KR102459272B1 - 노면 상태 감지 시스템 - Google Patents

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KR102459272B1
KR102459272B1 KR1020210019332A KR20210019332A KR102459272B1 KR 102459272 B1 KR102459272 B1 KR 102459272B1 KR 1020210019332 A KR1020210019332 A KR 1020210019332A KR 20210019332 A KR20210019332 A KR 20210019332A KR 102459272 B1 KR102459272 B1 KR 102459272B1
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Abstract

본 발명은 노면에 설치되어 노면 상태를 감지하는 센서의 파손을 방지하여, 오랜 시간 동안 센서의 파손 없이 노면 상태를 감지해서 차량의 운전자에게 경보해주어 노면 상태 변화로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있는 노면 상태 감지 시스템에 관한 것으로, 정전용량센서를 지지해주면서 감싸주는 절연지지체의 높이보다 충격차단체의 파손차단돌기의 높이가 높게 형성되고, 절연지지체를 중심으로 복수의 파손차단돌기가 방사상으로 배치되어 노면을 지나는 차량의 바퀴가 노면상태검출부의 상부를 통과하는 경우 충격차단체가 바퀴가 정전용량센서에 접촉되지 않도록 차단해주어 노면 상태를 감지하는 정전용량센서의 파손을 방지함으로써, 오랜 시간 동안 정전용량센서의 파손 없이 노면 상태를 감지하여 운전자에게 경보해줄 수 있는 효과가 있다.

Description

노면 상태 감지 시스템 {Road Condition Detection and Indication System}
본 발명은 노면 상태 감지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 노면에 설치되어 노면 상태를 감지하는 센서의 파손을 방지하여, 오랜 시간 동안 센서의 파손 없이 노면 상태를 감지해서 차량의 운전자에게 경보해주어 노면 상태 변화로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있는 노면 상태 감지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 노면은 차량의 하중을 직접 받는 도로의 표면부분으로, 노면 상태에 따라 도로를 지나는 차량의 안전에 큰 영향을 끼친다. 이때 노면 상태는 날씨에 따라 비에 젖거나, 눈이 와서 눈이 쌓임으로써 차량이 미끄러지기 쉬운 상태로 나눌 수 있는데, 이와 같은 노면 상태를 사전에 인지하지 못한 채 도로를 통과하는 경우 교통사고 발생 위험이 매우 높다.
종래에는 도로의 표면에 매립 설치되되, 노면 상태를 차량의 운전자에게 알려줄 수 있도록 온도센서와 습도센서 및 발광다이오드를 구비하여, 도로의 온도 및 습도를 측정해서 도로가 눈 또는 비로 인해 노면 상태가 미끄러울 경우 발광다이오드를 점멸시켜 운전자에게 알려주는 도로표지병이 주로 사용되었다.
그러나 온도센서와 습도센서를 사용하기 때문에 노면의 개략적인 상태는 파악할 수 있지만, 세부 상태를 파악하는데는 한계가 있다는 문제가 있다.
이와 관련하여, 대한민국공개특허공보 제10-2017-0107206호에는 외부에 노출되는 정전용량센서를 구비하여 정전용량의 변화로부터 노면의 상태를 파악하고, 도로의 상태에 대한 정보를 교통정보시스템에 전송하는 노면 상태를 파악하는 도로표지병이 공지되어 있다.
그러나 정전용량센서가 외부로 노출된 형태이기 때문에 도로를 지나는 차량의 하중이 정전용량센서에 직접 가해짐에 따라, 정전용량센서가 단시간 내에 쉽게 파손되는 문제가 있다. 그에 따라 노면 상태를 파악하는 도로표지병을 지속적으로 수리 또는 교체해줘야 하는 문제가 있다.
KR 10-2017-0107206 A
본 발명의 목적은 노면을 지나는 차량의 하중에 의해 노면 상태를 감지하는 센서가 파손되는 것을 방지하여, 오랜 시간 동안 센서의 파손 없이 노면 상태를 감지하여 운전자에게 경보해주는 노면 상태 감지 시스템을 제공하는 것이다.
아울러 본 발명의 목적은 노면 상태를 감지하는 센서에 차량의 하중이 직접가해지더라도 하중에 의한 충격을 흡수하여 센서의 파손을 방지하는 노면 상태 감지 시스템을 제공하는 것이다.
나아가 본 발명의 목적은 노면 상태를 감지하는 센서와 차량의 바퀴와 접촉을 차단하는 차단체의 교체가 간편한 노면 상태 감지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 노면(10)에 설치되어 정전용량 측정에 의해 노면상태를 감지하는 노면상태 감지시스템에 있어서, 중공형으로 상기 노면(10)에 삽입 고정되는 몸체(100); 서로 마주보도록 이격된 한 쌍의 정전용량센서(210)가 상기 몸체(100)의 외측으로 돌출되도록 설치되어 상기 노면(10)의 정전용량을 측정하는 노면상태검출부(200); 상기 몸체(100)의 상부에 설치되어 정전용량센서(210)의 측면과 전후면을 지지해주되, 상부를 연결하여 지지해주는 절연지지체(300); 상기 몸체(100)의 상부에서 상기 절연지지체(300)의 외곽에 설치되어 상기 노면(10)을 지나는 차량의 하중이 상기 정전용량센서(210)에 직접 가해지는 것을 방지하는 충격차단체(400); 상기 몸체(100)의 내부에 설치되며, 상기 정전용량센서(210)와 전기적으로 연결되어 측정된 정전용량의 값에 따라 상기 노면(10)의 상태를 결정하는 제어부(500);를 포함하며; 상기 노면상태검출부(200)는, 상기 정전용량센서(210)의 하부에서 하방으로 돌출되는 탄성돌기(212)와, 상기 몸체(100)의 하부에 위치하며, 상기 탄성돌기(212)가 직선 왕복 운동 가능하도록 삽입되는 완충구(230)와, 상기 탄성돌기(212)와 상기 완충구(230)의 사이에 설치되어 상기 정전용량센서(210)에 가해지는 충격을 흡수해주는 탄성체(220)를 포함하고; 상기 절연지지체(300)는, 서로 이격되어 대칭되게 한 쌍으로 형성되며 상기 정전용량센서(210)의 측면과 전후면을 둘러쌓고 일면을 노출시키도록 개방된 측면삽입홈(312)을 포함하는 측면지지구(310)와; 한 쌍의 측면지지구(310)의 상부를 가로질러 연결하며, 하부가 개방되고 양쪽 끝단에서 상기 정전용량센서(210)의 상부면을 덮어주는 상부지지구(320);를 포함한다.
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나아가 본 발명의 상기 충격차단체(400)는, 상기 몸체(100)의 상부면에 고정되는 고정판(410)과, 상기 고정판(410)의 외곽에서 상부 방향으로 복수가 돌출되되, 상기 절연지지체(300)보다 높게 형성되는 파손차단돌기(420)를 더 포함한다.
아울러 본 발명의 상기 제어부(500)는, 상기 몸체(100)의 내측 하부에 설치되는 PCB(510)와, 상기 PCB(510)에 실장되는 프로세서(520) 및 통신모듈(530)과, 상기 몸체(100)의 상부면과 접촉하도록 설치되는 제1온도센서(540)와, 상기 PCB(510)에 실장되는 제2온도센서(550)를 더 포함하되, 상기 제1온도센서(540)에서 측정되는 외부 온도와 상기 제2온도센서(550)에서 측정되는 내부 온도를 이용해서 온도 보상을 통해 측정되는 온도의 측정 오차를 줄여준다.
한편, 본 발명의 상기 파손차단돌기(420)는 상기 절연지지체(300)를 중심으로 방사상으로 배치되며, 상단이 돔 형상으로 형성된다.
또한, 본 발명의 상기 노면상태검출부(200)에 의하여 제어부(500)가 결정한 노면(10) 상태를 표시하는 디스플레이(560)를 더 포함한다.
본 발명은 정전용량센서(210)를 지지해주면서 감싸주는 절연지지체(300)의 높이보다 충격차단체(400)의 파손차단돌기(420)의 높이가 높게 형성되고, 절연지지체(300)를 중심으로 복수의 파손차단돌기(420)가 방사상으로 배치되어 노면(10)을 지나는 차량(20)의 바퀴(22)가 노면상태검출부(200)의 상부를 통과하는 경우 충격차단체(400)가 바퀴(22)가 정전용량센서(210)에 접촉되지 않도록 차단해주어 노면 상태를 감지하는 정전용량센서(210)의 파손을 방지함으로써, 오랜 시간 동안 정전용량센서(210)의 파손 없이 노면 상태를 감지하여 운전자에게 경보해줄 수 있는 효과가 있다.
나아가 본 발명은 정전용량센서(210)의 하부에 탄성돌기(212)가 형성되고, 탄성돌기(212)는 완충구(230)의 완충홀(232)에 삽입되며, 탄성체(220)가 탄성돌기(212)에 삽입됨으로써, 노면(10)을 지나는 차량(20)의 바퀴(22) 또는 비산물이 절연지지체(300)에 하중이 직접 가해해지더라도 탄성체(220)가 수축 또는 팽창하면서 정전용량센서(210)에 가해지는 충격을 흡수하여 정전용량센서(210)의 파손을 방지하는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 파손차단돌기(420)가 형성된 충격차단체(400)가 상부몸체(120)의 상부에 교체식으로 고정됨으로써, 충격차단체(400)가 파손되는 경우 손쉽게 교체할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 및 표시 시스템의 사시도.
도 2는 도 1의 횡단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템에서 몸체(100)를 분해하여 뒤집어서 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템가 노면(10)에 설치된 것을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템에서 제어부(500)의 디스플레이(560)의 노면상태 표시 예시를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템에서 차량(20)의 바퀴(22)가 충격차단체(400)에 의해 절연지지체(300)에 접촉되는 것이 차단되는 것을 나타낸 정면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템에서 차량(20)의 바퀴(22)가 절연지지체(300)에 접촉되더라도 노면상태검출부(200)의 탄성체(220)에 의해 충격이 흡수되는 것을 나타낸 정면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템의 사시도, 도 2는 도 1의 횡단면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템의 분해 사시도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템에서 몸체(100)를 분해하여 뒤집어서 나타낸 사시도이다.
몸체(100)는 내부가 중공형으로 형성된 원기둥 형상의 하부몸체(110)와 상부몸체(120)가 하나의 몸체를 이루도록 결합된다. 이때 하부몸체(110)와 상부몸체(120)는 금속재질로 형성된다.
하부몸체(110)는 상부가 개방된 중공형의 짧은 원기둥 형상으로 형성되며, 바닥면 중앙에는 후술할 노면상태검출부(200)의 완충구(230)가 서로 마주보도록 이격되게 돌출 형성된다. 그리고 하부몸체(110)의 바닥면에서 완충구(230)의 사이에는 후술할 제어부(500)의 PCB(510)가 나사체결로 고정된다.
상부몸체(120)는 하부가 개방된 중공형의 짧은 원기둥 형상으로 형성된다. 상부몸체(120)는 하부몸체(110)에 나사체결 또는 억지끼움 방식으로 결합된다. 상부몸체(120)의 상부면 중앙에는 후술할 충격차단체(400)의 고정판(410)이 삽입되도록 단턱면(122)이 형성된다. 그리고 단턱면(122)의 중앙 양단에는 후술할 노면상태검출부(200)의 정전용량센서(210)가 서로 이격된 상태로 외부로 노출되도록 삽입되어 돌출되는 센서노출홀(124)이 관통형성된다. 이때 센서노출홀(124)은 정전용량센서(210)의 단면 모양에 맞춰서 형성된다.
아울러 상부몸체(120)의 상부면 외곽에는 단턱면(122)보다 낮은 높이로 고정홈(126)이 형성된다. 고정홈(126)에는 후술할 충격차단체(400)의 고정판(410)이 나사체결로 고정된다.
한편, 상부몸체(120)의 측면에는 중공형의 원형 관 형상으로 케이블인입구(130)가 돌출 형성된다. 케이블인입구(130)를 통해 제어부(500)와 연결되는 신호선 및 전원선이 인입된다.
노면상태검출부(200)는 몸체(100) 내부에 설치되어 정전용량 측정에 의해 노면상태를 감지하는 역할을 한다. 노면상태검출부(200)는 상부몸체(120)의 센서노출홀(124)에 삽입되어 상부가 외부로 노출되는 한 쌍의 정전용량센서(210)와, 정전용량센서(210)의 하부에 설치되는 탄성체(220)와, 하부몸체(110)의 하부에 설치되는 완충구(230)가 구비된다.
정전용량센서(210)는 직사각형 블럭 형상으로 형성된 한 쌍의 전극으로 금속재로 만들어진다. 정전용량센서(210)는 두 개의 전극 사이에서 정전용량을 측정하여, 후술할 제어부(500)에 전달해준다. 제어부(500)는 정전용량센서(210)에서 측정된 정전용량을 통해 노면(10)의 상태를 파악하게 된다. 이때 정전용량센서(210)의 돌출 높이(d1)는 센서노출홀(124)의 상부면에서 3 내지 5mm가 되도록 배치된다. 아울러 정전용량센서(210)의 사이 간격(d2)는 5Cm 내외가 되도록 배치된다.(도 2 참조)
아울러 정전용량센서(210)의 하부에는 원기둥 형상의 탄성돌기(212)가 하방으로 돌출 형성된다. 탄성돌기(212)는 정전용량센서(210)와 같은 금속 재질로 하나의 몸체로 형성된다.
탄성체(220)는 전기가 통하는 금속재의 압축스프링으로 탄성돌기(212)에 삽입된다. 탄성체(220)는 정전용량센서(210)에 가해지는 물리적 충격을 흡수해주는 역할을 한다.
완충구(230)는 직사각형 블럭 형상으로 한 쌍으로 형성되며, 정전용량센서(210)와 수직으로 일직선을 이루도록 하부몸체(110)의 바닥면에 형성된다. 완충구(230)는 전기가 통하도록 금속 재질로 만들어진다. 완충구(230)는 후술할 제어부(500)의 PCB(510)와 전기적으로 연결된다. 아울러 완충구(230)에는 탄성돌기(212)가 헐거운 끼워맞춤 되도록 삽입되는 완충홀(232)이 패어지도록 형성된다.
탄성돌기(212)는 상부에 탄성체(220)가 삽입된 상태에서 하부가 완충홀(232)에 삽입된다. 이때 탄성체(220)는 상단이 정전용량센서(210)의 하부면에 용접이나 납땜으로 고정되고, 하단은 완충구(230)의 상단에 용접이나 납땜으로 고정된다. 그래서 정전용량센서(210)에서 측정된 정전용량은 탄성체(220)와 완충구(230)를 통해 제어부(500)로 용이하게 전달될 수 있다. 즉 정전용량센서(210)와 전기적으로 연결된 탄성체(220) 및 완충구(230)를 통해 측정된 정전용량 값을 제어부(500)로 용이하게 전달하면서 정전용량센서(210)에 가해지는 물리적 충격도 흡수하여 정전용량센서(210)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
절연지지체(300)는 상부몸체(120)의 단턱면(122) 상부에서 정전용량센서(210)를 감싸주도록 설치되는 것으로, 정전용량센서(210)를 지지해주면서 외부의 충격으로부터 보호해주는 역할을 한다. 이때 절연지지체(300)는 전기 전도가 잘 안되면서 탄성력이 있는 고무 재질로 만들어진다.
절연지지체(300)는 정전용량센서(210)의 측면과 전후면을 지지하는 측면지지구(310)와, 상부를 지지하는 상부지지구(320)가 일체로 형성된다. 측면지지구(310)는 서로 이격되며 대칭되는 한 쌍으로 형성되며, 내측에 정전용량센서(210)의 외측과 전후면를 감싸면서 삽입되도록 측면삽입홈(312)이 형성된다. 측면삽입홈(312)은 직사각형 형상으로 형성되며, 정전용량센서(210)의 상부가 억지끼움 결합된다. 이때 측면삽입홈(312)은 전술한 바와 같이 정전용량센서(210)의 돌출 높이(d1)에 맞게 형성된다.
한편, 측면지지구(310)의 외측은 경사면(314)이 형성된다. 이때 경사면(314)의 각도는 45도 내외로 형성되며, 측면지지구(310)의 모서리는 필렛이 형성된다.
그리고 상부지지구(320)는 얇은 판 형상으로 측면지지구(310)의 상부를 가로질러 다리처럼 연결해준다. 상부지지구(320)는 정전용량센서(210)의 상부면을 덮어주어 정전용량센서(210)에 물리적 충격이 직접 가해지는 것을 막아주면서, 정전용량센서(210)의 사이에 먼지나 이물질이 떨어지는 것을 막아주는 역할도 한다.
충격차단체(400)는 상부몸체(120)의 외곽측에 설치되어, 노면(10)을 지나는 차량(20)의 바퀴(22)가 절연지지체(300)에 직접 접촉되는 것을 물리적으로 차단해주어 정전용량센서(210)에 충격이 가해지는 것으로 막아주는 역할을 한다.
충격차단체(400)는 상부몸체(120)의 상부면에 나사체결로 결합되는 고정판(410)과, 고정판(410)에 방사상으로 복수가 돌출되는 파손차단돌기(420)가 구비된다. 고정판(410)은 중앙에 고정홀(412)이 관통형성된다. 고정홀(412)은 전술한 상부몸체(120)의 단턱면(122) 형상에 맞게 관통형성된다. 그리고 고정판(410)의 높이는 단턱면(122)의 높이와 일치한다.
고정판(410)은 중앙이 고정홀(412)로 단턱면(122)에 억지끼움 결합으로 고정된 상태에서 외곽이 상부몸체(120)의 고정홈(126)에 밀착된 상태로 나사체결로 견고하게 고정된다.
파손차단돌기(420)는 사각형 형상으로 돌출되되 상부는 돔 형상으로 형성된다. 파손차단돌기(420)는 절연지지체(300)를 중심으로 복수가 방사상으로 배치된다. 파손차단돌기(420)의 높이(d4)는 절연지지체(300)의 높이(d3)보다 높게 형성된다. 이때 파손차단돌기(420)의 높이(d4)는 절연지지체(300)의 높이(d3)보다 1.8 내지 2배가 되도록 형성됨이 바람직하다.
한편, 충격차단체(400)는 충격에 의해 파손되었을 경우 고정판(410)에 위치한 나사를 풀어준후 새로운 충격차단체(400)로 손쉽게 교체할 수 있다.
제어부(500)는 하부몸체(110)의 바닥면에 설치된다. 제어부(500)는 정전용량센서(210)와 전기적으로 연결되어 획득된 측정된 정전용량을 통해 차량(20)의 운전자에게 노면(10) 상태를 알려주고, 중앙 통제실에 노면(10)의 상태 정보를 전송해주는 역할을 한다.
이를 위해 제어부(500)는 PCB(510)와, PCB(510)에 실장되는 프로세서(520) 및 통신모듈(530)과, 상부몸체(120)의 하부면에 설치되어 노면(10)의 온도를 측정하는 제1온도센서(540)와, PCB(510)에 실장되는 제2온도센서(550)와, 노면(10)의 가장자리에 설치되어 제어부(500)로부터 노면(10)의 상태 정보를 출력해서 차량(20)의 운전자가 볼 수 있도록 해주는 디스플레이(560)를 구비한다. PCB(510)는 완충구(230) 및 제1온도센서(540)와 전선으로 전기적으로 연결되며, PCB(510)와 연결되는 통신 케이블 및 전원 케이블은 몸체(100)의 케이블인입구(130)를 통해 인입된다.
통신모듈(530)은 CAN 통신, LoRa 통신, RF 통신, 지그비, LTE, WIFI, 블루투스, TCP/IP 등의 통신 방식 중 어느 하나 이상을 지원할 수 있다.
제1온도센서(540)는 상부몸체(120)의 하부면에 설치되어 노면(10)의 온도를 측정해주며, 제2온도센서(550)는 몸체(100) 내부의 온도를 측정해준다.
프로세서(520)는 제1온도센서(540)에서 측정된 노면(10)의 온도와 제2온도센서(550)에서 측정된 몸체(100) 내부의 온도를 이용해서 온도 보상을 통해 측정되는 온도의 측정 오차를 줄여준다.
한편, 제어부(500)의 전원 공급은 몸체(100)의 내부에 충전식 배터리를 내장하여 공급하거나, 상전과 연결되는 전원 케이블과 연결되어 공급할 수 있다. 나아가 몸체(100)의 상부에 태양전지를 구비하고, 태양전지를 통해 제어부(500)에 전원을 공급할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템이 노면(10)에 설치된 것을 나타낸 사시도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템에서 제어부(500)의 디스플레이(560)의 노면상태 표시 예시를 나타낸 도면, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템에서 차량(20)의 바퀴(22)가 충격차단체(400)에 의해 절연지지체(300)에 접촉되는 것이 차단되는 것을 나타낸 정면도, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 노면 상태 감지 시스템에서 차량(20)의 바퀴(22)가 절연지지체(300)에 접촉되더라도 노면상태검출부(200)의 탄성체(220)에 의해 충격이 흡수되는 것을 나타낸 정면도이다.
본 발명의 노면 상태 감지 시스템(1)은 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 노면(10)에 형성된 매립홈(14)에 삽입 설치된다. 이때 노면 상태 감지 시스템(1)은 매립홈(14)에 앙카 볼트로 견고하게 고정된다.
노면 상태 감지 시스템(1)은 노면(10)에서 차량(20)의 바퀴(22)와의 접촉을 최소화하기 위하여 차선(12) 영역에 설치된다. 노면 상태 감지 시스템(1)은 상습 결빙 구간, 상습 침수 구간 등에 일렬로 복수가 설치될 수 있다. 노면 상태 감지 시스템(1)은 노면(10)에서 정전용량센서(210)에 의해 측정된 노면(10)의 습기 및 침수, 블랙아이스 및 결빙 상태를 실시간 모니터링하는 역할을 한다.
그리고 노면(10)의 가장자리에는 노면(10)을 따라 제어부(500)의 디스플레이(560)가 등간격으로 배치된다. 디스플레이(560)는 노면(10)에서 복수가 등간격으로 배치되되, 배치 간격은 최대 18Km 간격으로 배치될 수 있다. 이때 배치 간격은 통신 방식에 따라 달라질 수 있다. 나아가 도 5에서는 노면 상태 감지 시스템(1)과 디스플레이(560)를 하나의 도면에서 도시하였지만, 노면(10)을 지나는 차량(20)이 위험 상황에 대하여 사전 대비할 수 있도록 노면 상태 감지 시스템(1) 보다 디스플레이(560)가 앞선 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
아울러 노면(10)의 가장자리에는 디스플레이(560)와 인접한 위치에 노면 상태 감지 시스템(1)에서 측정된 노면 상태 정보를 전송하기 위한 관제장치(30)와 단말장치(40)가 구비된다. 관제장치(30)는 노면 상태 감지 시스템(1)에서 전달 된 노면 상태 정보를 중앙교통관제센터에 전달해주며, 중앙교통관제센터에서 전달된 날씨 정보, 사고 및 정체 경고를 제어부(500)를 통해 디스플레이(560)에 표시되도록 전달해준다. 여기서 중앙교통관제센터는 도시교통정보센터를 예로 들 수 있다.
단말장치(40)는 복수의 디스플레이(560)와 관제장치(30)를 하나의 네트워크로 연결하기 위한 것으로, 통신 방식에 따라 무선 AP, 유/무선 공유기 또는 LTE 라우터가 사용될 수 있다.
노면 상태는 제어부(500)에 의해 측정된 노면의 온도와 정전용량 값이 프로세서(520)에 의해 처리되어, 도 6과 같이 디스플레이(560)에 표시하여 차량(20)의 운전자에게 경보해주어 노면 상태 변화로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
제어부(500)의 제1온도센서(540)와 제2온도센서(550)에 의해 측정된 온도가 영하이면서, 정전용량센서(210)에 의해 변화되는 정전용량이 노면(10)의 결빙에 의해 생성되는 값이면 (a)와 같이 디스플레이(560)에 표시할 수 있다.
또한 제1온도센서(540)와 제2온도센서(550)에 의해 측정된 온도가 영상이면서, 정전용량센서(210)에 의해 변화되는 정전용량이 노면(10)의 습기 또는 침수에 의해 생성되는 값이면 (b)와 같이 디스플레이(560)에 표시할 수 있다.
나아가 정전용량센서(210)에 의해 변화되는 정전용량이 노면(10)의 결빙 또는 침수 상태가 아닌 일반 상태라면 (c)와 같이 안전운행 독려 문구를 디스플레이(560)에 표시할 수 있다.
한편, 디스플레이(560)에는 차량(20)의 운전자의 주의를 요하는 구간의 위치 정보, 기온, 풍속 정보와 함께 노면 상태 정보를 문구와 기호로 표시할 수 있다. 아울러 디스플레이(560)에는 중앙교통관제센터로 부터 전달받은 사고 및 정체 정보를 표시하여 차량(20)의 운전자에게 경보를 할 수 있다.
도 7과 같이 차량의 바퀴(22)가 노면 상태 감지 시스템(1)을 밟게 되면, 전술한 바와 같이(도 2 참조) 충격차단체(400)의 높이가 절연지지체(300)의 높이보다 높게 형성되어 있으므로, 바퀴(22)가 절연지지체(300)에 접촉할 수 없게 된다. 그에 따라 노면상태검출부(200)의 정전용량센서(210)의 파손을 차단할 수 있게 된다.
한편, 도 8과 같이 차량의 바퀴(22)의 타이어 공기압의 변화로 모양이 쉽게 변형되는 경우 또는 차량이 통행할 때 발생할 수 있는 각종 비산물이 노면 상태 감지 시스템(1)에 직접 접촉될 수 있다.
이때는 절연지지체(300)가 1차로 정전용량센서(210)에 이러한 바퀴(22)와 비산물이 직접 접촉되는 것을 차단해주게된다. 그러나 이때 작용하는 하중에 의해 절연지지체(300)가 하방으로 눌리는 경우에 정전용량센서(210)에 충격이 전달될 수 있을 우려가 있다. 이 경우 정전용량센서(210)가 하중 및 충격이 가해지게 되면, 정전용량센서(210)가 몸체(100)의 하방으로 눌리면서 탄성체(220)의 탄성력에 의해 수축하여 정전용량센서(210)에 가해지는 충격을 흡수하게 된다. 탄성체(220)는 다시 복원되어 정전용량센서(210)가 몸체(100)의 외부로 노출되게 하여 노면 상태 변화에 따른 정전용량을 계속적으로 측정할 수 있다. 이로써 정전용량센서(210)에 하중 또는 충격이 가해지더라도 정전용량센서(210)의 파손을 방지할 수 있다.
1 : 노면 상태 감지 시스템
10 : 노면 12 : 차선 14 : 매립홈
20 : 차량 22 : 바퀴
30 : 관제장치 40 : 단말장치
100 : 몸체
110 : 하부몸체
120 : 상부몸체 122 : 단턱면 124 : 센서노출홀 126 : 고정홈
130 : 케이블인입구
200 : 노면상태검출부
210 : 정전용량센서 212 : 탄성돌기 220 : 탄성체
230 : 완충구 232 : 완충홀
300 : 절연지지체
310 : 측면지지구 312 : 측면삽입홈 314 : 경사면
320 : 상부지지구
400 : 충격차단체
410 : 고정판 412 : 고정홀
420 : 파손차단돌기
500 : 제어부
510 : PCB 520 : 프로세서 530 : 통신모듈
540 : 제1온도센서 550 : 제2온도센서 560 : 디스플레이

Claims (7)

  1. 노면(10)에 설치되어 정전용량 측정에 의해 노면상태를 감지하는 노면상태 감지시스템에 있어서,
    중공형으로 상기 노면(10)에 삽입 고정되는 몸체(100);
    서로 마주보도록 이격된 한 쌍의 정전용량센서(210)가 상기 몸체(100)의 외측으로 돌출되도록 설치되어 상기 노면(10)의 정전용량을 측정하는 노면상태검출부(200);
    상기 몸체(100)의 상부에 설치되어 정전용량센서(210)의 측면과 전후면을 지지해주되, 상부를 연결하여 지지해주는 절연지지체(300);
    상기 몸체(100)의 상부에서 상기 절연지지체(300)의 외곽에 설치되어 상기 노면(10)을 지나는 차량의 하중이 상기 정전용량센서(210)에 직접 가해지는 것을 방지하는 충격차단체(400);
    상기 몸체(100)의 내부에 설치되며, 상기 정전용량센서(210)와 전기적으로 연결되어 측정된 정전용량의 값에 따라 상기 노면(10)의 상태를 결정하는 제어부(500);를 포함하며;
    상기 노면상태검출부(200)는, 상기 정전용량센서(210)의 하부에서 하방으로 돌출되는 탄성돌기(212)와, 상기 몸체(100)의 하부에 위치하며, 상기 탄성돌기(212)가 직선 왕복 운동 가능하도록 삽입되는 완충구(230)와, 상기 탄성돌기(212)와 상기 완충구(230)의 사이에 설치되어 상기 정전용량센서(210)에 가해지는 충격을 흡수해주는 탄성체(220)를 포함하고;
    상기 절연지지체(300)는,
    서로 이격되어 대칭되게 한 쌍으로 형성되며 상기 정전용량센서(210)의 측면과 전후면을 둘러싸고 일면을 노출시키도록 개방된 측면삽입홈(312)을 포함하는 측면지지구(310)와; 한 쌍의 측면지지구(310)의 상부를 가로질러 연결하며, 하부가 개방되고 양쪽 끝단에서 상기 정전용량센서(210)의 상부면을 덮어주는 상부지지구(320);를 포함하는
    노면 상태 감지 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(500)는,
    상기 몸체(100)의 내측 하부에 설치되는 PCB(510)와, 상기 PCB(510)에 실장되는 프로세서(520) 및 통신모듈(530)과, 상기 몸체(100)의 상부면과 접촉하도록 설치되는 제1온도센서(540)와, 상기 PCB(510)에 실장되는 제2온도센서(550)를 더 포함하되,
    상기 제1온도센서(540)에서 측정되는 외부 온도와 상기 제2온도센서(550)에서 측정되는 내부 온도를 이용해서 온도 보상을 통해 측정되는 온도의 측정 오차를 줄여주는 노면 상태 감지 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 노면상태검출부(200)에 의하여 제어부(500)가 결정한 노면(10) 상태를 표시하는 디스플레이(560)를 더 포함하는 노면 상태 감지 시스템.
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