KR102312382B1 - 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
주행차량의 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성할 경우, 주행차량 내의 휴대폰이나 차량운행기록계 등을 통해 획득되는 중력가속도 센서 데이터 및 차량계기판 속도 데이터인 휠스피드 센서 데이터를 이용하여 노면 미끄럼정보를 간단하고 신속하게 수집하되, 저역통과필터를 통해 중력가속도 센서 데이터의 노이즈를 필터링할 수 있고, 또한, 동일 도로 상의 주행차량 기반으로 공간적으로 연속적인 데이터 수집이 가능함에 따라 노면 미끄럼에 의한 교통사고 발생을 감소시킬 수 있고, 이에 따라, 기존의 고정식 도로 기상정보 수집기술의 한계점인 공간적 불연속성을 극복할 수 있으며, 또한, 차량에 기장착되어 있는 장치에 단지 소프트웨어를 적용함으로써 기술 구현이 가능하기 때문에 기존 시스템에 비해 비용을 절감시킬 수 있는, 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템 및 그 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 노면 미끄럼정보 제공 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 도로 상의 주행차량 내의 휴대폰이나 차량운행기록계 등을 통해 획득되는 중력가속도 센서 데이터 및 GPS 데이터와 함께 차량계기판 속도 데이터인 휠스피드 센서 데이터를 이용하여 노면의 미끄럼정보를 수집하여 제공하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 미끄러운 노면에 의한 교통사고 치사율은 노면건조 시 발생한 교통사고 치사율의 1.3~1.5배에 이르는 것으로 보고되었고, 특히, 불량 노면에 의한 미끄럼 교통사고의 치사율은 일반 교통사고의 무려 2.9배에 육박하는 것으로 보고되었다. 예를 들면, 미국의 경우, 겨울철 도로관리를 위한 유지관리비용이 전체 도로 유지관리비용의 약 20%를 차지하고, 기상과 관련한 교통사고 중 24%가 미끄러운 노면으로 인해 발생하는 것으로 보고되었다.
종래의 기술에 따르면, 노면의 결빙 등 미끄럼 상태에 대한 정보 수집을 위해서 기상청 기상자료나 도로에 고정식으로 설치되는 도로기상정보 시스템(RWIS)을 활용하고 있고, 최근에는 고정식 레이더 센서, 예를 들면, 도로 레이더를 이용하여 노면의 결빙상태를 측정하는 기술이 개발되었다.
구체적으로, 도 1a 내지 도 1d는 각각 종래의 기술에 따른 도로 노면상태 측정을 개략적으로 설명하기 위한 도면들로서, 도 1a는 기상자료를 기상청 기상장비에 의해 측정하는 것을 나타내는 도면이고, 도 1b는 도로기상정보 시스템(RWIS)을 나타내는 사진이고, 도 1c는 도로 레이더를 나타내는 사진이며, 도 1d는 기상상태 검지센서를 나타내는 사진이다.
한편, 수막, 결빙, 적설 등의 악천후 노면상태 정보는 효율적인 도로관리 및 교통안전에 중요한 역할을 한다. 기존의 노면상태 관리는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 도로기상정보 시스템(Road Weather Information System: RWIS)이라는 장비를 활용하고 있으며, 이러한 RWIS는 기상관측 시스템의 자료를 이용하여 도로 노면 및 대기의 상태 예측 시스템으로 예측정보까지 제공할 수 있는 시스템이다.
이러한 도로기상정보 시스템(RWIS)은 측정된 기상데이터와 노면상태정보를 실시간으로 제공함으로써, 운전자의 운행 예정지역의 도로 기상정보를 사전에 제공하여 운전자에게 안전 운행을 위한 정보를 제공해주며, 또한, 도로 운영자에게 도로관리에 대한 효율적인 의사결정 정보를 제공해줄 수 있다.
하지만, 이러한 도로기상정보 시스템(RWIS)은 노면의 상태를 검지하기 위해 온도센서, 레이저 등 다양한 센서를 이용하고 있지만, 장비 설치 및 유지관리비가 매우 고가이기 때문에 그 보급에 한계가 있다.
한편, 도로의 동결, 적설 등의 위험 상태를 자동으로 감지하여 이를 운전자에게 미리 알려줌으로써 운전사고를 줄이기 위한 노면상태 판별장치에 관한 여러 기술들이 공지되어 있다.
종래의 노면상태 판별장치들은 매설식 센서를 장착하거나 사람이 도로의 각 지점에 설치되어 있는 카메라를 주시하여 판단하는 방법을 이용하고 있다. 그러나 이러한 종래의 노면상태 판별장치들은 상대적으로 높은 장착비용, 인건비 상승 및 잦은 고장 등의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도로에 설치된 카메라로부터 취득된 영상 정보와 주변에 설치된 센서를 통해 얻어진 온도 또는 습도 등의 추가 정보를 분석하여 노면상태를 자동으로 판단하는 노면상태 판별장치가 연구되고 있다. 예를 들면, 편광필터를 회전시키면서 노면상태를 판정하는 방법이 있다.
한편, 실시간 노면정보(Surface Condition Information)의 취득 및 활용을 위해 국내외에서 많은 연구 사례 및 기술개발 사례가 존재한다. 하지만 현재 실제 도로 현장에서 활용중인 노면정보 취득 기술은 그 특성상 설치 및 운영비용이 매우 고가이거나(레이저 또는 레이더 기반), 특정 지점만을 대상으로 하는 검지 시스템 위주로, 즉, 지점 기반 고정식 노면센서 위주로 기술 개발이 이루어짐으로써 광범위한 도로구간을 커버하는데 한계가 존재한다.
다시 말하면, 전술한 바와 같이, 도 1a에 도시된 기상청 기상자료는 도로에서 수집한 자료가 아니므로 노면의 상태를 추정하는데 한계가 있고, 또한, 도 1b에 도시된 RWIS 및 도 1c에 도시된 도로 레이더의 경우에도 도로에 고정식으로 설치하여 노면정보를 수집함에 따라 100m 전후에서 조차도 다른 양상을 보이는 블랙아이스 등 노면 결빙정보를 수집하기에는 한계점이 존재한다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기술에 따르면, 노면 미끄럼정보가 도로상 특정 지점에 설치된 센서 데이터를 기반으로 전체 도로구간 정보를 추정하는 방식으로 생성되기 때문에 노면 미끄럼정보의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 기술에 따르면, 도로 기상정보 수집장비인 RWIS 가격이 약 4,000만원에 이르고, 이를 활용할 경우에도 도로의 특정 지점의 정보만을 수집하기 때문에 그 효용성이 저하되는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 주행차량의 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성할 경우, 주행차량 내의 휴대폰이나 차량운행기록계 등을 통해 획득되는 중력가속도 센서 데이터 및 차량계기판 속도 데이터인 휠스피드 센서 데이터를 이용하여 노면 미끄럼정보를 간단하고 신속하게 수집하되, 저역통과필터를 통해 중력가속도 센서 데이터의 노이즈를 필터링할 수 있는, 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 동일 도로 상의 주행차량 기반으로 공간적으로 연속적인 데이터 수집이 가능함에 따라 노면 미끄럼에 의한 교통사고 발생을 감소시킬 수 있는, 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템은, 휠스피드 센서, 중력가속도 센서 및 GPS 모듈을 구비하며, 도로를 주행하면서 상기 휠스피드 센서가 차륜속도를 검출하고, 상기 중력가속도 센서가 차량 진행방향 가속도를 검출하고, 상기 GPS 모듈이 차량 위치정보를 생성하며, 상기 차륜속도 및 차량 진행방향 가속도에 따른 차량 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성하는 주행차량; 및 상기 주행차량으로부터 각각 차량별 수집 데이터를 수신하여, 상기 수집 데이터를 처리 및 분석하여 노면 미끄럼정보를 생성하고, 동일 도로상의 후방 차량에게 노면 미끄럼정보를 제공하는 관제센터 서버를 포함하되, 상기 주행차량은, 상기 주행차량의 차륜속도를 검출하여 휠스피드 센서 데이터를 생성하는 휠스피드 센서; 상기 주행차량이 주행 중인 노면의 미끄럼에 대응하여 상기 주행차량의 차체에 가해지는 차량 진행방향 가속도를 검출하여 중력가속도 센서 데이터를 생성하는 중력가속도 센서; 상기 주행차량의 위치정보를 검출하여 GPS 데이터를 생성하는 GPS 모듈; 상기 주행차량에 기장착되어, 상기 휠스피드 센서의 센서 데이터의 차륜속도 및 상기 중력가속도 센서의 센서 데이터인 차량 진행방향 가속도에 따라 차량 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성하는 ECU; 및 상기 ECU가 생성한 노면 미끄럼정보를 포함한 수집 데이터를 상기 관제센터 서버에게 전송하는 수집 데이터 전송부를 포함하며; 상기 주행차량의 이동속도는 상기 차륜속도를 기준으로 소정 수집주기동안 상기 중력가속도 센서의 센서 데이터를 사용하여 산출되고; 그리고 상기 휠스피드 센서가 측정한 차륜속도는 차량계기판 속도를 적용하고, 상기 중력가속도 센서는 주행차량 운전자가 소지하여 거치한 휴대폰에 탑재되거나 또는 상기 주행차량 내에 설치된 차량운행기록계에 탑재되며, 상기 중력가속도 센서의 센서 데이터에 포함된 노이즈는 저역통과 필터를 통해 필터링되어 제거되는 것을 특징으로 한다.
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여기서, 상기 ECU는, 상기 휠스피드 센서, 상기 중력가속도 센서 및 상기 GPS 모듈로부터 각각의 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 중력가속도 센서의 센서 데이터를 필터링하는 저역통과 필터; 상기 중력가속도 센서가 측정한 차량 진행방향 가속도 및 상기 휠스피드 센서가 측정한 차륜속도에 따라 차량 이동속도를 산출하고, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이를 기설정된 임계치와 비교하여 노면 미끄럼정보를 산출하는 노면 미끄럼정보 산출부; 및 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이가 기설정된 임계치보다 큰 경우, 노면 미끄럼 알람을 생성하여 상기 주행차량의 운전자에게 제공하는 노면 미끄럼 알람 발생부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 노면 미끄럼정보 산출부는, 상기 중력가속도 센서가 측정한 차량 진행방향 가속도 및 상기 휠스피드 센서가 측정한 차륜속도에 따라 차량 이동속도를 산출하는 이동속도 산출부; 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이를 산출하는 속도 차이 산출부; 및 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이를 기설정된 임계치와 비교하는 임계치 비교부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이동속도는 상기 차륜속도와 상기 차량진행방향 가속도를 이용하여 다음의 수학식, 
에 의해 산출하되, 여기서, 
은 수집주기(
)에서의 차량이동속도를 나타내고, 
은 수집주기(
)에서의 시작시점(
)의 차륜회전속도를 나타내며, 
는 
시점의 중력가속도 센서 가속도를 나타내며, 이때, 
≤ 
≤ 
로 주어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 수집주기(
)는 1~10초로 설정될 수 있고, 상기 휠스피드 센서 데이터와 상기 중력가속도 센서 데이터의 샘플링 간격은 10㎐~200㎐ 범위로 주어질 수 있다.
여기서, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이는 분산, 표준편차 또는 변동계수를 사용하여 산출될 수 있다.
여기서, 상기 노면 미끄럼 알람 발생을 위한 차량 위치정보는 GPS 모듈에서 생성된 GPS 데이터를 사용할 수 있다.
여기서, 상기 관제센터 서버는, 동일 도로를 주행하는 적어도 하나 이상의 주행차량 각각으로부터 차량별 수집 데이터를 수신하는 차량별 데이터 수신부; 상기 차량별 데이터 수신부가 수신한 차량별 수집 데이터를 정규화 처리하는 차량별 데이터 처리부; 상기 차량별 데이터 처리부에서 처리된 정규화 데이터에 따라 노면 미끄럼 상태를 분석하여 노면 미끄럼정보를 생성하는 노면 미끄럼 상태 분석부; 및 상기 생성된 노면 미끄럼정보를 도로상의 후방 차량에게 제공하는 노면 미끄럼정보 제공부를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법은, a) 주행차량이 휠스피드 센서 및 중력가속도 센서로부터 소정 수집주기동안 차량 데이터를 수집하는 단계; b) 상기 주행차량이 차륜속도와 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 산출하는 단계; c) 상기 주행차량이 수집 데이터를 관제센터 서버로 전송하는 단계; d) 상기 관제센터 서버가 차량별 수집 데이터를 수신하는 단계; e) 상기 관제센터 서버가 수집 데이터를 정규화 처리 및 분석하여 노면 미끄럼정보를 생성하는 단계; 및 f) 상기 관제센터 서버가 동일 도로상의 후방 차량에게 노면 미끄럼정보를 제공하는 단계를 포함하되, 상기 b) 단계는, b-1) 저역통과필터를 사용하여 상기 중력가속도 센서의 데이터를 필터링하여 노이즈를 제거하는 단계; b-2) 상기 중력가속도 센서가 측정한 차량 진행방향 가속도 및 상기 휠스피드 센서가 측정한 차륜속도에 따라 차량 이동속도를 산출하는 단계; b-3) 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이를 산출하는 단계; b-4) 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이가 기설정된 임계치보다 큰지 비교하는 단계; b-5) 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이가 임계치보다 크지 않은 경우, 노면 상태가 정상인 것으로 판단하는 단계; 및 b-6) 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이가 임계치보다 큰 경우, 상기 주행차량의 운전자가 확인할 수 있도록 노면 미끄럼 알람을 발생하는 단계를 포함하며; 상기 b) 단계의 차륜속도는 상기 휠스피드 센서의 센서 데이터를 적용하고, 상기 이동속도는 상기 차륜속도를 기준으로 소정 수집주기동안 상기 중력가속도 센서의 센서 데이터를 사용하여 산출되고; 그리고 상기 휠스피드 센서가 측정한 차륜속도는 차량계기판 속도를 적용하고, 상기 중력가속도 센서는 주행차량 운전자가 소지하여 거치한 휴대폰에 탑재되거나 또는 상기 주행차량 내에 설치된 차량운행기록계에 탑재되며, 상기 중력가속도 센서의 센서 데이터에 포함된 노이즈는 저역통과 필터를 통해 필터링되어 제거되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따르면, 주행차량의 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성할 경우, 주행차량 내의 휴대폰이나 차량운행기록계 등을 통해 획득되는 중력가속도 센서 데이터 및 차량계기판 속도 데이터인 휠스피드 센서 데이터를 이용하여 노면 미끄럼정보를 간단하고 신속하게 수집하되, 저역통과필터를 통해 중력가속도 센서 데이터의 노이즈를 필터링할 수 있고, 단지 중력가속도 센서 데이터 및 휠스피드 센서 데이터를 이용하여 노면 미끄럼정보를 간단하고 신속하게 생성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 동일 도로 상의 주행차량 기반으로 공간적으로 연속적인 데이터 수집이 가능함에 따라 노면 미끄럼에 의한 교통사고 발생을 감소시킬 수 있고, 이에 따라, 기존의 고정식 도로 기상정보 수집기술의 한계점인 공간적 불연속성을 극복할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량에 기장착되어 있는 장치에 단지 소프트웨어를 적용함으로써 기술 구현이 가능하기 때문에 기존 시스템에 비해 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 각각 종래의 기술에 따른 도로 노면상태 측정을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템의 구체적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템에서 노면 미끄럼정보 산출부의 구체적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템에서 노면 상태별 속도 차이를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법의 동작흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법에서 노면 미끄럼정보 산출과정의 구체적인 동작흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템이 적용되는 스마트 차량관제 시스템의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템이 적용되는 C-ITS의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템의 구체적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템에서 노면 미끄럼정보 산출부의 구체적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템에서 노면 상태별 속도 차이를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법의 동작흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법에서 노면 미끄럼정보 산출과정의 구체적인 동작흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템이 적용되는 스마트 차량관제 시스템의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템이 적용되는 C-ITS의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
[중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템]
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템의 개략적인 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 개별 주행차량(100)에서 수집한 휠스피드 센서(110)의 데이터, 중력가속도 센서(120)의 데이터 및 GPS 모듈(130)의 GPS 데이터를 분석하여 결빙 등에 의한 노면 미끄럼정보를 판단하고, 이를 관제센터에 구비된 관제센터 서버(200)로 전송한다.
이때, 상기 관제센터 서버(200)는 동일 도로상의 다수의 주행차량(100)으로부터 전송되는 노면 미끄럼정보 등의 수집 데이터를 시간적 및 공간적으로 분석하여 후방 차량(300)에게 노면 미끄럼정보를 제공하는 역할을 담당한다.
본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템은, 도로(10)를 주행주인 주행차량(100)의 휠스피드 센서(110)의 데이터, 예를 들면, 차량계기판 속도 데이터와 다양한 디바이스, 예를 들면, 휴대폰, 차량운행기록계 등을 통해 획득할 수 있는 중력가속도 센서(120)의 데이터 및 GPS 모듈(130)의 GPS 데이터를 이용하여 노면의 미끄럼정보를 수집하여 제공할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템의 구체적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템은, 주행차량(100), 관제센터 서버(200) 및 후방 차량(300)을 포함한다.
주행차량(100)은 휠스피드 센서(110), 중력가속도 센서(120) 및 GPS 모듈(130)을 구비하며, 도로를 주행하면서 상기 휠스피드 센서(110)가 차륜속도를 검출하고, 상기 중력가속도 센서(120)가 차량 진행방향 가속도를 검출하고, 상기 GPS 모듈(130)이 차량 위치정보를 생성하며, 상기 차륜속도 및 차량 진행방향 가속도에 따른 차량 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성한다. 이때, 상기 주행차량(100)의 이동속도는 상기 차륜속도를 기준으로 소정 수집주기동안 상기 중력가속도 센서(120)의 센서 데이터를 사용하여 산출된다.
구체적으로, 상기 주행차량(100)은, 휠스피드 센서(110), 중력가속도 센서(120), GPS 모듈(130), ECU(Electronic Control Unit: 140) 및 수집 데이터 전송부(150)를 포함한다.
상기 휠스피드 센서(110)는 상기 주행차량(100)의 차륜속도(차륜회전속도)를 검출하여 휠스피드 센서 데이터를 생성한다. 이때, 상기 휠스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도는 차량계기판 속도를 적용할 수 있다.
상기 중력가속도 센서(120)는 상기 주행차량(100)이 주행 중인 노면의 미끄럼에 대응하여 상기 주행차량(100)의 차체에 가해지는 차량 진행방향 가속도를 검출하여 중력가속도 센서 데이터를 생성한다. 이때, 상기 중력가속도 센서(120)는 주행차량 운전자가 소지하여 거치한 휴대폰에 탑재되거나 또는 상기 주행차량(100) 내에 설치된 차량운행기록계에 탑재될 수 있다.
상기 GPS 모듈(130)은 상기 주행차량(100)의 위치정보를 검출하여 GPS 데이터를 생성한다.
상기 ECU(140)는 상기 주행차량(100)에 기장착되어, 상기 휠스피드 센서(110)의 센서 데이터의 차륜속도 및 상기 중력가속도 센서(120)의 센서 데이터인 차량 진행방향 가속도에 따라 차량 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성한다.
상기 수집 데이터 전송부(150)는 상기 ECU(140)가 생성한 노면 미끄럼정보를 포함한 수집 데이터를 상기 관제센터 서버(200)에게 전송한다.
보다 구체적으로, 상기 ECU(140)는, 데이터 수집부(141), 저역통과 필터(142), 노면 미끄럼정보 산출부(143) 및 노면 미끄럼 알람 발생부(144)를 포함한다.
상기 ECU(140)의 데이터 수집부(141)는 상기 휠스피드 센서(110), 상기 중력가속도 센서(120) 및 상기 GPS 모듈(130)로부터 각각의 데이터를 수집하고, 상기 ECU(140)의 저역통과 필터(142)는 상기 중력가속도 센서(120)의 센서 데이터를 필터링한다. 일반적으로, 휴대폰, 차량운행기록계 등에 설치된 저가의 중력가속도 센서(120)의 데이터는 많은 노이즈를 포함하고 있어, 이러한 데이터 정제를 위해 저역통과필터(Low Pass Filter)를 적용한다.
또한, 상기 ECU(140)의 노면 미끄럼정보 산출부(143)는 상기 중력가속도 센서(120)가 측정한 차량 진행방향 가속도 및 상기 휠스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도에 따라 차량 이동속도를 산출하고, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 기설정된 임계치와 비교하여 노면 미끄럼정보를 산출한다. 또한, 상기 노면 미끄럼 알람 발생부(144)는 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)가 기설정된 임계치보다 큰 경우, 노면 미끄럼 알람을 생성하여 상기 주행차량(100)의 운전자에게 제공한다.
도 3을 다시 참조하면, 관제센터 서버(200)는 상기 주행차량(100)으로부터 각각 차량별 수집 데이터를 수신하여, 상기 수집 데이터를 처리 및 분석하여 노면 미끄럼정보를 생성하고, 동일 도로상의 후방 차량(300)에게 노면 미끄럼정보를 제공한다.
구체적으로, 상기 관제센터 서버(200)는, 차량별 데이터 수신부(210), 차량별 데이터 처리부(220), 서버 DB(230), 노면 미끄럼 상태 분석부(240) 및 노면 미끄럼정보 제공부(250)를 포함할 수 있다.
상기 차량별 데이터 수신부(210)는 동일 도로를 주행하는 적어도 하나 이상의 주행차량(100) 각각으로부터 차량별 수집 데이터를 수신한다. 또한, 상기 차량별 데이터 처리부(220)는 상기 차량별 데이터 수신부(210)가 수신한 차량별 수집 데이터를 정규화 처리하여, 서버 DB(230)에 저장한다. 또한, 상기 노면 미끄럼 상태 분석부(240)는 상기 차량별 데이터 처리부(220)에서 처리된 정규화 데이터에 따라 노면 미끄럼 상태를 시간적/공간적으로 분석하여 노면 미끄럼정보를 생성한다. 또한, 상기 노면 미끄럼정보 제공부(250)는 상기 생성된 노면 미끄럼정보를 도로상의 후방 차량(300)에게 제공한다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템에서 노면 미끄럼정보 산출부의 구체적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템에서 노면 미끄럼정보 산출부는, 이동속도 산출부(143-1), 속도 차이 산출부(143-2) 및 임계치 비교부(143-3)를 포함한다.
상기 노면 미끄럼정보 산출부(143)의 이동속도 산출부(143-1)는 상기 중력가속도 센서(120)가 측정한 차량 진행방향 가속도 및 상기 휠스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도에 따라 차량 이동속도를 산출한다.
여기서, 상기 이동속도는 상기 차륜속도와 상기 차량진행방향 가속도를 이용하여 다음의 수학식, 
에 의해 산출하되, 여기서, 
은 수집주기(
)에서의 차량이동속도를 나타내고, 
은 수집주기(
)에서의 시작시점(
)의 차륜회전속도를 나타내며, 
는 
시점의 중력가속도 센서(G 센서) 가속도를 나타내며, 이때, 
≤ 
≤ 
로 주어진다. 이때, 상기 수집주기(
)는 1~10초로 짧게 설정될 수 있고, 또한, 상기 휠스피드 센서 데이터와 상기 중력가속도 센서 데이터의 샘플링 간격은 10㎐~200㎐(초당 10~200회) 범위로 주어질 수 있다.
상기 노면 미끄럼정보 산출부(143)의 속도 차이 산출부(143-2)는 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 산출하고, 또한, 상기 노면 미끄럼정보 산출부(143)의 임계치 비교부(143-3)는 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 기설정된 임계치와 비교한다. 예를 들면, 해당 수집주기(1~10초) 내에서 수집되는 차륜속도와 이동속도의 속도 차이를 산출한 후, 산출된 속도 차이가 기설정된 임계치를 초과할 경우, 노면 미끄럼 알람을 발생시킨다. 예를 들면, 휠스피드 센서 데이터와 중력가속도 센서 데이터의 샘플링 간격이 10㎐이고, 수집주기가 5초일 경우, 50개의 차륜속도 및 이동속도 쌍이 수집될 수 있다. 여기서, 상기 속도 차이값의 산출은 분산, 표준편차, 변동계수 중 어떤 것을 사용해도 무방하며, 또한, 노면 미끄럼 알람 발생을 위한 차량 위치정보는 GPS 데이터를 사용한다.
다시 말하면, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 기설정된 임계치보다 크지 않으면 정상 노면으로 판단하지만, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 기설정된 임계치보다 큰 경우, 노면 미끄럼 알람 발생을 주행차량(100)의 운전자에게 제공한다. 이때, 상기 노면 미끄럼 알람 발생을 위한 차량 위치정보는 GPS 모듈(130)에서 생성된 GPS 데이터를 사용할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템에서 노면 상태별 속도 차이를 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 도 5의 a)는 마른노면에서의 속도비교를 나타내며, 도 5의 b)는 결빙 노면에서의 속도비교를 각각 나타낸다.
종래에는 차량의 이동속도 산출을 위해 GPS 데이터를 사용하였으나, GPS 데이터는 지형, 기상, 차폐물 등의 영향으로 수집 데이터의 신뢰가 떨어질 수 있다는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템은 차륜속도를 기준으로 하여 1~10초의 짧은 수집주기 내의 중력가속도 센서(120) 데이터를 사용하여 이동속도를 산출함에 따라 기존의 GPS 데이터를 이용한 차량의 이동속도 산출에 비해 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템에 따르면, 도 5의 a) 및 b)에 각각 도시된 바와 같이, 5초의 수집주기동안 마른노면과 결빙노면에서 이동속도와 차륜속도가 현저한 차이를 나타내는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템은 노면 미끄럼 판단을 위해 차륜속도 및 이동속도 각각의 개별적인 데이터를 사용하는 것이 아니라 일정한 수집주기, 예를 들면, 1~10초 동안의 두 속도 차이값을 사용함에 따라 개별 데이터 노이즈에 의한 오검지 영향을 최소화시킬 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 주행차량의 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성할 경우, 주행차량 내의 휴대폰이나 차량운행기록계 등을 통해 획득되는 중력가속도 센서 데이터 및 차량계기판 속도 데이터인 휠스피드 센서 데이터를 이용하여 노면 미끄럼정보를 간단하고 신속하게 수집하되, 저역통과필터를 통해 중력가속도 센서 데이터의 노이즈를 필터링할 수 있고, 단지 중력가속도 센서 데이터 및 휠스피드 센서 데이터를 이용하여 노면 미끄럼정보를 간단하고 신속하게 생성할 수 있다. 또한, 동일 도로 상의 주행차량 기반으로 공간적으로 연속적인 데이터 수집이 가능함에 따라 노면 미끄럼에 의한 교통사고 발생을 감소시킬 수 있고, 이에 따라, 기존의 고정식 도로 기상정보 수집기술의 한계점인 공간적 불연속성을 극복할 수 있다.
[중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법]
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법의 동작흐름도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법에서 노면 미끄럼정보 산출과정의 구체적인 동작흐름도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법은, 먼저, 주행차량(100)이 휠스피드 센서(110) 및 중력가속도 센서(120)로부터 소정 수집주기동안 차량 데이터를 수집한다(S110). 여기서, 상기 휠스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도는 차량계기판 속도를 적용하고, 또한, 상기 중력가속도 센서(120)는 주행차량 운전자가 소지하여 거치한 휴대폰에 탑재되거나 또는 상기 주행차량(100) 내에 설치된 차량운행기록계에 탑재될 수 있다.
다음으로, 상기 주행차량(100)이 차륜속도와 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 산출한다(S120). 이때, 상기 차륜속도는 상기 휠스피드 센서(110)의 센서 데이터를 적용하고, 상기 이동속도는 상기 차륜속도를 기준으로 소정 수집주기동안 상기 중력가속도 센서(120)의 센서 데이터를 사용하여 산출된다.
구체적으로, 도 7을 참조하면, 저역통과필터(142)를 사용하여 상기 중력가속도 센서(120)의 데이터를 필터링하고(S121), 이후, 상기 중력가속도 센서(120)가 측정한 차량 진행방향 가속도 및 상기 휠스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도에 따라 차량 이동속도를 산출한다(S122). 이후, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 산출하고(S123), 이후, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)가 기설정된 임계치보다 큰지 비교한다(S124). 이후, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)가 임계치보다 크지 않은 경우, 노면 상태가 정상인 것으로 판단하고(S125), 또한, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)가 임계치보다 큰 경우, 상기 주행차량(100)의 운전자가 확인할 수 있도록 노면 미끄럼 알람을 발생한다(S126).
구체적으로, 상기 이동속도는 상기 차륜속도와 상기 차량진행방향 가속도를 이용하여 다음의 수학식, 
에 의해 산출하되, 여기서, 
은 수집주기(
)에서의 차량이동속도를 나타내고, 
은 수집주기(
)에서의 시작시점(
)의 차륜회전속도를 나타내며, 
는 
시점의 중력가속도 센서(G 센서) 가속도를 나타내며, 이때, 
≤ 
≤ 
로 주어진다. 이때, 상기 수집주기(
)는 1~10초로 설정되고, 상기 휠스피드 센서 데이터와 상기 중력가속도 센서 데이터의 샘플링 간격은 10㎐~200㎐(초당 10~200회) 범위로 주어질 수 있다. 또한, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)는 분산, 표준편차 또는 변동계수를 사용하여 산출될 수 있다. 또한, 상기노면 미끄럼 알람 발생을 위한 차량 위치정보는 GPS 모듈(130)에서 생성된 GPS 데이터를 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 주행차량(100)이 수집 데이터를 관제센터 서버(200)로 전송 한다(S130).
다음으로, 상기 관제센터 서버(200)가 차량별 수집 데이터를 수신하고(S140), 다음으로, 상기 관제센터 서버(200)가 수집 데이터를 정규화 처리 및 분석하여 노면 미끄럼정보를 생성한다(S150).
다음으로, 상기 관제센터 서버(200)가 동일 도로상의 후방 차량(300)에게 노면 미끄럼정보를 제공한다(S160).
한편, 최근 디지털운행기록계 등을 장착한 차량을 중심으로 스마트 차량관제를 위해 교통관제센터와 실시간으로 통신 연결된 차량들이 다수 존재한다. 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템은 이러한 디지털운행기록계 장착 차량에서 수집하는 데이터를 활용하여 구현할 수 있는 스마트 차량관제 시스템이다. 예를 들면, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템이 적용되는 스마트 차량관제 시스템의 개요를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 차량센서 데이터를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템(100)은 이러한 스마트 차량관제 시스템에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 현재 국토교통부에서는 차세대 도로교통정보서비스 구현을 위해 C-ITS(Cooperative-Intelligent Transport Systems)를 구축 중인데, 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템은 이러한 C-ITS 차량단말기가 수집하는 데이터에 적용하여 활용할 수 있다. 예를 들면, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템이 적용되는 C-ITS의 개요를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템은 이러한 C-ITS에 용이하게 적용될 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 차량에 기장착되어 있는 장치에 단지 소프트웨어, 즉, ECU 내의 소프트웨어를 적용함으로써 기술 구현이 가능하기 때문에 기존 시스템에 비해 비용을 절감시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 주행차량 200: 관제센터 서버
300: 후방차량
110: 휠스피드 센서 120: 중력가속도 센서(G 센서)
130: GPS 모듈 140: ECU(Electronic Control Unit)
150: 수집 데이터 전송부
210: 차량별 데이터 수신부 220: 차량별 데이터 처리부
230: 서버 DB 240: 노면 미끄럼 상태 분석부
250: 노면 미끄럼정보 제공부
141: 데이터 수집부 142: 저역통과 필터
143: 노면 미끄럼정보 산출부 144: 노면 미끄럼 알람 발생부
143-1: 이동속도 산출부 143-2: 속도 차이 산출부
143-3: 임계치 비교부
300: 후방차량
110: 휠스피드 센서 120: 중력가속도 센서(G 센서)
130: GPS 모듈 140: ECU(Electronic Control Unit)
150: 수집 데이터 전송부
210: 차량별 데이터 수신부 220: 차량별 데이터 처리부
230: 서버 DB 240: 노면 미끄럼 상태 분석부
250: 노면 미끄럼정보 제공부
141: 데이터 수집부 142: 저역통과 필터
143: 노면 미끄럼정보 산출부 144: 노면 미끄럼 알람 발생부
143-1: 이동속도 산출부 143-2: 속도 차이 산출부
143-3: 임계치 비교부
Claims (21)
- 휠스피드 센서(110), 중력가속도 센서(120) 및 GPS 모듈(130)을 구비하며, 도로를 주행하면서 상기 휠스피드 센서(110)가 차륜속도를 검출하고, 상기 중력가속도 센서(120)가 차량 진행방향 가속도를 검출하고, 상기 GPS 모듈(130)이 차량 위치정보를 생성하며, 상기 차륜속도 및 차량 진행방향 가속도에 따른 차량 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성하는 주행차량(100); 및
상기 주행차량(100)으로부터 각각 차량별 수집 데이터를 수신하여, 상기 수집 데이터를 처리 및 분석하여 노면 미끄럼정보를 생성하고, 동일 도로상의 후방 차량(300)에게 노면 미끄럼정보를 제공하는 관제센터 서버(200)를 포함하되,
상기 주행차량(100)은, 상기 주행차량(100)의 차륜속도(차륜회전속도)를 검출하여 휠스피드 센서 데이터를 생성하는 휠스피드 센서(110); 상기 주행차량(100)이 주행 중인 노면의 미끄럼에 대응하여 상기 주행차량(100)의 차체에 가해지는 차량 진행방향 가속도를 검출하여 중력가속도 센서 데이터를 생성하는 중력가속도 센서(120); 상기 주행차량(100)의 위치정보를 검출하여 GPS 데이터를 생성하는 GPS 모듈(130); 상기 주행차량(100)에 기장착되어, 상기 휠스피드 센서(110)의 센서 데이터의 차륜속도 및 상기 중력가속도 센서(120)의 센서 데이터인 차량 진행방향 가속도에 따라 차량 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 생성하는 ECU(Electronic Control Unit: 140); 및 상기 ECU(140)가 생성한 노면 미끄럼정보를 포함한 수집 데이터를 상기 관제센터 서버(200)에게 전송하는 수집 데이터 전송부(150)를 포함하며; 상기 주행차량(100)의 이동속도는 상기 차륜속도를 기준으로 소정 수집주기동안 상기 중력가속도 센서(120)의 센서 데이터를 사용하여 산출되고; 그리고
상기 휠스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도는 차량계기판 속도를 적용하고, 상기 중력가속도 센서(120)는 주행차량 운전자가 소지하여 거치한 휴대폰에 탑재되거나 또는 상기 주행차량(100) 내에 설치된 차량운행기록계에 탑재되며, 상기 중력가속도 센서(120)의 센서 데이터에 포함된 노이즈는 저역통과 필터(142)를 통해 필터링되어 제거되는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 ECU(140)는,
상기 휠스피드 센서(110), 상기 중력가속도 센서(120) 및 상기 GPS 모듈(130)로부터 각각의 데이터를 수집하는 데이터 수집부(141);
상기 중력가속도 센서(120)의 센서 데이터를 필터링하는 저역통과 필터(142);
상기 중력가속도 센서(120)가 측정한 차량 진행방향 가속도 및 상기 휠스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도에 따라 차량 이동속도를 산출하고, 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 기설정된 임계치와 비교하여 노면 미끄럼정보를 산출하는 노면 미끄럼정보 산출부(143); 및
상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)가 기설정된 임계치보다 큰 경우, 노면 미끄럼 알람을 생성하여 상기 주행차량(100)의 운전자에게 제공하는 노면 미끄럼 알람 발생부(144)를 포함하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템. - 제5항에 있어서, 상기 노면 미끄럼정보 산출부(143)는,
상기 중력가속도 센서(120)가 측정한 차량 진행방향 가속도 및 상기 휠스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도에 따라 차량 이동속도를 산출하는 이동속도 산출부(143-1);
상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 산출하는 속도 차이 산출부(143-2); 및
상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 기설정된 임계치와 비교하는 임계치 비교부(143-3)를 포함하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 이동속도는 상기 차륜속도와 상기 차량진행방향 가속도를 이용하여 다음의 수학식,에 의해 산출하되,
여기서,은 수집주기(
)에서의 차량이동속도를 나타내고,
은 수집주기(
)에서의 시작시점(
)의 차륜회전속도를 나타내며,
는
시점의 중력가속도 센서(G 센서) 가속도를 나타내며, 이때,
≤
≤
로 주어지는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 수집주기()는 1~10초로 설정되는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 휠스피드 센서 데이터와 상기 중력가속도 센서 데이터의 샘플링 간격은 10㎐~200㎐(초당 10~200회) 범위로 주어지는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)는 분산, 표준편차 또는 변동계수를 사용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 노면 미끄럼 알람 발생을 위한 차량 위치정보는 GPS 모듈(130)에서 생성된 GPS 데이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 관제센터 서버(200)는,
동일 도로를 주행하는 적어도 하나 이상의 주행차량(100) 각각으로부터 차량별 수집 데이터를 수신하는 차량별 데이터 수신부(210);
상기 차량별 데이터 수신부(210)가 수신한 차량별 수집 데이터를 정규화 처리하는 차량별 데이터 처리부(220);
상기 차량별 데이터 처리부(220)에서 처리된 정규화 데이터에 따라 노면 미끄럼 상태를 분석하여 노면 미끄럼정보를 생성하는 노면 미끄럼 상태 분석부(240); 및
상기 생성된 노면 미끄럼정보를 도로상의 후방 차량(300)에게 제공하는 노면 미끄럼정보 제공부(250)를 포함하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템. - a) 주행차량(100)이 휠스피드 센서(110) 및 중력가속도 센서(120)로부터 소정 수집주기동안 차량 데이터를 수집하는 단계;
b) 상기 주행차량(100)이 차륜속도와 이동속도에 따른 노면 미끄럼정보를 산출하는 단계;
c) 상기 주행차량(100)이 수집 데이터를 관제센터 서버(200)로 전송하는 단계;
d) 상기 관제센터 서버(200)가 차량별 수집 데이터를 수신하는 단계;
e) 상기 관제센터 서버(200)가 수집 데이터를 정규화 처리 및 분석하여 노면 미끄럼정보를 생성하는 단계; 및
f) 상기 관제센터 서버(200)가 동일 도로상의 후방 차량(300)에게 노면 미끄럼정보를 제공하는 단계를 포함하되,
상기 b) 단계는, b-1) 저역통과필터(Low Pa ss Filter: 142)를 사용하여 상기 중력가속도 센서(120)의 데이터를 필터링하는 단계; b-2) 상기 중력가속도 센서(120)가 측정한 차량 진행방향 가속도 및 상기 휠 스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도에 따라 차량 이동속도를 산출하는 단계; b-3) 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)를 산출하는 단계; b-4) 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)가 기설정된 임계치보다 큰지 비교하는 단계; b-5) 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)가 임계치보다 크지 않은 경우, 노면 상태가 정상인 것으로 판단하는 단계; 및 b-6) 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)가 임계치보다 큰 경우, 상기 주행차량(100)의 운전자가 확인할 수 있도록 노면 미끄럼 알람을 발생하는 단계를 포함하며; 상기 b) 단계의 차륜속도는 상기 휠스피드 센서(110)의 센서 데이터를 적용하고, 상기 이동속도는 상기 차륜속도를 기준으로 소정 수집주기 동안 상기 중력가속도 센서(120)의 센서 데이터를 사용하여 산출되며; 그리고
상기 휠스피드 센서(110)가 측정한 차륜속도는 차량계기판 속도를 적용하고, 상기 중력가속도 센서(120)는 주행차량 운전자가 소지하여 거치한 휴대폰에 탑재되 거나 또는 상기 주행차량(100) 내에 설치된 차량운행기록계에 탑재되며, 상기 중력 가속도 센서(120)의 센서 데이터에 포함된 노이즈는 저역통과 필터(142)를 통해 필 터링되어 제거되는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제13항에 있어서,
상기 b-2) 단계에서 이동속도는 상기 차륜속도와 상기 차량진행방향 가속도를 이용하여 다음의 수학식,에 의해 산출하되,
여기서,은 수집주기(
)에서의 차량이동속도를 나타내고,
은 수집주기(
)에서의 시작시점(
)의 차륜회전속도를 나타내며,
는
시점의 중력가속도 센서(G 센서) 가속도를 나타내며, 이때,
≤
≤
로 주어지는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법.
- 제17항에 있어서,
상기 수집주기()는 1~10초로 설정되는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법.
- 제17항에 있어서,
상기 휠스피드 센서 데이터와 상기 중력가속도 센서 데이터의 샘플링 간격은 10㎐~200㎐(초당 10~200회) 범위로 주어지는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법. - 제17항에 있어서,
상기 b-3) 단계의 상기 차륜속도와 이동속도의 속도 차이(D)는 분산, 표준편차 또는 변동계수를 사용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법. - 제17항에 있어서,
상기 b-6) 단계의 노면 미끄럼 알람 발생을 위한 차량 위치정보는 GPS 모듈(130)에서 생성된 GPS 데이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 방법.
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| KR1020190164465A KR102312382B1 (ko) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템 및 그 방법 |
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| KR1020190164465A KR102312382B1 (ko) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | 중력가속도 센서와 휠스피드 센서를 이용한 노면 미끄럼정보 제공 시스템 및 그 방법 |
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| KR101394244B1 (ko) | 2013-12-12 | 2014-05-14 | 한국건설기술연구원 | 다중영상 취득장치 및 이를 활용한 이동식 노면상태 자동검지 시스템 |
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