KR102077654B1 - 자기장 발생 방법과 교번 자기 패턴을 이용한 속도 측정 방법, 이를 이용한 자동차 - Google Patents

Abstract

자기장 발생 방법과 교번 자기 패턴을 이용한 속도 측정 방법, 이를 이용한 자동차가 개시된다. 본 발명에 따르면 차선에 포함된 자성 입자에서 발생하는 자기장을 자동차에 부착된 자기 센서로 감지하고, 차선의 교번 자기 패턴 및 감지된 자기장을 이용하여 자동차의 속도를 산출할 수 있다.

Description

자기장 발생 방법과 교번 자기 패턴을 이용한 속도 측정 방법, 이를 이용한 자동차 {METHOD FOR GENERATING MAGNETIC FIELD AND METHOD FOR MEASURING SPEED USING ALTERNATING MAGNETIC PATTERN, VEHCLE USING THE SAME}

본 발명은 차선에서 자기장을 발생시키고, 발생된 자기장의 교번 자기 패턴을 통해 차량의 속도를 측정하는 기술에 관한 것으로, 특히 자성 입자를 포함하는 도로표시 페인트로 그려진 차선에서 발생되는 자기장을 감지하여 주행 중인 자동차의 속도를 측정할 수 있는 기술에 관한 것이다.

최근에는 자동차가 주행하는 도로에서 요구되는 제한속도에 따라 운전자에게 속도에 관련된 알림을 제공하거나 또는 직접적으로 자동차의 제어모듈로 명령을 전달하여 속도를 제어하는 기술들이 개발되고 있다. 이를 위해 기본적으로 자동차의 속도를 측정하여야 하는데, 일반적으로는 GPS 신호나 광학적 측정 방법을 이용하여 자동차의 속도를 측정할 수 있었다. 그러나 이러한 방법들은 주행 시 기상상태나 시야에 영향을 받을 수 있기 때문에 항상 정확한 데이터를 제공하는데 어려움이 존재하였다.

또한, 자동차의 자율 주행에 있어서 도로에 그려진 차선을 감지하는 것은 필수적으로 요구되는 사항이다. 대부분의 자율 주행 자동차는 광학적인 방법으로 도로에 그려진 차선을 감지하고 있다. 그러나, 비가 많이 와서 시야가 흐려지거나 도로에 눈이 쌓이는 경우 또는 밤이 되어 시야를 확보하기 어려운 경우에는 광학적으로 차선을 구분하기 불가능하므로 자율 주행에 큰 문제가 발생한다.

최근 이러한 문제를 해결하기 위해서 도로에 자기 마커(Magnetic Marker)를 매설하고, 자동차에 부착된 자기 센서로 차선을 감지하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 기술은 고가의 영구 자석을 모든 도로의 중앙에 매설해야 하므로 비효율적이라는 문제점이 존재한다.

한국 공개 특허 제10-2004-7010430호, 2004년 8월 11일 공개(명칭: 매트릭스 요소 자기 도로 마커 및 그 제조 방법)

본 발명의 목적은 자동차에 부착된 자기 센서를 기반으로 기상상태와 시야에 영향을 받지 않고 정확하게 자동차의 속도를 측정할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 도로 상에서 발생할 수 있는 다양한 노이즈의 영향을 배제함으로써 자동차의 위치나 속도를 보다 정확하게 산출하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 자기 센서를 기반으로 도로에 그려진 차선들의 종류를 구별하기 감지할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 기상상태 또는 시야에 영향을 받지 않고 차선을 감지할 수 있는 방법을 제공함으로써 광학적인 방법으로 차선을 감지할 경우에 발생할 수 있는 치명적인 사고를 예방하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 속도 측정 방법은 자동차에 부착된 자기 센서를 기반으로, 차선에 포함된 자성 입자에서 발생하는 자기장을 감지하는 단계; 상기 차선의 교번 자기 패턴 및 감지된 자기장을 이용하여 상기 자동차의 속도를 산출하는 단계를 포함한다.

이 때, 산출하는 단계는 상기 교번 자기 패턴의 주파수에 상응하는 제1 주파수에 대한 상기 감지된 자기장의 주파수에 상응하는 제2 주파수의 비율을 기반으로 상기 자동차의 속도를 산출할 수 있다.

이 때, 산출하는 단계는 상기 제2 주파수가 균일하지 않을 경우, 상기 제2 주파수의 전체 구간 중 주파수 변화율이 기설정된 기준값 이하인 주파수 설정 구간을 검출하고, 상기 주파수 설정 구간에 상응하는 제2 주파수를 이용하여 상기 자동차의 속도를 산출할 수 있다.

이 때, 도로의 규정 속도 및 상기 자동차의 속도를 기반으로 상기 자동차에 대한 과속 여부를 판단하는 단계; 및 상기 자동차가 과속인 것으로 판단되는 경우, 상기 자동차의 운전자에게 알람을 제공하거나 상기 자동차의 제어 모듈이 속도를 감소시킬 수 있도록 피드백을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들을 감지하고, 상기 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들을 감지하는 단계; 및 상기 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들의 유형을 구분하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 복수개의 차선들의 유형을 구분하는 단계는 상기 복수개의 차선들 각각에 상응하는 자기장 크기 또는 자화 패턴에 기인한 자기장 변화 중 어느 하나에 기반하여 상기 복수개의 차선들의 유형을 구분할 수 있다.

이 때, 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들 중 적어도 하나와 상기 자동차 사이의 거리 정보를 생성하고, 상기 거리 정보를 이용하여 상기 자동차의 도로 내 위치 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 감지된 자기장들 각각에 대해 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 자기장 보정 구간을 설정하는 단계; 및 상기 자기장 보정 구간에 상응하는 데이터를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 자기장 보정 구간을 설정하는 단계는 상기 자기장 세기 변화율이 상기 기설정된 기준 변화율 이상인 구간에 대응하는 차량 센서 데이터를 고려하여 상기 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다.

이 때, 차량 센서 데이터는 가속도 센서, GPS 센서, 속도 센서, 핸들 센서 및 엑셀러레이터 센서 중 적어도 둘 이상의 센서들에서 측정된 데이터들의 가중평균(WEIGHTED AVERAGE)에 상응할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 발생 방법은, 도로표시 페인트를 이용한 자기장 발생 방법에 있어서, 차선을 표시하는 도로표시 페인트를 도로 위에 도포하는 시공 장치의 바퀴 회전 각도를 기반으로 상기 차선에 적용할 교번 자기 패턴에 상응하는 교번 자기장을 생성하는 단계; 및 상기 도로표시 페인트에 포함된 자성 입자에 생성된 교번 자기장을 인가하여 자기장을 출력하는 단계를 포함한다.

이 때, 생성하는 단계는 상기 시공 장치가 상기 바퀴 회전 각도에 상응하게 이동하면서 시공된 차선에서 상기 교번 자기 패턴을 유지하기 위한 자기장 교번 횟수를 계산하고, 계산된 자기장 교번 횟수에 상응하는 교번 자기장을 생성할 수 있다.

이 때, 자성 입자는 상기 차선의 유형에 따라 첨가 농도, 자화 패턴 및 잔류자화 특성 중 어느 하나가 상이하게 설정될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차는, 차선에 포함된 자성 입자에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기 센서; 및 상기 차선의 교번 자기 패턴 및 감지된 자기장을 이용하여 속도를 산출하는 프로세서를 포함한다.

이 때, 프로세서는 상기 교번 자기 패턴의 주파수에 상응하는 제1 주파수에 대한 상기 감지된 자기장의 주파수에 상응하는 제2 주파수의 비율을 기반으로 상기 자동차의 속도를 산출할 수 있다.

이 때, 프로세서는 상기 제2 주파수가 균일하지 않을 경우, 상기 제2 주파수의 전체 구간 중 주파수 변화율이 기설정된 기준값 이하인 주파수 설정 구간을 검출하고, 상기 주파수 설정 구간에 상응하는 제2 주파수를 이용하여 상기 자동차의 속도를 산출할 수 있다.

이 때, 프로세서는 도로의 규정 속도 및 상기 속도를 기반으로 과속 여부를 판단하고, 과속인 것으로 판단되는 경우에 운전자에게 알람을 제공하거나 제어 모듈이 속도를 감소시킬 수 있도록 피드백을 제공할 수 있다.

이 때, 프로세서는 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들을 감지하고, 상기 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들을 감지하고, 상기 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들의 유형을 구분할 수 있다.

이 때, 프로세서는 상기 복수개의 차선들 각각에 상응하는 자기장 크기 또는 자화 패턴에 기인한 자기장 변화 중 어느 하나에 기반하여 상기 복수개의 차선들의 유형을 구분할 수 있다.

이 때, 프로세서는 상기 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들 중 적어도 하나와의 거리 정보를 생성하고, 상기 거리 정보를 이용하여 도로 내 위치 정보를 생성할 수 있다.

이 때, 프로세서는 상기 감지된 자기장들 각각에 대해 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 자기장 보정 구간을 설정하고, 상기 자기장 보정 구간에 상응하는 데이터를 보정할 수 있다.

이 때, 프로세서는 상기 자기장 세기 변화율이 상기 기설정된 기준 변화율 이상인 구간에 대응하는 차량 센서 데이터를 고려하여 상기 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다.

이 때, 차량 센서 데이터는 가속도 센서, GPS 센서, 속도 센서, 핸들 센서 및 엑셀러레이터 센서 중 적어도 둘 이상의 센서들에서 측정된 데이터들의 가중평균(WEIGHTED AVERAGE)에 상응할 수 있다.

본 발명에 따르면, 자동차에 부착된 자기 센서를 기반으로 기상상태와 시야에 영향을 받지 않고 정확하게 자동차의 속도를 측정할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 도로 상에서 발생할 수 있는 다양한 노이즈의 영향을 배제함으로써 자동차의 위치나 속도를 보다 정확하게 산출할 수 있다.

또한, 본 발명은 자기 센서를 기반으로 도로에 그려진 차선들의 종류를 구별하기 감지할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 기상상태 또는 시야에 영향을 받지 않고 차선을 감지할 수 있는 방법을 제공함으로써 광학적인 방법으로 차선을 감지할 경우에 발생할 수 있는 치명적인 사고를 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 교번 자기장을 이용한 속도 측정 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따라 도로에 도로표시 페인트를 도포하고, 교번 자기장을 인가하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 감지된 자기장에 상응하는 제2 주파수의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 주파수 설정 구간의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장을 이용한 차선 감지 방법을 나타낸 동작흐름도이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따라 자기장 크기로 차선의 유형을 구분하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따라 자기장 패턴으로 차선의 유형을 구분하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따라 자동차에 부착되는 자기 센서의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명에 따라 자동차의 도로 내 위치 정보를 생성하는 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 자기장 보정 구간의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 차량 센서 데이터의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명에 따라 차량 센서 데이터를 고려하여 자기장 보정 구간을 설정하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 발생 방법을 나타낸 동작흐름도이다.
도 21은 본 발명에 따라 시공 장치의 바퀴 회전 각도를 검출하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차를 나타낸 블록도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 시스템은 자성 입자를 포함하는 복수개의 차선들(101~103) 및 자기 센서(111)가 부착된 자동차(110)를 포함한다.

일반적으로 차선이란, 자동차의 주행을 유도하기 위하여 도로 상에 하얀색, 노란색 및 파란색 등의 페인트로 도포된 실선 또는 점선에 상응할 수 있다. 이와 같은 다양한 종류의 차선들을 기반으로 도로 상에서 자동차의 주행 방향을 유도함으로써 교통 사고를 방지할 수 있지만, 운전자의 부주의로 차선을 무시하고 주행하는 경우가 종종 발생하고 있다.

따라서, 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 자동차에 설치된 다양한 종류의 센서들을 이용하여 도로에 도포된 차선을 감지하고, 감지된 차선 정보를 기반으로 운전자에게 주의를 주거나 자동차의 주행 자체를 제어하는 기술들이 개발되고 있다.

그러나, 종래 기술들은 대부분 광학적인 방법을 이용하기 때문에 비가 오거나 눈이 쌓이는 경우 또는 밤이 되어 시야 확보가 어려운 경우에 정확한 차선 감지가 어려워 사고가 발생하는 문제점이 존재하였다.

따라서, 본 발명에서는 자성 입자를 통해 차선에서 출력되는 자기장을 기반으로 차선의 위치 및 유형을 감지함은 물론이거니와 차량의 속도까지 측정하여 보다 정확하고 안전하게 주행하기 위한 기술을 제공하고자 한다.

먼저, 도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따라 도로 상에 그려진 복수개의 차선들(101~103)은 자성 입자(Magnetic Particle)를 포함하는 도로표시 페인트로 그려진 것으로, 자동차(110)에 부착된 자기 센서(111)를 통해 감지되는 자기장을 출력할 수 있다. 이와 같이 출력되는 자기장은 일정한 주파수의 교번 자기 패턴을 갖는 것으로, 도로표시 페인트에 포함된 자성 입자에 교번 자기장을 인가하여 발생될 수 있다.

이 때, 자성 입자에 인가되는 교번 자기장은 도로표시 페인트를 도로 위에 도포하는 시공 장치의 바퀴 회전 각도를 기반으로 복수개의 차선들(101~103)에 적용할 교번 자기 패턴에 상응하게 생성될 수 있다.

이 때, 시공 장치가 바퀴 회전 각도에 상응하게 이동하면서 시공된 차선에서 교번 자기 패턴을 유지하기 위한 자기장 교번 횟수를 계산하고, 계산된 자기장 교번 횟수에 상응하는 교번 자기장을 생성할 수 있다.

이 때, 자성 입자는 차선의 유형에 따라 첨가 농도, 자화 패턴 및 잔류자화 특성 중 어느 하나가 상이하게 설정될 수 있다.

이하에서는 도 1에 도시된 자동차(110)를 기준으로 본 발명의 일실시예에 따라 속도를 측정하고 차선을 감지하는 과정을 설명하도록 한다.

먼저, 도 1에 도시된 복수개의 차선들(101~103)은 자성 입자가 포함된 도로표시 페인트로 도포된 것에 상응할 수 있다. 따라서, 복수개의 차선들(101~103)은 각각 자기장을 출력할 수 있으며, 자동차(110)는 자기 센서(111)를 기반으로 이와 같이 출력되는 자기장들을 감지할 수 있다.

이 때, 자동차(110)는 복수개의 차선들(101~103)이 출력하는 자기장들을 동시에 감지할 수도 있고, 순차적으로 감지할 수도 있다.

이 때, 자기 센서(111)는 고감도 센서와 저감도 센서가 조합된 복합 센서에 상응할 수 있다. 따라서, 자기 센서(111)는 복수개의 차선들(101~103)에서 출력되는 자기장들에 대한 고감도 센싱 결과와 저감도 센싱 결과를 조합하여 센싱 감도 단계별 감지 정보를 생성하여 제공할 수도 있다.

이 때, 자동차(110)는 차선(102, 103)에 상응하는 교번 자기 패턴 및 자기 센서(111)를 통해 감지된 자기장을 이용하여 속도를 산출할 수 있다.

이 때, 교번 자기 패턴의 주파수에 상응하는 제1 주파수를 기준으로 자기 센서(111)를 통해 감지된 자기장의 주파수에 상응하는 제2 주파수의 비율을 기반으로 자동차(110)의 속도를 산출할 수 있다.

이 때, 자기 센서(111)를 통해 감지된 제2 주파수가 균일하지 않을 경우, 제2 주파수의 전체 구간 중 주파수 변화율이 기설정된 기준값 이하인 주파수 설정 구간을 검출하고, 주파수 설정 구간에 상응하는 제2 주파수를 이용하여 자동차(110)의 속도를 산출할 수 있다.

또한, 자동차(110)는 도로의 규정 속도 및 상기와 같이 측정된 속도를 기반으로 과속 여부를 판단하고, 과속인 것으로 판단되는 경우에 자동차(110)의 운전자에게 알람을 제공하거나 자동차(110)의 제어 모듈이 속도를 감소시킬 수 있도록 피드백을 제공할 수 있다.

이 때, 자동차(110)는 자기 센서(111)를 통해 감지된 자기장들을 기반으로 복수개의 차선들(101~103)의 유형을 구분할 수 있다. 예를 들어, 복수의 차선들(101~103) 각각에 대해서 차선 변경이 가능한 차선인지 또는 차선 변경이 불가능한 차선인지를 구분할 수 있다.

이 때, 복수개의 차선들(101~103) 각각에 상응하는 자기장 크기 또는 자화 패턴에 기인한 자기장 변화 중 어느 하나에 기반하여 복수개의 차선들(101~103)의 유형을 구분할 수 있다.

이 때, 자기장 크기를 고려한 센싱 감도 단계별 감지 정보 및 자기장 자화 패턴 중 적어도 하나가 상이한 자기장들에 상응하는 차선들을 서로 다른 유형의 차선으로 식별할 수 있다.

이 때, 센싱 감도 단계별 감지 정보는 자기 센서(111)에 상응하는 고감도 센서에 의한 감지 결과와 저감도 센서에 의한 감지 결과를 조합하여 생성될 수 있다.

이 때, 자기장 크기는 복수개의 차선들(101~103)을 그리는 도로표시 페인트에 포함되는 자성 입자의 첨가 농도 및 잔류자화(Remanent Magnetization) 특성 중 어느 하나에 상응하게 변화될 수 있다.

이 때, 자기장 자화 패턴은 복수개의 차선들(101~103)을 도포하는 과정에서 외부자기장에 의해 정렬되는 자성 입자의 자기 모멘트(Magnetic Moment) 방향에 상응할 수 있다.

또한, 자동차(110)는 자기 센서(111)를 기반으로 감지된 자기장들을 기반으로 복수개의 차선들(101~103) 중 적어도 하나와 자동차(110) 사이의 거리 정보를 생성하고, 거리 정보를 이용하여 자동차(110)의 도로 내 위치 정보를 생성할 수 있다.

이 때, 자기 센서(111)를 구성하는 자기 센서 유닛들에 기반하여 자기장들을 자동차(110)의 좌우에서 감지한 자기장 검출 신호들을 획득하고, 자기장 검출 신호들의 신호 크기 차이를 이용하여 거리 정보를 생성할 수 있다.

이 때, 자기 센서 유닛들은 자동차(110)의 좌우, 앞, 중간 및 뒤 중 적어도 하나에서 자기장들을 감지할 수 있다.

또한, 자동차(110)는 도로 내 위치 정보를 기반으로 자동차(110)에 대한 주행 제어 신호 및 운전자에 대한 경고 알림 중 적어도 하나를 발생시킬 수 있다.

예를 들어, 도로 내 위치 정보를 기반으로 자동차(110)가 차선 변경이 불가능한 차선(102)에 근접해 있다고 판단되는 경우, 자동차(110)가 차선과 차선 사이 도로의 중앙으로 이동할 수 있도록 주행 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 또는, 경고 알림을 통해 운전자에게 자동차(110)가 차선(102)에 근접해 있음을 인지시킴으로써 사고 발생 가능성을 감소시킬 수도 있다.

또한, 자동차(110)는 주변에 위치하는 다른 자동차(120)에 의해 자기장들이 왜곡되는 정도를 기반으로 다른 자동차(120)의 위치 및 자동차(110)와 다른 자동차(120) 사이의 거리 중 적어도 하나에 포함하는 차간 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 자동차(110) 및 다른 자동차(120)는 제작되는 과정에서 차체의 좌우, 앞, 중간 및 뒤에 자석 또는 자기장을 왜곡시킬 수 있는 부품을 포함할 수 있다. 이와 같이 차체에 포함된 자석이나 부품은 지자기에 비해 상대적으로 강력한 자기장을 발생시킬 수 있기 때문에 복수개의 차선들(101~103)에서 출력되는 자기장들을 왜곡시킬 수 있다. 또는, 자동차(110) 및 다른 자동차(120)의 차체는 대부분 철로 제작되기 때문에 별도로 자기장을 왜곡시키기 위한 부품을 포함하지 않아도 복수개의 차선들(101~103)에서 출력되는 자기장들을 왜곡시킬 수도 있다.

따라서, 자동차(110)는 자기 센서(111)를 통해 감지된 자기장들 각각에 대해 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 자기장 보정 구간을 설정하고, 자기장 보정 구간에 상응하는 데이터를 보정할 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 복수개의 차선들(101~103)에서 출력되는 자기장들을 왜곡시키는 외부 노이즈의 영향을 배제시킬 수 있다.

이 때, 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 구간에 대응하는 차량 센서 데이터를 고려하여 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다.

이 때, 차량 센서 데이터는 가속도 센서, GPS 센서, 속도 센서, 핸들 센서 및 엑셀러레이터 센서 중 적어도 둘 이상의 센서들에서 측정된 데이터들의 가중평균(WEIGHTED AVERAGE)에 상응할 수 있다. 즉, 자동차(110)에는 차량 센서 데이터를 생성하기 위한 적어도 둘 이상의 센서가 구비될 수 있다.

이와 같은 속도 측정 시스템을 이용함으로써 속도를 측정하거나 차선을 감지할 때 발생할 수 있는 오류를 현저히 감소시킬 수 있고, 운전자 또는 자율 주행 자동차를 이용하는 이용자에게 보다 안전한 주행 환경을 제공하는데 도움이 될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 교번 자기장을 이용한 속도 측정 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 교번 자기 패턴을 이용한 속도 측정 방법은 자동차에 부착된 자기 센서를 기반으로, 차선에 포함된 자성 입자에서 발생하는 자기장을 감지한다(S210).

이 때, 자성 입자는, 차선을 그리기 위한 도로표시 페인트에 포함될 수 있고, 도로표시 페인트를 도포하는 과정에서 인가된 교번 자기장에 상응하게 자기장을 출력할 수 있다.

이 때, 자성 입자에 인가되는 교번 자기장은, 도로표시 페인트가 도포되는 동시에 인가될 수도 있고, 도로표시 페인트가 도포된 이후에 인가될 수도 있다.

예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같이, 시공 장치(310)를 이용하여 도로표시 페인트를 도로 위에 도포함과 동시에 교번 자기장 발생 장치(320)로 자성 입자에 교번 자기장을 인가할 수 있다.

다른 예를 들면, 시공 장치(310)를 이용하여 도로표시 페인트를 도로 위에 도포한 이후에 교번 자기장 발생 장치(320)를 이용하여 차선(300)에 포함된 자성 입자에 교번 자기장을 인가함으로써 교번 자기 패턴(330)을 형성할 수도 있다.

만약, 시공 장치(310)가 1m/s의 속도(시속 3.6km)로 이동하면서 도로표시 페인트를 도포함과 동시에 교번 자기장 발생 장치(320)를 통해 20Hz의 교변 자기장을 인가한다면, 1/20초 또는 0.05m의 간격으로 자기장이 교번되는 교번 자기 패턴이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 교번 자기 패턴을 이용한 속도 측정 방법은 차선의 교번 자기 패턴 및 감지된 자기장을 이용하여 자동차의 속도를 산출한다(S220).

이 때, 교번 자기 패턴의 주파수에 상응하는 제1 주파수에 대한 감지된 자기장의 주파수에 상응하는 제2 주파수의 비율을 기반으로 자동차의 속도를 산출할 수 있다.

예를 들어, 교번 자기 패턴에 상응하는 제1 주파수는 20Hz에 상응한다고 가정하면, 차선에서는 1/20초 또는 0.05m마다 N극과 S극이 바뀌는 교번 신호가 발생한다고 판단할 수 있다. 즉, 1m/s(3.6Km/h)로 주행하는 자동차의 자기 센서에서 감지된 제2 주파수가 20Hz에 상응할 수 있다.

만약, 자기 센서에서 감지된 자기장에 상응하는 제2 주파수가 200Hz라고 가정한다면, 제1 주파수에 대한 제2 주파수의 비율이 10에 상응하므로 자동차의 속도는 1m/s(3.6Km/h)보다 10배 빠른 10m/s(36Km/h)로 산출될 수 있다.

또는, 자기 센서에서 감지된 자기장에 상응하는 제2 주파수가 400Hz라고 가정한다면, 제1 주파수에 대한 제2 주파수의 비율이 20에 상응하므로 자동차의 속도는 1m/s(3.6Km/h)보다 20배 빠른 20m/s(72Km/h)로 산출될 수 있다.

이 때, 교번 자기 패턴에 상응하는 제1 주파수는 표준화될 수 있다.

만약, 시속 72Km가 최대 속도인 도로에 교번 자기 패턴이 0.05m 간격으로 반복되도록 시공되었다고 가정한다면, 제2 주파수가 400Hz로 검출되는 경우에 자동차의 속도가 시속 72Km인 것으로 인지할 수 있다. 그러나, 도로의 일부 구간에서 교번 자기 패턴이 일정한 간격으로 유지되지 못하고 0.5m 간격으로 반복되도록 시공되었고 자동차는 동일한 속도로 주행하였다고 가정하면, 제2 주파수는 40Hz로 검출되므로 자동차의 정확한 속도를 검출하는데 어려움이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 도로 상에 차선을 시공하는 경우에 사람이 손으로 옮길 수 있는 사이즈의 시공장치(작은바퀴)든 트럭과 같은 사이즈의 시공장치(큰바퀴)든 상관없이 교번 자기 패턴의 간격이 일정하게 유지되도록, 즉 교번 자기 패턴에 상응하는 제1 주파수가 표준화되도록 시공할 수 있다.

이를 위해 본 발명에서는 시공장치를 이동시키는데 사용되는 바퀴의 둘레 및 바퀴의 반지름을 이용할 수 있다.

예를 들어, 시공장치의 바퀴 둘레가 2πR이라고 가정한다면, 바퀴의 반지름은 R에 상응할 수 있다. 이것을 자기 교번 패턴의 간격으로 나누면 시공장치의 바퀴가 한번 회전할 때 교번 자기장을 몇 번 바꾸어야 하는지 계산할 수 있으므로, 계산된 결과를 이용하여 바퀴의 회전 각도에 따라 교번 자기장을 인가할 수 있다. 이 때, 바퀴의 회전 각도는 바퀴 또는 바퀴의 회전 축에 구비되는 회전 검출 센서를 기반으로 측정될 수 있으며, 이러한 센서와 교번자기장 발생장치를 연동함으로써 시공장치의 이동 속도에 관계없이 제1 주파수가 표준화되도록 시공을 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 시공장치에 쓰이는 바퀴의 둘레를 기반으로 차선을 시공하는 과정에서 교번 자기 패턴의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다.

이 때, 제2 주파수가 균일하지 않을 경우, 제2 주파수의 전체 구간 중 주파수 변화율이 기설정된 기준값 이하인 주파수 설정 구간을 검출하고, 주파수 설정 구간에 상응하는 제2 주파수를 이용하여 자동차의 속도를 산출할 수 있다.

예를 들어, 자기 센서에서 감지되는 제2 주파수가 균일한 경우, 도 4에 도시된 것처럼 균일한 주기와 진폭으로 나타낼 수 있지만, 일반적으로 자동차를 주행하면서 감지되는 제2 주파수는 도 5에 도시된 것처럼 균일하지 않은 가능성이 높다.

이 때, 본 발명에서는 도 5에 도시된 것과 같이 자기 센서에서 감지된 제2 주파수가 균일하지 않은 경우, 자동차의 속도를 측정하기에 적합한 것으로 판단되는 주파수 설정 구간을 검출하여 자동차의 속도를 산출하는데 이용할 수 있다.

즉, 도 5에 도시된 것과 같이 제2 주파수가 감지되었다고 가정한다면, 제2 주파수 전체 구간 중 주파수 변화가 안정적인 구간을 주파수 설정 구간(511, 512)으로 할 수 있다. 이 때, 주파수 변화가 안정적인 구간은 해당 구간의 측정된 주파수와 기설정된 기준 주파수를 비교하여 설정될 수 있다.

나아가, 주파수 설정 구간은 측정 신호의 세기나 측정 신호의 진폭의 변화율을 이용하여 설정될 수 있다.

예를 들어, 측정 신호의 세기가 기설정된 변화율 이상 크게 튀는 구간은 주파수 설정 구간에서 배제될 수 있다. 이 때, 기설정된 변화율은 자기장 센서가 아닌 자동차에서 측정된 다른 센서 측정값(속도 센서, 가속도 센서, 페달 움직임 센서, 페달 각도 센서 등)에 의한 것일 수 있다.

다른 예를 들어, 측정 신호의 진폭이 기설정된 변화율 이상 크게 튀는 구간은 주파수 설정 구간에서 배제될 수 있다.

또 다른 예를 들어, 자동차에서 측정된 다른 센서 측정값을 기반으로 예상되는 주파수 예측 값을 생성하고, 실제로 측정된 주파수와 주파수 예측 값을 비교하여 유사하지 않은 구간을 주파수 설정 구간에서 배제시킬 수도 있다. 예를 들어, 페달 각도 측정값에 따라 속도가 점점 증가할 것으로 예상되는 구간의 주파수 변화가 오히려 속도가 감소하는 형태일 경우에 해당 구간은 주파수 설정 구간에서 배제시킬 수 있다.

이 때, 기설정된 오차범위를 기반으로 주파수 설정 구간에서 배제되어야 하는 것으로 판단되는 후보 구간을 설정하고, 후보 구간을 기설정된 기준 단위로 세분화하여 분석함으로써 주파수 설정 구간에서 배제되어야 하는 최종 구간을 결정할 수 있다.

예를 들어, 기설정된 오차범위가 N에 상응하고, 측정 신호의 세기가 기설정된 변화율 이상 가장 크게 튀는 구간의 위치가 A라고 가정한다면, (A-N)부터 (A+N)까지 해당하는 구간을 후보 구간으로 설정할 수 있다. 이 후, 기설정된 기준 단위가 B라고 가정한다면, 후보 구간을 B만큼 분할하여 세밀하게 분석함으로써 주파수 설정 구간에서 배제되어야 하는 최종 구간을 결정할 수 있다.

이 때, 제2 주파수의 진폭은 자기 센서와 차선 사이의 거리에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 자동차가 차선과 일정한 거리를 유지한 채 주행하는 경우에는 비교적 균일한 진폭으로 제2 주파수가 검출될 수 있다. 하지만, 자동차가 차선과 가까워질수록 제2 주파수의 진폭이 커질 수 있고, 반대로 자동차가 차선과 멀어질수록 제2 주파수의 진폭이 작아질 수도 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 방법은 도로의 규정 속도 및 자동차의 속도를 기반으로 자동차에 대한 과속 여부를 판단하고, 자동차가 과속인 것으로 판단되는 경우에 자동차의 운전자에게 알람을 제공하거나 자동차 제어 모듈이 속도를 감소시킬 수 있도록 피드백을 제공할 수 있다.

이 때, 운전자에게 알람을 제공하는 방법은 특정한 방법으로 한정되지 않으며 운전자의 시각, 청각, 촉각, 후각 등 다양한 감각을 자극할 수 있는 방법을 활용할 수 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 방법은 자동차에 부착된 자기 센서를 기반으로, 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들을 감지하고, 감지된 자기장들을 기반으로 복수개의 차선들을 감지할 수 있다.

이하에서는 도 6 내지 도 16을 기반으로 차선을 감지하는 과정을 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도 6을 참조하면, 도로의 차선을 감지하기 위해 자동차에 부착된 자기 센서를 기반으로, 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들을 감지할 수 있다(S610).

이 때, 복수개의 차선들은 자성 입자가 포함된 도로표시 페인트를 이용하여 도로에 도포될 수 있다. 따라서, 도로에 그려진 복수개의 차선들에서 각각의 차선에 상응하는 자기장이 출력될 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 자기장을 이용하여 자동차가 차선을 감지하기 위한 방법을 제공한다.

이 때, 자기 센서는 고감도 센서와 저감도 센서가 조합된 복합 센서에 상응할 수 있다.

따라서, 자기 센서는 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들에 대해 고감도 센서에 의한 감지 결과와 저감도 센서에 의한 감지 결과를 조합하여 센싱 감도 단계별 감지 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 자동차가 주행하는 도로의 양 옆에 각각 실선인 차선 A와 점선인 차선 B가 위치한다고 가정할 수 있다. 이 때, 자동차에 부착된 자기 센서는 차선 A에서 출력되는 자기장에 대한 고감도 센싱 결과와 저감도 센싱 결과를 조합하여 차선 A에 대한 자기장 감지 결과를 생성할 수 있고, 차선 B에서 출력되는 자기장에 대한 고감도 센싱 결과와 저감도 센싱 결과를 조합하여 차선 B에 대한 자기장 감지 결과를 생성할 수도 있다. 만약, 고감도 센서에서만 자기장이 감지되고, 저감도 센서에서는 감지되지 않는 경우, 고감도 센싱 결과만을 이용하여 자기장 감지 결과를 생성할 수 있다.

또한, 자기장들을 기반으로 복수개의 차선들을 감지할 수 있다(S620).

이 때, 감지된 자기장들을 기반으로 동시에 복수개의 차선들을 감지할 수도 있고, 복수개의 차선들을 순차적으로 감지할 수도 있다.

예를 들어, 복수개의 차선들을 순차적으로 감지하는 경우, 출력하는 자기장의 크기가 큰 차선부터 자기장의 크기가 작은 차선의 순서대로 복수개의 차선들을 감지할 수 있다. 다른 예를 들어, 복수개의 차선들의 유형에 따라 특정한 유형의 차선부터 감지할 수도 있다.

이 때, 본 발명은 복수개의 차선들을 동시에 감지하는 방식 또는 복수개의 차선들을 순차적으로 감지하는 방식 중 어느 하나의 방식을 한정하지 않고, 상기한 방식 이외에도 다양한 방식으로 복수개의 차선들을 감지할 수 있다.

이 때, 자기장들을 기반으로 복수개의 차선들의 유형을 구분할 수 있다.

예를 들어, 차선 변경이 가능한 점선 차선과 차선 변경이 불가능한 실선 차선이나 복선 차선, 차량의 속도를 감속해야 하는 지그재그 차선 등 교통 법규와 관련된 다양한 유형의 차선들을 구분할 수 있다.

이 때, 차선들 각각에 상응하는 자기장 크기 또는 자화 패턴에 기인한 자기장 변화 중 어느 하나에 기반하여 복수개의 차선들의 유형을 구분할 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이 도로에 실선인 차선(710)과 점선인 차선(720)이 존재하고, 자동차가 두 차선들(710, 720)의 사이에서 주행한다고 가정할 수 있다. 이 때, 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장이 점선인 차선(720)에서 출력되는 자기장보다 큰 경우, 자동차에 부착된 자기 센서(730)의 저감도 센서에서는 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장만 감지될 수 있다. 즉, 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장에 대한 센싱 감도 단계별 감지 정보는 고감도 센싱 정보와 저감도 센싱 정보를 모두 포함하지만, 점선인 차선(720)에서 출력되는 자기장에 대한 센싱 감도 단계별 감지 정보는 고감도 센싱 정보만 포함하게 된다.

따라서, 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장과 점선인 차선(720)에서 출력되는 자기장의 센싱 감도 단계별 감지 정보는 서로 상이하므로 자동차에서는 두 개의 차선들(710, 720)이 서로 다른 유형의 차선임을 인지할 수 있다.

이 때, 차선의 유형 별 자기장 특성 정보는 자동차에 구비된 별도의 메모리에 저장되어 관리될 수 있고, 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장과 점선인 차선(720)에서 출력되는 자기장을 각각 차선의 유형 별 자기장 특성 정보와 비교하여 어떤 유형의 차선인지 판단할 수도 있다.

이 때, 도 8에 도시된 그래프의 X축은 도 7에 도시된 자기 센서(730)의 위치를 미터 단위로 나타낸 값을 의미할 수 있고, Y축은 자기장의 크기인 자속밀도 또는 자계강도를 의미할 수 있다. 따라서, 상기의 예시처럼, 점선인 차선(720)보다 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장 크기가 큰 경우, 실선인 차선(710)에 대한 자기장 검출 신호(810)가 점선인 차선(720)에 대한 자기장 검출 신호(820)보다 대체적으로 큰 값을 갖도록 분포될 수 있다.

이 때, 자기장 크기는 자성 입자의 첨가 농도 또는 잔류자화 특성 중 어느 하나에 상응하여 구분되게 설정될 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 실선인 차선(710)과 점선인 차선(720)이 같은 종류의 자성 입자를 포함한다고 가정한다면, 실선인 차선(710)을 그리기 위한 도로표시 페인트에 점선인 차선(720)을 그리기 위한 도로표시 페인트보다 더 많은 자성 입자를 첨가함으로써 두 개의 차선들(710, 720)에서 출력되는 자기장 크기가 구분되도록 할 수 있다.

다른 예를 들어, 도 7에 도시된 실선인 차선(710)과 점선인 차선(720)에 각각 잔류자화(remanent magnetization) 특성이 상이한 자성 입자를 첨가하였다고 가정한다면, 실선인 차선(710)에는 점선인 차선(720)보다 상대적으로 잔류 자화 특성이 큰 자성 입자를 첨가함으로써 두 개의 차선(710, 720)들에서 출력되는 자기장 크기가 구분되도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 도 9에 도시된 것과 같이 차선(910, 920)에 포함된 자성 입자들에 대한 자화 패턴을 인위적으로 만듦으로써 차선의 유형을 구분할 수도 있다.

이 때, 자화 패턴은 복수개의 차선들을 그리는 도로표시 페인트의 도포 시 외부자기장에 의해 정렬되는 자성 입자의 자기 모멘트(Magnetic Moment) 방향(901, 902)을 기반으로 설정될 수 있다.

즉, 도 9에 도시된 것처럼, 차선(910)을 그리기 위한 도로표시 페인트를 도로에 도포할 때에는 자성 입자의 자기 모멘트 방향이 교번 패턴에 상응하도록 자화시키고, 차선(920)을 그리기 위한 도로표시 페인트를 도로에 도포할 때에는 자성 입자의 자기 모멘트 방향이 Y 방향에 상응하도록 자화시킬 수 있다. 이 때, 정자기장(DC Magnetic Field) 또는 교번자기장(AC Magnetic Field)을 이용하여 자성 입자를 정렬시킬 수 있다.

따라서, 두 개의 차선들(910, 920) 사이를 주행하는 자동차에 부착된 자기 센서(930)는 두 개의 차선들(910, 920)마다 각각 다른 자기장 자화 패턴을 감지할 수 있다. 이렇게 각각 다르게 감지된 자기장 자화 패턴을 이용하여 자동차에서 감지된 복수개의 차선들(910, 920) 각각의 유형을 구분할 수 있다.

즉, 도 9에 도시된 것처럼, 자기 모멘트 방향(901)을 Y, 자기 모멘트 방향(902)을 X라고 가정한다면, 교번 패턴에 상응하게 자화된 차선(910)에서 출력되는 자기장의 자화 패턴은 도 10에 상응하게 감지될 수 있다. 또한, Y 방향에 상응하게 자화된 차선(920)에서 출력되는 자기장의 자화 패턴은 도 11에 상응하게 감지될 수 있다.

따라서, 자기 센서(930)를 부착한 자동차에서는 도 10 및 도 11과 같은 자화 패턴의 차이를 통해 두 개의 차선들(910, 920)이 서로 다른 유형의 차선임을 인지할 수 있다.

이 때, 복수개의 차선들에 대한 자기장 자화 패턴은 도 10 내지 도 11에 도시된 패턴에 한정되지 않고, 다양하게 설정될 수 있다.

이 때, 차선의 유형 별 자기장 자화 패턴 정보는 자동차에 구비된 별도의 메모리에 저장되어 관리될 수 있고, 자기 센서를 통해 감지된 자기장의 자화 패턴을 차선의 유형 별 자기장 자화 패턴 정보와 비교하여 어떤 유형의 차선인지 판단할 수도 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 방법은 자기장들을 기반으로 복수개의 차선들 중 적어도 하나와 자동차 사이의 거리 정보를 생성하고, 거리 정보를 이용하여 자동차의 도로 내 위치 정보를 생성한다.

이 때, 자기 센서를 구성하는 자기 센서 유닛들에 기반하여 자기장들을 자동차의 좌우에서 감지한 자기장 검출 신호들을 획득하고, 자기장 검출 신호들의 신호 크기 차이를 이용하여 거리 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 13을 참조하면, 자동차의 좌우에 각각 자기 센서 유닛 A와 자기 센서 유닛 B가 부착되어 있고, 자기 센서 유닛 A로 차선 1의 자기장이 감지되고, 자기 센서 유닛 B로 차선 2의 자기장이 감지된다고 가정할 수 있다.

이 때, 두 개의 자기 센서 유닛들로 감지되는 자기장 검출 신호들이 도 14에 도시된 것과 같이 자기장 검출 신호 A(1410)와 자기장 검출 신호 B(1420)에 상응한다면, 도 14에 도시된 것과 같은 자기장 검출 신호들의 신호 크기 차이 그래프(1430)를 도출할 수 있다.

이 때, 자기장 검출 신호 A(1410)는 자동차가 도로의 좌우로 이동함에 따라 자기 센서 유닛 A에서 차선 1의 자기장을 감지한 결과이고, 자기장 검출 신호B(1420)는 자동차가 도로의 좌우로 이동함에 따라 자기 센서 유닛 B에서 차선 2의 자기장을 감지한 결과에 상응할 수 있다. 또한, 신호 크기 차이 그래프(1430)는 도로의 좌우간 위치 별로 자기장 검출 신호 A(1410)와 자기장 검출 신호 B(1420)의 신호 크기 차이를 산출하여 그 절대값을 나타낸 결과에 상응할 수 있다.

이 때, 자동차가 두 개의 차선 간 중앙에 위치하는 경우, 자동차의 좌우에 위치하는 두 개의 자기 센서 유닛들에서 각각의 차선들에 대해 감지된 신호 크기 차이가 최저가 되는 것을 알 수 있다. 즉, 자동차가 차선 간 중앙에서 벗어나 도 15와 같이 차선 1과 가까워지면 자기장 검출 신호 A(1410)가 증가하여 신호 크기 차이 그래프(1430)의 값도 증가하고, 자동차가 차선 간 중앙에서 벗어나 도 16과 같이 차선 2와 가까워져도 자기장 검출 신호 B(1420)가 증가하여 신호 크기 차이 그래프(1430)의 값이 증가하게 된다.

따라서, 자동차의 좌우에서 각각 감지된 자기장 검출 신호들 간의 신호 크기 차이를 기반으로 복수개의 차선들 중 적어도 하나와 자동차 간의 거리 정보를 산출할 수 있고, 이를 이용하여 자동차에 대한 도로 내 위치 정보를 생성할 수 있다.

다른 예를 들어, 도 7 내지 도 8을 참조하면, 자기 센서(730)가 두 개의 차선들(710, 720) 중 어느 하나의 차선 위에 위치하는 경우, 자기 센서(730)는 해당 차선에서 출력되는 자기장의 최대출력 자기장 값을 감지할 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 것처럼, 자기 센서(730)가 실선인 차선(710)의 위에 위치하는 경우에 감지된 B¹max가 실선인 차선(710)의 최대출력 자기장에 상응하고, 자기 센서(730)가 점선인 차선(720)의 위에 위치하는 경우에 감지된 B²max가 점선인 차선(720)의 최대출력 자기장에 상응할 수 있다.

이와 같이, 자기 센서를 통해 복수개의 차선들 중 어느 하나의 최대출력 자기장이 감지되는 경우, 자동차가 최대출력 자기장에 상응하는 차선 위에 위치하고 있는 것으로 판단하고, 이에 따른 자동차의 도로 내 위치 정보를 생성할 수도 있다.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 자기 센서를 구성하는 자기 센서 유닛들은 자동차의 좌우, 앞, 중간 및 뒤 중 적어도 하나에서 자기장들을 감지할 수 있다.

예를 들어, 도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자기 센서는 자동차의 좌우, 앞, 중간 및 뒤에 각각 부착된 복수개의 자기 센서 유닛들(1211~1222)로 구성될 수 있다.

이 때, 자기 센서는 복수개의 자기 센서 유닛들(1211~1222)을 통해 감지된 자기장들을 수학적으로 처리함으로써 자동차의 도로 내 위치 정보를 생성하기 위한 정보를 제공할 수 있다.

이 때, 도 12에 도시된 자기 센서 유닛들(1211~1222)의 자동차 부착 위치 또는 자기 센서 유닛들(1211~1222)의 개수는 실시예에 의한 것일 뿐, 도 12와 같은 위치나 개수에 한정되지 않는다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 방법은 도로 내 위치 정보를 기반으로 자동차에 대한 주행 제어 신호 및 운전자에 대한 경고 알림 중 적어도 하나를 발생시킨다.

예를 들어, 도로 내 위치 정보를 기반으로 자동차가 차선 변경이 불가능한 차선과 근접해 있다고 판단되는 경우, 자동차가 차선과 차선 사이 도로의 중앙으로 이동할 수 있도록 주행 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 또는, 운전자에 대한 경고 알림을 통해 운전자에게 자동차가 특정한 차선에 근접해 있음을 인지시킴으로써 사고 발생 가능성을 감소시킬 수도 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 방법은, 자동차의 주변에 위치하는 다른 자동차에 의해 자기장들이 왜곡되는 정도를 기반으로, 다른 자동차의 위치 및 자동차와 다른 자동차 사이의 거리 중 적어도 하나를 포함하는 차간 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 1에 도시된 자동차(110)의 경우, 다른 차선에서 주행 중인 자동차(120)에 의해 복수개의 차선들(101~103)에서 출력되는 자기장들이 왜곡되는 현상을 감지할 수 있고, 자기장들이 왜곡되는 정도 또는 자기장들이 왜곡되는 수준을 고려하여 자동차(110)와 다른 자동차(120) 간의 차간 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 차간 정보는 자동차(110)를 기준으로 한 다른 자동차(120)의 위치 및 자동차(110)와 다른 자동차(120) 사이의 거리 중 적어도 하나에 상응하는 정보를 포함할 수 있다.

이 때, 차간 정보는 자동차(110)에서 감지한 복수개의 차선들(101~103)에 대한 위치 및 유형에 대한 정보와 조합하여 사용될 수도 있다. 예를 들어, 조합된 정보는 자동차(110)의 주행 시, 주변 상황을 파악하기 위한 정보로 활용될 수도 있다.

예를 들어, 도 1에 도시된 자동차(110)가 차선(103) 쪽으로 차선 변경을 시도하는 경우, 다른 자동차(120)와의 차간 정보를 통해 차선 변경에 안전한 상황인지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 자동차(110)가 다른 자동차(120)와 안전 거리가 유지되지 않은 상태에서 차선 변경을 시도하고 있다고 판단되면, 차선을 변경하지 못하도록 주행을 제어하거나, 경고를 위한 알림을 발생시킬 수도 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 방법은, 감지된 자기장들 각각에 대해 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 자기장 보정 구간을 설정하고, 자기장 보정 구간에 상응하는 데이터를 보정할 수 있다.

이 때, 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 구간은, 의미 그대로 자기장의 세기가 급격하게 변화하는 구간을 의미할 수 있다. 즉, 자동차의 자기 센서는 차선에 포함된 자성 입자에서 발생하는 자기장 이외에도 도로 상의 다른 차량이나 도로에 설치된 물체와 같은 다양한 요소에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같은 다양한 요소에 의한 노이즈를 배제할 수 있도록 자기장 보정 구간을 설정하고, 해당 구간의 데이터를 보정할 수 있다.

이 때, 기설정된 기준 변화율은 노이즈를 배제하기에 적절한 값으로 설정되되, 자기 센서의 민감도나 외부 환경에 따라 자유롭게 설정 변경이 가능하다.

예를 들어, 자기 센서를 기반으로 감지된 자기장의 전체 구간 중 일부 구간에서 다른 차량이나 외부 물체에 의해 도 17에 도시된 것과 같은 피크(peak)가 발생할 수 있다. 이 때, 피크가 발생한 구간의 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 것으로 판단하고 해당 구간을 자기장 보정 구간(1701~1704)으로 설정할 수 있다.

이 때, 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 구간에 대응하는 차량 센서 데이터를 고려하여 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 자기 센서에 의해 측정된 자기장 세기 측정 값만을 이용하지 않고, 부가적으로 차량 센서 데이터까지 고려하여 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 가속도 데이터, GPS 데이터, 속도 데이터, 핸들 조작 데이터, 엑셀러레이터 데이터와 같이 자동차에서 감지될 수 있는 다양한 차량 센서 데이터를 더 고려하여 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다.

만약, 자기 센서를 통해 도 17에 도시된 것과 같이 자기장 세기가 감지되는 동안에 자동차에 구비된 다양한 센서들을 통해 도 18과 같은 차량 센서 데이터가 감지되었다고 가정할 수 있다. 즉, 도 17에 도시된 그래프와 도 18에 도시된 그래프는 자동차가 주행하는 동안에 동시에 측정된 다른 종류의 센싱 데이터에 해당하는 것으로 도 19와 같이 대응시킬 수 있다.

따라서, 도 17에서 피크가 발생한 구간에 대한 차량 센서 데이터 대응 구간(1901~1904)의 변화율까지 고려하여 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다.

이 때, 도 19에 도시된 것처럼 차량 센서 데이터 대응 구간(1901~1904)의 변화율이 급격하지 않다면, 비록 도 17과 같은 자기장 측정 데이터에서는 피크가 발생하였더라도 해당 구간이 자기장 보정 구간으로 설정되지 않을 수도 있다. 만약, 차량 센서 데이터 대응 구간(1901~1904)의 변화율이 도 19와 다르게 급격하게 변화하였다고 가정한다면, 해당 구간을 자기장 보정 구간으로 설정하고, 급격하게 변화한 차량 센서 데이터의 종류를 고려하여 자기장 보정 구간의 데이터를 보정할 수도 있다.

이 때, 차량 센서 데이터는 가속도 센서, GPS 센서, 속도 센서, 핸들 센서 및 엑셀러레이터 센서 중 적어도 둘 이상의 센서들에서 측정된 데이터들의 가중평균(Weighted Average)에 상응할 수 있다.

예를 들어, 가속도 센서와 엑셀러레이터 센서에서 각각 측정된 가속도 데이터와 엑셀러레이터 데이터의 가중평균을 계산하여 차량 센서 데이터로 활용하거나, GPS 센서와 핸들 센서에서 각각 측정된 GPS 데이터와 핸들 조작 데이터의 가중평균을 계산하여 차량 센서 데이터로 활용할 수도 있다.

이 때, 상기에서 설명한 차량 센서 데이터의 종류는 예시에 해당하는 것일 뿐, 가속도 센서, GPS 센서, 속도 센서, 핸들 센서 및 엑셀러레이터 센서에 의해 감지되는 데이터 이외에도 자동차의 주행중에 감지될 수 있는 다양한 데이터를 활용할 수 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 방법은 네트워크와 같은 통신망을 통해 속도 측정 및 차선 감지를 위해 필요한 정보를 송수신할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 속도 측정 방법은 자기 센서로부터 감지된 자기장 정보를 수신하거나, 자동차의 대한 주행 제어 신호 및 경로 알림 신호 등을 송신할 수 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 속도 측정 방법은 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 속도 측정 과정에서 발생하는 다양한 정보를 별도의 저장 모듈에 저장할 수 있다.

이와 같은 속도 측정 방법을 통해 기상상태와 시야에 영향을 받지 않고 정확하게 자동차의 속도를 측정할 수 있다.

또한, 종래의 방식보다 효율적으로 차선을 감지하는 것이 가능하고, 차선 감지 시 발생할 수 있는 오류를 감소시킴으로써 주행 시 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 발생 방법을 나타낸 동작흐름도이다.

도 20을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 발생 방법은 차선을 표시하는 도로표시 페인트를 도로 위에 도포하는 시공 장치의 바퀴 회전 각도를 기반으로 차선에 적용할 교번 자기 패턴에 상응하는 교번 자기장을 생성한다(S2010).

예를 들어, 시공 장치가 자동차이거나 또는 사람이 직접 시공 장치를 끌면서 자성 입자가 포함된 도로표시 페인트를 도로 위에 도포하는 경우, 교번 자기 패턴의 주파수가 일정하기 유지되기 어려울 수 있다. 또는 시공 장치가 일정한 속도로 움직이지 않을 경우에도 교번 자기 패턴의 주파수가 달라질 수 있다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 방지하기 위해 시공 장치에 관계없이 시공 장치의 바퀴 회전 각도를 고려하여 인가할 교번 자기장을 생성함으로써 교번 자기 패턴의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.

이 때, 시공 장치가 바퀴 회전 각도에 상응하게 이동하면서 시공된 차선에서 교번 자기 패턴을 유지하기 위한 자기장 교번 횟수를 계산하고, 계산된 자기장 교번 횟수에 상응하는 교번 자기장을 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 21을 참조하면, 시공 장치의 바퀴(2110)가 θ만큼 회전한 것을 알 수 있다. 이 때, 바퀴(2110)의 둘레를 2πR(R은 바퀴의 반지름)이라고 가정한다면, 시공 장치가 θ에 상응하게 시공한 차선은 2πR * θ/360에 상응하게 계산될 수 있다. 따라서, 자기 교번 패턴의 간격을 고려하여 시공 장치가 2πR * θ/360만큼 이동할 때 자기장의 N극과 S극을 몇 번 바꾸어야 하는지 계산할 수 있고, 이렇게 계산된 자기장 교번 횟수에 상응하게 교번 자기장을 생성하여 시공에 이용할 수 있다.

이 때, 시공 장치의 바퀴(2110)에는 도 21에 도시된 것처럼 복수개의 회전 검출 센서(2121~2124)가 구비됨으로써 바퀴 회전 각도를 검출할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 회전 검출 센서는 특정한 각도로 회전하는 스텝모터(step motor)과 유사하게 시공 장치의 바퀴 회전 축에 구비되어 동작할 수도 있다.

이 때, 본 발명에서는 바퀴의 회전 각도를 검출할 수 있는 다양한 종류의 회전 검출 센서를 이용할 수 있으며, 어느 한 종류로 한정되지 않는다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 발생 방법은 도로표시 페인트에 포함된 자성 입자에 생성된 교번 자기장을 인가하여 자기장을 출력한다(S2020).

이 때, 교번 자기장은 시공 장치를 통해 도로표시 페인트가 도포되는 동시에 인가되거나 또는 도로표시 페인트가 이미 도포된 이후에 인가될 수도 있다.

이 때, 교번 자기장은 교번 자기장 발생 장치를 기반으로 인가될 수 있는데, 교번 자기장 발생 장치는 회전 검출 센서와 연동되어 동작할 수 있다. 이와 같이 교번 자기장 발생 장치가 회전 검출 센서와 연동되어 교번 자기장을 인가하기 때문에 시공 장치가 이동하는 속도에 관계없이 교번 자기 패턴의 주파수를 일정하게 유지하면서 시공을 할 수 있다.

이 때, 자성 입자는 차선의 유형에 따라 첨가 농도, 자화 패턴 및 잔류 자화 특성 중 어느 하나가 상이하게 설정될 수 있다. 따라서, 차선의 유형마다 각각 상이한 자기장이 출력될 수 있다.

예를 들어, 차선 변경이 가능한 점선 차선과 차선 변경이 불가능한 실선 차선이나 복선 차선, 차량의 속도를 감속해야 하는 지그재그 차선 등 교통 법규와 관련된 다양한 차선의 유형에 따라 자성 입자에 대한 첨가 농도, 자화 패턴 및 잔류 자화 특성 중 어느 하나를 상이하게 설정함으로써 각각 상이한 특성을 갖는 자기장이 출력되도록 설정할 수 있다.

이 때, 자동차에서는 차선들 각각에 상응하는 자기장 크기 또는 자화 패턴에 기인한 자기장 변화 중 어느 하나에 기반하여 복수개의 차선들의 유형을 구분할 수 있는데, 자기장 크기는 자성 입자의 첨가 농도 또는 잔류 자화 특성 중 어느 하나에 상응하여 구분되게 설정될 수 있다.

예를 들어, 자성 입자의 첨가 농도가 짙을수록 차선에서 출력되는 자기장 크기가 커질 수 있다.

다른 예를 들어, 잔류자화 특성이 낮은 자성 입자가 포함된 차선보다 잔류자화 특성이 높은 자성 입자가 포함된 차선의 자기장 크기가 클 수 있다.

도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차를 나타낸 블록도이다.

도 22를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차는 자기 센서(2210), 통신부(2220), 프로세서(2230) 및 메모리(2240)를 포함한다.

자기 센서(2210)는 차선에 포함된 자성 입자에서 발생하는 자기장을 감지한다.

이 때, 자성 입자는, 차선을 그리기 위한 도로표시 페인트에 포함될 수 있고, 도로표시 페인트를 도포하는 과정에서 인가된 교번 자기장에 상응하게 자기장을 출력할 수 있다.

이 때, 자성 입자에 인가되는 교번 자기장은, 도로표시 페인트가 도포되는 동시에 인가될 수도 있고, 도로표시 페인트가 도포된 이후에 인가될 수도 있다.

예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같이, 시공 장치(310)를 이용하여 도로표시 페인트를 도로 위에 도포함과 동시에 교번 자기장 발생 장치(320)로 자성 입자에 교번 자기장을 인가할 수 있다.

다른 예를 들면, 시공 장치(310)를 이용하여 도로표시 페인트를 도로 위에 도포한 이후에 교번 자기장 발생 장치(320)를 이용하여 차선(300)에 포함된 자성 입자에 교번 자기장을 인가함으로써 교번 자기 패턴(330)을 형성할 수도 있다.

만약, 시공 장치(310)가 1m/s의 속도(시속 3.6km)로 이동하면서 도로표시 페인트를 도포함과 동시에 교번 자기장 발생 장치(320)를 통해 20Hz의 교변 자기장을 인가한다면, 1/20초 또는 0.05m의 간격으로 자기장이 교번되는 교번 자기 패턴이 형성될 수 있다.

또한, 자기 센서(2210)는 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들을 감지한다.

이 때, 복수개의 차선들은 자성 입자가 포함된 도로표시 페인트를 이용하여 도로에 도포될 수 있다. 따라서, 도로에 그려진 복수개의 차선들에서 각각의 차선에 상응하는 자기장이 출력될 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 자기장을 이용하여 자동차가 차선을 감지하기 위한 방법 또한 제공한다.

이 때, 자기 센서는 고감도 센서와 저감도 센서가 조합된 복합 센서에 상응할 수 있다.

따라서, 자기 센서는 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들에 대해 고감도 센서에 의한 감지 결과와 저감도 센서에 의한 감지 결과를 조합하여 센싱 감도 단계별 감지 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 자동차가 주행하는 도로의 양 옆에 각각 실선인 차선 A와 점선인 차선 B가 위치한다고 가정할 수 있다. 이 때, 자동차에 부착된 자기 센서는 차선 A에서 출력되는 자기장에 대한 고감도 센싱 결과와 저감도 센싱 결과를 조합하여 차선 A에 대한 자기장 감지 결과를 생성할 수 있고, 차선 B에서 출력되는 자기장에 대한 고감도 센싱 결과와 저감도 센싱 결과를 조합하여 차선 B에 대한 자기장 감지 결과를 생성할 수도 있다. 만약, 고감도 센서에서만 자기장이 감지되고, 저감도 센서에서는 감지되지 않는 경우, 고감도 센싱 결과만을 이용하여 자기장 감지 결과를 생성할 수 있다.

통신부(2220)는 네트워크와 같은 통신망을 통해 자동차의 주행에 필요한 정보를 송수신하는 역할을 한다. 특히, 본 발명의 일실시예에 따른 통신부(2220)는 자기 센서(2210)로부터 감지된 자기장들에 대한 정보를 수신하거나, 자동차의 주행에 관련된 정보를 자동차의 주행을 위한 프로세서(2230)로 송신할 수도 있다.

프로세서(2230)는 차선의 교번 자기 패턴 및 감지된 자기장을 이용하여 자동차의 속도를 산출한다

이 때, 교번 자기 패턴의 주파수에 상응하는 제1 주파수에 대한 감지된 자기장의 주파수에 상응하는 제2 주파수의 비율을 기반으로 자동차의 속도를 산출할 수 있다.

예를 들어, 교번 자기 패턴에 상응하는 제1 주파수는 20Hz에 상응한다고 가정하면, 차선에서는 1/20초 또는 0.05m마다 N극과 S극이 바뀌는 교번 신호가 발생한다고 판단할 수 있다. 즉, 1m/s(3.6Km/h)로 주행하는 자동차의 자기 센서에서 감지된 제2 주파수가 20Hz에 상응할 수 있다.

만약, 자기 센서에서 감지된 자기장에 상응하는 제2 주파수가 200Hz라고 가정한다면, 제1 주파수에 대한 제2 주파수의 비율이 10에 상응하므로 자동차의 속도는 1m/s(3.6Km/h)보다 10배 빠른 10m/s(36Km/h)로 산출될 수 있다.

또는, 자기 센서에서 감지된 자기장에 상응하는 제2 주파수가 400Hz라고 가정한다면, 제1 주파수에 대한 제2 주파수의 비율이 20에 상응하므로 자동차의 속도는 1m/s(3.6Km/h)보다 20배 빠른 20m/s(72Km/h)로 산출될 수 있다.

이 때, 교번 자기 패턴에 상응하는 제1 주파수는 표준화될 수 있다.

만약, 시속 72Km가 최대 속도인 도로에 교번 자기 패턴이 0.05m 간격으로 반복되도록 시공되었다고 가정한다면, 제2 주파수가 400Hz로 검출되는 경우에 자동차의 속도가 시속 72Km인 것으로 인지할 수 있다. 그러나, 도로의 일부 구간에서 교번 자기 패턴이 일정한 간격으로 유지되지 못하고 0.5m 간격으로 반복되도록 시공되었고 자동차는 동일한 속도로 주행하였다고 가정하면, 제2 주파수는 40Hz로 검출되므로 자동차의 정확한 속도를 검출하는데 어려움이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 도로 상에 차선을 시공하는 경우에 사람이 손으로 옮길 수 있는 사이즈의 시공장치(작은바퀴)든 트럭과 같은 사이즈의 시공장치(큰바퀴)든 상관없이 교번 자기 패턴의 간격이 일정하게 유지되도록, 즉 교번 자기 패턴에 상응하는 제1 주파수가 표준화되도록 시공할 수 있다.

이를 위해 본 발명에서는 시공장치를 이동시키는데 사용되는 바퀴의 둘레 및 바퀴의 반지름을 이용할 수 있다.

예를 들어, 시공장치의 바퀴 둘레가 2ðR이라고 가정한다면, 바퀴의 반지름은 R에 상응할 수 있다. 이것을 자기 교번 패턴의 간격으로 나누면 시공장치의 바퀴가 한번 회전할 때 교번 자기장을 몇 번 바꾸어야 하는지 계산할 수 있으므로, 계산된 결과를 이용하여 바퀴의 회전 각도에 따라 교번 자기장을 인가할 수 있다. 이 때, 바퀴의 회전 각도는 바퀴 또는 바퀴의 회전 축에 구비되는 회전 검출 센서를 기반으로 측정될 수 있으며, 이러한 센서와 교번자기장 발생장치를 연동함으로써 시공장치의 이동 속도에 관계없이 제1 주파수가 표준화되도록 시공을 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 시공장치에 쓰이는 바퀴의 둘레를 기반으로 차선을 시공하는 과정에서 교번 자기 패턴의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다.

이 때, 제2 주파수가 균일하지 않을 경우, 제2 주파수의 전체 구간 중 주파수 변화율이 기설정된 기준값 이하인 주파수 설정 구간을 검출하고, 주파수 설정 구간에 상응하는 제2 주파수를 이용하여 자동차의 속도를 산출할 수 있다.

예를 들어, 자기 센서에서 감지되는 제2 주파수가 균일한 경우, 도 4에 도시된 것처럼 균일한 주기와 진폭으로 나타낼 수 있지만, 일반적으로 자동차를 주행하면서 감지되는 제2 주파수는 도 5에 도시된 것처럼 균일하지 않은 가능성이 높다.

이 때, 본 발명에서는 도 5에 도시된 것과 같이 자기 센서에서 감지된 제2 주파수가 균일하지 않은 경우, 자동차의 속도를 측정하기에 적합한 것으로 판단되는 주파수 설정 구간을 검출하여 자동차의 속도를 산출하는데 이용할 수 있다.

즉, 도 5에 도시된 것과 같이 제2 주파수가 감지되었다고 가정한다면, 제2 주파수 전체 구간 중 주파수 변화가 안정적인 구간을 주파수 설정 구간(511, 512)으로 할 수 있다. 이 때, 주파수 변화가 안정적인 구간은 해당 구간의 측정된 주파수와 기설정된 기준 주파수를 비교하여 설정될 수 있다.

나아가, 주파수 설정 구간은 측정 신호의 세기나 측정 신호의 진폭의 변화율을 이용하여 설정될 수 있다.

예를 들어, 측정 신호의 세기가 기설정된 변화율 이상 크게 튀는 구간은 주파수 설정 구간에서 배제될 수 있다. 이 때, 기설정된 변화율은 자기장 센서가 아닌 자동차에서 측정된 다른 센서 측정값(속도 센서, 가속도 센서, 페달 움직임 센서, 페달 각도 센서 등)에 의한 것일 수 있다.

다른 예를 들어, 측정 신호의 진폭이 기설정된 변화율 이상 크게 튀는 구간은 주파수 설정 구간에서 배제될 수 있다.

또 다른 예를 들어, 자동차에서 측정된 다른 센서 측정값을 기반으로 예상되는 주파수 예측 값을 생성하고, 실제로 측정된 주파수와 주파수 예측 값을 비교하여 유사하지 않은 구간을 주파수 설정 구간에서 배제시킬 수도 있다. 예를 들어, 페달 각도 측정값에 따라 속도가 점점 증가할 것으로 예상되는 구간의 주파수 변화가 오히려 속도가 감소하는 형태일 경우에 해당 구간은 주파수 설정 구간에서 배제시킬 수 있다.

이 때, 기설정된 오차범위를 기반으로 주파수 설정 구간에서 배제되어야 하는 것으로 판단되는 후보 구간을 설정하고, 후보 구간을 기설정된 기준 단위로 세분화하여 분석함으로써 주파수 설정 구간에서 배제되어야 하는 최종 구간을 결정할 수 있다.

예를 들어, 기설정된 오차범위가 N에 상응하고, 측정 신호의 세기가 기설정된 변화율 이상 가장 크게 튀는 구간의 위치가 A라고 가정한다면, (A-N)부터 (A+N)까지 해당하는 구간을 후보 구간으로 설정할 수 있다. 이 후, 기설정된 기준 단위가 B라고 가정한다면, 후보 구간을 B만큼 분할하여 세밀하게 분석함으로써 주파수 설정 구간에서 배제되어야 하는 최종 구간을 결정할 수 있다.

이 때, 제2 주파수의 진폭은 자기 센서와 차선 사이의 거리에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 자동차가 차선과 일정한 거리를 유지한 채 주행하는 경우에는 비교적 균일한 진폭으로 제2 주파수가 검출될 수 있다. 하지만, 자동차가 차선과 가까워질수록 제2 주파수의 진폭이 커질 수 있고, 반대로 자동차가 차선과 멀어질수록 제2 주파수의 진폭이 작아질 수도 있다.

또한, 프로세서(2230)는 도로의 규정 속도 및 자동차의 속도를 기반으로 자동차에 대한 과속 여부를 판단하고, 자동차가 과속인 것으로 판단되는 경우에 자동차의 운전자에게 알람을 제공하거나 자동차 제어 모듈이 속도를 감소시킬 수 있도록 피드백을 제공할 수 있다.

이 때, 운전자에게 알람을 제공하는 방법은 특정한 방법으로 한정되지 않으며 운전자의 시각, 청각, 촉각, 후각 등 다양한 감각을 자극할 수 있는 방법을 활용할 수 있다.

또한, 자기 센서(2210)는 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들을 감지하고, 프로세서(2230)가 감지된 자기장들을 기반으로 복수개의 차선들을 감지할 수 있다.

이하에서는 도 6 내지 도 16을 기반으로 차선을 감지하는 과정을 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도 6을 참조하면, 프로세서(2230)는 도로의 차선을 감지하기 위해 자동차에 부착된 자기 센서를 기반으로, 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들을 감지할 수 있다(S610).

이 때, 복수개의 차선들은 자성 입자가 포함된 도로표시 페인트를 이용하여 도로에 도포될 수 있다. 따라서, 도로에 그려진 복수개의 차선들에서 각각의 차선에 상응하는 자기장이 출력될 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 자기장을 이용하여 자동차가 차선을 감지하기 위한 방법을 제공한다.

이 때, 자기 센서는 고감도 센서와 저감도 센서가 조합된 복합 센서에 상응할 수 있다.

따라서, 자기 센서는 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들에 대해 고감도 센서에 의한 감지 결과와 저감도 센서에 의한 감지 결과를 조합하여 센싱 감도 단계별 감지 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 자동차가 주행하는 도로의 양 옆에 각각 실선인 차선 A와 점선인 차선 B가 위치한다고 가정할 수 있다. 이 때, 자동차에 부착된 자기 센서는 차선 A에서 출력되는 자기장에 대한 고감도 센싱 결과와 저감도 센싱 결과를 조합하여 차선 A에 대한 자기장 감지 결과를 생성할 수 있고, 차선 B에서 출력되는 자기장에 대한 고감도 센싱 결과와 저감도 센싱 결과를 조합하여 차선 B에 대한 자기장 감지 결과를 생성할 수도 있다. 만약, 고감도 센서에서만 자기장이 감지되고, 저감도 센서에서는 감지되지 않는 경우, 고감도 센싱 결과만을 이용하여 자기장 감지 결과를 생성할 수 있다.

또한, 프로세서(2230)는 자기장들을 기반으로 복수개의 차선들을 감지할 수 있다(S620).

이 때, 감지된 자기장들을 기반으로 동시에 복수개의 차선들을 감지할 수도 있고, 복수개의 차선들을 순차적으로 감지할 수도 있다.

예를 들어, 복수개의 차선들을 순차적으로 감지하는 경우, 출력하는 자기장의 크기가 큰 차선부터 자기장의 크기가 작은 차선의 순서대로 복수개의 차선들을 감지할 수 있다. 다른 예를 들어, 복수개의 차선들의 유형에 따라 특정한 유형의 차선부터 감지할 수도 있다.

이 때, 본 발명은 복수개의 차선들을 동시에 감지하는 방식 또는 복수개의 차선들을 순차적으로 감지하는 방식 중 어느 하나의 방식을 한정하지 않고, 상기한 방식 이외에도 다양한 방식으로 복수개의 차선들을 감지할 수 있다.

이 때, 자기장들을 기반으로 복수개의 차선들의 유형을 구분할 수 있다.

예를 들어, 차선 변경이 가능한 점선 차선과 차선 변경이 불가능한 실선 차선이나 복선 차선, 차량의 속도를 감속해야 하는 지그재그 차선 등 교통 법규와 관련된 다양한 유형의 차선들을 구분할 수 있다.

이 때, 차선들 각각에 상응하는 자기장 크기 또는 자화 패턴에 기인한 자기장 변화 중 어느 하나에 기반하여 복수개의 차선들의 유형을 구분할 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이 도로에 실선인 차선(710)과 점선인 차선(720)이 존재하고, 자동차가 두 차선들(710, 720)의 사이에서 주행한다고 가정할 수 있다. 이 때, 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장이 점선인 차선(720)에서 출력되는 자기장보다 큰 경우, 자동차에 부착된 자기 센서(730)의 저감도 센서에서는 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장만 감지될 수 있다. 즉, 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장에 대한 센싱 감도 단계별 감지 정보는 고감도 센싱 정보와 저감도 센싱 정보를 모두 포함하지만, 점선인 차선(720)에서 출력되는 자기장에 대한 센싱 감도 단계별 감지 정보는 고감도 센싱 정보만 포함하게 된다.

따라서, 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장과 점선인 차선(720)에서 출력되는 자기장의 센싱 감도 단계별 감지 정보는 서로 상이하므로 자동차에서는 두 개의 차선들(710, 720)이 서로 다른 유형의 차선임을 인지할 수 있다.

이 때, 차선의 유형 별 자기장 특성 정보는 자동차에 구비된 별도의 메모리에 저장되어 관리될 수 있고, 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장과 점선인 차선(720)에서 출력되는 자기장을 각각 차선의 유형 별 자기장 특성 정보와 비교하여 어떤 유형의 차선인지 판단할 수도 있다.

이 때, 도 8에 도시된 그래프의 X축은 도 7에 도시된 자기 센서(730)의 위치를 미터 단위로 나타낸 값을 의미할 수 있고, Y축은 자기장의 크기인 자속밀도 또는 자계강도를 의미할 수 있다. 따라서, 상기의 예시처럼, 점선인 차선(720)보다 실선인 차선(710)에서 출력되는 자기장 크기가 큰 경우, 실선인 차선(710)에 대한 자기장 검출 신호(810)가 점선인 차선(720)에 대한 자기장 검출 신호(820)보다 대체적으로 큰 값을 갖도록 분포될 수 있다.

이 때, 자기장 크기는 자성 입자의 첨가 농도 또는 잔류자화 특성 중 어느 하나에 상응하여 구분되게 설정될 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 실선인 차선(710)과 점선인 차선(720)이 같은 종류의 자성 입자를 포함한다고 가정한다면, 실선인 차선(710)을 그리기 위한 도로표시 페인트에 점선인 차선(720)을 그리기 위한 도로표시 페인트보다 더 많은 자성 입자를 첨가함으로써 두 개의 차선들(710, 720)에서 출력되는 자기장 크기가 구분되도록 할 수 있다.

다른 예를 들어, 도 7에 도시된 실선인 차선(710)과 점선인 차선(720)에 각각 잔류자화(remanent magnetization) 특성이 상이한 자성 입자를 첨가하였다고 가정한다면, 실선인 차선(710)에는 점선인 차선(720)보다 상대적으로 잔류 자화 특성이 큰 자성 입자를 첨가함으로써 두 개의 차선(710, 720)들에서 출력되는 자기장 크기가 구분되도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 도 9에 도시된 것과 같이 차선(910, 920)에 포함된 자성 입자들에 대한 자화 패턴을 인위적으로 만듦으로써 차선의 유형을 구분할 수도 있다.

이 때, 자화 패턴은 복수개의 차선들을 그리는 도로표시 페인트의 도포 시 외부자기장에 의해 정렬되는 자성 입자의 자기 모멘트(Magnetic Moment) 방향(901, 902)을 기반으로 설정될 수 있다.

즉, 도 9에 도시된 것처럼, 차선(910)을 그리기 위한 도로표시 페인트를 도로에 도포할 때에는 자성 입자의 자기 모멘트 방향이 교번 패턴에 상응하도록 자화시키고, 차선(920)을 그리기 위한 도로표시 페인트를 도로에 도포할 때에는 자성 입자의 자기 모멘트 방향이 Y 방향에 상응하도록 자화시킬 수 있다. 이 때, 정자기장(DC Magnetic Field) 또는 교번자기장(AC Magnetic Field)을 이용하여 자성 입자를 정렬시킬 수 있다.

따라서, 두 개의 차선들(910, 920) 사이를 주행하는 자동차에 부착된 자기 센서(930)는 두 개의 차선들(910, 920)마다 각각 다른 자기장 자화 패턴을 감지할 수 있다. 이렇게 각각 다르게 감지된 자기장 자화 패턴을 이용하여 자동차에서 감지된 복수개의 차선들(910, 920) 각각의 유형을 구분할 수 있다.

즉, 도 9에 도시된 것처럼, 자기 모멘트 방향(901)을 Y, 자기 모멘트 방향(902)을 X라고 가정한다면, 교번 패턴에 상응하게 자화된 차선(910)에서 출력되는 자기장의 자화 패턴은 도 10에 상응하게 감지될 수 있다. 또한, Y 방향에 상응하게 자화된 차선(920)에서 출력되는 자기장의 자화 패턴은 도 11에 상응하게 감지될 수 있다.

따라서, 자기 센서(930)를 부착한 자동차에서는 도 10 및 도 11과 같은 자화 패턴의 차이를 통해 두 개의 차선들(910, 920)이 서로 다른 유형의 차선임을 인지할 수 있다.

이 때, 복수개의 차선들에 대한 자기장 자화 패턴은 도 10 내지 도 11에 도시된 패턴에 한정되지 않고, 다양하게 설정될 수 있다.

이 때, 차선의 유형 별 자기장 자화 패턴 정보는 자동차에 구비된 별도의 메모리에 저장되어 관리될 수 있고, 자기 센서를 통해 감지된 자기장의 자화 패턴을 차선의 유형 별 자기장 자화 패턴 정보와 비교하여 어떤 유형의 차선인지 판단할 수도 있다.

또한, 프로세서(2230)는 복수개의 차선들 중 적어도 하나와 자동차 사이의 거리 정보를 생성하고, 거리 정보를 이용하여 자동차의 도로 내 위치 정보를 생성할 수 있다.

이 때, 자기 센서를 구성하는 자기 센서 유닛들에 기반하여 자기장들을 자동차의 좌우에서 감지한 자기장 검출 신호들을 획득하고, 자기장 검출 신호들의 신호 크기 차이를 이용하여 거리 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 13을 참조하면, 자동차의 좌우에 각각 자기 센서 유닛 A와 자기 센서 유닛 B가 부착되어 있고, 자기 센서 유닛 A로 차선 1의 자기장이 감지되고, 자기 센서 유닛 B로 차선 2의 자기장이 감지된다고 가정할 수 있다.

이 때, 두 개의 자기 센서 유닛들로 감지되는 자기장 검출 신호들이 도 14에 도시된 것과 같이 자기장 검출 신호 A(1410)와 자기장 검출 신호 B(1420)에 상응한다면, 도 14에 도시된 것과 같은 자기장 검출 신호들의 신호 크기 차이 그래프(1430)를 도출할 수 있다.

이 때, 자기장 검출 신호 A(1410)는 자동차가 도로의 좌우로 이동함에 따라 자기 센서 유닛 A에서 차선 1의 자기장을 감지한 결과이고, 자기장 검출 신호B(1420)는 자동차가 도로의 좌우로 이동함에 따라 자기 센서 유닛 B에서 차선 2의 자기장을 감지한 결과에 상응할 수 있다. 또한, 신호 크기 차이 그래프(1430)는 도로의 좌우간 위치 별로 자기장 검출 신호 A(1410)와 자기장 검출 신호 B(1420)의 신호 크기 차이를 산출하여 그 절대값을 나타낸 결과에 상응할 수 있다.

이 때, 자동차가 두 개의 차선 간 중앙에 위치하는 경우, 자동차의 좌우에 위치하는 두 개의 자기 센서 유닛들에서 각각의 차선들에 대해 감지된 신호 크기 차이가 최저가 되는 것을 알 수 있다. 즉, 자동차가 차선 간 중앙에서 벗어나 도 15와 같이 차선 1과 가까워지면 자기장 검출 신호 A(1410)가 증가하여 신호 크기 차이 그래프(1430)의 값도 증가하고, 자동차가 차선 간 중앙에서 벗어나 도 16과 같이 차선 2와 가까워져도 자기장 검출 신호 B(1420)가 증가하여 신호 크기 차이 그래프(1430)의 값이 증가하게 된다.

따라서, 자동차의 좌우에서 각각 감지된 자기장 검출 신호들 간의 신호 크기 차이를 기반으로 복수개의 차선들 중 적어도 하나와 자동차 간의 거리 정보를 산출할 수 있고, 이를 이용하여 자동차에 대한 도로 내 위치 정보를 생성할 수 있다.

다른 예를 들어, 도 7 내지 도 8을 참조하면, 자기 센서(730)가 두 개의 차선들(710, 720) 중 어느 하나의 차선 위에 위치하는 경우, 자기 센서(730)는 해당 차선에서 출력되는 자기장의 최대출력 자기장 값을 감지할 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 것처럼, 자기 센서(730)가 실선인 차선(710)의 위에 위치하는 경우에 감지된 B¹max가 실선인 차선(710)의 최대출력 자기장에 상응하고, 자기 센서(730)가 점선인 차선(720)의 위에 위치하는 경우에 감지된 B²max가 점선인 차선(720)의 최대출력 자기장에 상응할 수 있다.

이와 같이, 자기 센서를 통해 복수개의 차선들 중 어느 하나의 최대출력 자기장이 감지되는 경우, 자동차가 최대출력 자기장에 상응하는 차선 위에 위치하고 있는 것으로 판단하고, 이에 따른 자동차의 도로 내 위치 정보를 생성할 수도 있다.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 자기 센서를 구성하는 자기 센서 유닛들은 자동차의 좌우, 앞, 중간 및 뒤 중 적어도 하나에서 자기장들을 감지할 수 있다.

예를 들어, 도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자기 센서는 자동차의 좌우, 앞, 중간 및 뒤에 각각 부착된 복수개의 자기 센서 유닛들(1211~1222)로 구성될 수 있다.

이 때, 자기 센서는 복수개의 자기 센서 유닛들(1211~1222)을 통해 감지된 자기장들을 수학적으로 처리함으로써 자동차의 도로 내 위치 정보를 생성하기 위한 정보를 제공할 수 있다.

이 때, 도 12에 도시된 자기 센서 유닛들(1211~1222)의 자동차 부착 위치 또는 자기 센서 유닛들(1211~1222)의 개수는 실시예에 의한 것일 뿐, 도 12와 같은 위치나 개수에 한정되지 않는다.

또한, 프로세서(2230)는 도로 내 위치 정보를 기반으로 자동차에 대한 주행 제어 신호 및 운전자에 대한 경고 알림 중 적어도 하나를 발생시킨다.

예를 들어, 도로 내 위치 정보를 기반으로 자동차가 차선 변경이 불가능한 차선과 근접해 있다고 판단되는 경우, 자동차가 차선과 차선 사이 도로의 중앙으로 이동할 수 있도록 주행 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 또는, 운전자에 대한 경고 알림을 통해 운전자에게 자동차가 특정한 차선에 근접해 있음을 인지시킴으로써 사고 발생 가능성을 감소시킬 수도 있다.

또한, 프로세서(2230)는 자동차의 주변에 위치하는 다른 자동차에 의해 자기장들이 왜곡되는 정도를 기반으로, 다른 자동차의 위치 및 자동차와 다른 자동차 사이의 거리 중 적어도 하나를 포함하는 차간 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 1에 도시된 자동차(110)의 경우, 다른 차선에서 주행 중인 자동차(120)에 의해 복수개의 차선들(101~103)에서 출력되는 자기장들이 왜곡되는 현상을 감지할 수 있고, 자기장들이 왜곡되는 정도 또는 자기장들이 왜곡되는 수준을 고려하여 자동차(110)와 다른 자동차(120) 간의 차간 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 차간 정보는 자동차(110)를 기준으로 한 다른 자동차(120)의 위치 및 자동차(110)와 다른 자동차(120) 사이의 거리 중 적어도 하나에 상응하는 정보를 포함할 수 있다.

이 때, 차간 정보는 자동차(110)에서 감지한 복수개의 차선들(101~103)에 대한 위치 및 유형에 대한 정보와 조합하여 사용될 수도 있다. 예를 들어, 조합된 정보는 자동차(110)의 주행 시, 주변 상황을 파악하기 위한 정보로 활용될 수도 있다.

예를 들어, 도 1에 도시된 자동차(110)가 차선(103) 쪽으로 차선 변경을 시도하는 경우, 다른 자동차(120)와의 차간 정보를 통해 차선 변경에 안전한 상황인지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 자동차(110)가 다른 자동차(120)와 안전 거리가 유지되지 않은 상태에서 차선 변경을 시도하고 있다고 판단되면, 차선을 변경하지 못하도록 주행을 제어하거나, 경고를 위한 알림을 발생시킬 수도 있다.

또한, 프로세서(2230)는 감지된 자기장들 각각에 대해 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 자기장 보정 구간을 설정하고, 자기장 보정 구간에 상응하는 데이터를 보정할 수 있다.

이 때, 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 구간은, 의미 그대로 자기장의 세기가 급격하게 변화하는 구간을 의미할 수 있다. 즉, 자동차의 자기 센서는 차선에 포함된 자성 입자에서 발생하는 자기장 이외에도 도로 상의 다른 차량이나 도로에 설치된 물체와 같은 다양한 요소에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같은 다양한 요소에 의한 노이즈를 배제할 수 있도록 자기장 보정 구간을 설정하고, 해당 구간의 데이터를 보정할 수 있다.

이 때, 기설정된 기준 변화율은 노이즈를 배제하기에 적절한 값으로 설정되되, 자기 센서의 민감도나 외부 환경에 따라 자유롭게 설정 변경이 가능하다.

예를 들어, 자기 센서를 기반으로 감지된 자기장의 전체 구간 중 일부 구간에서 다른 차량이나 외부 물체에 의해 도 17에 도시된 것과 같은 피크(peak)가 발생할 수 있다. 이 때, 피크가 발생한 구간의 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 것으로 판단하고 해당 구간을 자기장 보정 구간(1701~1704)으로 설정할 수 있다.

이 때, 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 구간에 대응하는 차량 센서 데이터를 고려하여 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 자기 센서에 의해 측정된 자기장 세기 측정 값만을 이용하지 않고, 부가적으로 차량 센서 데이터까지 고려하여 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 가속도 데이터, GPS 데이터, 속도 데이터, 핸들 조작 데이터, 엑셀러레이터 데이터와 같이 자동차에서 감지될 수 있는 다양한 차량 센서 데이터를 더 고려하여 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다.

만약, 자기 센서를 통해 도 17에 도시된 것과 같이 자기장 세기가 감지되는 동안에 자동차에 구비된 다양한 센서들을 통해 도 18과 같은 차량 센서 데이터가 감지되었다고 가정할 수 있다. 즉, 도 17에 도시된 그래프와 도 18에 도시된 그래프는 자동차가 주행하는 동안에 동시에 측정된 다른 종류의 센싱 데이터에 해당하는 것으로 도 19와 같이 대응시킬 수 있다.

따라서, 도 17에서 피크가 발생한 구간에 대한 차량 센서 데이터 대응 구간(1901~1904)의 변화율까지 고려하여 자기장 보정 구간을 설정할 수 있다.

이 때, 도 19에 도시된 것처럼 차량 센서 데이터 대응 구간(1901~1904)의 변화율이 급격하지 않다면, 비록 도 17과 같은 자기장 측정 데이터에서는 피크가 발생하였더라도 해당 구간이 자기장 보정 구간으로 설정되지 않을 수도 있다. 만약, 차량 센서 데이터 대응 구간(1901~1904)의 변화율이 도 19와 다르게 급격하게 변화하였다고 가정한다면, 해당 구간을 자기장 보정 구간으로 설정하고, 급격하게 변화한 차량 센서 데이터의 종류를 고려하여 자기장 보정 구간의 데이터를 보정할 수도 있다.

이 때, 차량 센서 데이터는 가속도 센서, GPS 센서, 속도 센서, 핸들 센서 및 엑셀러레이터 센서 중 적어도 둘 이상의 센서들에서 측정된 데이터들의 가중평균(Weighted Average)에 상응할 수 있다.

예를 들어, 가속도 센서와 엑셀러레이터 센서에서 각각 측정된 가속도 데이터와 엑셀러레이터 데이터의 가중평균을 계산하여 차량 센서 데이터로 활용하거나, GPS 센서와 핸들 센서에서 각각 측정된 GPS 데이터와 핸들 조작 데이터의 가중평균을 계산하여 차량 센서 데이터로 활용할 수도 있다.

이 때, 상기에서 설명한 차량 센서 데이터의 종류는 예시에 해당하는 것일 뿐, 가속도 센서, GPS 센서, 속도 센서, 핸들 센서 및 엑셀러레이터 센서에 의해 감지되는 데이터 이외에도 자동차의 주행중에 감지될 수 있는 다양한 데이터를 활용할 수 있다.

메모리(2240)는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차가 속도를 측정하거나, 복수개의 차선들을 감지하고 주행하는 과정에서 발생하는 다양한 정보를 저장할 수 있다.

또한, 메모리(2240)는 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자동차를 위한 기능을 지원할 수 있다. 이 때, 메모리(2240)는 별도의 대용량 스토리지로 동작할 수 있고, 동작 수행을 위한 제어 기능을 포함할 수 있다.

한편, 자동차는 메모리가 탑재되어 그 장치 내에서 정보를 저장할 수 있다. 일 구현예의 경우, 메모리는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 일 구현 예에서, 메모리는 휘발성 메모리 유닛일 수 있으며, 다른 구현예의 경우, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛일 수도 있다. 일 구현예의 경우, 저장장치는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 다양한 서로 다른 구현 예에서, 저장장치는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 다양한 서로 다른 구현 예에서, 저장장치는 예컨대 하드디스크 장치, 광학디스크 장치, 혹은 어떤 다른 대용량 저장장치를 포함할 수도 있다.

이와 같은 자동차를 통해 기상상태 또는 시야에 영향을 받지 않고 자동차의 속도를 측정하거나 차선을 감지함으로써 광학적인 방법을 이용하는 경우에 발생할 수 있는 치명적인 사고를 예방하는 것이 가능하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 자기장 발생 방법과 교번 자기 패턴을 이용한 속도 측정 방법, 이를 이용한 자동차는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

101, 102, 103, 300, 710, 720, 910, 920: 차선
110, 120: 자동차
111, 730, 930, 1211~1222, 2210: 자기 센서
310: 시공 장치 320: 교번 자기장 발생 장치
330: 제1 주파수 511, 512: 주파수 설정 구간
810, 820: 자기장 검출 신호 901, 902: 자기 모멘트 방향
1410: A 센서 자기장 검출 신호
1420: B 센서 자기장 검출 신호
1430: 절대값 차이 그래프 1701~1704: 자기장 보정 구간
1901~1904: 차량 센서 데이터 대응 구간
2110: 바퀴 2121~2124: 회전 검출 센서
2220: 통신부 2230: 프로세서
2240: 메모리

Claims (20)

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5. 자동차에 부착된 자기 센서를 기반으로, 복수개의 차선들에 포함된 자성 입자들에 상응하는 자기장들을 감지하고, 상기 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들을 감지하는 단계;
   상기 차선들의 교번 자기 패턴 및 감지된 자기장들을 이용하여 상기 자동차의 속도를 산출하는 단계;
   상기 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들의 유형을 구분하는 단계; 및
   상기 감지된 자기장들 각각에 대해 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 자기장 보정 구간을 설정하고, 상기 자기장 보정 구간에 상응하는 데이터를 보정하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 측정 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 5에 있어서,
   상기 자기장 보정 구간을 설정하는 단계는
   상기 자기장 세기 변화율이 상기 기설정된 기준 변화율 이상인 구간에 대응하는 차량 센서 데이터를 고려하여 상기 자기장 보정 구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 속도 측정 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 차량 센서 데이터는
    가속도 센서, GPS 센서, 속도 센서, 핸들 센서 및 엑셀러레이터 센서 중 적어도 둘 이상의 센서들에서 측정된 데이터들의 가중평균(WEIGHTED AVERAGE)에 상응하는 것을 특징으로 하는 속도 측정 방법.
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16. 삭제
17. 삭제
18. 복수개의 차선들에 포함된 자성입자에서 발생하는 자기장들을 감지하는 자기 센서; 및
    상기 차선들 각각의 교번 자기 패턴 및 상기 감지된 자기장들을 이용하여 속도를 산출하고, 상기 감지된 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들을 감지하고, 상기 감지된 자기장들을 기반으로 상기 복수개의 차선들의 유형을 구분하고, 상기 감지된 자기장들 각각에 대해 자기장 세기 변화율이 기설정된 기준 변화율 이상인 자기장 보정 구간을 설정하고, 상기 자기장 보정 구간에 상응하는 데이터를 보정하는 프로세서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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