KR101864399B1 - 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법 - Google Patents

다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다차로 기반의 하이패스 시스템에서 차로별 다수의 안테나로부터 수신되는 하이패스 단말기의 응답 데이터에서 차로별 유효데이터 분포를 분석함으로써, 요금징수 구간을 통과하는 하이패스 차량의 주행 차로를 정확하게 결정할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법은, 주행 차로 결정 장치는 각 차로에 대해 제1 및 제2 안테나가 주행방향의 전후로 일정 간격 이격되게 설치되도록 구성되어, 해당 차로를 주행하는 차량의 하이패스 단말기와 하이패스 요금 데이터를 다수의 통신 단계에 따라 무선 송수신하는 제1 단계와, 주행 차로 결정 장치에서 각 안테나를 통해 수신된 차량의 하이패스 단말기의 응답데이터를 수신하고, 안테나별로 수신된 응답 데이터에서 유효 데이터를 추출함과 더불어 그 유효 데이터 수를 산출하여 저장하되, 통신 단계 단위로 응답 데이터에 대한 유효 데이터 수를 저장하는 동작을 통신 종료시까지 반복적으로 수행하는 제2 단계, 주행 차로 결정 장치에서 해당 차량의 하이패스 단말기와 하이패스 요금 데이터에 대한 다단계의 통신이 종료되면, 각 차로별 제1 및 제2 안테나에 대해 저장된 유효데이터 수를 통합함으로써, 차로별 유효데이터 수를 산출하는 제3 단계 및, 주행 차로 결정 장치에서 유효데이터 수가 가장 높은 차로를 해당 차량에 대한 주행 차로로 결정하는 제4 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법{ LANE DETECTING METHOD USING TERMINAL FOR VEHICLE IN HIGH-PASS SYSTEM BASED ON MULTI LANE}
본 발명은 다차로 기반의 하이패스 시스템에서 차로별 다수의 안테나로부터 수신되는 하이패스 단말기의 응답 데이터에서 차로별 유효데이터 분포를 분석함으로써, 요금징수 구간을 통과하는 하이패스 차량의 주행 차로를 정확하게 결정할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
현재 고속도로 톨게이트에는 하이패스(Hi-Pass)라고 칭해지는 전자식 요금 수집 시스템(ETCS: Electronic Toll Collection System)(또는 하이패스 시스템)이 설치되어 있다.
하이패스 시스템은 고속도로 등 유료도로의 톨게이트(Tollgate)에 설치 운영되며 통행료 부과대상 차량에 탑재된 하이패스 단말기(On Board Unit, 'OBU')와 통행료 징수를 위해 도로변에 설치한 노변장치(Road Side Unit)가 서로 연동하여 통행요금을 전자적으로 과금하는 시스템으로, 사용자가 하이패스 단말기를 차량에 부착하여 서비스를 지원하는 차로로 진입하게 되면 단거리전용통신(Dedicated Short Range Communication, 'DSRC')을 활용하여 하이패스 단말기와 노변장치와의 통신을 통해 인증된 카드와 입력된 차량의 데이터를 획득함으로써 통행요금 징수가 이루어지게 된다.
이러한 하이패스 시스템은 차로의 설비가 기존의 요금징수 방식과 유사하여 교통섬(Traffic Island)이라고 부르는 각종 장비와 유인부스를 설치하기 위한 공간이 필요한 단일 차로방식이 있고, 단일 차로방식과는 다르게 교통섬이 존재하지 않아 차선간의 이동이 자유로운 방식인 다차로 방식이 있다.
최근에는 고속도로 톨게이트의 보다 신속한 진출입을 위하여 다차로 기반의 하이패스 시스템이 요구되는 실정이다.
그러나, 단일 차로 방식의 경우 단거리전용통신의 IR 또는 RF 통신 영역이 해당 차로로 한정되기 때문에 해당 차로를 통과하는 차량에 한하여 단거리전용통신으로 요금징수를 수행할 수 있지만, 다차로 방식인 경우 각 차로에 대한 하이패스 단말기가 어느 것인지를 구분할 필요가 있다.
예컨대, 제1 및 제2 차로에 하이패스 단말기를 부착한 차량이 동시에 주행하는 경우, 차로의 구분이 명확하지 않게 되면, 제1 차로의 차량에 각각 요금이 정산된 제1 및 제2 차로의 단말기가 통합 보고되고, 제2 차로의 차량은 단말기를 부착하지 않은 차량으로 처리되어 요금이 재청구되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
이에, 선행문헌 1(한국등록특허 제10-1508921호)에는 DSRC 통신에 의한 다차로 기반의 요금징수 장치에서 RF 통신을 위한 안테나를 통해 수신되는 데이터의 에러율과 수신감도를 기반으로 요금징수 구간을 통과하는 하이패스 차량의 주행 차로를 구분하는 기술이 공지되어 있다.
상기한 선행문헌1은 안테나별 에러율을 우선적으로 비교하여 에러없이 통신이 정상적으로 이루어진 안테나를 기준으로 주행 차로를 결정하되, 에러율이 유효범위내에 존재하는 경우에는 수신감도를 비교하여 주행차로를 결정하도록 구성된다.
그러나, 선행문헌1은 통신 과정에서 안테나 별로 에러율과 수신감도를 저장 및 비교하여 주행차로를 결정하는 방법으로, 수신감도 측정을 위한 별도의 하드웨어적 장치 및 소프트웨어적인 처리를 요구함으로 인해 시스템의 구현 비용이 증가됨은 물론, 주행 차로 결정을 위한 일정 이상의 시간이 추가 요구된다. 또한, 수신 감도를 이용하는 방법은 RF 통신 방식 단말기의 주행 차로 결정에만 이용 가능하며, IR 통신 방식 단말기의 주행 차로는 결정할 수 없는 문제가 있다.
1. 한국등록특허 제10-15089215호 (다차로 기반의 요금징수 장치에서의 주행차로 결정방법)
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 다차로 기반의 하이패스 시스템에서 단거리전용통신(DSRC)을 통해 차로별 다수의 안테나로부터 수신되는 응답 데이터의 유효데이터 분포를 기반으로 요금징수 구간을 통과하는 하이패스 차량의 주행 차로를 보다 간단한 방법으로 정확하게 결정할 수 있도록 해 주는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법을 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 하이패스 단말기를 탑재한 차량에 대하여 하이패스 단말기와 무선 통신을 수행하여 차량의 주행 차로를 결정하는 주행 차로 결정 장치를 구비하는 다차로 하이패스 시스템에서의 주행 차로 결정 방법에 있어서, 주행 차로 결정 장치는 각 차로에 대해 제1 및 제2 안테나가 주행방향의 전후로 일정 간격 이격되게 설치되도록 구성되어, 해당 차로를 주행하는 차량의 하이패스 단말기와 하이패스 요금 데이터를 다수의 통신 단계에 따라 무선 송수신하는 제1 단계와, 주행 차로 결정 장치에서 각 안테나를 통해 수신된 차량의 하이패스 단말기의 응답데이터를 수신하고, 안테나별로 수신된 응답 데이터에서 유효 데이터를 추출함과 더불어 그 유효 데이터 수를 산출하여 저장하되, 통신 단계 단위로 응답 데이터에 대한 유효 데이터 수를 저장하는 동작을 통신 종료시까지 반복적으로 수행하는 제2 단계, 주행 차로 결정 장치에서 해당 차량의 하이패스 단말기와 하이패스 요금 데이터에 대한 다단계의 통신이 종료되면, 각 차로별 제1 및 제2 안테나에 대해 저장된 유효데이터 수를 통합함으로써, 차로별 유효데이터 수를 산출하는 제3 단계 및, 주행 차로 결정 장치에서 유효데이터 수가 가장 높은 차로를 해당 차량에 대한 주행 차로로 결정하는 제4 단계를 포함하여 구성되고, 상기 제3 단계는 주행 차로 결정 장치에서 각 통신 단계에 대해 설정된 하이패스 단말기의 응답 데이터 길이를 근거로 통신 단계별 서로 다른 가중치를 적용하여 안테나별 유효 데이터 수를 산출하는 것을 특징으로 하는 다차로 하이패스 시스템에서의 주행 차로 결정 방법이 제공된다.
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또한, 상기 제3 단계에서 상기 주행 차로 결정 장치는 기 설정된 응답 데이터의 길이가 긴 통신 단계에 대해 보다 높은 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법이 제공된다.
또한, 제1 단계에서 상기 각 차로별 제1 또는 제2 안테나는 차량의 하이패스 단말기와 IR 통신 방식 및 RF 통신 방식을 이용하여 하이패스 요금 관련 데이터를 무선 송수신하고, 제2 단계에서 주행 차로 결정 장치는 IR 통신 방식에 대해서는 Initialization.Response, Get.Response, Action-Debit.Response, Action-Set-Secure.Response의 4개 통신 단계를 통해 응답 데이터를 수신하고, RF 통신 방식에 대해서는 Activation, Initialization.Request. Initialization.Response, Get.Reqeust, Get.Response, Action-Debit.Reqeust, Action-Debit.Response, Set.Reqeust, Set.Response, Event-Report-Release.Reqeust의 10개 통신 단계를 통해 응답 데이터를 수신하여 각 통신 단계별 유효데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법이 제공된다.
또한, 상기 주행 차로 결정 장치는 IR 및 RF 의 각 단계에 대한 수신 데이터에 대한 CRC 검사를 수행함으로써, 통신 방식별 각 단계에 대한 유효 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 다차로 기반의 하이패스 시스템에서 차량의 하이패스 단말로부터 수신되는 차로별 복수의 안테나로부터 수신된 응답 데이터의 유효데이터 분포를 분석하는 간단한 방법을 통해 요금징수 구간을 통과하는 하이패스 차량의 주행 차로를 신속하고 정확하게 결정함으로써, 차량에 대한 통행 요금을 안정적으로 부과할 수 있다.
도1은 본 발명이 적용되는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 장치의 개략적인 구성을 나타낸 시스템 개요도.
도2는 도1에 도시된 주행 차로 결정 장치에서의 차량감지부(100)와, 영상 촬영부(200), 무선 통신부(300)의 설치 구조를 설명하기 위한 평면도.
도3은 도2에 대한 측면도.
도4는 도2의 환경에 적용하여 제어부(500)에서 저장하는 수신데이터를 설명하기 위한 도면.
도5는 다차로 하이패스 시스템에서의 전체적인 주행 차로 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도6은 도5에서의 주행 차로 결정 과정(ST500)을 보다 상세히 설명하기 위한 흐름도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도1 내지 도3은 본 발명이 적용되는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도1은 본 발명이 적용되는 다차로 하이패스 시스템에서의 주행 차로 결정 장치의 개략적인 구성을 나타낸 시스템 개요도이고, 도2는 도1에 도시된 주행 차로 결정 장치에서의 차량감지부(100)와, 영상 촬영부(200), 무선 통신부(300)의 설치 구조를 설명하기 위한 평면도이며, 도3은 도2에 대한 측면도로서, 도3에는 차량감지부(100)와 영상 촬영부(200) 및, 무선 통신부(300)의 관할 영역이 도시되어 있다.
이하에서는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 4개의 제1 내지 제4 차로(R1,R2,R3,R4)를 가로지르는 방향으로 제1 내지 제3의 갠트리(11,12,13)가 배치되되, 차량의 주행방향에 대해 제1 내지 제3 갠트리(11,12,13)가 순차로 배치되는 구조에 적용하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명에 적용되는 다차로 하이패스 시스템에서의 주행 차로 결정 장치는 차량 감지부(100)와, 영상 촬영부(200), 무선 통신부(300), 인터페이스부(400) 및, 제어부(500)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 인터페이스부(400)와 제어부(500)는 다수의 갠트리(11,12,13) 중 어느곳에나 직접 배치될 수 있으며, 도로의 노변에 배치되는 것도 가능하다.
차량 감지부(100)는 레이저 센서를 이용하는 비접촉식 방식으로 차량을 감지하는 장치로서, 차량 번호판 촬영을 위한 트리거 신호와 차량 정보를 출력한다.
이러한 차량 감지부(100)는 진입 차량 감지기(110)와 진출 차량 감지기(120)로 구성되어 해당 주행 차로를 주행하는 차량에 대해 진입 감지 트리거와 진출 감지 트리거를 생성한다. 이때, 진입 차량 감지기(110)는 제1 갠트리(11)에 진입 차량의 전면을 촬영하도록 설치되되, 각 차로(R1,R2,R3,R4)에 대해 일대일 대응되게 설치된다. 그리고, 진출 차량 감지기(120)는 제3 갠트리(13)에 진출 차량의 후면을 촬영하도록 설치되되, 각 차로(R1,R2,R3,R4)에 일대일 대응되게 설치된다. 즉, 각 차로(R1,R2,R3,R4)에 대해 적어도 하나의 진입 차량 감지기(110)와 진출 차량 감지기(120)가 각각 배치된다.
영상 촬영부(200)는 요금 징수 구간 통과 차량의 전면 및 후면 번호판을 촬영한다. 영상 촬영부(200)는 조명 장치와 카메라 등을 포함하여, 다차로에서 차로 변경 주행, 차선 걸침 주행을 하더라도 야간 조명 확보와 차량의 전면 및 후면 번호판을 모두 촬영함으로써, 환경 변화에 따른 차량 번호판 촬영 정확도를 높일 수 있도록 한다.
영상 촬영부(200)는 전면 영상 촬영기(210)와 후면 영상 촬영기(220)로 구성된다. 이때, 전면 영상 촬영기(210)는 제3 갠트리(13)의 각 차로(R1,R2,R3,R4)에 일대일 대응되게 설치되면서, 제1 갠트리(11) 위치를 통과하는 진입 차량의 전면을 촬영하도록 그 촬영영역이 형성되게 설치된다. 그리고, 후면 영상 촬영기(220)는 제1 갠트리(11)의 각 차로(R1,R2,R3,R4)에 일대일 대응되게 각각 설치되되, 제3 갠트리(13) 위치를 통과하는 진출 차량의 후면을 촬영하도록 그 촬영영역이 형성되게 설치된다.
또한, 영상 촬영부(200)는 차량 감지부(100)와 연동하여 촬영동작을 수행한다. 즉, 전면 영상 촬영기(210)는 진입 차량 감지기(110)의 진입 트리거 신호를 근거로 차량의 전면을 촬영하고, 후면 영상 촬영기(220)는 진출 차량 감지기(120)의 진출 트리거 신호를 근거로 차량의 후면을 촬영한다. 여기서, 영상 촬영부(200)는 대략 1.5 차로 영역을 촬영할 수 있도록 촬영 영역을 설정함으로써, 차로 변경 상태도 정확히 촬영할 수 있도록 한다.
무선 통신부(300)는 RF 통신과 IR 통신을 수행하기 위해 RF 통신모듈(310)과 IR 통신모듈(320)을 구비함과 더불어, 각 차로(R1,R2,R3,R4)에 대응되게 설치되면서 상기 RF 통신모듈(310) 및 IR 통신모듈(320)과 연결되어 해당 차로(R1,R2,R3,R4)를 주행하는 차량(C)의 하이패스 단말기(1)와 RF 통신 또는 IR 통신을 수행하는 안테나(330)를 포함하여 구성된다.
상기 안테나(330)는 RF 안테나 모듈과 IR 안테나 모듈을 구비하여 구성되고, 안테나 제어기(340)를 통해 송수신 세기, 송수신 영역 등이 조절될 수 있다.
이러한 안테나(330)는 각 차로에 대해 제1 및 제2 안테나(331,332)가 주행방향의 전후로 일정 간격 이격되게 설치된다. 즉, 제1 안테나(331)는 제2 갠트리(12)에 설치되고, 제2 안테나(332)는 제3 갠트리(13)에 각각 설치되되, 각 차로(R1,R2,R3,R4)에 일대일 대응되게 설치된다. 여기서, 제2 갠트리(12)에 설치되는 제1 안테나(331)는 해당 차로의 제1 갠트리(11)와 제2 갠트리(12) 사이 구간이 송수신 영역으로 설정되고, 제3 갠트리(13)에 설치되는 제2 안테나(332)는 해당 차로의 제2 갠트리(12)와 제3 갠트리(13) 사이 구간이 송수신 영역으로 설정된다. 이때, 각 안테나(331,332)는 차로 변경 및 차선 걸침 주행시 통신 음영지역이 발생하는 것을 방지하기 위해 인접한 차로의 일부 영역을 포함하도록 통신 영역이 설정된다.
인터페이스부(400)는 제어부(500)에서 생성된 차량 번호 및 차량의 하이패스 단말정보를 포함하는 하이패스 요금 관련 정보를 외부의 각종 서버, 예컨대 영업 정보 중계 서버, 요금 징수 서버 등으로 전송한다.
제어부(500)는 주행 차로 결정 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 제어부(500)는 무선 통신부(300)를 제어하여 각 안테나(330)별 하이패스 요금 관련 데이터를 송신하고, 각 안테나(330)에서 수신한 응답 데이터에서 유효 데이터를 추출함과 더불어, 각 차로에 대해 설치된 다수의 안테나 즉, 제1 및 제2 안테나(331,332)의 유효데이터 분포에 기초하여 해당 차량에 대한 주행 차로를 결정한다.
이때, 상기 제어부(500)는 도4에 도시된 바와 같이 하나의 차량에 설치된 하이패스 단말정보에 대해 각 주행차로(R1,R2,R3,R4)별 제1 내지 제2 안테나의 수신데이터 즉, 응답데이터를 수신한다. 그리고, 제어부(500)는 하이패스 단말기(1)와 통신하면서 각 안테나에서 수신된 통신 단계별 응답데이터를 CRC 체크 방식을 이용하여 유효 데이터를 추출하고, 그 유효 데이터 수에 통신단계별 가중치를 적용하여 차로에 대한 유효 데이터를 산출함으로써, 최대의 유효 데이터 수를 갖는 차로를 주행 차로로 결정한다. 여기서, 상기 가중치는 1보다 큰 값으로 설정되되, 설치된 시스템의 특성에 대응하여 가변적으로 설정된다.
이어, 본 발명에 따른 다차로 하이패스 시스템에서의 주행 차로 결정 방법을 도5와 도6에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다. 도5는 다차로 하이패스 시스템에서의 전체적인 주행 차로 결정 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도6은 도5에서의 주행 차로 결정 과정을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도5를 참조하면, 제어부(500)는 각 안테나(330)를 통해 하이패스 요금 관련 데이터를 IR 및 RF 통신 방식으로 항상 송신한다(ST100). 즉, 제어부(500)는 IR 및 RF 통신 방식의 데이터를 독립적으로 송신하도록 제어함으로써, 차량(C)에 설치된 IR 또는 RF 통신 방식의 하이패스 단말기(1) 종류에 상관없이 하이패스 차량과의 통신이 가능하도록 한다.
이에 대하여 하이패스 차로를 주행하는 차량(C)에 설치된 하이패스 단말기(1)은 안테나(330)로부터 무선 송출되는 하이패스 요금 관련 데이터를 수신함과 더불어, 이에 대응하여 응답 데이터를 IR 또는 RF 방식으로 무선 송출한다.
이때, 임의 차량(C)이 제1 갠트리(11)와 제2 갠트리(12) 사이를 주행하게 되면, 해당 차량(C)에 설치된 하이패스 단말기(1)는 제2 갠트리(12)에 설치된 제1 안테나(331)로부터 송출되는 하이패스 요금 관련 데이터를 수신하게 되고, 이에 대해 자신의 하이패스 단말정보를 포함하는 응답데이터를 무선 송출한다.
이때, 하이패스 단말기(1)로부터 무선 송출되는 응답데이터는 해당 하이패스 단말기(1)의 특성에 따라 통신 반경이 다소 상이할 수 있으며, 차량(C)의 주행 위치에 따라 차량과 가장 가까운 위치에 설치된 안테나가 가장 양호한 상태의 응답데이터를 수신하게 된다. 예컨대, 도2와 도4에 도시된 바와 같이 제1 차로(R1)의 제1 갠트리(11)와 제2 갠트리(12)에 위치한 상태에서 차량(C)의 하이패스 단말기(1)로부터 응답데이터가 송출된 경우, 제2 갠트리(12)에 설치되어 제1 차로(R1)를 관할하는 제11 안테나가 가장 양호한 응답 데이터를 수신하고, 제3 갠트리(13)에 설치되어 제1 차로(R1)를 관할하는 제12 안테나가 두번째로 양호한 응답데이터를 수신하게 된다. 이때, 제2 갠트리(12)에 설치된 제1 차로(R1)와 인접한 제2 차로(R2)의 제21 안테나도 경우에 따라 제1 차로(R1)의 제12 안테나와 유사한 상태의 응답 데이터를 수신할 수 있다.
즉, 각 안테나(330)는 차량(C)의 하이패스 단말기(1)로부터 무선 송출되는 응답 데이터를 수신하여 제어부(500)로 제공한다(ST200). 이때, 제어부(500)는 각안테나에 대응하여 하이패스 요금 데이터에 대한 통신 단계 단위로 응답 데이터를 수신하여 저장한다.
또한, 제어부(500)는 서로 다른 위치의 각 안테나(330)로부터 제공되는 통신 단계 단위의 응답데이터에 대하여 각 안테나별로 유효 데이터를 추출하고, 유효 데이터 수를 산출하여 저장한다(ST300). 이때, 제어부(500)는 CRC(cyclical redundancy check) 방식을 통해 응답 데이터에 대한 오류 유무를 검출함으로써, 유효 데이터를 추출할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 IR 및 RF 통신 방식별 각 통신단계에서 수신된 데이터에 대해 CRC를 검사하여 CRC가 맞는 데이터를 유효 데이터로 판단한다.
한편, 차량(C)의 하이패스 단말기(1)와 안테나(330) 간의 하이패스 요금 관련 데이터를 무선 송수신하는 단계는 통신 방식에 따라 다수의 단계로 이루어지고, 일반적으로 모든 통신 단계를 수행하는 데에는 약 0.2초 정도가 소요된다. 그리고, 일정 속도 이상의 과속인 경우를 제외하고 두 개의 갠트리 예컨대, 제1 갠트리와 제2 갠트리(11,12) 사이 구간 주행시에 데이터 통신 과정이 완료된다.
즉, 하이패스 단말기(1)는 통신 단계에 대응하여 다단계의 응답데이터를 무선 송출하고, 안테나(330)에서는 각 통신 단계별로 응답데이터를 수신하게 되는 바, 상술한 ST100 내지 ST300 단계는 각 안테나(330)와 차량(C)에 부착된 하이패스 단말기(1)간의 하이패스 요금 관련 통신을 수행하면서 이루어지고, 모든 통신 단계에 따른 데이터 송수신이 종료되는 때까지 반복적으로 수행된다(ST400).
상기 ST400 단계에서 각 안테나(330)와 차량(C)에 부착된 하이패스 단말기(1)간의 하이패스 요금 관련 통신이 종료되면, 제어부(500)는 하이패스 단말정보, 예컨대 하이패스 단말기 고유 번호에 대하여 각 차로(R1,R2,R3,R4)별 제1 및 제2 안테나(331,332)의 유효 데이터 분포에 기초하여 해당 하이패스 단말기(1)를 부착한 차량(C)에 대한 주행 차로를 결정한다(ST500).
한편, 상기 도5에 도시된 주행 차로 결정 과정(ST500)은 도6에 도시된 바와 같이 하나의 하이패스 단말정보에 대응하여 각 안테나에서의 통신 단계별 유효 데이터 수를 호출하는 단계(ST510)와, 통신 단계별 유효 데이터 수에 기 설정된 가중치를 적용하여 안테나별 유효값 즉, 유효 데이터 수를 산출하는 단계(ST520), 각 차로에 대응되는 제1 및 제2 안테나의 유효값을 통합하여 차로별 유효값을 산출하는 단계(ST530) 및, 최대 유효값을 갖는 차로를 해당 하이패스 단말기(1)를 탑재한 차량(C)의 주행차로로 결정하는 단계(ST540)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명에서는 상기 ST530와 같이 각 차로별 주행 방향의 전후로 일정 간격 이격되게 설치되는 다수의 안테나를 통해 수신되는 응답 데이터의 유효 데이터 수를 합산함으로써, 각 차로에 대한 유효데이터를 산출한다.
따라서, 차량이 다차로의 요금 징수 구간에서 차로를 변경하거나 일정 구간 차로 걸침 주행을 하더라도 통신을 수행한 구간이 가장 긴 특정 하나의 차로에 대한 유효 데이터 분포가 타 차로의 유효 데이터보다 크게 나타나게 되므로, 인접 차로와의 변별력을 확보하는 것이 가능하다.
특히, 각 통신 단계별 가중치를 추가적으로 적용함으로써, 차로간 유효 데이터의 차이는 더욱 명확해 질 수 있다.
통상, IR-DSRC 통신 방식에 따른 IR 안테나의 수신 단계는 Initialization.Response(111 byte), Get.Response(183 byte), Action-Debit.Response(33 byte), Action-Set-Secure.Response(26 byte)의 4단계로 이루어진다.
또한, RF-DSRC 통신 방식에 따라 RF 안테나의 수신 단계는 Activation(13 byte), Initialization.Request(7 byte). Initialization.Response(146 byte), Get.Reqeust(7 byte), Get.Response(146 byte), Action-Debit.Reqeust(7 byte), Action-Debit.Response(73 byte), Set.Reqeust(7 byte), Set.Response(73 byte), Event-Report-Release.Reqeust(7 byte)의 10단계로 이루어진다.
여기서, 각 통신 단계별 응답 데이터의 길이는 상술한 바와 같이 미리 설정되는 바, 유효 데이터에 적용되는 가중치는 각 통신 단계에 대해 설정된 응답 데이터의 길이에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예컨대 기 설정된 응답 데이터 길이가 길수록 높은 가중치를 설정할 수 있다.
이때, 상기 RF 통신 방식에 대해서는 유효 데이터의 길이가 긴 4개 단계, Initialization.Response(146 byte), Get.Response(146 byte), Action-Debit.Response(73 byte), Set.Response(73 byte)에 대해서만 유효 데이터를 추출하도록 실시하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다차로 기반 요금 징수 장치에서 주행 차로 결정 방법은 다수의 IR 또는 RF 안테나를 통해 수신된 유효 데이터의 분포를 기반으로 요금 징수 구간을 통과하는 하이패스 차량의 주행 차로를 구분함으로써, 하이패스 차량에 대한 요금 부과를 정확하게 수행할 수 있다.
100 : 차량 감지부, 110 : 진입 차량 감지기,
120 : 진출 차량 감지기, 200 : 영상 촬영부,
210 : 전면 영상 촬영기, 220 : 후면 영상 촬영기,
300 : 무선 통신부, 310 : RF 통신모듈,
320 : IR 통신모듈, 330 : 안테나,
340 : 안테나 제어기, 400 : 인터페이스부,
500 : 제어부.

Claims (5)

  1. 하이패스 단말기를 탑재한 차량에 대하여 하이패스 단말기와 무선 통신을 수행하여 차량의 주행 차로를 결정하는 주행 차로 결정 장치를 구비하는 다차로 하이패스 시스템에서의 주행 차로 결정 방법에 있어서,
    주행 차로 결정 장치는 각 차로에 대해 제1 및 제2 안테나가 주행방향의 전후로 일정 간격 이격되게 설치되도록 구성되어, 해당 차로를 주행하는 차량의 하이패스 단말기와 하이패스 요금 데이터를 다수의 통신 단계에 따라 무선 송수신하는 제1 단계와,
    주행 차로 결정 장치에서 각 안테나를 통해 수신된 차량의 하이패스 단말기의 응답데이터를 수신하고, 안테나 별로 수신된 응답 데이터에서 유효 데이터를 추출함과 더불어 안테나 별로 그 유효 데이터 수를 산출하여 저장하되, 안테나 별로 통신 단계 단위로 응답 데이터에 대한 유효 데이터 수를 저장하는 동작을 통신 종료시까지 반복적으로 수행하는 제2 단계,
    주행 차로 결정 장치에서 해당 차량의 하이패스 단말기와 하이패스 요금 데이터에 대한 다단계의 통신이 종료되면, 각 차로별 제1 및 제2 안테나에 대해 저장된 유효데이터 수를 통합함으로써, 차로별 유효데이터 수를 산출하는 제3 단계 및,
    주행 차로 결정 장치에서 유효데이터 수가 가장 높은 차로를 해당 차량에 대한 주행 차로로 결정하는 제4 단계를 포함하여 구성되고,
    상기 제3 단계는 주행 차로 결정 장치에서 각 통신 단계에 대해 설정된 하이패스 단말기의 응답 데이터 길이를 근거로 통신 단계별 서로 다른 가중치를 적용하여 안테나별 유효 데이터 수를 산출하는 것을 특징으로 하는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 단계에서 주행 차로 결정 장치는 기 설정된 응답 데이터의 길이가 긴 통신 단계에 대해 보다 높은 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 단계에서 상기 각 차로별 제1 또는 제2 안테나는 차량의 하이패스 단말기와 IR 통신 방식 및 RF 통신 방식을 이용하여 하이패스 요금 관련 데이터를 무선 송수신하고,
    제2 단계에서 주행 차로 결정 장치는 IR 통신 방식에 대해서는 Initialization.Response, Get.Response, Action-Debit.Response, Action-Set-Secure.Response의 4개 단계를 통해 응답 데이터를 수신하고, RF 통신 방식에 대해서는 Activation, Initialization.Request. Initialization.Response, Get.Reqeust, Get.Response, Action-Debit.Reqeust, Action-Debit.Response, Set.Reqeust, Set.Response, Event-Report-Release.Reqeust의 10개 단계를 통해 응답 데이터를 수신하여 각 단계별 유효데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주행 차로 결정 장치는 IR 및 RF 의 각 단계에 대한 수신 데이터에 대한 CRC 검사를 수행함으로써, 통신 방식별 각 단계에 대한 유효 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 다차로 하이패스 시스템에서의 차량 단말기를 이용한 주행 차로 결정 방법.

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