KR102058179B1 - 레이저신호를 이용한 무인 교통단속 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저신호가 차량의 폭 방향으로 송출됨과 동시에 차량의 타이어의 높이에 대응되는 높이로 노면과 평행하게 송출되도록 구성됨으로써 검지영역을 극대화시켜 검지율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 단속의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있으며, 설치 및 유지보수가 간단한 장점을 갖고, 레이저신호가 차량의 타이어의 높이에 대응되게 출사됨으로써 단순히 차량감지 및 차선위치의 검출뿐만 아니라 축간거리 및 차축수량 등의 검출이 가능하여 생성된 차량정보의 정보력 및 효율성을 높일 수 있으며, 차량 감지 시, 감지차량의 타이어의 길이를 검출한 후, 검출된 타이어 길이를 활용하여 간섭현상을 판별하도록 구성됨으로써 단속의 에러 및 오류를 방지하여 교통단속의 정확성 및 신뢰도를 더욱 높일 수 있는 무인 교통단속 시스템에 관한 것이다.

Description

레이저신호를 이용한 무인 교통단속 시스템{Automatic traffic enforcement system using laser signal}

본 발명은 레이저신호를 이용한 무인 교통단속 시스템에 관한 것으로서, 상세하게로는 레이저센서를 노면으로부터 소정 높이로 노면과 평행하게 송출하도록 구성됨으로써 차량 감지의 정확성 및 신뢰도를 높임과 동시에 이종 차선들의 차량이 중복되는 간섭현상으로 인한 차량정보의 오류 및 에러를 방지할 수 있는 무인 교통단속 시스템에 관한 것이다.

차량보급이 대중화되고 통신기반이 확장됨에 따라 각종 교통법규를 위반한 단속차량의 수량 또한 증가하였고, 이에 따라 위반차량을 단속하기 위한 무인 교통단속 시스템에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.

이러한 위반차량 단속은 도로 현장에 설치되어 차량을 감지하는 감지수단에 의해 측정된 감지데이터를 기반으로 운영됨에 따라 감지수단의 검출 정확성은 단속의 신뢰도에 직접적인 영향을 주기 때문에 감지수단의 성능 또는 감지수단을 이용한 단속방법 및 기술에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.

통상적으로 차량감지수단으로는 1)루프검지기식, 2)지자기센서, 3)카메라가 널리 사용되고 있다.

그러나 1)루프검지기는 루프검지기를 노면에 매립하여 설치되기 때문에 설치, 점검 및 교체작업이 번거롭고 복잡할 뿐만 아니라 도로 미관을 해치는 단점을 갖고, 2)지자기센서 또한 노면에 매립되어 설치되기 때문에 루프검지기와 동일한 단점을 갖고, 3)카메라는 노면으로부터 최소 12m 이상의 구조물에 설치되야 하기 때문에 설치 비용이 증가할 뿐만 아니라 유지 및 보수작업이 번거로우며, 조도, 안개 등의 외부 환경에 취약하여 안전성이 떨어지는 단점을 갖는다.

이에 반하여, 레이저 신호는 에너지밀도가 크며, 파장 및 위상이 일정하여 간섭에 강하고, 직진성 및 집광성이 우수한 장점을 갖고, 이러한 레이저 신호를 이용한 레이저기는 설치가 간단하여 유지, 보수, 점검 및 교체가 용이함과 동시에 안전성이 뛰어나며, 도로 미관을 해치지 않는 장점으로 인해 차량검지수단으로서 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 겐트리 등의 구조물에 설치되기 때문에 한 개의 차선만을 감지하지 못하는 구조적 한계를 갖고, 이에 따라 다차로의 차량을 감지하기 위해서는 차선 당 한 대씩 설치되어야 하기 때문에 설치 및 운영비용이 증가하는 단점을 갖는다.

또한 종래기술(100)은 직진성이 강한 레이저신호의 특성에 따라 도로에 형성되는 감지영역의 폭 방향의 길이가 차선의 폭 길이에 비교하여 매우 작기 때문에 검지율이 떨어짐과 동시에 이를 사전에 운전자가 인지하는 경우, 해당 구간을 고의로 피해 운전하여 단속 회피율이 높은 구조적 한계를 갖는다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 레이저센서를 도로의 갓길에 설치하여 차량 주행방향과 수직인 방향, 즉 도로를 가로지르는 방향으로 레이저신호를 송수신하여 차량을 검지하는 측주형 레이저검지기가 연구되어 널리 사용되고 있다.

도 2는 종래의 측주형 레이저검지기를 설명하기 위한 예시도이다.

종래의 측주형 레이저검기지(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 도로의 갓길에 차량 주행방향으로 이격되게 설치되어 도로의 폭 방향으로 레이저신호를 송신한 후 반사신호를 수신 받는 레이저부(201), (203)들과, 레이저부(201), (203)들에 의해 송수신된 레이저신호를 분석하여 감지차량의 속도를 검출하는 컨트롤러(205)로 이루어진다.

이와 같이 구성되는 종래의 측주형 레이저검지기(200)는 설치가 간단하며, 다차로의 차량을 감지할 수 있으며, 단속회피가 불가능하여 단속회피율이 낮은 장점을 갖는다.

그러나 종래의 측주형 레이저검지기(200)는 외측차선 및 내측차선에 차량들이 중복될 경우, 외측차선의 차량에 의해 내측 차선의 차량이 방해를 받더라도 이를 감지하기 위한 방법 및 기술이 전혀 기재되어 있지 않기 때문에 차량감지의 정확성 및 신뢰도가 떨어지는 문제점이 발생한다.

또한 종래의 측주형 레이저검지기(200)는 단순히 차량감지 및 차량속도만을 감지하도록 구성되었기 때문에 차륜의 수량, 차축의 수량 등을 전혀 감지하지 못하여 차량정보의 활용성이 떨어지는 구조적 한계를 갖는다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 레이저신호가 차량의 폭 방향으로 송출됨과 동시에 차량의 타이어의 높이에 대응되는 높이로 노면과 평행하게 송출되도록 구성됨으로써 검지영역을 극대화시켜 검지율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있으며, 설치 및 유지보수가 간단한 레이저신호를 이용한 무인 교통단속 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 레이저신호가 차량의 타이어의 높이에 대응되게 출사됨으로써 단순히 차량감지 및 차선위치의 검출뿐만 아니라 축간거리 및 차축수량 등의 검출이 가능하여 생성된 차량정보의 정보력 및 효율성을 높일 수 있는 레이저신호를 이용한 무인 교통단속 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 차량 감지 시, 감지차량의 타이어의 길이를 검출한 후, 검출된 타이어 길이를 활용하여 간섭현상을 판별하도록 구성됨으로써 간섭현상으로 인한 단속의 에러 및 오류를 방지하여 교통단속의 정확성 및 신뢰도를 더욱 높일 수 있는 레이저신호를 이용한 무인 교통단속 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 도로의 갓길에 설치되어 도로의 폭 방향으로 레이저신호를 송출한 후 반사 신호를 수신 받는 제1 진입센서와, 상기 제1 진입센서로부터 차량 진행방향에 대향되는 방향으로 이격되어 레이저신호를 송출한 후 반사 신호를 수신 받는 제1 진출센서를 포함하는 제1 레이저기; 상기 제1 레이저기로부터 송수신된 레이저신호를 분석하여 각 차선의 차량을 감지하여 위반차량을 검출하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 제1 레이저기는 차량의 타이어에 대응되는 높이로 노면과 평행하게 레이저신호를 송출하고, 상기 무인 교통단속 시스템은 상기 제1 레이저기로부터 차량 진행방향에 대향되는 방향으로 이격된 지점에 설치되는 제2 레이저기를 포함하고, 상기 제2 레이저기는 도로의 폭 방향으로 레이저신호를 송출한 후 반사 신호를 수신 받는 제2 진입센서와, 상기 제2 진입센서로부터 차량 진행방향에 대향되는 방향으로 이격되어 레이저신호를 송출한 후 반사 신호를 수신받는 제2 진출센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 제1 레이저기의 상기 제1 진입센서 및 상기 제1 진출센서로부터 송수신된 레이저신호와, 상기 제2 레이저기의 상기 제2 진입센서 및 상기 제2 진출센서로부터 송수신된 레이저신호를 분석하는 신호분석부; 상기 신호분석부에 의한 분석데이터를 활용하여 각 차선의 차량정보를 생성하는 차량정보 생성부; 상기 차량정보 생성부에 의해 생성된 차량정보를 기 설정된 위반정보와 비교하여 위반차량을 검출한 후, 위반 내용을 포함하는 단속정보를 생성하는 단속정보 생성부를 포함하고, 상기 차량정보 생성부는 레이저신호의 반사거리를 이용하여 각 차선의 정보를 추출하여 차량정보를 생성하고, 상기 차량정보 생성부는 레이저신호의 반사거리를 이용하여 각 차선의 정보를 추출하는 분석데이터 추출모듈; 상기 제1 레이저기의 상기 제1 진입센서 및 제1 진출센서의 분석데이터를 활용하여 전방타이어의 진입시간(t1) 및 진출시간(t2)을 검출하는 전방타이어 감지모듈; 상기 제2 레이저기의 상기 제2 진입센서 및 제2 진출센서의 분석데이터를 활용하여 후방타이어의 진입시간(t1‘) 및 진출시간(t2’)을 검출하는 후방타이어 감지모듈; 상기 전방타이어 감지모듈에 의한 전방타이어의 진입시간(t1), 진출시간(t2) 및 기 설정된 상기 제1 진입센서 및 상기 제1 진출센서의 거리차이(d)를 이용하여 감지차량의 속도인 제1 차량속도(v1)를 산출하는 제1 차량속도 산출모듈; 상기 후방타이어 감지모듈에 의한 후방타이어의 진입시간(t1‘), 진출시간(t2’) 및 기 설정된 상기 제2 진입센서 및 상기 제2 진출센서의 거리차이(d‘)를 이용하여 감지차량의 속도인 제2 차량속도(v2)를 산출하는 제2 차량속도 산출모듈; 상기 제1 차량속도 산출모듈에 의한 제1 차량속도(v1) 및 상기 제2 차량속도 산출모듈에 의한 제2 차량속도(v2)의 평균값을 해당 차선의 감지차량의 최종 차량속도(v)로 결정하는 최종 차량속도 산출모듈을 포함하는 것이다.

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또한 본 발명에서 상기 차량정보 생성부는 축간거리 검출모듈과, 차축수량 검출모듈을 더 포함하고, 상기 축간거리 검출모듈은 상기 전방타이어 감지모듈에 의한 전방타이어의 진입시간(t1) 및 상기 후방타이어 감지모듈에 의한 후방타이어의 진입시간(t1')의 시간차이(△t’)를 산출한 후, 산출된 시간차이(△t’)에 상기 최종 차량속도 산출모듈에 의해 산출된 최종 차량속도를 곱하여 축간거리(L)를 산출하고, 상기 차축수량 검출모듈은 상기 축간거리 검출모듈에 의해 검출된 축간거리를 경차로 판단할 수 있는 축간거리의 최소값인 기 설정된 임계값과 비교하여 상기 축간거리(L)가 임계값 미만이면, 해당 감지차량의 차축수량(M)을 3개 이상인 것으로 결정하고, 상기 차량정보 생성부는 각 차선의 감지차량에 대한 전방타이어 진입시간(t1) 및 진출시간(t2)과, 후방타이어 진입시간(t1’) 및 진출시간(t2’), 차량속도(v), 축간거리(L), 차축수량(M) 정보를 포함하는 차량정보를 생성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 컨트롤러는 최외측 차선을 제외한 차선들에서 차량정보가 생성될 때 동작하는 차량간섭여부 판별부를 더 포함하고, 상기 차량간섭여부 판별부는 상기 제1 레이저기의 상기 제1 진입센서 및 상기 제1 진출센서에 의해 타이어가 감지된 시간(t3)과, 상기 차량속도 산출모듈에 의해 산출된 차량속도(v)를 곱하여 제1 타이어 길이(TL1)를 산출하는 제1 타이어 길이 산출모듈; 상기 제2 레이저기의 상기 제2 진입센서 및 상기 제2 진출센서에 의해 타이어가 감지된 시간(t3’)과 상기 차량속도 산출모듈에 의해 산출된 차량속도(v)를 곱하여 제2 타이어 길이(TL2)를 산출하는 제2 타이어 길이 산출모듈; 상기 제1 타이어 길이 산출모듈에 의해 산출된 제1 타이어 길이(TL)를 타이어로 판별할 수 있는 타이어 길이의 최소값인 설정값(TH, Threshold)과 비교하는 제1 비교모듈; 상기 제2 타이어 길이 산출모듈에 의해 산출된 제2 타이어 길이(TL2)를 상기 설정값(TH)과 비교하는 제2 비교모듈; 상기 제1 비교모듈에서 제1 타이어 길이(TL1)가 상기 설정값 미만이거나 또는 상기 제2 비교모듈에서 제2 타이어 길이(TL2)가 상기 설정값 미만이면 해당 차선의 감지차량의 타이어가 그 외측 차선들 중 어느 하나의 주행차량의 타이어에 의해 가려지는 간섭현상이 발생하였다고 판별하는 간섭여부 판별모듈을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 레이저신호가 차량의 폭 방향으로 송출됨과 동시에 차량의 타이어의 높이에 대응되는 높이로 노면과 평행하게 송출되도록 구성됨으로써 검지영역을 극대화시켜 검지율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 단속의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있으며, 설치 및 유지보수가 간단한 장점을 갖는다.

또한 본 발명에 의하면 레이저신호가 차량의 타이어의 높이에 대응되게 출사됨으로써 단순히 차량감지 및 차선위치의 검출뿐만 아니라 축간거리 및 차축수량 등의 검출이 가능하여 생성된 차량정보의 정보력 및 효율성을 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 차량 감지 시, 감지차량의 타이어의 길이를 검출한 후, 검출된 타이어 길이를 활용하여 간섭현상을 판별하도록 구성됨으로써 간섭현상으로 인한 단속의 에러 및 오류를 방지하여 교통단속의 정확성 및 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.

도 1은 국내등록특허 제10-1723380호(발명의 명칭 : 이동통신 단말기를 이용한 교통정보 수집시스템)에 개시된 교통정보 수집시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 종래의 측주형 레이저검지기를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 무인 교통단속 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 4는 도 3의 예시도이다.
도 5는 도 3의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 N차선 차량정보 생성부를 나타내는 블록도이다.
도 7은 1차선 차량정보 생성모듈을 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7의 차량속도 산출모듈을 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8의 차량속도 산출모듈을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 도 7의 축간거리 검출모듈을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 도 4의 차량간섭여부 판별부를 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예인 무인 교통단속 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 4는 도 3의 예시도이다.

본 발명의 일실시예인 무인 교통단속 시스템(1)은 레이저센서를 이용하여 다차선의 차량들을 감지함과 동시에 차륜의 수량 및 차축의 수량 등을 검출 가능하도록 구성됨으로써 차량정보의 정보력 및 효율성을 극대화시킴과 동시에 과속차량 단속의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있으며, 외측차선의 차량으로 인해 내측차선의 차량을 감지하지 못하는 간섭현상이 발생하더라도, 내측차선의 차량을 정확하게 감지하여 단속의 에러 및 오류를 효과적으로 방지하기 위한 것이다.

또한 무인 교통단속 시스템(1)은 다차선 도로(R)의 갓길에 설치되어 도로(R)의 폭 방향으로 레이저신호를 송출함과 동시에 반사되는 신호를 수신 받는 제1 레이저기(5)와, 제1 레이저기(5)로부터 차량 진행방향에 대향되는 방향인 후방으로 이격된 지점에 설치되는 제2 레이저기(7)와, 제1, 2 레이저기(5), (7)들에 의해 송수신된 레이저신호를 분석하여 차량을 감지하여 차량정보를 생성하는 컨트롤러(3)와, 컨트롤러(3)로부터 차량정보 및 단속정보를 전송받아 이를 저장함과 동시에 가공하여 교통정보를 생성하며 위반차량에 대한 과태료 청구 등의 후속절차를 수행하는 교통관제서버(9)와, 교통관제서버(9) 및 컨트롤러(3) 사이의 데이터 이동경로를 제공하는 통신망(10)으로 이루어진다.

이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 컨트롤러(3)가 별도의 제어기로 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 컨트롤러(3)는 동일한 연산처리를 수행할 수 있는 PC 등의 단말기의 하드웨어 또는 소프트웨어로 구성될 수 있다.

또한 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 도시되지 않았으나, 무인 교통단속 시스템(1)은 위반차선을 촬영하기 위한 번호인식 카메라들을 더 포함할 수 있고, 이러한 카메라를 이용한 위반차량의 영상을 획득하는 구성 및 기술은 통상적으로 사용되는 구성 및 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

통신망(10)은 교통관제서버(9) 및 컨트롤러(3) 사이의 데이터 통신을 지원하는 망이며, 상세하게로는 광역통신망(WAN) 등의 유무선 네트워크(Network)망, 이동통신망 등으로 구성될 수 있다.

교통관제서버(9)는 컨트롤러(3)로부터 차량정보를 전송받아 이를 저장함과 동시에 전송받은 차량정보를 가공 및 활용하여 교통정보를 생성한다. 이때 차량정보는 감지차량의 위치, 차선, 속도, 차륜 수량, 차축 수량 등을 포함한다.

또한 교통관제서버(9)는 컨트롤러(3)로부터 단속정보를 전송받아 이를 저장하며, 위반차량의 해당 운전자에게 과태료 청구 등의 후속절차 서비스를 수행한다.

또한 교통관제서버(9)는 접속된 클라이언트(Client)에게 생성된 교통정보를 제공한다.

이러한 교통관제서버(9)에서 교통정보를 생성하는 방법 및 기술은 지능형 교통 시스템(ITS)에 있어서 통상적으로 사용되는 것이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제1 레이저기(5)는 도로의 폭 방향으로 레이저신호를 송출한 후, 반사되는 신호를 수신 받는 제1 진입센서(501)와, 제1 진입센서(501)로부터 후방으로 이격된 지점으로 레이저신호를 송출한 후, 반사 신호를 수신 받는 제1 진출센서(502)로 이루어진다.

또한 제1 레이저기(5)는 레이저신호가 노면으로부터 5 ~ 10cm의 높이로, 노면과 수평상태를 유지하도록 레이저신호를 송출함으로써 감지차량의 차체가 아닌 감지차량의 타이어에 의해 송출신호의 반사가 이루어지도록 한다.

또한 제1 레이저기(5)는 송수신된 레이저신호 정보를 컨트롤러(3)로 입력한다.

이러한 제1 레이저기(5)는 차량의 전방타이어를 감지하기 위한 목적을 갖는다.

제2 레이저기(7)는 제1 레이저기(5)와 마찬가지로 제2 진입센서(701) 및 제2 진출센서(702)로 이루어진다.

또한 제2 레이저기(7)는 제1 레이저기(5)로부터 전방으로 이격된 지점에 설치된다.

또한 제2 레이저기(7)는 레이저신호가 노면으로부터 5 ~ 10cm의 높이로, 노면과 수평상태를 유지하도록 레이저신호를 송출한다.

또한 제2 레이저기(7)는 송수신된 레이저신호 정보를 컨트롤러(3)로 입력한다.

이러한 제2 레이저기(7)는 차량의 전방타이어를 감지하기 위한 목적을 갖는다.

도 5는 도 3의 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.

컨트롤러(3)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(30)와, 메모리(31), 통신 인터페이스부(32), 신호분석부(33), N차선 차량정보 생성부(35), 차량간섭여부 판별부(37), 차량정보 보정부(39), 단속정보 생성부(40)로 이루어진다.

제어부(30)는 컨트롤러(3)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상(31), (32), (33), (35), (37), (39), (40)들을 관리 및 제어한다.

또한 제어부(30)는 통신 인터페이스부(32)를 통해 제1, 2 레이저기(5), (7)들로부터 레이저신호 정보를 입력받으면, 입력된 레이저신호 정보를 신호분석부(33)로 입력한다.

또한 제어부(30)는 신호분석부(33)에 의해 검출된 분석데이터를 N차선 차량정보 생성부(35) 및 차량간섭여부 판별부(37)로 입력한다.

또한 제어부(30)는 차량간섭여부 판별부(37)에 의해 차량간섭이 발생하였다고 판단되면, 차량정보 보정부(39)를 동작시킨다.

또한 제어부(30)는 차량정보 생성부(35)에 의해 차량정보가 생성되면, 통신 인터페이스부(32)를 제어하여 생성된 차량정보가 교통관제서버(9)로 전송되도록 한다.

또한 제어부(30)는 단속정보 생성부(40)에 의해 단속정보가 생성되면, 통신 인터페이스부(32)를 제어하여 생성된 차량정보가 교통관제서버(9)로 전송되도록 한다.

메모리(31)에는 제1, 2 레이저기(5), (7)들의 거리차이 정보와, 제1 진입센서(501) 및 제1 진출센서(502)의 거리차이 정보, 제2 진입센서(701) 및 제2 진출센서(702)의 거리차이 정보가 기 설정되어 저장된다.

또한 메모리(31)에는 감지대상의 차선수량 및 각 차선의 위치정보가 기 설정되어 저장된다.

또한 메모리(31)에는 N차선 차량정보 생성부(35)에 의해 생성된 각 차선의 차량정보가 임시 저장된다.

또한 메모리(31)에는 단속정보 생성부(40)에 의해 생성된 단속정보가 임시 저장된다.

통신 인터페이스부(32)는 제1, 2 레이저기(5), (7)들과 데이터를 입출력한다.

또한 통신 인터페이스부(32)는 교통관제서버(9)와 데이터를 송수신한다.

신호분석부(33)는 제1 레이저기(5)의 제1 진입센서(501) 및 제1 진출센서(502)에 의해 송수신된 레이저신호와, 제2 레이저기(7)의 제2 진입센서(701) 및 제2 진출센서(702)에 의해 송수신된 레이저신호를 분석하여 분석데이터를 검출한다.

또한 신호분석부(33)에 의해 검출된 분석데이터는 제어부(30)의 제어에 따라 N차선 차량정보 생성부(35)로 입력된다.

이때 송수신된 레이저신호를 분석하여 객체를 검출하는 기술 및 방법은 통상적으로 사용되는 것이기 때문에 공지된 다양한 기술 및 방법이 적용될 수 있으나, 다음의 펄스그래프를 이용하여 객체를 검출할 수 있다.

신호분석부(33)는 각 센서의 송수신된 펄스를 펄스그래프로 변환할 수 있다. 이때 펄스그래프는 감지시간을 가로축으로 하며, 감지거리를 세로축으로 한다.

즉 신호분석부(33)에 의해 검출된 펄스그래프의 감지거리를 통해 감지차량의 차선을 인지할 수 있을 뿐만 아니라 펄스그래프의 감지시간을 통해 감지차량이 감지된 시간을 인지할 수 있게 된다.

도 6은 도 5의 N차선 차량정보 생성부를 나타내는 블록도이다.

N차선 차량정보 생성부(35)는 도 6에 도시된 바와 같이, 1차선 도로의 감지차량에 대한 차량정보를 생성하는 차량정보 생성모듈(350-1)과, 2차선 도로의 감지차량에 대한 차량정보를 생성하는 2차선 차량정보 생성모듈(350-2), ..., N차선 도로의 감지차량에 대한 차량정보를 생성하는 N차선 차량정보 생성모듈(350-N)로 이루어진다.

이때 차량정보 생성모듈(350-1), ..., (350-N)들의 수량은 차선의 수량(N)에 대응되게 구성된다. 예를 들어 감지대상인 도로가 4차선인 경우, N차선 차량정보 생성부(35)는 4개의 차량정보 생성모듈들로 이루어질 수 있다.

도 7은 1차선 차량정보 생성모듈을 나타내는 블록도이다.

1차선 차량정보 생성모듈(350)은 도 7에 도시된 바와 같이, 분석데이터 추출모듈(351)과, 전방타이어 감지모듈(352), 후방타이어 감지모듈(353), 차량속도 산출모듈(354), 축간거리 검출모듈(355), 차축수량 검출모듈(356), 제1 차량정보 생성모듈(357)로 이루어진다.

분석데이터 추출모듈(351)은 감지거리를 활용하여 신호분석부(33)에 의해 검출된 분석데이터로부터 1차선에 대응되는 분석데이터를 추출한다.

전방타이어 감지모듈(352)은 제1 레이저기(5)의 제1 진입센서(501) 및 제1 진출센서(502)에 의한 분석데이터를 분석 및 활용하여 감지차량의 전방타이어의 진입시간(t1) 및 진출시간(t2)을 검출한다.

후방타이어 감지모듈(353)은 제2 레이저기(7)의 제2 진입센서(701) 및 제2 진출센서(702)에 의한 분석데이터를 분석 및 활용하여 감지차량의 후방타이어의 진입시간(t1’) alc 진출시간(t2’)을 검출한다.

도 8은 도 7의 차량속도 산출모듈을 나타내는 블록도이고, 도 9는 도 8의 차량속도 산출모듈을 설명하기 위한 예시도이다.

차량속도 산출모듈(354)은 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 차량속도 산출모듈(3541)과, 제2 차량속도 산출모듈(3542), 최종 차량속도 산출모듈(3543)로 이루어진다.

이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 차량속도가 제1 차량속도 및 제2 차량속도의 평균값으로 산출하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 차량속도 산출 방법은 이에 한정되지 않으며, 제1 레이저기 또는 제2 레이저기에 의한 신호만을 이용하여 산출될 수 있음은 당연하다.

제1 차량속도 산출모듈(3541)은 도 9에 도시된 바와 같이, 전방타이어 감지모듈(352)에 의해 검출된 전방타이어의 진입시간(t1), 진출시간(t2) 및 기 설정된 이들 사이의 거리차이(d)를 이용하여 제1 차량속도(v1)를 산출한다.

이때 차량속도(v1)는 다음의 수학식 1에 의해 정의된다.

이때, 거리(d)는 제1, 2 진입센서들의 거리차이이고, 경과시간(△t)은 진입시간(t1) 및 진출시간(t2)의 시간차이이다.

제2 차량속도 산출모듈(3542)은 후방타이어 감지모듈(353)에 의해 검출된 후방타이어의 진입시간(t1‘), 진출시간(t2’) 및 기 설정된 이들 사이의 거리차이(d‘)를 이용하여 제2 차량속도(v2)를 산출한다.

이때 제2 차량속도 산출모듈(3542)이 차량속도를 산출하는 방법 및 과정은 제1 차량속도 산출모듈(3541)과 동일한 방법으로 이루어진다.

최종 차량속도 산출모듈(3543)은 제1 차량속도 산출모듈(3541)에 의해 산출된 제1 차량속도(v1)와, 제2 차량속도 산출모듈(3542)에 의해 산출된 제2 차량속도(v2)의 평균값을 산출한 후, 산출된 평균값을 감지차량의 최종 차량속도(v)로 결정한다.

도 10은 도 7의 축간거리 검출모듈을 설명하기 위한 예시도이다.

축간거리 검출모듈(355)은 전방타이어 감지모듈(352)에 의해 검출된 전방타이어 진입시간(t1) 및 후방타이어 감지모듈(353)에 의해 검출된 후방타이어 진입시간(t1')의 시간차이(△t’)를 산출한다.

또한 축간거리 검출모듈(355)은 산출된 시간차이(△t’)와, 최종 차량속도 산출모듈(3543)에 의해 산출된 최종 차량속도(v)를 곱하여 축간거리(L)를 산출한다.

이때 축간거리(L)는 다음의 수학식 2를 통해 정의된다.

이때, 시간차이(△t’)는 전방타이어의 진입시간 및 후방타이어의 진입시간의 차이값이고, 주행속도(v)는 감지차량의 속도이다.

차축수량 검출모듈(356)은 축간거리 검출모듈(355)에 의해 검출된 축간거리(L)를 기 설정된 임계값(2,345mm)과 비교한다.

이때 임계값(2,345mm)은 경차로 판단할 수 있는 축간거리의 최소값으로 정의된다.

또한 차축수량 검출모듈(356)은 만약 축간거리(L)가 임계값 미만이면, 해당 감지차량의 차축수량(M)을 3개 이상으로 결정한다.

또한 차축수량 검출모듈(356)은 만약 축간거리(L)가 임계값 이상이면, 해당 감지차량의 차축수량(M)을 2개인 것으로 결정한다.

제1 차량정보 생성모듈(357)은 전방타이어 감지모듈(352)에 의해 검출된 전방타이어 진입시간(t1) 및 진출시간(t2) 정보와, 후방타이어 감지모듈(353)에 의해 검출된 후방타이어 진입시간(t1’) 및 진출시간(t2’) 정보와, 차량속도 산출모듈(354)에 의해 산출된 차량속도(v) 정보와, 축간거리 검출모듈(355)에 의해 검출된 축간거리(L) 정보와, 차축수량 검출모듈(356)에 의해 검출된 차축수량(M) 정보를 포함하는 제1 차량정보를 생성한다.

즉 제1 차량정보는 전방타이어의 진입시간(t1) 및 진출시간(t2)과, 후방타이어의 진입시간(t1’) 및 진출시간(t2’), 차량속도(v), 축간거리(L), 차축수량(M)으로 이루어진다.

도 6의 2차선 차량정보 생성모듈(350-2), ..., N차선 차량정보 생성모듈(350-N)은 1차선 차량정보 생성모듈(350-1)과 동일한 방법 및 과정으로 해당 차선의 차량정보들을 생성한다.

도 11은 도 4의 차량간섭여부 판별부를 나타내는 블록도이다.

도 11의 차량간섭여부 판별부(37)는 최외측 차선을 제외한 차선들에서 차량정보가 생성될 때 제어부(30)의 제어에 따라 동작한다.

즉 차량간섭여부 판별부(37)는 외측차선의 주행차량의 타이어와, 그 내측의 차선들 중 어느 하나의 주행차량의 타이어가 일부 또는 전체 중복된 상태로 제1, 2 레이저기(5), (7)를 통과하는 간섭현상 발생여부를 판단하기 위한 것이다.

또한 차량간섭여부 판별부(37)는 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 타이어 길이 산출모듈(371)과, 제2 타이어 길이 산출모듈(372), 제1 비교모듈(373), 제2 비교모듈(374), 간섭여부 판별모듈(375)로 이루어진다.

제1 타이어 길이 산출모듈(371)은 제1 레이저기(5)의 제1 진입센서(501) 또는 제1 진출센서(502)에 의해 타이어가 감지된 시간(t3)과, 차량속도 산출모듈(354)에 의해 산출된 차량속도(v)를 곱하는 연산 방식을 통해 제1 타이어 길이(TL1)를 산출한다.

제2 타이어 길이 산출모듈(372)은 제2 레이저기(7)의 제1 진입센서(701) 또는 제2 진출센서(702)에 의해 타이어가 감지된 시간(t3’)과, 차량속도 산출모듈(354)에 의해 산출된 차량속도(v)를 곱하여 제2 타이어 길이 (TL2)를 산출한다.

제1 비교모듈(373)은 제1 타이어 길이 산출모듈(371)에 의해 산출된 제1 타이어 길이(TL1)와, 타이어로 판별할 수 있는 타이어 길이의 최소값인 설정값(TH, Threshold)을 비교한다.

제2 비교모듈(374)은 제2 타이어 길이 산출모듈(372)에 의해 산출된 제2 타이어 길이(TL2)와, 설정값(TH)을 비교한다.

간섭여부 판별모듈(375)은 제1 비교모듈(373)에서 제1 타이어 길이(TL1)가 설정값(TH) 미만이면, 해당 차선의 감지차량의 타이어가 그 외측 차선들 중 어느 하나의 주행차량의 타이어에 의해 가려지는 간섭현상이 발생하였다고 판별한다.

또한 간섭여부 판별모듈(375)은 제2 비교모듈(374)에서 제2 타이어 길이(TL2)가 설정값(TH) 미만이면, 해당 차선의 감지차량의 타이어가 그 외측 차선들 중 어느 하나의 주행차량의 타이어에 의해 가려지는 간섭현상이 발생하였다고 판별한다.

또한 간섭여부 판별모듈(375)에 의해 간섭현상이 발생되었다고 판별되면, 제어부(30)의 제어에 따라 차량정보 보정부(39)가 동작된다.

도 5의 차량정보 보정부(39)는 간섭여부 차량간섭여부 판별부(37)에 의해 간섭현상이 발생되었다고 판별될 때 동작하며, 해당 차선의 차량정보 생성모듈에 의해 생성된 차량정보에, 간섭현상이 발생하였다는 간섭발생 정보를 매칭시킴으로써 교통관제서버(9)는 차후 전송받은 차량정보에 포함된 간섭발생 정보를 통해 해당 차량정보가 간섭현상으로 인해 정확성이 떨어질 수 있음을 사전에 인지할 수 있게 된다.

단속정보 생성부(40)는 N차선 차량정보 생성부(35)에 의해 생성된 차량정보를 기 설정된 단속정보와 비교하여, 차량정보가 단속정보에 포함될 때, 해당 감지차량을 위반차량으로 결정한다.

또한 단속정보 생성부(40)는 위반차량의 위반내용, 위반시간 및 차량정보를 포함하는 단속정보를 생성한다.

이때 단속정보 생성부(40)에 의해 생성된 단속정보는 제어부(30)의 제어에 따라 교통관제서버로 전송된다.

이와 같이 본 발명의 일실시예인 무인 교통단속 시스템(1)은 레이저신호가 차량의 폭 방향으로 송출됨과 동시에 차량의 타이어의 높이에 대응되는 높이로 노면과 평행하게 송출되도록 구성됨으로써 검지영역을 극대화시켜 검지율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 단속의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있으며, 설치 및 유지보수가 간단한 장점을 갖는다.

또한 본 발명의 무인 교통단속 시스템(1)은 레이저신호가 차량의 타이어의 높이에 대응되게 출사됨으로써 단순히 차량감지 및 차선위치의 검출뿐만 아니라 축간거리 및 차축수량 등의 검출이 가능하여 생성된 차량정보의 정보력 및 효율성을 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명의 무인 교통단속 시스템(1)은 차량 감지 시, 감지차량의 타이어의 길이를 검출한 후, 검출된 타이어 길이를 활용하여 간섭현상을 판별하도록 구성됨으로써 단속의 에러 및 오류를 방지하여 교통단속의 정확성 및 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.

1:무인 교통단속 시스템 3:컨트롤러 5:제1 레이저기
7:제2 레이저기 9:교통관제서버 10:통신망
30:제어부 31:메모리 32:통신 인터페이스부
33:신호분석부 35:N차선 차량정보 생성부
37:차량간섭여부 판별부 39:차량정보 보정부
351:분석데이터 추출모듈 352:전방타이어 감지모듈
353:후방타이어 감지모듈 354:차량속도 산출모듈
355:축간거리 검출모듈 356:차축수량 검출모듈
357:제1 차량정보 생성모듈 371:제1 타이어 길이 산출모듈
372:제2 타이어 길이 산출모듈 373:제1 비교모듈
374:제2 비교모듈 375:간섭여부 판별모듈
501:제1 진입센서 502:제2 진입센서
701:제2 진입센서 702:제2 진출센서

Claims (6)

1. 도로의 갓길에 설치되어 도로의 폭 방향으로 레이저신호를 송출한 후 반사 신호를 수신 받는 제1 진입센서와, 상기 제1 진입센서로부터 차량 진행방향에 대향되는 방향으로 이격되어 레이저신호를 송출한 후 반사 신호를 수신 받는 제1 진출센서를 포함하는 제1 레이저기;
   상기 제1 레이저기로부터 송수신된 레이저신호를 분석하여 각 차선의 차량을 감지하여 위반차량을 검출하는 컨트롤러를 포함하고,
   상기 제1 레이저기는
   차량의 타이어에 대응되는 높이로 노면과 평행하게 레이저 신호를 송출하는 무인 교통단속 시스템에 있어서,
   상기 무인 교통단속 시스템은 상기 제1 레이저기로부터 차량 진행방향에 대향되는 방향으로 이격된 지점에 설치되는 제2 레이저기를 포함하고,
   상기 제2 레이저기는
   도로의 폭 방향으로 레이저신호를 송출한 후 반사 신호를 수신 받는 제2 진입센서와, 상기 제2 진입센서로부터 차량 진행방향에 대향되는 방향으로 이격되어 레이저신호를 송출한 후 반사 신호를 수신받는 제2 진출센서를 더 포함하고,
   상기 컨트롤러는
   상기 제1 레이저기의 상기 제1 진입센서 및 상기 제1 진출센서로부터 송수신된 레이저신호와, 상기 제2 레이저기의 상기 제2 진입센서 및 상기 제2 진출센서로부터 송수신된 레이저신호를 분석하는 신호분석부;
   상기 신호분석부에 의한 분석데이터를 활용하여 각 차선의 차량정보를 생성하는 차량정보 생성부;
   상기 차량정보 생성부에 의해 생성된 차량정보를 기 설정된 위반정보와 비교하여 위반차량을 검출한 후, 위반 내용을 포함하는 단속정보를 생성하는 단속정보 생성부를 포함하고,
   상기 차량정보 생성부는 레이저신호의 반사거리를 이용하여 각 차선의 정보를 추출하여 차량정보를 생성하고,
   상기 차량정보 생성부는
   레이저신호의 반사거리를 이용하여 각 차선의 정보를 추출하는 분석데이터 추출모듈;
   상기 제1 레이저기의 상기 제1 진입센서 및 제1 진출센서의 분석데이터를 활용하여 전방타이어의 진입시간(t1) 및 진출시간(t2)을 검출하는 전방타이어 감지모듈;
   상기 제2 레이저기의 상기 제2 진입센서 및 제2 진출센서의 분석데이터를 활용하여 후방타이어의 진입시간(t1‘) 및 진출시간(t2’)을 검출하는 후방타이어 감지모듈;
   상기 전방타이어 감지모듈에 의한 전방타이어의 진입시간(t1), 진출시간(t2) 및 기 설정된 상기 제1 진입센서 및 상기 제1 진출센서의 거리차이(d)를 이용하여 감지차량의 속도인 제1 차량속도(v1)를 산출하는 제1 차량속도 산출모듈;
   상기 후방타이어 감지모듈에 의한 후방타이어의 진입시간(t1‘), 진출시간(t2’) 및 기 설정된 상기 제2 진입센서 및 상기 제2 진출센서의 거리차이(d‘)를 이용하여 감지차량의 속도인 제2 차량속도(v2)를 산출하는 제2 차량속도 산출모듈;
   상기 제1 차량속도 산출모듈에 의한 제1 차량속도(v1) 및 상기 제2 차량속도 산출모듈에 의한 제2 차량속도(v2)의 평균값을 해당 차선의 감지차량의 최종 차량속도(v)로 결정하는 최종 차량속도 산출모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 교통단속 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 제1항에 있어서, 상기 차량정보 생성부는 축간거리 검출모듈과, 차축수량 검출모듈을 더 포함하고,
   상기 축간거리 검출모듈은
   상기 전방타이어 감지모듈에 의한 전방타이어의 진입시간(t1) 및 상기 후방타이어 감지모듈에 의한 후방타이어의 진입시간(t1')의 시간차이(△t’)를 산출한 후, 산출된 시간차이(△t’)에 상기 최종 차량속도 산출모듈에 의해 산출된 최종 차량속도를 곱하여 축간거리(L)를 산출하고,
   상기 차축수량 검출모듈은
   상기 축간거리 검출모듈에 의해 검출된 축간거리를 경차로 판단할 수 있는 축간거리의 최소값인 기 설정된 임계값과 비교하여 상기 축간거리(L)가 임계값 미만이면, 해당 감지차량의 차축수량(M)을 3개 이상인 것으로 결정하고,
   상기 차량정보 생성부는
   각 차선의 감지차량에 대한 전방타이어 진입시간(t1) 및 진출시간(t2)과, 후방타이어 진입시간(t1’) 및 진출시간(t2’), 차량속도(v), 축간거리(L), 차축수량(M) 정보를 포함하는 차량정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 무인 교통단속 시스템.
6. 청구항 제5항에 있어서, 상기 컨트롤러는 최외측 차선을 제외한 차선들에서 차량정보가 생성될 때 동작하는 차량간섭여부 판별부를 더 포함하고,
   상기 차량간섭여부 판별부는
   상기 제1 레이저기의 상기 제1 진입센서 및 상기 제1 진출센서에 의해 타이어가 감지된 시간(t3)과, 상기 차량속도 산출모듈에 의해 산출된 차량속도(v)를 곱하여 제1 타이어 길이(TL1)를 산출하는 제1 타이어 길이 산출모듈;
   상기 제2 레이저기의 상기 제2 진입센서 및 상기 제2 진출센서에 의해 타이어가 감지된 시간(t3’)과 상기 차량속도 산출모듈에 의해 산출된 차량속도(v)를 곱하여 제2 타이어 길이(TL2)를 산출하는 제2 타이어 길이 산출모듈;
   상기 제1 타이어 길이 산출모듈에 의해 산출된 제1 타이어 길이(TL)를 타이어로 판별할 수 있는 타이어 길이의 최소값인 설정값(TH, Threshold)과 비교하는 제1 비교모듈;
   상기 제2 타이어 길이 산출모듈에 의해 산출된 제2 타이어 길이(TL2)를 상기 설정값(TH)과 비교하는 제2 비교모듈;
   상기 제1 비교모듈에서 제1 타이어 길이(TL1)가 상기 설정값 미만이거나 또는 상기 제2 비교모듈에서 제2 타이어 길이(TL2)가 상기 설정값 미만이면 해당 차선의 감지차량의 타이어가 그 외측 차선들 중 어느 하나의 주행차량의 타이어에 의해 가려지는 간섭현상이 발생하였다고 판별하는 간섭여부 판별모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 교통단속 시스템.

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