출정확성을 높일 수 있는 장점을 갖는다.

그러나 종래기술(100)은 단순히 도로의 차량 주행방향으로 이격된 지점으로 단순히 두 개의 레이저신호(L1), (L2)들만이 조사되기 때문에 외부 요인에 의해 레이저신호들 중 어느 하나가 영향을 받는 경우 차량정보 검출이 정확하게 이루어지지 못하는 한계를 갖는다.

또한 종래기술(100)은 레이저신호(L1), (L2)들에 의해 감지되는 폭 방향의 면적이 전체 도로 폭 대비 과도하게 작기 때문에 검지율이 떨어짐과 동시에 이를 사전에 운전자가 인지하는 경우 해당 구간을 고의로 피해 운전하여 단속 회피율이 높은 구조적 한계를 갖는다.

즉 레이저검지기는 서로 다른 위치로 조사되는 레이저신호들의 수량이 증가할수록 이에 비례하여 검출의 정확성 및 신뢰도가 증가하게 된다.

이에 따라 종래기술(100)의 문제점을 해결하기 위해서는, 복수개의 레이저송수신부들을 설치하여 조사되는 레이저신호들의 수량을 높이는 방식이 있으나, 이러한 방식은 고가의 레이저 송수신부를 복수개로 장착하여야하기 때문에 제조비용 및 장비크기가 증가함과 동시에 소수의 레이저신호들의 추가로 인한 검출정확성 증가의 효과가 미비하여 효율성이 떨어지는 단점을 갖는다.

한편, 최근 들어 프린터, 스캐너, 복사기, 거리측정기 등의 전자장비에는 결상면의 전체 영역으로 레이저신호를 조사하기 위한 폴리건 미러(Polygon mirror)가 널리 사용되고 있다.

도 2는 종래의 프린터 레이저 스캐닝 유닛트를 나타내는 구성도이다.

종래의 프린터 레이저 스캐닝 유닛트(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 광원인 레이저 빔을 출사시키는 레이저 다이오드(210)와, 레이저 다이오드(210)에서 출사된 레이저 빔을 광축에 대해 평행광 및 선형광으로 변형시키는 렌즈(220)들과, 렌즈9220)들을 통한 수평방향의 선형광을 등선속도로 이동시켜 스캐닝하는 폴리건 미러(240)로 이루어진다.

이때 폴리건 미러(240)는 스캐닝 모터(250)에 결합되어 스캐닝 모터(250)의 회전에 따라 회전한다.

또한 폴리건 미러(240)는 복수개의 경면(241)을 갖는 정다각형 형상의 기둥으로 형성되며, 상하 양면은 평행하고 경면은 상하 양면에 대해 수직으로 형성됨으로써 레이저 다이오드(210)로부터 조사되는 레이저 빔을 편향시킬 수 있게 된다.

이러한 폴리건 미러(240)는 스캐닝 모터(250)에 의해 회전됨과 동시에 서로 다른 경사각을 갖는 경면(241)들로 형성되기 때문에 한 개의 레이저신호를 다양한 각도로 편향시켜 복수개의 레이저신호들을 조사하는 효과를 기대할 수 있는 장점을 갖고 있으나, 아직 차량을 감지하기 위한 레이저검지기에 폴리건 미러를 적용시킨 연구는 전무한 상황이다.

또한 레이저검지기는 고속 주행하는 차량을 감지하기 위한 목적을 갖는 것으로서, 동일 구간의 동일시간 동안 얼마나 많은 레이저신호들의 스캔이 이루어지는지(스캔속도)가 검출 정확성에 직결되나, 만약 레이저검지기에 폴리건 미러를 적용시킨다고 가정하더라도, 이러한 스캔속도를 높이기 위한 별도의 방법 및 기술이 적용되 지 않아 검출정확성을 극대화시킬 수 없는 구조적 한계를 갖는다.

다시 말하면, 종래의 레이저검지기에 폴리건 미러를 적용시킨다고 할지라도, 스캔속도가 떨어지는 경우, 수집되는 프로파일 데이터량이 제한되어 경차 등과 같이 차량의 사이즈가 작거나 또는 차량이 고속으로 주행 중인 경우 차량검지가 정확하게 이루어지지 않을 뿐만 아니라 검출 정확성이 현저히 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 5개의 결상면을 갖는 폴리건 미러를 이용하여 레이저로부터 출사되는 레이저신호를 다양한 각도로 편향시켜 차선의 폭 방향으로 스캔이 이루어지도록 구성됨으로써 차량데이터 검출을 위한 대량의 데이터 확보가 이루어져 검지율 및 분해능을 획기적으로 높일 수 있는 레이저검지기를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 폴리건 미러의 양측에 레이저부들이 설치되어 폴리건 미러의 양측으로 대향되게 레이저신호들을 출사하도록 구성됨으로써 동일한 폴리건 미러의 동일 회전속도 대비 스캔속도를 극대화시킴으로써 정밀한 스캔이 가능하여 분해능 및 차량감지의 정확성을 더욱 높일 수 있으며, 경차 등과 같이 사이즈가 작은 차량이나 고속으로 주행 중인 차량에 대해서도 정확한 차량 검지 및 프로파일 데이터 수집이 가능한 레이저검지기를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 각 레이저부가 한 쌍의 스캔 발광부들을 포함하되, 평면상에서 바라보았을 때 스캔 발광부들이 서로 다른 광축을 갖도록 설치됨으로써 스캔라인들이 차량 주행방향으로 간격을 두고 형성되어 서로 다른 영역의 스캔을 통해 차량을 더욱 정확하게 감지할 수 있는 레이저검지기를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 폴리건 미러가 5개의 각면을 갖는 5각 기둥으로 형성됨과 동시에 레이저부들의 렌즈의 광축이 측면상에서 바라보았을 때 18°의 각도로 경사지게 형성되도록 구성됨으로써 폴리건 미러를 중심으로 양측으로 72°의 반사범위를 가질 수 있고, 이에 따라 수직스캔 발광부 및 전방스캔 발광부가 동일한 영역 및 위치를 스캔하되 72°의 간격을 유지하면서 스캔이 이루어지는 레이저검지기를 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 주행차량을 감지하기 위한 레이저검지기에 있어서: 하부가 개구된 하우징; 복수개의 결상면들을 갖는 다각 기둥형상으로 형성되며, 상기 하우징 내부에서 회동 가능하도록 설치되는 편향부; 상기 편향부를 구동시키는 구동부; 상기 하우징의 양측부에 설치되어 상기 편향부의 대향되는 결상면으로 레이저신호들을 각각 출사한 후 반사 신호를 수신하는 제1레이저부 및 제2 레이저부들을 포함하고, 상기 하우징은 상기 편향부의 길이 방향이 차선의 주행방향을 향하도록 설치되고, 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부로부터 출사되는 레이저신호들을 편향시켜 차선의 폭 방향의 동일 구간의 스캔이 이루어지도록 하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는 레이저신호를 출사하는 발광부들; 상기 발광부들로부터 출사되는 레이저신호들 각각의 반사 신호를 수광하는 수광부들을 포함하고, 상기 발광부들은 평면상으로 바라보았을 때, 서로 다른 광축을 갖도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는 평면상으로 바라보았을 때 상기 편향부의 결상면에 수직으로 광축이 형성되는 수직스캔 발광부; 평면상으로 바라보았을 때 상기 편향부의 결상면에 경사지게 광축이 형성되는 전방스캔 발광부; 상기 전방스캔 발광부와 동일한 광축을 갖도록 설치되어 상기 수직스캔 발광부로부터 출사되어 반사되는 레이저신호를 수광하는 수직스캔 수광부; 상기 수직스캔 발광부와 동일한 광축을 갖도록 설치되어 상기 전방스캔 발광부로부터 출사되어 반사되는 레이저신호를 수광하는 전방스캔 수광부들을 더 포함하고, 상기 편향부는 스캔이 이루어지는 구간을 스캔라인이라고 할 때, 상기 수직스캔 발광부의 레이저신호를 편향시켜 수직스캔라인(S1)이 직하부에 형성되도록 하며, 상기 전방스캔 발광부의 레이저신호를 편향시켜 상기 수직스캔라인(S1) 보다 차량 진입방향인 전방으로 이격된 위치에 전방스캔라인(S2)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는 차량 주행방향을 따라 상기 전방스캔 발광부, 상기 전방스캔 수광부, 상기 수직스캔 수광부 및 상기 수직스캔 발광부가 설치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는 상기 수직스캔 발광부와 동일한 광축을 갖도록 설치되어 레이저포인터 신호를 출사하는 수직 레이저포인터; 상기 전방스캔 발광부와 동일한 광축을 갖도록 설치되어 레이저포인터 신호를 출사하는 전방 레이저포인터를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 편향부는 5각 기둥형상으로 형성되어 외측면에 상기 결상면들이 형성되는 폴리건 미러(Polygon mirror)인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는 상기 수직스캔 발광부, 상기 수직스캔 수광부, 상기 전방스캔 발광부, 상기 전방스캔 수광부가 측면상에서 바라보았을 때, 광축이 18°의 각도로 경사지게 형성되도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제1 레이저부의 수직스캔 발광부에 의한 레이저신호의 스캔과, 상기 제2 레이저부의 수직스캔 발광부에 의한 레이저신호의 스캔은 상기 수직스캔라인(S1)을 동일하게 스캔하되 72°의 위상차가 발생하여 72°의 간격으로 스캔이 이루어지고, 상기 제1 레이저부의 전방스캔 발광부에 의한 레이저신호의 스캔과, 상기 제2 레이저부의 전방스캔 발광부에 의한 레이저신호의 스캔은 상기 전방스캔라인(S2)을 동일하게 스캔하되 72°의 위상차가 발생하여 72°의 간격으로 스캔이 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 하우징은 양측부에 설치되는 제1 커버 및 제2 커버를 더 포함하고, 상기 제1 커버 및 상기 제2 커버는 내부에 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부의 발광부들 및 수광부들의 렌즈들이 삽입되는 설치공들이 형성되는 판재 형상의 경사판을 포함하여 상기 하우징의 양측부에 설치되고, 상기 제1 커버 및 상기 제2 커버의 경사판들은 하향될수록 외측으로 벌어지는 경사면으로 형성되어 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부의 광축이 측면상으로 바라보았을 때 18°를 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는 감지대상의 위치가 포함되는 고감도 감지영역과, 상기 수직스캔 발광부 또는 상기 전방스캔 발광부로부터 상기 고감도 감지영역 직전까지 사이의 저감도 감지영역의 감도 차등화가 이루어지도록, 감지대상이 6m 내지 18m의 거리 범위일 때, 상기 수직스캔 발광부 및 상기 수직스캔 수광부의 광축중심이 감지대상과 0.5° 내지 5°의 각도 범위에 있도록 하거나 상기 전방스캔 발광부 및 상기 전방스캔 수광부의 광축중심이 감지대상과 0.5° 내지 5°의 각도 범위에 있도록 하고, 상기 레이저검지기가 6m 높이에 설치될 때, 상기 수직스캔 발광부 및 상기 수직스캔 수광부의 광축중심이 감지대상과 1.5°~ 5°의 각도 범위에 있도록 하거나 상기 전방스캔 발광부 및 상기 전방스캔 수광부의 광축중심이 감지대상과 1.5°~ 5°의 각도 범위에 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 5개의 각면을 갖되 각면에 미러가 설치되는 폴리건 미러를 이용하여 레이저로부터 출사되는 레이저신호를 다양한 각도로 편향시켜 차선의 폭 방향으로 스캔이 이루어지도록 구성됨으로써 차량데이터 검출을 위한 대량의 데이터 확보가 이루어져 검지율 및 분해능을 획기적으로 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 폴리건 미러의 양측에 레이저부들이 설치되어 폴리건 미러의 양측으로 대향되게 레이저신호들을 출사하도록 구성됨으로써 동일한 폴리건 미러의 회전속도 대비 스캔속도를 극대화시킴으로써 정밀한 스캔이 가능하여 분해능 및 차량감지의 정확성을 더욱 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 각 레이저부가 한 쌍의 스캔 발광부들을 포함하되, 평면상에서 바라보았을 때 스캔 발광부들이 서로 다른 광축을 갖도록 설치됨으로써 스캔라인들이 차량 주행방향으로 간격을 두고 형성되어 서로 다른 영역의 스캔을 통해 차량을 더욱 정확하게 감지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 폴리건 미러가 5개의 각면을 갖는 5각 기둥으로 형성됨과 동시에 레이저부들의 렌즈의 광축이 측면상에서 바라보았을 때 18°의 각도로 경사지게 형성되도록 구성됨으로써 폴리건 미러를 중심으로 양측으로 72°의 반사범위를 가질 수 있고, 이에 따라 수직스캔 발광부 및 전방스캔 발광부가 동일한 영역 및 위치를 스캔하되 72°의 간격을 유지하면서 스캔이 이루어지게 된다.

도 1은 국내등록특허 제10-0877175호(발명의 명칭 : 레이저를 이용한 고정식 주행 차량 관련 데이터 획득시스템)에 개시된 데이터 획득 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 종래의 프린터 레이저 스캐닝 유닛트를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 레이저검지기가 설치된 모습을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 레이저검지기를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4를 다른 각도(하부)에서 바라본 사시도이다.
도 6은 도 4의 분해사시도이다.
도 7은 도 6의 하우징 및 구동부를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 6의 편향부를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 6의 제2 레이저부를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 제2 레이저부가 제2 커버에 결합되는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 11의 (a)는 폴리건 미러의 일측으로만 레이저신호가 출사될 때를 나타내는 예시도이고, (b)는 본 발명에서와 같이 폴리건 미러의 양측으로 레이저신호가 출사될 때를 나타내는 예시도이다.
도 12는 본 발명의 폴리건 미러의 회전에 따라 스캔라인이 형성되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 13은 본 발명의 제1 레이저부 및 제2 레이저부에 의해 형성되는 스캔라인들을 설명하기 위한 예시도이다.
도 14의 (a)는 본 발명의 수직스캔 발광부 및 전방스캔 발광부의 원리를 설명하기 위한 측면도이고, (b)는 (a)의 정면도이다.
도 15는 본 발명에 의한 스캔라인을 설명하기 위한 예시도이다.
도 16은 본 발명의 레이저부의 스캔 발광부 및 스캔 수광부의 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예인 레이저검지기가 설치된 모습을 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명의 일실시예인 레이저검지기(1)는 지주 및 겐트리 등의 구조물(11)에 설치되어 감지대상인 차선(R)으로 레이저를 출사한 후 반사 신호를 수집하여 차량감지, 감지시간, 차량속도 등의 차량데이터를 검출하기 위한 장비이다. 이때 차량데이터 검출은 도 3에서와 같이 별도의 컨트롤러(13)에서 연산 처리되거나 또는 레이저검지기(1)의 제어부에서 자체적으로 수행되는 것으로 구성될 수 있다.

또한 레이저검지기(1)는 차선(R) 당 한 개씩 설치되어 차선의 주행차량을 감지한다.

또한 레이저검지기(1)는 모터 등의 구동수단에 의하여 회전하는 폴리건 미러가 레이저신호를 다양한 각도로 편향시켜 차선(R)의 폭 방향(d)으로 스캔라인을 형성함으로써 폭 상에서 차량 감지면적이 좁아 검지율이 낮으면서 단속회피율이 높은 종래의 문제점을 해결할 수 있게 된다.

또한 레이저검지기(1)는 폴리건 미러의 양측에, 레이저 발광부 및 레이저 수광부로 이루어지는 레이저 부들을 설치하여 각 레이저부에서 폴리건 미러의 대향되는 결상면으로 레이저신호(L1), (L2)들을 출사함으로써 폴리건 미러의 동일 회전속도 대비 스캔속도를 극대화시켜 차량데이터 검출의 정밀성, 정확성 및 신뢰도를 획기적으로 높일 수 있게 된다. 즉, 레이저검지기(1)는 폴리건 미러의 양측에 레이저부들이 설치됨에 따라 레이저부들에서 출사되는 한 쌍의 레이저신호(L1), (L2)들이 다양한 각도로 편향되어 스캔라인들을 형성하게 되고, 이에 따라 차량데이터 검출이 정밀하게 이루어질 수 있게 된다.

또한 레이저검지기(1)는 각 레이저부가 한 쌍의 스캔 발광부들을 포함하되, 평면상에서 바라보았을 때 스캔 발광부들이 서로 다른 광축을 갖도록 구성됨으로써 차량 주행방향으로 간격을 두고 스캔라인(S1), (S2)들이 형성되어 차량데이터 검출의 정확성 및 신뢰도를 더욱 높일 수 있게 된다.

이때 스캔라인(S1)은 본 발명이 설치된 위치로부터 직하부에 형성되고, 스캔라인(S2)은 스캔라인(S1)으로부터 전방에 이격되게 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 일실시예인 레이저검지기(1)의 기술적 특징은 1)폴리건 미러를 이용하여 레이저신호를 다양한 방향으로 편향시켜 차선의 폭 방향(d)으로 스캔이 이루어지도록 하고, 2)폴리건 미러의 양측부에 레이저부를 대향되게 설치하여 모터 회전속도 대비 스캔속도를 극대화시킬 수 있으며, 3)각 레이저부가 광축이 서로 다른 스캔 발광부들을 포함하여 차량 주행방향으로 이격되는 스캔라인(S1), (S2)들이 형성됨으로써 이중으로 차량데이터 검출이 가능하여 스캔의 효율성 및 신뢰도를 높일 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 기술적 특징은 후술되는 도 4 내지 14를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예인 레이저검지기를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4를 다른 각도(하부)에서 바라본 사시도이고, 도 6은 도 4의 분해사시도이다.

레이저검지기(1)는 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이, 상하부가 개구된 육면체 형상으로 형성되어 구성수단(3), (5), (6), (7), (9), (27), (28)들을 지지 및 고정시키는 하우징(2)과, 하우징(2)의 일측부에 설치되어 한 쌍의 레이저신호(L1-1), (L1-2)들을 후술되는 편향부(3)의 폴리건 미러(31)의 일측부로 출사한 후 반사 신호를 수광하는 제1 레이저부(5)와, 하우징(2)의 타측부에 설치되어 한 쌍의 레이저신호(L2-1), (L2-2)들을 후술되는 편향부(3)의 폴리건 미러(31)의 타측부로 출사한 후 반사 신호를 수광하는 제2 레이저부(6)와, 하우징(2)의 내부에 회동 가능하도록 설치되되 제1 레이저부(5) 및 제2 레이저(6)로부터 출사되는 레이저신호들을 다양한 각도로 편향시키는 편향부(3)와, 편향부(3)를 회동시키는 구동부(7)와, 복수개의 회로기판(9)들로 이루어진다.

또한 레이저검지기(1)는 결합 시 차량운전자가 바라볼 때 제1 레이저부(5)가 좌측(-Y축)에 배치되고, 제2 레이저부(6)가 우측(+Y축)에 배치된 상태로 겐트리 등의 외부 구조물(11)에 설치된다.

또한 편향부(3)는 전방에서 바라보았을 때 반시계 방향으로 편향부(3)의 회전이 이루어진다.

도 7은 도 6의 하우징 및 구동부를 나타내는 사시도이다.

도 7의 하우징(2)은 중앙이 개구된 사각판재로 형성되는 고정플레이트(21)와, 고정플레이트(21)의 일면에 대향되게 수직 설치되는 수직플레이트(23), (24)들과, 수직플레이트(23), (24)들 사이에 결합되는 복수개의 프레임(25)들과, 내부에 복수개의 설치공(2711)들이 형성되어 수직플레이트(23), (24)들 사이의 양측부에 대향되게 설치되는 제1, 2 커버(27), (28)들로 이루어진다.

이때 도 7은 하우징(2)의 형상 및 구성을 예시적으로 보여준 것이며, 하우징(2)은 형상 및 구성은 이에 한정되지 않으며, 상하부가 개구되되 내부에 편향부(3)가 회동 가능하도록 설치될 수 있으며, 양측부에 제1 커버(27) 및 제2 커버(28)가 결합될 수 있는 다양한 형상 및 구성으로 형성될 수 있다.

고정플레이트(21)는 중앙에 개구부가 형성되는 판재로 형성되며, 상세하게로는 복수개의 막대 형상의 바들이 사각형 형상으로 연결된다.

또한 고정플레이트(21)의 전후방에는 수직플레이트(24), (23)들이 수직 설치된다.

수직플레이트(24), (23)들은 사각형상의 판재로 형성되며, 고정플레이트(21)의 전후방에 수직 설치된다.

또한 후방플레이트(23)에는 회동운동을 발생시키는 구동부(7)의 모터(71)가 설치되고, 전방플레이트(23)에는 구동부(7)의 회전축(73)이 회전 가능하도록 베어링 결합된다.

즉 구동부(7)는 회동운동을 발생시키는 모터(71)와, 모터(71)에 연결되어 모터(71)의 회전에 따라 회전하는 회전축(73)으로 이루어지며, 회전축(73)이 회동 가능하도록 수직프레이트(23), (24)들 사이에 결합된다.

또한 회전축(73)은 후술되는 도 8의 편향부(3)의 폴리건 미러(Polygon mirror)(31)의 중앙에 장착됨으로써 모터(71)의 회전운동은 회전축(73)을 통해 폴리건 미러(31)로 전달된다.

또한 수직플레이트(23), (24)들 사이에는 바(bar) 또는 봉 형상의 프레임(25)들이 설치된다.

도 4 내지 7을 참조하여 제2 커버(28)를 살펴보면, 제2 커버(28)는 내부에 설치공(2811)들이 형성되는 사각판재로 형성되되 상부에서 하부를 향할수록(-Z축을 향할수록) 외측(+Y축)을 향하도록 경사지게 형성되는 경사판(281)과, 경사판(281)의 양측부에 연결되어 수직플레이트(23), (24)들 각각에 볼트 체결되는 체결판(283), (284)들로 이루어진다.

또한 제2 커버(28)는 체결판(283), (284)들이 수직플레이트(23), (24)들의 우측 단부에 볼트 체결된다.

또한 제2 커버(28)의 경사판(281)에는 후술되는 도 9의 제2 레이저부(6)의 스캔 발광부(61), (63)들 및 스캔 수광부(62), (64)들의 몸체(610)들이 대접되며, 설치공(2811)들로는 제2 레이저부(6)의 스캔 발광부(61), (63)들 및 스캔 수광부(62), (64)들의 렌즈(610)들과 레이저포인터(700), (800)들이 삽입된다.

이때 경사판(281)은 상부에서 하부를 향할수록 외측을 향하도록 경사지게 형성되며, 수평상으로 바라보았을 때 ‘72°’의 각도로 경사지게 형성됨으로써 경사판(281)에 결합되는 제2 레이저부(6)의 렌즈(620)들은 수평상으로 바라보았을 때 광축이 18°로 기울어지게 형성된다.

즉, 제1 커버(28)는 경사판(281)이 수평상으로 바라보았을 때 72°의 각도로 기울어지게 형성됨으로써 결합 시 경사판(281)과 수직을 형성하는 제2 레이저부(6)의 렌즈들의 광축은 18°로 기울어진 상태로 레이저신호를 출사하게 된다.

또한 제1 커버(27)는 제2 커버(28)와 동일한 형상으로 형성되어 수직플레이트(23), (24)들의 좌측 단부에 결합되며, 제1 레이저부(5)가 결합된다.

도 8은 도 6의 편향부를 나타내는 사시도이다.

편향부(3)는 도 8에 도시된 바와 같이, 폴리건 미러(31)와, 보조플레이트(33), (34)들로 이루어진다.

폴리건 미러(31)는 5각 기둥 형상으로 형성된다.

또한 폴리건 미러(31)의 각면들은 레이저신호를 편향시킬 수 있는 결상면(311)으로 이루어진다.

또한 폴리건 미러(31)는 길이 방향이 X축을 향하도록 하우징(2)의 내부에 설치된다.

또한 폴리건 미러(31)는 중앙에 전술하였던 구동부(7)의 회전축(73)이 삽입 장착되는 결합공(313)이 형성됨으로써 모터(71)의 회전에 따라 하우징(2) 내부에서 회전하게 된다.

이때 폴리건 미러(31)는 결합 시 차량운전자가 바라보았을 때 반시계방향으로 회전하게 된다.

또한 폴리건 미러(31)는 양측부로 제1 레이저부(5) 및 제2 레이저부(6)가 설치되어, 이들로부터 출사되는 레이저신호들을 다양한 각도로 편향시켜 후술되는 도 15의 스캔라인(S1), (S2)들이 형성되도록 한다.

또한 폴리건 미러(31)의 양단부에는 폴리건 미러(31)보다 큰 외경을 갖되 중앙이 개구되는 원판 형상의 보조플레이트(33), (34)들이 각각 결합되고, 이러한 보조 플레이트(33), (34)들은 폴리건 미러(31)를 지지하여 외부 충격 및 진동에 의한 폴리건 미러(31)의 파손을 방지한다.

이와 같이 구성되는 폴리건 미러(31)는 5각 기둥 형상으로 형성되어 인접하는 각면들의 각도(연접각)가 이 72°로 형성됨으로써 각 결상면(311)의 편향범위가 144°(72° × 2)를 갖게 되고, 본 발명은 폴리건 미러(31)의 편향범위가 144°인 점을 감안하여 측면상에서 바라보았을 때, 레이저신호들의 광축이 18°로 기울어지게 설치함으로써 폴리건 미러(31)의 편향범위가 72° ~ +72°로 이루어질 수 있도록 하였고, 이러한 폴리건 미러의 편향범위에 대한 설명은 후술되는 도 12와 13에서 상세하게 설명하기로 한다.

즉 폴리건 미러(31)는 5개의 각면을 갖는 5각 기둥으로 형성되어 1회 회전 시 레이저신호 하나 당 5회의 스캔을 수행할 수 있게 됨으로써 폭 상으로 차량 감지면적이 넓어 검지율을 획기적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라 많은 데이터 수집이 가능하여 차량감지데이터 검출의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있게 된다.

도 9는 도 6의 제2 레이저부를 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9의 제2 레이저부가 제2 커버에 결합되는 모습을 나타내는 설명도이다.

제2 레이저부(6)는 도 9와 10에 도시된 바와 같이, 레이저신호(L2-2)를 출사하는 전방스캔 발광부(63)와, 레이저신호(L2-2)를 수신하는 전방스캔 수광부(64)와, 레이저신호(L2-1)를 출사하는 수직스캔 발광부(61)와, 레이저신호(L2-1)를 출사하는 수직스캔 수광부(62)와, 수직스캔 발광부(61)의 몸체(610)에 설치되어 레이저 포인터신호를 출사하는 수직 레이저포인터(700)와, 전방스캔 발광부(63)의 몸체에 결합되어 레이저 포인터신호를 출사하는 전방 레이저포인터(800)로 이루어진다.

또한 제2 레이저부(6)는 전방에서 후방을 향하는 방향으로(+X축에서 X축을 향하는 방향으로), 전방스캔 발광부(63) -> 전방스캔 수광부(64) -> 수직스캔 수광부(62) -> 수직스캔 발광부(61)의 순서에 따라 결합된다.

수직스캔 발광부(61), 전방스캔 발광부(63), 수직스캔 수광부(62) 및 전방스캔 수광부(64)는 레이저신호를 발광 또는 수광하기 위한 펄스발생부, 다이오드 등의 전자소자 및 회로기판이 내부에 설치되는 몸체(610)와, 몸체(610)의 일면에 설치되는 렌즈(620)로 이루어진다.

이때 발광부 및 수광부가 펄스신호를 생성한 후 출사하고, 반사신호를 수집한 후 전기신호로 변환시키는 방법 및 기술은 레이저검지시스템에 있어서 통상적으로 사용되는 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한 제1 레이저부(6)는 조립 시 발광부(61), (63)들 및 수광부(62), (64)들의 각 렌즈(620)들이 제2 커버(28)의 경사판(281)의 설치공(2811)들로 삽입되어 제2 커버(28)에 결합된다.

이때 경사판(281)은 상부에서 하부를 향할수록 외측을 향하는 경사면으로 형성됨에 따라 제2 레이저부(6)의 렌즈(620)들의 광축은 측면상에서 바라보았을 때 지면을 향하는 방향으로 18°의 경사각도를 갖게 된다.

또한 제1 레이저부(6)의 수직스캔 발광부(61)는 상부에서 바라보았을 때(평면상으로 바라보았을 때) 광축이 폴리건 미러(31)의 결상면(311)과 수직을 형성하도록 설치되고, 수직스캔 발광부(61)에 의해 출사되어 폴리건 미러(31)에 의해 편향되는 레이저신호(L2-1)의 수직스캔라인(S1)은 폴리건 미러(31)의 직하부에 형성되게 된다.

이때 수직스캔 발광부(61)는 폴리건 미러(31)의 결상면(311)에 수직으로 레이저신호를 출사하기 때문에 결상면(311)에 의해 편향되는 레이저신호는 직하부로 반사된다.

또한 제1 레이저부(6)의 전방스캔 발광부(63)는 평면상으로 바라보았을 때 Y축을 기준으로 소정 각도로 기울어지게 설치되어 광축이 폴리건 미러(31)와 경사각을 갖도록 설치되고, 전방스캔 발광부(63)에 의해 출사되어 폴리건 미러(31)에 의해 편향되는 레이저신호(L2-2)의 전방스캔라인(S2)은 수직스캔라인(S1)으로부터 전방으로 이격되게 형성되게 된다.

이때 전방스캔 발광부(63)는 폴리건 미러(31)의 결상면(311)에, 차량이 진입하는 방향인 전방을 향하여 경사지게 레이저신호를 출사하기 때문에 결상면(311)에 의해 편향되는 레이저신호는 본 발명의 직하부에 형성되는 수직스캔라인(S1) 보다 전방으로 이격된 위치를 스캔할 수 있게 된다.

즉 본 발명의 제2 레이저부(6)는 수직스캔 발광부(61) 및 전방스캔 발광부(63)를 포함하여 한 쌍의 레이저신호(L2-1), (L2-2)들이 출사되되, 수직스캔 발광부(61) 및 전방스캔 발광부(63)가 평면상으로 바라보았을 때 서로 다른 광축을 갖도록 설치되어 차량 주행방향으로 이격되는 한 쌍의 스캔라인(S1), (S2)들이 형성되도록 구성됨으로써 더욱 다양하고 정확한 데이터 수집이 가능하여 감지데이터 검출의 정확성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있게 된다.

또한 수직스캔 수광부(62)는 수직스캔 발광부(61)에서 발광되는 레이저신호(L2-2)의 반사 신호를 수신 받는다.

또한 수직스캔 수광부(62)는 전방스캔 발광부(63)와 같이, 평면상으로 바라보았을 때 광축이 폴리건 미러(31)의 결상면(311)과 수직 방향을 이루어지 않도록 경사지게 설치된다.

또한 전방스캔 수광부(64)는 전방스캔 발광부(63)에서 발광되는 레이저신호(L2-1)의 반사 신호를 수신 받는다.

또한 전방스캔 수광부(64)는 수직스캔 발광부(61)와 같이, 평면상으로 바라보았을 때 광축이 폴리건 미러(31)의 결상면(311)과 수직을 이루도록 설치된다.

수직 레이저포인터(700)는 수직스캔 발광부(61)의 몸체(610)에 설치되어 수직스캔 발광부(61)에서 출사되는 레이저신호(L2-1)와 동일한 각도로 레이저포인터 신호를 출사함으로써 장비설치 및 점검 시 작업자는 레이저포인터 신호를 통해 수직스캔 발광부(61)에 의한 스캔라인(S1)을 육안으로 확인할 수 있게 된다.

전방 레이저포인터(800)는 전방스캔 발광부(63)의 몸체에 설치되어 전방스캔 발광부(63)에서 출사되는 레이저신호(L2-2)와 동일한 각도로 레이저포인터 신호를 출사한다.

즉 본 발명의 레이저부(6)는 육안으로 확인이 가능한 레이저 포인터(700), (800)들을 포함하되, 수직 레이저포인터(700)가 수직스캔 발광부(61)와 동일한 광축을 갖도록 설치됨과 동시에 전방 레이저포인터(800)가 전방스캔 발광부(63)와 동일한 광축을 갖도록 설치됨으로써 수직 레이저포인터(800)로부터 출사되는 레이저포인터를 통해 수직스캔라인(S1)의 육안 확인이 가능하며, 전방 레이저포인터(700)로부터 출사되는 레이저포인터를 전방스캔라인(S2)의 육안 확인이 가능하게 된다.

한편, 제1 레이저부(5)는 제2 레이저부(6)와 동일한 구성으로 이루어지되, 제1 커버(27)에 결합된다.

즉 본 발명의 레이저검지기(1)는 제1 레이저부(5) 및 제2 레이저부(6)가 폴리건 미러(31)를 중심으로 대향되게 양측에 설치되고, 제1 레이저부(5) 및 제2 레이저부(6)가 폴리건 미러(31)의 대향되는 결상면(311)들로 레이저신호들을 각각 출사하도록 구성됨으로써 폴리건 미러의 동일 회전주기 동안 스캔 횟수가 2배로 증가하여 스캔속도를 획기적으로 높일 수 있고, 이에 따라 정밀한 스캔이 가능하여 데이터 검출의 정확성 및 신뢰도를 개선시킬 수 있게 된다.

도 11의 (a)는 폴리건 미러의 일측으로만 레이저신호가 출사될 때를 나타내는 예시도이고, (b)는 본 발명에서와 같이 폴리건 미러의 양측으로 레이저신호가 출사될 때를 나타내는 예시도이다.

도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 폴리건 미러(931)의 일측에 레이저부(905)가 설치되는 경우, 레이저부(905)로부터 출사되는 레이저신호는 회전하는 폴리건 미러(931)의 결상면(9311)에 의하여 편향되어 스캔라인(910)을 형성한다.

즉 폴리건 미러(31)의 한 개의 결상면(311)에 의하여 레이저부(905)의 레이저신호는 한 번의 스캔을 수행하게 된다.

다시 말하면, 5개의 각면을 갖는 폴리건 미러(931)는 1회 회전 시 5회의 스캔을 수행할 수 있게 된다.

이에 반하여, 본 발명은 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 폴리건 미러(31)의 양측부에 제1 레이저부(5) 및 제2 레이저부(6)를 설치하여 폴리건 미러(31)를 향하여 대향되게 레이저신호(L1), (L2)들이 출사되도록 구성되고, 이에 따라 제1 레이저부(5)의 레이저신호(L1)에 의하여 스캔라인(S1-1)이 형성됨과 동시에 제2 레이저부(6)의 레이저신호(L2)에 의하여 스캔라인(S1-1)과 동일한 위치 및 영역의 스캔라인(S2-1)을 형성한다.

즉 본 발명은 폴리건 미러(31)의 한 개의 결상면(311)에 의하여 두 번의 스캔이 이루어지는 것으로서, 5개의 각면을 갖는 폴리건 미러(931)의 1회 회전 시 10회의 스캔이 이루어지게 된다.

다시 말하면, 5개의 각면을 갖는 폴리건 미러(931)의 1회 회전 시 10번의 스캔을 수행할 수 있으며, 전술하였던 도 11의 (a)에서와 같이 레이저부가 한 개 설치되는 경우와 비교하여, 폴리건 미러의 동일한 회전속도 대비 스캔속도를 2배로 증가시킬 수 있고, 이에 따라 정밀한 스캔이 가능하여 감지데이터 분해능, 검출의 정확성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 폴리건 미러의 회전에 따라 스캔라인이 형성되는 과정을 설명하기 위한 예시도이고, 도 13은 본 발명의 제1 레이저부 및 제2 레이저부에 의해 형성되는 스캔라인들을 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명의 폴리건 미러(31)는 도 12와 13에 도시된 바와 같이, 5개의 각면(311)을 갖는 5각 기둥 형상으로 형성되어 인접하는 각면(311)들의 연접각이 72°를 형성하게 된다.

또한 폴리건 미러(31)의 양측에 대향되게 설치되는 제1 레이저부(5) 및 제2 레이저부(6)는 측면상으로 바라보았을 때, 광축이 18°의 각도로 하향되도록 경사지게 설치된다.

이에 따라 제1 레이저부(5)의 레이저신호(L1)는 폴리건 미러(31)의 회전에 의하여, 한 개의 결상면(311)에 대하여 반사범위를 가지며, 72° -> 0° -> 72°의 순서대로 스캔을 수행하게 된다.

이때 폴리건 미러(31)의 대향되는 결상면(311)으로는 제2 레이저부(6)의 레이저신호(L2)가 출사되는데, 레이저신호(L2) 또한 레이저신호(L1)와 마찬가지로 144°의 반사범위를 갖게 되나, 0°-> 72° -> -72°의 순서대로 스캔을 수행하게 된다.

즉 제1 레이저부(5) 및 제2 레이저부(6)의 레이저신호(L1), (L2)들은 폴리건 미러(31)에 의하여 동일한 위치 및 영역을 스캔하되, 72°의 위상차로 스캔을 수행하게 된다.

도 14의 (a)는 본 발명의 수직스캔 발광부 및 전방스캔 발광부의 원리를 설명하기 위한 측면도이고, (b)는 (a)의 정면도이다.

본 발명의 제2 레이저부(6)는 한 쌍의 레이저신호(L2-1), (L2-2)들을 출사하기 위한 수직스캔 발광부(61) 및 전방스캔 발광부(63)를 포함하되, 수직스캔 발광부(61) 및 전방스캔 발광부(63)를 평면상으로 바라보았을 때 서로 다른 광축을 갖도록 설치하여 이들에 의해 형성되는 수직스캔라인(S1) 및 전방스캔라인(S2)이 차량 주행방향으로 이격되게 형성된다.

다시 말하면, 수직스캔 발광부(61)는 평면상으로 바라보았을 때 레이저신호(L2-1)의 광축이 결상면(311)과 수직을 향하도록 설치됨으로써 폴리건 미러(31)에 의해 편향되는 레이저신호(L2-1)는 직하부로 반사되어 수직스캔라인(S1)을 형성하게 된다.

이에 반하여, 전방스캔 발광부(63)는 평면상으로 바라보았을 때 레이저신호(L2-2)의 광축이 결상면(311)과 소정 각도로 경사지도록 설치됨으로써 폴리건 미러(31)에 의해 편향되는 레이저신호(L2-2)의 전방스캔라인(S2)은 수직스캔라인(S1) 보다 전방에 이격된 위치에 형성된다.

또한 도 14에서는 제2 레이저부(6)로만 예를 들어 설명하였으나, 제1 레이저부(5) 또한 제2 레이저부(6)와 동일한 구성으로 형성되기 때문에 이들에 의해 출사되는 레이저신호들은 72°의 위상차로, 동일한 수직스캔라인(S1) 및 전방스캔라인(S2)을 형성할 수 있게 된다.

도 15는 본 발명에 의한 스캔라인을 설명하기 위한 예시도이다.

전술하였던 도 11 내지 14를 참조하여 본 발명을 살펴보면, 본 발명의 레이저검지기(1)는 도 15에 도시된 바와 같이, 1 내지 14에서 전술하였던 바와 같이, 제1 레이저부(5)의 수직스캔 발광부 및 전방스캔 발광부에 의하여 두 개의 레이저신호(L1-1), (L1-2)들이 폴리건 미러(31)의 좌측 영역의 결상면(311)으로 출사되고, 제2 레이저부(6)의 수직스캔 발광부 및 후방스캔 발광부에 의하여 두 개의 레이저신호(L2-1), (L2-2)들이 폴리건 미러(31)의 우측 영역의 결상면(311‘)으로 출사된다.

또한 제1 레이저부(5)의 수직스캔 발광부로부터 출사되는 레이저신호(L1-1)는 폴리건 미러(31)에 의해 편향되어 수직스캔라인(S1)을 스캔하게 된다.

또한 제2 레이저부(6)의 수직스캔 발광부로부터 출사되는 레이저신호(L2-1)는 폴리건 미러(31)에 의해 편향되어 수직스캔라인(S1)을 스캔하게 된다.

즉 제2 레이저부(5)의 수직스캔 발광부의 레이저신호(L2-1)는 제1 레이저부(6)의 수직스캔 발광부의 레이저신호(L1-1)와 동일한 영역의 수직스캔을 수행하되, 72°의 위상차가 발생하여 72°의 간격을 유지하면서 스캔을 수행한다.

또한 제1 레이저부(5)의 전방스캔 발광부로부터 출사되는 레이저신호(L1-2)는 폴리건 미러(31)에 의해 편향되어 전방스캔라인(S1)을 스캔하게 된다.

또한 제2 레이저부(6)의 전방스캔 발광부로부터 출사되는 레이저신호(L2-2)는 폴리건 미러(31)에 의해 편향되어 전방스캔라인(S1)을 스캔하게 된다.

즉 제2 레이저부(5)의 전방스캔 발광부의 레이저신호(L2-2)는 제1 레이저부(6)의 전방스캔 발광부의 레이저신호(L1-2)와 동일한 영역의 수직스캔을 수행하되, 72°의 위상차가 발생하여 72°의 간격을 유지하면서 스캔을 수행한다.

도 16은 본 발명의 레이저부의 스캔 발광부 및 스캔 수광부의 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명의 레이저검지기(1)는 도 16에 도시된 바와 같이, 레이저신호가 출사된 상태에서 차량이 통과하면, 레이저신호가 차량의 상단 높이에서 반사되어 스캔 수광부(63)로 수집된다.

특히, 승용차는 1.5m ~ 1.8m 정도이고, 버스의 경우 높이가 3.2m 정도이며, 트럭은 4.2m 이하로 제한되어 있으므로, 이러한 4.2m 이하의 높이에서 감도가 높아지도록 하기 위하여 목표물인 차량을 중심으로 하여 스캔 발광부(61) 및 스캔 수광부(63)를 평행하게 설치하는 것이 아니라, 목표물과의 거리에 따라 0.5도 ~ 5도의 각도를 유지함으로써, 차량의 높이 이하에서만 반사판의 광도가 강하게 스캔 수광부(63)로 수집되도록 하였다.

즉 종래의 레이저검지기에서는 차량을 중심으로 하여 발광부 및 수광부가 평행하게 설치되기 때문에 수신 강도의 차이 없이 레이저가 발사되어 물체에 도달하기까지의 전 구간이 균일하게 형성되어 차량은 물론 눈, 비, 낙엽이나 종이, 또는 기타 강풍으로 날아다니는 각종 이물질 등 모든 물질에 의하여 균일하게 높은 광도로 수신되나, 본 발명의 레이저 검지기(1)는 레이저가 각도 범위 내에서 사선상으로 발사되고 있으므로 저감도 영역과 고감도 영역으로 구별되며, 저감도 영역인 차량 위치까지 진행하는 도중 이물질에 부딪히는 경우 이물질에 의하여 레이저가 사선상으로 산란되어 스캔 수광부(62)의 입사 광축과 다른 방향으로 반산되는 것이어서, 오동작을 방지하게 된다.

이와 같이 본 발명의 일실시예인 레이저검지기(1)는 5개의 결상면을 갖는 폴리건 미러(31)를 이용하여 레이저로부터 출사되는 레이저신호를 다양한 각도로 편향시켜 차선의 폭 방향으로 스캔하도록 구성됨으로써 차량 검지율 및 분해능을 높임과 동시에 차량데이터 검출을 위한 대량의 데이터 확보가 가능하게 된다.

또한 본 발명의 레이저검지기(1)는 폴리건 미러(31)의 양측에 한 쌍의 레이저부(5), (6)들이 설치되어 폴리건 미러(31)의 양측에서 레이저신호가 출사되도록 구성됨으로써 폴리건 미러(31)의 스캔속도를 극대화시킴으로써 정밀한 스캔이 가능하여 분해능 및 차량감지의 정확성을 더욱 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명의 레이저검지기(1)는 각 레이저부(5), (6)가 한 쌍의 스캔 발광부들(61), (63)을 포함하되, 평면상에서 바라보았을 때 스캔 발광부(61), (63)들이 서로 다른 광축을 갖도록 설치됨으로써 스캔라인들이 차량 주행방향으로 간격을 두고 형성되어 서로 다른 영역의 스캔을 통해 차량을 더욱 정확하게 감지할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 레이저검지기(1)는 폴리건 미러(31)가 5개의 각면을 갖는 5각 기둥으로 형성됨과 동시에 레이저부(5), (6)들의 렌즈의 광축이 측면상에서 바라보았을 때 18°의 각도로 경사지게 형성되도록 구성됨으로써 폴리건 미러(31)를 중심으로 양측으로 72°의 반사범위를 가질 수 있고, 이에 따라 수직스캔 발광부(61) 및 전방스캔 발광부(63)가 동일한 영역 및 위치를 스캔하되 72°의 간격을 유지하면서 스캔이 이루어지게 된다.

1:레이저 검지기 2:하우징 3:편향부
5:제1 레이저부 6:제2 레이저부 7:구동부
21:고정플레이트 23:수직플레이트 27:제1 커버
28:제2 커버 31:폴리건 미러 33:지지플레이트
61:수직스캔 발광부 62:수직스캔 수광부 63:전방스캔 발광부
64:전방스캔 수광부 71:모터 73:회전축
610:몸체 620:렌즈 700:수직 레이저포인터
800:전방 레이저포인터

Claims (10)

1. 주행차량을 감지하기 위한 레이저검지기에 있어서:
   하부가 개구된 하우징;
   복수개의 결상면들을 갖는 다각 기둥형상으로 형성되며, 상기 하우징 내부에서 회동 가능하도록 설치되는 편향부;
   상기 편향부를 구동시키는 구동부;
   상기 하우징의 양측부에 설치되어 상기 편향부의 대향되는 결상면으로 레이저신호들을 각각 출사한 후 반사 신호를 수신하는 제1레이저부 및 제2 레이저부들을 포함하고,
   상기 하우징은 상기 편향부의 길이 방향이 차선의 주행방향을 향하도록 설치되고,
   상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부로부터 출사되는 레이저신호들을 편향시켜 차선의 폭 방향의 동일 구간의 스캔이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저검지기.
2. 청구항 제1항에 있어서, 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는
   레이저신호를 출사하는 발광부들;
   상기 발광부들로부터 출사되는 레이저신호들 각각의 반사 신호를 수광하는 수광부들을 포함하고,
   상기 발광부들은 평면상으로 바라보았을 때, 서로 다른 광축을 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저검지기.
3. 청구항 제2항에 있어서, 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는
   평면상으로 바라보았을 때 상기 편향부의 결상면에 수직으로 광축이 형성되는 수직스캔 발광부;
   평면상으로 바라보았을 때 상기 편향부의 결상면에 경사지게 광축이 형성되는 전방스캔 발광부;
   상기 전방스캔 발광부와 동일한 광축을 갖도록 설치되어 상기 수직스캔 발광부로부터 출사되어 반사되는 레이저신호를 수광하는 수직스캔 수광부;
   상기 수직스캔 발광부와 동일한 광축을 갖도록 설치되어 상기 전방스캔 발광부로부터 출사되어 반사되는 레이저신호를 수광하는 전방스캔 수광부들을 더 포함하고,
   상기 편향부는 스캔이 이루어지는 구간을 스캔라인이라고 할 때, 상기 수직스캔 발광부의 레이저신호를 편향시켜 수직스캔라인(S1)이 직하부에 형성되도록 하며, 상기 전방스캔 발광부의 레이저신호를 편향시켜 상기 수직스캔라인(S1) 보다 차량 진입방향인 전방으로 이격된 위치에 전방스캔라인(S2)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저검지기.
4. 청구항 제3항에 있어서, 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는
   차량 주행방향을 따라 상기 전방스캔 발광부, 상기 전방스캔 수광부, 상기 수직스캔 수광부 및 상기 수직스캔 발광부가 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저검지기.
5. 청구항 제4항에 있어서, 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는
   상기 수직스캔 발광부와 동일한 광축을 갖도록 설치되어 레이저포인터 신호를 출사하는 수직 레이저포인터;
   상기 전방스캔 발광부와 동일한 광축을 갖도록 설치되어 레이저포인터 신호를 출사하는 전방 레이저포인터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저검지기.
6. 청구항 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향부는
   5각 기둥형상으로 형성되어 외측면에 상기 결상면들이 형성되는 폴리건 미러(Polygon mirror)인 것을 특징으로 하는 레이저검지기.
7. 청구항 제6항에 있어서, 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는
   상기 수직스캔 발광부, 상기 수직스캔 수광부, 상기 전방스캔 발광부, 상기 전방스캔 수광부가 측면상에서 바라보았을 때, 광축이 18°의 각도로 경사지게 형성되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저검지기.
8. 청구항 제7항에 있어서, 상기 제1 레이저부의 수직스캔 발광부에 의한 레이저신호의 스캔과, 상기 제2 레이저부의 수직스캔 발광부에 의한 레이저신호의 스캔은 상기 수직스캔라인(S1)을 동일하게 스캔하되 72°의 위상차가 발생하여 72°의 간격으로 스캔이 이루어지고,
   상기 제1 레이저부의 전방스캔 발광부에 의한 레이저신호의 스캔과, 상기 제2 레이저부의 전방스캔 발광부에 의한 레이저신호의 스캔은 상기 전방스캔라인(S2)을 동일하게 스캔하되 72°의 위상차가 발생하여 72°의 간격으로 스캔이 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저검지기.
9. 청구항 제8항에 있어서, 상기 하우징은 양측부에 설치되는 제1 커버 및 제2 커버를 더 포함하고,
   상기 제1 커버 및 상기 제2 커버는
   내부에 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부의 발광부들 및 수광부들의 렌즈들이 삽입되는 설치공들이 형성되는 판재 형상의 경사판을 포함하여 상기 하우징의 양측부에 설치되고,
   상기 제1 커버 및 상기 제2 커버의 경사판들은 하향될수록 외측으로 벌어지는 경사면으로 형성되어 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부의 광축이 측면상으로 바라보았을 때 18°를 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저검지기.
10. 청구항 제9항에 있어서, 상기 제1 레이저부 및 상기 제2 레이저부는
    감지대상의 위치가 포함되는 고감도 감지영역과, 상기 수직스캔 발광부 또는 상기 전방스캔 발광부로부터 상기 고감도 감지영역 직전까지 사이의 저감도 감지영역의 감도 차등화가 이루어지도록, 감지대상이 6m 내지 18m의 거리 범위일 때, 상기 수직스캔 발광부 및 상기 수직스캔 수광부의 광축중심이 감지대상과 0.5° 내지 5°의 각도 범위에 있도록 하거나 상기 전방스캔 발광부 및 상기 전방스캔 수광부의 광축중심이 감지대상과 0.5° 내지 5°의 각도 범위에 있도록 하고,
    상기 레이저검지기가 6m 높이에 설치될 때, 상기 수직스캔 발광부 및 상기 수직스캔 수광부의 광축중심이 감지대상과 1.5°~ 5°의 각도 범위에 있도록 하거나 상기 전방스캔 발광부 및 상기 전방스캔 수광부의 광축중심이 감지대상과 1.5°~ 5°의 각도 범위에 있도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저검지기.

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