KR102329249B1 - Entry vehicle detection system and detection method for active bollards - Google Patents
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Abstract
무회전식 위상배열 광학빔 라이다(LIDAR) 센서를 이용하여 전방에서 접근하는 이동체(또는 차량)의 거리, 속도, 이동 궤적 등을 감지하고 그 결과에 따라 지면에 매설된 볼라드(bollard)의 상승 높이를 자동으로 제어하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법에 관한 것으로, 지면의 상하부로 승강 가능하도록 설치된 다수의 능동 볼라드, 상기 다수의 능동 볼라드의 승강을 구동하는 구동부, 상기 능동 볼라드의 전방영역에서 접근하는 이동체를 감지하는 광학빔 센서부, 상기 광학빔 센서부의 출력을 이용하여 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중 적어도 어느 하나의 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 광학빔 센서부는 병렬로 배열된 복수의 채널로 구성되고, 각각의 채널은 서로 위상차를 가지는 광학빔 신호를 송신하는 송신모듈과 상기 이동체의 표면에서 반사된 상기 광학빔 신호의 반사신호를 수신하는 수신모듈을 포함하는 구성을 마련하여, 진입차량 검지 시스템을 저렴한 비용으로 또한, 고속으로 실행할 수 있다.Using a non-rotational phased array optical beam LIDAR sensor, the distance, speed, and movement trajectory of a moving object (or vehicle) approaching from the front is detected, and the elevation height of the bollard embedded in the ground is determined according to the result. A plurality of active bollards installed so as to be able to ascend and descend to the upper and lower parts of the ground, a driving unit for driving the lifting and lowering of the plurality of active bollards, and a front area of the active bollards An optical beam sensor unit for detecting a moving object approaching in and a control module for controlling the operation of the driving unit, wherein the optical beam sensor unit is composed of a plurality of channels arranged in parallel, and each channel transmits an optical beam signal having a phase difference from each other on the surface of the movable body. By providing a configuration including a receiving module for receiving the reflected signal of the reflected optical beam signal, the approaching vehicle detection system can be implemented at low cost and at high speed.
Description
본 발명은 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법에 관한 것으로, 특히 무회전식 위상배열 광학빔 라이다(LIDAR) 센서를 이용하여 전방에서 접근하는 이동체(또는 차량)의 거리, 속도, 이동 궤적 등을 감지하고 그 결과에 따라 지면에 매설된 볼라드(bollard)의 상승 높이를 자동으로 제어하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an approaching vehicle detection system and a detection method for an active bollard, and in particular, the distance, speed, movement trajectory, etc. of a moving object (or vehicle) approaching from the front using a non-rotating phased array optical beam lidar (LIDAR) sensor It relates to an approaching vehicle detection system and detection method for an active bollard that detects and automatically controls the elevation height of a bollard buried in the ground according to the result.
일반적으로, 차량 진입 차단물인 볼라드는 통상 경계석이나 인도, 횡단보도 등에 설치되는 차량 진입 방지석으로, 단순히 돌이나 기타 재료로 도로의 가장자리에 매설해 놓거나 인도 위에 매설하여 세워 놓는 것에서 발전하여 다양한 형상 및 용도로 생산 사용되고 있다.In general, a vehicle entry barrier, a bollard, is a vehicle entry prevention seat that is usually installed on a boundary stone, sidewalk, crosswalk, etc. It is produced and used for this purpose.
즉, 공원이나 광장, 인구 밀집지역 또는 보도 등에 차량의 진입을 차단하거나 주차를 금지하고 보행자를 보호하기 위하여 소정의 간격으로 볼라드가 설치되며, 이러한 볼라드는 주로 원통형으로 충격에 강한 금속이나 대리석을 절단하여 이용하고 있으며, 지면으로부터 소정의 높이만큼 돌출되도록 기둥형으로 형성되어 고정 설치된다. 예를 들어, 차량의 통행이 통제되는 지역의 초입에 소정의 간격을 갖도록 다수개의 볼라드를 설치하여 보행자를 보호하도록 하거나 폭이 넓은 보도에 차량을 주차하는 것을 방지하기 위하여 설치된다.In other words, bollards are installed at predetermined intervals to block the entry of vehicles, prohibit parking, and protect pedestrians in parks, plazas, densely populated areas, or sidewalks. It is used and is formed and fixedly installed in a column shape so as to protrude from the ground by a predetermined height. For example, it is installed to protect pedestrians by installing a plurality of bollards to have a predetermined interval at the entrance of an area where the passage of vehicles is controlled, or to prevent parking the vehicle on a wide sidewalk.
한편, 최근에는 볼라드가 차량의 통행 및 주차 방지 외에 공공건물 등에서 폭탄테러 차량의 진입을 방지하기 위한 대테러 방지용으로 장착되기도 한다.On the other hand, recently, the bollard is also installed for anti-terrorism in order to prevent the entry of bombing vehicles in public buildings, etc. in addition to preventing the passage and parking of vehicles.
그러나 이와 같은 볼라드는 지면으로부터 소정의 높이만큼 돌출되도록 형성되어 고정 설치되기 때문에 평상시 차량 및 보행자의 통행에 방해가 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 설치위치에 제약이 발생되어 테러 방지용으로 사용하는 것이 어려워 폭탄테러 차량의 건물 진입을 완벽하게 막을 수 없다는 문제점이 있었다.However, since such a bollard is formed to protrude as much as a predetermined height from the ground and is fixedly installed, there is a problem in that it interferes with the passage of vehicles and pedestrians in normal times, and it is difficult to use it for the prevention of terrorism due to the restriction in the installation location. There was a problem in that it was impossible to completely prevent vehicles from entering the building.
즉. 종래 보행자 안전을 위하여 도로와 인도의 경계상에 설치되던 고정식 볼라드 장치의 경우, 시각장애인 또는 노약자와 같은 교통 약자의 충돌에 의한 부상을 야기하는 문제점이 있었다. 또한, 이를 해결하기 위한 자동식 볼라드 시스템의 경우에도 단순히 이동체의 접근 여부만을 감지하는 방식이기 때문에 차량과 사람을 구분하여 볼라드의 승강을 제어할 수 없는 문제점이 있었다.In other words. In the case of a conventional fixed bollard device installed on the boundary between a road and a sidewalk for pedestrian safety, there was a problem in causing injuries due to collision of the visually impaired or the weak in traffic, such as the elderly. In addition, even in the case of an automatic bollard system for solving this problem, there was a problem in that it was not possible to control the elevation of the bollard by distinguishing between the vehicle and the person because it is a method of detecting only whether a moving object is approaching.
이러한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.An example of such a technique is disclosed in
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 차량의 진입을 감지하는 센서부, 상기 센서부에서 차량의 진입이 감지되는 경우에 지상으로 돌출되어 진입차량의 진행을 막는 볼라드, 상기 센서부의 감지신호에 따라 진입하는 차량의 속도를 판단하고 상기 볼라드의 동작 타이밍을 결정하는 마이컴 및 상기 마이컴의 제어신호에 따라 상기 볼라드를 지상으로 돌출시키는 구동부, 관리자의 선택에 따라 상기 마이컴으로 긴급신호를 송신하여 상기 볼라드가 동작되도록 하는 제어신호 입력부를 포함하는 차량테러 방지용 봉타입 볼라드 장치에 대해 개시되어 있다.For example, in
또 하기 특허문헌 2에는 틀 역할을 하는 볼라드 케이스, 상기 볼라드 케이스의 상하 이동이 가능하도록 구동하는 모터, 상기 모터를 지지하는 역할을 하는 브래킷, 상기 모터의 구동에 의해 상기 볼라드 케이스를 상하 이동시키는 볼스크류 샤프트 및 볼스크류 너트로 이루어진 볼스크류, 진입 가능한 차량을 식별하는 차량식별 감지부, 상기 볼라드 케이스 주위의 물체를 감지하도록 상기 볼라드 케이스 상부에 형성된 물체감지 센서부 및 상기 차량식별 감지부와 물체감지 센서부의 감지 여부에 따라 상기 볼라드 케이스를 상하 방향으로 이동시키도록 상기 모터의 구동을 제어하는 제어 모듈를 포함하는 상하이동이 가능한 전동식 자동 볼라드에 대해 개시되어 있다.In addition, in
한편, 하기 특허문헌 3에는 지면에 매설되는 지지부, 상기 지지부와 연결되고 상기 지면으로부터 미리 설정된 높이만큼 상하 구동하는 구동부 및 상기 구동부의 구동을 제어하는 제어 모듈를 포함하고, 상기 지지부는 하부판, 상기 하부판과 수직인 제1방향으로 길게 뻗은 제1 가이드 레일과 제2 가이드 레일, 상기 하부판과 평행이며 제1 관통 홀과 제2 관통 홀을 포함하는 상부판을 포함하고, 상기 구동부는 모터, 볼스크류, 샤프트와 상기 제1 가이드 레일 및 제2 가이드 레일을 따라 상하 이동하는 구동판, 제1 구동 지지축과 제2 구동 지지축 및 실린더를 포함하는 자동 볼라드에 대해 개시되어 있다.On the other hand, the following
상술한 바와 같은 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 센서부에서 그 진입상태를 감지하고, 감지신호를 마이컴으로 제공하고, 그 후 제2 센서가 그 감지신호를 마이컴으로 제공하는 구조로서, 상기 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적을 판단할 수가 없다는 문제가 있었다.In the technology disclosed in
또 상기 특허문헌 2에서는 센서의 감지 결과에 따라 볼라드의 승강을 자동으로 제어하는 기술이 개시되어 있지만, 상기 특허문헌 2에서도 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적을 판단할 수가 없고, 이에 따라 볼라드의 승강을 제어하는 기술에 대해 개시되어 있지 않았다.In addition,
한편, 특허문헌 3에 개시된 기술에서는 긴급 상황이 발생했을 경우, 볼라드가 상하로 구동하여 소방차량이나 구급차 등의 통행이 가능한 자동 볼라드로서, 식별 감지부가 진입이 허락된 차량에 RFID 태크를 구비하고 식별 감지부를 RFID 판독기로 구성하여 RFID 태크를 구비한 차량을 감지하는 기술에 대해 개시되어 있지만, 긴급 차량에 RFID 태크를 각각 부착하여야 하므로, 이를 실현하기 위한 비용이 증가한다는 문제가 있었다.On the other hand, in the technology disclosed in
또한, 국내외 지속적으로 발생하고 있는 테러 방지 및 국민의 생명과 안전을 확보하고, 주요시설의 방호수단을 구축하기 위하여 정부는 테러방지법 입법화를 구축하고, 도로용 대테러기구 및 안전기구들은 국제기준에 의한 충격시험을 실시해야 하나, 중소규모 볼라드 공급기업에서 자력으로 시험평가 및 신뢰성을 확보하는 것은 현실적으로 불가하다는 문제도 있었다.In addition, in order to prevent terrorism that is continuously occurring at home and abroad, to secure the lives and safety of the people, and to establish protection measures for major facilities, the government has established the legislation of the Anti-Terrorism Act, and anti-terrorism organizations and safety organizations for roads comply with international standards. An impact test should be conducted, but there was also a problem that it was practically impossible for small and medium-sized bollard suppliers to secure test evaluation and reliability by themselves.
또 포인트 레이저는 거리정보만 검출되어 전방에서 접근하는 차량 검출이 곤란하고, CCTV는 직사 및 반사광에 의해 인식률이 저하되며, 적외선 센서는 정지상태의 물체 감지가 어렵고, 환경적 요인으로 실외 적용이 제한적인 문제도 있었다.In addition, since the point laser detects only distance information, it is difficult to detect vehicles approaching from the front, the recognition rate of CCTV is lowered by direct sunlight and reflected light, the infrared sensor is difficult to detect stationary objects, and the outdoor application is limited due to environmental factors. There was also an adversarial problem.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 고정식 다채널 광학 빔 센서를 이용하여 고가의 레이더 시스템과 유사하게 전방 이동체의 종류(차량 또는 사람), 이동 속도, 이동 궤적을 판단하고, 판단 결과에 따라 볼라드의 승강을 단계적으로 제어할 수 있는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention has been made to solve the above-described problems, and similarly to an expensive radar system, the type (vehicle or person), movement speed, and movement trajectory of a forward moving object are determined using a fixed multi-channel optical beam sensor. and to provide a system and a detection method for detecting an approaching vehicle for an active bollard that can control the lifting and lowering of the bollard in stages according to the determination result.
본 발명의 다른 목적은 환경적 요인에 강인하고, 검지 정밀도 높은 다중 광학빔 센서를 이용하여 테러 방지와 주요 보안시설물 침투목적으로 접근하는 차량을 단계적으로 검지하여 경고하고 볼라드의 높이를 제어할 수 있는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to use a multi-optical beam sensor that is strong against environmental factors and has high detection precision to detect and warn vehicles approaching in stages for the purpose of preventing terrorism and infiltrating major security facilities, and control the height of the bollard. It is to provide an approach vehicle detection system and detection method for an active bollard.
본 발명의 또 다른 목적은 접근차량의 유형(차량크기, 속도, 거리)에 따라 볼라드의 높이를 제어하여 효율적으로 접근차량의 진입을 통제할 수 있는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an approaching vehicle detection system and detection method for an active bollard that can efficiently control the entry of an approaching vehicle by controlling the height of the bollard according to the type of approaching vehicle (vehicle size, speed, distance) will do
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템은 지면의 상하부로 승강 가능하도록 설치된 다수의 능동 볼라드, 상기 다수의 능동 볼라드의 승강을 구동하는 구동부, 상기 능동 볼라드의 전방영역에서 접근하는 이동체를 감지하는 광학빔 센서부, 상기 광학빔 센서부의 출력을 이용하여 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중 적어도 어느 하나의 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 광학빔 센서부는 병렬로 배열된 복수의 채널로 구성되고, 각각의 채널은 서로 위상차를 가지는 광학빔 신호를 송신하는 송신모듈과 상기 이동체의 표면에서 반사된 상기 광학빔 신호의 반사신호를 수신하는 수신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention includes a plurality of active bollards installed to be able to move up and down on the ground, a driving unit for driving the lift of the plurality of active bollards, and a front area of the active bollard. An optical beam sensor unit for detecting an approaching moving object, and using the output of the optical beam sensor unit to obtain information on at least one of a type of a moving object, an approach distance, a moving speed, and a moving trajectory, and according to the obtained information, the driving unit and a control module for controlling the operation of the optical beam sensor, wherein the optical beam sensor includes a plurality of channels arranged in parallel, and each channel includes a transmission module that transmits an optical beam signal having a phase difference from each other and a reflection from the surface of the movable body It characterized in that it comprises a receiving module for receiving the reflected signal of the optical beam signal.
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서, 상기 제어 모듈은 일시정지된 물체 및 다가오는 전방물체를 동시에 검지하기 위하여 수신된 반사신호의 샘플링 주기마다 각 채널별로 노이즈를 포함한 점 정보의 광학적 신호를 선분정보로 변환하고, 선분 형태로 감지된 반사신호를 일정 시간 동안 누적시켜 얻어지는 채널별 반사신호 면적정보를 이용하여 상기 반사신호의 전체 면적정보를 구하고, 상기 전체 면적정보를 미리 저장된 데이터베이스의 정보에 따라 상기 이동체의 종류에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, the control module is an optical signal of point information including noise for each channel for each sampling period of the received reflected signal in order to simultaneously detect a paused object and an oncoming front object. is converted into line segment information, and the total area information of the reflected signal is obtained by using the reflected signal area information for each channel obtained by accumulating the reflected signals sensed in the form of line segments for a certain period of time, and the total area information is stored in advance. It is characterized in that the information on the type of the moving object is acquired according to the
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서, 상기 제어 모듈은 반사신호 면적정보가 얻어진 채널 중 서로 인접하는 채널에 대하여 이동체의 접근 거리 차이를 산출하고, 산출된 접근 거리 차이가 미리 정해진 설정 값 이하인 인접 채널의 반사신호 면적정보를 합산하여 상기 반사신호의 전체 면적정보를 구하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, the control module calculates the difference in the approach distance of the moving object for the channels adjacent to each other among the channels from which the reflected signal area information is obtained, and sets the calculated approach distance difference in advance The total area information of the reflected signal is obtained by summing the reflected signal area information of the adjacent channels that are less than or equal to the value.
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서, 상기 제어 모듈은 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중 적어도 어느 하나의 정보에 대응하여 미리 정해진 방식에 따라 상기 능동 볼라드의 승강 여부 또는 승강 높이를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, the control module determines whether the active bollard is raised or lowered according to a predetermined method in response to at least one information of the type of the moving object, the approach distance, the moving speed, and the moving trajectory. Or it is characterized in that to control the elevation height.
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서, 상기 데이터베이스에는 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 종류에 대한 정보, 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 크기에 대한 정보 및 거리에 따른 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 면적정보에 대한 정보가 저장되고, 상기 제어 모듈은 상기 데이터베이스에 저장된 정보에 따라 상기 이동체를 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물 중의 어느 하나로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the entry vehicle detection system for an active bollard according to the present invention, the database includes information on the types of large trucks, buses, small vehicles, people and pets, large trucks, buses, small vehicles, and the size of people and pets. Information on the area information of large trucks, buses, small vehicles, people and pets according to the information and distances is stored, and the control module controls the moving object according to the information stored in the database to large trucks, buses, small vehicles, It is characterized in that it is judged as either a person or a pet.
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서, 상기 제어 모듈에서 검지된 이동체의 종류가 대형 트럭, 버스 또는 소형 차량이고, 상기 능동 볼라드가 상승하면, 상기 이동체에 대해 경보를 발생하고 상기 이동체를 촬영하는 검지 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the system for detecting an entry vehicle for an active bollard according to the present invention, when the type of moving object detected by the control module is a heavy truck, a bus, or a small vehicle, and the active bollard rises, an alarm is generated for the moving object and the moving object It characterized in that it further comprises a detection alarm unit for photographing.
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서, 상기 검지 경보부는 차량의 진입 거리에 따라 4 단계의 경적 및 경보 신호를 출력하고, 상기 능동 볼라드는 상기 4 단계의 경보 신호에 대응하여 3 단계로 상승하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, the detection alarm unit outputs a horn and an alarm signal of 4 stages according to the approach distance of the vehicle, and the active bollard has 3 stages in response to the warning signal of the 4 stage characterized by rising to
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서, 상기 광학빔 센서부는 위상차를 상이하게 광학빔을 생성하여 송신한 후 반사된 신호에서 면적정보를 획득할 수 있도록 16개의 수신채널을 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, in the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, the optical beam sensor unit generates and transmits an optical beam with a different phase difference, and then has 16 receiving channels to acquire area information from the reflected signal. characterized.
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서, 차량의 진입부에 마련되어 상기 능동 볼라드를 향해 진입하는 차량을 감지하는 제1 감지부, 차량 통행 영역에서 후속차량이 볼라드에 충돌하는 것을 방지하도록 차량 사이의 간격을 감시하는 제2 감지부, 상기 능동 볼라드의 상승 상태와 차량의 볼라드 통과 중 상태를 감지하는 제3 감지부, 상기 능동 볼라드의 통과완료 상태를 감지하는 제4 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the entry vehicle detection system for an active bollard according to the present invention, a first detection unit provided at the entrance of a vehicle to detect a vehicle entering toward the active bollard, to prevent a subsequent vehicle from colliding with the bollard in the vehicle passage area A second sensing unit for monitoring the distance between the vehicles, a third sensing unit for detecting a rising state of the active bollard and a state of passing the bollard of the vehicle, and a fourth sensing unit for detecting the passing completion state of the active bollard characterized in that
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서, 상기 제1 감지부 및 광학빔 센서부에서의 감지 신호에 따라 이동체의 속도를 판단하는 이동체 속도 판단부, 상기 광학빔 센서부에서의 감지 신호와 상기 데이터베이스에 저장된 정보에 따라 이동체의 종류를 판단하는 이동체 종류 판단부, 후속 차량의 추돌 및 상기 능동 볼라드와의 충돌방지를 위해 상기 제2 감지부부터 제4 감지부에서 진입하는 차량의 이동 위치를 판단하는 차량 이동 상태 판단부를 포함하고, 상기 제어 모듈은 액티브 볼라드용 차량의 이동상태 감지 및 후속차량 볼라드 충돌방지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, a moving object speed determination unit for determining the speed of a moving object according to a detection signal from the first detection unit and the optical beam sensor unit, and a detection signal from the optical beam sensor unit and a moving object type determination unit that determines the type of moving object according to the information stored in the database, and a movement position of a vehicle entering from the second to fourth sensing units to prevent a collision of a subsequent vehicle and a collision with the active bollard and a vehicle movement state determination unit for determining, wherein the control module detects the movement state of the vehicle for an active bollard and controls to prevent collision of a subsequent vehicle bollard.
한편, 본 발명에 따른 광학빔 센서를 이용한 전방물체 감지장치는 병렬로 배열된 복수의 채널로 구성되고, 각각의 채널은 서로 위상차를 가지는 광학빔 신호를 송신하여 이동체의 표면에서 반사된 상기 광학빔 신호의 반사신호를 수신함으로써 전방영역에서 접근하는 이동체를 감지하는 광학빔 센서부, 상기 광학빔 센서부의 출력을 이용하여 상기 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중 적어도 어느 하나의 정보를 획득하는 제어 모듈를 포함하고, 상기 제어 모듈은 일시정지된 물체 및 다가오는 전방물체를 동시에 검지하기 위하여 수신된 반사신호의 샘플링 주기마다 각 채널별로 선분 형태로 감지된 반사신호를 일정 시간 동안 누적시켜 얻어지는 채널별 반사신호 면적정보를 이용하여 상기 반사신호의 전체 면적정보를 구하고, 상기 전체 면적정보를 미리 저장된 데이터베이스에서 검색하여 상기 이동체의 종류에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the front object detection device using the optical beam sensor according to the present invention is composed of a plurality of channels arranged in parallel, each channel transmits an optical beam signal having a phase difference from each other and the optical beam reflected from the surface of the moving object An optical beam sensor unit that detects a moving object approaching from the front area by receiving a reflected signal of the signal, and at least one of the type, approach distance, moving speed, and movement trajectory of the moving object using the output of the optical beam sensor unit a channel obtained by accumulating for a predetermined time the reflected signal sensed in the form of a line segment for each channel for each sampling period of the received reflected signal in order to simultaneously detect a paused object and an oncoming front object at the same time It is characterized in that the total area information of the reflected signal is obtained using the area information of the star reflected signal, and the information about the type of the moving object is obtained by searching the total area information in a pre-stored database.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 방법은 (a) 이동체를 감지하는 광학빔 센서부로 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중의 적어도 어느 하나를 감지하여 판단하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서의 감지 결과 이동체가 차량인 경우, 상기 접근 거리에 대응하여 경적 또는 경보 신호를 출력하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서의 경적 또는 경보 신호에 동기하여 능동 볼라드를 승강시키는 단계를 포함하고, 상기 단계 (a)에서 이동체의 감지 및 판단은 상기 광학빔 센서부에서 감지된 이동체의 선분 정보를 제어 모듈에서 단위 시간당 선분의 누적에 의해 생성된 면적정보를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the method for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention is (a) an optical beam sensor that detects a moving object by detecting at least one of the type of the moving object, the approach distance, the moving speed, and the moving trajectory. determining, (b) outputting a horn or warning signal in response to the approach distance when the moving object is a vehicle as a result of the detection in step (a), (c) the horn or warning signal in step (b) and raising and lowering the active bollard in synchronization with the signal, wherein the detection and determination of the moving object in step (a) is generated by accumulating line segments per unit time in the control module by generating line segment information of the moving object detected by the optical beam sensor unit It is characterized in that the determination is made using the obtained area information.
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 방법에서, 상기 단계 (b)에서의 경적 또는 경보 신호 출력 및 상기 단계 (c)에서의 능동 볼라드 승강은 상기 면적정보에 의해 판단된 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물에 관한 정보에 대응하고, 사전에 정의된 거리영역에서 정의된 속도 이상으로 접근 시 볼라드의 높이를 단계별로 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, the output of the horn or warning signal in step (b) and the active bollard elevation in step (c) are large trucks, buses, It is characterized in that it responds to information about small vehicles, people and pets, and controls the height of the bollard step by step when approaching at a speed higher than a defined speed in a predefined distance area.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법에 의하면, 다중광학빔 라이다 센서를 이용하여 이동체의 거리, 속도, 이동 궤적 등을 감지하고 그 결과에 따라 지면에 매설된 볼라드의 상승 높이를 자동으로 제어하므로, 진입차량 검지 시스템을 저렴한 비용으로 실현할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the system and method for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, the distance, speed, and movement trajectory of the moving object is detected using a multi-optical beam lidar sensor, and the result is buried in the ground. By automatically controlling the height of the raised bollard, the effect of realizing the approaching vehicle detection system at low cost is obtained.
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법에 의하면, 이동체에 대해 면적정보로만 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 종류를 판단하므로, 시스템의 운영을 고속으로 실행할 수 있다는 효과가 얻어진다.In addition, according to the system and detection method for entering an active bollard for an active bollard according to the present invention, since the type of large truck, bus, small vehicle, person and pet is determined only by area information for a moving object, the operation of the system can be performed at high speed. effect is obtained.
도 1은 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템의 적용 상태를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템의 블록도,
도 3은 도 2에 도시된 제어 모듈의 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 진입하는 차량에 대한 경적 또는 경보 신호의 출력의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 경적 또는 경보 신호의 출력에 대응하여 구동 제어부에서 능동 볼라드의 승강 상태를 제어하기 위한 도면,
도 6은 도 1에 도시된 능동 볼라드의 작동을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 2에 도시된 광학빔 센서부에 마련된 수신모듈의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명에 적용되는 이동체로서 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람의 일 예를 나타내는 사진,
도 9는 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 10은 도 2에 도시된 제어 모듈에서 이동체 반사신호의 전체 면적을 구하는 방식을 설명하기 위한 도면,
도 11은 도 2에 도시된 제어 모듈에서 반사신호 전체 면적(인접 채널 간 연관성 분석 및 누적면적 산출방법)의 산출을 설명하기 위한 도면,
도 12는 도 2에 도시된 광학빔 센서부에서 다채널 광학빔을 이용한 이동체 동시감지 및 감지 방식을 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서 차량 접근상태의 감지 특성의 시험 결과를 나타내는 도면,
도 14는 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서 사람 접근상태의 감지 특성의 시험 결과를 나타내는 도면.1 is a view showing an application state of an approach vehicle detection system for an active bollard according to the present invention;
2 is a block diagram of an approach vehicle detection system for an active bollard according to the present invention;
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the control module shown in Figure 2;
4 is a diagram showing an example of the output of a horn or warning signal to an oncoming vehicle;
5 is a view for controlling the elevation state of the active bollard in the drive control unit in response to the output of the horn or alarm signal as shown in FIG. 4;
Figure 6 is a view for explaining the operation of the active bollard shown in Figure 1;
7 is a view for explaining the configuration of a receiving module provided in the optical beam sensor unit shown in FIG. 2;
8 is a photograph showing an example of a large truck, a bus, a small vehicle, and a person as a moving object applied to the present invention;
9 is a flowchart for explaining an approach vehicle detection process for an active bollard according to the present invention;
10 is a view for explaining a method of obtaining the total area of the moving object reflected signal in the control module shown in FIG. 2;
11 is a view for explaining the calculation of the total area of the reflected signal (correlation analysis between adjacent channels and the method of calculating the accumulated area) in the control module shown in FIG. 2;
12 is a view for explaining the simultaneous sensing and sensing method of a moving object using a multi-channel optical beam in the optical beam sensor unit shown in FIG. 2;
13 is a view showing the test results of the detection characteristics of the vehicle approach state in the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention;
14 is a view showing a test result of a detection characteristic of a human approach state in the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and accompanying drawings.
본원에서 사용하는 용어 "라이다(LIDAR)"는 예를 들어 레이저를 발사하여 산란되거나 반사되는 레이저가 돌아오는 시간과 강도, 위상의 변화, 편광 상태의 변화 등으로부터 측정 대상물의 거리와 농도, 속도, 형상 등 물리적 성질을 측정하는 기법을 사용하는 장치를 의미한다. 또 본 발명에서 사용하는 용어 "능동 볼라드"는 지면의 상하부로 승강 가능하도록 설치된 볼라드를 의미한다.As used herein, the term "LIDAR" refers to, for example, the distance, concentration, and velocity of a measurement object from the time and intensity of emitting a laser and returning a scattered or reflected laser, a change in phase, a change in polarization state, etc. , refers to a device that uses a technique to measure physical properties, such as shape. In addition, the term "active bollard" used in the present invention means a bollard installed so as to be able to elevate up and down on the ground.
본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법은 수평 방향으로 병렬로 배열된 다채널(예를 들어, 16 ch) 광학빔 센서를 이용하여 각 채널별로 위상차가 상이한 신호(광학빔)를 송신한 후, 이동체의 표면에서 반사된 신호를 각 채널에서 수신하여 전방의 이동체를 감지하는 방식을 적용한다.An approaching vehicle detection system and detection method for an active bollard according to the present invention uses a multi-channel (eg, 16 ch) optical beam sensor arranged in parallel in the horizontal direction to detect a signal (optical beam) with a different phase difference for each channel. After transmission, a method of detecting the moving object in front is applied by receiving the signal reflected from the surface of the moving object in each channel.
또 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법에서는 다채널 광학빔 센서의 경우 수신된 반사신호의 샘플링 주기마다 각 채널별로 점 정보로 검출하고, 이 점 정보에 관한 노이즈를 포함하여 시간의 경과에 따른 선분 정보로 변환하며, 선분 정보를 일정 시간 동안 누적시켜 이동체에서 반사된 신호의 전체 면적을 구하고, 상기 전체 면적을 이용하여 이동체의 종류(대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물), 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 등을 판단함으로써 고가의 레이더 장치와 동일한 기능을 수행할 수 있다.In addition, in the case of a multi-channel optical beam sensor, in the case of a multi-channel optical beam sensor, point information is detected for each channel for each sampling period of the received reflected signal, and the time including noise related to the point information in the system and detection method for entering an active bollard according to the present invention Converts to line segment information according to the passage of time, accumulates line segment information for a certain period of time to obtain the total area of a signal reflected from a moving object, and uses the total area to obtain the type of moving object (large truck, bus, small vehicle, person, and pet) Animal), approach distance, movement speed, movement trajectory, etc. can be determined to perform the same function as an expensive radar device.
이에 따라 다채널 광학빔 센서의 감지 결과(대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물인지 여부, 이동 속도와 이동 궤적이 비정상적인지 여부 등)에 따라 감시 영역에 설치된 능동 볼라드의 승강 여부 및 승강 높이를 단계적으로 제어할 수 있다. Accordingly, depending on the detection result of the multi-channel optical beam sensor (whether it is a large truck, a bus, a small vehicle, a person or a pet, whether the movement speed and movement trajectory are abnormal, etc.), whether the active bollard installed in the monitoring area is raised or lowered The height can be controlled step by step.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법에서는 다중 광학빔 센서를 이용하여 주요 시설물 출입지역의 도로 또는 전방 안전영역에 존재하는 검출대상 물체(진입차량 또는 침투인원)에서 반사되어 돌아오는 노이즈를 포함한 점 정보의 광학적 신호를 선분정보로 변환하고, 이를 누적하여 면적정보를 생성하여 크기와 형상 정보를 획득하고, 데이터베이스에 저장된 정보와 비교하여 이동체의 접근을 검출한다.As described above, in the system and method for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, a detection target object (entrance vehicle or infiltrating person) existing on the road or front safety area of the main facility entrance area using a multi-optical beam sensor Converts the optical signal of point information, including noise reflected back from the , into line segment information, accumulates it to generate area information, obtains size and shape information, and detects the approach of a moving object by comparing it with information stored in the database.
한편, 접근하는 차량의 속도 및 거리에 따른 단계별 경보를 위하여 무회전식 광학빔 센서모듈(16채널 x 3도 = 48도)을 위상차가 상이하게 하여 송신된 광학빔의 반사된 신호를 내장된 16개의 광학빔 수신센서 채널을 통해서 수신되는 정보를 이용, 접근하는 차량을 검지하고 예를 들어, 가시(신호등), 가청(사이렌) 방법으로 경보한다.On the other hand, for step-by-step warning according to the speed and distance of an approaching vehicle, a non-rotating optical beam sensor module (16 channels x 3 degrees = 48 degrees) has a different phase difference and the reflected signal of the transmitted optical beam is stored in 16 Using the information received through the optical beam receiving sensor channel, it detects an approaching vehicle, and alerts it by, for example, a visible (traffic light) or an audible (siren) method.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템의 적용 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템의 블록도 이고, 도 3은 도 2에 도시된 제어 모듈의 구성을 나타내는 블록도 이다.1 is a view showing an application state of an approaching vehicle detection system for an active bollard according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an entering vehicle detection system for an active bollard according to the present invention, and FIG. 3 is the control shown in FIG. It is a block diagram showing the configuration of the module.
본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지면의 상하부로 승강 가능하도록 설치된 다수의 능동 볼라드(10), 상기 다수의 능동 볼라드(10)의 승강을 구동하는 구동부(100), 상기 능동 볼라드(10)의 전방영역에서 접근하는 이동체를 감지하는 광학빔 센서부(300), 상기 이동체의 위치 상태를 감지하는 제1 내지 제4 감지부(31~34), 상기 광학빔 센서부(300)의 출력을 이용하여 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중 적어도 어느 하나의 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어 모듈(400), 상기 이동체에 대한 정보가 저장된 데이터베이스(500), 상기 제어 모듈(400)에서 검지된 이동체의 종류가 대형 트럭, 버스 또는 소형 차량이고, 상기 능동 볼라드(10)가 상승하면 상기 이동체에 대해 경보를 발생하고 상기 이동체를 촬영하는 검지 경보부(41)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention includes a plurality of
본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 차량 또는 사람이 통행할 수 있는 도로상에 장착되며, 능동 볼라드(10)는 예를 들어, 경비 초소에 인접하여 도로상에 장착된다. 도 1에서는 능동 볼라드(10)가 3개 마련된 구조를 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니고 도로의 폭에 따라 4개 이상 장착될 수 있다. 또 도 1에서는 1열로 3개가 마련된 구조를 나타내었지만, 차량의 진입을 보다 확실하게 차단하기 위해 2열 또는 지그재그 형식으로 다수 열로 마련될 수도 있다.As shown in FIG. 1, the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention is mounted on a road through which a vehicle or a person can pass, and the
또 상기 능동 볼라드(10)에 인접하여 인도 상에 제어함(20)이 마련되고, 이 제어함(20)에는 구동부(100) 및 제어 모듈(400) 등의 기능이 내장된다. In addition, a
한편, 차도와 인도를 구분하기 위해 인도 상에는 도 1에 도시된 바와 같이, 일정 간격으로 다수의 고정 볼라드(30)가 장착된다. 이 다수의 고정 볼라드에는 차량의 진입 위치에 따라 차량의 위치를 감지하도록 순차적으로 제1 감지부(31), 제2 감지부(32), 제3 감지부(33), 제4 감지부(34)가 마련되고, 예를 들어 경비 초소에 인접한 차량 진입 위치에는 신호등(40)이 마련되고, 이 신호등(40)에는 검지 경보부(41)가 장착될 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 1, a plurality of fixed
상기 제1 감지부(31), 제2 감지부(32), 제3 감지부(33) 및 제4 감지부(34)에는 초음파 센서가 마련되고, 검지 경보부(41)에는 경적 또는 경보 신호를 출력하는 경보 발생 수단, 카메라를 구비한 촬영 수단이 장착되며, 광학빔 센서부(300)가 마련될 수도 있다.An ultrasonic sensor is provided in the
상기 제1 감지부(31)는 도 1에 도시된 바와 같이, 이동체, 예를 들어 대형 트럭, 버스, 소형 차량과 같은 차량의 진입부(S1)에 마련되어 능동 볼라드(10)를 향해 진입하는 차량인가 확인하기 위해 마련되고, 제2 감지부(32)는 차량 통행 영역(S2)에서 후속차량이 볼라드에 충돌하는 것을 방지하도록 차량 사이의 간격을 확인하기 위해 마련되며, 제3 감지부(33)는 영역(S3)에서 능동 볼라드(10)의 상승 상태와 차량의 볼라드 통과 중 상태를 감지하기 위해 마련되며, 제4 감지부(34)는 영역(S4)에서 능동 볼라드(10)의 통과완료 상태를 확인하기 위해 마련된다. As shown in FIG. 1 , the
또 상기 검지 경보부(41)는 차량의 이동 상태에 따라, 예를 들어 제1 감지부부터 제4 감지부(31~34)에서 감지된 정보에 따라 상이한 경보음을 출력하여 경비 초소에 있는 관리자에게 차량의 이동 상태를 인지하게 할 수 있다. 또한, 상기 검지 경보부(41)는 차량의 이동 상태에 따라 신호등을 제어하여, 차량의 운전자에게 차량의 이동 상태를 인지하게 할 수도 있다. In addition, the detection and
예를 들어, 신호등이 녹색 상태인 경우, 차량이 50m 전방에서 진입하는 차량이 규정 속도 이상으로 진입하는 경우, 제1 감지부(31) 또는 검지 경보부(41)에서 규정 속도 이상으로 진입하는 차량을 감지하면, 경비 초소의 관리자에게 경보음을 발생하여 관리자가 비정상적인 차량의 이동을 인식하게 할 수 있다. 또 제2 감지부(32)가 영역(S2)에서 진입하는 차량 사이의 간격이 밀접하게 되면, 검지 경보부(41)에서 신호등의 상태를 적색으로 변경하고, 제1 감지부(31)에 의한 경보음보다 높은 경보음을 출력하여 관리자 또는 운전자에게 차량의 상태를 인식하게 할 수도 있다. 또한, 제3 감지부(33)에 의해 감지되어 능동 볼라드(10)의 상태가 하강하지 않은 경우, 영역(S3)을 통과하는 차량에 대해 검지 경보부(41)에서 다른 패턴의 경보음과 신호등의 색상을 녹색에서 황색 또는 적색으로 전환하게 하여 능동 볼라드(10)의 동작상태 및 위험상황을 관리자 또는 운전자가 인식하게 할 수 있다. For example, when the traffic light is green, when a vehicle entering from 50 m ahead enters at a speed higher than a prescribed speed, the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 검지 시스템에서는 제1 감지부(31), 제2 감지부(32), 제3 감지부(33) 및 제4 감지부(34)의 4단계로 차량의 이동 상태를 감지하므로, 차량의 진입 상태 및 차량의 추돌과 후속차량의 볼라드 충돌 등을 미연에 방지하고, 이와 같은 상태 정보를 관리자가 인식하게 할 수 있다.As described above, in the detection system according to the present invention, the vehicle movement state is performed in four stages: the
상기 광학빔 센서부(300)는 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 등을 감지하도록, 예를 들어 신호등(40)에 장착되지만, 이에 한정되는 것은 아니고 제1 감지부(31)의 부분에 장착될 수도 있다. The optical
본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템은 상술한 제1 내지 제4 감지부(31~34) 및 광학빔 센서부(300)에서 다중 광학빔(H:48도, V:3.0도) 센서를 이용하여 도 4에 도시된 바와 같이, 50M 이내에서 진입하는 차량을 검지하고, 거리 및 속도에 따라 차량 이동상태를 검출하고, 단계별로 경보를 발생하며, 초음파 센서를 이용하여 진입차량의 후속차량 검지 및 볼라드 동작높이 상태를 모니터링할 수 있으며, 후속차량의 능동 볼라드 충돌방지 및 진입상태에 따른 단계별로 볼라드의 높이를 제어할 수 있다.The system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention includes multiple optical beam (H: 48 degrees, V: 3.0 degrees) sensors in the first to
상기 제어 모듈(400)은 도 3에 도시된 바와 같이, 송수신부(410), 이동체 속도 판단부(420), 이동체 종류 판단부(430), 차량 이동 상태 판단부(440), 구동 제어부(450), 경보 제어부(460)을 포함한다.As shown in FIG. 3 , the
상기 송수신부(410)는 상술한 제1 감지부(31), 제2 감지부(32), 제3 감지부(33) 및 제4 감지부(34)와 광학빔 센서부(300)에서의 감지 신호를 수신하고, 신호등(40) 및 검지 경보부(41)에 작동 신호를 송신하며, 예를 들어 로라(LoRa, Long Range) 방식, 협대역 사물인터넷(NB-IoT) 방식, UNB(Ultra Narrow-Band) 모듈레이션 방식, Wi-Sun(Smart utility networks) 방식, 지그비(ZigBee) 방식, ISM(Industry-Science-Medical) 밴드 방식, RF 통신 방식, 블루투스(BLE) 방식으로 송수신할 수 있다. 따라서, 상기 제1 감지부(31), 제2 감지부(32), 제3 감지부(33) 및 제4 감지부(34)에는 감지 정보를 송신하기 위한 송신 기능이 내장되고, 상기 신호등(40) 및 검지 경보부(41)에는 수신 기능이 내장될 수 있다.The
상기 이동체 속도 판단부(420)는 상기 제1 감지부(31) 및 광학빔 센서부(300)에서의 감지 신호에 따라 이동체, 예를 들어 차량의 속도를 판단하고, 상기 이동체 종류 판단부(430)는 광학빔 센서부(300)에서의 감지 신호와 데이터베이스(500)에 저장된 정보에 따라 이동체의 종류, 예를 들어 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 종류를 판단하며, 차량 이동 상태 판단부(440)는 진입하는 차량의 이동 위치를 판단하여 후속 차량의 추돌 및 능동 볼라드(10)와의 충돌을 방지하도록, 상기 제2 감지부부터 제4 감지부에서의 감지 상태에 따라 진입 차량의 이동 위치를 판단할 수 있다. The moving object
상기 구동 제어부(450)는 상기 이동체 속도 판단부(420), 이동체 종류 판단부(430) 및 차량 이동 상태 판단부(440)에서의 판단 결과에 따라 능동 볼라드(10)의 승강을 구동하는 구동부(100)을 제어하며, 상기 경보 제어부(460)는 이동체 속도 판단부(420), 이동체 종류 판단부(430) 및 차량 이동 상태 판단부(440)에서의 판단 결과에 따라 신호등(40) 및 검지 경보부(41)를 제어한다.The driving
상기 제어 모듈(400)은 예를 들어 구동부(100), 신호등(40) 및 검지 경보부(41)를 제어하는 마이크로프로세서와 이 구동부(100), 신호등(40) 및 검지 경보부(41)으 작동에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함하고, 광학빔 센서부(300)에서 수신된 반사신호의 샘플링 주기마다 각 채널별로 선분 형태로 감지된 반사신호를 일정 시간 동안 누적시켜 얻어지는 채널별 반사신호 면적정보를 이용하여 상기 반사신호의 전체 면적정보를 구하고, 상기 전체 면적정보를 미리 저장된 데이터베이스(500)의 정보에 따라 상기 이동체의 종류에 관한 정보를 획득한다.The
즉 상기 제어 모듈(400)은 반사신호 면적정보가 얻어진 채널 중 서로 인접하는 채널에 대하여 이동체의 접근 거리 차이를 산출하고, 산출된 접근 거리 차이가 미리 정해진 설정 값 이하인 인접 채널의 반사신호 면적정보를 합산하여 상기 반사신호의 전체 면적정보를 구하고, 상기 면적정보에 따라 상기 이동체를 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물 중의 어느 하나로 판단한다.That is, the
도 4는 진입하는 차량에 대한 경적 또는 경보 신호의 출력의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(400)의 이동체 속도 판단부(420)에서는 차량이 50M 내에 접근하는 경우 1단 경보로서 신호등(40)에서 녹색 경보 신호를 출력하고, 차량이 30M 내에 접근하는 경우 2단 경보로서 황색 경보 신호를 출력하고, 차량이 20M 내에 접근하는 경우 3단 경보로서 적색 경보 신호를 출력하며, 차량이 10M 내에 접근하는 경우 4단 경보로서 적색 경보 신호와 함께 검지 경보부(41)에서 경보음을 출력하도록 제어한다. 또 경보 제어부(460)에서는 상술한 바와 같은 신호등(40)의 제어와 동기하여 1단에서 4단까지 서로 상이한 경보음을 출력하도록 제어한다.4 is a diagram illustrating an example of outputting a horn or warning signal to an oncoming vehicle. As shown in FIG. 4 , the moving object
도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 경적 또는 경보 신호의 출력에 대응하여 구동 제어부(450)에서 능동 볼라드(10)의 승강 상태를 제어하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a diagram for controlling the lifting state of the
상기 능동 볼라드(10)는 평상시에 도로와 동일 평면인 상태로 유지하다가 도 5에 도시된 바와 같이, 검지 경보부(41)에서의 4 단계의 경보 신호에 대응하여 3 단계로 상승한다. 즉 차량이 50m 내에 정의된 속도(예를 들어, 30km/h, 20km/h 등) 이상으로 접근하는 경우 녹색 경보에 따라 1 단계의 위치로 유지하고, 차량이 30m 내에 접근하는 경우 황색 경보에 따라 2 단계의 위치로 상승하고, 차량이 20m 내에 접근하는 경우 적색 경보에 따라 3 단계 위치로 상승하며, 차량이 10m 내에 접근하는 경우 경적의 출력과 함께 3 단계 위치를 유지한다.The
상술한 바와 같이, 능동 볼라드(10)의 상승 단계를 3 단계로 조절하는 것에 의해 정상 차량의 통행을 위한 능동 볼라드(10)의 불필요한 구동을 방지할 수 있다.As described above, it is possible to prevent unnecessary driving of the
또한, 상기 설명에서는 적색 경보 신호와 함께 경적을 출력하는 구성으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 경보음의 출력도 1~4 단계로 구분하여 출력할 수도 있다.In addition, although the description has been made in the configuration of outputting the horn together with the red alarm signal, the present invention is not limited thereto, and the output of the alarm sound may also be divided into 1 to 4 stages.
다음에 능동 볼라드(10)의 상승 단계를 도 6에 따라 설명한다.Next, the step of raising the
도 6은 도 1에 도시된 능동 볼라드의 작동을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6의 (a)는 능동 볼라드(10)와 구동부(100)의 결합 관계를 나타내는 도면이고, 도 6의 (b)는 능동 볼라드(10)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining the operation of the active bollard shown in FIG. 1 , and FIG. 6 (a) is a view showing a coupling relationship between the
본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에 적용되는 능동 볼라드(10)는 제어 모듈(400)의 구동 제어부(450)의 제어에 따른 구동부(100)에 의해 유압식 또는 전기식으로 도 5에 도시된 바와 같이 상승할 수 있다.The
상기 능동 볼라드(10)는 광학빔 센서부(300)에서 차량 등의 이동을 감지하면, 이 감지신호에 따라 제어 모듈(400)이 구동부(100)의 작동을 제어한다. 즉 능동 볼라드(10)는 차량이 50M 내에 접근하는 경우 녹색 경보에 따라 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 차도와 동일 평면 상태로 유지하고, 광학빔 센서부(300)에서 차량 등의 이동이 30M 내에 접근하는 경우 황색 경보에 따라 2 단계의 위치로 상승하고, 차량이 20M 내에 접근하는 경우 적색 경보에 따라 3 단계 위치로 상승한다.When the
이를 위해 상기 구동부(100)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(400)에서의 제어 신호를 송수신하는 컨트롤러, 능동 볼라드(10)의 상승 및 하강을 실행하는 오일 탱크, 솔레노이드밸브, 유속 검출 센서, 매니폴더 등을 구비할 수 있다.To this end, the driving
상기 광학빔 센서부(300)는 병렬로 배열된 복수의 채널로 구성되고, 각각의 채널은 서로 위상차를 가지는 광학빔 신호를 송신하는 송신모듈과 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이동체의 표면에서 반사된 상기 광학빔 신호의 반사신호를 수신하는 수신모듈을 포함한다.The optical
도 7은 도 2에 도시된 광학빔 센서부(300)에 마련된 수신모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a view for explaining the configuration of a receiving module provided in the optical
상기 광학빔 센서부(300)의 수신모듈은 다중 광학빔 센서 기반으로 이동체 대상 물체(진입차량 또는 사람)에서 반사되어 돌아오는 노이즈를 포함한 점 정보의 광학적 신호를 수신하여 제어 모듈(400)의 송수신부(410)를 통해 이동체 속도 판단부(420) 및 이동체 종류 판단부(430)로 전송하며, 제어 모듈(400)에서는 수신모듈에서 수신된 노이즈를 포함한 점 정보의 광학적 신호를 선분정보로 변환하고, 시간의 경과에 따라 누적하여 면적정보를 생성한 후, 이동체 종류 판단부(430)에서는 크기와 형상을 획득하여 이동체를 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물 중의 어느 하나로 판단하게 한다.The reception module of the optical
즉 상기 광학빔 센서부(300)는 도 7에 도시된 바와 같이, 진입하는 이동체의 속도 및 거리에 따른 단계별 경보를 위하여 2개의 무회전식 위상배열 광학빔 센서모듈(16채널 x 3도 = 48도)을 위상차가 상이하게 마련되며, 송신된 광학빔의 반사된 신호를 내장된 16개의 광학빔 수신채널을 구비하며, 제어 모듈(400)에서는 광학빔 센서부(300)에서 수신한 정보에 따라 면적정보를 획득하게 할 수 있다.That is, as shown in FIG. 7 , the optical
도 8은 본 발명에 적용되는 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 일 예를 나타내는 사진이다. 상기 데이터베이스(500)에는 도 8에 도시된 바와 같은 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물에 관한 정보가 저장된다.8 is a photograph showing an example of a large truck, a bus, a small vehicle, a person, and a pet to which the present invention is applied. The
즉 데이터베이스(500)에는 도 8에 도시된 대형 트럭(a), 버스(b), 소형 차량(c), 사람(d)의 종류에 대한 정보, 각각의 크기에 대한 정보 및 거리에 따른 각각의 면적정보에 대한 정보가 저장되며, 제어 모듈(400)은 이 데이터베이스(400)에 저장된 정보와 광학빔 센서부(300)에서 감지된 정보에 따라 이동체가 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물인가 판단한다. 또 도 2에서는 제어 모듈(400)과 데이터베이스(500)가 분리된 구조로 설명하였지만, 데이터베이스(500)는 제어 모듈(400) 내의 메모리에 마련될 수도 있다.That is, in the
즉 본 발명에서는 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 구분에 대한 정밀 감지를 하는 것이 아니고, 이동체 종류 판단부(430)에서 감지된 이동체의 면적 정보에 대해 히스테리 곡선에서 최대값과 최소값의 범위 내에서 4단계로 구분하여 판단하며, 이와 같은 판단의 반복 학습에 의해 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 크기 정보를 구체적으로 판단하여 능동 볼라드(10)의 작동을 제어하므로, 비교적 저렴한 광학빔 라이다 센서를 사용하여 간단한 시스템으로 구성할 수 있다. That is, in the present invention, the maximum and minimum values in the hysteresis curve for the area information of the moving object sensed by the moving object
다음에 도 9 내지 도 12에 따라 액티브 볼라드용 진입차량을 검지하는 과정에 대해 설명한다.Next, a process for detecting an approach vehicle for an active bollard will be described with reference to FIGS. 9 to 12 .
도 9는 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 과정을 설명하기 위한 흐름도 이다9 is a flowchart for explaining a process of detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention
본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 방법에서는 이동체를 감지하는 광학빔 센서부(300)로 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중의 적어도 어느 하나를 감지하고, 제어 모듈(400)의 이동체 속도 판단부(420) 및 이동체 종류 판단부(430)에서 이동체의 종류를 판단하고, 제어 모듈(400)에서의 감지 결과 이동체가 차량인 경우, 경보 제어부(460)의 제어에 따라 신호등(40) 및 검지 경보부(41)에서 접근 거리에 대응하여 경적 또는 경보 신호를 출력함과 동시에 구동 제어부(450)의 제어에 따라 구동부(100)는 능동 볼라드(10)를 상승시킨다.In the method for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, the optical
이를 위해 광학빔 센서부(300)에서는 다중 광학빔을 이용하여 이동체와의 거리정보를 획득한다(S10). 예를 들어, 3km/h 이상 속도로 접근하는 이동체를 검지한다. 이와 같은 검지는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 제1 감지부(31)에서 실행될 수 있다.To this end, the optical
상기 광학빔 센서부(300)에서 감지된 이동체의 노이즈를 포함한 점 정보의 광학적 신호는 제어 모듈(400)의 이동체 종류 판단부(430)에서 선분 정보로 변환되고 단위 시간당 거리 선분 누적으로 표시된다(S20). 이와 같은 표시는 예를 들어, 50개 정도만 표시될 수 있다.The optical signal of the point information including the noise of the moving object detected by the optical
다음에 제어 모듈(400)에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 광학빔 채널당 검지 물체 크기(y축)를 계산한다(S30). 즉, 한 채널의 폭(y축 크기) = yt(tan24°*x)/8로 구해진다. Next, the
도 10은 도 2에 도시된 제어 모듈에서 이동체 반사신호의 전체 면적을 구하는 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 10에 따라 단위 채널에서의 반사신호 면적 산출을 설명한다.FIG. 10 is a diagram for explaining a method of obtaining the total area of the moving object reflected signal in the control module shown in FIG. 2 , and the calculation of the reflected signal area in a unit channel according to FIG. 10 is described.
각 채널당 감지 각도는 3°로 가정한다.The sensing angle for each channel is assumed to be 3°.
반사신호의 샘플링 주기는 50Hz(20ms)이고, 매 판단시 50회의 반사신호(선분 형태)를 누적하여 채널별로 도 10에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(400)에서 사다리꼴 형태의 반사신호 면적을 생성시킨다. 도 10은 예를 들어 1초간 누적된 상태를 나타낸다.The sampling period of the reflected signal is 50 Hz (20 ms), and 50 times of reflected signals (line segment form) are accumulated for each judgment, and as shown in FIG. 10 for each channel, the
이동체가 감지된 각 채널의 반사신호 면적(S)은 하기 식에 의해 구해진다.The reflected signal area (S) of each channel in which the moving object is detected is obtained by the following equation.
즉, 채널폭(y)은 직각삼각형으로 만들어 삼각함수 공식을 이용하여 계산할 수 있다. 전체 48°(16채널)의 절반 24°(8채널)와 거리값(x)을 tangent를 이용하여 8채널 폭(y)의 길이를 계산하고 8로 나누어 1개 채널의 폭을 계산하 수 있다.That is, the channel width (y) can be calculated using a trigonometric formula by making a right triangle. You can calculate the width of one channel by calculating the length of the width (y) of the 8 channels using the tangent of the half 24° (8 channels) and the distance value (x) of the total 48° (16 channels) and dividing by 8 .
다음에 제어 모듈(400)은 정의된 속도에 따른 거리 변화량(y축)을 계산한다(S40).Next, the
거리변화량(X축 크기) =ΔX = Xmax - Xmin Distance change (X-axis size) =ΔX = X max - X min
이어서, 제어 모듈(400)은 채널당 검지 크기(x,y)를 통해 면적(사다리꼴)을 산출한다(S50).Then, the
1/2(ymin + ymax)*ΔX = 면적(S)1/2(y min + y max )*ΔX = area (S)
다음에 제어 모듈(400)은 연관성 있는 채널의 면적 정보만 합산한다(S60).Next, the
S = S1 + S2 + S3 …S = S1 + S2 + S3 …
즉 도 10에 도시된 바와 같이, 인접 채널 간 연관성 분석을 위해 연관성 있는 채널의 면적 정보만 합산한다. 도 11은 도 2에 도시된 제어 모듈에서 반사신호 전체 면적(인접 채널 간 연관성 분석 및 누적면적 산출방법)의 산출을 설명하기 위한 도면이다.That is, as shown in FIG. 10 , only area information of related channels is summed to analyze the correlation between adjacent channels. FIG. 11 is a view for explaining calculation of a total area of a reflected signal (correlation analysis between adjacent channels and a method of calculating a cumulative area) in the control module shown in FIG. 2 .
도 11에서는 예를 들어, 16개 채널의 거리정보(xmin) 중 인접 채널 간 거리 비교를 나타내고, 인접 채널 간 거리 차이가 일정 범위(ex. 0.1m) 이하일 경우, 하기 식에 의해 연관성이 있다고 판단하여 동일 이동체의 반사신호로 인식한다.11 shows, for example, distance comparison between adjacent channels among the distance information (x min ) of 16 channels, and when the distance difference between adjacent channels is less than or equal to a certain range (ex. 0.1m), there is a correlation by the following formula It is determined and recognized as a reflected signal of the same moving object.
연관성이 있는 인접 채널 반사신호 면적을 합산하여 반사신호 전체 면적(St)을 구한다. The total area (S t ) of the reflected signal is obtained by summing the areas of the reflected signals of adjacent channels with respect to each other.
다음에 이동체의 크기, 접근 거리, 속도에 따라 다르게 산출되는 전체 면적(St), 즉 거리 및 속도별 물체의 판단 면적정보를 데이터베이스(500)에 저장된 기준표와 비교하여 이동체의 종류를 판단한다(S70). 하기 표는 데이터베이스(500)에 저장된 기준의 일 예를 나타내는 비교표이다. Next, the total area (S t ) calculated differently depending on the size, approach distance, and speed of the moving object, that is, the determined area information of the object by distance and speed, is compared with the reference table stored in the
표 1은 거리 및 속도에 따른 단위 채널의 반사신호 면적 비교표이다.Table 1 is a comparison table of the reflected signal area of a unit channel according to distance and speed.
상기 표 1에서는 20ms(1초 50개) 단위로 선분 10개를 누적시켜 면적을 산출하고, 검지 면적은 거리에 따라 채널 폭(y축 크기)이 변하고, 속도에 따라 거리변화량(x축 크기) 변하는 것을 알 수 있다.In Table 1 above, the area is calculated by accumulating 10 line segments in units of 20 ms (50 pieces per second), and the detection area changes the channel width (y-axis size) according to the distance, and the distance change amount (x-axis size) according to the speed change can be seen
표 2는 거리별 채널 폭 및 물체의 채널 점유수로서, 연관성 분석시 활용할 수 있다.Table 2 shows the channel width for each distance and the number of channel occupants of an object, which can be used for correlation analysis.
표 3은 거리 및 속도별 반사신호 면적 비교표로서, 이동체 종류 판단에 이용할 수 있다.Table 3 is a comparison table of the reflected signal area by distance and speed, which can be used to determine the type of moving object.
상기 단계 S70에서 제어 모듈(400)은 거리 및 속도별 물체의 판단 면적정보를 데이터베이스(500)에 저장된 기준표와 비교하여 이동체의 종류를 판단하고, 이동체가 계속 진행을 하는 경우, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 규정에 따라 구동부(100)를 작동하여 능동 볼라드(10)를 상승시키고, 검지 경보부(41)를 작동하여 경적 또는 경보 신호를 출력하게 한다(S80).In step S70, the
다음에 도 12를 참조하여 검지 경보부(41)에서 광학빔(48°, 16ch)를 이용하여 이동체를 검지하는 과정에 대해 설명한다. 도 12는 도 2에 도시된 광학빔 센서부에서 다채널 광학빔을 이용한 이동체 동시감지 및 감지 방식을 설명하기 위한 도면이다.Next, with reference to FIG. 12 , a process for detecting a moving object by using the
광학빔 센서부(300)에는 수평 방향으로 병렬로 배열된 다채널(ex.16ch) 광학빔 센서로서 다중광학빔 라이다 센서가 마련되고, 각 채널별로 위상차가 상이한 신호(광학빔)를 송신한 후 이동체의 표면에서 반사된 신호를 각 채널에서 수신하여 전방에 위치한 다수의 이동체를 동시에 감지한다.In the optical
본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서는 제어 모듈(400)이 라이다 센서의 경우 수신된 반사신호의 샘플링 주기마다 각 채널별로 노이즈를 포함한 점 정보의 광학적 신호를 선분정보로 변환하고, 선분 형태로 감지된 신호를 일정 시간 동안 누적시켜 도 12에 도시된 이동체에서 반사된 신호의 전체 면적을 구하고, 이 전체 면적을 이용하여 이동체의 종류(대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물), 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 등을 판단함으로써 고가의 레이더 장치와 동일한 기능을 수행할 수 있게 된다. In the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, the
다음에 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템을 적용한 시험 결과를 도 13 및 도 14에 따라 설명한다.Next, test results of applying the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14 .
도 13은 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서 차량 접근상태의 감지 특성의 시험 결과를 나타내는 도면이고, 도 14는 본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에서 사람 접근상태의 감지 특성의 시험 결과를 나타내는 도면이다.13 is a view showing the test results of the detection characteristics of the vehicle approach state in the system for detecting an approaching vehicle for an active bollard according to the present invention, and FIG. is a diagram showing the test results of
도 13에서는 진입차량 검지 특성평가를 위해 약 1,800*1,000mm 물체를 차량으로 가정하고, 도 14에서는 실내 환경에서 사람이 검지 영역 내에 이동시키는 방법으로 실험을 실행한 결과를 나타낸다. In FIG. 13 , it is assumed that an object of about 1,800 * 1,000 mm is a vehicle for the evaluation of the detection characteristics of the approaching vehicle, and in FIG. 14 , the results of an experiment are shown in which a person moves within the detection area in an indoor environment.
또 본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이 능동 볼라드(10)가 장착된 차량의 진입로에서 이동체의 이동체의 정확한 정보를 획득하기 위해, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 진입로 주변에 형성된 고정 구조물에 대한 인식을 제거하여 빈 공간 상태에서 이동체에 대한 정보만 감지하므로 감지 정밀도를 향상시킬 수 있다.In addition, in the present invention, as shown in Fig. 1, in order to obtain accurate information of the moving body of the moving body in the access road of the vehicle equipped with the
또한, 전방 영역의 감지 물체의 감지에 따라 거리 정보(y축 정보)를 획득하고, 감지 물체의 이동(이동체), 즉 거리으 변화량에 따라 속도를 감지하여 면적 정보를 얻고, 이 면적정보와 데이터베이스에 저장된 이동체의 정보로 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 판단을 용이하게 실현할 수 있다. In addition, distance information (y-axis information) is obtained according to the detection of a sensing object in the front area, and area information is obtained by sensing the speed according to the movement (moving object) of the sensing object, that is, the amount of change in distance, and this area information and database It is possible to easily realize judgment of large trucks, buses, small vehicles, people and pets with the information of moving objects stored in the .
예를 들어, 광학빔 센서부(300)가 도 4에 도시된 바와 같이 50m의 거리에 위치한 이동체를 노이즈가 포함된 하나의 점으로 검출하면, 제어 모듈(400)은 이 점 정보를 선분 정보로 인식하고 이동체가 가까이 올수록 광학빔 센서부(300)의 채널 점유율이 증가되어 밀도가 증가하고, 이에 따라 해상도가 높아지므로 영상 처리 등에도 적용 가능하다. For example, when the optical
도 13에서는 17.6m에서 진입하는 차량을 검지할 수 있었고, 도 14에서는 5.67m에서 약 0.64m의 크기로 사람이 접근하고 있음을 확인할 수 있었다.In FIG. 13 , it was possible to detect a vehicle entering at 17.6 m, and in FIG. 14 , it was confirmed that a person was approaching at a size of about 0.64 m from 5.67 m.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.The invention made by the present inventors has been described in detail according to the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
즉 상술한 설명에서는 차량의 진입에 따라 능동 볼라드가 상승하는 구조로 설명을 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 사람의 통행시 상승된 상태를 유지하고 있던 능동 볼라드를 하강시키는 구조에 적용할 수도 있다. That is, in the above description, the active bollard has been described as a structure in which the active bollard rises as the vehicle enters, but the present invention is not limited thereto, and it can also be applied to a structure for lowering the active bollard that maintains an elevated state when a person passes.
또한, 상기 설명에서는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템에 적용한 구성으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 광학빔 센서를 이용한 전방물체 감지장치에도 적용 가능하다.In addition, in the above description, although described as a configuration applied to an approach vehicle detection system for an active bollard, it is not limited thereto, and it is also applicable to a front object detection device using an optical beam sensor.
본 발명에 따른 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템 및 검지 방법을 사용하는 것에 의해 진입차량 검지 시스템을 저렴한 비용으로 또한, 고속으로 실행할 수 있다.By using the approaching vehicle detection system and detection method for active bollards according to the present invention, the approaching vehicle detection system can be implemented at low cost and at high speed.
10 : 능동 볼라드
41 : 검지 경보부
100 : 구동부
300 : 광학빔 센서부
400 : 제어 모듈10 : Active Bollard
41: detection and alarm unit
100: drive unit
300: optical beam sensor unit
400: control module
Claims (13)
인도에 일정 간격으로 설치된 다수의 고정 볼라드,
상기 다수의 능동 볼라드의 승강을 구동하는 구동부,
상기 능동 볼라드의 전방영역에서 접근하는 이동체를 감지하는 광학빔 센서부,
상기 다수의 고정 볼라드에 각각 장착되고, 상기 이동체의 위치 상태를 감지하는 제1 내지 제4 감지부,
상기 광학빔 센서부를 통해 검출된 면적정보를 이용하여 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중 적어도 어느 하나의 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어 모듈을 포함하며,
상기 광학빔 센서부는 병렬로 배열된 복수의 채널로 구성되고, 각각의 채널은 서로 위상차가 발생할 수 있도록 광학빔 채널을 배치하여 광학빔 신호를 송신하는 송신모듈과 상기 이동체의 표면에서 반사된 위상차가 상이하고 산란광 형태의 점(dot)정보를 수신하는 수신모듈을 포함하고,
상기 제1 감지부는 차량의 진입부에 마련되어 상기 능동 볼라드를 향해 진입하는 차량을 감지하고, 상기 제2 감지부는 차량 통행 영역에서 후속차량이 볼라드에 충돌하는 것을 방지하도록 차량 사이의 간격을 확인하기 위해 마련되며, 상기 제3 감지부는 상기 능동 볼라드의 앞의 영역에서 상기 능동 볼라드의 상승 상태와 차량의 볼라드 통과 중 상태를 감지하기 위해 마련되며, 상기 제4 감지부는 상기 능동 볼라드의 후의 영역에서 능동 볼라드의 통과완료 상태를 확인하기 위하여 마련된 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템.A number of active bollards installed to be able to ascend and descend to the upper and lower parts of the roadway,
A number of fixed bollards installed at regular intervals in India,
A driving unit for driving the lifting and lowering of the plurality of active bollards;
An optical beam sensor unit for detecting a moving object approaching from the front area of the active bollard,
First to fourth sensing units respectively mounted on the plurality of fixed bollards and sensing the positional state of the movable body;
A control module for acquiring at least one of a type of a moving object, an approach distance, a moving speed, and a moving trajectory by using the area information detected through the optical beam sensor unit, and controlling the operation of the driving unit according to the obtained information includes,
The optical beam sensor unit is composed of a plurality of channels arranged in parallel, and each channel arranges an optical beam channel so that a phase difference can occur with a transmission module for transmitting an optical beam signal and a phase difference reflected from the surface of the movable body Including a receiving module for receiving different and scattered light type dot (dot) information,
The first sensing unit is provided at the entrance of the vehicle to detect a vehicle entering toward the active bollard, and the second sensing unit to check the distance between the vehicles to prevent a subsequent vehicle from colliding with the bollard in the vehicle passage area. provided, wherein the third sensing unit is provided to detect a rising state of the active bollard in an area in front of the active bollard and a state in which the vehicle is passing through the bollard, and the fourth sensing unit is an active bollard in an area after the active bollard. An approaching vehicle detection system for an active bollard, characterized in that it is provided to check the passing completion state of the.
상기 제어 모듈은 일시정지된 물체 및 다가오는 전방물체를 동시에 감지하기 위하여 수신된 반사신호의 샘플링 주기마다 각 채널별로 노이즈를 포함한 점 정보의 광학적 신호를 선분정보로 변환하고, 선분 형태로 감지된 반사신호를 일정 시간 동안 누적시켜 얻어지는 채널별 반사신호 면적정보를 이용하여 상기 반사신호의 전체 면적정보를 구하고, 상기 전체 면적정보를 미리 저장된 데이터베이스의 정보에 따라 상기 이동체의 종류에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템.In claim 1,
The control module converts the optical signal of the point information including noise for each channel into line segment information for each sampling period of the received reflected signal in order to simultaneously detect the paused object and the approaching front object, and the reflected signal sensed in the form of a line segment The total area information of the reflected signal is obtained by using the reflected signal area information for each channel obtained by accumulating for a certain period of time, and information on the type of the moving object is obtained according to the information of a database stored in advance of the total area information. An approaching vehicle detection system for active bollards.
상기 제어 모듈은 반사신호 면적정보가 얻어진 채널 중 서로 인접하는 채널에 대하여 이동체의 접근 거리 차이를 산출하고, 산출된 접근 거리 차이가 미리 정해진 설정 값 이하인 인접 채널의 반사신호 면적정보를 합산하여 상기 반사신호의 전체 면적정보를 구하는 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템.In claim 2,
The control module calculates the difference in the approach distance of the moving object with respect to the channels adjacent to each other among the channels from which the reflected signal area information is obtained, and sums up the reflected signal area information of the adjacent channels in which the calculated approach distance difference is equal to or less than a predetermined set value to reflect the reflected signal area information. An approaching vehicle detection system for an active bollard, characterized in that it obtains the total area information of the signal.
상기 제어 모듈은 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중 적어도 어느 하나의 정보에 대응하여 미리 정해진 방식에 따라 상기 능동 볼라드의 승강 여부 또는 승강 높이를 제어하는 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템.In claim 2,
The control module enters for active bollard, characterized in that it controls whether to raise or lower the active bollard according to a predetermined method in response to at least one information of a type of a moving object, an approach distance, a moving speed, and a moving trajectory vehicle detection system.
상기 데이터베이스에는 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 종류에 대한 정보, 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 크기에 대한 정보 및 거리에 따른 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물의 면적정보에 대한 정보가 저장되고,
상기 제어 모듈은 상기 데이터베이스에 저장된 정보에 따라 상기 이동체를 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물 중의 어느 하나로 판단하는 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템. In claim 4,
The database includes information on the types of heavy trucks, buses, small vehicles, people and pets, information on the size of large trucks, buses, small vehicles, people and pets, and large trucks, buses, small vehicles, Information about the area information of people and pets is stored,
The control module enters vehicle detection system for an active bollard, characterized in that the moving object is determined as any one of a heavy truck, a bus, a small vehicle, a person, and a pet according to the information stored in the database.
상기 제어 모듈에서 검지된 이동체의 종류가 대형 트럭, 버스 또는 소형 차량이고, 상기 능동 볼라드가 상승하면, 상기 이동체에 대해 경보를 발생하고 상기 이동체를 촬영하는 검지 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템.In claim 2,
When the type of the moving object detected by the control module is a large truck, a bus, or a small vehicle, and the active bollard rises, an alarm is generated for the moving object and a detection alarm unit for photographing the moving object Entry vehicle detection system for bollards.
상기 검지 경보부는 차량의 진입 거리에 따라 4 단계의 경적 및 경보 신호를 출력하고, 상기 능동 볼라드는 상기 4 단계의 경보 신호에 대응하여 3 단계로 상승하는 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템.In claim 6,
The detection and alarm unit outputs a horn and a warning signal of 4 stages according to the entry distance of the vehicle, and the active bollard enters the vehicle detection system for an active bollard, characterized in that it rises to 3 stages in response to the warning signal of the 4 stage .
상기 광학빔 센서부는 위상차를 상이하게 광학빔을 생성하여 송신한 후 반사된 신호에서 면적정보를 획득할 수 있도록 16개의 수신채널을 구비한 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템.In claim 2,
The optical beam sensor unit generates and transmits an optical beam with a different phase difference, and then has 16 receiving channels to acquire area information from the reflected signal.
상기 제어 모듈은
상기 제1 감지부 및 광학빔 센서부에서의 감지 신호에 따라 이동체의 속도를 판단하는 이동체 속도 판단부,
상기 광학빔 센서부에서의 감지 신호와 상기 데이터베이스에 저장된 정보에 따라 이동체의 종류를 판단하는 이동체 종류 판단부,
후속 차량의 추돌 및 상기 능동 볼라드와의 충돌방지를 위해 상기 제2 감지부부터 제4 감지부에서 진입하는 차량의 이동 위치를 판단하는 차량 이동 상태 판단부를 포함하고,
상기 제어 모듈은 액티브 볼라드용 차량의 이동상태 감지 및 후속차량 볼라드 충돌방지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 시스템.In claim 2,
The control module is
a moving object speed determination unit for determining the speed of the moving object according to the detection signals from the first sensing unit and the optical beam sensor unit;
a moving object type determination unit for determining the type of the moving object according to a detection signal from the optical beam sensor unit and information stored in the database;
A vehicle movement state determination unit for determining the moving position of the vehicle entering from the second sensing unit to the fourth sensing unit in order to prevent a collision of a subsequent vehicle and a collision with the active bollard,
The control module is an active bollard entering vehicle detection system, characterized in that the control to detect the moving state of the vehicle for the active bollard and to prevent the collision of the following vehicle bollard.
다수의 고정 볼라드에 각각 장착되고, 상기 이동체의 위치 상태를 감지하는 제1 내지 제4 감지부,
상기 광학빔 센서부를 통해 검출된 면적정보를 이용하여 상기 이동체의 종류, 접근 거리, 이동 속도, 이동 궤적 중 적어도 어느 하나의 정보를 획득하는 제어 모듈를 포함하고,
상기 제어 모듈은 일시 정지된 물체 및 다가오는 전방물체를 동시에 검지하기 위하여 수신된 반사신호의 샘플링 주기마다 각 채널별로 물체에서 반사된 점정보 형태의 노이즈 성분을 인접채널과 연결하는 방법으로 선분 형태로 변환하고, 일정 시간 동안 누적시켜 얻어지는 채널별 면적정보를 취합하여 전체 면적정보를 구하고, 상기 전체 면적정보를 미리 연산하고, 접근물체의 접근거리 및 접근속도에 따른 면적의 변화를 연산하여 데이터베이스에 저장된 면적정보에서 검색하여 상기 이동체의 종류에 관한 정보를 획득하고,
상기 제1 감지부는 차량의 진입부에 마련되어 볼라드를 향해 진입하는 차량을 감지하고, 상기 제2 감지부는 차량 통행 영역에서 후속차량이 볼라드에 충돌하는 것을 방지하도록 차량 사이의 간격을 확인하기 위해 마련되며, 상기 제3 감지부는 상기 능동 볼라드의 앞의 영역에서 상기 능동 볼라드의 상승 상태와 차량의 볼라드 통과 중 상태를 감지하기 위해 마련되며, 상기 제4 감지부는 상기 능동 볼라드의 후의 영역에서 능동 볼라드의 통과완료 상태를 확인하기 위하여 마련된 것을 특징으로 하는 광학빔 센서를 이용한 전방물체 감지장치.It is composed of a plurality of channels arranged in parallel, and each channel transmits an optical beam signal having a phase difference with each other and receives a reflected signal of the optical beam signal reflected from the surface of the moving object to detect a moving object approaching from the front area. optical beam sensor unit,
First to fourth sensing units respectively mounted on a plurality of fixed bollards and sensing the positional state of the movable body;
and a control module for acquiring at least one information of a type of the moving object, an approach distance, a moving speed, and a moving trajectory by using the area information detected through the optical beam sensor unit,
The control module converts a noise component in the form of point information reflected from an object for each channel into a line segment form by connecting with an adjacent channel for each sampling period of the received reflected signal in order to simultaneously detect a paused object and an oncoming object at the same time Then, the total area information is obtained by collecting the area information for each channel obtained by accumulating for a certain time, the total area information is calculated in advance, and the area stored in the database is calculated by calculating the change in the area according to the approach distance and the approach speed of the approaching object. Obtain information about the type of the moving object by searching in the information,
The first sensing unit is provided at the entry part of the vehicle to detect a vehicle entering toward the bollard, and the second sensing unit is provided to check the distance between the vehicles to prevent a subsequent vehicle from colliding with the bollard in the vehicle passage area, , The third sensing unit is provided to detect a rising state of the active bollard in a region in front of the active bollard and a state in which the vehicle is passing through the bollard, and the fourth sensing unit passes the active bollard in the region after the active bollard. Front object detection device using an optical beam sensor, characterized in that provided to confirm the completion state.
(b) 상기 단계 (a)에서의 감지 결과 이동체가 차량인 경우, 상기 접근 거리에 대응하여 경적 또는 경보 신호를 출력하는 단계,
(c) 상기 단계 (b)에서의 경적 또는 경보 신호에 동기하여 능동 볼라드를 3단계의 높이 제어로 승강시키는 단계를 포함하고,
상기 단계 (a)에서 이동체의 감지 및 판단은 상기 광학빔 센서부에서 검출된 산란광 형태의 점(dot)정보를 인접채널의 점(dot)정보와 연결하여 생성한 선분정보를 전체채널에 대하여 단위시간 동안 누적하여 생성한 면적정보를 이용하여 판단하고,
상기 제1 감지부는 차량의 진입부에 마련되어 상기 능동 볼라드를 향해 진입하는 차량을 감지하고, 상기 제2 감지부는 차량 통행 영역에서 후속차량이 볼라드에 충돌하는 것을 방지하도록 차량 사이의 간격을 확인하기 위해 마련되며, 상기 제3 감지부는 상기 능동 볼라드의 앞의 영역에서 상기 능동 볼라드의 상승 상태와 차량의 볼라드 통과 중 상태를 감지하기 위해 마련되며, 상기 제4 감지부는 상기 능동 볼라드의 후의 영역에서 능동 볼라드의 통과완료 상태를 확인하기 위하여 마련된 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 방법.(a) First to fourth sensing units mounted on a plurality of fixed bollards, respectively, for detecting the positional state of a moving object to prevent a subsequent vehicle from colliding with the bollard in a vehicle traffic area, and an optical beam sensor unit for detecting the moving object detecting and determining the type of moving object, the approach distance, the moving speed and the moving trajectory;
(b) outputting a horn or warning signal corresponding to the approach distance when the moving object is a vehicle as a result of the detection in step (a);
(c) elevating and lowering the active bollard with three-stage height control in synchronization with the horn or alarm signal in step (b);
In step (a), the detection and determination of the moving object is performed by linking the dot information in the form of scattered light detected by the optical beam sensor unit with the dot information of the adjacent channel to unit the line segment information generated for the entire channel. It is determined using the area information accumulated over time,
The first sensing unit is provided at the entrance of the vehicle to detect a vehicle entering toward the active bollard, and the second sensing unit to check the distance between vehicles to prevent a subsequent vehicle from colliding with the bollard in the vehicle passage area. provided, wherein the third sensing unit is provided to detect a rising state of the active bollard in an area in front of the active bollard and a state in which the vehicle is passing through the bollard, and the fourth sensing unit is an active bollard in an area after the active bollard. An approaching vehicle detection method for an active bollard, characterized in that it is provided to check the passing completion state of the.
상기 단계 (b)에서의 경적 또는 경보 신호 출력 및 상기 단계 (c)에서의 능동 볼라드 승강은 상기 면적정보에 의해 판단된 대형 트럭, 버스, 소형 차량, 사람 및 애완동물에 관한 정보에 대응하고, 사전에 정의된 거리 영역에서 정의된 속도 이상으로 접근 시 볼라드의 높이를 단계별로 제어하는 것을 특징으로 하는 액티브 볼라드용 진입차량 검지 방법.In claim 12,
The output of the horn or alarm signal in step (b) and the active bollard raising and lowering in step (c) correspond to information about heavy trucks, buses, small vehicles, people and pets determined by the area information, An approaching vehicle detection method for an active bollard, characterized in that the height of the bollard is controlled step by step when approaching at a speed higher than a defined speed in a predefined distance area.
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