KR102359365B1 - Road Climate Conditions Visualization System - Google Patents
Road Climate Conditions Visualization System Download PDFInfo
- Publication number
- KR102359365B1 KR102359365B1 KR1020210140413A KR20210140413A KR102359365B1 KR 102359365 B1 KR102359365 B1 KR 102359365B1 KR 1020210140413 A KR1020210140413 A KR 1020210140413A KR 20210140413 A KR20210140413 A KR 20210140413A KR 102359365 B1 KR102359365 B1 KR 102359365B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- road surface
- image information
- condition
- road
- feature vector
- Prior art date
Links
- 238000012800 visualization Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 76
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 37
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 37
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 33
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 19
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 19
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N chloralodol Chemical compound CC(O)(C)CC(C)OC(O)C(Cl)(Cl)Cl QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000002650 habitual effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C11/00—Details of pavings
- E01C11/24—Methods or arrangements for preventing slipperiness or protecting against influences of the weather
- E01C11/26—Permanently installed heating or blowing devices ; Mounting thereof
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
- E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
- E01F9/40—Arrangements responsive to adverse atmospheric conditions, e.g. to signal icy roads or to automatically illuminate in fog; Arrangements characterised by heating or drying means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
- E01H10/00—Improving gripping of ice-bound or other slippery traffic surfaces, e.g. using gritting or thawing materials ; Roadside storage of gritting or solid thawing materials; Permanently installed devices for applying gritting or thawing materials; Mobile apparatus specially adapted for treating wintry roads by applying liquid, semi-liquid or granular materials
- E01H10/005—Permanently-installed devices for applying gritting or thawing materials, e.g. for spreading grit, for spraying de-icing liquids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
-
- G06K9/6201—
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/10—Services
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/10—Image acquisition
- G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
- G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
- G06V10/145—Illumination specially adapted for pattern recognition, e.g. using gratings
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/40—Extraction of image or video features
- G06V10/46—Descriptors for shape, contour or point-related descriptors, e.g. scale invariant feature transform [SIFT] or bags of words [BoW]; Salient regional features
- G06V10/469—Contour-based spatial representations, e.g. vector-coding
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Economics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS, Road Climate Conditions Visualization System)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온ㆍ습도 정보가 일정 조건을 만족하는 경우에 실시간으로 결빙 위험구간의 이미지 정보를 획득하여 노면 상태를 판정함으로써 노면의 상태에 따라 결빙 위험구간에 결빙이 예상되는 경우에 열풍을 분사하여 도로의 안전 사고를 미연에 방지하는 도로 기후조건 시각화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a Road Climate Conditions Visualization System (RCCVS), and more particularly, when the temperature and humidity information satisfies a certain condition, the image information of the freezing risk section is acquired in real time to obtain the road surface condition It relates to a road climate condition visualization system that prevents safety accidents on the road in advance by spraying hot air when ice is expected in the freezing risk section according to the condition of the road surface by determining the
차량은 타이어와 노면의 접지 마찰력을 이용하여 주행하므로 노면의 상태는 주행 안전성에 매우 중요한 요소이다. 노면에 형성된 수막 자체도 주행의 안전에 위험 요소로 작용하나, 겨울철에 내린 눈이나 결로로 형성된 수막이 온도 강하로 이루어지는 살얼음(블랙아이스)은 운전자의 육안으로 관찰이 어려워 매우 위험하다.Since a vehicle is driven using the friction force between the tire and the road surface, the condition of the road surface is a very important factor in driving safety. The water film itself formed on the road surface also acts as a risk factor for driving safety, but the thin ice (black ice) formed by snow or condensation in winter, which is formed by a drop in temperature, is very dangerous because it is difficult for the driver to observe it with the naked eye.
특히, 지형 조건에 의하여 일조가 잘 들지않는 구간이나, 교량의 하부 그리고 터널의 입구 등은 주간에도 살얼음이 발생하기 쉬우며, 코너 구간에 살얼음이 발생하는 경우에는 사고의 위험이 매우 높으므로, 위험 관리구간으로 설정하여 특별히 관리하고 있다.In particular, thin ice is easy to occur in sections that do not get sunlight due to terrain conditions, the lower part of bridges, and the entrance of tunnels, even during the daytime. It is specially managed by setting it as a management section.
통상적으로 위험 관리구간에는 모래, 고체 제설제 또는 액상 제설제와 같은 제설제들이 구비되어 결빙의 위험이 있다고 판단되는 경우에 작업자들이 직접 이를 살포하거나, 현장에 제설장비를 투입하여 조치하게 된다. 그러나, 이러한 방법들은 사후적인 관리에 지나지 않아 작업 효율성이 낮고, 안전사고의 예방 효과가 높지 않은 한계가 있었다.Typically, snow removal agents such as sand, solid snow removal agents, or liquid snow removal agents are provided in the risk management section, and when it is determined that there is a risk of freezing, workers directly spray them or take action by putting snow removal equipment on the site. However, these methods have limitations in that work efficiency is low and the prevention effect of safety accidents is not high as they are only post-management.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 출원인은 등록특허 제10-1717688호의 "무인 제설액 분사 시스템"(2017. 03. 13. 등록, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)을 출원하여 등록받은 바 있다. 상기 선행기술문헌 1은 태양광 발전 모듈을 이용하여 자체 생산한 전기를 이용하여 무인으로 제설액의 분사가 이루어지도록 하고, 온도 강하로 제설액이 빙결되지 않도록 함으로써 효율적인 제설액 살포가 가능하도록 하였다.In order to solve this problem, the applicant of the present invention applied for and received registration of "Unmanned Snow Removal Liquid Injection System" (registered on March 13, 2017, hereinafter referred to as 'Prior Art Document 1') of Registered Patent No. 10-1717688. have. In the
그러나, 상기 선행기술문헌 1은 무인으로 제설액의 분사가 가능하도록 구현함으로써 작업 효율성이 확보되는 이점이 있으나, 단순히 온도나 기상 조건에 의존하여 제설액을 분사함에 따라 제설액이 불필요하게 낭비되는 문제점이 있었다.However, the
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 출원인은 등록특허 제10-1933688호의 "영상감지형 액상제설제 살포시스템"(2018. 12. 21. 등록, 이하 '선행기술문헌 2'라 한다)을 출원하여 등록받은 바 있다. 상기 선행기술문헌 2는 영상감지유닛의 카메라에 기반하여 제설액의 분사여부를 결정하도록 시스템화함으로써 불필요한 분사를 방지하여 경제적인 절감효과를 얻을 수 있도록 하였다.In order to solve this problem, the applicant of the present invention applied for "image sensing type liquid snow removal spraying system" (registered on December 21, 2018, hereinafter referred to as 'prior art document 2') of Registered Patent No. 10-1933688. have been registered In the
그러나, 상기 선행기술문헌 2는 단순히 카메라에 촬영된 영상에 전적으로 의존함에 따라 오차 발생의 가능성이 높고, 시간의 경과에 따른 일조 조건 변화로 인하여 노면에 국부적인 결빙이 발생함으로써 안전사고의 예방 효과도 높지 못한 한계가 있었다.However, the
한편, 일본 공개특허 제2018-025528호에서 파장을 달리하는 한 쌍의 광원을 조사함으로써 노면상태를 파악하는 "검지 장치, 검지 방법 및 검지 프로그램"(2018. 2. 15. 공개, 이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)이 공개된 바 있다.On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-025528, "detection device, detection method, and detection program" that detects a road surface condition by irradiating a pair of light sources with different wavelengths (published on February 15, 2018, hereinafter referred to as "prior art") Document 3') has been published.
그러나, 상기 선행기술문헌 3은 주행하는 차량이 조사하는 광원에 기반하여 실시간 주행 중인 노면의 상태를 파악하기 위하여 제안된 것이나, 노면의 경사나 주행 경로에 따라 국부적인 노면 상태만 파악할 수 있었기에 전체적인 노면의 상태를 파악하는 것에 어려움이 있었고, 정확한 노면 정보를 획득하기 어려운 한계가 있었다.However, the prior art document 3 is proposed to grasp the state of the road surface being driven in real time based on the light source irradiated by the traveling vehicle, but only the local road surface condition can be grasped according to the slope of the road surface or the driving route, so the overall road surface It was difficult to understand the condition of the road, and there was a limitation in that it was difficult to obtain accurate road surface information.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 일시적인 기상 조건과 무관하게 노면의 결빙 가능성을 정확히 예측할 수 있으며, 국부적인 노면의 상태가 아닌 전체적인 노면의 상태를 파악할 수 있고, 이로써 실시간으로 변화하는 노면 상태를 정확히 파악할 수 있으며, 결빙을 방지하기 위한 조치를 적절한 시점에 취할 수 있고, 불필요한 인력과 자원이 낭비되는 문제를 해소할 수 있는 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS)을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above technical problem, and it is possible to accurately predict the possibility of icing on the road surface regardless of temporary weather conditions, and it is possible to grasp the state of the entire road surface rather than the state of the local road surface, thereby real-time The purpose of this is to provide a Road Climate Condition Visualization System (RCCVS) that can accurately identify changing road surface conditions, take measures to prevent icing at an appropriate time, and solve the problem of wasting unnecessary manpower and resources. have.
본 발명의 일 실시예에 따른 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS, Road Climate Conditions Visualization System)은, 결빙 위험구간(DA)의 노면의 상태를 판정함으로써 결빙을 사전에 방지하기 위한 것으로, 실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 온ㆍ습도 정보를 측정하는 온ㆍ습도 측정장치(10); 상기 온ㆍ습도 측정장치(10)가 측정한 온ㆍ습도 정보가 일정 조건을 만족하는 경우에 실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 이미지 정보를 획득하는 이미지 정보 획득장치(20); 상기 이미지 정보 획득장치(20)가 획득한 실시간 이미지 정보를 이용하여 노면 상태를 판정하는 노면 상태 판정장치(30); 및 상기 결빙 위험구간(DA)의 노면의 상태에 따라 결빙이 예상되는 경우에 열풍을 분사하는 열풍 분사장치(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.Road Climate Conditions Visualization System (RCCVS) according to an embodiment of the present invention is to prevent icing in advance by determining the state of the road surface of the icing danger section DA, and the risk of icing in real time a temperature/humidity measuring
또한, 상기 이미지 정보 획득장치(20)는, 특정 파장 영역의 입사광을 결빙 위험구간(DA)의 노면으로 조사하는 조광모듈(22); 상기 조광모듈(22)이 입사광을 조사한 영역에 대한 이미지 정보를 획득하는 이미지 촬영모듈(23); 및 상기 이미지 촬영모듈(23)이 실시간으로 획득한 이미지 정보를 상기 노면 상태 판정장치(30)로 전달하는 이미지 전송부(24);를 포함할 수 있다.In addition, the image
또한, 상기 조광모듈(22)은, 녹색광을 조사하는 제1 LED 칩(22a), 청색광을 조사하는 제2 LED 칩(22b) 및 적색광을 조사하는 제3 LED 칩(22c)을 포함하여 상기 제1,2,3 LED 칩(22a,22b,22c) 중 적어도 하나에 전류를 인가하여 시간 간격(Δt1)에 따라 파장영역을 달리하는 일곱 가지의 입사광을 조사할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 조광모듈(22)은 일정한 시간 간격(Δt2)에 따라 입사광의 각도를 변경하고, 이미지 촬영모듈(23)도 시간 간격(Δt2)에 따라 변경되는 반사광의 위치를 추적하여 촬영할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 Δt2는, 7nㆍΔt1 내지 8nㆍΔt1의 관계를 충족하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the Δ t2 satisfies the relation of 7n· Δt1 to 8n· Δt1 .
또한, 상기 노면 상태 판정장치(30)는, 상기 이미지 정보 획득장치(20)로부터 전달된 실시간 이미지 정보를 바탕으로 특징벡터를 추출하는 특징벡터 추출부(31); 상기 특징벡터 추출부(31)가 추출한 실시간 특징벡터와 데이터베이스(D)에 저장된 마른 노면, 젖은 노면 및 결빙 노면에 대한 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정하여 노면 상태를 판정하는 상태 판정부(32); 및 상기 상태 판정부(32)가 실시간으로 판정한 노면 상태정보를 바탕으로 결빙이 예상되는 경우에 열풍 분사장치(50)에 분사 명령을 전달하는 분사 명령부(33);를 포함할 수 있다.In addition, the road surface
또한, 상기 특징벡터 추출부(31)는 노면의 전체적인 영역에 걸쳐 추출된 파장영역별 특징벡터의 평균값을 추출하고, 상기 상태 판정부(32)는 추출된 파장영역별 특징벡터의 평균값과 데이터베이스(D)에 저장된 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정하여 전체적인 결빙 위험구간(DA)의 노면상태를 판정할 수 있다.In addition, the feature vector extraction unit 31 extracts the average value of the feature vectors for each wavelength region extracted over the entire area of the road surface, and the state determination unit 32 extracts the average value of the feature vectors for each wavelength region and the database ( By comparing the feature vectors stored in D), the degree of similarity can be calculated to determine the road surface condition of the entire ice hazard section (DA).
그리고 상기 특징벡터 추출부(31)는, 이미지 촬영모듈(23)이 획득한 개별 이미지 정보에 기반하여 단위 영역(ua)의 파장범위별 특징벡터를 추출하고, 상기 상태 판정부(32)는 추출된 파장범위별 특징벡터와 데이터베이스(D)에 저장된 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정하고, '젖은 노면' 또는 '결빙 노면'으로 판단된 단위 영역(ua)이 N회 이상 추출되는 경우에 결빙 위험구간(DA)의 노면상태를 '젖은 노면' 또는 '결빙 노면'으로 판정할 수 있다.And the feature vector extracting unit 31 extracts a feature vector for each wavelength range of the unit area ua based on the individual image information obtained by the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS, Road Climate Conditions Visualization System)은, 결빙 위험구간(DA)의 노면의 상태를 판정함으로써 결빙을 사전에 방지하기 위한 것으로 실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 온ㆍ습도 정보를 측정하는 온ㆍ습도 측정장치(10); 상기 온ㆍ습도 측정장치(10)가 측정한 온ㆍ습도 정보가 일정 조건을 만족하는 경우에 실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 이미지 정보를 획득하는 이미지 정보 획득장치(20); 상기 이미지 정보 획득장치(20)가 획득한 실시간 이미지 정보를 이용하여 노면 상태를 판정하는 노면 상태 판정장치(30); 및 상기 결빙 위험구간(DA)의 노면의 상태에 따라 결빙이 예상되는 경우에 열풍을 분사하는 염수 분사장치(40);를 포함한다.On the other hand, the Road Climate Conditions Visualization System (RCCVS) according to another embodiment of the present invention is to prevent icing in advance by determining the state of the road surface of the icing danger section DA, and icing in real time. a temperature/humidity measuring
본 발명의 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS, Road Climate Conditions Visualization System)에 의하면, 온ㆍ습도 정보가 일정 조건을 만족하는 경우에 실시간으로 결빙 위험구간의 이미지 정보를 획득하여 노면 상태를 판정함으로써 일시적인 기상 조건과 무관하게 노면의 결빙 가능성을 정확히 예측할 수 있다.According to the Road Climate Conditions Visualization System (RCCVS) of the present invention, when the temperature/humidity information satisfies a certain condition, it acquires image information of the freezing risk section in real time and determines the road surface condition to obtain temporary weather conditions Regardless of the conditions, it is possible to accurately predict the possibility of icing on the road surface.
또한, 추가적으로 노면에 대한 이미지 정보를 이용함으로써 실시간으로 변화하는 노면 상태를 정확히 파악할 수 있다.In addition, by additionally using image information on the road surface, it is possible to accurately grasp the condition of the road surface changing in real time.
나아가, 실시간으로 결빙 위험구간의 결빙 가능성을 예측하여 열풍을 분사함으로써 결빙을 방지하기 위한 조치를 적절한 시점에 취할 수 있고, 이로인해 불필요한 인력과 자원이 낭비되는 문제를 해소할 수 있다.Furthermore, it is possible to take measures to prevent freezing at an appropriate time by predicting the possibility of freezing in the freezing risk section in real time and spraying hot air, thereby solving the problem of wasting unnecessary manpower and resources.
뿐만 아니라, 이미지 정보 획득장치로부터 전달된 이미지 정보로 특징벡터를 추출하고, 데이터베이스에 미리 저장된 다양한 사례의 특징벡터를 바탕으로 유사도를 산정하여 이에 근거하여 노면 상태를 판정함으로써, 정확한 노면 상태정보를 제공할 수 있다.In addition, accurate road surface condition information is provided by extracting a feature vector from the image information transmitted from the image information acquisition device, calculating the similarity based on the feature vectors of various cases stored in advance in the database, and determining the road surface condition based on this. can do.
또한, 상기 이미지 정보 획득장치의 조광모듈이 다양한 파장영역의 입사광을 조사하고, 이미지 촬영모듈이 파장영역에 따른 반사광을 이용하여 노면의 이미지 정보를 획득함으로써 노면 상태의 정확한 파악이 가능하다. In addition, the dimming module of the image information acquisition device irradiates incident light of various wavelength ranges, and the image capturing module acquires image information of the road surface using the reflected light according to the wavelength range, so that it is possible to accurately determine the road surface condition.
특히, 실시형태에 따라서는 국부적인 노면의 상태가 아닌 전체적인 노면의 상태를 파악할 수 있으므로 보다 정확하고 오차 없는 상태 판정이 가능한 이점이 있다.In particular, there is an advantage that more accurate and error-free state determination is possible because the overall state of the road surface can be grasped, not the state of a local road surface, depending on the embodiment.
그리고 열풍 분사장치의 관리와 작동 제어의 효율화를 통하여 경제적이면서도 결빙 방지 효과가 우수한 도로 기후조건 시각화 시스템을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a road climate condition visualization system that is economical and has an excellent anti-icing effect through the management of the hot air injection device and the efficiency of operation control.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS)의 전체적인 구성을 도시한 블록도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 서로 다른 실시예에 따른 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS)을 설치한 모습을 모식화한 개념도.
도 5는 일반적인 도로의 노면 상태에 따른 상세 형상.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 (a) 조광모듈 및 (b) 입사광의 원리를 도시한 개념도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 야간에서 획득한 이미지 정보의 히스토그램 분석 결과.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 정보 획득장치의 작동원리를 도시한 개념도.
도 9는은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면의 할당 영역 및 단위 영역을 도시한 개념도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 판정부의 다차원 소파장 분해 이미지의 개념을 도시한 개념도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS)의 전체적인 작동원리를 도시한 블록도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 열풍 분사장치의 작동원리를 도시한 개념도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 분사장치의 작동원리를 도시한 개념도.1 and 2 are block diagrams showing the overall configuration of a road climate condition visualization system (RCCVS) according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are conceptual views schematically illustrating the installation of a road climate condition visualization system (RCCVS) according to different embodiments of the present invention.
5 is a detailed shape according to the road surface condition of a general road.
6 is a conceptual diagram illustrating the principle of (a) a dimming module and (b) incident light according to an embodiment of the present invention.
7 is a histogram analysis result of image information acquired at night according to an embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram illustrating an operating principle of an apparatus for acquiring image information according to an embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram illustrating an allocation area and a unit area of a road surface according to an embodiment of the present invention;
10 is a conceptual diagram illustrating a concept of a multidimensional wave-field decomposition image of a state determination unit according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram showing the overall operating principle of a road climate condition visualization system (RCCVS) according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a conceptual diagram showing the operating principle of the hot air injection device according to an embodiment of the present invention.
13 is a conceptual diagram showing the operating principle of the salt water injection device according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. This example is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS)은, 결빙 위험구간(DA)의 노면의 상태를 판정함으로써 결빙을 사전에 방지하기 위한 것으로, 온ㆍ습도 측정장치(10), 이미지 정보 획득장치(20), 노면 상태 판정장치(30) 및 열풍 분사장치(50)를 포함하여 구성된다. 다른 실시예로서 열풍 분사장치(50) 대신 염수 분사장치(40)가 포함될 수 있다. 또한, 다수의 결빙 위험구간(DA)에 대하여 누적된 온ㆍ습도 정보와 이미지 정보 및 그에 따른 특징벡터를 포함하는 데이터베이스(D)를 포함할 수 있다.1 and 2, the road climate condition visualization system (RCCVS) according to an embodiment of the present invention is to prevent icing in advance by determining the condition of the road surface of the icing danger section DA, It is configured to include a temperature/
이때, 상기 데이터베이스(D), 온ㆍ습도 측정장치(10), 이미지 정보 획득장치(20), 노면 상태 판정장치(30) 및 열풍 분사장치(50)는 상호 통신망을 통하여 정보를 송수신할 수 있으며, 상기 통신망은 유무선 인터넷, LTE, 센서노드를 이용한 LoRa 통신 등이 활용될 수 있다.At this time, the database D, the temperature/
구체적으로, 상기 온ㆍ습도 측정장치(10)는 실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 온ㆍ습도 정보를 측정하기 위한 것으로, 대기와 노면의 온도를 측정하는 온도 센서(11)와, 대기 습도를 측정하는 습도 센서(12)를 포함하며, 실시간으로 측정된 온ㆍ습도 정보는 온ㆍ습도 전송부(13)에 의하여 이미지 정보 획득장치(20) 또는 노면 상태 판정장치(30)로 전달된다.Specifically, the temperature/
한편, 상기 온ㆍ습도 측정장치(10)는 현재 습도가 계절에 따른 설정습도 이상인 경우에 강우조건을 충족한 것으로 판단하며, 추가적으로 현재 온도가 설정온도 이하인 경우에 강설조건도 충족한 것으로 판단할 수 있으며, 실시간으로 측정된 온ㆍ습도 정보가 강우조건 또는 강설조건을 충족한 경우에 이미지 정보 획득장치(20)에 정보가 전달되어 추가적인 연산을 수행하게 된다.On the other hand, the temperature/
또한, 상기 이미지 정보 획득장치(20)는 상기 온ㆍ습도 측정장치(10)가 측정한 온ㆍ습도 정보가 일정 조건을 만족하는 경우에 실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 이미지 정보를 획득하는 것으로, 이미지 촬영모듈(23)과 이미지 전송부(24)를 포함한다. In addition, when the temperature and humidity information measured by the temperature and
상기 이미지 촬영모듈(23)은 결빙 위험구간(DA)의 외부 환경이나 노면의 이미지 정보를 획득하기 위한 것으로, 프로그레시브 방식으로서 팬틸트 회전이 가능하도록 구현됨이 바람직하다. The
또한, 상기 이미지 전송부(24)는 상기 이미지 촬영모듈(23)이 실시간으로 획득한 이미지 정보를 후술할 노면 상태 판정장치(30)로 전달한다. 상기 이미지 전송부(24)는 이미지 정보를 데이터베이스(D)에도 지속적으로 전송함으로써 후술할 노면 상태 판정장치(30)가 연산을 수행하기 위한 기초 정보로 활용된다. 이때, 상기 데이터베이스(D)에 저장되는 이미지 정보는 대기의 일조에 따른 주변 밝기와 온도 등에 민감하게 반응하므로 시간을 추가적인 변수로 고려하여 저장하는 것이 바람직하다.In addition, the
도 3에 도시된 바와 같이 일 실시예에 따른 이미지 정보 획득장치(20)는 추가적으로 스크린 부스(21)를 더 포함하여, 스크린 부스(21)와 이미지 촬영모듈(23) 그리고 이미지 전송부(24)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the image
상기 스크린 부스(21)는 흑색 필터 스크린(21a)으로 에워싸여 형성되는 것으로, 외부 환경의 조건에 따라 발생될 수 있는 이미지의 왜곡현상이나 오차 발생율을 감소시키기 위하여 촬영되는 외부 환경의 이미지 명도를 낮추도록 기능한다. 이로써, 기상 상태에 따른 강설 또는 강우 이미지에 대한 인식률을 보다 향상시킬 수 있다.The
도 4에 도시된 바와 같이 다른 실시예에 따른 이미지 정보 획득장치(20)는 추가적으로 조광모듈(22)을 더 포함함으로써, 조광모듈(22)과 이미지 촬영모듈(23) 그리고 이미지 전송부(24)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the image
상기 조광모듈(22)은 특정 파장영역의 입사광을 결빙 위험구간(DA)의 노면으로 조사하기 위한 것으로 복수 개가 도로의 길이방향을 따라 연속적으로 배치되고, 상기 이미지 촬영모듈(23)도 조광모듈(22)과 대응되도록 복수 개로 배치되어 각각이 결빙 위험구간(DA)에 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다. 이로써, 도로의 길이방향을 따라 개별 조광모듈(22)과 이미지 촬영모듈(23)이 구비된 분할된 할당 영역(da)이 형성된다. 통상적으로 200m 내외로 지정되는 상습 결빙 위험구간(DA)은 다수의 할당 영역(da)으로 분할되며, 후술하는 실시예들에 의하여 오차의 발생이 없도록 정확한 노면의 이미지 정보를 제공할 수 있다.The dimming
보다 상세하게는 개별 조광모듈(22)들은 각각 입사광이 조사되는 할당 영역(da)이 길이방향으로 분할되며, 상기 조광모듈(22)은 할당 영역(da)에 특정 파장 영역의 입사광을 조사하게 된다. 이때, 상기 이미지 촬영모듈(23)은 할당 영역(da)에 조사된 입사광에 대한 반사광을 바탕으로 할당 영역(da)에 대한 노면 이미지 정보를 획득할 수 있다.In more detail, in each of the
상기 노면 상태 판정장치(30)는 상기 이미지 정보 획득장치(20)가 획득한 실시간 이미지 정보를 이용하여 노면 상태를 판정하는 것으로, 특징벡터 추출부(31), 상태 판정부(32) 및 분사 명령부(33)를 포함할 수 있다. The road surface
한편, 본 발명의 명세서에서 기술한 '~부'란, '하드웨어 또는 소프트웨어의 시스템을 변경이나 플러그인 가능하도록 구성한 블록'을 의미하는 것으로서, 즉 하드웨어나 소프트웨어에 있어 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다. On the other hand, as used in the specification of the present invention, '~unit' means 'a block configured to change or plug-in a system of hardware or software', that is, a unit that performs a specific function in hardware or software, or means block.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 노면 상태 판정장치(30)는 중앙 통제실(C)에 구비된 관리서버일 수 있으며, IoT 원격 시스템과, LTE 라우터와, 현장 정보 전송 및 원격 명령 전달을 위한 Infogation Gateway와, 상기 온ㆍ습도 측정장치(10), 이미지 정보 획득장치(20) 및 분사장치(40)(50)의 제어를 위한 PLC 제어 판넬로 구성될 수도 있다. As shown in FIG. 2 , the road surface
상기 특징벡터 추출부(31)는 상기 이미지 정보 획득장치(20)로부터 전달된 실시간 이미지 정보를 바탕으로 특징벡터를 추출한다. 이때, 전달된 실시간 이미지 정보는 위험 관리구간(DA)의 외부 환경이나 노면의 이미지 정보일 수 있다.The feature vector extraction unit 31 extracts a feature vector based on real-time image information transmitted from the image
또한, 상기 상태 판정부(32)는 실시형태에 따라 이미지 정보가 외부 환경에 대한 이미지인 경우에 상기 특징벡터 추출부(31)가 추출한 실시간 특징벡터와 데이터베이스(D)에 저장된 강우 또는 강설에 대한 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정하여 기상 상태를 판정할 수 있다.In addition, according to the embodiment, when the image information is an image of an external environment, the state determination unit 32 provides a real-time feature vector extracted by the feature vector extraction unit 31 and rainfall or snowfall stored in the database D. The weather condition can be determined by comparing the feature vectors and calculating the similarity.
다른 실시형태로서, 전달된 이미지 정보가 노면의 이미지인 경우에는 상기 상태 판정부(32)는 상기 특징벡터 추출부(31)가 추출한 실시간 특징벡터와 데이터베이스(D)에 저장된 '마른 노면', '젖은 노면' 및 '결빙 노면'에 대한 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정하여 노면 상태를 판정할 수 있다.As another embodiment, when the transmitted image information is an image of a road surface, the state determination unit 32 includes a real-time feature vector extracted by the feature vector extraction unit 31 and a 'dry road surface' stored in the database D, ' By comparing feature vectors for 'wet road surface' and 'icy road surface', the degree of similarity can be calculated to determine the road surface condition.
이때, 상기 상태 판정부(32)가 비교하는 이미지 정보에 대한 특징벡터는 휘도 성분 분포에 대한 통계적 모멘트 벡터 및 색차 성분 분포에 대한 통계적 모멘트 벡터일 수 있다.At this time, the feature vector for the image information compared by the state determination unit 32 is a statistical moment vector for the distribution of luminance components. and a statistical moment vector for the distribution of chrominance components. can be
이후, 상기 분사 명령부(33)는 상기 상태 판정부(32)가 실시간으로 판정한 기상 상태정보 또는 노면 상태정보를 바탕으로 노면의 결빙이 예상되는 경우에 분사장치(40)(50)에 분사 명령을 전달하게 된다.Thereafter, the injection command unit 33 injects the
한편, 이하에서는 상기 이미지 정보 획득장치(20)가 실시간으로 노면의 이미지 정보를 획득하여 상기 노면 상태 판정장치(30)가 노면의 이미지 정보를 바탕으로 노면 상태를 판정하는 실시형태에 대하여 보다 상세하게 설명한다. Meanwhile, in the following, an embodiment in which the image
상기 이미지 정보 획득장치(20)의 조광모듈(22)에 의하여 조사되는 입사광은 노면에 반사되는 과정에서 반사율, 투과율 그리고 굴절율이 현저하게 변화되므로 이러한 반사광의 특성을 특징벡터로 활용할 수 있다. Since the reflectance, transmittance, and refractive index of the incident light irradiated by the dimming
구체적으로, 도 5의 (a)는 마른 상태의 노면을 상세하게 촬영한 모습이고, (b)는 결빙 상태의 노면을 상세하게 촬영한 모습으로서, 노면의 상태는 '마른 노면', '젖은 노면' 및 '결빙 노면'인지에 따라 반사율, 투과율 그리고 굴절율이 현저하게 변화될 수밖에 없으며, 특히 조사되는 입사광의 성질에 따라서도 다른 양상을 보일 수밖에 없다.Specifically, (a) of FIG. 5 is a detailed photograph of a dry road surface, and (b) is a detailed photograph of an icy road surface. Reflectance, transmittance, and refractive index are inevitably changed significantly depending on whether it is ' and 'icy road surface', and in particular, it has to show different aspects depending on the nature of the incident light to be irradiated.
즉, 노면은 질감이 거칠고 불규칙적인 특성이 있으므로, 반사가 다양하게 이루어지며, 특히 빗길이나 결빙이 있는 도로의 표면은 투명도가 높고, 반사가 넓게 분산되는 특성을 나타낸다. 이를 이용하여, 본 발명은 상기 표적 영역(A)에 조사된 입사광에 대한 반사광을 바탕으로 노면 이미지 정보를 획득할 수 있으며, 이때 특징벡터는 반사광의 휘도 성분 분포에 대한 통계적 모멘트 벡터 및 색차 성분 분포에 대한 통계적 모멘트 벡터일 수 있다.That is, since the texture of the road surface is rough and irregular, the reflection is varied. In particular, the surface of the road with rain or icing has high transparency and widely dispersed reflections. Using this, the present invention can acquire road surface image information based on the reflected light for the incident light irradiated to the target area A, and the feature vector is a statistical moment vector for the distribution of the luminance component of the reflected light. and a statistical moment vector for the distribution of chrominance components. can be
이로써, 상기 노면 상태 판정장치(30)의 상태 판정부(32)는 상기 특징벡터 추출부(31)가 추출한 실시간 특징벡터와 데이터베이스(D)에 저장된 '마른 노면', '젖은 노면' 및 '결빙 노면'에 대한 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정함으로써 노면 상태를 상기 '마른 노면', '젖은 노면' 또는 '결빙 노면' 중 어느 하나로 판정할 수 있다.Accordingly, the state determination unit 32 of the road surface
한편, 노면에는 각종 이물질이나 기타 부유물이 부착되어 영상정보의 정확도를 저해하는 문제점이 있었다. 이러한 정확도의 문제점을 해소하기 위하여 상기 이미지 정보 획득장치(20)의 조광모듈(22)은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 녹색광을 조사하는 제1 LED 칩(22a), 청색광을 조사하는 제2 LED 칩(22b) 및 적색광을 조사하는 제3 LED 칩(22c)을 포함하도록 구성하여 상기 제1,2,3 LED 칩(22a,22b,22c) 중 적어도 하나에 전류를 인가하여 입사광을 조사하도록 구현함으로써 다양한 파장영역의 입사광을 조사하고, 그에 따른 반사광을 이용하여 노면의 이미지 정보를 획득하는바, 노면 상태에 따른 오차의 발생을 최소화할 수 있다.On the other hand, there is a problem that various foreign substances or other floating objects are attached to the road surface to impair the accuracy of the image information. In order to solve this problem of accuracy, the dimming
상기 제1,2,3 LED 칩(22a,22b,22c)은 에폭시 수지, 아크릴, 실리카 겔 또는 이들의 조합에 따른 밀봉 재료(22d)로 충전되며, 바람직하게는 상기 제1 LED 칩(22a)은 510 ~ 550nm, 상기 제2 LED 칩(22b)은 440 ~ 480nm, 제3 LED 칩(22c)은 600 ~ 630nm의 파장영역에 해당하는 입사광을 조사할 수 있다.The first, second, and
일 실시예로, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 조광모듈(22)은 일정한 시간 간격(Δt1)에 따라 제1,2,3 LED 칩(22a,22b,22c)에 선택적으로 전류를 인가함으로써 상기 시간 간격(Δt1)에 따라 일곱 가지의 입사광을 조사할 수 있다. 상기 시간 간격(Δt1)이 1초(sec)라면 상기 제1,2,3 LED 칩(22a,22b,11c)이 1초 간격으로 녹색광, 청색광, 적색광 그리고 선택적으로 혼광된 청록색광, 자홍색광, 황색광, 백색광을 순차적으로 조사할 수 있으며, 실시형태에 따라서는 제1,2,3 LED 칩 모두에 전류가 인가되지 않는 간격을 설정하는 것도 가능하다.In one embodiment, as shown in (b) of FIG. 6, the dimming
특히, 야간의 경우에는 입사광의 파장영역에 따라 노면 상태에 따른 반사광의 히스토그램의 분석의 결과가 현저하게 달라지는 것으로 파악되었다. 도 7은 각각 (a) 마른 노면과 (b) 젖은 노면에 대한 파장별 반사광의 히스토그램 분석 결과로서, 청색광의 경우 현저히 다른 결과를 보임을 알 수 있다.In particular, in the case of night, it was found that the analysis result of the histogram of the reflected light according to the road surface condition was significantly different according to the wavelength range of the incident light. 7 is a histogram analysis result of reflected light for each wavelength on (a) a dry road surface and (b) a wet road surface, respectively, and it can be seen that the blue light shows significantly different results.
다양한 파장영역의 입사광을 조사하는 경우, 상기 이미지 정보 획득장치(20)의 이미지 촬영모듈(23)도 상기 시간 간격(Δt1)에 따라 연속적으로 노면의 이미지 정보를 획득할 수 있으며, 다양한 파장영역의 입사광에 따른 반사광을 이용하여 노면의 이미지 정보를 획득하므로, 상기 노면 상태 판정장치(30)의 특징벡터 추출부(31)도 입사광의 파장영역별 특징벡터를 추출할 수 있다. 또한, 상기 상태 판정부(32)도 입사광의 파장영역별 특징벡터를 바탕으로 데이터베이스(D)에 저장된 특징벡터와 유사도를 산정하므로, 도로 표면의 상태와 무관하게 정확도가 높은 노면 상태 판정이 가능해진다.When irradiating incident light of various wavelength ranges, the
추가적으로, 상기 이미지 정보 획득장치(20)의 복수의 조광모듈(22)은 도 8에 도시된 바와 같이 일정한 시간 간격(Δt2)에 따라 입사광의 각도를 변경하고, 이미지 촬영모듈(23)도 상기 시간 간격(Δt2)에 따라 변경되는 반사광의 위치를 추적하여 촬영할 수 있다. 이를 위하여 도로의 길이방향으로 분할된 할당 영역(da) 마다 개별 조광모듈(22)과 이미지 촬영모듈(23)이 구비되고, 조광모듈(22)과 이미지 촬영모듈(23)에 의하여 입사광과 수용되는 반사광의 각도가 변경됨으로써 할당 영역(da)하에서 도로의 폭방향으로 구획되는 단위 영역(ua)에 기초하여 전체적인 노면의 이미지 정보를 획득할 수 있게 된다.Additionally, the plurality of dimming
이때, 상기 조광모듈(22)은 시간 간격(Δt2)에 따라 지속적으로 각도를 변경할 수 있도록 상하방향으로 각도 조정되도록 구현될 수 있으며, 각도가 변경되면 입사광이 노면에 형성하는 정사형 영역이 달라지므로 각도에 따라 광원의 초점거리가 함께 변화되어 일정한 단위 영역(ua)에 대한 입사광의 조사가 구현되도록 설계함이 바람직하다. 아울러, 상기 이미지 촬영모듈(23)의 수광부(23a)도 상기 시간 간격(Δt2)에 따라 반사광이 법선을 이루도록 각도 조절되고, 동시에 수광효율이 높은 위치로 높이 조절이 이루어지도록 형성됨이 바람직하다. At this time, the dimming
이로써, 도 9에 도시된 바와 같이 도로의 길이방향으로는 분할된 할당 영역(da)마다 각각 조광모듈(22)과 이미지 촬영모듈(23)이 구비되고, 도로의 폭방향으로는 개별 조광모듈(22)과 이미지 촬영모듈(23)은 폭방향으로 각도를 조절함으로써 단위 영역(ua)에대한 이미지 정보 획득이 가능하므로 결빙 위험구간(DA)을 형성하는 도로 영역 전체에 대한 노면 상태를 판단할 수 있으므로, 국부적인 노면의 젖음이나 결빙이 발생하는 경우에도 데이터베이스(D)에 저장된 특징벡터와 유사도를 산정함으로써 정확한 노면 상태의 판정이 가능해지는 이점이 발휘된다.Accordingly, as shown in FIG. 9 , a dimming
특히, 상기 이미지 정보 획득장치(20)의 조광모듈(22)은 일정한 시간 간격(Δt1)에 따라 제1,2,3 LED 칩(22a,22b,22c)에 선택적으로 전류를 인가함으로써 상기 시간 간격(Δt1)에 따라 파장영역을 달리하는 일곱 가지의 입사광을 조사함과 동시에 또 다른 시간 간격(Δt2)에 따라 지속적으로 각도를 변경할 수 있도록 형성함으로써 다양한 파장범위와 함께 노면의 전체 영역에 대하여 입사광에 따른 반사광을 이용하여 노면의 이미지 정보를 획득할 수 있다. In particular, the dimming
이때, 상기 Δt1과 Δt2는 배수 관계인 것이 바람직하며, 특히 Δt2는 7nㆍΔt1 내지 8nㆍΔt1의 관계를 충족하도록 구현함으로써 단위 영역(ua)에 대한 7가지 파장영역에 대한 반사광 정보를 모두 확보하는 것이 바람직하다(n은 자연수).In this case, it is preferable that the Δ t1 and Δ t2 have a multiple relationship, and in particular, Δ t2 is implemented to satisfy the relationship of 7n· Δt1 to 8n· Δt1 , so that the reflected light information for the 7 wavelength regions for the unit area (ua) is It is desirable to secure all (n is a natural number).
이로써, 상기 노면 상태 판정장치(30)의 특징벡터 추출부(31)도 입사광의 파장영역별 특징벡터를 노면의 전체적인 영역에 걸쳐 추출할 수 있다. 또한, 상기 상태 판정부(32)도 입사광의 파장영역별 특징벡터를 바탕으로 데이터베이스(D)에 저장된 특징벡터와 유사도를 산정하므로, 도로 표면의 상태와 무관하게 정확도가 높은 노면 상태 판정이 가능해진다.Accordingly, the feature vector extractor 31 of the road surface
한편, 실시형태에 따라서는 상기 노면 상태 판정장치(30)의 특징벡터 추출부(31)는 국소적인 노면의 이물질이나 오염에 따라 오차가 발생하는 것을 방지하기 위하여 노면의 전체적인 영역에 걸쳐 추출된 파장범위별 특징벡터의 평균값을 추출하고, 상기 상태 판정부(32)도 파장범위별 특징벡터의 평균값과 데이터베이스(D)에 저장된 특징벡터와 유사도를 산정할 수 있다.On the other hand, according to the embodiment, the feature vector extraction unit 31 of the road surface
또한, 상기 상태 판정부(32)는 이미지 촬영모듈(23)이 획득한 개별 이미지 정보 마다 개별적으로 산정된 특징벡터의 유사도가 파장범위별 특징벡터에 기반하여 '마른 노면', '젖은 노면' 및 '결빙 노면'(노면의 상태)별로 분류된 유사도의 기준값과 대비할 수 있다. In addition, the state determination unit 32 determines that the similarity of the feature vectors individually calculated for each individual image information acquired by the
즉, 개별 이미지 정보의 파장별 특징벡터를 기초로 단위 영역(할당 영역(da)에는 폭에 따라 다수의 단위 영역(ua)이 설정)에 대한 상태 정보를 '젖은 노면' 또는 '결빙 노면'으로 판단할 수 있고, '젖은 노면' 또는 '결빙 노면'으로 판단된 단위 영역(ua)의 이미지 정보가 N회 이상 추출되는 경우에, 해당 결빙 위험구간(DA)을 전체적으로 '젖은 노면' 또는 '결빙 노면'으로 판정하도록 정의할 수 있다. 이때, 상기 N값은 영역의 넓이나 보다 민감한 노면 상태 정보를 획득하고자 하는 경우에 설정값을 달리 정의할 수 있다.That is, the state information on the unit area (a plurality of unit areas ua is set according to the width in the allocation area da) is converted into 'wet road surface' or 'ice road surface' based on the feature vector for each wavelength of individual image information. can be determined, and when the image information of the unit area ua determined as a 'wet road surface' or 'ice road surface' is extracted N or more times, the corresponding icing risk section (DA) as a whole is 'wet road surface' or 'icing road surface' It can be defined as 'road surface'. In this case, the N value may be defined differently as a set value in the case of acquiring the area of the area or more sensitive road surface condition information.
한편, 이하에서는 상기 노면 상태 판정장치(30)의 특징벡터 추출부(31)와 상태 판정부(32)가 노면의 이미지 정보를 바탕으로 노면 상태를 판정하는 실시형태에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Meanwhile, an embodiment in which the feature vector extraction unit 31 and the condition determination unit 32 of the road surface
도 10의 (a)와 (b)의 개념도에 도시된 바와 같이 상기 특징벡터 추출부(31)는 특징벡터로서 휘도 성분 분포에 대한 다차원 소파장 분할을 바탕으로 저역통과(Low-Pass) 영역과 고역통과(High-Pass) 영역에 대한 모멘트 벡터를 추가적으로 추출할 수 있다. 이하에서는 상기 모멘트 벡터를 으로 나타낸다(n은 웨이블릿 변환단계 차수).As shown in the conceptual diagrams of FIGS. 10A and 10B , the feature vector extraction unit 31 includes a low-pass region and Moment Vector for High-Pass Region can be additionally extracted. Hereinafter, the moment vector is (n is the wavelet transform step order).
일 실시예로, 상기 특징벡터 추출부(31)는 이미지 정보에 대하여 블록단위로 부분화하여 Daubechies 웨이블릿 필터(Filter)를 바탕으로 해당 이미지 정보의 영역을 M×M 블록단위로 나누어 국부적으로 웨이블릿 변환을 수행할 수 있다. 각 블록(B)에서의 n차 단계 웨이블릿 변환을 수행하였다고 가정할 경우에 부대역 방향에 대한 각 방향 모멘트는 다음과 같이 계산되며, 전체 공간의 대표값으로 정규화되어 표본에 대한 전체 웨이블릿 모멘트 특징벡터값으로 계산된다.In one embodiment, the feature vector extractor 31 partials the image information in block units, and divides the image information area into M×M block units based on the Daubechies wavelet filter to locally transform the wavelet. can be performed. Assuming that the nth-step wavelet transform is performed on each block (B), the moment in each direction with respect to the subband direction is calculated as follows, normalized to a representative value of the entire space, and the total wavelet moment feature vector for the sample calculated as a value.
상기 상태 판정부(22)는 분할된 모멘트 벡터 와 데이터베이스(D)에 저장된 모멘트 특징벡터에 대한 유사도를 추가적으로 산정함으로써 보다 정확한 노면 상태 정보를 제공할 수 있다. 일 실시예로 구해진 특징벡터들은 각각 성분별 L2 거리함수의 절대 합으로 계산되어 유사도가 비교되는 것이 바람직하다.The
한편, 이하에서는 도 12 및 도 13에 도시된 사항을 바탕으로 상기 결빙을 방지하는 장치로서 노면 상태 판정장치(30)에 의하여 선택적으로 가동되는 분사장치(40)(50)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Meanwhile, in the following, based on the matters shown in FIGS. 12 and 13 , the
본 발명의 일 실시예에 따른 열풍 분사장치(50)는 도 12에 도시된 바와 같이 송풍팬(51)의 전방에 히터(52)가 구비되어 열풍이 열풍공급관(53)으로 전달된다. 이때, 상기 열풍공급관(53)에는 분사노즐(54)이 분기되어 노면에 열풍을 분사하게 된다.In the hot
특히, 상기 열풍 분사장치(50)는 위험 관리구간(DA)의 도로를 중심으로 양측에 각각 열풍공급관(53)이 배치될 수 있으며, 상기 열풍공급관(53)에는 압력 체크밸브(55)가 구비되어 일정 압력 이상으로 열풍이 확보되면, 상기 압력 체크밸브(55)가 개방됨으로써 열풍이 분사될 수 있다. 이로써, 도로의 반대 측까지 충분한 분사거리가 확보될 수 있다.In particular, in the hot
또한, 상기 분사노즐(54)은 강설이 시작된 경우에는 적설을 방지하기 위하여 플랫노즐 타입의 분사구를 바탕으로 팬 형상의 열풍 분사를 유도함으로써 눈을 스윕하여 적설이 방지되도록 구현할 수 있으며, 이때, 분사노즐의 분사구는 시간적 경과에 따라 변경되도록 제작하거나 분사 방향이 실시간으로 변화되도록 구현하는 것도 가능하다. In addition, the
본 발명의 일 실시예에 따른 염수 분사장치(40)는 도 13에 도시된 바와 같이 염화칼슘이나 염화나트륨이 희석된 염수를 결빙 위험구간(DA)에 분사하기 위한 것으로, 결빙 위험구간(DA)에는 염수 저장조(41)로부터 염수가 공급되도록 펌프(42)가 구비되어 염수공급관(43)에 염수를 전달하고, 상기 염수공급관(43)에는 분사노즐(44)이 분기되어 노면에 염수를 분사하게 된다.The salt
이때, 상기 분사노즐(44)에서 분사되는 염수의 분사압력을 실시간으로 감지하기 위하여 상기 염수공급관(43)에 압력 게이지(45)가 구비되는 것이 바람직하며, 상기 염수공급관(43)에는 염수의 공급을 개폐하기 위한 개폐밸브(46)가 구비되어 상기 압력 게이지(45)에 의하여 측정되는 분사압력이 일정 이하로 떨어지는 경우에는 배관상에 문제가 발생한 것으로 간주하여 염수의 분사를 중단시킬 수 있다.At this time, it is preferable that a
또한, 상기 염수 저장조(41)와 염수공급관(43)에는 복사 단열층을 형성하여 온도가 강하되어 결빙되는 것을 방지하는 것이 바람직하며, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광 발전 모듈을 추가적으로 구비함으로써, 상기 태양광 발전 모듈이 생산한 전기를 히터의 가동에 활용하여 염수의 결빙을 방지할 수도 있다. In addition, it is preferable to form a radiation insulation layer in the salt
나아가, 상기 분사장치(40)(50)는 차량의 이동을 인식하는 차량 감지센서(56)(47)를 바탕으로 분사노즐(54)(44)의 분사를 선택적으로 폐쇄할 수 있으며, 복수의 분사노즐(54)(44)은 일정한 간격으로 이격 배치되므로, 차량의 이동방향 최전방에 차량 감지센서(56)(47)를 구비함으로써 시간차를 두고 순차적으로 분사노즐을 폐쇄할 수 있다.Furthermore, the
본 발명의 도로 기후조건 시각화 시스템(RCCVS, Road Climate Conditions Visualization System)의 실시예들을 중심으로 설명 기술하였으나, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다고 할 것이다.Although the description has been focused on embodiments of the Road Climate Conditions Visualization System (RCCVS) of the present invention, those of ordinary skill in the art will not depart from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention can be variously modified and changed by addition, change, deletion, or addition of components within, and this will also be included in the scope of the present invention.
나아가, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지된 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다. 그리고, 사용된 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 형태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니며, 첨부된 청구범위는 다른 실시 형태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.Furthermore, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention in describing the embodiments of the present invention, the detailed description thereof is omitted. And, the terms used are terms defined in consideration of functions in the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the content throughout the specification of the present invention. Accordingly, the detailed description of the present invention is not intended to limit the present invention to the disclosed embodiments, and the appended claims should be construed as including other embodiments.
RCCVS:도로 기후조건 시각화 시스템
10:온ㆍ습도 측정장치 11:온도 센서
12:습도 센서 13:온ㆍ습도 전송부
20:이미지 정보 획득장치 21:스크린 부스
22:조광모듈 23:이미지 촬영모듈
24:이미지 전송부 30:노면 상태 판정장치
31:특징벡터 추출부 32:상태 판정부
33:분사 명령부 50:열풍 분사장치RCCVS: Road Climate Condition Visualization System
10: temperature/humidity measuring device 11: temperature sensor
12: humidity sensor 13: temperature/humidity transmitter
20: image information acquisition device 21: screen booth
22: dimming module 23: image capturing module
24: image transmission unit 30: road surface condition determination device
31: feature vector extraction unit 32: state determination unit
33: injection command unit 50: hot air injection device
Claims (9)
실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 온ㆍ습도 정보를 측정하는 온ㆍ습도 측정장치(10);
상기 온ㆍ습도 측정장치(10)가 측정한 온ㆍ습도 정보가 일정 조건을 만족하는 경우에 실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 이미지 정보를 획득하도록 특정 파장 영역의 입사광을 결빙 위험구간(DA)의 노면으로 조사하는 조광모듈(22); 상기 조광모듈(22)이 입사광을 조사한 영역에 대한 이미지 정보를 획득하는 이미지 촬영모듈(23); 및 상기 이미지 촬영모듈(23)이 실시간으로 획득한 이미지 정보를 노면 상태 판정장치(30)로 전달하는 이미지 전송부(24);를 포함하는 이미지 정보 획득장치(20);
상기 이미지 정보 획득장치(20)가 획득한 실시간 이미지 정보를 이용하여 노면 상태를 판정하도록 전달된 실시간 이미지 정보를 바탕으로 특징벡터를 추출하는 특징벡터 추출부(31); 상기 특징벡터 추출부(31)가 추출한 실시간 특징벡터와 데이터베이스(D)에 저장된 마른 노면, 젖은 노면 및 결빙 노면에 대한 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정하여 노면 상태를 판정하는 상태 판정부(32); 및 상기 상태 판정부(32)가 실시간으로 판정한 노면 상태정보를 바탕으로 결빙이 예상되는 경우에 열풍 분사장치(50)에 분사 명령을 전달하는 분사 명령부(33);를 포함하는 노면 상태 판정장치(30); 및
상기 결빙 위험구간(DA)의 노면의 상태에 따라 결빙이 예상되는 경우에 열풍을 분사하는 열풍 분사장치(50);를 포함하되,
상기 조광모듈(22)은 결빙 위험구간(DA)의 길이방향을 따라 복수 개가 일정 간격 이격되게 연속적으로 배치되고, 상기 이미지 촬영모듈(23)도 조광모듈(22)과 대응되도록 복수 개로 배치되어 개별 조광모듈(22)은 길이방향을 따라 분할된 할당 영역(da)에 입사광을 조사하고, 개별 이미지 촬영모듈(23)은 할당 영역(da)에 대한 반사광을 이용하여 이미지 정보를 획득하며,
개별 조광모듈(22)은 녹색광을 조사하는 제1 LED 칩(22a), 청색광을 조사하는 제2 LED 칩(22b) 및 적색광을 조사하는 제3 LED 칩(22c)을 포함하여 상기 제1,2,3 LED 칩(22a,22b,22c) 중 적어도 하나에 전류를 인가하여 시간 간격(Δt1)에 따라 파장영역을 달리하는 일곱 가지의 입사광을 조사하되,
분할된 할당 영역(da)에 대응되도록 개별 조광모듈(22)과 이미지 촬영모듈(23)이 구비되어 상기 할당 영역(da)하에서 도로의 폭방향으로 구획되는 단위 영역(ua)에 기초하여 전체적인 노면의 이미지를 획득하도록 상기 조광모듈(22)은 일정한 시간 간격(Δt2)으로 구획된 단위 영역(ua)을 따라 지속적으로 입사광의 각도가 변경되고, 동시에 광원의 초점거리도 변화되며, 이미지 촬영모듈(23)도 시간 간격(Δt2)으로 구획된 단위 영역(ua)을 따라 지속적으로 변경되는 반사광의 위치를 추적하도록 수광부(23a)가 반사광과 법선을 이도록 각도와 높이가 조절되어 촬영되며, 상기 Δt2는, 7nㆍΔt1 또는 8nㆍΔt1의 관계(단, n은 자연수)를 충족하고,
상기 특징벡터 추출부(31)는 노면의 전체적인 영역에 걸쳐 추출된 파장영역별 특징벡터의 평균값을 추출하고, 상기 상태 판정부(32)는 추출된 파장영역별 특징벡터의 평균값과 데이터베이스(D)에 저장된 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정하여 전체적인 결빙 위험구간(DA)의 노면상태를 판정하며,
상기 열풍 분사장치(50)는 복수의 분사노즐(54)이 일정한 간격으로 이격 배치되고, 차량의 이동방향 최전방에 차량 감지센서(56)가 구비되어 시간차를 두고 순차적으로 분사노즐을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 도로 기후조건 시각화 시스템.
It is to prevent icing in advance by determining the condition of the road surface in the icing danger section (DA).
a temperature/humidity measuring device 10 for measuring temperature/humidity information of the freezing risk section (DA) in real time;
When the temperature/humidity information measured by the temperature/humidity measuring device 10 satisfies a certain condition, the incident light of a specific wavelength region is used to acquire image information of the freezing risk section DA in real time. a dimming module 22 for irradiating the road surface of; an image capturing module 23 for obtaining image information on an area irradiated with incident light by the dimming module 22; and an image transmission unit 24 for transmitting the image information acquired by the image capturing module 23 in real time to the road surface condition determination device 30;
a feature vector extraction unit 31 for extracting a feature vector based on the real-time image information transmitted to determine a road surface condition using the real-time image information acquired by the image information acquisition device 20; A state determination unit 32 that compares the real-time feature vector extracted by the feature vector extractor 31 with the feature vectors for dry, wet, and icy road surfaces stored in the database D, and calculates similarities to determine the road surface condition. ; and a spray command unit 33 that transmits a spray command to the hot air spray device 50 when icing is expected based on the road surface condition information determined by the condition determination unit 32 in real time. device 30; and
A hot air spraying device 50 for spraying hot air when freezing is expected according to the condition of the road surface of the freezing risk section DA;
A plurality of the dimming modules 22 are sequentially arranged to be spaced apart from each other at regular intervals along the longitudinal direction of the freezing danger section DA, and the image capturing module 23 is also arranged in plurality so as to correspond to the dimming module 22 and individually The dimming module 22 irradiates incident light to the allocated area da divided along the longitudinal direction, and the individual image capturing module 23 obtains image information by using the reflected light for the allocated area da,
The individual dimming module 22 includes a first LED chip 22a for irradiating green light, a second LED chip 22b for irradiating blue light, and a third LED chip 22c for irradiating red light. ,3 A current is applied to at least one of the LED chips 22a, 22b, and 22c to irradiate seven types of incident light having different wavelength ranges according to the time interval Δ t1,
The individual dimming module 22 and the image capturing module 23 are provided to correspond to the divided allocated area da, and based on the unit area ua partitioned in the width direction of the road under the allocated area da, the entire road surface In order to obtain an image of In Fig. 23, the angle and height are adjusted so that the light receiving unit 23a is normal to the reflected light to track the position of the reflected light that is continuously changed along the unit area ua divided by the time interval Δ t2. Δt2 satisfies the relation of 7n·Δt1 or 8n·Δt1 ( provided that n is a natural number),
The feature vector extraction unit 31 extracts the average value of the feature vectors for each wavelength region extracted over the entire area of the road surface, and the state determination unit 32 includes the extracted average value of the feature vectors for each wavelength region and the database (D). By comparing the feature vectors stored in the
In the hot air injection device 50, a plurality of injection nozzles 54 are arranged at regular intervals, and a vehicle detection sensor 56 is provided at the forefront in the moving direction of the vehicle to sequentially close the injection nozzles with a time difference. Road climate condition visualization system.
실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 온ㆍ습도 정보를 측정하는 온ㆍ습도 측정장치(10);
상기 온ㆍ습도 측정장치(10)가 측정한 온ㆍ습도 정보가 일정 조건을 만족하는 경우에 실시간으로 결빙 위험구간(DA)의 이미지 정보를 획득하도록 특정 파장 영역의 입사광을 결빙 위험구간(DA)의 노면으로 조사하는 조광모듈(22); 상기 조광모듈(22)이 입사광을 조사한 영역에 대한 이미지 정보를 획득하는 이미지 촬영모듈(23); 및 상기 이미지 촬영모듈(23)이 실시간으로 획득한 이미지 정보를 노면 상태 판정장치(30)로 전달하는 이미지 전송부(24);를 포함하는 이미지 정보 획득장치(20);
상기 이미지 정보 획득장치(20)가 획득한 실시간 이미지 정보를 이용하여 노면 상태를 판정하도록 전달된 실시간 이미지 정보를 바탕으로 특징벡터를 추출하는 특징벡터 추출부(31); 상기 특징벡터 추출부(31)가 추출한 실시간 특징벡터와 데이터베이스(D)에 저장된 마른 노면, 젖은 노면 및 결빙 노면에 대한 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정하여 노면 상태를 판정하는 상태 판정부(32); 및 상기 상태 판정부(32)가 실시간으로 판정한 노면 상태정보를 바탕으로 결빙이 예상되는 경우에 염수 분사장치(40)에 분사 명령을 전달하는 분사 명령부(33);를 포함하는 노면 상태 판정장치(30); 및
상기 결빙 위험구간(DA)의 노면의 상태에 따라 결빙이 예상되는 경우에 염수를 분사하는 염수 분사장치(40);를 포함하되,
상기 조광모듈(22)은 결빙 위험구간(DA)의 길이방향을 따라 복수 개가 일정 간격 이격되게 연속적으로 배치되고, 상기 이미지 촬영모듈(23)도 조광모듈(22)과 대응되도록 복수 개로 배치되어 개별 조광모듈(22)은 길이방향을 따라 분할된 할당 영역(da)에 입사광을 조사하고, 개별 이미지 촬영모듈(23)은 할당 영역(da)에 대한 반사광을 이용하여 이미지 정보를 획득하며,
개별 조광모듈(22)은 녹색광을 조사하는 제1 LED 칩(22a), 청색광을 조사하는 제2 LED 칩(22b) 및 적색광을 조사하는 제3 LED 칩(22c)을 포함하여 상기 제1,2,3 LED 칩(22a,22b,22c) 중 적어도 하나에 전류를 인가하여 시간 간격(Δt1)에 따라 파장영역을 달리하는 일곱 가지의 입사광을 조사하되,
분할된 할당 영역(da)에 대응되도록 개별 조광모듈(22)과 이미지 촬영모듈(23)이 구비되어 상기 할당 영역(da)하에서 도로의 폭방향으로 구획되는 단위 영역(ua)에 기초하여 전체적인 노면의 이미지를 획득하도록 상기 조광모듈(22)은 일정한 시간 간격(Δt2)으로 구획된 단위 영역(ua)을 따라 지속적으로 입사광의 각도가 변경되고, 동시에 광원의 초점거리도 변화되며, 이미지 촬영모듈(23)도 시간 간격(Δt2)으로 구획된 단위 영역(ua)을 따라 지속적으로 변경되는 반사광의 위치를 추적하도록 수광부(23a)가 반사광과 법선을 이도록 각도와 높이가 조절되어 촬영되며, 상기 Δt2는, 7nㆍΔt1 또는 8nㆍΔt1의 관계(단, n은 자연수)를 충족하고,
상기 특징벡터 추출부(31)는 노면의 전체적인 영역에 걸쳐 추출된 파장영역별 특징벡터의 평균값을 추출하고, 상기 상태 판정부(32)는 추출된 파장영역별 특징벡터의 평균값과 데이터베이스(D)에 저장된 특징벡터를 비교하여 유사도를 산정하여 전체적인 결빙 위험구간(DA)의 노면상태를 판정하며,
상기 염수 분사장치(40)는 복수의 분사노즐(44)이 일정한 간격으로 이격 배치되고, 차량의 이동방향 최전방에 차량 감지센서(47)가 구비되어 시간차를 두고 순차적으로 분사노즐을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 도로 기후조건 시각화 시스템.It is to prevent icing in advance by determining the condition of the road surface in the icing danger section (DA).
a temperature/humidity measuring device 10 for measuring temperature/humidity information of the freezing risk section (DA) in real time;
When the temperature/humidity information measured by the temperature/humidity measuring device 10 satisfies a certain condition, the incident light of a specific wavelength region is used to acquire image information of the freezing risk section DA in real time. a dimming module 22 for irradiating the road surface of; an image capturing module 23 for obtaining image information on an area irradiated with incident light by the dimming module 22; and an image transmission unit 24 for transmitting the image information acquired by the image capturing module 23 in real time to the road surface condition determination device 30;
a feature vector extraction unit 31 for extracting a feature vector based on the real-time image information transmitted to determine a road surface condition using the real-time image information acquired by the image information acquisition device 20; A state determination unit 32 that compares the real-time feature vector extracted by the feature vector extractor 31 with the feature vectors for dry, wet, and icy road surfaces stored in the database D, and calculates similarities to determine the road surface condition. ; and an injection command unit 33 that transmits an injection command to the salt water injection device 40 when icing is expected based on the road surface condition information determined by the condition determination unit 32 in real time. device 30; and
Including a; salt water injection device 40 for spraying salt water when freezing is expected according to the condition of the road surface of the freezing risk section (DA);
A plurality of the dimming modules 22 are sequentially arranged to be spaced apart from each other at regular intervals along the longitudinal direction of the freezing danger section DA, and the image capturing module 23 is also arranged in plurality so as to correspond to the dimming module 22 and individually The dimming module 22 irradiates incident light to the allocated area da divided along the longitudinal direction, and the individual image capturing module 23 obtains image information by using the reflected light for the allocated area da,
The individual dimming module 22 includes a first LED chip 22a for irradiating green light, a second LED chip 22b for irradiating blue light, and a third LED chip 22c for irradiating red light. ,3 A current is applied to at least one of the LED chips 22a, 22b, and 22c to irradiate seven types of incident light having different wavelength ranges according to the time interval Δ t1,
The individual dimming module 22 and the image capturing module 23 are provided to correspond to the divided allocated area da, and based on the unit area ua partitioned in the width direction of the road under the allocated area da, the entire road surface In order to obtain an image of In Fig. 23, the angle and height are adjusted so that the light receiving unit 23a is normal to the reflected light to track the position of the reflected light that is continuously changed along the unit area ua divided by the time interval Δ t2. Δt2 satisfies the relation of 7n·Δt1 or 8n·Δt1 ( provided that n is a natural number),
The feature vector extraction unit 31 extracts the average value of the feature vectors for each wavelength region extracted over the entire area of the road surface, and the state determination unit 32 includes the extracted average value of the feature vectors for each wavelength region and the database (D) By comparing the feature vectors stored in the
The salt water injection device 40 is characterized in that a plurality of injection nozzles 44 are arranged at regular intervals, and a vehicle detection sensor 47 is provided at the forefront in the moving direction of the vehicle to sequentially close the injection nozzles with a time difference. Road climate condition visualization system.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20210070003 | 2021-05-31 | ||
KR1020210070003 | 2021-05-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102359365B1 true KR102359365B1 (en) | 2022-02-08 |
Family
ID=80251536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210140413A KR102359365B1 (en) | 2021-05-31 | 2021-10-20 | Road Climate Conditions Visualization System |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102359365B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102491510B1 (en) * | 2022-07-04 | 2023-01-26 | 성풍솔레드 주식회사 | Black ice Prediction Detection System |
KR102613467B1 (en) * | 2022-11-09 | 2023-12-14 | 우리기술 주식회사 | Warning system for heating pavement |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110061741A (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-10 | 주식회사 래도 | Road surface state determination apparatus and road surface state determination method |
JP2018025528A (en) * | 2016-04-06 | 2018-02-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Detection device, detection method and detection program |
KR101933688B1 (en) * | 2018-03-23 | 2018-12-28 | (주)에스알디코리아 | Spray system of liquid type snow removal agent for image-sensing |
KR102221831B1 (en) * | 2020-05-08 | 2021-03-02 | (주)에스알디코리아 | Anti-slip device by road ice |
-
2021
- 2021-10-20 KR KR1020210140413A patent/KR102359365B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110061741A (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-10 | 주식회사 래도 | Road surface state determination apparatus and road surface state determination method |
JP2018025528A (en) * | 2016-04-06 | 2018-02-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Detection device, detection method and detection program |
KR101933688B1 (en) * | 2018-03-23 | 2018-12-28 | (주)에스알디코리아 | Spray system of liquid type snow removal agent for image-sensing |
KR102221831B1 (en) * | 2020-05-08 | 2021-03-02 | (주)에스알디코리아 | Anti-slip device by road ice |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102491510B1 (en) * | 2022-07-04 | 2023-01-26 | 성풍솔레드 주식회사 | Black ice Prediction Detection System |
KR102613467B1 (en) * | 2022-11-09 | 2023-12-14 | 우리기술 주식회사 | Warning system for heating pavement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102359365B1 (en) | Road Climate Conditions Visualization System | |
KR102034027B1 (en) | System and method for automatically spreading liquid snow removal for road having black ice removal function | |
US7697727B2 (en) | Automated surface distress measurement system | |
CN101382497B (en) | Visibility detecting method based on monitoring video of traffic condition | |
JP4814655B2 (en) | Road surface state determination device and road surface state determination method | |
KR101280361B1 (en) | System and method for forcasting road surface and sensing snowfall | |
US7689347B2 (en) | Traffic signal light control system and method | |
US20160292518A1 (en) | Method and apparatus for monitoring changes in road surface condition | |
KR102333543B1 (en) | System and mehtod for managing road surface condition | |
KR101660702B1 (en) | Intelligent unmanned system for spraying liquid type snow removal agent | |
KR101844507B1 (en) | Monitoring Service System with apparatus for Monitoring Combined with Thermal Infrared Temperature Array Sensor and Image Camera | |
KR102207577B1 (en) | Black Ice Control System, Signs for thin ice control systems | |
CN103295401A (en) | Road surface weather condition monitoring system | |
CN110135343A (en) | A kind of street lamp intelligent measurement and night status judgment method | |
KR102261164B1 (en) | AI Display-Board System using Road-Ice Determination Algorithm | |
CN114502931B (en) | Multi-perception measurement system and method for transport vehicle operating system | |
KR102414233B1 (en) | Control System based on Road Surface Recognition of Driving Vehicle and Method therefor | |
CN105976549A (en) | Intelligent forest fire prevention early warning system and method thereof | |
CN103149603A (en) | Road weather detection method based on video | |
KR102380853B1 (en) | Road deiceing solution injection system with autonomous operation function | |
CN108898139B (en) | Laser radar data anti-interference processing method in rainy environment and experimental device thereof | |
KR20220010859A (en) | SYSTEM FOR MANAGING SNOW REMOVAL USING IoT | |
KR102398800B1 (en) | Road Object Recognition System | |
KR102329413B1 (en) | Method for determining black ice section by analyzing brightness of road surface | |
KR101146726B1 (en) | Heat island measurement and monitering system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |